JP2010032226A - Probe card - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プローブカードに関するもので、更に詳しくは、半導体ウエハ上に形成されたデバイスなどの検査対象物の電気的特性を検査する際に使用されるプローブカードの改良に関するものである。 The present invention relates to a probe card, and more particularly to an improvement of a probe card used when inspecting electrical characteristics of an inspection object such as a device formed on a semiconductor wafer.
プローブカードとは、半導体集積回路の電極パッドにプローブ(接触探針)を接触させて、電極パッドから電気信号を取出すための電気的接続手段である。プローブカードは、一般的に、多層配線基板(メイン基板)が使用され、この多層配線基板の一方の面上に、電極パッドの数およびピッチに対応して複数のプローブが配列されている。 The probe card is an electrical connection means for taking out an electrical signal from the electrode pad by bringing a probe (contact probe) into contact with the electrode pad of the semiconductor integrated circuit. The probe card generally uses a multilayer wiring board (main board), and a plurality of probes are arranged on one surface of the multilayer wiring board corresponding to the number and pitch of electrode pads.
半導体ウエハ上のデバイスの電気的特性を検査する時は、プローブを半導体ウエハ上の電極パッドに接触させた後、プローブを更に半導体ウエハ側に押し付ける動作であるオーバードライブを行って、すべてのプローブをそれぞれ電極パッドに確実に接触させる。 When inspecting the electrical characteristics of devices on a semiconductor wafer, the probe is brought into contact with the electrode pad on the semiconductor wafer, and then overdrive, which is an operation of pressing the probe further toward the semiconductor wafer, is performed. Make sure to contact each electrode pad.
上記プローブとしては、一端が基板に固定され、他端が自由端となる弾性変形可能な片持ち梁構造のビーム部と、このビーム部の自由端側に形成されたコンタクト部とを有するものがある。 As the probe, one having an elastically deformable cantilever beam structure in which one end is fixed to the substrate and the other end is a free end, and a contact portion formed on the free end side of the beam portion. is there.
ところで、半導体デバイスは、フォトリソグラフィ技術などの進歩による微細加工精度の著しい向上によって高集積化されてきた。その結果、半導体デバイスは、そのチップ面積に対する電極パッド数が飛躍的に増大し、最近では、千個を越える電極パッドが数ミリ角の半導体チップ上に狭ピッチで配置されるようになってきた。このような半導体チップについて電気的特性試験を行うためには、電極パッドと同様のピッチでプローブを配置させたプローブカードが必要となる。 By the way, semiconductor devices have been highly integrated due to a significant improvement in microfabrication accuracy due to advances in photolithography technology and the like. As a result, the number of electrode pads with respect to the chip area of a semiconductor device has increased dramatically. Recently, more than 1,000 electrode pads have been arranged on a semiconductor chip of several millimeters square at a narrow pitch. . In order to perform an electrical characteristic test on such a semiconductor chip, a probe card in which probes are arranged at the same pitch as the electrode pads is required.
しかしながら、半導体集積回路の高集積化に伴って、上記プローブのピッチ間隔を狭くするには限界があった。 However, along with the high integration of semiconductor integrated circuits, there is a limit to narrowing the pitch interval of the probes.
そこで、本願出願人は、上記プローブのメイン基板への固定位置に自由度を持たせることにより、上記プローブのピッチ間隔を狭くでき、かつ、コンタクト部の先端からビーム部が弾性変形するときの支点までの距離が一定となるプローブカードを提案した(例えば特許文献1参照)。 Therefore, the applicant of the present application can reduce the pitch interval of the probe by giving the probe a fixed position on the main substrate, and the fulcrum when the beam portion is elastically deformed from the tip of the contact portion. A probe card with a constant distance is proposed (for example, see Patent Document 1).
特許文献1の図1に開示されているプローブカードは、プローブと、メイン基板に固定され、上記プローブを支持する絶縁性を有する支持基板とを備える。そして、上記プローブが、上記支持基板に形成される貫通孔及び上記メイン基板に形成される貫通孔に挿入される直線状のベース部と、このベース部から上記支持基板の表面に沿うように折り曲げられて上記支持基板の表面に当接する当接部と、上記支持基板の表面との間に所定の空間ができるように当接部の端部から斜め下方に折り曲げられた傾斜部と、この傾斜部の端部から下向きに折り曲げられた先端部とを有する。
The probe card disclosed in FIG. 1 of
特許文献1の図1に開示されているプローブカードでは、上記プローブの当接部における傾斜部側端部が支点となって、傾斜部が弾性変形するようになっている。従って、このプローブカードでは、2以上のプローブに対して、先端部から当接部における傾斜部側端部までの距離を一定にでき、しかも、当接部の長さを自由に定めることにより、各プローブのベース部間の距離を大きくできるので、ベース部同士がリークしないようにすることができる。
In the probe card disclosed in FIG. 1 of
また、特許文献1の図4に開示されているプローブカードは、プローブと、メイン基板に固定され、上記プローブを支持する絶縁性を有する支持基板とを備えるが、上記プローブ及び上記支持基板の形状が特許文献1の図1に開示されている上記プローブと異なる。
The probe card disclosed in FIG. 4 of
特許文献1の図4に開示されているプローブは、上記傾斜部が形成されておらず、上記当接部のベース部側端部とは反対側端部に下向きに折り曲げられた先端部を有している。さらに、上記支持基板には、上記当接部における先端部側端部と対向する位置に、この当接部の先端部が弾性変形により入り込む凹部が形成されている。この場合、上記プローブの当接部におけるベース部側が支持基板に当接し、先端部側が支持基板に接触しない状態となって、当接部における支持基板の凹部の角部に位置する部分が弾性変形する際の支点となる。
The probe disclosed in FIG. 4 of
特許文献1の図4に開示されている2以上のプローブも、先端部から当接部における凹部角部との接触部までの距離を一定にでき、しかも、当接部の長さを自由に定めることにより、各プローブの基部間の距離を大きくできるので、基部同士がリークしないようにすることができる。
特許文献1に開示されている2種類のプローブカードは、各プローブのリークを防止でき、しかも、各プローブの大きさが異なるにも拘らず電極パッドと接触したときの弾性変形による押圧力を一定にすることができる。
The two types of probe cards disclosed in
ところで、特許文献1の図1に開示されているプローブカードは、プローブの傾斜部を弾性変形させることにより、電極パッドをプローブ先端部で押圧する。従って、弾性変形量の最大量は傾斜部の高さ、即ち、支持基板の下面から先端部までの高さにより定めることができる。その結果、プローブの電極パッドに対する押圧力を所望の押圧力にするために、弾性変形量を変更したい場合には、プローブの設計を変更する必要がある。
Incidentally, the probe card disclosed in FIG. 1 of
また、特許文献1の図4に開示されているプローブカードは、支持基板に形成する凹部の深さが、プローブの当接部における先端部側の弾性変形量の最大量となる。その結果、プローブの電極パッドに対する押圧力をさらに大きくしたい場合には、上記凹部の深さを変えるために支持基板全体の設計を変更する必要がある。
Further, in the probe card disclosed in FIG. 4 of
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、大きな設計変更を行うことなく、プローブの自由端の弾性変形量の調整を簡単に行うことができるプローブカードを提供することを目的とする。本発明は、プローブ間でリークやショートの問題が起こらず、しかも、各プローブの弾性変形量を均一にすることができるプローブカードを低コストで製造できるプローブカードを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a probe card that can easily adjust the elastic deformation amount of the free end of the probe without making a large design change. To do. It is an object of the present invention to provide a probe card that can be manufactured at low cost without causing a problem of leakage or short-circuit between probes and having a uniform elastic deformation amount of each probe.
第1の本発明によるプローブカードは、外部端子を有するメイン基板と、上記メイン基板の下面に対向して配置された支持基板と、上記支持基板の下面側に配置されたプローブ及び支持ピンとを備える。そして、上記支持基板は、平坦な平面を有する金属板と、絶縁膜を挟んで上記金属板の下面側に配置された絶縁板と、上記絶縁板を貫通するピン挿入孔と、上記支持基板を貫通するプローブ挿通孔とを備える。上記プローブは、上記支持基板に沿って延びる片持ち梁構造のビーム部と、上記ビーム部の固定端に形成され、上記プローブ挿通孔を通って上記メイン基板の上記外部端子と導通させたベース部と、上記ビーム部の自由端に形成され、上記支持基板とは反対側の方向に突出させたコンタクト部とを有する。上記支持ピンは、上記ピン挿入孔に挿入され、一端が上記絶縁膜に当接し、他端が上記プローブのビーム部に当接するように構成される。 A probe card according to a first aspect of the present invention includes a main board having external terminals, a support board arranged to face the lower surface of the main board, and a probe and support pins arranged on the lower surface side of the support board. . The support substrate includes a metal plate having a flat plane, an insulating plate disposed on the lower surface side of the metal plate with an insulating film interposed therebetween, a pin insertion hole penetrating the insulating plate, and the support substrate. And a probe insertion hole therethrough. The probe includes a beam portion having a cantilever structure extending along the support substrate, and a base portion formed at a fixed end of the beam portion and electrically connected to the external terminal of the main substrate through the probe insertion hole. And a contact portion formed at a free end of the beam portion and protruding in a direction opposite to the support substrate. The support pin is inserted into the pin insertion hole, and is configured such that one end contacts the insulating film and the other end contacts the beam portion of the probe.
本発明のプローブカードによれば、上記支持基板が、強度が強く、表面の平滑性に優れる金属板と、上記支持ピンの位置決めとして用いられる上記絶縁板と、上記金属板と上記支持ピンとの間を絶縁するための上記絶縁膜とにより構成され、上記絶縁板に形成される上記ピン挿入孔に一端が上記絶縁膜に当接するまで上記支持ピンを挿入して、当該支持ピンの他端に上記プローブの上記ビーム部を当接させるだけで、このビーム部を上記絶縁板の表面から所定の距離をおいて弾性変形可能に支持することができる。 According to the probe card of the present invention, the support substrate includes a metal plate having high strength and excellent surface smoothness, the insulating plate used for positioning the support pin, and the metal plate and the support pin. The support pin is inserted into the pin insertion hole formed in the insulating plate until one end contacts the insulating film, and the other end of the support pin By simply contacting the beam portion of the probe, the beam portion can be supported at a predetermined distance from the surface of the insulating plate so as to be elastically deformable.
しかも、本発明のプローブカードは、上記支持ピンの長さを変更するだけで、上記ビーム部の上記絶縁板の表面からの距離を調整することができるので、安価で上記プローブの最大弾性変形量を変更ができる。 In addition, since the probe card of the present invention can adjust the distance of the beam portion from the surface of the insulating plate only by changing the length of the support pins, the maximum elastic deformation amount of the probe can be reduced. Can be changed.
第2の本発明によるプローブカードは、上記構成に加えて、上記プローブ挿通孔及び上記ピン挿入孔は2以上形成され、隣り合う上記プローブは上記ビーム部の長さが異なり、上記プローブそれぞれの上記コンタクト部から上記支持ピンまでの距離が一定となる位置に上記ピン挿入孔が形成されている。 In the probe card according to the second aspect of the present invention, in addition to the above-described configuration, two or more of the probe insertion holes and the pin insertion holes are formed, the adjacent probes have different lengths of the beam portions, The pin insertion hole is formed at a position where the distance from the contact portion to the support pin is constant.
第2の本発明によるプローブカードによれば、上記ビーム部の長さが異なる2以上の上記プローブに対して、上記ピン挿入孔の形成位置を所定の位置に形成することにより、上記コンタクト部から上記支持ピンまでの距離を同じにでき、上記プローブ挿通孔を隣り合う上記プローブのベース部がリークしない位置に形成することができる。その結果、上記プローブのそれぞれは、上記ビーム部の長さが異なっても、検査対象物を押圧する押圧力を一定にすることができ、しかも、上記プローブの上記メイン基板に対する接続位置を上記プローブ同士がリークしない位置にすることができる。 According to the probe card of the second aspect of the present invention, the pin insertion hole is formed at a predetermined position with respect to two or more probes having different beam lengths from the contact portion. The distance to the support pin can be made the same, and the probe insertion hole can be formed at a position where the base portion of the adjacent probe does not leak. As a result, even if each of the probes has a different length of the beam portion, the pressing force for pressing the inspection object can be made constant, and the connection position of the probe with respect to the main substrate can be set to the probe. It can be in a position where they do not leak.
第3の本発明によるプローブカードは、上記構成に加えて、上記支持ピンは、突出側端部に凹部が形成されている。第3の本発明によるプローブカードによれば、上記ビーム部の外周面を上記凹部により支持することができるので、上記プローブの上記コンタクト部の位置決めを簡単に行うことができる。 In the probe card according to a third aspect of the present invention, in addition to the above-described configuration, the support pin has a recess formed at the protruding end. According to the probe card of the third aspect of the present invention, since the outer peripheral surface of the beam portion can be supported by the concave portion, the contact portion of the probe can be easily positioned.
本発明のプローブカードによれば、上記支持ピンの長さを変更するだけで、上記プローブの許容最大弾性変形量を調整することができるので、上記プローブの許容最大弾性変形量を簡単に調整することができるプローブカードを低コストで提供できる。しかも、プローブ間でリークやショートの問題が起こらず、各プローブの弾性変形量を均一にできるプローブカードを低コストで提供できる。 According to the probe card of the present invention, the allowable maximum elastic deformation amount of the probe can be adjusted simply by changing the length of the support pin. Therefore, the allowable maximum elastic deformation amount of the probe is easily adjusted. The probe card which can be provided can be provided at low cost. In addition, it is possible to provide a probe card that can make the amount of elastic deformation of each probe uniform without causing a problem of leakage or short circuit between the probes at low cost.
以下、本発明にかかるプローブカードの実施の形態について図面に基づいて説明する。図1は、本発明の実施の形態によるプローブカード1の一例を示した部分断面図である。図7は、本発明の実施の形態によるプローブカード1の一例を示した全体構成図であり、(a)はプローブカード1の平面図であり、(b)は、プローブカードの側面図である。
Embodiments of a probe card according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial sectional view showing an example of a
プローブカード1は、図1及び図7に示すように、配線(図示せず)を介して導通する外部端子24及び電極21を有するメイン基板2と、メイン基板2の電極21に一端が接続され、他端が半導体集積回路6の電極パッド61に接触するプローブ3と、メイン基板2の下側に配設され、かつ、プローブ3を支持ピン5を介して支持する支持基板4とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 7, the
メイン基板2は、図7に示すように、円板状のプリント基板であり、テスター装置との間で信号入出力を行うための外部端子24とプローブ3に接続される電極21と、これら電極21と外部端子24とを接続する配線パターン(図示せず)とを有している。本実施の形態では、ガラスエポキシを主成分とする多層プリント回路基板がメイン基板2として用いられている。なお、外部端子24は、テスター装置などのプローブカード1以外の装置と導通させるための端子であり、電極ピッチを広げるためにメイン基板2の周縁部付近に形成されている。
As shown in FIG. 7, the
メイン基板2は、さらに、図1に示すように、プローブ3のベース部32が挿入される2以上の第1プローブ挿通孔22を有しており、メイン基板2における上面の第1プローブ挿通孔22の開口部の周りにリング状の電極21が形成されている。
As shown in FIG. 1, the
支持基板4は、図1及び図7に示すように、メイン基板2の下面に対向して配置され、固定ボルト45を介してメイン基板2に固定されている。さらに、支持基板4は、平坦な平面を有する金属板41と、絶縁膜42を挟んで金属板41の下面側に配置される絶縁板43と、金属板41の上面を覆おう支持膜44とを有する。
As shown in FIGS. 1 and 7, the
金属板41は、上面及び下面とも平滑に研磨加工が施されている。そして、この金属板41には、プローブ3のベース部32が挿通される2以上の第2プローブ挿通孔41aが形成されている。
The
絶縁膜42は、膜厚の薄い酸化膜などの絶縁性材料により形成されており、金属板41の下面全体を覆っている。この絶縁膜42には、金属板41に形成した第2プローブ挿通孔41aと同軸上に、第2プローブ挿通孔41aと同じ内径の第3プローブ挿通孔42aが形成されている。絶縁膜42は、金属性の支持ピン5と金属板41とが導通しないように、支持ピン5と金属板41とを絶縁する。
The insulating
絶縁板43は、セラミックにより形成されており、金属板41と同じ面積を有している。絶縁板43には、金属板41に形成した第2プローブ挿通孔41aと同軸上に、第2プローブ挿通孔41aの内径より小径の第4プローブ挿通孔43aが形成されている。また、絶縁板43には、プローブ3のビーム部31を支持する支持ピン5が挿入される円形のピン挿入孔43bが貫通されて形成されている。このピン挿入孔43bの内部には、絶縁膜42が露出した状態となる。
The insulating
支持膜44は、樹脂フィルムなどの絶縁性材料により形成されており、金属板41の上面全体を覆っている。この支持膜44には、絶縁板43の第4プローブ挿通孔43aの内径より小径の第5プローブ挿通孔44aが形成されている。
The
本実施の形態では、各プローブ挿通孔22,41a,42a,43a,44aは円形に形成されており、絶縁板43の第4プローブ挿通孔43aと、支持膜44の第5プローブ挿通孔44aとによりプローブ3のベース部32が傾かないように支持する構成となっている。
In the present embodiment, each of the probe insertion holes 22, 41 a, 42 a, 43 a, 44 a is formed in a circle, and the fourth
図2は、プローブ3と支持ピン5の配置状態を示す概略斜視図である。なお、図2に示すプローブ3は、後述するベース部32の膨らみ部32aは省略されている。
FIG. 2 is a schematic perspective view showing an arrangement state of the
支持ピン5は、図2に示すように、金属からなる円柱状に形成されており、絶縁板43のピン挿入孔43bに挿入され、一端が絶縁膜42に当接し、他端がプローブ3のビーム部31に当接するようになっている。
As shown in FIG. 2, the
支持ピン5は、その長さが、図1に示すように、ピン挿入孔43bに挿入して、その一端が絶縁膜42に当接したときに、他端が絶縁板43の下面から所定の長さ突出する長さとなっている。支持ピン5の外径は、ピン挿入孔43bの内径よりも僅かに小さくなっている。支持ピン5の外径をピン挿入孔43bの内径よりも僅かに小さくすることにより、支持ピン5をピン挿入孔43bに挿入し易く、かつ、支持ピン5をピン挿入孔43bの内面で支持することができる。
As shown in FIG. 1, the length of the
また、支持ピン5は、図2に示すように、絶縁板43から突出する先端に円弧面からなる凹部51を形成している。この凹部51の円弧面は、プローブ3のビーム部31の外面の曲率と同じ曲率となるように形成されている。従って、支持ピン5の円弧面にビーム部31を当接させることにより、ビーム部31が、ベース部32を中心として、絶縁板43の外面と平行な方向に位置ずれするのを防止することができる。
Further, as shown in FIG. 2, the
なお、支持ピン5は、円柱状に形成したが、角柱状に形成してもよい。この場合、ピン挿入孔43bも、支持ピン5の形状に合わせた矩形に形成する。支持ピン5の断面形状及びピン挿入孔43bの形状を矩形にすることにより、支持ピン5の先端に円弧面の凹部51を形成したときの位置決めが行い易くなる。また、支持ピン5の先端に形成する凹部51は、円弧面に限らず、断面V字の凹部としてもよい。支持ピン5の先端にV字凹部を形成する場合、ビーム部31の外面がこの凹部内において周方向に2点で接触して支持されるので、ビーム部31の位置ずれを防止することができる。
In addition, although the
プローブ3は、レニウムタングステンの合金で形成されており、支持基板4の絶縁板43に沿って延びる片持ち梁構造のビーム部31と、ビーム部31の固定端となる一端から支持基板4に向かって曲がり、直線状に延びるベース部32と、ビーム部31の自由端となる他端から支持基板4とは反対側の方向に突出させたコンタクト部33とを備えている。プローブ3は、断面が円形に形成されている。なお、プローブ3は、ここでは、レニウムタングステンの合金から構成されるとしたが、他の合金を用いて構成しても構わない。
The
プローブ3のビーム部31は、図1に示すように、支持基板4に支持ピン5を介して支持したときに絶縁板43の下面に平行に延びるように形成されている。また、本実施の形態では、図1、図2及び図7(a)に示すように、ビーム部31の長さが異なる2種類のプローブ3を用いている。
As shown in FIG. 1, the
プローブ3のベース部32は、図1に示すように、ビーム部31の固定端から略垂直に曲がって直線状に延びている。ベース部32は、その長さが、絶縁板43の第4プローブ挿通孔43aからベース部32を挿通し、ビーム部31が支持ピン5に当接した状態で、メイン基板2の第1プローブ挿通孔22から突出する長さとなっている。ベース部32の外径は、最も径の小さい支持膜44の第5プローブ挿通孔44aの内径よりも小さくなっている。また、ベース部32には、絶縁板43の第4プローブ挿通孔43aに挿通したときに、この第4プローブ挿通孔43aの内面に圧接する膨らみ部32aがベース部32の途中に形成されている。膨らみ部32aは、ベース部32から径方向外方に向けて張り出すように形成されている。
As shown in FIG. 1, the
本実施の形態では、プローブ3のベース部32は、絶縁板43の第4プローブ挿通孔43aからメイン基板2の第1プローブ挿通孔22へと挿通されて、メイン基板2の上面から突出させた後、この突出した部分を電極21と半田付けすることにより、メイン基板2の配線パターンを介して外部端子24に導通される。ベース部32は、膨らみ部32aが第4プローブ挿通孔43aの内面に圧接することにより、各プローブ挿通孔22,41a,42a,43a,44aの中心に位置させることができ、しかも、支持膜44の第5プローブ挿通孔44aによってもベース部32の途中を支持することができる。このように、ベース部32の中心を第4プローブ挿通孔43aの中心に合わせた状態でベース部32のメイン基板2から突出した部分を半田付けによりメイン基板2に固定することができるので、ベース部32は、金属板41に接触しないようにすることができる。
In the present embodiment, the
プローブ3のコンタクト部33は、ビーム部31の自由端から斜め下方に向けて曲げられて下方に突出した状態となるように形成されている。さらに、コンタクト部33は、先端に向けて先細るように円錐状に形成されている。このコンタクト部33の先端を半導体集積回路6の電極パッド61に接触させるようなっている。
The
本実施の形態では、ベース部32が各プローブ挿通孔22,41a,42a,43a,44aに挿通された状態で、ビーム部31を支持ピン5に当接させると、ビーム部31が絶縁板43の下面から所定の距離をおいて支持基板4に支持ピン5を介して支持された状態となる。
In the present embodiment, when the
本実施の形態では、半導体集積回路6の複数の電極パッド61は、線対称となるように2列に配列されており、各電極パッド61に対応させた数のプローブ3が支持基板4に配設される。そして、各プローブ3のコンタクト部33の先端がそれぞれ電極パッド61に接触するように支持ピン5が挿入されるピン挿入孔43bの位置と各プローブ挿通孔22,41a,42a,43a,44aの位置が定められている。
In the present embodiment, the plurality of
具体的には、まず、図1に示すように、支持基板4における電極パッド61の中心と対向する位置が、コンタクト部33の先端が配置される位置となる。そして、電極パッド61の2列の間の中心線に対して、電極パッド61の外側に、電極パッド61の列方向のピッチ間隔と同じ間隔で、この中心線で線対称となるように2列のピン挿入孔43bを形成する。従って、各ピン挿入孔43bからコンタクト部33の先端の位置までの距離は一定となる。
Specifically, first, as shown in FIG. 1, the position of the
また、第4プローブ挿通孔43aは、図1及び図2に示すように、ピン挿入孔43bの中心とコンタクト部33の先端とを結ぶ線上に形成される。そして、電極パッド61の列方向に設ける複数の第4プローブ挿通孔43aは、ピン挿入孔43bの中心からの距離が列方向に交互に異なるように形成されている。従って、ビーム部31の長さが異なる2種のプローブ3が電極パッド61の列方向に交互に配置される。なお、第4プローブ挿通孔43aと同軸上に第1プローブ挿通孔22、第2プローブ挿通孔41a、第3プローブ挿通孔42a及び第5プローブ挿通孔44aが形成されている。
The fourth
このように、プローブ挿通孔22,41a,42a,43a,44aを形成することにより、各プローブ3の列方向のピッチ間隔は、電極パッド61のピッチに合わせて狭ピッチにでき、しかも、隣り合うプローブ3のベース部32の距離は電極パッド61のピッチ間隔よりも大きくすることができるので、プローブ3間でリークやショートが発生しにくくなる。
Thus, by forming the probe insertion holes 22, 41 a, 42 a, 43 a, 44 a, the pitch interval in the column direction of each
次に、本実施の形態にかかるプローブカード1の製造方法について説明する。図3は、プローブカード1の組み立て順序を示す説明図である。
Next, a method for manufacturing the
まず、図3(a)に示すように、金属板41の一方の面に絶縁膜42を形成し、他方の面に支持膜44を形成して、絶縁膜42上に絶縁板43を重ね合わせて支持基板4を構成する。そして、この支持基板4を絶縁板43が上向きとなるように配置して、その下方に配置するメイン基板2に固定する。メイン基板2に固定された支持基板4に対して、絶縁板43のピン挿入孔43bに支持ピン5を挿入しておく。
First, as shown in FIG. 3A, the insulating
次に、図3(b)に示すように、支持ピン5が支持基板4に取り付けられた状態で、支持基板4の各プローブ挿通孔41a,42a,43a,44aにプローブ3のベース部32を挿通し、さらに、ベース部32をメイン基板2の第1プローブ挿通孔22に挿通させる。
Next, as shown in FIG. 3B, the
そして、図3(c)に示すように、ビーム部31が支持ピン5に当接した状態で、ベース部32の端部をメイン基板2から突出させる。この状態で、ベース部32のメイン基板2から突出している部分と電極21とを半田23で接続することにより、ベース部32が半田23によってメイン基板2に固定されてプローブカード1が形成される。
Then, as shown in FIG. 3C, the end portion of the
本実施の形態では、プローブカード1を絶縁板43が下向きとなるように裏返しても、プローブ3のベース部32の端部が半田23を介してメイン基板2に固定され、しかも、ベース部32に形成する膨らみ部32aが絶縁板43の第4プローブ挿通孔43aに圧接するので、支持ピン5及びプローブ3は支持基板4から落下しない。しかも、プローブ3のビーム部31は、支持ピン5に当接することにより、絶縁板43の下面から所定距離を置いた状態で支持基板4に支持される。また、プローブ3のビーム部31は、支持ピン5と当接している自由端側角部が弾性変形の支点となる。本実施の形態では、支持ピン5における絶縁板43の下面から突出している高さが、プローブ3のビーム部31が弾性変形する最大許容量となる。
In the present embodiment, even if the
本実施の形態のプローブカード1は、プローブ3が取り付けられた支持基板4を半導体集積回路6に相対的に近づけて、プローブ3のコンタクト部33を電極パッド61に接触させ、さらに、支持基板4を半導体集積回路6に相対的に近づけて、いわゆるオーバードライブを行うことにより、コンタクト部33を電極パッド61に圧接させる。このオーバードライブにより、ビーム部31は、支持ピン5の凹部51における自由端側角部を支点として、支持ピン5の突出高さの範囲で自由端側が絶縁板43に向かって弾性変形する。これによって、プローブ3は、半導体集積回路6の電極パッド61と安定した接触抵抗を得ることができる。
In the
本実施の形態では、支持基板4を強度が強く、平滑性の精度に優れる金属板41と、支持ピン5を支持するための絶縁板43とを備える構成としたので、金属板41の表面を支持ピン5の先端を支持する際の基準面にでき、かつ、支持ピン5が絶縁板43から突出しても、絶縁板43により支持ピン5が倒れないように確実に支持することができる。その結果、全ての支持ピン5は、金属板41からの高さを一定することができ、全てのプローブ3の支持基板4からの高さを一定に保つことができる。
In the present embodiment, since the
しかも、プローブ3のベース部32の長さを支持基板4の絶縁板43の下面からメイン基板2の上面までの高さよりも十分長くなるように形成することにより、支持基板4の構成はそのままで、支持ピン5の長さを変更するだけで、プローブ3におけるビーム部31の支持基板4からの高さを自由に調整することができる。その結果、支持基板4の下面からのプローブ3の高さ調整を行う場合、大きな設計変更を行うことなく、部品点数を少なく低コストで設計変更を行うことができる。
In addition, by forming the length of the
また、本実施の形態に係るプローブカード1は、各プローブ3に対して、コンタクト部33の先端から支持ピン5までの距離を一定にできるので、全てのプローブ3のビーム部31の弾性変形量を均一にでき、電極パッド61に対する押圧力を略一定にし、安定した電気的特性検査を行うことができる。しかも、プローブ3のビーム部31の長さに応じて、プローブ挿通孔の位置とピン挿入孔43bの位置を定めるだけで、プローブ3を所望の位置に取り付けることができ、プローブ3の配置の自由度が大きくなる。
Further, since the
このように、本実施の形態に係るプローブカード1は、高集積化を図るに当って、隣り合うプローブ3のベース部32の距離を半導体集積回路の電極パッド61のピッチ間隔より広くすることができる。その結果、プローブ3間でリークやショートが発生しにくく、これを原因とする故障が起こりにくくなる。
As described above, in the
また、支持ピン5のビーム部31と当接する先端に円弧面からなる凹部51を形成しているので、この円弧面の凹部51により、プローブ3のビーム部31が絶縁板43の面と平行な方向に位置ずれすることなく、確実に支持することができる。その結果、プローブ3を所定の位置及び向きで確実に支持基板4に支持することができる。
In addition, since the
上記実施の形態では、プローブ3のベース部32が金属板41の第2プローブ挿通孔41aにおいて接触しないようにするために、第2プローブ挿通孔41aの内径よりも絶縁板43の第4プローブ挿通孔43aの内径及び支持膜44の第5プローブ挿通孔44aの内径を小さくするとともに、ベース部32に膨らみ部32aを形成して、この膨らみ部32aを第4プローブ挿通孔43aの内面に圧接させて、ベース部32が半径方向にずれないようにした。
In the above embodiment, in order to prevent the
ベース部32の位置ずれ防止の手段としては、上記実施の形態での構成に限らず、例えば、図4から図6に示す構成とすることもできる。
The means for preventing the positional deviation of the
図4は、本発明の実施の形態2によるプローブカード1の概略断面図である。実施の形態2では、支持基板4の金属板41に設ける第2プローブ挿通孔41aの内径と絶縁板43に設ける第4プローブ挿通孔43aの内径は同じ径とし、ベース部32に膨らみ部32aを形成し、この膨らみ部32aを第4プローブ挿通孔43aに圧接させる構成としている。本実施の形態では、第2プローブ挿通孔41aと第4プローブ挿通孔43aとは同じ内径であるが、ベース部32の膨らみ部32aによりベース部32の中心は、第4プローブ挿通孔43aの中心に位置されるので、膨らみ部32aを設けるだけでも、ベース部32が金属板41の第2プローブ挿通孔41aに接触することを防止できる。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the
図5は、本発明の実施の形態3によるプローブカード1の概略断面図である。実施の形態3では、絶縁板43に設ける第4プローブ挿通孔43aの内径は、金属板41に設ける第2プローブ挿通孔41aの内径よりもかなり小さく、しかも、支持膜44に設ける第5プローブ挿通孔44aの内径とほぼ同じ内径としている。また、ベース部32には、膨らみ部32aは形成していない。本実施の形態では、第4プローブ挿通孔43aと第5プローブ挿通孔44aにより、ベース部32が傾くことを防止できるので、ベース部32が金属板41の第2プローブ挿通孔41aに接触することを防止できる。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the
図6は、本発明の実施の形態4によるプローブカード1の概略断面図である。実施の形態4では、絶縁膜42を支持膜44と同じ絶縁性のフィルムで形成している。金属板41に設ける第2プローブ挿通孔41aの内径と絶縁板43に設ける第4プローブ挿通孔43aの内径は同じ径とし、絶縁膜42に設ける第3プローブ挿通孔42aの内径と支持膜44に設ける第5プローブ挿通孔44aの内径は同じ径としている。また、第3プローブ挿通孔42a及び第5プローブ挿通孔44aの内径を第2プローブ挿通孔41a及び第4プローブ挿通孔43aの内径よりもかなり小さくしている。ベース部32には、膨らみ部32aは形成していない。本実施の形態では、絶縁膜42の第3プローブ挿通孔42aと支持膜44の第5プローブ挿通孔44aとにより、ベース部32が傾くことを防止できるので、ベース部32が金属板41の第2プローブ挿通孔41aに接触することを防止できる。
FIG. 6 is a schematic sectional view of a
なお、本実施の形態では、電極パッド61は、2列に配列されるようにしたが、電極パッド61の配列は、これに限定されることはない。従って、本発明のプローブカードは、電極パッド61の配列に合わせて、プローブ3同士がリークしないように、プローブ3のビーム部31の長さや、ピン挿入孔43bの位置、プローブ挿通孔22,41a,42a,43a,44aの位置を自由に定めることができる。
In the present embodiment, the
なお、プローブ3は、電気鋳造法により形成することもできるし、ワイヤー状の金属の先端を尖鋭化させたプローブを用いることもできる。
In addition, the
1 プローブカード
2 メイン基板
21 電極
22 第1プローブ挿通孔
23 半田
24 外部端子
3 プローブ
31 ビーム部
32 ベース部
32a 膨らみ部
33 コンタクト部
4 支持基板
41 金属板
41a 第2プローブ挿通孔
42 絶縁膜
42a 第3プローブ挿通孔
43 絶縁板
43a 第4プローブ挿通孔
43b ピン挿入孔
44 支持膜
44a 第5プローブ挿通孔
45 固定ボルト
5 支持ピン
51 凹部
6 半導体集積回路
61 電極パッド
DESCRIPTION OF
Claims (3)
上記支持基板は、平坦な平面を有する金属板と、絶縁膜を挟んで上記金属板の下面側に配置された絶縁板と、上記絶縁板を貫通するピン挿入孔と、上記支持基板を貫通するプローブ挿通孔とを備え、
上記プローブは、上記支持基板に沿って延びる片持ち梁構造のビーム部と、上記ビーム部の固定端に形成され、上記プローブ挿通孔を通って上記メイン基板の上記外部端子と導通させたベース部と、上記ビーム部の自由端に形成され、上記支持基板とは反対側の方向に突出させたコンタクト部とを有し、
上記支持ピンは、上記ピン挿入孔に挿入され、一端が上記絶縁膜に当接し、他端が上記プローブのビーム部に当接することを特徴とするプローブカード。 A main board having an external terminal; a support board arranged to face the lower surface of the main board; and a probe and a support pin arranged on the lower surface side of the support board,
The support substrate includes a metal plate having a flat plane, an insulating plate disposed on the lower surface side of the metal plate with an insulating film interposed therebetween, a pin insertion hole penetrating the insulating plate, and penetrating the support substrate. A probe insertion hole,
The probe includes a beam portion having a cantilever structure extending along the support substrate, and a base portion formed at a fixed end of the beam portion and electrically connected to the external terminal of the main substrate through the probe insertion hole. And a contact portion formed at a free end of the beam portion and protruding in a direction opposite to the support substrate,
The probe card, wherein the support pin is inserted into the pin insertion hole, one end abuts on the insulating film, and the other end abuts on a beam portion of the probe.
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