特許 6533666 プローブユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6533666

(24)【登録日】2019年5月31日

(45)【発行日】2019年6月19日

(54)【発明の名称】プローブユニット

(51)【国際特許分類】

   G01R 1/073 20060101AFI20190610BHJP

   H01L 21/66 20060101ALI20190610BHJP

   G01R 31/26 20140101ALN20190610BHJP

【ＦＩ】

   G01R1/073 E

   H01L21/66 B

   !G01R31/26 J

【請求項の数】7

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2015-23980(P2015-23980)

(22)【出願日】2015年2月10日

(65)【公開番号】特開2016-148523(P2016-148523A)

(43)【公開日】2016年8月18日

【審査請求日】2017年12月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000232405

【氏名又は名称】日本電子材料株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107847

【弁理士】

【氏名又は名称】大槻 聡

(72)【発明者】

【氏名】中島 雅成

【審査官】 島▲崎▼ 純一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２３２７４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０２０２６５８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０７−３１６８７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０３００５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５５６３５０９（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ １／０７３

Ｈ０１Ｌ ２１／６６

Ｇ０１Ｒ ３１／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水平方向に延びるビーム部の自由端にコンタクト部が設けられ、上記ビーム部の固定端の下方にベース部が設けられた３以上のプローブと、
上記プローブの上記ベース部を互いに連結するプローブ連結部材と、
上記プローブ連結部材又は上記プローブに連結されたハンドリングプレートとを備え、
上記プローブ連結部材は、上記ハンドリングプレートを取り囲む環状形状を有し、
上記ビーム部は、上記プローブ連結部材から内側に向かって延びる形状を有し、
上記ハンドリングプレートは、上記ビーム部よりも下方に配置され、上記コンタクト部よりも更に内側に吸着領域を有することを特徴とするプローブユニット。

【請求項2】

上記ハンドリングプレートは、細長い形状からなるプレート連結部を介して上記プローブ連結部材又は上記プローブに連結されることを特徴とする請求項１に記載のプローブユニット。

【請求項3】

上記プローブ連結部材は、共通リング、接地リング及び電源リングにより構成され、
上記共通リングには、全ての上記プローブが連結され、
上記接地リングには、接地用の上記プローブが連結され、
上記電源リングには、電源用の上記プローブが連結されることを特徴とする請求項１又は２に記載のプローブユニット。

【請求項4】

全ての上記プローブが上記共通リング、上記接地リング及び上記電源リングの全てと連結された状態から、上記プローブと上記接地リングとの連結又は上記プローブと上記電源リングとの連結が選択的に除去された状態に遷移可能であることを特徴とする請求項３に記載のプローブユニット。

【請求項5】

上記共通リングは、上記接地リング及び上記電源リングよりも内側に配置されることを特徴とする請求項３に記載のプローブユニット。

【請求項6】

上記接地リング及び上記電源リングは、上記ビーム部の延伸方向に間隔を空けて配置されることを特徴とする請求項５に記載のプローブユニット。

【請求項7】

上記プローブ、上記プローブ連結部材及び上記ハンドリングプレートは、上記ハンドリングプレートに対する上記コンタクト部の高さ方向に金属材料を積層することによって形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のプローブユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プローブユニットに係り、更に詳しくは、ビーム部の自由端にコンタクト部が設けられ、ビーム部の固定端にベース部が設けられたプローブに関する。

【背景技術】

【0002】

プローブカードは、半導体ウエハに形成された電子回路の電気的特性を検査するのに用いられる検査装置であり、電子回路の電極にそれぞれ接触させる微細な多数のプローブが設けられている。カンチレバー型のプローブは、微細化に適したコンタクトプローブであり、検査対象物に接触させるコンタクト部と、配線基板に固定されるベース部と、弾性変形することによって針圧を発生させるビーム部とにより構成される。コンタクト部は、ビーム部の自由端に設けられ、ベース部は、ビーム部の固定端に設けられる。

【0003】

近年、検査対象とする電子回路の微細化が進んでおり、プローブもそれに追従して微細化する必要がある。従来のシステムでは、微細なプローブを配線基板に取り付ける際に、プローブ実装用のマウンタ装置を用いて、プローブを１本ずつパレットから取り出して配線基板上に移動させ、プローブのベース部を配線基板上の電極パッドに固定する作業が行われていた。このため、作業工数が多くなり、製造コストが増大するという問題があった。

【0004】

また、プローブには、様々な形状及びサイズのものがあることから、実装対象とするプローブに合わせてマウンタ装置を開発しなければならなかった。さらに、プローブの位置決めには、３次元空間におけるＸＹＺのいずれの方向についても高い精度が要求される。このため、従来のシステムでは、マウンタ装置の開発コストが高いという問題もあった。

【0005】

なお、特許文献１には、プローブの針部４１を基板４０と一体的に形成することにより、多数のプローブを配線基板に取り付ける際の作業工数を抑制させる技術が開示されている。この特許文献１に記載のシステムでは、複数の針部４１が形成された基板４０を配線用の基板５０に取り付けることにより、プローブカード３０が作製される（図３Ａ及び図３Ｂ）。このため、プローブを配線基板に個別に取り付ける必要がなく、作業工数を削減することができる。しかしながら、特許文献１は、実装対象とするプローブユニットに合わせてマウンタ装置を開発しなければならないという問題を解決できるものではない。

【0006】

また、特許文献２には、プローブハンド機構２に保持させるためのハンドリングプレート６を備えたプローブ１が開示されている。この特許文献２に記載のプローブ１は、プローブカード１４の電極１７に接合される実装部３と、実装部３から延在するアーム部４と、検査対象物に接触する先端部５と、アーム部４から延びるハンドリングプレート６とにより構成される。ハンドリングプレート６は、板状の実装部３と平行な平板状の部材からなる。プローブハンド機構２は、ハンドリングプレート６を吸着することによってプローブ１を保持するマウンタ装置である。ハンドリングプレート６をプローブ１に設けることにより、プローブ１を配線基板に取り付ける際のプローブ１のハンドリングを容易化することができる。しかしながら、特許文献２は、複数のプローブ１を配線基板に取り付ける際の作業工数を低減させるものではない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００８−２８６６５７号公報

【特許文献2】特開２０１０−１５６６３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、複数のプローブを配線基板に取り付ける際の作業工数を低減させることができるプローブユニットを提供することを目的とする。特に、３以上のプローブを配線基板に同時に取り付けることができるプローブユニットを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

第１の本発明によるプローブユニットは、ビーム部の自由端にコンタクト部が設けられ、上記ビーム部の固定端にベース部が設けられた３以上のプローブと、上記プローブの上記ベース部を互いに連結するプローブ連結部材と、上記プローブ連結部材又は上記プローブに連結されたハンドリングプレートとを備え、３以上の上記コンタクト部が、共通の仮想平面上に配置され、上記ハンドリングプレートが、上記仮想平面に平行に配置されるように構成される。

【0010】

この様な構成によれば、３以上のプローブがプローブ連結部材によって連結されるため、これらのプローブを同時に形成し、配線基板に同時に配置することができる。３以上のプローブを同時に形成することにより、これらのプローブの電気的特性及び機械的特性を揃えることができる。また、３以上のプローブの相対的な位置関係がプローブ連結部材によって規定されるため、これらのプローブを配線基板上に配置する際の位置決め精度を向上させることができる。また、ハンドリングプレートが３以上のコンタクト部を含む仮想平面に平行に配置されるため、プローブユニットを容易に移動させることができる。

【0011】

第２の本発明によるプローブユニットは、上記構成に加え、上記プローブ連結部材が、環状形状を有し、上記ビーム部が、上記プローブ連結部材から内側に向かって延びる形状を有し、上記ハンドリングプレートが、上記コンタクト部よりも更に内側に配置されるように構成される。

【0012】

この様な構成によれば、ハンドリングプレートがプローブ連結部材よりも内側に配置されるため、プローブユニットを配線基板に取り付ける際、プローブ連結部材よりも外側に取付用のスペースを設けておく必要がない。このため、２以上のプローブユニットを配線基板上に高密度で配置する場合にも適用することができる。

【0013】

第３の本発明によるプローブユニットは、上記構成に加え、上記プローブ連結部材が、共通リング、接地リング及び電源リングにより構成され、上記共通リングには、全ての上記プローブが連結され、上記接地リングには、接地用の上記プローブが連結され、上記電源リングには、電源用の上記プローブが連結されるように構成される。

【0014】

この様な構成によれば、接地リング及び電源リングをプローブと同時に形成し、プローブとの配線も同時に形成することができる。また、接地リング及び電源リングは、配線基板に対し、３以上のプローブと同時に配置することができる。

【0015】

第４の本発明によるプローブユニットは、上記構成に加え、全ての上記プローブが上記共通リング、上記接地リング及び上記電源リングの全てと連結された状態から、上記プローブと上記接地リングとの連結又は上記プローブと上記電源リングとの連結が選択的に除去された状態に遷移可能であるように構成される。この様な構成によれば、プローブと共通リング、接地リング及び電源リングとが連結された状態では、これらのリングが全てのプローブと連結されているため、プローブユニットの強度を確保し易い。一方、プローブと接地リング又は電源リングとの連結を選択的に除去することにより、プローブに信号用、接地用又は電源用の機能を割り付けることができる。このため、プローブユニットを配線基板に取り付けた後であっても、各プローブに対する機能割付けを行うことができる。

【0016】

第５の本発明によるプローブユニットは、上記構成に加え、上記共通リングが、上記接地リング及び上記電源リングよりも内側に配置されるように構成される。この様な構成によれば、共通リングに連結された全てのプローブについて、ビーム部が共通リングから内側に向かって延びる形状を有することから、各プローブの弾性変形時の機械的特性を揃えることができる。

【0017】

第６の本発明によるプローブユニットは、上記構成に加え、上記接地リング及び上記電源リングが、上記ビーム部の延伸方向に間隔を空けて配置されるように構成される。この様な構成によれば、プローブと接地ライン又は電源ラインとを接続する接続部材の構成を簡素化することができる。

【0018】

第７の本発明によるプローブユニットは、上記構成に加え、上記プローブ、上記プローブ連結部材及び上記ハンドリングプレートが、上記ハンドリングプレートに対する上記コンタクト部の高さ方向に金属材料を積層することによって形成されるように構成される。この様な構成によれば、プローブ連結部材及びハンドリングプレートをプローブと一体的に形成することができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、３以上のプローブが配線基板に同時に配置されるため、複数のプローブを配線基板に取り付ける際の作業工数を低減させることができる。また、ハンドリングプレートが３以上のコンタクト部を含む仮想平面に平行に配置されるため、プローブユニットを容易に移動させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施の形態１によるプローブユニット１の一構成例を示した図である。

【図2】図１のプローブユニット１を示した断面図であり、プローブユニット１をＡ−Ａ切断線により切断した場合の切断面が示されている。

【図3】図１のプローブユニット１の製造工程の一例を模式的に示した説明図である。

【図4】プローブカードの製造工程の一例を模式的に示した説明図であり、図１のプローブユニット１を配線基板１３に取り付ける工程が示されている。

【図5】プローブカードの製造工程の一例を模式的に示した説明図であり、プローブ連結部材３やハンドリングプレート４を取り除く工程が示されている。

【図6】プローブユニット１の他の構成例を示した図である。

【図7】本発明の実施の形態２によるプローブユニット１の一構成例を示した図である。

【図8】図７のプローブユニット１から共通リング３１、ハンドリングプレート４及びプレート連結部材５を取り除いた状態を示した図である。

【図9】図８のプローブユニット１を示した断面図である。

【図10】本発明の実施の形態３によるプローブユニット１の一構成例を示した図である。

【図11】図１０のプローブユニット１を示した断面図である。

【図12】プローブユニット１のその他の構成例を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。本明細書では、便宜上、針圧の方向を鉛直方向とし、鉛直方向に垂直な方向を水平方向として説明するが、本発明によるプローブユニットの使用時における姿勢を限定するものではない。

【0022】

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるプローブユニット１の一構成例を示した図であり、図中の（ａ）には、プローブユニット１を鉛直方向から見た場合が示され、（ｂ）には、プローブユニット１を水平方向から見た場合が示されている。図２は、図１のプローブユニット１を示した断面図であり、プローブユニット１をＡ−Ａ切断線により切断した場合の切断面の一部が示されている。

【0023】

＜プローブユニット１＞
プローブユニット１は、後述する配線基板に取り付けられるモジュールであり、３以上のプローブ２と、プローブ連結部材３、ハンドリングプレート４及びプレート連結部材５とにより構成される。プローブユニット１を配線基板に取り付けることにより、３以上のプローブ２が配線基板に同時に取り付けられる。

【0024】

プローブ２は、カンチレバー型のコンタクトプローブであり、検査対象物（不図示）に接触させるコンタクト部２１と、配線基板に固定されるベース部２３と、弾性変形することによって針圧を発生させるビーム部２２とにより構成される。コンタクト部２１は、ビーム部２２の自由端に設けられる。ベース部２３は、ビーム部２２の固定端に設けられる。

【0025】

例えば、ベース部２３は、鉛直方向に延びる四角柱形状を有する。ビーム部２２は、水平方向に延びる細長い形状を有し、ベース部２３に対し、コンタクト部２１を鉛直方向に移動可能に支持し、オーバードライブ時には、弾性変形することにより、コンタクト部２１を介して検査対象物に所定の針圧を付加する。

【0026】

プローブ２は、検査対象とするデバイスチップ上の電極パッドの配置に応じたレイアウトで配置される。図示したプローブユニット１では、４つのプローブ列が前後左右の位置にそれぞれ配置されている。各プローブ列は、５本のプローブ２により構成され、ビーム部２２の側面を互いに対向させた状態で直線上に配置される。

【0027】

各プローブ２のコンタクト部２１は、共通の仮想平面６上に配置される。この仮想平面６は、コンタクト部２１の先端を通る仮想的な平面であり、プローブユニット１を配線基板に取り付けた状態では配線基板に平行である。

【0028】

プローブ連結部材３は、各プローブ２のベース部２３を互いに連結する金属部材である。このプローブ連結部材３は、ハンドリングプレート４を水平面内において取り囲む環状形状を有する。例えば、プローブ連結部材３は、その外形が八角形形状であり、各辺に対応づけてプローブ列とプレート連結部材５とが交互に配置されている。なお、プローブ連結部材３は、外形が矩形状又は円形状であっても良い。

【0029】

３以上のプローブ２がプローブ連結部材３によって連結されているため、これらのプローブ２を同時に形成し、配線基板に同時に配置することができる。３以上のプローブ２を同時に形成することにより、これらのプローブ２の電気的特性及び機械的特性を揃えることができる。また、３以上のプローブ２の相対的な位置関係がプローブ連結部材３によって規定されるため、これらのプローブ２を配線基板上に配置する際の位置決め精度を向上させることができる。

【0030】

ハンドリングプレート４は、後述する汎用のマウンタ装置を吸着させるための吸着領域４１を有する平板状の金属部材であり、プローブ連結部材３に連結される。また、ハンドリングプレート４は、仮想平面６に平行に配置される。このハンドリングプレート４は、例えば、矩形形状を有し、プレート連結部材５を介してプローブ連結部材３に連結されている。ハンドリングプレート４が仮想平面６に平行に配置されるため、プローブユニット１を移動させるのに汎用のマウンタ装置を利用することができる。

【0031】

プレート連結部材５は、ハンドリングプレート４をプローブ連結部材３に連結する金属部材である。このプレート連結部材５は、ハンドリングプレート４の頂点とプローブ連結部材３の辺とを接続する４つの接続部により構成される。各接続部は、ハンドリングプレート４から水平方向の外側に向かって延びる細長い形状からなる。なお、プレート連結部材５は、ハンドリングプレート４をプローブ２のベース部２３に連結するものであっても良い。

【0032】

各プローブ２のビーム部２２は、平面視した場合にプローブ連結部材３から水平方向の内側に向かって延びる形状を有する。ハンドリングプレート４は、プローブ２のコンタクト部２１よりも更に内側に配置される。ハンドリングプレート４をプローブ連結部材３よりも内側に配置することにより、プローブユニット１を配線基板に取り付ける際、プローブ連結部材３よりも外側に取付用のスペースを設けておく必要がない。このため、２以上のプローブユニット１を配線基板上に高密度で配置する場合にも適用することができる。

【0033】

＜プローブユニット１の製造方法＞
図３は、図１のプローブユニット１の製造工程の一例を模式的に示した説明図であり、図中の（ａ）〜（ｆ）には、基材Ｓ０上にプローブユニット１を形成するための作業工程が示されている。

【0034】

プローブユニット１は、いわゆるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を利用して作製される。ＭＥＭＳは、フォトリソグラフィ技術及び犠牲層エッチング技術を利用して、微細な立体的構造物を作製する技術である。フォトリソグラフィ技術は、半導体製造プロセスなどで利用される感光レジストを用いた微細パターンの加工技術である。また、犠牲層エッチング技術は、犠牲層と呼ばれる下層を形成し、その上に構造物を構成する層をさらに形成した後、犠牲層のみをエッチングして立体的な構造物を形成する技術である。

【0035】

プローブユニット１は、基材上に金属材料を電気めっきにより堆積させ、鉛直方向にめっき層を成長させることにより、プローブ２、プローブ連結部材３、ハンドリングプレート４及びプレート連結部材５が一体的に形成される。例えば、プローブ２は、ベース部２３、ビーム部２２、コンタクト部２１の順に形成される。

【0036】

図３を参照しながら具体的に説明すれば、まず、犠牲層Ｓ１がめっき用の下地として基材Ｓ０の表面に形成される。犠牲層Ｓ１には、エッチング液によって容易に除去することができる金属、例えば、銅が用いられる。次に、基材Ｓ０上にフォトレジストを塗布してレジスト層Ｓ２を形成し、フォトマスクを介して露光した後、現像処理を行って余分なフォトレジストが除去される。このレジスト層Ｓ２のパターニングにより、ベース部２３に対応する平面位置にレジスト層Ｓ２の非形成領域が形成される（図３の（ａ））。

【0037】

次に、めっき処理により、レジスト層Ｓ２の非形成領域にベース部２３を構成する導電層Ｓ３が形成される。例えば、導電層Ｓ３には、ニッケル合金が用いられる。レジスト層Ｓ２は、導電層Ｓ３の形成後、剥離剤を用いて除去される。次に、めっき処理により、基材Ｓ０上に犠牲層Ｓ４が形成され、その後、導電層Ｓ３が露出するまで、犠牲層Ｓ４の表面が研磨される（図３の（ｂ））。

【0038】

犠牲層Ｓ４の表面研磨後、基材Ｓ０上にフォトレジストを塗布してレジスト層Ｓ５を形成し、フォトマスクを介して露光した後、現像処理を行って余分なフォトレジストが除去される。このレジスト層Ｓ５のパターニングにより、ベース部２３、プローブ連結部材３、ハンドリングプレート４及びプレート連結部材５に対応する平面位置にレジスト層Ｓ５の非形成領域が形成される（図３の（ｃ））。

【0039】

次に、めっき処理により、レジスト層Ｓ５の非形成領域にベース部２３、プローブ連結部材３、ハンドリングプレート４及びプレート連結部材５を構成する導電層Ｓ６が形成される。例えば、導電層Ｓ６には、導電層Ｓ３と同じ金属が用いられる。レジスト層Ｓ５は、導電層Ｓ６の形成後、剥離剤を用いて除去される。次に、めっき処理により、基材Ｓ０上に犠牲層Ｓ７が形成され、その後、導電層Ｓ６が露出するまで、犠牲層Ｓ７の表面が研磨される（図３の（ｄ））。

【0040】

図３の（ｃ）及び（ｄ）の工程を繰り返すことにより、ベース部２３を構成する導電層Ｓ８、犠牲層Ｓ９、ビーム部２２を構成する導電層Ｓ１０、犠牲層Ｓ１１がこの順序で形成される。次に、導電層Ｓ１０が露出するまで、犠牲層Ｓ１１の表面を研磨した後（図３の（ｅ））、基材Ｓ０上にフォトレジストを塗布してレジスト層Ｓ１２を形成し、フォトマスクを介して露光した後、現像処理を行って余分なフォトレジストが除去される。このレジスト層Ｓ１２のパターニングにより、コンタクト部２１に対応する平面位置にレジスト層Ｓ１２の非形成領域が形成される。

【0041】

次に、めっき処理により、レジスト層Ｓ１２の非形成領域にコンタクト部２１を構成する導電層Ｓ１３が形成される（図３の（ｆ））。レジスト層Ｓ１２は、導電層Ｓ１３の形成後、剥離剤を用いて除去される。次に、基材Ｓ０をエッチング液に所定時間浸し、導電層の積層体の内部にエッチング液を浸潤させることにより、積層体から犠牲層Ｓ１，Ｓ４，Ｓ７，Ｓ９及びＳ１１を除去すれば、プローブユニット１が完成する。例えば、エッチング液には、硫酸銅が用いられる。

【0042】

なお、プローブユニット１の製造方法は、鉛直方向、すなわち、ハンドリングプレート４に対するコンタクト部２１の高さ方向に金属材料を積層することにより、プローブ２をコンタクト部２１、ビーム部２２、ベース部２３の順に形成するような構成であっても良い。

【0043】

＜プローブカードの製造工程＞
図４及び図５は、プローブカードの製造工程の一例を模式的に示した説明図である。図４の（ａ）〜（ｃ）には、図１のプローブユニット１をパレット１２から取り出して配線基板１３に取り付ける工程が示されている。図５の（ａ）及び（ｂ）には、配線基板１３に取り付けられたプローブユニット１からプローブ連結部材３、ハンドリングプレート４及びプレート連結部材５を取り除く工程が示されている。

【0044】

パレット１２は、２以上のプローブユニット１を収容するトレー容器であり、上述した様な製造方法により作製されたプローブユニット１が載置される。各プローブユニット１は、プローブ２のコンタクト部２１を鉛直方向の上向きに向けた状態で収容される（図４の（ａ））。

【0045】

マウンタ装置１０は、電子部品をプリント基板に配置するための汎用の表面実装機であり、プローブユニット１をパレット１２から取り出し、配線基板１３上に移動させる。このマウンタ装置１０は、空気を吸い込むことによって、運搬対象物を吸着させるためのバキュームノズル１１を備える。例えば、マウンタ装置１０には、デバイスチップを配線基板にマウントするチップマウンタが用いられる。

【0046】

プローブユニット１をパレット１２から取り出す場合、まず、マウンタ装置１０をプローブユニット１に近づけ、プローブユニット１のハンドリングプレート４をバキュームノズル１１に吸着させる。この状態でマウンタ装置１０を鉛直方向の上向きに移動させることにより、プローブユニット１がパレット１２から取り出される。

【0047】

配線基板１３には、配線用電極１４がプローブ２のベース部２３の位置に設けられる（図４の（ｂ））。配線用電極１４は、プローブ２ごとに設けられ、上面にはんだ膜１５が形成されている。このはんだ膜１５は、プローブ２のベース部２３を配線用電極１４に接合するための導電性接合部材であり、フォトリソグラフィ技術を利用する印刷工程により、配線用電極１４と一体的に形成される。なお、はんだ膜１５の形成方法は、上述したはんだ印刷による方法に代えて、ディスペンサー等を用いたはんだ塗布による方法であっても良い。

【0048】

プローブユニット１を配線基板１３に取り付ける場合、まず、プローブユニット１を吸着させた状態でマウンタ装置１０を鉛直方向の下向きに移動させ、プローブユニット１の各プローブ２を配線用電極１４上に配置する。この状態で空気の吸込みを停止させることによってプローブユニット１をリリースすれば、プローブユニット１が配線基板１３に設置される。

【0049】

プローブユニット１を配線基板１３に設置した後、リフロー方式又はレーザー光を用いて局所加熱する方式により、はんだ膜１５を溶融させ、固化させることにより、各プローブ２のベース部２３が配線用電極１４に接合され、プローブユニット１が配線基板１３に固定される（図４の（ｃ））。

【0050】

プローブユニット１を配線基板１３に取り付けた後、レーザー加工装置１６を用いて、プローブ連結部材３を切断することにより（図５の（ａ））、プローブユニット１からプローブ連結部材３、ハンドリングプレート４及びプレート連結部材５が除去される（図５の（ｂ））。プローブ連結部材３をレーザー光１７の照射による局所加熱によって溶断することにより、各プローブ２が分離される。

【0051】

配線基板１３には、検査対象とするデバイスチップに合わせて２以上のプローブユニット１が配置される。例えば、８つのデバイスチップを同時に検査する場合、８つのプローブユニット１が共通の配線基板１３に配置される。この様な工程を経てプローブカードが作製される。

【0052】

本実施の形態によれば、３以上のプローブ２がプローブ連結部材３によって連結されるため、これらのプローブ２を同時に形成し、配線基板１３に同時に配置することができる。３以上のプローブ２を同時に形成することにより、これらのプローブ２の電気的特性及び機械的特性を揃えることができる。また、３以上のプローブ２の相対的な位置関係がプローブ連結部材３によって規定されるため、これらのプローブ２を配線基板１３上に配置する際の位置決め精度を向上させることができる。特に、ＭＥＭＳ技術を利用して多数のプローブ２を一括形成するため、３次元位置に関してプローブ２を高精度で実装することができる。

【0053】

また、ハンドリングプレート４が３以上のコンタクト部２１を含む仮想平面６に平行に配置されるため、プローブユニット１を移動させるのに汎用のマウンタ装置１０を利用することができる。

【0054】

また、ハンドリングプレート４がプローブ連結部材３よりも内側に配置されるため、プローブユニット１を配線基板１３に取り付ける際、プローブ連結部材３よりも外側に取付用のスペースを設けておく必要がない。このため、２以上のプローブユニット１を配線基板１３上に高密度で配置する場合にも適用することができる。

【0055】

なお、本実施の形態では、プローブ２のベース部２３がプローブ連結部材３よりも鉛直方向の下向きに突出する場合の例について説明したが、本発明は、プローブ２やプローブ連結部材３の構成をこれに限定するものではない。例えば、ベース部２３の下端面とプローブ連結部材３の下端面とが面一であるような構成であっても良い。

【0056】

図６は、プローブユニット１の他の構成例を示した図であり、プローブユニット１を水平方向から見た場合が示されている。このプローブユニット１では、ベース部２３の下端面と、プローブ連結部材３、ハンドリングプレート４及びプレート連結部材５の下端面とが面一になっている。つまり、このプローブユニット１では、ベース部２３の鉛直方向の下端と、プローブ連結部材３、ハンドリングプレート４及びプレート連結部材５の下端とが同一平面上となるように形成されている。

【0057】

実施の形態２．
実施の形態１では、プローブ連結部材３が１つの環状部材からなる場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、プローブ連結部材３が共通リング、接地リング及び電源リングの３つの環状部材からなる場合について説明する。

【0058】

図７は、本発明の実施の形態２によるプローブユニット１の一構成例を示した図であり、図中の（ａ）には、プローブユニット１を鉛直方向から見た場合が示され、（ｂ）には、プローブユニット１を水平方向から見た場合が示されている。

【0059】

このプローブユニット１は、図１のプローブユニット１と比較すれば、プローブ連結部材３が共通リング３１、接地リング３２及び電源リング３３により構成され、信号用プローブ２ａ、接地用プローブ２ｂ及び電源用プローブ２ｃがプローブ２として設けられている点で異なる。

【0060】

信号用プローブ２ａは、テスター装置（不図示）から供給されるテスト信号を検査対象物に伝送し、或いは、検査対象物からの応答信号をテスター装置へ伝送するためのプローブ２である。接地用プローブ２ｂは、検査対象物を接地するためのプローブ２である。電源用プローブ２ｃは、検査対象物に駆動用の電力を供給するためのプローブ２である。

【0061】

例えば、プローブ列は、２本の信号用プローブ２ａと、２本の接地用プローブ２ｂと、１本の電源用プローブ２ｃとにより構成され、信号用プローブ２ａ、接地用プローブ２ｂ、接地用プローブ２ｂ、電源用プローブ２ｃ、信号用プローブ２ａの順に配置される。

【0062】

共通リング３１は、信号用プローブ２ａ、接地用プローブ２ｂ及び電源用プローブ２ｃを互いに連結する連結部材であり、全てのプローブ２が連結される。接地リング３２は、接地用プローブ２ｂを接地するための連結部材であり、接地用プローブ２ｂが連結される。

【0063】

電源リング３３は、電源用プローブ２ｃを電源ラインに接続するための連結部材であり、電源用プローブ２ｃが連結される。プレート連結部材５は、ハンドリングプレート４を共通リング３１に連結するとともに、共通リング３１、接地リング３２及び電源リング３３を互いに連結する。

【0064】

この様に構成することにより、接地リング３２及び電源リング３３をプローブ２と同時に形成し、プローブ２との配線も同時に形成することができる。また、接地リング３２及び電源リング３３は、配線基板１３に対し、３以上のプローブ２と同時に配置することができる。

【0065】

共通リング３１は、接地リング３２及び電源リング３３よりも水平方向の内側に配置される。このため、共通リング３１に連結された全てのプローブ２について、ビーム部２２が共通リング３１から水平方向の内側に向かって延びる形状を有することから、各プローブ２の弾性変形時の機械的特性を揃えることができる。ただし、共通リング３１、接地リング３２及び電源リング３３の配置は、上記構成に限定されるものではない。

【0066】

また、接地リング３２及び電源リング３３は、ビーム部２２の延伸方向に間隔を空けて配置される。このため、プローブ２と接地ライン又は電源ラインとを接続する接続部材の構成を簡素化することができる。また、接地用プローブ２ｂ及び電源用プローブ２ｃと接地リング３２及び電源リング３３との接続を簡素化するために、接地リング３２は、電源リング３３よりも水平方向の内側に配置される。

【0067】

図８は、図７のプローブユニット１から共通リング３１、ハンドリングプレート４及びプレート連結部材５を取り除いた状態を示した図である。図９は、図８のプローブユニット１を示した断面図である。

【0068】

プローブユニット１を配線基板１３に取り付けた後、プローブユニット１から共通リング３１、ハンドリングプレート４及びプレート連結部材５が除去される。電源リング３３の内側に接地リング３２が配置されるため、プローブ列の間に、電源電圧の変動を抑制するためのバイパスコンデンサを容易に設置することができる。

【0069】

図９中の（ａ）は、プローブユニット１をＢ１−Ｂ１切断線により切断した場合の切断面の一部を示した図であり、信号用プローブ２ａの切断面が示されている。信号用プローブ２ａのベース部２３は、接地リング３２及び電源リング３３から離間し、これらの連結部材とは電気的に絶縁される。

【0070】

図９中の（ｂ）は、プローブユニット１をＢ２−Ｂ２切断線により切断した場合の切断面の一部を示した図であり、電源用プローブ２ｃの切断面が示されている。電源用プローブ２ｃのベース部２３には、ベース部２３を電源リング３３に連結する接続部材２４が設けられる。この接続部材２４は、ベース部２３から接地リング３２を跨いで水平方向の外側に向かって延びる形状を有する。ベース部２３と接地リング３２とは電気的に絶縁される。

【0071】

図９中の（ｃ）は、プローブユニット１をＢ３−Ｂ３切断線により切断した場合の切断面の一部を示した図であり、接地用プローブ２ｂの切断面が示されている。接地用プローブ２ｂのベース部２３には、ベース部２３を接地リング３２に連結する接続部材２４が設けられる。この接続部材２４は、ベース部２３から水平方向の外側に向かって延びる形状を有する。ベース部２３と電源リング３３とは電気的に絶縁される。

【0072】

本実施の形態によれば、接地リング３２及び電源リング３３をプローブ２と同時に形成し、プローブ２との配線も同時に形成することができる。また、接地リング３２及び電源リング３３は、配線基板１３に対し、３以上のプローブ２と同時に配置することができる。更に、共通リング３１に連結された全てのプローブ２について、ビーム部２２が共通リング３１から水平方向の内側に向かって延びる形状を有することから、各プローブ２の弾性変形時の機械的特性を揃えることができる。

【0073】

実施の形態３．
実施の形態２では、プローブ２のベース部２３と接地リング３２又は電源リング３３とを連結する接続部材２４が設けられる場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、プローブユニット１を配線基板１３に取り付けた後に、接続部材を切断し、除去することにより、信号用プローブ２ａ、接地用プローブ２ｂ又は電源用プローブ２ｃの割り付けが行われる場合について説明する。

【0074】

図１０は、本発明の実施の形態３によるプローブユニット１の一構成例を示した図であり、図中の（ａ）には、プローブユニット１を鉛直方向から見た場合が示され、（ｂ）には、プローブユニット１を水平方向から見た場合が示されている。図１１は、図１０のプローブユニット１を示した断面図である。図１１中の（ａ）には、プローブユニット１をＣ１−Ｃ１切断線により切断した場合の切断面の一部が示され、（ｂ）には、プローブユニット１をＣ２−Ｃ２切断線により切断した場合の切断面の一部が示されている。

【0075】

このプローブユニット１は、図１のプローブユニット１（実施の形態１）と比較すれば、プローブ連結部材３が共通リング３１、接地リング３２及び電源リング３３により構成され、プローブ２のベース部２３と接地リング３２又は電源リング３３とを連結する接続部材２４ａ及び２４ｂが設けられている点で異なる。共通リング３１は、全てのプローブ２が連結される。接地リング３２は、共通リング３１よりも水平方向の外側に配置される。電源リング３３は、接地リング３２よりも水平方向の外側に配置される。

【0076】

接地リング３２は、接続部材２４ａ及び２４ｂの形成領域において、鉛直方向の下端面が共通リング３１の下端面よりも鉛直方向の上側に位置し、接続部材２４ａ及び２４ｂの非形成領域において、鉛直方向の下端面と共通リング３１の下端面とが面一である。

【0077】

接続部材２４ａは、ベース部２３と接地リング３２とを連結する接続パターンであり、ベース部２３から水平方向の外側に向かって延びる形状を有する。接続部材２４ｂは、ベース部２３と電源リング３３とを連結する接続パターンであり、ベース部２３から接地リング３２を跨いで水平方向の外側に向かって延びる形状を有する。接続部材２４ａは、接続部材２４ｂよりも鉛直方向の上側に配置される。

【0078】

接続部材２４ａ又は２４ｂを切断することにより、プローブユニット１は、全てのプローブ２が共通リング３１、接地リング３２及び電源リング３３の全てと連結された状態から、プローブ２と接地リング３２との連結又はプローブ２と電源リング３３との連結が選択的に除去された状態に遷移可能である。プローブ２と共通リング３１、接地リング３２及び電源リング３３とが連結された状態では、これらのリングが全てのプローブ２と連結されているため、プローブユニット１の強度を確保し易い。

【0079】

一方、プローブ２と接地リング３２又は電源リング３３との連結を選択的に除去することにより、プローブ２に信号用、接地用又は電源用の機能を割り付けることができる。このため、プローブユニット１を配線基板１３に取り付けた後であっても、各プローブ２に対する機能割付けを行うことができる。

【0080】

本実施の形態によれば、プローブユニット１を配線基板１３に取り付けた後、接続部材２４ａ又は２４ｂのいずれか一方又は両方を切断し、除去することにより、信号用プローブ２ａ、接地用プローブ２ｂ又は電源用プローブ２ｃの割り付けを行うことができる。

【0081】

なお、実施の形態１〜３では、プローブ連結部材３が環状形状を有する場合の例について説明したが、本発明は、プローブ連結部材３の形状をこれに限定するものではない。例えば、プローブ連結部材３は、プローブ２の配列方向に延びる直線形状を有するものであっても良い。

【0082】

図１２は、プローブユニット１のその他の構成例を示した図であり、図中の（ａ）には、プローブユニット１を鉛直方向から見た場合が示され、（ｂ）には、プローブユニット１を水平方向から見た場合が示されている。このプローブユニット１は、３以上のプローブ２と、プローブ連結部材３及びハンドリングプレート４とにより構成される。

【0083】

プローブ列は、５本のプローブ２により構成され、ビーム部２２の側面を互いに対向させた状態で直線上に配置される。プローブ連結部材３は、プローブ列を構成するプローブ２について、これらのプローブ２のベース部２３を互いに連結する金属部材であり、各プローブ２の配列方向に細長い矩形形状を有する。ハンドリングプレート４は、プローブ連結部材３に結合される。

【0084】

また、実施の形態１〜３では、ハンドリングプレート４がプレート連結部材５によりプローブ連結部材３に連結される場合の例について説明したが、本発明は、ハンドリングプレート４をプローブ２に連結するものにも適用することができる。例えば、ハンドリングプレート４は、プローブ２のベース部２３に連結されるような構成であっても良い。

【符号の説明】

【0085】

１ プローブユニット
２ プローブ
２１ コンタクト部
２２ ビーム部
２３ ベース部
２４，２４ａ及び２４ｂ 接続部材
３ プローブ連結部材
３１ 共通リング
３２ 接地リング
３３ 電源リング
４ ハンドリングプレート
５ プレート連結部材
６ 仮想平面
１０ マウンタ装置
１１ バキュームノズル
１２ パレット
１３ 配線基板
１４ 配線用電極
１５ はんだ膜
１６ レーザー加工装置
１７ レーザー光

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】