特許 7471778 プローブカード

(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】

(24)【登録日】2024-04-12

(45)【発行日】2024-04-22

(54)【発明の名称】プローブカード

(51)【国際特許分類】

   G01R 1/073 20060101AFI20240415BHJP

   H01L 21/66 20060101ALI20240415BHJP

【ＦＩ】

G01R1/073 E

H01L21/66 B

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019065831

(22)【出願日】2019-03-29

(65)【公開番号】P2020165775

(43)【公開日】2020-10-08

【審査請求日】2022-03-11

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000153018

【氏名又は名称】株式会社日本マイクロニクス

(74)【代理人】

【識別番号】100180275

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 倫太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100161861

【弁理士】

【氏名又は名称】若林 裕介

(72)【発明者】

【氏名】水谷 正吾

【審査官】青木 洋平

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１４８５６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２３２４８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１１７７６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０３３３５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ １／０６－１／０７３

Ｈ０１Ｌ ２１／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

検査装置と被検査体の電極端子との間を電気的に接続するプローブカードであって、
前記検査装置と電気的に接続する配線回路を有し、一方の面に、前記配線回路と接続する複数の基板電極を有する回路形成基板と、
前記被検査体の電極端子と前記基板電極との間を電気的に導通させる通電部と、前記通電部を弾性的に支持する合成樹脂材料で形成された基部とを有する複数の電気的接触子と、
前記回路形成基板のそれぞれの前記基板電極の位置に対応する位置に導通部を有しており、一方の面にそれぞれの前記電気的接触子の前記基部を固定して複数の前記電気的接触子を設け、他方の面を前記回路形成基板の前記一方の面に対向させて設けられる接触子固定基板と
を備え、
前記接触子固定基板は、前記被検査体の基板と同じ材料で形成されており、
前記基板電極が、前記導通部を通じて前記接触子固定基板の一方の面から突出し、
前記通電部の一方の端部が、前記被検査体の前記電極端子と接触し、前記通電部の他方の端部が、前記導通部を通じて前記基板電極と電気的に接続している
ことを特徴とするプローブカード。

【請求項2】

前記接触子固定基板のそれぞれの前記導通部が、前記回路形成基板のそれぞれの前記基板電極を前記接触子固定基板の前記一方の面側に突出させる貫通孔であり、
それぞれの前記基板電極が、対応する前記導通部に挿通されて、対応する前記通電部の他方の端部と電気的に接続する
ことを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プローブカードに関し、例えば、半導体ウェハ上に形成された被検査体の電気的検査等に用いられるプローブカードに適用し得るものである。

【背景技術】

【0002】

半導体ウェハ上に複数の半導体集積回路が形成された後、検査装置を用いて、半導体ウェハ上の各半導体集積回路（被検査体）の電気的な試験が行なわれる。

【0003】

電気的検査の際、チャックトップ上に被検査体が載置され、チャックトップ上の被検査体が、検査装置に取り付けられたプローブカードに対して押圧される。プローブカードは、当該プローブカードの下面から各プローブの先端部が突出するように、複数のプローブを装着しており、被検査体をプローブカードに対して押圧することにより、各プローブの先端部と被検査体の対応する電極端子とを電気的に接触させる。そして、検査装置からの電気信号を、プローブを介して被検査体に供給し、被検査体からの信号を、プローブを介して検査装置側に取り込むことで、被検査体の電気的検査を行なうことができる。

【0004】

近年、半導体集積回路の電極端子の数の増加、パッド面積の縮小化、パッド間のピッチの狭小化に対応するため、プローブの高密度化が要求されている。また、半導体ウェハ上の複数又は全数の同時検査を行なうために、半導体ウェハの全領域に対するプローブの配置、その検査環境温度変化を含めた相互配置精度の向上が求められている。

【0005】

例えば、特許文献１には、プローブ配列面と平行にプローブ配置方向に沿って支持体を設置し、プローブの一部又は全部のＸ方向位置が、支持体の熱収縮に伴うＸ方向の変位に追従する手段を備えるプローブカードが開示されている。そして、支持体の線膨張係数が半導体ウェハの線膨張係数に近似する材料を選定することにより、広範囲な温度環境下における検査に対応可能とすることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１８－１３２５１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、上述した従来技術は、絶縁フィルムを用いて複数のプローブを支持して被検査体の熱変位に追従させるものであるが、プローブ基板にプローブを固定した状態で、被検査体の熱変位に追従させるものはみあたらない。

【0008】

そのため、検査時の温度環境変化に伴い、被検査体の熱膨張又は熱収縮に追従させて、各電気的接触子のエッジマージンの確保を容易にでき、測定精度を向上させることができると共に、回路基板の反りを低減して被検査体の電極端子に対する接触部の位置ずれを防止できるプローブカードが求められている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

かかる課題を解決するために、本発明に係るプローブカードは、検査装置と被検査体の電極端子との間を電気的に接続するプローブカードであって、検査装置と電気的に接続する配線回路を有し、一方の面に、配線回路と接続する複数の基板電極を有する回路形成基板と、被検査体の電極端子と基板電極との間を電気的に導通させる通電部と、通電部を弾性的に支持する合成樹脂材料で形成された基部とを有する複数の電気的接触子と、回路形成基板のそれぞれの基板電極の位置に対応する位置に導通部を有しており、一方の面にそれぞれの電気的接触子の基部を固定して複数の電気的接触子を設け、他方の面を回路形成基板の一方の面に対向させて設けられる接触子固定基板とを備え、接触子固定基板は、被検査体の基板と同じ材料で形成されており、基板電極が、導通部を通じて接触子固定基板の一方の面から突出し、通電部の一方の端部が、被検査体の電極端子と接触し、通電部の他方の端部が、導通部を通じて基板電極と電気的に接続していることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、検査時の温度環境変化に伴い、被検査体の熱膨張又は熱収縮に追従させて、各電気的接触子のエッジマージンの確保を容易にでき、測定精度を向上させることができると共に、回路基板の反りを低減して被検査体の電極端子に対する接触部の位置ずれを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態に係る多ピン構造プローブ体の構成を示す斜視図である。

【図2】実施形態に係る電気的接続装置の構成を示す構成図である。

【図3】実施形態に係る多ピン構造プローブ体の構成を示す正面図である。

【図4】実施形態に係る多ピン構造プローブ体の構成を示す背面図である。

【図5】実施形態に係る多ピン構造プローブ体の構成を示す右側面図及び平面図である。

【図6】従来の電気的接触子を介した通電経路を説明する説明図である。

【図7】実施形態に係る多ピン構造プローブ体を介した通電経路を説明する説明図である。

【図8】実施形態に係る多ピン構造プローブ体を設けるプローブ基板の構造を示す図である。

【図9】実施形態に係る多ピン構造プローブ体をプローブ基板に固定する固定方法を説明する説明図である。

【図10】従来の電気的接触子の固定方法を説明する説明図である。

【図11】変形実施形態に係る多ピン構造プローブ体の接触子の構成を示す構成図である（その１）。

【図12】変形実施形態に係る多ピン構造プローブ体の接触子の構成を示す構成図である（その２）。

【図13】変形実施形態に係る多ピン構造プローブ体を被検査体の電極端子に接触させたときの状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

（Ａ）主たる実施形態
以下では、本発明に係る電気的接触子及び電気的接続装置の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0013】

（Ａ－１）実施形態の構成
（Ａ－１－１）電気的接続装置
図２は、この実施形態に係る電気的接続装置の構成を示す構成図である。

【0014】

図２において、この実施形態に係る電気的接続装置１は、平板状の支持部材４４と、前記支持部材４４の下面に保持される平板状の配線基板４１と、前記配線基板４１と電気的に接続される電気的接続ユニット４２と、前記電気的接続ユニット４２と電気的に接続すると共に複数の電気的接触子（以下では、「プローブ」とも呼ぶ）３を有するプローブ基板４３とを有する。

【0015】

なお、図２の電気的接続装置１は、主要な構成部材を図示しているが、これらの構成部材に限定されるものではなく、実際は、図２に図示してない構成部材を有する。また、以下では、図２中の上下方向に着目して、「上」、「下」を言及する。

【0016】

電気的接続装置１は、例えば半導体ウェハ上に形成された半導体集積回路等を被検査体２とし、被検査体２の電気的な検査を行なうものである。具体的には、被検査体２をプローブ基板４３に向けて押圧し、プローブ基板４３の各電気的接触子３の先端部と被検査体２の電極端子５１とを電気的に接触させ、図示しないテスタ（検査装置）から被検査体２の電極端子５１に電気信号を供給し、さらに被検査体２の電極端子５１からの電気信号をテスタ側に与えることにより、被検査体２の電気的な検査を行なう。電気的接続装置１は、例えばプローブカードとも呼ばれている。

【0017】

検査対象である被検査体２はチャックトップ５の上面に載置される。チャックトップ５は、水平方向のＸ軸方向、水平面上においてＸ軸方向に対して垂直なＹ軸方向、水平面（Ｘ－Ｙ平面）に対して垂直なＺ軸方向に位置調整が可能なものであり、さらに、Ｚ軸回りのθ方向に回転姿勢を調整可能である。被検査体２の電気的検査を実施する際には、上下方向（Ｚ軸方向）に昇降可能なチャックを移動させて、被検査体２の電極端子５１をプローブ基板４３の各電気的接触子３の先端部に電気的に接触させるため、電気的接続装置１のプローブ基板４３の下面と、チャックトップ５の上面の被検査体２とが相対的に近づくように移動させる。

【0018】

支持部材４４は、配線基板４１の変形（例えば、撓み等）を抑えるものである。配線基板４１は、例えばポリイミド等の樹脂材料で形成されたものであり、例えば略円形板状に形成されたプリント基板等である。配線基板４１の上面の周縁部には、テスタ（検査装置）のテストヘッド（図示しない）と電気的に接続するための多数の電極端子（図示しない）が配置されている。また、配線基板４１の下面には、図示しない配線パターンが形成されており、配線パターンの接続端子が、電気的接続ユニット４２に設けられている複数の接続子（図示しない）の上端部と電気的に接続するようになっている。

【0019】

さらに、配線基板４１の内部には配線回路（図示しない）が形成されており、配線基板４１の下面の配線パターンと、配線基板４１の上面の電極端子とは、配線基板４１内部の配線回路を介して接続可能となっている。したがって、配線基板４１内の配線回路を介して、配線基板４１の下面の配線パターンの接続端子に電気的に接続する電気的接続ユニット４２の各接続子と、配線基板４１の上面の電極端子に接続するテストヘッドとの間で電気信号を導通させることができる。配線基板４１の上面には、被検査体２の電気的検査に必要な複数の電子部品も配置されている。

【0020】

電気的接続ユニット４２は、例えばポゴピン等のような複数の接続子を有している。電気的接続装置１の組み立て状態では、各接続子の上端部を、配線基板４１の下面の配線パターンの接続端子に電気的に接続され、また各接続子の下端部を、プローブ基板４３の上面に設けられたパッドに接続される。電気的接触子３の先端部が被検査体２の電極端子５１に電気的に接触するので、被検査体２の電極端子５１は電気的接触子３及び接続子を通じてテスター（検査装置）と電気的に接続されるので、被検査体２はテスター（検査装置）による電気的な検査が可能となる。

【0021】

プローブ基板４３は、複数の電気的接触子３を有する基板であり、略円形若しくは多角形（例えば１６角形等）に形成されたものである。プローブ基板４３は、その周縁部をプローブ基板支持部１８により支持されている。また、プローブ基板４３は、例えばセラミック板で形成される基板部材４３１と、この基板部材４３１の下面に形成された多層配線基板４３２とを有する。

【0022】

セラミック基板である基板部材４３１の内部には、板厚方向に貫通する多数の導電路（図示しない）が形成されており、また基板部材４３１の上面には、パッドが形成されており、基板部材４３１内の導電路の一端が、当該基板部材４３１の上面の対応する配線パターンの接続端子と接続するように形成されている。さらに、基板部材４３１の下面では、基板部材４３１内の導電路の他端が、多層配線基板４３２の上面に設けられた接続端子と接続されるように形成されている。

【0023】

多層配線基板４３２は、例えばポリイミド等の合成樹脂部材で形成された複数の多層基板で形成されており、複数の多層基板の間に配線路（図示しない）が形成されたものである。多層配線基板４３２の配線路の一端は、セラミック基板である基板部材４３１側の導電路の他端と接続しており、多層配線基板４３２の他端は、多層配線基板４３２の下面に設けられた接続端子に接続されている。多層配線基板１６２の下面に設けられた接続端子は、複数の電気的接触子３と電気的に接続しており、プローブ基板４３の複数の電気的接触子３は、電気的接続ユニット４２を介して、配線基板４１の対応する接続端子と電気的に接続している。

【0024】

（Ａ－１－２）電気的接触子
次に、この実施形態に係る電気的接触子３の構成を、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0025】

プローブ基板４３の下面側には、図１に例示する複数の多ピン構造プローブ体３０が設けられている。図１に示すように、多ピン構造プローブ体３０は、大別して、合成樹脂材料で形成される基部１０と、導電性材料で形成される複数の接触部２０とを有している。

【0026】

後述するように、多ピン構造プローブ体３０の基部１０には、複数（図１では２個）の接触部２０のそれぞれを弾性的に支持する複数の荷重部１００が設けられており、１組の荷重部１００及び接触部２０が１個の電気的接触子３として機能する。

【0027】

換言すると、多ピン構造プローブ体３０は、複数の電気的接触子３を互いに置換させた状態で有しており、１個の多ピン構造プローブ体３０をプローブ基板４３の下面側に固定することで、複数の電気的接触子３を安定的にプローブ基板４３の下面側に固定することができる。

【0028】

なお、図１では、１個の多ピン構造プローブ体３０が２個の電気的接触子３を有する場合を例示するが、１個の多ピン構造プローブ体３０は、３個以上の電気的接触子３を有するようにしてもよく、その場合には３組以上の荷重部１００及び接触部２０を有する。

【0029】

多ピン構造プローブ体３０の各接触部２０は、プローブ基板４３の下面に設けられている基板電極５２と、被検査体２の電極端子５１との間で通電する通電部位として機能する。

【0030】

多ピン構造プローブ体３０の基部１０は、プローブ基板４３の下面側に取り付けられると共に、複数の接触部２０のそれぞれを弾性的に支持する荷重部位として機能する。具体的には、電気的接触子３の接触部２０と被検査体２の電極端子５１とが接触のときに、電気的接触子３は下側から上側に向けて作用するコンタクト荷重（すなわち、被検査体２側からプローブ基板４３側に向けて作用する荷重）を受けるが、基部１０は、弾性変形を行ない、コンタクト荷重を受け持つ荷重部位として機能する。

【0031】

上述したように、多ピン構造プローブ体３０は、互いに離間させて配置下複数の荷重部１００を有しており、各荷重部１００に接触部２０が取り付けられる。したがって、１組の荷重部位及び接触部２０が１個の電気的接触子３として機能する。

【0032】

換言すると、１個の多ピン構造プローブ体３０が複数の電気的接触子３を有するものとみることができ、さらに、１個の電気的接触子３が、合成樹脂材料で形成された荷重部（荷重部位）１００と、導電性材料で形成された接触部（通電部位）２０とを、それぞれ別々の要素で形成されているとみることができる。

【0033】

［基部］
基部１０は、プローブ基板４３の下面側に固定される取付部１１と、当該取付部１１の下方に、互いに離間させて配置した板状の複数（図１では例えば２個）の荷重部１００を有する。さらに、各荷重部１００は、土台部１２、上側アーム部１３、下側アーム部１４、支持部１５を有する。

【0034】

基部１０は、耐熱性を有する高強度の合成樹脂材料（例えば、エンジニアリングプラスチック）で形成されたものである。基部１０を形成する材料は、耐熱性を有する高強度の合成樹脂材料であれば、特に限定されるものではなく、様々な合成樹脂材料を広く適用することができ、例えば、ポリカーボネート、ポリイミド等を材料としたものを用いることができる。また、基部１０を形成する合成樹脂材料は、絶縁性を有するものとしてもよいし、導電性を有するものとしてもよい。この実施形態では、絶縁性を有する合成樹脂材料で基部１０を形成した場合を例示して説明する。なお、基部１０の一部又は全部の表面に絶縁性材料を被膜することで、基部１０を絶縁性の部材として機能させるようにしてもよい。

【0035】

取付部１１は、プローブ基板４３の下面側に取り付けられる部分であり、例えば略立方体又は略直方体等のようにブロック状に形成されている。なお、取付部１１の形状は、特に限定されるものではなく、複数の荷重部１００を形成することができる形状であれば特に限定されない。

【0036】

土台部１２は、取付部１１の下側から一体的に連なって形成された部分であり、上側アーム部１３と下側アーム部１４を支持する部分である。図３に示すように、土台部１２は略台形に形成されている場合を例示している。これは、土台部１２の上底部１２１の長さ（図３中の左右方向の長さ）を、土台部１２の下底部１２２の長さよりも大きくすることで、プローブ基板４３の下面に固定されている基部１０の弾性を保持できるようにするためであるが、基部１０の弾性を保持することができるのであれば、土台部１２の形状は限定されない。

【0037】

上側アーム部１３及び下側アーム部１４は、図３に示すように、接触部２０を支持している支持部１５を、弾性的に支持する弾性支持部材である。被検査体２の電極端子５１と電気的接触子３とが接触する際、上側アーム部１３及び下側アーム部１４は、接触部２０と支持部１５との上下動を許容するための部材である。

【0038】

上側アーム部１３は、例えば直線状の棒材として形成されている。上側アーム部１３の基端部１３１は、土台部１２と一体的に形成されており、上側アーム部１３の先端部１３２は、わずかに円弧状（上に凸の円弧状）に湾曲して支持部１５と一体的に形成されている。

【0039】

下側アーム部１４も、上側アーム部１３と同様に、例えば直線状の棒材として形成されており、下側アーム部１４の基端部１４１が、土台部１２と一体的に形成されており、下側アーム部１４の先端部１４２が、わずかに円弧状（下に凸の円弧状）に湾曲して支持部１５と一体的に形成されている。

【0040】

上側アーム部１３及び下側アーム部１４を上述した構成とすることで、電気的接触子３が下側から上側に向けたコンタクト荷重を受けると、上側アーム部１３及び下側アーム部１４は弾性変形し、被検査体２の電極端子５１に対する低針圧化を図ることができる。

【0041】

支持部１５は、通電部位として機能する接触部２０を安定的に支持する通電部材支持部である。支持部１５の接続部１５１は、上側アーム部１３の先端部１３２及び下側アーム部１４の先端部１４２と一体的に接続している。

【0042】

支持部１５の上方には、基板電極５２に接触部２０の上端部２０１が接触する際に、基板電極５２に対する上端部２０１のスクラブ動作を補正するスクラブ補正部１５３が設けられている。スクラブ補正部１５３の上部は平坦に形成されているので、接触部２０の上端部２０１と基板電極５２とが接触する際に、スクラブ補正部１５３も基板電極５２に当接可能となるので、基板電極５２に対する接触部２０の上端部２０１の接触を補正することができる。

【0043】

［接触部］
接触部２０は、例えば、銅、白金、ニッケル等の導電性材料で形成されている。例えば、接触部２０は板状部材を加工して形成されたものであり、接触部２０の厚さは、基部１０の厚さよりも薄く、例えば数十μｍ程度とすることができる。

【0044】

接触部２０は、プローブ基板４３の下面に設けられた基板電極５２と、被検査体２の電極端子５１との間で通電する通電部位として機能する。接触部２０の上端部２０１は、プローブ基板４３の下面に設けられている配線パターンの基板電極５２と接触させる部分である。接触部２０の下端部２０２の下方先端には、被検査体２の電極端子５１と接触させる先端接触部２０３が設けられている。

【0045】

接触部２０は、その上端部２０１が基板電極５２に接触し、下端部２０２の先端接触部２０３が被検査体２の電極端子５１に接触するので、検査時における通電経路の経路長を、従来の電気的接触子を用いたときの通電経路の長さよりも短くすることができる。

【0046】

［電気的接触子の間隔］
図５（Ａ）は、実施形態に係る多ピン構造プローブ体３０の電気的接触子３の間隔を説明する説明図である。図５（Ａ）は、図３の右側面図である。

【0047】

多ピン構造プローブ体３０は、合成樹脂材料で形成した荷重部位と導電性材料で形成した通電部位とをそれぞれ異なる材料で形成することができるので、荷重部位と通電部位とを別工程で形成することができる。

【0048】

荷重部位として機能する基部１０に関しては、例えば、合成樹脂材料で形成された板状部材又はブロック状部材を加工することなどにより形成することができる。したがって、例えば板状又はブロック状の合成樹脂部材を加工することにより、互いに離間させた荷重部１００を形成することができる。より具体的には、荷重部１００（電気的接触子３）の間隔長（ピッチ幅）Ｘは、被検査体２の電極端子間のピッチ幅に応じて形成することができ、さらに各荷重部１００の厚さＹは、被検査体２の電極端子５１の大きさやコンタクト荷重の大きさ等に応じて形成することができる。

【0049】

［電気的接触子の組み立て］
図５（Ｂ）は、この実施形態に係る電気的接触子３の組み立て方法の一例を示す図である。図５（Ｂ）は、図３の多ピン構造プローブ体３０を上から見たときの図である。

【0050】

図５（Ｂ）に示すように、板状の支持部１５の一方の面（接触部２０を取り付ける側の面）には、接触部２０を固定するための１又は複数の固定部１５２が設けられている。例えば、支持部１５の一方の面には、突起状に形成された２個の固定部１５２が設けられており、また接触部２０には、各固定部と嵌合する２個の嵌合部２１が設けられており、支持部１５の各固定部１５２と、接触部２０の各嵌合部２１とを嵌合させることで、基部１０の支持部１５に接触部２０を取り付けることができる。

【0051】

また、２個の突起である固定部１５２は、接触部２０のＸ軸（図３の左右方向の軸）に対して垂直なＹ軸（図３の上下方向の軸）と平行になるような位置に配置されることが望ましく、又接触部２０の２個の嵌合部２１も、支持部１５の一方の面における各固定部１５２の位置に対する位置に設けられている。これにより、基部１０に取り付ける接触部２０の姿勢を安定に保持することができる。その結果、被検査体２の電極端子５１と電気的接触子３とを接触させる際に、被検査体２の電極端子５１への接触部２０の位置合わせも良好とすることができる。

【0052】

さらに、図５（Ｂ）に示すように、板状の支持部１５の厚さは、取付部１１、土台部１２、上側アーム部１３及び下側アーム部１４の厚みよりもわずかに薄く形成されている。したがって、支持部１５に接触部２０を取り付けたときでも、電気的接触子３における、接触部２０の取付領域の厚さを抑えることができる。換言すると、基部１０の支持部１５に接触部２０を取り付けても、電気的接触子３自体の厚さを略同じ厚さにできる。その結果、被検査体２の電極端子５１間のピッチ幅が狭小であっても、確実な接触が可能となる。

【0053】

なお、図５（Ｂ）は、基部１０の支持部１５に接触部２０を取り付け方の一例であり、それぞれ材料が異なる基部１０の支持部１５と接触部２０とを合わせることができる方法であれば、これに限定されるものではない。

【0054】

［多ピン構造プローブ体の固定方法］
次に、この実施形態に係る多ピン構造プローブ体３０のプローブ基板４３の下面側への固定方法（接合方法）を、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0055】

この実施形態の多ピン構造プローブ体３０は、荷重部位としての基部１０と、通電部位としての接触部２０とをそれぞれ異なる材料で別部材としているので、プローブ基板４３の下面の基板電極５２と、被検査体２の電極端子５１との相対的な位置関係を従来のそれと異なるようにすることができる。

【0056】

そこで、以下では、プローブ基板４３の多ピン構造プローブ体３０を取り付ける側（下面側）の基板構造を説明した上で、多ピン構造プローブ体３０の固定方法を説明する。

【0057】

＜プローブ基板構造＞
図８は、この実施形態に係る多ピン構造プローブ体を設けるプローブ基板の構造を示す図である。図９は、実施形態に係る多ピン構造プローブ体をプローブ基板に固定する固定方法を説明する説明図である。以下では、図１０の従来のカンチレバー側の電気的接触子と比較しながら説明する。

【0058】

図１０（Ａ）に示すように、例えば、従来のカンチレバー型プローブの電気的接触子９は、その取付部９１と基板電極５２とが電気的に接続できるようにして設けているので、プローブ基板４３の基板電極５２を、電気的接触子９の取付部９１の位置に対応させるように配置している。

【0059】

これに対して、この実施形態の多ピン構造プローブ体３０は、荷重部位としての基部１０と、通電部位としての接触部２０とをそれぞれ異なる部材としており、各電気的接触子３のうち接触部２０の部材のみを、基板電極５２及び被検査体２の電極端子５１に電気的に接触させるようにできる。

【0060】

したがって、例えば図８、図９（Ａ）に例示するように、被検査体２の電極端子５１の上方に、プローブ基板４３の基板電極５２が配置され、接触部２０の姿勢を上下方向に保持させることができれば、電気的検査の際、各電気的接触子３のうち接触部２０の部材のみを介して、基板電極５２と被検査体２の電極端子５１とに電気的に接続させることができる。

【0061】

そうすると、多ピン構造プローブ体３０の取付部１１を基板電極５２と接続させる必要はなく、プローブ基板４３の下面側において、基板電極５２が配置されていない領域（すなわち、プローブランド等の配線、端子が施されていない領域等）に、多ピン構造プローブ体３０の取付部１１を固定して、多ピン構造プローブ体３０を立設させることができる。

【0062】

図８のプローブ基板４３の下面側基板は、配線回路が形成されている回路形成基板８１と、当該回路形成基板８１の下面に設けられるものであって、多ピン構造プローブ体３０を直接的に取り付けるプローブ体取付基板８２と有する。

【0063】

回路形成基板８１は、プローブ基板４３に相当する基板であり、例えばセラミック等で形成されたものである。回路形成基板８１の下面には、プローブ基板４３（例えば、多層配線基板４３２等）と同様に配線パターンが形成されており、配線パターンと電気的接触子３とを電気的に接続させるための基板電極５２が形成されている。

【0064】

プローブ体取付基板８２は、回路形成基板８１の下面に設けられた基板電極５２の位置と対応する位置に、基板電極５２の形状に応じた貫通孔８２１を有している。そのため、プローブ体取付基板８２を回路形成基板８１の下面に取り付けられる際に、回路形成基板８１の基板電極５２を、プローブ体取付基板８２における対応する貫通孔８２１に挿通させて、プローブ体取付基板８２を回路形成基板８１に取り付ける。これにより、プローブ体取付基板８２の下面から回路形成基板８１の基板電極５２を突出させることができ、プローブ体取付基板８２に固定される多ピン構造プローブ体３０の接触部２０と、基板電極５２との間で導通させることができる。

【0065】

なお、図８では、プローブ体取付基板８２が、基板電極５２の位置に対応する位置に貫通孔８２１を設けている場合を例示しているが、回路形成基板８１とプローブ体取付基板８２との基板構造は、これに限定されるものではない。

【0066】

例えば、プローブ体取付基板８２に固定した多ピン構造プローブ体３０の接触部２０と、回路形成基板８１の基板電極５２との間で導通させることができるのであれば、プローブ体取付基板８２の貫通孔８２１に代えて、プローブ体取付基板８２が基板電極５２と電気的に接続することができる接続端子又は導通路などを設けるようにしてもよい。

【0067】

プローブ体取付基板８２に設ける貫通孔８２１に、基板電極５２を挿通可能にするため、当該貫通孔８２１の内径を、基板電極５２の外径と同程度又はそれよりもわずかに大きくするようにして形成することができる。

【0068】

ここで、回路形成基板８１とプローブ体取付基板８２とをそれぞれ別工程で形成することができる。つまり、従来のプローブ基板は、配線回路を形成していき、配線回路の形成が完了してから、１個ずつ電気的接触子を基板電極５２に接合している。しかし、この実施形態によれば、回路形成基板８１とプローブ体取付基板８２とをそれぞれ別工程で形成することができ、多ピン構造プローブ体３０を取り付ける際に、回路形成基板８１とプローブ体取付基板８２との取付工程を行なうことができる。すなわち、プローブ基板形成に係る工程時間（ＴＡＴ：Ｔｕｒｎ Ａｒｏｕｎｄ Ｔｉｍｅ）を短縮することができる。

【0069】

なお、回路形成基板８１の下面にプローブ体取付基板８２を取り付ける際、例えばプローブ体取付基板８２が凸状（又は凹状）の嵌合部と、回路形成基板８１が、プローブ体取付基板８２の嵌合部と嵌合する被嵌合部とを有して互いに固定できるようにしてもよい。また、接着材等を用いて、回路形成基板８１の下面にプローブ体取付基板８２を接着するようにしてもよい。

【0070】

また、プローブ体取付基板８２は、多ピン構造プローブ体３０の取付部１１を固定するための基板であり、例えば、被検査体２の形成材料と同じ材料で形成されている。

【0071】

したがって、検査時の温度環境変化により被検査体２が熱膨張又は熱収縮し得るが、プローブ体取付基板８２は、被検査体２と同じ材料で形成されているため、プローブ体取付基板８２も被検査体２の熱膨張又は熱収縮に追従して熱変位させることができる。その結果、被検査体２の電極端子５１に、各電気的接触子３の接触部２０を電気的接触させる際のエッジマージンの確保を容易にでき、電極端子５１と接触部２０との電気的接触を確実にでき、測定精度を向上させることができる。

【0072】

さらに、従来のプローブ基板は、配線パターンや配線パターン間に形成される絶縁材料の収縮等の影響を受けて、プローブ基板に反りが生じ得る。しかし、この実施形態によれば、回路形成基板８１とプローブ体取付基板８２とをそれぞれ別々に形成したものを組み立てることで形成でき、回路形成基板８１に反りが生じた場合でも、プローブ体取付基板８２が回路形成基板８１の反りを低減することができる。

【0073】

＜固定方法＞
図１０（Ｂ）に示すように、従来、プローブ基板４３の下面側に電気的接触子９を固定する際、半田材等の接合材料を用いて、１個の電気的接触子９の取付部９１を、対応する基板電極５２の面上（図１０（Ｂ）では下面上）に接合して固定している。また、電気的接触子９を１個ずつ、対応する基板電極５２に固定している。

【0074】

このとき、１個の電気的接触子９の両側面に、基板電極５２の面と接合可能に接合材料を配置してレーザ等で接合材料を溶融して、電気的接触子９と基板電極５２の面とを固定する。

【0075】

しかし、被検査体２の電極端子５１間の狭ピッチ化に対応させるため、電気的接触子９の間隔や基板電極５２の間隔も狭ピッチで配置する必要があり、さらに隣接する接合部位６０同士が接触しないようにする必要がある。

【0076】

さらに、ある電気的接触子９の側面に設けた接合材料をレーザ等で溶融する際に、これに隣接する電気的接触子９の接合部位６０が輻射熱でわずかに軟化してしまい、当該電気的接触子９の位置が変動してしまうことも生じ得る。

【0077】

これに対して、この実施形態は、１つの構造体で、複数の電気的接触子３を有する多ピン構造プローブ体３０を、プローブ基板４３の下面側に設けたプローブ体取付基板８２の下面に固定する。これにより、互いに離間した複数（例えば２個）の電気的接触子３を同時に固定することができる。

【0078】

ここで、この実施形態に係る多ピン構造プローブ体３０を、プローブ基板４３の下面に固定する固定方法を説明する。

【0079】

［ステップ１］
まず、回路形成基板８１の配線回路を形成する。回路形成基板８１における配線回路の形成方法は、従来のプローブ基板４３の配線回路の形成と同様の方法を用いることができる。このとき、回路形成基板８１の下面には、配線回路の配線パターンと電気的に接続する基板電極５２を形成する。

【0080】

［ステップ２］
プローブ体取付基板８２において、回路形成基板８１の基板電極５２の位置に対応する位置に、基板電極５２を貫通させるための貫通孔８２１を形成する。

【0081】

なお、ステップ１とステップ２は、それぞれ別工程で形成することができる。したがって、ここでは、ステップ１が回路形成基板８１の形成工程であり、ステップ２がプローブ体取付基板８２の形成工程である場合を例示したが、その順序は特に限定されるものではなく、順序が逆であっても良いし、同時であってもよい。

【0082】

［ステップ３］
回路形成基板８１の下面にプローブ体取付基板８２を取り付ける。この取付方法は、様々な方法を用いることができ、上述したように、プローブ体取付基板８２に１又は複数の嵌合部を設け、回路形成基板８１に１又は複数の被嵌合部を設け、回路形成基板８１の各被嵌合部にプローブ体取付基板８２の各嵌合部が嵌合するようにする方法を用いることができる。

【0083】

［ステップ４］
図９（Ｂ）に示すように、プローブ基板４３のプローブ体取付基板８２において、多ピン構造プローブ体３０の取付位置に、多ピン構造プローブ体３０の取付部１１の上面を接触させる。

【0084】

なお、ここでは、ステップ３が回路形成基板８１とプローブ体取付基板８２との取付工程であり、ステップ４がプローブ体取付基板８２への多ピン構造プローブ体３０の取付工程である場合を例示したが、その順序は逆であっても良い。

【0085】

［ステップ５］
多ピン構造プローブ体３０の取付部１１をプローブ体取付基板８２の下面と接触させた状態で、プローブ体取付基板８２の下面と多ピン構造プローブ体３０の取付部１１とが接触する位置に接着材を設置する。そして、接着材を硬化させる。これにより、接着材が硬化した接合部７０により、多ピン構造プローブ体３０をプローブ体取付基板８２の下面に固定する。

【0086】

ここで、接着材は、半田材や、合成樹脂材料でなる接着剤や、金属や合成樹脂材料を含有した接着材等を用いることができる。接着剤は、樹脂製の接着剤としてもよいし、熱や光（例えば紫外線等）で硬化する接着剤であってもよい。また、多ピン構造プローブ体３０をプローブ体取付基板８２に接合させることができれば、ろう付けで接合するようにしてもよい。さらに、接着剤は、絶縁性、耐熱性、耐湿性（耐水性）の全部又はいずれかの機能を持つ接着剤が望ましい。

【0087】

接着材を塗布する位置は、当該接着材を用いて、多ピン構造プローブ体３０をプローブ体取付基板８２の下面に固定する接合部の位置とすることができる。例えば、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すように、プローブ体取付基板８２の下面と、当該下面に対して垂直方向に立設する１つの構造体である多ピン構造プローブ体３０の取付部１１の両側面との境界領域の全部又は一部とすることができる。これにより、接着材を用いて接合する際に、プローブ体取付基板８２に対して立設した状態で、多ピン構造プローブ体３０をプローブ体取付基板８２の下面に固定することができる。

【0088】

以上のようにして、プローブ基板４３の下面に、多ピン構造プローブ体３０を固定することができる。

【0089】

ここで、図９（Ｂ）と図１０（Ｂ）を用いて、多ピン構造プローブ体３０の複数の電気的接触子３の間隔長（ピッチ幅）Ｘと、従来の複数の電気的接触子９の間隔長（ピッチ幅）Ｘ１とを比較すると、多ピン構造プローブ体３０のピッチ幅Ｘは、従来の電気的接触子９のピッチ幅Ｘ１よりも小さくすることができる。

【0090】

これは、従来は、接合部位６０の接触を回避するために電気的接触子９のピッチ幅Ｘ１を、ある程度間隔長を確保した上で、複数の電気的接触子９を固定する必要があるのに対して、この実施形態では、１個の多ピン構造プローブ体３０をプローブ体取付基板８２に固定することで、複数の電気的接触子３を同時に固定することができるためである。このように、この実施形態によれば、複数の電気的接触子３を有する多ピン構造プローブ体３０をプローブ体取付基板８２の下面に固定することにより、電気的接触子３の狭ピッチ化を実現することができる。

【0091】

なお、接着材を用いて、プローブ体取付基板８２の下面に多ピン構造プローブ体３０を固定する方法は、上述した方法に限定されない。例えば、プローブ体取付基板８２の下面に、接着材を塗布し、その接着材の上に多ピン構造プローブ体３０の取付部１１の上面を設けるようにしてもよい。つまり、多ピン構造プローブ体３０の取付部１１の上面と、プローブ体取付基板８２の下面とが、接着材を介して接合されるようにしてもよい。この場合、多ピン構造プローブ体３０の取付部１１の両側面に接合部７０が現れないようにすることができる。したがって、複数の多ピン構造プローブ体３０を設ける際に、隣接する多ピン構造プローブ体３０の接合部７０同士の接触を回避することができる。

【0092】

［通電経路］
以下では、実施形態の電気的接触子３を用いたときの被検査体２の電極端子５１と基板電極５２との間の通電経路と、従来の電気的接触子を用いたときの前記通電経路とを比較しながら説明する。

【0093】

図６は、従来の電気的接触子９を被検査体２の電極端子５１に接触させたときの状態を示す図であり、図７は、この実施形態に係る電気的接触子３を被検査体２の電極端子５１に接触させたときの状態を示す図である。

【0094】

図６に示すように、従来の電気的接触子９を、被検査体２の電極端子５１及び基板電極５２に電気的に接触させて、被検査体２の電気的検査を行なう場合、電気的接触子９を介した基板電極５２と被検査体２の電極端子５１との間の通電経路は、Ｒ２１及びＲ２２のようになる。

【0095】

これに対して、図７に示すように、電気的接触子３を用いて被検査体２の電気的検査を行う場合、電気的接触子３を介した基板電極５２と被検査体２の電極端子５１との間の通電経路は、Ｒ１のようになる。

【0096】

ここで、この実施形態の電気的接触子３は、荷重部位としての基部１０と、通電部位としての接触部２０とをそれぞれ異なる材料で別部材としたので、プローブ基板４３の下面の基板電極５２と、被検査体２の電極端子５１との相対的な位置関係を従来のそれと異なるようにすることができる。

【0097】

例えば、従来のカンチレバー型プローブの電気的接触子９は、その取付部９１と基板電極５２とが電気的に接続できるようにして設けているので、プローブ基板４３の基板電極５２を、電気的接触子９の取付部９１の位置に対応させるように配置している（図６参照）。

【0098】

これに対して、この実施形態の電気的接触子３は、通電部位としての接触部２０と、荷重部位としての基部１０とをそれぞれ異なる部材としており、電気的接触子３のうち接触部２０の部材のみを、基板電極５２及び被検査体２の電極端子５１に電気的に接触させるようにできる。

【0099】

例えば図７に例示するように、接触部２０の姿勢を上下方向に保持できるのであれば、被検査体２の電極端子５１の上方に、基板電極５２を配置させることができる。そうすると、電気的接触子３を用いて被検査体２の電気的検査を行なう場合、電気的接触子３のうち接触部２０の部材のみを、基板電極５２と被検査体２の電極端子５１とに電気的に接続させることができるので、通電経路Ｒ１の経路長を短くすることができる。

【0100】

つまり、従来の電気的接触子９は、その全体が導電性材料で形成されているため、電気的接触子９を介した基板電極５２と被検査体２の電極端子５１との間の通電経路Ｒ２１及びＲ２２の経路長は比較的長くなる。これに対して、この実施形態の電気的接触子３を介した基板電極５２と被検査体２の電極端子５１との間の通電経路Ｒ１の経路長を比較的短くすることができる。

【0101】

また、通電経路Ｒ１の経路長が、従来の通電経路Ｒ２１及びＲ２２のそれによりも短くなるため、通電経路Ｒ１上の抵抗値を、従来の通電経路上の抵抗値（すなわち、通電経路Ｒ２１及びＲ２２の抵抗値の合計（合成抵抗値））よりも低くすることができる。その結果、基板電極５２と被検査体２の電極端子５１との間に大電流（大きな値の電流）を流すことが可能となる。

【0102】

さらに、電気的接触子３は、荷重部位と通電部位との機能を分別して形成することができるので、低針圧化を図るために、荷重部位として機能する基部１０の断面積を小さくしたり、電流最大化を図るために、通電部位として機能する接触部２０の断面積を小さくしたりすることができる。特に、電流最大化を図るために、例えば、図１に例示する接触部２０のＸ軸方向（図１中の左右方向）の長さを大きくして幅広にしたり、板状の接触部２０の厚さを増大したりしてもよい。これにより、検査時に、電気的接触子３に大電流を流すことが可能となる。なお、被検査体２の電極端子５１間の狭ピッチ化に対応するため、電気的接触子３の板厚（若しくは接触部２０の板厚）の増大には制限が生じ得るが、その場合でも接触部２０の幅広化は有効となる。

【0103】

また、電気的接触子３は、通電部位の接触部２０とは別に、荷重部位の基部１０を設けているので、接触部２０の断面積の増大とは別に、基部１０の断面積を小さくすることができる。その結果、検査時に被検査体２の電極端子５１に対する荷重を抑制する低針圧化を図ることができる。

【0104】

（Ａ－２）実施形態の効果
以上のように、この実施形態は、多ピン構造プローブ体が合成樹脂材料で形成された荷重部位と導電性材料で形成された通電部位を有し、プローブ基板は、多ピン構造プローブ体を固定するプローブ体取付基板と、プローブ体取付基板とは別に配線回路を形成した回路形成基板とを有する。

【0105】

プローブ体取付基板は、被検査体の形成材料と同じ材料で形成されているため、検査時の温度環境変化に伴う、被検査体の熱膨張又は熱収縮に追従して、プローブ体取付基板も熱変位させることができる。その結果、被検査体の電極端子に接触させる各電気的接触子の接触部のエッジマージンの確保を容易にでき、電極端子と接触部との電気的接触を確実にでき、測定精度を向上させることができる。

【0106】

また、回路形成基板とプローブ体取付基板とをそれぞれ別工程で形成することができるので、多ピン構造プローブ体を取り付ける際に、回路形成基板とプローブ体取付基板との取付工程を行なうことができ、ＴＡＴを短縮することができる。

【0107】

さらに、配線パターンや配線パターン間に形成される絶縁材料の収縮等の影響を受けて、プローブ基板に反りが生じ得るが、プローブ体取付基板が回路形成基板の反りを低減することができるので、被検査体の電極端子に対する接触部の位置ずれを防止できる。

【0108】

（Ｂ）他の実施形態
上述した実施形態においても種々の変形実施形態について言及したが、本発明は、以下のような変形実施形態にも対応できる。

【0109】

（Ｂ－１）上述した実施形態では、多ピン構造プローブ体の各電気的接触子３が、弾性支持部として、２本のアーム部（上側アーム部１３及び下側アーム部１４）を有する場合を例示した。しかし、弾性支持部は、図１１に例示すように、１本のアーム部１３Ａであってもよい。また図示しないが、弾性支持部が、３本以上のアーム部を有するようにしてもよい。

【0110】

図１１に例示するように、電気的接触子３Ａの基部１０Ａが、１本のアーム部１３Ａを有することにより、基板電極５２に対して接触部２０を接触させる際に、電気的接触子３Ａの弾性力を柔軟にすることができる。つまり、基板電極５２に対する接触部２０の上下方向（図１１のＹ軸方向）、左右方向（図１１のＸ軸方向）のスクラブ動作を大きくすることができる。その結果、基板電極５２に対して接触部２０の上端部２０１を確実に接触させることができる。

【0111】

（Ｂ－２）図１２は、変形実施形態に係る電気的接触子の構成を示す構成図である。図１３は、変形実施形態に係る電気的接触子を基板電極及び被検査体の電極端子に接触させたときの状態を示す図である。

【0112】

図１２及び図１３に示すように、電気的接触子３Ｂにおいて、基部１０Ｂの支持部１５Ｂは、スクラブ補正部材１５５を有する。スクラブ補正部材１５５は、基部１０Ｂの取付部１１側の方に伸びた湾曲アーム部材とすることができる。なお、スクラブ補正部材１５５は、図１２に例示するものに限定されるものではない。

【0113】

コンタクト荷重を受けて、上側アーム部１３及び下側アーム部１４が弾性的に変形しながら、基板電極５２に対して接触部２０の上端部２０１が接触する。このとき、湾曲したスクラブ補正部材１５５のガイド部１５６が、必要に応じて基板電極５２に接しながら接触部２０の上端部２０１を基板電極５２に案内して、上端部２０１が基板電極５２に接触する。さらにこのとき、スクラブ補正部材１５５の湾曲支持部１５７が、プローブ基板４３の下面に弾性的に接するので、より低針圧を図ることができる。

【符号の説明】

【0114】

１…電気的接続装置、２…被検査体、３、３Ａ、３Ｂ…電気的接触子、１０、１０Ａ、１０Ｂ…基部、
３０…多ピン構造プローブ体、１００…荷重部、１１…取付部、１２…土台部、１３…上側アーム部、１３Ａ…アーム部、１４…下側アーム部、１５、１５Ｂ…支持部、１５１…接続部、１５２…固定部、１５３…スクラブ補正部、１５５…スクラブ補正部材、１８…プローブ基板支持部、２０…接触部、２０１…上端部、２０２…下端部、２０３…先端接触部、
５１…電極端子、５２…基板電極、７０…接合部、８１…回路形成基板、８２…プローブ体取付基板、８２１…貫通孔、
４…プローブカード、４１…配線基板、４２…電気的接続ユニット、４３…プローブ基板、４３１…基板部材、４３２…多層配線基板、４４…支持部材、５…チャックトップ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】