特許 7590820 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】2024-11-19

(45)【発行日】2024-11-27

(54)【発明の名称】プローブカード

(51)【国際特許分類】

   G01R 1/073 20060101AFI20241120BHJP

   H01L 21/66 20060101ALI20241120BHJP

【ＦＩ】

G01R1/073 E

H01L21/66 B

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020104309

(22)【出願日】2020-06-17

(65)【公開番号】P2021196305

(43)【公開日】2021-12-27

【審査請求日】2023-05-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000006758

【氏名又は名称】株式会社ヨコオ

(74)【代理人】

【識別番号】100110928

【弁理士】

【氏名又は名称】速水 進治

(74)【代理人】

【識別番号】100127236

【弁理士】

【氏名又は名称】天城 聡

(72)【発明者】

【氏名】山下 弘貴

【審査官】青木 洋平

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１４５２００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２５０７４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１８６３８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１０９１０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１０９１０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１０９１０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０８２１２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００５－５２４８５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１６３８０７（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】

検査対象物と接触するフレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板に電気的に接続されたリジッド基板と、
前記リジッド基板の垂線方向において、前記リジッド基板よりも、前記検査対象物が位置する側に位置する圧接ブロックと、
前記圧接ブロックから突出して、前記検査対象物が位置する側から前記リジッド基板が位置する側に向かう方向に前記フレキシブル基板を前記リジッド基板に向けて圧接する圧接弾性材と、
を備え、
前記リジッド基板の前記垂線方向において、前記フレキシブル基板は、前記リジッド基板よりも、前記検査対象物が位置する側に位置し、
前記フレキシブル基板は、前記フレキシブル基板の前記圧接弾性材で圧接される部分に前記リジッド基板と電気的に接続する導電材料が埋め込まれたスルーホールを画定し、
前記圧接弾性材は、前記導電材料を前記リジッド基板に向けて圧接する、プローブカード。

【請求項2】

前記検査対象物が位置する側から前記リジッド基板が位置する側に向かう方向に前記圧接ブロックを貫通して前記リジッド基板に取り付けられた固定具をさらに備える、請求項１に記載のプローブカード。

【請求項3】

前記圧接弾性材は、前記圧接ブロックに形成された凹部に入れ込まれている、請求項１又は２に記載のプローブカード。

【請求項4】

前記導電材料は、前記フレキシブル基板の前記部分のストッパ部材として機能する、請求項１～３のいずれか一項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する。

【背景技術】

【0002】

検査対象物、例えば集積回路（ＩＣ）等の電子装置の電気的特性を検査するため、検査装置に取り付け可能なプローブカードが用いられることがある。例えば、特許文献１に記載されているように、プローブカードは、検査対象物と接触する接点部が設けられたフレキシブル基板を有するコンタクタを備えている。フレキシブル基板は、リジッド基板に電気的に接続されている。リジッド基板の垂線方向において、フレキシブル基板の大半は、リジッド基板よりも、検査対象物が位置する側に位置している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－１０９１０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のプローブカードでは、リジッド基板の垂線方向において、フレキシブル基板の一部は、リジッド基板に対して検査対象物が位置する側の反対側に位置している。このため、フレキシブル基板を有するコンタクタを交換するためには、リジッド基板を含むプローブカード全体を検査装置から取り外す必要がある。しかしながら、プローブカード全体を検査装置から取り外す作業は煩雑になり得る。

【0005】

本発明の目的の一例は、フレキシブル基板を有するコンタクタの交換を容易にすることにある。本発明の他の目的は、本明細書の記載から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、
検査対象物と接触するフレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板に電気的に接続されたリジッド基板と、
を備え、
前記リジッド基板の垂線方向において、前記フレキシブル基板は、前記リジッド基板よりも、前記検査対象物が位置する側に位置している、プローブカードである。

【発明の効果】

【0007】

本発明の上記態様によれば、フレキシブル基板を有するコンタクタの交換を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係るプローブカードの斜視図である。

【図2】図１のＡ－Ａ´線を鉛直方向に通過する断面を示す図である。

【図3】図２のコンタクタ及びその周辺の拡大図である。

【図4】コンタクタの交換方法の一例を説明するための図である。

【図5】コンタクタの交換方法の一例を説明するための図である。

【図6】コンタクタの交換方法の一例を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

【0010】

本明細書において、「第１」、「第２」、「第３」等の序数詞は、特に断りのない限り、同様の名称が付された構成を単に区別するために付されたものであり、順番や重要度等、構成の特定の特徴を意味するものではない。

【0011】

図１は、実施形態に係るプローブカード１０の斜視図である。図２は、図１のＡ－Ａ´線を鉛直方向Ｚに通過する断面を示す図である。図３は、図２のコンタクタ１１０及びその周辺の拡大図である。図１～図３において、鉛直方向Ｚは、後述するリジッド基板１２０の垂線方向となっている。また、鉛直方向Ｚは、リジッド基板１２０の厚さ方向と平行になっている。鉛直方向Ｚを示す矢印によって示される方向である鉛直方向Ｚの正方向は、鉛直方向Ｚの上方向を示している。特に本実施形態において、鉛直方向Ｚの正方向は、リジッド基板１２０が位置する側から後述するフレキシブル基板１１４の接点部が位置する側に向かう方向である。また、鉛直方向Ｚを示す矢印によって示される方向の反対方向である鉛直方向Ｚの負方向は、鉛直方向Ｚの下方向を示している。特に本実施形態において、鉛直方向Ｚの負方向は、フレキシブル基板１１４の接点部が位置する側からリジッド基板１２０が位置する側に向かう方向である。鉛直方向Ｚについて、後述する図４～図６においても同様である。

【0012】

図１～図３を用いて、プローブカード１０の構造について説明する。

【0013】

プローブカード１０は、検査装置２０に取り付けられている。プローブカード１０は、コンタクタ１１０、リジッド基板１２０、圧接ブロック１３０、リテーナ１４０及びナットプレート１５０を備えている。

【0014】

コンタクタ１１０は、台座ブロック１１２及びフレキシブル基板１１４を有している。詳細は後述するが、コンタクタ１１０では、フレキシブル基板１１４の上端にある図示しない接点部が、検査装置２０の検査対象物、例えばＩＣ等の電子装置と接触する。台座ブロック１１２は、例えば、金属ブロック又は樹脂ブロックである。台座ブロック１１２の上面の少なくとも一部分は、リジッド基板１２０の上面よりも鉛直方向Ｚの上方に位置している。フレキシブル基板１１４は、例えば、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）である。フレキシブル基板１１４は、台座ブロック１１２よりも鉛直方向Ｚの上方に位置している。後述するリジッド基板１２０の第１開口１２２内及び圧接ブロック１３０の第２開口１３２内において、フレキシブル基板１１４は、台座ブロック１１２の上面に沿って湾曲している。

【0015】

リジッド基板１２０は、例えば、プリント回路板（ＰＣＢ）である。図２及び図３に示すように、リジッド基板１２０は、リジッド基板１２０を鉛直方向Ｚに貫通する第１開口１２２を画定している。第１開口１２２内には、台座ブロック１１２と、フレキシブル基板１１４の一部分と、が位置している。リジッド基板１２０は、フレキシブル基板１１４に電気的に接続されている。

【0016】

圧接ブロック１３０は、例えば、金属ブロック又は樹脂ブロックである。圧接ブロック１３０は、第１固定具１６２によってリジッド基板１２０に固定されている。具体的には、圧接ブロック１３０は、リジッド基板１２０よりも鉛直方向Ｚの上方に位置している。第１固定具１６２は、鉛直方向Ｚの負方向に圧接ブロック１３０を貫通している。また、第１固定具１６２の先端、すなわち、第１固定具１６２の鉛直方向Ｚの下端は、リジッド基板１２０に取り付けられている。本実施形態において、第１固定具１６２はネジである。しかしながら、第１固定具１６２は、ネジ以外の固定具、例えばボルトであってもよい。圧接ブロック１３０は、圧接ブロック１３０を鉛直方向Ｚに貫通する第２開口１３２を画定している。第２開口１３２内には、台座ブロック１１２と、フレキシブル基板１１４の一部分と、が位置している。

【0017】

圧接ブロック１３０は、鉛直方向Ｚの負方向にフレキシブル基板１１４をリジッド基板１２０に向けて圧接している。これによって、フレキシブル基板１１４は、圧接ブロック１３０によってリジッド基板１２０から離れないようになる。詳細には、図２及び図３に示すように、圧接ブロック１３０の下面には、圧接弾性材１３４が入れ込まれた凹部が形成されている。圧接弾性材１３４は、例えば、シリコーンゴム等のゴムである。圧接弾性材１３４は、鉛直方向Ｚの負方向にフレキシブル基板１１４をリジッド基板１２０に向けて圧接している。なお、圧接ブロック１３０は、圧接弾性材１３４を用いることなく、圧接ブロック１３０の少なくとも一部分自体がフレキシブル基板１１４に接触することで、フレキシブル基板１１４を圧接していてもよい。

【0018】

図３に示すように、鉛直方向Ｚの正方向から見たときに、フレキシブル基板１１４の少なくとも一部分は、圧接ブロック１３０の圧接部、すなわち、圧接弾性材１３４と重なっている。したがって、フレキシブル基板１１４は、圧接弾性材１３４によってリジッド基板１２０に向けて圧接可能になっている。また、フレキシブル基板１１４は、鉛直方向Ｚの正方向から見たときに圧接弾性材１３４と重なる位置に位置する接続領域１１４ａを有している。フレキシブル基板１１４は、圧接ブロック１３０がフレキシブル基板１１４を圧接する位置で接続領域１１４ａを介してリジッド基板１２０と電気的に接続している。

【0019】

接続領域１１４ａは、鉛直方向Ｚに少なくとも１つのスルーホールを画定している。当該スルーホールに埋め込まれた金属等の導電材料は、フレキシブル基板１１４とリジッド基板１２０を電気的に接続するための接続部材として機能することができる。また、当該スルーホールに埋め込まれた導電材料は、フレキシブル基板１１４のうち圧接弾性材１３４等の圧接ブロック１３０によって圧接される部分（本実施形態では、接続領域１１４ａ）が圧接弾性材１３４等の圧接ブロック１３０によって押し潰されないようにするためのストッパ部材としても機能することができる。圧接ブロック１３０がフレキシブル基板１１４を圧接する位置と異なる位置に接続部材が設けられたとしても、フレキシブル基板１１４のうち圧接ブロック１３０によって圧接される部分が押し潰されないようにするために、ストッパ部材は設けられていることが好ましい。一方、当該ストッパ部材が設けられつつ、圧接ブロック１３０がフレキシブル基板１１４を圧接する位置と異なる位置に接続部材が設けられている場合、当該ストッパ部材により、プローブカード１０の電気的特性が低下して、検査装置２０の検査結果が不正確に成り得る。これに対して、本実施形態によれば、接続部材が設けられる位置と、ストッパ部材が設けられる位置と、が互いに一致している。このため、ストッパ部材によるプローブカード１０の電気的特性の低下を抑制することができる。しかしながら、接続部材が設けられる位置と、ストッパ部材が設けられる位置と、は互いにずれていてもよい。

【0020】

なお、圧接ブロック１３０の圧接部とは、圧接ブロック１３０のうちリジッド基板１２０に接触する部分である。本実施形態において、圧接ブロック１３０の圧接部は、圧接弾性材１３４となっている。例えば、仮に、圧接ブロック１３０が圧接弾性材１３４を有しない場合、圧接ブロック１３０の圧接部は、圧接ブロック１３０のうちリジッド基板１２０に接触する部分となる。

【0021】

リテーナ１４０は、例えば、金属プレート又は樹脂プレートである。リテーナ１４０は、第２固定具１６４によってリジッド基板１２０に固定されている。具体的には、リテーナ１４０は、リジッド基板１２０よりも鉛直方向Ｚの上方に位置している。第２固定具１６４は、鉛直方向Ｚの負方向にリテーナ１４０を貫通している。また、第２固定具１６４の先端、すなわち、第２固定具１６４の鉛直方向Ｚの下端は、リジッド基板１２０に取り付けられている。本実施形態において、第２固定具１６４はネジである。しかしながら、第２固定具１６４は、ネジ以外の固定具、例えばボルトであってもよい。

【0022】

ナットプレート１５０は、例えば、金属プレート又は樹脂プレートである。ナットプレート１５０は、フレキシブル基板１１４及びリジッド基板１２０よりも鉛直方向Ｚの下方に位置している。台座ブロック１１２は、ナットプレート１５０に取り付けられた弾性体１５２によって鉛直方向Ｚの上方に向けて付勢されている。本実施形態において、弾性体１５２は、バネである。しかしながら、弾性体１５２は、バネ以外の弾性体、例えばゴムであってもよい。弾性体１５２により、検査装置２０の検査対象物に付勢力を与えながらコンタクタ１１０の接点部が検査対象物に接触することができる。

【0023】

図４～図６は、コンタクタ１１０の交換方法の一例を説明するための図である。図４～図６に示す方法では、図１に示した状態から、以下のようにしてコンタクタ１１０が取り外される。

【0024】

まず、図１に示す状態では、第１固定具１６２の頭部、すなわちネジのネジ頭は、鉛直方向Ｚの上方に向けられている。同様にして、第２固定具１６４の頭部、すなわちネジのネジ頭は、鉛直方向Ｚの上方に向けられている。図４～図６では、第１固定具１６２の頭部及び第２固定具１６４の頭部と、フレキシブル基板１１４の接点部と、を同じ方向、すなわち鉛直方向Ｚの上方に向けたまま、コンタクタ１１０を取り外すことができる。この場合、第１固定具１６２の頭部及び第２固定具１６４の頭部と、フレキシブル基板１１４の接点部と、が異なる方向に向けられる場合と比較して、例えば、第１固定具１６２の頭部及び第２固定具１６４の頭部が鉛直方向Ｚの上方に向けられ、フレキシブル基板１１４の接点部が鉛直方向Ｚの下方に向けられる場合と比較して、フレキシブル基板１１４の接点部の傷つきを抑制することができる。

【0025】

図１に示した状態から、図４に示すように、図１に示した第１固定具１６２を取り外すことで、図１に示した圧接ブロック１３０をリジッド基板１２０から取り外す。

【0026】

次いで、図５に示すように、図４に示した第２固定具１６４を取り外すことで、図４に示したリテーナ１４０をリジッド基板１２０から取り外す。

【0027】

次いで、図６に示すように、図５に示したコンタクタ１１０を取り外す。

【0028】

新たなコンタクタ１１０をプローブカード１０に組み付ける場合は、次のようになる。すなわち、まず、コンタクタ１１０がリジッド基板１２０及びナットプレート１５０に取り付けられた状態で、第２固定具１６４によってリテーナ１４０をリジッド基板１２０に固定する。次いで、第１固定具１６２によって圧接ブロック１３０をリジッド基板１２０に固定する。

【0029】

上記方法によれば、リジッド基板１２０の垂線方向において、フレキシブル基板１１４は、リジッド基板１２０よりも検査対象物が位置する側、すなわちリジッド基板１２０よりもフレキシブル基板１１４の接点部が位置する側に位置するようになる。したがって、コンタクタ１１０を交換する際に、リジッド基板１２０を検査装置２０から取り外す必要がない。この場合、リジッド基板１２０を含むプローブカード１０全体を検査装置２０から取り外す場合と比較して、コンタクタ１１０の交換を容易にすることができる。

【0030】

さらに、リジッド基板１２０の垂線方向において、圧接ブロック１３０は、リジッド基板１２０よりも検査対象物が位置する側、すなわちリジッド基板１２０よりもフレキシブル基板１１４の接点部が位置する側に位置するようになる。したがって、圧接ブロック１３０を取り外す際に、リジッド基板１２０を検査装置２０から取り外す必要がない。この場合、リジッド基板１２０を含むプローブカード１０全体を検査装置２０から取り外す場合と比較して、圧接ブロック１３０の取り外しを容易にすることができる。

【0031】

本実施形態では、図１及び図２に示すようにコンタクタ１１０の接点部が鉛直方向Ｚの上方に向けられた状態で、プローブカード１０は、検査装置２０の検査対象物を検査する。具体的には、コンタクタ１１０の鉛直方向Ｚの上方から、検査対象物をコンタクタ１１０に向けて近づける。これによって、検査対象物のバンプ等の電極をコンタクタ１１０の接点部に接触させて、プローブカード１０は検査対象物を検査する。しかしながら、プローブカード１０は、コンタクタ１１０の接点部が、鉛直方向Ｚの上方と異なる方向、例えば鉛直方向Ｚの下方に向けられた状態で検査対象物を検査してもよい。

【0032】

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

【0033】

本明細書によれば、以下の態様が提供される。
（態様１）
態様１は、
検査対象物と接触するフレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板に電気的に接続されたリジッド基板と、
を備え、
前記リジッド基板の垂線方向において、前記フレキシブル基板は、前記リジッド基板よりも、前記検査対象物が位置する側に位置している、プローブカードである。
態様１によれば、フレキシブル基板を有するコンタクタを交換する際に、リジッド基板をプローブカードが取り付けられた検査装置から取り外す必要がない。この場合、リジッド基板を含むプローブカード全体を検査装置から取り外す場合と比較して、フレキシブル基板を有するコンタクタの交換を容易にすることができる。
（態様２）
態様２は、
前記検査対象物が位置する側から前記リジッド基板が位置する側に向かう方向に前記フレキシブル基板を前記リジッド基板に向けて圧接する圧接ブロックをさらに備える、態様１に記載のプローブカードである。
態様２によれば、フレキシブル基板は、圧接ブロックによってリジッド基板から離れないようになる。さらに、態様２によれば、リジッド基板の垂線方向において、圧接ブロックがリジッド基板よりも検査対象物が位置する側に位置するようになる。したがって、圧接ブロックを取り外す際に、リジッド基板を検査装置から取り外す必要がない。この場合、リジッド基板を含むプローブカード全体を検査装置から取り外す場合と比較して、圧接ブロックの取り外しを容易にすることができる。
（態様３）
態様３は、
前記フレキシブル基板は、前記圧接ブロックが前記フレキシブル基板を圧接する位置で前記リジッド基板と電気的に接続する、態様２に記載のプローブカードである。
態様３によれば、フレキシブル基板とリジッド基板とを電気的に接続するための接続部材とは別に、フレキシブル基板のうち圧接ブロックによって圧接される部分が圧接ブロックによって押し潰されないようにするためのストッパ部材を設ける必要がない。したがって、接続部材とは別に設けられたストッパ部材によるプローブカードの電気的特性の低下を抑制することができる。
（態様４）
態様４は、
前記検査対象物が位置する側から前記リジッド基板が位置する側に向かう方向に前記圧接ブロックを貫通して前記リジッド基板に取り付けられた固定具をさらに備える、態様２又は３に記載のプローブカードである。
態様４によれば、固定具の頭部と、検査対象物と接触するフレキシブル基板の接点部と、を同じ方向に向けたまま、コンタクタを取り外すことができる。この場合、固定具の頭部と、フレキシブル基板の接点部と、が異なる方向に向けられる場合と比較して、フレキシブル基板の接点部の傷つきを抑制することができる。

【符号の説明】

【0034】

１０ プローブカード
２０ 検査装置
１１０ コンタクタ
１１２ 台座ブロック
１１４ フレキシブル基板
１１４ａ 接続領域
１２０ リジッド基板
１２２ 第１開口
１３０ 圧接ブロック
１３２ 第２開口
１３４ 圧接弾性材
１４０ リテーナ
１５０ ナットプレート
１５２ 弾性体
１６２ 第１固定具
１６４ 第２固定具
Ｚ 鉛直方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】