探針卡的制作方法

專利名稱：探針卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對作為檢查對象的半導(dǎo)體晶片的多個區(qū)域進(jìn)行電信號的 輸入或輸出的探針卡。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體的檢査工序中，在切割之前的半導(dǎo)體晶片的狀態(tài)下，通過使 具有導(dǎo)電性的探針加以接觸來進(jìn)行導(dǎo)通檢查，從而檢測出不良品(WLT: Wafer Level Test)。在進(jìn)行該WLT時，為了將從檢查裝置(測試機)送出 的檢査信號傳送至半導(dǎo)體晶片，采用收容有多個探針的探針卡。通常，在 WLT中， 一邊用探針卡掃描半導(dǎo)體晶片上的晶粒， 一邊使探針分別接觸于 各晶粒，但由于在半導(dǎo)體晶片上形成有數(shù)百 數(shù)萬個晶粒，所以對一片半 導(dǎo)體晶片進(jìn)行測試時需要花費很長的時間，且隨著晶粒數(shù)量的增加會導(dǎo)致 成本的上升。為了解決這樣的WLT的問題點，在最近提出了采用一次性使探針接 觸于半導(dǎo)體晶片上的所有晶粒、或半導(dǎo)體晶片上的至少1/4 1/2左右的晶 粒的FWLT (Full Wafer Level Test)的方法(例如參考專利文獻(xiàn)l)。在該 FWLT中，必須使探針的前端接觸于半導(dǎo)體晶片的微細(xì)的電極墊上，因此， 需要探針的前端位置精度和使探針卡與半導(dǎo)體晶片對位的技術(shù)。圖13是表示在上述的FWLT中適用的探針卡的一構(gòu)成例的圖。該圖 表示的探針卡51包括對應(yīng)于半導(dǎo)體晶片上的電極墊的配置圖案而設(shè)置 的多個探針52;收容該多個探針52的探針頭53;將探針頭53的微細(xì)的 配線圖案轉(zhuǎn)換為更寬廣空間的配線圖案的空間轉(zhuǎn)換器54;對從空間轉(zhuǎn)換器 54拉出的配線進(jìn)行中繼的中介器(interposer) 55;將由中介器55中繼的 配線56的空間進(jìn)一步擴大并連接在檢查裝置的端子上的基板57。在具有以上結(jié)構(gòu)的探針卡51中，空間轉(zhuǎn)換器54具有緩和半導(dǎo)體晶片的熱膨脹系數(shù)和基板57的熱膨脹系數(shù)之間的差的功能，由此，防止在高 溫環(huán)境下的檢查時產(chǎn)生位置偏離。專利文獻(xiàn)l:日本特開2003—240801號公報但是，在如上述那樣采用空間轉(zhuǎn)換器構(gòu)成探針卡的情況下，由于空間 轉(zhuǎn)換器和基板的連接而容易產(chǎn)生電性損失，尤其在具有高頻的電信號傳輸 特性上可能會產(chǎn)生問題。另外，由于設(shè)置空間轉(zhuǎn)換器和中介器，導(dǎo)致部件 數(shù)目增加，從而組裝工時數(shù)增多，存在難以降低成本的問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述情況而提出的，目的在于提供一種具有高頻電信號 的傳輸特性優(yōu)越，成本較低且具有經(jīng)濟(jì)效益的探針卡。為了解決上述問題、達(dá)成目的，技術(shù)方案1所述的發(fā)明提供一種探針 卡，其對作為檢查對象的半導(dǎo)體晶片的多個區(qū)域進(jìn)行電信號的輸入或輸出，其特征在于，具有多個探針，該多個探針與在所述半導(dǎo)體晶片上設(shè) 置的多個電極接觸，進(jìn)行電信號的輸入或輸出；探針頭，該探針頭收容所 述多個探針；基板，該基板能夠接觸于所述探針頭，且在與所述探針頭相 對向的表面的附近具有與所述多個探針連接的配線；核心層，該核心層被 埋入在所述基板中，由熱膨脹系數(shù)小于所述基板的原材料構(gòu)成；連接機構(gòu)， 該連接機構(gòu)經(jīng)所述配線使所述多個探針的至少一部分和外部的裝置電連 接。技術(shù)方案2所述的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案l所述的發(fā)明中，所 述連接機構(gòu)包括在所述基板的壁厚方向上，在沒有埋入所述核心層的部 分的壁厚方向貫通而成的通孔。技術(shù)方案3所述的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案l所述的發(fā)明中，所 述連接機構(gòu)包括成對地相互結(jié)合的零插入力型的陽連接器以及陰連接器 之中的任一個。技術(shù)方案4所述的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案3所述的發(fā)明中，所 述基板設(shè)置有插入所述陽連接器以及所述陰連接器之中的任一個的缺口。技術(shù)方案5所述的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案3所述的發(fā)明中，所 述基板設(shè)置有安裝所述陽連接器以及所述陰連接器之中的任一個的開口部。技術(shù)方案6所述的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案5所述的發(fā)明中，所述陽連接器以及所述陰連接器之中的任一個具有能夠與成對的連接器結(jié) 合的第一連接器；以及安裝于所述開口部，與所述配線電連接，并且與所 述第一連接器結(jié)合的第二連接器。技術(shù)方案7所述的發(fā)明的特征在于，在技術(shù)方案1 6的任一項所述 的發(fā)明中，還具備在所述基板的外周安裝的加強部件。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，通過具備多個探針，該多個探針與在作為檢查對象的半導(dǎo)體晶片上設(shè)置的多個電極接觸，進(jìn)行電信號的輸入或輸出；探針頭，該 探針頭收容所述多個探針；基板，該基板能夠接觸于所述探針頭，且在與 所述探針頭相對向的表面的附近具有與所述多個探針連接的配線；核心 層，該核心層被埋入在所述基板中，由熱膨脹系數(shù)小于所述基板的熱膨脹 系數(shù)的原材料構(gòu)成；連接機構(gòu)，該連接機構(gòu)經(jīng)所述配線使所述多個探針的 至少一部分和外部的裝置電連接，由此具有高頻的電信號的傳輸特性優(yōu) 越，能夠提供成本降低，具有經(jīng)濟(jì)效益的探針卡。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式1的探針卡的結(jié)構(gòu)的俯視圖； 圖2是表示通過圖1的A—A線的截面構(gòu)造的一部分的截面圖； 圖3是表示本發(fā)明的實施方式1的探針卡具備的探針以及探針頭主要 部分的結(jié)構(gòu)的放大局部截面圖；圖4是表示本發(fā)明的實施方式1的變形例的探針卡的結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖5是表示本發(fā)明的實施方式2的探針卡的結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖6是表示通過圖5的B—B線的截面構(gòu)造的一部分的截面圖；圖7是表示本發(fā)明的實施方式2的探針卡具備的陽連接器的結(jié)構(gòu)的圖；圖8是表示包括圖7所示的陽連接器的探針卡的概略結(jié)構(gòu)的圖；圖9是表示本發(fā)明的實施方式3的探針卡的結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖10是表示通過圖9的D—D線的截面構(gòu)造的一部分的截面圖；圖11是表示本發(fā)明的實施方式3的探針卡具備的陽連接器的結(jié)構(gòu)的圖；圖12是表示包括圖11所示的陽連接器的探針卡的概略結(jié)構(gòu)的圖；圖13是表示現(xiàn)有的探針卡的結(jié)構(gòu)的圖。圖中.-1、 11、 12、 17、 51:探針卡2、 52:探針3、 53:探針頭4、 4—2、 13、 18、 57:基板5:保持部6、 14、 20:核心層7:半導(dǎo)體晶片 8:端子 9:加強部件 15、 19:陽連接器 15a:結(jié)合部 15b:第一凸緣部 15c:機體部 15d:第二凸緣部 16:陰連接器 21:彈簧部件 21a:粗巻部 21b:密巻部22、 23:針狀體22b、 23c:軸套(boss)部22c:軸部22a、 23a:針狀部23b:凸緣部31、 122、 152、 153、 172、 195、 196:孔部 31a:小徑部31b:大徑部41、 56、 131、 181:配線42:通孔43、 132、 182:電極54:空間轉(zhuǎn)換器 55:中介器61、 8h彈簧71:電極墊 91:外周部 92:輪輻 93:中心部 101:晶片吸附盤 121:缺口151、 161、 193、 194:導(dǎo)線171:開口部 191:第一連接器191a:第一結(jié)合部191b:第三凸緣部191c:第二結(jié)合部192:第二連接器192a:第四凸緣部192b:嵌入部 201:端子座 301:連接器座具體實施方式
以下，參考

用于實施本發(fā)明的最佳方式(以后，稱為"實施 方式")。而且，應(yīng)注意的是，圖示是模式性地表示，各部分的厚度和寬度 之間的關(guān)系、各部分的厚度的比例等與實際的存在不同，不言而喻，圖示 相互之間也包括相互的尺寸關(guān)系和比率不同的部分。(實施方式1)圖l是表示本發(fā)明的實施方式l的探針卡的結(jié)構(gòu)的俯視圖。另外，圖2是表示通過圖1的A—A線的截面構(gòu)造的一部分的截面圖。這些圖所示的探針卡l具有對應(yīng)于檢查對象而設(shè)置的多個探針2 (導(dǎo)電性接觸子)、收容多個探針2的圓盤狀的探針頭3、以及用于對在探針頭3中收容的探 針2和檢査裝置進(jìn)行電連接的配線圖案，并且具備直徑大于探針頭3的 直徑的圓盤狀的基板4;固定在基板4上，為了保持探針頭3而由盤簧或 板簧等形成的保持部件5;以及被埋入基板4的內(nèi)部，熱膨脹系數(shù)(CTE: Coefficient of Thermal Expansion)低于基板4的熱膨脹系數(shù)的原材料構(gòu)成 的核心層6。如圖2所示，探針卡1經(jīng)由在檢查裝置的端子座201中收容的端子8 而與外部的裝置即檢査裝置本體(未圖示)電連接。作為端子8，適用具 有彈簧作用的彈簧探針(PogoPin)等，通過經(jīng)該端子8進(jìn)行規(guī)定的電信 號的發(fā)送接收，由此測量半導(dǎo)體晶片7的電特性。而且，在圖2中，圖示 的是作為探針2的被接觸體的半導(dǎo)體晶片7被載置在檢查裝置的晶片吸附 盤101上的狀態(tài)。探針2被配置成對應(yīng)于一般形成為圓盤狀的半導(dǎo)體晶片7的電極墊的 配置圖案， 一邊的前端突出，各探針2的前端從相對于半導(dǎo)體晶片7的多 個電極墊的表面垂直的方向與所述表面抵接。在探針頭3中收容的探針2的數(shù)量和配置圖案，可對應(yīng)于在半導(dǎo)體晶 片7上形成的半導(dǎo)體芯片的數(shù)量和電極墊的配置圖案來決定。例如，在以 直徑8英寸(約200mm)的半導(dǎo)體晶片7作為檢査對象的情況下，需要數(shù) 百 數(shù)千個探針2。另外，在以直徑12英寸(約300mm)的半導(dǎo)體晶片7 為檢査對象的情況下，需要數(shù)千個 數(shù)萬個的探針2。圖3是表示探針2以及探針頭3主要部分的結(jié)構(gòu)的放大部分截面圖。 探針2具有由導(dǎo)電性螺旋彈簧形成的彈簧部件21;以及由導(dǎo)電性材料形 成的，在彈簧部件21的兩端部使各尖銳端指向相互相反的朝向而配置的 一對針狀體22以及23。在探針2被收容于探針頭3的狀態(tài)下，針狀體22 位于比彈簧部件21更靠基板4一側(cè)(圖3中為鉛直上側(cè))，另一方面，針 狀體23比彈簧部件21位于更靠半導(dǎo)體晶片7—側(cè)(圖3中為鉛直下側(cè))。針狀體22具備包括與形成在基板4上的電極43相接觸的尖銳端的針狀部Wa;從與針狀部22a的尖銳端相反一側(cè)的基端部突出，且具有較 針狀部22a的直徑還小的直徑的軸套部22b;以及從軸套部22b的與針狀 部22a相接一側(cè)的相反側(cè)的表面延伸出的軸部22c，并且針狀體22在長邊 方向上形成軸對稱的形狀。相對于此，針狀體23具備包括與半導(dǎo)體晶 片7的電極墊71接觸的尖銳端的針狀部23a;設(shè)置在針狀部23a的尖銳端 的相反側(cè)的基端部上，具有較針狀部23a的直徑還大的直徑的凸緣部23b; 以及從凸緣部23b的與針狀部23a相接的一側(cè)的相反側(cè)的表面突出，且具 有較凸緣部23b的直徑還小的直徑的軸套部23c，并且針狀體23在長邊方 向上形成軸對稱形狀。彈簧部件21的針狀體22—側(cè)是粗巻部21a，另一方面，針狀體23 — 側(cè)是密巻部21b，粗巻部21a的端部被巻附在針狀體22的軸套部22b上， 密巻部21b的端部被巻附在針狀體23的軸套部23c上。密巻部21b和軸 套部23c之間以及粗巻部21a和軸套部22b之間，通過彈簧的巻附力以及 /或者焊接被接合起來。探針2通過具有彈簧部件21，使得針狀體22以及 23在圖3的上下方向上能夠反彈移動。其中針狀體23的針狀部23a的尖 銳端，通過使半導(dǎo)體晶片7上升而與電極墊71接觸。探針頭3例如利用陶瓷材料形成，對應(yīng)于半導(dǎo)體晶片7的排列用于收 容探針2的孔部31在壁厚方向(圖3的鉛直方向)貫通?？撞?1在圖3 中從下方即半導(dǎo)體晶片7 —側(cè)的端面，經(jīng)過至少比針狀部23a的長邊方向 的長度還小的規(guī)定長度，而形成有小徑孔31a，除此以外的部分，直徑大 于小徑孔31a的大徑孔31b與小徑孔31a同軸形成。另外，從圖3可以看 出，小徑孔31a的內(nèi)徑大于針狀體23的針狀部23a的外徑，小于凸緣部 23b的外徑。通過如此將孔部31形成為具有臺階差的孔狀，防止構(gòu)成探針 2的針狀體23從孔部31脫落到下側(cè)。而且，還可以將探針頭3沿著圖3的鉛直方向分割成上下兩個部分而 構(gòu)成。此時，雖然利用螺釘和定位銷締結(jié)兩個部分，但為了防止在探針2 的初期荷重作用下下側(cè)的板膨脹，將到達(dá)下側(cè)的部分的厚度設(shè)定成比到達(dá) 上側(cè)的部分的厚度更厚。通過如此進(jìn)行分割，探針2的更換等變得容易。基板4由適用于一般的PCB (Printed Circuit Board)基板的膠木或環(huán)氧樹脂等絕緣性物質(zhì)構(gòu)成。在該基板4上埋入有直徑比探針頭3稍大的呈圓盤狀的核心層6。該核心層6由具有比構(gòu)成基板4的絕緣性物質(zhì)小的熱 膨脹系數(shù)的原材料構(gòu)成，具體地說，由因瓦材料(Invar)或科瓦(Kovar) 材料(注冊商標(biāo))等構(gòu)成。另外，作為核心層6，還可以適用伴隨著溫度 的上升而產(chǎn)生收縮的具有負(fù)熱膨脹系數(shù)的材料。在基板4中的、比核心層6更靠近探針頭3 —側(cè)即與探針頭3相對向 的表面的附近，通過貫通孔等立體地形成有配線41，該配線41用于對探 針2和檢查裝置進(jìn)行電連接。相對于此，在比核心層6更遠(yuǎn)離探針頭3的 一側(cè)即檢査裝置一側(cè)沒有設(shè)置配線。就此而言，基板4只在接近于探針頭 3的單面一側(cè)形成有由多個配線41構(gòu)成的配線層(配線圖案)。配線41的一端通過在基板4的下端部形成的電極43連接于探針頭3 內(nèi)的探針2的針狀體22，另一方面，該配線41的另一端，在基板4的外 緣部附近連接于在基板4的厚度方向即與圖2的鉛直方向平行的方向上貫 通基板4而形成的多個通孔42之中的任一個。而且，在圖2中，為了簡 化記載，僅表示了一部分的配線41。一般地說，在利用探針卡l進(jìn)行檢查時，由于是在預(yù)燒測試等比常溫 更高溫度的環(huán)境下檢查半導(dǎo)體晶片7，所以優(yōu)選半導(dǎo)體晶片7的熱膨脹系 數(shù)盡可能接近于探針頭3和基板4的熱膨脹系數(shù)。例如，以硅為主成分的 半導(dǎo)體晶片7 (硅晶片)的熱膨脹系數(shù)是3.4 (ppm廣C)左右，相對于此， 基板4的熱膨脹系數(shù)是12 15 (ppm廣C)左右，因此，為了進(jìn)行精度更 好的檢查，有必要緩和其差值。在本實施方式l中，通過將熱膨脹率比基 板4顯著低的材質(zhì)(包含具有負(fù)的熱膨脹率的材質(zhì))作為核心層6埋入在 基板4中進(jìn)行層疊，從而緩和熱膨脹系數(shù)的差?；?和核心層6的厚度 關(guān)系與具體的材質(zhì)，只要對應(yīng)于半導(dǎo)體晶片7的熱膨脹系數(shù)與作為探針卡 1整體的熱膨脹系數(shù)的關(guān)系、以及進(jìn)行檢查的環(huán)境等的條件進(jìn)行最佳化即 可。而且，半導(dǎo)體晶片7的熱膨脹系數(shù)和探針卡1整體的熱膨脹系數(shù)也可 以不完全一致，它們之間的差只要緩和到對半導(dǎo)體晶片7的電極墊71和 探針2之間的電連接沒有影響的程度即可。另外，也沒有必要在所有溫度 條件下實現(xiàn)熱膨脹系數(shù)的整合，只要適合于在檢查時的溫度條件下探針卡1和半導(dǎo)體晶片7的熱膨脹的程度不會對檢查的精度帶來影響的程度即 可。在具有以上結(jié)構(gòu)的探針卡l中，核心層6只形成在固定探針3的圓盤的中央部附近，在檢査裝置的端子8抵接的基板4的外周部沒有核心層6。 因此，在基板4的外周部能夠容易形成在其壁厚方向(圖2的鉛直上下方 向)上貫通的通孔42，如圖13所示的現(xiàn)有的探針卡51那樣，通過將配線 41延長到端子8 —側(cè)，沒有必要確立與檢查裝置之間的連接。其結(jié)果是用 于構(gòu)成基板4的工時數(shù)少也可以。因此，消除了與半導(dǎo)體晶片7之間的熱 膨脹系數(shù)的差異，防止在檢查時的溫度環(huán)境下可能產(chǎn)生的錯位，能夠?qū)崿F(xiàn) 更高精度的檢査。在形成通孔42時，能夠適用沖裁加工、激光加工、電子束加工、離 子束加工、線放電加工、沖壓加工、線切割加工、或蝕刻加工等。該通孔 42的配置圖案并不限于圖1所示的情況。但是，在將基板4的配線層只設(shè)置在單面上的意味上說，還可考慮采 取相同的核心層6與其他的形成基板4的層的表面積，使核心層6處于被 完全包夾的三明治狀態(tài)，此時，會產(chǎn)生如下問題。(1) 形成通過具有上述特性的核心層6的通孔，在技術(shù)上來說很困難。(2) 由于向檢査裝置配線的電極形成在與探針頭3相接的表面一側(cè)， 所以將其配線到相反側(cè)的表面即檢查裝置一側(cè)的表面上時，端子的數(shù)量會 達(dá)到數(shù)百 數(shù)萬個，因此實際上不可行。在本實施方式1中，將核心層6只形成在探針頭3上部那樣最需要進(jìn) 行調(diào)整的部位，沒有在基板4的外周部埋入核心層6，因此能夠在其外周 部簡單地形成通孔42。另外，另外，由于能夠通過通孔42在探針2突出 的相反側(cè)的表面連接于檢查裝置的端子8，因此即使端子的數(shù)量多也能夠 容易地進(jìn)行配線。另外，在圖2中是探針2和端子8通過配線41以及通孔42 —對一地 相對應(yīng)來進(jìn)行的記載，但探針2中還包括用于接地的探針、用于供電的探 針(未圖示)。因此，在連接到探針2的配線41中，還包括連接到接地層、 電源層的配線，并不是全部與檢查裝置連接。根據(jù)以上說明的本發(fā)明的實施方式1，通過具備多個探針，該多個 探針與在作為檢査對象的半導(dǎo)體晶片上設(shè)置的多個電極接觸，進(jìn)行電信號 的輸入或輸出；探針頭，該探針頭收容所述多個探針；基板，該基板能夠 接觸于所述探針頭，且在與所述探針頭相對向的表面的附近具有與所述多 個探針連接的配線；核心層，該核心層被埋入在所述基板中，由熱膨脹系 數(shù)小于所述基板的熱膨脹系數(shù)的原材料構(gòu)成；連接機構(gòu)(包括與配線相連 的通孔)，該連接機構(gòu)經(jīng)所述配線使所述多個探針的至少一部分和外部的裝置電連接，由此不用如圖13所示的現(xiàn)有的探針卡51那樣采用空間轉(zhuǎn)換器，就能夠構(gòu)成探針卡。因此，具有高頻的電信號的傳輸特性優(yōu)越，所以 能夠以高精度進(jìn)行高速信號測試。另外，由于零件數(shù)量少，組裝容易，能 夠削減成本，具有經(jīng)濟(jì)效益。此外，在本實施方式l中，通過在基板內(nèi)埋入核心層而使熱膨脹的程 度接近于半導(dǎo)體晶片的熱膨脹的程度，防止在檢查時的基板上產(chǎn)生錯位和 翹曲。其結(jié)果是能夠?qū)崿F(xiàn)所有的探針向半導(dǎo)體晶片的均勻的接觸，能夠防 止在探針之間的磨損程度上產(chǎn)生差，能夠提高各探針的耐久性。(實施方式1的變形例)圖4是表示本實施方式1的一變形例的探針卡的結(jié)構(gòu)的俯視圖。該圖 所示的探針卡11相對于具有與基板4同樣結(jié)構(gòu)的基板4一2安裝加強部件 9。該加強部件9具備與基板4一2的外周嵌合的圓形的外周部91;從外 周部91的內(nèi)側(cè)面向外周部91的呈圓的中心方向延伸出的輪輻92;以及形 成為具有與外周部91所成圓相同的中心的圓盤狀，且通過輪輻92與外周 部91連接的中心部93。在安裝該加強部件9時，從基板4一2的檢査裝置連接側(cè)(圖1的背 面?zhèn)?安裝加強部件9，通過螺釘將輪輻92和中心部93固定安裝于基板 4一2 (在圖4中，為了簡化而僅只記載了一個螺釘)。此時，若在安裝輪 輻92和中心部93的部分使基板4一2的通孔42不重疊，則更為優(yōu)選。作 為具有以上結(jié)構(gòu)的加強部件9，適用進(jìn)行了耐酸鋁(alumite)精加工的鋁、 不銹鋼、因瓦材料、科瓦材料(注冊商標(biāo))、杜拉鋁等高剛性的原材料。根據(jù)以上說明的本實施方式1的一變形例，除了與上述實施方式1同 樣的效果以外，通過利用加強部件提高基板的剛性，能夠更可靠地防止探針接觸于半導(dǎo)體晶片時的探針卡的變形。 (實施方式2)圖5是表示本發(fā)明的實施方式2的探針卡的結(jié)構(gòu)的俯視圖。而且，圖6是表示通過圖5的B—B線的截面構(gòu)造的一部分的截面圖。這些圖所示的探針卡12具備對應(yīng)于檢査對象而設(shè)置的多個探針2;收容多個探針2 的圓盤狀的探針頭3;直徑大于探針頭3的直徑的呈圓盤狀的基板13;固定在基板13上，為了保持探針頭3而由盤簧或板簧等形成的保持部件5; 以具有與基板13相同表面積的方式被層疊埋入基板13的內(nèi)部，且由熱膨脹系數(shù)低于基板13的原材料構(gòu)成的核心層14;以及為了進(jìn)行與檢查裝置的連接而相對于基板13的中心呈放射狀配置的多個陽連接器15。陽連接器15與在檢查裝置的連接器座301被設(shè)置于相對向位置的陰 連接器16成對，確定探針2和檢査裝置的電連接。在本實施方式2中， 作為由成對的陽連接器15和陰連接器16構(gòu)成的連接器，適用零插入力 (ZIF: Zero Insertion Force)型連接器。該ZIF型連接器是在插拔成對且 互相結(jié)合的連接器彼此時幾乎不需要外力的類型的連接器，通過在結(jié)合了 連接器彼此之后在外力作用下施加壓接力，實現(xiàn)相互的連接端子的接觸。 作為這樣的ZIF型連接器，可以適用一般的ZIF型連接器(例如，參考日 本實開平7—42043號公報、日本特開2000—208570號公報等)。圖7是表示在本實施方式2中適用的ZIF型的陽連接器15的概略結(jié) 構(gòu)的圖。如該圖所示，陽連接器15被安裝于在基板13 (以及核心層14) 上形成的缺口121上，并具備結(jié)合部15a，該結(jié)合部15a在側(cè)面露出有 多個導(dǎo)線151，與檢査裝置側(cè)的陰連接器16結(jié)合；第一凸緣部15b，該第 一凸緣部15b形成在結(jié)合部15a的基端部上，在安裝于基板13上時位于 基板13的一方的面(圖7的上表面)上，具有防止從缺口 121脫落的功 能；機體部15c，該機體部15c被插入于缺口 121的內(nèi)部；第二凸緣部15d， 該第二凸緣部15d在機體部15c—側(cè)的表面露出有多個導(dǎo)線151，并且在 安裝于基板13上時位于基板13的另一方的面(圖7的底面)上，具有防 止從缺口 121脫落的功能。第一凸緣部15b以及第二凸緣部15d的相對向 的表面彼此具有大致相同的面積，在第一凸緣部15b以及第二凸緣部15d 的各表面的規(guī)定的位置上，分別形成有多個螺釘插通用的孔部152以及153 (在圖7中各四個)。在將陽連接器15安裝到基板13上時，如圖7所示，在從基板13的 外周側(cè)使陽連接器15滑動向基板13的中心方向進(jìn)行插入安裝之后，利用 定位銷等使在基板13上設(shè)置的孔部122和所述孔部152以及153進(jìn)行對 位，通過相對于對應(yīng)的孔部122、 152以及153螺合螺釘61，由此將陽連 接器15相對于基板13進(jìn)行固定安裝(在圖7中為了簡化僅記載了一個螺 釘61)。由此，由于導(dǎo)線151被強力壓附于電極132，所以能夠可靠地使 配線131和導(dǎo)線151連接。而且，由于能夠更換陽連接器15，可以不進(jìn)行 導(dǎo)線151對電極132的焊接。圖8是表示包括陽連接器15的探針卡12的概略結(jié)構(gòu)，并且表示在檢 查裝置的連接器座301上設(shè)置的陰連接器16的概略結(jié)構(gòu)的圖，是圖6的C 一C線截面圖。如該圖8所示，陽連接器15，在第二凸緣部15d的上表面 露出的導(dǎo)線151經(jīng)基板13的電極132與基板13內(nèi)的配線131的任一個連 接。導(dǎo)線151從機體部15c的內(nèi)部經(jīng)由第一凸緣部15b到達(dá)結(jié)合部15a的 外側(cè)面，露出向外部。另一方面，在陰連接器16的形成凹型形狀的內(nèi)側(cè) 面上還露出有多個導(dǎo)線161，在結(jié)合陽連接器15和陰連接器16時，通過 導(dǎo)線151和導(dǎo)線161接觸，確立探針卡12和檢查裝置的電連接。陽連接器15具有的第一凸緣部15b，不僅具有如上所述防止從基板 13脫落的功能，而且還具有在使陰連接器16接觸之后，通過規(guī)定的機構(gòu) 使兩連接器固定結(jié)合時克服施加于自身的外力而實現(xiàn)與陰連接器16的可 靠的結(jié)合的功能。根據(jù)以上說明的本發(fā)明的實施方式2，通過具備多個探針，該多個 探針與在作為檢査對象的半導(dǎo)體晶片上設(shè)置的多個電極接觸，進(jìn)行電信號 的輸入或輸出；探針頭，該探針頭收容所述多個探針；基板，該基板能夠 接觸于所述探針頭，且在與所述探針頭相對向的表面的附近具有與所述多 個探針連接的配線；核心層，該核心層被埋入在所述基板中，由熱膨脹系 數(shù)小于所述基板的熱膨脹系數(shù)的原材料構(gòu)成；連接機構(gòu)(包括ZIF型連接 器的陽連接器)，該連接機構(gòu)經(jīng)所述配線使所述多個探針的至少一部分和 外部的裝置電連接，由此，與上述實施方式1同樣，能夠提供具有高頻的 電信號的傳輸特性優(yōu)越、成本降低、具有經(jīng)濟(jì)效益的探針卡。另外，根據(jù)本實施方式2，作為連接機構(gòu)通過適用ZIF型連接器，即 使在探針的數(shù)量多，在有彈簧作用的端子因反作用力變大而使得施加在探 針卡以及測試機上的應(yīng)力變大的情況下，也不會產(chǎn)生應(yīng)力，能夠得到可靠 的電連接。因此，即使在探針的數(shù)量多，配線復(fù)雜的探針卡的情況下，也 不易產(chǎn)生導(dǎo)通不良和探針的劣化，能夠提高探針卡的耐久性。進(jìn)而，在本實施方式2中，能夠?qū)⒕哂信c在上述實施方式1中說明的同樣的結(jié)構(gòu)的加強部件安裝于基板。尤其在本實施方式2的情況下，由于在基板的外周部設(shè)有缺口，所以還有可能因為基板的原材料而產(chǎn)生強度的 問題。從這點上說，只要安裝加強部件，就能夠防止擔(dān)心的強度上產(chǎn)生的 問題，能夠?qū)迨┘舆m當(dāng)?shù)膹姸?。另外，陽連接器的形狀和相對于基板的配置位置沒必要一定僅限于上 述情況，可對應(yīng)于其形狀和配置位置改變在檢查裝置一側(cè)設(shè)置的陰連接器 的形狀和配置位置。(實施方式3)圖9是表示本發(fā)明的實施方式3的探針卡的結(jié)構(gòu)的俯視圖。另外，圖 10是表示通過圖9的D—D線的截面構(gòu)造的一部分截面圖。這些圖中所示 的探針卡17具備對應(yīng)于檢査對象而設(shè)置的多個探針2;收容多個探針2的圓盤狀的探針頭3;直徑大于探針頭3的直徑的呈圓盤狀的基板18;固定在基板18上，為了保持探針頭3而由盤簧或板簧等形成的保持部件5; 以具有與基板18相同的表面積的方式被層疊埋入在基板18的內(nèi)部，且由 熱膨脹系數(shù)低于基板18的原材料構(gòu)成的核心層20;以及為了進(jìn)行與檢查 裝置的連接而相對于基板18的中心呈放射狀配置的多個ZIF型陽連接器 19。圖11是表示陽連接器19的概略結(jié)構(gòu)的圖。該圖所示的陽連接器19 通過組合兩個連接器構(gòu)成。更具體地說，陽連接器19通過組合如下兩個連接器而構(gòu)成，即第一連接器191，其能夠與成對的陰連接器16結(jié)合；第二連接器192，其被安裝于在基板18 (以及核心層20)上形成的幵口部 171上，與基板18的配線181電連接，并且與第一連接器191結(jié)合。第一連接器191具備安裝結(jié)合于陰連接器16的凸?fàn)畹牡谝唤Y(jié)合部 191a;在被安裝在基板18上時位于基板18的一方的表面(在圖11中為上表面)的第三凸緣部191b;以及被結(jié)合于第二連接器192上的凸?fàn)畹牡诙Y(jié)合部191c。在第一結(jié)合部191a以及第二結(jié)合部191c的各側(cè)面露出有 多個導(dǎo)線193。另一方面，第二連接器192具備在安裝于基板18上時位 于基板18的另一方的表面(在圖11中為下表面)的第四凸緣部192a;以 及嵌入第一連接器191的第二結(jié)合部191c而結(jié)合的凹狀的嵌入部192b。 在第四凸緣部192a的上表面以及嵌入部192b的內(nèi)側(cè)面露出有多個導(dǎo)線 194。圖12是表示包括陽連接器19的探針卡17的概略結(jié)構(gòu)，并且表示在 檢查裝置的連接器座301上設(shè)置的ZIF型的陰連接器16的概略結(jié)構(gòu)的圖， 是圖IO的E—E線截面圖。如該圖12所示，第二連接器192，在第四凸 緣部192a的上表面露出的導(dǎo)線194，經(jīng)基板18的電極182與基板18內(nèi)的 配線181之中的任一個連接。導(dǎo)線194在第二連接器192的嵌入部192b 的內(nèi)側(cè)面與露出于第一連接器191的第二結(jié)合部191c的表面的導(dǎo)線193 接觸。該導(dǎo)線193從第二結(jié)合部191c經(jīng)由第三凸緣部191b到達(dá)第一結(jié)合 部191a的外側(cè)面而露出于外部。而且，與上述實施方式2同樣，在將陽 連接器19插入安裝于陰連接器16時，通過與在陰連接器16的呈凹型形 狀的內(nèi)側(cè)面露出的導(dǎo)線161接觸，從而確立探針卡17和檢查裝置的電連 接。而且，還可以對第二結(jié)合部191c的表面和嵌入部192b的內(nèi)側(cè)面實施 鍍金。由此，能夠使結(jié)合第一連接器191和第二連接器192時的陽連接器 19整體的電特性更加良好。在將陽連接器19安裝在基板18上時，在開口部171安裝了第二連接 器192的嵌入部192b之后，在該嵌入部192b嵌合第一連接器191的第二 結(jié)合部191c，最后對在第一連接器191上設(shè)置的孔部195、在基板18上 設(shè)置的孔部172、以及在第二連接器192上設(shè)置的孔部196螺合螺釘81(在 圖11中，為了簡化僅記載了一個螺釘81)。通過進(jìn)行該安裝，由于導(dǎo)線 194被強力壓附于電極182，所以能夠使配線181和導(dǎo)線194可靠連接。 而且，在此，由于還能夠更換陽連接器19，所以不用將導(dǎo)線194焊接于電 極182。根據(jù)以上說明的本發(fā)明的實施方式3，通過具備多個探針，該多個探針與在作為檢查對象的半導(dǎo)體晶片上設(shè)置的多個電極接觸，進(jìn)行電信號 的輸入或輸出；探針頭，該探針頭收容所述多個探針；基板，該基板能夠接觸于所述探針頭，且在與所述探針頭相對向的表面的附近具有與所述多個探針連接的配線；核心層，該核心層被埋入在所述基板中，由熱膨脹系 數(shù)小于所述基板的熱膨脹系數(shù)的原材料構(gòu)成；連接機構(gòu)(包括ZIF型連接 器的陽連接器)，該連接機構(gòu)經(jīng)所述配線使所述多個探針的至少一部分和 外部的裝置電連接，由此，與上述實施方式2同樣，能夠提供具有高頻的 電信號的傳輸特性優(yōu)越、成本降低、具有經(jīng)濟(jì)效益的探針卡。另外，根據(jù)本實施方式3，通過將陽連接器分割為兩個連接器而構(gòu)成， 由此取代將上述實施方式2那樣的缺口形成在基板上而只要在基板上設(shè)置 開口部，因此，在提高基板的剛性的意義上說，能夠取得更好的效果。另 外，由于基板的接地層和電源層在基板的外周部不會斷開地連接在一起， 所以確保返回電流的路徑，使具有高頻的電信號的傳輸特性更好。而且，在本實施方式3中，為了提高基板的剛性，還可以將具有與上 述實施方式1說明的相同的結(jié)構(gòu)的加強部件安裝在基板上。另外，與上述實施方式2同樣，陽連接器的形狀和相對于基板的配置 位置不一定要限定于上述情況，還可以對應(yīng)于其形狀和配置位置，改變檢 查裝置一側(cè)設(shè)置的陽連接器的形狀和配置位置。 (其他的實施方式)在此，作為用于實施本發(fā)明的最佳的方式，詳細(xì)敘述實施方式1 3， 但本發(fā)明并不是僅由這三個實施方式來限定。例如，本發(fā)明的探針卡還可 以具有形成圓盤狀以外的形狀的基板和探針頭，它們的形狀可以通過檢査 對象的形狀或電極墊的配置圖案來進(jìn)行變更。另外，適用于本發(fā)明的探針卡的卡也并不限定于參考圖3說明的探針 2。即，本發(fā)明的探針卡可以采用現(xiàn)有公知的各種類型的探針來構(gòu)成。另外，在上述實施方式2以及3中，說明了在基板上安裝ZIF型陽連 接器的情況，但還可以在基板上安裝ZIF型的陰連接器。此時，不言而喻， 在連接器座上安裝陽連接器。如此，本發(fā)明包括并沒有記載于此的各種實施方式等，在不脫離由權(quán) 利要求書限定的技術(shù)思想的范圍內(nèi)，可以實施各種設(shè)計變更等。工業(yè)實用性本發(fā)明的探針卡在半導(dǎo)體的導(dǎo)通檢查等中有用，尤其適于使半導(dǎo)體晶片上的至少l/4 l/2左右的晶粒一并接觸于探針的FWLT。
權(quán)利要求
1.一種探針卡，其對作為檢查對象的半導(dǎo)體晶片的多個區(qū)域進(jìn)行電信號的輸入或輸出，其特征在于，具有多個探針，該多個探針與在所述半導(dǎo)體晶片上設(shè)置的多個電極接觸，進(jìn)行電信號的輸入或輸出；探針頭，該探針頭收容所述多個探針；基板，該基板能夠接觸于所述探針頭，且在與所述探針頭相對向的表面的附近具有與所述多個探針連接的配線；核心層，該核心層被埋入在所述基板中，由熱膨脹系數(shù)小于所述基板的原材料構(gòu)成；連接機構(gòu)，該連接機構(gòu)經(jīng)所述配線使所述多個探針的至少一部分和外部的裝置電連接。
2. 如權(quán)利要求l所述的探針卡，其特征在于，所述連接機構(gòu)包括在所述基板的壁厚方向上，在沒有埋入所述核心 層的部分的壁厚方向貫通而成的通孔。
3. 如權(quán)利要求l所述的探針卡，其特征在于，所述連接機構(gòu)包括成對地相互結(jié)合的零插入力型的陽連接器以及陰 連接器之中的任一個。
4. 如權(quán)利要求3所述的探針卡，其特征在于，所述基板設(shè)置有插入所述陽連接器以及所述陰連接器之中的任一個 的缺口。
5. 如權(quán)利要求3所述的探針卡，其特征在于，所述基板設(shè)置有安裝所述陽連接器以及所述陰連接器之中的任一個 的幵口部。
6. 如權(quán)利要求5所述的探針卡，其特征在于， 所述陽連接器以及所述陰連接器之中的任一個具有 能夠與成對的連接器結(jié)合的第一連接器；以及安裝于所述開口部，與所述配線電連接，并且與所述第一連接器結(jié)合 的第二連接器。
7.如權(quán)利要求1 6中任一項所述的探針卡，其特征在于，還具備在所述基板的外周安裝的加強部件。
全文摘要
提供一種探針卡，其具有高頻的電信號的傳輸特性優(yōu)越，成本降低，具有經(jīng)濟(jì)效益。為了達(dá)到該目的，其具備多個探針，該多個探針與在作為檢查對象的半導(dǎo)體晶片上設(shè)置的多個電極接觸，進(jìn)行電信號的輸入或輸出；探針頭，該探針頭收容所述多個探針；基板，該基板能夠接觸于所述探針頭，且在與所述探針頭相對向的表面的附近具有與所述多個探針連接的配線；核心層，該核心層被埋入在所述基板中，由熱膨脹系數(shù)小于所述基板的熱膨脹系數(shù)的原材料構(gòu)成；連接機構(gòu)，該連接機構(gòu)經(jīng)所述配線使所述多個探針的至少一部分和外部的裝置電連接。
文檔編號G01R31/26GK101243323SQ200680030219
公開日2008年8月13日 申請日期2006年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月31日
發(fā)明者中山浩志, 佐佐木俊輔 申請人:日本發(fā)條株式會社