探针卡的制作方法

专利名称：探针卡的制作方法
技术领域：
本发明涉及对作为检查对象的半导体晶片的多个区域进行电信号的 输入或输出的探针卡。
背景技术：
在半导体的检査工序中，在切割之前的半导体晶片的状态下，通过使 具有导电性的探针加以接触来进行导通检查，从而检测出不良品(WLT: Wafer Level Test)。在进行该WLT时，为了将从检查装置(测试机)送出 的检査信号传送至半导体晶片，采用收容有多个探针的探针卡。通常，在 WLT中， 一边用探针卡扫描半导体晶片上的晶粒， 一边使探针分别接触于 各晶粒，但由于在半导体晶片上形成有数百 数万个晶粒，所以对一片半 导体晶片进行测试时需要花费很长的时间，且随着晶粒数量的增加会导致 成本的上升。为了解决这样的WLT的问题点，在最近提出了采用一次性使探针接 触于半导体晶片上的所有晶粒、或半导体晶片上的至少1/4 1/2左右的晶 粒的FWLT (Full Wafer Level Test)的方法(例如参考专利文献l)。在该 FWLT中，必须使探针的前端接触于半导体晶片的微细的电极垫上，因此， 需要探针的前端位置精度和使探针卡与半导体晶片对位的技术。图13是表示在上述的FWLT中适用的探针卡的一构成例的图。该图 表示的探针卡51包括对应于半导体晶片上的电极垫的配置图案而设置 的多个探针52;收容该多个探针52的探针头53;将探针头53的微细的 配线图案转换为更宽广空间的配线图案的空间转换器54;对从空间转换器 54拉出的配线进行中继的中介器(interposer) 55;将由中介器55中继的 配线56的空间进一步扩大并连接在检查装置的端子上的基板57。在具有以上结构的探针卡51中，空间转换器54具有缓和半导体晶片的热膨胀系数和基板57的热膨胀系数之间的差的功能，由此，防止在高 温环境下的检查时产生位置偏离。专利文献l:日本特开2003—240801号公报但是，在如上述那样采用空间转换器构成探针卡的情况下，由于空间 转换器和基板的连接而容易产生电性损失，尤其在具有高频的电信号传输 特性上可能会产生问题。另外，由于设置空间转换器和中介器，导致部件 数目增加，从而组装工时数增多，存在难以降低成本的问题。发明内容本发明是鉴于上述情况而提出的，目的在于提供一种具有高频电信号 的传输特性优越，成本较低且具有经济效益的探针卡。为了解决上述问题、达成目的，技术方案1所述的发明提供一种探针 卡，其对作为检查对象的半导体晶片的多个区域进行电信号的输入或输出，其特征在于，具有多个探针，该多个探针与在所述半导体晶片上设 置的多个电极接触，进行电信号的输入或输出；探针头，该探针头收容所 述多个探针；基板，该基板能够接触于所述探针头，且在与所述探针头相 对向的表面的附近具有与所述多个探针连接的配线；核心层，该核心层被 埋入在所述基板中，由热膨胀系数小于所述基板的原材料构成；连接机构， 该连接机构经所述配线使所述多个探针的至少一部分和外部的装置电连 接。技术方案2所述的发明的特征在于，在技术方案l所述的发明中，所 述连接机构包括在所述基板的壁厚方向上，在没有埋入所述核心层的部 分的壁厚方向贯通而成的通孔。技术方案3所述的发明的特征在于，在技术方案l所述的发明中，所 述连接机构包括成对地相互结合的零插入力型的阳连接器以及阴连接器 之中的任一个。技术方案4所述的发明的特征在于，在技术方案3所述的发明中，所 述基板设置有插入所述阳连接器以及所述阴连接器之中的任一个的缺口。技术方案5所述的发明的特征在于，在技术方案3所述的发明中，所 述基板设置有安装所述阳连接器以及所述阴连接器之中的任一个的开口部。技术方案6所述的发明的特征在于，在技术方案5所述的发明中，所述阳连接器以及所述阴连接器之中的任一个具有能够与成对的连接器结 合的第一连接器；以及安装于所述开口部，与所述配线电连接，并且与所 述第一连接器结合的第二连接器。技术方案7所述的发明的特征在于，在技术方案1 6的任一项所述 的发明中，还具备在所述基板的外周安装的加强部件。发明效果根据本发明，通过具备多个探针，该多个探针与在作为检查对象的半导体晶片上设置的多个电极接触，进行电信号的输入或输出；探针头，该 探针头收容所述多个探针；基板，该基板能够接触于所述探针头，且在与 所述探针头相对向的表面的附近具有与所述多个探针连接的配线；核心 层，该核心层被埋入在所述基板中，由热膨胀系数小于所述基板的热膨胀 系数的原材料构成；连接机构，该连接机构经所述配线使所述多个探针的 至少一部分和外部的装置电连接，由此具有高频的电信号的传输特性优 越，能够提供成本降低，具有经济效益的探针卡。


图1是表示本发明的实施方式1的探针卡的结构的俯视图； 图2是表示通过图1的A—A线的截面构造的一部分的截面图； 图3是表示本发明的实施方式1的探针卡具备的探针以及探针头主要 部分的结构的放大局部截面图；图4是表示本发明的实施方式1的变形例的探针卡的结构的俯视图；图5是表示本发明的实施方式2的探针卡的结构的俯视图；图6是表示通过图5的B—B线的截面构造的一部分的截面图；图7是表示本发明的实施方式2的探针卡具备的阳连接器的结构的图；图8是表示包括图7所示的阳连接器的探针卡的概略结构的图；图9是表示本发明的实施方式3的探针卡的结构的俯视图；图10是表示通过图9的D—D线的截面构造的一部分的截面图；图11是表示本发明的实施方式3的探针卡具备的阳连接器的结构的图；图12是表示包括图11所示的阳连接器的探针卡的概略结构的图；图13是表示现有的探针卡的结构的图。图中.-1、 11、 12、 17、 51:探针卡2、 52:探针3、 53:探针头4、 4—2、 13、 18、 57:基板5:保持部6、 14、 20:核心层7:半导体晶片 8:端子 9:加强部件 15、 19:阳连接器 15a:结合部 15b:第一凸缘部 15c:机体部 15d:第二凸缘部 16:阴连接器 21:弹簧部件 21a:粗巻部 21b:密巻部22、 23:针状体22b、 23c:轴套(boss)部22c:轴部22a、 23a:针状部23b:凸缘部31、 122、 152、 153、 172、 195、 196:孔部 31a:小径部31b:大径部41、 56、 131、 181:配线42:通孔43、 132、 182:电极54:空间转换器 55:中介器61、 8h弹簧71:电极垫 91:外周部 92:轮辐 93:中心部 101:晶片吸附盘 121:缺口151、 161、 193、 194:导线171:开口部 191:第一连接器191a:第一结合部191b:第三凸缘部191c:第二结合部192:第二连接器192a:第四凸缘部192b:嵌入部 201:端子座 301:连接器座具体实施方式
以下，参考

用于实施本发明的最佳方式(以后，称为"实施 方式")。而且，应注意的是，图示是模式性地表示，各部分的厚度和宽度 之间的关系、各部分的厚度的比例等与实际的存在不同，不言而喻，图示 相互之间也包括相互的尺寸关系和比率不同的部分。(实施方式1)图l是表示本发明的实施方式l的探针卡的结构的俯视图。另外，图2是表示通过图1的A—A线的截面构造的一部分的截面图。这些图所示的探针卡l具有对应于检查对象而设置的多个探针2 (导电性接触子)、收容多个探针2的圆盘状的探针头3、以及用于对在探针头3中收容的探 针2和检査装置进行电连接的配线图案，并且具备直径大于探针头3的 直径的圆盘状的基板4;固定在基板4上，为了保持探针头3而由盘簧或 板簧等形成的保持部件5;以及被埋入基板4的内部，热膨胀系数(CTE: Coefficient of Thermal Expansion)低于基板4的热膨胀系数的原材料构成 的核心层6。如图2所示，探针卡1经由在检查装置的端子座201中收容的端子8 而与外部的装置即检査装置本体(未图示)电连接。作为端子8，适用具 有弹簧作用的弹簧探针(PogoPin)等，通过经该端子8进行规定的电信 号的发送接收，由此测量半导体晶片7的电特性。而且，在图2中，图示 的是作为探针2的被接触体的半导体晶片7被载置在检查装置的晶片吸附 盘101上的状态。探针2被配置成对应于一般形成为圆盘状的半导体晶片7的电极垫的 配置图案， 一边的前端突出，各探针2的前端从相对于半导体晶片7的多 个电极垫的表面垂直的方向与所述表面抵接。在探针头3中收容的探针2的数量和配置图案，可对应于在半导体晶 片7上形成的半导体芯片的数量和电极垫的配置图案来决定。例如，在以 直径8英寸(约200mm)的半导体晶片7作为检査对象的情况下，需要数 百 数千个探针2。另外，在以直径12英寸(约300mm)的半导体晶片7 为检査对象的情况下，需要数千个 数万个的探针2。图3是表示探针2以及探针头3主要部分的结构的放大部分截面图。 探针2具有由导电性螺旋弹簧形成的弹簧部件21;以及由导电性材料形 成的，在弹簧部件21的两端部使各尖锐端指向相互相反的朝向而配置的 一对针状体22以及23。在探针2被收容于探针头3的状态下，针状体22 位于比弹簧部件21更靠基板4一侧(图3中为铅直上侧)，另一方面，针 状体23比弹簧部件21位于更靠半导体晶片7—侧(图3中为铅直下侧)。针状体22具备包括与形成在基板4上的电极43相接触的尖锐端的针状部Wa;从与针状部22a的尖锐端相反一侧的基端部突出，且具有较 针状部22a的直径还小的直径的轴套部22b;以及从轴套部22b的与针状 部22a相接一侧的相反侧的表面延伸出的轴部22c，并且针状体22在长边 方向上形成轴对称的形状。相对于此，针状体23具备包括与半导体晶 片7的电极垫71接触的尖锐端的针状部23a;设置在针状部23a的尖锐端 的相反侧的基端部上，具有较针状部23a的直径还大的直径的凸缘部23b; 以及从凸缘部23b的与针状部23a相接的一侧的相反侧的表面突出，且具 有较凸缘部23b的直径还小的直径的轴套部23c，并且针状体23在长边方 向上形成轴对称形状。弹簧部件21的针状体22—侧是粗巻部21a，另一方面，针状体23 — 侧是密巻部21b，粗巻部21a的端部被巻附在针状体22的轴套部22b上， 密巻部21b的端部被巻附在针状体23的轴套部23c上。密巻部21b和轴 套部23c之间以及粗巻部21a和轴套部22b之间，通过弹簧的巻附力以及 /或者焊接被接合起来。探针2通过具有弹簧部件21，使得针状体22以及 23在图3的上下方向上能够反弹移动。其中针状体23的针状部23a的尖 锐端，通过使半导体晶片7上升而与电极垫71接触。探针头3例如利用陶瓷材料形成，对应于半导体晶片7的排列用于收 容探针2的孔部31在壁厚方向(图3的铅直方向)贯通。孔部31在图3 中从下方即半导体晶片7 —侧的端面，经过至少比针状部23a的长边方向 的长度还小的规定长度，而形成有小径孔31a，除此以外的部分，直径大 于小径孔31a的大径孔31b与小径孔31a同轴形成。另外，从图3可以看 出，小径孔31a的内径大于针状体23的针状部23a的外径，小于凸缘部 23b的外径。通过如此将孔部31形成为具有台阶差的孔状，防止构成探针 2的针状体23从孔部31脱落到下侧。而且，还可以将探针头3沿着图3的铅直方向分割成上下两个部分而 构成。此时，虽然利用螺钉和定位销缔结两个部分，但为了防止在探针2 的初期荷重作用下下侧的板膨胀，将到达下侧的部分的厚度设定成比到达 上侧的部分的厚度更厚。通过如此进行分割，探针2的更换等变得容易。基板4由适用于一般的PCB (Printed Circuit Board)基板的胶木或环氧树脂等绝缘性物质构成。在该基板4上埋入有直径比探针头3稍大的呈圆盘状的核心层6。该核心层6由具有比构成基板4的绝缘性物质小的热 膨胀系数的原材料构成，具体地说，由因瓦材料(Invar)或科瓦(Kovar) 材料(注册商标)等构成。另外，作为核心层6，还可以适用伴随着温度 的上升而产生收縮的具有负热膨胀系数的材料。在基板4中的、比核心层6更靠近探针头3 —侧即与探针头3相对向 的表面的附近，通过贯通孔等立体地形成有配线41，该配线41用于对探 针2和检查装置进行电连接。相对于此，在比核心层6更远离探针头3的 一侧即检査装置一侧没有设置配线。就此而言，基板4只在接近于探针头 3的单面一侧形成有由多个配线41构成的配线层(配线图案)。配线41的一端通过在基板4的下端部形成的电极43连接于探针头3 内的探针2的针状体22，另一方面，该配线41的另一端，在基板4的外 缘部附近连接于在基板4的厚度方向即与图2的铅直方向平行的方向上贯 通基板4而形成的多个通孔42之中的任一个。而且，在图2中，为了简 化记载，仅表示了一部分的配线41。一般地说，在利用探针卡l进行检查时，由于是在预烧测试等比常温 更高温度的环境下检查半导体晶片7，所以优选半导体晶片7的热膨胀系 数尽可能接近于探针头3和基板4的热膨胀系数。例如，以硅为主成分的 半导体晶片7 (硅晶片)的热膨胀系数是3.4 (ppm广C)左右，相对于此， 基板4的热膨胀系数是12 15 (ppm广C)左右，因此，为了进行精度更 好的检查，有必要缓和其差值。在本实施方式l中，通过将热膨胀率比基 板4显著低的材质(包含具有负的热膨胀率的材质)作为核心层6埋入在 基板4中进行层叠，从而缓和热膨胀系数的差。基板4和核心层6的厚度 关系与具体的材质，只要对应于半导体晶片7的热膨胀系数与作为探针卡 1整体的热膨胀系数的关系、以及进行检查的环境等的条件进行最佳化即 可。而且，半导体晶片7的热膨胀系数和探针卡1整体的热膨胀系数也可 以不完全一致，它们之间的差只要缓和到对半导体晶片7的电极垫71和 探针2之间的电连接没有影响的程度即可。另外，也没有必要在所有温度 条件下实现热膨胀系数的整合，只要适合于在检查时的温度条件下探针卡1和半导体晶片7的热膨胀的程度不会对检查的精度带来影响的程度即 可。在具有以上结构的探针卡l中，核心层6只形成在固定探针3的圆盘的中央部附近，在检査装置的端子8抵接的基板4的外周部没有核心层6。 因此，在基板4的外周部能够容易形成在其壁厚方向(图2的铅直上下方 向)上贯通的通孔42，如图13所示的现有的探针卡51那样，通过将配线 41延长到端子8 —侧，没有必要确立与检查装置之间的连接。其结果是用 于构成基板4的工时数少也可以。因此，消除了与半导体晶片7之间的热 膨胀系数的差异，防止在检查时的温度环境下可能产生的错位，能够实现 更高精度的检査。在形成通孔42时，能够适用冲裁加工、激光加工、电子束加工、离 子束加工、线放电加工、冲压加工、线切割加工、或蚀刻加工等。该通孔 42的配置图案并不限于图1所示的情况。但是，在将基板4的配线层只设置在单面上的意味上说，还可考虑采 取相同的核心层6与其他的形成基板4的层的表面积，使核心层6处于被 完全包夹的三明治状态，此时，会产生如下问题。(1) 形成通过具有上述特性的核心层6的通孔，在技术上来说很困难。(2) 由于向检査装置配线的电极形成在与探针头3相接的表面一侧， 所以将其配线到相反侧的表面即检查装置一侧的表面上时，端子的数量会 达到数百 数万个，因此实际上不可行。在本实施方式1中，将核心层6只形成在探针头3上部那样最需要进 行调整的部位，没有在基板4的外周部埋入核心层6，因此能够在其外周 部简单地形成通孔42。另外，另外，由于能够通过通孔42在探针2突出 的相反侧的表面连接于检查装置的端子8，因此即使端子的数量多也能够 容易地进行配线。另外，在图2中是探针2和端子8通过配线41以及通孔42 —对一地 相对应来进行的记载，但探针2中还包括用于接地的探针、用于供电的探 针(未图示)。因此，在连接到探针2的配线41中，还包括连接到接地层、 电源层的配线，并不是全部与检查装置连接。根据以上说明的本发明的实施方式1，通过具备多个探针，该多个 探针与在作为检査对象的半导体晶片上设置的多个电极接触，进行电信号 的输入或输出；探针头，该探针头收容所述多个探针；基板，该基板能够 接触于所述探针头，且在与所述探针头相对向的表面的附近具有与所述多 个探针连接的配线；核心层，该核心层被埋入在所述基板中，由热膨胀系 数小于所述基板的热膨胀系数的原材料构成；连接机构(包括与配线相连 的通孔)，该连接机构经所述配线使所述多个探针的至少一部分和外部的装置电连接，由此不用如图13所示的现有的探针卡51那样采用空间转换器，就能够构成探针卡。因此，具有高频的电信号的传输特性优越，所以 能够以高精度进行高速信号测试。另外，由于零件数量少，组装容易，能 够削减成本，具有经济效益。此外，在本实施方式l中，通过在基板内埋入核心层而使热膨胀的程 度接近于半导体晶片的热膨胀的程度，防止在检查时的基板上产生错位和 翘曲。其结果是能够实现所有的探针向半导体晶片的均匀的接触，能够防 止在探针之间的磨损程度上产生差，能够提高各探针的耐久性。(实施方式1的变形例)图4是表示本实施方式1的一变形例的探针卡的结构的俯视图。该图 所示的探针卡11相对于具有与基板4同样结构的基板4一2安装加强部件 9。该加强部件9具备与基板4一2的外周嵌合的圆形的外周部91;从外 周部91的内侧面向外周部91的呈圆的中心方向延伸出的轮辐92;以及形 成为具有与外周部91所成圆相同的中心的圆盘状，且通过轮辐92与外周 部91连接的中心部93。在安装该加强部件9时，从基板4一2的检査装置连接侧(图1的背 面侧)安装加强部件9，通过螺钉将轮辐92和中心部93固定安装于基板 4一2 (在图4中，为了简化而仅只记载了一个螺钉)。此时，若在安装轮 辐92和中心部93的部分使基板4一2的通孔42不重叠，则更为优选。作 为具有以上结构的加强部件9，适用进行了耐酸铝(alumite)精加工的铝、 不锈钢、因瓦材料、科瓦材料(注册商标)、杜拉铝等高刚性的原材料。根据以上说明的本实施方式1的一变形例，除了与上述实施方式1同 样的效果以外，通过利用加强部件提高基板的刚性，能够更可靠地防止探针接触于半导体晶片时的探针卡的变形。 (实施方式2)图5是表示本发明的实施方式2的探针卡的结构的俯视图。而且，图6是表示通过图5的B—B线的截面构造的一部分的截面图。这些图所示的探针卡12具备对应于检査对象而设置的多个探针2;收容多个探针2 的圆盘状的探针头3;直径大于探针头3的直径的呈圆盘状的基板13;固定在基板13上，为了保持探针头3而由盘簧或板簧等形成的保持部件5; 以具有与基板13相同表面积的方式被层叠埋入基板13的内部，且由热膨胀系数低于基板13的原材料构成的核心层14;以及为了进行与检查装置的连接而相对于基板13的中心呈放射状配置的多个阳连接器15。阳连接器15与在检查装置的连接器座301被设置于相对向位置的阴 连接器16成对，确定探针2和检査装置的电连接。在本实施方式2中， 作为由成对的阳连接器15和阴连接器16构成的连接器，适用零插入力 (ZIF: Zero Insertion Force)型连接器。该ZIF型连接器是在插拔成对且 互相结合的连接器彼此时几乎不需要外力的类型的连接器，通过在结合了 连接器彼此之后在外力作用下施加压接力，实现相互的连接端子的接触。 作为这样的ZIF型连接器，可以适用一般的ZIF型连接器(例如，参考日 本实开平7—42043号公报、日本特开2000—208570号公报等)。图7是表示在本实施方式2中适用的ZIF型的阳连接器15的概略结 构的图。如该图所示，阳连接器15被安装于在基板13 (以及核心层14) 上形成的缺口121上，并具备结合部15a，该结合部15a在侧面露出有 多个导线151，与检査装置侧的阴连接器16结合；第一凸缘部15b，该第 一凸缘部15b形成在结合部15a的基端部上，在安装于基板13上时位于 基板13的一方的面(图7的上表面)上，具有防止从缺口 121脱落的功 能；机体部15c，该机体部15c被插入于缺口 121的内部；第二凸缘部15d， 该第二凸缘部15d在机体部15c—侧的表面露出有多个导线151，并且在 安装于基板13上时位于基板13的另一方的面(图7的底面)上，具有防 止从缺口 121脱落的功能。第一凸缘部15b以及第二凸缘部15d的相对向 的表面彼此具有大致相同的面积，在第一凸缘部15b以及第二凸缘部15d 的各表面的规定的位置上，分别形成有多个螺钉插通用的孔部152以及153 (在图7中各四个)。在将阳连接器15安装到基板13上时，如图7所示，在从基板13的 外周侧使阳连接器15滑动向基板13的中心方向进行插入安装之后，利用 定位销等使在基板13上设置的孔部122和所述孔部152以及153进行对 位，通过相对于对应的孔部122、 152以及153螺合螺钉61，由此将阳连 接器15相对于基板13进行固定安装(在图7中为了简化仅记载了一个螺 钉61)。由此，由于导线151被强力压附于电极132，所以能够可靠地使 配线131和导线151连接。而且，由于能够更换阳连接器15，可以不进行 导线151对电极132的焊接。图8是表示包括阳连接器15的探针卡12的概略结构，并且表示在检 查装置的连接器座301上设置的阴连接器16的概略结构的图，是图6的C 一C线截面图。如该图8所示，阳连接器15，在第二凸缘部15d的上表面 露出的导线151经基板13的电极132与基板13内的配线131的任一个连 接。导线151从机体部15c的内部经由第一凸缘部15b到达结合部15a的 外侧面，露出向外部。另一方面，在阴连接器16的形成凹型形状的内侧 面上还露出有多个导线161，在结合阳连接器15和阴连接器16时，通过 导线151和导线161接触，确立探针卡12和检查装置的电连接。阳连接器15具有的第一凸缘部15b，不仅具有如上所述防止从基板 13脱落的功能，而且还具有在使阴连接器16接触之后，通过规定的机构 使两连接器固定结合时克服施加于自身的外力而实现与阴连接器16的可 靠的结合的功能。根据以上说明的本发明的实施方式2，通过具备多个探针，该多个 探针与在作为检査对象的半导体晶片上设置的多个电极接触，进行电信号 的输入或输出；探针头，该探针头收容所述多个探针；基板，该基板能够 接触于所述探针头，且在与所述探针头相对向的表面的附近具有与所述多 个探针连接的配线；核心层，该核心层被埋入在所述基板中，由热膨胀系 数小于所述基板的热膨胀系数的原材料构成；连接机构(包括ZIF型连接 器的阳连接器)，该连接机构经所述配线使所述多个探针的至少一部分和 外部的装置电连接，由此，与上述实施方式1同样，能够提供具有高频的 电信号的传输特性优越、成本降低、具有经济效益的探针卡。另外，根据本实施方式2，作为连接机构通过适用ZIF型连接器，即 使在探针的数量多，在有弹簧作用的端子因反作用力变大而使得施加在探 针卡以及测试机上的应力变大的情况下，也不会产生应力，能够得到可靠 的电连接。因此，即使在探针的数量多，配线复杂的探针卡的情况下，也 不易产生导通不良和探针的劣化，能够提高探针卡的耐久性。进而，在本实施方式2中，能够将具有与在上述实施方式1中说明的同样的结构的加强部件安装于基板。尤其在本实施方式2的情况下，由于在基板的外周部设有缺口，所以还有可能因为基板的原材料而产生强度的 问题。从这点上说，只要安装加强部件，就能够防止担心的强度上产生的 问题，能够对基板施加适当的强度。另外，阳连接器的形状和相对于基板的配置位置没必要一定仅限于上 述情况，可对应于其形状和配置位置改变在检查装置一侧设置的阴连接器 的形状和配置位置。(实施方式3)图9是表示本发明的实施方式3的探针卡的结构的俯视图。另外，图 10是表示通过图9的D—D线的截面构造的一部分截面图。这些图中所示 的探针卡17具备对应于检査对象而设置的多个探针2;收容多个探针2的圆盘状的探针头3;直径大于探针头3的直径的呈圆盘状的基板18;固定在基板18上，为了保持探针头3而由盘簧或板簧等形成的保持部件5; 以具有与基板18相同的表面积的方式被层叠埋入在基板18的内部，且由 热膨胀系数低于基板18的原材料构成的核心层20;以及为了进行与检查 装置的连接而相对于基板18的中心呈放射状配置的多个ZIF型阳连接器 19。图11是表示阳连接器19的概略结构的图。该图所示的阳连接器19 通过组合两个连接器构成。更具体地说，阳连接器19通过组合如下两个连接器而构成，即第一连接器191，其能够与成对的阴连接器16结合；第二连接器192，其被安装于在基板18 (以及核心层20)上形成的幵口部 171上，与基板18的配线181电连接，并且与第一连接器191结合。第一连接器191具备安装结合于阴连接器16的凸状的第一结合部 191a;在被安装在基板18上时位于基板18的一方的表面(在图11中为上表面)的第三凸缘部191b;以及被结合于第二连接器192上的凸状的第二结合部191c。在第一结合部191a以及第二结合部191c的各侧面露出有 多个导线193。另一方面，第二连接器192具备在安装于基板18上时位 于基板18的另一方的表面(在图11中为下表面)的第四凸缘部192a;以 及嵌入第一连接器191的第二结合部191c而结合的凹状的嵌入部192b。 在第四凸缘部192a的上表面以及嵌入部192b的内侧面露出有多个导线 194。图12是表示包括阳连接器19的探针卡17的概略结构，并且表示在 检查装置的连接器座301上设置的ZIF型的阴连接器16的概略结构的图， 是图IO的E—E线截面图。如该图12所示，第二连接器192，在第四凸 缘部192a的上表面露出的导线194，经基板18的电极182与基板18内的 配线181之中的任一个连接。导线194在第二连接器192的嵌入部192b 的内侧面与露出于第一连接器191的第二结合部191c的表面的导线193 接触。该导线193从第二结合部191c经由第三凸缘部191b到达第一结合 部191a的外侧面而露出于外部。而且，与上述实施方式2同样，在将阳 连接器19插入安装于阴连接器16时，通过与在阴连接器16的呈凹型形 状的内侧面露出的导线161接触，从而确立探针卡17和检查装置的电连 接。而且，还可以对第二结合部191c的表面和嵌入部192b的内侧面实施 镀金。由此，能够使结合第一连接器191和第二连接器192时的阳连接器 19整体的电特性更加良好。在将阳连接器19安装在基板18上时，在开口部171安装了第二连接 器192的嵌入部192b之后，在该嵌入部192b嵌合第一连接器191的第二 结合部191c，最后对在第一连接器191上设置的孔部195、在基板18上 设置的孔部172、以及在第二连接器192上设置的孔部196螺合螺钉81(在 图11中，为了简化仅记载了一个螺钉81)。通过进行该安装，由于导线 194被强力压附于电极182，所以能够使配线181和导线194可靠连接。 而且，在此，由于还能够更换阳连接器19，所以不用将导线194焊接于电 极182。根据以上说明的本发明的实施方式3，通过具备多个探针，该多个探针与在作为检查对象的半导体晶片上设置的多个电极接触，进行电信号 的输入或输出；探针头，该探针头收容所述多个探针；基板，该基板能够接触于所述探针头，且在与所述探针头相对向的表面的附近具有与所述多个探针连接的配线；核心层，该核心层被埋入在所述基板中，由热膨胀系 数小于所述基板的热膨胀系数的原材料构成；连接机构(包括ZIF型连接 器的阳连接器)，该连接机构经所述配线使所述多个探针的至少一部分和 外部的装置电连接，由此，与上述实施方式2同样，能够提供具有高频的 电信号的传输特性优越、成本降低、具有经济效益的探针卡。另外，根据本实施方式3，通过将阳连接器分割为两个连接器而构成， 由此取代将上述实施方式2那样的缺口形成在基板上而只要在基板上设置 开口部，因此，在提高基板的刚性的意义上说，能够取得更好的效果。另 外，由于基板的接地层和电源层在基板的外周部不会断开地连接在一起， 所以确保返回电流的路径，使具有高频的电信号的传输特性更好。而且，在本实施方式3中，为了提高基板的刚性，还可以将具有与上 述实施方式1说明的相同的结构的加强部件安装在基板上。另外，与上述实施方式2同样，阳连接器的形状和相对于基板的配置 位置不一定要限定于上述情况，还可以对应于其形状和配置位置，改变检 查装置一侧设置的阳连接器的形状和配置位置。 (其他的实施方式)在此，作为用于实施本发明的最佳的方式，详细叙述实施方式1 3， 但本发明并不是仅由这三个实施方式来限定。例如，本发明的探针卡还可 以具有形成圆盘状以外的形状的基板和探针头，它们的形状可以通过检査 对象的形状或电极垫的配置图案来进行变更。另外，适用于本发明的探针卡的卡也并不限定于参考图3说明的探针 2。即，本发明的探针卡可以采用现有公知的各种类型的探针来构成。另外，在上述实施方式2以及3中，说明了在基板上安装ZIF型阳连 接器的情况，但还可以在基板上安装ZIF型的阴连接器。此时，不言而喻， 在连接器座上安装阳连接器。如此，本发明包括并没有记载于此的各种实施方式等，在不脱离由权 利要求书限定的技术思想的范围内，可以实施各种设计变更等。工业实用性本发明的探针卡在半导体的导通检查等中有用，尤其适于使半导体晶片上的至少l/4 l/2左右的晶粒一并接触于探针的FWLT。
权利要求
1.一种探针卡，其对作为检查对象的半导体晶片的多个区域进行电信号的输入或输出，其特征在于，具有多个探针，该多个探针与在所述半导体晶片上设置的多个电极接触，进行电信号的输入或输出；探针头，该探针头收容所述多个探针；基板，该基板能够接触于所述探针头，且在与所述探针头相对向的表面的附近具有与所述多个探针连接的配线；核心层，该核心层被埋入在所述基板中，由热膨胀系数小于所述基板的原材料构成；连接机构，该连接机构经所述配线使所述多个探针的至少一部分和外部的装置电连接。
2. 如权利要求l所述的探针卡，其特征在于，所述连接机构包括在所述基板的壁厚方向上，在没有埋入所述核心 层的部分的壁厚方向贯通而成的通孔。
3. 如权利要求l所述的探针卡，其特征在于，所述连接机构包括成对地相互结合的零插入力型的阳连接器以及阴 连接器之中的任一个。
4. 如权利要求3所述的探针卡，其特征在于，所述基板设置有插入所述阳连接器以及所述阴连接器之中的任一个 的缺口。
5. 如权利要求3所述的探针卡，其特征在于，所述基板设置有安装所述阳连接器以及所述阴连接器之中的任一个 的幵口部。
6. 如权利要求5所述的探针卡，其特征在于， 所述阳连接器以及所述阴连接器之中的任一个具有 能够与成对的连接器结合的第一连接器；以及安装于所述开口部，与所述配线电连接，并且与所述第一连接器结合 的第二连接器。
7.如权利要求1 6中任一项所述的探针卡，其特征在于，还具备在所述基板的外周安装的加强部件。
全文摘要
提供一种探针卡，其具有高频的电信号的传输特性优越，成本降低，具有经济效益。为了达到该目的，其具备多个探针，该多个探针与在作为检查对象的半导体晶片上设置的多个电极接触，进行电信号的输入或输出；探针头，该探针头收容所述多个探针；基板，该基板能够接触于所述探针头，且在与所述探针头相对向的表面的附近具有与所述多个探针连接的配线；核心层，该核心层被埋入在所述基板中，由热膨胀系数小于所述基板的热膨胀系数的原材料构成；连接机构，该连接机构经所述配线使所述多个探针的至少一部分和外部的装置电连接。
文档编号G01R31/26GK101243323SQ200680030219
公开日2008年8月13日 申请日期2006年8月30日 优先权日2005年8月31日
发明者中山浩志, 佐佐木俊辅 申请人:日本发条株式会社