JPH06216205A - プローブカードインターフェース装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各検査信号の流れる経路の同軸性を１対１で
確保する。 【構成】 プローブカード２とテストヘッド部１６との
間に介在されるプローブカードインターフェース装置に
おいて、絶縁材よりなるリング本体２６に、出没ピン部
４４、４６の外側に絶縁層４０を介在させて外側チュー
ブ４８を形成してなる同軸ポゴピン３６を貫通させて設
け、これに隣接させてリターン信号用ピン３８も貫通さ
せて設ける。そして、このリターン信号用ピンと上記外
側チューブとを導体パターン２８、３０で接続し、電装
系の同軸構造を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプローブカードインター
フェース装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体デバイスの製造工程にあ
っては、ウエハ上に形成されたＩＣ、ＬＳＩ等の電子回
路（チップ）等の電気的特性を効率よく試験するために
各チッチの電極パッドに接触子であるプローブ針を自動
的に接触させて、外部のテスタより検査信号を入力する
ことが行われている。

【０００３】この従来の検査装置は、図７に示すように
プローブカード２へ多数植設したプローブ針４に、水平
面内のＸＹ方向及び垂直方向へ移動可能になされた載置
台６上に載置保持したウエハＷ上の電極パッドを接触さ
せることにより検査を行うようになっている。そして、
このプローブカード２は、基台８側に係止部材１０を介
して着脱可能に取り付けられており、これはプローブ針
４の摩擦や検査すべきウエハ上の電子回路の相異に対応
させて交換可能になされている。

【０００４】このプローブカード２は、上記基台８に着
脱可能に設けられたポゴピンリング１２のポゴピン１４
を介してメンテナンス等の必要性から起倒可能になされ
たテストヘッド部１６へ電気的に接続されており、この
ヘッド部１６は図示しない配線を介してテスタに接続さ
れて電気回路の検査が行われる。従って、上記したポゴ
ピンリング１２は、上記したようにヘッド部１６のメン
テナンスを確保し、且つプローブカード２の交換を可能
とするために必ず設けられることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電子回路の
検査の効率化及び検査精度の向上を図るためには、プロ
ーブカード２とテストヘッド部１６との間の配線を可能
な限り短くし、且つ測定時における高周波信号間のクロ
ストーク、雑音等の混入を防止しなければならない。

【０００６】しかしながら、前述したような従来のポゴ
ピンの取り付け構造にあっては、信号線の同軸構造はテ
ストヘッド部までは保証されてはいるが、信号線は何ら
シールドされることなくこのポゴピンリングの部分を通
過する構造となっているために、同軸構造がここで途切
れてしまい、その結果、これ以降の電装系における特性
インピーダンスのミスマッチが生じ、クロストーク等に
対して十分な対策がなされているとは言い難かった。特
に、検査効率を向上させるために検査信号も高周波化さ
れ、電子回路構成が複雑になるに従ってポゴピン数も増
加してこれが密集して設けられることから、上記した問
題点の解決が強く望まれている。

【０００７】そこで、この問題点を解決するために、特
公昭６１−４３８５４号公報や特開昭６３−３４８７１
号公報に開示されているようにポゴピンリング本体を導
体で形成し、これを絶縁スリーブにより絶縁してポゴピ
ンを貫通させて設け、そして、上記導体よりなるポゴピ
ンリング本体をアースすることによりクロストークや雑
音の混入を防止することが行われている。

【０００８】しかしながら、この場合には全てのリター
ン線がアースされてしまうことになるために、汎用性の
ある検査を行うことができないという改善点を有してい
る。例えば、信号線の微少電流を測るような場合や例え
ば２００ＭＨｚの比較的周波数の高い信号によって検査
する場合においてはこの信号線とアースとの間に形成さ
れる僅かな浮遊容量に起因して精度の高い測定ができな
いという改善点を有している。本発明は、以上のような
問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたも
のである。本発明の目的は、各検査信号の流れる経路の
同軸性を１対１で確保することができるプローブカード
インターフェース装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、被検査体に接触するプローブカードと
前記被検査体への検査信号及びリターン信号の中継を行
うテストヘッド部との間に配置されて、前記テストヘッ
ド部により接触離間可能に接触されるプローブカードイ
ンターフェース装置において、絶縁材よりなるリング本
体と、前記リング本体を貫通して設けられ、中心にその
長さ方向へ弾性的に出没可能になされて前記プローブカ
ードとテストヘッド部の検査信号用パッドに当接する一
対の出没ピン部を有すると共に絶縁層を介してその外周
に形成された外側チューブを有する同軸ポゴピンと、前
記同軸ポゴピンに僅かに離間させて並設されて、前記プ
ローブカードとテストヘッド部のリターン信号用パッド
に弾性的に当接するリターン信号用ピンと、前記リング
本体の少なくとも一方の面に形成されて、前記同軸ポゴ
ピンの外側チューブと前記リターン信号用ピンとを導通
させる導体パターンとを備えるようにしたものである。

【００１０】

【作用】本発明は、以上のように構成したので、同軸ポ
ゴピンは検査信号の流れる出没ピン部とその外周を絶縁
層を介して被う外側チューブとにより形成されており、
この外側チューブはリング本体表面に形成された導体パ
ターンを介してリターン信号用ピンに導通されている。
従って、検査信号の流れる経路は同軸状にシールされて
おり、且つリターン信号用ピンの接続を必要に応じてグ
ランド以外へも個別的に接続することができ、検査の汎
用性を確保することが可能となる。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明に係るプローブカードインタ
ーフェース装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述す
る。図１はプローバ装置に取り付けられた本発明のプロ
ーブカードインターフェース装置を示す拡大断面図、図
２は本発明のプローブカードインターフェース装置を取
り付けたプローバ装置を示す概略構成図、図３は本発明
に用いる同軸ポゴピンを示す断面図、図４は本発明に用
いるリターン信号用ピンを示す断面図、図５は本発明に
用いるリング本体を示す概略平面図である。尚、従来装
置と同一部分については同一符号を付す。

【００１２】図示するようにこのプローブカードインタ
ーフェース装置１８は、検査装置の一部として設けら
れ、テストヘッド部１６とプローブカード２との間の電
気的中継を行うものであり、基台８側に着脱可能に取り
付けられる。このプローブカード２は上記基台８より延
びる係止部材１０により着脱可能に取り付けられてお
り、必要時に交換し得るようになっている。このプロー
ブカード２の下面にはこの下方に位置する被検査体とし
ての半導体ウエハＷ中の電子回路の検査パッドに弾性的
に接触する多数、例えば数１００本のプローブ針４が植
設されている。上記ウエハＷは、水平面内のＸＹ方向及
び高さ方向（Ｚ方向）へ移動可能になされた載置台６上
に載置保持されており、これを移動することにより所望
の検査パッドを上記プローブ針４と接触させる。

【００１３】一方、上記テストヘッド部１６は、各種の
検査に必要な発振器やリレー等を組み込んでおり、その
下部には上記プローブカードインターフェース装置１８
側との間の信号中継を行うパフォーマンスボード２０が
一体的に取り付けられている。そして、このパフォーマ
ンスボード２０までは図１に示すように各信号線は同軸
ケーブル２４等により引き出されている。このテストヘ
ッド部１６は図示しない多数の配線を介してテスタに接
続されており電子回路の検査を行うようになっている。
そして、このようなテストヘッド部１６は支柱２２にヒ
ンジ等を介して起倒可能に取り付けられており、これを
起こした状態でテストヘッド部１６やプローブカードイ
ンターフェース装置１８等のメンテナンスを行い得るよ
うになっている。

【００１４】そして、本発明に係るプローブカードイン
ターフェース装置１８は、例えばテフロン或いはガラス
エポキシ樹脂等の絶縁材によりリング状に成形されたリ
ング本体２６を有しており、このリング本体２６の両面
には図５に示すように例えば銅よりなる所望の形状の多
数の導体パターン２８、３０が同心状に形成された例え
ばプリントボード基板３２、３４がリング本体に一体的
に取り付け固定されている。そして、このリング本体２
６及び各プリントボード基板３２、３４を貫通させて多
数の同軸ポゴピン３６とリターン信号用ピン３８とが１
対ずつ可能な限り近接させて設けられている。

【００１５】この場合、各対となる同軸ポゴピン３６と
リターン信号用ピン３８は、１つの導体パターン２８を
貫通して相互に導通状態を保持するように設けられる。
図５においては各ピンは数本程度しか記載されていない
が、実際においては例えばプローブ針数或いは信号線の
数に対応させて数１００本程度設けられることになる。

【００１６】上記同軸ポゴピン３６は、図３に示すよう
に例えばテフロン等の絶縁体よりなる直径３ｍｍ程度で
長さ３０ｍｍ程度の中空円筒体状の絶縁層４０を有して
おり、この絶縁層４０の中空中心部には、内部に例えば
金メッキ等を施したスプリング４２を介在させてその両
端に一対の例えば金メッキを施した導体よりなる出没ピ
ン部４４、４６をピン長さ方向へ出没可能に取り付けて
いる。従って、両出没ピン部４４、４６はスプリング４
２を介して導通状態になされている。また、各ピン部４
４、４６の先端部は、これと接触することになるパッド
との間において接触面積を稼ぐため或いは摩擦を軽減す
るために例えば４つ割りになされている。そして、この
絶縁層４０の外側は、例えばステンレス等の導体よりな
る外側チューブ４８により被われている。

【００１７】このような同軸ポゴピン３６は、その外側
チューブ４８が上下の導体パターン２８、３０と接触状
態を保持して取り付けられ、上側の出没ピン部４４は、
テストヘッド部１６側の同軸ケーブル２４の信号線５０
に接続される検査信号用パッド５２と弾性的に接触す
る。尚、信号線には電源線も含まれるものとする。ま
た、下側の出没ピン部４６はプローブカード２側の検査
信号用パッド５３と弾性的に接触することになる。

【００１８】また、リターン信号用ピン３８は図４に示
すように例えばステンレス等の導体よりなる直径３ｍｍ
程度で長さ３０ｍｍ程度の中空円筒体状の導体チューブ
５４を有しており、この中空中心部には、内部に例えば
金メッキ等を施したスプリング５５を介在させてその両
端に一対の例えば金メッキを施した導体よりなるリター
ン用出没ピン部５６、５８をピン長さ方向へ出没可能に
取り付けている。従って、両リターン用出没ピン部５
６、５８を介して導通状態になされている。そして、各
ピン部５６、５８の先端部は、これと接触することにな
るパッドとの間において接触面積を稼ぐため或いは摩擦
を軽減するために４つ割りになっている。

【００１９】このようなリターン信号用ピン３８は、そ
の導体チューブ５４が上下の導体パターン２８、３０と
接触状態を保持して取り付けられ、上側のリターン用出
没ピン５６は同軸ケーブル２４の被覆線６０に接続され
るリターン信号用パッド６２と弾性的に接触する。ま
た、下側のリターン用出没ピン５８は、プローブカード
２側のリターン信号用パッド６４と弾性的に接触するこ
とになる。従って、同軸ポゴピン３６の外側チューブ４
８は両導体パターン２８、３０を介してリターン信号用
ピン３８に導通されており、検査信号の流れる出没ピン
部４４、４６及びスプリング４２のシール性を確保して
いる。また、同軸ポゴピン３６とリターン信号用ピン３
８との中心間距離は、インピーダンス整合を図るために
できるだけ小さい方が好ましく、本実施例においては例
えば５ｍｍ程度に設定されている。

【００２０】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。まず、半導体ウエハＷに形成さ
れた電子回路の検査を行う場合にはパフォーマンスボー
ド２０が一体的に取り付け固定されたテストヘッド部１
６を倒すことにより、同軸ポゴピン３６の上側の出没ピ
ン部４４は信号線５０に接続される対応する検査信号用
パッド５２に弾性的に接触し、リターン信号用ピン３８
の上側のリターン用出没ピン部５６は被覆線６０に接続
されるリターン信号用パッド６２に弾性的に接触する。
尚、プローブカード２を基台８側へ取り付けた状態で同
軸ポゴピン３６の下側の出没ピン部４４はプローブカー
ド２の検査信号用パッド５３と弾性的に接触し、また、
リターン信号用ピン３８の下側のリターン用出没ピン部
５８はプローブカード２のリターン信号用パッド６４と
弾性的に接触している。

【００２１】この状態で、載置台６をＸ、Ｙ、Ｚ方向へ
適宜移動させることにより所望する電極パッドをプロー
ブ針４に接触させ、接触を保持した状態でテストヘッド
部１６から電源を含む高周波の検査信号を給電し、この
信号は同軸ケーブル２４の信号線５０、同軸ポゴピン３
６の上側出没ピン部４４、スプリング４２、下側出没ピ
ン部４６及びプローブ針４を介してウエハＷ側へ供給さ
れる。

【００２２】一方、リターン信号は、他のプローブ針４
からリターン信号用ピン３８の下側のリターン用出没ピ
ン部５８、スプリング５５、導体チューブ５４、上側の
リターン用出没ピン部５６及び被覆線６０を介して戻る
ことになる。尚、このリターン信号の通る経路は、グラ
ンドラインとして用いられる場合もある。

【００２３】ここで、同軸ポゴピン３６の外側チューブ
４８はリング本体２６の両面に設けた導体パターン２
８、３０を介して隣接するリターン信号用ポゴピン３８
の導体チューブ５４に電気的に接続されているので、こ
の部分における電装系は同軸構造となり、この結果、特
性インピーダンスのミスマッチ、クロストークの発生及
び外来ノイズの影響等を大幅に抑制することが可能とな
る。

【００２４】また、上述のように特性インピーダンスの
ミスマッチを抑制することができるので、一層周波数の
高い検査用の高周波信号、例えば５００ＭＨｚ程度の高
周波信号に対しても適用することができ、検査効率を大
幅に向上させることが可能となる。

【００２５】更には、本実施例においては１つの同軸ポ
ゴピン３６に対応して１つのリターン信号用ピン３８を
設けるようにしてあるので、個々のリターン信号用ピン
３８をグランドとして用いたり、或いは対応する同軸ポ
ゴピン３６と同電位として微少な電流を測定するなど、
種々の測定を行うことができる。

【００２６】尚、上記実施例においては、リターン信号
用ピン３８としてスプリング５５によりリターン用出没
ピン部５６、５８を出没可能とした構造のものを用いた
が、このリターン信号用ピンを図６に示すように両導体
パターン２８、３０からそれぞれ上下方向へ突出させた
導電性ゴム６４、６６により構成するようにしてもよ
い。また、以上の実施例にあってはリング本体２６の両
面に導体パターン２８、３０を設けたが、これを両面に
設けないでいずれか一方の面に設けて導通を確保するよ
うにしてもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のプローブ
カードインターフェース装置によれば次のように優れた
作用効果を発揮することができる。リング本体を貫く電
装系を同軸構造とすることができるので、特性インピー
ダンスのミスマッチ、クロストーク、外来ノイズの影響
を大幅に抑制することができる。また、特性インピーダ
ンスのミスマッチを抑制できるので、より周波数の大き
な高周波信号で検査を行うことができ、検査効率を大幅
に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】プローバ装置に取り付けられた本発明のプロー
ブカードインターフェース装置を示す拡大図である。

【図２】本発明のプローブカードインターフェース装置
を取り付けたプローバ装置を示す概略構成図である。

【図３】本発明に用いる同軸ポゴピンを示す断面図であ
る。

【図４】本発明に用いるリターン信号用ピンを示す断面
図である。

【図５】本発明に用いるリング本体を示す概略平面図で
ある。

【図６】本発明の変形例を示す部分拡大断面図である。

【図７】従来のプローブカードインターフェース装置を
取り付けたプローバ装置を示す概略構成図である。

【符号の説明】

２ プローブカード ４ プローブ針 １６ テストヘッド部 １８ プローブカードインターフェース装置 ２０ パフォーマンスボード ２６ リング本体 ２８、３０ 導体パターン ３６ 同軸ポゴピン ３８ リターン信号用ピン ４０ 絶縁層 ４４、４６ 出没ピン部 ４８ 外側チューブ ５２、５３ 検査信号用パッド ５４ 導体チューブ ５６、５８ リターン用出没ピン部 ６２ リターン信号用パッド

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査体に接触するプローブカードと前
   記被検査体への検査信号及びリターン信号の中継を行う
   テストヘッド部との間に配置されて、前記テストヘッド
   部により接触離間可能に接触されるプローブカードイン
   ターフェース装置において、絶縁材よりなるリング本体
   と、前記リング本体を貫通して設けられ、中心にその長
   さ方向へ弾性的に出没可能になされて前記プローブカー
   ドとテストヘッド部の検査信号用パッドに当接する一対
   の出没ピン部を有すると共に絶縁層を介してその外周に
   形成された外側チューブを有する同軸ポゴピンと、前記
   同軸ポゴピンに僅かに離間させて並設されて、前記プロ
   ーブカードとテストヘッド部のリターン信号用パッドに
   弾性的に当接するリターン信号用ピンと、前記リング本
   体の少なくとも一方の面に形成されて、前記同軸ポゴピ
   ンの外側チューブと前記リターン信号用ピンとを導通さ
   せる導体パターンとを備えたことを特徴とするプローブ
   カードインターフェース装置。
2. 【請求項２】 前記リターン信号用ピンは、その長さ方
   向へ弾性的に出没可能になされて前記リターン信号用パ
   ッドに当接する一対の出没ピン部と、このピン部の周囲
   を被う外側チューブを有する同軸ポゴピンであることを
   特徴とする請求項１記載のプローブカードインターフェ
   ース装置。