説明

プローブカード

【課題】 高周波特性が改善でき、高周波ICのウエハーの電気的特性を検査するために従来用いられていた同軸プローブ針を用いないで構成した簡素化されたプローブカードを提供すること。
【解決手段】 プリント配線基板1の中央に設けられたほぼ矩形状の開口部を7の周辺には、被検査体であるLSIチップなどの電極の配列に合わせるようにして、保持部材3で保持されている複数のプローブ針2の先端部が配置されている。プローブ針2の後端側には、複数のプローブ針2に対応してプリント配線基板1上にスルーホール4が設けられ、このスルーホール4を介して複数のプローブ針2とプリント配線基板1に設けられた配線パターンとが接続されている。信号線に使用するスルーホール4aを介して高周波信号用プローブ針と高周波コネクター5のみがマイクロストリップライン6で接続されている。

【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、より詳細には、移動体通信などの分野における高周波ICのウエハー状態での検査に用いられるプローブカードに関する。
【背景技術】
【0002】
従来の高周波信号を扱う半導体LSIチップに対して電気的な接続を行なって検査を行なうようにしたプローブとしては、中央部に穴のあいた基板にプローブ針を取り付けたプローブカードや、合成樹脂フィルムにラインパターンを形成し、その合成樹脂フィルム上に設けたバンプをプローブの接点とするメンブレンカードなどがある。
【0003】
そのうち、プローブカードとしては、円盤状のプリント配線基板の中央に開口部を設け、この開口部の周辺に被検査体であるLSI電極配列に合わせて配列されたプローブ針を弾性金属体からなるカンチレバータイプのバネ構造としたものが知られている(例えば、特許文献1の図5参照)。
【0004】
また、信号入力ピンとグランド接触ピンとをバネ式のコンタクトピンで形成し、被検査体に対して押圧接触可能にした縦型タイプのものも知られている(例えば、特許文献2の図1参照)。
【0005】
このように、プローブカードとしては、カンチレバータイプや縦型タイプのものが知られているが、これらのプローブカードは、200MHz〜400MHz程度の測定が限度とされており、移動体通信などの分野における高周波ICのウエハー状態での性能検査には不向きとされていた(例えば、非特許文献1参照)。
【0006】
そのため、高周波ICをウエハー状態で検査する場合、特殊な高周波専用のプローブ、すなわち、上述したようなメンブレーンプローブ(例えば、非特許文献2乃至4参照)、コプレナーウエーブガイドプローブ(例えば、特許文献2の図9参照)、同軸プローブ(例えば、特許文献2,3参照)及び特殊なフィルム(例えば、特許文献4参照)を使用したものがあるが、いずれも高価であるという問題がある。
【0007】
また、マイクロストリップラインを設けたプリント配線基板と、このマイクロストリップラインの一端に設けられ屈折部を有する複数のプローブ針とを備え、このプローブ針が被検査体の電極と接触するようにした多ピン高周波プローブが提案されている(例えば、特許文献5参照)。
【0008】
【特許文献1】特開平11−352150号公報
【特許文献2】特開平2001−281282号公報
【特許文献3】特開平9−218222号公報
【特許文献4】特開平4−297879号公報
【特許文献5】特開平10−197560号公報
【非特許文献1】SEMI Technology Symposium 2002, 6−51 Practical use of the simulation in RF wafer test
【非特許文献2】Teradyne Users Group 1998, Microwave Probe Test Evaluation on the Teradyne A585
【非特許文献3】Teradyne Users Group 2001, RF−Probe : A Chance to Reduce Test Cost
【非特許文献4】International Microwave Symposium 2001, High−Throughput RFIC Wafer Testing
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、上述したような従来の高周波用プローブカードは、同軸プローブ針などを使用し、特殊な加工を施すため、構成が複雑で高価であり、かつ同軸プローブ針などの特殊な加工を施さないとプローブ針がインダクタンスとなって高周波信号の伝送特性において劣化が生じるという問題があった。
【0010】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、高周波特性が改善でき、高周波ICのウエハーの電気的特性を検査するために従来用いられていた同軸プローブ針を用いないで構成した簡素化されたプローブカードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、被検査体の複数の電極配列に合わせるように配列された複数のプローブ針と、該複数のプローブ針の各々に接続された配線パターンを有するプリント配線基板とを備えたプローブカードにおいて、前記複数のプローブ針は、インピーダンス整合されていないプローブ針であって、該プローブ針のうち、高周波信号用のプローブ針に対応する前記プリント配線基板上の領域にマイクロストリップラインを設けたことを特徴とする。
【0012】
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記マイクロストリップライン上にインピーダンス整合回路を設けたことを特徴とする。
【0013】
また、請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記複数のプローブ針が、弾性金属体からなるカンチレバータイプであることを特徴とする。
【0014】
また、請求項4に記載の発明は、請求項1,2又は3に記載の発明において、前記プリント配線基板上に前記マイクロストリップラインに接続された高周波コネクターを設けたことを特徴とする。
【0015】
また、請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の発明において、前記高周波コネクターが、前記プリント配線基板で、かつ前記プローブ針の前記被検査体との接触側の面とは反対側の面に設けられていることを特徴とする。
【0016】
また、請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5のいずれかに記載の発明において、前記複数のプローブ針が、矩形状に配置されていることを特徴とする。
【0017】
本発明のプローブカードは、同軸プローブ針又は特殊なフィルムなどを全く使用しない通常の低周波数帯で使用しているインピーダンス整合されていないプローブ針を使用するものである。そして、高周波信号が伝送する部分に関しては、プリント配線基板上に形成したマイクロストリップラインとプローブ針を組み合わせた構造とした。しかも、高周波信号が伝送する部分に関しては、インピーダンスを調整可能とするため、プリント配線基板上のマイクロストリップラインにインピーダンス整合回路を設けた構造としたので、プローブ針のインダクタンスを加味したインピーダンス整合が可能である。
【0018】
このような構造を有するプローブカードを用いることにより、例えば、アナログ信号で1GHz〜2GHzの周波数帯域における所望の高周波信号を減衰させることなく伝送することができる。このことで、特殊な同軸プローブ針などを用いることなく、高周波特性を改善して測定することが可能である。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、マイクロストリップラインとインピーダンス整合されていないプローブ針とを組み合わせる構造としたので、従来のような同軸プローブ針を用いることなく簡素化された構造で高周波特性が改善でき、高周波ICのウエハーの電気的特性を検査するために必要な低コストのプローブカードを提供できるという効果を奏する。
【0020】
また、通常のプリント配線基板にカンチレバータイプのインピーダンス整合されていないプローブ針を針立てするだけの製造工程であるため、同軸プローブ針又は特殊なフィルムなどを使用する必要がなく、低コストのプローブカードを提供できるという効果を奏する。
【0021】
さらに、同軸プローブ針などの特殊なプローブ針を用いていないため、狭ピッチ、小面積パッドを有する大規模集積回路のウエハーの検査に対応できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0022】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明のプローブカードの一実施形態を説明するための概略構成図で、上面図を示している。図中符号1はプリント配線基板、2はプローブ針、3は保持部材(エポキシリング)、4,4a,4bはスルーホール、5は高周波コネクター、6はマイクロストリップライン、7は開口部を示している。
【0023】
本発明のプローブカードは、被検査体の複数の電極配列に合わせるように配置された複数のプローブ針2と、このプローブ針2の各々に接続された配線パターンを有するプリント配線基板1と、このプリント配線基板1に取り付けられてプローブ針2を保持する保持部材3とを備えている。
【0024】
円盤状のプリント配線基板1の中央にはほぼ矩形状の開口部7が設けられ、この開口部7の周辺には、被検査体であるLSIチップなどの電極の配列に合わせるようにして、保持部材3で保持されている複数のプローブ針2の先端部が配置されている。また、このプローブ針2の後端側には、複数のプローブ針2に対応してプリント配線基板1上に、高周波用の信号線に使用するスルーホール4aとグランドと短絡しないように加工を施したスルーホール4bとからなるスルーホール4が設けられ、このスルーホール4を介して複数のプローブ針2とプリント配線基板1に設けられた配線パターンとが接続されている。
【0025】
また、マイクロストリップライン6は、プリント配線基板1上に設けられており、高周波コネクター5は、プリント配線基板1上でプローブ針2側とは反対側に設けられ、信号線に使用するスルーホール4aを介して高周波信号用のプローブ針と高周波コネクター5とがマイクロストリップライン6で接続されている。
【0026】
また、高周波コネクター5は、プリント配線基板1上で、かつプローブ針2の被検査体との接触側の面とは反対側の面に設けられている。
【0027】
また、複数のプローブ針2は、ほぼ矩形状の開口部7の周辺に沿って配置されているが、リング状に配置することも可能である。
【0028】
また、プリント配線基板1の材質は、通常の高周波用として使用されているFR4(ガラスエポキシ)またはBTレジンなどであればかまわない。本発明においては、BTレジンを使用した。プリント配線基板1の仕様は、プリント配線基板厚3.2mm、銅箔厚の外層が18μm、内層が18μm、誘電体厚0.4mm、誘電率3.4である。
【0029】
図2は、図1の部分拡大図で、マイクロストリップライン及びインピーダンス整合回路について説明するための構成図である。図中符号4cは電源と接続されるスルーホール、8はチップ部品、9はグランドパターン、10はインピーダンス整合回路、その他、図1と同じ構成要素には同一の符号を付してある。なお、図2中の◎はグランドと短絡しないよう加工を施したスルーホール4bで、○は高周波用の信号線に使用するスルーホール4aを示している。どちらのスルーホールとも直径は0.85mmφである。
【0030】
上述したプリント配線基板1の仕様からこのプリント配線基板1上に製作したマイクロストリップライン6の幅は、0.8mmとした。また、マイクロストリップライン6の両側のグランドパターン9までの距離は、√2×0.8mmとした。
【0031】
プローブ針2には、弾性金属体であるタングステン製のカンチレバータイプを用いている。そのためインピーダンス整合がとれていないプローブ針となる。プローブ針2の仕様は、針径0.5mmφ、針先径30μm、長さ13mmである。
【0032】
本発明においては、インピーダンス整合がとれていないプローブ針を使用しているため高周波信号の減衰が生じる。そこで、この問題を解決するために、プリント配線基板1上のマイクロストリップライン6にはインピーダンス整合回路10を配置した。インピーダンス整合は、特性インピーダンスからずれている場合に、特性インピーダンスに合わせる操作である。
【0033】
通常、この操作は、インダクタ成分又はコンデンサ成分をマイクロストリップライン6上に挿入することで特性インピーダンスに整合させる。インダクタ成分又はコンデンサ成分としては、集中定数回路部品と分布定数回路部品のどちらを選択してもかまわない。
【0034】
本発明では、インピーダンス整合回路には、集中定数回路部品であるチップ部品、つまり、チップインダクタ又はチップコンデンサを選択した。かつ、チップインダクタとチップコンデンサを最適に組み合わせてインピーダンス整合回路とした。これにより、アナログ信号で1GHz〜2GHzの周波数帯域における所望の高周波信号を減衰させることなく伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】本発明のプローブカードの一実施形態を説明するための概略構成図である。
【図2】図1の部分拡大図である。
【符号の説明】
【0036】
1 プリント配線基板
2 プローブ針
3 保持部材(エポキシリング)
4,4a,4b,4c スルーホール
5 高周波コネクター
6 マイクロストリップライン
7 開口部
8 チップ部品
9 グランドパターン
10 インピーダンス整合回路

【特許請求の範囲】
【請求項1】
被検査体の複数の電極配列に合わせるように配列された複数のプローブ針と、該複数のプローブ針の各々に接続された配線パターンを有するプリント配線基板とを備えたプローブカードにおいて、
前記複数のプローブ針は、インピーダンス整合されていないプローブ針であって、該プローブ針のうち、高周波信号用のプローブ針に対応する前記プリント配線基板上の領域にマイクロストリップラインを設けたことを特徴とするプローブカード。
【請求項2】
前記マイクロストリップライン上にインピーダンス整合回路を設けたことを特徴とする請求項1に記載のプローブカード。
【請求項3】
前記複数のプローブ針が、弾性金属体からなるカンチレバータイプであることを特徴とする請求項1又は2に記載のプローブカード。
【請求項4】
前記プリント配線基板上に前記マイクロストリップラインに接続された高周波コネクターを設けたことを特徴とする請求項1,2又は3に記載のプローブカード。
【請求項5】
前記高周波コネクターが、前記プリント配線基板で、かつ前記プローブ針の前記被検査体との接触側の面とは反対側の面に設けられていることを特徴とする請求項4に記載のプローブカード。
【請求項6】
前記複数のプローブ針が、矩形状に配置されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のプローブカード。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2006−308528(P2006−308528A)
【公開日】平成18年11月9日(2006.11.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−134597(P2005−134597)
【出願日】平成17年5月2日(2005.5.2)
【出願人】(594021175)旭化成マイクロシステム株式会社 (57)
【Fターム(参考)】