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JP5886694B2 - Cantilever type probe and probe card or probe unit including the same - Google Patents

Cantilever type probe and probe card or probe unit including the same Download PDF

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JP5886694B2 JP2012135245A JP2012135245A JP5886694B2 JP 5886694 B2 JP5886694 B2 JP 5886694B2 JP 2012135245 A JP2012135245 A JP 2012135245A JP 2012135245 A JP2012135245 A JP 2012135245A JP 5886694 B2 JP5886694 B2 JP 5886694B2
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大輔 中嶋
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Description

本発明は、半導体素子の特性検査や液晶パネルの検査に用いられるカンチレバー型プローブと、それを備えるプローブカード又はプローブユニットに関する。   The present invention relates to a cantilever type probe used for inspection of characteristics of a semiconductor element and inspection of a liquid crystal panel, and a probe card or a probe unit including the cantilever type probe.

ウエハ上に形成された各種半導体素子の特性検査や液晶パネルの検査には、従来から、例えば特許文献1〜3に見られるように、カンチレバー型プローブを組み込んだプローブカードやプローブユニットが用いられており、近年では、検査対象素子における電極ピッチの狭小化に対応して、MEMS(Micro Electro Mechanical System)を用いて、カンチレバー型プローブを製造する方法も種々提案されている(例えば、特許文献4、5参照)。   For inspection of characteristics of various semiconductor elements formed on a wafer and inspection of a liquid crystal panel, a probe card or a probe unit incorporating a cantilever type probe has been conventionally used as seen in, for example, Patent Documents 1 to 3. In recent years, various methods for manufacturing a cantilever type probe using MEMS (Micro Electro Mechanical System) have been proposed (for example, Patent Document 4, 5).

電極ピッチの狭小化に対応してカンチレバー型プローブを狭ピッチで配置するには、一つの方策として、個々のプローブの幅を狭くすることが考えられる。しかし、カンチレバー型プローブの幅を狭くして幅方向の厚みを薄くすると、針先部が片持ち梁状態で支持されている構造上、横方向からの力に対するプローブの抵抗力が弱くなってしまうという問題点がある。横方向からの力に対するカンチレバー型プローブの抵抗力が十分でない場合には、例えば、プローブへの電圧印加時に働くクーロン力や、コンタクト時に発生する横方向荷重によって、カンチレバー型プローブの針先部が変位し、場合によっては、隣接するプローブ同士が接触してショートしてしまうという不都合が発生する可能性がある。このため、従来は、カンチレバー型プローブの幅を狭くするには限界があり、狭ピッチ化にも限界があると考えられていた。   In order to arrange the cantilever probes at a narrow pitch in response to the narrowing of the electrode pitch, it is conceivable to narrow the width of each probe as one measure. However, if the width of the cantilever probe is narrowed and the thickness in the width direction is reduced, the resistance of the probe to the force from the lateral direction becomes weak due to the structure in which the needle tip is supported in a cantilevered state. There is a problem. If the resistance of the cantilever probe to the force from the lateral direction is not sufficient, the tip of the cantilever probe is displaced by, for example, the Coulomb force that is applied when a voltage is applied to the probe or the lateral load that occurs during contact. In some cases, however, there may be a problem that adjacent probes come into contact with each other and cause a short circuit. For this reason, conventionally, it has been considered that there is a limit to narrowing the width of the cantilever type probe, and there is a limit to narrowing the pitch.

特開2012−18176号公報JP 2012-18176 A 特開2011−153998号公報JP 2011-153998 A 特開2008−164427号公報JP 2008-164427 A 特開2007−285802号公報JP 2007-285802 A 特開2010−286360号公報JP 2010-286360 A

本発明は、上記従来のカンチレバー型プローブが有する欠点を解消するために為されたもので、横方向からの力に対する十分な抵抗力を有し、幅を狭くして、かつ狭ピッチで配置しても、クーロン力などによって隣接するプローブ同士が接触する恐れのないカンチレバー型プローブと、そのようなカンチレバー型プローブを複数配置してなるプローブ集合体、及び、そのようなカンチレバー型プローブ又はプローブ集合体を備えるプローブカード又はプローブユニットを提供することを課題とする。   The present invention has been made in order to eliminate the disadvantages of the conventional cantilever type probe described above, and has sufficient resistance to the force from the lateral direction, and is arranged with a narrow width and a narrow pitch. However, a cantilever type probe in which adjacent probes are not likely to come into contact with each other by Coulomb force, a probe assembly in which a plurality of such cantilever type probes are arranged, and such a cantilever type probe or probe assembly. It is an object to provide a probe card or a probe unit comprising:

上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明者らは、カンチレバー型プローブにおいて、針先部を片持ち梁状態に支持する連結部材を水平方向に膨らんだ経路をとおって針先部と本体部とを連結する形状の連結部材とし、その各経路における膨らみの方向を複数存在する連結部材間で互いに反対方向とすることによって、幅を狭くして幅方向の厚みを薄くしても横方向からの力に対する十分な抵抗力を有するカンチレバー型プローブが得られることを見出して、本発明を完成した。   As a result of intensive research to solve the above problems, the present inventors have found that in the cantilever type probe, the needle tip passes through a path in which the connecting member that supports the needle tip portion in a cantilever state is expanded in the horizontal direction. The connecting member is shaped to connect the body part and the body part, and the bulging direction in each path is made to be opposite to each other between the existing connecting members, thereby reducing the width and reducing the thickness in the width direction. The present invention was completed by finding that a cantilever type probe having sufficient resistance to lateral force can be obtained.

すなわち、本発明は、検査対象である半導体素子の電極と接触する接触針を有する針先部と、本体部と、前記針先部と前記本体部とを連結する少なくとも2本の連結部材とを有し、前記接触針の向きを下向きとしたときに、少なくとも2本の前記連結部材は上下方向に配置され、かつ、少なくとも2本の前記連結部材はそれぞれが水平方向に膨らんだ経路をとおって前記針先部と前記本体部とを連結しており、少なくとも2本の前記連結部材のうちの一方の前記経路における膨らみの方向と他方の前記経路における膨らみの方向とが反対方向であるカンチレバー型プローブを提供することによって、上記の課題を解決するものである。   That is, the present invention includes a needle tip portion having a contact needle that contacts an electrode of a semiconductor element to be inspected, a main body portion, and at least two connecting members that connect the needle tip portion and the main body portion. And when the direction of the contact needle is downward, at least two of the connecting members are arranged in the vertical direction, and each of the at least two connecting members passes through a path swelled in the horizontal direction. A cantilever type in which the needle tip portion and the main body portion are connected, and the direction of the bulge in one of the at least two connecting members is opposite to the direction of the bulge in the other path. By providing a probe, the above-described problems are solved.

本発明のカンチレバー型プローブは、針先部を片持ち梁状態に支持する少なくとも2本の連結部材のそれぞれが水平方向に膨らんだ経路をとおって針先部と本体部とを連結する形状を有しており、しかも、その経路における膨らみの方向が互いに反対方向であるので、同じ幅の直線状の連結部材で針先部を支持する場合に比べて横方向からの力に対する抵抗力が増し、カンチレバー型プローブの幅を狭くして狭ピッチで配置しても、クーロン力などによって隣接するプローブ同士が接触する可能性が著しく低減される。   The cantilever type probe of the present invention has a shape for connecting the needle tip portion and the main body portion through a path in which at least two connecting members that support the needle tip portion in a cantilever state are expanded in the horizontal direction. In addition, since the directions of the bulges in the path are opposite to each other, the resistance to the force from the lateral direction is increased compared to the case where the needle tip portion is supported by a linear connecting member having the same width, Even if the width of the cantilever probe is narrowed and arranged at a narrow pitch, the possibility that adjacent probes are brought into contact with each other by Coulomb force or the like is significantly reduced.

なお、水平方向に膨らんだ経路をとおって針先部と本体部とを連結するとは、針先部と本体部とを最短距離の直線経路で連結するのではなく、前記直線経路を迂回する水平方向に膨らんだ経路をとおって、いわば弓なりに、前記針先部と本体部とを連結することをいう。斯かる水平方向に膨らんだ経路は、円弧や楕円弧などの曲線だけで構成されていても良いし、2本の直線を山形に組み合わせるなどした直線だけで構成されていても良く、さらには、曲線と直線の両方で構成されていても良い。また、前記水平方向に膨らんだ経路は、水平方向への膨らみを少なくとも1つ有していれば良く、1つの経路における膨らみの数は2以上であっても良い。   Note that connecting the needle tip part and the main body part through a path swelled in the horizontal direction means that the needle tip part and the main body part are not connected by a straight path of the shortest distance, but a horizontal path that bypasses the straight path. This means that the needle tip part and the main body part are connected to each other through a path swelled in the direction, in a so-called bow. Such a swelled in the horizontal direction may be constituted only by a curve such as an arc or an elliptical arc, may be constituted only by a straight line obtained by combining two straight lines in a mountain shape, and further, a curved line. And a straight line. Further, the path that bulges in the horizontal direction only needs to have at least one bulge in the horizontal direction, and the number of bulges in one path may be two or more.

また、本発明は、上記本発明のカンチレバー型プローブを複数配置してなるプローブ集合体であって、前記接触針の向きを下向きとしたときに、各カンチレバー型プローブにおける前記連結部材の上下方向の位置が揃っており、かつ、上下方向の位置が同じである各前記連結部材においては前記経路の膨らみの方向が一致しているプローブ集合体を提供することによって、上記の課題を解決するものである。さらに本発明は、本発明のカンチレバー型プローブ、又は本発明のプローブ集合体を1又は複数個備えているプローブカード又はプローブユニットを提供することによって、上記課題を解決するものである。   Further, the present invention is a probe assembly in which a plurality of the cantilever probes of the present invention are arranged, and when the direction of the contact needle is downward, the connecting member of each cantilever probe is arranged in the vertical direction. The above-described problems are solved by providing a probe assembly in which the bulging direction of the path is the same in each of the connecting members having the same position and the same vertical position. is there. Furthermore, this invention solves the said subject by providing the probe card or probe unit provided with the cantilever type probe of this invention, or one or more probe assemblies of this invention.

本発明に係る上記のプローブ集合体、又はそれを備えるプローブカード若しくはプローブユニットにおいては、プローブ集合体を構成する各カンチレバー型プローブにおける連結部材の上下方向の位置と、膨らみの方向が一致しているので、水平方向に膨らんだ経路をとおって針先部と本体部とを連結する連結部材を有する本発明のカンチレバー型プローブを複数個、整列させて狭ピッチで配置することが可能である。   In the probe assembly according to the present invention, or a probe card or a probe unit including the probe assembly, the vertical position of the connecting member in each cantilever type probe constituting the probe assembly and the direction of the bulge coincide. Therefore, it is possible to arrange a plurality of cantilever type probes of the present invention having a connecting member for connecting the needle tip part and the main body part through a path swelled in the horizontal direction and arranged at a narrow pitch.

本発明によれば、カンチレバー型プローブの幅を狭くして幅方向の厚みを薄くしても、横方向荷重に対する抵抗力を確保することができるので、狭ピッチで配置しても、クーロン力などによって隣接するプローブ同士が接触する可能性が著しく低減されるという利点が得られる。また、本発明によれば、幅を狭くした複数のカンチレバー型プローブを、その連結部材における膨らみの位置と方向を一致させて狭ピッチで隣接配置することができるので、検査対象素子における電極の狭ピッチ化に対応したプローブ集合体、プローブカード、又はプローブユニットを実現することができるという利点が得られる。   According to the present invention, even if the width of the cantilever type probe is narrowed to reduce the thickness in the width direction, it is possible to secure a resistance force against a lateral load. Provides the advantage that the possibility of contact between adjacent probes is significantly reduced. Further, according to the present invention, a plurality of cantilever probes having a narrow width can be arranged adjacent to each other at a narrow pitch so that the positions and directions of the bulges in the connecting member coincide with each other. There is an advantage that a probe assembly, a probe card, or a probe unit corresponding to pitching can be realized.

本発明のカンチレバー型プローブの一例を示す正面図である。It is a front view which shows an example of the cantilever type | mold probe of this invention. 図1のX−X’断面図である。It is X-X 'sectional drawing of FIG. 図1のY−Y’断面図である。FIG. 2 is a Y-Y ′ sectional view of FIG. 1. 図1の左側面図である。It is a left view of FIG. 横方向荷重と変位量との関係を表す図である。It is a figure showing the relationship between a horizontal direction load and a displacement amount. 本発明のカンチレバー型プローブを複数個配置してなるプローブカードの一例を示す側面図である。It is a side view which shows an example of the probe card formed by arranging a plurality of cantilever type probes of the present invention. 図6のX−X’断面図である。It is X-X 'sectional drawing of FIG. 図6のY−Y’断面図である。FIG. 7 is a Y-Y ′ sectional view of FIG. 6. 本発明のカンチレバー型プローブの他の一例を示す正面図である。It is a front view which shows another example of the cantilever type probe of this invention. 図9のX−X’断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line X-X ′ of FIG. 9. 図9の左側面図である。FIG. 10 is a left side view of FIG. 9. 本発明のカンチレバー型プローブを複数個配置してなるプローブカードの他の一例を示す側面図である。It is a side view which shows another example of the probe card which arrange | positions multiple cantilever type | mold probes of this invention.

以下、図面を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明が図示のものに限られないことは勿論である。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the illustrated one.

図1は、本発明のカンチレバー型プローブの一例を示す正面図である。図1において、1はカンチレバー型プローブ(以下、単に「プローブ」という。)、2はその針先部、3は本体部、4は針先部2と本体部3とを連結する連結部、5は針先部2に設けられた接触針である。プローブ1は、通常、本体部3においてプローブカード又はプローブユニットなどの基板6に取り付けられ、針先部2は、連結部4によって片持ち梁状態に支持されることになる。   FIG. 1 is a front view showing an example of a cantilever type probe of the present invention. In FIG. 1, 1 is a cantilever type probe (hereinafter simply referred to as “probe”), 2 is a needle tip portion thereof, 3 is a main body portion, 4 is a connecting portion for connecting the needle tip portion 2 and the main body portion 3, 5 Is a contact needle provided in the needle tip 2. The probe 1 is usually attached to a substrate 6 such as a probe card or a probe unit in the main body portion 3, and the needle tip portion 2 is supported in a cantilever state by the connecting portion 4.

本例において、連結部4は上下に間隔をあけて配置された3本の連結部材4a、4b、4cで構成されている。なお、本明細書において上下とは、図1に示すように、接触針5が下向きになるようにプローブ1を配置したときの上下の方向をいい、水平方向とは前記上下の方向に対して水平の方向、すなわち、接触針5の向きと直交する方向をいうものとする。また、横方向とは、連結部材4a、4b、4cの長手方向と直交する水平方向(図1においては紙面に垂直な方向)をいい、鉛直面とは水平方向と直交する面をいうものとする。   In this example, the connection part 4 is comprised by the three connection members 4a, 4b, and 4c arrange | positioned at intervals up and down. In the present specification, as shown in FIG. 1, “upper and lower” means the upper and lower directions when the probe 1 is arranged so that the contact needle 5 is directed downward, and the horizontal direction is relative to the upper and lower directions. The horizontal direction, that is, the direction orthogonal to the direction of the contact needle 5 is assumed. Further, the lateral direction means a horizontal direction (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1) orthogonal to the longitudinal direction of the connecting members 4a, 4b, 4c, and the vertical plane means a surface orthogonal to the horizontal direction. To do.

図2は図1のX−X’断面図、図3は図1のY−Y’断面図である。図2及び図3において、4aは上段の連結部材、4bは中段の連結部材、4cは下段の連結部材、Aは針先部2と本体部3とを最短距離で結ぶ水平な直線を示している。通常、針先部2と本体部3とは同一直線上に位置しているので、直線Aは、通常、針先部2の水平断面における長手方向の中心と、本体部3の水平断面における長手方向の中心とを結ぶ直線となり、直線Aを含む鉛直面上には、接触針5の先端部と、符号Cで示す各連結部材4a、4b、4cの支点が位置することになる。   2 is a cross-sectional view taken along line X-X ′ of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line Y-Y ′ of FIG. 1. 2 and 3, 4 a is an upper connecting member, 4 b is an intermediate connecting member, 4 c is a lower connecting member, and A is a horizontal straight line connecting the needle tip portion 2 and the main body portion 3 with the shortest distance. Yes. Usually, since the needle tip 2 and the main body 3 are located on the same straight line, the straight line A usually has a longitudinal center in the horizontal cross section of the needle tip 2 and a length in the horizontal cross section of the main body 3. It becomes a straight line connecting the center of the direction, and on the vertical plane including the straight line A, the tip of the contact needle 5 and the fulcrum of each of the connecting members 4a, 4b, 4c indicated by the symbol C are located.

図2及び図3に示すとおり、連結部材4a、4b、4cは、いずれも針先部2と本体部3とを直線Aに沿った最短距離の直線の経路で連結するのではなく、直線Aを左右に迂回する水平方向に膨らんだ経路α、β、又はγをとおって、いわば弓なりに、針先部2と本体部3とを連結している。すなわち、連結部材4a、4b、4cは、いずれも、針先部2から本体部3へと伸びる円弧状の曲線で構成されており、その中央部7a、7b、7cにおいて連結部材4a、4b、4cの長手方向と直交する水平方向に最も膨らんだ経路α、β、γをとおって針先部2と本体部3とを連結している。ただし、上段の連結部材4aの経路αと下段の連結部材4cの経路γとは、その膨らみの方向が同じであるが、中段の連結部材4bの経路βは、その膨らみの方向が上段及び下段の連結部材4a、4cの経路α及びγにおける膨らみの方向とは反対である。   As shown in FIGS. 2 and 3, the connecting members 4 a, 4 b, and 4 c do not connect the needle tip portion 2 and the main body portion 3 with a straight path of the shortest distance along the straight line A, but instead of the straight line A. The needle tip portion 2 and the main body portion 3 are connected in a so-called bow shape through a path α, β, or γ that swells in the horizontal direction that detours to the left and right. That is, each of the connecting members 4a, 4b, and 4c is configured by an arcuate curve extending from the needle tip portion 2 to the main body portion 3, and at the central portions 7a, 7b, and 7c, the connecting members 4a, 4b, The needle tip portion 2 and the main body portion 3 are connected through paths α, β, and γ that are most swollen in the horizontal direction orthogonal to the longitudinal direction of 4c. However, the path α of the upper connecting member 4a and the path γ of the lower connecting member 4c have the same bulging direction, but the path β of the middle connecting member 4b has the bulging direction of the upper and lower stages. This is opposite to the direction of bulging in the paths α and γ of the connecting members 4a and 4c.

図4は図1の左側面図である。図4に示すとおり、上段及び下段の連結部材4a、4cは水平方向左向きに膨らんでいるが、中段の連結部材4bは、それとは反対の水平方向右向きに膨らんでいる。このように、本例のプローブ1においては、3本存在する連結部材4a、4b、4cは、水平方向に膨らむ経路α、β、γをとおって針先部2と本体部3とを連結しており、そのうちの連結部材4a、4cの経路α及びγにおける膨らみの方向と連結部材4bの経路βにおける膨らみの方向とが反対方向であるので、プローブ1における力の作用点である接触針5の位置に横方向の力が作用しても、プローブ1はこれらの力に対してよく抵抗し、支点Cを中心とするプローブ1の左右方向への変位量は極めて小さい。   FIG. 4 is a left side view of FIG. As shown in FIG. 4, the upper and lower connecting members 4a and 4c swell leftward in the horizontal direction, while the middle connecting member 4b swells rightward in the opposite horizontal direction. Thus, in the probe 1 of this example, the three connecting members 4a, 4b, and 4c connect the needle tip portion 2 and the main body portion 3 through the paths α, β, and γ that bulge in the horizontal direction. Since the direction of the bulge in the paths α and γ of the connecting members 4a and 4c and the direction of the bulge in the path β of the connecting member 4b are opposite to each other, the contact needle 5 that is the point of action of the force in the probe 1 is used. Even if a lateral force acts on the position, the probe 1 resists these forces well, and the displacement amount of the probe 1 about the fulcrum C in the left-right direction is extremely small.

図5は、図1に示す形状の本発明のプローブ1に横方向荷重を掛けた場合の荷重と変位量との関係をコンピュータシュミレーションによって求めた図である。ただし、プローブ1の幅は15μm、連結部材4a、4b、4cの水平方向への膨らみ量はいずれも40μmとし、横方向荷重は針先部2における接触針5の上方で中段の連結部材4bの上下方向中央の位置と同じ高さとなる位置に作用させた。対照として、連結部材4a、4b、4cをいずれも水平方向に膨らみをもたない直線状部材とした以外は上記本発明のプローブ1と同形、同大のプローブについて、同様に荷重と変位量の関係をコンピュータシュミレーションによって求め、結果を図5に併せて示した。   FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the load and the displacement when a lateral load is applied to the probe 1 of the present invention having the shape shown in FIG. 1 by computer simulation. However, the width of the probe 1 is 15 μm, the amount of bulging in the horizontal direction of the connecting members 4 a, 4 b, and 4 c is 40 μm, and the lateral load is above the contact needle 5 in the needle tip 2 and the middle connecting member 4 b It was made to act on the position which becomes the same height as the central position in the vertical direction. As a contrast, the load and displacement amount of the probe of the same shape and the same size as the probe 1 of the present invention are the same except that the connecting members 4a, 4b, and 4c are all linear members that do not bulge in the horizontal direction. The relationship was obtained by computer simulation, and the results are shown in FIG.

図5に示すとおり、連結部材4a〜4cが水平方向への膨らみを持たない従来のプローブにおいては、0.02gの横方向荷重で、プローブの幅である15μmを超える約18μmの変位が生じた。これに対し、連結部材4a〜4cが水平方向への膨らみを有する本発明のプローブにおいては、0.02gの横方向荷重では約9μmしか変位せず、プローブ幅よりも遙かに小さな変位量であった。また、本発明においては、横方向荷重に対する変位量を従来のプローブの約1/2に抑えられた。このように本発明のプローブは、幅を狭くして幅方向の厚みを薄くした場合でも、横方向荷重に対する変位量が小さく、狭ピッチ化に適した優れたプローブである。   As shown in FIG. 5, in the conventional probe in which the connecting members 4a to 4c do not have a bulge in the horizontal direction, a displacement of about 18 μm exceeding the probe width of 15 μm occurred with a lateral load of 0.02 g. . On the other hand, in the probe of the present invention in which the connecting members 4a to 4c have a bulge in the horizontal direction, only about 9 μm is displaced with a lateral load of 0.02 g, and the displacement is much smaller than the probe width. there were. Further, in the present invention, the amount of displacement with respect to the lateral load is suppressed to about ½ of the conventional probe. As described above, the probe of the present invention is an excellent probe suitable for narrowing the pitch because the amount of displacement with respect to the lateral load is small even when the width is reduced and the thickness in the width direction is reduced.

なお、本例のプローブ1においては、連結部材4a、4b、4cは、それぞれの中央部7a、7b、7cにおいて最も水平方向左右に膨らんでおり、かつ、連結部材4aと連結部材4b、及び連結部材4bと連結部材4cとは直線Aを含む鉛直面に対して面対称であるが、場合によっては、連結部材4a、4b、4cは中央部7a、7b、7c以外の箇所で最も水平方向左右に膨らんでいても良く、直線Aを含む鉛直面に対して面対称でなくても良い。さらには、本例のプローブ1においては、連結部材4a、4b、4cの上下方向の厚さは等しいが、連結部材4a、4b、4cはその上下方向の厚さがそれぞれ異なっていても良い。   In the probe 1 of this example, the connecting members 4a, 4b, and 4c swell to the left and right in the horizontal direction at the center portions 7a, 7b, and 7c, and the connecting member 4a, the connecting member 4b, and the connecting member The member 4b and the connecting member 4c are plane symmetric with respect to a vertical plane including the straight line A. However, in some cases, the connecting members 4a, 4b, and 4c are the most horizontally left and right at locations other than the central portions 7a, 7b, and 7c. It does not have to be plane-symmetric with respect to the vertical plane including the straight line A. Furthermore, in the probe 1 of this example, the connecting members 4a, 4b, and 4c have the same vertical thickness, but the connecting members 4a, 4b, and 4c may have different vertical thicknesses.

また、本例のプローブ1においては、連結部4を構成する連結部材が3本であり、そのうちの中段に位置する連結部材4bの水平方向への膨らみの向きがその上下に位置する他の2本の連結部材4a、4cと反対であるが、上段又は下段の連結部材4a又は4cの水平方向への膨らみの向きを他の2本の連結部材の水平方向への膨らみの向きと反対になるようにしても良い。ただし、中段に位置する連結部材4bの水平方向への膨らみの向きを上下に位置する他の2本の連結部材4a、4cの水平方向への膨らみの向きと反対にする場合には、針先部2の上部又は下部に横方向の力が作用した場合でも、プローブ1が水平軸のまわりに捻れることが少なく、好適である。   Further, in the probe 1 of this example, there are three connecting members constituting the connecting portion 4, and the other two of the connecting members 4 b positioned in the middle of the connecting members 4 b are positioned in the horizontal direction. The direction of the bulge in the horizontal direction of the upper or lower linking member 4a or 4c is opposite to the direction of the bulge in the horizontal direction of the other two linking members. You may do it. However, if the direction of the bulge in the horizontal direction of the connecting member 4b located in the middle stage is opposite to the direction of the bulge in the horizontal direction of the other two connecting members 4a and 4c located above and below, the needle tip Even when a lateral force acts on the upper part or the lower part of the part 2, the probe 1 is less likely to twist around the horizontal axis, which is preferable.

図6は、図1〜図4に示したプローブ1を複数個配置してなるプローブカードの一例を示す左側面図である。図6において、8はプローブカードであり、プローブカード8の基板6には、複数個のプローブ1、1、1・・・が取り付けられている。複数個のプローブ1、1、1・・・は互いに同形、同大であり、プローブ集合体9を形成している。なお、図6では、7個のプローブ1〜1しか示していないけれども、プローブカード8に装着されるプローブ1の数が7個に限られないことはいうまでもない。 FIG. 6 is a left side view showing an example of a probe card in which a plurality of probes 1 shown in FIGS. 1 to 4 are arranged. In FIG. 6, reference numeral 8 denotes a probe card, and a plurality of probes 1 k , 1 l , 1 m ... Are attached to the substrate 6 of the probe card 8. The plurality of probes 1 k , 1 l , 1 m ... Have the same shape and the same size, and form a probe assembly 9. Although only seven probes 1 k to 1 q are shown in FIG. 6, it goes without saying that the number of probes 1 attached to the probe card 8 is not limited to seven.

プローブ集合体9を構成する各プローブ1、1、1・・・は互いに同形、同大であるので、連結部材4a、4a、4a・・・の上下方向位置はいずれも同じ高さに揃っており、連結部材4b、4b、4b・・・及び連結部材4c、4c、4c・・・についても同様である。また、連結部材4a、4a、4a・・・の膨らみの方向は各プローブ1、1、1・・・において一致しており、連結部材4b、4b、4b・・・及び連結部材4c、4c、4c・・・についても、その膨らみの方向は一致している。したがって、複数個のプローブ1、1、1・・・を狭ピッチで隣接配置しても、連結部材4a、4a、4a・・・、連結部材4b、4b、4b・・・、又は連結部材4c、4c、4c・・・の膨らみ部分が互いに接触することはなく、本例のプローブ1、1、1・・・は狭ピッチで隣接配置することが可能である。 Since the probes 1 k , 1 l , 1 m ... Constituting the probe assembly 9 have the same shape and the same size, the connecting members 4 a k , 4 a l , 4 a m. They are aligned at the same height, the connection member 4b k, 4b l, 4b m ··· and the connection member 4c k, 4c l, the same applies to 4c m · · ·. The connecting member 4a k, 4a l, 4a m direction bulge ... are consistent in each probe 1 k, 1 l, 1 m ···, connecting members 4b k, 4b l, 4b m · .. and the connecting members 4c k , 4c l , 4c m . Therefore, even if a plurality of probes 1 k , 1 l , 1 m ... Are adjacently arranged at a narrow pitch, the connecting members 4 a k , 4 a l , 4 a m ..., The connecting members 4 b k , 4 b l , 4 b m · · ·, or the connecting member 4c k, 4c l, never bulge of 4c m · · · are in contact with each other, the probe 1 k of this example, 1 l, 1 m ··· adjacent a narrow pitch It is possible to arrange.

図7は図6のX−X’断面図、図8は図6のY−Y’断面図である。図7及び図8に示すように、プローブ集合体9を構成する複数個のプローブ1、1、1・・・において、連結部材4a、4a、4a・・・の水平方向への膨らみの方向は同じであり、また、連結部材4b、4b、4b・・・の水平方向への膨らみの方向も同じである。同様に、図7及び図8には示されていないけれども、連結部材4c、4c、4c・・・の水平方向への膨らみの方向も同じである。このように本発明のプローブ1、1、1・・・は互いに隣接させて狭ピッチで配置することが可能であり、また、前述したとおり、横方向荷重に対しても十分な抵抗力を有している。したがって、本発明のプローブを複数個、隣接配置してなるプローブ集合体、プローブカード、又はプローブユニットは、検査対象素子における電極の狭ピッチ化に対応したプローブ集合体、プローブカード、又はプローブユニットとして好適である。 7 is a cross-sectional view taken along the line XX ′ of FIG. 6, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line YY ′ of FIG. As shown in FIGS. 7 and 8, in the plurality of probes 1 k , 1 l , 1 m ... Constituting the probe assembly 9, the horizontal direction of the connecting members 4 a k , 4 a l , 4 a m. The swell direction is the same, and the connecting members 4b k , 4b l , 4b m ... Swell in the horizontal direction. Similarly, although not shown in FIGS. 7 and 8, the connecting member 4c k, 4c l, the direction of expansion of the horizontal 4c m · · · is also the same. As described above, the probes 1 k , 1 l , 1 m ... Of the present invention can be arranged adjacent to each other at a narrow pitch, and as described above, sufficient resistance against a lateral load. Have power. Accordingly, a probe assembly, a probe card, or a probe unit in which a plurality of probes of the present invention are arranged adjacent to each other is a probe assembly, a probe card, or a probe unit corresponding to the narrowing of the electrode pitch in the element to be inspected. Is preferred.

図9は、本発明のプローブの他の一例を示す正面図であり、図10は図9におけるX−X’断面図である。図9に示すとおり、本例のプローブ1においては、連結部4は、上下に2段に間隔をあけて配置された2本の連結部材4a、4bで構成されている。2本の連結部材4a、4bは、図10に示すとおり、いずれも針先部2と本体部3とを直線Aに沿った最短距離の直線の経路で連結するのではなく、直線Aを左右に迂回する水平方向に膨らんだ経路α又はβをとおって、いわば弓なりに、針先部2と本体部3とを連結している。   FIG. 9 is a front view showing another example of the probe of the present invention, and FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line X-X ′ in FIG. 9. As shown in FIG. 9, in the probe 1 of this example, the connection part 4 is comprised by the two connection members 4a and 4b arrange | positioned at intervals up and down two steps. As shown in FIG. 10, the two connecting members 4a and 4b do not connect the needle tip portion 2 and the main body portion 3 with a straight path having the shortest distance along the straight line A, but instead connect the straight line A to the left and right. The needle tip portion 2 and the main body portion 3 are connected in a so-called bow shape through a path α or β bulging in the horizontal direction that detours in the horizontal direction.

また、本例のプローブ1においては、連結部材4a、4bの経路α及びβは円弧ではなく2本の直線で構成されている。すなわち、連結部材4a、4bは、いずれも、針先部2から水平面内で斜めに伸びる直線部分4a、4bと、同じく本体部3から水平面内で斜めに伸びる直線部分4a、4bとが、それぞれ連結部材4a、4bの中央で繋がり、中央部7a、7bが図中矢印で示すように水平方向に膨らんだ形状をしている。つまり、連結部材4a、4bは、2本の直線から構成され、かつ、その中央部7a、7bにおいて連結部材4a、4bの長手方向と直交する水平方向に最も膨らんだ経路α又はβをとおって針先部2と本体部3とを連結している。ただし、上側の連結部材4aの経路αと下側の連結部材4bの経路βとは、その膨らみの方向が反対である。 Further, in the probe 1 of this example, the paths α and β of the connecting members 4a and 4b are configured by two straight lines instead of arcs. That is, each of the connecting members 4a and 4b has straight portions 4a 1 and 4b 1 extending obliquely from the needle tip portion 2 in the horizontal plane, and linear portions 4a 2 and 4b 2 extending obliquely from the main body portion 3 in the horizontal plane. Are connected at the centers of the connecting members 4a and 4b, respectively, and the central portions 7a and 7b have a shape that swells in the horizontal direction as indicated by arrows in the figure. In other words, the connecting members 4a and 4b are composed of two straight lines, and pass through a path α or β that is most swollen in the horizontal direction perpendicular to the longitudinal direction of the connecting members 4a and 4b at the central portions 7a and 7b. The needle tip 2 and the main body 3 are connected. However, the path α of the upper connecting member 4a and the path β of the lower connecting member 4b are opposite to each other.

図11は図9の左側面図である。図11に示すとおり、上側の連結部材7aは図中左側に向かって膨らんでいるのに対し、下側の連結部材7bは図中右側に向かって膨らんでおり、両者の水平方向の膨らみの向きは反対方向である。このため、プローブ1における力の作用点である接触針5の位置に横方向の力が作用しても、プローブ1はこれらの力に対してよく抵抗し、支点Cを中心とするプローブ1の左右方向への変位量は極めて小さい。   FIG. 11 is a left side view of FIG. As shown in FIG. 11, the upper connecting member 7a swells toward the left side in the figure, while the lower connecting member 7b swells toward the right side in the figure. Is the opposite direction. For this reason, even if a lateral force acts on the position of the contact needle 5, which is the force application point in the probe 1, the probe 1 resists these forces well, and the probe 1 centered on the fulcrum C The amount of displacement in the left-right direction is extremely small.

図12は、図9〜図11に示したプローブ1を複数個配置してなるプローブカードの一例を示す左側面図である。図6において、8はプローブカードであり、プローブカード8の基板6には、複数個のプローブ1、1、1・・・が取り付けられている。本例のプローブカード8においても、プローブ集合体9を構成する複数個のプローブ1、1、1・・・は互いに同形、同大であるので、各プローブ1、1、1・・・における連結部材4a、4a、4a・・・の上下方向位置は同じ高さに揃っており、連結部材4b、4b、4b・・・の上下方向の位置も同じ高さに揃っている。また、各プローブ1、1、1・・・における連結部材4a、4a、4a・・・及び連結部材4b、4b、4b・・・の膨らみの方向も、それぞれ一致している。したがって、複数個のプローブ1、1、1・・・を隣接配置しても、連結部材4a、4a、4a・・・又は連結部材4b、4b、4b・・・の膨らみ部分が互いに接触することはなく、本例のプローブ1、1、1・・・は狭ピッチで隣接配置することが可能である。 FIG. 12 is a left side view showing an example of a probe card in which a plurality of probes 1 shown in FIGS. 9 to 11 are arranged. In FIG. 6, reference numeral 8 denotes a probe card, and a plurality of probes 1 k , 1 l , 1 m ... Are attached to the substrate 6 of the probe card 8. Also in the probe card 8 of this example, since the plurality of probes 1 k , 1 l , 1 m ... Constituting the probe assembly 9 are the same shape and the same size, each probe 1 k , 1 l , 1 coupling the m · · · member 4a k, 4a l, vertical position of 4a m · · · are aligned at the same height, the connection member 4b k, 4b l, also the vertical position of 4b m · · · They are at the same height. Also, each probe 1 k, 1 l, 1 m connected in ... members 4a k, 4a l, 4a m ··· and the connection member 4b k, 4b l, also the direction of the bulge 4b m ..., respectively Match. Therefore, even if a plurality of probes 1 k , 1 l , 1 m ... Are arranged adjacent to each other, the connecting members 4 a k , 4 a l , 4 a m ... Or the connecting members 4 b k , 4 b l , 4 b m. The bulge portions of the probes do not contact each other, and the probes 1 k , 1 l , 1 m ... In this example can be arranged adjacent to each other at a narrow pitch.

なお、以上説明した例においては、連結部材4a等の経路α、β、γにおける水平方向への膨らみの数は1つであるが、各経路における膨らみの数は1つに限られず、2つであっても良く、3つ以上であっても良い。また、膨らみの位置も、最も膨らんだ位置が連結部材4a等における中央部から外れた位置にあっても良い。さらに、以上説明した例においては、連結部材4a等の経路α、β、γは曲線又は直線で構成されているが、曲線と直線とを組み合わせて経路α、β、γを構成しても良い。また、以上説明した例においては、連結部材の本数は3本又は2本であるが、連結部材の本数を4本以上としても良いことは勿論である。   In the example described above, the number of bulges in the horizontal direction in the paths α, β, and γ of the connecting member 4a and the like is one, but the number of bulges in each path is not limited to one. Or three or more. Further, the bulging position may be a position where the most bulging position deviates from the central portion of the connecting member 4a or the like. Further, in the example described above, the paths α, β, and γ of the connecting member 4a and the like are configured by curves or straight lines, but the paths α, β, and γ may be configured by combining curves and straight lines. . In the example described above, the number of connecting members is three or two, but it is needless to say that the number of connecting members may be four or more.

以上説明したような本発明のプローブ1は、適宜の方法で製造することができるが、好適には、例えば、特許文献4、5に見られるような、半導体製造技術を応用した微細加工技術によって製造することができる。   The probe 1 of the present invention as described above can be manufactured by an appropriate method, but preferably, for example, by a microfabrication technique applying a semiconductor manufacturing technique as seen in Patent Documents 4 and 5. Can be manufactured.

本発明のカンチレバー型プローブによれば、狭小ピッチ化に対応してプローブの幅を狭くした場合でも、横方向荷重に対する抵抗力を確保することができるので、複数のカンチレバー型プローブを互いに隣接させて狭ピッチで配置することが可能である。したがって、本発明のカンチレバー型プローブを用いることによって、検査対象素子における電極の狭ピッチ化に好適に対応したプローブ集合体、プローブカード、又はプローブユニットを実現することができる。本発明は、各種半導体素子の検査技術の分野において多大なる貢献を為すものであり、大いなる産業上の利用可能性を有するものである。   According to the cantilever type probe of the present invention, even when the width of the probe is narrowed corresponding to the narrowing of the pitch, it is possible to secure a resistance force against a lateral load, so that a plurality of cantilever type probes are adjacent to each other. It is possible to arrange with a narrow pitch. Therefore, by using the cantilever type probe of the present invention, it is possible to realize a probe assembly, a probe card, or a probe unit that can suitably cope with the narrowing of the electrode pitch in the inspection target element. The present invention makes a great contribution in the field of various semiconductor element inspection technologies, and has great industrial applicability.

1 カンチレバー型プローブ
2 針先部
3 本体部
4 連結部
4a、4b、4c 連結部材
5 接触針
6 基板
7a、7b、7c 中央部
8 プローブカード
9 プローブ集合体
α、β、γ 連結部材の経路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cantilever type probe 2 Needle tip part 3 Main body part 4 Connection part 4a, 4b, 4c Connection member 5 Contact needle 6 Substrate 7a, 7b, 7c Center part 8 Probe card 9 Probe assembly alpha, beta, gamma Path of connection member

Claims (4)

検査対象である半導体素子の電極と接触する接触針を有する針先部と、本体部と、前記針先部と前記本体部とを連結する少なくとも2本の連結部材とを有し、前記接触針の向きを下向きとしたときに、少なくとも2本の前記連結部材は上下方向に配置され、かつ、少なくとも2本の前記連結部材はそれぞれが水平方向に膨らんだ経路をとおって前記針先部と前記本体部とを連結しており、少なくとも2本の前記連結部材のうちの一方の前記経路における膨らみの方向と他方の前記経路における膨らみの方向とが反対方向であるカンチレバー型プローブ。   A needle tip portion having a contact needle that comes into contact with an electrode of a semiconductor element to be inspected; a main body portion; and at least two connecting members that connect the needle tip portion and the main body portion; When the orientation of the at least two connecting members is downward, at least two of the connecting members are arranged in the vertical direction, and at least two of the connecting members are respectively in a horizontal direction and swelled in the horizontal direction. A cantilever-type probe that is connected to a main body and in which the direction of bulge in one of the at least two connecting members is opposite to the direction of bulge in the other path. 前記経路が曲線及び/又は直線で構成されている請求項1記載のカンチレバー型プローブ。   The cantilever type probe according to claim 1, wherein the path is configured by a curve and / or a straight line. 請求項1又は2に記載のカンチレバー型プローブを複数配置してなるプローブ集合体であって、前記接触針の向きを下向きとしたときに、各カンチレバー型プローブにおける前記連結部材の上下方向の位置が揃っており、かつ、上下方向の位置が同じである各前記連結部材においては前記経路の膨らみの方向が一致しているプローブ集合体。   A probe assembly in which a plurality of cantilever probes according to claim 1 or 2 are arranged, and when the direction of the contact needle is downward, the vertical position of the connecting member in each cantilever probe is The probe assembly in which the bulge directions of the paths coincide with each other in the connecting members that are aligned and have the same vertical position. 請求項1又は2に記載のカンチレバー型プローブ、又は請求項3に記載のプローブ集合体を1又は複数個備えているプローブカード又はプローブユニット。   A probe card or probe unit comprising one or more cantilever probes according to claim 1 or 2 or a probe assembly according to claim 3.
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