WO2007108110A1 - 通電試験用プローブおよびプローブ組立体 - Google Patents

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Yuji Miyagi
Tetsuya Iwabuchi
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Kabushiki Kaisha Nihon Micronics
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Definitions

  • the present invention relates to a probe and a probe assembly suitable for use in an energization test of a semiconductor device such as a semiconductor integrated circuit.
  • a plug assembly generally called a probe card is used.
  • This probe assembly is assembled to a tester for an electric current test, and a large number of probes (contacts) provided in the probe assembly are pressed against the corresponding electrodes of the object to be inspected on the stage.
  • the test object is connected to the tester through this probe assembly, and is subjected to an energization test.
  • the probe tip of this probe is subject to wear due to contact with each electrode of the object to be inspected, and is also susceptible to contamination due to adhesion of electrode shavings. Therefore, using the needle tip as an alignment mark makes it difficult to obtain accurate needle tip coordinates, and makes it difficult to accurately position the probe assembly.
  • the probe tip of such a probe is arranged close to several tens of ⁇ , and the probe board is positioned by the positioning pin, but the image area captured by each area sensor is defined.
  • an object of the present invention is to provide an energization test probe provided with a mark that can determine the mounting posture relatively easily.
  • Another object of the present invention is to determine which of the alignment marks to be used is conventionally used even when the alignment marks of a plurality of adjacent probes are observed at the same time. It is an object of the present invention to provide a probe assembly including a current test probe provided with an alignment mark that can be easily determined as compared with the above. Means for solving the problem
  • the probe for current test is a surface parallel to the surface on which the needle tip is provided and oriented in the same direction as the surface on which the needle tip is provided at a height position recessed from the needle tip.
  • the direction in which the needle tip exists can be easily known from the information of the alignment mark.
  • the plurality of probes in advance alternately reverse their placement postures so that, for example, the positional relationship between the alignment marks of adjacent probes and their needle tips are alternately reversed.
  • the direction in which the needle tip of each probe is observed Information is compared with information about the direction in which the tip of the predetermined probe is provided in advance. Based on the comparison, it is possible to easily determine which of the observed alignment marks is the alignment mark for the predetermined probe to be used for alignment. it can.
  • the probe alignment mark can be used for alignment of individual probes when arranging each probe.
  • the probe can be provided with a seat portion that has a mounting surface to the support substrate and rises from the mounting surface, an arm portion that extends laterally from the top of the seat portion, and a tip portion that is continuous with the arm portion. .
  • the tip portion projects from the arm portion to the side opposite to the side where the mounting surface of the seat portion is located.
  • the needle tip is provided at the tip.
  • the alignment mark is provided on the tip portion or the arm portion. Accordingly, the present invention can be applied without causing a substantial change in the configuration of the conventional system that performs alignment by observing the conventional needle tip.
  • the alignment mark may be composed of two mark portions formed at a distance from each other in the longitudinal direction of the arm portion.
  • the two mark portions have different width dimensions along the longitudinal direction of the arm. In this case, the direction in which the needle tip exists can be easily known by comparing the width dimensions of both mark portions.
  • Both the mark portions can be formed by forming a concave groove across the shelf surface on a flat shelf surface formed at a position recessed from the end surface of the tip portion provided with the needle tip.
  • the alignment mark including the position information of the needle tip can be formed relatively easily without being subjected to wear or contamination like the needle tip.
  • the alignment mark is formed at a distance from each other in the width direction of the arm part, and a pair of extension parts extending in the longitudinal direction of the arm, It can be formed into a U-shape composed of connecting portions that connect opposite ends.
  • the U-shaped alignment mark is formed on a flat rectangular shelf surface formed at a position recessed from the end surface of the tip portion where the needle tip is provided, and from the center portion of the shelf surface to the key. It can be formed by forming a recess that reaches the edge in the longitudinal direction of the groove part and opens to the edge.
  • the probe according to the present invention can be applied to a probe assembly provided with the probe.
  • a probe assembly includes a support substrate and a plurality of probes arranged on the support substrate.
  • Each probe is provided with a needle tip and an alignment mark having a predetermined positional relationship with the needle tip, and the alignment mark is parallel to the surface on which the needle tip is provided. It is formed on the surface of the probe which is present and is in the same direction as the surface at a position recessed from the surface.
  • the probes are arranged such that the needle tip positions are aligned on a virtual straight line on the support substrate, and the positions of the respective alignment marks are alternately positioned on the left and right sides along the virtual line.
  • the posture is alternately reversed and supported by the support substrate, and the alignment mark displays information indicating an existing direction of the needle tip when the alignment mark is observed from the protruding direction of the needle tip. Including.
  • the probe assembly of the present invention as in the probe, information on the direction in which the tip of the needle is present from the plurality of alignment marks observed, and a predetermined position to be used for the predetermined alignment.
  • information on the direction of presence of the probe needle tip it is possible to easily determine whether the misalignment alignment mark should be used for alignment.
  • the probe of the present invention since the information for the position of the probe tip of the probe is included in the alignment mark, the needle tip obtained from the alignment mark is used.
  • the position information is used by the probe for alignment. It is possible to easily determine whether the probe is a target probe or not.
  • FIG. 1 is a front view showing a probe according to the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged perspective view showing a part of the probe shown in FIG.
  • FIG. 3 is a bottom view showing a three-dimensional probe according to the present invention.
  • FIG. 4 is a side view showing a probe la solid according to the present invention.
  • FIG. 5 is an enlarged perspective view showing a part of the probe assembly according to the present invention.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the procedure for determining the probe tip position of the probe by the alignment mark provided on the probe of the assembly according to the present invention.
  • (A) is a CCD camera.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing the relationship between the probe and the alignment mark of the probe, and (b) is a diagram illustrating a part of a photographed image obtained by the CCD camera.
  • FIG. 7 is a drawing similar to FIG. 2 showing another embodiment of the present invention.
  • a probe 10 is a support substrate. Fixed to each connection land portion 14 a of the wiring 14 corresponding to each of the large number of wirings 14 formed on the lobe substrate 12.
  • the probe 10 includes a plate-like probe body 16 as a whole.
  • the probe main body 16 includes a flat rectangular end surface 16 a serving as a mounting surface to each connection land portion 14 a of the probe board 12 and a plate-shaped seat portion 18 rising from the end surface at an angle.
  • an arm portion 20 extending at an obtuse angle 0 in a direction substantially parallel to the longitudinal direction of the end face 16 a from the front end of the seat portion 18 on a plane including the seat portion.
  • a tip portion 2 2 that rises away from the end surface 16 a of the seat portion 18 is formed, and the needle tip 24 is formed on the end surface 2 2 a.
  • the probe body 16 except the needle tip 24 is made of a metal material having high toughness such as nickel, its alloy, or phosphor bronze.
  • a long hole 26 is formed that penetrates in the plate thickness direction of the arm portion and extends along the longitudinal direction of the arm portion 20.
  • the needle tip 24 can be formed integrally with the probe body using the same metal material as the probe body 16. However, in order to improve durability, as shown in the figure, the pyramid-shaped needle tip 24 is formed of a hard metal material such as conoret, rhodium or an alloy thereof, and this needle tip 24 is formed in the arm portion. It is preferably embedded in the end face of the front end part 22 connected to 20.
  • the side surface 20 0 a located on the opposite side of the mounting surface 16 6 a of the arm portion 20 to the probe board 12 is continuous with the inclined surface 2 2 b of the distal end portion 2 2.
  • a step portion 30 that defines a flat shelf surface 28 is formed in the vicinity of the arm portion 20 of the inclined surface 2 2 b.
  • the shelf surface 28 is formed into two rectangular portions 2 8 a and 2 8 b by a concave groove 3 2 extending in the plate thickness direction of the probe body 1 6. It is partitioned.
  • the concave groove 32 is a V-shaped groove, but a desired cross-sectional shape can be given to the concave groove.
  • Both rectangular portions 2 8 a and 2 8 b each have a rectangular planar shape whose longitudinal direction is the plate thickness direction of the probe body 16, and in the illustrated example, one rectangular portion located on the needle tip 2 4 side.
  • the width dimension W 1 of the portion 2 8 a is set larger than the width dimension W 2 of the other rectangular portion 2 8 b.
  • the difference between the width dimensions W 1 and W 2 can be easily and instantaneously determined by image processing using a camera image (to be described later). It is desirable to set to an extent to obtain.
  • the shelf surface 28 has a predetermined positional relationship with the needle tip 24 so that the coordinate position of the needle tip 24 can be known by knowing the coordinate position of the center point of the shelf surface, for example. Is formed.
  • the shelf surface 28 can be used as an alignment mark for the probe 10 itself or as an alignment mark for a probe assembly as described later.
  • the flat shelf surface 28 is provided in the vicinity of the arm 20 on the inclined surface 2 2 b of the tip 22, the end surface 2 2 of the tip 22 on which the needle tip 24 is provided. It is formed at a position recessed by a distance D from a.
  • the shelf surface 28 used as a positioning mark is at a height position recessed from the tip surface of the needle tip 24, contamination due to contact with the object to be inspected can be prevented.
  • a sufficient height position D is separated from the end surface 22a as shown in the figure.
  • the probe body 16 described above can be formed as follows, for example. First, a concave pattern imitating the planar shape of the probe main body 16 as shown in FIG. 1 is formed on the base by a photo resist using a photolithography technique used in the semiconductor manufacturing process. Next, a metal material for the probe main body 16 is sequentially deposited in the thickness direction by a method such as elect port forming or sputtering or the like in the concave portion imitated by the resist pattern. Thereafter, the resist pattern is removed, and the probe body 16 is removed from the base.
  • the probe main body 16 having both the rectangular portions 2 8 a and 2 8 b described above, it is possible to use the above-described deposition method in the thickness direction of the probe main body 1 with a single resist pattern. 6 is desirable in that it can be formed.
  • FIGS. 3 and 4 show a probe assembly 40 in which the probe 10 according to the present invention is used.
  • the probe assembly 40 is applied to a continuity test of a semiconductor integrated circuit such as a large number of semiconductor chips arranged in a matrix on a semiconductor wafer (not shown).
  • the probe assembly 40 includes a circular wiring board 42 and a rectangular probe board 12 arranged on the lower surface of the wiring board.
  • ⁇ S-line board 42 A number of tester lands 4 2 a connected to the motor are formed.
  • the probe substrate 12 includes an electrical insulating plate such as ceramic, and a large number of wirings 14 are formed on the lower surface of the insulating plate.
  • Each wiring 14 is electrically connected to each corresponding tester land 4 2 a (see Fig. 3). Further, the probe 10 is fixed to the connection land portion 14 a formed in each wiring 14 using, for example, solder.
  • the needle tips 24 are arranged so as to be alternately inserted on the straight lines L1 to Ln from both sides of each.
  • the probes 10 arranged with the needle tips 24 aligned on the straight lines L1 to Ln are aligned with the adjacent probes 10 on the straight lines L1 to Ln.
  • the arrangement posture is alternately reversed so that the positional relationship between the flat shelf surface 28 used as a mark and the needle tip 24 is alternately reversed.
  • the probe assembly 40 is used for an energization test of each chip region formed on a semiconductor wafer.
  • a semiconductor wafer as an object to be inspected is positioned on a well-known stage (xyz ⁇ stage) (not shown) with the electrodes of each chip region formed thereon facing upward.
  • the probe assembly 40 is arranged on the tester above the stage so that the tip 24 of each probe 10 faces the electrode of each tip region.
  • the probe assembly is However, in order to ensure that the probe tips 4 of each probe 10 of the probe assembly 40 are in proper contact with the corresponding electrodes, it is then shown in Fig. 6 (a).
  • three CCD cameras 44 mounted in a distributed manner on the stage, and three predetermined probes 10 corresponding to the CCD cameras 44, respectively.
  • the shelf surface 2 8 is shot as an alignment mark. It is.
  • the captured image is subjected to data processing by a well-known image processing method.
  • data processing as shown in FIG. 6 (b), for example, the center position coordinates (x 1, y 1) of the flat shelf surface 28 obtained from each captured image 46 are obtained, and each center position coordinate is obtained.
  • the coordinates (x, y) of the probe tips 24 of the three predetermined probes 10 are determined.
  • the stage is finely adjusted so that the coordinates obtained by actual measurement of these three force points and the predetermined three coordinates coincide with each other.
  • the probe assembly solid 40 is lowered toward the semiconductor wafer.
  • the probe assembly 40 Prior to this lowering, the probe assembly 40 is aligned by the fine adjustment described above, so that the needle tips 24 of all the probes 10 can be brought into contact with the corresponding electrodes. . Therefore, an appropriate energization test for each chip region of the semiconductor wafer becomes possible.
  • the center position coordinates (X1, y1) of the flat shelf surface 28 of each probe 10 described above are used to obtain the coordinate position of the needle tip 24 of each corresponding probe 10 or to confirm it. Can be used.
  • the probes 10 arranged on the probe substrate 12 are aligned with the alignment marks 2 of the adjacent probes 10 on the straight lines L 1 to Ln.
  • the arrangement posture is alternately reversed so that the positional relationship between 8 and the needle tip 24 is alternately reversed. Therefore, even when the marks 28 of both probes 10 adjacent to each other in one captured image ⁇ are captured, the posture of the predetermined probe 10 used for alignment, that is, the above-described needle tip direction
  • the posture of each of the probes 10 in the captured image is determined from the arrangement of the rectangular portions 2 8 a and 2 8 b of both detection marks 28 in the captured image, In other words, the posture is determined, and then the determined posture of each probe 10 is used for alignment.
  • the posture of the probe 10 to be used is compared, and from this comparison result, it is possible to quickly determine which mark 28 information should be adopted as positioning information.
  • the proper mark 28 can be identified by a relatively simple determination method based on the binary determination of the attitude of the probe 10 without requiring a complicated program processing as in the past. it can.
  • a recess 48 can be formed which reaches the edge in the longitudinal direction and opens to the edge.
  • a U-shaped mark composed of 2 8 d and the shelf surface 28 can be formed.
  • the example shown in 7 shows the case where the probe body 16 is formed by sequentially depositing metal materials in the height direction of the probe body 16 from the mounting surface 16 a to the end surface 2 2 a. This is advantageous in terms of forming a photoresist pattern.
  • the present invention has been described along the example in which the shelf surface 28 is formed on the tip portion 22.
  • the arm portion 20 of the probe 10 or the like is not limited to this.
  • the mark surface as described above can be formed in a portion where the predetermined positional relationship can be maintained.

Abstract

 針先が設けられた面と平行でありかつ該面よりも窪んだ高さ位置で該面と同一方向に向いた面に前記針先と所定の位置関係にある位置合わせ用マークが設けられる通電試験用プローブ。位置合わせ用マークは、針先の突出方向から位置合わせ用マークを観察したときに、針先の存在方向を表示する情報を含む。

Description

通電試験用プロ一ブぉよびプロ一ブ組立体 技術分野
本発明は、 半導体集積回路のような半導体装置の通電試験に用いるのに好適な プローブおよびプローブ組立体に関する。
背景技術
半導体ウェハの各チップ領域上に形成され書た多数の半導体集積回路のような半 導体装置は、 それぞれが仕様書通りに製造されているカゝ否かを判定するために、 通電試験を受ける。 この種の通電試験では、 一般的にプローブカードと称される プ口一ブ組立体が用いられる。 このプロ一ブ組立体は通電試験のためのテスター に組み付けられ、 プローブ組立体に設けられた多数のプローブ (接触子) がステ ージ上の被検査体の対応する各電極に押し付けられる。 被検查体は、 このプロ一 ブ組立体を経てテスターに接続され、 これにより通電試験を受ける。
この通電試験に先立って、 プローブ組立体の多数プローブを被検査体の対応す る適正な電極に当接させる必要があることから、 被検査体が取り替えられる毎に プローブの針先の位置合わせが行われる。 この位置合わせのために、 被検查体が 支持されたステージ上に設けられた C C Dカメラのような例えば 3つのエリアセ ンサによって、 プローブ基板上に分散して位置する 3つのプローブの針先が撮影 される。 それらの画像処理によって得られた各針先の座標に基づいて、 各針先が 適正に対応する電極に当接するように、 プローブ組立体と被検査体との間の相対 的な姿勢の微調整が行われる。
ところが、 このプローブの針先は、 被検査体の各電極との接触によって摩耗を 受け易く、 また電極の削りくずの付着によって汚染を受け易い。 そのため、 針先 を位置合わせのマークとして利用することは、 正確な針先座標を得ることを困難 にし、 プローブ組立体の正確な位置決めを困難にする。
そこで、 各プローブの針先近傍で被検査体に当接しない所定位置に位置合わせ 用のマークを形成することが、 特表 2 0 0 5— 5 3 3 2 6 3号公報あるいは特開 2 0 0 4 - 3 4 0 6 5 4号公報で提案された。 これらによれば、 各プローブの位 置合わせ用マークは被検査体の電極に接触することがないので、 摩耗や汚染を受 け難い。 したがって、 このマークを用いて該マークの位置情報から針先の正確な 微調整が可能となる。
しかしながら、 このようなプローブの針先は数十 μ πιに近接して配置されて おり、 プローブ基板は位置決めピンによってテスタ一への取付け位置を規定され てはいるものの、 各エリアセンサが捉える画像領域に所定のプローブのマークと、 該プローブに隣り合うプローブのマークとが入ることがある。 この場合、 いずれ のマークの画像が位置決めに使用すべき画像であるのかを判定する必要が生じる。 この判定は、 画像処理のプログラムによって可能となるが、 その判定のためのプ ログラム処理は複雑となる。 ところが、 プローブの取付け姿勢を判定することが できれば、 この判定処理は極めて容易となる。 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
そこで、 本発明の目的は、 取付け姿勢を比較的容易に判定し得るマークが設け られた通電試験用プローブを提供することにある。
また、 本発明の他の目的は、 相互に隣接する複数のプローブの位置合わせ用マ ークが同時に観察されたときであっても、 いずれが採用すべき位置合わせ用マー クであるかを従来に比較して容易に判定できる位置合わせ用マークが設けられた 通電試験用プローブを備えるプローブ組立体を提供することにある。 課題を解決するための手段
本発明に係る通電試験用プローブは、 針先が設けられた面と平行でありかつ前 記針先よりも窪んだ高さ位置で該針先が設けられた前記面と同一方向に向いた面 に、 前記針先と所定の位置関係にある位置合わせ用マークが設けられるプローブ であって、 前記位置合わせ用マークは前記針先の突出方向から前記位置合わせ用 マークを観察したときに前記針先の存在方向を表示する情報を含むことを特徴と する。
本発明に係るプローブでは、 前記位置合わせ用マークの情報から、 その針先の 存在方向を容易に知ることができる。 この情報を利用するため、 予め複数の前記 プ ーブは、 例えば、 隣り合うプローブの位置合わせ用マークとその針先との位 置関係が交互に反転するように、 配置姿勢を交互に反転させて配置される。 前記 位置合わせに用いるべき所定のプローブの位置合わせ用マークを観察したときに 該プローブを含む例えば 2つのプローブの前記マークが観察された場合、 観察さ れた各プローブの針先の存在方向についての情報が、 予め与えられた前記所定の プローブの針先の存在方向についての情報にそれぞれ照らし合わされる。 その照 合により、 観察された両位置合わせ用マークのうち、 いずれの位置合わせ用マ一 クが位置合わせ用に採用すべき所定のプローブの位置合わせ用マークであるかを 容易に判定することができる。
また、 前記プローブの位置合わせ用マークは、 各プローブの配置の際に個々の プローブ自体の位置合わせに用いることができる。
前記プローブには、 支持基板への取付け面を有し該取付け面から立ち上がる座 部と、 該座部の頂部から横方向に伸びるアーム部と、 該アーム部に連なる先端部 とを設けることができる。 この場合、 前記先端部は前記アーム部から前記座部の 前記取付け面が位置する側と反対側に突出する。 この先端部に前記針先が設けら れる。 また前記先端部または前記アーム部に前記位置合わせ用マークが設けられ る。 これにより、 従来の針先を観察して位置合わせを行う従来システムの構成に 実質的な変更を招くことなく、 本発明が適用できる。
前記位置合わせ用マークは、 前記アーム部の長手方向へ相互に間隔をおいて形 成された 2つのマーク部分で構成することができる。 この両マーク部分は前記ァ 一ムの長手方向に沿った幅寸法が相互に異なる。 この場合、 両マーク部分の幅寸 法を比較することにより、 針先の存在方向を容易に知ることができる。
前記両マーク部分は、 針先が設けられた前記先端部の端面から窪んだ位置に形 成された平坦な棚面に該棚面を横切る凹溝を形成することにより、 形成すること ができる。 これにより、 針先のような摩耗や汚染を受けることのなく、 針先の位 置情報を含む前記位置合わせマークを比較的容易に形成することができる。 この例に代えて、 前記位置合わせ用マークは、 前記アーム部の幅方向へ相互に 間隔をおいて形成され、 前記アームの長手方向へ伸びる一対の伸長部と、 該伸長 部の互レ、に向き合う端部を連結する連結部とで構成されるコの字に形成すること ができる。
コの字状の前記位置合わせ用マークは、 前記針先が設けられた前記先端部の端 面から窪んだ位置に形成された平坦な矩形棚面に、 該棚面の中央部から前記ァー ム部の長手方向の縁部に至り該縁部に開放する凹所を形成することにより、 形成 することができる。
本発明に係るプローブは、 該プローブが設けられるプローブ組立体に適用する ことができる。
すなわち、 本発明に係るプローブ組立体は、 支持基板と該支持基板に配置され る複数のプローブとを備える。 前記各プローブには、 針先と、 該針先と所定の位 置関係にある位置合わせ用マークとが設けられており、 この位置合わせ用マーク は、 前記針先が設けられた面と平行でありかつ該面よりも窪んだ位置で該面と同 一方向に向いた、 前記プローブの面に形成されている。 前記各プローブは、 前記 針先位置が前記支持基板上の仮想直線上に整列しかつそれぞれの位置合わせ用マ ークの位置が前記仮想線に沿ってその左右側に交互に位置するように、 姿勢を交 互に反転させて前記支持基板に支持され、 前記位置合わせ用マークは前記針先の 突出方向から前記位置合わせ用マークを観察したときに前記針先の存在方向を表 示する情報を含む。
本発明に係る前記プローブ組立体によれば、 前記プローブにおけると同様に、 観察された複数の位置合わせ用マークからの針先の存在方向の情報と、 予め与え られた位置合わせに用いるべき所定のプローブの針先の存在方向の情報との照合 によって、 それらの 、ずれの位置合わせ用マークを位置合わせに採用すべきかを 容易に判定することができる。
発明の効果
本発明に係るプローブによれば、 前記したように、 位置合わせ用マークに当該 プローブの針先の位置にっ 、ての情報が含まれていることから、 この位置合わせ 用マークから得られる針先位置の情報を用いて、 該プローブが位置合わせに用い る対象のプローブであるか否かを容易に判定することができる 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明に係るプローブを示す正面図である。
図 2は、 図 1に示したプローブの一部を拡大して示す斜視図である。
図 3は、 本発明に係るプローブ «I立体を示す底面図である。
図 4は、 本発明に係るプローブ la立体を示す側面図である。
図 5は、 本発明に係るプローブ組立体の一部を拡大して示す斜視図である。 図 6は、 本発明に係るプロ一: '組立体のプローブに設けられた位置合わせ用マ ークによる該プローブの針先位置の判定手順を説明する説明図であり、 (a ) は C C Dカメラとプローブの位置合わせマーグとの関係を概略的に示す説明図であ り、 (b ) は C C Dカメラにより得られる撮影画像の一部を説明図である。 図 7は、 本発明の他の実施例を示す図 2と同様な図面である。
符号の説明
1 0 プローブ
1 2 プローブ基板 (支持基板)
1 4 配線
1 8 座部
2 0 アーム部
2 2 先端部
2 2 a 端
2 4 針先
2 8 平坦面領域 (マーク)
2 8 a、 2 8 b 矩形部分 (マ
3 0 段部
3 2 凹溝 発明を実施するための最良の形態
本発明に係るプローブ 1 0は、 図 1に示されているように、 支持基板であるプ ローブ基板 1 2に形成された多数の配線 1 4のうちのそれぞれに対応する配線 1 4の各接続ランド部 1 4 aに固定される。 このプローブ 1 0は、 全体に板状のプ ローブ本体 1 6を備える。 プローブ本体 1 6は、 プローブ基板 1 2の各接続ラン ド部 1 4 aへの取付け面となる平坦な矩形の端面 1 6 aと、 該端面から角度的に 立ち上がる板状の座部 1 8と、 該座部を含む平面上で座部 1 8の先端から端面 1 6 aの長手方向とほぼ平行な方向へ鈍角 0で伸長するアーム部 2 0とを有する。 アーム部 2 0の伸長端部には、 座部 1 8の端面 1 6 aから離れる方向へ立ち上が る先端部 2 2が形成されており、 その端面 2 2 aには針先 2 4が形成されている < 針先 2 4を除くプローブ本体 1 6は、 例えばニッケル、 その合金あるいは燐青 銅のような高靱性を有する金属材料からなり、 図示の例では、 アーム部 2 0の可 撓性を高めるに、 該アーム部の板厚方向に貫通しかつアーム部 2 0の長手方向に 沿って伸長する長穴 2 6が形成されている。
針先 2 4をプローブ本体 1 6と同一金属材料で該プローブ本体と一体的に形成 することができる。 しかしながら、 耐久性の向上の点で、 図示のように、 角錐状 の針先 2 4をコノ ノレト、 ロジウムあるいはそれらの合金のような高硬度金属材料 で形成し、 この針先 2 4をアーム部 2 0に連なる先端部 2 2の端面に埋め込むこ とが好ましい。
アーム部 2 0におけるプローブ基板 1 2への取付け面 1 6 aと反対側に位置す る側面 2 0 aは、 先端部 2 2の傾斜面 2 2 bに連続する。 図示の例では、 この傾 斜面 2 2 bのアーム部 2 0の近傍に、 平坦な棚面 2 8を規定する段部 3 0が形成 されている。
棚面 2 8は、 図 2に拡大して明確に示されているように、 プローブ本体 1 6の 板厚方向に伸長する凹溝 3 2により、 2つの矩形部分 2 8 aおよび 2 8 bに区画 されている。 図示の例では、 凹溝 3 2は V溝であるが、 該凹溝に所望の断面形状 を与えることができる。 両矩形部分 2 8 a、 2 8 bは、 それぞれがプローブ本体 1 6の板厚方向を長手方向とする矩形平面形状を有し、 図示の例では、 針先 2 4 側に位置する一方の矩形部分 2 8 aの幅寸法 W 1は、 他方の矩形部分 2 8 bの 幅寸法 W 2よりも大きく設定されている。 この幅寸法 W l、 W 2の差は、 後述 するカメラ画像での画像処理でレ、ずれの幅寸法が大きレ、かを瞬時に容易に判断し 得る程度に設定することが望ましい。
棚面 2 8は、 該棚面の例えば中心点の座標位置を知ることにより、 その針先 2 4の座標位置を知ることができるように、 針先 2 4から所定の位置関係にあるよ うに形成されている。 これにより、 棚面 2 8は、 プローブ 1 0自体の位置合わせ 用マークあるいは後述するようなプローブ組立体の位置合わせ用マークとしても 利用することができる。
また、 平坦な棚面 2 8は、 先端部 2 2の傾斜面 2 2 bにおけるアーム部 2 0の 近傍に設けられていることから、 針先 2 4が設けられる先端部 2 2の端面 2 2 a よりも距離 Dを隔てて窪んだ位置に形成されている。
位置決め用マークとして使用される棚面 2 8は、 針先 2 4の先端面から窪んだ 高さ位置にあれば、 被検査体との当接による汚染を防止することができる。 しか しながら、 棚面 2 8の汚染を確実に防止する上で、 図示のとおり、 端面 2 2 aか ら充分な高さ位置 Dを隔てることが望ましい。
前記したプローブ本体 1 6は、 例えば、 次のようにして形成することができる。 先ず、 半導体製造工程で用いられるフォトリソグラフィ技術により、 フォトレジ ストで図 1に示すようなプローブ本体 1 6の平面形状を模る凹状パターンを基台 上に形成する。 次に、 このレジストパターンによって模られた凹状部にエレクト 口フォーミングのようなメツキあるいはスパッタリング等でプローブ本体 1 6の ための金属材料を順次その厚さ方向に堆積する。 その後、 レジストパターンを除 去し、 プローブ本体 1 6を前記基台から取り外す。
前記した両矩形部分 2 8 a、 2 8 bを有するプローブ本体 1 6の形成には、 そ の板厚方向への前記した堆積法を用いることが、 単一のレジストパターンでプロ ーブ本体 1 6を形成できる点で、 望ましい。
図 3および図 4は、 本発明に係るプローブ 1 0が用いられるプローブ組立体 4 0を示す。 このプローブ組立体 4 0は、 例えば図示しないが半導体ウェハ上にマ トリクス状に配列された多数の半導体チップのような半導体集積回路の導通試験 に適用される。 プローブ組立体 4 0は、 図 3および図 4に示すように、 円形の配 線基板 4 2と、 該配線基板の下面に配置された矩形のプローブ基板 1 2とを含む。 図 3に示すように、 酉 S線基板 4 2の上面には、 通電試験のための図示しないテス ターに接続される多数のテスターランド 4 2 aが形成されている。
プローブ基板 1 2は、 図 5に示すように、 例えばセラミックのような電気絶縁 板を備え、 該絶縁板の下面には、 多数の配線 1 4が形成されている。 各配線 1 4 は、 これに対応する各テスターランド 4 2 a (図 3参照。 ) に電気的に接続され ている。 また、 各配線 1 4に形成された接続ランド部 1 4 aには、 プローブ 1 0 がそれぞれ例えばはんだを用いて固着されている。
図 3および図 5に示すように、 前記した多数のプローブ 1ひが多数の平行仮想 直線 L l〜Lnに沿って針先 2 4が整列するように、 各直線 1^ 1〜1^ !1毎にそれ ぞれの両側から交互に針先 2 4が各直線 L l〜Ln上に挿入されるように、 配置 されている。
前記したはんだを用いたプローブ 1 0の固着では、 はんだの溶融にレーザ光を 用いることができる。 この場合、 プローブ 1 0の前記した交互配置の形態を採用 することにより、 隣接するプローブ 1 0にレーザ光による損傷を与えることなく、 多数のプローブ 1 0の各針先 2 4を近接して配置することが可能となる。
また、 この交互配置によって、 各直線 L 1〜: Ln上に針先 2 4を整列させて配 置されるプローブ 1 0は、 各直線 L l〜Ln上で隣り合うプローブ 1 0の位置合 わせ用マークとなる平坦な棚面 2 8と、 その針先 2 4との位置関係が交互に反転 するように、 配置姿勢を交互に反転させて配置される。
本発明に係るプローブ組立体 4 0は、 半導体ウェハに形成された各チップ領域 の通電試験に用いられる。 この試験のために、 被検査体である半導体ウェハがこ れに形成された各チップ領域の電極を上方に向けて、 図示しないが従来よく知ら れたステージ (x y z Θステージ) 上に位置決められる。 他方、 プローブ組立体 4 0は、 各プローブ 1 0の ^ "先 2 4が各チップ領域の電極に向くように、 ステー ジの上方でテスターに配置される。 このとき、 プローブ組立体は、 テスターに位 置決めピンで位置決められる。 しかしながら、 プローブ組立体 4 0の各プローブ 1 0の針先 2 4を対応する各電極に適切に接触させるために、 その後、 図 6 ( a ) に示されているように、 前記ステージ上に分散して取り付けられた例えば 3台 (図にはその一つが示されている。 ) の C C Dカメラ 4 4で、 それぞれに対 応する所定の 3本のプローブ 1 0の棚面 2 8が位置合わせ用マークとして撮影さ れる。
その撮影画像は、 従来よく知られた画像処理手法により、 データ処理を受ける。 このデータ処理により、 図 6 ( b ) に示すように、 各撮影画像 4 6から得られた 平坦な棚面 2 8の例えば中心位置座標 ( x 1 , y 1 ) が求められ、 各中心位置座 標 (x l, y l ) 力 ら、 予め決められた 3つの前記プローブ 1 0の各針先 2 4の 座標 (x, y ) がそれぞれ求められる。 この 3力所の実測による座標と、 予め決 められた所定の 3つの座標とを一致させるように、 前記ステージが微調整される。 このプローブ 1 0の棚面すなわちマーク 2 8を用いた位置合わせ後、 プローブ組 立体 4 0は、 前記半導体ウェハに向けて降下する。 この降下に先立って、 前記し た微調整によってプローブ組立体 4 0の位置合わせが行われているので、 すべて のプローブ 1 0の針先 2 4を適正に対応する各電極に接触させることができる。 したがつて、 前記半導体ゥェハの各チップ領域の適正な通電試験が可能となる。 前記した各プローブ 1 0の平坦な棚面 2 8の中心位置座標 ( X 1, y 1 ) は、 対応する個々のプローブ 1 0の針先 2 4の座標位置を求めるために、 あるいはそ の確認に用いることができる。
図 6 ( b ) に示すように、 各 C C Dカメラによって所定のプローブ 1 0の位置 決め用マーク 2 8のみが撮影画像 4 6にあれば、 前記したように、 迅速かつ適正 な位置合わせが可能となる。 しかしながら、 プローブ組立体 4 0のテスターへの 取付け誤差により、 所定のプローブ 1 0と、 これに隣接する他のプローブ 1 0と の両マーク 2 8がーつの画像領域に取り込まれることがある。
本発明に係るプローブ組立体 4 0では、 前記したように、 プローブ基板 1 2に 配置される各プローブ 1 0は、 各直線 L l〜Ln上で隣り合うプローブ 1 0の位 置合わせ用マーク 2 8と、 その針先 2 4との位置関係が交互に反転するように、 配置姿勢を交互に反転させて配置されている。 そのため、 一つの撮影画像內に互 いに隣り合う両プローブ 1 0のマーク 2 8が取り込まれている場合であっても、 位置合わせ用に用いる所定のプローブ 1 0の姿勢すなわち前記した針先方向の位 置が予め把握できていれば、 一撮影画像内の両検出マーク 2 8の各両矩形部分 2 8 a、 2 8 bの配列から、 撮影画像内の各プローブ 1 0の針先方向の位置すなわ ち姿勢を判別し、 次に判別された各プローブ 1 0の姿勢と、 位置合わせ用として 利用すべきプローブ 1 0の姿勢とを比較し、 この比較結果から、 迅速にいずれの マーク 2 8の情報を位置決め情報として採用すべきであるかを判定することがで さる。
したがって、 従来のような複雑なプログラム処理を必要とすることなく、 プロ ーブ 1 0の姿勢についての 2値的な判断に基づく比較的単純な判定手法で適正な マーク 2 8を識別することができる。
図 7に示すように、 先端部 2 2のィ頃斜面 2 2 bの段部 3 0により形成された平 坦な矩形の棚面 2 8に、 該棚面の中央部からアーム部 2 0の長手方向の縁部に至 り該縁部に開放する凹所 4 8を形成することができる。 これにより、 アーム部 2 0の幅方向へ相互に間隔をおいて形成され、 該アーム部の長手方向へ伸びる一対 の伸長部 2 8 cと、 該伸長部の互いに向き合う端部を連結する連結部 2 8 dとで 構成されるコの字形状のマークを棚面 2 8で形成することができる。
図 7に示す例では、 マーク 2 8で示されるコの字形状が開放する方向と反対の 側、 すなわち連結部 2 8 dの存在する側が針先 2 4の存在位置方向であると判定 することができる。
囱 7に示す例は、 プローブ本体 1 6を取付け面 1 6 aから端面 2 2 aへ向けて 金属材料をプローブ本体 1 6の高さ方向に順次堆積させてプローブ本体を形成す る場合に、 フォトレジストのパターン形成の点で有利である。
また、 前記したところでは、 棚面 2 8を先端部 2 2に形成した例に沿って本発 明を説明したが、 プローブ 1 0のアーム部 2 0あるいはこれに限らず^"先 2 4と 所定の位置関係を維持できる部分に、 前記したようなマーク面を形成することが できる。
産業上の利用可能性
本発明は、 上記実施例に限定されず、 その趣旨を逸脱しない限り、 種々変更す ることができる。

Claims

請求の範囲
1 . 針先が設けられた面と平行でありかつ前記針先よりも窪んだ高さ位置で該針 先が設けられた前記面と同一方向に向いた面に、 前記 ft"先と所定の位置関係にあ る位置合わせ用マークが設けられるプローブであって、 前記位置合わせ用マーク は前記針先の突出方向から前記位置合わせ用マークを観察したときに前記針先の 存在方向を表示する情報を含むことを特徴とする通電試験用プローブ。
2 . 支持基板への取付け面を有し該取付け面から立ち上がる座部と、 該座部の頂 部から横方向に伸びるアーム部と、 該アーム部から前記座部の前記取付け面が位 置する側と反対側に突出する先端部とを備え、 該先端部に前記金 f先が設けられ、 前記先端部または前記アーム部に前記位置合わせ用マークが設けられている、 請 求項 1に記載のプローブ。
3 . 前記位置合わせ用マークは、 前記アーム部の長手方向へ相互に間隔をおいて 形成された 2つのマーク部分を有し、 該両マーク部分は前記アームの長手方向に 沿った幅寸法が相互に異なる、 請求項 2に記載のプローブ。
4 . 前記両マーク部分は、 前記針先が設けられた前記先端部の、 該先端部の端面 から窪んだ高さ位置に形成された段部の平坦な棚面で形成され、 該棚面を横切る 凹溝によって相互に区画されている、 請求項 3に記載のプロ一ブ。
5 . 前記位置合わせ用マークは、 前記アーム部の幅方向へ相互に間隔をおいて形 成され、 前記アームの長手方向へ伸びる一対の伸長部と、 該伸長部の互いに向き 合う端部を連結する連結部とで構成されるコの字を呈する、 請求項 2に記載のプ ローブ,
6 . 前記位置合わせ用マークは、 前記針先が設けられた前記先端部の、 該先端部 の端面から窪んだ高さ位置に形成された段部の平坦な棚面で形成されており、 該 棚面の中央部から前記アーム部の長手方向の縁部に至り該縁部に開放する凹所に よってコの字状に形作られている、 請求項 5に記載のプ口一ブ。
7 . 配線回路が形成された支持基板と、 該支持基板に配置される複数のプローブ とを備えるプローブ組立体であって、 前記各プローブには、 針先と、 該針先と所 定の位置関係にある位置合わせ用マークとが設けられており、 該位置合わせ用マ ークは、 前記針先が設けられた面と平行でありかつ前記針先よりも窪んだ高さ位 置で該針先が設けられた前記面と同一方向に向いた、 前記プローブの面に形成さ れており、 前記各プローブは、 前記針先位置が前記支持基板上の仮想直線上に整 列しかつそれぞれの位置合わせ用マークの位置が前記仮想線に沿ってその左右側 に交互に位置するように、 姿勢を交互に反転させて前記支持基板に支持され、 前 記位置合わせ用マークは前記針先の突出方向から前記位置合わせ用マークを観察 したときに前記針先の存在方向を表示する情報を含むことを特徴とするプローブ 組立体。
8 . 前記各プローブは、 前記支持基板への取付け面を^ *し該取付け面から立ち上 がる座部と、 該座部の頂部から横方向に伸びるアーム部と、 該アーム部から前記 座部の前記取付け面が位置する側と反対側に突出する先端部とを備え、 該先端部 に前記 fl "先が設けられ、 前記先端部または前記アーム部に前記位置合わせ用マー クが設けられている、 請求項 7に記載のプローブ組立体。
9 . 前記位置合わせ用マークは、 前記アーム部の長手方向へ相互に間隔をおいて 形成された 2つのマーク部分を有し、 該両マーク部分は前記アームの長手方向に 沿った幅寸法が相互に異なる、 請求項 8に記載のプローブ組立体。
1 0 . 前記両マーク部分は、 前記針先が設けられた前記先端部の、 該先端部の端 面から窪んだ高さ位置に形成された段部の平坦な棚面で形成され、 該棚面を横切 る凹溝によって相互に区画されている、 請求項 9に記載のプローブ組立体。
1 1 . 前記位置合わせ用マークは、 前記アーム部の幅方向へ相互に間隔をおいて 形成され、 前記アームの長手方向へ伸びる一対の伸長部と、 該伸長部の互いに向 き合う端部を連結する連結部とで構成されるコの字を呈する、 請求項 8に記載の プローブ組立体。
1 2 . 前記位置合わせ用マークは、 前記針先が設けられた前記先端部の、 該先端 部の端面から窪んだ高さ位置に形成された段部の平坦な棚面で形成されており、 該棚面の中央部から前記アーム部の長手方向の縁部に至り該縁部に開放する凹所 によってコの字状に形作られている、 請求項 1 1に記載のプローブ組立体。
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