JP3902294B2 - Contact probe and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜部を有するメッキ体を用いたコンタクトプローブおよびその製造方法に関するものであって、詳しくは、プローブピンやソケットピン等として用いられ、プローブカードやテスト用ソケット等に組み込まれて半導体ＩＣチップや液晶デバイス等の各端子に接触して電気的なテストを行うコンタクトプローブおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＩＣチップやＬＳＩチップ等の半導体チップ又はＬＣＤ（液晶表示体）の各端子に接触させて電気的なテストを行うために、コンタクトピンが用いられている。
近年、ＩＣチップ等の高集積化および微細化に伴って電極であるコンタクトパッドが狭ピッチ化されるとともに、コンタクトピンの多ピン狭ピッチ化が要望されている。
しかしながら、コンタクトピンとして用いられていたタングステン針のコンタクトプローブでは、タングステン針の径の限界から多ピン狭ピッチへの対応が困難になっていた。
【０００３】
これに対して、例えば、特公平７−８２０２７号公報に、複数のパターン配線が樹脂フィルム上に形成されこれらのパターン配線の各先端が前記樹脂フィルムから突出状態に配されてコンタクトピンとされるコンタクトプローブの技術が提案されている。
この技術例では、複数のパターン配線の先端部をコンタクトピンとすることによって、多ピン狭ピッチ化を図るとともに、複雑な多数の部品を不要とするものである。
【０００４】
上記のコンタクトプローブでは、テスト時において、所望の接触圧を得るためにコンタクトピンの押し付け量を増減させているが、大きな接触圧を得るためには大きな押し付け量が必要となる。
しかしながら、上記のコンタクトプローブは、パターン配線の先端部、すなわちコンタクトピンがＮｉ（ニッケル）で形成されているため、硬度がＨｖ３００程度しか得られず、硬度が低いために過度の接触圧が加わることによりコンタクトピンが湾曲・変形してしまうため、押し付け量に限界があり大きな接触圧が得られなかった。この結果、電気的測定に十分な接触圧が得られず、接触不良を起こす原因となっていた。
【０００５】
この対策として、Ｎｉをメッキ処理で形成する際に、サッカリン等の添加剤を投入する手段があるが、この場合、常温でＨｖ３５０以上の硬度を維持することが可能であるが、サッカリン等の添加剤にはＳ（硫黄）が含まれているために高温加熱、例えば３００℃で加熱すると、硬度がＨｖ２００以下にまで急激に低下してしまう不都合が生じる。このため、上記のコンタクトプローブを、高温下に置くことがある場合、特に、バーンインテスト用チップキャリア等に用いることができなかった。
【０００６】
そこで、硬度を向上させしかも耐熱性も兼ね備え、高温加熱後でも高硬度を安定して維持することができるニッケル−マンガン（Ｎｉ−Ｍｎ）合金製のコンタクトプローブが提案されている。
【０００７】
ところで、Ａｌ（アルミニウム）合金等で形成されるＩＣチップ等の各端子（パッド）は、その表面が空気中で酸化して、薄いアルミニウムの表面酸化膜で覆われた状態となっている。したがって、パッドの電気的テストを行うには、表面のアルミニウムの表面酸化膜を剥離させ、内部のアルミニウムを露出させて、導電性確保する必要がある。
【０００８】
そこで、上記コンタクトプローブにおいては、コンタクトピンをパッドの表面に接触させつつ、オーバードライブをかける（コンタクトピンがパッドに接触してからさらに下方に向けて引き下げる）ことにより、コンタクトピンの先端でパッド表面のアルミニウムの表面酸化膜を擦り取り、内部のアルミニウムを露出させるようにしている。上述した作業は、スクラブ(scrub)と呼ばれ、電気的テス トを確実に行う上で重要とされる。
【０００９】
上記コンタクトピンにおいて、スクラブ時にパッドの下地が傷つくのを防止するためには、コンタクトピンのパッドに対する接触角を十分な大きさまで確保することが必要とされる。その理由は、接触角が小さいと、表面のアルミニウムの排斥量が著しく大きくなり、パッド下地にまで影響を及ぼすという理由からである。
【００１０】
この対策として、図２８に示すように、コンタクトピン６００の途中位置Ｖにて折曲させたコンタクトプローブ６０１が提案されている。
このコンタクトプローブ６０１では、コンタクトピン６００の先端部と基端部とで測定対象物（パッド）に対する角度を変えることができ、コンタクトピン６００の基端部のパッドに対する角度、すなわち、フィルム６０２のパッドに対する角度を大きくすることなく、コンタクトピン６００の先端部とパッドの角度（接触角）を大きくすることが可能となる。すなわち、このコンタクトプローブ６０１では、スクラブ距離が過度に大きくなることがなく、かつ、プローブ装置の高さを大きくすることなく、スクラブ時にパッドの下地が傷つくことを防止することができるという利点がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記折曲されたコンタクトピン６００を有するコンタクトプローブ６０１は、上述したＮｉ−Ｍｎ合金製のコンタクトピンを採用した場合に、図２８に示すように、該コンタクトピン６００をその途中位置Ｖにて折曲して作製すると、屈曲部分の外側に亀裂や破断等が生じる場合があった。また、折曲時に亀裂等が生じていなくても、繰り返しの使用により屈曲部分の外側に亀裂等が発生するおそれがあった。
この原因は、上記Ｎｉ−Ｍｎ合金製のコンタクトプローブにおいて、硬度を向上させるためにＭｎを一定濃度以上含有させなければならないが、この場合にコンタクトピンにおける靱性が低下してしまい、折曲時に屈曲部分の外側が最も伸ばされるために亀裂等が生じてしまうためである。
【００１２】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、折曲における屈曲部分の亀裂等を抑制する薄膜部を有するメッキ体を用いたコンタクトプローブおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、請求項１記載の複数のパターン配線がフィルム上に形成されこれらのパターン配線の各先端が前記フィルムから突出状態に配されてコンタクトピンとされるコンタクトプローブでは、前記パターン配線は薄膜部を有するメッキ体であり、前記薄膜部は、前記コンタクトピンの途中位置に配され、前記コンタクトピンは、前記薄膜部で厚さの方向に折曲されている技術が採用される。
【００１４】
このメッキ体において前記薄膜部は、前記マスクに、前記マスクされていない部分の一部を覆う遮蔽板を設けた後に、メッキ処理されることにより形成される。すなわち、マスク上に遮蔽板を設置した状態でメッキすると、遮蔽板のすぐ背後の前記マスクされていない部分は、イオン流に対して陰になるため、その部分に達するイオンが減り、メッキ付着量が抑制され、該遮蔽板の下方のメッキ膜厚が局部的に薄くなり前記薄膜部が形成される。
これによれば、メッキ体の形成後にエッチングにより一部を除去して薄膜部（切欠部）を形成したものに比べて、その作製が容易である。すなわち、メッキ体は、前記マスクによるパターニング後、薄膜部を形成したい箇所のみに遮蔽板を設置すればよいのに対し、エッチングによるものでは、メッキ後、マスクを除去する前にエッチングで薄くしたい箇所を除いた全てのメッキ面をマスキングする必要があり（メッキ用マスクを除去した後にエッチング用マスクを施すと、前記メッキ体側面をマスクすることが難しいことから、エッチング時に前記メッキ体側面までエッチングされてしまう）、そのマスキングを精度良く行うことが難しいという欠点がある。
このコンタクトプローブでは、コンタクトピンの途中位置に前記薄膜部が形成され、かつコンタクトピンは、前記途中位置で前記薄膜部を、例えば外側にして厚さ方向に折曲されているので、折曲により伸張され強い応力が加わってより大きく塑性変形する屈曲部分外側を、前記薄膜部が切り欠いたと同様の作用が奏され、屈曲部分の亀裂等が抑制される。
また、折曲による屈曲部分を、必ず前記薄膜部が形成された位置とすることができるので、折り曲げ位置が正確に得られるとともに、その位置からコンタクトピンの先端までの長さが高精度で得られ、コンタクトピンの高さばらつきが抑えられる。さらに、従来、折曲後に行われていたコンタクトピンの研磨工程、すなわちコンタクトピンの高さを一定にするために先端を一本一本研磨し成形する工程が不要となる。
なお、前記薄膜部を外側ではなく内側にして折曲する場合においても、以下の作用効果を奏することができる。すなわち、折曲により圧縮され強い応力が加わる屈曲部分内側において、薄膜部が塑性変形の逃げ部となり、変形容易部となることから、前記応力が分散・緩和される。これに伴って、屈曲部分内側の圧縮応力によって生じる屈曲部分外側を引き伸ばす応力自体も同時に緩和されることから、屈曲部分の亀裂等が抑制される。
【００１５】
請求項２記載のコンタクトプローブでは、前記途中位置で前記薄膜部を外側にして前記厚さ方向に折曲されている技術が採用されている。
【００１６】
前記途中位置で前記薄膜部を、外側にして厚さ方向に折曲されているので、折曲により伸張され強い応力が加わってより大きく塑性変形する屈曲部分外側を、前記薄膜部が切り欠いたと同様の作用が奏され、屈曲部分の亀裂等が抑制される。
【００１７】
請求項３記載のコンタクトプローブでは、前記薄膜部は、前記パターン配線で局部的に厚さが薄くなっており、前記薄膜部の位置から前記コンタクトピンの先端までの長さが揃えられ、前記薄膜部は、前記コンタクトピンそれぞれの前記途中位置に配されている技術が採用される。
【００１８】
このコンタクトプローブでは、薄膜部が局所的に薄くなっており、折曲による屈曲部分を、必ず薄膜部が形成された位置（前記途中位置）とすることができるので、折り曲げ位置が正確に得られるとともに、その位置からコンタクトピンの先端までの長さが高精度で得られ、各コンタクトピンの高さを揃えることができる。特に、折曲位置を一定にすることが困難であった従来のタングステン針を用いたコンタクトピンに比べると、折曲位置の精度が格段に向上する。
【００１９】
請求項４記載のコンタクトプローブでは、少なくとも前記コンタクトピンは、ニッケル−マンガン合金で形成され、該ニッケル−マンガン合金は、マンガンが０．０５重量％から１．５重量％の範囲内で含まれている技術が採用される。
【００２０】
このコンタクトプローブでは、前記コンタクトピンが、マンガンが０．０５重量％から１．５重量％の範囲内で含まれているニッケル−マンガン合金で形成されているので、前記コンタクトピンは、高温加熱後、例えば、５００℃で加熱した後でもＨｖ３５０以上の硬度を有する。すなわち、Ｎｉ−Ｍｎ合金は高温加熱によっても硬度が極度に低下することがない。
さらに、マンガン（Ｍｎ）量が０．０５重量％未満では、Ｈｖ３５０以上の硬度が得られず、１．５重量％を越えると、コンタクトピンの応力が増大してしまい湾曲するおそれがあるとともに非常に脆く靱性が低下してしまうため、上記範囲内にＭｎ含有量を設定することにより、コンタクトプローブとして必要な高硬度および靱性が得られる。特に屈曲部分においても高硬度および高靱性が得られるので、折曲時および繰り返しの使用においても屈曲部分外側における亀裂等の発生が抑制される。
【００２１】
請求項５記載のコンタクトプローブでは、前記コンタクトピンは、マンガン濃度が０．０５重量％以上に設定された高マンガン合金層と、該高マンガン合金層より低いマンガン濃度に設定された低マンガン合金層とを具備してなり、前記途中位置にて前記低マンガン合金層側を外側にして折曲されている技術が採用される。
【００２２】
このコンタクトプローブでは、高マンガン合金層がマンガン濃度０．０５重量％以上のＮｉ−Ｍｎ合金であるので、常温および高温加熱後、すなわち５００℃で加熱した後でもＨｖ３５０以上の高硬度が得られる。
さらに、高マンガン合金層より低いマンガン濃度のＮｉ−Ｍｎ合金で形成されている低マンガン合金層側を外側にして折曲されているので、高マンガン合金層単層で形成された場合に比べて屈曲部分の外側の靱性が高くなり、前記薄膜部の効果と相俟って、屈曲部分の外側の亀裂等の発生がさらに抑制される。
【００２３】
請求項６記載のフィルム上に複数のパターン配線を形成しこれらのパターン配線の各先端を前記フィルムから突出状態に配してコンタクトピンとするコンタクトプローブの製造方法では、
メッキ体である前記パターン配線を形成し、薄膜部を前記コンタクトピンの途中位置に配する配線形成工程を備え、
前記配線形成工程は、
基板層の上に前記メッキ体の材質に被着または結合する材質の第１の金属層を形成する第１の金属層形成工程と、
前記第１の金属層の上の前記メッキ体に供される部分以外にマスクを施すパターン形成工程と、
前記薄膜部の形成位置をマスクする遮蔽板を前記マスク上に設置する遮蔽板設置工程と、
前記メッキ体に供される第２の金属層を構成するメッキ浴に浸して、前記第１の金属層の上の前記マスクされていない部分に前記第２の金属層を形成し、前記形成位置に前記薄膜部を成形するメッキ処理工程と、
前記マスクおよび前記遮蔽板を除去するマスク遮蔽板除去工程と、
前記第２の金属層の上に前記コンタクトピンに供される部分以外をカバーする前記フィルムを被着するフィルム被着工程と、
前記第１の金属層を除去して、前記第２の金属層を分離させるメッキ体分離工程と
前記コンタクトピンを、前記薄膜部で前記厚さの方向に折曲させるコンタクトピン折曲工程とを備えている技術が採用される。
【００２４】
まず、薄膜部を有するメッキ体の成形方法では、前記遮蔽板設置工程にて、前記遮蔽板の設置位置を位置決めすることにより、前記メッキ体における前記薄膜部の形成位置を高精度なものにすることができる。また、遮蔽板はマスク直上に設置するとは限らず、マスクから数ｍｍ程度離して設置することもあり、本請求項における「マスク上」とは、マスクから離間している状態をも含む意味である。また、遮蔽板の大きさ、形状、マスクとの距離等を適宜変更して、あとは通常のメッキ処理を行うことにより、薄膜部の大きさ、形状等を調整することができる。なお、遮蔽板としては、例えば、塩化ビニル板、グラスファイバーなどの非導電体などが考えられる。
コンタクトプローブの製造方法では、薄膜部を有するメッキ体の成形方法によって前記メッキ体であるパターン配線を形成し、前記薄膜部をコンタクトピンの途中位置に配する配線形成工程を備え、かつコンタクトピン折曲工程において前記薄膜部を例えば外側にして折曲されているので、屈曲部分の亀裂等を有効に抑制することができ、コンタクトピンの高さばらつきを抑えることのできるコンタクトピンを得ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るコンタクトプローブの第１実施形態を図１から図８を参照しながら説明する。
これらの図にあって、符号１はコンタクトプローブ、２は樹脂フィルム、３はパターン配線（メッキ体）を示している。
【００２６】
本実施形態のコンタクトプローブ１は、図２および図３に示すように、ポリイミド樹脂フィルム２の片面に金属で形成されるパターン配線３を有する構造となっており、前記樹脂フィルム２の中央開口部Ｋに、前記樹脂フィルム２の端部（すなわち、中央開口部Ｋの各辺）から前記パターン配線３の先端部が突出してコンタクトピン３ａ（メッキ体）とされている。また、パターン配線３の後端部には、テスター側のコンタクトピンが接触される接触端子３ｂが形成されている。
【００２７】
前記パターン配線３は、Ｎｉ−Ｍｎ合金（第２の金属層）で形成され、また前記コンタクトピン３ａには、表面にＡｕが皮膜されて構成されている。
前記Ｎｉ−Ｍｎ合金は、樹脂フィルム２側に配されＭｎ濃度が０．０５重量％から１．５重量％の範囲内に設定されている。
【００２８】
前記コンタクトピン３ａは、図１の（ｂ）および図３に示すように、その先端から所定長さの途中位置Ｖの上面に薄膜部Ｕが形成され、かつ途中位置Ｖで薄膜部Ｕを外側にして厚さ方向に樹脂フィルム２側に向けて所定角度で折曲されている。
【００２９】
次に、図４および図５を参照して、前記コンタクトプローブ１の作製工程について工程順に説明する。
【００３０】
〔ベースメタル層形成工程（第１の金属層形成工程）〕
まず、図４の（ａ）に示すように、ステンレス製の支持金属板５の上に、Ｃｕ（銅）メッキによりベースメタル層（第１の金属層）６を形成する。
【００３１】
〔パターン形成工程〕
このベースメタル層６の上にフォトレジスト層７を形成した後、図４の（ｂ）に示すように、写真製版技術により、フォトレジスト層７に所定のパターンのフォトマスク８を施して露光し、図４の（ｃ）に示すように、フォトレジスト層７を現像して前記パターン配線３となる部分を除去して残存するフォトレジスト層（マスク）７に開口部（マスクされていない部分）７ａを形成する。
【００３２】
なお、本実施形態においては、フォトレジスト層７をネガ型フォトレジストによって形成しているが、ポジ型フォトレジストを採用して所望の開口部７ａを形成しても構わない。
また、本実施形態においては、前記フォトレジスト層７が、本願請求項にいう「マスク」に相当する。但し、本願請求項の「マスク」とは、本実施形態のフォトレジスト層７のように、フォトマスク８を用いた露光・現像工程を経て開口部７ａが形成されるものに限定されるわけではない。例えば、メッキ処理される箇所に予め孔が形成された（すなわち、予め、図４の（ｃ）の符号７で示す状態に形成されている）フィルム等でもよい。本願発明において、このようなフィルム等を「マスク」として用いる場合には、本実施形態におけるパターン形成工程は不要である。
【００３３】
〔メッキ処理工程〕
そして、図４の（ｄ）に示すように、前記開口部７ａに前記パターン配線３となるＮｉ−Ｍｎ合金層（第２の金属層）Ｎを電解メッキ処理により形成する。
このとき、Ｍｎを含有させるためにメッキ液の組成の例として、スルファミン酸Ｎｉ浴にスルファミン酸Ｍｎを添加したものを用い、メッキ液中のＭｎ量およびメッキする際の電流密度を制御して、Ｍｎ含有量を０．０５重量％から１．５重量％の範囲内になるように設定する。
【００３４】
〔遮蔽板設置工程〕
このとき、図５に示すように、開口部７ａの薄膜部形成位置（途中位置Ｖ）をマスクする（覆う）ように、フォトレジスト層７上に塩化ビニル板（遮蔽板）Ｇを設置する。この場合、前記塩化ビニル板Ｇは、複数の開口部７ａの薄膜部形成位置上方をそれぞれ覆うように、各開口部７ａの延在方向と直交する方向に設置する。そして、その状態で、前記開口部７ａにＮｉまたはＮｉ合金層Ｎを構成するメッキ液を流すと、塩化ビニル板Ｇの下方は、イオンの流れが阻害され、この部分に達するイオンが減少する。これにより、メッキ付着量が抑制され、該塩化ビニル板Ｇの下方のメッキ膜厚が局部的に薄くなる。これにより、図１（ａ）に示すように、ＮｉまたはＮｉ合金層Ｎの所定位置に、前記薄膜部Ｕが形成される。本実施形態では、フォトレジスト層７上に塩化ビニル板Ｇを設置するだけであるので、薄膜部Ｕの形成が容易である。
なお、本発明の遮蔽板Ｇとしては、塩化ビニル板に限らず、電解によるメッキに際して直接影響されない非導電体であればよく、薄膜部Ｕを形成する長さ等に応じて、その大きさは決定される。また、塩化ビニル板Ｇは、フォトレジスト層７の直上に設置するだけではなく、フォトレジスト層７から数ｍｍ程度離間させて設置してもよい（図５（ｃ）参照）。
【００３５】
〔マスク遮蔽板除去工程〕
上記メッキ処理の後、図４の（ｅ）に示すように、フォトレジスト層７および塩化ビニル板Ｇを除去する。
このとき、メッキ形成されたＮｉ−Ｍｎ合金層Ｎの途中位置Ｖに供される部分の上面に、図１の（ａ）に示すように、薄膜部Ｕが形成される。
【００３６】
〔フィルム被着工程〕
次に、図４の（ｆ）に示すように、前記Ｎｉ−Ｍｎ合金層Ｎの上であって、図２に示した前記パターン配線３の先端部、すなわちコンタクトピン３ａとなる部分以外に、前記樹脂フィルム２を接着剤２ａにより接着する。
この樹脂フィルム２は、ポリイミド樹脂ＰＩに金属フィルム（銅箔）５００が一体に設けられた二層テープである。このフィルム被着工程の前までに、二層テープのうちの金属フィルム５００に、写真製版技術を用いた銅エッチングを施して、グラウンド面を形成しておき、このフィルム被着工程では、二層テープのうちのポリイミド樹脂ＰＩを接着剤２ａを介して前記Ｎｉ−Ｍｎ合金層Ｎに被着させる。
なお、金属フィルム５００は、銅箔に加えて、Ｎｉ、Ｎｉ合金等でもよい。
【００３７】
〔分離工程〕
そして、図４の（ｇ）に示すように、樹脂フィルム２とパターン配線３とベースメタル層６とからなる部分を、支持金属板５から分離させた後、Ｃｕエッチングを経て、樹脂フィルム２にパターン配線３のみを接着させた状態とする。
【００３８】
〔金コーティング工程〕
そして、露出状態のパターン配線３に、図４の（ｈ）に示すように、Ａｕメッキを施し、表面にＡｕ層ＡＵを形成する。このとき、樹脂フィルム２から突出状態とされた前記コンタクトピン３ａでは、全周に亙る表面全体にＡｕ層ＡＵが形成される。
【００３９】
〔コンタクトピン折曲工程〕
上記工程後、精密金型を用いて途中位置Ｖにて薄膜部Ｕを外側にして厚さ方向にコンタクトピン３ａを一括して折り曲げ、図１の（ｂ）および図３に示すように、所定の角度を有するコンタクトピン３ａを形成する。
【００４０】
以上の工程により、図２および図３に示すような、樹脂フィルム２にパターン配線３を接着させたコンタクトプローブ１が作製される。
【００４１】
このコンタクトプローブ１の製造方法では、メッキ処理工程において、マスクを施す際に前記途中位置Ｖに供される部分の上面に薄膜部Ｕを形成するので、コンタクトピン３ａとなるＮｉ−Ｍｎ合金層Ｎの前記途中位置Ｖに供される部分における上面に薄膜部Ｕを形成することができる。
さらに、形成されたコンタクトピン３ａをコンタクトピン折曲工程において、前記途中位置Ｖで薄膜部Ｕを外側にして厚さ方向に折曲させるので、折曲により引張され強い応力が加わってより大きく塑性変形する屈曲部分（途中位置Ｖ）の外側を、前記薄膜部Ｕが切り欠いたと同様の作用が奏され、該屈曲部分外側の亀裂等が抑制される。
また、折曲による屈曲部分を、必ず薄膜部Ｕが形成された位置（途中位置Ｖ）とすることができるので、折り曲げ位置が正確に得られるとともに、その位置からコンタクトピン３ａの先端までの長さが高精度で得られ、各コンタクトピン３ａの高さを揃えることができる。特に、折曲位置を一定にすることが困難であった従来のタングステン針を用いたコンタクトピンに比べると、折曲位置の精度が格段に向上する。
【００４２】
また、コンタクトピン３ａの途中位置Ｖに前記薄膜部Ｕを作製するに際して、本実施形態では、フォトレジスト層７に塩化ビニル板Ｇを設けてメッキ処理することとしており、これによれば、例えば、メッキ体の形成後にエッチングにより一部を除去して薄膜部（切欠部）を形成するものに比べて、作製が容易であるという利点がある。すなわち、メッキ体であるコンタクトピン３ａ（パターン配線３）は、フォトレジスト層７によるパターニング後、薄膜部Ｕを形成したい箇所のみに塩化ビニル板Ｇを設置すればよいのに対し、エッチングによるものでは、メッキ後、フォトレジスト層７を除去する前に、エッチングで薄くしたい箇所を除く全てのメッキ面をマスキングする必要があり（フォトレジスト層７を除去した後にエッチング用マスクを施す方法では、フォトレジスト層７の除去により露出するコンタクトピン３ａの側面をマスクすることが難しく、エッチング時にコンタクトピン３ａの側面までエッチングされてしまう）、そのマスキングを精度良く行うことが難しいという欠点がある。しかも、その場合、エッチングは、コンタクトピン３ａの上面からのみなされるので、図２９（ａ）および図１（ａ）に示すような、折曲に適した（コンタクトピン３ａの側面まで凹んだ）形状には形成できず、図２９（ｂ）に示すようなコンタクトピン３ａの上面のみが凹んだ形状にしかできないという問題がある。そして、この問題を避けるには、図２９（ｃ）に示すように、コンタクトピン３ａの側面の一部を露出させるように、マスク（フォトレジスト層７）を設ける必要があり、そのようなマスキングは、非常に手間がかかるという問題がある。
【００４３】
次に、前記コンタクトプローブ１を、バーンインテスト等に用いるプローブ装置、いわゆるチップキャリアに適用した場合の一例を、図６から図８を参照して説明する。
これらの図において、符号１０はプローブ装置、１１はフレーム本体、１２は位置決め板、１３は上板、１４はクランパ、１５は下板を示している。
なお、本発明に係るコンタクトプローブは、全体が柔軟で曲げやすいためプローブ装置に組み込む際にフレキシブル基板として機能する。
【００４４】
プローブ装置１０は、図６および図７に示すように、フレーム本体１１と、フレーム本体の内側に固定され中央に開口部が形成された位置決め板１２と、コンタクトプローブ１と、該コンタクトプローブ１を上から押さえて支持する上板（支持部材）１３と、該上板１３を上から付勢してフレーム本体１１に固定するクランパ１４とを備えている。
また、フレーム本体１１の下部には、ＩＣチップＩを載置して保持する下板１５がボルト１５ａによって取り付けられている。
【００４５】
コンタクトプローブ１の中央開口部Ｋおよびコンタクトピン３ａは、ＩＣチップＩの形状およびＩＣチップＩ上のコンタクトパッドの配置に対応して形成され、中央開口部Ｋからコンタクトピン３ａとＩＣチップＩのコンタクトパッドとの接触状態を監視できるようになっている。
なお、前記中央開口部Ｋの隅部に切込みを形成して、組み込み時に容易にコンタクトプローブ１が変形できるようにしても構わない。
【００４６】
また、コンタクトプローブ１の接触端子３ｂは、コンタクトピン３ａのピッチに比べて広く設定され、狭ピッチであるＩＣチップＩのコンタクトパッドと該コンタクトパッドに比べて広いピッチのテスター側コンタクトピンとの整合が容易に取れるようになっている。
【００４７】
なお、ＩＣチップＩの４辺全てにはコンタクトパッドが形成されておらず、一部の辺に配されている場合には、少なくとも前記一部の辺に対応する中央開口部Ｋの辺にのみコンタクトピン３ａを設ければよいが、ＩＣチップＩを安定して保持するためには、対向する２辺にコンタクトピン３ａを形成してＩＣチップＩの対向する両辺を押さえることが好ましい。
【００４８】
上記プローブ装置１０にＩＣチップＩを取り付ける手順について説明する。
〔仮組立工程〕
まず、位置決め板１２をフレーム本体１１の取付部上に載置し、この上にコンタクトプローブ１を中央開口部Ｋとフレーム本体１１の開口部とを合わせて配置する。
そして、中央開口部Ｋ上に同様に開口部を合わせて上板１３を載置し、その上からフレーム本体１１にクランパ１４を係止させる。該クランパ１４は、中央に屈曲部を有する一種の板バネであるため、上記係止状態で上板１３を押さえて固定する機能を有する。
【００４９】
上記組立状態では、中央に開口が設けられ、この部分にＩＣチップＩが取り付けられるので、取り付けられたＩＣチップＩが開口上方から観察可能とされている。
また、上板１３とクランパ１４とは平面上略長方形に形成され、図７に示すように、コンタクトプローブ１の接触端子３ｂが、それぞれの長辺側から外側に出るように組立される。
【００５０】
上板１３の下面は、開口近傍が所定の傾斜角で傾斜状態とされ、図８に示すように、コンタクトプローブ１のコンタクトピン３ａを所定角度で下向きに傾斜させる。
ＩＣチップＩは、配線側を上向きにして下板１５上に載置され、この状態で下板１５がフレーム本体１１に下方から仮止め状態とされる。
このとき、コンタクトプローブ１のコンタクトピン３ａ先端と下板１５上面との距離がＩＣチップＩの厚さより所定量小さく設定されているので、ＩＣチップＩはコンタクトピン３ａと下板１５とによって挟持される。
【００５１】
〔位置合わせ工程〕
さらに、開口上方からコンタクトピン３ａの先端に対するＩＣチップＩのコンタクトパッドの位置を観察しながら、位置決め板１２を動かしたりＩＣチップＩを針状治具等で動かすことによって調整し、対応するコンタクトピン３ａ先端とコンタクトパッドとが一致し接触するように微調整設定する。
【００５２】
なお、ＩＣチップＩのダイシング精度が高く、その外形とコンタクトパッドの位置が相対的に安定しているときには、位置決め板１２とコンタクトプローブ１との位置関係を予め調整しておいてから固定的に組み立てておくことにより、上記微調整をせずにコンタクトピン３ａとコンタクトパッドとを一致させることが可能となる。これによって、ＩＣチップＩの位置合わせ工程が不要となり、ＩＣチップＩの取り付け作業が効率的にかつ容易に行うことができる。
【００５３】
〔本固定工程〕
前記位置合わせ工程後、フレーム本体１１に下板１５を本格的に固定する。このとき、傾斜状態のコンタクトピン３ａに、いわゆるオーバードライブがかかり、所定の押圧力でコンタクトピン３ａ先端とコンタクトパッドとが接触して確実に電気的に結合される。これにより、ほぼ実装状態とされたＩＣチップＩの動作状態を高信頼性をもってテストすることができる。
【００５４】
このプローブ装置１０は、約１インチ角（約２．５ｃｍ角）の小さなチップキャリアであり、ダイナミックバーンインテスト等の高温加熱を伴う信頼性試験に好適なものである。
【００５５】
上記プローブ装置１０では、コンタクトプローブ１のコンタクトピン３ａが、マンガンが０．０５重量％から１．５重量％の範囲内で含まれているニッケル−マンガン合金で形成されているので、コンタクトピン３ａは、高温加熱後、例えば、５００℃で加熱した後でもＨｖ３５０以上の硬度を有する。すなわち、Ｎｉ−Ｍｎ合金は高温加熱によっても硬度が極度に低下することがない。
【００５６】
さらに、マンガン（Ｍｎ）量が０．０５重量％未満では、Ｈｖ３５０以上の硬度が得られず、１．５重量％を越えると、先端部の応力が増大してしまい湾曲するおそれがあるとともに非常に脆く靱性が低下してしまうため、上記範囲内にＭｎ含有量を設定することにより、コンタクトプローブ１として必要な高硬度および靱性が得られる。
特に屈曲部分においても高硬度および高靱性が得られるので、折曲時および繰り返しの使用においても屈曲部分の外側の亀裂等の発生が抑制される。
【００５７】
なお、上記の第１実施形態においては、コンタクトプローブ１をチップキャリアであるプローブ装置１０に適用したが、他の測定用治具等に採用しても構わない。
【００５８】
次に、第２実施形態として、本発明に係るコンタクトプローブ１６をＩＣ用プローブとして採用し、メカニカルパーツ６０に組み込んでプローブ装置（プローブカード）７０にする構成について、図９から図１１を参照して説明する。
【００５９】
図９および図１０は、コンタクトプローブ１６をＩＣ用プローブとして所定形状に切り出したものを示す図であり、図１１は、図１０のＣ−Ｃ線断面図である。
第２実施形態のコンタクトプローブ１６では、第１実施形態のコンタクトピン３ａの先端が樹脂フィルム２側に折曲されているのに対し、逆に、コンタクトピン３ａの先端が樹脂フィルム２に対して反対側に向くように屈曲される。
【００６０】
また、図１０に示すように、コンタクトプローブ１６の樹脂フィルム２には、コンタクトプローブ１６を位置合わせおよび固定するための位置合わせ孔２ｂおよび孔２ｃが設けられ、また、パターン配線３から得られた信号を引き出し用配線である接触端子３ｂを介してプリント基板２０（図１２参照）に伝えるための窓２ｄが設けられている。
【００６１】
前記メカニカルパーツ６０は、図１２に示すように、マウンティングベース３０と、トップクランプ４０と、ボトムクランプ５０とからなっている。まず、プリント基板２０の上にトップクランプ４０を取付け、次に、コンタクトプローブ１６を取り付けたマウンティングベース３０をトップクランプ４０にボルト穴４１にボルト４２を螺合させて取り付ける（図１３参照）。
そして、ボトムクランプ５０でコンタクトプローブ１６を押さえ込むことにより、パターン配線３を一定の傾斜状態に保つとともに、下方に折曲されたコンタクトピン３ａの先端部を所定角度に設定し、該コンタクトピン３ａをＩＣチップに押しつける。
【００６２】
図１３は、組立終了後のプローブ装置７０を示している。図１４は、図１３のＥ−Ｅ線断面図である。図１４に示すように、パターン配線３の先端、すなわちコンタクトピン３ａは、マウンティングベース３０によりＩＣチップＩに接触している。
【００６３】
前記マウンティングベース３０には、コンタクトプローブ１６の位置を調整するための位置決めピン３１が設けられており、この位置決めピン３１をコンタクトプローブ１６の前記位置合わせ穴２ｂに挿入することにより、パターン配線３とＩＣチップＩとを正確に位置合わせすることができるようになっている。
コンタクトプローブ１６に設けられた窓２ｄの部分のパターン配線３に、ボトムクランプ５０の弾性体５１を押しつけて、前記接触端子３ｂをプリント基板２０の電極２１に接触させ、パターン配線３から得られた信号を電極２１を通して外部に伝えることができるようになっている。
【００６４】
上記のように構成されたプローブ装置７０を用いて、ＩＣチップＩのプローブテスト等を行う場合は、プローブ装置７０をプローバに挿着するとともにテスターに電気的に接続し、所定の電気信号をパターン配線３のコンタクトピン３ａからウェーハ上のＩＣチップＩに送ることによって、該ＩＣチップＩからの出力信号がコンタクトピン３ａからテスターに伝送され、ＩＣチップＩの電気的特性が測定される。
【００６５】
このコンタクトプローブ１６およびこれを組み込んだプローブ装置７０では、第１実施形態と同様に、薄膜部Ｕで折曲されるので、繰り返しの使用でも屈曲部分に亀裂等が生じ難いとともに、各コンタクトピン３ａが薄膜部Ｕが形成された所定の途中位置Ｖで正確に折曲されるので、均一なコンタクトピン３ａの高さを得ることができる。
また、コンタクトピン３ａが、マンガン濃度が０．０５〜１．５重量％のＮｉ−Ｍｎ合金で形成されているので、屈曲部分の良好な靱性とコンタクトピン３ａ全体としての高い硬度（Ｈｖ３５０以上）が得られる。
【００６６】
次に、図１５乃至図２０を参照して、第３実施形態について説明する。
本実施形態は、第２実施形態においてＩＣプローブ用の所定形状に切り出したコンタクトプローブ１６を、それに代えてＬＣＤ用プローブの所定形状に切り出して使用するものである。ＬＣＤ用プローブに切り出されたコンタクトプローブは、図１５乃至図１７に符号２００で示され、２０１は樹脂フィルムである。
【００６７】
図１８に示すように、ＬＣＤ用プローブ装置１００は、コンタクトプローブ挟持体１１０を額縁状フレーム１２０に固定してなる構造を有しており、このコンタクトプローブ挟持体１１０から突出したコンタクトピン３ａの先端がＬＣＤ（液晶表示体）９０の端子（図示せず）に接触するようになっている。
【００６８】
図１７に示すように、コンタクトプローブ挟持体１１０は、トップクランプ１１１とボトムクランプ１１５とを備えている。トップクランプ１１１は、コンタクトピン３ａの先端を押さえる第一突起１１２、ＴＡＢＩＣ３００側の端子３０１を押さえる第二突起１１３およびリードを押さえる第三突起１１４を有している。ボトムクランプ１１５は、傾斜板１１６、取付板１１７および底板１１８から構成されている。
【００６９】
コンタクトプローブ２００を傾斜板１１６の上に載置し、さらにＴＡＢＩＣ３００の端子３０１がコンタクトプローブ２００の樹脂フィルム２０１，２０１間に位置するように載置する。その後、トップクランプ１１１を第一突起１１２が樹脂フィルム２０１の上でかつ第二突起１１３が端子３０１に接触するように乗せボルトにより組み立てる。
【００７０】
図１９に示すように、コンタクトプローブ２００を組み込み、ボルト１３０によりトップクランプ１１１とボトムクランプ１１５を組み合わせることにより、コンタクトプローブ挟持体１１０が作製される。
【００７１】
上記コンタクトプローブ挟持体１１０は、図２０に示すように、ボルト１３１により固定されてＬＣＤ用プローブ装置１００に組み立てられる。ＬＣＤ用プローブ装置１００を用いてＬＣＤ９０の電気的テストを行うには、ＬＣＤ用プローブ装置１００のコンタクトピン３ａの先端をＬＣＤ９０の端子（図示せず）に接触させた状態で、コンタクトピン３ａから得られた信号をＴＡＢＩＣ３００を通して外部に取り出すことにより行われる。
【００７２】
上記ＬＣＤ用プローブ装置１００では、ＬＣＤ９０の端子に当接させるコンタクトピン３ａが、第１実施形態および第２実施形態と同様に、途中位置Ｖにおける薄膜部Ｕで折曲されるので、屈曲部分に亀裂等が生じ難いとともに、均一なコンタクトピン３ａの高さを得ることができる。
また、コンタクトピン３ａが、マンガン濃度が０．０５〜１．５重量％のＮｉ−Ｍｎ合金で形成されているので、屈曲部分の良好な靱性とコンタクトピン３ａ全体としての高い硬度が得られる。
【００７３】
次に、図２１から図２４を参照して、第４実施形態について説明する。
第４実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態におけるプローブ装置１０ではＩＣチップＩがコンタクトプローブ１の下方に位置されているのに対し、第４実施形態におけるプローブ装置７００では、ＩＣチップＩはコンタクトプローブ７０１の上方に位置される点である。
【００７４】
すなわち、プローブ装置７００は、図２１から図２３に示すように、フレーム本体７１１と、フレーム本体７１１の内側に固定され中央に矩形状の開口部と該開口部周囲に上方に傾斜する傾斜面が形成された位置決め板７１２と、該位置決め板７１２上に配されるコンタクトプローブ７０１と、該コンタクトプローブ７０１を上から押さえて支持する上板７１３と、該上板７１３を上から付勢してフレーム本体７１１に固定するクランパ７１４とを備えている。
上記プローブ装置７００では、ＩＣチップＩはコンタクトプローブ７０１の上方、すなわち上方に折曲されたコンタクトピン３ａの先端と上板７１３との間に挟持状態に配されることとなる。
【００７５】
また、第１実施形態におけるコンタクトプローブ１のコンタクトピン３ａは、樹脂フィルム２側、すなわち下方に向けてコンタクトピン３ａが折曲されているのに対し、第４実施形態におけるコンタクトプローブ７０１のコンタクトピン３ａは、図２３および図２４に示すように、その先端から所定長さの途中位置Ｖにて、樹脂フィルム２とは反対側、すなわち上方に向けて折曲されている点が異なっている。
【００７６】
次に、図２５を参照して、第５実施形態について説明する。
第５実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態におけるコンタクトプローブ１のコンタクトピン３ａは、マンガン濃度が０．０５重量％から１．５重量％の範囲内の一定濃度に設定したＮｉ−Ｍｎ合金で形成されているのに対して、第５実施形態におけるコンタクトプローブ８００のコンタクトピン３ａは、マンガン濃度が０．０５重量％以上に設定された高マンガン合金層ＨＭと、該高マンガン合金層ＨＭより低いマンガン濃度に設定された低マンガン合金層ＬＭとを備え、途中位置Ｖにて低マンガン合金層ＬＭ側を外側にして折曲されている点である。
【００７７】
このコンタクトプローブ８００では、高マンガン合金層ＨＭがマンガン濃度０．０５重量％以上のＮｉ−Ｍｎ合金であるので、常温および高温加熱後、すなわち５００℃で加熱した後でもＨｖ３５０以上の高硬度が得られる。
さらに、高マンガン合金層ＨＭより低いマンガン濃度のＮｉ−Ｍｎ合金で形成されている低マンガン合金層ＬＭ側を外側にして折曲されているので、高マンガン合金層ＨＭ単層で形成された場合に比べて屈曲部分の外側の靱性が高くなり、薄膜部Ｕの効果と相俟って、屈曲部分の外側の亀裂等の発生がさらに抑制される。
【００７８】
なお、コンタクトプローブ８００の作製工程は、第１実施形態のコンタクトプローブ１のメッキ処理工程およびコンタクトピン折曲工程が以下のように異なっている。
【００７９】
〔メッキ処理工程〕
第５実施形態の作製工程では、パターン配線３となるＮｉ−Ｍｎ合金層（第２の金属層）Ｎを、「高靱性層形成工程」および「高硬度層形成工程」に分けて電解メッキ処理により形成する。
【００８０】
＜高靱性層形成工程＞
まず、マンガン濃度が低く高靱性層となる低マンガン合金層ＬＭをベースメタル層６の上にメッキ形成する。このとき、Ｍｎを含有させるためにメッキ液の組成の例として、スルファミン酸Ｎｉ浴にスルファミン酸Ｍｎを添加したものを用い、メッキ液中のＭｎ量およびメッキする際の電流密度を制御して、次にメッキ形成する高マンガン合金層ＨＭより低いＭｎ濃度に設定する。
本実施形態では、電流密度を漸次高くして厚さ方向にＭｎ濃度が漸次高く勾配した低マンガン合金層ＬＭとした。
【００８１】
＜高硬度層形成工程＞
さらに、低マンガン合金層ＬＭ上にＭｎ濃度が０．０５重量％から１．５重量％の範囲内の高硬度層である高マンガン合金層ＨＭをメッキ形成して積層する。このとき、メッキ液中のＭｎ量およびメッキする際の電流密度を制御して、低マンガン合金層ＬＭより高いＭｎ濃度に設定する。
なお、低マンガン合金層ＬＭおよび高マンガン合金層ＨＭの厚さは、それぞれのＭｎ濃度、折曲させる位置および角度等によって適宜設定されるが、例えば、厚さ数十μｍの高マンガン合金層ＨＭに対して、低マンガン合金層ＬＭの厚さは数μｍから十数μｍ程度の範囲内に設定される。
【００８２】
〔コンタクトピン折曲工程〕
分離工程および金コーティング工程の後、精密金型を用いて前記低マンガン合金層ＬＭ側が外側になるように前記コンタクトピン３ａを一括して折り曲げ、図２５に示すように、所定の角度を有するコンタクトピン３ａを形成する。
【００８３】
なお、上記各実施形態では、それぞれ次のように設定される。
（１）上記各実施形態のコンタクトピン３ａの先端部は、図２６に示すように、ＩＣチップＩのパッドＰ（測定対象物）に接触したときにその接触面Ｐａとの角度αが６０゜以上９０゜未満となるように構成され、該コンタクトピン３ａの基端部は、前記接触面Ｐａとの角度βが０゜以上３０゜以下となるように構成されている。
【００８４】
前記コンタクトピン３ａの作製に際しては、マスクに微細なパターンを所望の形状通りに形成することが困難であることから、図９に示すように、該パターンの端部に相当する、コンタクトピン３ａの先端部は、凸曲面となる。そのため、コンタクトピン３ａは、パッドＰに対して、前記凸曲面の下側でほぼ点接触し、よって、接触時の局部的針圧が大となることから、ほぼ平面でパッドに接触する従来のタングステン針に比べて、パッドＰの下地まで削り易い傾向にあった。
【００８５】
そこで、上記各実施形態では、前述したように、コンタクトピン３ａを、図２６に示すように、その途中位置Ｖにて折曲し、コンタクトピン３ａの先端部と基端部とで接触面Ｐａに対する角度α，βを変えている。これにより、前記角度β、すなわち、樹脂フィルム２の接触面Ｐａに対する角度を大きくすることなく、前記角度α（接触角）を大きく設定することが可能となり、このことから、スクラブ距離が過度に大きくなることがなく、かつ、プローブ装置の高さを大きくすることなく、スクラブ時にパッドＰの下地が傷つくのを防止することができる。
【００８６】
特に、前記角度αが６０゜以上確保されているため、パッドＰの下地まで傷つけることがない。一方、この角度αを９０゜未満としたのは、９０゜もしくはそれ以上であると、スクラブ時にパッドＰの皮膜が良好に擦り取れず、十分な導電性が確保されないことから、テスト時に接触不良を起こすからである。
【００８７】
また、前記角度βが３０゜以下とされているため、スクラブ距離が過度に長くなることがなく、スクラブ時にコンタクトピン３ａ先端がパッドＰからはみ出ることもない。一方、この角度βを０゜以上としたのは、それに満たない場合、スクラブ時に十分なオーバードライブ量（図２６における矢印Ｚ）がとれないためである。
なお、前記スクラブ距離については、オーバードライブ時に、コンタクトピン３ａが撓んだり、あるいは、該コンタクトピン３ａの先端部が接触面Ｐａとの摩擦により引っかかったりすることにより、計算値よりも若干小さくなることが分かっている。
【００８８】
（２）各実施形態では、コンタクトピン３ａを図２６に示すように折曲することで、その先端部に、折曲されていないコンタクトピンに比べて、接触面Ｐａに対する平行度の高い面３ｃが形成される。従来より、コンタクトピンとパッドとの位置合わせを行うに際しては、特に第２実施形態では、コンタクトピンに向けて下方から光を照射し、コンタクトピンに当たって反射してくる光を検知することにより、コンタクトピンの位置を認識する方法が用いられるが、上述したように、光が照射される方向に対して、より垂直度の高い面３ｃが形成されるため、十分な量の光が反射し、位置検出が容易である。
【００８９】
（３）各実施形態では、コンタクトピン３ａの途中位置Ｖから先端部までの長さＬが２．０ｍｍ以下とされているため、オーバードライブ時に、その長さＬの部分の撓み量を少なく抑えることができ、これにより、パッドＰに対する接触針圧をほぼ一定とすることで、良好なスクラブが行われる。さらに、この長さＬが０．１ｍｍ以上とされているため、スクラブ時に削り取られた皮膜やその他ゴミ等が、コンタクトピン３ａの途中位置Ｖの内面側に付着等することがない。
【００９０】
（４）各実施形態のプローブ装置では、樹脂フィルム２の先端側を支持する当接面（例えば、図１４におけるマウンティングベース３０の下面）の傾斜角が、前記角度βに等しく設定されているため、樹脂フィルム２の先端から該樹脂フィルム２の面に沿って突出するコンタクトピン３ａの基端部は、前記接触面Ｐａとの角度を前記βの値に安定して保つことができる。これにより、プローブ装置を接触面Ｐａに対して垂直に下降させるだけで、スクラブ時に前記角度αおよびβを前記所定の値にすることができる。
【００９１】
なお、本発明は、次のような実施形態をも含むものである。
（１）上記各実施形態では、薄膜部Ｕにおいて正確に折曲され、均一なコンタクトピン３ａの高さが得られるので、コンタクトピンの先端部を研磨して高さの均一化を図る研磨工程を特に必要としないが、コンタクトピン３ａの先端部の平坦度（プラナリティー）を向上させ、接触抵抗を低減する目的等のためにコンタクトピンの研磨を折曲後に行っても構わない。
【００９２】
（２）各実施形態では、コンタクトピン３ａの途中位置Ｖ一箇所において薄膜部Ｕを形成して折曲させているが、複数の途中位置に薄膜部を形成して、多段的に折曲させても構わない。
【００９３】
【実施例】
上記各実施形態におけるコンタクトプローブのパターン配線およびコンタクトピンを形成する電解メッキ工程において、そのメッキ条件は、以下の試験結果に基づいて求めた。
【００９４】
ＭｎをＮｉに含有させるためのメッキ液は、スルファミン酸Ｎｉ浴にスルファミン酸Ｍｎを添加したものであり、Ｎｉメッキ膜中に含有されるＭｎ量は、メッキ液中のＭｎ量およびメッキする際の電流密度に左右されるため、以下の条件でメッキ処理を施した。
Ｍｎ量：２０〜３５ｇ／ｌ
電流密度：１．０〜１０Ａ／ｄｍ2
【００９５】
メッキ条件を上記範囲内に設定した理由は、Ｍｎ量が２０ｇ／ｌ未満および電流密度１．０Ａ／ｄｍ2未満では、皮膜中のＭｎ含有量が少なく所望の硬度を得 ることができず、３５ｇ／ｌおよび１０Ａ／ｄｍ2を越えるとＭｎ含有量が増大 し、メッキ皮膜の応力増大および皮膜自身が非常に脆くなるためである。
【００９６】
なお、スルファミン酸に限らず硫酸Ｎｉ浴をベースにしたものでメッキ処理を施しても構わないが、スルファミン酸Ｎｉ浴によるメッキ処理では、硫酸Ｎｉ浴に比べて応力が低減されるという効果がある。
以下の表１に、Ｍｎ量を一定（３０ｇ／ｌ）とした場合において、電流密度を変えた際のＭｎ濃度および熱処理前後の硬度の実験結果を示す。また、Ｍｎ濃度と硬度との関係を図２７に示す。
【００９７】
【表１】

Figure 0003902294
【００９８】
【発明の効果】
請求項１記載のコンタクトプローブによれば、メッキ体は、第１の金属層上にマスクを施しマスクされていない部分に第２の金属層をメッキ処理した後、第２の金属層を分離させて形成されてなり、前記薄膜部は、前記マスクに、前記マスクされていない部分の一部を覆う遮蔽板を設けた後に、前記メッキ処理されて形成されるため、メッキ体の形成後にエッチングにより一部を除去して薄膜部（切欠部）を形成したものに比べて、その作製が容易である。
そして、このコンタクトプローブによれば、コンタクトピンの途中位置に前記薄膜部が形成され、かつコンタクトピンは、前記途中位置で前記薄膜部を、例えば外側にして厚さ方向に折曲されているので、折曲により伸張され強い応力が加わってより大きく塑性変形する屈曲部分外側を、前記薄膜部が切り欠いたと同様の作用が奏され、屈曲部分の亀裂等が抑制できる。
また、折曲による屈曲部分を、必ず前記薄膜部が形成された位置とすることができるので、折り曲げ位置が正確に得られるとともに、その位置からコンタクトピンの先端までの長さが高精度で得られ、コンタクトピンの高さばらつきが抑えられる。さらに、従来、折曲後に行われていたコンタクトピンの研磨工程、すなわちコンタクトピンの高さを一定にするために先端を一本一本研磨し成形する工程が不要となる。
【００９９】
請求項２記載のコンタクトプローブによれば、前記途中位置で前記薄膜部を、外側にして厚さ方向に折曲されているので、折曲により伸張され強い応力が加わってより大きく塑性変形する屈曲部分外側を、前記薄膜部が切り欠いたと同様の作用が奏され、屈曲部分の亀裂等が抑制できる。
【０１００】
請求項３記載のコンタクトプローブによれば、薄膜部が局所的に薄くなっており、折曲による屈曲部分を、必ず薄膜部が形成された位置（前記途中位置）とすることができるので、折り曲げ位置が正確に得られるとともに、その位置からコンタクトピンの先端までの長さが高精度で得られ、各コンタクトピンの高さを揃えることができる。特に、折曲位置を一定にすることが困難であった従来のタングステン針を用いたコンタクトピンに比べると、折曲位置の精度が格段に向上できる。
【０１０１】
請求項４記載のコンタクトプローブによれば、コンタクトピンが、マンガンが０．０５重量％から１．５重量％の範囲内で含まれているニッケル−マンガン合金で形成されているので、高温加熱後でもＨｖ３５０以上の硬度を有する優れた耐熱性を備えているとともに、コンタクトプローブとして必要な高硬度および靱性を得ることができる。
特に屈曲部分においても高硬度および高靱性が得られるので、折曲時および長期に亙る繰り返しの使用においても屈曲部分外側における亀裂等の発生を抑制でき、高い信頼性を有することができる。
【０１０２】
請求項５記載のコンタクトプローブによれば、高マンガン合金層がマンガン濃度０．０５重量％以上のＮｉ−Ｍｎ合金であるので、常温および高温加熱後、すなわち５００℃で加熱した後でもＨｖ３５０以上の高硬度を得ることができる。
さらに、高マンガン合金層より低いマンガン濃度のＮｉ−Ｍｎ合金で形成されている低マンガン合金層側を外側にして折曲されているので、高マンガン合金層単層で形成された場合に比べて屈曲部分の外側の靱性が高くなり、前記切欠部の効果と相俟って、屈曲部分の外側の亀裂等の発生をさらに抑制することができる。
【０１０３】
請求項６記載のコンタクトプローブの製造方法によれば、基板層の上に前記メッキ体の材質に被着または結合する材質の第１の金属層を形成する第１の金属層形成工程と、前記第１の金属層の上の前記メッキ体に供される部分以外にマスクを施すパターン形成工程と、前記第１の金属層の上のマスクされていない部分の薄膜部形成位置をマスクする前記マスク上に遮蔽板を設置する遮蔽板設置工程と、前記メッキ体に供される第２の金属層を構成するメッキ浴に浸して、前記第１の金属層の上の前記マスクされていない部分に第２の金属層を形成し、前記薄膜部形成位置に薄膜部を成形するメッキ処理工程と、前記マスクおよび遮蔽板を除去するマスク遮蔽板除去工程と、前記第１の金属層を除去して前記第２の金属層を分離させて前記メッキ体とするメッキ体分離工程とを備える、薄膜部を有するメッキ体の成形方法を有するため、前記遮蔽板設置工程にて、前記遮蔽板の設置位置を位置決めすることにより、前記メッキ体における前記薄膜部の形成位置を高精度なものにすることができ、また、遮蔽板の大きさ、形状、マスクとの距離等を適宜変更して、あとは通常のメッキ処理を行うことにより、薄膜部の大きさ、形状等を調整することができる。
さらに、請求項６記載のコンタクトプローブの製造方法によれば、フィルム上に複数のパターン配線を形成しこれらのパターン配線の各先端を前記フィルムから突出状態に配してコンタクトピンとするコンタクトプローブの製造方法であって、薄膜部を有するメッキ体の成形方法によって前記メッキ体である前記パターン配線を形成し、前記薄膜部を前記コンタクトピンの途中位置に配する配線形成工程を備え、前記配線形成工程は、前記マスク遮蔽板除去工程の後に、前記第２の金属層の上に前記コンタクトピンに供される部分以外をカバーする前記フィルムを被着するフィルム被着工程と、前記コンタクトピンを、前記途中位置で前記薄膜部を外側にして厚さ方向に折曲させるコンタクトピン折曲工程とを備えているため、屈曲部分の亀裂等を有効に抑制することができ、コンタクトピンの高さばらつきを抑えることのできるコンタクトピンを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るコンタクトプローブの第１実施形態を示す折曲前および折曲後のコンタクトピン拡大斜視図である。
【図２】 本発明に係るコンタクトプローブの第１実施形態を示す拡大模式図である。
【図３】 図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】 本発明に係るコンタクトプローブの第１実施形態における製造方法を工程順に示す要部断面図である。
【図５】 本発明に係るコンタクトプローブの第１実施形態におけるパターン形成工程での開口部を示す要部平面図および要部斜視図である。
【図６】 本発明に係るコンタクトプローブの第１実施形態を組み込んだプローブ装置（チップキャリア）の分解斜視図である。
【図７】 本発明に係るコンタクトプローブの第１実施形態を組み込んだプローブ装置（チップキャリア）の外観斜視図である。
【図８】 図７の要部が拡大されたＢ−Ｂ線断面図である。
【図９】 本発明に係るコンタクトプローブの第２実施形態を示す要部斜視図である。
【図１０】 本発明に係るコンタクトプローブの第２実施形態を示す平面図である。
【図１１】 図１０のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１２】 本発明に係るコンタクトプローブの第２実施形態を組み込んだプローブ装置の一例を示す分解斜視図である。
【図１３】 本発明に係るコンタクトプローブの第２実施形態を組み込んだプローブ装置の一例を示す要部斜視図である。
【図１４】 図１３のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１５】 本発明に係るコンタクトプローブの第３実施形態におけるコンタクトプローブを示す斜視図である。
【図１６】 図１５のＦ−Ｆ線断面図である。
【図１７】 本発明に係るコンタクトプローブの第３実施形態を組み込むコンタクトプローブ挟持体を示す分解斜視図である。
【図１８】 本発明に係るコンタクトプローブの第３実施形態を組み込んだプローブ装置の一例を示す斜視図である。
【図１９】 本発明に係るコンタクトプローブの第３実施形態を組み込むコンタクトプローブ挟持体を示す斜視図である。
【図２０】 図１８のＸ−Ｘ線断面図である。
【図２１】 本発明に係るコンタクトプローブの第４実施形態を組み込んだプローブ装置（チップキャリア）の分解斜視図である。
【図２２】 本発明に係るコンタクトプローブの第４実施形態を組み込んだプローブ装置（チップキャリア）の外観斜視図である。
【図２３】 図２２の要部が拡大されたＧ−Ｇ線断面図である。
【図２４】 本発明に係るコンタクトプローブの第４実施形態におけるコンタクトピンの拡大断面図である。
【図２５】 本発明に係るコンタクトプローブの第５実施形態を示す断面図である。
【図２６】 本発明に係るコンタクトプローブの各実施形態におけるコンタクトピンの拡大側面図である。
【図２７】 本発明に係るコンタクトプローブの先端部におけるＭｎ濃度と硬度との関係を示すグラフである。
【図２８】 本発明に係るコンタクトプローブの従来例を示す要部を拡大した断面図である。
【図２９】 本発明に係るコンタクトプローブと他の考えられるものとの比較を示す要部拡大模式図である。
【符号の説明】
１ コンタクトプローブ
２ 樹脂フィルム
３ パターン配線（メッキ体）
３ａ コンタクトピン（メッキ体）
５ 支持金属板（基板層）
６ ベースメタル層（第１の金属層）
７ マスク
７ａ 開口部（マスクされていない部分）
１６ コンタクトプローブ
２００ コンタクトプローブ
２０１ 樹脂フィルム
７０１ コンタクトプローブ
８００ コンタクトプローブ
Ｇ 塩化ビニル板（遮蔽板）
Ｎ Ｎｉ−Ｍｎ合金層（第２の金属層）
Ｕ 薄膜部
Ｖ 途中位置
ＨＭ 高マンガン合金層
ＬＭ 低マンガン合金層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention has a thin film portionPlated bodyIn detail, it is used as a probe pin, a socket pin, etc., and is incorporated in a probe card, a test socket, etc., and is attached to each terminal of a semiconductor IC chip, a liquid crystal device, etc. The present invention relates to a contact probe that performs an electrical test by contact and a method for manufacturing the contact probe.
[0002]
[Prior art]
In general, a contact pin is used to perform an electrical test by contacting each terminal of a semiconductor chip such as an IC chip or an LSI chip or an LCD (liquid crystal display).
In recent years, with the high integration and miniaturization of IC chips and the like, the pitch of contact pads, which are electrodes, has been reduced, and there has been a demand for a narrower pitch of contact pins.
However, with a tungsten needle contact probe used as a contact pin, it is difficult to cope with a narrow multi-pin pitch due to the limit of the diameter of the tungsten needle.
[0003]
On the other hand, for example, in Japanese Patent Publication No. 7-82027, a plurality of pattern wirings are formed on a resin film, and the tips of these pattern wirings are arranged in a protruding state from the resin film to be contact pins. Probe technology has been proposed.
In this technical example, the tip portions of a plurality of pattern wirings are used as contact pins to reduce the pitch of the multi-pins and eliminate the need for many complicated parts.
[0004]
In the above contact probe, the pressing amount of the contact pin is increased or decreased in order to obtain a desired contact pressure during the test, but a large pressing amount is required to obtain a large contact pressure.
However, in the above contact probe, since the tip end portion of the pattern wiring, that is, the contact pin is formed of Ni (nickel), the hardness can be obtained only about Hv300, and excessive hardness is applied due to the low hardness. As a result, the contact pin is bent and deformed, so that the pressing amount is limited and a large contact pressure cannot be obtained. As a result, a contact pressure sufficient for electrical measurement cannot be obtained, causing a contact failure.
[0005]
As a countermeasure, when Ni is formed by plating, there is a means of adding an additive such as saccharin. In this case, it is possible to maintain a hardness of Hv 350 or higher at room temperature. Since the agent contains S (sulfur), when heated at a high temperature, for example, at 300 ° C., there is a disadvantage that the hardness rapidly decreases to Hv 200 or less. For this reason, when the contact probe described above is sometimes placed at a high temperature, it cannot be used particularly for a chip carrier for burn-in test.
[0006]
In view of this, a contact probe made of a nickel-manganese (Ni-Mn) alloy has been proposed which has improved hardness and heat resistance and can stably maintain high hardness even after high-temperature heating.
[0007]
By the way, the surface of each terminal (pad) such as an IC chip formed of an Al (aluminum) alloy is oxidized in the air and covered with a thin aluminum surface oxide film. Therefore, in order to perform an electrical test of the pad, it is necessary to remove the surface oxide film of aluminum on the surface and to expose the inner aluminum to ensure conductivity.
[0008]
Therefore, in the above contact probe, the contact pin is brought into contact with the surface of the pad, and overdrive is applied (the contact pin comes into contact with the pad and then pulled down further), so that the pad surface at the tip of the contact pin. The aluminum surface oxide film is scraped off to expose the aluminum inside. The work described above is called scrub and is important to ensure electrical testing.
[0009]
In the above contact pin, in order to prevent the pad base from being damaged during scrubbing, it is necessary to secure a contact angle of the contact pin with respect to the pad to a sufficient size. The reason is that if the contact angle is small, the amount of aluminum discharged on the surface becomes remarkably large and affects the pad base.
[0010]
As a countermeasure against this, as shown in FIG. 28, a contact probe 601 bent at an intermediate position V of the contact pin 600 has been proposed.
In the contact probe 601, the angle with respect to the measurement object (pad) can be changed between the distal end portion and the proximal end portion of the contact pin 600, and the angle with respect to the pad of the proximal end portion of the contact pin 600, that is, the pad of the film 602. It is possible to increase the angle (contact angle) between the tip of the contact pin 600 and the pad without increasing the angle with respect to. That is, the contact probe 601 has an advantage that the scrub distance is not excessively increased, and the pad base can be prevented from being damaged during scrubbing without increasing the height of the probe device. .
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
When the contact probe 601 having the bent contact pin 600 adopts the contact pin made of the Ni—Mn alloy described above, the contact pin 600 is bent at the midway position V as shown in FIG. When bent and produced, cracks, breaks, etc. may occur outside the bent portion. Moreover, even if no cracks or the like have occurred at the time of bending, there is a possibility that cracks or the like may occur on the outside of the bent portion due to repeated use.
This is because the contact probe made of the Ni-Mn alloy must contain Mn at a certain concentration or more in order to improve the hardness, but in this case, the toughness of the contact pin is lowered and bent when bent. This is because a crack or the like is generated because the outer side of the portion is extended most.
[0012]
  The present invention has been made in view of the above-described problems, and has a thin film portion that suppresses a crack or the like of a bent portion in bending.Plated bodyIt is an object of the present invention to provide a contact probe using the above and a manufacturing method thereof.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems. That is, according to claim 1In a contact probe in which a plurality of pattern wirings are formed on a film, and the tips of these pattern wirings are arranged in a protruding state from the film to serve as contact pins, the pattern wiring is a plated body having a thin film portion, and the thin film The portion is arranged in the middle of the contact pin, and the contact pin is bent in the thickness direction at the thin film portion.Technology is adopted.
[0014]
  In the plated body, the thin film portion is formed by performing a plating process after providing a shielding plate for covering a part of the unmasked portion on the mask. That is, when plating is performed with the shielding plate placed on the mask, the unmasked portion immediately behind the shielding plate is shaded against the ion flow, so that the amount of ions reaching that portion is reduced and the amount of plating adhered Is suppressed, the plating film thickness below the shielding plate is locally reduced, and the thin film portion is formed.
  According to this, compared with what formed the thin film part (notch part) by removing a part by etching after formation of a plating body, the preparation is easy. That is, the plating body may be provided with a shielding plate only at a position where the thin film portion is to be formed after patterning with the mask, whereas in the case of the etching body, the portion to be thinned by etching before removing the mask after plating. It is necessary to mask all the plating surfaces except for (If the etching mask is applied after the plating mask is removed, it is difficult to mask the side surface of the plated body. However, it is difficult to perform the masking with high accuracy.
In this contact probe, the thin film portion is formed at an intermediate position of the contact pin, and the contact pin is bent in the thickness direction with the thin film portion at the intermediate position, for example, outside. When the thin film portion is cut out on the outer side of the bent portion where it is stretched and subjected to a greater plastic deformation due to the application of a strong stress, cracks and the like of the bent portion are suppressed.
In addition, since the bent portion can be always located at the position where the thin film portion is formed, the bending position can be obtained accurately and the length from the position to the tip of the contact pin can be obtained with high accuracy. Therefore, variation in contact pin height is suppressed. Furthermore, the contact pin polishing step, which has been conventionally performed after bending, that is, the step of polishing and forming the tips one by one in order to make the height of the contact pins constant becomes unnecessary.
Even when the thin film portion is bent not on the outside but on the inside, the following effects can be obtained. That is, the inner side of the bent portion to which a strong stress is applied by bending, the thin film portion becomes an escape portion of plastic deformation and becomes an easily deformable portion, so that the stress is dispersed and relaxed. Along with this, the stress itself that stretches the outside of the bent portion caused by the compressive stress inside the bent portion is also alleviated at the same time, so that cracks and the like of the bent portion are suppressed.
[0015]
  Claim 2Contact probeThenBent in the thickness direction with the thin film portion facing outward at the midway positionTechnology is adopted.
[0016]
  Since the thin film portion is bent in the thickness direction with the thin film portion at the midway position, the thin film portion is cut out on the outer side of the bent portion that is stretched by bending and is subjected to strong stress and undergoes greater plastic deformation. The same action is exerted, and cracks and the like at the bent portion are suppressed.
[0017]
  In the contact probe according to claim 3,The thin film portion is locally thin in the pattern wiring, the length from the position of the thin film portion to the tip of the contact pin is aligned, and the thin film portion is the contact pin of the contact pin It is arranged in the middleTechnology is adopted.
[0018]
  In this contact probe, the thin film portion is locally thinned,Since the bent part can be always at the position where the thin film part is formed (the midway position), the bending position can be obtained accurately and the length from that position to the tip of the contact pin is highly accurate. The height of each contact pin can be made uniform. In particular, the accuracy of the bending position is remarkably improved as compared with a contact pin using a conventional tungsten needle, where it is difficult to make the bending position constant.
[0019]
  In the contact probe according to claim 4,At least the contact pin is formed of a nickel-manganese alloy, and the nickel-manganese alloy contains manganese in the range of 0.05 wt% to 1.5 wt%.Technology is adopted.
[0020]
In this contact probe, since the contact pin is formed of a nickel-manganese alloy containing manganese in the range of 0.05 wt% to 1.5 wt%, the contact pin is heated after being heated at a high temperature. For example, even after heating at 500 ° C., it has a hardness of Hv 350 or higher. That is, the hardness of the Ni—Mn alloy does not extremely decrease even when heated at a high temperature.
Furthermore, if the amount of manganese (Mn) is less than 0.05% by weight, a hardness of Hv 350 or more cannot be obtained, and if it exceeds 1.5% by weight, the stress of the contact pin increases and there is a risk of bending. Therefore, the hardness and toughness required as a contact probe can be obtained by setting the Mn content within the above range. In particular, since high hardness and high toughness can be obtained even in the bent portion, the occurrence of cracks and the like on the outer side of the bent portion is suppressed even during bending and repeated use.
[0021]
  In the contact probe according to claim 5,The contact pin comprises a high manganese alloy layer having a manganese concentration set to 0.05% by weight or more and a low manganese alloy layer set to a manganese concentration lower than the high manganese alloy layer. It is bent with the low manganese alloy layer side outside at the positionTechnology is adopted.
[0022]
In this contact probe, since the high manganese alloy layer is a Ni—Mn alloy having a manganese concentration of 0.05% by weight or more, a high hardness of Hv 350 or higher can be obtained even after heating at normal temperature and high temperature, that is, after heating at 500 ° C.
Furthermore, since it is bent with the low manganese alloy layer side, which is formed of a Ni-Mn alloy having a lower manganese concentration than the high manganese alloy layer, facing outward, compared to the case of being formed with a single layer of high manganese alloy layer The toughness on the outer side of the bent part is increased, and combined with the effect of the thin film part, the occurrence of cracks and the like on the outer side of the bent part is further suppressed.
[0023]
  Claim 6A method for manufacturing a contact probe in which a plurality of pattern wirings are formed on a film and the tips of these pattern wirings are arranged in a protruding state from the film to form contact pinsThen
  Forming the pattern wiring which is a plated body, and comprising a wiring forming step of arranging a thin film portion in the middle of the contact pin;
The wiring formation step includes
A first metal layer forming step of forming a first metal layer of a material to be deposited on or bonded to the material of the plated body on the substrate layer;
A pattern forming step of applying a mask to a portion other than the portion provided for the plated body on the first metal layer;
A shielding plate installation step of installing a shielding plate that masks the formation position of the thin film portion on the mask;
The second metal layer is formed in the unmasked portion on the first metal layer by immersing in a plating bath constituting the second metal layer to be provided to the plating body, and the formation position And a plating process for forming the thin film portion,
A mask shielding plate removing step for removing the mask and the shielding plate;
A film deposition step of depositing the film covering the portion other than the portion provided for the contact pin on the second metal layer;
A plating body separating step of removing the first metal layer and separating the second metal layer;
A contact pin bending step of bending the contact pin in the thickness direction at the thin film portion.Technology is adopted.
[0024]
  First, in the method of forming a plated body having a thin film portion, the installation position of the shielding plate is positioned in the shielding plate installation step, thereby making the formation position of the thin film portion in the plated body highly accurate. be able to. In addition, the shielding plate is not necessarily installed immediately above the mask, but may be installed several millimeters away from the mask, and “on the mask” in the claims includes the state of being separated from the mask. is there. Further, the size, shape, and the like of the thin film portion can be adjusted by appropriately changing the size, shape, distance from the mask, etc. of the shielding plate and then performing a normal plating process. In addition, as a shielding board, non-conductors, such as a vinyl chloride board and glass fiber, etc. can be considered, for example.
In the method of manufacturing a contact probe, a pattern wiring that is the plated body is formed by a method of forming a plated body having a thin film portion, and a wiring formation step is provided in which the thin film portion is disposed at a midpoint of the contact pin, In the bending process, since the thin film portion is bent, for example, outside, it is possible to effectively suppress cracks in the bent portion and to obtain a contact pin that can suppress variation in height of the contact pin. .
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A contact probe according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
In these drawings, reference numeral 1 denotes a contact probe, 2 denotes a resin film, and 3 denotes a pattern wiring (plated body).
[0026]
As shown in FIGS. 2 and 3, the contact probe 1 of this embodiment has a structure having a pattern wiring 3 formed of metal on one side of a polyimide resin film 2, and a central opening of the resin film 2. At K, the tip of the pattern wiring 3 protrudes from the end of the resin film 2 (that is, each side of the central opening K) to form a contact pin 3a (plated body). Further, a contact terminal 3b is formed at the rear end of the pattern wiring 3 so that the tester-side contact pin is brought into contact therewith.
[0027]
The pattern wiring 3 is formed of a Ni—Mn alloy (second metal layer), and the contact pin 3a is formed by coating Au on the surface.
The Ni—Mn alloy is arranged on the resin film 2 side, and the Mn concentration is set in the range of 0.05 wt% to 1.5 wt%.
[0028]
As shown in FIG. 1B and FIG. 3, the contact pin 3 a has a thin film portion U formed on the upper surface at a midway position V of a predetermined length from the tip, and the thin film portion U is outside at the midway position V. Then, it is bent at a predetermined angle in the thickness direction toward the resin film 2 side.
[0029]
Next, with reference to FIG. 4 and FIG. 5, the manufacturing process of the said contact probe 1 is demonstrated in order of a process.
[0030]
[Base metal layer forming step (first metal layer forming step)]
First, as shown in FIG. 4A, a base metal layer (first metal layer) 6 is formed on a support metal plate 5 made of stainless steel by Cu (copper) plating.
[0031]
[Pattern formation process]
After forming a photoresist layer 7 on the base metal layer 6, as shown in FIG. 4B, a photomask 8 having a predetermined pattern is applied to the photoresist layer 7 by a photoengraving technique and exposed. As shown in FIG. 4C, the photoresist layer 7 is developed to remove the portion that becomes the pattern wiring 3, and an opening (unmasked portion) is formed in the remaining photoresist layer (mask) 7. 7a is formed.
[0032]
In the present embodiment, the photoresist layer 7 is formed of a negative photoresist, but a positive photoresist may be used to form a desired opening 7a.
In the present embodiment, the photoresist layer 7 corresponds to a “mask” in the claims of the present application. However, the “mask” in the claims of the present application is not limited to the one in which the opening 7a is formed through the exposure / development process using the photomask 8, like the photoresist layer 7 of the present embodiment. Absent. For example, a film or the like in which holes are formed in advance at a place to be plated (that is, formed in advance in a state indicated by reference numeral 7 in FIG. 4C) may be used. In the present invention, when such a film or the like is used as a “mask”, the pattern forming step in this embodiment is not necessary.
[0033]
[Plating process]
Then, as shown in FIG. 4D, a Ni—Mn alloy layer (second metal layer) N to be the pattern wiring 3 is formed in the opening 7a by electrolytic plating.
At this time, as an example of the composition of the plating solution to contain Mn, using a sulfamic acid Ni bath added with Mn sulfamic acid, controlling the amount of Mn in the plating solution and the current density at the time of plating, The Mn content is set to be in the range of 0.05 wt% to 1.5 wt%.
[0034]
[Shield plate installation process]
At this time, as shown in FIG. 5, a vinyl chloride plate (shielding plate) G is installed on the photoresist layer 7 so as to mask (cover) the thin film portion forming position (halfway position V) of the opening 7a. In this case, the vinyl chloride plate G is installed in a direction orthogonal to the extending direction of each opening 7a so as to cover the upper part of the thin film portion forming position of the plurality of openings 7a. In this state, when a plating solution constituting the Ni or Ni alloy layer N is passed through the opening 7a, the flow of ions is inhibited below the vinyl chloride plate G, and the ions reaching this portion are reduced. Thereby, the plating adhesion amount is suppressed and the plating film thickness below the vinyl chloride plate G is locally thinned. Thereby, as shown in FIG. 1A, the thin film portion U is formed at a predetermined position of the Ni or Ni alloy layer N. In the present embodiment, since the vinyl chloride plate G is merely installed on the photoresist layer 7, the thin film portion U can be easily formed.
The shielding plate G of the present invention is not limited to a vinyl chloride plate, but may be any non-conductive material that is not directly affected by electroplating. The size of the shielding plate G depends on the length of the thin film portion U and the like. It is determined. Further, the vinyl chloride plate G may be installed not only directly above the photoresist layer 7 but also separated from the photoresist layer 7 by about several mm (see FIG. 5C).
[0035]
[Mask shield removal process]
After the plating process, as shown in FIG. 4E, the photoresist layer 7 and the vinyl chloride plate G are removed.
At this time, as shown in FIG. 1A, a thin film portion U is formed on the upper surface of the portion provided at the midway position V of the plated Ni—Mn alloy layer N.
[0036]
[Film deposition process]
Next, as shown in FIG. 4 (f), on the Ni—Mn alloy layer N, other than the tip of the pattern wiring 3 shown in FIG. 2, that is, the portion to be the contact pin 3a, The resin film 2 is bonded with an adhesive 2a.
The resin film 2 is a two-layer tape in which a metal film (copper foil) 500 is integrally provided on a polyimide resin PI. Before this film deposition process, the metal film 500 of the two-layer tape is subjected to copper etching using a photoengraving technique to form a ground surface. In this film deposition process, The polyimide resin PI of the tape is attached to the Ni-Mn alloy layer N through the adhesive 2a.
The metal film 500 may be Ni, Ni alloy, or the like in addition to the copper foil.
[0037]
[Separation process]
And after separating the part which consists of the resin film 2, the pattern wiring 3, and the base metal layer 6 from the support metal plate 5, as shown to (g) of FIG. Only the pattern wiring 3 is bonded.
[0038]
[Gold coating process]
Then, as shown in FIG. 4H, Au plating is applied to the exposed pattern wiring 3 to form an Au layer AU on the surface. At this time, in the contact pin 3a projected from the resin film 2, the Au layer AU is formed on the entire surface over the entire circumference.
[0039]
[Contact pin bending process]
After the above process, the contact pins 3a are collectively bent in the thickness direction with the thin film portion U at the midway position V using a precision mold, and as shown in FIG. 1B and FIG. The contact pin 3a having the following angle is formed.
[0040]
Through the above-described steps, the contact probe 1 in which the pattern wiring 3 is bonded to the resin film 2 as shown in FIGS. 2 and 3 is manufactured.
[0041]
In this method of manufacturing the contact probe 1, since the thin film portion U is formed on the upper surface of the portion provided at the midway position V when the mask is applied in the plating process, the Ni—Mn alloy layer N to be the contact pin 3a is formed. The thin film portion U can be formed on the upper surface of the portion provided at the intermediate position V.
Further, in the contact pin bending step, the formed contact pin 3a is bent in the thickness direction with the thin film portion U facing outward at the midway position V. Therefore, the contact pin 3a is more greatly plasticized by being pulled and subjected to strong stress. The same action as when the thin film portion U is cut out on the outside of the deformed bent portion (halfway position V) is exerted, and cracks and the like on the outside of the bent portion are suppressed.
In addition, the bent portion by bending can always be the position (intermediate position V) where the thin film portion U is formed, so that the bending position can be obtained accurately and the length from the position to the tip of the contact pin 3a. Can be obtained with high accuracy, and the height of each contact pin 3a can be made uniform. In particular, the accuracy of the bending position is remarkably improved as compared with a contact pin using a conventional tungsten needle, where it is difficult to make the bending position constant.
[0042]
In addition, when the thin film portion U is formed at the midway position V of the contact pin 3a, in this embodiment, the photoresist layer 7 is provided with a vinyl chloride plate G and plated. According to this, for example, There is an advantage that it is easy to manufacture as compared with the case where a thin film portion (notch portion) is formed by removing a part by etching after the formation of the plated body. That is, the contact pin 3a (pattern wiring 3), which is a plated body, may be provided by placing the vinyl chloride plate G only at a location where the thin film portion U is to be formed after patterning with the photoresist layer 7, whereas it is not by etching. After plating, before removing the photoresist layer 7, it is necessary to mask all the plating surfaces except for portions to be thinned by etching (in the method of applying an etching mask after removing the photoresist layer 7, the photoresist It is difficult to mask the side surface of the contact pin 3a exposed by removing the layer 7, and the side surface of the contact pin 3a is etched during etching), and it is difficult to perform the masking with high accuracy. Moreover, in that case, since etching is performed only from the upper surface of the contact pin 3a, it is suitable for bending as shown in FIGS. 29 (a) and 1 (a) (recessed to the side surface of the contact pin 3a). There is a problem that it cannot be formed into a shape, and only the top surface of the contact pin 3a as shown in FIG. In order to avoid this problem, as shown in FIG. 29C, it is necessary to provide a mask (photoresist layer 7) so as to expose a part of the side surface of the contact pin 3a. Has the problem of being very time consuming.
[0043]
Next, an example in which the contact probe 1 is applied to a probe apparatus used for a burn-in test or the like, that is, a so-called chip carrier will be described with reference to FIGS.
In these drawings, reference numeral 10 is a probe device, 11 is a frame body, 12 is a positioning plate, 13 is an upper plate, 14 is a clamper, and 15 is a lower plate.
The contact probe according to the present invention is flexible and easy to bend as a whole, and thus functions as a flexible substrate when incorporated in a probe apparatus.
[0044]
As shown in FIGS. 6 and 7, the probe device 10 includes a frame main body 11, a positioning plate 12 that is fixed inside the frame main body and has an opening formed in the center, a contact probe 1, and the contact probe 1. An upper plate (supporting member) 13 that is pressed and supported from above and a clamper 14 that urges the upper plate 13 from above and fixes it to the frame main body 11 are provided.
A lower plate 15 for mounting and holding the IC chip I is attached to the lower part of the frame body 11 by bolts 15a.
[0045]
The central opening K and the contact pin 3a of the contact probe 1 are formed corresponding to the shape of the IC chip I and the arrangement of the contact pads on the IC chip I, and the contact between the contact pin 3a and the IC chip I from the central opening K. The contact state with the pad can be monitored.
Note that a cut may be formed in the corner of the central opening K so that the contact probe 1 can be easily deformed during assembly.
[0046]
The contact terminals 3b of the contact probe 1 are set wider than the pitch of the contact pins 3a, and the contact pads of the IC chip I having a narrow pitch and the tester side contact pins having a wider pitch than the contact pads can be matched. It can be easily removed.
[0047]
Note that contact pads are not formed on all four sides of the IC chip I, and when the contact pads are arranged on a part of the sides, at least only the side of the central opening K corresponding to the part of the sides. The contact pins 3a may be provided. However, in order to hold the IC chip I stably, it is preferable to form the contact pins 3a on the two opposite sides and hold the opposite sides of the IC chip I.
[0048]
A procedure for attaching the IC chip I to the probe apparatus 10 will be described.
[Temporary assembly process]
First, the positioning plate 12 is placed on the mounting portion of the frame main body 11, and the contact probe 1 is disposed on the positioning plate 12 so that the central opening K and the opening of the frame main body 11 are aligned.
Then, the upper plate 13 is similarly placed on the central opening K with the opening being placed, and the clamper 14 is locked to the frame body 11 from above. Since the clamper 14 is a kind of plate spring having a bent portion at the center, the clamper 14 has a function of pressing and fixing the upper plate 13 in the locked state.
[0049]
In the assembled state, an opening is provided in the center, and the IC chip I is attached to this portion, so that the attached IC chip I can be observed from above the opening.
Further, the upper plate 13 and the clamper 14 are formed in a substantially rectangular shape on a plane, and as shown in FIG. 7, the contact terminals 3b of the contact probe 1 are assembled so as to protrude outward from the respective long sides.
[0050]
The lower surface of the upper plate 13 is inclined at a predetermined inclination angle in the vicinity of the opening, and as shown in FIG. 8, the contact pin 3a of the contact probe 1 is inclined downward at a predetermined angle.
The IC chip I is placed on the lower plate 15 with the wiring side facing upward. In this state, the lower plate 15 is temporarily fixed to the frame body 11 from below.
At this time, since the distance between the tip of the contact pin 3a of the contact probe 1 and the upper surface of the lower plate 15 is set to be a predetermined amount smaller than the thickness of the IC chip I, the IC chip I is sandwiched between the contact pin 3a and the lower plate 15. The
[0051]
[Positioning process]
Further, while observing the position of the contact pad of the IC chip I with respect to the tip of the contact pin 3a from above the opening, adjustment is performed by moving the positioning plate 12 or moving the IC chip I with a needle-shaped jig or the like. Fine adjustment is set so that the tip of 3a and the contact pad are in contact with each other.
[0052]
When the dicing accuracy of the IC chip I is high and the position of the outer shape and the contact pad is relatively stable, the positional relationship between the positioning plate 12 and the contact probe 1 is adjusted in advance and fixedly. By assembling, the contact pin 3a and the contact pad can be matched without performing the fine adjustment. As a result, an IC chip I alignment step is not required, and the IC chip I can be attached efficiently and easily.
[0053]
[Main fixing process]
After the positioning step, the lower plate 15 is fixed to the frame body 11 in earnest. At this time, so-called overdrive is applied to the contact pin 3a in the inclined state, and the tip of the contact pin 3a and the contact pad are brought into contact with each other with a predetermined pressing force to be surely electrically coupled. As a result, it is possible to test the operation state of the IC chip I almost in a mounted state with high reliability.
[0054]
This probe device 10 is a small chip carrier of about 1 inch square (about 2.5 cm square), and is suitable for a reliability test involving high-temperature heating such as a dynamic burn-in test.
[0055]
In the probe device 10, the contact pin 3a of the contact probe 1 is formed of a nickel-manganese alloy containing manganese in the range of 0.05% by weight to 1.5% by weight. Has a hardness of Hv 350 or more even after heating at a high temperature, for example, at 500 ° C. That is, the hardness of the Ni—Mn alloy does not extremely decrease even when heated at a high temperature.
[0056]
Further, if the amount of manganese (Mn) is less than 0.05% by weight, a hardness of Hv 350 or higher cannot be obtained, and if it exceeds 1.5% by weight, the stress at the tip portion may increase and bend and Therefore, the hardness and toughness required for the contact probe 1 can be obtained by setting the Mn content within the above range.
In particular, since high hardness and high toughness can be obtained even at the bent portion, occurrence of cracks and the like outside the bent portion can be suppressed even during bending and repeated use.
[0057]
In the first embodiment, the contact probe 1 is applied to the probe device 10 which is a chip carrier. However, the contact probe 1 may be used for other measurement jigs.
[0058]
Next, as a second embodiment, a configuration in which the contact probe 16 according to the present invention is employed as an IC probe and incorporated in a mechanical part 60 to form a probe device (probe card) 70 will be described with reference to FIGS. I will explain.
[0059]
9 and 10 are views showing the contact probe 16 cut into a predetermined shape as an IC probe, and FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG.
In the contact probe 16 of the second embodiment, the tip of the contact pin 3a of the first embodiment is bent toward the resin film 2, whereas the tip of the contact pin 3a is opposite to the resin film 2. It is bent to face the other side.
[0060]
Further, as shown in FIG. 10, the resin film 2 of the contact probe 16 is provided with alignment holes 2b and 2c for aligning and fixing the contact probe 16, and obtained from the pattern wiring 3. A window 2d is provided for transmitting a signal to the printed circuit board 20 (see FIG. 12) via a contact terminal 3b which is a lead-out wiring.
[0061]
As shown in FIG. 12, the mechanical part 60 includes a mounting base 30, a top clamp 40, and a bottom clamp 50. First, the top clamp 40 is attached on the printed circuit board 20, and then the mounting base 30 to which the contact probe 16 is attached is attached to the top clamp 40 by screwing bolts 42 into bolt holes 41 (see FIG. 13).
Then, by pressing down the contact probe 16 with the bottom clamp 50, the pattern wiring 3 is kept in a constant inclination state, the tip of the contact pin 3a bent downward is set to a predetermined angle, and the contact pin 3a is Press against the IC chip.
[0062]
FIG. 13 shows the probe device 70 after assembly. 14 is a cross-sectional view taken along line EE in FIG. As shown in FIG. 14, the tip of the pattern wiring 3, that is, the contact pin 3 a is in contact with the IC chip I by the mounting base 30.
[0063]
The mounting base 30 is provided with a positioning pin 31 for adjusting the position of the contact probe 16. By inserting the positioning pin 31 into the alignment hole 2 b of the contact probe 16, The IC chip I can be accurately aligned.
An elastic body 51 of the bottom clamp 50 is pressed against the pattern wiring 3 in the window 2d portion provided in the contact probe 16 so that the contact terminal 3b is brought into contact with the electrode 21 of the printed circuit board 20 and obtained from the pattern wiring 3. A signal can be transmitted to the outside through the electrode 21.
[0064]
When performing a probe test or the like of the IC chip I using the probe device 70 configured as described above, the probe device 70 is inserted into a prober and electrically connected to a tester, and a predetermined electric signal is patterned. By sending the contact pin 3a of the wiring 3 to the IC chip I on the wafer, an output signal from the IC chip I is transmitted from the contact pin 3a to the tester, and the electrical characteristics of the IC chip I are measured.
[0065]
Since the contact probe 16 and the probe device 70 incorporating the same are bent at the thin film portion U in the same manner as in the first embodiment, cracks or the like are not easily generated in the bent portion even after repeated use, and each contact pin 3a Is accurately bent at a predetermined midway position V where the thin film portion U is formed, so that a uniform height of the contact pin 3a can be obtained.
Further, since the contact pin 3a is formed of a Ni-Mn alloy having a manganese concentration of 0.05 to 1.5% by weight, the toughness of the bent portion and the high hardness of the contact pin 3a as a whole (Hv 350 or more) Is obtained.
[0066]
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. 15 to 20.
In this embodiment, the contact probe 16 cut out in a predetermined shape for an IC probe in the second embodiment is used instead in a predetermined shape of an LCD probe. The contact probe cut out in the LCD probe is denoted by reference numeral 200 in FIGS. 15 to 17, and 201 is a resin film.
[0067]
As shown in FIG. 18, the LCD probe device 100 has a structure in which a contact probe holding body 110 is fixed to a frame-like frame 120, and the tips of contact pins 3 a protruding from the contact probe holding body 110. Is in contact with a terminal (not shown) of an LCD (liquid crystal display) 90.
[0068]
As shown in FIG. 17, the contact probe sandwiching body 110 includes a top clamp 111 and a bottom clamp 115. The top clamp 111 has a first protrusion 112 that holds the tip of the contact pin 3a, a second protrusion 113 that holds the terminal 301 on the TABIC 300 side, and a third protrusion 114 that holds the lead. The bottom clamp 115 includes an inclined plate 116, a mounting plate 117, and a bottom plate 118.
[0069]
The contact probe 200 is mounted on the inclined plate 116, and the terminal 301 of the TABIC 300 is mounted so as to be positioned between the resin films 201 and 201 of the contact probe 200. Thereafter, the top clamp 111 is assembled with a mounting bolt so that the first protrusion 112 is on the resin film 201 and the second protrusion 113 is in contact with the terminal 301.
[0070]
As shown in FIG. 19, the contact probe 200 is assembled by combining the contact probe 200 and combining the top clamp 111 and the bottom clamp 115 with the bolt 130.
[0071]
As shown in FIG. 20, the contact probe sandwiching body 110 is assembled to the LCD probe apparatus 100 by being fixed with bolts 131. In order to perform an electrical test of the LCD 90 using the LCD probe device 100, the contact pin 3a of the LCD probe device 100 is obtained from the contact pin 3a with the tip of the contact pin 3a being in contact with a terminal (not shown) of the LCD 90. The obtained signal is taken out through the TABIC 300.
[0072]
In the LCD probe device 100, the contact pin 3a to be brought into contact with the terminal of the LCD 90 is bent at the thin film portion U at the midway position V as in the first and second embodiments. A crack or the like is hardly generated, and a uniform contact pin 3a height can be obtained.
Further, since the contact pin 3a is made of a Ni—Mn alloy having a manganese concentration of 0.05 to 1.5% by weight, good toughness of the bent portion and high hardness of the contact pin 3a as a whole can be obtained.
[0073]
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS.
The difference between the fourth embodiment and the first embodiment is that, in the probe device 10 in the first embodiment, the IC chip I is located below the contact probe 1, whereas the probe device 700 in the fourth embodiment. Then, the IC chip I is a point positioned above the contact probe 701.
[0074]
That is, as shown in FIG. 21 to FIG. 23, the probe device 700 has a frame main body 711, a rectangular opening at the center which is fixed inside the frame main body 711, and an inclined surface inclined upward around the opening. The formed positioning plate 712, the contact probe 701 disposed on the positioning plate 712, the upper plate 713 that supports the contact probe 701 by pressing it from above, and the upper plate 713 is urged from above to frame And a clamper 714 fixed to the main body 711.
In the probe device 700, the IC chip I is arranged in a sandwiched state between the tip of the contact pin 3a bent upward, that is, the upper plate 713 above the contact probe 701.
[0075]
The contact pin 3a of the contact probe 1 in the first embodiment is bent toward the resin film 2, that is, downward, whereas the contact pin 3a of the contact probe 701 in the fourth embodiment is bent. As shown in FIGS. 23 and 24, 3a is different in that it is bent toward the side opposite to the resin film 2, that is, upward, at an intermediate position V of a predetermined length from the tip.
[0076]
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIG.
The difference between the fifth embodiment and the first embodiment is that the contact pin 3a of the contact probe 1 in the first embodiment has a manganese concentration of a constant concentration within the range of 0.05 wt% to 1.5 wt%. Whereas the contact pin 3a of the contact probe 800 in the fifth embodiment is formed of the set Ni—Mn alloy, the high manganese alloy layer HM whose manganese concentration is set to 0.05% by weight or more, And a low manganese alloy layer LM set at a lower manganese concentration than the high manganese alloy layer HM, and is bent at the midway position V with the low manganese alloy layer LM side outward.
[0077]
In this contact probe 800, since the high manganese alloy layer HM is a Ni—Mn alloy having a manganese concentration of 0.05% by weight or more, a high hardness of Hv 350 or more is obtained even after heating at room temperature and high temperature, that is, after heating at 500 ° C. It is done.
Furthermore, since the low manganese alloy layer LM formed of a Ni-Mn alloy having a manganese concentration lower than that of the high manganese alloy layer HM is bent outward, the high manganese alloy layer HM is formed as a single layer. Compared with the above, the toughness outside the bent portion is increased, and combined with the effect of the thin film portion U, the occurrence of cracks and the like outside the bent portion is further suppressed.
[0078]
The contact probe 800 is manufactured in the following manner. The plating process of the contact probe 1 and the contact pin bending process of the first embodiment are different as follows.
[0079]
[Plating process]
In the manufacturing process of the fifth embodiment, the Ni—Mn alloy layer (second metal layer) N to be the pattern wiring 3 is divided into a “high toughness layer forming process” and a “high hardness layer forming process”, and an electrolytic plating process. To form.
[0080]
<High toughness layer forming process>
First, a low manganese alloy layer LM having a low manganese concentration and a high toughness layer is formed on the base metal layer 6 by plating. At this time, as an example of the composition of the plating solution to contain Mn, using a sulfamic acid Ni bath added with Mn sulfamic acid, controlling the amount of Mn in the plating solution and the current density at the time of plating, Next, the Mn concentration is set lower than the high manganese alloy layer HM to be plated.
In the present embodiment, the low density manganese alloy layer LM is formed in which the current density is gradually increased and the Mn concentration is gradually increased in the thickness direction.
[0081]
<High hardness layer forming process>
Further, a high manganese alloy layer HM, which is a high hardness layer having a Mn concentration in the range of 0.05 wt% to 1.5 wt%, is formed on the low manganese alloy layer LM by plating. At this time, the amount of Mn in the plating solution and the current density at the time of plating are controlled to set the Mn concentration higher than that of the low manganese alloy layer LM.
The thicknesses of the low manganese alloy layer LM and the high manganese alloy layer HM are appropriately set depending on the Mn concentration, the bending position and angle, etc., for example, the high manganese alloy layer HM having a thickness of several tens of μm. On the other hand, the thickness of the low manganese alloy layer LM is set within a range of several μm to several tens of μm.
[0082]
[Contact pin bending process]
After the separation step and the gold coating step, the contact pins 3a are collectively bent using a precision mold so that the low manganese alloy layer LM side is on the outside, and a contact having a predetermined angle as shown in FIG. The pin 3a is formed.
[0083]
In the above embodiments, the following settings are made.
(1) As shown in FIG. 26, the tip portion of the contact pin 3a of each of the above embodiments has an angle α of 60 ° with the contact surface Pa when contacting the pad P (measurement object) of the IC chip I. The base end of the contact pin 3a is configured such that the angle β with the contact surface Pa is 0 ° or more and 30 ° or less.
[0084]
When manufacturing the contact pin 3a, it is difficult to form a fine pattern in a desired shape on the mask. Therefore, as shown in FIG. 9, the contact pin 3a corresponding to the end portion of the pattern is formed. The tip portion is a convex curved surface. Therefore, the contact pin 3a is substantially point-contacted with the pad P on the lower side of the convex curved surface, so that the local stylus pressure at the time of contact becomes large. Compared to the tungsten needle, the base of the pad P tends to be easily cut.
[0085]
Therefore, in each of the above-described embodiments, as described above, the contact pin 3a is bent at the midway position V as shown in FIG. 26, and the contact surface Pa is formed between the distal end portion and the proximal end portion of the contact pin 3a. The angles α and β with respect to are changed. This makes it possible to set the angle α (contact angle) large without increasing the angle β, that is, the angle with respect to the contact surface Pa of the resin film 2, and thus the scrub distance is excessively large. It is possible to prevent the base of the pad P from being damaged during scrubbing without increasing the height of the probe device.
[0086]
In particular, since the angle α is secured to 60 ° or more, the base of the pad P is not damaged. On the other hand, if the angle α is less than 90 °, if it is 90 ° or more, the film of the pad P cannot be rubbed well during scrubbing, and sufficient conductivity cannot be ensured. Because it causes.
[0087]
Further, since the angle β is 30 ° or less, the scrub distance does not become excessively long, and the tip of the contact pin 3a does not protrude from the pad P during scrubbing. On the other hand, the reason why the angle β is set to 0 ° or more is that a sufficient overdrive amount (arrow Z in FIG. 26) cannot be obtained when scrubbing if the angle β is less than 0 °.
The scrub distance is slightly smaller than the calculated value when the contact pin 3a is bent during overdrive or the tip of the contact pin 3a is caught by friction with the contact surface Pa. I know that.
[0088]
(2) In each embodiment, by bending the contact pin 3a as shown in FIG. 26, the surface 3c having a higher degree of parallelism with the contact surface Pa than the contact pin that is not bent at its tip. Is formed. Conventionally, when positioning the contact pin and the pad, particularly in the second embodiment, the contact pin is irradiated with light from below toward the contact pin, and the light reflected by the contact pin is detected, thereby detecting the contact pin. As described above, the surface 3c having a higher degree of perpendicularity to the light irradiation direction is formed, so that a sufficient amount of light is reflected to detect the position. Is easy.
[0089]
(3) In each embodiment, since the length L from the midway position V to the tip of the contact pin 3a is 2.0 mm or less, the amount of bending of the portion of the length L is suppressed during overdrive. Accordingly, the contact needle pressure with respect to the pad P can be made substantially constant, so that good scrubbing can be performed. Further, since the length L is set to 0.1 mm or more, the film scraped off during scrubbing or other dust does not adhere to the inner surface side of the midway position V of the contact pin 3a.
[0090]
(4) In the probe device of each embodiment, the inclination angle of the contact surface that supports the tip side of the resin film 2 (for example, the lower surface of the mounting base 30 in FIG. 14) is set equal to the angle β. The base end portion of the contact pin 3a protruding from the tip of the resin film 2 along the surface of the resin film 2 can stably keep the angle with the contact surface Pa at the value of β. Thus, the angles α and β can be set to the predetermined values during scrubbing simply by lowering the probe device perpendicularly to the contact surface Pa.
[0091]
The present invention includes the following embodiments.
(1) In each of the above embodiments, the thin film portion U is accurately bent, and a uniform height of the contact pin 3a is obtained. Therefore, the polishing step for polishing the tip of the contact pin to make the height uniform However, for the purpose of improving the flatness (planarity) of the tip portion of the contact pin 3a and reducing the contact resistance, the contact pin may be polished after bending.
[0092]
(2) In each embodiment, the thin film portion U is formed and bent at one halfway position V of the contact pin 3a. However, the thin film portions are formed at a plurality of halfway positions and bent in multiple stages. It doesn't matter.
[0093]
【Example】
In the electrolytic plating process for forming the contact probe pattern wiring and contact pins in each of the above embodiments, the plating conditions were determined based on the following test results.
[0094]
The plating solution for containing Mn in Ni is obtained by adding Mn sulfamate to a sulfamic acid Ni bath, and the amount of Mn contained in the Ni plating film depends on the amount of Mn in the plating solution and when plating. Since it depends on the current density, the plating process was performed under the following conditions.
Mn content: 20 to 35 g / l
Current density: 1.0 to 10 A / dm2
[0095]
The reason for setting the plating conditions within the above range is that the amount of Mn is less than 20 g / l and the current density is 1.0 A / dm.2If it is less than 1, the Mn content in the film is small and the desired hardness cannot be obtained, and 35 g / l and 10 A / dm.2This is because the Mn content increases, the stress of the plating film increases, and the film itself becomes very brittle.
[0096]
Note that the plating treatment may be performed using a sulfuric acid Ni bath base as well as the sulfamic acid, but the plating treatment using the sulfamic acid Ni bath has an effect that stress is reduced as compared with the sulfuric acid Ni bath. .
Table 1 below shows the experimental results of the Mn concentration and the hardness before and after the heat treatment when the current density was changed when the amount of Mn was constant (30 g / l). Further, FIG. 27 shows the relationship between the Mn concentration and the hardness.
[0097]
[Table 1]
Figure 0003902294
[0098]
【The invention's effect】
  Claim 1Contact probeAccording to the present invention, the plated body is formed by separating the second metal layer after plating the second metal layer on the unmasked portion with the mask on the first metal layer, Since the thin film portion is formed by performing the plating process after providing a shielding plate for covering a part of the unmasked portion on the mask, the thin film portion is removed by etching after forming the plated body. Compared with the case where the portion (notch portion) is formed, the fabrication is easy.
According to this contact probe, the thin film portion is formed at a midpoint of the contact pin, and the contact pin is bent in the thickness direction with the thin film portion at the midpoint, for example, outside. When the thin film portion is cut out on the outer side of the bent portion that is expanded by bending and is subjected to a greater plastic deformation by applying a strong stress, cracks and the like of the bent portion can be suppressed.
  In addition, since the bent portion can be always located at the position where the thin film portion is formed, the bending position can be obtained accurately and the length from the position to the tip of the contact pin can be obtained with high accuracy. Therefore, variation in contact pin height is suppressed. Furthermore, the contact pin polishing step, which has been conventionally performed after bending, that is, the step of polishing and forming the tips one by one in order to make the height of the contact pins constant becomes unnecessary.
[0099]
  According to the contact probe of claim 2, since the thin film portion is bent in the thickness direction at the midway position, the bending is extended by bending and applied with a strong stress to be more plastically deformed. When the thin film portion is notched on the outside of the portion, the same effect is exerted, and cracks at the bent portion can be suppressed.
[0100]
  According to the contact probe of claim 3,Since the thin film portion is locally thin and the bent portion by bending can always be the position where the thin film portion is formed (the midway position), the bending position can be obtained accurately and from that position The length to the tip of the contact pin can be obtained with high accuracy, and the height of each contact pin can be made uniform. In particular, the accuracy of the bending position can be significantly improved as compared with a conventional contact pin using a tungsten needle, where it is difficult to make the bending position constant.
[0101]
According to the contact probe of claim 4, since the contact pin is formed of a nickel-manganese alloy containing manganese in the range of 0.05 wt% to 1.5 wt%, after high temperature heating However, it has excellent heat resistance having a hardness of Hv 350 or higher, and can obtain high hardness and toughness required as a contact probe.
In particular, since high hardness and high toughness can be obtained even at the bent portion, occurrence of cracks and the like on the outer side of the bent portion can be suppressed even during bending and repeated use over a long period of time, and high reliability can be obtained.
[0102]
According to the contact probe of claim 5, since the high manganese alloy layer is a Ni-Mn alloy having a manganese concentration of 0.05% by weight or more, even after heating at room temperature and high temperature, that is, after heating at 500 ° C., Hv 350 or more. High hardness can be obtained.
Furthermore, since it is bent with the low manganese alloy layer side made of Ni-Mn alloy having a lower manganese concentration than the high manganese alloy layer facing outward, compared to the case of being formed with a single layer of high manganese alloy layer The toughness on the outer side of the bent part is increased, and combined with the effect of the notch part, it is possible to further suppress the occurrence of cracks on the outer side of the bent part.
[0103]
  According to the method for manufacturing a contact probe according to claim 6, a first metal layer forming step of forming a first metal layer of a material to be attached to or bonded to the material of the plated body on the substrate layer; A pattern forming step of applying a mask to a portion other than the portion provided on the plated body on the first metal layer, and the mask for masking a thin film portion forming position of an unmasked portion on the first metal layer A shielding plate installation step of installing a shielding plate thereon, and immersion in a plating bath constituting the second metal layer to be provided to the plating body, to the unmasked portion on the first metal layer Forming a second metal layer and forming a thin film portion at the position where the thin film portion is formed; a mask shielding plate removing step for removing the mask and the shielding plate; and removing the first metal layer. The second metal layer is separated and the mesh is separated. And a plating body separating step for forming a body, and a method for forming a plating body having a thin film portion. Therefore, in the shielding plate installation step, the installation position of the shielding plate is positioned, thereby the thin film in the plating body. The formation position of the portion can be made highly accurate, and the size, shape, distance from the mask, etc. of the shielding plate can be changed as appropriate, and then the normal plating treatment can be performed to The size, shape, etc. can be adjusted.
Furthermore, according to the method for manufacturing a contact probe according to claim 6, the contact probe is manufactured as a contact pin by forming a plurality of pattern wirings on the film and arranging the tips of these pattern wirings in a protruding state from the film. A wiring forming step of forming the pattern wiring as the plating body by a method of forming a plated body having a thin film portion, and arranging the thin film portion at a midpoint of the contact pin. After the mask shielding plate removing step, a film depositing step of depositing the film covering the second metal layer except for a portion provided for the contact pin, and the contact pin, And a contact pin bending step of bending in the thickness direction with the thin film portion facing outward at an intermediate position. Or the like can be effectively suppressed, it is possible to obtain a contact pin which can suppress the height variation of the contact pins.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged perspective view of contact pins before and after bending, showing a first embodiment of a contact probe according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged schematic view showing a first embodiment of a contact probe according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIGS. 4A and 4B are cross-sectional views of relevant parts showing the manufacturing method in the first embodiment of the contact probe according to the present invention in the order of steps; FIGS.
FIGS. 5A and 5B are a main part plan view and a main part perspective view showing an opening in a pattern forming step in the first embodiment of the contact probe according to the present invention. FIGS.
FIG. 6 is an exploded perspective view of a probe device (chip carrier) incorporating the first embodiment of the contact probe according to the present invention.
FIG. 7 is an external perspective view of a probe device (chip carrier) incorporating the first embodiment of the contact probe according to the present invention.
8 is a cross-sectional view taken along line B-B in which a main part of FIG. 7 is enlarged.
FIG. 9 is a perspective view of relevant parts showing a second embodiment of a contact probe according to the present invention.
FIG. 10 is a plan view showing a second embodiment of the contact probe according to the present invention.
11 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
FIG. 12 is an exploded perspective view showing an example of a probe device incorporating a second embodiment of a contact probe according to the present invention.
FIG. 13 is a perspective view of an essential part showing an example of a probe device incorporating a second embodiment of a contact probe according to the present invention.
14 is a cross-sectional view taken along line EE in FIG.
FIG. 15 is a perspective view showing a contact probe in a third embodiment of the contact probe according to the present invention.
16 is a cross-sectional view taken along line FF in FIG.
FIG. 17 is an exploded perspective view showing a contact probe holding body incorporating a third embodiment of the contact probe according to the present invention.
FIG. 18 is a perspective view showing an example of a probe device incorporating a third embodiment of a contact probe according to the present invention.
FIG. 19 is a perspective view showing a contact probe holding body incorporating a third embodiment of the contact probe according to the present invention.
20 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG.
FIG. 21 is an exploded perspective view of a probe device (chip carrier) incorporating a fourth embodiment of a contact probe according to the present invention.
FIG. 22 is an external perspective view of a probe device (chip carrier) incorporating a fourth embodiment of a contact probe according to the present invention.
23 is a cross-sectional view taken along line GG in which the main part of FIG. 22 is enlarged.
FIG. 24 is an enlarged cross-sectional view of a contact pin in a fourth embodiment of a contact probe according to the present invention.
FIG. 25 is a sectional view showing a fifth embodiment of the contact probe according to the present invention.
FIG. 26 is an enlarged side view of a contact pin in each embodiment of the contact probe according to the present invention.
FIG. 27 is a graph showing the relationship between Mn concentration and hardness at the tip of a contact probe according to the present invention.
FIG. 28 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of a conventional example of a contact probe according to the present invention.
FIG. 29 is a main part enlarged schematic view showing a comparison between a contact probe according to the present invention and other possible ones.
[Explanation of symbols]
1 Contact probe
2 Resin film
3 Pattern wiring (plated body)
3a Contact pin (plated body)
5 Support metal plate (substrate layer)
6 Base metal layer (first metal layer)
7 Mask
7a Opening (unmasked part)
16 Contact probe
200 contact probe
201 resin film
701 Contact probe
800 contact probe
G Vinyl chloride plate (shielding plate)
N Ni—Mn alloy layer (second metal layer)
U Thin film part
V halfway position
HM high manganese alloy layer
LM low manganese alloy layer

Claims (6)

複数のパターン配線がフィルム上に形成されこれらのパターン配線の各先端が前記フィルムから突出状態に配されてコンタクトピンとされるコンタクトプローブであって、
前記パターン配線は薄膜部を有するメッキ体であり、
前記薄膜部は、前記コンタクトピンの途中位置に配され、
前記コンタクトピンは、前記薄膜部で厚さの方向に折曲されていることを特徴とするコンタクトプローブ。A contact probe in which a plurality of pattern wirings are formed on a film, and each tip of these pattern wirings is arranged in a protruding state from the film, and is used as a contact pin,
The pattern wiring is a plated body having a thin film portion,
The thin film portion is disposed in the middle of the contact pin,
The contact probe is bent in the thickness direction at the thin film portion. 前記コンタクトピンは、前記途中位置で前記薄膜部を外側にして前記厚さ方向に折曲されていることを特徴とする請求項１に記載のコンタクトプローブ。  The contact probe according to claim 1, wherein the contact pin is bent in the thickness direction with the thin film portion facing outward at the midway position. 前記薄膜部は、前記パターン配線で局部的に厚さが薄くなっており、
前記薄膜部の位置から前記コンタクトピンの先端までの長さが揃えられ、
前記薄膜部は、前記コンタクトピンそれぞれの前記途中位置に配されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコンタクトプローブ。The thin film portion is locally thin in the pattern wiring,
The length from the position of the thin film portion to the tip of the contact pin is aligned,
The contact probe according to claim 1, wherein the thin film portion is disposed at the midway position of each of the contact pins. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のコンタクトプローブにおいて、
少なくとも前記コンタクトピンは、ニッケル−マンガン合金で形成され、
該ニッケル−マンガン合金は、マンガンが０．０５重量％から１．５重量％の範囲内で含まれていることを特徴とするコンタクトプローブ。The contact probe according to any one of claims 1 to 3 ,
At least the contact pin is formed of a nickel-manganese alloy;
The nickel-manganese alloy contains manganese in a range of 0.05 wt% to 1.5 wt%. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のコンタクトプローブにおいて、
前記コンタクトピンは、マンガン濃度が０．０５重量％以上に設定された高マンガン合金層と、該高マンガン合金層より低いマンガン濃度に設定された低マンガン合金層とを具備してなり、前記途中位置にて前記低マンガン合金層側を外側にして折曲されていることを特徴とするコンタクトプローブ。The contact probe according to any one of claims 1 to 4 ,
The contact pin comprises a high manganese alloy layer having a manganese concentration set to 0.05% by weight or more and a low manganese alloy layer set to a manganese concentration lower than the high manganese alloy layer. A contact probe that is bent at the position with the low manganese alloy layer side outward. フィルム上に複数のパターン配線を形成しこれらのパターン配線の各先端を前記フィルムから突出状態に配してコンタクトピンとするコンタクトプローブの製造方法であって、
メッキ体である前記パターン配線を形成し、薄膜部を前記コンタクトピンの途中位置に配する配線形成工程を備え、
前記配線形成工程は、
基板層の上に前記メッキ体の材質に被着または結合する材質の第１の金属層を形成する第１の金属層形成工程と、
前記第１の金属層の上の前記メッキ体に供される部分以外にマスクを施すパターン形成工程と、
前記薄膜部の形成位置をマスクする遮蔽板を前記マスク上に設置する遮蔽板設置工程と、
前記メッキ体に供される第２の金属層を構成するメッキ浴に浸して、前記第１の金属層の上の前記マスクされていない部分に前記第２の金属層を形成し、前記形成位置に前記薄膜部を成形するメッキ処理工程と、
前記マスクおよび前記遮蔽板を除去するマスク遮蔽板除去工程と、
前記第２の金属層の上に前記コンタクトピンに供される部分以外をカバーする前記フィルムを被着するフィルム被着工程と、
前記第１の金属層を除去して、前記第２の金属層を分離させるメッキ体分離工程と
前記コンタクトピンを、前記薄膜部で前記厚さの方向に折曲させるコンタクトピン折曲工程とを備えていることを特徴とするコンタクトプローブの製造方法。A method of manufacturing a contact probe, wherein a plurality of pattern wirings are formed on a film and the tips of these pattern wirings are arranged in a protruding state from the film to form contact pins,
Forming the pattern wiring which is a plated body, and comprising a wiring forming step of arranging a thin film portion in the middle of the contact pin;
The wiring formation step includes
A first metal layer forming step of forming a first metal layer of a material to be deposited on or bonded to the material of the plated body on the substrate layer;
A pattern forming step of applying a mask to a portion other than the portion provided for the plated body on the first metal layer;
A shielding plate installation step of installing a shielding plate that masks the formation position of the thin film portion on the mask;
The second metal layer is formed in the unmasked portion on the first metal layer by immersing in a plating bath constituting the second metal layer to be provided to the plating body, and the formation position And a plating process for forming the thin film portion,
A mask shielding plate removing step for removing the mask and the shielding plate;
A film deposition step of depositing the film covering the portion other than the portion provided for the contact pin on the second metal layer;
A plating body separating step of removing the first metal layer and separating the second metal layer; and a contact pin bending step of bending the contact pin in the thickness direction at the thin film portion. A method of manufacturing a contact probe, comprising:
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