JP2001330625A5 - - Google Patents

Description

【書類名】明細書
【発明の名称】コンタクトプローブおよびそれを備えたプローブ装置並びにコンタクトプローブの製造方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のパターン配線（３）がフィルム（２）上に形成されこれらのパターン配線（３）の各先端が前記フィルム（２）から突出状態に配されてコンタクトピン（３ａ）とされる複数のコンタクトプローブ（１）を、それらのコンタクトピン（３ａ）の軸線が測定対象物（Ｐ）の接触面（Ｐａ）に対して略垂直となるように配設し、且つそれらのフィルム（２）の各面間に間隔を設けて並設したプローブ装置におけるコンタクトプローブ（１）であって、その軸線方向における座屈点の位置が略一定にされ、かつ、座屈荷重を受けたときにその曲がりの向きが略一定にされていることを特徴とするコンタクトプローブ（１）。
【請求項２】
前記フィルム（２）における前記パターン配線（３）が形成された面の裏側の面には、金属薄板（５００）が設けられ、前記コンタクトピン（３ａ）の軸線方向特定位置の裏側に位置する前記金属薄板（５００）には、ハーフエッチングが施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。
【請求項３】
前記複数のフィルム（２）は、各前記フィルム（２）における前記パターン配線（３）が形成された面が一定の向きに並設され、且つ前記フィルム（２）には、前記パターン配線（３）の軸線と略直交する向きの打ち抜き領域（２ｋ）が設けら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。
【請求項４】
前記フィルム（２）は、前記パターン配線（３）の軸線と略直交する向きの仮想線を中心として同じ向き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。
【請求項５】
前記コンタクトプローブ（１）は、前記フィルム（２）の両面側から一対の支持体（２ｅａ，２ｅｂ）により支持され、前記一対の支持体（２ｅａ，２ｅｂ）のうちの一方（２ｅａ）は、他方（２ｅｂ）に比べて前記パターン配線（３）の軸線方向の長さが長いことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のコンタクトプローブ。
【請求項６】
前記フィルム（２）から突出状態に配されるコンタクトピン（３ａ）は、その軸線方向途中位置（Ｘ）にて折曲されていることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載のコンタクトプローブ。
【請求項７】
前記コンタクトピン（３ａ）は、その軸線方向途中位置（Ｘ）が、前記フィルム（２）面に沿う仮想面上において折曲されていることを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか１項に記載のコンタクトプローブ。
【請求項８】
前記フィルム（２）には、金属薄板（５００）が張り付けられて設けられていることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか１項に記載のコンタクトプローブ。
【請求項９】
前記フィルム（２）に張り付けられる金属薄板（５００）は、該フィルム（２）面に沿う方向において前記コンタクトピン（３ａ）の近傍まで設けられていることを特徴とする請求項８に記載のコンタクトプローブ。
【請求項１０】
前記コンタクトピン（３ａ）は、前記フィルム（２）に張り付けられた前記金属薄板（５００）の先端部からの突出量（Ｌ）が５ｍｍ以下とされていることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか１項に記載のコンタクトプローブ。
【請求項１１】
請求項１に記載のプローブ装置（７０）において、前記複数のコンタクトプローブ（１）の前記フィルム（２）面同士の空隙には、非導電性材からなるスペーサ（２ｅ）が配設され、且つ該コンタクトプローブ（１）同士は、互いに位置決めされていることを特徴とするプローブ装置。
【請求項１２】
請求項２に記載のコンタクトプローブ（１）を用いることを特徴とする請求項１１に記載のプローブ装置。
【請求項１３】
請求項２に記載のコンタクトプローブ（１）の製造方法であって、前記パターン配線（３）となる金属層（Ｎ）と結合可能なベースメタル層（６）を支持基板（５）上に形成する工程と、前記ベースメタル層（６）の上にマスク（７）を施してマスクされていない部分（７ａ）に前記金属層（Ｎ）をメッキ処理して前記パターン配線（３）を形成するメッキ処理工程と、前記マスク（７）を取り除いた前記パターン配線（３）のうち前記コンタクトピン（３ａ）となる先端以外に前記金属薄板（５００）を備えるフィルム（２）を被着する被着工程と、前記フィルム（２）と前記パターン配線（３）とからなる部分と、前記支持基板（５）と前記ベースメタル層（６）とからなる部分とを分離する分離工程と、前記金属薄板（５００）をハーフエッチングする工程とを備えることを特徴とするコンタクトプローブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プローブピンやソケットピン等として用いられ、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これを備えたプローブ装置（プローブカード）に関し、より詳しくは、フリップチップ等の面配置端子のウェーハ上のＩＣを検査するためのものに関する。
【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、プローブカードが用いられている。
【０００３】
この種のプローブカードとしては、従来より図１４に示すものが知られている。すなわち、このプローブカードは、ガラスエポキシ板のカードの測定位置に開孔部が設けられ、この位置にコンタクトピン（針）が突き出す形で設けられている。針の材質としては、一般に摩耗度が小さいタングステン（Ｗ）材が用いられている。この図に示すプローブカードは、コンタクトピンが斜め下方に向けて延出された板バネ状のもので、水平ニードル型と呼ばれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１３に示すように、プローブカードによる検査の対象となる端子としては、チップの周辺にのみ端子電極が形成される周辺配置端子と、チップの全面に亘り端子電極が形成される面配置端子とがある。ここで、前記水平ニードル型プローブカードは、周辺配置端子には対応できるものの、面配置端子には対応できず、また、多ピン化にも限界があった。また、水平ニードル型プローブカードは、コンタクトピンの全長が約４０〜３０ｍｍと長いため、検査速度に限界があった。
【０００５】
そこで、上記水平配置型に代えて、図１５に示す垂直配置型のものが考えられている。この垂直ニードル型プローブカードによれば、面配置端子にも対応でき、多ピン化が実現できる上に、コンタクトピンの長さが約１１〜７．５ｍｍと比較的短いため、検査速度の問題も改善される。
【０００６】
しかしながら、垂直配置型のものには、以下のような問題があった。すなわち、従来より、コンタクトピンの各々の全長に多少のズレがある場合、長短全数のコンタクトピンを各端子に接触させるには、長いコンタクトピンをオーバードライブ（コンタクトピンが端子に接触してからさらに下方に向けて引き下げる）時に撓ませ、これにより、短いコンタクトピンをも端子に接触させて、長短全数の接触を確保している。
【０００７】
ここで、上記のプローブカードは、コンタクトピンの材質がタングステンで高剛性であるため、オーバードライブ時に長いコンタクトピンが十分に撓まず、短いコンタクトピンの端子への接触が不確実であり、特に、垂直ニードル型は、コンタクトピンが端子に対して略垂直に当接するため、一層撓み難いという問題があった。
【０００８】
また、上記のタングステン製コンタクトピンは、柔軟性に欠けることから撓んだときに、撓む向きが一定ではなく、その結果、隣接するコンタクトピン同士が誤って接触してしまう可能性があった。また、上記ニードル型のものは、コンタクトピンの組み込みに加えて、各ピンの高さおよび位置合わせを手作業で行わなければならず非常に困難である上に、タングステン針の径の限界から多ピン狭ピッチ化への対応が困難であった。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、以下のコンタクトプローブおよびそれを備えたプローブ装置を提供することを目的としている。
（１）面配置端子に対応できること。
（２）コンタクトピンの全長が短く、検査速度が速いこと。
（３）多ピン狭ピッチ化に対応できること。
（４）オーバードライブ時にコンタクトピンが撓み易いこと。
（５）コンタクトピンの撓む向きを一定に調整できること。
（６）高周波特性に優れること。
【００１０】
【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記載のコンタクトプローブでは、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複数のコンタクトプローブを、それらのコンタクトピンの軸線が測定対象物の接触面に対して略垂直となるように配設し、且つそれらのフィルムの各面間に間隔を設けて並設したプローブ装置におけるコンタクトプローブ（１）であって、その軸線方向における座屈点の位置が略一定にされ、かつ、座屈荷重を受けたときにその曲がりの向きが略一定にした技術が採用される。
【００１１】
このコンタクトプローブを用いるプローブ装置では、フィルムからコンタクトピンが突出状態に配されてなるコンタクトプローブを、複数備え、それらのコンタクトピンの軸線が測定対象物の接触面に対して略垂直となるように配設し、且つそれらのフィルム間に間隔を設けつつ並設したので、面配置端子にも対応でき、多ピン化を実現することができる。この場合、フィルム上に形成されるパターン配線（コンタクトピン）の材質を例えばＮｉまたはＮｉ合金とすれば、コンタクトピンが略垂直に配設されてもなお、撓み易く、これにより、長短全ピンの端子に対する接触を確保することができる。
【００１２】
また、前記複数のコンタクトピンは、座屈荷重を受けたときにその曲がる向きが略一定にされているので、オーバードライブ時にコンタクトピンが座屈荷重を受けて撓むときに、その曲がりの向きが略一定となるため、隣同士のコンタクトピンが誤接触することがない。さらに、前記複数のコンタクトピンは、その軸線方向における座屈点の位置が略一定にされているので、コンタクトピンが撓むときに隣同士のコンタクトピンが誤接触することがない。
【００１３】
請求項２に記載のコンタクトプローブでは、前記フィルムにおける前記パターン配線が形成された面の裏側の面には、金属薄板が設けられ、前記コンタクトピンの軸線方向特定位置の裏側に位置する前記金属薄板には、ハーフエッチングが施されている技術が採用される。
【００１４】
このコンタクトプローブでは、金属薄板を所定の位置に所定の量だけハーフエッチングすることにより、コンタクトピンの撓む向きおよび撓む位置を同じくすることができる。また、ハーフエッチング処理をしないものに比べて、より少ない座屈荷重で撓み易くなるため、長短全ピンの端子に対する接触を確保することができる。この場合、ハーフエッチングした箇所において、オーバードライブ時にコンタクトピンに生じる歪を逃がし、それ以外の箇所での座屈（撓み）の発生が防止される。また、コンタクトピン自体をハーフエッチングすると、強度が弱くなり折損するおそれがあるが、本発明ではそのおそれがない。なお、金属薄板は、後述するグラウンドとして用いることができる。
【００１５】
請求項３に記載のコンタクトプローブでは、前記複数のフィルム（２）は、各前記フィルム（２）における前記パターン配線（３）が形成された面が一定の向きに並設され、且つ前記フィルム（２）には、前記パターン配線（３）の軸線と略直交する向きの打ち抜き領域（２ｋ）が設けられている技術が採用される。
【００１６】
このコンタクトプローブでは、パターン配線が形成されるフィルム面の他の領域に比べて、打ち抜き領域でパターン配線を支持する力が弱まるため、オーバードライブ時に、パターン配線（コンタクトピン）は、打ち抜き領域の箇所において撓むことになる。これにより、撓む位置を一定にでき、かつ撓み易くすることができる。また、フィルムのパターン配線を支持する力は、打ち抜き領域で略一定に弱まるため、パターン配線の撓み量をも略一定にすることができる。
【００１７】
請求項４に記載のコンタクトプローブでは、前記フィルムは、前記パターン配線（３）の軸線と略直交する向きの仮想線を中心として同じ向きに折曲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、フィルムをパターン配線と略直交する向きの仮想線において、治具を用いて折曲げ、フィルムを弾性変形させる。これにより、オーバードライブ時にコンタクトピンは、フィルムの仮想線を中心として折曲し、長短全ピンの接触を確保することができる。なお、フィルムを折曲させる場合、伝送線路であるパターン配線が大きく折曲されると、反射雑音が生じ高周波特性が悪くなるため、折曲はより小さい方が良く、できれば滑らかな曲線状である方が良いことが分かっている。
【００１９】
請求項５に記載のコンタクトプローブでは、前記コンタクトプローブは、各フィルムの両面側から一対の支持体により支持され、前記一対の支持体のうちの一方は、他方に比べて前記パターン配線の軸線方向の長さが長い技術が採用される。
【００２０】
このコンタクトプローブでは、コンタクトピンは、長い方の支持体により支持されるフィルム面に向けては曲がらず、短い方の支持体で支持されるフィルム面側に必ず曲がるため、撓む向きを一定にすることができる。また、支持体の長さの大小により、各フィルム面の支持力を調整できるため、撓む量をも一定にすることができる。これにより、撓む向きおよび量を一定に調整することができる。
【００２１】
請求項６に記載のコンタクトプローブでは、請求項２から請求項５のいずれかに記載のコンタクトプローブにおいて、前記フィルムから突出状態に配されるコンタクトピンは、その軸線方向途中位置に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、コンタクトピンは、折曲点から座屈し、その座屈量は、コンタクトピンの折曲量と一定の関係を有するため、これにより、撓む向きおよび撓む量を一定に調整することができる。
【００２３】
請求項７に記載のコンタクトプローブでは、請求項２、請求項３または請求項５のいずれか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、その軸線方向途中位置が、前記フィルム面に沿う仮想面上において折曲されている技術が採用される。
【００２４】
このコンタクトプローブでは、請求項６と同様に、撓む向きおよび撓む量を一定に調整することができる。
【００２５】
請求項８に記載のコンタクトプローブでは、請求項３から請求項５のいずれかに記載のコンタクトプローブにおいて、前記フィルムには、金属薄板が直接張り付けられて設けられている技術が採用される。
【００２６】
このコンタクトプローブでは、前記フィルムが、例えば水分を吸収して伸張し易い樹脂フィルム等であっても、該フィルムには、金属薄板が直接張り付けられて設けられているため、該金属薄板により前記フィルムの伸びが抑制される。さらに、該金属薄板は、グラウンドとして用いることができ、それにより、コンタクトプローブの先端近くまでインピーダンスマッチングをとる設計が可能となり、高周波域でのテストを行う場合にも反射雑音による悪影響を防ぐことができる。
【００２７】
すなわち、プローバーと呼ばれるテスターからの伝送線路の途中で基板配線側とコンタクトピンとの間の特性インピーダンスが合わないと反射雑音が生じ、その場合、特性インピーダンスの異なる伝送線路が長ければ長いほど反射雑音が大きいという問題がある。反射雑音は信号歪となり、高周波になると誤動作の原因になり易い。本コンタクトプローブでは、前記金属薄板をグラウンドとして用いることによりコンタクトピン先の近くまで基板配線側と特性インピーダンスを合わせることができ、反射雑音による誤動作を抑えることができる。特に、本発明において想定しているフリップチップ等の面配置端子は、一般に高速仕様のものが多く、高周波特性が問題となるため、上記意義は大きいといえる。
【００２８】
請求項９に記載のコンタクトプローブでは、請求項８に記載のコンタクトプローブにおいて、前記フィルムに張り付けられる金属薄板は、該フィルム面に沿う方向において前記コンタクトピンの近傍まで設けられている技術が採用される。
【００２９】
このコンタクトプローブでは、前記金属薄板がコンタクトピンの近傍までグラウンドとして機能するため、コンタクトピン先の近くまで基板配線側との特性インピーダンスのずれを最小限に抑えることができ、反射雑音による誤動作を抑えることができる。
【００３０】
請求項１０に記載のコンタクトプローブでは、請求項６から請求項９のいずれか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、前記フィルムに張り付けられた前記金属薄板の先端部からの突出量が５ｍｍ以下とされている技術が採用される。
【００３１】
このコンタクトプローブでは、基板配線側との間で特性インピーダンスの異なる伝送線路の長さ、すなわち、グラウンドから突出するコンタクトピンの長さが、僅か５ｍｍ以下であるため、反射雑音を最小限に抑えることができる。なお、ここで具体的数値を比較すれば、前述したように、水平ニードル型プローブカードは、基板配線側と特性インピーダンスが異なる部分（＝コンタクトピンの全長）が４０〜３０ｍｍ、垂直ニードル型にあっても１１〜７．５ｍｍであるため、本プローブは、両者と比較して高周波特性に優れているといえる。なお、コンタクトピンのグラウンドから突出する長さが過度に短い場合には、オーバードライブ時に撓み難くなるが、この場合には該コンタクトプローブを支持する支持体の位置を上げればよいことが分かっている。
【００３２】
請求項１１に記載のプローブ装置では、請求項１記載のプローブ装置において、前記複数のコンタクトプローブの前記フィルム面同士の空隙には、非導電性材からなるスペーサが配設され、且つ該コンタクトプローブ同士は、互いに位置決めされている技術が採用される。
【００３３】
このプローブ装置では、複数のコンタクトプローブが非導電性材からなるスペーサを介して位置決めされるため、面配置端子の各電極を確実に検査することができる。
【００３４】
請求項１２に記載のプローブ装置では、請求項１１に記載のプローブ装置において、請求項２に記載のコンタクトプローブを用いる技術が採用される。
【００３５】
このプローブ装置では、コンタクトピンの金属薄板を所定の位置に所定の量だけハーフエッチングすることにより、コンタクトピンの撓む向きおよび撓む位置を同じくすることができ、さらに複数のコンタクトプローブが非導電性材からなるスペーサを介して位置決めされるため、面配置端子の各電極を確実に検査することができる。
【００３６】
請求項１３に記載のコンタクトプローブの製造方法では前記パターン配線となる金属層と結合可能なベースメタル層を支持基板上に形成する工程と、前記ベースメタル層の上にマスクを施してマスクされていない部分に前記金属層をメッキ処理して前記パターン配線を形成するメッキ処理工程と、前記マスクを取り除いた前記パターン配線のうち前記コンタクトピンとなる先端以外に前記金属薄板を備えるフィルムを被着する被着工程と、前記フィルムと前記パターン配線とからなる部分と、前記支持基板と前記ベースメタル層とからなる部分とを分離する分離工程と、前記金属薄板をハーフエッチングする工程とを備える技術が採用される。
【００３７】
このコンタクトプローブの製造方法では、金属薄板をハーフエッチングする工程によりコンタクトピンの撓む向きおよび撓む位置を同じくすることができる。また、ハーフエッチング処理をしないものに比べて、より少ない座屈荷重で撓み易くなるため、長短全ピンの端子に対する接触を確保することができる。この場合、ハーフエッチングした箇所において、オーバードライブ時にコンタクトピンに生じる歪を逃がし、それ以外の箇所での座屈（撓み）の発生が防止される。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るプローブ装置の第一の実施形態を図１から図９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（フィルム）、３はパターン配線、７０はプローブ装置（プローブカード）を示している。
【００３９】
本実施形態のコンタクトプローブ１は、図５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を張り付けた構造となっており、前記樹脂フィルム２の端部から前記パターン配線３の先端が突出してコンタクトピン３ａとされている。
【００４０】
前記プローブ装置７０は、図１から図４に示すように、前記コンタクトプローブ１を、それらの各コンタクトピン３ａの軸線が端子電極（測定対象物）Ｐの接触面Ｐａに対して略垂直となるように配設し、且つそれらの樹脂フィルム２の各面間にスペーサ２ｅを介して並設したものである。前記スペーサ２ｅは、例えばセラミックス等の非導電性材からなり、前記コンタクトプローブ１を支持する支持体としても機能する。前記樹脂フィルム２の側部には、位置決め穴２ｈが設けられ、この位置決め穴にセラミックス製の棒２ｊを挿通させることで、前記コンタクトプローブ１の位置決めがなされている。
【００４１】
図３に示すように、前記樹脂フィルム２における前記パターン配線３が形成された面の裏側の面には、金属フィルム（金属薄板）５００が設けられている。そして、この金属フィルム５００において、前記コンタクトピン３ａの軸線方向特定位置の裏側には、ハーフエッチングが施されている。
【００４２】
次に、図６から図９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。
【００４３】
〔ベースメタル層形成工程〕まず、図６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６を形成する。
〔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（マスク）７を形成した後、図６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６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７に開口部（マスクされていない部分）７ａを形成する。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６（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。本願請求項において、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。
【００４４】
〔電解メッキ工程〕そして、図６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またはＮｉ合金層Ｎをメッキ処理により形成した後、図６の（ｅ）に示すように、フォトレジスト層７を除去する。
【００４５】
〔フィルム被着工程〕次に、図６の（ｆ）に示すように、前記ＮｉまたはＮｉ合金層Ｎの上であって、図５に示した前記パターン配線３の先端、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。前記樹脂フィルム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銅面５００に、写真製版技術を用いて銅エッチングを施して、グラウンド面を形成しておく。そして、このフィルム被着工程では、二層テープのうちの樹脂面ＰＩを接着剤２ａを介して前記ＮｉまたはＮｉ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。
〔分離工程〕そして、図６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。
【００４６】
〔ハーフエッチング工程〕次に、金属フィルム５００の一部を、図３に示すようにハーフエッチングする。この場合のハーフエッチングは、例えば、金属フィルム５００を写真製版技術を用いてエッチングする工程において、すべての金属（銅）をエッチングしてしまうのではなく、その途中でエッチングを終了させることにより行う。
〔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６の（ｈ）に示すように、Ａｕメッキを施し、表面にＡｕメッキ層Ａ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Ａが形成される。
【００４７】
図２および図８に示すように、金属フィルム５００は、コンタクトピン３ａの近傍まで設けられ、コンタクトピン３ａは、金属フィルム５００の先端部からの突出量Ｌが５ｍｍ以下とされている。この金属フィルム５００は、グラウンドとして用いることができ、それにより、プローブ装置７０の先端近くまでインピーダンスマッチングをとる設計が可能となり、高周波域でのテストを行う場合にも反射雑音による悪影響を防ぐことができる。
【００４８】
また、樹脂フィルム２（ポリイミド樹脂ＰＩ）に張り付けられた金属フィルム５００には、さらに以下の利点がある。すなわち、金属フィルム５００が無い場合、樹脂フィルム２は、ポリイミド樹脂からなっているため、図９に示すように、水分を吸収して伸びが生じ、コンタクトピン３ａ，３ａ間の間隔ｔが変化することがあった。そのため、コンタクトピン３ａが端子電極の所定位置に接触することができず、正確な電気テストを行うことができないという問題があった。本実施形態では、樹脂フィルム２に金属フィルム５００を張り付けて設けることにより、湿度が変化しても前記間隔ｔの変化を少なくし、コンタクトピン３ａを端子電極の所定位置に確実に接触させるようになっている。
【００４９】
図７は、前記コンタクトプローブ１をＩＣ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８は、図のＣ−Ｃ線断面図である。図７に示すように、樹脂フィルム２には、前記棒２ｊを挿通させるための位置決め穴２ｈが設けられている。図４および図８に示すように、パターン配線３は、引き出し用配線１０を介してフレキシブル基板（ＦＰＣ）９の一端部に接続され、該フレキシブル基板９の他端部は、プリント基板２０に接続されて前記プローブ装置７０を構成している。
【００５０】
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をプローバーに装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チップに送ることによって、該ＩＣチップ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チップの電気的特性が測定される。
【００５１】
本実施形態のプローブ装置７０では、樹脂フィルム２からコンタクトピン３ａが突出状態に配されてなるコンタクトプローブ１を、複数備え、それらのコンタクトピン３ａの軸線が端子電極Ｐの接触面Ｐａに対して略垂直となるように配設し、且つそれらの樹脂フィルム２，２間にスペーサ２ｅを介して間隔を設けつつ並設したので、面配置端子にも対応でき、多ピン化を実現することができる。この場合、本実施形態では、パターン配線３（コンタクトピン３ａ）の材質がＮｉまたはＮｉ合金とされているので、従来のタングステンを使用したものに比べて、コンタクトピン３ａが略垂直に配設されてもなお、撓み易く、これにより、長短全ピン３ａの端子電極Ｐに対する接触を確保することができる。
【００５２】
また、前記コンタクトピン３ａの裏側の金属フィルム５００の所定の位置で所定の量だけハーフエッチングすることにより、オーバードライブ時に該コンタクトピン３ａの撓む向きおよび撓む位置を同じくすることができ、また、より少ない座屈荷重で撓み易くすることができるため、隣同士のコンタクトピン３ａが誤接触することを防止することができる。
【００５３】
なお、上記の第一の実施形態においては、プローブ装置７０をプローブカードとして用いたが、他の測定用治具等に採用しても構わない。例えば、ＩＣチップを内側に保持して保護し、ＩＣチップのバーンインテスト用装置等に搭載されるＩＣチップテスト用ソケット等に適用してもよい。
【００５４】
次に、図１０を参照して、第二の実施形態について説明する。本実施形態のプローブ装置７０では、前記コンタクトプローブ１は、樹脂フィルム２の両面側から一対のスペーサ２ｅａ，２ｅｂにより支持され、そのうちの一方２ｅａは、他方２ｅｂに比べてパターン配線３の軸線方向の長さが長く形成されている。また、前記他方のスペーサ２ｅｂは、前記金属フィルム５００面に隣接して設けられ、該金属フィルム５００は、前記他方のスペーサ２ｅｂに接触（支持）されない先端側がハーフエッチングされている（二点鎖線参照）。
【００５５】
本実施形態では、コンタクトピン３ａは、長い方のスペーサ２ｅａにより支持される樹脂フィルム２面（図中左側）に向けては曲がらず、短い方のスペーサ（２ｅｂ）で支持される樹脂フィルム面側（同右側）に必ず曲がるため、撓む向きを一定にすることができる。また、スペーサ２ｅａ，２ｅｂの長さの大小により、各樹脂フィルム２面の支持力を調整できるため、撓む量をも一定にすることができる。これにより、撓む向きおよび量の双方を一定に調整することができる。
【００５６】
なお、前記金属フィルム５００における前記他方のスペーサ２ｅｂとの接触面には、さらに第二の樹脂フィルムを直接張り付けてもよい。これにより、スペーサ２ｅａ，２ｅｂによるコンタクトプローブ１の組み込み時の締付けに対して緩衝材となるという作用効果が得られる。したがって、組み込み時に配線パターン３に与えるダメージを軽減することができる。
【００５７】
次に、図１１を参照して、第三の実施形態について説明する。本実施形態は、前記樹脂フィルム２に、前記パターン配線３の軸線と略直交する向きの打ち抜き領域２ｋを設けたものである。この打ち抜き領域２ｋの形成は、金属フィルム５００の所定箇所をエッチングしておき、その箇所にレーザを照射して前記樹脂フィルム２および接着剤２ａを焼き抜くことにより行われる。
【００５８】
本実施形態では、パターン配線３が形成される樹脂フィルム２面の他の領域に比べて、打ち抜き領域２ｋでパターン配線３を支持する力が弱まるため、オーバードライブ時に、パターン配線３（コンタクトピン３ａ）は、打ち抜き領域２ｋの箇所において撓む。これにより、撓む位置を一定にでき、かつ撓み易くすることができる。また、樹脂フィルム２のパターン配線３を支持する力は、打ち抜き領域２ｋで略一定に弱まるため、パターン配線３の撓み量をも略一定にすることができる。
【００５９】
次に、第四の実施の形態について説明する。本実施形態は、前記樹脂フィルム２を、前記パターン配線３の軸線と略直交する向きの仮想線を中心として折曲したものである。すなわち、樹脂フィルム２において前記スペーサ２ｅで支持された位置よりも下部を、治具等を用いて折曲げ、該樹脂フィルム２を弾性変形させる。これにより、コンタクトピン３ａは、樹脂フィルム２の前記仮想線を中心として折曲し、長短全ピン３ａの接触を確保することができる。
【００６０】
次に、図１２を参照して、第五の実施の形態について説明する。本実施形態では、前記パターン形成工程において使用されるフォトマスク８は、前記コンタクトピン３ａに相当する部分の形状が、軸線方向途中位置Ｘにて折曲するように形成される。このフォトマスク８を使用することにより、マスク露光・現像されたフォトレジスト層（マスク）７は、前記マスクされていない部分７ａの中のコンタクトピン３ａに相当する部分の形状が、軸線方向途中位置Ｘにて折曲するように形成される。そして、その後のＮｉメッキ処理により製造されたコンタクトピン３ａは、その軸線方向途中位置Ｘにて折曲するように形成されるため、オーバードライブ時には、その折曲点Ｘから撓む。
【００６１】
この場合、マスク露光技術を用いるため、コンタクトピン３ａの折曲点Ｘに関して、その折曲角度やピン幅の調整を精確に行うことができ、その結果、撓みの向きや量等を正確にコントロールすることができる。しかも、フォトマスク８は一度製作した後は、繰り返し使用できるため、例えば、コンタクトピン３ａ作製後に治具等を用いてピン３ａや樹脂フィルム２を曲げるものに比べて、より高精度のものを大量に生産することができる。また、例えばコンタクトピン３ａ作製後にハーフエッチングやピン曲げをするものに比べて、本実施形態は、マスク形状を変更するのみであり、工程数は変わらないという効果が得られる。
【００６２】
【発明の効果】
請求項１記載のプローブ装置によれば、フィルムからコンタクトピンが突出状態に配されてなるコンタクトプローブを、複数備え、それらのコンタクトピンの軸線が測定対象物の接触面に対して略垂直となるように配設し、且つそれらのフィルム間に間隔を設けつつ並設したので、面配置端子にも対応でき、多ピン化を実現することができる。この場合、フィルム上に形成されるパターン配線（コンタクトピン）の材質を例えばＮｉまたはＮｉ合金とすれば、コンタクトピンが略垂直に配設されてもなお、撓み易く、これにより、長短全ピンの端子に対する接触を確保することができる。また、前記複数のコンタクトピンは、座屈荷重を受けたときにその曲がる向きが略一定にされているので、オーバードライブ時にコンタクトピンが座屈荷重を受けて撓むときに、その曲がりの向きが略一定となるため、隣同士のコンタクトピンが誤接触することがない。
さらに、前記複数のコンタクトピンは、その軸線方向における座屈点の位置が略一定にされているのでコンタクトピンが撓むときに、隣同士のコンタクトピンが誤接触することがない。
【００６３】
請求項２記載のコンタクトプローブによれば、金属薄板を所定の位置に所定の量だけハーフエッチングすることにより、コンタクトピンの撓む向きおよび撓む位置を同じくすることができる。また、ハーフエッチング処理をしないものに比べて、より少ない座屈荷重で撓み易くなるため、長短全ピンの端子に対する接触を確保することができる。この場合、ハーフエッチングした箇所において、オーバードライブ時にコンタクトピンに生じる歪を逃がし、それ以外の箇所での座屈（撓み）の発生が防止される。また、コンタクトピン自体をハーフエッチングすると、強度が弱くなり折損するおそれがあるが、本発明ではそのおそれがない。なお、金属薄板は、グラウンドとして用いることができる。
【００６４】
請求項３記載のコンタクトプローブによれば、パターン配線が形成されるフィルム面の他の領域に比べて、打ち抜き領域でパターン配線を支持する力が弱まるため、オーバードライブ時に、パターン配線（コンタクトピン）は、打ち抜き領域の箇所において撓むことになる。これにより、撓む位置を一定にでき、かつ撓み易くすることができる。また、フィルムのパターン配線を支持する力は、打ち抜き領域で略一定に弱まるため、パターン配線の撓み量をも略一定にすることができる。
【００６５】
請求項４記載のコンタクトプローブによれば、フィルムをパターン配線と略直交する向きの仮想線において、治具を用いて折曲げ、フィルムを弾性変形させることにより、オーバードライブ時にコンタクトピンは、フィルムの仮想線を中心として折曲し、長短全ピンの接触を確保することができる。
【００６６】
請求項５に記載のコンタクトプローブによれば、コンタクトピンは、長い方の支持体により持されるフィルム面に向けては曲がらず、短い方の支持体で支持されるフィルム面側に必ず曲がるため、撓む向きを一定にすることができる。また、支持体の長さの大小により、各フィルム面の支持力を調整できるため、撓む量をも一定にすることができる。これにより、撓む向きおよび量を一定に調整することができる。
【００６７】
請求項６記載のコンタクトプローブによれば、請求項２から請求項５のいずれかに記載のコンタクトプローブにおいて、コンタクトピンは、折曲点から座屈し、その座屈量は、コンタクトピンの折曲量と一定の関係を有するため、これにより、撓む向きおよび撓む量を一定に調整することができる。
【００６８】
請求項７に記載のコンタクトプローブによれば、請求項２、請求項３または請求項５のいずれかに記載のコンタクトプローブにおいて撓む向きおよび撓む量を一定に調整することができる。
【００６９】
請求項８に記載のコンタクトプローブによれば、請求項３から請求項５のいずれかに記載のコンタクトプローブにおいて、前記フィルムには、金属薄板が直接張り付けられて設けられているため、前記フィルムが、例えば水分を吸収して伸張し易い樹脂フィルム等であっても、該フィルムには、金属薄板が直接張り付けられて設けられているため、該金属薄板により前記フィルムの伸びが抑制される。さらに、該金属薄板は、グラウンドとして用いることができ、それにより、コンタクトプローブの先端近くまでインピーダンスマッチングをとる設計が可能となり、高周波域でのテストを行う場合にも反射雑音による悪影響を防ぐことができる。
【００７０】
請求項９に記載のコンタクトプローブによれば、請求項８記載のコンタクトプローブにおいて、前記金属薄板がコンタクトピンの近傍までグラウンドとして機能するため、コンタクトピン先の近くまで基板配線側との特性インピーダンスのずれを最小限に抑えることができ、反射雑音による誤動作を抑えることができる。
【００７１】
請求項１０に記載のコンタクトプローブでは、請求項６から請求項９のいずれかに記載のコンタクトプローブにおいて、基板配線側との間で特性インピーダンスの異なる伝送線路の長さ、すなわち、グラウンドから突出するコンタクトピンの長さが、僅か５ｍｍ以下であるため、反射雑音を最小限に抑えることができる。
【００７２】
請求項１１記載のプローブ装置では、請求項１記載のプローブ装置において、複数のコンタクトプローブが非導電性材からなるスペーサを介して位置決めされるため、面配置端子の各電極を確実に検査することができる。
【００７３】
請求項１２記載のプローブ装置によれば、請求項１１に記載のプローブ装置において請求項２に記載のコンタクトプローブを用いる技術が採用されるので、コンタクトピンの金属薄板を所定の位置に所定の量だけハーフエッチングすることにより、コンタクトピンの撓む向きおよび撓む位置を同じくすることができ、さらに複数のコンタクトプローブが非導電性材からなるスペーサを介して位置決めされるため、面配置端子の各電極を確実に検査することができる。
【００７４】
請求項１３に記載のコンタクトプローブの製造方法によれば、金属薄板をハーフエッチングする工程を備えているので、コンタクトピンの撓む向きおよび撓む位置を同じくすることができる。また、ハーフエッチング処理をしないものに比べて、より少ない座屈荷重で撓み易くなるため、長短全ピンの端子に対する接触を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るプローブ装置の第一の実施形態を示す要部斜視図である。
【図２】 同側面図である。
【図３】 同拡大側面図である。
【図４】 （ａ）は本発明に係るプローブ装置の第一の実施形態を示す平面図、（ｂ）は同側面図である。
【図５】 本発明に係るコンタクトプローブの第一の実施形態を示す要部斜視図である。
【図６】 本発明に係るコンタクトプローブの第一の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７】 本発明に係るコンタクトプローブの第一の実施形態を示す平面図である。
【図８】 図７のＣ−Ｃ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一の実施形態において金属薄板を説明するための正面図である。
【図１０】 本発明に係るプローブ装置の第二の実施形態を示す要部拡大側面図である。
【図１１】 本発明に係るコンタクトプローブの第三の実施形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は同Ｐ−Ｐ線断面図、（ｃ）は同Ｑ−Ｑ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五の実施形態を示す平面図である。
【図１３】 電極端子の配置の型を示し、（ａ）は周辺配置端子、（ｂ）は面配置端子である。
【図１４】 水平ニードル型プローブカードを示す側面図である。
【図１５】 垂直ニードル型プローブカードを示す側面図である。
【符号の説明】
１ コンタクトプローブ
２ フィルム（樹脂フィルム）
２ｅ 支持体（スペーサ）
２ｅａ 一方の支持体（スペーサ）
２ｅｂ 他方の支持体（スペーサ）
２ｋ 打ち抜き領域
３ パターン配線
３ａ コンタクトピン
５ 支持基板
６ ベースメタル層
７ フォトレジスト層（マスク）
７ａ マスクされていない部分
８ フォトマスク
９ フレキシブル基板（ＦＰＣ）
１０ 引き出し用配線
２０ 基板（プリント基板）
７０ プローブ装置（プローブカード）
５００ 金属薄板（金属フィルム）
Ｌ コンタクトピンの金属薄板から突出した長さ
Ｎ 金属層
Ｐ 測定対象物（端子電極）
Ｐａ 接触面
Ｘ 途中位置（折曲位置）