JP2004037145A

JP2004037145A - プローブ及びこれを用いた電気的接続装置

Info

Publication number: JP2004037145A
Application number: JP2002191868A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Sho; 庄　雅彦; Takashi Kono; 河野　貴志
Original assignee: Micronics Japan Co Ltd
Current assignee: Micronics Japan Co Ltd
Priority date: 2002-07-01
Filing date: 2002-07-01
Publication date: 2004-02-05

Abstract

【課題】半田の付着性を低下させることなく、支持体又は装着具に対する付着性を高めることにある。
【解決手段】プローブは、針先部及び該針先部から伸びる針主体部を備えるニードルであって支持部材に装着される被装着領域及び該被装着領域に続く後方領域を前記針主体部に有するニードルと、少なくとも前記被装着領域及び前記後方領域を覆う導電性被膜と、導電性被膜のうち少なくとも前記被装着領域を覆うポリイミド被膜とを含む。
【選択図】　　　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プローブ及びこれを用いる電気的接続装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プローブカード、プローブユニット、プローブブロック等の電気的接続装置は、集積回路や表示用基板の通電試験に用いられている。この種の電気的接続装置は、また、ニードルタイプ又はブレードタイプの複数のプローブを被検査体の電極に押圧される接触子として用いている。
【０００３】
この種の電気的接続装置に用いられているプローブの１つとして、タングステン製又はタングステン合金製の金属細線から製作されたニードルを用い、またニードルをその装着領域において配線基板のような支持体又は該支持体に取り付けられた針押えのような装着具に接着剤により取り付けられるものがある。
【０００４】
しかし、タングステン及びその合金は半田の付着性が低いため、ニードル自体を配線のような接続部材に半田付けしても、接続部材に対するプローブの接着力が低く、プローブにわずかな力が作用するだけで、プローブが接続部材から剥がれてしまう。
【０００５】
また、タングステン及びその合金は電気絶縁性接着剤による接着力が低いから、そのようなプローブを電気絶縁性接着剤により支持体又は装着具に接着すると、電気絶縁性接着剤によるプローブの把持力が弱く、したがってプローブにわずかな力が作用するだけで、プローブが電気絶縁性接着剤ひいては支持体又は装着具に対して移動して、プローブの針先が被検査体の電極に対し変位し、極端な場合プローブが支持体又は装着具から剥がれることがある。
【０００６】
半田の付着性が高いプローブとするため、上記のニードルのうち、配線基板に装着する被装着領域及びその後方の領域に、半田の付着性が高いニッケルメッキ層を形成したプローブが提案されている。
【０００７】
しかし、ニッケルは電気絶縁性接着剤による接着力が低いから、そのようなプローブをニッケルメッキ層において電気絶縁性接着剤により支持体又は装着具に接着すると、電気絶縁性接着剤によるプローブの把持力が弱く、したがってプローブにわずかな力が作用するだけで、プローブが支持体又は装着具に対して移動して、プローブの針先が被検査体の電極に対し変位し、極端な場合プローブが支持体又は装着具から剥がれることがある。
【０００８】
支持体又は装着具に対するプローブの付着力を高めるために、上記のようなニードルの装着領域の周りにエナメルやテフロン（登録商標）等の絶縁被膜材のコーティング層を形成し、このコーティング層において支持体又は装着具に導電性接着剤により取り付けるプローブが提案されている（実開昭６１−１５７３６号）。
【０００９】
【解決しようとする課題】
しかし、そのようなプローブでは、導電性接着剤を用いるから、隣り合うプローブの電気絶縁性に問題がある。また、タングステン、その合金、ニッケル等に対するエナメルやテフロン（登録商標）の付着性が低いから、プローブにオーバードライブを作用させる装置に適用すると、オーバードライブによりニードルがエナメルやテフロン（登録商標）のコーティング層ひいては支持体又は装着具に対して移動することを避けることができず、したがってそのようなコーティング層を有しない前記したプローブと同様の問題を生じる。
【００１０】
特に、プローブの配置密度を高めるために直径寸法が小さいプローブの場合、タングステン、その合金、ニッケル等に対するエナメルやテフロン（登録商標）の付着性が著しく低くなり、タングステン、その合金、ニッケル等に対するエナメルやテフロン（登録商標）の把持力が低くなる。
【００１１】
本発明の目的は、半田の付着性を低下させることなく、支持体又は装着具に対する付着性を高めることにある。
【００１２】
【解決手段、作用、効果】
本発明に係るプローブは、針先部及び該針先部から伸びる針主体部を備えるニードルであって支持部材に装着される被装着領域及び該被装着領域に続く後方領域を前記針主体部に有するニードルと、少なくとも前記被装着領域及び前記後方領域を覆う導電性被膜と、導電性被膜のうち少なくとも前記被装着領域を覆うポリイミド被膜とを含む。
【００１３】
ニッケルのような導電性被膜は、ニードルに対するニッケルの把持力が大きく、またタングステン及びその合金に比べ、半田の付着性が高いから、プローブの半田による接続部への接着力を高くする。
【００１４】
ポリイミド樹脂は、エナメルやテフロン（登録商標）に比べ、タングステン及びその合金並びに導電性被膜に対する付着性が高いと共に、電気絶縁性接着剤の付着性が高いから、導電性被膜の把持力が大きく、電気絶縁性接着剤による支持体及び装着具へのプローブの付着力を高くする。
【００１５】
本発明に係るプローブは、さらに、前記ニードルのうち少なくとも前記被装着領域より前方の領域を覆う金被膜を含むことができる。そのようにすれば、被検査体の電極への電気的接続特性が向上する。
【００１６】
本発明に係るプローブは、さらに、前記ポリイミド被膜の表面に形成された複数の凹部又は凸部を含むことができる。そのようにすれば、プローブが支持体又は装着具に電気絶縁性接着剤により取り付けられた状態において、電気絶縁性接着剤が凹部又は凸部と係合するから、電気絶縁性接着剤による支持体及び装着具へのプローブの付着力がより高くなる。
【００１７】
前記ニードルはタングステン又はその合金から製作されており、前記導電性被膜はニッケルにより形成されていてもよい。
【００１８】
本発明に係る電気的接続装置は、支持部を有する支持体と、前記支持部に取り付けられた装着具と、上記のような複数のプローブであって前記被装着領域を覆う前記ポリイミド被膜において前記装着具に取り付けられたプローブとを含む。
【００１９】
本発明に係る電気的接続装置によっても、上記のようなプローブを用いるから、本発明に係るプローブと同様の作用効果が得られる。
【００２０】
前記支持体は複数の接続部を備える配線基板を含み、各プローブはその後端部において導電性接着剤により前記接続部に接着されていてもよい。また、各プローブは接着剤により前記装着具に接着されていてもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１及び図２を参照するに、電気的接続装置１０は、円板状の配線基板１２と、配線基板１２の下面に取り付けられた針押え１４と、針押え１４の下面に装着されたニードルタイプの複数のプローブ１６とを含むプローブカードに構成されている。プローブ１６は、配線基板１２の中心軸線の周りに角度的間隔をおいた状態に、電気絶縁性接着剤１８により針押え１４に接着されている。
【００２２】
配線基板１２は、検査すべき集積回路より大きい開口２０を中央に有しており、プローブ１６に個々に対応された複数の接続ランド２２を開口２０の周りの下面に間隔をおいて有しており、さらにテスターに電気的に接続される複数のテスターランド２４を外周部の上面に有している。
【００２３】
各テスターランド２４は、プローブ１６に対応されており、また対応するプローブ１６の接続ランド２２に内部配線２６により接続されている。
【００２４】
針押え１４は、開口２０の周りを伸びるように電気絶縁材料で製作されており、また開口２０の周りに形成された配線基板１２の凹所に下方へ突出する状態に配置されて配線基板１２に接着されている。
【００２５】
図示の例では、配線基板１２はプローブ１６のための支持体又は支持部材として作用し、針押え１４は、プローブ１６を配線基板１２に装着するための装着具として作用する。
【００２６】
各プローブ１６は、図３及び図４に示すように、タングステンやタングステン合金等の導電性金属細線を用いて製作されたニードル３０を含む。ニードル３０は、先端を集積回路の平坦な電極に押圧される針先部３２と、針先部３２から伸びる針主体部３４とを備えており、針先部３２を針主体部３４に対して一方向に所定の角度曲げている。
【００２７】
ニードル３０の針主体部３４は、針押え１４に接着剤により接着される被装着領域３６と、被装着領域３６に続く後方領域３８とを有している。
【００２８】
各プローブ１６は、また、被装着領域３６と後方領域とを覆うニッケルの被膜４０と、ニッケル被膜４０のうち少なくとも被装着領域３６を覆うポリイミド被膜４２とを含む。
【００２９】
ニッケル被膜４０は、図示の例では、ニッケルメッキにより被装着領域３６と後方領域との外周面に形成されている。ポリイミド被膜４２は、図示の例では、被装着領域３６から後方領域の中間部までの範囲の外周面に形成されている。
【００３０】
プローブ１６は、針先部３２が配線基板１２の開口２０の位置となり、針主体部３４が半径方向外方へ伸びる状態に針押え１４に装着されていると共に、ニードル３０及びニッケル被膜４０の後端部において接続ランド２２に半田４４により接着されている。
【００３１】
ニッケル被膜４０は、ニードル３０の把持力が大きく、またタングステン及びその合金に比べ、半田４４の付着性が高いから、プローブ１６の半田４４による接続ランド２２への接着力が高い。
【００３２】
ポリイミド樹脂４２は、エナメルやテフロン（登録商標）に比べ、タングステン及びその合金製のニードル３０並びにニッケル被膜４０に対する付着性が高いと共に、接着剤１８の付着性が高いから、ニッケル被膜４０の把持力が大きく、接着剤１８による針押え１４へのプローブ１６の付着力が高い。
【００３３】
そのようにタングステン、その合金、ニッケル等に対するポリイミド樹脂の付着性が著しく高いと、プローブ１６の配置密度を高めるためにプローブ１６の直径寸法を小さくしても、タングステン、その合金、ニッケル等に対するポリイミド被膜４２の把持力が大きい。
【００３４】
電気的接続装置１０は、従来のプローブカードと同様に、各プローブ１６の針先を集積回路の電極に押圧する。このとき、各プローブ１６には、半径方向外方への後退力がオーバードライブに起因して作用する。
【００３５】
しかし、各プローブ１６が上記のように構成されて、接着剤１８により針押え１４に接着されていると共に、半田４４により接続ランド２２に接着されているから、各プローブ１６は、上記のような後退力を、接着剤１８を介して針押え１４に確実に伝達し、後退を防止される。
【００３６】
また、各プローブ１６がニッケル被膜４０において半田４４により接続ランド２２に接着されているから、各プローブ１６は、上記のようなオーバードライブ及び後退力により、接続ランド２２から剥がされるおそれがない。
【００３７】
さらに、プローブ１６のうち、隣り合うプローブ１６相互の電気的絶縁、特に針押え１４における隣り合うプローブ１６相互の電気的絶縁がポリイミド被膜４２により維持されるから、プローブ１６の配置密度を高めることができる。
【００３８】
図５及び図６を参照するに、プローブ６０は、ニッケル被膜４０と一体のニッケル被膜６２を被装着領域３６より前方のニードル３０の表面に形成し、ニッケル被膜６２を覆う金被膜６４をニッケル被膜６２に形成している。そのようなプローブ６０によれば、集積回路の電極への電気的接続特性が向上する。
【００３９】
プローブ６０の場合、ニードル３０は、ベリリウム銅で製作されていてもよい。金被膜６４は、金メッキにより形成することができる。金被膜６４は、ニッケル被膜４０にも形成してもよい。
【００４０】
図７及び図８を参照するに、図３及び図４に示すタイプのプローブ１６を代表して示すように、プローブ７０及び８０は、それぞれ、ポリイミド被膜４２の表面に複数の凹部７２又は８２を有していてもよい。
【００４１】
凹部７２はポリイミド被膜４２の表面をサンドペーパのような適宜な手段で擦ることにより形成された擦り傷であり、凹部８２は切り込みによりポリイミド被膜４２の外周面に周方向に形成された溝である。しかし、凹部７２，８２の代わりの凸部をポリイミド被膜４２の周面に形成してもよい。
【００４２】
プローブ７０及び８０によれば、プローブ７０及び８０が針押え１４に電気絶縁性接着剤により取り付けられた状態において、電気絶縁性接着剤が凹部７２及び８２と係合するから、電気絶縁性接着剤による針押え１４へのニードル、ニッケル被膜及びポリイミド被膜の付着力がより高くなる。
【００４３】
ニードル３０は、タングステン、その合金及びベリリウム銅以外の導電性材料により形成されていてもよい。また、被膜４０は、ニッケル以外の他の導電性材料により形成されていてもよい。
【００４４】
本発明は、上記実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない限り、種々変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電気的接続装置の一実施例を示す断面図である。
【図２】図１に示す電気的接続装置の底面図である。
【図３】本発明に係るプローブの一実施例を示す図であって図１に示す電気的接続装置におけるプローブ近傍の断面図である。
【図４】図３に示すプローブの主要部の一実施例を示す斜視図である。
【図５】本発明に係るプローブの他の実施例を示す、図３と同様の断面図である。
【図６】図５に示すプローブの主要部の一実施例を示す斜視図である。
【図７】本発明に係るプローブのさらに他の実施例を示す、図４と同様の斜視図である。
【図８】本発明に係るプローブのさらに他の実施例を示す、図４と同様の斜視図である。
【符号の説明】
１０　電気的接続装置
１２　配線基板
１４　針押え
１６，６０，７０，８０　プローブ
１８　接着剤
２２　接続ランド
３０　ニードル
３２　針先部
３４　針主体部
３６　被装着領域
３８　後方領域
４０，６２　ニッケル被膜
４２　ポリイミド被膜
４４　半田
６４　金被膜
７２，８２　凹部

Claims

針先部及び該針先部から伸びる針主体部を備えるニードルであって支持部材に装着される被装着領域及び該被装着領域に続く後方領域を前記針主体部に有するニードルと、少なくとも前記被装着領域及び前記後方領域を覆う導電性被膜と、導電性被膜のうち少なくとも前記被装着領域を覆うポリイミド被膜とを含む、プローブ。
さらに、前記ニードルのうち少なくとも前記被装着領域より前方の領域を覆う金被膜を含む、請求項１に記載のプローブ。
さらに、前記ポリイミド被膜の表面に形成された複数の凹部又は凸部を含む、請求項１又は２に記載のプローブ。
前記ニードルはタングステン又はその合金から製作されており、前記導電性被膜はニッケルにより形成されている、請求項１から３のいずれか１項に記載のプローブ。
支持部を有する支持体と、前記支持部に取り付けられた装着具と、請求項１から３のいずれか１項に記載の複数のプローブであって前記被装着領域を覆う前記ポリイミド被膜において前記装着具に取り付けられたプローブとを含む、電気的接続装置。
前記支持体は複数の接続部を備える配線基板を含み、各プローブはその後端部において導電性接着剤により前記接続部に接着されている、請求項５に記載の電気的接続装置。
各プローブは接着剤により前記装着具に接着されている、請求項５又は６に記載の電気的接続装置。