JP2005127952A - Contact probe and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ICチップまたは液晶デバイスなどの電子部品の電極に接触させて、電気的な試験を行なうためのコンタクトプローブに関する。 The present invention relates to a contact probe for performing an electrical test by contacting an electrode of an electronic component such as a semiconductor IC chip or a liquid crystal device.
LSIのような高密度で高速の電子部品を検査するために、多数のコンタクトプローブを有するプローブカードが使用される。検査に際しては、コンタクトプローブを電子部品の電極に押し付けて、コンタクトプローブを介して電子部品の各種のデータが収集される。したがって、検査対象である電子部品の電極との確実な接触が得られるとともに、電極に損傷を与えないようにするため、コンタクトプローブにはバネ機能が必要である。 In order to inspect high-density and high-speed electronic components such as LSI, a probe card having a large number of contact probes is used. In the inspection, the contact probe is pressed against the electrode of the electronic component, and various data of the electronic component is collected through the contact probe. Therefore, a reliable contact with the electrode of the electronic component to be inspected is obtained, and the contact probe needs a spring function so as not to damage the electrode.
電子部品の高集積化および高速化が進行する中、電子部品の電極に対応して形成されるコンタクトプローブも集積化が進行している。このため、従来のプローブカードでは、20〜80ピン/枚のコンタクトプローブが形成されていたが、最近では、600〜800ピン/枚、ピンピッチ40μmのプローブカードが主流になっており、2500ピン/枚のカードも登場している。 As electronic components are highly integrated and increased in speed, contact probes formed corresponding to the electrodes of the electronic components are also integrated. For this reason, in the conventional probe card, a contact probe of 20 to 80 pins / piece was formed, but recently, a probe card having 600 to 800 pins / piece and a pin pitch of 40 μm has become mainstream, and 2500 pins / piece. There are also cards.
また、電子部品の高集積化および高速化に伴い、電極の間隔が益々狭くなる傾向にあるため、従来の水平接触型のプローブカードでは、接触に際して、コンタクトプローブが横から滑り、オーバードライブして、隣接する電極を傷つけるトラブルが発生しやすい。かかる欠点を解決するため、コンタクトプローブが垂直に電極と接触する垂直接触型のプローブカードが開発されている。このプローブカードは、プローブカードのピン数が多く、コンタクトエリアが広くなっても、コンタクトプローブの針立てが容易であるという利点を有する。 In addition, as the integration and speed of electronic components increase, the distance between the electrodes tends to become narrower. With conventional horizontal contact type probe cards, the contact probe slides from the side and overdrives when contacting. Troubles that damage adjacent electrodes are likely to occur. In order to solve such a drawback, a vertical contact type probe card in which a contact probe vertically contacts an electrode has been developed. This probe card has the advantage that the probe probe can be easily needled even if the probe card has a large number of pins and the contact area is widened.
垂直接触型のプローブカードの例を図3に示す。図3(a)に示すプローブカードは、タングステン製のコンタクトプローブ31を有し、コンタクトプローブ31は、検査装置側のプリント基板32に、31cでハンダ付けされ、固定されている。また、コンタクトプローブ31は、2枚のガイド板33の間に曲線部31aを有し、ガイド板33を遊貫し、検査対象34側に突き出している。このプローブカードを、液晶基板などの検査対象34に対して矢印の方向に垂直に圧接すると、コンタクトプローブ31の先端31bが、検査対象34の電極35と接触し、曲線部31aがバネとして機能し、電気的に導通する。図3(b)に示す垂直接触型のプローブカードは、コンタクトプローブ31を備え、検査対象34に対して矢印の方向に垂直に圧接すると、コンタクトプローブ31の先端31bが、検査対象34の電極35と接触し、検査することができる。
An example of a vertical contact type probe card is shown in FIG. The probe card shown in FIG. 3A has a
また、電子部品の微細化および高集積化に対応できる垂直型のプローブカードとして、シリコンプローブが開発されている。シリコンプローブは、VLS(Vapor Liquid Solid)成長技術により形成したシリコンウィスカをコンタクトプローブとして用いるプローブカードである。VLS成長とは、シリコン単結晶上に、金とシリコンの合金融液を作り、気相の四塩化珪素と水素を加え、気流界面反応により合金融液内にシリコンを取り入れ、融液と基板の界面に過剰のシリコンを析出させ、単結晶のシリコンウィスカを基板上に形成する。このようにして形成されたシリコンプローブは、ピンピッチ30μm程度の狭ピッチ化による多ピン化が可能であるとされている。 Further, a silicon probe has been developed as a vertical probe card that can cope with miniaturization and high integration of electronic components. The silicon probe is a probe card using a silicon whisker formed by a VLS (Vapor Liquid Solid) growth technique as a contact probe. In VLS growth, a gold and silicon combined liquid is formed on a silicon single crystal, gas phase silicon tetrachloride and hydrogen are added, and silicon is introduced into the combined liquid by an air-flow interface reaction. Excess silicon is deposited at the interface to form a single crystal silicon whisker on the substrate. The silicon probe formed in this way is said to be capable of increasing the number of pins by narrowing the pin pitch to about 30 μm.
なお、以上本発明についての従来技術を、出願人の知得した一般的な技術情報に基いて説明したが、出願人の記憶する範囲において、出願前までに先行技術文献情報として開示すべき情報を出願人は有していない。 In addition, although the prior art about this invention was demonstrated based on the general technical information which the applicant acquired, the information which should be disclosed as prior art document information before filing in the range which the applicant memorize | stores The applicant does not have
図3(a)に示す垂直型のプローブカードは、コンタクトプローブが、タングステン線の機械加工により作成されるため、全長のバラツキが大きく、測定時に大きくストロークさせる必要がある。したがって、針圧のバラツキが大きく、最大針圧が大きくなるという欠点がある。また、コンタクトプローブの曲げ加工、ハンダ付けおよび配線などの作業は、μm単位の精度が要求されるため、作業性が悪く、作業コストが高い。 In the vertical type probe card shown in FIG. 3A, since the contact probe is made by machining a tungsten wire, the variation in the overall length is large, and it is necessary to make a large stroke at the time of measurement. Therefore, there is a drawback that the variation in the needle pressure is large and the maximum needle pressure is increased. Further, operations such as contact probe bending, soldering, and wiring require accuracy in units of μm, resulting in poor workability and high work costs.
また、図3(b)に示す垂直型のプローブカードは、コンタクトプローブがストローク方向に固定されておらず、プローブカード内で遊びがあるため、電気的な導通を得るまでの予備ストロークが長く、測定時のストローク管理が難しいという欠点がある。また、図3(a)に示すプローブカードと同様に、精密な組み立て作業が必要なため、アセンブルコストが高い。一方、シリコンプローブは、コンタクトプローブが、シリコン基板上に一括製作されるため、コンタクトプローブの交換が不可能であるという欠点がある。また、シリコン製のコンタクトプローブの坐屈変形により、接触荷重が極めて小さく、金以外の材質への電気的コンタクト性が悪い。 In the vertical type probe card shown in FIG. 3B, the contact probe is not fixed in the stroke direction, and there is play in the probe card, so the preliminary stroke until obtaining electrical continuity is long. There is a drawback that stroke management during measurement is difficult. Further, as with the probe card shown in FIG. 3A, the assembly cost is high because precise assembly work is required. On the other hand, the silicon probe has a drawback that the contact probe cannot be replaced because the contact probe is manufactured on the silicon substrate at a time. Further, due to buckling deformation of the silicon contact probe, the contact load is extremely small, and the electrical contact property to materials other than gold is poor.
本発明の課題は、微細、かつ、高精度で、バネ特性の良好なコンタクトプローブを提供することにある。また、実装の容易なコンタクトプローブを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a contact probe that is fine and has high accuracy and good spring characteristics. Another object is to provide a contact probe that is easy to mount.
本発明のコンタクトプローブは、検査用プローブカードのコンタクトプローブであって、
カンチレバ型バネ部とU字型バネ部とを備え、
カンチレバ型バネ部の端部とU字型バネ部の腕部が互いに反対方向に配向していることを特徴とする。
The contact probe of the present invention is a contact probe of a probe card for inspection,
It has a cantilever type spring part and a U-shaped spring part,
The end of the cantilever spring and the arm of the U-shaped spring are oriented in opposite directions.
かかるコンタクトプローブは、U字型バネ部の腕部とカンチレバ型バネ部の端部が、プローブカード内の配線電極と被検査物の電極を電気的に導通するものが好ましい。 In such a contact probe, it is preferable that the arm portion of the U-shaped spring portion and the end portion of the cantilever spring portion are electrically connected to the wiring electrode in the probe card and the electrode of the inspection object.
また、U字型バネ部の一方の腕部により固定される態様が好ましく、U字型バネ部のうち、固定される腕部が、カンチレバ型バネ部の延長上に配向する態様がより好ましい。また、コンタクトプローブは、ニッケルまたはニッケル合金からなり、貴金属または導電性ダイヤモンドライクカーボンまたはCrNまたはTiNのいずれかからなるコート層を有するものが好ましい。 Moreover, the aspect fixed by one arm part of a U-shaped spring part is preferable, and the aspect which the arm part fixed among U-shaped spring parts orientates on the extension of a cantilever type | mold spring part is more preferable. The contact probe is preferably made of nickel or a nickel alloy, and has a coating layer made of noble metal, conductive diamond-like carbon, CrN or TiN.
本発明ののコンタクトプローブの製造方法は、
金型により樹脂型を形成する工程と、
樹脂型に金属材料からなる層を電鋳により形成する工程と
を含むことを特徴とする。
The method of manufacturing the contact probe of the present invention is as follows:
Forming a resin mold with a mold;
And a step of forming a layer made of a metal material on a resin mold by electroforming.
また、本発明のコンタクトプローブの製造方法の別の態様は、
X線リソグラフィにより樹脂型を形成する工程と、
樹脂型に金属材料からなる層を電鋳により形成する工程と
を含むことを特徴とする。
Another aspect of the method for producing a contact probe of the present invention is as follows.
Forming a resin mold by X-ray lithography;
And a step of forming a layer made of a metal material on a resin mold by electroforming.
本発明のプローブカードは、かかるコンタクトプローブを実装した垂直型プローブカードであり、コンタクトプローブのU字型バネ部の両方の腕部を、プローブカードの基板の穴に挿入し、一方の腕部を固定することにより、コンタクトプローブを実装する態様が好ましい。また、コンタクトプローブのカンチレバ型バネ部の端部が、プローブカード内の配線電極と電気的に導通する態様が好適である。本発明の検査装置は、かかるプローブカードを備えることを特徴とし、半導体または液晶の検査に有用である。 The probe card of the present invention is a vertical probe card on which such a contact probe is mounted. Both arm portions of the U-shaped spring portion of the contact probe are inserted into holes in the substrate of the probe card, and one arm portion is inserted. A mode in which the contact probe is mounted by fixing is preferable. Further, it is preferable that the end portion of the cantilever spring portion of the contact probe is electrically connected to the wiring electrode in the probe card. The inspection apparatus of the present invention includes such a probe card, and is useful for inspection of semiconductors or liquid crystals.
本発明によれば、電子部品の高集積化および高速化に対応することができ、実装の容易なコンタクトプローブを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can respond to high integration and high-speed of an electronic component, and can provide a contact probe with easy mounting.
(コンタクトプローブ)
本発明のコンタクトプローブは、カンチレバ型バネ部とU字型バネ部とを備え、カンチレバ型バネ部の端部とU字型バネ部の腕部が互いに反対方向に配向していることを特徴とする。本発明のコンタクトプローブは、プローブカード内の配線電極に接続するバネ電極と、被検査物の電極に接続するバネ電極の双方を有し、部品点数が少ないため、組み立ておよび交換が容易で、アセンブルコストが低い。また、カンチレバ型バネ部の端部とU字型バネ部の腕部とが互いに反対方向に配向し、カンチレバ型バネ部を押さえ込む構造で使用することができるから、U字型バネ部の先端がデバイスとコンタクトして押されても、コンタクトプローブ全体は移動しにくく、バネとして正確に機能させることができる。したがって、U字型バネ部の一方の腕部とカンチレバ型バネ部の端部が、プローブカード内の配線電極と被検査物の電極を電気的に導通する態様が好ましい。
(Contact probe)
The contact probe of the present invention comprises a cantilever type spring part and a U-shaped spring part, and the end of the cantilever type spring part and the arm part of the U-shaped spring part are oriented in opposite directions to each other. To do. The contact probe of the present invention has both a spring electrode connected to the wiring electrode in the probe card and a spring electrode connected to the electrode of the object to be inspected. Since the number of parts is small, assembly and replacement are easy, and assembly is possible. Cost is low. In addition, since the end of the cantilever type spring part and the arm part of the U-shaped spring part are oriented in opposite directions and can be used in a structure that presses down the cantilever type spring part, the tip of the U-shaped spring part is Even when pressed in contact with the device, the entire contact probe is difficult to move and can function accurately as a spring. Therefore, it is preferable that one arm portion of the U-shaped spring portion and the end portion of the cantilever spring portion are electrically connected to the wiring electrode in the probe card and the electrode of the inspection object.
本発明のコンタクトプローブの典型的な例を図1および図2に示す。図1は平面図であり、図2は斜視図である。このコンタクトプローブは、図1に示すとおり、カンチレバ型バネ部11とU字型バネ部12とを備え、カンチレバ型バネ部11の端部11aと、U字型バネ部12の腕部12b,12cは、互いに反対方向に配向する。本発明のコンタクトプローブは、U字型バネ部の一方の腕部、たとえば、腕部12cをプローブカードのベース基板に固定し、U字型バネ部の他方の腕部、たとえば、腕部12bとカンチレバ型バネ部11により、プローブカード内の配線電極と被検査物の電極に、適度な付勢力を持って接続することができる。本発明においては、U字型バネを採用するため、他のバネに比べて、ストロークおよび接触荷重を大きくすることができる。具体的には、U字型バネ部のストロークは、200μm以上とすることが可能である。カンチレバ型バネ部のストロークは、150μm程度である。また、U字型バネ部の一方の腕部が固定され、遊びがないため、導通するまでの予備ストロークが不要である。
A typical example of the contact probe of the present invention is shown in FIGS. 1 is a plan view, and FIG. 2 is a perspective view. As shown in FIG. 1, this contact probe includes a cantilever
コンタクトプローブの材質は、靭性などのバネ特性に優れ、硬度が高い点で、さらには、後述するLIGA(Lithographie Galvanoformung Abformung)法による製造に適している点で、ニッケル、またはニッケルマンガンなどのニッケル合金が好ましい。コンタクトプローブは、ウェハバーンインテストにも使用され、耐熱性が要求されるため、耐熱性に優れるニッケルマンガン合金が、コンタクトプローブ用の材料として好適である。また、コンタクトプローブのバネ強度および弾性限界を高める点で、ニッケルの結晶粒は50nm以下が好ましい。コンタクトプローブの表面には、電気的な接触性および耐腐食性を高める点で、金、ロジウムまたはパラジウムなどの貴金属のコート層を設ける態様が好ましい。また、コンタクトプローブの表面に、導電性ダイヤモンドライクカーボンまたはCrNまたはTiNのいずれかからなるコート層を形成すると、耐摩耗性を向上させることができる。 The material of the contact probe is excellent in spring characteristics such as toughness and high hardness. Furthermore, it is suitable for manufacturing by the LIGA (Lithographie Galvanoformung Abformung) method described later. Nickel or nickel alloys such as nickel manganese Is preferred. Since the contact probe is also used for a wafer burn-in test and requires heat resistance, a nickel manganese alloy having excellent heat resistance is suitable as a material for the contact probe. Further, the nickel crystal grains are preferably 50 nm or less in order to increase the spring strength and elastic limit of the contact probe. A mode in which a coating layer of a noble metal such as gold, rhodium or palladium is preferably provided on the surface of the contact probe in terms of enhancing electrical contact and corrosion resistance. Further, if a coating layer made of conductive diamond-like carbon or CrN or TiN is formed on the surface of the contact probe, the wear resistance can be improved.
(コンタクトプローブの製造方法)
本発明のコンタクトプローブの製造方法は、X線リソグラフィにより樹脂型を形成する工程と、樹脂型に金属材料からなる層を電鋳により形成する工程とを含むことを特徴とする。機械加工では、±10μmの精度しか得られないが、本発明の方法によれば、±1μmの高精度のコンタクトプローブを再現性よく製造することができる。このため、バネ特性を均一に保つことができ、全長のバラツキを減らすことができるから、先端位置のバラツキを吸収するための不要ストロークをなくすことができる。また、微細構造体を一体形成することができ、部品点数を減らし、部品コストおよび組立てコストを低減することができる。図1に示す例では、長さ(L)3mm、幅(W)0.85mm、厚さ0.05mmであるが、図1に示す例の1/4〜1/3の微細なコンタクトプローブも、本発明の方法により再現性よく製造することができる。
(Contact probe manufacturing method)
The contact probe manufacturing method of the present invention includes a step of forming a resin mold by X-ray lithography and a step of forming a layer made of a metal material on the resin mold by electroforming. In machining, only an accuracy of ± 10 μm can be obtained, but according to the method of the present invention, a highly accurate contact probe of ± 1 μm can be manufactured with good reproducibility. For this reason, since the spring characteristics can be kept uniform and the variation in the total length can be reduced, an unnecessary stroke for absorbing the variation in the tip position can be eliminated. Further, the fine structure can be integrally formed, the number of parts can be reduced, and the parts cost and assembly cost can be reduced. In the example shown in FIG. 1, the length (L) is 3 mm, the width (W) is 0.85 mm, and the thickness is 0.05 mm. However, the fine contact probe of 1/4 to 1/3 of the example shown in FIG. It can be produced with good reproducibility by the method of the present invention.
本発明の製造方法においては、高いアスペクト比を有するコンタクトプローブが得られる点で、UV(波長200nm)より短波長であるX線(波長0.4nm)を使用するが、X線の中でも指向性の高いシンクロトロン放射のX線(以下、「SR光」という。)を使用する態様が好ましい。SR光を用いるLIGA法は、ディープなリソグラフィが可能であり、厚さ数100μmのコンタクトプローブをμmオーダの高精度で大量に製造することができる。また、高いアスペクト比が得られるため、接触強度を高く、接触信頼性が大きい。 In the production method of the present invention, X-rays (wavelength 0.4 nm) shorter than UV (wavelength 200 nm) are used in that a contact probe having a high aspect ratio is obtained. The X-ray (hereinafter referred to as “SR light”) having high synchrotron radiation is preferable. The LIGA method using SR light enables deep lithography, and a contact probe having a thickness of several hundreds of μm can be manufactured in large quantities with high accuracy on the order of μm. Further, since a high aspect ratio can be obtained, the contact strength is high and the contact reliability is large.
本発明の製造方法は、図4(a)に示すように、導電性基板41上に樹脂層42を形成する。導電性基板として、たとえば、銅、ニッケル、ステンレス鋼などからなる金属製基板を使用することができる。また、チタン、クロムなどの金属材料をスパッタリングしたシリコン基板などを用いることもできる。樹脂層には、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)などのポリメタクリル酸エステルを主成分とする樹脂材料、または、X線に感受性を有する化学増幅型樹脂材料などを用いる。樹脂層の厚さは、形成しようとするコンタクトプローブの厚さに合せて任意に設定することができ、たとえば、40μm〜500mmとすることができる。
In the manufacturing method of the present invention, a
つぎに、樹脂材料42上にマスク43を配置し、マスク43を介してX線44を照射する。X線としては、SR光が好ましい。マスク43は、コンタクトのパターンに応じて形成したX線吸収層43aと、透光性基材43bとからなる。透光性基材43bには、窒化シリコン、シリコン、ダイヤモンド、チタンなどを用いる。また、X線吸収層43aには、金、タングステン、タンタルなどの重金属またはその化合物などを用いる。X線44の照射により、樹脂層42のうち、樹脂層42aは露光され変質するが、樹脂層42bはX線吸収層43aにより露光されない。このため、現像により、X線44により変質した部分のみが除去され、図4(b)に示すような樹脂型42bが得られる。
Next, a
つぎに、電鋳を行ない、図4(c)に示すように、樹脂型42bに金属材料45を堆積する。電鋳とは、金属イオン溶液を用いて導電性基板上に金属材料からなる層を形成することをいう。導電性基板41をめっき電極として電鋳を行なうことにより、樹脂型42bに金属材料45を堆積することができる。樹脂型42bの空孔部が埋まる程度に金属材料45を堆積する場合、堆積した金属材料層から、最終的に本発明のコンタクトプローブを得ることができる。また、樹脂型42bの高さを超え、樹脂型42b上にも金属材料を堆積すると、樹脂型42bおよび基板41を除去することにより、空孔部を有する金属微細構造体が得られ、得られた構造体を金型として、後述する金型を利用する本発明のコンタクトプローブの製造方法において有効に使用することができる。
Next, electroforming is performed, and a
電鋳後、研磨または研削により所定の厚さに揃えると、図4(d)に示すような構造体が得られる。その後、図4(e)に示すように、ウエットエッチングまたはプラズマエッチングにより樹脂型42bを除去する。つづいて、酸もしくはアルカリによりウエットエッチングし、または機械加工により導電性基板41を除去すると、図4(f)に示すような本発明のコンタクトプローブを得ることができる。得られたコンタクトプローブには、必要に応じて、厚さ0.05μm〜1μmの金などからなるコート層を施すことができる。
After electroforming, when a predetermined thickness is obtained by polishing or grinding, a structure as shown in FIG. 4D is obtained. Thereafter, as shown in FIG. 4E, the
本発明のコンタクトプローブの製造方法の他の態様は、金型により樹脂型を形成する工程と、樹脂型に金属材料からなる層を電鋳により形成する工程とを含むことを特徴とする。かかる方法によっても、X線リソグラフィにより樹脂型を形成する前述の製造方法と同様に、高精度で、均一なバネ特性を有する信頼性の高いコンタクトプローブを低コストで製造することができる。また、同一の金型を用いて、コンタクトプローブの大量生産が可能である。 Another aspect of the method for manufacturing a contact probe of the present invention includes a step of forming a resin mold by a mold and a step of forming a layer made of a metal material on the resin mold by electroforming. Also with this method, a highly reliable contact probe having a uniform spring characteristic with high accuracy can be manufactured at low cost, as in the above-described manufacturing method of forming a resin mold by X-ray lithography. Also, mass production of contact probes is possible using the same mold.
かかる製造方法は、図5(a)に示すとおり、凸部を有する金型52を用いて、プレスまたは射出成型などのモールドにより、図5(b)に示すような凹状の樹脂型53を形成する。樹脂としては、ポリメタクリル酸メチルなどのアクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリオキシメチレンなどのポリアセタール樹脂などの熱可塑性樹脂を用いる。金型52は、本発明のコンタクトと同様の金属微小構造体であるため、X線リソグラフィ法と電鋳を組み合せた上述の方法により製造することが好ましい。
In this manufacturing method, as shown in FIG. 5A, a
つぎに、樹脂型53の上下を反転した後、図5(c)に示すように、導電性基板51に貼り付ける。続いて、図5(d)に示すように、樹脂型53を研磨し、樹脂型53aを形成する。その後は前述と同様に、電鋳により樹脂型53aに金属材料55を堆積し(図5(e))、厚さを調整した後(図5(f))、樹脂型53aを除去し(図5(g))、導電性基板51を除去すると、図5(h)に示すような本発明のコンタクトプローブが得られる。
Next, after the
(コンタクトプローブの実装)
本発明のプローブカードは、かかるコンタクトプローブを実装した垂直接触型プローブカードであることを特徴とする。コンタクトプローブの実装例を図6に示す。図6(a)は、コンタクトプローブ62をプローブカードのベース基板65に実装する方法を示す平面図であり、図6(b)は、コンタクトプローブ62を実装したプローブカードの断面図である。まず、図6(a)に示すように、コンタクトプローブ62のU字型バネ部の腕部62b,62cを、矢印に示すように、ベース基板65に形成された2つの穴に挿入する。同様にして、複数のコンタクトプローブをベース基板の穴に挿入した後、図6(b)に示すように、U字型バネ部の一方の腕部、たとえば、腕部62cを固定板67により固定する。つづいて、ベース基板65と配線基板63を、たとえば、インサート板66を介してネジ止めなどにより接合すると、本発明のプローブカードが得られる。このプローブカードを、図6(b)の矢印に示すように、被検査体である電子機器などの基板64に押し当てることにより、基板64上の電極64aと、コンタクトプローブ62とが接続し、プローブカードと被検査体との電気的導通が得られる。したがって、被検査体の情報が、電極64a、コンタクトプローブ62、電極63a、配線63bを介して、検査装置に伝達される。かかるプローブカードを備える検査装置により、高集積化および高速化の進む半導体および液晶の検査を低コストで行なうことができる。
(Contact probe mounting)
The probe card of the present invention is a vertical contact type probe card on which such a contact probe is mounted. An example of mounting a contact probe is shown in FIG. 6A is a plan view showing a method of mounting the
図6に例示する実装方法は、コンタクトプローブのU字型バネ部の2本の腕部を、2つの穴に差し込み、片方のバネ部を固定するだけの簡単な方法であり、組み立てが容易で、アセンブルコストが低く、また機械化も可能な方法である点で好ましい。さらに、コンタクトプローブの交換が容易であり、コンタクトプローブはきちんと固定されており、遊びがないため、予備ストロークが不要である。インサート板66を介して、ベース基板65と配線基板63を接合すると、機械的強度が増すので好ましい。また、U字型バネ部のうち、固定される腕部が、カンチレバ型バネ部の延長上に配向する態様が、カンチレバ型バネ部とU字型バネ部のバネ特性を十分に利用することができる。図6(b)には、コンタクトプローブ62のカンチレバ型バネ部が、検査装置側の配線基板63に突き出している例を示す。一方、コンタクトプローブ62のU字型バネ部が、配線基板63に突き出している態様とすることもできるが、ストロークと接触荷重の大きいU字型バネ部が検査対象側に向いている点で、図6(b)に示す前者の態様が好ましい。
The mounting method illustrated in FIG. 6 is a simple method in which two arms of the U-shaped spring part of the contact probe are inserted into two holes and one of the spring parts is fixed, and the assembly is easy. The method is preferable in that the assembly cost is low and mechanization is possible. Furthermore, the contact probe can be easily exchanged, the contact probe is properly fixed, and there is no play, so no preliminary stroke is required. It is preferable to join the
ベース基板65には、ポリイミド系樹脂、セラミックスまたはシリコンなどを使用することができる。ポリイミド系樹脂またはセラミックスを使用する場合、ベース基板の穴開けは、レーザ加工またはドリル加工により行なうことができる。シリコンを使用する場合には、ウェットエッチングまたはドライエッチングにより、穴開け加工をすることができるが、特に、プラズマガス中でのドライエッチング(ICP)が好ましい。ベース基板65には、1つのコンタクトプローブについて2つの穴を開け、穴の位置は検査対象64の電極64aの位置に対応している。
For the
上述の例では、コンタクトプローブ62は、固定板67を介して、ネジ止めなどによりベース基板65に固定している。このように、固定板によるほか、接着剤により固定することもできるが、固定板により固定する方が、コンタクトプローブの交換が容易である点で好ましい。図6(b)に示す例では、コンタクトプローブ62を固定板67で一旦固定した後、ベース基板65と配線基板63を接合しているが、固定板67を使用することなく、ベース基板65と配線基板63に挟み、押し付けることにより、コンタクトプローブ62を固定してもよい。また、コンタクトプローブ62と配線基板63との間に、ピッチを広げるために、トランスフォーマを設けてもよく、トラスフォーマには、配線を内蔵した多層セラミックス基板または多層樹脂基板などを使用することができる。
In the above example, the
実施例1
まず、図4(a)に示すように、導電性基板41上に樹脂層42を形成した。導電性基板としては、チタンをスパッタリングしたシリコン基板を用いた。樹脂層を形成する材料は、メタクリル酸メチルとメタクリル酸との共重合体を用い、樹脂層の厚さは70μmとした。
Example 1
First, as shown in FIG. 4A, the
つぎに、樹脂層42上にマスク43を配置し、マスク43を介してX線44を照射した。X線としては、SR装置(NIJI−III)によるSR光を照射した。マスク43は、コンタクトのパターンからなるX線吸収層43aを有するものを使用し、マスク43を構成する透光性基材43bは窒化シリコンからなり、X線吸収層43aは窒化タングステンからなるものを用いた。
Next, a
X線44の照射後、メチルイソブチルケトンにより現像し、X線44により変質した部分を除去すると、図4(b)に示すような樹脂型42bが得られた。つぎに、電鋳を行ない、樹脂型42bの空孔部に金属材料45を堆積した(図4(c))。金属材料としてはニッケルを用いた。
After irradiation with
電鋳後、研磨して表面の凹凸を除去するとともに、コンタクトプローブの厚さを50μmに整え(図4(d))、酸素プラズマにより樹脂型42bを除去し(図4(e))、続いてNaOH水溶液によりウエットエッチングし、導電性基板41を除去すると、図4(f)に示すような、コンタクトプローブが得た。得られたコンタクトプローブの平面図を図1に示す。また、斜視図を図2に示す。図1に示すとおり、得られたコンタクトプローブは、カンチレバ型バネ部とU字型バネ部とを備え、カンチレバ型バネ部の端部とU字型バネ部の腕部は互いに反対方向に配向していた。
After electroforming, polishing is performed to remove surface irregularities, and the contact probe thickness is adjusted to 50 μm (FIG. 4D), and the
つづいて、図6(a)に示すように、検査する半導体(LSI)の電極の位置に対応して貫通孔を形成したベース基板65にコンタクトプローブ62を実装した。実装は、図6(b)に示すとおり、コンタクトプローブ62のU字型バネ部の腕62c、62bを、ベース基板65の穴に挿入した後、固定板67をネジ止めし、腕62cを固定した。続いて、配線基板63を、インサート板66を介して、ベース基板65に取り付け、ネジ止めした。ベース基板65は、材質がポリイミド樹脂であり、厚さが1.2mmのものを用いた。得られたプローブカードは、コンタクトプローブ62のカンチレバ型バネ部の先端が、配線基板63上の電極63aに接触し、また、ベース基板62の検査対象側の表面から、コンタクトプローブのU字型バネ部62bが0.5mm突出していた。
Subsequently, as shown in FIG. 6A, a
このプローブカードを、図6(b)の矢印に示すように、被検査体である電子機器などの基板64に押し当てることにより、コンタクトプローブ62のU字型バネ部の腕部とカンチレバ型バネ部の端部が、プローブカード内の配線電極63aと被検査体の電極64aを電気的に導通した。これにより、被検査体の情報が、電極64a、コンタクトプローブ62、電極63a、配線63bを介して、プローブカードに伝達することができ、かかるプローブカードを備える検査装置により、高集積化および高速化の進む半導体および液晶の検査を低コストで行なうことができた。
As shown by the arrow in FIG. 6B, the probe card is pressed against a
図6に例示する実装方法は、コンタクトプローブのU字型バネ部を2つの穴に差し込み、片方のバネ部を固定するだけの簡単な方法であり、組み立てが容易で、アセンブルコストが低く、また機械化も可能な方法であった。さらに、コンタクトプローブの交換が容易であり、コンタクトプローブはきちんと固定されており、遊びがないため、予備ストロークが不要であった。 The mounting method illustrated in FIG. 6 is a simple method in which the U-shaped spring part of the contact probe is inserted into the two holes and one of the spring parts is fixed, the assembly is easy, the assembly cost is low, and Mechanization was also possible. Further, the contact probe can be easily exchanged, the contact probe is properly fixed, and there is no play, so a preliminary stroke is not necessary.
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
電子部品の高集積化および高速化に対応することのできるコンタクトプローブ、そのコンタクトプローブを備えるプローブカード、およびそのプローブカードを備える検査装置を安価に提供できる。 A contact probe that can cope with high integration and high speed of electronic components, a probe card including the contact probe, and an inspection apparatus including the probe card can be provided at low cost.
11 カンチレバ型バネ部、12 U字型バネ部、42b 樹脂型、44 X線、45 金属材料、52 金型。 11 Cantilever type spring part, 12 U-shaped spring part, 42b Resin mold, 44 X-ray, 45 Metal material, 52 Mold.
Claims (13)
カンチレバ型バネ部とU字型バネ部とを備え、
カンチレバ型バネ部の端部とU字型バネ部の腕部が互いに反対方向に配向していることを特徴とするコンタクトプローブ。 A contact probe for an inspection probe card,
It has a cantilever type spring part and a U-shaped spring part,
A contact probe characterized in that the end of the cantilever spring and the arm of the U-shaped spring are oriented in opposite directions.
金型により樹脂型を形成する工程と、
前記樹脂型に金属材料からなる層を電鋳により形成する工程と
を含むことを特徴とするコンタクトプローブの製造方法。 It is a manufacturing method of the contact probe in any one of Claims 1-6,
Forming a resin mold with a mold;
And a step of forming a layer made of a metal material on the resin mold by electroforming.
X線リソグラフィにより樹脂型を形成する工程と、
前記樹脂型に金属材料からなる層を電鋳により形成する工程と
を含むことを特徴とするコンタクトプローブの製造方法。 It is a manufacturing method of the contact probe in any one of Claims 1-6,
Forming a resin mold by X-ray lithography;
And a step of forming a layer made of a metal material on the resin mold by electroforming.
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