JP2005257677A - プローブユニット及びプローブユニットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板から突出しているリードの破損を防止することで歩留まりが向上するプローブユニット及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 プローブユニット１は、基板１０と、先端部が基板１０から突出して基板１０上に形成されている複数のリード１２からなるリード群１８と、基板１０から突出して基板１０上に形成された保護パターン１４とを備える。リード１２の先端部は検体の一つの電極に接触する。保護パターン１４は、リード１２の保護のために形成されるものである。プローブユニット１は、保護パターン１４を除去してから導通検査に使用してもよい。リード群１８及び保護パターン１４は薄膜からなり、同一材料の薄膜からなってもよいし、そうでなくともよい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体集積回路や液晶パネル等の電子デバイスの電気的特性を検査するためのプローブユニット及びプローブユニットの製造方法に関する。

従来、基板と、基板上にめっきやスパッタリングで形成される薄膜からなるリードとを備えたプローブユニットが知られている。このようなプローブユニットは、リードの先端部を電極に接触させて電子デバイスの電気的特性を検査するために用いられる。
特許文献１に記載されたプローブユニットでは、薄膜からなるプローブが基板から突出しているため、検体の電極に大きな力を加えずにプローブユニットをオーバードライブさせ、複数のプローブと複数の電極とを確実に同時接触させることができる。しかし、基板から突出したプローブは、薄膜からなるため強度が低い。そのため、製造工程、組み立て工程、導通検査を実施する時などに外力が加わると、薄膜からなるプローブは容易に破損するという問題がある。具体的には例えば、プローブが形成された基板をダイシング工程で切断するときにカッターから高速で飛散する水滴の衝突や、乾燥工程のエアブローによる風圧によってプローブが破損し、歩留まりが低くなる。

特許文献２には、リードの先端部を電極に接触させるときにリードが大きく曲がって破損することを防止するため、リードの先端部を、基板から突出させずに、基板の表面から離間させたプローブユニットが開示されている。しかし、特許文献２に開示された構成では、基板の表面と平行な力がリードに加わることを防止できないという問題がある。

特許文献３には、薄膜からなる連結部で複数のプローブユニットを連結することにより、複数のプローブユニットを検査装置本体に高精度に位置決めする技術が開示されている。しかし、特許文献３に開示された連結部では、リードの破損を防止することができないという問題がある。
特許文献４に記載されたプローブユニットでは、検体と導通させるリード群の配列方向両側にリードと同一構成の隆起を形成している。リードと同一構成の隆起をリード群の配列方向両側に形成することにより、検体に対するプローブユニットの傾きを補正することができる。しかし、リードと同一構成の隆起は、リードと同じ速さで摩耗するため、リードの摩耗を防止することができず、ひいては、検体に対するプローブユニットの傾きを補正することができなくなる。

特開２００２−２８６７５５号公報 特開２００２−２８６７５９号公報 特開平１１−２１８５４７号公報 特開２００３−９８１８９号公報

第一の発明は、基板から突出しているリードの破損が防止されることで歩留まりが向上するプローブユニット及びプローブユニットの製造方法を提供することを目的とする。
第二の発明は、検体に対する傾きを自ら補正する機能が長期にわたって持続するプローブユニットを提供することを目的とする。

（１）上記目的を達成するため、第一の発明に係るプローブユニットは、基板と、検体の電極に接触する先端部が前記基板から突出しているリードを形成している第一の薄膜とを備え、前記リードの先端部の近傍で前記基板から突出する保護部を第二の薄膜で前記基板上に形成する工程を経て製造される。リードの先端部の近傍で基板から突出する保護部を基板上に形成することにより、基板から突出しているリードの先端部に少なくともリードの側方から外力が加わることを防止できる。

（２）さらに第一の発明に係るプローブユニットでは、前記保護部は、前記リードの先端部より長く前記基板から突出していてもよい。
保護部がリードの先端部より長く基板から突出しているため、リードの先端部に少なくともリード側方から外力が加わることを確実に防止できる。また水流などの流体による圧力がリードの先端部に加わることを抑制することができる。

（３）さらに第一の発明に係るプローブユニットでは、前記保護部に間隙が形成されていてもよい。
リードと保護部とをめっきにより同一工程で形成すれば、プローブユニットの製造工程を簡素化することができる。ところがリードを形成するの第一の薄膜のパターンと保護部を形成する第二の薄膜のパターンとの分布密度に偏りがあると、リードと保護部との膜厚のばらつきが大きくなったり、複数のリード間の膜厚のばらつきが大きくなる。すると、導通検査の際に検体の電極とリードとの接触圧にばらつきが生ずる。第一の発明に係るプローブユニットでは保護部に間隙が形成されている。したがって、リードを形成するの第一の薄膜のパターンと保護部を形成する第二の薄膜のパターンとの分布密度が均一になるように間隙を形成すれば、リードと保護部との膜厚のばらつき及びリード間の膜厚のばらつきを抑制することができる。つまり、第一の発明に係るプローブユニットはリードと保護部とを同一のめっき工程で形成する簡素な製造工程で製造可能であり、その製造工程で製造されたプローブユニットを用いた導通検査では、検体の電極にリードを確実に接触させることができる。また、保護部の基板上に形成されている部分に間隙を形成すれば、剥離剤により基板から保護部を引き剥がして保護部を除去する場合、保護部の外縁だけでなく間隙からも剥離が進行するため、基板から保護部を除去するための処理時間を短縮することができる。

（４）さらに第一の発明に係るプローブユニットは、前記保護部を備えてもよい。完成状態で保護部を備えていることにより、製造中におけるリードの破損だけでなく、完成後のリードの破損も防止できる。尚、実際の検査にプローブユニットを使用するときには、保護部を残したまま使用してもよいし、保護部を除去してから使用してもよい。

（５）さらに第一の発明に係るプローブユニットでは、前記保護部が除去されていてもよい。
（６）さらに第一の発明に係るプローブユニットでは、前記保護部は、前記リードの先端部を囲む形状である。保護部でリードの先端部を囲むことにより、基板から突出しているリードの先端部に外力が加わることを、より確実に防止できる。

（７）さらに第一の発明に係るプローブユニットでは、複数の前記リードで構成されるリード群を備え、前記保護部は、前記リード群の前記リードの配列方向両側に形成されていてもよい。
（８）さらに第一の発明に係るプローブユニットでは、前記第二の薄膜は、前記第一の薄膜と同一材料で同一膜厚に形成されている。第二の薄膜を、第一の薄膜と同一材料で同一膜厚にすることにより、第二の薄膜を第一の薄膜と同時に形成することができ、ひいては、製造工程を簡素化することができる。

（９）また、第一の発明に係るプローブユニットの製造方法は、検体の電極に接触する先端部が基板から突出するリードを第一の薄膜で前記基板上に形成する工程と、前記リードの先端部の近傍で前記基板から突出する保護部を第二の薄膜で前記基板上に形成する工程と、を含む。リードの先端部の近傍で基板から突出する保護部を基板上に形成することにより、基板から突出しているリードの先端部に少なくともリードの側方から外力が加わることを防止できる。

（１０）また、第一の発明に係るプローブユニットの製造方法では、前記保護部と前記リードは、前記基板上に同時に形成される。保護部とリードを同時に形成することにより、製造工程を簡素化することができる。

（１１）上記目的を達成するため、第二の発明に係るプローブユニットは、結合材と強化材とからなる複合材、有機物層と無機物層とを含む複合材、或いは無機材からなる基板と、先端部が検体の電極に接触するリードを形成している第一の薄膜と、前記リードの先端部側の前記基板上の角部に、前記リードの前記検体との接触面より広い前記検体との接触面を有する隆起を形成している第二の薄膜と、を備える。
リードの先端部側の基板上の角部に隆起を形成することにより、検体に対する傾きをプローブユニット自らが補正することができるようになる。また、隆起と検体との接触面をリードと検体との接触面より広くすることにより、摩耗によって隆起の膜厚の縮小が進行する速度を、リードの膜厚の縮小が進行する速度に比べて遅くすることができる。したがって、検体に対する傾きを自ら補正する機能を長期にわたって持続させることができる。ところが、隆起が形成されていても導通検査の際にプローブユニットがリードの配列方向に撓んでいると、リードが検体に対して傾いた状態で接触するおそれがある。この状態で検体にプローブユニットをさらに近接（オーバードライブ）させると、リードは検体に対して正対するまで検体上を摺動して摩耗する。第二の発明に係るプローブユニットの基板は、結合材と強化材とからなる複合材、有機物層と無機物層とを含む複合材、或いは無機材であるため、有機材で形成されたフィルムなどと比較して剛性が高く撓みにくい。したがって、第二の発明に係るプローブユニットでは、リードの摩耗を防止することができる。

１．第一の発明
以下、第一の発明の実施例をプローブユニットの構成、使用方法及び製造方法の順に説明する。各実施例において同一の符号が付された構成要素は、その符号が付された他の実施例の構成要素と対応する。
＜プローブユニットの構成＞
（第一実施例）
図１は、第一の発明によるプローブユニットの第一実施例を示す平面図である。
図１に示すように、この第一実施例によるプローブユニット１は、基板１０と、先端部が基板１０から突出して基板１０上に形成されている複数のリード１２からなるリード群１８と、基板１０から突出して基板１０上に形成された保護パターン１４とを備える。以降では、リード１２の基板１０から突出する部分をリード１２の突出部といい、保護パターン１４の基板１０から突出する部分を保護パターン１４の突出部という。リード１２は、プローブユニット１が検体の導通検査に用いられる際、先端部が検体の一つの電極に接触する。保護パターン１４は、検体の電極と接触せず、リード１２の保護のために形成されるものであり、各リード１２の先端部を三方から取り囲むように形成されている。尚、本実施例のプローブユニット１は保護パターン１４を備えているが、保護パターン１４を除去してから導通検査に使用してもよい。またリード群１８及び保護パターン１４は薄膜からなり、同一材料の薄膜からなってもよいし、そうでなくともよい。

本実施例によると、リード群１８の先端部近傍に保護パターン１４を形成することにより、その後の製造過程でリード１２の先端部に外力が加わってリード１２が破損するのを防止できる。また、完成後のプローブユニット１が保護パターン１４を備えることにより、製造過程ではもちろん、完成後にリード１２の先端部に外力が加わることを防止でき、リード１２を保護することができる。さらに、リード１２の先端部を三方から取り囲むように保護パターン１４を基板１０から突出させて基板１０上に形成することにより、基板１０から突出しているリード１２の先端部を三方から保護することができる。

（第二実施例）
図２は、第一の発明によるプローブユニットの第二実施例を示す平面図であり、（Ａ）は保護パターンの除去前の状態を示す図であり、（Ｂ）は保護パターンの除去後の状態を示す図である。
この第二実施例では、図２（Ａ）に示すようにリード１２の基板１０から突出している先端部の両側にそれぞれ保護パターン１４が形成されている。各保護パターン１４は、基板１０からの突出長さがリード１２の突出した先端部よりも長くなるように基板１０から突出して基板１０上に形成されている。そのため、リード１２が先端部の短手方向の外力により破損することを防止することができる。

プローブユニット１の使用時には、図２（Ｂ）に示すように保護パターン１４を引き剥がして除去する。ここで保護パターン１４には、間隙としての複数の貫通孔１５が形成されている。そのため、剥離剤を使用して保護パターン１４を基板１０から引き剥がす場合は、保護パターン１４の外縁だけでなく貫通孔１５からも剥離剤が進入するので、保護パターン１４を除去するための処理時間を短縮することができる。

保護パターン１４を除去すると、基板１０上には保護パターン跡１６が残る。これは、後述するめっき下地層のイオンミリング時にオーバーミリングによって基板１０の表面がわずかに削られていたり、保護パターン１４下部のめっき下地層がわずかに基板１０上に残ったりするためである。尚、間隙は図３に示すような切り欠き１１５でもよい。また矩形の貫通孔１５を例示したが、貫通孔１５の形状は円形でも、楕円でも、どのような形状でもよい。

（第三実施例）
図４は、第一の発明によるプローブユニットの第三実施例を示す平面図である。図５（Ａ）は、比較例としてのプローブユニットに異物が接触した状態を示す平面図であり、図５（Ｂ）は第三実施例によるプローブユニットに異物が接触した状態を示す平面図である。
図４に示すように、第三実施例によるプローブユニット１は、基板１０と、基板１０から突出して基板１０上に形成された複数のリード１２からなるリード群１８と、リード群１８の配列方向両側にそれぞれ形成された保護パターン１４とを備える。

図５（Ｂ）に示すように、プローブユニット１の先端部の側方から異物９１が当たった場合、リード群１８の先端部近傍にはリード１２の配列方向両側に保護パターン１４が形成されているので、異物９１は保護パターン１４に当たり、保護パターン１４がリード群１８を保護する。
一方図５（Ａ）に示すように、比較例としてのプローブユニット８は、基板８０と、基板８０から突出して基板８０上に形成された複数のリード８２からなるリード群８８とを備え、第三実施例によるプローブユニット１から保護パターン１４を取り除いた構成となっている。プローブユニット８の先端部の側方から異物９１が当たった場合、プローブユニット８には保護パターン１４がないので、異物９１がリード群８８の一側のリード８２の先端部に当たってしまう。その結果、異物９１が当たったリード８２の近傍の複数のリード８２は異物９１より力を受けて折れ曲がり、あるいはその力が過大であれば切断され、破損してしまう。

以上説明したように、第三実施例によるプローブユニット１によれば、異物９１がリード群１８に当たることによってリード群１８が破損することを防止できる。ところが、図６に示すようにリード１２の突出部と保護パターン１４の突出部とを同一長さに形成すると、リード１２の先端部は水流などの流体による圧力（矢印１００参照）によって折れ曲がるおそれがある。しかしながら、図４に示す第三実施例によるプローブユニット１の各保護パターン１４は、リード１２の先端部よりも基板から長く突出して基板１０上に形成されている。そのため、流体の圧力によってリード１２が破損することを抑制することができる。もちろん、流体の圧力によってリード１２が破損するおそれがない場合は、図６のようにリード１２の突出部と保護パターン１４の突出部とを同一長さに形成することも可能である。

ところで、リード群１８と保護パターン１４とを互いに異なる工程で形成すると、プローブユニット１の製造工程は複雑化するため、リード群１８と保護パターン１４とは同一工程で形成可能であることが望ましい。またリード１２と保護パターン１４との膜厚のばらつきが大きかったり、複数のリード１２間の膜厚のばらつきが大きいと、導通検査の際に検体４０の電極４２とリード１２の先端部との接触圧にばらつきが生じる。そのため上述の膜厚のばらつきは小さいことが望ましい。

ここで、リード群１８と保護パターン１４とは、めっきにより同一工程で形成可能である。ところが、リード群１８の分布密度と保護パターン１４の分布密度とに偏りがあると、リード群１８と保護パターン１４との膜厚のばらつき及び複数のリード１２間の膜厚のばらつきが大きくなってしまう。つまり上述のようにリード群１８と保護パターン１４とを同一のめっき工程で形成することにより、プローブユニット１の製造工程を簡素化できるが、その製造工程で製造されたプローブユニット１を用いた導通検査では、リード群１８を検体４０の電極４２に確実に導通させることができない。

しかしながら、第三実施例によるプローブユニット１の保護パターン１４には、間隙としての複数の貫通孔１５が形成されている。これらの貫通孔１５は、リード群１８の分布密度と保護パターン１４の分布密度が均一になるように形成されている。そのため、リード群１８と保護パターン１４とを同一のめっき工程で形成しても、リード１２と保護パターン１４との膜厚のばらつき及び複数のリード１２間の膜厚のばらつきを抑制することができる。つまり、リード群１８と上述した貫通孔１５を有する保護パターン１４とを同一のめっき工程で形成することにより、プローブユニット１の製造工程を簡素化でき、その製造工程で製造されたプローブユニット１を用いた導通検査では、リード群１８を検体４０の電極４２に確実に導通させることができる。
尚、間隙としての貫通孔１５は、リード群１８の分布密度と保護パターン１４の分布密度が均一になるように形成されていればよく、第二実施例で説明したように間隙は切り欠きでもよいし、貫通孔１５の形状は矩形に限定されるものでもない。

（第四実施例）
図７は、第一の発明によるプローブユニットの第四実施例を示す平面図である。
この第四実施例では、図７に示すようにリード群１８の先端部近傍を三方から取り囲むように保護パターン１４が形成されている。リード群１８の先端部近傍のリード１２の配列方向両側だけでなく三方から取り囲むように保護パターン１４を形成することにより、リード群１８をより確実に保護することができる。もちろんこの保護パターン１４も後で除去することができる。

以上、第一の発明によるプローブユニットの四つの実施例を説明した。
保護パターンをプローブユニットの製造過程で形成することにより、プローブユニットの歩留まりは大幅に改善した。具体的には保護パターンを形成しない場合の歩留まり６０％であったのに対し、保護パターンを形成した場合の歩留まりは８０％に向上した。特に、カッターから飛散する水滴の衝突によってプローブが破損し易いダイシング工程における歩留まりは、２０％向上した。

＜プローブユニットの使用方法＞
図８は、プローブユニット１の使用方法を示す断面図である。図９は、プローブユニット１の使用方法を示す平面図であり、（Ａ）は保護パターンが除去されたプローブユニット１の使用方法を示す図であり、（Ｂ）は保護パターンを備えるプローブユニット１の使用方法を示す図である。
プローブユニット１を検体４０の導通検査に使用する場合、図８に示すように、リード１２が検体４０の電極４２に対して傾斜するように基板１０をプローブベース５０に貼り付けることにより、プローブユニット１をプローブベース５０に固定して、プローブヘッド３を構成する。リード１２はフレキシブルプリント基板４に接続される。プローブヘッド３は昇降機能を有する導通検査装置本体（図示せず）に設けられる。導通検査装置は、プローブユニット１のリード１２を検体４０の電極４２に対応するようにプローブヘッド３を検体４０に対して降下させ、フレキシブルプリント基板４を介して検査信号をプローブヘッド３に入力して検体４０の導通検査を行う。

図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、保護パターン１４を除去しても残したままでもリード１２を検体４０の電極４２に接触させることができる。したがって、導通検査において保護パターン１４を除去したプローブユニット１を使用するか保護パターン１４を残したプローブユニット１を使用するかは、導通検査の仕様や検体４０の電極４２の配置などに応じて選択すればよい。保護パターン１４を残したまま使用すれば、導通検査中にもリード群１８を保護パターン１４で保護することができる。一方、例えば図１０に示すように複数の電極４２が狭ピッチで枠状、Ｌ字状などに配列された検体４０の導通検査には、保護パターン１４を除去したプローブユニット１を使用する。このような検体４０の導通検査に保護パターン１４を残したプローブユニット１を使用すると、複数のプローブユニット１の保護パターン１４が互いに干渉（図１０（Ａ）に示す領域１０２参照）してしまうが、保護パターン１４を除去したプローブユニット１を使用すれば、複数のプローブユニット１が互いに干渉することはない（図１０（Ｂ）参照）。

尚、保護パターン１４の除去時期については、プローブユニット１を完成形に分離する工程より後が望ましい。後述するプローブユニットの完成形分離工程では、例えば水滴の衝突や、エアブローによる風圧や、基板の破片の衝突などによってリード１２に外力が加わり易いダイシング工程を用いるため、リード１２を保護する必要がある。そのためこの工程までは保護パターン１４を残しておくことが望ましい。

＜プローブユニットの製造方法＞
（第一実施例）
図１１から図１３は、第一の発明によるプローブユニットの製造方法の第一実施例を示す断面図であり、図４のａ−ａ線に対応する断面図である。図１４は、保護パターンの配置例を示す平面図である。
はじめに図１１（Ａ）に示すように、基板１０の表面に機械加工などにより凹部６０を形成する。基板１０には例えばガラスセラミック、石英、ジルコニアなどからなる基板を用いる。

次に図１１（Ｂ）に示すように、凹部６０が形成された基板１０の表面全体に第一めっき下地層６２を形成する。第一めっき下地層６２は例えばＣｒ及びＣｕの複層にする。
次に図１１（Ｃ）に示すように、第一めっき下地層６２上にＣｕなどの金属をめっき成長させ、犠牲膜６４を形成する。このとき犠牲膜６４は、凹部６０内を埋めるように形成される。

次に図１１（Ｄ）に示すように、犠牲膜６４、第一めっき下地層６２及び基板１０を研磨して平坦に仕上げ、凹部６０内にのみ犠牲膜６４及び第一めっき下地層６２を残存させる。
次に図１２（Ａ）に示すように、リード１２及び保護パターン１４の下地となる第二めっき下地層６６を研磨面６８上に形成する。

次に図１２（Ｂ）に示すように、第二めっき下地層６６の表面上にフォトレジストを塗布し、このフォトレジスト上に所定形状のマスクを配置し、露光現像処理を行って不要なフォトレジストを除去し、リード１２又は保護パターン１４を形成する部位を露出させる開口部７０を有するレジスト膜７２を形成する。リード１２を形成するための開口部７０は、基板１０上と犠牲膜６４上とに連続的に形成される。保護パターン１４を形成するための開口部７０は、基板１０上と犠牲膜６４上とに連続的に形成される他、基板１０上のみや、犠牲膜６４上のみに形成されることもある。これについての詳細は後述する。

次に図１２（Ｃ）に示すように、開口部７０から露出する第二めっき下地層６６の表面上にＮｉ合金などをめっきすることにより、リード１２又は保護パターン１４となる金属膜７４を第二めっき下地層６６の表面上に形成する。この結果、開口部７０内で互いに同じ膜厚のリード１２と保護パターン１４とが同一の材料で形成されることとなる。

次に図１２（Ｄ）に示すように、レジスト膜７２を除去する。レジスト膜７２を除去するには、例えばＮ−メチル−２−ピロリドン等の液剤を用いる。
次に図１３（Ａ）に示すように、第二めっき下地層６６のうち金属膜７４で被覆されていない部分を除去する。第二めっき下地層６６の除去には、イオンミリング等を用いる。

以上図１２（Ａ）から図１３（Ａ）に示す工程により、第二めっき下地層６６及び金属膜７４からなるリード群１８と保護パターン１４とがリソグラフィ技術を用いて同時に形成されるので、同一材料及び同一膜厚でリード群１８及び保護パターン１４は形成され、リード群１８と保護パターン１４との相対的な位置精度が確保される。

図１４に示すように、保護パターン１４は基板１０上及び犠牲膜６４上を跨って連続的に形成される保護パターン１４ａ、犠牲膜６４上のみに形成される保護パターン１４ｂ、基板１０上のみに形成される保護パターン１４ｃに分類される。保護パターン１４ａは、リード群１８の保護を目的として形成されるものである。一方保護パターン１４ｂ、１４ｃは、図１２（Ａ）から図１３（Ａ）に示す工程によってリード群１８と保護パターン１４とを同時に同一材料及び同一膜厚で形成する場合、その膜厚を安定して均一にすることを目的として形成されるものである。これにより、リード群１８と保護パターン１４を同時に同一材料で同一膜厚に安定して形成することができるため、製造工程の簡素化につながる。

次に図１３（Ｂ）に示すように、凹部６０内に残存する第一めっき下地層６２及び犠牲膜６４を除去する。例えば第一めっき下地層６２及び犠牲膜６４が銅を用いて形成されている場合、銅を優先的に溶かすエッチング液を用いて第一めっき下地層６２及び犠牲膜６４を溶解する。Ｃｒを用いて形成されている場合も、Ｃｒを優先的に溶かすエッチング液でＣｒを除去する。

次に図１３（Ｃ）に示すように、凹部６０の底面を通過する切断線で基板１０を切断する。これにより、切断線に沿ってできた基板１０の縁部からリード１２及び保護パターン１４が突出する。
図１５は、第一実施例によるプローブユニットの製造方法の変形例を示す断面図である。

この変形例では、図１１（Ａ）から図１３（Ａ）までの工程を行って、基板１０上に第二めっき下地層６６及び金属膜７４からなるリード群１８及び保護パターン１４を形成した後、図１５（Ａ）に示すように、基板１０をリード群１８及び保護パターン１４が形成されていない裏面から研磨し、犠牲膜６４に至るまで薄く加工する。

次に図１５（Ｂ）に示すように、凹部６０内に残存する第一めっき下地層６２及び犠牲膜６４を除去する。例えば第一めっき下地層６２及び犠牲膜６４が銅を用いて形成されている場合、銅を優先的に溶かすエッチング液を用いて第一めっき下地層６２及び犠牲膜６４を溶解する。Ｃｒを用いて形成されている場合も、Ｃｒを優先的に溶かすエッチング液でＣｒを除去する。

（第二実施例）
図２６から図２８は、第一の発明によるプローブユニットの製造方法の第二実施例を示す断面図である。
はじめに図２６（Ａ）に示すように、金属、セラミック、ガラス等からなる支持板６１の表面上に、めっき又はスパッタにより犠牲膜６３を形成する。犠牲膜６３は例えばＣｕの単層、又はＣｒ及びＣｕの複層にする。支持板６１が非導電性である場合、Ｃｕ、又はＣｒ及びＣｕの下地膜を予めスパッタによって形成してからめっきを行い、厚さ１μｍ以上５μｍ以下の犠牲膜６３を形成する。尚、スパッタによって形成された下地膜のみを犠牲膜６３として用いてもよい。その場合、犠牲膜６３の厚さは０．１μｍ以上０．２μｍ以下にする。

次に図２６（Ｂ）に示すように、犠牲膜６３の表面上にフォトレジストを塗布した後、このフォトレジスト上に所定のパターンのマスクを配置し、露光現像処理を行って不要なフォトレジストを除去し、リード１２及び保護パターン１４となる部位を露出させた開口部６５を有するレジスト膜６７を形成する。

次に図２６（Ｃ）に示すように、開口部６５から露出する犠牲膜６３の表面上にＮｉ合金などをめっきすることにより、リード１２又は保護パターン１４となる金属膜６９を犠牲膜６３の表面上に形成する。

次に図２６（Ｄ）に示すように、レジスト膜６７を除去する。レジスト膜６７を除去するには、例えばＮ−メチル−２−ピロリドン等の液剤を用いる。

次に図２７（Ａ）に示すように、リード１２の突出部と保護パターン１４の突出部を除いて、金属膜６９の表面上に基板１０を接着剤７１で接着する。基板１０は金属層７３及び樹脂層７５の複合層からなるフィルムである。この樹脂層７５を接着剤７１を介して金属膜６９の表面に貼り付ける。その際、金属膜６９と樹脂層７５とを圧着させると、接着剤７１は図２８（Ａ）に示すように金属膜６９間、すなわちリード１２間及び保護パターン１４間にはみ出てリード１２及び保護パターン１４の側面の一部を覆い、そのまま硬化する。したがって図２８（Ｂ）に示すように、後に保護パターン１４を引き剥がしたとき、保護パターン跡１６が残る。尚、金属層７３はＮｉ合金、Ｃｕなどからなり、樹脂層７５は例えばポリイミド樹脂からなる。基板１０は金属層７３を含むので、樹脂層のみからなる基板より膨張及び収縮の変形量が小さい。

次に図２７（Ｂ）に示すように、フィルム状の基板１０と接着剤７１と金属膜６９と犠牲膜６３とからなる部分を、例えば機械的に引き剥がして支持板６１から分離する。

次に図２７（Ｃ）に示すように、犠牲膜６３をエッチングして除去すると、プローブユニット１を得ることができる。犠牲膜６３がＣｕの場合、Ｃｕを優先的にエッチングする液を用いる。

さらに必要に応じて図２７（Ｄ）に示すように、金属膜６９の表面にＡｕめっき層７６を形成してもよい。リード１２及び保護パターン１４の両方にＡｕをめっきしてもよいし、どちらか一方のみめっきしてもよい。金属膜６９の表面をＡｕめっき層７６で覆うことにより、金属膜６９の腐食を防止できる。またリード１２の表面をＡｕめっき層７６で覆うことにより、リード１２の電気抵抗を下げることができる。

２．第二の発明
以下、第二の発明の実施例をプローブユニットの構成、使用方法及び製造方法の順に説明する。各実施例において同一の符号が付された構成要素は、その符号が付された他の実施例の構成要素と対応する。
＜プローブユニットの構成＞
（第一実施例）
図１６は、第二の発明によるプローブユニットの第一実施例を示す図である。図１７から図２０は、比較例としてのプローブユニットを示す図である。図１９は図１８に点線で示す領域２００の拡大図である。
図１６（Ａ）に示すように、本実施例によるプローブユニット２は、基板１０と、基板１０上に形成されている複数のリード１２からなるリード群１８と、リード群１８の先端部側の基板１０上の角部に形成された保護パターン１４とを備える。リード群１８及び保護パターン１４はそれぞれ薄膜からなり、ともに基板１０から突出していない。また保護パターン１４の線幅は、リード１２の線幅よりも大きい。基板１０は、導通検査の際に自重などで撓まないように、剛性の高い材料で形成されている。剛性の高い材料とは、結合材としてのエポキシと強化材としてのガラス繊維からなるガラスエポキシ等の複合材、樹脂などの有機物層と金属などの無機物層とを含む複合材、或いはガラスセラミック、石英、ジルコニア等の無機材である。

図１６（Ｂ）に示すように、本実施例によると、プローブユニット２が検体４０に対して傾いた状態で接触したとしても、基板１０上の角部に形成された保護パターン１４がまず検体４０に接触するため、基板１０及びリード群１８が保護される。保護パターン１４は基板１０及びリード群１８を保護する際検体４０に接触して摩耗するが、リード１２よりも太く形成することにより、その摩耗の進行を抑制できる。

一方、図１７（Ａ）に示すように、比較例としてのプローブユニット９は基板９０と、基板９０上に形成された複数のリード９２からなるリード群９８とを備え、保護パターンを備えていない。したがって、図１７（Ｂ）に示すように、プローブユニット９が検体４０に対して傾いた状態で接触した場合、基板９０上に保護パターンがないため、リード群９８の先端部側の基板９０の一端の角部、あるいはリード群９８の配列方向における一端のリード９２が検体４０に接触し、過大な力がかかって基板９０又はリード９２が破損する。

また、図１８に示す比較例としてのプローブユニット２０９は、基板２９０と複数のリード２９２からなるリード群２９８と保護パターン２１４とを備えている。プローブユニット２０９の基板２９０は、剛性の低い材料、例えば樹脂製のフィルムで形成されている。そのため図１８（Ａ）に示すように、プローブユニット２０９は導通検査の際に自重などでリード群２９８の配列方向に撓むおそれがある。特にリード２９２の線幅よりも広い線幅の保護パターン２１４を備えている場合、プローブユニット２０９はリード群２９８と保護パターン２１４との間を頂点として撓みやすくなる。この状態で検体４０にプローブユニット２０９を接触させると、リード２９２は検体４０に対して傾いた状態で接触（図１９に実線で示すリード２９２参照）するおそれがある。この状態でプローブユニット２０９をオーバードライブさせると、図１９に示すように、リード２９２は検体４０に正対（点線で示すリード２９２参照）するまで検体４０上を摺動する（矢印２９９参照）。これによりリード２９２は摩耗する。たとえ保護パターン２１４の線幅を狭くしても、図２０に示すようにプローブユニット２０９の全体がリード群２９８の配列方向に撓むと、リード２９２が摩耗するおそれがある。
しかしながら、本実施例によるプローブユニット２の基板１０は、上述のように剛性の高い材料で形成されている。そのためプローブユニット２のリード１２は、比較例としてのプローブユニット２０９のリード２９２のように摩耗することはない。

（第二実施例）
図２１は、第二の発明によるプローブユニットの第二実施例を示す図である。
図２１に示すように、本実施例によるプローブユニット２の保護パターン１４は、基板１０のリード群１８の配列方向の一端１０ａ（または他端１０ｂ）から離間して配置されている。基板１０の一端１０ａ（または他端１０ｂ）から保護パターン１４までの距離（以降、保護パターン１４の離間距離という。）Ｄ１は、基板１０の検体４０に対する傾きの許容範囲に応じて設計すればよい。

図２１（Ａ）に示すように、保護パターン１４の離間距離Ｄ１が保護パターン１４の膜厚Ｄ２以上の場合、基板１０が検体４０に対して４５度傾くと、基板１０の一端１０ａ（または他端１０ｂ）が検体４０に接触するため、検体４０を破損させるおそれがある。一方、図２１（Ｂ）に示すように、保護パターン１４の離間距離Ｄ１が保護パターン１４の膜厚Ｄ２以下であれば、基板１０が検体４０に対して４５度傾いたとしても、保護パターン１４が検体４０に接触し、基板１０の一端１０ａ（または他端１０ｂ）が検体４０に接触することはない。したがって保護パターン１４の離間距離Ｄ１は、膜厚Ｄ２以下であることが望ましい。

（プローブユニットの使用方法）
図２２は、第二の発明によるプローブユニットの使用方法の一実施例を示す正面図である。
本実施例では、図２２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、プローブユニット２は平行出し機能を有するプローブベース５０に取り付けられ、プローブヘッド３を構成する。プローブベース５０は、ベース本体５２と、プローブユニット２の基板１０が貼付けられる支持部材５４と、ベース本体５２と支持部材５４との間に配置されて支持部材５４をベース本体５２に対して下方に付勢する複数の弾性体５６と、ベース本体５２を貫通して支持部材５４に固定され、ベース本体５２の貫通孔５３に往復移動可能に係止されるガイドピン５８とを備える。プローブヘッド３は昇降機能を有する導通検査装置本体（図示せず）に取り付けられる。その昇降機能によって、プローブユニット２のリード群１８が検体４０の電極に対応するようにプローブヘッド３を検体４０に対して降下させ、リード群１８を電極に接触させて導通試験を行う。

図２２（Ａ）に示すように、プローブヘッド３を検体４０に対して降下させたとき、プローブヘッド３が検体４０に対して傾いていることがある。このとき、プローブユニット２が基板１０上のリード群１８の先端部側の角部に保護パターン１４を有するため、一側の保護パターン１４が検体４０に接触し、リード群１８及び基板１０を保護する。

その後、図２２（Ｂ）に示すように、ベース本体５２を検体４０に接近する方向へ押圧すると、ベース本体５２と支持部材５４との間にある弾性体５６の付勢力によって、基板１０上の両側角部に形成された保護パターン１４がともに検体４０に接触するようになる。これにより、検体４０に対するプローブヘッド３の傾きを修正でき、プローブユニット２のリード群１８のリード１２を全て検体４０の電極に接触させることができ、検体の導通検査を行うことができる。

＜プローブユニットの製造方法＞
図２３及び図２４は、第二の発明によるプローブユニットの製造方法の一実施例を示す断面図であり、図１６（Ａ）のａ−ａ線に対応する断面図である。
はじめに図２３（Ａ）に示すように、ガラスセラミック、石英、ジルコニアなどからなる基板１０の表面に、リード１２及び保護パターン１４の下地となるめっき下地層６６を形成する。

次に図２３（Ｂ）に示すように、めっき下地層６６の表面上にフォトレジストを塗布し、このフォトレジスト上に所定形状のマスクを配置し、露光現像処理を行って不要なフォトレジストを除去し、リード１２又は保護パターン１４を形成する部位を露出させる開口部７０を有するレジスト膜７２を形成する。
次に図２３（Ｃ）に示すように、開口部７０から露出するめっき下地層６６の表面上にＮｉ合金などをめっきすることにより、リード１２又は保護パターン１４となる金属膜７４をめっき下地層６６の表面上に形成する。この結果、開口部７０内で互いに同じ膜厚のリード１２と保護パターン１４とが同一の材料で形成されることとなる。

次に図２３（Ｄ）に示すように、レジスト膜７２を除去する。レジスト膜７２を除去するには、例えばＮ−メチル−２−ピロリドン等の液剤を用いる。
次に図２４（Ａ）に示すように、めっき下地層６６のうち金属膜７４で被覆されていない部分を除去する。めっき下地層６６の除去には、イオンミリング等を用いる。

以上図２３（Ａ）から図２４（Ａ）に示す工程により、めっき下地層６６及び金属膜７４からなるリード群１８と保護パターン１４とがリソグラフィ技術を用いて同時に形成されるので、同一材料及び同一膜厚でリード群１８及び保護パターン１４は形成され、リード群１８と保護パターン１４との相対的な位置精度が確保される。

次に図２４（Ｂ）に示すように、基板１０を必要な大きさに切断する。
図２５は第二の発明によるプローブユニットの製造方法の変形例を示す断面図である。
変形例では、図２３（Ａ）から図２４（Ａ）までの工程を行って、基板１０上にめっき下地層６６及び金属膜７４からなるリード群１８と保護パターン１４とを形成した後、図２５（Ａ）に示すように、基板１０をリード群１８及び保護パターン１４が形成されていない裏面から研磨し、薄く加工する。
次に図２４（Ｂ）に示すように、基板１０を必要な大きさに切断する。尚、基板１０を必要な大きさに切断してから、薄く加工してもよい。

第一の発明によるプローブユニットの第一実施例を示す平面図である。 （Ａ）は第一の発明によるプローブユニットの第二実施例の保護パターン除去前を示す平面図であり、（Ｂ）はその保護パターン除去後を示す平面図である。 第一の発明によるプローブユニットの変形例を示す平面図である。 第一の発明によるプローブユニットの第三実施例を示す平面図である。 （Ａ）は第一の発明の比較例としてのプローブユニットに異物が接触した状態を示す平面図であり、（Ｂ）は第一の発明の第三実施例によるプローブユニットに異物が接触した状態を示す平面図である。 第一の発明によるプローブユニットの変形例を示す平面図である。 第一の発明によるプローブユニットの第四実施例を示す平面図である。 第一の発明によるプローブユニットの使用方法の一実施例を示す断面図である。 第一の発明によるプローブユニットの使用方法の一実施例を示す平面図である。 第一の発明によるプローブユニットの使用方法を説明するための模式図である。 第一の発明によるプローブユニットの製造方法の第一実施例を示す断面図である。 第一の発明によるプローブユニットの製造方法の第一実施例を示す断面図である。 第一の発明によるプローブユニットの製造方法の第一実施例を示す断面図である。 第一の発明によるプローブユニットの製造方法の第一実施例における保護パターンの配置例を示す平面図である。 第一の発明によるプローブユニットの製造方法の第一実施例を示す断面図である。 （Ａ）は第二の発明によるプローブユニットの第一実施例を示す平面図であり、（Ｂ）はその保護パターンの作用を模式的に示す正面図である。 （Ａ）は第二の発明の比較例によるプローブユニットを示す平面図であり、（Ｂ）はその作用を示す正面図である。 第二の発明の比較例によるプローブユニットを説明するための模式図である。 第二の発明の比較例によるプローブユニットを説明するための模式図である。 第二の発明の比較例によるプローブユニットを説明するための模式図である。 第二の発明によるプローブユニットの第二実施例を説明するための模式図である。 第二の発明によるプローブユニットの使用方法の一実施例を示す正面図である。 第二の発明によるプローブユニットの製造方法の一実施例を示す断面図である。 第二の発明によるプローブユニットの製造方法の一実施例を示す断面図である。 第二の発明によるプローブユニットの製造方法の変形例を示す断面図である。 第一の発明によるプローブユニットの製造方法の第二実施例を示す断面図である。 第一の発明によるプローブユニットの製造方法の第二実施例を示す断面図である。 第一の発明によるプローブユニットの製造方法の第二実施例を示す断面図である。

符号の説明

１ プローブユニット、２ プローブユニット、１０ 基板、１２ リード、１４ 保護パターン、１５ 貫通孔（間隙）、１８ リード群、４０ 検体、４２ 電極、６６ めっき下地層、７４ 金属膜、１１５ 切り欠き（間隙）

Claims (12)

1. 基板と、
   検体の電極に接触する先端部が前記基板から突出しているリードを形成している第一の薄膜とを備え、
   前記リードの先端部の近傍で前記基板から突出する保護部を第二の薄膜で前記基板上に形成する工程を経て製造されることを特徴とするプローブユニット。
2. 前記保護部は、前記リードの先端部より長く前記基板から突出していることを特徴とする請求項１に記載のプローブユニット。
3. 前記保護部には、間隙が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のプローブユニット。
4. 前記保護部を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のプローブユニット。
5. 前記保護部が除去されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のプローブユニット。
6. 前記保護部は、前記リードの先端部を囲む形状であることを特徴とする請求項４に記載のプローブユニット。
7. 複数の前記リードで構成されるリード群を備え、
   前記保護部は、前記リード群の前記リードの配列方向両側に形成されることを特徴とする請求項４に記載のプローブユニット。
8. 前記第二の薄膜は、前記第一の薄膜と同一材料で同一膜厚に形成されていることを特徴とする請求項４、６又は７に記載のプローブユニット。
9. 検体の電極に接触する先端部が基板から突出するリードを第一の薄膜で前記基板上に形成する工程と、
   前記リードの先端部の近傍で前記基板から突出する保護部を第二の薄膜で前記基板上に形成する工程と、
   を含むことを特徴とするプローブユニットの製造方法。
10. 前記保護部と前記リードは、前記基板上に同時に形成されることを特徴とする請求項９に記載のプローブユニットの製造方法。
11. 結合材と強化材とからなる複合材、有機物層と無機物層とを含む複合材、或いは無機材からなる基板と、
    先端部が検体の電極に接触するリードを形成している第一の薄膜と、
    前記リードの先端部側の前記基板上の角部に、前記リードの前記検体との接触面より広い前記検体との接触面を有する隆起を形成している第二の薄膜と、
    を備えることを特徴とするプローブユニット。
12. 前記第二の薄膜は、前記第一の薄膜と同一材料で同一膜厚に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のプローブユニット。

Images