JP2009008450A - プローブの製作方法及びプローブカードの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属加工技術を主体とする微細加工技術によって複数のプローブを同時に製作し、上記プローブを基板へ接合することで、製作時間が短く、製造コストが削減可能なプローブおよびプローブカードの製造方法を提供する。
【解決手段】基板に取り付けるための支持部、上記支持部から延在しバネ性を有するように屈曲している腕部、および上記腕部の先端に設けられ被検査対象物の電極に接触する先端部から構成されるプローブの製作方法。金属板をプレス加工によって、上記プローブの支持部、上記腕部および上記先端部に相当する側面形状に成形する工程、上記プレス加工の前あるいは後に、上記金属板を複数の上記プローブに分割するためのスリットを形成し、スリットを形成する時に上記金属板の一部を共通接続部として残しておき、隣接する上記プローブの間の余分な金属板を取り除く工程を含み、複数のプローブが上記共通接続部により接続された状態で製作される。
【選択図】 図９

Description

本発明は、プローブの製作方法、および上記プローブを用いたプローブカードの製造方法に関する。

近年、半導体ウエハの検査に用いるプローブカードにおいて、半導体ウエハの高集積化に伴うプローブの微細化が進み、このようなプローブの製造に半導体素子の製造プロセス技術を用いる事が行われている。

このようなプローブの製作方法として、半導体素子の製造プロセス技術の一つであるリソグラフ技術を用いた所定領域へのめっき層の積層という手段が用いられている。

このようなリソグラフ技術を用いた所定領域へのめっき層の積層では、多数層のめっきを行うことから、製作に多大な時間を要するために、製作費用が高くつくという問題があった。

また、製作時間を短縮しようとすると、今度は歩留まりが低下するという問題が生じてくる。

本発明はこのような従来のプローブの製作方法が有していた課題を解決し、金属加工技術を主体とする微細加工技術によって複数のプローブが接続された状態でプローブを製作し、さらに複数のプローブが接続された状態でプローブカードの基板へ接合することで、製作時間が短く、製造コストが削減可能なプローブの製作方法およびプローブカードの製造方法を提供することを目的とする。

本発明のプローブの製作方法は、プローブカードの基板に取り付けるための支持部、上記支持部から延在しバネ性を有するように屈曲している腕部、および上記腕部の先端に設けられ被検査対象物の電極に接触する先端部から構成されるプローブの製作方法であって、金属板をプレス加工によって、上記プローブの上記支持部、上記腕部および上記先端部に相当する側面形状に成形する工程、および、上記プレス加工の前あるいは後に、上記金属板を複数の上記プローブに分割するためのスリットを形成し、スリットを形成する時に上記金属板の一部を複数の上記プローブを接続するための共通接続部として残しておき、隣接する上記プローブの間の余分な金属板を取り除く工程を含み、複数のプローブが上記共通接続部により接続された状態で製作されることを特徴とする。

あるいは、本発明のプローブの製作方法は、プローブカードの基板に取り付けるための支持部、上記支持部から延在しバネ性を有するように屈曲している腕部、および上記腕部の先端に設けられ被検査対象物の電極に接触する先端部から構成されるプローブの製作方法であって、上記金属板を曲げ加工により、上記先端部に相当する立ち上がり部を形成する工程、上記立ち上がり部の表面にロジウムめっきを施す工程、金属板をプレス加工によって、上記プローブの上記支持部、および上記腕部に相当する側面形状に成形する工程、および、上記プレス加工の前あるいは後に、上記金属板を複数の上記プローブに分割するためのスリットを形成し、スリットを形成する時に上記金属板の一部を複数の上記プローブを接続するための共通接続部として残しておき、隣接する上記プローブの間の余分な金属板を取り除く工程を含み、複数のプローブが上記共通接続部により接続された状態で製作されることを特徴とする。

そして、上記共通接続部により接続されている上記プローブの表面に、金属めっきを施す工程を含むことが好ましい。

あるいは、上記金属板にスリットを形成した後に、上記金属板の片面に樹脂シートを貼り付け、その後に、上記金属板のプレス加工を行い、上記樹脂シートを取り除いた後に、上記プローブが接合されることが好ましい。

本発明のプローブカードの製造方法は、プローブカードの基板に取り付けるための支持部、上記支持部から延在しバネ性を有するように屈曲している腕部、および上記腕部の先端に設けられ被検査対象物の電極に接触する先端部から構成される複数のプローブが上記基板に接合されたプローブカードの製造方法であって、金属板をプレス加工によって、上記プローブの上記支持部、上記腕部および上記先端部に相当する側面形状に成形する工程、上記プレス加工の前あるいは後に、上記金属板を複数の上記プローブに分割するためのスリットを形成し、スリットを形成する時に上記金属板の一部を複数の上記プローブを接続するための共通接続部として残しておき、隣接する上記プローブの間の余分な金属板を取り除く工程、上記金属板に形成された上記プローブの上記支持部を上記基板に設けられた支持台に接合する工程、
および、上記金属板の上記共通接続部を上記プローブから切り離す工程を含むことを特徴とする。

本発明のプローブの製作方法は、プローブカードの基板に取り付けるための支持部、上記支持部から延在しバネ性を有するように屈曲している腕部、および上記腕部の先端に設けられ被検査対象物の電極に接触する先端部から構成されるプローブの製作方法であって、金属板をプレス加工によって、上記プローブの上記支持部、上記腕部および上記先端部に相当する側面形状に成形する工程、および、上記プレス加工の前あるいは後に、上記金属板を複数の上記プローブに分割するためのスリットを形成し、スリットを形成する時に上記金属板の一部を複数の上記プローブを接続するための共通接続部として残しておき、隣接する上記プローブの間の余分な金属板を取り除く工程を含み、複数のプローブが上記共通接続部により接続された状態で製作されることにより、複数のプローブを所定の間隔で接続した状態で製作することができ、プローブカードへの接合の際にも、正確なピッチでの配置が可能となる。

あるいは、本発明のプローブの製作方法は、プローブカードの基板に取り付けるための支持部、上記支持部から延在しバネ性を有するように屈曲している腕部、および上記腕部の先端に設けられ被検査対象物の電極に接触する先端部から構成されるプローブの製作方法であって、上記金属板を曲げ加工により、上記先端部に相当する立ち上がり部を形成する工程、上記立ち上がり部の表面にロジウムめっきを施す工程、金属板をプレス加工によって、上記プローブの上記支持部、および上記腕部に相当する側面形状に成形する工程、および、上記プレス加工の前あるいは後に、上記金属板を複数の上記プローブに分割するためのスリットを形成し、スリットを形成する時に上記金属板の一部を複数の上記プローブを接続するための共通接続部として残しておき、隣接する上記プローブの間の余分な金属板を取り除く工程を含み、複数のプローブが上記共通接続部により接続された状態で製作されることにより、検査対象となる電極の材質に応じたプローブの製作が可能となる。

そして、上記共通接続部により接続されている上記プローブの表面に、金属めっきを施す工程を含むことにより、電気的特性に優れたプローブの製作が可能となる。

あるいは、上記金属板にスリットを形成した後に、上記金属板の片面に樹脂シートを貼り付け、その後に、上記金属板のプレス加工を行い、上記樹脂シートを取り除いた後に、上記プローブが接合されることにより、プレス加工の工程とスリット加工の工程の順番を選択可能となり、加工機械等に応じて適宜、加工順序を選択することが可能となる。

本発明のプローブカードの製造方法は、プローブカードの基板に取り付けるための支持部、上記支持部から延在しバネ性を有するように屈曲している腕部、および上記腕部の先端に設けられ被検査対象物の電極に接触する先端部から構成される複数のプローブが上記基板に接合されたプローブカードの製造方法であって、金属板をプレス加工によって、上記プローブの上記支持部、上記腕部および上記先端部に相当する側面形状に成形する工程、上記プレス加工の前あるいは後に、上記金属板を複数の上記プローブに分割するためのスリットを形成し、スリットを形成する時に上記金属板の一部を複数の上記プローブを接続するための共通接続部として残しておき、隣接する上記プローブの間の余分な金属板を取り除く工程、上記金属板に形成された上記プローブの上記支持部を上記基板に設けられた支持台に接合する工程、および、上記金属板の上記共通接続部を上記プローブから切り離す工程を含むことにより、複数のプローブを正確なピッチで同時に接合することが可能となり、プローブカードの製造時間の短縮および製造コストの削減、さらにはより精度の高いプローブカードの製造が可能となる。

本発明を図を用いて以下に詳細に説明する。初めに、本発明のプローブの製作方法について説明する。図１はプローブカード１の概略断面図であり、図２はプローブカード１に接合されるプローブ２を単体にしたものの斜視図である。

上記プローブ２は、図２に示すように、上記基板６に取り付けるための支持部３、上記支持部３から延在しバネ性を有するように屈曲している腕部４、および上記腕部４の先端に設けられ被検査対象物の電極に接触する先端部５から構成されている。

本発明では、上記プローブ２を金属加工技術を主体とする微細加工技術を用いて、複数が接続された状態で製作した後に、上記プローブカード１に接合する。この上記プローブ２の製作の方法について以下に説明する。

本発明のプローブの製作方法の第１の実施形態は、まず初めにプレス加工を行う。図３に示すのが、金属板８をプレス加工する状態を示す概略断面図である。図３の（ａ）がプレス加工前の状態であり、上記金属板８を、図に示すようなプレス機１２を用いてプレス加工する。上記金属板８の材質としては、耐熱性を有するニッケル・コバルト、あるいはニッケル・マンガン等の合金を用いる。

上記金属板８を、上記プローブ２の側面形状に合わせた上型１３および下型１４を有する上記プレス機１２を用いて、プレス加工を行う（図３（ｂ）参照）。このプレス加工により、上記金属板８は、図４（ａ）に示すような、上記プローブ２の側面形状に加工される。

次に、プレス加工された上記金属板８にスリット加工を行う。レーザーカットあるいは機械スリット加工によって、金属板８を上記プローブ２の幅、および上記プローブ２が配置されるピッチに応じた所定のラインで、スリット加工を行う。スリット加工により、図４（ａ）の上記金属体８が、図４（ｂ）のような状態となる。

このスリット加工によって、上記金属板８から複数のプローブ２が形成されるが、この時、各プローブ２が分離しないように、金属板８に図４（ｂ）に示すような、複数のプローブ２を接続するための共通接続部９を残しておく。

上記共通接続部９により、図４（ｂ）に示すような複数のプローブ２が分離することなく所定の間隔で接続された状態となり、これでプローブ２の製作が完了する。

このように、本発明のプローブの製作方法により、複数のプローブ２が、所定の間隔で接続された状態で製作されるので、上記プローブ２を正確なピッチで製作することが可能であり、また、その状態を保ちながら、プローブカードへ正確なピッチで接合することも可能となる。

次に、本発明のプローブの製作方法の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、プレス加工の後にスリット加工を行う場合について説明を行ってきたが、第２の実施形態では、スリット加工の後にプレス加工を行う方法について説明する。

本実施形態では、図５に示すように、初めに金属板８を、上記プローブ２の幅、および上記プローブ２が配置されるピッチに応じた所定のラインで、スリット加工を行う。スリット加工としてはレーザーカットあるいは機械スリット加工を用いる。このスリット加工のときに、図５（ｂ）に示すように、共通接続部９を設けて、複数のプローブ２に加工される部分を接続しておく。

次に、プレス加工を行うが、その前に、図６（ａ）に示すようにスリット加工した金属板８の片面全体に樹脂シート１５を貼り付ける。これは、スリット加工した金属板８がプレス加工の際に、ばらばらになり変形するのを防ぐために行う。

上記樹脂シート１５としては、半導体ウエハを加工する際に用いる粘着シート等を使用することが出来る。特に、上記金属板８に上記樹脂シート１５を貼り付けた状態でプレス加工を行うため、変形に対して残留応力の小さな樹脂シートを用いることが好ましい。

例えば、上記樹脂シート１５は、基材、中間層および粘着剤層をこの順に有する粘着シートであって、上記基材として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂を用い、中間層として、ウレタンポリマーとビニル系ポリマーとを有効成分として含有する複合フィルムを用い、上記粘着剤層として、適度な粘着力を有して製品を確実に保持することができ、加工後には製品等に負荷を掛けずに容易に剥離することが出来るような粘着力を有するものが好ましく、例えば、天然ゴムあるいはスチレン系共重合体等のゴム系ポリマーをベースポリマーとするゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、アクリル系粘着剤、ポリビニルエーテル系粘着剤等を使用したものが挙げられる。

こうして、上記樹脂シート１５によって再び１枚の板状になった上記金属板８を、上記プレス機１２を用いてプレス加工し、図６（ｂ）に示すような上記プローブ２の側面形状に加工する。

プレス加工後、先程貼り付けた上記樹脂シート１５を取り除く。そうすると図６（ｃ）に示すように、上記共通接続部９にて接続された状態のプローブ２が出来上がる。

本実施形態では、板状の金属板８にスリット加工を施すので、プレス加工された金属板８にスリット加工を行うよりも簡単に施工できる。ただし、上記樹脂シート１５の貼り付けおよび除去が必要となる。

このように、スリット加工とプレス加工の手順はどちらでも可能であるので、加工に使用する機械や、プローブカード全体の製造工程に応じて、プレス加工とスリット加工の順番を決めることができる。

次に、第３の実施形態として、上記プローブ２の表面にめっきを施す場合について説明を行う。

第１の実施形態と同様に、金属板８にプレス加工、スリット加工を行い、複数のプローブ２が共通接続部９により接続された状態を製作する。

次に、図７（ａ）に示すように上記プローブ２の表面にめっきを施す。プローブ２には、検査対象の電極との間で抵抗成分が小さいことを求められるために、このようなめっきを施す。このようにして、図７（ｂ）に示すような、表面にめっきが施されたプローブ２が出来上がる。このようなプローブ２は、電気的特性に優れており、良好な導通をもたらす。

本実施形態では、第１の実施形態の後に、めっきを施す場合について説明を行ったが、第２の実施形態の方法でプローブ２を製作した後に、めっきを施すことも可能である。

次に、第４の実施形態として、プローブ２の先端部５にロジウムのめっきを施す場合について説明を行う。図８の（ａ）〜（ｃ）に示すのが、第４の実施形態のプローブの製作方法の手順である。

本実施形態では、まず金属板８を曲げ加工により、図８の（ａ）に示すようなプローブ２の先端部５となる立ち上がり部１７を形成する。そして、図８の（ｂ）に示すように、上記立ち上がり部１７の表面にロジウムのめっき１８を施す。

上記ロジウムのめっき１８を施した後に、第１の実施形態で説明した上記プレス機１２を用いて、上記立ち上がり部１７が形成された上記金属板８に、図３の（ａ）、（ｂ）に示すようなプレス加工を行う。ただし、上記金属板８には既に上記先端部５に該当する上記立ち上がり部１７が形成されているので、この部分を上記プレス機１２の上記先端部５を形成する場所にセットしてプレス加工を行い、図８の（ｃ）に示すように、上記プローブ２の側面形状に加工する。

プレス加工の後は、第１の実施形態と同様に、上記金属板８にスリット加工を行い、上記共通接続部９によって複数のプローブ２が接続された状態に形成する。その結果、上記プローブ２の上記先端部５には、上記ロジウムのめっき１８が施された状態となる。

このように、上記プローブ２の上記先端部５に上記ロジウムのめっき１８を施すことにより、検査対象物の電極の材質との関係で、上記プローブ２の上記先端部５の材質を選択することを求められたときに、上記金属板８の材質を変えることなく対応することが可能となる。

次に、本発明のプローブカードの製造方法について説明を行う。ここで用いるプローブは、上述の第１の実施形態と同様の方法で製作するプローブ２を用いて説明を行う。

本発明のプローブカード１は、図１に示すように、基板６、および上記基板６に接合されるプローブ２を備える。本実施形態では、さらに、基板１１、および上記基板１１と上記プローブ２を電気的に接続するためのリード１０を備える。そして、上記基板６には上記プローブ２を接合するための支持台７を設けている。

上記プローブ２は、第１の実施形態に示すプローブ２の製作方法で製作する。ここでは、この製作方法については省略する。こうして得られた上記プローブ２は、図４の（ｂ）に示すような、上記共通接続部９により、複数のプローブ２が所定の間隔で接続された状態となっている。

次に、上記共通接続部９により接続された複数のプローブ２を、プローブカード１に接合する方法について説明する。図９（ａ）に示すように、上記プローブ２の上記支持部３を上記基板６に設けられた上記支持台７に溶着して接合する。この時、上記共通接続部９は溶着しないようにしておく。

上記プローブ２の接合が完了したら、図９（ａ）に一点鎖線で示しているラインでカットして、上記共通接続部９を取り除く。上記共通接続部９を取り除くと、図９（ｂ）の状態となり、各プローブ２が分離され、上記プローブ２の上記基板６への接合が完了する。

上記プローブ２が接合された上記基板６を、上記回路基板１１に接合する。そして、上記基板６に接合した上記プローブ２と、上記回路基板１１を上記リード１０により接合し、上記プローブ２を電気的に接続する。このようにして、上記プローブカード１を製造する。

ここでは、上記回路基板１１および上記リード１０を備えた上記プローブカード１について説明したが、これらの構造は特に限定するものではなく、他の形態を用いることも出来る。

また、第１の実施形態のプローブ２を用いて説明したが、他の実施形態の製作方法でプローブ２を製作し、上記プローブ２を上記基板６に接合し、上記プローブカード１とすることも可能である。

このように、本発明では、金属加工技術を主体とする微細加工技術を用いることにより、プローブ２を所定の間隔で複数接続した状態で製作し、さらには複数のプローブ２が接続された状態でプローブカード１の基板６への接合が可能となるので、プローブの製作からプローブのプローブカードへの接合までの工程が大幅に短縮され、プローブカードの製作時間の短縮および製造コストの削減が可能となる。さらに、複数のプローブを正確なピッチで同時に接合することも可能となる。

プローブカードの概略断面である。 プローブ単体の斜視図である。 金属板をプレス加工する状態を示す概略断面図であり、（ａ）が加工前、（ｂ）が加工中の概略断面図である。 （ａ）がスリット加工前の金属板の斜視図であり、（ｂ）がスリット加工後の金属板の斜視図である。 プレス加工前に、金属板にスリット加工を行う手順を示す図であり、（ａ）が加工前の金属板の斜視図、（ｂ）がスリット加工後の金属体の斜視図である。 金属板に樹脂シートを貼り付けて加工する手順を示す図であり、（ａ）が樹脂シートを貼り付けた状態の金属板の斜視図、（ｂ）がプレス加工後の金属板の斜視図である。 （ａ）がプレス加工およびスリット加工後の金属板の表面にめっきを施した状態を示す斜視図、（ｂ）がめっきを施したプローブの断面図である。 プローブの先端部にロジウムのめっきを施す手順を示す図であり、（ａ）が曲げ加工により金属板に立ち上がり部を設けた状態を示す斜視図、（ｂ）が上記立ち上がり部にロジウムのめっきを施した状態を示す斜視図、（ｃ）がめっきを施した後にプレス加工を行った状態の金属体の斜視図である。 プローブをプローブカードに接合する手順を示す図であり、（ａ）がプローブをプローブカードに溶着して接合した状態を示す斜視図であり、（ｂ）が接合後、共通接続部を取り除き、プローブの接合が完了した状態を示す斜視図である。

符号の説明

１ プローブカード
２ プローブ
３ 支持部
４ 腕部
５ 先端部
６ 基板
７ 支持台
８ 金属板
９ 共通接続部
１０ リード
１１ 基板
１２ プレス機
１３ 上型
１４ 下型
１５ 樹脂シート
１６ めっき
１７ 立ち上がり部
１８ ロジウムのめっき

Claims (5)

1. プローブカードの基板に取り付けるための支持部、上記支持部から延在しバネ性を有するように屈曲している腕部、および上記腕部の先端に設けられ被検査対象物の電極に接触する先端部から構成されるプローブの製作方法であって、
   金属板をプレス加工によって、上記プローブの上記支持部、上記腕部および上記先端部に相当する側面形状に成形する工程、
   および、上記プレス加工の前あるいは後に、上記金属板を複数の上記プローブに分割するためのスリットを形成し、スリットを形成する時に上記金属板の一部を複数の上記プローブを接続するための共通接続部として残しておき、隣接する上記プローブの間の余分な金属板を取り除く工程を含み、
   複数のプローブが上記共通接続部により接続された状態で製作されることを特徴とするプローブの製作方法。
2. プローブカードの基板に取り付けるための支持部、上記支持部から延在しバネ性を有するように屈曲している腕部、および上記腕部の先端に設けられ被検査対象物の電極に接触する先端部から構成されるプローブの製作方法であって、
   上記金属板を曲げ加工により、上記先端部に相当する立ち上がり部を形成する工程、
   上記立ち上がり部の表面にロジウムめっきを施す工程、
   金属板をプレス加工によって、上記プローブの上記支持部、および上記腕部に相当する側面形状に成形する工程、
   および、上記プレス加工の前あるいは後に、上記金属板を複数の上記プローブに分割するためのスリットを形成し、スリットを形成する時に上記金属板の一部を複数の上記プローブを接続するための共通接続部として残しておき、隣接する上記プローブの間の余分な金属板を取り除く工程を含み、
   複数のプローブが上記共通接続部により接続された状態で製作されることを特徴とするプローブの製作方法。
3. 上記共通接続部により接続されている上記プローブの表面に、金属めっきを施す工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のプローブの製作方法。
4. 上記金属板にスリットを形成した後に、上記金属板の片面に樹脂シートを貼り付け、その後に、上記金属板のプレス加工を行い、上記樹脂シートを取り除いた後に、上記プローブが接合されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のプローブの製作方法。
5. プローブカードの基板に取り付けるための支持部、上記支持部から延在しバネ性を有するように屈曲している腕部、および上記腕部の先端に設けられ被検査対象物の電極に接触する先端部から構成される複数のプローブが上記基板に接合されたプローブカードの製造方法であって、
   金属板をプレス加工によって、上記プローブの上記支持部、上記腕部および上記先端部に相当する側面形状に成形する工程、
   上記プレス加工の前あるいは後に、上記金属板を複数の上記プローブに分割するためのスリットを形成し、スリットを形成する時に上記金属板の一部を複数の上記プローブを接続するための共通接続部として残しておき、隣接する上記プローブの間の余分な金属板を取り除く工程、
   上記金属板に形成された上記プローブの上記支持部を上記基板に設けられた支持台に接合する工程、
   および、上記金属板の上記共通接続部を上記プローブから切り離す工程を含むことを特徴とするプローブカードの製造方法。

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