JP2009122123A - コンタクトプローブ - Google Patents

Abstract

【課題】コンタクトプローブにおいて、パターン配線の挟ピッチ部分の面積を縮小可能であると共に引き回しの自由度を高めること。
【解決手段】複数のパターン配線１２がフィルム本体１１の表面上に被着され、これらパターン配線の少なくとも一部の先端部がコンタクトピン１３ａとされるコンタクトプローブ１０であって、前記パターン配線は、先端部が前記コンタクトピンとなる複数の第１の配線１３と、これらの第１の配線に対して絶縁層１４を介して積層された複数の第２の配線１５とを備え、これらの第２の配線は、前記第１の配線の途中に接続される接続部を有する。
【選択図】図１

Description

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に関する。

一般に、ＩＣチップやＬＳＩチップ等の半導体チップ又はＬＣＤ（液晶デバイス）の各端子に接触させて電気的なテストを行うために、コンタクトピンが用いられている。
近年、ＩＣチップ等の高集積化および微細化に伴って電極であるコンタクトパッドが狭ピッチ化されるとともに、コンタクトピンの多ピン狭ピッチ化が要望されている。しかしながら、コンタクトピンとして用いられていたタングステン針のコンタクトプローブでは、タングステン針の径の限界から多ピン狭ピッチへの対応が困難になっていた。

これに対して、例えば、特許文献１に、複数のパターン配線が樹脂フィルム上に形成されこれらのパターン配線の各先端部が前記樹脂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技術が提案されている。この技術例は、複数のパターン配線の先端部をコンタクトピンとすることによって、多ピン狭ピッチ化を図るものである。

従来のコンタクトプローブ１は、図８に示すように、ポリイミド樹脂フィルム２の片面にＮｉ（ニッケル）またはＮｉ合金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、樹脂フィルム２の端部からパターン配線３の先端部が突出してコンタクトピン３ａとされている。
このコンタクトプローブ１は、パターン配線３の後端側に設けられた接触部３ａをプリント基板の電極に接触させ、パターン配線３から得られた信号をプリント基板の電極を通して外部の検査装置等に伝えることができるようになっている。例えば、プリント基板の三辺に設けられた電極に接触させる必要がある場合は、コンタクトプローブ１の接触部３ａを、三辺に対応させて３つに分岐させて形成している。

特公平７−８２０２７号公報

しかしながら、上記従来のコンタクトプローブ技術には、以下のような課題が残されている。すなわち、挟ピッチ化及び多ピン化が進み、パターン配線の挟ピッチ部分の割合が高くなっており、これに起因して歩留まりが低下するおそれがあった。また、上記３つの接触部を有するコンタクトプローブのように、細いパターン配線を長く配設しなければならない場合、パターン配線の引き回しが難しく、かつ、配線抵抗の増大を伴うと共に発熱量が増大する不都合があった。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、パターン配線の挟ピッチ部分の面積を縮小可能であると共に引き回しの自由度を高めることができるコンタクトプローブを提供することを目的とする。

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、本発明は、他の基板に接触させるための複数の接触部が設けられたフィルム本体と、前記フィルム本体の一部を覆うように設けられる絶縁層と、前記フィルム本体または前記絶縁層の表面上に被着されるパターン配線と、を備えたコンタクトプローブであって、前記パターン配線は、前記フィルム本体の表面上に被着され、一端がコンタクトピンとなり、他端が前記接触部のいずれかに接続される長い部分を有する配線と、前記フィルム本体の表面上に被着され、一端がコンタクトピンとなり、他端が前記コンタクトピンの近傍で途切れている短い部分を有する配線と、からなる第１の配線、および、前記絶縁層の表面上に被着され、一端が前記絶縁層と前記フィルム本体の境界部分で前記短い部分を有する配線からなる第１の配線のいずれかの途切れ部分と接続形成され、他端が前記絶縁層と前記フィルム本体の境界部分で前記接触部のいずれかと接続形成されている第２の配線、からなり、前記長い部分を有する配線からなる第１の配線と、前記第２の配線とが、前記絶縁層に対してそれぞれ反対側に配置されていることを特徴とする。

このコンタクトプローブでは、パターン配線が、当該長い部分を有する配線と当該短い部分を有する配線とからなる第１の配線、および、当該第２の配線、を備える。そして、短い部分を有する配線からなる第１の配線の途中から、配線の制約の少ない別層の第２の配線で信号を伝達させることができ、挟ピッチ領域を低減できると共に配線の自由度を格段に向上させることができる。

また、本発明のコンタクトプローブにおいて、前記絶縁層が、コンタクトピンの配置位置の近傍、および、前記接触部の一部の近傍にまで配置されており、前記第２の配線が、前記絶縁層におけるコンタクトピンの配置位置の近傍、および、前記接触部の一部の近傍において接続形成されていることで、挟ピッチ領域を大幅に低減でき、第２の配線の配線スペースを最大限に確保することが可能になる。

本発明のコンタクトプローブによれば、パターン配線が、当該長い部分を有する配線と当該短い部分を有する配線とからなる第１の配線、および、当該第２の配線、を備える。そして、短い部分を有する配線からなる第１の配線の途中から、配線の制約の少ない別層の第２の配線で信号を伝達させることができ、挟ピッチ領域を低減できると共に配線の自由度を格段に向上させることができる。従って、ライン抵抗が低減されると共にシグナルラインの引き回しが容易になり、さらなる挟ピッチ化・多ピン化に対応可能になる。

本発明に係るコンタクトプローブおよびその製造方法の一実施形態において、コンタクトプローブを示す平面図である。 本発明に係る一実施形態において、フィルム本体に対する第１の配線及び絶縁層に対する第２の配線を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。 本発明に係る一実施形態において、第１のベースメタル層形成工程から第２の配線メッキ工程まで工程順に示す図１のＢ−Ｂ線矢視要部断面図である。 本発明に係る一実施形態において、フィルム被着工程から分離工程まで工程順に示す図１のＢ−Ｂ線矢視の要部断面図である。 本発明に係る一実施形態において、第２のパターン形成工程から分離工程まで工程順に示す図１のＣ−Ｃ線矢視の要部断面図である 本発明に係る一実施形態の他の例におけるコンタクトプローブを示す断面図である。 本発明に係るコンタクトプローブおよびその製造方法の従来例において、コンタクトプローブを示す平面図である。

以下、本発明に係るコンタクトプローブ及びその製造方法の一実施形態を、図１から図６を参照しながら説明する。
これらの図にあって、符号１０はコンタクトプローブ、１１はフィルム本体、１２はパターン配線を示している。

本実施形態のコンタクトプローブ１０は、図１から図３に示すように、フィルム本体１１の表面に金属で形成されるパターン配線１２を張り付けたものであり、プリント基板に接触させるための接触部１２ａを備えている。なお、この接触部１２ａは、ＬＣＤ駆動ＩＣのようにピン数の多い場合には複数の辺、例えば本実施形態のように３辺に接触させるためにその辺分、すなわち３つ設けられる場合もある。上記パターン配線１２は、先端部がコンタクトピン１３ａとなる複数の第１の配線１３と、これらの第１の配線１３に対してポリイミド樹脂の絶縁層１４を介して積層された複数の第２の配線１５とを備えている。また、これらの第２の配線１５は、第１の配線１３の途中に接続される接続部１５ａを有している。さらに、第２の配線１５は、その先端部及び基端部にそれぞれ接続部１５ａを有し、これらの接続部１５ａは、第１の配線１３の先端部近傍と基端部近傍とにそれぞれ接続されている。

上記フィルム本体１１は、パターン配線１２が形成された表面側に配されたポリイミド樹脂の樹脂フィルム１６と、裏面側に配された金属フィルムであるグラウンド層１７とを張り合わせて設けられている。すなわち、フィルム本体１１は、樹脂フィルムと金属フィルムとが一体に設けられた２層テープである。
なお、上記グラウンド層１７は、熱および水分によって変形し難いものが好ましく、例えば、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ｃｕ（銅箔）またはＣｕ合金のうちいずれかのものが好適である。なお、本実施形態では、Ｃｕで形成されている。

上記第１の配線１３及び第２の配線１５は、Ｎｉ又はＮｉ合金（第２の金属層、第４の金属層）で形成され、またコンタクトピン１３ａは、表面にＡｕが皮膜されて構成されている。また、第１の配線１３のうち、少なくとも一部のシグナルラインが第２の配線１５に接続されている。なお、本実施形態では、第１の配線１３のうち、中央の接触部１２ａに配線されるシグナルラインが第２の配線１５を介して接続されている。

本実施形態では、パターン配線１２が、先端部がコンタクトピン１３ａとなる複数の第１の配線１３と、これらの第１の配線１３に対して絶縁層を介して積層された複数の第２の配線１５とを備え、これらの第２の配線１５が第１の配線１３の途中に接続される接続部１５ａを有するので、第１の配線１３の途中から配線の制約の少ない別層の第２の配線１５で信号を伝達させることができ、挟ピッチ領域を低減できると共に配線の自由度を格段に向上させることができる。
なお、本実施形態では、図２（ａ）における、コンタクトピン１３ａを一端として接触部１２ａまで続いている６本の配線、および、コンタクトピン１３ａを一端とする短い５本の配線（本実施形態では、その他端を「第１の配線１３の途中」と表記）、の総称を「第１の配線１３」としている。一方、特許請求の範囲においては、便宜上、コンタクトピン１３ａを一端とする短い５本の配線を「第２の配線」と表記している。

次に、本実施形態のコンタクトプローブの製造方法について、図４から図６を参照して工程順に説明する。

〔第１のベースメタル層形成工程〕
まず、図４の（ａ）に示すように、ステンレス製の支持金属板（基板層）２１の上に、Ｃｕ（銅）メッキにより第１のベースメタル層（第１の金属層）２２を形成する。

〔第１のパターン形成工程〕
この第１のベースメタル層２２の上に第１のフォトレジスト層２３を形成した後、図４の（ｂ）に示すように、第１のフォトレジスト層２３に所定のパターンのマスクＭ１を施して露光し、図４の（ｃ）に示すように、第１のフォトレジスト層２３を現像して第１の配線１３となる部分を除去して残存する第１のフォトレジスト層（第１のマスク）２３に開口部２３ａを形成する。

〔第１の配線メッキ工程〕
そして、図４の（ｄ）に示すように、開口部２３ａに第１の配線１３となるＮｉまたはＮｉ合金の第１のメッキ層（第２の金属層）２４を電解メッキ処理により形成する。なお、第１のフォトレジスト層２３は、そのまま除去せずに残しておく。

〔絶縁層形成工程〕
上記第１のメッキ層２４上に、図４の（ｅ）に示すように、少なくとも接続部１５ａに接続される部分を除いて絶縁層１４を形成する。
〔第２のベースメタル層形成工程〕
次に、絶縁層１４の上に、第２の配線１５の材質に被着又は結合する材質としてＣｕ（銅）による第２のベースメタル層（第３の金属層）２５を形成する。

〔第２のパターン形成工程〕
さらに、第２のベースメタル層２５の上に第２のフォトレジスト層２６を形成した後、図４の（ｆ）に示すように、第２のフォトレジスト層２６に所定のパターンのマスクＭ２を施して露光し、図４の（ｇ）に示すように、第２のフォトレジスト層２６を現像して第２の配線１５となる部分を除去して残存する第２のフォトレジスト層（第２のマスク）２６に開口部２６ａを形成する。なお、このとき、接続部１５ａでは、図６の（ａ）に示すように、開口部２６ａの底面に第２のベースメタル層２５が露出している。

〔第２の配線メッキ工程〕
そして、図４の（ｈ）に示すように、開口部２６ａに第２の配線１５となるＮｉまたはＮｉ合金の第２のメッキ層（第４の金属層）２７を電解メッキ処理により形成する。なお、第２のフォトレジスト層２６は、メッキ処理終了後に除去すると共にＣｕエッチにより、第２のベースメタル層２５の露出部分を、第２のメッキ層２７をマスクとして選択的にエッチングして除去する。また、このとき、接続部１５ａでは、図６の（ｂ）に示すように、第１の配線１３上に第２の配線１５が形成されて互いに接続される。

〔フィルム被着工程〕
次に、図５の（ａ）に示すように、第１のメッキ層２４及び第２のメッキ層２７の上であって、図に示した第１の配線１３の先端部、すなわちコンタクトピン１３ａとなる部分以外に、フィルム本体１１を接着剤ｅにより接着する。なお、２層テープのうちの樹脂フィルム１６を接着剤ｅを介して第１のメッキ層２４及び第２のメッキ層２７に被着させる。なお、フィルム本体１１は、樹脂フィルム１６にグラウンド層１７が一体に設けられた２層テープであり、写真製版技術を用いたＣｕエッチングを施して、グラウンド層１７が形成されているものである。

〔分離工程〕
そして、図５の（ｂ）に示すように、第１のメッキ層２４からフィルム本体１１までの部分を、支持金属板２１から分離させた後、Ｃｕエッチを経て、図５の（ｃ）及び図６の（ｃ）に示すように、フィルム本体１１にパターン配線１２（第１の配線１３及び第２の配線１５）を接着させた状態とする。
この後、ＩＣ用プローブとして所定形状に切り出されることにより、コンタクトプローブ１０が作製される。

このように本実施形態のコンタクトプローブの製造方法では、第１のメッキ層２４の接続部１５ａに接続される部分上及び絶縁層１４上に第２の配線１５の材質に被着又は結合する材質の第２のベースメタル層２５を形成し、該第２のベースメタル層２５上に第２のフォトレジスト層２６を施してマスクされていない部分に第２の配線１５に供される第２のメッキ層２７をメッキ処理により形成するので、第１の配線１３上に絶縁層１４を介して高精度に第２の配線１５を積層させることができると共に正確に接続部１５ａと第１の配線１３とを接続することができる。
また、第１の配線メッキ工程において、絶縁層１４の形成領域に第１のフォトレジスト層２３が残されることにより、凹凸が小さく平坦性が良い形成領域が得られ、絶縁層１４及び第２の配線１５が形成し易くなる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態においては、コンタクトプローブをプローブカードであるプローブ装置に適用したが、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。
さらに、前記コンタクトプローブをＬＣＤ用の所定形状に切り出してＬＣＤ用のプローブ装置に組み込んでも構わない。本発明は、ロジックＩＣ用でコンタクトホールのあるコンタクトプローブ等にも応用可能である。例えば、フィルム本体の第１の配線にはグラウンド・パワー層に接続する配線とコンタクトホール用の島部とを設け、第２の配線にはＰＣＢに接続する配線を設けても構わない。

また、上記実施形態では、第１の配線１３の一方の面上に第２の配線１５を挟んでグラウンド層１７が設けられているが、他の例として、図７に示すように、第１の配線１３の一方の面上にグラウンド層１７を配すると共に第１の配線１３の他方の面上に第２の配線１５を設けても良い。この場合、フィルム本体１１を平坦状態で配設することができ、屈曲部等におけるひび割れ等の発生を防ぐことができる。また、ボトムクランプなどのメカニカルパーツ取り付けが容易となる利点がある。

また、第２の配線１５の接続部１５ａは、第１の配線１３の途中で接続されるが、フィルム本体１１から突出したコンタクトピン１３ａの長さ方向全体の一面と接続するようにした接続部としても構わない。
また、第２の配線１５の接続部１５ａは、ビアホール等のコンタクトホールでつなぐタイプとしても構わない。

１０ コンタクトプローブ
１１ フィルム本体
１２ パターン配線
１３ 第１の配線
１３ａ コンタクトピン
１４ 絶縁層
１５ 第２の配線
１６ 樹脂フィルム
１７ グラウンド層
２１ 支持金属板（基板層）
２２ 第１のベースメタル層（第１の金属層）
２３ 第１のフォトレジスト層（第１のマスク）
２４ 第１のメッキ層（第２の金属層）
２５ 第２のベースメタル層（第３の金属層）
２６ 第２のフォトレジスト層（第２のマスク））
２７ 第２のメッキ層（第４の金属層）

Claims (2)

1. 他の基板に接触させるための複数の接触部が設けられたフィルム本体と、
   前記フィルム本体の一部を覆うように設けられる絶縁層と、
   前記フィルム本体または前記絶縁層の表面上に被着されるパターン配線と、を備えたコンタクトプローブであって、
   前記パターン配線は、
   前記フィルム本体の表面上に被着され、一端がコンタクトピンとなり、他端が前記接触部のいずれかに接続される長い部分を有する配線と、
   前記フィルム本体の表面上に被着され、一端がコンタクトピンとなり、他端が前記コンタクトピンの近傍で途切れている短い部分を有する配線と、からなる第１の配線、
   および、
   前記絶縁層の表面上に被着され、一端が前記絶縁層と前記フィルム本体の境界部分で前記短い部分を有する配線からなる第１の配線のいずれかの途切れ部分と接続形成され、他端が前記絶縁層と前記フィルム本体の境界部分で前記接触部のいずれかと接続形成されている第２の配線、からなり、
   前記長い部分を有する配線からなる第１の配線と、前記第２の配線とが、前記絶縁層に対してそれぞれ反対側に配置されている
   ことを特徴とするコンタクトプローブ。
2. 請求項１に記載のコンタクトプローブにおいて、
   前記絶縁層は、コンタクトピンの配置位置の近傍、および、前記接触部の一部の近傍にまで配置されており、
   前記第２の配線は、前記絶縁層におけるコンタクトピンの配置位置の近傍、および、前記接触部の一部の近傍において接続形成されていることを特徴とするコンタクトプローブ。
   

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