JP2011202990A - Contact probe - Google Patents

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Tomoyuki Takeda
朋之 武田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a contact probe for suppressing the occurrence of variations in a height of the contact probe which is fixed to a wiring board using a jointing material which is made of a low melting point metal.SOLUTION: The contact probe includes: a base 3 made of a first conductive metal and having a contact region 7 allowed to be in contact with a terminal electrode 12 formed on a probe board 11; a jointing material holding region 5 for holding the jointing material 15 which is made of a low melting point metal while the contact region 7 is exposed; and a jointing material lead-in region 6 which is formed at least between the contact region 7 and the jointing material holding region 5, and in which a metal film 9 is formed that is made of a second conductive metal having wettability to a low melting point metal higher than that of the first conductive metal.

Description

本発明は、コンタクトプローブに係り、さらに詳しくは、半田などの低融点金属からなる接合材を用いて配線基板に固着されるコンタクトプローブの改良に関する。   The present invention relates to a contact probe, and more particularly to an improvement of a contact probe fixed to a wiring board using a bonding material made of a low melting point metal such as solder.

半導体装置の製造工程には、半導体ウエハなどの検査対象物上に形成された電子回路の電気的特性を検査する検査工程がある。この電気的特性の検査は、検査対象とする電子回路にテスト信号を入力し、その応答を検出するテスター装置を用いて行われる。テスター装置及び電子回路の接続には、電子回路上の微小な端子電極に接触させる多数のコンタクトプローブを備えたプローブカードが用いられる。   The manufacturing process of a semiconductor device includes an inspection process for inspecting the electrical characteristics of an electronic circuit formed on an inspection object such as a semiconductor wafer. This electrical property inspection is performed using a tester device that inputs a test signal to an electronic circuit to be inspected and detects the response. For connection between the tester device and the electronic circuit, a probe card including a large number of contact probes that are brought into contact with minute terminal electrodes on the electronic circuit is used.

一般に、プローブカードは、多数のコンタクトプローブと多数の外部端子とが配線基板上に形成され、配線基板上の配線パターンを介して、対応するコンタクトプローブ及び外部端子を導通させている。コンタクトプローブは、電子回路の端子電極に接触させるための探針であり、外部端子は、テスター装置を接続するための入出力端子である。   Generally, in a probe card, a large number of contact probes and a large number of external terminals are formed on a wiring board, and the corresponding contact probes and the external terminals are made conductive through a wiring pattern on the wiring board. The contact probe is a probe for contacting the terminal electrode of the electronic circuit, and the external terminal is an input / output terminal for connecting a tester device.

各コンタクトプローブは、例えば、検査対象物に当接させるコンタクト部と、コンタクト部を弾性的に支持するビーム部と、配線基板上に形成された電極に固着されるベース部とからなる。ベース部は、配線基板上の電極に半田からなる接合材を用いて固着される。半田は、予め、ベース部或いは配線基板の電極に形成され、加熱されて溶融し、冷却されて固化する。   Each contact probe includes, for example, a contact portion that is brought into contact with an inspection object, a beam portion that elastically supports the contact portion, and a base portion that is fixed to an electrode formed on the wiring board. The base portion is fixed to the electrode on the wiring board using a bonding material made of solder. The solder is previously formed on the base portion or the electrode of the wiring board, and is heated and melted, and then cooled and solidified.

従来のコンタクトプローブでは、配線基板上の電極とコンタクトプローブのベース部との間に半田が存在するため、半田が溶融し、固化に至るまでの間で、半田の溶融状態によってはコンタクトプローブのコンタクト部の高さが一定にならないという問題があった。   In the conventional contact probe, since solder exists between the electrode on the wiring board and the base portion of the contact probe, the contact of the contact probe depends on the molten state of the solder until the solder melts and solidifies. There was a problem that the height of the part was not constant.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、配線基板からの高さにバラツキが生じるのを抑制させたコンタクトプローブを提供することを目的としている。特に、低融点金属からなる接合材を用いて配線基板に固着されるコンタクトプローブの高さにバラツキが生じるのを抑制す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している。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a contact probe that suppresses variations in height from a wiring board. In particular, it is an object of the present invention to provide a contact probe that can suppress variation in the height of a contact probe fixed to a wiring board using a bonding material made of a low melting point metal.

第1の本発明によるコンタクトプローブは、第1導電性金属からなり、配線基板の電極に当接させる当接領域を有するコンタクトプローブであって、上記当接領域を露出させた状態で低融点金属からなる接合材を保持する接合材保持領域と、少なくとも上記当接領域及び上記接合材保持領域間に形成され、上記低融点金属に対する濡れ性が第1導電性金属よりも高い第2導電性金属からなる金属膜が形成された接合材引込領域とを備えて構成される。   A contact probe according to a first aspect of the present invention is a contact probe made of a first conductive metal and having a contact area to be in contact with an electrode of a wiring board, wherein the low melting point metal is exposed with the contact area exposed. And a second conductive metal formed between at least the abutment region and the bonding material holding region and having higher wettability with respect to the low melting point metal than the first conductive metal. And a bonding material pull-in region in which a metal film made of is formed.

このコンタクトプローブでは、少なくとも当接領域と接合材保持領域との間に低融点金属からなる接合材の引込領域が形成され、コンタクトプローブを構成する導電性金属よりも低融点金属に対する濡れ性が高い導電性金属からなる金属膜がその接合材引込領域に形成される。この様な構成によれば、接合材保持領域上の接合材を溶融させてコンタクトプローブを配線基板上の電極に固着させる際に、溶融した接合材が濡れ性の良好な金属膜上を移動することにより、当接領域により近い位置に接合材を案内することができ、当接領域と配線基板上の電極との間に接合材を介在させることなくコンタクトプローブを電極に接合させることができる。従って、接合材で当接領域を覆わなくても良いので、接合材の溶融による沈み込みを抑制することができ、コンタクトプローブの配線基板からの高さにバラツキが生じるのを抑制することができる。   In this contact probe, a pull-in region of a bonding material made of a low melting point metal is formed at least between the contact region and the bonding material holding region, and the wettability with respect to the low melting point metal is higher than the conductive metal constituting the contact probe. A metal film made of a conductive metal is formed in the bonding material drawing region. According to such a configuration, when the bonding material on the bonding material holding region is melted and the contact probe is fixed to the electrode on the wiring board, the molten bonding material moves on the metal film having good wettability. Accordingly, the bonding material can be guided to a position closer to the contact area, and the contact probe can be bonded to the electrode without interposing the bonding material between the contact area and the electrode on the wiring board. Accordingly, since the contact area does not have to be covered with the bonding material, sinking due to melting of the bonding material can be suppressed, and variation in the height of the contact probe from the wiring board can be suppressed. .

第2の本発明によるコンタクトプローブは、上記構成に加え、上記接合材引込領域が、その一部が上記接合材保持領域と重複しているように構成される。この様な構成によれば、濡れ性が良好な金属膜に重複させて接合材が保持されるので、溶融した接合材を当接領域により近い位置に容易に案内することができる。   In addition to the above configuration, the contact probe according to the second aspect of the present invention is configured such that the bonding material drawing region partially overlaps the bonding material holding region. According to such a configuration, since the bonding material is held by being overlapped with the metal film having good wettability, the molten bonding material can be easily guided to a position closer to the contact area.

本発明によるコンタクトプローブによれば、溶融した接合材が濡れ性の良好な金属膜上を移動することにより、当接領域により近い位置に接合材を案内することができ、当接領域と配線基板上の電極との間に接合材を介在させることなくコンタクトプローブを電極に接合させることができる。従って、接合材で当接領域を覆わなくても良いので、接合材の溶融による沈み込みを抑制することができ、コンタクトプローブの配線基板からの高さにバラツキが生じるのを抑制することができる。   According to the contact probe of the present invention, when the molten bonding material moves on the metal film having good wettability, the bonding material can be guided to a position closer to the contact area, and the contact area and the wiring board The contact probe can be bonded to the electrode without interposing a bonding material with the upper electrode. Accordingly, since the contact area does not have to be covered with the bonding material, sinking due to melting of the bonding material can be suppressed, and variation in the height of the contact probe from the wiring board can be suppressed. .

本発明の実施の形態によるプローブカード100の概略構成の一例を示した平面図である。It is the top view which showed an example of schematic structure of the probe card 100 by embodiment of this invention. 図1のプローブカード100の要部の構成例を示した斜視図であり、プローブ基板11上の端子電極12に固着されるコンタクトプローブ10が示されている。FIG. 2 is a perspective view illustrating a configuration example of a main part of the probe card 100 of FIG. 1, in which a contact probe 10 fixed to a terminal electrode 12 on a probe substrate 11 is illustrated. 図2のコンタクトプローブ10の構成例を従来のものと比較して示した断面図であり、接合材15が形成されたコンタクトプローブ10が示されている。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration example of the contact probe 10 of FIG. 2 in comparison with a conventional one, and shows the contact probe 10 on which a bonding material 15 is formed. 図1のプローブカード100の要部の構成例を示した図であり、接合材15を溶融させて端子電極12に固着されたコンタクトプローブ10が示されている。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a main part of the probe card 100 of FIG. 1, in which a contact probe 10 is shown that is bonded to a terminal electrode 12 by melting a bonding material 15. 図1のプローブカード100の製造方法の一例を模式的に示した説明図であり、台座上に第1の金属層53を形成する工程が示されている。It is explanatory drawing which showed typically an example of the manufacturing method of the probe card 100 of FIG. 1, and the process of forming the 1st metal layer 53 on the base is shown. 図1のプローブカード100の製造方法の一例を模式的に示した説明図であり、金属層53及び犠牲層54上にコンタクト部1を形成する工程が示されている。FIG. 2 is an explanatory view schematically showing an example of a method for manufacturing the probe card 100 of FIG. 1, in which a process of forming the contact portion 1 on the metal layer 53 and the sacrificial layer 54 is shown. 図1のプローブカード100の製造方法の一例を模式的に示した説明図であり、第2及び第3の金属層57,58を形成する工程が示されている。It is explanatory drawing which showed typically an example of the manufacturing method of the probe card 100 of FIG. 1, and the process of forming the 2nd and 3rd metal layers 57 and 58 is shown. 図1のプローブカード100の製造方法の一例を模式的に示した説明図であり、金属膜60を形成した後、半田のメッキ層62を形成する工程が示されている。FIG. 2 is an explanatory view schematically showing an example of a method for manufacturing the probe card 100 of FIG. 1, and shows a step of forming a solder plating layer 62 after forming the metal film 60. 図2のコンタクトプローブ10の他の構成例を示した図であり、接合材保持領域5及び当接領域7間にのみ金属膜9を形成する場合が示されている。FIG. 9 is a diagram showing another configuration example of the contact probe 10 in FIG. 2, in which a metal film 9 is formed only between the bonding material holding region 5 and the contact region 7.

<プローブカード>
図1(a)及び(b)は、本発明の実施の形態によるプローブカード100の概略構成の一例を示した平面図である。図1(a)には、プローブカード100を下側から見た様子が示され、図1(b)には、水平方向から見た様子が示されている。このプローブカード100は、複数のコンタクトプローブ10、プローブ基板11、ST基板20及びメイン基板30により構成される。
<Probe card>
FIGS. 1A and 1B are plan views showing an example of a schematic configuration of a probe card 100 according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A shows a state of the probe card 100 viewed from the lower side, and FIG. 1B shows a state of the probe card 100 viewed from the horizontal direction. The probe card 100 includes a plurality of contact probes 10, a probe substrate 11, an ST substrate 20, and a main substrate 30.

メイン基板30は、プローブ装置(図示せず)に着脱可能に取り付けられる円形形状のPCB(プリント回路基板)であり、周縁部に多数の外部端子31が設けられている。外部端子31は、テスター装置(図示せず)との間で信号の入出力を行うための端子電極である。   The main board 30 is a circular PCB (printed circuit board) that is detachably attached to a probe device (not shown), and a large number of external terminals 31 are provided at the periphery. The external terminal 31 is a terminal electrode for inputting / outputting a signal to / from a tester device (not shown).

各コンタクトプローブ10は、検査対象物に接触させる探針であり、検査対象とする電子回路の微小な電極の配置に対応付けて整列配置されている。プローブ基板11は、一方の主面上に各コンタクトプローブ10が配設された配線基板であり、他方の主面をST基板20に対向させて当該ST基板20に固定されている。   Each contact probe 10 is a probe that is brought into contact with an inspection object, and is aligned and arranged in association with the arrangement of minute electrodes of an electronic circuit to be inspected. The probe substrate 11 is a wiring substrate in which each contact probe 10 is disposed on one main surface, and is fixed to the ST substrate 20 with the other main surface facing the ST substrate 20.

ST基板20は、プローブ基板11とメイン基板30との間で配線ピッチを拡大させ、或いは、コンタクトプローブ10のメイン基板30からの高さを調整するための配線基板である。このST基板20は、プローブ基板11が固定されている側とは反対側の主面をメイン基板30に対向させて当該メイン基板30に固定されている。また、ST基板20は、そのサイズがメイン基板30よりも小さな矩形形状からなり、メイン基板30の中央部に配置されている。   The ST substrate 20 is a wiring substrate for increasing the wiring pitch between the probe substrate 11 and the main substrate 30 or adjusting the height of the contact probe 10 from the main substrate 30. The ST substrate 20 is fixed to the main substrate 30 with the main surface opposite to the side on which the probe substrate 11 is fixed facing the main substrate 30. Further, the ST substrate 20 has a rectangular shape smaller than the main substrate 30 and is disposed at the center of the main substrate 30.

プローブカード100は、プローブ装置によって、コンタクトプローブ10側を下にして水平に保持され、テスター装置が接続される。この状態で検査基板を下方から近づけ、コンタクトプローブ10を電子回路の端子電極に接触させれば、当該コンタクトプローブ10を介してテスト信号をテスター装置及び電子回路間で入出力させることができる。   The probe card 100 is held horizontally by the probe device with the contact probe 10 side down, and the tester device is connected. In this state, when the inspection substrate is brought closer from below and the contact probe 10 is brought into contact with the terminal electrode of the electronic circuit, the test signal can be input / output between the tester device and the electronic circuit via the contact probe 10.

<コンタクトプローブ>
図2は、図1のプローブカード100の要部における構成例を示した斜視図であり、プローブ基板11上の端子電極12に固着されるコンタクトプローブ10が示されている。このコンタクトプローブ10は、コンタクト部1、ビーム部2及びベース部3からなるカンチレバー(片持ち梁)型のプローブである。
<Contact probe>
FIG. 2 is a perspective view illustrating a configuration example of a main part of the probe card 100 of FIG. 1, in which the contact probe 10 fixed to the terminal electrode 12 on the probe substrate 11 is illustrated. The contact probe 10 is a cantilever (cantilever) type probe including a contact portion 1, a beam portion 2 and a base portion 3.

コンタクト部1は、検査対象物に当接させる当接部であり、ビーム部2の一端に形成されている。ビーム部2は、コンタクト部1を弾性的に支持し、コンタクト部1と検査対象物との当接時の応力によって弾性変形可能な弾性変形部である。ベース部3は、半田などの低融点金属からなる接合材を用いてプローブ基板11上の端子電極12に固着される固着部であり、ビーム部2に連結されている。   The contact portion 1 is an abutting portion that abuts on the inspection object, and is formed at one end of the beam portion 2. The beam portion 2 is an elastically deformable portion that elastically supports the contact portion 1 and can be elastically deformed by a stress at the time of contact between the contact portion 1 and the inspection object. The base portion 3 is a fixing portion that is fixed to the terminal electrode 12 on the probe substrate 11 using a bonding material made of a low melting point metal such as solder, and is connected to the beam portion 2.

端子電極12は、プローブ基板11に沿って延伸する平板状の電極パッドであり、金などの導電性金属からなる。端子電極12は、コンタクトプローブ10ごとに形成され、例えば、ST基板20上に形成される端子電極とワイヤボンディングされる。   The terminal electrode 12 is a flat electrode pad extending along the probe substrate 11 and is made of a conductive metal such as gold. The terminal electrode 12 is formed for each contact probe 10 and is wire-bonded to, for example, a terminal electrode formed on the ST substrate 20.

このベース部3は、薄い平板状の接合材保持部3aと、接合材保持部3aの端面から突出するように形成され、端子電極12に当接させる突起部3bとからなる。接合材保持部3aは、加熱により容易に溶融させることができる接合材を保持する。この接合材保持部3aは、厚さ方向がプローブ基板11と平行になるように、ビーム部2側とは反対側の端面をプローブ基板11に対向させて配置される。   The base portion 3 includes a thin flat plate-like bonding material holding portion 3 a and a protruding portion 3 b which is formed so as to protrude from the end surface of the bonding material holding portion 3 a and is brought into contact with the terminal electrode 12. The bonding material holding unit 3a holds a bonding material that can be easily melted by heating. The bonding material holding portion 3 a is disposed with the end surface opposite to the beam portion 2 side facing the probe substrate 11 so that the thickness direction is parallel to the probe substrate 11.

接合材保持部3aには、接合材を収容するための接合材収容孔4が形成されている。この接合材収容孔4は、接合材保持部3aを厚さ方向に貫通する貫通孔である。この例では、接合材保持部3aの端面からの高さが同じ4つの突起部3bが形成されている。各突起部3bは、断面形状が矩形形状の柱状体からなり、接合材保持部3aの長手方向に配列されている。また、接合材保持部3aには、2つの接合材収容孔4が形成され、各接合材収容孔4は、接合材保持部3aの長手方向、すなわち、突起部3bの配列方向に長い断面形状からなる。   A bonding material accommodation hole 4 for accommodating the bonding material is formed in the bonding material holding portion 3a. The bonding material accommodation hole 4 is a through hole that penetrates the bonding material holding portion 3a in the thickness direction. In this example, four protrusions 3b having the same height from the end surface of the bonding material holding portion 3a are formed. Each protrusion 3b is a columnar body having a rectangular cross-sectional shape, and is arranged in the longitudinal direction of the bonding material holding portion 3a. Further, two bonding material accommodation holes 4 are formed in the bonding material holding portion 3a, and each bonding material accommodation hole 4 has a cross-sectional shape that is long in the longitudinal direction of the bonding material holding portion 3a, that is, in the arrangement direction of the protruding portions 3b. Consists of.

ビーム部2及びベース部3は、所定の導電性金属、例えば、ニッケル(Ni)及びコバルト(Co)の合金からなる。一方、コンタクト部1は、ビーム部2やベース部3を構成する導電性金属よりも硬い導電性金属、例えば、パラジウム(Pd)及びコバルトの合金からなる。   The beam portion 2 and the base portion 3 are made of a predetermined conductive metal, for example, an alloy of nickel (Ni) and cobalt (Co). On the other hand, the contact portion 1 is made of a conductive metal harder than the conductive metals constituting the beam portion 2 and the base portion 3, for example, an alloy of palladium (Pd) and cobalt.

ベース部3を端子電極12に固着させるのに用いられる接合材は、少なくともベース部3や端子電極12よりも融点が低い導電性金属、例えば、錫(Sn)と銀(Ag)との合金又は錫と鉛(Pb)との合金からなる。ベース部3上には、この様な接合材を保持するための接合材保持領域5が形成されている。   The bonding material used to fix the base portion 3 to the terminal electrode 12 is at least a conductive metal having a melting point lower than that of the base portion 3 or the terminal electrode 12, for example, an alloy of tin (Sn) and silver (Ag) or It consists of an alloy of tin and lead (Pb). On the base part 3, a bonding material holding region 5 for holding such a bonding material is formed.

ベース部3を構成するニッケル及びコバルトの合金は、半田に対する濡れ性が良くないことから、ベース部3を端子電極12に固着させる際、溶融した半田が玉になってベース部3を這い上がることが考えられる。そこで、ベース部3上には、半田に対する濡れ性が良好な金属膜が形成される。ここで、半田に対する濡れ性とは、溶融した半田の馴染み易さを示す物理量であり、溶融した半田が金属固体と接している場合に、溶融半田(液体)と金属固体の表面との接触角の大きさによって表される。   Since the alloy of nickel and cobalt constituting the base portion 3 does not have good wettability with respect to the solder, when the base portion 3 is fixed to the terminal electrode 12, the molten solder becomes a ball and crawls up the base portion 3. Can be considered. Therefore, a metal film having good wettability with respect to solder is formed on the base portion 3. Here, the wettability with respect to the solder is a physical quantity indicating the ease with which the molten solder becomes familiar, and when the molten solder is in contact with the metal solid, the contact angle between the molten solder (liquid) and the surface of the metal solid. Represented by the size of.

<従来例との比較>
図3(a)及び(b)は、図2のコンタクトプローブ10の構成例を従来のものと比較して示した断面図であり、接合材15が形成されたコンタクトプローブ10が示されている。図3(a)には、本発明によるコンタクトプローブ10が示され、図3(b)には、従来のコンタクトプローブが比較例として示されている。
<Comparison with conventional example>
FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views showing a configuration example of the contact probe 10 of FIG. 2 in comparison with the conventional one, and the contact probe 10 on which the bonding material 15 is formed is shown. . FIG. 3 (a) shows a contact probe 10 according to the present invention, and FIG. 3 (b) shows a conventional contact probe as a comparative example.

従来のコンタクトプローブの場合、プローブ基板11上の端子電極12に突き当てられる突起部3bの突き当て面7aを覆う程度に十分な量の半田からなる接合材15がベース部3上に形成される。この接合材15は、ベース部3や端子電極12を構成する金属よりも融点の低い半田からなり、ベース部3を端子電極12に固着させる際に溶融させる。   In the case of a conventional contact probe, a bonding material 15 made of a sufficient amount of solder is formed on the base 3 so as to cover the abutting surface 7a of the projection 3b abutted against the terminal electrode 12 on the probe substrate 11. . The bonding material 15 is made of solder having a melting point lower than that of the metal constituting the base portion 3 and the terminal electrode 12, and is melted when the base portion 3 is fixed to the terminal electrode 12.

この例では、コンタクトプローブが金属層41〜43の積層構造を有し、金属層42の一部を金属層41〜43の切断面8aから突出させることにより突起部3bが形成されている。また、突起部3bは、端子電極12に突き当てられる突き当て面7aと、突き当て面7aに隣接する側面7bとを有し、ベース部3の固着時には、突き当て面7aのほぼ全体が端子電極12に当接する。一方、接合材保持部3aは、金属層41〜43の切断面8aを端面とし、この端面に隣接する側面8bとを有する。接合材15は、突き当て面7a、側面7b及び切断面8aの全体と、側面8bの一部とを覆うように形成されている。   In this example, the contact probe has a laminated structure of metal layers 41 to 43, and the protruding portion 3b is formed by protruding a part of the metal layer 42 from the cut surface 8a of the metal layers 41 to 43. The protrusion 3b has an abutting surface 7a that is abutted against the terminal electrode 12 and a side surface 7b that is adjacent to the abutting surface 7a. When the base portion 3 is fixed, almost the entire abutting surface 7a is a terminal. It contacts the electrode 12. On the other hand, the bonding material holding portion 3a has a cut surface 8a of the metal layers 41 to 43 as an end surface, and has a side surface 8b adjacent to the end surface. The bonding material 15 is formed so as to cover the entire abutting surface 7a, side surface 7b, and cut surface 8a, and a part of the side surface 8b.

このため、コンタクトプローブのベース部3を端子電極12に固着させる際に、突起部3bの突き当て面7aと端子電極12との間に接合材15が介在したままの状態で接合材15を溶融させることになり、ベース部3の沈み込みが生じていた。   Therefore, when the base portion 3 of the contact probe is fixed to the terminal electrode 12, the bonding material 15 is melted in a state where the bonding material 15 remains between the abutting surface 7a of the protrusion 3b and the terminal electrode 12. As a result, the base portion 3 was submerged.

これに対し、本発明によるコンタクトプローブ10では、端子電極12に当接させる当接領域7を露出させた状態で接合材15を保持する接合材保持領域5と、半田に対する濡れ性の良好な金属膜9が形成された接合材引込領域6とがベース部3上に形成される。この例では、突き当て面7aが当接領域7である。   On the other hand, in the contact probe 10 according to the present invention, the bonding material holding region 5 for holding the bonding material 15 in a state where the contact region 7 to be in contact with the terminal electrode 12 is exposed, and the metal having good wettability with respect to solder. A bonding material drawing region 6 on which the film 9 is formed is formed on the base portion 3. In this example, the abutting surface 7 a is the contact area 7.

接合材保持領域5は、当接領域7を接合材15から露出させた状態で接合材15を保持するためのベース部3上の領域である。この例では、接合材保持領域5が、突起部3bの側面7bの一部と、接合材保持部3aの切断面8aの一部と、側面8bの一部とに重複させて形成されている。   The bonding material holding area 5 is an area on the base portion 3 for holding the bonding material 15 in a state where the contact area 7 is exposed from the bonding material 15. In this example, the bonding material holding region 5 is formed so as to overlap a part of the side surface 7b of the protrusion 3b, a part of the cut surface 8a of the bonding material holding part 3a, and a part of the side surface 8b. .

金属膜9は、半田に対する濡れ性が、ベース部3を構成するニッケル及びコバルトの合金よりも高い導電性金属、例えば、金(Au)からなる。接合材15は、ベース部3や金属膜9を構成する金属よりも融点の低い半田からなる。この金属膜9は、突き当て面7a上から、側面7b及び切断面8aを経由して側面8b上にかけて形成されている。具体的には、金属膜9により、突き当て面7a、側面7b及び切断面8aの全体と、側面8bの一部とが覆われている。また、金属膜9は、その一部を接合材保持領域5に重複させて形成されている。   The metal film 9 is made of a conductive metal, such as gold (Au), that has higher wettability with respect to solder than an alloy of nickel and cobalt constituting the base portion 3. The bonding material 15 is made of solder having a melting point lower than that of the metal constituting the base portion 3 and the metal film 9. The metal film 9 is formed from the abutting surface 7a to the side surface 8b via the side surface 7b and the cut surface 8a. Specifically, the abutting surface 7a, the side surface 7b, the entire cut surface 8a, and a part of the side surface 8b are covered with the metal film 9. The metal film 9 is formed so that a part thereof overlaps the bonding material holding region 5.

接合材引込領域6は、溶融した接合材15を引き込んで当接領域7により近い位置に案内するために、少なくとも接合材保持領域5と当接領域7との間に形成されるベース部3上の領域であり、金属膜9が形成されている。この接合材引込領域6は、その一部が接合材保持領域5と重複している。   The bonding material drawing area 6 is formed on at least the base portion 3 formed between the bonding material holding area 5 and the contact area 7 in order to draw the molten bonding material 15 and guide it to a position closer to the contact area 7. The metal film 9 is formed. A part of the bonding material drawing area 6 overlaps with the bonding material holding area 5.

ベース部3を端子電極12に固着させる際には、まず、突起部3bの突き当て面7aを突き当てることにより、当接領域7を端子電極12に当接させる。そして、当接領域7と端子電極12との間に接合材15が存在しない状態で加熱することにより、接合材15を溶融させる。このとき、溶融した接合材15は、濡れ性が良好な金属膜9上を移動することにより、当接領域7により近い位置に案内されるので、接合材15で当接領域7を覆わなくても這い上がりによる接着不良を防止することができる。このため、当接領域7と端子電極12との間に接合材15を介在させることなくベース部3を端子電極12に接合させることができるので、接合材の溶融によるベース部3の沈み込みは発生しない。   When the base portion 3 is fixed to the terminal electrode 12, first, the contact region 7 is brought into contact with the terminal electrode 12 by contacting the contact surface 7 a of the projection 3 b. Then, the bonding material 15 is melted by heating in a state where the bonding material 15 does not exist between the contact region 7 and the terminal electrode 12. At this time, the molten bonding material 15 is guided to a position closer to the contact area 7 by moving on the metal film 9 having good wettability, so that the contact area 7 is not covered with the bonding material 15. In addition, it is possible to prevent poor adhesion due to scooping. For this reason, since the base part 3 can be joined to the terminal electrode 12 without interposing the joining material 15 between the contact region 7 and the terminal electrode 12, the sinking of the base part 3 due to melting of the joining material is prevented. Does not occur.

図4は、図1のプローブカード100の要部の構成例を示した図であり、接合材15を溶融させて端子電極12に固着されたコンタクトプローブ10が示されている。ベース部3を端子電極12に固着させる際、各突起部3bの当接領域7が端子電極12に当接している状態で加熱される。   FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a main part of the probe card 100 of FIG. 1, in which the contact probe 10 in which the bonding material 15 is melted and fixed to the terminal electrode 12 is illustrated. When the base portion 3 is fixed to the terminal electrode 12, heating is performed in a state where the contact region 7 of each protrusion 3 b is in contact with the terminal electrode 12.

例えば、ベース部3の一部にレーザー光を照射することにより、照射点付近が局所的に加熱され、接合材15が溶融する。このとき、ベース部3上には、馴染み易い金属膜9が形成されているので、溶融した接合材15は、金属膜9上を移動して突起部3bの当接領域7により近い位置に案内される。従って、溶融した接合材15がベース部3を玉になって這い上がることはなく、良好な半田フィレットが形成される。   For example, by irradiating a part of the base part 3 with laser light, the vicinity of the irradiation point is locally heated and the bonding material 15 is melted. At this time, since the familiar metal film 9 is formed on the base portion 3, the molten bonding material 15 moves on the metal film 9 and is guided to a position closer to the contact region 7 of the protrusion 3b. Is done. Therefore, the molten bonding material 15 does not scoop up the base portion 3 as a ball, and a good solder fillet is formed.

<製造工程>
図5〜図8は、図1のプローブカード100の製造方法の一例を模式的に示した説明図であり、台座上に導電性の金属層を積層してコンタクトプローブ10を形成する工程が示されている。
<Manufacturing process>
FIGS. 5 to 8 are explanatory views schematically showing an example of a method for manufacturing the probe card 100 of FIG. 1, showing a process of forming a contact probe 10 by laminating a conductive metal layer on a pedestal. Has been.

図5(a)〜(c)には、基板50上に導電膜51が予め形成された台座上に第1の金属層53を形成する工程が示されている。導電膜51は、導電層53を電気メッキにより形成するための下地膜であり、例えば、銅(Cu)からなる。   5A to 5C show a process of forming the first metal layer 53 on a pedestal on which a conductive film 51 is previously formed on the substrate 50. FIG. The conductive film 51 is a base film for forming the conductive layer 53 by electroplating, and is made of, for example, copper (Cu).

図5(a)には、導電膜51上にフォトレジストを塗布してレジスト層52を形成し、ビーム部2やベース部3を構成する金属層53を形成するために、レジスト層52をパターニングする工程が示されている。   In FIG. 5A, a photoresist is applied on the conductive film 51 to form a resist layer 52, and the resist layer 52 is patterned in order to form a metal layer 53 constituting the beam part 2 and the base part 3. The process to do is shown.

図5(b)には、レジスト層52をパターニングした後の基板50に対し、金属層53を電気メッキにより形成する工程が示されている。金属層53は、ニッケル−コバルトのメッキ層として導電膜51上に形成される。図5(c)には、金属層53を形成した後の基板50に対し、レジスト層52を除去する工程が示されている。   FIG. 5B shows a process of forming a metal layer 53 on the substrate 50 after patterning the resist layer 52 by electroplating. The metal layer 53 is formed on the conductive film 51 as a nickel-cobalt plating layer. FIG. 5C shows a process of removing the resist layer 52 from the substrate 50 after the metal layer 53 is formed.

図6(a)〜(c)には、金属層53及び犠牲層54上にコンタクト部1を構成する金属層56を形成する工程が示されている。図6(a)には、レジスト層52を除去した後の基板50に対し、金属層56や突起部3bを形成するための犠牲層54を形成する工程が示されている。犠牲層54は、フォトレジストを塗布してパターニングし、銅を電気メッキすることにより、導電膜51上に形成される。   6A to 6C show a process of forming the metal layer 56 constituting the contact portion 1 on the metal layer 53 and the sacrificial layer 54. FIG. 6A shows a step of forming a sacrificial layer 54 for forming the metal layer 56 and the protruding portion 3b on the substrate 50 after the resist layer 52 is removed. The sacrificial layer 54 is formed on the conductive film 51 by applying and patterning a photoresist and electroplating copper.

図6(b)には、犠牲層54を形成した後の基板50に対し、フォトレジストを塗布してレジスト層55を形成し、レジスト層55をパターニングして金属層56を電気メッキにより形成する工程が示されている。金属層56は、パラジウム−コバルトのメッキ層として形成される。図6(c)には、金属層56を形成した後の基板50に対し、レジスト層55を除去する工程が示されている。   In FIG. 6B, a photoresist is applied to the substrate 50 after the sacrificial layer 54 is formed to form a resist layer 55, and the resist layer 55 is patterned to form a metal layer 56 by electroplating. The process is shown. The metal layer 56 is formed as a palladium-cobalt plating layer. FIG. 6C shows a process of removing the resist layer 55 from the substrate 50 after the metal layer 56 is formed.

図7(a)〜(c)には、レジスト層55を除去した後の基板50に対し、第2及び第3の金属層57,58を形成する工程が示されている。図7(a)には、金属層57を形成する工程が示され、図7(b)には、金属層58を形成する工程が示されている。   7A to 7C show a process of forming the second and third metal layers 57 and 58 on the substrate 50 after the resist layer 55 is removed. FIG. 7A shows a step of forming the metal layer 57, and FIG. 7B shows a step of forming the metal layer 58.

金属層57は、ニッケル−コバルトのメッキ層として金属層53及び犠牲層54上に形成される。金属層58は、ニッケル−コバルトのメッキ層として金属層57上に形成される。図7(c)には、金属層57,58を形成した後の基板50から犠牲層54と、導電膜51の一部を除去する工程が示されている。   The metal layer 57 is formed on the metal layer 53 and the sacrificial layer 54 as a nickel-cobalt plating layer. The metal layer 58 is formed on the metal layer 57 as a nickel-cobalt plating layer. FIG. 7C shows a process of removing a part of the sacrificial layer 54 and the conductive film 51 from the substrate 50 after the metal layers 57 and 58 are formed.

図8(a)〜(c)には、金属膜60を形成した後、半田のメッキ層62を形成する工程が示されている。図8(a)には、犠牲層54と導電膜51の一部を除去した後の基板50に対し、フォトレジストを塗布してレジスト層59を形成し、レジスト層59をパターニングして金属膜60を形成する工程が示されている。   8A to 8C show a process of forming a solder plating layer 62 after the metal film 60 is formed. In FIG. 8A, a photoresist is applied to the substrate 50 after the sacrificial layer 54 and the conductive film 51 are partially removed to form a resist layer 59, and the resist layer 59 is patterned to form a metal film. The process of forming 60 is shown.

金属膜60は、金の電気メッキにより、金属層53,57,58の露出している面上に形成される。図8(b)には、金属膜60を形成した後の基板50に対し、フォトレジストを塗布してレジスト層61を形成し、レジスト層61をパターニングしてメッキ層62を形成する工程が示されている。   The metal film 60 is formed on the exposed surfaces of the metal layers 53, 57, and 58 by gold electroplating. FIG. 8B shows a process of forming a resist layer 61 by applying a photoresist to the substrate 50 after the metal film 60 is formed, and patterning the resist layer 61 to form a plating layer 62. Has been.

メッキ層62は、錫と銀との合金又は錫と鉛との合金の電気メッキにより、金属層53,57,58、金属膜60の露出している面を接合材保持領域5として、この接合材保持領域5上に形成される。図8(c)には、メッキ層62を形成した後の基板50からレジスト層61や導電膜51を除去する工程が示されている。   The plated layer 62 is formed by bonding the exposed surfaces of the metal layers 53, 57, and 58 and the metal film 60 to the bonding material holding region 5 by electroplating an alloy of tin and silver or an alloy of tin and lead. It is formed on the material holding area 5. FIG. 8C shows a process of removing the resist layer 61 and the conductive film 51 from the substrate 50 after the plating layer 62 is formed.

メッキ層62の形成後、レジスト層61や導電膜51を除去すれば、コンタクトプローブ10が完成する。接合材保持部3aに形成された接合材収容孔4の内壁面のうち、突起部3b側の壁面のみ、金のメッキ層からなる金属膜9で覆われている。また、接合材収容孔4内は、半田のメッキ層62からなる接合材15で充填されている。   If the resist layer 61 and the conductive film 51 are removed after the plating layer 62 is formed, the contact probe 10 is completed. Of the inner wall surface of the bonding material accommodation hole 4 formed in the bonding material holding portion 3a, only the wall surface on the protruding portion 3b side is covered with a metal film 9 made of a gold plating layer. Further, the inside of the bonding material accommodation hole 4 is filled with a bonding material 15 made of a solder plating layer 62.

本実施の形態によれば、半田に対する濡れ性が良好な金属膜9が形成された接合材引込領域6を当接領域7と接合材保持領域5との間に形成することにより、接合材15を溶融させてベース部3をプローブ基板11上の端子電極12に固着させる際に、溶融した接合材15を当接領域7により近い位置に案内することができる。従って、溶融した接合材15の這い上がりを防ぐために接合材15で当接領域7を覆う必要がなく、当接領域7と端子電極12との間に接合材15を介在させることなくベース部3を端子電極12に接合させられるので、接合材15の溶融によるベース部3の沈み込みを抑制することができ、コンタクトプローブ10の高さにバラツキが生じるのを抑制することができる。   According to the present embodiment, the bonding material 15 is formed between the contact area 7 and the bonding material holding area 5 by forming the bonding material drawing area 6 in which the metal film 9 having good wettability with respect to the solder is formed. When the base part 3 is fixed to the terminal electrode 12 on the probe substrate 11 by melting the base material 3, the melted bonding material 15 can be guided to a position closer to the contact region 7. Therefore, it is not necessary to cover the contact region 7 with the bonding material 15 in order to prevent the molten bonding material 15 from creeping up, and the base portion 3 can be provided without the bonding material 15 being interposed between the contact region 7 and the terminal electrode 12. Can be bonded to the terminal electrode 12, so that the sinking of the base portion 3 due to melting of the bonding material 15 can be suppressed, and variations in the height of the contact probe 10 can be suppressed.

また、接合材引込領域6の一部が接合材保持領域5と重複し、金属膜9がその様な接合材引込領域6上に形成されるので、接合材保持領域5及び接合材引込領域6が離間している場合に比べ、溶融した接合材15を当接領域7により近い位置に容易に案内することができる。   In addition, since a part of the bonding material drawing area 6 overlaps with the bonding material holding area 5 and the metal film 9 is formed on the bonding material drawing area 6, the bonding material holding area 5 and the bonding material drawing area 6 are formed. Compared to the case where the two are separated from each other, the molten bonding material 15 can be easily guided to a position closer to the contact region 7.

なお、本実施の形態では、接合材引込領域6の一部が接合材保持領域5と重複している場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、接合材保持領域5よりも当接領域7側に形成されていれば、接合材引込領域6が接合材保持領域5と重複しないものも本発明には含まれる。また、金属膜9は、少なくともその様な接合材引込領域6上に形成されていれば良い。特に、金属膜9の厚さのバラツキがコンタクト部1のプローブ基板11からの高さバラツキに与える影響を小さくするためには、当接領域7上には金属膜9が形成されないことが望ましい。   In the present embodiment, an example in which a part of the bonding material drawing area 6 overlaps the bonding material holding area 5 has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention includes a case where the bonding material drawing region 6 does not overlap the bonding material holding region 5 as long as the bonding material holding region 5 is formed on the contact region 7 side. The metal film 9 only needs to be formed on at least such a bonding material drawing region 6. In particular, in order to reduce the influence of the thickness variation of the metal film 9 on the height variation of the contact portion 1 from the probe substrate 11, it is desirable that the metal film 9 is not formed on the contact region 7.

図9は、図2のコンタクトプローブ10の他の構成例を示した図であり、ベース部3上の接合材保持領域5と当接領域7との間の露出領域72内にのみ金属膜9を形成する場合が示されている。このコンタクトプローブ10では、突き当て面71を有するベース部3上に、接合材保持領域5、接合材引込領域6及び当接領域7が形成されている。   FIG. 9 is a diagram showing another configuration example of the contact probe 10 of FIG. 2, and the metal film 9 is only in the exposed region 72 between the bonding material holding region 5 and the contact region 7 on the base portion 3. The case of forming is shown. In the contact probe 10, the bonding material holding region 5, the bonding material drawing region 6, and the contact region 7 are formed on the base portion 3 having the abutting surface 71.

接合材保持領域5は、ベース部3上の当接領域7から離間した位置に形成されている。この例では、突き当て面71のほぼ全体が当接領域7である。接合材引込領域6は、接合材保持領域5及び当接領域7間の露出領域72内に形成されている。金属膜9は、この接合材引込領域6上にのみ形成され、当接領域7上には形成されない。つまり、ベース部3の当接領域7の全体は、接合材15や金属膜9から露出している。この様に構成すれば、金属膜9の厚さを高精度に制御しなくても、金属膜9の厚さのバラツキや不均一さに起因するコンタクト部1の高さバラツキを防止することができる。   The bonding material holding region 5 is formed at a position separated from the contact region 7 on the base portion 3. In this example, almost the entire abutting surface 71 is the contact area 7. The bonding material drawing area 6 is formed in an exposed area 72 between the bonding material holding area 5 and the contact area 7. The metal film 9 is formed only on the bonding material drawing region 6 and is not formed on the contact region 7. That is, the entire contact area 7 of the base portion 3 is exposed from the bonding material 15 and the metal film 9. With such a configuration, it is possible to prevent variations in the thickness of the metal film 9 and variations in the height of the contact portion 1 due to nonuniformity without controlling the thickness of the metal film 9 with high accuracy. it can.

1 コンタクト部
2 ビーム部
3 ベース部
3a 接合材保持部
3b 突起部
4 接合材収容孔
5 接合材保持領域
6 接合材引込領域
7 当接領域
7a 突き当て面
7b 側面
8a 切断面
8b 側面
9 金属膜
10 コンタクトプローブ
11 プローブ基板
12 端子電極
15 接合材
20 ST基板
30 メイン基板
31 外部端子
41〜43 金属層
71 突き当て面
72 露出領域
100 プローブカード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Contact part 2 Beam part 3 Base part 3a Bonding material holding | maintenance part 3b Protrusion part 4 Bonding material accommodation hole 5 Bonding material holding | maintenance area | region 6 Bonding material drawing-in area | region 7 Contact area 7a DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Contact probe 11 Probe board 12 Terminal electrode 15 Bonding material 20 ST board 30 Main board 31 External terminals 41-43 Metal layer 71 Abutting surface 72 Exposed area 100 Probe card

Claims (2)

第1導電性金属からなり、配線基板の電極に当接させる当接領域を有するコンタクトプローブにおいて、
上記当接領域を露出させた状態で低融点金属からなる接合材を保持する接合材保持領域と、
少なくとも上記当接領域及び上記接合材保持領域間に形成され、上記低融点金属に対する濡れ性が第1導電性金属よりも高い第2導電性金属からなる金属膜が形成された接合材引込領域とを備えたことを特徴とするコンタクトプローブ。
In the contact probe made of the first conductive metal and having a contact region that contacts the electrode of the wiring board,
A bonding material holding region for holding a bonding material made of a low melting point metal in a state where the contact region is exposed;
A bonding material drawing region formed between at least the contact region and the bonding material holding region, wherein a metal film made of a second conductive metal having higher wettability with respect to the low melting point metal than the first conductive metal is formed; A contact probe comprising:
上記接合材引込領域は、その一部が上記接合材保持領域と重複していることを特徴とする請求項1に記載のコンタクトプローブ。   The contact probe according to claim 1, wherein a part of the bonding material drawing area overlaps with the bonding material holding area.
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