JP2012181045A - Vertical probe needle and manufacturing method therefor - Google Patents

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Eishin Sakamoto
栄進 坂本
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TOHO DENSHI KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vertical probe needle and manufacturing method therefore capable of preventing the deterioration of contact stability with respect to an inspection object and attaining repetitive usage in a long time.SOLUTION: A vertical probe needle is constituted by a metallic wire 1 with the wire diameter of 0.02-0.04 mm and the length of 3.0-6.0 mm, where a trunk part 1b is coated by an insulation coating membrane 2 of SiOand a metallic coating membrane 3 having granular protrusions 3a is formed at a distal end 1a. An end edge 2a of the insulation coating membrane 2 is separated by 20-60 μm from an apex part 5, and also the apex part 5 is formed to have a circular arc shape with the curvature radius of 26-45 μm in a longitudinal section view.

Description

本発明は、プローブカードに用いられるプローブ針とその製造方法に係り、特に、検査対象物に対して略垂直をなすようにプローブカードに設置される垂直型プローブ針及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a probe needle used for a probe card and a manufacturing method thereof, and more particularly to a vertical probe needle installed on a probe card so as to be substantially perpendicular to an inspection object and a manufacturing method thereof.

プローブカードに用いられるプローブ針には、ウェハ(ICチップ)等の検査対象物に対して、略平行に配置されるカンチレバー型と、略垂直に配置される垂直型の2種類がある。カンチレバー型プローブ針は、先端部が略L字状に曲折されるとともに、基端部がプローブカード本体に支持された構造となっている。一方、垂直型プローブ針は、直線状をなしており、カンチレバー型プローブ針に比べて高い密度でプローブカードに設置することが可能である。   There are two types of probe needles used in a probe card: a cantilever type arranged substantially parallel to an inspection object such as a wafer (IC chip) and a vertical type arranged substantially vertically. The cantilever type probe needle has a structure in which a distal end portion is bent in a substantially L shape and a proximal end portion is supported by a probe card body. On the other hand, the vertical probe needle is linear and can be installed on the probe card at a higher density than the cantilever probe needle.

ここで、プローブカードにおける垂直型プローブ針の設置状態について、図12を用いて説明する。図12(a)及び図12(b)は従来の垂直型プローブ針を備えたプローブカードの構造を示す模式図である。なお、図12(b)では図12(a)と異なり、垂直型プローブ針の側面に絶縁被膜が施されている。
図12(a)に示すように、プローブカードに用いられる垂直型プローブ針51はタングステン、レニウムタングステン、ベリリウム銅、銅銀合金等の高い弾力性を有する金属細線からなり、図示しないスペーサを介して互いに平行に配置される支持板52a,52bによって摺動自在に支持されている。また、垂直型プローブ針51の基端部51aは、プローブカード本体(図示せず)に形成された導体配線パターン(図示せず)に電気的に接続されている。
Here, the installation state of the vertical probe needle in the probe card will be described with reference to FIG. 12 (a) and 12 (b) are schematic diagrams showing the structure of a probe card provided with a conventional vertical probe needle. In FIG. 12B, unlike FIG. 12A, an insulating coating is applied to the side surface of the vertical probe needle.
As shown in FIG. 12 (a), the vertical probe needle 51 used in the probe card is made of a thin metal wire having high elasticity such as tungsten, rhenium tungsten, beryllium copper, copper silver alloy, and the like. It is slidably supported by support plates 52a and 52b arranged in parallel to each other. Further, the base end portion 51a of the vertical probe needle 51 is electrically connected to a conductor wiring pattern (not shown) formed on the probe card main body (not shown).

このようなプローブカードを用いてウェハ54の通電検査を行う場合、まず、垂直型プローブ針51の先端部51bが電極55に接触しないように、ウェハ54からやや離してプローブカードが配置される。次に、電極55を摺動させて先垂直型プローブ針51の先端部51bに接触させた後、接触圧を高めるためにプローブカードをウェハ54に所定の距離だけ近づける。その結果、図12(b)に示すように、支持板52a,52bの間で垂直型プローブ針51がたわむ。このとき、隣接するもの同士が接触して短絡しないように、垂直型プローブ針51の側面には、通常、絶縁被膜53が施されている。   When conducting an energization inspection of the wafer 54 using such a probe card, first, the probe card is arranged slightly apart from the wafer 54 so that the tip 51b of the vertical probe needle 51 does not contact the electrode 55. Next, after the electrode 55 is slid and brought into contact with the tip 51b of the front vertical probe needle 51, the probe card is brought closer to the wafer 54 by a predetermined distance in order to increase the contact pressure. As a result, as shown in FIG. 12B, the vertical probe needle 51 bends between the support plates 52a and 52b. At this time, an insulating coating 53 is usually provided on the side surface of the vertical probe needle 51 so that adjacent ones do not come into contact with each other and are short-circuited.

一般に、ウェハ54の電極55は、表面に酸化膜等が形成され易い。カンチレバー型プローブ針を備えたプローブカードでは、通電検査時にプローブ針の先端部で酸化膜が削り取られる。これに対し、図12に示したプローブカードで通電検査を行う場合、垂直型プローブ針51の先端部51bが電極55に対して垂直に押しつけられるのみであり、酸化膜がプローブ針で削り取られることはない。そのため、プローブ針の先端部によって酸化膜が突き破られない場合には、接触抵抗値が高くなり、正確な通電検査が困難となる。
このような課題に対処するべく、近年、垂直型プローブ針を備えたプローブカードについて盛んに研究や開発がなされている。そして、それに関して既に幾つかの発明や考案が開示されている。
In general, an oxide film or the like is easily formed on the surface of the electrode 55 of the wafer 54. In a probe card equipped with a cantilever type probe needle, the oxide film is scraped off at the tip of the probe needle during an energization inspection. On the other hand, when conducting the energization inspection with the probe card shown in FIG. 12, the tip 51b of the vertical probe needle 51 is only pressed perpendicularly to the electrode 55, and the oxide film is scraped off with the probe needle. There is no. Therefore, when the oxide film is not pierced by the tip portion of the probe needle, the contact resistance value becomes high, and an accurate energization inspection becomes difficult.
In order to cope with such problems, in recent years, active research and development have been conducted on probe cards having vertical probe needles. In connection with this, several inventions and devices have already been disclosed.

例えば、特許文献1には、所望の接触荷重を確保するとともに、数十万回繰り返して使用することが可能な「垂直コイルスプリングプローブ」に関する発明が開示されている。
特許文献1に開示された発明は、測定対象物の導電パッドに接触する下側プローブピンの上端にガイド管が接続され、プローブカードの導電パターンに接続される上側プローブピンのガイド軸部が圧縮コイルスプリングに挿入されるとともに、その先端が上記ガイド管に挿入され、ガイド軸部に圧縮コイルスプリングが外挿された構造となっている。
このような構造のプローブにおいては、圧縮コイルスプリングの弾性力により高い接触圧が確保される。また、上側プローブピンの一部であるガイド軸部が圧縮コイルスプリングに挿入されているため、オーバードライブの際に圧縮コイルスプリングが外側へ変位することがない。従って、従来のプローブとは異なり、圧縮コイルスプリングを筒体内に収納しなくとも隣接するプローブ間で接触が発生するおそれがない。これにより、プローブを所望の狭小ピッチで配置することが可能となる。
For example, Patent Document 1 discloses an invention relating to a “vertical coil spring probe” that can ensure a desired contact load and can be used repeatedly several hundred thousand times.
In the invention disclosed in Patent Document 1, the guide tube is connected to the upper end of the lower probe pin that contacts the conductive pad of the measurement object, and the guide shaft portion of the upper probe pin connected to the conductive pattern of the probe card is compressed. In addition to being inserted into the coil spring, its tip is inserted into the guide tube, and a compression coil spring is externally inserted into the guide shaft portion.
In the probe having such a structure, a high contact pressure is secured by the elastic force of the compression coil spring. Further, since the guide shaft portion which is a part of the upper probe pin is inserted into the compression coil spring, the compression coil spring is not displaced outward during overdrive. Therefore, unlike the conventional probe, there is no possibility of contact between adjacent probes without storing the compression coil spring in the cylinder. As a result, the probes can be arranged at a desired narrow pitch.

特許文献2には、「プローブ及びプローブの製造方法」という名称で、基板等の被検査体と接触する先端部に複数の突部を形成し、被検査体との接触安定性を高めたプローブに関する発明が開示されている。
特許文献2に開示された発明であるプローブは、ベリリウム銅等からなる母材の表面にニッケルメッキ層と金メッキ層が順次形成されるとともに、複数の四角錐状突起が先端部に形成されたことを特徴としている。
このような構造のプローブによれば、被検査体と接触する際の荷重が均等に分散されるため、金メッキ層の磨耗の進行が遅くなるという作用を有する。これにより、被検査体に対するプローブの接触安定性が低下し難くなり、プローブの寿命が長くなる。
In Patent Document 2, a probe having a name “probe and probe manufacturing method”, in which a plurality of protrusions are formed at the tip of the substrate or the like to be inspected and the contact stability with the object to be inspected is improved. An invention related to this is disclosed.
In the probe disclosed in Patent Document 2, a nickel plating layer and a gold plating layer are sequentially formed on the surface of a base material made of beryllium copper or the like, and a plurality of quadrangular pyramidal protrusions are formed at the tip. It is characterized by.
According to the probe having such a structure, the load at the time of contact with the object to be inspected is evenly distributed, so that the progress of wear of the gold plating layer is delayed. Thereby, the contact stability of the probe with respect to the object to be inspected is hardly lowered, and the life of the probe is extended.

特開2006−208329号公報JP 2006-208329 A 特開2007−218675号公報JP 2007-218675 A

しかしながら、上述の従来技術である特許文献1に開示された発明では、圧縮コイルスプリングの外径によってプローブの外径が決まってしまうため、プローブ全体の径を小さくすることができず、結果としてプローブの配置密度を高めることができないという課題があった。また、測定対象物との接触によりプローブの先端が摩耗し易いという課題もあった。   However, in the invention disclosed in Patent Document 1 which is the above-described prior art, the outer diameter of the probe is determined by the outer diameter of the compression coil spring, so that the entire diameter of the probe cannot be reduced. There has been a problem that the arrangement density of can not be increased. There is also a problem that the tip of the probe is easily worn by contact with the measurement object.

また、特許文献2に開示された発明においては、プローブの径が細い場合、先端部の加工が容易でないという課題があった。また、本発明のプローブにおける先端部の加工は、V字状の断面を有するバイトをプローブの母材の一端面に対して略直交するように接触させ、押圧力を加えながら直線的に往復運動させることにより行われる。そのため、上記突起はプローブの長手方向に対して直交する平面上に形成される。従って、通電検査時にプローブがたわむなどして、複数の突起が形成されたプローブの端面全体が被検査体に対して不均一に接触した場合、前述の効果が発揮されないおそれがある。すなわち、本発明は特許文献2の明細書中の段落[0006]にも記載されているようにスプリングプローブには適しているものの、図12を用いて説明した前述の垂直型プローブ針には適用できないという課題があった。なお、本発明をスプリングプローブに適用した場合には、特許文献1に記載の発明と同様の課題を有することになる。   Moreover, in the invention disclosed in Patent Document 2, when the probe has a small diameter, there is a problem that the processing of the tip portion is not easy. The tip of the probe of the present invention is processed by reciprocating linearly while applying a pressing force by bringing a bite having a V-shaped cross section into contact with one end surface of the base material of the probe. Is done. Therefore, the protrusion is formed on a plane orthogonal to the longitudinal direction of the probe. Therefore, when the probe is bent at the time of energization inspection and the entire end surface of the probe on which the plurality of protrusions are formed comes into non-uniform contact with the object to be inspected, the above-described effect may not be exhibited. That is, the present invention is suitable for the spring probe as described in paragraph [0006] of the specification of Patent Document 2, but is applicable to the above-described vertical probe needle described with reference to FIG. There was a problem that it was not possible. In addition, when this invention is applied to a spring probe, it will have the subject similar to the invention described in Patent Document 1.

本発明は、このような従来の事情に対処してなされたものであり、検査対象物に対する接触安定性の低下を防ぎ、長時間繰り返し使用することが可能な垂直型プローブ針とその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a conventional situation, and a vertical probe needle that can prevent repeated deterioration of contact stability with respect to an object to be inspected and can be used repeatedly for a long time, and a manufacturing method thereof. The purpose is to provide.

上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、プローブカードに取り付けられて検査対象物に略垂直をなすように配置される垂直型プローブ針において、胴部がSiOの絶縁皮膜で被覆されるとともに、複数の粒状突起を有する金属皮膜が先端部に形成されたことを特徴とするものである。
このような構造の垂直型プローブ針においては、複数の粒状突起によって検査対象物との接触圧が略均一に分散されるため、検査対象物に対する接触抵抗が安定するとともに、繰り返し使用しても金属皮膜が摩耗し難いという作用を有する。また、プローブカードに用いた場合、隣接する垂直型プローブ針の胴部同士がオーバードライブ時に接触しても短絡するおそれがない。さらに、胴部には金属皮膜が形成されないことから、金属皮膜の被着によって胴部の径が増大する、いわゆる「針太り」が発生しない。
To achieve the above object, a first aspect of the present invention, the vertical probe needles which are arranged so as to form a substantially perpendicular to the inspection target object mounted on the probe card, the body portion is covered with an insulating film of SiO 2 In addition, a metal film having a plurality of granular protrusions is formed on the tip portion.
In the vertical probe needle having such a structure, the contact pressure with the object to be inspected is approximately uniformly dispersed by the plurality of granular protrusions, so that the contact resistance with respect to the object to be inspected is stabilized and the metal is used even after repeated use. It has the effect that the film is difficult to wear. Further, when used in a probe card, there is no possibility of short circuit even if the body portions of adjacent vertical probe needles contact each other during overdrive. Further, since the metal film is not formed on the body part, the so-called “needle thickening” in which the diameter of the body part increases due to the deposition of the metal film does not occur.

また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の垂直型プローブ針において、絶縁皮膜は、先端部の最頂部から20〜60μmの距離に先端部側の端縁が位置するように形成されたことを特徴とするものである。
このような構造の垂直型プローブ針においては、金属皮膜が絶縁皮膜の端縁に向かって最頂部から20μm以上にわたって形成されるため、繰り返し使用しても粒状突起が剥離し難いという作用を有する。また、金属皮膜が絶縁皮膜の端縁に向かって最頂部から60μmを超えて形成されることがないため、粒径のそろった粒状突起が形成されるという作用を有する。
According to a second aspect of the present invention, in the vertical probe needle according to the first aspect, the insulating film is formed such that the edge on the tip end side is located at a distance of 20 to 60 μm from the topmost portion of the tip end portion. It is characterized by that.
In the vertical probe needle having such a structure, since the metal film is formed over 20 μm or more from the top toward the edge of the insulating film, it has the effect that the granular protrusions are difficult to peel off even when used repeatedly. Further, since the metal film is not formed more than 60 μm from the top toward the edge of the insulating film, there is an effect that granular protrusions having a uniform particle diameter are formed.

また、請求項3記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の垂直型プローブ針において、先端部の最頂部は、縦断面視して26〜45μmの曲率半径を有する円弧状に形成されたことを特徴とするものである。
このような構造の垂直型プローブ針においては、先端部の最頂部を縦断面視した場合の曲率半径が26μm以上であるため、電気メッキによって金属皮膜を形成する際に金属イオンの析出が先端部の中心部に集中し難いという作用を有する。また、先端部の最頂部を縦断面視した場合の曲率半径が45μm以下であることから、電気メッキによって金属皮膜を形成する際に金属イオンの析出が最頂部の角部に集中し難いという作用を有する。
According to a third aspect of the present invention, in the vertical probe needle according to the first or second aspect, the topmost portion of the tip is formed in an arc shape having a radius of curvature of 26 to 45 μm as viewed in a longitudinal section. It is characterized by that.
In the vertical probe needle having such a structure, the radius of curvature when the topmost portion of the tip portion is viewed in a longitudinal section is 26 μm or more, and therefore metal ions are deposited when the metal film is formed by electroplating. It has the effect that it is difficult to concentrate on the center of the. In addition, since the radius of curvature when the topmost portion of the tip portion is viewed in a longitudinal section is 45 μm or less, it is difficult for metal ion precipitation to concentrate on the corners of the topmost portion when forming a metal film by electroplating. Have

また、請求項4記載の発明である垂直型プローブ針の製造方法は、金属細線の胴部を覆うようにSiOの絶縁皮膜を形成する工程と、ニッケル,銅,銀,金,亜鉛,鉛,白金,パラジウム及びこれらを含む合金のうちの少なくとも1種類の金属体を陽極とし,金属細線を陰極としてメッキ液に浸漬して,この陰極と陽極の間にパルス波形の電流を印加する工程と、を備え、金属細線の先端部に複数の粒状突起を有する金属皮膜を形成することを特徴とするものである。
このような垂直型プローブ針の製造方法によれば、メッキ液中の金属細線の周辺で金属イオン濃度の低下と回復が逐次繰り返されるため、金属細線に対して瞬間的に大きな電流が断続的に印加される。その結果、金属細線の先端部に、複数の粒状突起を有する金属皮膜が形成される。また、金属皮膜の形成される領域が絶縁皮膜によって制限されるという作用を有する。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a vertical probe needle manufacturing method comprising: forming a SiO 2 insulating film so as to cover a body of a fine metal wire; and nickel, copper, silver, gold, zinc, lead Immersing in a plating solution using at least one metal body of platinum, palladium, and an alloy containing these as an anode and a fine metal wire as a cathode, and applying a pulse waveform current between the cathode and anode; , And a metal film having a plurality of granular protrusions is formed at the tip of the thin metal wire.
According to such a method for manufacturing a vertical probe needle, the decrease and recovery of the metal ion concentration are successively repeated around the fine metal wire in the plating solution, so that a large current is instantaneously applied to the fine metal wire intermittently. Applied. As a result, a metal film having a plurality of granular protrusions is formed at the tip of the fine metal wire. Moreover, it has the effect | action that the area | region in which a metal film is formed is restrict | limited by an insulating film.

請求項5記載の発明は、請求項4記載の垂直型プローブ針の製造方法において、絶縁皮膜は、先端部の最頂部から20〜60μmの距離に先端部側の端縁が位置するように形成されることを特徴とするものである。
本請求項記載の発明は、請求項2に記載された物の発明を方法の発明としてとらえたものであるため、請求項2記載の発明と同様の作用を有する。
According to a fifth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a vertical probe needle according to the fourth aspect, the insulating film is formed such that the edge on the tip side is located at a distance of 20 to 60 μm from the topmost part of the tip. It is characterized by that.
The invention described in the present claim has the same effect as the invention described in the second aspect since the invention of the object described in the second aspect is regarded as a method invention.

請求項6記載の発明は、請求項4又は請求項5に記載の垂直型プローブ針の製造方法において、金属細線をメッキ液に浸漬する前に、先端部の最頂部を,縦断面視して26〜45μmの曲率半径を有する円弧状に加工する工程を備えたことを特徴とするものである。
本請求項記載の発明は、請求項3に記載された物の発明を方法の発明としてとらえたものであるため、請求項3記載の発明と同様の作用を有する。
According to a sixth aspect of the present invention, in the method for manufacturing the vertical probe needle according to the fourth or fifth aspect, before the metal thin wire is immersed in the plating solution, the topmost portion of the tip portion is viewed in a longitudinal section. The method includes a step of processing into an arc shape having a radius of curvature of 26 to 45 μm.
The invention according to the present invention has the same effect as that of the invention according to the third aspect since the invention according to the third aspect is regarded as a method invention.

本発明の請求項1記載の垂直型プローブ針によれば、検査対象物の表面に形成された酸化膜を先端部で容易に突き破ることができる。これにより、検査精度が向上する。また、この高い検査精度を長時間維持することが可能である。さらに、胴部の径が細い垂直型プローブ針を製造できるため、プローブカードに多数の垂直型プローブ針を取り付ける際に、その配置密度を高めることが可能である。   According to the vertical probe needle of the first aspect of the present invention, the oxide film formed on the surface of the inspection object can be easily pierced at the tip portion. Thereby, inspection accuracy improves. Moreover, this high inspection accuracy can be maintained for a long time. Furthermore, since the vertical probe needles having a narrow body diameter can be manufactured, when a large number of vertical probe needles are attached to the probe card, the arrangement density can be increased.

また、本発明の請求項2記載の垂直型プローブ針によれば、高い検査精度を長時間維持できるという請求項1記載の発明の効果がより一層発揮される。   In addition, according to the vertical probe needle of the second aspect of the present invention, the effect of the first aspect of the present invention that can maintain high inspection accuracy for a long time is further exhibited.

本発明の請求項3記載の垂直型プローブ針によれば、粒径のそろったきれいな略球形の粒状突起が先端部の表面に略均一に形成されるため、請求項1又は請求項2に記載の発明の効果がより一層発揮される。   According to the vertical probe needle of the third aspect of the present invention, a clean substantially spherical granular projection having a uniform particle diameter is formed substantially uniformly on the surface of the tip portion. The effect of the invention is further exhibited.

本発明の請求項4記載の垂直型プローブ針の製造方法によれば、請求項1記載の発明である垂直型プローブ針を容易に製造することができる。その際、大掛かりな製造設備を用いる必要がないため、製造コストを安くすることが可能である。また、絶縁皮膜が金属細線の側面に被着する領域を変更することで、金属皮膜が被着する領域を容易に調節することが可能である。   According to the method for manufacturing a vertical probe needle according to claim 4 of the present invention, the vertical probe needle according to the invention according to claim 1 can be easily manufactured. In that case, since it is not necessary to use a large-scale manufacturing facility, manufacturing cost can be reduced. Moreover, it is possible to easily adjust the region where the metal film is deposited by changing the region where the insulating film is deposited on the side surface of the thin metal wire.

本発明の請求項5記載の垂直型プローブ針の製造方法によれば、請求項4記載の発明の効果に加えて、請求項2記載の発明である垂直型プローブ針を安価に製造できるという効果を奏する。   According to the method for manufacturing a vertical probe needle of claim 5 of the present invention, in addition to the effect of the invention of claim 4, the effect of being able to manufacture the vertical probe needle of the invention of claim 2 at low cost. Play.

本発明の請求項6記載の垂直型プローブ針の製造方法によれば、請求項4又は請求項5に記載の発明の効果に加えて、請求項3記載の発明である垂直型プローブ針を安価に製造できるという効果を奏する。   According to the method for producing a vertical probe needle of claim 6 of the present invention, in addition to the effect of the invention of claim 4 or 5, the vertical probe needle of the invention of claim 3 is inexpensive. There is an effect that it can be manufactured.

(a)は本発明の実施の形態に係る垂直型プローブ針の実施例の外観を示す模式図であり、(b)は同図(a)の先端部を拡大した図である。(A) is a schematic diagram which shows the external appearance of the Example of the vertical type probe needle which concerns on embodiment of this invention, (b) is the figure which expanded the front-end | tip part of the same figure (a). (a)及び(b)はそれぞれ本発明の実施の形態に係る垂直型プローブ針の実施例におけるコンタクト試験前の先端部のレーザー顕微鏡写真及び3次元形状測定結果の出力図であり、(c)はそのコンタクト試験の結果を示すグラフである。(A) And (b) is an output figure of the laser micrograph of the front-end | tip part before a contact test in the Example of the vertical probe needle | hook which concerns on embodiment of this invention, and a three-dimensional shape measurement result, respectively (c) Is a graph showing the results of the contact test. (a)及び(b)はそれぞれ従来の垂直型プローブ針におけるコンタクト試験前の先端部のレーザー顕微鏡写真及び3次元形状測定結果の出力図であり、(c)はそのコンタクト試験の結果を示すグラフである。(A) And (b) is the laser micrograph of the front-end | tip part before the contact test in a conventional vertical type probe needle, and the output figure of a three-dimensional shape measurement result, respectively, (c) is a graph which shows the result of the contact test It is. (a)乃至(c)はそれぞれ本発明の実施の形態に係る垂直型プローブ針のコンタクト試験前の先端部のレーザー顕微鏡写真である。(A) thru | or (c) are the laser microscope photographs of the front-end | tip part before the contact test of the vertical probe needle which concerns on embodiment of this invention, respectively. (a)及び(b)はそれぞれ図4(b)及び図4(c)の垂直型プローブ針のコンタクト試験後の先端部のレーザー顕微鏡写真である。(A) And (b) is a laser micrograph of the front-end | tip part after the contact test of the vertical probe needle | hook of FIG.4 (b) and FIG.4 (c), respectively. (a)及び(b)はそれぞれ本発明の実施の形態に係る垂直型プローブ針におけるコンタクト試験の前後の先端部のレーザー顕微鏡写真であり、(c)はそのコンタクト試験の結果を示すグラフである。(A) And (b) is a laser micrograph of the front-end | tip part before and behind the contact test in the vertical probe needle which concerns on embodiment of this invention, respectively, (c) is a graph which shows the result of the contact test. . (a)及び(b)は本発明の実施の形態に係る垂直型プローブ針の先端部の形状を模式的に示した図であり、(c)はその3次元形状測定結果の出力図である。(A) And (b) is the figure which showed typically the shape of the front-end | tip part of the vertical type probe needle concerning embodiment of this invention, (c) is the output figure of the three-dimensional shape measurement result. . (a)及び(b)はそれぞれ本発明の実施の形態に係る垂直型プローブ針の先端部のレーザー顕微鏡写真及び2次元形状を示すプロファイル図である。(A) And (b) is the profile figure which shows the laser micrograph and two-dimensional shape of the front-end | tip part of the vertical probe needle which concern on embodiment of this invention, respectively. (a)及び(b)はそれぞれ本発明の実施の形態に係る垂直型プローブ針の先端部のレーザー顕微鏡写真及び2次元形状を示すプロファイル図である。(A) And (b) is the profile figure which shows the laser micrograph and two-dimensional shape of the front-end | tip part of the vertical probe needle which concern on embodiment of this invention, respectively. (a)及び(b)はそれぞれ本発明の実施の形態に係る垂直型プローブ針の先端部のレーザー顕微鏡写真及び2次元形状を示すプロファイル図である。(A) And (b) is the profile figure which shows the laser micrograph and two-dimensional shape of the front-end | tip part of the vertical probe needle which concern on embodiment of this invention, respectively. (a)及び(b)はそれぞれ本発明の実施の形態に係る垂直型プローブ針の先端部のレーザー顕微鏡写真及び2次元形状を示すプロファイル図である。(A) And (b) is the profile figure which shows the laser micrograph and two-dimensional shape of the front-end | tip part of the vertical probe needle which concern on embodiment of this invention, respectively. (a)及び(b)は従来の垂直型プローブ針を備えたプローブカードの構造を示す模式図である。(A) And (b) is a schematic diagram which shows the structure of the probe card provided with the conventional vertical probe needle.

本発明の垂直型プローブ針に関し、その構造、作用及び効果について図1乃至図11を用いて従来技術と比較しながら説明するとともに、その製造方法についても具体的に説明する。   With respect to the vertical probe needle of the present invention, its structure, operation and effect will be described using FIGS. 1 to 11 while comparing with the prior art, and its manufacturing method will also be specifically described.

図1(a)に示すように、本実施例の垂直型プローブ針は、母材が線径0.02〜0.04mm、長さ3.0〜6.0mmの金属細線1からなり、胴部1bがSiOの絶縁皮膜2で被覆されるとともに,粒状突起3aを有する金属皮膜3が先端部1aに形成された構造となっている。また、垂直型プローブ針の基端部1cには、胴部1bが前述の支持板52a(図12(a)又は図12(b)を参照)から抜け落ちないように、支持板52aに係止する段差部4が形成されている。なお、図1(b)に示すように、胴部1bの長さ方向に平行に測定した場合の絶縁皮膜2の先端部1a側の端縁2aから最頂部5までの距離をLとする。また、本願明細書では、最頂部5及びその近傍を含む領域を先端部1aといい、側面のうち先端部1aに含まれる部分を除いた領域を胴部1bというものとする。 As shown in FIG. 1 (a), the vertical probe needle of this example is composed of a thin metal wire 1 whose base material has a wire diameter of 0.02 to 0.04 mm and a length of 3.0 to 6.0 mm. The part 1b is covered with an insulating film 2 made of SiO 2 and a metal film 3 having a granular protrusion 3a is formed on the tip 1a. Further, the base end portion 1c of the vertical probe needle is locked to the support plate 52a so that the barrel portion 1b does not fall out of the support plate 52a (see FIG. 12A or 12B). A stepped portion 4 is formed. As shown in FIG. 1B, the distance from the edge 2a on the distal end 1a side of the insulating coating 2 to the topmost portion 5 when measured in parallel with the length direction of the body portion 1b is L. Moreover, in this specification, the area | region including the top part 5 and its vicinity is called the front-end | tip part 1a, and let the area | region except the part contained in the front-end | tip part 1a among side surfaces be the trunk | drum 1b.

このような構造の垂直型プローブ針においては、検査対象物との接触圧が複数の粒状突起3aに略均一に分散されるという作用を有する。この場合、検査対象物に対する接触抵抗が安定する。また、検査対象物との接触圧を高めることができるため、検査対象物の表面に形成された酸化膜が垂直型プローブ針の先端部1aによって突き破られ易くなる。これにより、検査精度が向上する。加えて、検査対象物に垂直型プローブ針の先端部1aを繰り返し接触させても金属皮膜3が摩耗し難いため、上述の高い検査精度を長時間維持することが可能である。さらに、垂直型プローブ針をプローブカードに用いた場合、胴部1bが絶縁皮膜2で被覆されているため、隣接するプローブ同士がオーバードライブ時に接触しても短絡するおそれがない。また、絶縁皮膜2で被覆された胴部1bには金属皮膜3が形成されないため、金属皮膜3の被着によって胴部1bの径が増大する、いわゆる「針太り」の発生が防止される。この場合、胴部1bの径が必要以上に太くならないため、多数の垂直型プローブ針をプローブカードに取り付ける際に、その配置密度を高めることができる。   The vertical probe needle having such a structure has an effect that the contact pressure with the object to be inspected is distributed substantially uniformly on the plurality of granular protrusions 3a. In this case, the contact resistance with respect to the inspection object is stabilized. Further, since the contact pressure with the inspection object can be increased, the oxide film formed on the surface of the inspection object is easily pierced by the tip portion 1a of the vertical probe needle. Thereby, inspection accuracy improves. In addition, since the metal film 3 is not easily worn even when the tip portion 1a of the vertical probe needle is repeatedly brought into contact with the inspection object, the above-described high inspection accuracy can be maintained for a long time. Further, when the vertical probe needle is used for the probe card, since the body portion 1b is covered with the insulating film 2, there is no possibility of short circuit even if adjacent probes come into contact with each other during overdrive. Further, since the metal film 3 is not formed on the body part 1b covered with the insulating film 2, the so-called “needle thickening” in which the diameter of the body part 1b increases due to the deposition of the metal film 3 is prevented. In this case, since the diameter of the trunk portion 1b does not become larger than necessary, the arrangement density can be increased when a large number of vertical probe needles are attached to the probe card.

ここで、金属細線1に対して電解メッキを用いて金属皮膜3を形成する方法について説明する。
まず、タングステン、レニウムタングステン、ベリリウム銅、銅銀合金等からなる金属細線1において、最頂部5から距離Lの位置まで絶縁皮膜2が形成されないようにマスキングを行った後、化学気相成長法(Chemical Vapor Deposition)により胴部1bにSiOの絶縁皮膜2を形成する。次に、金属細線1を陰極としてメッキ液に浸漬し、陰極と陽極の間にパルス波形の電流を発生させる。そして、メッキ液は、ニッケル,銅,銀,金,スズ,亜鉛,鉛,クロム,白金,パラジウム,イリジウム及びロジウムのうちの少なくとも1種類を含み、陽極は、ニッケル,銅,銀,金,亜鉛,鉛,白金,パラジウム及びこれらを含む合金のうちの少なくとも1種類の金属によって形成されるものを使用する。なお、本実施例では、マスキングを行った後に絶縁皮膜2を形成しているが、このような方法に限らず、例えば、金属細線1の側面全体に絶縁皮膜2を形成した後、被覆を要しない部分の絶縁皮膜2を後から剥離するようにしても良い。また、絶縁皮膜2の形成には化学気相成長法に限らず、例えば、真空蒸着等の方法を用いることもできる。
Here, a method for forming the metal film 3 on the thin metal wire 1 using electrolytic plating will be described.
First, in the thin metal wire 1 made of tungsten, rhenium tungsten, beryllium copper, copper silver alloy or the like, masking is performed so that the insulating film 2 is not formed from the top 5 to the position of the distance L, and then chemical vapor deposition ( An insulating film 2 made of SiO 2 is formed on the body portion 1b by chemical vapor deposition. Next, the metal thin wire 1 is immersed in a plating solution as a cathode, and a pulse waveform current is generated between the cathode and the anode. The plating solution contains at least one of nickel, copper, silver, gold, tin, zinc, lead, chromium, platinum, palladium, iridium and rhodium, and the anode is nickel, copper, silver, gold, zinc. , Lead, platinum, palladium, and alloys containing these are used. In this embodiment, the insulating film 2 is formed after masking. However, the present invention is not limited to this method. For example, after the insulating film 2 is formed on the entire side surface of the thin metal wire 1, a coating is required. The part of the insulating film 2 that is not to be peeled may be peeled off later. Further, the formation of the insulating film 2 is not limited to the chemical vapor deposition method, and for example, a method such as vacuum deposition can be used.

上記構造のメッキ装置を用いて、陰極と陽極の間にパルス波形の電流を印加すると、金属細線1の先端部1aに金属イオンが析出し、金属皮膜3が部分的に形成される。一方、金属細線1の周辺では金属イオンの濃度が低下する。次に、金属皮膜3が先端部1aの全体に形成される前に、パルス波形の電流を小さくすると、金属イオンが析出しなくなり、金属皮膜3の成長が停止する。これにより、無数の微小な粒状突起3aが形成される。このとき、メッキ液中の金属イオンの消費も止まるが、金属細線1の周辺では、周囲から金属イオンが移動することで、金属イオンの濃度は高くなる。この状態で、パルス波形の電流を大きくすると、金属細線1には、瞬間的に大きな電流が流れる。この電流は粒状突起3aに集中し易いため、粒状突起3aを核としてその表面に金属イオンが析出する。以下、このような操作を繰り返すことにより、粒状突起3aはさらに大きく成長する。なお、生成される粒状突起3aの粒径や密度は、印加されるパルス波形の電流の大きさや周期に応じて異なる。   When a current having a pulse waveform is applied between the cathode and the anode using the plating apparatus having the above structure, metal ions are deposited on the tip 1a of the thin metal wire 1, and the metal film 3 is partially formed. On the other hand, the concentration of metal ions decreases around the fine metal wire 1. Next, if the current of the pulse waveform is reduced before the metal film 3 is formed on the entire front end portion 1a, metal ions are not deposited and the growth of the metal film 3 is stopped. Thereby, innumerable minute granular protrusions 3a are formed. At this time, the consumption of metal ions in the plating solution also stops, but the metal ions move from the surroundings around the fine metal wires 1 to increase the concentration of metal ions. When the current of the pulse waveform is increased in this state, a large current flows instantaneously through the fine metal wire 1. Since this current tends to concentrate on the granular protrusion 3a, metal ions are deposited on the surface of the granular protrusion 3a as a nucleus. Thereafter, by repeating such an operation, the granular protrusion 3a grows larger. Note that the particle size and density of the generated granular projections 3a vary depending on the magnitude and cycle of the applied pulse waveform current.

上記製造方法においては、メッキ液に浸漬された金属細線1の周辺で金属イオン濃度の低下と回復が逐次繰り返されることにより、瞬間的に大きな電流が金属細線1に対して断続的に印加される結果、複数の粒状突起3aを有する金属皮膜3が金属細線1の先端部1aに形成されるという作用を有する。従って、このような製造方法によれば、大掛かりな製造設備を用いることなく、上述の構造を有する垂直型プローブ針を容易に、かつ、安価に製造することができる。また、印加するパルス波形の電流の大きさや周期を変更することで、粒状突起3aの粒径や密度を容易に調節することが可能である。さらに、金属皮膜3の形成される領域が絶縁皮膜2によって制限されるため、絶縁皮膜2が金属細線1の側面に被着する領域を変更することにより、金属皮膜3が被着する領域を容易に調節できる。   In the manufacturing method described above, a decrease in the metal ion concentration and recovery are sequentially repeated around the fine metal wire 1 immersed in the plating solution, so that a large current is instantaneously applied to the fine metal wire 1 intermittently. As a result, the metal film 3 having a plurality of granular protrusions 3a has an effect that it is formed on the tip 1a of the thin metal wire 1. Therefore, according to such a manufacturing method, the vertical probe needle having the above-described structure can be easily and inexpensively manufactured without using a large-scale manufacturing facility. In addition, the particle size and density of the granular protrusions 3a can be easily adjusted by changing the magnitude and cycle of the current of the pulse waveform to be applied. Furthermore, since the region where the metal film 3 is formed is limited by the insulating film 2, the region where the metal film 3 is deposited can be easily changed by changing the region where the insulating film 2 is deposited on the side surface of the thin metal wire 1. Can be adjusted.

本発明の垂直型プローブ針を用いてコンタクト試験を行った結果について、従来技術と比較しながら図2乃至図6を用いて説明する。なお、レーザー顕微鏡の倍率はいずれも3000倍であり、3次元形状の測定に使用した非接触形状測定装置はキーエンス社製のVK−9700及びOLYMPUS社製のOLS4000である。そして、コンタクト試験には、表面に酸化アルミニウムのスパッタ等(ドライ皮膜)が被着された電極を使用した。さらに、図2及び図4に先端部の形状が示される垂直型プローブ針では、最頂部5(図1参照)の曲率半径が26〜45μmとなっている。また、以下の試験に用いた垂直型プローブ針を製造するにあたり、前述のパルス波形の電流の大きさや周期についてはすべて同じ条件に統一した。   The result of the contact test using the vertical probe needle of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 6 in comparison with the prior art. The magnification of the laser microscope is 3000 times, and the non-contact shape measuring devices used for measuring the three-dimensional shape are VK-9700 manufactured by Keyence Corporation and OLS4000 manufactured by OLYMPUS Corporation. In the contact test, an electrode having a surface coated with aluminum oxide sputter or the like (dry film) was used. Furthermore, in the vertical probe needle whose tip shape is shown in FIGS. 2 and 4, the radius of curvature of the top 5 (see FIG. 1) is 26 to 45 μm. Further, in manufacturing the vertical probe needle used in the following tests, all the current magnitudes and periods of the aforementioned pulse waveforms were unified to the same conditions.

図2(a)及び図2(b)は本発明の垂直型プローブ針において図1(b)に示した距離Lが60μmの場合を示している。一方、図3(a)及び図3(b)は粒状突起を有する金属皮膜が先端部に形成されていない従来の垂直型プローブ針の場合を示している。なお、図2(c)及び図3(c)はいずれも横軸が電極の表面に対する垂直型プローブ針の接触回数(コンタクト回数)を示し、縦軸が垂直型プローブ針の先端部の抵抗値を示している。
図2(a)及び図2(b)では、粒径のそろったきれいな略球形の粒状突起(粒径は5〜20μm)が形成されている。そして、図2(c)に示すように5000回のコンタクト試験を行っても抵抗値が変化していない。すなわち、このような垂直型プローブ針を通電検査等に用いることによれば、高い検査精度を長時間維持することが可能である。
これに対し、図3(a)及び図3(b)に示すように粒状突起を有する金属皮膜が先端部に形成されていない従来の垂直型プローブ針を用いてコンタクト試験を行った場合、図3(c)に示すように抵抗値は最大で50Ωに達している。また、常に抵抗値がばらついており、接触抵抗が安定していないことがわかる。これは、従来の垂直型プローブ針では、電極の表面の酸化アルミニウムの皮膜を容易に突き破ることができないことを示している。
2A and 2B show a case where the distance L shown in FIG. 1B is 60 μm in the vertical probe needle of the present invention. On the other hand, FIGS. 3A and 3B show the case of a conventional vertical probe needle in which a metal film having a granular protrusion is not formed at the tip. In each of FIGS. 2C and 3C, the horizontal axis indicates the number of contacts (number of contacts) of the vertical probe needle with the surface of the electrode, and the vertical axis indicates the resistance value of the tip of the vertical probe needle. Is shown.
In FIG. 2A and FIG. 2B, clean substantially spherical granular protrusions having a uniform particle diameter (particle diameter is 5 to 20 μm) are formed. As shown in FIG. 2C, the resistance value does not change even after 5000 contact tests. That is, by using such a vertical probe needle for energization inspection or the like, high inspection accuracy can be maintained for a long time.
In contrast, when a contact test is performed using a conventional vertical probe needle in which a metal film having a granular protrusion is not formed at the tip as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), FIG. As shown in 3 (c), the resistance value reaches 50Ω at the maximum. It can also be seen that the resistance values are always varied and the contact resistance is not stable. This indicates that the conventional vertical probe needle cannot easily break through the aluminum oxide film on the surface of the electrode.

図4(a)乃至図4(c)は本発明の垂直型プローブ針において図1(b)に示した距離Lがそれぞれ20μm,60μm及び70μmの場合を示している。また、図5(a)及び図5(b)はそれぞれ図4(a)及び図4(b)に示した垂直型プローブ針について5000回のコンタクト試験を行った後の状態を示している。
図4(a)及び図4(b)では、いずれも粒径のそろったきれいな略球形の粒状突起(粒径は5〜20μm)が形成されているのに対し、図4(c)では粒状突起の粒径が不ぞろいとなっている。これは、距離Lが長くなると、金属イオンの析出が先端部に集中しないため、粒状突起が均一に成長し難いことを示している。
また、図4(a)及び図4(b)に示した垂直型プローブ針を用いてコンタクト試験を行ったところ、図示していないが、抵抗値は図2(c)の場合と同様であった。なお、5000回のコンタクト試験を行った後でも、図5(a)及び図5(b)に示すように粒状突起の状態はほとんど変化していない。
以上のことから、粒径がそろった粒状突起を垂直型プローブ針の先端部に形成するためには、少なくとも上述の距離Lを70μmよりも短くすることが必要であり、望ましくは60μm以下にすると良いことがわかる。
4 (a) to 4 (c) show cases in which the distance L shown in FIG. 1 (b) is 20 μm, 60 μm and 70 μm, respectively, in the vertical probe needle of the present invention. FIGS. 5 (a) and 5 (b) show states after 5000 contact tests are performed on the vertical probe needles shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), respectively.
4 (a) and 4 (b) both have clean, substantially spherical granular projections with a uniform particle size (particle size is 5 to 20 μm), whereas in FIG. The particle size of the protrusions is uneven. This indicates that when the distance L is increased, the precipitation of metal ions does not concentrate on the tip portion, so that the granular protrusions are difficult to grow uniformly.
In addition, when a contact test was performed using the vertical probe needle shown in FIGS. 4A and 4B, the resistance value was the same as in FIG. It was. Even after 5000 contact tests are performed, the state of the granular protrusions hardly changes as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b).
From the above, in order to form granular protrusions with uniform particle diameter at the tip of the vertical probe needle, it is necessary to make at least the above-mentioned distance L shorter than 70 μm, and desirably 60 μm or less. I know it ’s good.

図6(a)及び図6(b)は本発明の垂直型プローブ針において図1(b)に示した距離Lが15μmの場合についてコンタクト試験を行う前及びコンタクト試験を500回行った後の垂直型プローブ針の先端部の状態を示しており、図6(c)はそのコンタクト試験の結果を示している。
図6(a)では図4(a)及び図4(b)の場合と同様に、粒径のそろったきれいな略球形の粒状突起(粒径は5〜20μm)が形成されている。しかし、コンタクト試験が500回を超えた時点で、図6(b)に示すように粒状突起が剥離していた。そして、図6(c)に示すようにコンタクト試験が400回を超えたあたりから、抵抗値にばらつきが生じ始めている。このように、距離Lが15μmの場合には、先端部に形成された粒状突起が剥離し易い。従って、抵抗値が低い状態を長時間保つためには、距離Lを15μmよりも長くし、望ましくは20μm以上にすることが必要である。
なお、前述したように、印加するパルス波形の電流の大きさや周期を変更すると、粒状突起の粒径や密度の調節をすることは可能であるが、パルス波形の電流の条件を変更することのみでは、剥離し難く、かつ粒径がそろった粒状突起を形成することは容易でない。
6 (a) and 6 (b) show the vertical probe needle of the present invention before the contact test and after 500 times of the contact test when the distance L shown in FIG. 1 (b) is 15 μm. The state of the tip part of the vertical probe needle is shown, and FIG. 6C shows the result of the contact test.
In FIG. 6 (a), as in the case of FIG. 4 (a) and FIG. 4 (b), clean substantially spherical granular protrusions with a uniform particle diameter (particle diameter of 5 to 20 μm) are formed. However, when the contact test exceeded 500 times, the granular protrusions were peeled off as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 6C, the resistance value starts to vary after the contact test exceeds 400 times. Thus, when the distance L is 15 μm, the granular projections formed at the tip end are easily peeled off. Therefore, in order to maintain a low resistance value for a long time, it is necessary to make the distance L longer than 15 μm, preferably 20 μm or more.
As described above, it is possible to adjust the particle size and density of the granular protrusions by changing the magnitude and period of the pulse waveform current to be applied, but only by changing the current condition of the pulse waveform. Then, it is not easy to form granular protrusions that are difficult to peel off and have a uniform particle size.

図7(a)及び図7(b)は最頂部5がドーム形状の場合及び平坦な形状の場合をそれぞれ示している。また、図8乃至図10はともに図7(a)に対応し、最頂部5の曲率半径がそれぞれ9〜21μm、26〜45μm及び47〜55μmの場合を示している。さらに、図11は図7(b)に対応し、最頂部5が平坦な形状の場合を示している。そして、図8(b),図9(b),図10(b)及び図11(b)は図7(c)のA−A断面における2次元形状に相当する。なお、曲率半径の値に幅があるのは、測定する箇所により測定値にばらつきがあるためである。   FIG. 7A and FIG. 7B show a case where the top 5 is a dome shape and a flat shape, respectively. FIGS. 8 to 10 both correspond to FIG. 7A and show the cases where the radius of curvature of the top 5 is 9 to 21 μm, 26 to 45 μm, and 47 to 55 μm, respectively. Further, FIG. 11 corresponds to FIG. 7B and shows a case where the top 5 is flat. 8B, FIG. 9B, FIG. 10B, and FIG. 11B correspond to the two-dimensional shape in the AA cross section of FIG. 7C. In addition, the value of the radius of curvature has a width because the measured value varies depending on the location to be measured.

図8(a)では、図4(a)や図4(b)の場合のようにきれいな略球形の粒状突起は形成されていない。これは、図8(b)に示すように垂直型プローブ針の先端部の中心が尖っているため、金属イオンの析出が中心部に集中してしまうことによるものと考えられる。この場合、前述のコンタクト試験において接触値が小さくなるという効果は期待できない。一方、先端部の縦断面の2次元形状が図9(b)で表わされる場合には、図9(a)に示すように、粒径のそろったきれいな略球形の粒状突起が形成される。なお、粒状突起の粒径は5〜20μmであり、粒の高さは1〜2μmである。   In FIG. 8 (a), clean, substantially spherical granular protrusions are not formed as in the case of FIGS. 4 (a) and 4 (b). As shown in FIG. 8B, this is considered to be due to the fact that the center of the tip of the vertical probe needle is sharp, and the deposition of metal ions concentrates on the center. In this case, the effect that the contact value becomes small in the contact test described above cannot be expected. On the other hand, when the two-dimensional shape of the longitudinal section of the tip portion is represented in FIG. 9B, clean, substantially spherical granular protrusions with uniform particle diameters are formed as shown in FIG. 9A. In addition, the particle size of a granular protrusion is 5-20 micrometers, and the height of a grain is 1-2 micrometers.

先端部の縦断面の2次元形状が図10(b)で表わされる場合には、図10(a)に示すように、粒径のそろった粒状突起が形成される。なお、粒状突起の粒径は5〜20μmであり、粒の高さは0.2μm程度である。すなわち、粒状突起は図4(a)や図4(b)のようにきれいな粒径とはならず、つぶれたような形状となる。この場合、前述のコンタクト試験において抵抗値が小さくなるという効果は期待できない。また、図11(a)では、図4(a)や図4(b)とは異なり、中心が陥没したような形状の金属皮膜が形成されている。これは、先端部の縦断面の2次元形状が図11(b)で表わされる場合には、金属イオンの析出が最頂部の角部に集中してしまうことによるものと考えられる。この場合も、前述のコンタクト試験において抵抗値が小さくなるという効果は期待できない。   When the two-dimensional shape of the longitudinal section of the tip portion is represented in FIG. 10B, granular projections having uniform particle diameters are formed as shown in FIG. In addition, the particle size of the granular protrusion is 5 to 20 μm, and the height of the particle is about 0.2 μm. That is, the granular protrusion does not have a clean particle size as shown in FIGS. 4A and 4B, but has a crushed shape. In this case, the effect of decreasing the resistance value in the contact test described above cannot be expected. Also, in FIG. 11 (a), unlike FIG. 4 (a) and FIG. 4 (b), a metal film having a shape in which the center is depressed is formed. This is considered to be due to the fact that the deposition of metal ions concentrates on the top corner when the two-dimensional shape of the longitudinal section of the tip is shown in FIG. Also in this case, the effect of decreasing the resistance value in the contact test described above cannot be expected.

以上説明したように、粒径のそろったきれいな略球形の粒状突起を垂直型プローブ針の先端部に略均一に形成するためには、最頂部の曲率半径を21μmよりも大きくし、かつ、47μmよりも小さくする必要がある。そして、望ましくは最頂部の曲率半径を26〜45μmとすると良い。なお、前述したパルス波形の電流の条件を変更する方法では、粒径のそろったきれいな略球形の粒状突起を形成することは容易でない。   As described above, in order to form a substantially spherical granular projection having a uniform particle diameter substantially uniformly at the tip of the vertical probe needle, the radius of curvature at the top is made larger than 21 μm and 47 μm. It is necessary to make it smaller. Desirably, the radius of curvature at the top is preferably 26 to 45 μm. In the method of changing the current condition of the pulse waveform described above, it is not easy to form a substantially spherical granular protrusion having a uniform particle diameter.

請求項1及び請求項6に記載された発明は、プローブカード用に限らず、各種電子回路の電気特性の検査に用いられるプローブ針と、その製造方法に適用することができる。   The inventions described in claim 1 and claim 6 are not limited to probe cards, but can be applied to probe needles used for inspection of electrical characteristics of various electronic circuits and manufacturing methods thereof.

1…金属細線 1a…先端部 1b…胴部 1c…基端部 2…絶縁皮膜 2a…端縁 3…金属皮膜 3a…粒状突起 4…段差部 5…最頂部 L…距離 51…垂直型プローブ針 51a…基端部 51b…先端部 52a,52b…支持板 53…絶縁被膜 54…ウェハ 55…電極   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Metal fine wire 1a ... Tip part 1b ... Trunk part 1c ... Base end part 2 ... Insulating film 2a ... End edge 3 ... Metal film 3a ... Granular protrusion 4 ... Step part 5 ... Topmost part L ... Distance 51 ... Vertical type probe needle 51a ... Base end part 51b ... Tip part 52a, 52b ... Support plate 53 ... Insulating coating 54 ... Wafer 55 ... Electrode

Claims (6)

プローブカードに取り付けられて検査対象物に略垂直をなすように配置される垂直型プローブ針において、
胴部がSiOの絶縁皮膜で被覆されるとともに、
複数の粒状突起を有する金属皮膜が先端部に形成されたことを特徴とする垂直型プローブ針。
In a vertical probe needle that is attached to the probe card and arranged to be substantially perpendicular to the inspection object,
The body is covered with an insulating film of SiO 2 ,
A vertical probe needle characterized in that a metal film having a plurality of granular protrusions is formed at the tip.
前記絶縁皮膜は、前記先端部の最頂部から20〜60μmの距離に前記先端部側の端縁が位置するように形成されたことを特徴とする請求項1記載の垂直型プローブ針。   2. The vertical probe needle according to claim 1, wherein the insulating film is formed such that an end edge on the tip end side is located at a distance of 20 to 60 μm from the topmost portion of the tip end portion. 前記先端部の最頂部は、縦断面視して26〜45μmの曲率半径を有する円弧状に形成されたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の垂直型プローブ針。   3. The vertical probe needle according to claim 1, wherein the topmost portion of the tip portion is formed in an arc shape having a curvature radius of 26 to 45 μm when viewed in a longitudinal section. 金属細線の胴部を覆うようにSiOの絶縁皮膜を形成する工程と、
ニッケル,銅,銀,金,亜鉛,鉛,白金,パラジウム及びこれらを含む合金のうちの少なくとも1種類の金属体を陽極とし,前記金属細線を陰極としてメッキ液に浸漬して,この陰極と前記陽極の間にパルス波形の電流を印加する工程と、
を備え、
前記金属細線の先端部に複数の粒状突起を有する金属皮膜を形成することを特徴とする垂直型プローブ針の製造方法。
Forming an insulating film of SiO 2 so as to cover the body of the thin metal wire;
At least one metal body of nickel, copper, silver, gold, zinc, lead, platinum, palladium and alloys containing these is used as an anode, and the metal thin wire is immersed in a plating solution as a cathode. Applying a pulse waveform current between the anodes;
With
A method of manufacturing a vertical probe needle, wherein a metal film having a plurality of granular protrusions is formed at the tip of the thin metal wire.
前記絶縁皮膜は、前記先端部の最頂部から20〜60μmの距離に前記先端部側の端縁が位置するように形成されることを特徴とする請求項4記載の垂直型プローブ針の製造方法。   5. The method of manufacturing a vertical probe needle according to claim 4, wherein the insulating film is formed so that an edge on the tip side is located at a distance of 20 to 60 [mu] m from the topmost part of the tip. . 前記金属細線を前記メッキ液に浸漬する前に、前記先端部の最頂部を,縦断面視して26〜45μmの曲率半径を有する円弧状に加工する工程を備えたことを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の垂直型プローブ針の製造方法。   A step of processing the topmost portion of the tip portion into an arc shape having a radius of curvature of 26 to 45 µm as viewed in a longitudinal section before immersing the fine metal wire in the plating solution. A manufacturing method of the vertical probe needle according to claim 4 or 5.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105182426A (en) * 2015-10-20 2015-12-23 江苏海明医疗器械有限公司 Blocking detection device of radioactive source channel

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