JP2016090437A - Contact probe - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンタクトプローブに係り、更に詳しくは、一体的に形成されたコンタクト部及び本体部を備えた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 including a contact portion and a main body portion that are integrally formed.
プローブカードは、半導体ウエハに形成された電子回路の電気的特性を検査するのに用いられる検査装置であり、電子回路上の電極にそれぞれ接触させる微細な多数のコンタクトプローブが設けられている。細長い形状の導電体は、電磁波を送受信し易いことから、従来のコンタクトプローブは、高周波回路を検査する場合の高周波特性が良くないという問題があった。例えば、高周波数帯域で使用するには、コンタクトプローブにおける伝送損失が大きかった。 The probe card is an inspection device used for inspecting the electrical characteristics of an electronic circuit formed on a semiconductor wafer, and is provided with a large number of fine contact probes that are brought into contact with electrodes on the electronic circuit. Since the elongated conductor easily transmits and receives electromagnetic waves, the conventional contact probe has a problem that the high-frequency characteristics are not good when a high-frequency circuit is inspected. For example, in order to use in a high frequency band, the transmission loss in the contact probe is large.
そこで、信号線をシールド用の導電体で覆った同軸プローブが提案されている(例えば、特許文献1)。特許文献1には、中心導体を誘電体5及びシールド導体6により覆った同軸ケーブルを用いて製作され、中心導体の一端を誘電体5及びシールド導体6から突出させて形成した信号ピン4を備えた同軸プローブ2が記載されている。同軸プローブ2では、信号を伝送する導電体がシールド用の導電体により覆われることから、電磁波が静電遮蔽され、高周波特性が良い。
Thus, a coaxial probe in which the signal line is covered with a conductor for shielding has been proposed (for example, Patent Document 1). Patent Document 1 includes a signal pin 4 which is manufactured using a coaxial cable in which a central conductor is covered with a dielectric 5 and a shield conductor 6, and is formed by projecting one end of the central conductor from the dielectric 5 and the shield conductor 6. A
また、上述した同軸プローブを微細に形成する方法が提案されている(例えば、特許文献2)。この特許文献2には、中心導体となるバネ接触要素900の中央本体部分906が、中央本体部分906と、中央本体部分906を覆う絶縁層920と、絶縁層920を覆う導電材料の層922とからなる構成が示されている(図9A〜図9C)。このバネ接触要素900は、超小型機械加工(micro-machining)により微細に形成された同軸プローブである。この様な加工技術を利用することにより、微細化が進む検査対象物に合わせて、微細な同軸プローブを形成することができる。
Further, a method for forming the above-described coaxial probe finely has been proposed (for example, Patent Document 2). In this
バネ接触要素900は、特許文献1の同軸プローブ2に比べて微細な同軸プローブであり、検査対象物と接触する接触先端904とシールドとなる導電材料の層922とは、絶縁層920を介して電気的に絶縁されている。ところが、絶縁層920の厚さは1〜10μmと示されており、この厚さ以上の長さを持つ導電物が接触先端904と導電材料の層922との間を介在して接触先端904及び層922を電気的に接続した場合には、導電材料の層922がシールドとして機能せず、所望の高周波特性が得られなくなってしまうという問題がある。導電物としては、接触先端904が検査対象物に接触した際に生じる金属の削り屑が考えられる。
The spring contact element 900 is a fine coaxial probe as compared with the
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、高周波特性が良く、微細化が可能なコンタクトプローブを提供することを目的とする。特に、適度な剛性と導通性とを兼ね備えつつ、信号層とシールド層との絶縁性を向上させたコンタクトプローブを提供することを目的とする。 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 has good high-frequency characteristics and can be miniaturized. In particular, it is an object of the present invention to provide a contact probe that has both an appropriate rigidity and conductivity while improving the insulation between the signal layer and the shield layer.
第1の本発明によるコンタクトプローブは、一体的に形成されたコンタクト部及び本体部を備え、上記本体部が、信号層、絶縁層及びシールド層の積層により一体的に形成された積層体であり、上記本体部の上記コンタクト部側において、上記信号層及び上記絶縁層が上記シールド層の端面から突出しているように構成される。 A contact probe according to a first aspect of the present invention includes a contact portion and a main body portion that are integrally formed, and the main body portion is a laminated body that is integrally formed by laminating a signal layer, an insulating layer, and a shield layer. The signal layer and the insulating layer are configured to protrude from the end face of the shield layer on the contact portion side of the main body portion.
このコンタクトプローブは、本体部のコンタクト部側において、信号層と絶縁層とがシールド層の端面より突出している。このため、信号層と絶縁層とがシールド層より突出していない場合に比べ、信号層及びシールド層間の沿面距離が絶縁層の突出長さの分だけ長くなるので、信号層及びシールド層間の絶縁性を向上させることができる。 In this contact probe, the signal layer and the insulating layer protrude from the end face of the shield layer on the contact portion side of the main body portion. For this reason, the creeping distance between the signal layer and the shield layer is increased by the protruding length of the insulating layer, compared with the case where the signal layer and the insulating layer do not protrude from the shield layer. Can be improved.
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、上記絶縁層が、上記シールド層の上記端面を覆っているように構成される。この様な構成によれば、絶縁層がシールド層の端面に沿って延びる長さの分だけ沿面距離がさらに長くなるので、信号層及びシールド層間の絶縁性を向上させることができる。 The contact probe according to the second aspect of the present invention is configured such that, in addition to the above configuration, the insulating layer covers the end face of the shield layer. According to such a configuration, the creepage distance is further increased by the length of the insulating layer extending along the end face of the shield layer, so that the insulation between the signal layer and the shield layer can be improved.
第3の本発明によるコンタクトプローブは、上記構成に加え、上記信号層の断面が、矩形形状からなり、上記絶縁層及び上記シールド層が、上記信号層の4つの側面のうちの1つの側面、2つの側面又は3つの側面に設けられているように構成される。 A contact probe according to a third aspect of the present invention has the above configuration, the signal layer has a rectangular cross section, and the insulating layer and the shield layer are each one of the four side surfaces of the signal layer, It is comprised so that it may be provided in two side surfaces or three side surfaces.
この様な構成によれば、2以上のコンタクトプローブを設置する場合に、コンタクトプローブ同士が隣接する箇所において、両方のコンタクトプローブのそれぞれに絶縁層及びシールド層を設けることなく、どちらか片方のコンタクトプローブにだけ絶縁層及びシールド層を設けることにより、相手方のコンタクトプローブが発する電磁波が信号層に回り込むことを抑制することができる。このため、両方のコンタクトプローブのそれぞれに絶縁層及びシールド層を設ける場合に比べ、絶縁層及びシールド層の厚みの分だけコンタクトプローブをより微細化することができる。 According to such a configuration, when two or more contact probes are installed, one of the contact probes is not provided in each of the contact probes without providing an insulating layer and a shield layer in each of the contact probes. By providing the insulating layer and the shield layer only on the probe, it is possible to suppress the electromagnetic wave emitted from the counterpart contact probe from entering the signal layer. For this reason, compared with the case where an insulating layer and a shield layer are provided on each of both contact probes, the contact probe can be made finer by the thickness of the insulating layer and the shield layer.
第4の本発明によるコンタクトプローブは、上記構成に加え、上記信号層は上記シールド層よりも抵抗率が低い金属材料からなり、上記シールド層は上記信号層よりも剛性が高い金属材料からなるように構成される。この様な構成によれば、信号層とシールド層とを同一の金属材料により構成する場合に比べ、剛性の低下や導通性の低下を抑制しつつ、本体部を細く形成することができる。 In a contact probe according to a fourth aspect of the present invention, in addition to the above configuration, the signal layer is made of a metal material having a resistivity lower than that of the shield layer, and the shield layer is made of a metal material having rigidity higher than that of the signal layer. Configured. According to such a structure, compared with the case where the signal layer and the shield layer are made of the same metal material, the main body portion can be formed thin while suppressing a decrease in rigidity and a decrease in conductivity.
本発明によれば、高周波特性が良く、微細化が可能なコンタクトプローブを提供することができる。特に、適度な剛性と導通性とを兼ね備えつつ、信号層とシールド層との絶縁性を向上させたコンタクトプローブを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a contact probe that has good high-frequency characteristics and can be miniaturized. In particular, it is possible to provide a contact probe that improves the insulation between the signal layer and the shield layer while combining moderate rigidity and conductivity.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。本明細書では、便宜上、針圧の方向を上下方向とし、また、上下方向に垂直な方向の一つを前後方向とし、さらに、上下方向及び前後方向に垂直な方向を左右方向として説明するが、本発明によるコンタクトプローブの使用時における姿勢を限定するものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this specification, for the sake of convenience, the direction of the needle pressure is defined as the up-down direction, one of the directions perpendicular to the up-down direction is defined as the front-rear direction, and further, the vertical direction and the direction perpendicular to the front-rear direction are defined as the left-right direction. The posture of the contact probe according to the present invention is not limited.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1によるコンタクトプローブ1の一構成例を示した斜視図であり、垂直針型のコンタクトプローブが示されている。図2及び図3は、図1のコンタクトプローブ1を示した断面図である。図2には、本体部10を水平面により切断した場合の切断面が示されている。図3には、コンタクト部2を含む垂直面によりコンタクトプローブ1を切断した場合の切断面が示されている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a perspective view showing one configuration example of a contact probe 1 according to Embodiment 1 of the present invention, and shows a vertical needle type contact probe. 2 and 3 are cross-sectional views showing the contact probe 1 of FIG. FIG. 2 shows a cut surface when the
このコンタクトプローブ1は、上下方向に延びる細長い形状を有する本体部10と、本体部10の上端に形成されたコンタクト部2とを備え、コンタクト部2と本体部10とが一体的に形成されている。本体部10の下端は、プローブ基板(不図示)に固定される。
The contact probe 1 includes a
<本体部10>
本体部10は、コンタクト部2を検査対象物(不図示)に接触させた際に、コンタクト部2を介し、検査対象物から付加される応力によって弾性変形し、コンタクト部2の上下方向の位置の変化量に応じた針圧を検査対象物に付加する。例えば、本体部10は、水平面によって切断した場合の切断面が偏平な矩形形状、すなわち、前後方向に延びる長辺と、左右方向に延びる短辺とを有する矩形形状の柱状体からなる。
<
When the
この本体部10は、長手方向にそれぞれ延びる信号層13、絶縁層12及びシールド層11を積層することにより一体的に形成された積層体からなる。信号層13は、信号を伝送するための導電層であり、プローブ基板上に形成される信号用電極とコンタクト部2とに接続される。この信号層13は、水平面によって切断した場合の切断面が、前後方向に細長い矩形形状からなる。
The
シールド層11は、静電遮蔽効果を利用して信号層13をシールドする導電層であり、プローブ基板上に形成されるシールド用電極に接続される。絶縁層12は、信号層13及びシールド層11を互いに絶縁する薄膜層である。絶縁層12は、絶縁性材料、すなわち、ケイ素、タンタルなどの酸化物、窒化物又は樹脂からなる。例えば、絶縁層12は、二酸化ケイ素からなる。
The
シールド層11及び絶縁層12は、信号層13の水平面による切断面を取り囲む信号層13の4つの側面に設けられている。つまり、シールド層11及び絶縁層12は、いずれも信号層13を内包する環状形状からなり、信号層13を中心として同軸に配置されている。信号層13は、絶縁層12よりも内側に形成され、シールド層11は、絶縁層12よりも外側に形成されている。
The
絶縁層12及び信号層13は、コンタクト部2側において、シールド層11の上端面11aより突出している。つまり、絶縁層12及び信号層13の上端部は、シールド層11の上端よりも上方に位置し、絶縁層12及び信号層13の上端よりも上方部分がコンタクト部2である。この様な構成によれば、絶縁層12と信号層13とがシールド層11より突出していない場合に比べ、信号層13及びシールド層11間の沿面距離を絶縁層12の突出長さの分だけ長くすることができる。
The insulating
信号層13は、シールド層11よりも抵抗率が低い金属材料からなる。一方、シールド層11は、信号層13よりも剛性が高い金属材料からなる。剛性は、ヤング率、剛性率などの弾性率を指標として表される物性である。金属材料は、弾性率が大きいほど、剛性が高い。
The
この様な構成によれば、信号層13とシールド層11とを同一の金属材料により構成する場合に比べ、剛性の低下や導通性の低下を抑制しつつ、本体部10を細く形成することができる。特に、信号層13は、導通性能を確保することが要求されるのに対し、シールド層11は、導通性能を確保する必要がない。この様なシールド層11に剛性の高い金属材料を用いることにより、高周波特性が良く、微細化可能なコンタクトプローブ1の剛性を確保しつつ、導通性の低下を抑制することができる。
According to such a structure, compared with the case where the
例えば、信号層13は、電気抵抗率が20nΩm程度であり、ヤング率が80GPa程度の金を金属材料として用いて形成される。一方、シールド層11は、電気抵抗率が70nΩm程度であり、ヤング率が200GPa程度のニッケルを金属材料として用いて形成される。ヤング率は、フックの法則が成立する範囲において、同軸方向の応力と歪みとの間の比例係数であり、縦弾性係数と呼ばれることもある。
For example, the
この様な構成によれば、細長い形状の本体部10が信号層13、絶縁層12及びシールド層11の積層体からなるので、信号層13へのノイズの混入や信号層13からの高周波信号の漏洩をシールド層11により抑制することができる。なお、ヤング率に代えて、金属材料の剛性率に着目し、信号層13よりも剛性率が大きい金属材料を用いてシールド層11を形成するような構成であっても良い。剛性率は、せん断応力とせん断歪みとの間の比例係数であり、横弾性係数と呼ばれることもある。
According to such a configuration, the elongated
<コンタクト部2>
コンタクト部2は、検査対象物に接触させる針先部であり、上下方向に延びる形状からなる。このコンタクト部2は、水平面によって切断した場合の切断面が前後方向に細長い矩形形状の柱状体からなる。コンタクト部2は、導電性材料からなり、信号層13に接続されている。例えば、コンタクト部2には、信号層13よりも硬度が高い金属材料が用いられる。
<Contact
The
<プローブユニット100>
図4は、2以上のコンタクトプローブ1がプローブ基板110上に配設されたプローブユニット100の構成例を示した断面図である。この図では、プローブ基板110に垂直な方向が針圧の方向であり、図の上下方向をコンタクトプローブ1の長手方向と一致させて描画されている。プローブユニット100は、2以上のコンタクトプローブ1、プローブ基板110及びガイド部材120により構成される。プローブ基板110は、コンタクトプローブ1とテスター装置(不図示)とを接続するための配線基板である。
<
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration example of the
各コンタクトプローブ1は、ガイド部材120に形成されたガイド孔123内に収容されている。ガイド部材120は、コンタクトプローブ1の水平面内における位置を制限するための位置決め用部材であり、2以上のガイド孔123が形成された上板122と、上端が上板122の周縁部に連結され、下端がプローブ基板110に固定された側板121とにより構成される。上板122は、プローブ基板110から離間した状態で水平に配置され、ガイド孔123内に収用されたコンタクトプローブ1の本体部10の上端部が前後方向及び左右方向へ移動するのを制限している。
Each contact probe 1 is accommodated in a
このプローブユニット100では、左右の側面を互いに対向させた状態で、4つのコンタクトプローブ1が左右方向に配列されている。コンタクトプローブ1のコンタクト部2を検査対象物に接触させた場合、本体部10は、左右方向のいずれかに湾曲する。各コンタクトプローブ1は、本体部10が湾曲した際に、隣接するコンタクトプローブ1同士が接触しない程度の間隔を空けて配置されている。
In the
本体部10が信号層13を静電遮蔽するシールド層11を備えるので、隣りに配置されたコンタクトプローブ1が発する電磁波が信号層13に回り込むのを抑制することができる。特に、シールド層11が信号層13を取り囲んでいるので、左右方向に配列される場合だけでなく、前後方向を含む任意の方向に配列される場合であっても、周りのコンタクトプローブ1からの電磁波が信号層13に回り込むのを抑制することができる。
Since the
図5は、コンタクトプローブ1の本体部10とプローブ基板110上に形成された電極パッド111,112との接続形態の一例を示した平面図である。図中の(a)には、本体部10の下端面が示され、(b)には、プローブ基板110上に形成された信号用の電極パッド111及びシールド用の電極パッド112が示されている。
FIG. 5 is a plan view showing an example of a connection form between the
この本体部10には、下端面から突出する接続部11b,13aが設けられている。接続部11bは、シールド層11を電極パッド112に接続するための導通部であり、上下方向に延びる柱状体からなる。この例では、3つの接続部11bがシールド層11の下端面に形成されている。これらの接続部11bは、1つの接続部11bをシールド層11の前側部分に配置し、2つの接続部11bをシールド層11の後側部分に配置することにより、二等辺三角形の頂点にそれぞれ位置している。接続部13aは、信号層13を電極パッド111に接続するための導通部であり、上下方向に延びる柱状体からなる。
The
電極パッド111は、信号を入出力するための外部端子(不図示)に接続された信号用電極である。一方、電極パッド112は、各コンタクトプローブ1に共通のグランド端子(不図示)に接続されたシールド用電極である。
The
<コンタクトプローブ1の製造方法>
図6〜図10は、図1のコンタクトプローブ1の製造方法の一例を模式的に示した説明図であり、いわゆるMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術を利用したプローブ製作の各工程が示されている。MEMSは、フォトリソグラフィ技術及び犠牲層エッチング技術を利用して、微細な立体的構造物を製作する技術である。フォトリソグラフィ技術は、半導体製造プロセスなどで利用される感光レジストを用いた微細パターンの加工技術である。また、犠牲層エッチング技術は、犠牲層と呼ばれる下層を形成し、その上に構造物を構成する層をさらに形成した後、犠牲層のみをエッチングして立体的な構造物を形成する技術である。
<Method for Manufacturing Contact Probe 1>
FIGS. 6 to 10 are explanatory views schematically showing an example of a method for manufacturing the contact probe 1 of FIG. 1, showing each process of probe manufacturing using a so-called MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technique. Yes. MEMS is a technique for manufacturing a fine three-dimensional structure using a photolithography technique and a sacrificial layer etching technique. The photolithography technique is a fine pattern processing technique using a photosensitive resist used in a semiconductor manufacturing process or the like. The sacrificial layer etching technique is a technique for forming a three-dimensional structure by forming a lower layer called a sacrificial layer, further forming a layer constituting the structure thereon, and then etching only the sacrificial layer. .
図6〜図10では、図1の左右方向を積層方向として導電層を積層する場合が示されている。図6の(a)〜(f)には、積層基板30上にシールド層32を形成する工程が示されている。
6 to 10 show the case where conductive layers are stacked with the horizontal direction of FIG. 1 as the stacking direction. 6A to 6F show a process of forming the
まず、犠牲層がめっき用の下地として積層基板30の表面に形成される(図6の(a))。犠牲層には、エッチング液によって容易に除去することができる金属、例えば、銅が用いられる。次に、積層基板30上にフォトレジストを塗布してレジスト層31を形成し、フォトマスクを介して露光した後、現像処理を行って余分なフォトレジストが除去される。このレジスト層31のパターニングにより、シールド層11の左側部分に対応する平面位置にレジスト層31の非形成領域が形成される(図6の(b))。
First, a sacrificial layer is formed on the surface of the
次に、めっき処理により、レジスト層31の非形成領域にシールド層32が形成される(図6の(c))。例えば、シールド層32には、ニッケルが用いられる。レジスト層31は、シールド層32の形成後、剥離剤を用いて除去される(図6の(d))。次に、めっき処理により、積層基板30上に犠牲層33が形成され(図6の(e))、その後、シールド層32が露出するまで、犠牲層33の表面が研磨される(図6の(f))。
Next, the
図7の(a)〜(d)には、シールド層35及び絶縁層36を形成する工程が示されている。犠牲層33の表面研磨後、積層基板30上にフォトレジストを塗布してレジスト層34を形成し、フォトマスクを介して露光した後、現像処理を行って余分なフォトレジストが除去される。このレジスト層34のパターニングにより、シールド層11の前側部分及び後側部分に対応する平面位置にレジスト層34の非形成領域が形成される(図7の(a))。
7A to 7D show a process of forming the
次に、めっき処理により、レジスト層34の非形成領域にシールド層35が形成される(図7の(b))。シールド層35には、シールド層32と同じ金属材料が用いられる。レジスト層34は、シールド層35の形成後、剥離剤を用いて除去される(図7の(c))。
Next, a
次に、レジスト層34の除去後、積層基板30上に絶縁層36が形成される(図7の(d))。絶縁層36は、絶縁性材料からなる。例えば、スパッタリング又はCVD(化学気相成長法)などの蒸着処理により、積層基板30上にシリコン膜を形成した後、加熱処理によりシリコン膜を酸化させれば、二酸化ケイ素からなるシリコン酸化膜として絶縁層36が得られる。なお、めっき処理により、積層基板30上に金属膜を形成した後、酸化処理により当該金属膜を酸化させることにより、金属酸化物からなる酸化膜として絶縁層36を形成するような構成であっても良い。
Next, after removing the resist
図8の(a)〜(f)には、信号層39を形成する工程が示されている。絶縁層36の形成後、積層基板30上にシード層37が形成される(図8の(a))。シード層37は、絶縁層36上に導電層を積層するためのめっき用の下地膜であり、導電性材料からなる。例えば、シード層37は、スパッタリング又はCVD(化学気相成長法)などの蒸着処理によって形成され、信号層39と同じ金属からなる。
8A to 8F show a process of forming the
次に、積層基板30上にフォトレジストを塗布してレジスト層38を形成し、フォトマスクを介して露光した後、現像処理を行って余分なフォトレジストが除去される。このレジスト層38のパターニングにより、信号層13に対応する平面位置にレジスト層38の非形成領域が形成される(図8の(b))。
Next, a photoresist is applied on the
次に、めっき処理により、レジスト層38の非形成領域に信号層39が形成される(図8の(c))。例えば、信号層39には、金が用いられる。レジスト層38は、信号層39の形成後、剥離剤を用いて除去される(図8の(d))。次に、めっき処理により、積層基板30上に犠牲層40が形成され(図8の(e))、その後、シールド層35が露出するまで、犠牲層40の表面が研磨される(図8の(f))。
Next, a
図9の(a)〜(h)には、絶縁層41及びシールド層45を形成する工程が示されている。犠牲層40の表面研磨後、積層基板30上に絶縁層41が形成され(図9の(a))、その後、シード層42が形成される(図9の(b))。次に、積層基板30上にフォトレジストを塗布してレジスト層43を形成し、フォトマスクを介して露光した後、現像処理を行って余分なフォトレジストが除去される。このレジスト層43のパターニングにより、絶縁層12の右側部分に対応する平面位置にレジスト膜が形成される(図9の(c))。
9A to 9H show a process of forming the insulating
シード層42及び絶縁層41は、上記レジスト膜をマスクとして、レジスト膜の非形成領域がエッチング処理により除去され(図9の(d))、その後、剥離剤を用いてレジスト膜が除去される(図9の(e))。
In the
次に、積層基板30上にフォトレジストを塗布してレジスト層44を形成し、フォトマスクを介して露光した後、現像処理を行って余分なフォトレジストが除去される。このレジスト層44のパターニングにより、シールド層11の右側部分に対応する平面位置にレジスト層44の非形成領域が形成される(図9の(f))。
Next, a photoresist is applied on the
次に、めっき処理により、レジスト層44の非形成領域にシールド層45が形成される(図9の(g))。レジスト層44は、シールド層45の形成後、剥離剤を用いて除去される(図9の(h))。
Next, a
図10の(a)〜(e)には、犠牲層46,40を除去してから余分なシード層37及び絶縁層36を除去した後、犠牲層33を除去する工程が示されている。レジスト層44の除去後、めっき処理により、積層基板30上に犠牲層46が形成され(図10の(a))、その後、シールド層45が露出するまで、犠牲層46の表面が研磨される(図10の(b))。
FIGS. 10A to 10E show a process of removing the
次に、積層基板30をエッチング液に所定時間浸すことにより、犠牲層46,40を除去した後(図10の(c))、エッチング処理により、余分なシード層37及び絶縁層36が除去される(図10の(d))。その後、積層基板30をエッチング液に所定時間浸すことにより、犠牲層33を除去すれば、コンタクトプローブ1が完成する(図10の(e))。
Next, after the
本実施の形態によるコンタクトプローブ1は、細長い形状の本体部10が信号層13、絶縁層12及びシールド層11の一体的な積層体からなり、信号層13へのノイズの混入や信号層13からの高周波信号の漏洩がシールド層11により抑制される。このため、コンタクトプローブ1の高周波特性を向上させることができる。
In the contact probe 1 according to the present embodiment, the elongated
また、信号層13が抵抗率の低い金属材料からなる一方、シールド層11が剛性の高い金属材料からなる。このため、信号層13及びシールド層11を同一の金属材料により構成する場合に比べ、剛性の低下や導通性の低下を抑制しつつ、本体部10を細くすることができる。特に、信号層13は、導通性能を確保することが要求されるのに対し、シールド層11は、導通性能を確保する必要がない。この様なシールド層11に剛性の高い金属材料を用いることにより、高周波特性が良く、微細化可能なコンタクトプローブ1の剛性を確保しつつ、導通性の低下を抑制することができる。
The
なお、実施の形態1では、シールド層11及び絶縁層12が信号層13を取り囲む環状形状からなる場合の例について説明したが、本発明は、シールド層11及び絶縁層12の構成をこれに限定するものではない。例えば、シールド層11及び絶縁層12は、信号層13の4つの側面のうち、1つの側面にだけ設ける構成や、2つの側面に設ける構成であっても良い。
In the first embodiment, an example in which the
図11は、コンタクトプローブ1の他の構成例を示した斜視図であり、本体部10のシールド層11及び絶縁層12が、信号層13の4つの側面のうちの互いに隣接する2つの側面に設けられる場合が示されている。このコンタクトプローブ1では、シールド層11及び絶縁層12が、信号層13の水平面による切断面を取り囲む4つの側面、すなわち、左右の側面及び前後の側面のうち、左側面及び前側面に設けられている。
FIG. 11 is a perspective view showing another configuration example of the contact probe 1, and the
つまり、シールド層11及び絶縁層12の水平面による切断面は、いずれもL字形状からなる。この様な構成によれば、電磁波が隣接する2つの側面を介して信号層13に進入するのを遮ることができるとともに、当該2つの側面を介して信号層13から高周波信号が漏洩するのを抑制することができる。
That is, the cut surfaces of the
図12は、図11のコンタクトプローブ1が格子状に配置されたプローブユニット100の構成例を示した平面図であり、プローブユニット100をコンタクトプローブ1の上方から見た様子が示されている。この図では、図の上下方向をコンタクトプローブ1の前後方向と一致させて描画されている。
FIG. 12 is a plan view showing a configuration example of the
このプローブユニット100では、多数のコンタクトプローブ1が2次元的に整列配置されている。各コンタクトプローブ1は、同じ姿勢で配置されている。この様に複数のコンタクトプローブ1を格子状に配置した場合に、周りに配置されたコンタクトプローブ1が発する電磁波が信号層13に回り込むのを抑制することができる。
In the
図13は、コンタクトプローブ1のその他の構成例を示した斜視図である。図中の(a)には、シールド層11及び絶縁層12が、信号層13の4つの側面のうちの1つの側面にだけ設けられる場合が示されている。このコンタクトプローブ1では、本体部10のシールド層11及び絶縁層12が、信号層13の左側面にだけ設けられている。
FIG. 13 is a perspective view showing another configuration example of the contact probe 1. (A) in the drawing shows a case where the
この様な構成であっても、高周波特性が良いコンタクトプローブ1の剛性の低下や導通性の低下を抑制しつつ、本体部10を細くすることができる。特に、左右の側面を互いに対向させた状態で2以上のコンタクトプローブ1が左右方向に配列される場合に、隣りに配置されたコンタクトプローブ1が発する電磁波が信号層13に回り込むのを抑制することができる。
Even with such a configuration, the
図中の(b)には、シールド層11及び絶縁層12が、信号層13の4つの側面のうちの対向する2つの側面に設けられる場合が示されている。このコンタクトプローブ1では、本体部10のシールド層11及び絶縁層12が、信号層13の左側面及び右側面に設けられている。この様な構成であっても、高周波特性が良いコンタクトプローブ1の剛性の低下や導通性の低下を抑制しつつ、本体部10を細くすることができる。
(B) in the figure shows a case where the
また、実施の形態1では、絶縁層12及び信号層13がシールド層11の上端面11aから突出する場合の例について説明したが、本発明は、絶縁層12及び信号層13の構成をこれに限定するものではない。例えば、絶縁層12及び信号層13が、本体部10のコンタクト部2側においてシールド層11の上端面11aから突出し、かつ、絶縁層12がシールド層11の上端面11aを覆っているような構成であっても良い。
In the first embodiment, the example in which the insulating
図14は、コンタクトプローブ1のその他の構成例を示した断面図であり、コンタクト部2を含む垂直面によりコンタクトプローブ1を切断した場合の切断面が示されている。このコンタクトプローブ1では、絶縁層12及び信号層13がシールド層11の上端面11aから突出し、さらに、絶縁層12がシールド層11の上端面11aを覆っている。つまり、絶縁層12は、シールド層11の上端面11aに沿って外側へ延びている。なお、絶縁層12は、シールド層11の上端面11aの全体に形成されていなくても良い。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing another configuration example of the contact probe 1, and shows a cut surface when the contact probe 1 is cut by a vertical surface including the
この様な構成によれば、絶縁層12がシールド層11の上端面11aに沿って延びる長さの分だけ沿面距離がさらに長くなるので、信号層13及びシールド層11間の絶縁性をより向上させることができる。
According to such a configuration, the creeping distance is further increased by the length of the insulating
実施の形態2.
実施の形態1では、垂直針型のコンタクトプローブに本発明を適用する場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、カンチレバー型のコンタクトプローブに本発明を適用する場合について説明する。
In the first embodiment, an example in which the present invention is applied to a vertical needle contact probe has been described. In contrast, in this embodiment, a case where the present invention is applied to a cantilever type contact probe will be described.
図15は、本発明の実施の形態2によるコンタクトプローブ1aの一構成例を示した斜視図である。図16は、図15のコンタクトプローブ1aを示した断面図であり、A−A切断線によりコンタクトプローブ1aを切断した場合の切断面が示されている。このコンタクトプローブ1aは、図1のコンタクトプローブ1と比較すれば、本体部10が、前後方向に延びる細長い形状を有するビーム部10aと、ビーム部10aの後端に形成されたベース部10bとにより構成されている点で異なる。
FIG. 15 is a perspective view showing one configuration example of the contact probe 1a according to the second embodiment of the present invention. FIG. 16 is a cross-sectional view showing the contact probe 1a of FIG. 15, and shows a cut surface when the contact probe 1a is cut along an AA cutting line. Compared with the contact probe 1 of FIG. 1, the contact probe 1a has a
ベース部10bは、上下方向に延びる根元部であり、下端がプローブ基板(不図示)に固定される。また、ベース部10bは、水平面によって切断した場合の切断面が前後方向に細長い矩形形状からなる。
The
ビーム部10aは、前端部にコンタクト部2が形成された梁部であり、前端を自由端とし、後端を固定端として自在に屈曲する。コンタクト部2とビーム部10aとは、一体的に形成されている。また、ビーム部10aは、垂直面によって切断した場合の切断面が上下方向に細長い矩形形状からなる。このビーム部10aは、コンタクト部2を検査対象物(不図示)に接触させた際に、コンタクト部2を介し、検査対象物から付加される応力によって弾性変形し、コンタクト部2の上下方向の位置の変化量に応じた針圧を検査対象物に付加する。
The
ビーム部10a及びベース部10bは、いずれも信号層13、絶縁層12及びシールド層11を積層することにより一体的に形成された積層体からなり、コンタクトプローブ1の本体部10と同様に、シールド層11及び絶縁層12が信号層13を取り囲む環状形状からなる。
Each of the
絶縁層12及び信号層13は、コンタクト部2側において、シールド層11の上端面11aより突出している。つまり、絶縁層12及び信号層13の一端は、ビーム部10aの上端面から上方に向けて突出し、コンタクト部2に連結している。この様な構成によれば、絶縁層12と信号層13とがシールド層11より突出していない場合に比べ、信号層13及びシールド層11間の沿面距離を絶縁層12の突出長さの分だけ長くすることができる。
The insulating
また、細長い形状のビーム部10aが信号層13、絶縁層12及びシールド層11の積層体からなるので、シールド層11が信号層13へのノイズの混入や信号層13からの高周波信号の漏洩を抑制することができる。
Further, since the
信号層13は、シールド層11よりも抵抗率が低い金属材料からなる。一方、シールド層11は、信号層13よりも剛性が高い金属材料からなる。このため、信号層13及びシールド層11を同一の金属材料により構成する場合に比べ、本体部10の剛性の低下や導通性の低下を抑制しつつ、本体部10を細く形成することができる。特に、シールド層11に剛性の高い金属材料を用いることにより、高周波特性が良く、微細化可能なコンタクトプローブ1aの剛性を確保しつつ、導通性の低下を抑制することができる。
The
例えば、信号層13は、電気抵抗率が20nΩm程度であり、剛性率が30GPa程度の金を金属材料として用いて形成される。一方、シールド層11は、電気抵抗率が70nΩm程度であり、剛性率が80GPa程度のニッケルを金属材料として用いて形成される。
For example, the
なお、実施の形態2では、本体部10のシールド層11及び絶縁層12が信号層13を取り囲む環状形状からなる場合の例について説明したが、本発明は、本体部10のシールド層11及び絶縁層12の構成をこれに限定するものではない。例えば、シールド層11及び絶縁層12は、信号層13の4つの側面のうちの2つの側面に設けられるような構成であっても良い。
In the second embodiment, an example in which the
図17は、コンタクトプローブ1aの他の構成例を示した断面図であり、本体部10のシールド層11及び絶縁層12が信号層13の4つの側面のうちの2つの側面に設けられる場合が示されている。図中の(a)には、シールド層11及び絶縁層12を信号層13の互いに隣接する2つの側面に設ける場合が示されている。このコンタクトプローブ1aでは、ビーム部10aのシールド層11及び絶縁層12が、信号層13の垂直面による切断面を取り囲む左右の側面及び上下の側面のうち、左側面及び下側面に設けられている。
FIG. 17 is a cross-sectional view illustrating another configuration example of the contact probe 1a, and the
つまり、シールド層11及び絶縁層12の垂直面による切断面は、いずれもL字形状からなる。この様な構成によっても、2以上のコンタクトプローブ1aが側面を互いに対向させた状態で左右方向に配列される場合に、隣りに配置されたコンタクトプローブ1aが発する電磁波が信号層13に回り込むのを抑制することができる。
That is, the cut surfaces of the
また、ビーム部10aにおけるシールド層11の下側部分は、信号層13を下方から支持する土台部を構成している。このため、コンタクト部2を検査対象物に接触させた際に、検査対象物からコンタクト部2を介して信号層13に付加される下方向の応力がシールド層11の下側部分によって受け止められるので、シールド層11及び絶縁層12が信号層13の左側面だけを覆う場合に比べ、ビーム部10aの強度を向上させることができる。例えば、信号層13に付加される下方向の応力によって、信号層13からシールド層11が剥離するのを防止することができる。
The lower part of the
図中の(b)には、シールド層11及び絶縁層12を信号層13の対向する2つの側面に設けられる場合が示されている。このコンタクトプローブ1aでは、ビーム部10aのシールド層11及び絶縁層12が、信号層13の垂直面による切断面を取り囲む左右の側面及び上下の側面のうち、左側面及び右側面に設けられている。
(B) in the drawing shows a case where the
この様な構成によっても、2以上のコンタクトプローブ1aが側面を互いに対向させた状態で左右方向に配列される場合に、隣りに配置されたコンタクトプローブ1aが発する電磁波が信号層13に回り込むのを抑制することができる。
Even with such a configuration, when two or more contact probes 1 a are arranged in the left-right direction with the side surfaces facing each other, the electromagnetic waves emitted from the adjacent contact probes 1 a are prevented from wrapping around the
1,1a コンタクトプローブ
2 コンタクト部
10 本体部
10a ビーム部
10b ベース部
11 シールド層
11a 上端面
11b シールド用の接続部
12 絶縁層
13 信号層
13a 信号用の接続部
30 積層基板
31,34,38,43,44 レジスト層
32,35,45 シールド層
33,40,46 犠牲層
36,41 絶縁層
37,42 シード層
39 信号層
100 プローブユニット
110 プローブ基板
111 信号用の電極パッド
112 シールド用の電極パッド
120 ガイド部材
121 側板
122 上板
123 ガイド孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,
Claims (4)
上記本体部は、信号層、絶縁層及びシールド層の積層により一体的に形成された積層体であり、
上記本体部の上記コンタクト部側において、上記信号層及び上記絶縁層が上記シールド層の端面から突出していることを特徴とするコンタクトプローブ。 Provided with an integrally formed contact portion and body portion,
The main body is a laminate integrally formed by laminating a signal layer, an insulating layer, and a shield layer,
The contact probe according to claim 1, wherein the signal layer and the insulating layer protrude from an end face of the shield layer on the contact portion side of the main body portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014226092A JP2016090437A (en) | 2014-11-06 | 2014-11-06 | Contact probe |
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JP (1) | JP2016090437A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021069566A1 (en) * | 2019-10-09 | 2021-04-15 | Federal Institute Of Metrology Metas | Coaxial wafer probe and corresponding manufacturing method |
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2014
- 2014-11-06 JP JP2014226092A patent/JP2016090437A/en active Pending
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WO2021069566A1 (en) * | 2019-10-09 | 2021-04-15 | Federal Institute Of Metrology Metas | Coaxial wafer probe and corresponding manufacturing method |
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