JP2017181477A

JP2017181477A - コンタクトプローブ装置

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Publication number: JP2017181477A
Application number: JP2016080639A
Authority: JP
Inventors: 金子　健; Takeshi Kaneko; 健金子
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-03-28
Filing date: 2016-03-28
Publication date: 2017-10-05

Abstract

【課題】従来の四端子測定のためのコンタクトピンは、４本の極細タングステン線などを使い、被検査物に接触させて使用していたが、ＩＣなどの半導体の集積度が上がるとともに被検査物の極小化に対して小型化に構成上対応が困難になってきていた。【解決手段】本発明は銅基板上にピン本体となる複数のピン端子を電解析出法により極めて高精度に金属を形成した後、銅基板を溶融分離し、被検査物にコンタクトする側を切断し、切断面を含めたピン端子全体を金メッキし、絶縁フィルム上に被検査物にコンタクトする側のピン先端を絶縁フィルムから若干量飛び出させて接合したものを積層して構成した。これにより従来とまったく違う構成で極めて小型で高精度の四端子プローブが形成出来、将来の更なる半導体の高密度化に対応可能となる。【選択図】図４

Description

本発明は、４端子測定に使用されるコンタクトプローブ装置に関するものである。

回路基板上に搭載されるＩＣチップなどの実装部品は、リードを回路パターンにハンダ付けして接続固定するのが通常であり、接続不良の有無を判定する測定方法として４端子測定方法が採用されている。

４端子測定は、ＩＣチップ等の被検査物に対して電流を流すための２本の電流用コンタクトピンと、電流を流した際に生ずる電圧降下の状態を測定するための２本の電圧測定用コンタクトピンを用いて行うものであり、電流用コンタクトピンから電流を流し、その電流と被検査物自身の抵抗で決まる電圧降下分を測定し、当該測定値が予め設定されている基準範囲値の範囲内であれば接続良好、範囲外にあれば接続不良と判別するものである。

そして、このような四端子測定に使用されるコンタクトプローブとしては、例えば棒状の電圧測定用コンタクトピンと、当該電圧測定用コンタクトピンの周囲を絶縁体を介して周繞する円筒状の電流用コンタクトピンを進退方向に摺動可能に保持するスリーブと、電流用コンタクトピとスリーブとの間に設けられ且つ電流用コンタクトピンを先端方向方向に付勢するスプリングとを備えた同軸型のものが知られている（例えば特許文献１）。

特開平９−１３８２５０号公報

特開２００８−１１６２８４

特開２０１３−１０１０９１号公報

しかしながら、従来のコンタクトプローブは、上述したようにスリーブやスプリングが必須であるため、構造が複雑であり、コストの増大を招来するのみならず、コンタクトプローブ全体の小径化にも限界があるため、半導体技術における超高密度化の進展に伴って更なる極小化が進んでいるＩＣチップ等の被検査物に対応出来ない場合も生じ得る。また従来のコンタクトプローブは、電流用コンタクトピンと、電圧用コンタクトピンとを絶縁物を介在して相互に組み付けたものであるため、このような組付作業もプローブ全体の小型化に伴ってより緻密なものとなり、高度の組付精度が要求されるという製造上の問題も有する。

一方、コンタクトピンとして、直径８０〜２００μｍの例えばタングステン製の細針を適用し、一の被検査物に対して、電流用コンタクトピンとして機能する細針と、電圧測定用コンタクトピンとして機能する細針とを少なくとも接触可能にする態様も考えられているが、被検査物の極小化対応出来るように各細針を小径化した場合には各細針の強度が低下するため、このような極めて小径の細針をそれぞれ独立してソケット等の保持具に安定した状態で起立姿勢に保持させておくことは困難であり、その結果、これら各細針を被検査物に的確に接触させることができないおそれもあり、実用性に欠けるという不具合が生ずる。

本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、主たる目的は、適度な強度を有し且つ極小の被検査物の測定にも対応出来るコンタクトプローブ装置を提供することにある。

すなわち、本発明のコンタクトプローブは、四端子測定に使用されるものであって、銅基板上に電解析出された金属からなるピン本体を複数形成するが、銅基板上に形成することによって精度も著しく向上し、ソリ、ゆがみなどのないものが得られた後、銅基板を溶融分離し、被検査物にコンタクトする側を析出金属から切り離し、ピン本体を金メッキし、薄い絶縁フィルム上に整列させ、コンタクトする先端がフィルム端面から若干量ａ飛び出すように接合したものを複数枚用意し、重ね合わせたコンタクトプローブ装置。

このような構成であれば、電解析出によって、銅基板上に高精度で整列したピン本体を形成する様態であるため、従来のような各部品を組付けるという緻密な作業を要することなく容易且つ的確に精度の良い整列したコンタクトプローブを得ることができる。（電解析出法で絶縁基板上にコンタクトピンを形成する方法については特開２００８−１１６２８４参照）

また電解析出量を調節することによって、コンタクトプローブ全体の厚みを可及的に小さくすることが可能となり、絶縁フィルムの一方の電極を電流用コンタクトピンとして使い、積層した別の絶縁フィルムの向かい合う電極を電圧用コンタクトピンとして使うことにより、極めて小さいサイズの被検査物の測定に対応することができる。また電解析出させる金属の種類と厚みにより適度の剛性を撰ぶことができる。

さらに、被検査物にコンタクトする側の電極を絶縁フィルム先端より、コンタクトピン先端が若干量ａ飛び出し被検査物に対して絶縁フィルムに拘束されることなく接触出来る形態を実現している。

また、被検査物にコンタクトする側を切断後、コンタクトピンに金メッキを施しているので、ピンの長さ方向の電気抵抗値の低減を図ると同時に、被検査物との接触電気抵抗も下げる構成になっている。

すなわち、絶縁フィルムに拘束されないコンタクトピンの剛性および撓みを考慮して長さａを決定することにより被検査物へのコンタクトピンのより確実な接触を可能とした構成である。

この電極ピンを絶縁フィルムに接合したものを複数枚用意し、被検査物にコンタクトする側のピン先端を整列させ重ね合わせ、必要なところには絶縁スペーサを介して積層し、積層物の厚み方向の両側から必要とする強度と硬度を有するホルダーで挟持する構成を可能にしたコンタクトプローブ装置。

このような構成であれば、極小化が進む被検査物のサイズに従ってコンタクトプローブの縦横ピッチを容易に対応することができ、またコンタクトプローブの垂直方向の精度出しも容易に行うことができ、量産性の及び経済性に優れた極小のコンタクトプローブが可能となる。

以上説明したように本発明によれば、従来のような各微小部品を組み付けるという高度な組み付け精度が要求されず、電解析出したコンタクトピンの精度そのもので、絶縁フィルムに接合すれば自動的に被検査物に対する位置精度が決まり、また被検査物に対する垂直方向すなわちコンタクトピンの高さ精度も決まり、さらにコンタクトピンを接合した絶縁フィルム、複数枚を配置することで被検査物に対する面でのコンタクトピンの構成が出来、被検査物側からの極小化への要求は、ピッチ１５０μｍから１００μｍへ、やがて８０μｍから５０μｍへと進む勢いであり本発明によればこの流れに十分対応可能である。

銅基板上に電解析出されたピン本体を銅基板を溶融分離した斜視図。ピン本体の被検査物にコンタクトする側を切断する説明斜視図。切断したピン先端の拡大斜視図。ピン本体を絶縁フィルム上に接合した断面図。ピン本体を絶縁フィルム上に接合したものを積層した断面図。四端子用にピン本体を４層重ねた断面図。絶縁フィルムの両面にピン本体を接合した断面図。

以下、本発明の実施例をを図１〜図７に基づいて説明する。

本実施形態に係るコンタクトウローブは、四端子測定に利用されるものであり、精度を出し整列され電解析出されたピン本体１からなり、絶縁フィルム５を介して接合積層された構成のコンタクトプローブである。

図１においては、極めて高精度に整列したピン本体１が周囲を保護枠部分に支えられて、電解析出され形成される構成である。

図２においては、ピン本体の被検査物にコンタクトする側を切断する容態を表している。

図３においては、切断したピン先端の容態を表し、ピン先端４を含めたピン全体３を金メッキすることにより、被検査物との接触抵抗と、ピン全体の電気抵抗を低減し検査精度の向上計っている。

図４は絶縁フィルム５と、ピン３の先端との飛び出し量ａの関係を示したもので、電解析出する金属の剛性、弾力性などにより決定される。

図５は、図４に示した絶縁フィルム上にコンタクトピンを接合したものを２枚積層したもの。

図６は、図４に示した絶縁フィルム上にコンタクトピンを接合したものを４枚積層したもので、四端子コンタクトプローブとして利用する一形態を図示している。

図７は、絶縁フィルム５の両側にコンタクトピンを接合し、絶縁に必要な層に絶縁スペーサ６を積層したり、上下両側に絶縁スペーサを積層したりする構成の四端子コンタクトプローブであり、被検査物によりコンタクトプローブの設計上、絶縁フィルム厚が異なる場合有用である。

１、銅板上で電解析出され、銅を溶融除去したコンタクトピン本体。
２、被検査物に接触する側のピン先端を切断する位置と方向。
３、切断後のピン先端部拡大図。
４、ピン先端部の切断面。
５、絶縁フィルム。
６、絶縁スペーサ。
７、絶縁スペーサ。
８、積層方向を示す矢印。
ａ、絶縁フィルムからピン端子先端が飛び出す量。

Claims

銅基板上に電解析出された金属からなるピン本体を複数形成した後、銅基板を溶融分離し被検査物に接する側を析出金属から切り離し、ピン本体に金メッキしたコンタクトプローブ装置。
銅基板上に電解析出された金属からなるピン本体を複数形成した後、銅基板を溶融分離し、被検査物にコンタクトする側を析出金属から切り離し、ピン本体に金メッキし、薄い絶縁フィルム上、又は薄い絶縁物上に整列接合させたものを複数枚用意し、重ね合せたコンタクトプローブ装置。
銅基板上に電解析出された金属からなるピン本体を複数形成した後、銅基板を溶融分離し、被検査物にコンタクトする側を析出金属から切り離し、ピン本体に金メッキし、薄い絶縁フィルム上又は薄い絶縁物上に整列させ、コンタクトする先端がフィルム端面から若干量飛び出すように接合させたものを複数枚用意し、重ね合せたコンタクトプローブ装置。
銅基板上に電解析出された金属からなるピン本体を複数形成した後、銅基板を溶融分離し、被検査物にコンタクトする側を析出金属から切り離し、ピン本体に金メッキしたものを、薄い絶縁フィルム、又は薄い絶縁物の両面に整列させ、コンタクトする先端がフィルム端面から若干量飛び出すように接合したものを薄い絶縁フィルム又は薄い絶縁物を挟んで構成されたコンタクトプローブ装置。