JP2615381B2 - プローブユニットの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、例えば液晶基板、半導体基板上にパターン
形成された導体線の導通性を検査する装置に使用される
プローブユニットに係わり、特に導体線の高密度化に対
応できるようにした構造のプローブユニットの製造方法
に関する。

背景技術 基板上の導体線の導通検査を行うために使用される従
来のプローブユニットは、矩形板状の基台と、この基台
上に所定ピッチで配列して取り付けられる複数のプロー
ブピン（検査用触子）用金属極細線とで構成され、前記
プローブピン用金属極細線は、前記基台端を挟むように
して係合するクランプ形状の取付部と、検査面に対向す
る基台面側に沿ったクランプ形状の取付部端から被検査
物の検査面に向かって基台外方側に延びる直線部とで形
成され、この直線部の先端が被検査物の検査面に当接す
るプローブピン（検査用触子）となっている。

したがって、プローブピンを形成するためのプローブ
ピン用金属極細線の曲げ加工は、クランプ形状の取付部
を形成する時は基台端に沿って基台側へ、プローブピン
となる直線部を形成する時は検査面に対向する基台面側
にそった取付部端から検査面に向かって基台外方側に曲
げ加工される。

上記プローブユニットは、被検査物である多数の導体
線が形成された基板上の各導体線に各プローブピンを当
接させることにより各導体線の電気的導通検査を行うも
ので、この時、従来のプローブユニットにおけるプロー
ブピンは、クランプ形状の取付部と、取付部端から被検
査物の検査面に向かって基台外方側に延びる直線部とで
自己弾性を有するように形成することにより、各プロー
ブピンの各導体線上への当接のばらつきを防止してい
る。

このようなプローブユニットを使用して導体線の導通
検査を行う液晶基板は、液晶の適当な電圧を印加すると
透過率や反射率が変化する性質が利用されてディスプレ
イに採用されている。液晶ディスプレイは、時計、電
卓、或いはパソコン、ワープロ等の表示装置として、ま
た携帯用テレビの画像装置として広く活用されており、
近年は、ディスプレイの高画質化が図られている。この
高画質化に対応するために液晶基板の画素数増大化も進
められ、近年では、10万〜20万画素、或いは30万画素を
有する液晶基板が開発されている。近い将来には、80〜
300万画素のものも開発されると考えられる。このよう
な画素数の増大化に伴い液晶基板上の導体線幅及び導体
線間のピッチの狭小化が図られ高密度化が進んできてい
る。

そして、このような基板上の導体線幅及び導体線間の
ピッチの狭小化に伴い、高密度化した基板上の各導体線
の導通検査を行うプローブユニットにおいても各導体線
と当接する各プローブピンの線径及びそのピッチの狭小
化求められるようになってきた。そのような条件を満た
すプローブユニットを製造するには、狭小ピッチであっ
ても各プローブピンが干渉しあわないように、各プロー
ブピン用金属極細線を所定ピッチで正確に配列すること
と共に、プローブピン用金属極細線のプローブピン形成
のための曲げ加工がより正確に行われてプローブピンの
導体線当接部での所定ピッチが正確に確保されることが
必要である。

しかしながら、従来のプローブユニットはプローブピ
ンを形成するためのプローブピン用金属極細線の曲げ加
工が、常に、基台端に沿っての加工であるため、プロー
ブピンとなる各プローブピン用金属極細線の直線部の導
体線当接部での所定ピッチを正確に確保するような精密
な曲げ加工工程を行うにはこの基台端の存在が妨げにな
り、プローブピンとなる直線部の導体線当接部でのピッ
チ精度の向上を困難なものにしていた。

本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的とするところは、各
プローブピンの線径及びそのピッチの狭小化、更に、プ
ローブピンの導体線当接部でのピッチ精度の向上が可能
なプローブユニット及びその製造方法を提供しようとす
るものである。

発明の開示 上記目的を解決する本発明のプローブユニットは、矩
形板状の基台と、該基台に所定ピッチで一部分が固着さ
れる複数のプローブピン用金属極細線とで構成され、該
プローブピン用金属極細線が、前記基台に固着される直
線部と、この直線部の延長上で該基台から外方に突出し
被検査物の検査面側に向かって屈曲した屈曲部と、該屈
曲部から被検査物の検査面へ向かって前記基台の外方側
に傾斜する傾斜部と、該傾斜部の先端で更に前記基台の
外方側へ延びるＲ部とで形成され、該Ｒ部が被検査物の
検査面に当接するプローブピンであるものである。

上記のようにプローブピン用金属極細線を直線部、屈
曲部、傾斜部、Ｒ部とに曲げ加工してプローブピンが形
成されると、プローブピンが自己弾性を有して、各プロ
ーブピンの検査面への当接のバラツキを防止する。そし
て、基台から外方側へ離れるようにして形成されている
プローブピンは、そのプローブピン形成のための曲げ加
工を、基台端の存在が妨げにならない位置で行うことを
可能にする。それにより、プローブピンとなるＲ部の導
体線当接部での所定ピッチを正確に確保するような精密
な曲げ加工が行え、プローブピンの導体当接部の所定ピ
ッチの精度向上を促進する。

加えて、本発明のプローブユニット製造方法は、金属
線材からプローブピン用金属極細線を成形する第一工程
と、矩形板状の基台、又は、所定空間となる窓部が開け
られた母基台を成形する第二工程と、二つの該基台を所
定の空間を開けて配設し、又は、一つの該母基台を配設
し、前記所定空間を横切るように多数の前記プローブピ
ン用金属極細線を所定ピッチで架け渡して固着する第三
工程と、前記所定の空間で、前記一つの母基台の場合
は、所定の空間を開けて配設した前記二つの基台となる
ように切り離した後、前記基台から前記所定の空間へ突
出した金属極細線を前記基台遠方側に曲げ加工してプロ
ーブピンを成形する第四工程と、前記二つの基台を前記
プローブピンの先端で切り離す第五工程とを備えた製造
方法である。

上記製造方法によると、二つの基台間の所定の空間
で、プローブピンの曲げ加工を行うので、基台端の存在
が妨げにならずに、プローブピンの導体線当接部での所
定ピッチを正確に確保するような精密な曲げ加工、例え
ば、プローブピン用金属極細線に張力、加熱、径方向の
圧縮変形のいずれか又は全てを付加して所定形状に曲げ
加工すること等が可能になり、プローブピンの導体線当
接部のピッチ精度のよいプローブユニットを製造する。
その結果、各プローブピンのピッチが狭小であっても互
いに干渉しあうことがないので、高密度化した液晶基板
や半導体基板の各導体線と当接させて導通検査を行う各
プローブピンの線径及びそのピッチの狭小化が可能であ
る。

図面の簡単な説明 第１図は本発明のプローブユニットを示す図であり、
第２図は第１図の作用図であり、第３図及び第４図は本
発明実施のプローブユニットにおけるプローブピン用金
属極細線の位置決め用溝を示す図であり、第５図はプロ
ーブピン用金属極細線の断面図であり、第６図は本発明
実施のプローブユニット製造方法における布線装置を示
す図であり、第７図は本発明実施のプローブユニット製
造方法によって布線された二つの基台を示す図であり、
第８図は本発明実施のプローブユニット製造方法におけ
る金型装置を示す図であり、第９図は本発明実施のプロ
ーブユニット製造方法における基台成形用射出装置を示
す図であり、第10図は他の本発明実施のプローブユニッ
ト製造方法における基台にプローブピン用金属極細線を
固着させるための装置であり、第11図は第10図に示す装
置によって基台に固着されたプローブピン用金属極細線
の断面を示す図であり、第12図は他の本発明実施のプロ
ーブユニット製造方法によって布線された二つの基台を
示す図であり、第13図は他の本発明実施のプローブユニ
ット製造方法における金型装置を示す図であり、第14図
は第13図の装置の作用を示す図であり、第15図は更に他
の本発明実施のプローブユニット製造方法における金型
装置の作用を示す図であり、第16図は他の本発明実施の
プローブユニットを示す図であり、第17図は本発明実施
のプローブユニット製造方法における他のプローブピン
用金属極細線矯正装置を示す図でり、第18図は本発明実
施のプローブユニット製造方法における他の布線方法を
示す図であり、第19図は本発明実施のプローブユニット
が取り付けられた検査装置の一部を示す図である。

発明を実施するための最良の形態 本発明をより詳細に説明するために、添付の図面に従
ってこれを説明する。本実施例では、液晶デイスプレイ
の導通検査に使用れれるプローブユニットに適用した場
合を例にとって説明する。

第１図は、本発実施例のプローブユニット１の斜視図
である。本発明実施例のプローブユニット１は、80〜30
0本の線径100μｍ以下のプローブピン用金属極細線４が
300μｍピッチ以下で、且つピッチ誤差±20μｍ以下
で、ポリカーボネートからなる矩形板状の熱可塑性樹脂
基台３上に配列して構成されている。尚、熱可塑性樹脂
基台３としては、ポリカーボネート等の絶縁性樹脂製の
他にはポリエーテル、エーテルケトン等が採用できる。

第２図は、本発実施例のプローブユニットの部分側面
図である。前記プローブピン用金属極細線４は、前記基
台３に固着される直線部4aと、この直線部の延長上で該
基台３から外方に突出し被検査物の検査面Ａ側に向かっ
て屈曲した屈曲部4cと、該屈曲部4cから被検査物の検査
面Ａへ向かって前記基台の外方側に傾斜する傾斜部4b
と、該傾斜部4bの先端で更に前記基台の外方側へ延びる
Ｒ部２とで形成されており、このＲ部２がプローブピン
２となる。前記傾斜部4bの傾斜角度は約30度で、Ｒ部２
の曲率は0.3mm程度に設定されている。前記プローブピ
ン用金属極細線４の直線部4aの直径方向の略1/2は樹脂
基台３内の被検査物の検査面Ａ側に対向する面に設けら
れた溝20に埋め込まれており、残りの部分は検査面Ａ側
に露出している。この露出部分に後述するTAB等を貼着
する。

前記屈曲部4cは断面偏平状に形成されており、これに
より前記プローブピン用金属極細線４の配列方向に対す
る剛性を向上させ、接触時のぶれを小さくしている。
又、プローブピン用金属極細線４を全長にわたって偏平
状にした場合は、基台３に配置する際の転がりを回避で
き、それだけピッチ精度及び作業性を向上できる。

尚、このプローブピン用金属極細線４の樹脂基台３内
に埋め込まれる部分は直径方向の略1/2に限られるもの
ではなく、例えばプローブピン用金属極細線４の長手方
向の一部を埋設して残りの部分を露出させたり、あるい
は全部埋設してプローブピン用金属極細線４のプローブ
ピンを形成する側と反対側の端面を樹脂基台３の端面か
ら露出させて、後述するTAB等の貼着部にしてもよい。

第３図は、前記基台３の前記溝20を示す図である。溝
20は各プローブピン用金属極細線４の正確な位置決めす
るために設けられたもので、300μｍ以下の所定ピッチ
で設けられている。溝20の両縁角部20aでプローブピン
用金属極細線４の直線部4aを挟持するように、溝20の幅
及び深さはプローブピン用金属極細線４の直径より若干
小さく設定されている。そして、プローブピン用金属極
細線４の直線部4aを加熱すると、樹脂基台３の当接部が
溶融して直線部4aを基台３溝20内に埋め込み固着する。
尚、溝20は第３図に示されるクランプ形形状のみなら
ず、第４図に示すＶ字形状でもよい。

上記プローブピン用金属極細線４の直線部4aの露出部
には、図示しないTAB（Tape Automated Bonding）が貼
着されており、該TABは測定機器に接続されている。上
記TABは可撓性フィルムに各プローブピン用金属極細線
４が接続される配線をエッチング法等によりパターン形
成してなるもので、前記TABの各配線と各プローブピン
用金属極細線４とは一括に、かつ同時に熱圧着により接
続されている。尚、上記プローブユニット１の各プロー
ブピン用金属極細線４に接続されるものとしては、前記
TABの他にCOB（フレキシブルプリント基板）、COG（ガ
ラス基板）等が採用できる。

上記のように基台３の各プローブピン用金属極細線４
の直線部4aの露出部上にTAB等の基板を配設して基板上
の各配線を前記露出部に同時に一括して接続すると、極
細化、ファインピッチ化する場合の配線作業を容易に行
うことができ、従来の１本づつ配線する場合に比べ生産
性を向上できる。

第５図は、プローブピン用金属極細線４の断面図であ
る。プローブピン用金属極細線４は、線型20〜100μｍ
の低炭素二相組織鋼線4aの表面にNi膜５を電気めっき、
溶解めっき等により被覆形成し、該Ni膜５の表面にAuか
らなる貴金属膜６を同じくめっきにより被覆形成して構
成される。

次に、上記プローブユニットの作用と効果を説明す
る。上記構造のプローブユニット１は、第２図に示すよ
うに、プローブピン２がプローブピン用金属極細線４を
直線部4a、屈曲部4c、傾斜部4b、Ｒ部２とに曲げ加工さ
れることにより形成されているので自己弾性を有し、図
矢印方向に若干荷重をかけると、二点鎖線の如く検査面
Ａを摺動して、各プローブピン２の検査面Ａへの当接の
バラツキを防止する。ちなみに、このような摺動を10万
回させて摩耗試験を行ったところ、摺動面の劣化は殆ど
見られなかった。

そして、基台３から外方側へ離れるようにして形成さ
れているプローブピン２は、そのプローブピン２形成の
ための曲げ加工を、基台３端の存在が妨げにならない位
置で行うことが可能であり、それにより、プローブピン
２となるＲ部の導体線当接部での所定ピッチを正確に確
保するような精密な曲げ加工が行え、プローブピン２の
導体当接部の所定ピッチの精度向上を促進する。

加えて、上記プローブユニット１の一製造方法につい
て説明する。本実施例の製造方法は、金属線材からプロ
ーブピン用金属極細線を成形する第一工程と、矩形板状
の基台を成形する第二工程と、所定の空間を開けて配設
した二つの前記基台上に多数の前記プローブピン用金属
極細線を所定ピッチで前記基台配列方向に架け渡し固着
する第三工程と、前記所定の空間で、前記基台から前記
所定の空間へ突出した金属極細線を被検査物の検査面側
に向かって曲げ加工して屈曲部及び屈曲部から前記基台
遠方側への傾斜部とを形成し、更に、該傾斜部の先端で
前記基台の更に遠方側へ向かって曲げ加工してＲ部を形
成し、プローブピンを成形する第四工程と、前記二つの
基台を前記金属極細線のＲ部先端で切り離す第五工程と
を備えている。

以下、上記各工程を詳細に説明する。第一工程におい
て、第５図に示す低炭素二相組織鋼線4aに電気めっき等
によりNi膜５を被覆し、これを冷間伸線加工により強加
工してNi膜５に塑性加工により加工歪みを付与すると共
に、所定線径の金属線材を形成する。

次に、この金属線材の表面の貴金属膜６を被覆し、こ
れを同じく冷間伸線加工により強加工して上記貴金属膜
６に塑性加工による加工歪みを付与する。この伸線加工
を所定線径が得られるまで繰り返し行い、これにより線
径100μｍ以下のプローブピン用金属極細線４を得る。

次いで、前記プローブピン用金属極細線４を緊張状態
に引っ張りながら、例えば、430℃に加熱された加熱炉
内30分間保持して熱処理を施す。この後、プローブピン
用金属極細線４をボビンに巻取る。これにより直線状に
略直線化されたプローブピン用金属極細線４が製造され
る。尚、この熱処理における温度、保持時間は特に限定
するものではなく、強度を低下させることなく加工歪み
の除去に適した温度、時間を設定すればよい。

第二工程において、熱可塑性樹脂基台３は、多数の突
出部の設けられた基台成形用金型により、第３図に示す
ように、基台の被検査物の検査面側に対向する面に前記
金型の多数の突出部に対応して多数の溝が形成されて成
形される。溝20は各プローブピン用金属極細線４間のピ
ッチを正確にするために設けられたもので、300μｍ以
下の所定ピッチで設けられている。又、前記溝を形成す
るにあたっては、プローブピン用金属極細線４の直線部
4aを挟持するように溝の幅、深さを設定する。尚、熱可
塑性樹脂基台３の溝はダイシングマシン等でＶ字状に形
成してもよい。

第三工程において、まず、第６図に示す布線装置８を
準備する。この布線装置８は長方形状の固定台９と、該
固定台９に対してａ方向に移動可能に配設された一対の
クランプ装置10a、10bと、上記ａ方向及びｂ方向に移動
可能に構成された加熱制御装置12とを備えており、この
制御装置12には＋極電極12a及び−極電極12bが突設され
ている。

また、上記布線装置８には矯正装置としての軽圧下用
ダイス21が配設されている。これは上記ボビン14に巻取
る際に生じるプローブピン用金属極細線４の形状不良を
矯正するためのもので、該ダイス21はボビン14の繰り出
し部とクランプ装置10aの間に配置されている。

次に、上記第三工程の布線作業に用いる二つの基台
３、13を第７図（ａ）に示すように所定空間23開けて配
列して準備する。基台３がプローブユニット１の熱可塑
性樹脂基台３であり、基台13は第四工程で曲げ加工を行
う際に、プローブピン用金属極細線４に張力を与える方
向に保持するための保持基台である。又、このような二
つの基台３、13の配列は、第７図（ｂ）に示すような母
基台24に所定空間23に相当する窓部24aを開口させて、
第四工程で曲げ加工を行う前に、窓部24aを構成する両
縁24bを切り離すようにしてもよい。

そして、第６図の布線装置８の固定台９上に複数組の
基台３、13又母基台24を並列配置し、基台をビスで固定
する。図中では母基台24が配列されている。次に、上記
布線装置８にプローブピン用金属極細線４が巻回された
ボビン14をセットし、ダイス21内に通すと共に、クラン
プ装置10a、10b間に挿通して架け渡し、クランプ装置10
aによりプローブピン用金属極細線４をこれに張力をか
けて緊張状態に支持する。

次に、上記クランプ装置10a、10bをａ方向に移動させ
て、プローブピン用金属極細線４を各母基台24の窓部24
a上を通る所定位置であって母基台24に設けられた第３
図に示すような溝内にセットする。そして、プローブピ
ン用金属極細線４を加熱制御装置12の両電源12a、12bと
通電させて例えば180〜220℃に加熱して押圧する。この
状態で、加熱制御装置12をプローブピン用金属極細線４
に沿ってｂ方向に移動させると母基台24のプローブピン
用金属極細線４が当接する部分が溶融し、プローブピン
用金属極細線４は窓部24aを横切る状態で母基台24の溝
内に埋め込まれように固着される。母基台24に固着され
たプローブピン用金属極細線４の直径方向の略1/2が母
基台24の溝内に埋設され、残りの部分は母基台24から露
出している。

このようにして１本の布線が終了したら、クランプ装
置10a、10bを所定ピッチ移動させ、２本めの布線を行
う。このような布線作業を順次繰り返して行って、プロ
ーブピン用金属極細線４を80〜300本埋め込んだ後、各
母基台24の両端縁のプローブピン用金属極細線４を切断
し第７図（ｂ）に示すような状態にする。尚、上記布線
作業を行う場合、多数のプローブピン用金属極細線４を
所定ピッチごとに配列したプリプレグにしておき、この
プリプレグを同時に埋め込んでもよい。

上記のように、第３図に示すような所定ピッチで設け
られた基台の溝内にプローブピン用金属極細線４が固着
されると、各プローブピン用金属極細線４間の正確な所
定ピッチの確保が可能である。

第四工程では、プローブピン形成のための曲げ加工が
基台３端の存在が妨げにならない位置で、即ち、二つの
基台３、13間の所定の空間23で行われる。第四工程にお
いて、第７図（ｂ）に示す布線化した母基台24をプロー
ブピン成形用の金型装置にセットする。金型装置は第８
図に示すようなプローブピン用金属極細線４を挟んで曲
げ加工するための油圧、或いは空圧で駆動する第１乃至
第３金型部材15a、15b、15cと各金型部材15a、15b、15c
を加熱するヒータを備えている。

この金型で母基台24の保持基台13側と熱可塑性樹脂基
台３側とをそれぞれ挟持して母基台24の窓部24aの両縁
部24bを切断して両基台３、13に分離し、第７図（ａ）
に示す状態にする。続いて、熱可塑性樹脂基台３を固定
し、保持基台13を所定空間23が開く方向に引っ張り、両
基台３、13間のプローブピン用金属極細線４を緊張状態
に引っ張る。次いでこの両基台３、13b間のプローブピ
ン用金属極細線４を別途配置されたバーナ、赤外線、或
いはレーザ等の加熱装置でもって500℃以下の温度に加
熱する。これはプローブピン用金属極細線４の残留応力
を除去し、張力解除後の直伸性を向上させるためで、曲
げ加工後に形成されるプローブピンの曲げや捩じれを防
止する。これにより、加熱しない場合に比べプローブピ
ンのピッチ精度誤差が10μｍ程度改善される。

そして、第８図に示すような各金型部材による曲げ加
工に入る。ここで、金型部材15a及び15bは、プローブピ
ン用金属極細線４の直線部4aの延長上で基台３から外方
に突出し被検査物の検査面側に向かって屈曲した屈曲部
4cと、屈曲部4cから被検査物の検査面へ向かって基台３
の外方側に傾斜する傾斜部4bを形成するためのもので、
金型部材15cは、傾斜部4bの先端で更に基台３の外方側
へ延びるＲ部２を形成するためのものである。

そして、各金型部材15a、15b、15cがプローブピン用
金属極細線４を挟む時に形成する空間は、プローブピン
用金属極細線４の半径方向に圧縮変形を生じさせるよう
に、プローブピン用金属極細線４の直径より小さく設定
されている。具体的にはプローブピン用金属極細線４の
線径の約70％である。これは、圧縮力を加えながら曲げ
加工すると、プローブピン用金属極細線４の断面内の圧
縮方向と直交方向に高い引張力を発生させることができ
ることから、プローブピン用金属極細線４の長手方向の
曲がりを矯正することができ、プローブピン間のピッチ
精度誤差を±10μｍまでに減少することが可能となる。

第８図において、金型装置の加熱ヒータをオンして、
第一乃至第３金型部材15a、15b、15cを所定温度に保持
する。そして、第８図（ａ）に示すように、第一金型部
材15aをプローブピン用金属極細線４に当接させる。続
いて、第８図（ｂ）に示すように第二金型部材15bによ
って、このプローブピン用金属極細線４を第一金型部材
15aの屈曲ラインに沿って倒して押圧し、屈曲部4c及び
傾斜部4b部を形成する。更に、第三金型15cによって、
プローブピン用金属極細線４を第二金型15bのＲ部ライ
ンに沿って倒して押圧し、プローブピン２となるＲ部２
を形成する。この後、第五工程において、第８図（ｃ）
に示すように、保持基台13b側でプローブピン２となる
Ｒ部２の先端部Ｃを切断する。これにより、本実施例の
プローブユニット１が製造される。

ここで、各金型部材を所定温度に保持する理由は、プ
ローブピン用金属極細線４を加熱しながら曲げ加工を行
うためで、このような加熱の効果は、プローブピン用金
属極細線４内部の残留応力を除去できるとともに弾性定
数を小さくでき、ひいては屈曲成形後のスプリングバッ
クを低減でき、配列方向における各プローブピン２の屈
曲率を均一にできる。ちなみに、各プローブピン２の配
列方向と直角方向での精度誤差は加熱しない場合の±20
μｍから±12μｍまで減少する。

このように本発明のプローブユニット製造方法の作用
と効果を説明する。本発明のプローブユニット製造方法
は、位置決め用溝20等により、各プローブピン用金属極
細線４を所定ピッチで正確に配列すると共に、プローブ
ユニットのプローブピンが基台から外方側へ離れるよう
にして形成されるという構造から、そのプローブピン形
成のための曲げ加工を基台端の存在が妨げにならない位
置で、即ち、二つの基台３、13間の所定の空間23で行う
ことが可能であるので、プローブピンとなるＲ部の導体
線当接部での所定ピッチを正確に確保するような精密な
曲げ加工、例えば、プローブピン用金属極細線４に張
力、加熱、径方向の圧縮変形のいずれか又は全てを付加
して所定形状に曲げ加工すること等が可能になり、プロ
ーブピンとなるＲ部の導体線当接部のピッチ精度のよい
プローブユニットを製造する。

その結果、各プローブピンのピッチが狭小であっても
互いに干渉しあうことがないので、各導体線と当接する
各プローブピンの線径及びそのピッチの狭小化が可能と
なる。

具体的には、線径が100μｍ以下、ピッチ300μｍ以下
である場合に各ピッチの許容誤差範囲を±20μｍ以下で
あるプローブユニットを製造することが可能である。こ
こで、上記画素数が80万画素の場合、要求されるプロー
ブピン２間のピッチは150μｍとなるが、本実施例では
プローブピン２の線径を100μｍとすることによって実
現できる。又、300万画素の場合、要求されるピッチは8
0μｍ程度となるが、本実施例では線径を50μｍとする
ことで実現できる。更に、本実施例では、線径を20μｍ
にすることもでき、この場合は半導体ロジックデバイス
において要求されるピッチ25μｍに対応できる。

更に、他の本発明の実施例を説明する。第９図に示す
装置は、各プローブピン用金属極細線４間の所定ピッチ
の精度を向上させるために、上記第二工程及び第三工程
を、機械的手段33によりプローブピン用金属極細線４を
所定ピッチごとに張力を作用させながら整列させ、この
状態で各プローブピン用金属極細線４を金型31、32内に
装填し、該金型31、32内に樹脂を充填して樹脂基台を成
形するとともに、該樹脂基台に上記各プローブピン用金
属極細線４の少なくとも一部を固着させる射出成形機で
ある。

第９図に示す射出成形機は、基台成形用上金型31と、
基台成形用下金型32とプローブピン用金属極細線４の所
定ピッチに対応して溝が設けられた金属性のロール33と
からなり、前記上下金型が閉じられるとその金型内に第
三工程における二つの基台３、13に対応する基台を成形
する空間31b、31cが設けられている。このような射出成
形機においては、各プローブピン用金属極細線４をロー
ル33の溝に嵌めて張架した状態で、このプローブピン用
金属極細線４を上下で挟むように上下金型を閉じ、樹脂
注入口31aから樹脂注入し硬化させると、基台にプロー
ブピン用金属極細線４が所定ピッチで固着された状態で
基台が成形される。

前記金型内に装填される金属極細線は、予め所定ピッ
チごとに整列されたプリプレグとしてもよい。また、前
記充填される樹脂に液状の熱硬化性樹脂を使用し、該樹
脂を低圧成形してもよい。

第10図に示す装置は、各プローブピン用金属極細線４
間の所定ピッチの精度を向上させるために上記第二工程
及び第三工程を、プローブピン用金属極細線４の所定ピ
ッチに対応する溝25aが設けられた配列台25にプローブ
ピン用金属極細線４を所定ピッチごとに張力を作用させ
ながら整列させ、この整列させられたプローブピン用金
属極細線４上に、プローブピン用金属極細線４との接触
面が平面である矩形板状の基台を接着材26を介在させて
押圧し、プローブピン用金属極細線４を基台３に固着さ
せるものである。第11図は、第10図に示す装置によっ
て、基台３に固着されたプローブピン用金属極細線４の
断面を示している。

第９図及び第10図のような方法で上記第二工程及び第
三工程を行うと、プローブピン用金属極細線４の配列ピ
ッチの誤差が金属性ロール33又は配列台25に溝を設ける
時の精度誤差の範囲となり、プローブピン用金属極細線
４を固着する時のピッチ精度が向上する。特に、第10図
のような方法は、基台のプローブピン用金属極細線４と
の接触面が平面と基台の形状がシンプルであると共に、
プローブピン用金属極細線４の固着も接着材26を介して
の押圧と容易なものとなっている。又、第10図の方法に
よれば、基台は熱可塑性樹脂に限られることはなく、ガ
ラス、セラミックなどの絶縁性材料も使用可能である。

ちなみに、第３図で述べた実施例のように突出部が設
けられた基台成形用金型により溝を転写して基台を成形
する場合のプローブピン用金属極細線４配列ピッチ精度
の誤差は、基台成形用金型に突出部を設けるときの一次
誤差と、溝を基台成形用金型に転写するときの二次誤差
が含まれているので、第９図及び第10図のような方法で
上記第二工程及び第三工程を行う方がより、プローブピ
ン用金属極細線４の配列ピッチの誤差が少なくなる。

次に、第12図乃至第15図は、曲げ工程である第四工程
が、所定空間23で基台３側面視からの左右が対称となる
ように行われる製造方法を示している。第12図に示す基
台は、第７図に示した基台に相当し、二つの基台３、３
が左右対称に用意されている。第13図は金型装置27を示
しており、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は正面図であ
る。27a、27b、27c、はそれぞれ第８図に示した第一乃
至第三金型部材15a、15b、15cに相当し、基台３側面視
での曲げ加工が左右対称となるような形状になってい
る。尚、28は移動台、29は移動台用レール、34は張力付
加バネ、35は押さえ板である。

次に、金型装置27の作動を説明する。第12図（ａ）の
如く用意された二つの基台３、３を移動台34と押さえ板
35とで第13図の如く挟持する。そして、第14図におい
て、金型装置27の加熱ヒータをオンして、第一乃至第３
金型部材27a、27b、27cを所定温度に保持する。そし
て、第14図（ａ）に示すように、第二金型部材27bによ
って、このプローブピン用金属極細線４を第一金型部材
27aの屈曲ラインに沿って倒して押圧し、屈曲部4c及び
傾斜部4b部を形成する。更に、第三金型27cによって、
プローブピン用金属極細線４を第二金型27bのＲ部ライ
ンに沿って倒して押圧し、プローブピン２となるＲ部２
を形成する。この後、第五工程において、第14図（ｃ）
に示すように、プローブピン２となるＲ部２の先端部
で、左右対称線でもあるＣ′部分でプローブピン用金属
極細線４を切断する。すると、本実施例のプローブユニ
ット１が２個同時に製造される。

このように、第四工程である曲げ工程が、所定空間23
で基台３側面視からの左右が対称となるように行われる
と、第五工程でプローブピン２となるＲ部２の先端部
で、左右対称線でもあるＣ′部分でプローブピン用金属
極細線４を切断すると、同時に本実施例のプローブユニ
ット１が２個製造されるので、製造効率が倍増するとと
もに、プローブピン用金属極細線４の節約にも貢献す
る。

第15図は、左右のプローブピン２となるＲ部２の先端
間で直線部36を設けた例である。このような直線部36を
設けると、第五工程でのプローブピン用金属極細線４の
切断をより容易且つ正確に行うことが可能になる。

ところで、各プローブピン間の導体線当接部分の所定
ピッチをより正確にするには各プローブピン用金属極細
線４を所定ピッチで正確に配列すると共に、第四工程に
おけるプローブピン用金属極細線４の曲げ加工がより正
確に行われることが必要であることは、上述してきた通
りである。そこで、更に、より精度の向上が要求される
場合には、第16図に示すプローブユニット37のように、
プローブピン用金属極細線４の曲げ加工が殆どない形状
がより最適となる。

第16図（ａ）において、プローブユニット37は、矩形
板状の基台３と、前記基台３に所定ピッチで一部分が固
着される複数のプローブピン用金属極細線４とで構成さ
れ、前記プローブピン用金属極細線４が、前記基台３に
固着される直線部4aと、この直線部の延長線上で該基台
から外方に真っ直ぐに張り出した張出部38と、前記張出
部38の先端で被検査物の検査面Ａ側に向かって屈曲した
屈曲部39と、前記屈曲部39から被検査物の検査面Ａへ向
かって前記基台の外方側に傾斜する傾斜部40とで形成さ
れ、前記傾斜部40の先端が被検査物の検査面Ａに当接す
るプローブピン２となっている。

又、第16図（ｂ）においては、前記張出部38の先端で
被検査物の検査面Ａの反対側に向かって屈曲した屈曲部
39と、前記屈曲部39から、更に、被検査物の検査面Ａの
反対側に向かって前記基台の外方側に傾斜する傾斜部40
とで形成され、屈曲部39が被検査物の検査面Ａに当接す
るプローブピン２となっている。

上記構造のプローブユニット37は、第16図（ａ）の場
合において、プローブピン用金属極細線４の張出部38
と、屈曲部39と傾斜部40とでプローブピン２を自己弾性
を有するものにしており、第16図（ｂ）の場合におい
て、張出部38と、屈曲部39でプローブピン２を自己弾性
を有するものにしている。そして、プローブピン２を形
成する曲げ加工は屈曲部39を形成するときの一回のみで
あるので、各プローブピン２間の正確な所定ピッチを確
保する精度は第１図に示したプローブユニット１より向
上することは言うまでも無い。従って、第10図及び第11
図に示した方法により、各プローブピン用金属極細線４
を正確に所定ピッチで基台に配列固定した後、屈曲部39
の曲げ加工を行ってプローブピン２を形成すると、プロ
ーブピン２の導体線当接部のピッチ精度が更に向上し、
しかも、構造も製造方法もシンプルなプローブユニット
となる。

又、このような製造のプローブユニット37の製造は、
プローブピン成形工程である第四工程が、第７図で示し
た所定の空間23で、基台３から前記所定の空間23へ真っ
直ぐに張り出した金属極細線４の張出部の先端から被検
査物の検査面側に、或いは、その反対側に向かって前記
基台３の遠方側に曲げ加工して屈曲部39及び傾斜部40を
形成することによって得られる。

第17図は、上記第６図で説明した矯正装置21の他の例
を示す図であり、これは複数のローラ22を直線状に配置
し、プローブピン用金属極細線４を各ローラ22の上下を
交互に通るように移動させて形状不良を矯正するように
構成した例である。

第18図は、プローブユニット製造方法の第三工程での
他の布線方法を示す図で、布線器具50を使用する。この
布線器具50は、第18図（ａ）に示すように、母基台24又
は二つの基台３が収納可能な窓部を有する枠体で、プロ
ーブピン用金属極細線４をこの窓部を横切るように所定
ピッチで配列可能とする溝51がこの枠体50の左右50a、5
0aに設けられている。この溝51に沿って、プローブピン
用金属極細線４を、第18図（ｂ）に示す如くに配列して
窓部を横切るように、仮止めする。この枠体50上への布
線は第６図に示した布線装置８等によって行われ、この
枠体50上への布線により、ある程度のピッチ精度が得ら
れる。そして、第18図（ｃ）に示すように、前記枠体50
の窓部に母基台24又は二つの基台３を収納すると、前記
枠体50に張られたプローブピン用金属極細線４は、前記
母基台24又は二つの基台３に予め所定ピッチで設けられ
た溝20に沿って、スムーズに精度良く嵌まり込み、ピッ
チ精度が更に向上して配置されることになる。この状態
でプローブピン用金属極細線４を前記母基台24又は二つ
の基台３に溶融して固着する。尚、このような枠体50と
しては、線膨張係数の小さいポリカーボネイト等の熱可
塑性樹脂を射出成形して得られる。

上記のように、一旦、プローブピン用金属極細線４を
所定ピッチで枠体50に仮止めした後に、基台上の溝20に
配置して固着すると、前記枠体50で生じた±20μｍのピ
ッチ誤差を±２〜５μｍの範囲に矯正できる。

第19図は、プローブユニット１が取付けられた検査装
置を示す図である。上記工程を経て製造されたプローブ
ユニット１は、第１図に示す各プローブピン２の直線部
4aに、上述のTABの各配線を熱圧着により貼着した後、
第19図に示す検査装置16の枠部材16aに挿着して取り付
ける。検査装置は、所定の位置に搬送されてきた液晶基
板17の検査面へと枠部材16aを移動させて、プローブユ
ニット１のプローブピン２を各導体線に当接させ、導通
検査を行う。

尚、上記実施例では、液晶ディスプレイに採用される
プローブユニットを例にとり説明したが、本発明のプロ
ーブユニット及びその製造方法は、これは限られるもの
ではなく、半導体集積回路等の高密度化しつつある導体
線の導通検査にも適用できる。更に、プローブピン用金
属極細線としては、ステンレス線、ピアノ線を採用する
ことも可能である。

産業上の利用可能性 以上説明したように、本発明に係わるプローブユニッ
ト及びその製造方法は、各プローブピン用金属極細線を
所定ピッチで正確に配列すると共に、プローブピンを形
成する曲げ加工をより正確に行うことで、各プローブピ
ンの線径及びピッチの狭小化を可能にするので、導体線
の高密度化した液晶ディスプレイ及び半導体集積回路等
における導体線の導通検査に適している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平4 −272865 (32)優先日 平４(1992)10月12日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平4 −281938 (32)優先日 平４(1992)10月20日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平4 −288785 (32)優先日 平４(1992)10月27日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平5 −10698 (32)優先日 平５(1993)１月26日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平5 −91412 (32)優先日 平５(1993)４月19日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 原 宣宏 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所西神総合研究地区 内 (72)発明者 西岡 邦彦 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所西神総合研究地区 内 (72)発明者 内村 政彦 兵庫県神戸市灘区灘浜東町２番地 株式 会社神戸製鋼所神戸製鉄所内 (72)発明者 奥村 俊明 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所西神総合研究地区 内 (72)発明者 中尾 正和 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所西神総合研究地区 内 (56)参考文献 特開 平３−257376（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−199836（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−156161（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−218472（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−84572（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−110463（ＪＰ，Ｕ)

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属線材からプローブピン用金属極細線
   （４）を形成する第一工程と、 矩形板状の基台（3,13）、又は、所定空間となる窓部
   （24a）が開けられた母基台（24）を成形する第二工程
   と、 二つの該基台（3,13）を所定の空間（23）を開けて配設
   し、又は、一つの該母基台（24）を配設し、前記所定空
   間（23又は24a）を横切るように多数の前記プローブピ
   ン用金属極細線（４）を所定ピッチで架け渡して固着す
   る第三工程と、 前記所定の空間（23又は24a）で、前記一つの母基台（2
   4）の場合は、所定の空間を開けて配設した前記二つの
   基台（3,13）となるように切り離した後、前記基台（3,
   13）から前記所定の空間（23又は24a）へ突出した金属
   極細線（４）を前記基台（３）から遠ざかる方向に向け
   曲げ加工してプローブピン（２）を成形する第四工程
   と、 前記二つの基台（３）を前記プローブピン（２）の先端
   で切り離す第五工程とを備えたことを特徴とするプロー
   ブユニット製造方法。
2. 【請求項２】前記請求項１記載のプローブユニット製造
   方法において、上記第四工程が、上記所定の空間（23又
   は24a）で、上記基台（３）から上記所定の空間（23又
   は24a）へ突出した金属極細線（４）を被検査物の検査
   面（Ａ）側に向かって曲げ加工して屈曲部（4c）を形成
   すると共に、この屈曲部（4c）から前記基台（３）から
   遠ざかる方向に傾斜する傾斜部（4b）とを形成し、更
   に、該傾斜部（4b）の先端を前記基台（３）から遠ざか
   る方向であって前記被検査物の検査面（Ａ）と反対側に
   向かってに曲げ加工してＲ部（２）を形成し、プローブ
   ピン（２）を成形することを特徴とするプローブユニッ
   ト製造方法。
3. 【請求項３】前記請求項１記載のプローブユニット製造
   方法において、上記第四工程が、上記所定の空間（23又
   は24a）で、上記基台（３）から上記所定の空間（23又
   は24a）へ真っ直ぐに張り出した金属極細線（４）の張
   出部（38）を前記基台（３）から遠ざかる方向であって
   被検査物の検査面（Ａ）側に、或いは、前記基台（３）
   から遠ざかる方向であって前記被検査物の検査面（Ａ）
   とは反対側に向かって曲げ加工して屈曲部（39）及び傾
   斜部（40）を形成してプローブピンを成形することを特
   徴とするプローブユニット製造方法。
4. 【請求項４】前記請求項１記載のプローブユニット製造
   方法において、上記金属極細線の線径が100μｍ以下、
   ピッチ300μｍ以下であり、且つ、各ピッチの許容誤差
   範囲が±20μｍ以下であることを特徴とするプローブユ
   ニット製造方法。
5. 【請求項５】前記請求項１記載のプローブユニット製造
   方法において、上記第四工程が、上記所定空間内で上記
   基台側面視からの左右が対称となるように行われて、第
   五工程のプローブピンの先端の切断が終えられると、同
   時に二個のプローブユニットが製造されることを特徴と
   するプローブユニット製造方法。
6. 【請求項６】前記請求項１記載のプローブユニット製造
   方法において、第四工程で金属極細線に張力、加熱、径
   方向の圧縮変形のいずれか又は全てを付加して所定形状
   に曲げ加工することを特徴とするプローブユニット製造
   方法。
7. 【請求項７】前記請求項１記載のプローブユニット製造
   方法において、上記第二工程で多数の突出部の設けられ
   た基台成形用金型により基台の被検査物の検査面側に対
   向する面に前記金型の多数の突出部に対応する多数の溝
   が形成されて基台が成形され、上記第三工程で前記溝に
   上記プローブピン用金属極細線が固着されることを特徴
   とするプローブユニット製造方法。
8. 【請求項８】金属線材からプローブピン用金属極細線
   （４）を成形する第一工程と、機械的手段により金属極
   細線（４）を所定ピッチごとに張力を作用させながら整
   列させる第二工程と、 所定の空間（23）だけ離れた二つの矩形板状の基台（3,
   13）、又は、所定空間となる窓部（24a）が開けられた
   母基台（24）を成形するための金型（31,32）内に、前
   記整列された金属極細線（４）を装填して、該金型（3
   1,32）内に樹脂を充填して前記二つの樹脂基台（3,13）
   又は前記母基台（24）を成形するとともに、前記所定空
   間（23又は24a）を横切るように多数の前記プローブピ
   ン用金属極細線（４）の少なくとも一部を該樹脂基台
   （3,13又は24）上に所定ピッチで架け渡して固着する第
   三工程と、 前記所定の空間（23又は24a）で、前記一つの母基台（2
   4）の場合は、所定の空間を開けて配設した前記二つの
   基台（3,13）となるように切り離した後、前記基台
   （３）から前記所定の空間（23又は24a）へ突出した金
   属極細線（４）を前記基台（３）から遠ざかる方向に向
   け曲げ加工してプローブピン（２）を成形する第四工程
   と、 前記二つの基台（3,13）を前記プローブピン（２）の先
   端で切り離す第五工程とを備えたことを特徴とするプロ
   ーブユニット製造方法。
9. 【請求項９】前記請求項８記載のプローブユニット製造
   方法において、金型内に装填される金属極細線が予め所
   定ピッチごとに整列されたプリプレグであることを特徴
   とするプローブユニット製造方法。
10. 【請求項１０】前記請求項８記載のプローブユニット製
    造方法において、充填される樹脂が液状の熱硬化性樹脂
    であり、該樹脂を低圧成形したことを特徴とするプロー
    ブユニット製造方法。
11. 【請求項１１】前記請求項１記載のプローブユニット製
    造方法において、上記第二工程及び第三工程を、プロー
    ブピン用金属極細線の所定ピッチに対応する溝が設けら
    れた配列台に所定ピッチごとにプローブピン用金属極細
    線を張力を作用させながら整列させ、この整列させられ
    たプローブピン用金属極細線上に、プローブピン用金属
    極細線との接触面が平面である矩形板状の接着材を介在
    させて押圧し、プローブピン用金属極細線を基台に固着
    させることを特徴とするプローブユニット製造方法。
12. 【請求項１２】請求項１記載のプローブユニット製造方
    法において、上記第三工程のプローブピン用金属極細線
    を基台上へ固着する工程が、前記プローブピン用金属極
    細線の前記基台と当接する部分を加熱しつつ押圧するこ
    とにより、前記プローブピン用金属極細線の少なくとも
    一部を前記基台に固着することを特徴とするプローブユ
    ニット製造方法。
13. 【請求項１３】金属線材からプローブピン用金属極細線
    （４）を成形する第一工程と、前記成形されたプローブ
    ビン用金属極細線に張力を作用させながら熱処理を施し
    て直伸化する工程する第二工程と、 矩形板状の基台（３）、又は、所定空間となる窓部（24
    a）が開けられた母基台（24）を成形する第三工程と、 二つの該基台（3,13）を所定の空間（23）を開けて配設
    し、又は、一つの該母基台（24）を配設し、前記所定空
    間（23又は24a）を横切るように多数の前記プローブピ
    ン用金属極細線（４）を所定ピッチで架け渡して固着す
    る第四工程と、 前記所定の空間（23又は24a）で、前記一つの母基台（2
    4）の場合は、所定の空間を開けて配設した前記二つの
    基台（３）となるように切り離した後、前記基台（３）
    から前記所定の空間（23又は24a）へ突出した金属極細
    線（４）を前記基台（３）から遠ざかる方向に向け曲げ
    加工してプローブピン（２）を成形する第五工程と、 前記二つの基台（3,13）を前記プローブピン（２）の先
    端で切り離す第六工程とを備えたことを特徴とするプロ
    ーブユニット製造方法。
14. 【請求項１４】請求項１記載のプローブユニット製造方
    法において、上記第三工程のプローブピン用金属極細線
    の基台上への配置が、前記基台の収納が可能な窓部を有
    する枠体に前記窓部を横切るようにプローブピン用金属
    極細線を予めじめ所定ピッチで配列しておき、前記枠体
    の窓部内に前記基台を収納して、前記プローブピン用金
    属極細線を前記基台に所定ピッチで配置することを特徴
    とするプローブユニット製造方法。