JP3204146B2 - コンタクトプローブおよびその製造方法、並びにコンタクトプローブを備えたプローブ装置 - Google Patents

コンタクトプローブおよびその製造方法、並びにコンタクトプローブを備えたプローブ装置

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JP3204146B2
JP3204146B2 JP01948297A JP1948297A JP3204146B2 JP 3204146 B2 JP3204146 B2 JP 3204146B2 JP 01948297 A JP01948297 A JP 01948297A JP 1948297 A JP1948297 A JP 1948297A JP 3204146 B2 JP3204146 B2 JP 3204146B2
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忠司 中村
晶 戴
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プローブピンやソ
ケットピン等として用いられ、半導体ICチップや液晶
デバイス等の各端子に接触して電気的なテストを行うコ
ンタクトプローブの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、ICチップやLSIチップ等の
半導体チップ又はLCD(液晶表示体)の各端子に接触
させて電気的なテストを行うために、コンタクトピンが
用いられている。近年、ICチップ等の高集積化および
微細化に伴って電極であるコンタクトパッドが狭ピッチ
化されるとともに、コンタクトピンの多ピン狭ピッチ化
が要望されている。しかしながら、コンタクトピンとし
て用いられていたタングステン針のコンタクトプローブ
では、タングステン針の径の限界から多ピン狭ピッチへ
の対応が困難になっていた。
【0003】これに対して、図29に示すように、複数
のパターン配線3が樹脂フィルム2上に形成されこれら
のパターン配線3の各先端が前記樹脂フィルム2から突
出状態に配されてコンタクトピン3aとされるコンタク
トプローブ1の技術が提案されている(例えば、特公平
7−82027号公報)。この技術例では、複数のパタ
ーン配線3の先端をコンタクトピン3aとすることによ
って、多ピン狭ピッチ化を図るものである。
【0004】一般に、Al(アルミニウム)合金等で形
成されるICチップ等の各端子(パッド)は、その表面
が空気中で酸化して、薄い酸化アルミニウム膜で覆われ
た状態となっている。そのため、パッドの電気テストを
行うには、アルミニウムの表面酸化膜を剥離させ、内部
のアルミニウムを露出させて、導電性を確保する必要が
ある。そこで、前記コンタクトプローブ1においては、
コンタクトピン3aをパッドの表面に接触させつつ、オ
ーバードライブをかけることにより、コンタクトピン3
aの先端部でパッド表面のアルミニウムの表面酸化膜を
擦り取り、内部のアルミニウムを露出させるようにして
いる。この作業は、スクラブ(scrub)と呼ばれる。
【0005】ところで、前記コンタクトプローブ1の製
造は、以下の工程を経て行われる。 ステンレス板の上面に銅メッキを施す。 この銅層にレジストマスク(マスク)を形成し、フォ
トマスクを介して露光・現像を行う。 レジストマスクされていない部分にニッケルメッキを
施して前記パターン配線3を形成する。 このパターン配線3のうち、前記コンタクトピン3a
とされる先端部を除いた部分の上面に、前記樹脂フィル
ム2を被着させる。 この樹脂フィルム2とパターン配線3と前記銅層とか
らなる部分と、前記ステンレス板とを分離させる。 この樹脂フィルム2とパターン配線3とから部分か
ら、前記銅層を除去して、前記コンタクトプローブ1を
作製する。
【0006】上記の製造方法によれば、前記コンタクト
ピン3aの下面3bは、平坦に形成される。このため、
前記コンタクトピン3aを、その軸線がパッド面に対し
て平行となるように配設すると、オーバードライブして
も、該パッド面と前記平坦な下面3bとが平行に当接す
るのみであり、アルミニウムの表面酸化膜を良好に擦り
取ることができない。このことから、前記コンタクトピ
ン3aは、図30に示すように、パッド面Paに対して
一定の接触角θを有するように傾斜して配設されてい
た。
【0007】前記接触角θを保持しつつ前記コンタクト
ピン3aを配設するには、前記コンタクトプローブ1を
所定角θ傾斜させて組み込むための各種部品30,50
や治具等が必要とされる。これらの各種部品30,50
や治具等は、コンタクトプローブ1を傾斜させた状態で
組み込む構成であるため、例えば、コンタクトプローブ
1を単に水平に載置させるものに比べて構造が複雑とな
る。さらに、前記接触角θは、スクラブ時にスクラブ距
離(パット表面に沿って皮膜を削り取る長さ)や深さに
大きく影響を与え、該接触角θの如何によっては、スク
ラブ時にコンタクトピン3aの先端部がパッドPからは
み出してしまったり、パッドP自体を傷つけることか
ら、前記部品30,50には、その接触角θの正確さを
確保するに十分な精密さが要求され、加工が困難であ
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、スクラブを
行うに際しては、コンタクトピンがパッド表面のアルミ
ニウムの表面酸化膜のみならず、その下のパッド自体
(下地)まで傷つけてしまうことを防止する必要があ
る。スクラブ時にパッドの下地が傷つくのを防止するた
めには、コンタクトピンのパッドに対する接触角を十分
な大きさまで確保することが必要とされる。というの
は、接触角が小さいと、表面のアルミニウムの除去量が
著しく大きくなり、パッド下地にまで影響を及ぼすとい
う理由からである。そこで、図31に示すように、治具
(不図示)を使用して、コンタクトピン3aの先端部3
Tを接触面Pに対して略垂直になるように折り曲げるこ
とが検討されている。
【0009】しかしながら、コンタクトピンの折り曲げ
た先端部の高さや間隔にはどうしてもばらつきがあるた
め、すなわちピン下端に不揃いが発生するために、チッ
プやLSIチップ等の半導体チップ又は液晶パネルの各
端子に接触させる際に、導通していない状態が生じ、接
触精度が悪い。また、オーバードライブ量を増加させる
と、特にパッドがアルミニウムと比較して軟質な材料
(例えば金)により形成されている場合には、パッド下
地に傷が付くという問題点がある。なお、コンタクトピ
ンの先端を研磨により揃えることができるが、これには
手間や長時間を要し、検査効率が低くなる。
【0010】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、研磨が不要であるとともに、各コンタクトピンの
先端の高さを揃えて、オーバードライブの際に各コンタ
クトピンが同時にパッドに接触して、接触精度が高いコ
ンタクトプローブおよびその製造方法、並びにプローブ
装置を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明のコンタクトプローブは、複数のパターン配線
がフィルム上に形成されこれらのパターン配線の各先端
が前記フィルムから突出状態に配されてコンタクトピン
とされるコンタクトプローブであって、前記フィルムに
は、金属フィルムが直接張り付けられて設けられ、前記
コンタクトピンは、メッキ処理によりその本体部を形成
する際に本体部に対して下方へ垂直に突出した状態の先
端部もNiまたはNi合金により一体成形されたもので
あることを特徴とする。さらに、前記金属フィルムに
は、第2のフィルムが直接張り付けられて設けられてい
る。
【0012】本発明のコンタクトプローブの製造方法
は、基板層の上に、コンタクトピンの材質に被着又は結
合する材質からなる第1の金属層を形成する金属層形成
工程と、第1の金属層の上に第1のマスクを施して、こ
の第1の金属層のマスクされていない部分に、前記コン
タクトピンの先端部となる開口部を形成し、この後、第
1のマスクを除去する第1のパターン形成工程と、第1
の金属層の上に第2のマスクを施して、この第2のマス
クに、前記コンタクトピンの本体部となる開口部を、そ
の一端部が前記第1の金属層の前記開口部に重なるよう
に形成する第2のパターン形成工程と、前記第1の金属
層の各開口部および第2のマスクの各開口部に、コンタ
クトピンに供される第2の金属層をメッキ処理し前記本
体部とともに本体部に対して下方へ垂直に突出した状態
の先端部も一体成形するメッキ処理と、第2のマスクを
除いた第2の金属層の上に、前記コンタクトピンに供さ
れる部分以外をカバーするフィルムを被着する被着工程
と、前記フィルムと前記第2の金属層からなる部分か
ら、前記基板層と前記第1の金属層からなる部分を分離
する分離工程と、を備えていることを特徴とするもので
ある。
【0013】本発明のプローブ装置は、上記コンタクト
プローブをパターン配線の各基端に接続される端子を有
する回路に接続してなるプローブ装置であって、このプ
ローブ装置は、前記フィルム上に配されて該フィルムか
ら前記コンタクトピンよりも短く突出する強弾性フィル
ムと、この強弾性フィルムと前記コンタクトプローブと
を挟持するコンタクトプローブ挟持体とを備えているこ
とを特徴とするものである。また、上記コンタクトプロ
ーブを前記パターン配線の各基端に接続される端子を有
する回路に接続してなるプローブ装置であって、前記金
属フィルム上に配されて金属フィルムから前記コンタク
トピンよりも短く突出する強弾性フィルムと、この強弾
性フィルムと前記コンタクトプローブとを挟持するコン
タクトプローブ挟持体とを備え前記コンタクトピンの
前記金属フィルムからの突出長さをX1、前記フィルム
の前記金属フィルムからの突出長さをX2としたとき、
X1>X2とする構成を採用し、前記フィルムは、前記
強弾性フィルムが前記コンタクトピンを押圧するときに
緩衝材となるように前記強弾性フィルムよりも先端側に
長く形成されている。
【0014】本発明の作用としては、例えばマスク露光
技術を用いて、コンタクトピンの先端部が本体部の下面
より垂直に突出した状態で一体成形するので、従来のよ
うな折り曲げ加工を行わず、各コンタクトピンの先端部
の寸法を高精度にして、先端部の高さを均一に揃えるこ
とができ、従来のような研磨が不要になる。また、パッ
ドがアルミニウムよりも軟質な材料(例えば金)により
形成されている場合、コンタクトピンをパッド面に対し
て平行に配設しても、スクラブを行わずに、オーバード
ライブをかけるだけで、各コンタクトピンの先端部の下
面がパッドの酸化膜のみを取り除き、下地に傷を付ける
ことなく確実に接触する。このように、コンタクトプロ
ーブを傾斜配置させる必要がないことから、従来に比べ
て、コンタクトプローブを組み込むための部品や治具等
の構造が単純化され、加工が容易となる。
【0015】本発明の製造方法により作製されたコンタ
クトプローブは、コンタクトピンをパッド面に対して平
行に配設可能であるため、フィルム先端部から各パッド
までの距離が異なるパッド群に対しても、フィルム先端
部からの各コンタクトピンの突出量をそれぞれのパッド
距離に応じて変えて形成することにより、全てのパッド
に対応することができる。しかも、その場合、各コンタ
クトピンの各パッドに対する接触角を同一にすることが
できる。
【0016】このコンタクトプローブでは、前記フィル
ムが、例えば水分を吸収して伸張し易い樹脂フィルム等
であっても、該フィルムには、金属フィルムが直接張り
付けられて設けられているため、該金属フィルムにより
前記フィルムの伸びが抑制される。したがって、フィル
ムの伸びによってコンタクトピンのピッチがずれること
がなく、各パッドとの確実なコンタクトをとることがで
きる。
【0017】このコンタクトプローブでは、前記金属フ
ィルムに第2のフィルムが直接張り付けられて設けられ
ているため、各種部品によるコンタクトプローブの組み
込み時の締付けに対して緩衝材となるという作用効果が
得られる。したがって、組み込み時に配線パターンに与
えるダメージを軽減させることができる。また、LCD
用のものにあっては、金属フィルムとTABICの端子
とのショートを防止することができる。
【0018】このプローブ装置では、前記強弾性フィル
ムが設けられ、該強弾性フィルムがコンタクトピンの先
端を上方から押さえるため、ピン先端が上方に湾曲した
ものが存在しても、パッドに確実に接触させることがで
き、各ピンに均一な接触圧が得られるところから接触不
良による測定ミスをなくすことができる。この場合、前
記凸部を形成したコンタクトピンを、例えばパッド面に
対して平行に配設した場合には該コンタクトピンとパッ
ド面との間に角度が無い分、特に、前記ピン先端が上方
に湾曲したものが存在していると、オーバードライブし
てもコンタクトが不確実となることが考えられるが、本
プローブ装置では、その危惧がない。
【0019】前記フィルムが前記強弾性フィルムよりも
先端側に長く形成されて該強弾性フィルムがコンタクト
ピンを押圧するときに緩衝材となるため、繰り返しオー
バードライブをかけても、強弾性フィルムとの摩擦によ
りコンタクトピンが歪んで湾曲すること等がなく、パッ
ドに対して安定した接触を保つことができる。この場
合、コンタクトピンを、例えばパッド面に対して平行に
配設した場合には該コンタクトピンとパッド面との間に
角度が無い分、特に、前記ピンに湾曲したもの等が存在
していると、オーバードライブしてもコンタクトが不確
実となることが考えられるが、本プローブ装置では、そ
の危惧がない。
【0020】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を参照して説明する。以下、本発明に係るコンタクト
プローブの製造方法の第1の実施形態を図1乃至図13
を参照しながら説明する。
【0021】本実施形態のコンタクトプローブ1の基本
構成は、前記図29に示したとおり、ポリイミド樹脂フ
ィルム2の片面に金属で形成されるパターン配線3を張
り付けた構造となっており、前記樹脂フィルム2の端部
から前記パターン配線3の先端が突出してコンタクトピ
ン3aとされている。ここで、本実施形態の特徴は、図
9に示すように、コンタクトピン3aの先端部3Tが本
体部3Kに対して下方へ垂直に突出している点である。
【0022】次に、図1乃至図9を参照して、前記コン
タクトプローブ1の作製工程について工程順に説明す
る。
【0023】〔支持金属板および金属層形成工程〕先
ず、図1に示すように、ステンレス製の支持金属板(基
板層)5上に、Cu(銅)メッキによりベースメタル層
(第1の金属層)6を形成する。このベースメタル層6
は、支持金属板5の上面に均一の厚さで形成する。
【0024】〔第1のパターン形成工程、第1の露光工
程〕次に、このベースメタル層6の上に、第1のフォト
レジスト層(第1のマスク)7を形成した後、写真製版
技術を用いて、第1のフォトレジスト層7上に、光を透
過させない部分8aを複数有する所定のパターンの第1
のフォトマスク8を施す。これら光を透過させない部分
8a(図1では5つ図示されているが、これに限らな
い)は等間隔に配置され、コンタクトピン3aの先端部
3Tを形成するためのものである。
【0025】ここで、露光し、図2に示すように、第1
のフォトレジスト層7を現像し、第1のフォトレジスト
層7の、光を透過させない部分8aで覆われている部分
に開口部7aをそれぞれ形成する。この後、第1のフォ
トマスク8を除去する。
【0026】本実施形態においては、第1のフォトレジ
スト層7をネガ型フォトレジストによって形成している
が、ポジ型フォトレジストを採用して所望の開口部7a
を形成しても構わない。また、本実施形態においては、
前記第1のフォトレジスト層7が、本願請求項にいう
「第1のマスク」に相当する。但し、本願請求項の「第
1のマスク」とは、本実施形態の第1のフォトレジスト
層7のように、第1のフォトマスク8を用いた露光・現
像工程を経て開口部7aが形成されるものに限定される
わけではない。例えば、メッキ処理される箇所に予め孔
が形成された(すなわち、予め、図2の符号7で示す状
態に形成されている)フィルム等でもよい。本願請求項
において、このようなフィルム等を「第1のマスク」と
して用いる場合には、本実施形態におけるパターン形成
工程は不要である。後述する第2のマスク9についても
同様である。この開口部7aを形成する位置は、その後
の工程でNiまたはNi合金層N(第2の金属層)によ
り形成されるコンタクトピン3aの、パッド(測定対象
物)Pに対する先端部(接触部)3Tに相当する位置と
する。
【0027】そして、図3に示すように、Cuエッチン
グを行うことにより、ベースメタル層6の、第1のフォ
トレジスト層7(図2参照)の開口部7aと対応する部
分を除去して、開口部6aを形成した後、第1のフォト
レジスト層7を除去する。
【0028】〔第2のパターン形成工程、第2の露光工
程〕図4(a),(b)に示すように、前記ベースメタ
ル層6上に第2のフォトレジスト層(第2のマスク)9
を形成し、さらに、写真製版技術を用いて、第2のフォ
トレジスト層9上に、光を透過させない部分10aを複
数有する所定のパターンの第2のフォトマスク10bを
施す。これら光を透過させない部分10aは、互いに等
間隔で平行に延びており、コンタクトピン3aの本体部
3Kを形成するためのものである。なお、光を透過させ
ない部分10aの一端部は前記ベースメタル層6の開口
部6aと重なる位置に形成されている。この後、露光す
ることにより、図5(a),(b)に示すように、第2
のフォトレジスト層9の、前記光を透過させない部分1
0aで覆われている部分に開口部(溝)9aをそれぞれ
形成し、第2のフォトマスク10aを除去する。各開口
部9はその一端部が第1のフォトレジスト層7の開口部
7aと重なる位置に形成されている。
【0029】〔電解メッキ工程〕図6に示すように、第
1の金属層6の各開口部6aおよび前記第2のフォトレ
ジスト層9の各開口部9aに、コンタクトピン3aに供
される第2の金属層Nをメッキ処理により形成する。す
なわち、各開口部6a,9aに前記パターン配線3とな
るNiまたはNi合金層Nをメッキ処理により形成す
る。これにより、NiまたはNi合金層Nによりなるパ
ターン配線3(コンタクトピン3a)は、その本体部3
Kより先端部3Tが下方へ垂直に突出して、この先端部
3Tはパッドに対する接触部となる。その後、図7に示
すように、第2のフォトレジスト層9を除去する。
【0030】〔フィルム被着工程〕次に、図8に示すよ
うに、前記NiまたはNi合金層Nの上であって、図2
9に示した前記パターン配線3の先端、すなわち、コン
タクトピン3aとなる部分以外に、前記樹脂フィルム2
を接着剤2aにより接着する。この樹脂フィルム2は、
ポリイミド樹脂PIに金属フィルム(銅箔)500が一
体に設けられた二層テープである。このフィルム被着工
程の前までに、二層テープのうちの銅面500に、銅エ
ッチングの後、用途により金メッキを施して、グラウン
ド面を形成しておき、このフィルム被着工程では、二層
テープのうちの樹脂面PIを接着剤2aを介して前記N
iまたはNi合金層Nに被着させる。なお、金属フィル
ム500は、銅箔に加えて、Ni、Ni合金等でもよ
い。
【0031】〔分離工程〕そして、図9(a),(b)
に示すように、樹脂フィルム2とパターン配線3とベー
スメタル層6とからなる部分から、支持金属板5を分離
させた後、Cuエッチングを経て、樹脂フィルム2にパ
ターン配線3のみを接着させた状態とする。
【0032】〔金コーティング工程〕次に、露出状態の
パターン配線3に、Auメッキを施し、表面にAuメッ
キ層Aを形成する。このとき、樹脂フィルム2から突出
状態とされた前記コンタクトピン3aでは、全周に亙る
表面全体にAu層Aが形成される。
【0033】以上の工程により、図11および図12に
示すような、樹脂フィルム2にパターン配線3を接着さ
せたコンタクトプローブ1が作製される。
【0034】図11は、前記コンタクトプローブ1をI
Cプローブとして所定形状に切り出したものを示す図で
あり、図12は図11のC−C線断面図である。図11
および図12に示すように、樹脂フィルム2には、パタ
ーン配線3から得られた信号を引き出し用配線10を介
してプリント基板20(図10参照)に伝えるための窓
11が設けられている。
【0035】図12に示すように、前記金属フィルム5
00は、コンタクトピン3aの近傍まで設けられ、コン
タクトピン3aは、金属フィルム500の先端部からの
突出量Lが5mm以下とされている。この金属フィルム
500は、グラウンドとして用いることができ、それに
より、プローブ装置(プローブカード)70の先端近く
までインピーダンスマッチングをとる設計が可能とな
り、高周波域でのテストを行う場合にも反射雑音による
悪影響を防ぐことができる。
【0036】また、樹脂フィルム2(ポリイミド樹脂P
I)に張り付けられた金属フィルム500には、さらに
以下の利点がある。すなわち、金属フィルム500が無
い場合、樹脂フィルム2は、ポリイミド樹脂からなって
いるため、水分を吸収して伸びが生じ、図13に示すよ
うに、コンタクトピン3a,3a間の間隔tが変化する
ことがあった。そのため、コンタクトピン3aがパッド
の所定位置に接触することができず、正確な電気テスト
を行うことができないという問題があった。本実施形態
では、樹脂フィルム2に金属フィルム500を張り付け
ることにより、湿度が変化しても前記間隔tの変化を少
なくし、コンタクトピン3aをパッドの所定位置に確実
に接触させるようになっている。
【0037】図10に示すように、前記コンタクトピン
3aには、そのパッドに対する接触部に前記先端部3T
が形成されるため、例えば、コンタクトプローブ1をパ
ッド面Paに対して平行に配設した場合であっても、オ
ーバードライブをかけるだけで、該先端部3Tがパッド
Pに対して確実に接触する。このことから、コンタクト
プローブ1を傾斜配設させる必要があった従来に比べ
て、コンタクトプローブ1を組み込むための部品31や
治具等の構造が単純化され、加工が容易となる。具体的
には、コンタクトプローブ1を例えば部品31に接着さ
せる等の単純な構成によっても、組み込むことが可能と
なる。
【0038】上記のように構成されたプローブ装置70
を用いて、ICチップのプローブテスト等を行う場合
は、プローブ装置70をプローバーに装着するとともに
テスターに電気的に接続し、所定の電気信号をパターン
配線3のコンタクトピン3aからウェーハ上のICチッ
プに送ることによって、該ICチップからの出力信号が
コンタクトピン3aから基板を通してテスターに伝送さ
れ、ICチップの電気的特性が測定される。
【0039】この場合、コンタクトピン3aをその先端
部3Tが本体部3Kの下面より垂直に突出した状態で一
体成形するので、各先端部3Tの寸法を高精度にして、
各先端部3Tの高さを揃えることができ、従来のような
手間や時間のかかる研磨が不要になる。また、コンタク
トピン3aの先端部3Tの高さや間隔が均一になるの
で、チップやLSIチップ等の半導体チップ又は液晶パ
ネルの各端子に接触させる際に、オーバードライブ量が
少なくても、確実に導通して、接触精度が高い。さら
に、パッドがアルミニウムよりも軟質な材料(例えば
金)により形成されている場合、コンタクトピン3aを
パッド面に対して平行に配設しても、スクラブを行わず
に、オーバードライブをかけるだけで、下地に傷を付け
ることなく確実に接触する。このように、コンタクトプ
ローブを傾斜配置させる必要がないことから、従来に比
べて、コンタクトプローブを組み込むための部品や治具
等の構造が単純化され、加工が容易となる。そして、コ
ンタクトプローブをパッド面に対して平行に配設し、コ
ンタクトピン3aの先端部3Tの下面が平面であって
も、オーバードライブ量を増加させることにより、針圧
を高くできて、パッドに対して食い込むため、良好なコ
ンタクトを得ることができる。すなわち、パッドがアル
ミニウム等の比較的硬い材質で形成されている場合に
は、オーバードライブ時に針圧を高くすることにより、
アルミニウムの酸化膜のみを除去することができる。
【0040】さらに、上記従来の製造方法により作製さ
れたコンタクトプローブは、図30に示すように、その
下面3bが平坦であったため、良好なコンタクトを得る
ためにはスクラブが必要で、コンタクトピン3aを傾斜
させて配設する必要があったが、当該従来の、コンタク
トピン3aを斜め下方に突出させる構成によれば、フィ
ルム先端部2kから各パッドPまでの距離が等しく配列
された(例えば平面視してフィルム先端部2kと平行な
直線状に配列された)パッドP群には対応できるもの
の、フィルム先端部2kから各パッドP,P2までの距
離が異なる(例えば平面視千鳥格子状に配列された)パ
ッドP,P2群に対しては対応できなかった。
【0041】というのは、コンタクトピン3aはフィル
ム先端部2kからフィルム面2eに沿って(フィルム面
2eと平行に)突出するため、フィルム2(コンタクト
プローブ1)を傾斜させて配設する従来の構成において
は、フィルム先端部2kから各パッドPまでの距離が等
しければ、各コンタクトピン3aと各パッドPとの接触
角θを一定にできるが、前記距離が異なると、それらの
全パッドP,P2‥に対して各コンタクトピン3a‥を
接触させる構成は構造上困難であり、ましてやその場合
に、各パッドP,P2‥との接触角θを一定に保つこと
はできないからである。
【0042】これに対して、本実施形態の製造方法によ
り作製されたコンタクトプローブ1は、図10に示すよ
うに、コンタクトピン3aをパッド面Paに対して平行
に配設可能であるため、フィルム先端部2kから各パッ
ドP,P2までの距離が異なるパッドP,P2群に対して
も、フィルム先端部2kからの各コンタクトピン3a,
3a2の突出量をそれぞれのパッドP,P2距離に応じて
変えて形成することにより、全てのパッドP,P2‥に
対応することができる。しかも、その場合、各コンタク
トピン3a,3a2の各パッドP,P2に対する接触角を
同一(本実施形態では垂直)にすることができる。
【0043】なお、第1の実施形態においては、コンタ
クトプローブ1をプローブカードであるプローブ装置7
0に適用したが、他の測定用治具等に採用しても構わな
い。例えば、ICチップを内側に保持して保護し、IC
チップのバーンインテスト用装置等に搭載されるICチ
ップテスト用ソケット等に適用してもよい。また、コン
タクトプローブを水平状態になるように配置したが、こ
れに限らず、図30および図31に示したように斜めに
配置して、スクラブを行ってもよい。
【0044】次に、図14乃至図19を参照して、第2
の実施形態について説明する。本実施形態は、第1の実
施形態においてICプローブ用の所定形状に切り出した
コンタクトプローブ1(図11参照)を、それに代えて
LCD用プローブの所定形状に切り出して使用するもの
である。LCD用プローブに切り出されたコンタクトプ
ローブは、図14乃至16に符号200で示され、符号
201は樹脂フィルムである。
【0045】図17に示すように、LCD用プローブ装
置(プローブ装置)100は、コンタクトプローブ挟持
体110と、このコンタクトプローブ挟持体110を額
縁状フレーム120に固定してなる構造を有しており
(実際には複数個のコンタクトプローブ挟持体110が
取り付けられるがここでは1つのみを図示した)、この
コンタクトプローブ挟持体110から突出したコンタク
トピン3aの先端がLCD(液晶表示体)90の端子
(図示せず)に接触するようになっている。
【0046】図16に示すように、コンタクトプローブ
挟持体110は、トップクランプ111とボトムクラン
プ115とを備えている。トップクランプ111は、コ
ンタクトピン3aの先端を押さえる第1の突起112、
ドライバーICであるTABIC(回路)300側の端
子301を押さえる第2の突起113およびリードを押
さえる第3の突起114を有している。
【0047】コンタクトプローブ200をボトムクラン
プ115の上に載置し、さらにTABIC300の端子
301がコンタクトプローブ200の樹脂フィルム20
1,201間に位置するように載置する。その後、トッ
プクランプ111を第1の突起112が樹脂フィルム2
01の上でかつ第1の突起113が端子301に接触す
るように乗せボルトにより組み立てる。
【0048】図18に示すように、コンタクトプローブ
200を組み込み、ボルト130によりトップクランプ
111とボトムクランプ115を組み合わせることによ
り、コンタクトプローブ挟持体110が作製される。
【0049】LCD用プローブ装置100を用いたLC
D90の電気的テストは、LCD用プローブ装置100
のコンタクトピン3aの先端をLCD90の端子(図示
せず)に接触させた状態で、TABIC300を駆動さ
せて種々のテスト用信号を送り、該信号に反応してコン
タクトピン3aから得られた信号をTABIC300を
通して外部に取り出すことにより行われる。なお、LC
D90の場合は、ON−OFFのみがテストされるた
め、前記ICのテストに比べて、高周波特性は特に問題
とされない。
【0050】上記LCD用プローブ装置100において
も、例えば、図19に示すように、コンタクトプローブ
200をLCD90の端子面に対して平行に配設した場
合であっても、オーバードライブをかけるだけで、先端
部3Tが端子に対して確実に接触する。このことから、
従来に比べて、コンタクトプローブ200を組み込むた
めの部品(例えば、ボトムクランプ115)や治具等の
構造が単純化され、加工が容易となる。コンタクトプロ
ーブ200を組み込むに際しては、例えば部品(例え
ば、トップクランプ111)に接着させる等の単純な構
成で行うことが可能となる。
【0051】次に、図20乃至図22を参照して、第3
の実施の形態について説明する。図20に示すように、
上記第2の実施の形態において説明した、コンタクトプ
ローブ200におけるコンタクトピン3aは、その先端
が正常な先端Sの他に、上方に湾曲した先端S1や下方
に湾曲した先端S2が生じることがあった。この場合、
図21に示すように、上記樹脂フィルム201を第1の
突起112およびボトムクランプ115で挟持してコン
タクトピン3aをLCD90の端子に押しつけても、正
常な先端S1および下方に湾曲した先端S2は、LCD
90の端子に接触するが、上方に湾曲した先端S1は、
仮に接触したとしても十分な接触圧が得られないことが
あった。このことから、コンタクトピン3aのLCD9
0に対する接触不良が発生し正確な電気テストが行えな
いことがあった。また、テスト時に所望の接触圧を得る
ためにコンタクトピン3aの押し付け量を増減させる
が、大きな接触圧を得るためには大きな押し付け量が必
要となるものの、針の形状からその量には限度があり、
大きな接触圧を得られないことがあった。
【0052】そこで、第3の実施の形態では、図20乃
至図22に示すように、コンタクトピン3aの上方に湾
曲した先端S1と下方に湾曲した先端S2とを正常な先
端Sと整列させるため、樹脂フィルム201の上部に有
機または無機材料からなる強弾性フィルム400を、コ
ンタクトピン3aが突出する側の樹脂フィルム201
に、該コンタクトピン3aよりも短く突出するように重
ね合わせ、その状態でコンタクトプローブ200および
強弾性フィルム400を、トップクランプ111の第1
の突起112とボトムクランプ115とで挟持してなる
コンタクトプローブ挟持体110を採用した。この場
合、強弾性フィルム400は、その先端側が下方に向け
て折曲され、上方に湾曲した先端S1を押圧するように
なっている。
【0053】なお、強弾性フィルム400は、有機材料
であれば、ポリエチレンテレフタレートなどからなり、
無機材料であれば、セラミックス、特にアルミナ製フィ
ルムからなることが好ましい。また、本実施形態のよう
にコンタクトピン3aをLCD90の端子面に平行に配
設する場合には、上方に湾曲した先端S1を適宜押圧で
きるように、前記強弾性フィルム400の先端側を下方
に向けて折曲させるが、コンタクトピン3aを前記端子
面に対して傾斜させて配設する場合には、強弾性フィル
ム400を折曲しなくても前記先端S1を押圧すること
ができる。
【0054】このコンタクトプローブ挟持体110を額
縁状フレーム120(図17参照)に固定し、コンタク
トピン3aをLCD90の端子に押し当てると、強弾性
フィルム400がコンタクトピン3aを上方から押さ
え、前記上方に湾曲した先端S1であってもLCD90
の端子に確実に接触する。これにより、各コンタクトピ
ン3aに均一な接触圧が得られ、接触不良による測定ミ
スをなくすことができる。
【0055】さらに、強弾性フィルム400からのコン
タクトピン3aの突出量を変化させることにより、コン
タクトピン3aを押しつけたときにコンタクトピン3a
を上から押さえるタイミングを変えることが可能とな
り、所望の押しつけ量で所望の接触圧を得ることができ
る。
【0056】上記第3の実施形態におけるLCD用プロ
ーブ装置100の場合、コンタクトピン3aを、図22
に示すように、例えば端子面に対して平行に配設した場
合には該コンタクトピン3aと端子面との間に角度が無
い分、特に、前記ピン先端が上方に湾曲したものS1が
存在していると、オーバードライブしてもコンタクトが
不確実となることが考えられるが、本プローブ装置10
0では、その危惧がない。
【0057】次に、図23および図24を参照して、第
4の実施形態について説明する。図23に示すように、
樹脂フィルム201の上に金属フィルム500を張り付
け、その上にさらに第2の樹脂フィルム202を張り付
ける構成を採用するとともに、図24に示すように、こ
の第2の樹脂フィルム202の上に強弾性フィルム40
0を設けたものである。ここで、第2の樹脂フィルム2
02を設けたのは、コンタクトプローブ200とTAB
IC300の端子301とを接続させるべく、トップク
ランプ111の突起113で端子301を押さえたとき
に、金属フィルム500とTABIC300の端子30
1とのショートを防ぐためである。また、第2の樹脂フ
ィルム202を設けることで、金属フィルム500の表
面が覆われることになり、大気中での酸化の進行を有効
に抑えることができる。
【0058】次に、図25および図26を参照して、第
5の実施形態について説明する。上述した実施形態で
は、強弾性フィルム400がコンタクトピン3aに押圧
接触しており、繰り返しの使用により強弾性フィルム4
00とコンタクトピン3aの摩擦が繰り返され、これに
よる歪みが蓄積されると、コンタクトピン3aが左右に
曲がり、接触点がずれることがあった。
【0059】そこで、第5の実施形態では、図25に示
すように、前記樹脂フィルム201を従来よりも幅広な
フィルム201aとするとともに、コンタクトピン3a
の金属フィルム500からの突出長さをX1、幅広樹脂
フィルム201aの金属フィルム500からの突出長さ
をX2とすると、X1>X2とする構成を採用した。そ
して、図26に示すように、前記強弾性フィルム400
を幅広樹脂フィルム201aよりも短く突出するように
重ねて使用すると、強弾性フィルム400は、柔らかい
幅広樹脂フィルム201aに接触し、コンタクトピン3
aとは直接接触しないため、コンタクトピン3aが左右
に曲がることが防止できる。
【0060】上記第5実施形態におけるLCD用プロー
ブ装置100では、前記幅広フィルム201aが前記強
弾性フィルム400よりも先端側に長く形成されて該強
弾性フィルム400がコンタクトピン3aを押圧すると
きに緩衝材となるため、繰り返しオーバードライブをか
けても、強弾性フィルム400との摩擦によりコンタク
トピン3aが歪んで湾曲すること等がなく、端子に対し
て安定した接触を保つことができる。この場合、図26
に示すように、コンタクトピン3aを、例えば端子面に
対して平行に配設した場合には該コンタクトピン3aと
端子面との間に角度が無い分、特に、前記ピン3aに湾
曲したもの等が存在していると、オーバードライブして
もコンタクトが不確実となることが考えられるが、本プ
ローブ装置100では、その危惧がない。
【0061】次に、図27および図28を参照して、第
6の実施の形態について説明する。金属フィルム500
の上に第2の樹脂フィルム202を張り付け、その場
合、コンタクトピン3aの金属フィルム500からの突
出長さをX1、幅広樹脂フィルム201aの金属フィル
ム500からの突出長さをX2とすると、X1>X2の
関係になるように構成する。そして、図28に示すよう
に、第2の樹脂フィルム202の上に設ける強弾性フィ
ルム400は、幅広樹脂フィルム201aよりも短く突
出するように重ねるようにしてもよい。
【0062】
【発明の効果】本発明は、以上説明したとおりに構成さ
れているので、以下に記載するような効果を奏する。請
求項1または請求項に記載の発明は、コンタクトピン
をその先端部が本体部の下面より垂直に突出する状態で
一体成形するので、前記先端部の寸法を高精度にして、
先端部の高さを各ピンにおいて揃えることができ、従来
のような研磨が不要になる。結果的に、接触精度が向上
し、オーバードライブ量が少なくて済む。また、パッド
がアルミニウムと比較して軟質な材料(例えば金)によ
り形成されている場合、例えばコンタクトプローブをパ
ッド面に対して平行に配設し、オーバードライブをかけ
るだけで、コンタクトピンの先端部がパッドに接触し、
下地に傷を付けることなく良好な導電性を確保すること
ができる。このことから、従来に比べて、コンタクトプ
ローブを組み込むための部品や治具等の構造が単純化さ
れ、加工を容易にすることができる。さらに、コンタク
トプローブを水平に配置し、コンタクトピンの先端部の
下面が平面であっても、オーバードライブ量を増加させ
ることにより、針圧を高くできて、パッドに対して食い
込むため、良好なコンタクトを得ることができる。すな
わち、パッドがアルミニウム等の比較的硬い材質で形成
されている場合には、オーバードライブ時に針圧を高く
することにより、アルミニウムの酸化膜のみを除去する
ことができる。そして、第1の金属層の厚さにより、コ
ンタクトピンの先端部の高さを容易に調整できる。
【0063】また、本発明のコンタクトプローブの前記
フィルムには、金属フィルムが直接張り付けられて設け
られているため、前記フィルムが、例えば水分を吸収し
て伸張し易い樹脂フィルム等であっても、該金属フィル
ムにより前記フィルムの伸びが抑制される。したがっ
て、フィルムの伸びによってコンタクトピンのピッチが
ずれることがなく、各パッドとの確実なコンタクトをと
ることができる。
【0064】請求項に記載の発明は、前記金属フィル
ムに、第2のフィルムが直接張り付けられて設けられて
いるため、各種部品によるコンタクトプローブの組み込
み時の締付けに対して緩衝材となるという効果が得られ
る。したがって、組み込み時に配線パターンに与えるダ
メージを軽減させることができる。また、LCD用のも
のにあっては、金属フィルムとTABICの端子とのシ
ョートを防止することができる。
【0065】請求項または請求項に記載のプローブ
装置によれば、強弾性フィルムがコンタクトピンの先端
を上方から押さえるため、ピン先端が上方に湾曲したも
のが存在しても、パッドに確実に接触させることがで
き、各ピンに均一な接触圧が得られるところから接触不
良による測定ミスをなくすことができる。この場合、コ
ンタクトピンを、例えばパッド面に対して平行に配設し
た場合には該コンタクトピンとパッド面との間に角度が
無い分、特に、前記ピン先端が上方に湾曲したものが存
在していると、オーバードライブしてもコンタクトが不
確実となることが考えられるが、本プローブ装置では、
その危惧がない。
【0066】請求項に記載のプローブ装置によれば、
前記フィルムが前記強弾性フィルムよりも先端側に長く
形成されて該強弾性フィルムがコンタクトピンを押圧す
るときに緩衝材となるため、繰り返しオーバードライブ
をかけても、強弾性フィルムとの摩擦によりコンタクト
ピンが歪んで湾曲すること等がなく、パッドに対して安
定した接触を保つことができる。この場合、コンタクト
ピンを、例えばパッド面に対して平行に配設した場合に
は該コンタクトピンとパッド面との間に角度が無い分、
特に、前記ピンに湾曲したもの等が存在していると、オ
ーバードライブしてもコンタクトが不確実となることが
考えられるが、本プローブ装置では、その危惧がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るコンタクトプローブの製造方法
の第1の実施形態における第1の露光工程等を示す要部
斜視図である。
【図2】 (a)は本発明に係るコンタクトプローブの
製造方法の第1の実施形態における第1の露光工程後の
斜視図、(b)は(a)のX−X線断面図である。
【図3】 本発明に係るコンタクトプローブの製造方法
の第1の実施形態におけるCuエッチング後の斜視図で
ある。
【図4】 (a)は本発明に係るコンタクトプローブの
製造方法の第1の実施形態における第2の露光工程前を
示す斜視図、(b)は(a)のY−Y線断面図である。
【図5】 (a)は本発明に係るコンタクトプローブの
製造方法の第1の実施形態における第2の露光工程後を
示す斜視図、(b)は(a)のZ−Z線断面図である。
【図6】 本発明に係るコンタクトプローブの製造方法
の第1の実施形態における電解メッキ工程後の断面図で
ある。
【図7】 図6の状態から第2のフォトレジスト層9を
除去した状態を示す断面図である。
【図8】 は本発明に係るコンタクトプローブの製造方
法の第1の実施形態におけるフィルム接着工程後の断面
図である。
【図9】 (a)は本発明に係るコンタクトプローブの
製造方法の第1の実施形態における最終段階の要部概略
斜視図であり、(b)は断面図である。
【図10】 本発明に係るコンタクトプローブの製造方
法の第1の実施形態により製造されたコンタクトプロー
ブを組み込んだプローブ装置の一例を示す側面図であ
る。
【図11】 本発明に係るコンタクトプローブの製造方
法の第1の実施形態により製造されたコンタクトプロー
ブを示す平面図である。
【図12】 図11のC−C線断面図である。
【図13】 本発明に係るコンタクトプローブの第1の
実施形態において金属フィルムを説明するための正面図
である。
【図14】 本発明に係るプローブ装置の第2の実施形
態におけるコンタクトプローブを示す斜視図である。
【図15】 図14のA−A線断面図である。
【図16】 本発明に係るプローブ装置の第2の実施形
態におけるコンタクトプローブ挟持体を示す分解斜視図
である。
【図17】 本発明に係るプローブ装置の第2の実施形
態におけるプローブ装置を示す斜視図である。
【図18】 本発明に係るプローブ装置の第2の実施形
態におけるコンタクトプローブ挟持体を示す斜視図であ
る。
【図19】 図17のB−B線断面図である。
【図20】 本発明に係るプローブ装置の第3の実施形
態に関してコンタクトプローブの従来の欠点を示す側面
図である。
【図21】 本発明に係るプローブ装置の第3の実施形
態に関してプローブ装置の従来の欠点を示す側面図であ
る。
【図22】 本発明に係るプローブ装置の第3の実施形
態におけるプローブ装置を示す側面図である。
【図23】 本発明に係るコンタクトプローブの第4の
実施形態におけるコンタクトプローブを示す側面図であ
る。
【図24】 本発明に係るプローブ装置の第4の実施形
態におけるプローブ装置を示す側面図である。
【図25】 本発明に係るプローブ装置の第5の実施形
態におけるコンタクトプローブを示す側面図である。
【図26】 本発明に係るプローブ装置の第5の実施形
態におけるプローブ装置を示す側面図である。
【図27】 本発明に係るプローブ装置の第6の実施形
態におけるコンタクトプローブを示す側面図である。
【図28】 本発明に係るプローブ装置の第6の実施形
態におけるプローブ装置を示す側面図である。
【図29】 従来のコンタクトプローブを示す要部斜視
図である。
【図30】 従来のコンタクトプローブを組み込んだプ
ローブ装置の一例を示す側面図である。
【図31】 従来のコンタクトプローブにおいてコンタ
クトピンの先端を折り曲げた例を示す図である。
【符号の説明】
1 コンタクトプローブ 2 フィルム(樹脂フィルム) 2a 接着剤 2e フィルム面 2k フィルム先端部 3 パターン配線 3a,3a2 コンタクトピン 3b 下面 3K 本体部 3T 先端部(接触部) 5 基板層(支持金属板) 6 第1の金属層(ベースメタル層) 6a 開口部 7 第1のフォトレジスト層(第1のマ
スク) 7a マスクされていない部分(開口部) 8a 第1のフォトマスク 9 第2のフォトレジスト層(第2のマ
スク) 9a 開口部 10 引き出し用配線 10b 第2のフォトマスク 11 窓 20 基板(プリント基板) 30,31,50 部品 70 プローブ装置(プローブカード) 90 LCD 100 プローブ装置 110 コンタクトプローブ挟持体 111 トップクランプ 112 第1の突起 113 第2の突起 114 第3の突起 115 ボトムクランプ 120 額縁状フレーム 130 ボルト 200 コンタクトプローブ 201 フィルム 201a フィルム(幅広フィルム) 202 第2のフィルム 300 回路(TABIC) 301 端子 400 強弾性フィルム 500 金属フィルム N 第2の金属層(NiまたはNi合金
層) P,P2 パッド Pa パッド面 S,S1,S2 先端 θ 接触角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−115637(JP,A) 特開 平6−334006(JP,A) 特開 平8−226935(JP,A) 特開 平7−321170(JP,A) 特開 平5−129387(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 1/073 H01L 21/66

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のパターン配線(3)がフィルム
    (2,201,201a)上に形成されこれらのパター
    ン配線(3)の各先端が前記フィルム(2,201,2
    01a)から突出状態に配されてコンタクトピン(3
    a)とされるコンタクトプローブ(1,200)であっ
    て、前記フィルム(2,201,201a)には、金属フィ
    ルム(500)が直接張り付けられて設けられ、 前記コンタクトピン(3a)は、メッキ処理によりその
    本体部(3K)を形成する際に本体部に対して下方へ垂
    直に突出した状態の先端部(3T)もNiまたはNi合
    金により一体成形されたものであることを特徴とするコ
    ンタクトプローブ。
  2. 【請求項2】 前記金属フィルム(500)には、第2
    のフィルム(202)が直接張り付けられて設けられて
    いる請求項に記載のコンタクトプローブ。
  3. 【請求項3】 基板層(5)の上に、コンタクトピン
    (3a)の材質に被着又は結合する材質からなる第1の
    金属層(6)を形成する金属層形成工程と、第1の金属
    層(6)の上に第1のマスク(7)を施して、この第1
    の金属層(6)のマスクされていない部分に、前記コン
    タクトピン(3a)の先端部(3T)となる開口部(6
    a)を形成し、この後、第1のマスク(7)を除去する
    第1のパターン形成工程と、第1の金属層(6)の上に
    第2のマスク(9)を施して、この第2のマスク(9)
    に、前記コンタクトピン(3a)の本体部(3K)とな
    る開口部(9a)を、その一端部が前記第1の金属層
    (6)の前記開口部(6a)に重なるように形成する第
    2のパターン形成工程と、前記第1の金属層(6)の各
    開口部(6a)および第2のマスク(9)の各開口部
    (9a)に、コンタクトピン(3a)に供される第2の
    金属層(N)をメッキ処理し前記本体部(3K)ととも
    に本体部に対して下方へ垂直に突出した状態の先端部
    (3T)も一体成形するメッキ処理と、第2のマスク
    (9)を除いた第2の金属層(N)の上に、前記コンタ
    クトピン(3a)に供される部分以外をカバーするフィ
    ルム(2,201,201a)を被着する被着工程と、
    前記フィルム(2,201,201a)と前記第2の金
    属層(N)からなる部分から、前記基板層(5)と前記
    第1の金属層(6)からなる部分を分離する分離工程
    と、を備えていることを特徴とするコンタクトプローブ
    の製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1又は請求項のいずれか1項に
    記載のコンタクトプローブ(200)をパターン配線
    (3)の各基端に接続される端子(301)を有する回
    路(300)に接続してなるプローブ装置(100)で
    あって、このプローブ装置(100)は、前記フィルム
    (201,201a)上に配されて該フィルム(20
    1,201a)から前記コンタクトピン(3a)よりも
    短く突出する強弾性フィルム(400)と、この強弾性
    フィルム(400)と前記コンタクトプローブ(20
    0)とを挟持するコンタクトプローブ挟持体(110)
    とを備えていることを特徴とするプローブ装置。
  5. 【請求項5】 請求項に記載の製造方法により製造さ
    れたコンタクトプローブ(200)をパターン配線
    (3)の各基端に接続される端子(301)を有する回
    路(300)に接続してなるプローブ装置(100)で
    あって、このプローブ装置(100)は、前記フィルム
    (201,201a)上に配されて該フィルム(20
    1,201a)から前記コンタクトピン(3a)よりも
    短く突出する強弾性フィルム(400)と、この強弾性
    フィルム(400)と前記コンタクトプローブ(20
    0)とを挟持するコンタクトプローブ挟持体(110)
    とを備えていることを特徴とするプローブ装置。
  6. 【請求項6】 請求項1又は請求項2のいずれか1項に
    記載のコンタクトプローブ(200)を前記パターン配
    線(3)の各基端に接続される端子(301)を有する
    回路(300)に接続してなるプローブ装置(100)
    であって、前記金属フィルム(500)上に配されて金
    属フィルムから前記コンタクトピン(3a)よりも短く
    突出する強弾性フィルム(400)と、この強弾性フィ
    ルム(400)と前記コンタクトプローブ(200)と
    を挟持するコンタクトプローブ挟持体(110)とを備
    前記コンタクトピンの前記金属フィルムからの突出長さ
    をX1、 前記フィルム(201a)の前記金属フィルムからの突
    出長さをX2としたとき、X1>X2とする構成を採用
    し、 前記フィルム(201a)は、前記強弾性フィルム(4
    00)が前記コンタクトピン(3a)を押圧するときに
    緩衝材となるように前記強弾性フィルム(400)より
    も先端側に長く形成されていることを特徴とするプロー
    ブ装置。
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