JP3219054B2 - プリント基板検査用コンタクトピンの製造方法 - Google Patents

プリント基板検査用コンタクトピンの製造方法

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JP3219054B2
JP3219054B2 JP13907598A JP13907598A JP3219054B2 JP 3219054 B2 JP3219054 B2 JP 3219054B2 JP 13907598 A JP13907598 A JP 13907598A JP 13907598 A JP13907598 A JP 13907598A JP 3219054 B2 JP3219054 B2 JP 3219054B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は高密度プリント基板
の配線パターン等を電気的に検査するための検査装置に
用いられるプリント基板検査用コンタクトピンの製造
法に関し、特に、微小な検査パッドにも対応することが
でき、高導電性で柔軟性に優れたプリント基板検査用コ
ンタクトピンの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、プリント基板にはトランジス
タ、ダイオード、抵抗等の素子が所定の配線パターンで
高密度に組み込まれている。このような高密度プリント
基板の配線パターン等を電気的に検査するための検査装
置には、検査箇所に接触するためのコンタクトピンが用
いられる。
【0003】この種のプリント基板検査用コンタクトピ
ンは、高さの異なる検査パッドに対して、電気的に安定
して接続できることが求められており、従来から種々の
技術が提案されている。
【0004】例えば、特開平6ー148237号公報に
は、円筒ハウジングと、その円筒ハウジング内に設けら
れたバネと、円筒ハウジング内に嵌合可能に設けられ、
バネ圧によってフラックス膜を突き破るための可動ピン
とからなり、可動ピンは、検査箇所と接触する接触片
と、表面に溝を有する回転体とを有し、円筒ハウジング
は、接触片が検査箇所に接触する時に、バネ圧によって
溝に沿って接触片を回転案内する突起を有するプリント
配線検査用コンタクトピンが開示されている(以下、従
来例1という)。
【0005】従来例1のコンタクトピンによれば、可動
ピンあるいは円筒ハウジングに溝を設け、可動ピンが検
査箇所に接触する時に、可動ピンが押し下げられ、可動
ピンが押し下げられる時に、可動ピンが溝に沿って回転
し、この回転力で接触片がプリント基板上のフラックス
膜を押し退けながら検査箇所に接触する。そのため、可
動ピンと検査箇所とが確実に接触することになる。
【0006】また、図5は、特開昭59ー75162号
公報に開示されたプリント基板の検査方法(以下、従来
例2という)を示す説明図である。
【0007】まず、互いに絶縁され碁盤目状に配列され
た多数の導電路50を厚さ方向に有する弾性板51を用
意する(図5(A)参照)。弾性板51はゴム等で作ら
れ、弾性板51の導電路50は、例えば多数の金属粒子
の群によって形成される。
【0008】次いで、弾性板51の一方の面をプリント
基板52の一方の面に重ねるとともに、プリント基板5
2の他方の面にスポンジ等からなる緩衝材層53を介し
て受け板54を重ねる(図5(B)参照)。
【0009】次いで、プリント基板52の検査箇所であ
るスルーホール部52aに位置する弾性板51の部分
に、測定器55に接続されたコンタクトピン56の先端
部を押圧する(図5(C)参照)。
【0010】これによって、コンタクトピン56の先端
部とスルーホール部52aとが、弾性板51の導電路5
0を介して電気的に接続されるので、検査箇所の検査を
行うことができる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】従来例1では、コンタ
クトピンの円筒ハウジング内にバネを設けなければなら
ないので、コンタクトピンの構造が複雑になり、製造コ
ストがかかる。また、微細なコンタクトピンを製造する
ことは技術的に困難であり、微小な検査パッドに対する
電気的な接続が十分ではなく、高密度なプリント基板の
配線パターンの検査に対応できないという課題がある。
【0012】従来例2では、多数の金属粒子の群によっ
て形成された導電路50を備えた弾性板51を介して、
コンタクトピン56の先端部と検査箇所とを電気的に接
続しているので、微小なパッドに対する電気的な接続が
可能であり、高密度なプリント基板の配線パターン検査
において一応の効果を奏する。
【0013】しかし、微小な金属粒子を一様に形成する
ことが困難であり、100μm□以下の検査パッドの接
続を安定して行うことは困難である。
【0014】また、弾性板51の表面がコンタクトピン
56の押圧により物理的ダメージを受けて、表面の金属
粒子が欠落すると接続抵抗が増加し、特に、表面全ての
金属粒子が無くなった場合、電気的接続ができなくなる
という課題がある。
【0015】本発明の目的は、微小な検査箇所に対して
電気的に安定した接続を行うことができるプリント基板
検査用コンタクトピンの製造方法及びプリント基板検査
装置を提供することにある。本発明の他の目的は、表面
への物理的ダメージに伴う検査箇所との電気的接続不良
を防止することができるプリント基板検査用コンタクト
ピンの製造方法及びプリント基板検査装置を提供するこ
とにある。
【課題を解決するための手段】本発明のプリント基板検
査用コンタクトピンの製造方法は、(1)電極パッドを
備えた基板上に感光性樹脂層を形成する工程と、(2)
基板の電極パッドに対応する感光性樹脂層上の部分に光
を照射して、光重合部を形成する工程と、(3)光重合
部を導電性高分子の成形体に形成するとともに、光重合
部以外の感光性樹脂層を除去する反応溶液に浸す工程
と、を有し、(1)の工程から(3)の工程を複数回連
続して行うことにより、電極パッド上に導電性高分子の
成形体を積層したコンタクトピンを形成することを特徴
とするものである。
【0016】上記感光性樹脂層は、例えば、アクリル化
合物又はアクリル化合物の重合体を主な成分とする。
【0017】上記感光性樹脂層上に光を照射する部分を
狭めて、導電性高分子の成形体を先細りに積層していく
のが好ましい。
【0018】本発明の他のプリント基板検査用コンタク
トピンの製造方法は、(1)電極パッドを備えた基板上
に熱可塑性樹脂層を形成し、その熱可塑性樹脂層を導電
性高分子の成形体に形成する反応溶液に浸すことを複数
回連続して行うことにより、基板上に導電性高分子の成
形体の積層部を形成する工程と、(2)基板の電極パッ
ドに対応する積層部上の部分にレジストを形成する工程
と、(3)レジストされていない部分の積層部をエッチ
ングして除去する工程と、(4)レジストを除去する工
程と、を有することを特徴とするものである。
【0019】上記熱可塑性樹脂層は、ポリウレタン化合
物又はポリウレタン化合物の重合体を主な成分とするも
のである。
【0020】上記(3)の工程のエッチングは、ウェッ
トエッチングで行ってもよく、その場合、例えば、テト
ラフィドロフラン、ジメチルフォムルアミド、シクロヘ
キサノン又はm−クレゾールからなる群から選択される
物質を用いる。
【0021】上記(3)の工程のエッチングは、反応性
イオンエッチングで行ってもよく、その場合、例えば、
酸素ガスを用いる。
【0022】上記導電性高分子の成形体は、例えば、ポ
リピロール、ポリアニリン、ポリエチレンジオキシチオ
フェンからなる群から選択される物質である。
【0023】
【0024】上記コンタクトピンは先細りに形成される
のが好ましい。
【0025】本発明によれば、感光性樹脂層を形成し、
光化学反応方法によってパターニングしている。また、
いわゆるリソグラフィー技術により導電性高分子の成形
体上にレジストを塗布してパターニングし、電極パッド
上のレジストを残して、ウェットエッチングあるいは反
応性イオンエッチングによってパッド以外の部分を除去
している。そのため、微小なコンタクトピンを形成する
ことができる。
【0026】本発明は又、導電性高分子の成形体を形成
する工程を複数回行っている。一般的には、導電性高分
子の成形体は感光性樹脂層あるいは熱可塑性樹脂層の厚
み方向に対して、数十μm程度の厚さで形成される。一
回の工程での感光性樹脂層あるいは熱可塑性樹脂層の厚
さを数十μmとして、複数回の工程で積層を形成するこ
とにより、コンタクトピン全体を弾性変形可能な導電性
高分子の成形体にできる。そのため、コンタクトピン表
面への物理的ダメージに伴う検査箇所との電気的接続不
良を防止できる。
【0027】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら説明する。図1は、本発明のプリント
基板検査装置の構成を示す斜視図である。
【0028】図1に示すように、本発明のプリント基板
検査装置は、ガラスエポキシ基板11と、そのガラスエ
ポキシ基板11上に設けられた配線13と、その配線1
3に電気的に接続される電極パッド12と、その電極パ
ッド12上に設けられたコンタクトピン14とを有す
る。コンタクトピン14は、導電性高分子の成形体を積
層して形成される。
【0029】本発明のプリント基板検査装置によれば、
被検査プリント基板の検査パッド等にコンタクトピン1
4を電気的に接続するように押しつけることにより、配
線パターンの検査を行う。図2は、本発明の第1の実施
の形態に係るプリント基板検査用コンタクトピンの製造
方法を工程順に示す断面図である。まず、ガラスエポキ
シ基板11上に感光性樹脂21を塗布する(図2(A)
参照)。感光性樹脂21は、例えばアクリル化合物又は
アクリル化合物の重合体を主な成分とする物質である。
また、感光性樹脂21は、高価数の遷移金属塩からなる
酸化剤を含む混合物であってもよい。
【0030】次いで、ガラスエポキシ基板11の電極パ
ッド12上の感光性樹脂21にのみ紫外光24が照射さ
れるようにマスクパターン23が形成されているフォト
マスク22を、感光性樹脂21の上に設置し、紫外光2
4を照射する(図2(B)参照)。これによって、紫外
光24の照射された電極パッド12上の感光性樹脂21
は、光化学反応によって光重合部を形成する。
【0031】次いで、ガラスエポキシ基板11を導電性
高分子成形体26を形成しうる反応溶液25に浸す(図
2(C)参照)。これによって、光重合部に導電性高分
子成形体26を形成し、かつ光重合部以外の感光性樹脂
21を除去し、電極パッド12上のみに導電性高分子成
形体26を形成する。導電性高分子の成形体は、例え
ば、ポリピロール、ポリアニリン、ポリエチレンジオキ
シチオフェンである。
【0032】以上説明した図2(A)〜図2(C)の工
程を複数回連続して行うことにより、電極パッド12上
にのみ導電性高分子成形体26が積層されたコンタクト
ピン14を得る。
【0033】第1の実施の形態によれば、ガラスエポキ
シ基板11上に感光性樹脂層21を形成し、光化学反応
によってパターニングしてコンタクトピン14を形成す
るので、微細なコンタクトピン14を形成できる。その
結果、微小な検査パッドを有する高密度プリント基板の
検査が可能となる。また、複数回の一連の工程で導電性
高分子成形体の積層を形成することにより、コンタクト
ピン全体を弾性変形可能な導電性高分子の成形体にでき
る。その結果、コンタクトピン表面への物理的ダメージ
に伴う検査箇所との電気的接続不良を防止することがで
きる。
【0034】図3は、本発明の第1の実施の形態の変形
例により製造されたプリント基板検査用コンタクトピン
の断面図である。 図3に示すコンタクトピン14a
は、感光性樹脂21上に光を照射する部分を徐々に狭め
ていき、導電性高分子成形体26を先細りに積層してい
くことにより製造される。
【0035】図3に示すコンタクトピン14aによれ
ば、円柱形に形成されたコンタクトピンに比べ強度が向
上し、また、先細りに形成されているため、極めて微小
な検査箇所に対してもコンタクトピン14aを接触させ
ることができる。
【0036】次に、本発明の第2の実施の形態を説明す
る。図4は、本発明の第2の実施の形態に係るプリント
基板検査用コンタクトピンの製造方法を工程順に示す断
面図である。
【0037】まず、ガラスエポキシ基板11上に熱可塑
性樹脂41を塗布する(図4(A)参照)。熱可塑性樹
脂41は、例えばポリウレタン化合物又はポリウレタン
化合物の重合体を主な成分とする。また、熱可塑性樹脂
41は、高価数の遷移金属塩からなる酸化剤を含む混合
物であってもよい。
【0038】次いで、導電性高分子成形体26を形成し
うる反応溶液25に浸す(図4(B)参照)。これによ
って、ガラスエポキシ基板11上全面に導電性高分子成
形体26が形成される。
【0039】以上の図4(A)及び図4(B)の工程を
連続して複数回行うことにより、ガラスエポキシ基板1
1上に積層された導電性高分子成形体26を形成する
(図4(C)参照)。
【0040】次いで、ICチップの製造工程等で用いら
れるリソグラフィ技術により、導電性高分子成形体26
上で電極パッド12の真上の位置にレジスト42をパタ
ーニングする(図4(D)参照)。
【0041】次いで、ウエットエッチングあるいは反応
性イオンエッチングによって、レジスト42によるマス
キングがなされていない部分の導電性高分子成形体26
を取り除き、さらにレジスト42を取り除いて、電極パ
ッド12上にのみ導電性高分子成形体26が積層された
コンタクトピン14を得る(図4(E))。第2の実施
の形態によれば、リソグラフィ技術によってパターニン
グしているため、微細なコンタクトピンを形成できる。
その結果、微小な検査パッドを有する高密度プリント基
板の検査が可能となる。また、複数回の一連の工程で導
電性高分子成形体の積層を形成することにより、コンタ
クトピン全体を弾性変形可能な導電性高分子の成形体に
できる。その結果、コンタクトピン表面への物理的ダメ
ージに伴う検査箇所との電気的接続不良を防止すること
ができる。
【0042】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図1に示
す本発明のプリント基板検査装置は、ガラスエポキシ基
板11と、ガラスエポキシ基板11上に設けられ、被検
査プリント基板の検査パッドのサイズ及び位置に合わせ
た銅製の電極パッド12及び電極パッド12に接続され
た銅配線13と、電極パッド12上に設けられ、導電性
高分子成形体を積層して形成されたコンタクトピン14
とを有する。そして、被検査プリント基板の検査パッド
にコンタクトピン14を電気的に接続するように押しつ
けて、配線パターンの検査を行う。次に、本発明の第1
の実施の形態の一実施例を説明する。 まず、ガラスエ
ポキシ基板11上に、ドデシルベンゼンスルホン酸第二
鉄又はブチルナフタレンスルホン酸第二銅を溶解したエ
タノール溶液(濃度20〜30重量%)を50重量%含
むウレタンアクリレート系感光性樹脂(日本化薬株式会
社製KAYARADUX−3204、ヘキサメチレンジ
イソシアネート、東亜合成株式会社製アロニックスM−
5700)を60℃に加熱して滴下し、バーコーターを
用いて10μm程度の感光性樹脂層21を形成して室温
で24時間減圧乾燥する(図2(A)参照)。
【0043】次いで、間隔100μmで直径50μmの
円形開口部を有するメタルマスクを密着させ、紫外光2
4を5mW/cmの照射強度で5秒間照射して耐食性
画像を形成する(図2(B)参照)。
【0044】次いで、ガラスエポキシ基板11を5重量
%のピロールを含むブチルアルコールあるいはイソプロ
ピルアルコールに浸漬し、室温で15〜30分間保持し
て耐食性画像の現像とポリピロールの重合を同時に行
い、導電性ポリピロールが形成されたウレタンアクリレ
ート系感光性樹脂成形体26を得る(図2(C)参
照)。
【0045】以上の工程を10回連続して行うことによ
り導電性ポリピロールが積層されたコンタクトピン14
を形成する。この成形体は直径50μm、高さ100μ
mの円柱であり、プリント基板検査用コンタクトピンに
適した形状であった。得られたコンタクトピン14はそ
の高さの20%までの弾性変形が可能であるため、異な
る高さの配線パッドにも密着させることができ、また、
電気抵抗は5Ωであるため、プリント基板のオープン・
ショート検査のみならず動作試験も可能なものであっ
た。
【0046】なお、図2(A)〜(C)の工程を10回
連続して行う際、好ましくは、電極パッド12に紫外光
が照射される面積が前工程よりも後工程の方が小さいマ
スクパターンが形成された10枚のフォトマスク22を
使用する。その結果、図3に示すようにコンタクトピン
14aの形状は底面が直径50μm、上面部分が直径2
0μmの円形とした円錐台となった。これにより、円柱
形の場合に比べ強度が向上し、20μm□サイズの微小
な被検査パッドに対してコンタクトピン14aを接触さ
せることが可能となる。次に、本発明の第2の実施の形
態の一実施例を説明する。まず、ガラスエポキシ基板1
1上に、ドデシルベンゼンスルホン酸第二鉄あるいはブ
チルナフタレンスルホン酸第二銅を溶解したテトラフィ
ドフラン、ジメチルフォムルアミド、シクロヘキサノン
又はm−クレゾール溶液を含むポリウレタン系熱可塑性
樹脂(大日本インキ化学工業株式会社製RANDEX
T−5205)を80℃に加熱して滴下し、バーコータ
ーを用いて10μm程度の熱可塑性樹脂41を形成して
室温で24時間減圧乾燥した(図4(A)参照)。
【0047】次いで、ガラスエポキシ基板11を5重量
%のピロールを含むブチルアルコールあるいはイソプロ
ピルアルコールに浸漬し、室温で15〜30分間保持し
てポリピロールの重合を行い、導電性ポリピロールが形
成されたポリウレタン系熱可塑性樹脂成形体26を得た
(図4(B)参照)。
【0048】以上の工程を10回連続して行うことによ
り、ガラスエポキシ基板11上に厚さ100μmの導電
性ポリピロールの積層膜26を形成した(図4(C)参
照)。
【0049】次いで、一般的なICチップの製造工程等
で用いられるリソグラフィ技術により、導電性ポリピロ
ール上で電極パッド12の真上の位置にレジスト42を
パターニングした(図4(D)参照)。
【0050】次いで、テトラフィドフラン、ジメチルフ
ォムルアミド、シクロヘキサノン又はm−クレゾール溶
液に浸して、あるいはO2:15SCCM、CF4:30SCCM
の混合ガスを使用した反応性イオンエッチングによっ
て、レジスト42でマスキングがなされていない部分の
導電性ポリピロール26を取り除き、さらにレジスト4
2を取り除いて、電極パッド12上にのみ導電性ポリピ
ロール26が積層されたコンタクトピン14を得た(図
4(E)参照)。
【0051】この成形体は直径50μm、高さ100μ
mの円柱であり、プリント配線基板検査用コンタクトピ
ンに適した形状であった。得られたコンタクトピン14
はその高さの15%までの弾性変形が可能であるため、
異なる高さの配線パッドにも密着させることができた。
また、電気抵抗は15Ωであるため、プリント配線基板
のオープン・ショート検査のみならず動作試験も可能な
ものであった。第2の実施の形態に対応する実施例は、
第1の実施の形態に対応する実施例に対し、一度に不要
部分の導電性ポリピロールを取り除いてコンタクトピン
14を形成するため、紫外光照射時のフォトマスクと電
極パッド12の目ずれによって、本来コンタクトピン1
4となるべき部分が除去されたために発生する、加圧に
よる破壊を防止することができる。
【0052】本発明は、上記実施の形態及び実施例に限
定されることはなく、特許請求の範囲に記載された技術
的事項の範囲内において、種々の変更が可能である。
【0053】
【発明の効果】本発明によれば、光化学反応又はリソグ
ラフィ技術によってパターニングしているため、微細な
コンタクトピンを形成できる。その結果、微小な検査パ
ッドを有する高密度プリント基板の検査が可能となる。
また、複数回の一連の工程で導電性高分子成形体の積層
を形成することにより、コンタクトピン全体を弾性変形
可能な導電性高分子の成形体にできる。その結果、コン
タクトピン表面への物理的ダメージに伴う検査箇所との
電気的接続不良を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプリント基板検査装置の構成を示す斜
視図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係るプリント基板
検査用コンタクトピンの製造方法を工程順に示す断面図
である。
【図3】本発明の第1の実施の形態の変形例により製造
されたプリント基板検査用コンタクトピンの断面図であ
る。
【図4】本発明の第2の実施の形態に係るプリント基板
検査用コンタクトピンの製造方法を工程順に示す断面図
である。
【図5】(A)は従来のプリント基板の検査方法に用い
られる弾性板の平面図、(B)及び(C)は従来のプリ
ント基板の検査方法を示す断面図である。
【符号の説明】
11:ガラスエポキシ基板 12:電極パッド 13:配線 14:コンタクトピン 14a:コンタクトピン 21:感光性樹脂 22:フォトマスク 23:マスクパターン 24:紫外光 25:反応溶液 26:導電性高分子成形体 41:熱可塑性樹脂 42:レジスト
フロントページの続き (72)発明者 板垣 洋輔 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気 株式会社内 (72)発明者 中村 豊一 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−300782(JP,A) 特開 平5−281259(JP,A) 特開 平7−235739(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 1/06 - 1/073 G01R 31/26 H01L 21/66 H05K 3/00

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(1)電極パッドを備えた基板上に感光性
    樹脂層を形成する工程と、(2)前記基板の電極パッド
    に対応する感光性樹脂層上の部分に光を照射して、光重
    合部を形成する工程と、(3)前記光重合部を導電性高
    分子の成形体に形成するとともに、前記光重合部以外の
    前記感光性樹脂層を除去する反応溶液に浸す工程と、を
    有し、(1)の工程から(3)の工程を複数回連続して
    行うことにより、電極パッド上に導電性高分子の成形体
    を積層したコンタクトピンを形成することを特徴とする
    プリント基板検査用コンタクトピンの製造方法。
  2. 【請求項2】前記感光性樹脂層は、アクリル化合物又は
    アクリル化合物の重合体を主な成分とすることを特徴と
    する請求項1に記載のプリント基板検査用コンタクトピ
    ンの製造方法。
  3. 【請求項3】前記感光性樹脂層上に光を照射する部分を
    狭めて、前記導電性高分子の成形体を先細りに積層して
    いくことを特徴とする請求項1又は2に記載のプリント
    基板検査用コンタクトピンの製造方法。
  4. 【請求項4】(1)電極パッドを備えた基板上に熱可塑
    性樹脂層を形成し、その熱可塑性樹脂層を導電性高分子
    の成形体に形成する反応溶液に浸すことを複数回連続し
    て行うことにより、基板上に導電性高分子の成形体の積
    層部を形成する工程と、(2)前記基板の電極パッドに
    対応する前記積層部上の部分にレジストを形成する工程
    と、(3)前記レジストされていない部分の前記積層部
    をエッチングして除去する工程と、(4)前記レジスト
    を除去する工程と、を有することを特徴とするプリント
    基板検査用コンタクトピンの製造方法。
  5. 【請求項5】前記熱可塑性樹脂層は、ポリウレタン化合
    物又はポリウレタン化合物の重合体を主な成分とするこ
    とを特徴とする請求項4に記載のプリント基板検査用コ
    ンタクトピンの製造方法。
  6. 【請求項6】前記(3)の工程のエッチングは、ウェッ
    トエッチングで行うことを特徴とする請求項4又は5に
    記載のプリント基板検査用コンタクトピンの製造方法。
  7. 【請求項7】前記ウェットエッチングは、テトラフィド
    ロフラン、ジメチルフォムルアミド、シクロヘキサノン
    又はm−クレゾールからなる群から選択される物質を用
    いることを特徴とする請求項6に記載のプリント基板検
    査用コンタクトピンの製造方法。
  8. 【請求項8】前記(3)の工程のエッチングは、反応性
    イオンエッチングで行うことを特徴とする請求項4又は
    5に記載のプリント基板検査用コンタクトピンの製造方
    法。
  9. 【請求項9】前記反応性イオンエッチングは、酸素ガス
    を用いることを特徴とする請求項8に記載のプリント基
    板検査用コンタクトピンの製造方法。
  10. 【請求項10】前記導電性高分子の成形体は、ポリピロ
    ール、ポリアニリン、ポリエチレンジオキシチオフェン
    からなる群から選択される物質であることを特徴とする
    請求項1乃至9のいずれか1つの項に記載のプリント基
    板検査用コンタクトピンの製造方法。
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