JP3346279B2 - コンタクトプローブおよびそれを備えたプローブ装置並びにコンタクトプローブの製造方法 - Google Patents

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
ンタクトプローブおよびこれを備えたプローブ装置（プ
ローブカード）並びにコンタクトプローブの製造方法に
関し、より詳しくは、フリップチップ等の面配置端子の
ウェーハ上のＩＣを検査するためのものに関する。

【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、プローブカードが
用いられている。

【０００３】この種のプローブカードとしては、従来よ
り図１２に示すものが知られている。すなわち、このプ
ローブカードは、ガラスエポキシ板のカードの測定位置
に開孔部が設けられ、この位置にコンタクトピン（針）
が突き出す形で設けられている。針の材質としては、一
般に摩耗度が小さいタングステン（Ｗ）材が用いられて
いる。この図に示すプローブカードは、コンタクトピン
が斜め下方に向けて延出された板バネ状のもので、水平
ニードル型と呼ばれている。

【０００４】ところで、図１１に示すように、プローブ
カードによる検査の対象となる端子としては、チップの
周辺にのみ端子電極が形成される周辺配置端子と、チッ
プの全面に亘り端子電極が形成される面配置端子とがあ
る。ここで、前記水平ニードル型プローブカードは、周
辺配置端子には対応できるものの、面配置端子には対応
できず、また、多ピン化にも限界があった。また、水平
ニードル型プローブカードは、コンタクトピンの全長が
約４０〜３０ｍｍと長いため、検査速度に限界があっ
た。

【０００５】そこで、上記水平配置型に代えて、図１３
に示す垂直配置型のものが考えられている。この垂直ニ
ードル型プローブカードによれば、面配置端子にも対応
でき、多ピン化が実現できる上に、コンタクトピンの長
さが約１１〜７．５ｍｍと比較的短いため、検査速度の
問題も改善される。

【０００６】しかしながら、垂直配置型のものには、以
下のような問題があった。すなわち、従来より、コンタ
クトピンの各々の全長に多少のズレがある場合、長短全
数のコンタクトピンを各端子に接触させるには、長いコ
ンタクトピンをオーバードライブ（コンタクトピンが端
子に接触してからさらに下方に向けて引き下げる）時に
撓ませ、これにより、短いコンタクトピンをも端子に接
触させて、長短全数の接触を確保している。

【０００７】ここで、上記のプローブカードは、コンタ
クトピンの材質がタングステンで高剛性であるため、オ
ーバードライブ時に長いコンタクトピンが十分に撓ま
ず、短いコンタクトピンの端子への接触が不確実であ
り、特に、垂直ニードル型は、コンタクトピンが端子に
対して略垂直に当接するため、一層撓み難いという問題
があった。

【０００８】また、上記のタングステン製コンタクトピ
ンは、柔軟性に欠けることから撓んだときに、撓む向き
が一定ではなく、その結果、隣接するコンタクトピン同
士が誤って接触してしまう可能性があった。

【０００９】この問題を改善するものとして、特開平８
−３０４４６０号公報に提案されている技術がある。す
なわち、この技術は、針の中間部をくの字にする事で、
滑る量を規制するとともに、耐荷重性を高くしようとす
るものである。また、その他にも、特開平９−２１８２
８号公報に記載されている技術、すなわち針先端の横方
向の動きを規制するとともに、針先端の治具と針の付け
根部分との間を湾曲させる等の形もある。

【００１０】また、上記ニードル型のものは、コンタク
トピンの組み込みに加えて、各ピンの高さおよび位置合
わせを手作業で行わなければならず非常に困難である上
に、タングステン針の径の限界から多ピン狭ピッチ化へ
の対応が困難であった。

【００１１】これらに対して、例えば、特公平７−８２
０２７号公報に、複数のパターン配線が樹脂フィルム上
に形成されこれらのパターン配線の各先端が前記樹脂フ
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の技術が提案されている。この技術
例では、複数のパターン配線の先端部をコンタクトピン
とすることによって、複数のコンタクトピンを高精度に
配置することが可能となり、多ピン狭ピッチ化を図ると
ともに、複雑な多数の部品を不要とするものである。

【００１２】従来のコンタクトプローブ１００は、図１
４に示すように、ＩＣ用プローブとして所定形状に切り
出したもので、ポリイミド樹脂フィルム１０２の表面に
Ｎｉ（ニッケル）またはＮｉ合金で形成されるパターン
配線１０３を張り付けた構造となっており、前記樹脂フ
ィルム１０２の端部から前記パターン配線１０３の先端
部が突出してコンタクトピン１０３ａとされている。

【００１３】近年、このコンタクトプローブを、垂直ニ
ードル型プローブカードに組み込む提案がなされてい
る。すなわち、近年の高集積化に伴いＬＳＩ等の電極ピ
ッチも狭ピッチ化しており、これに対応するため、上記
のコンタクトプローブのコンタクトピンを垂直に配置し
て、狭ピッチで２次元的な針配置を可能にするものであ
る。

【００１４】ところで、Ａｌ（アルミニウム）合金等で
形成されるＩＣチップ等の各電極端子（パッド）は、そ
の表面が空気中で酸化して、薄いアルミニウムの表面酸
化膜で覆われた状態となっている。したがって、パッド
の電気的テストを行うには、表面の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。

【００１５】そこで、コンタクトピンをパッドの表面に
接触させつつ、オーバードライブをかけることにより、
コンタクトピンの先端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
ようにしなければならない。上述した作業は、スクラブ
(scrub)と呼ばれ、電気的テストを確実に行う上で重要
とされるものである。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のプローブ技
術では、以下の課題が残されている。すなわち、特開平
８−３０４４６０号公報に記載されている技術では、ア
ルミニウム酸化膜を破るためには圧をかけて針を押し込
むしかなく、単にくの字に曲げただけでは、曲げた部分
に応力が発生するためオーバードライブにより針に相当
の負担が発生する。この結果として、針の低寿命化や接
触信頼性の低下等を引き起こすと考えられる。さらに、
針を手作業で配置するという基本的な部分では改良され
ていないことから、組立時の位置精度に大きく依存する
ものであった。また、特開平９−２１８２８号公報に記
載されている技術では、針先部分が規制されているの
で、針の横滑りが発生せず、コンタクトピンに相当な負
担が加わるとともに確実な電気的接触ができるものでは
なかった。一方、特公平７−８２０２７号公報に記載さ
れている技術では、当該コンタクトプローブを垂直ニー
ドル型プローブカードに組み込む場合に、ＩＣ等の測定
対象物にコンタクトピンがほぼ垂直に当接するため、オ
ーバードライブ時にコンタクトピンの横滑りが生じ難
く、十分なスクラブとならないおそれがあった。

【００１７】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、オーバードライブ時の応力を緩和し、さらに、ス
クラブを確実なものとすることができるコンタクトプロ
ーブおよびそれを備えたプローブ装置並びにコンタクト
プローブの製造方法を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために以下の構成を採用した。すなわち、請求項
１記載のコンタクトプローブでは、複数のパターン配線
がフィルムの表面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、前記コン
タクトピンは、基端側に設けられた湾曲部と、該湾曲部
から接線方向に延びる梁部とを備え、該梁部は、その軸
線が前記パターン配線のうち前記フィルムの先端部に配
された部分の軸線に対して傾斜させられている技術が採
用される。

【００１９】このコンタクトプローブでは、コンタクト
ピンが、基端側に設けられた湾曲部と、該湾曲部から接
線方向に延びる梁部とを備え、該梁部は、その軸線をパ
ターン配線のうちフィルムの先端部に配された部分の軸
線に対して傾斜させられているので、オーバードライブ
時の応力が梁部を介して湾曲部に伝達され湾曲部全体で
吸収されて緩和されるとともに、パターン配線に対して
斜めの軸線を有した梁部がその軸線方向に押し出されや
すくなり横滑りしやすくなる。すなわち、オーバードラ
イブ時の応力集中が生じないとともに、梁部の横滑りが
可能となる。なお、フィルム上に形成されるパターン配
線（コンタクトピン）の材質を例えばＮｉまたはＮｉ合
金とすれば、より撓み易くなり、これにより、長短全ピ
ンの端子に対する接触を確保することができる。

【００２０】請求項２記載のコンタクトプローブでは、
請求項１記載のコンタクトプローブにおいて、前記梁部
は、前記パターン配線のうち前記フィルムの先端部に配
された部分の軸線と交差状態に配されている技術が採用
される。

【００２１】このコンタクトプローブでは、梁部が、パ
ターン配線のうちフィルムの先端部に配された部分の軸
線と交差状態に配されているので、梁部が、オーバード
ライブ時に生じる湾曲部からの反力によって一定方向に
大きく横滑りするとともに、湾曲部に生じたひずみが解
放される。

【００２２】請求項３記載のコンタクトプローブでは、
請求項１または２記載のコンタクトプローブにおいて、
前記コンタクトピンは、前記梁部の先端部を除いて樹脂
で被覆されている技術が採用される。

【００２３】このコンタクトプローブでは、コンタクト
ピンが梁部の先端部を除いて樹脂で被覆されているの
で、オーバードライブ時に隣接するコンタクトピン同士
が撓んで接触しても、絶縁物である樹脂によりコンタク
トピン間が絶縁されるため、直接的に接触せず、短絡す
ることがない。なお、梁部の先端部は被覆されていない
ので、ＩＣチップ等の電極との導通性については支障が
ない。また、樹脂によってコンタクトピンが補強される
ため、比較的細いコンタクトピンにおいてもその剛性を
向上させることができ、特に応力が加わる湾曲部を補強
することができる。すなわち、繰り返し疲労によるコン
タクトピンへの負担がさらに緩和され、コンタクトピン
の耐用寿命がより向上する。

【００２４】請求項４記載のコンタクトプローブでは、
請求項１から３のいずれかに記載のコンタクトプローブ
において、前記湾曲部は、前記各コンタクトピンの同じ
位置かつ同じ向きで湾曲されている技術が採用される。

【００２５】このコンタクトプローブでは、湾曲部が各
コンタクトピンの同じ位置かつ同じ向きで湾曲されてい
るので、オーバードライブを加えた場合に、各コンタク
トピンが同じ位置において同じ方向に同様に撓む。すな
わち、ＩＣチップ等の電極との確実な接触を行うため
に、過剰なオーバードライブを加えても、各コンタクト
ピンが同様に同じ位置で撓むとともに、コンタクトピン
が樹脂で覆われている場合には、この樹脂によって隣接
するコンタクトピンがストッパーの役目をすることによ
り、短絡を気にすることなく一定以上の負荷がコンタク
トピンに加わることを防ぐことができる。また、各コン
タクトピンにおいて、同様の撓み量と横滑り量とが得ら
れ、全体として均一な信頼性等が得られる。

【００２６】請求項５記載のプローブ装置では、請求項
１から４のいずれかに記載のコンタクトプローブを、そ
れらの前記パターン配線のうち前記フィルムの先端部に
配された部分の軸線が測定対象物の接触面に対して略垂
直となるように複数配設し、且つそれらのフィルムの各
面間に間隔を設けて並設した技術が採用される。

【００２７】このプローブ装置では、上記コンタクトピ
ンを有するコンタクトプローブを、それらの前記パター
ン配線のうち前記フィルムの先端部に配された部分の軸
線が測定対象物の接触面に対して略垂直となるように複
数配設し、且つそれらのフィルムの各面間に間隔を設け
て並設したので、面配置端子にも対応でき、多ピン化を
実現することができる。

【００２８】請求項６記載のコンタクトプローブの製造
方法では、フィルム上に複数のパターン配線を形成しこ
れらのパターン配線の各先端を前記フィルムから突出状
態に配してコンタクトピンとしたコンタクトプローブの
製造方法であって、基板層の上に前記コンタクトピンの
材質に被着または結合する材質の第１の金属層を形成す
る第１の金属層形成工程と、前記第１の金属層の上にマ
スクを施してマスクされていない部分に前記パターン配
線および前記コンタクトピンに供される第２の金属層を
メッキ処理により形成するメッキ処理工程と、前記マス
クを取り除いた第２の金属層の上に少なくとも前記コン
タクトピンに供される部分を除いてカバーする前記フィ
ルムを被着するフィルム被着工程と、前記フィルムと第
２の金属層とからなる部分および前記基板層と第１の金
属層とからなる部分を分離する分離工程とを備え、前記
メッキ処理工程は、前記マスクされていない部分の中の
前記コンタクトピンに相当する部分の形状を、基端側に
形成した湾曲部分と該湾曲部分から接線方向に延びる梁
部分とを有したものとし、該梁部分の軸線を、前記パタ
ーン配線に供される部分のうち前記フィルムの先端部に
配される部分の軸線に対して傾斜するように設定した技
術が採用される。

【００２９】このコンタクトプローブの製造方法では、
メッキ処理工程において、マスクされていない部分の中
のコンタクトピンに相当する部分の形状を、基端側に形
成した湾曲部分と該湾曲部分から接線方向に延びる梁部
分とを有したものとし、該梁部分の軸線を、パターン配
線に供される部分のうちフィルムの先端部に配される部
分の軸線に対して傾斜するように設定したので、フォト
リソグラフィ技術を用いることで製造工程の増加を極力
少なくできるとともに、多数のコンタクトピンに対し、
同時にかつ高精度に湾曲部と梁部とを形成することがで
きる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るコンタクトプ
ローブおよびプローブ装置の一実施形態を図１から図１
０を参照しながら説明する。

【００３１】これらの図にあって、符号１はコンタクト
プローブ、２は樹脂フィルム(フィルム)、３はパターン配
線、７０はプローブ装置(フ゜ローフ゛カート゛）を示している。

【００３２】本実施形態のコンタクトプローブ１は、図
１に示すように、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の先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。該コンタクトピン３ａは、基端側に設けられた湾曲
部３ｂと、湾曲部３ｂから接線方向に延びる梁部３ｃと
を備えている。該梁部３ｃは、その軸線Ｘ１がパターン
配線３のうち樹脂フィルム２の先端部に配された部分の
軸線Ｘ０に対して傾斜させられている。なお、梁部３ｃ
の軸線Ｘ１は、ＩＣ等の端子電極（測定対象物）Ｐの接
触面Ｐａに対して、針先進入角度θが４５°以下になる
ように設定されている。

【００３３】前記湾曲部３ｂは、各コンタクトピン３ａ
の同じ位置かつ同じ向きで湾曲されているとともに、前
記梁部３ｃは、パターン配線３の軸線Ｘ０と交差状態に
配されている。また、湾曲部３ｂの直径Ｄは、曲げ応力
の計算に基づき、湾曲中心に発生する最大曲げ応力を求
めることにより規定される。なお、具体的には、荷重に
十分耐えられるように、湾曲部３ｂの直径Ｄは、実際に
オーバードライブを加えた場合の前記軸線Ｘ０方向にお
ける変位量の２倍以上になるように設定されている。さ
らに、コンタクトピン３ａは、梁部３ｃの先端部３ｄを
除いてポリイミド系またはエポキシ系の硬化された感光
性樹脂Ｊで被覆されている。

【００３４】前記プローブ装置７０は、図２から図４に
示すように、前記コンタクトプローブ１を、端子電極
（測定対象物）Ｐの接触面Ｐａに対して略垂直となるよ
うに複数配設し、且つそれらの樹脂フィルム２の各面間
にスペーサ２ｅを介して並設したものである。前記スペ
ーサ２ｅは、例えばセラミックス等の非導電性材からな
り、前記コンタクトプローブ１を支持する支持体として
も機能する。前記樹脂フィルム２の側部には、位置決め
穴２ｈが設けられ、この位置決め穴にセラミックス製の
棒２ｊを挿通させることで、前記コンタクトプローブ１
の位置決めがなされている。

【００３５】図３に示すように、前記樹脂フィルム２に
おける前記パターン配線３が形成された面の裏側の面に
は、金属フィルム（金属薄板）５００が設けられてい
る。

【００３６】このコンタクトプローブ１では、コンタク
トピン３ａが基端側に設けられた湾曲部３ｂと、湾曲部
３ｂから接線方向に延びる梁部３ｃとを備え、該梁部３
ｃの軸線Ｘ１が、パターン配線３のうち樹脂フィルム２
の先端部に配された部分の軸線Ｘ０に対して傾斜させら
れているので、オーバードライブ時の応力が梁部３ｃを
介して湾曲部３ｂに伝達され湾曲部３ｂ全体で吸収され
て緩和されるとともに、パターン配線３の軸線Ｘ０に対
して斜めの梁部３ｃがその軸線Ｘ１方向に押し出されや
すくなり横滑りしやすくなる。すなわち、オーバードラ
イブ時の応力集中が生じないとともに、梁部３ｃの横滑
りが可能となる。

【００３７】また、梁部３ｃが、パターン配線３のうち
樹脂フィルム２の先端部に配された部分の軸線Ｘ０と交
差状態に配されているので、梁部３ｃが、オーバードラ
イブ時に生じる湾曲部３ｂからの反力によって一定方向
に大きく横滑りするとともに、撓んで湾曲部３ｂに生じ
たひずみが解放され、さらに良好な応力緩和とスクラブ
が可能となる。

【００３８】さらに、コンタクトピン３ａが梁部３ｃの
先端部３ｄを除いて感光性樹脂Ｊで被覆されているの
で、オーバードライブ時に隣接するコンタクトピン３ａ
同士が撓んで接触しても、絶縁物である感光性樹脂Ｊに
よりコンタクトピン３ａ間が絶縁されるため、直接的に
接触せず、短絡することがない。なお、梁部３ｃの先端
部３ｄは被覆されていないので、ＩＣチップ等の電極と
の導通性については支障がない。

【００３９】そして、感光性樹脂Ｊによってコンタクト
ピン３ａが補強されるため、比較的細いコンタクトピン
３ａにおいてもその剛性を向上させることができ、特に
応力が加わる湾曲部３ｂを補強することができる。すな
わち、繰り返し疲労によるコンタクトピン３ａへの負担
がさらに緩和され、コンタクトピンの耐用寿命がより向
上する。

【００４０】次に、図５から図７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。

【００４１】〔ベースメタル層形成工程〕まず、図５の
（ａ）に示すように、ステンレス製の支持金属板５の上
に、Ｃｕ（銅）メッキによりベースメタル層６を形成す
る。

【００４２】〔メッキ処理工程〕 （パターン形成工程）このベースメタル層６の上にフォ
トレジスト層（マスク）７を形成した後、図５の（ｂ）
に示すように、写真製版技術によりフォトレジスト層７
に所定のパターンのフォトマスク８を施して露光し、図
５の（ｃ）に示すように、フォトレジスト層７を現像し
て前記パターン配線３となる部分を除去して残存するフ
ォトレジスト層７に開口部（マスクされていない部分）
７ａを形成する。

【００４３】このとき、開口部７ａの中のコンタクトピ
ン３ａに相当する部分の形状を、図６に示すように、基
端側に形成した湾曲部分７ｂと湾曲部分７ｂから接線方
向に延びる梁部分７ｃとを有するものとする。また、該
梁部分７ｃは、その軸線Ｘ１がパターン配線３に供され
る部分のうち樹脂フィルム２の先端部に配される部分の
軸線Ｘ０に対して傾斜するように設定される。

【００４４】なお、本実施形態においては、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、
前記フォトレジスト層７が、本願請求項にいう「マス
ク」に相当する。但し、本願請求項の「マスク」とは、
本実施形態のフォトレジスト層７のように、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５（ｃ）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「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。

【００４５】（電解メッキ工程）そして、図５の（ｄ）
に示すように、前記開口部７ａ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し
た後、図５の（ｅ）に示すように、フォトレジスト層７
を除去する。

【００４６】〔フィルム被着工程〕次に、図５の（ｆ）
に示すように、前記ＮｉまたはＮｉ合金層Ｎの上であっ
て、図１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。前記樹脂フィル
ム２は、ポリイミド樹脂ＰＩに金属フィルム（銅箔）５
００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、写真製版技術を用いて銅エッチングを施して、グラ
ウンド面を形成しておく。そして、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Ｎｉ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。

【００４７】〔分離工程〕そして、図５の（ｇ）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とからなる部分を、支持金属板５から分離させた
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。この分離工程によ
り、コンタクトピン３ａが樹脂フィルム２から突出状態
に形成される。

【００４８】〔樹脂被覆工程〕次に、図７の（ａ）に示
すように、少なくともコンタクトピン３ａの表面側全面
に、感光性樹脂Ｊをディップ等によって塗布する（樹脂
塗布工程）。そして、プリベーク（予備焼成工程）を経
て、図７の（ｂ）に示すように、予め作成しておいたマ
スクＭを少なくとも先端部３ｄを除くとともに、湾曲部
３ｂを含んでコンタクトピン３ａに施し、フォトリソグ
ラフィ工程において露光し、現像することにより、樹脂
の不要部分、すなわち、先端部３ｄ、隣接するコンタク
トピン３ａの中間部分および樹脂フィルム２上の感光性
樹脂Ｊを除去する。さらに、裏面側においても同様の処
理を行い、先端部３ｄを除いたコンタクトピン３ａ全体
を完全に感光性樹脂Ｊによって被覆した状態とする。こ
の後、キュアを行って感光性樹脂Ｊを完全に硬化させ
る。

【００４９】〔金コーティング工程〕そして、露出状態
のパターン配線３に、図５の（ｈ）に示すように、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コンタクト
ピン３ａでは、その先端部３ｄの全周に亙る表面全体に
Ａｕ層Ａが形成される。

【００５０】このコンタクトプローブ１の製造方法で
は、メッキ処理工程において、マスクされていない部分
の中のコンタクトピン３ａに相当する部分の形状を、基
端側に形成した湾曲部分７ｂと湾曲部分７ｂから接線方
向に延びる梁部分７ｃとを有するものとし、該梁部分７
ｃは、その軸線Ｘ１がパターン配線３に供される部分の
うち樹脂フィルム２の先端部に配される部分の軸線Ｘ０
に対して傾斜するように設定されるので、フォトリソグ
ラフィ技術を用いることで製造工程の増加を極力少なく
できるとともに、多数のコンタクトピン３ａに対し、同
時にかつ高精度に湾曲部３ｂと梁部３ｃとを形成するこ
とができる。

【００５１】すなわち、マスク露光技術を用いるため、
湾曲部３ｂに関して、その曲率やピン幅の調整を精確に
行うことができ、その結果、撓みの向きや量等を正確に
コントロールすることができる。しかも、フォトマスク
８は一度製作した後は、繰り返し使用できるため、例え
ば、コンタクトピン３ａ作製後に治具等を用いてピン３
ａや樹脂フィルム２を曲げるものに比べて、より高精度
のものを大量に生産することができる。また、例えばコ
ンタクトピン３ａ作製後にハーフエッチングやピン曲げ
をするものに比べて、本実施形態は、マスク形状を変更
するのみであり、工程数は変わらないという効果が得ら
れる。

【００５２】また、感光性樹脂Ｊを、コンタクトピン３
ａに被覆する場合においても、マスクＭを湾曲部３ｂの
形状に対応して予め作成しておくことで、高い精度で湾
曲部３ｂも覆って被覆することができる。

【００５３】なお、コンタクトピンの垂直方向の平行度
は比較的出し難く、通常は数μｍ幅で管理されている。
このため、実際にコンタクトピンを接触させる場合に
は、最も短いコンタクトピンまで接触させるために過剰
の負荷を与えるため、最も長いコンタクトピンに大きな
負荷がかかっていた。しかしながら、本実施形態では、
湾曲部３ｂが各コンタクトピン３ａの同じ位置かつ同じ
向きで湾曲されているので、ＩＣチップ等の端子電極Ｐ
の接触面Ｐａとの確実な接触を行うために、オーバード
ライブを加えた場合に、各コンタクトピン３ａを同位置
の湾曲部３ｂで同じ方向に撓ませて座屈させることがで
き、過剰の負荷も隣接するコンタクトピン３ａ同士が抑
えあって、必要以上の負荷が発生することがなく、コン
タクトピン３ａに負荷がかからないというメリットがあ
る。

【００５４】すなわち、過剰なオーバードライブを加え
ても、各コンタクトピン３ａが同様に湾曲部３ｂで撓む
とともに、コンタクトピン３ａを覆う感光性樹脂Ｊによ
って隣接するコンタクトピン３ａがストッパーの役目を
するので、短絡を気にすることなく一定以上の負荷がコ
ンタクトピン３ａに加わることを防ぐことができる。ま
た、各コンタクトピン３ａにおいて、同様の撓み量と横
滑り量とが得られ、全体として均一な信頼性等が得られ
る。

【００５５】さらに、隣接するコンタクトピン３ａ同士
の湾曲部３ｂを、予め接触することを見越してその位置
および曲率等を設計することで、過剰な負荷を隣接する
コンタクトピン３ａ同士が接触することによって防ぐこ
とができる。また、本実施形態では、応力が生じる湾曲
部３ｂまで感光性樹脂Ｊで被覆しているので、曲げ応力
発生部分をカバーし、繰り返し使用に伴う耐用寿命を向
上させることができる。

【００５６】なお、図３および図９に示すように、金属
フィルム５００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。

【００５７】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、図１０に示すように、水分を吸収して伸びが
生じ、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が端子電
極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
けて設けることにより、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を端子電極の所定
位置に確実に接触させるようになっている。

【００５８】図８は、前記コンタクトプローブ１をＩＣ
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９は、コンタクトプローブ１のパターン配線３に
沿った断面図である。図８に示すように、樹脂フィルム
２には、前記棒２ｊを挿通させるための位置決め穴２ｈ
が設けられている。図４および図９に示すように、パタ
ーン配線３は、引き出し用配線１０を介してフレキシブ
ル基板（ＦＰＣ）９の一端部に接続され、該フレキシブ
ル基板９の他端部は、プリント基板２０に接続されて前
記プローブ装置７０を構成している。

【００５９】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。

【００６０】本実施形態のプローブ装置７０では、樹脂
フィルム２からコンタクトピン３ａが突出状態に配され
てなるコンタクトプローブ１を、パターン配線３のうち
樹脂フィルム２の先端部に配された部分の軸線Ｘ０が端
子電極Ｐの接触面Ｐａに対して略垂直となるように複数
配設し、且つそれらの樹脂フィルム２，２間にスペーサ
２ｅを介して間隔を設けつつ並設したので、面配置端子
にも対応でき、多ピン化を実現することができる。この
場合、コンタクトピン３ａが感光性樹脂Ｊで被覆されて
いるので、隣接する他のコンタクトプローブ１における
コンタクトピン３ａと接触しても、短絡を防ぐことがで
きる。

【００６１】また、コンタクトピン３ａの先端部３ｄ以
外が感光性樹脂Ｊにより被覆されているため、隣接する
コンタクトピン３ａ同士の位置を常に確認する必要がな
い。すなわち、針先である先端部３ｄのみを確認してい
れば、検査に支障がなく、先端部３ｄの検査であれば、
接触抵抗値等を検査することにより比較的容易に検出す
ることができるため、検査工程を大幅に低減することが
できる。

【００６２】さらに、本実施形態では、パターン配線３
（コンタクトピン３ａ）の材質がＮｉまたはＮｉ合金と
されているので、従来のタングステンを使用したものに
比べて、より撓み易く、これにより、長短全ピン３ａの
端子電極Ｐに対する接触を確保することができる。

【００６３】なお、上記の一実施形態においては、プロ
ーブ装置７０をプローブカードとして用いたが、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。

【００６４】なお、本発明は、次のような実施形態をも
含むものである。 （１）上記実施形態におけるコンタクトプローブ１で
は、コンタクトピン３ａの湾曲部３ｂを一定の曲率で形
成したが、異なる曲率の複数の湾曲からなる湾曲部とし
ても構わない。

【００６５】（２）上記実施形態におけるコンタクトプ
ローブの製造方法として、コンタクトピンを被覆する樹
脂として感光性樹脂Ｊを用いるとともに、マスクＭを用
いたフォトリソグラフィ工程でパターニングして、選択
的に樹脂をコンタクトピンにコーティングしたが、他の
方法で被覆を行っても構わない。例えば、コンタクトピ
ンを樹脂の入った槽に浸漬し、引き上げた後、電極と接
触する先端部を覆う樹脂をむき出す方法でもよい。この
場合、樹脂をむき出すための手段として、例えば、レー
ザ等の照射によって先端部の樹脂を焼き切って、選択的
に樹脂を除去する手段を採用してもよい。

【００６６】また、別の方法として、コンタクトピンに
シート状の樹脂を必要部分のみに張り付け、その後に上
記と同様の樹脂のむき出しを行う方法でもよい。この場
合、樹脂を張り付ける手段として、例えば、加圧プレス
等によってコンタクトピンに圧着させる手段を採用して
もよい。

【００６７】（３）コンタクトピンを被覆する樹脂とし
ては、一般に用いられている樹脂のほとんどが適用可能
であり、樹脂の種類に応じて加圧プレス、ロールコー
ト、マイクロディスペンサーまたはスクリーン印刷等の
コーティング方法（コンタクトピンへの被覆方法）が採
用可能である。以下の表１に、代表的な例として、樹脂
名と、これに適用可能なコーティング方法について対比
して示す。

【００６８】

【表１】

【００６９】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果を奏する。 （１）請求項１記載のコンタクトプローブによれば、コ
ンタクトピンが、基端側に設けられた湾曲部と、該湾曲
部から接線方向に延びる梁部とを備え、該梁部は、その
軸線をパターン配線のうちフィルムの先端部に配された
部分の軸線に対して傾斜させられているので、オーバー
ドライブ時の応力が湾曲部全体で吸収されて緩和される
とともに、梁部がその軸線方向に押し出されやすくなり
横滑りにより確実なスクラブが可能となる。

【００７０】（２）請求項２記載のコンタクトプローブ
によれば、梁部が、パターン配線のうちフィルムの先端
部に配された部分の軸線と交差状態に配されているの
で、梁部が、オーバードライブ時に生じる湾曲部からの
反力によって一定方向に大きく横滑りするとともに、撓
んで湾曲部に生じたひずみが解放され、さらに良好な応
力緩和とスクラブが可能となる。

【００７１】（３）請求項３記載のコンタクトプローブ
によれば、コンタクトピンが梁部の先端部を除いて樹脂
で被覆されているので、コンタクトピンを狭ピッチで隣
接させて配置しても、オーバードライブ時にコンタクト
ピンが撓んで隣接するコンタクトピンと直接的に接触せ
ず、短絡を防ぐことができる。また、樹脂によってコン
タクトピン、特に応力が加わる湾曲部を補強するため、
コンタクトピンの剛性を向上させることができ、繰り返
し疲労によるコンタクトピンへの負担を緩和してコンタ
クトピンの耐用寿命をより向上させることができる。

【００７２】（４）請求項４記載のコンタクトプローブ
によれば、湾曲部が各コンタクトピンの同じ位置かつ同
じ向きで湾曲されているので、オーバードライブ時に各
コンタクトピンが同様に湾曲部で撓み、樹脂で覆われた
隣接するコンタクトピンがストッパーの役目をすること
により、短絡を気にすることなく一定以上の負荷がコン
タクトピンに加わることを防ぐことができる。また、各
コンタクトピンにおいて、同様の撓み量と横滑り量とが
得られ、全体として均一な信頼性等が得られる。

【００７３】（５）請求項５記載のプローブ装置によれ
ば、請求項１から４のいずれかに記載のコンタクトプロ
ーブを、それらの前記パターン配線のうち前記フィルム
の先端部に配された部分の軸線が測定対象物の接触面に
対して略垂直となるように複数配設し、且つそれらのフ
ィルムの各面間に間隔を設けて並設したので、面配置端
子にも対応でき、多ピン化を実現することができる。

【００７４】（６）請求項６記載のコンタクトプローブ
の製造方法によれば、メッキ処理工程において、マスク
されていない部分の中のコンタクトピンに相当する部分
の形状を、基端側に形成した湾曲部分と該湾曲部分から
接線方向に延びる梁部分とを有したものとし、該梁部分
の軸線を、パターン配線に供される部分のうちフィルム
の先端部に配される部分の軸線に対して傾斜するように
設定したので、マスク露光技術を用いることで製造工程
の増加を極力少なくできるとともに、多数のコンタクト
ピンに対し、同時にかつ高精度に湾曲部と梁部とを形成
することができる。

【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一実施形
態を示す要部を拡大した平面図である。

【図２】 本発明に係るコンタクトプローブを用いたプ
ローブ装置の一実施形態を示す要部斜視図である。

【図３】 本発明に係るコンタクトプローブを用いたプ
ローブ装置の一実施形態を示すパターン配線に沿った断
面図である。

【図４】 （ａ）は本発明に係るコンタクトプローブを
用いたプローブ装置の一実施形態を示す平面図、（ｂ）
は同側面図である。

【図５】 本発明に係るコンタクトプローブの一実施形
態における製造方法を工程順に示す要部断面図である。

【図６】 本発明に係るコンタクトプローブの一実施形
態における製造方法におけるパターン形成工程を示す要
部平面図である。

【図７】 本発明に係るコンタクトプローブの一実施形
態における製造方法の樹脂被覆工程を示す要部平面図で
ある。

【図８】 本発明に係るコンタクトプローブの一実施形
態を示す平面図である。

【図９】 図８におけるコンタクトプローブのパターン
配線に沿った断面図である。

【図１０】 本発明に係るコンタクトプローブの一実施
形態において金属薄板を説明するためのコンタクトピン
基端における断面図である。

【図１１】 電極端子の配置の型を示し、（ａ）は周辺
配置端子、（ｂ）は面配置端子である。

【図１２】 水平ニードル型プローブカードを示す側面
図である。

【図１３】 垂直ニードル型プローブカードを示す側面
図である。

【図１４】 本発明に係るコンタクトプローブの従来例
を示す要部斜視図である。

【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） ２ｅ 支持体（スペーサ） ３ パターン配線 ３ａ コンタクトピン ３ｂ 湾曲部 ３ｃ 梁部 ３ｄ 梁部の先端部 ５ 支持基板 ６ ベースメタル層 ７ フォトレジスト層（マスク） ７ａ マスクされていない部分 ７ｂ 湾曲部分 ７ｃ 梁部分 ８ フォトマスク ９ フレキシブル基板（ＦＰＣ） ２０ 基板（プリント基板） ７０ プローブ装置（プローブカード） ５００ 金属薄板（金属フィルム） Ｊ 感光性樹脂 Ｌ コンタクトピンの金属薄板から突出した長さ Ｎ 金属層 Ｐ 測定対象物（端子電極） Ｐａ 接触面 Ｘ０ パターン配線のうち樹脂フィルムの先端部に配さ
れた部分の軸線 Ｘ１ 梁部の軸線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−111316（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−206765（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−51769（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−104275（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

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のパターン配線がフィルムの表面上
   に形成されこれらのパターン配線の各先端がフィルムの
   先端部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、 前記コンタクトピンは、基端側に設けられた湾曲部と、 該湾曲部から接線方向に延びる梁部とを備え、 該梁部は、その軸線が前記パターン配線のうち前記フィ
   ルムの先端部に配された部分の軸線に対して傾斜させら
   れていることを特徴とするコンタクトプローブ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のコンタクトプローブにお
   いて、 前記梁部は、前記パターン配線のうち前記フィルムの先
   端部に配された部分の軸線と交差状態に配されているこ
   とを特徴とするコンタクトプローブ。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のコンタクトプロ
   ーブにおいて、 前記コンタクトピンは、前記梁部の先端部を除いて樹脂
   で被覆されていることを特徴とするコンタクトプロー
   ブ。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれかに記載のコン
   タクトプローブにおいて、 前記湾曲部は、前記各コンタクトピンの同じ位置かつ同
   じ向きで湾曲されていることを特徴とするコンタクトプ
   ローブ。
5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれかに記載のコン
   タクトプローブを、それらの前記パターン配線のうち前
   記フィルムの先端部に配された部分の軸線が測定対象物
   の接触面に対して略垂直となるように複数配設し、且つ
   それらのフィルムの各面間に間隔を設けて並設したこと
   を特徴とするプローブ装置。
6. 【請求項６】 フィルム上に複数のパターン配線を形成
   しこれらのパターン配線の各先端を前記フィルムから突
   出状態に配してコンタクトピンとしたコンタクトプロー
   ブの製造方法であって、 基板層の上に前記コンタクトピンの材質に被着または結
   合する材質の第１の金属層を形成する第１の金属層形成
   工程と、 前記第１の金属層の上にマスクを施してマスクされてい
   ない部分に前記パターン配線および前記コンタクトピン
   に供される第２の金属層をメッキ処理により形成するメ
   ッキ処理工程と、 前記マスクを取り除いた第２の金属層の上に少なくとも
   前記コンタクトピンに供される部分を除いてカバーする
   前記フィルムを被着するフィルム被着工程と、 前記フィルムと第２の金属層とからなる部分および前記
   基板層と第１の金属層とからなる部分を分離する分離工
   程とを備え、 前記メッキ処理工程は、前記マスクされていない部分の
   中の前記コンタクトピンに相当する部分の形状を、基端
   側に形成した湾曲部分と該湾曲部分から接線方向に延び
   る梁部分とを有したものとし、該梁部分の軸線を、前記
   パターン配線に供される部分のうち前記フィルムの先端
   部に配される部分の軸線に対して傾斜するように設定し
   たことを特徴とするコンタクトプローブの製造方法。