JP3446607B2 - コンタクトピン及びコンタクトプローブの製造方法 - Google Patents

コンタクトピン及びコンタクトプローブの製造方法

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JP3446607B2 JP13561798A JP13561798A JP3446607B2 JP 3446607 B2 JP3446607 B2 JP 3446607B2 JP 13561798 A JP13561798 A JP 13561798A JP 13561798 A JP13561798 A JP 13561798A JP 3446607 B2 JP3446607 B2 JP 3446607B2
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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、フィルム上に形成
された複数のパターン配線の各先端が前記フィルムから
突出してなるコンタクトピンの製造方法、及びプローブ
装置等に組み込まれて、半導体ICチップやLSIチッ
プ、液晶デバイス等の被検査部材の各端子に接触させて
電気的なテストを行うために用いられるコンタクトプロ
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、またはLCD(液晶表示体)等の被検査
部材の各端子に接触させて電気的なテストを行うため
に、コンタクトピンが備えられたコンタクトプローブが
用いられる。近年、ICチップ等の高集積化及び微細化
に伴って電極であるコンタクトピンが狭ピッチ化される
と共に、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、多ピ
ン狭ピッチへの対応が困難になっていた。これに対し
て、図10に示すようなコンタクトプローブ1の技術が
例えば特公平7−82027号公報で提案されている。
このコンタクトプローブ1は、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とされている。この技術では、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。
【0003】ところで、このような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
に銅めっきを施す。この銅層にレジストマスクを形成
し、フォトマスクを介して露光・現像を行う。レジス
トマスクが除去された部分にニッケルめっきを施してパ
ターン配線3を形成する。このパターン配線3のう
ち、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と前述の銅層からなる部分と、前
記ステンレス板を分離させる。この樹脂フィルム2と
パターン配線3とからなる部分から、銅層を除去してコ
ンタクトプローブ1を製作する。
【0004】そして、上述のように製造されたコンタク
トプローブ1は、例えば図11に示すようにバーンイン
テスト等に用いられるプローブ装置4に組み込まれて、
ICチップC等の被検査部材の電気テストに用いられ
る。このプローブ装置4は、被検査部材としてICチッ
プC等を載置する下板5がフレーム本体6に取り付けら
れ、フレーム本体6の上部内側には中央に開口部7aが
形成された位置決め板7が固定され、その上部にコンタ
クトプローブ1が載置されて位置決め板7の開口部7a
からコンタクトピン3aが突出して配設され、コンタク
トピン3aが開口部7aを通してICチップCのパッド
に接触させられるようになっている。そして、各コンタ
クトプローブ1を上から押さえつけて支持する上板8が
設けられ、さらにその上に、中央部が上板8側に湾曲し
たクランパ9が配設され、その中央部によって上板8を
弾性で押圧する。
【0005】このようなプローブ装置4に用いられるコ
ンタクトプローブ1のコンタクトピン3aは断面略四角
形とされ、図12に示すようにコンタクトピン3aの接
触面である下面3bが平坦面に形成されている。一方、
コンタクトピン3aに接触するICチップCのパッド1
2は平板状とされているために、各コンタクトピン3a
はパッド12にそれぞれ十分な接触面積を以て接触して
導通され、電気的テストに供されることになる。ところ
で、近年、電極端子であるバンプとして、図13に示す
ようにコンタクトピン3aとの被接触部14aが断面視
で両端の突条部14bとその中央の平面状の底部14c
からなる凹面状とされたパンプ14を有する、ICチッ
プ等が出回ってきている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そのため、上述のよう
なコンタクトプローブ1を用い、図14に示すようにコ
ンタクトピン3aの平面状の接触面である下面3bが、
パンプ14の凹面状の被接触部14aに当接する際、オ
ーバードライブをかけてもコンタクトピン3aの下面3
bはパンプ14の突条部14bに接触するだけであるた
め、十分な接触面積を確保できず、確実な導通を得られ
にくいという問題がある。そして、従来のレジストマス
ク等によるコンタクトプローブ1のパターン配線3の製
造方法では、レジストマスク等の開口部が縦断面視で略
四角形状の凹部をなすパターンとされるために、上述の
ようにバンプ14の被接触部14aが凹面状等の三次元
形状を有する場合に、十分な接触面積を確保できる接触
部形状を有するコンタクトピンを製造することはできな
かった。
【0007】本発明は、上述のような課題に鑑みて、被
接触面が三次元形状を有する電極端子に対しても十分な
接触面積を確保して確実な導通を図ることができるコン
タクトピン及び該コンタクトピンを備えたコンタクトプ
ローブの製造方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係るコンタクト
ピンの製造方法は、フィルム上に形成された複数のパタ
ーン配線の各先端が前記フィルムから突出してなるコン
タクトピンの製造方法であって、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一の金属層を形成す
る第一の金属層形成工程と、前記第一の金属層の上に断
面積がその深さ方向に異なる開口部を備えたマスクを施
すパターン形成工程と、前記開口部に前記コンタクトピ
ンとなる第二の金属層を形成する第二金属層形成工程と
を備え、前記マスクは、前記第一の金属層の上に露光に
対する感度の異なる複数層のレジストを施して、フォト
マスクを介して露光することで前記複数層のレジストに
断面積がその深さ方向に異なる開口部を形成してなるこ
とを特徴とする。
【0009】本発明に係るコンタクトプローブの製造方
法は、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が前記フィルムから突出して
コンタクトピンとされるコンタクトプローブの製造方法
であって、前記コンタクトピンの材質に被着または結合
する材質の第一の金属層を形成する第一の金属層形成工
程と、前記第一の金属層の上に断面積がその深さ方向に
異なる開口部を備えたマスクを施すパターン形成工程
と、前記開口部に前記コンタクトピンとなる第二の金属
層を形成する第二金属層形成工程と、前記マスクを取り
除いた第二の金属層の上に前記フィルムを被着するフィ
ルム被着工程と、前記フィルムと第二の金属層とからな
る部分を、前記第一の金属層から分離する分離工程とを
備え、前記マスクは、前記第一の金属層の上に露光に対
する感度の異なる複数層のレジストを施して、フォトマ
スクを介して露光することで前記複数層のレジストに断
面積がその深さ方向に異なる開口部を形成してなること
を特徴とする。
【0010】本発明では、マスクに露光に対する感度の
異なる複数層のレジストを施して露光することで、感度
の異なるレジスト層毎に断面積(第一の金属層に略平行
な方向の断面積)の異なる開口部を形成できるから、こ
の開口部に電解めっきやスパッタリング等の方法で第二
の金属層を形成させることで形成されるコンタクトピン
の接触部に適宜の凸部を形成でき、被検査部材のパッド
等の電極端子が凹面形状の被接触部を有していても確実
で十分な接触面積を確保できる。
【0011】尚、複数層のレジストは、ネガ型のレジス
トとされ、第一の金属層側に比較的高感度のレジストが
設けられ、フォトマスク側に比較的低感度のレジストが
設けられていてもよい。また、複数層のレジストは、ポ
ジ型のレジストとされ、第一の金属層側に比較的低感度
のレジストが設けられ、フォトマスク側に比較的高感度
のレジストが設けられていてもよい。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面により説明する。図1は実施の形態により製造され
るコンタクトプローブの平面図、図2は図1に示すコン
タクトプローブのA−A線縦断面図、図3は図1に示す
コンタクトプローブのB−B線断面図、図4(a)〜
(h)は実施の形態によるコンタクトプローブの製作工
程を示す図、図5は図4の(b)、(c)に示すパター
ン形成工程の説明図、図6は実施の形態により製造され
るコンタクトプローブを装着したプローブ装置の要部縦
断面、図7はコンタクトピンとICチップのバンプとを
分離状態で示す部分斜視図、図8は図7に示すコンタク
トピンとICチップのバンプとの接触状態を示す断面図
である。図1乃至図3に示すコンタクトプローブ10は
例えばICプローブを示すものであり、樹脂フィルム1
2(フィルム)の片面にNiまたはNi合金等で形成さ
れるパターン配線13が接着剤で張り付けられた構成と
され、樹脂フィルム12の端部からパターン配線13の
先端が突出してコンタクトピン13aとされている。
【0013】樹脂フィルム12はポリイミド樹脂PIに
金属フィルム(銅箔)14が一体に設けられた二層テー
プである。この金属フィルム14はグラウンドとして用
いることができ、これにより、プローブ装置の先端近く
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悪影響を防ぐこ
とができる。また樹脂フィルム12には、パターン配線
13から得られた信号を引き出し用配線16を介してプ
リント基板に伝えるための窓17が設けられている。ま
た本実施の形態により製造されるコンタクトピン13a
は、図3及び図7に示されているように、その長手方向
に直交する断面において略四角形の基部19と基部19
より辺長が短い略四角形の凸部20とが階段状に一体形
成されていて、この基部19及び凸部20がコンタクト
ピン13aの長手方向に延在して形成されている。凸部
20とその両側部をなす基部19の表面19a,19a
とが、上述したパッド14等の電極端子への接触部とさ
れている。
【0014】次にこのコンタクトプローブ10の製造方
法について図4及び図5により説明する。図4(a)〜
(h)はコンタクトプローブ20の製造方法を示すもの
であり、図5は図4に示すパターン形成工程を説明する
ための工程図である。 〔支持金属板及び金属層形成工程〕 図4(a)において、ステンレス製の支持金属板(基板
層)21上に、Cu(銅)めっきによりベースメタル層
(第一の金属層)22を形成する。このベースメタル層
22は支持金属板21の上面に均一の厚さで形成され
る。
【0015】〔パターン形成工程〕 このベースメタル層22の上に比較的高感度の第一のフ
ォトレジスト層23を形成すると共に、第一のフォトレ
ジスト層23の上に比較的低感度の第二のフォトレジス
ト層24を形成する。これらのフォトレジスト層23,
24はネガ型フォトレジストとされており、第一及び第
二のフォトレジスト層23,24に関して高感度、低感
度としたのは相対的な概念であり、積層すべき複数種類
のフォトレジスト層間の比較において、レジストの感度
がより高感度のものを第一のフォトレジスト層23と
し、より低感度のものを第二のフォトレジスト層24と
すればよい。尚、第一及び第二のフォトレジスト層2
3,24として、例えばフィルムレジストが用いられる
が、その他、光に対して反応する材料であれば、液体状
のレジスト等を用いてもよく、或いはゴム製レジスト
等、化学的処理に対して不溶性、耐性を持つ各種の材料
をレジストとして採用できる。
【0016】そして、図4(b)に示すように第二のフ
ォトレジスト層24に所定のパターンのフォトマスク2
5を施して露光する。この場合、図5(a)に示すよう
に、第一及び第二のフォトレジスト層23,24のマス
ク25で覆われていない光が当たった領域が硬化する
が、第一のフォトレジスト層23は第二のフォトレジス
ト層24より高感度であり、そのために第一のレジスト
層23では光が当たる広い領域e1に亘って十分に硬化
し、第二のフォトレジスト層24では低感度であるため
に硬化が不十分であり、中央付近の領域e2が硬化する
ことになる。そして、図4(c)、図5(b)に示すよ
うにフォトレジスト層23,24を現像してパターン配
線13となる部分を除去して、残存する第一及び第二の
フォトレジスト層23,24に開口部26が形成され
る。
【0017】この場合、第一のフォトレジスト層23と
第二のフォトレジスト層24とは溶解度に差があるため
に、第一のフォトレジスト層23の第一開口部23aは
第二のフォトレジスト層24の第二開口部24aよりも
ベースメタル層22に略平行な方向の断面積が小さく形
成され、開口部26は第一のフォトレジスト層23の第
一開口部23aと第二のフォトレジスト層24の第二開
口部24aとで、各レジスト層の厚みに従って各レジス
ト層毎に幅の異なる段付きの断面形状として形成され
る。このようにしてパターン配線13をめっき等で形成
するための第一及び第二レジスト層23,24による型
27が形成される。
【0018】〔電解めっき工程〕 図4(d)に示すように、第一及び第二のフォトレジス
ト層23,24の各開口部26に、コンタクトピン13
aに供される第二の金属層をめっき処理により形成す
る。即ち、各開口部26にパターン配線13となるNi
またはNi合金層Nを電解めっき処理により形成する。
これにより、パターン配線13は、第一の開口部23a
にめっき形成される断面略四角形の凸部20と、第二の
開口部24aにめっき形成される例えば凸部20より幅
の広い断面略四角形の基部19とによって一体形成され
る。その後、図4(e)に示すように第一及び第二のフ
ォトレジスト層23,24が除去される。
【0019】〔フィルム被着工程〕 次に図4(f)に示すように、NiまたはNi合金層N
の上であって、図1に示した、パターン配線13の先端
即ちコンタクトピン13aとなる部分以外に、樹脂フィ
ルム12を接着剤12aにより接着する。この樹脂フィ
ルム12はポリイミド樹脂PIに金属フィルム(銅箔)
14が一体に設けられた二層テープである。この樹脂フ
ィルム12の被着工程の前までに、二層テープの金属フ
ィルム14の銅面に、銅エッチングの後、用途により金
めっきを施して、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ポリイミド樹脂
PIの樹脂面を接着剤12aを介してNiまたはNi合
金層Nに被着させる。尚、金属フィルム14は必ずしも
銅箔である必要はない。
【0020】〔分離工程〕 そして、図4(g)に示すように、樹脂フィルム12と
パターン配線13とベースメタル層22とからなる部分
を、支持金属板21から分離させた後、Cuエッチング
を経て樹脂フィルム12にパターン配線13のみを接着
させた形状となる。 〔金コーティング工程〕 次に露出状態のパターン配線13に、Auめっきを施
し、表面にAuめっき層Aを形成する。このとき、樹脂
フィルム12から突出状態とされたコンタクトピン13
aでは、全種に亘る表面全体にAu層Aが形成される。
以上の工程により、図1乃至図3に示すような、上述の
コンタクトプローブ10が製作される。
【0021】本実施の形態により製造されるコンタクト
ピン13aを備えたコンタクトプローブ10は上述のよ
うな構成を備えており、このコンタクトプローブ10は
例えば図6に示すようなプローブ装置40に装着されて
被検査部材の電気的テストに供される。即ち、図6に示
すプローブ装置40では、トップクランプ41に支持さ
れたマウンティングベース42の下面にコンタクトプロ
ーブ10が先端側部分を下方に向けた傾斜状態にして固
定されており、パターン配線13のコンタクトピン13
aとICチップCのバンプ14とが正確に位置合わせさ
せられている。またコンタクトプローブ10の窓部17
に設けられた引き出し用配線16に、ボトムクランプ4
3の弾性体44を押しつけて、引き出し用配線16をプ
リント基板45の電極に接触させてパターン配線13か
ら得られた信号を外部に伝達できるようになっている。
他方、被検査部材の一例としてのICチップCのバンプ
14は上述したように被接触部14aが凹面形状とされ
ている。
【0022】そして、プローブ装置40にコンタクトプ
ローブ10を装着した状態で、コンタクトピン13aを
図7及び8に示すようなバンプ14の凹面形状の被接触
部14aに接触させてオーバードライブをかけた際、各
コンタクトピン13aの凸部20は被接触部14aの底
部14cに当接すると共に、凸部20の両側部で凸部2
0から引っ込められた基部19の表面19a,19aは
被接触部14aの突条部14b,14bに当接する。そ
のためにコンタクトピン13aとバンプ14の被接触部
14aとの間で十分な接触面積を確保できて、確実な導
通を図れる。しかもバンプ14の凹面形状の被接触部1
4aの底部14cにコンタクトピン13aの凸部20が
落ち込んで接触するから確実な接触状態を得ることがで
きる。
【0023】上述のように本実施の形態によれば、IC
チップC等のバンプ14の被接触部14aが凹面形状で
あっても、コンタクトプローブ10のコンタクトピン1
3aの接触部を確実に接触させることができる上に十分
な接触面積を確保でき、バンプ14に対するコンタクト
性に優れたコンタクトピン13a及び該コンタクトピン
13aを備えたコンタクトプローブ10を製造すること
ができる。しかも従来のコンタクトプローブの製造方法
において、パターン形成工程で感度の異なる複数層の第
一及び第二フォトレジスト層23,24を配置するだけ
で、接触部が凸部20を有する三次元形状とされたコン
タクトピン13aを製作することができ、製作が簡単か
つ容易である。
【0024】尚、上述した実施の形態によるコンタクト
プローブ10の製造方法では、パターン形成工程でフォ
トレジスト層23,24をネガ型フォトレジストによっ
て形成したが、ポジ型フォトレジストを採用してもよ
い。図9はポジ型フォトレジストを用いた場合のコンタ
クトプローブ10の製造方法の一部の工程を示すもので
あり、その他の工程は図4に示す実施の形態と同一であ
る。この場合には、図9(a)に示すレジスト層形成工
程において、ベースメタル層22上に比較的低感度の第
一のフォトレジスト層30を形成して、その上に比較的
高感度の第二のフォトレジスト層31を形成する。そし
て、図9(b)に示す露光工程において、フォトマスク
25を第二のフォトレジスト層31上に乗せて露光す
る。その後に現像することで、第一のフォトレジスト層
30では比較的断面積の小さい第一開口部30aが形成
され、第二のフォトレジスト層31では比較的断面積の
大きい第二開口部31aが形成される。このようにし
て、これら第一及び第二開口部30a,31aからなる
段付き形状の開口部32が形成されることになる(図9
(c)参照)。
【0025】尚、上述の実施の形態により製造されるコ
ンタクトピン13aの基部19及び凸部20を有する構
成はパターン配線13の全長に亘って形成されている
が、必ずしも全長に亘って形成されている必要はなく、
少なくともバンプ14等の電極端子との接触部に形成さ
れていればよい。また、上述の実施の形態によるコンタ
クトプローブ10の製造方法において、パターン配線1
3とされるNiまたはNi合金部Nは電解めっきによっ
て形成されているが、めっきに限定されることなくその
他の方法、例えばスパッタリングによって製造されるこ
ととしてもよい。
【0026】また、上述の実施の形態では、フォトレジ
スト層として第一のレジスト層23,30と第二のレジ
スト層24,31の2層構造について説明したが、フォ
トレジスト層としては2層構造に限定されることなく、
それぞれ感度の異なる3種以上のフォトレジスト層を積
層してもよく、これによってそれぞれ各層毎に断面積が
異なって各層の境界で段差を有する開口部を形成するこ
とができる。また開口部の構成についても、第一の金属
層22側の開口部部分の断面積を小さくする構成に限定
されることはなく、フォトレジスト層の積層方向に任意
の感度を有する複数種類のフォトレジストを積層して、
任意の異なる断面積を深さ方向に有する開口部部分を連
結して構成してもよい。
【0027】
【発明の効果】上述のように、本発明に係るコンタクト
ピン及びコンタクトプローブの製造方法によれば、従来
のコンタクトプローブの製造方法を用いて、その過程で
感度の異なるレジストを複数層施すだけで、コンタクト
ピンの接触部に適宜の凸部を形成できるから、その製造
が簡単かつ容易である。またマスクは、断面積がその深
さ方向に異なる開口部を備えたマスク用フィルムからな
るため、コンタクトピンの接触部に適宜の凸部を簡単か
つ容易に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態により製造されるコンタ
クトプローブの概略平面図である。
【図2】 図1に示すコンタクトプローブのA−A線断
面図である。
【図3】 図1に示すコンタクトプローブのB−B線断
面図である。
【図4】 (a)〜(h)は実施の形態によるコンタク
トプローブの製造方法の各工程を示す図である。
【図5】 図4の(b)、(c)に示すパターン形成工
程の説明図であって、(a)は露光工程、(b)は開口
部形成工程を示す図である。
【図6】 実施の形態により製造されるコンタクトプロ
ーブが装着されたプローブ装置の中央縦断面図である。
【図7】 実施の形態により製造されるコンタクトプロ
ーブのコンタクトピンとICチップのパッドとを分離状
態で示す要部斜視図である。
【図8】 図7に示すコンタクトピンとパッドの接触状
態を示す断面図である。
【図9】 本発明によるコンタクトプローブの製造方法
の他の例を示すパターン形成に関わる要部工程図であっ
て、(a)はレジスト層形成工程、(b)は露光工程、
(c)は開口部形成工程を示す図である。
【図10】 従来のコンタクトプローブの先端部の構成
を示す要部斜視図である。
【図11】 図10に示すコンタクトプローブが装着さ
れたプローブ装置の要部縦断面図である。
【図12】 プローブ装置のコンタクトピンとICチッ
プのパッドとを分離状態で示す要部斜視図である。
【図13】 プローブ装置のコンタクトピンとICチッ
プのバンプとを分離状態で示す要部斜視図である。
【図14】 図13に示すコンタクトピンとバンプとの
接触状態を示す要部正面図である。
【符号の説明】
10 コンタクトプローブ 12 樹脂フィルム 13 パターン配線 13a コンタクトピン 19 基部 20 凸部 23,30 第一のフォトレジスト 23a,30a 第一開口部 24,31 第二のフォトレジスト 24a,31a 第二開口部 25 フォトマスク 26 開口部 C ICチップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−15113(JP,A) 特開 平6−313775(JP,A) 特開 平10−115637(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 1/06 - 1/073 C25D 1/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フィルム上に形成された複数のパターン
    配線の各先端が前記フィルムから突出してなるコンタク
    トピンの製造方法であって、 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
    第一の金属層を形成する第一の金属層形成工程と、 前記第一の金属層の上に断面積がその深さ方向に異なる
    開口部を備えたマスクを施すパターン形成工程と、 前記開口部に前記コンタクトピンとなる第二の金属層を
    形成する第二金属層形成工程とを備え、 前記マスクは、前記第一の金属層の上に露光に対する感
    度の異なる複数層のレジストを施して、フォトマスクを
    介して露光することで前記複数層のレジストに断面積が
    その深さ方向に異なる開口部を形成してなることを特徴
    とするコンタクトピンの製造方法。
  2. 【請求項2】 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が前記フィルムから
    突出してコンタクトピンとされるコンタクトプローブの
    製造方法であって、 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
    第一の金属層を形成する第一の金属層形成工程と、 前記第一の金属層の上に断面積がその深さ方向に異なる
    開口部を備えたマスクを施すパターン形成工程と、 前記開口部に前記コンタクトピンとなる第二の金属層を
    形成する第二金属層形成工程と、 前記マスクを取り除いた第二の金属層の上に前記フィル
    ムを被着するフィルム被着工程と、 前記フィルムと第二の金属層とからなる部分を、前記第
    一の金属層から分離する分離工程とを備え、 前記マスクは、前記第一の金属層の上に露光に対する感
    度の異なる複数層のレジストを施して、フォトマスクを
    介して露光することで前記複数層のレジストに断面積が
    その深さ方向に異なる開口部を形成してなることを特徴
    とするコンタク トプローブの製造方法。
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