JP3822683B2 - コンタクトプローブおよびこれを用いたプローブ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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用いたプローブ装置に関する。
【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（液晶ディスプレイ）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、例えば、特公平７−８２０２７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部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、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。
【０００４】
従来のコンタクトプローブ１は、図１５に示すように、ポリイミド樹脂フィルム２の片面に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の先端部が突出してコンタクトピン３ａとされている。
なお、符号４は、後述する位置合わせ穴である。
【０００５】
また、例えば、特開平６−３２４０８１号公報に、パターン配線の先端部をコンタクトピンとした上記コンタクトプローブ（当該公報におけるフレキシブル基板）を用いたプローブ装置（プローブカード）が提案されている。このプローブ装置では、ＩＣチップ等とテスターとの間のピンピッチの相違等に対する整合が採られ、多ピン狭ピッチのＩＣチップ等のプローブテストに好適である。
【０００６】
上記従来のコンタクトプローブ１をメカニカルパーツ１０に組み込んで、上記従来のプローブ装置１１にする構成について、図１６から図１８を参照して説明する。
【０００７】
前記メカニカルパーツ１０は、マウンティングベース１２と、トップクランプ１３と、ボトムクランプ１４とからなっている。
まず、プリント基板１５の上にトップクランプ１３を取付け、次に、コンタクトプローブ１を取り付けたマウンティングベース１２をトップクランプ１３にボルト穴１６にボルト１７を螺合させて取り付ける（図１７参照）。
そして、ボトムクランプ１４でコンタクトプローブ１を押さえ込むことにより、パターン配線３を一定の傾斜状態に保ち、該パターン配線３をＩＣチップに押しつける。
【０００８】
図１７は、組立終了後のプローブ装置１１を示している。図１８は、図１７のＥ−Ｅ線断面図である。図１８に示すように、パターン配線３の先端は、マウンティングベース１２によりＩＣチップＩに接触している。
前記マウンティングベース１２には、コンタクトプローブ１の位置を調整するための位置決めピン１８が設けられており、この位置決めピン１８をコンタクトプローブ１の前記位置合わせ穴４に挿入することにより、パターン配線３とＩＣチップＩとを正確に位置合わせすることができるようになっている。コンタクトプローブ１に設けられた窓１９の部分のパターン配線３に、ボトムクランプ１４の弾性体２０を押しつけて、前記窓部１９のパターン配線３をプリント基板１５の電極２１に接触させ、パターン配線３から得られた信号をプリント基板１５の電極２１を通して外部に伝えることができるようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のコンタクトプローブ１およびこれを用いたプローブ装置１１には、以下のような課題が残されている。
ＩＣチップＩの電極からプリント基板１５の電極２１への接続を樹脂フィルム２上に一体となったパターン配線３で行うため、プリント基板１５側の電極２１のパッド配置に自由度がなく、ＩＣチップＩの電極がその４辺に均等に配置されている場合には特に問題とならないが、４辺に不均等に電極が配置されている場合に対応することが困難であった。すなわち、一つの辺に電極が集中している例えば、ＬＣＤのドライバーＩＣ（３ｍｍ×１ｍｍサイズの長辺に数百ピン形成されている）等の場合には、プリント基板１５上に電極２１のパッドを配置するスペースがとれず、ＩＣチップＩの電極からプリント基板１５への接続が困難であった。
【００１０】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、多ピン狭ピッチ化できるとともに４辺に不均等に電極が配置された半導体チップ等にも適用できるコンタクトプローブおよびこれを用いたプローブ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【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、複数の主パターン配線がフィルム上に形成されこれらの前記複数の主パターン配線の各先端部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、前記各先端部を有する前記複数の主パターン配線が前記フィルムの片面に形成されたコンタクトプローブ本体と、分岐パターン配線が片面に形成され、該コンタクトプローブ本体の前記フィルムの中間に一部を張り合わせて接続され分岐させた少なくとも一つの分岐配線板とから構成され、前記分岐配線板の前記分岐パターン配線側を前記コンタクトプローブ本体側に向けて、前記分岐パターン配線を、前記フィルムの片面に形成された前記複数の主パターン配線のうち一部に重ね合わせて接触させ電気的に接続し、前記フィルムの片面に形成された前記複数の主パターン配線のうち一部が前記分岐パターン配線に振り分けられて、前記複数の主パターン配線が接続される配線用基板とは別の場所に前記分岐パターン配線を接続することが可能な技術が採用される。
【００１２】
このコンタクトプローブでは、主パターン配線が形成されたコンタクトプローブ本体と、該コンタクトプローブ本体に接続された分岐配線板とから構成され、該分岐配線板に主パターン配線に接続される分岐パターン配線が形成されているので、主パターン配線の一部が前記分岐パターン配線に振り分けられることから、分岐パターン配線を主パターン配線とは別の場所に接続することが可能となる。すなわち、半導体チップ等の一辺に電極が集中しても、該一辺の電極に接続される主パターン配線が、分岐パターン配線で分岐され分割されて他の場所に接続される。
【００１３】
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、前記分岐配線板は、フレキシブルプリント基板で形成されている技術が採用される。
【００１４】
このコンタクトプローブでは、分岐配線板がフレキシブルプリント基板で形成されているので、作製が安価になるとともに、柔軟であることから配線の自由度がさらに高くなる。
【００１５】
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、前記コンタクトプローブ本体のフィルムには、金属フィルムが直接張り付けられている技術が採用される。
【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いるため、該金属フィルムによって前記フィルムの伸びが抑制される。すなわち、各コンタクトピンの間隔にずれが生じ難くなり、先端部が測定対象物に正確かつ高精度に当接させられる。また、分岐配線板の分岐パターン配線に対する主パターン配線の位置ずれが生じ難い。
さらに、該金属フィルムは、グランドとして用いることができ、それにより、コンタクトプローブ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。すなわち、プローバと呼ばれるテスターからの伝送線路の途中で基板配線側とコンタクトピンとの間の特性インピーダンスが合わないと反射雑音が生じ、その場合、特性インピーダンスの異なる伝送線路が長ければ長いほど大きな反射雑音が生じるという問題がある。反射雑音は信号歪となり、高周波になると誤動作の原因になり易い。本コンタクトプローブでは、前記金属フィルムをグランドとして用いることにより、コンタクトピン先の近くまで基板配線側によって特性インピーダンスを合わせることができ、反射雑音による誤動作を抑えることができる。
【００１７】
請求項４記載のプローブ装置では、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と、前記主パターン配線および前記分岐パターン配線の途中または後端側に接触させて電気的に接続する複数の基板側パターン配線を有する配線用基板と、前記各先端部を支持する支持部材とを備えている技術が採用される。
【００１８】
このプローブ装置では、配線用基板に請求項１から３のいずれかに記載のコンタクトプローブにおける主パターン配線および分岐パターン配線にそれぞれ接続する基板側パターン配線が形成されているので、主パターン配線が分岐パターン配線によって分割されることから、これらに接続される基板側パターン配線も分割されて別々の場所に形成され、その配置スペースが広くかつ高い自由度をもって設定される。
【００１９】
請求項５記載のプローブ装置では、請求項４記載のプローブ装置において、前記配線用基板は、表面および裏面に前記基板側パターン配線がそれぞれ形成され、前記コンタクトプローブ本体および前記分岐配線板は、前記配線用基板の表裏面にそれぞれ振り分けて配され、前記主パターン配線および前記分岐パターン配線は、振り分けられた先の前記基板側パターン配線に接触させて電気的に接続している技術が採用される。
【００２０】
このプローブ装置では、配線用基板の表裏面にコンタクトプローブ本体と分岐配線板とを振り分けて、主パターン配線と分岐パターン配線とを別々に配線用基板の表裏面の２面における基板側パターン配線に接続できることから、配線用基板の一面に配線が集中せず、倍増した基板側パターン配線の配置スペースにより接続が容易となる。
【００２１】
請求項６記載のプローブ装置では、請求項４または５記載のプローブ装置において、前記コンタクトプローブ本体のフィルム上に配されて該フィルムから前記先端部よりも短く突出する強弾性フィルムを備えている技術が採用される。
【００２２】
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プローブ本体の先端側を上方から押さえるため、先端部が上方に湾曲したものが存在しても、測定対象物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。さらに、このようなプローブ装置のコンタクトプローブが前記コンタクトプローブ本体と前記分岐配線板とで構成されているので、測定されたデータの信頼性が向上するという作用効果を得ることができる。
【００２３】
請求項７記載のプローブ装置では、請求項６記載のプローブ装置において、前記コンタクトプローブ本体のフィルムは、前記強弾性フィルムが前記コンタクトプローブ本体を押圧するときに緩衝材となるように強弾性フィルムよりも先端側に長く形成されている技術が採用される。
【００２４】
このプローブ装置では、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プローブ本体を押圧するときに緩衝材となるため、繰り返し使用しても、強弾性フィルムとの摩擦によりコンタクトピンである先端部が歪んで湾曲すること等がなく、測定対象物に対して安定した接触を保つことができる。さらに、このようなプローブ装置のコンタクトプローブが前記コンタクトプローブ本体と前記分岐配線板とで構成されているので、測定されたデータの信頼性が向上するばかりか、プローブ装置全体としての寿命が長くなるという作用効果を得ることができる。
【００２５】
【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の第１実施形態を図１から図５を参照しながら説明する。
これらの図にあって、符号３０は長辺用コンタクトプローブ、３１は樹脂フィルム、３２は主パターン配線、３３はコンタクトプローブ本体、３４は分岐パターン配線、３５は分岐配線板、３６は長辺用コンタクトピンを示している。
【００２６】
第１実施形態の長辺用コンタクトプローブ３０は、ウエーハ上の長方形状のＩＣチップＩにおける長辺の電極に接触して電気的測定を行うものであって、図２に示すように、ポリイミド樹脂フィルム３１の片面にＮｉまたはＮｉ合金で形成される複数の主パターン配線３２を張り付けたコンタクトプローブ本体３３と、Ｃｕ（銅）で形成される分岐パターン配線３４を有するフレキシブルプリント基板の分岐配線板３５とから構成されている。
【００２７】
前記主パターン配線３２は、その先端部が樹脂フィルム３１の端部から突出されて形成された長辺用コンタクトピン３６を有する。なお、前記主パターン配線３２は、その長辺用コンタクトピン３６の表面がＮｉの酸化防止のためにＡｕ（金）で被膜されている。
【００２８】
前記分岐配線板３５は、図３に示すように、コンタクトプローブ本体３３の途中に先端部分を張り合わせて接続され、前記分岐パターン配線３４の先端部が複数の主パターン配線３２のうち一部（本実施形態では一本おきに）に接触状態に電気的に接続される。
【００２９】
次に、前記長辺用コンタクトプローブ３０のコンタクトプローブ本体３３における作製工程について、図６を参照して工程順に説明する。
【００３０】
〔ベースメタル層形成工程〕
まず、図６の（ａ）に示すように、ステンレス製の支持金属板３７の上に、Ｃｕ（銅）メッキによりベースメタル層３８を形成する。
【００３１】
〔パターン形成工程〕
このベースメタル層３８の上にフォトレジスト層３９を形成した後、図６の（ｂ）に示すように、フォトレジスト層３９に所定のパターンのマスク４０を施して露光し、図６の（ｃ）に示すように、フォトレジスト層３９を現像して前記主パターン配線３２となる部分を除去して残存するフォトレジスト層３９に開口部３９ａを形成する。
【００３２】
〔電解メッキ工程〕
そして、図６の（ｄ）に示すように、前記開口部３９ａに前記主パターン配線３２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６の（ｅ）に示すように、フォトレジスト層３９を除去する。
【００３３】
〔フィルム被着工程〕
次に、図６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、図に示した前記主パターン配線３２の先端部、すなわち長辺用コンタクトピン３６となる部分以外に、前記樹脂フィルム３１を接着剤３１ａにより接着する。
【００３４】
〔分離工程〕
そして、図６の（ｇ）に示すように、樹脂フィルム３１と主パターン配線３２とベースメタル層３８とからなる部分を、支持金属板３７から分離させた後、Ｃｕエッチおよび超音波洗浄を経て、樹脂フィルム３１に主パターン配線３２のみを接着させた状態とする。
【００３５】
〔金コーティング工程〕
そして、露出状態の主パターン配線３２に、図６の（ｈ）に示すように、Ａｕメッキを施し表面にＡｕ層ＡＵを形成する。このとき、樹脂フィルム３１から突出状態とされた前記長辺用コンタクトピン３６では、全周に亙る表面全体にＡｕ層ＡＵが形成される。
この後、前記コンタクトプローブ本体３３を、ＩＣ用プローブとして所定形状に切り出す。
【００３６】
〔分岐配線板の作製〕
分岐配線板３５は、樹脂フィルム３１の片面上にＣｕ薄膜を形成し、該Ｃｕ薄膜をエッチングによって選択的に除去するとともにＣｕの分岐パターン配線３４を形成し、さらに前記コンタクトプローブ本体３３に対応した所定形状に切り出されることによって作製される。
【００３７】
次に、測定するＩＣチップＩ（測定対象物）の長辺に対応し前記コンタクトプローブ本体３３および分岐配線板３５からなる長辺用コンタクトプローブ３０を、メカニカルパーツに組み込んでプローブ装置（プローブカード）４１にする構成について、図１から図５を参照して説明する。
なお、本発明に係る長辺用コンタクトプローブ３０は、薄い樹脂フィルム３１上に主パターン配線３２が形成されているので、全体が柔軟で曲げやすくプローブ装置等に組み込み易くなっている。
【００３８】
前記メカニカルパーツは、図１、図２、図４および図５に示すように、マウンティングベース（支持部材）４２Ａ，４２Ｂと、トップクランプ４３と、サブトップクランプ４４と、ボトムクランプ４５と、サブボトムクランプ４６とからなっている。
まず、マウンティングベース４２Ａ，４２Ｂを、トップクランプ４３における中央窓部４３ａ周辺の下面に４辺に対応してボルト４７でそれぞれ取り付けるとともに、２つのサブトップクランプ４４を、前記中央窓部４３ａの長辺に平行に形成されたトップクランプ４３外側部の段部４３ｂに配設する。
【００３９】
次に、サブトップクランプ４４の下面に、コンタクトプローブ本体３３の後端接続部４８を主パターン配線３２側を下方に向けて配するとともに、該後端接続部４８に形成された後端位置合わせ穴４８ａの軸線をサブトップクランプ４４に形成されたトップ側位置合わせ穴４４ａの軸線に一致させる。
【００４０】
さらに、トップクランプ４３の下面に、サブトップクランプ４４およびコンタクトプローブ本体３３の後端部を挟持するようにプリント基板（配線用基板）５０を配する。該プリント基板５０は、中央部分に前記各マウンティングベース４２Ａ，４２Ｂを取り囲むように配される中央基板窓部５０ａと、該中央基板窓部５０ａの両長辺側に離間した２つの長辺側窓部５０ｂと前記中央基板窓部５０ａと前記長辺側窓部５０ｂとの間の長辺側支持部５０ｃとがそれぞれ形成されている。
【００４１】
プリント基板５０を取り付ける際、長辺側窓部５０ｂの近傍に形成された基板側位置合わせ穴５０ｄの軸線を、前記後端位置合わせ穴４８ａおよびトップ側位置合わせ穴４４ａの軸線に一致させる。
さらに、第１調整ピン５１を、基板側位置合わせ穴５０ｄおよび後端位置合わせ穴４８ａに貫通させるとともに、トップ側位置合わせ穴４４ａに挿入し、サブトップクランプ４４、コンタクトプローブ本体３３およびプリント基板５０の位置決めを行う。この状態で、コンタクトプローブ本体３３の主パターン配線３２は、後端部でプリント基板５０の表面上に形成された電極である表面側パターン配線（基板側パターン配線）５２に接触状態に電気的に接続される。
【００４２】
また、コンタクトプローブ本体３３は、前記長辺側窓部５０ｂを表面側から裏面側に通されるとともに前記長辺側支持部５０ｃの下面側を介して、その先端部である長辺用コンタクトピン３６がマウンティングベース４２Ａ下面に配される。
次に、長辺用コンタクトピン３６の近傍に形成された先端位置合わせ穴３３ａを、マウンティングベース４２Ａに形成されたベース側位置合わせ穴４２ａに軸線を一致させて配し、第２調整ピン５２を先端位置合わせ穴３３ａに貫通させるとともに、ベース側位置合わせ穴４２ａに挿入してコンタクトプローブ本体３３の先端側とマウンティングベース４２Ａとの位置決めを行う。
【００４３】
さらに、コンタクトプローブ本体３３の中間部分に形成された中間接続部５３を、長辺側支持部５０ｃの下面に配するとともに、中間接続部５３に形成された中間位置合わせ穴５３ａを、前記長辺側支持部５０ｃに形成された支持部側位置合わせ穴５０ｅに軸線を一致させて配する。
そして、分岐配線板３５の先端接続部５４を、分岐パターン配線３４側をコンタクトプローブ本体３３側に向けてコンタクトプローブ本体３３の中間接続部５３に重ね合わせるとともに、先端接続部５４に形成された分岐用先端位置合わせ穴５４ａを、中間位置合わせ穴５３ａに軸線を一致させる。
【００４４】
この状態で、第３調整ピン５５を、分岐用先端位置合わせ穴５４ａおよび中間位置合わせ穴５３ａに貫通させるとともに、支持部側位置合わせ穴５０ｅに挿入して分岐配線板３５、コンタクトプローブ本体３３および長辺側支持部５０ｃの位置決めを行う。
このとき、先端接続部５４の分岐パターン配線３４は、図３に示すように、中間接続部５３における所定の主パターン配線３２（本実施形態では一本おき）に接触状態に電気的に接続される。
【００４５】
また、分岐配線板３５の後端接続部５６を、該後端接続部５６に形成された分岐用後端位置合わせ穴５６ａに前記第１調整ピン５１を貫通状態にするとともに、後端接続部５６の分岐パターン配線３４がプリント基板５０の裏面に形成された電極である裏面側パターン配線（基板側パターン配線）５７上に接触状態に電気的に接続するように配する。
【００４６】
次に、サブボトムクランプ４６を、位置決めされたコンタクトプローブ本体３３の中間接続部５３と分岐配線板３５の先端接続部５４とを挟持状態にして長辺側支持部５０ｃ下面にボルト５８で固定する。
さらに、ボトムクランプ４５を、位置決めされたコンタクトプローブ本体３３の後端接続部４８、プリント基板５０および分岐配線板３５の後端接続部５６とを挟持状態にしてトップクランプ４３にボルト５９で固定する。
【００４７】
すなわち、コンタクトプローブ本体３３と分岐配線板３５は、中間接続部５３と先端接続部５４が接触状態に接続されることにより長辺用コンタクトプローブ３０を構成し、主パターン配線３２は、分岐パターン配線３４によって分岐されプリント基板５０の表面側パターン配線５２および裏面側パターン配線５７にそれぞれ電気的に接続される。
【００４８】
一方、ＩＣチップＩ短辺の電極に対応する短辺用コンタクトプローブ６０を、プリント基板５０における中央窓部４３ａ短辺側の下面に配するとともに、前記短辺用コンタクトプローブ６０の後端接続部６１に短辺用後端調整ピン６２を貫通させて位置決めする。
なお、短辺用コンタクトプローブ６０は、上述したコンタクトプローブ本体３３と同様の製造工程によって形成されたものであって、樹脂フィルム上にＮｉまたはＮｉ合金で形成された短辺用パターン配線（図示せず）を備えているとともに、樹脂フィルムから突出した短辺用パターン配線の先端部が短辺用コンタクトピン６３とされている。
【００４９】
さらに、上記の位置決め状態で、短辺用コンタクトプローブ６０の後端接続部６１を、ボトムクランプ４５によってプリント基板５０との間で挟持状態に固定し、前記後端接続部６１に形成されている短辺用パターン配線と、プリント基板５０表面に形成されている短辺用基板側パターン配線（図示せず）とを接触させて接続させる。
【００５０】
次に、短辺用コンタクトプローブ６０の先端接続部６４を、中央窓部４３ａの短辺側に配されたマウンティングベース４２Ｂ下面に配し、短辺用先端調整ピン６５を該先端接続部６４に貫通させるとともに、マウンティングベース４２Ｂの中央窓部４３ａ短辺側に形成されたベース側位置合わせ穴４２ａに挿入する。これによって、短辺用コンタクトプローブ６０の先端接続部６４とマウンティングベース４２Ｂとの位置合わせが行われる。
【００５１】
なお、ボトムクランプ４５、サブトップクランプ４４およびサブボトムクランプ４６には、それぞれプリント基板５０側に向いた押圧用溝６６が形成され、該押圧用溝６６には、ゴム等で形成された弾性体６７が埋め込まれている。これらの弾性体６７は、組立時に当接するコンタクトプローブ本体３３、分岐配線板３５および短辺用コンタクトプローブ６０をプリント基板５０側に押圧し、対向配置されたパターン配線を互いに押圧状態に接触させ電気的に接続させている。
【００５２】
上記組立によって構成されたプローブ装置４１では、長辺用コンタクトプローブ３０および短辺用コンタクトプローブ６０がサブボトムクランプ４６およびボトムクランプ４５で押さえ込まれることで、それぞれの先端部がマウンティングベース４２Ａ，４２Ｂにより一定の傾斜状態とされ、長辺用コンタクトピン３６および短辺用コンタクトピン６３が所定角度でＩＣチップＩの長辺および短辺における電極にそれぞれ接触するように設定される。
【００５３】
上記のように構成されたプローブ装置４１を用いて、ＩＣチップＩのプローブテスト等を行う場合は、プローブ装置４１をプローバに挿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（入力信号）をプリント基板５０の表面側パターン配線５２、裏面側パターン配線５７および短辺用基板側パターン配線を介して主パターン配線３２、分岐パターン配線３４および短辺用パターン配線にそれぞれ送信する。
【００５４】
このとき、分岐パターン配線３４における入力信号は、先端接続部５４において中間接続部５３の主パターン配線３２に伝送され、表面側パターン配線５２からの入力信号とともに主パターン配線３２の長辺用コンタクトピン３６からウェーハ上のＩＣチップＩに送られる。
【００５５】
また、逆に該ＩＣチップＩからの長辺用コンタクトピン３６に出力される出力信号は、主パターン配線３２に伝送され、中間接続部５３において所定の主パターン配線３２の出力信号のみが接続された分岐パターン配線３４に伝送される。さらに、ＩＣチップＩからの短辺用コンタクトピン６３に出力される出力信号は、短辺用パターン配線に伝送される。
【００５６】
このようにして、主パターン配線３２、分岐パターン配線３４および短辺用パターン配線を伝送される出力信号は、表面側パターン配線５２、裏面側パターン配線５７および短辺用基板側パターン配線を介してテスターに伝送され、ＩＣチップＩの電気的特性が測定される。
【００５７】
上記長辺用コンタクトプローブ３０では、主パターン配線３２が形成されたコンタクトプローブ本体３３と、該コンタクトプローブ本体３３に接続された分岐配線板３５とから構成され、該分岐配線板３５に主パターン配線３２に接続される分岐パターン配線３４が形成されているので、主パターン配線３２の一部が分岐パターン配線３４に振り分けられることから、分岐パターン配線３４を主パターン配線３２とは別の場所に接続することが可能となる。すなわち、ＩＣチップＩの一辺（長辺）に電極が集中しても、該一辺の電極に接続される主パターン配線３２が、分岐パターン配線３４で分岐され分割されて他の場所に接続される。
【００５８】
したがって、上記長辺用コンタクトプローブ３０を組み込んだプローブ装置４１では、プリント基板５０の表裏面にコンタクトプローブ本体３３と分岐配線板３５とを振り分けて、主パターン配線３２と分岐パターン配線３４とを別々にプリント基板５０の表裏面の２面における表面側パターン配線５２および裏面側パターン配線５７に接続できることから、一辺に多数の電極が集中したＩＣチップＩにおいても、プリント基板５０の一面に配線が集中せず、プリント基板５０のパターン配線（電極）のピッチを小さくしなくても倍増した配置スペースにより接続が容易となる。
【００５９】
次に、図７乃至図９を参照して、第２実施形態について説明する。図７に示すように、上記第１実施形態において説明したコンタクトプローブ３０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８に示すように、上記樹脂フィルム３１をマウンティングベース４２Ａの下面に配してコンタクトピン３ａをＩＣチップＩ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、ＩＣチップＩ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ＩＣチップＩ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という問題があった。
【００６０】
そこで、第２実施形態におけるプローブ装置１１０Ａでは、図９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の先端部が樹脂フィルム２０１から突出する側に、コンタクトピン３ａよりも短く突出するように接着または図示しない固定手段によって重ね合わせてコンタクトプローブ２００Ａを構成し、その状態で強弾性フィルム４００をマウンティングベース４２Ａの下面に配してコンタクトプローブ２００Ａを取り付けている。
強弾性フィルム４００は、有機材料であれば、セラミックまたはポリエチレンテレフタレートからなり、無機材料であれば、セラミック、特にアルミナ製フィルムからなることが好ましい。
【００６１】
そして、このコンタクトピン３ａをＩＣチップＩ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ＩＣチップＩ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る。
【００６２】
すなわち、ＩＣチップＩの端子にコンタクトピン３ａを確実に当接させることができるところから、接触不良による測定ミスをなくすことができる。
また、このようなプローブ装置１１０Ａのコンタクトプローブ２００Ａがコンタクトプローブ本体３３と分岐配線板３５とで構成されているので、測定されたデータの信頼性が向上するという作用効果を得ることができる。
【００６３】
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、所望の押し付け量で所望の接触圧を得ることができる。
【００６４】
次に、図１０および図１１を参照して、第３実施形態について説明する。図１０に示すように、上記第２実施形態において説明したコンタクトプローブ２００Ａの樹脂フィルム２０１は、例えば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、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ＩＣチップＩの端子の所定位置に接触することが不可能となり、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。
【００６５】
そこで、第３実施形態におけるコンタクトプローブ２００Ｂでは、図１１に示すように、前記樹脂フィルム２０１の上に金属フィルム５００を張り付け、湿度が変化してもコンタクトピン３ａ，３ａ間の間隔ｔの変化を少なくし、これにより、コンタクトピン３ａをＩＣチップＩの端子の所定位置に確実に接触させることとした。
【００６６】
すなわち、各コンタクトピン３ａの間隔にずれが生じ難くなり、コンタクトピン３ａが測定対象物に正確かつ高精度に当接させられる。また、分岐配線板３５の分岐パターン配線３４に対する主パターン配線３２の位置ずれが生じ難い。
なお、金属フィルム５００は、Ｎｉ、Ｎｉ合金、ＣｕまたはＣｕ合金のうちいずれかのものが好ましい。
【００６７】
次に、図１２を参照して、第４実施形態におけるプローブ装置１１０Ｂについて説明する。すなわち、組み込まれるコンタクトプローブ２００Ｃが、上記第３実施形態のように、樹脂フィルム２０１の上に金属フィルム５００が張り付けられていると共に、該金属フィルム５００上に、上記第２実施形態のように強弾性フィルム４００が接着または図示しない固定手段によって配されたものであり、これにより、コンタクトピン３ａ先端の湾曲によらず均一な接触圧が得られると共に、コンタクトピン３ａ，３ａ間の間隔ｔの変化を最小限に抑えて電気テストを正確に行えるものである。
【００６８】
次に、図１３および図１４を参照して、第５実施形態におけるプローブ装置１１０Ｄについて説明する。上記第２および第４実施形態では、使用中は、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４００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。
【００６９】
そこで、第５実施形態では、図１３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とする構成のコンタクトプローブ２００Ｅを採用した。
そして、図１４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３ａ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。
【００７０】
さらに、上記第５実施形態におけるプローブ装置１１０Ｄでは、幅広樹脂フィルム２０１ａが強弾性フィルム４００よりも先端側に長く形成されて強弾性フィルム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、繰り返し使用しても、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、ＩＣチップＩの端子に対して安定した接触を保つことができる。
【００７１】
また、このようなプローブ装置１１０Ｄのコンタクトプローブ２００Ｅがコンタクトプローブ本体３３と分岐配線板３５とで構成されているので、測定されるデータの信頼性が向上するという作用効果を得ることができる。
【００７２】
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）上記の各実施形態においては、長辺用コンタクトプローブをプローブカードであるプローブ装置に適用したが、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。
【００７３】
また、前記コンタクトプローブをＬＣＤ用の所定形状に切り出してＬＣＤ用のプローブ装置に組み込んでも構わない。例えば、該ＬＣＤ用プローブ装置を、コンタクトプローブを挟持したコンタクトプローブ挟持体と、該コンタクトプローブ挟持体を固定する額縁状フレームとからなる構造とし、コンタクトプローブ挟持体からコンタクトプローブのコンタクトピンの先端を突出させ、該先端をＬＣＤの端子に接触させて測定するものでもよい。
【００７４】
（２）コンタクトプローブ本体３３と分岐配線板３５との接続は、主パターン配線３２と分岐パターン配線３４とを互いに押圧状態に直接接触させて電気的に接続したが、他の方法で接続しても構わない。例えば、コンタクトプローブ本体と分岐配線板との間に、押圧方向に導通する異方性導電シートを配して挟持状態とすることによって、重なり合った主パターン配線と分岐パターン配線との間のみが導通され電気信号が伝送される手段でもよい。
【００７５】
（３）コンタクトプローブ本体３３に接続される分岐配線板３５を一つのみとしたが、複数の分岐配線板を接続して、さらに複数に分岐させても構わない。
（４）分岐パターン配線３４を、主パターン配線３２に対して一本おきに接続したが、他の配置で接続しても構わない。例えば、主パターン配線を左右に２分割して、一方を分岐パターン配線に接続してもよい。
【００７６】
（５）分岐配線板３５の分岐パターン配線３４は、樹脂フィルム上のＣｕ薄膜をエッチングして形成したが、他の低抵抗の金属により形成しても構わず、コンタクトプローブ本体３３と同様に、ＮｉまたはＮｉ合金で形成してもよい。しかしながら、分岐配線板を、上記Ｃｕの分岐パターン配線を備えたフレキシブル基板にすると、主パターン配線がＮｉまたはＮｉ合金で形成されたコンタクトプローブ本体に比べて柔軟性に優れ、プリント基板等への接続箇所の自由度が高くなる。
【００７７】
【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、主パターン配線が形成されたコンタクトプローブ本体と、該コンタクトプローブ本体に接続された分岐配線板とから構成され、該分岐配線板に主パターン配線に接続される分岐パターン配線が形成されているので、分岐パターン配線を主パターン配線とは別の場所に接続することができ、半導体チップ等の一辺に電極が集中しても、該一辺の電極に接続される主パターン配線を分岐パターン配線で分割して他の場所に接続することができるとともに、配線用基板における基板側パターン配線の配置スペースを広くとることができる。したがって、多ピン狭ピッチ化できるとともに、４辺に不均等に電極が配置されたような多様な電極配置の半導体チップ等にも、容易に適用することができる。
【００７８】
（２）請求項２記載のコンタクトプローブによれば、分岐配線板がフレキシブルプリント基板で形成されているので、安価に作製することができ量産に好適であるとともに、柔軟であることから配線がしやすくなり、高い設計自由度を得ることができる。
【００７９】
（３）請求項３記載のプローブ装置によれば、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いるため、該金属フィルムによって前記フィルムの伸びを抑制することができる。すなわち、各コンタクトピンの間隔にずれが生じ難くなり、先端部が測定対象物に正確かつ高精度に当接させることができる。また、分岐配線板の分岐パターン配線に対する主パターン配線の位置ずれが生じ難く、正確にかつ確実にパターン配線の接続ができる。
さらに、本コンタクトプローブでは、前記金属フィルムをグランドとして用いることにより、コンタクトピン先の近くまで基板配線側によって特性インピーダンスを合わせることができ、反射雑音による誤動作を抑えることができる。
【００８０】
（４）請求項４記載のプローブ装置によれば、配線用基板に請求項１から３のいずれかに記載のコンタクトプローブにおける主パターン配線および分岐パターン配線にそれぞれ接続する基板側パターン配線が形成されているので、主パターン配線が分岐パターン配線によって分割されることから、これらに接続される基板側パターン配線も分割されて別々の場所に形成され、配線用基板の一箇所における基板側パターン配線の数を減らし、その配置スペースを広くかつ高い自由度をもって設定することができる。したがって、基板側パターン配線のピッチを小さくしなくても、一辺に多数の電極が集中した半導体チップ等に容易に適用することができる。
【００８１】
（５）請求項５記載のプローブ装置によれば、配線用基板の表裏面にコンタクトプローブ本体と分岐配線板とを振り分けて、主パターン配線と分岐パターン配線とを別々に配線用基板の表裏面の２面における基板側パターン配線に接続するので、一辺に多数の電極が集中した半導体チップ等においても、配線用基板の一面に配線が集中せず、配線用基板のサイズを変えることなく基板側パターン配線の配置スペースを倍増させることができ接続が容易となる。
【００８２】
（６）請求項６記載のプローブ装置によれば、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プローブ本体の先端側を上方から押さえるため、先端部が上方に湾曲したものが存在しても、測定対象物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。さらに、このようなプローブ装置のコンタクトプローブが前記コンタクトプローブ本体と前記分岐配線板とで構成されているので、測定されたデータの信頼性が向上するという作用効果を得ることができる。
【００８３】
（７）請求項７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プローブ本体を押圧するときに緩衝材となるため、繰り返し使用しても、強弾性フィルムとの摩擦によりコンタクトピンである先端部が歪んで湾曲すること等がなく、測定対象物に対して安定した接触を保つことができる。さらに、このようなプローブ装置のコンタクトプローブが前記コンタクトプローブ本体と前記分岐配線板とで構成されているので、測定されたデータの信頼性が向上するばかりか、プローブ装置全体としての寿命が長くなるという作用効果を得ることができる。
【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第１実施形態を組み込んだプローブ装置を示す底面図である。
【図２】 図１のＸ−Ｘ線矢視断面図である。
【図３】 本発明に係るコンタクトプローブの第１実施形態を組み込んだプローブ装置における主パターン配線および分岐パターン配線の接続を示す平面図である。
【図４】 図１のＹ−Ｙ線矢視断面図である。
【図５】 図１のＺ−Ｚ線矢視断面図である。
【図６】 本発明に係るコンタクトプローブの第１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７】 本発明に係るプローブ装置の第２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段面図である。
【図８】 本発明に係るプローブ装置の第２実施形態に関してプローブ装置の従来の欠点を示す段面図である。
【図９】 本発明に係るプローブ装置の第３実施形態を示す段面図である。
【図１０】 本発明に係るコンタクトプローブの第３実施形態に関してコンタクトピンに直交する方向の断面図である。
【図１１】 本発明に係るコンタクトプローブの第３実施形態を示す断面図である。
【図１２】 本発明に係るプローブ装置の第４実施形態におけるプローブ装置を示す段面図である。
【図１３】 本発明に係るプローブ装置の第５実施形態におけるコンタクトプローブを示す段面図である。
【図１４】 本発明に係るプローブ装置の第５実施形態を示す段面図である。
【図１５】 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。
【図１６】 本発明に係るコンタクトプローブの従来例を組み込んだプローブ装置の一例を示す分解斜視図である。
【図１７】 本発明に係るコンタクトプローブの従来例を組み込んだプローブ装置の一例を示す要部斜視図である。
【図１８】 図１７のＥ−Ｅ線断面図である。
【符号の説明】
３０ 長辺用コンタクトプローブ
３１ 樹脂フィルム
３２ 主パターン配線
３３ コンタクトプローブ本体
３４ 分岐パターン配線
３５ 分岐配線板
３６ 長辺用コンタクトピン
４１ プローブ装置
４２Ａ マウンティングベース（支持部材）
５０ プリント基板（配線用基板）
５２ 表面側パターン配線（基板側パターン配線）
５３ 中間接続部
５４ 先端接続部
５７ 裏面側パターン配線（基板側パターン配線）
１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｄ プローブ装置
２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ，２００Ｅ 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）
４００ 強弾性フィルム
５００ 金属フィルム

Claims (7)

1. 複数の主パターン配線がフィルム上に形成されこれらの前記複数の主パターン配線の各先端部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、
   前記各先端部を有する前記複数の主パターン配線が前記フィルムの片面に形成されたコンタクトプローブ本体と、
   分岐パターン配線が片面に形成され、該コンタクトプローブ本体の前記フィルムの中間に一部を張り合わせて接続され分岐させた少なくとも一つの分岐配線板と
   から構成され、
   前記分岐配線板の前記分岐パターン配線側を前記コンタクトプローブ本体側に向けて、前記分岐パターン配線を、前記フィルムの片面に形成された前記複数の主パターン配線のうち一部に重ね合わせて接触させ電気的に接続し、前記フィルムの片面に形成された前記複数の主パターン配線のうち一部が前記分岐パターン配線に振り分けられて、前記複数の主パターン配線が接続される配線用基板とは別の場所に前記分岐パターン配線を接続することが可能なことを特徴とするコンタクトプローブ。
2. 請求項１記載のコンタクトプローブにおいて、
   前記分岐配線板は、フレキシブルプリント基板で形成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、
   前記コンタクトプローブ本体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いることを特徴とするコンタクトプローブ。
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と、
   前記主パターン配線および前記分岐パターン配線の途中または後端側に接触させて電気的に接続する複数の基板側パターン配線を有する配線用基板と、
   前記各先端部を支持する支持部材と
   を備えていることを特徴とするプローブ装置。
5. 請求項４記載のプローブ装置において、
   前記配線用基板は、表面および裏面に前記基板側パターン配線がそれぞれ形成され、
   前記コンタクトプローブ本体および前記分岐配線板は、前記配線用基板の表裏面にそれぞれ振り分けて配され、
   前記主パターン配線および前記分岐パターン配線は、振り分けられた先の前記基板側パターン配線に接触させて電気的に接続することを特徴とするプローブ装置。
6. 請求項４または５記載のプローブ装置において、
   前記コンタクトプローブ本体の前記フィルム上に配されて該フィルムから前記先端部よりも短く突出する強弾性フィルムを備えていることを特徴とするプローブ装置。
7. 請求項６記載のプローブ装置において、
   前記コンタクトプローブ本体の前記フィルムは、前記強弾性フィルムが前記コンタクトプローブ本体を押圧するときに緩衝材となるように強弾性フィルム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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