JP3881543B2 - Contact probe and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ICチップやLCD(液晶表示体)等の被検査物の微細な電極にコンタクトピンを接触させて回路試験等の電気的なテストを行うためのコンタクトプローブ及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、プローブ装置は、ICチップやLSI等の半導体チップ、またはLCD(液晶表示体)等の各電極パッド(以下、パッドという)にコンタクトプローブのコンタクトピンを押圧接触させ、プリント基板を介してテスターに接続して電気的なテストに用いられる。
コンタクトプローブ1は、例えば図13に示すようにNi基合金等からなる複数本のパターン配線2…の上に接着剤層を介してフィルム3が被着され、パターン配線2…の先端部はコンタクトピン2a…とされている。またフィルムの幅広の基部1bには窓部4が形成され、この窓部4にはパターン配線2…の引き出し配線部5…が設けられている。
尚、フィルム3はポリイミド等の樹脂フィルム層からなり、或いはポリイミド等の樹脂フィルム層に銅箔等の金属フィルム層がグラウンドとして積層されたもの等でもよい。
【0003】
このようなコンタクトプローブ1は図14及び図15に示すようにマウンティングベースやトップクランプやボトムクランプ等のメカニカルパーツ7に組み込まれてプローブ装置8とされ、コンタクトピン2a…を半導体ICチップやLCD等のパッドやバンプ等の微細な電極端子(図15ではICチップ18のパッド18a)に接触させることになる。
即ち、図14及び図15に示すプローブ装置8において、円盤形状をなし中央窓部10aを有するプリント基板10の上に、例えばトップクランプ11を取り付け、またコンタクトプローブ1の先端部1aを両面テープ等でその下面に取り付けたマウンティングベース12を、トップクランプ11にボルト等で固定する。そしてボトムクランプ14でコンタクトプローブ1の基部1bを押さえつける。その際、プリント基板10とコンタクトプローブ1の基部1bは位置決めピンによって相互の位置決めがなされる。
これによって、コンタクトプローブ1の先端部1aがマウンティングベース12の下面で下方に向けた傾斜状態に保持され、コンタクトプローブ1の基部1bにおいてパターン配線2…の引き出し配線部5…がボトムクランプ14の弾性体15で窓部4を通してプリント基板10の下面の電極16に押し付けられて接触状態に保持されることになる。
【0004】
ところで、上述のコンタクトプローブ1の各コンタクトピン2a…を含む各パターン配線2…はマスク露光技術を用いてフォトリソ・めっき法によって製作されており、コンタクトピン2aの先端部20は図16に示されるように略半円弧の板状に形成される。ここで、コンタクトピン2aの先端部20はフィルム3に被着される先端円弧状の上面21及び下面22と側面23とで構成されている。
また、パッド18aへのコンタクト時に接触抵抗を少なくするために、図16に示すようにコンタクトピン2a…の先端において下面22から側面23の先端にかけて斜めに切り欠いて研磨された接触面24を形成していた。
【0005】
ICチップ18のパッド18aにコンタクトピン2aをコンタクトさせる際、例えばパッド18aを水平に配置したとして、パッド18aに対するコンタクトピン2aの傾斜角度θを例えば20°前後に設定するようになっている。
他方、アルミニウム合金や金などで形成されるパッド18aの表面は空気中で酸化して薄い酸化膜や吸着物で覆われているために、オーバードライブをかけて図17に示すようにパッド18aの表面の酸化膜や吸着物を先端部20の接触面24で擦り取り(スクラブという)、内部のアルミニウムや金などの金属を露出させて接触面24でコンタクトピン2aとの確実な導通を図る必要がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ICチップ18のパッド18aには図17に示すようにその縁部にパッシベーション26と呼ばれる絶縁膜(絶縁部材)が設けられているものがあり、パッシベーション26はパッド18aの表面より高い位置まで隆起している。そのため、スクラブをかけた際にコンタクトピン2aがパッシベーション26に接触してパッシベーション26を破損するおそれがあった。
【0007】
このようなパッド18aのスクラブを行うことができるよう、コンタクトピン2aの下面22に凹部を形成し、この凹部によってパッシベーション26との干渉を回避するようにしたコンタクトプローブがある。しかし、このようにコンタクトピン2aに凹部を形成することで、コンタクトピン2aの肉厚がうすくなるため、コンタクトピン2aの強度が低下してしまうという問題があった。
【0008】
また、本発明者は、特開2001−249144号公報に示すように、コンタクトピン2aの先端に突起部を形成したコンタクトプローブを開示している。
このように構成されるコンタクトプローブでは、コンタクトピン2aの先端部以外の部分はパッド18aから離間させてパッシベーション26との干渉を回避しつつ、コンタクトピン2aから突出される突起部によってパッド18aの表面をスクラブすることができる。
しかし、この突起部は、ボンディングまたはめっきによって形成されるものであるため、その形状は略半球状となる。このように突起部が球状であると、スクラブをかけた際に突起部がパッド18a上を滑りやすく、パッド18aの表面を強く擦ることができず、コンタクトピン2aとの確実な導通を維持することが困難であった。特に、パッド18aの材質がアルミ等であってその表面が硬質の酸化膜で覆われている場合には、パッド18aの表面の酸化膜を十分に擦り取ることができないことがある。
【0009】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、パッシベーションとの干渉を回避しつつ被検査物の電極のスクラブを良好に行うことができるコンタクトプローブ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかるコンタクトプローブにおいては、フィルムが被着された複数のパターン配線の各先端がコンタクトピンとされているコンタクトプローブにおいて、前記コンタクトピンの先端部に、先端が稜線をなす突起部が設けられ、コンタクトピンは、第一の金属層と、前記第一の金属層上に設けられ、前記第一の金属層より、硬質ではなくまたは耐磨耗性は低いが導電性の高い第二の金属層とを有し、前記突起部は、前記第一の金属層で形成され、前記突起部は、複数の前記コンタクトピンにまたがって前記コンタクトピンの配列方向に沿って延びる直線状の稜線をなす突条が、前記コンタクトピンごとに分断されたものであることを特徴としている。
【0011】
このように構成されるコンタクトプローブにおいては、コンタクトピンの先端に突起部が設けられているので、コンタクトピンの先端部以外の部分は被検査物から離間させた状態で、コンタクトピンから突出される突起部によって被検査物の電極のスクラブが行われる。これにより、被検査物の電極の周囲にパッシベーション等が設けられていても、さらにコンタクトピンの傾斜角度を小さくしても、コンタクトピンとパッシベ−ションとの干渉を回避しつつ、コンタクトピンから突出される突起部によって電極の表面のスクラブが行われる。
そして、突起部は先端が稜線をなしていて、鋭利な形状とされているので、スクラブの際に電極表面に対して食い付きがよく、例えば電極表面が酸化膜や吸着物で覆われていても、これらを取り除いて電極内部の金属を露出させることができ、コンタクトピンとの導通を確実にすることができる。
さらに、前記コンタクトピンは、第一の金属層と、前記第一の金属層上に設けられ、前記第一の金属層より、硬質ではなくまたは耐磨耗性は低いが導電性の高い第二の金属層とを有し、前記突起部は、前記第一の金属層で形成されているので、突起部を硬質または耐磨耗性の高い材質として、スクラブ性能や耐久性を向上させつつ、コンタクトピンの導電性能が向上したコンタクトプローブを得ることができる。
【0012】
また、突起部は、前記コンタクトピンの先端部に埋め込まれる突起部材によって構成されていてもよい。
この場合には、突起部を構成する突起部材の形状がそのまま突起部の形状となる。突起部は、コンタクトピンとは別部材であって予め所望の形状に成形することができるので、突起部の形状の自由度及び形状精度をより向上させることができる。
また、このように突起部をコンタクトピンとは別部材によって構成しているので、例えば突起部材はスクラブ性能や耐久性を重視して硬質または耐磨耗性の高い材質、例えばNi等によって構成し、コンタクトピンは導電性を重視して突起部材よりも導電性の高い材料、例えば銅等によって構成して、高いスクラブ性能や耐久性に加えて導電性能が良好なコンタクトプローブを得ることができる。
【0013】
本発明にかかるコンタクトプローブの製造方法においては、フィルム上に形成されたパターン配線の先端部が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に供される金属層形成のための下地となる基板層の表面において前記コンタクトピンの先端をなす部分の下地となる位置にくぼみを形成するくぼみ形成工程と、該くぼみ形成工程と前後して前記基板層の上にマスクを施して、前記マスクが施されていない部分に前記コンタクトピンに供される金属層をめっき処理により形成するめっき処理工程と、前記マスクを取り除いた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、前記フィルムと前記金属層からなる部分と、前記基板層とを分離する分離工程とを備えていることを特徴としている。
【0014】
このコンタクトプローブの製造方法では、コンタクトピンに供される金属層形成のための下地となる基板層の表面において、コンタクトピンの先端をなす部分の下地となる位置にくぼみを形成する(くぼみ形成工程)。そして、くぼみ形成工程と前後して、基板層の上にマスクを施す。ここで、このくぼみ形成工程は、マスク形成前と形成後のどちらで行ってもよい。
続いて、マスクが施されていない部分に、コンタクトピンに供される金属層をめっき処理により形成する(めっき処理工程)。基板層の表面には前記くぼみが形成されているので、コンタクトピンに供される金属層のうちコンタクトピンの先端をなす部分には、くぼみの内面形状が転写された外形を有する突起部が形成される。
さらに、マスクを取り除いた金属層の上にフィルムを被着し(フィルム被着工程)、フィルムと金属層からなる部分と、基板層とを分離することで(分離工程)、コンタクトピンの先端に突起部が形成されたコンタクトプローブを得ることができる。
さらに、このコンタクトプローブの製造方法では、くぼみ形成工程において基板層に形成されるくぼみが、コンタクトピンの配列方向に沿って延びて複数のコンタクトピン形成領域にまたがる溝とされていることを特徴としている。このことにより、前記基板層の表面にマスクを形成することで、コンタクトピン形成領域を囲むマスクによって、基板層に形成される溝が各コンタクトピン形成領域ごとに分断される。そして、めっき処理工程でコンタクトピン形成領域にコンタクトピンに供される金属層が形成されることで、各コンタクトピンの先端に、溝の内面形状が転写されてなる突起部が形成されることとなる。ここで、溝において隣接するコンタクトピン形成領域間に位置する部分がマスクによって十分に埋められていないと、隣接するコンタクトピン同士がつながった状態で形成されてしまうことがあるが、この場合には、コンタクトピンを形成した後に、レーザー加工等によって不要な部分を除去すればよい。
【0015】
突起部の形状は、基板層に形成されたくぼみの内面形状が転写されたものであるので、くぼみの内面形状を制御することで、突起部の形状をスクラブに適した形状、すなわち先端が錐状または稜線をなしている形状とすることができる。
前記くぼみは、例えば先端形状が形成したい突起部の形状と同一である圧子を基板に押し付けることで形成することができる。この場合には、予め形成されたコンタクトピンの先端にボンディングやめっきを施して突起部を形成する場合に比べて突起部の形状付与が容易であり、また形状精度も高く、突起部の形状を、ボンディングやめっきを施して突起部を形成した場合には付与することのできなかったスクラブに適した形状、すなわち先端が錐状または稜線をなす形状に形成することができる。
ここで、くぼみの形成は、前記のように圧子を用いて行うほか、他の任意の方法を用いて行ってもよい。
【0016】
また、このコンタクトプローブの製造方法では、くぼみ形成工程において基板層に形成されるくぼみが、断面視V字形状をなす止まり穴または溝とされていてもよい。これにより、突起部の形状を、先端が錐状または稜線をなしている形状とすることができる。
【0017】
また、このコンタクトプローブの製造方法では、前記めっき処理工程で、まず、少なくともくぼみ内を形成する第一の金属層を形成し、次に、前記第一の金属層より、硬質ではなくまたは耐磨耗性は低いが導電性の高い第二の金属層を形成してもよい。この場合には、突起部を硬質または耐磨耗性の高い材質として、スクラブ性能や耐久性を向上させつつ、コンタクトピンの導電性能が向上したコンタクトプローブを得ることができる。
【0018】
ここで、上記コンタクトプローブの製造方法において、基板層に直接くぼみを形成した場合には、例えば再度マスクを形成する際にくぼみに対するマスクの位置決め等に手間がかかるなどの理由から、基板層の再利用を図ることは困難となる。
そこで、上記コンタクトプローブの製造方法において、くぼみ形成工程以前の段階で基板層の上にコンタクトピンの材質に被着または結合する材質の下地金属層を形成する下地金属層形成工程を有し、くぼみ形成工程では、基板層の代わりに下地金属層にくぼみを形成し、分離工程では、フィルムと金属層及び下地金属層からなる部分と、基板層とを分離するようにしてもよい。
この場合には、基板層の上に形成される下地金属層にくぼみを形成するので、コンタクトプローブを製造した後は、再度基板層上に下地金属層を形成することで、基板層を再利用することができる。
また、基板層をステンレス鋼等の高強度の材質によって形成し、下地金属層を基板層よりも塑性変形しやすい銅等の材質によって形成することで、基板層の強度を確保して繰り返しの使用回数を向上させることができるとともに、圧子による下地金属層へのくぼみの形成が容易となり、くぼみの形成を繰り返すことによる圧子の消耗を低減して、圧子の繰り返しの使用回数を向上させることができる。
さらに、このように下地金属層を塑性変形しやすい材質で形成することで、下地金属層を基板層から分離させる際に基板層から剥離しやすくすることができる。
【0019】
本発明にかかるコンタクトプローブの製造方法においては、フィルム上に形成されたパターン配線の先端部が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に供される金属層形成のための下地となる基板層の表面において前記コンタクトピンの先端をなす部分の下地となる位置に、突起部材をその先端が前記基板層に埋め込まれた状態にして設ける埋め込み工程と、該埋め込み工程と前後して前記基板層の上にマスクを施し、前記マスクが施されていない部分に前記コンタクトピンに供される金属層をめっき処理により形成するめっき処理工程と、前記マスクを取り除いた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、前記フィルムと前記金属層及び前記突起部材からなる部分と、前記基板層とを分離する分離工程とを備えていてもよい。
【0020】
このコンタクトプローブの製造方法においては、コンタクトピンに供される金属層形成のための下地となる基板層の表面においてコンタクトピンの先端をなす部分の下地となる位置に、先端が基板層に埋め込まれた状態にして突起部材が設けられる(埋め込み工程)。そして、埋め込み工程と前後して基板層の上にマスクを施す。ここで、この埋め込み工程は、マスク形成前と形成後のどちらで行ってもよい。
続いて、マスクが施されていない部分にコンタクトピンに供される金属層をめっき処理により形成する(めっき処理工程)。基板層の表面には前記突起部材が先端を埋め込まれた状態で設けられているので、コンタクトピンに供される金属層のうちコンタクトピンの先端をなす部分に、突起部材が埋め込まれる。
さらに、マスクを取り除いた金属層の上にフィルムを被着し(フィルム被着工程)、フィルムと金属層及び突起部材からなる部分と、基板層とを分離することで(分離工程)、コンタクトピンの先端で突起部材の先端が露出されることとなり、この突起部材によって突起部が形成されたコンタクトプローブを得ることができる。
この場合には、突起部を構成する突起部材の形状がそのまま突起部の形状となる。突起部は、コンタクトピンとは別部材であって予め所望の形状に成形することができるので、突起部の形状の自由度及び形状精度をより向上させることができる。
また、このように突起部をコンタクトピンとは別部材によって構成しているので、突起部とコンタクトピンとをそれぞれの目的に適した材質によって構成することができる。
【0021】
ここで、上記コンタクトプローブの製造方法において、基板層に直接突起部材を埋め込んだ場合には、基板層の再利用を図ることは困難となる。
そこで、上記コンタクトプローブの製造方法において、埋め込み工程以前の段階で基板層の上にコンタクトピンの材質に被着または結合する材質の下地金属層を形成する下地金属層形成工程を有し、埋め込み工程では、基板層の代わりに下地金属層に突起部材を埋め込み、分離工程では、フィルムと金属層と突起部材及び下地金属層とからなる部分と、基板層からなる部分とを分離するようにしてもよい。この場合には、コンタクトプローブを製造した後は、基板層に再度下地金属層を形成することで、基板層を再利用することができる。
また、基板層をステンレス鋼等の高強度の材質によって形成し、下地金属層を基板層よりも塑性変形しやすい銅等の材質によって形成することで、基板層の強度を確保して繰り返しの使用回数を向上させることができるとともに、下地金属層への圧子の埋め込みを容易にすることができる。
さらに、このように下地金属層を塑性変形しやすい材質で形成することで、下地金属層を基板層から分離させる際に基板層から剥離しやすくすることができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
〔第一の実施の形態〕
以下、本発明の第一の実施の形態を図1から図6を用いて説明するが、上述の従来技術と同一または同様の部分には同一の符号を用いて説明する。
図1は本実施形態にかかるコンタクトプローブの先端部の斜視図、図2は図1に示すコンタクトプローブの全体のA−A線中央断面図、図3は本実施の形態のコンタクトプローブのコンタクトピンを斜め下方からみた斜視図、図4は本実施の形態によるコンタクトピンをICチップのパッドにコンタクトさせた状態を示す側面図である。
【0023】
本実施の形態のコンタクトプローブ31は、図13に示すコンタクトプローブ1とほぼ同一構成とされ、図1及び図2に示すように、Ni基合金等の金属で形成されるパターン配線32を、ポリイミド等のフィルム33の片面に被着した構造となっている。パターン配線32の先端部は、フィルム33の先端部31aまで設けられている。
【0024】
フィルム33は、図1及び図2に示すようにNi基合金層(金属層)からなる複数本のパターン配線32…の上に図示しない接着剤層を介して被着され、フィルム33の先端部31a側のパターン配線32…の先端部はコンタクトピン32a…とされている。ここで、コンタクトピン32aは、フィルム33の先端部31aから突出させてもよい。
図2に示すように、フィルム33の幅広の基部33bには窓部4が形成され、この窓部4にはパターン配線32…の引き出し配線部5…が設けられている。
ここで、フィルム33は、パターン配線32…が被着されたポリイミド等の樹脂フィルム層36にCu、Ni、Ni基合金等の金属フィルム層37がグラウンドとして積層されて構成されているが、樹脂フィルム層36だけで構成されていてもよい。
また、フィルム33には、例えばコンタクトプローブ31を位置合わせ及び固定するための位置合わせ孔を設け、この位置合わせ孔に位置決めピンを挿入することでプローブ装置上での取付位置の位置合わせを行うようにしてもよい。
【0025】
コンタクトピン32aは、その長手方向に直交する断面が例えば略四角形状とされ、図2及び図3に示すように、その先端部はフィルム33に被着される面が上面41とされ、上面41に対向する下面42と、上下面41、42間に設けられた側面43とで構成されており、下面42には、ICチップ18のパッド18aに接触させられ得る突起部44が形成されている。
コンタクトピン32aの先端部は略半円板状とされているために、側面43の先端部43aは略円柱周面形状の凸曲面とされている。
【0026】
突起部44は、先端が錐状または稜線をなすものである。本実施の形態では、突起部44の形状を、先端がコンタクトピン32aの幅方向に延びる稜線をなす突条によって構成している。ここで、この突条の向きはこれに限らず、コンタクトピン32aの長手方向に延びていてもよい。
そして、突起部44は、コンタクトピン32aの長手方向における寸法Wが、ICチップ18のパッド18aをスクラブした際に、図4に示すようにスクラブ方向のパッド18a両端に位置するパッシベーション26A、26B(図4において、パッシベーション26、26について便宜的に符号26A、26Bを付与する)に対してコンタクトピン32aが接触しない範囲で、最大スクラブ長の始点(一点鎖線で示す状態)から終点(二点鎖線で示す状態)までパッシベーション26に当接しない程度とされる。即ち、パッド18aのパッシベーション26で覆われていない領域の長さLが例えば45μmとすると、寸法Wは15μm以内であることが好ましい。
【0027】
また、下面42からの突起部44の突出量Hは、突起部44をパッド18aに当接させた際にコンタクトピン32aの突起部44以外の部分がパッド18a及びパッシベーション26と接触しない程度に確保されている。即ち、パッシベーション26のパッド18aからの高さhが例えば5μmとすると、突出量Hは5μm以上、望ましくは10μm以上とされる。
この突起部44の突出量Hを5μmよりも小さくした場合には、オーバードライブ時にコンタクトピン32aの突起部44以外の部分がパッド18aやパッシベーション26に近づきすぎて、パッド18aやパッシベーション26と接触してこれを破損させてしまう恐れがある。
【0028】
また、スクラブの際にコンタクトピン32aの先端がスクラブ方向にあるパッシベーション26Bに突き当たって破損させてしまうことのないよう、コンタクトピン32aの先端部によるパッド18aのスクラブ長を小さくすることが望ましく、このため、突起部44はコンタクトピン32aの長手方向の寸法Wが短く設定されているので、突出量Hを50μmよりも大きくした場合には、突起部44の突出量Hが、突起部44のコンタクトピン32aの長手方向の寸法Wよりも大きくなってしまう。コンタクトピン32aはパッド18aに対して傾斜した状態で当接するため、このように突出量Hが大きすぎる場合には、スクラブ時に受ける応力によって突起部44が折れ曲がってしまう恐れがある。このため、突起部44の突出量Hは、5μm以上とされ、また好ましくは50μm以下とされる。
【0029】
次に、このように構成されるコンタクトプローブ31の作成工程について、図5、図6を用いて工程順に説明する。図5(a)〜(d)及び図6(a)〜(d)は、本実施形態にかかるコンタクトプローブの製造工程を示す図であって、それぞれ左側は正面から見た様子を示し、右側は側面から見た様子を示している。
ここで、このコンタクトプローブ31のコンタクトピン32aは、支持金属板46(基板層)の上にめっきによって形成されるものである。
【0030】
〔ベースメタル層形成工程(下地金属層形成工程)〕
まず、図5(a)に示すように、ステンレス製の支持金属板46の上に、Cu(銅)めっきにより、コンタクトピンに供される金属層形成のための下地となるベースメタル層(下地金属層)47を形成する。このベースメタル層47の厚みTは、コンタクトピン32aに形成する突起部44の突出量Hよりも大きく設定されるものであって、本実施の形態では、この厚みTを25μmとしている。
【0031】
〔くぼみ形成工程〕
次に、このベースメタル層47において、コンタクトピン32aの先端をなす部分の下地となる位置にくぼみ47aを形成する。このくぼみ47aは、例えば図5(a)に示すように、先端形状が所望のくぼみ47aの内面形状と同一である圧子45をベースメタル層47に押し付けることによって形成される。このくぼみ47aの深さD1は、コンタクトピン32aに形成する突起部44の突出量Hと同一とされる。
この圧子45の先端形状は、例えば円錐、多角錐、もしくは先端が稜線をなす山形とすることができる。これにより、ベースメタル層47に形成されるくぼみ47aが、断面視V字形状をなす止まり穴または溝とされる。本実施の形態では、圧子45の先端形状は、先端が稜線をなす山形としており、これによって断面視V字形状をなす溝状のくぼみ47aを形成する。このくぼみ47aは、圧子45の先端形状が転写されることによって形成されるので、その内面形状の形状付与が容易であり、また形状精度も高いものである。
【0032】
〔パターン形成工程〕
図5(b)に示すように、このベースメタル層47の上にフォトレジスト層48を形成した後、図5(c)に示すように、写真製版技術により、フォトレジスト層48に所定のパターンのフォトマスク49を施して露光し、図5(d)に示すように、フォトレジスト層48を現像して前記パターン配線32となる部分を除去して残存するフォトレジスト層(マスク)48に開口部48aを形成する。
このフォトマスク49は、開口部48aがベースメタル層47のくぼみ47aの上に形成されるように設定されるものである。ここで、前記くぼみ形成工程はフォトレジスト層48の形成後に行ってもよい。この場合、ベースメタル層47において、開口部48a内に露出されている、コンタクトピン32aの先端の下地となる部分でくぼみ形成を行う。
【0033】
尚、本実施の形態では、フォトレジスト層48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48a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48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、本実施の形態のフォトレジスト層48のように、フォトマスク49を用いた露光・現像工程を経て開口部48aが形成されるものに限定されるわけではない。例えば、めっき処理される箇所に予め開口部48aが形成された(すなわち、予め、図5(d)の符号48で示す状態に形成されている)フィルム等でもよい。本願発明において、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マスク形成工程は不要である。
【0034】
〔めっき処理工程〕
そして、図6(a)に示すように、前記開口部48aに前記パターン配線32となるNi基合金層(金属層)Nを電解めっき処理により形成する。ここで、この金属層は、Ni基合金に限らず、Niによって構成してもよい。
これにより、開口部48a及びくぼみ47a内にNi基合金層Nが形成され、くぼみ47a内に形成されるNi基合金層Nには、くぼみ47aの内面形状が正確に転写される。
上記めっき処理の後、図6(b)に示すように、フォトレジスト層48を除去する。
【0035】
〔フィルム被着工程〕
次に、図6(c)に示すように、前記Ni基合金層Nの上に、図に示したコンタクトピン32a(すなわち前記パターン配線32の先端部)となる部分も含めて覆うようにして、前記フィルム33を接着剤50により接着する。
【0036】
〔分離工程〕
そして、図6(d)に示すように、フィルム33とパターン配線32と突起部44及びベースメタル層47からなる部分を、支持金属板46から分離させ、エッチング等によってベースメタル層47を除去して突起部44を露出させ、コンタクトプローブ31を完成させる。
ここで、上記コンタクトプローブの製造方法においては、ベースメタル層形成工程で支持金属板46の上にベースメタル層47を形成しており、くぼみ形成工程では、ベースメタル層47にくぼみ47aを形成しているので、コンタクトプローブ31を製造した後は、再度支持金属板46上にベースメタル層47を形成することで、支持金属板46を再利用することができる。
また、支持金属板46を強度の高いステンレス鋼によって形成し、ベースメタル層47を支持金属板46よりも塑性変形しやすい銅によって形成しているので、支持金属板46の強度を確保して繰り返しの使用回数を向上させることができるとともに、圧子45によるベースメタル層47へのくぼみ47aの形成を容易にして、くぼみ形成を繰り返すことによる圧子45の消耗を低減して圧子45の繰り返しの使用回数を向上させることができる。
さらに、このようにベースメタル層47を塑性変形しやすい材質で形成することで、ベースメタル層47を支持金属層46から分離させる際に支持金属板46から剥離しやすくすることができる。
【0037】
本実施の形態によるコンタクトプローブ31は上述のように構成されており、次にその作用を説明する。
本実施の形態によるコンタクトプローブ31は、図13に示すコンタクトプローブ1と同様、メカニカルパーツ7に装着されてプローブ装置8に組み込まれる。本実施の形態では、コンタクトピン32aは、ICチップ18のパッド18aに対する傾斜角度θが約20°に設定されている。
ここで、フィルム33とパターン配線32からなるコンタクトプローブ31だけでは柔らかすぎて、オーバードライブをかけた際にマウンティングベース12から突出される部分がすぐに曲がってしまうことがあるので、マウンティングベース12の下面12aと各コンタクトプローブ31との間に、各コンタクトプローブ31の先端部31aと同様に一部をマウンティングベース12から突出させて、例えば厚さ0.1mm程度の弾性体からなる薄板を介装してもよい。このように先端部31aを薄板によって上面側から支持することでバネ性をもたせ、コンタクトピン32aの針圧を確保している。この薄板としては例えば金属板等が用いられる。
または、同様の目的のために、コンタクトピン32aをフィルム33から突出させ、フィルム33から突出されるコンタクトピン32aの上面41に、補強用の部材を設けた構成としてもよい。例えば、セラミック板のような絶縁性を有する剛体を、コンタクトピン32aの上面41に積層した構成としてもよい。
【0038】
そして電気的テスト時には、各コンタクトピン32aは、先端部の下面42に設けられる突起44を、半導体チップ18のパッド上に形成されるバンプ18aに当接される。
このとき、各コンタクトピン32aは、突起部44がパッシベーション26A、26B間に位置し、かつパッシベーション26Aに近接して非接触の一点鎖線で示す状態にある(この位置を始点とする)。
この状態から、オーバードライブをかけてコンタクトピン32aに対してパッド18aを相対移動させて、突起部44をパッド18a表面に押圧接触させつつスクラブをかければ、突起部44によってパッド18aの表面(例えばアルミ酸化膜)や、パッド18aの表面の吸着物を擦り取ることができる。
そして、コンタクトピン32aの突起部44が他方のパッシベーション26Bに接触する直前の二点鎖線で示す位置(終点となる)までスクラブさせる。
【0039】
上記スクラブの際に、コンタクトピン32aは、先端部下面42に設けた突起部44によってICチップ18のパッド18aに当接し、パッド18aの表面をスクラブする。このときコンタクトピン32aは、突起部44が設けられていることによって先端部以外の部分がパッド18aの表面から離間することになる。これにより、コンタクトピン32aとパッシベーション26Aとの干渉が避けられて、パッシベーション26に損傷を与えないようになっている。
【0040】
そして、突起部44は先端が稜線をなしていて、鋭利な形状とされているので、スクラブの際にパッド18aの表面に対して食い付きがよく、例えばパッド18aの表面が酸化膜や吸着物で覆われていても、これらを取り除いてパッド18a内部の金属を露出させることができ、コンタクトピン32aとの導通を確実にすることができる。
【0041】
このように、本発明の第一の実施の形態にかかるコンタクトプローブ31によれば、コンタクトピン32aの先端部に突起部44を設けたことにより、コンタクトピン32aの先端部以外の部分がパッド18aから離間されるので、パッド18aに設けられるパッシベーション26とコンタクトピン32aとの干渉を避けて、突起部44によってICチップ18のパッド18aのスクラブを良好に行うことができる。
さらに、突起部の先端が稜線をなしていてパッド18aの表面に対する食い付きがよいので、パッド18aのスクラブを良好に行うことができる。
突起部44の形状はコンタクトピンの製造に用いた圧子45の先端形状と同一であるので、予め形成されたコンタクトピンの先端にボンディングやめっきを施して突起部を形成する場合に比べて突起部44の形状付与が容易であり、また形状精度も高く、突起部44の形状を、ボンディングやめっきを施して突起部を形成した場合には付与することのできなかったスクラブに適した形状、すなわち、先端が錐状、または稜線をなす形状に形成することができる。
【0042】
ここで、上記実施の形態に示すコンタクトプローブ31の製造方法では、ベースメタル層47に対して、各くぼみ47aに対応する圧子45を用いてくぼみ47aを形成してコンタクトプローブ31を製造する例を示したが、これに限られることなく、例えば図7、図8に示すような製造方法によってコンタクトプローブ31を製造してもよい。図7(a)〜(c)及び図8(a)、(b)は、本実施形態にかかるコンタクトプローブの製造工程の他の例を示す図であって、それぞれ左側は正面から見た様子を示し、右側は側面から見た様子を示している。
【0043】
図7、図8に示すコンタクトプローブの製造方法では、上記したコンタクトプローブの製造工程のくぼみ形成工程において、圧子45の代わりに、図7(a)に示すように先端が稜線をなしている圧子51を用いて、前記コンタクトピン32aの配列方向に沿って延びて複数のコンタクトピン形成領域にまたがる溝状のくぼみ47bを形成する。
【0044】
そして、くぼみ形成工程に続いて行われるパターン形成工程においては、図7(b)に示すようにベースメタル層47の上にフォトレジスト層48を形成した後、図7(c)に示すように、写真製版技術により、フォトレジスト層48に所定のパターンのフォトマスク49を施して露光し、図8(a)に示すように、フォトレジスト層48を現像して前記パターン配線32となる部分を除去して残存するフォトレジスト層48に開口部48aを形成する。
これにより、複数のコンタクトピン形成領域にまたがる溝状のくぼみ47bのうち、コンタクトピン形成領域以外の部分がフォトレジスト層48によって埋められて、各コンタクトピン形成領域ごとに分断されることとなる。
【0045】
そして、めっき処理工程では、図8(b)に示すように、この開口部48a及び各コンタクトピン形成領域ごとに分断されたくぼみ47b内にNi基合金層Nが形成され、くぼみ47b内に形成されるNi基合金層Nには、くぼみ47bの内面形状が正確に転写される。
さらにフォトレジスト層48を除去し、以降はフィルム被着工程、分離工程を経ることで、前記のコンタクトプローブの製造方法と同様に、先端に前記突起部44が形成されたコンタクトプローブ31を得ることができる。
ここで、溝状のくぼみ47bにおいて隣接するコンタクトピン形成領域間に位置する部分がフォトレジスト層48によって十分に埋められていないと、隣接するコンタクトピン32a同士がつながった状態で形成されてしまうことがあるが、この場合には、コンタクトピン32aを形成した後に、レーザー加工等によって不要な部分を除去すればよい。
【0046】
ここで、上記実施の形態では、支持金属板46の上に、ベースメタル層47を形成し、このベースメタル層47にくぼみ47aまたはくぼみ47bを形成した例を示したが、これに限られることなく、支持金属板46の上にベースメタル層47を形成せず、直接支持金属板46にくぼみ47aまたはくぼみ47bを形成して、支持金属板46に直接Ni基合金層Nを形成するようにしてもよい。
【0047】
また、上記実施の形態において、突起部44の形状を直線状の稜線を有する形状としたが、これに限られることなく、例えば図9に示すように、下面42側から見て、その稜線がコンタクトピン32aの先端側が下、基部側が上となる略V字形状に形成してもよい。
【0048】
また、上記実施の形態に示すコンタクトプローブの製造方法では、めっき処理工程において、フォトレジスト層48の開口部48a内及びベースメタル層47のくぼみ47a(またはくぼみ47b)内に、Ni基合金層Nを単層で形成した例を示したが、これに限られることなく、少なくともくぼみ47a(またはくぼみ47b)内ではNi、Ni基合金等の硬質または耐磨耗性の高い第一の金属層を形成し、以降は銅等の導電性の高い金属からなる第二の金属層を形成してもよい。この場合には、突起部44を硬質または耐磨耗性の高い材質として、スクラブ性能や耐久性を向上させつつ、コンタクトピン32aの導電性能が向上したコンタクトプローブを得ることができる。
【0049】
〔第二の実施の形態〕
次に、図10から図11を参照して、本発明の第二の実施の形態について説明するが、本発明の第一の実施の形態と同一または同様の部分には同一の符号を用いて説明する。図10は、第二の実施の形態によるコンタクトプローブを示す断面図、図11及び図12は、第二の実施の形態によるコンタクトプローブの製造工程を示す図である。
本実施の形態に示すコンタクトプローブ61は、第一の実施の形態に示すコンタクトプローブ31において、コンタクトピン32aの先端部に一体的に突起部44を設ける代わりに、コンタクトピン32aの先端に突起部材62を埋め込んで、この突起部材62によって突起部64を形成したものである。
この突起部材62は、予め先端形状が所望の形状に形成されたものであって、先端は例えば円錐、多角錐、もしくは先端が稜線を有する山形とされる。本実施の形態では、突起部材62の先端形状を円錐形状としている。
【0050】
このように突起部64をコンタクトピン32aとは別部材によって構成しているので、例えば突起部材62はスクラブ性能や耐久性を重視して硬質または耐磨耗性の高い材質、例えばNi等によって構成し、コンタクトピン32aは導電性を重視して突起部材62よりも導電性の高い材料、例えば銅等によって構成して、高いスクラブ性能や耐久性に加えて導電性能が良好なコンタクトプローブ61を得ることができる。
【0051】
次に、図11、図12を参照してコンタクトプローブ46の作成工程について工程順に説明する。図11(a)〜(d)及び図12(a)〜(d)は、本実施形態にかかるコンタクトプローブの製造工程を示す図であって、それぞれ左側は正面から見た様子を示し、右側は側面から見た様子を示している。
このコンタクトプローブ46の作成工程は、図11(a)に示すように、第一の実施の形態に示すコンタクトプローブ31の作成工程と同様にしてベースメタル層形成工程を経た後、くぼみ形成工程の代わりに埋め込み工程を経るものである。
【0052】
〔埋め込み工程〕
次に、図11(b)に示すように、このベースメタル層47において、コンタクトピン32aの先端をなす部分の下地となる位置に、突起部材62の先端を埋め込む。突起部材62の埋め込み深さD2は、コンタクトピン32aに形成する突起部64の突出量Hと同一とされる。突起部64において、ベースメタル層47上に露出されている部分は、コンタクトピン32aに埋め込まれる部分であり、露出部分の高さはコンタクトピン32aへの埋め込みが確実に行われるように十分に確保する。
【0053】
その後、図11(c)、(d)に示すように、第一の実施の形態と同様にしてパターン形成工程を経て前記パターン配線32となる部分が開口部48aとされたフォトレジスト層48を形成する。この状態では、突起部材62においてベースメタル層47上に位置する部分は、開口部48a内に露出されている。
ここで、前記埋め込み工程は、フォトレジスト層48の形成後に行ってもよい。この場合、フォトレジスト層48の開口部48aにおいて、コンタクトピン32aの先端となる部分に突起部材62を埋め込む。
【0054】
〔めっき処理工程〕
そして、図12(a)に示すように、前記開口部48aに前記パターン配線32となるNi基合金層Nを電解めっき処理により形成する。ここで、この金属層は、Ni基合金に限らず、Niによって構成してもよい。
前記突起部材62は、このNi金属層Nが形成されることによって、ベースメタル層47上に露出されている部分をNi金属層Nにおいてコンタクトピン32aの先端をなす部分に埋め込まれて、先端を突起部64とされる。
上記めっき処理の後、図12(b)に示すように、フォトレジスト層48を除去する。
【0055】
そして、図5(c)に示すように、フィルム被着工程を経てNi基合金層Nの上に、フィルム33を接着した後、分離工程において、図5(d)に示すように、フィルム33とパターン配線32と突起部材62及びベースメタル層47からなる部分を、支持金属板46から分離させ、さらにベースメタル層47をエッチング等によって除去して突起部64を露出させ、本実施形態にかかるコンタクトプローブ61を完成させる。
【0056】
ここで、上記コンタクトプローブの製造方法においては、ベースメタル層形成工程で支持金属板46の上にベースメタル層47を形成しており、埋め込み工程では、ベースメタル層47に突起部材62を埋め込んでいるので、コンタクトプローブ61を製造した後は、再度支持金属板46上にベースメタル層47を形成することで、支持金属板46を再利用することができる。
【0057】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
本発明にかかるコンタクトプローブによれば、コンタクトピンの先端部に突起部が設けられており、突起部によって被検査物の電極のスクラブが良好に行われるので、被検査物に設けられるパッシベーションとコンタクトピンとの干渉を避けて、突起部によって被検査物の電極のスクラブを良好に行うことができる。
さらに、突起部の先端が稜線をなしていて電極の表面に対する食い付きがよいので、電極のスクラブを良好に行うことができる。
そして、コンタクトピンは、第一の金属層と、この第一の金属層上に設けられ、第一の金属層より、硬質ではなくまたは耐磨耗性は低いが導電性の高い第二の金属層とを有し、突起部は、第一の金属層で形成されているので、突起部を硬質または耐磨耗性の高い材質として、スクラブ性能や耐久性を向上させつつ、コンタクトピンの導電性能が向上したコンタクトプローブを得ることができる。
【0058】
また、突起部を、前記コンタクトピンの先端部に埋め込まれる突起部材によって構成してもよく、突起部の形状の自由度及び形状精度をより向上させることができる。また、このように突起部をコンタクトピンとは別部材によって構成しているので、突起部材とコンタクトピンの材質をそれぞれの用途に適した材質によって構成することができ、コンタクトプローブの性能向上を図ることができる。
【0059】
本発明にかかるコンタクトプローブの製造方法によれば、コンタクトピンをめっきによって形成する際の下地となる基板層にくぼみを形成し、コンタクトピンの先端に、くぼみの内面形状が転写された突起部を形成するので、予め形成されたコンタクトピンの先端にボンディングやめっきによって突起部を形成する場合に比べて、突起部の形状の自由度が高くかつ形状精度の高いコンタクトプローブを製造することができる。特に、突起部を、ボンディングやめっきによっては形成することのできない、先端が錐状または稜線をなしている形状とすることができる。
【0060】
そして、上記コンタクトプローブの製造方法において、基板層の上に直接くぼみを形成する代わりに、基板層の上に形成される下地金属層にくぼみを形成することで、コンタクトプローブを製造した後は、再度基板層上に下地金属層を形成することで、基板層を再利用することができる。
【0061】
また、本発明にかかるコンタクトプローブの製造方法において、基板層または下地金属層にくぼみを形成する代わりに、基板層または下地金属層においてコンタクトピンの先端をなす部分の下地となる位置に、突起部材をその先端が前記基板層に埋め込まれた状態にして設けて、これと前後して前記基板層の上にマスクを施し、前記マスクが施されていない部分に前記コンタクトピンに供される金属層をめっき処理により形成することで、コンタクトピンの先端に突起部をなす突起部材が埋め込まれたコンタクトプローブを製造してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第一の実施の形態にかかるコンタクトプローブの先端部の斜視図である。
【図2】 図1に示すコンタクトプローブの全体のA−A線中央断面図である。
【図3】 第一の実施の形態のコンタクトプローブのコンタクトピンを斜め下方からみた斜視図である。
【図4】 第一の実施の形態によるコンタクトピンをICチップのパッドにコンタクトさせた状態を示す側面図である。
【図5】 第一の実施の形態にかかるコンタクトプローブの製造工程を示す図である。
【図6】 第一の実施の形態にかかるコンタクトプローブの製造工程を示す図である。
【図7】 第一の実施の形態にかかるコンタクトプローブの製造工程の他の例を示す図である。
【図8】 第一の実施の形態にかかるコンタクトプローブの製造工程の他の例を示す図である。
【図9】 第一の実施の形態にかかるコンタクトプローブの他の形状の例を示す斜視図である。
【図10】 第二の実施の形態のコンタクトプローブの形状を示す斜視図である。
【図11】 本発明の第二の実施の形態にかかるコンタクトプローブの製造工程を示す図である。
【図12】 第二の実施の形態にかかるコンタクトプローブの製造工程を示す図である。
【図13】 従来のコンタクトプローブの平面図である。
【図14】 従来のプローブ装置の分解斜視図である。
【図15】 図14に示すプローブ装置の要部縦断面図である。
【図16】 従来のコンタクトプローブのコンタクトピンを斜め下方からみた斜視図である。
【図17】 従来のコンタクトピンとICチップのパッドとの接触及びスクラブ状態を示す側面図である。
【符号の説明】
31、61 コンタクトプローブ 32 パターン配線
32a コンタクトピン 33 フィルム
44、64 突起部 46 支持金属板(基板層)
47 ベースメタル層(下地金属層) 47a、47b くぼみ
48 フォトレジスト層(マスク) 62 突起部材
N Ni基合金層(コンタクトピンに供される金属層)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a contact probe for performing an electrical test such as a circuit test by bringing a contact pin into contact with a fine electrode of an object to be inspected such as a semiconductor IC chip or an LCD (liquid crystal display), and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
In general, a probe device presses a contact pin of a contact probe against each electrode pad (hereinafter referred to as a pad) such as a semiconductor chip such as an IC chip or an LSI, or an LCD (liquid crystal display), and a tester via a printed circuit board. Used for electrical testing by connecting to.
For example, as shown in FIG. 13, the
The
[0003]
As shown in FIGS. 14 and 15, such a
That is, in the
As a result, the
[0004]
Incidentally, each of the
Further, in order to reduce the contact resistance when contacting the
[0005]
When the
On the other hand, since the surface of the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, as shown in FIG. 17, the
[0007]
There is a contact probe in which a recess is formed in the
[0008]
The inventor discloses a contact probe in which a protrusion is formed at the tip of a
In the contact probe configured as described above, the surface of the
However, since this protrusion is formed by bonding or plating, the shape thereof is substantially hemispherical. When the protruding portion is spherical in this way, the protruding portion easily slips on the
[0009]
The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a contact probe that can satisfactorily scrub electrodes of an object to be inspected while avoiding interference with passivation, and a method for manufacturing the same. And
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the contact probe according to the present invention, in the contact probe in which each tip of the plurality of pattern wirings to which the film is attached is a contact pin, the tip of the contact pin,The tip forms a ridgelineProtrusions are provided, and the contact pin is provided on the first metal layer and the first metal layer, and is not harder or less wear resistant than the first metal layer, but is conductive. A high second metal layer, and the protrusion is formed of the first metal layer.The protruding portion is formed by dividing a protruding line forming a linear ridge line extending in the arrangement direction of the contact pins across the plurality of contact pins for each contact pin.It is characterized by that.
[0011]
In the contact probe configured as described above, since the protrusion is provided at the tip of the contact pin, the portion other than the tip of the contact pin is projected from the contact pin in a state of being separated from the object to be inspected. The protrusions scrub the electrode of the object to be inspected. As a result, even if a passivation or the like is provided around the electrode of the object to be inspected, the contact pin protrudes from the contact pin while avoiding interference between the contact pin and the passivation even if the inclination angle of the contact pin is further reduced. The surface of the electrode is scrubbed by the protruding portion.
And the protrusion isThe tip is ridgelineSince it has a sharp shape, it is easy to bite against the electrode surface during scrubbing. For example, even if the electrode surface is covered with an oxide film or an adsorbent, these are removed to remove the inside of the electrode. The metal can be exposed and the conduction with the contact pin is ensuredit can.
Further, the contact pin is provided on the first metal layer and the first metal layer, and is not harder than the first metal layer or less wear-resistant but highly conductive. Since the protrusion is formed of the first metal layer, the protrusion is made of a hard or highly wear-resistant material, while improving scrub performance and durability. A contact probe with improved contact pin conductivity can be obtained.
[0012]
Further, the protruding portion may be constituted by a protruding member embedded in the tip portion of the contact pin.
In this case, the shape of the protrusion member constituting the protrusion becomes the shape of the protrusion as it is. Since the protrusion is a separate member from the contact pin and can be formed in a desired shape in advance, the degree of freedom and shape accuracy of the protrusion can be further improved.
In addition, since the protruding portion is constituted by a member different from the contact pin in this way, for example, the protruding member is made of hard or highly wear-resistant material such as Ni with emphasis on scrub performance and durability, for example, The contact pin is made of a material having higher conductivity than the protruding member, for example, copper or the like with emphasis on conductivity, and a contact probe having good conductivity performance in addition to high scrub performance and durability can be obtained.
[0013]
The contact probe manufacturing method according to the present invention is a contact probe manufacturing method in which a tip end portion of a pattern wiring formed on a film is used as a contact pin, for forming a metal layer provided for the contact pin. A recess forming step for forming a recess at a position to be a base of a portion forming the tip of the contact pin on the surface of the substrate layer to be a base, and applying a mask on the substrate layer before and after the recess forming step; A plating process for forming a metal layer to be used for the contact pins on a portion where the mask is not applied by a plating process; and a film deposition process for depositing the film on the metal layer from which the mask has been removed; And a separation step of separating the film layer and the metal layer from the substrate layer. .
[0014]
In this contact probe manufacturing method, a recess is formed at a position serving as a base of a portion that forms the tip of the contact pin on the surface of a substrate layer that is a base for forming a metal layer provided for the contact pin (a step of forming a recess). ). Then, a mask is applied on the substrate layer before and after the recess formation step. Here, this indentation forming step may be performed either before or after the mask formation.
Subsequently, a metal layer to be used for the contact pins is formed by plating on the part where the mask is not applied (plating process). Since the depression is formed on the surface of the substrate layer, a protrusion having an outer shape in which the inner shape of the depression is transferred is formed on the portion of the metal layer provided for the contact pin that forms the tip of the contact pin. Is done.
Furthermore, a film is deposited on the metal layer from which the mask has been removed (film deposition process), and the portion consisting of the film and the metal layer is separated from the substrate layer (separation process), so that the tip of the contact pin A contact probe in which a protrusion is formed can be obtained.
Further, in this contact probe manufacturing method, the recess formed in the substrate layer in the recess forming step is a groove extending along the contact pin arrangement direction and extending over a plurality of contact pin forming regions. Yes. Thus, by forming a mask on the surface of the substrate layer, the groove formed in the substrate layer is divided for each contact pin formation region by the mask surrounding the contact pin formation region. Then, by forming a metal layer to be used for the contact pin in the contact pin forming region in the plating process, a protrusion formed by transferring the inner surface shape of the groove is formed at the tip of each contact pin. Become. Here, if the portion located between adjacent contact pin formation regions in the groove is not sufficiently filled with a mask, it may be formed in a state where adjacent contact pins are connected. After forming the contact pins, unnecessary portions may be removed by laser processing or the like.
[0015]
Since the shape of the protrusion is a transfer of the shape of the inner surface of the recess formed in the substrate layer, by controlling the inner surface shape of the recess, the shape of the protrusion is suitable for scrubbing, that is, the tip is conical. Or a shape having a ridgeline.
The indentation can be formed, for example, by pressing an indenter whose tip shape is the same as the shape of the projection to be formed on the substrate. In this case, it is easier to give the shape of the protrusion, compared to the case where the protrusion is formed by bonding or plating the tip of the contact pin formed in advance, the shape accuracy is high, and the shape of the protrusion is When the protrusion is formed by performing bonding or plating, it can be formed into a shape suitable for scrub that could not be applied, that is, a shape in which the tip forms a cone or a ridgeline.
Here, the formation of the recess may be performed using any other method besides the indenter as described above.
[0016]
In this contact probe manufacturing method, the recess formed in the substrate layer in the recess forming step may be a blind hole or a groove having a V-shape in cross section. Thereby, the shape of a projection part can be made into the shape where the front-end | tip forms the cone shape or the ridgeline.
[0017]
Moreover, in this contact probe manufacturing method,In the plating process, first, a first metal layer that forms at least the inside of the recess is formed. Next, the first metal layer is not harder or less wear-resistant but has higher conductivity than the first metal layer. Forming two metal layersMay be. In this case,A contact probe with improved conductivity performance of the contact pin can be obtained while improving the scrub performance and durability by using the protrusion as a hard or highly wear-resistant material.
[0018]
Here, in the above contact probe manufacturing method, when the dent is directly formed in the substrate layer, for example, it takes time to position the mask with respect to the dent when the mask is formed again. It is difficult to use.
Therefore, the method for manufacturing a contact probe includes a base metal layer forming step of forming a base metal layer of a material that adheres to or is bonded to the material of the contact pin on the substrate layer before the recess formation step. In the forming step, a recess may be formed in the base metal layer instead of the substrate layer, and in the separation step, the portion made of the film, the metal layer, and the base metal layer may be separated from the substrate layer.
In this case, since a depression is formed in the base metal layer formed on the substrate layer, after manufacturing the contact probe, the base metal layer is formed again on the substrate layer, thereby reusing the substrate layer. can do.
In addition, the substrate layer is formed of a high-strength material such as stainless steel, and the base metal layer is formed of a material such as copper that is more easily plastically deformed than the substrate layer, thereby ensuring the strength of the substrate layer and repeated use. The number of repetitions of the indenter can be improved by reducing the indenter consumption by repeating the formation of the indentation. .
Furthermore, when the base metal layer is formed of a material that is easily plastically deformed in this way, it can be easily peeled off from the substrate layer when the base metal layer is separated from the substrate layer.
[0019]
The contact probe manufacturing method according to the present invention is a contact probe manufacturing method in which a tip end portion of a pattern wiring formed on a film is used as a contact pin, for forming a metal layer provided for the contact pin. An embedding step of providing a protruding member with the tip embedded in the substrate layer at a position to be the base of the portion forming the tip of the contact pin on the surface of the substrate layer serving as a base; A plating process for forming a metal layer to be used for the contact pins on a portion where the mask is not applied by plating, and a metal layer from which the mask is removed. A film deposition process for depositing the film; a portion comprising the film, the metal layer, and the protruding member; And a separation step of separating the layersMay be.
[0020]
In this contact probe manufacturing method, the tip is embedded in the substrate layer at the position that becomes the base of the portion that forms the tip of the contact pin on the surface of the substrate layer that forms the base for forming the metal layer used for the contact pin. Protruding members are provided in the raised state (embedding step). Then, a mask is applied on the substrate layer before and after the embedding process. Here, this embedding process may be performed either before or after the mask formation.
Subsequently, a metal layer to be used for the contact pin is formed by a plating process in a portion where the mask is not applied (plating process step). Since the protruding member is provided on the surface of the substrate layer with the tip embedded, the protruding member is embedded in a portion of the metal layer provided for the contact pin that forms the tip of the contact pin.
Further, a film is deposited on the metal layer from which the mask has been removed (film deposition process), and the portion consisting of the film, the metal layer, and the protruding member is separated from the substrate layer (separation process), and the contact pin The tip of the projection member is exposed at the tip of the contact probe, and a contact probe having a projection formed by the projection member can be obtained.
In this case, the shape of the protrusion member constituting the protrusion becomes the shape of the protrusion as it is. Since the protrusion is a separate member from the contact pin and can be formed in a desired shape in advance, the degree of freedom and shape accuracy of the protrusion can be further improved.
In addition, since the protrusion is formed of a member different from the contact pin as described above, the protrusion and the contact pin can be formed of a material suitable for each purpose.
[0021]
Here, in the method of manufacturing the contact probe, when the protruding member is directly embedded in the substrate layer, it is difficult to reuse the substrate layer.
Therefore, the contact probe manufacturing method includes a base metal layer forming step of forming a base metal layer of a material that adheres to or is bonded to the material of the contact pin on the substrate layer at a stage before the embedded step, and the embedded step Then, instead of the substrate layer, the projecting member is embedded in the base metal layer, and in the separation step, the part made up of the film, the metal layer, the projecting member, and the base metal layer is separated from the part made up of the substrate layer. Good. In this case, after manufacturing the contact probe, the substrate layer can be reused by forming the base metal layer again on the substrate layer.
In addition, the substrate layer is formed of a high-strength material such as stainless steel, and the base metal layer is formed of a material such as copper that is more easily plastically deformed than the substrate layer, thereby ensuring the strength of the substrate layer and repeated use. The number of times can be improved, and embedding of the indenter into the base metal layer can be facilitated.
Furthermore, when the base metal layer is formed of a material that is easily plastically deformed in this way, it can be easily peeled off from the substrate layer when the base metal layer is separated from the substrate layer.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6, and the same or similar parts as those of the above-described prior art will be described using the same reference numerals.
FIG. 1 is a perspective view of a tip portion of a contact probe according to the present embodiment, FIG. 2 is a central sectional view taken along line AA of the contact probe shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a contact pin of the contact probe according to the present embodiment. FIG. 4 is a side view showing a state in which the contact pins according to the present embodiment are brought into contact with the pads of the IC chip.
[0023]
The
[0024]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
As shown in FIG. 2, a window portion 4 is formed in the wide base portion 33 b of the
Here, the
Further, the
[0025]
The
Since the front end portion of the
[0026]
The
The
[0027]
Further, the protrusion amount H of the
When the protruding amount H of the protruding
[0028]
It is also desirable to reduce the scrub length of the
[0029]
Next, a process of creating the
Here, the
[0030]
[Base metal layer formation process (underlying metal layer formation process)]
First, as shown in FIG. 5A, a base metal layer (base) for forming a metal layer to be used for contact pins is formed on a
[0031]
[Indentation process]
Next, in the
The tip shape of the
[0032]
[Pattern formation process]
As shown in FIG. 5B, after a
The
[0033]
In the present embodiment, the
In the present embodiment, the
[0034]
[Plating process]
Then, as shown in FIG. 6A, a Ni-based alloy layer (metal layer) N to be the
Thereby, the Ni-based alloy layer N is formed in the
After the plating process, the
[0035]
[Film deposition process]
Next, as shown in FIG. 6 (c), the Ni base alloy layer N is covered so as to cover the
[0036]
[Separation process]
Then, as shown in FIG. 6D, the
In the contact probe manufacturing method, the
Further, since the supporting
Furthermore, by forming the
[0037]
The
The
Here, the
Alternatively, for the same purpose, the
[0038]
In the electrical test, each
At this time, in each
From this state, if the overdrive is applied and the
Then, the
[0039]
At the time of scrubbing, the
[0040]
And since the
[0041]
As described above, according to the
Furthermore, since the tip of the protrusion forms a ridge line and bites the surface of the
Since the shape of the protruding
[0042]
Here, in the method of manufacturing the
[0043]
In the contact probe manufacturing method shown in FIGS. 7 and 8, in the indentation forming step of the contact probe manufacturing process described above, instead of the
[0044]
Then, in the pattern forming process performed subsequent to the recess forming process, after a
As a result, in the groove-
[0045]
Then, in the plating process, as shown in FIG. 8B, a Ni-based alloy layer N is formed in the
Further, the
Here, if the portion located between adjacent contact pin formation regions in the groove-
[0046]
Here, in the above-described embodiment, an example in which the
[0047]
Moreover, in the said embodiment, although the shape of the
[0048]
In the contact probe manufacturing method described in the above embodiment, the Ni-based alloy layer N is formed in the
[0049]
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 to 11. The same reference numerals are used for the same or similar parts as those in the first embodiment of the present invention. explain. FIG. 10 is a cross-sectional view showing a contact probe according to the second embodiment, and FIGS. 11 and 12 are views showing a manufacturing process of the contact probe according to the second embodiment.
In the
The protruding
[0050]
Thus, since the
[0051]
Next, with reference to FIG. 11 and FIG. 12, a process of creating the
As shown in FIG. 11A, the
[0052]
[Embedding process]
Next, as shown in FIG. 11B, in the
[0053]
Thereafter, as shown in FIGS. 11C and 11D, a
Here, the embedding process may be performed after the formation of the
[0054]
[Plating process]
Then, as shown in FIG. 12A, a Ni-based alloy layer N to be the
When the Ni metal layer N is formed, the protruding
After the plating process, the
[0055]
Then, as shown in FIG. 5 (c), the
[0056]
Here, in the contact probe manufacturing method, the
[0057]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects.
According to the contact probe of the present invention, the protrusion is provided at the tip of the contact pin, and the electrode of the object to be inspected is scrubbed well by the protrusion, so that the passivation and the contact provided in the object to be inspected are contacted. By avoiding interference with the pins, the electrodes of the object to be inspected can be scrubbed satisfactorily by the protrusions.
Furthermore, since the tip of the projection forms a ridge line and the bite against the surface of the electrode is good, the electrode can be scrubbed satisfactorily.
AndThe contact pin is provided on the first metal layer, and a second metal layer that is not harder or less wear-resistant but has higher conductivity than the first metal layer. Since the protrusion is formed of the first metal layer, the protrusion is made of a hard or highly wear-resistant material to improve the scrub performance and durability, and the contact pin conductivity performance is improved. An improved contact probe can be obtained.
[0058]
Further, the protrusion is configured by a protrusion member embedded in the tip of the contact pin.MayIn addition, the degree of freedom and shape accuracy of the shape of the protrusion can be further improved. In addition, since the protrusion is configured by a member different from the contact pin in this way, the material of the protrusion and the contact pin can be configured by a material suitable for each application, thereby improving the performance of the contact probe. Can do.
[0059]
According to the contact probe manufacturing method of the present invention, a recess is formed in a substrate layer that is a base when a contact pin is formed by plating, and a protrusion having an inner surface shape of the recess transferred to the tip of the contact pin. Therefore, a contact probe having a higher degree of freedom in shape of the protrusion and higher shape accuracy can be manufactured as compared with the case where the protrusion is formed by bonding or plating at the tip of a contact pin formed in advance. In particular, the protrusion can be formed into a shape in which the tip cannot be formed by bonding or plating, and the tip forms a cone or a ridgeline.
[0060]
Then, in the above contact probe manufacturing method, instead of forming the recess directly on the substrate layer, by forming the recess in the base metal layer formed on the substrate layer, By forming the base metal layer on the substrate layer again, the substrate layer can be reused.
[0061]
Further, in the method for manufacturing a contact probe according to the present invention, instead of forming a depression in the substrate layer or the base metal layer, the protruding member is positioned at the position that becomes the base of the portion that forms the tip of the contact pin in the substrate layer or the base metal layer A metal layer that is provided to the contact pin in a portion where the mask is not provided, and a mask is provided on the substrate layer before and after the tip is embedded in the substrate layer. A contact probe with a protrusion that forms a protrusion at the tip of the contact pin is manufactured by formingMay.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a distal end portion of a contact probe according to a first embodiment of the present invention.
2 is a central sectional view taken along line AA of the entire contact probe shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a perspective view of a contact pin of the contact probe according to the first embodiment as viewed obliquely from below.
FIG. 4 is a side view showing a state where contact pins according to the first embodiment are brought into contact with pads of an IC chip.
FIG. 5 is a diagram showing manufacturing steps of the contact probe according to the first embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing manufacturing steps of the contact probe according to the first embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing another example of the manufacturing process of the contact probe according to the first embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing another example of the manufacturing process of the contact probe according to the first embodiment.
FIG. 9 is a perspective view showing an example of another shape of the contact probe according to the first embodiment.
FIG. 10 is a perspective view showing a shape of a contact probe according to a second embodiment.
FIG. 11 is a diagram showing manufacturing steps of the contact probe according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing a manufacturing process of a contact probe according to a second embodiment.
FIG. 13 is a plan view of a conventional contact probe.
FIG. 14 is an exploded perspective view of a conventional probe device.
15 is a longitudinal sectional view of a main part of the probe device shown in FIG.
FIG. 16 is a perspective view of a contact pin of a conventional contact probe as viewed obliquely from below.
FIG. 17 is a side view showing contact and scrubbing between a conventional contact pin and a pad of an IC chip.
[Explanation of symbols]
31, 61
44, 64
47 Base metal layer (underlying metal layer) 47a, 47b
48 Photoresist layer (mask) 62 Projection member
N Ni-based alloy layer (metal layer used for contact pins)
Claims (5)
前記コンタクトピンの先端部に、先端が稜線をなす突起部が設けられ、
前記コンタクトピンは、第一の金属層と、前記第一の金属層上に設けられ、前記第一の金属層より、硬質ではなくまたは耐磨耗性は低いが導電性の高い第二の金属層とを有し、
前記突起部は、前記第一の金属層で形成され、前記突起部は、複数の前記コンタクトピンにまたがって前記コンタクトピンの配列方向に沿って延びる直線状の稜線をなす突条が、前記コンタクトピンごとに分断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。In a contact probe in which each tip of a plurality of pattern wirings to which a film is applied is a contact pin,
The tip of the contact pin is provided with a protrusion whose tip forms a ridgeline ,
The contact pin is provided on the first metal layer and the first metal layer, and is a second metal that is not harder or less wear-resistant but has higher conductivity than the first metal layer. And having a layer
The protrusion is formed of the first metal layer, and the protrusion includes a protrusion that forms a linear ridge line extending in the arrangement direction of the contact pins across the plurality of contact pins. A contact probe characterized by being divided for each pin .
前記コンタクトピンに供される金属層形成のための下地となる基板層の表面において前記コンタクトピンの先端をなす部分の下地となる位置にくぼみを形成するくぼみ形成工程と、
該くぼみ形成工程と前後して前記基板層の上にマスクを施して、前記マスクが施されていない部分に前記コンタクトピンに供される金属層をめっき処理により形成するめっき処理工程と、
前記マスクを取り除いた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、
前記フィルムと前記金属層からなる部分と、前記基板層とを分離する分離工程とを備え、
前記くぼみ形成工程において前記基板層に形成されるくぼみが、前記コンタクトピンの配列方向に沿って延びて複数のコンタクトピン形成領域にまたがる溝とされ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。A method of manufacturing a contact probe in which a tip of a pattern wiring formed on a film is used as a contact pin,
A recess forming step for forming a recess at a position to be a base of a portion forming a tip of the contact pin on a surface of a substrate layer serving as a base for forming a metal layer provided for the contact pin;
A plating treatment step of applying a mask on the substrate layer before and after the recess formation step, and forming a metal layer to be provided to the contact pins on a portion where the mask is not applied by plating treatment;
A film deposition process for depositing the film on the metal layer from which the mask has been removed;
A separation step of separating the film and the metal layer and the substrate layer;
A method of manufacturing a contact probe, wherein the recess formed in the substrate layer in the recess forming step is a groove extending in the arrangement direction of the contact pins and extending over a plurality of contact pin forming regions.
前記くぼみ形成工程では、前記基板層の代わりに前記下地金属層に前記くぼみを形成し、
前記分離工程では、前記フィルムと前記金属層及び前記下地金属層からなる部分と、前記基板層とを分離することを特徴とする請求項2または請求項3に記載のコンタクトプローブの製造方法。A base metal layer forming step of forming a base metal layer made of a material that is more easily plastically deformed than the substrate layer by being attached to or bonded to the material of the contact pin on the substrate layer at a stage before the depression forming step; ,
In the recess formation step, the recess is formed in the base metal layer instead of the substrate layer,
The contact probe manufacturing method according to claim 2, wherein, in the separation step, the film, the portion made of the metal layer and the base metal layer, and the substrate layer are separated.
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