JP4074297B2 - Manufacturing method of probe unit - Google Patents

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Description

本発明は、半導体集積回路や液晶パネルなどの電子部品の電極あるいは端子部に接続して、電極などの通電試験に用いられるプローブユニットの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a probe unit that is connected to an electrode or a terminal portion of an electronic component such as a semiconductor integrated circuit or a liquid crystal panel, and is used for an energization test of the electrode.

一般に、高精細化が進む半導体集積回路、液晶パネル、プリント基板などに対する製品検査として、これらが要求仕様通りに動作するか否かを確認するために、通電検査が行われる。
この通電検査は、プローブユニットを構成するプローブピンの先端や、その近傍に形成された突起を、半導体集積回路、液晶パネル、プリント基板などに並列して配置されている電極に押し当てることにより行われる。
ところで、液晶パネルを構成するガラス板の縁に並列配置される電極層は、ますます微小ピッチ化(100μm以下)する傾向にある。このような液晶パネルの通電検査においては、通電検査装置側において、この微小ピッチの電極層に対応するピッチで形成されたプローブピンを有し、通電検査を繰り返し行なうことができるプローブユニットの提供が必要となる。
また、従来のプローブユニットとしては、カンチレバータイプ、メンブレンタイプ、シリコンウィスカータイプ、フィンガーリードタイプなどが考案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開平9−148389号公報
In general, as a product inspection for a semiconductor integrated circuit, a liquid crystal panel, a printed circuit board, and the like that are becoming higher in definition, an energization inspection is performed in order to confirm whether or not these operate according to required specifications.
This energization inspection is performed by pressing the tip of the probe pin constituting the probe unit or a protrusion formed in the vicinity thereof onto an electrode arranged in parallel on a semiconductor integrated circuit, a liquid crystal panel, a printed circuit board, or the like. Is called.
By the way, the electrode layers arranged in parallel to the edge of the glass plate constituting the liquid crystal panel tend to have a finer pitch (100 μm or less). In the current-carrying inspection of such a liquid crystal panel, there is provided a probe unit that has probe pins formed at a pitch corresponding to this minute pitch electrode layer on the side of the current-carrying inspection device and can repeatedly conduct a current inspection. Necessary.
In addition, as a conventional probe unit, a cantilever type, a membrane type, a silicon whisker type, a finger lead type, and the like have been devised (for example, see Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 9-148389

しかしながら、タングステンからなるカンチレバータイプのプローブユニットでは、プローブピンを1本ずつ機械加工して製造するため、100μm以下の微小ピッチで、多数の幅50μm以下のプローブピンを並列に形成することは非常に困難であり、製造コストが高いという問題があった。
また、プローブピンを保持するプローブ保持部が、樹脂フィルムと金属フィルムとが積層されてなるメンブレンタイプのプローブユニットでは、温度、湿度の変化により、樹脂フィルムの伸縮が大きく、プローブピンの微小ピッチの寸法安定性が得られないという問題があった。
また、シリコンウィスカータイプのプローブピンは、通電検査を繰り返し行なうには、耐久性が低いという問題があった。
However, since a cantilever type probe unit made of tungsten is manufactured by machining probe pins one by one, it is very difficult to form a large number of probe pins having a width of 50 μm or less in parallel at a minute pitch of 100 μm or less. There was a problem that it was difficult and the manufacturing cost was high.
In addition, in a membrane type probe unit in which the probe holding part for holding the probe pin is a laminate of a resin film and a metal film, the expansion and contraction of the resin film is large due to changes in temperature and humidity. There was a problem that dimensional stability could not be obtained.
In addition, the silicon whisker type probe pin has a problem that its durability is low in order to repeatedly conduct an electric current inspection.

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、寸法安定性および耐久性に優れたプローブユニットの製造方法を提供することを課題とする。   This invention is made | formed in view of the said situation, and makes it a subject to provide the manufacturing method of the probe unit excellent in dimensional stability and durability.

本発明は、基板に開口部を形成する工程と、前記開口部内に犠牲層を形成する工程と、前記基板および前記犠牲層の表面を均一にする工程と、プローブピンの下地層を形成する工程と、前記下地層上における前記犠牲層上に前記プローブピンのビーム部に対応する開口部が形成されたレジストパターンを形成する工程と、前記レジストが形成されていない部分の前記下地層上に、ニッケルの含有量が75重量%以上、84重量%以下のメッキを行うことによりプローブピンを形成する工程と、前記レジストおよび不要な下地層を除去する工程と、前記犠牲層を除去する工程と、前記基板を切断する工程と、を備えたプローブユニットの製造方法を提供する。   The present invention includes a step of forming an opening in a substrate, a step of forming a sacrificial layer in the opening, a step of making the surface of the substrate and the sacrificial layer uniform, and a step of forming a base layer of a probe pin And forming a resist pattern in which an opening corresponding to the beam portion of the probe pin is formed on the sacrificial layer on the base layer, and on the base layer in a portion where the resist is not formed, A step of forming a probe pin by performing plating with a nickel content of 75 wt% or more and 84 wt% or less, a step of removing the resist and unnecessary underlayer, and a step of removing the sacrificial layer; And a step of cutting the substrate.

本発明のプローブユニットの製造方法によれば、基板に開口部を形成する工程と、前記開口部内に犠牲層を形成する工程と、前記基板および前記犠牲層の表面を均一にする工程と、プローブピンの下地層を形成する工程と、前記下地層上における前記犠牲層上に前記プローブピンのビーム部に対応する開口部が形成されたレジストパターンを形成する工程と、前記レジストが形成されていない部分の前記下地層上に、ニッケルの含有量が75重量%以上、84重量%以下のメッキを行うことによりプローブピンを形成する工程と、前記レジストおよび不要な下地層を除去する工程と、前記犠牲層を除去する工程と、前記基板を切断する工程と、を備えたので、寸法安定性および耐久性に優れたプローブユニットを製造することができる。   According to the probe unit manufacturing method of the present invention, a step of forming an opening in a substrate, a step of forming a sacrificial layer in the opening, a step of uniforming the surface of the substrate and the sacrificial layer, and a probe Forming a pin underlayer; forming a resist pattern in which an opening corresponding to the beam portion of the probe pin is formed on the sacrificial layer on the underlayer; and the resist is not formed Forming a probe pin by performing plating with a nickel content of not less than 75% by weight and not more than 84% by weight on a portion of the foundation layer; removing the resist and unnecessary foundation layer; Since the method includes the step of removing the sacrificial layer and the step of cutting the substrate, a probe unit having excellent dimensional stability and durability can be manufactured.

以下、本発明を詳しく説明する。
図1は、本発明のプローブユニットの製造方法によって得られたプローブユニットの一例を示す概略構成図であり、図1(a)は平面図、図1(b)はII―IIで切断した状態を示す断面図である。
この例のプローブユニット1は、1本以上のプローブピン2と、プローブ保持部3とから概略構成されている。また、プローブピン2は、本体部2aと、ビーム部2bと、テーパ部2cと、配線取り出し部2dとから構成されている。また、プローブピン2の先端部は、本体部2aよりも細幅のビーム部2bとなっている。
また、このプローブユニット1が通電検査装置に装着される際には、プローブピン2の配線取り出し部2dには、はんだ、ACF(Anisotropic Conductive Film、異方性導電フィルム)、NCF(Non Conductive Film、非導電フィルム)、金ボンディングなどからなる接合部4を介してリード線5が接合されている。
The present invention will be described in detail below.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a probe unit obtained by the probe unit manufacturing method of the present invention, FIG. 1 (a) is a plan view, and FIG. 1 (b) is a state cut along II-II. FIG.
The probe unit 1 in this example is generally configured by one or more probe pins 2 and a probe holding unit 3. The probe pin 2 includes a main body portion 2a, a beam portion 2b, a tapered portion 2c, and a wiring extraction portion 2d. The tip of the probe pin 2 is a beam portion 2b that is narrower than the main body portion 2a.
Further, when the probe unit 1 is attached to the energization inspection apparatus, the wiring extraction portion 2d of the probe pin 2 has solder, ACF (Anisotropic Conductive Film), NCF (Non Conductive Film, A lead wire 5 is bonded via a bonding portion 4 made of non-conductive film), gold bonding, or the like.

プローブピン2のビーム部2bの長さは、好ましくは10〜5000μmであり、より好ましくは100〜1000μmである。
また、プローブピン2のビーム部2bの幅は、好ましくは1〜50μmであり、より好ましくは5〜30μmである。ビーム部2bの幅がこの範囲内であれば、ビーム部2bの幅は、半導体集積回路、液晶パネル、プリント基板などの被測定物の電極の幅よりも小さい。したがって、被測定物の電極のピッチと、ビーム部2bのピッチとの間に多少のずれが生じても、被検査対象物の電極にビーム部2bを1:1に対応するように接触することができる。
また、プローブピン2のビーム部2bの厚さは、好ましくはビーム部2bの幅の0.2倍〜2倍であり、より好ましくは0.5倍〜1.5倍である。ビーム部2bの厚さがこの範囲内であれば、繰り返し使用しても変形したり、破損したりすることなく、寸法安定性および耐久性に優れたプローブユニットを得ることができる。
The length of the beam portion 2b of the probe pin 2 is preferably 10 to 5000 μm, and more preferably 100 to 1000 μm.
Further, the width of the beam portion 2b of the probe pin 2 is preferably 1 to 50 μm, more preferably 5 to 30 μm. If the width of the beam portion 2b is within this range, the width of the beam portion 2b is smaller than the width of the electrode of the object to be measured such as a semiconductor integrated circuit, a liquid crystal panel, or a printed board. Therefore, even if a slight deviation occurs between the pitch of the electrode of the object to be measured and the pitch of the beam part 2b, the beam part 2b is brought into contact with the electrode of the object to be inspected so as to correspond to 1: 1. Can do.
The thickness of the beam portion 2b of the probe pin 2 is preferably 0.2 to 2 times, more preferably 0.5 to 1.5 times the width of the beam portion 2b. If the thickness of the beam portion 2b is within this range, a probe unit having excellent dimensional stability and durability can be obtained without being deformed or damaged even when used repeatedly.

また、プローブピン2のビーム部2bは、ニッケル―鉄合金を主成分とする金属材料からなり、この金属材料内のニッケル―鉄合金の含有量は、好ましくは金属材料の全体量の95重量%以上であり、より好ましくは99重量%以上である。ニッケル―鉄合金の含有量が金属材料の全体量の95重量%未満では、ビーム部2bの寸法安定性および耐久性が低下する。   The beam portion 2b of the probe pin 2 is made of a metal material mainly composed of a nickel-iron alloy, and the content of the nickel-iron alloy in the metal material is preferably 95% by weight of the total amount of the metal material. Or more, more preferably 99% by weight or more. When the content of the nickel-iron alloy is less than 95% by weight of the total amount of the metal material, the dimensional stability and durability of the beam portion 2b are lowered.

また、ビーム部2bを形成する金属材料に含有されるニッケル―鉄合金におけるニッケルと鉄の組成比が、好ましくは95重量%:5重量%〜45重量%:55重量%であり、より好ましくは90重量%:10重量%〜70重量%:30重量%である。ニッケル―鉄合金におけるニッケルと鉄の組成比がこの範囲内であれば、ビーム部2bが塑性変形し難いため、その結果として、ビーム部2bは寸法安定性に優れている。   The composition ratio of nickel and iron in the nickel-iron alloy contained in the metal material forming the beam portion 2b is preferably 95% by weight: 5% by weight to 45% by weight: 55% by weight, more preferably 90% by weight: 10% by weight to 70% by weight: 30% by weight. If the composition ratio of nickel and iron in the nickel-iron alloy is within this range, the beam portion 2b is hardly plastically deformed. As a result, the beam portion 2b is excellent in dimensional stability.

プローブピン2の本体部2aおよびテーパ部2cの長さは、ビーム部2bやプローブ保持部3の大きさなどに応じて適宜設定される。
また、プローブピン2の本体部2aの幅は、ビーム部2bの幅以上である。また、図1(a)に示したように、本体部2aとビーム部2bとは、ビーム部2bから本体部2aに向って次第に幅が広くなっていくテーパ部2cで接合され、連続的に形成されている。
また、プローブピン2の本体部2aおよびテーパ部2cの厚さは、ビーム部2bの厚さと均一となっているのが好ましい。
The lengths of the main body portion 2a and the tapered portion 2c of the probe pin 2 are appropriately set according to the size of the beam portion 2b and the probe holding portion 3 and the like.
Further, the width of the main body portion 2a of the probe pin 2 is equal to or larger than the width of the beam portion 2b. Further, as shown in FIG. 1 (a), the main body 2a and the beam 2b are joined by a taper 2c that gradually increases in width from the beam 2b toward the main body 2a. Is formed.
Moreover, it is preferable that the thickness of the main body portion 2a and the tapered portion 2c of the probe pin 2 is equal to the thickness of the beam portion 2b.

プローブピン2の本体部2aおよびテーパ部2cを形成する材料としては、ニッケル(Ni)、ニッケル(Ni)―コバルト(Co)合金、ニッケル系合金、鉄(Fe)系合金などが挙げられる。   Examples of the material for forming the main body portion 2a and the tapered portion 2c of the probe pin 2 include nickel (Ni), nickel (Ni) -cobalt (Co) alloy, nickel-based alloy, and iron (Fe) -based alloy.

プローブ保持部3の大きさは、プローブピン2の本体部2aの大きさに応じて適宜設定されるが、プローブ保持部3の上面3aの面積が、本体部2aの上面2eの面積よりも大きくなるように設定される。
また、プローブ保持部3を形成する材料としては、セラミックス、アルミナ(Al)、シリコン(Si)、Ni系合金、Fe系合金などの金属などが用いられる。
The size of the probe holding portion 3 is appropriately set according to the size of the main body portion 2a of the probe pin 2, but the area of the upper surface 3a of the probe holding portion 3 is larger than the area of the upper surface 2e of the main body portion 2a. Is set to be
Further, as a material for forming the probe holding unit 3, metals such as ceramics, alumina (Al 2 O 3 ), silicon (Si), Ni-based alloy, and Fe-based alloy are used.

また、プローブピンの表面の全部または一部に厚さ0.1〜10μm程度の被覆層6が形成されていてもよい。
例えば、図2(a)に示すようにプローブピン2の上面全面、図2(b)に示すようにビーム部2bの表面全面、図2(c)に示すようにプローブピン2のプローブ保持部3と接合していない部分の表面全面に被覆層6を形成する。この場合、プローブピン2の被検査対象物と接触する部分のビーム部に被覆層を形成することが好ましい。一方、図2(d)に示すように、ビーム部2b以外に、銅、金、銀などのような低抵抗の被覆層6を形成してもよい。この場合、プローブピン2の抵抗を下げることができ、通電検査を高精度に行なうことができる。
被覆層6を形成するには、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、電解メッキなどの方法が用いられる。
また、被覆層6を形成する材料としては、金、銀、銅、パラジウム、白金、タングステン、ニッケル―チタン合金などの金属が用いられる。
このように、プローブピン2の表面の全部または一部に被覆層6を形成することにより、プローブピン2と被検査対象物との接触により、プローブピン2が磨耗したり、破損したりするのを防止することができる。その結果として、プローブピン2の寸法安定性および耐久性が向上する。
Further, a coating layer 6 having a thickness of about 0.1 to 10 μm may be formed on all or part of the surface of the probe pin.
For example, the entire upper surface of the probe pin 2 as shown in FIG. 2A, the entire surface of the beam portion 2b as shown in FIG. 2B, and the probe holding portion of the probe pin 2 as shown in FIG. The coating layer 6 is formed on the entire surface of the portion that is not joined to the surface 3. In this case, it is preferable to form a coating layer on the beam portion of the probe pin 2 that is in contact with the object to be inspected. On the other hand, as shown in FIG. 2D, a low resistance coating layer 6 such as copper, gold, silver or the like may be formed in addition to the beam portion 2b. In this case, the resistance of the probe pin 2 can be lowered, and the energization inspection can be performed with high accuracy.
In order to form the coating layer 6, methods such as sputtering, vacuum deposition, ion plating, and electrolytic plating are used.
Further, as a material for forming the covering layer 6, metals such as gold, silver, copper, palladium, platinum, tungsten, nickel-titanium alloy are used.
Thus, by forming the coating layer 6 on all or part of the surface of the probe pin 2, the probe pin 2 is worn or damaged due to contact between the probe pin 2 and the object to be inspected. Can be prevented. As a result, the dimensional stability and durability of the probe pin 2 are improved.

また、図3に示すように、プローブピン2のビーム部2bの先端には、尖塔状またはナイフエッジ状の突起部7が1個または2個以上形成されていてもよい。
突起部7を形成するには、後述のプローブユニットの製造方法において、突起部7の形状を開口したレジスト膜を形成し、この開口部に電解メッキなどによりメッキ成長させた後、レジスト膜を除去する方法などが用いられる。
また、突起部7を形成する材料としては、タングステン(W)、窒化チタン(TiN)、ニッケル―鉄合金、チタンなどの金属が用いられる。
このように、プローブピン2のビーム部2bの先端に突起部7を形成することにより、微細な被検査対象物の通電試験を高精度に行うことができる。
As shown in FIG. 3, one or two or more spire-shaped or knife-edge-shaped protrusions 7 may be formed at the tip of the beam portion 2 b of the probe pin 2.
In order to form the protrusion 7, a resist film having an opening in the shape of the protrusion 7 is formed in the probe unit manufacturing method described later, and the resist film is removed after the opening is plated and grown by electrolytic plating or the like. The method to do is used.
Further, as a material for forming the protruding portion 7, a metal such as tungsten (W), titanium nitride (TiN), nickel-iron alloy, titanium, or the like is used.
In this way, by forming the protrusion 7 at the tip of the beam portion 2b of the probe pin 2, it is possible to conduct a current test of a minute object to be inspected with high accuracy.

プローブユニット1では、通常、図1(a)に示したように、配線取り出し部2dはプローブピン2の後端部で、プローブユニット1の上面に設けられている。また、本発明のプローブユニットにあっては、図4に示すように、配線取り出し部2dが、プローブピン2をプローブユニット1の上面から延長して、プローブユニット1の下面に設けられていてもよい。   In the probe unit 1, normally, as shown in FIG. 1A, the wiring extraction portion 2 d is provided on the upper surface of the probe unit 1 at the rear end portion of the probe pin 2. Further, in the probe unit of the present invention, as shown in FIG. 4, the wiring takeout part 2 d may be provided on the lower surface of the probe unit 1 by extending the probe pin 2 from the upper surface of the probe unit 1. Good.

図5および図6は、本発明のプローブユニットの製造方法の一実施形態を示す断面模式図である。
この実施形態のプローブユニットの製造方法では、まず、図5(a)に示すように、プローブ保持部となるセラミックス、アルミナ、シリコン、各種金属などからなる平坦な基板11を用意する。
次に、基板11の表面にマスクをして、サンドブラストまたはダイシング加工により、基板11に図5(b)に示すような開口部11aを形成する。
次に、開口部11a内に、厚さ0.2〜1mm程度の銅スパッタ膜などを犠牲層のメッキのシード層として製膜し、その後、硫酸銅メッキ浴により電解銅メッキをすることにより、メッキ成長させて、犠牲層12を形成する。この工程において、開口部11aからオーバーフローするようにメッキ成長させ、余分な部分を平面研削機などを用いて研磨して除去し、基板11の表面と犠牲層12の表面を均一にする。
5 and 6 are cross-sectional schematic views showing an embodiment of the probe unit manufacturing method of the present invention.
In the probe unit manufacturing method of this embodiment, first, as shown in FIG. 5A, a flat substrate 11 made of ceramics, alumina, silicon, various metals, or the like to be a probe holding portion is prepared.
Next, a mask is applied to the surface of the substrate 11, and an opening 11a as shown in FIG. 5B is formed in the substrate 11 by sandblasting or dicing.
Next, a copper sputtered film having a thickness of about 0.2 to 1 mm is formed as a sacrificial plating seed layer in the opening 11a, and then electrolytic copper plating is performed in a copper sulfate plating bath. The sacrificial layer 12 is formed by plating. In this step, plating is grown so as to overflow from the opening 11a, and an excess portion is polished and removed by using a surface grinder or the like, so that the surface of the substrate 11 and the surface of the sacrificial layer 12 are made uniform.

次に、図5(d)に示すように、基板11および犠牲層12の表面全面に、スパッタリング法によって、プローブピンの下地となるメッキシード層(下地層)13を形成する。
メッキシード層13としては、厚さ0.02〜0.5μm程度のチタン(Ti)/NiFe合金薄膜などが好ましい。メッキシード層13として、Ti/NiFe合金薄膜が形成される場合、まず、チタンをスパッタリング法により形成して密着層とし、その上にNiFe合金をスパッタリング法により形成する。この場合のチタン薄膜の厚さは例えば0.02μm、NiFe合金薄膜の厚さは例えば0.20μm程度となっている。
また、基板11が導電性の材料からなる場合は、メッキシード層13を形成する前に、基板11および犠牲層12の表面全面に、シリカ(SiO)などからなる絶縁膜を形成する。
Next, as shown in FIG. 5D, a plating seed layer (underlayer) 13 that forms the underlayer of the probe pin is formed on the entire surface of the substrate 11 and the sacrificial layer 12 by sputtering.
The plating seed layer 13 is preferably a titanium (Ti) / NiFe alloy thin film having a thickness of about 0.02 to 0.5 μm. When a Ti / NiFe alloy thin film is formed as the plating seed layer 13, first, titanium is formed by a sputtering method as an adhesion layer, and a NiFe alloy is formed thereon by a sputtering method. In this case, the thickness of the titanium thin film is, for example, 0.02 μm, and the thickness of the NiFe alloy thin film is, for example, about 0.20 μm.
When the substrate 11 is made of a conductive material, an insulating film made of silica (SiO 2 ) or the like is formed on the entire surface of the substrate 11 and the sacrificial layer 12 before the plating seed layer 13 is formed.

次に、図5(e)に示すように、メッキシード層13の表面上に、任意の厚さのフォトレジストを塗布し、このフォトレジストの表面に、任意形状のマスクを配置して、焼き付け、現像処理を行って不必要なフォトレジストを取り除き、任意のプローブピンパターンの開口部を有するレジスト膜14を形成する。レジスト膜14の厚さは、所定のプローブピンの厚さに応じて適宜設定される。   Next, as shown in FIG. 5E, a photoresist having an arbitrary thickness is applied on the surface of the plating seed layer 13, and a mask having an arbitrary shape is disposed on the surface of the photoresist, followed by baking. Then, development processing is performed to remove unnecessary photoresist, and a resist film 14 having an opening of an arbitrary probe pin pattern is formed. The thickness of the resist film 14 is appropriately set according to the thickness of a predetermined probe pin.

次に、図6(a)に示すように、レジスト膜14の形成されていないメッキシード層13の表面上に、硫酸をベースとした鉄、ニッケルなどを含むメッキ液を用いて電解メッキをすることにより、メッキ成長させて、プローブピンをなす金属層15を形成する。このとき、金属層15をなすメッキには、ニッケルが75重量%以上、84重量%以下含まれている。金属層15の厚さは、所定のプローブピンの厚さに応じて適宜設定される。   Next, as shown in FIG. 6A, electrolytic plating is performed on the surface of the plating seed layer 13 where the resist film 14 is not formed using a plating solution containing iron, nickel, etc. based on sulfuric acid. Thus, the metal layer 15 forming the probe pin is formed by plating. At this time, the plating forming the metal layer 15 includes nickel in an amount of 75 wt% to 84 wt%. The thickness of the metal layer 15 is appropriately set according to the thickness of a predetermined probe pin.

次に、図6(b)に示すように、レジスト膜14を除去する。レジスト膜14を除去するには、有機溶剤、アルカリ水溶液などで、レジスト膜14とメッキシード層13および金属層15の界面を洗浄する。このとき、加熱しながら、超音波洗浄を行なえば、効率良くレジスト膜14を除去することができる。   Next, as shown in FIG. 6B, the resist film 14 is removed. In order to remove the resist film 14, the interface between the resist film 14, the plating seed layer 13, and the metal layer 15 is washed with an organic solvent, an alkaline aqueous solution, or the like. At this time, if ultrasonic cleaning is performed while heating, the resist film 14 can be efficiently removed.

次に、図6(c)に示すように、金属層15の下層で、金属層15よりも突出している部分のメッキシード層13を、イオンミリングによって除去し、メッキシード層13を金属層15と同形状に形成する。
次に、図6(d)に示すように、銅を優先的に溶解するエッチング液で犠牲層12を溶解して、開口部11aを再び形成する。
Next, as shown in FIG. 6C, the plating seed layer 13 that protrudes below the metal layer 15 below the metal layer 15 is removed by ion milling, and the plating seed layer 13 is removed from the metal layer 15. And the same shape.
Next, as shown in FIG. 6D, the sacrificial layer 12 is dissolved with an etchant that preferentially dissolves copper, and the opening 11a is formed again.

次に、図6(e)に示すように、所定のプローブ保持部の外形寸法を決定して、基板11をダイシング加工により所定の大きさに形成し、基板11、メッキシード層13、金属層15がこの順に積層されたプローブユニットを得る。このとき、例えば、プローブ保持部の長さをlとする。   Next, as shown in FIG. 6E, the external dimensions of a predetermined probe holding portion are determined, and the substrate 11 is formed into a predetermined size by dicing, and the substrate 11, the plating seed layer 13, the metal layer is formed. A probe unit 15 is stacked in this order. At this time, for example, the length of the probe holding portion is set to l.

次に、このプローブユニットを通電検査装置に装着できるようにするために、金属層15からなるプローブピンの配線取り出し部15dに、はんだ、ACF、金ボンディングなどからなる接合部16を介してリード線17を接合する。   Next, in order to allow the probe unit to be mounted on the current-inspection inspection device, a lead wire is connected to a probe pin wiring extraction portion 15d made of a metal layer 15 via a joint portion 16 made of solder, ACF, gold bonding or the like. 17 is joined.

以下、図7を用いて具体的な実験例を示し、本発明の効果を明らかにする。
(実験例)
ニッケル―鉄合金からなるプローブピン21と、Alからなるプローブ保持部22を備えたプローブユニットを製造した。得られたプローブピン21のビーム部21bの長さは1000μm、幅は35μm、厚さは20μmであった。
次に、得られたプローブユニットのプローブピン21の配線取り出し部21dに、接合部23を介してリード線24を接合した。
次に、このプローブユニットについて、後述する評価を行なった。
Hereinafter, specific experimental examples will be shown using FIG. 7 to clarify the effects of the present invention.
(Experimental example)
A probe unit including a probe pin 21 made of a nickel-iron alloy and a probe holding portion 22 made of Al 2 O 3 was manufactured. The length of the beam portion 21b of the obtained probe pin 21 was 1000 μm, the width was 35 μm, and the thickness was 20 μm.
Next, the lead wire 24 was joined to the wiring extraction part 21d of the probe pin 21 of the obtained probe unit via the joining part 23.
Next, this probe unit was evaluated later.

(1)塑性変形量
ニッケル―鉄合金の組成を変化させて形成したプローブピン21を用いて、このプローブピン21に、その長手方向に対して75°の方向に約10μm/秒の速度で5μm、10μm、15μm、…とステップワイズな変位を加えては、0点に戻すことにより曲げ試験を行ない、プローブピン21のビーム部21bが塑性変形するまでの変形量(μm)を調べた。
結果を表1および図8に示す。
(1) Plastic deformation amount Using a probe pin 21 formed by changing the composition of a nickel-iron alloy, the probe pin 21 is 5 μm at a speed of about 10 μm / second in a direction of 75 ° with respect to its longitudinal direction. A stepwise displacement of 10 μm, 15 μm,... Was applied, and the bending test was performed by returning to 0 point, and the deformation amount (μm) until the beam portion 21b of the probe pin 21 was plastically deformed was examined.
The results are shown in Table 1 and FIG.

(2)耐久性
プローブユニットを通電検査装置に装着し、テスト基板30の電極32にプローブピン21のビーム部21bの先端を繰り返し接触させて、ビーム部21aの耐久性を評価した。このとき、テスト基板30の基板31とプローブピン21とのなす角度を15°に一定に保ち、プローブユニットを基板31に対して垂直方向に移動させた。また、電極32にビーム部21bの先端を接触させる繰り返し回数を10万回とした。また、プローブピン21を、その長手方向に対して垂直方向に変形させる量を100μmおよび150μmとした。評価の基準を下記の通りとした。
◎:10万回の耐久試験後の塑性変形量が2μm以内。判定=合格。
○:10万回の耐久試験後の塑性変形量が5μm以内。判定=合格。
△:10万回の耐久試験後の塑性変形量が10μm以内。判定=合格。
×:10万回の耐久試験後の塑性変形量が10μmを超える。判定=不合格。
NG:耐久試験途中で破損した。
結果を表1に示す。
(2) Durability The probe unit was attached to an electrical current inspection apparatus, and the tip of the beam portion 21b of the probe pin 21 was repeatedly brought into contact with the electrode 32 of the test substrate 30 to evaluate the durability of the beam portion 21a. At this time, the angle formed by the substrate 31 of the test substrate 30 and the probe pin 21 was kept constant at 15 °, and the probe unit was moved in the direction perpendicular to the substrate 31. The number of repetitions of bringing the tip of the beam portion 21b into contact with the electrode 32 was 100,000. Further, the amount of deformation of the probe pin 21 in the direction perpendicular to the longitudinal direction was 100 μm and 150 μm. The evaluation criteria were as follows.
A: The amount of plastic deformation after a durability test of 100,000 times is within 2 μm. Judgment = pass.
○: The amount of plastic deformation after 100,000 durability tests is within 5 μm. Judgment = pass.
(Triangle | delta): The amount of plastic deformation after a 100,000 times endurance test is less than 10 micrometers. Judgment = pass.
X: The amount of plastic deformation after 100,000 durability tests exceeds 10 μm. Judgment = Failure.
NG: Damaged during the durability test.
The results are shown in Table 1.

Figure 0004074297
Figure 0004074297

表1および図8の結果から、ニッケル―鉄合金におけるニッケルと鉄の組成比が、95重量%:5重量%〜45重量%:55重量%、特に90重量%:10重量%〜70重量%:30重量%では、ビーム部21bの塑性変形量が小さくなることが確認された。したがって、ニッケル―鉄合金におけるニッケルと鉄の組成比がこの範囲内であれば、ビーム部21bが塑性変形し難いため、その結果として、ビーム部21bは寸法安定性に優れたものとなる。
また、ニッケル―鉄合金におけるニッケルと鉄の組成比が上記範囲内であれば、ビーム部21bは耐久性にも優れていることが確認された。
From the results of Table 1 and FIG. 8, the composition ratio of nickel and iron in the nickel-iron alloy is 95% by weight: 5% by weight to 45% by weight: 55% by weight, particularly 90% by weight: 10% by weight to 70% by weight. : It was confirmed that the amount of plastic deformation of the beam portion 21b is small at 30% by weight. Therefore, if the composition ratio of nickel and iron in the nickel-iron alloy is within this range, the beam portion 21b is hardly plastically deformed. As a result, the beam portion 21b is excellent in dimensional stability.
Further, it was confirmed that the beam portion 21b is excellent in durability if the composition ratio of nickel and iron in the nickel-iron alloy is within the above range.

本発明のプローブユニットの製造方法によって得られたプローブユニットの一例を示す概略構成図であり、図1(a)は平面図、図1(b)はII―IIで切断した状態を示す断面図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the probe unit obtained by the manufacturing method of the probe unit of this invention, Fig.1 (a) is a top view, FIG.1 (b) is sectional drawing which shows the state cut | disconnected by II-II It is. 本発明のプローブユニットの製造方法によって得られたプローブユニットの他の例を示す概略構成図であり、図2(a)はプローブピンの上面全面に被覆層が形成された状態を示す断面図であり、図2(b)はビーム部の表面全面に被覆層が形成された状態を示す断面図であり、図2(c)はプローブピンのプローブ保持部と接合していない部分の表面全面に被覆層が形成された状態を示す断面図であり、図2(d)はプローブピンのビーム部以外の部分の表面全面に被覆層が形成された状態を示す断面図である。It is a schematic block diagram which shows the other example of the probe unit obtained by the manufacturing method of the probe unit of this invention, Fig.2 (a) is sectional drawing which shows the state in which the coating layer was formed in the upper surface whole surface of the probe pin. FIG. 2B is a cross-sectional view showing a state in which a coating layer is formed on the entire surface of the beam portion, and FIG. 2C shows the entire surface of the portion of the probe pin not joined to the probe holding portion. FIG. 2D is a cross-sectional view showing a state in which the coating layer is formed on the entire surface of the portion other than the beam portion of the probe pin. 本発明のプローブユニットの製造方法によって得られたプローブユニットの他の例を示す概略構成図であり、プローブピンのビーム部の先端に突起部が形成された状態を示す断面図である。It is a schematic block diagram which shows the other example of the probe unit obtained by the manufacturing method of the probe unit of this invention, and is sectional drawing which shows the state in which the projection part was formed in the front-end | tip of the beam part of a probe pin. 本発明のプローブユニットの製造方法によって得られたプローブユニットの他の例を示す概略構成図であり、プローブピンの配線取り出し部がプローブユニットの下面に設けられた状態を示す断面図である。It is a schematic block diagram which shows the other example of the probe unit obtained by the manufacturing method of the probe unit of this invention, and is sectional drawing which shows the state in which the wiring extraction part of the probe pin was provided in the lower surface of the probe unit. 本発明のプローブユニットの製造方法の一実施形態を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows one Embodiment of the manufacturing method of the probe unit of this invention. 本発明のプローブユニットの製造方法の一実施形態を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows one Embodiment of the manufacturing method of the probe unit of this invention. プローブユニットの耐久性試験を説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing explaining the durability test of a probe unit. プローブピンのビーム部を形成するニッケル―鉄合金に含まれるニッケルの割合と曲げ試験におけるビーム部の塑性変形量の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the ratio of the nickel contained in the nickel-iron alloy which forms the beam part of a probe pin, and the plastic deformation amount of the beam part in a bending test.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・プローブユニット、2・・・プローブピン、2a・・・本体部、2b・・・ビーム部、2c・・・テーパ部、2d,15d・・・配線取り出し部、2e・・・本体部2aの上面、3・・・プローブ保持部、3a・・・プローブ保持部3の上面、4,16・・・接合部、5,17・・・リード線、6・・・被覆層、7・・・突起部、11・・・基板、11a・・・開口部、12・・・犠牲層、13・・・メッキシード層、14・・・レジスト膜、15・・・金属層。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Probe unit, 2 ... Probe pin, 2a ... Main body part, 2b ... Beam part, 2c ... Tapered part, 2d, 15d ... Wiring extraction part, 2e ... Main body Upper surface of portion 2a, 3 ... probe holding portion, 3a ... upper surface of probe holding portion 3, 4,16 ... joining portion, 5,17 ... lead wire, 6 ... covering layer, 7 ... Projection, 11 ... Substrate, 11a ... Opening, 12 ... Sacrificial layer, 13 ... Plating seed layer, 14 ... Resist film, 15 ... Metal layer.

Claims (2)

基板に開口部を形成する工程と、
前記開口部内に犠牲層を形成する工程と、
前記基板および前記犠牲層の表面を均一にする工程と、
プローブピンの下地層を形成する工程と、
前記犠牲層の上に形成された前記下地層上に前記プローブピンのビーム部に対応する開口部が形成されたレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストが形成されていない部分の前記下地層上に金属材料をメッキすることによりプローブピンを形成する工程と、
前記レジストおよび不要な下地層を除去する工程と、
前記犠牲層を除去する工程と、
前記犠牲層が除去された領域において前記基板を切断する工程と、
を備えたことを特徴とするプローブユニットの製造方法。
Forming an opening in the substrate;
Forming a sacrificial layer in the opening;
Making the surface of the substrate and the sacrificial layer uniform;
Forming a probe pin base layer;
Forming a resist pattern in which an opening corresponding to a beam portion of the probe pin is formed on the base layer formed on the sacrificial layer;
Forming a probe pin by plating a metal material on the foundation layer in a portion where the resist is not formed;
Removing the resist and unnecessary underlayer;
Removing the sacrificial layer;
Cutting the substrate in the region where the sacrificial layer has been removed;
A method of manufacturing a probe unit comprising:
前記プローブピンは、ニッケル合金のメッキにより形成される、
請求項1に記載のプローブユニットの製造方法。
The probe pin is formed by nickel alloy plating.
The manufacturing method of the probe unit of Claim 1.
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