JP4584140B2 - プローブカードに設置されたプローブ針表面の処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、プローブカード上に設置されたプローブ針表面の処理方法に関し、特にプローブ針表面にコーティング処理を施して被覆膜を形成し、被覆膜の材料は必要に応じて金属、合金または非金属材料とすることができ、補修可能であり、異物付着を抑制すると共に導電性または絶縁性を向上させることができ、電磁干渉を防止できるプローブカードに設置されたプローブ針表面の処理方法に関する。

一般にウエハ、ＩＣ、ＤＲＡＭなどの被測定物は測定機器によってテストがなされ、被測定物が設計上要求された機能特性を満たしているかテストがされ、不良品は除かれて製品品質が保持される。測定機器のプローブカード１は、図１、２に示すように、基盤１１が設けられ、基盤１１上には位置決め台１２が設けられ、位置決め台１２上には複数のプローブ針１３が配列固定され、プローブ針１３には配線１４が接続されて基盤１１と接続され、従来技術による一般のプローブ針１３は導電性を有する金属またはその他の導電性材料からなる。図３に示すように、プローブ針１３の一端は固定端１３１であり、位置決め台１２に固定される。他端は接触端１３２であり、垂直に湾曲して基盤１１上で宙に浮いた状態になっている。プローブ針１３の接触端１３２が被測定物１９の信号接点に接触し、直接被測定物１９に対して信号入力および出力値の検出を行い、電気的パラーメータの伝送を行い、被測定物１９のテストを行う。しかし、従来技術によるプローブ針１３は導電体からなり、プローブ針１３は緊密な間隔で配列しているので、プローブ針１３とプローブ針１３との間に電磁干渉が発生したり、異物がプローブ針１３とプローブ針１３との隙間に入り込んでショートが発生したりし、プローブ針１３が正常に機能しなくなる状況が発生する。また、プローブ針１３は、被測定物との接触によって磨耗し、磨耗の程度はプローブカード１の精度や使用寿命に影響を及ぼし、プローブ針１３の接触端１３２表面１３３は長期の使用によって磨耗しやすく、接触端１３２の磨耗した表面１３３は凹凸状態になり、図４に示すように、ゴミおよび汚れ１８が容易に付着し、清掃しにくいので、被測定物１９のテスト精度が大幅に低下し、再テストする率が増加する。そこで、先ず表面のゴミおよび汚れ１８を除去し、サンドペーパーで接触端１３２の表面１３３を研磨補修して再び使用する。しかし、プローブ針１３は研磨補修によってその長さが短くなり、一定の長さまで研磨した後は使用できなくなり、廃棄しなければならないので使用寿命は短い。プローブカード１のコストは極めて高いのでこのような使用方法は改善の必要があった。

本発明の発明者は従来技術によるプローブカードのプローブ針の欠点に鑑み、研究改良を重ね、ついに本発明を案出した。
Ｈ０８−２８５８９２号公報

本発明の目的は、極めて高い耐磨耗性を有し、導電性を高め、摩擦を減らし、プローブ針の表面にゴミおよび汚れが付着するのを抑制し、補修に便利で、補修後再び使用でき、プローブ針の磨耗を抑制でき、使用寿命が長く、テストの成功率を大幅に高めることができるプローブカードに設置されたプローブ針表面の処理方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、プローブカードおよびプローブ針のコーティングが必要ない部分をマスキングし、プローブ針の処理したい部分だけを露出させるステップと、マスキング後のプローブカードおよびプローブ針をコーティング装置内に設置するステップと、プローブカードのマスキングしていない部分に導電性を有する被覆膜をコーティングするステップと、からなることを特徴とするプローブカードに設置されたプローブ針表面の処理方法である。

請求項２の発明は、プローブカードおよびプローブ針のコーティングが必要ない部分をマスキングし、プローブ針の処理したい部分だけを露出させるステップと、マスキング後のプローブカードおよびプローブ針をコーティング装置内に設置するステップと、プローブカードのマスキングしていない部分に絶縁性を有する被覆膜をコーティングするステップと、からなることを特徴とするプローブカードに設置されたプローブ針表面の処理方法である。

１ 本発明によるプローブ針の表面には一層の被覆膜が形成されて保護を行っており、耐磨耗性に優れる。
２ 本発明によるプローブ針表面の処理によって導電性を高めることができ、プローブ針にゴミおよび汚れが付着しにくくでき、容易に清掃ができる。
３ 本発明によるプローブ針表面の被覆膜は容易に研磨して平らにでき、コーティング処理を施すことによって何度も使用でき、プローブ針を磨耗しにくくし、使用寿命を延ばすことができる。
４ 本発明によるプローブ針はプローブカードから取り外さなくてもコーティング処理を行うことができ、コーティング処理が必要ない部分を全てマスキングする必要がなく、コーティング処理が必要な部分のみを露出させてコーティング装置内においてコーティング処理を行えばよく、コーティング処理を行うのに極めて便利である。
５ プローブ針とプローブ針との間の絶縁膜によって、電磁干渉が発生するのを抑制でき、また、異物がプローブ針とプローブ針との間に落ちた場合でも、ショートは発生しないので、プローブ針を安定的に正常に使用でき、テストの成功率に優れ、再テスト率を大幅に下げることができる。

本発明の使用目的および効果を達成するために採用した技術を示す実施例を図に沿って以下に説明する。

本発明は、プローブカード上のプローブ針２表面にコーティング処理を施したものであり、図６に示すように、プローブ針２はタングステンまたはタングステン合金からなる導電性を有する材料からなり、その実施方法は図５に示すように、下記のステップからなる。
ａ：プローブカードおよびプローブ針２の針本体２２部分をマスキングし、針先２１部分だけを露出させる。
ｂ：マスキング後のプローブカードとプローブ針２をコーティング装置内に設置する。コーティング装置は真空メッキ炉とすることができる。
ｃ：マスキングされていないプローブ針２の針先２１表面に導電性を有する被覆膜３をコーティングして図７に示すような保護膜を形成する。
ｄ：プローブカード上のプローブ針２が磨耗した後、プローブ針２の表面を平滑にする。図８に示すように、先ず被覆膜３表面に残留したゴミおよび汚れ３１を除去し、図９に示すように研磨を行う。
ｅ：プローブカードおよびプローブ針２の針本体２２部分をマスキングし、針先２１部分だけを露出させる。
ｆ：マスキングされていないプローブ針２の針先２１表面に導電性を有する被覆膜をコーティングし、図１０に示すように保護膜を形成し、再び使用できるようにする。

本発明のもう一つの実施例では、プローブカード上のプローブ針２表面の被覆膜３が図８に示すように磨耗した後、図１１に示す下記の方法でプローブ針２の補修を行う。
ａ：図９に示すようにプローブ針２表面を研磨して平らにする。先ず被覆膜３表面に残留したゴミおよび汚れ３１を除去し、研磨して平滑にする。
ｂ：プローブカードおよびプローブ針２のコーティングが必要ない部分をマスキングする。
ｃ：マスキング後のプローブカードとプローブ針２をコーティング装置内に設置する。コーティング装置は真空鍍金炉とすることができる。
ｄ：マスキングしていないプローブ針２表面に導電性の被覆膜３２をコーティングし、図１０に示すように保護膜を形成する。

被覆膜３、３２の材料は測定する物または使用条件の違いによって、異なる材料をプローブ針２の表面にコーティングでき、被覆膜３、３２の材料は金属、合金、酸化物、硼化物、炭化物、フッ化物、窒化物、珪化物、硫化物、テルル化物とすることができ、コーティング方法は電解メッキ法（電解反応による電気メッキ）または無電解メッキ（電解反応のない電気メッキ）を採用でき、電解メッキ法では、例えば一般の電気メッキ、複合電気メッキ、合金電気メッキなどを採用でき、無電解メッキ法では、物理気相堆積法に属する真空スパッタリング法、真空蒸着法またはイオンビーム法、或いは化学気相堆積法に属する大気圧化学気相堆積法、低圧化学気相堆積法またはプラズマ強化化学気相堆積法などを採用できる。

上述のように、プローブ針２の表面にはコーティング処理が施されているので、プローブ針２は磨耗することがなく、表面の被覆膜３のみが磨耗し、被覆膜３は磨耗後、研磨して表面を平滑にし、コーティング処理することによって再び使用できるようにすることができ、それによってプローブ針２およびプローブカードの使用寿命を延ばすことができ、コストを下げることができる。また、従来技術によるプローブ針は磨耗の程度によっては、プローブカードの精度および寿命に影響を及ぼすが、本発明では適当なコーティング処理によって、プローブ針２のプローブカード上における使用寿命を延ばすことができる。従来技術によるプローブ針は被測定物との接触によってプローブ針に被測定物の接触面の材料が付着するが、本発明によるプローブ針２においてはコーティング処理によって、プローブ針２の表面に導電性および耐磨耗性を有する被覆膜３、３２を有し、その表面は滑らかであるので、被測定物の材料が付着するのを抑制でき、比較的容易に清掃が可能なので、テストの成功率を高めることができる。また、本発明によるプローブ針２はプローブカードから取り外さなくてもコーティング処理が行え、コーティング処理が必要ない部分を全て被覆する必要がなく、コーティング処理が必要な部分のみを露出させてコーティング装置内においてコーティング処理を行えばよいので、コーティング処理に極めて便利である。

本発明のさらにもう一つの実施例を示す。仮にプローブカードのプローブ針２が緊密に配列している場合、プローブ針２とプローブ針２との間に電磁干渉が発生したり、異物が落ちてショートしたりするが、図１２、１３にも示すように、プローブ針２の表面に下記に示す方法によるコーティング処理を施すことによってそれらを防ぐことができる。

ａ：プローブ針２の針本体２２部分を予めマスキングし、針先２１部分のみを露出させる。
ｂ：マスキング後のプローブ針２をコーティング装置内に設置する。コーティング装置は真空メッキ炉とすることができる。
ｃ：マスキングされていないプローブ針２の針先２１表面に導電性を有する被覆膜３をコーティングする。
ｄ：再びプローブ針２の針先２１部分をマスキングし、針本体２２部分のみを露出させる。
ｅ：マスキング後のプローブ針２をコーティング装置内に設置する。
ｆ：マスキングされていないプローブ針２の針本体２２表面に一層の非導電性の絶縁膜４をコーティングし、バリヤー層を形成する。

このようにして、図１２に示すように、プローブ針２の針先２１表面に一層の導電性に優れた被覆膜３と非導電性の絶縁材料からなる絶縁膜４が形成される。プローブ針２とプローブ針２との間の絶縁膜４によって、電磁干渉が発生するのを抑制でき、また、異物がプローブ針２とプローブ針２との間に落ちた場合でも、ショートは発生しないので、プローブ針２を安定的に正常に使用でき、テストの成功率に優れ、再テスト率を大幅に下げることができる。

上述の説明から分かるように、本発明の実施例は確実に所定の目的および効果を達成でき、同様の構造は従来技術には無く、特許出願要件に符合する発明である。

プローブカードを示す斜視図である。 プローブカードの使用状態を示す側面図である。 従来技術によるプローブ針を示す側面図である。 従来技術によるプローブ針が磨耗した状態を示す模式図である。 本発明を示すフロー図である。 本発明によるプローブ針を示す断面図である。 本発明によるプローブ針に被覆膜をコーティングした状態を示す断面図 である。 本発明によるプローブ針が磨耗した状態を示す断面図である。 本発明によるプローブ針の被覆膜を補修する状態を示す断面図である 。 本発明によるプローブ針にもう一度被覆膜をコーティングした状態を 示 す断面図である。 本発明のもう一つの実施例を示すフロー図である。 本発明によるプローブ針の針先表面に被覆膜をコーティングし、針本 体表面に絶縁膜をコーティングした状態を示す断面図である。

符号の説明

２ プローブ針
２１ 針先
２２ 針本体
３ 被覆膜
３１ ゴミおよび汚れ
３２ 被覆膜
４ 絶縁膜

Claims (3)

1. プローブ針を配列して形成した検査用カードのコーティングを必要としない部分をマスキングすると共にコーティングを必要とするプローブ針先端部を露出せしめてから、
   該検査用カード全体を真空メッキ炉内にセットして、該検査用カードのプローブ針のマスキングしていない部分に導電性皮膜をコーティングする、
   ことを特徴とする、プローブカードに設置されたプローブ針表面の処理方法。
2. プローブ針を配列して形成した検査用カードのコーティングを必要としない部分をマスキングすると共にコーティングを必要とするプローブ針本体部を露出せしめてから、
   該検査用カード全体を真空メッキ炉内にセットして、該検査用カードのプローブ針のマスキングしていない部分に絶縁性皮膜をコーティングする、
   ことを特徴とする、プローブカードに設置されたプローブ針表面の処理方法。
3. プローブ針を配列して形成した検査用カードを真空メッキ炉内においてそのプローブ針の先端部に導電性皮膜を、本体部に絶縁性皮膜をコーティングする処理方法であって、
   前記検査用カードの導電性皮膜を必要としない部分をマスキングすると共に必要とするプローブ針先端部を露出せしめてから、該検査用カード全体を前記真空メッキ炉内にセットして、該検査用カードのプローブ針のマスキングしていない部分に導電性皮膜をコーティングする工程と、
   前記検査用カードの絶縁性皮膜を必要としない部分をマスキングすると共に必要とするプローブ針先端部を露出せしめてから、該検査用カード全体を前記真空メッキ炉内にセットして、該検査用カードのプローブ針のマスキングしていない部分に絶縁性皮膜をコーティングする工程と、
   を備え、前記２つの工程のうち一方を第一工程とし、他方を第二工程とすることを特徴とする、プローブカードに設置されたプローブ針表面の処理方法。

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