JP6017123B2

JP6017123B2 - 電気信号を通すプローブ、これを用いた電気的接続装置、及びプローブの製造方法

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Publication number: JP6017123B2
Application number: JP2011158949A
Authority: JP
Inventors: 章学門脇; 美佳那須
Original assignee: Micronics Japan Co Ltd
Current assignee: Micronics Japan Co Ltd
Priority date: 2011-07-20
Filing date: 2011-07-20
Publication date: 2016-10-26
Anticipated expiration: 2031-07-20
Also published as: JP2013024689A

Description

本発明は、半導体集積回路の電気的試験に用いるのに好適なプローブに関する。

半導体集積回路は、一般的に、半導体ウエハに集合的に形成された後、該半導体ウエハが各チップに切り分けられることにより製造される。このような半導体集積回路は、その製造工程中の半導体ウエハに形成された状態、又は各チップに切り分けられた状態で電気的試験を受ける。

半導体集積回路を被検査体とした電気的試験に用いられる試験装置は、被検査体に送る試験信号を生成し、また被検査体からの応答信号を処理するテスタと、テスタ及び被検査体間の電気信号の授受のための電気的接続装置とを備える。この電気的接続装置は、被検査体である半導体集積回路の複数の電極に接触する複数の接触子、すなわちプローブを備え、該プローブを介して前記電気信号の前記授受が行われる。

ところで、近年、半導体集積回路の集積度は増加の一途をたどり、この集積度の増加に伴い、集積回路の電極の寸法及びピッチは狭小化している。これに対応して、前記電気的接続装置のプローブも微細化している。プローブが微細化すると、電気信号が通過するプローブの有効断面積が小さくなることから、プローブの電気抵抗が増加し、これによりプローブに電流が流れることにより生じるジュール熱も増加する。

プローブから生じるジュール熱はプローブの温度を上昇させる。この温度上昇はプローブの電気抵抗値を増加させ、この抵抗値の増加は、プローブを通る前記電気信号に歪みを与え、電気的試験の精度に影響を及ぼす。そのため、プローブの温度上昇により、集積回路の電気的試験を正確に行えないことがある。

この種のプローブとして、層状に重ねられた第１乃至第３の金属材料からなる本体部を有するプローブがある（例えば、特許文献１）。第２の金属材料は、第１及び第３の金属材料に挟まれた状態でプローブの本体部の一方側から他方側へ板状に伸び、その両側面を本体部の両側で露出している。このようなプローブにおいて、第２の金属材料として第１及び第３の金属材料よりも伝熱性の高い金属材料を用いることにより、本体部の中央層として形成された第２の金属材料に、プローブ本体部の内部にこもるジュール熱を本体部の両側に案内する伝熱層として機能を付与することができる。

しかし、特許文献１のプローブでは、本体部の内部にこもる熱が、第２の金属材料の中央部を通って本体部の両側に伝達されたとしても、熱を放散する部分は第２の金属材料の露出した両側面に限られ、放熱量が制限されてしまう。これにより、プローブに生じたジュール熱が充分に放散されず、プローブの温度上昇を効果的に抑制できない。

特開２００９-２７０９３８

したがって、本発明の目的は、プローブで発生した熱を効率よく放散し、プローブの温度上昇を効果的に抑制することにある。

本発明に係る電気信号を通すプローブは、導電性材料からなり、配線基板の接続電極に取り付けられる取付部分と、前記取付部分の一方の端部に連なり、弓なりに湾曲した中央部分とを有するプローブの本体部と、前記導電性材料よりも伝熱性の高い材料からなり、前記中央部分に伸張方向に間隔をおいて埋設され、前記中央部分の外面から一部を露出する複数の伝熱部と、前記導電性材料よりも伝熱性の高い材料からなり、前記複数の伝熱部の露出する前記一部に接し、前記中央部分の外面の少なくとも一領域を覆う膜状の放熱部とを含む。

前記複数の伝熱部は、前記外面から露出する両端面を有することができ、前記伝熱部は、前記本体部を貫通し、前記接続領域を除く前記外面から露出する両端面を有することができ、前記放熱部は、前記複数の伝熱部の前記両端面の一方の端面に接し、前記外面の前記一領域を覆う第１の放熱膜を有することができる。

前記放熱部は、さらに、前記両端面の他方の端面に接し、前記外面の他の一領域を覆う第２の放熱膜を有することができる。

前記中央部分は四角柱体とすることができ、前記中央部分の前記外面は、前記四角柱体の互いに対向する第１及び第２の側面部及び他の互いに対向する第３及び第４の側面部とを有することができ、前記複数の伝熱部は、前記第１及び第２の側面部の間で貫通することができ、前記複数の伝熱部の前記一方の端面及び前記他方の端面は、それぞれ、前記第１及び第２の側面部から露出することができ、前記第１及び第２の放熱膜は、それぞれ、前記第１及び第２の側面部の少なくとも一領域を覆うことができる。

前記第１及び第２の放熱膜は、それぞれ、前記四角柱体の前記第１及び第２の側面部の全領域を覆っていてもよい。

前記放熱部は、前記第３及び第４の側面部の全域をそれぞれ覆う第３及び第４の放熱膜を有することができ、前記第３及び第４の放熱膜のそれぞれは、前記第１及び第２の放熱膜に連続していてもよく、前記第１乃至第４の放熱膜は同一の材料であってもよい。

複数の前記伝熱部を含むことができ、各伝熱部は柱状であってもよい。

本発明に係るプローブの製造方法は、本発明に係る電気信号を通すプローブを製造するべく、前記導電性材料よりも伝熱性の高い第１の材料からなる第１の放熱膜を基台の上に準備すること、前記導電材料よりも伝熱性の高い第２の材料を前記第１の放熱膜の表面の一部に堆積し、これにより、前記第１の放熱膜から該膜の厚さ方向に伸びる柱状に前記複数の伝熱部を形成すること、少なくとも前記複数の伝熱部及び前記第１の放熱膜を覆うように前記導電材料を堆積し、これにより、前記本体部を形成することにより、前記基台の上に前記プローブを造形すること、前記プローブから前記基台を取り外すことを含む。

本発明に係るプローブの製造方法は、さらに、前記本体部を形成した後に、前記本体部を削り、該本体部から柱状の前記複数の伝熱部の伸長端を露出させること、露出した前記複数の伝熱部の前記伸長端と前記本体部の少なくとも一部とを覆うように、前記複数の伝熱部及び前記本体部の上に前記導電材料よりも伝熱性の高い第３の材料を堆積させ、第２の放熱膜を形成することを含むことができる。

本発明に係るプローブを製造する方法は、本発明に係る電気信号を通すプローブを製造するべく、基台の上に、前記本体部の平面形状を模り、前記基台に開放する凹所を形成する第１のフォトレジスト層を形成すること、前記凹所内に第１の導電性材料を堆積し、これにより前記本体部の一部として第１の板状部材を形成すること、前記第１のフォトレジスト層を除去すること、前記第１の板状部材の表面上に、該表面を横切り該表面を露出する凹溝を有する第２のフォトレジスト層を形成すること、前記凹溝に前記第１の導電材料よりも伝熱性の高い第１の材料を堆積し、これにより前記複数の伝熱部を形成すること、前記第２のフォトレジスト層を除去すること、前記基台状に前記第１の板状部材及び前記複数の伝熱部を取り囲み、かつ該第１の板状部材及び前記複数の伝熱部を露出すべく前記本体部の前記平面形状を模る第２の凹所を有する第３のフォトレジスト層を形成すること、前記第２の凹所に前記第１の材料よりも伝熱性の低い第２の導電材料を堆積し、これにより前記本体部の残部として第２の板状部材を形成すること、前記第３のフォトレジスト層を除去すること、前記第１及び第２の板状部材により構成される前記本体部の側面に、第１及び第２の導電材料より伝熱性の高い第２の材料を前記複数の伝熱部に接するように堆積し、これにより前記放熱部を形成して前記プローブを完成すること、前記プローブから前記基台を取り外すことを含む。

本発明に係る電気的接続装置は、接続電極を有する配線基板と、前記接続電極に接続されるプローブであって、導電性材料からなり、配線基板の接続電極に取り付けられる取付部分と、前記取付部分の一方の端部に連なり、弓なりに湾曲した中央部分とを有するプローブの本体部と、導電性材料からなり、配線基板の接続電極に取り付けられる取付部分と、前記取付部分の一方の端部に連なり、弓なりに湾曲した中央部分とを有するプローブの本体部と、前記導電性材料よりも伝熱性の高い材料からなり、前記中央部分に伸張方向に間隔をおいて埋設され、前記中央部分の外面から一部を露出する複数の伝熱部と、前記導電性材料よりも伝熱性の高い材料からなり、前記複数の伝熱部の露出する前記一部に接し、前記中央部分の外面の少なくとも一領域を覆う膜状の放熱部とを含む。前記複数の伝熱部は、前記外面から露出する両端面を有し、前記放熱部は、前記複数の伝熱部の前記両端面の一方の端面に接し、前記外面の前記一領域を覆う第１の放熱膜と、前記両端面の他方の端面に接し、前記外面の他の一領域を覆う第２の放熱膜を有する。

本発明に係る通電試験用のプローブは、プローブの本体部に埋設され本体部の外面から一部を露出する伝熱部と、伝熱部の露出する前記一部に接する放熱部とを含む。放熱部は、本体部の外面の少なくとも一部を覆うため、伝熱部の前記一部の露出面積より広い面積を有する。これにより、通電試験によりプローブの本体部の内部で生じた熱は、伝熱部を経て放熱部に伝達され、伝熱部の端面より広い面積を有する放熱部でプローブの外側に放散される。

したがって、本発明に係るプローブ及びこれを用いた電気的接続装置によれば、プローブのジュール熱は、伝熱部を通ってプローブの外側に伝達され、広い面積を有する放熱部により効率よく放散されるから、プローブの温度上昇を効果的に抑制することができる。

また、本発明に係るプローブの製造方法によれば、ジュール熱をプローブの外側に伝達する伝熱部と、該伝熱部により伝達された熱を効率的に放散させる放熱部とを備えるプローブを効率的に製造することができる。

本発明に係るプローブを備える電気的接続装置を部分的に破断して示す正面図である。本発明の第１の実施例に係るプローブを示す図であり、図２（Ａ）は、プローブの側面図を示し、図２（Ｂ）はプローブの正面図を示す。図２におけるプローブの一部分を拡大してその構造を示す概略図である。本発明の第２の実施例に係るプローブを示す図であり、図４（Ａ）は、プローブの側面図を示し、図４（Ｂ）はプローブの正面図を示す。図４におけるプローブの一部分を拡大してその構造を示す概略図である。本発明の第３の実施例に係るプローブの一部分を拡大してその構造を示す概略図である。本発明の第４の実施例に係るプローブを示す図であり、図７（Ａ）は、プローブの正面図を示し、図７（Ｂ）はプローブの側面図を示す。図２に示したプローブの製造工程を示す図である。図８に引き続く、図２に示したプローブの製造工程を示す図である。図６に示したプローブの製造工程を示す図である。図１０に引き続く、図６に示したプローブの製造工程を示す図である。

図１を参照するに、電気的接続装置１０は、該装置の下方に配置される半導体ウエハのような被検査体１２の全域を一回で、又は複数の検査領域に分けて検査領域ごとに試験する電気的試験に用いられる。そのような電気的試験は、被検査体１２に送る試験信号を生成しかつ被検査体１２からの応答信号を処理するテスタ（図示せず）と、被検査体１２を解除可能に電極１２ａを上方に向けてた状態で保持するチャクトップ１４とを備える試験装置（図示せず）を用いて行われる。電気的接続装置１０は、前記試験装置のフレーム（図示せず）に取り付けられ、前記テスタに電気的に接続される。

電気的接続装置１０は、図１に示すように、配線基板２０と、配線基板２０の下側に配置されたプローブ基板２２と、プローブ基板２２を貫通して、配線基板２０の下面２０ｂに接続する複数のプローブ２４Ａとを備える。

配線基板２０は、従来よく知られているように、例えば、ガラス繊維を分散させたエポキシ樹脂板に配線路を形成したプリント配線基板（ＰＷＢ：Printed Wiring Board）である。また、配線基板２０は、円板状に形成されており、その上面２０ａ、下面２０ｂ又は内部に設けられた複数の配線路２６と、上面２０ａに設けられ、対応する配線路２６の一端にそれぞれ接続された複数のテスタ電極２８と、下面２０ｂに設けられ、対応する配線路２６の他端にそれぞれ接続された複数の接続電極３０とを備える。複数のテスタ電極２８は、配線基板２０の周縁部に環状に配列され、前記テスタに電気的に接続される。複数の接続電極３０は、配線基板２０の中央部に複数の列に並ぶように、すなわちマトリクス状に配列され、プローブ２４に電気的に接続される。

プローブ基板２２は、例えば、矩形又は円形の平面形状を有し、セラミックのような電気絶縁材料によりに製作されている。プローブ基板２２は、プローブ基板２２を上下方向に貫通する複数の貫通穴３４を備え、複数の貫通穴３４は配線基板２０の複数の接続電極３０にそれぞれ対応する。各貫通穴３４が対応する接続電極３０の直下に位置するように、プローブ基板２２は配線基板２０の前記中央部の下側に配置される。

図２を参照するに、本発明の第１の実施例に係るプローブ２４Ａは本体部３６Ａを含む。本体部３６Ａは、プローブ基板２２の貫通穴３４に通され、プローブ基板２２の一方の面２２ａから上端面４４が突出し、該上端面で対応する接続電極３０に接続される直線状の取付部分４２と、プローブ基板２２の他方の面２２ｂから突出する取付部分４２の下端に連なり図２（Ｂ）の平面的に見て弓なりに湾曲しながら下方に伸びる中央部分４３と、中央部分４３の伸長端から下方に伸びる直線状の針先部分４５とから成る。本体部３６Ａは、矩形の横断面を有する四角柱体である。

各プローブ２４Ａは、電気的試験時に、針先部分４５の先端４６を被検査体１２の電極１２ａに接触させる。このとき、取付領域である上端面４４で接続電極３０に接続されたプローブ２４Ａは、針先部４５の先端４６を被検査体１２の電極１２ａから上方に押圧されることにより、針先部４５に続く弓なりの中央部分４３が撓み、プローブ２４Ａの上下方向の寸法が変化する。したがって、配線基板２０に取り付けられた複数のプローブ２４Ａの先端４６の位置に上下方向のばらつきがあっても、各プローブ２４の上下方向の寸法が変化することにより、全てのプローブ２４の前記先端が被検査体１２の電極１２ａに確実に接触する。本体部３６Ａは、弓なりのプローブ２４Ａが撓み易いようにニッケル及びニッケル合金のような靱性の高い導電材料からなる。

図２及び３を参照するに、プローブ２４Ａは、さらに、複数の伝熱部３８Ａ及び放熱部４０Ａを含む。複数の伝熱部３８Ａは、本体部３６Ａの伸長方向に間隔をおいて中央部分４３に設けられている。各伝熱部３８Ａは、前記導電材料よりも熱伝導率（すなわち、伝熱性）の高い金、銀、銅、アルミニウム等の金属材料からなり、図２（Ａ）に示すように、本体部３６Ａをその厚さ方向に貫通するように埋設されている。これにより、各伝熱部３８Ａは、その一方の端面３８ａ及び他方の端面３８ｂを本体部３６Ａの厚さ方向に向けて本体部３６Ａの外面から露出している。本体部３６Ａにおいては、各伝熱部３８Ａの一方及び他方の端面３８ａ、３８ｂが露出する側面が、それぞれ、第１及び第２の側面部３６ａ及び３６ｂである。

放熱部４０Ａは、図２（Ｂ）に示すように、中央部分４３に沿って、本体部３６Ａの第１及び第２の側面部３６ａ及び３６ｂをそれぞれ覆う第１及び第２の放熱膜４０ａ、４０ｂを有する。第１及び第２の放熱膜４０ａ、４０ｂは、伝熱部３８Ａの一方及び他方の端面３８ａ、３８ｂに接している。第１及び第２の放熱膜４０ａ、４０ｂは、前記導電材料よりも熱伝導率の高い金、銀、銅、アルミニウム等の材料からなる。伝熱部３８Ａと放熱部４０Ａとは、異なる材料で形成することができるが、同一の金属材料で連続して形成してもよい。

プローブ２４Ａの複数の伝熱部３８Ａは本体部３６Ａを貫通し、本体部３６Ａの第１及び第２の側面部３６ａ及び３６ｂから露出する各伝熱部３８Ａの両端面３８ａ、３８ｂは、本体部３６Ａの第１及び第２の側面部３６ａ、３６ｂを覆う第１及び第２の放熱膜４０ａ、４０ｂに接している。これにより、プローブ２４Ａに前記試験信号及び前記応答信号のような電気信号が通ることにより生じるジュール熱は、伝熱部３８Ａを介して第１及び第２の放熱膜４０ａ、４０ｂに伝達され、第１及び第２の放熱膜４０ａ、４０ｂから効率的にプローブ２４の外部へ放散される。したがって、プローブ２４の内部の熱が効率的に放散され、プローブ２４の温度上昇が抑制される。

本体部３６Ａに埋設された複数の伝熱部は、本体部３６Ａを貫通しなくとも、本体部３６の外面から一部を露出させていればよい。そのような伝熱部により、プローブの内部から放熱部４０にむけての熱の伝達が円滑に行われる。また、複数の伝熱部３８Ａは、本体部３６Ａの長手方向に間隔をおいて設けられているから、弓なりのプローブ２４Ａが撓むことにより本体部３６Ａがその湾曲した方向に力を受けても、本体部３６Ａの靱性に大きな影響を与えない。

図２及び３に示すプローブ２４Ａでは、前記したように、第１及び第２の放熱膜４０ａ、４０ｂが、本体部３６Ａの中央部分４３における第１及び第２の側面部３６ａ、３６ｂの全域を覆っているが、中央部分４３における第１及び第２の側面部３６ａ、３６ｂの一領域のみを覆っていてもよく、又は中央部分４３に加えて、取付部分４２及び針先部分４５を覆ってもよい。そのような放熱部は、伝熱部３８Ａの端面３８ａ、３８ｂに加えて、本体部３６Ａの側面部３６ａ、３６ｂの少なくとも一領域を覆うことから、少なくとも伝熱部３８Ａの端面３８ａ、３８ｂよりも広い面積を有する。これにより、プローブ２４Ａに生じた熱を効率よく放散することができる。

放熱部４０は、四角柱体の本体部３６Ａの互いに対向する一対の側面である第１及び第２の側面部３６ａ、３６ｂとは異なる他の一対の側面である２つの第３及び第４の側面部に、第１及び第２の放熱膜４０ａ、４０ｂに連続する第３及び第４の放熱膜を有してもよい。第１〜第４の放熱膜は、伝熱部３８Ａの材料よりも熱伝導性の高い材料であってもよい。また、図示の例では、第１及び第２の放熱膜４０ａ、４０ｂの表面は平坦面であるが、放熱膜の表面は凹凸面であってもよい。そのようにすれば、放熱面積が増えるため、さらに効果的に熱を放散できる。

図４及び図５を参照するに、本発明の第２の実施例に係るプローブ２４Ｂは、プローブ２４Ａの本体部３６Ａと同様な導電材料からなる本体部３６Ｂ、プローブ２４Ａの伝熱部３８Ａ及び放熱部４０Ａと同様な金属材料からなる伝熱部３８Ｂ及び放熱部４０Ｂを含む。本体部３６Ｂは、全体的に本体部３６Ａと同様の形状である。

伝熱部３８Ｂは、板状に形成されており、本体部３６Ｂの中央部分４３において、本体部３６Ｂを図４（Ｂ）に示す幅方向に貫通し、伝熱部３８Ｂとこれを挟む本体部３６Ｂとにより図２（Ａ）に示すように三層構造となるように本体部３６Ｂに埋設されている。伝熱部３８Ｂは、本体部３６Ｂの図４（Ｂ）に示す幅方向に向けてその一側に位置する一方の端面３８ｃ及び他側に位置する他方の端面３８ｄを本体部３６Ｂの両側から露出する（図５を参照）。本体部３６Ｂにおいては、伝熱部３８Ｂの一方及び他方の端面３８ｃ、３８ｄが本体部３６Ｂから露出する側面が、それぞれ、第１及び第２の側面部３６ｃ及び３６ｄである。

放熱部４０Ｂは、図４（Ｂ）に示すように、中央部分４３の幅方向の側面にそって、本体部３６Ｂの第１及び第２の側面部３６ｃ及び３６ｄをそれぞれ覆う第１及び第２の放熱膜４０ｃ、４０ｄを有する。第１及び第２の放熱膜４０ｃ、４０ｄは、伝熱部３８Ｂの両端面３８ｃ及び３８ｄにそれぞれ接している。伝熱部３８Ｂと放熱部４０Ｂとは、同一の金属材料で連続して形成することができる。

プローブ２４Ｂは、本体部３６Ｂの長手方向に沿って伝熱部３８Ｂが連続する板状に形成されているため、伝熱部３８Ａが散置するプローブ２４Ａに比較してプローブ内部から放熱部まで伝達される熱量を増大させることができる。

プローブ２４Ｂは、一枚の板状の伝熱部３８Ｂとこれを挟む本体部３６Ｂとにより三層に形成されているが、複数枚の伝熱部３８が層状に本体部３６に挟み込まれることにより複数層に形成されていてもよい。伝熱部３８Ｂの枚数が増えれば、プローブ内部から放熱部まで伝達される熱量を増大させることができる。

本発明の第３の実施例に係るプローブ２４Ｃは、伝熱部３８Ｃの形状を除いて、他の構成は第２の実施例に係るプローブ２４Ｂと同様である。図６を参照するに、伝熱部３８Ｃは、網目構造を有し、本体部３６Ｂに挟まれている。伝熱部３８Ｃが網目構造の板状に形成されているため、その網目を介して上側の本体部３６Ｂと下側の本体部３６Ｂが結合していることから、プローブ２４Ｃの強度は高くなる。また、伝熱部３８Ｃは、網目構造に限らず、本体部３６Ｃの内部から放熱部４０Ｃまでの伝熱効果を有すれば、他の模様からなる構造であってもよい。

図７を参照するに、本発明の第４の実施例に係るプローブ２４Ｄは、全体的に板状の本体部３６Ｄを含み、従来よく知られたカンチレバー型のプローブである。すなわち、本体部３６Ｄは、図７（Ａ）に示すように、平面矩形の取付部分５２と、取付部分５２の一側から下方に伸長する連結部分５４と、連結部分５４から取付部分５２の下縁に間隔をおいて図中左方へ伸長するアーム部分５６と、アーム部分５６の伸長端に連結され、下方へ伸長する台座部分５８と、台座部分５８の伸長端である平坦な端面５８ａから突出する針先部分６０とを備える。取付部５２の上端は、接続領域５０として、従来よく知られた配線基板の接続電極に接続され、針先部分６０の下端面は、針先領域６０ａとして、被検査体１２の電極１２ａに接触する。

カンチレバー型のプローブ２４Ｄは、従来よく知られるように、針先領域６０ａが被検査体１２の電極１２ａに接触するとき針先部分６０が上方に押圧され、針先部分６０に連なる台座部分５８を介してアーム部分５６が撓むことにより、針先領域６０ａが、電極１２ａの上を滑り電極１２ａ上の酸化膜を除去する。したがって、本体部３６Ｄは、アーム部分５６が十分に撓むように、ニッケル及びニッケル合金のような靱性の高い導電材料により形成されている。

プローブ２４Ｄは、さらに、プローブ２４Ａと同様な柱状の複数の伝熱部３８Ｄを含む。各伝熱部３８Ｄは、本体部３６Ｄをその厚さ方向に貫通するように本体部３６Ｄに埋設され、その一方の端面３８ｅ及び他方の端面３８ｆを、それぞれ、本体部３６Ｄの両板面３６ｅ、３６ｆから露出する（図７（Ｂ）参照）。

プローブ２４Ｄは、さらに、プローブ２４Ａの放熱部４０Ａと同様な、第１及び第２の放熱膜４０ｅ、４０ｆを有する放熱部４０Ｄを含む。第１及び第２の放熱膜４０ｅ、４０ｆは、それぞれ、本体部３６Ｄの両板面３６ｅ、３６ｆ及び該両板面からそれぞれ露出する伝熱部３８Ｄの両端面３８ｅ、３８ｆを覆う。

図７（Ａ）に示すように、プローブ２４Ｄの第１及び第２の放熱膜４０ｅ、４０ｆは、板状の本体部３６Ｄの両板面の全域を覆っており、板状の本体部３６Ｄは、一般に、四角柱体の本体部３６Ａを含むプローブ２４Ａの側面部３６ａ、３６ｂよりも広い面積を有する。したがって、第１及び第２の放熱膜４０ｅ、４０ｆが本体部３６Ｄの板面に形成されたプローブ２４Ｄは、プローブ２４Ａに比較して放熱効果が高くなる。

図示の例では、プローブ２４Ｄの本体部３６Ｄの全域に伝熱部３８Ｄが設けられているが、伝熱部３８Ｄを設ける部分を制限することができる。例えば、アーム部分５６に伝熱部３８Ｄを設けなければ、アーム部分５６の撓みに影響を与えることがない。

プローブ２４Ｄの伝熱部３８Ｄは、プローブ２４Ｂの伝熱部３８Ｂと同様に板状であっても良く、さらに、プローブ２４Ｃの伝熱部３８Ｃと同様に網目構造を有する板状であってもよい。また、伝熱部３８Ｄは、板状の本体部３６Ｄの厚さ方向に本体部３６Ｄを貫通しているが、伝熱部は、本体部３６Ｄの厚さ方向と直交する方向に本体部３６Ｄを貫通していてもよい。その場合、伝熱部の端面は、本体部３６Ｄの前記周面部から露出し、放熱部４０Ｄは、該周面部を覆うように設けられる。

次に本発明に係るプローブ２４Ａの製造方法の一例を、図８及び９の製造工程に沿って説明する。図８（Ａ）は、図８（Ｆ）のVIII（Ａ）−VIII（Ａ）に沿って得られた断面図であり、図８（Ｂ）〜８（Ｅ）及び図９（Ａ）〜９（Ｅ）と、図８（Ｇ）〜８（Ｊ）及び図９（Ｆ）〜９（Ｊ）との関係もそれぞれ同様である。したがって、図８（Ａ）〜８（Ｅ）及び図９（Ａ）〜９（Ｅ）は、各工程のプローブの側断面図を示し、図８（Ｆ）〜８（Ｊ）及び図９（Ｆ）〜９（Ｊ）は、各工程のプローブの平断面図を示す。

先ず、第１の工程として、図８（Ａ）及び８（Ｆ）に示すように、平坦な上面を有するシリコンウエハのような基台１００の上に、基台１００の一部を露出する凹所１０２を備えるフォトレジスト層１０４を形成する。凹所１０２は、プローブ２４Ａの第１の放熱膜４０ａの平面形状を模っている。このようなフォトレジスト層１０４は、従来よく知られた、露光技術、エッチング技術等を用いたフォトリソグラフィ技術により形成される。

次いで、第２の工程として、図８（Ｂ）及び８（Ｇ）に示すように、基台１００の凹所１０２から露出する前記一部に、金属材料（第１の材料）１０６が、電気メッキ、無電解メッキ、真空メッキ等のメッキ技術により薄い膜状に堆積され、これにより、プローブ２４Ａの第１の放熱膜４０ａが形成される。金属材料１０６は、熱伝導率の高い金、銀、銅、アルミニウム等の前記した金属材料である。その後、フォトレジスト層１０４は、除去される。

次いで、第３の工程として、図８（Ｃ）及び８（Ｈ）に示すように、基台１００及び金属材料１０６の上に、金属材料１０６の一部を露出する凹所１０８を備えるフォトレジスト層１０９が、前記したフォトリソグラフィ技術により形成される。凹所１０８は、複数の伝熱部３８Ａの平面形状を模っている。

次いで、第４の工程として、図８（Ｄ）及び８（Ｉ）に示すように、凹所１０８から露出する金属材料１０６の前記一部に、金属材料（第２の材料）１１０が、前記したメッキ技術により堆積され、これにより、四角柱状の伝熱部３８Ａが形成される。金属材料１１０は、熱伝導率の高い金、銀、銅、アルミニウム等の前記した金属材料である。その後、フォトレジスト層１０９は除去される。

次いで、第５の工程として、図８（Ｅ）及び８（Ｊ）に示すように、基台１００の上に、金属材料１０６及び金属材料１１０を露出する凹所１１２を備えるフォトレジスト層１１４が形成される。凹所１１２は、プローブ２４Ａの本体部３６Ａの平面形状を模っている。

次いで、第６の工程として、図９（Ａ）及び（Ｆ）に示すように、導電材料１１６が、凹所１１２から露出する金属材料１０６及び金属材料１１０を覆い、金属材料１１０の上端より高い位置まで前記した堆積技術により堆積され、これにより、全体的に四角柱体の本体部３６Ａが形成される。導電材料１１６は、ニッケル、ニッケル合金等の靭性の高い導電材料である。金属材料１０６、金属材料１１０及び導電材料１１６は、共同して図９（Ａ）の横方向（すなわち、図９（Ｆ）の紙背方向）に長いプローブとして作用する形状に製作される。その後、フォトレジスト層１１４が除去される。

次いで、第７の工程として、図９（Ｂ）及び９（Ｇ）に示すように、金属材料１１０の上端が露出するまで、導電材料１１６を上方から研磨する。この研磨により金属材料１１０の露出した上面１１０ａと、導電材料１１６の上面１１６ａとは、共同して一つの平坦面を規定する。金属材料１１０の露出した上面１１０ａは、金属材料１０６から上方に延びる伝熱部３８Ａの伸長端である。

次いで、第８の工程として、図９（Ｃ）及び９（Ｈ）に示すように、基台１００の上に、金属材料１１０の上面１１０ａと導電材料１１６の上面１１６ａにより規定される前記平坦面の一部を露出する凹所１１８が形成されたフォトレジスト層１２０が、基台１００及び導電材料１１６の上に形成される。凹所１１８はプローブ２４Ａの第２の放熱膜の平面形状を模る

次いで、第９の工程として、図９（Ｄ）及び９（Ｉ）に示すように、凹所１１８により露出する金属材料１１０の上面１１０ａ及び導電材料１１６の上面１１６ａによる前記平坦面の前記一部を覆うように、金属材料１２２（第３の材料）が、前記した堆積技術により膜状に堆積され、これにより、プローブ２４Ａの第２の放熱膜４０ｂが形成される。金属材料１２２は、金属材料１１０の上面１１０ａに接する。これにより、プローブ２４Ａの外形が完成する。その後、フォトレジスト層１２０は除去される。

次いで、第１０の工程として、図９（Ｅ）及び９（Ｊ）に示すように、プローブ２４Ａが基台１００から取り外される。この作業は、基台１００からプローブ２４Ａを剥離してもよいし、基台１００をエッチング技術により除去してもよい。

上記のプローブの製造方法によれば、効率的にプローブ２４Ａを製造することができる。また、図８及び図９では、１つのプローブ２４Ａのみについて図示しているが、実際は、前記したフォトリソグラフィ技術及び堆積技術により、同時に複数のプローブ２４Ａを製作することができる。

上記の第６の工程の後に、基台１００を取り外す工程を行ってもよい。これにより、プローブの本体部に埋設され、該本体部の外面から一方の端面のみを露出する伝熱部と、該伝熱部に接し、前記本体部の前記外面の少なくとも一部を覆う膜状の放熱部とを有するプローブを製造することができる。

次に本発明のプローブ２４Ｃの製造方法の一例を、図１０及び１１に示す工程に沿って説明する。図１０（Ａ）は、図１０（Ｆ）の線Ｘ（Ａ）−Ｘ（Ａ）に沿って得た断面図であり、図１０（Ｂ）〜１０（Ｅ）及び図１１（Ａ）〜１１（Ｄ）と、図１０（Ｇ）〜１０（Ｊ）及び図１１（Ｅ）〜１１（Ｈ）との関係もそれぞれ同様である。したがって、図１０（Ａ）〜１０（Ｅ）及び図１１（Ａ）〜１１（Ｄ）は、各工程のプローブの側断面図を示し、図１０（Ｆ）〜１０（Ｊ）及び図１１（Ｅ）〜１１（Ｈ）は、各工程のプローブの平断面図を示す。

先ず、第１の工程として、図１０（Ａ）及び１０（Ｅ）に示すように、平坦な上面を有するシリコンウエハのような基台２００を準備し、基台２００の上に、基台２００の一部を露出する凹所２０２を備えるフォトレジスト層（第１のフォトレジスト層）２０４が設けられる。凹所２０２は、プローブ２４Ｃの本体部３６Ｃの平面形状を模っている。このようなフォトレジスト層２０４は、前記したフォトリソグラフィ技術により形成される。

次いで、第２の工程として、図１０（Ｂ）及び１０（Ｇ）に示すように、凹所２０２から露出した基台２００の前記一部の上に、導電材料２０６が前記した堆積技術により板状に堆積され、これにより、本体部３６Ｃの一部が形成される。板状に堆積された導電材料２０６は、第１の板状部材として作用する。その後、フォトレジスト層２０４は除去される。

次いで、第３の工程として、図１０（Ｃ）及び１０（Ｈ）に示すように、導電材料２０６の上に、導電材料２０６の一部を露出する凹所２０８を備えるフォトレジスト層２１０（第２のフォトレジスト層）が、前記したフォトリソグラフィ技術により形成される。凹所２０８は、導電材料２０６の表面を横切りかつ該表面を露出する複数の凹溝２０８ａを有し、網目構造を有する伝熱部３８Ｃの平面形状を模る。

次いで、第４の工程として、図１０（Ｄ）及び１０（Ｉ）に示すように、凹所２０８により露出した導電材料２０６の前記一部の上に、金属材料（第１の材料）２１２が、前記した堆積技術により堆積され、これにより、網目構造を有する板状の伝熱部３８Ｃが形成される。その後、フォトレジスト層２１０は除去される。

次いで、第５の工程として、図１０（Ｅ）及び１０（Ｊ）に示すように、基台２００の上に、板状の導電材料２０６及び金属材料２１２を露出する凹所２１４を備えるフォトレジスト層２１６（第３のフォトレジスト層）が形成される。凹所２１４は、導電材料２０６を取り囲むようにプローブ２４Ｃの本体部３６Ｃの平面形状を模る。

次いで、第６の工程として、図１１（Ａ）及び１１（Ｅ）に示すように、凹所２１４から露出する導電材料２０６及び金属材料２１２を覆うように、導電材料２１８が、前記した堆積技術により板状に堆積され、これにより、本体部３６Ｃの残部が形成される。板状に堆積された導電材料２１８は、第２の板状部材として作用する。導電材料２０６からなる前記第１の板状部材と導電材料２１８からなる第２の板状部材とは、共同して本体部３６Ｃを構成する。導電材料２０６、金属材料２１２及び導電材料２１８は層状に堆積され、導電材料２０６と導電材料２１８とは、網目構造を有する金属材料２１２の網目を介して結合している。

次いで、第７の工程として、図１１（Ｂ）及び１１（Ｆ）に示すように、導電材料２０６、金属材料２１２及び導電材料２１８の幅方向の側部を露出する凹所２２０を備え、かつ導電材料２１８の上面を覆うフォトレジスト２２２が形成される。

次いで、第８の工程として、図１１（Ｃ）及び１１（Ｇ）に示すように、第１及び第２の放熱膜４０ｅ、４０ｆのための金属材料２２４（第２の材料）が、導電材料２０６，金属材料２１２及び導電材料２１８の露出した前記両側部に接するように堆積され、これにより、プローブ２４Ｄの第１及び第２の放熱膜４０ｅ、４０ｆが形成される。これにより、プローブ２４Ｃの外形が完成する。その後、フォトレジスト２２２が除去される。

次いで、第９の工程として、図１１（Ｄ）及び１１（Ｈ）に示すように、プローブ２４Ｃが基台２００から取り外される。この作業は、プローブ２４Ｃを基台２００から剥離してもよいし、基台２００をエッチング技術により除去してもよい。

上記のプローブの製造方法によれば、プローブ２４Ｃを効率的に製造することができる。また、本製造方法の第３の工程において、フォトレジスト層２１０の凹所２０８を導電材料２０６が平面的に露出する凹所として形成することで、板状の伝熱部３８Ｂを形成することができ、これにより、プローブ２４Ｂを製造することができる。

また、上記のようなプローブ２４Ａ又は２４Ｃの製造方法において、フォトレジスト層の凹所の形状を変更することにより、プローブ２４Ｄのようなカンチレバー型のプローブを製造することができる。

本発明は、上記実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された趣旨を逸脱しない限り、種々に変更することができる。

２０配線基板
２４プローブ
３６本体部
３８伝熱部
４０放熱部
４０ａ、４０ｃ、４０ｅ第１の放熱膜
４０ｂ、４０ｄ、４０ｆ第２の放熱膜
４４接続領域
５０接続領域
１００基台
１０６第１の材料（金属材料）
１１０第２の材料（金属材料）
１１６導電材料
１２２第３の材料（金属材料）
２００基台
２０４第１のフォトレジスト層
２０６第１の板状部材（導電材料）
２０８ａ凹溝
２１０第２のフォトレジスト層
２１２第１の材料（金属材料）
２１６第３のフォトレジスト層
２１８第２の板状部材（導電材料）
２２４第２の材料（金属材料）

Claims

導電性材料からなり、配線基板の接続電極に取り付けられる取付部分と、前記取付部分の一方の端部に連なり、弓なりに湾曲した中央部分とを有するプローブの本体部と、
前記導電性材料よりも伝熱性の高い材料からなり、前記中央部分に伸長方向に間隔をおいて埋設され、前記中央部分の外面から一部を露出する複数の伝熱部と、
前記導電性材料よりも伝熱性の高い材料からなり、前記複数の伝熱部の露出する前記一部に接し、前記中央部分の外面の少なくとも一領域を覆う膜状の放熱部とを含み、
前記中央部分は、前記複数の伝熱部より靱性の高い前記導電性材料からなり、
前記複数の伝熱部は、前記外面から露出する両端面を有し、
前記放熱部は、前記複数の伝熱部の前記両端面の一方の端面に接し、前記外面の前記一領域を覆う第１の放熱膜と、前記両端面の他方の端面に接し、前記外面の他の一領域を覆う第２の放熱膜を有する、電気信号を通すプローブ。
前記中央部分は四角柱体からなり、
前記中央部分の前記外面は、前記四角柱体の互いに対向する第１及び第２の側面部及び他の互いに対向する第３及び第４の側面部とを有し、
前記複数の伝熱部は、前記第１及び第２の側面部の間で貫通し、
前記複数の伝熱部の前記一方の端面及び前記他方の端面は、それぞれ、前記第１及び第２の側面部から露出し、
前記第１及び第２の放熱膜は、それぞれ、前記第１及び第２の側面部の少なくとも一領域を覆う、請求項１に記載のプローブ。
前記第１及び第２の放熱膜は、それぞれ、前記四角柱体の前記第１及び第２の側面部の全領域を覆う、請求項２に記載のプローブ。
前記放熱部は、前記第３及び第４の側面部の全域をそれぞれ覆う第３及び第４の放熱膜を有し、
前記第３及び第４の放熱膜のそれぞれは、前記第１及び第２の放熱膜に連続し、
前記第１乃至第４の放熱膜は同一の材料からなる請求項３に記載のプローブ。
前記複数の伝熱部は柱状である、請求項２〜４のいずれか１項に記載のプローブ。
導電性材料からなり、配線基板の接続電極に取り付けられる取付部分と、前記取付部分の一方の端部に連なり、弓なりに湾曲した中央部分とを有するプローブの本体部と、
前記導電性材料よりも伝熱性の高い材料からなり、前記中央部分に伸長方向に間隔をおいて埋設され、前記中央部分の外面から一部を露出する複数の伝熱部と、
前記導電性材料よりも伝熱性の高い材料からなり、前記複数の伝熱部の露出する前記一部に接し、前記中央部分の外面の少なくとも一領域を覆う膜状の放熱部とを含み、
前記中央部分は、前記複数の伝熱部より靱性の高い前記導電性材料からなる
電気信号を通すプローブ。
請求項１記載のプローブを製造する方法であって、
前記導電性材料よりも伝熱性の高い第１の材料からなる第１の放熱膜を基台の上に準備すること、
前記導電性材料よりも伝熱性の高い第２の材料を前記第１の放熱膜の表面の一部に堆積し、これにより、前記第１の放熱膜から該膜の厚さ方向に伸びる柱状に前記複数の伝熱部を形成すること、
少なくとも前記複数の伝熱部及び前記第１の放熱膜を覆うように前記導電性材料を堆積し、これにより、前記本体部を形成すること、
前記本体部を削り、該本体部から柱状の前記複数の伝熱部の伸長端を露出させること、
露出した前記複数の伝熱部の前記伸長端と前記本体部の少なくとも一部とを覆うように、前記複数の伝熱部及び前記本体部の上に前記導電性材料よりも伝熱性の高い第３の材料を堆積することにより第２の放熱膜を形成すること、
前記基台を取り外すことを含む、プローブの製造方法。
請求項１記載のプローブを製造する方法であって、
基台の上に、前記本体部の平面形状を模り、前記基台に開放する凹所を形成する第１のフォトレジスト層を形成すること、
前記凹所内に第１の導電性材料を堆積し、これにより前記本体部の一部として第１の板状部材を形成すること、
前記第１のフォトレジスト層を除去すること、
前記第１の板状部材の表面上に、該表面を横切り該表面を露出する凹溝を有する第２のフォトレジスト層を形成すること、
前記凹溝に前記第１の導電性材料よりも伝熱性の高い第１の材料を堆積し、これにより前記複数の伝熱部を形成すること、
前記第２のフォトレジスト層を除去すること、
前記基台上に前記第１の板状部材及び前記複数の伝熱部を取り囲み、かつ該第１の板状部材及び前記複数の伝熱部を露出すべく前記本体部の前記平面形状を模る第２の凹所を有する第３のフォトレジスト層を形成すること、
前記第２の凹所に前記第１の材料よりも伝熱性の低い第２の導電性材料を堆積し、これにより前記本体部の残部として第２の板状部材を形成すること、
前記第３のフォトレジスト層を除去すること、
前記第１及び第２の板状部材により構成される前記本体部の側面に、第１及び第２の導電性材料より伝熱性の高い第２の材料を前記複数の伝熱部に接するように堆積し、これにより前記放熱部を形成すること、
前記基台を取り外すことを含む、プローブの製造方法。
請求項１記載のプローブを製造する方法であって、
前記導電性材料よりも伝熱性の高い第１の材料からなる第１の放熱膜を基台の上に準備すること、
前記導電性材料よりも伝熱性の高い第２の材料を前記第１の放熱膜の表面の一部に堆積させ、前記第１の放熱膜から該膜の厚さ方向に伸びる柱状に前記複数の伝熱部を形成すること、
前記複数の伝熱部及び前記第１の放熱膜を覆うように前記導電性材料を堆積させ、前記本体部を形成すること、
前記基台を取り外すことを含む、プローブの製造方法。
接続電極を有する配線基板と、
前記接続電極に接続されるプローブであって、
導電性材料からなり、配線基板の接続電極に取り付けられる取付部分と、前記取付部分の一方の端部に連なり、弓なりに湾曲した中央部分とを有するプローブの本体部と、
前記導電性材料よりも伝熱性の高い材料からなり、前記中央部分に伸長方向に間隔をおいて埋設され、前記中央部分の外面から一部を露出する複数の伝熱部と、
前記導電性材料よりも伝熱性の高い材料からなり、前記複数の伝熱部の露出する前記一部に接し、前記中央部分の外面の少なくとも一領域を覆う膜状の放熱部とを含み、
前記中央部分は、前記複数の伝熱部より靱性の高い前記導電性材料からなり、
前記複数の伝熱部は、前記外面から露出する両端面を有し、
前記放熱部は、前記複数の伝熱部の前記両端面の一方の端面に接し、前記外面の前記一領域を覆う第１の放熱膜と、前記両端面の他方の端面に接し、前記外面の他の一領域を覆う第２の放熱膜を有するプローブとを含む、電気的接続装置。