JPH09281139A

JPH09281139A - プローバーの製造方法

Info

Publication number: JPH09281139A
Application number: JP8263779A
Authority: JP
Inventors: Satoru Zama; 悟座間; Takuya Suzuki; 卓哉鈴木; Hitoshi Yuzawa; 均湯沢
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1996-09-13
Filing date: 1996-09-13
Publication date: 1997-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】座屈時に、隣接するプローブ針同士が接触する
ことがなく、プローブ針とガイド板の貫通孔との摩擦を
少なくし、正確かつ安定した検査を行うことができると
ともに、簡単に製造することができるプローバーの製造
方法を提供する。【解決手段】直線状に延びているプローブ針２を、所定
間隔を隔てて平行に配置されている２枚のガイド板３、
４の貫通孔３ａ，４ａに挿入し、次いで、プローブ針２
を２枚のガイド板３、４の貫通孔３ａ、４ａの内壁に固
定し、次いで、ガイド板３、４を相対移動させて、プロ
ーブ針２に曲げ部２ａを形成し、次いで、少なくとも１
枚のガイド板の貫通孔の固定を解除し、次いで、２枚の
ガイド板３、４の間に枠体５をはめ込んで平行に支持す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣチップ、プリ
ント配線基板、ＬＣＤの点灯等の被検査物の電気的特性
を検査するために用いられるプローバーの製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＩＣチップ等の電気的特性を検
査するために用いられるプローバーには、大別して、ニ
ードル式プローバー、垂直スプリング式プローバー、座
屈式プローバーがある。

【０００３】ニードル式プローバーは、図７に示すよう
なプローブ針２０を被検査物の周囲から放射状に配置さ
せ、その先端を被検査物の電極パッドに接触させて検査
するものである。

【０００４】垂直スプリング式プローバーは、図８に示
すように、細い金属管３０内にバネ３１付きのプローブ
針３２が設置され、プローブ針３２を被検査物の電極パ
ッドと同じピッチで配列して、バネ３１の付勢力により
プローブ針３２を被検査物の電極パッドに接触させて検
査するものである。

【０００５】ニードル式プローバー及び垂直スプリング
式プローバーは、設置スペースを要するため、狭い場所
に多数のプローブ針を集中させることができず、高集積
化されたＩＣチップ等の検査には適さない。

【０００６】近年、高集積化されたＩＣチップ等の被検
査物を検査するために、座屈式プローバーが用いられて
いる。従来の座屈式プローバーは、図９（Ａ）に示すよ
うに、試験装置本体（図示せず）に接続される端子を備
えたプリント基板４０と、そのプリント基板４０の裏面
に垂直方向に取り付けられた複数本のプローブ針４１
と、プローブ針４１のプリント基板側部分が貫通する貫
通孔４２ａを備えた第１ガイド板４２と、プローブ針４
１の被検査物側部分が貫通する貫通孔４３ａを備えた第
２ガイド板４３と、第１ガイド板４２と第２ガイド板４
３を所定間隔を隔てて平行に支持する枠体４４とを有す
る。

【０００７】プローブ針４１は、弾性変形可能なタング
ステン線等で形成される。第１ガイド板４２の貫通孔４
２ａと第２ガイド板４３の貫通孔４３ａは、被検査物４
５（図９（Ｂ）参照）の電極パッド４５ａと同一のピッ
チで形成される。また、プローブ針４１のプリント基板
側部分は、第１ガイド板４２の貫通孔４２ａの内壁に接
着剤４６等で固定される。

【０００８】従来の座屈式プローバーを用いてＩＣチッ
プ等の被検査物を検査する場合には、座屈式プローバー
を試験装置本体に装着して、所定位置に配置する。次
に、被検査物４５の電極パッド４５ａをプローブ針４１
の先端部に圧力をかけて接触させて、プローブ針４１の
先端部と被検査物４５の電極パッド４５ａとを接続す
る。接続完了後、試験装置から出力されるテスト信号が
プローブ針４１を介して被検査物４５に印加され、これ
によって、被検査物４５の種々の電気的特性を検査し、
被検査物４５の良否や機能レベル等を判定する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の座屈式プローバ
ーによれば、プローブ針４１の先端部に被検査物４５の
電極パッド４５ａを接続する際、被検査物４５の電極パ
ッド４５ａをプローブ針２の先端部に押し当ててオーバ
ードライブをかけるため、プローブ針４１が弾性変形し
て座屈する。しかし、プローブ針４１の座屈方向が一定
していないため、プローブ針４１間の隙間が狭い場合に
は、図９（Ｂ）に示すように、隣接するプローブ針４１
同士が接触することがあり、また、プローブ針４１が傾
いて、被検査物４５との接続状態が不安定になる。

【００１０】また、第２ガイド板４３に形成された貫通
孔４３ａは、円筒状に形成されているので、座屈時にプ
ローブ針４１の被検査物側部分が貫通孔４３ａの内壁と
接触する。その接触による摩擦力のために、検査後にプ
ローブ針４１が座屈前の状態にもどらず、次の検査にお
いて、プローブ針４１と被検査物４５との接続状態が不
良になることがあった。

【００１１】さらに、従来の座屈式プローバーは、熟練
した技能者によって手作業で組み立てて製造されていた
ので、製造コストが増大していた。

【００１２】本発明は、上記問題点を鑑みてなされたも
のであり、座屈時に、隣接するプローブ針同士が接触す
ることがなく、プローブ針とガイド板の貫通孔との摩擦
を少なくし、正確かつ安定した検査を行うことができる
とともに、簡単に製造することができるプローバーの製
造方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明のプローバーの製
造方法は、直線状に延びているプローブ針を、所定間隔
を隔てて平行に配置されている２枚のガイド板の貫通孔
に挿入し、次いで、プローブ針を２枚のガイド板の貫通
孔の内壁に固定し、次いで、ガイド板を相対移動させ
て、プローブ針に曲げ部を形成し、次いで、少なくとも
１枚のガイド板の貫通孔の固定を解除し、次いで、２枚
のガイド板の間に枠体をはめ込んで平行に支持する、こ
とを特徴とするものである。

【００１４】本発明のプローバーの製造方法によれば、
ガイド板を用いて、すべてのプローブ針を一括で折り曲
げて、同一形状の曲げ部を形成できる

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明により製造
された座屈式プローバーを示す断面図である。

【００１６】図１（Ａ）に示すように、本発明により製
造された座屈式プローバーは、検査装置本体（図示せ
ず）に接続される端子を備えたプリント基板１と、その
プリント基板１の裏面に垂直方向に取り付けられた複数
本のプローブ針２と、プローブ針２のプリント基板側部
分が貫通する貫通孔３ａを備えた第１ガイド板３と、プ
ローブ針２の被検査物側部分が貫通する貫通孔４ａを備
えた第２ガイド板４と、第１ガイド板３と第２ガイド板
４とを所定間隔を隔てて平行に支持する枠体５とを有す
る。

【００１７】プローブ針２は、弾性変形可能なタングス
テン、銅合金（例えば、ＢｅＣｕ）等の物質で作られ
る。また、プローブ針２は形状記憶合金の物質で作られ
ていてもよく、その場合には、荷重に対する変位量が大
きくとれるので、安定性の優れたプローバーが得られ
る。

【００１８】一般に、プローブ針２に要求される特性と
しては、バネ性、耐磨耗性等機械的性質と接触抵抗、導
電率など電気的性質がある。耐磨耗性と導電性、低接触
抵抗を共に良好にするにはメタロイド膜（ＴｉＮ、Ｔｉ
ｃ、ＺｒＮ等）を、プローブ針２の先端部に被覆するの
が好ましい。

【００１９】また、プローブ針２の表面に金、銀又は銅
等の金属でメッキをすることにより、導電率の制御がで
き、高周波特性も改善できる。また、プローブ針２の表
面にパラジウムをメッキすることにより、パラジウムが
ハンダバンプと合金化しにくいので、接触抵抗を小さく
抑えることができる各プローブ針２には、座屈方向を一定にするために、第
１ガイド板３と第２ガイド板４の中間部よりも第２ガイ
ド板４側の位置に所定角度に折れ曲った曲げ部２ａが形
成されている。曲げ部２ａの折り曲げ角度θは３°〜５
０°の範囲内であればよいが、１５°〜３０°の範囲内
にあるのが好ましい。上記の範囲よりも低い角度の場合
には、座屈荷重が大きくなり安定しにくく、上記の範囲
よりも高い角度の場合には、たわみ力のみが針圧となり
必要な針圧を得ることができない。

【００２０】第１ガイド板３及び第２ガイド板４はセラ
ミック、ガラス、樹脂等絶縁性を有する物質で作られ
る。第１ガイド板３及び第２ガイド板４の貫通孔３ａ、
４ａは、プローブ針２とガイド板の貫通孔３ａ、４ａの
内壁との接触を少なくするために、被検査物６側（図面
では下側）に向かって先細になるように円錐状に傾斜し
て形成されている。各ガイド板３、４の貫通孔３ａ、４
ａは、レーザー加工装置等によって形成される。

【００２１】第２ガイド板４は、第１ガイド板３に対し
て一方向（図面では左側方向）にずれて配置されてい
る。

【００２２】プローブ針２のプリント基板側部分は、第
１ガイド板３の貫通孔の内壁に接着剤等の樹脂７又は電
気メッキ等で固定される。この固定においては、（１）
要求寿命２００万回以上に対し、第１ガイド板３の固定
部分に損傷が生じないこと、（２）多数のプローブ針２
の中に不良のものが有るとき、容易に交換できること、
が要求される。そこで、第１ガイド板３とプローブ針２
との固定は強度の高いメッキ、例えば、ＮｉーＰや硬質
Ｃｒなどのメッキを施し、第１ガイド板３の貫通孔内部
まで十分に金属で充満させるのが好ましい。そして、プ
ローブ針２が不良になり交換する必要があるときは、電
解でメッキ部を除いてプローブ針２を取り外し、新しい
プローブ針２に交換する。

【００２３】また、第１ガイド板３の貫通孔３ａの周囲
部を金属膜でメタライズしておくことにより、プローブ
針２とのメッキ接合時にバンプを同時に形成することが
でき、プローブ針２と第１ガイド板３との接合強度がさ
らに向上する。

【００２４】図２乃至図５は、本発明の座屈式プローバ
ーの製造方法を示す説明図である。

【００２５】まず、図２に示すように、直径７０μｍの
タングステン線で作られたプローブ針２を張力をかけた
状態で、凹部１０ａを有する配列治具１０に設置する。
プローブ針２は被検査物６の電極パッド６ａの位置と一
致するように配列される。そして、配列治具１０の凹部
１０ａにシリコンゴム等の樹脂を流し込む。

【００２６】次いで、硬化した樹脂１１を所定長さに切
断し、その樹脂１１の両面を溶解し、プローブ針を１０
０μｍ程度露出させる。そして、露出部分を電解研磨
し、被検査物との接触を良好にするために、先端部を直
径３０μｍで丸みの帯びた形状にする（図３参照）。

【００２７】次いで、図４（Ａ）に示すように、貫通孔
３ａ、４ａの有する２枚のガイド板３、４をプローブ針
２の露出部に挿入する。このガイド板３、４の貫通孔３
ａ、４ａは、図４（Ｂ）に示すように、被検査物６側に
向かって先細になるように円錐状に傾斜して形成されて
いる。ガイド板３、４の貫通孔３ａ、４ａの配置は、プ
ローブ針の配置と同一のため容易に挿入できる。

【００２８】次いで、樹脂１１を溶解して完全に除去す
る。そして、図５（Ａ）に示すように、プローブ針２が
ガイド板３、４の貫通孔３ａ，４ａと摩擦のない状態
で、２枚のガイド板の間に支持部材１２を配置し、プロ
ーブ針２の被検査物側の露出部分を２００μｍ、２枚の
ガイド板間を１０ｍｍに設定する。

【００２９】次いで、プローブ針２を２枚のガイド板の
貫通孔３ａ，４ａに固定する。固定手段としては、樹脂
による接着でもよいし、電気メッキにより貫通孔の隙間
に金属を埋める方法でもよい。この実施の形態では、第
１ガイド板３の貫通孔３ａを樹脂８により、第２ガイド
板４の貫通孔４ａを電気メッキ９により固定する。そし
て、第２ガイド板４を第１ガイド板３に対して一方向
（図では左側方向）に平行にずらして、第１ガイド板３
と第２ガイド板４との間のプローブ針２に曲げ部２ａを
形成する（図５（Ｂ）参照）。

【００３０】次いで、第１ガイド板３の貫通孔３ａの樹
脂８を溶剤で溶かし、第１ガイド板３を上昇させ、第１
ガイド板３と第２ガイド板４の間に枠体５を挿入して、
ガイド板３、４を平行に支持する。そして、第１ガイド
板３の貫通孔３ａの部分にプローブ針２を樹脂７により
固定する。固定手段としては、樹脂の接着に限らず、ハ
ンダによる接着や電気メッキでもよい。そして、第２ガ
イド板４の貫通孔４ａのメッキ８を電解により除去す
る。

【００３１】次いで、第１ガイド板３の貫通孔３ａから
突出しているプローブ針２の基端部をプリント基板１の
裏面に接続する。以上述べた工程により、図１（Ａ）に
示すような座屈式プローバーが製造される。

【００３２】次に、本発明により製造された座屈プロー
バーを用いてＩＣチップ等の被検査物６を検査する場合
について説明する。

【００３３】まず、座屈プローバーを図示しない試験装
置に装着して所定位置に配置する。

【００３４】次いで、被検査物６の電極パッド６ａをプ
ローブ針２の先端部に押し当て、１００μｍのオーバー
ドライブをかけると、図１（Ｂ）に示すように、すべて
のプローブ針２が折り曲げ方向に弾性変形する。このと
き、曲げ部２ａが滑らかに湾曲するが、プローブ針の座
屈方向が一定しているので、隣接するプローブ針２同士
が接触することを防止でき、また、プローブ針２の先端
部の傾きを小さくすることができる。

【００３５】また、プローブ針２と第２ガイド板４の貫
通孔４ａの内壁との摩擦はほとんどなく、１０ｇ／ピン
程度の安定した針圧を得ることができる。検査終了後、
プローブ針２は座屈前の状態に完全にもどるので、次の
検査においても、プローブ針２と被検査物６との接続状
態を良好にすることができる。

【００３６】さらに、本発明のプローバーの製造方法に
よれば、ガイド板３、４を用いて、すべてのプローブ針
２を一括で折り曲げて、同一形状の曲げ部２ａを形成で
きるので、簡単に製造することができ、熟練を要する手
作業を必要とせず、製造コストを低く抑えることができ
る。

【００３７】図６は、本発明により製造された座屈式プ
ローバーの変形例を示す図である。プローブ針２の曲げ
部２ａは第１ガイド板３と第２ガイド板４との中間部に
形成されていてもよく（図６（Ａ）参照）、第１ガイド
板３と第２ガイド板４の中間部よりも第１ガイド板３側
の位置に形成されていてもよい（図６（Ｂ）参照）。い
ずれの場合も、座屈方向が安定し、プローブ針２の先端
部の傾きを小さくすることができる。

【００３８】本発明は、上記実施の形態に限定されるこ
とはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範
囲内において、種々の変更が可能である。

【００３９】例えば、各曲げ部２ａの折曲方向、貫通孔
３ａ、４ａの形状等は、図面に示されている実施の形態
に限らず、適宜変更できる。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、次のような優れた効果
を奏する。（１）プローブ針の所定位置に曲げ部が形成されるの
で、プローブ針の座屈方向が一定になり、隣接するプロ
ーブ針同士が接触することを防止でき、また、プローブ
針の先端部の傾きを小さくすることができる。（２）ガイド板の貫通孔の内壁が傾斜状に形成されてい
る場合には、プローブ針とガイド板の貫通孔の内壁との
摩擦はほとんどなくなる。従って、検査後、プローブ針
は座屈前の状態に完全にもどるので、次の検査において
も、プローブ針と被検査物との接続状態を良好にするこ
とができる。（３）ガイド板を用いて、すべてのプローブ針を一括で
折り曲げて、同一形状の曲げ部を形成できるので簡単に
製造することができ、熟練を要する手作業を必要とせ
ず、製造コストを低く抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は、座屈前の状態にある本発明の座屈式
プローバーを示す断面図であり、（Ｂ）は、座屈状態に
ある本発明の座屈式プローバーを示す断面図である。

【図２】プローブ針を配列治具に設置した状態を示す斜
視図である。

【図３】プローブ針の先端部を丸みの帯びた形状にした
状態を示す正面図である。

【図４】（Ａ）は、貫通孔の有する２枚のガイド板をプ
ローブ針の露出部に挿入した状態を示す断面図であり、
（Ｂ）は、ガイド板を示す断面図である。

【図５】（Ａ）は、２枚のガイド板の間に支持部材を配
置した状態を示す断面図であり、（Ｂ）は、２枚のガイ
ド板の間のプローブ針に曲げ部が形成された状態を示す
断面図である。

【図６】（Ａ）は、プローブ針の曲げ部が、第１ガイド
板と第２ガイド板との中間部に形成されているプローバ
ーを示す断面図であり、（Ｂ）は、第１ガイド板と第２
ガイド板の中間部よりも第１ガイド板側の位置に形成さ
れているプローバーを示す断面図である。

【図７】ニードル式プローバーの概略を示す断面図であ
る。

【図８】垂直スプリング式プローバーの概略を示す断面
図である。

【図９】（Ａ）は、座屈前の状態にある従来の座屈式プ
ローバーを示す断面図であり、（Ｂ）は、座屈状態にあ
る従来の座屈式プローバーを示す断面図である。

【符号の説明】

１：プリント基板２：プローブ針２ａ：曲げ部３：第１ガイド板３ａ：貫通孔４：第２ガイド板４ａ：貫通孔５：枠体６：被検査物６ａ：電極パッド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直線状に延びているプローブ針を、所定間
隔を隔てて平行に配置されている２枚のガイド板の貫通
孔に挿入し、次いで、前記プローブ針を２枚のガイド板の貫通孔の内
壁に固定し、次いで、前記ガイド板を相対移動させて、前記プローブ
針に曲げ部を形成し、次いで、少なくとも１枚のガイド板の貫通孔の固定を解
除し、次いで、２枚のガイド板の間に枠体をはめ込んで平行に
支持する、ことを特徴とするプローバーの製造方法。