JPH11174086A - コンタクトプローブ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンタクトピンが接着剤層から抜けずに曲げ
強度も高く、導通ペーストとの接触が確実である。 【解決手段】 コンタクトピン２２に基部２４より拡幅
した拡幅部２６を設ける。拡副部２６はコンタクトプロ
ーブ２０の樹脂フィルム層３上の接着剤層４内に埋め込
む。コンタクトピン２２は、フォトレジスト層の開口部
にＮｉ基合金めっきを析出し、Ｎｉ基合金をフォトレジ
スト層上に盛り上がるまで析出させて作る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プローブ装置等に
組み込まれて、半導体ＩＣチップや液晶デバイス等の被
検査部材の各端子に接触させて電気的なテストを行うた
めに用いられる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、ＩＣチップやＬＳＩチップ等の
半導体チップ、またはＬＣＤ（液晶表示体）等の被検査
部材の各端子に接触させて電気的なテストを行うため
に、コンタクトピンが備えられたコンタクトプローブが
用いられる。従来のコンタクトプローブとして、例えば
バーンインテスト等に用いられるチップキャリア用のも
のがあり、例えば特公平７−８２０２７号公報に開示さ
れている。このコンタクトプローブ１は、図７及び図８
に示されたように、例えばＣｕ等の金属フィルム層から
なるグラウンド２上にポリイミド樹脂等からなる樹脂フ
ィルム層３が形成され、この樹脂フィルム層３に接着剤
層４を介して例えばＮｉ基合金等からなるパターン配線
６が配列されて構成され、パターン配線６はグラウンド
２及び樹脂フィルム層３の先端から突出する先端部がコ
ンタクトピン５とされている。そしてこのようなコンタ
クトプローブ１を組み込んでバーンインテスト等に用い
られるプローブ装置（チップキャリア）として、例えば
図１０乃至図１２に示すものが提案されている。このプ
ローブ装置７では、ＩＣチップ等の被検査部材とテスタ
ーとの間のピンピッチの相違等に対する整合が図られ、
多ピン狭ピッチのＩＣチップＣ等の電気テストに好適で
ある。

【０００３】このプローブ装置７は、フレーム本体８の
下部に被検査部材としてＩＣチップＣ等を載置する下板
９がボルト等で取り付けられている。フレーム本体８の
上部内側には中央に開口部が形成された位置決め板１０
が固定され、その上部に例えば１枚のコンタクトプロー
ブ１が載置されて位置決め板１０の開口部からコンタク
トピン５が突出して配設され、コンタクトピン５が開口
部を通してＩＣチップＣの端子に接触させられるように
なっている。そして、各コンタクトプローブ１を上から
押さえつけて支持する上板１１が設けられ、さらにその
上に、中央部が上板１１側に湾曲したクランパ１２が配
設され、その中央部によって上板１１を弾性で押圧した
状態で、クランパ１２の両端がフレーム本体８に固定さ
れている。

【０００４】ところで、このようなプローブ装置７に用
いられるコンタクトプローブ１は、図７（ａ）、（ｂ）
に示すように、配列された複数のコンタクトピン５の中
に、テスターからの信号をＩＣチップＣに伝達する多数
の信号ピンの他に、接地用のピンとしてグラウンドピン
５Ａを含むものがある。グラウンドピン５Ａにグラウン
ド（接地用）としての機能を持たせるためには同電位に
保つ必要があり、そのためには、グラウンドピン５Ａの
先端にできるだけ近い位置で樹脂フィルム３に積層され
た金属フィルム層であるグラウンド２と導通をとり、こ
のグラウンド２を接地用として利用する技術が採用され
ている。そのため、グラウンド２とグラウンドピン５Ａ
との間の導通を確保する手段として、例えば図８に示す
ように樹脂フィルム３及びグラウンド２を貫通する柱
状、例えば角柱状のスルーホール１３を形成し、このス
ルーホール１３の内部に導電性の導通ペースト１４を埋
め込んで、グラウンド２とグラウンドピン５Ａとを導通
状態にしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図７に示す
ようなコンタクトプローブ１の場合、グラウンドピン５
Ａと導通ペースト１４（スルーホール１３）はいずれも
幅が狭いために、両者の位置がわずかでもずれると、図
９に示すようにグラウンド２とグラウンドピン５Ａとの
導通がとれないことがあるという問題がある。また、こ
のようなコンタクトプローブ１を装着したプローブ装置
７においても、コンタクトプローブ１が位置決め板１０
上に載置される際、図１２に示すように、パターン配線
６が上板１１側を向いて載置されるために、コンタクト
ピン５がＩＣチップＣに押し当てられると、コンタクト
ピン５が樹脂フィルム３から剥がれる方向に力がかかる
ために、コンタクトピン５が剥がれてしまうという問題
があった。

【０００６】本発明は、このような実情に鑑みて、コン
タクトピンに対していずれの方向から圧力がかかっても
剥がれることのないようにした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。また本発明
の他の目的は、グラウンドとコンタクトピンとの導通が
確実にとれるようにしたコンタクトプローブ及びその製
造方法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によるコンタクト
プローブは、複数のパターン配線がフィルム上に形成さ
れ、これらのパターン配線の各先端がフィルムから突出
してコンタクトピンとされるコンタクトプローブにおい
て、コンタクトピンに他の部分より拡張されている拡張
部が設けられていることを特徴とするものである。その
際、拡張部はフィルムとパターン配線とを結合する接着
剤層に埋設されていてもよい。

【０００８】そのため、コンタクトピンの拡張部をコン
タクトプローブの例えば接着剤層等の適宜の層内に埋め
込んで連結して配設すれば、例えば半導体ＩＣチップ等
被検査部材の端子をコンタクトピンに対して接着剤層か
ら離れる方向に圧力がかかるよう圧接しても、拡張部で
コンタクトピンの剥離を確実に防止でき、しかもコンタ
クトピンの曲げ強度が向上する。また、フィルムは樹脂
フィルム層と金属フィルム層が積層されてなり、樹脂フ
ィルム層を貫通して金属フィルム層と一部のコンタクト
ピンを導通する導通部材が設けられ、該導通部材は拡張
部でコンタクトピンと導通されていてもよい。グラウン
ドピンとなるコンタクトピンの拡張部は導通部材との接
触面積が従来のものと比較して増大し、導通部材との位
置がずれていても確実に導通できる。尚、拡張部は、コ
ンタクトピンの端子との接触面側に形成されていてもよ
い。また、拡張部は、コンタクトピンの接着剤層に固定
される位置に少なくとも一部設けられていればよい。更
に拡張部は導通部材と接する位置に形成されていてもよ
い。

【０００９】また本発明によるコンタクトプローブの製
造方法は、フィルム上に複数のパターン配線を形成し、
これらのパターン配線の各先端がフィルムから突出して
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、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第一の金属層を形成する第一の金属
層形成工程と、第一の金属層の上にマスクを施してマス
クされていない開口部にコンタクトピンとなる第二の金
属層をめっき処理により形成するめっき処理工程と、マ
スクを取り除いた第二の金属層の上にフィルムを被着す
るフィルム被着工程と、フィルムと第二の金属層とから
なる部分と、基板層と第一の金属層とからなる部分とを
分離する分離工程とを備えてなり、めっき処理工程で、
マスクされていない開口部にめっき処理してコンタクト
ピンを形成する際、第二金属層を開口部に隣接するマス
ク上に盛り上がるまで形成したことを特徴とする。Ｎｉ
基合金等の第二金属層を開口部に析出させる際、金属め
っきによる析出時間を従来より長く延ばすだけで、拡張
部を有するコンタクトピンを製造できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面により説明するが、上述の従来技術と同一の部分に
は同一の符号を用いてその説明を省略する。図１は実施
の形態によるコンタクトプローブの縦断面図、図２は図
１に示すコンタクトプローブのコンタクトピンの部分斜
視図、図３はグラウンドピンと導通ペーストの接続状態
をしめす縦断面図、図４（ａ）〜（ｈ）はコンタクトプ
ローブの製作工程を示す図である。図１において、コン
タクトプローブ２０は、コンタクトピンを除いて図７に
示すコンタクトプローブ１と同一の形状及び構成を備え
ており、フィルムとしてＣｕ等からなる金属フィルム層
のグラウンド２の一方の面にポリイミド樹脂等からなる
樹脂フィルム層３が設けられ、更に樹脂フィルム層３上
に接着剤層４を介してコンタクトピン２２が所定間隔で
配列されて固定されている。

【００１１】ここで、コンタクトピン２２は、従来のも
のは四角形棒状に形成されているが、本実施の形態では
図２に示すように例えば断面視略きのこ型の棒状に形成
されている。即ち、このコンタクトピン２２は、例えば
四角形棒状の基部２４に加えて端面２４ａに対向する
面、即ち被検査部材であるＩＣチップＣの端子に接触す
る面に拡張部として拡幅部２６が形成され、この拡幅部
２６は基部２４よりも両側に拡幅して、例えば断面視略
平板笠状（或いは平板状または略円弧状等でもよい）に
形成されている。拡幅部２６は例えばコンタクトピン２
２を含む配線パターン６の長手方向の全長に亘って形成
されていて、縦断面視で拡幅部２６が接着剤層４内に埋
没されて（図１参照）接着されている。

【００１２】また、コンタクトプローブ２０において、
多数のコンタクトピン２２は信号電達用の信号ピンであ
るが、一部、例えば１本のコンタクトピン２２はグラウ
ンド２と導通させて接地用として使用するグラウンドピ
ン２２Ａとされている（図７のグラウンドピン５Ａに相
当する）。この場合でも、図３に示すコンタクトプロー
ブ２０の一部縦断面図において、コンタクトプローブ２
０のグラウンド２及び樹脂フィルム３を貫通して接着剤
層４内のグラウンドピン２２Ａの拡幅部２６に至る貫通
孔がスルーホール３２とされている。このスルーホール
３２はグラウンドピン２２Ａの延在方向に適宜間隔で複
数個（図７に示す例では４個）形成されている。尚、ス
ルーホール３２は例えば角柱状とされているが、円柱状
等でもよいし、グラウンドピン２２Ａの拡幅部２６との
接触部だけ部分的に内径を拡径させたり、グラウンド２
側から接着剤層４に向けて漸次拡径させてもよい。この
スルーホール３２内に導通部材として導通ペースト３４
を装着させることで、グラウンド２とグラウンドピン２
２Ａを導通状態に維持することができる。しかも、グラ
ウンドピン２２Ａの拡幅部２６が幅広の先端面２６ａを
備えているために、導通ペースト３４と拡幅部２６との
接触面積が大きく、確実に導通状態に保持できる。

【００１３】本実施の形態によるコンタクトピン２２は
上述のように構成されており、次にその製造方法につい
て説明する。図４はコンタクトプローブ２０の製造方法
を示すものである。図４（ａ）において、例えばステン
レス製の支持基板２８の上にＣｕ等第一の金属層を構成
するベースメタル層２９を形成し（第一の金属層形成工
程）、ベースメタル層２９の上に例えばフォトレジスト
層３０を形成する。次にフォトレジスト層３０に所定の
パターンマスク３１を施して露光する（同図（ｂ）参
照）。そして、フォトレジスト層３０を現像してコンタ
クトピン２２及びグラウンドピン２２Ａとなる部分を除
去して残存するフォトレジスト層３０に複数の開口部３
０ａを所定間隔で形成する（同図（ｃ）参照）。

【００１４】次に開口部３０ａに、コンタクトピンとな
る第二金属層として例えばＮｉ基合金層をめっき処理に
よって形成するのであるが、従来では、このめっき工程
におけるめっき処理は開口部３０ａに隣接するフォトレ
ジスト層３０の上面とほぼ同一高さまでめっきが析出さ
れた時点で終了する。しかしながら、本実施の形態で
は、Ｎｉ基合金が開口部３０ａに隣接するフォトレジス
ト層３０の上面とほぼ同一高さまで析出された後も、更
にメッキ処理を続けて析出をすすめ、開口部３０ａ上に
Ｎｉが例えばこんもりと略平面笠形状に盛り上がってフ
ォトレジスト層３０の上面に広がるまで長時間析出させ
る（めっき処理工程：同図（ｄ）参照）。ただし、互い
に隣接する開口部３０ａ，３０ａ内の各Ｎｉ基合金層
が、その間のフォトレジスト層３０の上面で連結しない
程度にＮｉ基合金層の析出量（析出時間）を制限するこ
とが好ましい。

【００１５】その後、フォトレジスト層３０を除去し
（同図（ｅ）参照）、Ｎｉ基合金層であるコンタクトピ
ン２２の拡幅部２６上に、樹脂フィルム層３及びＣｕ等
の金属フィルム層でなすグラウンド２からなる複合フィ
ルムを接着剤を介して接着する（フィルム被着工程：同
図（ｆ））。ここで、接着剤で構成される接着剤層４は
コンタクトピン２２の拡幅部２６が完全に接着剤層４内
に埋め込まれる程度の厚みに形成される。そして、ベー
スメタル層２９と支持基板２８をコンタクトピン２２か
ら分離する（分離工程）ことで、グラウンド２、樹脂フ
ィルム３、接着剤層４及びコンタクトピン２２からなる
コンタクトプローブ２０が製作される。尚、コンタクト
プローブ２０の製作方法はフォトリソ法によらず、他の
めっき処理による製作方法を採用しても良い。

【００１６】本実施の形態によるコンタクトピン２２
（グラウンドピン２２Ａを含む）を備えたコンタクトプ
ローブ２０は上述のような構成を備えているから、例え
ば図１０乃至図１２に示すように、プローブ装置７に装
着されて、コンタクトピン２２が上板１１側に位置し、
グラウンド２及び樹脂フィルム層３を有するフィルムが
位置決め板１０側に位置している。そして、コンタクト
ピン２２の針先２２ａの拡幅部２６に半導体ＩＣチップ
Ｃの端子を押圧すると、コンタクトピン２２には図１で
矢印Ａで示すように接着剤層４から剥がれる方向に圧力
がかかる。この場合、コンタクトピン２２は、図１に示
す縦断面において拡幅部２６が全体に接着剤層４内に埋
め込まれているために、接着剤層４からの剥離が確実に
阻止される。

【００１７】しかもコンタクトピン２２に含まれるグラ
ウンドピン２２Ａは拡幅部２６でスルーホール３２内に
装着された導通ペースト３４と確実に接続状態を維持さ
れ、同電位で接地されている。また、コンタクトプロー
ブ２０の製作に際して、図５に示されるように導通ペー
スト３４とグラウンドピン２２Ａとの位置が多少ずれて
いても、拡幅部２６を有しているために接触面積が大き
く、確実に導通ペースト３４と接触導通状態に維持でき
る。

【００１８】上述のように本実施の形態によれば、コン
タクトプローブ２０のコンタクトピン２２に対して上下
いずれの方向からＩＣチップＣ等の端子を押圧させて接
触させても、拡幅部２６によってコンタクトピン２２が
接着剤層４から剥がれることを確実に防止できる。しか
もコンタクトピン２２に拡幅部２６を形成したことでコ
ンタクトピン２２の曲げ強度が高くなり、折れ曲がりに
くくなるという利点もある。また、コンタクトプローブ
２０にグラウンドピン２２Ａが設けられている場合、導
通ペースト３４とグラウンドピン２２Ａとの装着位置が
ずれていても、拡幅部２６によって、導通ペースト３４
とグラウンドピン２２Ａとの接触面積が大きくなり、確
実に接触させることができる。更にコンタクトピン２２
の製作に際しては、従来のコンタクトプローブ２０の製
造方法を用いてＮｉ基合金層の析出時間を従来より長く
するだけでよいので、簡単に製作できる。

【００１９】次に実施の形態によるコンタクトプローブ
２０のコンタクトピン２２の部分の変形例を図６により
説明する。図６において、変形例に示すコンタクトピン
２２′では、例えば四角形棒状の基部２４の、ＩＣチッ
プＣの端子が接触する端面２４ｂの一部にのみ拡幅部２
６′が形成されている。コンタクトピン２２′で、拡幅
部２６′が形成される位置は端面２４ｂのうちの接着剤
層４内に埋め込まれて接着される領域である必要があ
る。そして特にＩＣチップＣの端子との押圧によるコン
タクトピン２２′の剥離防止を考慮すれば、グラウンド
２から突出する針先２２ａに近接する位置であることが
好ましい。またグラウンドピン２２′Ａに部分的な拡幅
部２６′を設ける場合、導通ペースト３４との接続領域
にも拡幅部２６′を形成する必要がある。

【００２０】尚、コンタクトプローブ２０中にコンタク
トピン２２（２２′）の拡幅部２６（２６′）を埋め込
む場合、接着剤層４に限定されることなく、樹脂フィル
ム層３内に埋設することとしてもよい。尚、接着剤層４
内に埋め込まれるコンタクトピン２２（２２′）の拡幅
部２６（２６′）に関していえば、グラウンド２のない
コンタクトプローブにも適用可能である。

【００２１】

【発明の効果】上述のように、本発明に係るコンタクト
プローブは、コンタクトピンに他の部分より拡張されて
いる拡張部が設けられたから、コンタクトピンの拡張部
をコンタクトプローブの接着剤層等の適宜の層に埋め込
んで連結して配設すれば、例えば半導体ＩＣチップ等の
被検査部材の端子をコンタクトピンに対して接着剤層か
ら離れる方向に圧力がかかるよう圧接しても、コンタク
トピンの剥離を確実に防止でき、しかもコンタクトピン
の曲げ強度を向上できる。また導通部材を通してコンタ
クトプローブのグラウンドと一部のコンタクトピンを導
通状態に維持する場合、拡張部と導通部材との接触面積
が従来のものと比較して増大し、確実に導通できる。

【００２２】また、本発明に係るコンタクトプローブの
製造方法によれば、Ｎｉ基合金等の第二金属層を開口部
に析出させる際、金属めっきによる析出時間を従来より
延ばすだけで、拡張部を有するコンタクトピンを容易に
製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態によるコンタクトプロー
ブの一部縦断面図である。

【図２】 図１に示すコンタクトピンの針先部分の斜視
図である。

【図３】 実施の形態によるコンタクトプローブにおい
てグラウンドピンとグラウンドが導通ペーストによって
導通された状態を示す一部縦断面図である。

【図４】 （ａ）〜（ｈ）は実施の形態によるコンタク
トプローブの製作方法の各工程を示す図である。

【図５】 図３に示すグラウンドピンとグラウンドとの
導通ペーストを介した接続状態で、グラウンドピンと導
通ペーストとの位置がずれていた場合の接続状態を示す
縦断面図である。

【図６】 実施の形態によるコンタクトピンの変形例を
示す部分斜視図である。

【図７】 従来のコンタクトプローブを示すもので、
（ａ）はパターン配線側から見た平面図、（ｂ）は
（ａ）に示すパターン配線の一部のラインの部分拡大図
である。

【図８】 図７（ｂ）に示すコンタクトプローブの導通
ペーストを含むＡ−Ａ線部分縦断面図である

【図９】 グラウンドピンと導通ペーストの形成位置が
ずれている場合の図８と同様な部分縦断面図である

【図１０】 図７に示すコンタクトプローブをバーンイ
ンテストなどに用いるプローブ装置に装着した場合の、
プローブ装置の分解斜視図である。

【図１１】 図１０に示すプローブ装置の斜視図であ
る。

【図１２】 図１１に示すプローブ装置のコンタクトプ
ローブ装着状態で、コンタクトピンがＩＣチップの端子
に接触して、端子によってコンタクトピンが圧力を受け
る状態のＢ−Ｂ線中央縦断面の一部を示す図である。

【符号の説明】

２ グラウンド（金属フィルム層） ３ フィルム層 ４ 接着剤層 ２０ コンタクトプローブ ２２，２２′ コンタクトピン（第二の金属層） ２６，２６′ 拡幅部 ２９ 第一の金属層 ３４ 導通ペースト Ｃ ＩＣチップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 利昇 兵庫県三田市テクノパーク十二番の六 三 菱マテリアル株式会社三田工場内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のパターン配線がフィルム上に形成
   され、これらのパターン配線の各先端が前記フィルムか
   ら突出してコンタクトピンとされるコンタクトプローブ
   において、前記コンタクトピンに他の部分より拡張され
   ている拡張部が設けられていることを特徴とするコンタ
   クトプローブ。
2. 【請求項２】 前記拡張部は、前記フィルムとパターン
   配線とを結合する接着剤層に埋設されていることを特徴
   とする請求項１記載のコンタクトプローブ。
3. 【請求項３】 前記フィルムは樹脂フィルム層と金属フ
   ィルム層が積層されてなり、前記樹脂フィルム層を貫通
   して金属フィルム層と一部の前記コンタクトピンを導通
   する導通部材が設けられ、該導通部材は前記拡張部でコ
   ンタクトピンと接触させられていることを特徴とする請
   求項１または２記載のコンタクトプローブ。
4. 【請求項４】 フィルム上に複数のパターン配線を形成
   し、これらのパターン配線の各先端が前記フィルムから
   突出して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、 基板層の上に前記コンタクトピンの材質に被着または結
   合する材質の第一の金属層を形成する第一の金属層形成
   工程と、 前記第一の金属層の上にマスクを施してマスクされてい
   ない開口部に前記コンタクトピンとなる第二の金属層を
   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第二の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、 前記フィルムと第二の金属層とからなる部分と、前記基
   板層と第一の金属層とからなる部分とを分離する分離工
   程とを備えてなり、 前記めっき処理工程で、前記開口部にめっき処理してコ
   ンタクトピンを形成する際、第二金属層を前記開口部に
   隣接するマスク上に盛り上がるまで形成したことを特徴
   とするコンタクトプローブの製造方法。