KR100594074B1 - 콘택트 프로브 - Google Patents

Abstract

콘택트 프로브는, 도전성을 가지는 기판 위에 빈구멍부분을 가지는 수지형을 형성하고, 전기주조에 의해 상기 빈구멍부분을 금속으로 묻어서 제조되는 콘택트 프로브로서, 상기 금속이 코발트-텅스텐합금을 함유한다. 또는, 코발트-텅스텐합금 대신에 코발트-몰리브덴합금이어도 된다. 또는, 니켈, 코발트 또는 구리로 콘택트 프로브를 형성하고, 이것에 코발트-텅스텐합금 또는 코발트-몰리브덴합금의 피막을 형성하는 것으로도 내마모성을 올릴 수 있다. 코발트-텅스텐합금이나 코발트-몰리브덴합금 대신에 니켈-몰리브덴합금을 이용해도 된다.

Description

콘택트 프로브{CONTACT PROBE}

본 발명은, 반도체 IC칩이나 액정표시장치 등의 전기검사를 실시하기 위한 콘택트 프로브에 관한 것이다.

반도체기판이나 액정장치 등에 형성된 회로의 전기적인 검사에는, 복수의 콘택트 프로브를 피검사회로의 배열에 맞춰서 배치한 프로브카드로 이루어지는 검사장치가 이용된다.

콘택트 프로브에는, 검사대상인 패턴배선과의 확실한 접촉으로서, 또한 배선에 손상을 주지 않고, 또 반복 사용 가능한 정도의 적당한 접촉을 실시하기 위해, 접점기능을 가지는 선단부분과 꽉 누르는 기능을 가지는 스프링부분이 필요하다.

종래 이들은 각각 따로따로의 부품의 조합으로 구성하고 있었으나, 예를 들면, 특개 2000-l6224l호 공보나 특개평 11-337575호 공보에서는, 전기주조에 의해서 일체 형성하는 콘택트 프로브의 제조도 제안되고 있다. 이들의 콘택트 프로브에는, 전기주조 재료로서 구리, 니켈, 알루미늄, 로듐, 팔라듐, 텅스텐, 니켈-코발트합금 등의 사용이 가능하다.

특개평 9-34286호 공보에는, 전자사진장치용의 정착벨트에, 고열전도성, 고강성을 구비하게 하고, 또한 내열성, 내피로성이 뛰어난 것으로 하기 위해, 망간 0.05~0.6중량%를 함유한 니켈-망간합금으로 이루어지는 마이크로비커즈경도가 450~ 650의 무단형상 전기주조시트를 기체로서 정착벨트를 형성하는 기술이 개시되어 있다.

또한 특개평 11-44708호 공보에는, 재료로서 니켈-망간합금을 사용하여, 복수의 패턴배선이 필름 상에 형성되고, 패턴배선의 각 선단부분이 필름으로부터 돌출되어 이루어지는 콘택트 프로브가 개시되어 있다. 이러한 콘택트 프로브는, 망간을 0.05중량%이상 함유하는 니켈-망간합금으로 이루어지는 제1 금속층과, 제1 금속층보다 강인성 및 도전성이 높은 제2 금속층으로 이루어지며, 콘택트 프로브는 도중에 제2 금속층을 외부쪽으로 접어구부리고 있다. 동공보에서는, 이와 같은 콘택트 프로브는 고경도로서 반복 사용할 수 있는 강인성을 가진다고 되어 있다.

콘택트 프로브에는 피검사회로에 반복해서 꽉 눌러 사용 가능한 접점으로서의 경도, 탄성 및 내마모성이 필요하다. 또한 콘택트 프로브에는 번인(burn-in)테스트에서의 적용을 위해 고온하에서 사용해도 충분한 성능을 발휘할 수 있는 내열성도 필요하다. 상술의 2건의 공보에 각각 개시된 종래기술에서는, 경도, 내열성을 높이기 위해서 합금의 성분의 선택이나, 다른 종류 재료에 의한 피복이나, 형상의 미세화가 이루어지고 있었으나, 여전히 전기주조 재료의 경도는 마이크로비커즈경도로 기껏해야 600~700정도이며, 콘택트 프로브로서 반복 스크라이빙을 실시하는 것을 고려하면, 아직도 내마모성이 충분하지 않았다.

결국, 전기주조를 이용하여 일체 형성에 의해 제조되는 콘택트 프로브로서는, 기재의 재질 자체의 경도에 한계가 있기 때문에, 경도를 높이는데에도 한계가 있었다. 그 때문에, 경도, 탄성, 내마모성 및 내열성의 어느 하나에 있어서도 충분한 성능을 발휘하는 것은, 아직껏 개발되어 있지 않았다.

본 발명은, 경도, 탄성, 내마모성 및 내열성이 모두 뛰어난 콘택트 프로브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의거하는 콘택트 프로브의 하나의 국면에서는, 도전성을 가지는 기판 상에 수지형을 형성하고, 상기 수지형의 빈 구멍부분을 전기주조에 의해 금속으로 묻어 제조되고, 상기 금속은 니켈-망간합금이며, 그 평균결정입자 사이즈는 70nm이하로서, 결정의 X선회절에 의한 우선배향이 전기주조의 성장방향을 향하여 (lll)인 재료에 의해 제조된다. 이와 같은 콘택트 프로브는, 고온 하에서 사용해도 필요한 경도와 탄성을 가진다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의거하는 콘택트 프로브의 다른 국면에는, 도전성을 가지는 기판 상에 빈 구멍부분을 가지는 수지형을 형성하고, 전기주조에 의해 상기 빈 구멍부분을 금속으로 묻어서 제조되는 콘택트 프로브로서, 상기 금속이 코발트-텅스텐합금을 함유한다. 이 구성을 채용함으로써, 내마모성 및 내열성을 높일 수 있다. 코발트-텅스텐합금 대신에, 코발트-몰리브덴합금 또는 니켈-몰리브덴합금이라도 마찬가지이다. 또한, 내부가 다른 금속이어도, 표면에 상기 3종류의 합금의 어느 하나의 피막을 형성한 콘택트 프로브로 해도 된다.

도 1은, 본 발명에 의거하는 실시의 형태 1에 있어서의 콘택트 프로브의 사 시도

도 2는, 본 발명에 의거하는 실시의 형태 1에 있어서의 콘택트 프로브의 사용상황을 나타내는 설명도

도 3은, 본 발명에 의거하는 실시의 형태 1에 있어서의 콘택트 프로브의 제조방법의 레지스트형성공정 및 노광공정에 있어서의 단면도

도 4는, 본 발명에 의거하는 실시의 형태 l에 있어서의 콘택트 프로브의 제조방법의 레지스트제거공정에 있어서의 단면도

도 5는, 본 발명에 의거하는 실시의 형태 1에 있어서의 콘택트 프로브의 제조방법의 수지형에 금속층을 형성하는 공정에 있어서의 단면도

도 6은, 본 발명에 의거하는 실시의 형태 1에 있어서의 콘택트 프로브의 제조방법에 있어서의 연마 후의 수지형의 단면도

도 7은, 본 발명에 의거하는 실시의 형태 1에 있어서의 콘택트 프로브의 제조방법에 있어서의 수지형 제거 후의 단면도

도 8은, 본 발명에 의거하는 실시의 형태 1에 있어서의 콘택트 프로브의 단면도

도 9는, 본 발명에 의거하는 실시의 형태 1에 있어서의 콘택트 프로브의 제조방법의 수지체의 형성공정에 있어서의 단면도

도 l0는, 본 발명에 의거하는 실시의 형태 1에 있어서의 콘택트 프로브의 제조방법에 있어서의 수지체의 단면도

도 ll는, 본 발명에 의거하는 실시의 형태 1에 있어서의 콘택트 프로브의 제 조방법에 있어서의 연마 후의 수지체의 단면도

도 12는, 본 발명에 의거하는 실시의 형태 1에 있어서의 콘택트 프로브의 제조방법에 있어서의 연마 후의 수지체를 기반에 첩부한 상태의 단면도

도 13은, 본 발명에 의거하는 실시의 형태 l에 있어서의 콘택트 프로브의 평가에 있어서 사용하는 일체부분 마스크의 평면도

도 14는, 본 발명에 의거하는 실시의 형태 1의 실시예 5로 제조한 시험체에 대해서 X선회절한 결과를 표시하는 차트 도면

도 15는, 본 발명에 의거하는 실시의 형태 2에 있어서의 콘택트 프로브의 사시도

도 16은, 본 발명에 의거하는 실시의 형태 2에 있어서의 콘택트 프로브의 제조방법의 제 1의 공정의 설명도

도 17은, 본 발명에 의거하는 실시의 형태 2에 있어서의 콘택트 프로브의 제조방법의 제 2의 공정의 설명도

도 18은, 본 발명에 의거하는 실시의 형태 2에 있어서의 콘택트 프로브의 제조방법의 제 3의 공정의 설명도

도 l9는, 본 발명에 의거하는 실시의 형태 2에 있어서의 콘택트 프로브의 제조방법의 제 4의 공정의 설명도

도 20은, 본 발명에 의거하는 실시의 형태 2에 있어서의 콘택트 프로브의 제조방법의 제 5의 공정의 설명도

도 21은, 본 발명에 의거하는 실시의 형태 7에 있어서의 콘택트 프로브의 제 조방법의 제 1의 설명도

도 22는, 본 발명에 의거하는 실시의 형태 7에 있어서의 콘택트 프로브의 제조방법의 제 2의 설명도

도 23은, 본 발명에 의거하는 실시의 형태 7에 있어서의 콘택트 프로브의 제조방법의 제 3의 설명도

<도면의 참조부호 일람>

1: 플런저부 2: 스프링부

3: 리드선접속부 21: 절연기판

22: 가이드구멍 23: 플렉시블프린트회로

24: 피검사기판 25: 피검사회로

29: 기판 30: 도전성을 가지는 기판

31: 글라스기판 32: 도전층

33: 레지스트막 34: 마스크

35: X선 36: 노광부분

37: 금속층 38: (전기주조용형의)오목부

41: (볼록부를 가지는)금형 42: 수지형

43: 수지패턴프레임 51, 52: 전기주조용형

101, 102: 콘택트 프로브 (111): 니켈의 우선배향

(200): 우선배향

(실시의 형태 1)

본 발명에 의거하는 실시의 형태 l에 있어서의 콘택트 프로브(101)는, 도 1에 일예로서의 형상을 표시한 바와 같이 피검사회로에 접촉시키기 위한 플런저부 (1)와, 일단부분에서 플런저부(l)를 지지하는 스프링부(2)와, 스프링부(2)의 타단부분을 리드선에 전기적으로 접속하는 리드선접속부(3)를 구비하여, 플런저부(l)와 스프링부(2)와 리드선접속부(3)가 일체 형성되어 있다.

콘택트 프로브가 장착되는 프로브카드는 도 2에 표시한 바와 같이 구성된다. 절연기판(21)에는, 피검사회로(25)의 배열피치에 맞추고, 복수의 가이드구멍(22)이 형성된다. 각 가이드구멍(22)의 내부에는, 각각 콘택트 프로브(101)가 배치되어, 각 콘택트 프로브(101)의 선단부분은 절연기판(21)의 피검사기판(24)에 대향하는 측의 면으로부터 돌출하고 있다. 절연기판(2l)의 피검사기판(24)과 반대측의 면에 있어서는, 리드선으로서, 예를 들면 플렉시블프린트회로(FPC)(23) 등이 배치되어, 각 콘택트 프로브(101)의 리드선접속부(3)와 전기적으로 접속된다. 이와 같은 검사장치를 이용하여, 피검사회로(25)의 검사를 행한다.

이와 같은 콘택트 프로브에 있어서, 본 발명자들은 프로브카드에 사용하는 경우에 요구되는 성능이 이하와 같은 것을 발견하였다. 즉, 작은 스프링기구로 충분한 하중을 발생하기 위해서는, 영률은 180GPa이상이 바람직하고, 탄성한계는 l150MPa이상이 바람직하며, 1300MPa이상이 더욱 바람직하다. 또한 내마모성을 발휘하기 위해서는, 경도는 5000N/mm²이상이 바람직하며, 5800N/mm²이상이 더욱 바람직 하다. 또, 내열성에 관해서는, 150℃정도까지의 고온으로의 사용으로 이들의 성능을 만족시키는 것이 구하여진다.

본 발명에 있어서 콘택트 프로브의 재료가 되는 금속은, 니켈-망간합금으로 했다. 콘택트 프로브의 재료로서, 그 밖에도 니켈(Ni) 단독 또는 Ni-Co, Ni-W 등의 니켈계 합금 등을 생각할 수 있지만, 망간을 함유하지 않는 금속에서는 고온이 되면 유황취성(硫黃脆性)이 일어나 무르게 되기 쉽고, 내열성이 저하한다. 이와 같은 내열성이 저하하는 경향은, 200℃이상의 고온영역에 있어서 현저하다. 콘택트 프로브의 재료가 되는 금속에는 팔라듐(Pd), 로듐(Rh) 또는 루테늄(Ru) 등을 가할 수도 있지만, 재료가 고가가 된다고 하는 난점이 있다.

니켈-망간합금 내의 망간의 함유량은, 바람직하게는 0.0l중량%이상 0.3중량%미만이며, 보다 바람직하게는 0.01중량%이상 0.15중량%미만이다. 망간의 함유량이 O.01중량%보다 적으면 망간 배합의 효과가 작고, 내열성이 낮다. 한편 0.3중량%이상이면 내열성은 있지만, 높은 탄성한계를 유지할 수 없다.

니켈-망간합금에는 경도를 높이는 점에서 탄소를 함유시킬 수 있다. 니켈-망간합금 내의 탄소의 함유량은 0.02중량%이하가 바람직하고, 0.00l중량%이상 0.02중량%이하가 보다 바람직하며, 0.001중량%이상 0.0l중량%이하가 특히 바람직하다. 탄소의 함유량이 0.02중량%보다 많아지면 탄성한계가 저하한다.

니켈-망간합금에 있어서의 그 평균결정입자 사이즈는, 70nm이하로 할 필요가 있으며, 바람직하게는 50nm이하이다. 평균결정입자 사이즈가 70nm보다 커지면, 탄성한계와 경도의 쌍방이 모두 저하한다. 본원 발명에 있어서, 니켈-망간합금에 있어서의 망간의 함유량은 0.3중량%이하로 아주 적기 때문에 니켈-망간합금결정의 대부분은 니켈이 점유하고 있다.

니켈-망간합금에 있어서의 결정의 X선회절에 의한 우선배향은, 전기주조에 있어서의 니켈-망간합금의 층의 성장방향(액면(液面)방향)을 향해 (l11)이다. 우선배향이 (111)이외에서는 영률 및 탄성한계가 낮고, 콘택트 프로브에 가공하면 충분한 하중을 발생시키는 것이 곤란하다.

(콘택트 프로브의 제조방법)

콘택트 프로브의 제조방법은, 전기주조용형 형성공정, 전기주조용형에의 금속층 형성공정, 및, 전기주조용형 제거공정으로 이루어진다.

전기주조용형 형성공정으로서는, 리소그래피에 의한 공정과, 금형 등의 형프레임에 의한 공정의 어느 하나를 취할 수도 있다.

리소그래피에 의한 공정은, 레지스트형성공정, 노광공정 및 레지스트제거공정을 포함한다. 레지스트형성공정에서는, 도전성을 가지는 기판의 표면에 레지스트막을 형성한다. 기판으로서는, SUS, Cu, A1 등의 도전성기판, 또는 도 3에 표시한 바와 같이 Si, 글라스 등으로 이루어지는 기판(3l) 위에 Ti, Al, Cu 또는 이들을 조합한 금속을 스퍼터링에 의해 도전층(32)으로서 형성한 기판(30)을 이용할 수 있다. 노광공정에서는, 도 3에 표시한 바와 같이 레지스트막(33)에 대해서, 소망의 콘택트 프로브의 형상을 그린 마스크(34)를 이용하여, X선(35)을 조사한다. 경우에 따라서는, X선(35) 대신에 UV광이라도 된다. 레지스트제거공정에서는, 노광부분 (36)의 레지스트(33)를 현상에 의해 제거한다. 그 결과, 도 4에 표시한 바와 같이, 전기주조용형(51)이 형성된다.

금형에 의해 전기주조용형을 형성하는 공정에서는, 도 9에 표시한 바와 같 이, 볼록부를 가지는 금형(41)을 이용하여 사출성형 등의 몰드에 의해, 도 l0에 표시한 바와 같이 오목부를 가지는 수지형(42)을 형성한다. 이 후, 연마해서 도 l1에 표시한 바와 같이 오목부를 관통구멍으로 한 수지패턴프레임(43)으로 한다. 다음에 도 12에 표시한 바와 같이 수지패턴프레임(43)을, 도전성을 가지는 기판(30) 위에 첩부한다. 도전성을 가지는 기판(30)으로서는, 리소그래피에 의해 수지형을 제조하는 경우와 마찬가지의 기판(30)을 사용할 수 있고, SUS, Cu, Al 등의 도전성기판 또는 Si, 글라스 등으로 이루어지는 기판(31) 위에 Ti, A1, Cu 또는 이들을 조합한 금속을 스퍼터링에 의해 도전층(32)으로서 형성한 기판(30)을 이용할 수 있다.

전기주조용형을 형성한 후, 금속층 형성공정으로서, 도 5에 표시한 바와 같이 전기주조용형(5l)의 오목부(38)(도 4참조)에 금속층(37)을 형성한다. 금속층 (37)의 형성은 전기주조에 의해 실시한다. 전기주조란, 금속용액을 이용해서 기판 위에 금속층을 형성하는 것을 말한다. 계속해서 도 6에 표시한 바와 같이 연마 또는 연삭에 의해 소망한 두께에 맞춘다.

전기주조용형 제거공정에서는, 산소플라즈마에 의한 애싱 또는 X선 또는 UV광의 조사 후의 현상에 의해 기판(30) 상의 레지스트막(33)을 제거한다. 그 결과, 도 7에 표시하는 구조가 된다.

또, 수산화칼륨(KOH)에 의해서 기판(30)을 녹이거나 또는 드라이에칭 등에 의해 금속층(37)의 부분만을 꺼낸다. 그 결과, 도 8에 표시한 바와 같이 콘택트 프로브(101)를 얻을 수 있다. 즉, 이것이 도 1에 표시한 콘택트 프로브(101)이다.

이와 같은 제조방법을 채용함으로써, 플런저부와 스프링부와 리드선접속부가 일체가 된 콘택트 프로브를 용이하게 제조하는 것이 가능해져서, 콘택트 프로브의 미세화, 복잡화에도 대응할 수 있고, 조립의 작업도 불필요해진다.

(실시예)

표 1~3에 표시하는 망간농도, 탄소농도가 되도록, 술퍼민산니켈, 술퍼민산망간을 고루 합한 수용액을 조제하고, 활성탄에 의한 정제를 실시한 후, 피트방지제 및 광택제(부틴디올을 함유함)를 첨가했다.

콘택트 프로브로서의 특성을 평가하기 위해, 전술한 콘택트 프로브의 제조방법에 의해 시험체를 제조했다. 그 때, 도 13에 표시한 바와 같은 평면적 패턴을 가지는 마스크를 이용하여, Ti를 스퍼터링한 구리판 위에 도포한 레지스트에 대해 X선리소그래피에 의해 전기주조용형을 형성했다. 시험체의 두께는 모두 50μm로 했다.

실시예 1~7

표 1에 표시한 바와 같이, 모두 니켈-망간합금의 우선배향을 (111)로 하고, 또한 니켈-망간합금의 평균결정입자 사이즈를 50nm로 하고, 망간의 함유량만 다른 합금이 되도록 조정하여, 시험체를 제조했다.

비교예 1

망간을 함유하지 않는 점 이외는 실시예 1~7과 마찬가지로 해서 시험체를 제조했다.

비교예 2

평균결정입자 사이즈를 l00nm로 하는 점 이외는 실시예 4와 마찬가지로 해서 시험체를 제조했다.

비교예 3

우선배향을 (200)으로 하는 점 이외는 실시예 4와 마찬가지로 해서 시험체를 제조했다.

비교예 4

우선배향을 (200)으로 하는 점 이외는 실시예 5와 마찬가지로 해서 시험체를 제조했다. 제조한 시험체에 대해서 다음의 방법으로 평가했다.

(평가방법)

1. 우선배향

XRD(X-rayDiffractometry)에 의해 평가했다.

예로서, 실시예 5로 제조한 시험체에 대해서 X선회절을 한 결과를 도 14에 표시한다. 도 14로부터 시험체의 우선배향은 (l11)이며, (l11)회절/(200)회절의 피크강도비는 2이상이며, (111)회절/(220)회절의 피크강도비는 5이상이었다.

2. 평균결정입자 사이즈

XRD로부터 얻어진 회절데이터를 기초로, Willson법 및 Scherrer법에 의하여 결정입자 사이즈를 구했다. 또, 검증을 위해서 TEM(Transmission Electron Microscopy)상으로부터 직접 결정입자 사이즈를 확인했다.

3. 경도

재료의 경도는 유니버셜경도(HU)에 의해 구했다. 유니버셜경도는 주식회사 피샤·인스트르먼트 제의 경도계를 이용하여, IS0데크니컬레포트 TR14577 또는 DIN50359에 의거해서 평가했다.

4. 영률

영률은 상기의 경도계를 이용하여 측정하는 동시에, H0.05mm×W0.3mm×L1mm의 시험편을 작성하고, 굽힘시험을 행하는 것으로 하중-변위곡선으로부터 구했다. 또한, 양측정 모두 프와송비는 0.3으로서 계산했다.

5. 탄성한계

탄성한계는, 영률평가를 위한 상기 굽힘시험 결과로부터 구했다.

6. 내열성

내열성시험은, 샘플을 고온으로 유지한 상태에서 영률측정과 탄성한계를 측정함으로써 행했다. 영률 또는 탄성한계가 30%이상 저하했을 경우를 열화했다고 평가했다. 또한, 시험 중에 샘플이 파손했을 경우도 열화했다고 평가했다.

또한, 내열성은 다음의 기준으로 평가했다.

○: 150℃에서 10일간 유지 후, l50℃ 하에서의 측정에 있어서 열화가 인정되지 않았다.

△: 150℃에서 2일간 유지 후, 150℃ 하에서의 측정에 있어서 열화가 인정되었다.

×: 100℃에서 l0시간 유지 후, 10O℃ 하에서의 측정으로 시험편이 파손했다.

시험체의 평가결과를 표 1에 표시한다. 또한, 내열성 이외의 항목은 실온에서의 측정치이다.

실시예 1~7과 비교예 1의 결과로부터 분명한 것과 같이, 망간을 함유시킴으로써 내열성이 향상하고, 충분한 내열성을 얻을 수 있는 점에서 망간의 농도는 O.0l중량%이상이 바람직한 것을 알 수 있었다. 한편, 망간농도가 0.3중량%이상이 되면 탄성한계가 1000MPa이하로 되어, 탄성한계를 높게 유지할 수 없는 것을 알 수 있었다.

실시예 4와 비교예 3, 또는 실시예 5와 비교예 4의 결과로부터 분명한 것과 같이, 우선배향이 (111)의 경우는 (200)의 경우에 비해서, 경도, 영률, 탄성한계가 모두 향상하고 있는 것을 알 수 있었다.

실시예 8 및 9

니켈-망간합금의 평균결정입자 사이즈를, 30nm 또는 70nm으로 한 것 이외는, 실시예 4와 마찬가지로 해서 시험체를 제조했다.

얻어진 시험체에 대한 평가결과를, 실시예 4와 비교예 2의 결과와 합해서 표 2에 표시한다.

표 2의 결과로부터 분명한 것과 같이, 니켈-망간합금의 평균결정입자 사이즈가 크게됨에 따라서 경도와 탄성한계가 저하하고, 경도를 HU5000보다 크게하자면, 니켈-망간합금의 평균결정입자 사이즈를 70nm이하로 할 필요가 있는 것을 알 수 있었다.

실시예 10~14

망간농도를 0.1중량%로 하고, 니켈-망간합금의 평균결정입자 사이즈를 50nm로 하고, 첨가제로서의 부틴디올량의 조정에 의해 니켈-망간합금 중의 탄소농도만을 변화시켜서 시험체를 제조했다.

얻어진 시험체에 대한 평가결과를 표 3에 표시한다.

표 3의 결과로부터 분명한 것과 같이, 탄소의 함유량이 증가함에 따라서 경도가 높아지는 것을 알 수 있었다.

이상과 같이, 본 발명에 의거한 실시의 형태에 의하면, 니켈-망간합금의 평균결정입자 사이즈가 70nm이하로서, 니켈-망간합금결정의 우선배향이 (111)인 니켈-망간합금을 재료로서 이용하는 것으로써, 탄성, 경도 등이 필요한 성능과 내열성이 모두 뛰어난 콘택트 프로브를 제공할 수 있다.

(실시의 형태 2)

(구성)

본 발명에 의거하는 실시의 형태 2에 있어서의 콘택트 프로브(102)를 도 15에 표시한다. 이 콘택트 프로브(102)는, 실제로 피검사물에 접촉하는 플런저부(1)와, 이것을 지지하는 스프링부(2)와, 검사장치측에 고정되는 리드선접속부(3)가 코발트-텅스텐합금에 의해 일체적으로 형성되어 있다. 이 콘택트 프로브(102)는 도 13에 표시한 평면적인 패턴에 일정한 두께를 갖게 한 형상을 하고 있다.

(제조방법)

도 l6~도 20을 참조하여, 본 발명에 의거한 실시의 형태 2의 콘택트 프로브의 제조방법에 대해서 설명한다.

우선, 도 16에 표시한 바와 같이, 도전성을 가지는 기판(29)의 윗면에 레지스트막(33)을 형성한다. 기판(29)으로서는, SUS, Cu, A1 등의 금속기판이 사용 가능하다. 기판(29) 대신에, Si기판, 글라스기판 등도 사용 가능하나, Si기판, 글라스기판 등의 경우에는, 미리 윗면에, Ti, Al, Cu 또는 이들을 조합한 금속을 스퍼 터링하고, 표면에 밑바탕도전층을 형성한 것을 이용한다.

도 16에 표시한 바와 같이, 마스크(34)를 이용하고, 레지스트막(33)의 표면에 X선(35)을 조사한다. 여기에서는, X선리소그래피를 이용한 방법을 채용하고 있으나, X선 대신에 UV(자외선)를 조사하는 UV리소그래피를 이용해도 된다. 어쨌든, 현상 후, 노광부분(36)의 레지스트를 제거한다. 그 결과, 도 17에 표시한 바와 같이, 오목부(38)를 가지는 전기주조용형(52)이 형성된다.

도 18에 표시한 바와 같이, 전기주조를 실시하고, 오목부(38)를 코발트-텅스텐합금으로 이루어지는 금속층(37)으로 묻는다. 이 전기주조는, 황산코발트, 텅스텐산나트륨, 글루콘산나트륨, 시트르산, 그 외 첨가제를 적당량 혼합한 도금액에 의하여 행할 수 있다. 그 후, 도 19에 표시한 바와 같이, 윗면을 연삭 또는 연마하여, 소망하는 두께에 맞춘다.

애싱 또는 재조사 후의 현상에 의하여 기판(29) 위에 남아 있던 레지스트막 (33)을 제거하고, 에칭 등으로 기판(29)을 제거한다. 그 결과, 도 20에 표시한 바와 같이 금속층(37)만을 꺼냄으로써, 콘택트 프로브(102)의 단체를 얻을 수 있다. 기판(29)을 제거하기 위한 에칭으로서는, 웨트에칭, 드라이에칭의 양쪽이 사용 가능하다.

(작용·효과)

상술한 바와 같이 해서 제작한 콘택트 프로브의 경도를 마이크로비커즈계로 측정한 바, 통상의 니켈 또는 코발트제의 콘택트 프로브가 겨우 600Hv인 것에 대해, 이것을 크게 상회하는 720Hv였다.

이 콘택트 프로브를 알루미늄판에 억눌러 스크라이빙시키는 마모시험을 10000회 반복하고, 알루미늄판과의 접촉점의 마모량을 측정한 바, 마모량은 니켈제의 콘택트 프로브의 경우의 마모량의 19%이었다.

(실시의 형태 3)

실시의 형태 2와 마찬가지의 제조방법을 행하여, 도 18에 표시하는 전기주조 시에, 오목부(38)를 코발트-텅스텐합금으로 이루어진 금속층(37)으로 묻는 대신에, 코발트-몰리브덴합금으로 이루어진 금속층으로 묻는다. 이 전기주조는, 황산코발트, 몰리브덴산나트륨, 시트르산, 그 외 첨가제를 적당량 혼합한 도금액에 의해 행할 수 있다. 실시의 형태 2와 마찬가지로, 도 l5에 표시한 바와 같은 형상의 콘택트 프로브를 코발트-몰리브덴합금으로 형성했다.

(작용·효과)

상술한 바와 같이 해서 제작한 콘택트 프로브의 경도를 마이크로비커즈계로 측정한 바 700Hv였다.

이 콘택트 프로브로 실시의 형태 2와 동일한 마모시험을 행하고, 마모량을 측정한 바, 마모량은 니켈제의 콘택트 프로브의 경우의 마모량의 14%이었다.

(실시의 형태 4)

실시의 형태 2의 제조방법에 있어서, 전기주조 조건을 바꾸어, 코발트-텅스텐합금 중의 텅스텐의 함유율을 증가시켜 간 바, 25중량%보다 많이 함유시키면 콘택트 프로브 내에 균열이 생겨, 스프링부(2)가 스프링으로서 기능하지 않게 되는 것이 확인되었다. 따라서, 텅스텐의 함유율은, 0중량%보다 크고, 25중량%이하인 것 이 바람직하다.

(실시의 형태 5)

실시의 형태 3의 제조방법에 있어서, 전기주조 조건을 바꾸어, 코발트-몰리브덴합금 내의 몰리브덴의 함유량을 증가시켜 간 바, 18중량%보다 많이 함유시키면 콘택트 프로브 내에 균열이 생겨, 스프링부(2)가 스프링으로서 기능하지 않게 되는 것이 확인되었다. 따라서, 몰리브덴의 함유율은, 0중량%보다 크고, 18중량%이하인 것이 바람직하다.

(실시의 형태 6)

실시의 형태 2와 동일한 제조방법에 의하여, 니켈제의 콘택트 프로브를 2개 제작했다. 이들의 콘택트 프로브의 경도를 측정한 바 550Hv였다. 이 중 1개의 콘택트 프로브의 표면에 두께 0.5μm의 코발트-몰리브덴합금의 피막을 형성했다. 피막이 있는 것과 없는 것의 양쪽으로서 실시의 형태 2에 표시한 것과 마찬가지의 마모시험을 행해서, 마모량을 측정한 바, 피막있는 콘택트 프로브의 마모량은, 피막없는 콘택트 프로브의 경우의 35%이었다. 이것으로부터, 표면에 코발트-몰리브덴합금의 피막을 형성하는 것이 내마모성을 높이는 데에 도움이 되고 있는 것을 알 수 있었다.

또한, 피막은, 코발트-텅스텐합금이어도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 내부의 금속은, 니켈 이외에 코발트, 구리 등이어도 된다.

(실시의 형태 7)

(제조방법)

도 9~도 11, 도 21~도 23, 도 20을 참조하여, 본 발명에 의거한 실시의 형태 7의 콘택트 프로브의 제조방법에 대해서 설명한다.

도 9에 표시한 바와 같이, 콘택트 프로브의 형상을 볼록형으로 가지는 금형(41)을 이용하여, 사출성형 등에 의해 수지형(42)을 형성한다. 이 결과, 도 l0에 표시한 바와 같이, 콘택트 프로브의 형상을 오목형으로 가지는 수지형(42)을 얻는다. 이 수지형(42)을 연마하여 오목부를 관통시켜, 도 11에 표시한 바와 같은 수지패턴프레임(43)을 제작한다. 도 21에 표시한 바와 같이, 실시의 형태 2에서 이용한 것과 마찬가지의 기판(29)을 준비하여, 그 윗면에 수지패턴프레임(43)을 첩부한다. 도 22에 표시한 바와 같이, 전기주조를 행하고, 오목부(38)를 코발트-텅스텐합금 또는 코발트-몰리브덴합금으로 이루어지는 금속층(37)으로 묻는다. 그 후, 도 23에 표시한 바와 같이, 윗면을 연삭 또는 연마하여, 소망하는 두께로 갖춘다.

애싱 또는 재조사 후의 현상에 의하여 기판(29) 위에 남아 있던 수지패턴프레임(43)을 제거하고, 에칭 등에 의해서 기판(29)을 제거한다. 기판(29)을 제거하는 에칭으로서는, 웨트에칭, 드라이에칭의 양쪽이 사용 가능하다. 그 결과, 금속층(37)만을 꺼내는 것에 의해서, 도 20에 표시한 바와 같이 콘택트 프로브(102)를 얻을 수 있다.

(작용 ·효과)

이와 같은 제조방법에 의해서도, 재질을 코발트-텅스텐합금 또는 코발트-몰리브덴합금으로 하는 것으로써 내마모성이 높은 콘택트 프로브를 얻을 수 있다.

또한, 실시의 형태 2, 7 어느 하나의 제조방법에 있어서도나, 전기주조 개시 면과 전기주조 종료면에 있어서 함유되는 텅스텐 또는 몰리브덴의 함유율의 차이가 큰 경우는, 콘택트 프로브의 편(偏)마모의 원인이 된다. 편마모를 문제가 되지 않는 정도로 억제하려면, 전기주조 개시면과 전기주조 종료면과의 함유율의 차이가, 전기주조 종료면의 함유율의 25%이내인 것이 바람직하다.

(실시의 형태 8)

실시의 형태 2와 마찬가지의 제조방법을 행하고, 이 제조방법 중 도 18에 표시하는 전기주조 시에, 오목부(38)를 코발트-텅스텐합금으로 이루어지는 금속층(37)으로 묻는 대신에, 니켈-몰리브덴합금으로 이루어지는 금속층으로 묻는다. 이 전기주조는, 황산니켈, 몰리브덴산나트륨, 글루콘산나트륨, 시트르산, 기타 첨가제를 적당량 혼합한 도금액에 의하여 행할 수 있다. 그 결과, 도 15에 표시한 바와 같은 형상의 콘택트 프로브를 니켈-몰리브덴합금으로 형성했다.

(작용·효과)

상술한 바와 같이 해서 제작한 콘택트 프로브의 경도를 마이크로비커즈계로 측정한 바 700Hv였다. 또한, 통상의 니켈 또는 코발트제의 콘택트 프로브에서는 600Hv이기 때문에, 본 실시의 형태의 콘택트 프로브는 경도에 있어서 이것을 상회하고 있다.

이 콘택트 프로브로 실시의 형태 2와 동일한 마모시험을 행하고, 마모량을 측정한 바, 마모량은 니켈제의 콘택트 프로브의 경우의 마모량의 20%이었다.

상술의 제조방법에 있어서, 전기주조 조건을 바꾸고, 니켈-몰리브덴합금 중의 몰리브덴의 함유율을 증가시켜 갔던 바, 25중량%보다 많이 함유시키면 콘택트 프로브 내에 균열이 생겨, 스프링부(2)가 스프링으로서 기능하지 않게 되는 것이 확인되었다. 따라서, 몰리브덴의 함유율은, 0중량%보다 크고, 25중량%이하인 것이 바람직하다.

(실시의 형태 9)

실시의 형태 7과 마찬가지의 제조방법을 행하고, 도 22에 표시하는 전기주조 시에, 오목부(38)를 코발트-텅스텐합금 또는 코발트-몰리브덴합금으로 이루어지는 금속층(37)으로 묻는 대신에, 니켈-몰리브덴합금으로 이루어지는 금속층으로 묻는다. 그 결과, 도 15에 표시하는 바와 같은 형상의 콘택트 프로브를 니켈-몰리브덴합금으로 형성했다. 이와 같이 해서 제조한 콘택트 프로브에 의해서도, 실시의 형태 8과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있었다.

(실시의 형태 10)

실시의 형태 6과 마찬가지로, 니켈제의 콘택트 프로브의 표면에 두께 0.5μm의 니켈-몰리브덴합금의 피막을 형성했다. 피막이 있는 것과 없는 것의 양쪽으로서, 실시의 형태 2에 표시한 것과 마찬가지의 마모시험을 행하고, 마모량을 측정한 바, 피막있는 콘택트 프로브의 마모량은, 피막없는 것의 콘택트 프로브의 경우의 38%이었다. 이것으로서, 표면에 니켈-몰리브덴합금의 피막을 형성하는 것이 내마모성을 높이는 것에 도움이 되고 있다는 것을 알 수 있다.

또한, 내부의 금속은, 니켈 이외에 코발트, 구리 등이어도 된다.

(실시의 형태 11)

실시의 형태 8의 제조방법으로 몰리브덴 함유량 20%의 니켈-몰리브덴합금제 의 콘택트 프로브를 제작했다. 이 콘택트 프로브의 전기저항을 측정한 바, 니켈제의 콘택트 프로브에 비해서 약 7배의 3.5Ω였다. 이 니켈-몰리브덴합금제의 콘택트 프로브에 300℃의 열처리를 실시하여, 니켈-몰리브덴합금의 금속결정을 일부, 규칙합금화시켰던 바, 전기저항은, 니켈제의 콘택트 프로브와 거의 동일한 0.6Ω에까지 내려갔다. 또한, 경도는 열처리전에 비커즈경도 720Hv이었던 것이 780Hv에까지 오르고 있었다. 따라서, 본 실시의 형태에서는, 콘택트 프로브의 경도를 600Hv이상으로 유지하면서, 전기저항을 니켈제의 경우와 동등하게 억제할 수 있어서, 매우 바람직하다.

또한, 실시의 형태 8, 9 어느 하나의 제조방법에 있어서도, 전기주조 개시면과 전기주조 종료면에 있어서 함유되는 몰리브덴의 함유율의 차이가 큰 경우는, 콘택트 프로브의 편마모의 원인이 된다. 편마모를 문제가 되지 않는 정도로 억제하려면, 전기주조 개시면과 전기주조 종료면과의 함유율의 차이가, 전기주조 종료면의 함유율의 25%이내인 것이 바람직하다.

본 발명은, 반도체 IC칩이나 액정표시장치 등의 전기검사를 행하기 위한 콘택트 프로브에 적용할 수 있다.

Claims (15)

1. 도전성을 가지는 기판 위에 수지형을 형성하고, 상기 수지형의 빈구멍부분을 전기주조에 의해 금속으로 묻어서 제조되는 콘택트 프로브로서, 상기 금속이 니켈-망간합금이며, 그 평균결정입자 사이즈가 70nm이하로서, 결정의 X선회절에 의한 우선배향이 전기주조의 성장방향을 향해서 (111)인 것을 특징으로 하는 콘택트 프로브.
2. 제 1항에 있어서, 상기 평균결정입자 사이즈는 50nm이하인 것을 특징으로 하는 콘택트 프로브.
3. 제 1항에 있어서, 상기 니켈-망간합금은, 망간을 0.01중량%이상 0.3중량%미만 함유하는 것을 특징으로 하는 콘택트 프로브.
4. 제 1항에 있어서, 상기 니켈-망간합금은 탄소를 함유하는 것을 특징으로 하는 콘택트 프로브.
5. 제 4항에 있어서, 상기 니켈-망간합금은, 탄소를 0.02중량%이하 함유하는 것을 특징으로 하는 콘택트 프로브.
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