| 【発明の名称】 |
コンタクトプローブ及びその製造方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】佐々木 勇人
【氏名】加藤 直樹
【氏名】吉田 秀昭
【氏名】石井 利昇
|
| 【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。 |
【特許請求の範囲】
【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。
【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。
【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。
【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。
|
【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５Ａ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２２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２０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２２Ａ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３０ａ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２６′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。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６２６４
【氏名又は名称】三菱マテリアル株式会社
|
| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１２月１５日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】志賀 正武 （外１１名）
|
| 【公開番号】 |
特開平１１−１７４０８６ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）７月２日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−３４５５５４ |
|