JP3219008B2 - コンタクトプローブおよびその製造方法と前記コンタクトプローブを備えたプローブ装置 - Google Patents
コンタクトプローブおよびその製造方法と前記コンタクトプローブを備えたプローブ装置Info
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Description
ケットピン等として用いられ、プローブカードやテスト
用ソケット等に組み込まれて半導体ICチップや液晶デ
バイス等の各端子に接触して電気的なテストを行うコン
タクトプローブおよびその製造方法と前記コンタクトプ
ローブを備えたプローブ装置に関する。
半導体チップ又はLCD(液晶表示体)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
用いられている。近年、ICチップ等の高集積化および
微細化に伴って電極であるコンタクトパッドが狭ピッチ
化されるとともに、コンタクトピンの多ピン狭ピッチ化
が要望されている。しかしながら、コンタクトピンとし
て用いられていたタングステン針のコンタクトプローブ
では、タングステン針の径の限界から多ピン狭ピッチへ
の対応が困難になっていた。
27号公報に、複数のパターン配線が樹脂フィルム上に
形成されこれらのパターン配線の各先端が前記樹脂フィ
ルムから突出状態に配されてコンタクトピンとされるコ
ンタクトプローブの技術が提案されている。この技術例
では、複数のパターン配線の先端部をコンタクトピンと
することによって、多ピン狭ピッチ化を図るとともに、
複雑な多数の部品を不要とするものである。
において、所望の接触圧を得るためにコンタクトピンの
押し付け量を増減させているが、大きな接触圧を得るた
めには大きな押し付け量が必要となる。しかしながら、
上記のコンタクトプローブは、パターン配線の先端部、
すなわちコンタクトピンがNi(ニッケル)で形成され
ているため、硬度がHv300程度しか得られず、硬度
が低いために過度の接触圧が加わることによりコンタク
トピンが湾曲・変形してしまうため、押し付け量に限界
があり大きな接触圧が得られなかった。この結果、電気
的測定に十分な接触圧が得られず、接触不良を起こす原
因となっていた。
する際に、サッカリン等の添加剤を投入する手段がある
が、この場合、常温でHv350以上の硬度を維持する
ことが可能であるが、サッカリン等の添加剤にはS(硫
黄)が含まれているために高温加熱、例えば300℃で
加熱すると、硬度がHv200以下にまで急激に低下し
てしまう不都合が生じる。このため、上記のコンタクト
プローブを、高温下に置くことがある場合、特に、バー
ンインテスト用チップキャリア等に用いることができな
かった。
ね備え、高温加熱後でも高硬度を安定して維持すること
ができるニッケル−マンガン(Ni−Mn)合金製のコ
ンタクトプローブが提案されている。
形成されるICチップ等の各端子(パッド)は、その表
面が空気中で酸化して、薄いアルミニウムの表面酸化膜
で覆われた状態となっている。したがって、パッドの電
気的テストを行うには、表面のアルミニウムの表面酸化
膜を剥離させ、内部のアルミニウムを露出させて、導電
性確保する必要がある。
は、コンタクトピンをパッドの表面に接触させつつ、オ
ーバードライブをかける(コンタクトピンがパッドに接
触してからさらに下方に向けて引き下げる)ことによ
り、コンタクトピンの先端でパッド表面のアルミニウム
の表面酸化膜を擦り取り、内部のアルミニウムを露出さ
せるようにしている。上述した作業は、スクラブ(scru
b)と呼ばれ、電気的テストを確実に行う上で重要とされ
る。
にパッドの下地が傷つくのを防止するためには、コンタ
クトピンのパッドに対する接触角を十分な大きさまで確
保することが必要とされる。その理由は、接触角が小さ
いと、表面のアルミニウムの排斥量が著しく大きくな
り、パッド下地にまで影響を及ぼすという理由からであ
る。
ンタクトピン600の途中位置Vにて折曲させたコンタ
クトプローブ601が提案されている。このコンタクト
プローブ601では、コンタクトピン600の先端部と
基端部とで測定対象物(パッド)に対する角度を変える
ことができ、コンタクトピン600の基端部のパッドに
対する角度、すなわち、フィルム602のパッドに対す
る角度を大きくすることなく、コンタクトピン600の
先端部とパッドの角度(接触角)を大きくすることが可
能となる。すなわち、このコンタクトプローブ601で
は、スクラブ距離が過度に大きくなることがなく、か
つ、プローブ装置の高さを大きくすることなく、スクラ
ブ時にパッドの下地が傷つくことを防止することができ
るという利点がある。
クトピン600を有するコンタクトプローブ601は、
上述したNi−Mn合金製のコンタクトピンを採用した
場合に、図40に示すように、該コンタクトピン600
をその途中位置Vにて折曲して作製すると、屈曲部分の
外側に亀裂や破断等が生じる場合があった。また、折曲
時に亀裂等が生じていなくても、繰り返しの使用により
屈曲部分の外側に亀裂等が発生するおそれがあった。こ
の原因は、上記Ni−Mn合金製のコンタクトプローブ
において、硬度を向上させるためにMnを一定濃度以上
含有させなければならないが、この場合にコンタクトピ
ンにおける靱性が低下してしまい、折曲時に屈曲部分の
外側が最も伸ばされるために亀裂等が生じてしまうため
である。
ので、折曲における屈曲部分の亀裂等を抑制するコンタ
クトプローブおよびその製造方法と前記コンタクトプロ
ーブを備えたプローブ装置を提供することを目的とす
る。
決するために以下の構成を採用した。すなわち、請求項
1記載のコンタクトプローブでは、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
が前記フィルムから突出状態に配されてコンタクトピン
とされるコンタクトプローブであって、前記コンタクト
ピンは、その途中位置の両側面に切欠部が形成され、か
つ前記途中位置で厚さ方向に折曲されている技術が採用
される。
ピンの途中位置の両側面に切欠部が形成され、かつ前記
途中位置で厚さ方向に折曲されているので、折曲により
圧縮され強い応力が加わる屈曲部分内側において、切欠
部が塑性変形の逃げ部となり、変形容易部となることか
ら、前記応力が分散・緩和される。これに伴って、屈曲
部分内側の圧縮応力によって生じる屈曲部分外側を引き
伸ばす応力自体も同時に緩和されることから、屈曲部分
の亀裂等が抑制される。また、折曲による屈曲部分が必
ず前記切欠部が形成された前記途中位置で形成されるの
で、折り曲げ位置が正確に得られるとともに、前記途中
位置からコンタクトピンの先端までの長さが高精度で得
られ、コンタクトピンの高さばらつきが抑えられる。
請求項1記載のコンタクトプローブにおいて、少なくと
も前記コンタクトピンは、ニッケル−マンガン合金で形
成され、該ニッケル−マンガン合金は、マンガンが0.
05重量%から1.5重量%の範囲内で含まれている技
術が採用される。
クトピンが、マンガンが0.05重量%から1.5重量
%の範囲内で含まれているニッケル−マンガン合金で形
成されているので、前記コンタクトピンは、高温加熱
後、例えば、500℃で加熱した後でもHv350以上
の硬度を有する。すなわち、Ni−Mn合金は高温加熱
によっても硬度が極度に低下することがない。さらに、
マンガン(Mn)量が0.05重量%未満では、Hv3
50以上の硬度が得られず、1.5重量%を越えると、
コンタクトピンの応力が増大してしまい湾曲するおそれ
があるとともに非常に脆く靱性が低下してしまうため、
上記範囲内にMn含有量を設定することにより、コンタ
クトプローブとして必要な高硬度および靱性が得られ
る。特に屈曲部分においても高硬度および高靱性が得ら
れるので、折曲時および繰り返しの使用においても屈曲
部分外側における亀裂等の発生が抑制される。
請求項1記載のコンタクトプローブにおいて、前記コン
タクトピンは、マンガン濃度が0.05重量%以上に設
定された高マンガン合金層と、該高マンガン合金層より
低いマンガン濃度に設定された低マンガン合金層とを具
備してなり、前記途中位置にて前記低マンガン合金層側
を外側にして折曲されている技術が採用される。
合金層がマンガン濃度0.05重量%以上のNi−Mn
合金であるので、常温および高温加熱後、すなわち50
0℃で加熱した後でもHv350以上の高硬度が得られ
る。さらに、高マンガン合金層より低いマンガン濃度の
Ni−Mn合金で形成されている低マンガン合金層側を
外側にして折曲されているので、高マンガン合金層単層
で形成された場合に比べて屈曲部分の外側の靱性が高く
なり、前記切欠部の効果と相俟って、屈曲部分の外側の
亀裂等の発生がさらに抑制される。
請求項1から3のいずれかに記載のコンタクトプローブ
において、前記フィルムには、金属フィルムが直接張り
付けられて設けられている技術が採用される。
ムが、例えば水分を吸収して伸張し易い樹脂フィルム等
であっても、該フィルムには、金属フィルムが直接張り
付けられて設けられているため、該金属フィルムによっ
て前記フィルムの伸びが抑制される。すなわち、各コン
タクトピンの間隔にずれが生じ難くなり、前記切欠部に
よる正確な屈曲位置と相俟って、先端が測定対象物に正
確かつ高精度に当接させられる。さらに、該金属フィル
ムは、グラウンドとして用いることができ、それによ
り、コンタクトプローブの先端近くまでインピーダンス
マッチングをとる設計が可能となり、高周波域でのテス
トを行う場合にも反射雑音による悪影響を防ぐことがで
きる。すなわち、プローバーと呼ばれるテスターからの
伝送線路の途中で基板配線側とコンタクトピンとの間の
特性インピーダンスが合わないと反射雑音が生じ、その
場合、特性インピーダンスの異なる伝送線路が長ければ
長いほど大きな反射雑音が生じるという問題がある。反
射雑音は信号歪となり、高周波になると誤動作の原因に
なり易い。本コンタクトプローブでは、前記金属フィル
ムをグラウンドとして用いることにより、コンタクトピ
ン先の近くまで基板配線側との特性インピーダンスのず
れを最小限に抑えることができ、反射雑音による誤動作
を抑えることができる。
請求項4記載のコンタクトプローブにおいて、前記金属
フィルムには、第二のフィルムが直接張り付けられて設
けられている技術が採用される。
ィルムに第二のフィルムが直接張り付けられて設けられ
ているため、配線用基板が金属フィルムの上方に配され
る場合には、配線用基板の基板側パターン配線や他の配
線が金属フィルムと直接接触しないのでショートを防ぐ
ことができる。また、樹脂フィルムの上に金属フィルム
が張り付けられて設けられているだけでは、金属フィル
ムが露出しているため、大気中で酸化が進行してしまう
が、本発明では、第二のフィルムが金属フィルムを被覆
してその酸化を防止する。
1から5のいずれかに記載のコンタクトプローブと、前
記フィルム上に配されて該フィルムから前記コンタクト
ピンよりも短く突出する強弾性フィルムと、該強弾性フ
ィルムと前記コンタクトプローブとを支持する支持部材
とを備えている技術が採用される。
ムが設けられ、該強弾性フィルムがコンタクトピンの先
端側を上方から押さえるため、ピン先端が上方に湾曲し
たものが存在しても、各ピンに均一な接触圧が得られ
る。すなわち、前記切欠部による正確な屈曲位置と相俟
って、測定対象物にコンタクトピンの先端を確実に当接
させることができるところから、接触不良による測定ミ
スをさらに低減することができる。
4に記載のコンタクトプローブと、前記金属フィルム上
に配されて突出した強弾性フィルムと、該強弾性フィル
ムと前記コンタクトプローブとを支持する支持部材とを
備え、前記コンタクトピンの前記金属フィルムからの突
出長さをX1、前記フィルムの前記金属フィルムからの
突出長さをX2としたとき、X1>X2とする構成を採
用し、前記フィルムは、前記強弾性フィルムが前記コン
タクトピンを押圧するときに緩衝材となるように前記強
弾性フィルムよりも先端側に長く形成されている技術が
採用される。
記強弾性フィルムよりも先端側に長く形成されて該強弾
性フィルムがコンタクトピンを押圧するときに緩衝材と
なるため、繰り返し使用しても、強弾性フィルムとの摩
擦によりコンタクトピンが歪んで湾曲すること等がな
く、前記切欠部による正確な屈曲位置と相俟って、測定
対象物に対して安定した接触を保つことができる。
方法では、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を前記フィルムから突出状
態に配してコンタクトピンとす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1の金属層を形成す
る第1の金属層形成工程と、前記第1の金属層の上にマ
スクを施してマスクされていない部分に、前記コンタク
トピンに供される第2の金属層をメッキ処理により形成
するメッキ処理工程と、前記マスクを取り除いた第2の
金属層の上に前記コンタクトピンに供される部分以外を
カバーする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2の金属層とからなる部分と、前
記基板層と第1の金属層とからなる部分とを分離する分
離工程と、前記コンタクトピンを、その途中位置で厚さ
方向に折曲させるコンタクトピン折曲工程とを備えてな
り、前記メッキ処理工程は、前記マスクを施す際に前記
途中位置に供される部分の両側に切り欠き形状のマスク
されていない部分である切欠形成部を形成することによ
り、メッキ形成される前記第2の金属層の前記途中位置
に供される部分の両側面に切欠部を形成する技術が採用
される。
メッキ処理工程において、マスクを施す際に前記途中位
置に供される部分の両側に切欠形成部を形成するので、
コンタクトピンとなる第2の金属層の前記途中位置に供
される部分における両側面に切欠部を形成することがで
きる。さらに、形成されたコンタクトピンをコンタクト
ピン折曲工程において、前記途中位置で厚さ方向に折曲
させるので、切欠部が塑性変形の逃げ部となって屈曲部
分の内側に集中する圧縮応力を分散・緩和すると同時
に、外側を引き伸ばす応力も緩和して折曲時に生じる屈
曲部分外側の亀裂等が抑制される。また、単にマスク図
面の変更によって所望の位置及び形状の切欠部を容易に
得られるとともに、コンタクトピン折曲工程において、
切欠部が形成された前記途中位置で必ず折曲されるの
で、前記途中位置からコンタクトピンの先端までの長さ
が高精度で得られ、コンタクトピンの高さばらつきが抑
えられる。さらに、従来折曲後に行われていたコンタク
トピンの研磨工程、すなわちコンタクトピンの高さを一
定にするために先端を一本一本研磨し成形する工程が不
要となる。
方法では、請求項8記載のコンタクトプローブの製造方
法において、前記切欠形成部は、形成される前記コンタ
クトピンの幅方向の切り欠き深さが該コンタクトピンの
幅に対して5%から20%の範囲内に設定される技術が
採用される。
切欠形成部における形成されるコンタクトピンの幅方向
の切り欠き深さがコンタクトピンの幅に対して5%未満
にすると、折曲させた際の切欠部による応力緩和の効果
がほとんど得られず、また、20%を越えると切欠部が
大きくなり過ぎてコンタクトピンとして必要な強度が維
持できないため、上記の範囲内に設定することにより、
良好な応力緩和効果と強度が維持される。
造方法では、請求項8または9記載のコンタクトプロー
ブの製造方法において、前記切欠形成部は、形成される
前記コンタクトピンの長さ方向の切り欠き長さが該コン
タクトピンの厚さに対して1.5倍から3倍の範囲内に
設定される技術が採用される。
切欠形成部における形成されるコンタクトピンの長さ方
向の切り欠き長さがコンタクトピンの厚さに対して1.
5倍未満にすると、折曲させた際の切欠部による応力緩
和の効果がほとんど得られず、また、3倍を越えると切
欠部が大きくなり過ぎてコンタクトピンとして必要な強
度が維持できないため、上記の範囲内に設定することに
より、良好な応力緩和効果と強度が維持される。
ローブの第1実施形態を図1から図8を参照しながら説
明する。これらの図にあって、符号1はコンタクトプロ
ーブ、2は樹脂フィルム、3はパターン配線を示してい
る。
2および図3に示すように、ポリイミド樹脂フィルム2
の片面に金属で形成されるパターン配線3を有する構造
となっており、前記樹脂フィルム2の中央開口部Kに、
前記樹脂フィルム2の端部(すなわち、中央開口部Kの
各辺)から前記パターン配線3の先端部が突出してコン
タクトピン3aとされている。また、パターン配線3の
後端部には、テスター側のコンタクトピンが接触される
接触端子3bが形成されている。
(第2の金属層)で形成され、また前記コンタクトピン
3aには、表面にAuが皮膜されて構成されている。前
記Ni−Mn合金は、樹脂フィルム2側に配されMn濃
度が0.05重量%から1.5重量%の範囲内に設定さ
れている。
および図3に示すように、その先端から所定長さの途中
位置Vの両側面に切欠部Uが形成され、かつ途中位置V
で厚さ方向に樹脂フィルム2側に向けて所定角度で折曲
されている。
ンタクトプローブ1の作製工程について工程順に説明す
る。
形成工程)〕まず、図4の(a)に示すように、ステン
レス製の支持金属板5の上に、Cu(銅)メッキにより
ベースメタル層(第1の金属層)6を形成する。
6の上にフォトレジスト層7を形成した後、図4の
(b)に示すように、写真製版技術により、フォトレジ
スト層7に所定のパターンのフォトマスク8を施して露
光し、図4の(c)に示すように、フォトレジスト層7
を現像して前記パターン配線3となる部分を除去して残
存するフォトレジスト層(マスク)7に開口部7aを形
成する。
7aの前記途中位置Vに供される部分の両側に、切り欠
き形状のマスクされていない部分である切欠形成部7b
を形成しておく。また、切欠形成部7bは、形成される
コンタクトピン3aの幅方向の切り欠き深さdが該コン
タクトピン3aの幅に対して5%から20%の範囲内に
設定される。さらに、切欠形成部7bは、形成されるコ
ンタクトピン3aの長さ方向の切り欠き長さlが該コン
タクトピン3aの厚さに対して1.5倍から3倍の範囲
内に設定される。
スト層7をネガ型フォトレジストによって形成している
が、ポジ型フォトレジストを採用して所望の開口部7a
を形成しても構わない。また、本実施形態においては、
前記フォトレジスト層7が、本願請求項にいう「マス
ク」に相当する。但し、本願請求項の「マスク」とは、
本実施形態のフォトレジスト層7のように、フォトマス
ク8を用いた露光・現像工程を経て開口部7aが形成さ
れるものに限定されるわけではない。例えば、メッキ処
理される箇所に予め孔が形成された(すなわち、予め、
図4の(c)の符号7で示す状態に形成されている)フ
ィルム等でもよい。本願発明において、このようなフィ
ルム等を「マスク」として用いる場合には、本実施形態
におけるパターン形成工程は不要である。
に示すように、前記開口部7aに前記パターン配線3と
なるNi−Mn合金層(第2の金属層)Nを電解メッキ
処理により形成する。このとき、Mnを含有させるため
にメッキ液の組成の例として、スルファミン酸Ni浴に
スルファミン酸Mnを添加したものを用い、メッキ液中
のMn量およびメッキする際の電流密度を制御して、M
n含有量を0.05重量%から1.5重量%の範囲内に
なるように設定する。
ように、フォトレジスト層7を除去する。このとき、メ
ッキ形成されたNi−Mn合金層Nの途中位置Vに供さ
れる部分の両側面に、図1の(a)に示すように、切欠
形成部7bの切欠形状に対応した所望の切欠部Uが形成
される。
に示すように、前記Ni−Mn合金層Nの上であって、
図に示した前記パターン配線3の先端部、すなわちコン
タクトピン3aとなる部分以外に、前記樹脂フィルム2
を接着剤2aにより接着する。この樹脂フィルム2は、
ポリイミド樹脂PIに金属フィルム(銅箔)500が一
体に設けられた二層テープである。このフィルム被着工
程の前までに、二層テープのうちの金属フィルム500
に、写真製版技術を用いた銅エッチングを施して、グラ
ウンド面を形成しておき、このフィルム被着工程では、
二層テープのうちのポリイミド樹脂PIを接着剤2aを
介して前記Ni−Mn合金層Nに被着させる。なお、金
属フィルム500は、銅箔に加えて、Ni、Ni合金等
でもよい。
ように、樹脂フィルム2とパターン配線3とベースメタ
ル層6とからなる部分を、支持金属板5から分離させた
後、Cuエッチを経て、樹脂フィルム2にパターン配線
3のみを接着させた状態とする。
のパターン配線3に、図4の(h)に示すように、Au
メッキを施し、表面にAu層AUを形成する。このと
き、樹脂フィルム2から突出状態とされた前記コンタク
トピン3aでは、全周に亙る表面全体にAu層AUが形
成される。
精密金型を用いて途中位置Vにて厚さ方向にコンタクト
ピン3aを一括して折り曲げ、図1の(b)および図3
に示すように、所定の角度を有するコンタクトピン3a
を形成する。
ような、樹脂フィルム2にパターン配線3を接着させた
コンタクトプローブ1が作製される。
は、メッキ処理工程において、マスクを施す際に前記途
中位置Vに供される部分の両側に切欠形成部7bを形成
するので、コンタクトピン3aとなるNi−Mn合金層
Nの前記途中位置Vに供される部分における両側面に切
欠部Uを形成することができる。さらに、形成されたコ
ンタクトピン3aをコンタクトピン折曲工程において、
前記途中位置Vで厚さ方向に折曲させるので、切欠部U
が塑性変形の逃げ部となって屈曲部分の内側に集中する
圧縮応力を分散・緩和すると同時に、外側を引き伸ばす
応力も緩和して折曲時に生じる屈曲部分外側の亀裂等が
抑制される。
の位置及び形状の切欠部Uを容易に得られるとともに、
コンタクトピン折曲工程において、切欠部Uが形成され
た前記途中位置Vで必ず折曲されるので、途中位置Vか
らコンタクトピン3aの先端までの長さが高精度で得ら
れ、コンタクトピン3aの高さばらつきが抑えられる。
特に、折曲位置を一定にすることが困難であった従来の
タングステン針を用いたコンタクトピンに比べると、折
曲位置の精度が格段に向上するしたがって、従来折曲後
に行われていたコンタクトピンの研磨工程、すなわちコ
ンタクトピン3aの高さを一定にするために先端を一本
一本研磨し成形する工程が不要となる。
れるコンタクトピン3aの幅方向の切り欠き深さdがコ
ンタクトピン3aの幅に対して5%未満にすると、折曲
させた際の切欠部Uによる応力緩和の効果がほとんど得
られず、また、20%を越えると切欠部Uが大きくなり
過ぎてコンタクトピン3aとして必要な強度が維持でき
ないため、切り欠き深さdを上述した範囲内に設定する
ことにより、良好な応力緩和効果と強度が維持される。
れるコンタクトピン3aの長さ方向の切り欠き長さlが
コンタクトピン3aの厚さに対して1.5倍未満にする
と、折曲させた際の切欠部Uによる応力緩和の効果がほ
とんど得られず、また、3倍を越えると切欠部Uが大き
くなり過ぎてコンタクトピン3aとして必要な強度が維
持できないため、切り欠き長さlを上述した範囲内に設
定することにより、良好な応力緩和効果と強度が維持さ
れる。
ンインテスト等に用いるプローブ装置、いわゆるチップ
キャリアに適用した場合の一例を、図6から図8を参照
して説明する。これらの図において、符号10はプロー
ブ装置、11はフレーム本体、12は位置決め板、13
は上板、14はクランパ、15は下板を示している。な
お、本発明に係るコンタクトプローブは、全体が柔軟で
曲げやすいためプローブ装置に組み込む際にフレキシブ
ル基板として機能する。
すように、フレーム本体11と、フレーム本体の内側に
固定され中央に開口部が形成された位置決め板12と、
コンタクトプローブ1と、該コンタクトプローブ1を上
から押さえて支持する上板(支持部材)13と、該上板
13を上から付勢してフレーム本体11に固定するクラ
ンパ14とを備えている。また、フレーム本体11の下
部には、ICチップIを載置して保持する下板15がボ
ルト15aによって取り付けられている。
びコンタクトピン3aは、ICチップIの形状およびI
CチップI上のコンタクトパッドの配置に対応して形成
され、中央開口部Kからコンタクトピン3aとICチッ
プIのコンタクトパッドとの接触状態を監視できるよう
になっている。なお、前記中央開口部Kの隅部に切込み
を形成して、組み込み時に容易にコンタクトプローブ1
が変形できるようにしても構わない。
bは、コンタクトピン3aのピッチに比べて広く設定さ
れ、狭ピッチであるICチップIのコンタクトパッドと
該コンタクトパッドに比べて広いピッチのテスター側コ
ンタクトピンとの整合が容易に取れるようになってい
る。
クトパッドが形成されておらず、一部の辺に配されてい
る場合には、少なくとも前記一部の辺に対応する中央開
口部Kの辺にのみコンタクトピン3aを設ければよい
が、ICチップIを安定して保持するためには、対向す
る2辺にコンタクトピン3aを形成してICチップIの
対向する両辺を押さえることが好ましい。
り付ける手順について説明する。 〔仮組立工程〕まず、位置決め板12をフレーム本体1
1の取付部上に載置し、この上にコンタクトプローブ1
を中央開口部Kとフレーム本体11の開口部とを合わせ
て配置する。そして、中央開口部K上に同様に開口部を
合わせて上板13を載置し、その上からフレーム本体1
1にクランパ14を係止させる。該クランパ14は、中
央に屈曲部を有する一種の板バネであるため、上記係止
状態で上板13を押さえて固定する機能を有する。
れ、この部分にICチップIが取り付けられるので、取
り付けられたICチップIが開口上方から観察可能とさ
れている。また、上板13とクランパ14とは平面上略
長方形に形成され、図7に示すように、コンタクトプロ
ーブ1の接触端子3bが、それぞれの長辺側から外側に
出るように組立される。
角で傾斜状態とされ、図8に示すように、コンタクトプ
ローブ1のコンタクトピン3aを所定角度で下向きに傾
斜させる。ICチップIは、配線側を上向きにして下板
15上に載置され、この状態で下板15がフレーム本体
11に下方から仮止め状態とされる。このとき、コンタ
クトプローブ1のコンタクトピン3a先端と下板15上
面との距離がICチップIの厚さより所定量小さく設定
されているので、ICチップIはコンタクトピン3aと
下板15とによって挟持される。
コンタクトピン3aの先端に対するICチップIのコン
タクトパッドの位置を観察しながら、位置決め板12を
動かしたりICチップIを針状治具等で動かすことによ
って調整し、対応するコンタクトピン3a先端とコンタ
クトパッドとが一致し接触するように微調整設定する。
く、その外形とコンタクトパッドの位置が相対的に安定
しているときには、位置決め板12とコンタクトプロー
ブ1との位置関係を予め調整しておいてから固定的に組
み立てておくことにより、上記微調整をせずにコンタク
トピン3aとコンタクトパッドとを一致させることが可
能となる。これによって、ICチップIの位置合わせ工
程が不要となり、ICチップIの取り付け作業が効率的
にかつ容易に行うことができる。
レーム本体11に下板15を本格的に固定する。このと
き、傾斜状態のコンタクトピン3aに、いわゆるオーバ
ードライブがかかり、所定の押圧力でコンタクトピン3
a先端とコンタクトパッドとが接触して確実に電気的に
結合される。この状態は、ICチップIが、いわゆるマ
ルチチップモジュール等に実装された状態に酷似してお
り、ほぼ実装状態とされたICチップIの動作状態を高
信頼性をもってテストすることができる。
(約2.5cm角)の小さなチップキャリアであり、ダ
イナミックバーンインテスト等の高温加熱を伴う信頼性
試験に好適なものである。
ローブ1のコンタクトピン3aが、マンガンが0.05
重量%から1.5重量%の範囲内で含まれているニッケ
ル−マンガン合金で形成されているので、コンタクトピ
ン3aは、高温加熱後、例えば、500℃で加熱した後
でもHv350以上の硬度を有する。すなわち、Ni−
Mn合金は高温加熱によっても硬度が極度に低下するこ
とがない。
量%未満では、Hv350以上の硬度が得られず、1.
5重量%を越えると、先端部の応力が増大してしまい湾
曲するおそれがあるとともに非常に脆く靱性が低下して
しまうため、上記範囲内にMn含有量を設定することに
より、コンタクトプローブ1として必要な高硬度および
靱性が得られる。特に屈曲部分においても高硬度および
高靱性が得られるので、折曲時および繰り返しの使用に
おいても屈曲部分の外側の亀裂等の発生が抑制される。
ンタクトプローブ1をチップキャリアであるプローブ装
置10に適用したが、他の測定用治具等に採用しても構
わない。
コンタクトプローブ16をIC用プローブとして採用
し、メカニカルパーツ60に組み込んでプローブ装置
(プローブカード)70にする構成について、図9から
図11を参照して説明する。
16をIC用プローブとして所定形状に切り出したもの
を示す図であり、図11は、図10のC−C線断面図で
ある。第2実施形態のコンタクトプローブ16では、第
1実施形態のコンタクトピン3aの先端が樹脂フィルム
2側に折曲されているのに対し、逆に、コンタクトピン
3aの先端が樹脂フィルム2に対して反対側に向くよう
に屈曲される。
ローブ16の樹脂フィルム2には、コンタクトプローブ
16を位置合わせおよび固定するための位置合わせ孔2
bおよび孔2cが設けられ、また、パターン配線3から
得られた信号を引き出し用配線である接触端子3bを介
してプリント基板20(図12参照)に伝えるための窓
2dが設けられている。
すように、マウンティングベース30と、トップクラン
プ40と、ボトムクランプ50とからなっている。ま
ず、プリント基板20の上にトップクランプ40を取付
け、次に、コンタクトプローブ16を取り付けたマウン
ティングベース30をトップクランプ40にボルト穴4
1にボルト42を螺合させて取り付ける(図13参
照)。そして、ボトムクランプ50でコンタクトプロー
ブ16を押さえ込むことにより、パターン配線3を一定
の傾斜状態に保つとともに、下方に折曲されたコンタク
トピン3aの先端部を所定角度に設定し、該コンタクト
ピン3aをICチップに押しつける。
を示している。図14は、図13のE−E線断面図であ
る。図14に示すように、パターン配線3の先端、すな
わちコンタクトピン3aは、マウンティングベース30
によりICチップIに接触している。
タクトプローブ16の位置を調整するための位置決めピ
ン31が設けられており、この位置決めピン31をコン
タクトプローブ16の前記位置合わせ穴2bに挿入する
ことにより、パターン配線3とICチップIとを正確に
位置合わせすることができるようになっている。コンタ
クトプローブ16に設けられた窓2dの部分のパターン
配線3に、ボトムクランプ50の弾性体51を押しつけ
て、前記接触端子3bをプリント基板20の電極21に
接触させ、パターン配線3から得られた信号を電極21
を通して外部に伝えることができるようになっている。
を用いて、ICチップIのプローブテスト等を行う場合
は、プローブ装置70をプローバに挿着するとともにテ
スターに電気的に接続し、所定の電気信号をパターン配
線3のコンタクトピン3aからウェーハ上のICチップ
Iに送ることによって、該ICチップIからの出力信号
がコンタクトピン3aからテスターに伝送され、ICチ
ップIの電気的特性が測定される。
組み込んだプローブ装置70では、第1実施形態と同様
に、切欠部Uで折曲されて応力が緩和されるので、繰り
返しの使用でも屈曲部分に亀裂等が生じ難いとともに、
各コンタクトピン3aが切欠部Uが形成された所定の途
中位置Vで正確に折曲されるので、均一なコンタクトピ
ン3aの高さを得ることができる。また、コンタクトピ
ン3aが、マンガン濃度が0.05〜1.5重量%のN
i−Mn合金で形成されているので、屈曲部分の良好な
靱性とコンタクトピン3a全体としての高い硬度(Hv
350以上)が得られる。
実施形態について説明する。本実施形態は、第2実施形
態においてICプローブ用の所定形状に切り出したコン
タクトプローブ16を、それに代えてLCD用プローブ
の所定形状に切り出して使用するものである。LCD用
プローブに切り出されたコンタクトプローブは、図15
乃至図17に符号200で示され、201は樹脂フィル
ムである。
置(プローブ装置)100は、コンタクトプローブ挟持
体(支持部材)110を額縁状フレーム120に固定し
てなる構造を有しており、このコンタクトプローブ挟持
体110から突出したコンタクトピン3aの先端がLC
D(液晶表示体)90の端子(図示せず)に接触するよ
うになっている。
挟持体110は、トップクランプ111とボトムクラン
プ115とを備えている。トップクランプ111は、コ
ンタクトピン3aの先端を押さえる第一突起112、T
ABIC(基板側パターン配線を有する配線用基板)3
00側の端子301を押さえる第二突起113およびリ
ードを押さえる第三突起114を有している。ボトムク
ランプ115は、傾斜板116、取付板117および底
板118から構成されている。
の上に載置し、さらにTABIC300の端子301が
コンタクトプローブ200の樹脂フィルム201,20
1間に位置するように載置する。その後、トップクラン
プ111を第一突起112が樹脂フィルム201の上で
かつ第二突起113が端子301に接触するように乗せ
ボルトにより組み立てる。
200を組み込み、ボルト130によりトップクランプ
111とボトムクランプ115を組み合わせることによ
り、コンタクトプローブ挟持体110が作製される。
図20に示すように、ボルト131により固定されてL
CD用プローブ装置100に組み立てられる。LCD用
プローブ装置100を用いてLCD90の電気的テスト
を行うには、LCD用プローブ装置100のコンタクト
ピン3aの先端をLCD90の端子(図示せず)に接触
させた状態で、コンタクトピン3aから得られた信号を
TABIC300を通して外部に取り出すことにより行
われる。
CD90の端子に当接させるコンタクトピン3aが、第
1実施形態および第2実施形態と同様に、途中位置Vに
おける切欠部Uで折曲されるので、屈曲部分に亀裂等が
生じ難いとともに、均一なコンタクトピン3aの高さを
得ることができる。また、コンタクトピン3aが、マン
ガン濃度が0.05〜1.5重量%のNi−Mn合金で
形成されているので、屈曲部分の良好な靱性とコンタク
トピン3a全体としての高い硬度が得られる。
実施形態について説明する。図21に示すように、上記
第3実施形態において説明したコンタクトプローブ20
0におけるコンタクトピン3aは、その先端が正常な先
端Sの他に、メッキ時の応力が若干残留しているときや
他の要因によって、上方に湾曲した先端S1や下方に湾
曲した先端S2が生じる場合がある。
フィルム201を第一突起112および傾斜板116で
挟持してコンタクトピン3aをLCD90の端子に押し
つけても、正常な先端Sおよび下方に湾曲した先端S2
は、LCD90の端子に接触するが、上方に湾曲した先
端S1は、仮に接触したとしても十分な接触圧が得られ
ないことがあった。このことから、コンタクトピン3a
のLCD90に対する接触不良が発生し、正確な電気テ
ストが行えないという問題があった。
ように、コンタクトピン3aの上方に湾曲した先端S1
と下方に湾曲した先端S2とを正常な先端Sと整列させ
るため、樹脂フィルム201の上部に有機または無機材
料からなる強弾性フィルム400を、コンタクトピン3
aの先端部が樹脂フィルム201から突出する側に、コ
ンタクトピン3aよりも短く突出するように重ね合わ
せ、その状態でコンタクトプローブ200および強弾性
フィルム400を、トップクランプ111の第一突起1
12とボトムクランプ115の傾斜板116とで挟持し
てなるコンタクトプローブ挟持体(支持部材)110を
採用した。強弾性フィルム400は、有機材料であれ
ば、ポリエチレンテレフタレート等からなり、無機材料
であれば、セラミックス、特にアルミナ製フィルムから
なることが好ましい。
10を額縁フレーム120に固定し、コンタクトピン3
aをLCD90の端子に押し当てると、強弾性フィルム
400がコンタクトピン3aを上方から押さえ、前記上
方に湾曲した先端S1であってもLCD90の端子に確
実に接触する。これにより、各コンタクトピン3aの先
端に均一な接触圧が得られる。
位置と相俟って、LCD90の端子にコンタクトピン3
a先端を確実に当接させることができるところから、接
触不良による測定ミスをなくすことができる。さらに、
強弾性フィルム400からのコンタクトピン3aの突出
量を変化させることにより、コンタクトピン3aを押し
つけたときにコンタクトピン3aを上から押さえるタイ
ミングを変えることが可能となり、所望の押し付け量で
所望の接触圧を得ることができる。
5実施形態について説明する。図24に示すように、上
記第3実施形態において説明した、コンタクトプローブ
200の樹脂フィルム201は、例えばポリイミド樹脂
からなっているため、水分を吸収して伸びが生じ、コン
タクトピン3a,3a間の間隔tが変化することがあっ
た。そのため、コンタクトピン3aがLCD90の端子
の所定位置に接触することが不可能となり、正確な電気
テストを行うことができないという問題があった。
ように、前記樹脂フィルム201の上に金属フィルム5
00を張り付け、湿度が変化してもコンタクトピン3
a,3a間の間隔tの変化を少なくし、これにより、コ
ンタクトピン3aをLCD90の端子の所定位置に確実
に接触させることとした。
れが生じ難くなり、先端がLCD90の端子に正確かつ
高精度に当接させられる。したがって、前記切欠部Uに
よる正確な屈曲位置と相俟って、LCD90の端子以外
の場所に、コンタクトピン3aが当接することによって
生じる損傷等を防ぐことができる。なお、金属フィルム
500は、Ni、Ni合金、CuまたはCu合金のうち
いずれかのものが好ましい。
ンドとして用いることができ、それにより、プローブ装
置100の先端近くまでインピーダンスマッチングをと
る設計が可能となり、高周波域でのテストを行う場合に
も反射雑音による悪影響を防ぐことができるという作用
効果を得ることができる。
ついて説明する。すなわち、上記第5実施形態のよう
に、樹脂フィルム201の上に金属フィルム500を張
り付けると共に、上記第3実施形態のように強弾性フィ
ルム400を使用したものであり、これにより、コンタ
クトピン3a先端の湾曲によらず均一な接触圧が得られ
ると共に、コンタクトピン3a,3a間の間隔tの変化
を最小限に抑えて電気テストを正確に行えるものであ
る。
7実施形態について説明する。図27に示すように、樹
脂フィルム201の上に張り付けられた金属フィルム5
00の上にさらに第二の樹脂フィルム202を張り付け
る構成を採用し、図28に示すように、この第二の樹脂
フィルム202の上に強弾性フィルム400を設けたも
のである。
の樹脂フィルム202を設けたのは、後端部の金属フィ
ルム500の上方に配されたTABIC300の端子が
金属フィルム500と直接接触することで生じるショー
トを防ぐという理由によるものである。また、樹脂フィ
ルム201の上に金属フィルム500が張り付けられて
設けられているだけでは、大気中で露出状態の金属フィ
ルム500の酸化が進行してしまうため、第二の樹脂フ
ィルム202で金属フィルム500を被覆することによ
ってその酸化を防止するためでもある。
8実施形態について説明する。上記第4、第6および第
7実施形態では、使用中は、強弾性フィルム400がコ
ンタクトピン3aに押圧接触しており、繰り返しの使用
により強弾性フィルム400とコンタクトピン3aの摩
擦が繰り返され、これによる歪みが蓄積されると、コン
タクトピン3aが左右に曲がり、接触点がずれることが
あった。
ように、前記樹脂フィルム201を従来よりも幅広なフ
ィルム201aとするとともに、コンタクトピン3aの
金属フィルム500からの突出長さをX1、幅広樹脂フ
ィルム201aの金属フィルム500からの突出長さを
X2とすると、X1>X2とする構成を採用した。そし
て、図30に示すように、前記強弾性フィルム400を
幅広樹脂フィルム201aよりも短く突出するように重
ねて使用すると、強弾性フィルム400は、柔らかい幅
広樹脂フィルム201aに接触し、コンタクトピン3a
とは直接接触しないため、コンタクトピン3aが左右に
曲がることが防止できる。
用プローブ装置100では、幅広樹脂フィルム201a
が強弾性フィルム400よりも先端側に長く形成されて
強弾性フィルム400がコンタクトピン3aを押圧する
ときに緩衝材となるため、繰り返し使用しても、強弾性
フィルム400との摩擦によりコンタクトピン3aが歪
んで湾曲すること等がなく、前記切欠部Uによる正確な
屈曲位置と相俟って、LCD90の端子に対して安定し
た接触を保つことができる。
9実施形態について説明する。金属フィルム500の上
に第二の樹脂フィルム202を張り付け、コンタクトピ
ン3aの金属フィルム500からの突出長さをX1、幅
広樹脂フィルム201aの金属フィルム500からの突
出長さをX2とすると、X1>X2の関係になるように
構成する。そして、図32に示すように、第二の樹脂フ
ィルム202の上に設ける強弾性フィルム400は、幅
広樹脂フィルム201aよりも短く突出するように重ね
て配されている。
ブ装置100では、第3〜8実施形態におけるそれぞれ
の作用効果、すなわちコンタクトピン3aの高硬度化、
屈曲部分の亀裂等の防止および靱性向上、接触圧の均一
化、位置ずれの抑制、接触圧の安定化および金属フィル
ムによるショート防止等の作用効果が得られる。
クトプローブを、チップキャリアやICプローブ用のプ
ローブ装置に採用しても構わない。この場合、組み込ま
れる各プローブ装置に対応して、コンタクトプローブの
形状、配線、コンタクトピンのピッチや配置、折曲の位
置および角度等が設定される。
0実施形態について説明する。第10実施形態と第1実
施形態との異なる点は、第1実施形態におけるプローブ
装置10ではICチップIがコンタクトプローブ1の下
方に位置されているのに対し、第10実施形態における
プローブ装置700では、ICチップIはコンタクトプ
ローブ701の上方に位置される点である。
から図35に示すように、フレーム本体711と、フレ
ーム本体711の内側に固定され中央に矩形状の開口部
と該開口部周囲に上方に傾斜する傾斜面が形成された位
置決め板712と、該位置決め板712上に配されるコ
ンタクトプローブ701と、該コンタクトプローブ70
1を上から押さえて支持する上板(支持部材)713
と、該上板713を上から付勢してフレーム本体711
に固定するクランパ714とを備えている。上記プロー
ブ装置700では、ICチップIはコンタクトプローブ
701の上方、すなわち上方に折曲されたコンタクトピ
ン3aの先端と上板713との間に挟持状態に配される
こととなる。
ローブ1のコンタクトピン3aは、樹脂フィルム2側、
すなわち下方に向けてコンタクトピン3aが折曲されて
いるのに対し、第10実施形態におけるコンタクトプロ
ーブ701のコンタクトピン3aは、図35および図3
6に示すように、その先端から所定長さの途中位置Vに
て、樹脂フィルム2とは反対側、すなわち上方に向けて
折曲されている点が異なっている。
について説明する。第11実施形態と第1実施形態との
異なる点は、第1実施形態におけるコンタクトプローブ
1のコンタクトピン3aは、マンガン濃度が0.05重
量%から1.5重量%の範囲内の一定濃度に設定したN
i−Mn合金で形成されているのに対して、第11実施
形態におけるコンタクトプローブ800のコンタクトピ
ン3aは、マンガン濃度が0.05重量%以上に設定さ
れた高マンガン合金層HMと、該高マンガン合金層HM
より低いマンガン濃度に設定された低マンガン合金層L
Mとを備え、途中位置Vにて低マンガン合金層LM側を
外側にして折曲されている点である。
ンガン合金層HMがマンガン濃度0.05重量%以上の
Ni−Mn合金であるので、常温および高温加熱後、す
なわち500℃で加熱した後でもHv350以上の高硬
度が得られる。さらに、高マンガン合金層HMより低い
マンガン濃度のNi−Mn合金で形成されている低マン
ガン合金層LM側を外側にして折曲されているので、高
マンガン合金層HM単層で形成された場合に比べて屈曲
部分の外側の靱性が高くなり、切欠部Uの効果と相俟っ
て、屈曲部分の外側の亀裂等の発生がさらに抑制され
る。
程は、第1実施形態のコンタクトプローブ1のメッキ処
理工程およびコンタクトピン折曲工程が以下のように異
なっている。
工程では、パターン配線3となるNi−Mn合金層(第
2の金属層)Nを、「高靱性層形成工程」および「高硬
度層形成工程」に分けて電解メッキ処理により形成す
る。
が低く高靱性層となる低マンガン合金層LMをベースメ
タル層6の上にメッキ形成する。このとき、Mnを含有
させるためにメッキ液の組成の例として、スルファミン
酸Ni浴にスルファミン酸Mnを添加したものを用い、
メッキ液中のMn量およびメッキする際の電流密度を制
御して、次にメッキ形成する高マンガン合金層HMより
低いMn濃度に設定する。本実施形態では、電流密度を
漸次高くして厚さ方向にMn濃度が漸次高く勾配した低
マンガン合金層LMとした。
合金層LM上にMn濃度が0.05重量%から1.5重
量%の範囲内の高硬度層である高マンガン合金層HMを
メッキ形成して積層する。このとき、メッキ液中のMn
量およびメッキする際の電流密度を制御して、低マンガ
ン合金層LMより高いMn濃度に設定する。なお、低マ
ンガン合金層LMおよび高マンガン合金層HMの厚さ
は、それぞれのMn濃度、折曲させる位置および角度等
によって適宜設定されるが、例えば、厚さ数十μmの高
マンガン合金層HMに対して、低マンガン合金層LMの
厚さは数μmから十数μm程度の範囲内に設定される。
び金コーティング工程の後、精密金型を用いて前記低マ
ンガン合金層LM側が外側になるように前記コンタクト
ピン3aを一括して折り曲げ、図37に示すように、所
定の角度を有するコンタクトピン3aを形成する。
ように設定される。 (1)上記各実施形態のコンタクトピン3aの先端部
は、図38に示すように、ICチップIのパッドP(測
定対象物)に接触したときにその接触面Paとの角度α
が60゜以上90゜未満となるように構成され、該コン
タクトピン3aの基端部は、前記接触面Paとの角度β
が0゜以上30゜以下となるように構成されている。
は、マスクに微細なパターンを所望の形状通りに形成す
ることが困難であることから、図9に示すように、該パ
ターンの端部に相当する、コンタクトピン3aの先端部
は、凸曲面となる。そのため、コンタクトピン3aは、
パッドPに対して、前記凸曲面の下側でほぼ点接触し、
よって、接触時の局部的針圧が大となることから、ほぼ
平面でパッドに接触する従来のタングステン針に比べ
て、パッドPの下地まで削り易い傾向にあった。
うに、コンタクトピン3aを、図38に示すように、そ
の途中位置Vにて折曲し、コンタクトピン3aの先端部
と基端部とで接触面Paに対する角度α,βを変えてい
る。これにより、前記角度β、すなわち、樹脂フィルム
2の接触面Paに対する角度を大きくすることなく、前
記角度α(接触角)を大きく設定することが可能とな
り、このことから、スクラブ距離が過度に大きくなるこ
とがなく、かつ、プローブ装置の高さを大きくすること
なく、スクラブ時にパッドPの下地が傷つくのを防止す
ることができる。
いるため、パッドPの下地まで傷つけることがない。一
方、この角度αを90゜未満としたのは、90゜もしく
はそれ以上であると、スクラブ時にパッドPの皮膜が良
好に擦り取れず、十分な導電性が確保されないことか
ら、テスト時に接触不良を起こすからである。
るため、スクラブ距離が過度に長くなることがなく、ス
クラブ時にコンタクトピン3a先端がパッドPからはみ
出ることもない。一方、この角度βを0゜以上としたの
は、それに満たない場合、スクラブ時に十分なオーバー
ドライブ量(図38における矢印Z)がとれないためで
ある。なお、前記スクラブ距離については、オーバード
ライブ時に、コンタクトピン3aが撓んだり、あるい
は、該コンタクトピン3aの先端部が接触面Paとの摩
擦により引っかかったりすることにより、計算値よりも
若干小さくなることが分かっている。
aを図38に示すように折曲することで、その先端部
に、折曲されていないコンタクトピンに比べて、接触面
Paに対する平行度の高い面3cが形成される。従来よ
り、コンタクトピンとパッドとの位置合わせを行うに際
しては、特に第2実施形態では、コンタクトピンに向け
て下方から光を照射し、コンタクトピンに当たって反射
してくる光を検知することにより、コンタクトピンの位
置を認識する方法が用いられるが、上述したように、光
が照射される方向に対して、より垂直度の高い面3cが
形成されるため、十分な量の光が反射し、位置検出が容
易である。
aの途中位置Vから先端部までの長さLが2.0mm以
下とされているため、オーバードライブ時に、その長さ
Lの部分の撓み量を少なく抑えることができ、これによ
り、パッドPに対する接触針圧をほぼ一定とすること
で、良好なスクラブが行われる。さらに、この長さLが
0.1mm以上とされているため、スクラブ時に削り取
られた皮膜やその他ゴミ等が、コンタクトピン3aの途
中位置Vの内面側に付着等することがない。
脂フィルム2の先端側を支持する当接面(例えば、図1
4におけるマウンティングベース30の下面)の傾斜角
が、前記角度βに等しく設定されているため、樹脂フィ
ルム2の先端から該樹脂フィルム2の面に沿って突出す
るコンタクトピン3aの基端部は、前記接触面Paとの
角度を前記βの値に安定して保つことができる。これに
より、プローブ装置を接触面Paに対して垂直に下降さ
せるだけで、スクラブ時に前記角度αおよびβを前記所
定の値にすることができる。
含むものである。 (1)上記各実施形態では、切欠部Uにおいて正確に折
曲され、均一なコンタクトピン3aの高さが得られるの
で、コンタクトピンの先端部を研磨して高さの均一化を
図る研磨工程を特に必要としないが、コンタクトピン3
aの先端部の平坦度(プラナリティー)を向上させ、接
触抵抗を低減する目的等のためにコンタクトピンの研磨
を折曲後に行っても構わない。
aの途中位置V一箇所において切欠部Uを形成して折曲
させているが、複数の途中位置に切欠部を形成して、多
段的に折曲させても構わない。
円弧状に形成したが、他の形状に形成しても構わない。
例えば、矩形状やV字状に切欠部を形成してもよい。
のパターン配線およびコンタクトピンを形成する電解メ
ッキ工程において、そのメッキ条件は、以下の試験結果
に基づいて求めた。
は、スルファミン酸Ni浴にスルファミン酸Mnを添加
したものであり、Niメッキ膜中に含有されるMn量
は、メッキ液中のMn量およびメッキする際の電流密度
に左右されるため、以下の条件でメッキ処理を施した。 Mn量:20〜35g/l 電流密度:1.0〜10A/dm2
は、Mn量が20g/l未満および電流密度1.0A/
dm2未満では、皮膜中のMn含有量が少なく所望の硬
度を得ることができず、35g/lおよび10A/dm
2を越えるとMn含有量が増大し、メッキ皮膜の応力増
大および皮膜自身が非常に脆くなるためである。
をベースにしたものでメッキ処理を施しても構わない
が、スルファミン酸Ni浴によるメッキ処理では、硫酸
Ni浴に比べて応力が低減されるという効果がある。以
下の表1に、Mn量を一定(30g/l)とした場合に
おいて、電流密度を変えた際のMn濃度および熱処理前
後の硬度の実験結果を示す。また、Mn濃度と硬度との
関係を図39に示す。
ンタクトピンの途中位置の両側面に切欠部が形成され、
かつ前記途中位置で厚さ方向に折曲されているので、切
欠部が塑性変形の逃げ部となり、折曲による応力が分散
・緩和されることにより、屈曲部分外側を引き伸ばす応
力自体も緩和されて、繰り返しの使用や折曲時における
屈曲部分の亀裂等を抑制することができる。また、折曲
による屈曲部分が必ず切欠部が形成された前記途中位置
に正確に形成されるので、コンタクトピンの高さばらつ
きを抑えることができ、ICチップ等の測定対象に対し
て均等な接触圧を得ることができる。
によれば、コンタクトピンが、マンガンが0.05重量
%から1.5重量%の範囲内で含まれているニッケル−
マンガン合金で形成されているので、高温加熱後でもH
v350以上の硬度を有する優れた耐熱性を備えている
とともに、コンタクトプローブとして必要な高硬度およ
び靱性を得ることができる。特に屈曲部分においても高
硬度および高靱性が得られるので、折曲時および長期に
亙る繰り返しの使用においても屈曲部分外側における亀
裂等の発生を抑制でき、高い信頼性を有することができ
る。
によれば、高マンガン合金層がマンガン濃度0.05重
量%以上のNi−Mn合金であるので、常温および高温
加熱後、すなわち500℃で加熱した後でもHv350
以上の高硬度を得ることができる。さらに、高マンガン
合金層より低いマンガン濃度のNi−Mn合金で形成さ
れている低マンガン合金層側を外側にして折曲されてい
るので、高マンガン合金層単層で形成された場合に比べ
て屈曲部分の外側の靱性が高くなり、前記切欠部の効果
と相俟って、屈曲部分の外側の亀裂等の発生をさらに抑
制することができる。
によれば、前記フィルムが、例えば水分を吸収して伸張
し易い樹脂フィルム等であっても、該フィルムには、金
属フィルムが直接張り付けられて設けられているため、
該金属フィルムによって前記フィルムの伸びが抑制さ
れ、各コンタクトピンの間隔にずれが生じ難くなり、前
記切欠部による正確な屈曲位置と相俟って、コンタクト
ピンを測定対象物に正確かつ高精度に当接させることが
できる。したがって、測定対象物であるICチップやL
CD等の端子以外の場所に、コンタクトピンが当接する
ことによって生じる損傷等を防ぐことができる。さら
に、本コンタクトプローブでは、前記金属フィルムをグ
ラウンドとして用いることにより、コンタクトピン先の
近くまで基板配線側との特性インピーダンスのずれを最
小限に抑えることができ、反射雑音による誤動作を抑え
ることができる。
によれば、前記金属フィルムに第二のフィルムが直接張
り付けられて設けられているため、金属フィルムの上方
に配された前記配線用基板の基板側パターン配線や他の
配線が金属フィルムと直接接触しないのでショートを防
ぐことができる。また、第二のフィルムが金属フィルム
を被覆してその酸化を防止することができる。
ば、強弾性フィルムがコンタクトピンの先端側を上方か
ら押さえるため、ピン先端が上方に湾曲したものが存在
しても、前記切欠部による正確な屈曲位置と相俟って、
各ピンに均一な接触圧が得られる。すなわち、測定対象
物にコンタクトピンを確実に当接させることができると
ころから、接触不良による測定ミスをなくすことができ
る。
ば、前記フィルムが前記強弾性フィルムよりも先端側に
長く形成されて該強弾性フィルムがコンタクトピンを押
圧するときに緩衝材となるため、強弾性フィルムとの摩
擦によりコンタクトピンが歪んで湾曲すること等がな
く、前記切欠部による正確な屈曲位置と相俟って、測定
対象物に対して安定した接触を保つことができる。した
がって、コンタクトピンの接触圧が、長期に亙って均一
に得られる。
の製造方法では、メッキ処理工程において、マスクを施
す際に切欠形成部を形成して前記途中位置に供される部
分に切欠部を形成するので、コンタクトピン折曲工程に
おいて、前記途中位置で厚さ方向に折曲させることによ
り、切欠部が塑性変形の逃げ部となって折曲時の応力を
緩和して屈曲部分外側の亀裂等を抑制することができ
る。また、単にマスク図面の変更によって所望の位置及
び形状の切欠部を容易に得られるとともに、コンタクト
ピン折曲工程において、切欠部が形成された前記途中位
置で必ず折曲されるので、コンタクトピンの高さばらつ
きを抑えた高精度な成形が可能となる。さらに、従来折
曲後に行われていたコンタクトピン先端の研磨工程が不
要となり、工程数の低減に伴って製造コストの低減及び
製作の時間短縮を図ることができる。
の製造方法では、切欠形成部の切り欠き深さがコンタク
トピンの幅に対して5%から20%の範囲内に設定され
るので、形成される切欠部による良好な応力緩和効果と
コンタクトピンとして必要な強度とを維持することがで
きる。
ーブの製造方法では、切欠形成部の切り欠き長さがコン
タクトピンの厚さに対して1.5倍から3倍の範囲内に
設定されるので、形成される切欠部による良好な応力緩
和効果とコンタクトピンとして必要な強度とを維持する
ことができる。
形態を示す折曲前および折曲後のコンタクトピン拡大斜
視図である。
形態を示す拡大模式図である。
形態における製造方法を工程順に示す要部断面図であ
る。
形態におけるパターン形成工程での開口部を示す要部平
面図である。
形態におけるプローブ装置(チップキャリア)の分解斜
視図である。
形態におけるプローブ装置(チップキャリア)の外観斜
視図である。
る。
形態を示す要部斜視図である。
施形態を示す平面図である。
施形態を組み込んだプローブ装置の一例を示す分解斜視
図である。
施形態を組み込んだプローブ装置の一例を示す要部斜視
図である。
におけるコンタクトプローブを示す斜視図である。
におけるコンタクトプローブ挟持体を示す分解斜視図で
ある。
を示す斜視図である。
におけるコンタクトプローブ挟持体を示す斜視図であ
る。
に関してコンタクトプローブの従来の欠点を示す側面図
である。
に関してプローブ装置の従来の欠点を示す側面図であ
る。
におけるコンタクトプローブ挟持体に組み込まれたコン
タクトプローブを示す側面図である。
施形態に関して図13のD方向矢視図である。
施形態を示す側面図である。
におけるコンタクトプローブ挟持体に組み込まれたコン
タクトプローブを示す側面図である。
におけるコンタクトプローブを示す側面図である。
におけるコンタクトプローブ挟持体に組み込まれたコン
タクトプローブを示す側面図である。
におけるコンタクトプローブを示す側面図である。
におけるコンタクトプローブ挟持体に組み込まれたコン
タクトプローブを示す側面図である。
におけるコンタクトプローブを示す側面図である。
におけるコンタクトプローブ挟持体に組み込まれたコン
タクトプローブを示す側面図である。
実施形態におけるプローブ装置(チップキャリア)の分
解斜視図である。
実施形態におけるプローブ装置(チップキャリア)の外
観斜視図である。
である。
実施形態におけるコンタクトピンの拡大断面図である。
実施形態を示す断面図である。
実施形態におけるコンタクトピンの拡大側面図である。
におけるMn濃度と硬度との関係を示すグラフである。
を示す要部を拡大した断面図である。
Claims (10)
- 【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
突出状態に配されてコンタクトピンとされるコンタクト
プローブであって、 前記コンタクトピンは、その途中位置の両側面に切欠部
が形成され、かつ前記途中位置で厚さ方向に折曲されて
いることを特徴とするコンタクトプローブ。 - 【請求項2】 請求項1記載のコンタクトプローブにお
いて、 少なくとも前記コンタクトピンは、ニッケル−マンガン
合金で形成され、 該ニッケル−マンガン合金は、マンガンが0.05重量
%から1.5重量%の範囲内で含まれていることを特徴
とするコンタクトプローブ。 - 【請求項3】 請求項1記載のコンタクトプローブにお
いて、 前記コンタクトピンは、マンガン濃度が0.05重量%
以上に設定された高マンガン合金層と、該高マンガン合
金層より低いマンガン濃度に設定された低マンガン合金
層とを具備してなり、前記途中位置にて前記低マンガン
合金層側を外側にして折曲されていることを特徴とする
コンタクトプローブ。 - 【請求項4】 請求項1から3のいずれかに記載のコン
タクトプローブにおいて、 前記フィルムには、金属フィルムが直接張り付けられて
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5】 請求項4記載のコンタクトプローブにお
いて、 前記金属フィルムには、第二のフィルムが直接張り付け
られて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6】 請求項1から5のいずれかに記載のコン
タクトプローブと、 前記フィルム上に配されて該フィルムから前記コンタク
トピンよりも短く突出する強弾性フィルムと、 該強弾性フィルムと前記コンタクトプローブとを支持す
る支持部材とを備えていることを特徴とするプローブ装
置。 - 【請求項7】 請求項4に記載のコンタクトプローブ
と、 前記金属フィルム上に配されて突出した強弾性フィルム
と、 該強弾性フィルムと前記コンタクトプローブとを支持す
る支持部材とを備え、 前記コンタクトピンの前記金属フ
ィルムからの突出長さをX1、 前記フィルムの前記金属フィルムからの突出長さをX2
としたとき、X1>X2とする構成を採用し、 前記フィルムは、前記強弾性フィルムが前記コンタクト
ピンを押圧するときに緩衝材となるように前記強弾性フ
ィルムよりも先端側に長く形成されていることを特徴と
するプローブ装置。 - 【請求項8】 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を前記フィルムから突
出状態に配してコンタクトピンとす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1の金属層を形成する第1の金属層形成
工程と、 前記第1の金属層の上にマスクを施してマスクされてい
ない部分に、前記コンタクトピンに供される第2の金属
層をメッキ処理により形成するメッキ処理工程と、 前記マスクを取り除いた第2の金属層の上に前記コンタ
クトピンに供される部分以外をカバーする前記フィルム
を被着するフィルム被着工程と、 前記フィルムと第2の金属層とからなる部分と、前記基
板層と第1の金属層とからなる部分とを分離する分離工
程と、 前記コンタクトピンを、その途中位置で厚さ方向に折曲
させるコンタクトピン折曲工程とを備えてなり、 前記メッキ処理工程は、前記マスクを施す際に前記途中
位置に供される部分の両側に切り欠き形状のマスクされ
ていない部分である切欠形成部を形成することにより、
メッキ形成される前記第2の金属層の前記途中位置に供
される部分の両側面に切欠部を形成することを特徴とす
るコンタクトプローブの製造方法。 - 【請求項9】 請求項8記載のコンタクトプローブの製
造方法において、 前記切欠形成部は、形成される前記コンタクトピンの幅
方向の切り欠き深さが該コンタクトピンの幅に対して5
%から20%の範囲内に設定されることを特徴とするコ
ンタクトプローブの製造方法。 - 【請求項10】 請求項8または9記載のコンタクトプ
ローブの製造方法において、 前記切欠形成部は、形成される前記コンタクトピンの長
さ方向の切り欠き長さが該コンタクトピンの厚さに対し
て1.5倍から3倍の範囲内に設定されることを特徴と
するコンタクトプローブの製造方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP04948197A JP3219008B2 (ja) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | コンタクトプローブおよびその製造方法と前記コンタクトプローブを備えたプローブ装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH10246734A JPH10246734A (ja) | 1998-09-14 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN101403026B (zh) * | 2008-11-05 | 2010-06-02 | 内蒙古科技大学 | 淬火实验装置 |
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- 1997-03-04 JP JP04948197A patent/JP3219008B2/ja not_active Expired - Fee Related
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