(57)【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部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、
少なくとも前記先端部は、メッキ処理によりニッケル−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２】
請求項１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３】
請求項２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５】
請求項２又は３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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プローブピンやソ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これを備えたプローブ装置に関する。
【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。
【０００３】
これに対して、例えば、特公平７−８２０２７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部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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のコンタクトプローブでは、テスト時において、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。
この対策として、Ｎｉをメッキ処理で形成する際に、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。
【０００５】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、高硬度が得られるとともに耐熱性に優れたコンタクトプローブおよびこれを備えたプローブ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解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部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、少なくとも前記先端部は、メッキ処理によりニッケル−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。
【０００７】
このコンタクトプローブでは、前記先端部が、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、前記先端部は、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、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として必要な高硬度および靱性が得られる。
【０００８】
請求項２記載のコンタクトプローブでは、請求項１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。
【０００９】
このコンタクトプローブでは、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、先端部が測定対象物に正確かつ高精度に当接させられる。したがって、測定対象物であるＩＣチップやＬＣＤ等の端子以外の場所に、高硬度のＮｉ−Ｍｎ合金で形成された先端部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、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。
【００１０】
請求項３記載のコンタクトプローブでは、請求項２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。
【００１１】
このコンタクトプローブでは、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、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。
【００１２】
請求項４記載のプローブ装置では、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。
【００１３】
このプローブ装置では、前記強弾性フィルムが設けられ、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、Ｎｉ−Ｍｎ合金で形成された各ピンに均一な接触圧が得られる。すなわち、測定対象物に先端部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。
【００１４】
請求項５記載のプローブ装置では、請求項２又は３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。
【００１５】
このプローブ装置では、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、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、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、高硬度のＮｉ−Ｍｎ合金で形成された先端部の接触圧が、長期に亙って均一に得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るコンタクトプローブの第１実施形態を図１から図６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。
【００１７】
本実施形態のコンタクトプローブ１は、図１および図２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を張り付けた構造となっており、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。
【００１８】
前記パターン配線３は、Ｍｎ含有量が０．０５重量％から１．５重量％の範囲内に設定したＮｉ−Ｍｎ合金で形成され、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。
なお、符号４は、後述する位置合わせ穴である。
【００１９】
次に、図３を参照して、前記コンタクトプローブ１の作製工程について工程順に説明する。
【００２０】
〔ベースメタル層形成工程〕
まず、図３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６を形成する。
【００２１】
〔パターン形成工程〕
このベースメタル層６の上にフォトレジスト層７を形成した後、図３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３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７に開口部７ａを形成する。
【００２２】
なお、本実施形態においては、フォトレジスト層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３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。
【００２３】
〔電解メッキ工程〕
そして、図３の（ｄ）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Ｎを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、Ｍｎ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。
上記メッキ処理の後、図３の（ｅ）に示すように、フォトレジスト層７を除去する。
【００２４】
〔フィルム被着工程〕
次に、図３の（ｆ）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。
【００２５】
〔分離工程〕
そして、図３の（ｇ）に示すように、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。
【００２６】
〔金コーティング工程〕
そして、露出状態のパターン配線３に、図３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。
【００２７】
以上の工程により、図１および図２に示すような、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。
【００２８】
次に、前記コンタクトプローブ１を、バー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４から図６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。
【００２９】
プローブ装置１０は、図４および図５に示すように、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。
【００３０】
コンタクトプローブ１の中央開口部Ｋおよびコンタクトピン３ａは、ＩＣチップＩの形状およびＩＣ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。
【００３１】
また、コンタクトプローブ１の接触端子３ｂ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。
【００３２】
なお、ＩＣチップＩの４辺全てにはコンタ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。
【００３３】
上記プローブ装置１０にＩＣチップＩを取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１１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１１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。
【００３４】
上記組立状態では、中央に開口が設けられ、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５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。
【００３５】
上板１３の下面は、開口近傍が所定の傾斜角で傾斜状態とされ、図６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。
【００３６】
〔位置合わせ工程〕
さらに、開口上方からコンタクトピン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。
なお、ＩＣチップＩのダイシング精度が高く、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。
【００３７】
〔本固定工程〕
前記位置合わせ工程後、フレーム本体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３ａ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。
【００３８】
なお、ＩＣチップＩのコンタクトパッドまたはコンタクトプローブ１のコンタクトピン３ａ先端にバンプが設けられている場合には、バンプの高さ範囲でオーバードライブをかけることができるので、コンタクトピン３ａを予め傾斜させて設置しなくても構わない。
このプローブ装置１０は、約１インチ角（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に好適なものである。
【００３９】
上記プローブ装置１０では、コンタクトプローブ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。
【００４０】
さらに、マンガン（Ｍｎ）量が０．０５重量％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。
上記コンタクトプローブ１を組み込んだプローブ装置１０は、特に、バーンインテスト等の高温加熱を伴う信頼性試験に用いるチップキャリアとして好適である。
なお、上記の第１実施形態においては、コンタクトプローブ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。
【００４１】
次に、第２実施形態として、本発明に係る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７から図９を参照して説明する。
【００４２】
図７および図８は、コンタクトプローブ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９は、図８のＣ−Ｃ線断面図である。
図８に示すように、コンタクトプローブ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２ｂ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１０参照）に伝えるための窓２ｄが設けられている。
【００４３】
前記メカニカルパーツ６０は、図１０に示すように、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４１にボルト４２を螺合させて取り付ける（図１１参照）。
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ち、該パターン配線３のコンタクトピン３ａをＩＣチップに押しつける。
【００４４】
図１１は、組立終了後のプローブ装置７０を示している。図１２は、図１１のＥ−Ｅ線断面図である。図１２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。
前記マウンティングベース３０には、コンタクトプローブ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。
【００４５】
上記のように構成されたプローブ装置７０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。
【００４６】
このコンタクトプローブ１６およびこれを組み込んだプローブ装置７０では、第１実施形態と同様に、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、高温加熱後でもＨｖ３５０以上の硬度を有する。さらに、マンガン（Ｍｎ）量が０．０５重量％未満および１．５重量％以下であるので、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。
【００４７】
次に、図１３乃至図１８を参照して、第３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用プローブ用の所定形状に切り出して使用するものである。ＬＣＤ用プローブ用に切り出されたコンタクトプローブは、図１３乃至図１５に符号２００で示され、２０１は樹脂フィルムである。
【００４８】
図１６に示すように、ＬＣＤ用プローブ装置（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ＬＣＤ（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。
【００４９】
図１５に示すように、コンタクトプローブ挟持体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、ＴＡＢＩＣ（基板側パターン配線を有する配線用基板）３００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。
【００５０】
コンタクトプローブ２００を傾斜板１１６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２０１，２０１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。
【００５１】
図１７に示すように、コンタクトプローブ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。
【００５２】
上記コンタクトプローブ挟持体１１０は、図１８に示すように、ボルト１３１により固定されてＬＣＤ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。
【００５３】
上記ＬＣＤ用プローブ装置１００では、ＬＣＤ９０の端子に当接させるコンタクトピン３ａがマンガン含有量が０．０５〜１．５重量％のＮｉ−Ｍｎ合金で形成されているので、第１実施形態および第２実施形態と同様に、コンタクトピン３ａは、高温加熱後でもＨｖ３５０以上の硬度を有するとともに、コンタクトプローブとして必要な高硬度および靱性が得られる。
【００５４】
次に、図１９乃至図２１を参照して、第４実施形態について説明する。
図１９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、上方に湾曲した先端Ｓ１や下方に湾曲した先端Ｓ２が生じることがあった。
この場合、図２０に示すように、上記樹脂フィルム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。
【００５５】
そこで、第４実施形態では、図２１に示すように、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３ａ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１１２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、セラミックスまたはポリエチレンテレフタレートからなり、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。
【００５６】
そして、このコンタクトプローブ挟持体１１０を額縁フレーム１２０に固定し、コンタクトピン３ａ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。
【００５７】
すなわち、ＬＣＤ９０の端子にコンタクトピン３ａ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。
【００５８】
次に、図２２および図２３を参照して、第５実施形態について説明する。
図２２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。
【００５９】
そこで、第５実施形態では、図２３に示すように、前記樹脂フィルム２０１の上に金属フィルム５００を張り付け、湿度が変化してもコンタクトピン３ａ，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。
【００６０】
すなわち、各コンタクトピン３ａの位置ずれが生じ難くなり、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、ＬＣＤ９０の端子以外の場所に、高硬度のＮｉ−Ｍｎ合金で形成されたコンタクトピン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。
【００６１】
次に、図２４を参照して、第６実施形態について説明する。
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。
【００６２】
次に、図２５および図２６を参照して、第７実施形態について説明する。
図２５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５００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２６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。
【００６３】
ここで、上記第６実施形態と異なり、第二の樹脂フィルム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。
【００６４】
次に、図２７および図２８を参照して、第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。
【００６５】
そこで、第８実施形態では、図２７に示すように、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２８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。
【００６６】
さらに、上記第８実施形態におけるＬＣＤ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、ＬＣＤ９０の端子に対して安定した接触を保つことができる。
【００６７】
次に、図２９および図３０を参照して、第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３０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。
【００６８】
上記第９実施形態におけるＬＣＤ用プローブ装置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、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。
【００６９】
なお、第３〜第９実施形態におけるコンタクトプローブを、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等が設定される。
【００７０】
【実施例】
上記各実施形態におけるコンタクトプローブ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。
【００７１】
ＭｎをＮｉに含有させるためのメッキ液は、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
【００７２】
メッキ条件を上記範囲内に設定した理由は、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／ｄｍ２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。
【００７３】
なお、スルファミン酸に限らず硫酸Ｎｉ浴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３１に示す。
【００７４】
【表１】
0003634526.tif 000002
【００７５】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
（１）請求項１記載のコンタクトプローブによれば、先端部が、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、先端部は、高温加熱後でもＨｖ３５０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。したがって、高温加熱後においても高信頼性を有するテストが可能となる。
【００７６】
（２）請求項２記載のコンタクトプローブによれば、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、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ＬＣＤ等の端子以外の場所に、高硬度のＮｉ−Ｍｎ合金で形成された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。
【００７７】
（３）請求項３記載のコンタクトプローブによれば、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。
【００７８】
（４）請求項４記載のプローブ装置によれば、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、高硬度のＮｉ−Ｍｎ合金で形成された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。
【００７９】
（５）請求項５記載のプローブ装置によれば、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、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、高硬度のＮｉ−Ｍｎ合金で形成された先端部の接触圧が、長期に亙って均一に得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコンタクトプローブの第１実施形態を示す拡大模式図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明に係るコンタクトプローブの第１実施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。
【図４】本発明に係るコンタクトプローブの第１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。
【図５】本発明に係るコンタクトプローブの第１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。
【図６】図５の要部が拡大されたＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】本発明に係るコンタクトプローブの第２実施形態を示す要部斜視図である。
【図８】本発明に係るコンタクトプローブの第２実施形態を示す平面図である。
【図９】図８のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１０】本発明に係るコンタクトプローブの第２実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。
【図１１】本発明に係るコンタクトプローブの第２実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。
【図１２】図１１のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１３】本発明に係るプローブ装置の第３実施形態におけるコンタクトプローブを示す斜視図である。
【図１４】図１３のＦ−Ｆ線断面図である。
【図１５】本発明に係るプローブ装置の第３実施形態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。
【図１６】本発明に係るプローブ装置の第３実施形態を示す斜視図である。
【図１７】本発明に係るプローブ装置の第３実施形態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。
【図１８】図１６のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１９】本発明に係るプローブ装置の第４実施形態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。
【図２０】本発明に係るプローブ装置の第４実施形態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。
【図２１】本発明に係るプローブ装置の第５実施形態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。
【図２２】本発明に係るコンタクトプローブの第５実施形態に関して図１３のＤ方向矢視図である。
【図２３】本発明に係るコンタクトプローブの第５実施形態を示す側面図である。
【図２４】本発明に係るプローブ装置の第６実施形態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。
【図２５】本発明に係るプローブ装置の第７実施形態におけるコンタクトプローブを示す側面図である。
【図２６】本発明に係るプローブ装置の第７実施形態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。
【図２７】本発明に係るプローブ装置の第８実施形態におけるコンタクトプローブを示す側面図である。
【図２８】本発明に係るプローブ装置の第８実施形態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。
【図２９】本発明に係るプローブ装置の第９実施形態におけるコンタクトプローブを示す側面図である。
【図３０】本発明に係るプローブ装置の第９実施形態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。
【図３１】本発明に係るコンタクトプローブの先端部におけるＭｎ濃度と硬度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１，１６  コンタクトプローブ
２  樹脂フィルム
３  パターン配線
３ａ  コンタクトピン（先端部）
１３  上板（支持部材）
９０  ＬＣＤ（測定対象物）
１００    プローブ装置
１１０    コンタクトプローブ挟持体（支持部材）
２００    コンタクトプローブ
２０１    樹脂フィルム
２０１ａ  樹脂フィルム（幅広フィルム）
２０２    第二の樹脂フィルム
３００    ＴＡＢＩＣ（配線用基板）
３０１    端子
４００    強弾性フィルム
５００    金属フィルム
ＡＵ  Ａｕ層
Ｉ  ＩＣチップ（測定対象物）
Ｎ  Ｎｉ−Ｍｎ合金層
ＰＩ  ポリイミド樹脂
【図１】
0003634526.tif 000003
【図２】
0003634526.tif 000004
【図３】
0003634526.tif 000005
【図４】
0003634526.tif 000006
【図５】
0003634526.tif 000007
【図６】
0003634526.tif 000008
【図７】
0003634526.tif 000009
【図８】
0003634526.tif 000010
【図９】
0003634526.tif 000011
【図１０】
0003634526.tif 000012
【図１１】
0003634526.tif 000013
【図１２】
0003634526.tif 000014
【図１３】
0003634526.tif 000015
【図１４】
0003634526.tif 000016
【図１５】
0003634526.tif 000017
【図１６】
0003634526.tif 000018
【図１７】
0003634526.tif 000019
【図１８】
0003634526.tif 000020
【図１９】
0003634526.tif 000021
【図２０】
0003634526.tif 000022
【図２１】
0003634526.tif 000023
【図２２】
0003634526.tif 000024
【図２３】
0003634526.tif 000025
【図２４】
0003634526.tif 000026
【図２５】
0003634526.tif 000027
【図２６】
0003634526.tif 000028
【図２７】
0003634526.tif 000029
【図２８】
0003634526.tif 000030
【図２９】
0003634526.tif 000031
【図３０】
0003634526.tif 000032
【図３１】
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