(57)【要約】【課題】尖端部（ピン先部分）が針先状に形成されたテーパー部を一端部に備えたプローブカード用プローブピンにおいて、上記尖端部に均一なメッキ皮膜を形成することで、同メッキ表面にピンホールや欠陥が存在することなく、かつ尖端部の酸化防止、電極材の付着防止、接触抵抗の安定化、含有ポリテトラフルオロエチレンによる滑り性を十分に改良したプローブカード用プローブピンを提供する。【解決手段】尖端部（ピン先部分）３が針先状に形成されたテーパー部２を一端部に備えたプローブカード用プローブピン１０において、尖端部３の少なくとも端面３ａに、厚みが３〜１０μｍのポリテトラフルオロエチレン含有メッキを施すことで課題解決の手段としている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
尖端部が針先状に形成されたテーパー部を一端部に備えたプローブカード用プローブピンにおいて、上記尖端部の少なくとも端面にポリテトラフルオロエチレン含有メッキが施され、同ポリテトラフルオロエチレン含有メッキの厚みが３〜１０μｍであることを特徴とするプローブカード用プローブピン。
【請求項２】
上記ポリテトラフルオロエチレン含有メッキの下地に、Ｎｉメッキが施されていることを特徴とする請求項１に記載のプローブカード用プローブピン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ上の集積回路チップの通電検査をするためのプローブカード用プローブピン（以下「プローブピン」と略称する）に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハの製造工程において、集積回路チップの通電検査（ウエハテスト）をするためのプローブピンには、硬くて弾力性のあるタングステン、レニウムタングステン、ベリリウム銅合金などが使用されており、特に耐磨耗性および強靱性に優れたタングステンが多用されている。
【０００３】
タングステンは、耐磨耗性、弾性力、強靱性、硬度などに優れているので、直径数十ミクロンという極めて細い線材で構成されるプローブピンに適した材料であるが、酸化しやすくて、集積回路の電極にコンタクトして通電が行われたときの摩擦熱や接触抵抗による発熱により、先端部の温度が上昇して酸化が進み、また集積回路に蒸着されているアルミニウムと反応して、数千回〜数万回のコンタクトでピン先部分に酸化アルミニウムが発生付着する。
【０００４】
酸化アルミニウムが付着すると、ピン先部表面の接触抵抗が大きくなり、導電性が低下してウエハテストに支障を来すため、ピン先部分を研磨するなどのメンテナンス（クリーニング）を行う必要がある。そして、このクリーニング工程中はウエハテストが中断されるため、ウエハテストの効率が悪くなるという問題点がある。
【０００５】
このような問題点を解決するための一手段として、特許文献１に記載されているような、先端部の端面に、厚さ０．５〜２μｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ、商品名「テフロン（登録商標）」含有Ｎｉメッキを施したプローブピンが開発されている。特許文献１に記載のプローブピンも、同公報に記載の通りの目的を達することはできるものの、ポリテトラフルオロエチレン含有Ｎｉメッキの厚みが薄過ぎるため、均一なメッキ皮膜の形成が難しく、そのためメッキ表面のピンホールや欠陥が多数発生し、酸化防止、電極材の付着防止、接触抵抗の安定化、含有ポリテトラフルオロエチレンによる滑り性が十分に改良されておらず、クリーニング回数（メンテナンス）の減少などの効果においてあまり期待できないという問題点がある。
【特許文献１】特開２００１−７４７７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、特許文献１に記載のプローブピンの有する上記の問題点を解決しようとするもので、本発明は、メッキ表面のピンホールや欠陥のない均一な皮膜を形成するために、ポリテトラフルオロエチレン含有Ｎｉメッキ（皮膜）の厚みを３〜１０μｍと厚くした点に特徴を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、尖端部（ピン先部分）が針先状に形成されたテーパー部を一端部に備えたプローブカード用プローブピンにおいて、上記尖端部の少なくとも端面に、厚みが３〜１０μｍのポリテトラフルオロエチレン含有メッキを施すことで課題解決の手段としている。
【０００８】
本発明によれば、ポリテトラフルオロエチレン含有Ｎｉメッキの厚みを３〜１０μｍと厚くした構成により、プローブピンの尖端部の酸化防止、含有ポリテトラフルオロエチレンによる確実な滑り性および接触抵抗の安定化、ならびに尖端部への電極材の付着防止などの効果が得られる。
【０００９】
また、上記ポリテトラフルオロエチレン含有メッキの下地にＮｉメッキを施すことで課題解決の手段としている。この構成により、つまり下地にＮｉメッキを施す構成を採用することにより、ポリテトラフルオロエチレン含有メッキの付着性を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により得られたプローブピンは、Ｎｉがベースのメッキであるため、プローブピン尖端部の導電性が良好となる。
また、ポリテトラフルオロエチレン含有Ｎｉメッキの厚みが３〜１０μｍと厚いので、含有されたポリテトラフルオロエチレンによるプローブピン尖端部の滑り性が極めて良好となり、酸化アルミニウムの付着をほぼ完全に防止でき、プローブピン尖端部の酸化をより効果的に防止できる。
【００１１】
上記の効果により、プローブピン尖端部の接触抵抗を常に低くかつ安定して保持することができ、その結果抵抗値増加によるクリーニング（メンテナンス）が不要となる。
さらに、クリーニング（メンテナンス）が不要となるため、プローブ検査時におけるクリーニングによる時間ロスをなくすことができ、連続したプローブ検査を行うことが可能となる。
【００１２】
また、ポリテトラフルオロエチレン含有メッキの下地にＮｉメッキを施す構成により、つまり下地にＮｉメッキを施す構成を採用することにより、ポリテトラフルオロエチレン含有Ｎｉメッキのプローブピン尖端部への付着性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を図に示す実施形態により具体的に説明する。
図１はプローブピンの正面図、図２は図１のＡ矢部を拡大して示す側断面図、図３は実験結果を示すグラフである。
【００１４】
図１、２において、符号１０はプローブピンを示しており、プローブピン１０は半導体ウエハ上の集積回路チップの通電検査のためのプローブカードのプリント配線基板（図示せず）に数十本から数百本が配設されるものであって、母材は、Ｗ，Ｒｅ−Ｗ、ベリリウム銅、パラジウムまたはパラジウム合金を素材とし、本体部１と、本体部１の一端部（先端側）に形成された所定長さの直線テーパー状部２と、直線テーパー状部２の尖頭部に形成された尖端部（ピン先部分）３とからなる。ここで、これら各部分の寸法の一例を示すと、本体部１は線径が０．０７〜０．７ｍｍ，全長が２５〜１００ｍｍである。また直線テーパー状部２の長さは０．３ｍｍ〜６ｍｍであり、尖端部（ピン先部分）３には径が０．０２ｍｍ以下の寸法の端面３ａが形成されている。
【００１５】
このような形状に加工されたプローブピン１０の本体部１の全表面に、電気メッキによって、下地Ｎｉメッキ皮膜４が形成される。
【００１６】
下地Ｎｉメッキ皮膜４を形成されたプローブピン１０は、次に、尖端部３を含む直線テーパー状部２の全表面に、公知のメッキ方法によるポリテトラフルオロエチレン含有Ｎｉメッキにより、テフロン含有Ｎｉメッキ皮膜５が形成される。ここで、ポリテトラフルオロエチレン含有Ｎｉメッキ皮膜５は、その厚みを３〜１０μｍと従来例のものよりも厚く設定されている。  
【００１７】
図示の例では、本体部１（母材）の全表面がＮｉメッキ皮膜４で覆われ、尖端部３から直線状の本体部１にかかる範囲にポリテトラフルオロエチレン含有Ｎｉメッキ皮膜５が形成されている。
このポリテトラフルオロエチレン含有Ｎｉメッキ皮膜５の範囲は上記図示の例に限るものではなく、少なくとも尖端部３を含み本体部１のプリント配線に半田付けする部分にかからない範囲で適宜変更することができる。
つまり、理屈上は、ポリテトラフルオロエチレン含有Ｎｉメッキ（皮膜）５を尖端部３の端面３ａにのみ形成することで初期の目的を達成することができるのであるが、このような極めて小面積の箇所のみにポリテトラフルオロエチレン含有Ｎｉメッキ（皮膜）５を形成することは、技術的に極めて困難であるので、この図示の例では、本体部１の先端側に、５ｍｍ前後の範囲にポリテトラフルオロエチレン含有Ｎｉメッキを施すことで尖端部３の端面３ａにポリテトラフルオロエチレン含有Ｎｉメッキ皮膜５を形成するようにしている。
【００１８】
Ｎｉメッキ４はポリテトラフルオロエチレン含有Ｎｉメッキ５の下地であるとともに、本体部１での半田付け性の向上を目的として施されているが、Ｎｉメッキ４は必ずしも同時に本体部１の全面に施す必要はなく、ポリテトラフルオロエチレン含有Ｎｉメッキ５の下地部分と半田付けの部分とで別々にＮｉメッキを施すようにしてもよい。
【００１９】
このようにしてポリテトラフルオロエチレン含有Ｎｉメッキ皮膜５を施されたプローブピン１０は、図２に示すように、先端加工部分をカギ形に曲げられて最終製品となる。
【００２０】
上述の工程で製造されたプローブピン１０は、尖端部３の端面３ａに形成されているポリテトラフルオロエチレン含有Ｎｉメッキ皮膜５がポリテトラフルオロエチレン粒子を含有しており、このポリテトラフルオロエチレン粒子がプローブピン１０の尖端部３の、集積回路チップとのコンタクト時の滑り性を良好にするよう作用するので、プローブピン１０の滑り性が向上し、その結果、プローブピン１０の尖端部３へのアルミニウムの付着が軽減し、クリーニング回数の減少および安定した接触抵抗の維持が可能となる。同時に耐磨耗性も向上する。特に、ポリテトラフルオロエチレン含有Ｎｉメッキ皮膜５の厚みを３〜１０μｍと従来例のものよりも厚く設定したことにより、耐磨耗性が従来のものに較べて飛躍的の向上した。この点について、次に、実験データをもとに説明する。
【００２１】
表１は、ポリテトラフルオロエチレン含有Ｎｉメッキの皮膜厚が０μｍ（従来例１）および皮膜厚が２μｍ（従来例２）、ならびに皮膜厚が３μｍ（実施例１）、皮膜厚が５μｍ（実施例２）および皮膜厚が８μｍ（実施例３）のプローブピン（各プローブピンは、図１の形状で、かつ各プローブピンの各部分は上述の寸法の範囲内で同じ寸法に形成されている）について、集積回路チップとのコンタクト時の接触抵抗値（Ω）とコンタクト回数との関係を、各例について３サンプルを実験に供して行った実験結果を示すものである。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
図３は、これをグラフ化したもので、横軸をコンタクト回数（×１００００）とし、縦軸を接触抵抗値（Ω）として、コンタクト回数と接触抵抗値との変化状態を示している。図３における曲線ａは従来例１の実験の結果（３サンプルの平均値をプロットしたもの、以下同じ）を、曲線ｂは従来例２の実験結果をそれぞれ示しており、また曲線ｃは本発明の実施例１の実験結果を、曲線ｄは同実施例２の実験結果を、曲線ｅは同実施例３の実験結果をそれぞれ示している。
【００２４】
表１および図３に示す実験結果から、本発明の実施例のプローブピンは、ポリテトラフルオロエチレン含有Ｎｉメッキの皮膜厚が０μｍ〜２μｍの従来のプローブピンに較べて、コンタクト回数を増加しても接触抵抗値（Ω）が増加するのを抑制しているということを読み取ることができる。
現在のプラクティスでは、接触抵抗値が２Ωに達すると使用眼界に達したとして、クリーニングを行っている。表１および図３に示す実験結果によれば、ポリテトラフルオロエチレン含有Ｎｉメッキの皮膜厚さが２μｍの従来のプローブピンの使用眼界が２０×１００００回であるのに対して、ポリテトラフルオロエチレン含有Ｎｉメッキの皮膜厚さを３μｍにした本発明の実施例１のプローブピンでは、使用眼界がほぼ４０×１００００回となるというように、クリーニング回数を約１／２に低減できることが判明した。
ポリテトラフルオロエチレン含有Ｎｉメッキの皮膜厚みを３μｍよりもさらに厚くした場合、クリーニング回数を一層低減化できることは、表１および図３に示す実験結果から明らかであろう。
なお、ポリテトラフルオロエチレン含有Ｎｉメッキの皮膜厚みを厚くするにしたがい、尖端部３の柔軟性がなくなり、また、使用中に皮膜が剥離する可能性が大きくなり、かつ製品にバラ付きが発生しやすくなる。本発明においてポリテトラフルオロエチレン含有Ｎｉメッキの皮膜５の厚みの上限を１０μｍとしたのは、このような技術事項を考慮した結果である。つまり、ポリテトラフルオロエチレン含有Ｎｉメッキの皮膜５の厚みとしては、１０μｍが実用上の上限であると考えられるからである。  
【００２５】
上述のクリーニング回数を低減できるということは、ポリテトラフルオロエチレン含有Ｎｉメッキの皮膜厚みを３〜１０μｍと厚くすることにより、メッキ表面のピンホールや欠陥のない均一な皮膜が形成され、このことにより、酸化防止、電極材の付着防止、接触抵抗の安定化および含有ポリテトラフルオロエチレンによる滑り性の良好化が得られることによるものと、推測される。
【００２６】
このように、本発明によれば、クリーニング回数を飛躍的に低減化できるプローブピンを得ることができ、その結果、プローブ検査時におけるクリーニングによる時間ロスをなくすことができて連続したプローブ検査を行うことが可能となる。
また、クリーニングを行うと、尖端部３は若干削られるので、クリーニング回数はできるだけ少ないのが望ましいことである。したがって、本発明によれば、クリーニング回数の低減化を図ることで、プローブピンの寿命を長くできるという効果を併せ持つこととなる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係るプローブピンの正面図である。
【図２】図１のＡ矢部を拡大して示す側断面図である。
【図３】実験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２８】
１：本体部
２：直線テーパー状部
３：尖端部
４：Ｎｉメッキ（皮膜）
５：ポリテトラフルオロエチレン含有Ｎｉメッキ（皮膜）
１０：プローブピン
３ａ：尖端部３の端面  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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