(57)【要約】【目的】  プローブピンの先端接触部を、イリジウムを主成分とする材料とし、本体部を曲げ加工性、弾力性および電気伝導性の良好な材料とする際の、先端接触部と本体部を接合する実用性の高い方法を提供して、耐食性、耐摩耗性等の優れた性能を有し、弾力性があり、曲げ加工の容易なプローブカード用プローブピンを実現すること。【構成】  プローブカード用プローブピン２１は、円錐部２３、円筒部２４、および段付軸部２５からなるイリジウムを主成分とするプローブピン２２と、段付軸部２５に嵌着された銅、ベリリウム銅等電気伝導性と冷間加工性に優れた材料の薄肉パイプ２６とで構成されている。段付軸部２５には、０．５ミクロンから５ミクロンの範囲の平均表面粗さ、または銅、ニッケル等電気伝導性良好な金属メッキが付与され、該薄肉パイプ２６は加熱軟化され、内面は該段付軸部２５の表面粗さに食い込むか、または該金属メッキと融着し、プローブピン２２と薄肉パイプ２６を接合している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
イリジウムを主成分とするプローブピンの一端に段付軸部を設け、該段付軸部の表面に０．５ミクロンから５ミクロンの範囲の平均面粗さを付与するか、または銅、ニッケル等の電気伝導性の良好な金属メッキを施すか、または該面粗さと該金属メッキの両方を付与した上で、銅またはベリリウム銅等の電気伝導性と冷間加工性に優れた材料を主成分とする薄肉パイプを該段付軸部に嵌着し、該薄肉パイプを加熱軟化させて、該薄肉パイプの内面を該表面粗さに食い込ませるか、または該金属メッキに融着させたことを特徴とする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】  この発明は、半導体の電気導通検査を行うプローブカード用プローブピンに関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、プローブカード用プローブピンとして、半導体の検査部位と接触する先端部に耐食性と耐摩耗性に優れたイリジウムを用い、弾力性と強靭性および電気伝導性を必要とする本体部にはベリリウム銅やタングステンを本体部材料として用いたプローブピンが提案されている。【０００３】  実際に、プローブカードではプローブピンに対して、曲げ加工性、電気伝導性、弾力性が要求されるため、耐食性と対摩耗性に優れているが硬くて脆い材料であるイリジウムは、プローブピンの先端接触部にだけ使用したいというニーズはある。【０００４】  イリジウムは、硬くて脆い材料のため、万年筆の先端部に使用されているように、接触部だけイリジウムを用いること自体は容易に考えられる。【０００５】  しかしながら、従来提案されたプローブピンでは、接触部のイリジウムと本体材料とを接合する具体的かつ実現性の高い方法が提案されなく、単なる抽象的なアイデアの域を出ていない。【０００６】  例えば、特開２００５−０９８８９５で提案されたプローブピンを図４に示す。同図に示されるプローブピンでは、本体のプローブ１の材質は焼入れ鋼の線状体であり、プローブ１の段付部２に、パイプ状の金合金の部材３が嵌着されている。【０００７】  パイプ状の金合金の部材３の内側には、金合金の部材５が圧入されており、該金合金の部材５の先端には、イリジウムの部材６が溶接固定されている。【０００８】  しかしながら、発明者らの経験によれば、白金系の貴金属であるイリジウムは金合金との親和性が乏しく、イリジウムを金合金に溶接固定することは困難である。さらに、プローブピン先端部は微細であり、精度と信頼性の点で、溶接固定することは生産性にも疑問がある。【０００９】  また、特開２００５−０９８８９５の特許請求範囲の請求項でも、イリジウムと金合金との固定方法に具体的な規定がなく、万年筆の先端にイリジウムが使用されている公知情報から容易に想定されるアイデアの域を出ていない。【０００１０】  次に、実用新案登録第３０２５１０８号で提案されたプローブピンを図５に示す。同図では、プローブ１００は、タングステンまたはベリリウム銅からなる本体部１１０と、イリジウムを材料とする接触部１２０とからなる。【０００１１】  本体部１１０は、曲げ加工された部分１１１から先の、真っ直ぐな部分１１２が、接触部１２０とスポット溶接１３０で接合されている。【０００１２】  しかしながら、発明者らの経験によれば、イリジウムは異種金属との親和性に乏しく、スポット溶接で接合することは困難である。【０００１３】  また、曲げ加工する前のプローブピンには、先端部のテーパ加工やプローブカードへの組み込みなど、生産の都合上、厳しい真直度精度が要求されるので、図５で示されるような添え木状の構造のプローブピンは全く実用に供せられるものではない。【０００１４】  さらに、近年の半導体検査用のプローブカードでは、隣接するプローブピンの間隔も狭く、図５で示すようなスペースを大きく占有する構造のプローブピンは論外である。【０００１５】  上記の実用上の問題点にも拘わらず、実用新案登録第３０２５１０８号の請求項では、本体と接触部を電気的および機械的に接続するという具体性の��い抽象的な接合法を記述しており、実現性のないアイデアの域を出ていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００１６】  本発明は、上述したような従来提案されたプローブピンの問題点に鑑みてなされたもので、プローブピンの先端接触部を、イリジウムを主成分とする材料とし、本体部を曲げ加工性、弾力性および電気伝導性の良好な材料とする際の、先端接触部と本体部を接合する実用性の高い方法を提供して、耐食性、耐摩耗性等に優れた接触部の性能を有し、弾力性があり、曲げ加工の容易なプローブカード用プローブピンを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００１７】  本発明は、イリジウムを主成分とするプローブピンの一端に段付軸部を設け、該段付軸部の表面に０．５ミクロンから５ミクロンの範囲の平均面粗さ、または銅、ニッケル等の電気伝導性の良好な金属メッキ、または該面粗さと該金属メッキの両方を付与した上で、銅またはベリリウム銅等の電気伝導性と冷間加工性に優れた材料を主成分とする薄肉パイプを該段付軸部に嵌着し、該薄肉パイプを加熱軟化させて、該薄肉パイプの内面を該表面粗さに食い込ませるか、または該金属メッキに融着させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００１８】  先ず、電気伝導性の良好な金属メッキを施すことの効果を説明する。発明者らの経験によれば、イリジウムへのニッケル、銅などのメッキは可能である。メッキの前処理では、イリジウム表面が活性化された状態で行われる。その結果、該メッキ層とイリジウム母体表面との境界面では、イリジウム原子の一部が、該メッキ金属原子と置換されている。【０００１９】  該メッキ層とイリジウム母体表面との境界面で、イリジウム原子と置換されたメッキ金属は、ナノレベルのアンカー効果によって、該メッキ層とイリジウム母体表面との強固な結合を実現する。【０００２０】  イリジウム母体表面との強固な結合を有するメッキ層に対して融着した薄肉パイプの内径面は、イリジウム母体表面との強固な結合を有し、結果として、薄肉パイプは、イリジウムを主成分とするプローブピンの段付部に強固に結合される。【０００２１】  次に、該段付部に表面粗さを付与することの効果を説明する。加熱軟化された薄肉パイプの内面は、該表面粗さに食い込み、マクロなアンカー効果を有するので、薄肉パイプは、イリジウムを主成分とするプローブピンの段付部に強固に結合される。【０００２２】  さらに、本発明による先端部のイリジウムとベリリウム銅や銅などの本体部との結合法では、プローブピンとしての真直度精度が確保しやすく、プローブピンの占有体積を増加させることがないので、プローブピンの先端テーパ加工やプローブカードへのプローブピンの組み込みにも支障が無く、生産性と信頼性が高く、実現性の高い結合法を提供する。【０００２３】  また、本発明によるプローブカード用プローブピンが実現されると、以下のような産業上の有益な効果をもたらす。【０００２４】  イリジウムは耐食性、耐摩耗性、および電気伝導性に優れ、高温比抵抗が小さいという特性をもつため、先端接触部にイリジウムを適用したプローブピンは、半導体の電気検査においては、信頼性の高い検査を実現するとともに、寿命の長いプローブカードを実現するという経済的効果もある。【０００２５】  さらに、プローブカードの生産においては、高価なイリジウム材料の使用量を抑制してコストダウンを実現すると共に、本体部の曲げ加工性が良いため、半田付け作業の作業性が向上し、生産性を高める。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００２６】  以下に図面を参照して本発明に係わる実施例の形態例を詳細に説明する。
以下、本発明の実施例を図１、図２、および図３に従って説明する。
【第１の実施例】
【０００２７】  本発明に係わる第１の実施例の詳細を図１に従って説明する。
図１において、プローブカード用プローブピン２１は、イリジウムを主成分とするプローブピン２２と、薄肉パイプ２６で構成されている。イリジウムを主成分とするプローブピン２２は、円錐部２３、円筒部２４および段付部２５から構成されている。
【０００２８】  該段付軸部２５の外周面には、０，５ミクロンから５ミクロンの範囲の平均表面粗さ付与されているか、または銅、ニッケル等の電気伝導性の良好な金属メッキが施されているか、または  該表面粗さと該金属メッキの両方が付与されている。
【０００２９】  該円筒部２５の外径寸法は、銅またはベリリウム銅等の電気伝導性と冷間加工性に優れた材料を主成分とする薄肉パイプ２６の外径寸法と等しくされており、また、該段付軸部２５の外径寸法は、該薄肉パイプ２６の内径寸法に対して等しいか、またはわずかに大きい、締まり嵌め公差の寸法に設定されている。
【０００３０】  該薄肉パイプ２６を該段付部２５に嵌着した後、プローブカード用プローブピン２１は、加熱軟化された直後に、図３で示すローリング加工を施されるか、または加熱軟化されながら、該ローリング加工を施される。
【０００３１】  図３において、スライダー２９は図示しない案内部材によって、鉛直方向に摺動自在に案内されており、テーブル３０は図示しない案内部材によって、水平方向に摺動自在に案内されている。
【０００３２】  複数本のプローブカード用プローブピン２１は、一定間隔にテーブル３０上に積載され、スライダー２９から矢印３２で示す鉛直方向の加圧力を受ける。
【０００３３】  また、テーブル３０が矢印３１で示す方向に往復運動をすると、スライダー２９とテーブル３０で挟まれたプローブカード用プローブピン２１は、矢印３３で示すような往復回転運動をする。
【０００３４】  このような状態で加熱軟化させたプローブカード用プローブピン２１にローリング加工を施すと、プローブカード用プローブピン２１の真直度精度が確保され、また直径の均一性も確保される。
【０００３５】  イリジウムの融点は２４００℃以上であり、一方、銅の融点は約２００℃であることから、該薄肉パイプ２６だけを軟化させて上記のローリング加工をすることができる。
【０００３６】  第１の実施例で示したプローブカード用プローブピンは、先端部はイリジウムを主成分とする材料であるが、後ろ側の本体部は薄肉パイプである。したがって、ロジックやメモリー用の半導体検査など、検査の電流値が小さいカンチレバー方式のプローブカードに適用される。
【第２の実施例】
【０００３７】  検査の電流値が大きい場合や、プローブピンの後ろ側の本体部に弾力性やある程度の強靭性がされる垂直式プローブの場合は、後ろ側の本体部は中実棒のプローブが必要とされる。以下、その例を図２に従って説明する。
【０００３８】  図２において、プローブカード用プローブピン２１は、イリジウムを主成分とするプローブピン２２と、短尺薄肉パイプ２７および段付棒２８で構成されている。イリジウムを主成分とするプローブピン２２は、円錐部２３、円筒部２４および段付部２５から構成されている。
【０００３９】  該段付軸部２５の外周面には、０，５ミクロンから５ミクロンの範囲の平均表面粗さ付与されているか、または銅、ニッケル等の電気伝導性の良好な金属メッキが施されているか、または  該表面粗さと該金属メッキの両方が付与されている。
【０００４０】  該円筒部２５の外径寸法は、銅またはベリリウム銅等の電気伝導性と冷間加工性に優れた材料を主成分とする短尺薄肉パイプ２７の外径寸法と等しくされており、また、該段付軸部２５の外径寸法は、該薄肉パイプ２６の内径寸法に対して等しいか、またはわずかに大きい、締まり嵌め公差の寸法に設定されている。
【０００４１】  該短尺薄肉パイプ２７を該段付部２５に嵌着し段付棒２８を該短尺薄肉パイプ２７に嵌着した後、プローブカード用プローブピン２１は、加熱軟化された直後に、図３で示したローリング加工を施されるか、または加熱軟化されながら、該ローリング加工を施される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】は、本発明の第１の実施例を示すプローブカード用プローブピンの構成図。
【図２】は、本発明の第２の実施例を示すプローブカード用プローブピンの構成図。
【図３】は、本発明のプローブカード用プローブピンを加熱後にローリング加工を施す説明図。
【図４】は、従来技術を説明するためのプローブピンの構成図。
【図５】は、従来技術を説明するためのプローブピンの構成図。
【符号の説明】２１          プローブカード用プローブピン
２２          イリジウムを主成分とするプローブピン
２３          円錐部
２４          円筒部
２５          段付部
２６          薄肉パイプ
２７          短尺薄肉パイプ
２８          段付棒
２９          スライダー
３０          テーブル
３１          矢印
３２          矢印
３３          矢印
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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