(57)【要約】【課題】  細線化されたプローブの耐久性を向上させることを目的とする。【解決手段】    コア部１２ａをクラッド部１２ｂで被覆した線材の一端をテーパー加工することによって、テーパー部１００と、コア部１２ａを露出させたコア露出部１０２が形成される。この線材をコア露出部１０２内の屈曲点１０５において屈曲させれば、屈曲点１０５を挟んで被覆端１０４とプローブ先端部とを反対側に配置することができ、被覆端１０４付近に大きな応力が集中するのを防ぐことができる。【選択図】  図２
2008224266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線材の先端を検査対象物に接触させて上記検査対象物の電気的特性を測定するプローブにおいて、
導電性金属からなるコア部の外周をクラッド部によって被覆した線材の一端をテーパー状に加工して形成され、上記コア部を露出させたコア露出部を含むテーパー部と、
上記線材を屈曲させる上記コア露出部内の屈曲点から上記一端までのテーパー部として形成されるコンタクト部と、
上記屈曲点から他端側に形成され、上記コンタクト部を弾性的に支持するビーム部とを備えたことを特徴とするプローブ。
【請求項２】
基板上に多数のプローブが形成されたプローブカードにおいて、
上記プローブは、
導電性金属からなるコア部の外周をクラッド部によって被覆した線材の一端をテーパー状に加工して形成され、上記コア部を露出させたコア露出部を含むテーパー部と、
上記線材を屈曲させる上記コア露出部内の屈曲点から上記一端までのテーパー部として形成されるコンタクト部と、
上記屈曲点から他端側に形成され、上記基板に対し上記コンタクト部を弾性的に支持するビーム部とを有し、
上記プローブには、上記コア露出部の長さが同一であり、上記コンタクト部の長さが互いに異なる第１及び第２のプローブが含まれることを特徴とするプローブカード。
【請求項３】
基板上に多数のプローブが形成されたプローブカードにおいて、
上記プローブは、
導電性金属からなるコア部の外周をクラッド部によって被覆した線材の一端をテーパー状に加工して形成され、上記コア部を露出させたコア露出部を含むテーパー部と、
上記線材を屈曲させる上記コア露出部内の屈曲点から上記一端までのテーパー部によって形成されるコンタクト部と、
上記屈曲点から他端側に形成され、上記基板に対し上記コンタクト部を弾性的に支持するビーム部とを有し、
上記プローブには、第１のプローブと、上記コンタクト部の長さが第１のプローブよりも長い第２プローブとが含まれ、
上記第２プローブは、上記コア部の径が上記第１プローブよりも大きいことを特徴とするプローブカード。
【請求項４】
基板上に多数のプローブが形成されたプローブカードにおいて、
上記プローブは、
導電性金属からなるコア部の外周をクラッド部によって被覆した線材の一端をテーパー状に加工して形成され、上記コア部を露出させたコア露出部を含むテーパー部と、
上記線材を屈曲させる上記コア露出部内の屈曲点から上記一端までのテーパー部によって形成されるコンタクト部と、
上記屈曲点から他端側に形成され、上記基板に対し上記コンタクト部を弾性的に支持するビーム部とを有し、
上記プローブには、第１のプローブと、上記コンタクト部の長さが第１のプローブよりも長い第２プローブとが含まれ、
上記第２プローブは、上記線材の外径に対する上記コア部の径の比が、上記第１プローブよりも大きいことを特徴とするプローブカード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブ及びプローブカードに係り、更に詳しくは、半導体デバイスなどの検査対象物上の微細な電極パッドに対し、プローブを弾性的に当接させて、検査対象物の電気的特性試験を行うためのプローブカード及びこれに用いられるプローブの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体デバイスの製造工程では、半製品としての半導体デバイス、特に、回路形成後のシリコンウエハに対する電気的特性試験が行われる。このような半製品としての半導体デバイスの電気的特性試験はプローブカードを用いて実施される。プローブカードには、ターゲットとなる半導体デバイスの各電極パッドに対応づけて多数のプローブが形成されており、半導体デバイスの回路形成面と、プローブカードのプローブ形成面とを対向させて近づけ、各プローブを対応する電極パッドにそれぞれ接触させることにより、各電極パッドをテスターと呼ばれる外部の電気的試験装置に導通させることができる。
【０００３】
半導体デバイスは、微細加工精度の向上にともなって高集積化され、そのチップ面積に対する電極パッドの数は年々増大している。その結果、半導体チップ上には多数の電極パッドが狭ピッチで配置されるようになってきている。このため、プローブカードには、プローブの更なる狭ピッチ化が求められている。
【０００４】
プローブのピッチは、プローブの線径による制約を受けるため、更なる狭ピッチ化を実現するためには、プローブの線径を小さくする必要がある。しかしながら、プローブを細線化すれば、試験時にプローブに所望の荷重（以下、針圧という）を印加することが困難になるという問題があった。
【０００５】
図８は、従来のプローブカードの一例を示した説明図である。図中の（ａ）には、従来のプローブカード５を用いた電気的特性試験の様子が示され、（ｂ）には、プローブ１２の針圧Ｆとプローブ１２の線径との関係が示されている。
【０００６】
プローブ１２は、プローブ支持部１３によってプローブ基板１０上に固着されている。一方、ターゲットとなる検査対象物２００上には電極パッド２０１が形成されている。このプローブ１２と電極パッド２０１を対向させ、固定されたプローブカード５に検査対象物を近づけていけば、プローブ１２の先端が電極パッド２０１に接触しはじめる。このときの位置を接触開始点とすれば、電気的特性試験は、この接触開始点から更に両者を近づけ、プローブ１２を弾性変形させた状態で行われる。このようにして接触開始点から更に両者を近づける処理をオーバードライブと呼び、接触開始点からの更なる移動距離をオーバードライブ量と呼んでいる。このオーバードライブを行うことによって、プローブ１２に針圧Ｆを加えることができる。
【０００７】
図８（ｂ）に示した特性１ａ，２ｂは、従来のプローブの線径と針圧Ｆとの関係を示した図である。特性１ａ，１ｂは、オーバードライブ量をそれぞれ３０μｍ、８０μｍとした場合の特性である。線径Ｄ１（１５０μｍ）のプローブでは、３０μｍのオーバードライブ量で針圧Ｐ（４ｇ）を確保することができる。これに対し、線径Ｄ２（１３０μｍ）のプローブであれば、オーバードライブ量が８０μｍであっても上記針圧Ｐを確保することができなくなることが示されている。
【０００８】
この特性１ａ，１ｂによれば、オーバードライブ量が一定であれば、プローブの線径と針圧Ｆはほぼ比例し、プローブ１２を細線化するほど、プローブ１２の変形量に比べて小さな針圧Ｆしかプローブに印加されなくなる。つまり、細線化によってプローブの機械的強度が低下していることがわかる。そこで、オーバードライブ量を更に増やして針圧Ｆを増大させることも考えられるが、過剰なオーバードライブは、プローブ１２の位置ずれなどの問題を生じさせることから限界があった。
【０００９】
そこで、従来のプローブを高バネ性の良好な材料で被覆することにより、その電気的特性を維持しつつ、機械的強度を更に向上させ、プローブを細線化しようとする提案がなされている（例えば、特許文献１）。プローブを機械的特性の良好な材料で被覆すれば、その機械的強度を向上させることができるため、図８の（ｂ）に示した特性２ａ，２ｂが得られる。特性２ａ，２ｂは、オーバードライブ量をそれぞれ３０μｍ、８０μｍにした場合の特性である。被覆によってプローブの機械的強度を向上させることによって、線径がＤ２（１３０μｍ）の場合であっても、オーバードライブ量が３０μｍで針圧Ｐ（４ｇ）を確保することができる。
【００１０】
なお、プローブを異なる材料で被覆することにより機械的強度を向上させようとする従来技術は、例えば、特許文献２及び３にも開示されている。
【特許文献１】特許第３７４５１８４号公報
【特許文献２】特開２００５−３７３８１号公報
【特許文献３】特開２００１−３３７１１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来のプローブは、電気的特性に優れた芯材の外周がバネ性に優れた被覆層で被覆されている。このため、プローブを細線化しても、電気的特性を維持しつつ、所望の針圧を確保することができる。しかしながら、本件発明者らは、シミュレーション及び実験を行うことによって、このようなプローブには耐久性の問題があるということがわかった。
【００１２】
図９は、試験時におけるプローブ内の応力分布についてコンピュータ上でシミュレーションを行った結果を示した説明図であり、図中の（ａ）は、被覆されていないプローブの応力分布の概略を示した図であり、図中の（ｂ）は、被覆されている従来のプローブの応力分布の概略を示した図である。シミュレーションの対象となったプローブは、いずれも線材を屈曲させて形成されたカンチレバー型のプローブであり、検査対象物に当接させる先端から屈曲点までのコンタクト部と、屈曲点からプローブ支持部までのビーム部とによって構成される。
【００１３】
被覆されていないプローブでは、（ａ）に示した通り、コンタクト部の外側全体と、ビーム部の支持端直近の外側に応力集中が現れる。ところが、被覆されているプローブでは、（ｂ）に示した通り、コンタクト部の被覆端付近の先端側に大きな応力集中が発生している。この現象は、（ａ）でコンタクト部全体に現れていた応力の大部分が、機械的強度の変化する被覆端部付近に集中することによって生じていると考えられる。
【００１４】
このような大きな応力集中が被覆端の先端側に発生すると、繰り返し試験を行った場合に、この被覆端付近に金属疲労が蓄積され、ここでプローブが破断すると考えられる。実際に発明者らが実験したところ、３０万回の試験によってプローブは被覆端付近で折れ、耐久性が低下していることがわかった。
【００１５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、細線化されたプローブの耐久性を向上させることを目的とする。また、プローブを狭ピッチで配置させたプローブカードの耐久性を向上させることを目的とする。さらに、耐久性を向上させたプローブ及びプローブカードを安価に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
第１の本発明によるプローブは、線材の先端を検査対象物に接触させて上記検査対象物の電気的特性を測定するプローブであって、導電性金属からなるコア部の外周をクラッド部によって被覆した線材の一端をテーパー状に加工して形成され上記コア部を露出させたコア露出部を含むテーパー部と、上記線材を屈曲させる上記コア露出部内の屈曲点から上記一端までのテーパー部として形成されるコンタクト部と、上記屈曲点から他端側に形成され、上記コンタクト部を弾性的に支持するビーム部とを備えて構成される。
【００１７】
この様な構成によれば、コア部の外周をクラッド部によって被覆した線材を用いて、プローブの電気的特性を顕著に損ねることなく、プローブの機械的強度を向上させることができる。従って、針圧を確保しつつ、プローブを細線化することが可能となる。これに加えて、線材をコア露出部内の屈曲点で屈曲させることにより、テーパー加工されたプローブの先端と被覆端とを屈曲点を挟んで反対側に位置させることができる。このため、応力が集中しやすい屈曲点よりも先端側に被覆端が存在することによって、被覆端付近に大きな応力集中が生じるのを回避することができ、被覆された線材を用いて形成されたプローブの耐久性を向上させることができる。
【００１８】
第２の本発明によるプローブカードは、基板上に多数のプローブが形成されたプローブカードであって、上記プローブが、導電性金属からなるコア部の外周をクラッド部によって被覆した線材の一端をテーパー状に加工して形成され上記コア部を露出させたコア露出部を含むテーパー部と、上記線材を屈曲させる上記コア露出部内の屈曲点から上記一端までのテーパー部として形成されるコンタクト部と、上記屈曲点から他端側に形成され、上記基板に対し上記コンタクト部を弾性的に支持するビーム部とを有し、さらに上記プローブには、上記コア露出部の長さが同一であり、上記コンタクト部の長さが互いに異なる第１及び第２のプローブが含まれる。
【００１９】
この様な構成によれば、コンタクト部の長さが互いに異なる２以上のプローブが形成されているプローブカードにも上記プローブを適用することができ、プローブが狭ピッチで配置されたプローブカードを提供することができる。特に、コンタクト部の長さが異なるプローブを同じ外径の線材を用いて製造することができるので、このようなプローブカードを安価に提供することができる。
【００２０】
第３の本発明によるプローブカードは、基板上に多数のプローブが形成されたプローブカードであって、上記プローブが、導電性金属からなるコア部の外周をクラッド部によって被覆した線材の一端をテーパー状に加工して形成され上記コア部を露出させたコア露出部を含むテーパー部と、上記線材を屈曲させる上記コア露出部内の屈曲点から上記一端までのテーパー部によって形成されるコンタクト部と、上記屈曲点から他端側に形成され、上記基板に対し上記コンタクト部を弾性的に支持するビーム部とを有し、さらに上記プローブには、第１のプローブと、上記コンタクト部の長さが第１のプローブよりも長い第２プローブとが含まれ、上記第２プローブは、上記コア部の径が上記第１プローブよりも大きくなっている。
【００２１】
この様な構成によれば、コンタクト部の長さが互いに異なる２以上のプローブが形成されているプローブカードであっても、各プローブに用いられる線材のコア径を異ならせることにより、被覆端を屈曲点から適切な距離に配置することができる。従って、ビーム部における被覆された領域を増大させることができ、耐久性を確保しつつ、機械的強度を更に向上させることができる。
【００２２】
第４の本発明によるプローブカードは、基板上に多数のプローブが形成されたプローブカードであって、上記プローブが、導電性金属からなるコア部の外周をクラッド部によって被覆した線材の一端をテーパー状に加工して形成され上記コア部を露出させたコア露出部を含むテーパー部と、上記線材を屈曲させる上記コア露出部内の屈曲点から上記一端までのテーパー部によって形成されるコンタクト部と、上記屈曲点から他端側に形成され、上記基板に対し上記コンタクト部を弾性的に支持するビーム部とを有し、上記プローブには、第１のプローブと、上記コンタクト部の長さが第１のプローブよりも長い第２プローブとが含まれ、上記第２プローブは、上記線材の外径に対する上記コア部の径の比が、上記第１プローブよりも大きくなっている。
【００２３】
この様な構成によれば、コンタクト部の長さが互いに異なる２以上のプローブが形成されているプローブカードであっても、各プローブに用いられる線材のコア比率を異ならせることにより、被覆端を屈曲点から適切な距離に配置することができる。これに加えて、コンタクト部の長さにかかわらず、同じ外径の線材を用いて全てのプローブを製造することが可能になるので、このようなプローブカードを安価に提供することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、テーパー状に加工されたプローブの一端と被覆端とを屈曲点を挟んで反対側に配置することによって、プローブの被覆端付近に大きな応力集中が生ずるのを回避している。従って、コア部がクラッド部によって被覆された線材を用いて製作されるプローブの耐久性を向上させることができる。
【００２５】
また、本発明によれば、このようなプローブを用いることにより、プローブカードの耐久性を向上させることができる。さらに、コンタクト部の長さが互いに異なる２以上のプローブが形成されているプローブカードにもこのようなプローブを適用することができる。また、コンタクト部の長さに応じて、コア径、コア比率を異ならせることによって、耐久性を損なうことなく、更に機械的強度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるプローブカードの一構成例を示した外観図であり、図中の（ａ）は検査対象物側から見た平面図であり、図中の（ｂ）は側面図である。このプローブカード１は、検査対象物に対向させるプローブ基板１０の一主面上に多数のプローブ１２が形成されている。
【００２７】
プローブ基板１０は、プローブ装置に着脱可能な平板状の基板であり、例えば、ガラスエポキシを主成分とする多層プリント回路基板を用いることができる。このプローブ基板１０の周辺部には、テスター装置との間で信号入出力を行うための多数の外部端子１１が形成されている。また、この周辺部がプローブ装置によって把持されることにより、プローブ基板１０はプローブ装置内において水平に支持される。
【００２８】
各プローブ１２は、線材の一端をテーパー状に加工して先鋭化させたテーパー部を有し、このテーパー部内の屈曲点において検査対象物側に向けて屈曲させた略Ｌ字の形状からなり、検査対象物の電極パッドに対し、先鋭化させた先端部を当接させて使用される。また、プローブ１２は、その一端がプローブ基板１０から離れた位置で自由端として保持されるように、他端がプローブ基板１０で支持されたカンチレバー（片持ち梁）構造を有している。上記他端は、プローブ支持部１３によってプローブ基板１０に固着されている。プローブ支持部１３は、エポキシ樹脂などの絶縁性材料からなり、プローブ基板１０を介してプローブ１２及び外部端子１１を電気的に導通させた状態でプローブ１２をプローブ基板１０に固着している。
【００２９】
図２の（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態１によるプローブカード１の製造工程の一例を示した図である。図中の（ａ）には、プローブ１２の材料となるクラッド線が示されている。プローブ１２は、コア部１２ａの外周を材質の異なるクラッド部１２ｂにより被覆した複合線材を用いて製造される。
【００３０】
このような複合線材は一般にクラッド線と呼ばれており、周知の製造方法によって製造することができる。例えば、筒状体として形成されたクラッド部１２ｂの中空部に線材として形成されたコア部１２ａを挿入した後、コア部１２ａよりも溶体化温度の低い合金からなるクラッド部１２ｂを焼鈍によって軟化させ、同軸伸線法により引き延ばすことによって製造することができる。また、コア部１２ａの表面にクラッド部１２ｂをめっきによって形成した後、伸線することによって製造することもできる。プローブ１２に使用するクラッド線材は、コア部１２ａの断面形状が真円で、その直径が軸方向に均一であり、クラッド部１２ｂの厚さが周方向及び軸方向のいずれについても均一なものが望ましい。
【００３１】
図中の（ｂ）には、（ａ）に示したクラッド線の一端をテーパー状に切削加工した状態が示されている。このプローブ１２は、テーパー加工されたテーパー部１００と、テーパー加工されていない非テーパー部１０１からなる。テーパー部１００は、先端に行くほど直径が減少していく形状からなり、検査対象物に当接させる先端部は先鋭化されている。ここでは、テーパー部１００が円錐体であるものとする。一方、非テーパー部１０１は、クラッド線材のテーパー加工していない形状のままの領域である。
【００３２】
テーパー部１００は、コア部１２ａが露出しているコア露出部１０２と、コア部１２ａが被覆されている被覆テーパー部１０３とからなる。コア露出部１０２は、その直径がコア部１２ａの直径よりも小さいため、テーパー加工によってクラッド部１２ｂが除去され、コア部１２ａが露出している領域である。一方、被覆テーパー部１０３は、その直径がコア部１２ａの直径よりも大きいため、テーパー加工後もクラッド部１２ｂが残存している領域である。被覆端１０４は、コア露出部１０２及び被覆テーパー部１０３の境界線である。つまり、コア露出部１０２を構成するコア部１２ａの外周と、被覆テーパー部１０３を構成するクラッド部１２ｂの外周は、被覆端１０４において連続している。
【００３３】
図中の（ｃ）には、（ｂ）に示されたクラッド線を屈曲させて形成された本発明によるプローブ１２が示されている。プローブ１２は、テーパー加工後のクラッド線をコア露出部１０２内の任意の屈曲点１０５において屈曲させて形成される。換言すれば、屈曲点１０５は被覆端１０４よりも先端側に位置し、コア部１２ａのみを屈曲させ、クラッド部１２ｂは屈曲させていない。なお、本明細書では、屈曲点は中心軸上の点であるものとする。屈曲後のプローブ１２は、屈曲点１０５から先端までのコンタクト部１０６と、屈曲点１０５を挟んでコンタクト部１０６とは反対側に位置するビーム部１０７とに区分される。屈曲角θは、コンタクト部１０６及びビーム部１０７の各中心軸がなす角度である。この屈曲角θは鈍角であり、ここでは１３５°未満の鈍角となっているものとする。
【００３４】
図中の（ｄ）には、プローブ１２がプローブ基板１０に取り付けられた状態を示した図である。プローブ１２は、ビーム部１０７の端部がプローブ支持部１３によってプローブ基板１０上に固着される。また、プローブ１２は、屈曲点１０５においてプローブ基板１０から遠ざかる方向に屈曲させているため、コンタクト部１０６の先端は、図示しない検査対象物に向けられている。このため、検査対象物とプローブカードを近づければ、プローブ１２の先端が検査対象物上の電極パッドに当接する。このとき、コンタクト部１０６はビーム部１０７により弾性的に支持されていることから、プローブ１２の先端を電極パッドに弾性的に当接させることができる。
【００３５】
次に、本発明によるプローブ１２を製造するための好ましい材料の一例について説明する。コア部１２ａには電気的特性の良好な金属材料が用いられ、クラッド部１２ｂには機械的特性の良好な材料が用いられる。つまり、コア部１２ａには、クラッド部１２ｂに比べて、電気抵抗率が小さく、電極パッドとの接触性の良好な材料が採用される。一方、クラッド部１２ｂには、コア部１２ａに比べてヤング率が大きく、弾性限界の大きな材料が採用される。ここでいう弾性限界とは、塑性変形を生じさせずに加えることができる荷重の最大値を意味する。
【００３６】
主成分の一つとしてパラジウムＰｄを含むパラジウム系合金は、電気的特性の優れた接点材料として知られている。このようなパラジウム系合金を用いてコア部１２ａを形成すれば、従来と同様、電気抵抗が小さく、接触性も良好なプローブを実現することができる。ここでは、パラジウムが３５ｗｔ％、銀Ａｇが３０ｗｔ％、銅Ｃｕが１４ｗｔ％、プラチナＰｔが１０ｗｔ％、金Ａｕが１０ｗｔ％、亜鉛Ｚｎが１ｗｔ％の合金が用いられているものとする。
【００３７】
一方、機械的強度の高い材料には、主成分の一つとしてニッケルＮｉを含むニッケル系合金が知られている。このようなニッケル系合金を用いてクラッド部１２ｂを形成すれば、プローブの機械的強度を向上させることができる。特に、高強度材として知られているＮｉ−Ｃｏ合金を採用することが望ましく、コバルトＣｏの含有量は３０〜５０ｗｔ％であることがより望ましい。
【００３８】
図３は、図２（ｂ）に示された屈曲前のプローブ１２を中心軸を通る切断面によって切断したときの断面図である。図中のテーパー長Ｔ、コア露出長Ｔａは、それぞれテーパー部１００、コア露出部１０２の中心軸上における長さである。また、屈曲長Ｌは先端から屈曲点１０５までの距離（つまり、コンタクト部の長さ）、テーパー角φは、テーパー部１００の母線と中心軸のなす角度である。コア露出長Ｔａは、テーパー角φ及びコア径Ｃを用いて次式（１）のように表すことができる。
Ｔａ＝Ｃ／２tanφ        （１）
【００３９】
屈曲点１０５がコア露出部１０２内に位置するためには、次式（２）を満足すればよい。つまり、コア径Ｃ又はテーパー角φを調整することによって、所望の屈曲長Ｌを実現することができる。特に、テーパー角φを一定とし、コア径Ｃを調整すれば、任意のコア露出長Ｔａを比較的容易に実現することができる。
Ｌ<Ｔａ＝Ｃ／２tanφ    （２）
【００４０】
例えば、テーパー角φが２°であるとすれば２tanθ≒０．０７となり、屈曲長Ｌが２００μｍの場合にはコア径Ｃを約１４μｍよりも大きくしておけばよく、屈曲長Ｌが１０００μｍの場合にはコア径Ｃを約７０μｍよりも大きくしておけばい。
【００４１】
なお、プローブ１２の機械的強度を向上させるためには、被覆端１０４が屈曲点１０５の直近に位置していることが望ましい。被覆マージンＬｍ（＝Ｔａ−Ｌ）は、数〜１０μｍ程度を確保しておけばよいことから、被覆マージンＬｍは、１００μｍ以下、あるいは、線材の外径Ｄ以下にしておくことが望ましい。
【００４２】
さらに、コア径Ｃに応じてクラッド部１２ｂの厚さも調整すれば、クラッド線の外径Ｄを一定にすることができ、屈曲長Ｌにかかわらず外径Ｄを一定にすることができるので、製造コストを低減することができる。この場合、コア比率（＝Ｃ／Ｄ）を、２８％以上７０％以下にしておくことが望ましい。
【００４３】
本発明によれば、プローブ１２の材料として、電気的特性の良好な材料を機械的強度の良好な材料で被覆したクラッド線を用いることによって、プローブ１２を細線化しても所望の機械的強度を確保することができる。このため、所定の針圧を確保しつつ細線化を実現することができ、プローブ基板１０上でプローブ１２を狭ピッチで配置することが可能となる。
【００４４】
また、本発明によれば、プローブ１２の一端をテーパー加工して形成されたテーパー部１００のうち、コア部１２ａが露出しているコア露出部１０２内においてプローブを屈曲させている。このため、被覆端１０４が、応力集中が生じ易いコンタクト部１０６に形成されず、繰り返し使用した場合であっても、金属疲労によって被覆端１０４付近でプローブ１２が折れるのを防止することができ、実用的な耐久性を確保することができる。本発明者らの実験によれば、被覆端１０４がコンタクト部１０６に形成されたプローブでは３０万回の当接動作によって、プローブ１２は被覆端１０４付近で折れた。これに対し、被覆端１０４がビーム部１０７に形成されたプローブ１２では、１５０万回以上も当接動作させることができた。
【００４５】
実施の形態２．
実施の形態１では、クラッド線をコア露出部１０２内で屈曲させて形成されるプローブ１２及び当該プローブ１２を適用したプローブカード１について説明した。これに対し、本実施の形態では、プローブ１２を立体的に配置して狭ピッチ化させたプローブカード２について説明する。
【００４６】
図４は、本発明の実施の形態２によるプローブカード２の要部について一構成例を示した図である。このプローブカード２の外観は図１の（ａ）と同様である。図４の（ａ）及び（ｂ）は、いずれもプローブ基板１０に平行な方向から見たプローブ１２１〜１２４及びプローブ支持部１３の拡大図であり、（ａ）にはビーム部１０７の軸方向から見た様子が、（ｂ）にはコンタクト部１０６及びビーム部１０７の中心軸のいずれにも交差する方向から見た様子が示されている。
【００４７】
このプローブカード２は、隣接して配置されているプローブ１２１〜１２４間において、ビーム部１０７のＺ方向の位置を互いに異ならせる立体的配置を行うことによって、ＸＹ平面内におけるプローブ１２１〜１２４の狭ピッチ化を実現している。なお、本明細書では、プローブ基板１０の垂線方向がＺ軸であるものとして説明する。
【００４８】
一般に、半導体デバイスの電極パッドは、直線上に配置されており、また、一定ピッチで配置されている。このため、隣接するプローブ１２１〜１２４の先端は、ＸＹ平面内の直線上に一定ピッチで配置されていなければならないが、同一形状のプローブを整列配置させたとすれば、その最小ピッチは、各プローブ１２１〜１２４の最大径による制約を受けることになる。そこで、コンタクト部１０６をビーム部１０７よりも細く形成し、隣接するプローブ１２１〜１２４のビーム部１０７をＺ方向にずらして配置すれば、最小ピッチは、ビーム部１０７の最大径による制約を受けず、ビーム部１０７の最大径よりも短いピッチでプローブ１２１〜１２４を配置することが可能となる。
【００４９】
図４では、ビーム部１０７が互いに平行となり、そのＺ方向の位置が互いに異なるように、４個のプローブ１２１〜１２４が４段に配置されている。狭ピッチ化のためには、少なくとも隣接するプローブの段を異ならせる必要があり、少なくとも２段で交互にプローブを配置する必要がある。また、５個以上のプローブが同一直線上に配列される場合であれば、例えば図示された配列を順に繰り返せばよい。この様なプローブの立体的配置を行うことによって、例えば、最大径が１３０μｍのプローブを４０μｍピッチで配置することができる。
【００５０】
図５は、図４に示されたプローブ１２１〜１２４を中心軸を通る切断面によって切断したときの断面図である。図中の屈曲長Ｌ１〜Ｌ４はそれぞれプローブ１２１〜１２４の屈曲長である。プローブ１２１〜１２４は、Ｚ方向の位置を異ならせて配置されることから、コンタクト部１０６の長さ、つまり、屈曲長Ｌ１〜Ｌ４が異なっている。
【００５１】
これらのプローブ１２１〜１２４は、屈曲長Ｌ１〜Ｌ４のみを異ならせて製造させたプローブであり、クラッド線材のコア径Ｃ及び外径Ｄやテーパー角φは同一であり、コア露出長Ｔａはいずれのプローブ１２１〜１２４でも同一である。従って、被覆端１０４から屈曲点１０５までの距離である被覆マージンＬｍ１〜Ｌｍ４（＝Ｔａ−Ｌ）がプローブ１２１〜１２４ごとに異なっている。図４では、屈曲長がＬ１>Ｌ２>Ｌ３>Ｌ４であるため、被覆マージンはＬｍ１<Ｌｍ２<Ｌｍ３<Ｌｍ４となる。
【００５２】
従って、屈曲長Ｌが最も長いプローブ１２１の被覆マージンＬｍ１が最も短く、Ｔａ>Ｌ１となるように、コア露出長Ｔａを調整しておけば、角プローブ１２１〜１２４ごとに屈曲点１０５を異ならせるだけで、全てのプローブ１２１〜１２４を形成し、かつ、それぞれのプローブ１２１〜１２４において被覆端１０４をビーム部１０７に形成させることができる。この調整は、実施の形態１の場合と同様、コア径Ｃやテーパー角φによって調整することができる。
【００５３】
本実施の形態によれば、コンタクト部１０６の長さが異なるプローブ１２１〜１２４が形成されたプローブカード２を製造する際、同一のコア露出長Ｔａを有するテーパー加工後のクラッド線材について屈曲点１０５を異ならせることにより、コンタクト部１０６の長さの異なるプローブ１２１〜１２４を製造することができる。しかも、屈曲点１０５が被覆端１０４よりも先端側となるように全てのプローブ１２１〜１２４を屈曲することができる。従って、プローブ１２１〜１２４の立体的配置と細線化によって、より一層の狭ピッチ化を実現することができる。また、このようなプローブカード２に用いられるプローブ１２１〜１２４を製造コストを安価に製造することができる。
【００５４】
実施の形態３．
実施の形態２では、プローブカード２を構成する各プローブ１２１〜１２４が同一のクラッド線材を用いて形成される場合について説明した。これに対し、本実施の形態では、プローブごとにクラッド線材を異ならせる場合の例について説明する。
【００５５】
図６は、本発明の実施の形態３によるプローブカード３の要部について一構成例を示した図である。このプローブカード３の外観は図１の（ａ）と同様であり、図６の（ａ）及び（ｂ）には、図４（実施の形態２）の場合と同様にして、プローブカード３を構成しているプローブ１３１〜１３４及びプローブ支持部１３が拡大して示されている。また、図７の（ａ）〜（ｄ）には、図６のプローブ１３１〜１３４を中心軸を通る切断面によって切断したときの断面が示されている。
【００５６】
このプローブカード３は、実施の形態２の場合と同様、ビーム部１０７のＺ方向の位置を異ならせることによってプローブ１３１〜１３４が立体的に配置され、狭ピッチ化されている。これに加えて、実施の形態２におけるプローブカード２と比較すれば、ビーム部１０７のより広い領域がクラッド部１２ｂによって被覆され、ビーム部１０７に占めるコア露出部１０２の割合を低下させている。
【００５７】
図４のプローブカード２（実施の形態２）では、各プローブ１２１〜１２４に同一のクラッド線を用いることによって、製造コストを低減している。その反面、各プローブ１２１〜１２４の被覆マージンＬｍ、つまり、被覆端１０４から屈曲点１０５までの距離は、それぞれの屈曲長Ｌに応じて異なっている。その結果、屈曲長Ｌの短いプローブの場合、ビーム部１０７に占めるコア露出部１０２の割合が大きくなり、プローブの機械的強度の向上には限界がある。そこで、本実施の形態によるプローブカード３では、各プローブ１３１〜１３４ごとにクラッド線のコア比率を異ならせることによって、それぞれの被覆マージンＬｍを抑制し、屈曲長Ｌの短いプローブ１３１〜１３４についても、その機械的強度を向上させている。
【００５８】
プローブ１３１〜１３４ごとに異なるクラッド線を用いれば、製造コストは増大するが、そのような場合であっても、クラッド線の外径を同一にすれば、コスト上昇を抑制することができる。このため、プローブ１３１〜１３４には、コア比率が異なるが、外径は同一のクラッド線材が用いられる。
【００５９】
上述した通り、コア比率とは、外径Ｄに対するコア径Ｃの比（Ｃ／Ｄ）で与えられ、テーパー長Ｔに対するコア露出長Ｔａの比（Ｔａ／Ｔ）と等しい。テーパー長Ｔは、クラッド線の外径Ｄ及びテーパー角φによって決まる値であり、各プローブ１３１〜１３４のテーパー長Ｔが同一であれば、コア比率を調整することによって、コア露出長Ｔａを調整することができる。つまり、屈曲長Ｌ１〜Ｌ４が異なる各プローブ１３１〜１３４ごとに被覆端１０４の位置を調整し、被覆マージンＬｍを個別に低減することができる。この結果、プローブ１３１〜１３４の機械的強度を個別に向上させることができる。特に、図４（実施の形態２）の場合に比べれば、屈曲長Ｌが短く、被覆マージンＬｍが過大となっていたプローブ１２３，１２４について、その機械的強度を効果的に向上させることができる。
【００６０】
なお、本実施の形態では、プローブ１３１〜１３４ごとにコア比率を異ならせる場合の例について説明したが、テーパー角φが一定であれば、コア径Ｃを異ならせることによって、コア露出長Ｔａを調整することができる。このため、各プローブ１３１〜１３４の外径Ｄを一定にすることなく、コア径Ｃのみを異ならせることにより、被覆マージンＬｍを低減することもできる。また、図７では、各プローブ１３１〜１３４について被覆マージンＬｍを一定としているが、必ずしも同一である必要はない。
【００６１】
さらに、本実施の形態では、コンタクト部１０７の長さが異なる４種類のプローブ１３１〜１３４について、それぞれコア比率を異ならせる場合の例について説明したが、本発明は、この様な場合には限定されない。すなわち、コア比率の種類は、コンタクト部１０７の長さの種類より少なくてもよい。例えば、プローブ１３１及び１３２のコア比率を同一とし、プローブ１３３及び１３４のコア比率を同一として、２種類のクラッド線材によって、４種類のプローブを形成してもよい。この場合、クラッド線の種類を低減することができるので、プローブカードを製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態１によるプローブカードの一構成例を示した外観図である。
【図２】本発明の実施の形態１によるプローブカード１の製造工程の一例を示した図である。
【図３】図２（ｂ）に示された屈曲前のプローブ１２を中心軸を通る切断面によって切断したときの断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２によるプローブカード２の要部について一構成例を示した図である。
【図５】図４に示されたプローブ１２１〜１２４を中心軸を通る切断面によって切断したときの断面図である。
【図６】本発明の実施の形態３によるプローブカード３の要部について一構成例を示した図である。
【図７】図６のプローブ１３１〜１３４を中心軸を通る切断面によって切断したときの断面が示されている。
【図８】従来のプローブカードの一例を示した説明図である。
【図９】試験時におけるプローブ内の応力分布についてコンピュータ上でシミュレーションを行った結果を示した説明図である。
【符号の説明】
【００６３】
１〜３  プローブカード
１０    プローブ基板
１２，１２１〜１２４，１３１〜１３４    プローブ
１２ａ  コア部
１２ｂ  クラッド部
１３    プローブ支持部
１００  テーパー部
１０１  非テーパー部
１０２  コア露出部
１０３  被覆テーパー部
１０４  被覆端
１０５  屈曲点
１０６  コンタクト部
１０７  ビーム部
Ｃ      コア径
Ｄ      外径
Ｌ，Ｌ１〜Ｌ４    屈曲長
Ｌｍ，Ｌｍ１〜Ｌｍ４    被覆マージン
Ｔ      テーパー長
Ｔａ    コア露出長
θ      屈曲角
φ      テーパー角
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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