(57)【要約】【課題】パッドへの接触が確実に行われる電気テスト用コンタクトピンを提供すること。【解決手段】多孔質金属からなることを特徴とする電気テスト用コンタクトピンであり、その製造方法としては、基板上に金属被覆膜を設ける金属被覆工程、レジスト層形成工程、パターニング工程、多孔質金属充填工程、レジスト層除去工程、多孔質金属部分離工程を有することを特徴とする電気テスト用コンタクトピンの製造方法が好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質金属からなることを特徴とする電気テスト用コンタクトピン。
【請求項２】
前記多孔質金属の多孔度が、１０〜９０％であることを特徴とする請求項１に記載の電気テスト用コンタクトピン。
【請求項３】
前記多孔質金属のヤング率が、１〜５００ＧＰａであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気テスト用コンタクトピン。
【請求項４】
前記多孔質金属が、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｍｎ、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金のいずれかを含むことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電気テスト用コンタクトピン。
【請求項５】
多孔質金属からなる下部ピンと、下部ピンの上面の一部に設けられた多孔質金属からなる上部ピンとを有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電気テスト用コンタクトピン。
【請求項６】
先端部に、Ａｕ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄのいずれかを含むメッキ層が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の電気テスト用コンタクトピン。
【請求項７】
基板上に金属被覆膜を設ける金属被覆工程、
前記金属被覆膜上にレジスト層を設けるレジスト層形成工程、
前記レジスト層を、所望のパターンのマスクを通して、露光した後、マスクを除去し、現像して、レジストパターンを得るパターニング工程、
前記レジストパターンのレジスト除去部に多孔質金属を充填する多孔質金属充填工程、
前記レジスト層を除去するレジスト層除去工程、
前記基板より前記多孔質金属を分離する多孔質金属部分離工程、
を有することを特徴とする電気テスト用コンタクトピンの製造方法。
【請求項８】
前記金属被覆膜がスパッタリングにより、前記基板上に設けられることを特徴とする請求項７に記載の電気テスト用コンタクトピンの製造方法。
【請求項９】
前記露光が、ＵＶまたはＸ線により行われることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の電気テスト用コンタクトピンの製造方法。
【請求項１０】
前記多孔質金属が、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｍｎ、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金のいずれかを含むことを特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれかに記載の電気テスト用コンタクトピンの製造方法。
【請求項１１】
前記多孔質金属を充填する多孔質金属充填工程が、電気メッキにより行われることを特徴とする請求項７ないし請求項１０のいずれかに記載の電気テスト用コンタクトピンの製造方法。
【請求項１２】
前記電気メッキ前に、前記レジストパターンのレジスト除去部に露出した前記基板または前記金属被覆膜の表面をポーラス化用処理するポーラス化用処理工程を、さらに有していることを特徴とする請求項１１に記載の電気テスト用コンタクトピンの製造方法。
【請求項１３】
前記多孔質金属充填工程後、多孔質金属充填部上の一部に、レジストパターン凹部が形成されるように、再度、前記のレジスト層形成工程、パターニング工程を行ない、さらに前記多孔質金属充填工程、レジスト層除去工程を施すことを特徴とする請求項７ないし請求項１２のいずれかに記載の電気テスト用コンタクトピンの製造方法。
【請求項１４】
前記多孔質金属部分離工程が、前記基板を除去する基板除去工程、および前記金属被覆膜を除去する金属被覆膜除去工程であることを特徴とする請求項７ないし請求項１３のいずれかに記載の電気テスト用コンタクトピンの製造方法。
【請求項１５】
請求項７ないし請求項１４のいずれかに記載の製造方法によって得られることを特徴とする電気テスト用コンタクトピン。
【請求項１６】
請求項１５に記載の電気テスト用コンタクトピンをシート上に有する電気テスト用シート。
【請求項１７】
電気テスト用コンタクトピンを複数個有することを特徴とする請求項１６に記載の電気テスト用シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板や液晶表示装置等の各端子（パッド）に接触して電気的なテストを行うためにコンタクトプローブ等として用いられる電気テスト用コンタクトピンおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気テスト用コンタクトピンには、スプリング機構を有するスプリングピンや、テーパ形状のコンタクトプローブピンなどがある。（特許文献１）
【０００３】
しかし、電気テスト用コンタクトピンにおいては、硬いバルク金属が用いられているため、半導体基板や液晶表示装置等の端子（パッド）への接触力が弱く、特に、多数の端子を有する半導体基板や液晶表示装置等の端子の電気的テストを効率的に行うために、複数の電気テスト用コンタクトピンを基板上に配列して、テストを行う場合、パッドが、平面状でなく、波打っている場合などには、一部の電気テスト用コンタクトピンが、パッドに接触せず、全ての端子の電気テストを一度に行えない問題点があった。
【特許文献１】実開平６−２２９６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、パッドへの接触が確実に行われる電気テスト用コンタクトピンを提供することにあり、特に、パッドが、平面状でなく、波打っている場合でも、複数の電気テスト用コンタクトピンを基板上に配列したシートを用いて、効率的な電気テストが確実にできる電気テスト用コンタクトピンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、鋭意検討の結果、電気テスト用コンタクトピンに、多孔質金属を用いることにより、前記の課題を達成させることができることを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
即ち、本発明は、多孔質金属からなることを特徴とする電気テスト用コンタクトピンである。
【０００７】
本発明は、コンタクトピンに、多孔質金属が用いられているため、バルク金属からなるコンタクトピンより弾性率が低く、パッドに容易に確実に接触させることができる。
尚、本発明は、コンタクトピン全体が多孔質金属から構成されている場合の外、多孔質金属以外のものがコンタクトピンの一部に用いられている場合も含む。
【０００８】
また、多孔質金属の多孔度（多孔質金属体の体積中の空隙部の体積割合）は、高い程、低い弾性率を有するが、高い程、強度が低下する。このため、半導体基板や液晶表示装置等の端子の電気テスト用コンタクトピンとして使用する場合、多孔質金属の多孔度が１０〜９０％であることが好ましく、より好ましくは、２０〜８０％である。
【０００９】
請求項２は、この好ましい態様に該当するものであり、前記電気テスト用コンタクトピンであって、多孔質金属の多孔度が、１０〜９０％であることを特徴とする電気テスト用コンタクトピンを提供するものである。
【００１０】
多孔質金属のヤング率は、小さい程柔かく、大きい程硬くなる。半導体基板や液晶表示装置等の端子の電気テスト用コンタクトピンとして使用する場合、多孔質金属のヤング率が１〜５００ＧＰａであることが好ましい。
【００１１】
請求項３は、この好ましい態様に該当するものであり、前記電気テスト用コンタクトピンであって、多孔質金属のヤング率が、１〜５００ＧＰａであることを特徴とする電気テスト用コンタクトピンを提供するものである。
【００１２】
前記多孔質金属は、弾性率、強度、電気的特性の面から、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｍｎ、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金のいずれかを含むことが好ましい。
【００１３】
請求項４は、この好ましい態様に該当するものであり、前記電気テスト用コンタクトピンであって、多孔質金属が、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｍｎ、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金のいずれかを含むことを特徴とする電気テスト用コンタクトピンを提供するものである。
【００１４】
パッドの周囲に、絶縁膜などのカバーがされている場合、多孔質金属からなる電気テスト用コンタクトピンとして用いても、パッドに十分接触できない場合があるため、電気的に接触する部分は、絶縁膜などのカバーがあっても、充分にパッドに接触できる様に、パッド接触部の面積が一定以上に大きくないことが好ましい。
【００１５】
しかし、コンタクトピンのパッド接触部の面積を小さくすると、強度が弱くなる。このため、パッドに接触する部分を積層構造にし、大きな横断面面積の多孔質金属からなるコンタクトピン（下部ピン）上に、小さな横断面面積の多孔質金属からなるコンタクトピン（上部ピン）を積層することが好ましい。
積層数が多くてもよいが、製造の効率化などより、２層構造であることが、好ましい。
【００１６】
請求項５は、この好ましい態様に該当するものであり、前記電気テスト用コンタクトピンであって、多孔質金属からなる下部ピンと、下部ピンの上面の一部に設けられた多孔質金属からなる上部ピンとを有することを特徴とする電気テスト用コンタクトピンを提供するものである。
【００１７】
多孔質金属の場合、パッドとの接触面積が少なくなり、また低い弾性率を有する多孔質金属や、多孔化しやすい多孔質金属は、必ずしも導電率が高い金属と、一致しない場合があるため、先端部に、Ａｕ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄのいずれかを含むメッキが施されていることが好ましい。
【００１８】
請求項６は、前記態様に該当するものであり、前記電気テスト用コンタクトピンであって、先端部に、Ａｕ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄのいずれかを含むメッキ層が設けられていることを特徴とする電気テスト用コンタクトピンを提供するものである。
【００１９】
上記の電気テスト用コンタクトピンの製造には、フォトリソを用いた製造方法が好ましい。
【００２０】
請求項７は、この好ましい態様に該当するものであり、
基板上に金属被覆膜を設ける金属被覆工程、
前記金属被覆膜上にレジスト層を設けるレジスト層形成工程、
前記レジスト層を、所望のパターンのマスクを通して、露光した後、マスクを除去し、現像して、レジストパターンを得るパターニング工程、
前記レジストパターンのレジスト除去部に多孔質金属を充填する多孔質金属充填工程、
前記レジスト層を除去するレジスト層除去工程、
前記基板より前記多孔質金属を分離する多孔質金属部分離工程、
を有することを特徴とする電気テスト用コンタクトピンの製造方法を提供するものである。
【００２１】
前記製造方法では、フォトリソによる方法が採用されているため、複雑なパターニングを容易に作製することができる。
また、前記製造方法では、基板に多数のピンを同一に形成することができるため、低コストで量産することができる。さらに、基板上に形成した同一パターンについては寸法のバラツキが少ないという利点を有する。
【００２２】
金属被覆膜は、スパッタリングにより、前記基板上に設けられることが、基板との密着性、電気テスト用コンタクトピンの小型化により好ましい。
【００２３】
請求項８は、この好ましい態様に該当するものであり、前記電気テスト用コンタクトピンの製造方法であって、前記金属被覆膜がスパッタリングにより、前記基板上に設けられることを特徴とする電気テスト用コンタクトピンの製造方法を提供するものである。
【００２４】
露光は、ＵＶまたはＸ線により行われることが好ましい。
【００２５】
請求項９は、この好ましい態様に該当するものであり、前記電気テスト用コンタクトピンの製造方法であって、露光が、ＵＶまたはＸ線により行なわれることを特徴とする電気テスト用コンタクトピンの製造方法を提供するものである。
【００２６】
多孔質金属は、高硬度であることよりＮｉ、Ｎｉ−Ｍｎ、Ｎｉ合金のいずれかを含むことが、また電気伝導度が高いことよりＣｕ、Ｃｕ合金のいずれかを含むことが好ましい。
【００２７】
請求項１０は、前記態様に該当するものであり、前記電気テスト用コンタクトピンの製造方法であって、多孔質金属が、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｍｎ、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金のいずれかを含むことを特徴とする電気テスト用コンタクトピンの製造方法を提供するものである。
【００２８】
多孔質金属の充填は、電気メッキにより行われることが、厚膜が形成可能であり、またレジストパターン部分にのみ多孔質金属を充填するために低コストであることより好ましい。
【００２９】
請求項１１は、前記態様に該当するものであり、前記電気テスト用コンタクトピンの製造方法であって、多孔質金属を充填する多孔質金属充填工程が、電気メッキにより行われることを特徴とする電気テスト用コンタクトピンの製造方法を提供するものである。
【００３０】
電気メッキにて、多孔質金属を得る方法としては、被メッキ面に、ポーラス化用処理を施すことが、均質性、容易性の観点から好ましい。
【００３１】
請求項１２は、前記態様に該当するものであり、前記電気テスト用コンタクトピンの製造方法であって、前記電気メッキ前に、前記レジストパターンのレジスト除去部に露出した前記基板または前記金属被覆膜の表面をポーラス化用処理するポーラス化用処理工程を、さらに有していることを特徴とする電気テスト用コンタクトピンの製造方法を提供するものである。
【００３２】
ポーラス化用処理としては、微細斑点状に付着硬化された絶縁塗料と、前記絶縁塗料の上に付着硬化した導電塗料を被メッキ面に設ける方法が、均質性、容易性の観点から好ましい。
【００３３】
具体的には、ポーラス化用処理が、レジストパターンの凹部に露出した金属被覆膜または前記金属被覆膜上の金属メッキの表面に、微細斑点状に付着硬化された絶縁塗料と、前記絶縁塗料の上に付着硬化した導電塗料を設けるポーラス化用処理等である。
【００３４】
多孔質金属を設ける別の方法としては、界面活性剤が添加されたメッキ液、イオン移動度の高い陽イオンと陰イオンとを組み合わせた電解質からなる添加剤が添加されたメッキ液、低級アルコールまたはその誘導体が添加されたメッキ液等を用いる方法が挙げられる。この方法はポーラス化用処理のために特別の工程を追加する必要がないという観点から好ましい。
【００３５】
前記の方法としては、メッキ液がイオン移動度の高い陽イオンと陰イオンとを組み合わせた電解質からなる添加剤が添加されたメッキ液であり、かつ通常時の電流波形に対して一時的に電流波形を変化させることを間欠的に行いながら電流を流す方法であることが好ましい。
【００３６】
パッドの周囲に、絶縁膜などのカバーがされている場合、電気接点部分を積層構造にし、大きな面積の電気接点に、小さな面積の電気接点を積層すること、特に、２層構造にする好ましいが、その製法としては、同じ工程を繰り返すことが、製造の効率化、均質性のため好ましい。この場合において、レジスト層除去工程前に、再度のレジスト層形成工程を行い、レジスト層除去工程を最後に一度に行ってもよい。
【００３７】
請求項１３は、前記態様に該当するものであり、前記電気テスト用コンタクトピンの製造方法であって、前記多孔質金属充填工程後、多孔質金属充填部上の一部に、レジストパターン凹部が形成されるように、再度、前記のレジスト層形成工程、パターニング工程を行ない、さらに前記多孔質金属充填工程、レジスト層除去工程を施すことを特徴とする電気テスト用コンタクトピンの製造方法を提供するものである。
【００３８】
多孔質金属からなる電気テスト用コンタクトピンを得るための多孔質金属を基板より分離する多孔質金属部分離工程は、基板を除去する基板除去工程によることが好ましいが、さらに、基板上に設けられた金属被覆膜も除去することも好ましい。この場合、金属被覆膜をエッチングする方法や、多孔質金属を樹脂で固めて基板および金属被覆膜から引き剥がすことが好ましい。
【００３９】
請求項１４は、前記態様に該当するものであり、前記電気テスト用コンタクトピンの製造方法であって、前記多孔質金属部分離工程が、前記基板を除去する基板除去工程、および前記金属被覆膜を除去する金属被覆膜除去工程であることを特徴とする電気テスト用コンタクトピンの製造方法を提供するものである。
【００４０】
前記した製造方法により得られる電気接点材として多孔質金属を用いた電気テスト用コンタクトピンは、精度が高く、また半導体基板等のパッドとの優れた電気特性を有する。また、微細なバネ形状にした場合、全長に対して大きなストロークを稼ぐことができる。
【００４１】
請求項１５は、前記態様に該当するものであり、前記の製造方法によって得られることを特徴とする電気テスト用コンタクトピンを提供するものである。
【００４２】
前記した電気テスト用コンタクトピンは、単独で用いるだけではなく、シート上に設けて用いてもよい。これにより、使用状況により、効率的に電気テストができる。シート上に設ける方法としては、いわゆる針立てによる方法等が採用される。
【００４３】
請求項１６は、前記態様に該当するものであり、前記の電気テスト用コンタクトピンをシート上に有することを特徴とする電気テスト用シートを提供するものである。
【００４４】
前記の場合において、電気テスト用コンタクトピンをシート上に、複数個設けた電気テスト用シートは、より効率的なテストが可能であり、電気テスト用コンタクトピンが多孔質金属より構成されているため、パッドが波打っていても、確実な接触が可能となる。
【００４５】
請求項１７は、前記態様に該当するものであり、前記の電気テスト用シートであって、前記電気テスト用コンタクトピンを複数個有することを特徴とする電気テスト用シートを提供するものである。
【発明の効果】
【００４６】
本発明により、パッドへの接触が確実に行われる電気テスト用コンタクトピンを得ることができ、特に、パッドが、平面状でなく、波打っている場合でも、複数の電気テスト用コンタクトピンを基板上に配列したシートを用いて、効率的な電気テストが確実にできる電気テスト用コンタクトピンを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下に、本発明の実施例を示すが、実施例は、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００４８】
厚さ０．７ｍｍの基板上に、シード層として金属をスパッタリングで成膜し、金属被覆膜を設けた。膜厚は、Ｔｉ（０．１μｍ）／Ｃｕ（１μｍ）とした。
【００４９】
次に、金属被膜上に厚さ８０μｍのフォトレジストを塗布した。フォトレジストとしては、ＪＳＲ製ＴＨＢ１５１Ｎを用いた。
【００５０】
次に、予め所望のパターンを設けたマスクをフォトレジストの上に載せ、上部からＵＶを露光光源として、露光条件、ｇｈｉ混合線、７００ｍＪ／ｃｍ２をＮ２雰囲気下でコンタクト露光した。
【００５１】
次に、マスクを除去し、現像してレジストパターンを得た。
【００５２】
次に、電気メッキにより、多孔度５０％、ヤング率１００ＧＰａの多孔質Ｎｉを設けた。その後、フォトレジストを除去し、基板上にある金属被覆膜をアンモニアと過酸化水素水の混合液に浸け、Ｎｉメッキ下の金属被覆膜まで完全に除去することにより、多孔質金属からなるコンタクトピンを基板から取り外した。
【実施例２】
【００５３】
実施例１と異なり、レジスト層形成工程、パターニング工程、多孔質Ｎｉ充填工程、レジスト層除去工程を２回行い、多孔質Ｎｉを２層（上部ピンの横断面面積９００μｍ２、下部ピンの横断面面積６０，０００μｍ２）積層させると共に、電気メッキにて、最上の多孔質Ｎｉ層の表面に、Ａｕを２μｍ設けた。他は実施例１と同様にして、多孔質金属からなるコンタクトピンを得た。
【００５４】
（評価）
実施例１、実施例２で作製したコンタクトピンを、検査対象となる半導体基板のパッドと同一配列し、外部へ配線されたピンの設置ボードに接合し、電気テスト用シートを作製し、導通テストを行ったところ、電気抵抗は１Ω以下であり、良好な電気的接触が得られた。