(57)【要約】【課題】半導体検査用のプローブカードに組み込まれて、パッドサイズおよびピッチの狭小なチップやＬＳＩパッケージの検査用などに好適な、プローブピンを提供する。【解決手段】被検査物の電気的特性の検査に用いられるプローブピン６を、銅系合金よりなり先端部が先細テ−パ形状１ａに形成された内側芯材１と、内側芯材１の先細テーパ形状部１ａを除いて内側芯材１の外周面を被覆するバネ特性の良好な金属材料よりなる外側被覆材２とからなるクラッド構造で形成するとともに、外側被覆材２の先端部を内側芯材１の先細テーパ形状１ａに連続したテーパ形状２ａに形成して課題解決の手段としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物の電気的特性の検査に用いられるプローブピンにおいて、同プローブピンが、銅系合金よりなり先端部が先細テーパ形状に形成された内側芯材と、同内側芯材の上記先細テーパ形状部を除いて同内側芯材の外周面を被覆するバネ特性の良好な金属材料よりなる外側被覆材とからなるクラッド構造で形成され、
上記外側被覆材の先端部が、上記内側芯材の上記先細テーパ形状に連続したテーパ形状に形成されることを特徴とするプローブピン。
【請求項２】
上記内側芯材の先端部の先細テーパ形状の形成加工と上記外側被覆材の先端部のテーパ形状の形成加工とが、同時に行われることを特徴とする請求項１記載のプローブピン。
【請求項３】
上記外側被覆材が、ヤング率が１．９×１０５Ｎ／ｍｍ２以上、抗折力が３０００Ｎ／ｍｍ２以上、硬度が５００Ｈｖ以上であることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載のプローブピン。
【請求項４】
上記内側芯材の先端部のテーパ形状の形成加工と上記外側被覆材の先端部のテーパ形状の形成加工とが、砥石による研削により行われることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のプローブピン。
【請求項５】
上記内側芯材の外径が、２５μm 〜６０μm であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のプローブピン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体検査用のプローブカードに組み込まれるプローブピンに関し、特に、パッドサイズおよびピッチの狭小なチップの検査やＬＳＩパッケ−ジの検査などに好適なプローブピンに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハ上に形成されたチップ等の検査には、プローブピンを組み込んだプローブカードが使用されており、プローブピンは、一般的には、Ｗ，Ｒｅ−Ｗが使用されており、チップのボンディングパッドの検査用のプローブピンを接触させた状態で行われる。
このような目的のプローブピンとして、内側芯材が貴金属あるいはその合金よりなり、外側被覆材がバネ特性の良い金属よりなるクラッド線構造のものが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３３７１１０号公報  （第２頁、第１、２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図２、３に示すように、特許文献１に記載のプローブピン０６は、内側芯材０１が貴金属あるいはその合金よりなり、外側被覆材０２がバネ特性の良い金属よりなるクラッド線構造となっている。図２、３中の符号０４はプローブカード基板を、０５はリード線を示す。
このような従来のプローブピンでは、クラッド線構造の内側芯材０１を構成する材料が貴金属（例えば金、白金、パラジウムあるいはこれらの合金）であるため、プローブピン０６が非常に高価となるばかりか、貴金属は機械的強度が低いため、先端部が変形しやすく、また先端部の磨耗も大きいので、繰り返し接触使用させると接触抵抗が変化して、正確な測定検査を行うことができない、という課題がある。
【０００４】
さらに、近年ＬＳＩなどの集積度が増すにつれてその端子の数が増加し、端子間の間隔は極めて狭くなっており、その検査に用いられるプローブピン０６も極端に細径化される傾向にあるが、上記の従来のプローブピン０６では極端に細径化した場合、強度上の問題から十部な針圧が得られない、という課題もある。
本発明は、従来のプローブピンにおけるこのような課題を解決しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、被検査物の電気的特性の検査に用いられるプローブピンにおいて、同プローブピンを、銅系合金よりなり先端部が先細テーパ形状に形成された内側芯材と、同内側芯材の上記先細テーパ形状部を除いて同内側芯材の外周面を被覆するバネ特性の良好な金属材料よりなる外側被覆材とからなるクラッド構造で形成するとともに、上記外側被覆材の先端部を上記内側芯材の上記先細テーパ形状に連続したテーパ形状に形成して課題解決の手段としている。
【０００６】
また、上記内側芯材の先端部の先細テーパ形状の形成加工と上記外側被覆材の先端部のテーパ形状の形成加工とを、同時に行うことで課題解決の手段としている。
【０００７】
さらに、上記外側被覆材を、ヤング率が１．９×１０５Ｎ／ｍｍ２以上、抗折力が３０００Ｎ／ｍｍ２以上、硬度が５００Ｈｖ以上の材料で構成して課題解決の手段としている。
【０００８】
さらにまた、上記内側芯材の先端部のテーパ形状の形成加工と上記外側被覆材の先端部のテーパ形状の形成加工とを、砥石による研削により行うことで課題解決の手段としている。
【０００９】
また、上記内側芯材の外径を、２５μm 〜６０μm とすることで課題解決の手段としている。内側芯材の外径を、上記寸法に限定したのは次の理由による。すなわち、発明者の研究によると、外径寸法が２５μｍより小さくなると、電気抵抗が高くなりすぎて導電検査に必要な十分な量の電流が流れにくくなって、導電検査に支障をきたすことが判明した。また、プローブピンの直径は０．１ｍｍ以下という細径でなければならないことから、強度低下を防止するため内側芯材の外径は６０μｍ以下であることが望ましいからである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のプローブピンによれば、次のような効果が得られる。
（１）従来の、例えばBe-Cu 系合金単体線からなるプローブピンに比べて、抗折力で１．５倍の強度のものを得ることができ、直径が０．１０mm以下という細径でありながら、十分な針圧を得ることができるプローブピンを提供できる。
（２）上記（１）の効果により、近年の高密度化に伴いパッドサイズおよびピッチの狭小化された半導体ウエハ検査用のプローブカ−ドに組み込まれるのに好適なプローブピンを得ることができる。
（３）プローブピンを２層のクラッド構造に形成するとともに、その先端部よりの部分をテーパ状に加工して内側芯材が露出するような構成になっているから、パッド（電極）と内側芯材が直接電気的にコンタクトするようになる。しかも内側芯材が銅系合金で形成されているので、従来のものと同程度の低接触抵抗を維持しながら、バネ特性の良好な金属材料よりなる外側被覆材により、従来のBe-Cu 系合金単体線からなるプローブピンよりも強度が高く針圧を高く設定できるため、信頼性の高い検査が可能となる。
（４）内側芯材の先端部の先細テーパ形状の形成加工と外側被覆材の先端部のテーパ形状の形成加工とが同時に行われるようにしたので、製作効率が向上し、製作コストの削減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面により本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の一実施形態に係るプローブピンの断面図である。
【００１２】
この実施形態のプローブピン６も、被検査物の電気的特性の検査に用いられるもので、プローブピン６は、内側芯材１と、内側芯材１の外周面を被覆する外側被覆材２とからなるクラッド構造に形成されている。
内側芯材１は、銅系合金を素材とし、先端部は先細テーパ形状に形成されて先細テーパ形状部１ａを構成している。銅系合金としては、Be-Cu系合金、Cu-Ag 系合金、Cu-Nb 系合金、あるいはCu-Al 系合金が、貴金属系合金に比べヤング率が高くバネ特性に優れているため、好適である。特にCu-Ag 系合金、Cu-Nb 系合金は、Be-Cu系合金の電気伝導率（導電率）の約３倍（６０％〜８０％IACS）を有し、高強度・高導電率の両特性を合わせもった材料で、先端部の経時的な接触抵抗の増加がなく、かつバネ特性においても優れているので、クラッド構造プローブピンの内側芯材１としては極めて好ましい材料である。Cu-Al 系合金もBe-Cu系合金よりもヤング率が高く、かつバネ特性に優れた材料であり、クラッド構造プローブピンの内側芯材１としては好ましい材料である。
【００１３】
外側被覆材２はバネ特性の良好な金属材料を素材とし、内側芯材１の先端部に形成されている先細テーパ形状部１ａを除いて、内側芯材１の外周面を被覆するように、つまり内側芯材１の最先端部（内側芯材１の先細テーパ形状部１ａのみ）が外側被覆材２から露出するように、かつ先端側が内側芯材１の先細テーパ形状部１ａに連続するテーパ形状２ａに形成されて、内側芯材１の外周を被覆する構成となっている。
ここで、「バネ特性の良好な金属材料」とは、
ヤング率が、１．９×１０５／ｍｍ２  以上
抗折力が、  ３０００Ｎ／ｍｍ２  以上
硬度が、    Ｈｖ５００以上
の物性を有する材料をいう。
このような物性を有する材料の１例として、ＳＵＳ３０４を挙げることができる。
【００１４】
次に、製作工程について説明する。
例１；外側被覆材２として外径が０．７mm、内径が０．４mmのＳＵＳ３０４を、内側芯材１として直径が０．１５mmのCu-Ag 系合金を用い、外側被覆材２に内側芯材１を挿入後、伸線ダイスを有する伸線機で外側被覆材２の外径が０．１０mmになるまで伸線してから、先端部に、砥石によるテ−パ角２．５°の研削加工を行って、内側芯材１の先細テーパ形状部１ａの最先端部の直径が２０μm 以下(１５ 〜２０μm )となるテーパ形状に形成し、図１に示す寸法の、内側芯材１の先端部の先細テーパ形状と外側被覆材２の先端部のテーパ形状２ａとが連続したテーパ形状に形成されたプローブピン６を製作した。この例の場合、内側芯材１と外側被覆材２との断面積比は、４：２５となる。（内側芯材１の直径は、4０μmである。）
この実施形態では、内側芯材１の先端部に先細テーパ形状部１ａに形成する加工と外側被覆材２の先端部をテーパ形状２ａに形成する加工とを、上記の砥石による同時研削加工により行うようにしており、その結果、内側芯材１の先端部の先細テーパ形状と外側被覆材２の先端部のテーパ形状２ａとが連続したテーパ形状のプローブピン６が得られた。
例２；内側芯材１として直径が０．１５mmのBe-Cu系合金を用いた点で例１と相違するだけで、その他の点は例１のケースと同様である。ただ、例２のケースでは、伸線後に３１５°の温度下で０．５時間の時効効果処理を行った。
【００１５】
上記の２つの例により得られたプローブピンの特性を表１に示す。
【表１】
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なお、表１において、従来例とは、Be-Cu系合金単体線からなるプローブピンをいう。
【００１６】
表１に示した数値から明らかなように、この実施形態のプローブピンによれば、従来のBe-Cu系合金単体線からなるプローブピンに比べて、抗折力で１．５倍の強度のものを得ることができ、０．１０mm以下の細径のものにおいても十分な針圧を得ることができるプローブピンを提供できる。
したがって、近年の高密度化により、パッドサイズおよびピッチの狭小化された半導体ウエハー検査用のプローブカードに組み込まれるプローブピンとして、０．１０mm以下の細径でありながら十分な針圧を得ることの可能なプローブピンを得ることができる。
なお、発明者は、機械的強度と電気抵抗値とのバランスを考慮した実験を行ない、その結果、本発明におけるプローブピンは、外径が０．０７〜０．０８ｍｍ程度のものであることがより望ましいという結論を得ている。
【００１７】
さらに、この実施形態のプローブピンは、２層のクラッド構造であり、先端部よりの部分をテーパ状に加工して内側芯材１が露出する構成となっているから、パッド（電極）と内側芯材１が直接電気的にコンタクトするようになる。しかも内側芯材１が銅系合金で形成されているので、従来のプローブピンと同程度の低接触抵抗を維持しながら、ステンレス鋼の外側被覆材２により、従来のBe-Cu系合金単体線からなるプローブピンよりも強度が高く針圧を高く設定できるため、信頼性の高い検査が可能となる。
また、内側芯材１の先端部の先細テーパ形状の形成加工と外側被覆材２の先端部のテーパ形状の形成加工とを、同時に行うようにしたので、製作効率が向上し、製作コストの削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るブローブピンの断面図である。
【図２】従来のプローブピンの断面図。
【図３】同プローブピンを使用したプローブカードの模式図。
【符号の説明】
【００１９】
１：内側芯材、
１ａ：内側芯材１の先細テーパ形状（部）、
２：外側被覆材、
２ａ：外側被覆材２の先細テーパ形状（部）、
６：プローブピン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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