(57)【要約】プローブは、上下方向に間隔をおいて左右方向へ伸びる第１及び第２のアーム部と、該第１及び第２のアーム部をそれらの先端部及び基端部においてそれぞれ連結する第１及び第２の連結部と、第１の連結部の上下方向における一方側に続く針先部とを含む。第１及び第２のアーム部の少なくとも一方は、当該アーム部の全体、当該アーム部の上下方向における一方側の縁部、及び、当該アーム部の上下方向における他方側の縁部の少なくとも１つを弧状とされている。
2004102207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に間隔をおいて第２の方向へ伸びる第１及び第２のアーム部と、該第１及び第２のアーム部をそれらの先端部及び基端部においてそれぞれ連結する第１及び第２の連結部と、前記第１の連結部又は前記第１のアーム部の前記第１の方向における一方側に続く針先部とを含み、前記第１及び第２のアーム部の少なくとも一方は、当該アーム部の全体、当該アーム部の前記第１の方向における一方側の縁部、及び当該アーム部の前記第１の方向における他方側の縁部の少なくとも１つを弧状とされている、通電試験用プローブ。
【請求項２】
さらに、前記第１及び第２のアーム部に対し前記第１の方向における他方側に位置する取り付け部と、該取り付け部から前記第１の方向における一方側に伸びて前記第２の連結部に続く延長部とを含む、請求項１に記載のプローブ。
【請求項３】
当該プローブは、前記第１及び第２の方向と交差する方向を厚さ方向とする板の形状を有している、請求項２に記載のプローブ。
【請求項４】
前記取り付け部は、これの厚さ方向に貫通する穴を有する、請求項３に記載のプローブ。
【請求項５】
さらに、前記取り付け部から前記第１の方向における他方部の側に伸びる突起を含む、請求項２から４のいずれか１項に記載のプローブ。
【請求項６】
前記針先部は、前記第１の連結部及び前記第１又は第２のアーム部に続く台座部と、該台座部の前記第１の方向における一方側から突出する接触部とを備える、請求項１から５のいずれか１項に記載のプローブ。
【請求項７】
前記接触部は、少なくとも前記台座部と異なる材料で製作されている、請求項６に記載のプローブ。
【請求項８】
前記台座部は、少なくとも前記第１及び第２のアーム部及び前記第１及び第２の連結部と同じ材料で製作されている、請求項７に記載のプローブ。
【請求項９】
前記接触部は、前記第２の方向に対し０．１°から５°角度を有する先端面であって前記第２の方向における前記第１の連結部の側の箇所ほど前記第１の方向における前記第１の連結部の側となる先端面を有している、請求項７又は８に記載のプローブ。
【請求項１０】
さらに、前記針先部の針先と異なる箇所に形成された基準部とを含む、請求項１から９のいずれか１項に記載のプローブ。
【請求項１１】
前記基準部は、これの隣の少なくとも一部の領域と異なる前記第１の方向への光反射特性を有する、請求項１０に記載のプローブ。
【請求項１２】
さらに、前記針先部及び前記第１のアーム部のいずれか一方から前記第２の方向へ突出する突出部を含み、該突出部は、当該突出部の軸線に対して傾斜する少なくとも１つの傾斜面部と、該傾斜面部の先端に続きかつ前記軸線に垂直の平坦面部であって前記針先より前記アーム部側に後退された平坦面部とを備え、前記基準部は前記平坦面部とされている、請求項１０又は１１に記載のプローブ。
【請求項１３】
前記突出部は前記針先部又は前記第１のアーム部から突出されている、請求項１２に記載のプローブ。
【請求項１４】
前記基準部は、前記第１の方向への光反射特性が異なる周囲領域に囲まれた領域を含む、請求項１０から１３のいずれか１項に記載のプローブ。
【請求項１５】
さらに、前記針先部に形成された少なくとも１つの凹所と、該凹所と前記針先部の針先とを含む領域に形成された導電性の被膜とを含む、請求項１から１４のいずれか１項に記載のプローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、半導体集積回路のような平板状被検査体の通電試験に用いるプローブに関する。
【背景技術】  半導体集積回路のような平板状被検査体は、それが仕様書通りに製造されているか否かの通電試験をされる。この種の通電試験は、被検査体の電極に個々に押圧される複数のプローブを備えた、プローブカード、プローブブロック、プローブユニット等、電気的接続装置を用いて行われる。この種の電気的接続装置は、被検査体の電極と、テスターとを電気的に接続するために利用される。
この種の電気的接続装置に用いられるプローブとしては、導電性金属細線から製造されたニードルタイプのもの、板状に形成されたブレードタイプのもの、電気絶縁シート（フィルム）の一方の面に形成された配線に突起電極を形成したプローブ要素を用いるプローブ要素タイプのもの等がある。
ブレードタイプのプローブには、導電性金属板から製造された単一板タイプのものと、ホトレジストの露光及びエッチングとそのエッチングされた箇所へのメッキとを１回以上行う積層タイプのもの等がある。
いずれのタイプのプローブも、配線基板のような支持部材に片持ち梁状に支持されて、針先を被検査体の電極に押圧される。針先が被検査体の電極に押圧されると、オーバードライブがプローブに作用し、プローブは弾性変形により湾曲される。
ブレードタイプのプローブの１つとして、第１の方向に間隔をおいて第２の方向へ伸びる第１及び第２のアーム部と、該第１及び第２のアーム部をそれらの先端部及び基端部においてそれぞれ連結する第１及び第２の連結部と、第１の連結部の第１の方向における一方側に続く針先部と、第２の連結部の第１の方向における他方側に続く取り付け部とを含むＺ字状のものがある（特開平７−１１５１１０号公報の図１）。
ブレードタイプのプローブの他の１つとして、第１の方向に間隔をおいて第２の方向へ伸びる第１及び第２のアーム部と、該第１及び第２のアーム部をそれらの基端部において連結する連結部と、第１のアーム部の先端部の第１の方向における一方側に続く針先部と、第２のアーム部の先端部の第１の方向における他方側に続く取り付け部とを含むものがある（特開２００３−５７２６４号公報の図２）。
従来のプローブは、いずれも、取り付け部が適宜な支持部材に取り付けられて、その支持部材に片持ち梁状に支持され、その状態で針先を被検査体の電極に押圧される。これにより、オーバードライブがプローブに作用し、プローブは第１及び第２のアーム部において弾性変形により湾曲される。
しかし、これら従来のプローブは、いずれも、第１及び第２のアーム部が第１の方向に対して斜めの第２の方向へ平行に伸びているにすぎないから、オーバードライブ量を大きくして第１及び第２のアーム部を大きく弾性変形させようとすると、第１及び第２のアーム部の少なくとも一方において破断してしまう。
特に、集積回路用のマイクロプローブの場合、第１及び第２のアーム部の断面積が著しく小さいから、第１及び第２の機械的強度が弱く、したがってオーバードライブ量を大きくして、第１及び第２のアーム部を大きく弾性変形させることが難しい。
上記のようにオーバードライブ量を大きくすることができないと、被検査体の電極に対する針先の押圧力（針圧）を大きくすることができないから、被検査体の電極と針先とを良好な電気的接続状態にすることができないし、第１の方向における針先の位置を高精度に一致させなければならない。それらの結果正確な検査をすることができない。
【発明の開示】
本発明の目的は、オーバードライブ量を大きくして、第１及び第２のアーム部を大きく弾性変形可能にすることにある。
本発明に係るプローブは、第１の方向に間隔をおいて第２の方向へ伸びる第１及び第２のアーム部と、該第１及び第２のアーム部をそれらの先端部及び基端部においてそれぞれ連結する第１及び第２の連結部と、前記第１の連結部又は前記第１のアーム部の前記第１の方向における一方側に続く針先部とを含む。前記第１及び第２のアーム部の少なくとも一方は、当該アーム部の全体、当該アーム部の前記第１の方向における一方側の縁部、及び当該アーム部の前記第１の方向における他方側の縁部の少なくとも１つを弧状とされている。
上記プローブは、第１及び第２のアーム部の基端部を連結する第２の連結部の側において支持部材に片持ち梁状に支持され、その状態で針先を被検査体の電極に押圧される。針先を電極に押圧されると、オーバードライブがプローブに作用して、第１及び第２のアーム部が弾性変形して湾曲される。
しかし、上記のプローブは、第１及び第２のアーム部の少なくとも一方が少なくとも１つの弧状部分を有するから、そのような弧状部分を有する第１又は第２のアーム部の機械的強度が大きくなる。このため、大きなオーバードライブがプローブに作用しても、第１及び第２のアーム部が折損することなく、両アーム部が弾性変形して湾曲される。
上記の結果、オーバードライブ量を大きくして、被検査体の電極に対する針先の押圧力（針圧）を大きくすることができるから、被検査体の電極と針先とを良好な電気的接続状態にすることができるし、第１の方向における針先の位置を高精度に一致させることなく、被検査体の電極と針先とを確実に接触させることができ、正確な検査をすることができる。
プローブは、さらに、前記第１及び第２のアーム部に対し前記第１の方向における他方側に位置する取り付け部と、該取り付け部から前記第１の方向における一方側に伸びて前記第２の連結部に続く延長部とを含むことができる。そのようにすれば、取り付け部において支持部材に支持させることができる。
プローブは、前記第１及び第２の方向と交差する方向を厚さ方向とする板の形状を有していてもよい。
前記取り付け部は、これの厚さ方向に貫通する穴を有することができる。そのようにすれば、貫通穴を位置決め穴として利用することができるから、支持部材へのプローブの取り付け作業が容易になる。
プローブは、さらに、前記取り付け部から前記第１の方向における他方部の側に伸びる突起を含むことができる。そのようにすれば、支持部材に突起嵌合用の穴を形成し、突起をその嵌合用穴に差し込むことにより、支持部材に対するプローブの位置決めが行われるから、支持部材へのプローブの取り付け作業がより容易になる。
前記針先部は、前記第１の連結部及び前記第１又は第２のアーム部に続く台座部と、該台座部の前記第１の方向における一方側から突出する接触部とを備えることができる。
前記接触部は、少なくとも前記台座部と異なる材料で製作されていてもよい。前記台座部は、少なくとも前記第１及び第２のアーム部及び前記第１及び第２の連結部と同じ材料で製作されていてもよい。
前記接触部は、前記第２の方向に対し０．１°から５°角度を有する先端面であって前記第２の方向における前記第１の連結部の側の箇所ほど前記第１の方向における前記第１の連結部の側となる先端面を有していてもよい。
プローブは、さらに、前記針先部の針先と異なる箇所に形成された基準部とを含むことができる。そのようにすれば、プローバー又は被検査体に対する位置合わせ時、プローブを針先側（被検査体側）からエリアセンサにより撮影し、エリアセンサの出力信号を画像処理することにより各プローブの位置をエリアセンサの撮影領域内における針先の座標位置として求めることができる。その結果、上記プローブは針先と異なる箇所に形成された基準部を備えているから、基準部はエリアセンサの出力信号を用いて周囲と容易に識別することができ、したがって基準部の座標位置も容易に決定することができる。また、基準部と針先との位置関係は不変であるから、針先の位置は基準部の位置から容易に決定することができる。
前記基準部は、これの隣の少なくとも一部の領域と異なる前記第１の方向への光反射特性を有することができる。そのようにすれば、他方向への反射光量の差を利用して、基準部を決定することができる。
プローブは、さらに、前記針先部及び前記第１のアーム部のいずれか一方から前記第２の方向へ突出する突出部を含み、該突出部は、当該突出部の軸線に対して傾斜する少なくとも１つの傾斜面部と、該傾斜面部の先端に続きかつ前記軸線に垂直の平坦面部であって前記針先より前記アーム部側に後退された平坦面部とを備え、前記基準部は前記平坦面部とされていてもよい。
前記突出部は前記針先部又は前記第１のアーム部から突出されていてもよい。前記基準部は、前記第１の方向への光反射特性が異なる周囲領域に囲まれた領域を含むことができる。
プローブは、さらに、前記針先部に形成された少なくとも１つの凹所と、該凹所と前記針先部の針先とを含む領域に形成された導電性の被膜とを含むことができる。そのようにすれば、被膜を針先部のような他の箇所より硬質の材料とすることにより、針先部の摩耗を低減することができる。また、被膜が凹所にも形成されているから、通電試験時のオーバードライブにより、針先部が被検査体の電極に押圧された状態でその電極に対し滑っても、被膜が針先部から剥がれることが防止される。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明に係るプローブの第１の実施例を示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は右側面図である。
図２は、本発明に係るプローブの第２の実施例を示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は右側面図である。
図３は、本発明に係るプローブの第３の実施例を示す正面図である。
図４は、本発明に係るプローブの第４の実施例を示す正面図である。
図５は、本発明に係るプローブの第５の実施例を示す正面図である。
図６は、本発明に係るプローブの第６の実施例を示す正面図である。
図７は、本発明に係るプローブの第７の実施例を示す正面図である。
図８は、接触部を台座部に取り付ける手法の一例を示す斜視図であって、（Ａ）は取り付け前の状態を示し、（Ｂ）は取り付け後の状態を示す。
図９は、本発明に係るプローブの第８の実施例を示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は右側面図である。
図１０は、図９に示すプローブの製造方法を説明するための図であって、（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ第１のステップにおける縦断面図及び平面図、（Ｃ）及び（Ｄ）はそれぞれ第２のステップにおける縦断面図及び平面図、（Ｅ）及び（Ｆ）はそれぞれ第３のステップにおける縦断面図及び平面図である。
図１１は、本発明に係るプローブの第９の実施例を示す斜視図である。
図１２は、本発明に係るプローブの第１０の実施例を示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は針先部の底面図である。
図１３は、本発明に係るプローブの第１１の実施例を示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は底面図である。
図１４は、本発明に係るプローブの第１２の実施例を示す図であって、（Ａ）は針先部の正面図、（Ｂ）は端先部の底面図である。
図１５は、本発明に係るプローブを用いた電気的接続装置の一実施例を示す平面図である。
図１６は、図１５に示す電気的接続装置の底面図である。
図１７は、図１５に示す電気的接続装置の補強板及びリングを縦方向に断面して示す図である。
図１８は、図１５に示す電気的接続装置における接続基板及び取り付け基板の一部を拡大して示す図である。
図１９は、図１５に示す電気的接続装置においてプローブと被検査体とを相対的に押圧した状態を示す図である。
図２０は、本発明に係るプローブの第１３の実施例を示す斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、図１（Ａ）において、上下方向を第１の方向、左右方向を第２の方向、紙面に垂直の方向を第３の方向とするが、それらの方向は、通電すべき被検査体を受けるプローバーのチャックトップに応じて異なる。
図１（Ａ）及び（Ｂ）を参照するに、プローブ１０は、第１の方向（上下方向）に間隔をおいて第２の方向（左右方向）へ伸びる第１及び第２のアーム部１２，１４と、第１及び第２のアーム部１２，１４をそれらの先端部及び基端部においてそれぞれ連結する第１及び第２の連結部１６，１８と、第１の連結部１６の第１の方向における一方側（下縁側）に続く針先部２０と、第１及び第２のアーム部１２，１４に対し第１の方向における他方側（上縁側）に位置する取り付け部２２と、取り付け部２２から第１の方向における一方側に伸びて第２の連結部１８に続く延長部２４とを含む。
針先部２０は、第１の連結部１６の下縁部と第２のアーム部１４の先端側の下縁部とに一体的に続く台座部２６と、台座部２６の下縁部から突出する接触部２８とを備えている。
アーム部１２，１４、第１及び第２の連結部１６，１８、取り付け部２２、延長部２４及び台座部２６は、ほぼ同じ厚さ寸法を有する一体的な板の形状とされており、したがってプローブ１０は、全体的に平坦なブレードタイプのプローブとされている。
これに対し、接触部２８は、截頭円錐形又は截頭角錐形の形状を有しており、またそのような円錐形又は角錐形の底面に対応する箇所において台座部２６の下面に一体的に形成されている。
接触部２８は、上下方向に垂直の仮想的な水平面に対し０．１°から５°の角度θを有する先端面を有している。この先端面は、図示の例では、被検査体の電極に押圧される針先３０として作用する。
針先３０は、左右方向における第１の連結部１６の側（先端側）の箇所ほど上方側となる傾斜面とされている。しかし、針先３０を、上下方向に垂直の面としてもよいし、半球状の面としてもよい。また、針先３０を、面とする代わりに、先鋭な針先としてもよい。
第１のアーム部１２は、全体的に、適宜な曲率半径Ｒ１を有して上方に突出する弧状とされている。曲率半径Ｒ１は、上下方向における両アーム１２，１４の間隔Ｈ、左右方向における両連結部１６，１８の間隔Ｗ、及び第２の連結部１８から接触部２８の中心までの距離（アーム部の有効長さ寸法）Ｌと共に、針先３０を被検査体の電極に押圧したときの両者の擦り合わせ量に応じた値とすることができる。
プローブ１０の素材として、ニッケル・リン合金（Ｎｉ−Ｐ）、ニッケル・タングステン合金（Ｎｉ−Ｗ）、ロジウム（Ｒｈ）、燐青銅（ＢｅＣｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム・コバルト合金（Ｐｄ−Ｃｏ）、及びパラジウム・ニッケル・コバルト合金（Ｐｄ−Ｎｉ−Ｃｏ）等の導電性金属材料をあげることができる。
プローブ１０は、その全体を上記材料で製作されていてもよい。しかし、接触部２８は、少なくとも台座部２６と異なる材料で製作してもよい。この場合、台座部２６は、両アーム部１２，１４、両連結部１６，１８、取り付け部２２及び延長部２４と同じ材料で製作されていてもよいし、異なる材料で製作されていてもよい。
プローブ１０の全体を同じ材料で製作するか、又は接触部２８を除く箇所を同じ材料で製作すれば、プローブ１０の製造が容易になる。
プローブ１０は、後に説明する図１５から図１９に示すように、プローブカードのような電気的接続装置８０に組み立てられる。電気的接続装置８０の詳細については後に説明するが、以下に簡単に説明する。
電気的接続装置８０は、テスターに接続される円形の配線基板８２と、配線基板８２の上面に配置された円形の補強板８４と、配線基板８２の下面に配置されたリング８６とを複数のボルト８８により重ねた状態に同軸的に取り付けている。円形の接続基板９０及び取り付け基板９２は、リング８６の内側にあって配線基板８２の下側に配置されている。
配線基板８２、リング８６、接続基板９０及び取り付け基板９２は、プローブ１０の支持部材すなわち支持基板として作用する。半導体ウエーハ上の集積回路のような被検査体９４は、検査ステージのチャックトップ９６の上に水平に配置されて、支持される。
プローブ１０は、取り付け部２２において取り付け基板９２に片持ち梁状に支持され、その状態で針先３０を被検査体９４の電極に押圧される。針先３０が被検査体９４の電極に押圧されると、オーバードライブがプローブ１０に作用して、両アーム部１２，１４が弾性変形して湾曲される。
しかし、プローブ１０は、第１のアーム部１２が全体的に弧状に湾曲されているから、弧状の第１のアーム部１２の機械的強度が大きくなる。このため、大きなオーバードライブがプローブ１０に作用しても、両アーム部１２，１４が折損することなく、画アーム部１２，１４が弾性変形して湾曲される。
上記の結果、オーバードライブ量を大きくして、被検査体９４の電極に対する針先３０の押圧力（針圧）を大きくすることができるから、被検査体９４の電極と針先３０とを良好な電気的接続状態にすることができる。
また、被検査体９４の通電試験には、上記のような構造を有する複数のプローブ１０が支持部材（特に、取り付け基板９２）に取り付けられる。この場合、隣り合うプローブ１０の上下方向における針先３０の位置が高精度に一致していなくても、オーバードライブ量を大きくして、上下方向における針先３０の位置が被検査体９４の電極に近いプローブほど大きく弾性変形させることにより、被検査体９４の電極と針先３０とを確実に接触させることができ、正確な検査をすることができる。
図２を参照するに、取り付け部２２はこれの厚さ方向に貫通する穴３２を左右方向に間隔をおいた複数箇所のそれぞれに有していてもよいし、取り付け部２２から上方に伸びる突起３４を左右方向に間隔をおいた複数箇所のそれぞれに形成してもよい。
取り付け部２２に穴３２を有するプローブ１０によれば、穴３２を取り付け基板９２に対するプローブ１０の位置決め穴として利用することができるから、取り付け基板９２へのプローブ１０の取り付け作業が容易になる。
また、取り付け部２２から上方に伸びる突起３４を備えるプローブ１０によれば、取り付け基板９２に突起嵌合用の穴を形成し、突起３４をその嵌合用穴に差し込むことにより、取り付け基板９２に対するプローブ１０の位置決めが行われるから、取り付け基板９２へのプローブ１０の取り付け作業がより容易になる。
図３に示すように、第１のアーム１２を弧状に湾曲させる代わりに、第２のアーム部１４を、適宜な曲率半径Ｒ２を有して上方に突出する弧状に湾曲させてもよい。そのようにすれば、第２のアーム部１４の機械的強度が大きくなるから、大きなオーバードライブがプローブ１０に作用しても、両アーム部１２，１４が折損することなく、両アーム部１２，１４が弾性変形して湾曲される。
図４に示すように、第１及び第２のアーム部１４をそれぞれ適宜な曲率半径Ｒ１及びＲ２で上方に突出する弧状に湾曲させてもよいし、図５に示すように第２のアーム部１４を適宜な曲率半径Ｒ２で下方に突出する弧状に湾曲させてもよく、さらに図６に示すように第１及び第２のアーム部１２及び１４をそれぞれ適宜な曲率半径Ｒ１及びＲ２を有して下方に突出する弧状に湾曲させてもよい。
図４、図５及び図６に示すいずれのプローブにおいても、第２のアーム部１４の機械的強度もが大きくなるから、大きなオーバードライブがプローブ１０に作用しても、両アーム部１２，１４がより折損することなく、両アーム部１２，１４がより弾性変形しやすくなる。
上記いずれの実施例においても、左右方向における台座部２６の幅寸法を左右方向における第１の連結部１６の幅寸法と同じにしてもよいし、図７に示すように左右方向における第１及び第２のアーム部１２及び１４の長さ寸法を同じにしてもよい。特に、後者によれば、第２のアーム部１４がより弾性変形しやすくなるから、大きなオーバードライブをプローブ１０に作用させても、両アーム部１２，１４がより折損することなく、両アーム部１２，１４がより確実に弾性変形する。
上記いずれの実施例においても、接触部２８をその円錐形又は角錐形の底面に対応する箇所において台座部２６の下面に一体的に形成する代わりに、図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、接触部２８を少なくとも台座部２６と別個に製作し、その接触部２８を円錐形又は角錐形の底面に対応する箇所において台座部２６の下面に半田のような導電性接着剤により接着してもよい。
図９に示すように、全体的に同じ厚さ寸法を有する台形をした板状の接触部３８としてもよい。図９に示すプローブ１０は、図１０に示すように製作することができる。
先ず、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ベース板４０が用意され、そのベース板４０の上にホトレジスト４２が塗布され、そのホトレジスト４２のうち、接触部３８以外のプローブ領域に対応する領域が露光及び現像処理をされて、露光及び現像処理された領域に凹所が形成され、その凹所に導電性金属材料が電鋳法を用いる電気メッキにより充填される。
次いで、図１０（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、ホトレジスト４２及び充填物４４の上にホトレジスト４６が塗布され、そのホトレジスト４６のうち、接触部３８を含む先端領域に対応する領域が露光及び現像処理をされて、露光及び現像処理された領域に凹所が形成され、その凹所に導電性金属材料が電鋳法を用いる電気メッキにより充填される。
図１０（Ｅ）及び（Ｆ）に示すように、ホトレジスト４６及び充填物４８の上にホトレジスト５０が塗布され、そのホトレジスト５０のうち、接触部３８以外のプローブ領域に対応する領域が露光及び現像処理をされて、露光及び現像処理された領域に凹所がホトレジスト４６及び５０に形成され、その凹所に導電性金属材料が電鋳法を用いる電気メッキにより充填される。
その後、全てのホトレジスト４２，４６及び５０が除去され、充填物４４，４８及び５２が一体となったプローブ１０がベース板４０から取り外される。
円錐形、角錐形の接触部２８とする代わりに、図１１に示すように、プローブ１０の厚さ方向に長いかまぼこ状の接触部５６としてもよい。接触部５６は、プローブ１０の厚さ方向から見て、台形の形状を有している。接触部５６を備えたプローブ１０も、上記したようなホトレジストの露光現像処理と電気メッキ処理とを複数回行うことにより容易に製作することができる。
通電試験用のプローブは、一般に、プローバーに配置された状態において、プローバー又は被検査体に対する位置合わせをされる。このため、プローブ１０は針先３０の側（被検査体の側）からエリアセンサにより撮影される。各プローブ１０の位置は、エリアセンサの出力信号を画像処理することにより、エリアセンサの撮影領域内における針先３０の座標位置として求められる。
それゆえに、プローブ１０は、図１２に示すように、針先３０と異なる箇所に基準部６０を有している。図１２に示す基準部６０は、台座部２６の下面に凹所６２を形成して台座部２６から下方に突出する突出部６４を形成し、突出部６４の下端の平坦面部とされている。
突出部６４は、プローブ１０の厚さ方向に伸びており、また平坦面部すなわち基準部６０と、突出部６４の軸線に対して傾斜する左右一対の傾斜面部６６とにより、台形の断面形状とされている。
基準部（平坦面部）６０は、両傾斜面部６６の先端に続きかつ突出部６４の軸線に垂直とされており、また針先３０よりアーム部１４側に後退されており、さらにプローブ１０の厚さ方向に伸びる帯状とされている。
プローバー又は被検査体に対する位置合わせ時、プローブ１０は針先３０の側（被検査体の側）からエリアセンサにより撮影される。プローブ１０の位置は、エリアセンサの出力信号を画像処理することにより、エリアセンサの撮影領域内における針先の座標位置として求められる。
図１２に示すプローブ１０は針先３０と異なる箇所に形成された基準部６０を備えているから、エリアセンサの出力信号を用いて基準部６０を周囲と容易に識別することができ、したがって基準部６０の座標位置も容易に決定することができる。また、基準部６０と針先３０との位置関係は不変であるから、針先３０の位置は基準部６０の位置から容易に決定することができる。
基準部６０は、これが平坦面部であるから、隣の少なくとも一部の領域と異なる下方への光反射特性を有する。このため、下方への反射光量の差を利用して、基準部６０を容易に決定することができる。
図１３を参照するに、プローブ１０は、突出部６４をアーム部１４の右端部から下方に突出させて、突出部６４の下端の平坦面部を基準部６０としている。
図１４を参照するに、プローブ１０は、台座部２６の下面に周囲領域６８を形成し、周囲領域６８の内側の領域を基準部７０としている。基準部７０は、下方への光反射特性が周囲領域６８より高く、また平坦面である。周囲領域６８は、光を乱反射させるような粗面とされている。
図示の例では、周囲領域６８は、円形であるが、三角形、四角形、星形等、他の形状であってもよい。また、周囲領域６８及び基準部７０を、台座部２６に形成する代わりに、アーム部１４の下面に形成してもよい。
基準部６０及び７０を平坦面とする代わりに、先鋭な箇所としてもよい。また、基準部６０及び７０は、下方への光反射特性が周囲又は隣の領域６６，６８と異なればよく、したがって基準部６０及び７０は、下方への光反射特性が周囲又は隣の領域６６，６８よりも、大きくしてもよいし、小さくしてもよい。
図１３及び図１４に示すいずれのプローブ１０も、図１２に示すプローブと同じ作用効果を奏する。
図１２，図１３及び図１４に示すいずれのプローブ１０も、基準部６０又は７０がその隣の領域に対し高い又は低い光反射特性を有していればよいが、基準部６０又は７０とその隣の領域との光反射特性が大きく異なることが好ましい。このため、基準部６０又は７０を平坦面とし、その周囲を、基準部に対し傾斜する傾斜面、光乱反射面、低光反射面等としてもよい。
上記実施例では、いずれも、アーム部１２又は１４の全体を弧状に湾曲させているが、これの代わりに、アーム部１２又は１４の上下方向における一方側の縁部及びアーム部１２又は１４の上下方向における他方側の縁部の少なくとも１つを弧状としてもよい。
図１から図７及び図１１から図１４に示すいずれのプローブも、図７に示すプローブと同様に、図８に示す手法により製造することができる。
次に、上記のプローブを用いた電気的接続装置の実施例について説明する。
図１５から図１９を参照するに、既に述べたように、電気的接続装置８０は、円形の配線基板８２と、配線基板８２の上面に配置された円形の補強板８４と、配線基板８２の下面に配置されたリング８６とを複数のボルト８８により重ねた状態に同軸的に取り付けている。リング８６の内側には、円形の接続基板９０と取り付け基板９２とが配線基板８２の下面に配置されている。
配線基板８２は、テスターの電気回路に接続される複数のテスターランド１００を上面の周縁部に有しており、また図示してはいないがテスターランドに個々に接続された複数の配線を下面又は内部に有している。
補強板８４は、中央部に円形の穴１０２を有していると共に、その周りに三日月状の複数の穴１０４を有している。リング８６は、取り付け基板９２を内側に受けるべく下端縁から中心に向けて水平に伸びる板状の複数（図示の例では、３つ）の保持部１０６をリング８６の軸線の周りに等角度間隔に有している。
配線基板８２、補強板８４及びリング８６は、これらを厚さ方向に貫通する複数の位置決めピン１０８により、相対的位置決めをされている。
接続基板９０は、これの下面に形成された複数の第１の接続ランド１１０を備えており、複数の接続子１１２を第１の接続ランド１１０に個々に半田付けし、接続座１１０を複数の配線（図示せず）により配線基板８２の配線に個々に接続している。
接続基板９０は、これが配線基板８２に押圧された状態に、ボルトのような適宜な止め具により配線基板８２に取り付けられている。配線基板８２、リング８６及び接続基板９０は、プローブ１１４のための支持基板を構成している。接続基板９０は、配線基板８２と一体的に製作してもよい。
各接続子１１２は、図示の例では、図１又は図２に示すプローブであり、針先部２０が下方に向くと共にアーム部１２，１４が左右方向へ伸びる状態に、取り付け部２２において対応する第１の接続ランド１１０に片持ち梁状に半田付けされている。
取り付け基板９２は、円板状の主体部の上端外周部に円形のフランジ部を形成しており、下面に複数のプローブ１１４を取り付けている。取り付け基板９２は、接触子１１２に個々に押圧される複数の第２の接続ランド１１６と、プローブ１１４が個々に取り付けられる複数のプローブ座１１８と、第２の接続ランド１１６及びプローブ座１１８を一対一の関係に接続する複数の配線１２０とを備えている。
各プローブ１１４は、図示の例では、図１又は図２に示すプローブであり、針先部２０が下方に向くと共にアーム部１２，１４が横方向へ伸びる状態に状態に取り付け部２２において対応するプローブ座１１８に片持ち梁状に半田付けされている。
取り付け基板９２は、これが保持部１０６に載せられて第２の接続ランド１１６を対応する接続子１１２の針先部２０に押圧された状態に、ボルト１２４でリング８６の下面に等角度間隔に取り付けられた複数（図示の例では、３つ）の位置決め板１２２によりリング８６に組み付けられている。
各位置決め板１２２は、位置決めピン１２６によりリング８６ひいては配線基板８２に対し位置決められている。各位置決め板１２２は、取り付け基板９２を接続基板９０に向けて付勢するように、又はプローブ１１４が被検査体９４に押圧されたとき弾性変形するように、ばね板とすることができる。
取り付け基板９２は、複数のボルト１２８により位置決め板１２２の上面に取り付けられていると共に、位置決めピン１３０により各位置決め板１２２に対して位置決めされている。
取り付け基板９２は、接触子１１２により保持部１０６に向けて付勢されており、これにより各第２の接続ランド１１６及び対応する接続子１１２の針先部２０とは相対的に押圧されている。
位置決め板１２２はリング８６の軸線の周りに等角度間隔に位置されており、これにより接続子１１２への第２の接続ランド１１６の押圧力は同じとされている。
プローブ状の接続子１１２を、針先部２０が下方に突出する状態に第１の接続ランド１１０に取り付ける代わりに、針先部２０が上方に突出して第１の接続ランド１１０に針先部２０を接触する状態に、第２の接続ランド１１６に取り付けてもよい。
電気的接続装置８０は、図１９に示すように、各プローブ１１４の針先３０を被検査体９４の電極に押圧される。これにより、オーバードライブが各プローブ１１４に作用して、両アーム部１２，１４が弾性変形して湾曲される。
接続基板９０と取り付け基板９２との間に片持ち梁状に配置されたプローブ状の複数の接続子１１２は、プローブ１１４と被検査体９４とが押圧されたときに、図１９に示すように、片持ち針状のアーム部１２，１４において湾曲されて、プローブ１１４と被検査体９４とが押圧されたときに接続基板９０ひいては配線基板８２に伝達される力の一部を吸収する。これにより、プローブ１１４と被検査体９４とが押圧されたときに接続基板９０及び配線基板８２に伝達される力が低減される。
特に、接続子１１２及びプローブ１１４として、図１から図１４に示すプローブのように、アーム部１２，１４の少なくとも一方が、当該アーム部の全体、当該アーム部の上方側の縁部、及び当該アーム部の下方側の縁部の少なくとも１つを弧状とされているプローブ１０を用いれば、既に述べたように、弧状部分を有するアーム部の機械的強度が大きくなるから、大きなオーバードライブがプローブに作用しても、両アーム部が折損することなく、両アーム部が弾性変形して湾曲される。
その結果、オーバードライブ量を大きくして、被検査体９４の電極に対する針先の押圧力（針圧）を大きくすることができるから、被検査体９４の電極と針先とを良好な電気的接続状態にすることができるし、上下方向における針先の位置を高精度に一致させることなく、被検査体９４の電極と針先とを確実に接触させることができ、正確な検査をすることができる。
図２０を参照するに、プローブ１０は、さらに、針先部２０の台座部２６に形成された凹所７２と、この凹所７２と針先部２０の針先３０とを含む領域に形成された導電性の被膜７４とを含む。
凹所７２は、図示の例では、台座部２６を貫通する穴であるが、有底穴であってもよい。その場合、有底穴を台座部２６の厚さ方向の両面、台座部２６の先端面と後端面、台座部２６の底面等、台座部２６の複数箇所に形成してもよい。
被膜７４は、前記のような領域のみならず、針先部２０の全体に形成してもよいし、針先部２０全体、アーム部１４及び連結部１６を含む領域、プローブ全体等、前記の領域と他の領域とを含む領域に形成してもよい。
被膜７４を有するプローブ１０によれば、被膜７４を針先部２０のような他の箇所より硬質の材料とすることにより、針先３０の摩耗を低減することができる。また、被膜７４が凹所７２にも形成されているから、通電試験時のオーバードライブにより、針先３０が被検査体の電極に押圧された状態でその電極に対し滑っても、被膜７４が針先部２０から剥がれることが防止される。
本発明は、上記実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない限り、種々変更することができる。
【図１】
2004102207.tif 000003
【図２】
2004102207.tif 000004
【図３】
2004102207.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2004102207.tif 000008
【図７】
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【図８】
2004102207.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2004102207.tif 000015
【図１４】
2004102207.tif 000016
【図１５】
2004102207.tif 000017
【図１６】
2004102207.tif 000018
【図１７】
2004102207.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2004102207.tif 000021
【図２０】
2004102207.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成17年1月13日(2005.1.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に間隔をおいて第２の方向へ伸びる第１及び第２のアーム部と、該第１及び第２のアーム部をそれらの先端部及び基端部においてそれぞれ連結する第１及び第２の連結部と、前記第１の連結部又は前記第２のアーム部の前記第１の方向における一方側に続く針先部とを含み、前記第１及び第２のアーム部の少なくとも一方は、当該アーム部の全体、当該アーム部の前記第１の方向における一方側の縁部、及び当該アーム部の前記第１の方向における他方側の縁部の少なくとも１つを弧状とされている、通電試験用プローブ。
【請求項２】
さらに、前記第１及び第２のアーム部に対し前記第１の方向における他方側に位置する取り付け部と、該取り付け部から前記第１の方向における一方側に伸びて前記第２の連結部に続く延長部とを含む、請求項１に記載のプローブ。
【請求項３】
当該プローブは、前記第１及び第２の方向と交差する方向を厚さ方向とする板の形状を有している、請求項２に記載のプローブ。
【請求項４】
前記取り付け部は、これの厚さ方向に貫通する穴を有する、請求項３に記載のプローブ。
【請求項５】
さらに、前記取り付け部から前記第１の方向における他方側に伸びる突起を含む、請求項２から４のいずれか１項に記載のプローブ。
【請求項６】
前記針先部は、前記第１の連結部及び前記第１又は第２のアーム部に続く台座部と、該台座部の前記第１の方向における一方側から突出する接触部とを備える、請求項１から５のいずれか１項に記載のプローブ。
【請求項７】
前記接触部は、少なくとも前記台座部と異なる材料で製作されている、請求項６に記載のプローブ。
【請求項８】
前記台座部は、少なくとも前記第１及び第２のアーム部及び前記第１及び第２の連結部と同じ材料で製作されている、請求項７に記載のプローブ。
【請求項９】
前記接触部は、前記第２の方向に対し０．１°から５°角度を有する先端面であって前記第２の方向における前記第１の連結部の側の箇所ほど前記第１の方向における前記第１の連結部の側となる先端面を有している、請求項７又は８に記載のプローブ。
【請求項１０】
さらに、前記針先部に形成された少なくとも１つの凹所と、該凹所と前記針先部の針先とを含む領域に形成された導電性の被膜とを含む、請求項１から９のいずれか１項に記載のプローブ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路のような平板状被検査体の通電試験に用いるプローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路のような平板状被検査体は、それが仕様書通りに製造されているか否かの通電試験をされる。この種の通電試験は、被検査体の電極に個々に押圧される複数のプローブを備えた、プローブカード、プローブブロック、プローブユニット等、電気的接続装置を用いて行われる。この種の電気的接続装置は、被検査体の電極と、テスターとを電気的に接続するために利用される。
【０００３】
この種の電気的接続装置に用いられるプローブとしては、導電性金属細線から製造されたニードルタイプのもの、板状に形成されたブレードタイプのもの、電気絶縁シート（フィルム）の一方の面に形成された配線に突起電極を形成したプローブ要素を用いるプローブ要素タイプのもの等がある。
【０００４】
ブレードタイプのプローブには、導電性金属板から製造された単一板タイプのものと、ホトレジストの露光及びエッチングとそのエッチングされた箇所へのメッキとを１回以上行う積層タイプのもの等がある。
【０００５】
いずれのタイプのプローブも、配線基板のような支持部材に片持ち梁状に支持されて、針先を被検査体の電極に押圧される。針先が被検査体の電極に押圧されると、オーバードライブがプローブに作用し、プローブは弾性変形により湾曲される。
【０００６】
ブレードタイプのプローブの１つとして、第１の方向に間隔をおいて第２の方向へ伸びる第１及び第２のアーム部と、該第１及び第２のアーム部をそれらの先端部及び基端部においてそれぞれ連結する第１及び第２の連結部と、第１の連結部の第１の方向における一方側に続く針先部と、第２の連結部の第１の方向における他方側に続く取り付け部とを含むＺ字状のものがある（特許文献１の図１）。
【０００７】
ブレードタイプのプローブの他の１つとして、第１の方向に間隔をおいて第２の方向へ伸びる第１及び第２のアーム部と、該第１及び第２のアーム部をそれらの基端部において連結する連結部と、第１のアーム部の先端部の第１の方向における一方側に続く針先部と、第２のアーム部の先端部の第１の方向における他方側に続く取り付け部とを含むものがある（特許文献２の図２）。
【０００８】
【特許文献１】特開平７−１１５１１０号公報
【特許文献２】特開２００３−５７２６４号公報
【０００９】
従来のプローブは、いずれも、取り付け部が適宜な支持部材に取り付けられて、その支持部材に片持ち梁状に支持され、その状態で針先を被検査体の電極に押圧される。これにより、オーバードライブがプローブに作用し、プローブは第１及び第２のアーム部において弾性変形により湾曲される。
【００１０】
しかし、これら従来のプローブは、いずれも、第１及び第２のアーム部が第１の方向に対して斜めの第２の方向へ平行に伸びているにすぎないから、オーバードライブ量を大きくして第１及び第２のアーム部を大きく弾性変形させようとすると、第１及び第２のアーム部の少なくとも一方において破断してしまう。
【００１１】
特に、集積回路用のマイクロプローブの場合、第１及び第２のアーム部の断面積が著しく小さいから、第１及び第２の機械的強度が弱く、したがってオーバードライブ量を大きくして、第１及び第２のアーム部を大きく弾性変形させることが難しい。
【００１２】
上記のようにオーバードライブ量を大きくすることができないと、被検査体の電極に対する針先の押圧力（針圧）を大きくすることができないから、被検査体の電極と針先とを良好な電気的接続状態にすることができないし、第１の方向における針先の位置を高精度に一致させなければならない。それらの結果正確な検査をすることができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、オーバードライブ量を大きくして、第１及び第２のアーム部を大きく弾性変形可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係るプローブは、第１の方向に間隔をおいて第２の方向へ伸びる第１及び第２のアーム部と、該第１及び第２のアーム部をそれらの先端部及び基端部においてそれぞれ連結する第１及び第２の連結部と、前記第１の連結部又は前記第２のアーム部の前記第１の方向における一方側に続く針先部とを含む。前記第１及び第２のアーム部の少なくとも一方は、当該アーム部の全体、当該アーム部の前記第１の方向における一方側の縁部、及び当該アーム部の前記第１の方向における他方側の縁部の少なくとも１つを弧状とされている。
【発明の効果】
【００１５】
上記プローブは、第１及び第２のアーム部の基端部を連結する第２の連結部の側において支持部材に片持ち梁状に支持され、その状態で針先を被検査体の電極に押圧される。針先を電極に押圧されると、オーバードライブがプローブに作用して、第１及び第２のアーム部が弾性変形して湾曲される。
【００１６】
しかし、上記のプローブは、第１及び第２のアーム部の少なくとも一方が少なくとも１つの弧状部分を有するから、そのような弧状部分を有する第１又は第２のアーム部の機械的強度が大きくなる。このため、大きなオーバードライブがプローブに作用しても、第１及び第２のアーム部が折損することなく、両アーム部が弾性変形して湾曲される。
【００１７】
上記の結果、オーバードライブ量を大きくして、被検査体の電極に対する針先の押圧力（針圧）を大きくすることができるから、被検査体の電極と針先とを良好な電気的接続状態にすることができるし、第１の方向における針先の位置を高精度に一致させることなく、被検査体の電極と針先とを確実に接触させることができ、正確な検査をすることができる。
【００１８】
プローブは、さらに、前記第１及び第２のアーム部に対し前記第１の方向における他方側に位置する取り付け部と、該取り付け部から前記第１の方向における一方側に伸びて前記第２の連結部に続く延長部とを含むことができる。そのようにすれば、取り付け部において支持部材に支持させることができる。
【００１９】
プローブは、前記第１及び第２の方向と交差する方向を厚さ方向とする板の形状を有していてもよい。
【００２０】
前記取り付け部は、これの厚さ方向に貫通する穴を有することができる。そのようにすれば、貫通穴を位置決め穴として利用することができるから、支持部材へのプローブの取り付け作業が容易になる。
【００２１】
プローブは、さらに、前記取り付け部から前記第１の方向における他方側に伸びる突起を含むことができる。そのようにすれば、支持部材に突起嵌合用の穴を形成し、突起をその嵌合用穴に差し込むことにより、支持部材に対するプローブの位置決めが行われるから、支持部材へのプローブの取り付け作業がより容易になる。
【００２２】
前記針先部は、前記第１の連結部及び前記第１又は第２のアーム部に続く台座部と、該台座部の前記第１の方向における一方側から突出する接触部とを備えることができる。
【００２３】
前記接触部は、少なくとも前記台座部と異なる材料で製作されていてもよい。前記台座部は、少なくとも前記第１及び第２のアーム部及び前記第１及び第２の連結部と同じ材料で製作されていてもよい。
【００２４】
前記接触部は、前記第２の方向に対し０．１°から５°の角度を有する先端面であって前記第２の方向における前記第１の連結部の側の箇所ほど前記第１の方向における前記第１の連結部の側となる先端面を有していてもよい。
【００２５】
プローブは、さらに、前記針先部の針先と異なる箇所に形成された基準部を含むことができる。そのようにすれば、プローバー又は被検査体に対する位置合わせ時、プローブを針先側（被検査体側）からエリアセンサにより撮影し、エリアセンサの出力信号を画像処理することにより各プローブの位置をエリアセンサの撮影領域内における針先の座標位置として求めることができる。その結果、上記プローブは針先と異なる箇所に形成された基準部を備えているから、基準部はエリアセンサの出力信号を用いて周囲と容易に識別することができ、したがって基準部の座標位置も容易に決定することができる。また、基準部と針先との位置関係は不変であるから、針先の位置は基準部の位置から容易に決定することができる。
【００２６】
前記基準部は、これの隣の少なくとも一部の領域と異なる前記第１の方向への光反射特性を有することができる。そのようにすれば、他方向への反射光量の差を利用して、基準部を決定することができる。
【００２７】
プローブは、さらに、前記針先部及び前記第２のアーム部のいずれか一方から前記第２の方向へ突出する突出部を含み、該突出部は、当該突出部の軸線に対して傾斜する少なくとも１つの傾斜面部と、該傾斜面部の先端に続きかつ前記軸線に垂直の平坦面部であって前記針先より前記アーム部側に後退された平坦面部とを備え、前記基準部は前記平坦面部とされていてもよい。
【００２８】
前記突出部は前記針先部又は前記第２のアーム部から突出されていてもよい。前記基準部は、前記第１の方向への光反射特性が異なる周囲領域に囲まれた領域を含むことができる。
【００２９】
プローブは、さらに、前記針先部に形成された少なくとも１つの凹所と、該凹所と前記針先部の針先とを含む領域に形成された導電性の被膜とを含むことができる。そのようにすれば、被膜を針先部のような他の箇所より硬質の材料とすることにより、針先部の摩耗を低減することができる。また、被膜が凹所にも形成されているから、通電試験時のオーバードライブにより、針先部が被検査体の電極に押圧された状態でその電極に対し滑っても、被膜が針先部から剥がれることが防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図１（Ａ）において、上下方向を第１の方向、左右方向を第２の方向、紙面に垂直の方向を第３の方向とするが、それらの方向は、通電すべき被検査体を受けるプローバーのチャックトップに応じて異なる。
【００３１】
図１（Ａ）及び（Ｂ）を参照するに、プローブ１０は、第１の方向（上下方向）に間隔をおいて第２の方向（左右方向）へ伸びる第１及び第２のアーム部１２，１４と、第１及び第２のアーム部１２，１４をそれらの先端部及び基端部においてそれぞれ連結する第１及び第２の連結部１６，１８と、第１の連結部１６の第１の方向における一方側（下縁側）に続く針先部２０と、第１及び第２のアーム部１２，１４に対し第１の方向における他方側（上縁側）に位置する取り付け部２２と、取り付け部２２から第１の方向における一方側に伸びて第２の連結部１８に続く延長部２４とを含む。
【００３２】
針先部２０は、第１の連結部１６の下縁部と第２のアーム部１４の先端側の下縁部とに一体的に続く台座部２６と、台座部２６の下縁部から突出する接触部２８とを備えている。
【００３３】
アーム部１２，１４、第１及び第２の連結部１６，１８、取り付け部２２、延長部２４及び台座部２６は、ほぼ同じ厚さ寸法を有する一体的な板の形状とされており、したがってプローブ１０は、全体的に平坦なブレードタイプのプローブとされている。
【００３４】
これに対し、接触部２８は、截頭円錐形又は截頭角錐形の形状を有しており、またそのような円錐形又は角錐形の底面に対応する箇所において台座部２６の下面に一体的に形成されている。
【００３５】
接触部２８は、上下方向に垂直の仮想的な水平面に対し０．１°から５°の角度θを有する先端面を有している。この先端面は、図示の例では、被検査体の電極に押圧される針先３０として作用する。
【００３６】
針先３０は、左右方向における第１の連結部１６の側（先端側）の箇所ほど上方側となる傾斜面とされている。しかし、針先３０を、上下方向に垂直の面としてもよいし、半球状の面としてもよい。また、針先３０を、面とする代わりに、先鋭な針先としてもよい。
【００３７】
第１のアーム部１２は、全体的に、適宜な曲率半径Ｒ１を有して上方に突出する弧状とされている。曲率半径Ｒ１は、上下方向における両アーム１２，１４の間隔Ｈ、左右方向における両連結部１６，１８の間隔Ｗ、及び第２の連結部１８から接触部２８の中心までの距離（アーム部の有効長さ寸法）Ｌと共に、針先３０を被検査体の電極に押圧したときの両者の擦り合わせ量に応じた値とすることができる。
【００３８】
プローブ１０の素材として、ニッケル・リン合金（Ｎｉ−Ｐ）、ニッケル・タングステン合金（Ｎｉ−Ｗ）、ロジウム（Ｒｈ）、燐青銅（ＢｅＣｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム・コバルト合金（Ｐｄ−Ｃｏ）、及びパラジウム・ニッケル・コバルト合金（Ｐｄ−Ｎｉ−Ｃｏ）等の導電性金属材料をあげることができる。
【００３９】
プローブ１０は、その全体を上記材料で製作されていてもよい。しかし、接触部２８は、少なくとも台座部２６と異なる材料で製作してもよい。この場合、台座部２６は、両アーム部１２，１４、両連結部１６，１８、取り付け部２２及び延長部２４と同じ材料で製作されていてもよいし、異なる材料で製作されていてもよい。
【００４０】
プローブ１０の全体を同じ材料で製作するか、又は接触部２８を除く箇所を同じ材料で製作すれば、プローブ１０の製造が容易になる。
【００４１】
プローブ１０は、後に説明する図１５から図１９に示すように、プローブカードのような電気的接続装置８０に組み立てられる。電気的接続装置８０の詳細については後に説明するが、以下に簡単に説明する。
【００４２】
電気的接続装置８０は、テスターに接続される円形の配線基板８２と、配線基板８２の上面に配置された円形の補強板８４と、配線基板８２の下面に配置されたリング８６とを複数のボルト８８により重ねた状態に同軸的に取り付けている。円形の接続基板９０及び取り付け基板９２は、リング８６の内側にあって配線基板８２の下側に配置されている。
【００４３】
配線基板８２、リング８６、接続基板９０及び取り付け基板９２は、プローブ１０の支持部材すなわち支持基板として作用する。半導体ウエーハ上の集積回路のような被検査体９４は、検査ステージのチャックトップ９６の上に水平に配置されて、支持される。
【００４４】
プローブ１０は、取り付け部２２において取り付け基板９２に片持ち梁状に支持され、その状態で針先３０を被検査体９４の電極に押圧される。針先３０が被検査体９４の電極に押圧されると、オーバードライブがプローブ１０に作用して、両アーム部１２，１４が弾性変形して湾曲される。
【００４５】
しかし、プローブ１０は、第１のアーム部１２が全体的に弧状に湾曲されているから、弧状の第１のアーム部１２の機械的強度が大きくなる。このため、大きなオーバードライブがプローブ１０に作用しても、両アーム部１２，１４が折損することなく、両アーム部１２，１４が弾性変形して湾曲される。
【００４６】
上記の結果、オーバードライブ量を大きくして、被検査体９４の電極に対する針先３０の押圧力（針圧）を大きくすることができるから、被検査体９４の電極と針先３０とを良好な電気的接続状態にすることができる。
【００４７】
また、被検査体９４の通電試験には、上記のような構造を有する複数のプローブ１０が支持部材（特に、取り付け基板９２）に取り付けられる。この場合、隣り合うプローブ１０の上下方向における針先３０の位置が高精度に一致していなくても、オーバードライブ量を大きくして、上下方向における針先３０の位置が被検査体９４の電極に近いプローブほど大きく弾性変形させることにより、被検査体９４の電極と針先３０とを確実に接触させることができ、正確な検査をすることができる。
【００４８】
図２を参照するに、取り付け部２２はこれの厚さ方向に貫通する穴３２を左右方向に間隔をおいた複数箇所のそれぞれに有していてもよいし、取り付け部２２から上方に伸びる突起３４を左右方向に間隔をおいた複数箇所のそれぞれに形成してもよい。
【００４９】
取り付け部２２に穴３２を有するプローブ１０によれば、穴３２を取り付け基板９２に対するプローブ１０の位置決め穴として利用することができるから、取り付け基板９２へのプローブ１０の取り付け作業が容易になる。
【００５０】
また、取り付け部２２から上方に伸びる突起３４を備えるプローブ１０によれば、取り付け基板９２に突起嵌合用の穴を形成し、突起３４をその嵌合用穴に差し込むことにより、取り付け基板９２に対するプローブ１０の位置決めが行われるから、取り付け基板９２へのプローブ１０の取り付け作業がより容易になる。
【００５１】
図３に示すように、第１のアーム１２を弧状に湾曲させる代わりに、第２のアーム部１４を、適宜な曲率半径Ｒ２を有して上方に突出する弧状に湾曲させてもよい。そのようにすれば、第２のアーム部１４の機械的強度が大きくなるから、大きなオーバードライブがプローブ１０に作用しても、両アーム部１２，１４が折損することなく、両アーム部１２，１４が弾性変形して湾曲される。
【００５２】
図４に示すように、第１及び第２のアーム部１２，１４をそれぞれ適宜な曲率半径Ｒ１及びＲ２で上方に突出する弧状に湾曲させてもよいし、図５に示すように第２のアーム部１４を適宜な曲率半径Ｒ２で下方に突出する弧状に湾曲させてもよく、さらに図６に示すように第１及び第２のアーム部１２及び１４をそれぞれ適宜な曲率半径Ｒ１及びＲ２を有して下方に突出する弧状に湾曲させてもよい。
【００５３】
図４、図５及び図６に示すいずれのプローブにおいても、第２のアーム部１４の機械的強度もが大きくなるから、大きなオーバードライブがプローブ１０に作用しても、両アーム部１２，１４がより折損することなく、両アーム部１２，１４がより弾性変形しやすくなる。
【００５４】
上記いずれの実施例においても、左右方向における台座部２６の幅寸法を左右方向における第１の連結部１６の幅寸法と同じにしてもよいし、図７に示すように左右方向における第１及び第２のアーム部１２及び１４の長さ寸法を同じにしてもよい。特に、後者によれば、第２のアーム部１４がより弾性変形しやすくなるから、大きなオーバードライブをプローブ１０に作用させても、両アーム部１２，１４がより折損することなく、両アーム部１２，１４がより確実に弾性変形する。
【００５５】
上記いずれの実施例においても、接触部２８をその円錐形又は角錐形の底面に対応する箇所において台座部２６の下面に一体的に形成する代わりに、図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、接触部２８を少なくとも台座部２６と別個に製作し、その接触部２８を円錐形又は角錐形の底面に対応する箇所において台座部２６の下面に半田のような導電性接着剤により接着してもよい。
【００５６】
図９に示すように、全体的に同じ厚さ寸法を有する台形をした板状の接触部３８としてもよい。図９に示すプローブ１０は、図１０に示すように製作することができる。
【００５７】
先ず、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ベース板４０が用意され、そのベース板４０の上にホトレジスト４２が塗布され、そのホトレジスト４２のうち、接触部３８以外のプローブ領域に対応する領域が露光及び現像処理をされて、露光及び現像処理された領域に凹所が形成され、その凹所に導電性金属材料が電鋳法を用いる電気メッキにより充填される。
【００５８】
次いで、図１０（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、ホトレジスト４２及び充填物４４の上にホトレジスト４６が塗布され、そのホトレジスト４６のうち、接触部３８を含む先端領域に対応する領域が露光及び現像処理をされて、露光及び現像処理された領域に凹所が形成され、その凹所に導電性金属材料が電鋳法を用いる電気メッキにより充填される。
【００５９】
次いで、図１０（Ｅ）及び（Ｆ）に示すように、ホトレジスト４６及び充填物４８の上にホトレジスト５０が塗布され、そのホトレジスト５０のうち、接触部３８以外のプローブ領域に対応する領域が露光及び現像処理をされて、露光及び現像処理された領域に凹所がホトレジスト４６及び５０に形成され、その凹所に導電性金属材料が電鋳法を用いる電気メッキにより充填される。
【００６０】
その後、全てのホトレジスト４２，４６及び５０が除去され、充填物４４，４８及び５２が一体となったプローブ１０がベース板４０から取り外される。
【００６１】
円錐形、角錐形の接触部２８とする代わりに、図１１に示すように、プローブ１０の厚さ方向に長いかまぼこ状の接触部５６としてもよい。接触部５６は、プローブ１０の厚さ方向から見て、台形の形状を有している。接触部５６を備えたプローブ１０も、上記したようなホトレジストの露光現像処理と電気メッキ処理とを複数回行うことにより容易に製作することができる。
【００６２】
通電試験用のプローブは、一般に、プローバーに配置された状態において、プローバー又は被検査体に対する位置合わせをされる。このため、プローブ１０は針先３０の側（被検査体の側）からエリアセンサにより撮影される。各プローブ１０の位置は、エリアセンサの出力信号を画像処理することにより、エリアセンサの撮影領域内における針先３０の座標位置として求められる。
【００６３】
それゆえに、プローブ１０は、図１２に示すように、針先３０と異なる箇所に基準部６０を有している。図１２に示す基準部６０は、台座部２６の下面に凹所６２を形成して台座部２６から下方に突出する突出部６４を形成し、突出部６４の下端の平坦面部とされている。
【００６４】
突出部６４は、プローブ１０の厚さ方向に伸びており、また平坦面部すなわち基準部６０と、突出部６４の軸線に対して傾斜する左右一対の傾斜面部６６とにより、台形の断面形状とされている。
【００６５】
基準部（平坦面部）６０は、両傾斜面部６６の先端に続きかつ突出部６４の軸線に垂直とされており、また針先３０よりアーム部１４側に後退されており、さらにプローブ１０の厚さ方向に伸びる帯状とされている。
【００６６】
プローバー又は被検査体に対する位置合わせ時、プローブ１０は針先３０の側（被検査体の側）からエリアセンサにより撮影される。プローブ１０の位置は、エリアセンサの出力信号を画像処理することにより、エリアセンサの撮影領域内における針先の座標位置として求められる。
【００６７】
図１２に示すプローブ１０は針先３０と異なる箇所に形成された基準部６０を備えているから、エリアセンサの出力信号を用いて基準部６０を周囲と容易に識別することができ、したがって基準部６０の座標位置も容易に決定することができる。また、基準部６０と針先３０との位置関係は不変であるから、針先３０の位置は基準部６０の位置から容易に決定することができる。
【００６８】
基準部６０は、これが平坦面部であるから、隣の少なくとも一部の領域と異なる下方への光反射特性を有する。このため、下方への反射光量の差を利用して、基準部６０を容易に決定することができる。
【００６９】
図１３を参照するに、プローブ１０は、突出部６４をアーム部１４の右端部から下方に突出させて、突出部６４の下端の平坦面部を基準部６０としている。
【００７０】
図１４を参照するに、プローブ１０は、台座部２６の下面に周囲領域６８を形成し、周囲領域６８の内側の領域を基準部７０としている。基準部７０は、下方への光反射特性が周囲領域６８より高く、また平坦面である。周囲領域６８は、光を乱反射させるような粗面とされている。
【００７１】
図示の例では、周囲領域６８は、円形であるが、三角形、四角形、星形等、他の形状であってもよい。また、周囲領域６８及び基準部７０を、台座部２６に形成する代わりに、アーム部１４の下面に形成してもよい。
【００７２】
基準部６０及び７０を平坦面とする代わりに、先鋭な箇所としてもよい。また、基準部６０及び７０は、下方への光反射特性が周囲又は隣の領域６６，６８と異なればよく、したがって基準部６０及び７０は、下方への光反射特性が周囲又は隣の領域６６，６８よりも、大きくしてもよいし、小さくしてもよい。
【００７３】
図１３及び図１４に示すいずれのプローブ１０も、図１２に示すプローブと同じ作用効果を奏する。
【００７４】
図１２，図１３及び図１４に示すいずれのプローブ１０も、基準部６０又は７０がその隣の領域に対し高い又は低い光反射特性を有していればよいが、基準部６０又は７０とその隣の領域との光反射特性が大きく異なることが好ましい。このため、基準部６０又は７０を平坦面とし、その周囲を、基準部に対し傾斜する傾斜面、光乱反射面、低光反射面等としてもよい。
【００７５】
上記実施例では、いずれも、アーム部１２又は１４の全体を弧状に湾曲させているが、これの代わりに、アーム部１２又は１４の上下方向における一方側の縁部及びアーム部１２又は１４の上下方向における他方側の縁部の少なくとも１つを弧状としてもよい。
【００７６】
図１から図７及び図１１から図１４に示すいずれのプローブも、図７に示すプローブと同様に、図８に示す手法により製造することができる。
次に、上記のプローブを用いた電気的接続装置の実施例について説明する。
【００７７】
図１５から図１９を参照するに、既に述べたように、電気的接続装置８０は、円形の配線基板８２と、配線基板８２の上面に配置された円形の補強板８４と、配線基板８２の下面に配置されたリング８６とを複数のボルト８８により重ねた状態に同軸的に取り付けている。リング８６の内側には、円形の接続基板９０と取り付け基板９２とが配線基板８２の下面に配置されている。
【００７８】
配線基板８２は、テスターの電気回路に接続される複数のテスターランド１００を上面の周縁部に有しており、また図示してはいないがテスターランドに個々に接続された複数の配線を下面又は内部に有している。
【００７９】
補強板８４は、中央部に円形の穴１０２を有していると共に、その周りに三日月状の複数の穴１０４を有している。リング８６は、取り付け基板９２を内側に受けるべく下端縁から中心に向けて水平に伸びる板状の複数（図示の例では、３つ）の保持部１０６をリング８６の軸線の周りに等角度間隔に有している。
【００８０】
配線基板８２、補強板８４及びリング８６は、これらを厚さ方向に貫通する複数の位置決めピン１０８により、相対的位置決めをされている。
【００８１】
接続基板９０は、これの下面に形成された複数の第１の接続ランド１１０を備えており、複数の接続子１１２を第１の接続ランド１１０に個々に半田付けし、接続座１１０を複数の配線（図示せず）により配線基板８２の配線に個々に接続している。
【００８２】
接続基板９０は、これが配線基板８２に押圧された状態に、ボルトのような適宜な止め具により配線基板８２に取り付けられている。配線基板８２、リング８６及び接続基板９０は、プローブ１１４のための支持基板を構成している。接続基板９０は、配線基板８２と一体的に製作してもよい。
【００８３】
各接続子１１２は、図示の例では、図１又は図２に示すプローブであり、針先部２０が下方に向くと共にアーム部１２，１４が左右方向へ伸びる状態に、取り付け部２２において対応する第１の接続ランド１１０に片持ち梁状に半田付けされている。
【００８４】
取り付け基板９２は、円板状の主体部の上端外周部に円形のフランジ部を形成しており、下面に複数のプローブ１１４を取り付けている。取り付け基板９２は、接続子１１２に個々に押圧される複数の第２の接続ランド１１６と、プローブ１１４が個々に取り付けられる複数のプローブ座１１８と、第２の接続ランド１１６及びプローブ座１１８を一対一の関係に接続する複数の配線１２０とを備えている。
【００８５】
各プローブ１１４は、図示の例では、図１又は図２に示すプローブであり、針先部２０が下方に向くと共にアーム部１２，１４が横方向へ伸びる状態に状態に取り付け部２２において対応するプローブ座１１８に片持ち梁状に半田付けされている。
【００８６】
取り付け基板９２は、これが保持部１０６に載せられて第２の接続ランド１１６を対応する接続子１１２の針先部２０に押圧された状態に、ボルト１２４でリング８６の下面に等角度間隔に取り付けられた複数（図示の例では、３つ）の位置決め板１２２によりリング８６に組み付けられている。
【００８７】
各位置決め板１２２は、位置決めピン１２６によりリング８６ひいては配線基板８２に対し位置決められている。各位置決め板１２２は、取り付け基板９２を接続基板９０に向けて付勢するように、又はプローブ１１４が被検査体９４に押圧されたとき弾性変形するように、ばね板とすることができる。
【００８８】
取り付け基板９２は、複数のボルト１２８により位置決め板１２２の上面に取り付けられていると共に、位置決めピン１３０により各位置決め板１２２に対して位置決めされている。
【００８９】
取り付け基板９２は、接続子１１２により保持部１０６に向けて付勢されており、これにより各第２の接続ランド１１６及び対応する接続子１１２の針先部２０とは相対的に押圧されている。
【００９０】
位置決め板１２２はリング８６の軸線の周りに等角度間隔に位置されており、これにより接続子１１２への第２の接続ランド１１６の押圧力は同じとされている。
【００９１】
プローブ状の接続子１１２を、針先部２０が下方に突出する状態に第１の接続ランド１１０に取り付ける代わりに、針先部２０が上方に突出して第１の接続ランド１１０に針先部２０を接触する状態に、第２の接続ランド１１６に取り付けてもよい。
【００９２】
電気的接続装置８０は、図１９に示すように、各プローブ１１４の針先３０を被検査体９４の電極に押圧される。これにより、オーバードライブが各プローブ１１４に作用して、両アーム部１２，１４が弾性変形して湾曲される。
【００９３】
接続基板９０と取り付け基板９２との間に片持ち梁状に配置されたプローブ状の複数の接続子１１２は、プローブ１１４と被検査体９４とが押圧されたときに、図１９に示すように、片持ち針状のアーム部１２，１４において湾曲されて、プローブ１１４と被検査体９４とが押圧されたときに接続基板９０ひいては配線基板８２に伝達される力の一部を吸収する。これにより、プローブ１１４と被検査体９４とが押圧されたときに接続基板９０及び配線基板８２に伝達される力が低減される。
【００９４】
特に、接続子１１２及びプローブ１１４として、図１から図１４に示すプローブのように、アーム部１２，１４の少なくとも一方が、当該アーム部の全体、当該アーム部の上方側の縁部、及び当該アーム部の下方側の縁部の少なくとも１つを弧状とされているプローブ１０を用いれば、既に述べたように、弧状部分を有するアーム部の機械的強度が大きくなるから、大きなオーバードライブがプローブに作用しても、両アーム部が折損することなく、両アーム部が弾性変形して湾曲される。
【００９５】
その結果、オーバードライブ量を大きくして、被検査体９４の電極に対する針先の押圧力（針圧）を大きくすることができるから、被検査体９４の電極と針先とを良好な電気的接続状態にすることができるし、上下方向における針先の位置を高精度に一致させることなく、被検査体９４の電極と針先とを確実に接触させることができ、正確な検査をすることができる。
【００９６】
図２０を参照するに、プローブ１０は、さらに、針先部２０の台座部２６に形成された凹所７２と、この凹所７２と針先部２０の針先３０とを含む領域に形成された導電性の被膜７４とを含む。
【００９７】
凹所７２は、図示の例では、台座部２６を貫通する穴であるが、有底穴であってもよい。その場合、有底穴を台座部２６の厚さ方向の両面、台座部２６の先端面と後端面、台座部２６の底面等、台座部２６の複数箇所に形成してもよい。
【００９８】
被膜７４は、前記のような領域のみならず、針先部２０の全体に形成してもよいし、針先部２０全体、アーム部１４及び連結部１６を含む領域、プローブ全体等、前記の領域と他の領域とを含む領域に形成してもよい。
【００９９】
被膜７４を有するプローブ１０によれば、被膜７４を針先部２０のような他の箇所より硬質の材料とすることにより、針先３０の摩耗を低減することができる。また、被膜７４が凹所７２にも形成されているから、通電試験時のオーバードライブにより、針先３０が被検査体の電極に押圧された状態でその電極に対し滑っても、被膜７４が針先部２０から剥がれることが防止される。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、上記実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない限り、種々変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明に係るプローブの第１の実施例を示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は右側面図である。
【図２】本発明に係るプローブの第２の実施例を示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は右側面図である。
【図３】本発明に係るプローブの第３の実施例を示す正面図である。
【図４】本発明に係るプローブの第４の実施例を示す正面図である。
【図５】本発明に係るプローブの第５の実施例を示す正面図である。
【図６】本発明に係るプローブの第６の実施例を示す正面図である。
【図７】本発明に係るプローブの第７の実施例を示す正面図である。
【図８】接触部を台座部に取り付ける手法の一例を示す斜視図であって、（Ａ）は取り付け前の状態を示し、（Ｂ）は取り付け後の状態を示す。
【図９】本発明に係るプローブの第８の実施例を示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は右側面図である。
【図１０】図９に示すプローブの製造方法を説明するための図であって、（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ第１のステップにおける縦断面図及び平面図、（Ｃ）及び（Ｄ）はそれぞれ第２のステップにおける縦断面図及び平面図、（Ｅ）及び（Ｆ）はそれぞれ第３のステップにおける縦断面図及び平面図である。
【図１１】本発明に係るプローブの第９の実施例を示す斜視図である。
【図１２】本発明に係るプローブの第１０の実施例を示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は針先部の底面図である。
【図１３】本発明に係るプローブの第１１の実施例を示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は底面図である。
【図１４】本発明に係るプローブの第１２の実施例を示す図であって、（Ａ）は針先部の正面図、（Ｂ）は端先部の底面図である。
【図１５】本発明に係るプローブを用いた電気的接続装置の一実施例を示す平面図である。
【図１６】図１５に示す電気的接続装置の底面図である。
【図１７】図１５に示す電気的接続装置の補強板及びリングを縦方向に断面して示す図である。
【図１８】図１５に示す電気的接続装置における接続基板及び取り付け基板の一部を拡大して示す図である。
【図１９】図１５に示す電気的接続装置においてプローブと被検査体とを相対的に押圧した状態を示す図である。
【図２０】本発明に係るプローブの第１３の実施例を示す斜視図である。
【国際調査報告】
2004102207.tif 000023
2004102207.tif 000024