(57)【要約】【課題】検査対象物に対する接触安定性の低下を防ぎ、長時間繰り返し使用することが可能な垂直型プローブ針とその製造方法を提供する。【解決手段】垂直型プローブ針は、胴部１ｂがＳｉＯ２の絶縁皮膜２で被覆され，先端部１ａに粒状突起３ａを有する金属皮膜３が形成された線径０．０２〜０．０４ｍｍ，長さ３．０〜６．０ｍｍの金属細線１からなり、最頂部５から２０〜６０μｍの距離に絶縁皮膜２の端縁２ａが位置するとともに、最頂部５が縦断面視して２６〜４５μｍの曲率半径を有する円弧状に形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブカードに取り付けられて検査対象物に略垂直をなすように配置される垂直型プローブ針において、
胴部がＳｉＯ２の絶縁皮膜で被覆されるとともに、
複数の粒状突起を有する金属皮膜が先端部に形成されたことを特徴とする垂直型プローブ針。
【請求項２】
前記絶縁皮膜は、前記先端部の最頂部から２０〜６０μｍの距離に前記先端部側の端縁が位置するように形成されたことを特徴とする請求項１記載の垂直型プローブ針。
【請求項３】
前記先端部の最頂部は、縦断面視して２６〜４５μｍの曲率半径を有する円弧状に形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の垂直型プローブ針。
【請求項４】
金属細線の胴部を覆うようにＳｉＯ２の絶縁皮膜を形成する工程と、
ニッケル，銅，銀，金，亜鉛，鉛，白金，パラジウム及びこれらを含む合金のうちの少なくとも１種類の金属体を陽極とし，前記金属細線を陰極としてメッキ液に浸漬して，この陰極と前記陽極の間にパルス波形の電流を印加する工程と、
を備え、
前記金属細線の先端部に複数の粒状突起を有する金属皮膜を形成することを特徴とする垂直型プローブ針の製造方法。
【請求項５】
前記絶縁皮膜は、前記先端部の最頂部から２０〜６０μｍの距離に前記先端部側の端縁が位置するように形成されることを特徴とする請求項４記載の垂直型プローブ針の製造方法。
【請求項６】
前記金属細線を前記メッキ液に浸漬する前に、前記先端部の最頂部を，縦断面視して２６〜４５μｍの曲率半径を有する円弧状に加工する工程を備えたことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の垂直型プローブ針の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブカードに用いられるプローブ針とその製造方法に係り、特に、検査対象物に対して略垂直をなすようにプローブカードに設置される垂直型プローブ針及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プローブカードに用いられるプローブ針には、ウェハ（ＩＣチップ）等の検査対象物に対して、略平行に配置されるカンチレバー型と、略垂直に配置される垂直型の２種類がある。カンチレバー型プローブ針は、先端部が略Ｌ字状に曲折されるとともに、基端部がプローブカード本体に支持された構造となっている。一方、垂直型プローブ針は、直線状をなしており、カンチレバー型プローブ針に比べて高い密度でプローブカードに設置することが可能である。
【０００３】
ここで、プローブカードにおける垂直型プローブ針の設置状態について、図１２を用いて説明する。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は従来の垂直型プローブ針を備えたプローブカードの構造を示す模式図である。なお、図１２（ｂ）では図１２（ａ）と異なり、垂直型プローブ針の側面に絶縁被膜が施されている。
図１２（ａ）に示すように、プローブカードに用いられる垂直型プローブ針５１はタングステン、レニウムタングステン、ベリリウム銅、銅銀合金等の高い弾力性を有する金属細線からなり、図示しないスペーサを介して互いに平行に配置される支持板５２ａ，５２ｂによって摺動自在に支持されている。また、垂直型プローブ針５１の基端部５１ａは、プローブカード本体（図示せず）に形成された導体配線パターン（図示せず）に電気的に接続されている。
【０００４】
このようなプローブカードを用いてウェハ５４の通電検査を行う場合、まず、垂直型プローブ針５１の先端部５１ｂが電極５５に接触しないように、ウェハ５４からやや離してプローブカードが配置される。次に、電極５５を摺動させて先垂直型プローブ針５１の先端部５１ｂに接触させた後、接触圧を高めるためにプローブカードをウェハ５４に所定の距離だけ近づける。その結果、図１２（ｂ）に示すように、支持板５２ａ，５２ｂの間で垂直型プローブ針５１がたわむ。このとき、隣接するもの同士が接触して短絡しないように、垂直型プローブ針５１の側面には、通常、絶縁被膜５３が施されている。
【０００５】
一般に、ウェハ５４の電極５５は、表面に酸化膜等が形成され易い。カンチレバー型プローブ針を備えたプローブカードでは、通電検査時にプローブ針の先端部で酸化膜が削り取られる。これに対し、図１２に示したプローブカードで通電検査を行う場合、垂直型プローブ針５１の先端部５１ｂが電極５５に対して垂直に押しつけられるのみであり、酸化膜がプローブ針で削り取られることはない。そのため、プローブ針の先端部によって酸化膜が突き破られない場合には、接触抵抗値が高くなり、正確な通電検査が困難となる。
このような課題に対処するべく、近年、垂直型プローブ針を備えたプローブカードについて盛んに研究や開発がなされている。そして、それに関して既に幾つかの発明や考案が開示されている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、所望の接触荷重を確保するとともに、数十万回繰り返して使用することが可能な「垂直コイルスプリングプローブ」に関する発明が開示されている。
特許文献１に開示された発明は、測定対象物の導電パッドに接触する下側プローブピンの上端にガイド管が接続され、プローブカードの導電パターンに接続される上側プローブピンのガイド軸部が圧縮コイルスプリングに挿入されるとともに、その先端が上記ガイド管に挿入され、ガイド軸部に圧縮コイルスプリングが外挿された構造となっている。
このような構造のプローブにおいては、圧縮コイルスプリングの弾性力により高い接触圧が確保される。また、上側プローブピンの一部であるガイド軸部が圧縮コイルスプリングに挿入されているため、オーバードライブの際に圧縮コイルスプリングが外側へ変位することがない。従って、従来のプローブとは異なり、圧縮コイルスプリングを筒体内に収納しなくとも隣接するプローブ間で接触が発生するおそれがない。これにより、プローブを所望の狭小ピッチで配置することが可能となる。
【０００７】
特許文献２には、「プローブ及びプローブの製造方法」という名称で、基板等の被検査体と接触する先端部に複数の突部を形成し、被検査体との接触安定性を高めたプローブに関する発明が開示されている。
特許文献２に開示された発明であるプローブは、ベリリウム銅等からなる母材の表面にニッケルメッキ層と金メッキ層が順次形成されるとともに、複数の四角錐状突起が先端部に形成されたことを特徴としている。
このような構造のプローブによれば、被検査体と接触する際の荷重が均等に分散されるため、金メッキ層の磨耗の進行が遅くなるという作用を有する。これにより、被検査体に対するプローブの接触安定性が低下し難くなり、プローブの寿命が長くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２０８３２９号公報
【特許文献２】特開２００７−２１８６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述の従来技術である特許文献１に開示された発明では、圧縮コイルスプリングの外径によってプローブの外径が決まってしまうため、プローブ全体の径を小さくすることができず、結果としてプローブの配置密度を高めることができないという課題があった。また、測定対象物との接触によりプローブの先端が摩耗し易いという課題もあった。
【００１０】
また、特許文献２に開示された発明においては、プローブの径が細い場合、先端部の加工が容易でないという課題があった。また、本発明のプローブにおける先端部の加工は、Ｖ字状の断面を有するバイトをプローブの母材の一端面に対して略直交するように接触させ、押圧力を加えながら直線的に往復運動させることにより行われる。そのため、上記突起はプローブの長手方向に対して直交する平面上に形成される。従って、通電検査時にプローブがたわむなどして、複数の突起が形成されたプローブの端面全体が被検査体に対して不均一に接触した場合、前述の効果が発揮されないおそれがある。すなわち、本発明は特許文献２の明細書中の段落［０００６］にも記載されているようにスプリングプローブには適しているものの、図１２を用いて説明した前述の垂直型プローブ針には適用できないという課題があった。なお、本発明をスプリングプローブに適用した場合には、特許文献１に記載の発明と同様の課題を有することになる。
【００１１】
本発明は、このような従来の事情に対処してなされたものであり、検査対象物に対する接触安定性の低下を防ぎ、長時間繰り返し使用することが可能な垂直型プローブ針とその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、プローブカードに取り付けられて検査対象物に略垂直をなすように配置される垂直型プローブ針において、胴部がＳｉＯ２の絶縁皮膜で被覆されるとともに、複数の粒状突起を有する金属皮膜が先端部に形成されたことを特徴とするものである。
このような構造の垂直型プローブ針においては、複数の粒状突起によって検査対象物との接触圧が略均一に分散されるため、検査対象物に対する接触抵抗が安定するとともに、繰り返し使用しても金属皮膜が摩耗し難いという作用を有する。また、プローブカードに用いた場合、隣接する垂直型プローブ針の胴部同士がオーバードライブ時に接触しても短絡するおそれがない。さらに、胴部には金属皮膜が形成されないことから、金属皮膜の被着によって胴部の径が増大する、いわゆる「針太り」が発生しない。
【００１３】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の垂直型プローブ針において、絶縁皮膜は、先端部の最頂部から２０〜６０μｍの距離に先端部側の端縁が位置するように形成されたことを特徴とするものである。
このような構造の垂直型プローブ針においては、金属皮膜が絶縁皮膜の端縁に向かって最頂部から２０μｍ以上にわたって形成されるため、繰り返し使用しても粒状突起が剥離し難いという作用を有する。また、金属皮膜が絶縁皮膜の端縁に向かって最頂部から６０μｍを超えて形成されることがないため、粒径のそろった粒状突起が形成されるという作用を有する。
【００１４】
また、請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の垂直型プローブ針において、先端部の最頂部は、縦断面視して２６〜４５μｍの曲率半径を有する円弧状に形成されたことを特徴とするものである。
このような構造の垂直型プローブ針においては、先端部の最頂部を縦断面視した場合の曲率半径が２６μｍ以上であるため、電気メッキによって金属皮膜を形成する際に金属イオンの析出が先端部の中心部に集中し難いという作用を有する。また、先端部の最頂部を縦断面視した場合の曲率半径が４５μｍ以下であることから、電気メッキによって金属皮膜を形成する際に金属イオンの析出が最頂部の角部に集中し難いという作用を有する。
【００１５】
また、請求項４記載の発明である垂直型プローブ針の製造方法は、金属細線の胴部を覆うようにＳｉＯ２の絶縁皮膜を形成する工程と、ニッケル，銅，銀，金，亜鉛，鉛，白金，パラジウム及びこれらを含む合金のうちの少なくとも１種類の金属体を陽極とし，金属細線を陰極としてメッキ液に浸漬して，この陰極と陽極の間にパルス波形の電流を印加する工程と、を備え、金属細線の先端部に複数の粒状突起を有する金属皮膜を形成することを特徴とするものである。
このような垂直型プローブ針の製造方法によれば、メッキ液中の金属細線の周辺で金属イオン濃度の低下と回復が逐次繰り返されるため、金属細線に対して瞬間的に大きな電流が断続的に印加される。その結果、金属細線の先端部に、複数の粒状突起を有する金属皮膜が形成される。また、金属皮膜の形成される領域が絶縁皮膜によって制限されるという作用を有する。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の垂直型プローブ針の製造方法において、絶縁皮膜は、先端部の最頂部から２０〜６０μｍの距離に先端部側の端縁が位置するように形成されることを特徴とするものである。
本請求項記載の発明は、請求項２に記載された物の発明を方法の発明としてとらえたものであるため、請求項２記載の発明と同様の作用を有する。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項４又は請求項５に記載の垂直型プローブ針の製造方法において、金属細線をメッキ液に浸漬する前に、先端部の最頂部を，縦断面視して２６〜４５μｍの曲率半径を有する円弧状に加工する工程を備えたことを特徴とするものである。
本請求項記載の発明は、請求項３に記載された物の発明を方法の発明としてとらえたものであるため、請求項３記載の発明と同様の作用を有する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の請求項１記載の垂直型プローブ針によれば、検査対象物の表面に形成された酸化膜を先端部で容易に突き破ることができる。これにより、検査精度が向上する。また、この高い検査精度を長時間維持することが可能である。さらに、胴部の径が細い垂直型プローブ針を製造できるため、プローブカードに多数の垂直型プローブ針を取り付ける際に、その配置密度を高めることが可能である。
【００１９】
また、本発明の請求項２記載の垂直型プローブ針によれば、高い検査精度を長時間維持できるという請求項１記載の発明の効果がより一層発揮される。
【００２０】
本発明の請求項３記載の垂直型プローブ針によれば、粒径のそろったきれいな略球形の粒状突起が先端部の表面に略均一に形成されるため、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果がより一層発揮される。
【００２１】
本発明の請求項４記載の垂直型プローブ針の製造方法によれば、請求項１記載の発明である垂直型プローブ針を容易に製造することができる。その際、大掛かりな製造設備を用いる必要がないため、製造コストを安くすることが可能である。また、絶縁皮膜が金属細線の側面に被着する領域を変更することで、金属皮膜が被着する領域を容易に調節することが可能である。
【００２２】
本発明の請求項５記載の垂直型プローブ針の製造方法によれば、請求項４記載の発明の効果に加えて、請求項２記載の発明である垂直型プローブ針を安価に製造できるという効果を奏する。
【００２３】
本発明の請求項６記載の垂直型プローブ針の製造方法によれば、請求項４又は請求項５に記載の発明の効果に加えて、請求項３記載の発明である垂直型プローブ針を安価に製造できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態に係る垂直型プローブ針の実施例の外観を示す模式図であり、（ｂ）は同図（ａ）の先端部を拡大した図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ本発明の実施の形態に係る垂直型プローブ針の実施例におけるコンタクト試験前の先端部のレーザー顕微鏡写真及び３次元形状測定結果の出力図であり、（ｃ）はそのコンタクト試験の結果を示すグラフである。
【図３】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ従来の垂直型プローブ針におけるコンタクト試験前の先端部のレーザー顕微鏡写真及び３次元形状測定結果の出力図であり、（ｃ）はそのコンタクト試験の結果を示すグラフである。
【図４】（ａ）乃至（ｃ）はそれぞれ本発明の実施の形態に係る垂直型プローブ針のコンタクト試験前の先端部のレーザー顕微鏡写真である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図４（ｂ）及び図４（ｃ）の垂直型プローブ針のコンタクト試験後の先端部のレーザー顕微鏡写真である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ本発明の実施の形態に係る垂直型プローブ針におけるコンタクト試験の前後の先端部のレーザー顕微鏡写真であり、（ｃ）はそのコンタクト試験の結果を示すグラフである。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施の形態に係る垂直型プローブ針の先端部の形状を模式的に示した図であり、（ｃ）はその３次元形状測定結果の出力図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ本発明の実施の形態に係る垂直型プローブ針の先端部のレーザー顕微鏡写真及び２次元形状を示すプロファイル図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ本発明の実施の形態に係る垂直型プローブ針の先端部のレーザー顕微鏡写真及び２次元形状を示すプロファイル図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ本発明の実施の形態に係る垂直型プローブ針の先端部のレーザー顕微鏡写真及び２次元形状を示すプロファイル図である。
【図１１】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ本発明の実施の形態に係る垂直型プローブ針の先端部のレーザー顕微鏡写真及び２次元形状を示すプロファイル図である。
【図１２】（ａ）及び（ｂ）は従来の垂直型プローブ針を備えたプローブカードの構造を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の垂直型プローブ針に関し、その構造、作用及び効果について図１乃至図１１を用いて従来技術と比較しながら説明するとともに、その製造方法についても具体的に説明する。
【実施例】
【００２６】
図１（ａ）に示すように、本実施例の垂直型プローブ針は、母材が線径０．０２〜０．０４ｍｍ、長さ３．０〜６．０ｍｍの金属細線１からなり、胴部１ｂがＳｉＯ２の絶縁皮膜２で被覆されるとともに，粒状突起３ａを有する金属皮膜３が先端部１ａに形成された構造となっている。また、垂直型プローブ針の基端部１ｃには、胴部１ｂが前述の支持板５２ａ（図１２（ａ）又は図１２（ｂ）を参照）から抜け落ちないように、支持板５２ａに係止する段差部４が形成されている。なお、図１（ｂ）に示すように、胴部１ｂの長さ方向に平行に測定した場合の絶縁皮膜２の先端部１ａ側の端縁２ａから最頂部５までの距離をＬとする。また、本願明細書では、最頂部５及びその近傍を含む領域を先端部１ａといい、側面のうち先端部１ａに含まれる部分を除いた領域を胴部１ｂというものとする。
【００２７】
このような構造の垂直型プローブ針においては、検査対象物との接触圧が複数の粒状突起３ａに略均一に分散されるという作用を有する。この場合、検査対象物に対する接触抵抗が安定する。また、検査対象物との接触圧を高めることができるため、検査対象物の表面に形成された酸化膜が垂直型プローブ針の先端部１ａによって突き破られ易くなる。これにより、検査精度が向上する。加えて、検査対象物に垂直型プローブ針の先端部１ａを繰り返し接触させても金属皮膜３が摩耗し難いため、上述の高い検査精度を長時間維持することが可能である。さらに、垂直型プローブ針をプローブカードに用いた場合、胴部１ｂが絶縁皮膜２で被覆されているため、隣接するプローブ同士がオーバードライブ時に接触しても短絡するおそれがない。また、絶縁皮膜２で被覆された胴部１ｂには金属皮膜３が形成されないため、金属皮膜３の被着によって胴部１ｂの径が増大する、いわゆる「針太り」の発生が防止される。この場合、胴部１ｂの径が必要以上に太くならないため、多数の垂直型プローブ針をプローブカードに取り付ける際に、その配置密度を高めることができる。
【００２８】
ここで、金属細線１に対して電解メッキを用いて金属皮膜３を形成する方法について説明する。
まず、タングステン、レニウムタングステン、ベリリウム銅、銅銀合金等からなる金属細線１において、最頂部５から距離Ｌの位置まで絶縁皮膜２が形成されないようにマスキングを行った後、化学気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により胴部１ｂにＳｉＯ２の絶縁皮膜２を形成する。次に、金属細線１を陰極としてメッキ液に浸漬し、陰極と陽極の間にパルス波形の電流を発生させる。そして、メッキ液は、ニッケル，銅，銀，金，スズ，亜鉛，鉛，クロム，白金，パラジウム，イリジウム及びロジウムのうちの少なくとも１種類を含み、陽極は、ニッケル，銅，銀，金，亜鉛，鉛，白金，パラジウム及びこれらを含む合金のうちの少なくとも１種類の金属によって形成されるものを使用する。なお、本実施例では、マスキングを行った後に絶縁皮膜２を形成しているが、このような方法に限らず、例えば、金属細線１の側面全体に絶縁皮膜２を形成した後、被覆を要しない部分の絶縁皮膜２を後から剥離するようにしても良い。また、絶縁皮膜２の形成には化学気相成長法に限らず、例えば、真空蒸着等の方法を用いることもできる。
【００２９】
上記構造のメッキ装置を用いて、陰極と陽極の間にパルス波形の電流を印加すると、金属細線１の先端部１ａに金属イオンが析出し、金属皮膜３が部分的に形成される。一方、金属細線１の周辺では金属イオンの濃度が低下する。次に、金属皮膜３が先端部１ａの全体に形成される前に、パルス波形の電流を小さくすると、金属イオンが析出しなくなり、金属皮膜３の成長が停止する。これにより、無数の微小な粒状突起３ａが形成される。このとき、メッキ液中の金属イオンの消費も止まるが、金属細線１の周辺では、周囲から金属イオンが移動することで、金属イオンの濃度は高くなる。この状態で、パルス波形の電流を大きくすると、金属細線１には、瞬間的に大きな電流が流れる。この電流は粒状突起３ａに集中し易いため、粒状突起３ａを核としてその表面に金属イオンが析出する。以下、このような操作を繰り返すことにより、粒状突起３ａはさらに大きく成長する。なお、生成される粒状突起３ａの粒径や密度は、印加されるパルス波形の電流の大きさや周期に応じて異なる。
【００３０】
上記製造方法においては、メッキ液に浸漬された金属細線１の周辺で金属イオン濃度の低下と回復が逐次繰り返されることにより、瞬間的に大きな電流が金属細線１に対して断続的に印加される結果、複数の粒状突起３ａを有する金属皮膜３が金属細線１の先端部１ａに形成されるという作用を有する。従って、このような製造方法によれば、大掛かりな製造設備を用いることなく、上述の構造を有する垂直型プローブ針を容易に、かつ、安価に製造することができる。また、印加するパルス波形の電流の大きさや周期を変更することで、粒状突起３ａの粒径や密度を容易に調節することが可能である。さらに、金属皮膜３の形成される領域が絶縁皮膜２によって制限されるため、絶縁皮膜２が金属細線１の側面に被着する領域を変更することにより、金属皮膜３が被着する領域を容易に調節できる。
【００３１】
本発明の垂直型プローブ針を用いてコンタクト試験を行った結果について、従来技術と比較しながら図２乃至図６を用いて説明する。なお、レーザー顕微鏡の倍率はいずれも３０００倍であり、３次元形状の測定に使用した非接触形状測定装置はキーエンス社製のＶＫ−９７００及びＯＬＹＭＰＵＳ社製のＯＬＳ４０００である。そして、コンタクト試験には、表面に酸化アルミニウムのスパッタ等（ドライ皮膜）が被着された電極を使用した。さらに、図２及び図４に先端部の形状が示される垂直型プローブ針では、最頂部５（図１参照）の曲率半径が２６〜４５μｍとなっている。また、以下の試験に用いた垂直型プローブ針を製造するにあたり、前述のパルス波形の電流の大きさや周期についてはすべて同じ条件に統一した。
【００３２】
図２（ａ）及び図２（ｂ）は本発明の垂直型プローブ針において図１（ｂ）に示した距離Ｌが６０μｍの場合を示している。一方、図３（ａ）及び図３（ｂ）は粒状突起を有する金属皮膜が先端部に形成されていない従来の垂直型プローブ針の場合を示している。なお、図２（ｃ）及び図３（ｃ）はいずれも横軸が電極の表面に対する垂直型プローブ針の接触回数（コンタクト回数）を示し、縦軸が垂直型プローブ針の先端部の抵抗値を示している。
図２（ａ）及び図２（ｂ）では、粒径のそろったきれいな略球形の粒状突起（粒径は５〜２０μｍ）が形成されている。そして、図２（ｃ）に示すように５０００回のコンタクト試験を行っても抵抗値が変化していない。すなわち、このような垂直型プローブ針を通電検査等に用いることによれば、高い検査精度を長時間維持することが可能である。
これに対し、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように粒状突起を有する金属皮膜が先端部に形成されていない従来の垂直型プローブ針を用いてコンタクト試験を行った場合、図３（ｃ）に示すように抵抗値は最大で５０Ωに達している。また、常に抵抗値がばらついており、接触抵抗が安定していないことがわかる。これは、従来の垂直型プローブ針では、電極の表面の酸化アルミニウムの皮膜を容易に突き破ることができないことを示している。
【００３３】
図４（ａ）乃至図４（ｃ）は本発明の垂直型プローブ針において図１（ｂ）に示した距離Ｌがそれぞれ２０μｍ，６０μｍ及び７０μｍの場合を示している。また、図５（ａ）及び図５（ｂ）はそれぞれ図４（ａ）及び図４（ｂ）に示した垂直型プローブ針について５０００回のコンタクト試験を行った後の状態を示している。
図４（ａ）及び図４（ｂ）では、いずれも粒径のそろったきれいな略球形の粒状突起（粒径は５〜２０μｍ）が形成されているのに対し、図４（ｃ）では粒状突起の粒径が不ぞろいとなっている。これは、距離Ｌが長くなると、金属イオンの析出が先端部に集中しないため、粒状突起が均一に成長し難いことを示している。
また、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示した垂直型プローブ針を用いてコンタクト試験を行ったところ、図示していないが、抵抗値は図２（ｃ）の場合と同様であった。なお、５０００回のコンタクト試験を行った後でも、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように粒状突起の状態はほとんど変化していない。
以上のことから、粒径がそろった粒状突起を垂直型プローブ針の先端部に形成するためには、少なくとも上述の距離Ｌを７０μｍよりも短くすることが必要であり、望ましくは６０μｍ以下にすると良いことがわかる。
【００３４】
図６（ａ）及び図６（ｂ）は本発明の垂直型プローブ針において図１（ｂ）に示した距離Ｌが１５μｍの場合についてコンタクト試験を行う前及びコンタクト試験を５００回行った後の垂直型プローブ針の先端部の状態を示しており、図６（ｃ）はそのコンタクト試験の結果を示している。
図６（ａ）では図４（ａ）及び図４（ｂ）の場合と同様に、粒径のそろったきれいな略球形の粒状突起（粒径は５〜２０μｍ）が形成されている。しかし、コンタクト試験が５００回を超えた時点で、図６（ｂ）に示すように粒状突起が剥離していた。そして、図６（ｃ）に示すようにコンタクト試験が４００回を超えたあたりから、抵抗値にばらつきが生じ始めている。このように、距離Ｌが１５μｍの場合には、先端部に形成された粒状突起が剥離し易い。従って、抵抗値が低い状態を長時間保つためには、距離Ｌを１５μｍよりも長くし、望ましくは２０μｍ以上にすることが必要である。
なお、前述したように、印加するパルス波形の電流の大きさや周期を変更すると、粒状突起の粒径や密度の調節をすることは可能であるが、パルス波形の電流の条件を変更することのみでは、剥離し難く、かつ粒径がそろった粒状突起を形成することは容易でない。
【００３５】
図７（ａ）及び図７（ｂ）は最頂部５がドーム形状の場合及び平坦な形状の場合をそれぞれ示している。また、図８乃至図１０はともに図７（ａ）に対応し、最頂部５の曲率半径がそれぞれ９〜２１μｍ、２６〜４５μｍ及び４７〜５５μｍの場合を示している。さらに、図１１は図７（ｂ）に対応し、最頂部５が平坦な形状の場合を示している。そして、図８（ｂ），図９（ｂ），図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）は図７（ｃ）のＡ−Ａ断面における２次元形状に相当する。なお、曲率半径の値に幅があるのは、測定する箇所により測定値にばらつきがあるためである。
【００３６】
図８（ａ）では、図４（ａ）や図４（ｂ）の場合のようにきれいな略球形の粒状突起は形成されていない。これは、図８（ｂ）に示すように垂直型プローブ針の先端部の中心が尖っているため、金属イオンの析出が中心部に集中してしまうことによるものと考えられる。この場合、前述のコンタクト試験において接触値が小さくなるという効果は期待できない。一方、先端部の縦断面の２次元形状が図９（ｂ）で表わされる場合には、図９（ａ）に示すように、粒径のそろったきれいな略球形の粒状突起が形成される。なお、粒状突起の粒径は５〜２０μｍであり、粒の高さは１〜２μｍである。
【００３７】
先端部の縦断面の２次元形状が図１０（ｂ）で表わされる場合には、図１０（ａ）に示すように、粒径のそろった粒状突起が形成される。なお、粒状突起の粒径は５〜２０μｍであり、粒の高さは０．２μｍ程度である。すなわち、粒状突起は図４（ａ）や図４（ｂ）のようにきれいな粒径とはならず、つぶれたような形状となる。この場合、前述のコンタクト試験において抵抗値が小さくなるという効果は期待できない。また、図１１（ａ）では、図４（ａ）や図４（ｂ）とは異なり、中心が陥没したような形状の金属皮膜が形成されている。これは、先端部の縦断面の２次元形状が図１１（ｂ）で表わされる場合には、金属イオンの析出が最頂部の角部に集中してしまうことによるものと考えられる。この場合も、前述のコンタクト試験において抵抗値が小さくなるという効果は期待できない。
【００３８】
以上説明したように、粒径のそろったきれいな略球形の粒状突起を垂直型プローブ針の先端部に略均一に形成するためには、最頂部の曲率半径を２１μｍよりも大きくし、かつ、４７μｍよりも小さくする必要がある。そして、望ましくは最頂部の曲率半径を２６〜４５μｍとすると良い。なお、前述したパルス波形の電流の条件を変更する方法では、粒径のそろったきれいな略球形の粒状突起を形成することは容易でない。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
請求項１及び請求項６に記載された発明は、プローブカード用に限らず、各種電子回路の電気特性の検査に用いられるプローブ針と、その製造方法に適用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１…金属細線  １ａ…先端部  １ｂ…胴部  １ｃ…基端部  ２…絶縁皮膜  ２ａ…端縁  ３…金属皮膜  ３ａ…粒状突起  ４…段差部  ５…最頂部  Ｌ…距離  ５１…垂直型プローブ針  ５１ａ…基端部  ５１ｂ…先端部  ５２ａ，５２ｂ…支持板  ５３…絶縁被膜  ５４…ウェハ  ５５…電極  
【図１】
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【図１２】
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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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【図１０】
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【図１１】
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