(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
グラウンドラインを含む複数のパターン配線がフィルムの表面上に形成されこれらのパターン配線の各先端部がフィルムの先端部に配されてコンタクトピンとされるコンタクトプローブであって、
前記フィルムの裏面側に金属層と、
前記グラウンドライン直上の前記フィルムの表裏を貫通すると共に前記金属層と前記グラウンドラインとを電気的に接続するビアホールとを備え、
前記金属層は、
前記フィルムの前記先端部において前記複数のパターン配線に直交して延在している先端部領域と、
前記フィルムの基端部に配される基端部領域と、
前記先端部領域から前記基端部領域まで細帯状に延在し、前記ビアホール及び前記グラウンドラインの直上に配され、前記ビアホールを介して前記グラウンドラインと電気的に接続し、前記グラウンドラインの他の前記パターン配線の直上から外れた位置に配置されている接続領域とから構成されていることを特徴とするコンタクトプローブ。
【請求項２】
請求項１に記載のコンタクトプローブを製造する方法であって、
基板層の上に前記コンタクトピンの材質に被着又は結合する材質の第１の金属層を形成する第１の金属層形成工程と、
前記第１の金属層の上に第１のマスクを施してマスクされていない部分に前記パターン配線及び前記コンタクトピンに供される第２の金属層をメッキ処理により形成するメッキ処理工程と、
前記フィルムの裏面に請求項１に記載の金属層を張り付ける金属層形成工程と、
前記グラウンドラインの直上に前記ビアホールが配置されるように、前記第１のマスクを取り除いた前記第２の金属層上に表面を被着面として前記フィルムを被着するフィルム被着工程と、
前記フィルムと前記第２の金属層とからなる部分及び前記基板層と前記第１の金属層とからなる部分を分離する分離工程とを備え、
前記金属層形成工程は、前記フィルムの前記裏面に張り付けた前記金属層上に、前記先端部領域に供される部分を覆う先端部マスク部と、前記基端部領域に供される部分を覆う基端部マスク部と、前記接続領域に供される部分を覆う接続マスク部とから構成されている第２のマスクを施し、マスクされていない部分をエッチングして、前記接続領域が前記ビアホールの直上に配置されるように前記金属層を形成することを特徴とするコンタクトプローブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プローブピンやソケットピン等として用いられ、プローブカードやテスト用ソケット等に組み込まれて液晶デバイスや半導体ＩＣチップ等の各端子に接触して電気的なテストを行うコンタクトプローブとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＬＣＤ（液晶表示体）又はＩＣチップやＬＳＩチップ等の半導体チップの各端子に接触させて電気的なテストを行うために、コンタクトピンが用いられている。
近年、ＬＣＤの画素数増加及び高精細化並びにＩＣチップ等の高集積化及び微細化に伴って電極であるコンタクトパッドが狭ピッチ化されるとともに、コンタクトピンの多ピン狭ピッチ化が要望されている。
しかしながら、コンタクトピンとして用いられていたタングステン針のコンタクトプローブでは、タングステン針の径の限界から多ピン狭ピッチへの対応が困難になっていた。
【０００３】
これに対して、例えば、特公平７−８２０２７号公報や特許第３２０４０９０号公報に、複数のパターン配線が樹脂フィルム上に形成されこれらのパターン配線の各先端が樹脂フィルムから突出状態に配されてコンタクトピンとされるコンタクトプローブの技術が提案されている。
この技術例では、複数のパターン配線の先端部をコンタクトピンとすることによって、多ピン狭ピッチ化を図るとともに、複雑な多数の部品を不要とするものである。
【０００４】
このコンタクトプローブ１は、図７に示すように、フィルム２の片面にＮｉ（ニッケル）またはＮｉ合金で形成されるパターン配線３を張り付けた構造となっており、フィルム２の端部からパターン配線３の先端部が突出してコンタクトピン３ａとされている。なお、フィルム２は、ポリイミド樹脂フィルム層２ａ上にＣｕ（銅）、Ｎｉ等の金属フィルム層２ｂがグラウンドとして積層されて構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のコンタクトプローブの技術では、以下のような課題が残っている。すなわち、金属フィルム層とパターン配線とが誘電体層であるポリイミド樹脂フィルム層を挟んだコンデンサー構造であるため、各ピンが一定の容量を有し、この容量が大きいと波形なまりが生じて信号の遅延に影響を及ぼす不都合があった。特に、液晶表示デバイスに適用する場合では、動画表示の制御において応答速度が低下する不都合があった。
【０００６】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、コンタクトプローブの持つ容量を低減し、電気的特性の向上を図ることができるコンタクトプローブ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明のコンタクトプローブは、グラウンドラインを含む複数のパターン配線がフィルムの表面上に形成されこれらのパターン配線の各先端部がフィルムの先端部に配されてコンタクトピンとされるコンタクトプローブであって、前記フィルムの裏面側に金属層と、前記グラウンドライン直上の前記フィルムの表裏を貫通すると共に前記金属層と前記グラウンドラインとを電気的に接続するビアホールとを備え、前記金属層は、前記フィルムの前記先端部において前記複数のパターン配線に直交して延在している先端部領域と、前記フィルムの基端部に配される基端部領域と、前記先端部領域から前記基端部領域まで細帯状に延在し、前記ビアホール及び前記グラウンドラインの直上に配され、前記ビアホールを介して前記グラウンドラインと電気的に接続し、前記グラウンドラインの他の前記パターン配線の直上から外れた位置に配置されている接続領域とから構成されていることを特徴とする。
【０００８】
このコンタクトプローブでは、金属層の接続領域が、前記グラウンドラインの他の前記パターン配線の直上から外れた位置に配置されているので、パターン配線と重なる面積を極力低減することができ、従来のようにフィルム全体に金属層を設けた場合に比べて大幅に容量を低減することができると共に、全体として金属層領域が少なくなりプローブ全体のフレキシブル性が向上する。
【０００９】
また、本発明のコンタクトプローブでは、前記金属層が、前記フィルムの前記先端部において前記複数のパターン配線に直交して延在されている先端部領域と、前記フィルムの基端部に配される基端部領域と、前記先端部領域から前記基端部領域まで細帯状に延在し、前記ビアホール及び前記グラウンドラインの直上に配され、前記ビアホールを介して前記グラウンドラインと電気的に接続し、前記グラウンドラインの他の前記パターン配線の直上から外れた位置に配されている接続領域とから構成される技術が採用される。
このコンタクトプローブでは、金属層が、フィルムの先端部において複数のパターン配線に直交して延在されている先端部領域と、フィルムの基端部に配される基端部領域と、先端部領域から基端部領域まで細帯状に延在し、前記ビアホール及び前記グラウンドラインの直上に配され、前記ビアホールを介して前記グラウンドラインと電気的に接続し、前記グラウンドラインの他の前記パターン配線の直上から外れた位置に配されている接続領域とから構成されているので、細帯状の接続領域によって、従来のようにフィルム全体に金属層を設けた場合に比べて大幅に容量を低減することができると共に、全体として金属層領域が少なくなりプローブ全体のフレキシブル性が向上する。
また、上記先端部領域によってフィルムの先端部における伸びが抑制され、各コンタクトピンの間隔にずれが生じ難くなる。さらに、金属層にさらにＡｕ（金）メッキ等を施す場合には、先端部領域と基端部領域とが接続領域で連結されているので、金属層全体を電解メッキすることができる。
【００１１】
また、前記接続領域は、前記ビアホール及び前記グラウンドラインの直上に配され、前記ビアホールを介して前記グラウンドラインと電気的に接続し、前記グラウンドラインの他の前記パターン配線の直上から外れた位置に配置されているので、グラウンドラインとの電気的接続をビアホールを介して行うことができ、金属層をグラウンド層とすることができる。また、電気的に接続されたグラウンドラインの直上に接続領域が配されるため、他の配線との間で生じる容量を大幅に低減することができる。
【００１２】
本発明のコンタクトプローブの製造方法は、上記本発明のコンタクトプローブの製造方法であって、基板層の上に前記コンタクトピンの材質に被着又は結合する材質の第１の金属層を形成する第１の金属層形成工程と、前記第１の金属層の上に第１のマスクを施してマスクされていない部分に前記パターン配線及び前記コンタクトピンに供される第２の金属層をメッキ処理により形成するメッキ処理工程と、前記フィルムの裏面に金属層を張り付ける金属層形成工程と、前記グラウンドラインの直上に前記ビアホールが配置されるように、前記第１のマスクを取り除いた前記第２の金属層上に表面を被着面として前記フィルムを被着するフィルム被着工程と、前記フィルムと前記第２の金属層とからなる部分及び前記基板層と第１の金属層とからなる部分を分離する分離工程とを備え、前記金属層形成工程は、前記フィルムの裏面全体に張り付けた金属フィルム上に、前記先端部領域に供される部分を覆う先端部マスク部と、前記基端部領域に供される部分を覆う基端部マスク部と、前記接続領域に供される部分を覆う接続マスク部とから構成されている第２のマスクを施し、マスクされていない部分をエッチングして、前記接続領域が前記ビアホールの直上に配置されるように前記金属層を形成することを特徴とする。
【００１３】
このコンタクトプローブの製造方法では、金属層形成工程において、グラウンドラインの直上にビアホールが配置されているフィルムの裏面全体に張り付けた金属フィルム上に、先端部領域に供される部分を覆う先端部マスク部と、基端部領域に供される部分を覆う基端部マスク部と、接続領域に供される部分を覆う接続マスク部とから構成されている第２のマスクを施し、マスクされていない部分をエッチングして接続領域がビアホールの直上に配置されるように金属層を形成するので、先端部領域、基端部領域、及び、先端部領域から基端部領域まで細帯状に延在し、ビアホール及びグラウンドラインの直上に配され、ビアホールを介してグラウンドラインと電気的に接続し、グラウンドラインの他のパターン配線の直上から外れた位置に配置されている接続領域からなる金属層を高精度に形成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るコンタクトプローブ及びその製造方法の第１実施形態を、図１から図４を参照しながら説明する。
これらの図にあって、符号１０はコンタクトプローブ、１１はフィルム、１２はパターン配線を示している。
【００１５】
本実施形態のコンタクトプローブ１０は、ＬＣＤ用の出力側プローブとして所定形状に切り出したもので、図１に示すように、フィルム１１の表面側にＮｉ合金（第２の金属層）で形成される複数のパターン配線１２を有する構造となっており、フィルム１１の先端側からはパターン配線１２の先端部が突出してコンタクトピン１２ａとされている。なお、本実施形態では、コンタクトピンがフィルムから突出状態に配されているが、突出しないタイプであっても構わない。すなわち、パターン配線の各先端部がフィルムの先端部に配されてコンタクトピンとされるが、コンタクトピン先端がフィルムから突出していないコンタクトプローブであってもよい。
【００１６】
上記フィルム１１は、表面側のポリイミド樹脂フィルム層１１ａと、裏面側のＣｕ（銅）からなる金属層１１ｂとが積層されて構成されている。なお、金属層１１ｂの表面には、Ａｕメッキ（図示略）が施されている。また、Ｎｉ等の金属層１１ｂを採用しても構わない。
この金属層１１ｂは、フィルム１１の先端部において複数のパターン配線１２に直交して延在されている先端部領域１１ｃと、フィルム１１の基端部に配される基端部領域１１ｄと、先端部領域１１ｃから基端部領域１１ｄまで細帯状に延在する接続領域１１ｅとから構成されている。
【００１７】
また、接続領域１１ｅは、複数のパターン配線１２の基端部中央から先端側に向けて左右の斜め方向に２本配されてＶ字状に形成されている。すなわち、接続領域１１ｅは、各パターン配線１２と交差するように配されている。
なお、符号１００は、パターン配線１２とプリント基板（図示略）の配線との接続を行うためにフィルム１１に開けられた接続用窓である。すなわち、コンタクトプローブ１０は、測定を行う際に、メカニカルパーツ（図示略）に組み込まれることによりプリント基板に位置決めされ、接続用窓１００を介して互いの配線が接続状態に取り付けられてプローブ装置とされる。
【００１８】
本実施形態のコンタクトプローブ１０では、金属層１１ｂが、先端部領域１１ｃと、基端部領域１１ｄと、細帯状の接続領域１１ｅとから構成されているので、細帯状の接続領域１１ｅにより、従来のようにフィルム全体に金属層を設けた場合に比べて大幅に容量を低減することができる。特に、接続領域１１ｅが各パターン配線１２と交差するように配されているので、パターン配線１２と重なる面積を極力低減することができ、さらに小容量化させることができる。
【００１９】
また、細帯状の接続領域１１ｅにより、全体として金属層領域が少なくなりプローブ全体のフレキシブル性が向上する。さらに、先端部領域１１ｃによってフィルム１１の先端部における伸びが抑制され、各コンタクトピン１２ａの間隔にずれが生じ難くなる。
また、金属層１１ｂにＡｕメッキ等を施す場合には、先端部領域１１ｃと基端部領域１１ｄとが接続領域１１ｅで連結されているので、金属層１１ｂ全体を電解メッキすることができる。
【００２０】
次に、本実施形態のコンタクトプローブ１０の製造方法について、図２及び図３を参照しながら工程順に説明する。
【００２１】
〔ベースメタル層形成工程（第１の金属層形成工程）〕
まず、図２の（ａ）に示すように、ステンレス製の支持金属板１６の上に、Ｃｕ（銅）メッキによりベースメタル層（第１の金属層）１７を形成する。
【００２２】
〔パターン形成工程〕
このベースメタル層１７の上に第１のフォトレジスト層１８を形成した後、図２の（ｂ）に示すように、写真製版技術により、第１のフォトレジスト層１８に所定のパターンのフォトマスクＭ１を施して露光し、図２の（ｃ）に示すように、第１のフォトレジスト層１８を現像してパターン配線１２となる部分を除去して残存する第１のフォトレジスト層（第１のマスク）１８に開口部１８ａを形成する。
【００２３】
なお、本実施形態においては、第１のフォトレジスト層１８をネガ型フォトレジストによって形成しているが、ポジ型フォトレジストを採用して所望の開口部１８ａを形成しても構わない。
また、本実施形態においては、第１のフォトレジスト層１８が、本願請求項にいう「マスク」に相当する。但し、本願請求項の「マスク」とは、本実施形態の第１のフォトレジスト層１８のように、フォトマスクＭを用いた露光・現像工程を経て開口部１８ａが形成されるものに限定されるわけではない。例えば、メッキ処理される箇所に予め孔が形成された（すなわち、予め、図２の（ｃ）の符号１８で示す状態に形成されている）フィルム等でもよい。本願発明において、このようなフィルム等を「マスク」として用いる場合には、本実施形態におけるパターン形成工程は不要である。
【００２４】
〔メッキ処理工程〕
そして、図２の（ｄ）に示すように、開口部１８ａにパターン配線１２となるＮｉ合金層（第２の金属層）Ｎを電解メッキ処理により形成する。
上記メッキ処理の後、図２の（ｅ）に示すように、第１のフォトレジスト層１８を除去する。
【００２５】
〔金属層形成工程〕
次に、図３の（ａ）に示すように、所定の形状とされた誘電体層であるポリイミド樹脂フィルム層１１ａ上に銅箔の金属フィルム層１１ｆを接着剤（図示略）で張り付ける。さらに、この金属フィルム層１１ｆ上に、図３の（ｂ）に示すように所定のパターンの第２のフォトレジスト層（第２のマスク）Ｍ２を形成する。この第２のフォトレジスト層Ｍ２は、図４のハッチング領域に示すように、先端部領域１１ｃに供される部分を覆う先端部マスク部ｍ１と、基端部領域１１ｄに供される部分を覆う基端部マスク部ｍ２と、接続領域１１ｅに供される部分を覆う接続マスク部ｍ３とから構成されている。
【００２６】
この第２のフォトレジスト層Ｍ２を施した後、図３の（ｃ）に示すように、マスクされていない部分に銅エッチングを施して先端部領域１１ｃ、基端部領域１１ｄ及び接続領域１１ｅから構成される金属層１１ｂを形成する。そして、金属層１１ｂ上にさらにＡｕメッキ（図示略）を施しておく。
なお、上記金属フィルム層１１ｆは、銅箔に加えて、Ｎｉ、Ｎｉ合金等でもよい。
【００２７】
〔フィルム被着工程〕
次に、図２の（ｆ）に示すように、Ｎｉ合金層Ｎの上であって、図に示したコンタクトピン１２ａ（すなわちパターン配線１２の先端部）となる部分以外に、金属層１１ｂを張り付けたフィルム１１を接着剤１９により接着する。この際、ポリイミド樹脂フィルム層１１ａ側にＮｉ合金層Ｎを接着する。
【００２８】
〔分離工程〕
そして、図２の（ｇ）に示すように、フィルム１１とパターン配線１２とベースメタル層１７とからなる部分を、支持金属板１６から分離させた後、Ｃｕエッチを経て、図２の（ｈ）に示すように、フィルム１１にパターン配線１２のみを接着させた状態とする。
【００２９】
このように本実施形態では、金属層形成工程において、フィルム１１の裏面全体に張り付けた金属フィルム層１１ｆ上に、先端部領域１１ｃに供される部分を覆う先端部マスク部ｍ１と、基端部領域１１ｄに供される部分を覆う基端部マスク部ｍ２と、接続領域１１ｅに供される部分を覆う接続マスク部ｍ３とから構成されている第２のフォトレジスト層Ｍ２を施し、マスクされていない部分をエッチングして金属層１１ｂを形成するので、先端部領域１１ｃ、基端部領域１１ｄ及び接続領域１１ｅからなる金属層１１ｂを高精度に形成することができる。
【００３０】
次に、本発明に係るコンタクトプローブとその製造方法の第２実施形態を、図５及び図６を参照しながら説明する。
【００３１】
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、ＬＣＤ用の出力側プローブであってグラウンドラインがなく、金属層１１ｂがグラウンド面とされていないのに対し、第２実施形態のコンタクトプローブ２０はＬＣＤ用の入力側プローブであって、図５及び図６に示すように、パターン配線２２にグラウンドライン２２Ｇを有し、金属層２１ｂがビアホールＨを介してグラウンドライン２２Ｇと電気的に接続されている点である。
【００３２】
なお、本実施形態のフィルム２２は、ポリイミド樹脂フィルム層２１ａと金属層２１ｅとの二層からなり、ビアホールＨは、グラウンドライン２２Ｇ直上のポリイミド樹脂フィルム層２１ａに形成されている。また、ビアホールＨは、例えば導電性ペーストＰが埋められてグラウンドライン２２Ｇと接続領域２１ｅとの導通を図っている。
【００３３】
また、本実施形態では、金属層２１ｂが、先端部領域２１ｃ、基端部領域２１ｄ及び接続領域２１ｅから構成されているが、接続領域２１ｅがビアホールＨ及び該ビアホールＨが接続されたグラウンドライン２２Ｇの直上に配されている点で第１実施形態と異なっている。
【００３４】
すなわち、本実施形態では、接続領域２１ｅがビアホールＨ及び該ビアホールＨが接続されたグラウンドライン２２Ｇの直上に配されるので、パターン配線２２のうちグラウンドライン２２Ｇとの電気的接続をビアホールＨを介して行うことができ、金属層２１ｂをグラウンド層とすることができる。また、接続領域２１ｅが電気的に接続されたグラウンドライン２２Ｇの直上に配されるため、他の配線との間で生じる容量を大幅に低減することができる。
【００３５】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記第１実施形態では、接続領域がパターン配線と交差するように配されているが、接続領域を配するスペースがあればパターン配線の直上から外れた位置に配しても構わない。
【００３６】
また、上記各実施形態では、フィルムの表面側に誘電体層が設けられ、該誘電体層としてポリイミド樹脂フィルム層を採用したが、より低誘電率材料からなるフィルム層を用いればさらに低容量化を図ることができる。例えば、低誘電率のフィルム層として、四フッ化エチレン等を用いてもよい。
また、フィルムの誘電体層の厚みをさらに厚くすることにより、さらに低容量化を図ることができる。
さらに、測定回路の高周波信号（インピーダンス制御）、低周波信号、電源信号のそれぞれに容量がマッチングするように金属層の形状、上記誘電体層材質及び厚さを決定すれば、より信号の遅延を抑制することができる。
【００３７】
また、上記各実施形態においては、ＬＣＤのテスト用プローブ装置用のコンタクトプローブに適用したが、他のものに採用しても構わない。例えば、ウェーハ上ＩＣのテスト用コンタクトプローブやＩＣチップのバーンインテスト用ソケットに用いるコンタクトプローブ等に適用してもよい。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果を奏する。すなわち、本発明のコンタクトプローブによれば、金属層の接続領域が、前記グラウンドラインの他の前記パターン配線の直上から外れた位置に配置されているので、従来に比べて大幅に容量を低減することができる。また、全体として金属層領域が少なくなりプローブ全体のフレキシブル性が向上し、組立時の作業性が良くなると共に、組立時の歪み力による動きが小さくなるため、位置精度を保つことができる。
また、本発明のコンタクトプローブによれば、金属層が、フィルムの先端部において複数のパターン配線に直交して延在されている先端部領域と、フィルムの基端部に配される基端部領域と、先端部領域から基端部領域まで細帯状に延在し、ビアホール及びグラウンドラインの直上に配され、ビアホールを介してグラウンドラインと電気的に接続し、グラウンドラインの他のパターン配線の直上から外れた位置に配されている接続領域とから構成されているので、細帯状の接続領域によって、従来のようにフィルム全体に金属層を設けた場合に比べて大幅に容量を低減することができると共に、全体として金属層領域が少なくなりプローブ全体のフレキシブル性が向上する。
【００３９】
本発明のコンタクトプローブの製造方法によれば、金属層形成工程において、金属フィルム上に、先端部マスク部と、基端部マスク部と、先端部マスク部から基端部マスク部まで細帯状に延在する接続マスク部とから構成されている第２のマスクを施し、マスクされていない部分をエッチングして金属層を形成するので、先端部領域、基端部領域及び接続領域からなる金属層を高精度に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るコンタクトプローブ及びその製造方法の第１実施形態を示すコンタクトプローブの平面図である。
【図２】  本発明に係る第１実施形態の製造工程を示すフィルム先端部におけるパターン配線に直交した方向の要部断面図である。
【図３】  本発明に係る第１実施形態の製造工程における金属層形成工程を工程順に示す要部断面図である。
【図４】  本発明に係る第１実施形態の製造工程における金属層形成工程の第２のマスクを示す平面図である。
【図５】  本発明に係るコンタクトプローブ及びその製造方法の第２実施形態を示すコンタクトプローブの平面図である。
【図６】  本発明に係る第２実施形態のビアホール部分の要部断面図である。
【図７】  本発明に係るコンタクトプローブの従来例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０、２０  コンタクトプローブ
１１  フィルム
１１ａ、２１ａ  ポリイミド樹脂フィルム層
１１ｂ、２１ｂ  金属層
１１ｃ、２１ｃ  先端部領域
１１ｄ、２１ｄ  基端部領域
１１ｅ、２１ｅ  接続領域
１１ｆ  金属フィルム層
１２、２２  パターン配線
１２ａ  コンタクトピン
１７  ベースメタル層（第１の金属層）
１８  第１のフォトレジスト層（第１のマスク）
２２Ｇ  グラウンドライン
Ｈ  ビアホール
Ｍ２  第２のフォトレジスト層（第２のマスク）
ｍ１  先端部マスク部
ｍ２  基端部マスク部
ｍ３  接続マスク部
Ｎ  Ｎｉ合金層（第２の金属層）
Ｐ  導電性ペースト
【図１】
0003936600.tif 000002
【図２】
0003936600.tif 000003
【図３】
0003936600.tif 000004
【図４】
0003936600.tif 000005
【図５】
0003936600.tif 000006
【図６】
0003936600.tif 000007
【図７】
0003936600.tif 000008