(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムが被着された複数のパターン配線の各先端が前記フィルムから突出し、前記フィルムに被着される面につながる上面と、前記上面に対向する下面と、上下面間に設けられた側面とで構成された長手方向に直交する断面が略四角形状のコンタクトピンとされているコンタクトプローブにおいて、
前記コンタクトピンのパッドからなる被検査物へ接触する前記下面側の前記コンタクトピンの先端は斜めにカットされて、前記下面の先端は前記パッドに接触し得る接触面とされ、前記コンタクトピンが側面視で略コの字型になるように前記接触面に続く領域に凹部が形成され、
前記コンタクトピンで前記パッドをスクラブすると、スクラブ方向の前記パッドの端に位置するパッシベーションが前記凹部内に位置して、前記凹部の底面が前記パッシベーションに接触しない範囲で近接するように、前記凹部が所定厚みで切除されて形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】
フィルム上に形成されたパターン配線の先端部がフィルムから突出してコンタクトピンとされてなるコンタクトプローブが、メカニカルパーツに装着され、前記コンタクトピンはパッドからなる被検査物に対して傾斜して当接させられるプローブ装置において、
前記コンタクトプローブは請求項１に記載のコンタクトプローブであることを特徴とするプローブ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ＩＣチップやＬＣＤ（液晶表示体）等の被検査物の微細な電極にコンタクトピンを接触させて回路試験等の電気的なテストを行うためのコンタクトプローブ及びプローブ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、プローブ装置は、ＩＣチップやＬＳＩ等の半導体チップ、またはＬＣＤ（液晶表示体）等の各電極パッド（以下、パッドという）にコンタクトプローブのコンタクトピンを押圧接触させ、プリント基板を介してテスターに接続して電気的なテストに用いられる。
コンタクトプローブ１は、例えば図５に示すようにＮｉ基合金等からなる複数本のパターン配線２…の上に接着剤層を介してフィルム３が被着され、フィルム３から突出するパターン配線２…の先端部はコンタクトピン２ａ…とされている。またフィルム３の幅広の基部１ｂには窓部４が形成され、この窓部４にはパタ−ン配線２…の引き出し配線部５…が設けられている。
尚、フィルム３はポリイミド等の樹脂フィルム層からなり、或いはポリイミド等の樹脂フィルム層に銅箔Ｃｕ等の金属フィルム層がグラウンドとして積層されたもの等でもよい。
【０００３】
このようなコンタクトプローブ１は図６及び図７に示すようにマウンティングベースやトップクランプやボトムクランプ等のメカニカルパーツ７に組み込まれてプローブ装置８とされ、コンタクトピン２ａ…を半導体ＩＣチップやＬＣＤ等のパッドやバンプ等の微細な電極端子に接触させることになる。
即ち、図６及び図７に示すプローブ装置８において、円板形状をなし中央窓部１０ａを有するプリント基板１０の上に、例えばトップクランプ１１を取り付け、またコンタクトプローブ１の先端部１ａを両面テープ等でその下面に取り付けたマウンティングベース１２を、トップクランプ１１にボルト等で固定する。そして略額縁形状のボトムクランプ１４でコンタクトプローブ１の基部１ｂを押さえつける。その際、プリント基板１０とコンタクトプローブ１の基部１ｂは位置決めピンによって相互の位置決めがなされる。
これによって、コンタクトプローブ１の先端部１ａがマウンティングベース１２の下面で下方に向けた傾斜状態に保持され、コンタクトプローブ１の基部１ｂにおいてパターン配線２…の引き出し配線部５…がボトムクランプ１４の弾性体１５で窓部４を通してプリント基板１０の下面の電極１６に押しつけられて接触状態に保持されることになる。
【０００４】
ところで、上述のコンタクトプローブ１の各コンタクトピン２ａ…を含む各パターン配線２…はマスク露光技術を用いてフォトリソ・めっき法によって製作されており、コンタクトピン２ａの先端部２０は図８に示されるように略半円弧の板状に形成される。ここで、コンタクトピン２ａの先端部２０はフィルム３に被着される先端円弧状の上面２１及び下面２２と側面２３とで構成されている。
尚、コンタクトピン２ａはフォトリソ・めっき法で製作されるためにピン表面即ちパッド１８ａに接触する下面２２にめっきによる微細な凹凸が生じていた。そのために下面２２をパッド１８ａに接触させると接触抵抗がばらつくことになり、安定したコンタクト性が得られない。
そのため、パッド１８ａへのコンタクト時に接触抵抗を少なくするために、図８に示すようにコンタクトピン２ａ…の先端において下面２２から側面２３の先端にかけて斜めに切り欠いて研磨された接触面２４を形成していた。
【０００５】
ＩＣチップ１８のパッド１８ａにコンタクトピン２ａをコンタクトさせる際、例えばパッド１８ａを水平に配置したとして、パッド１８ａに対するコンタクトピン２ａの傾斜角度θを例えば２０°前後に設定するようになっている。
他方、アルミニウム合金や金などで形成されるパッド１８ａの表面は空気中で酸化して薄い酸化膜や吸着物で覆われているために、オーバードライブをかけて図９に示すようにパッド１８ａの表面の酸化膜や吸着物を先端部２０の接触面２４で擦り取り（スクラブという）、内部のアルミニウムや金などの金属を露出させて接触面２４でコンタクトピン２ａとの確実な導通を図る必要がある。
ところで、ＩＣチップ１８のパッド１８ａには図９に示すようにその縁部にパッシベーション２６と呼ばれる絶縁膜（絶縁部材）が設けられてパッド１８ａの大きさが制限されているものがあり、パッシベーション２６はパッド１８ａの表面より高い位置まで隆起している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、スクラブをかけた際に角度θで傾斜した状態で移動するコンタクトピン２ａがパッシベーション２６に接触してパッシベーション２６を破損することがあった。
コンタクトピン２ａがスクラブ方向両側のパッシベーション２６，２６に接触しないようにスクラブさせると、パッド１８ａと面接触するに十分な距離に亘ってスクラブできないためにパッド１８ａとの良好なコンタクトができなかった。例えば図９において、パッシベーション２６で覆われていない領域のパッド１８ａの長さＬ１を４５μｍ、コンタクトピン２ａの接触面２４の長さＬ２を１５μｍ、パッシベーション２６のパッド１８ａからの高さＨ１を５μｍ、コンタクトピンが傾斜したコンタクト角度θを２０°としたときに、コンタクトピン２ａの接触面２４がスクラブできる距離Ｓ１は１５μｍ未満しかない。
特に複数のコンタクトピン２ａ…相互間でスクラブ方向の先端位置に数μｍのバラツキがあるとスクラブ量が更に制限されてしまうために全コンタクトピン２ａ…で電気的に良好なコンタクトを得ることが一層困難であった。
【０００７】
また通常の使用状態において、所定コンタクト回数毎に各コンタクトピン２ａの接触面２４を再研磨して付着物等を除去すると共に電気的なコンタクトの良好性を確保しているが、再研磨によって接触面２４の面積が拡大するためにスクラブ量が更に制限され、コンタクトピン２ａのパッド１８ａへのコンタクトが困難となり耐久性も悪くなるという欠点もある。
本発明は、このような実情に鑑みて、パッシベーション等が設けられていても十分なスクラブ量を確保できるようにしたコンタクトプローブ及びプローブ装置を提供することを目的とする。
また本発明の他の目的は、接触面を研磨してもスクラブ量を十分確保できるようにしたコンタクトプローブ及びプローブ装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るコンタクトプローブは、フィルムが被着された複数のパターン配線の各先端がフィルムから突出し、前記フィルムに被着される面につながる上面と、前記上面に対向する下面と、上下面間に設けられた側面とで構成された長手方向に直交する断面が略四角形状のコンタクトピンとされているコンタクトプローブにおいて、コンタクトピンのパッドからなる被検査物へ接触する前記下面側の前記コンタクトピンの先端は斜めにカットされて、前記下面の先端は前記パッドに接触し得る接触面とされ、前記コンタクトピンが側面視で略コの字型になるように前記接触面に続く領域に凹部が形成されていることを特徴とする。さらに、コンタクトピンでパッドをスクラブすると、スクラブ方向のパッドの端に位置するパッシベーションが前記凹部内に位置して、凹部の底面が前記パッシベーションに接触しない範囲で近接するように、前記凹部が所定厚みで切除されて形成されていることを特徴とする。
被検査物に対してコンタクトピンを接触させてスクラブをかける際に被検査物の端縁などの周囲に絶縁部材等の障害物があったとしても、障害物に凹部が対向して位置することで凹部のないコンタクトピンと比較して絶縁部材等の障害物を破損することなくスクラブ量をより大きく確保できて、被検査物の酸化膜等を剥離させて十分な接触と導通を確保できる。
【０００９】
また凹部はコンタクトピンでスクラブをかける際に被検査物の絶縁部材等に対向して絶縁部材等に接触しない範囲に亘ってコンタクトピンの長手方向に形成されていてもよい。
【００１０】
本発明に係るプローブ装置は、フィルム上に形成されたパターン配線の先端部がフィルムから突出してコンタクトピンとされてなるコンタクトプローブが、メカニカルパーツに装着され、コンタクトピンは被検査物に対して傾斜して当接させられるプローブ装置において、コンタクトプローブは請求項１乃至４のいずれか記載のコンタクトプローブであることを特徴とする。
被検査物に対して所定角度で傾斜状態のコンタクトピンを接触させてスクラブをかける際に被検査物の端縁などの周囲に絶縁部材等の障害物があったとしても、障害物に凹部が対向して位置することで凹部のないコンタクトピンと比較して絶縁部材等の障害物を破損することなくスクラブ量をより大きく確保できて、被検査物の酸化膜等を剥離させて十分な接触と導通を確保できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１乃至図４により説明するが、上述の従来技術と同一または同様の部分には同一の符号を用いて説明する。
図１は実施の形態によるコンタクトプローブの先端部分の斜視図、図２は図１に示すコンタクトプローブの全体のＡ−Ａ線中央縦断面図、図３はコンタクトピンを斜め下方から見た要部斜視図、図４は実施の形態によるコンタクトピンをＩＣチップのパッドにコンタクトさせた状態を示す側面図である。
図１乃至図３に示す実施の形態によるコンタクトプローブ３０は、図５に示すコンタクトプローブ１とほぼ同一構成とされ、図１及び図２に示すようにＮｉ基合金等からなる複数本のパターン配線３２…の上に図示しない接着剤層を介してフィルム３が被着され、フィルム３から突出するパターン配線３２…の先端部はコンタクトピン３２ａ…とされている。またフィルム３の幅広の基部（図２参照）には窓部４が形成され、この窓部４にはパタ−ン配線３２…の引き出し配線部３４…が設けられている。
【００１２】
そして、フィルム３はパターン配線３２…が被着されたポリイミド等の樹脂フィルム層３６にＣｕ，Ｎｉ等の金属フィルム層３７がグラウンドとして積層されて構成されているが、樹脂フィルム層３６だけで構成されていてもよい。
コンタクトピン３２ａは、その長手方向に直交する断面が例えば略四角形状とされ、その先端はフィルム３に被着される面につながる上面４０と、上面４０に対向すると共にパッド１８ａに接触させられ得る下面４１と、上下面４０，４１間に設けられた側面４２とで構成されている。
コンタクトピン３２ａの先端は略半円板状とされているために、側面４２の先端部４２ａは略円柱周面形状の凸曲面とされ、下面４１の先端は下面４１から側面４２の先端部４２ａの途中にかけて研磨によって斜めにカットされて下面４１に対して角度α（例えばα＝２０°前後）をなす略平面状の接触面４３とされている。
【００１３】
この接触面４３は、コンタクトプローブ３０がプローブ装置８に装着されて例えば半導体ＩＣチップ１８のパッド１８ａと接触させられる面になる。下面４１は接触面４３の後部からコンタクトピン３２ａの基端側の所定長さＬａに亘って上面４０方向に所定の厚みで切除されて凹部４５を形成する。そのためコンタクトピン３２ａは側面視で略コの字型に形成されている。
また凹部４５の長さＬａは、コンタクトピン３２ａの接触面４３でスクラブした際に、図４に示すように、スクラブ方向のパッド１８ａ両端に位置するパッシベーション２６Ａ，２６Ｂ（図４において、パッシベーション２６，２６について便宜的に符号２６Ａ，２６Ｂを付与する）に対してコンタクトピン３２ａが接触しない範囲で、最大スクラブ量の始点から終点まで凹部４５が始点側のパッシベーション２６Ａに対向している程度にその寸法を設定する。
【００１４】
またこの凹部４５は先端側及び基端側の起立面４５ａ，４５ｃと底面４５ｂとで仕切られる略直方体形状をなし、先端側の起立面４５ａが側面４２の円柱周面をなす先端部４２ａと略平行に形成されて柱状の先端柱状部４６を構成する。これによってコンタクトピン３２ａを所定の回数コンタクトさせた後で下面４１に対して角度αを以て再研磨しても先端柱状部４６の接触面４３の面積はほとんど変化しない。
尚、このようなコンタクトプローブ３０を製作するには、マスク露光技術を用いてフォトリソ・めっき法等によって図５に示すようなコンタクトプローブ３０を製作する。その後にコンタクトプローブ３０をメカニカルパーツ７に装着してフィルム３の先端部を下方に傾斜させ、フィルム３から突出するコンタクトピン３２ａ…の下面４１…の先端を研磨板（図示せず）に対して斜めに研磨して略平面状の接触面４３を形成する。これによってめっきによる微細な凹凸を有する下面４１を研磨で平滑面にして接触抵抗を少なくして安定したコンタクト性を得る。
次に、コンタクトピン３２ａについて下面４１の接触面４３に続く領域を所定長さＬａに亘って例えばダイサー等を用いて切刃で切れ目を入れて切除し、凹部４５を形成する。コンタクトピン３２ａの長さ方向における凹部４５の長さＬａはダイサーに装着する切刃を太さの異なるものに交換することで調整及び設定すればよい。
尚、コンタクトピン３２ａの下面４１に凹部４５を形成する方法として、上記切刃による方法の他にレーザー光によって形成してもよいし、或いは化学研磨によって形成してもよく、適宜の方法を採用できる。
【００１５】
本実施の形態によるコンタクトプローブ３０は上述のように構成されており、次にその作用を説明する。
図４において、図６及び図７に示すものと同様にメカニカルパーツ７にコンタクトプローブ３０が装着され、パターン配線３２…の配線引き出し部３４…がボトムクランプ１４によってプリント基板１０の電極１６に押圧されて通電させられている。各コンタクトピン３２ａはＩＣチップ１８の各パッド１８ａ表面に対してコンタクト角度θ（＝２０°）を以て傾斜配置されることになる。
この時、各コンタクトピン３２ａは下面４１の凹部４５内に手前側のパッシベーション２６Ａが位置するようにして、底面４５ｂがパッシベーション２６Ａに近接して非接触の一点鎖線で示す状態を始点とする。
この状態から、オーバードライブをかけてコンタクトピン３２ａに対してパッド１８ａを相対移動させて、接触面４３をパッド１８ａ表面に押圧接触させつつスクラブをかければ、接触面４３でパッド１８ａ表面のアルミ酸化膜を剥離させることができる。
【００１６】
そしてコンタクトピン３２ａの先端部４２ａが他方のパッシベーション２６Ｂに接触する直前の二点鎖線で示す位置（終点とする）までスクラブできることになる。
そのため、上述した従来技術と同様に、パッシベーション２６で覆われていない領域のパッド１８ａのスクラブ方向の長さＬ１（例えばＬ１＝４５μｍ）、コンタクトピン３２ａの接触面４３の長さＬ２（例えばＬ２＝１５μｍ）、パッシベーション２６のパッド１８ａからの高さＨ１（例えばＨ１＝５μｍ）、コンタクト角度θを２０°とし、更に凹部４５の深さＤ１（例えばコンタクトピン３２ａの厚みＤを４７μｍ程度として、Ｄ１＝１０μｍ）、長さＬａ（例えばＬａ＝５０μｍ）とした時に、コンタクトピン３２ａの接触面２４がスクラブできる距離はＳａ（例えばＳａ＝２８μｍ）となり、スクラブ量は従来のＳ１よりも増大する。
そのため、スクラブ量Ｓａを大きくとれるために、接触面４３をアルミ酸化膜が剥がれたパッド１８ａ表面と確実に面接触させることができる。しかも複数のコンタクトピン３２ａ…のスクラブ方向の先端位置にバラツキがあっても全ピン３２ａ…で確実に必要な距離のスクラブを行えて電気的に良好なコンタクトを得ることができる。これによって接触抵抗を低減し接触抵抗のバラツキを抑えて安定したコンタクト性能を確保できる。
【００１７】
上述のように本実施の形態によれば、パッド１８ａの端縁にパッシベーション２６が設けられていても、またコンタクトピン３２ａ…のスクラブ方向の先端位置にばらつきが発生していても、パッシベーション２６を破損することなく各コンタクトピン３２ａのスクラブ量Ｓａを増大できて全ピン３２ａ…がパッド１８ａ…と確実に且つ安定した接触を得られ、ＩＣチップ１８等の被検査物の電気的テストを的確且つ正確に行うことができる。
しかも凹部４５の先端側の起立面４５ａが側面４２の先端部４２ａと略平行に形成されて先端柱状部４６を構成しているから、接触面４３を再研磨しても接触面４３の面積が広がることを防止できてスクラブ量を減縮させるという悪影響を与えることがなく、コンタクトプローブ３０の耐久性を向上できる。
【００１８】
尚、上述の実施の形態では、下面４１を略直方体形状に切除して凹部４５を形成して側面視コの字型のコンタクトピン３２ａを形成することとしたが、このような形状に限定されることはなく凹曲面形状など適宜の凹部形状によって接触面４３に続く下面４１の先端側領域を切除してスクラブ時にパッシベーション２６に接触するのを抑制できれば、傾斜状態のコンタクトピン３２ａのスクラブ量を増大できて面接触に十分なパッド１８ａ表面の剥離を実現できる。或いは凹部４５について基端側の起立面４５ｃを設けずに底面４５ｂをフイルム３まで延長して略Ｌ字形のコンタクトピン３２ａを形成しても良い。
【００１９】
【発明の効果】
上述のように本発明に係るコンタクトプローブは、コンタクトピンの被検査物へ接触する側の一面に凹部が形成され、さらに、コンタクトピンでパッドをスクラブすると、スクラブ方向のパッドの端に位置するパッシベーションが前記凹部内に位置して、前記凹部の底面が前記パッシベーションに接触しない範囲で近接するように、前記凹部が所定厚みで切除されて形成されているから、被検査物に対してコンタクトピンを接触させてスクラブをかける際に被検査物の端縁などの周囲に絶縁部材等の障害物があったとしても、障害物に凹部が対向して位置することで凹部のないコンタクトピンと比較して絶縁部材等の障害物を破損することなくスクラブ量をより大きく確保できて、被検査物の酸化膜等を剥離させて十分な接触と導通を確保できる。
【００２１】
本発明に係るプローブ装置は、コンタクトプローブが請求項１に記載のコンタクトプローブであるから、所定角度で傾斜状態のコンタクトピンを接触させてスクラブをかける際に絶縁部材等の障害物があったとしても、障害物に凹部が対向して位置することで凹部のないコンタクトピンと比較して絶縁部材等の障害物を破損することなくスクラブ量をより大きく確保できて、被検査物の酸化膜等を剥離させて十分な接触と導通を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態によるコンタクトプローブの先端部分の斜視図である。
【図２】  図１に示すコンタクトプローブ全体のＡ−Ａ線中央縦断面図である。
【図３】  実施の形態によるコンタクトプローブのコンタクトピンの部分を下面方向から見た斜視図である。
【図４】  図３に示すコンタクトピンをＩＣチップのパッドにコンタクトさせてスクラブをかけた状態の側面図である。
【図５】  従来のコンタクトプローブの平面図である。
【図６】  プローブ装置の分解斜視図である。
【図７】  図６に示すプローブ装置の要部縦断面図である。
【図８】  従来のコンタクトプローブのコンタクトピンを斜め下方から見た斜視図である。
【図９】  従来のコンタクトピンとＩＣチップのパッドとの接触及びスクラブ状態を示す側面図である。
【符号の説明】
３  フィルム
１８  ＩＣチップ
１８ａ  電極パッド
２６，２６Ａ，２６Ｂ  パッシベーション
３０  コンタクトプローブ
３２  配線パターン
３２ａ  コンタクトピン
４３  接触面
４５  凹部
４６  先端柱状部
【図１】
0004308371.tif 000002
【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】
0004308371.tif 000009
【図９】
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