JPH0792195A - 電子回路基板検査用プローブピンユニット及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 布線の精度を高める一方、被検査物に当接す
る部位であるプローブピンの先端部が素線の有する曲が
りやねじれの影響及び素材切断時のひずみによる影響を
受けないようにしてピン配列精度の一層の向上（例えば
５μｍ以上）を図ることができるプローブピンユニット
及びその製造方法を提供する。 【構成】 金属極細線の一部を自己弾性を有する形状に
形成し、かつ絶縁性基台上に所定ピッチごとに配置した
プローブピンユニットであって、その金属極細線３の自
己弾性を有する部分に対面する絶縁性基台１の内部には
布線方向と直角方向の切欠溝２を形成し、かつその自己
弾性を有する部分３ａの両側の金属極細線３を接着剤４
を介して絶縁性基台１に固着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体集積回路
（ＩＣ）基板，液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）基板上にパ
ターン形成された導体線の導通性を検査する装置に用い
る検査用プローブピンユニットに関し、特に配列精度に
優れたプローブピンユニット及びその製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のプローブピンユニットに対して
は、近年の高画質化に起因する画素数の増大化の要請を
受けてプローブピンピッチの狭小化が求められており、
これに応えるべく本発明者等は既に特許出願を行った
（特願平１−３２１１５８，特願平２−５７４４５，特
願平４−２８１９３８）。

【０００３】即ち、特願平１−３２１１５８において
は、プローブピンがコ字状に屈曲された取付部とこれに
続いて斜め下方に延びる接触部とからなり、これにより
自己弾性を有する形状となっており、各プローブピンの
それぞれの屈曲された取付部が基台の縁部に所定ピッチ
で嵌着され固定されることによりプローブピンユニット
が構成されている。また特願平２−５７４４５において
は、プローブピンを基台に所定ピッチで埋設すると共
に、自己弾性を有する形状に屈曲して成形し、かつその
屈曲部に位置する各ピンの先端部だけをすべて基台から
露出させてプローブピンユニットが構成されている。

【０００４】さらに特願平４−２８１９３８において
は、まず基台上の金属極細線が取付けられる位置にその
極細線の下部を挟持する形状の凹溝を予め所定ピッチで
形成しておき、この凹溝に金属極細線を装着して位置決
めした後、その極細線を基台に固着して布線を完了す
る。次いで基台の一端から外方向に伸びたままの状態に
ある極細線に曲げ加工を施して自己弾性を有する形状に
成形した後、切断し、プローブピンユニットを得るもの
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで上記の特願平
１−３２１１５８及び特願平４−２８１９３８に係るプ
ローブピンにおいては、ピンが基台から突き出たままの
形状となっているため、素線が有する曲がりやねじれの
影響がピンの先端に現れ、また製造最終段階で金属極細
線の先端部を切断する際のひずみが加わってピン配列精
度の一層の向上があることが明らかとなってきた。

【０００６】さらに特願平４−２８１９３８において
は、基台に凹溝を形成する方法として、まず基台成形様
金型に凸部を加工し、これに射出成形等で基台に転写し
て凹溝を形成する手段を採用しているため、金型の精度
よりも基台に転写した凹溝の精度が低下することは避け
られない。また金型の加工に際しては、凸部を残して線
間を削る必要があるため、この金型の加工の段階で線間
ピッチの狭小化（例えば７０μｍ以下）に対応できない
という問題がある。即ち、金型としては射出成形時の摩
耗を考慮して高強度材を使用する必要があり、かつ熱膨
張係数の大きいアルミ材等は精度保持の観点から採用で
きない。そこで砥石を使う研削で金型を加工することに
なるが、線間ピッチが狭くなると砥石の幅を狭くせざる
をえず、これでは砥石の強度や摩耗の問題で金型の加工
そのものが実質的に不可能になることが明らかとなって
きた。

【０００７】また特願平２−５７４４５においては、各
プローブピンが互いに独立していないため、一つのピン
に大きな変位が作用した場合、近接のピンも変位し、配
列精度を大きく低下させてしまうという欠点のあること
が明らかとなった。

【０００８】本発明は、上述の先提案に係るプローブピ
ンユニットで明らかとなった欠点をすべて解消すべく鋭
意研究の結果なされたものであり、布線の精度を容易に
高める一方、被検査物に当接する部位であるプローブピ
ンの先端部が素線の有する曲がりやねじれの影響及び素
材切断時のひずみによる影響を受けないようにしてピン
配列精度の一層の向上（例えば５μｍ以上）を図ること
ができるプローブピンユニット及びその製造方法を提供
することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得た本
発明のプローブピンユニットは、金属極細線の一部を自
己弾性を有する形状に形成し、かつ絶縁性基台上に所定
ピッチごとに配置したプローブピンユニットであって、
その金属極細線の自己弾性を有する部分に対面する絶縁
性基台の内部には布線と直角方向の切欠溝が形成され、
かつその自己弾性を有する部分の両側の金属極細線が接
着剤層を介して前記絶縁性基台に固着されてなることを
特徴とする。また上記金属極細線の自己弾性を有する部
分がＶ字形状で、それ以外の部分は直線状に保持され、
かつその金属極細線のＶ字形状部分の両側の直線部分又
は直線部分の一部が接着剤層を介して前記絶縁性基台に
固着されてなるものが好ましい。そして、プローブピン
ユニットの製造方法は、金属極細線を絶縁性基台上に所
定ピッチごとに配置し、その金属極細線をプローブピン
に形成するプローブピンユニットの製造方法であって、
金属極細線を一定間隔で挟持する形状の溝を形成した型
にその金属極細線を装着して位置決めした後、この金属
極細線の一部を曲げ成形し、ついでその曲げ成形した極
細線の上方空間が確保されるように基台とその曲げ成形
した金属極細線の両側の金属極細線をそれぞれ接着剤を
介して固着したことを特徴としている。また、汎用的方
法として、金属極細線を絶縁性基台上に所定ピッチごと
に配置し、その金属極細線をプローブピンに形成するプ
ローブピンユニットの製造方法であって、金属極細線を
一定間隔で挟持する形状の溝を形成した型にその金属極
細線を装着して位置決めした後、位置決めされた金属極
細線のまま接着剤を用いて前記基台に固定して位置決め
状態を転写し、この固定の前後に前記金属極細線の一部
を自己弾性を有するように曲げ加工を施すことを特徴と
する方法がある。

【００１０】

【作用】本発明のプローブピンユニットは、要するに被
検査物に当接する部位であるピンの先端部をフリーな状
態とする一方、その先端部の両側の金属極細線を基台に
固定する両持ち構造にし、かつ基台の外側で余分の金属
極細線を切断する構成としたので、金属極細線の有する
曲がりやねじれの影響及び切断時のひずみによる影響を
回避してピン配列精度を一層優れたものとすることがで
きる。

【００１１】また本発明のプローブピンユニットの製造
方法では、型の上面に所定ピッチで形成した溝に金属極
細線を直接配列して位置決めした状態のままでこの金属
極細線を基台下面に接着させるので、従来のように金型
（凸部）から一旦基台に溝を転写してからこの溝に金属
極細線を配列して接着していた方法に比べ、布線の精度
を大きく改善することができる。また本発明方法での型
の溝加工は金属極細線が乗る位置に対して施せばよいの
で、線間ピッチの狭小化に十分対応できる。この転写に
よる基板への金属極細線は両持ち構造のプローブピンユ
ニットの製法に限らず、片持ち構造のプローブピンユニ
ットの製法にも適用できる。

【００１２】さらに型としては、射出成形等の転写成形
が不要なため強度や温度の影響を考慮する必要もなくな
り、アルミ等の軟質材料も使用可能となる。そのため型
の溝加工には、砥石研削に代わってバイト切削が可能と
なり、細かい溝加工も可能となり、布線精度の一層の向
上が期待できる。

【００１３】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明のプローブピ
ンユニットを説明するための斜視図及び布線方向に沿っ
た断面図である。図においてプローブピンユニットＡ
は、一方の表面（図では下面）に布線方向と直交する方
向に沿って連続する切欠溝２が形成された絶縁性基台
（以下単に「基台」という）１の下面に、一部がＶ字形
状に屈曲された金属極細線３のその屈曲部３ａが基台１
の切欠溝２に位置するように接着剤層４を介してその金
属極細線３を基台１に所定ピッチで固着して構成されて
いる。

【００１４】このように構成したプローブピンユニット
Ａでは、自己弾性を有するＶ字形状の屈曲部３ａの両側
の金属極細線３がいずれも基台１に固定されるので、金
属極細線３の曲がりやねじれによる影響を抑えることが
できる。また固着後の金属極細線３の切断は基台１の外
側で行われるので、切断時のねじれによる影響を受ける
こともない。

【００１５】なお実施例では、金属極細線３は自己弾性
を有するＶ字状の屈曲部３ａ以外は同一の平面内の直線
としたことにより、金属極細線３を必要ピン数だけ同一
の平面内に配列した後、平板状の基台１の表面（図では
下面）への固着を可能として極めて高い配列精度が確保
できたものを示しているが、自己弾性を有する屈曲部の
両側の金属極細線が必ずしも同一平面内の直線状である
必要はなく、また、金属極細線の全長にわたって基台に
固着されている必要はない。これらは製造手段との関係
で適宜決定できる事項である。

【００１６】ところでプローブピンに要求される重要な
要素として、被検査物への接触圧力が適切でなければな
らないということがある。本発明のプローブピンユニッ
トでは、被検査物への接触ピンに相当する金属極細線３
の屈曲部３ａの自己弾性率が、切欠溝２の溝巾Ｌを変化
させることによって容易に調整できる構成としている。
即ち、図２は、線径５０μｍの金属極細線３の屈曲部３
ａにおける自己弾性率（接触荷重／ピンの変化量）（ｇ
／ｍｍ）と切欠溝２の溝巾Ｌ（ｍｍ）との関係を計算値
で示した図である。この図から溝巾Ｌとして適正な値を
選ぶことにより必要な弾性率、即ち要求される被検査物
への接触圧力に容易かつ適切に対応しうるプローブピン
であることが理解できる。

【００１７】なお本発明のプローブピンユニットＡの基
台１としては、ポリカーボネート等の樹脂をはじめ、セ
ラミック，ガラス，金属などの材料も使用可能である。
特に熱膨張による寸法変位を避けたい場合には、セラミ
ックやガラス等の熱膨張係数の小さい材料が好ましい。

【００１８】次に本発明に係るプローブピンユニットの
製造方法について説明する。図３はその（Ｉ）工程から
（ＩＶ）工程までを説明するための工程図であり。
（ａ），（ｂ）はそれぞれ（Ｉ）〜（ＩＶ）の各工程の
布線に平行な断面図及び布線に直角方向の正面図を示し
ている。また（ｃ）は、（Ｉ）工程を示す（ｂ）図の一
部を拡大した図である。（Ｉ）工程では、まず型５の上
面に予め布線方向に沿って所望のピッチ間隔でＶ型の凹
溝６を形成すると共に、布線に直角方向には、金属極細
線３の自己弾性を有するＶ字状屈曲部を形成すべく曲げ
成形を施すときの雌型となるＶ溝７を形成しておく。次
に金属極細線３を各凹溝６に配列し（図（ｃ）参照）、
その金属極細線３の図示しない一端は固定し、図示しな
い他端には重りをかけて金属極細線３に対し布線方向の
張力を作用させて、次の（ＩＩ）工程に進む。

【００１９】（ＩＩ）工程では、下面に接着剤を均一な
厚みで塗布して薄い接着剤層４を有する基台１とその抑
え部材８を支柱９ａ，９ｂの上に一旦載置する。このと
き基台１と型５は離れた状態にある。次に基台１と抑え
部材８に予め形成されていた貫通窓部１０に曲げ成形用
の雄型１１を挿入し、支柱１２ａ，１２ｂの図示しない
ガイド溝に沿って雄型１１を雌型であるＶ溝７に押し当
てて、金属極細線３の一部をＶ字状に曲げ成形し、次の
（ＩＩＩ）工程に進む。

【００２０】（ＩＩＩ）工程では、雄型１１を雌型７に
押し当てた状態のままで支柱９ａ，９ｂを移動し、基台
１を降下させて型５の上面に配列した金属極細線３に圧
着する。これにより金属極細線３は、接着剤層４を介し
て基台１の下面に所望のピッチを保持した状態で固着す
る（図４参照）。さらに（ＩＶ）工程に進み、雄型１１
を抜き、抑え部材８を除去した後、基台１の上にさらに
窓のない平滑な基台１３を重ねて接着し、最後に基台１
の両外側に伸びている金属極細線３を切断して、本発明
のプローブピンユニットＡが得られる。

【００２１】なお図４は、基台１を型５の上に配列した
金属極細線３に圧着したときの、布線に直角な断面内で
の、基台１と基台１の下面に塗布して形成された接着剤
層４と型５との位置関係の状態を示したものである。

【００２２】即ち本発明方法では、型５の凹溝６に金属
極細線３を直接配列して、この状態のまま基台１に接着
するので、従来のように金型（凸部）から一旦基台に凹
溝を転写してからこの凹溝に金属極細線を配列して固着
していた方法に比べ、布線の精度を大きく改善すること
ができる。図５は、線径５０μｍの金属極細線を従来方
法及び本発明方法のそれぞれに従って布線したときの各
ピンに対する位置精度を調べた結果を示す図であり、本
発明方法による場合の位置精度が従来方法よりも優れて
いることが確認できた。

【００２３】また従来方法では、金型加工が凸部以外の
線間を削る必要があるためピッチが狭くなると金型の加
工そのものができなかったが本発明方法では、図３
（ｃ）や図４に示すように線間ではなく、金属極細線３
が乗る位置に凹溝６を加工するためピッチが狭くなって
も型５の加工には問題は生じない。

【００２４】さらに型５としては、射出成形等の転写成
形が不要なため強度や温度の影響を考慮する必要もなく
なり、アルミ等の軟質材料も使用可能となる。そのため
型５の凹溝加工には砥石研削に代わってバイト切削が可
能となり、細かい凹溝加工も可能となり、布線精度の一
層の向上が期待できる。

【００２５】なお、型５の凹溝６に金属極細線３を直接
配列して、この状態のまま基台１に接着する方法は、図
１のように自己弾性を有する部分３ａが両持ちで支持さ
れているものに限らず、基板の片側の外方に張り出し更
に先端を屈曲させて自己弾性を有する部分を形成した片
持ち支持のプローブピンユニット（特願平４−２８１９
３８参照）にも適用できる。

【００２６】

【発明の効果】本発明のプローブピンユニットは以上の
様に構成したので、被検査物に当接する部位であるプロ
ーブピンの先端部が素線の有する曲がりやねじれの影響
及び素材切断時のひずみによる影響を受けないようにし
てピン配列精度の一層の向上を図ることができる。また
本発明のプローブピンユニットは以上のように構成した
ので、布線の精度を容易に高めることができる。上述し
た構造と方法の組合せで、例えば５μｍ以上の高いピン
配列精度を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプローブピンユニットの一実施例
の概略説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は布線方
向に沿った断面図を示す。

【図２】上記実施例における金属極細線の屈曲部の自己
弾性率と基台の切欠溝の溝巾との関係を示す図である。

【図３】本発明に係るプローブピンユニットの製造方法
の一実施例を示す工程説明図であり、（ａ），（ｂ）は
それぞれ（Ｉ）〜（ＩＶ）の各工程の布線に平行な断面
図及び布線に直角方向の正面図を示す。また（ｃ）は、
（Ｉ）工程を示す（ｂ）図の一部を拡大した図である。

【図４】上記実施例方法における（ＩＩＩ）工程での基
台と金属極細線との圧着状態を示す図である。

【図５】上記実施例方法における金属極細線を従来方法
における場合と比較した図である。

【符号の説明】

１ 絶縁性基台 ２ 切欠溝 ３ 金属極細線 ３ａ 屈曲部 ４ 接着剤層 ５ 型 ６ 凹溝 ７ Ｖ溝 ８ 抑え部材 ９ａ，９ｂ，１２ａ，１２ｂ 支柱 １０ 貫通窓部 １１ 雄型 Ａ プローブピンユニット

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【手続補正書】

【提出日】平成６年５月１２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】 本発明に係るプローブピンユニットの製造方
法の一実施例を示す工程説明図であり、（ａ），（ｂ）
はそれぞれ（Ｉ）〜（ＩＶ）の各工程の布線に平行な断
面図及び布線に直角方向の正面図を示す。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属極細線の一部を自己弾性を有する形
   状に形成し、かつ絶縁性基台上に所定ピッチごとに配置
   したプローブピンユニットであって、その金属極細線の
   自己弾性を有する部分に対面する絶縁性基台の内部には
   布線と直角方向の切欠溝が形成され、かつその自己弾性
   を有する部分の両側の金属極細線が接着剤層を介して前
   記絶縁性基台に固着されてなることを特徴とする電子回
   路基板検査用プローブピンユニット。
2. 【請求項２】 請求項１において、金属極細線の自己弾
   性を有する部分がＶ字形状で、それ以外の部分は直線状
   に保持され、かつその金属極細線のＶ字形状部分の両側
   の直線部分又は直線部分の一部が接着剤層を介して前記
   絶縁性基台に固着されてなることを特徴とする電子回路
   基板検査用プローブピンユニット。
3. 【請求項３】 金属極細線を絶縁性基台上に所定ピッチ
   ごとに配置し、その金属極細線をプローブピンに形成す
   るプローブピンユニットの製造方法であって、金属極細
   線を一定間隔で挟持する形状の溝を形成した型にその金
   属極細線を装着して位置決めした後、この金属極細線の
   一部を曲げ成形し、ついでその曲げ成形した極細線の上
   方空間が確保されるように基台とその曲げ成形した金属
   極細線の両側の金属極細線をそれぞれ接着剤を介して固
   着したことを特徴とする電子回路基板検査用プローブピ
   ンユニットの製造方法。
4. 【請求項４】 金属極細線を絶縁性基台上に所定ピッチ
   ごとに配置し、その金属極細線をプローブピンに形成す
   るプローブピンユニットの製造方法であって、金属極細
   線を一定間隔で挟持する形状の溝を形成した型にその金
   属極細線を装着して位置決めした後、位置決めされた金
   属極細線のまま接着剤を用いて前記基台に固定して位置
   決め状態を転写し、この固定の前後に前記金属極細線の
   一部を自己弾性を有するように曲げ加工を施すことを特
   徴とする電子回路基板検査用プローブピンユニットの製
   造方法。