JPH1194910A - プローブ検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オーバードライブ量が規定量を超えた場合で
も、コンタクトピンの曲げ変形や折損を未然に防止でき
るプローブ検査装置を提供する。 【解決手段】 コンタクトプローブ２００を載せるため
の傾斜板１１６が、底板１１８に対して、コンタクトプ
ローブ２００のコンタクトピン３ａを上下に移動させる
ような方向に若干の角度だけ、揺動自在に支持されてい
る。傾斜板１１６の後部と底板１１８との間にはコイル
ばね２３が介在され、このコイルばね２３は、オーバー
ドライブの際に、各コンタクトピン３ａが受ける針圧に
対抗して傾斜板１１６を回動させずに定位置に保持す
る。傾斜板１１６の下面には凸部２０が固定されてお
り、万が一、オーバードライブ量が規定量を超える場合
には、その直後に、ＬＣＤ台１０の上面が凸部２０に接
触して、傾斜部１１６を右回り方向に回動させて退避さ
せるので、コンタクトピン３ａに過度の力が作用しな
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ＩＣ
チップや液晶デバイス等の被測定対象物の各端子電極
に、コンタクトプローブの各コンタクトピンをそれぞれ
接触させて、電気的な検査を行うためのプローブ検査装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＩＣチップやＬＳＩチップ等の
半導体チップ又はＬＣＤ（液晶表示体）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、ＩＣチップ等の高集積化および
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、図９および図１０に示すよ
うに、複数のパターン配線３が樹脂フィルム２０１上に
形成されこれらのパターン配線３の各先端が前記樹脂フ
ィルム２０１から突出状態に配されてコンタクトピン３
ａとされるコンタクトプローブ２００の技術が提案され
ている（例えば特公平７−８２０２７号公報参照）。こ
の技術では、複数のパターン配線３の先端をコンタクト
ピン３ａ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】そして、プローブ装置１１は、一般に、上
記したコンタクトプローブ２００がトップクランプ１１
ａおよびボトムクランプ１１ｂ間に組み込まれて挟持さ
れて構成されるものである。このプローブ装置１１は、
例えばフレーム（不図示）に着脱自在に固定されてい
る。符号１０は、被測定対象物としてのＬＣＤ９０を載
置するためのＬＣＤ台を示しており、このＬＣＤ台１０
は例えばボールねじ等の駆動機構（不図示）により上下
移動されるようになっている。なお、符号９０ａはＬＣ
Ｄ９０の上面に配列された複数の端子電極を示してい
る。上記したプローブ装置１０、ＬＣＤ台１０および駆
動機構（不図示）等によりプローブ検査装置が構成され
ている。

【０００５】ＬＣＤ９０を検査する際には、図９および
図１０に示したように、プローブ装置１０をＬＣＤ台１
０の上方位置に正確に位置決めし、このとき、各コンタ
クトピン３ａの下端と端子電極９０ａとの距離は符号Ｃ
（一般に５ｍｍ程度）で示される。この状態で、前記駆
動機構（不図示）によりＬＣＤ台１０を規定量（前記Ｃ
と後述する規定オーバードライブ量Ｄとの和）だけ上昇
させることにより（矢印Ｘ参照）、先ず、図１１（ａ）
に示すように、ＬＣＤ９０の各端子電極９０ａにコンタ
クトピン３ａがそれぞれ接触し、この状態から、図１１
（ｂ）に示すように、ＬＣＤ台１０が規定オーバードラ
イブ量Ｄ（一般に０．１〜０．３ｍｍ程度）だけ上昇す
る。このように、コンタクトピン３ａを端子電極９０ａ
の表面に接触させた後、オーバードライブをかける（コ
ンタクトピン３ａが端子電極９０ａに接触してからさら
に、ＬＣＤ台１０を上昇させる）ことにより、コンタク
トピン３ａの先端部で端子電極９０ａ表面の酸化アルミ
ニウム膜を擦り取り、内部のアルミニウムを露出させる
ようにしている。この作業は、スクラブ（scrub）と呼
ばれる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
プローブ検査装置においては、ＬＣＤ台の駆動機構の誤
動作等に起因して、万が一、ＬＣＤ台の上昇量およびオ
ーバードライブ量が規定量を大きく超えた場合には、コ
ンタクトピンに過度の力がかかって、コンタクトピンが
塑性変形して曲がったりあるいは折れたりするという問
題点がある。すなわち、このプローブ検査装置において
は、コンタクトピンを大きな外力から保護する機構は何
等備えられていないので、例えばＬＣＤ台が暴走した場
合には、コンタクトピンの変形や折損はまぬがれないの
である。

【０００７】本発明は、上記従来技術の有する問題点に
鑑みてなされたものであり、オーバードライブ量が規定
量を超えた場合でも、コンタクトピンの曲げ変形や折損
を未然に防止できるプローブ検査装置を提供することを
目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、フィルム上に複数のパターン配線が形成さ
れかつこれらのパターン配線の各先端部を前記フィルム
から突出状態に配してコンタクピンとされるコンタクト
プローブを保持するプローブ装置と、被測定対象物を載
置する被測定対象物台とがそれぞれ上下方向に配置さ
れ、プローブ装置あるいは被測定対象物台をそれぞれ規
定量下降あるいは上昇させることにより、先ず、各コン
タクトピンを前記被測定対象物の各端子電極にそれぞれ
接触させ、この状態で、オーバードライブを行うプロー
ブ検査装置において、前記プローブ装置は、コンタクト
プローブを保持するための保持部が、本体部に対して、
前記コンタクトプローブのコンタクトピンを上下に移動
させるような方向に揺動自在に支持された構成になって
おり、前記保持部と前記本体部との間に介在されて、前
記オーバードライブの際に、前記保持部を、コンタクト
ピンの針圧に対抗して回動させずに定位置に保持するた
めの弾性部材と、前記保持部の下面あるいは前記被測定
対象物台の上面に設けられて、オーバードライブ量が規
定量超える場合に、その直後に、前記被測定対象物台の
上面あるいは前記保持部の下面に当接する突起と、を備
えていることを特徴とするものである。

【０００９】ここで、本発明の作用について説明する。
先ず、プローブ装置と被測定対象物台とはそれぞれ上下
に位置精度よく配置され、この状態で駆動機構によりプ
ローブ装置（あるいは被測定対象物台）は規定量下降
（あるいは上昇）する。これにより、コンタクトプロー
ブの各コンタクトピンがそれぞれ被測定対象物の各端子
電極に接触した後、ここからオーバードライブ状態とな
って、弾性部材の弾性力により、コンタクトプローブの
各コンタクトピンが被測定対象物の各端子電極にそれぞ
れ押圧して擦り、スクラブが行われる。このオーバード
ライブの際には、コンタクトプローブを保持する保持部
は回動せず、定位置にある。万が一、駆動機構の誤動作
等に起因して、プローブ装置（あるいは被測定対象物
台）の下降量（あるいは上昇量）が規定量を超えるよう
な場合には、オーバードライブ量も規定量を超えるが、
その直後に、凸部が、被測定対象物台の上面（あるいは
傾斜板部の下面）に当接して、保持部をコンタクトピン
が退避する方向に回動させるので、結果的に、オーバー
ドライブ量が規定量より大きく超えることはなく、コン
タクトピンに過度の力がかからない。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施形態につい
て図面を参照して説明する。コンタクトプローブ、その
製造工程、プローブ装置およびプローブ検査装置につい
て順次説明する。

【００１１】図１および図２に示すように、コンタクト
プローブ２００は、ポリイミド樹脂フィルム２０１の片
面に金属で形成される複数のパターン配線３を張り付け
た構造となっており、前記樹脂フィルム２０１の端部か
ら前記パターン配線３の先端が突出してコンタクトピン
３ａとされている。

【００１２】次に、コンタクトプローブ２００の作製工
程について説明する。 〔ベースメタル層形成工程（第１の金属層形成工程）〕
先ず、図３（ａ）に示すように、ステンレス製の支持金
属板５の上に、Ｃｕ（銅）メッキにより、例えば厚さ２
５μｍのベースメタル層６を形成する。

【００１３】〔レジストパターン形成工程〕このベース
メタル層６の上にフォトレジスト層（マスク）７を形成
した後、図３（ｂ）に示すように、写真製版技術により
フォトレジスト層７に所定のパターンのフォトマスク８
を施して露光し、図３（ｃ）に示すように、フォトレジ
スト層７を現像して前記パターン配線３となる部分を除
去して残存するフォトレジスト層７に開口部（マスクさ
れていない部分）７ａを形成する。なお、本実施形態に
おいては、フォトレジスト層７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７ａを形成しても構わない。

【００１４】〔電解メッキ工程〕そして、図３（ｄ）に
示すように、前記開口部７ａに前記パターン配線３とな
るＮｉまたはＮｉ合金層Ｎをメッキ処理により形成した
後、図３（ｅ）に示すように、フォトレジスト層７を除
去する。

【００１５】〔フィルム被着工程〕次に、図３（ｆ）に
示すように、前記ＮｉまたはＮｉ合金層Ｎの上であっ
て、図１および図２に示した前記パターン配線３の先
端、すなわち、コンタクトピン３ａとなる部分以外に、
前記樹脂フィルム２０１を接着剤２ａにより接着する。
この樹脂フィルム２０１は、ポリイミド樹脂ＰＩに金属
フィルム（銅箔）５００が一体に設けられた二層テープ
である。このフィルム被着工程の前までに、二層テープ
のうちの金属フィルム５００に、写真製版技術を用いて
銅エッチングを施して、グラウンド面を形成しておき、
このフィルム被着工程では、二層テープのうちのポリイ
ミド樹脂ＰＩを接着剤２ａを介して前記ＮｉまたはＮｉ
合金層Ｎに被着させる。なお、金属フィルム５００は、
銅箔に加えて、ＮｉまたはＮｉ合金等でもよい。

【００１６】〔分離工程〕そして、図３（ｇ）に示すよ
うに、樹脂フィルム２０１とパターン配線３とベースメ
タル層６とからなる部分を、支持金属板５から分離させ
た後、Ｃｕエッチングを経て、樹脂フィルム２０１にパ
ターン配線３のみを接着させた状態とする。

【００１７】〔金コーティング工程〕次に、露出状態の
パターン配線３に、図３（ｈ）に示すように、Ａｕメッ
キを施し、表面にＡｕメッキ層Ａを形成する。このと
き、樹脂フィルム２０１から突出状態とされた前記コン
タクトピン３ａでは、全周に亙る表面全体にＡｕ層Ａが
形成される。

【００１８】最後に、例えばＬＣＤ用プローブ用の所定
形状に切り出して、図１および図２に示すような、樹脂
フィルム２０１にパターン配線３を接着させたコンタク
トプローブ２００が作製される。

【００１９】図５に示すように、ＬＣＤ用プローブ装置
（プローブ装置）１００は、コンタクトプローブ挟持体
１１０と、このコンタクトプローブ挟持体１１０を額縁
状フレーム１２０に固定してなる構造を有しており（実
際には複数個のコンタクトプローブ挟持体１１０が取り
付けられるがここでは１つのみを図示した）、このコン
タクトプローブ挟持体１１０から突出したコンタクトピ
ン３ａの先端がＬＣＤ（液晶表示体）９０の端子（図示
せず）に接触するようになっている。

【００２０】図４に示すように、コンタクトプローブ挟
持体１１０は、トップクランプ１１１とボトムクランプ
１１５とを備えている。トップクランプ１１１は、コン
タクトピン３ａの先端を押さえる第一突起１１２、ドラ
イバーＩＣであるＴＡＢＩＣ（回路）３００側の端子３
０１を押さえる第二突起１１３およびリードを押さえる
第三突起１１４を有している。ボトムクランプ１１５
は、傾斜板１１６、取付板１１７および底板１１８から
構成されている。

【００２１】コンタクトプローブ２００を傾斜板１１６
の上に載置し、さらにＴＡＢＩＣ３００の端子３０１が
コンタクトプローブ２００の樹脂フィルム２０１，２０
１間に位置するように載置する。その後、トップクラン
プ１１１を第一突起１１２が樹脂フィルム２０１の上で
かつ第二突起１１３が端子３０１に接触するように乗せ
ボルトにより組み立てる。なお、トップクランプ１１１
および傾斜板１１６により保持部が構成され、取付板１
１７および底板１１８により本体部が構成されている。

【００２２】図６に示すように、コンタクトプローブ２
００を組み込み、ボルト１３０によりトップクランプ１
１１とボトムクランプ１１５を組み合わせることによ
り、コンタクトプローブ挟持体１１０が作製される。

【００２３】上記コンタクトプローブ挟持体１１０は、
図７に示すように、ボルト１３１により固定されてＬＣ
Ｄ用プローブ装置１００に組み立てられる。ＬＣＤ用プ
ローブ装置１００を用いたＬＣＤ９０の電気的テスト
は、ＬＣＤ用プローブ装置１００のコンタクトピン３ａ
の先端をＬＣＤ９０の端子（図示せず）に接触させた状
態で、ＴＡＢＩＣ３００を駆動させて種々のテスト用信
号を送り、該信号に反応してコンタクトピン３ａから得
られた信号をＴＡＢＩＣ３００を通して外部に取り出す
ことにより行われる。

【００２４】次に、本実施形態のプローブ装置１００の
特徴点ついて、図７に示すように、コンタクトプローブ
２００を載せるための傾斜板１１６が、底板１１８に対
して、コンタクトピン３ａを上下に移動させるような方
向に若干の角度だけ、揺動自在に支持されている（矢印
Ｅ参照）。すなわち、底板１１８の先端部両側には支持
部（ブラケット部）２４（一方の支持部は不図示）がそ
れぞれ形成されており、この支持部２４には傾斜板１１
６の中間部が支軸２５を介して揺動自在に支持されてい
る。また、傾斜板１１６の後部下面には第１のばね収納
凹部２１が形成され、一方、底板１１８には、前記第１
のばね収納凹部２１と対向する部位に第２のばね収納凹
部２２が形成されている。これら第１のばね収納凹部２
１および第２のばね収納凹部２２に、弾性部材としての
コイルばね２３の両端がそれぞれ固定されている。この
コイルばね２３の弾性力は、オーバードライブの際に、
各コンタクトピン３ａが受ける針圧に対抗して傾斜板１
１６が図７中右回りに回動しないような大きさに設定さ
れている。

【００２５】また、図７はオーバードライブをかける直
前の状態を示しており、傾斜板１１６の下面１１６ａは
底板１１８の底面と同様に水平面内にある。この状態か
ら傾斜板１１６が左回りに回動しないようにするための
ストッパ（不図示）が、底板１１８に設けられている。
傾斜板１１６の下面１１６ａには凸部２０が形成されて
おり、この凸部２０の高さ寸法は、オーバードライブ量
が規定量を超えた直後に、ＬＣＤ台１０の上面１０ａに
当接するように設定されている。ＬＣＤ台１０は従来と
同様に、ボールねじ機構等の駆動機構（不図示）により
上昇および下降する。

【００２６】次に、プローブ検査装置の動作について説
明する。先ず、プローブ装置１００をＬＣＤ１０の上方
に位置精度よく配置し、この状態では、図８（ａ）に示
すように、各コンタクトピン３ａの下端と端子電極９０
ａとの距離はＣ（一般に５ｍｍ程度）となっている。

【００２７】ここで、駆動機構（不図示）によりＬＣＤ
台１０を規定昇量（前記Ｃと規定オーバードライブ量Ｄ
との和）だけ上昇させることにより（矢印Ｘ参照）、先
ず、図８（ｂ）に示すように、ＬＣＤ９０の各端子電極
９０ａにコンタクトピン３ａがそれぞれ接触し、この状
態から、図７および図８（ｃ）に示すように、ＬＣＤ台
１０が規定オーバードライブ量Ｄ（一般に０．１〜０．
３ｍｍ程度）だけ上昇する。これにより、コンタクトピ
ン３ａの先端部で端子電極９０ａ表面の酸化アルミニウ
ム膜を擦り取り、内部のアルミニウムを露出させる。こ
のオーバードライブの際には、コイルばね２３の弾性力
により、コンタクトプローブ２００の各コンタクトピン
３ａがＬＣＤ９０の各端子電極９０ａにそれぞれ押圧し
て擦り、スクラブが行われる。また、オーバードライブ
の際には、コンタクトプローブ２００を保持する傾斜板
１１６は回動せず、定位置にある。

【００２８】本実施形態では、万が一、前記駆動機構の
誤動作等に起因して、ＬＣＤ台１０の上昇量が規定上昇
量を超える場合に、オーバードライブ量も規定量を超え
るが、その直後に、ＬＣＤ台１０の上面１０ａが凸部２
０に接触して、傾斜板１１６をコイルばね２３の弾性力
に対向して押し上げて、図７中右回り方向に回動させ
る。結果的に、コンタクトピン３ａを退避させ、オーバ
ードライブ量が規定量よりも大きく超えないので、各コ
ンタクトピン３ａに過度の力がかからず、曲がったり折
れたりしない。

【００２９】上記実施形態では、ＬＣＤ台を上昇させて
オーバードライブをかけるようにしたが、これに限ら
ず、プローブ装置側を下降させてもよい。また、凸部
は、傾斜板側に設けることに限らず、ＬＣＤ台の上面に
設けてもよい。

【００３０】

【発明の効果】本発明のプローブ検査装置は、以上説明
したとおりに構成されているので、万が一、プローブ装
置あるいは被測定対象物台の駆動機構の誤差等に起因し
て、オーバードライブ量が規定量を超えるような場合で
も、直ちに、コンタクトピンを退避させて、コンタクト
ピンに過度の力がかからないようにすることができるの
で、コンタクトピンが曲がったり折れたりすることを未
然に防止できるという効果を奏する。

【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の一例の斜
視図である。

【図２】 図１の正面図である。

【図３】 本発明に係るコンタクトプローブの製造方法
の一例をを工程順に示す要部断面図である。

【図４】 本発明に係るプローブ装置におけるコンタク
トプローブ挟持体を示す分解斜視図である。

【図５】 本発明に係るプローブ装置を示す斜視図であ
る。

【図６】 本発明に係るプローブ装置におけるコンタク
トプローブ挟持体を示す斜視図である。

【図７】 図５のＢ−Ｂ線断面図であり、ＬＣＤ台等を
も示している。

【図８】 本発明のプローブ検査装置による検査の際の
各過程を示す図である。

【図９】 従来のプローブ検査装置の概略正面図であ
る。

【図１０】 図９の要部平面図である。

【図１１】 従来のプローブ検査装置による検査の際の
各過程を示す図である。

【符号の説明】

３ パターン配線 ３ａ コンタクトピン ５ 基板層（支持金属板） ６ 第１の金属層（ベースメタル層） ７ マスク（フォトレジスト層） ７ａ マスクされていない部分（開口部） １０ ＬＣＤ台（被測定対象物台） １０ａ 上面 ２０ 凸部 ２１，２２ ばね収納凹部 ２３ コイルばね（弾性部材） ２４ 支持部 ２５ 支軸 ９０ ＬＣＤ（被測定対象物） ９０ａ 端子電極 １００ プローブ装置 １１０ コンタクトプローブ挟持体 １１５ ボトムクランプ １１６ 傾斜板 １１６ａ 下面 １１７ 取付板 ２００ コンタクトプローブ ２０１ フィルム ３００ 回路（ＴＡＢＩＣ） ３０１ 端子 ５００ 金属フィルム Ｎ 第２の金属層（ＮｉまたはＮｉ合金層）

フロントページの続き (72)発明者 石井 利昇 兵庫県三田市テクノパーク十二番の六 三 菱マテリアル株式会社三田工場内 (72)発明者 吉田 秀昭 兵庫県三田市テクノパーク十二番の六 三 菱マテリアル株式会社三田工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィルム（２０１）上に複数のパターン
   配線（３）が形成されかつこれらのパターン配線（３）
   の各先端部を前記フィルム（２０１）から突出状態に配
   してコンタクトピン（３ａ）とされるコンタクトプロー
   ブ（２００）を保持するプローブ装置（１００）と、被
   測定対象物（９０）を載置する被測定対象物台（１０）
   とがそれぞれ上下方向に配置され、プローブ装置（１０
   ０）あるいは被測定対象物台（１０）をそれぞれ規定量
   下降あるいは上昇させることにより、先ず、各コンタク
   トピン（３ａ）を前記被測定対象物（９０）の各端子電
   極（９０ａ）にそれぞれ接触させ、この状態で、オーバ
   ードライブを行うプローブ検査装置において、 前記プローブ装置（１００）は、コンタクトプローブ
   （２００）を保持するための保持部（１１１，１１６）
   が、本体部（１１７，１１８）に対して、前記コンタク
   トプローブ（２００）のコンタクトピン（３ａ）を上下
   に移動させるような方向に揺動自在に支持された構成に
   なっており、 前記保持部（１１１，１１６）と前記本体部（１１８）
   との間に介在されて、前記オーバードライブの際に、前
   記保持部（１１１，１１６）を各コンタクトピン（３
   ａ）の針圧に対抗して回動させずに定位置に保持するた
   めの弾性部材（２３）と、 前記保持部（１１１，１１６）の下面あるいは前記被測
   定対象物台（１０）の上面（１０ａ）に設けられて、オ
   ーバードライブ量が規定量を超える場合に、その直後
   に、前記被測定対象物台（１０）の上面（１０ａ）ある
   いは前記保持部（１１１，１１６）の下面に当接する凸
   部（２０）と、を備えていることを特徴とするプローブ
   検査装置。