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技術 プローブ構造およびその製造方法

出願人 日東電工株式会社
発明者 森田尚治大内一男
出願日 1993年6月22日 (27年8ヶ月経過) 出願番号 1993-150361
公開日 1995年1月17日 (26年1ヶ月経過) 公開番号 1995-012848
状態 未査定
技術分野 個々の半導体装置の試験 測定用導線・探針
主要キーワード 軟性金属 絶縁性被覆層 形成用貫通孔 成形用治具 絶縁性レジスト 針式プローブ 導電体箔 他方表面
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1995年1月17日)のものです。
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図面 (8)

構成

絶縁性基材1の一方表面1aには、導電性材料からなる回路配線である導体パターン2が形成され、絶縁性基材1の他方表面1bには、平坦接点部である金属突出物3が形成されている。導体パターン2が絶縁性基材1に当接する領域内、または該領域を含むその近傍領域には、絶縁性基材1を厚み方向に貫通し、導体パターン2と金属突出物3とを接続する導通路4が形成されている。導体パターン2は、図示しない試験機器に接続されており、金属突出物3が、図示しない被検査体端子に接触すると、試験機器によって被検査体の導通検査が行われる。

効果

被検査体の端子に接触する金属突出物3が平坦であるので、被検査体の端子との接触面積が大きく、被検査体への押圧力の調整が簡易化され、接触信頼性が向上する。また、被検査体の端子に接触した際に、端子に損傷を与えない。

概要

背景

近年、LCDパネルなどに用いられている半導体基板の製造技術の発展がめざましく、それに伴い信号端子微細パターン化が年々増加している。通常、このような微細パターンを有する基板導通検査には、従来、針式プローブなどのメカニカルプローブを用いて1箇所ずつ検査を行っていた。

一方、パターン微細化に伴い、上記のメカニカルプローブでは検査時の位置合わせが困難であること、位置合わせ時にパターンを損傷するおそれがあることから、カード型プローブが開発され、これによって導通検査を一括に行えるようになった。このようなカード型のプローブでは、検査回路のパターンと接触するヘッド部が、バンプ状の金属突出物であり、接触面積が小さいために、被検査体のパターンを損傷することがあった。上記パターンの損傷を緩和するために、パターンに接触するバンプ状の金属突出物の頂点周縁部に複数の微小なバンプ状金属突出物を形成したプローブが提案されている(特願平4−179683号明細書など参照)。

概要

絶縁性基材1の一方表面1aには、導電性材料からなる回路配線である導体パターン2が形成され、絶縁性基材1の他方表面1bには、平坦接点部である金属突出物3が形成されている。導体パターン2が絶縁性基材1に当接する領域内、または該領域を含むその近傍領域には、絶縁性基材1を厚み方向に貫通し、導体パターン2と金属突出物3とを接続する導通路4が形成されている。導体パターン2は、図示しない試験機器に接続されており、金属突出物3が、図示しない被検査体の端子に接触すると、試験機器によって被検査体の導通検査が行われる。

被検査体の端子に接触する金属突出物3が平坦であるので、被検査体の端子との接触面積が大きく、被検査体への押圧力の調整が簡易化され、接触信頼性が向上する。また、被検査体の端子に接触した際に、端子に損傷を与えない。

目的

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであって、被検査体のパターンを損傷するおそれがなく、接触信頼性の高いプローブ構造の提供をその目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
4件

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請求項1

絶縁性基材の一方表面に、被検査体導通検査を行うための試験機器に接続される回路配線が形成され、該絶縁性基材の他方表面に、該被検査体の端子に接触する平坦接点部が形成され、該絶縁性基材の厚み方向に、該回路配線と該接点部とを接続する導通路が形成されていることを特徴とするプローブ構造

請求項2

該接点部の表面に、軟性金属からなる平坦な層が積層されていることを特徴とする請求項1記載のプローブ構造。

請求項3

絶縁性基材と導電体層とが積層された積層基材の該絶縁性基材側の表面に、絶縁性被覆層を積層する工程と、該絶縁性基材および該絶縁性被覆層をそれぞれ厚み方向に貫通する貫通孔穿設する工程と、該絶縁性被覆層の表面と同一平面まで、または該表面よりも内方向であって、該絶縁性基材の該絶縁性被覆層側の表面よりも外方向の位置まで、該貫通孔に導電性物質充填する工程と、該充填工程を経た後、該絶縁性被覆層を除去して、接点部を形成する工程と、該導電体層をエッチングして回路配線を形成する工程とを有することを特徴とするプローブ構造の製造方法。

請求項4

絶縁性基材と第1導電体層とが積層された積層基材の該絶縁性基材を厚み方向に貫通する貫通孔を穿設する工程と、該第1導電体層に導通する導通路を該貫通孔内部に形成する工程と、該第1導電体層をエッチングして接点部を形成する工程と、該絶縁性基材の該貫通孔が穿設された表面に、蒸着法によって、第2導電体層を積層する工程と、該第2導電体層をエッチングして回路配線を形成する工程とを有することを特徴とするプローブ構造の製造方法。

請求項5

絶縁性基材と第1導電体層とが積層された第1積層基材の該絶縁性基材を厚み方向に貫通する貫通孔を穿設する工程と、該絶縁性基材の表面と同一平面まで、または該表面よりも外方向へ突出するまで、該貫通孔に導電性物質を充填する工程と、該充填工程を経た後、該第1積層基材の該絶縁性基材側の表面に、第2導電体層と熱可塑性樹脂層とが積層された第2積層基材の該熱可塑性樹脂層側の表面を貼り合わせる工程と、該第1導電体層をエッチングして接点部を形成する工程と、該第2導電体層をエッチングして回路配線を形成する工程とを有することを特徴とするプローブ構造の製造方法。

請求項6

絶縁性基材の両面に第1導電体層と第2導電体層とが積層された積層基材の該絶縁性基材および該第2導電体層をそれぞれ厚み方向に貫通する貫通孔を穿設する工程と、該第2導電体層に接続するまで、該貫通孔に導電性物質を充填する工程と、該第1導電体層をエッチングして接点部を形成する工程と、該第2導電体層をエッチングして回路配線を形成する工程とを有することを特徴とするプローブ構造の製造方法。

請求項7

該接点部の表面に、軟性金属からなる平坦な層を形成する工程を有することを特徴とする請求項3〜6記載の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、プローブ構造およびその製造方法に関し、特に半導体素子ダイシング前の半導体素子が形成されたウエハなどの半導体素子集合体半導体装置などの導通検査、および半導体装置搭載用回路基板、LCD用回路基板などの配線回路の導通検査に用いられるテスターなどの試験機器の先端部に設けられるプローブ構造、ならびにその製造方法に関する。

背景技術

0002

近年、LCDパネルなどに用いられている半導体基板の製造技術の発展がめざましく、それに伴い信号端子微細パターン化が年々増加している。通常、このような微細パターンを有する基板の導通検査には、従来、針式プローブなどのメカニカルプローブを用いて1箇所ずつ検査を行っていた。

0003

一方、パターン微細化に伴い、上記のメカニカルプローブでは検査時の位置合わせが困難であること、位置合わせ時にパターンを損傷するおそれがあることから、カード型プローブが開発され、これによって導通検査を一括に行えるようになった。このようなカード型のプローブでは、検査回路のパターンと接触するヘッド部が、バンプ状の金属突出物であり、接触面積が小さいために、被検査体のパターンを損傷することがあった。上記パターンの損傷を緩和するために、パターンに接触するバンプ状の金属突出物の頂点周縁部に複数の微小なバンプ状金属突出物を形成したプローブが提案されている(特願平4−179683号明細書など参照)。

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、パターンと接触する箇所が複数になったとしても、パターンと点で接触することは変わらず、ヘッド部に負荷される圧力を調整する必要があり、また、点接触であるために接触信頼性欠けるものであった。

0005

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであって、被検査体のパターンを損傷するおそれがなく、接触信頼性の高いプローブ構造の提供をその目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明のプローブ構造は、絶縁性基材の一方表面に、被検査体の導通検査を行うための試験機器に接続される回路配線が形成され、該絶縁性基材の他方表面に、該被検査体の端子に接触する平坦接点部が形成され、該絶縁性基材の厚み方向に、該回路配線と該接点部とを接続する導通路が形成されていることを特徴とする。

0007

特に、上記のプローブ構造において、該接点部の表面に、軟性金属からなる平坦な層が積層されていることを特徴とする。

0008

本発明のプローブ構造の第1の製造方法は、絶縁性基材と導電体層とが積層された積層基材の該絶縁性基材側の表面に、絶縁性被覆層を積層する工程と、該絶縁性基材および該絶縁性被覆層をそれぞれ厚み方向に貫通する貫通孔穿設する工程と、該絶縁性被覆層の表面と同一平面まで、または該表面よりも内方向であって、該絶縁性基材の該絶縁性被覆層側の表面よりも外方向の位置まで、該貫通孔に導電性物質充填する工程と、該充填工程を経た後、該絶縁性被覆層を除去して、接点部を形成する工程と、該導電体層をエッチングして回路配線を形成する工程とを有することを特徴とする。

0009

本発明のプローブ構造の第2の製造方法は、絶縁性基材と第1導電体層とが積層された積層基材の該絶縁性基材を厚み方向に貫通する貫通孔を穿設する工程と、該第1導電体層に導通する導通路を該貫通孔内部に形成する工程と、該第1導電体層をエッチングして接点部を形成する工程と、該絶縁性基材の該貫通孔が穿設された表面に、蒸着法によって、第2導電体層を積層する工程と、該第2導電体層をエッチングして回路配線を形成する工程とを有することを特徴とする。

0010

本発明のプローブ構造の第3の製造方法は、絶縁性基材と第1導電体層とが積層された第1積層基材の該絶縁性基材を厚み方向に貫通する貫通孔を穿設する工程と、該絶縁性基材の表面と同一平面まで、または該表面よりも外方向へ突出するまで、該貫通孔に導電性物質を充填する工程と、該充填工程を経た後、該第1積層基材の該絶縁性基材側の表面に、第2導電体層と熱可塑性樹脂層とが積層された第2積層基材の該熱可塑性樹脂層側の表面を貼り合わせる工程と、該第1導電体層をエッチングして接点部を形成する工程と、該第2導電体層をエッチングして回路配線を形成する工程とを有することを特徴とする。

0011

本発明のプローブ構造の第4の製造方法は、絶縁性基材の両面に第1導電体層と第2導電体層とが積層された積層基材の該絶縁性基材および該第2導電体層をそれぞれ厚み方向に貫通する貫通孔を穿設する工程と、該第2導電体層に接続するまで、該貫通孔に導電性物質を充填する工程と、該第1導電体層をエッチングして接点部を形成する工程と、該第2導電体層をエッチングして回路配線を形成する工程とを有することを特徴とする。

0012

特に、上記のプローブ構造の各製造方法において、該接点部の表面に、軟性金属からなる平坦な層を形成する工程を有することを特徴とする。

0013

本発明において「被検査体」とは、半導体素子、半導体素子集合体(ダイシング前のシリコンウエハおよびダイシング後シリコンチップなど)、半導体装置、半導体装置搭載用回路基板、LCD用回路基板などをいい、「回路配線」とは、配線パターンのみならず、電極リードなどを包含する広い概念のことである。「接続」するとは、相互に接触して電気的に導通することをいう。「平坦な」とは、表面が凹状または凸状である場合に、凹状または凸状の頂部から底部までの距離が、3μm以下であることをいう。「接点部」とは、被検査体の回路に接続することにより導通する導電体をいい、その形状は特に限定されず、三角形正方形長方形台形平行四辺形、その他の多角形円形などの平面、あるいは角柱、円柱球体錐体円錐角錐)などの立体であってもよく、また、必ずしも絶縁体層の表面よりも外方向に突出するように形成される必要はなく、被検査体のレイアウトや回路の形状などによって任意に設定することができる。「軟性金属」とは、金属の延性、すなわち伸びが40%以上の金属をいい、アルミニウム、錫、亜鉛、銀、金などが例示される。

0014

本発明のプローブ構造によれば、被検査体の端子に接触する接点部が平坦であるので、被検査体の端子との接触面積が大きく、被検査体への押圧力の調整が簡易化され、接触信頼性が向上する。また、被検査体の端子に接触した際に、端子に損傷を与えない。

0015

特に、接点部の表面に、金などの軟性金属からなる平坦な層が積層されている場合には、接点部の腐食を防止することができる。

0016

本発明のプローブ構造の第1〜4の製造方法によれば、本発明のプローブ構造を効率よく製造することができる。

0017

以下、本発明を詳細に説明するため実施例を挙げるが、本発明はこれら実施例によって何ら限定されるものではない。

0018

図1は、本発明のプローブ構造の一実施例を示す断面図である。図1に示されるプローブ構造P1において、絶縁性基材1の一方表面1aには、導電性材料からなる回路配線である導体パターン2が形成され、絶縁性基材1の他方表面1bには、平坦な接点部である金属突出物3が形成されている。導体パターン2が絶縁性基材1に当接する領域内、または該領域を含むその近傍領域には、絶縁性基材1を厚み方向に貫通し、導体パターン2と金属突出物3とを接続する導通路4が形成されている。導体パターン2は、図示しない試験機器に接続されており、金属突出物3が、図示しない被検査体の端子に接触すると、試験機器によって被検査体の導通検査が行われる。

0019

なお、本発明ではこのように接点部が突出せず、絶縁性基材1の他方表面1bと同一平面上まで導通路4が形成され、その端部が接点部となる態様をも包含することはいうまでもない。

0020

絶縁性基材1の形成材料としては、導体パターン2および金属突出物3を安定して支持し、電気絶縁特性を有するものであれば特に限定されない。具体的には、ポリエステル系樹脂エポキシ系樹脂ウレタン系樹脂ポリスチレン系樹脂ポリエチレン系樹脂ポリアミド系樹脂ポリイミド系樹脂アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS共重合体樹脂ポリカーボネート系樹脂シリコーン系樹脂フッ素系樹脂などの熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂が挙げられ、これらのうち、耐熱性および機械的強度に優れ、被検査体の線膨張係数合致させられるなどの点からポリイミド系樹脂が特に好適に使用される。

0021

絶縁性基材1の厚さは、特に限定されないが、十分な機械的強度や可撓性を有するようにするため、2μm〜500μm、好ましくは10μm〜150μmに設定することが好ましい。

0022

導体パターン2、金属突出物3および導通路4を構成する形成材料としては、導電性を有するものであれば特に限定されず、公知の金属材料が使用できるが、例えば金、銀、銅、白金、鉛、錫、ニッケルコバルトインジウムロジウムクロムタングステンルテニウムなどの単独金属、またはこれらを成分とする各種合金、例えば、半田、ニッケル−錫、金−コバルトなどが挙げられる。

0023

導体パターン2の厚さは、特に限定されないが、1μm〜200μm、好ましくは5μm〜80μmに設定することが好ましい。

0024

金属突出物3の絶縁性基材1の他方表面1bからの高さは特に限定されるものではないが、0.1μm〜数百μmとすることが好ましい。

0025

導通路4を構成する形成材料は、バンプ3を構成する形成材料と同一の物質または別の物質のいずれであってもよいが、通常は同一の物質を使用し、またこの場合、バンプ3と導通路4とは一体的に形成されることが製造上好ましい。

0026

また、3種類の形成材料を用いてバンプ3と導通路4とを形成してもよい。すなわち、導体パターン2に接触する導通路4には銅などの安価な金属物質を用い、被検査体の端子に接触する金属突出物3の表層には接続信頼性の高い金などを用いる。そして、導通路4と該表層との間に介在する中間層には、金属物質の相互反応を防止するためのバリア性金属物質としてニッケルなどを用いる。さらに、上記3種類の形成材料を用いた構造に限定するものではなく、4種類以上の形成材料を用いた構造に形成してもよい。

0027

図2は、本発明のプローブ構造の他の実施例を示す断面図である。本実施例において、図1参照符号が付された部分は、同一または相当する部分を示す。図2に示されるプローブ構造P2において注目すべきは、接点部である金属突出物3の表面に、金などの軟性金属からなる平坦な層(軟性金属層)5が積層されている点である。このように軟性金属層5を積層することによって、金属突出物3が保護され、金属突出物3の腐食が抑制される。また、金属突出物3または軟性金属層5が製造時において平坦でない場合でも、軟性金属層5を加圧成形して、表面を平坦にすることができる。

0028

本発明のプローブ構造は、LCDパネルなどの点灯検査、半導体素子などの導通検査、プリント配線基板フレキシブル基板の検査、あるいはハイブリッドICなどのファインピッチ回路間の検査などに使用することができる。

0029

図3は、本発明のプローブ構造の第1の製造方法を示す断面図である。まず、図3(a)に示されるように、絶縁性基材1の一方表面1aに導電体層が積層されて形成された積層基材を用意する。絶縁性基材1の一方表面1aへの導電体層の形成方法としては、スパッタリング、各種蒸着、各種メッキなどの方法が挙げられる。また、導電体層として導電体箔を用い、導電体箔上に絶縁性基材1をラミネートする方法、あるいは導電体箔上に絶縁体を塗布して固化させ、導電体層の表面に絶縁性基材1を形成する方法が挙げられる。

0030

次いで、導電体層の表面にレジスト層を形成して絶縁した後、フォト工程を用いて、化学的エッチング処理によって、導体パターン2を形成する領域以外の領域のレジストを除去する。その後、導電体層をエッチングして、所望の線状パターンに形成する。

0031

その後、感光材料またはウエットエッチング可能な耐めっき性を有する絶縁性被覆層であるところのゴム系のめっきレジスト6を絶縁性基材1の他方表面1bに形成する。導通路4を形成すべき領域を含む領域のめっきレジスト6に、該レジスト6を貫通する第1貫通孔7を穿設し、さらに、導通路4を形成すべき領域の絶縁性基材1に、導体パターン2にまで到達する第2貫通孔8を穿設する。

0032

第1および第2貫通孔7,8の穿設は、パンチングなどの機械穿孔方法プラズマ加工フォトリソグラフィー加工ファインピッチ化に対応するためには微細加工が可能なドライエッチングなどの方法により行うことができる。高エネルギービームを利用したドライエッチング方法として、エキシマレーザー炭酸ガスレーザーYAGレーザーArレーザーなどのレーザー光の他、イオンビームエッチングスパッタエッチング放電加工などが例示される。なかでもパルス数またはエネルギー量を制御したエキシマレーザーの照射による穿孔加工が好ましい。例えば発振波長が248nmのKrFエキシマレーザー光をマスクを介して照射して、ドライエッチングを施す。

0033

また、絶縁性基材1と耐薬品性の異なるレジストなどを用いた化学エッチングにより穿孔することも可能であり、レジストとして感光性のポリイミド樹脂エポキシ樹脂、BCBなどを用いる。

0034

第1貫通孔7の径は、5μm〜200μm、好ましくは8μm〜100μm程度とし、第2貫通孔8の径は、5μm〜300μm、好ましくは8μm〜50μm程度とする。

0035

第1貫通孔7の孔径は、第2貫通孔8の孔径よりも大きく設定されており、このように第1貫通孔7および第2貫通孔8を多段状にすることによって、金属突出物3の脱落を防ぐことができる。

0036

導体パターン2の表面にめっき保護層を形成した後、第1および第2貫通孔7,8に導電性物質を充填して、導通路4および金属突出物3を形成する。金属突出物3の先端部が、めっきレジスト6の表面6aと同一平面まで、または該表面6aよりも内方向であって、絶縁性基材1の他方表面1bよりも外方向の位置に到達するまで導電性物質の充填が行われ、例えば図3(b)に示されるように、第1貫通孔7の厚みの半分程度まで導電性物質が充填される。

0037

導通路4および金属突出物3の形成は、物理的に導電性物質を第1および第2貫通孔7,8内に埋め込む方法、CVD法電解メッキ無電解メッキなどのメッキ法、上記工程により得られた構造物を導電性物質の溶融浴に浸漬し引き上げて導電性物質を析出させる化学的方法などにより行うことができるが、導体パターン2を電極とした電解メッキによる方法が、簡便な方法であるので好ましい。したがって、本発明において導電性物質の充填とは、物理的に導電性物質を埋め込むことだけでなく、上記化学的析出などによるものも含む広い概念のことである。

0038

なお、図2に示されるように、金属突出物3の表面に軟性金属層5を形成するには、さらに金などの軟性金属を第1貫通孔7内に充填する。通常、軟性金属の充填は、めっきレジスト6の表面6aと同一平面まで、または該表面6aよりも内方向の位置に到達するまで行われるので、軟性金属層5は平坦な層となるが、場合により該表面6aよりも外方向に突出するように軟性金属層5を形成してもよい。この場合、軟性金属層5の表面は平坦とならないことがあるが、後述するようにして、軟性金属層5を加圧成形して、表面を平坦にすることができる。

0039

最後に、導体パターン2の表面に形成されためっき保護層、および絶縁性基材1の他方表面1bに形成されためっきレジスト6を除去することによって、図1または図2に示されるプローブ構造P1,P2が得られる。

0040

なお、導体パターン2の形成は、いずれの段階において行ってもよく、例えば導通路4および金属突出物3を形成した後に行ってもよい。また、絶縁性基材1の一方表面1aに形成された導電体層上に、または導体パターン2上にめっき保護層を形成する工程は、導通路4および金属突出物3を形成する前であれば、いずれの段階に行ってもよい。

0041

図4は、本発明のプローブ構造の第2の製造方法を示す断面図である。まず、図4(a)に示されるように、絶縁性基材1の表面1bに第1導電体層9が積層されて形成された積層基材を用意する。上記の第1製造方法と同様にして、絶縁性基材1の表面1aに、絶縁性基材1を厚み方向に貫通する貫通孔8を穿設する。

0042

次に、図4(b)に示されるように、貫通孔8内に導電性物質を充填して、導通路4を形成する。このとき、導通路4の先端部が、絶縁性基材1の表面1aと同一平面に到達するまで、貫通孔8内に導電性物質を充填する。なお、第1導電体層9の表面には、予め耐めっき性を有するゴム系のめっきレジスト10を形成する。

0043

次に、図4(c)に示されるように、絶縁性基材1の表面1aに、蒸着によって、第2導電体層を形成し、上記の第1製造方法と同様にして、第2導電体層をエッチングして、信号取り出し用の導体パターン2を形成する。

0044

さらに、第1導電体層9の表面に形成されためっきレジスト10に、貫通孔8を中心とし、貫通孔8よりも径の大きい貫通孔11を穿設する。穿設された貫通孔11内に金などの軟性金属を充填して、第1導電体層9上に軟性金属層5を成形する。軟性金属の充填は、めっきレジスト10の表面10aまで、または該表面10aよりも内方向の位置まで行われるので、軟性金属層5は平坦な層となるが、場合により該表面10aよりも外方向に突出するように軟性金属層5を形成してもよい。この場合、軟性金属層5の表面は平坦とならないことがあるが、後述するようにして、軟性金属層5を加圧成形して、表面を平坦にすることができる。

0045

次に、めっきレジスト10を除去した後、軟性金属層5をエッチングレジストとして、第1導電体層9をエッチングすることによって、図4(d)に示されるように、金属突出物3を形成し、プローブ構造P3を得る。

0046

なお、第1導電体層9と金属突出物3とは、電気的に接続されていればよく、必ずしも図4(b)に示されるように、貫通孔8内に導電性物質を充填する必要はない。例えば、貫通孔8の壁面に導電性を付与すべくスルーホールめっきを施すとともに、絶縁性基材1の表面1aに導電体層を形成するために、導電性物質のスパッタ蒸着あるいは無電解メッキを行ってもよい。導電性物質を充填しない場合には、充填するために必要な時間を短縮することができ、さらに簡便な方法にてプローブ構造を得ることができる。

0047

また、上記の第1製造方法と同様に、導体パターン2の形成は、いずれの段階において行ってもよく、例えば導通路4および金属突出物3を形成した後に行ってもよい。さらに、軟性金属層5の形成は、金属突出物3を形成した後に行ってもよく、あるいは貫通孔8の穿設または導通路4の形成前に行ってもよい。

0048

図5は、本発明のプローブ構造の第3の製造方法を示す断面図である。まず、図5(a)に示されるように、絶縁性基材1の表面1bに第1導電体層9が積層されて形成された第1積層基材を用意する。上記の第1製造方法と同様にして、絶縁性基材1の表面1aに、絶縁性基材1を厚み方向に貫通する貫通孔8を穿設する。

0049

次に、図5(b)に示されるように、貫通孔8内に導電性物質を充填して、導通路4を形成し、さらに絶縁性基材1の表面1aよりも外方向へ突出するバンプ状の金属突出物12を形成する。金属突出物12は、絶縁性基材1の表面1aから1μm〜50μmとすることが好ましい。なお、第1導電体層9の表面には、予め耐めっき性を有するゴム系のめっきレジスト(図示せず)を形成する。

0050

次に、ポリイミド系樹脂などからなる熱可塑性樹脂層13と、第2導電体層14とが積層されて形成された第2積層基材15を用意する。図5(c)に示されるように、第1積層基材の絶縁性基材1と第2積層基材15の熱可塑性樹脂層13とを貼り合わせ、加熱圧着して、導通路4および金属突出物12を介して、第1導電体層9と第2導電体層14とを電気的に接続する。

0051

次に、図5(d)に示されるように、上記の第2製造方法と同様にして、第1導電体層9をエッチングすることによって、金属突出物3を形成する。さらに、上記の第1製造方法と同様にして、第2導電体層14をエッチングすることによって、信号取り出し用の導体パターン2を形成し、プローブ構造P4を得る。

0052

なお、導体パターン2の形成は、第1導電体層9をエッチングして金属突出物3を形成する前に行ってもよく、また、予め導体パターン2が形成された第2積層基材を第1積層基材の絶縁性基材1に貼り合わせてもよい。

0053

同様に、金属突出物3を形成する工程についても、いずれの段階において行ってもよく、例えば貫通孔8の穿設前に行ってもよい。

0054

さらに、軟性金属層5を成形する場合、上記の第2製造方法と同様の工程を行えばよく、上記の第2製造方法と同様に、軟性金属層5の形成は、金属突出物3を形成した後に行ってもよく、あるいは貫通孔8の穿設または導通路4の形成前に行ってもよい。

0055

図6は、本発明のプローブ構造の第4の製造方法を示す断面図である。まず、図6(a)に示されるように、絶縁性基材1の一方表面1aに第2導電体層14が積層され、絶縁性基材1の他方表面1bに第1導電体層9が積層されて形成された積層基材16を用意する。上記の第1製造方法と同様にして、第2導電体層14および絶縁性基材1を厚み方向に貫通する貫通孔8を穿設する。

0056

次に、図6(b)に示されるように、貫通孔8内に導電性物質を充填して、導通路4を形成する。このとき、導通路4の先端部が、絶縁性基材1の一方表面1aと同一平面よりも外方向に到達するまで、貫通孔8内に導電性物質を充填して、第1導電体層9と第2導電体層14とが電気的に接続されるようにする。なお、第1導電体層9の表面および第2導電体層14の表面には、予め耐めっき性を有するゴム系のめっきレジストを形成する。

0057

次に、図6(c)に示されるように、上記の第3製造方法と同様にして、第1導電体層9をエッチングして金属突出物3を形成し、第2導電体層14をエッチングして信号取り出し用の導体パターン2を形成することによって、プローブ構造P5を得る。

0058

なお、導体パターン2と金属突出物3とは、電気的に接続されていればよく、必ずしも図6(b)に示されるように、貫通孔8内に導電性物質を充填する必要はない。例えば、貫通孔8の壁面に導電性を付与すべくスルーホールめっきを施すために、導電性物質のスパッタ蒸着あるいは無電解メッキを行ってもよい。導電性物質を充填しない場合には、充填するために必要な時間を短縮することができ、さらに簡便な方法にてプローブ構造を得ることができる。

0059

また、上記の第1製造方法と同様に、導体パターン2の形成は、いずれの段階において行ってもよく、例えば導通路4または金属突出物3を形成する前に行ってもよい。同様に、金属突出物3を形成する工程についても、いずれの段階において行ってもよく、例えば貫通孔8の穿設前に行ってもよい。

0060

さらに、軟性金属層5を成形する場合、上記の第2製造方法と同様の工程を行えばよく、上記の第2製造方法と同様に、軟性金属層5の形成は、金属突出物3を形成した後に行ってもよく、あるいは貫通孔8の穿設または導通路4の形成前に行ってもよい。

0061

金属突出物3上に軟性金属層5を形成した場合、例えば図3に示される第1製造方法により軟性金属層5を形成した場合、使用するめっきレジスト6の種類により軟性金属層5の表面が平坦とならないことがある。図7は、軟性金属層5の表面を平坦にする工程を示す断面図であり、軟性金属層5の表面が平坦でない場合に、プローブ構造を使用するに先立って、図7に示される工程を行う。

0062

図7(a)において、軟性金属層5の表面は平坦でなく、軟性金属層5はバンプ状の金属層であり、その頂部から底部までの高さTは、5μm程度である。このプローブ構造P2を使用するに際して、軟性金属層5の表面を平坦にする必要がある。

0063

軟性金属層5の表面を平坦にするに際しては、図7(b)に示されるように、成形用治具17を用いて、軟性金属層5を加圧成形する。軟性金属層5が金からなる層である場合、加圧力は、200Pa〜1000Paとする。このようにして得られたプローブ構造P2は、図7(c)に示されるように、軟性金属層5の表面が平坦であるので、被検査体の端子との接触面積が大きくなり、被検査体への押圧力の調整が簡易化され、接触信頼性が向上する。また、被検査体の端子に接触した際に、端子に損傷を与えない。

0064

以下に、本発明の第1〜第4製造方法による本発明のプローブ構造P1〜P5の製造例を示す。なお、以下の製造例において付された参照符号は、上記の実施例において付された参照符号に対応する。

0065

〔製造例1(第1製造方法)〕厚み18μmの圧延銅箔キャスティング法によって、絶縁性フィルム1となるポリイミド前駆体溶液を塗布し、加熱によって溶媒揮発させるとともに、脱水閉環して、ポリイミド樹脂からなる絶縁性フィルム1と圧延銅箔とが積層された2層基材を作製した。この後、圧延銅箔の表面にポジ型フォトレジストを塗布し、250mJ/cm2 の露光量によってレジストを感光させ、専用レジスト現像液中にて浸漬揺動させた。現像されたレジストを保護被覆層として、露出した圧延銅箔面に塩化第2鉄溶液スプレーにて吹き付けながら、圧延銅箔をエッチングし、所望形状の銅パターン2を得た後、絶縁性フィルム1の表面1bに、耐めっき性を有する絶縁性レジスト6を厚み20μmにて形成した。

0066

絶縁性レジスト6の表面6a側から発振波長248nmのレーザーを照射して、被検査体の端子と相対する絶縁性レジスト6の位置に、絶縁性フィルム1の表面1bまで到達する直径300μmの貫通孔7を穿設し、さらに、貫通孔7の中央部に、銅パターン2まで到達する直径200μmの金属突出物形成用貫通孔8を絶縁性フィルム1に穿設した。

0067

金属突出物形成用貫通孔8の形成方法は、レーザー光の照射位置と金属突出物形成用貫通孔8とを予め位置合わせした後、所定量のレーザー光の照射とフレキシブルプリント基板の移動とを繰り返し行った。金属突出物形成用貫通孔8の他の形成方法として、加工を行うフレキシブルプリント基板を固定しておき、レーザー光を移動する方法を用いても構わない。

0068

銅パターン2をめっきリードとして、金属突出物形成用貫通孔8内に光沢ニッケルを電気めっきによって充填して、導通路4および金属突出物3を形成した。金属突出物3は、絶縁性フィルム1の表面1bよりも外方向に10μm突出させた。銅パターン2の表面には、電気めっきによって光沢ニッケルが付着しないように、予め耐めっき性を有するゴム系のめっきレジストを塗布しておいた。その後、絶縁性レジスト6を除去して、プローブ構造P1を得た。

0069

以上の工程を経て得られたプローブ構造P1は、例えば被検査体であるLCDパネルの信号端子への接触面積が大きく、接触信頼性が向上した。また、金属突出物3の表面が平坦であるので、金属突出物3を信号端子に圧接しても、信号端子に損傷を与えることはない。

0070

〔製造例2(第2製造方法)〕製造例1にて用いた2層基材のうち絶縁性フィルム1の表面1aの被検査体の端子と相対する位置に穿孔加工して、導電体層9の表面まで到達する直径200μmの貫通孔8を形成した。製造例1と同様に導電体層9を電極として、貫通孔8内に光沢ニッケルを電気めっきによって充填して、導通路4を形成した。銅パターン2の表面には、電気めっきによって光沢ニッケルが付着しないように、予め耐めっき性を有するゴム系のめっきレジスト10を塗布しておいた。導通路4を中心として、めっきレジスト10に直径300μmの貫通孔11を形成した。再び、導電体層9を電極として、貫通孔11内に金を電気めっきによって充填して、軟性金属層5を形成した。

0071

次に、絶縁性フィルム1上に蒸着によって、導電体層として銅を10μm形成した。この導電体層を従来の方法によって、所望の形状にエッチングして、信号取り出し用の配線2を得た。

0072

最後に、めっきレジスト10を除去し、軟性金属層5をレジストとして、導電体層9をエッチングして、金属突出物3を形成し、プローブ構造P3を得た。

0073

本製造例によれば、被検査体の端子と接触する金属突出物3を電気めっきによって形成するために必要な時間を短縮することができ、また、金属突出物3を簡便な方法にて得ることができた。さらに、金属突出物3が、金からなる軟性金属層5によって被覆されているので、金属突出物3の腐食も抑制される。

0074

〔製造例3(第3製造方法)〕製造例1にて用いた2層基材のうち絶縁性フィルム1の表面1aの被検査体の端子と相対する位置に穿孔加工して、導電体層9の表面まで到達する直径200μmの貫通孔8を形成した。製造例1と同様に導電体層9を電極として、貫通孔8内に銅を電気めっきによって充填して導通路4を形成し、さらに、絶縁性フィルム1の表面1aから外方向へ3μm突出するバンプ状の金属突出物12を形成した。導電体層9の表面には、電気めっきによって光沢ニッケルが付着しないように、予め耐めっき性を有するゴム系のめっきレジストを塗布しておいた。

0075

次に、熱可塑性の特性を有する厚み10μmのポリイミド樹脂層13と、厚み10μmの導電体層14とが積層された2層基材15を別途用意した。金属突出物12が形成された絶縁性フィルム1と、別途用意した2層基材15のポリイミド樹脂層13とを対向させて、温度350℃/圧力1500Paにて貼り合わせを行い、導電体層9と導電体層14とを電気的に接続した。

0076

導電体層14を従来の方法によって、所望の形状にエッチングして、信号取り出し用の配線2を得た。

0077

最後に、導通路4を中心とする直径300μmの部分が残るように、導電体層9をエッチングして、金属突出物3を形成し、プローブ構造P4を得た。

0078

本製造例によれば、被検査体の端子と接触する金属突出物3を電気めっきによって形成するために必要な時間を短縮することができ、また、金属突出物3を簡便な方法にて得ることができた。

0079

〔製造例4(第4製造方法)〕絶縁性フィルム1の両面にそれぞれ導電体層9,14が積層された両面基材16を用意し、被検査体の端子と相対する導電体層14の位置に、従来の方法によって、直径200μmのエッチングを施し、絶縁性フィルム1の表面1aを露出させた。次に、露出した絶縁性フィルム1を発振波長248nmのエキシマレーザーを用いて除去し、導電体層9を露出させ、貫通孔8を形成した。

0080

次いで、電気めっきによって、導電体層9を電極として、導電体層14の表面に到達するまで光沢ニッケルを充填して、導通路4を形成した。導電体層9,14のそれぞれの表面には、電気めっきによって光沢ニッケルが付着しないように、予め耐めっき性を有するゴム系のめっきレジストを塗布しておいた。

0081

導電体層14を所望の形状にエッチングして、配線パターン2を形成した後、導通路4を中心とする直径300μmの部分が残るように、導電体層9をエッチングして、金属突出物3を形成し、プローブ構造P5を得た。なお、導電体層9,14をエッチングする際には、他の導電体層の表面には、耐エッチング液性を有するエッチングレジストを塗布しておいた。

0082

本製造例によれば、電気信号を伝達するに充分な配線が得られ、さらに表面が平坦な金属突出物3が得られた。

0083

〔製造例5〕製造例1において、金属突出物3を成長させた後、貫通孔7内に金を充填して、5μmの軟性金属層5を形成した。絶縁性レジスト6を除去した後、軟性金属層5に500Paの圧力にて加圧成形して、表面を平坦とし、プローブ構造P2を得た。

0084

本製造例によれば、金属突出物3上には、軟性金属層5が形成されているので、一層の平坦性が得られ、たとえ金属突出物3が平坦でない場合でも、簡易な方法によって、被検査体に接触する軟性金属層5を平坦にすることができる。

発明の効果

0085

以上のように、本発明のプローブ構造によれば、被検査体の端子に接触する接点部が平坦であるので、被検査体の端子との接触面積が大きく、被検査体への押圧力の調整が簡易化され、接触信頼性が向上する。また、被検査体の端子に接触した際に、端子に損傷を与えない。

0086

特に、接点部の表面に、軟性金属からなる平坦な層が積層されている場合には、接点部の腐食を防止することができる。本発明のプローブ構造の第1〜4の製造方法によれば、本発明のプローブ構造を効率よく製造することができる。

図面の簡単な説明

0087

図1本発明のプローブ構造の一実施例を示す断面図である。
図2本発明のプローブ構造の他の実施例を示す断面図である。
図3本発明のプローブ構造の第1の製造方法を示す断面図である。
図4本発明のプローブ構造の第2の製造方法を示す断面図である。
図5本発明のプローブ構造の第3の製造方法を示す断面図である。
図6本発明のプローブ構造の第4の製造方法を示す断面図である。
図7軟性金属層5の表面を平坦にする工程を示す断面図である。

--

0088

1絶縁性基材
1a 一方表面
1b他方表面
2導体パターン(回路配線)
3 金属突出物(接点部)
4導通路
5軟性金属層
6絶縁性被覆層
7,8貫通孔
9 第1導電体層
13熱可塑性樹脂層
14 第2導電体層
15 第2積層基材
16 積層基材
P1〜P5プローブ構造
1 絶縁性基材
1a 一方表面
1b 他方表面
2 導体パターン(回路配線)
3 金属突出物(接点部)
4 導通路
P1 プローブ構造

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