JP2003121470A - プローブの製造方法及びプローブ - Google Patents

プローブの製造方法及びプローブ

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JP2003121470A JP2001319814A JP2001319814A JP2003121470A JP 2003121470 A JP2003121470 A JP 2003121470A JP 2001319814 A JP2001319814 A JP 2001319814A JP 2001319814 A JP2001319814 A JP 2001319814A JP 2003121470 A JP2003121470 A JP 2003121470A
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Masao Okubo
昌男 大久保
Hideo Sakane
英生 坂根
Tetsuji Ueno
哲司 上野
Chikaomi Mori
親臣 森
Shinichiro Furusaki
新一郎 古崎
Yasuo Miura
康男 三浦
Teppei Kimura
哲平 木村
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Japan Electronic Materials Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高集積化、微細化が進んだ半導体集積回路等
に対応できるプローブを製造する。 【構成】 プローブカードの中間基板300 の上に中間基
板300 の下側接点部310を露出させた第1開口232 を有
する第1レジスト層231 を形成し、第1開口232に接続
部130 となる導電性を有する第1メッキ構造体130Aを下
側接点部310 と接続して形成し、第1メッキ構造体130A
の一部を露出させ、かつ第1レジスト層231 の上に延在
する第2開口242 を有する第2レジスト層241 を第1レ
ジスト層231 の上に形成し、第2開口242 にアーム部12
0 となる導電性を有する第2メッキ構造体120Aを第1メ
ッキ構造体130Aと接続して形成し、第2メッキ構造体1
20Aの他方の端部を露出させた第3開口262 を有する
第3レジスト層261 を第2レジスト層241 、第2メッキ
構造体120Aの上に形成し、第3開口262 に接触部110と
なる導電性を有する第3メッキ構造体110Aを第2メッキ
構造体120Aと接続して形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、測定対象物である
半導体集積回路等の電気的諸特性を測定するプローブカ
ードに使用するプローブと、そのプローブの製造方法と
に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、半導体集積回路の電気的諸特性
を測定するカンチレバータイプのプローブカードは、基
板に手作業や機械加工にて数多くのプローブを取り付け
ていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、測定対
象物としての半導体集積回路、LCDデバイス等は、急
速に高集積化及び微細化が進行しており、これらの電気
的諸特性の測定に使用するプローブカードは、従来の機
械加工及び手作業で製造されているカンチレバータイプ
では対応しきれなくなっている。すなわち、手作業で多
くのプローブを基板に配置すると、測定対象物の電極に
接触するプローブの先端の接触部の高さ、位置精度にば
らつきがあるため、非常に手間がかかっていた。また、
接触部の高さ、位置精度のばらつきは、測定対象物の電
極への接触の安定性を欠く要因となっていた。さらに、
手作業による組立には熟練を要するため、生産コスト、
生産時間の面からも望ましくない点がある。
【0004】本発明は上記事情に鑑みて創案されたもの
であって、高集積化、微細化が進行した半導体集積回路
等の測定対象物に対応することができるプローブの製造
方法及びプローブを提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係るプローブの
製造方法は、プローブカードを構成する中間基板の上に
中間基板の下側接点部を露出させた第1開口を有する第
1レジスト層を形成する工程と、前記第1開口に接続部
となる導電性を有する第1メッキ構造体を前記下側接点
部と接続して形成する工程と、少なくとも前記第1メッ
キ構造体の一部を露出させるとともに、第1レジスト層
の上に延在する第2開口を有する第2レジスト層を第1
レジスト層の上に形成する工程と、前記第2開口にアー
ム部となる導電性を有する第2メッキ構造体を前記第1
メッキ構造体と接続して形成する工程と、前記第2メッ
キ構造体の他方の端部を露出させた第3開口を有する第
3レジスト層を前記第2レジスト層及び第2メッキ構造
体の上に形成する工程と、前記第3開口に接触部となる
導電性を有する第3メッキ構造体を前記第2メッキ構造
体と接続して形成する工程とを有している。
【0006】
【発明の実施の形態】図1は本発明の第1の実施の形態
に係るプローブの製造方法のうち、第1メッキ構造体を
形成するまでの工程を示す概略的説明図、図2は本発明
の第1の実施の形態に係るプローブの製造方法のうち、
第2メッキ構造体を形成するまでの工程を示す概略的説
明図、図3は本発明の第1の実施の形態に係るプローブ
の製造方法のうち、第3メッキ構造体を形成するまでの
工程を示す概略的説明図、図4は本発明の第1の実施の
形態に係るプローブの製造方法によって製造されたプロ
ーブの概略的正面図、図5は本発明の第2の実施の形態
に係るプローブの製造方法のうち、第3メッキ構造体を
形成する構成を示す概略的説明図、図6は本発明の第2
の実施の形態に係るプローブの製造方法によって製造さ
れたプローブの概略的正面図、図7は本発明に係るプロ
ーブの製造方法によって製造されたプローブを用いたプ
ローブカードの概略的正面図である。なお、各図、特に
プローブの製造方法を示す各工程の図面では、各部の寸
法は実際のものとは異なるものである。
【0007】まず、本発明の第1の実施の形態に係るプ
ローブの製造方法を説明する前に、このプローブの製造
方法で製造されるプローブ100を図4を参照しつつ説
明する。
【0008】このプローブ100は、図4に示すよう
に、先端が上向きに突出している接触部110と、この
接触部110の下端から水平方向に延びたアーム部12
0と、このアーム部120の終端から下方に延びた接続
部130とが一体に形成されたものである。接触部11
0は、測定対象物である半導体集積回路700等の電極
710に接触する部分であり、接続部130は、プロー
ブカードの一部を構成する中間基板300の下側接点部
310に電気的及び機械的に接続される部分である。こ
の第1の実施の形態に係るプローブの製造方法では、プ
ローブ100は、中間基板300に繋がった状態で製造
される。なお、プローブ100は、1つのプローブカー
ドに数百本から数千本も用いられるのが一般的である。
このプローブ100は、製造中には、先端の接触部11
0が上向きであるが、プローブカードに取り付ける場合
には、接触部110が下向きになるように引っ繰り返さ
れる。また、図1〜図6では、中間基板300の下側接
点部310は上側に記載されているが、この中間基板3
00は、プローブカードに組み込まれる場合には、引っ
繰り返されて使用されるので、前記下側接点部310は
下側に位置することになる
【0009】本発明の実施の形態に係るプローブの製造
方法は、プローブカードを構成する中間基板300の上
に中間基板300の下側接点部310を露出させた第1
開口232を有する第1レジスト層231を形成する工
程と、前記第1開口232に接続部130となる導電性
を有する第1メッキ構造体130Aを前記下側接点部3
10と接続して形成する工程と、少なくとも前記第1メ
ッキ構造体130Aの一部を露出させるとともに、第1
レジスト層231の上に延在する第2開口242を有す
る第2レジスト層241を第1レジスト層231の上に
形成する工程と、前記第2開口242にアーム部120
となる導電性を有する第2メッキ構造体120Aを前記
第1メッキ構造体130Aと接続して形成する工程と、
前記第2メッキ構造体120Aの他方の端部を露出させ
た第3開口262を有する第3レジスト層261を前記
第2レジスト層241及び第2メッキ構造体120Aの
上に形成する工程と、前記第3開口262に接触部11
0となる導電性を有する第3メッキ構造体110Aを前
記第2メッキ構造体120Aと接続して形成する工程と
を有している。
【0010】まず、プローブカードの一部を構成する中
間基板300は、図1(A)及び図4に示すように、上
面には下側接点部310が半導体集積回路700の電極
710の配置に対応して設置されている。また、中間基
板300の下面には上側接点部320が後述するマザー
ボート500の配線パターン510と対応して設置され
ている。そして、下側接点部310と上側接点部320
とは、中間配線部330によって電気的に接続されてい
る。
【0011】かかる中間基板300の上面にフォトレジ
スト230をスピンコート等の適宜な手法で塗布する
(図1(B)参照)。そして、このフォトレジスト23
0に対しては、前記下側接点部310の配置パターンに
対応、すなわち前記下側接点部310の位置と同じ位置
に開口(図示省略)が設けられたマスク(図示省略)を
用いて露光が行われる。また、露光後のフォトレジスト
230に対して現像が行われ、図1(C)に示すよう
に、下側接点部310の上部のみからフォトレジスト2
30が除かれた第1開口232を有する第1レジスト層
231が形成される。なお、この第1レジスト層231
に対しては、平面度を確保するために研磨が行われる。
また、この第1レジスト層230を形成するためのフォ
トレジスト230には感光性厚膜レジストが使用され
る。
【0012】下側接点部310の上部のフォトレジスト
230が除かれた部分、すなわち第1開口232の深さ
の寸法は、50〜200μm程度とする。
【0013】中間基板300に対してメッキを行い、下
側接点部310及び第1開口232とに跨がった第1メ
ッキ構造体130Aを形成する(図1(D)参照)。こ
の第1メッキ構造体130Aがプローブ100の接続部
130となるのである。また、第1メッキ構造体130
Aを形成した後に、表面の平面度を確保するために研磨
が行われる。
【0014】また、次に、第1メッキ構造体130A及
び第1レジスト層231の上に第2レジスト層241と
なるフォトレジスト240をスピンコート等の適宜な手
法で塗布する(図2(A)参照)。このフォトレジスト
240には、感光性厚膜レジストを使用する。
【0015】このフォトレジスト240に対しては、プ
ローブ100のアーム部120に対応した開口(図示省
略)を有するマスク(図示省略)を用いて露光が行われ
る。また、露光後のフォトレジスト240に対して現像
が行われ、少なくとも第1メッキ構造体130Aが露出
した第2開口242を有する第2レジスト層241が形
成される(図2(B)参照)。なお、この第2レジスト
層241に対しては平面度を確保するために研磨が行わ
れる。
【0016】この第2レジスト層241に形成される第
2開口242の深さは約十〜数百μm程度とし、長さは
数百μm〜1mm程度とする。
【0017】前記第2レジスト層241の上面及び露出
した第1レジスト層231の上面には、図2(C)に示
すように、第2メッキ構造体120Aを形成する際の電
極となるシード層250が形成される。
【0018】中間基板300に対してメッキを行い、第
2開口242に第2メッキ構造体120Aを形成する
(図2(D)参照)。この第2メッキ構造体120A
は、第2メッキ構造体120Aは第1レジスト層231
の上に延在して形成され、またシード層250を介して
第1メッキ構造体130Aと電気的、機械的に接続した
状態で形成される。このようにして第2メッキ構造体1
20Aがプローブ100のアーム部120となるのであ
る。また、第2メッキ構造体120Aを形成した後に、
表面の平面度を確保するために研磨が行われる。この研
磨によって、前記シード層250のうち、第2レジスト
層241の上面に形成された部分は除去される。
【0019】さらに、第2レジスト層242及び第2メ
ッキ構造体120Aの上に、第3レジスト層261とな
る感光性厚膜レジストであるフォトレジスト260をス
ピンコート法等の適宜な手法で塗布する(図3(A)参
照)。このフォトレジスト260に対しては、プローブ
100の接触部110に対応した開口(図示省略)を有
するマスク(図示省略)を用いて露光が行われる。この
マスクの開口は、第2メッキ構造体120Aの一部、具
体的には、第1メッキ構造体130Aが形成された側と
は反対の側と重なるように配置されている。また、露光
後のフォトレジスト260に対して現像が行われ、少な
くとも第2メッキ構造体120Aが露出した第3開口2
62を有する第3レジスト層261が形成される(図3
(B)参照)。なお、この第3レジスト層261に対し
ては平面度を確保するために研磨が行われる。
【0020】次に、前記第3レジスト層261の上面及
び露出した第2メッキ構造体120Aの上面には、図3
(C)に示すように、第3メッキ構造体110Aを形成
する際の電極となるシード層270が形成される。
【0021】また、中間基板300に対してメッキを行
い、第3開口262に第3メッキ構造体110Aを形成
する(図3(D)参照)。この第3メッキ構造体110
Aは、第3開口262から第2メッキ構造体120Aの
一部が露出しているため、第2メッキ構造体120Aと
電気的及び機械的に接続した状態で形成される。また、
前記第3開口262は、第1メッキ構造体130Aが形
成された側とは反対の側の端部に配置されているので、
第3メッキ構造体110Aは、第1メッキ構造体130
Aとは反対の側に形成されることになる。この第3メッ
キ構造体110Aがプローブ100の接触部110とな
るのである。また、第3メッキ構造体110Aを形成し
た後に、表面の平面度を確保するために研磨が行われ
る。この研磨によって、前記シード層270のうち、第
3レジスト層261の上面に形成された部分は除去され
る。なお、この第3メッキ構造体110Aは四角錐状に
尖った形状であってもよい。
【0022】なお、この第3開口262の深さ、すなわ
ち接触部110となる第3メッキ構造体110Aの高さ
寸法は50〜300μm程度とする。半導体集積回路7
00の電気的諸特性の測定時には、プローブ100を半
導体集積回路700の電極710に接触させる必要があ
る。前記電極710の表面には酸化膜が形成されている
ことが一般的であるため、プローブ100を電極710
に対して単に接触させただけでは、電気的に導通したと
はいえない。前記酸化膜を剥ぎ取って内部の導通層に接
触することで初めて電気的な導通を確保することができ
るのである。このためには、プローブ100を電極71
0に対して一定値以上の圧力で圧接させることが必要に
なる。一般的には、プローブ100が電極710に接触
してから数十μmだけプローブカードと半導体集積回路
700とを接触をより促進する方向に移動させる(以
下、「オーバードライブ」とする)ことが必要になる。
このオーバードライブは、20μm程度以上必要であ
る。また、プローブカードを構成する多数本のプローブ
100の先端の接触部110の高さ方法の位置には数十
μmのばらつきがある。また、試験環境にも多少のばら
つきがある。従って、すべてのプローブ100が安定し
て電極710に対して電気的に導通するには、数十μm
から200μm程度のオーバードライブが必要となるの
である。このオーバードライブが行われると、プローブ
100においては、アーム部120が変形することにな
る。しかし、オーバードライブを行うことによって、ア
ーム部120の一部が半導体集積回路700に接触する
と、半導体集積回路700を破損する原因となるので避
けなければならない。このため、接触部110の高さ寸
法を50〜300μm程度とすると、オーバードライブ
に起因するアーム部120の半導体集積回路700への
接触が無くなるのである。
【0023】前記第3レジスト層261を形成する際の
マスクの開口が、測定対象物である半導体集積回路70
0の電極710の配置パターンに対応した位置に形成さ
れているため、形成された第3メッキ構造体110Aの
配置パターンは、前記電極710の配置パターンに対応
した位置になる。
【0024】このような工程を経ることによって、図4
に示すようなプローブ100が製造、それも多数個のプ
ローブ100が中間基板300に繋がった状態で一度に
製造されるのである。
【0025】次に、上述したプローブの製造方法によっ
て製造されたプローブを用いてプローブカードを製造す
る作業について図7を参照しつつ説明する。
【0026】周知のフォトレジスト除去装置を用いて第
1〜第3レジスト層231、241、261を除去す
る。これによって、図4に示すように、接続部130が
中間基板300に接続された状態で多数個のプローブ1
00が完成する。
【0027】接続部130が中間基板300に接続され
たプローブ100が完成した状態では、接触部110は
上向きであるが、実際にプローブカードとして使用され
る場合には、引っ繰り返して接触部110が下向きにな
るようにする。かかる多数個のプローブ100が接続さ
れた中間基板300をマザーボード500に取り付ける
とともに、適宜な導電手段520、例えばワイヤ等を用
いて中間基板300の上側接点部320と、マザーボー
ド500の配線パターン510の下面側露出部511と
を接続することで、プローブカードが完成する。
【0028】なお、図7における530は、マザーボー
ド500に中間基板300を取り付けるための取付部材
である。また、600はウエハ状態の半導体集積回路7
00を吸着保持するテーブルである。
【0029】なお、上述した実施の形態では、プローブ
100の接触部110を形成するための第3レジスト層
261は1層であるとしたが、以下に述べる第2の実施
の形態のように複数層とすることも可能である。すなわ
ち、図5に示すように、プローブ100の接触部110
を形成する第3レジスト層261を第3−1レジスト層
261Aと、第3−2レジスト層261Bとの2層に分
割することで、第3メッキ構造体が第3−1メッキ構造
体110A1と、第3−2メッキ構造体110A2とか
らなる接触部110が多段型のプローブとすることがで
きるのである。
【0030】このための工程は以下のようになるすなわ
ち、図3(D)に示した第3レジスト層261を、図5
(A)に示す第3−1レジスト層261Aとし、この第
3−1レジスト層261Aの上面に感光性厚膜レジスト
であるフォトレジスト260Bをスピンコート等の適宜
な手法で塗布する(図5(A)参照)。そして、このフ
ォトレジスト260Bに対しては、露光及び現像を行う
ことによって、前記第3−1メッキ構造体110A1よ
り小さな開口262Bが第3−1メッキ構造体110A
1の上に開設された第3−2レジスト層261Bとする
(図5(B)参照)。なお、この状態では、第3−1メ
ッキ構造体110A1は、第3開口262にすでに形成
されている。
【0031】次に、第3−2レジスト層261Bの上面
と、前記開口262Bとにシード層280を形成する
(図5(C)参照)。そして、中間基板300に対して
メッキを行い、第3−1メッキ構造体110A1に電気
的、機械的に連結した第3−2メッキ構造体110A2
を形成する(図5(D)参照)。なお、前記開口262
Bは、第3開口262より小さいため、第3−2メッキ
構造体110A2は、第3−1メッキ構造体110A1
より小さくなっている。
【0032】なお、上述した第2の実施の形態において
は、接触部110を2段としたが、3段以上にすること
も可能である。
【0033】
【発明の効果】本発明に係るプローブカードの製造方法
は、プローブカードを構成する中間基板の上に中間基板
の下側接点部を露出させた第1開口を有する第1レジス
ト層を形成する工程と、前記第1開口に接続部となる導
電性を有する第1メッキ構造体を前記下側接点部と接続
して形成する工程と、少なくとも前記第1メッキ構造体
の一部を露出させるとともに、第1レジスト層の上に延
在する第2開口を有する第2レジスト層を第1レジスト
層の上に形成する工程と、前記第2開口にアーム部とな
る導電性を有する第2メッキ構造体を前記第1メッキ構
造体と接続して形成する工程と、前記第2メッキ構造体
の他方の端部を露出させた第3開口を有する第3レジス
ト層を前記第2レジスト層及び第2メッキ構造体の上に
形成する工程と、前記第3開口に接触部となる導電性を
有する第3メッキ構造体を前記第2メッキ構造体と接続
して形成する工程とを有している。
【0034】このように、フォトリソグラフィ技術を用
いてプローブを製造すると、初めから測定対象物である
半導体集積回路の電極の配置に対応した多数個のプロー
ブを同時に製造することができる。しかも、このプロー
ブは、多数個が同時かつ均一に、プローブカードの一部
を構成する中間基板に予め繋がった状態で製造されるた
め、従来のようにばらばらに製造されたプローブを手作
業等によって中間基板に取り付けるということが不要に
なる。このため、作業効率の向上、それに伴うコストの
低減という効果を得ることができる。また、プローブカ
ードを構成する中間基板に取り付ける作業が不要になる
ので、プローブの先端の接触部の高さ、位置精度を向上
させることができる。さらに、より高集積化及び微細化
した半導体集積回路等にも対応することができるいわば
次世代のプローブカードを提供することが可能となる。
【0035】また、前記接触部が多段型であると、半導
体集積回路の電極に接触する部分を小さくすることがで
きるので、前記電極の表面に形成される絶縁層を破壊し
て良好な導通を確保することに役立つ。
【0036】さらに、前記第3開口は、測定対象物であ
る半導体集積回路の電極の配置パターンに対応して形成
されているので、作業効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るプローブの製
造方法のうち、第1メッキ構造体を形成するまでの工程
を示す概略的説明図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係るプローブの製
造方法のうち、第2メッキ構造体を形成するまでの工程
を示す概略的説明図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態に係るプローブの製
造方法のうち、第3メッキ構造体を形成するまでの工程
を示す概略的説明図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態に係るプローブの製
造方法によって製造されたプローブの概略的正面図であ
る。
【図5】本発明の第2の実施の形態に係るプローブの製
造方法のうち、第3メッキ構造体を形成する構成を示す
概略的説明図である。
【図6】本発明の第2の実施の形態に係るプローブの製
造方法によって製造されたプローブの概略的正面図であ
る。
【図7】本発明に係るプローブの製造方法によって製造
されたプローブを用いたプローブカードの概略的正面図
である。
【符号の説明】
100 プローブ 110 接触部 110A 第3メッキ構造体 120 アーム部 120A 第2メッキ構造体 130 接続部 130A 第1メッキ構造体 231 第1レジスト層 232 第1開口 241 第2レジスト層 242 第2開口 261 第3レジスト層 262 第3開口 300 中間基板 310 下側接点部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上野 哲司 兵庫県尼崎市西長洲町2丁目5番13号 日 本電子材料株式会社内 (72)発明者 森 親臣 兵庫県尼崎市西長洲町2丁目5番13号 日 本電子材料株式会社内 (72)発明者 古崎 新一郎 兵庫県尼崎市西長洲町2丁目5番13号 日 本電子材料株式会社内 (72)発明者 三浦 康男 兵庫県尼崎市西長洲町2丁目5番13号 日 本電子材料株式会社内 (72)発明者 木村 哲平 兵庫県尼崎市西長洲町2丁目5番13号 日 本電子材料株式会社内 Fターム(参考) 2G003 AA07 AB01 AG03 AG12 AH04 2G011 AA10 AA16 AA18 AC14 AE03 AF07 4M106 AA01 BA01 CA70 DD03 DD10 DD30

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プローブカードを構成する中間基板の上
    に中間基板の下側接点部を露出させた第1開口を有する
    第1レジスト層を形成する工程と、前記第1開口に接続
    部となる導電性を有する第1メッキ構造体を前記下側接
    点部と接続して形成する工程と、少なくとも前記第1メ
    ッキ構造体の一部を露出させるとともに、第1レジスト
    層の上に延在する第2開口を有する第2レジスト層を第
    1レジスト層の上に形成する工程と、前記第2開口にア
    ーム部となる導電性を有する第2メッキ構造体を前記第
    1メッキ構造体と接続して形成する工程と、前記第2メ
    ッキ構造体の他方の端部を露出させた第3開口を有する
    第3レジスト層を前記第2レジスト層及び第2メッキ構
    造体の上に形成する工程と、前記第3開口に接触部とな
    る導電性を有する第3メッキ構造体を前記第2メッキ構
    造体と接続して形成する工程とを具備したことを特徴と
    するプローブの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記第3メッキ構造体は、多段型である
    ことを特徴とする請求項1記載のプローブの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記第3開口は、測定対象物の電極の配
    置パターンに対応して形成されていることを特徴とする
    請求項1又は2記載のプローブの製造方法。
  4. 【請求項4】 先端が突出した接触部と、この接触部か
    ら水平方向に延びたアーム部と、このアーム部の終端か
    ら前記接触部とは反対方向に延びた接続部とを具備して
    おり、前記接続部は、プローブカードを構成する中間基
    板の下側接点部に接続されていることを特徴とするプロ
    ーブ。
  5. 【請求項5】 前記接触部は、多段型であることを特徴
    とする請求項1記載のプローブ。
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