JP3040889U - 検査用プローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 プローブ端子とする平行配線と基板との密着
性および検査時に被検査体の電極端子と繰り返し接触す
る平行配線の接触端子の耐久性を高め、また吸湿性防止
を図るとともに寸法精度の変化を最小にする。 【解決手段】 被検査体の電極端子と同一ピッチに配列
された平行配線の下部分を有機材料からなる基板上に設
けられた接着層３Ａに埋め込むことによって、基板に強
固に接着固定され、また、平行配線１０を、ビッカース
硬度５００以上の１種または１種以上の高硬度皮膜１
１，１２で被覆することによってその耐久性が高めら
れ、また、検査用プローブ部分を表面、裏面もしくは両
面から絶縁層を介して寸法変化の少ない材料からなる固
定層で固定することによって吸湿及び温度変化による寸
法変化を抑制するものであり、０．０７５ｍｍピッチ以
下の微細な被検査体の電極端子を正確に短時間で検査で
きる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、検査用プローブにおいて、プローブ端子とする平行配線の下部が、 有機材料からなる組成物のシートまたはフイルムの接着層中に埋め込まれ、強固 に基板に固定接着されているため、幅０．０７５ｍｍ以下の狭い平行配線であっ ても、使用を繰り返しても、基板から平行配線が剥離することが無く、また、有 機材料から露出している平行配線の上端部分がビッカース硬度５００以上の１種 または１種以上の高硬度皮膜で被覆されているため、１０万回以上の検査を繰り 返し行っても、接触部分が破損すること無く使用でき、また、検査用プローブが その表面、裏面もしくは両面から絶縁層を介して寸法変化の少ない材料からなる 固定層で固定されているために、温度や湿度の影響を受けること無く、高寸法精 度の検査を信頼性が高くかつ経済的に行うための検査用プローブに関するもので ある。

【０００２】

【従来の技術】

半導体もしくは液晶パネルの表示検査用プローブとして、広く金属製ピンプロ ーブが使用され、このピンプローブを検査電極もしくは配線に接触させて、被検 査体の電気的性能検査をおこなっている。最近、被検査体の検査電極の微細化が 進んでいるが、金属製ピンプローブのプランジャー径を微細化したとき、折れ曲 がりが発生しやすく、その取り扱いにきわめて注意を要するとともに製造技術的 に細線化が困難である。例えば、プランジャーの径は０．１ｍｍ程度が限度であ るため、ピンプローブを千鳥状に配列しても被検査体の検査電極のピッチが約０ ．０９ｍｍ以下を測定することが困難になっている。このため、特開平３ー１８ ０７６９号公報においては、線径が１２０μｍ以下の鋼線からなる金属細線を被 検査体の電極と同一ピッチで台座上に固定されている検査用プローブを提案して いる。また、特開平４ー２９７８７６号公報においては、フィルムの厚み方向に 貫通した複数の孔に９０度折り曲げた導電性金属細線を挿入し、フィルム上に金 属細線を並べたプローブガイドフィルムと、配線層が形成された可撓性フィルム の先端部とを接合しており、電極とプローブ端子が接続したとき、プローブ端子 の先端にバネ性をもたせるため、プローブガイドフィルムを弾性体で押さえる構 造の検査プローブがある。これらの方法では、０．０７ｍｍ以下のピッチを測定 できる金属細線を取り扱いが難しく、検査用プローブを効率よく経済的に製造す ることはきわめて困難であった。

【０００３】 液晶パネルの表示検査用プローブとして、幾つかの可撓性フィルムを利用した 検査用プローブが提案されている。例えば、特開昭５９ー１５５７６９号公報に おいて開示されている、可撓性フィルム表面の銅層をエッチングして導電性平行 配線が形成され、検査部の端部において、可撓性フィルムは除去され、露出した 銅からなる平行配線は凸状の弾性体上に設置され、その凸部頂点と被検査体の電 極端子が接触することになる。或いは、特開平２ー３０４３６９号公報において 開示されている、平行配線を形成した可撓性フイルムと液晶パネルの駆動用半導 体用のＴＡＢ（自動ボンディングテープから作られた半導体パッケージ）とが接 合した構造の検査用プローブにおいて、被検査体の電極と可撓性フィルムの端部 の電極とが弾性体等のプローブ押さえによって接触することになる。さらに、例 えば、特開平３ー２１８４７３号公報において開示されている、ＴＡＢの駆動用 半導体から延長された銅配線をＴＡＢのポリイミドフィルム表面に形成し、配線 の端子をプローブ端子に利用して、裏面のポリイミドフィルム側から弾性体チュ ーブで押すことにより、被検査体の電極とプローブ端子を接触させている。

【０００４】 これらプローブ端子の材料は銅であり、プローブ端子となる０．０６ｍｍピッ チの平行配線をフォトエッチングもしくはフォトメッキ法により基板であるポリ イミドフィルム上に形成することは可能であるが、ポリイミドフィルムは吸湿も しくは温度変化により寸法変化を起こし、容易に０．０１乃至０．０２ｍｍの位 置ずれを起こすこと、及び吸湿によって線間絶縁抵抗値が減少して線間絶縁不良 を起こし易い等の問題点があるため、結局、０．０７ｍｍピッチ以下の微細な平 行配線は検査用プローブの用途に展開するには製造工程並びに使用時も温湿度管 理を厳密行う必要があり大変面倒である。

【０００５】 また、ポリイミドフイルムなどの有機材料からなる基板の表面に形成する平行 配線は、０．１００ｍｍピッチ以下、特に０．０７５ｍｍ以下と平行配線の寸法 が小さくなってくると基板との接着面積が極めて小さくなるため、通常の接着強 度を持つ接着剤を用いた場合でも、使用時に容易に剥離してしまい、これが微細 化時の大きな問題となっていた。 特に、検査用プローブの場合、平行配線の接続部分を異方性導電フイルム等を 用いて２００℃程度の高温で圧着し接続する必要のあることから、平行配線の基 板や、接着剤には、耐熱性のあるものが用いられている。ところが、これらの材 料は、通常に行われている加熱・加圧条件で接着しにくいものが多く、このこと が、０．０７５ｍｍピッチ以下の微細な平行配線を有する検査用プローブを製造 する際の大きな問題点の１つともなっていた。 検査用プローブのほかの大きな問題点は数万回以上の検査を繰り返すことによ って生ずるプローブ端子の接触部分の摩耗である。接触部にビッカース硬度５０ ０以下のニッケル等を用いていると、数千回の検査で接触部分が摩耗して使用不 能となる点にあった。

【０００６】 またプローブ端子の接触部分に銅やニッケルなどを用いると、弾力性が不足す るため、可撓性フィルムからなる検査用プローブは弾性体を利用して、プローブ 端子を被検査電極に押さえて接触させる必要がある。さらに、このプローブ端子 が液晶パネルの透明電極をスクラッチするとき発生するゴミ等がプローブ端子間 のポリイミドフィルム上もしくはプローブ端子を押しつける弾性体等の上に溜ま りやすいため、分離独立している金属製プローブでは起こりにくい電極とプロー ブ端子の接触が得られない箇所が発生しやすい問題点もある。さらに、プローブ 端子の高さや厚みが不揃いのとき、可撓性フィルムプローブの裏面から弾性体を 使用して圧接しても、電極とプローブ端子が接触しない箇所が発生しやすい問題 点もある。このような理由から、０．０７５ｍｍピッチ以下の電極を高い信頼性 を持ち経済的に測定できる検査用プローブの開発が強く望まれていた。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、プローブ端子とする平行配線が基板と強固に接着固定されており、 被検査電極と接触するプローブ端子部分の耐久性を高めることによって、０．０ ７５ｍｍピッチ以下の被検査体の電極を検査することを可能とする、経済的で信 頼性の高い検査用プローブを提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案者らは鋭意検討の結果、上記目的は、下記の本考案によって工業的に有 利に達成された。すなわち、本考案に係わる検査用プローブの一つは、請求項１ 記載するように、有機材料からなる組成物のシートまたはフイルム状の基板の上 に接着層を介して配設した平行配線をプローブ端子とする検査用プローブにおい て、該平行配線の下端部が接着層中に埋め込まれることによって該基板に固定接 着され、接着層から露出している該平行配線の上端部はビッカース硬度５００以 上の１種または１種以上の高硬度皮膜で被覆されていることを特徴とするもので ある。

【０００９】 また、本考案に係わる検査用プローブの他の一つは、請求項２に記載するよう に、請求項１の検査用プローブにおいて、その表面、裏面もしくは両面が絶縁層 を介して寸法変化の少ない材料からなる固定層で固定されていることを特徴とす る検査用プローブであり、また、本考案に関わる検査用プローブの他の一つは、 請求項３に記載するように、平行配線のピッチが０．０７５ｍｍ以下であること を特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載の検査用プローブである。

【００１０】

【考案の実施の形態】

本考案に係わる検査用プローブは、被検査体の電極端子と同一ピッチに配列さ れた複数の平行配線を絶縁性を有する有機材料の基板上に形成されている検査用 プローブに関するものであり、接着層から露出している上端部は、ニッケル、銅 やそれらの合金から選択されたもので、その表面にビッカース硬度５００以上の ニッケル、ロジウムやタングステン−ニッケル合金などの金属からなる耐摩耗性 に優れた高硬度皮膜を被覆したものである。 このような構成から成り立っている平行配線は通常厚さは１０μｍ以上、１０ ０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以上、７０μｍ以下である。 接着層から露出している上端部に被覆する金属は、内部については通常厚さは ５〜２０μｍのビッカース硬度５００以上の無電解ニッケル、その上に通常厚さ は０．１〜５μｍのビッカース硬度１０００程度のロジウムやビッカース硬度１ ３５０程度のタングステン−ニッケル合金などを被覆したものであることが好ま しい。

【００１１】 このような構成からなる平行配線の接触端子部は、被検査体の電極を擦りなが ら表面酸化膜を破壊することができるように圧接を行い電気接触させながら使用 されるため、従来の可撓性フィルムを用いた検査用プローブで使用されている柔 軟な銅では不満足であった弾力性と耐久性とを兼ね備えた性能を発揮することが 可能になった。さらに、各々の接触端子部をフィルムから切り離した状態にする ことも可能であるので、その場合には、電極をスクラッチするとき発生するゴミ 等が接触端子部間に溜まる問題点も回避することが可能になった。

【００１２】 平行配線を支持する絶縁性を有するフイルムやシート状の有機材料は、基板材 料と接着層から構成されるが、接着層が基板材料を兼ねてもよい。このような基 板材料として、ポリイミドフィルム、ポリエステルフィルム、ポリサルファイド フィルム等の寸法安定性のよい高分子フィルムやエポキシガラスなどが使用され るが、特に望ましい基板材料は、ポリイミドフィルムおよびポリイミド系塗膜で ある。 用いられる接着層用の接着剤として、各種ポリイミド系接着剤、耐熱性を有す るエポキシ樹脂など平行配線と基板を強固に接着でき、かつ加工時に流動しない ものであればよい。 平行配線の下端部は、全体の高さの少なくとも５％以上が、接着層の中に埋め 込まれていることが、使用する平行配線の剥離を防止する点から好ましいが、平 行配線が接着層中に完全に埋め込まれると、平行配線の接続端子部とＦＰＣもし くはＴＡＢの配線とが異方性導電フイルムで接続することが困難となるので好ま しくない このような構成からなる検査用プローブの基板材料および接着層として用いら れるポリイミドフィルムおよびポリイミド系塗膜は、吸湿もしくは温度変化によ り、寸法変化を起こし容易に０．０１乃至０．０２ｍｍの位置ずれを起こすこと 及び吸湿によって線間絶縁抵抗値が減少して線間絶縁不良を起こすこともあるた め、０．０７５ｍｍピッチ以下の微細パターンを検査用プローブの用途に使用す ることが困難なこともあった。

【００１３】 検査用プローブでの表面、裏面もしくは両側から絶縁層を介して寸法変化の少 ない固定層で固定されることにより、吸湿防止および温度変化による有機材料か らなる基板の寸法変化の抑制することが可能になった。このため、寸法変化を０ ．０１μｍ以下に抑えるとともに線間絶縁抵抗値の変動を１桁以内にすることが 可能となり、温湿度管理を厳密にしなくとも、この検査用プローブを微細電極の 検査に使用することが出来るようになった。このような固定層に使用する材料と しては、厚み３μｍ以上の、好ましくは１０μｍ以上のステンレス、ニッケル、 ４２ニッケル、ニッケルメッキを施した銅、ガラス繊維強化合成樹脂等が挙げら れる。

【００１４】 本考案の金属固定層を固定するために用いられる接着剤は、ポリイミド系、エ ポキシ系、ウレタン系やアクリル系接着剤が使用することができるが、ポリイミ ド系接着剤単独もしくはポリイミドフィルム等に、エポキシ系又はポリイミド系 接着剤を塗布した接着テープを使用することが好ましい。なお、本考案の実施例 １および２において、検査用プローブの台座に固定する際は、エポキシ系接着剤 をポリエステルフィルムに塗布した両面接着テープを使用することが好ましい。

【００１５】

【実施例】

以下、本考案をさらに具体的に実施例によって説明するが、本考案はこれらの 実施例に限定されるものではない。

【００１６】 図２は検査用プローブの実施例１の断面図である。図２に示す検査用プローブ の構造については、１は幅が３０μｍ、厚み３０μｍの細線より構成されている 平行配線であり、１Ａが接触端子部であり、１Ｂが接続端子部である。１の平行 配線は３Ａの接着層中に約５μｍ埋め込まれているビッカース硬度３５０のニッ ケルから形成されており、接着層から露出している部分は、高硬度皮膜で被覆さ れており、３Ａの接着層を介して２の厚み５０μｍのポリイミドフイルム（材料 カプトンＶ−東レデュポン社製商品名）の表面に接着されている。２のポリイ ミドフイルムは、５の台座に３Ｂの接着剤で固定されている。１Ｂの接続端子部 は、９のＦＰＣを介して、６のＴＡＢを７の異方性導電フイルム等によって接続 するためのものである。

【００１７】 図３は検査用プローブの実施例２の断面図である。図３に示すプローブの構造 については、１は実施例１と同じ平行配線であり、１Ａが接触端子部であり、１ Ｂが接続端子部である。１の平行配線は、２の厚み５０μｍのポリイミドフイル ム（材料 アピカルＮＰＩ−鐘淵化学（株）製商品名）の表面に形成されている 。４は表面がニッケルメッキされた厚み３５μｍの銅箔からなる金属固定層であ り、３Ｂのポリイミド系接着剤を介して、１の平行配線と固着されている。

【００１８】 図５は検査用プローブの平行配線１の接触端子部１Ａの断面図であり、１の平 行配線は接着層３Ａを介して２のポリイミドフイルムに接着されている。３Ａの ポリイミド系接着層中に約２０μｍ埋め込まれた１０は、ビッカース硬度４００ のニッケルから形成されており、露出している約１０μｍの部分は１１の高硬度 皮膜中間層である厚さ１０μｍのビッカース硬度８００のニッケルで、またその 表層は１２の高硬度皮膜最外層である厚さ０．５μｍのビッカース硬度１０００ のロジウムで被覆されている。

【００１９】 ニッケルから形成されている厚さ２５μｍの平行配線中心層の下部をポリイミ ド系接着層中に埋め込むことによって、接着剤を十分にキュアした後の剥離強度 は著しく向上し、１万回以上の検査を行っても剥離は認められず、また、寸法安 定性も十分であった。

【００２０】 加工しやすい硬度４００のニッケルで形成された平行配線中心層からなる接触 端子部の露出部分を高硬度皮膜で被覆しなかった場合には３０００回の検査で端 子部の破壊が始まり、この中心層の上に直接高硬度皮膜最外層としてビッカース 硬度１３５０の、タングステンを４４％含有するタングステン−ニッケル合金で 被覆した場合は２万回の検査で破壊し始めるのに対し、高硬度皮膜中間層として 、間にビッカース硬度８００のニッケル層を入れた場合、１０万回の検査を行っ ても変化が認められなかった。

【００２１】 図４は検査用プローブの実施例３の断面図であり、１Ａの個々の接触端子部を 切り離すことによって、被試験パネルの歪みなどによる電極の高さ変動を吸収し 、電極間に付着した異物などによる接触不良を避けるなどの点 で著しく改善できた。

【００２２】

【考案の効果】

本考案は被検査体の電極端子と同一ピッチに配列された平行配線の一端をプロ ーブ端子部とする検査用プローブにおいて、平行配線の下端部が有機材料からな る組成物のシートまたはフイルム状の基板の上に設けられた接着層中に埋め込ま れることによって基板に強固に固定接着されるため、０．０７５ｍｍ以下のピッ チで配列されたプローブ端子であっても、２万回以上の検査を行っても剥離した り配線がずれるなどの変化も無くなった。

【００２３】 また接着層から露出しており、検査を行うことによって被検査体の電極接触端 子との接触が繰り返される平行配線の上端部分を、１種または１種以上のビッカ ース硬度５００以上の高硬度皮膜を用い、順次硬度の高い皮膜で被覆する構造を 採ることによって、この平行配線の接触端子部が、被検査体の電極を擦りながら 表面酸化膜を破壊することができるように圧接を行い、電気接触させながら２万 回以上使用しても摩耗すること無く、また、硬度の異なる金属層を積層すること によって十分な弾力性も発現するため、従来の可撓性フイルムプローブで使用さ れている柔軟な銅では不満足であった、弾力性と耐久性を兼ね備えた性能を発揮 することが可能になった。これらの考案によって、０．０７５ｍｍピッチ以下の 被検査体の電極を検査するための経済的で信頼性の高い検査用プローブおよび検 査用プローブユニットを提供することが可能になった。

【００２４】 同時に、接着剤等でその表面、裏面もしくは両面から寸法変化の少ない固定層 で固定されることにより、吸湿防止および温度変化による有機材料からなる基板 材料の寸法変化の抑制することが可能になった。このため、寸法変化を０．０１ μｍ以下に抑えるとともに線間絶縁抵抗値の変動を１桁以内にすることが可能と なり、温湿度管理を厳密にしなくとも、検査用プローブを微細電極の検査に使用 することができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例２の検査用プローブの要部構成図であ
る。

【図２】実施例１の検査用プローブの断面図である。

【図３】実施例２の検査用プローブの断面図である。

【図４】実施例３の検査用プローブの接触端子部１Ａの
斜視図である。

【図５】実施例１および実施例２の検査用プローブの平
行配線の接触端子部１Ａの断面図である。

【符号の説明】

１ 平行配線 １Ａ 平行配線の接触端子部 １Ｂ 平行配線の接続端子部 ２ ポリイミドフィルム ３Ａ 接着層 ３Ｂ 接着剤 ４ 固定層 ５ 台座 ６ ＴＡＢ ７ 異方性導電フイルム ８ 液晶パネル駆動用半導体 ９ ＦＰＣ １０ 配線パターン中心層 １１ 高硬度皮膜中間層 １２ 高硬度皮膜最外層

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】有機材料からなる組成物のシートまたはフ
   イルム状の基板の上に接着層を介して配設した平行配線
   をプローブ端子とする検査用プローブにおいて、該平行
   配線の下端部が接着層中に埋め込まれることによって該
   基板に固定接着され、接着層から露出している該平行配
   線の上端部はビッカース硬度５００以上の１種または１
   種以上の高硬度皮膜で被覆されていることを特徴とする
   検査用プローブ。
2. 【請求項２】請求項１の検査用プローブにおいて、その
   表面、裏面もしくは両面が絶縁層を介して寸法変化の少
   ない材料からなる固定層で固定されていることを特徴と
   する検査用プローブ。
3. 【請求項３】平行配線のピッチが０．０７５ｍｍ以下で
   あることを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載
   の検査用プローブ。