JP6006970B2 - Manufacturing method of probe card guide plate - Google Patents
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Description
本発明は、プローブをガイドするためのプローブカード用ガイド板に関する。 The present invention relates to a probe card guide plate for guiding a probe.
この種のプローブカード用ガイド板は、プローブが挿入され、当該プローブをガイドするガイド孔を有している(特許文献1参照)。このプローブカード用ガイド板としては、絶縁性を有する樹脂板が用いられている。 This type of probe card guide plate has a guide hole into which a probe is inserted and guides the probe (see Patent Document 1). As the probe card guide plate, an insulating resin plate is used.
近年、半導体デバイスの高集積化に伴ってプローブは微細化されている。このため、プローブカード用ガイド板のガイド孔も、プローブの外形に応じて微細化されている。このような微細化されたガイド孔を狭ピッチ間隔で形成するためには、プローブカード用ガイド板の厚み寸法の低減が要求される。しかし、プローブカード用ガイド板の厚み寸法が低減されると、プローブカード用ガイド板の強度が低下する。 In recent years, probes have been miniaturized as semiconductor devices are highly integrated. For this reason, the guide hole of the probe card guide plate is also miniaturized according to the outer shape of the probe. In order to form such miniaturized guide holes at narrow pitch intervals, it is required to reduce the thickness dimension of the probe card guide plate. However, when the thickness dimension of the probe card guide plate is reduced, the strength of the probe card guide plate decreases.
本発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、微細なガイド孔を狭ピッチ間隔で設けることが可能であり且つ強度の向上を図ることができるプローブカード用ガイド板の製造方法を提供することにある。 The present invention was devised in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a probe card capable of providing fine guide holes at narrow pitch intervals and improving strength. It is in providing the manufacturing method of a guide plate .
本発明のプローブカード用ガイド板の製造方法は、以下のプローブカード用ガイド板を製造する方法である。このプローブカード用ガイド板は、絶縁性を有する樹脂板と、前記樹脂板よりも硬い材料で構成された補強板とを備えている。前記補強板が、前記樹脂板の主面上に積層されるように当該樹脂板に固着されている。前記樹脂板には、当該樹脂板を厚み方向に貫通し且つプローブを各々ガイド可能な内形を有する複数のガイド孔が設けられている。前記補強板には、当該補強板を厚み方向に貫通し且つ前記複数のガイド孔に連通した開口が設けられている。前記製造方法は、金属板上に複数の開口を有するレジストを形成し、電気めっきを行って前記レジストの開口内に銅を各々充填し、前記レジストを除去して前記金属板上に前記銅のポストを形成し、前記金属板上に樹脂である絶縁材を塗布して当該絶縁材内に前記ポストを埋め込み、前記絶縁材を硬化して当該絶縁材を前記金属板の主面に固着し且つ当該絶縁材を前記金属板上に積層し、前記ポストをエッチングして前記絶縁材に当該絶縁材を貫通する前記複数のガイド孔を形成し、これにより前記絶縁材が前記樹脂板となり、前記金属板に当該金属板を貫通し且つ前記複数のガイド孔に連通する前記開口を形成し、これにより前記金属板が前記補強板となる。 The probe card guide plate manufacturing method of the present invention is a method for manufacturing the following probe card guide plate. The probe card guide plate includes an insulating resin plate and a reinforcing plate made of a material harder than the resin plate. The reinforcing plate is fixed to the resin plate so as to be laminated on the main surface of the resin plate. The resin plate is provided with a plurality of guide holes having an inner shape that can penetrate the resin plate in the thickness direction and guide each probe. The reinforcing plate is provided with openings that penetrate the reinforcing plate in the thickness direction and communicate with the plurality of guide holes. The manufacturing method includes forming a resist having a plurality of openings on a metal plate, performing electroplating to fill the openings in the resist with copper, removing the resist, and forming the copper on the metal plate. Forming a post, applying an insulating material that is a resin on the metal plate, embedding the post in the insulating material, curing the insulating material, and fixing the insulating material to the main surface of the metal plate; laminating the insulating material on the metal plate, said post to form a plurality of guide holes are etched through the insulating material in the insulating material, whereby said insulating member is said resin plate, said metal to form said openings and through the metal plate in the plate communicating with the plurality of guide holes, the metal plate is the reinforcing plate thereby.
以下、本発明の実施例に係るプローブカード用ガイド板について図1A及び図1Bを参照しつつ説明する。図1A及び図1Bに示すプローブカード用ガイド板100は、補強板110と、樹脂板120とを備えている。以下、ガイド板100の各構成要素について詳しく説明する。
A probe card guide plate according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1A and 1B. A probe
樹脂板120は、絶縁性を有し且つ低膨張性(熱膨張係数10〜50ppm/℃)を有する樹脂で構成されている。例えば、樹脂板120は、エポキシ樹脂やフェノール樹脂で構成されている。樹脂板120には、当該樹脂板120を厚み方向に貫通した複数のガイド孔121が間隔をあけて開設されている。このガイド孔121は、後述するプローブカードを用いて電気的諸特性の測定が行われる半導体ウエハ(図示なし)又は半導体デバイス(図示なし)の複数の電極の位置に対応した位置に配置されている。ガイド孔121の内形は、前記プローブカードのプローブ200(後述する図3A及び図3B参照)の外形に対応した形状(例えば、円柱状や多角形の柱状(四角柱状))であり且つプローブ200の外形よりも若干大きい。このため、ガイド孔121がプローブ200の一部をガイド可能となっている。
The
補強板110は樹脂板120に固着されている。換言すると、補強板110は樹脂板120上に積層されている。この補強板110は、樹脂板120よりも硬く且つ上記半導体ウエハ又は半導体デバイスの熱膨張係数と同一又は近い(熱膨張係数2〜10ppm/℃)する熱膨張係数を有する金属で構成されている。例えば、補強板110としては、モリブデン(Mo)ウエハ、シリコン(Si)ウエハ、42アロイ製の板又はタングステン製の板等を用いることができる。補強板110には、当該補強板110を厚み方向に貫通した複数の枠状の開口111が間隔をあけて開設されている。各開口111は複数のガイド孔121に連通している。開口111には、複数のガイド孔121に挿入された複数のプローブ200の一部が挿入可能となっている(後述する図3A及び図3B参照)。
The reinforcing
以下、上記した構成のプローブカード用ガイド板100の製造方法について図2を参照しつつ説明する。まず、半導体ウエハ又は半導体デバイスの熱膨張係数と同一又は近い熱膨張係数を有する金属板(例えば、モリブデン(Mo)ウエハ)10を用意する。その後、金属板10上にレジスト20を塗布する。その後、レジスト20にマスクを用いて露光・現像を行い、レジスト20に複数の開口21を形成する。その後、レジスト20の開口21に電気めっきを行い、開口21に銅を充填する。その後、レジスト20を除去する。開口21に充填された銅が、円柱状のポスト30となる。その後、エポキシ樹脂等の絶縁材40を金属板10上に塗布し、絶縁材40にポスト30を埋め込む。その後、絶縁材40を硬化させる。このとき、絶縁材40が金属板10に固着され積層される。その後、絶縁材40を研磨し、当該絶縁材40からポスト30の図示上端(先端)を露出させる。その後、銅(Cu)を選択的に溶解させるエッチング液を用いてポスト30をエッチングし、絶縁材40に複数の貫通孔41を形成する。この絶縁材40が樹脂板120となる。貫通孔41が樹脂板120のガイド孔121となる。その後、金属板10をエッチングし、複数のガイド孔121に連通する開口11を複数開設する。この金属板10が補強板110となる。開口11が補強板110の開口111となる。
Hereinafter, a method for manufacturing the probe
以下、上記したプローブカード用ガイド板を用いた本発明の実施例に係るプローブカードについて図3A及び図3Bを参照しつつ説明する。図3Aに示すプローブカードは、2枚のプローブカード用ガイド板と、複数のプローブ200と、スペーサ300と、配線基板400と、中間基板500と、複数のスプリングプローブ600と、メイン基板700と、補強板800とを備えている。以下、前記プローブカードの各構成要素について詳しく説明する。なお、説明の便宜上、プローブ200の針先側のプローブカード用ガイド板に参照番号100aを付し、プローブ200の針元側のプローブカード用ガイド板に参照番号100bを付し、両者を区別する。
Hereinafter, a probe card according to an embodiment of the present invention using the above-described probe card guide plate will be described with reference to FIGS. 3A and 3B. The probe card shown in FIG. 3A includes two probe card guide plates, a plurality of
メイン基板700はプリント基板である。メイン基板700は、第1面と、前記第1面の裏側の第2面とを有している。メイン基板700の第1面には複数の電極710が、メイン基板700の第2面の外縁部には複数の外部電極720が設けられている。電極710と外部電極720とはメイン基板700の第1、第2面及び/又は内部に設けられた図示しない複数の導電ラインにより接続されている。
The
補強板800はメイン基板700よりも硬い板状の部材(例えばステンレス鋼等の板)である。この補強板800は、メイン基板700の第2面にネジ止めされている。この補強板800によりメイン基板700の撓みが抑止される。
The reinforcing
中間基板500は、メイン基板700の第1面に固着され且つメイン基板700と配線基板400との間に配置されている。中間基板500には、当該中間基板500を厚み方向に貫通した複数の貫通孔510が設けられている。この貫通孔510は、メイン基板700の電極710の位置に対応した位置に配置されている。
The
配線基板400は、ST(スペーストランスフォーマ)基板である。配線基板400は、図示しない固定用のネジによりメイン基板700及び補強板800に固着され、中間基板500の図示下側にメイン基板700に対して平行に配置されている。配線基板400は、第1面と、第1面の裏側の第2面とを有している。配線基板400の第1面上には、複数の電極410がプローブカード用ガイド板100a、100bのガイド孔121a、121bに対応した位置に配設されている。また、配線基板400の第2面には複数の電極420が間隔をあけて配設されている。電極420は、メイン基板700の電極710の鉛直線上に配置されている。電極410と電極420とは配線基板400の第1、第2面及び/又は内部に設けられた図示しない複数の導電ラインにより接続されている。
The
各スプリングプローブ600は、中間基板500の貫通孔510に挿入され、メイン基板700の電極710と配線基板400の電極420との間に介在している。これにより、スプリングプローブ600が電極710と電極420との間を電気的に接続している。
Each
各プローブ200は円柱状又は多角柱状の針である。プローブ200は、図3Bに示すように、先端部210と、基端部220とを有している。基端部220は、当該基端部220の他の部分よりも外形が大きい基部221を有している。
Each
プローブカード用ガイド板100aは、補強板110aの外形が樹脂板120aの外形よりも大きい点でプローブカード用ガイド板100と相違している。これ以外については、プローブカード用ガイド板100aは、プローブカード用ガイド板100と同じ構成である。プローブカード用ガイド板100aは、ボルト及びナットを用いて配線基板400に固着され、配線基板400に対して平行に間隔をあけて配置されている。プローブカード用ガイド板100aの補強板110aの両端部と、配線基板400との間には、スペーサ300が介在している。補強板110aの各開口111aには、複数のプローブ200の先端部210が挿通されている(図3B参照)。樹脂板120aのガイド孔121aには、プローブ200の先端部210が各々挿通されている。すなわち、先端部210がガイド孔121aにガイドされている(図3B参照)。
The probe
プローブカード用ガイド板100bはプローブカード用ガイド板100と同じ構成である。プローブカード用ガイド板100b(補強板110b及び樹脂板120b)の外形は、樹脂板120aの外形と略同じである。プローブカード用ガイド板100bは、ボルト及びナットを用いて配線基板400に平行に固定され、配線基板400とプローブカード用ガイド板100aとの間に配置されている。
The probe
図3Bに示すように、開口111bは、開口111aの鉛直線上に位置し、ガイド孔121bは、ガイド孔121aの鉛直線上に位置している。補強板110bの各開口111bには、複数のプローブ200の基端部220の基部221が挿入されている。樹脂板120bのガイド孔121bには、プローブ200の基端部220が各々挿入されている。すなわち、基端部220がガイド孔121bにガイドされている。開口111bの深さ寸法は、プローブ200の基部221の高さ寸法よりも若干小さい。換言すると、プローブ200の基部221の一部が開口111bから突出している。プローブカード用ガイド板100bが配線基板400に固定された状態で、開口111bの底部(ガイド孔121bの周縁部)がプローブ200の基部221に当接し、当該基部221を配線基板400の電極410に押し付けている。これにより、プローブ200と電極410とが電気的に接続されている。なお、プローブ200の基端部220と配線基板400の電極410とは半田接続することも可能である。この場合、プローブ200の基部221は省略可能である。
As shown in FIG. 3B, the
以上のようなプローブカードによる場合、プローブカード用ガイド板100a、100bが、樹脂板120a、120bと、これに固着された補強板110a、120bとを有する構成となっているので、樹脂板120a、120bの厚み寸法を低減することができる。よって、樹脂板120a、120bに複数のガイド孔121a、121bを狭ピッチ間隔で開設することができる。また、樹脂板120a、120bの厚み寸法が低減されたとしても、樹脂板120a、120bよりも硬い補強板110a、110bが樹脂板120a、120bに固着されていることから、ガイド板100a、100bの強度低下を抑制することができる。また、補強板110a、110bの開口111a、111bは、複数のガイド孔121a、121bに連通する当該ガイド孔121a、121bの内形よりも大きなものであるので、容易に作成することができる。
In the case of the probe card as described above, the probe
しかも、樹脂板120a、120bは低膨張性を有する樹脂で構成されている。補強板110a、120bは、半導体ウエハ又は半導体デバイスの熱膨張係数と同一又は近い熱膨張係数を有する金属で構成されている。よって、プローブカードが高温環境下で半導体ウエハ又は半導体デバイスの電気的諸特性の測定に使用されたとしても、プローブカード用ガイド板100a、100bが半導体ウエハ又は半導体デバイスと同じ又は同様に熱膨張する。よって、プローブカード用ガイド板100a、100bが半導体ウエハ又は半導体デバイスと大きく異なる熱膨張をすることにより、プローブカード用ガイド板100a、100bのガイド孔121a、121bにガイドされたプローブ200の先端と、半導体ウエハ又は半導体デバイスの電極との位置が相違し、プローブ200と半導体ウエハ又は半導体デバイスの電極とが接触不良になるのを抑制することができる。
Moreover, the
なお、上述したプローブカード用ガイド板は、上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載範囲において任意に設計変更することが可能である。以下、詳しく述べる。 The probe card guide plate described above is not limited to the above-described embodiment, and can be arbitrarily changed in design within the scope of the claims. Details will be described below.
上記実施例では、プローブカード用ガイド板の樹脂板は、絶縁性を有し且つ低膨張性を有する樹脂で構成されているとした。しかし、樹脂板は、絶縁性を有している限り任意に設計変更することが可能である。樹脂板のガイド孔は、プローブの外形に対応した形状であり、プローブの外形よりも若干大きく且つ当該プローブをガイド可能な形状である限り任意に設計変更することが可能である。 In the above embodiment, the resin plate of the probe card guide plate is made of an insulating and low-expansion resin. However, the design of the resin plate can be arbitrarily changed as long as it has insulating properties. The guide hole of the resin plate has a shape corresponding to the outer shape of the probe, and can be arbitrarily changed in design as long as it is slightly larger than the outer shape of the probe and has a shape capable of guiding the probe.
上記実施例では、プローブカード用ガイド板の補強板は、樹脂板よりも硬く且つ半導体ウエハ又は半導体デバイスの熱膨張係数と同一又は近い熱膨張係数を有する金属で構成されているとした。しかし、補強板は、樹脂板に固着され且つ当該樹脂板よりも硬い材料で構成されている限り任意に設計変更することが可能である。上記実施例では、補強板の開口は、枠状であるとした。しかし、補強板の開口は、当該補強板を厚み方向に貫通し且つ複数のガイド孔に連通している限り任意に設計変更することが可能である。なお、補強板の開口は、一つのガイド孔に連通し且つ当該ガイド孔の内形よりも大きい内形を有する形状とすることも可能である。 In the above embodiment, the reinforcing plate of the probe card guide plate is made of a metal that is harder than the resin plate and has the same or close thermal expansion coefficient as that of the semiconductor wafer or semiconductor device. However, the design of the reinforcing plate can be arbitrarily changed as long as it is fixed to the resin plate and is made of a material harder than the resin plate. In the above-described embodiment, the opening of the reinforcing plate has a frame shape. However, the design of the opening of the reinforcing plate can be arbitrarily changed as long as it penetrates the reinforcing plate in the thickness direction and communicates with the plurality of guide holes. Note that the opening of the reinforcing plate can be in a shape that communicates with one guide hole and has an inner shape larger than the inner shape of the guide hole.
上記実施例では、プローブカード用ガイド板100a、100bが、プローブ200の先端部210と基端部220とをガイドするとした。しかし、プローブカード用ガイド板100a、100bは、何れか一方を省略することが可能である。
In the above embodiment, the probe
プローブカードの中間基板500、スプリングプローブ600、メイン基板700及び補強板800は、省略可能である。また、配線基板を他の基板(メイン基板を含む。)に接続するか否かについては適宜設計変更することが可能である。配線基板自体をメイン基板として用いることが可能である。配線基板と他の基板との電気的な接続は、スプリングプローブ600に限定されることはなく、一般的なプローブやケーブル等の周知の接続部材を用いることが可能である。
The
上記実施例では、プローブ200は、円柱状又は多角柱状であるとした。しかし、プローブは、その一部が上述したプローブカード用ガイド板の開口及びガイド孔に挿通され、当該ガイド孔にガイドされ得るものである限り任意に設計変更することが可能である。したがって、プローブが湾曲していたり、折り曲げられていたりしても良い。
In the above embodiment, the
なお、上記実施例では、プローブカード用ガイド板及びプローブカードの各部を構成する素材、形状、寸法、数及び配置等はその一例を説明したものであって、同様の機能を実現し得る限り任意に設計変更することが可能である。 In the above embodiment, the material, shape, dimensions, number, arrangement, etc. constituting the probe card guide plate and each part of the probe card are described as an example, and are arbitrary as long as the same function can be realized. It is possible to change the design.
100、100a、100b・・・・プローブカード用ガイド板
110、110a、110b・・・補強板
111、111a、111b・・開口
120、120a、120b・・・樹脂板
121、121a、121b・・ガイド孔
200・・・・・・・・・・・・・・プローブ
210・・・・・・・・・・・・・先端部
220・・・・・・・・・・・・・基端部
221・・・・・・・・・・・・基部
300・・・・・・・・・・・・・・スペーサ
400・・・・・・・・・・・・・・配線基板
500・・・・・・・・・・・・・・中間基板
600・・・・・・・・・・・・・・スプリングプローブ
700・・・・・・・・・・・・・・メイン基板
800・・・・・・・・・・・・・・補強板
100, 100a, 100b... Probe
Claims (1)
前記樹脂板よりも硬い材料で構成された補強板とを備えており、
前記補強板が、前記樹脂板の主面上に積層されるように当該樹脂板に固着されており、
前記樹脂板には、当該樹脂板を厚み方向に貫通し且つプローブを各々ガイド可能な内形を有する複数のガイド孔が設けられており、
前記補強板には、当該補強板を厚み方向に貫通し且つ前記複数のガイド孔に連通した開口が設けられているプローブカード用ガイド板を製造する製造方法であって、
金属板上に複数の開口を有するレジストを形成し、
電気めっきを行って前記レジストの開口内に銅を各々充填し、
前記レジストを除去して前記金属板上に前記銅のポストを形成し、
前記金属板上に樹脂である絶縁材を塗布して当該絶縁材内に前記ポストを埋め込み、
前記絶縁材を硬化して当該絶縁材を前記金属板の主面に固着し且つ当該絶縁材を前記金属板上に積層し、
前記ポストをエッチングして前記絶縁材に当該絶縁材を貫通する前記複数のガイド孔を形成し、これにより前記絶縁材が前記樹脂板となり、
前記金属板に当該金属板を貫通し且つ前記複数のガイド孔に連通する前記開口を形成し、これにより前記金属板が前記補強板となるプローブカード用ガイド板の製造方法。 An insulating resin plate;
A reinforcing plate made of a material harder than the resin plate,
The reinforcing plate is fixed to the resin plate so as to be laminated on the main surface of the resin plate,
The resin plate is provided with a plurality of guide holes having an inner shape that can penetrate the resin plate in the thickness direction and guide each probe.
The reinforcing plate is a manufacturing method for manufacturing a probe card guide plate provided with openings that penetrate the reinforcing plate in the thickness direction and communicate with the plurality of guide holes ,
Forming a resist having a plurality of openings on a metal plate;
Each of the resist openings is filled with copper by electroplating,
Removing the resist to form the copper post on the metal plate;
Applying an insulating material that is a resin on the metal plate and embedding the post in the insulating material,
Curing the insulating material to fix the insulating material to the main surface of the metal plate and laminating the insulating material on the metal plate;
Etching the post to form the plurality of guide holes penetrating the insulating material in the insulating material, whereby the insulating material becomes the resin plate,
A method for manufacturing a probe card guide plate, wherein the metal plate is formed with the opening penetrating the metal plate and communicating with the plurality of guide holes, whereby the metal plate serves as the reinforcing plate.
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