專利名稱：接觸構(gòu)造體和接觸構(gòu)造體的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于與被檢查體接觸來檢查被檢查體的電特性的接觸構(gòu)造體和接觸構(gòu)造體的制造方法。
背景技術(shù)：
例如在半導(dǎo)體晶片(以下稱為“晶片”)上形成的IC、LSI等電子電路的電特性的檢查，通常使用探針裝置進(jìn)行。探針裝置在探針卡的下表面?zhèn)戎С杏卸鄠€(gè)探針。通過使這些多個(gè)探針的前端與電子電路的多個(gè)電極接觸，在針與電極之間授受電信號(hào)，從而進(jìn)行晶片的電特性的檢查。在該檢查中，使用來傳輸從測(cè)試器送來的電信號(hào)的針暫時(shí)與在半導(dǎo)體器件上形成的微小的電極接觸。該針具備為了得到預(yù)期的接觸電阻所必需的接觸壓、和用于吸收機(jī)械 性的高度方向的不均衡的彈性。一直以來，作為探針的形狀，代表性的有單臂式的懸臂型和垂直彈簧式的彈簧針(Pogo pin)型。最近，利用了 MEMS技術(shù)的具備微小彈簧的探針逐漸成為主流。近年來，伴隨半導(dǎo)體器件的微細(xì)化和高性能化、高功能化，對(duì)在檢查中使用的探針?biāo)蟮男阅苤鹉晏岣摺＠?，伴隨器件電極的微細(xì)化，需要減小針的物理性尺寸，但是這會(huì)導(dǎo)致彈簧的伸縮性和容許電流降低。另一方面，檢查所需要的彈簧的伸縮量是基本固定的，并且器件的高性能化、高功能化也需要更多的電流。因此,需求同時(shí)滿足這些要求的探針?；谶@種想法,例如專利文獻(xiàn)I記載的彈簧針(Pogo pin)型的探針被廣泛應(yīng)用。在該探針中，將作為電流路徑的筒狀部與彈簧組合在一起，將其固定在經(jīng)過了孔加工的外殼上使用?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開2003-344450號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)問題但是，上述專利文獻(xiàn)I所記載的探針，依賴于手操作的工序多，制造耗費(fèi)精力，并且在加工方面、微細(xì)化方面也具有限度，存在難以應(yīng)對(duì)高性能化、高功能化的問題。本發(fā)明的目的在于提供一種在電極和與該電極接觸的探針之間能夠穩(wěn)定地授受充分的電信號(hào)、并且能夠容易制造的接觸構(gòu)造體和接觸構(gòu)造體的制造方法。解決技術(shù)問題的方法為了解決上述問題，本發(fā)明的接觸構(gòu)造體用于與被檢查體接觸來檢查所述被檢查體的電特性，該接觸構(gòu)造體具備探針和設(shè)置在探針外周的外殼，所述外殼具備形成有在上下方向貫通的中空部的外殼主體；和在所述中空部的內(nèi)壁面涂覆的導(dǎo)電性的覆層，所述探針具備基端部，其位置固定在所述外殼的一端側(cè)；前端部，其在與所述覆層接觸的狀態(tài)下，能夠在所述中空部移動(dòng)，在前端具備對(duì)于所述被檢查體的觸頭，該前端部具有導(dǎo)電性；和彈性部，其將所述基端部與所述前端部連結(jié)，配置于所述中空部，并且具有彈性。并且，本發(fā)明是用于與被檢查體接觸來檢查所述被檢查體的電特性的接觸構(gòu)造體的制造方法，所述接觸構(gòu)造體具備探針和配置在探針外周的外殼，所述外殼具備形成有在上下方向貫通的中空部的外殼主體；和在所述中空部的內(nèi)壁面涂覆的導(dǎo)電性的覆層，所述探針具備基端部，其位置固定在所述外殼的一端側(cè)；前端部，其在與所述覆層接觸的狀態(tài)下，能夠在所述中空部移動(dòng)，在前端具備對(duì)于所述被檢查體的觸頭，該前端部具有導(dǎo)電性；和彈性部，其將所述基端部與所述前端部連結(jié)，配置于所述中空部，并且具有彈性，所述探針通過電鑄在鋪設(shè)有導(dǎo)電性材料的基板上形成所述前端部和基端部，在所述基板上形成成型膜，在該成型膜形成與所述彈性部相適合的形狀的圖案，通過電沉積在所述圖案上形成所述彈性部。另外，基于其他觀點(diǎn)，本發(fā)明是用于與被檢查體接觸來檢查所述被檢查體的電特性的接觸構(gòu)造體的制造方法，所述接觸構(gòu)造體具備探針和設(shè)置在探針外周的外殼，所述外 殼具備形成有在上下方向貫通的中空部的外殼主體；和在所述中空部的內(nèi)壁面涂覆的導(dǎo)電性的覆層，所述探針具備基端部，其位置固定在所述外殼的一端側(cè)；前端部，其在與所述覆層接觸的狀態(tài)下，能夠在所述中空部移動(dòng)，在前端具備對(duì)于所述被檢查體的觸頭，該前端部具有導(dǎo)電性；和彈性部，其將所述基端部與所述前端部連結(jié)，配置于所述中空部，并且具有彈性，所述彈性部為有機(jī)硅(硅酮)樹脂制，所述探針通過電鑄在鋪設(shè)有導(dǎo)電性材料的基板上形成所述前端部和基端部，在具有硅的活性層的其他的基板上形成成型膜，在該成型膜形成與所述彈性部相適合的形狀的圖案，將所述圖案作為掩模對(duì)所述活性層進(jìn)行蝕刻形成所述彈性部，將形成有所述前端部和基端部的基板和形成有所述彈性部的其他的基板一起轉(zhuǎn)印。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，將外殼的覆層作為電流路徑，將要求彈性的探針和外殼形成為不同部材，由此彈性部的材質(zhì)的自由度提高,能夠使用容易成型的材質(zhì)來適應(yīng)微細(xì)化。并且,通過外殼內(nèi)的電流路徑，能夠穩(wěn)定地授受大量的電流。


圖I是概略表示探針裝置的結(jié)構(gòu)的側(cè)面圖。圖2是表示本發(fā)明的接觸構(gòu)造體的一種實(shí)施方式的縱截面圖。圖3是表示圖I的外殼中空部的形狀例的橫截面圖。圖4是表不圖I的外殼中空部的不同形狀例的橫截面圖。圖5是表示本發(fā)明的接觸構(gòu)造體的外殼的不同實(shí)施方式的縱截面圖。圖6是表示本發(fā)明的探針的制造順序的一個(gè)示例的說明圖。圖7是表示本發(fā)明的探針的制造順序的不同示例的說明圖。圖8是表示本發(fā)明的接觸構(gòu)造體的不同示例的縱截面圖。圖9是表示本發(fā)明的接觸構(gòu)造體的又一不同示例的縱截面圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。其中，在本說明書和附圖中，對(duì)于實(shí)質(zhì)上具有相同功能構(gòu)成的元件標(biāo)注相同的符號(hào)，省略重復(fù)說明。圖I是概略表示使用本發(fā)明的接觸構(gòu)造體的探針裝置I的結(jié)構(gòu)的側(cè)面圖。在探針裝置I例如設(shè)置有探針卡2和載置晶片等被 檢查體3的載置臺(tái)4。載置臺(tái)4能夠在上下方向和左右方向自由移動(dòng)。探針卡2，例如具備多個(gè)探針5、支承探針5的外殼6和對(duì)探針5授受電信號(hào)的電路基板7。外殼6例如形成為圓盤狀，與下方的載置臺(tái)4相對(duì)。其中，在本實(shí)施方式中，由探針5和外殼6構(gòu)成接觸構(gòu)造體8。圖2表示本發(fā)明的接觸構(gòu)造體的一個(gè)示例。接觸構(gòu)造體8由分別形成為不同部件的探針5和外殼6構(gòu)成。外殼6具有外殼主體11和覆層12。外殼主體11例如由表層被SiO2涂覆的有機(jī)硅(硅酮)樹脂制等的絕緣性材料形成。例如通過干式蝕刻，在外殼主體11形成在上下方向貫通的筒狀的中空部13。中空部13的橫截面形狀除了圖3所示的圓形之外，也可以為圖4所示的四邊形，只要貫通筒狀也可以是其他的多邊形。中空部13的內(nèi)壁面鍍有導(dǎo)電性材料的覆層12。覆層12除了設(shè)置在中空部13的內(nèi)壁面之外，也可以如圖所示，設(shè)置為遍及外殼主體11的上下兩端面15、16的一部份。覆層12的材質(zhì)為具有導(dǎo)電性的材質(zhì)，例如可以形成如圖所示的二層結(jié)構(gòu)，在中空部13的整個(gè)內(nèi)壁面鍍上Cu或Ni等，并在表面和外殼主體11的上下兩端面15、16的一部分鍍Au。覆層12的厚度例如為IOiim左右。表層側(cè)、即與探針5接觸的一側(cè)的覆層12優(yōu)選為硬不易磨損、且不易氧化的材質(zhì)，除了 Au之外，還更優(yōu)選Rh或Pt、Ru等。覆層12也可以是這些材質(zhì)的一層結(jié)構(gòu)。圖5表不外殼主體11的不同的實(shí)施方式的不例,在上下的軸線方向疊層多個(gè)層IlaUlbUlc而形成外殼主體11。例如通過在層的間隙鍍上Au等覆層12的一部分，各層lla、llb、llc之間被接合。此時(shí)，鍍Au在不到達(dá)外殼主體11的其他中空部13的范圍進(jìn)行，使得電不會(huì)通過Au鍍層流到鄰接的其他的中空部13。或者也可以在層之間注入粘合劑，將各層lla、llb、llc粘接。本發(fā)明中作為主要對(duì)象的外殼主體11，例如為上下方向的厚度為1_、中空部13的直徑為70 左右的微細(xì)的部件，如圖5所示，疊層三層或兩層等多個(gè)層形成外殼主體11，通過使一個(gè)(每個(gè))層較薄，形成中空部13的干式蝕刻或激光加工等貫通加工更加容易。其中，外殼主體11不限于絕緣體，例如也可以是在金屬制的外殼插入有絕緣性管的結(jié)構(gòu)。并且，在中空部13設(shè)置的導(dǎo)電性材料的覆層12，只要能夠?qū)崿F(xiàn)基端部與前端部之間的電連接，也可以不如圖2、圖4所示設(shè)置在整個(gè)內(nèi)壁面。如圖2所示，探針5由具有對(duì)被檢查體3的觸頭25的前端部21、固定在外殼6的一端的基端部23、和將前端部21與基端部23連結(jié)的彈性部22構(gòu)成。前端部21和基端部23由導(dǎo)電性材料形成。彈性部22例如為圖2所示的彈簧形狀，其材質(zhì)可以為金屬，但是由于外殼6的覆層12形成圖2的虛線所示的電流路徑E，所以也可以為有機(jī)硅樹脂或有機(jī)絕緣體等絕緣性材料。探針5的前端部21的觸頭25為與被檢查體3相適應(yīng)的形狀。軸部26形成為與設(shè)置有覆層12的中空部13同樣的橫截面形狀，使其能夠一邊與外殼6的覆層12接觸，一邊沿著中空部13上下移動(dòng)。為了使外殼6的覆層12成為電流路徑，軸部26必須與覆層12接觸，需要使前端部21與覆層12電導(dǎo)通，因此，例如可以使軸部26的中心軸稍稍從外殼6的中心軸線傾斜地配置，至少在軸部26的一點(diǎn)與覆層12接觸。探針5的基端部23以與覆層12接觸的狀態(tài)固定在外殼6的端面。通過基端部23與覆層12接觸，覆層12與基端部23電導(dǎo)通。由此，形成從探針5的基端部23通過覆層12向前端部21的電流路徑E，通過該電流路徑E，能夠在電路基板7 (參照?qǐng)DI)與被檢查體3之間授受電信號(hào)。彈性部22在上下方向具有彈性，在前端部21的觸頭25與被檢查體3接觸時(shí)，為了獲得期望的接觸電阻而施加必要的接觸壓，并且吸收機(jī)械性的高度方向的不均衡。下面，對(duì)于上述探針5的制造方法的示例進(jìn)行說明。圖6是表示通過電沉積形成探針5的彈性部22時(shí)的制造順序的示例，左側(cè)表示平面示意圖，右側(cè)表示縱截面示意圖。首先，如圖6 (a)所示，在晶片等基板31上鋪設(shè)導(dǎo)電性 材料32，例如Cu或Ni等，通過電鑄，形成前端部21和基端部23。接著，如圖6 (b)所示，例如通過光刻處理，在前端部21、基端部23和基板31上形成例如由抗蝕膜形成的成型膜33，在成型膜33的與彈性部22相對(duì)應(yīng)的位置，形成與彈性部22相適合的形狀的圖案34。然后，如圖6 (c)所示，沿著成型膜33的圖案34，通過電沉積形成彈性部22的形狀，最后將成型膜33剝離，完成圖6 (d)所示的探針5。利用該方法，能夠形成例如具有丙烯酸類或聚酰亞胺類的有機(jī)絕緣體的彈性部22的探針5。圖7是彈性部22為有機(jī)硅樹脂時(shí)的探針5的制造順序的示例，與圖6同樣，左側(cè)表示平面示意圖，右側(cè)表示縱截面示意圖。圖7 (a)與上述順序同樣，在基板31上鋪設(shè)導(dǎo)電性材料32，例如Cu或Ni等，通過電鑄形成前端部21和基端部23。接著，如圖7 (b)所示，例如通過光刻處理，在與(a)不同的支承基板35上形成例如由抗蝕膜形成的成型膜36，在成型膜36的與彈性部22相對(duì)應(yīng)的位置，形成與彈性部22相適合的形狀的圖案37。該支承基板35由兩層硅樹脂構(gòu)成，在上層側(cè)的活性層35a與下層35b之間設(shè)置有SiO2膜。然后，通過將圖案37作為掩模對(duì)活性層35a進(jìn)行蝕刻，如圖7 (c)所示，在活性層35a形成彈性部22。最后，如圖7 (d)所不,將在(a)中形成的如端部21和基端部23與在(c)中形成的彈性部22 —起轉(zhuǎn)印，完成探針5。如上述說明，根據(jù)本發(fā)明，使探針5和外殼6為不同的部件，探針5承擔(dān)確保伸縮性和接觸壓的功能，外殼6具有固定探針5和作為電流路徑的功能。由此，探針5的彈性部22的材質(zhì)的自由度提高，通過選擇例如容易利用光刻等進(jìn)行微細(xì)加工的材質(zhì)，能夠容易地制造微細(xì)的彈性部22。另外,對(duì)于外殼6,在進(jìn)行外殼主體11的開孔加工的同時(shí),鍍上作為電流路徑的金屬材料，能夠容易地形成覆層12。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠降低制造微細(xì)的探針5的成本。并且，通過使覆層12作為電流路徑，能夠穩(wěn)定地授受大量的電流。因此，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)微細(xì)化和高性能化。另外，在本發(fā)明中，探針?biāo)褂玫膹椥圆坎幌抻谏鲜龅膹椈尚螤?。圖8表示接觸構(gòu)造體的不同的實(shí)施方式的示例。如圖8所示，在本實(shí)施方式中，探針5具有彈性體的球體或圓柱體的彈性部42。與上述實(shí)施方式相同，探針5的前端部41具有與被檢查體3接觸的觸頭45和與外殼6的覆層12接觸的軸部46，整體由導(dǎo)電性材料形成。
在本實(shí)施方式中，夕卜殼6具有兩層的外殼主體11a、lib。下側(cè)的外殼主體Ila具有上下貫通的筒狀的中空部13，中空部13的整個(gè)內(nèi)壁面和外殼主體Ila的基端面15的一部分被具有導(dǎo)電性的覆層12涂覆。并且，上側(cè)的外殼主體Ilb具有上下貫通的筒狀的中空部48，中空部48的整個(gè)內(nèi)壁面和上下兩端面的一部分被具有導(dǎo)電性的覆層49涂覆。覆層49設(shè)置為與設(shè)置在下側(cè)的外殼主體Ila的基端面15的覆層12接觸。在本實(shí)施方式中，探針5的基端部43由上側(cè)的外殼主體Ilb和覆層49構(gòu)成。因此，上側(cè)的外殼主體Ilb的中空部48的直徑形成得比彈性部42的直徑小，外殼主體Ilb經(jīng)由覆層49與彈性部42的基端側(cè)接觸。由此，將彈性部42的基端側(cè)的位置固定，并且防止彈性部42從基端側(cè)拔出。另夕卜，在下側(cè)的外殼主體Ila的下表面設(shè)置有用于防止探針5的前端部41脫落的支承板50，例如如圖所示，在前端部41的觸頭45與軸部46之間設(shè)置臺(tái)階，擴(kuò)大軸部46的直徑，該臺(tái)階部51卡在支承板50。利用這種由探針5和外殼6構(gòu)成的接觸構(gòu)造體40,形成從前端部41通過外殼6的覆層12、49的電流路徑E。另外，由于彈性體的球體或圓筒體的彈性部42在上下方向具有彈性，能夠獲得對(duì)于被檢查體3的接觸壓，并且前端部41能夠上下移動(dòng)。 在圖8的接觸構(gòu)造體40中，為了前端部41與外殼6的覆層12可靠地接觸，可以使前端部41的形狀形成為例如圖9所示的形狀。即，可以在前端部41的基端面52設(shè)置相對(duì)于水平方向具有傾斜的斜坡，并且，在軸部46的側(cè)面設(shè)置用于與覆層12接觸的突起53，利用彈性部42將突起53壓向覆層12而使其接觸。這樣，根據(jù)本發(fā)明，彈性部的形狀和材質(zhì)沒有制約，能夠自由地實(shí)現(xiàn)與用途相適應(yīng)的微細(xì)化和高性能化。以上，對(duì)于本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明不限于這些示例。在權(quán)利要求記載的技術(shù)思想的范疇內(nèi)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠想到各種變更例和修正例，這些當(dāng)然也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，彈性部的材質(zhì)和形狀不限于上述的彈簧或球體、圓筒體等，只要在外殼中空部的軸線方向具有彈性，可以使用所有的部件。另外，例如圖2所示，在覆層12在外殼6的基端面露出的情況下，如果探針5的基端部23整體被收納在中空部13內(nèi)、固定彈性部22的基端位置，則基端部23的材質(zhì)也可以不具有導(dǎo)電性。符號(hào)說明3 :被檢查體5 :探針6 :外殼8 :接觸構(gòu)造體11 :外殼主體12 :覆層13:中空部21 :前端部22 :彈性部23 :基端部25:觸頭
權(quán)利要求
1.一種接觸構(gòu)造體，其用于與被檢查體接觸來檢查所述被檢查體的電特性，所述接觸構(gòu)造體的特征在于 具備探針和配置在所述探針外周的外殼， 所述外殼具備形成有在上下方向貫通的中空部的外殼主體；和在所述中空部的內(nèi)壁面涂覆的導(dǎo)電性的覆層， 所述探針具備 基端部，其位置固定在所述外殼的一端側(cè)； 前端部，其能夠在與所述覆層接觸的狀態(tài)下在所述中空部移動(dòng)，在前端具備對(duì)于所述被檢查體的觸頭，并且該前端部具有導(dǎo)電性；和 彈性部，其將所述基端部與所述前端部連結(jié)，配置于所述中空部，并且具有彈性。
2.如權(quán)利要求I所述的接觸構(gòu)造體，其特征在于 所述外殼通過在所述中空部的軸線方向疊層多個(gè)層而形成。
3.如權(quán)利要求I所述的接觸構(gòu)造體，其特征在于 所述彈性部由絕緣性材料形成。
4.如權(quán)利要求I所述的接觸構(gòu)造體，其特征在于 所述彈性部具有彈簧形狀。
5.如權(quán)利要求I所述的接觸構(gòu)造體，其特征在于 所述前端部配置成所述前端部的軸線相對(duì)于所述中空部的軸線方向傾斜。
6.如權(quán)利要求I所述的接觸構(gòu)造體，其特征在于 所述前端部的基端面相對(duì)于水平方向傾斜。
7.如權(quán)利要求I所述的接觸構(gòu)造體，其特征在于 所述彈性部為有機(jī)硅樹脂制。
8.一種接觸構(gòu)造體的制造方法，所述接觸構(gòu)造體用于與被檢查體接觸來檢查所述被檢查體的電特性，所述制造方法的特征在于 所述接觸構(gòu)造體具備探針和配置在所述探針外周的外殼， 所述外殼具備形成有在上下方向貫通的中空部的外殼主體；和在所述中空部的內(nèi)壁面涂覆的導(dǎo)電性的覆層， 所述探針具備 基端部，其位置固定在所述外殼的一端側(cè)； 前端部，其能夠在與所述覆層接觸的狀態(tài)下在所述中空部移動(dòng)，在前端具備對(duì)于所述被檢查體的觸頭，并且該前端部具有導(dǎo)電性；和 彈性部，其將所述基端部與所述前端部連結(jié)，配置于所述中空部，并且具有彈性， 所述探針，通過電鑄在鋪設(shè)有導(dǎo)電性材料的基板上形成所述前端部和基端部，在所述基板上形成成型膜，在該成型膜形成與所述彈性部相適合的形狀的圖案，通過電沉積在所述圖案形成所述彈性部。
9.一種接觸構(gòu)造體的制造方法，所述接觸構(gòu)造體用于與被檢查體接觸來檢查所述被檢查體的電特性，所述制造方法的特征在于 所述接觸構(gòu)造體具備探針和配置在所述探針外周的外殼， 所述外殼具備形成有在上下方向貫通的中空部的外殼主體；和在所述中空部的內(nèi)壁面涂覆的導(dǎo)電性的覆層， 所述探針具備 基端部，其位置固定在所述外殼的一端側(cè)； 前端部，其能夠在與所述覆層接觸的狀態(tài)下在所述中空部移動(dòng)，在前端具備對(duì)于所述被檢查體的觸頭，并且該前端部具有導(dǎo)電性；和 彈性部，其將所述基端部與所述前端部連結(jié)，配置于所述中空部，并且具有彈性， 所述彈性部為有機(jī)硅樹脂制， 所述探針，通過電鑄在鋪設(shè)有導(dǎo)電性材料的基板上形成所述前端部和基端部，在具有有機(jī)硅活性層的其他的基板上形成成型膜，在該成型膜形成與所述彈性部相適合的形狀的圖案，將所述圖案作為掩模對(duì)所述活性層進(jìn)行蝕刻，形成所述彈性部，將形成有所述前端部和基端部的基板和形成有所述彈性部的其他的基板一起轉(zhuǎn)印。
全文摘要
本發(fā)明的接觸構(gòu)造體具備探針和配置在探針外周的外殼，外殼具備形成有在上下方向貫通的中空部的外殼主體；和在中空部的內(nèi)壁面涂覆的導(dǎo)電性的覆層，探針具備基端部，其位置固定在外殼的一端側(cè)；前端部，其在與覆層接觸的狀態(tài)下，能夠在中空部移動(dòng)，在前端具備對(duì)于被檢查體的觸頭，并且該前端部具有導(dǎo)電性；和彈性部，其將基端部與前端部連結(jié)，配置于中空部，并且具有彈性。
文檔編號(hào)G01R1/073GK102713643SQ201180006190
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2011年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月15日
發(fā)明者佐藤陽平, 星野智久 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社