コンタクトプローブおよびその製造方法
【課題】検査対象の電極に圧接される針先部が磨耗しても、電極との間の導電性を維持して長寿命なコンタクトプローブおよびその製造方法を提供すること。
【解決手段】検査対象に圧接される針先部１ｂがプローブ本体１ｃの一端に設けられたコンタクトプローブ１とその製造方法。コンタクトプローブ１は、針先部１ｂ内部に設けられ、針先部１ｂとプローブ本体１ｃの他端との間を電気的に接続し、一端が針先部１ｂの先端又は先端近傍に露出する１以上の内部導電体１ｅが設けられている。コンタクトプローブ１は、針先部１ｂが磨耗しても、内部導電体１ｅが検査対象の電極との間の導電性を維持するので、長寿命となる。
【解決手段】検査対象に圧接される針先部１ｂがプローブ本体１ｃの一端に設けられたコンタクトプローブ１とその製造方法。コンタクトプローブ１は、針先部１ｂ内部に設けられ、針先部１ｂとプローブ本体１ｃの他端との間を電気的に接続し、一端が針先部１ｂの先端又は先端近傍に露出する１以上の内部導電体１ｅが設けられている。コンタクトプローブ１は、針先部１ｂが磨耗しても、内部導電体１ｅが検査対象の電極との間の導電性を維持するので、長寿命となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンタクトプローブおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品等が実装されたプリント基板やＩＣ基板等の電気的性能等に関するインサーキット検査においては、コンタクトプローブが使用されている。コンタクトプローブは、プリント基板，ＩＣ基板等の電極や端子等の圧接対象に一端の針先部を圧接し、他端を検査装置に接続して、プリント基板，ＩＣ基板等の検査対象における回路の断線，短絡，不良部品の検出等を含む多くの電気的検査に用いられ、種々のものが知られている（例えば、特許文献１〜６参照）
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３３４８０号公報
【特許文献２】特開２０００−３９４４６号公報
【特許文献３】特開平１０−１６０７５７号公報
【特許文献４】特開平０８−３３８８５２号公報
【特許文献５】特開平１１−３８０４０号公報
【特許文献６】特開２００３−２４５９９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、一般に、コンタクトプローブは、プローブ全体としての導電性を高めるため、本体となる導電性金属の表面に金めっきを施している。そして、液晶パネル等の検査においては、電極表面を覆う絶縁性皮膜や汚れに基づく電気抵抗の増加を回避するため、一定の荷重を付加してコンタクトプローブを電極等に押圧し、絶縁性皮膜や汚れを擦り取る、あるいは突き破ることにより、コンタクトプローブと電極等とを適切に接触させる必要がある。このため、特許文献１に記載のコンタクトプローブは、検査を繰り返すことによって先端の金めっきが本体と共に磨耗すると、接触抵抗が増加することがある。また、特許文献１のコンタクトプローブは、本体によっては、長期使用によってプローブ表面に電気絶縁性の酸化膜が形成され、検査対象との電気的接続を阻害することから検査に支障が生ずるという問題がある。
【０００５】
また、特許文献２に記載のコンタクトプローブは、導電性と耐磨耗性とを向上させるため、導電性の外表面を有するプローブ本体の先端に導電性の硬質炭素膜を形成している。しかし、このコンタクトプローブは、プローブ形状が異なると硬質炭素膜を均一に形成するための制御が難しい。このため、特許文献２のコンタクトプローブは、高い製造精度が要求される狭ピッチ用のコンタクトプローブに適用することが困難である。また、特許文献２のコンタクトプローブは、所定値以上の印加電圧又は印加電流によって硬質炭素膜が破壊されるおそれがあり、検査対象や用途が限定される不具合がある。しかも、このコンタクトプローブは、検査に伴う荷重が付加された弾性変形時に、硬質炭素膜が弾性変形に追従できずに破壊する場合がある。
【０００６】
一方、特許文献３に記載のコンタクトプローブは、プローブ本体の寸法とその表面に形成する導電膜の厚さとの関係を所定の関係に設定することで長期間に亘って安定した検査ができるようにしている。しかし、特許文献３に規定される関係は、作用する荷重やコンタクトプローブの変位量が固定された一定条件下で得られたものである。このため、コンタクトプローブと検査対象との位置関係が限定されており、一般的な使用条件下であっても、前記一定条件を超える大きな荷重が付加されると、変位が大きいことからコンタクトプローブが破損する可能性がある。
【０００７】
特許文献４に記載のコンタクトプローブは、コンタクトピン先端の磨耗による接触不良を抑えて長寿命化を目的に、潤滑手段と回転手段とを設けている。しかし、このコンタクトプローブは、構造がボールペンのボールに類似した複雑な構造であり、製作コスト高くなるうえ、太径のため、液晶パネルの電極のような狭ピッチの検査対象には対応できないという不具合があった。
【０００８】
また、特許文献５，６に記載のコンタクトプローブは、検査対象の電極に圧接される先端を特殊な形状とすることで、検査時に発生する削り屑の先端部への付着を低減することで検査対象の電極との導電性を確保するようにしているが、電極と接触する先端部の磨耗についての対策は施されていない。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、検査対象の電極に圧接される針先部が磨耗しても、電極との間の導電性を維持して長寿命なコンタクトプローブおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のコンタクトプローブは、検査対象に圧接される針先部がプローブ本体の一端に設けられたコンタクトプローブであって、前記針先部内部に設けられ、前記針先部と前記プローブ本体の他端との間を電気的に接続し、一端が前記針先部の先端又は先端近傍に露出する１以上の内部導電体が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に係るコンタクトプローブは、上記の発明において、前記針先部が一端に設けられ、他端が検査装置に接続されるカンチレバー型であることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３に係るコンタクトプローブは、上記の発明において、前記プローブ本体と、検査装置と接続される接続子と、前記プローブ本体と前記接続子との間に配置されて前記両部材を連結すると共に、前記プローブ本体と前記接続子とを電気的に接続する導電性のコイルばねとを有していることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４に係るコンタクトプローブは、上記の発明において、前記内部導電体は複数の導電層からなり、前記コンタクトプローブは、前記導電層と前記プローブ本体となる板状プローブとを交互に複数積層した積層体であることを特徴とする。
【００１４】
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のコンタクトプローブの製造方法は、検査対象に圧接される針先部がプローブ本体の一端に設けられたコンタクトプローブの製造方法であって、基板上に凹部を形成する工程と、凹部を形成した前記基板表面に導電性皮膜を介して本体層を形成する工程と、前記凹部の中央に前記本体層から導電性皮膜に及ぶ貫通孔を形成する工程と、前記本体層表面及び前記貫通孔に内部導電体を形成する工程と、前記基板を除去する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１５】
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のコンタクトプローブの製造方法は、検査対象に圧接される針先部がプローブ本体の一端に設けられたコンタクトプローブの製造方法であって、前記内部導電体となる芯材を前記プローブ本体となる被覆材で覆った構造体を引き抜き加工する工程と、引き抜き加工した前記構造体の先端を先細に加工する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１６】
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のコンタクトプローブの製造方法は、検査対象に圧接される針先部がプローブ本体の一端に設けられたコンタクトプローブの製造方法であって、前記プローブ本体となる板状のプローブブレードと前記内部導電体となる導電層とを前記導電層を中心に配置して交互に複数積層する工程と、積層後の積層体を所望形状に切断する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にかかるコンタクトプローブは、針先部が磨耗しても、内部導電体が電極との間の導電性を維持するので、カンチレバー構造，ピン構造あるいは積層構造のいずれの構造であっても長寿命となるという効果を奏する。また、コンタクトプローブは、長寿命となる結果、交換の頻度が少なくなり、メンテナンスに要する作業時間及び作業コストを削減することができる。また、コンタクトプローブは、検査の繰り返し回数に拘わらず、内部導電体が針先部の先端に露出しているため、電極との接触抵抗（導電性）が一定に維持され、検査結果が安定し、再検査等の余分な作業を省くことができるので、検査の能率が向上する。
【００１８】
一方、本発明にかかるコンタクトプローブの製造方法は、カンチレバー構造，ピン構造あるいは積層構造のコンタクトプローブに対応した製造方法を採用しているので、コンタクトプローブを最適な方法の下に容易に製造することができ、例えば、ピン構造のコンタクトプローブの製造方法として、引き抜き加工を用いるとコンタクトプローブを容易、かつ、安価に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明に係るコンタクトプローブおよびその製造方法の好適な実施の形態について説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
まず、この発明のコンタクトプローブおよびその製造方法に係る実施の形態１について説明する。図１は、この発明の実施の形態１であるカンチレバー構造のコンタクトプローブ１を示す斜視図である。図２は、図１のコンタクトプローブ１を幅方向中央で切断した縦断面図である。
【００２１】
コンタクトプローブ１は、図１及び図２に示すように、アーム１ａと針先部１ｂとを備え、プローブ本体１ｃ、導電性皮膜１ｄ，１ｆ及び内部導電体１ｅを有している。コンタクトプローブ１は、針先部１ｂを検査対象であるプリント基板，ＩＣ基板等の電極や端子等に圧接し、アーム１ａの針先部１ｂに対向する他端を図示しない検査装置に接続して使用される。針先部１ｂは、図２に示すように、逆四角錐形状に成形され、プローブ本体１ｃの一端に設けられている。針先部１ｂは、一端が先端に露出し、針先部１ｂとプローブ本体１ｃの他端との間を電気的に接続する内部導電体１ｅが逆四角錐形状の中心である芯部に設けられている。プローブ本体１ｃは、アーム１ａ及び針先部１ｂの構造材であり、図２に示すように、導電性皮膜１ｄが上面側に設けられ、針先部１ｂを含む下面側には導電性皮膜１ｆが形成されている。内部導電体１ｅは、プローブ本体１ｃよりも電気伝導度が大きく、導電性に優れたものが使用され、他端が上方の導電性皮膜１ｄと接続されている。このため、針先部１ｂは、検査対象に繰り返し圧接されることによって磨耗しても、常に内部導電体１ｅの一端が針先部１ｂの先端表面に露出している。
【００２２】
プローブ本体１ｃは、鉄（Ｆｅ）系合金，ニッケル（Ｎｉ）系合金，銅（Ｃｕ）系合金，アルミニウム（Ａｌ）系合金，アルミニウム，タングステン（Ｗ）等の金属の他、シリコン（リン（Ｐ）やホウ素（Ｂ）をドーピングして導電率を高めたシリコンを含む），カーボン、ポリイミド等の合成樹脂またはアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）やシリカ（ＳｉＯ2）等のセラミックスを使用することができる。このとき、プローブ本体１ｃは、針先部１ｂの耐磨耗性を考慮し、導電性皮膜１ｄ，１ｆ及び内部導電体１ｅと同等かそれ以上の硬度を有することが好ましい。但し、導電性皮膜１ｄ，１ｆをそれぞれ複数設けるときにはこの限りではなく、プローブ本体１ｃは、導電性皮膜１ｄ，１ｆあるいは内部導電体１ｅよりも硬度が小さくてもよい。
【００２３】
一方、導電性皮膜１ｄ，１ｆ及び内部導電体１ｅは、針先部１ｂを検査対象の電極や端子等に圧接したときに、接触抵抗を小さく抑えて、電気的特性を正確に測定することができるように、金，白金，ロジウム（Ｒｈ），ルテニウム（Ｒｕ），タングステン（Ｗ）等、導電率の大きな金属を使用することが望ましい。また、導電性皮膜１ｄ，１ｆ及び内部導電体１ｅは、複数設けてもよい。例えば、導電性皮膜１ｆは、プローブ本体１ｃとして鉄系合金を用いた場合に、クロム皮膜を下地としてプローブ本体１ｃに形成した後、クロム皮膜上に金皮膜を形成するように、二種類以上の素材によって形成してもよい。
【００２４】
このような構造を有するコンタクトプローブ１の製造方法を、図３−１〜図４−３に基づいて以下に説明する。先ず、図３−１に示すように、上面が（１００）面である単結晶シリコン基板３上の所望位置に正方形の開口部４ａを有する感光性のフォトレジスト膜４をコーティングし、異方性エッチャントによるフォトリソグラフィにより逆四角錐形状の凹部３ａを形成する。このとき、異方性エッチャントとして水酸化カリウム（ＫＯＨ）溶液やエチレンジアミンピロカテコール（ＥＤＰ）溶液等を用いた。
【００２５】
フォトレジスト膜４を除去した後、図３−２に示すように、凹部３ａを含めてシリコン基板３の上面全体に厚さ０．５μｍの金めっき層５を形成し、さらにこの上にプローブ本体となる厚さ３０μｍのニッケル層６を形成した。金めっき層５は、コンタクトプローブ１の導電性皮膜１ｆとなる。
【００２６】
次に、図３−３に示すように、ニッケル層６に再度フォトレジスト膜７をコーティングする。このとき、フォトレジスト膜７は、針先部１ｂの先端表面に露出する内部導電体１ｅに対応する部分とコンタクトプローブ１以外の部分はコーティングしない。
【００２７】
次いで、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）等の物理的なドライエッチングを施し、図４−１に示すように、ニッケル層６から金めっき層５に及ぶ貫通孔５ａ，６ａを形成すると共に、コンタクトプローブ１となる部分以外の金めっき層５とニッケル層６とを除去する。エッチング後、フォトレジスト膜７は除去する。その後、図４−２に示すように、再度、フォトレジスト膜８をコンタクトプローブ１以外の部分に形成した後、金めっき層９を形成する。これにより、金めっき層５とニッケル層６の貫通孔５ａ，６ａは、金めっき層９によって充填され、金めっき層５と金めっき層９が貫通孔５ａ，６ａの部分で接続される。金めっき層９は、コンタクトプローブ１の導電性皮膜１ｄ及び内部導電体１ｅとなる。
【００２８】
その後、フォトレジスト膜８及び金めっき層９を除去すると共に、シリコン基板３を除去し、図４−３に示すように、プローブ構造体となる金めっき層５，ニッケル層６及び金めっき層９を取り出す。このプローブ構造体をコンタクトプローブ１の形状に合わせてトリミングし、図１に示すコンタクトプローブ１の製造が完了する。このようにして製造されたコンタクトプローブ１は、例えば、アーム１ａの長さが５ｍｍ、幅が１００μｍ、厚さが３０μｍ、針先部１ｂの高さが７５μｍ、導電性皮膜１ｆの厚さが０．５μｍ、内部導電体１ｅの直径が１μｍであった。
【００２９】
製造されたコンタクトプローブ１は、複数本平行に配列して使用され、図５に示すように、アーム１ａの端部が半田バンプ１０ａを介して検査装置側の回路基板１０と接続される。そして、検査の際、コンタクトプローブ１は、図６に示すように、一端の針先部１ｂが検査対象である、例えば、プリント基板の電極Ｅに圧接される。このとき、コンタクトプローブ１は、電極Ｅに対して針先部１ｂが垂直に圧接されるのが理想であり、垂直に圧接されたときには、針先部１ｂの先端は殆ど磨耗が発生しない。しかし、コンタクトプローブ１は、作用する圧接力により電極Ｅに対して傾斜した状態で圧接されると、図６に矢印Ａx，Ａyで示すように、電極Ｅに沿って長手方向や幅方向へ摺動し、圧接を解除すると、元に戻ろうとして矢印Ａx，Ａyの逆方向へ摺動する。このため、コンタクトプローブ１は、電極Ｅとの圧接を繰り返すうちに、例えば、図７に示すように、針先部１ｂ先端のプローブ本体１ｃ，内部導電体１ｅあるいは導電性皮膜１ｆが磨耗してしまう。ここで、図７は、針先部１ｂにおいて幅方向（矢印Ｙ方向）に沿って切断した断面図である。
【００３０】
しかし、コンタクトプローブ１は、プローブ本体１ｃよりも導電性の高い内部導電体１ｅが針先部１ｂの先端に露出している。このため、針先部１ｂの先端が磨耗し、先端表面の導電性皮膜１ｆが剥がれていても、コンタクトプローブ１は、電極Ｅに対して針先部１ｂが垂直に圧接されると、図８に示すように、内部導電体１ｅが針先部１ｂの先端に露出しているため、プローブ本体１ｃが導電性の低い素材から構成されていても、電極Ｅとの電気的な接触がプローブ本体１ｃよりも導電性の高い内部導電体１ｅと残った導電性皮膜１ｆとによって確保され、導電性が維持されるので、長期に亘って使用することができる。また、コンタクトプローブ１は、幅方向一方の面が特異的に磨耗する偏磨耗が発生し、例えば、図９に示すように、針先部１ｂが電極Ｅに対して傾斜した状態で圧接されても、針先部１ｂの芯部に存在する内部導電体１ｅと残った導電性皮膜１ｆとによって電極Ｅとの間の導電性が確保されるため、長期に亘って使用することができる。しかも、コンタクトプローブ１は、長寿命であることから、交換の頻度が少なくなり、メンテナンスに要する作業時間及び作業コストを削減することができる。また、コンタクトプローブ１は、検査の繰り返し回数に拘わらず、内部導電体１ｅが針先部１ｂの先端に露出しているため、電極Ｅとの接触抵抗（導電性）が一定に維持され、検査結果が安定し、再検査等の余分な作業を省くことができるので、検査の能率が向上する。
【００３１】
これに対して、針先部１ｂが同じように磨耗あるいは偏磨耗しても、図１０，図１１に示すように、針先部１ｂの芯部に内部導電体を設けていないコンタクトプローブは、針先部１ｂの先端表面に残った導電性皮膜１ｆが電極Ｅと僅かな接触面積の下に接触するだけであるため、電極Ｅとの電気的な接触が不十分となり、適正な検査が妨げられてしまう。
【００３２】
ここで、針先部１ｂは、図１２，図１３に示すように、内部導電体１ｅの周囲に、さらなる内部導電体として、一端が針先部１ｂの先端近傍に露出する周囲導電体１ｇを複数設けてもよい。周囲導電体１ｇを設けると、コンタクトプローブ１は、磨耗、特に、偏磨耗が生じても、内部導電体１ｅのみの場合に比べて電極Ｅとの間の電気的な接触面積が一層確保されて電気的な接続性が向上し、導電性が維持されてより長寿命とすることができる。このとき、周囲導電体１ｇは、図１３に示すように、内部導電体１ｅを中心とする同心円上に複数設ける。また、針先部１ｂは、周囲導電体１ｇに代えて、図１４に示すように、内部導電体１ｅの周囲に、一端が針先部１ｂの先端近傍に露出し、内部導電体１ｅを中心とする異なる半径の同心円として周囲導電体１ｈ，１ｉを設けると、磨耗や偏磨耗の方向に関係なく常に電極Ｅとの間で電気的な接触面積を確保することができる。このため、このような構造の針先部１ｂを用いると、コンタクトプローブ１は、図１３に示す複数の周囲導電体１ｇの配置が決まっている場合に比べ、磨耗や偏磨耗の方向に拘わらず導電性を維持することができるコンタクトプローブとして長期に亘って使用することができ、より長寿命とすることができる。このとき、針先部１ｂは、予め偏磨耗の方向が分かっているときには、図１５，図１６に示すように、周囲導電体１ｇや周囲導電体１ｈ，１ｉを内部導電体１ｅに対して偏磨耗する方向へ偏心させて設けるとよい。
【００３３】
なお、コンタクトプローブ１は、アーム１ａと針先部１ｂとを個別に製造し、これらを接着して製造してもよい。また、周囲導電体１ｇは、一端が針先部１ｂの先端近傍に露出する構造としたが、一端が針先部１ｂの先端に露出するようにしてもよい。さらに、コンタクトプローブ１は、針先部１ｂ内部に設けられ、針先部１ｂとプローブ本体１ｃの他端との間を電気的に接続し、一端が針先部１ｂの先端に露出する内部導電体１ｅが設けられていればよい。このため、コンタクトプローブ１は、導電性皮膜１ｄ，１ｆと内部導電体である内部導電体１ｅや周囲導電体１ｇ，１ｈ，１ｉとが、あるいは内部導電体１ｅや周囲導電体１ｇ，１ｈ，１ｉ同士が、針先部１ｂ先端とプローブ本体１ｃの他端との間のプローブ本体１ｃ内でそれぞれ分岐又は接続されることによって接続されていてもよい。また、コンタクトプローブ１は、針先部１ｂを逆四角錐形状に成形したが、逆円錐形状に成形してもよい。
【００３４】
（実施の形態２）
次に、この発明のコンタクトプローブおよびその製造方法に係る実施の形態２について説明する。実施の形態１のコンタクトプローブは、カンチレバー構造であり、針先部１ｂが逆四角錐形状に成形されていた。これに対して、実施の形態２のコンタクトプローブ１０は、カンチレバー構造であり、実施の形態１のコンタクトプローブ１と同じ素材を用いてコンタクトプローブ１と同様に製造されるが、針先部１０ｂが略三角柱状に成形されている。図１７は、この発明の実施の形態２であるコンタクトプローブ１０を示す斜視図である。図１８は、図１７のコンタクトプローブ１０を針先部１０ｂで幅方向に切断した断面図である。
【００３５】
コンタクトプローブ１０は、図１７及び図１８に示すように、アーム１０ａと針先部１０ｂとを備え、プローブ本体１０ｃ、導電性皮膜１０ｄ，１０ｆ及び内部導電体１０ｅを有している。コンタクトプローブ１０は、針先部１０ｂを検査対象であるプリント基板，ＩＣ基板等の電極や端子等に圧接し、アーム１０ａの針先部１０ｂに対向する他端を図示しない検査装置に接続して使用される。針先部１０ｂは、略三角柱形状に成形され、図１８に示すように、三角柱の稜線を下方に向けてプローブ本体１０ｃの一端に設けられている。プローブ本体１０ｃは、アーム１０ａ及び針先部１０ｂの構造材であり、導電性皮膜１０ｄがアーム１０ｃの上下面に設けられ、針先部１０ｂは下面に導電性皮膜１０ｆが形成されている。針先部１０ｂは、一端が先端に露出し、針先部１０ｂとプローブ本体１０ｃの他端との間を電気的に接続する内部導電体１０ｅが設けられている。内部導電体１０ｅは、プローブ本体１０ｃよりも電気伝導度が大きい導電性に優れたものを使用する。内部導電体１０ｅは、図１８に示すように、一端が芯部に配置されると共に、下端近傍で分岐して導電性皮膜１０ｆと平行に配置され、他端が上方の導電性皮膜１０ｄと接続されている。このため、針先部１０ｂは、検査対象に繰り返し圧接されることによって磨耗しても、常に内部導電体１０ｅの一端が針先部１０ｂの先端表面に露出している。
【００３６】
以上のように構成されるコンタクトプローブ１０は、コンタクトプローブ１と同様に、複数本平行に配列して使用され、アーム１０ａの端部を検査装置（図示せず）側に接続し、針先部１０ｂを検査対象である、例えば、プリント基板の電極に圧接して検査に使用される。このとき、コンタクトプローブ１０は、検査対象との圧接を繰り返すうちに、図１９に示すように、針先部１０ｂ先端のプローブ本体１０ｃ，内部導電体１０ｅあるいは導電性皮膜１０ｆが磨耗してしまうことがある。
【００３７】
しかし、コンタクトプローブ１０は、内部導電体１０ｅが針先部１０ｂの先端に露出している。このため、針先部１０ｂの先端が磨耗し、先端表面の導電性皮膜１０ｆが剥がれても、電極Ｅに対して針先部１０ｂが垂直に圧接されると、図１９に示すように、コンタクトプローブ１０は、プローブ本体１０ｃが導電性の低い素材から構成されていても、針先部１０ｂの先端に露出したプローブ本体１０ｃよりも導電性の高い内部導電体１０ｅと残った導電性皮膜１０ｆとが電極Ｅとの間で電気的な接触を確保するので、長期に亘って使用することができる等、実施の形態１のコンタクトプローブ１と同様の効果を発揮することができる。しかし、針先部１０ｂの芯部に内部導電体１０ｅが設けられていないと、コンタクトプローブ１０は、図２０に示すように、針先部１０ｂの先端表面に残った導電性皮膜１０ｆが電極Ｅと僅かに接触するだけであるため、電極Ｅとの電気的な接触が不十分となり、適正な検査が妨げられてしまう。
【００３８】
ここで、針先部１０ｂは、磨耗や偏磨耗を考慮すると、図２１に示すように、内部導電体１０ｅの周囲に、さらなる内部導電体として、一端が針先部１０ｂの先端近傍に露出し、内部導電体１０ｅと導電性皮膜１０ｆとを接続する周囲導電体１０ｇを複数設けておくとよい。このようにすると、針先部１０ｂが偏磨耗し、例えば、図２２に示すように、針先部１０ｂが電極Ｅに対して傾斜した状態で圧接されても、内部導電体１０ｅの周囲に複数の周囲導電体１０ｇが存在するため、内部導電体１０ｅのみの場合に比べて電極Ｅとの間の電気的な接触面積が確保されて導電性が維持されるので、コンタクトプローブ１０をより長期に亘って使用することができようになる。
【００３９】
なお、コンタクトプローブ１０は、実施の形態１と同様に、導電性皮膜１０ｄ，１０ｆと内部導電体である内部導電体１０ｅや周囲導電体１０ｇとが、あるいは内部導電体１０ｅと周囲導電体１０ｇとが、針先部１０ｂ先端とプローブ本体１０ｃの他端との間のプローブ本体１０ｃ内でそれぞれ分岐又は接続されることによって接続されていてもよい。
【００４０】
（実施の形態３）
次に、この発明のコンタクトプローブおよびその製造方法に係る実施の形態３について説明する。実施の形態１，２のコンタクトプローブは、カンチレバー構造であったのに対し、実施の形態３のコンタクトプローブ２０はピン構造である。図２３は、この発明の実施の形態３であるコンタクトプローブ２０を示す斜視図である。図２４は、コンタクトプローブ２０のプローブ本体を示す斜視図である。図２５は、図２４のプローブ本体を一部破断して示す斜視図である。
【００４１】
コンタクトプローブ２０は、図２３に示すように、プローブ本体２１、接続子２２及びプローブ本体２１と接続子２２とを軸方向に伸縮自在に連結し、両部材間を電気的に接続するコイルばね２３を有している。プローブ本体２１は、コンタクトプローブ１と同じ素材からなり、図２４及び図２５に示すように、検査対象に圧接される円錐形の針先部２１ａが一端に設けられ、本体２１ｂが導電性皮膜２４によって被覆されている。プローブ本体２１は、図２５に示すように、一端が針先部２１ａ先端に露出し、針先部２１ａとプローブ本体２１の他端との間を電気的に接続する芯材となる内部導電体２５が芯部に長手方向に沿って設けられている。ここで、内部導電体２５は、プローブ本体２１よりも電気伝導度が大きい導電性に優れたものを使用し、導電性皮膜２４と同等の導電率を有する素材を使用する。
【００４２】
プローブ本体２１は、芯材２６ａを被覆材２６ｂで覆った図２６に示す構造体２６を加工して製造される。即ち、図２７に示すように、構造体２６をダイスＤによって引き抜き加工し、所望の太さまで細径化する。次に、引き抜き加工によって細径化した構造体２６の先端を先細となるように円錐形に加工し、針先部２１ａを形成する。次いで、針先部２１ａを形成した構造体２６の外表面に導電性皮膜２４を被覆し、プローブ本体２１が製造される。このようにして製造したプローブ本体２１を、接続子２２及びコイルばね２３と共に組み付けて図２３に示すコンタクトプローブ２０を製造する。実施の形態３のコンタクトプローブ２０は、プローブ本体２１の製造方法として、引き抜き加工を用いるので、コンタクトプローブを安価に製造することができる。
【００４３】
製造されたコンタクトプローブ２０のプローブ本体２１は、例えば、直径が９０μｍ、内部導電体２５の直径が２μｍ、導電性皮膜２４の厚さが０．５μｍであった。製造されたコンタクトプローブ２０は、図２８に示すように、電気絶縁性のホルダＨに縦横に所定ピッチで配列保持され、プローブ本体２１の針先部２１ａを検査対象である、例えば、液晶パネルのリードパターンＰに接続し、接続子２２を図示しない検査装置へＴＡＢ端子等を介して接続し、前記液晶パネルの検査に用いられる。
【００４４】
このとき、プローブ本体２１は、検査を繰り返すことにより、リードパターンＰとの摩擦によって針先部２１ａ先端の本体２１ｂや導電性皮膜２４が磨耗する。しかし、針先部２１ａは、内部導電体２５の一端が先端に露出している。このため、針先部２１ａ先端が磨耗し、導電性皮膜２４が先端表面から剥がれていても、プローブ本体２１は、リードパターンＰに対して針先部２１ａが垂直に圧接されると、図２９に示すように、先端に内部導電体２５の一端が露出し、残った導電性皮膜２４もリードパターンＰと接触するため、本体２１ｂが導電性の低い素材から構成されていても、リードパターンＰとの電気的な接触が確保される。このため、コンタクトプローブ２０は、リードパターンＰとの導電性が維持される結果、接触抵抗が増加することなく、長期に亘って使用することができる。これに対し、内部導電体がないプローブ本体は、図３０に示すように、導電性皮膜２４とリードパターンＰとが僅かな部分でしか接触せず、リードパターンＰとの電気的な接触を十分に確保することができないので、リードパターンＰとの接触抵抗が不安定となり、適正な検査が妨げられてしまう。
【００４５】
ここで、針先部２１ａは、図３１，図３２に示すように、内部導電体２５の周囲に、さらなる内部導電体として、内部導電体２５と並行し、一端が針先部２１ａの先端近傍に露出する周囲導電体２７を複数設けてもよい。周囲導電体２７を複数設けると、針先部２１ａは、磨耗、特に、偏磨耗が生じても、内部導電体２５のみの場合に比べてリードパターンＰとの間の電気的な接触面積が一層確保され、コンタクトプローブ２０をより長寿命とすることができる。また、針先部２１ａは、周囲導電体２７に代えて、図３３に示すように、内部導電体２５の周囲に、一端が針先部２１ａの先端近傍に露出し、内部導電体２５を中心とする異なる半径の同心円として周囲導電体２８，２９を設けると、磨耗や偏磨耗の方向に関係なく常にリードパターンＰとの間で電気的な接触面積を確保することができる。このため、このような構造の針先部２１ａを用いると、コンタクトプローブ２０は、図３１，図３２に示す複数の周囲導電体２７の配置が決まっている場合に比べ、磨耗や偏磨耗の方向に拘わらず導電性を維持することができるコンタクトプローブとして長期に亘って使用することができ、より長寿命とすることができる。このとき、針先部２１ａは、予め偏磨耗の方向が分かっているときには、図３４，図３５に示すように、周囲導電体２７や周囲導電体２８，２９を内部導電体２５に対して偏磨耗の方向へ偏心させて設けるとよい。
【００４６】
また、コンタクトプローブ２０のプローブ本体２１及び接続子２２は、円柱形状の他、例えば、三角柱や四角柱等の角柱としてもよい。また、プローブ本体２１は、図３６に示すように、導電性素材からなる本体２１ｄの中心に内部導電体２１ｅが配置され、本体２１ｄの外周に周囲導電体２１ｆが周方向に沿って複数配置されて、導電性皮膜がないものでもよい。さらに、プローブ本体２１は、図３７に示すように、針先部２１ａが円錐形ではなく、楔状に形成されていてもよい。
【００４７】
なお、コンタクトプローブ２０は、実施の形態１，２と同様に、導電性皮膜２４と内部導電体である内部導電体２５や周囲導電体２７，２８，２９とが、あるいは内部導電体２５と周囲導電体２７，２８，２９とが、針先部２１ａ先端とプローブ本体２１の他端との間の本体２１ｂ内でそれぞれ分岐又は接続されることによって接続されていてもよい。
【００４８】
（実施の形態４）
次に、この発明のコンタクトプローブおよびその製造方法に係る実施の形態４について説明する。実施の形態３のコンタクトプローブは、ピン構造であったのに対し、実施の形態４のコンタクトプローブ２０は積層構造である。図３８は、この発明の実施の形態４であるコンタクトプローブ３０を示す斜視図である。
【００４９】
コンタクトプローブ３０は、図３８に示すように、プローブ本体３０ａの一端に検査対象に圧接される針先部３０ｂが設けられている。コンタクトプローブ３０は、内部導電体となる導電体３０ｃ，３０ｅとプローブ本体となるプローブブレード３０ｄとが交互に複数積層されている。このとき、複数の導電体３０ｃ，３０ｅは、針先部３０ｂとコンタクトプローブ３０の他端との間を電気的に接続し、一端が針先部３０ｂに露出している。また、複数の導電体３０ｃ，３０ｅのうち、厚さ方向中心に配置される導電体が内部導電体３０ｃであり、これに隣接する導電体が周囲導電体３０ｅである。また、複数の導電体３０ｃ，３０ｅは、プローブ本体となるプローブブレード３０ｄよりも電気伝導度が大きく導電性に優れ、実施の形態１のコンタクトプローブ１と同じように導電率が大きな金属を使用する。また、プローブブレード３０ｄは、実施の形態１のプローブ本体１ｃと同じ素材が使用される。
【００５０】
コンタクトプローブ３０は、例えば、４層のプローブブレード３０ｄと３層の導電体３０ｃ，３０ｅとを交互に積層した後、針先部３０ｂを有する所望形状にレジストを塗布し、エッチング処理して製造される。このようにして製造されたコンタクトプローブ３０は、例えば、厚さ３０μｍ、導電体３０ｃ，３０ｅのそれぞれの厚さ０．５μｍ、針先部３０ｂの長さ３ｍｍ、プローブ本体３０ａの長さ１５ｍｍ、プローブ本体３０ａの高さＨ（図３８参照）＝５ｍｍであった。
【００５１】
製造されたコンタクトプローブ３０は、針先部３０ｂの芯部に内部導電体３０ｃが配置されている。このため、コンタクトプローブ３０は、検査を繰り返すことによって針先部３０ｂの先端が磨耗しても、電極等に対して針先部３０ｂが圧接されると、プローブブレード３０ｄが導電性の低い素材から構成されていても、針先部３０ｂの先端に露出した内部導電体３０ｃが電極等と接触して電気的な接触面積を確保するので、長期に亘って使用することができる等、実施の形態１のコンタクトプローブ１と同様の効果を発揮することができる。しかも、針先部３０ｂの先端が偏磨耗しても、針先部３０ｂは、芯部の内部導電体３０ｃの他に、周囲導電体３０ｅを有しているので、内部導電体３０ｃや周囲導電体３０ｅによって電極等との間で電気的な接触面積を確保することができる。このため、コンタクトプローブ３０は、電極等との導電性を維持して長期に亘って使用することができる。
【００５２】
ここで、コンタクトプローブ３０は、最外層に導電性皮膜が形成されていてもよい。また、コンタクトプローブ３０は、両面に導電体が形成されたプローブブレードを導電性接着剤で接着して積層するか、導電体を熱融着してプローブブレードを積層して製造してもよい。さらに、プローブブレードは、導電性セラミックを使用してもよい。また、コンタクトプローブ３０は、前記導電性皮膜と内部導電体である内部導電体３０ｃや周囲導電体３０ｅが、あるいは内部導電体３０ｃや周囲導電体３０ｅ同士が、針先部３０ｂ先端とプローブ本体３０ａの他端との間のプローブ本体３０ａ内でそれぞれ分岐又は接続されることによって接続されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上のように、本発明にかかるコンタクトプローブおよびその製造方法は、検査対象の電極に圧接される針先部が磨耗しても、針先部と電極との間の導電性を維持してコンタクトプローブを長寿命とするのに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】この発明の実施の形態１であるカンチレバー構造のコンタクトプローブを示す斜視図である。
【図２】図１のコンタクトプローブを幅方向中央で切断した縦断面図である。
【図３−１】図１のコンタクトプローブの第１の製造工程を示す断面図である。
【図３−２】図１のコンタクトプローブの第２の製造工程を示す断面図である。
【図３−３】図１のコンタクトプローブの第３の製造工程を示す断面図である。
【図４−１】図１のコンタクトプローブの第４の製造工程を示す断面図である。
【図４−２】図１のコンタクトプローブの第５の製造工程を示す断面図である。
【図４−３】図１のコンタクトプローブの第６の製造工程を示す断面図である。
【図５】図１のコンタクトプローブを半田バンプを介して検査装置側の回路基板と接続する様子を示す断面図である。
【図６】図１のコンタクトプローブが、針先部において検査対象の電極に圧接される様子を示す斜視図である。
【図７】図６に示すコンタクトプローブを先端が磨耗した針先部において幅方向に沿って切断した断面図である。
【図８】内部導電体を有し、先端が磨耗した針先部が電極に対して垂直に圧接されたときの断面図である。
【図９】内部導電体を有し、先端が偏磨耗した針先部が電極に対して傾斜した状態で圧接されたときの断面図である。
【図１０】内部導電体を有さず、先端が磨耗した針先部が電極に対して垂直に圧接されたときの断面図である。
【図１１】内部導電体を有さず、先端が偏磨耗した針先部が電極に対して傾斜した状態で圧接されたときの断面図である。
【図１２】内部導電体の他に周囲導電体を設けた針先部が電極に対して傾斜した状態で圧接されたときの断面図である。
【図１３】図１２のＣ1−Ｃ1線に沿った断面図である。
【図１４】図１２に示す針先部の第１の変形例を示す断面図である。
【図１５】図１２に示す針先部の第２の変形例を示す断面図である。
【図１６】図１２に示す針先部の第３の変形例を示す断面図である。
【図１７】この発明の実施の形態２であるコンタクトプローブを示す斜視図である。
【図１８】図１７のコンタクトプローブを針先部で幅方向に切断した断面図である。
【図１９】内部導電体を有し、先端が磨耗した針先部が電極に対して垂直に圧接されたときの断面図である。
【図２０】内部導電体を有さず、先端が磨耗した針先部が電極に対して垂直に圧接されたときの断面図である。
【図２１】内部導電体の他に周囲導電体を設けた針先部の断面図である。
【図２２】図２１に示す針先部が偏磨耗し、電極に対して傾斜した状態で圧接されたときの断面図である。
【図２３】この発明の実施の形態３であるコンタクトプローブを示す斜視図である。
【図２４】コンタクトプローブのプローブ本体を示す斜視図である。
【図２５】図２４のプローブ本体を一部破断して示す斜視図である。
【図２６】芯材を被覆材で覆ったプローブ本体を製造する構造体の斜視図である。
【図２７】図２６の構造体のダイスによる加工を示す断面図である。
【図２８】コンタクトプローブの使用状態を示す断面図である。
【図２９】内部導電体を有し、先端が磨耗した針先部がリードパターンに対して垂直に圧接されたときの断面図である。
【図３０】内部導電体を有さず、先端が磨耗した針先部が電極に対して傾斜した状態で圧接されたときの断面図である。
【図３１】内部導電体の他に周囲導電体を設けた針先部の断面図である。
【図３２】図３１のＣ2−Ｃ2線に沿った断面図である。
【図３３】図３２に示す針先部の第１の変形例を示す断面図である。
【図３４】図３２に示す針先部の第２の変形例を示す断面図である。
【図３５】図３２に示す針先部の第３の変形例を示す断面図である。
【図３６】プローブ本体の第１の変形例を示す斜視図である。
【図３７】プローブ本体の第２の変形例を示す斜視図である。
【図３８】この発明の実施の形態４であるコンタクトプローブを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ コンタクトプローブ
１ａ アーム
１ｂ 針先部
１ｃ プローブ本体
１ｄ，１ｆ 導電性皮膜
１ｅ 内部導電体
１ｇ 周囲導電体
１ｈ，１ｉ 周囲導電体
１０ コンタクトプローブ
１０ａ アーム
１０ｂ 針先部
１０ｃ プローブ本体
１０ｄ，１０ｆ 導電性皮膜
１０ｅ 内部導電体
１０ｇ 周囲導電体
２０ コンタクトプローブ
２１ プローブ本体
２１ａ 針先部
２１ｂ 本体
２１ｄ 本体
２１ｅ 内部導電体
２１ｆ 周囲導電体
２２ 接続子
２３ コイルばね
２４ 導電性皮膜
２５ 内部導電体
２７ 周囲導電体
２８，２９ 周囲導電体
３０ コンタクトプローブ
３０ａ プローブ本体
３０ｂ 針先部
３０ｃ 内部導電体
３０ｄ プローブブレード
３０ｅ 周囲導電体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンタクトプローブおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品等が実装されたプリント基板やＩＣ基板等の電気的性能等に関するインサーキット検査においては、コンタクトプローブが使用されている。コンタクトプローブは、プリント基板，ＩＣ基板等の電極や端子等の圧接対象に一端の針先部を圧接し、他端を検査装置に接続して、プリント基板，ＩＣ基板等の検査対象における回路の断線，短絡，不良部品の検出等を含む多くの電気的検査に用いられ、種々のものが知られている（例えば、特許文献１〜６参照）
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３３４８０号公報
【特許文献２】特開２０００−３９４４６号公報
【特許文献３】特開平１０−１６０７５７号公報
【特許文献４】特開平０８−３３８８５２号公報
【特許文献５】特開平１１−３８０４０号公報
【特許文献６】特開２００３−２４５９９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、一般に、コンタクトプローブは、プローブ全体としての導電性を高めるため、本体となる導電性金属の表面に金めっきを施している。そして、液晶パネル等の検査においては、電極表面を覆う絶縁性皮膜や汚れに基づく電気抵抗の増加を回避するため、一定の荷重を付加してコンタクトプローブを電極等に押圧し、絶縁性皮膜や汚れを擦り取る、あるいは突き破ることにより、コンタクトプローブと電極等とを適切に接触させる必要がある。このため、特許文献１に記載のコンタクトプローブは、検査を繰り返すことによって先端の金めっきが本体と共に磨耗すると、接触抵抗が増加することがある。また、特許文献１のコンタクトプローブは、本体によっては、長期使用によってプローブ表面に電気絶縁性の酸化膜が形成され、検査対象との電気的接続を阻害することから検査に支障が生ずるという問題がある。
【０００５】
また、特許文献２に記載のコンタクトプローブは、導電性と耐磨耗性とを向上させるため、導電性の外表面を有するプローブ本体の先端に導電性の硬質炭素膜を形成している。しかし、このコンタクトプローブは、プローブ形状が異なると硬質炭素膜を均一に形成するための制御が難しい。このため、特許文献２のコンタクトプローブは、高い製造精度が要求される狭ピッチ用のコンタクトプローブに適用することが困難である。また、特許文献２のコンタクトプローブは、所定値以上の印加電圧又は印加電流によって硬質炭素膜が破壊されるおそれがあり、検査対象や用途が限定される不具合がある。しかも、このコンタクトプローブは、検査に伴う荷重が付加された弾性変形時に、硬質炭素膜が弾性変形に追従できずに破壊する場合がある。
【０００６】
一方、特許文献３に記載のコンタクトプローブは、プローブ本体の寸法とその表面に形成する導電膜の厚さとの関係を所定の関係に設定することで長期間に亘って安定した検査ができるようにしている。しかし、特許文献３に規定される関係は、作用する荷重やコンタクトプローブの変位量が固定された一定条件下で得られたものである。このため、コンタクトプローブと検査対象との位置関係が限定されており、一般的な使用条件下であっても、前記一定条件を超える大きな荷重が付加されると、変位が大きいことからコンタクトプローブが破損する可能性がある。
【０００７】
特許文献４に記載のコンタクトプローブは、コンタクトピン先端の磨耗による接触不良を抑えて長寿命化を目的に、潤滑手段と回転手段とを設けている。しかし、このコンタクトプローブは、構造がボールペンのボールに類似した複雑な構造であり、製作コスト高くなるうえ、太径のため、液晶パネルの電極のような狭ピッチの検査対象には対応できないという不具合があった。
【０００８】
また、特許文献５，６に記載のコンタクトプローブは、検査対象の電極に圧接される先端を特殊な形状とすることで、検査時に発生する削り屑の先端部への付着を低減することで検査対象の電極との導電性を確保するようにしているが、電極と接触する先端部の磨耗についての対策は施されていない。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、検査対象の電極に圧接される針先部が磨耗しても、電極との間の導電性を維持して長寿命なコンタクトプローブおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のコンタクトプローブは、検査対象に圧接される針先部がプローブ本体の一端に設けられたコンタクトプローブであって、前記針先部内部に設けられ、前記針先部と前記プローブ本体の他端との間を電気的に接続し、一端が前記針先部の先端又は先端近傍に露出する１以上の内部導電体が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に係るコンタクトプローブは、上記の発明において、前記針先部が一端に設けられ、他端が検査装置に接続されるカンチレバー型であることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３に係るコンタクトプローブは、上記の発明において、前記プローブ本体と、検査装置と接続される接続子と、前記プローブ本体と前記接続子との間に配置されて前記両部材を連結すると共に、前記プローブ本体と前記接続子とを電気的に接続する導電性のコイルばねとを有していることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４に係るコンタクトプローブは、上記の発明において、前記内部導電体は複数の導電層からなり、前記コンタクトプローブは、前記導電層と前記プローブ本体となる板状プローブとを交互に複数積層した積層体であることを特徴とする。
【００１４】
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のコンタクトプローブの製造方法は、検査対象に圧接される針先部がプローブ本体の一端に設けられたコンタクトプローブの製造方法であって、基板上に凹部を形成する工程と、凹部を形成した前記基板表面に導電性皮膜を介して本体層を形成する工程と、前記凹部の中央に前記本体層から導電性皮膜に及ぶ貫通孔を形成する工程と、前記本体層表面及び前記貫通孔に内部導電体を形成する工程と、前記基板を除去する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１５】
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のコンタクトプローブの製造方法は、検査対象に圧接される針先部がプローブ本体の一端に設けられたコンタクトプローブの製造方法であって、前記内部導電体となる芯材を前記プローブ本体となる被覆材で覆った構造体を引き抜き加工する工程と、引き抜き加工した前記構造体の先端を先細に加工する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１６】
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のコンタクトプローブの製造方法は、検査対象に圧接される針先部がプローブ本体の一端に設けられたコンタクトプローブの製造方法であって、前記プローブ本体となる板状のプローブブレードと前記内部導電体となる導電層とを前記導電層を中心に配置して交互に複数積層する工程と、積層後の積層体を所望形状に切断する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にかかるコンタクトプローブは、針先部が磨耗しても、内部導電体が電極との間の導電性を維持するので、カンチレバー構造，ピン構造あるいは積層構造のいずれの構造であっても長寿命となるという効果を奏する。また、コンタクトプローブは、長寿命となる結果、交換の頻度が少なくなり、メンテナンスに要する作業時間及び作業コストを削減することができる。また、コンタクトプローブは、検査の繰り返し回数に拘わらず、内部導電体が針先部の先端に露出しているため、電極との接触抵抗（導電性）が一定に維持され、検査結果が安定し、再検査等の余分な作業を省くことができるので、検査の能率が向上する。
【００１８】
一方、本発明にかかるコンタクトプローブの製造方法は、カンチレバー構造，ピン構造あるいは積層構造のコンタクトプローブに対応した製造方法を採用しているので、コンタクトプローブを最適な方法の下に容易に製造することができ、例えば、ピン構造のコンタクトプローブの製造方法として、引き抜き加工を用いるとコンタクトプローブを容易、かつ、安価に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明に係るコンタクトプローブおよびその製造方法の好適な実施の形態について説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
まず、この発明のコンタクトプローブおよびその製造方法に係る実施の形態１について説明する。図１は、この発明の実施の形態１であるカンチレバー構造のコンタクトプローブ１を示す斜視図である。図２は、図１のコンタクトプローブ１を幅方向中央で切断した縦断面図である。
【００２１】
コンタクトプローブ１は、図１及び図２に示すように、アーム１ａと針先部１ｂとを備え、プローブ本体１ｃ、導電性皮膜１ｄ，１ｆ及び内部導電体１ｅを有している。コンタクトプローブ１は、針先部１ｂを検査対象であるプリント基板，ＩＣ基板等の電極や端子等に圧接し、アーム１ａの針先部１ｂに対向する他端を図示しない検査装置に接続して使用される。針先部１ｂは、図２に示すように、逆四角錐形状に成形され、プローブ本体１ｃの一端に設けられている。針先部１ｂは、一端が先端に露出し、針先部１ｂとプローブ本体１ｃの他端との間を電気的に接続する内部導電体１ｅが逆四角錐形状の中心である芯部に設けられている。プローブ本体１ｃは、アーム１ａ及び針先部１ｂの構造材であり、図２に示すように、導電性皮膜１ｄが上面側に設けられ、針先部１ｂを含む下面側には導電性皮膜１ｆが形成されている。内部導電体１ｅは、プローブ本体１ｃよりも電気伝導度が大きく、導電性に優れたものが使用され、他端が上方の導電性皮膜１ｄと接続されている。このため、針先部１ｂは、検査対象に繰り返し圧接されることによって磨耗しても、常に内部導電体１ｅの一端が針先部１ｂの先端表面に露出している。
【００２２】
プローブ本体１ｃは、鉄（Ｆｅ）系合金，ニッケル（Ｎｉ）系合金，銅（Ｃｕ）系合金，アルミニウム（Ａｌ）系合金，アルミニウム，タングステン（Ｗ）等の金属の他、シリコン（リン（Ｐ）やホウ素（Ｂ）をドーピングして導電率を高めたシリコンを含む），カーボン、ポリイミド等の合成樹脂またはアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）やシリカ（ＳｉＯ2）等のセラミックスを使用することができる。このとき、プローブ本体１ｃは、針先部１ｂの耐磨耗性を考慮し、導電性皮膜１ｄ，１ｆ及び内部導電体１ｅと同等かそれ以上の硬度を有することが好ましい。但し、導電性皮膜１ｄ，１ｆをそれぞれ複数設けるときにはこの限りではなく、プローブ本体１ｃは、導電性皮膜１ｄ，１ｆあるいは内部導電体１ｅよりも硬度が小さくてもよい。
【００２３】
一方、導電性皮膜１ｄ，１ｆ及び内部導電体１ｅは、針先部１ｂを検査対象の電極や端子等に圧接したときに、接触抵抗を小さく抑えて、電気的特性を正確に測定することができるように、金，白金，ロジウム（Ｒｈ），ルテニウム（Ｒｕ），タングステン（Ｗ）等、導電率の大きな金属を使用することが望ましい。また、導電性皮膜１ｄ，１ｆ及び内部導電体１ｅは、複数設けてもよい。例えば、導電性皮膜１ｆは、プローブ本体１ｃとして鉄系合金を用いた場合に、クロム皮膜を下地としてプローブ本体１ｃに形成した後、クロム皮膜上に金皮膜を形成するように、二種類以上の素材によって形成してもよい。
【００２４】
このような構造を有するコンタクトプローブ１の製造方法を、図３−１〜図４−３に基づいて以下に説明する。先ず、図３−１に示すように、上面が（１００）面である単結晶シリコン基板３上の所望位置に正方形の開口部４ａを有する感光性のフォトレジスト膜４をコーティングし、異方性エッチャントによるフォトリソグラフィにより逆四角錐形状の凹部３ａを形成する。このとき、異方性エッチャントとして水酸化カリウム（ＫＯＨ）溶液やエチレンジアミンピロカテコール（ＥＤＰ）溶液等を用いた。
【００２５】
フォトレジスト膜４を除去した後、図３−２に示すように、凹部３ａを含めてシリコン基板３の上面全体に厚さ０．５μｍの金めっき層５を形成し、さらにこの上にプローブ本体となる厚さ３０μｍのニッケル層６を形成した。金めっき層５は、コンタクトプローブ１の導電性皮膜１ｆとなる。
【００２６】
次に、図３−３に示すように、ニッケル層６に再度フォトレジスト膜７をコーティングする。このとき、フォトレジスト膜７は、針先部１ｂの先端表面に露出する内部導電体１ｅに対応する部分とコンタクトプローブ１以外の部分はコーティングしない。
【００２７】
次いで、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）等の物理的なドライエッチングを施し、図４−１に示すように、ニッケル層６から金めっき層５に及ぶ貫通孔５ａ，６ａを形成すると共に、コンタクトプローブ１となる部分以外の金めっき層５とニッケル層６とを除去する。エッチング後、フォトレジスト膜７は除去する。その後、図４−２に示すように、再度、フォトレジスト膜８をコンタクトプローブ１以外の部分に形成した後、金めっき層９を形成する。これにより、金めっき層５とニッケル層６の貫通孔５ａ，６ａは、金めっき層９によって充填され、金めっき層５と金めっき層９が貫通孔５ａ，６ａの部分で接続される。金めっき層９は、コンタクトプローブ１の導電性皮膜１ｄ及び内部導電体１ｅとなる。
【００２８】
その後、フォトレジスト膜８及び金めっき層９を除去すると共に、シリコン基板３を除去し、図４−３に示すように、プローブ構造体となる金めっき層５，ニッケル層６及び金めっき層９を取り出す。このプローブ構造体をコンタクトプローブ１の形状に合わせてトリミングし、図１に示すコンタクトプローブ１の製造が完了する。このようにして製造されたコンタクトプローブ１は、例えば、アーム１ａの長さが５ｍｍ、幅が１００μｍ、厚さが３０μｍ、針先部１ｂの高さが７５μｍ、導電性皮膜１ｆの厚さが０．５μｍ、内部導電体１ｅの直径が１μｍであった。
【００２９】
製造されたコンタクトプローブ１は、複数本平行に配列して使用され、図５に示すように、アーム１ａの端部が半田バンプ１０ａを介して検査装置側の回路基板１０と接続される。そして、検査の際、コンタクトプローブ１は、図６に示すように、一端の針先部１ｂが検査対象である、例えば、プリント基板の電極Ｅに圧接される。このとき、コンタクトプローブ１は、電極Ｅに対して針先部１ｂが垂直に圧接されるのが理想であり、垂直に圧接されたときには、針先部１ｂの先端は殆ど磨耗が発生しない。しかし、コンタクトプローブ１は、作用する圧接力により電極Ｅに対して傾斜した状態で圧接されると、図６に矢印Ａx，Ａyで示すように、電極Ｅに沿って長手方向や幅方向へ摺動し、圧接を解除すると、元に戻ろうとして矢印Ａx，Ａyの逆方向へ摺動する。このため、コンタクトプローブ１は、電極Ｅとの圧接を繰り返すうちに、例えば、図７に示すように、針先部１ｂ先端のプローブ本体１ｃ，内部導電体１ｅあるいは導電性皮膜１ｆが磨耗してしまう。ここで、図７は、針先部１ｂにおいて幅方向（矢印Ｙ方向）に沿って切断した断面図である。
【００３０】
しかし、コンタクトプローブ１は、プローブ本体１ｃよりも導電性の高い内部導電体１ｅが針先部１ｂの先端に露出している。このため、針先部１ｂの先端が磨耗し、先端表面の導電性皮膜１ｆが剥がれていても、コンタクトプローブ１は、電極Ｅに対して針先部１ｂが垂直に圧接されると、図８に示すように、内部導電体１ｅが針先部１ｂの先端に露出しているため、プローブ本体１ｃが導電性の低い素材から構成されていても、電極Ｅとの電気的な接触がプローブ本体１ｃよりも導電性の高い内部導電体１ｅと残った導電性皮膜１ｆとによって確保され、導電性が維持されるので、長期に亘って使用することができる。また、コンタクトプローブ１は、幅方向一方の面が特異的に磨耗する偏磨耗が発生し、例えば、図９に示すように、針先部１ｂが電極Ｅに対して傾斜した状態で圧接されても、針先部１ｂの芯部に存在する内部導電体１ｅと残った導電性皮膜１ｆとによって電極Ｅとの間の導電性が確保されるため、長期に亘って使用することができる。しかも、コンタクトプローブ１は、長寿命であることから、交換の頻度が少なくなり、メンテナンスに要する作業時間及び作業コストを削減することができる。また、コンタクトプローブ１は、検査の繰り返し回数に拘わらず、内部導電体１ｅが針先部１ｂの先端に露出しているため、電極Ｅとの接触抵抗（導電性）が一定に維持され、検査結果が安定し、再検査等の余分な作業を省くことができるので、検査の能率が向上する。
【００３１】
これに対して、針先部１ｂが同じように磨耗あるいは偏磨耗しても、図１０，図１１に示すように、針先部１ｂの芯部に内部導電体を設けていないコンタクトプローブは、針先部１ｂの先端表面に残った導電性皮膜１ｆが電極Ｅと僅かな接触面積の下に接触するだけであるため、電極Ｅとの電気的な接触が不十分となり、適正な検査が妨げられてしまう。
【００３２】
ここで、針先部１ｂは、図１２，図１３に示すように、内部導電体１ｅの周囲に、さらなる内部導電体として、一端が針先部１ｂの先端近傍に露出する周囲導電体１ｇを複数設けてもよい。周囲導電体１ｇを設けると、コンタクトプローブ１は、磨耗、特に、偏磨耗が生じても、内部導電体１ｅのみの場合に比べて電極Ｅとの間の電気的な接触面積が一層確保されて電気的な接続性が向上し、導電性が維持されてより長寿命とすることができる。このとき、周囲導電体１ｇは、図１３に示すように、内部導電体１ｅを中心とする同心円上に複数設ける。また、針先部１ｂは、周囲導電体１ｇに代えて、図１４に示すように、内部導電体１ｅの周囲に、一端が針先部１ｂの先端近傍に露出し、内部導電体１ｅを中心とする異なる半径の同心円として周囲導電体１ｈ，１ｉを設けると、磨耗や偏磨耗の方向に関係なく常に電極Ｅとの間で電気的な接触面積を確保することができる。このため、このような構造の針先部１ｂを用いると、コンタクトプローブ１は、図１３に示す複数の周囲導電体１ｇの配置が決まっている場合に比べ、磨耗や偏磨耗の方向に拘わらず導電性を維持することができるコンタクトプローブとして長期に亘って使用することができ、より長寿命とすることができる。このとき、針先部１ｂは、予め偏磨耗の方向が分かっているときには、図１５，図１６に示すように、周囲導電体１ｇや周囲導電体１ｈ，１ｉを内部導電体１ｅに対して偏磨耗する方向へ偏心させて設けるとよい。
【００３３】
なお、コンタクトプローブ１は、アーム１ａと針先部１ｂとを個別に製造し、これらを接着して製造してもよい。また、周囲導電体１ｇは、一端が針先部１ｂの先端近傍に露出する構造としたが、一端が針先部１ｂの先端に露出するようにしてもよい。さらに、コンタクトプローブ１は、針先部１ｂ内部に設けられ、針先部１ｂとプローブ本体１ｃの他端との間を電気的に接続し、一端が針先部１ｂの先端に露出する内部導電体１ｅが設けられていればよい。このため、コンタクトプローブ１は、導電性皮膜１ｄ，１ｆと内部導電体である内部導電体１ｅや周囲導電体１ｇ，１ｈ，１ｉとが、あるいは内部導電体１ｅや周囲導電体１ｇ，１ｈ，１ｉ同士が、針先部１ｂ先端とプローブ本体１ｃの他端との間のプローブ本体１ｃ内でそれぞれ分岐又は接続されることによって接続されていてもよい。また、コンタクトプローブ１は、針先部１ｂを逆四角錐形状に成形したが、逆円錐形状に成形してもよい。
【００３４】
（実施の形態２）
次に、この発明のコンタクトプローブおよびその製造方法に係る実施の形態２について説明する。実施の形態１のコンタクトプローブは、カンチレバー構造であり、針先部１ｂが逆四角錐形状に成形されていた。これに対して、実施の形態２のコンタクトプローブ１０は、カンチレバー構造であり、実施の形態１のコンタクトプローブ１と同じ素材を用いてコンタクトプローブ１と同様に製造されるが、針先部１０ｂが略三角柱状に成形されている。図１７は、この発明の実施の形態２であるコンタクトプローブ１０を示す斜視図である。図１８は、図１７のコンタクトプローブ１０を針先部１０ｂで幅方向に切断した断面図である。
【００３５】
コンタクトプローブ１０は、図１７及び図１８に示すように、アーム１０ａと針先部１０ｂとを備え、プローブ本体１０ｃ、導電性皮膜１０ｄ，１０ｆ及び内部導電体１０ｅを有している。コンタクトプローブ１０は、針先部１０ｂを検査対象であるプリント基板，ＩＣ基板等の電極や端子等に圧接し、アーム１０ａの針先部１０ｂに対向する他端を図示しない検査装置に接続して使用される。針先部１０ｂは、略三角柱形状に成形され、図１８に示すように、三角柱の稜線を下方に向けてプローブ本体１０ｃの一端に設けられている。プローブ本体１０ｃは、アーム１０ａ及び針先部１０ｂの構造材であり、導電性皮膜１０ｄがアーム１０ｃの上下面に設けられ、針先部１０ｂは下面に導電性皮膜１０ｆが形成されている。針先部１０ｂは、一端が先端に露出し、針先部１０ｂとプローブ本体１０ｃの他端との間を電気的に接続する内部導電体１０ｅが設けられている。内部導電体１０ｅは、プローブ本体１０ｃよりも電気伝導度が大きい導電性に優れたものを使用する。内部導電体１０ｅは、図１８に示すように、一端が芯部に配置されると共に、下端近傍で分岐して導電性皮膜１０ｆと平行に配置され、他端が上方の導電性皮膜１０ｄと接続されている。このため、針先部１０ｂは、検査対象に繰り返し圧接されることによって磨耗しても、常に内部導電体１０ｅの一端が針先部１０ｂの先端表面に露出している。
【００３６】
以上のように構成されるコンタクトプローブ１０は、コンタクトプローブ１と同様に、複数本平行に配列して使用され、アーム１０ａの端部を検査装置（図示せず）側に接続し、針先部１０ｂを検査対象である、例えば、プリント基板の電極に圧接して検査に使用される。このとき、コンタクトプローブ１０は、検査対象との圧接を繰り返すうちに、図１９に示すように、針先部１０ｂ先端のプローブ本体１０ｃ，内部導電体１０ｅあるいは導電性皮膜１０ｆが磨耗してしまうことがある。
【００３７】
しかし、コンタクトプローブ１０は、内部導電体１０ｅが針先部１０ｂの先端に露出している。このため、針先部１０ｂの先端が磨耗し、先端表面の導電性皮膜１０ｆが剥がれても、電極Ｅに対して針先部１０ｂが垂直に圧接されると、図１９に示すように、コンタクトプローブ１０は、プローブ本体１０ｃが導電性の低い素材から構成されていても、針先部１０ｂの先端に露出したプローブ本体１０ｃよりも導電性の高い内部導電体１０ｅと残った導電性皮膜１０ｆとが電極Ｅとの間で電気的な接触を確保するので、長期に亘って使用することができる等、実施の形態１のコンタクトプローブ１と同様の効果を発揮することができる。しかし、針先部１０ｂの芯部に内部導電体１０ｅが設けられていないと、コンタクトプローブ１０は、図２０に示すように、針先部１０ｂの先端表面に残った導電性皮膜１０ｆが電極Ｅと僅かに接触するだけであるため、電極Ｅとの電気的な接触が不十分となり、適正な検査が妨げられてしまう。
【００３８】
ここで、針先部１０ｂは、磨耗や偏磨耗を考慮すると、図２１に示すように、内部導電体１０ｅの周囲に、さらなる内部導電体として、一端が針先部１０ｂの先端近傍に露出し、内部導電体１０ｅと導電性皮膜１０ｆとを接続する周囲導電体１０ｇを複数設けておくとよい。このようにすると、針先部１０ｂが偏磨耗し、例えば、図２２に示すように、針先部１０ｂが電極Ｅに対して傾斜した状態で圧接されても、内部導電体１０ｅの周囲に複数の周囲導電体１０ｇが存在するため、内部導電体１０ｅのみの場合に比べて電極Ｅとの間の電気的な接触面積が確保されて導電性が維持されるので、コンタクトプローブ１０をより長期に亘って使用することができようになる。
【００３９】
なお、コンタクトプローブ１０は、実施の形態１と同様に、導電性皮膜１０ｄ，１０ｆと内部導電体である内部導電体１０ｅや周囲導電体１０ｇとが、あるいは内部導電体１０ｅと周囲導電体１０ｇとが、針先部１０ｂ先端とプローブ本体１０ｃの他端との間のプローブ本体１０ｃ内でそれぞれ分岐又は接続されることによって接続されていてもよい。
【００４０】
（実施の形態３）
次に、この発明のコンタクトプローブおよびその製造方法に係る実施の形態３について説明する。実施の形態１，２のコンタクトプローブは、カンチレバー構造であったのに対し、実施の形態３のコンタクトプローブ２０はピン構造である。図２３は、この発明の実施の形態３であるコンタクトプローブ２０を示す斜視図である。図２４は、コンタクトプローブ２０のプローブ本体を示す斜視図である。図２５は、図２４のプローブ本体を一部破断して示す斜視図である。
【００４１】
コンタクトプローブ２０は、図２３に示すように、プローブ本体２１、接続子２２及びプローブ本体２１と接続子２２とを軸方向に伸縮自在に連結し、両部材間を電気的に接続するコイルばね２３を有している。プローブ本体２１は、コンタクトプローブ１と同じ素材からなり、図２４及び図２５に示すように、検査対象に圧接される円錐形の針先部２１ａが一端に設けられ、本体２１ｂが導電性皮膜２４によって被覆されている。プローブ本体２１は、図２５に示すように、一端が針先部２１ａ先端に露出し、針先部２１ａとプローブ本体２１の他端との間を電気的に接続する芯材となる内部導電体２５が芯部に長手方向に沿って設けられている。ここで、内部導電体２５は、プローブ本体２１よりも電気伝導度が大きい導電性に優れたものを使用し、導電性皮膜２４と同等の導電率を有する素材を使用する。
【００４２】
プローブ本体２１は、芯材２６ａを被覆材２６ｂで覆った図２６に示す構造体２６を加工して製造される。即ち、図２７に示すように、構造体２６をダイスＤによって引き抜き加工し、所望の太さまで細径化する。次に、引き抜き加工によって細径化した構造体２６の先端を先細となるように円錐形に加工し、針先部２１ａを形成する。次いで、針先部２１ａを形成した構造体２６の外表面に導電性皮膜２４を被覆し、プローブ本体２１が製造される。このようにして製造したプローブ本体２１を、接続子２２及びコイルばね２３と共に組み付けて図２３に示すコンタクトプローブ２０を製造する。実施の形態３のコンタクトプローブ２０は、プローブ本体２１の製造方法として、引き抜き加工を用いるので、コンタクトプローブを安価に製造することができる。
【００４３】
製造されたコンタクトプローブ２０のプローブ本体２１は、例えば、直径が９０μｍ、内部導電体２５の直径が２μｍ、導電性皮膜２４の厚さが０．５μｍであった。製造されたコンタクトプローブ２０は、図２８に示すように、電気絶縁性のホルダＨに縦横に所定ピッチで配列保持され、プローブ本体２１の針先部２１ａを検査対象である、例えば、液晶パネルのリードパターンＰに接続し、接続子２２を図示しない検査装置へＴＡＢ端子等を介して接続し、前記液晶パネルの検査に用いられる。
【００４４】
このとき、プローブ本体２１は、検査を繰り返すことにより、リードパターンＰとの摩擦によって針先部２１ａ先端の本体２１ｂや導電性皮膜２４が磨耗する。しかし、針先部２１ａは、内部導電体２５の一端が先端に露出している。このため、針先部２１ａ先端が磨耗し、導電性皮膜２４が先端表面から剥がれていても、プローブ本体２１は、リードパターンＰに対して針先部２１ａが垂直に圧接されると、図２９に示すように、先端に内部導電体２５の一端が露出し、残った導電性皮膜２４もリードパターンＰと接触するため、本体２１ｂが導電性の低い素材から構成されていても、リードパターンＰとの電気的な接触が確保される。このため、コンタクトプローブ２０は、リードパターンＰとの導電性が維持される結果、接触抵抗が増加することなく、長期に亘って使用することができる。これに対し、内部導電体がないプローブ本体は、図３０に示すように、導電性皮膜２４とリードパターンＰとが僅かな部分でしか接触せず、リードパターンＰとの電気的な接触を十分に確保することができないので、リードパターンＰとの接触抵抗が不安定となり、適正な検査が妨げられてしまう。
【００４５】
ここで、針先部２１ａは、図３１，図３２に示すように、内部導電体２５の周囲に、さらなる内部導電体として、内部導電体２５と並行し、一端が針先部２１ａの先端近傍に露出する周囲導電体２７を複数設けてもよい。周囲導電体２７を複数設けると、針先部２１ａは、磨耗、特に、偏磨耗が生じても、内部導電体２５のみの場合に比べてリードパターンＰとの間の電気的な接触面積が一層確保され、コンタクトプローブ２０をより長寿命とすることができる。また、針先部２１ａは、周囲導電体２７に代えて、図３３に示すように、内部導電体２５の周囲に、一端が針先部２１ａの先端近傍に露出し、内部導電体２５を中心とする異なる半径の同心円として周囲導電体２８，２９を設けると、磨耗や偏磨耗の方向に関係なく常にリードパターンＰとの間で電気的な接触面積を確保することができる。このため、このような構造の針先部２１ａを用いると、コンタクトプローブ２０は、図３１，図３２に示す複数の周囲導電体２７の配置が決まっている場合に比べ、磨耗や偏磨耗の方向に拘わらず導電性を維持することができるコンタクトプローブとして長期に亘って使用することができ、より長寿命とすることができる。このとき、針先部２１ａは、予め偏磨耗の方向が分かっているときには、図３４，図３５に示すように、周囲導電体２７や周囲導電体２８，２９を内部導電体２５に対して偏磨耗の方向へ偏心させて設けるとよい。
【００４６】
また、コンタクトプローブ２０のプローブ本体２１及び接続子２２は、円柱形状の他、例えば、三角柱や四角柱等の角柱としてもよい。また、プローブ本体２１は、図３６に示すように、導電性素材からなる本体２１ｄの中心に内部導電体２１ｅが配置され、本体２１ｄの外周に周囲導電体２１ｆが周方向に沿って複数配置されて、導電性皮膜がないものでもよい。さらに、プローブ本体２１は、図３７に示すように、針先部２１ａが円錐形ではなく、楔状に形成されていてもよい。
【００４７】
なお、コンタクトプローブ２０は、実施の形態１，２と同様に、導電性皮膜２４と内部導電体である内部導電体２５や周囲導電体２７，２８，２９とが、あるいは内部導電体２５と周囲導電体２７，２８，２９とが、針先部２１ａ先端とプローブ本体２１の他端との間の本体２１ｂ内でそれぞれ分岐又は接続されることによって接続されていてもよい。
【００４８】
（実施の形態４）
次に、この発明のコンタクトプローブおよびその製造方法に係る実施の形態４について説明する。実施の形態３のコンタクトプローブは、ピン構造であったのに対し、実施の形態４のコンタクトプローブ２０は積層構造である。図３８は、この発明の実施の形態４であるコンタクトプローブ３０を示す斜視図である。
【００４９】
コンタクトプローブ３０は、図３８に示すように、プローブ本体３０ａの一端に検査対象に圧接される針先部３０ｂが設けられている。コンタクトプローブ３０は、内部導電体となる導電体３０ｃ，３０ｅとプローブ本体となるプローブブレード３０ｄとが交互に複数積層されている。このとき、複数の導電体３０ｃ，３０ｅは、針先部３０ｂとコンタクトプローブ３０の他端との間を電気的に接続し、一端が針先部３０ｂに露出している。また、複数の導電体３０ｃ，３０ｅのうち、厚さ方向中心に配置される導電体が内部導電体３０ｃであり、これに隣接する導電体が周囲導電体３０ｅである。また、複数の導電体３０ｃ，３０ｅは、プローブ本体となるプローブブレード３０ｄよりも電気伝導度が大きく導電性に優れ、実施の形態１のコンタクトプローブ１と同じように導電率が大きな金属を使用する。また、プローブブレード３０ｄは、実施の形態１のプローブ本体１ｃと同じ素材が使用される。
【００５０】
コンタクトプローブ３０は、例えば、４層のプローブブレード３０ｄと３層の導電体３０ｃ，３０ｅとを交互に積層した後、針先部３０ｂを有する所望形状にレジストを塗布し、エッチング処理して製造される。このようにして製造されたコンタクトプローブ３０は、例えば、厚さ３０μｍ、導電体３０ｃ，３０ｅのそれぞれの厚さ０．５μｍ、針先部３０ｂの長さ３ｍｍ、プローブ本体３０ａの長さ１５ｍｍ、プローブ本体３０ａの高さＨ（図３８参照）＝５ｍｍであった。
【００５１】
製造されたコンタクトプローブ３０は、針先部３０ｂの芯部に内部導電体３０ｃが配置されている。このため、コンタクトプローブ３０は、検査を繰り返すことによって針先部３０ｂの先端が磨耗しても、電極等に対して針先部３０ｂが圧接されると、プローブブレード３０ｄが導電性の低い素材から構成されていても、針先部３０ｂの先端に露出した内部導電体３０ｃが電極等と接触して電気的な接触面積を確保するので、長期に亘って使用することができる等、実施の形態１のコンタクトプローブ１と同様の効果を発揮することができる。しかも、針先部３０ｂの先端が偏磨耗しても、針先部３０ｂは、芯部の内部導電体３０ｃの他に、周囲導電体３０ｅを有しているので、内部導電体３０ｃや周囲導電体３０ｅによって電極等との間で電気的な接触面積を確保することができる。このため、コンタクトプローブ３０は、電極等との導電性を維持して長期に亘って使用することができる。
【００５２】
ここで、コンタクトプローブ３０は、最外層に導電性皮膜が形成されていてもよい。また、コンタクトプローブ３０は、両面に導電体が形成されたプローブブレードを導電性接着剤で接着して積層するか、導電体を熱融着してプローブブレードを積層して製造してもよい。さらに、プローブブレードは、導電性セラミックを使用してもよい。また、コンタクトプローブ３０は、前記導電性皮膜と内部導電体である内部導電体３０ｃや周囲導電体３０ｅが、あるいは内部導電体３０ｃや周囲導電体３０ｅ同士が、針先部３０ｂ先端とプローブ本体３０ａの他端との間のプローブ本体３０ａ内でそれぞれ分岐又は接続されることによって接続されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上のように、本発明にかかるコンタクトプローブおよびその製造方法は、検査対象の電極に圧接される針先部が磨耗しても、針先部と電極との間の導電性を維持してコンタクトプローブを長寿命とするのに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】この発明の実施の形態１であるカンチレバー構造のコンタクトプローブを示す斜視図である。
【図２】図１のコンタクトプローブを幅方向中央で切断した縦断面図である。
【図３−１】図１のコンタクトプローブの第１の製造工程を示す断面図である。
【図３−２】図１のコンタクトプローブの第２の製造工程を示す断面図である。
【図３−３】図１のコンタクトプローブの第３の製造工程を示す断面図である。
【図４−１】図１のコンタクトプローブの第４の製造工程を示す断面図である。
【図４−２】図１のコンタクトプローブの第５の製造工程を示す断面図である。
【図４−３】図１のコンタクトプローブの第６の製造工程を示す断面図である。
【図５】図１のコンタクトプローブを半田バンプを介して検査装置側の回路基板と接続する様子を示す断面図である。
【図６】図１のコンタクトプローブが、針先部において検査対象の電極に圧接される様子を示す斜視図である。
【図７】図６に示すコンタクトプローブを先端が磨耗した針先部において幅方向に沿って切断した断面図である。
【図８】内部導電体を有し、先端が磨耗した針先部が電極に対して垂直に圧接されたときの断面図である。
【図９】内部導電体を有し、先端が偏磨耗した針先部が電極に対して傾斜した状態で圧接されたときの断面図である。
【図１０】内部導電体を有さず、先端が磨耗した針先部が電極に対して垂直に圧接されたときの断面図である。
【図１１】内部導電体を有さず、先端が偏磨耗した針先部が電極に対して傾斜した状態で圧接されたときの断面図である。
【図１２】内部導電体の他に周囲導電体を設けた針先部が電極に対して傾斜した状態で圧接されたときの断面図である。
【図１３】図１２のＣ1−Ｃ1線に沿った断面図である。
【図１４】図１２に示す針先部の第１の変形例を示す断面図である。
【図１５】図１２に示す針先部の第２の変形例を示す断面図である。
【図１６】図１２に示す針先部の第３の変形例を示す断面図である。
【図１７】この発明の実施の形態２であるコンタクトプローブを示す斜視図である。
【図１８】図１７のコンタクトプローブを針先部で幅方向に切断した断面図である。
【図１９】内部導電体を有し、先端が磨耗した針先部が電極に対して垂直に圧接されたときの断面図である。
【図２０】内部導電体を有さず、先端が磨耗した針先部が電極に対して垂直に圧接されたときの断面図である。
【図２１】内部導電体の他に周囲導電体を設けた針先部の断面図である。
【図２２】図２１に示す針先部が偏磨耗し、電極に対して傾斜した状態で圧接されたときの断面図である。
【図２３】この発明の実施の形態３であるコンタクトプローブを示す斜視図である。
【図２４】コンタクトプローブのプローブ本体を示す斜視図である。
【図２５】図２４のプローブ本体を一部破断して示す斜視図である。
【図２６】芯材を被覆材で覆ったプローブ本体を製造する構造体の斜視図である。
【図２７】図２６の構造体のダイスによる加工を示す断面図である。
【図２８】コンタクトプローブの使用状態を示す断面図である。
【図２９】内部導電体を有し、先端が磨耗した針先部がリードパターンに対して垂直に圧接されたときの断面図である。
【図３０】内部導電体を有さず、先端が磨耗した針先部が電極に対して傾斜した状態で圧接されたときの断面図である。
【図３１】内部導電体の他に周囲導電体を設けた針先部の断面図である。
【図３２】図３１のＣ2−Ｃ2線に沿った断面図である。
【図３３】図３２に示す針先部の第１の変形例を示す断面図である。
【図３４】図３２に示す針先部の第２の変形例を示す断面図である。
【図３５】図３２に示す針先部の第３の変形例を示す断面図である。
【図３６】プローブ本体の第１の変形例を示す斜視図である。
【図３７】プローブ本体の第２の変形例を示す斜視図である。
【図３８】この発明の実施の形態４であるコンタクトプローブを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ コンタクトプローブ
１ａ アーム
１ｂ 針先部
１ｃ プローブ本体
１ｄ，１ｆ 導電性皮膜
１ｅ 内部導電体
１ｇ 周囲導電体
１ｈ，１ｉ 周囲導電体
１０ コンタクトプローブ
１０ａ アーム
１０ｂ 針先部
１０ｃ プローブ本体
１０ｄ，１０ｆ 導電性皮膜
１０ｅ 内部導電体
１０ｇ 周囲導電体
２０ コンタクトプローブ
２１ プローブ本体
２１ａ 針先部
２１ｂ 本体
２１ｄ 本体
２１ｅ 内部導電体
２１ｆ 周囲導電体
２２ 接続子
２３ コイルばね
２４ 導電性皮膜
２５ 内部導電体
２７ 周囲導電体
２８，２９ 周囲導電体
３０ コンタクトプローブ
３０ａ プローブ本体
３０ｂ 針先部
３０ｃ 内部導電体
３０ｄ プローブブレード
３０ｅ 周囲導電体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象に圧接される針先部がプローブ本体の一端に設けられたコンタクトプローブであって、
前記針先部内部に設けられ、前記針先部と前記プローブ本体の他端との間を電気的に接続し、一端が前記針先部の先端又は先端近傍に露出する１以上の内部導電体が設けられていることを特徴とするコンタクトプローブ。
【請求項２】
前記コンタクトプローブは、前記針先部が一端に設けられ、他端が検査装置に接続されるカンチレバー型であることを特徴とする請求項１に記載のコンタクトプローブ。
【請求項３】
前記コンタクトプローブは、前記プローブ本体と、検査装置と接続される接続子と、前記プローブ本体と前記接続子との間に配置されて前記両部材を連結すると共に、前記プローブ本体と前記接続子とを電気的に接続する導電性のコイルばねとを有していることを特徴とする請求項１に記載のコンタクトプローブ。
【請求項４】
前記内部導電体は複数の導電層からなり、前記コンタクトプローブは、前記導電層と前記プローブ本体となる板状プローブとを交互に複数積層した積層体であることを特徴とする請求項１に記載のコンタクトプローブ。
【請求項５】
検査対象に圧接される針先部がプローブ本体の一端に設けられたコンタクトプローブの製造方法であって、
基板上に凹部を形成する工程と、
凹部を形成した前記基板表面に導電性皮膜を介して本体層を形成する工程と、
前記凹部の中央に前記本体層から導電性皮膜に及ぶ貫通孔を形成する工程と、
前記本体層表面及び前記貫通孔に内部導電体を形成する工程と、
前記基板を除去する工程と、
を含むことを特徴とするコンタクトプローブの製造方法。
【請求項６】
検査対象に圧接される針先部がプローブ本体の一端に設けられたコンタクトプローブの製造方法であって、
前記内部導電体となる芯材を前記プローブ本体となる被覆材で覆った構造体を引き抜き加工する工程と、
引き抜き加工した前記構造体の先端を先細に加工する工程と、
を含むことを特徴とするコンタクトプローブの製造方法。
【請求項７】
検査対象に圧接される針先部がプローブ本体の一端に設けられたコンタクトプローブの製造方法であって、
前記プローブ本体となる板状のプローブブレードと前記内部導電体となる導電層とを前記導電層を中心に配置して交互に複数積層する工程と、
積層後の積層体を所望形状に切断する工程と、
を含むことを特徴とするコンタクトプローブの製造方法。
【請求項１】
検査対象に圧接される針先部がプローブ本体の一端に設けられたコンタクトプローブであって、
前記針先部内部に設けられ、前記針先部と前記プローブ本体の他端との間を電気的に接続し、一端が前記針先部の先端又は先端近傍に露出する１以上の内部導電体が設けられていることを特徴とするコンタクトプローブ。
【請求項２】
前記コンタクトプローブは、前記針先部が一端に設けられ、他端が検査装置に接続されるカンチレバー型であることを特徴とする請求項１に記載のコンタクトプローブ。
【請求項３】
前記コンタクトプローブは、前記プローブ本体と、検査装置と接続される接続子と、前記プローブ本体と前記接続子との間に配置されて前記両部材を連結すると共に、前記プローブ本体と前記接続子とを電気的に接続する導電性のコイルばねとを有していることを特徴とする請求項１に記載のコンタクトプローブ。
【請求項４】
前記内部導電体は複数の導電層からなり、前記コンタクトプローブは、前記導電層と前記プローブ本体となる板状プローブとを交互に複数積層した積層体であることを特徴とする請求項１に記載のコンタクトプローブ。
【請求項５】
検査対象に圧接される針先部がプローブ本体の一端に設けられたコンタクトプローブの製造方法であって、
基板上に凹部を形成する工程と、
凹部を形成した前記基板表面に導電性皮膜を介して本体層を形成する工程と、
前記凹部の中央に前記本体層から導電性皮膜に及ぶ貫通孔を形成する工程と、
前記本体層表面及び前記貫通孔に内部導電体を形成する工程と、
前記基板を除去する工程と、
を含むことを特徴とするコンタクトプローブの製造方法。
【請求項６】
検査対象に圧接される針先部がプローブ本体の一端に設けられたコンタクトプローブの製造方法であって、
前記内部導電体となる芯材を前記プローブ本体となる被覆材で覆った構造体を引き抜き加工する工程と、
引き抜き加工した前記構造体の先端を先細に加工する工程と、
を含むことを特徴とするコンタクトプローブの製造方法。
【請求項７】
検査対象に圧接される針先部がプローブ本体の一端に設けられたコンタクトプローブの製造方法であって、
前記プローブ本体となる板状のプローブブレードと前記内部導電体となる導電層とを前記導電層を中心に配置して交互に複数積層する工程と、
積層後の積層体を所望形状に切断する工程と、
を含むことを特徴とするコンタクトプローブの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３−１】
【図３−２】
【図３−３】
【図４−１】
【図４−２】
【図４−３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図２】
【図３−１】
【図３−２】
【図３−３】
【図４−１】
【図４−２】
【図４−３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【公開番号】特開２００６−１０５８８（Ｐ２００６−１０５８８Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１９０３６４（Ｐ２００４−１９０３６４）
【出願日】平成１６年６月２８日（２００４．６．２８）
【出願人】（０００００４６４０）日本発条株式会社 (1,048)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２８日（２００４．６．２８）
【出願人】（０００００４６４０）日本発条株式会社 (1,048)
【Ｆターム（参考）】
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