专利名称：探头部件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及探头部件及其制造。探头部件用于诸如半导体集成电路和液晶显示板一类电子装置(试验体)的电极，终端等的导电试验。
背景技术：
一般，导电试验是对例如半导体集成电路、液晶显示板和印刷电路板一类产品进行的，目的是检查这些产品的工作是否满意，是否能满足说明书的要求。
在导电试验过程中，在探头部件端部或其附近形成的探头针紧靠在半导体集成电路、液晶显示板、印刷电路板等的并列的电极上。用于导电试验的探头部件包括“独立线路”式和“插杆”式。“独立线路”式的探头部件的探头针与试验体的电极一对一地接触，与每一个电极独立地导通。“插杆”式的探头部件的探头针同时与试验体的多个电极接触。
目前，电极层沿着构成液晶显示板的玻璃板边缘，以微米级的精细节距并列设置。为了进行这种液晶显示板的导电试验，要求导电试验装置的探头部件的探头针与电极层的微米级精细的节距匹配。
电极层的节距为0.1mm或更小。很难通过机械冲压来制造与这种节距匹配的探头部件。
因此，要通过蚀剂或镀覆来制造探头部件。
在日本专利申请2552084号中说明了制造独立线路式的探头部件的方法。该专利申请公告提出粘接许多引线，用连接杆与引线的工作部分连接，并在粘接后切断该连接杆。
在JP-B-7-56493中也说明了一种制造独立线路式的探头部件的方法。该专利公报建议将导电触点终端蚀刻成预先确定的形状和布局，将导电触点终端粘接在一个绝缘件上，然后再切去导电触点终端的二个末端。
在JP-A-11-337575中说明了制造独立线路式的探头部件的另一种方法。该专利公报提出的镀覆金属层上涂上一层希望厚度的保护层，将具有预先确定的图形的掩膜放置在保护层表面上，进行曝光和显影，除去不需要的保护层，再将薄的镀覆铜的种子层沉积在露出的镀覆金属层上，在种子层上生长具有所希望厚度的探头针，并只使铜的种子层溶解，将探头针分离出来。这个专利公告还提出用钻头或激光形成穿过基片的孔，并将在探头针上形成的定位突出部分与该孔配合，以便将探头针固定在基片上。
在JP-A-8-110362和JP-A-11-64425中提出了“插杆(plunge)”式的探头部件。
试验体和探头针的电极的窄小的节距很难使电极与探头针的位置对准。
JP-A-10-339740说明了将具有在基片(薄膜)上形成的探头引出的探头部件(接触探头)在探头装置上定位和固定的方法。
利用日本专利公报2552084中所述的方法，很难将引线以位置对准的高度精确度粘接在绝缘基座上。另外，当切断连接杆时，可能损坏引线。
利用JP-B-7-56493中所述的方法，很难在保持位置对准高度精确的条件下，将导电的触点终端与绝缘件粘接在一起。
利用JP-A-11-337575中所述的方法，则该薄的铜种子层与溶剂的接触面积小，因此难以溶解种子层，并需要长时间才能使探头针分离。另外，也很难高度精确地用钻头或激光形成穿过基片的孔、和将探头针放置在与该孔相适应的位置上。
利用JP-A-10-339740所述的方法，穿过基片的、用于将探头部件在探头装置上定位和固定的定位孔，是用不同于制造探头针的金属版印刷方法的方法制造的。因此，探头针和定位孔之间很难达到高精度的位置对准。这样，很难保证探头装置和探头针之间，与装在探头装置上的试验体的电极和探头针之间的高度的位置精度。
实用新型概述本实用新型的目的是要提供一种探头部件，其探头针可以高度精确地放置在基片上，并且用于将探头部件安装在装置上的穿过基片的定位孔，可以高度精确地形成。另外，本实用新型还提供制造该探头部件的方法。
根据本实用新型的一个方面，一种固定在探头装置上，用于测试试验体功能的探头部件，它包括一个基片；用光刻法在所述基片上形成的探头针，所述探头针的远端，从所述基片上突出出来，与试验体的电极接触；和用光刻法，在所述基片上，相对于所述探头针的一个预先确定的位置上形成的一个定位件，所述定位件紧靠着一个使所述基片相对于探头装置定位的零件。
定位件紧靠在一个使基片相对于探头装置定位的零件上，使得可利用该定位件作为位置参考，使基片放置和固定在探头装置上。该定位件利用光刻法，相对于探头针放置在基片上，因此，探头针相对于探头装置的位置精度高。这样，可以改善探头部件的探头针相对于试验体的电极的位置精度。用于曝光和光刻法的转移的光源或辐射源没有限制。光刻法可以是光刻法，紫外线刻法，离子束刻法等。
所述定位件具有一个内部夹子垫圈形状(inner clip washer shape)，使得弹性突出部分围绕着穿过所述基片的一个通孔的圆周延伸。由于定位件的定心作用，当将使基片相对于探头装置定位的零件用压力配合在内部形状为一个夹子垫圈的定位件中时，可以进一步改善探头针相对于探头装置的位置精度。
探头部件还包括一个增强薄膜，该薄膜固定在所述基片上，并覆盖在所述基片上的所述探头针的一个区域和/或所述定位件的至少一个区域。该增强薄膜可防止探头针和/或定位件与基片分离。在本说明书中，“在基片上的探头针和/或定位件的至少一个区域”是指“在基片上的探头针”和“定位件的至少一个区域”中的一个。
最好，所述探头针和所述定位件由相同的材料制成，并且薄膜厚度相同。
根据本实用新型的另一个方面一种固定在探头装置上，用于测试试验体功能的探头部件，它包括包括一个在下面的薄膜和在该在下面的薄膜上形成的探头针图形的探头针；和作在由所述探头针末端形成的顶部表面上的，有多个小孔的探头座。
由于形成多个穿过探头座的小孔，用于除去目标层的腐蚀剂的接触面积可以扩宽。最好，探头座由在由抗蚀薄膜形成的框架内形成的镀覆层制成。
最好，在探头座的表面上形成一个绝缘薄膜，和在该绝缘薄膜表面上形成探头针。
最好，一个覆盖所述探头座和所述探头针的保护薄膜。
最好，由与探头座用相同材料制成的探头针，在用镀覆层制成的探头座表面上形成。
最好，由镀覆层制成的探头针埋入由树脂制成的探头座中。
根据本实用新型的另一个方面，一种固定在探头装置上，用于测试试验体功能的探头部件的制造方法，该方法包括同时分别用光刻法在所述基片上形成的探头针，所述探头针的远端，从所述基片上突出出来，与试验体的电极接触；和同时用光刻法在所述基片上，相对于所述探头针的一个预先确定的位置上形成的一个定位件，所述定位件紧靠着一个使所述基片相对于探头装置定位的零件的步骤。
由于探头针和定位件同时用光刻法形成，因此探头针和定位件的相对位置精度可以改善。因为利用定位件作为位置参考，将基片放置和固定在探头装置上，因此探头针在探头装置上可以非常精确地放置。根据探头部件的制造方法，可以改善探头针相对于试验体电极的位置精度。
根据本实用新型的另一个方面，提供了一种制造与探头装置固定，用于测试试验体功能的探头部件的方法，该方法包括在基片上形成一个对准标记的步骤；所述基片上利用标准标记作为位置参考，通过光刻法形成远端从所述基片突出出来，并与试验体电极接触的探头针的步骤，和利用对准标记作为位置参考，通过光刻法形成紧靠在使所述基片相对于探头装置定位的一个零件上的定位件的步骤。
由于利用公共的对准标记作为位置参考，通过光刻法形成探头针和定位件，因此可以改善探头针和定位件的相对位置精度。因为利用定位件作为位置参考，将基片放置和固定在探头装置上，因此可以很精确地将探头针放置在探头装置上。根据探头部件的制造方法，可以改善探头针相对于试验体电极的位置精度。在形成对准标记后，可以进行形成探头针的过程或形成定位件的过程。
根据本实用新型的另一个方面，提供了制造一个固定在探头装置上，用于测试试验体功能的探头部件的方法，该方法包括利用所述对准标记作为位置参考点，在所述基片上通过光刻法形成与试验体电极接触，并从所述基片突出出来的探头针和对准标记的步骤；和在所述基片上形成紧靠在使所述基片相对于探头部件定位的一个零件上的定位件的步骤。
由于在形成探头针的同时，利用对准标记作为位置参考形成定位件，因此探头针和定位件的相对位置精度可以改善。因为利用定位件作为位置参考，将基片放置和固定在探头装置上，因此探头针在探头装置上可以非常精确地放置。根据探头部件的制造方法，可以改善探头针相对于试验体电极的位置精度。
根据本实用新型的另一个方面，提供了一种制造固定在探头装置上，用于测试试验体的功能的探头部件的方法，该方法包括同时用光刻法在所述基片上分别形成紧靠在使所述基片相对于探头部件定位的一个零件上的定位件，和对准标记的步骤；和利用所述对准标记作为位置参考点，通过光刻法在基片上形成与试验体电极接触，和从所述基片突出出来的探头针的步骤。
由于在形成定位件的同时，利用对准标记作为位置参考形成探头针，因此探头针和定位件的相对位置精度可以改善。因为利用定位件作为位置参考，将基片放置和固定在探头装置上，因此探头针在探头装置上可以非常精确地放置。根据探头部件的制造方法，可以改善探头针相对于试验体电极的位置精度。
根据本实用新型的另一个方面，一种制造探头部件的方法，它包括在基片表面上形成一个牺牲薄膜的步骤；在所述牺牲薄膜表面上形成一个在下面的薄膜的步骤；在所述在下面的表面上形成一个抗蚀薄膜的步骤，该抗蚀薄膜具有与探头部件图形相适应的开口和包括至少一个小孔；利用镀覆法，在所述抗蚀薄膜的开口上，形成探头部件图形的步骤；所述探头部件图形包括探头针和探头座；除去所述抗蚀薄膜和在所述抗蚀薄膜下面的所述在下面的薄膜的步骤；和除去所述牺牲薄膜，得到探头部件的步骤。
根据本实用新型的另一个方面，一种制造探头部件的方法，它包括在基片表面上形成一个牺牲薄膜的步骤；在所述牺牲薄膜表面上形成第一个抗蚀薄膜的步骤，所述第一个抗蚀薄膜具有与探头座图形相应的开口；利用镀覆，在所述第一个抗蚀薄膜的开口中，形成探头座图形的步骤；在所述探头座图形表面上形成绝缘薄膜的步骤；除去第一个抗蚀薄膜，得到探头座的步骤；在所述牺牲薄膜没有形成探头座的表面上形成一个金属层的步骤；在所述绝缘薄膜和所述金属层表面上形成在下面的薄膜的步骤；在所述在下面的薄膜表面上形成第二个抗蚀薄膜的步骤，所述第二个抗蚀薄膜具有与探头针图形相应的开口；用镀覆法，在所述第二个抗蚀薄膜的开口中形成探头引出图形的步骤；除去所述第二个抗蚀薄膜的步骤；和除去在所述第二个抗蚀薄膜下面的所述牺牲薄膜，得到探头部件的步骤。
根据本实用新型的另一个方面，一种制造探头部件的方法，它包括在基片表面上形成一个牺牲薄膜的步骤；在所述牺牲薄膜表面上形成第一个在下面的薄膜的步骤；在所述第一个在下面的薄膜表面上形成第一个抗蚀薄膜的步骤，该抗蚀薄膜具有与探头针图形相适应的开口；利用镀覆方法，在所述第一个抗蚀薄膜的开口中形成探头针图形的步骤；除去所述第一个抗蚀薄膜，得到探头针图形的步骤；利用镀覆层覆盖探头针图形，抛光镀覆层表面，使镀覆层表面与探头针图形表面齐平，然后在所述镀覆层和探头针图形表面上形成绝缘薄膜的步骤；在所述绝缘薄膜表面上，形成第二个在下面的薄膜的步骤；在所述第二个在下面的薄膜表面上形成第二个抗蚀薄膜的步骤，所述第二个抗蚀薄膜具有与有至少一个小孔的探头座相适应的开口；用镀覆法，在所述第二个抗蚀薄膜的开口中，形成探头座图形的步骤；和除去所述第二个抗蚀薄膜，所述第二个在下面的薄膜，所述绝缘薄膜，所述镀覆层和所述牺牲薄膜，得到一个探头部件的步骤。
探头部件可以安装在每一台各种装置上，使试验体的位置对准精度高。因此，可以十分精确地进行液晶显示板等的导电试验。由于确定安装位置的图形和探头针可以同时形成，因此定位孔的制造精度高。可以改善探头针与试验体的相对位置精度。
根据制造探头部件的方法，可以制造包括探头针，探头座，和用于将探头部件安装在每一台各种装置上的定位孔的探头部件，并其位置精度高。
附图的简要说明
图1为表示探头部件的第一个结构的平面图；
图2为表示探头部件的第二个结构的平面图；图3A和3B为表示探头部件的第三个结构的平面图和横截面图；图4A和4B为表示探头部件的第四个结构的平面图和横截面图；图5A和5B为表示探头部件的第5个结构的平面图和横截面图；图6为表示图1所示的探头部件的改进的平面图；图7为表示图1所示的探头部件的改进的平面图；图8A～8C为表示探头部件的第6个结构的平面图；图9A和9B为表示探头部件的第7个结构的平面图和横截面图；图10为表示探头部件的第8个结构的平面图；图11A和11B为表示探头部件的第9个结构的平面图和横截面图；图12为表示探头部件的第10个结构的平面图；图13A和13B为表示探头部件的第11个结构的平面图和横截面图；图14A和14B为表示探头部件的第12个结构的平面图和横截面图；图15A和15B为表示探头部件的第13个结构的平面图和横截面图；图16A～16H为表示制造探头部件的第一种方法的示意性横截面图；图17A～17C为表示制造探头部件的第二种方法的示意性平面图；图18A和18B为表示制造探头部件的第三种方法的示意性平面图；图19A和19B为表示制造探头部件的第4种方法的示意性平面图；图20A～20J为表示制造探头部件的第5种方法的示意性横截面图；图21A～21F为表示制造探头部件的第6种方法的示意性横截面图；图22A～22H为表示制造探头部件的第7种方法的示意性横截面图；图23A～23F为表示制造探头部件的第8种方法的示意性横截面图；图24AX和24AY～图24LX和24LY为表示制造探头部件的第9种方法的示意性横截面图；图25A～25F为表示制造探头部件的第10种方法的示意性横截面图；图26为表示制造探头部件的第10种方法的改进的示意性横截面图；图27A～27Q为表示制造探头部件的第11种方法的示意性横截面图；图28为表示如何使用利用实施例的方法制造的探头部件的正视图。
优选实施方式的详细描述现参照附图来说明本实用新型的优选实施例。现在来说明根据本实用新型实施例的探头部件。首先说明图1～图5B所示的探头部件10的第1～第5种结构。探头部件10的引线图形14和定位件16作在基片12上。探头部件10固定在位于试验体基座(样品基座)上面的探头装置2上。在图1～图5B所示的例子中，虽然在探头装置2上固定了一个探头部件10，但根据试验体的结构，在探头装置2上可以固定多个探头部件。例如，在探头装置上，可以在半径方向以90°的节距固定4个探头部件。
基片12由一个基本上为矩形的板制成。基片12的材料可以为绝缘材料，例如玻璃陶瓷、石英、二氧化锆、玻璃、氧化铝和合成树脂；或是可以为导电材料，例如铁镍合金、铜、不锈钢、硅、碳化硅和AlTiC。
引线图形14是由多根在基片12的表面上形成的引线20构成的。引线20可以相互间导电或相互间不导电。引线20利用光刻法在基片12上形成，它们的位置互相找平。一个挠性的印刷的平的线路电缆3，电气上与引线20的近端连接。引线20的远端形成探头针22。探头针22之间的节距均匀，并且成直线平行延伸。引线20的材料可以为金属，例如镍合金和镍。
利用光刻法，在基片12的表面上形成定位件16，它们与引线图形14的探头针22的位置找平。定位件16紧靠在探头装置2的固定夹具4上。与引线22相同，定位件16也由金属制成，例如镍合金和镍。与合成树脂(例如聚酰亚胺)比较，金属的形状稳定性好，并且在温度或潮湿作用下的变形小。定位件16紧靠在固定夹具4上可以确定基片12相对于探头装置2的位置。固定夹具4形成“一个使基片相对于探头装置定位的零件”。
现在来详细说明探头部件10的第1～第5个结构。
(第一个结构)在图1所示的第一个结构中，每一根引线远端的探头针22从基片12的一侧12a突出出来。定位件16为L字形，它沿着与探头针22突出出来的侧边12a垂直的侧边12b，和与侧边12a相对的侧边12c延伸；并从侧边12b和12c突出出来。另一个定位件16也是L字形，它沿着与探头针22突出出来的侧边12a垂直的侧边12d，和与侧边12a相对的侧边12c延伸；并从侧边12d和12c突出出来。在基片12外侧的每一个定位件16的侧边17紧靠在U字形的固定夹具4的拐角5上。这样，基片12相对于在探头针22的延伸方向和与该延伸方向垂直的方向固定。如图6所示，当定位件16在多个位置时，可以形成多个柱状(在图6中为圆柱形)的固定夹具4以靠紧定位件16的外壁。
(第二个结构)在图2所示的第二个结构中，除了第一个结构以外，形成了覆盖定位件16的部分表面和固定在基片12上的增强薄膜24，和覆盖探头针22的基座部分的增强薄膜25。增强薄膜24和25的材料为合成树脂等。增强薄膜24可防止在加在定位件16外侧上的外力作用下，定位件16与基片12分离。增强薄膜25可防止探头针22，在外力作用下与基片12分离。可以不使用二个薄膜24和25，而只使用覆盖定位件16的增强薄膜24和覆盖探头针22的基座部分的增强薄膜25中的一个薄膜。可以形成覆盖定位件16和探头针22的基座部分的一个增强薄膜。如图7所示，为了进一步提高增强薄膜24的强度，可以形成多个穿过定位件16的孔，并用与增强薄膜24的材料相同的材料充满这些孔。
(第三个结构)图3A为表示探头部件10的第三个结构的平面图，而图3B为沿着图3A所示的B3-B3线所取的探头部件10的横截面图。在第三个结构中，定位件16和紧靠在定位件16上的固定夹具4与第一个结构不同。在引线图形14的二侧，形成圆环形的定位件16，并与穿过基片12的通孔26重叠。定位件16用引线图形的同样材料制成，其厚度与引线图形14相同。定位件16的孔的直径比通孔26的直径小。定位件16的孔的内壁18在通孔26的开口上。圆柱形的固定夹具4装在定位件16的孔中，使基片12全方向固定。
(第4个结构)图4A为表示探头部件10的第4个结构的平面图，而图4B为沿着图4A所示的B4-B4线所取的探头部件10的横截面图。在第4个结构中，定位件16的形状与第三个结构不同。定位件16在圆周上形成一些夹子形的内部垫片，如同从内圆周18向着径向内侧伸出的突出部分一样。最好，突出部分19在圆周上的分布节距相等。如图4B所示，当圆柱形固定夹具4装入定位件16的孔中时，每一个突出部分向着装入方向弹性变形。这个变形可吸收定位件的孔的直径，和固定夹具4的外径的制造公差，使定位件16以高精度相对于固定夹具4定心。
(第5个结构)图5A为表示探头部件10的第5个结构的平面图，而图5B为沿着图5A所示的B5-B5线所取的探头部件10的横截面图。在第5个结构中，在基片12上形成轴对称的二个引线图形14。构成每一个引线图形14的引线20的探头针22为从基片12的表面垂直突出出来的杆形状。沿着引线图形14的探头针22的柱的相对两侧上的侧边12b和12d，形成矩形的定位件16。定位件16从相应的侧边12b和12d突出出来。定位件16的侧边17与侧边12b和12d平行。每一个定位件16的侧边17紧靠在柱形(在图5A和5B中为圆柱形)的多个固定夹具4的圆周上。因此，基片12与探头装置2固定。固定在基片12上的增强薄膜28覆盖着探头针22的基座部分和定位件16的部分表面。增强薄膜28的材料为合成树脂等。增强薄膜28可防止在加在探头针和定位件16的侧边17上的外力，使探头针22和定位件16与基片12分离。
在第5个结构中，虽然定位件16的高度(薄膜厚度)设定得比探头针22的高度低，如图5B所示那样，但定位件16的高度可以设置得比探头针22高。在这种情况，定位件16的侧边17要防止被外力破坏。
(第6个结构)图8A为表示探头部件的第6个结构的平面图。在第6个结构中，高度精确地并排排列在窄小的节距上的多个引线20的梳子形探头针22，和与探头针22的一端连接的探头座110整体形成。探头针22和探头座110与同一个平面齐平。探头针22和探头座110用同一种材料(例如镍合金)镀覆制成。
第6个结构的探头部件的探头针22和探头座110用同一种金属制成，使引线20可以相互导电。第6个结构的探头部件可适用于插杆式探头部件，该部件可以同时对同一个装置(例如液晶显示板)的多个电极进行导电试验。
可以形成通过探头座110的定位孔111，将探头部件10位置对准地安装在每一个装置中。定位孔111的尺寸、形状和位置根据安装探头部件10的每一个装置来确定。例如，可以不如图8A所示那样，形成多个多边形的孔，而可以形成可防止转动的一个多边形孔或多孔圆形孔(参见图8B)，或者可以形成多个可调整安装位置的椭圆孔(参见图8C)。
利用光阻材料可以非常精确地确定每一个定位孔111的位置，使探头部件10可以位置对准得非常精确地安装在每一个装置上。因此，可以非常精确地进行液晶显示板等的导电试验。
可以形成许多穿过探头座110的小孔102。后面将要说明，在第6个结构的探头部件的制造方法中，牺牲层可被蚀刻剂溶解，而使金属箔的整体部分和下面的薄膜与基片分开。小孔112用于使牺牲层和蚀刻剂之间有大的接触面积。虽然，小孔112的尺寸和数目没有特别的限制，但最好形成小孔112时，使蚀刻剂与下面的薄膜之下的整个牺牲薄膜表面均匀接触。这样，可以大大缩短牺牲薄膜的溶解时间。
(第7个结构)图9A为探头部件10的第7个结构的平面图。图9B为沿着图9A所示的B9-B9线所取的探头部件10的横截面图。
探头部件10的探头座110和梳子形的探头针22作在多根引线20的远端。探头针22以窄小的节距非常精确地并排排列。探头针22堆叠在探头座110上，并与该座作为一个整体。一个挠性的印刷线路平电缆3与探头部件10连接，该平电缆3具有以窄小节距平行放置的多个电极113。探头部件10和挠性的印刷线路平电缆3与每一对引线20和电气上要连接的电极113连接在一起。
为了将探头部件10安装在每一个装置上，使位置对准，可以形成多个穿过探头座110的定位孔111。定位孔111的尺寸、形状和位置，根据安装探头部件10的每一个装置来确定。利用光阻材料，可以非常精确地确定每一个定位孔1111的位置，使探头部件10可以安装在每一个装置上，保持位置对准的高精度。
在形成探头针22的同时，可以在定位孔111的外圆周表面上，形成用与探头针22相同的材料制造的定位件16。这个定位件16可以改善定位精度。下面将说明如图9A和9B所示的保护薄膜32。
(第8个结构)图10为表示探头部件10的第8个结构的平面图。
在第8个结构的探头部件中，可以形成穿过探头座110的一个或多个小的孔112。如后面所述，在制造第8个结构的探头部件的方法中，牺牲薄膜和铜镀覆层被蚀刻剂溶解，使探头针和探头座的整体部分与基片分开。小孔112用于增大牺牲薄膜和蚀刻剂之间的接触面积。虽然，小孔112的位置、尺寸和数目没有特别的限制，但最好形成小孔112时，使蚀刻剂能与探头座110下面的牺牲薄膜的整个表面均匀接触。这样，可以大大缩短牺牲薄膜的溶解时间。
(第9个结构)图11A为表示探头部件10的第9个结构的平面图。而图11B为表示探头部件10的第9个结构的横截面图。
探头部件10的探头座110和梳子形的探头针22作在多根引线20的远端。探头针22以窄小的节距非常精确地并排排列。探头针22堆叠在探头座110上，并与该座作为一个整体。一个挠性的印刷线路平电缆3与探头部件10连接，该平电缆3具有以窄小节距平行放置的多个电极113。探头部件10和挠性的印刷线路平电缆3与每一对引线20和电气上要连接的电极113连接在一起。
为了将探头部件10安装在每一个装置上，使位置对准，可以形成多个穿过探头座110的定位孔111。定位孔111的尺寸、形状和位置，根据安装探头部件10的每一个装置来确定。利用光阻材料，可以非常精确地确定每一个定位孔1111的位置，使探头部件10可以安装在每一个装置上，保持位置对准的高精度。
在形成探头针22的同时，可以在定位孔111的外圆周表面上，形成用与探头针22相同的材料制造的定位件16。
同时，形成确定安装位置的图形和探头针。这样，可以非常精确地形成定位孔，使探头针和试验体之间的位置精度可以改善。
(第10个结构)图12为表示探头部件10的第10个结构的平面图。
在第10个结构的探头部件中，可以形成多个穿过探头座110的小孔112。如后面所述，在制造第10个结构的探头部件的方法中，牺牲薄膜被蚀刻剂溶解，使探头针和探头座的整体部分与基片分开。小孔112用于增大牺牲薄膜和蚀刻剂之间的接触面积。虽然，小孔112的位置、尺寸和数目没有特别的限制，但最好形成小孔112时，使蚀刻剂能与探头座110下面的牺牲薄膜的整个表面均匀接触。这样，可以大大缩短牺牲薄膜的溶解时间。
(第11个结构)图13A为表示探头部件10的第11个结构的平面图，而图13B为沿着图13A所示的B13-B13线所取的探头部件10的横截面图。
第11个结构的探头部件的探头座部分110由树脂层110a制成。
在这个探头部件中，为了使探头针22与探头座110电气上绝缘，形成探头针22的探头座110的部分由光敏的聚酰亚胺树脂层110a等制成。由于树脂层110的线膨胀系数大和受温度变化而变形，因此，探头针的位置精度低。这样，最好是探头座110的树脂层110a所占的面积较小。
当将这个探头部件安装在每一个导电试验装置上时，定位框114与导电试验装置的座115的安装件116配合。
在图13A和13B的优选结构中，探头座110的一部分覆盖探头针22。
(第12个结构)图14A为表示探头部件10的第12个结构的平面图，而图14B为沿着图14A所示的B14-B14线所取的探头部件10的横截面图。
第12个结构的探头部件具有穿过定位框114的定位孔114a。
如下面所述，定位框114和定位孔114a同时形成。因此，定位框114和定位孔114a的位置精度高。探头针2试验体之间的位置精度可以改善。
当将这个探头部件安装在每一个导电试验装置上时，导电试验装置的座115的定位销116插入定位孔114a中。
由于探头部件探头座110的树脂层110a所占的面积小，因此可以防止探头针的位置精度因温度变化而降低。由于在靠近定位孔114a的区域中不使用树脂，因此可以防止探头针的位置精度因温度变化而降低。
在图13A和13B所示的优选结构中，探头座110覆盖探头针22。
(第13个结构)图15A为表示探头部件10的第13个结构的平面图，而图15B为沿着图15A所示的B15-B15线所取的探头部件10的横截面图。
第13个结构的探头部件具有探头座110，在多个引线20的远端，以窄小的节距非常精确地并排排列的梳子形探头针22和定位框114。探头针22和定位框114堆叠在探头座110上，并与该座形成一个整体。
定位框114在探头座110的二侧上，与引线20平行。定位框114用与探头针相同的材料制成。定位框114的尺寸、形状和位置，根据安装探头部件10的每一个导电试验装置来确定。
如下所述，确定安装位置的定位框114和探头针22同时形成。因此，定位框114的位置精度高。探头针22和试验体之间的位置精度可以改善。
当将这个探头部件安装在每一个导电试验装置上时，定位框114与导电试验装置的座的安装件116配合。
探头部件10的结构已经在上面说明。下面将说明制造探头部件10的方法。首先，说明第1～第7种制造方法。第1～第7种制造方法可用于探头部件10的第1～第5个结构中的任何一个结构。作为例子，将说明制造具有第一个结构的探头部件的第1～第6种方法。第7种方法将以制造具有第5个结构的探头部件作为例子来说明。
(第一种制造方法)图16A～16H为表示制造探头部件的第一种方法的示意性横截面图。利用这个制造方法，可以制造具有图1所示的第一个结构的探头部件10。
如图16A所示，首先在绝缘材料—例如玻璃陶瓷，石项和氧化锆—制成的基片12的表面层上形成凹部50。在接着进行的加工后，凹部50的内壁成为基片12的侧边12a、12b和12d。
如图16B所示，在基片12的表面上形成一个牺牲薄膜52。牺牲薄膜52的材料可以为金属合成树脂(例如环氧树脂和尿烷树脂)或无机盐(例如碳酸钙)。如果使用金属，则使用与制造引线图形14不同的金属(例如铜)。如果使用铜，则形成在下面的层52a，然后在下面的层52a表面上，利用镀覆，飞溅等方法形成一个铜的薄膜52b。例如，在下面的层52a为厚度为30纳米(nm)的铬层和厚度为300纳米的铜层构成的复合材料层。铜薄膜52b充满在凹部50中。
如图16C所示，将牺牲薄膜52抛光，露出基片12的表面并磨平该表面，只让牺牲薄膜52留在凹部50中。
如图16D所示，在抛光的表面55上形成厚度均匀的引线图形14的位于下面的薄膜56和定位件16。在位于下面的薄膜56的表面上涂敷光阻材料。在光阻材料的表面上，设置具有预先确定的图形的掩膜。通过显影过程除去不需要的光阻材料，形成抗蚀薄膜58。抗蚀薄膜有露出形成引线图形14的区域的开口59a，和露出形成定位件16的区域的开口59b。开口59b中的二个在充满牺牲薄膜52的凹部上面形成。
如图16E所示，在经过利用以硫酸作为主要成分的已知的铁—镍镀覆液的镀覆，在该位于下面的薄膜56的表面上形成在上述开口59a和59b上露出的覆盖薄膜57。可以用该覆盖薄膜57作为引线图形14和定位件16。因此，在开口59a和59b的底部，形成由相同材料制成的引线图形14和定位件16。
如图16F所示，利用诸如N-甲基-2-吡咯烷一类的液体，通过超声波清洗抗蚀薄膜58的表面，除去抗蚀薄膜58。接着利用例如离子碾磨一类的平行剪切法或例如离子束腐蚀一类的腐蚀方法，除去没有被覆盖薄膜57覆盖的该位于下面的薄膜56。
通过图16D～16F所示的过程，可以同时利用光刻法形成由位于下面的薄膜56和覆盖薄膜57制成的引线图形14和定位件16。因此，可以形成引线图形14的探头针22和定位件16，使它们的相对位置精度高。
如图16G所示，除去留在凹部50中的牺牲薄膜52。如果牺牲薄膜52由铜制成，则利用对铜的溶解优先于其他材料的溶解的腐蚀剂来溶解牺牲薄膜52。
如图16H所示，沿着切割线切割基片12，达到基片的底部。引线图形14(图16H中没有示出)的探头针22和定位件16，沿着切割线从基片12的侧边12a、12b和12d突出出来。
(第二种制造方法)图17A～17C为表示制造探头部件的第二种方法的示意性横截面图。利用这种制造方法，可以制造具有图1所示的第一个结构的探头部件10。
如图17A所示，在基片12的表面上预先确定的位置上形成对准标记30。对准标记30可用光刻法、印刷法或机械加工形成。对准标记的形状可以如图17A所示的十字形，或者为其中心能够正确表示特定位置的多角形或圆。
如图17B所示，利用与第一种制造方法相同的方法，只在基片12的表面上形成引线图形14。在这种情况下，在与图16D相适应的过程中，在利用对准标记30作为参考点确定预先确定的位置上，形成穿过抗蚀薄膜58的开口59a。在相应于图16D～16F的过程中，利用光刻法形成引线图形14的探头针22，使其相对于对准标记有高的位置精度。
如图17C所示，在基片12表面上形成定位件16。在这种情况下，在与图16D相应的过程中，在利用对准标记作为参考点确定的预先确定的位置上，形成穿过抗蚀薄膜58的开口59b。在与图16D～16F相应的过程中，利用光刻法，形成定位件16，使其相对于对准标记30的位置精度高。
这样，可以形成在由共用的对准标记30确定的位置上非常精确地形成的探头针22和定位件，使它们的相对位置精度高。图17B所示的过程和图17C所示的过程顺序可以颠倒，效果相同。
(第三种制造方法)图18A和18B为表示制造探头部件的第三种方法的示意性平面图。利用这种方法，可以制造具有图1所示的第一个结构的探头部件10。
在第三种制造方法中，第二种制造方法的一部分经过改造。即图17A所示的过程省去了，图17B所示的过程用图18A所示的过程代替。在图18A所示的过程中，当用与第一种制造方法相同的方法形成引线图形14时，同时形成对准标记30。在与图16D所示过程相应的过程中，不需形成开口59b，即可形成穿过抗蚀薄膜58的，用于形成引线图形14的开口59a和露出形成对准标记30的区域用的开口。利用与图16D～16F所示过程相应的过程，可以同时利用光刻法形成引线图形14和对准标记30。
在图18A所示过程以后，在图18B所示的过程中，利用与图17C所示的第二种制造方法相同的方法，形成定位件16。由于定位件16可以非常精确地在与形成引线图形14的同时，在由对准标记30确定的位置上形成，因此，它相对于引线图形14的探头针22的位置，具有高的相对位置精度。
(第4种制造方法)图19A和19B为表示制造探头部件的第4种方法的示意性平面图。利用这种制造方法，可以制造具有图1所示的第一个结构的探头部件10。
在第4种制造方法中，第二种制造方法的一部分经过改造。即省去了图17A所示的过程，图19A所示的过程在图17B所示的过程之前进行。在图19A所示的过程中，在用与第一种制造方法相同的方法形成定位件16的同时，形成对准标记30。在与图16D所示的过程相应的过程中，不用形成开口59a，可以形成用于形成定位件16的开口59b，和用于露出形成对准标记30的区域的开口。在与图16D～16F相应的过程中，同时用光刻法形成定位件16和对准标记30。
在图19A所示的过程后，在图19B所示的过程中，利用与图17C所示的第二种制造方法相同的方法，形成引线图形14。由于引线图形14的探头针22是在形成定位件16的同时，在由对准标记30确定的位置上，非常精确地形成的，因此，它们相对于定位件16的相对位置精度高。
在第2～第4种制造方法中，对准标记30、引线图形14的探头针22和定位件16的材料，薄膜厚度(高度)可以是不同的。在这种情况下，只有定位件16的机械强度高，或对准标记30作得薄。这时，位于下面的薄膜56和构成对准标记30的覆盖薄膜57，引线图形14和定位件16的材料和沉积条件可以不同。如果只使定位件16的机械强度高，则通过遮蔽对准标记30和引线图形14，再进行镀覆，可将镀覆薄膜沉积在定位件16的表面上。
(第5种制造方法)图20A～20J表示制造探头部件的第5种方法的示意性横截面图。利用这种方法，可以制造具有图1所示的第一个结构的探头部件10。
如图20A所示，在基底板60的表面上形成第一个牺牲薄膜62。基底板60的材料可以为玻璃、陶瓷、硅酮、金属等。例如，第一个牺牲薄膜62为用飞溅法形成的厚度为0.03微米(μm)的铬薄膜和厚度为0.3微米的铜薄膜制成的复合材料薄膜。
如图20B所示，在第一个牺牲薄膜62上形成厚度均匀的第一个位于下面的薄膜64。在接着进行的过程以后，第一个位于下面的薄膜64成为引线图形14和定位件16。例如，第一个位于下面的薄膜64为厚度为0.02微米的钛薄膜与厚度为0.15微米的铁—镍合金薄膜形成的复合材料薄膜。接着，在第一个位于下面的薄膜64上形成抗蚀薄膜66。形成穿过抗蚀薄膜66的开口67，露出形成引线图形14和定位件16的区域。
如图20C所示，在露出在开口67上的第一个位于下面的薄膜64的表面上，形成覆盖薄膜68。在经过接下去的过程后，覆盖薄膜68成为引线图形14和定位件16。例如，利用以硫酸作为主要成分的已知的铁—镍镀覆液，通过镀覆镍合金，可以形成覆盖薄膜68。因此，引线图形14和定位件16用相同材料制成，其厚度相同。
如图20D所示，利用有机溶剂可以除去抗蚀掩膜66。接着，利用离子碾压等方法除去没有被覆盖薄膜68覆盖的第一个位于下面的薄膜64。
利用图20B～20D所示的过程，可以同时用光刻法形成由第一个位于下面的薄膜64和覆盖薄膜68构成的引线图形14和定位件16，并且引线图形14的探头针22和定位件16的相对位置精度高。可以不使用利用保护层的镀覆，而通过腐蚀由镀覆形成导电薄膜，或印刷导电膏，形成覆盖薄膜68。利用光刻法，可以得到引线图形14和定位件16的高的尺寸精度。
如图20E所示，在第一个牺牲薄膜62和覆盖薄膜68的表面上形成第二个牺牲薄膜70。例如，通过将铜等镀覆在另一个牺牲薄膜62的表面上，并使镀覆的铜在覆盖薄膜68的表面上溢流，可以形成第二个牺牲薄膜70。接着，抛光和磨平第二个牺牲薄膜70的表面，露出覆盖薄膜68的表面。
如图20F所示，在第二个牺牲薄膜70和覆盖薄膜68的表面上，形成一个绝缘薄膜72。绝缘薄膜72与第二个位于下面的薄膜74和后面要说明的支承薄膜78一起，构成基片12。绝缘薄膜的材料可以为二氧化硅，氧化铝等。其次，在绝缘薄膜72上形成与第一个位于下面的薄膜64相同的第二个位于下面的薄膜74。
如图20G所示，在第二个位于下面的薄膜74的表面上涂上光阻材料。在光阻材料表面上，放置一个具有预先确定图形的掩膜。利用显影过程除去不必要的光阻材料，形成一个抗蚀薄膜76。抗蚀薄膜76有一个用于露出形成基片12的区域的开口。开口77的形状与由第一个位于下面的薄膜64和覆盖薄膜68构成的引线图形14和定位件16相适应。
如图20H所示，在开口77的底面上露出的第二个位于下面的薄膜74的表面上，形成一个支承薄膜78。例如，可将金属镀覆在开口77的底面上而形成支承薄膜78。
如图20I所示，与抗蚀薄膜66和第一个位于下面的薄膜64相同，除去抗蚀薄膜76和没有被支承薄膜78覆盖的第二个位于下面的薄膜74。其次，利用离子腐蚀方法，除去没有被第二个位于下面的薄膜74覆盖的绝缘薄膜72。
如图20J所示，除去第一和第二个牺牲薄膜62和70。这样，就形成了带有整体的引线图形14和定位件16的基片12。当除去第一个牺牲薄膜62时，基底板60与引线图形14和定位件16分离。如果牺牲薄膜62和70由铜制成，可以使用对铜的溶解优先于其他材料的溶解的腐蚀剂，来溶解牺牲薄膜62和70。在用腐蚀方法除去牺牲薄膜62和70之前，形成穿过支承薄膜78，第二个位于下面的薄膜74和绝缘薄膜72的孔，使牺牲薄膜62和72可以更快的速度分离。
(第6个制造方法)图21A～21F为表示制造探头部件的第6种方法的示意性横截面图。利用这种方法，可以制造具有图1所示第一个结构的探头部件10。
如图21A所示，在基底板80的表面上形成牺牲薄膜82。基底板80的材料可以为不锈钢。牺牲薄膜82由镀覆金属或飞溅法形成。
如图21B～21D所示，引线图形14和定位件16利用与图20B～20D所示的第5种制造方法相同的方法形成。即如图21B所示，形成抗蚀薄膜85，该薄膜85上具有露出形成引线图形14和定位件16的区域的开口84。其次如图21C所示，在露出在开口84底部上的牺牲薄膜82的表面上，形成引线图形14和引线20和定位件16。此后，如图21D所示，除去抗蚀薄膜85。由于引线图形14和定位件16是同时用光刻法形成的，因此引线图形14的探头针22和定位件16的相对位置精度高。
如图21E所示，利用粘接剂89将薄膜88固定在引线图形14和定位件16的表面上。这个薄膜88可作基片12使用。例如，如图21E所示，薄膜88为金属层88a和可以增加薄膜88的相对于膨胀和收缩的机械强度的合成树脂层88b构成的一个复合材料薄膜。复合材料薄膜的金属层88a的材料为镍合金，铜等，而合成树脂层88b的材料为聚酰亚胺等。
如图21F所示，牺牲薄膜82与基底板80分开。然后，利用腐蚀等方法除去牺牲薄膜82。以后，如需要，可用镀覆黄金89覆盖引线图形14的引线的外表面。如图21F所示，镀覆黄金89可以在定位件16的外表面上形成；或者为了提高定位件16和固定夹具14之间的靠紧的位置对准精度，可以不形成镀覆黄金89。
(第7种制造方法)图22A～22H为表示制造探头部件的第7种方法的示意性横截面图。利用这种方法，可以制造具有如图5A和5B所示的第5个结构的探头部件10。
如图22A所示，在由单晶硅制成的基底板90的表面上，用光刻法形成金属沉积薄膜91和92。金属沉积薄膜91具有与探头针22的布局相适应的图形，而金属沉积薄膜92具有与定位件16的布局相适应的图形。金属沉积薄膜91和92的材料可以为黄金。
如图22B所示，利用VLS(蒸气—液体—固体)生长法，可使被金属沉积薄膜91和92覆盖的基底板90生长大约1～500微米(μm)。
如图22C所示，只除去覆盖着形成定位件16的生长区域94的金属沉积薄膜92。例如，通过用抗蚀薄膜覆盖金属沉积薄膜91，进行离子碾压或腐蚀，然后再除去抗蚀薄膜，可以有选择地除去金属沉积薄膜92。
如图22D所示，利用VLS方法，只可使被金属沉积薄膜91覆盖的生长区域93进一步生长。根据探头针22的长度不同，形成探头针22的生长区域93生长成杆形状，其长度达到大约200～5000微米。
如图22E所示，沉积覆盖生长区域93的合成树脂95，并使树脂硬化，生长区域93的上表面抛光，使该上表面齐平。在这种情况下，如图22E所示，可以除去覆盖生长区域93的上表面的金属沉积薄膜91，或留下一部分金属沉积薄膜91。
如图22F所示，在除去合成树脂95后，用导电薄膜96覆盖基底板90和生长区域93与94的表面。例如，导电薄膜96可通电镀覆金属(例如黄金和铑)而形成。为了保持探头针22之间的电气绝缘，除了顶部表面以外的生长区域93可用合成树脂(例如聚酰亚胺)涂敷。
利用图22A～22F所示的过程，可同时用光刻法形成由生长区域93和导电薄膜96构成的引线图形14的探头针22，和由生长区域94与导电薄膜96构成的定位件16。因此，探头针22和定位件16的相对位置精度高。
如图22G所示，探头针22的基本部分和定位件16的部分表面被合成树脂覆盖，形成一个增强薄膜28。
如图22H所示，探头针22，定位件16和增强薄膜28与基底板90分开。其次，除了探头针22以外，将这个分离的结构与带有引线图形14的图形99的基片12粘接。通过正确地粘接探头针22和图形99，就完成了引线图形14。
在第7种制造方法中，覆盖构成探头针22的生长区域93的金属沉积薄膜91可以有选择地除去，而留下覆盖构成定位件16的生长区域94的金属沉积薄膜92。通过使定位件16的高度(厚度)比探头针22的高度大，可以提高定位件16的机械强度。
(第8种制造方法)图23A～23F为表示制造探头部件的第8种方法的示意性横截面图。利用这种方法，可以制造具有图8A～8C所示的第6个结构的探头部件10。
在这种制造探头部件的方法中，如图23A所示，首先利用飞溅法、真空沉积法、离子镀覆等方法，最好是飞溅法，在基片130的表面上形成一个牺牲薄膜131。在牺牲薄膜131的表面上，形成探头部件的位于下面的薄膜132。
虽然没有特别限制，基片130的材料为厚度为几mm的玻璃板，合成树脂板、陶瓷板、硅板、金属板等。
牺牲薄膜131的材料最好为厚度为0.1～5.0微米的铜薄膜、铜(Cu)/铬(Cr)薄膜等。如果使用铜/铬薄膜作为牺牲薄膜131，则可以首先飞溅铬，形成一个紧密的接触层，然后在该紧密的接触层上飞溅铜。在这种情况下，例如，铬薄膜的厚度为0.03微米，而铜薄膜的厚度为大约0.3微米。
该位于下面的薄膜132最好为厚度为大约0.05～0.5微米的钛(Ti)/镍(Ni)—铁(Fe)薄膜等。如果形成钛/镍—铁薄膜作为位于下面的薄膜132，则首先用飞溅法形成钛薄膜作为紧密接触层；而在钛薄膜上，用飞溅法形成镍—铁薄膜。在这种情况下，钛薄膜的厚度为0.02微米，而镍—铁薄膜的厚度大约为0.15微米。
使用位于下面的薄膜132是因为，如果后面所说明的光阻材料制成的抗蚀薄膜直接在牺牲薄膜131上形成，则不能得到有高溶解度的抗蚀薄膜。根据光阻材料种类的不同，可以省去位于下面的薄膜132。由于位于下面的薄膜132与光阻材料的润湿性好，因此可以在牺牲薄膜131上形成具有高溶解度和所希望形状的抗蚀薄膜。
如图23B所示，在位于下面的薄膜132的表面上，可将光阻材料涂敷至任意厚度。在光阻材料表面上，设置具有预先确定的图形的掩膜。为了形成具有与预先确定的探头部件图形相应的开口的抗蚀薄膜133，可利用曝光和显影过程除去不必要的光阻材料。抗蚀薄膜133的厚度最好为10～200微米。
抗蚀薄膜133的开口的探头部件图形包括形成构成探头部件的探头针和探头座的图形，以及用于形成定位件(例如一个或多个定位孔和定位框)的图形。另外还包括用于形成如图8A～8C所述的小孔的图形。
由于使用光阻材料的抗蚀薄膜133，构成探头引出端的引线的图形，以窄小的节距(例如，窄小和均匀的间跑)形成。这样，利用这个抗蚀薄膜133形成的探头针可以窄小的节距平行地构成。同样，利用抗蚀薄膜133形成的探头部件的探头针和探头座的相对位置精度高。定位孔和小孔的位置对准精度也高。
如图23C所示，利用以硫酸为主要成分的已知的铁—镍镀覆液进行镀覆，可在没有被抗蚀薄膜133覆盖的位于下面的薄膜132的表面上，形成镍合金的金属箔134，金属箔134的厚度可按所希望的设置。
如图23D所示，利用例如N-甲基-2-吡咯烷一类的液体，通过超声波清洗抗蚀薄膜133和位于下面的薄膜132之间的界面，可除去抗蚀薄膜133。在这种情况下，将基片130，抗蚀薄膜133等组成的结构体浸入N-甲基-2-吡咯烷中，并在85下进行超声波清洗，可以有效地除去抗蚀薄膜133。
如图23E所示，利用离子碾压方法，除去露出的位于下面的薄膜132，使位于下面的薄膜132和金属箔134的外部尺寸相同。
如图23F所示，金属箔134和位于下面的薄膜132的整体部分可以与基片130分离。这样，可得到带有金属箔和位于下面的薄膜132的探头部件10。利用制造具有第6个结构的探头部件的方法，可以不需要用机械方法或钎焊剂或粘接剂连接探头针和探头座，即可整体地形成探头针和探头座。因此，可防止探头针破坏。还可以使探头针和探头座的相对位置精度高。
由于不需要切断探头座，因此可以非常精确地确定外部尺寸，并可防止在切割过程中探头针被破坏。
(第10种制造方法)图24AX～24LY为表示制造探头部件的第9个方法的示意性横截面图。利用这个制造方法，可以制造如图9A和9B所示的第7个结构或如图10所示的第8个结构的探头部件10。
图24AX，24BX，...24LX为沿着与探头部件的纵向方向平行的方向所取的横截面图；而图24AY，24BY...24LY为表示在探头部件的探头座中形成定位孔的过程的横截面图。
在制造探头部件的第9个方法中，如图24AX和24BY所示，首先在基片140的表面上，用飞溅，真空沉积，离子镀覆等方法，最好是用飞溅方法形成一个牺牲薄膜141。在牺牲薄膜141的表面上，涂敷一层任意厚度的光阻材料。在光阻材料表面上沉积具有预先确定图形的一个掩膜。为了形成具有与探头部件的探头座的图形相适应的开口的第一个抗蚀薄膜142，可用曝光和显影方法，除去不必要的光阻材料。第一个抗蚀薄膜142的厚度为10～200微米。接着，利用以硫酸作为主要成分的已知的铁—镍镀覆液，进行镀覆，在没有被第一个抗蚀薄膜142覆盖的牺牲薄膜141的表面上，形成第一个镍合金的金属箔143。第一个金属箔143的厚度可按所希望的设置。
虽然没有特别限制，基片140的材料的厚度为几mm的玻璃板，合成树脂板、陶瓷板、硅板、金属板等。
牺牲薄膜141的材料最好为厚度为0.1～5.0微米的铜薄膜，铜(Cu)/铬(Cr)薄膜等。如果使用铜/铬薄膜作为牺牲薄膜141，则首先飞溅铬形成一个紧密的接触层，然后在这个紧密的接触层上飞溅铜。在这种情况下，铬薄膜的厚度为0.03微米，铜薄膜的厚度大约为0.3微米。
当形成第一个抗蚀薄膜142时，同时可以不但形成与探头座相适应的开口，而且还可形成一个或多个定位孔或小孔。
如图24BX和24BY所示，在第一个抗蚀薄膜142和第一个金属箔143的表面上，形成绝缘薄膜144。绝缘薄膜144是利用飞溅，CVD等方法形成的厚度大约为0.1～20微米的二氧化硅薄膜，铝薄膜等。如后所述，绝缘薄膜144的目的是将第一个金属箔143和要在第一个金属箔143上面形成的探头针进行电气绝缘。
如图24CX和24CY所示，除去第一个抗蚀薄膜142，在牺牲薄膜141的表面上留下探头座110。探头座110由第一个金属箔143和绝缘薄膜144构成。为了除去第一个抗蚀薄膜142，可用N-甲基-2-吡咯烷清洗第一个抗蚀薄膜142和牺牲薄膜141之间的界面。在这种情况下，将由基片140，第一个抗蚀薄膜142等构成的结构体浸入N-甲基-2-吡咯烷中，在85下进行超声波清洗，可以有效地除去第一个抗蚀薄膜142。
如图24DX和24DY所示，除去带有第一个抗蚀薄膜142的牺牲薄膜141的整个表面，即不带有第一个金属箔143的牺牲薄膜141的整个表面用铜镀覆，形成一个镀覆铜的层145。镀覆铜层145的厚度比探头座110的厚度大。
如图24EX和24EY所示，抛光该镀覆铜层148，使它与探头座110齐平。
如图24FX和24FY所示，在探头座110和镀覆铜层145的表面上，用飞溅法形成探头部件的位置于下面的薄膜146。
该位于下面的薄膜146最好为大约0.05～0.5微米厚的钛(Ti)/镍(Ni)—铁(Fe)薄膜等。如果使用钛/镍—铁薄膜作为位于下面的薄膜146，则首先用飞溅方法，将钛薄膜作成紧密接触层，然后在钛薄膜上，用飞溅法形成镍—铁薄膜。在这种情况下，钛薄膜的厚度为0.02微米，而镍—铁薄膜的厚度大约为0.15微米。
如图24GX和24GY所示，在位于下面的薄膜146的表面上，涂敷任意厚度的光阻材料。在光阻材料表面上，沉积具有预先确定图形的掩膜。为了形成具有与探头针的图形相应的开口的第二个抗蚀薄膜147，利用曝光和显影过程，除去不必要的光阻材料。第二个抗蚀薄膜147的厚度为10～200微米。除了与探头针的图形相应的开口外，可以同时形成与确定安装位置用的定位件和图形相适应的开口。
如图24HX和24HY所示，利用以硫酸作为主要成分的已知的铁—镍镀覆液进行镀覆，在没有被第二个抗蚀薄膜147覆盖的位于下面的薄膜146的表面上，形成第二个镍合金金属箔(图形)148。第二个金属箔(图形)148的厚度可以按希望设置。
如图24IX和24IY所示，除去第二个抗蚀薄膜147，为了除去第二个抗蚀薄膜147，要用N-甲基-2-吡咯烷清洗第二个抗蚀薄膜147和位于下面的薄膜146之间的界面。在这种情况下，将由基片140，第二个抗蚀薄膜147等构成的结构体浸入N-甲基-2-吡咯烷中，并在85下进行超声波清洗，可以有效地除去第二个抗蚀薄膜147。
如图24JX和24JY所示，利用离子碾压法除去露出的位于下面的薄膜146，使位于下面的薄膜146和第二个金属箔(图形)148的外部尺寸相同，而由位于下面的薄膜146和第二个金属箔148构成的探头针22留在探头座110上。
如图24KX和24KY所示，为了改善探头座110和探头针22之间的紧密接触，和保护探头部件的线路，与探头座110紧密接触的探头针区域用保护薄膜32覆盖。在这种情况下，将光敏聚酰亚胺，紫外线硬化的粘接剂，Cardo式绝缘材料，光阻材料等涂敷在探头针与探头座110紧密接触的区域上，并且硬化或与干燥的薄膜连接，从而形成保护薄膜32。
如图24LX和24LY所示，利用对铜的溶解优先于对其他材料的溶解的腐蚀剂，来溶解牺牲薄膜141和镀覆铜层145。这样，可使探头针22和探头座110的整体部分与基片140分开，形成带有探头针22和探头座110的探头部件10。
利用制造探头部件的第9种方法，不需要用机械方法或用钎焊料或粘接剂将探头针与探头座连接，而是利用各种薄膜的层叠，即可以整体地形成探头针22和探头座110。因此可以防止探头针损坏。也可以使探头针和探头座110的相对位置精度高。
由于不需要切割探头座110，可以非常精确地确定外部尺寸，防止探头针22在切割过程中损坏。
利用光阻材料，可以形成穿过探头座110的定位孔，其位置对准的精度高。这样，可以使位置非常精确地对准地，将探头部件10安装在每一个装置上。因此，可以非常精确地进行液晶显示板等的导电试验。
由于确定安装位置用的定位件的图形和探头针22同时形成，因此定位孔的精度高，可以改善探头针22和试验体的相对位置精度。
在这个实施例中，虽然形成了保护薄膜32，但也可以形成不带保护薄膜32的探头部件10。另外一种方案是，在探头部件10与基片140分开后，可以形成保护薄膜32。
为了缩短探头部件10与基片140分开所需的时间，基片140可用铜制成不形成牺牲薄膜141。在这种情况下，如果铜基片140的机械强度不够，可将密实和稳定的、由玻璃、陶瓷等制成的基片衬在基片140上。
在这个实施例中，在形成探头座110后，还可将探头针22堆叠在探头座110上。相反，在形成探头针22后，可将探头座110堆叠在探头针上。
(第10种制造方法)图25A～25F为表示制造探头部件的第10种方法的示意性横截面图。利用这种制造方法，可以制造具有第9～12个结构的探头部件10。
在第10种制造探头部件的方法中，如图25A所示，首先在基片150表面上，利用飞溅、真空沉积、离子镀覆等方法，最好是利用飞溅法，形成牺牲薄膜151。在牺牲薄膜151上，利用飞溅法形成探头部件的位于下面的薄膜152。在位于下面的薄膜152上，涂敷任意厚度的光阻材料。在光阻材料表面上，沉积具有预先确定图形的掩膜。利用曝光和显影过程，除去不必要的光阻材料，形成具有与探头针图形相应的开口的抗蚀薄膜153。
由于用于确定安装位置的定位件的图形和探头针图形同时形成，因此定位孔的精度高，可以改善探头针和试验体的相对位置精度。
虽然没有特别限制，基片150的材料的厚度为几mm的玻璃板，合成树脂板、陶瓷板、硅板、金属板等。
牺牲薄膜151的材料最好为厚度为0.1～5.0微米的铜薄膜，铜(Cu)/铬(Cr)薄膜等。如果使用铜/铬薄膜作为牺牲薄膜141，则首先飞溅铬形成一个紧密的接触层，然后在这个紧密的接触层上飞溅铜。在这种情况下，铬薄膜的厚度为0.03微米，铜薄膜的厚度大约为0.3微米。
位于下面的薄膜152最好为厚度大约为0.05～0.5微米厚的钛(Ti)/镍(Ni)—铁(Fe)薄膜等。如果用钛/镍—铁薄膜作为位于下面的薄膜152，则首先用飞溅法形成钛薄膜作为一个紧密接触层，然后用飞溅法在该钛薄膜上形成镍—铁薄膜。在这种情况下，钛薄膜的厚度为0.02微米，而镍—铁薄膜厚度大约为0.15微米。
使用该位于下面的薄膜152是因为，如果直接将后述的光阻材料制成的抗蚀薄膜作在牺牲薄膜151上，则不能得到溶解度大的抗蚀薄膜。由于该位于下面的薄膜152与光阻材料的润湿性好，因此可以在牺牲薄膜151上形成溶解度大和所希望形状的抗蚀薄膜。根据光阻材料种类不同，可以省去该位于下面的薄膜152。
抗蚀薄膜153的厚度最好为10～200微米。
由于使用光阻材料制成的抗蚀薄膜153，可以窄小的节距平行地形成构成探头针的引线图形。同样，探头针和探头座的相对位置精度高。定位孔的位置对准精度也高。
如图25B所示，利用以硫酸作为主要成分的已知的铁—镍镀覆液进行镀覆，可以在没有被抗蚀薄膜153覆盖的位于下面的薄膜152的表面上，形成探头针的镍合金金属箔(图形)154。该金属箔(图形)154的厚度可以按希望设置。
如图25C所示，除去抗蚀薄膜153。为了除去第一个抗蚀薄膜153，用N-甲基-2-吡咯烷清洗第一个抗蚀薄膜153和位于下面的薄膜152之间的界面。在这种情况下，将由基片150，抗蚀薄膜153等组成的结构体浸入N-甲基-2-吡咯烷中，在85下进行超声波清洗，可以有效地除去第一个抗蚀薄膜153。
如图25D所示，利用离子碾压法除去露出的位于下面的薄膜152，使位于下面的薄膜152与金属箔(图形)154的外部尺寸相同，而由位于下面的薄膜152和金属箔154构成的探头针22留在牺牲薄膜151的表面上。
如图25E所示，通过涂敷光敏聚酰亚胺，紫外线硬化的粘接剂，Ceralo式绝缘材料，光阻材料等，或固定一个干燥薄膜，可以在位于下面的薄膜152和金属箔154互相紧密接触的区域上，形成探头座110。探头座110可以部分地覆盖探头针22或完全覆盖要埋入探头座110中的探头针22。探头座110也有探头针保护薄膜的作用。
在用光阻材料形成探头座110时，将所希望厚度的光阻材料涂在探头针22上。在光阻材料表面上沉积具有预先确定图形的掩膜。利用曝光和显影方法除去不必要的光阻材料，形成探头座的外形。除了探头座的外形以外，还可同时形成穿过探头座110的一个或多个定位孔或小孔。
如图25F所示，利用对铜的溶解优先于对其他材料的溶解的腐蚀剂，溶解牺牲薄膜151。因此，可将探头针22和探头座110的整体部分与基片150分开，形成带有探头针22和探头座110的探头部件10。
利用制造探头部件的第10种方法，不需要用机械方法或用钎焊料或粘接剂将探头针与探头座连接，而是利用各种薄膜的层叠，即可以整体地形成探头针22和探头座110。因此可以防止探头针损坏。
可以使探头针22和探头座110的相对位置精度高。
由于利用光阻材料制成探头座110，定位孔的位置对准精度高。因此，可以使位置对准很精确地将探头部件10安装在每一个装置上。因此可以非常精确地进行液晶显示板等的导电试验。
由于确定安装位置用的定位件图形和探头针22同时形成，定位孔的精度高，可以改善探头针22和试验体的相对位置精度。
为了缩短探头部件10与基片150分开所需的时间，基片150可用铜制成不形成牺牲薄膜151。在这种情况下，如果铜基片150的机械强度不够，可将密实和稳定的、由玻璃、陶瓷等制成的基片衬在基片150上。
如果探头座110由树脂制成，则探头座110可因温度变化而膨胀或收缩，得不到精确的尺寸。在这种情况下，如图26所示，将难以受温度变化而膨胀或收缩的材料制成的座片155(例如陶瓷、石英或硅)用粘接剂固定在探头座110上。
(第11种制造方法)图27A～27Q为表示制造探头部件的第11种方法的示意性横截面图。利用这种制造方法，可以制造具有第13种结构的探头部件10。
在第11种制造探头部件的方法中，如图27A所示，首先利用飞溅、真空沉积、离子镀覆等方法，最好是用飞溅法，在基片160表面上形成牺牲薄膜161。
虽然没有特别限制，基片160的材料的厚度为几mm的玻璃板，合成树脂板、陶瓷板、硅板、金属板等。
牺牲薄膜161的材料最好为厚度为0.1～5.0微米的铜薄膜，铜(Cu)/铬(Cr)薄膜等。如果使用铜/铬薄膜作为牺牲薄膜161，则首先飞溅铬形成一个紧密的接触层，然后在这个紧密的接触层上飞溅铜。在这种情况下，铬薄膜的厚度为0.03微米，铜薄膜的厚度大约为0.3微米。
如图27B所示，在牺牲薄膜161表面上，利用飞溅法形成探头针的第一个位于下面的薄膜162。
该第一个位于下面的薄膜162最好为大约0.05～0.5微米厚的钛(Ti)/镍(Ni)—铁(Fe)薄膜等。如果使用钛/镍—铁薄膜作为位于下面的薄膜162，则首先用飞溅方法，将钛薄膜作成紧密接触层，然后在钛薄膜上，用飞溅法形成镍—铁薄膜。在这种情况下，钛薄膜的厚度为0.02微米，而镍—铁薄膜的厚度大约为0.15微米。
使用第一个位于下面的薄膜162是因为，如果直接将后述的由光阻材料制成的抗蚀薄膜作在牺牲薄膜161上，则得不到具有大的溶解度的抗蚀薄膜。根据光阻材料种类不同，可以省去第一个位于下面的薄膜162。
如图27C所示，在第一个位于下面的薄膜162的表面上，涂敷一层任意厚度的光阻材料。在光阻材料表面上沉积具有预先确定图形的一个掩膜。为了形成具有与探头部件的探头座的图形相适应的开口的第一个抗蚀薄膜163，可用曝光和显影方法，除去不必要的光阻材料。第一个抗蚀薄膜163的厚度为10～200微米。
当形成第一个抗蚀薄膜163时，除了与探头针相适应的图形外，也可同时形成与确定探头部件位置用的一个或多个框相适应的图形，一个或多个定位孔和小孔。
如图27D所示，利用以硫酸作为主要成分的已知的铁—镍镀覆液进行镀覆，可在没有被第一个抗蚀薄膜163覆盖的位于下面的薄膜162的表面上，形成用作探头针和定位件的第一个镍合金金属箔(图形)164。第一个金属箔(图形)164的厚度可按希望设置。
如图27E所示，除去第一个抗蚀薄膜163。为了除去第一个抗蚀薄膜163，可用N-甲基-2-吡咯烷清洗第一个抗蚀薄膜163和第一个位于下面的薄膜162之间的界面。在这种情况下，将由基片140，第一个抗蚀薄膜163等构成的结构体浸入N-甲基-2-吡咯烷中，在85下进行超声波清洗，可以有效地除去第一个抗蚀薄膜163。
如图27F所示，利用离子碾压法除去露出的位于下面的薄膜162，使第一个位于下面的薄膜162和第一个金属箔164的外部尺寸相同，而由第一个位于下面的薄膜162和第一个金属箔164组成的探头针22留在牺牲薄膜161的表面上。
如图27G所示，牺牲薄膜161和探头针22的表面被镀覆铜层165覆盖。在这种情况下，广泛地形成镀覆铜层165，使牺牲薄膜161和探头针22的全部表面完全被覆盖。
如图27H所示，用金刚石稀浆抛光镀覆铜层165，使镀覆铜层165的上表面与探头针22齐平。
如图27I所示，在探头针22和镀覆铜层165的表面上形成绝缘薄膜166。绝缘薄膜166可以是用飞溅法，CVD等方法形成的厚度为大约0.1～20微米的二氧化硅薄膜，铝薄膜等。形成绝缘薄膜166是为了使探头针22和要在探头针22上形成的探头座电气上绝缘。
如图27J所示，在绝缘薄膜166表面上，用飞溅法形成探头座的第二个位于下面的薄膜167。第二个位于下面的薄膜167用与第一个位于下面的薄膜162相同的材料制成。
如图27K所示，在第二个位于下面的薄膜167的表面上涂敷任意厚度的光阻材料。在光阻材料表面上，沉积具有预先确定图形的掩膜。利用曝光和显影过程，除去不必要的光阻材料，形成具有与探头座图形相应的开口的第二个抗蚀薄膜168。第二个抗蚀薄膜168的厚度为10～200微米。除了与探头座图形相应的开口外，可以同时形成与确定探头部件位置用的一个或多个框图形的图形相适应的开口，一个或多个定位孔和小孔。
第二个抗蚀薄膜168所用的光阻材料可以与第一个抗蚀薄膜163所用的光阻材料相同。
如图27L所示，利用以硫酸为主要成分的已知的铁—镍镀覆液进行镀覆，在第二个位于下面的薄膜167上没有被第二个抗蚀薄膜168覆盖的表面上，形成探头座的第二个镍合金金属箔169。第二个金属箔169的厚度可按希望设置。
如图27M所示，除去第二个抗蚀薄膜168。为了除去第二个抗蚀薄膜168，用N-甲基-2-吡咯烷清洗第二个抗蚀薄膜168和第二个位于下面的薄膜167之间的界面。在这种情况下，将由基片160、第二个抗蚀薄膜168等构成的结构体浸入N-甲基-2-吡咯烷中，在85下进行超声波清洗，可以有效地除去第二个抗蚀薄膜168。
如图27N所示，用离子碾压法去除露出的第二个在下面的薄膜167，使第二个在下面的薄膜167与第二个金属箔169的外部尺寸相同。
如图27P所示，用离子腐蚀法去除露出的绝缘薄膜166，使绝缘薄膜166与第二个金属箔169的外部尺寸相同，从而得到由绝缘薄膜166和第二个金属箔169构成的探头座110。
如图27Q所示，利用对铜的溶解优于对其他物质的溶解的腐蚀剂，溶解牺牲薄膜161和镀覆铜层165。因此，可将探头针22和探头座110的整体部分从基片160上分开，可以形成带有探头针22和探头座110的探头部件10。
采用第11种制造探头部件的方法，不需要用机械方法或用钎焊料或粘接剂将探头针与探头座连接，而是利用各种薄膜的层叠，即可以整体地形成探头针22和探头座110。因此可以防止探头针损坏。
也可以使探头针和探头座110的相对位置精度高。
由于探头针22和探头座110是用光阻材料制成的，因此定位框、定位孔和小孔的位置对准精度高。因此，探头部件10可以高度的位置对准精度安装在每一个装置上。因此可以非常精确地进行液晶显示板等的导电试验。
由于可以同时形成包括框架、定位孔和小孔的定位件与探头针22，因此可以改善探头针22和试验体的相对位置精度。
已经结合优选实施例说明了探头部件及其制造方法。
如果要形成多个穿过探头座的小孔，则可以非常有效地腐蚀探头部件。
如果探头部件是在由光阻材料制成的框架中用镀覆法制成的，则探头座的厚度均匀。另外，包括定位孔、定位框的穿过和在探头座上形成的定位件及小孔的位置对准精度高。
如果在通过镀覆(electroplating)制成的探头座的表面上形成绝缘薄膜和在用光阻材料制成的绝缘薄膜上形成探头针，则可以形成溶解度大的探头针图形，使探头针可以非常精确地形成。
如果探头座和探头针用保护薄膜覆盖，则可以改善探头座和探头针之间的紧密接触，并可保护探头针的线路。
如果在用镀覆法制成的探头座上形成探头针，则通过使用与探头座相同的材料(相同的合金)，可以改善探头座和探头针之间的接触，并使探头针和探头座的相对位置精度高。
如果用镀覆制成的探头针埋入由树脂制成的探头座中，则在探头针和探头座的整体部分中的探头针不会损坏。另外，探头针和探头座的制造和连接相对位置精度高。
图28为表示如何使用由实施例的方法制造的探头部件的正视图。图28中表示了具有图9A和9B所示的第7个结构的探头部件10。
探头部件10的探头座110粘接在没有示出的导电试验装置的座100的连接表面100a上。探头部件10通过挠性线路平电缆3组成的电极(没有示出)，与导电试验装置的电子线路电气上连接。
为了将探头部件10粘接在座110上，垂直安装在座100的连接表面上，并在销子101的顶部有螺纹的定位销101插入通过探头座110的定位孔111中，并且固定夹具102(例如螺母)拧入该定位销中。
将探头部件10的探头针22的顶部，推向试验体110(要测量的)的电极—例如放在由绝缘材料制成的试验体基座(样品基座)103上的液晶显示板—即可进行导电试验。
已结合优选实施例说明了本实用新型。本实用新型不是仅限于上述实施例。显然，技术熟练的人可以进行各种改造、改进、综合等。
权利要求1.一种固定在探头装置上用于测试试验体功能的探头部件，其特征在于，该探头部件包括一个基片；用光刻法在所述基片上形成的探头针，所述探头针的远端，从所述基片上突出出来，与试验体的电极接触；和用光刻法，在所述基片上，相对于所述探头针的一个预先确定的位置上形成的一个定位件，所述定位件紧靠着一个使所述基片相对于探头装置定位的零件。
2.如权利要求1所述的探头部件，其特征在于，所述定位件具有一个内部夹子垫圈形状，弹性突出部分围绕着穿过所述基片的一个通孔的圆周延伸。
3.如权利要求1所述的探头部件，其特征在于，它还包括一个增强薄膜，该薄膜固定在所述基片上，并覆盖在所述基片上的所述探头针的一个区域和/或所述定位件的至少一个区域。
4.如权利要求1所述的探头部件，其特征在于，所述探头针和所述定位件由相同的材料制成，并且薄膜厚度相同。
5.一种固定在探头装置上用于测试试验体功能的探头部件，其特征在于，该探头部件包括包括一个在下面的薄膜和在该在下面的薄膜上形成的探头针图形的探头针；和作在由所述探头针末端形成的顶部表面上的有多个小孔的探头座。
6.如权利要求5所述的探头部件，其特征在于，所述探头座的绝缘薄膜作在所述探头针的顶部表面上。
7.如权利要求5所述的探头部件，其特征在于，它还包括一个覆盖所述探头座和所述探头针的保护薄膜。
8.如权利要求6所述的探头部件，其特征在于，除了绝缘薄膜以外，所述探头座用与所述探头针用相同的材料制成。
9.如权利要求5所述的探头部件，其特征在于，所述探头座覆盖所述探头针。
专利摘要一种固定在探头装置上，用于测试试验体功能的探头部件。该探头部件包括一个基片；用光刻法在所述基片上形成的探头针，所述探头针的远端，从所述基片上突出出来，与试验体的电极接触；和用光刻法，在所述基片上，相对于所述探头针的一个预先确定的位置上形成的一个定位件，所述定位件紧靠着一个使所述基片相对于探头装置定位的零件。
文档编号G01R1/067GK2634485SQ02254288
公开日2004年8月18日 申请日期2002年9月20日 优先权日2001年9月20日
发明者寺田佳树, 泽田修一, 服部敦夫 申请人:雅马哈株式会社