コンタクトプローブおよびプローブユニット
【課題】ピッチを狭小化し、繰り返しの使用による耐久性および耐熱性が高く、バネ性を有しながら、接触対象間で確実かつ良好な導通を得ることができるコンタクトプローブおよびプローブユニットを提供すること。
【解決手段】弧状に湾曲した側面を有し、この側面で一方の基板と接触する第１接触部と、弧状に湾曲した側面を有し、この側面で他方の基板と接触する第２接触部と、第１接触部および第２接触部を接続する接続部と、接続部から延びて、第１接触部と接する第１の平面と、第１の平面と平行であって、第２接触部と接する第２の平面との間に位置し、第１接触部および第２接触部に加わる荷重によって弾性変形する弾性部と、を有する略平板状のプローブ２０と、プローブ２０を保持するプローブホルダ１０と、を備えた。
【解決手段】弧状に湾曲した側面を有し、この側面で一方の基板と接触する第１接触部と、弧状に湾曲した側面を有し、この側面で他方の基板と接触する第２接触部と、第１接触部および第２接触部を接続する接続部と、接続部から延びて、第１接触部と接する第１の平面と、第１の平面と平行であって、第２接触部と接する第２の平面との間に位置し、第１接触部および第２接触部に加わる荷重によって弾性変形する弾性部と、を有する略平板状のプローブ２０と、プローブ２０を保持するプローブホルダ１０と、を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気回路基板間等の接続に用いられるコンタクトプローブおよびプローブユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体集積回路や液晶パネルなどの検査対象の導通状態検査や動作特性検査を行う際には、検査対象と検査用信号を出力する信号処理装置との間の電気的な接続を図るために、導電性のコンタクトプローブを複数収容するプローブユニットが用いられる。プローブユニットにおいては、近年の半導体集積回路や液晶パネルの高集積化、微細化の進展に伴い、コンタクトプローブ間のピッチを狭小化することにより、高集積化、微細化された検査対象にも適用可能な技術が進歩してきている。
【０００３】
コンタクトプローブ間のピッチを狭小化する技術として、例えばコンタクトプローブの外部からの荷重に応じて屈曲可能な弾性を備えたワイヤー型のコンタクトプローブに関する技術が知られている。ワイヤー型のコンタクトプローブは、バネを用いたピン型のコンタクトプローブと比較して細径化が容易であるが、荷重が加わった時に撓む方向が揃っていないと、隣接するコンタクトプローブ同士が接触したり被接触体との接触にバラツキが生じたりしてしまう恐れがある。このため、コンタクトプローブにおいては、荷重によって撓む方向を一様に揃えて、狭小化させるための様々な工夫が施されている（例えば、特許文献１，２を参照）。
【０００４】
このうち、特許文献１では、接触体との接触間に湾曲した形状をなしてバネ性を有する複数のコンタクトプローブがテストボードに収容されたプローブユニットが開示されている。このコンタクトプローブでは、バネ性を有する部分が電気信号の導通部分と共通している。
【０００５】
また、特許文献２では、コンタクトプローブに対してゴムまたは樹脂によって形成されるエラストマが個別に設けられたプローブユニットが開示されている。このプローブユニットでは、コンタクトプローブと電極等との接触によってエラストマが弾性変形し、コンタクトプローブと電極との接触状態を維持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−２７７６６５号公報
【特許文献２】特開２００７−１７４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１が開示するコンタクトプローブにおいて、バネ性を確保するにはコンタクトプローブ自体を長くしなければならず、電気抵抗が大きくなって導通性が悪くなるという問題があった。
【０００８】
また、特許文献２が開示するコンタクトプローブでは、バネ性の確保するためにコンタクトプローブ自体を長くする必要はないものの、バネ性の確保のために用いるエラストマが、金属と比して繰り返しの使用による耐久性および耐熱性が低いという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ピッチを狭小化し、繰り返しの使用による耐久性および耐熱性が高く、バネ性を有しながら、接触対象間で確実かつ良好な導通を得ることができるコンタクトプローブおよびプローブユニット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、本発明にかかるコンタクトプローブは、板厚が均一な略平板状をなし、異なる基板間を接続するコンタクトプローブであって、弧状に湾曲した側面を有し、この側面で一方の基板と接触する第１接触部と、弧状に湾曲した側面を有し、この側面で他方の基板と接触する第２接触部と、前記第１接触部および前記第２接触部を接続する接続部と、前記接続部から延びて、前記第１接触部と接する第１の平面と、前記第１の平面と平行であって、前記第２接触部と接する第２の平面との間に位置し、前記第１接触部および前記第２接触部に加わる荷重によって弾性変形する弾性部と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかるコンタクトプローブは、上記の発明において、前記弾性部の幅は、前記接続部の幅と比して小さいことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかるコンタクトプローブは、上記の発明において、前記第２接触部の前記他方の基板と接触する側の外縁は、弧状をなすことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかるコンタクトプローブは、上記の発明において、前記弾性部は、少なくとも一部が、板面に沿って延び、一または複数の湾曲部分を有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかるプローブユニットは、弧状に湾曲した側面を有し、この側面で一方の基板と接触する第１接触部と、弧状に湾曲した側面を有し、この側面で他方の基板と接触する第２接触部と、前記第１接触部および前記第２接触部を接続する接続部と、前記接続部から延びて、前記第１接触部と接する第１の平面と、前記第１の平面と平行であって、前記第２接触部と接する第２の平面との間に位置し、前記第１接触部および前記第２接触部に加わる荷重によって弾性変形する弾性部と、を有する略平板状のコンタクトプローブと、前記コンタクトプローブを保持する保持部と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明にかかるプローブユニットは、上記の発明において、前記保持部は、前記弾性部と等しい径を有し、前記弾性部の前記接続部側と異なる端部を収容して固定する穴部が設けられたことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明にかかるプローブユニットは、上記の発明において、前記保持部は、前記第２接触部と少なくとも一箇所で接触し、前記第２接触部は、荷重が加わらない状態で前記他方の基板および前記保持部とそれぞれ接触する接触箇所同士のうちで最短となる接触箇所同士を結ぶ外縁がＲ形状をなすことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明にかかるプローブユニットは、上記の発明において、前記保持部は、前記コンタクトプローブを収容可能なスリットが形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明にかかるコンタクトプローブおよびプローブユニットは、略平板状のプローブにおいて、同一のプローブ内で電気的導通を行なう部分とバネ性を有する部分とが異なる形状としたので、ピッチを狭小化し、繰り返しの使用による耐久性および耐熱性が高く、バネ性を有しながら、接触対象間で確実かつ良好な導通を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかるプローブユニットの構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示すプローブユニットの要部の構成を示す分解斜視図である。
【図３】図３は、図１に示すプローブユニットの要部の構成を示す分解斜視図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１にかかるコンタクトプローブを示す斜視図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１にかかるコンタクトプローブを示す側面図である。
【図６】図６は、図１に示すプローブユニットの要部の構成を示す部分断面図である。
【図７】図７は、図１に示すプローブユニットの要部の構成を示す部分断面図である。
【図８】図８は、図１に示すプローブユニットの要部の構成を示す部分断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態１の変形例１にかかるコンタクトプローブを示す側面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態１の変形例２にかかるコンタクトプローブを示す側面図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態２にかかるプローブユニットの構成を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態２にかかるプローブユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態２にかかるプローブユニットに用いられる半導体集積回路を示す斜視図である。
【図１４】図１４は、図１１，１２に示すプローブユニットの要部の構成を示す分解斜視図である。
【図１５】図１５は、図１１，１２に示すプローブユニットの要部の構成を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかるプローブユニットの構成を示す斜視図である。図１に示すプローブユニット１は、検査対象物である半導体集積回路１００の電気特性検査を行う際に使用する装置であって、半導体集積回路１００と半導体集積回路１００へ検査用信号を出力する回路基板３０との間を電気的に接続する装置である。なお、本実施の形態１において、半導体集積回路１００は、電極１０１を有するＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏｎ‐ｌｅａｄｅｄ Ｐａｃｋａｇｅ）であるものとして説明する。
【００２２】
プローブユニット１は、異なる二つの被接触体である半導体集積回路１００および回路基板３０に接触する導電性のコンタクトプローブ２０（以下、単に「プローブ２０」という）と、複数のプローブ２０を所定のパターンにしたがって収容して保持する保持部としてのプローブホルダ１０と、プローブホルダ１０の底部に当接し、プローブ２０を介して半導体集積回路１００へ検査用信号を出力する回路基板３０とを有する。
【００２３】
回路基板３０は、図２に示すように、プローブ２０を介して半導体集積回路１００へ検査用信号を出力するための電極３１を有する。電極３１は、プローブホルダ１０に保持されたプローブ２０に対応して回路基板３０上に配設される。なお、プローブホルダ１０と回路基板３０とは、ネジ等によって接続されてもよく、接着剤またはシール部材によって接着されてもよい。すなわち、プローブホルダ１０と回路基板３０との接着形態は、プローブ２０と電極３１との接触を妨げなければ、如何なる接着形態でもよい。
【００２４】
プローブホルダ１０は、樹脂、マシナブルセラミック、シリコンなどの絶縁性材料を用いて形成され、半導体集積回路１００を収容可能な収容空間が形成された収容部１１と、プローブ２０を所定パターンで保持するためのスリット１２とを有する。スリット１２は、収容部１１側にプローブ２０の先端が突出するようにプローブ２０を保持する。また、スリット１２は、プローブホルダ１０の上方から半導体集積回路１００が近接した際に、各プローブ２０が、対応する半導体集積回路１００の電極１０１と接触する位置に形成される。
【００２５】
図３は、図１に示すプローブユニット１の要部の構成を示す分解斜視図である。プローブホルダ１０は、図３に示すように、中空の長方体形状をなし、底部外周にプローブ２０を固定してプローブホルダ１０と着脱可能な固定部材１３を有する。
【００２６】
固定部材１３は、絶縁性材料を用いて形成され、プローブ２０を保持して固定する穴部１４と、プローブホルダ１０と比して大きい開口部１５とを有する。穴部１４は、スリット１２に挿通されたプローブ２０の端部を収容し、収容部１１の所定位置にプローブ２０の他方の先端部分が位置するようプローブ２０を保持する。なお、プローブ２０を所定間隔および所定方向に固定することが可能であれば、保持部の構成を固定部材１３のみとしてもよく、プローブユニット１０と固定部材１３の穴部１４とを一体成形してもよい。
【００２７】
図４は、本実施の形態１にかかるプローブ２０を示す斜視図である。また、図５は、本実施の形態１にかかるプローブ２０を示す側面図である。また、図６は、図１に示すプローブユニット１の要部の構成を示す部分断面図である。図４，５に示すプローブ２０は、板厚が均一な略平板状であって、先端部で弧状に湾曲した側面を有し、この側面で半導体集積回路１００と接触する第１接触部２１と、弧状に湾曲した側面を有し、この側面で回路基板３０と接触する第２接触部２２と、第１接触部２１および第２接触部２２を接続する帯状の接続部２３と、接続部２３から延びて、第１接触部２１と接する第１の平面Ｇ１と、第１の平面Ｇ１と平行であって、第２接触部２２と接する第２の平面Ｇ２との間に位置し、第１接触部２１および第２接触部２２に加わる荷重によって弾性変形する弾性部２４と、を備える。プローブ２０は、銅、ニッケル、鉄、タングステン等の合金を用いて形成される。なお、弾性を有する金属材料を用いて成形した後、表面にめっき加工を施したものであってもよい。
【００２８】
第２接触部２２は、回路基板３０と接触する側の外縁が弧状をなし、図６に示す断面図のように、プローブホルダ１０に保持されて回路基板３０の電極３１に当接する。ここで、第２接触部２２の外縁であって、固定部材１３および電極３１にそれぞれ当接する接触箇所同士のうち、最短となる接触箇所同士を結ぶ外縁は、Ｒ形状をなしている。このＲ形状の半径は、０≦Ｒ＜０．１（ｍｍ）である。好ましくは、Ｒ形状の半径が０＜Ｒ＜５０（μｍ）である。
【００２９】
弾性部２４は、図５に示すように、板厚方向に直交する幅Ｗ１が、接続部２３の幅Ｗ２と比して小さい。このため、弾性部２４は、第１接触部２１または第２接触部２２に加わる荷重に対して他の部分よりも弾性変形を生じやすい。また、弾性部２４は、接続部２３の湾曲態様と凹凸が逆の湾曲態様で接続部２３から延びる。弾性部２４は、凹凸が逆の湾曲部分を繰り返してジグザグ状に延びている。弾性部２４は、平面Ｇ１，Ｇ２と略直交する方向に往復して、平面Ｇ１，Ｇ２と平行な方向に延びる形状をなす。なお、弾性部２４の幅と接続部２３の幅との比は、弾性部２４が優先的に弾性変形可能であれば、如何なる比であってもよい。また、弾性部２４の接続部２３側と異なる側の端部は、直線状をなして延びており、この直線状部分の先端部が穴部１４に差し込んで取り付けられて、プローブ２０がプローブホルダ１０に保持される。
【００３０】
また、弾性部２４は、上述したように、第１接触部２１と接する第１の平面Ｇ１と、第１の平面Ｇ１に平行であって、第２接触部２２と接する第２の平面Ｇ２との間に位置する。すなわち、弾性部２４は、第２の平面Ｇ２から、弾性部２４の第２の平面Ｇ２に最も遠い点までの距離ｄ２が、第１の平面Ｇ１と第２の平面Ｇ２との間の距離ｄ１より小さくなるように湾曲されて形成される。これにより、図６に示すように、プローブ２０がプローブホルダ１０に保持された際に、プローブ２０の配設高さが、第１接触部２１で最も高くなる。このため、プローブ２０の上方から検査対象を近づけた際に、弾性部２４と接触することなく、第１接触部２１と検査対象を接触させることができる。
【００３１】
図７は、第１接触部２１または第２接触部２２に荷重が加わった状態を示す部分断面図である。図７に示すように、第１接触部２１が半導体集積回路１００の電極１０１と接触して荷重が加わると、弾性部２４の湾曲部分が弾性変形する。ここで、破線Ｐ０は、半導体集積回路１００から荷重が加わっていない状態でのプローブ２０の位置を示している（図６参照）。
【００３２】
第１接触部２１に外部からの荷重が加わると、第１接触部２１、第２接触部２２（接続部２３を含む）は弾性変形することなく、荷重に応じて電極１０１、電極３１と当接しながら移動する。また、弾性部２４は、接続部２３および第２接触部２２を介して伝達される荷重に応じて弾性変形を生ずる。なお、このときに流れる電流の大部分は、第１接触部２１、接続部２３および第２接触部２２を流れる。
【００３３】
図８は、第１接触部２１に荷重が加わる前後の第１接触部２１と電極１０１との接触状態および第２接触部２２と電極３１との接触状態を説明する図である。まず、図８（ａ）は、第１接触部２１に対して半導体集積回路１００の電極１０１が当接した状態（荷重が加わっていない状態）を示している。この場合の第１接触部２１と電極１０１との接触点をＳ０、第２接触部２２と電極３１との接触点をＣ０とする。
【００３４】
図８（ａ）において、半導体集積回路１００が図中下方に移動すると、第１接触部２１に荷重が加わり、第１接触部２１が押し下げられる。この第１接触部２１の移動によって第１接触部２１の電極１０１および第２接触部２２の電極３１との接触点がそれぞれＳ１，Ｃ１にずれる（図８（ｂ））。なお、破線Ｐ０は、図８（ａ）に示す荷重が加わっていない状態でのプローブ２０の位置を示し、破線Ｉ０は、図８（ａ）に示す半導体集積回路１００の位置を示している。
【００３５】
ここで、第１接触部２１および第２接触部２２は、各電極１０１，３１の形成面に沿って接触点が移動する。このため、各接触部と対応する各電極との摩擦力等が小さく、接触部および電極それぞれの磨耗を抑制することが可能となる。
【００３６】
上述した実施の形態１によれば、略平板状の金属からなるプローブにおいて、同一プローブ内で電気的導通を行なう部分とバネ性を有する部分とが異なる形状としたので、ピッチを狭小化し、繰り返しの使用による耐久性および耐熱性が高く、バネ性の確保によって電気的な導通経路が長くなることなく、プローブの設計を行なうことができ、確実な電気的導通を行なうとともに、プローブのバネ性を確保することが可能となる。
【００３７】
また、各接触部が電極との接触に対して接触点を移動させるため、接触部と電極との間の摩擦を軽減し、接触部および電極の磨耗を抑制することができる。このとき、第２接触部において、電極と接触する側の端部がＲ形状をなすことによって、一段と効率よく第２接触部が電極面上を回転することができるため、電極の磨耗を一層抑制することが可能となる。
【００３８】
また、弾性部２４の端部が固定部材１３の穴部１４に保持された場合に、第２接触部２２が固定部材１３の壁面に当接することによって位置決めの効果を有するため、プローブ２０をプローブユニット１の所定位置に容易に配設することができる。
【００３９】
本実施の形態１にかかるプローブによれば、プローブホルダに取り付けられたプローブの交換を行う際、プローブの挿脱方向に抜き差しするのみで容易にプローブの交換を行うことが可能である。
【００４０】
なお、第１接触部２１に対して重力以外の外力が加わっていない状態において、第２接触部２２の側面が固定部材１３の壁面と当接するものとして説明したが、第２接触部２２の電極３１側に位置する側の少なくとも一点が固定部材１３と接触していればよい。
【００４１】
上述した実施の形態１において、半導体集積回路が外部にリードを有しないＱＦＮであるものとして説明してきたが、リードを有する半導体集積回路（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ：ＱＦＰ）であってもよい。
【００４２】
図９は、本実施の形態１の変形例１にかかるプローブを示す側面図である。図９に示すプローブ２０ａは、板厚が均一な略平板状であって、上述した第１接触部２１、第２接触部２２および接続部２３と、接続部２３から延び、弧状に湾曲した形状をなして、第１接触部２１および第２接触部２２に加わる荷重によって弾性変形する弾性部２５と、を備える。プローブ２０ａは、プローブ２０と同様、銅、ニッケル、鉄、タングステン等の合金を用いて形成される。なお、弾性を有する金属材料を用いて成形した後、表面にめっき加工を施したものであってもよい。
【００４３】
弾性部２５は、図５に示す弾性部２４と同様に、接続部２３の幅と比して小さい幅を有する。また、弾性部２５の接続部２３側と異なる側の端部は、直線状をなして延びおり、この直線状部分の先端部が穴部１４に差し込んで取り付けられて、プローブ２０ａがプローブホルダ１０に保持される。
【００４４】
弾性部２５は、接続部２３の外縁から板面に沿って延伸している。弾性部２５は、図５に示すプローブ２０と同様に、第２の平面Ｇ２から、弾性部２５の第２の平面Ｇ２に最も遠い点までの距離ｄ３が、第１の平面Ｇ１と第２の平面Ｇ２との間の距離ｄ１より小さくなるように形成される。
【００４５】
図１０は、本実施の形態１の変形例２にかかるプローブを示す側面図である。図１０に示すプローブ２０ｂは、板厚が均一な略平板状であって、上述した第１接触部２１、第２接触部２２および接続部２３と、接続部２３から延び、湾曲部分を繰り返してジグザグ状をなし、第１接触部２１および第２接触部２２に加わる荷重によって弾性変形する弾性部２６と、を備える。プローブ２０ｂは、プローブ２０と同様、銅、ニッケル、鉄、タングステン等の合金を用いて形成される。なお、弾性を有する金属材料を用いて成形した後、表面にめっき加工を施したものであってもよい。
【００４６】
弾性部２６は、図５に示す弾性部２４と同様に、接続部２３の幅と比して小さい幅を有する。また、弾性部２６の接続部２３側と異なる側の端部は、直線状をなして延びおり、この直線状部分の先端部が穴部１４に差し込んで取り付けられて、プローブ２０ｂがプローブホルダ１０に保持される。
【００４７】
弾性部２６は、接続部２３の外縁から板面に沿って延伸して形成される。また、弾性部２６は、接続部２３の湾曲態様と凹凸が逆の湾曲態様で接続部２３から延びる。弾性部２６は、凹凸が逆の湾曲部分を繰り返してジグザグ状に延びている。弾性部２６は、平面Ｇ１，Ｇ２と平行な方向に往復して、平面Ｇ１，Ｇ２と垂直な方向に延びる形状をなす。弾性部２６は、図５に示すプローブ２０と同様に、第２の平面Ｇ２から、弾性部２６の第２の平面Ｇ２に最も遠い点までの距離ｄ４が、第１の平面Ｇ１と第２の平面Ｇ２との間の距離ｄ１より小さくなるように湾曲されて形成される。
【００４８】
（実施の形態２）
図１１は、本発明の実施の形態２にかかるプローブユニットの構成を示す斜視図である。図１２は、本発明の実施の形態２にかかるプローブユニットの構成を示す分解斜視図である。なお、図１等で上述したプローブユニット１と同じ構成要素には同じ符号を付してある。本実施の形態２にかかるプローブユニット２は、検査対象物である略平板状の半導体集積回路１０２の電気特性検査を行う際に使用する装置であって、上述したプローブホルダ１０およびプローブ２０と、半導体集積回路１０２の一方の面の中央部に配設されたグランド電極１０４と接触するようにプローブ２０を保持するプローブホルダ４０と、プローブ２０を介して半導体集積回路１０２へ検査用信号を出力するための電極５１およびグランド電極５２を有する回路基板５０とを備える。プローブホルダ１０，４０および固定部材１３によって保持部を構成する。本実施の形態２において、半導体集積回路１０２は、図１３に示すような電極１０３およびグランド電極１０４を有するＱＦＮであるものとして説明する。また、プローブホルダ１０，４０および固定部材１３は、少なくとも表面が上述した絶縁性材料によって覆われていれば内部が金属等の導電性材料で形成されていてもよい。
【００４９】
図１４，１５は、図１１，１２に示すプローブユニットの要部の構成を示す分解斜視図である。プローブホルダ４０は、樹脂、マシナブルセラミック、シリコンなどの絶縁性材料を用いて形成されて収容部１１の収容空間に収容され、スリット１２に対応してプローブ２０を挿通するスリット４１と、プローブホルダ４０の中央部においてプローブ２０を所定パターンで保持するためのホルダ孔４２とを有する。スリット４１は、プローブホルダ１０に形成されたスリット１２に対応して形成される。プローブホルダ４０は、後述する第１部材４０ａと第２部材４０ｂとが積層されてなる。
【００５０】
プローブホルダ４０は、図１４，１５の上面側に位置する第１部材４０ａと下面側に位置する第２部材４０ｂとが積層されてなる。第１部材４０ａおよび第２部材４０ｂには、スリット１２に対応して第１スリット４１ａおよび第２スリット４１ｂが形成されて、スリット４１を構成している。第１スリット４１ａおよび第２スリット４１ｂは、切欠き形状が一致するように形成されている。また、第１部材４０ａおよび第２部材４０ｂには、プローブ２０を複数収容するための第１ホルダ孔４２ａおよび第２ホルダ孔４２ｂがそれぞれ同数ずつ形成されて、ホルダ孔４２を構成している。第２部材４０ｂは、プローブ２０の弾性部２４の接続部２３との連結側と異なる側の端部を収容してプローブ２０を保持する穴部４３を有する。プローブ２０は、穴部４３によって、少なくとも第１接触部２１がホルダ孔４２（プローブホルダ４０の上面）から突出するように保持される。
【００５１】
第１ホルダ孔４２ａは、プローブ２０を収容可能な略柱状をなす。また、第１ホルダ孔４２ａは、対応する第２ホルダ孔４２ｂおよび穴部４３と連通する位置に形成される。また、第２ホルダ孔４２ｂは、第１ホルダ孔４２ａと同等の幅で形成され、プローブ２０の第１接触部２１、第２接触部２２および接続部２３を収容可能な略柱状をなす。
【００５２】
穴部４３に保持されたプローブ２０は、図６と同様に、第２接触部２２が第２ホルダ孔４２ｂの内部壁面に当接する。プローブユニット２に半導体集積回路１０２に近接させた際に、プローブホルダ４０に保持されたプローブ２０の第１接触部２１は、グランド電極１０４と接触し、第２接触部２２は、グランド電極５２と接触する。
【００５３】
上述した実施の形態２によれば、実施の形態１と同様、略平板状の金属からなるプローブにおいて、同一プローブ内で電気的導通を行なう部分とバネ性を有する部分とが異なる形状としたので、ピッチを狭小化し、繰り返しの使用による耐久性および耐熱性が高く、バネ性の確保によって電気的な導通経路が長くなることなく、プローブの設計を行なうことができ、確実な電気的導通を行なうとともに、プローブのバネ性を確保することが可能となる。
【００５４】
また、プローブホルダに保持されたプローブは、半導体集積回路と接触する接触部の高さが弾性部の高さより高いため、半導体集積回路を上方から近接させて回路基板と導通させることができる。この際、同一平面に形成された電極、例えば、半導体集積回路の板面の中央に配置されたグランド電極に対しても、同一のプローブを配置することによって、電気的に導通させることができる。
【００５５】
なお、上述したプローブホルダ４０は、第１部材４０ａおよび第２部材４０ｂで構成されるものとして説明したが、一体成形させるものであってもよい。
【００５６】
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プローブユニットは、ピッチを狭小化し、繰り返しの使用による耐久性および耐熱性が高く、バネ性を有しながら、接触対象間で確実かつ良好な導通を得る場合に有用である。
【符号の説明】
【００５７】
１ プローブユニット
１０，４０ プローブホルダ
１１ 収容部
１２，４１ スリット
１３ 固定部材
１４，４３ 穴部
１５ 開口部
２０，２０ａ，２０ｂ プローブ
２１ 第１接触部
２２ 第２接触部
２３ 接続部
２４，２５，２６ 弾性部
３０，５０ 回路基板
３１，５１，１０１，１０３ 電極
４０ａ 第１部材
４０ｂ 第２部材
４１ａ 第１スリット
４１ｂ 第２スリット
４２ ホルダ孔
４２ａ 第１ホルダ孔
４２ｂ 第２ホルダ孔
５２，１０４ グランド電極
１００ 半導体集積回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気回路基板間等の接続に用いられるコンタクトプローブおよびプローブユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体集積回路や液晶パネルなどの検査対象の導通状態検査や動作特性検査を行う際には、検査対象と検査用信号を出力する信号処理装置との間の電気的な接続を図るために、導電性のコンタクトプローブを複数収容するプローブユニットが用いられる。プローブユニットにおいては、近年の半導体集積回路や液晶パネルの高集積化、微細化の進展に伴い、コンタクトプローブ間のピッチを狭小化することにより、高集積化、微細化された検査対象にも適用可能な技術が進歩してきている。
【０００３】
コンタクトプローブ間のピッチを狭小化する技術として、例えばコンタクトプローブの外部からの荷重に応じて屈曲可能な弾性を備えたワイヤー型のコンタクトプローブに関する技術が知られている。ワイヤー型のコンタクトプローブは、バネを用いたピン型のコンタクトプローブと比較して細径化が容易であるが、荷重が加わった時に撓む方向が揃っていないと、隣接するコンタクトプローブ同士が接触したり被接触体との接触にバラツキが生じたりしてしまう恐れがある。このため、コンタクトプローブにおいては、荷重によって撓む方向を一様に揃えて、狭小化させるための様々な工夫が施されている（例えば、特許文献１，２を参照）。
【０００４】
このうち、特許文献１では、接触体との接触間に湾曲した形状をなしてバネ性を有する複数のコンタクトプローブがテストボードに収容されたプローブユニットが開示されている。このコンタクトプローブでは、バネ性を有する部分が電気信号の導通部分と共通している。
【０００５】
また、特許文献２では、コンタクトプローブに対してゴムまたは樹脂によって形成されるエラストマが個別に設けられたプローブユニットが開示されている。このプローブユニットでは、コンタクトプローブと電極等との接触によってエラストマが弾性変形し、コンタクトプローブと電極との接触状態を維持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−２７７６６５号公報
【特許文献２】特開２００７−１７４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１が開示するコンタクトプローブにおいて、バネ性を確保するにはコンタクトプローブ自体を長くしなければならず、電気抵抗が大きくなって導通性が悪くなるという問題があった。
【０００８】
また、特許文献２が開示するコンタクトプローブでは、バネ性の確保するためにコンタクトプローブ自体を長くする必要はないものの、バネ性の確保のために用いるエラストマが、金属と比して繰り返しの使用による耐久性および耐熱性が低いという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ピッチを狭小化し、繰り返しの使用による耐久性および耐熱性が高く、バネ性を有しながら、接触対象間で確実かつ良好な導通を得ることができるコンタクトプローブおよびプローブユニット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、本発明にかかるコンタクトプローブは、板厚が均一な略平板状をなし、異なる基板間を接続するコンタクトプローブであって、弧状に湾曲した側面を有し、この側面で一方の基板と接触する第１接触部と、弧状に湾曲した側面を有し、この側面で他方の基板と接触する第２接触部と、前記第１接触部および前記第２接触部を接続する接続部と、前記接続部から延びて、前記第１接触部と接する第１の平面と、前記第１の平面と平行であって、前記第２接触部と接する第２の平面との間に位置し、前記第１接触部および前記第２接触部に加わる荷重によって弾性変形する弾性部と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかるコンタクトプローブは、上記の発明において、前記弾性部の幅は、前記接続部の幅と比して小さいことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかるコンタクトプローブは、上記の発明において、前記第２接触部の前記他方の基板と接触する側の外縁は、弧状をなすことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかるコンタクトプローブは、上記の発明において、前記弾性部は、少なくとも一部が、板面に沿って延び、一または複数の湾曲部分を有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかるプローブユニットは、弧状に湾曲した側面を有し、この側面で一方の基板と接触する第１接触部と、弧状に湾曲した側面を有し、この側面で他方の基板と接触する第２接触部と、前記第１接触部および前記第２接触部を接続する接続部と、前記接続部から延びて、前記第１接触部と接する第１の平面と、前記第１の平面と平行であって、前記第２接触部と接する第２の平面との間に位置し、前記第１接触部および前記第２接触部に加わる荷重によって弾性変形する弾性部と、を有する略平板状のコンタクトプローブと、前記コンタクトプローブを保持する保持部と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明にかかるプローブユニットは、上記の発明において、前記保持部は、前記弾性部と等しい径を有し、前記弾性部の前記接続部側と異なる端部を収容して固定する穴部が設けられたことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明にかかるプローブユニットは、上記の発明において、前記保持部は、前記第２接触部と少なくとも一箇所で接触し、前記第２接触部は、荷重が加わらない状態で前記他方の基板および前記保持部とそれぞれ接触する接触箇所同士のうちで最短となる接触箇所同士を結ぶ外縁がＲ形状をなすことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明にかかるプローブユニットは、上記の発明において、前記保持部は、前記コンタクトプローブを収容可能なスリットが形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明にかかるコンタクトプローブおよびプローブユニットは、略平板状のプローブにおいて、同一のプローブ内で電気的導通を行なう部分とバネ性を有する部分とが異なる形状としたので、ピッチを狭小化し、繰り返しの使用による耐久性および耐熱性が高く、バネ性を有しながら、接触対象間で確実かつ良好な導通を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかるプローブユニットの構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示すプローブユニットの要部の構成を示す分解斜視図である。
【図３】図３は、図１に示すプローブユニットの要部の構成を示す分解斜視図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１にかかるコンタクトプローブを示す斜視図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１にかかるコンタクトプローブを示す側面図である。
【図６】図６は、図１に示すプローブユニットの要部の構成を示す部分断面図である。
【図７】図７は、図１に示すプローブユニットの要部の構成を示す部分断面図である。
【図８】図８は、図１に示すプローブユニットの要部の構成を示す部分断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態１の変形例１にかかるコンタクトプローブを示す側面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態１の変形例２にかかるコンタクトプローブを示す側面図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態２にかかるプローブユニットの構成を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態２にかかるプローブユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態２にかかるプローブユニットに用いられる半導体集積回路を示す斜視図である。
【図１４】図１４は、図１１，１２に示すプローブユニットの要部の構成を示す分解斜視図である。
【図１５】図１５は、図１１，１２に示すプローブユニットの要部の構成を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかるプローブユニットの構成を示す斜視図である。図１に示すプローブユニット１は、検査対象物である半導体集積回路１００の電気特性検査を行う際に使用する装置であって、半導体集積回路１００と半導体集積回路１００へ検査用信号を出力する回路基板３０との間を電気的に接続する装置である。なお、本実施の形態１において、半導体集積回路１００は、電極１０１を有するＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏｎ‐ｌｅａｄｅｄ Ｐａｃｋａｇｅ）であるものとして説明する。
【００２２】
プローブユニット１は、異なる二つの被接触体である半導体集積回路１００および回路基板３０に接触する導電性のコンタクトプローブ２０（以下、単に「プローブ２０」という）と、複数のプローブ２０を所定のパターンにしたがって収容して保持する保持部としてのプローブホルダ１０と、プローブホルダ１０の底部に当接し、プローブ２０を介して半導体集積回路１００へ検査用信号を出力する回路基板３０とを有する。
【００２３】
回路基板３０は、図２に示すように、プローブ２０を介して半導体集積回路１００へ検査用信号を出力するための電極３１を有する。電極３１は、プローブホルダ１０に保持されたプローブ２０に対応して回路基板３０上に配設される。なお、プローブホルダ１０と回路基板３０とは、ネジ等によって接続されてもよく、接着剤またはシール部材によって接着されてもよい。すなわち、プローブホルダ１０と回路基板３０との接着形態は、プローブ２０と電極３１との接触を妨げなければ、如何なる接着形態でもよい。
【００２４】
プローブホルダ１０は、樹脂、マシナブルセラミック、シリコンなどの絶縁性材料を用いて形成され、半導体集積回路１００を収容可能な収容空間が形成された収容部１１と、プローブ２０を所定パターンで保持するためのスリット１２とを有する。スリット１２は、収容部１１側にプローブ２０の先端が突出するようにプローブ２０を保持する。また、スリット１２は、プローブホルダ１０の上方から半導体集積回路１００が近接した際に、各プローブ２０が、対応する半導体集積回路１００の電極１０１と接触する位置に形成される。
【００２５】
図３は、図１に示すプローブユニット１の要部の構成を示す分解斜視図である。プローブホルダ１０は、図３に示すように、中空の長方体形状をなし、底部外周にプローブ２０を固定してプローブホルダ１０と着脱可能な固定部材１３を有する。
【００２６】
固定部材１３は、絶縁性材料を用いて形成され、プローブ２０を保持して固定する穴部１４と、プローブホルダ１０と比して大きい開口部１５とを有する。穴部１４は、スリット１２に挿通されたプローブ２０の端部を収容し、収容部１１の所定位置にプローブ２０の他方の先端部分が位置するようプローブ２０を保持する。なお、プローブ２０を所定間隔および所定方向に固定することが可能であれば、保持部の構成を固定部材１３のみとしてもよく、プローブユニット１０と固定部材１３の穴部１４とを一体成形してもよい。
【００２７】
図４は、本実施の形態１にかかるプローブ２０を示す斜視図である。また、図５は、本実施の形態１にかかるプローブ２０を示す側面図である。また、図６は、図１に示すプローブユニット１の要部の構成を示す部分断面図である。図４，５に示すプローブ２０は、板厚が均一な略平板状であって、先端部で弧状に湾曲した側面を有し、この側面で半導体集積回路１００と接触する第１接触部２１と、弧状に湾曲した側面を有し、この側面で回路基板３０と接触する第２接触部２２と、第１接触部２１および第２接触部２２を接続する帯状の接続部２３と、接続部２３から延びて、第１接触部２１と接する第１の平面Ｇ１と、第１の平面Ｇ１と平行であって、第２接触部２２と接する第２の平面Ｇ２との間に位置し、第１接触部２１および第２接触部２２に加わる荷重によって弾性変形する弾性部２４と、を備える。プローブ２０は、銅、ニッケル、鉄、タングステン等の合金を用いて形成される。なお、弾性を有する金属材料を用いて成形した後、表面にめっき加工を施したものであってもよい。
【００２８】
第２接触部２２は、回路基板３０と接触する側の外縁が弧状をなし、図６に示す断面図のように、プローブホルダ１０に保持されて回路基板３０の電極３１に当接する。ここで、第２接触部２２の外縁であって、固定部材１３および電極３１にそれぞれ当接する接触箇所同士のうち、最短となる接触箇所同士を結ぶ外縁は、Ｒ形状をなしている。このＲ形状の半径は、０≦Ｒ＜０．１（ｍｍ）である。好ましくは、Ｒ形状の半径が０＜Ｒ＜５０（μｍ）である。
【００２９】
弾性部２４は、図５に示すように、板厚方向に直交する幅Ｗ１が、接続部２３の幅Ｗ２と比して小さい。このため、弾性部２４は、第１接触部２１または第２接触部２２に加わる荷重に対して他の部分よりも弾性変形を生じやすい。また、弾性部２４は、接続部２３の湾曲態様と凹凸が逆の湾曲態様で接続部２３から延びる。弾性部２４は、凹凸が逆の湾曲部分を繰り返してジグザグ状に延びている。弾性部２４は、平面Ｇ１，Ｇ２と略直交する方向に往復して、平面Ｇ１，Ｇ２と平行な方向に延びる形状をなす。なお、弾性部２４の幅と接続部２３の幅との比は、弾性部２４が優先的に弾性変形可能であれば、如何なる比であってもよい。また、弾性部２４の接続部２３側と異なる側の端部は、直線状をなして延びており、この直線状部分の先端部が穴部１４に差し込んで取り付けられて、プローブ２０がプローブホルダ１０に保持される。
【００３０】
また、弾性部２４は、上述したように、第１接触部２１と接する第１の平面Ｇ１と、第１の平面Ｇ１に平行であって、第２接触部２２と接する第２の平面Ｇ２との間に位置する。すなわち、弾性部２４は、第２の平面Ｇ２から、弾性部２４の第２の平面Ｇ２に最も遠い点までの距離ｄ２が、第１の平面Ｇ１と第２の平面Ｇ２との間の距離ｄ１より小さくなるように湾曲されて形成される。これにより、図６に示すように、プローブ２０がプローブホルダ１０に保持された際に、プローブ２０の配設高さが、第１接触部２１で最も高くなる。このため、プローブ２０の上方から検査対象を近づけた際に、弾性部２４と接触することなく、第１接触部２１と検査対象を接触させることができる。
【００３１】
図７は、第１接触部２１または第２接触部２２に荷重が加わった状態を示す部分断面図である。図７に示すように、第１接触部２１が半導体集積回路１００の電極１０１と接触して荷重が加わると、弾性部２４の湾曲部分が弾性変形する。ここで、破線Ｐ０は、半導体集積回路１００から荷重が加わっていない状態でのプローブ２０の位置を示している（図６参照）。
【００３２】
第１接触部２１に外部からの荷重が加わると、第１接触部２１、第２接触部２２（接続部２３を含む）は弾性変形することなく、荷重に応じて電極１０１、電極３１と当接しながら移動する。また、弾性部２４は、接続部２３および第２接触部２２を介して伝達される荷重に応じて弾性変形を生ずる。なお、このときに流れる電流の大部分は、第１接触部２１、接続部２３および第２接触部２２を流れる。
【００３３】
図８は、第１接触部２１に荷重が加わる前後の第１接触部２１と電極１０１との接触状態および第２接触部２２と電極３１との接触状態を説明する図である。まず、図８（ａ）は、第１接触部２１に対して半導体集積回路１００の電極１０１が当接した状態（荷重が加わっていない状態）を示している。この場合の第１接触部２１と電極１０１との接触点をＳ０、第２接触部２２と電極３１との接触点をＣ０とする。
【００３４】
図８（ａ）において、半導体集積回路１００が図中下方に移動すると、第１接触部２１に荷重が加わり、第１接触部２１が押し下げられる。この第１接触部２１の移動によって第１接触部２１の電極１０１および第２接触部２２の電極３１との接触点がそれぞれＳ１，Ｃ１にずれる（図８（ｂ））。なお、破線Ｐ０は、図８（ａ）に示す荷重が加わっていない状態でのプローブ２０の位置を示し、破線Ｉ０は、図８（ａ）に示す半導体集積回路１００の位置を示している。
【００３５】
ここで、第１接触部２１および第２接触部２２は、各電極１０１，３１の形成面に沿って接触点が移動する。このため、各接触部と対応する各電極との摩擦力等が小さく、接触部および電極それぞれの磨耗を抑制することが可能となる。
【００３６】
上述した実施の形態１によれば、略平板状の金属からなるプローブにおいて、同一プローブ内で電気的導通を行なう部分とバネ性を有する部分とが異なる形状としたので、ピッチを狭小化し、繰り返しの使用による耐久性および耐熱性が高く、バネ性の確保によって電気的な導通経路が長くなることなく、プローブの設計を行なうことができ、確実な電気的導通を行なうとともに、プローブのバネ性を確保することが可能となる。
【００３７】
また、各接触部が電極との接触に対して接触点を移動させるため、接触部と電極との間の摩擦を軽減し、接触部および電極の磨耗を抑制することができる。このとき、第２接触部において、電極と接触する側の端部がＲ形状をなすことによって、一段と効率よく第２接触部が電極面上を回転することができるため、電極の磨耗を一層抑制することが可能となる。
【００３８】
また、弾性部２４の端部が固定部材１３の穴部１４に保持された場合に、第２接触部２２が固定部材１３の壁面に当接することによって位置決めの効果を有するため、プローブ２０をプローブユニット１の所定位置に容易に配設することができる。
【００３９】
本実施の形態１にかかるプローブによれば、プローブホルダに取り付けられたプローブの交換を行う際、プローブの挿脱方向に抜き差しするのみで容易にプローブの交換を行うことが可能である。
【００４０】
なお、第１接触部２１に対して重力以外の外力が加わっていない状態において、第２接触部２２の側面が固定部材１３の壁面と当接するものとして説明したが、第２接触部２２の電極３１側に位置する側の少なくとも一点が固定部材１３と接触していればよい。
【００４１】
上述した実施の形態１において、半導体集積回路が外部にリードを有しないＱＦＮであるものとして説明してきたが、リードを有する半導体集積回路（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ：ＱＦＰ）であってもよい。
【００４２】
図９は、本実施の形態１の変形例１にかかるプローブを示す側面図である。図９に示すプローブ２０ａは、板厚が均一な略平板状であって、上述した第１接触部２１、第２接触部２２および接続部２３と、接続部２３から延び、弧状に湾曲した形状をなして、第１接触部２１および第２接触部２２に加わる荷重によって弾性変形する弾性部２５と、を備える。プローブ２０ａは、プローブ２０と同様、銅、ニッケル、鉄、タングステン等の合金を用いて形成される。なお、弾性を有する金属材料を用いて成形した後、表面にめっき加工を施したものであってもよい。
【００４３】
弾性部２５は、図５に示す弾性部２４と同様に、接続部２３の幅と比して小さい幅を有する。また、弾性部２５の接続部２３側と異なる側の端部は、直線状をなして延びおり、この直線状部分の先端部が穴部１４に差し込んで取り付けられて、プローブ２０ａがプローブホルダ１０に保持される。
【００４４】
弾性部２５は、接続部２３の外縁から板面に沿って延伸している。弾性部２５は、図５に示すプローブ２０と同様に、第２の平面Ｇ２から、弾性部２５の第２の平面Ｇ２に最も遠い点までの距離ｄ３が、第１の平面Ｇ１と第２の平面Ｇ２との間の距離ｄ１より小さくなるように形成される。
【００４５】
図１０は、本実施の形態１の変形例２にかかるプローブを示す側面図である。図１０に示すプローブ２０ｂは、板厚が均一な略平板状であって、上述した第１接触部２１、第２接触部２２および接続部２３と、接続部２３から延び、湾曲部分を繰り返してジグザグ状をなし、第１接触部２１および第２接触部２２に加わる荷重によって弾性変形する弾性部２６と、を備える。プローブ２０ｂは、プローブ２０と同様、銅、ニッケル、鉄、タングステン等の合金を用いて形成される。なお、弾性を有する金属材料を用いて成形した後、表面にめっき加工を施したものであってもよい。
【００４６】
弾性部２６は、図５に示す弾性部２４と同様に、接続部２３の幅と比して小さい幅を有する。また、弾性部２６の接続部２３側と異なる側の端部は、直線状をなして延びおり、この直線状部分の先端部が穴部１４に差し込んで取り付けられて、プローブ２０ｂがプローブホルダ１０に保持される。
【００４７】
弾性部２６は、接続部２３の外縁から板面に沿って延伸して形成される。また、弾性部２６は、接続部２３の湾曲態様と凹凸が逆の湾曲態様で接続部２３から延びる。弾性部２６は、凹凸が逆の湾曲部分を繰り返してジグザグ状に延びている。弾性部２６は、平面Ｇ１，Ｇ２と平行な方向に往復して、平面Ｇ１，Ｇ２と垂直な方向に延びる形状をなす。弾性部２６は、図５に示すプローブ２０と同様に、第２の平面Ｇ２から、弾性部２６の第２の平面Ｇ２に最も遠い点までの距離ｄ４が、第１の平面Ｇ１と第２の平面Ｇ２との間の距離ｄ１より小さくなるように湾曲されて形成される。
【００４８】
（実施の形態２）
図１１は、本発明の実施の形態２にかかるプローブユニットの構成を示す斜視図である。図１２は、本発明の実施の形態２にかかるプローブユニットの構成を示す分解斜視図である。なお、図１等で上述したプローブユニット１と同じ構成要素には同じ符号を付してある。本実施の形態２にかかるプローブユニット２は、検査対象物である略平板状の半導体集積回路１０２の電気特性検査を行う際に使用する装置であって、上述したプローブホルダ１０およびプローブ２０と、半導体集積回路１０２の一方の面の中央部に配設されたグランド電極１０４と接触するようにプローブ２０を保持するプローブホルダ４０と、プローブ２０を介して半導体集積回路１０２へ検査用信号を出力するための電極５１およびグランド電極５２を有する回路基板５０とを備える。プローブホルダ１０，４０および固定部材１３によって保持部を構成する。本実施の形態２において、半導体集積回路１０２は、図１３に示すような電極１０３およびグランド電極１０４を有するＱＦＮであるものとして説明する。また、プローブホルダ１０，４０および固定部材１３は、少なくとも表面が上述した絶縁性材料によって覆われていれば内部が金属等の導電性材料で形成されていてもよい。
【００４９】
図１４，１５は、図１１，１２に示すプローブユニットの要部の構成を示す分解斜視図である。プローブホルダ４０は、樹脂、マシナブルセラミック、シリコンなどの絶縁性材料を用いて形成されて収容部１１の収容空間に収容され、スリット１２に対応してプローブ２０を挿通するスリット４１と、プローブホルダ４０の中央部においてプローブ２０を所定パターンで保持するためのホルダ孔４２とを有する。スリット４１は、プローブホルダ１０に形成されたスリット１２に対応して形成される。プローブホルダ４０は、後述する第１部材４０ａと第２部材４０ｂとが積層されてなる。
【００５０】
プローブホルダ４０は、図１４，１５の上面側に位置する第１部材４０ａと下面側に位置する第２部材４０ｂとが積層されてなる。第１部材４０ａおよび第２部材４０ｂには、スリット１２に対応して第１スリット４１ａおよび第２スリット４１ｂが形成されて、スリット４１を構成している。第１スリット４１ａおよび第２スリット４１ｂは、切欠き形状が一致するように形成されている。また、第１部材４０ａおよび第２部材４０ｂには、プローブ２０を複数収容するための第１ホルダ孔４２ａおよび第２ホルダ孔４２ｂがそれぞれ同数ずつ形成されて、ホルダ孔４２を構成している。第２部材４０ｂは、プローブ２０の弾性部２４の接続部２３との連結側と異なる側の端部を収容してプローブ２０を保持する穴部４３を有する。プローブ２０は、穴部４３によって、少なくとも第１接触部２１がホルダ孔４２（プローブホルダ４０の上面）から突出するように保持される。
【００５１】
第１ホルダ孔４２ａは、プローブ２０を収容可能な略柱状をなす。また、第１ホルダ孔４２ａは、対応する第２ホルダ孔４２ｂおよび穴部４３と連通する位置に形成される。また、第２ホルダ孔４２ｂは、第１ホルダ孔４２ａと同等の幅で形成され、プローブ２０の第１接触部２１、第２接触部２２および接続部２３を収容可能な略柱状をなす。
【００５２】
穴部４３に保持されたプローブ２０は、図６と同様に、第２接触部２２が第２ホルダ孔４２ｂの内部壁面に当接する。プローブユニット２に半導体集積回路１０２に近接させた際に、プローブホルダ４０に保持されたプローブ２０の第１接触部２１は、グランド電極１０４と接触し、第２接触部２２は、グランド電極５２と接触する。
【００５３】
上述した実施の形態２によれば、実施の形態１と同様、略平板状の金属からなるプローブにおいて、同一プローブ内で電気的導通を行なう部分とバネ性を有する部分とが異なる形状としたので、ピッチを狭小化し、繰り返しの使用による耐久性および耐熱性が高く、バネ性の確保によって電気的な導通経路が長くなることなく、プローブの設計を行なうことができ、確実な電気的導通を行なうとともに、プローブのバネ性を確保することが可能となる。
【００５４】
また、プローブホルダに保持されたプローブは、半導体集積回路と接触する接触部の高さが弾性部の高さより高いため、半導体集積回路を上方から近接させて回路基板と導通させることができる。この際、同一平面に形成された電極、例えば、半導体集積回路の板面の中央に配置されたグランド電極に対しても、同一のプローブを配置することによって、電気的に導通させることができる。
【００５５】
なお、上述したプローブホルダ４０は、第１部材４０ａおよび第２部材４０ｂで構成されるものとして説明したが、一体成形させるものであってもよい。
【００５６】
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プローブユニットは、ピッチを狭小化し、繰り返しの使用による耐久性および耐熱性が高く、バネ性を有しながら、接触対象間で確実かつ良好な導通を得る場合に有用である。
【符号の説明】
【００５７】
１ プローブユニット
１０，４０ プローブホルダ
１１ 収容部
１２，４１ スリット
１３ 固定部材
１４，４３ 穴部
１５ 開口部
２０，２０ａ，２０ｂ プローブ
２１ 第１接触部
２２ 第２接触部
２３ 接続部
２４，２５，２６ 弾性部
３０，５０ 回路基板
３１，５１，１０１，１０３ 電極
４０ａ 第１部材
４０ｂ 第２部材
４１ａ 第１スリット
４１ｂ 第２スリット
４２ ホルダ孔
４２ａ 第１ホルダ孔
４２ｂ 第２ホルダ孔
５２，１０４ グランド電極
１００ 半導体集積回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板厚が均一な略平板状をなし、異なる基板間を接続するコンタクトプローブであって、
弧状に湾曲した側面を有し、この側面で一方の基板と接触する第１接触部と、
弧状に湾曲した側面を有し、この側面で他方の基板と接触する第２接触部と、
前記第１接触部および前記第２接触部を接続する接続部と、
前記接続部から延びて、前記第１接触部と接する第１の平面と、前記第１の平面と平行であって、前記第２接触部と接する第２の平面との間に位置し、前記第１接触部および前記第２接触部に加わる荷重によって弾性変形する弾性部と、
を備えたことを特徴とするコンタクトプローブ。
【請求項２】
前記弾性部の幅は、前記接続部の幅と比して小さい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】
前記第２接触部の前記他方の基板と接触する側の外縁は、弧状をなすことを特徴とする請求項１または２に記載のコンタクトプローブ。
【請求項４】
前記弾性部は、少なくとも一部が、板面に沿って延び、一または複数の湾曲部分を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のコンタクトプローブ。
【請求項５】
弧状に湾曲した側面を有し、この側面で一方の基板と接触する第１接触部と、弧状に湾曲した側面を有し、この側面で他方の基板と接触する第２接触部と、前記第１接触部および前記第２接触部を接続する接続部と、前記接続部から延びて、前記第１接触部と接する第１の平面と、前記第１の平面と平行であって、前記第２接触部と接する第２の平面との間に位置し、前記第１接触部および前記第２接触部に加わる荷重によって弾性変形する弾性部と、を有する略平板状のコンタクトプローブと、
前記コンタクトプローブを保持する保持部と、
を備えたことを特徴とするプローブユニット。
【請求項６】
前記保持部は、前記弾性部と等しい径を有し、前記弾性部の前記接続部側と異なる端部を収容して固定する穴部が設けられたことを特徴とする請求項５に記載のプローブユニット。
【請求項７】
前記保持部は、前記第２接触部と少なくとも一箇所で接触し、
前記第２接触部は、荷重が加わらない状態で前記他方の基板および前記保持部とそれぞれ接触する接触箇所同士のうちで最短となる接触箇所同士を結ぶ外縁がＲ形状をなすことを特徴とする請求項５または６に記載のプローブユニット。
【請求項８】
前記保持部は、前記コンタクトプローブを収容可能なスリットが形成されたことを特徴とする請求項５〜８のいずれか一つに記載のプローブユニット。
【請求項１】
板厚が均一な略平板状をなし、異なる基板間を接続するコンタクトプローブであって、
弧状に湾曲した側面を有し、この側面で一方の基板と接触する第１接触部と、
弧状に湾曲した側面を有し、この側面で他方の基板と接触する第２接触部と、
前記第１接触部および前記第２接触部を接続する接続部と、
前記接続部から延びて、前記第１接触部と接する第１の平面と、前記第１の平面と平行であって、前記第２接触部と接する第２の平面との間に位置し、前記第１接触部および前記第２接触部に加わる荷重によって弾性変形する弾性部と、
を備えたことを特徴とするコンタクトプローブ。
【請求項２】
前記弾性部の幅は、前記接続部の幅と比して小さい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】
前記第２接触部の前記他方の基板と接触する側の外縁は、弧状をなすことを特徴とする請求項１または２に記載のコンタクトプローブ。
【請求項４】
前記弾性部は、少なくとも一部が、板面に沿って延び、一または複数の湾曲部分を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のコンタクトプローブ。
【請求項５】
弧状に湾曲した側面を有し、この側面で一方の基板と接触する第１接触部と、弧状に湾曲した側面を有し、この側面で他方の基板と接触する第２接触部と、前記第１接触部および前記第２接触部を接続する接続部と、前記接続部から延びて、前記第１接触部と接する第１の平面と、前記第１の平面と平行であって、前記第２接触部と接する第２の平面との間に位置し、前記第１接触部および前記第２接触部に加わる荷重によって弾性変形する弾性部と、を有する略平板状のコンタクトプローブと、
前記コンタクトプローブを保持する保持部と、
を備えたことを特徴とするプローブユニット。
【請求項６】
前記保持部は、前記弾性部と等しい径を有し、前記弾性部の前記接続部側と異なる端部を収容して固定する穴部が設けられたことを特徴とする請求項５に記載のプローブユニット。
【請求項７】
前記保持部は、前記第２接触部と少なくとも一箇所で接触し、
前記第２接触部は、荷重が加わらない状態で前記他方の基板および前記保持部とそれぞれ接触する接触箇所同士のうちで最短となる接触箇所同士を結ぶ外縁がＲ形状をなすことを特徴とする請求項５または６に記載のプローブユニット。
【請求項８】
前記保持部は、前記コンタクトプローブを収容可能なスリットが形成されたことを特徴とする請求項５〜８のいずれか一つに記載のプローブユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−１８１１１５（Ｐ２０１２−１８１１１５Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４４４８４（Ｐ２０１１−４４４８４）
【出願日】平成２３年３月１日（２０１１．３．１）
【出願人】（０００００４６４０）日本発條株式会社 (1,048)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１日（２０１１．３．１）
【出願人】（０００００４６４０）日本発條株式会社 (1,048)
【Ｆターム（参考）】
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