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技術 プローブユニット

出願人 日本発條株式会社
発明者 山田佳男広中浩平
出願日 2015年9月18日 (5年2ヶ月経過) 出願番号 2016-548975
公開日 2017年6月29日 (3年4ヶ月経過) 公開番号 WO2016-043327
状態 特許登録済
技術分野 測定用導線・探針
主要キーワード 境界壁面 ホルダ孔 弾性導電板 金属ナット 接触対象物 導電ブロック 金属ネジ 被接触体
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年6月29日)のものです。
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図面 (7)

課題・解決手段

本発明にかかるプローブユニットは、検査対象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コンタクトプローブを複数収容するプローブユニットにおいて、大電流プローブ(3)が接触対象電極と両端で電気的に接続するとともに、大電流プローブ(3)の両端部と接触する金属ブロック(50)を介して大電流を流すようにしたので、大電流を流すのに好適である。

概要

背景

従来、半導体集積回路液晶パネルなどの検査対象導通状態検査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、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ピッチ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。

また、上述したプローブユニットとして、半導体集積回路の電極および検査用信号を出力する回路基板の電極と両端部でそれぞれ接触することによって半導体集積回路と回路基板との間を電気的に接続するコンタクトプローブを有するプローブユニットが開示されている(例えば、特許文献1,2を参照)。

特許文献1が開示するコンタクトプローブは、半導体集積回路の電極と接触する第1導通部材と、検査用信号を出力する回路基板の電極と接触する第2導通部材と、第1導通部材および第2導通部材を連結して付勢する導電性コイルばねと、を有する。また、特許文献2が開示するコンタクトプローブは、長手方向に貫通する筒状の導通部材を用いて内部からコンタクトプローブを冷却し、冷却によって抵抗値の増加を抑えている。

また、半導体集積回路の電極と接触する接触部と、検査用信号を出力する回路基板等に接続される導線と連結した弾性部と、を有し、弾性部が、接触部の半導体集積回路と接触する側と異なる側の端部と接触するコンタクトプローブを有するプローブユニットが開示されている(例えば、特許文献3を参照)。

また、半導体集積回路の電極と接触するとともに、弾性変形可能な弾性導電板材と、弾性導電板材の伸縮方向をガイドするガイド筒と、を有するコンタクトプローブを有するプローブユニットが開示されている(例えば、特許文献4を参照)。

概要

本発明にかかるプローブユニットは、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るコンタクトプローブを複数収容するプローブユニットにおいて、大電流プローブ(3)が接触対象の電極と両端で電気的に接続するとともに、大電流プローブ(3)の両端部と接触する金属ブロック(50)を介して大電流を流すようにしたので、大電流を流すのに好適である。

目的

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、大電流を流すのに好適なプローブユニットを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

長手方向の一方の端部側で接触対象物の互いに異なる電極とそれぞれ接触するとともに、他方の端部側で基板の互いに異なる電極とそれぞれ接触する第1および第2のコンタクトプローブと、前記第1および第2のコンタクトプローブを収容して保持するプローブホルダと、を備え、前記第1のコンタクトプローブは、導電性の材料からなり、前記長手方向に伸縮自在であり、前記第2のコンタクトプローブは、導電性の材料からなり、前記接触対象物の電極と接触する第1接触部と、導電性の材料からなり、前記基板の電極と接触する第2接触部と、前記長手方向に伸縮自在であって、前記第1および第2接触部を連結する連結部材と、を有し、前記プローブホルダは、導電性の材料を用いて形成され、前記第1および第2のコンタクトプローブを挿通可能な複数の第1挿通孔が形成された導電ブロックと、前記導電ブロックの内部に設けられ、絶縁性を有する材料からなり、前記第1および第2のコンタクトプローブを挿通可能な複数の第2挿通孔が形成された絶縁ブロックと、を有し、前記第1および第2接触部は、前記導電ブロックとそれぞれ接触し、前記絶縁ブロックは、少なくとも前記第1のコンタクトプローブを抜止することを特徴とするプローブユニット

請求項2

前記連結部材は、少なくとも表面が絶縁性を有する材料からなることを特徴とする請求項1に記載のプローブユニット。

請求項3

前記プローブホルダに保持されて前記第2のコンタクトプローブと電気的に接続する導電性の材料からなる導電部材をさらに備えたことを特徴とする請求項1または2に記載のプローブユニット。

請求項4

前記導電部材は、略円柱状をなす導電ピンであり、前記第1挿通孔に圧入することを特徴とする請求項3に記載のプローブユニット。

請求項5

前記第1挿通孔のうち、前記導電部材を挿通する第1挿通孔が外部に向けて拡径する段付き形状をなし、前記導電部材は、前記絶縁ブロックに設けられる導電性のナットと、前記導電ブロックの上面および下面から前記ナットとそれぞれ螺合する二つの導電性のネジと、からなり、前記ネジは、該ネジの頭部が第1挿通孔に形成された段部に当接することを特徴とする請求項3に記載のプローブユニット。

請求項6

前記第1および第2のコンタクトプローブと前記基板の電極とが接触した状態で、前記プローブホルダと前記基板とは離間していることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載のプローブユニット。

請求項7

前記プローブホルダと前記基板との間の空間を流通する気体送り込む気機構をさらに設けたことを特徴とする請求項6に記載のプローブユニット。

請求項8

前記第1および第2接触部のうち少なくとも一方の接触部には、前記電極と接触する側の先端に、先細な先端形状をなす複数の爪部が設けられていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載のプローブユニット。

請求項9

前記プローブホルダは、絶縁性材料からなり、前記第1のコンタクトプローブの一部を挿通可能な複数の第1孔と、前記第2のコンタクトプローブの一部を挿通可能な複数の第2孔とが、前記接触対象物の電極配置に応じて形成され、前記導電ブロックの一方の面に設けられる第1絶縁プレートと、絶縁性材料からなり、前記第1のコンタクトプローブの一部を挿通可能な複数の第3孔と、前記第2のコンタクトプローブの一部を挿通可能な複数の第4孔とが、前記第1孔および前記第2孔とそれぞれ同じ配置で形成され、前記導電ブロックの他方の面に設けられる第2絶縁プレートと、をさらに有することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一つに記載のプローブユニット。

技術分野

0001

本発明は、半導体集積回路などの検査対象導通状態検査または動作特性検査に用いられる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、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ピッチ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

また、上述したプローブユニットとして、半導体集積回路の電極および検査用信号を出力する回路基板の電極と両端部でそれぞれ接触することによって半導体集積回路と回路基板との間を電気的に接続するコンタクトプローブを有するプローブユニットが開示されている(例えば、特許文献1,2を参照)。

0004

特許文献1が開示するコンタクトプローブは、半導体集積回路の電極と接触する第1導通部材と、検査用信号を出力する回路基板の電極と接触する第2導通部材と、第1導通部材および第2導通部材を連結して付勢する導電性コイルばねと、を有する。また、特許文献2が開示するコンタクトプローブは、長手方向に貫通する筒状の導通部材を用いて内部からコンタクトプローブを冷却し、冷却によって抵抗値の増加を抑えている。

0005

また、半導体集積回路の電極と接触する接触部と、検査用信号を出力する回路基板等に接続される導線と連結した弾性部と、を有し、弾性部が、接触部の半導体集積回路と接触する側と異なる側の端部と接触するコンタクトプローブを有するプローブユニットが開示されている(例えば、特許文献3を参照)。

0006

また、半導体集積回路の電極と接触するとともに、弾性変形可能な弾性導電板材と、弾性導電板材の伸縮方向をガイドするガイド筒と、を有するコンタクトプローブを有するプローブユニットが開示されている(例えば、特許文献4を参照)。

先行技術

0007

国際公開第2011/013731号
特開2010−267502号公報
実用新案登録第3090255号公報
特開平9−312185号公報

発明が解決しようとする課題

0008

ところで、近年では、自動車の制御システム半導体などの検査を行う場合などにおいて、電流値が1000A程度以上の大電流を流すことが可能なコンタクトプローブが要求されるようになってきている。しかしながら、特許文献1が開示する従来のコンタクトプローブは、コイルばねを導通経路に含み、第1導通部材および第2導通部材とコイルばねとの各接点を介して導通することや、第1導通部材および第2導通部材の接点を介して導通することなど、接点間での導通が多く、大電流を流すことには適していなかった。

0009

また、特許文献2〜4が開示する従来のコンタクトプローブは、板状または線状の部材を導通するため、導通経路における断面積が小さく、大電流を流すことには適していなかった。

0010

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、大電流を流すのに好適な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

0011

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるプローブユニットは、長手方向の一方の端部側で接触対象物の互いに異なる電極とそれぞれ接触するとともに、他方の端部側で基板の互いに異なる電極とそれぞれ接触する第1および第2のコンタクトプローブと、前記第1および第2のコンタクトプローブを収容して保持するプローブホルダと、を備え、前記第1のコンタクトプローブは、導電性の材料からなり、前記長手方向に伸縮自在であり、前記第2のコンタクトプローブは、導電性の材料からなり、前記接触対象物の電極と接触する第1接触部と、導電性の材料からなり、前記基板の電極と接触する第2接触部と、前記長手方向に伸縮自在であって、前記第1および第2接触部を連結する連結部材と、を有し、前記プローブホルダは、導電性の材料を用いて形成され、前記第1および第2のコンタクトプローブを挿通可能な複数の第1挿通孔が形成された導電ブロックと、前記導電ブロックの内部に設けられ、絶縁性を有する材料からなり、前記第1および第2のコンタクトプローブを挿通可能な複数の第2挿通孔が形成された絶縁ブロックと、を有し、前記第1および第2接触部は、前記導電ブロックとそれぞれ接触し、前記絶縁ブロックは、少なくとも前記第1のコンタクトプローブを抜止することを特徴とする。

0012

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、前記連結部材は、少なくとも表面が絶縁性を有する材料からなることを特徴とする。

0013

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、前記プローブホルダに保持されて前記第2のコンタクトプローブと電気的に接続する導電性の材料からなる導電部材をさらに備えたことを特徴とする。

0014

また、本発明にかかるプローブユニットは、上記の発明において、前記導電部材は、略円柱状をなす導電ピンであり、前記第1挿通孔に圧入することを特徴とする。

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、前記第1挿通孔のうち、前記導電部材を挿通する第1挿通孔が外部に向けて拡径する段付き形状をなし、前記導電部材は、前記絶縁ブロックに設けられる導電性のナットと、前記導電ブロックの上面および下面から前記ナットとそれぞれ螺合する二つの導電性のネジと、からなり、前記ネジは、該ネジの頭部が前記第1挿通孔に形成された段部に当接することを特徴とする。

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、前記第1および第2のコンタクトプローブと前記基板の電極とが接触した状態で、前記プローブホルダと前記基板とは離間していることを特徴とする。

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、前記プローブホルダと前記基板との間の空間を流通する気体送り込む気機構をさらに設けたことを特徴とする。

0018

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、前記第1および第2接触部のうち少なくとも一方の接触部には、前記電極と接触する側の先端に、先細な先端形状をなす複数の爪部が設けられていることを特徴とする。

0019

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、前記プローブホルダは、絶縁性材料からなり、前記第1のコンタクトプローブの一部を挿通可能な複数の第1孔と、前記第2のコンタクトプローブの一部を挿通可能な複数の第2孔とが、前記接触対象物の電極配置に応じて形成され、前記導電ブロックの一方の面に設けられる第1絶縁プレートと、絶縁性材料からなり、前記第1のコンタクトプローブの一部を挿通可能な複数の第3孔と、前記第2のコンタクトプローブの一部を挿通可能な複数の第4孔とが、前記第1孔および前記第2孔とそれぞれ同じ配置で形成され、前記導電ブロックの他方の面に設けられる第2絶縁プレートと、をさらに有することを特徴とする。

発明の効果

0020

本発明によれば、第1のコンタクトプローブが接触対象の電極と両端で電気的に接続するとともに、第1のコンタクトプローブの両端部と接触する導電ブロック、または導電ブロックおよび導電ブロックと接触する導電部材を介して大電流を流すようにしたので、大電流を流すのに好適であるという効果を奏する。

図面の簡単な説明

0021

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部分断面図である。
図2は、本発明の実施の形態1にかかる半導体集積回路の検査時におけるプローブユニットの構成を示す部分断面図である。
図3は、本発明の実施の形態1の変形例1にかかるプローブユニットの構成を示す部分断面図である。
図4は、本発明の実施の形態1の変形例2にかかるプローブユニットの構成を示す部分断面図である。
図5は、本発明の実施の形態1の変形例3にかかるプローブユニットの構成を示す部分断面図である。
図6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部分断面図である。

実施例

0022

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。

0023

(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部分断面図である。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の電気特性検査電力供給を行う際に使用する装置であって、半導体集積回路の電極と半導体集積回路へ検査用信号を出力する回路基板の電極との間を電気的に接続する装置である。

0024

プローブユニット1は、長手方向の一方の端部側で被接触体である半導体集積回路の電極とそれぞれ接触し、検査信号伝送する信号用のコンタクトプローブ2(以下、単に「信号用プローブ2」という)と、長手方向の一方の端部側で被接触体である半導体集積回路において大電流を流す回路の電極とそれぞれ接触する大電流用のコンタクトプローブ3(以下、単に「大電流プローブ3」という)と、大電流プローブ3の両端部とそれぞれ電気的に接続可能な略柱状をなす導電ピン4と、複数の信号用プローブ2、大電流プローブ3および導電ピン4を所定のパターンにしたがって収容して保持する複数のプローブホルダ5と、を有する。なお、プローブユニット1は、プローブホルダ5の周囲に設けられ、検査の際に複数の信号用プローブ2と接触する半導体パッケージ位置ずれが生じるのを抑制するホルダ部材を有するものであってもよい。

0025

信号用プローブ2は、導電性材料を用いて形成され、半導体集積回路の検査を行なうときにその半導体集積回路の接続用電極に接触する第1プランジャ21と、検査回路を備えた回路基板の電極に接触する第2プランジャ22と、第1プランジャ21と第2プランジャ22との間に設けられて2つの第1プランジャ21および第2プランジャ22を伸縮自在に連結するコイルばね23とを備える。

0026

第1プランジャ21は、先細な先端形状をなす爪部21b(頭頂部)を複数有する先端部21aと、先端部21aの基端側から延び、先端部21aの径と比して大きい径を有するフランジ部21cと、フランジ部21cの先端部21aに連なる側と異なる端部から延び、フランジ部21cの径と比して小さい径を有するボス部21dと、ボス部21dのフランジ部21cに連なる側と異なる端部から延び、ボス部21dの径と略同一の径を有する基端部21eとを同軸上に有する。

0027

第2プランジャ22は、先細な先端形状を有する先端部22aと、先端部22aの基端側から延び、先端部22aの径と比して大きい径を有するフランジ部22bと、フランジ部22bの先端部22aに連なる側と異なる端部から延び、ボス部21dの径と略同一の径を有するボス部22cと、ボス部22cのフランジ部22bに連なる側と異なる端部から延び、ボス部21d,22cの径と比して同等または若干小さい径を有する基端部22dとを同軸上に有する。なお、先端部22aは、一つの頭頂部を有する略錘状をなしている。

0028

コイルばね23は、第1プランジャ21側がボス部21dの径と略同一の内径巻回された密着巻き部23aである一方、第2プランジャ22側が基端部22dの径以上の内径で所定ピッチに巻回された粗巻き部23bである。密着巻き部23aの端部は、例えばボス部21dに圧入されて、フランジ部21cに当接している。一方、粗巻き部23bの端部は、ボス部22cに圧入され、フランジ部22bに当接している。このコイルばね23を用いることによって、信号用プローブ2に所定荷重を加えた場合に基端部22dを密着巻き部23a内に摺接させ、基端部22dと密着巻き部23aとの間の電気的導通が可能となる。

0029

大電流プローブ3は、信号用プローブ2と同様、導電性材料を用いて形成され、半導体集積回路の検査を行なうときにその半導体集積回路の接続用電極に接触する導電性の第1プランジャ31(第1接触部)と、検査回路を備えた回路基板の電極に接触する導電性の第2プランジャ32(第2接触部)と、第1プランジャ31と第2プランジャ32との間に設けられて2つの第1プランジャ31および第2プランジャ32を伸縮自在に連結するコイルばね33(連結部材)とを備える。

0030

第1プランジャ31は、先細な先端形状をなす爪部31bを複数有する先端部31aと、先端部31aの基端側から延び、先端部31aの径と比して大きい径を有するフランジ部31cと、フランジ部31cの先端部31aに連なる側と異なる端部から延び、フランジ部31cの径と比して小さい径を有するボス部31dと、ボス部31dのフランジ部31cに連なる側と異なる端部から延び、ボス部31dの径と略同一の径を有する基端部31eとを同軸上に有する。

0031

第2プランジャ32は、先細な先端形状を有する先端部32aと、先端部32aの基端側から延び、先端部32aの径と比して大きい径を有するフランジ部32bと、フランジ部32bの先端部32aに連なる側と異なる端部から延び、ボス部31dの径と略同一の径を有するボス部32cと、ボス部32cのフランジ部32bに連なる側と異なる端部から延び、ボス部31d,32cの径と略同一または若干小さい径を有する基端部32dとを同軸上に有する。

0032

コイルばね33は、ボス部31d,32cの径と略同一の内径で所定ピッチに巻回された線材からなる。コイルばね33は、例えばボス部31dと略等しい内径の場合、一方の端部がボス部31dに圧入されて、フランジ部31cに当接している。一方、コイルばね33の他方の端部は、ボス部32cに圧入され、フランジ部32bに当接している。

0033

また、コイルばね33は、少なくとも外表面が絶縁性を有する線材を用いて形成される。コイルばね33に用いられる線材として、例えば、絶縁性を有する樹脂材料や、金属の表面を絶縁性の樹脂(例えばテフロン(登録商標))でコーティングされた材料を用いて形成される線材が挙げられる。

0034

導電ピン4は、導電性の金属材料を用いて形成され、後述する金属ブロック50を介して大電流プローブ3と電気的に接続する。なお、導電性を有する材料であれば、樹脂などを用いて形成してもよい。また、導電ピン4は、長手方向と直交する方向の径が、先端部31a,32aの径以上であることが好ましい。

0035

プローブホルダ5は、金属などの導電性材料を用いて形成され、図1の上面側に位置する第1部材51と下面側に位置する第2部材52とが積層されてなる金属ブロック50(導電ブロック)と、樹脂、マシナブ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、金属ブロック50の内部に収容される絶縁ブロック60と、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、第1部材51の上面に配置される略板状の第1絶縁プレート70と、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、第2部材52の下面に配置される略板状の第2絶縁プレート80と、を有する。

0036

金属ブロック50、絶縁ブロック60、第1絶縁プレート70および第2絶縁プレート80は、それぞれが樹脂などの接着材や、ねじ止めなどによって固着されている。

0037

なお、第1部材51および第2部材52は、真鍮などの合金を含む金属材料のほか、導電性を有する材料であれば適用可能である。プローブホルダとしての強度の観点から、金属材料(合金を含む)を用いて形成されることが好ましい。

0038

第1部材51および第2部材52には、信号用プローブ2、大電流プローブ3、導電ピン4および絶縁ブロック60を収容するためのホルダ孔53および54が形成されている。ホルダ孔53は、下面側(第2部材52に面する側)に開口を有し、絶縁ブロック60の一部を収容する収容部531と、収容部531に連通するとともに、上面側に開口を有し、信号用プローブ2の一部を挿通する孔部532と、収容部531に連通するとともに、上面側に開口を有し、大電流プローブ3を摺動自在に挿通する孔部533と、収容部531に連通し、導電ピン4を挿通する孔部534と、を有する。孔部534の径は、導電ピン4の径と同一または若干小さい径である。

0039

他方、ホルダ孔54は、上面側(第1部材51に面する側)に開口を有し、絶縁ブロック60の一部を収容する収容部541と、収容部541に連通するとともに、下面側に開口を有し、信号用プローブ2を挿通する孔部542と、収容部541に連通するとともに、下面側に開口を有し、大電流プローブ3を挿通する孔部543と、収容部541に連通し、導電ピン4を挿通する孔部544と、を有する。孔部543の径は、先端部32aの径より若干大きい径である。孔部544の径は、導電ピン4の径と同一または若干小さい径である。

0040

第1部材51および第2部材52が積層された際、ホルダ孔53,54は、収容部531および収容部541の内部壁面が連続して連なり略角柱状中空空間を形成する。この中空空間は、絶縁ブロック60の外周のなす形状と略同一の形状をなしている。なお、この中空空間は、絶縁ブロック60の外周のなす形状と同一であってもよいし、接着剤等の配設のために若干大きくてもよいし、絶縁ブロック60と圧接するために若干小さくてもよい。また、孔部532および孔部542は、互いの軸線が一致している。同様に、孔部533および孔部543、ならびに孔部534および孔部544においても、互いの軸線がそれぞれ一致している。

0041

絶縁ブロック60は、図1の上面側に位置する第1部材61と下面側に位置する第2部材62とが積層されてなる。絶縁ブロック60は、収容部531および収容部541に対して収容可能な略直方体状をなす。

0042

第1部材61および第2部材62には、信号用プローブ2を収容するためのホルダ孔63および64が同数ずつ形成され、信号用プローブ2を収容する挿通孔であるホルダ孔63および64は、互いの軸線が一致するように形成されている。

0043

また、第1部材61および第2部材62には、大電流プローブ3を収容するためのホルダ孔65および66が同数ずつ形成され、大電流プローブ3を収容する挿通孔であるホルダ孔65および66は、互いの軸線が一致するように形成されている。

0044

また、第1部材61および第2部材62には、導電ピン4を収容するためのホルダ孔67および68が同数ずつ形成され、導電ピン4を収容する挿通孔であるホルダ孔67および68は、互いの軸線が一致するように形成されている。

0045

ホルダ孔63および64は、ともに貫通方向に沿って径が異なる段付き孔形状を有する。ホルダ孔63は、第1部材61の上面側に開口を有する小径部631と、小径部631に連通し、小径部631よりも径が大きい大径部632とからなる。小径部631は、先端部21aの径と比して若干大きい径である。また、大径部632は、フランジ部21cの径および/またはコイルばね23の径と比して若干大きい径である。

0046

他方、ホルダ孔64は、第2部材62の下面側に開口を有する小径部641と、小径部641に連通し、小径部641よりも径が大きい大径部642とからなる。小径部641は、先端部22aと比して若干大きい径である。また、大径部642は、フランジ部22bの径および/またはコイルばね23の径と比して若干大きい径であって、大径部632の径と略同一である。これらのホルダ孔63および64の形状は、収容する信号用プローブ2の構成に応じて定められる。

0047

ホルダ孔65および66は、ともに貫通方向に沿って径が異なる段付き孔形状を有する。ホルダ孔65は、第1部材61の上面側に開口を有する小径部651と、小径部651に連通し、小径部651よりも径が大きい大径部652とからなる。小径部651は、先端部31aの径と比して若干大きく、かつ孔部533の径よりも大きい径である。また、大径部652は、フランジ部31cの径および/またはコイルばね33の径と比して若干大きい径である。

0048

他方、ホルダ孔66は、第2部材62の下面側に開口を有する小径部661と、小径部661に連通し、小径部661よりも径が大きい大径部662とからなる。小径部661は、フランジ部32bの径および/またはコイルばね33の径と比して若干大きい径である。また、大径部662は、小径部661より大きい径であって、大径部652の径と略同一である。これらのホルダ孔65および66の形状は、収容する大電流プローブ3の構成に応じて定められる。

0049

ホルダ孔67および68は、ともに同一の径を有する円柱状の中空空間を形成している。ホルダ孔67および68の径は、導電ピン4の径と比して若干大きい径である。これらのホルダ孔67および68の形状は、収容する導電ピン4の構成に応じて定められる。

0050

第1絶縁プレート70は、第1部材51の上面に設けられ、孔部532,533,534の配置に応じた孔が形成されている。具体的には、第1絶縁プレート70には、孔部532に応じて設けられ、1または複数の信号用プローブ2を挿通する孔部71(第1孔)と、孔部533に応じて設けられ、大電流プローブ3を挿通する孔部72(第2孔)と、孔部534に応じて設けられ、導電ピン4を挿通可能な孔部73と、が形成されている。

0051

第2絶縁プレート80は、第2部材52の下面に設けられ、孔部542,543,544の配置に応じた孔が形成されている。具体的には、第2絶縁プレート80には、孔部542に応じて設けられ、1または複数の信号用プローブ2を挿通する孔部81(第3孔)と、孔部543に応じて設けられ、大電流プローブ3を挿通する孔部82(第4孔)と、孔部544に応じて設けられ、導電ピン4を挿通可能な孔部83と、が形成されている。第2絶縁プレート80では、孔部81,82,83が、孔部71,72,73とそれぞれ同じ配置で形成されている。

0052

プローブホルダ5では、金属ブロック50に対して絶縁ブロック60、第1絶縁プレート70および第2絶縁プレート80が取り付けられた際に、孔部533、孔部543、ホルダ孔65、ホルダ孔66、孔部72および孔部82の互いの軸線が一致する。また、孔部534、孔部544、ホルダ孔67、ホルダ孔68、孔部73および孔部83においても、互いの軸線が一致している。

0053

信号用プローブ2は、第1プランジャ21の先端部21aが孔部71から外部に突出するとともに、第2プランジャ22の先端部22aが孔部81から外部に突出している。フランジ部21cは、ホルダ孔63の小径部631と大径部632との境界壁面に当接することにより、信号用プローブ2のプローブホルダ5からの抜止機能を有する。また、第2プランジャ22のフランジ部22bは、ホルダ孔64の小径部641と大径部642との境界壁面に当接することにより、信号用プローブ2のプローブホルダ5からの抜止機能を有する。

0054

大電流プローブ3は、第1プランジャ31の先端部31aが孔部72から外部に突出するとともに、第2プランジャ32の先端部32aが孔部82から外部に突出している。フランジ部31cは、ホルダ孔65の小径部651と大径部652との境界壁面に当接することにより、大電流プローブ3のプローブホルダ5からの抜止機能を有する。また、第2プランジャ32のフランジ部32bは、孔部543と小径部661との境界壁面に当接することにより、大電流プローブ3のプローブホルダ5からの抜止機能を有する。

0055

導電ピン4は、両端部が孔部534,544にそれぞれ圧入することによって金属ブロック50に保持される。

0056

図2は、本実施の形態にかかる半導体集積回路の検査時におけるプローブユニットの構成を示す部分断面図であって、プローブホルダ5を用いた半導体集積回路100の検査時の状態を示す図である。図2に示すように、半導体集積回路100の検査時には、信号用プローブ2が一端で半導体集積回路100の信号用接続電極101と接触するとともに、他端で回路基板200の信号用接続電極201と接触する。また、大電流プローブ3は、一端で半導体集積回路100の給電用接続電極102と接触するとともに、他端で回路基板200の給電用接続電極202と接触する。この際、半導体集積回路100からの接触荷重により、コイルばね23,33は長手方向に沿って圧縮された状態となる。

0057

信号用プローブ2では、半導体集積回路100からの接触荷重によりコイルばね23が圧縮されると、第2プランジャ22の基端部22dが密着巻き部23a内に進入し、密着巻き部23aの内周側と摺接する。この際には、第2プランジャ22の軸線が大きくぶれることはないため、基端部22dと密着巻き部23aの内周との摺接が安定するとともに、密着巻き部23aがわずかに蛇行するため、基端部22dとコイルばね23との接触抵抗が安定し、確実な導通が得られる。

0058

検査時に回路基板200から半導体集積回路100に供給される検査用信号は、回路基板200の信号用接続電極201から信号用プローブ2を経由して半導体集積回路100の信号用接続電極101へ到達する。具体的には、信号用プローブ2において、第2プランジャ22、密着巻き部23a、第1プランジャ21を経由して半導体集積回路100の信号用接続電極101へ到達する。このように、信号用プローブ2では、第1プランジャ21と第2プランジャ22が密着巻き部23aを介して導通するため、電気信号の導通経路を最小にすることができる。したがって、検査時に粗巻き部23bに信号が流れるのを防止し、インダクタンスの低減および安定化を図ることができる。

0059

一方、検査時に回路基板200から半導体集積回路100に供給される給電信号は、回路基板200の給電用接続電極202から大電流プローブ3を経由して半導体集積回路100の給電用接続電極102へ到達する。具体的には、給電用接続電極202から大電流プローブ3の第2プランジャ32(先端部32a)、第2部材52、導電ピン4、第1部材51、第1プランジャ31(先端部31a)を経由して半導体集積回路100の給電用接続電極102へ到達する。このように、大電流プローブ3では、先端部32aと孔部543の内部壁面との接触、導電ピン4と孔部544の内部壁面との接触、導電ピン4と孔部534の内部壁面との接触、および先端部31aと孔部533の内部壁面との接触により、給電用信号経路が形成される。

0060

また、導電ピン4が配設されていない場合、検査時に回路基板200から半導体集積回路100に供給される給電用信号は、回路基板200の給電用接続電極202から大電流プローブ3および金属ブロック50を経由して半導体集積回路100の給電用接続電極102へ到達する。具体的には、給電用接続電極202から大電流プローブ3の第2プランジャ32(先端部32a)、第2部材52、第1部材51、第1プランジャ31(先端部31a)を経由して半導体集積回路100の給電用接続電極102へ到達する。このように、大電流プローブ3では、先端部32aと孔部543の内部壁面との接触、第1部材51と第2部材52との積層による接触(電気的接続)、および先端部31aと孔部533の内部壁面との接触により、給電用信号の経路が形成される。

0061

また、爪部21b,31bの先端が先細に形成されているため、接続用電極(信号用接続電極101および給電用接続電極102)の表面に酸化皮膜が形成されている場合であっても酸化皮膜を突き破り、爪部21b,31bの先端を接続用電極と直接接触させることができる。

0062

上述した実施の形態1によれば、大電流プローブ3が接触対象の電極と両端で電気的に接続するとともに、大電流プローブ3の両端部と接触する金属ブロック50、または金属ブロック50および金属ブロック50と接触する導電ピン4を介して大電流を流すようにしたので、大電流を流すのに好適なプローブユニットを得ることができる。

0063

ここで、金属ブロック50などを介さずに大電流プローブ3に電流通電すると、大電流プローブ3には、内部抵抗や電極との接触抵抗などにより金属ブロック50を介して電流を通電する場合と比して大きい熱が発生する。発生した熱により大電流プローブ3において導通特性が低下するおそれがある。

0064

(実施の形態1の変形例1)
図3は、本実施の形態1の変形例1にかかるプローブユニットの構成を示す部分断面図である。上述した実施の形態1では、第2プランジャ22,32の先端部22a,32aが一つの頭頂部を有する略錘状をなすものとして説明したが、本変形例1にかかるプローブユニット1aでは、上述した先端部21a,31aのように、複数の頭頂部を有する。

0065

変形例1にかかる信号用プローブ2aは、上述した第1プランジャ21およびコイルばね23と、検査回路を備えた回路基板の電極に接触する第2プランジャ221(第2接触部材)と、を備える。

0066

第2プランジャ221は、先細な先端形状をなす爪部22e(頭頂部)を複数有する先端部22f(第2接触部)と、先端部22fの基端側から延び、先端部22fの径と比して同等または大きい径を有するフランジ部22bと、フランジ部22bの先端部22fに連なる側と異なる端部から延び、ボス部21dの径と略同一の径を有するボス部22cと、上述した基端部22dとを同軸上に有する。

0067

また、変形例1にかかる大電流プローブ3aは、上述した第1プランジャ31およびコイルばね33と、検査回路を備えた回路基板の電極に接触する第2プランジャ321(第2接触部材)と、を備える。

0068

第2プランジャ321は、先細な先端形状をなす爪部32e(頭頂部)を複数有する先端部32f(第2接触部)と、先端部32fの基端側から延び、先端部32fの径と比して大きい径を有するフランジ部32bと、フランジ部32bの先端部32fに連なる側と異なる端部から延び、ボス部31dの径と略同一の径を有するボス部32cと、上述した基端部32dとを同軸上に有する。

0069

先端部22fおよび32fは、検査時、上述した信号用接続電極201および給電用接続電極202とそれぞれ接触する。この際、先端部22f,32fは、複数の爪部22e,32eにより、信号用接続電極201および給電用接続電極202の各接触面において、複数箇所点接触する。これにより、先端部22fと信号用接続電極201との間の接触抵抗、および先端部32fと給電用接続電極202との間の接触抵抗を低減することができる。

0070

上述した変形例1によれば、第2プランジャ221,321において、先端部22f,32fに先細な先端形状をなす爪部22e,32e(頭頂部)を複数設けるようにしたので、先端部22f,32fと信号用接続電極201、給電用接続電極202との間の接触抵抗を低減して発熱量を抑え、大電流プローブ3における導通特性の低下を抑制することができる。

0071

なお、上述した変形例1において、大きな電流が流れる第2プランジャ321において、先細な先端形状をなす爪部32e(頭頂部)を複数設けるようにすることで、プローブによる発熱量を抑え、導通特性の低下を抑制することが可能である。したがって、少なくとも大電流プローブの先端部において、複数の頭頂部を有していればよい。

0072

(実施の形態1の変形例2)
図4は、本実施の形態1の変形例2にかかるプローブユニットの構成を示す部分断面図である。本変形例2にかかるプローブユニット1bでは、第2絶縁プレート80と回路基板200との間に空間を形成する。

0073

第2絶縁プレート80と回路基板200との間は、例えば球状をなすスペーサーSを一つまたは複数配設することによって所定の間隔(本変形例2では、スペーサーSの径)の空間が形成される。これにより、プローブから熱が生じた場合であっても、この空間を介して熱を発散することができる。なお、スペーサーSは、円環状をなすものであってもよいし、断面が矩形多角形状をなすものであってもよい。

0074

上述した変形例2によれば、第2絶縁プレート80と回路基板200との間に空間を形成し、第2絶縁プレート80と回路基板200との間の空間の熱を外部に放熱するようにしたので、大電流プローブ3において導通特性の低下を抑制することができる。

0075

(実施の形態1の変形例3)
図5は、本実施の形態1の変形例3にかかるプローブユニットの構成を示す部分断面図である。本変形例3にかかるプローブユニット1cのように、第2絶縁プレート80と回路基板200との間に形成された空間に、ファンなどを用いて実現される送気機構90によって空間内に気体を流通させて空間内を換気することによって、一段放熱効果を高めることができる。

0076

(実施の形態2)
つぎに、本発明の実施の形態2について説明する。図6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部分断面図である。なお、図1等で上述した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付してある。上述した実施の形態1では、金属ブロック50に圧入された導電ピン4によって導通を図るものとして説明したが、本実施の形態2は、金属ネジおよび金属ナットによって導通を図る。

0077

本実施の形態2にかかるプローブユニット1dは、上述した信号用プローブ2および大電流プローブ3と、大電流プローブ3の両端部とそれぞれ電気的に接続可能な導電部材4aと、複数の信号用プローブ2、大電流プローブ3および導電部材4aを所定のパターンにしたがって収容して保持する複数のプローブホルダ5aと、を有する。

0078

導電部材4aは、導電性の金属材料を用いて形成された筒状をなす金属ナット40と、導電性の金属材料を用いて形成され、金属ナット40の両端部からそれぞれ螺合する二つの金属ネジ41a,41bとからなる。なお、導電性を有する材料であれば、樹脂などを用いて形成してもよい。

0079

プローブホルダ5aは、金属などの導電性材料を用いて形成され、図6の上面側に位置する第1部材51aと下面側に位置する第2部材52aとが積層されてなる金属ブロック50a(導電ブロック)と、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、金属ブロック50aの内部に収容される絶縁ブロック60aと、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、第1部材51aの上面に配置される略板状の第1絶縁プレート70aと、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、第2部材52aの下面に配置される略板状の第2絶縁プレート80aと、を有する。

0080

なお、第1部材51aおよび第2部材52aは、真鍮などの合金を含む金属材料のほか、導電性を有する材料であれば適用可能である。プローブホルダとしての強度の観点から、金属材料(合金を含む)を用いて形成されることが好ましい。

0081

第1部材51aおよび第2部材52aには、信号用プローブ2、大電流プローブ3、導電部材4aおよび絶縁ブロック60aを収容するためのホルダ孔53aおよび54aが形成されている。ホルダ孔53aは、上述した収容部531、孔部532および孔部533と、収容部531に連通し、導電部材4aを挿通する孔部535と、を有する。

0082

孔部535は、貫通方向に沿って径が異なる段付き孔形状を有する。孔部535は、第1部材51aの上面側に開口を有する大径部5351と、大径部5351に連通するとともに、収容部531に連通し、大径部5351よりも径が小さい小径部5352とからなる。大径部5351は、金属ネジ41aの頭部の径と比して若干大きい径である。また、小径部5352は、金属ネジ41aの頭部の径と比して小さく、金属ネジ41aの胴部と略同一の径である。

0083

他方、ホルダ孔54aは、上述した収容部541、孔部542および孔部543と、収容部541に連通し、導電部材4aを挿通する孔部545と、を有する。孔部545は、貫通方向に沿って径が異なる段付き孔形状を有する。孔部545は、第2部材52aの下面側に開口を有する大径部5451と、大径部5451に連通するとともに、収容部541に連通し、大径部5451よりも径が小さい小径部5452とからなる。大径部5451は、金属ネジ41bの頭部の径と比して若干大きい径である。また、小径部5452は、金属ネジ41bの頭部の径と比して小さく、金属ネジ41bの胴部と略同一の径である。

0084

絶縁ブロック60aは、図6の上面側に位置する第1部材61aと下面側に位置する第2部材62aとが積層されてなる。絶縁ブロック60aは、収容部531および収容部541に対して嵌合可能な略直方体状をなす。

0085

第1部材61aおよび第2部材62aには、上述したホルダ孔63および64、ホルダ孔65および66がそれぞれ同数ずつ形成され、互いの軸線が一致するように形成されている。

0086

また、第1部材61aおよび第2部材62aには、導電部材4aを収容するためのホルダ孔67aおよび68aが同数ずつ形成され、導電部材4aを収容する挿通孔であるホルダ孔67aおよび68aは、互いの軸線が一致するように形成されている。

0087

ホルダ孔67aおよび68aは、ともに貫通方向に沿って径が異なる段付き孔形状を有する。ホルダ孔67aは、第1部材61aの上面側に開口を有する小径部671と、小径部671に連通し、小径部671よりも径が大きい大径部672とからなる。小径部671は、金属ネジ41aの胴部の径と比して若干大きい径である。また、大径部672は、金属ナット40の外径と略同一の径である。

0088

他方、ホルダ孔68aは、第2部材62aの下面側に開口を有する小径部681と、小径部681に連通し、小径部681よりも径が大きい大径部682とからなる。小径部681は、金属ネジ41bの胴部の径と比して若干大きい径である。また、大径部682は、金属ナット40の外径と略同一の径である。

0089

第1絶縁プレート70aは、第1部材51aの上面に設けられ、孔部532,533,535の配置に応じた孔が形成されている。具体的には、第1絶縁プレート70aには、上述した孔部71,72と、孔部535に応じて設けられ、導電部材4aを挿通可能な孔部73aと、が形成されている。孔部73aの径は、大径部5351の径と同等である。

0090

第2絶縁プレート80aは、第2部材52aの下面に設けられ、孔部542,543,545の配置に応じた孔が形成されている。具体的には、第2絶縁プレート80aには、上述した孔部81,82と、孔部545に応じて設けられ、導電部材4aを挿通可能な孔部83aと、が形成されている。孔部83aの径は、大径部5451の径と同等である。

0091

プローブホルダ5aでは、金属ブロック50aに対して絶縁ブロック60a、第1絶縁プレート70aおよび第2絶縁プレート80aが取り付けられた際に、孔部535、孔部545、ホルダ孔67a、ホルダ孔68a、孔部73aおよび孔部83aの互いの軸線が一致する。

0092

プローブホルダ5aにおいて、ホルダ孔67aおよびホルダ孔68aからなる孔には、金属ナット40が嵌め込まれる。孔部535および小径部671には、金属ネジ41aが挿通され、金属ネジ41aが金属ナット40に螺合されている。また、孔部545および小径部681には、金属ネジ41bが挿通され、金属ネジ41bが金属ナット40に螺合されている。

0093

この際、金属ネジ41aの頭部が、大径部5351および小径部5352がなす段部に当接するとともに、金属ネジ41bの頭部が、大径部5451および小径部5452がなす段部に当接する。これにより、二つの金属ネジ41a,41bが金属ナット40にそれぞれ螺合して金属ブロック50aを締め付けることによって、第1部材51aと第2部材52aとの積層をより確実なものとすることができる。

0094

上述した実施の形態2によれば、大電流プローブ3が接触対象の電極と両端で電気的に接続するとともに、大電流プローブ3の両端部と接触する金属ブロック50a、または金属ブロック50aおよび金属ブロック50aと接触する導電部材4aを介して大電流を流すようにしたので、大電流を流すのに好適なプローブユニットを得ることができる。

0095

また、上述した実施の形態1,2において、各フランジ部の各先端部側の端部およびホルダ孔の大径部と小径部との各境界壁面がテーパ状をなすものであってもよい。これにより、信号用プローブ2をプローブホルダ5,5aに取り付けた場合の信号用プローブ2の軸線方向と垂直な方向の位置決めを一段と確実に行うことができる。

0096

また、上述した実施の形態1,2において、第1絶縁プレート70,70aおよび第2絶縁プレート80,80aは、厚みが同等(同一形状)であってもよいし、厚みが異なっていてもよい。

0097

また、上述した実施の形態1,2において、絶縁ブロック60,60aを収容する収容部が、第1部材51,51aおよび第2部材52,52aを積層することにより形成されるものとして説明したが、第1部材51,51aまたは第2部材52,52aのいずれかに形成されるものであってもよい。

0098

また、上述した実施の形態1,2では、導電ピン4や導電部材4aを用いて導通をはかるものとして説明したが、金属ブロック50,50aを介した導通のみで大電流の導通を確保できれば、導電ピン4や導電部材4aを有しない構成であってもよい。

0099

なお、上述した実施の形態1,2にかかるコンタクトプローブは、プランジャとコイルばねで構成されるものに限らず、ポゴピン、またはワイヤー状に撓ませて荷重を得るワイヤープローブなどであってもよい。

0100

以上のように、本発明にかかるプローブユニットは、大電流を流すのに好適である。

0101

1,1a,1b,1c,1dプローブユニット
2コンタクトプローブ(信号用プローブ)
3 コンタクトプローブ(大電流プローブ)
4導電ピン
4a導電部材
5プローブホルダ
21,31 第1プランジャ
21a,22a,22f,31a,32a,32f 先端部
21b,22e,31b,32e 爪部
21c,22b,31c,32bフランジ部
21d,22c,31d,32cボス部
21e,22d,31e,32d基端部
22,32 第2プランジャ
23,33コイルばね
23a密着巻き部
23b粗巻き部
40金属ナット
41a,41b金属ネジ
50,50a金属ブロック
51,51a 第1部材
52,52a 第2部材
60,60a絶縁ブロック
70,70a 第1絶縁プレート
80,80a 第2絶縁プレート
100半導体集積回路
200 回路基板

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