JP4486880B2

JP4486880B2 - Contact probe

Info

Publication number: JP4486880B2
Application number: JP2004375771A
Authority: JP
Inventors: 江輝大隈
Original assignee: Japan Electronic Materials Corp
Current assignee: Japan Electronic Materials Corp
Priority date: 2004-12-27
Filing date: 2004-12-27
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2024-12-27
Also published as: JP2006184055A

Description

本発明は、コンタクトプローブに係り、さらに詳しくは、電子部品などの被検査体の電気的特性を測定する際に、被検査体に形成された半田ボールに接触させるコンタクトプローブの改良に関する。 The present invention relates to a contact probe, and more particularly, when measuring the electrical characteristics of an examination object, such as electronic parts, about the improvements of the contact probe is brought into contact with the solder balls formed on the device under test .

一般に、半導体装置の製造工程には、電子部品などの被検査体の電気的特性を測定するデバイス試験工程が含まれている。このデバイス試験工程では、電気的特性を測定するためのテスター装置に加え、テスター装置の測定端子を被検査体に接続するためのプローブ（probe）装置が用いられる。 Generally, a semiconductor device manufacturing process includes a device testing process for measuring electrical characteristics of an object to be inspected such as an electronic component. In this device testing process, in addition to a tester device for measuring electrical characteristics, a probe device for connecting a measurement terminal of the tester device to an object to be inspected is used.

プローブ装置は、被検査体を載置して昇降する検査テーブルと、多数のコンタクトプローブ（探針）を有するプローブカードからなる。プローブカードは、複数のコンタクトプローブと、各コンタクトプローブを保持するガイド板からなり、カードホルダを介して装置筐体の天板に取り付けられている。このため、被検査体及びコンタクトプローブについて水平方向の位置合わせ（アライメント）を行った後、検査テーブルを所定の高さまで上昇させれば、コンタクトプローブを被検査体に接触させることができ、コンタクトプローブを介してテスター装置と被検査体を電気的に接続することができる。 The probe device is composed of an inspection table for placing an object to be inspected and moving up and down, and a probe card having a large number of contact probes (probes). The probe card includes a plurality of contact probes and a guide plate for holding each contact probe, and is attached to the top plate of the apparatus housing via a card holder. For this reason, after the horizontal alignment (alignment) of the object to be inspected and the contact probe, if the inspection table is raised to a predetermined height, the contact probe can be brought into contact with the object to be inspected. The tester device and the object to be inspected can be electrically connected to each other via the connector.

コンタクトプローブは、細い棒状のプランジャー（plunger）と、プランジャーを軸方向に弾性付勢するとともに、軸方向に移動可能に保持する筒状のバレル（barrel）からなる。例えば、被検査体として回路基板上に狭ピッチで設けられた複数の電極端子（電子回路に導通するパッドなど）のそれぞれに対し、プランジャーを押圧してその先端を弾性的に接触させることにより、当該プランジャーを介して被検査体の電気的特性を測定することができる。 The contact probe includes a thin rod-shaped plunger and a cylindrical barrel that urges the plunger in the axial direction and holds the plunger movably in the axial direction. For example, by pressing a plunger against each of a plurality of electrode terminals (pads conducting to an electronic circuit, etc.) provided at a narrow pitch on a circuit board as an object to be inspected, the tip thereof is elastically contacted The electrical characteristics of the object to be inspected can be measured via the plunger.

具体的には、他のデバイスと接続するために電極端子上に形成された半田ボールにプランジャー先端を接触させる。このプランジャー先端は、半田ボールとの接触性を向上させ、接触抵抗を低減するという観点から、クラウン（冠）状に形成されている（例えば、特許文献１）。 Specifically, the plunger tip is brought into contact with a solder ball formed on the electrode terminal in order to connect to another device. The plunger tip is formed in a crown shape from the viewpoint of improving the contact property with the solder ball and reducing the contact resistance (for example, Patent Document 1).

図１２（ａ）及び（ｂ）は、従来のコンタクトプローブによる測定動作を示した図である。図１２（ａ）には、バレル１０１から突出するプランジャー１０２の先端が回路基板１０６上の半田ボール１０５ａに接触する様子が側面図によって示され、図１２（ｂ）には、プランジャー１０２の先端が半田ボール１０５ａに当接している様子が断面図によって示されている。また、図１３は、図１２のコンタクトプローブによる半田ボール上の当接箇所を示した平面図であり、プランジャー１０２の中心軸Ａ１１方向から見た様子が示されている。 12 (a) and 12 (b) are diagrams showing a measurement operation using a conventional contact probe. 12A shows a side view of the tip of the plunger 102 protruding from the barrel 101 coming into contact with the solder ball 105a on the circuit board 106, and FIG. A state in which the tip is in contact with the solder ball 105a is shown in a sectional view. FIG. 13 is a plan view showing a contact point on the solder ball by the contact probe of FIG. 12, and shows a state seen from the direction of the central axis A11 of the plunger 102. FIG.

プランジャー１０２は、その一端に半田ボール１０５ａに接触するコンタクト部１０２ａを有する。コンタクト部１０２ａは、プランジャー１０２の中心軸Ａ１１方向に突出する複数の先端部１０３からなる。各先端部１０３は、それぞれ稜線１０４を有し、円環状に配置されている。この様なプランジャー１０２は、中心軸Ａ１１が半田ボール１０５ａの中心Ａ１３を通るように配置され、各先端部１０３の稜線１０４上において半田ボール１０５ａと当接する。半田ボール１０５ａ上における当接箇所Ａ１２は、プランジャー１０２の軸方向から見て半田ボール１０５ａの中心Ａ１３に関し対称的に形成される。すなわち、当接箇所Ａ１２は、中心Ａ１３を取り囲むように形成される。具体的には、コンタクト部１０２ａが４つの先端部１０３を円周上に等間隔に配置させたクラウン形状からなる場合、半田ボール１０５ａの中心Ａ１３に関して、前後左右の位置にそれぞれすじ状の当接箇所Ａ１２が形成され、放射状となっている。 The plunger 102 has a contact portion 102a that contacts the solder ball 105a at one end thereof. The contact portion 102a includes a plurality of tip portions 103 that protrude in the direction of the central axis A11 of the plunger 102. Each tip portion 103 has a ridgeline 104 and is arranged in an annular shape. Such a plunger 102 is disposed such that the central axis A11 passes through the center A13 of the solder ball 105a, and contacts the solder ball 105a on the ridgeline 104 of each tip portion 103. The contact portion A12 on the solder ball 105a is formed symmetrically with respect to the center A13 of the solder ball 105a when viewed from the axial direction of the plunger 102. That is, the contact portion A12 is formed so as to surround the center A13. Specifically, when the contact portion 102a has a crown shape in which the four tip portions 103 are arranged at equal intervals on the circumference, a streak-like contact is formed at each of the front, rear, left and right positions with respect to the center A13 of the solder ball 105a. Location A12 is formed and is radial.

一般に、プランジャー先端を半田ボールに接触させる場合、接触抵抗を安定化させるという観点から、当接箇所が点状となる点接触よりも線状となる線接触の方が好ましい。上述した様なクラウン形状のコンタクト部を有するコンタクトプローブでは、当接箇所が半田ボールの中心を取り囲むようにプランジャー先端が半田ボールに当接するので、良好なコンタクトを得ることができ、接触抵抗を低減させることができる。ところが、半田ボールの直径がコンタクト部の直径よりも大きいと、コンタクト部の形状によっては当接箇所が各先端部の先端点で接触する点接触となってしまう場合が生じ、接触抵抗を安定化させるのが容易ではなかった。 In general, when the plunger tip is brought into contact with the solder ball, line contact with a linear shape is preferable to point contact with a point of contact in a point shape from the viewpoint of stabilizing the contact resistance. In the contact probe having the crown-shaped contact portion as described above, the plunger tip comes into contact with the solder ball so that the contact portion surrounds the center of the solder ball, so that a good contact can be obtained and the contact resistance is reduced. Can be reduced. However, if the diameter of the solder ball is larger than the diameter of the contact part, depending on the shape of the contact part, there may be a point contact where the contact point contacts at the tip point of each tip part, and the contact resistance is stabilized. It was not easy to make.

図１４は、従来のコンタクトプローブにおけるコンタクト状態を示した断面図であり、コンタクト部１０２ａの各先端部１０３がその先端点Ａ１４においてコンタクト部１０２ａの直径よりも大きな半田ボール１０５ｂと当接している様子が示されている。コンタクト部１０２ａが各先端部１０３を円周上に配置させたクラウン形状からなる場合、半田ボール１０５ｂの直径が大きくなるに従って、各先端部１０３の稜線１０４上における当接箇所は先端側へ移動する。このため、半田ボール１０５ｂの直径がコンタクト部１０２ａの直径よりも大きいと、先端部１０３の稜線１０４上における先端点Ａ１４でのみ半田ボール１０５ｂとコンタクトするようになる。この場合、当接箇所が点接触となるので、接触抵抗を安定化させるのは容易ではない。 FIG. 14 is a cross-sectional view showing a contact state in a conventional contact probe. Each tip 103 of the contact portion 102a is in contact with a solder ball 105b larger than the diameter of the contact portion 102a at the tip A14. It is shown. When the contact portion 102a has a crown shape in which each tip portion 103 is arranged on the circumference, the contact portion on the ridge line 104 of each tip portion 103 moves toward the tip side as the diameter of the solder ball 105b increases. . Therefore, when the diameter of the solder ball 105b is larger than the diameter of the contact portion 102a, the solder ball 105b comes into contact only at the tip point A14 on the ridge line 104 of the tip portion 103. In this case, since the contact portion is a point contact, it is not easy to stabilize the contact resistance.

そこで、プランジャー先端におけるコンタクト部の直径を半田ボールの直径よりも大きくすることが考えられる。しかしながら、回路基板に形成される電子回路の高密度化によって、回路基板上に形成される半田ボール間の配列間隔（ピッチ）が狭小化される傾向にあり、各半田ボールに対向させて配置しなければならないコンタクトプローブの配列間隔も狭小化する必要がある。このため、コンタクトプローブの径を大きくするのが困難であり、プランジャー先端の直径を半田ボールの直径よりも大きくすることはできなかった。
特開２００４−６９５０８号公報 Therefore, it is conceivable to make the diameter of the contact portion at the tip of the plunger larger than the diameter of the solder ball. However, as the density of electronic circuits formed on the circuit board increases, the arrangement interval (pitch) between the solder balls formed on the circuit board tends to be narrowed. It is also necessary to reduce the arrangement interval of contact probes that must be reduced. For this reason, it is difficult to increase the diameter of the contact probe, and the diameter of the plunger tip cannot be made larger than the diameter of the solder ball.
JP 2004-69508 A

上述した通り、プランジャー先端がクラウン形状からなる従来のコンタクトプローブでは、半田ボールの径によってはコンタクト状態が悪化するという問題があった。 As described above, the conventional contact probe in which the plunger tip has a crown shape has a problem that the contact state deteriorates depending on the diameter of the solder ball.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、半田ボールの径によらず常に良好なコンタクトを得ることができるコンタクトプローブを提供することを目的とする。特に、半田ボールの直径がプランジャー先端の直径よりも大きい場合であっても、プランジャー及び半田ボール間の接触抵抗を安定化させることができるコンタクトプローブを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a contact probe that can always be obtained good contact regardless of the diameter of the solder balls. In particular, the diameter of the solder balls is a larger than the diameter of the plunger tip, and an object thereof is to provide a contact probe capable of stabilizing the contact resistance between the plunger and the solder balls.

本発明によるコンタクトプローブは、被検査体に形成された半田ボールに接触させるプランジャーを備え、このプランジャーがプランジャーの軸方向に弾性付勢されるコンタクトプローブであって、上記プランジャーは、その一端に半田ボールに接触するコンタクト部を有し、上記コンタクト部が、２以上の先端部からなり、各先端部には、直線状の稜線であって上記軸方向に関し傾斜している１本の稜線が形成され、隣接する稜線のなす角が上記軸方向から見て９０°未満であり、上記各先端部が、それぞれの稜線上において半田ボールと当接し、半田ボール上における当接箇所が、上記軸方向から見て半田ボールの中心に関し１８０°未満の範囲内に全て含まれるように構成される。 A contact probe according to the present invention includes a plunger that is brought into contact with a solder ball formed on an object to be inspected, and this plunger is elastically biased in the axial direction of the plunger, and the plunger includes: A contact portion that contacts the solder ball is provided at one end thereof, and the contact portion includes two or more tip portions, and each tip portion is a linear ridge line that is inclined with respect to the axial direction. Are formed, the angle formed by the adjacent ridge lines is less than 90 ° when viewed from the axial direction, the tip portions contact the solder balls on the respective ridge lines, and the contact points on the solder balls are As seen from the axial direction, all of the solder balls are included within a range of less than 180 ° with respect to the center of the solder ball.

この様な構成により、プランジャーが半田ボールに接触する際、半田ボール上における当接箇所がプランジャーの軸方向から見て半田ボールの中心に関し１８０°未満の範囲内に全て含まれるように、コンタクト部の各先端部は半田ボールと当接する。つまり、半田ボール上における当接箇所が１８０°未満の範囲内に全て含まれることから、半田ボールに対して一方向からのみ各先端部をコンタクトさせることができる。この場合、プランジャーに対する付勢力を利用して、各先端部を半田ボール上で滑らせば、プランジャーの中心軸を半田ボールの中心からずらすことができる。プランジャーの中心軸が半田ボールの中心からずれることにより、半田ボールの径が大きくなるに従って各先端部の稜線上における半田ボールとの当接箇所が先端側へ移動するのが抑制されるので、半田ボールの直径がコンタクト部の直径よりも大きい場合であっても、常に良好なコンタクトを得ることができ、プランジャー及び半田ボール間の接触抵抗を安定化させることができる。特に、隣接する稜線のなす角が鋭角となるので、各稜線によって半田ボールを切り裂くように各先端部を半田ボールに接触させることができ、接触性を向上させることができる。 With such a configuration, when the plunger comes into contact with the solder ball, all the contact points on the solder ball are included within a range of less than 180 ° with respect to the center of the solder ball as viewed from the axial direction of the plunger. Each tip of the contact portion comes into contact with the solder ball. In other words, since the contact points on the solder ball are all included in the range of less than 180 °, each tip can be contacted with the solder ball only from one direction. In this case, the center axis of the plunger can be shifted from the center of the solder ball by sliding each tip on the solder ball using the biasing force against the plunger. Since the central axis of the plunger is deviated from the center of the solder ball, as the diameter of the solder ball increases, the contact portion with the solder ball on the ridge line of each tip portion is suppressed from moving to the tip side. Even when the diameter of the solder ball is larger than the diameter of the contact portion, a good contact can always be obtained, and the contact resistance between the plunger and the solder ball can be stabilized. In particular, since the angle formed by the adjacent ridge lines is an acute angle, each tip can be brought into contact with the solder balls so as to tear the solder balls by the respective ridge lines, so that the contact property can be improved.

本発明によるコンタクトプローブによれば、半田ボール上における当接箇所が１８０°未満の範囲内に全て含まれることから、半田ボールに対して一方向からのみ各先端部をコンタクトさせることができる。従って、プランジャーに対する付勢力を利用して各先端部を半田ボール上で滑らせば、プランジャーの中心軸を半田ボールの中心からずらすことができるので、半田ボールの径が大きくなるに従って各先端部の稜線上における半田ボールとの当接箇所が先端側へ移動するのが抑制され、半田ボールの直径がコンタクト部の直径よりも大きい場合であっても、常に良好なコンタクトを得ることができ、プランジャー及び半田ボール間の接触抵抗を安定化させることができる。

According to the contact probe according to the present invention, since the contact portion on the solder balls are all included in the range of less than 180 °, it is possible to contact the respective tip only one way into the solder balls. Therefore, if each tip is slid on the solder ball using the biasing force against the plunger, the central axis of the plunger can be shifted from the center of the solder ball, so that each tip becomes larger as the solder ball diameter increases. The contact point with the solder ball on the ridge line of the part is restrained from moving to the tip side, and even when the diameter of the solder ball is larger than the diameter of the contact part, a good contact can always be obtained. The contact resistance between the plunger and the solder ball can be stabilized.

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるプローブカードの概略構成の一例を示した断面図であり、複数のコンタクトプローブ１０がカード基板４面に垂直に取り付けられている様子が示されている。本実施の形態によるプローブカード１は、２以上のコンタクトプローブ１０、下部ガイド板２、上部ガイド板３、カード基板４及びフレーム板５からなる。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a schematic configuration of a probe card according to Embodiment 1 of the present invention, and shows a state in which a plurality of contact probes 10 are vertically attached to the surface of a card substrate 4. . The probe card 1 according to this embodiment includes two or more contact probes 10, a lower guide plate 2, an upper guide plate 3, a card substrate 4, and a frame plate 5.

下部ガイド板２及び上部ガイド板３は、ともに各コンタクトプローブ１０を保持する保持手段であり、いずれも絶縁性を有するセラミックからなる。上部ガイド板３は、下部ガイド板２上に係止用ネジなどによって接合され、下部ガイド板２及び上部ガイド板３の接合状態では、ガイド板内部に中空領域６が形成されるようになっている。 The lower guide plate 2 and the upper guide plate 3 are both holding means for holding each contact probe 10 and both are made of an insulating ceramic. The upper guide plate 3 is joined to the lower guide plate 2 by a locking screw or the like, and when the lower guide plate 2 and the upper guide plate 3 are joined, a hollow region 6 is formed inside the guide plate. Yes.

カード基板４は、電極などが形成される薄い平板状の絶縁部材からなり、その中央付近には、上部ガイド板３における各コンタクトプローブ１０の配置面を露出させるための開口部４ａが設けられている。各コンタクトプローブ１０は、開口部４ａを介してカード基板４上の電極と配線される。 The card substrate 4 is made of a thin flat plate-like insulating member on which electrodes and the like are formed, and an opening 4a for exposing the arrangement surface of each contact probe 10 in the upper guide plate 3 is provided near the center thereof. Yes. Each contact probe 10 is wired to an electrode on the card substrate 4 through the opening 4a.

フレーム板５は、カード基板４を補強するためのステンレス製の金属板であり、カード基板４における開口部４ａを露出させるための開口部５ａが形成されている。 The frame plate 5 is a stainless steel metal plate for reinforcing the card substrate 4, and an opening 5 a for exposing the opening 4 a in the card substrate 4 is formed.

ここで、各コンタクトプローブ１０は、格子状に配置されるものとし、その配列間隔（ピッチ）Ｄは、被検査体上に形成された半田ボールの配列間隔（ピッチ）に応じて定められるものとする。具体的には、Ｄ＝２００μｍ程度となっている。 Here, the contact probes 10 are arranged in a lattice pattern, and the arrangement interval (pitch) D thereof is determined according to the arrangement interval (pitch) of solder balls formed on the object to be inspected. To do. Specifically, D = about 200 μm.

図２は、図１のプローブカードの要部における一構成例を示した側面図であり、バレル１１及びプランジャー１２からなるコンタクトプローブ１０が示されている。このコンタクトプローブ１０は、細い棒状のプランジャー（plunger）１２と、プランジャー１２を軸方向に弾性付勢するとともに、軸方向に移動可能に保持する筒状のバレル（barrel）１１からなる。プランジャー１２及びバレル１１は、導電性の金属からなり、また、プランジャー１２は、コイルバネなどの弾性体による弾性力によって軸方向に付勢されている。 FIG. 2 is a side view showing an example of the configuration of the main part of the probe card of FIG. 1, and shows a contact probe 10 including a barrel 11 and a plunger 12. The contact probe 10 includes a thin rod-like plunger 12 and a cylindrical barrel 11 that elastically biases the plunger 12 in the axial direction and holds the plunger 12 so as to be movable in the axial direction. The plunger 12 and the barrel 11 are made of a conductive metal, and the plunger 12 is urged in the axial direction by an elastic force by an elastic body such as a coil spring.

プランジャー１２は、その一端に半田ボールに接触させるコンタクト部１２ａを有する。コンタクト部１２ａは、稜線を有する２つの先端部１３と、フラット面１４からなる。 The plunger 12 has a contact portion 12a that is brought into contact with the solder ball at one end thereof. The contact portion 12a includes two tip portions 13 having ridgelines and a flat surface 14.

プランジャー１２は、バレル１１によって軸方向に弾性付勢されることから、コンタクト部１２ａを半田ボールに接触させれば、当該半田ボールからの反力に応じてプランジャー１２の一部がバレル１１内に弾性的に収容される。これにより、適度な押圧力を保持しながら、コンタクト部１２ａを半田ボールにコンタクトさせることができる。なお、プランジャー１２及びバレル１１間には所定のクリアランス（隙間）が形成されるようになっており、プランジャー１２にはバレル１１に対して軸方向に垂直な方向に関する「遊び」が設けられている。 Since the plunger 12 is elastically urged in the axial direction by the barrel 11, if the contact portion 12 a is brought into contact with the solder ball, a part of the plunger 12 is caused to react with the reaction force from the solder ball. It is elastically accommodated inside. Thereby, the contact portion 12a can be brought into contact with the solder ball while maintaining an appropriate pressing force. A predetermined clearance (gap) is formed between the plunger 12 and the barrel 11, and the plunger 12 is provided with “play” in a direction perpendicular to the axial direction with respect to the barrel 11. ing.

図３（ａ）及び（ｂ）は、図２のコンタクトプローブの要部における構成例を示した図である。図３（ａ）には、プランジャー１２の一端に形成されたコンタクト部１２ａを正面から見た様子が示され、図３（ｂ）には、コンタクト部１２ａをプランジャー１２の中心軸Ａ１方向から見た様子が示されている。このコンタクト部１２ａは、プランジャー１２の中心軸Ａ１に垂直な面に関する断面形状が円となっている。 FIGS. 3A and 3B are diagrams showing a configuration example of a main part of the contact probe of FIG. 3A shows a state in which the contact portion 12a formed at one end of the plunger 12 is viewed from the front, and FIG. 3B shows the contact portion 12a in the direction of the central axis A1 of the plunger 12. The state seen from is shown. The contact portion 12a has a circular cross-sectional shape with respect to a plane perpendicular to the central axis A1 of the plunger 12.

各先端部１３は、いずれも中心軸Ａ１方向に突出させて設けられ、爪状となっている。各先端部１３には、それぞれ直線状の１本の稜線１５が中心軸Ａ１に関し傾斜させて形成されている。各稜線１５は、いずれも尾根状の隆起部分の頂点を連ねて形成される。なお、稜線１５は、中心軸Ａ１に関して傾斜している直線であれば、中心軸Ａ１に平行な直線及び中心軸Ａ１に垂直な直線を除いて任意の直線で良い。 Each tip portion 13 is provided so as to protrude in the direction of the central axis A1, and has a claw shape. Each tip 13 is formed with one linear ridge line 15 inclined with respect to the central axis A1. Each ridge line 15 is formed by connecting the vertices of the ridge-like raised portions. The ridge line 15 may be an arbitrary straight line except for a straight line parallel to the central axis A1 and a straight line perpendicular to the central axis A1, as long as the straight line is inclined with respect to the central axis A1.

フラット面１４は、稜線１５上における半田ボールとの当接箇所よりも非先端側に設けられる平坦面である。このフラット面１４は、中心軸Ａ１が半田ボールの中心から大きくずれた際に、半田ボールに当接させることによって、当該半田ボールが形成されている回路基板などに各先端部１３が直接に接触するのを防止するためのストッパーとなっている。ここで、各先端部１３に形成される稜線１５は、コンタクト部１２ａにおける非先端側の端部において交わっており、その交点はフラット面１４上において中心軸Ａ１からずれた位置に形成されるものとする。 The flat surface 14 is a flat surface provided on the non-tip side with respect to the contact point with the solder ball on the ridge line 15. When the central axis A1 is greatly deviated from the center of the solder ball, the flat surface 14 is brought into contact with the solder ball so that each tip 13 directly contacts the circuit board or the like on which the solder ball is formed. It is a stopper to prevent it. Here, the ridge line 15 formed at each tip portion 13 intersects at the end portion on the non-tip side of the contact portion 12a, and the intersection point is formed on the flat surface 14 at a position shifted from the central axis A1. And

また、隣接する稜線１５のなす角θ１は、中心軸Ａ１方向から見て９０°未満となっている。すなわち、２つの稜線１５のなす角θ１は、中心軸Ａ１に垂直な面に関して鋭角（０°<θ１<９０°）となっている。ここでは、各稜線１５を中心軸Ａ１に垂直な面上に投影した場合に形成される角を上記角θ１としている。各稜線１５間には、直線状の１本の谷線１６が形成されている。つまり、各先端部１３は、稜線１５上において角張った形状となっており、先端部１３間は、谷線１６によって窪んでいる。コンタクト部１２ａは、この様な各先端部１３の稜線１５上において半田ボールにコンタクトする。 Further, the angle θ1 formed by the adjacent ridge lines 15 is less than 90 ° when viewed from the direction of the central axis A1. That is, the angle θ1 formed by the two ridge lines 15 is an acute angle (0 ° <θ1 <90 °) with respect to a plane perpendicular to the central axis A1. Here, an angle formed when each ridge line 15 is projected onto a plane perpendicular to the central axis A1 is the angle θ1. Between each ridge line 15, one straight valley line 16 is formed. That is, each tip portion 13 has an angular shape on the ridge line 15, and the space between the tip portions 13 is recessed by the valley line 16. The contact portion 12a contacts the solder ball on the ridge line 15 of each tip portion 13 as described above.

図４及び図５は、図２のコンタクトプローブによる測定動作の一例を示した図である。図４には、コンタクト部１２ａの各先端部１３が回路基板Ｂ２上の半田ボールＢ１に接触する様子が側面図によって示され、図５には、その半田ボールＢ１上における当接箇所Ｃ１を中心軸Ａ１方向から見た様子が示されている。 4 and 5 are diagrams showing an example of the measurement operation by the contact probe of FIG. FIG. 4 is a side view showing how each tip portion 13 of the contact portion 12a contacts the solder ball B1 on the circuit board B2, and FIG. 5 mainly shows the contact portion C1 on the solder ball B1. A state viewed from the direction of the axis A1 is shown.

コンタクト部１２ａは、各先端部１３の稜線１５上において半田ボールＢ１と当接する。このとき、半田ボールＢ１上における当接箇所Ｃ１は、中心軸Ａ１方向から見て半田ボールＢ１の中心Ｂ３に関し１８０°未満の所定範囲（０°<θ２<１８０°）内に全て含まれるように形成される。つまり、各先端部１３は、半田ボールＢ１に対して一方向からのみ当接し、半田ボールＢ１上の当接箇所Ｃ１は、中心Ｂ３を含む平面であって中心軸Ａ１に平行な平面に関して一方の側にのみ形成される。ここでは、各コンタクトプローブ１０がそれぞれ中心軸Ａ１を半田ボールＢ１の中心Ｂ３から所定のオフセット量だけずらして配置されているものとする。 The contact portion 12a contacts the solder ball B1 on the ridge line 15 of each tip portion 13. At this time, the contact points C1 on the solder ball B1 are all included in a predetermined range of less than 180 ° (0 ° <θ2 <180 °) with respect to the center B3 of the solder ball B1 when viewed from the central axis A1 direction. It is formed. That is, each tip 13 abuts against the solder ball B1 only from one direction, and the abutting location C1 on the solder ball B1 is one of the planes including the center B3 and parallel to the central axis A1. Only formed on the side. Here, it is assumed that each contact probe 10 is arranged with its center axis A1 shifted from the center B3 of the solder ball B1 by a predetermined offset amount.

ここでは、被検査体としての半田ボールＢ１が、半導体ウエハなどの回路基板Ｂ２上に形成される多数の電子回路を他のデバイスと接続するために電極端子上に形成された微小な球状の半田の塊（solder bump：ソルダーバンプ）であるものとする。この様な半田ボールＢ１としては、通常、錫（Ｓｎ）と鉛（Ｐｂ）からなる共晶半田が用いられる。 Here, a solder ball B1 as an object to be inspected is a minute spherical solder formed on an electrode terminal for connecting a large number of electronic circuits formed on a circuit board B2 such as a semiconductor wafer to other devices. It is assumed that it is a lump (solder bump). As such a solder ball B1, eutectic solder made of tin (Sn) and lead (Pb) is usually used.

最近では、回路基板Ｂ２に形成される電子回路は、高密度化される傾向にある。このため、回路基板Ｂ２上に形成される複数の半田ボールＢ１間の配列間隔（ピッチ）は狭まる傾向にあり、各半田ボールＢ１に対向させて配置されるコンタクトプローブ１０の配列間隔（ピッチ）も狭める必要がある。それに伴って、コンタクトプローブ１０の径も縮小させなければならないが、コンタクトプローブ１０の径を縮小するためにプランジャー１２の直径を狭めると、コンタクト部１２ａの直径が半田ボールＢ１の直径よりも小さくなる場合が生じる。このため、コンタクト部の形状が従来のようにクラウン形状である場合には、コンタクト部の形状によっては当接箇所が各先端部における先端点で接触する点接触となって、接触抵抗を安定化させるのが容易ではなかった。 Recently, electronic circuits formed on the circuit board B2 tend to be densified. For this reason, the arrangement interval (pitch) between the plurality of solder balls B1 formed on the circuit board B2 tends to be narrowed, and the arrangement interval (pitch) of the contact probes 10 arranged to face each solder ball B1 is also reduced. It is necessary to narrow. Accordingly, the diameter of the contact probe 10 must be reduced. However, when the diameter of the plunger 12 is reduced in order to reduce the diameter of the contact probe 10, the diameter of the contact portion 12a is smaller than the diameter of the solder ball B1. The case that becomes. For this reason, when the shape of the contact portion is a crown shape as in the conventional case, depending on the shape of the contact portion, the contact portion becomes a point contact where the tip point contacts each tip portion, thereby stabilizing the contact resistance. It was not easy to make.

これに対し、本実施の形態では、半田ボールＢ１に対して一方向からのみ各先端部１３が接触することから、コンタクト部１２ａの直径を半田ボールＢ１の直径よりも小さくしても、常に良好なコンタクトを得ることができる。すなわち、プランジャー１２に対するバレル１１の付勢力を利用して、各先端部１３を半田ボールＢ１上で滑らせば、プランジャー１２の中心軸Ａ１を半田ボールＢ１の中心Ｂ３からずらすことができる。これにより、半田ボールＢ１の径が大きくなるに従って各先端部１３の稜線１５上における半田ボールＢ１との当接箇所Ｃ１が先端側へ移動するのが抑制されるので、どのようなサイズの半田ボールＢ１であっても、常に当接箇所Ｃ１が線状となる線接触で各先端部１３を半田ボールＢ１にコンタクトさせることができ、プランジャー１２及び半田ボールＢ１間の接触抵抗を安定化させることができる。 On the other hand, in the present embodiment, each tip 13 comes into contact with the solder ball B1 only from one direction. Therefore, even if the diameter of the contact portion 12a is smaller than the diameter of the solder ball B1, it is always good. Contact can be obtained. That is, the center axis A1 of the plunger 12 can be shifted from the center B3 of the solder ball B1 by sliding each tip 13 on the solder ball B1 using the biasing force of the barrel 11 against the plunger 12. As a result, as the diameter of the solder ball B1 increases, the contact portion C1 with the solder ball B1 on the ridge line 15 of each tip portion 13 is suppressed from moving to the tip side. Even in the case of B1, each tip portion 13 can be brought into contact with the solder ball B1 by line contact in which the contact portion C1 is always linear, and the contact resistance between the plunger 12 and the solder ball B1 is stabilized. Can do.

また、隣接する稜線１５のなす角θ１を鋭角とすることにより、各稜線１５によって半田ボールＢ１を切り裂くように各先端部１３を半田ボールＢ１に接触させることができ、接触性を向上させることができる。また、プランジャー１２の中心軸Ａ１が半田ボールＢ１の中心Ｂ３から大きくずれた際に、コンタクト部１２ａに形成されたフラット面１４を半田ボールＢ１に当接させることによって、当該半田ボールＢ１が形成されている回路基板Ｂ２に各先端部１３が直接に接触するのを防止することができる。 Further, by making the angle θ1 formed by the adjacent ridge lines 15 acute, each tip portion 13 can be brought into contact with the solder balls B1 so as to tear the solder balls B1 by the respective ridge lines 15, thereby improving the contactability. it can. Further, when the central axis A1 of the plunger 12 is greatly deviated from the center B3 of the solder ball B1, the solder ball B1 is formed by bringing the flat surface 14 formed on the contact portion 12a into contact with the solder ball B1. It can prevent each front-end | tip part 13 from contacting the circuit board B2 currently performed directly.

また、プランジャー１２を半田ボールＢ１にコンタクトさせた後のスクラブ（scrub）に関して、各先端部１３が半田ボールＢ１に対して一方向からのみ接触するので、コンタクト部１２ａの形状が従来のようにクラウン形状である場合に比べ、各先端部１３がスクラブの際のストッパーとなるのが抑制され、良好なすべりを得ることができる。 Further, regarding the scrub after the plunger 12 is brought into contact with the solder ball B1, each tip portion 13 comes into contact with the solder ball B1 only from one direction, so that the shape of the contact portion 12a is the same as the conventional one. Compared to the crown shape, each tip 13 is suppressed from becoming a stopper during scrubbing, and a good slip can be obtained.

なお、本実施の形態では、プランジャー１２のコンタクト部１２ａにフラット面１４が形成される場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、プランジャー１２の中心軸Ａ１が半田ボールＢ１の中心Ｂ３から大きくずれた際に半田ボールＢ１に当接させるためのストッパーとしてのフラット面１４を設けないようなものであっても良い。 In the present embodiment, an example in which the flat surface 14 is formed on the contact portion 12a of the plunger 12 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the central axis A1 of the plunger 12 is The flat surface 14 as a stopper for contacting the solder ball B1 when largely deviated from the center B3 of the solder ball B1 may be omitted.

図６（ａ）及び（ｂ）は、プランジャーの先端形状における他の例を示した図であり、図６（ａ）には、先端部１３が形成されたコンタクト部２１を正面から見た様子が示され、図６（ｂ）には、コンタクト部２１を中心軸Ａ１方向から見た様子が示されている。各先端部１３に形成された稜線１５は、非先端側の端部において交わっており、その交点はコンタクト部２１の周面上に形成されている。この様にコンタクト部２１にフラット面を有しないものであっても、常に良好なコンタクトを得ることができる。 FIGS. 6A and 6B are views showing another example of the tip shape of the plunger. FIG. 6A shows the contact portion 21 in which the tip portion 13 is formed as viewed from the front. FIG. 6B shows a state in which the contact portion 21 is viewed from the direction of the central axis A1. The ridge lines 15 formed at the tip portions 13 intersect at the end portion on the non-tip end side, and the intersection point is formed on the peripheral surface of the contact portion 21. Thus, even if the contact portion 21 does not have a flat surface, a good contact can always be obtained.

実施の形態２．
実施の形態１では、プランジャー１２のコンタクト部１２ａに２つの先端部１３が形成される場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、コンタクト部が直線状の１本の稜線を有する１つの先端部からなる場合について説明する。 Embodiment 2. FIG.
In Embodiment 1, the example in which the two front-end | tip parts 13 are formed in the contact part 12a of the plunger 12 was demonstrated. On the other hand, in the present embodiment, a case will be described in which the contact portion is composed of one tip portion having a straight ridge line.

図７（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態２によるコンタクトプローブにおける要部における構成例を示した図であり、図７（ａ）には、先端部１３が形成されたコンタクト部３１を側面から見た様子が示され、図７（ｂ）には、コンタクト部３１を正面から見た様子が示され、図７（ｃ）には、コンタクト部３１を中心軸Ａ１方向から見た様子が示されている。 FIGS. 7A to 7C are diagrams showing a configuration example of the main part of the contact probe according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7A shows a contact in which the tip portion 13 is formed. FIG. 7B shows a state where the contact portion 31 is viewed from the front, and FIG. 7C shows the contact portion 31 viewed from the direction of the central axis A1. The appearance is shown.

プランジャー１２のコンタクト部３１には、１つの先端部１３及びフラット面１４が設けられ、先端部１３には、直線状の１本の稜線１５が中心軸Ａ１に関し傾斜させて形成されている。また、稜線１５における非先端側の端部は、フラット面１４上に形成されている。 The contact portion 31 of the plunger 12 is provided with one tip portion 13 and a flat surface 14, and one straight ridge line 15 is formed at the tip portion 13 so as to be inclined with respect to the central axis A <b> 1. Further, the end of the ridge line 15 on the non-tip side is formed on the flat surface 14.

図８は、図７のコンタクト部３１が半田ボールに接触する際の半田ボール上の当接箇所を示した平面図である。半田ボールＢ１上における当接箇所Ｃ１は、中心Ｂ３を含む平面であって中心軸Ａ１に平行な平面に関して常に一方の側にのみ形成される。 FIG. 8 is a plan view showing a contact portion on the solder ball when the contact portion 31 of FIG. 7 contacts the solder ball. The contact portion C1 on the solder ball B1 is always formed only on one side with respect to a plane including the center B3 and parallel to the center axis A1.

本実施の形態によれば、コンタクト部３１が複数の稜線１５によって１つの半田ボールＢ１に接触させる場合に比べ、当接箇所Ｃ１における面圧を増加させることができるので、さらに良好なコンタクトを得ることができる。 According to the present embodiment, the contact pressure at the contact portion C1 can be increased as compared with the case where the contact portion 31 is brought into contact with one solder ball B1 by the plurality of ridge lines 15, so that a better contact is obtained. be able to.

なお、本実施の形態では、プランジャー１２のコンタクト部３１にフラット面１４が形成される場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、プランジャー１２の中心軸Ａ１が半田ボールＢ１の中心Ｂ３から大きくずれた際に半田ボールＢ１に当接させるためのストッパーとしてのフラット面１４を設けないようなものであっても良い。 In the present embodiment, an example in which the flat surface 14 is formed on the contact portion 31 of the plunger 12 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the central axis A1 of the plunger 12 is The flat surface 14 as a stopper for contacting the solder ball B1 when largely deviated from the center B3 of the solder ball B1 may be omitted.

図９（ａ）〜（ｃ）は、プランジャーの先端形状における他の例を示した図であり、図９（ａ）には、先端部１３が形成されたコンタクト部３１ａを側面から見た様子が示され、図９（ｂ）には、コンタクト部３１ａを正面から見た様子が示され、図９（ｃ）には、コンタクト部３１ａを中心軸Ａ１方向から見た様子が示されている。先端部１３に形成された稜線１５は、非先端側の端部がコンタクト部３１ａの周面上となるように形成されている。 FIGS. 9A to 9C are diagrams showing other examples of the tip shape of the plunger. FIG. 9A shows the contact portion 31a in which the tip portion 13 is formed as viewed from the side. FIG. 9B shows a state where the contact portion 31a is viewed from the front, and FIG. 9C shows a state where the contact portion 31a is viewed from the direction of the central axis A1. Yes. The ridge line 15 formed at the tip portion 13 is formed so that the end portion on the non-tip side is on the peripheral surface of the contact portion 31a.

なお、実施の形態１及び２では、プランジャー１２のコンタクト部に１つ又は２つの先端部１３が形成される場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、コンタクト部が３以上の先端部からなるようなものであっても良い。 In the first and second embodiments, an example in which one or two tip portions 13 are formed in the contact portion of the plunger 12 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the contact portion is not limited thereto. May consist of three or more tip portions.

図１０（ａ）及び（ｂ）は、プランジャーの先端形状におけるその他の例を示した図であり、図１０（ａ）には、３つの先端部１３及びフラット面１４が形成されたコンタクト部４１を正面から見た様子が示され、図１０（ｂ）には、コンタクト部４１を中心軸Ａ１方向から見た様子が示されている。 FIGS. 10A and 10B are diagrams showing other examples of the tip shape of the plunger. FIG. 10A shows a contact portion in which three tip portions 13 and a flat surface 14 are formed. FIG. 10B shows a state in which the contact portion 41 is viewed from the direction of the central axis A1.

各先端部１３には、それぞれ直線状の１本の稜線１５が形成されており、各稜線１５が非先端側の端部において交わっている。ここでは、３本の稜線１５が１点で交わっており、その交点はフラット面１４上において中心軸Ａ１からずれた位置に形成されるものとする。隣接する稜線１５間には、それぞれ谷線１６が形成されている。また、隣接する稜線１５のなす角θ３及びθ４は、中心軸Ａ１方向から見ていずれも鋭角となっている。 Each distal end portion 13 is formed with a single straight ridge line 15, and each ridge line 15 intersects at the end portion on the non-tip end side. Here, the three ridgelines 15 intersect at one point, and the intersection is formed on the flat surface 14 at a position shifted from the central axis A1. Valley lines 16 are formed between adjacent ridge lines 15. Further, the angles θ3 and θ4 formed by the adjacent ridge lines 15 are both acute when viewed from the direction of the central axis A1.

この様な構成によっても、半田ボールＢ１に対して一方向からのみ各先端部１３が半田ボールＢ１に接触するので、プランジャー１２の中心軸Ａ１を半田ボールＢ１の中心Ｂ３からずれることで、半田ボールＢ１の径が大きくなるに従って各先端部１３の稜線１５上における半田ボールＢ１との当接箇所Ｃ１が先端側へ移動するのが抑制され、半田ボールＢ１の径によらず常に良好なコンタクトを得ることができる。 Even in such a configuration, each tip 13 comes into contact with the solder ball B1 only from one direction with respect to the solder ball B1, so that the solder 12 can be moved by shifting the central axis A1 of the plunger 12 from the center B3 of the solder ball B1. As the diameter of the ball B1 increases, the contact portion C1 with the solder ball B1 on the ridge line 15 of each tip portion 13 is suppressed from moving to the tip side, and good contact is always made regardless of the diameter of the solder ball B1. Obtainable.

なお、実施の形態１及び２では、コンタクトプローブがプランジャーを保持するバレルを有する場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、バレルに代えて、プランジャーをガイド板などの構造体に直接に取り付けたものであっても良い。また、本発明は、バレルを用いることなく、ガイド板などの構造体に設けられた複数の係合孔にそれぞれプランジャーを配置させて構成されるコンタクトプローブにも適用することができる。 In Embodiments 1 and 2, an example in which the contact probe has a barrel for holding the plunger has been described, but the present invention is not limited to this. For example, instead of the barrel, a plunger may be directly attached to a structure such as a guide plate. The present invention can also be applied to a contact probe configured by arranging plungers in a plurality of engagement holes provided in a structure such as a guide plate without using a barrel.

図１１は、コンタクトプローブの他の例を示した断面図である。この例では、ガイド板５１に２以上の係合孔５１ａが設けられ、各係合孔５１ａにそれぞれ１つのプランジャー５３が配置されている。各係合孔５１ａは、ガイド板５１ａの板面に垂直に設けられ、係合孔５１ａ内には、スプリング５２が配置されている。プランジャー５３は、このスプリング５２によって弾性付勢されている。この様な構成によれば、バレルを用いるものに比べ、プランジャー５３の配列間隔（ピッチ）をさらに狭小化することができる。具体的には、係合孔５１ａの直径を１００μｍとし、係合孔５１ａ及びプランジャー５３間の遊びを１０μｍとすれば、ピッチを１２５μｍ程度とすることができる。 FIG. 11 is a cross-sectional view showing another example of a contact probe. In this example, two or more engaging holes 51a are provided in the guide plate 51, and one plunger 53 is disposed in each engaging hole 51a. Each engagement hole 51a is provided perpendicular to the plate surface of the guide plate 51a, and a spring 52 is disposed in the engagement hole 51a. The plunger 53 is elastically biased by the spring 52. According to such a configuration, the arrangement interval (pitch) of the plungers 53 can be further narrowed as compared with the case using a barrel. Specifically, if the diameter of the engagement hole 51a is 100 μm and the play between the engagement hole 51a and the plunger 53 is 10 μm, the pitch can be about 125 μm.

本発明の実施の形態１によるプローブカードの概略構成の一例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed an example of schematic structure of the probe card by Embodiment 1 of this invention. 図１のプローブカードの要部における一構成例を示した側面図であり、バレル１１及びプランジャー１２からなるコンタクトプローブ１０が示されている。FIG. 2 is a side view showing a configuration example of a main part of the probe card of FIG. 1, and shows a contact probe 10 including a barrel 11 and a plunger 12. 図２のコンタクトプローブの要部における構成例を示した図である。It is the figure which showed the structural example in the principal part of the contact probe of FIG. 図２のコンタクトプローブによる測定動作の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the measurement operation | movement by the contact probe of FIG. 図２のコンタクトプローブによる測定動作の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the measurement operation | movement by the contact probe of FIG. プランジャーの先端形状における他の例を示した図である。It is the figure which showed the other example in the front-end | tip shape of a plunger. 本発明の実施の形態２によるコンタクトプローブにおける要部における構成例を示した図である。It is the figure which showed the structural example in the principal part in the contact probe by Embodiment 2 of this invention. 図７のコンタクト部３１が半田ボールに接触する際の半田ボール上の当接箇所を示した平面図である。It is the top view which showed the contact location on the solder ball when the contact part 31 of FIG. 7 contacts a solder ball. プランジャーの先端形状における他の例を示した図である。It is the figure which showed the other example in the front-end | tip shape of a plunger. プランジャーの先端形状におけるその他の例を示した図である。It is the figure which showed the other example in the front-end | tip shape of a plunger. コンタクトプローブの他の例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the other example of the contact probe. 従来のコンタクトプローブによる測定動作を示した図である。It is the figure which showed the measurement operation | movement by the conventional contact probe. 図１２のコンタクトプローブによる半田ボール上の当接箇所を示した平面図である。It is the top view which showed the contact location on the solder ball by the contact probe of FIG. 従来のコンタクトプローブにおけるコンタクト状態を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the contact state in the conventional contact probe.

Explanation of symbols

１プローブカード
２下部ガイド板
３上部ガイド板
４カード基板
５フレーム板
１０コンタクトプローブ
１１バレル
１２プランジャー
１２ａコンタクト部
１３先端部
１４フラット面
１５稜線
１６谷線
２１，３１，３１ａ，４１コンタクト部
５１ガイド板
５１ａ係合孔
５２スプリング
５３コンタクトプローブ
Ａ１中心軸
Ｂ１半田ボール
Ｂ２回路基板
Ｂ３中心
Ｃ１当接箇所

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Probe card 2 Lower guide plate 3 Upper guide plate 4 Card board 5 Frame board 10 Contact probe 11 Barrel 12 Plunger 12a Contact part 13 Tip part 14 Flat surface 15 Ridge line 16 Trough line 21, 31, 31a, 41 Contact part 51 Guide Plate 51a Engagement hole 52 Spring 53 Contact probe A1 Center axis B1 Solder ball B2 Circuit board B3 Center C1 Contact location

Claims

In a contact probe comprising a plunger that contacts a solder ball formed on the object to be inspected, and this plunger is elastically biased in the axial direction of the plunger,
The plunger has a contact portion that contacts the solder ball at one end thereof,
The contact portion includes two or more tip portions, and each tip portion is formed with one ridge line that is a linear ridge line and is inclined with respect to the axial direction, and an angle formed between adjacent ridge lines is the above-described angle. Less than 90 ° when viewed from the axial direction,
Each of the tip portions is in contact with the solder ball on each ridge line, and the contact points on the solder ball are all included in a range of less than 180 ° with respect to the center of the solder ball as viewed from the axial direction. Contact probe .