CN113167814B - 探针单元 - Google Patents
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Abstract
本发明的探针单元包括：多个第一接触探针，其与接触对象的电极分别接触；第二接触探针，其连接基准电位；信号用管，其设置在第一接触探针周围；基准电位部件，其与信号用管之间形成空气层；探针保持部，其具有板状的第一及第二部件，第一及第二部件保持第一及第二接触探针、信号用管以及基准电位部件的各一端部；第一配线部，其至少设置于第一部件的表面且与第二接触探针电连接；第二配线部，其至少设置于第二部件的表面且与第二接触探针电连接；第一导电单元，其将第一配线部的表面与背面电连接；以及第二导电单元，其将第二配线部的表面与背面电连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种探针单元，其用于收纳对指定的电路结构进行信号输入/输出的接触探针。
背景技术
以往，在对半导体集成电路或液晶面板等检测对象的导通状态或动作特性进行检测时，使用具有接触探针和探针保持部的探针单元，其中，接触探针用于实现检测对象与输出检测用信号的信号处理装置之间的电连接，探针保持部用于收纳多个该接触探针。
通常，在输入/输出高频电信号的情况下，会发生被称为插入损耗(insertionloss)的信号损耗。对于探针单元，为使其高精度地高速工作，在其使用的频域，降低该插入损耗尤为重要。例如，专利文献1中公开了一种在接触探针周围设置空气层进行特性阻抗匹配的技术。
专利文献1：日本特开2012-98219号公报
发明内容
然而，专利文献1所公开的技术中，虽然能够调整接触探针中央部分的阻抗，却不能调整前端部分和基端部分的特性阻抗。
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种能够调整接触探针整体的特性阻抗的探针单元。
为解决上述问题并达到目的，本发明的探针单元，包括：多个第一接触探针，其在长度方向上的一端部侧与接触对象的电极分别接触；第二接触探针，其与外部基准电位连接；信号用管，其设置在所述第一接触探针周围；基准电位部件，其设置在所述信号用管周围，与所述信号用管之间形成空气层；探针保持部，其具有板状的第一部件和板状的第二部件，所述第一部件保持所述第一接触探针、所述第二接触探针、所述信号用管和所述基准电位部件的各一端部，所述第二部件保持所述第一接触探针、所述第二接触探针、所述信号用管和所述基准电位部件的各另一端部；第一配线部，其至少设置于所述第一部件的表面，与所述第二接触探针电连接；第二配线部，其至少设置于所述第二部件的表面，与所述第二接触探针电连接；第一导电单元，其将所述第一配线部与所述基准电位部件电连接；以及第二导电单元，其将所述第二配线部与所述基准电位部件电连接。
此外，本发明的探针单元，在上述发明中，还包括：填充部件，其填充所述第一部件和所述第二部件之间。
此外，本发明的探针单元，在上述发明中，还包括：第二基准电位部件，其设置在所述第二接触探针周围。
此外，本发明的探针单元，在上述发明中，所述第一导电单元和所述第二导电单元是通孔。
此外，本发明的探针单元，在上述发明中，所述第一导电单元是将多个所述通孔配置成围绕所述第一接触探针的一端部的圆环状而构成的，所述第二导电单元是将多个所述通孔配置成围绕所述第一接触探针的另一端部的圆环状而构成的。
此外，本发明的探针单元，在上述发明中，所述通孔形成为一部分的内径不同的孔状。
此外，本发明的探针单元，在上述发明中，还包括：第一导电部，其设置于所述第一部件，与所述第一接触探针的一端部以及所述信号用管的一端部电连接；以及第二导电部，其设置于所述第二部件，与所述第一接触探针的另一端部以及所述信号用管的另一端部电连接。
此外，本发明的探针单元，在上述发明中，还包括：电介质，其呈中空圆柱状，设置于所述空气层中。
此外，本发明的探针单元，在上述发明中，所述电介质在所述空气层中，设置在所述第一接触探针的一端部和/或另一端部。
此外，本发明的探针单元，在上述发明中，所述信号用管的一端部和/或另一端部形成为与所述第一接触探针的一端部和/或另一端部接触的带台阶形状。
此外，本发明的探针单元，在上述发明中，所述基准电位部件是筒状的基准电位用管。
此外，本发明的探针单元，在上述发明中，所述基准电位用管、以及所述第一和/或第二导电单元是一体形成的，且其一端部和/或另一端部形成为与所述第一配线部和/或所述第二配线部接触的带台阶形状。
此外，本发明的探针单元，在上述发明中，所述基准电位用管中形成有多个贯通孔。
此外，本发明的探针单元，在上述发明中，将具有彼此不同的直径的多个所述基准电位用管，设置成同心圆状。
根据本发明，具有能够调整接触探针整体的特性阻抗的效果。
附图说明
图1是表示本发明一实施方式的探针单元的主要部分的结构的局部剖面图。
图2是表示使用了本发明一实施方式的探针保持部来检测半导体集成电路时的状态的图。
图3是表示本发明一实施方式的变形例1的探针单元的主要部分的结构的局部剖面图。
图4是表示本发明一实施方式的变形例2的探针单元的主要部分的结构的局部剖面图。
图5是表示本发明一实施方式的变形例3的探针单元的主要部分的结构的局部剖面图。
图6是表示本发明一实施方式的变形例4的探针单元的主要部分的结构的局部剖面图。
图7是表示本发明一实施方式的变形例5的探针单元的主要部分的结构的局部剖面图。
图8是表示本发明一实施方式的变形例6的探针单元的主要部分的结构的立体图。
图9是表示本发明一实施方式的变形例7的探针单元的主要部分的结构的立体图。
图10是说明本发明一实施方式的变形例8的探针单元中包括信号用管的柱塞和基准电位用管的配置的图。
图11是表示本发明一实施方式的变形例9的探针单元的主要部分的结构的剖面图。
图12是表示本发明一实施方式的变形例10的探针单元的主要部分的结构的剖面图。
图13是表示本发明一实施方式的变形例11的探针单元的主要部分的结构的剖面图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，本发明不限于下述实施方式。此外，以下说明参照的各图仅仅是以能够理解本发明的内容的程度概要性示出形状、大小以及位置关系，因此本发明并非仅限于各图例示的形状、大小以及位置关系。
实施方式
图1是表示本发明一实施方式的探针单元的主要部分的结构的局部剖面图。图1所示探针单元1是在对作为检测对象物的半导体集成电路100的电特性进行检测时使用的装置，是将半导体集成电路(下述的“半导体集成电路100”)与向半导体集成电路输出检测用信号的电路基板(下述的“电路基板200”)之间电连接的装置。
探针单元1在长度方向上的两端与彼此不同的两个被接触体、即半导体集成电路100和电路基板200接触，且设置有：导电性的信号用接触探针2(以下简称为“信号用探针2”)，其导通检测用的信号；探针保持部3，其按照规定图案(pattern)收纳并保持信号用探针2和下述的基准电位用接触探针4；以及基准电位用接触探针4(以下简称为“基准电位用探针4”)，其与外部的基准电位电极连接。另外，探针单元1中可以包括保持部件，该保持部件设置在探针保持部3周围，用于在检测时抑制半导体集成电路100产生位置偏移。
信号用探针2是用导电性材料制成的，且具有：第一柱塞21，在对半导体集成电路100进行检测时，其与该半导体集成电路100的、供检测信号输入的电极接触；第二柱塞22，其与具有检测电路的电路基板200的、输出检测信号的电极接触；以及弹簧部件23，其设置在第一柱塞21与第二柱塞22之间，将第一柱塞21与第二柱塞22以伸缩自如的方式连接。构成信号用探针2的第一柱塞21和第二柱塞22、弹簧部件23以及信号用管24具有同一轴线。信号用探针2在与半导体集成电路100接触时，通过弹簧部件23在轴线方向上的伸缩来缓和对半导体集成电路100的连接用电极的冲击，并且对半导体集成电路100和电路基板200施加负荷。另外，下文中，对于信号用探针2，将与半导体集成电路100的电极接触的一侧作为前端侧，而将相对于半导体集成电路100侧在轴线方向上相反的一侧作为基端侧。此外，在柱塞单体上规定前端侧和基端侧的情况下，对于与半导体集成电路100接触的柱塞，将半导体集成电路100侧作为前端侧，而将相对于半导体集成电路100侧在轴线方向上相反的一侧作为基端侧。此外，对于与电路基板200接触的柱塞，将电路基板200侧作为前端侧，而将相对于电路基板200侧在轴线方向上相反的一侧作为基端侧。
第一柱塞21通过弹簧部件23的伸缩作用而能够在轴线方向上移动，通过弹簧部件23的弹力向半导体集成电路100方向施力，从而与半导体集成电路100的电极接触。此外，第二柱塞22通过弹簧部件23的伸缩作用而能够在轴线方向上移动，通过弹簧部件23的弹力向电路基板200方向施力，从而与电路基板200的电极接触。
弹簧部件23的第一柱塞21侧是紧密卷绕部23a，而其第二柱塞22侧是稀疏卷绕部23b。紧密卷绕部23a的端部与第一柱塞21连接。而稀疏卷绕部23b的端部与第二柱塞22连接。此外，第一柱塞21及第二柱塞22与弹簧部件23通过弹簧的卷绕力而嵌合和/或通过焊接而接合。
此外，信号用探针2中设置有：信号用管24，其收纳第一柱塞21及第二柱塞22的一部分、以及弹簧部件23；以及基准电位用管51，其围绕信号用管24。信号用管24和基准电位用管51是分别使用铜、银或以这两者为主要成分的合金、或者镀层等导电性材料而制成的。信号用管24和基准电位用管51构成同轴结构，其各中心轴与信号用探针2的中心轴一致。
信号用管24与基准电位用管51之间形成有空气层Sair。通过调整该空气层Sair的体积，来调整信号用探针2的特性阻抗。优选地，改变信号用管24的外周的直径(外径)和基准电位用管51的内周的直径(内径)来调整空气层Sair的体积。
基准电位用探针4具有与信号用探针2相同的结构。具体而言，基准电位用探针4是用导电性材料制成的，且具有：第一柱塞41，在对半导体集成电路100进行检测时，其与该半导体集成电路100的基准电位用的电极接触；第二柱塞42，其与电路基板200的基准电位用的电极接触；以及弹簧部件43，其设置在第一柱塞41与第二柱塞42之间，将第一柱塞41与第二柱塞42以伸缩自如的方式连接。构成基准电位用探针4的第一柱塞41和第二柱塞42、以及弹簧部件43具有同一轴线。
弹簧部件43的第一柱塞41侧是紧密卷绕部43a，而其第二柱塞42侧是稀疏卷绕部43b。紧密卷绕部43a的端部与第一柱塞41连接。而稀疏卷绕部43b的端部与第二柱塞42连接。此外，第一柱塞41及第二柱塞42与弹簧部件43通过弹簧的卷绕力而嵌合和/或通过焊接而接合。
此外，基准电位用探针4中设置有基准电位用管44，其收纳第一柱塞41及第二柱塞42的一部分、以及弹簧部件43。基准电位用管44是用导电性材料制成的。基准电位用管44构成同轴结构，其各中心轴与基准电位用探针4的中心轴一致。
在本实施方式中，确定各部件的配设位置、空气层Sair的体积等，以使将信号用探针2和基准电位用探针4视为一条传输路径时的特性阻抗达到预设值(例如50Ω)。
探针保持部3是用树脂、可加工陶瓷(machinable ceramic)、硅等绝缘性材料制成的，由图1中位于上侧的第一部件31和位于下侧的第二部件32构成。第一部件31与第二部件32通过螺钉60固定。具体而言，使第一部件31和第二部件32中分别形成的凹部的底部彼此抵接，并通过螺钉60将该抵接部分固定。
第一部件31和第二部件32中形成有中空部33及中空部34，其形成用于收纳多个信号用探针2和基准电位用探针4的空间。由中空部33及中空部34形成的空间中，例如配置有探针保持部3所保持的所有的信号用探针2和基准电位用探针4。
第一部件31中形成有：保持孔33a，其与中空部33相连，插通并保持信号用探针2的前端侧；以及保持孔33b，其与中空部33相连，插通并保持基准电位用探针4的前端侧。
第二部件32中形成有：保持孔34a，其与中空部34相连，插通并保持信号用探针2的基端侧；以及保持孔34b，其与中空部34相连，插通并保持基准电位用探针4的基端侧。
保持孔33a及保持孔34a形成为彼此的轴线一致。并且，保持孔33b及保持孔34b形成为彼此的轴线一致。
保持孔33a及保持孔33b以及保持孔34a及保持孔34b的形成位置取决于半导体集成电路100的检测信号用的配线图案。
保持孔33a及保持孔33b以及保持孔34a及保持孔34b均形成为沿贯通方向具有不同直径的带台阶孔状。也即是说，各保持孔由在探针保持部3的端面具有开口的小径部、以及直径比该小径部大的大径部构成。各保持孔的形状取决于所收纳的信号用探针2或基准电位用探针4的结构。
第一柱塞21通过其凸缘抵接于保持孔33a的小径部与大径部之间的分界壁面，从而具有防止信号用探针2从探针保持部3脱落的功能。此外，第二柱塞22通过其凸缘抵接于保持孔34a的小径部与大径部之间的分界壁面，从而具有防止信号用探针2从探针保持部3脱落的功能。
第一柱塞41通过其凸缘抵接于保持孔33b的小径部与大径部之间的分界壁面，从而具有防止基准电位用探针4从探针保持部3脱落的功能。此外，第二柱塞42通过其凸缘抵接于保持孔34b的小径部与大径部之间的分界壁面，从而具有防止基准电位用探针4从探针保持部3脱落的功能。
第一部件31中形成有第一配线部35，其将基准电位用探针4与基准电位用管51电连接。第一配线部35是用导电性材料制成的。第一配线部35形成第一部件31的外表面的一部分。第一配线部35形成于第一部件31的表面、背面以及保持孔33b的内周面，各自电连接。具体而言，在基准电位用探针4附近，第一配线部35的表面与背面经由保持孔33b的内周面而电连接。并且，在信号用探针2附近，第一配线部35的表面与背面经由通孔331而电连接。这里所说的通孔是指例如内壁形成有导电性皮膜的贯通孔。
这里所说的表面是指第一部件31的与第二部件32相向一侧的相反侧的面。此外，背面是表面的相反侧的面，这里是与第二部件32相向一侧的面。另外，第一配线部35可以仅形成于表面，也可以仅形成于表面以及保持孔33b的内周面。在仅于表面形成第一配线部35的情况下，第一配线部35可以形成为其端面的位置与第一部件31的表面对齐，也可以形成为其端面的位置从第一部件的表面延伸出，亦即形成为覆盖保持孔33b的一部分。
基准电位用探针4通过第一柱塞41或基准电位用管44与形成于保持孔33b中的第一配线部35接触，从而与第一配线部35电连接。
基准电位用管51通过通孔331、或者与形成于第一部件31背面的第一配线部35接触，从而与第一配线部35电连接。
此外，第一部件31中形成有第一导电部36，其中第一导电部36形成于保持孔33a的内周面，与信号用探针2电连接。第一导电部36是与第一配线部35分别设置的。信号用探针2通过第一柱塞21和信号用管24与第一导电部36接触，从而与第一导电部36电连接。另外，也可以是第一柱塞21和信号用管24其中之一与第一导电部36接触，只要能够与第一导电部36电连接即可。
第二部件32中形成有第二配线部37，其中第二配线部37将基准电位用探针4与基准电位用管51电连接。第二配线部37是用导电性材料制成的。第二配线部37形成第二部件32的外表面的一部分。第二配线部37形成于第二部件32的表面、背面以及保持孔34b的内周面，各自电连接。具体而言，在基准电位用探针4附近，第二配线部37的表面与背面之间经由保持孔34b的内周面而电连接。并且，在信号用探针2附近，第二配线部37的表面与背面之间经由通孔341而电连接。
这里所说的表面是指第二部件32的与第一部件31相向一侧的相反侧的面。此外，背面是表面的相反侧的面，这里是与第一部件31相向一侧的面。另外，第二配线部37可以仅形成于表面以及保持孔34b的内周面。
基准电位用探针4通过第二柱塞42或基准电位用管44与形成于保持孔34b中的第二配线部37接触，从而与第二配线部37电连接。
基准电位用管51通过通孔341、或者与形成于第二部件32背面的第二配线部37接触，从而与第二配线部37电连接。
此外，第二部件32中形成有第二导电部38，其形成于保持孔34a的内周面，与信号用探针2电连接。第二导电部38是与第二配线部37分别设置的。信号用探针2通过第二柱塞22和信号用管24与第二导电部38接触，从而与第二导电部38电连接。也可以是第二柱塞22和信号用管24其中之一与第二导电部38接触，只要能够与第二导电部38电连接即可。
通孔331及通孔341形成圆柱状中空空间，且在信号用探针2周围形成有一个或多个。例如，以信号用探针2的配设位置为中心，等间隔设置有八个通孔331及通孔341。通孔331及通孔341相当于导电单元。
图2是表示探针单元1在检测半导体集成电路100时的状态的图。在检测时，信号用探针2的第一柱塞21与半导体集成电路100的检测信号用的电极101接触，且第二柱塞22与电路基板200的检测信号用的电极201接触。另一方面，基准电位用探针4的第一柱塞41与半导体集成电路100的基准电位用的电极102接触，且第二柱塞42与电路基板200的基准电位用的电极202接触。在检测半导体集成电路100时，由于来自半导体集成电路100的接触负荷，弹簧部件23及弹簧部件43成为沿长度方向被压缩的状态。
此时，第一柱塞21与第一导电部36和/或信号用管24接触。而第二柱塞22与第二导电部38和/或信号用管24接触。
此外，第一柱塞41与第一配线部35和/或基准电位用管44接触。而第二柱塞42与第二配线部37和/或基准电位用管44接触。
在检测时从电路基板200提供给半导体集成电路100的检测用信号例如从电路基板200的电极201，经由信号用探针2的第二柱塞22、第二导电部38、信号用管24(或紧密卷绕部23a)、第一导电部36、第一柱塞21而到达半导体集成电路100的电极101。这样，在信号用探针2，由于第一柱塞21与第二柱塞22通过信号用管24(或紧密卷绕部23a)而导通，所以能够使电信号的导通路径最短。因此，能够防止在检测时信号流到稀疏卷绕部23b，从而减小电阻和电感。
此时，经由第二柱塞22、(第二导电部38、)信号用管24、(第一导电部36、)第一柱塞21的路径成为与经由弹簧部件23的路径相比更接近直线的路径。导通高频信号时，该路径越接近直线状则特性越好。为此，选择经由信号用管24的路径，能够改善信号的导通特性。另外，为了使路径趋近于直线状，优选地，第一柱塞21与电极101同轴地接触。
众所周知，一般而言，在处理交流信号的电路中，在具有不同阻抗的配线彼此连接的部位，与不同阻抗间之比相应的量的信号进行反射，从而妨碍信号的传递。此情况对于所使用的半导体集成电路100与信号用探针2之间的关系而言也同样，在半导体集成电路100的特性阻抗与信号用探针2的特性阻抗具有相差较大的值的情况下，会发生电信号损耗，且电信号的波形也会失真。
此外，因特性阻抗的差异而在连接部位产生的信号反射的占比，随着半导体集成电路100的高速化、即高频化而增大。因此，在制作与高频驱动的半导体集成电路100对应的探针单元1时，精确地进行阻抗调整，亦即使信号用探针2的特性阻抗的值与半导体集成电路100的特性阻抗的值一致，这一点尤其重要。
然而，从进行阻抗匹配的观点来看，改变信号用探针2的形状等并不容易。这是因为，对于信号用探针2，由于本来就存在其外径被抑制在1mm以下并且具有由第一柱塞21、第二柱塞22以及弹簧部件23构成的复杂形状等限制，所以从设计以及制造的观点来看，要改变成适于阻抗匹配的形状是非常困难的。
因此，在本实施方式中，并未改变信号用探针2的结构，而是采用通过在第一柱塞21、第二柱塞22以及弹簧部件23周围配置信号用管24、基准电位用管51来调整特性阻抗的值的结构。通过采用该结构，对于信号用探针2的构造，能够留用现有的构造。
进一步地，在本实施方式中，能够通过由多个通孔331及通孔341围绕信号用探针2的端部，来调整信号用探针2的前端部以及基端部的特性阻抗的值。具体而言，能够通过调整通孔的配设数量、通孔的配置(与信号用探针2的距离)，来调整特性阻抗的值。
在上述实施方式中，在信号用探针2周围配置信号用管24和通孔331及通孔341，且通过第一配线部35、第二配线部37、基准电位用探针4与外部的基准电位连接。由此，在本实施方式中，借助于通孔331及通孔341，能够在与外部的基准电位连接的同时调整信号用探针2的前端部和基端部的特性阻抗。根据本实施方式，能够调整包含信号用探针2的端部在内的整体的特性阻抗。此外，根据本实施方式，能够通过调整通孔的位置，来调整相对于信号用探针2的、与轴线方向正交的方向上的基准电位位置。
另外，在上述实施方式中，可以采用圆柱状导电部件，以代替通孔331及通孔341，也可以采用筒状导电部件来代替。各导电部件与第一配线部35、第二配线部37分别电连接。此时，导电部件相当于导电单元。
此外，信号用管24、基准电位用管44及基准电位用管51可以是各自均没有接缝的一体结构，也可以是将薄板卷成圆状的结构，还可以是具有连接多个部件的接缝的结构。
变形例1
图3是表示本发明一实施方式的变形例1的探针单元的主要部分的结构的局部剖面图。变形例1的探针单元1A具有探针保持部3A，以代替上述探针保持部3。其他结构与探针单元1的相同，因此省略说明。探针保持部3A中，第一部件31和第二部件32通过螺钉61和支柱70固定。
如本变形例1那样，在通过螺钉61和支柱70将第一部件31和第二部件32固定的情况下，借助于通孔331及通孔341，也能够在与外部基准电位连接的同时调整信号用探针2的前端部和基端部的特性阻抗。根据本变形例1，能够调整包含信号用探针2的端部在内的整体的特性阻抗。
变形例2
图4是表示本发明一实施方式的变形例2的探针单元的主要部分的结构的局部剖面图。变形例2的探针单元1B具有探针保持部3B，以代替上述探针单元1的探针保持部3。其他结构与探针单元1的相同，因此省略说明。
探针保持部3B中，由第一部件31和第二部件32、基准电位用管51以及基准电位用管44形成的内部空间被填充部件39填充。作为填充部件39的材料，例如可以是工程塑料(MDS等)，但并非仅限于此。另外，填充部件39可以是单层，也可以是由多层构成。此外，填充部件39在实施方式及变形例1的结构中也可以应用于第一部件31与第二部件32之间的填充。
如本变形例2那样，在第一部件31和第二部件32所形成的空间中填充了填充部件39的情况下，借助于通孔331及通孔341，也能够在与外部基准电位连接的同时调整信号用探针2的前端部和基端部的特性阻抗。根据本变形例2，能够调整包含信号用探针2的端部在内的整体的特性阻抗。
变形例3
图5是表示本发明一实施方式的变形例3的探针单元的主要部分的结构的局部剖面图。变形例3的探针单元具有信号用管25，以代替上述探针单元1的信号用探针2的信号用管24。另外，变形例3为不具有探针单元1中的第二导电部38的结构。也即是说，在变形例3中，信号用管25承担上述的信号用管24和第二导电部38的功能。其他结构与探针单元1的相同，因此省略说明。
信号用管25是由导电性材料制成的，其第二柱塞22侧的端部形成为与保持孔34a对应的带台阶形状。信号用管25的台阶部与第二柱塞22的凸缘抵接。由此，能防止第二柱塞22从信号用管25脱落。此外，在检测时，由于信号用管25与第二柱塞22接触，所以能保证信号用管25与第二柱塞22之间电性导通。
根据本变形例3，能够获得上述实施方式的效果，并且由于是使信号用管25的端部具有带台阶形状来防止第二柱塞22脱落的，所以无需设置上述第二导电部38就能够保证信号用管25与第二柱塞22之间电性导通。在本变形例3中，与上述实施方式那样通过信号用管24与第二导电部38接触的电连接不同，由于能够实现一体的电性导通，所以能够进一步可靠地保证电性导通。
另外，在上述变形例3中设为第二柱塞22侧呈带台阶形状的结构而进行了说明，但变形例3的结构也可以应用于第一柱塞21侧，还可以对第一柱塞21侧和第二柱塞22侧两者都采用变形例3的结构。
变形例4
图6是表示本发明一实施方式的变形例4的探针单元的主要部分的结构的局部剖面图。变形例4的探针单元具有信号用管25，以代替上述探针单元1的信号用探针2的信号用管24，且具有基准电位用管52，以代替基准电位用管51。另外，变形例4为下述结构：探针单元1中，在信号用探针2附近，第二配线部37的表面与背面连接，不具有通孔341和第二导电部38。也即是说，在变形例4中，基准电位用管52承担上述的基准电位用管51和通孔341的功能。其他结构与探针单元1的相同，因此省略说明。此外，信号用管25与上述的变形例3中的相同。
基准电位用管52是用导电性材料制成的，其第二部件32侧的端部形成为带台阶形状。基准电位用管52的台阶部插入于第二部件32中。基准电位用管52的第二柱塞22侧的端部可以构成为部分地延伸出，也可以构成为整周全都延伸出。插入于第二部件32中的基准电位用管52与第二配线部37电连接。
根据本变形例4，由于使基准电位用管52的端部具有带台阶形状并插入于第二部件32中，所以无需设置上述的通孔341就能够调整第二柱塞22的前端部的特性阻抗。
另外，在上述变形例4中，也可以在基准电位用管52的插入于第二部件32中的一侧间断地设置突起，并插入于上述通孔341中。此时，也可以设置贯通孔以代替通孔341，并将上述突起插入于该贯通孔中。
此外，在上述变形例4中设为第二柱塞22侧呈带台阶形状的结构进行了说明，但变形例4的结构也可以应用于第一柱塞21侧，还可以使第一柱塞21侧和第二柱塞22侧两者都采用变形例4的结构。
变形例5
图7是表示本发明一实施方式的变形例5的探针单元的主要部分的结构的局部剖面图。变形例5的探针单元是在上述的探针单元1的信号用探针2的信号用管24与基准电位用管51之间设置了电介质80、81的结构。其他结构与探针单元1的相同，因此省略说明。
图7中，在信号用管24与基准电位用管51之间且第一柱塞21侧的端部之间，设置有电介质80。此外，在信号用管24与基准电位用管51之间且第二柱塞22侧的端部之间，设置有电介质81。电介质80、81均呈中空圆柱状。
电介质80具有介于第一部件31的介电系数与空气的介电系数之间的介电系数。此外，电介质81具有介于第二部件32的介电系数与空气的介电系数之间的介电系数。电介质80、81例如是用绝缘性材料制成的。
例如，在第二部件32为陶瓷制的情况下，介电系数为1的空气与介电系数为6的陶瓷之间介电系数存在差异，因此在分界附近反射增大从而电特性变差。为此，如本变形例5那样，通过配置电介质80、81，使第二部件32与信号用管24及基准电位用管51之间的介电系数缓慢变化。另外，电介质80、81可以是单层，也可以是由多层构成。并且，电介质80、81也可以除设置在端部以外还设置在轴向中央附近，还可以在整个中空空间全长都设置。此时，能够调整阻抗、确定管的径向位置、提高组件的强度。
变形例6
图8是表示本发明一实施方式的变形例6的作为探针单元的主要部分的结构的基准电位用管的结构的立体图。在本变形例6中，具有基准电位用管51A，以代替上述的探针单元1的基准电位用管51。本变形例6除改变了基准电位用管之外，与探针单元1的结构相同。以下，对不同于上述结构的基准电位用管51A进行说明。
基准电位用管51A是使用铜、银或以这两者为主要成分的合金、或者镀层等导电性材料而制成的。基准电位用管51A中形成有多个贯通孔511，其中多个贯通孔511在与该基准电位用管51A的长度轴正交的径向上贯通。贯通孔511是沿基准电位用管51A的长度轴方向延伸的孔。多个贯通孔511沿周向排列。
变形例7
图9是表示本发明一实施方式的变形例7的作为探针单元的主要部分的结构的基准电位用管的结构的立体图。在本变形例7中，具有基准电位用管51B，以代替上述的探针单元1的基准电位用管51。本变形例7除改变了基准电位用管之外，与探针单元1的结构相同。以下，对不同于上述结构的基准电位用管51B进行说明。
基准电位用管51B是使用铜、银或以这两者为主要成分的合金、或者镀层等导电性材料而制成的。基准电位用管51B中形成有多个贯通孔512，其在与该基准电位用管51B的长度轴正交的径向上贯通。多个贯通孔512沿基准电位用管51B的长度轴方向以及周向排列。规律地配设有贯通孔512的基准电位用管51B呈网状。
变形例8
图10是说明本发明一实施方式的变形例8的探针单元中包括信号用管的柱塞和基准电位用管的配置的图。图10对应于从信号用探针2的长度方向观察时的结构。在本变形例8中，探针单元1中具有多个形成有上述贯通孔的基准电位用管。在本变形例8中，以具有直径不同的两个基准电位用管51A的结构为例进行说明。本变形例8除将基准电位用管51改变为两个基准电位用管51A之外，与探针单元1的结构相同。另外，贯通孔511的大小可以适当调整。
两个基准电位用管51A以信号用探针2的长度轴N为中心配置成同心圆状(以下，称为“外周侧基准电位用管”、“内周侧基准电位用管”)。此时，在与长度轴N正交的径向上，配置有外周侧基准电位用管和内周侧基准电位用管其中任何一方。也即是说，外周侧基准电位用管和内周侧基准电位用管配置成，在信号用探针2的径向上互补彼此的孔。也即是说，从信号用探针2在径向上观察时，为由外周侧基准电位用管和内周侧基准电位用管其中任何一方所包围的状态。
在上述变形例6至8中，在各导电性管中形成了多个贯通孔511、512的情况下，基准电位用管51A及基准电位用管51B中能量也很少流出到外部。因此，贯通孔511、512的形成对能量损失的影响很小。
对于如上述变形例6至8那样在基准电位用管中设置贯通孔的结构，能够通过改变贯通孔的形状、大小、配置来改变特性阻抗，因此即使不变更信号用探针2、信号用管24也能够调整特性阻抗，并且能够提高特性阻抗调整的自由度。
例如，在使信号用探针2的间距缩窄的情况下，缩小信号用探针2的直径会有限制，因此阻抗降低而信号反射增大，电特性变差。然而，通过设置如上述变形例6至8那样的贯通孔511、512，能够减弱基准电位接合从而提高阻抗。由此，在使信号用探针2的间距缩窄的情况下，也能够抑制电特性变差。
变形例9
图11是表示本发明一实施方式的变形例9的探针单元的主要部分的结构的剖面图。在本变形例9中，探针单元1中形成有通孔332，以代替上述通孔331。本变形例9除改变了通孔的形状之外，与探针单元1的结构相同。以下，对不同于上述结构的通孔332进行说明。
通孔332是形成呈带台阶形状的中空空间的孔。通孔332的内壁上形成有导电性皮膜，与第一配线部35相连。具体而言，通孔332具有：第一孔部332a，其形成第一部件31的表面侧(层叠在第二部件32上的一侧的相反侧)的开口；以及第二孔部332b，其与第一孔部332a相连，形成第一部件31的背面侧的开口。第二孔部332b具有比第一孔部332a的内径小的内径。
关于第一孔部332a与第二孔部332b之间形成台阶部的位置，例如，检测时第一柱塞21的凸缘位于，经过该位置且在与通孔332的轴线正交的方向上的延长线P1上。此时，根据第一柱塞21的行程来增加第一部件31的板厚。
另外，第一孔部332a与第二孔部332b的内径的大小关系反之亦可。
在本变形例9中，配置呈带台阶形状的通孔332，并使通孔332通过第一配线部35与外部的基准电位连接。在采用本变形例9的通孔332的情况下，也能够在与外部的基准电位连接的同时调整信号用探针2的前端部和基端部的特性阻抗。根据本变形例9，能够调整包含信号用探针2的端部在内的整体的特性阻抗。
变形例10
图12是表示本发明一实施方式的变形例10的探针单元的主要部分的结构的剖面图。在本变形例10中，探针单元1中形成有通孔333，以代替上述通孔331。本变形例10除改变了通孔的形状之外，与探针单元1的结构相同。以下，对不同于上述结构的通孔333进行说明。
通孔333是形成呈三段带台阶形状的中空空间的孔，且与第一配线部35相连。具体而言，通孔333具有：第一孔部333a，其形成第一部件31上侧的开口；第二孔部333b，其与第一孔部333a相连，形成第一部件31下侧的开口；以及第三孔部333c，其位于第一孔部333a与第二孔部333b之间。第三孔部333c具有比第一孔部333a的内径小且比第二孔部333b的内径大的内径。另外，第一孔部333a至第三孔部333c的内径的大小关系也可以不同于此。例如，第三孔部333c也可以具有比第一孔部333a和第二孔部333b的内径大的内径，第三孔部333c还可以具有比第一孔部333a和第二孔部333b的内径小的内径。
在本变形例10中，配置呈带台阶形状的通孔333，并使通孔333通过第一配线部35与外部的基准电位连接。在采用本变形例10的通孔333的情况下，也能够在与外部的基准电位连接的同时调整信号用探针2的前端部和基端部的特性阻抗。根据本变形例10，能够调整包含信号用探针2的端部在内的整体的特性阻抗。
变形例11
图13是表示本发明一实施方式的变形例11的探针单元的主要部分的结构的剖面图。在本变形例11中，探针单元1中形成有通孔334，以代替上述通孔331。本变形例11除改变了通孔的形状之外，与探针单元1的结构相同。以下，对不同于上述结构的通孔334进行说明。
通孔334是形成呈从一端到另一端内径缩小的形状的中空空间的孔。通孔334的内壁上形成有导电性皮膜，与第一配线部35相连。具体而言，通孔334具有：第一孔部334a，其形成第一部件31上侧的开口；第二孔部334b，其与第一孔部334a相连，形成第一部件31下侧的开口；以及第三孔部334c，其位于第一孔部334a与第二孔部334b之间。第二孔部334b的内径比第一孔部334a的内径小。第三孔部334c与第一孔部334a和第二孔部334b相连，具有从第一孔部334a到第二孔部334b连续地缩小的内径。另外，第一孔部334a与第二孔部334b的内径的大小关系反之亦可。
在本变形例11中，配置一部分连续地缩径的通孔334，并使通孔334通过第一配线部35与外部的基准电位连接。在采用本变形例11的通孔334的情况下，也能够在与外部的基准电位连接的同时调整信号用探针2的前端部和基端部的特性阻抗。根据本变形例11，能够调整包含信号用探针2的端部在内的整体的特性阻抗。
以上说明的实施方式以及变形例1至变形例11可以适当地进行组合。此外，对于每个接触探针，其结构也可以从实施方式以及变形例1至11的结构之中分别加以选择来采用。
另外，这里说明的接触探针的结构仅是一个示例，现有已知的各种探针均可以使用。例如，不限于由如上所述的柱塞和螺旋弹簧构成的结构，也可以是具有管部件的探针、弹簧针(pogo pin)、实心的导电性部件、导电性管、或者将线材弯成弧形而获得负荷的线针(wire probe)、电接点彼此连接的连接端子(connector，连接器)，还可以对这些探针适当地进行组合。
此外，不限于信号用的，例如对于供电用的探针，也可以应用由信号用探针2、信号用管24和基准电位用管51构成的结构。
如上所述，本发明的探针单元适于调整接触探针整体的特性阻抗。
符号说明
1、1A、1B探针单元
2接触探针(信号用探针)
3、3A、3B探针保持部
4接触探针(基准电位用探针)
21、41第一柱塞
22、42第二柱塞
23、43弹簧部件
23a、43a紧密卷绕部
23b、43b稀疏卷绕部
24、25信号用管
31第一部件
32第二部件
33、34中空部
35第一配线部
36第一导电部
37第二配线部
38第二导电部
39填充部件
44、51、51A、51B基准电位用管
80、81电介质
100半导体集成电路
101、102、201、202电极
200电路基板
331～334、341通孔
Claims (15)
1.一种探针单元，其特征在于，包括：
多个第一接触探针，其在长度方向上的一端部侧与接触对象的电极分别接触；
第二接触探针，其与外部基准电位连接；
信号用管，其设置在所述第一接触探针周围；
基准电位部件，其设置在所述信号用管周围，与所述信号用管之间形成空气层；
探针保持部，其具有板状的第一部件和板状的第二部件，所述第一部件保持所述第一接触探针、所述第二接触探针、所述信号用管和所述基准电位部件的各一端部，所述第二部件保持所述第一接触探针、所述第二接触探针、所述信号用管和所述基准电位部件的各另一端部；
第一配线部，其至少设置于所述第一部件的表面，与所述第二接触探针电连接；
第二配线部，其至少设置于所述第二部件的表面，与所述第二接触探针电连接；
第一导电单元，其将所述第一配线部与所述基准电位部件电连接；以及
第二导电单元，其将所述第二配线部与所述基准电位部件电连接，
所述第一导电单元和所述第二导电单元是通孔。
2.根据权利要求1所述的探针单元，其特征在于，还包括：
填充部件，其填充所述第一部件和所述第二部件之间。
3.根据权利要求1所述的探针单元，其特征在于，还包括：
第二基准电位部件，其设置在所述第二接触探针周围。
4.根据权利要求2所述的探针单元，其特征在于，还包括：
第二基准电位部件，其设置在所述第二接触探针周围。
5.根据权利要求1所述的探针单元，其特征在于，
所述第一导电单元是将多个所述通孔配置成围绕所述第一接触探针的一端部的圆环状而构成的，
所述第二导电单元是将多个所述通孔配置成围绕所述第一接触探针的另一端部的圆环状而构成的。
6.根据权利要求1所述的探针单元，其特征在于，
所述通孔形成为一部分的内径不同的孔状。
7.根据权利要求5所述的探针单元，其特征在于，
所述通孔形成为一部分的内径不同的孔状。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的探针单元，其特征在于，还包括：
第一导电部，其设置于所述第一部件，与所述第一接触探针的一端部和所述信号用管的一端部电连接；以及
第二导电部，其设置于所述第二部件，与所述第一接触探针的另一端部和所述信号用管的另一端部电连接。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的探针单元，其特征在于，还包括：
电介质，其呈中空圆柱状，设置于所述空气层中。
10.根据权利要求9所述的探针单元，其特征在于，
所述电介质在所述空气层中，设置在所述第一接触探针的一端部和/或另一端部。
11.根据权利要求1至7中任一项所述的探针单元，其特征在于，
所述信号用管的一端部和/或另一端部形成为与所述第一接触探针的一端部和/或另一端部接触的带台阶形状。
12.根据权利要求1至7中任一项所述的探针单元，其特征在于，
所述基准电位部件是筒状的基准电位用管。
13.根据权利要求12所述的探针单元，其特征在于，
所述基准电位用管、以及所述第一导电单元和/或第二导电单元是一体形成的，且其一端部和/或另一端部形成为与所述第一配线部和/或所述第二配线部接触的带台阶形状。
14.根据权利要求12所述的探针单元，其特征在于，
所述基准电位用管中形成有多个贯通孔。
15.根据权利要求14所述的探针单元，其特征在于，
将具有彼此不同的直径的多个所述基准电位用管，设置成同心圆状。
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