JP2001050977A - 導通検査用ばねプローブ - Google Patents

導通検査用ばねプローブ

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JP2001050977A
JP2001050977A JP11229950A JP22995099A JP2001050977A JP 2001050977 A JP2001050977 A JP 2001050977A JP 11229950 A JP11229950 A JP 11229950A JP 22995099 A JP22995099 A JP 22995099A JP 2001050977 A JP2001050977 A JP 2001050977A
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spring probe
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Noboru Shinkai
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MACH ACTIVE CONTACT KK
Machine Active Contact Co Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02General constructional details
    • G01R1/06Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067Measuring probes
    • G01R1/06711Probe needles; Cantilever beams; "Bump" contacts; Replaceable probe pins
    • G01R1/06716Elastic
    • G01R1/06722Spring-loaded
    • GPHYSICS
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    • G01R1/02General constructional details
    • G01R1/06Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067Measuring probes
    • G01R1/06772High frequency probes

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波特性が優れている導通検査用ばねプロ
ーブを提供する。 【解決手段】 両端が開口する筒状体1の中に、コイル
ばね2を介して一対の接触子3A,3Bが配置されてお
り、接触子の各基端部3a,3bはコイルばね2の端部
と接触してコイルばねで互いに反対方向に押圧されてお
り、接触子の各先端部3b,3bは筒状体1の開口から
突出し、筒状体1には、接触子の各基端部3a,3aの
間は一定長の導線4で電気的に接続されている導通検査
用ばねプローブ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は導通検査用装置に組
み込まれるばねプローブに関し、更に詳しくはMCM基
板やBGA半導体パッケージのように下面にボール電極
がグリッドアレイをなして配列している被検査物の前記
ボール電極に接触させて当該被検査物の断線の有無など
を検査する導通検査用装置に組み込まれるばねプローブ
であって、検査時の使用周波数が高周波であっても信頼
性の高い検査結果を安定して実現することを可能たらし
める導通検査用ばねプローブに関する。
【0002】
【従来の技術】各種電子・電気機器の小型化・軽量化・
多機能化を実現するためにチップ・オン・ボード方式に
より半導体デバイスの回路基板への高密度実装が進めら
れている。その場合、回路基板へ搭載される半導体パッ
ケージとしては、例えばAuや半田から成り、形状は略
球形をしている多数のボール電極が所定の配列パターン
で下面に穿設されている、いわゆるBGAタイプのもの
が使用されている。
【0003】そして、この半導体パッケージに対して
は、実装に先立ち、パッケージ内における断線などの障
害点の有無を検査するために、導通検査が行われてい
る。この導通検査に用いられる装置としては各種タイプ
のものが提案されているが、これらのうち、ばねプロー
ブが組み込まれている次のようなタイプの装置が知られ
ている。
【0004】この装置は、図7で示したように、所定の
検査用回路パターンが配線され、被検査物12のボール
電極12aの配列パターンに相当するパターンでランド
10aが形成されている回路基板10の上に、例えばボ
ルト締めにより絶縁基板11が固定配置され、そして、
この絶縁基板11には前記ランド10aに対応する箇所
に貫通孔11aが穿設され、その貫通孔11aの中に後
述するばねプローブAが固定配置された構造になってい
る。
【0005】この装置を用いて導通検査を実施する場合
には、装置の上に被検査物12を位置決め配置すること
により、被検査物の各ボール電極12aと林立している
ばねプローブの先端とを互いに接触させたのち、通電し
て各プローブからの信号を検出し、被検査物内の回路に
おける障害点の有無が検査される。この装置に組み込ま
れている従来のばねプローブAの1例を図8に則して説
明する。
【0006】このばねプローブAは、両端が開口する筒
状体(通常は円筒)1の中央部に、コイルばね2がその
自然長よりも圧縮された長さL1の状態で配置され、こ
のコイルばね2の両側には、前記筒状体の内径と略同径
であり、それぞれの全長がL 2である一対の接触子3,
3が配置された構造になっている。接触子3は、円板状
の基端部3aと、先端が針状になっている先端部3b
と、両者を接続し、基端部3aより小径の接続部3cと
で形成された一体化物である。そして、それぞれの基端
部3aが前記コイルばね2の端面と接触し、コイルばね
2の弾発力によって筒状体1の長手方向に互いに逆向き
に押圧され、そのことにより、各接触子3の先端部3b
が前記筒状体1の開口からそれぞれ突出している。
【0007】また、筒状体1の所定箇所に例えば加締め
加工を行うことにより、筒状体1の内側に突出する突起
部1a,1aが形成されている。この突起部1a,1a
の形成位置は、接触子の基端部3aにおけるコイルばね
2との接触面と反対側の位置、すなわち接続部3c側に
設定される。したがって、コイルばね2で常時外方に押
圧されている各接触子3の外方への運動は、その基端部
3aが上記突起部1aに制止されるので、その位置に接
触子3が係止されることになり、当該接触子3が筒状体
内を遊動して抜け落ちるということが防止される。すな
わち、上記した突起部1aは、接触子3の基端部3aを
筒状体に係止するための係止部として機能する。
【0008】このばねプローブAは次のように機能す
る。まず、図7で示した装置において、絶縁基板11に
固定配置されているばねプローブAは、一方の接触子の
先端部が回路基板10のランド10aにばね圧で圧接さ
れ、他方の接触子がその基端部で係止された状態で上方
に突出している。導通検査時に、被検査物12のボール
電極12aを林立する接触子の先端部に接触させたのち
下方に押しつけると、筒状体内でコイルばねが縮み、同
時に、一対の接触子がランド部10aとボール電極12
aのそれぞれに強いばね圧で圧接されランド部10aと
被検査物12の間の導通がとられる。
【0009】そして、この状態で通電することにより、
被検査物12の障害点の有無が検査される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来のばねプローブには次のような問題がある。導通検査
時の電気信号にとって、上記ばねプローブAにおける導
通経路は、基本的には、一対の接触子3,3とコイルば
ね2である。すなわち、このばねプローブAにおける導
体長は、一対の接触子の全長とコイルばね2の全長とを
加算した値になっている。
【0011】その場合、コイルばね2はある長さの直線
ワイヤをばね加工したものであるため、導体長としての
長さはかなり長いことになる。そのため、ばねプローブ
Aにおける導体長は、実質的にはかなりの長さになって
いる。このように従来のばねプローブでは、その導体長
が非常に長いので、例えば導通検査時に高周波信号を使
用すると、検査信号には雑言信号が著増し、信頼性が高
く安定した検査信号が得られなくなるという問題が発生
し、高周波特性の劣化が引き起こされる。
【0012】本発明は、従来のばねプローブAにおける
上記した問題を解決し、優れた高周波特性を有する新規
な導通検査用ばねプローブの提供を目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、両端が開口する筒状体の中
に、コイルばねを介して一対の接触子が配置されてお
り、前記一対の接触子の各基端部は前記コイルばねの端
部と接触して前記コイルばねで互いに反対方向に押圧さ
れており、前記一対の接触子の各先端部は前記筒状体の
開口から突出し、前記筒状体には、前記一対の接触子の
各基端部を係止する係止部が形成され、かつ、前記一対
の接触子の各基端部の間は一定長の導線で電気的に接続
されていることを特徴とする導通検査用プローブ(以
下、ばねプローブB1という)が提供される。
【0014】また、本発明においては、一端封じの筒状
体の中に、コイルばねを介して接触子が配置されてお
り、前記接触子の基端部は前記コイルばねの一方の端部
と接触して前記コイルばねで押圧され、前記接触子の先
端部は前記筒状体の開口から突出し、前記筒状体には、
前記接触子の基端部を係止する係止部が形成され、か
つ、前記接触子の基端部と前記筒状体の内底部の間は一
定長の導線で電気的に接続されていることを特徴とする
導通検査用ばねプローブ(以下、ばねプローブB2とい
う)が提供される。
【0015】
【発明の実施の形態】まず、ばねプローブB1の1例に
つき図1に基づいて詳細に説明する。このばねプローブ
B1は、一方の接触子(図では接触子3B)の基端部3
aが、図の破線領域で示したように、他方の接触子3A
の方に延在している棒状の接続部3cとこの接続部3c
の所定位置に固定配置された円板形状の係止片3dとで
構成されていること、そして、この基端部3a、すなわ
ち延在している接続部3cの端部と、他方の接触子3A
の基端部との間を一定長の導線4で電気的に接続してい
ることを除いては、図8で示した従来のばねプローブA
の場合とその構造は同じになっている。
【0016】このばねプローブB1は次のようにして組
み立てることができる。まず、図2で示したように、例
えばSUS材やAu,Rbなどの材料から成る接触子3
Bの接続部3cに、外形は接触子3Bと同径で内径は接
続部3cよりも若干大径であり例えば黄銅から成る円環
形状をした係止片3bを嵌め込む。そして、図の仮想線
で示したように、この係止片3dを先端部3b側に配置
した状態で、その上に例えばピアノ線やSUS線から成
るコイルばね2を前記接続部3cの端部が突出する状態
に配置する。そして、接続部3cの端部に、例えばワイ
ヤボンディング法やろう付け法で例えばAu線,ピアノ
線,Al線,エナメル線などから成る一定長の導線4を
取り付ける。
【0017】ついで、この導線の他端を別の接触子3A
の基端部3aにワイヤボンディング法やろう付け法で取
り付けたのち、全体を、直列配置する(図3)。そし
て、コイルばね2を接触子3A側に移動してその端部を
接触子3Aの基端部3aと接触させ、更に係止片3dも
コイルばね2を圧縮する所定位置まで接続部3cに沿っ
て移動させ、その位置で例えば加締め加工によって係止
片3dを接続部3cに固定配置する(図4)。
【0018】ついで、図4で示した構造物を例えば黄銅
から成る筒状体の中に挿入したのち、筒状体の所定箇所
に外側から例えば加締め加工を行って内側への突起部1
aを形成して係止片3dと基端部3aを係止することに
より、図1で示したばねプローブB1が組み立てられ
る。この構造のばねプローブB1を導通検査に用いた場
合、全ての構成部材が導電性材料であるとはいえ、接触
子と筒状体の間、接触子の基端部とコイルばねの間はい
ずれも接触抵抗値が高いので、電気信号は接触抵抗がも
っとも低い経路、すなわち接触子と導線4を結ぶ経路を
選択して流れることになる。
【0019】すなわち、このばねプローブB1における
導体長は、接触子3A,3Bの全長と導線4の全長を加
算した一定の値になる。そして、導線4の長さは、コイ
ルばね2を直線に引き延ばしたときの長さに比べればは
るかに短いので、このばねプローブB1の導体長は、従
来のばねプローブAの導体長に比べて著しく短くなって
おり、したがってこのばねプローブB1は高周波特性が
優れたものになっている。
【0020】次に、ばねプローブB2について説明す
る。このばねプローブB2は、図5で示したように、一
端封じの筒状体1の中にコイルばね2がその一端を筒状
体の内底部1bに接触した状態で配置されている。そし
て、このコイルばね2の他方の端部に、ばねプローブB
1における一方の接触子3Bと同じ構造の接触子の基端
部3aが接触して配置され、筒状体1の所定位置にはば
ねプローブB1の場合と同じ係止部1aが形成され、基
端部と内底部1bの間は一定長の導線4で電気的に接続
された構造になっている。
【0021】なお、基端部3aへの導線4の取り付けは
ワイヤボンディング法やろう付け法で行えばよい。ま
た、導線4の内底部1bへの取り付けは、図6で示した
ように、基端部3aに導線4を取り付けた接触子とコイ
ルばね2を筒状体1の中に配置したのち、図の仮想線で
示したように筒状体1の所定位置に絞り加工を行って一
端封じにし、このときの一端封じした箇所で導線4の他
端を固定することによって実現することができる。
【0022】このばねプローブB2の場合も、導体長は
接触子3Bの長さと、導体4の長さを加算したものとな
り、従来のばねプローブに比べて著しく短くなっている
ので、優れた高周波特性を発揮する。これらのばねプロ
ーブB1,B2の場合、導通検査時の使用周波数に対応
して、導線4の長さを適宜選定することにより、各種の
使用周波数を用いた導通検査に適応することができる。
【0023】なお、これらばねプローブの場合、各構成
部品の間では接触抵抗が存在しているので、使用周波数
がGHz帯域になると、検査信号に乱れの生ずることがあ
る。このような問題は、例えばばねプローブB1の場
合、基端部3a(または係止板3d)のコイルばね側の
面に例えば樹脂コーティングしてコイルばね2との間で
絶縁構造を形成し、また筒状体1の内面に樹脂コーティ
ングして筒状体の接触子、筒状体のコイルばねの間に絶
縁構造を形成することにより解決することができる。
【0024】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
ばねプローブは、その導体長が従来のばねプローブの場
合に比べて著しく短くなっており、また常に一定の長さ
になっているので、導通検査時に優れた高周波特性を示
すと同時にその特性も安定したものになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のばねプローブB1を示す断面図であ
る。
【図2】ばねプローブB1の組立の1工程を示す斜視図
である。
【図3】接触子に導線を取り付けた状態を示す側面図で
ある。
【図4】接触子に導線を取り付けた構造物を筒状体に組
み込む前の状態を示す側面図である。
【図5】本発明のばねプローブB2を示す断面図であ
る。
【図6】ばねプローブB2の組み立て時に導線の他端を
固定する方法例を示す断面図である。
【図7】導通検査用装置の1例を示す部分側面図であ
る。
【図8】従来のばねプローブAを示す断面図である。
【符号の説明】
1 筒状体 1a 係止部(突起部) 1b 筒状体1の内底部 2 コイルばね 3A,3B 接触子 3a 接触子の基端部 3b 接触子の先端部 3c 基板部3aと先端部3bの接続部 3d 係止片 4 導線

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 両端が開口する筒状体の中に、コイルば
    ねを介して一対の接触子が配置されており、前記一対の
    接触子の各基端部は前記コイルばねの端部と接触して前
    記コイルばねで互いに反対方向に押圧されており、前記
    一対の接触子の各先端部は前記筒状体の開口から突出
    し、前記筒状体には、前記一対の接触子の各基端部を係
    止する係止部が形成され、かつ、前記一対の接触子の各
    基端部の間は一定長の導線で電気的に接続されているこ
    とを特徴とする導通検査用ばねプローブ。
  2. 【請求項2】 前記接触子と前記筒状体の間、および前
    記基端部と前記コイルばねの間には、絶縁構造が形成さ
    れている請求項1の導通検査用ばねプローブ。
  3. 【請求項3】 一端封じの筒状体の中に、コイルばねを
    介して接触子が配置されており、前記接触子の基端部は
    前記コイルばねの一方の端部と接触して前記コイルばね
    で押圧され、前記接触子の先端部が前記筒状体の開口か
    ら突出し、前記筒状体には、前記接触子の基端部を係止
    する係止部が形成され、かつ、前記接触子の基端部と前
    記筒状体の内底部の間は一定長の導線で電気的に接続さ
    れていることを特徴とする導通検査用ばねプローブ。
  4. 【請求項4】 前記接触子と前記筒状体の間、および前
    記基端部と前記コイルばねの一方の端部の間には、絶縁
    構造が形成されている請求項2の導通検査用ばねプロー
    ブ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013042198A1 (ja) * 2011-09-20 2013-03-28 富士通株式会社 プローブ

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