JP2004170189A - プローブ及びこれを用いた電気的接続装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プローブへの半田の付着性を低下させることなく、装着具にへのプローブの付着性を高めると共に、装着具へのプローブの組み付け作業を容易にすることにある。
【解決手段】プローブは、針先部及び該針先部から伸びる針主体部を備えるニードルと、前記針主体部の少なくとも後部側の領域を覆う導電性被膜と、該導電性皮膜をこれの後端部が露出した状態に覆う電気絶縁被膜とを含む。前記針主体部の少なくとも後端部又は先端部に対応する箇所は着色されている。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プローブ及びこれを用いる電気的接続装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プローブカード、プローブユニット、プローブブロック等の電気的接続装置は、集積回路や表示用基板の通電試験に用いられている。この種の電気的接続装置は、また、ニードルタイプ又はブレードタイプの複数のプローブを被検査体の電極に押圧される接触子として用いている。
【０００３】
この種の電気的接続装置に用いられているプローブの１つとして、タングステン製又はタングステン合金製の金属細線から製作されたニードルを用い、またニードルをその針主体部の一部において、配線基板のような支持体に取り付けられた針押えのような装着具に接着剤により取り付けられるものがある。
【０００４】
しかし、タングステン及びその合金は半田の付着性が低いため、ニードル自体を配線のような接続部材に半田付けしても、接続部材に対するプローブの付着力が低く、わずかな力がプローブに作用するだけで、プローブが接続部材から剥がれてしまう。
【０００５】
また、タングステン及びその合金は電気絶縁性接着剤による接着力が低いから、そのようなプローブを電気絶縁性接着剤により装着具に接着すると、電気絶縁性接着剤によるプローブの把持力が弱く、したがってわずかな力がプローブに作用するだけで、プローブが電気絶縁性接着剤ひいては装着具に対して移動して、プローブの針先が被検査体の電極に対して変位し、極端な場合プローブが装着具から剥がれることがある。
【０００６】
半田の付着性が高いプローブとするため、上記のニードルのうち、装着具に装着する領域及びその後方の領域に、半田の付着性が高いニッケルメッキ層を形成したプローブが提案されている。
【０００７】
しかし、ニッケルは電気絶縁性接着剤による接着力が低いから、そのようなプローブをニッケルメッキ層において電気絶縁性接着剤により装着具に接着すると、電気絶縁性接着剤によるプローブの把持力が弱く、したがってわずかな力がプローブに作用するだけで、プローブが装着具に対して移動して、プローブの針先が被検査体の電極に対して変位し、極端な場合プローブが装着具から剥がれることがある。
【０００８】
装着具に対するプローブの付着力を高めるために、エナメルやテフロン（登録商標）のような電気絶縁材料のコーティング層を上記のようなニードルに形成し、このコーティング層において装着具に半田により取り付けるプローブが提案されている（特許文献１）。
【０００９】
【特許文献１】
実開昭６１−１５７３６号公報
【００１０】
【解決しようとする課題】
しかし、そのようなプローブでは、導電性接着剤を用いるから、隣り合うプローブの電気絶縁性に問題がある。また、タングステン、その合金、ニッケル等に対するコーティング層の付着性が低いから、オーバードライブをプローブに作用させる装置に適用すると、ニードルがオーバードライブによりコーティング層ひいては装着具に対して移動することを避けることができず、したがってそのようなコーティング層を有しない前記したプローブと同様の問題を生じる。
【００１１】
特に、プローブの配置密度を高めるために直径寸法が小さいプローブの場合、タングステン、その合金、ニッケル等に対するコーティング材の付着性が著しく低くなり、タングステン、その合金、ニッケル等のニードルに対するコーティング層の把持力が低くなる。
【００１２】
また、上記いずれのプローブも、主体部又は針先部の長さ寸法のように種類が異なるプローブを用いたり、装着具へのプローブの装着位置がプローブ毎に決定されている場合、プローブを装着具に組み付けるとき、プローブの種類を確認しなければならず、組み付け作業が面倒である。
【００１３】
本発明の目的は、プローブへの半田の付着性を低下させることなく、装着具にへのプローブの付着性を高めると共に、装着具へのプローブの組み付け作業を容易にすることにある。
【００１４】
【解決手段、作用、効果】
本発明に係るプローブは、針先部及び該針先部から伸びる針主体部を備えるニードルと、該ニードルをこれの後端部が露出した状態に覆う電気絶縁被膜とを含み、前記針主体部の少なくとも後端部又は先端部に対応する箇所は着色されている。
【００１５】
ベリリウムのような導電性材料は、半田のような導電性接着剤の付着力が高い。そのような導電性材料製のニードルに対する付着性が高いポリイミド樹脂のような材料を電気絶縁被膜として用いることにより、ニードルへの電気絶縁性接着剤の付着性を高くして、導電性被膜の把持力を大きくすることができるし、電気絶縁性接着剤による装着具へのプローブの付着力を高くすることができる。
【００１６】
実質的に針主体部が電気絶縁被膜により覆われていると、隣り合うプローブの電気的短絡が電気絶縁被膜により防止される。
【００１７】
プローブの後端部が着色されているから、プローブの種類毎に異なる色彩にすると、プローブの種類をプローブの色彩により容易に確認することができ、その結果、複数のプローブを配線基板のような支持体に正しく容易に取り付けることができる。
【００１８】
上記の結果、本発明のプローブによれば、プローブへの半田の付着性を低下させることなく、装着具へのプローブの付着性を高めることができると共に、装着具へのプローブの組み付け作業を容易にすることができる。
【００１９】
ニードルがタングステン及びその合金のように、半田の付着力が低い導電性材料性の場合、ニードルの針主体部の少なくとも後部側の領域を導電性被膜で多い、該導電性皮膜をこれの後端部が露出した状態に前記電気絶縁被膜で覆うことが望ましい。
【００２０】
上記のようにすれば、ニッケルのように、ニードルに対する把持力が大きい材料を導電性被膜として用いることにより、導電性被膜への半田の付着性を高くすることができるし、半田による装着具へのプローブの接着力を高くすることができる。
【００２１】
また、タングステン及びその合金並びに導電性被膜に対する付着性が高いポリイミド樹脂のような材料を電気絶縁被膜として用いることにより、導電性被膜への電気絶縁性接着剤の付着性を高くして、導電性被膜の把持力を大きくすることができるし、電気絶縁性接着剤による装着具へのプローブの付着力を高くすることができる。
【００２２】
プローブは、さらに、前記針主体部の先端部及び後端部に対応する各箇所が着色されていてもよいし、前記針主体部に対応する箇所の長さ方向全体にわたって着色されていてもよい。着色されている部材は電気絶縁被膜としてもよい。
【００２３】
前記電気絶縁被膜は電気絶縁性樹脂の溶液を付着させて、固化させることにより形成することができ、前記導電性被膜はメッキにより形成することができる。そのようにすれば、ニードルと導電性皮膜とが密着すると共に、導電性皮膜と電気絶縁被膜とが密着するから、洗浄液、半田カス、塵埃等の異物がそれらに入り込むことを防止することができる。
【００２４】
プローブは、 さらに、前記導電性被膜をこれの長さ方向全体にわたって覆う第２の導電性被膜を有することができる。そのようにすれば、第２の導電性被膜を同軸ケーブルの網線のような外皮として用いることができる。
【００２５】
本発明に係る電気的接続装置は、支持部及び複数の接続部材を有する支持体と、前記支持部に取り付けられた装着具と、上記したような複数のプローブであって前記絶縁性層被膜の一部において前記装着具に取り付けられたプローブとを含む。隣り合うプローブの着色箇所は異なる色彩を有しており、各プローブはその後端部において導電性接着剤により前記接続ランドに接着されている。
【００２６】
本発明の電気的接続装置も、本発明に係るプローブの上記した作用効果を得ることができる。
【００２７】
前記支持体は、さらに、１以上の第２の接続ランドを有しており、各プローブは、前記針主体部に対応する箇所の長さ方向全体にわたって着色されていると共に、前記導電性被膜の後端部において導電性接着剤により前記第２の接続ランドに接着されていてもよい。そのようにすれば、各プローブを同軸構造のプローブとして用いることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１及び図２を参照するに、電気的接続装置１０は、円板状の配線基板１２と、配線基板１２の下面に取り付けられた針押え１４と、針押え１４の下面に装着されたニードルタイプの複数のプローブ１６とを含むプローブカードに構成されている。プローブ１６は、配線基板１２の中心軸線の周りに角度的間隔をおいた状態に、電気絶縁性接着剤１８により針押え１４に接着されている。
【００２９】
配線基板１２は、検査すべき集積回路より大きい開口２０を中央に有しており、プローブ１６に個々に対応された複数の接続ランド２２を下面に開口２０の周りに角度的間隔をおいて有しており、さらにテスターに電気的に接続される複数のテスターランド２４を外周部の上面に有している。
【００３０】
各テスターランド２４は、プローブ１６に対応されており、また対応するプローブ１６の接続ランド２２に内部配線（図示せず）により接続されている。
【００３１】
針押え１４は、開口２０の周りを伸びるように電気絶縁材料で製作されており、また開口２０の周りに形成された配線基板１２の凹所に下方へ突出する状態に配置されて配線基板１２に接着されている。
【００３２】
図示の例では、配線基板１２はプローブ１６を支持するための支持体として作用し、針押え１４はプローブ１６を配線基板１２に装着するための装着具として作用し、接続ランド２２はプローブ１６を半田のような導電性接着剤２６により電気的に接続する接続部材として作用する。
【００３３】
各プローブ１６は、タングステン、タングステン合金、ベリリウム等の導電性金属細線を用いて製作されたニードル３０を含む。ニードル３０は、先端を集積回路の平坦な電極に押圧される針先部３２と、針先部３２から伸びる針主体部３４とを備えており、針先部３２を針主体部３４に対して一方向に所定の角度曲げることによりへ字状の形状を有している。
【００３４】
各プローブ１６は、また、針主体部３４のうち針押え１４への装着箇所から後方の領域を覆う導電性被膜３６と、針主体部３４のうち針押え１４よりも前方の領域（導電性被膜３６に覆われていない領域）と導電性被膜３６とを覆う電気絶縁被膜３８とを含む。プローブ１６の後端部は、電気絶縁被膜３８を形成することなく、導電性被膜３６の後端部を露出させている。
【００３５】
導電性被膜３６は、タングステンやその合金のようなニードル３０の素材の把持力（付着性）が高いニッケルを電気メッキ技術によりニードル３０に付着することにより、形成することができる。
【００３６】
電気絶縁被膜３８は、ニードル３０及び導電性被膜３６の所定の領域をポリイミド樹脂のような電気絶縁性の樹脂溶液に浸して付着させ、その付着物を固化させることにより、形成することができる。電気絶縁被膜３８は、その全体を適宜な色彩に着色されている。
【００３７】
導電性被膜３６及び電気絶縁被膜３８を上記のように形成したプローブ１０は、ニードル３０と導電性皮膜３６とが密着すると共に、導電性皮膜３６と電気絶縁被膜３８とが密着するから、洗浄液、半田カス、塵埃等の異物がそれらに入り込むことを防止される。
【００３８】
プローブ１６は、針先部３２が配線基板１２の開口２０の位置となり、針主体部３４が半径方向外方へ伸びる状態に針押え１４に接着剤１８により装着されていると共に、ニードル３０及び導電性被膜３６の後端部において接続ランド２２に接着剤２６により接着されている。
【００３９】
プローブ１６は、隣り合うプローブ１６の色彩が異なるように、図示の例では、配線基板１２の中心の周りに等角度間隔をおいている。
【００４０】
ニッケルを用いた導電性被膜３６は、ニードル３０を把持するいわゆる把持力力が大きく、またタングステン及びその合金に比べ、半田のような導電性接着剤２６の付着性が高いから、プローブ１６の接着剤２６による接続ランド２２への接着力が高い。
【００４１】
ポリイミド樹脂を用いた電気絶縁被膜３８は、エナメルやテフロン（登録商標）に比べ、タングステン及びその合金製のニードル３０並びに導電性被膜３６に対する付着性が高いと共に、接着剤１８の付着性が高いから、導電性被膜３６の把持力が大きく、接着剤１８による針押え１４へのプローブ１６の付着力が高い。
【００４２】
そのように、ニードル３０、導電性被膜３６及び電気絶縁被膜３８相互の付着力が高いと、プローブ１６の配置密度を高めるためにプローブ１６の直径寸法を小さくしても、ニードル３０及び導電性被膜３６に対する電気絶縁被膜３８の把持力が大きい。
【００４３】
電気的接続装置１０は、従来のプローブカードと同様に、各プローブ１６の針先を集積回路の電極に押圧する。このとき、各プローブ１６には、半径方向外方への後退力がオーバードライブに起因して作用する。
【００４４】
しかし、各プローブ１６が上記のように構成されて、接着剤１８により針押え１４に接着されていると共に、接着剤２６により接続ランド２２に接着されているから、各プローブ１６は、上記のような後退力を、接着剤１８を介して針押え１４に確実に伝達し、後退を防止される。
【００４５】
また、各プローブ１６がニッケル被膜３６において接着剤２６により接続ランド２２に接着されているから、各プローブ１６は、上記のようなオーバードライブ及び後退力により、接続ランド２２から剥がされるおそれがない。
【００４６】
さらに、プローブ１６のうち、隣り合うプローブ１６相互の電気的絶縁、特に針押え１４における隣り合うプローブ１６相互の電気的絶縁が電気絶縁被膜３８により維持されるから、プローブ１６の配置密度を高めることができる。
【００４７】
上記のように着色された複数のプローブ３０を、隣り合うプローブ１６の色彩が異なるように、又はプローブ１６の種類毎に異なる色彩となるように、配線基板１２に配置すると、プローブ１６の種類を容易に確認して、プローブ１６を針押え１４ひいては配線基板１２の正しい位置に容易に取り付けることができる。
【００４８】
図３を参照するに、電気的接続装置５０は、環状の接続ランド５２を下面に備えた配線基板１２を用いていると共に、電気絶縁被膜３８を覆う導電性被膜５４を備えたプローブ１６を用い、導電性被膜５４を接続ランド５２に半田のような導電性接着剤５６により電気的に接続している。
【００４９】
接続ランド５２は、接続ランド２２の配置領域よりも内側にあって配線基板１２の中心の周りを伸びる状態に配線基板１２に配置されている。これに対し、導電性被膜５４は、電気絶縁性被膜３８の先端部を露出させている。図示の例では、接続ランド５２は第２の接続部材として作用し、導電性被膜５４は、第２の導電性被膜として作用する。
【００５０】
導電性被膜５４は、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ｃｏ、Ｃｏ合金、錫、Ｃｕ、Ｃｒ、銀、金、Ｐｄ、Ｐｄ合金、白金等の導電材料を用いて、導電性被膜３６と同様にメッキ技術により形成することができる。
【００５１】
電気的接続装置５０によれば、各プローブ１６の第２の導電性被膜５４を第２の接続ランド５２に電気的に接続しているから、接続ランド５２をアース電位に接続することにより、各プローブ１６のニードル３０を導電性被膜５４により周囲の雑音から遮断することができ、各プローブ３０を同軸構造のプローブとして用いることができる。
【００５２】
ニードル３０、導電性被膜３６，５４及び電気絶縁被膜３８の素材及びそれらの製造方法は上記実施例に限定されない。また、プローブ１６の着色箇所を、針主体部３４全体とする代わりに、針主体部の先端部又は後端部としてもよい。さらに、ニードルをベリリウムのように、半田のような導電性接着剤の付着力が高い材料で構成している場合には、導電性被膜をニードルに形成することなく、電気絶縁被膜をニードルに形成してもよい。
【００５３】
本発明は、上記実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない限り、種々変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電気的接続装置の一実施例を示す底面図である。
【図２】本発明に係るプローブの一実施例を示す図であって図１に示す電気的接続装置におけるプローブ近傍の拡大断面図である。
【図３】本発明に係るプローブの他の実施例を示す図であって図１に示す電気的接続装置におけるプローブ近傍の拡大断面図である。
【符号の説明】
１０，５０ 電気的接続装置
１２ 配線基板（支持体）
１４ 針押え（装着具）
１６ プローブ
１８ 接着剤
２２，５２ 接続ランド（接続部材）
２６，５６ 導電性接着剤
３０ ニードル
３２ 針先部
３４ 針主体部
３６，５４ 導電性被膜
３８ 電気絶縁被膜

Claims (9)

1. 針先部及び該針先部から伸びる針主体部を備えるニードルと、該ニードルをこれの後端部が露出した状態に覆う電気絶縁被膜とを含み、前記針主体部の少なくとも後端部又は先端部に対応する箇所は着色されている、プローブ。
2. 針先部及び該針先部から伸びる針主体部を備えるニードルと、前記針主体部の少なくとも後部側の領域を覆う導電性被膜と、該導電性皮膜をこれの後端部が露出した状態に覆う電気絶縁被膜とを含み、前記針主体部の少なくとも後端部又は先端部に対応する箇所は着色されている、プローブ。
3. 前記針主体部の先端部及び後端部に対応する各箇所も着色されている、請求項１又は２に記載のプローブ。
4. 前記針主体部に対応する箇所の長さ方向全体にわたって着色されている、請求項１，２又は３に記載のプローブ。
5. 着色されている部材は前記電気絶縁被膜を含む、請求項１から４のいずれか１項に記載のプローブ。
6. 前記電気絶縁被膜は電気絶縁性樹脂の溶液を付着させて、固化させることにより形成され、前記導電性被膜はメッキにより形成されている、請求項１から５のいずれか１項に記載のプローブ。
7. さらに、前記電気絶縁性被膜をこれの先端部が露出した状態に覆う第２の導電性被膜を有する、請求項１から６のいずれか１項に記載のプローブ。
8. 支持部及び複数の接続部材を有する支持体と、前記支持部に取り付けられた装着具と、請求項１から６のいずれか１項に記載の複数のプローブであって前記絶縁性層被膜又は前記第２の導電性被膜の一部において前記装着具に取り付けられたプローブとを含み、隣り合うプローブの着色箇所は異なる色彩を有しており、各プローブはその後端部において導電性接着剤により前記接続ランドに接着されている、電気的接続装置。
9. 前記支持体は、さらに、１以上の第２の接続ランドを有しており、各プローブは請求項３に記載されたプローブを含むと共に、前記導電性被膜の後端部において導電性接着剤により前記第２の接続部材に接着されている、請求項７に記載の電気的接続装置。

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