JP2015094755A - プローブ及びプローブの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化が可能であり、接続信頼性に優れたプローブを提供すること。
【解決手段】軸方向に伸縮するばね部と、前記ばね部の前記軸方向における一方側を覆い、前記一方側の端部に第１接点部を備える第１プランジャ部と、前記ばね部の前記軸方向における他方側を覆い、前記他方側の端部に第２接点部を備える第２プランジャ部とを有し、前記第１プランジャ部及び前記第２プランジャ部の一方は、側面に前記軸方向に延びるガイド穴を有し、前記第１プランジャ部及び前記第２プランジャ部の他方は、側面に前記第１プランジャ部及び前記第２プランジャ部の一方側に突出して前記ガイド穴に係合する係合爪を有するプローブ。
【選択図】図１

Description

本発明は、プローブ及びプローブの製造方法に関する。

例えば半導体集積回路等の製造工程において、ウエハに形成されている半導体集積回路等の電気的特性を測定する測定機器が用いられている。この様な測定機器は、例えばウエハに形成されている電極端子等の測定対象物にプローブを接触させることで、測定対象物の電気的特性を測定する。

測定機器に設けられるプローブは、例えば筐体の一方の端部が測定機器に接続され、他方の端部に測定対象物に接触する接触端子を有し、筐体内にコイルばねが内蔵されている。プローブが測定対象物に押圧されると、接触端子が筐体内のコイルばねの伸縮に伴って変位すると共に測定対象物を押し返すことで、測定対象物と測定機器との接続信頼性が確保される。

この様なプローブとして、１枚の板状部材から折り曲げ等によって製造可能なプローブが開示されている（例えば、特許文献１参照）。この様なプローブによれば、製造工程において複数の部品を組み立てる組み立て工程が省略されることで、製造時間が短縮されて生産性が向上する。

特表２０１０−５３２９０８号公報

しかしながら、特許文献１に係るプローブを、高密度化された電子部品の測定に対応出来る様に小型化すると、十分な長さのコイルばねを設けることが出来ず、接触端子の可動範囲が小さくなる可能性がある。接触端子の可動範囲が小さいと、測定対象物と測定機器との接続信頼性が低下する虞がある。

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、小型化が可能であり、接続信頼性に優れたプローブを提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、軸方向に伸縮するばね部と、前記ばね部の前記軸方向における一方側を覆い、前記一方側の端部に第１接点部を備える第１プランジャ部と、前記ばね部の前記軸方向における他方側を覆い、前記他方側の端部に第２接点部を備える第２プランジャ部とを有し、前記第１プランジャ部及び前記第２プランジャ部の一方は、側面に前記軸方向に延びるガイド穴を有し、前記第１プランジャ部及び前記第２プランジャ部の他方は、側面に前記第１プランジャ部及び前記第２プランジャ部の一方側に突出して前記ガイド穴に係合する係合爪を有する。

本発明の実施形態によれば、小型化が可能であり、接続信頼性に優れたプローブを提供できる。

実施形態に係るプローブを例示する図である。 実施形態に係るプローブを例示する正面図及び断面概略図である。 実施形態に係るプローブを例示する上面図及び断面概略図である。 実施形態に係るプローブの製造方法を説明する図である。 実施形態に係るプローブの製造方法を説明する図である。 実施形態に係るプローブの製造方法を説明する図である。 実施形態に係るプローブの製造方法を説明する図である。 実施形態に係るプローブの製造方法を説明する図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

以下で説明する実施形態に係るプローブは、例えば電子部品や電気回路等の電気特性を測定する測定機器に設けられ、電子部品、電気回路等に形成されている電気パッド、電極端子等の測定対象物と測定機器との接続に用いられる。

図１は、実施形態に係るプローブ１００を例示する図である。なお、以下の図中に示すＸ方向は、プローブ１００の長手方向であり、プローブ１００の軸方向である。Ｙ方向は、プローブ１００の短手方向である。Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向に垂直な方向である。

プローブ１００は、一枚の導電性金属板から、後述する製造方法により形成され、図１に示す様に、第１プランジャ部１０、ばね部３０、第２プランジャ部５０を有する。なお、以下の説明では、プローブ１００の軸方向であるＸ方向において、第１プランジャ部１０側を一方側、第２プランジャ部５０側を他方側として説明する。

第１プランジャ部１０は、円筒形状を有し、Ｘ方向に伸縮するばね部３０の一方側を覆い、一方側端部には測定対象物に接触する第１接点部１２が設けられている。第１接点部１２は、第１プランジャ部１０の一方側端部からプローブ１００の中心軸に向かって突出し、第１プランジャ部１０から脱落しない様にばね部３０を係止する。

第２プランジャ部５０は、円筒形状を有し、第１プランジャ部１０及びばね部３０の他方側を覆い、他方側端部には例えば測定機器に設けられている電極端子等に接続される第２接点部５２が設けられている。第２接点部５２は、第２プランジャ部５０の他方側端部からプローブ１００の中心軸に向かって突出し、第２プランジャ部５０から脱落しない様にばね部３０を係止する。第１プランジャ部１０と第２プランジャ部５０とは、側面同士が接触することで導通される。

ばね部３０は、Ｘ方向に伸縮可能に形成され、一方側が第１プランジャ部１０に覆われて第１接点部１２により係止され、他方側が第２プランジャ部５０に覆われて第２接点部５２により係止されている。例えば、第１プランジャ部１０の第１接点部１２が測定対象物に接触して第２プランジャ部５０に向かって押圧されるとばね部３０はＸ方向に縮み、Ｘ方向に縮むばね部３０に生じる復元力によって、第１接点部１２が測定対象物に向かって押し返される。また、プローブ１００は、測定対象物に対する押圧状態から開放されると、ばね部３０がＸ方向に伸長し、第１プランジャ部１０及び第２プランジャ部５０が押し戻されて元の状態に戻る。

この様に、第１プランジャ部１０及び第２プランジャ部５０は、伸縮するばね部３０によって、測定対象物との接触時において一方が他方に対して相対的に変位する。測定対象物との接触時には、ばね部３０に生じる復元力によって第１プランジャ部１０の第１接点部１２が測定対象物に押し返されるため、測定機器と測定対象物との接続がより確実なものとなる。

図２（ａ）は、実施形態に係るプローブ１００の側面図である。また、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面の概略図である。

図２に示す様に、第１プランジャ部１０には、一方側端部からＸ方向外側に突出し且つ中心軸に向かって折り曲げられている２つの第１接点部１２が、Ｙ方向に対向して設けられている。第１接点部１２は、内面がばね部３０の一方側端部に接触し、第１プランジャ部１０から脱落しない様にばね部３０を係止している。

また、第２プランジャ部５０には、他方側端部からＸ方向外側に突出し且つ中心軸に向かって折り曲げられている２つの第２接点部５２が、Ｙ方向に対向して設けられている。第２接点部５２は、内面がばね部３０の他方側端部に接触し、第２プランジャ部５０から脱落しない様にばね部３０を係止している。

この様な構成により、ばね部３０は、第１プランジャ部１０及び第２プランジャ部５０に収容され、Ｘ方向において第１接点部１２と第２接点部５２との間に挟まれることでプローブ１００からの脱落が防止されている。なお、第１接点部１２及び第２接点部５２の数、形状等は、本実施形態において例示する構成に限られない。

また、図２に示す様に、本実施形態に係るプローブ１００では、ばね部３０を、Ｘ方向において第１接点部１２から第２接点部５２までのほぼ全域に設けることが可能である。したがって、例えばプローブ１００が小型化（Ｘ方向の長さが短くなる様に構成）された場合であっても、第１プランジャ部１０及び第２プランジャ部５０の可動範囲（ストローク）を確保するために必要な長さのばね部３０をプローブ１００内に設置可能である。そのため、プローブ１００が小型化された場合であっても、第１プランジャ部１０及び第２プランジャ部５０の可動範囲が確保され、測定対象物と測定機器との接続信頼性に優れたプローブ１００が提供される。

図３（ａ）は、実施形態に係るプローブ１００の上面図である。また、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ断面の概略図である。

図３に示す様に、第２プランジャ部５０の側面であって、第１プランジャ部１０を覆う部分には、Ｘ方向に延びる矩形の貫通孔であるガイド穴５４が設けられている。また、第１プランジャ部１０の側面には、第２プランジャ部５０のガイド穴５４に対応する位置に、第１プランジャ部１０の外周側に突出してガイド穴５４に係合する係合爪１４が設けられている。

第１プランジャ部１０の係合爪１４が第２プランジャ部５０のガイド穴５４に係合することで、第１プランジャ部１０及び第２プランジャ部５０は、内部にばね部３０を収容した状態で結合される。図３に図示される様に、係合爪１４の図示左端部が、ガイド穴５４の図示左端面に接することで、第２プランジャ部５０に対する第１プランジャ部１０の図３の図示左方向への移動が規制され、第１プランジャ部１０と第２プランジャ部５０との抜けも防止できる。第１プランジャ部１０及び第２プランジャ部５０は、例えば測定対象物に対して押圧されると、係合爪１４がガイド穴５４に沿って変位する。

本実施形態に係るプローブ１００では、係合爪１４及びガイド穴５４が、周方向の異なる位置にそれぞれ３箇所設けられているが、係合爪１４及びガイド穴５４の数、形状等は、本実施形態において例示する構成に限られない。また、図３の態様とは逆に、第１プランジャ部１０の側面にガイド穴を設け、第２プランジャ部５０の側面に、第１プランジャ部側に突出して第１プランジャ部１０のガイド穴に係合する係合爪を設けてもよい。

次に、実施形態に係るプローブ１００の製造方法について、図４から図８に例示する図面に基づいて説明する。なお、以下に示す図４から図７の各図には、プローブ１００の原形となる板状部材又は製造過程におけるプローブ１００を例示する正面図、上面図、左側面図及び右側面図が示されている。

本実施形態に係るプローブ１００は、図４に示す様に、第１プランジャ部１０となる第１プランジャ領域１１、ばね部３０となるばね領域３１、第２プランジャ部５０となる第２プランジャ領域５１が連結された一枚の板状部材から形成される。

プローブ１００の原形となる板状部材は、例えば導電性金属板から打ち抜き加工により形成される。第１プランジャ領域１１には、ばね領域３１側に第１接点部１２となる部分が、第１プランジャ部１０の側面となる部分に係合爪１４となる部分が形成されている。ばね領域３１は、複数の屈曲部を有する波形状に形成されている。第２プランジャ領域５１には、ばね領域３１側に第２接点部５２となる部分が、第２プランジャ部５０の側面となる部分であって係合爪１４に対応する位置にガイド穴５４となる部分が形成されている。

第１プランジャ領域１１とばね領域３１とは、第１連結部２０により連結され、ばね領域３１と第２プランジャ領域５１とは、第２連結部４０により連結されている。

プローブ１００は、図４に例示する板状部材から折り曲げ加工により形成され、まず図５に示す様に、ばね領域３１が筒状に折り曲げられて、軸方向に伸縮可能な円筒状のばね部３０が形成される。また、第１接点部１２及び第２接点部５２が、ばね部３０が折り曲げられた側とは反対面側に折り曲げられる。

次に、図６に示す様に、ばね部３０が形成された側に第１連結部２０が折り曲げられ、次いで第１プランジャ領域１１がばね部３０の一方側を覆う円筒形状に折り曲げられ、第１プランジャ部１０が形成される。

続いて、図７に示す様に、ばね部３０が形成された側に第２連結部４０が折り曲げられ、第２プランジャ領域５１がばね部３０及び第１プランジャ部１０の他方側を覆う円筒形状に折り曲げられる。

最後に、図８に示す様に、係合爪１４が第２プランジャ部５０のガイド穴５４に嵌る様に内側に折り曲げられた後、第１連結部２０及び第２連結部４０が切断され、本実施形態に係るプローブ１００が形成される。プローブ１００は、上記した様に、一枚の板状部材を折り曲げることで形成されるため、別体の部品を組み立てる必要がなく、製造工程が簡略化されて優れた生産性を有している。また、第１連結部２０及び第２連結部４０が切断されることで、より小型化が可能になっている。

なお、第１連結部２０及び第２連結部４０が切断されるため、第１プランジャ部１０、第２プランジャ部５０及びばね部３０はそれぞれ連結されていない状態になっている。そのため、第１接点部１２、第２接点部５２をプローブ１００の軸方向内側に折り曲げて、ばね部３０のプローブ１００からの脱落を防ぐと共に、第１プランジャ部１０に形成された係合爪１４を第２プランジャ部５０のガイド穴５４に嵌めることで、第１プランジャ部１０の第２プランジャ部５０からの脱落を防いでいる。

以上で説明した様に、本実施形態に係るプローブ１００は、一枚の板状部材から折り曲げ加工により形成され、第１連結部２０及び第２連結部４０が切断されることで小型化されている。また、本実施形態に係るプローブ１００は、軸方向のほぼ全体にばね部３０を設置可能であり、さらに小型化された場合であっても、第１プランジャ部１０及び第２プランジャ部５０の可動範囲を確保可能なばね部３０を設置可能であり、測定対象物との接続信頼性が向上する。

以上、実施形態に係るプローブ及びプローブの製造方法について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。

１０ 第１プランジャ部
１１ ばね領域
１２ 第１接点部
１４ 係合爪
２０ 第１連結部
２１ 第１プランジャ領域
３０ ばね部
４０ 第２連結部
５０ 第２プランジャ部
５１ 第２プランジャ領域
５２ 第２接点部
５４ ガイド穴
１００ プローブ

Claims (4)

1. 軸方向に伸縮するばね部と、
   前記ばね部の前記軸方向における一方側を覆い、前記一方側の端部に第１接点部を備える第１プランジャ部と、
   前記ばね部の前記軸方向における他方側を覆い、前記他方側の端部に第２接点部を備える第２プランジャ部とを有し、
   前記第１プランジャ部及び前記第２プランジャ部の一方は、側面に前記軸方向に延びるガイド穴を有し、
   前記第１プランジャ部及び前記第２プランジャ部の他方は、側面に前記第１プランジャ部及び前記第２プランジャ部の一方側に突出して前記ガイド穴に係合する係合爪を有する
   ことを特徴とするプローブ。
2. 前記第１接点部は、前記第１プランジャ部の前記一方側の端部から前記プローブの中心軸側に向かって突出して前記ばね部を係止し、
   前記第２接点部は、前記第２プランジャ部の前記他方側の端部から前記中心軸に向かって突出して前記ばね部を係止する
   ことを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
3. 一方側から順に、第１プランジャ領域、ばね領域、第２プランジャ領域が連結されている一枚の板状部材から形成されるプローブであって、
   前記ばね領域から形成され、軸方向に伸縮するばね部と、
   前記第１プランジャ領域と前記ばね領域とを連結し、前記軸方向において前記第１プランジャ領域が前記ばね部に重なる様に折り曲げられる第１連結部と、
   前記第１プランジャ領域から形成され、前記ばね部の前記軸方向における一方側を覆い、前記一方側の端部に第１接点部を備える第１プランジャ部と、
   前記ばね領域と前記第２プランジャ領域とを連結し、前記軸方向において前記第２プランジャ領域が前記ばね部及び前記第１プランジャ部に重なる様に折り曲げられる第２連結部と、
   前記第２プランジャ領域から形成され、前記ばね部及び前記第１プランジャ部の前記軸方向における他方側を覆い、前記他方側の端部に第２接点部を備える第２プランジャ部とを有し、
   前記第１連結部及び前記第２連結部は、折り曲げられて屈曲する部分が切断されている
   ことを特徴とするプローブ。
4. 軸方向に伸縮するばね部と、前記ばね部を覆い端部に第１接点部を備える第１プランジャ部と、前記ばね部を覆い端部に第２接点部を備える第２プランジャ部とを有するプローブの製造方法であって、
   一方側から順に、第１プランジャ領域、ばね領域、第２プランジャ領域が連結されている一枚の板状部材を形成し、
   前記ばね領域を折り曲げて前記ばね部を形成し、
   前記第１プランジャ領域と前記ばね領域とを連結する第１連結部を、前記第１プランジャ領域が前記ばね部に重なる様に折り曲げ、
   前記ばね部を覆う様に前記第１プランジャ領域を折り曲げて、前記第１プランジャ部を形成し、
   前記ばね領域と前記第２プランジャ領域とを連結する第２連結部を、前記第２プランジャ領域が前記ばね部及び前記第１プランジャ部に重なる様に折り曲げ、
   前記ばね部及び前記第１プランジャ部を覆う様に前記第２プランジャ領域を折り曲げて、前記第２プランジャ部を形成し、
   前記第１連結部及び前記第２連結部を切断する
   ことを特徴とするプローブの製造方法。

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