JP2016006401A - プローブを保持したガイド部材 - Google Patents

Abstract

【課題】スプリングが露出する構造のプローブを互いに接触することなく狭ピッチで配置可能で、かつ、プローブカードによる検査時にスムーズにスプリングが摺動可能なプローブ保持ガイド部材を提供する。
【解決手段】検査対象物３１と接触するプランジャ２、位置決め用の支持部４、プランジャと支持部を接続するスプリングコイル５を有するプローブ１を保持したガイド部材１０であって、スプリングコイルは、粗巻き部６と密巻き部７，８からなり、ガイド部材は、第１のガイド板１１、第２のガイド板１２、第３のガイド板１３が積層され、第１のガイド孔１４にはプランジャの一部が挿入され、第２のガイド孔１５には支持部が挿入される、または支持部および支持部と接続される密巻き部の一部が挿入され、第３のガイド孔１６には粗巻き部全体および２つの密巻き部の一部が挿入される。
【選択図】図１

Description

本発明は、プローブを保持したガイド部材に関するものである。

プローブカードに用いられるプローブは、その形状から垂直型プローブとカンチレバー型プローブに区分される。前記垂直型プローブにもいくつかの種類があり、例えば、外筒を用いたプローブと、外筒を用いないでスプリングが露出した状態のバレルレスのプローブがある。

しかしながら、特許文献１に記載されているような外筒を用いたプローブの場合、外筒の材料が高価なためにコストが高く、また外筒の分だけ外径が大きくなるので狭ピッチに対応する際に問題が生じる。このような問題を解決するために、外筒を用いないでスプリングが露出した状態のバレルレスタイプの垂直型プローブ（特許文献２参照）が用いられている。

特開２００２−２２７６８号公報 特開２００９−２８７９２１号公報

上述のような外筒を用いないでスプリングが露出したプローブを、プローブカードに配置する場合、所定の間隔で配置された２枚のガイド板でプローブを保持する構造（特許文献２の図４参照）が用いられている。この場合、プローブのスプリングは２枚のガイド板の間に形成された空間に露出された状態となる。

このような構造のプローブカードにおいて多数のプローブを狭ピッチで配置しようとすると、プローブカードによる検査時にプローブのスプリングが変形し、隣接するプローブのスプリングが互いに接触するという問題が生じる。そのため、バレルレスタイプのプローブを２枚のガイド板で保持する構造では、プローブを狭ピッチで配置することが困難であった。

このような問題を解決するために、１枚のガイド板にガイド孔を設けてプローブ挿入して保持する構造を用いることが考えられるが、このような１枚のガイド板を用いる場合、ガイド板の厚みを厚くする必要があり、その結果ガイド板にガイド孔を狭ピッチで形成するのが困難となる。ガイド孔の形成を容易にするために、１枚のガイド板を複数のガイド板に分割して積層する構造を用いることが考えられるが、複数のガイド板を積層する際にズレが生じるとガイド孔にガイド板の境界で段差が生じ、この段差によってスプリングの摺動性が阻害されプローブがスムーズに動くことが出来ないという問題が生じる。

そこで、本発明はこのような問題を解決し、スプリングが露出する構造のプローブを互いに接触することなく狭ピッチで配置することが可能で、かつ、プローブカードによる検査時にスムーズにスプリングが摺動することが可能なプローブを保持したガイド部材を提供することを目的とする。

本発明のプローブを保持したガイド部材は、検査対象物と接触する接触部を有するプランジャ、位置決めに用いられる支持部、および、前記プランジャと前記支持部を接続するスプリングコイルを有するプローブを保持したガイド部材であって、前記スプリングコイルは、粗巻き部と前記粗巻き部よりも密に巻回された２つの密巻き部からなり、前記粗巻き部は２つの前記密巻き部の間に位置しており、前記ガイド部材は前記プローブが挿入されるガイド孔が形成された少なくとも３枚のガイド板、第１のガイド板、第２のガイド板、および、前記第１のガイド板と前記第２のガイド板の間に配置された第３のガイド板を積層した構造であり、前記第１のガイド板には第１のガイド孔が設けられ、前記第１のガイド孔には前記プランジャの少なくとも一部が挿入されて保持され、前記第２のガイド板には第２のガイド孔が設けられ、前記第２のガイド孔には前記支持部だけが挿入される、または前記支持部および前記支持部と接続される密巻き部の一部が挿入され、前記第３のガイド板には第３のガイド孔が設けられ、前記第３のガイド孔には前記粗巻き部全体および２つの前記密巻き部の少なくとも一部が挿入されることを特徴とする。

前記第１のガイド板と前記第３のガイド板の間、および、前記第２のガイド板と前記第３のガイド板との間の少なくともどちらかに、さらなるガイド板を積層することが可能であり、前記さらなるガイド板には前記プローブが挿入されるさらなるガイド孔を設ける。

前記第３のガイド孔の内径は、前記第１のガイド孔の内径よりも大きく、前記第１のガイド孔の内径は前記第２のガイド孔の内径よりも大きく形成されており、前記ガイド孔の縁には面取りが施されている。

本発明のプローブを保持したガイド部材は、検査対象物と接触する接触部を有するプランジャ、位置決めに用いられる支持部、および、前記プランジャと前記支持部を接続するスプリングコイルを有するプローブを保持したガイド部材であって、前記スプリングコイルは、粗巻き部と２つの密巻き部からなり、前記ガイド部材は少なくとも３枚のガイド板、第１のガイド板、第２のガイド板、および、前記第１のガイド板と前記第２のガイド板の間の第３のガイド板が積層され、前記第１のガイド板の第１のガイド孔には前記プランジャの少なくとも一部が挿入され、前記第２のガイド板の第２のガイド孔には前記支持部だけが挿入される、または前記支持部および前記支持部と接続される密巻き部の一部が挿入され、前記第３のガイド板の第３のガイド孔には前記粗巻き部全体および２つの前記密巻き部の少なくとも一部が挿入されることにより、ガイド板の境界に段差が生じたとしても、前記プローブの摺動性を確保することが可能となり、さらに、垂直型のプローブを狭ピッチで配置することが可能なプローブカードを実現することができる

前記第３のガイド孔の内径は、前記第１のガイド孔の内径よりも大きく、前記第１のガイド孔の内径は前記第２のガイド孔の内径よりも大きく形成されていることにより、よりスムーズにプローブを摺動させることができる。

また、前記第１から第３のガイド孔の縁に直線または曲線の面取りが施されていることにより、ガイド板の境界に段差が生じたとしても、その影響を抑制し、プローブの摺動性を確保することができる。

プローブを保持した状態のガイド部材の一部を拡大した概略断面図である。 プローブを保持した状態の別の形態のガイド部材の一部を拡大した概略断面図である。 プローブを保持した状態のガイド部材の側面図であり、ガイド孔を点線で示している。 ガイド板の境界部分を拡大した断面図である。 プローブを保持した状態の別の形態のガイド部材の一部を拡大した概略断面図である。

本発明のプローブ１を保持したガイド部材１０について図面を用いて説明する。図１に示すのが、プローブ１を保持した状態のガイド部材１０の断面図であり、図３がガイド孔を点線で示したガイド部材１０の側面図である。

図１，３に示すように、本発明のガイド部材１０は、第１のガイド板１１、第２のガイド板１２、および、前記第１のガイド板１１と前記第２のガイド板１２の間に設けられた第３のガイド板１３を互いに積層したものである。前記第１のガイド板１１には複数の第１のガイド孔１４が設けられ、前記第２のガイド板１２には複数の第２のガイド孔１５が設けられ、前記第３のガイド板１３には複数の第３のガイド孔１６が設けられており、前記第１のガイド孔１４、前記第２のガイド孔１５、および、前記第３のガイド孔１６は互いに上下に接続されて１つのガイド孔を形成する。前記第１のガイド孔１１の途中に、プローブ１を保持するために段差部１７が形成されており、段差部１７から下方の開口までの間は内径が小さくなっている。

前記ガイド部材１０に保持されるプローブ１は、検査対象部３１と接触する先端がクラウン形状の接触部３を有する円筒形のプランジャ２、支持部４、および、前記プランジャ２と前記支持部４とを接続するスプリングコイル５を有する垂直型のプローブであり、外筒を用いない形態としている。前記プローブ１はプローブカードによる検査時に通電するために前記支持部４から前記接触部３までの伝送路が形成されている。

前記スプリングコイル５は、粗巻き部６と前記粗巻き部６よりも密に巻回された２つの密巻き部７，８からなり、前記粗巻き部６は２つの前記密巻き部７，８の間に位置している。密巻き部８は一端が前記プランジャ２と接続され、他端が前記粗巻き部６と接続される。前記密巻き部７は一端が前記支持部４と接続され、他端が前記粗巻き部６と接続される。前記密巻き部７，８はスプリングが密着した状態となっているために、縦方向および横方向にはほとんど変位しない。検査時に前記接触部３に力が加えられると粗に巻回された前記粗巻き部６が主に変形してスプリングの働きをし、検査時に前記スプリングコイル５が伸縮して前記接触部３を上下動させることでプローブ１は摺動する。

前記支持部４は、図１に示すように、端部２１がプローブカードの基板の電極３２と接触し、前記プローブ１に通電する構造であり、さらに、前記端部２１と反対側に前記密巻き部７内に延伸された円筒形の制動軸部２２が設けられている。また、前記プランジャ２は、前記接触部３に向かって径が小さくなる段差部９が設けられ、さらに前記スプリングコイル５内を前記密巻き部８から前記粗巻き部６へと延び、さらに前記密巻き部８へと延伸された円筒形の制動軸部２３が設けられている。

前記プローブ１を前記ガイド部材１０によって保持する際の前記第１のガイド板１１、前記第２のガイド板１２および前記第３のガイド板１３と前記プローブ１との位置関係について図を用いて詳細に説明する。前記プローブ１を前記ガイド部材１０に配置した状態が、図１の断面図である。前記プローブ１は前記ガイド部材１０に対して、前記第２のガイド板１２の第２のガイド孔１５から挿入されてガイド部材１０に保持される。この時、図３に示すように、前記プローブ１の接触部３は前記第１のガイド孔１４から下方に突出し、前記端部２１は前記第２のガイド孔１５から上方に突出している。

前記第１のガイド孔１４には前記プランジャ２が挿入されており、前記プランジャ２の段差部９が、前記第１のガイド孔１４の段差部１７と当接することによって、前記プローブ１は前記第１のガイド孔１４から抜け出すことなく保持されている、この時、前記プランジャ２は前記第１のガイド孔１４から両側に突出しており、前記第１のガイド孔１４には前記プランジャ２の一部が挿入されることになり、前記第１のガイド板１１と前記第３のガイド板１３との境界には、前記プランジャ２が位置し、前記プローブ１が摺動する時には、前記プランジャ２が前記境界と当接しながら摺動する可能性がある。

前記第２のガイド孔１５には前記支持部４および密巻き部７の一部だけが挿入されており、さらに、前記制動軸部２２の全体、および、前記制動軸部２３の先端側の一部が挿入されている。前記第２のガイド板１２と前記第３のガイド板１３との境界には、前記密巻き部７が位置する。前記プローブ１が摺動したとしても、前記密巻き部７は摺動することはない。

前記第３のガイド孔１６には前記粗巻き部６の全体が挿入されており、さらに、前記密巻き部７の一部、前記密巻き部８の全体、および、前記プランジャ２の一部が挿入されている。

前記ガイド部材１０は、前記第１のガイド板１１、前記第２のガイド板１２、および前記第３のガイド板１３を積層した構造を用いていることから、前記第１のガイド板１１、前記第２のガイド板１２および前記第３のガイド板１３を積層する際にズレが生じて、前記第１のガイド孔１４と前記第３のガイド孔１６との境界、および、前記第２のガイド孔１５と前記第３のガイド孔１６との境界には、段差が生じる可能性がある。

しかしながら、前記第１のガイド板１１、前記第２のガイド板１２および前記第３のガイド板１３と前記プローブ１との位置関係を上述のように設定すると、前記第１のガイド孔１４と前記第３のガイド孔１６との境界に段差が生じて前記プランジャ２が段差と当接したとしても、前記プランジャ２は一般的に合金の単一部材で構成されていることから、前記プローブ１の摺動性を妨げることにはならない。

そして、前記第２のガイド孔１５と前記第３のガイド孔１６との境界に段差が生じて上述のように、前記プローブ１が摺動したとしても、前記密巻き部７は移動することはないので、前記密巻き部７は前記境界と当接したとしても、前記プローブ１の摺動性を妨げることにはならない。

前記プローブ１が摺動する際に、段差が生じていると最も前記プローブ１の摺動性が妨げられる部分は、前記粗巻き部６であるが、前記ガイド部材１０において前記粗巻き部６は全て前記第３のガイド孔１６内に挿入されることから粗巻き部６が境界と接することはなく、本発明のガイド部材１０は、前記粗巻き部６によって前記プローブ１の摺動性が阻害されることはなく、前記プローブ１はスムーズに摺動することが可能である。

前記第２のガイド孔１４と前記プローブ１との位置関係については、別の関係も可能である。図２に示すように、前記第２のガイド孔１５には前記支持部４の一部だけが挿入されるよう位置関係を設定すると、前記第２のガイド板１２と前記第３のガイド板１３との境界には、前記支持部４が位置することになり、前記プローブ１が摺動したとしても、前記支持部４は移動することはないので、前記支持部４は前記境界と当接したとしても、摺動性を妨げることにはならない。

この時、前記第３のガイド孔１６には前記粗巻き部６の全体が挿入されており、さらに、前記密巻き部７の一部、前記支持部４の一部、前記密巻き部８の全体、および、前記プランジャ２の一部が挿入されている。

このように、本発明のガイド部材１０は、前記第１のガイド板１１、前記第２のガイド板１２および前記第３のガイド板１３と前記プローブ１との位置関係を適切に設定することによって、ガイド板がズレて境界に段差が生じたとしても、前記プローブ１の摺動性を確保することが可能となる。その結果、垂直型のプローブ１を狭ピッチで配置することが可能なプローブカードを実現することができる。

さらにプローブ１の摺動性を高める方法として、前記第１のガイド孔１４〜前記第３のガイド孔１６の縁に面取りを施すことが可能である。ガイド板を積層する際にズレが生じて第１のガイド板１１と第３のガイド板１３との境界に、図４（ａ）に示すような段差が生じた場合、図４（ｂ），（ｃ）に示すように予め第１のガイド孔１４および第３のガイド孔１６の縁に面取りを施してあると、ガイド板同士の境界にズレが生じた場合のプローブ１の摺動性への影響を抑制することができる。

面取りの形状および大きさは適宜変更可能であり、例えば、図４（ｂ）に示すような面取り部分の断面が直線形状、あるいは、図４（ｃ）に示すような面取り部分の断面が曲線形状等とすることができる。また、面取りを全てのガイド孔の縁に施すのではなく、境界のズレによる摺動性に対する影響の大きい箇所のガイド孔の縁に限定して面取りを施すことも可能である。

さらに前記プローブ１がよりスムーズに摺動できるようにするための前記第１のガイド孔１４、前記第２のガイド孔１５および前記第３のガイド孔１６の内径の関係について説明する。前記第１のガイド孔１４、前記第２のガイド孔１５および前記第３のガイド孔１６を内径が大きい順に並べると、前記第３のガイド孔１６、前記第１のガイド孔１３、前記第２のガイド孔１５となる。前記第３のガイド孔１６は、前記プローブ１の中で最もガイド孔の内壁と接触する可能性の高い粗巻き部６が位置することから、前記第３のガイド孔１６の内径を最も大きくすることで粗巻き部６が変形した場合に、前記第３のガイド孔１６の内壁と接触して摺動性を妨げるのを防止する。

そして、前記プローブ１において摺動する部材の１つであるプランジャ２が挿入される前記第１のガイド孔１４を、前記第３のガイド孔１６の次に大きい内径とすることで、プランジャ２が摺動して前記第３のガイド孔１６の内壁と接触して摺動性を妨げるのを防止する。前記第２のガイド孔１５内に位置する前記支持部４および前記密巻き部７は摺動することが無いので前記第２のガイド孔１５の内壁と接触しても問題が無いことから、前記第２のガイド孔１５の内径を最も小さく設定することが可能である。以上のことから、上述のような順番で前記第１のガイド孔１４、前記ダイの２ガイド孔１５および前記第３のガイド孔１６の内径を設定すると、さらにプローブ１をスムーズに摺動させることが可能となる。

前記第３のガイド孔１６の内径を大きくする場合、狭ピッチで前記第３のガイド孔１６を設けることで前記第３のガイド板１３の強度が低下する可能性がある。しかしながら、前記第３のガイド板１３は前記第１のガイド板１１および前記第２のガイド板１２によって挟まれた構造であることから、必要な強度を確保することができる。

これまでは、３枚のガイド板を積層したガイド部材１０の構造について説明してきたが、さらにガイド板を追加した形態について説明する。図５に示すのが、第１のガイド板１１と第３のガイド板１３との間に第４のガイド板２５を配置し、第２のガイド板と第３のガイド板との間に第５のガイド板２７を配置して、５枚のガイド板を積層した構造のガイド部材１０’である。

前記第４のガイド板２５には第４のガイド孔２６が設けられ、前記第５のガイド板２７には第５のガイド孔２８が設けられている。前記プローブ１を前記ガイド部材１０’によって保持する際の第１のガイド板１１〜第５のガイド板２７と前記プローブ１との位置関係について図を用いて詳細に説明する。前記プローブ１を前記ガイド部材１０’に配置した状態が、図５の断面図である。

前記第１のガイド孔１４には前記プランジャ２が挿入され、さらに、前記第４のガイド孔２６にも前記プランジャ２が挿入されている。これにより、前記第１のガイド板１１と前記第４のガイド板２５との境界、および、前記第４のガイド板２５と前記第３のガイド板１３との境界には、前記プランジャ２が位置し、前記プローブ１が摺動する時には、前記プランジャ２が前記境界と当接しながら摺動する可能性があるが、前記プランジャ２の構造によって、前記プローブ１の摺動性を妨げることにはならない。

前記第２のガイド孔１５には前記支持部４および密巻き部７の一部だけが挿入され、前記第５のガイド孔２８には前記密巻き部７の一部だけが挿入されている。これにより、前記第２のガイド板１２と前記第５のガイド板２７との境界、および前記第５のガイド板２７と前記第３のガイド板１３との境界には、前記密巻き部７が位置することになるが、前記密巻き部７は摺動することはないので、前記密巻き部７は前記境界と当接したとしても、前記プローブ１の摺動性を妨げることにはならない。

前記第３のガイド孔１６には前記粗巻き部６の全体が挿入されており、さらに、前記密巻き部７の一部、前記密巻き部８の全体、および、前記プランジャ２の一部が挿入されている。

このように、本実施形態のガイド部材１０’のようにガイド板の数は適宜増加っセルことが可能であり、その場合でも、プローブ１がスムーズに摺動することが可能である。ガイド板の数を増加させる場合には、ガイド部材１０において説明した第１のガイド板１１、第２のガイド板１２、および、第３のガイド板１３とプローブ１との位置関係を基本とすれば、プローブ１の摺動性を確保することができる。

また、本実施形態のように、第１のガイド板１１と第３のガイド板１３との間、および、第２のガイド板１２と第３のガイド板１３との間に、それぞれガイド板を配置することが可能であるが、その枚数は特に限定するものではなく、第１のガイド板１１と第３のガイド板１３との間、および、第２のガイド板１２と第３のガイド板１３との間に、配置するガイド板を異なる枚数とすることも可能である。

そして、ガイド板の数を増加した場合にも、ガイド孔の縁に面取りを施すことで摺動性を確保することができる。特に、ガイド板の数が増加すれば、境界の数も増加し、段差が生じる可能性が高くなることから、ガイド孔の縁に面取りを施すことが好ましい。

また、ガイド板を増設する場合、前記第１のガイド板１１と前記第３のガイド板１３との間に設けられたガイド板のガイド孔の内径は、前記第１のガイド板１３の第１のガイド孔１４の内径と同じとすることが好ましく、前記第２のガイド板１２と前記第３のガイド板１３との間に設けられたガイド板のガイド孔の内径は、前記第２のガイド板１２の第２のガイド孔１５の内径と同じとすることが好ましい。これによって、ガイド板の数を増加させた場合でも、さらに、プローブ１の摺動性を確保することができる。

１ プローブ
２ プランジャ
３ 接触部
４ 支持部
５ スプリングコイル
６ 粗巻き部
７，８ 密巻き部
９ 段差部
１０，１０’ガイド部材
１１ 第１のガイド板
１２ 第２のガイド板
１３ 第３のガイド板
１４ 第１のガイド孔
１５ 第２のガイド孔
１６ 第３のガイド孔
１７ 段差部
２１ 端部
２２，２３ 制動軸部
２５ 第４のガイド板
２６ 第４のガイド孔
２７ 第５のガイド板
２８ 第５のガイド孔
３１ 検査対象物
３２ 電極

Claims (4)

1. 検査対象物と接触する接触部を有するプランジャ、位置決めに用いられる支持部、および、前記プランジャと前記支持部を接続するスプリングコイルを有するプローブを保持したガイド部材であって、
   前記スプリングコイルは、粗巻き部と前記粗巻き部よりも密に巻回された２つの密巻き部からなり、前記粗巻き部は２つの前記密巻き部の間に位置しており、
   前記ガイド部材は前記プローブが挿入されるガイド孔が形成された少なくとも３枚のガイド板、第１のガイド板、第２のガイド板、および、前記第１のガイド板と前記第２のガイド板の間に配置された第３のガイド板を積層した構造であり、
   前記第１のガイド板には第１のガイド孔が設けられ、前記第１のガイド孔には前記プランジャの少なくとも一部が挿入されて保持され、
   前記第２のガイド板には第２のガイド孔が設けられ、前記第２のガイド孔には前記支持部だけが挿入される、または前記支持部および前記支持部と接続される密巻き部の一部が挿入され、
   前記第３のガイド板には第３のガイド孔が設けられ、前記第３のガイド孔には前記粗巻き部全体および２つの前記密巻き部の少なくとも一部が挿入されることを特徴とするプローブを保持したガイド部材。
2. 前記第１のガイド板と前記第３のガイド板の間、および、前記第２のガイド板と前記第３のガイド板との間の少なくともどちらかに、さらなるガイド板を積層することが可能であり、前記さらなるガイド板には前記プローブが挿入されるさらなるガイド孔を設けることを特徴とする請求項１に記載のプローブを保持したガイド部材。
3. 前記第３のガイド孔の内径は、前記第１のガイド孔の内径よりも大きく、前記第１のガイド孔の内径は前記第２のガイド孔の内径よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載のプローブを保持したガイド部材。
4. 前記ガイド孔の縁に面取りが施されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のプローブを保持したガイド部材。