JP2016070863A - プローブユニット - Google Patents

Abstract

【課題】コンタクトプローブの配置の変更が可能であるとともに、コンタクトプローブを適切に配置することができるプローブユニットを提供すること。【解決手段】配置され得る電極位置全てにプローブ（グランド用プローブ２および信号用プローブ３）を挿通可能な孔が形成された金属ブロック４０に対し、プローブを挿通可能な孔が電極配置に応じて形成された第１絶縁プレート５０および第２絶縁プレート６０（第１絶縁プレート５０ａおよび第２絶縁プレート６０ａ）を使用する半導体集積回路１００に応じて交換するようにした。【選択図】図２

Description

本発明は、半導体集積回路などの検査対象の導通状態検査または動作特性検査に用いられるプローブユニットに関するものである。

従来、半導体集積回路などの検査対象の導通状態検査や動作特性検査を行う際には、検査対象と検査用信号を出力する検査回路との間の電気的な接続を図るために、検査対象と検査回路との間を電気的に接続する複数のコンタクトプローブと、コンタクトプローブを複数収容するプローブホルダとを備えたプローブユニットが用いられる。

プローブユニットに備わる複数のコンタクトプローブには、それぞれ検査対象たる半導体集積回路に対して所定信号の入出力を行う信号用のコンタクトプローブと、グランド電位を供給するグランド用のコンタクトプローブとがある。これらのコンタクトプローブは、それぞれ検査回路内に備わる信号生成回路等と電気的に接続されることによって上記の機能を実現している。

このようなプローブユニットとして、半導体集積回路の電極パターンに応じて、信号用のコンタクトプローブおよびグランド用のコンタクトプローブの配置を変更可能なプローブユニットが開示されている（例えば、特許文献１，２を参照）。特許文献１，２が開示するプローブユニットにかかるプローブホルダが、信号用およびグランド用のコンタクトプローブのいずれも保持可能に形成されたホルダ孔を設けられるグランド板を介してグランド電位を確保している。

特開２００６−９８３７５号公報 特開２００９−１５６７１０号公報

しかしながら、特許文献１，２が開示するプローブホルダは、半導体集積回路の電極パターンに応じてコンタクトプローブを配置可能である一方、異なる配置であってもコンタクトプローブを配置できるため、間違ったパターンでコンタクトプローブを配置してしまうという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コンタクトプローブの配置の変更が可能であるとともに、コンタクトプローブを適切に配置することができるプローブユニットを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるプローブユニットは、長手方向と直交する方向の径が異なる第１および第２のコンタクトプローブと、複数の前記第１および第２のコンタクトプローブを保持するプローブホルダと、を備え、前記プローブホルダは、導電性材料からなり、前記第１および第２のコンタクトプローブを挿通可能な挿通孔が形成された導電ブロックと、絶縁性材料からなり、前記第１のコンタクトプローブを挿通可能な複数の第１の孔と、前記第２のコンタクトプローブを挿通可能な複数の第２の孔とが、前記第１および第２のコンタクトプローブの配置に応じて形成され、前記導電ブロックの外周面および／または内部に交換自在に設けられる絶縁部材と、を有し、前記導電ブロックは、前記挿通孔により前記第１のコンタクトプローブを抜止し、前記絶縁部材は、前記第２の孔により前記第２のコンタクトプローブを抜止することを特徴とする。

また、本発明にかかるプローブユニットは、上記の発明において、前記絶縁部材は、複数の前記第１の孔と、複数の前記第２の孔とが、前記第１および第２のコンタクトプローブの配置に応じて形成され、前記導電ブロックの一方および他方の外周面に交換自在にそれぞれ設けられる第１および第２絶縁プレート、を有することを特徴とする。

また、本発明にかかるプローブユニットは、上記の発明において、前記絶縁部材は、前記第１のコンタクトプローブを挿通可能な複数の第３の孔と、前記第２のコンタクトプローブの一部を挿通可能な複数の第４の孔と、が前記第１および第２の孔とそれぞれ同じ配置で形成された絶縁ブロックをさらに有し、前記挿通孔は、前記第１および第２のコンタクトプローブのいずれかを挿通する複数の孔部と、該複数の孔部に連通し、前記絶縁ブロックを収容する収容部と、からなることを特徴とする。

また、本発明にかかるプローブユニットは、上記の発明において、前記導電ブロックは、第１部材および第２部材が積層されてなり、前記収容部は、前記第１および第２部材の積層により形成される中空空間からなることを特徴とする。

また、本発明にかかるプローブユニットは、上記の発明において、前記絶縁部材は、複数の前記第１の孔と、複数の前記第２の孔と、が前記第１および第２のコンタクトプローブの配置に応じて形成された絶縁ブロック、を有し、前記挿通孔は、前記第１および第２のコンタクトプローブのいずれかを挿通する複数の孔部と、該複数の孔部に連通し、前記絶縁ブロックを収容する収容部と、からなることを特徴とする。

また、本発明にかかるプローブユニットは、上記の発明において、前記孔部の数は、前記第１の孔の数と前記第２の孔の数との和以上であることを特徴とする。

また、本発明にかかるプローブユニットは、上記の発明において、前記第１のコンタクトプローブは、前記長手方向の一方の端部側に設けられ、前記接触対象物の電極と接触する第１接触部材と、前記長手方向の他方の端部側に設けられ、前記基板の電極と接触する第２接触部材と、前記第１接触部材と前記第２接触部材との間に設けられ、前記第１および第２接触部材を付勢するコイルばねと、を有し、前記第１接触部材は、前記導電ブロックの一方の面側で接触し、前記第２接触部材は、前記導電ブロックの他方の面側で接触することを特徴とする。

本発明によれば、配置され得る電極位置全てにコンタクトプローブ（第１のコンタクトプローブおよび第２のコンタクトプローブ）を挿通可能な孔が形成された導電ブロックに対し、第１および第２のコンタクトプローブをそれぞれ挿通可能な複数の孔が電極配置（第１のコンタクトプローブおよび第２のコンタクトプローブの配置）に応じて形成された第１絶縁プレートおよび第２絶縁プレートを、使用する接触対象物に応じて交換するようにしたので、コンタクトプローブの配置の変更が可能であるとともに、コンタクトプローブを適切に配置することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１にかかるプローブユニットの概略構成を示す斜視図である。 図２は、本発明の実施の形態１にかかるプローブユニットの要部の構成を示す部分断面図である。 図３は、本発明の実施の形態１にかかる半導体集積回路の検査時におけるプローブユニットの構成を示す部分断面図である。 図４は、本発明の実施の形態１にかかるプローブユニットの要部の構成を示す部分断面図であって、図２におけるコンタクトプローブの配置とは異なる配置の一例を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態１の変形例にかかるプローブユニットの要部の構成を示す部分断面図である。 図６は、本発明の実施の形態２にかかるプローブユニットの要部の構成を示す部分断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかるプローブユニットの概略構成を示す斜視図である。図１に示すプローブユニット１は、検査対象物（接触対象物）である半導体集積回路１００の電気特性検査を行う際に使用する装置であって、半導体集積回路１００と半導体集積回路１００へ検査用信号を出力する回路基板２００との間を電気的に接続する装置である。

プローブユニット１は、長手方向の一方の端部側で半導体集積回路１００の電極と接触するとともに、他方の端部側で回路基板２００の電極とそれぞれ接触し、グランド電位を供給する複数のグランド用コンタクトプローブ２（以下、単に「グランド用プローブ２」という）と、長手方向の一方の端部側で半導体集積回路１００の電極と接触するとともに、他方の端部側で回路基板２００の電極とそれぞれ接触し、半導体集積回路１００に対して所定信号の入出力を行う複数の信号用コンタクトプローブ３（以下、単に「信号用プローブ３」という）と、複数のグランド用プローブ２および複数の信号用プローブ３を所定のパターンにしたがって収容して保持するプローブホルダ４と、プローブホルダ４の周囲に設けられ、検査の際に複数の信号用プローブ３と接触する半導体集積回路１００の位置ずれが生じるのを抑制するホルダ部材５と、を有する。

図２は、本実施の形態１にかかるプローブユニットの要部の構成を示す部分断面図である。グランド用プローブ２は、半導体集積回路１００の検査を行なうときにその半導体集積回路１００の接続用電極に接触する第１プランジャ２１（第１接触部材）と、検査回路を備えた回路基板２００の電極に接触する第２プランジャ２２（第２接触部材）と、第１プランジャ２１と第２プランジャ２２との間に設けられて２つの第１プランジャ２１および第２プランジャ２２を伸縮自在に連結するコイルばね２３とを備える。グランド用プローブ２を構成する第１プランジャ２１および第２プランジャ２２、ならびにコイルばね２３は同一の軸線を有している。グランド用プローブ２は、半導体集積回路１００をコンタクトさせた際に、コイルばね２３が軸線方向に伸縮することによって半導体集積回路１００の接続用電極への衝撃を和らげるとともに、半導体集積回路１００および回路基板２００に荷重を加える。

第１プランジャ２１は、例えば金属などの導電性材料を用いて形成される。第１プランジャ２１は、先細な先端形状をなす爪部２１ｂを複数有する先端部２１ａと、先端部２１ａの基端側から延び、先端部２１ａの径と比して大きい径を有するフランジ部２１ｃと、フランジ部２１ｃの先端部２１ａに連なる側と異なる端部から延び、フランジ部２１ｃの径と比して小さい径を有するボス部２１ｄと、ボス部２１ｄのフランジ部２１ｃに連なる側と異なる端部から延び、ボス部２１ｄの径と略同一の径を有する基端部２１ｅとを同軸上に有する。

第２プランジャ２２は、例えば金属などの導電性材料を用いて形成される。第２プランジャ２２は、先細な先端形状を有する先端部２２ａと、先端部２２ａの基端側から延び、先端部２２ａの径と比して大きい径を有するフランジ部２２ｂと、フランジ部２２ｂの先端部２２ａに連なる側と異なる端部から延び、ボス部２１ｄの径と略同一の径を有するボス部２２ｃと、ボス部２２ｃのフランジ部２２ｂに連なる側と異なる端部から延び、ボス部２１ｄ，２２ｃの径と比して若干小さい径を有する基端部２２ｄとを同軸上に有する。この第２プランジャ２２は、コイルばね２３の伸縮作用によって軸線方向に移動が可能であり、コイルばね２３の弾性力によって回路基板２００方向に付勢され、回路基板２００の電極と接触する。

コイルばね２３は、金属や樹脂、または金属の表面に樹脂が被覆された材料などによって形成された線材が用いられる。コイルばね２３は、第１プランジャ２１側がボス部２１ｄの径と略同一の内径で巻回された密着巻き部２３ａである一方、第２プランジャ２２側が基端部２２ｄの径以上の内径で所定ピッチに巻回された粗巻き部２３ｂである。密着巻き部２３ａの端部は、例えばボス部２１ｄに圧入されて、フランジ部２１ｃに当接している。一方、粗巻き部２３ｂの端部は、ボス部２２ｃに圧入され、フランジ部２２ｂに当接している。

信号用プローブ３は、半導体集積回路１００の検査を行なうときにその半導体集積回路１００の接続用電極に接触する第１プランジャ３１と、検査回路を備えた回路基板２００の電極に接触する第２プランジャ３２と、第１プランジャ３１と第２プランジャ３２との間に設けられて２つの第１プランジャ３１および第２プランジャ３２を伸縮自在に連結するコイルばね３３とを備える。信号用プローブ３を構成する第１プランジャ３１および第２プランジャ３２、ならびにコイルばね３３は同一の軸線を有している。信号用プローブ３は、半導体集積回路１００をコンタクトさせた際に、コイルばね３３が軸線方向に伸縮することによって半導体集積回路１００の接続用電極への衝撃を和らげるとともに、半導体集積回路１００および回路基板２００に荷重を加える。

第１プランジャ３１は、例えば金属などの導電性材料を用いて形成される。第１プランジャ３１は、先細な先端形状をなす爪部３１ｂを複数有する先端部３１ａ（第１接触部）と、先端部３１ａの基端側から延び、先端部３１ａの径と比して大きい径を有するフランジ部３１ｃと、フランジ部３１ｃの先端部３１ａに連なる側と異なる端部から延び、フランジ部３１ｃの径と比して小さい径を有するボス部３１ｄと、ボス部３１ｄのフランジ部３１ｃに連なる側と異なる端部から延び、ボス部３１ｄの径と略同一の径を有する基端部３１ｅとを同軸上に有する。

第２プランジャ３２は、例えば金属などの導電性材料を用いて形成される。第２プランジャ３２は、先細な先端形状を有する先端部３２ａと、先端部３２ａの基端側から延び、先端部３２ａの径と比して大きい径を有するフランジ部３２ｂと、フランジ部３２ｂの先端部３２ａに連なる側と異なる端部から延び、ボス部３１ｄの径と略同一の径を有するボス部３２ｃと、ボス部３２ｃのフランジ部３２ｂに連なる側と異なる端部から延び、ボス部３１ｄ，３２ｃの径と略同一の径を有する基端部３２ｄとを同軸上に有する。この第２プランジャ３２は、コイルばね３３の伸縮作用によって軸線方向に移動が可能であり、コイルばね３３の弾性力によって回路基板２００方向に付勢され、回路基板２００の電極と接触する。

コイルばね３３は、例えば金属などの導電性材料を用いて形成される。コイルばね３３は、第１プランジャ３１側がボス部３１ｄの径と略同一の内径で巻回された密着巻き部３３ａである一方、第２プランジャ３２側が基端部３２ｄの径以上の内径で所定ピッチに巻回された粗巻き部３３ｂである。密着巻き部２３ａの端部は、例えばボス部３１ｄに圧入されて、フランジ部３１ｃに当接している。一方、粗巻き部３３ｂの端部は、ボス部３２ｃに圧入され、フランジ部３２ｂに当接している。

グランド用プローブ２は、対応する各部（第１プランジャ、第２プランジャおよびコイルばね）において、信号用プローブ３と比して大きい径を有している。

プローブホルダ４は、金属などの導電性材料を用いて形成され、図２の上面側に位置する第１部材４１と下面側に位置する第２部材４２とが積層されてなる金属ブロック４０（導電ブロック）と、樹脂、マシナブルセラミック、シリコンなどの絶縁性材料を用いて形成され、第１部材４１の上面に配置される略板状の第１絶縁プレート５０と、樹脂、マシナブルセラミック、シリコンなどの絶縁性材料を用いて形成され、第２部材４２の下面に配置される略板状の第２絶縁プレート６０と、樹脂、マシナブルセラミック、シリコンなどの絶縁性材料を用いて形成され、金属ブロック４０に収容される絶縁ブロック７０と、を有する。

金属ブロック４０、第１絶縁プレート５０、第２絶縁プレート６０および絶縁ブロック７０は、それぞれが樹脂などの接着材や、ねじ止めなどによって固着されている。

第１部材４１および第２部材４２は、例えば金属などの導電性材料を用いて形成されている。また、第１部材４１および第２部材４２には、複数のグランド用プローブ２および信号用プローブ３を収容するための孔部であるホルダ孔４３および４４が同数ずつ形成され、グランド用プローブ２および信号用プローブ３を収容するホルダ孔４３および４４は、互いの軸線が一致するように形成されている。ホルダ孔４３および４４は、検査を行う半導体集積回路１００において取られ得るすべての配線パターンを網羅する位置に形成される。なお、第１部材４１および第２部材４２は、金属のほか、導電性を有する材料であれば適用可能である。プローブホルダとしての強度の観点から、金属材料（合金を含む）を用いて形成されることが好ましい。

ホルダ孔４３および４４は、ともに貫通方向に沿って径が異なる段付き孔形状を有する。また、第１部材４１には、下面側（第２部材４２との積層側）に開口を有し、絶縁ブロック７０を収容するとともに、複数のホルダ孔４３とそれぞれ連通する孔である収容部４５が形成されている。第１部材４１と第２部材４２との積層により、収容部４５と第２部材４２の上面とによって、略直方体状をなす中空空間を形成する。また、第１部材４１と第２部材４２との積層により、ホルダ孔４３、ホルダ孔４４および収容部４５は、グランド用プローブ２または信号用プローブ３を挿通して収容する挿通孔をなす。

ホルダ孔４３は、第１部材４１の上面側に開口を有する小径部４３１と、および収容部４５に連通し、小径部４３１よりも径が大きい大径部４３２とからなる。小径部４３１は、先端部２１ａの径と比して若干大きい径である。また、大径部４３２は、フランジ部２１ｃの径および／またはコイルばね２３の径と比して若干大きい径である。

他方、ホルダ孔４４は、プローブホルダ３の下端面に開口を有する小径部４４１と、この小径部４４１よりも径が大きい大径部４４２とからなる。小径部４４１は、先端部２２ａと比して若干大きい径である。また、大径部４４２は、フランジ部２２ｃの径および／またはコイルばね２３の径と比して若干大きい径であって、大径部４３２ｂの径と略同一である。これらのホルダ孔４３および４４の形状は、収容するグランド用プローブ２の構成に応じて定められる。

第１絶縁プレート５０は、第１部材４１の外周面に対して着脱自在に設けられ、検査対象の半導体集積回路１００の電極の配置に応じた孔が形成されている。第１絶縁プレート５０には、上述した孔として、グランド用プローブ２の先端部２１ａを挿通可能な第１孔５１（第１の孔）と、信号用プローブ３の先端部３１ａを挿通可能な第２孔５２（第２の孔）と、が形成されている。第２孔５２の開口の径は、先端部３１ａの径以上であって、先端部２１ａまたはフランジ部３１ｃの径より小さければ適用可能である。

第２絶縁プレート６０は、第２部材４２の外周面に対して着脱自在に設けられ、検査対象の半導体集積回路１００の電極の配置（回路基板２００の電極の配置）に応じた孔が形成されている。第２絶縁プレート６０には、上述した孔として、グランド用プローブ２の先端部２２ａを挿通可能な第１孔６１（第３の孔）と、信号用プローブ３の先端部３２ａを挿通可能な第２孔６２（第４の孔）と、が形成されている。第２孔６２の開口の径は、先端部３２ａの径以上であって、先端部２２ａまたはフランジ部３２ｂの径より小さければ適用可能である。

絶縁ブロック７０は、収容部４５に嵌合可能な略直方体状をなす。絶縁ブロック７０には、検査対象の半導体集積回路１００の電極の配置に応じた孔が形成されている。絶縁ブロック７０には、上述した孔として、グランド用プローブ２のコイルばね２３を挿通可能な第１孔７１（第５の孔）と、信号用プローブ３のコイルばね３３を挿通可能な第２孔７２（第６の孔）と、が形成されている。第１孔７１の開口の径は、大径部４３２ｂ，４４２と略同一である。また、第２孔７２の開口の径は、大径部４３２ｂ，４４２の径と比して小さい。

プローブホルダ４では、金属プレート４０に対して第１絶縁プレート５０、第２絶縁プレート６０および絶縁ブロック７０が取り付けられた際に、ホルダ孔４３，４４、第１孔５１、第１孔６１、第１孔７１の互いの軸線が一致する。また、このとき、ホルダ孔４３，４４、第２孔５２、第２孔６２、第２孔７２においても、互いの軸線が一致している。

グランド用プローブ２は、第１プランジャ２１の先端部２１ａが第１孔５１から外部に突出している。フランジ部２１ｃは、ホルダ孔４３の小径部４３１と大径部４３２との境界壁面に当接することにより、グランド用プローブ２のプローブホルダ４からの抜止機能を有する。また、第２プランジャ２２のフランジ部２２ｂは、ホルダ孔４４の小径部４４１と大径部４４２との境界壁面に当接することにより、グランド用プローブ２のプローブホルダ４からの抜止機能を有する。なお、ホルダ孔４３，４４の各境界壁面は、フランジ部２１ｃ，２２ｂ、コイルばね２３の径にそれぞれ対応した段付き形状でもよい。

信号用プローブ３は、第１プランジャ３１の先端部３１ａが第２孔５２から外部に突出している。フランジ部３１ｃは、第１絶縁プレート５０の主面に当接することにより、信号用プローブ３のプローブホルダ４からの抜止機能を有する。また、第２プランジャ３２のフランジ部３２ｂは、第２絶縁プレート６０の主面に当接することにより、信号用プローブ３のプローブホルダ４からの抜止機能を有する。

また、絶縁ブロック７０の第２孔７２の開口の径が大径部４３２，４４２よりも小さいため、大径部４３２，４４２と第２孔７２とによって、第２孔７２の壁面が内部に向けて突出した段付き形状が形成されている。信号用プローブ３は、第２孔５２の径と先端部３１ａの径との差によって傾斜する場合や、コイルばね３３の湾曲（撓み）によって弧状をなす場合があるが、この際、コイルばね３３が上述した段付き形状の第２孔７２の壁面に接触するため、信号用プローブ３が倒れるのを防止するとともに、金属ブロック４０へ信号が流れることを防止する。

図３は、プローブユニット１を用いた半導体集積回路１００の検査時の状態を示す図である。半導体集積回路１００の検査時には、グランド用プローブ２が一端で半導体集積回路１００のグランド用接続電極１０１と接触するとともに、他端で回路基板２００のグランド用接続電極２０１と接触する。また、信号用プローブ３は、一端で半導体集積回路１００の信号用接続電極１０２と接触するとともに、他端で回路基板２００の信号用接続電極２０２と接触する。この際、半導体集積回路１００からの接触荷重により、コイルばね２３，３３は長手方向に沿って圧縮された状態となる。

グランド用プローブ２では、半導体集積回路１００からの接触荷重によりコイルばね２３が圧縮されると、第２プランジャ２２の基端部２２ｄが、密着巻き部２３ａ内に進入する。

信号用プローブ３では、半導体集積回路１００からの接触荷重によりコイルばね３３が圧縮されると、第２プランジャ３２の基端部３２ｄが密着巻き部３３ａ内に進入し、密着巻き部３３ａの内周側と摺接する。この際には、第２プランジャ３２の軸線が大きくぶれることはないため、基端部３２ｄと密着巻き部３３ａの内周との摺接が安定するとともに、密着巻き部３３ａがわずかに蛇行するため、基端部３２ｄとコイルばね３３との接触抵抗が安定し、確実な導通が得られる。

検査時に回路基板２００から半導体集積回路１００に供給されるグランド電位は、回路基板２００のグランド用接続電極２０１からグランド用プローブ２を経由して半導体集積回路１００のグランド用接続電極１０１と同電位となる。具体的には、グランド用接続電極２０１から信号用プローブ２の第２プランジャ２２、金属ブロック４０、第１プランジャ２１を経由して半導体集積回路１００のグランド用接続電極１０１が同電位となる。このように、信号用プローブ２では、第２プランジャ２２の先端部２２ａと第２部材４２の小径部４４１との接触、および第１プランジャ２１の先端部２１ａと第１部材４１の小径部４３２ａとの接触により、グランド電位の経路が形成される。

検査時に回路基板２００から半導体集積回路１００に供給される検査用信号は、回路基板２００の信号用接続電極２０２から信号用プローブ３を経由して半導体集積回路１００の信号用接続電極１０２へ到達する。具体的には、信号用プローブ３において、第２プランジャ３２、密着巻き部３３ａ、第１プランジャ３１を経由して半導体集積回路１００の信号用接続電極１０２へ到達する。このように、信号用プローブ３では、第１プランジャ３１と第２プランジャ３２が密着巻き部３３ａを介して導通するため、電気信号の導通経路を最小にすることができる。したがって、検査時に粗巻き部３３ｂに信号が流れるのを防止し、インダクタンスの低減および安定化を図ることができる。

図４は、本実施の形態１にかかるプローブユニットの要部の構成を示す部分断面図であって、図２におけるプローブの配置とは異なる配置の一例を示す図である。今回使用する半導体集積回路の電極配置が前回使用した半導体集積回路（例えば半導体集積回路１００）の電極配置と異なる場合、第１絶縁プレート５０、第２絶縁プレート６０および絶縁ブロック７０を交換してなるプローブユニット１ａにより、対応可能である。

図４に示すプローブホルダ４ａは、上述した金属ブロック４０と、樹脂、マシナブルセラミック、シリコンなどの絶縁性材料を用いて形成され、第１部材４１の上面に配置される略板状の第１絶縁プレート５０ａと、樹脂、マシナブルセラミック、シリコンなどの絶縁性材料を用いて形成され、第２部材４２の下面に配置される略板状の第２絶縁プレート６０ａと、樹脂、マシナブルセラミック、シリコンなどの絶縁性材料を用いて形成され、第１部材４１の下面側で収容されて配置される絶縁ブロック７０ａと、を有する。

第１絶縁プレート５０ａには、グランド用プローブ２の先端部２１ａを挿通可能な第１孔５１ａと、信号用プローブ３の先端部３１ａを挿通可能な第２孔５２ａと、が形成されている。第２孔５２ａの開口の径は、先端部３１ａの径以上であって、先端部２１ａまたはフランジ部３１ｃの径より小さければ適用可能である。

第２絶縁プレート６０ａには、グランド用プローブ２の先端部２２ａを挿通可能な第１孔６１ａと、信号用プローブ３の先端部３２ａを挿通可能な第２孔６２ａと、が形成されている。第２孔６２ａの開口の径は、先端部３２ａの径以上であって、先端部２２ａまたはフランジ部３２ｂの径より小さければ適用可能である。

絶縁ブロック７０ａは、収容部４５に嵌合可能な略直方体状をなす。絶縁ブロック７０ａには、グランド用プローブ２のコイルばね２３を挿通可能な第１孔７１ａと、信号用プローブ３のコイルばね３３を挿通可能な第２孔７２ａと、が形成されている。第１孔７１ａの開口の径は、大径部４３２ｂ，４４２と略同一である。また、第２孔７２ａの開口の径は、大径部４３２ｂ，４４２よりも小さい。

プローブホルダ４ａでは、金属プレート４０に対して第１絶縁プレート５０ａ、第２絶縁プレート６０ａおよび絶縁ブロック７０ａが取り付けられた際に、ホルダ孔４３，４４、第１孔５１ａ、第１孔６１ａ、第１孔７１ａの互いの軸線が一致する。また、このとき、ホルダ孔４３，４４、第２孔５２ａ、第２孔６２ａ、第２孔７２ａにおいても、互いの軸線が一致している。

このように、使用する半導体集積回路の電極パターンに応じて孔が形成された第１絶縁プレート５０ａ、第２絶縁プレート６０ａおよび絶縁ブロック７０ａに交換することによって、プローブの配置を変更することができる。また、金属ブロック４０は、使用する半導体集積回路ごとに新たに用意する必要がないため、新たな金属ブロックの製造にかかるコストの削減や、新たな金属ブロックを作製する際の加工処理の手間などを省くことができる。

ここで、樹脂、マシナブルセラミック、シリコンなどの絶縁性材料を用いて形成される絶縁プレートおよび絶縁ブロックは、金属ブロック４０を作製する場合と比して、成形処理や孔の形成処理が容易である。このような観点からも、使用する半導体集積回路の電極パターンに応じて絶縁プレートおよび絶縁ブロックを作製し、金属ブロックに取り付けることが好ましい。

また、配置され得る電極位置全てに孔が形成された金属ブロック４０に対し、第１絶縁プレート５０、第２絶縁プレート６０および絶縁ブロック７０や、第１絶縁プレート５０ａ、第２絶縁プレート６０ａおよび絶縁ブロック７０ａでは、電極配置に応じてプローブ（グランド用プローブ２および信号用プローブ３）を挿通する孔が形成される。このため、絶縁プレートおよび絶縁ブロック、例えば、第１絶縁プレート５０、第２絶縁プレート６０および絶縁ブロック７０が金属ブロック４０に取り付けられた際、電極配置に対応しないホルダ孔４３は、第１絶縁プレート５０と絶縁ブロック７０とによって封鎖される。同様に、電極配置に対応しないホルダ孔４４は、第２絶縁プレート６０と絶縁ブロック７０とによって封鎖される。これにより、金属ブロック４０のホルダ孔４３，４４へのプローブの誤配置を防止することができる。

上述した実施の形態１によれば、配置され得る電極位置全てにプローブ（グランド用プローブ２および信号用プローブ３）を挿通可能な孔が形成された金属ブロック４０に対し、プローブを挿通可能な孔が電極配置に応じて形成された第１絶縁プレート５０、第２絶縁プレート６０および絶縁ブロック７０（第１絶縁プレート５０ａ、第２絶縁プレート６０ａおよび絶縁ブロック７０ａ）を使用する半導体集積回路１００に応じて交換するようにしたので、プローブの配置の変更が可能であるとともに、プローブを適切に配置することができる。

（実施の形態１の変形例）
図５は、本実施の形態１の変形例にかかるプローブユニットの要部の構成を示す部分断面図である。上述した実施の形態１では、収容部４５が第１部材４１に形成されるものとして説明したが、本変形例では、第１部材および第２部材により収容部が形成される。

変形例にかかるプローブユニット１ｂは、複数のグランド用プローブ２および複数の信号用プローブ３を所定のパターンにしたがって収容して保持するプローブホルダ４ｂと、プローブホルダ４ｂの周囲に設けられ、検査の際に複数の信号用プローブ３と接触する半導体集積回路１００の位置ずれが生じるのを抑制するホルダ部材（図示せず）と、を有する。

プローブホルダ４ｂは、上述した第１絶縁プレート５０、第２絶縁プレート６０、絶縁ブロック７０と、金属などの導電性材料を用いて形成され、図５の上面側に位置する第１部材４１ａと下面側に位置する第２部材４２ａとが積層されてなる金属ブロック４０ａと、を有する。

第１部材４１ａおよび第２部材４２ａには、上述した第１部材４１および第２部材４２のように、複数のグランド用プローブ２および信号用プローブ３を収容するためのホルダ孔４３および４４が同数ずつ形成され、グランド用プローブ２および信号用プローブ３を収容するホルダ孔４３および４４は、互いの軸線が一致するように形成されている。ホルダ孔４３および４４は、検査を行う半導体集積回路１００において、取り得るすべての配線パターンを網羅する位置に形成される。

また、第１部材４１ａには、下面側（第２部材４２ａとの積層側）に開口を有し、絶縁ブロック７０の一部を収容するとともに、複数のホルダ孔４３とそれぞれ連通する孔である第１収容部４５ａが形成されている。

第２部材４２ａには、上面側（第１部材４１ａとの積層側）に開口を有し、絶縁ブロック７０の一部を収容するとともに、複数のホルダ孔４４とそれぞれ連通する孔である第２収容部４５ｂが形成されている。

第１部材４１ａと第２部材４２ａとが積層されると、第１収容部４５ａおよび第２収容部４５ｂにより、略直方体状をなす中空空間を形成する。この中空空間は、絶縁ブロック７０を嵌合可能な形状をなし、上述した収容部４５と同等となる。

上述した変形例によれば、配置され得る電極位置全てにプローブ（グランド用プローブ２および信号用プローブ３）を挿通可能な孔が形成された金属ブロック４０ｂに対し、プローブを挿通可能な孔が電極配置に応じて形成された第１絶縁プレート５０、第２絶縁プレート６０および絶縁ブロック７０（第１絶縁プレート５０ａ、第２絶縁プレート６０ａおよび絶縁ブロック７０ａ）を使用する半導体集積回路１００に応じて交換するようにしたので、プローブの配置の変更が可能であるとともに、プローブを適切に配置することができる。

また、上述した変形例によれば、例えば、第２部材４２ａの第２収容部４５ｂに絶縁ブロック７０の一部を収容した状態で第２部材４２ａを第１部材４１ａに取り付ける際、絶縁ブロック７０を第１収容部４５ａに収容させて第１部材４１ａおよび第２部材４２ａを積層することによって、絶縁ブロック７０が位置決めピンの役割を担う。これにより、第１部材４１ａと第２部材４２ａとの取り付けを一段と容易かつ確実なものとすることができる。

（実施の形態２）
図６は、本実施の形態２にかかるプローブユニットの要部の構成を示す部分断面図である。なお、上述した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付してある。上述した実施の形態１では、信号用プローブ３が第１絶縁プレート５０および第２絶縁プレート６０に係止されるものとして説明したが、本実施の形態２では、信号用プローブ３ａが、絶縁ブロック７０ｂに係止される。

本実施の形態２にかかるプローブユニット１ｃは、複数のグランド用プローブ２および複数の信号用プローブ３ａを所定のパターンにしたがって収容して保持するプローブホルダ４ｃと、プローブホルダ４ｃの周囲に設けられ、検査の際に複数の信号用プローブ３ａと接触する半導体集積回路１００の位置ずれが生じるのを抑制するホルダ部材（図示せず）と、を有する。

信号用プローブ３ａは、半導体集積回路１００の検査を行なうときにその半導体集積回路１００の接続用電極に接触する第１プランジャ３４と、検査回路を備えた回路基板２００の電極に接触する第２プランジャ３５と、第１プランジャ３４と第２プランジャ３５とを伸縮自在に連結するコイルばね３３とを備える。

第１プランジャ３４は、例えば金属などの導電性材料を用いて形成され、上述したフランジ部３１ｃ、ボス部３１ｄおよび基端部３１ｅと、先細な先端形状をなす爪部３１ｂを複数有する先端部３１ｆ（第１接触部）と、を同軸上に有する。なお、先端部３１ｆは、上述した先端部３１ａと比して長手方向の長さを長くしたものである。

第２プランジャ３５は、例えば金属などの導電性材料を用いて形成され、上述したフランジ部３２ｂおよびボス部３２ｃと、先細な先端形状をなす爪部３１ｂを複数有する先端部３２ｅ（第２接触部）と、ボス部３２ｃのフランジ部３２ｂに連なる側と異なる端部から延び、ボス部３１ｄ，３２ｃの径と略同一の径を有する基端部３２ｆと、を同軸上に有する。なお、先端部３２ｅは、上述した先端部３２ａと比して長手方向の長さを長くしたものである。基端部３２ｆは、上述した基端部３２ｄと比して長手方向の長さを短くしたものである。

プローブホルダ４ｃは、上述した第１絶縁プレート５０、第２絶縁プレート６０と、金属などの導電性材料を用いて形成され、図６の上面側に位置する第１部材４１ｂと下面側に位置する第２部材４２ｂとが積層されてなる金属ブロック４０ｂと、樹脂、マシナブルセラミック、シリコンなどの絶縁性材料を用いて形成され、図６の上面側に位置する第１部材７３と下面側に位置する第２部材７４とが積層されてなり、金属ブロック４０ｂに収容される絶縁ブロック７０ｂと、を有する。

第１部材４１ｂおよび第２部材４２ｂには、上述した小径部４３１および４４１（孔部）が同数ずつ形成されている。また、第１部材４１ｂは、下面側（第２部材４２ｂとの積層側）に開口を有し、絶縁ブロック７０ｂの一部を収容するとともに、複数の小径部４３１とそれぞれ連通する孔である第１収容部４３３を有し、小径部４３１および第１収容部４３３によりホルダ孔４３ａを形成している。第２部材４２ｂは、上面側（第１部材４１ｂとの積層側）に開口を有し、絶縁ブロック７０ｂの一部を収容するとともに、複数の小径部４４１とそれぞれ連通する孔である第２収容部４４３を有し、小径部４４１および第２収容部４４３によりホルダ孔４４ａを形成している。

第１部材４１ａと第２部材４２ａとが積層されると、第１収容部４３３および第２収容部４４３が、略直方体状をなす中空空間を形成する収容部をなす。この収容部の中空空間は、絶縁ブロック７０ｂを嵌合可能な形状をなす。

絶縁ブロック７０ｂの第１部材７３および第２部材７４には、複数のグランド用プローブ２および信号用プローブ３を挿通するための孔部である第１孔７５および第２孔７６が形成されている。第１孔７５および第２孔７６は、グランド用プローブ２および信号用プローブ３ａの配置に応じて形成される。

第１孔７５は、第１部材７３と第２部材７４との積層により柱状の中空空間を形成する。具体的には、第１孔７５は、第１部材７３に形成される柱状の孔である孔部７３１と、第２部材７４に形成される柱状の孔である孔部７４１と、からなる。孔部７３１および７４１は、グランド用プローブ２外周の最大径と比して若干大きい径である。

他方、第２孔７６は、第１部材７３と第２部材７４との積層により、貫通方向に沿って径が異なる段付き孔形状をなす。第２孔７６は、第１部材７３に形成され、絶縁ブロック７０ｂの上端面に開口を有する小径部７３２ａ、およびこの小径部７３２ａよりも径が大きい大径部７３２ｂからなる孔部７３２と、絶縁ブロック７０ｂの下端面に開口を有する小径部７４２ａ、およびこの小径部７４２ａよりも径が大きい大径部７４２ｂからなる孔部７４２と、からなる。小径部７３２ａは、先端部３１ｆと比して若干大きい径である。また、大径部７３２ｂは、フランジ部３１ｃの径および／またはコイルばね３３の径と比して若干大きい径である。小径部７４２ａは、先端部３２ｅと比して若干大きい径である。また、大径部７４２ｂは、フランジ部３２ｂの径および／またはコイルばね３３の径と比して若干大きい径であって、大径部７３２ｂと同等の径である。

信号用プローブ３ａは、第１プランジャ３４の先端部３１ｆが第２孔５２から外部に突出している。このとき、フランジ部３１ｃは、絶縁ブロック７０ｂの小径部７３２ａと大径部７３２ｂとがなす段部に当接することにより、信号用プローブ３のプローブホルダ４からの抜止機能を有する。また、第２プランジャ３５のフランジ部３２ｂは、絶縁ブロック７０ｂの小径部７４２ａと大径部７４２ｂとがなす段部に当接することにより、信号用プローブ３ａのプローブホルダ４ｃからの抜止機能を有する。

上述した実施の形態２によれば、上述した実施の形態１と同様に、配置され得る電極位置全てにプローブ（グランド用プローブ２および信号用プローブ３ａ）を挿通可能な孔が形成された金属ブロック４０ｃに対し、プローブを挿通可能な孔が電極配置に応じて形成された第１絶縁プレート５０、第２絶縁プレート６０および絶縁ブロック７０ｂを使用する半導体集積回路１００に応じて交換可能にしたので、プローブの配置の変更が可能であるとともに、プローブを適切に配置することができる。

上述した実施の形態２では、第１絶縁プレート５０、第２絶縁プレート６０および絶縁ブロック７０ｂを交換することによってプローブの配置変更を行うことができるが、少なくとも絶縁ブロック７０ｂがプローブの配置に応じて孔の配置や径が異なっていればよい。具体的には、例えば絶縁ブロックがプローブの配置に応じて孔が形成されていれば、第１絶縁プレートおよび第２絶縁プレートには金属ブロックと同等の孔（小径部４３１および４４１）が形成されるものであってもよい。これにより、絶縁ブロック７０ｂを交換するのみでプローブの配置変更に対応することができる。

なお、上述したプローブは、各孔において係止可能であれば、プランジャとコイルばねで構成されるものに限らず、ポゴピン、またはワイヤーを弓状に撓ませて荷重を得るワイヤープローブでもよい。また、グランド用プローブ２は、回路基板２００から半導体集積回路１００へ電源を供給する給電用のコンタクトプローブに代えても適用可能である。

また、上述した実施の形態１では、図２〜５に示すホルダ孔４３，４４において、プローブを収容していない孔があるものとして説明したが、プローブユニットとして配設し得るプローブの数が同じであって、孔の形成位置が同じである場合は、プローブを収容していない孔は存在しないこととなる。すなわち、すべてのホルダ孔４３，４４にグランド用プローブ２および信号用プローブ３のいずれかが収容され、検査を行う半導体集積回路の電極配置によって収容するプローブを、グランド用プローブ２から信号用プローブ３に交換する場合、または信号用プローブ３からグランド用プローブ２に交換する場合もある。

また、上述した実施の形態１，２において、各フランジ部の各先端部側の端部およびホルダ孔の大径部と小径部との各境界壁面がテーパ状をなすものであってもよい。これにより、グランド用プローブ２をプローブホルダ４〜４ｂに取り付けた場合のグランド用プローブ２の軸線方向と垂直な方向の位置決めを一段と確実に行うことができる。

また、上述した実施の形態１，２において、第１絶縁プレート５０（５０ａ）および第２絶縁プレート６０（６０ａ）は、厚みが同等（同一形状）であってもよいし、厚みが異なっていてもよい。また、第１孔同士の開口の径、または第２孔同士の開口の径は同一であってもよいし、第１孔同士の開口の径、または第２孔同士の開口の径が異なるものであってもよい。

また、上述した実施の形態１において、絶縁ブロック７０を収容する収容部４５が、第１部材４１に形成されるものとして説明したが、第２部材４２に形成されるものであってもよい。

また、上述した実施の形態１，２において、回路基板２００と接触する先端部２２ａ，３２ａ，３２ｅが、一つの頭頂部を有する略錘状をなすものとして説明したが、先端部２１ａ，３１ａ，３１ｆのように、複数の爪部（頭頂部）を有するものであってもよい。

また、上述した実施の形態１，２において、コイルばね２３が、密着巻き部２３ａおよび粗巻き部２３ｂからなるものとして説明したが、すべてが密着巻きで巻回されていてもよいし、すべてが粗巻きで巻回されていてもよい。

以上のように、本発明にかかるプローブユニットは、コンタクトプローブの配置の変更が可能であるとともに、コンタクトプローブを適切に配置することに有用である。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ プローブユニット
２ グランド用コンタクトプローブ（グランド用プローブ）
３，３ａ 信号用コンタクトプローブ（信号用プローブ）
４，４ａ，４ｂ，４ｃ プローブホルダ
５ ホルダ部材
２１，３１，３４ 第１プランジャ
２１ａ，２２ａ，３１ａ，３１ｆ，３２ａ，３２ｅ 先端部
２１ｂ，３１ｂ 爪部
２１ｃ，２２ｂ，３１ｃ，３２ｂ フランジ部
２１ｄ，２２ｃ，３１ｄ，３２ｃ ボス部
２１ｅ，２２ｄ，３１ｅ，３２ｄ，３２ｆ 基端部
２２，３２，３５ 第２プランジャ
２３，３３ コイルばね
２３ａ，３３ａ 密着巻き部
２３ｂ，３３ｂ 粗巻き部
４０，４０ａ，４０ｂ 金属ブロック
４１，４１ａ，４１ｂ，７３ 第１部材
４２，４２ａ，４２ｂ，７４ 第２部材
４３，４３ａ，４４，４４ａ ホルダ孔
４５ 収容部
４５ａ，４３３ 第１収容部
４５ｂ，４４３ 第２収容部
５０，５０ａ 第１絶縁プレート
５１，６１，７１，７５ 第１孔
５２，６２，７２，７６ 第２孔
６０，６０ａ 第２絶縁プレート
７０，７０ａ，７０ｂ 絶縁ブロック
１００ 半導体集積回路
２００ 回路基板
４３１，４４１ 小径部
４３２，４４２ 大径部

Claims (7)

1. 長手方向と直交する方向の径が異なる第１および第２のコンタクトプローブと、
   複数の前記第１および第２のコンタクトプローブを保持するプローブホルダと、
   を備え、
   前記プローブホルダは、
   導電性材料からなり、前記第１および第２のコンタクトプローブを挿通可能な挿通孔が形成された導電ブロックと、
   絶縁性材料からなり、前記第１のコンタクトプローブを挿通可能な複数の第１の孔と、前記第２のコンタクトプローブを挿通可能な複数の第２の孔とが、前記第１および第２のコンタクトプローブの配置に応じて形成され、前記導電ブロックの外周面および／または内部に交換自在に設けられる絶縁部材と、
   を有し、
   前記導電ブロックは、前記挿通孔により前記第１のコンタクトプローブを抜止し、
   前記絶縁部材は、前記第２の孔により前記第２のコンタクトプローブを抜止することを特徴とするプローブユニット。
2. 前記絶縁部材は、
   複数の前記第１の孔と、複数の前記第２の孔とが、前記第１および第２のコンタクトプローブの配置に応じて形成され、前記導電ブロックの一方および他方の外周面に交換自在にそれぞれ設けられる第１および第２絶縁プレート、
   を有することを特徴とする請求項１に記載のプローブユニット。
3. 前記絶縁部材は、
   前記第１のコンタクトプローブを挿通可能な複数の第３の孔と、前記第２のコンタクトプローブの一部を挿通可能な複数の第４の孔と、が前記第１および第２の孔とそれぞれ同じ配置で形成された絶縁ブロックをさらに有し、
   前記挿通孔は、前記第１および第２のコンタクトプローブのいずれかを挿通する複数の孔部と、該複数の孔部に連通し、前記絶縁ブロックを収容する収容部と、からなることを特徴とする請求項２に記載のプローブユニット。
4. 前記導電ブロックは、第１部材および第２部材が積層されてなり、
   前記収容部は、前記第１および第２部材の積層により形成される中空空間からなることを特徴とする請求項３に記載のプローブユニット。
5. 前記絶縁部材は、
   複数の前記第１の孔と、複数の前記第２の孔と、が前記第１および第２のコンタクトプローブの配置に応じて形成された絶縁ブロック、
   を有し、
   前記挿通孔は、前記第１および第２のコンタクトプローブのいずれかを挿通する複数の孔部と、該複数の孔部に連通し、前記絶縁ブロックを収容する収容部と、からなることを特徴とする請求項１に記載のプローブユニット。
6. 前記孔部の数は、前記第１の孔の数と前記第２の孔の数との和以上であることを特徴とする請求項３または５に記載のプローブユニット。
7. 前記第１のコンタクトプローブは、
   前記長手方向の一方の端部側に設けられ、前記接触対象物の電極と接触する第１接触部材と、
   前記長手方向の他方の端部側に設けられ、前記基板の電極と接触する第２接触部材と、
   前記第１接触部材と前記第２接触部材との間に設けられ、前記第１および第２接触部材を付勢するコイルばねと、
   を有し、
   前記第１接触部材は、前記導電ブロックの一方の面側で接触し、
   前記第２接触部材は、前記導電ブロックの他方の面側で接触することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のプローブユニット。

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