JP2016109664A - プローブ及び接触検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プローブと回路基板との電気的接続を安定させることができるプローブ及び当該プローブを備える接触検査装置を提供する。
【解決手段】プローブは、一端が被検査体に接触及び離間し、他端が回路基板に接触して前記被検査体の検査を行うプローブであって、前記他端には、前記プローブの軸線周り方向への回転を規制する回転被規制部が設けられている。また、前記一端と前記他端との間には、少なくとも一つの螺旋状のスリットを有する、前記プローブの軸線方向に伸縮自在な伸縮部を備えている。また、前記他端は管状部材で形成されている。また、前記伸縮部は、前記一端と前記他端との間において少なくとも２つ設けられ、前記伸縮部と前記伸縮との間には、中間部が形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、半導体集積回路の通電試験等に用いるプローブ及び当該プローブを備える接触検査装置に関するものである。

従来、半導体集積回路のような被検査体では、該被検査体が仕様書通りに製造されているか否かの通電試験が行われる。この種の通電試験は、被検査体の被検査部に個々に押圧される複数の接触子であるプローブを備えた、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接触検査装置を用いて行われる。この種の接触検査装置は、被検査体の被検査部と、テスターとを電気的に接続し、検査を行うために用いられる。

この種の接触検査装置では、複数のプローブを被検査体の被検査部に対して接触した状態で押圧することにより電気的に接続を確立する。しかしながら、半導体集積回路の微細化、複雑化に伴って被検査体の被検査部を検査するプローブもそのサイズが微細化し、被検査体を検査する際の押圧力が大きいと座屈し、あるいは隣り合うプローブと接触して短絡し、正常に被検査体の検査を行えなくなる虞がある。

そこで、各プローブにおいて伸縮部を設け、当該伸縮部が延び縮みすることにより、被検査体の検査時にプローブに作用する押圧力の一部を吸収し、プローブが座屈することや隣り合うプローブと接触して短絡することを抑制することができる接触検査装置がある（特許文献１参照）。

特開２０１０−２８１５８３号公報

この接触検査装置では、被検査体の被検査部に接触する円筒状部材であるプローブと、当該プローブの先端部を所定の位置に案内するヘッド部と、前記プローブの中間部を保持する保持部と、前記プローブの後端部を案内するベース部と、当該ベース部に案内された前記プローブの後端部と電気的に接続する電極部とを備えている。

前記プローブにおいて、当該プローブの先端部と中間部との間及び中間部と後端部との間には螺旋状に切り込みが入れられ、伸縮部が形成されている。したがって、前記プローブが前記被検査体の被検査部に押しつけられた際、前記伸縮部が前記プローブの軸線方向に撓むことにより、押圧力の一部を吸収し、前記プローブと前記被検査部との間の押圧力を適切な強さにできる。

ところで、このプローブでは前記伸縮部が前記プローブの軸線方向に撓むことにより、押圧力の一部を吸収する。その際、前記螺旋状の伸縮部には、前記押圧力の一部が螺旋方向に沿って作用し、前記プローブに前記プローブの軸線方向回りの回転力を与える。これにより、前記プローブが前記軸線方向回りに回転する虞がある。そして、前記プローブが前記軸線方向回りに回転すると、前記電極部と接触している前記プローブの後端部も前記軸線回り方向に回転する。その結果、前記プローブの後端部と接触している前記電極部に摩耗や損傷が生じ、前記プローブの後端部と前記電極部との接触が不安定となり、接触不良が生じる虞がある。これにより、前記プローブと前記電極部との電気的接続が不安定となり、前記接触検査装置の信頼性を損なう虞がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、プローブと回路基板との電気的接続を安定させることができるプローブ及び当該プローブを備える接触検査装置を提供することを目的とする。

上記課題を達成するため、本発明の第１の態様のプローブは、一端が被検査体に接触及び離間し、他端が回路基板に接触して前記被検査体の検査を行うプローブであって、前記他端には、前記プローブの軸線周り方向への回転を規制する回転被規制部が設けられていることを特徴とする。

前記プローブは前記他端が前記回路基板に接触した状態において、該プローブの前記一端が被検査体に押し付けられて接触する際、あるいは被検査体から離間する際に、該プローブの軸線周り方向に回転力が生じることがある。この回転力が生じると該プローブの前記他端側は前記回路基板に接している（固着されていない）構成であることからその接触部分に前記回転に基づく摩耗や損傷を与える虞がある。そして、前記プローブが被検査体の検査を行うたびに、この回転力が生じ、該プローブと前記回路基板との間に前記プローブの回転が繰り返し生じることとなり、摩耗や損傷が大きくなる虞がある。
本態様によれば、前記回転被規制部が前記プローブの軸線周り方向への回転を規制するので、前記他端と前記回路基板との接触部分における摩耗及び損傷が生じることを抑制できる。したがって、前記プローブと前記回路基板との間の電気的接続を安定させることができ、前記接触検査装置の信頼性を向上させることができる。

本発明の第２の態様のプローブは、第１の態様において、前記一端と前記他端との間には、少なくとも一つの螺旋状のスリットを有する、前記プローブの軸線方向に伸縮自在な伸縮部を備えることを特徴とする。

本態様によれば、前記プローブの一端が前記被検査体に接触した際、前記一端と前記他端との間に設けられた前記螺旋状のスリットを有する伸縮部は軸線方向において縮み、押圧力の一部を吸収する。そして、前記押圧力の一部は前記プローブを軸線方向回りに回転させようと作用するが、前記他端には前記プローブの軸線方向回りの回転を規制する回転被規制部が設けられているので、前記プローブの他端における前記軸線方向回りの回転が規制される。その結果、前記他端と前記回路基板との接触部分における摩耗及び損傷が生じることを抑制できる。したがって、前記プローブと前記回路基板との間の電気的接続を安定させることができ、前記接触検査装置の信頼性を向上させることができる。

本発明の第３の態様のプローブは、第２の態様において、前記他端は管状部材で形成されていることを特徴とする。

前記プローブの前記他端は前記管状部材で構成されている。すなわち、前記プローブと前記回路基板との間で繰り返し回転が生じると前記回路基板の接触部分において環状に摩耗するので、同じ部分に集中して摩耗が生じる。その結果、前記プローブと前記回路基板との間の接触圧が変化し、前記プローブと前記回路基板との間の電気的接続が不安定となる。
しかしながら、本態様では前記回転被規制部により前記他端の回転が規制されている状態であるため、前記他端が管状部材であっても前記他端における前記回転が抑制されるので、前記他端と前記回路基板との間に生じる摩耗や損傷をより効果的に抑制でき、前記プローブと前記回路基板との間の電気的接続を安定させることができる。

本発明の第４の態様のプローブは、第２または第３の態様において、前記伸縮部は前記一端と前記他端との間において少なくとも２つ設けられ、前記伸縮部と前記伸縮部との間には中間部が形成されていることを特徴とする。

本発明の第５の態様のプローブは、第１から第４のいずれか一の態様において、前記回転被規制部は前記他端の一部が切り取られた形状の切欠き部として形成されていることを特徴とする。

尚、本明細書において「前記他端の一部が切り取られた形状の切欠き部」とは、前記他端の一部を切り取って切欠き部を形成するだけでなく、切削加工以外のプレス加工やその他の成形方法により前記他端に切欠き部を形成したものも含んでいる。

本態様によれば、前記回転被規制部が切欠き部として形成されるので、前記他端に前記回転被規制部を容易に形成することができる。

本発明の第６の態様のプローブは、第１から第４のいずれか一の態様において、前記回転被規制部は管状部材の前記他端を多角形の形状に成形して形成されていることを特徴とする。

本態様によれば、前記回転被規制部は管状部材の前記他端を多角形の形状に成形して形成されている。すなわち、前記回転被規制部を多角形の形状に形成することにより、前記回転被規制部において前記軸線回り方向の回転を抑制するために掛かる力を多角形の各面に分散することができ、より小さい力で前記プローブの他端における前記回転を抑制することができる。

また、前記他端を多角形の形状に成形することにより、前記他端と前記回路基板との接触面積が増大し、前記他端と前記回路基板との間の摩擦力が大きくなるので、前記プローブの回転を抑制できる。また、接触面積が増大することにより、前記他端と前記回路基板との面積あたりの接触圧が低減されるので、摩耗が低減され、前記プローブと前記回路基板との間の電気的接続を安定させることができる。

また、前記管状部材の他端をプレス成形等により成形することにより前記回転被規制部が形成されるので、前記他端に前記回転被規制部を容易に形成することができる。また、管状部材が多角形の形状に形成されるので、該管状部材の強度（剛性）を増すことができる。

本発明の第７の態様のプローブは、第１から第４のいずれか一の態様において、前記回転被規制部は前記プローブの半径方向において前記プローブから突出する突出部として形成されていることを特徴とする。

本発明の第８の態様のプローブは、第１または第２の態様において、前記プローブは前記プローブの一端を構成する第１の接触部と、前記プローブの他端を構成する第２の接触部とを備え、前記第２の接触部は前記回路基板と線接触し、前記回転被規制部は前記プローブの半径方向において前記プローブから突出する突出部として形成されていることを特徴とする。

本発明の第９の態様における接触検査装置は、被検査体に接触して検査を行う接触検査装置であって、第１から第８の態様における複数のプローブと、前記プローブの他端と接触する回路基板と、前記複数のプローブが挿通され、前記回路基板に着脱可能に取り付けられたプローブヘッドとを備え、前記プローブヘッドの前記回路基板と対向する側には、前記プローブの前記回転被規制部と係合する回転規制部が設けられていることを特徴とする。

本態様によれば、前記プローブヘッドの前記回路基板と対向する側には、前記プローブの前記回転被規制部と係合する回転規制部が設けられているので、前記プローブの一端が前記被検査体に接触した際、前記一端の前記被検査体に対する前記軸線方向回りの回転は許容しつつ、前記他端の前記軸線回り方向への回転は確実に規制される。したがって、前記プローブと前記回路基板との間の電気的接続を安定させることができ、前記接触検査装置の信頼性を向上させることができる。

本発明の第１の実施例に係るプローブを備える接触検査装置の側断面図。 図１における接触検査装置におけるプローブ基板側の拡大図。 第１の実施例に係るプローブの側面図。 第１の実施例に係るプローブの回転被規制部を示す拡大図。 第１の実施例に係るプローブヘッドの上面を示す斜視図。 プローブヘッドにプローブが挿通された状態におけるプローブヘッドの上面を示す平面図。 第１の実施例の一の変更例に係る回転被規制部を示す斜視図。 第１の実施例の他の変更例に係る回転被規制部を示す斜視図。 第１の実施例の他の変更例に係る回転被規制部を示す斜視図。 （Ａ）は接点部が管状である場合のプローブ基板との接触状態を示す概要図であり、（Ｂ）は接点部が六角形である場合のプローブ基板との接触状態を示す概要図であり、（Ｃ）は接点部が星形である場合のプローブ基板との接触状態を示す概要図。 第２の実施例に係るプローブの側面図。 第２の実施例に係るプローブの回転被規制部を示す拡大図。 第３の実施例に係るプローブの側面図。 第３の実施例に係るプローブの回転被規制部を示す拡大図。 第３の実施例に係るプローブを備える接触検査装置の側断面図。 第３の実施例に係る位置決め部材の斜視図。 プローブヘッド及び位置決め部材に挿通されたプローブの状態を示す平面図。 複数の位置決め部材を互いに相対移動させてプローブヘッドに挿通されたプローブを整列させ、回転非規制状態から回転規制状態へと切り換えた状態を示す平面図。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施例において同一の構成については、同一の符号を付し、最初の実施例においてのみ説明し、以後の実施例においてはその構成の説明を省略する。

＜＜＜第１の実施例＞＞＞
＜＜＜接触検査装置の概要＞＞＞
図１及び図２は「接触検査装置」の一実施形態であるプローブカード９０を示している。プローブカード９０は、「回路基板」としてのプローブ基板１２と、補強板１４と、プローブヘッド１６と、複数のプローブ１００とを備えている。また、プローブカード９０は、図示しないテスターに電気的に接続されるとともに前記テスターに対して揺動可能に当該テスターに取り付けられている。

本実施例においてプローブ基板１２は、円盤状に形成され、図示しないがセラミックス基板と配線基板とを備える多層基板として構成されている。プローブ基板１２において図１における−Ｚ軸方向側の面（以下、「下面」という。）には、複数の導電性の接触部１２ａが設けられている。又、本実施例において図１におけるＺ軸方向は「上下方向」を示すものとし、＋Ｚ軸方向を「上方」、−Ｚ軸方向を「下方」とする。

また、図示しないが、プローブ基板１２内には、複数の配線路が設けられている。前記配線路の一端はプローブ基板１２の下面に設けられた導電性の接触部１２ａを介して各プローブ１００に電気的に接続されている。前記配線路の他端は、プローブ基板１２の＋Ｚ軸方向側の面（以下、「上面」という。）に設けられた複数の導電性部（不図示）に接続されている。プローブ基板１２の上面に設けられた前記導電性部（不図示）は、それぞれテスター（不図示）に接続されている。

プローブ基板１２の上面側には、補強板１４が取り付けられている。補強板１４は、円盤状に形成され、金属部材から構成されている。また、補強板１４の−Ｚ軸方向側の面、つまりプローブ基板１２の上面と対向する下面は、平面１４ａとして形成されている。補強板１４の平面１４ａ（図１参照）は、所定の平面度（例えば３０μｍ）以下となるように形成されている。補強板１４に取り付けられたプローブ基板１２は、平面１４ａの平面度に倣うので、補強板１４はプローブ基板１２の平面度を規定する。

また、プローブ基板１２の下面にはプローブヘッド１６がプローブ基板１２に対して締結部材２０を介して着脱可能に取り付けられている。プローブヘッド１６は、上部プローブヘッド２２と、下部プローブヘッド２４と、中間保持部材２６とを備えている。上部プローブヘッド２２と下部プローブヘッド２４とは上下方向に間隔をおいて設けられている。本実施例では、上下方向における上方側に上部プローブヘッド２２が配置され、下方側に下部プローブヘッド２４が配置されている。本実施例において、上部プローブヘッド２２及び下部プローブヘッド２４はセラミックス等の非導電性材料により形成されている。

また、上下方向において上部プローブヘッド２２と下部プローブヘッド２４との間には、中間保持部材２６が配置されている。本実施例において中間保持部材２６は、非導電性の樹脂材料から成るフィルム部材として構成されている。

上部プローブヘッド２２には、複数の回転規制部１０２（図５参照）が設けられている。また、下部プローブヘッド２４及び中間保持部材２６には、それぞれ複数の孔部２４ａ、２６ａが設けられている。複数の回転規制部１０２及び複数の孔部２４ａ、２６ａは、上下方向に沿って延びるとともに、上下方向に延びる軸線を共有している。すなわち、一つの回転規制部１０２及び当該回転規制部１０２に対応する孔部２４ａ、２６ａの各軸線は同軸上に位置している。尚、回転規制部１０２については後ほど詳説する。

また、プローブヘッド１６には複数のプローブ１００が挿通されている。具体的には、プローブ１００は、同軸状に配置された回転規制部１０２及び孔部２４ａ、２６ａに通されている。すなわち、プローブ１００は、上部プローブヘッド２２、下部プローブヘッド２４及び中間保持部材２６に挿通されている。ここで、プローブ１００は上下方向において、その一端（下端）１００ａ（図３参照）と他端（上端）１００ｂ（図３参照）とがそれぞれプローブヘッド１６から突出するように構成されている。

尚、プローブ１００が回転規制部１０２及び孔部２４ａ、２６ａに通された状態において中間保持部材２６はプローブ１００の軸線方向と交差する方向（図１におけるＸ軸方向あるいはＹ軸方向）に変位させられる。これにより、プローブ１００は後述する中間部１１０が中間保持部材２６により軸線方向と交差する方向に押圧され、中間部１１０を中心に軸線方向と交差する方向に撓む。すなわち、プローブ１００はプローブヘッド１６内において弓状に撓み、プローブ１００はプローブヘッド１６に保持される。
また、プローブヘッド１６内において複数のプローブ１００は中間保持部材２６により前記交差する方向、すなわち同じ方向に撓まされて整列させられる。これにより、プローブカード９０は被検査体への検査時において各プローブ１００にオーバードライブが作用しても、プローブ１００の撓み方向は予め中間保持部材２６により規定されているので、隣り合うプローブ１００同士が撓んだ状態で接触して短絡することを抑制できる。

また、図１においてプローブカード９０の下方には検査ステージ２８が設けられている。検査ステージ２８は、Ｘステージ、Ｙステージ、Ｚステージ及びθステージを組み合わせて構成されている。検査ステージ２８の上部には、チャックトップ３０が設けられている。このため、チャックトップ３０は、水平面状でＸ軸方向及びこれに直角なＹ軸方向と、前記水平面（ＸＹ面）に垂直な垂直方向すなわちＺ軸方向に位置調整が可能であり、またＺ軸まわりに回転姿勢（θ方向）が調整可能である。

さらにチャックトップ３０の上部には載置面３２が設けられ、被検査体３４が載置される。尚、本実施例において被検査体３４は、多数の集積回路が組み込まれた半導体ウエハである。被検査体３４の上面には、複数の電極３４ａが設けられている。複数の電極３４ａはプローブ１００の一端１００ａと接触し、プローブ１００の他端１００ｂはプローブ基板１２の接触部１２ａと接触することから、プローブカード９０と被検査体３４との間の電気的接続が確立される。

＜＜＜プローブの構成について＞＞＞
ここで、図３及び図４を参照してプローブ１００の構成について詳説する。プローブ１００は、プローブ１００の一端１００ａを構成する第１の接触部１０４と、弾性部１０６とを備えている。本実施例において弾性部１０６は管状部材として構成されている。弾性部１０６には、軸線方向において少なくとも一つの螺旋状のスリットを有する伸縮部１０８が設けられている。本実施例において弾性部１０６には２つの伸縮部１０８Ａ、１０８Ｂ（図３参照）が設けられている。また、伸縮部１０８Ａと伸縮部１０８Ｂの間には中間部１１０が設けられている。

本実施例において、第１の接触部１０４は、弾性部１０６の一端に接続されている。具体的には第１の接触部１０４は弾性部１０６の一端（図３における「下端側」）に溶接されている。弾性部１０６において第１の接触部１０４が溶接された溶接部分１０６ａは弾性部１０６のその他の部分の直径寸法よりも大きくなっている。尚、プローブヘッド１６に設けられた孔部２４ａ、２６ａの直径寸法は、プローブ１００における最大直径である溶接部分１０６ａの直径寸法よりも大きく設定されている。

また、本実施例において伸縮部１０８Ａ、１０８Ｂは、弾性部１０６の軸線方向（上下方向）に沿って螺旋状のスリットとして構成されている。伸縮部１０８Ａ、１０８Ｂは弾性部１０６の軸線方向に沿って伸縮可能である。また、本実施例では、伸縮部１０８Ａと伸縮部１０８Ｂとの間には、プローブ１００をプローブヘッド１６に挿通した際、中間保持部材２６に対応する中間部１１０が設けられている。

また、本実施例において弾性部１０６の他端側（図３における「上端側」）には接点部１０６ｂと、回転被規制部１１２が設けられている。接点部１０６ｂは弾性部１０６の他端側の端部、つまりプローブ１００の他端１００ｂに設けられている。そして、プローブ１００がプローブヘッド１６に挿通された状態においてプローブヘッド１６がプローブ基板１２に取り付けられた際、接点部１０６ｂはプローブ基板１２の接触部１２ａと接触する。

また、弾性部１０６の他端側の一部は切り取られて切欠き部として構成されている。本実施例において、回転被規制部１１２は前記切欠き部として構成されている。尚、本実施例において弾性部１０６の半径方向における前記切欠き部の切欠き量は弾性部１０６の半径よりも小さく設定されているが、半径よりも大きく設定されていてもよい。

尚、プローブ１００は導電性の金属材料で形成されている。一例として、プローブ１００は、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル・リン合金（Ｎｉ−Ｐ）、ニッケル・タングステン合金（Ｎｉ−Ｗ）、燐青銅、パラジウム・コバルト合金（Ｐｄ−Ｃｏ）及びパラジウム・ニッケル・コバルト合金（Ｐｄ−Ｎｉ−Ｃｏ）等、高い靭性を有する導電性金属材料で形成されている。

次いで、図５及び図６を参照して回転規制部１０２について説明する。本実施例において複数の回転規制部１０２は、それぞれプローブヘッド１６の上部プローブヘッド２２に設けられている。より具体的には、プローブヘッド１６がプローブ基板１２に取り付けられた状態において回転規制部１０２がプローブ基板１２の接触部１２ａと対向するように、回転規制部１０２は上部プローブヘッド２２に設けられている。また、回転規制部１０２は、プローブ１００の他端部の形状、すなわち、回転被規制部１１２の形状に対応した形状に形成されている。より具体的には、本実施例において回転規制部１０２は、プローブ１００の他端部の形状すなわち切欠き部が設けられた形状であるＤ字状に形成されている。そして、回転規制部１０２は上部プローブヘッド２２を貫通している。

図６に示すように、上部プローブヘッド２２の回転規制部１０２にプローブ１００の他端１００ｂ、すなわち弾性部１０６の他端が挿通されると、弾性部１０６の他端に設けられた回転被規制部１１２を成す切欠き部が回転規制部１０２における前記切欠き部と対向する部分と係合する。これにより、回転被規制部１１２は、プローブ１００の他端１００ｂがプローブ１００の軸線方向回りへ回転しようとすると、回転規制部１０２により軸線方向回りの回転を規制される、つまり、プローブ１００の他端１００ｂの回転が規制される。

したがって、プローブ基板１２の接触部１２ａにおけるプローブ１００の他端１００ｂ、すなわち接点部１０６ｂとの接触部分における摩耗及び損傷が生じることを抑制できる。その結果、プローブ１００とプローブ基板１２との間の電気的接続を安定させることができ、プローブカード９０の信頼性を向上させることができる。尚、図６において回転規制部１０２及びプローブ１００のサイズは、説明のために実際の大きさよりも誇張して描かれている。

上記説明をまとめると、プローブ１００は他端１００ｂ、すなわち接点部１０６ｂがプローブ基板１２の接触部１２ａに接触した状態において、回転被規制部１１２がプローブヘッド１６の回転規制部１０２と係合してプローブ１００の軸線周り方向への回転を規制するので、接点部１０６ｂとプローブ基板１２の接触部１２ａとの接触部分における摩耗及び損傷が生じることを抑制できる。したがって、プローブ１００とプローブ基板１２との間の電気的接続を安定させることができ、プローブカード９０の信頼性を向上させることができる。

また、本実施例においてプローブ１００の一端１００ａである第１の接触部１０４が被検査体３４の電極３４ａに接触した際、第１の接触部１０４と接点部１０６ｂとの間に設けられた螺旋状のスリットを有する伸縮部１０８は軸線方向において縮み、押圧力の一部を吸収する。そして、押圧力の一部はプローブ１００を軸線方向回りに回転させようと作用するが、プローブ１００の他端１００ｂには軸線方向回りの回転を規制する回転被規制部１１２が設けられているので、プローブ１００の他端１００ｂにおける軸線方向回りの回転が規制される。その結果、接点部１０６ｂとプローブ基板１２の接触部１２ａとの接触部分における摩耗及び損傷が生じることを抑制できる。したがって、プローブ１００とプローブ基板１２との間の電気的接続を安定させることができ、プローブカード９０の信頼性を向上させることができる。

プローブ１００の弾性部１０６は管状部材で構成されている。すなわち、プローブ１００の弾性部１０６の接点部１０６ｂとプローブ基板１２の接触部１２ａとの間で繰り返し回転が生じるとプローブ基板１２の接触部１２ａにおいて環状に摩耗するので、同じ部分に集中して摩耗が生じる。その結果、プローブ１００とプローブ基板１２との間の接触圧が変化し、プローブ１００とプローブ基板１２との間の電気的接続が不安定となる。
しかしながら、本実施例では回転被規制部１１２により接点部１０６ｂのプローブ１００の軸線周り方向への回転が規制されている状態であるため、弾性部１０６が管状部材であっても接点部１０６ｂにおける回転が抑制されるので、接点部１０６ｂとプローブ基板１２の接触部１２ａとの間に生じる摩耗や損傷をより効果的に抑制でき、プローブ１００とプローブ基板１２との間の電気的接続を安定させることができる。

本実施例において回転被規制部１１２が切欠き部として形成されるので、弾性部１０６の他端に回転被規制部１１２を容易に形成することができる。

＜＜＜第１の実施例の変更例＞＞＞
（１）本実施例において、プローブ１００の他端１００ｂ、すなわち弾性部１０６の他端において回転被規制部１１２は切欠き部として形成したが、この構成に代えて、図７に示すようにプローブ１００の他端１００ｂにおいてスリット状の回転被規制部１１４として形成してもよく、図８及び図９に示すように管状部材である弾性部１０６の他端（プローブ１００の他端１００ｂ）をプレス成形等により多角形の形状に成形して回転被規制部１１６、１１８を形成してもよい。一例として、図８では回転被規制部１１６は六角形の形状に形成されており、図９では回転被規制部１１８は星型の形状に形成されている。尚、この場合において上部プローブヘッド２２に設けられる回転規制部１０２の形状は弾性部１０６の他端に設けられた回転被規制部１１４、１１６、１１８の形状に対応するように形成される。

また、弾性部１０６における回転被規制部１１６、１１８を多角形の形状に形成することにより、回転被規制部１１６、１１８において軸線回り方向の回転を抑制するために掛かる力を多角形の各面に分散することができ、より小さい力でプローブ１００の他端１００ｂにおける回転を抑制することができる。

また、図１０（Ａ）に示すように弾性部１０６の接点部１０６ｂが管状である場合、プローブ基板１２の接触部１２ａに対して接点部１０６ｂが回転した際、環状の接触領域１２ｂが形成される。これに対し、図１０（Ｂ）に示すように弾性部１０６の他端（プローブ１００の他端１００ｂ）に六角形の回転被規制部１１６を形成した場合、プローブ基板１２の接触部１２ａに対して接点部１０６ｂが回転した際、環状の接触領域１２ｃが形成される。

この接触領域１２ｃは６角形の外周側の頂点が通る外接円と内周側の頂点が通る内接円との間の領域である。そして、接触領域１２ｃの面積は接触領域１２ｂの面積に対して大きくなる。その結果、接触部１２ａと接点部１０６ｂとの摩擦力が増大し、当該摩擦力は弾性部１０６の回転を妨げるように作用するので弾性部１０６の回転を抑制できる。また、接点部１０６ｂと接触部１２ａとの間の接触面積が増大することにより、接点部１０６ｂと接触部１２ａとの間の単位面積当たりの接触圧が低減できるので、接触部１２ａにおける摩耗が低減される。

図１０（Ｃ）は弾性部１０６において回転被規制部１１８を星型の形状に形成した場合を示している。接触領域１２ｄは星形の外周側の頂点が通る外接円と内周側の頂点が通る内接円との間の領域である。この構成では、接触領域１２ｄの面積は、接触領域１２ｂ、１２ｃよりも大きくなるので、接触領域１２ｃよりもさらに上記効果を増すことができる。

つまり、弾性部１０６の他端の回転被規制部１１６、１１８を多角形の形状に成形することにより、他端に設けられた接点部１０６ｂとプローブ基板１２の接触部１２ａとの接触面積が増大し、接点部１０６ｂと接触部１２ａとの間の摩擦力が大きくなるので、プローブ１００の回転を抑制できる。また、回転被規制部１１６、１１８をプレス成形で形成する場合、複雑な形状を容易に弾性部１０６の他端（プローブ１００の他端１００ｂ）に形成することができる。また、管状部材が多角形の形状に形成されるので、該管状部材の強度（剛性）を増すことができる。

（２）本実施例では、プローブ１００において伸縮部１０８を２箇所設ける構成としたが、この構成に代えて、１又は３以上の伸縮部１０８をプローブ１００に設ける構成としてもよい。
（３）また、本実施例において、プローブ１００の２箇所の伸縮部１０８Ａ、１０８Ｂの螺旋の方向を同じ方向としたが、この構成に代えて、２箇所の伸縮部１０８Ａ、１０８Ｂの螺旋方向を互いに逆方向としてもよい。
（４）また、本実施例において回転規制部１０２は回転被規制部１１２の形状に対応してＤ字状としたが、例えば矩形に形成し、該矩形の一辺が回転被規制部１１２と係合して回転を規制する構成であってもよい。
（５）また、本実施例におけるプローブ１００は弾性部１０６の両端部に伸縮自在な接触部を設ける構成、つまりポゴピン（特開２０１４−０２５７６１号公報等）のような構成であってもよい。

＜＜＜第２の実施例＞＞＞
図１１及び図１２を参照して、第２の実施例について説明する。図１１を参照するに第２の実施例に係るプローブ６８は、第１の接触部７０と、弾性部７２とを備えている。弾性部７２は図１１における−Ｚ軸方向側の端部で第１の接触部７０と接続されている。弾性部７２には、プローブ６８の軸線方向（図１１におけるＺ軸方向）に沿って間隔をおいて２箇所の螺旋状のスリットを有する伸縮部７４Ａ、７４Ｂ（図１１参照）が設けられている。また、弾性部７２において図１１における＋Ｚ軸方向側の端部を接点部７６とする。弾性部７２において接点部７６が設けられた側の端部には、回転被規制部７８（図１２参照）が設けられている。

本実施例において、図１２に示すように回転被規制部７８は弾性部７２の半径方向において弾性部７２から突出する突出部として形成されている。また、本実施例における回転被規制部７８は矩形に形成されている。また、本実施例において図示しないが、プローブヘッド１６の上部プローブヘッド２２に設けられた回転規制部１０２は、矩形の回転被規制部７８に対応した大きさの矩形の貫通孔として形成されている。すなわち、プローブヘッド１６にプローブ６８が挿通された状態では、プローブ６８の回転被規制部７８は、プローブヘッド１６の矩形状の回転規制部１０２と係合した状態となる。その結果、回転規制部１０２は回転被規制部７８の回転、ひいてはプローブ６８の軸線回り方向への回転を規制する。

＜＜＜第３の実施例＞＞＞
次いで、図１３ないし図１８を参照して第３の実施例について説明する。本実施例において、プローブカード１０は、プローブヘッド１６とプローブ基板１２との間に複数の位置決め部材３６、３８を設け、位置決め部材３６、３８に回転規制部５６、５８を設けた点で第１の実施例と異なる。

＜＜＜プローブカードの概要＞＞＞
図１５に示すように本実施例におけるプローブカード１０において、プローブヘッド１６の上部プローブヘッド２２には、回転規制部１０２に代えて、複数の孔部２２ａが形成されている。複数の孔部２２ａは、上下方向（Ｚ軸）に沿って延びるとともに、上下方向に延びる軸線を孔部２４ａ、２６ａと共有している。すなわち、一組の孔部２２ａ、２４ａ、２６ａの各軸線は同軸上に位置している。

また、プローブヘッド１６には複数のプローブ１８が挿通されている。具体的には、プローブ１８は、同軸状に配置された孔部２２ａ、２４ａ、２６ａに通されている。すなわち、プローブ１８は、上部プローブヘッド２２、下部プローブヘッド２４及び中間保持部材２６に挿通されている。ここで、プローブ１８は上下方向において、その一端１８ａ（図１３参照）と他端１８ｂ（図１３参照）とがそれぞれプローブヘッド１６から突出するように構成されている。

また、図１５に示すようにプローブヘッド１６の上面、つまり上部プローブヘッド２２の上面には複数の位置決め部材３６、３８が締結部材４０及び位置決めピン４２を介して取り付けられている。本実施例において位置決め部材３６、３８は、第１の位置決め部材３６と、第２の位置決め部材３８とを備えている。位置決め部材３６、３８については後ほど詳細に説明する。また、プローブ１８の他端１８ｂ（図１３参照）は、位置決め部材３６、３８に挿通し、位置決め部材３６、３８からプローブ基板１２側に突出している。

＜＜＜プローブの構成について＞＞＞
図１３及び図１４を参照してプローブ１８の構成について詳説する。プローブ１８は、プローブ１８の一端１８ａを構成する第１の接触部４４と、プローブ１８の他端１８ｂを構成する第２の接触部４６と、弾性部４８とを備えている。弾性部４８の両端には、それぞれ第１の接触部４４と、第２の接触部４６とが接続されている。

本実施例では、第１の接触部４４及び第２の接触部４６は、弾性部４８の両端において溶接されている。弾性部４８において第１の接触部４４及び第２の接触部４６が溶接された溶接部分４８ａ、４８ｂは弾性部４８のその他の部分の直径寸法よりも大きくなっている。尚、プローブヘッド１６に設けられた孔部２２ａ、２４ａ、２６ａの直径寸法は、プローブ１８における最大直径である溶接部分４８ａ、４８ｂの直径寸法よりも大きく設定されている。

また、弾性部４８は、弾性部４８の軸線方向（上下方向）に沿って弾性力を生じさせる螺旋状のスリットを有する伸縮部５０Ａ、５０Ｂ（図１３参照）が設けられている。伸縮部５０Ａ、５０Ｂは軸線方向に沿って互いに間隔をおいて２箇所設けられている。伸縮部５０Ａと伸縮部５０Ｂとの間には、プローブ１８をプローブヘッド１６に挿通した際、中間保持部材２６に対応する中間部４８ｃが設けられている。

また、第２の接触部４６には多角形状の回転被規制部５２が設けられている。図１４に示すように、本実施例において回転被規制部５２は矩形状に形成されている。また、本実施例において回転被規制部５２の軸線方向における厚さ寸法は、少なくとも第１の位置決め部材３６よりも厚く設定されている。すなわち、プローブ１８を第１の位置決め部材３６及び第２の位置決め部材３８に対して挿通させた際、回転被規制部５２が第１の位置決め部材３６及び第２の位置決め部材３８と係合可能な厚さ寸法に設定されている。

また、回転被規制部５２の寸法はプローブヘッド１６における孔部２２ａ、２４ａ、２６ａの直径寸法よりも大きく設定されている。つまり、プローブ１８をプローブヘッド１６に挿通させた際、回転被規制部５２は孔部２２ａを通り抜けることができず、回転被規制部５２の下面は上部プローブヘッド２２の上面と接触する。したがって、プローブ１８の第１の接触部４４がプローブヘッド１６の孔部２２ａ、２４ａ、２６ａに通されて下部プローブヘッド２４から突出した状態において、回転被規制部５２が上部プローブヘッド２２に支持された状態となる。

また、本実施例において第２の接触部４６における先端部分４６ａは、軸線方向（上下方向）と交差する方向（Ｘ軸方向又はＹ軸方向）において延びる三角柱状に形成されている。前記三角柱の軸線方向に延びる１辺が先端部分４６ａにおける上下方向の頂点に位置する、つまり稜線となっている。したがって、先端部分４６ａにおける前記１辺がプローブ基板１２の接触部１２ａと接触することとなり、プローブ１８とプローブ基板１２の接触部１２ａとは線接触となる。尚、プローブ１８も、プローブ１００と同様に導電性の金属材料で形成されている。

＜＜＜位置決め部材について＞＞＞
次いで図１６を参照して、第１の位置決め部材３６及び第２の位置決め部材３８について説明する。本実施例において第１の位置決め部材３６及び第２の位置決め部材３８は、セラミック等の非導電性材料から構成される板状部材として形成されている。尚、図１６には説明のため第１の位置決め部材３６を示しており、第１の位置決め部材３６を用いて説明する。

第１の位置決め部材３６において、四隅には第１の位置決め部材３６及び第２の位置決め部材３８を上部プローブヘッド２２に着脱可能に取り付ける複数の締結部材４０（図１７参照）のための複数の貫通孔５４（図１６参照）が設けられている。尚、貫通孔５４は図１６に示すように第１の位置決め部材３６及び第２の位置決め部材３８の対角線方向に延びる長穴として構成されている。尚、図１７及び図１８において、貫通孔５４は説明のために図示を省略している。

また、第１の位置決め部材３６においてＸ軸方向及びＹ軸方向に適宜間隔をおいて複数の回転規制部５６が整列して設けられている。回転規制部５６は、多角形状に形成され、本実施例では矩形に形成されている。回転規制部５６の寸法サイズは、プローブ１８の回転被規制部５２を受け入れることが可能なサイズに設定されている。尚、第２の位置決め部材３８においても第１の位置決め部材３６に設けられた回転規制部５６と同様の回転規制部５８が設けられている。

また、第１の位置決め部材３６には、位置決めピン４２を挿入するための複数の位置決め孔６０Ａ、６０Ｂが設けられている。尚、第２の位置決め部材３８にも複数の位置決め孔６２Ａ、６２Ｂが設けられている。第１の位置決め部材３６に設けられた位置決め孔６０Ａ、６０Ｂと第２の位置決め部材３８に設けられた位置決め孔６２Ａ、６２Ｂは、後述するが第１の位置決め部材３６及び第２の位置決め部材３８が互いに相対移動した際、位置決め孔６０Ａ、６０Ｂの軸線と位置決め孔６０Ａ、６０Ｂに対応する位置決め孔６２Ａ、６２Ｂの軸線とが一致するように構成されている。

＜＜＜プローブの回転非規制状態と回転規制状態との切換について＞＞＞
図１７を参照するに、上部プローブヘッド２２の上部において第１の位置決め部材３６の矩形の回転規制部５６と第２の位置決め部材３８の矩形の回転規制部５８とがＸ軸方向及びＹ軸方向における同じ位置で重なり合う状態となっている。尚、この状態では、第１の位置決め部材３６の位置決め孔６０Ａ、６０Ｂの位置と第２の位置決め部材３８の位置決め孔６２Ａ、６２Ｂの位置とは、互いにＸ軸方向及びＹ軸方向においてずれている。

図１７において第１の位置決め部材３６及び第２の位置決め部材３８の上方から回転規制部５６、５８を介してプローブヘッド１６内にプローブ１８が挿入されている。つまり、図１７はプローブ１８の回転被規制部５２が回転規制部５６、５８に挿入された状態を示している。尚、この状態では、回転規制部５６、５８の寸法サイズは回転被規制部５２の寸法サイズよりも大きいため、回転被規制部５２は回転規制部５６内において非整列状態、つまり、第２の接触部４６の先端部分４６ａの稜線の向きが様々な方向に向いている状態となっている。

この状態で締結部材４０を緩める。そして、第１の位置決め部材３６及び第２の位置決め部材３８が上部プローブヘッド２２に取り付けられた状態において、第１の位置決め部材３６と第２の位置決め部材３８とを互いに相対移動させる。具体的には、第１の位置決め部材３６及び第２の位置決め部材３８を矩形の回転規制部５６、５８の対角線に沿って移動させる。

そして、第１の位置決め部材３６と第２の位置決め部材３８とが矩形の回転規制部５６、５８の対角線に沿って相対移動すると、回転規制部５６、５８内に挿入されているプローブ１８の回転被規制部５２が回転規制部５６、５８の側壁に押圧されて、プローブ１８の軸線周り方向に回転し、プローブ１８の矩形状の回転被規制部５２の４辺が回転規制部５６、５８の側壁と係合する。

つまり、第１の位置決め部材３６及び第２の位置決め部材３８は矩形状の回転被規制部５２において互いに対向する２組の２辺とそれぞれ係合しているので、回転被規制部５２のＸ軸方向及びＹ軸方向への移動が規制される。つまり、第１の位置決め部材３６及び第２の位置決め部材３８により回転被規制部５２の位置決めがなされる。また、回転規制部５６、５８は回転被規制部５２の４辺と係合しているので、回転被規制部５２のプローブ１８の軸線周り方向への回転を規制することができる。

その結果、図１８に示すように、第１の位置決め部材３６と第２の位置決め部材３８とを矩形の回転規制部５６、５８の対角線に沿って相対移動させると、回転規制部５６、５８に挿入された非整列状態の回転被規制部５２の位置決め及びプローブ１８の軸線周り方向への回転の規制が行われる。

そして、第１の位置決め部材３６に設けられた位置決め孔６０Ａ、６０Ｂの位置と第２の位置決め部材３８に設けられた位置決め孔６２Ａ、６２Ｂの位置とがＸ軸方向及びＹ軸方向において対応する位置となるので、位置決め孔６０Ａに対応する位置決め孔６２Ａ及び位置決め孔６０Ｂに対応する位置決め孔６２Ｂにそれぞれ位置決めピン４２を挿入する。そして、複数の締結部材４０を締め付けることにより、第１の位置決め部材３６及び第２の位置決め部材３８の相対位置が固定され、回転被規制部５２の位置及び回転規制状態が保持される。つまり、第１の位置決め部材３６と第２の位置決め部材３８とを相対移動させることによりプローブ１８における回転非規制状態から回転規制状態へと切り換えられる。

また、図１８に示すプローブ１８の回転規制状態から位置決め孔６２Ａ（６０Ａ）、６２Ｂ（６０Ｂ）に挿入された位置決めピン４２を位置決め孔６２Ａ（６０Ａ）、６２Ｂ（６０Ｂ）から引き抜き、複数の締結部材４０を緩めることにより、第１の位置決め部材３６と第２の位置決め部材３８とが相対移動可能となる。これにより、プローブ１８における回転規制状態から回転非規制状態へと切り換えることができる。したがって、プローブヘッド１６からプローブ１８を１本ずつ引き抜くことが可能となり、プローブヘッド１６における損傷したプローブ１８の交換が容易となる。

また、プローブヘッド１６にプローブ１８を挿入し、第１の位置決め部材３６及び第２の位置決め部材３８を互いに相対移動させるだけで、プローブ１８の位置決め及び回転が規制されるのでプローブヘッド１６の組立作業を容易にすることができる。

＜＜＜第３の実施例の変更例＞＞＞
（１）本実施例においてプローブ１８に代えて、第２の実施例におけるプローブ６８とする構成としてもよい。
（２）本実施例において第１の位置決め部材３６及び第２の位置決め部材３８を上部プローブヘッド２２の上部に設ける構成としたが、第１の位置決め部材３６のみを上部プローブヘッド２２の上部に設ける構成としてもよい。この構成において、第１の位置決め部材３６の回転規制部５６のサイズをプローブ１８の回転被規制部５２に対応するサイズとすることで、回転規制部５６にプローブ１８の回転被規制部５２を受け入れただけで、プローブ１８の軸線方向回りの回転を規制することができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。

１０、９０ プローブカード、１２ プローブ基板、１２ａ 接触部、
１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ 接触領域、１４ 補強板、１４ａ 平面、
１６ プローブヘッド、１８、６８、１００ プローブ、１８ａ、１００ａ 一端、
１８ｂ、１００ｂ 他端、２０、４０ 締結部材、２２ 上部プローブヘッド、
２２ａ、２４ａ、２６ａ 孔部、２４ 下部プローブヘッド、２６ 中間保持部材、
２８ 検査ステージ、３０ チャックトップ、３２ 載置面、３４ 被検査体、
３４ａ 電極、３６ 第１の位置決め部材、３８ 第２の位置決め部材、
４２ 位置決めピン、４４、７０、１０４ 第１の接触部、４６ 第２の接触部、
４６ａ 先端部分、４８、７２、１０６ 弾性部、４８ａ、４８ｂ、１０６ａ 溶接部分、
４８ｃ、１１０ 中間部、
５０Ａ、５０Ｂ、７４Ａ、７４Ｂ、１０８Ａ、１０８Ｂ 伸縮部、
５２、７８、１１２、１１４、１１６、１１８ 回転被規制部、
５４ 貫通孔、５６、５８、１０２ 回転規制部、
６０Ａ、６０Ｂ、６２Ａ、６２Ｂ 位置決め孔、７６、１０６ｂ 接点部

Claims (9)

1. 一端が被検査体に接触及び離間し、他端が回路基板に接触して前記被検査体の検査を行うプローブであって、
   前記他端には、前記プローブの軸線周り方向への回転を規制する回転被規制部が設けられている、
   ことを特徴とするプローブ。
2. 請求項１に記載のプローブにおいて、前記一端と前記他端との間には、少なくとも一つの螺旋状のスリットを有する、前記プローブの軸線方向に伸縮自在な伸縮部を備える、
   ことを特徴とするプローブ。
3. 請求項２に記載のプローブにおいて、前記他端は管状部材で形成されている、
   ことを特徴とするプローブ。
4. 請求項２または請求項３に記載のプローブにおいて、前記伸縮部は、前記一端と前記他端との間において少なくとも２つ設けられ、
   前記伸縮部と前記伸縮部との間には中間部が形成されている、
   ことを特徴とするプローブ。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のプローブにおいて、前記回転被規制部は前記他端の一部が切り取られた形状の切欠き部として形成されている、
   ことを特徴とするプローブ。
6. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のプローブにおいて、前記回転被規制部は管状部材の前記他端を多角形の形状に成形して形成されている、
   ことを特徴とするプローブ。
7. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のプローブにおいて、前記回転被規制部は前記プローブの半径方向において前記プローブから突出する突出部として形成されている、
   ことを特徴とするプローブ。
8. 請求項１または請求項２に記載のプローブにおいて、前記プローブは、前記プローブの一端を構成する第１の接触部と、前記プローブの他端を構成する第２の接触部と、
   を備え、
   前記第２の接触部は前記回路基板と線接触し、
   前記回転被規制部は前記プローブの半径方向において前記プローブから突出する突出部として形成されている、
   ことを特徴とするプローブ。
9. 被検査体に接触して検査を行う接触検査装置であって、
   請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の複数のプローブと、
   前記プローブの他端と接触する回路基板と、
   前記複数のプローブが挿通され、前記回路基板に着脱可能に取り付けられたプローブヘッドと、
   を備え、
   前記プローブヘッドの前記回路基板と対向する側には、前記プローブの前記回転被規制部と係合する回転規制部が設けられている、
   ことを特徴とする接触検査装置。

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