JP2016191553A - プローブユニット - Google Patents

Abstract

【課題】信号用のコンタクトプローブのインピーダンス整合を行うとともに、部品点数の増大を抑制して容易に製造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】本発明にかかるプローブユニットは、プローブホルダが、第１のコンタクトプローブを挿通可能な第１の導電孔、および第２のコンタクトプローブを挿通可能な第２の導電孔が形成された第１の導電ブロックと、第１のコンタクトプローブを挿通可能な第３の導電孔、および第２のコンタクトプローブを挿通可能な第４の導電孔が形成された第２の導電ブロックと、第１および第３導通孔に連通する第１の絶縁孔、および第２および第４導通孔に連通する第２の絶縁孔が形成された絶縁ブロックと、を有し、第２および第４の導電孔は、特性インピーダンスを整合するための中空空間を形成し、第２の絶縁孔の径は、第２および第４の導電孔の径と比して小さい。
【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収容するホルダ孔が複数形成された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。

プローブユニットが備え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えられ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、信号用のコンタクトプローブとホルダ孔との間に信号用のコンタクトプローブの特性インピーダンスを補正するインピーダンス補正部材が設けられたプローブユニットが開示されている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１が開示するプローブユニットによれば、誘電体（絶縁体）であるインピーダンス補正部材を設けることによって信号用のコンタクトプローブと半導体集積回路との特性インピーダンスを一致させることができる。

特開２００５−１５６５３０号公報

しかしながら、特許文献１が開示するプローブユニットは、複数の信号用のコンタクトプローブに対して個々にインピーダンス補正部材を設けなればならなかった。このため、部品点数が増大し、製造に労力を要していた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、信号用のコンタクトプローブのインピーダンス整合を行うとともに、部品点数の増大を抑制して容易に製造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、特性が異なる信号をそれぞれ導通する第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、前記第１のコンタクトプローブを挿通可能な第１の導電孔、および前記第２のコンタクトプローブを挿通可能な第２の導電孔が形成された第１の導電ブロックと、前記第１のコンタクトプローブを挿通可能な第３の導電孔、および前記第２のコンタクトプローブを挿通可能な第４の導電孔が形成された第２の導電ブロックと、前記第１および第２の導電ブロックの間に設けられる絶縁ブロックであって、前記第１および第３導通孔に連通する第１の絶縁孔、および前記第２および第４導通孔に連通する第２の絶縁孔が形成された絶縁ブロックと、を有し、前記第２および第４の導電孔は、前記第２のコンタクトプローブの特性インピーダンスを整合するための中空空間を形成し、前記第２の絶縁孔の径は、前記第２および第４の導電孔の径と比して小さいことを特徴とする。

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２および第４の導電孔は、前記第２のコンタクトプローブを挿通する孔同士で対をなし、前記対をなす前記第２および第４の導電孔は、軸と直交する方向の径が略同一であり、前記第２のコンタクトプローブが導通する信号の特性に応じて、前記対単位で前記第２および第４の導電孔の径が異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、前記絶縁ブロックは、板状をなし、当該絶縁ブロックの板厚は、前記第１のコンタクトプローブの各々の軸と直交する方向の最外径のうちの最大の径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の絶縁孔の径は、前記第１の導電孔の径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および第２の絶縁孔は、両端開口部が面取りされ、前記第１および第２の導電孔は、前記絶縁ブロックと接触する側の端部開口部が面取りされてい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および第２のコンタクトプローブは、同一の形状をなすことを特徴とする。

本発明によれば、信号用のコンタクトプローブのインピーダンス整合を行うとともに、部品点数の増大を抑制して容易に製造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。図１および図２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、コンタクトプローブ２（以下、単に「プローブ２」という）により半導体集積回路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２ａ（以下、単に「グランド用プローブ２ａ」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２ｂ（以下、単に「信号用プローブ２ｂ」という）と、複数のグランド用プローブ２ａ（第１のコンタクトプローブ）および複数の信号用プローブ２ｂ（第２のコンタクトプローブ）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３と、プローブホルダ３の周囲に設けられ、検査の際に複数の信号用プローブ２ｂ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４と、を有する。

グランド用プローブ２ａおよび信号用プローブ２ｂは、同様の形状をなす。以下、グランド用プローブ２ａおよび信号用プローブ２ｂの構成を、グランド用プローブ２ａを例に説明する。グランド用プローブ２ａ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２ａ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２ａ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、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。

プローブホルダ３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金属ブロック３０（第１の導電ブロック）と、金属などの導電性材料を用いて形成され、図２の下面側に位置する第２金属ブロック４０（第２の導電ブロック）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金属ブロック３０の上面に配置される第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金属ブロック４０の下面に配置される第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、第１金属ブロック３０および第２金属ブロック４０の間に設けられる絶縁ブロック７０と、を有する。

第１金属ブロック３０、第２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、各々板状をなす。プローブホルダ３は、図２の下方から第２絶縁プレート６０、第２金属ブロック４０、絶縁ブロック７０、第１金属ブロック３０、第１絶縁プレート５０の順に積層されてなる。

また、プローブホルダ３は、第１金属ブロック３０と第１絶縁プレート５０との間、および第２金属ブロック４０と第２絶縁プレート６０との間が、樹脂などの接着材により接着され、第１金属ブロック３０とおよび第２金属ブロック４０との間に絶縁ブロック７０を挟み込んだ状態で、第１金属ブロック３０とおよび第２金属ブロック４０とがねじ止めなどによって固定されている。第１金属ブロック３０、第２金属ブロック４０、第１絶縁プレート５０および第２絶縁プレート６０には、上述したねじを挿通する図示しない挿通孔が形成されている。

第１金属ブロック３０および第２金属ブロック４０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。なお、第１金属ブロック３０および第２金属ブロック４０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。

また、第１金属ブロック３０には、グランド用プローブ２ａの一部を収容するための第１孔３１（第１の導電孔）と、信号用プローブ２ｂの一部を収容するための第２孔３２（第２の導電孔）と、が形成されている。第１孔３１および第２孔３２は、貫通方向（軸方向）に沿って一様な径を有する孔形状をなす。第２孔３２の径は、第１孔３１の径よりも大きい。第１孔３１および第２孔３２は、絶縁ブロック７０と接する側の外縁（端部開口部）が、面取りされている。

第２金属ブロック４０には、グランド用プローブ２ａの一部を収容するための第１孔４１（第３の導電孔）と、信号用プローブ２ｂの一部を収容するための第２孔４２（第４の導電孔）と、が形成されている。第１孔４１は、貫通方向に沿って一様な径であって、第１孔３１と同等の径を有する孔形状を有する。第２孔４２は、貫通方向に沿って一様な径であって、第２孔３２と同等の径を有する孔形状をなす。第１孔４１および第２孔４２は、絶縁ブロック７０と接する側の外縁（端部開口部）が、面取りされている。

第１絶縁プレート５０には、グランド用プローブ２ａの第１プランジャ２１を挿通可能な第１孔５１と、信号用プローブ２ｂの第１プランジャ２１を挿通可能な第２孔５２と、が形成されている。

第１孔５１は、プローブホルダ３の上面側に開口を有する小径部５１１と、第１孔３１に連通し、小径部５１１よりも径が大きい大径部５１２とからなる。小径部５１１は、先端部２１ａの径より大きく、フランジ部２１ｃの径より小さい。また、大径部５１２は、第１孔３１の径と同等の径である。

他方、第２孔５２は、プローブホルダ３の上面側に開口を有する小径部５２１と、第２孔３２に連通し、小径部５２１よりも径が大きい大径部５２２とからなる。小径部５２１は、先端部２１ａの径より大きく、フランジ部２１ｃの径より小さい。また、大径部５２２は、第２孔３２の径と同等の径である。

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

絶縁ブロック７０には、グランド用プローブ２ａのコイルばね２３を挿通可能な第１孔７１（第１の絶縁孔）と、信号用プローブ２ｂのコイルばね２３を挿通可能な第２孔７２（第２の絶縁孔）と、が形成されている。本実施の形態１では、第１孔７１および第２孔７２の径が同じであり、第１孔４１と同等であるものとして説明する。また、第１孔７１および第２孔７２は、両端の外縁（開口部）が、面取りされている。

第１金属ブロック３０および第２金属ブロック４０は、絶縁ブロック７０に挿通される導電ピン８０により電気的に接続している。

プローブホルダ３では、各々が接着または固定された際に、第１孔３１，４１，５１，６１，７１の互いの軸線が一致する。また、第２孔３２，４２，５２，６２，７２においても、互いの軸線が一致している。このとき、第１孔３１，４１および大径部５１２が形成する円柱状の中空空間の径ｒ１は、第２孔３２，４２および大径部５２２が形成する円柱状の中空空間の径ｒ２と比して小さい。

グランド用プローブ２ａ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、第１孔５１の小径部５１１と大径部５１２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２ａのプローブホルダ３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、第１孔４１と第１孔６１とがなす段部（境界壁面）に当接することにより、グランド用プローブ２ａのプローブホルダ３からの抜止機能を有する。

信号用プローブ２ｂは、第１プランジャ２１の先端部２１ａが第２孔５２から外部に突出している。フランジ部２１ｃは、第２孔５２の小径部５２１と大径部５２２との境界壁面に当接することにより、信号用プローブ２ｂのプローブホルダ３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、第２孔４２と第２孔６２とがなす段部（境界壁面）に当接することにより、信号用プローブ２ｂのプローブホルダ３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の開口の径が第２孔３２，４２の径よりも小さいため、第２孔３２，４２，７２がなす中空空間において、第２孔７２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２ｂは、小径部５２１などの大きさによって傾斜する場合や、コイルばね２３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２３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２ｂが倒れるのを防止するとともに、第１金属ブロック３０や第２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２ａ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２ｂ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、各プローブ２においてコイルばね２３が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２ａ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。このとき、グランド用プローブ２ａは、フランジ部２１ｃが第１孔３１の壁面と接触し、フランジ部２２ｂが第１孔４１の壁面と接触している。

信号用プローブ２ｂ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内に進入し、密着巻き部２３ａの内周側と摺接する。この際には、第２プランジャ２２の軸線が大きくぶれることはないため、基端部２２ｄと密着巻き部２３ａの内周との摺接が安定するとともに、密着巻き部２３ａがわずかに蛇行するため、基端部２２ｄとコイルばね２３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２ａ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からグランド用プローブ２ａの第２プランジャ２２、第２金属ブロック４０、導電ピン８０、第１金属ブロック３０および第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、グランド用プローブ２ａでは、第２プランジャ２２のフランジ部２２ｂと第２金属ブロック４０の第１孔４１との接触、および第１プランジャ２１のフランジ部２１ｃと第１金属ブロッ３０の第１孔３１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２ｂ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２ｂにおいて、第２プランジャ２２、密着巻き部２３ａ、第１プランジャ２１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２ｂでは、第１プランジャ２１と第２プランジャ２２が密着巻き部２３ａ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２３ｂ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。

ここで、第１孔３１，４１および大径部５１２が形成する円柱状の中空空間の径ｒ１について説明する。径ｒ１は、コイルばね２３の外周の径よりも若干大きい径であって、フランジ部２１ｃ，２２ｂが第１金属ブロック３０および第２金属ブロック４０の第１孔３１，４１にそれぞれ接触可能な値に設計されている。

続いて、第２孔３２，４２および大径部５２２が形成する円柱状の中空空間の径ｒ２について説明する。径ｒ２は、中空空間により信号用プローブ２ｂの特性インピーダンスの整合をできるような径に設計される。信号用プローブ２ｂにおける特性インピーダンスＺ₀の値は、中空空間（空気層Ｓ）の比誘電率ε_rと、信号用プローブ２ｂの外径ｄ_１と、円筒形状の外径ｄ_２とを用いて、下式（１）で与えられる。

例えば、従来特性インピーダンスを整合するために用いられているポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等で作製された整合部材を用意しなくても、式１に基づき空気層の径である径ｒ２を設計することで、信号用プローブ２ｂにおける特性インピーダンスの整合を行うことが可能となる。

続いて、絶縁ブロック７０の板厚（板厚Ｄ）について説明する。絶縁ブロック７０は、上述したように、プローブ２（特に信号用プローブ２ｂ）の倒れを防止し、信号用プローブ２ｂが金属ブロック（第１金属ブロック３０または第２金属ブロック４０）と接触しないように姿勢を保つ機能を有する。

板厚Ｄは、信号用プローブ２ｂのコイルばね２３の粗巻き部２３ｂのピッチより大きいことが好ましく、信号用プローブ２ｂの最外径に対して、１〜５倍程度であることが特に好ましい。上述した範囲を満たす板厚Ｄとすることで、信号用プローブ２ｂの倒れ防止、高周波特性維持、およびグランド用プローブ２ａの金属ブロックによるグランド電位の経路形成を好ましく実現することができる。

上述した実施の形態１によれば、第２孔３２，４２および大径部５２２が形成する円柱状の中空空間の径ｒ２の設計により、該中空空間（空気層）によって信号用プローブ２ｂにおける特性インピーダンスの整合を行うようにしたので、従来設けられるインピーダンス整合用の部材を不要とし、信号用のコンタクトプローブのインピーダンス整合を行うとともに、部品点数の増大を抑制して容易に製造することができる。

（実施の形態２）
図４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２ｂを保持する孔の径が同一であ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２ｂの種別などに応じて孔の径が異なる。

本実施の形態２にかかるプローブユニット１ａは、複数のプローブ２（グランド用プローブ２ａおよび複数の信号用プローブ２ｂ，２ｃ）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３ａと、プローブホルダ３ａの周囲に設けられ、検査の際に複数の信号用プローブ２ｂ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。

プローブユニット１ａでは、例えば、異なる信号用接続電極に接続する信号用プローブ２ｂ，２ｃに応じて、プローブホルダ３ａに形成されるホルダ孔の径を変えて、異なるインピーダンス整合を行う。なお、信号用プローブ２ｂ，２ｃは、構成要素（第１プランジャ２１、第２プランジャ２２およびコイルばね２３）が同一である。

プローブホルダ３ａは、上述した第２絶縁プレート６０および絶縁ブロック７０と、第１金属ブロック３０ａ、第２金属ブロック４０ａ、第１絶縁プレート５０ａと、を有する。第１金属ブロック３０ａ、第２金属ブロック４０ａ、第１絶縁プレート５０ａは、各々板状をなす。プローブホルダ３ａは、図４の下方から第２絶縁プレート６０、第２金属ブロック４０ａ、絶縁ブロック７０、第１金属ブロック３０ａ、第１絶縁プレート５０ａの順に積層されてなる。

第１金属ブロック３０ａおよび第２金属ブロック４０ａ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。なお、第１金属ブロック３０ａおよび第２金属ブロック４０ａ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。

また、第１金属ブロック３０ａには、上述した第１孔３１および第２孔３２と、信号用プローブ２ｃの一部を収容するための第３孔３３（第２の導電孔）と、が形成されている。第３孔３３についても、貫通方向に沿って一様な径を有する孔形状をなす。第３孔３３の径（ｒ３）は、第１孔３１の径（ｒ１）よりも大きく、第２孔３２の径（ｒ２）よりも小さい。第３孔３３は、絶縁ブロック７０と接する側の外縁が、面取りされている。

第２金属ブロック４０ａには、上述した第１孔４１および第２孔４２と、信号用プローブ２ｃの一部を収容するための第３孔４３（第４の導電孔）と、が形成されている。第３孔４３についても、貫通方向に沿って一様な径を有する孔形状をなす。第３孔４３の径（ｒ３）は、第１孔４１の径（ｒ１）よりも大きく、第２孔４２の径（ｒ２）よりも小さい径であって、第３孔３３の径と同等である。第３孔４３は、絶縁ブロック７０と接する側の外縁が、面取りされている。本実施の形態２では、信号用プローブ２ｂを挿通する孔として第２孔３２および第２孔４２が対をなし、信号用プローブ２ｃを挿通する孔として第３孔３３および第３孔４３が対をなしている。

第１絶縁プレート５０ａには、上述した第１孔５１および第２孔５２と、信号用プローブ２ｃの先端部２１ａを挿通可能な第３孔５３と、が形成されている。

第３孔５３は、プローブホルダ３ａの上面側に開口を有する小径部５１１と、第３孔３３に連通し、小径部５１１よりも径が大きい大径部５１３とからなる。大径部５１３は、第３孔３３の径と同等の径である。

信号用プローブ２ｃは、第１プランジャ２１の先端部２１ａが第３孔５３から外部に突出している。フランジ部２１ｃは、第３孔５３の小径部５１１と大径部５１３との境界壁面に当接することにより、信号用プローブ２ｃのプローブホルダ３ａからの抜止機能を有する。

ここで、第３孔３３，４３および大径部５１３が形成する円柱状の中空空間の径ｒ３について説明する。径ｒ３は、上記式（１）に基づき、中空空間により信号用プローブ２ｃの特性インピーダンスの整合をできるような径に設計される。

このように、信号用プローブ２ｂ，２ｃにおいて特性インピーダンスが異なる場合であっても、径ｒ２，ｒ３を個別に設計することにより、それぞれの特性インピーダンスの整合を行うことができる。

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、第２孔３２，４２および大径部５２２が形成する円柱状の中空空間の径ｒ２の設計により、該中空空間（空気層）によって信号用プローブ２ｂにおける特性インピーダンスの整合を行うようにしたので、従来設けられるインピーダンス整合用の部材を不要とし、信号用のコンタクトプローブのインピーダンス整合を行うとともに、部品点数の増大を抑制して容易に製造することができる。

上述した実施の形態２では、異なる検査信号を導通する信号用プローブ２ｂ，２ｃにおいて径ｒ２，ｒ３（信号用プローブ２ｂ，２ｃを挿通する各孔の径）を個別に設計するようにしたので、特性インピーダンス整合が異なる場合であっても、それぞれの特性インピーダンスの整合を行うことができる。

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、信号用プローブ２ｂ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１，２では、グランド用プローブと信号用プローブとが同一の形状をなすものとして説明したが、異なる形状、例えば径が異なる形状をなすものであってもよい。グランド用プローブと信号用プローブとは、導通する信号の特性に応じて個別に設計することが可能である。この場合、プローブホルダに形成する孔の径も適宜変更され、板厚Ｄは、信号用プローブの最外径のうち最も大きい径以上に設計される。

また、上述した実施の形態１，２では、グランド電位の導通経路が、グランド用プローブおよび金属ブロックを介するものとして説明したが、グランド用プローブのみで導通が確保できるものであれば、導通時にグランド用プローブを金属プローブに接触させなくてもよい。

また、上述した実施の形態１，２では、絶縁ブロック７０の第１孔７１および第２孔７２の径が同じであり、第１孔３１，４１の径と同等であるものとして説明したが、第１孔７１および第２孔７２の径が異なるものであってもよいし、第１孔７１の径が第１孔３１の径よりも大きいものであってもよい。グランド用プローブ２ａは、金属ブロックとの接触によりグランド電位の経路を形成するため、第１孔７１と接触しない構成であってもよい。

また、上述した実施の形態１，２では、導電ピン８０がグランド電位の経路の一部をなすものとして説明したが、グランド用プローブ２ａ（コイルばね２３）を介してグランド電位の経路を形成できれば、導電ピン８０を有しない構成であってもよい。また、導電ピンではなく絶縁性のピンとし、位置決めピンとして用い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、第１絶縁プレート５０，５０ａおよび第２絶縁プレート６０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１，２において、第１絶縁プレート５０，５０ａの孔が段付き形状をなすものとして説明したが、小径部５１１および５２１のみで構成され、第１絶縁プレート５０，５０ａと第１金属ブロック３０，３０ａとがなす段部にフランジ部２１ｃが当接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、回路基板２００と接触する先端部２２ａ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のように、複数の爪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、グランド用プローブ２ａのコイルばね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、金属ブロックを介したグランド電位の経路が形成されていれば、すべてが粗巻きで巻回されていてもよいし、絶縁性を有するものであってもよい。

以上のように、本発明にかかるプローブユニットは、信号用のコンタクトプローブのインピーダンス整合を行うとともに、部品点数の増大を抑制して容易に製造することに有用である。

１，１ａ プローブユニット
２ コンタクトプローブ
２ａ グランド用コンタクトプローブ（グランド用プローブ）
２ｂ，２ｃ 信号用コンタクトプローブ（信号用プローブ）
３，３ａ プローブホルダ
４ ホルダ部材
２１ 第１プランジャ
２１ａ，２２ａ 先端部
２１ｂ 爪部
２１ｃ，２２ｂ フランジ部
２１ｄ，２２ｃ ボス部
２２ｄ 基端部
２２ 第２プランジャ
２３ コイルばね
２３ａ 密着巻き部
２３ｂ 粗巻き部
３０，３０ａ 第１金属ブロック
３１ 第１孔（第１の導電孔）
３２ 第２孔（第２の導電孔）
３３ 第３孔（第２の導電孔）
４０，４０ａ 第２金属ブロック
４１ 第１孔（第３の導電孔）
４２ 第２孔（第４の導電孔）
４３ 第３孔（第４の導電孔）
５０，５０ａ 第１絶縁プレート
６０ 第２絶縁プレート
７０ 絶縁ブロック
７１ 第１孔（第１の絶縁孔）
７２ 第２孔（第２の絶縁孔）
１００ 半導体集積回路
２００ 回路基板

Claims (6)

1. 特性が異なる信号をそれぞれ導通する第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、
   前記第１のコンタクトプローブを挿通可能な第１の導電孔、および前記第２のコンタクトプローブを挿通可能な第２の導電孔が形成された第１の導電ブロックと、
   前記第１のコンタクトプローブを挿通可能な第３の導電孔、および前記第２のコンタクトプローブを挿通可能な第４の導電孔が形成された第２の導電ブロックと、
   前記第１および第２の導電ブロックの間に設けられる絶縁ブロックであって、前記第１および第３導通孔に連通する第１の絶縁孔、および前記第２および第４導通孔に連通する第２の絶縁孔が形成された絶縁ブロックと、
   を有し、
   前記第２および第４の導電孔は、前記第２のコンタクトプローブの特性インピーダンスを整合するための中空空間を形成し、
   前記第２の絶縁孔の径は、前記第２および第４の導電孔の径と比して小さいことを特徴とするプローブユニット。
2. 前記第２および第４の導電孔は、前記第２のコンタクトプローブを挿通する孔同士で対をなし、
   前記対をなす前記第２および第４の導電孔は、軸と直交する方向の径が略同一であり、
   前記第２のコンタクトプローブが導通する信号の特性に応じて、前記対単位で前記第２および第４の導電孔の径が異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。
3. 前記絶縁ブロックは、板状をなし、
   当該絶縁ブロックの板厚は、前記第１のコンタクトプローブの各々の軸と直交する方向の最外径のうちの最大の径以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のプローブユニット。
4. 前記第１の絶縁孔の径は、前記第１の導電孔の径以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のプローブユニット。
5. 前記第１および第２の絶縁孔は、両端開口部が面取りされ、
   前記第１および第２の導電孔は、前記絶縁ブロックと接触する側の端部開口部が面取りされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のプローブユニット。
6. 前記第１および第２のコンタクトプローブは、同一の形状をなすことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のプローブユニット。

Images