JP2018080926A - プローブ及び電気的接続装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 プローブの抵抗値を安定させることが可能なプローブ及び電気的接続装置を提供する。【解決手段】 第１接触対象と第２接触対象とを電気的に接続するプローブ２０であって、バレル部５０と、プランジャー部６０と、絶縁部７０と、を備え、バレル部５０は、スプリング部５２，５４を備え、プランジャー部６０は、スプリング部５２，５４よりも第１接触対象側において第１接触対象と電気的に接続するプランジャー基端部分６３と、スプリング部５２，５４よりも第２接触対象側において第２接触対象と電気的に接続するプランジャー先端部分６１と、プランジャー基端部分６３とプランジャー先端部分６１とを電気的に接続するプランジャー本体部分６２と、を備え、絶縁部７０は、バレル部５０のスプリング部５２，５４の第１接触対象側の上端部５４ａからバレル部５０の第２接触対象側の下端部５０ａにわたって配置されている。【選択図】 図５

Description

本発明は、被検査体の電気的検査などに用いられるプローブ及び電気的接続装置に関する。

半導体ウエハに作り込まれた多数の集積回路は、一般的に、該ウエハから切断、分離される前に、仕様書通りの性能を有するか否かの電気的検査を受ける。このような電気的検査に用いられる装置として、複数のプローブを備えた電気的接続装置がある。

この種の電気的接続装置を用いて電気的検査を実施する際、複数のプローブの基端部（上端部）を、テスタなどの装置に接続されるプローブ基板の電極に接触させ、プローブの先端部（下端部）を、集積回路などの被検査体の電極に接触させる。

また、電気的接続装置に組み込まれるプローブとしては、上下方向の一部の区間においてスプリング機能（弾性力）を発揮するスプリング部を備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

かかるプローブは、被検査体に接触するプランジャー部と、円筒形状を有するバレル部とを備え、バレル部が、上下方向（長手方向）にスプリング部を備える。

このようにプローブがスプリング部を有することにより、電気的検査において、プローブの先端部が被検査体に対して適度な押圧力を付与した圧着状態（所謂、オーバードライブ状態）を確保しつつ、プローブと被検査体との電気的な接続が維持される。

また、従来技術に係るプローブでは、プランジャー部の一部がバレル部に挿入されており、バレル部に挿入されるプランジャー部の挿入部分が、所定位置においてバレル部に固定される。そして、プランジャー部の挿入部分は、バレル部のスプリング部の内部にも到達する長さを有している。

特開２０１３−００７７３０号公報（図５等）

しかしながら、従来技術に係るプローブでは、スプリング部が伸縮すると、プランジャー部の挿入部分が、スプリング部の内面など、バレル部の様々な位置に接触することがある。この場合、複数のプローブのそれぞれにおいて、様々な抵抗値を有する電流経路が形成されることになり、各プローブの抵抗値にバラツキが発生する。

特に、スプリング部は、バレル部の一部を螺旋状に細くすることにより形成されるため、スプリング部の抵抗値は、バレル部のスプリング部以外の部分に比べて大きい。このため、プランジャー部がスプリング部の内面に接触した場合など、スプリング部を含む電流経路が形成される場合には、プローブの抵抗値が大きくなるため、プローブの抵抗値のバラツキも一層大きくなるおそれがあった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、プローブの抵抗値を安定させることが可能なプローブ及び電気的接続装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るプローブの第１の特徴は、第１接触対象と第２接触対象とを電気的に接続するプローブであって、導電性部材からなり、上下方向に延びる筒状のバレル部と、導電性部材からなり、一部が前記バレル部に挿入され、前記バレル部と電気的に接続するプランジャー部と、前記バレル部と前記プランジャー部の一部分とを電気的に絶縁する絶縁部と、を備え、前記バレル部は、上下方向においてスプリング機能を発揮するスプリング部を備え、前記プランジャー部は、前記スプリング部よりも第１接触対象側において前記第１接触対象と電気的に接続する第１接続部と、前記スプリング部よりも第２接触対象側において前記第２接触対象と電気的に接続する第２接続部と、前記第１接続部と前記第２接続部とを電気的に接続する第３接続部と、を備え、前記絶縁部は、上下方向において、前記バレル部の前記スプリング部の前記第１接触対象側の端部から前記バレル部の前記第２接触対象側の端部にわたって配置されていることにある。

本発明に係るプローブの第２の特徴は、上記特徴に係り、前記バレル部は、前記スプリング部よりも前記第１接触対象側にスプリング機能を発揮しない非スプリング部を備え、前記第１接続部は、前記非スプリング部の内面を摺動するとともに、前記非スプリング部を介して、前記第１接触対象に電気的に接続することにある。

本発明に係るプローブの第３の特徴は、上記特徴に係り、前記絶縁部は、前記プランジャー部の表面に形成されていることにある。

本発明に係るプローブの第４の特徴は、上記特徴に係り、前記プランジャー部において、前記第１接続部は、前記バレル部よりも前記第１接触対象側において前記第１接触対象に接触し、前記第２接続部は、前記バレル部よりも前記第２接触対象側において前記第２接触対象に接触し、前記第３接続部は、前記第２接続部に対して連結されるとともに、前記第１接続部に対して接触しながら上下方向に摺動可能となっていることにある。

本発明に係る電気的接続装置の特徴は、第１接触対象と第２接触対象とを電気的に接続するプローブを備える電気的接続装置であって、前記プローブは、導電性部材からなり、上下方向に延びる筒状のバレル部と、導電性部材からなり、一部が前記バレル部に挿入され、前記バレル部と電気的に接続するプランジャー部と、前記バレル部と前記プランジャー部の一部分とを電気的に絶縁する絶縁部と、を備え、前記バレル部は、上下方向においてスプリング機能を発揮するスプリング部を備え、前記プランジャー部は、前記スプリング部よりも第１接触対象側において前記第１接触対象と電気的に接続する第１接続部と、前記スプリング部よりも第２接触対象側において前記第２接触対象と電気的に接続する第２接続部と、前記第１接続部と前記第２接続部とを電気的に接続する第３接続部と、を備え、前記絶縁部は、上下方向において、前記バレル部の前記スプリング部の前記第１接触対象側の端部から前記バレル部の前記第２接触対象側の端部にわたって配置されていることにある。

本発明によれば、プローブの抵抗値を安定させることが可能なプローブ及び電気的接続装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る電気的接続装置を含む検査装置を概略的に示す側面図である。 本発明の第１実施形態に係る電気的接続装置（プローブ支持体）を概略的に示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係るプローブを概略的に示す分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るプローブを概略的に示す側面図である。 本発明の第１実施形態に係るプローブを概略的に示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係るプローブを概略的に示す一部拡大断面図である。 （ａ）本発明の第１実施形態に係るプローブの電流経路を示す断面図である。（ｂ）本発明の第１実施形態に係るプローブの電流経路と抵抗との関係を示す回路図である。 本発明の第１実施形態の他の実施形態に係るプローブを概略的に示す一部拡大断面図である。 （ａ）本発明の第１実施形態の変形例に係るプローブを概略的に示す断面図である。（ｂ）本発明の第１実施形態の変形例に係るプランジャー部を概略的に示す斜視図である。 （ａ）本発明の第１実施形態の変形例に係るプローブを概略的に示す断面図である。（ｂ）本発明の第１実施形態の変形例に係るプランジャー部を概略的に示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態に係る電気的接続装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。また、以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置等を例示するものであって、この発明の技術的思想は、各構成部品の配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

［第１実施形態］
＜検査装置の構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るプローブ２０を備えた電気的接続装置を含む検査装置１を概略的に示す側面図である。なお、説明のため、図面において、上下方向Ｚと、上下方向Ｚに直交する左右方向Ｘと、上下方向Ｚ及び左右方向Ｘに直交する前後方向Ｙを規定する。また、上下方向Ｚは、プローブ２０の長手方向とも言い換えられる。

図１に示すように、検査装置１は、主に、カード状接続装置２と、チャック１２とを備える。

カード状接続装置２（プローブカードとも称される場合がある）が、昇降可能なチャック１２の上方でフレーム（不図示）に保持される。チャック１２上には、被検査体の一例として半導体ウエハ１４が保持されている。半導体ウエハ１４には多数の集積回路が組み込まれている。

半導体ウエハ１４は、集積回路の電気的検査のために、該集積回路の多数の電極パッド１４ａを上方に向けて、チャック１２上に配置されている。

カード状接続装置２は、プローブ基板１６と、プローブ支持体１８とを備える。

プローブ基板１６は、例えば円形のリジッド配線基板からなる。プローブ基板１６は、プローブ２０の基端部２０ｂ（上端部）に電気的に接続される。

プローブ基板１６の一方の面（図１に示す上面）の周縁部には、テスタ（不図示）への接続端となる多数のテスタランド１６ｂが設けられている。各テスタランド１６ｂは、プローブ基板１６に設けられた配線１６ａに接続されている。

また、プローブ基板１６の一方の面（図１に示す上面）には、プローブ基板１６を補強する例えば金属製の補強板５が設けられている。該補強板５は、プローブ基板１６のテスタランド１６ｂが設けられた周縁分を除く中央部に配置されている。また、プローブ基板１６の他方の面（図１に示す下面）には、プローブ支持体１８が配置されている。

プローブ支持体１８は、所定の保持部材によりプローブ基板１６に保持されている。プローブ支持体１８は、複数のプローブ２０を備える。プローブ支持体１８は、プローブ２０の先端部２０ａ（下端部）が半導体ウエハ１４に押圧されたときに、プローブ２０の相互間の干渉を防止する。なお、プローブ２０を備えたプローブ支持体１８が、特許請求の範囲に記載の電気的接続装置を構成する。

プローブ２０は、先端部２０ａと基端部２０ｂとを有する。プローブ２０の先端部２０ａは、半導体ウエハ１４に対応して設けられている電極パッド１４ａに対向するように配置される。

プローブ２０の基端部２０ｂは、プローブ基板１６の接続パット（不図示）に圧着された圧着状態、すなわちプリロード状態で当接している。これにより、プローブ２０の基端部２０ｂは、プローブ基板１６と電気的に接続されている。

なお、本実施形態において、プローブ基板１６の接続パット（不図示）が、特許請求の範囲に記載の第１接触対象を構成し、半導体ウエハ１４の電極パッド１４ａが、特許請求の範囲に記載の第２接触対象を構成する。

＜プローブ支持体の構成＞
次に、図２を参照して、プローブ支持体１８の構成について詳細に説明する。図２は、プローブ支持体１８の概略構成を説明するための断面図である。ここで、図２では、説明の簡単化のために９本のプローブ２０を示しているが、９本に限定されるものではない。また、図２には、複数のプローブ２０の配列が、１列の場合を例示しているが、これ限定されず、上下方向Ｚから見てマトリックス状の配置など、任意に配置されていても良い。なお、図２では、プローブ２０の概略構成を示しており、プローブ２０の詳細な構成についは後述する（図３参照）。

プローブ支持体１８は、上方ガイド板３１と、下方ガイド板３２と、中間ガイド板３３と、固定ネジ３６と、プローブ２０とを有する。

上方ガイド板３１は、各プローブ２０の上部を位置決めして保持し、プローブ２０の摺動を許すための支持部材である。すなわち、上方ガイド板３１は、各プローブ２０の上部の位置保持ガイドである。上方ガイド板３１は、中央に上方に向かう凹部３１ｘを有する平板状に形成されている。凹部３１ｘには、プローブ２０の上部が貫通されて支持されるガイド穴３１ａが設けられている。ガイド穴３１ａは、中間ガイド板３３の各ガイド穴３３ａに整合するように配置されるとともに、プローブ基板１６の図示しない各電極と整合する位置にそれぞれ対応するように設けられている。これにより、各ガイド穴３１ａに各プローブ２０の上部が嵌り込むことで、各プローブ２０の基端部２０ｂがプローブ基板１６の各接続パッドと接触するようになっている。各プローブ２０の後述するスプリング機能により、各プローブ２０の上部は、プローブ２０の伸縮に伴って、各ガイド穴３１ａを貫通している状態で摺動するようになっている。

なお、上方ガイド板３１は、例えば、セラミックで成形されていて絶縁性を有する。また、上方ガイド板３１に代えて、円環や矩形環等に形成されているスペーサを適用するものであっても良い。

下方ガイド板３２は、各プローブ２０の下部を位置決めして保持し、プローブ２０の摺動を許すための支持部材である。すなわち、下方ガイド板３２は、各プローブ２０の下部の位置保持ガイドである。下方ガイド板３２は、中央に下方に向かう凹部３２ｘを有する平板状に形成されている。凹部３２ｘには、プローブ２０の下部が貫通されて支持されるガイド穴３２ａが設けられている。ガイド穴３２ａは、半導体ウエハ１４の各電極パッド１４ａと整合する位置に、各電極パッド１４ａにそれぞれ対応するように設けられている。これにより、各ガイド穴３２ａに各プローブ２０の下部が嵌り込むことで、各プローブ２０の先端部２０ａが半導体ウエハ１４の各電極パッド１４ａと接触するようになっている。各プローブ２０の後述するスプリング機能により、各プローブ２０の下部は、プローブ２０の伸縮に伴って、各ガイド穴３２ａを貫通している状態で摺動するようになっている。

なお、下方ガイド板３２は、例えば、セラミックで成形されていて絶縁性を有する。下方ガイド板３２に代えて、円環や矩形環等に形成されているスペーサを適用するものであっても良い。

中間ガイド板３３は、隣接するプローブ２０間でのショートを防止すると共に各プローブ２０の垂直性を保持するための部材である。中間ガイド板３３は、その周縁部が、上方ガイド板３１と下方ガイド板３２とで挟まれて支持されている。

中間ガイド板３３には、上方ガイド板３１の各ガイド穴３１ａと、下方ガイド板３２の各ガイド穴３２ａとに整合する位置に、それぞれ対応するガイド穴３３ａが設けられている。なお、中間ガイド板３３は、耐摩耗性及び耐熱性に優れた合成樹脂製フィルム、例えばポリイミドフィルム等で薄く構成されている。中間ガイド板３３は、セラミック等により構成されていてもよい。

固定ネジ３６は、プローブ支持体１８全体を一体的に固定するためにネジである。上方ガイド板３１、下方ガイド板３２、及び中間ガイド板３３は、固定ネジ３６によって一体的に固定され、かつ着脱自在に構成されている。

＜プローブの構成＞
次に、図３〜５を参照して、第１実施形態に係るプローブ２０の構成について詳細に説明する。図３は、プローブ２０の分解斜視図である。図４は、プローブ２０の側面図である。図５は、プローブ２０の中心軸に沿った断面図である。

図３〜５に示すように、プローブ２０は、筒状のバレル部５０と、プランジャー部６０と、絶縁部７０を備える。なお、バレル部５０とプランジャー部６０とは、いずれも導電性部材からなる。

バレル部５０は、上下方向Ｚに延びる円筒形状に形成される。バレル部５０は、下端部５０ａと上端部５０ｂとを備える。バレル部５０の下端部５０ａは、プローブ２０の先端部２０ａよりも上方に位置する。一方、バレル部５０の上端部５０ｂは、プローブ２０の最も上方に位置しており、プローブ基板１６に接触する。バレル部５０の上端部５０ｂは、プローブ２０の基端部２０ｂとも言い換えられる。

また、バレル部５０は、上下方向Ｚにおいてスプリング機能を発揮するスプリング部５２，５４と、スプリング機能を発揮しない非スプリング部５１，５３，５５とを備える。すなわち、バレル部５０は、２つのスプリング部５２，５４と、３つの非スプリング部５１，５３，５５とを備える。

非スプリング部５１は、スプリング部５２よりも半導体ウエハ１４側（図１に示す下側）に配置され、非スプリング部５３は、スプリング部５２とスプリング部５４との間に配置され、非スプリング部５５は、スプリング部５４よりもプローブ基板１６側（図１に示す上側）に配置される。これにより、バレル部５０では、上下方向Ｚに沿って、非スプリング部５１、スプリング部５２、非スプリング部５３、スプリング部５４、非スプリング部５５の順にそれぞれ配置される。

プランジャー部６０は、概ね柱形状に形成される。プランジャー部６０の一部は、バレル部５０に挿入されており、バレル部５０と電気的に接続する。また、プランジャー部６０の他部は、バレル部５０から下方に延出する。なお、延出するプランジャー部６０の下端部６０ａは、半導体ウエハ１４に接触するプローブ２０の先端部２０ａとも言い換えられる。

プランジャー部６０は、プランジャー先端部分６１と、プランジャー本体部分６２と、プランジャー基端部分６３とを備える。

プランジャー先端部分６１は、バレル部５０から延出する部分である。プランジャー先端部分６１の外径は、バレル部５０の外径よりも小さく設定されている。

プランジャー先端部分６１は、プランジャー部６０において、上下方向Ｚの最も下方に位置する。プランジャー先端部分６１は、半導体ウエハ１４の電気的検査の際に、半導体ウエハ１４に接触する。

これにより、プランジャー先端部分６１は、スプリング部５２，５４よりも半導体ウエハ１４側において半導体ウエハ１４と電気的に接続する。なお、プランジャー先端部分６１は、特許請求の範囲に記載の第２接続部を構成する。

プランジャー本体部分６２は、プランジャー先端部分６１とプランジャー基端部分６３とを電気的に接続する。プランジャー本体部分６２は、プランジャー先端部分６１とプランジャー基端部分６３との間に位置する。プランジャー本体部分６２は、プランジャー先端部分６１とプランジャー基端部分６３とを連結する。プランジャー本体部分６２の外径は、バレル部５０の内径よりも小さく設定されている。

また、プランジャー本体部分６２は、上下方向Ｚの所定位置ＣＢにおいて凹部が形成されており、当該凹部においてバレル部５０と接合により固定される。なお、接合方法は、例えば、カシメによって接合する方法が挙げられるが、抵抗溶接（スポット溶接）、レーザ溶接などによって接合してもよい。なお、プランジャー先端部分６１は、特許請求の範囲に記載の第３接続部を構成する。

プランジャー基端部分６３は、プランジャー部６０において、上下方向Ｚの最も上方に位置する。プランジャー基端部分６３の外径は、バレル部５０の内径と同等に設定されている。また、プランジャー基端部分６３は、スプリング部５２，５４よりもプローブ基板１６側においてプローブ基板１６と電気的に接続する。

ここで、図６には、図５におけるＡ１領域を拡大した一部拡大断面図が示されている。図６に示すように、プランジャー基端部分６３の表面６３ａは、バレル部５０の非スプリング部５５の内面５５ｘに接触する。これにより、プランジャー基端部分６３は、非スプリング部５５と電気的に接続するとともに、非スプリング部５５を介して、プローブ基板１６に電気的に接続する。

プランジャー基端部分６３は、スプリング部５２，５４が伸縮した場合には、非スプリング部５５の内面５５ｘを摺動するとともに、非スプリング部５５を介して、プローブ基板１６に電気的に接続する。

プランジャー基端部分６３は、スプリング部５２，５４が伸縮しても、スプリング部５４に接触しないように配置されている。なお、プランジャー基端部分６３は、特許請求の範囲に記載の第１接続部を構成する。

絶縁部７０は、バレル部５０とプランジャー部６０との一部分を電気的に絶縁する。絶縁部７０は、例えば、樹脂などの絶縁性を有する部材からなる。

絶縁部７０は、プランジャー部６０の表面に形成されている。具体的に、絶縁部７０は、プランジャー本体部分６２の表面６２ａに形成されている。

また、絶縁部７０は、少なくとも上下方向Ｚにおいて、バレル部５０のスプリング部５４のプローブ基板１６側の上端部５４ａから、バレル部５０の半導体ウエハ１４側の下端部５０ａにわたって配置されている。

なお、絶縁部７０の上端部は、プランジャー基端部分６３の表面６３ａを覆わなければ、スプリング部５４の上端部５４ａよりも上方に位置していてもよい。また、絶縁部７０の下端部は、プランジャー先端部分６１の下端部（プランジャー部６０の下端部６０ａ）を覆わなければ、バレル部５０の下端部５０ａよりも下方に位置していてもよい。

また、絶縁部７０の厚さは、任意に設定してもよい。プランジャー本体部分６２とバレル部５０との摺動を阻害せずに、プランジャー本体部分６２とバレル部５０とを絶縁する機能を発揮できれば、絶縁部７０の厚さは、特に限定されない。

上述のように絶縁部７０が配置されることにより、プランジャー部６０とバレル部５０との電気的な接点は、プランジャー基端部分６３と非スプリング部５５との接点のみになる。

＜作用及び効果＞
以上のように、本発明の第１実施形態に係るプローブ２０は、バレル部５０とプランジャー部６０と絶縁部７０とを備える。バレル部５０は、スプリング部５２，５４と、非スプリング部５１，５３，５５とを備え、プランジャー部６０は、プランジャー先端部分６１と、プランジャー本体部分６２と、プランジャー基端部分６３とを備える。

プランジャー先端部分６１は、スプリング部５２，５４よりも半導体ウエハ１４（第２接触対象）側において半導体ウエハ１４と電気的に接続する。また、プランジャー基端部分６３は、スプリング部５２，５４よりもプローブ基板１６（第１接触対象）側においてプローブ基板１６と電気的に接続する。

ここで、図７（ａ）には、プローブ２０を流れる電流経路ＣＲを説明するための断面図が示されており、図７（ｂ）には、プローブ２０の電流経路ＣＲと抵抗との関係を表す回路図が示されている。

図７（ａ）に示すように、プローブ２０の電流経路ＣＲは、区間Ｃ１〜Ｃ３に区分される。区間Ｃ１は、バレル部５０の上端部５０ｂ（プローブ２０の基端部２０ｂ）から、バレル部５０とプランジャー基端部分６３との接点までの区間である。区間Ｃ２は、バレル部５０とプランジャー基端部分６３との接点からバレル部５０の下端部５０ａまでの区間である。区間Ｃ３は、バレル部５０の下端部５０ａからプランジャー部６０の下端部６０ａ（プローブ２０の先端部２０ａ）までの区間である。

また、図７（ｂ）に示すように、区間Ｃ１に配置されるバレル部５０の非スプリング部５５の抵抗値を“Ｒ１”とし、区間Ｃ２に配置されるプランジャー部６０のプランジャー基端部分６３及びプランジャー本体部分６２の抵抗値を“Ｒ３”とし、区間Ｃ３に配置されるプランジャー先端部分６１の抵抗値を“Ｒ４”とした場合、電流経路ＣＲにおける合成抵抗値は、“Ｒ１＋Ｒ３＋Ｒ４”となる。

また、絶縁部７０は、少なくとも上下方向Ｚにおいて、バレル部５０のスプリング部５４のプローブ基板１６側の上端部５４ａから、バレル部５０の半導体ウエハ１４側の下端部５０ａにわたって配置されている。これにより、区間Ｃ２には、バレル部５０のスプリング部５２，５４及び非スプリング部５１，５３の抵抗値となる“Ｒ２”が存在するが、図７（ｂ）に示すように、“Ｒ２”は、電流経路ＣＲに含まれなくなる。

このように、プローブ基板１６から半導体ウエハ１４に向かってプローブ２０を流れる電流は、プランジャー部６０のプランジャー基端部分６３とプランジャー本体部分６２とプランジャー先端部分６１とを介した電流経路ＣＲを流れる。

これにより、例えば、バレル部５０に接触するプランジャー基端部分６３の位置が多少変化しても、バレル部５０のスプリング部５２，５４を経由しない電流経路ＣＲが形成されるため、プローブ２０の抵抗値（合成抵抗値）が安定する。

すなわち、本発明の第１実施形態に係るプローブ２０によれば、複数のプローブ２０のそれぞれにおけるプローブ２０の抵抗値のバラツキを抑制して、プローブ２０の抵抗値を安定させることができる。

更に、プローブ２０の電流経路ＣＲが、抵抗値の大きいスプリング部５２，５４を介さずに構成されるため、スプリング部５２，５４を介した構成となる場合に比べて、プローブ２０の抵抗値（合成抵抗値）を低減できる。

また、スプリング部を有するプローブの性能を評価する指標の一つとして、プローブに流すことが可能なプローブ許容電流値がある。プローブ許容電流値は、次のようにして測定される。

具体的に、所定の押圧力（初期値）を発揮するように圧縮させたプローブに対して、２分間ごとに規定電流値（例えば、２５ｍＡ）ずつ増加させながら電流を流していく。また、プローブに電流を流すと、プローブに流れる電流によりジュール熱が発生し、このジュール熱に起因してスプリング部に劣化（所謂、へたり）が発生するため、電流値が大きくなるほど、プローブの押圧力が低下していく。そして、プローブの押圧力が初期値から規定割合（例えば、２０％）低下した時点でプローブに流れている電流値を測定する。このようにして測定された電流値が、プローブ許容電流値となる。なお、上述したプローブ許容電流の測定方法は、ＩＳＭＩ Ｐｒｏｂｅ Ｃｏｕｎｃｉｌ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｃａｒｒｙｉｎｇ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅ （２００９年７月３０日版，“５章 ＭＥＴＨＯＤ”）に規定されているものを適用してもよい。

本発明の第１実施形態に係るプローブ２０では、プローブ２０を流れる電流は、スプリング部５２，５４を介さずに、プランジャー部６０を介して流れるため、プローブ２０に流れる電流が増加しても、スプリング部５２，５４が劣化しにくくなる。これにより、プローブ２０に流すことが可能なプローブ許容電流値を向上させることも可能になる。

なお、上述した第１実施形態に係るプローブ２０では、プランジャー部６０のプランジャー基端部分６３の外径を太くして、バレル部５０の非スプリング部５５の内面５５ｘに接触させていたが、これに限定されない。例えば、図８に示すように、プランジャー部６０をバレル部５０に挿入した後、バレル部５０の非スプリング部５５の所定位置ＣＹにおいて、カシメ等の加工によって、非スプリング部５５の内径を狭くしてもよい。この場合、非スプリング部５５の内径は、非スプリング部５５とプランジャー基端部分６３とが摺動可能な程度に狭くすることに留意すべきである。

このように、非スプリング部５５の内径を狭くすれば、プランジャー部６０のプランジャー基端部分６３の外径を太くする必要が無くなる。これにより、プランジャー部６０をバレル部５０に挿入し易くなり、プローブ２０を組み付け易くなる。

［変形例１］
次いで、本発明の第１実施形態に係るプローブ２０の変形例１について第１実施形態との相違点に着目して説明する。

ここで、変形例１に係るプローブ２０は、第１実施形態に係るプローブ２０と比較して、主にプランジャー部６０の構成が異なる。よって、変形例１に係るプランジャー部６０の構成に着目して説明する。

図９（ａ）は、変形例１に係るプローブ２０を概略的に示す断面図であり、図９（ｂ）は、変形例１に係るプランジャー部６０を概略的に示す斜視図である。

図９（ａ）〜（ｂ）に示すように、変形例１に係るプランジャー部６０は、プランジャー先端部分１６１と、プランジャー本体部分１６２と、プランジャー基端部分１６３とを備える。

プランジャー先端部分１６１は、プランジャー部６０において、上下方向Ｚの最も下方に位置する。プランジャー先端部分１６１は、バレル部５０よりも半導体ウエハ１４側に突出しており、バレル部５０よりも半導体ウエハ１４側において半導体ウエハ１４に接触する。プランジャー先端部分１６１は、半導体ウエハ１４の電気的検査の際に、半導体ウエハ１４に接触して、半導体ウエハ１４と電気的に接続する。プランジャー先端部分１６１は、概ね、第１実施形態に係るプランジャー先端部分６１と同様の構成である。なお、プランジャー先端部分１６１は、特許請求の範囲に記載の第２接続部を構成する。

プランジャー本体部分１６２は、プランジャー先端部分１６１とプランジャー基端部分１６３との間に位置する。プランジャー本体部分１６２は、プランジャー先端部分１６１に対して連結されている。また、プランジャー本体部分１６２は、プランジャー基端部分１６３に対して接触しながら上下方向Ｚに摺動可能となっている。

具体的に、プランジャー本体部分１６２は、一部において、半円柱状部分１６２ｘを備えており、半円柱状部分１６２ｘの平坦面１６２ａがプランジャー基端部分１６３と接触しながら摺動する。なお、プランジャー本体部分１６２は、特許請求の範囲に記載の第３接続部を構成する。

プランジャー基端部分１６３は、プランジャー部６０において、上下方向Ｚの最も上方に位置する。プランジャー基端部分１６３は、バレル部５０よりもプローブ基板１６側においてプローブ基板１６に接触する。具体的に、プランジャー基端部分１６３は、一部がバレル部５０に挿入され、他部がバレル部５０からプローブ基板１６側に延出するように構成される。

バレル部５０から延出するプランジャー基端部分１６３の上端部１６３ｂは、プローブ基板１６に接触して、プローブ基板１６と電気的に接続する。プランジャー基端部分１６３の上端部１６３ｂは、プローブ２０の基端部２０ｂとも言い換えられる。なお、プランジャー基端部分１６３は、特許請求の範囲に記載の第１接続部を構成する。

また、プランジャー基端部分１６３は、挿入部分において、バレル部５０と固定される。例えば、プランジャー基端部分１６３は、挿入部分の所定位置ＣＴにおいて、バレル部５０と接合により固定される。なお、接合方法は、例えば、抵抗溶接（スポット溶接）、レーザ溶接又はカシメによって接合する方法などが挙げられる。

また、プランジャー基端部分１６３は、挿入部分において、半円柱状部分１６３ｘを備えており、半円柱状部分１６３ｘの平坦面１６３ａがプランジャー本体部分１６２と電気的に接続する。

具体的に、プランジャー基端部分１６３の半円柱状部分１６３ｘの平坦面１６３ａは、プランジャー本体部分１６２の半円柱状部分１６２ｘの平坦面１６２ａと接触する。これにより、プランジャー基端部分１６３とプランジャー本体部分１６２とが、電気的に接続される。また、プランジャー基端部分１６３の平坦面１６３ａは、スプリング部５２，５４が伸縮する場合、プランジャー本体部分１６２の平坦面１６２ａにおいて摺動し、プランジャー基端部分１６３とプランジャー本体部分１６２との電気的な接続が維持される。

また、第１実施形態と同様に、変形例１に係るプローブ２０でも、絶縁部７０が、少なくとも上下方向Ｚにおいて、バレル部５０のスプリング部５４のプローブ基板１６側の上端部５４ａから、バレル部５０の半導体ウエハ１４側の下端部５０ａにわたって配置されている。具体的に、図９（ａ）〜（ｂ）に示すように、絶縁部７０は、プランジャー基端部分１６３の表面の一部と、プランジャー本体部分１６２の表面の一部とに形成される。

以上のように、変形例１に係るプローブ２０では、プランジャー部６０のプランジャー基端部分１６３が、プローブ基板１６に直接接触することによりプローブ基板１６と電気的に接続する。これにより、プローブ２０では、プローブ基板１６から半導体ウエハ１４までプランジャー部６０のみを介した電流経路が形成されるため、抵抗値がより安定する。

［変形例２］
次いで、本発明の第１実施形態に係るプローブ２０の変形例２について第１実施形態との相違点に着目して説明する。

ここで、変形例２に係るプローブ２０は、第１実施形態に係るプローブ２０と比較して、主にプランジャー部６０の構成が異なる。よって、変形例２に係るプランジャー部６０の構成に着目して説明する。

図１０（ａ）は、変形例２に係るプローブ２０を概略的に示す断面図であり、図１０（ｂ）は、変形例２に係るプランジャー部６０を概略的に示す斜視図である。

図１０（ａ）〜（ｂ）に示すように、変形例２に係るプランジャー部６０は、プランジャー先端部分２６１と、プランジャー本体部分２６２と、プランジャー基端部分２６３とを備える。

プランジャー先端部分２６１は、プランジャー部６０において、上下方向Ｚの最も下方に位置する。プランジャー先端部分２６１は、バレル部５０よりも半導体ウエハ１４側に突出しており、バレル部５０よりも半導体ウエハ１４側において半導体ウエハ１４に接触する。プランジャー先端部分２６１は、半導体ウエハ１４の電気的検査の際に、半導体ウエハ１４に接触して、半導体ウエハ１４と電気的に接続する。プランジャー先端部分２６１は、概ね、第１実施形態に係るプランジャー先端部分６１と同様の構成である。なお、プランジャー先端部分２６１は、特許請求の範囲に記載の第２接続部を構成する。

プランジャー本体部分２６２は、プランジャー先端部分２６１とプランジャー基端部分２６３との間に位置する。プランジャー本体部分２６２は、プランジャー先端部分２６１に対して連結されている。また、プランジャー本体部分２６２は、プランジャー基端部分２６３に対して接触しながら上下方向Ｚに摺動可能となっている。

具体的に、プランジャー本体部分２６２は、上下方向Ｚの上端部から下方に延びる挿入穴２６２ｘを備えており、当該挿入穴２６２ｘの内面２６２ａが、プランジャー基端部分２６３と接触しながら上下方向Ｚに摺動可能となっている。なお、プランジャー本体部分２６２は、特許請求の範囲に記載の第３接続部を構成する。

プランジャー基端部分２６３は、プランジャー部６０において、上下方向Ｚの最も上方に位置する。プランジャー基端部分２６３は、バレル部５０よりもプローブ基板１６側においてプローブ基板１６に接触する。具体的に、プランジャー基端部分２６３は、一部がバレル部５０に挿入され、他部がバレル部５０からプローブ基板１６側に延出するように構成される。

バレル部５０から延出するプランジャー基端部分２６３の上端部２６３ｂは、プローブ基板１６に接触して、プローブ基板１６と電気的に接続する。プランジャー基端部分２６３の上端部２６３ｂは、プローブ２０の基端部２０ｂとも言い換えられる。なお、プランジャー基端部分２６３は、特許請求の範囲に記載の第１接続部を構成する。

また、プランジャー基端部分２６３は、挿入部分において、バレル部５０と固定される。例えば、プランジャー基端部分２６３は、挿入部分の所定位置ＣＴにおいて、バレル部５０と接合により固定される。なお、接合方法は、例えば、抵抗溶接（スポット溶接）、レーザ溶接又はカシメによって接合する方法などが挙げられる。

また、プランジャー基端部分２６３は、挿入部分において、プランジャー本体部分２６２の挿入穴２６２ｘに挿入される円柱状の棒状部２６３ｘを備えている。プランジャー基端部分２６３の棒状部２６３ｘの外径は、プランジャー本体部分２６２の挿入穴２６２ｘの内径と同等に設定されている。

プランジャー基端部分２６３の棒状部２６３ｘが、プランジャー本体部分２６２の挿入穴２６２ｘに挿入されると、棒状部２６３ｘの表面２６３ａが、プランジャー本体部分２６２と接触する。これにより、プランジャー基端部分２６３とプランジャー本体部分２６２とが、電気的に接続される。

プランジャー基端部分２６３の棒状部２６３ｘは、スプリング部５２，５４が伸縮する場合、プランジャー本体部分２６２の挿入穴２６２ｘにおいて摺動し、プランジャー基端部分２６３とプランジャー本体部分２６２との電気的な接続が維持される。

また、第１実施形態と同様に、変形例２に係るプローブ２０でも、絶縁部７０が、少なくとも上下方向Ｚにおいて、バレル部５０のスプリング部５４のプローブ基板１６側の上端部５４ａから、バレル部５０の半導体ウエハ１４側の下端部５０ａにわたって配置されている。具体的に、図１０（ａ）〜（ｂ）に示すように、絶縁部７０は、プランジャー本体部分２６２の表面に形成される。

以上のように、変形例２に係るプローブ２０では、プランジャー部６０のプランジャー基端部分２６３が、プローブ基板１６に直接接触することによりプローブ基板１６と電気的に接続する。これにより、プローブ２０では、プローブ基板１６から半導体ウエハ１４までプランジャー部６０のみを介した電流経路が形成されるため、抵抗値がより安定する。

［本発明のその他の実施形態］
以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。

例えば、上述した実施形態に係るプローブ２０では、絶縁部７０がプランジャー部６０の表面に形成されていたが、バレル部５０の内面に形成されていてもよい。すなわち、絶縁部７０は、絶縁部７０が、少なくとも上下方向Ｚにおいて、バレル部５０のスプリング部５４のプローブ基板１６側の上端部５４ａから、バレル部５０の半導体ウエハ１４側の下端部５０ａにわたって配置されていれば、バレル部５０に形成されていてもよい。

このように、本発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

１…検査装置
２…カード状接続装置
１２…チャック
１４…半導体ウエハ
１４ａ…電極パッド
１６…プローブ基板
１８…プローブ支持体
２０…プローブ
２０ａ…先端部
２０ｂ…基端部
３１…上方ガイド板
３２…下方ガイド板
３３…中間ガイド板
５０…バレル部
５０ａ…下端部
５０ｂ…上端部
５１，５３，５５…非スプリング部
５２，５４…スプリング部
５４ａ…上端部
６０…プランジャー部
６１…プランジャー先端部分
６２…プランジャー本体部分
６３…プランジャー基端部分
７０…絶縁部

Claims (5)

1. 第１接触対象と第２接触対象とを電気的に接続するプローブであって、
   導電性部材からなり、上下方向に延びる筒状のバレル部と、
   導電性部材からなり、一部が前記バレル部に挿入され、前記バレル部と電気的に接続するプランジャー部と、
   前記バレル部と前記プランジャー部の一部分とを電気的に絶縁する絶縁部と、を備え、
   前記バレル部は、上下方向においてスプリング機能を発揮するスプリング部を備え、
   前記プランジャー部は、前記スプリング部よりも第１接触対象側において前記第１接触対象と電気的に接続する第１接続部と、前記スプリング部よりも第２接触対象側において前記第２接触対象と電気的に接続する第２接続部と、前記第１接続部と前記第２接続部とを電気的に接続する第３接続部と、を備え、
   前記絶縁部は、上下方向において、前記バレル部の前記スプリング部の前記第１接触対象側の端部から前記バレル部の前記第２接触対象側の端部にわたって配置されている
   ことを特徴とするプローブ。
2. 前記バレル部は、前記スプリング部よりも前記第１接触対象側にスプリング機能を発揮しない非スプリング部を備え、
   前記第１接続部は、前記非スプリング部の内面を摺動するとともに、前記非スプリング部を介して、前記第１接触対象に電気的に接続する
   ことを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
3. 前記絶縁部は、前記プランジャー部の表面に形成されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のプローブ。
4. 前記プランジャー部において、
   前記第１接続部は、前記バレル部よりも前記第１接触対象側において前記第１接触対象に接触し、
   前記第２接続部は、前記バレル部よりも前記第２接触対象側において前記第２接触対象に接触し、
   前記第３接続部は、前記第２接続部に対して連結されるとともに、前記第１接続部に対して接触しながら上下方向に摺動可能となっている
   ことを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
5. 第１接触対象と第２接触対象とを電気的に接続するプローブを備える電気的接続装置であって、
   前記プローブは、
   導電性部材からなり、上下方向に延びる筒状のバレル部と、
   導電性部材からなり、一部が前記バレル部に挿入され、前記バレル部と電気的に接続するプランジャー部と、
   前記バレル部と前記プランジャー部の一部分とを電気的に絶縁する絶縁部と、を備え、
   前記バレル部は、上下方向においてスプリング機能を発揮するスプリング部を備え、
   前記プランジャー部は、前記スプリング部よりも第１接触対象側において前記第１接触対象と電気的に接続する第１接続部と、前記スプリング部よりも第２接触対象側において前記第２接触対象と電気的に接続する第２接続部と、前記第１接続部と前記第２接続部とを電気的に接続する第３接続部と、を備え、
   前記絶縁部は、上下方向において、前記バレル部の前記スプリング部の前記第１接触対象側の端部から前記バレル部の前記第２接触対象側の端部にわたって配置されている
   ことを特徴とする電気的接続装置。

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