JP2021189063A - プローブ針及びプローブユニット - Google Patents
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Abstract
Description
前記プローブ針が、ピン形状の金属導体の外周に絶縁被膜を有する胴体部と、前記金属導体の両端に該絶縁被膜を有しない端部とを有し、前記絶縁被膜が、ピール試験で測定した密着強度F(N)と前記絶縁被膜が設けられる前記金属導体の円周長L(μm)との比(F/L)が0.001N/μm以上である、ことを特徴とする。
本発明に係るプローブ針10は、図1〜図3に示すように、ピン形状の金属導体1の外周に絶縁被膜2を有する胴体部6と、その金属導体1の両端に絶縁被膜2を有しない端部3とを有する。このプローブ針10において、絶縁被膜2は、ピール試験で測定した密着強度F(N)と、絶縁被膜2が設けられる金属導体1の円周長L(μm)との比(F/L)が0.001N/μm以上であることに特徴がある。
金属導体1は、所定の長さに加工されてなるピン形状の導体であり、高い導電性と高い弾性率を有する金属線(「金属ばね線」ともいう。)を切断加工されている。金属導体1に用いられる金属としては、広い弾性域を持つ金属を挙げることができ、例えば銀銅合金、錫銅合金、ベリリウム銅合金等の銅合金、パラジウム合金、タングステン、レニウムタングステン、鋼(例えば高速度鋼:SKH)等を好ましく用いることができる。特に、後述の実施例に示すように、高強度特性を備えた、タングステン、レニウムタングステン等が好ましい。
絶縁被膜2は、図1及び図2に示すように、金属導体1の少なくとも両側の端部3,3以外の領域の外周に設けられている。絶縁被膜2を有する部分は胴体部6といい、絶縁被膜2が設けられていない部分は端部3といい、端部3の先端を先端1a及び後端1bという。
絶縁被膜2の上には、最外層として他の絶縁層を設けてもよい。そうした絶縁層としては、例えばフッ素系樹脂層、フッ素系樹脂含有層、滑性剤を含む樹脂、帯電防止剤を含むフッ素系樹、帯電防止剤と滑性剤を含む樹脂等を挙げることができる。その厚さは、樹脂材料の機能を発揮させるだけの厚さであることが必要であるが、例えば1〜4μmであればよい。
本発明に係るプローブユニット60は、図3に例示するように、上記本発明に係るプローブ針10と、そのプローブ針10が備える絶縁被膜2が当接する第1支持板20とを少なくとも有する。詳しくは、このプローブユニット60は、被測定体側に配置された第1支持板20と、検査装置側に配置された第2支持板30と、それら少なくとも2つの支持板それぞれが備える案内穴21,31に装着されるプローブ針10とを有し、被測定体側の第1支持板20の案内穴周縁に絶縁被膜2の端部7を当てるとともに被測定体11の電極12に金属導体1の先端1aを接触させて行う検査に用いるプローブユニットである。その特徴は、図1に示すように、プローブ針10が、ピン形状の金属導体1の外周に絶縁被膜2を有する胴体部6と、金属導体1の両端に絶縁被膜2を有しない端部3とを有し、絶縁被膜2が、ピール試験で測定した密着強度F(N)と絶縁被膜2が設けられる金属導体1の円周長L(μm)との比(F/L)が0.001N/μm以上であるように構成されていることにある。なお、プローブユニット60には、複数本から数千本のプローブ針10が装着されている。
金属導体1として、長尺のレニウムタングステン線(外径0.025mm、円周長79μm)を用いた。絶縁被膜2は2層構造とし、第1絶縁被膜2aはウレタン樹脂系エナメル塗料を第1絶縁被膜用塗料として用い、厚さ1μmで第1絶縁被膜2aを形成した。第2絶縁被膜2bは、第1絶縁被膜2aと同じエナメル塗料を用い、そのエナメル塗料100重量部に対して顔料(BASFジャパン株式会社製、商品名:Irgazin(登録商標))を4重量部含有させた第2絶縁被膜用エナメル塗料とし、厚さ2.5μmで第2絶縁被膜2bを形成した。
実施例1において、レニウムタングステンの外径を表1に記載のものに変更した。それ以外は、実施例1と同様にして、実施例2〜7に記載のプローブ針を作製した。
実施例1において、絶縁被膜2を単層とし、その単層の絶縁被膜2として、ウレタン樹脂系エナメル塗料を用い、そのエナメル塗料100重量部に対して顔料(BASFジャパン株式会社製、商品名:Irgazin(登録商標))を4重量部含有させた絶縁被膜用エナメル塗料とし、厚さ1.5μmで絶縁被膜2を形成した。それ以外は、実施例1と同様にして、比較例1のプローブ針10を作製した。
比較例1において、エナメル塗料に含有させる顔料を変更した。それ以外は、比較例1と同様にして、比較例2,3のプローブ針10を作製した。比較例2では、顔料(BASFジャパン株式会社製、商品名:Irgazin(登録商標))を2重量部含有させた絶縁被膜用エナメル塗料を用いた。比較例3では、顔料(BASFジャパン株式会社製、商品名:Irgazin(登録商標))を4重量部含有させた絶縁被膜用エナメル塗料を用いた。
密着強度F(N)は、精密万能試験機(島津製作所社製、型番:AG−I)を用いたピール試験(密着性試験)で評価した。具体的には、図4に示すように、金属導体1の直径D2と全体の外径D1の中間値の穴径(D3)が37μm(ユニットのストッパー部と同じ径)のダイス8に各プローブ針10の先端1aを通し、後端1bから荷重を与えたときの試験荷重を上記装置で検知し、得られた値を相互に比較して密着性を評価した。その値が大きいほど密着性に優れ、小さいほど密着性に劣ることになる。F/Lは、ピール試験で測定した密着強度F(N)と絶縁被膜2が設けられる金属導体1の円周長L(μm)との比である。本発明では、この値が0.001N/μm以上であることが好ましい。
実施例1〜7及び比較例1〜3のプローブ針について表1にまとめた。この結果から、ピール強度(密着強度)と耐屈曲性を備えたプローブ針10を作製することができた。さらに、識別性を持たせるために顔料を絶縁被膜2に含有させた場合であっても、ピール強度(密着強度)と耐屈曲性が顕著に低下しない好ましいプローブ針10を作製することができた。こうしたプローブ針10は、絶縁被膜2の密着性を高めてクラックや剥がれの発生を抑制でき、特に、プローブ針10に屈曲応力が加わって屈曲が繰り返された場合でも、絶縁被膜2にクラックが発生するのを抑えることができ、また、電気的特性の測定時に絶縁被膜2が第1支持板20の案内穴周縁に当接した場合であっても、絶縁被膜2が剥離するのを抑制することができる。
1a 先端
1b 後端
2 絶縁被膜
2a 第1絶縁被膜
2b 第2絶縁被膜
3 端部
6 胴体部
7 案内穴の周縁に当接する絶縁被膜の端部
8 試験ダイス
9 ダイス穴
10 プローブ針
11 被測定体
12 電極
20 第1支持板
21 案内穴
30 第2支持板
31 案内穴
40 リード線用の保持板
50 リード線
60 プローブユニット
D1 プローブ針の外径
D2 金属導体の導体径
D3 試験ダイスの直径
Claims (5)
- ピン形状の金属導体の外周に絶縁被膜を有する胴体部と、前記金属導体の両端に該絶縁被膜を有しない端部とを有するプローブ針において、
前記絶縁被膜が、ピール試験で測定した密着強度F(N)と前記絶縁被膜が設けられる前記金属導体の円周長L(μm)との比(F/L)が0.001N/μm以上である、ことを特徴とするプローブ針。 - 前記ピール試験で測定した密着強度F(N)は、前記金属導体の導体径と前記プローブ針の外径との中間値の穴径のダイスに前記プローブ針の先端を通し、該プローブ針の後端から荷重を与えたとき剥離するまでの最大荷重として求められる値である、請求項1に記載のプローブ針。
- 前記絶縁被膜は顔料を含む識別性のある被膜であって、前記金属導体上に設けられる第1絶縁被膜と、該第1絶縁被膜上に設けられる第2絶縁被膜とで少なくとも構成され、前記第1絶縁被膜は顔料を含まず、前記第2絶縁被膜は顔料を含む、請求項1又は2に記載のプローブ針。
- 前記金属導体の導体径が0.008〜0.180mmの範囲内であり、前記絶縁被膜を含む外径が0.010〜0.200mmの範囲内である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のプローブ針。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のプローブ針と、前記プローブ針が備える絶縁被膜が当接する支持板とを少なくとも有する、ことを特徴とするプローブユニット。
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