JP4834039B2

JP4834039B2 - プローブユニット

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Publication number: JP4834039B2
Application number: JP2008191593A
Authority: JP
Inventors: 昌男大久保; 光中文
Original assignee: Japan Electronic Materials Corp
Current assignee: Japan Electronic Materials Corp
Priority date: 2008-07-25
Filing date: 2008-07-25
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2025-01-31
Also published as: JP2008298792A

Description

本発明は、半導体集積回路のような被測定対象物の電気的諸特性を測定する際に用いられるプローブユニットに関する。

従来、この種の圧縮コイルスプリングを用いたプローブカードとしては、図１５に示すように筒体７００の内部に圧縮コイルスプリング７１０を格納し、筒体７００の上下両端に開口７０１、７０２を設け、この開口７０１、７０２を介して上側プローブピン７２０及び下側プローブピン７３０をそれぞれ圧縮コイルスプリング７１０に接触させたものがある。このように、スプリングを筒体内に内蔵したタイプとしては、特開２００４−３４０８６７号公報、特開２００４−２７９１４１号公報、特開２００４−１３８５９２号公報、特開平１０−２５３６６０号公報、特開平９−１７８７７２号公報等がある。

また、筒体を使用せず、基板に対して垂直な貫通孔を開設し、この貫通孔の内部にスプリングを内蔵させたものもある。例えば、特表２００４−５３０８７０号公報等である。

さらに、図１６に示すように、筒体を設けず、スプリング７１０を介して上側プローブピン７２０及び下側プローブピン７３０を接続するタイプのものもある。

特開２００４−３４０８６７号公報特開２００４−２７９１４１号公報特開２００４−１３８５９２号公報特開平１０−２５３６６０号公報特開平９−１７８７７２号公報特表２００４−５３０８７０号公報

しかしながら、近年では１枚のウエハーからより多くの半導体集積回路を製造する傾向や、半導体集積回路の導電パッドの間の間隔がより狭小になる傾向や、１個の半導体集積回路に設けられる導電パッドがより多くなる傾向や、同時に複数の半導体集積回路の電気的諸特定の測定が要求される傾向がある。

かかる傾向に対応するためには、プローブユニットを構成するプローブの細形成化が必要になってくる。しかし、図１５や特許文献１〜５に記載されたように、スプリングを筒体内に内蔵するタイプのものは、全体の太さが太くなり、要求される狭小ピッチの半導体集積回路の測定には使用することができない。

そこで、筒体を使用しないタイプが創案されたが、このうち基板に貫通孔を開設するタイプのもの、例えば、特表２００４−５３０８７０号公報に記載されたものは、実際に実現不可能である。というのは、数ｍｍの厚さをもった基板に、直径が１００μｍの貫通孔を開設することは技術的に困難だからである。また、この貫通孔は１５０μｍ間隔で開設されなければならないが、このような狭小ピッチでの貫通孔の開設も現実的には困難である。

すると、図１６に示すような筒体を使用せずスプリングの上下両端に上側及び下側プローブピンを接続したタイプのものが良好かというと以下の点で問題がある。すなわち、図１６（Ｂ）に示すように、オーバードライブ（ＯＤ）を加えた際にスプリングが歪んで横方向（外側）に変位するため、隣接するプローブのスプリングと接触するという問題が生じるのである。なお、図１５（Ｂ）に示すように、筒体７００にスプリング７１０を内蔵したものは、スプリング７１０の変位が筒体７００で制限されるため、かかる問題は生じない。

さらに、半導体集積回路の導電パッドに対するある程度の接触圧（約５ｇ以上）も必要となるが、例えば、ワイヤ径が２０μｍのピアノ線材を用いたスプリングでは、この接触圧が確保できない。また、また、測定の際に、コイルスプリングプローブにはオーバードライブが加えられるが、数万回の測定にも耐えられず、コイルスプリングが変形してしまう。

本発明は、上記事情に鑑みて創案されたもので、より細い垂直型コイルスプリングプローブであっても確実に接触荷重を確保することができ、数十万回のオーダーの使用に耐えることができるプローブユニットを得ることを目的としている。

本発明に係るプローブユニットは、垂直型コイルスプリングプローブと、この垂直型コイルスプリングプローブを支持する上・下ガイド板と、上ガイド板と下ガイド板との間に介在するスペーサとを備えており、垂直型コイルスプリングプローブは、測定対象物の導電パッドに接触可能な下側プローブピン接触部、この下側プローブピン接触部の上側に連続して設けられており且つ当該接触部よりも外径が大きい下側プローブピン鍔部、及びこの下側プローブピン鍔部の上側に連続して設けられた接続部を有する下側プローブピンと、この下側プローブピンの接続部に接続される筒状のガイド管と、ガイド管に上下動自在に挿入されるガイド軸部、このガイド軸部の上側に連続して設けられ且つ当該ガイド軸部よりも外径が大きい上側プローブピン鍔部、及びこの上側プローブピン鍔部の上側に連続して設けられた上側プローブピン接続部を有する上側プローブピンと、ガイド軸部に外嵌され、ガイド管と上側プローブピン鍔部と間に配置される圧縮コイルスプリングとを有しており、上ガイド板には、上側プローブピン鍔部よりも外径が大きい貫通孔であって、当該上側プローブピン鍔部が上下動自在に挿通される上側開口が設けられており、下ガイド板には、下側プローブピン接触部よりも外径が大きく、下側プローブピン鍔部よりも前記外径が小さい貫通孔であって、下側プローブピン接触部が挿通される下側開口が設けられており、下側プローブピン鍔部が下ガイド板の下側開口の周縁部に当接している。

前記下側プローブピンは、前記下側プローブピン接触部、下側プローブピン鍔部及び接続部が導電性を有する素材から一体に形成されたものとすることができ、前記上側プローブピンは、前記上側プローブピン接続部、上側プローブピン鍔部及びガイド軸部が導電性を有する素材から一体に形成されたものとすることができる。

前記ガイド管は、線材を巻回して形成されたものであってもよい。

さらに、外力が加えられていない状態における前記上側プローブピンのガイド軸部の先端と下側プローブピンの接続部との距離は、オーバードライブ量より大きく設定されている。

前記圧縮コイルスプリングは、導電性を有する線材を巻回したものとすることができる。

または、前記圧縮コイルスプリングは、導電性を有する板材を巻回したものとすることもできる。

前記圧縮コイルスプリングは、ガイド管の上端に連結することが可能である。

本発明に係る他のプローブユニットは、垂直型コイルスプリングプローブと、この垂直型コイルスプリングプローブを支持する上・下ガイド板と、上ガイド板と下ガイド板との間に介在するスペーサとを備えており、垂直型コイルスプリングプローブは、測定対象物の導電パッドに接触可能な下側プローブピン接触部、この下側プローブピン接触部の上側に連続して設けられており且つ当該接触部よりも外径が大きい有底筒状のガイド部を有する下側プローブピンと、ガイド部に上下動自在に挿入されるガイド軸部、このガイド軸部の上側に連続して設けられ且つ当該ガイド軸部よりも外径が大きい上側プローブピン鍔部、及びこの上側プローブピン鍔部の上側に連続して設けられた上側プローブピン接続部を有する上側プローブピンと、ガイド軸部に外嵌され、ガイド部と上側プローブピン鍔部と間に配置される圧縮コイルスプリングとを有しており、上ガイド板には、上側プローブピン鍔部よりも外径が大きい貫通孔であって、当該上側プローブピン鍔部が上下動自在に挿通される上側開口が設けられており、下ガイド板には、下側プローブピン接触部よりも外径が大きく、ガイド部よりも前記外径が小さい貫通孔であって、下側プローブピン接触部が挿通される下側開口が設けられており、ガイド部が下ガイド板の下側開口の周縁部に当接している。

前記下側プローブピンは、前記下側プローブピン接触部及びガイド部が導電性を有する素材から一体に形成されたものとすることができ、前記上側プローブピンは、前記上側プローブピン接続部、上側プローブピン鍔部及びガイド軸部が導電性を有する素材から一体に形成されたものとすることができる。

本発明に係るプローブユニットは、圧縮コイルスプリングには上側プローブピンの一部であるガイド軸部が挿入されているので、オーバードライブを加えても圧縮コイルスプリングが外側へ変位することがない。このため、従来のような筒体を用いずとも隣接する垂直型コイルスプリングプローブとの間で接触が発生しない。要求される狭小ピッチにも対応することができる。

また、導電性を有する板材を巻回した圧縮コイルスプリングを用いると、より高い接触圧、例えば、図１４に示すように、３００μｍのオーバードライブを加えた場合、約６ｇの接触圧を得ることができる。このため、半導体集積回路のより正確な電気的諸特性の測定が可能となる。

図１は本発明の第１の実施の形態に係る垂直型コイルスプリングプローブの概略的一部断面図、図２は本発明の第１の実施の形態に係る垂直型コイルスプリングプローブの概略的分解図、図３は本発明の第１の実施の形態に係る垂直型コイルスプリングプローブのオーバードライブ前及びオーバードライブ後の概略的一部断面図、図４は本発明の第１の実施の形態に係る垂直型コイルスプリングプローブを用いたプローブユニットの概略的一部断面図、図５は本発明の第２の実施の形態に係る垂直型コイルスプリングプローブの概略的一部断面図、図６は本発明の第２の実施の形態に係る垂直型コイルスプリングプローブの概略的分解図、図７は本発明の第２の実施の形態に係る垂直型コイルスプリングプローブのオーバードライブ前及びオーバードライブ後の概略的一部断面図、図８は本発明の第２の実施の形態に係る垂直型コイルスプリングプローブを用いたプローブユニットの概略的一部断面図、図９は本発明の第３の実施の形態に係る垂直型コイルスプリングプローブの概略的一部断面図、図１０は本発明の第３の実施の形態に係る垂直型コイルスプリングプローブの概略的分解図、図１１は本発明の第３の実施の形態に係る垂直型コイルスプリングプローブのオーバードライブ前及びオーバードライブ後の概略的一部断面図、図１２は本発明の第４の実施の形態に係る垂直型コイルスプリングプローブの概略的一部断面図、図１３は本発明の第４の実施の形態に係る垂直型コイルスプリングプローブの概略的分解図、図１４は本発明の第２の実施の形態に係る垂直型コイルスプリングプローブを用いたプローブユニットと従来のプローブユニットとの導電パッドへの接触荷重を比較したグラフである。

本発明の第１の実施の形態に係る垂直型コイルスプリングプローブＡは、測定対象物である半導体集積回路８００の導電パッド８１０に接触する下側プローブピン２００と、この下側プローブピン２００の上端の接続部２３０に接続されるガイド管３００と、メイン基板９００の導電パターン９１０に接続される上側プローブピン１００と、この上側プローブピン１００のガイド軸部１３０が挿入される圧縮コイルスプリング４００とを備えており、前記圧縮コイルスプリング４００に挿入されたガイド軸部１３０の先端が前記ガイド管３００に挿入されている。

前記上側プローブピン１００は、例えばタングステン等の導電性を有する素材から構成されている。かかる上側プローブピン１００は、図２等に示すように、３つの部分が軸芯方向に一列に並んだ形状に形成されている。すなわち、この上側プローブピン１００は、メイン基板９００の導電パターン９１０に接触する上側プローブピン接続部１１０と、この上側プローブピン接続部１１０に続き、上側プローブピン接続部１１０より太く設定された上側プローブピン鍔部１２０と、この上側プローブピン鍔部１２０に続き、上側プローブピン鍔部１２０より細く設定されたガイド軸部１３０とを有している。

前記上側プローブピン接続部１１０に続き、上側プローブピン１００の中間部分に相当する上側プローブピン鍔部１２０は、円柱形状に形成されている。しかも、この上側プローブピン鍔部１２０は、前記上側プローブピン接続部１１０より太くかつ後述する圧縮コイルスプリング４００の内径より太く、かつ圧縮コイルスプリング４００の外径と同一径に設定されている。従って、この上側プローブピン鍔部１２０は、圧縮コイルスプリング４００の内側には入り込まないようになっている。

前記上側プローブピン鍔部１２０に続くガイド軸部１３０は、前記上側プローブピン鍔部１２０より細くかつ後述する圧縮コイルスプリング４００の内径より細く設定されている。従って、このガイド軸部１３０は、圧縮コイルスプリング４００の内側に挿入されることになる。また、このガイド軸部１３０は、自由長、すなわち外力が加えられていない状態の圧縮コイルスプリング４００より長く設定されている。従って、このガイド軸部１３０が圧縮コイルスプリング４００に挿入されると、ガイド軸部１３０の先端は、圧縮コイルスプリング４００から突出することになる。

一方、前記下側プローブピン２００は、例えばタングステン等の導電性を有する素材から構成されている。かかる下側プローブピン２００は、図２等に示すように、３つの部分が軸芯方向に一列に並んだ形状に形成されている。すなわち、この下側プローブピン２００は、半導体集積回路８００の導電パッド８１０に接触すべく先端が先鋭化された下側プローブピン接触部２１０と、この下側プローブピン接続部２１０に続き、下側プローブピン接触部２１０より太い下側プローブピン鍔部２２０と、この下側プローブピン鍔部２２０に続き、下側プローブピン鍔部１２０より細い接続部２３０とを有している。

下側プローブピン２００の下側プローブピン接触部２１０は、先端が先鋭化されており、それに円柱形が続いた形状に設定されている。なお、図１や図２等においては、下側プローブピン接触部２１０は、先端が先鋭化されたものを示しているが、被測定対象物である半導体集積回路や発光ダイオードチップ等の導電パッドの形状に応じて種々選択できるものである。

下側プローブピン接触部２１０の形状としては、例えば、先端がアール状に丸くなったもの、先端に４つの突起が形成されたもの、先端がコーン状に先鋭化されたもの、先端に３つの突起が形成されたもの、先端に３つの突起が密接して形成されたもの、先端が三角錐状に形成されたもの、先端が半球状に丸くなったもの、先端が凹んでカップ状になったもの、先端がフラットになったものなどが存在する。

前記下側プローブピン接触部２１０に続く下側プローブピン鍔部２２０は、後述するガイド管３００の内径より太く、かつガイド管３００の外径と同一径に設定されている。

また、前記下側プローブピン鍔部２２０に続く接続部２３０は、前記下側プローブピン接触部２１０と同一径で、かつガイド管３００の内径より若干小さく設定されている。このため、接続部２３０には、ガイド管３００が嵌まり込む状態で接続されることができる。

一方、前記圧縮コイルスプリング４００は、直径が４５μｍの線材を巻回して構成したものである。この圧縮コイルスプリング４００は、例えばバネ性ステンレス、スプリング用ピアノ線、アモルファス合金等の導電性を有する線材を巻回することから構成されている。かかる圧縮コイルスプリング４００の外径は２００μｍ、内径は１１０μｍに設定されている。

かかる圧縮コイルスプリング４００の自由長は、前記ガイド軸部１３０より短く設定されている。

また、前記ガイド管３００は、例えばステンレス等の導電性を有する素材から構成されている。このガイド管３００は、前記接続部２３０において下側プローブピン２００と連結されるものである。かかるガイド管３００の長さは、垂直型コイルスプリングプローブＡとした場合に、外力が加えられていない状態での前記上側プローブピン１００のガイド軸部１３０と下側プローブピン２００の接続部２３０との間にオーバードライブ量（ＯＤ量）より大きな距離があるように設定されている。

次にこれらの部品から構成される垂直型コイルスプリングプローブＡの組み立て等について説明する。
まず、圧縮コイルスプリング４００の上端から上側プローブピン１００のガイド軸部１３０を挿入する。この状態では、ガイド軸部１３０の先端は、圧縮コイルスプリング４００の下端から突出している。
また、下側プローブピン２００の接続部２３０にガイド管３００を接続する。
そして、ガイド軸部１３０の先端をガイド管３００に挿入する。すると、ガイド軸部１３０の先端がガイド管３００に挿入された状態で、圧縮コイルスプリング４００の下端がガイド管３００の上端に接触する。
これで、垂直型コイルスプリングプローブＡとなる。

このように構成された垂直型コイルスプリングプローブＡを用いたプローブユニットは、図４に示すように、前記垂直型コイルスプリングプローブＡを収納するケーシング５００を有している。

前記ケーシング５００は、垂直型コイルスプリングプローブの上側プローブピン１００の上側プローブピン鍔部１２０が位置する上側開口５１１が開設された上ガイド板５１０と、下側プローブピン２００の下側プローブピン接触部２１０が貫通する下側開口５１１が開設された下ガイド板５２０と、前記上ガイド板５１０と前記下ガイド板５２０との間に所定の空間を形成するスペーサ５３０とを有し、前記上側開口５１１及び下側開口５２１が同一Ｘ、Ｙ座標に配置されている。

前記上ガイド板５１０は、絶縁性を有する素材から構成された平板であり、その厚さ寸法は上側プローブピン１００の上側プローブピン鍔部１２０の長さ寸法より大きく設定されている。そして、この上ガイド板５１０には、被測定対象物である半導体集積回路８００の導電パッド８１０の配置に対応して複数個の上側開口５１１が開設されている。この上側開口５１１は、上側プローブピン鍔部１２０の外径より若干大きく設定されている。

また、前記下ガイド板５２０は、絶縁性を有する素材から構成された平板であり、その厚さ寸法は下側プローブピン２００の下側プローブピン接触部２１０の長さ寸法より小さく設定されている。そして、この下ガイド板５２０には、被測定対象物である半導体集積回路８００の導電パッド８１０の配置に対応して複数個の下側開口５２１が開設されている。この下側開口５２１は、下側プローブピン接触部２１０の外径より若干大きく、かつ下側プローブピン鍔部２２０の外径より小さく設定されている。

前記上ガイド板５１０と下ガイド板５２０との間には、絶縁性を有する素材からなるスペーサ５３０が介在されている。このスペーサ５３０は、前記上ガイド板５１０と前記下ガイド板５２０との間に所定の空間を形成するためのものであり、上側開口５１１及び下側開口５２１を避けた位置に設けられている。

上ガイド板５１０の上側開口５１１及び下ガイド板５２０の下側開口５２１は、すべて被測定対象物である半導体集積回路８００の導電パッド８１０の配置に対応して開設されているので、同一Ｘ、Ｙ座標に配置されていることになる。

このように構成されたプローブカードで半導体集積回路８００の電気的諸特性を測定する際には、下側プローブピン２００の下側プローブピン接触部２１０を半導体集積回路８００の導電パッド８１０に接触させ、オーバードライブ（ＯＤ）を加える（図３（Ｂ）参照）。この垂直型コイルスプリングプローブＡを構成するガイド管３００は、長さが、外力が加えられていない状態での前記上側プローブピン１００のガイド軸部１３０と下側プローブピン２００の接続部２３０との間にオーバードライブ量より大きな距離があるように設定されているので、図３（Ｂ）に示すように、オーバードライブを加えても、上側プローブピン１００と下側プローブピン２００とが接触することはない。

しかも、圧縮コイルスプリング４００の内側には、上側プローブピン１００のガイド軸部１３０が挿入されているため、オーバードライブによって、圧縮タイルスプリング４００が従来のもののように、歪んで外側に変位することがない。このため、隣接する垂直型コイルスプリングプローブＡの間の距離を小さくしても、オーバードライブを加えた時に隣接する垂直型コイルスプリングプローブＡ同士が接触することがない。

上述した垂直型コイルスプリングプローブＡの変形例として、本発明の第２の実施の形態に係る垂直型コイルスプリングプローブＢについて図５〜図８を参照しつつ説明する。この垂直型コイルスプリングプローブＢは、構成部品のうち、上側プローブピン１００及び下側プローブピン２００は、上述した垂直型コイルスプリングプローブＡと同一のものを使用している。
この垂直型コイルスプリングプローブＢが垂直型コイルスプリングプローブＡと相違する点は、圧縮コイルスプリング４００Ｂの形状と、圧縮コイルスプリング４００Ｂとガイド管３００Ｂとが一体形成されている点である。

ガイド管３００Ｂ自体が、下側プローブピン２００の接続部２３０に接続される点は、上述した垂直型コイルスプリングプローブＡと同一である。しかし、このガイド管３００Ｂの上端から圧縮コイルスプリング４００Ｂが連設されている。すなわち、縦長の帯状の金属製板材の上端から斜め上側に向かって細長い帯状部材が連設されたものを筒状に丸めることによって圧縮コイルスプリング４００Ｂと一体になったガイド管３００Ｂを構成することができる。

例えば、幅が３６μｍで、厚さが２０μｍのステンレス製の平線をコイル径が９５μｍでかつ長さが５．０ｍｍの圧縮コイルスプリング４００Ｂとして構成した場合、図１４に示すように、単なるピアノ線を巻回して構成した圧縮コイルスプリングを使用したもの（従来のもの）より、オーバードライブ量が同じ場合でも、より大きな荷重を得ることができる。

このように、ガイド管３００Ｂと圧縮コイルスプリング４００Ｂとを一体化した垂直型コイルスプリングプローブＢは、下側プローブピン２００の接続部２３０にガイド管３００Ｂの下端を接続した後、上側プローブピン１００のガイド軸部１３０を圧縮コイルスプリング４００Ｂの上側から挿入することで簡単に構成することができる。

また、この垂直型コイルスプリングプローブＢにおける他の点、例えば、図７（Ｂ）にも示すように、オーバードライブを加えた状態で、上側プローブピン１００のガイド軸部１３０の下端と下側プローブピン２００の接続部２３０の上端とが接触しないようになっている点は、上述した垂直型コイルスプリングプローブＡと同様である。

さらに、このように構成された垂直型コイルスプリングプローブＢを用いたプローブユニットは、図８に示すように、基本的構成、すなわち上ガイド板５１０、下ガイド板５２０及びスペーサ５３０からなるケーシング５００を有している点、そして、上ガイド板５１０に開設された上側開口５１１には上側プローブピン１００の上側プローブピン鍔部１２０が位置し、下ガイド板５２０に開設された下側開口５２１には下側プローブピン２００の上側プローブピン接触部２１０が位置している構成は、上述した垂直型コイルスプリングプローブＡを用いたプローブユニットと同一である。

上述した垂直型コイルスプリングプローブＡの変形例として、本発明の第３の実施の形態に係る垂直型コイルスプリングプローブＣについて図９〜図１１を参照しつつ説明する。
この垂直型コイルスプリングプローブＣは、構成部品のうち、上側プローブピン１００及び圧縮コイルスプリング４００は、上述した垂直型コイルスプリングプローブＡと同一のものを使用している。
この垂直型コイルスプリングプローブＣが垂直型コイルスプリングプローブＡと相違する点は、下側プローブピンとガイド管が一体形成されて、下側プローブピン２００Ｃの上端に形成されたガイド部２４０Ｃとなっている点である。

かかる垂直型コイルスプリングプローブＣにおける下側プローブピン２００Ｃは、上端に有底筒状のガイド部２４０Ｃが形成されている。すなわち、この下側プローブピン２００Ｃは、半導体集積回路８００の導電パッド８１０に接触すべく先端が先鋭化された下側プローブピン接触部２１０Ｃと、この下側プローブピン接触部２１０Ｃの上端から上方に向かって延設された有底筒状のガイド部２４０Ｃとが一体形成されたものである。

前記ガイド部２４０Ｃの内径は、上側プローブピン１００のガイド軸部１３０が挿入可能なように、ガイド軸部１３０の外径より大きく、圧縮コイルスプリング４００が入り込まないように、圧縮コイルスプリング４００の外径より小さく設定されている。

かかる垂直型コイルスプリングプローブＣは、上側プローブピン１００のガイド軸部１３０を圧縮コイルスプリング４００に挿入した後、圧縮コイルスプリング４００の下端から突出した前記ガイド軸部１３０をガイド部２４７０Ｃの内側に挿入するとともに、圧縮コイルスプリング４００の下端をガイド部２４０Ｃの上端に接触させることで構成される。

また、この垂直型コイルスプリングプローブＣにおける他の点、例えば、図１１（Ｂ）にも示すように、オーバードライブを加えた状態で、上側プローブピン１００のガイド軸部１３０の下端と下側プローブピン２００（詳しくは下側プローブピン２００の一部を構成するガイド部２４０Ｃの底部）とが接触しないようになっている点は、上述した垂直型コイルスプリングプローブＡと同様である。

さらに、このように構成された垂直型コイルスプリングプローブＣを用いたプローブユニットも、基本的構成、すなわち上ガイド板、下ガイド板及びスペーサからなるケーシングを有している点、そして、上ガイド板に開設された上側開口には上側プローブピン１００の上側プローブピン鍔部１２０が位置し、下ガイド板に開設された下側開口には下側プローブピン２００の上側プローブピン接触部２１０が位置している構成は、上述した垂直型コイルスプリングプローブＡを用いたプローブユニットと同一である。

次に、上述した垂直型コイルスプリングプローブＡの変形例として、本発明の第４の実施の形態に係る垂直型コイルスプリングプローブＤについて図１２及び図１３を参照しつつ説明する。
この垂直型コイルスプリングプローブＤは、構成部品のうち、上側プローブピン１００、下側プローブピン２００及び圧縮コイルスプリング４００は、上述した垂直型コイルスプリングプローブＡと同一のものを使用している。
この垂直型コイルスプリングプローブＤが垂直型コイルスプリングプローブＡと相違する点は、ガイド管３００Ｄの構成である。

ガイド管３００Ｄ自体が、下側プローブピン２００の接続部２３０に接続される点は、上述した垂直型コイルスプリングプローブＡと同一である。しかし、このガイド管３００Ｄは、垂直型コイルスプリングプローブＡにおけるガイド管３００のように単なるパイプではなく、線材を略管状に巻回して形成されたものである。

なお、他の点、すなわち上側プローブピンのガイド軸部１３０の先端がガイド管３００Ｄに挿入される点や、オーバードライブを加えた状態で、上側プローブピン１００のガイド軸部１３０の下端と下側プローブピン２００の接続部２３０の上端とが接触しないようになっている点は、上述した垂直型コイルスプリングプローブＡと同様である。

かかるガイド管３００Ｄは、図１２等に示すように、巻回された線材の間には隙間がないようになっている。このように構成すると、歪んで横方向（外側）に変位するおそれがないため、隣接する垂直型コイルスプリングプローブの構成部材と接触するというおそれがない。

なお、ガイド管３００Ｄを構成する線材の間に若干の隙間を設けると、圧縮コイルスプリング４００と合わせてオーバードライブを加えた際に変形する。このため、圧縮コイルスプリング４００を強化したのと同様の効果、すなわちオーバードライブ時の接触圧を強くすることでできるという効果がある。

さらに、このように構成された垂直型コイルスプリングプローブＤを用いたプローブユニットも、基本的構成、すなわち上ガイド板、下ガイド板及びスペーサからなるケーシングを有している点、そして、上ガイド板に開設された上側開口には上側プローブピン１００の上側プローブピン鍔部１２０が位置し、下ガイド板に開設された下側開口には下側プローブピン２００の上側プローブピン接触部２１０が位置している構成は、上述した垂直型コイルスプリングプローブＡを用いたプローブユニットと同一である。

本発明の第１の実施の形態に係る垂直型コイルスプリングプローブの概略的一部断面図である。本発明の第１の実施の形態に係る垂直型コイルスプリングプローブの概略的分解図である。本発明の第１の実施の形態に係る垂直型コイルスプリングプローブのオーバードライブ前及びオーバードライブ後の概略的一部断面図である。本発明の第１の実施の形態に係る垂直型コイルスプリングプローブを用いたプローブユニットの概略的一部断面図である。本発明の第２の実施の形態に係る垂直型コイルスプリングプローブの概略的一部断面図である。本発明の第２の実施の形態に係る垂直型コイルスプリングプローブの概略的分解図である。本発明の第２の実施の形態に係る垂直型コイルスプリングプローブのオーバードライブ前及びオーバードライブ後の概略的一部断面図である。本発明の第２の実施の形態に係る垂直型コイルスプリングプローブを用いたプローブユニットの概略的一部断面図である。本発明の第３の実施の形態に係る垂直型コイルスプリングプローブの概略的一部断面図である。本発明の第３の実施の形態に係る垂直型コイルスプリングプローブの概略的分解図である。本発明の第３の実施の形態に係る垂直型コイルスプリングプローブのオーバードライブ前及びオーバードライブ後の概略的一部断面図である。本発明の第４の実施の形態に係る垂直型コイルスプリングプローブの概略的一部断面図である。本発明の第４の実施の形態に係る垂直型コイルスプリングプローブの概略的分解図である。本発明の第２の実施の形態に係る垂直型コイルスプリングプローブを用いたプローブユニットと従来のプローブユニットとの導電パッドへの接触荷重を比較したグラフである。従来の垂直型コイルスプリングプローブのオーバードライブ前及びオーバードライブ後の概略的一部断面図である。従来の垂直型コイルスプリングプローブのオーバードライブ前及びオーバードライブ後の概略的一部断面図である。

符号の説明

１００上側プローブピン
１１０上側プローブピン接続部
１２０上側プローブピン鍔部
１３０ガイド軸部
２００下側プローブピン
２１０下側プローブピン接触部
２２０下側プローブピン鍔部
２３０接続部
３００ガイド管
４００圧縮コイルスプリング
Ａ垂直型コイルスプリングプローブ

Claims

垂直型コイルスプリングプローブと、この垂直型コイルスプリングプローブを支持する上・下ガイド板と、上ガイド板と下ガイド板との間に介在するスペーサとを備えており、
垂直型コイルスプリングプローブは、測定対象物の導電パッドに接触可能な下側プローブピン接触部、この下側プローブピン接触部の上側に連続して設けられており且つ当該接触部よりも外径が大きい下側プローブピン鍔部、及びこの下側プローブピン鍔部の上側に連続して設けられた接続部を有する下側プローブピンと、
この下側プローブピンの接続部に接続される筒状のガイド管と、
ガイド管に上下動自在に挿入されるガイド軸部、このガイド軸部の上側に連続して設けられ且つ当該ガイド軸部よりも外径が大きい上側プローブピン鍔部、及びこの上側プローブピン鍔部の上側に連続して設けられた上側プローブピン接続部を有する上側プローブピンと、
ガイド軸部に外嵌され、ガイド管と上側プローブピン鍔部と間に配置される圧縮コイルスプリングとを有しており、
上ガイド板には、上側プローブピン鍔部よりも外径が大きい貫通孔であって、当該上側プローブピン鍔部が上下動自在に挿通される上側開口が設けられており、
下ガイド板には、下側プローブピン接触部よりも外径が大きく、下側プローブピン鍔部よりも前記外径が小さい貫通孔であって、下側プローブピン接触部が挿通される下側開口が設けられており、
下側プローブピン鍔部が下ガイド板の下側開口の周縁部に当接していることを特徴とするプローブユニット。
請求項１記載のプローブユニットにおいて、
下側プローブピンは、前記下側プローブピン接触部、下側プローブピン鍔部及び接続部が導電性を有する素材から一体に形成されたものであり、
前記上側プローブピンは、前記上側プローブピン接続部、上側プローブピン鍔部及びガイド軸部が導電性を有する素材から一体に形成されたものであることを特徴とするプローブユニット。
請求項１又は２記載のプローブユニットにおいて、
前記ガイド管は、線材を巻回して形成されたものであることを特徴とするプローブユニット。
請求項１、２又は３記載のプローブユニットにおいて、
外力が加えられていない状態における前記上側プローブピンのガイド軸部の先端と下側プローブピンの接続部との距離は、オーバードライブ量より大きく設定されていることを特徴とするプローブユニット。
請求項１、２、３又は４記載のプローブユニットにおいて、
前記圧縮コイルスプリングは、導電性を有する線材を巻回したものであることを特徴とするプローブユニット。
請求項１、２、３又は４記載のプローブユニットにおいて、
前記圧縮コイルスプリングは、導電性を有する板材を巻回したものであることを特徴とするプローブユニット。
請求項６記載のプローブユニットにおいて、
前記圧縮コイルスプリングは、ガイド管の上端に連結されていることを特徴とするプローブユニット。
垂直型コイルスプリングプローブと、この垂直型コイルスプリングプローブを支持する上・下ガイド板と、上ガイド板と下ガイド板との間に介在するスペーサとを備えており、
垂直型コイルスプリングプローブは、測定対象物の導電パッドに接触可能な下側プローブピン接触部、この下側プローブピン接触部の上側に連続して設けられており且つ当該接触部よりも外径が大きい有底筒状のガイド部を有する下側プローブピンと、
ガイド部に上下動自在に挿入されるガイド軸部、このガイド軸部の上側に連続して設けられ且つ当該ガイド軸部よりも外径が大きい上側プローブピン鍔部、及びこの上側プローブピン鍔部の上側に連続して設けられた上側プローブピン接続部を有する上側プローブピンと、
ガイド軸部に外嵌され、ガイド部と上側プローブピン鍔部と間に配置される圧縮コイルスプリングとを有しており、
上ガイド板には、上側プローブピン鍔部よりも外径が大きい貫通孔であって、当該上側プローブピン鍔部が上下動自在に挿通される上側開口が設けられており、
下ガイド板には、下側プローブピン接触部よりも外径が大きく、ガイド部よりも前記外径が小さい貫通孔であって、下側プローブピン接触部が挿通される下側開口が設けられており、
ガイド部が下ガイド板の下側開口の周縁部に当接していることを特徴とするプローブユニット。
請求項８記載のプローブユニットにおいて、
前記下側プローブピンは、前記下側プローブピン接触部及びガイド部が導電性を有する素材から一体に形成されたものであり、
前記上側プローブピンは、前記上側プローブピン接続部、上側プローブピン鍔部及びガイド軸部が導電性を有する素材から一体に形成されたものであることを特徴とするプローブユニット。