JP5597108B2 - 接触検査用治具 - Google Patents

Description

本発明は、被検査電子部品の各端子（電極パッド）又は電極に接触して、該被検査電子部品の機能テストに用いられる接触検査用治具に係り、特に電流供給用及び電圧監視用の２本のプローブを上記各端子又は電極に接触するケルビン検査用として好適な接触用検査治具（テストヘッド）に関する。

近時、矩形形状の各辺から４方向に金属製の接続端子（電極パッド）が延びているＱＦＰ（Quad Flat Package）では、接続端子間のピッチが０．８ｍｍ、０．６５ｍｍ、０．５ｍｍ、０．４ｍｍと狭ピッチ化が進んでおり、またペリフェラルと呼ばれる矩形形状のシリコンウェハの外周に電極（端子）を配置した半導体製品では、電極ピッチが１００μｍ、６５μｍ、５０μｍ、４０μｍと狭ピッチ化が進んでおり、これら狭ピッチ化された各端子に接触するプローブも細径化する必要がある。これにより、該プローブを多数配列したテストヘッド等の接触検査用治具は、製造が面倒になっていると共に、細径化したプローブは、各端子（電極）への接圧力の低下による接触抵抗の増大並びにプローブ自身の電気抵抗の増大等により、測定時の電圧降下を生じ、電気的測定の信頼性を低下する原因となっている。

このような測定環境下に対応する接触検査としてケルビン検査法が知られている。該ケルビン検査は、１個の端子（電極）に対し、電流を供給するためのフォースコンタクトプローブと、電圧を監視するためのセンスコンタクトプローブとを１対として用い、各端子にこれら１対のプローブを接触することにより精度の高い電気的特性の検査が可能となる。

従来、ケルビン検査用治具として、下記特許文献１が提案されている。このものは、１対のプローブが絶縁性のソケットに形成されたプランジャ保持孔に嵌合され、かつこれら１対のプローブのプランジャ先端部は、両側面がチューブ軸方向に平行な２平面からなると共に、その先端稜線が一方向に傾斜してなり、該稜線の頂点からなる突尖側の一側面がチューブ外周面の延長面に合致する曲面から形成されている。そして、上記１対のプローブのプランジャ先端部が、チューブ中心線に対して偏心した位置に形成されると共に、上記ソケット（リテーナ）のガイド孔に摺動自在に、かつ１８０度の反転挿入ができないように嵌挿される。

特開２０１０−３８８３７号公報

上記特許文献１記載の１対のコンタクトプローブは、そのプランジャ先端部が反転位置となる誤挿入が阻止されると共に、被検査電子部品の端子に接触する突尖側の一側面が互いに近づくように配置され、上記端子のピッチが小寸法のものに対応可能となっている。

しかし、前記プランジャ先端部が嵌挿する前記ソケット（リテーナ）に形成されるガイド孔は、プランジャ先端部の断面形状に対応して略々矩形状の孔からなり、該矩形状の孔は、エンドミル等の回転切削工具又はレーザにより孔明け加工する必要があり、特に特許文献１のように、上記先端部嵌挿用の矩形状のガイド孔とフランジ部及びチューブ嵌挿用の断面円形状の保持孔からなる場合、回転切削工具による面倒な加工が必要となる。

このため、プランジャ先端部を嵌挿するガイド孔に規定されて、プローブの小型化が制限され、近時の端子の狭ピッチ化及び多極化に十分に対応することが困難であると共に、上記プランジャ先端部を嵌挿するガイド孔を前記ソケットに形成するために面倒な加工を必要として、コストアップの原因となっている。

なお、上記特許文献１のように、ケルビン検査用に限らず、一般に、プローブ先端のプランジャを案内するガイド孔は、プランジャの断面形状に合せた貫通孔により形成されている。

そこで、本発明は、被検査用電子部品に接触するプランジャ先端部を、ソケット（ブロック）に形成したガイド溝により回転不能かつ上下動移動自在に案内し、もって上述した課題を解決した接触検査用治具を提供することを目的とするものである。

本発明は、例えば図１〜図３を参照して、被検査電子部品の端子又は電極に接触するプローブ（２）と、該プローブを保持するソケット（３）と、を備え、前記被検査電子部品の電気的特性を検査するために用いられる接触検査用治具（１）において、
前記プローブ（２）は、前記端子又は電極に弾接するように付勢されているプランジャ（６）を有し、
該プランジャ（６）は、保持部（１７）と、該保持部の側面（Ａ，Ａ）が切除された板状のガイド部（１９ａ）と、該ガイド部の先端に突尖状に形成された接触部（１９ｂ）と、を有し、
前記ソケット（３）は、少なくとも前記端子又は電極側に位置する第１のブロック（１０）を備え、該第１のブロックに、該第１のブロックの前記端子又は電極側である表面と反対側から有底孔からなる保持孔（１２）を形成すると共に、前記表面から前記有底孔を横切るように前記保持孔より狭い幅のガイド溝（１３）を形成し、
前記第１のブロック（１０）の前記保持孔（１２）に前記保持部（１７）を抜止めして保持すると共に前記ガイド溝（１３）に前記ガイド部（１９ａ）を回り止めして、前記プランジャ（６）を、前記第１のブロック（１０）に軸方向に移動自在に案内してなる、
ことを特徴とする。

例えば図１〜図３を参照して、前記プローブ（２）は、前記プランジャ（６）の前記保持部（１７）を一体に固着したチューブ（５）と、該チューブの他端に軸方向移動自在に嵌挿した当接部材（７）と、前記チューブに収納されて前記プランジャ（６）と前記当接部材（７）との間に縮設されたスプリングと、を有し、
前記ソケット（３）は、複数のブロック（１０，１１）が接合して構成され、これらブロックに前記プローブ（２）を保持する保持孔（１２，１５）が形成され、かつこれらブロックの内の前記第１のブロック（１０）には、他のブロック（１１）側から有底孔である前記保持孔（１２）が形成され、該有底孔（１２）を横切るように前記ガイド溝（１３）が形成されてなる。

例えば図９、図１０を参照して、前記プローブは、前記第１のブロック（１０_３）と、該第１のブロックと空間（Ｆ）を隔てて配置された他のブロック（１１_３）に保持され、前記空間（Ｆ）内にて湾曲して軸方向に弾力を付与されたワイヤプローブ（２_３）であり、
該ワイヤプローブの一端部が、前記保持部（１７）、前記ガイド部（１９ａ）及び接触部（１９ｂ）を有する前記プランジャ（６）となり、
前記第１のブロック（１０_３）に、前記プランジャ（６）の前記保持部（１７）を保持する有底孔（１２）からなる前記保持孔と、該有底孔を横切る前記ガイド溝（１３）を形成してなる。

例えば図１８、図１９を参照して、前記プローブ（２_８）は、エレクトロフォーミングにより成形された断面矩形状からなり、その一端に、板状のガイド部（１９ａ）及び該ガイド部の先端に形成された接触部（１９ｂ）を有するプランジャ（６）が形成され、
前記ソケット（３ _８ ）は、前記端子又は電極側に位置する第１のブロック（１０）と、該第１のブロック以外の他のブロック（１１ _１ ，１１ _２ ）とを積層して構成され、
前記他のブロック（１１ _１ ，１１ _２ ）は、一面に溝（３１）が形成され、他面に前記溝に連通しかつ該溝の幅と同じ幅の孔（３０）が形成され、
前記第１のブロック（１０）は、前記端子又は電極側である表面と反対側から有底孔からなる保持孔（１２）が形成されると共に、前記表面から前記有底孔を横切るように前記保持孔より狭い幅のガイド溝（１３）が形成され、
前記他のブロック（１１ _１ ，１１ _２ ）の前記溝（３１）及び孔（３０）に前記プローブ（２ _８ ）を保持し、かつ前記第１のブロック（１０）の前記保持孔（１２）に前記プランジャ（６）を抜止めすると共に、前記ガイド溝（１３）に前記ガイド部（１９ａ）を回り止めして、前記プランジャ（６）を、前記第１のブロック（１０）に軸方向に移動自在に案内してなる。

例えば図４〜図６を参照して、前記第１のブロック（１０）の表面に、前記ガイド溝（１３ａ，１３ｂ）を横方向及び縦方向に形成し、これらガイド溝の交差していない両端部分に前記プローブ（２）を配列し、
前記プローブ（２）を、前記端子又は電極（２１）に対して、前記ガイド溝方向に交互にジグザグ状に配置してなる。

例えば図７、図８を参照して、１対の前記プローブ（２_１，２_２）を１個の前記電極（２１）又は端子に接触するケルビン検査用とし、
前記プランジャの前記接触部（１９ｂ）は、板状の前記ガイド部（１９ａ）の先端が幅方向に傾斜（Ｃ）してその一端突尖部分により形成され、
前記ケルビン検査用である１対の前記プローブ（２_１，２_２）の前記接触部（１９ｂ，１９ｂ）を互いに近接するように配置してなる。

例えば図７、図８、図１４を参照して、前記ケルビン検査用である１対の前記プローブ（２_１，２_２）は、その前記プランジャの前記ガイド部（１９ａ）が同じ前記ガイド溝（１３，１３_４）に案内されるように配置されてなる。

例えば図３、図１０を参照して、前記ガイド部（１９ａ）は、前記プランジャ（６，６）の円筒状の保持部（１７）の両側を同量切除した左右の平面（Ａ，Ａ）と、前記保持部から延びる前後の円弧面（Ｂ，Ｂ）とで形成された、前記保持部（１７）の中央部に配置されてなる。

例えば図１３、図１７を参照して、前記ガイド部（１９ａ）は、前記プランジャ（６_４，６_７）の円筒状の保持部（１７）の両側を異なる量にて切除した左右の平面（Ａ_１，Ａ_２）と、前記保持部から延びる前後の円弧面（Ｂ，Ｂ）（Ｂ_１，Ｂ_２）とで形成され、前記保持部（１７）の中央からオフセットして配置されてなる。

例えば図１６、図１７を参照して、前記ガイド部（１９ａ）は、前記プランジャ（６_７）の円筒状の保持部（１７）の両側を異なる量にて切除した内側平面（Ａ_１）及び外側平面（Ａ_２）と、前記保持部（１７）から延びる前後の円弧面（Ｂ_１，Ｂ_２）とで形成され、前記保持部（１７）の中央からオフセットして配置され、
前記接触部（１９ｂ）は、前記外側平面（Ａ_２）と前記前後の円弧面の一方（Ｂ_１）との交点を頂点（Ｐ）として、前記内側平面（Ａ_１）と前記前後の円弧面の他方（Ｂ_２）の交点（Ｑ）を結ぶ線を稜線（Ｇ）として幅方向及び厚さ方向に傾斜する傾斜面（Ｃ，Ｓ，Ｔ）にて形成される前記頂点（Ｐ）からなり、
前記ケルビン検査用である前記１対のプローブ（２_１，２_２）は、隣接する前記ガイド溝（１３_７，１３_７）に前記ガイド部（１９ａ）を案内するように配置されてなる。

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これにより特許請求の範囲の記載の構成に何等影響を及ぼすものではない。

請求項１記載の本発明によると、プランジャに形成した板状のガイド部を、第１のブロックに形成したガイド溝に案内するので、該ガイド溝は、ダイシングソー等により比較的容易にかつ高い精度で加工することができ、プローブの配列間隔の微小化及び多数配列の阻害となっているプランジャガイド孔の加工困難をブレークスルーして、被電子部品の端子又は電極の狭ピッチ化及び多極化に対応した接触検査用治具（テストヘッド）を、コストアップを伴うことなく提供することができる。

また、ソケットを構成するブロックにセラミックを用いても、ダイシングソーにより容易かつ高精度でガイド溝を形成することができ、高精度の接触検査用治具を製造することが可能となる。

請求項２に係る本発明によると、プランジャ、当接部材及びスプリングをチューブに内蔵したコンタクトプローブを用いた接触検査用治具に適用して、狭ピッチ化、多極化及びコストダウンを図ることができる。

請求項３に係る本発明によると、ワイヤプローブを用いる垂直型プローブカード等に適用して、更なる狭ピッチ化、多極化及びコストダウンを図ることができる。

請求項４に係る本発明によると、エレクトロフォーミングによるプローブを用いた接触検査用治具（テストヘッド）に適用して、更なる狭ピッチ化、多極化及びコストダウンを図ることができる。

請求項５に係る本発明によると、ＱＦＰを検査する接触検査用治具に適用して、プローブをジグザグ配列することにより、狭ピッチの端子に対応する検査用治具を容易にかつ低コストで製造することができる。

請求項６に係る本発明によると、狭い間隔で１対のプローブを配置し、かつその接触部を近接配置することが可能となり、ケルビン検査用治具として適用して、高い精度での半導体デバイス等の電子部品の機能テストを行うことができる。

請求項７に係る本発明によると、ケルビン測定する１対のプローブを、同じガイド溝に案内するように配置して、各種の電極又は端子へ適用することが可能となる。

請求項８に係る本発明によると、プランジャのガイド部が円筒部の中央に配置されているので、プローブの製造が容易である。

請求項９に係る本発明によると、プランジャのガイド部が円筒部に対してオフセット配置されているので、ケルビン測定用の治具として用いた場合、プランジャの保持孔及びガイド孔への誤挿入を防止することができ、１対のプローブの接触部を、１個の電極等に接するように常に近接して配置することができる。

請求項１０に係る本発明によると、接触部が一方の円弧面と外側平面との交点（頂点）に設けることができ、隣接するガイド溝に、ケルビン検査用となる１対のプローブを配置して、これらプローブの上記接触部を近接して配置することができ、狭ピッチ化及び多極化された電極又は端子に対してケルビン測定することが可能となり、かつ複数のＤＵＴに対する同時測定が可能となる。

本発明に係る接触検査用治具を示す図で、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面断面図、（ｃ）は平面図。 そのソケットを示す側面断面図。 そのプランジャを示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。 ＱＦＰ（Quad Flat Package）に本発明に係る接触検査用治具を適用した平面図。 その接触検査用治具の平面図。 その正面断面図で、（ａ）と（ｂ）とは異なる位置での断面を示す。 本発明をケルビン検査用とした実施の形態を示し、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面断面図。 （ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面断面図。 本発明の接触検査用治具を垂直型プローブカードに適用した実施の形態を示す正面断面図。 そのワイヤプローブ先端部を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。 プランジャ先端部をオフセット配置した実施の形態を示し、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面断面図、（ｃ）は平面図。 そのソケットを示す正面断面図。 そのプランジャ先端部を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図。 上記オフセット配置した接触検査用治具をケルビン検査用とした実施の形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はプランジャ先端部の平面図、（ｃ）はその正面図。 本発明にて測定し得るシリコンウェハのデバイス（ＤＵＴ）を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はその一部拡大図、（ｃ）はそれに適用した接触検査用治具を示す平面図。 上記デバイスに適用するケルビン検査用とした接触検査用治具を示す平面図。 そのプランジャ先端部を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図。 本発明による他の実施の形態を示し、（ａ）は積層するソケットの各ブロックを示す図、（ｂ）は接触検査用治具の正面断面図、（ｃ）は平面図。 そのプローブを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図。

以下、図面に沿って本発明の実施の形態について説明する。接触検査用治具１は、図１に示すように、導電性の金属からなるコンタクトプローブ２と、該プローブを装着する絶縁材料からなるソケット３とを備える。プローブ２は、チューブ５と、該チューブ５の一端から突出しかつ該チューブに一体に固着されているプランジャ６と、上記プランジャとの間にスプリングが縮設されて該チューブの他端から進退自在に突出する当接部材７とからなる。

ソケット３は、図２に詳示するように、例えば２個（２個に限らず３個以上又は１個でもよい）に分割されたブロック１０，１１からなり、これら両ブロックにはプローブ保持用の円筒状の保持孔が整列するように形成されている。これらブロック１０，１１は上下として用いられるものに限るものではないが、便宜的に図に従って上ブロック１０，下ブロック１１と称すると、上（第１の）ブロック１０には、チューブ５が上下摺動自在に嵌挿する円筒有底形状の第１の保持孔１２が下方から上方に向けて所定量ａを残して穿設されており、かつ上面ｓから上記所定量ａの深さのガイド溝１３がダイシングブレード（砥石）等により形成される。該ガイド溝１３は上記第１の保持孔１２の先端部（底部）の中央部を横切るようにして連通しており、従って上記第１の保持孔１２は、その上端部分にて該孔の径ｃよりも小さい幅ｂで中央部を横切る上記ガイド溝１３を介して上面ｓに貫通している。下（他の）ブロック１１は、上面ｔから上記第１の保持孔１２と同径の第２の保持孔１５が所定深さで形成されており、該第２の保持孔１５の底面から該孔より小径の第３の（円筒）孔１６が下面に貫通するように形成されている。

上記上ブロック１０及び下ブロック１１は、上記第１及び第２の孔１２，１５に亘るように上記プローブ２のチューブ５を嵌挿して、プランジャ６が上記ガイド溝１３を貫通すると共に当接部材７が第３の孔１６を貫通して一体に固定される。従って、プローブ２は、そのプランジャ６が上方に突出するように、その当接部材７が下方に突出するように付勢されて、上下ブロック１０，１１からなるソケット３に装着される。

プランジャ６は、図３に示すように、チューブ５に嵌合する円筒状の保持部（円筒部）１７と、前記ガイド溝１３に案内される先端部１９とからなる。円筒部１７は凹部１７ａが形成されており、チューブ５を該凹部１７ａに向けてカシメることにより、チューブ５と一体に固着される。上記先端部１９は、上記チューブ５から上方に突出しており、上記円筒部１７の両側面が切削されて互いに平行な平面Ａ，Ａからなる。更に、該先端部１９の先端は、所定角度αで一方向に傾斜する傾斜面Ｃからなり、該傾斜面Ｃ上の厚さ方向中央の稜線に向って上記両平面から面取りＤ，Ｄがなされている。従って、上記先端部１９は、両平面Ａ，Ａ及び上記円筒部１７から延びる円弧面Ｂ，Ｂにより形成される薄板形状のガイド部１９ａと、上記傾斜面Ｃ及び面取りＤ，Ｄからなる上記ガイド部先端の突尖状の接触部１９ｂとが形成され、上記ガイド部１９ａはその平面Ａ，Ａが前記ガイド溝１３の両壁面Ａ’，Ａ’に接して、該ガイド溝に回転不能にかつ抜止めされて上下方向移動自在に案内され、また上記接触部１９ｂが被検査電子部品の端子又は電極に接触し得る。

従って、プローブ２のプランジャ６は、そのガイド部１９ａがガイド溝１３に回り止めされて上下方向自在にガイドされ、突尖形状の接触部１９ｂが被検査電子部品の端子又は電極に所定姿勢で弾接する。また、上記プローブ２のプランジャ６は、円筒形状のピンの側面を平面Ａ，Ａに切削することにより所定幅のガイド部１９ａ及び傾斜面Ｃ及び面取りＤにより接触部１９ｂを容易かつ高い精度で形成することができる。一方、ソケット３を構成する上ブロック１０には下面から所定径の有底円筒孔１２を形成すると共に、上（表）面ｓからダイシングブレード（砥石）等により所定深さａのガイド溝１３を形成し、これによりプローブ２をソケット３に保持する保持孔、特に上記プランジャガイド部１９ａを回り止めするガイド溝１３を高い精度で容易かつ高い生産性で加工することができる。

なお、上記ガイド溝１３は、ダイシングソー又はメタルソーにより形成されるので、上ブロック１０は、寸法精度を出しやすいセラミックを使用することが可能となり、上記プランジャガイド部１９ａを研削等により高精度に仕上げることが可能となることが相俟って、プローブ２の位置決め、回り止め案内を高い精度に保持することができる。上記ガイド溝１３は、上記ダイシングソー等により機械加工により形成されるのが好ましいが、最上位のブロックを比較的薄いプレート状のリテーナとして、該リテーナに両端部分を残した長孔状の溝をレーザ加工により形成してもよく、この場合は、上記リテーナが貫通した保持孔を有するブロックに高い位置決め精度で固定される。

これにより、テストヘッド等の接触検査用治具１は、プローブ２を保持する保持孔、特に回り止め用のガイド溝１３を小さく、かつ小間隔でソケット（ブロック）１０に形成することができ、プローブ２の狭ピッチによる配列並びに多数列配置が可能となり、かつ電気的検査の信頼性を向上すると共にコストダウンも可能となる。

前記プローブ２は、前記ソケット３に所定配列により多数装着されている。ＱＦＰ（Quad Flat Package）２０は、図４に示すように、矩形本体から４方向に金属製の接続端子２１…が延びており、これら端子に前記接触検査用治具１_１の各プローブ２がそれぞれ１個毎に接触する。本接触検査用治具（テストヘッド）１_１は、図５に示すように、第１のブロック１０の上面に格子状に多数のガイド溝１３が切られている。横溝１３ａと縦溝１３ｂとが交差するが、該交差しない横溝１３ａ及び縦溝１３ｂの両端部分にそれぞれプローブ２が配置される。各プローブ２は、各ガイド溝１３ａ，１３ｂ方向に対して交互にジグザグ状に配列されており、各ガイド溝の両端部分にそれぞれプランジャ先端部１９がガイドされて上方に突出しており、従って各ガイド溝の両端部分及び各プローブ２は、それぞれ上記接続端子２１に対応している。

各プローブ２は、図６に示すように、隣接するものがそのプランジャ接触部１９ｂの傾斜面Ｃが逆向きとなるように、交互にソケット３の保持孔１２（１５）に装着されており、各プローブの接触部１９ｂは、各端子２１の長手方向の略々同じ位置にて接触すると共に、各プローブ２の最大径となるチューブ５を嵌挿する孔１２（１５）は隣接する各端子２０に対して前後方向（端子長手方向）にずれて配列されて、狭ピッチ化に対応可能となっている。

図７及び図８は、上記接触検査用治具を、ケルビン検査用とした実施の形態を示す。本接触検査用治具（テストヘッド）１_２は、上ブロック１０に形成されたガイド溝１３に沿って、２個１組としてプローブ２が配列される。１対のプローブ２_１，２_２は、その接触部１９ｂが対向するように、それぞれ１８０度反転した状態でソケット３の孔１２，１５に装着される。各プローブ２_１，２_２は、その先端ガイド部１９ａがガイド溝１３（正確には、溝１３の壁面Ａ’，Ａ’にガイド部の平面Ａ，Ａが摺接して）に回り止めして、かつ接触部１９ｂが電極（又は端子）２１に圧接するように付勢されて保持される。１対のプローブ２_１，２_２は、その接触部１９ｂ，１９ｂが近接して配置され、１個の電極２１に接触する。上記１対のプローブ２_１，２_２の一方は電流供給用として（フォース接触子）、他方は電圧監視用として（センス接触子）用いられる。上記１対のプローブ２_１，２_２は、平行に並んだ各ガイド溝１３の同じ溝に沿って、各電極２１に対応して多数組配列される。

これにより、例えばフリップフロップＢＧＡ（Ball Grid Array）の実装基板に実装するＩＣベアチップのように、電極間ピッチが０．２ｍｍ以下で数千個等の多数の電極をもつものにあっても、各ハンプに１対のプローブ接触部１９ｂ，１９ｂを当てて、ケルビン法による精度の高い検査が可能となる。なお、上記１対のプローブ２_１，２_２は同じものを用いているが、電圧監視用プローブを電流供給用プローブに対して小径のものを用いて、１対の各組のプローブ間隔を更に狭くして、多極化に適応してもよい。

図９及び図１０は、垂直型プローブカードに適用した実施の形態を示す。本接触検査用治具（テストヘッド）１_３は、弾力（座屈応力）を有する金属製のワイヤプローブ２_３と、中間に空間Ｆを隔てて一体に組立てられている上ブロック１０_３及び下ブロック１１_３を有するソケット３_３とからなる。ワイヤプローブ２_３は、上ブロック１０_３と下ブロック１１_３とで若干オフセットされてあけられた円筒状の第１及び第２の保持孔１２，１５に、湾曲状に弾性変形した状態で嵌挿される。上ブロック１０_３には上記第１の保持孔１２の先端底部に連通してその中央部を横切るようにガイド溝１３が上面ｓから形成されている。また、ワイヤプローブ２_３の先端部は、先の実施の形態と同様なプランジャ６となっており、該プランジャ６は両側面が平面Ａ，Ａ及び前後面が円筒（保持）部１７と同径の円弧面Ｂ，Ｂとなる板状のガイド部１９ａと、傾斜面Ｃ及び面取りＤからなる接触部１９ｂとからなる。ワイヤプローブ２_３は、そのプランジャ６の円筒（保持）部１７が上ブロック１０_３の保持孔１２に保持され、かつガイド部１９ａがガイド溝１３に回り止めされて、かつ抜止めされて上下方向移動自在に案内されている。上記ワイヤプローブ２_３は、２本１組で１個の端子（又は電極）に接するケルビン検査用として配列され、１対の接触部１９ｂは互いに対向するように近接して配置されている。

本接触検査用治具１_３は、ワイヤプローブ２_３の接触部１９ｂが被検査用電子部品の端子（又は電極）に接すると、ソケット３_３の空間Ｆにおいて、１対のワイヤプローブ６_３，６_３が互いに接触することのないように、平行に撓んでその反力により接触部１９ｂを端子に弾接する。なお、ワイヤプローブ２_３からなる本接触検査用治具１_３は、上記ケルビン検査用に限らず、１個の端子（又は電極）に対して１個の接触部１９ｂが接触するものにも適用可能であることは勿論である。

図１１〜図１３は、先端部を円筒（保持）部に対してオフセット配置したプランジャを有するプローブを用いた実施の形態を示す。なお、図１〜図３と同じ部分は、同一符号を付して説明を省略する。本接触検査用治具１_４は、プローブ２とソケット３を備える。プローブ２は、チューブ５の一端部に一体に固定されたプランジャ６_４を備えており、該プランジャ６_４は、円筒部１７に対してその中心から外れた位置（オフセットされた位置）に先端部１９が形成されている。即ち、先端部１９は、円筒部材からその左右側面を面取り様に切削又は研削されて形成されるが、その削り量が左右で異なり、一側面は大きな削り量からなる平面Ａ_１となり、他側面は小さな削り量からなる平面Ａ_２となる。該先端部１９の前後面は、円筒部１７と同じ円弧面Ｂ，Ｂからなり、これら平面Ａ_１，Ａ_２及び円弧面Ｂ，Ｂによりオフセット配置された板状のガイド部１９ａが形成される。

上記ガイド部１９ａの先端は、所定傾斜角で斜めに面取りされた傾斜面Ｃからなり、かつ該傾斜面においてその厚さ方向中心が稜線となるように左右の面取りＤ，Ｄが形成され、その頂点部が突尖した接触部１９ｂとなっている。

前記ソケット３の上ブロック１０は、下ブロック１１と接合する下面側から有底円筒状の第１の孔１２がドリルにより穿孔され、その有底部分にも連通するように、該ブロック１０の上面ｓからダイシングソー等により所定深さａのガイド溝１３_４が形成される。該ガイド溝１３_４は、上記第１の孔１２の中心から所定量オフセットされた位置を横切るように配列される。

プローブ２は、上ブロック１０の第１の孔１２及びガイド溝１３_４、並びに下ブロック１１の第２の孔１５及び第３の孔１６に嵌挿して、これらブロック１０，１１を互いに接合することによりソケット３に装着される。円筒部１７に対してオフセットされて配置されたプランジャ６_４のガイド部１９ａが、第１の孔１２に対して同じ量オフセットされたガイド溝１３_４に嵌挿して、プランジャ６_４は、回り止めされかつ抜止めされて上下方向自在にガイドされる。この際、例えプローブ２を各保持孔１２，１５に対して１８０度反転して装着しようとしても、オフセット配置された上記ガイド部１９ａ及びガイド溝１３_４が干渉して嵌挿されることはなく、誤挿入が防止される。前記プランジャ６_４の接触部１９ｂは、チューブ５の直径ｃより短かい板状ガイド部１９ａの幅上の一端部分に配置され、隣接するプローブの接触部１９ｂの間隔を短く設定することが可能となり、狭ピッチ化を図ることができる。なお、上記オフセットの方向は、先端一端部が接触部１９ｂとなる板状のガイド部１９ａの幅方向に対して直交する方向である。

図１４は、上記接触検査用治具をケルビン検査用とした実施の形態を示す。本接触検査用治具（テストヘッド）１_５は、円筒部（チューブ）に対してオフセット配置されてプランジャ６_４の先端部１９が、同じく保持孔１２に対してオフセットされた位置を横切るガイド溝１３_４に嵌挿する。従って、ブロック１０のプローブ保持孔１２は、ガイド溝１３_４に対してその中心位置が反対側に位置するように交互に配置される。１条のガイド溝１３_４に沿って隣接して配置された１対のプローブ２_１，２_２は、その一方が電流供給用となり、その他方が電圧監視用となって、ケルビン検査用として用いられ、これら１対のプローブ２_１，２_２は、１８０度反転して各保持孔１２に交互に配置される。

該１対のケルビン検査用プローブ２_１，２_２は、その接触部１９ｂが互いに近接して配置され、かつ保持孔１２の直径より短い位置にて各保持孔１２が対向する。従って、本ケルビン検査用治具１_５は、１対のプローブ２_１，２_２の接触部１９ｂの間隔を短くして、狭ピッチ化が可能となり、かつプローブ２…を被検査電子部品の端子又は電極の配列方向に対して傾斜してジグザグ状に配列することにより、多極化が可能となる。

図１５（ａ）は、検査対象（ＤＵＴ）の回路設計時に作成したテストパターンを基に検査するシリコンウェハ２５に形成された半導体デバイス２６を示し、上記シリコンウェハ２５には、図１５（ｂ）に示すように同じパターンの電極が形成されており、検査（ウェハテスト）後ダイシングソーにより個片に切断される。上記半導体デバイス２６の電気的特性の測定（ＤＵＴ）は、丸いシリコンウェハの状態でテストヘッド（接触検査用治具）を有するプローブカードで行われる。この際、測定の効率及びスピードをアップするために、テストヘッドは、複数のＤＵＴを同時測定できる多数のプローブ２…を備える。例えば、それぞれ９個の電極２１を有する２個の半導体デバイス（２ＤＵＴ）２６を同時測定するため、１８個のプローブを有する。

上記２個のＤＵＴ分のデバイス２６，２６の各電極２１に、図７、図８又は図９に示すケルビン測定をするためには、各１個の電極２１に対してそれぞれ２個のプローブ２_１、２_２を接触する必要があり、各プローブ間隔を保持するには、図１５（ｃ）に示すように、前記ガイド溝１３を、格子状の電極２１に対して４５度になるように斜めに形成することが好ましい。これにより、格子状に配置されたＤＵＴ用の電極に対応して、狭ピッチでプローブ２…を配列したケルビン検査用治具（テストヘッド）１_６を得ることができる。

複数のＤＵＴをケルビン測定する場合、隣接のＤＵＴの電極２１との間で、等間隔で配列した斜めのガイド溝１３が一致しないこともあり、この場合、接触検査用治具は、格子状の電極２１の配列方向に合せて、ガイド溝１３を、縦又は横方向に配列する必要がある。この場合、１対のケルビン用プローブ間隔、又は隣接する各ケルビン用プローブの間隔が狭くなり、狭ピッチ化したテストヘッドを製造することが困難になる虞れがある。

図１６、図１７は、上記デバイス２ＤＵＴのケルビン測定用のテストヘッドの課題を解決した、プランジャの形状及びその接触部の配列、ガイド溝の方向を示す図である。本接触検査用治具１_７は、図１１〜図１４に示すものと同様に、格子状の電極の配列方向に平行に、上ブロックのガイド溝１３_７が横方向（又は縦方向）に配列されており、かつプランジャ６_７の先端部１９が円筒部１７に対してオフセット配置されると共に、上ブロックのガイド溝１３_７が第１の孔１２に対してオフセット配置されている。上記ガイド溝１３_７は、電極配列と同様に、横方向に平行に配列されるが、２本のガイド溝が１列の電極配列に対応するため、等間隔とはならない。

プランジャ先端部１９は、切除量の多い内側平面Ａ_１、切除量の少ない外側平面Ａ_２及び前後の円弧面Ｂ_１、Ｂ_２とで構成される略々矩形状の板状のガイド部１９ａと、一方の円弧面Ｂ１と外側平面Ａ２の交点を頂点Ｐとして他方の円弧面Ｂ_２と内側平面Ａ_１の交点Ｑを結ぶ線Ｇを稜線とする接触部１９ｂとを有する。即ち、プランジャ先端部１９は、一方の円弧面Ｂ_１から他方の円弧面Ｂ_２に向って下り勾配の幅方向傾斜面Ｃと、外側平面Ａ_２側を上記稜線Ｇに向って面取りした外側厚さ方向傾斜面Ｓと、内側平面Ａ_１側を上記稜線Ｇに向って面取りした内側厚さ方向傾斜面Ｔと、で形成され、上記稜線Ｇの頂点Ｐが接触部１９ｂとなる。

隣接するガイド溝１３_７，１３_７にガイドされ、かつガイド溝方向に隣接する１対のプローブ２_１，２_２がケルビン測定用プローブとなり、１８０度反転した状態で各保持孔１２，１２に装着される。従って、上記１対のプローブ２_１，２_２は、上記頂点Ｐからなる接触部１９ｂ，１９ｂが互に近接した位置に配置され、１個の電極に弾接して、一方が電流供給用となり、他方が電圧監視用となって、２ＤＵＴにおけるケルビン測定が行われる。

本接触検査用治具（テストヘッド）１_７は、１対のプローブ２_１，２_２の接触部１９ｂ，１９ｂが外側平面Ａ_２側の一方の円弧面Ｂ_１との角になって、互いに近接した位置となり、電極が狭ピッチ化した格子配列のＤＵＴに対してケルビン測定が可能となる。また、各プローブ２…は、格子状の電極に対して４５度の斜め配置となり、プローブの間隔を充分に広くとれて、本テストヘッド１_７を高精度で製造できると共に、ガイド溝１３_７が格子状の電極の配列と平行となるように横又は縦方向配列され、多数のＤＵＴに対してプローブ位置を整合して製造することができる。

図１８、図１９は、エレクトロフォーミング（電鋳加工）により製作されたプローブ２_８を用いる接触検査用治具を示す。本接触検査用治具（テストヘッド）１_８は、エレクトロフォーミングにより一体成形された断面矩形状のプローブ２_８と、多数のブロック１０，１１_１，１１_２を積層したソケット３_８を備える。上記プローブ２_８は、一端にプランジャ６を有し、他端に当接部材７を有し、その間がばね２７となっている。プランジャ６は、板状からなり、ガイド溝１３に係合するガイド部１９ａと、その先端を山形に面取りされた接触部１９ｂを有する。

ソケット３_８を構成する各ブロック１０，１１…は、最上段のもの（第１のブロック）１０を除いて同じ形状からなり、それぞれドリルで形成された円筒孔３０と、該円筒孔の所定幅を有する溝３１とを有する。上記円筒孔３０は、上記矩形状のプローブ２_８が内接する径からなり、かつ上記溝３１は、該矩形状のプローブ２_８が幅方向で嵌挿する幅からなり、上記多数のブロック１１_１，１１_２を積層することにより、矩形状の保持孔を構成する。

最上段（第１）のブロック１０は、同じ径の円筒孔１２が下面から所定深さで穿設され、該円筒孔の底を横切るように所定幅のガイド溝１３が形成されている。これら各ブロック１０，１１_１…は、上記円筒孔３０，１２が整合するように積層され、かつ上記円筒孔３０，１２及び溝３１に上記各プローブ２_８が装着される。断面矩形状のプローブ２_８は、ブロック１１_１…の円筒孔３０及び溝３１により、回り止めして保持される。該プローブ２_８のプランジャ６は、最上段のブロック１０の円筒孔１２及びガイド溝１３に板状のガイド部１９ａが抜止めされて上方向移動自在に案内される。

本発明は、上述した実施の形態に限らず、各実施の形態を組合せたものにも適用可能であり、更に他の異なるプローブを用いた接触検査用治具（テストヘッド）にも適用可能である。

１ 接触検査用治具（テストヘッド）
２ プローブ
３ ソケット
５ チューブ
６ プランジャ
７ 当接部材
１０ （第１の）ブロック
１１ （他の）ブロック
１２，１５ 保持（円筒）孔
１３，１３ａ，１３ｂ ガイド溝
１７ 保持（円筒）部
１９ 先端部
１９ａ ガイド部
１９ｂ 接触部

Claims (10)

1. 被検査電子部品の端子又は電極に接触するプローブと、該プローブを保持するソケットと、を備え、前記被検査電子部品の電気的特性を検査するために用いられる接触検査用治具において、
   前記プローブは、前記端子又は電極に弾接するように付勢されているプランジャを有し、
   該プランジャは、保持部と、該保持部の側面が切除された板状のガイド部と、該ガイド部の先端に突尖状に形成された接触部と、を有し、
   前記ソケットは、少なくとも前記端子又は電極側に位置する第１のブロックを備え、該第１のブロックに、該第１のブロックの前記端子又は電極側である表面と反対側から有底孔からなる保持孔を形成すると共に、前記表面から前記有底孔を横切るように前記保持孔より狭い幅のガイド溝を形成し、
   前記第１のブロックの前記保持孔に前記保持部を抜止めして保持すると共に前記ガイド溝に前記ガイド部を回り止めして、前記プランジャを、前記第１のブロックに軸方向に移動自在に案内してなる、
   ことを特徴とする接触検査用治具。
2. 前記プローブは、前記プランジャの前記保持部を一体に固着したチューブと、該チューブの他端に軸方向移動自在に嵌挿した当接部材と、前記チューブに収納されて前記プランジャと前記当接部材との間に縮設されたスプリングと、を有し、
   前記ソケットは、複数のブロックが接合して構成され、これらブロックに前記プローブを保持する保持孔が形成され、かつこれらブロックの内の前記第１のブロックには、他のブロック側から有底孔としての前記保持孔が形成され、該有底孔を横切るように前記ガイド溝が形成されてなる、
   請求項１記載の接触検査用治具。
3. 前記プローブは、前記第１のブロックと、該第１のブロックと空間を隔てて配置された他のブロックに保持され、前記空間内にて湾曲して軸方向に弾力を付与されたワイヤプローブであり、
   該ワイヤプローブの一端部が、前記保持部、前記ガイド部及び接触部を有する前記プランジャとなり、
   前記第１のブロックに、前記プランジャの前記保持部を保持する有底孔からなる前記保持孔と、該有底孔を横切る前記ガイド溝を形成してなる、
   請求項１記載の接触検査用治具。
4. 被検査電子部品の端子又は電極に接触するプローブと、該プローブを保持するソケットと、を備え、前記被検査電子部品の電気的特性を検査するために用いられる接触検査用治具において、
   前記プローブは、エレクトロフォーミングにより成形された断面矩形状からなり、その一端に、板状のガイド部及び該ガイド部の先端に形成された接触部を有するプランジャが形成され、
   前記ソケットは、前記端子又は電極側に位置する第１のブロックと、該第１のブロック以外の他のブロックとを積層して構成され、
   前記他のブロックは、一面に溝が形成され、他面に前記溝に連通しかつ該溝の幅と同じ幅の孔が形成され、
   前記第１のブロックは、前記端子又は電極側である表面と反対側から有底孔からなる保持孔が形成されると共に、前記表面から前記有底孔を横切るように前記保持孔より狭い幅のガイド溝が形成され、
   前記他のブロックの前記溝及び孔に前記プローブを保持し、かつ前記第１のブロックの前記保持孔に前記プランジャを抜止めすると共に、前記ガイド溝に前記ガイド部を回り止めして、前記プランジャを、前記第１のブロックに軸方向に移動自在に案内してなる、
   ことを特徴とする接触検査用治具。
5. 前記第１のブロックの表面に、前記ガイド溝を横方向及び縦方向に形成し、これらガイド溝の交差していない両端部分に前記プローブを配列し、
   前記プローブを、前記端子又は電極に対して、前記ガイド溝方向に交互にジグザグ状に配置してなる、
   請求項１ないし３のいずれか記載の接触検査用治具。
6. １対の前記プローブを１個の前記電極又は端子に接触するケルビン検査用とし、
   前記プランジャの前記接触部は、板状の前記ガイド部の先端が幅方向に傾斜してその一端突尖部分により形成され、
   前記ケルビン検査用である１対の前記プローブの前記接触部を互いに近接するように配置してなる、
   請求項１ないし３のいずれか記載の接触検査用治具。
7. 前記ケルビン検査用である１対の前記プローブは、その前記プランジャの前記ガイド部が同じ前記ガイド溝に案内されるように配置されてなる、
   請求項６記載の接触検査用治具。
8. 前記プランジャの前記保持部は、円筒状からなり、かつ前記ガイド部は、円筒状の前記保持部の両側を同量切除した左右の平面と、前記保持部から延びる前後の円弧面とで形成され、前記保持部の中央部に配置されてなる、
   請求項１，２，３，５，６又は７記載の接触検査用治具。
9. 前記プランジャの前記保持部は、円筒状からなり、かつ前記ガイド部は、円筒状の前記保持部の両側を異なる量にて切除した左右の平面と、前記保持部から延びる前後の円弧面とで形成され、前記保持部の中央からオフセットして配置されてなる、
   請求項１，２，３，５，６又は７記載の接触検査用治具。
10. 前記プランジャの前記保持部は、円筒状からなり、かつ前記ガイド部は、円筒状の前記保持部の両側を異なる量にて切除した内側平面及び外側平面と、前記保持部から延びる前後の円弧面とで形成され、前記保持部の中央からオフセットして配置され、
    前記接触部は、前記外側平面と前記前後の円弧面の一方との交点を頂点として、前記内側平面と前記前後の円弧面の他方の交点を結ぶ線を稜線として幅方向及び厚さ方向に傾斜する傾斜面にて形成される前記頂点からなり、
    前記ケルビン検査用である前記１対のプローブは、隣接する前記ガイド溝に前記ガイド部を案内するように配置されてなる、
    請求項６記載の接触検査用治具。

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