JP5783715B2 - 検査用コンタクトプローブ - Google Patents

Description

本発明は検査用コンタクトに係り、特に検査対象素子の端子との接触性を向上することが可能な検査用コンタクトプローブに関する。

近年半導体集積回路（以下ＩＣと記す）の大規模化は一層進み、外部接続端子としてＢＧＲ(Ball Grid Array)を採用するＩＣにあっては、底面に１０００個以上の半田ボールを有するものもある。

このような大規模ＩＣはプリント基板への実装に先立って機能試験およびバーンイン試験を行うが、これらの試験ではＩＣとＩＣテスタを電気的に接続するために検査用ソケットが使用される。

この検査ソケットはＩＣの半田ボールの数と総数のコンタクトプローブを具備し、ＩＣの半田ボールとＩＣテスタの端子を電気的に接続する機能を果たす。

したがって、コンタクトプローブの先端部にはＩＣの半田ボールとの確実な接触性が要求され、すでに種々の形状のコンタクトプローブが提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

すなわち、特許文献１には、コンタクトプローブの外縁上に複数の頂部を有し、稜線がコンタクト中心に向かって下降するクラウン状の接触部を有するコンタクトプローブが開示されている。

また、特許文献２には、コンタクトプローブの外縁上に複数の頂部を有し、頂部から延伸する稜線がコンタクトプローブの中心からずれた位置で１８０度未満の角度で交差するクラウン状の接触部を有するコンタクトプローブが開示されている。

特開２０１０−０３８６１２号公報（［００１９］、［図２］、［図３］） 特開２００６−１８４０５５号公報（［００２９］、［図３］）

しかしながら、上記特許文献に開示されたコンタクトプローブは、半田ボールとコンタクトプローブとが線接触する構成であるため、半田ボール表面が酸化被膜で覆われている場合には、電気的に十分な接触性を確保することができず、検査に障害を生じるおそれがあった。

クラウンの頂部数を８つに増やしたコンタクトプローブも存在するが、頂部数を増やすほど加工技術的な制約から頂部の高さは低くならざるを得ないため、稜線の成す角度は緩やかとなり、半田ボール表面に酸化被膜が存在する場合には接触性はむしろ悪化してしまう。

また、コンタクトプローブの先端を槍状とした場合には、酸化被膜を突き破って半田ボールに直接接触させることは可能となるものの、接触面積は極端に小さくなって検査で半田ボールを損傷してしまうおそれがあるだけでなく、半田ボールとコンタクトプローブを厳格に位置決めすることも必要となる。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、半田ボールとコンタクトプローブの位置決め誤差がある場合にも、半田ボールと確実に接触するとともに、ある程度の接触面積を確保できる検査用コンタクトプローブを提供することを目的とする。

本発明に係る検査用コンタクトプローブは、検査対象素子の端子との接触面の内側に鋭角の頂部を有する複数の錐体が形成されている検査用コンタクトプローブであって、前記検査対象素子の端子は所定の曲率を有する半田ボールであり、 前記錐体の頂部を結ぶ面が前記半田ボールの曲率に近い曲率の凹面を成し、前記複数の錐体が前記半田ボールに突き刺さる深さが一定であり、前記複数の錐体の各々は隣り合う他の錐体と一辺を共有する四角錐体であり、かつ前記半田ボール側から見た形状が前記半田ボールの半径と略同一の半径を有する円を形成している構成を有している。

本構成によれば、半田ボールとコンタクトプローブの位置決め誤差がある場合にも半田ボールと確実に接触するとともに、ある程度の接触面積を確保できることとなる。

本構成によれば、頂部が半田ボールの曲面に沿って接触するため、半田ボールの損傷を低減することができる。

本発明に係る検査用コンタクトプローブは、錐体の数が９以上である構成を有している。

本構成によれば、頂部と半田ボールの接触面積を増やすことが可能となる。

本発明に係る検査用コンタクトプローブは、錐体の頂角が６０度以下である構成を有している。

本構成によれば、半田ボール表面に酸化被膜が形成されている場合であっても、検査用コンタクトプローブを半田ボールに確実に接触させることが可能となる。

本発明によれば、半田ボールとコンタクトプローブの位置決め誤差がある場合にも、半田ボールと確実に接触するとともに、ある程度の接触面積を確保することの可能な検査用コンタクトプローブが提供される。

本発明の第１の実施形態のコンタクトプローブを組み込んだ検査用ソケットの部分断面図である。 本発明の第１の実施形態のコンタクトプローブの検査素子側導電部の上面図（ａ）およびＡ−Ａ断面図（ｂ）である。 本発明の第１の実施形態のコンタクトプローブの検査素子側導電部の斜視図である。 本発明の第２の実施形態のコンタクトプローブの検査素子側導電部の上面図（ａ）およびＡ−Ａ断面図（ｂ）である。

（第１の実施形態）
図１は本発明に係るコンタクトプローブを組み込んだ検査用ソケット１の部分断面図であって、コンタクトプローブ２はソケット本体１０の中に格納されている。

コンタクトプローブ２は検査素子側導電部３、プリント基板側導電部４、ステム５およびバネ６から構成され、ステム５は検査素子側導電部３およびプリント基板側導電部４と摺動自在に接触している。バネ６は検査素子側導電部３およびプリント基板側導電部４のフランジ間に配置され、ステム５の周囲を巻回している。

そして、検査素子側導電部３は検査対象であるＩＣの半田ボール（図示せず）と、プリント基板側導電部４はプリント基板上のランド（図示せず）と接触する。

図２は、本発明に係るコンタクトプローブの検査素子側導電部３の上面図（ａ）およびＡ−Ａ断面図（ｂ）であり、図３は本発明に係るコンタクトプローブの検査素子側導電部３の斜視図である。

上面図（ａ）において、黒丸３１〜３９は頂部を、実線は稜線を、破線は谷線を表している。

すなわち、本発明に係るコンタクトプローブの検査素子側導電部の検査素子との接触面には、頂角θが鋭角（９０度未満）である複数個の錐体が形成されている。

Ａ−Ａ断面図（ｂ）から判るように、本発明に係るコンタクトプローブの検査素子側導電部３をＩＣと接触させた場合は、複数の錐体の頂部が被検査対象のＩＣの半田ボール２０と接触するため、半田ボール２０の表面が酸化で覆われている場合であっても、頂部が酸化被膜を突き破って導電体である半田と接触することが可能となる。

さらに、複数の頂部が半田ボール２０と接触するため、半田ボール２０との接触面積が増大するだけでなく、半田ボール２０とコンタクトプローブの位置に多少のずれがあっても確実な接触を達成できることとなる。

本発明は、錐体の形状、数および頂部の角度を規定しないが、形状は四角錐体、錐体の数は９個以上、頂部の角度は６０度以下とすることが望ましい。

図２に示すように、検査素子側導電部３の上面に頂角が６０度の四角錐体を９個形成するためには、図２に示すように、頂角６０度以下の円錐体の切削具により、切削線Ｖ１〜Ｖ４およびＨ１〜Ｈ４に沿って検査素子側導電部３の上面を切削することにより製作できる。
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態のコンタクトプローブの検査素子側導電部３の上面図（ｃ）およびＢ−Ｂ断面図（ｄ）である。

第２の実施形態においては、最初にコンタクトプローブの検査素子側導電部３の上面を予め半田ボール２０の曲率に近い曲率の凹面に加工した後に錐体を形成する。

この実施形態によれば、図４（ｄ）に示すように錐体の頂部が半田ボール２０の曲率に近い曲率の曲面に沿って連なることとなるため、半田ボール２０と接触する錐体頂部の数が増加するだけでなく、複数の頂部が半田ボール２０に均等に接触子、少数の頂部が深く突き刺さることがないため検査による半田ボールの損傷を抑制することも可能となる。

本発明に係る検査用コンタクトプローブは、ＢＧＡ端子を有するＩＣの機能試験、バーイン試験等に有用であり、産業上の利用可能性を有する。

１…検査用ソケット
２…コンタクトプローブ
３…検査素子側導電部
４…プリント基板側導電部
５…ステム
６…バネ
１０…ソケット本体
２０…半田ボール

Claims (3)

1. 検査対象素子の端子との接触面の内側に鋭角の頂部を有する複数の錐体が形成されている検査用コンタクトプローブであって、
   前記検査対象素子の端子は所定の曲率を有する半田ボールであり、
   前記錐体の頂部を結ぶ面が前記半田ボールの曲率に近い曲率の凹面を成し、前記複数の錐体が前記半田ボールに突き刺さる深さが一定であり、前記複数の錐体の各々は隣り合う他の錐体と一辺を共有する四角錐体であり、かつ前記半田ボール側から見た形状が前記半田ボールの半径と略同一の半径を有する円を形成していることを特徴とする検査用コンタクトプローブ。
2. 前記錐体の数が、９以上である請求項１に記載の検査用コンタクトプローブ。
3. 前記錐体の頂角が６０度以下である請求項１または請求項２に記載の検査用コンタクトプローブ。

Images