JP5937208B2 - 同軸プローブ - Google Patents

Description

本発明は、同軸プローブに係り、特に、耐久性及び生産性を向上させることができる同軸プローブに関する。

半導体チップ又はウエハーのような半導体デバイスは、良品を判別するための所定のテスト過程を経る。

高周波環境で使用される半導体デバイスには高周波テストが行われる。高周波テストのとき、テスターから出力される高周波信号を半導体デバイスに印加するために、半導体デバイスのそれぞれの電極パッドに対応する位置に複数の同軸プローブが配置される。

このような同軸プローブには、多数の反復的なテストにも耐えられる耐久性、及び半導体デバイスとテスターとを安定して連結する能力が要求される。

また、高集積化している半導体デバイスに対応して超小型化しつつある同軸プローブの生産性及び組立性を高めるための工夫も要求される。

したがって、本発明の目的は、耐久性を向上させることができる同軸プローブを提供することにある。

本発明の他の目的は、生産性を向上させることができる同軸プローブを提供することにある。。

上記目的は、本発明によって、半導体デバイスに接触可能な上部コンタクトと、前記半導体デバイスをテストするためのテスターに接触可能な下部コンタクトと、前記上部コンタクト及び前記下部コンタクトが互いに遠ざかるように前記上部コンタクト及び前記下部コンタクトの少なくとも一方を付勢する内部弾性部材と、を有する内部導体；前記内部導体を取り囲む外部導体；前記内部導体と前記外部導体との間に所定のエアーギャップが存在するように前記内部導体と前記外部導体との間の両端にそれぞれ挿入される複数のギャップ部材；前記半導体デバイス及び前記テスターの少なくとも一方に直接接触して前記半導体デバイス及び前記テスターの少なくとも一方を前記外部導体から遠ざかる方向に付勢するように前記外部導体の外周面に嵌められた少なくとも一つの外部弾性部材；を備えることを特徴とする同軸プローブにより達成できる。

ここで、前記内部弾性部材は、前記上部コンタクトを前記半導体デバイスに向かって付勢する第１内部弾性部材と、前記下部コンタクトを前記テスターに向かって付勢する第２内部弾性部材と、を備えていてもよい。

また、前記内部導体は、前記上部コンタクト及び前記第１内部弾性部材を収容する第１バレルと、前記下部コンタクト及び前記第２内部弾性部材を収容し、且つ前記第１バレルに電気的に連結された第２バレルと、をさらに備えていてもよい。

ここで、前記同軸プローブは、前記前記第１バレルと前記第２バレルとが互いに電気的接触すると共に前記所定のエアーギャップが維持されるように前記第１バレル及び前記第２バレル間の接触部位を取り囲み、且つ前記外部導体の内周面に設けられたギャップ維持部材をさらに備えてもよい。

また、前記内部導体は、前記上部コンタクト、前記下部コンタクト及び前記内部弾性部材を収容するバレルをさらに備えていてもよい。

ここで、前記複数のギャップ部材は、それぞれ、前記内部導体が前記外部導体から離脱することを防止するように離脱防止部を有していてもよい。

上記のように構成された同軸プローブによれば下記の効果が得られる。

第一に、半導体デバイスが下方加圧される場合に、半導体デバイスから加えられる衝撃を緩衝するために、内部弾性部材に加えて外部弾性部材も配置しているため、緩衝力を増加させることができる。これにより、衝撃荷重が反復されても充分の緩衝力を提供でき、同軸プローブの寿命及び耐久性を向上させることができる。特に、半導体デバイスの高集積化に伴う同軸プローブの小型化により、内部導体自体の弾性力のみでは不十分であるが、外部弾性部材を付加することによって寿命を画期的に向上させることができる。

第二に、内部導体、ギャップ部材、外部導体及び外部弾性部材を用意して順に組み立てるだけで同軸プローブを生産でき、組立性及び生産性を向上させることができる。

第三に、内部導体−誘電体−外部導体−外部弾性部材、又は内部導体−誘電体−伝導性弾性部材を用意して順に組み立てるだけで同軸プローブを生産でき、組立性及び生産性を向上させることができる。

本発明の第１実施例に係る同軸プローブの概略縦断面図である。 本発明の第２実施例に係る同軸プローブの概略縦断面図である。 本発明の第３実施例に係る同軸プローブの概略縦断面図である。 本発明の第４実施例に係る同軸プローブの概略縦断面図である。 本発明の第５実施例に係る同軸プローブの概略縦断面図である。 本発明の第６実施例に係る同軸プローブの概略縦断面図である。 本発明の第７実施例に係る同軸プローブの概略縦断面図である。 本発明の第８実施例に係る同軸プローブの概略縦断面図である。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の好適な実施例に係る同軸プローブについて詳しく説明する。

本発明の第１実施例に係る同軸プローブ１００は、図１に示すように、テスター（ｔｅｓｔｅｒ）Ｔから出力された高周波電気信号を半導体デバイスＤに伝達するための内部導体１１０と、信号干渉を減らすために内部導体１１０を取り囲む外部導体１２０と、内部導体１１０と外部導体１２０との間に所定のエアーギャップＧが存在するように、内部導体１１０と外部導体１２０との間に介在される複数のギャップ部材１３０と、半導体デバイスＤ及びテスターＴの少なくとも一方を、外部導体１２０から遠ざかる方向に付勢する外部弾性部材１４０，１５０と、を備える。

内部導体１１０は、半導体デバイスＤのパッドＤ１に接触可能な上部コンタクト１１１と、半導体デバイスＤをテストするためのテスターＴの信号端子Ｔ１に接触可能な下部コンタクト１１３と、上部コンタクト１１１及び下部コンタクト１１３が互いに遠ざかるように、上部コンタクト１１１及び下部コンタクト１１３の少なくとも一方を付勢する内部弾性部材１１５と、を備える。

上部コンタクト１１１は、半導体デバイスＤのパッドＤ１に接触するチップ部１１１ａと、チップ部１１１ａから下部コンタクト１１３の方向に延びているボディー部１１１ｂと、ボディー部１１１ｂから下部コンタクト１１３の方向に延びて内部弾性部材１１５の一端に連結される弾性部材連結部１１１ｃと、を備える。

チップ部１１１ａは、半導体デバイスＤのパッケージ形態によってパッドＤ１がリード（ｌｅａｄ）、パッド又はソルダーボールの形態を持つ場合に、パッドＤ１の形状に対応して適宜変更可能である。例えば、パッドＤ１がリード又は同図のようなパッドの形状を有する場合には、Ａ字状に上端部の中心点が尖った形態にすればよい。もし、パッドＤ１がソルダーボールの形状を有する場合には、図１に示すように、クラウン形状にしてもよい。勿論、これらのチップ部の形状は選択事項であり、他の形態に変更されてもよい。

ここで、ボディー部１１１ｂは、チップ部１１１ａに比べて直径が大きくなっており、後述するバレル１１７及び／又はギャップ部材１３０に係止可能になっている。そのため、上部コンタクト１１１のチップ部１１１ａが半導体デバイスＤに向かって外部に露出された状態で上部コンタクト１１１が同軸プローブ１００から離脱することがない。

下部コンタクト１１３は、テスターＴの高周波テスト信号が出力される信号端子Ｔ１に接触するチップ部１１３ａと、チップ部１１３ａから上部コンタクト１１１の方向に延びているボディー部１１３ｂと、ボディー部１１３ｂから上部コンタクト１１１の方向に延びて内部弾性部材１１５の他端に連結される弾性部材連結部１１３ｃと、を備える。

チップ部１１３ａは、テスターＴの信号端子Ｔ１の形状に対応して適宜変更可能である。同図ではチップ部１１３ａがクラウン形状をしているが、必要に応じてＡ字状又はその他の形状に変更されてもよい。

ここで、ボディー部１１３ｂは、チップ部１１３ａに比べて直径が大きくなっており、後述するバレル１１７及び／又はギャップ部材１３０に係止可能になっている。そのため、下部コンタクト１１１のチップ部１１３ａがテスターＴに向かって外部に露出された状態で下部コンタクト１１１が同軸プローブ１００から離脱することがない。

内部弾性部材１１５はコイルバネであってよい。場合によって、内部弾性部材１１５は板バネ又は導電性ラバーであってもよいが、これらに限定されず、上部コンタクト１１１及び下部コンタクト１１３が互いに離れるように付勢力を印加できるいかなる形状及び材質のものであってもよい。

ここで、内部弾性部材１１５は、下部コンタクト１１３の電気的信号を上部コンタクト１１１に伝達するように導電性材質で作られるとよい。例えば、内部弾性部材１１５は、Ａｌ、Ｃｕ、Ｂｅ、Ｎｉなどの導電性金属の単一金属又はその合金で作られるとよい。場合によって、内部弾性部材１１５は、シリコンラバーのような絶縁性材質のボディー内部に導電性の金属粒子が電気信号を伝達可能に配列された導電性ラバーで作られてもよい。

内部弾性部材１１５は、後述するバレル１１７が上部及び下部コンタクト１１１，１１３の信号を伝達できる場合には、絶縁性材質（例えば、絶縁性ラバー又は絶縁性材質でコーティングされた金属バネなど）で作られてもよい。勿論、バレル１１７が導電性材質で作られた場合でも、内部弾性部材１１５も導電性材質で作られ、信号伝達経路を並列的に形成してもよい。

外部導体１２０は、テスターＴの接地端子Ｔ２に接続されている。これにより、外部導体１２０が接地されるため、内部導体１１０上の高周波電気信号を遮蔽し、周囲の高周波信号による信号干渉を最小化できる。

場合によって、外部導体１２０は接地端子Ｔ２に直接接触せず、同軸プローブ１００が収容される金属ブロック（図示せず）のような接地媒体に直接又は間接的に接触してもよい。場合によっては、接地ワイヤーのような接地媒体に直接又は間接的に接触してもよい。言い換えれば、外部導体１２０は、接地信号が通電できればいかなる形態で接地媒体に接触してもよい。

外部導体１２０は、外部導体ボディー１２１と、外部導体ボディー１２１に形成された、外部弾性部材１４０，１５０を支持するための外部弾性部材支持部１２２，１２３と、を備える。

外部弾性部材支持部１２２，１２３は、図１に示すように、外部導体ボディー１２１から半径方向に拡張された係止突部であってよい。

外部弾性部材１４０，１５０は、外部導体ボディー１２１の一端及び他端にそれぞれ嵌められ、それぞれ外部弾性部材支持部１２２，１２３に係止される。

外部導体１２０は、複数のギャップ部材１３０の移動を規制するためのギャップ部材係止部１２５，１２７をさらに備える。

また、外部導体１２０は、テスターＴの接地端子Ｔ２に接触する接地端子接触部１２９をさらに備えてもよい。

複数のギャップ部材１３０はそれぞれ外部導体１２０の両端から外部導体１２０内にそれぞれ挿入され、外部導体１２０に設けられたギャップ部材係止部１２５，１２７に係止される。

複数のギャップ部材１３０は、外部導体１２０の内周面に圧入して結合されるとよい。

複数のギャップ部材１３０は、上部コンタクト１１１及び下部コンタクト１１３をそれぞれ収容するための収容孔１３３を有している。上部及び下部コンタクト１１１，１１３のチップ部１１１ａ，１１３ａは、収容孔１３３を通過して外部に露出される。

複数のギャップ部材１３０は、収容孔１３３の内径が相対的に小さくなり、上部及び下部コンタクト１１１，１１３の離脱を防止する離脱防止部１３１を有してもよい。さらにいうと、収容孔１３３は、上部及び下部コンタクト１１１，１１３のボディー部１１１ｂ，１１３ｂが収容孔１３３を通過して離脱しないように、その先端における内径が相対的に小さくなっていてもよい。

複数のギャップ部材１３０はテフロン（登録商標）で作られるとよい。それ自体が固状のテフロンであってもよく、絶縁性材質のプラスチックにテフロンをコーティングしたものであってもよい。勿論、その他に、複数のギャップ部材１３０は絶縁性材質の誘電体で作られてもよい。

外部弾性部材１４０，１５０は、図１に示すように、外部導体１２０の外周面の両端にそれぞれ配置されるとよい。必要によって、外部弾性部材１４０，１５０のいずれか一方のみが外部導体１２０の外周面の一端に配置されてもよい。

外部弾性部材１４０は、外部導体１２０の外部弾性部材支持部１２２に支持される支持部１４５と、支持部１４５から半導体デバイスＤに向かって延びた延長部１４３と、半導体デバイスＤを接触加圧可能な接触部１４１と、を備える。

支持部１４５は、外部弾性部材１４０の上方への離脱が防止されるように、外部導体１２０の外周面を圧着するとよい。支持部１４５は、相対的に弾性コイルが密な領域、延長部１４３は相対的に弾性コイルが疎な領域、接触部１４１は再び相対的に密な領域、になっている。すなわち、支持部１４５、延長部１４３及び接触部１４１は、弾性コイルがそれぞれ密な領域、疎な領域、密な領域であるとよい。

外部弾性部材１５０は、外部導体１２０の外部弾性部材支持部１２３に支持される支持部１５５と、支持部１５５からテスターＴに向かって延びた延長部１５３と、テスターＴに接触加圧可能な接触部１５１と、を備える。

支持部１５５は、外部弾性部材１５０の上方への離脱が防止されるように、外部導体１２０の外周面を圧着するとよい。支持部１５５は、相対的に弾性コイルが密な領域、延長部１５３は相対的に弾性コイルが疎な領域、接触部１５１は再び相対的に密な領域になっている。すなわち、支持部１５５、延長部１５３及び接触部１５１は、弾性コイルがそれぞれ密な領域、疎な領域、密な領域であるとよい。

ここで、内部導体１１０は、上部及び下部コンタクト１１１，１１３及び内部弾性部材１１５を収容するバレル１１７をさらに備えてもよい。

バレル１１７は、上部コンタクト１１１の上方への離脱を防止するための上部係止部１１７ｂ、及び下部コンタクト１１１の下方への離脱を防止するための下部係止部１１７ｄを有するとよい。

上部及び下部係止部１１７ｂ，１１７ｄは、上部及び下部コンタクト１１１，１１３の形状に対応して半径方向に折れ曲がった形態をしているとよい。

また、バレル１１７がギャップ部材１３０を通過して離脱することを防止するために、バレル１１７はその外周面に形成された係止突起１１７ａ，１１７ｃをさらに有するとよい。

ここで、バレル１１７の上部及び下部係止部１１７ｂ，１１７ｄが複数のギャップ部材１３０の離脱防止部１３１に係止されて離脱が防止されるようになっている場合に、係止突起１１７ａ，１１７ｃは省略されてもよい。

バレル１１７は、導電性金属材質で作られるとよい。バレル１１７は、Ｃｕ、Ａｌ、Ｂｅ、Ｎｉの単一金属又はこれらの合金で作られるとよい。一例として、バレル１１７は、ＢｅＣｕ（ベリリウム銅）で製造可能である。バレル１１７の外周面にはＡｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌなどの伝導性金属のメッキ層が形成されてもよい。

同軸プローブ１００の製造方法を簡略に説明すると、まず、内部導体１１０、外部導体１２０、複数のギャップ部材１３０、及び外部弾性部材１４０，１５０を用意する。

内部導体１１０は、バレル１１７内に、上部コンタクト１１１、内部弾性部材１１５及び下部コンタクト１１３を順に挿入した後、バレル１１７の両端を内側に折り曲げて上部及び下部係止部１１７ｂ，１１７ｄを形成することによって、組み立てるとよい。

その後、用意した外部導体１２０の一端部にギャップ部材１３０を挿入する。

挿入されたギャップ部材１３０に形成された収容孔１３３を上部コンタクト１１１又は下部コンタクト１１３のチップ部１１１ａ，１１３ａが挿通するように、用意した内部導体１１０を外部導体１２０の内部に挿入する。

挿入された内部導体１１０は、バレル１１７がギャップ部材１３０に係止されることで、内部導体１１０を挿入する挿入方向へと外部離脱しない。

その後、他のギャップ部材１３０を、内部導体１１０が挿入された外部導体１２０の他端部に挿入する。この時、ギャップ部材１３０の収容孔１３３を挿通する内部導体１１０のチップ部１１１ａ，１１３ａが露出されるようにしてギャップ部材１３０を挿入する。

続いて、外部弾性部材１４０，１５０を外部導体１２０の両端外周面にそれぞれ嵌める。

これで、内部導体１１０と外部導体１２０との間にエアーギャップＧが形成された同軸プローブ１１０が簡単に組み立てられる。

このように、内部導体１１０、外部導体１２０、ギャップ部材１３０、外部弾性部材１４０，１５０を個別に用意したのち組み立てるだけで同軸プローブ１１０が製造できるため、生産性を格段に向上させることができる。

本発明の第２実施例に係る同軸プローブ１００ａは、図２に示すように、内部導体１１０ａ、外部導体１２０ａ、複数のギャップ部材１３０、少なくとも一つの外部弾性部材１４０，１５０、及びギャップ維持部材１７０を備える。

内部導体１１０ａは、上部コンタクト１１１、下部コンタクト１１３、第１内部弾性部材１１５ａ、第２内部弾性部材１１５ｂ、上部コンタクト１１１及び第１内部弾性部材１１５ａを収容する第１バレル１１８、及び下部コンタクト１１３及び第２内部弾性部材１１５ｂを収容し、且つ第１バレル１１８と電気的に連結された第２バレル１１９を備える。

第１内部弾性部材１１５ａは、上部コンタクト１１１を半導体デバイス（図１のＤ）に向かって付勢する。

第２内部弾性部材１１５ｂは、下部コンタクト１１３をテスター（図１のＴ）に向かって付勢する。

第１バレル１１８及び第２バレル１１９は、図２に示すように、互いに電気的に接触する接触部１１８ａ，１１９ａを有する。

ギャップ維持部材１７０は、第１バレル１１８と第２バレル１１９が互いに電気的接触するとともに所定のエアーギャップＧが維持されるように、第１バレル１１８及び第２バレル１１９の接触部１１８ａ，１１９ａを取り囲む。

ギャップ維持部材１７０は、外部導体１２０ａの内周面に配置される。

外部導体１２０ａは、上述した第１実施例の外部導体１２０に比べて、ギャップ維持部材１７０を支持するためのギャップ維持部材支持溝１２８をさらに備える。外部導体１２０ａは、ギャップ維持支持部材支持溝１２８がさらに備えられる以外は、上述の第１実施例のそれ１２０と同一である。

ギャップ維持部材１７０はギャップ維持部材支持溝１２８にはめ込まれて上下方向への移動が規制される。

ギャップ維持部材１７０は、上述した複数のギャップ部材１３０と同じ材質で作られるとよい。例えば、ギャップ維持部材１７０は、テフロン誘電体で作られてよい。場合によっては、他の材質の絶縁性誘電体で作られてもよい。

第１実施例の内部導体１１０に含まれたバレル１１７及び内部弾性部材１１５がそれぞれ単一体（ｏｎｅ−ｐｉｅｃｅ）であるのに対し、この第２実施例では、バレル１１８，１１９及び内部弾性部材１１５ａ，１１５ｂが相対的に短い長さの２個となっている。これにより、製造コストを節減できる。

さらにいうと、長さが相対的に短いバレル１１８，１１９及び弾性部材１１５ａ，１１５ｂにすると、その分製造コストが低減するため、同一の電気的特性及び効果を得ながらも製造コストを節減することが可能である。

一方、本発明の第３実施例に係る同軸プローブ１００ｂは、図３に示すように、内部導体２１０、外部導体１２０ａ、複数のギャップ部材１６０、上述の少なくとも一つの外部弾性部材１４０，１５０、及びギャップ維持部材１７０を備える。

内部導体２１０は、上部コンタクト２１１、下部コンタクト２１３、第１内部弾性部材２１５ａ、第２内部弾性部材２１５ｂ、上部コンタクト２１１及び第１内部弾性部材２１５ａを収容する第１バレル２１６、及び下部コンタクト２１３及び第２内部弾性部材２１５ｂを収容し、且つ第１バレル２１６と電気的に連結された第２バレル２１７を備える。

上部コンタクト２１１は、半導体デバイス（図１のＤ）に接触可能なチップ部２１１ａと、第１内部弾性部材２１５ａの一端と接触し、且つ第１バレル２１６の内周面に接触する接触部２１１ｃと、チップ部２１１ａと接触部２１１ｃとを繋ぐ連結部２１１ｂと、を備える。

接触部２１１ｃの外径が連結部２１１ｂの外径よりも大きくなっている。

接触部２１１ｃは、後述する第１バレル２１６の内向突起２１６ｂに係止される。これにより、上部コンタクト２１１が第１バレル２１６に拘束され、上方への離脱が阻止される。

連結部２１１ｂは、内向突起２１６ｂを通過して上下移動可能なように、外径が内向突起２１６ｂの内径よりも小さくなっている。連結部２１１ｂの長さは、半導体デバイス（図１のＤ）が下方加圧され、半導体デバイス（図１のＤ）のパッド（図１のＤ）１と上部コンタクト２１１とが互いに接触する時に上部コンタクト２１１が上下方向に移動する距離を計算して適度に決定すればよい。

下部コンタクト２１３は、テスター（図１のＴ）の信号端子（図１のＴ１）に接触可能なチップ部２１３ａと、第２内部弾性部材２１５ｂの一端と接触し、且つ第２バレル２１７の内周面に接触する接触部２１３ｃと、チップ部２１３ａと接触部２１３ｃとを結ぶ連結部２１３ｂと、を備える。

接触部２１３ｃの外径は連結部２１３ｂの外径よりも大きくなっている。

接触部２１３ｃは、後述する第２バレル２１７の内向突起２１７ｂに係止される。これにより、下部コンタクト２１３が第２バレル２１７に拘束され、下方への離脱が阻止される。

連結部２１３ｂの長さも、下部コンタクト２１３の上下方向移動距離を考慮して適度に決定すればよい。

第１内部弾性部材２１５ａは、上部コンタクト２１１を半導体デバイス（図１のＤ）に向かって付勢する。

第２内部弾性部材２１５ｂは、下部コンタクト２１３をテスター（図１のＴ）に向かって付勢する。

複数のギャップ部材１６０は、外部導体１２０ａの上下端内部にそれぞれ挿入される。複数のギャップ部材１６０は、外部導体１２０ａの内部に圧入して挿入されるとよい。

第１バレル２１６は、ギャップ部材１６０に係止可能なように半径方向外側に向かって突出した外向突起２１６ａと、上部コンタクト２１１の接触部２１１ｃが係止可能なように半径方向内側に向かって突出した内向突起２１６ｂと、を有する。

第２バレル２１７は、ギャップ部材１６０に係止可能なように半径方向外側に向かって突出した外向突起２１７ａと、下部コンタクト２１３の接触部２１３ｃが係止可能なように半径方向内側に向かって突出した内向突起２１７ｂと、を有する。

第１バレル２１６及び第２バレル２１７は、図２に示すように、互いに電気的に接触する接触部２１６ｃ，２１７ｃを有する。

ギャップ維持部材１７０は、第１バレル２１６と第２バレル２１７とが互いに電気的接触するとともに所定のエアーギャップＧが維持されるようにして第１バレル２１６及び第２バレル２１７の接触部２１６ｃ，２１７ｃを取り囲む。

一方、本発明の第４実施例に係る同軸プローブ１００ｃは、図４に示す内部導体２１０ａを備える。すなわち、第４実施例の同軸プローブ１００ｃは、図３に示した第３実施例のそれ１００ｂと比較して、内部導体が図４に示す内部導体２１０ａに取り替えられており、図３に示したギャップ維持部材１７０が省略されている。

第４実施例の内部導体２１０ａは、図４に示すように、上部コンタクト２１１、下部コンタクト２１３、第１内部弾性部材２１５ａ、第２内部弾性部材２１５ｂ、上部コンタクト２１１及び第１内部弾性部材２１５ａを収容する第１バレル２１８、下部コンタクト２１３及び第２内部弾性部材２１５ｂを収容し、且つ第１バレル２１８と電気的に連結された第２バレル２１９、及び第１バレル２１８及び第２バレル２１９を収容する外部バレル２１２を備える。

第１バレル２１８は、上部コンタクト２１１の接触部２１１ｃが係止可能なように半径方向内側に向かって突出した内向突起２１８ａを有する。

第２バレル２１９は、下部コンタクト２１３の接触部２１３ｃが係止可能なように半径方向内側に向かって突出した内向突起２１９ａを有する。

外部バレル２１２は、外部導体（図３の１２０ａ）の上下端の内周面に配置された複数のギャップ部材１６０がそれぞれ係止可能なように半径方向外側に向かって突出した複数の外部バレル外側突起２１２ａ，２１２ｂと、第１及び第２バレル２１８，２１９の内向突起２１８ａ，２１９ａに対応する位置において、第１及び第２バレル２１８，２１９の移動を規制するために半径方向内側に向かって突出した複数の外部バレル内向突起２１２ｃ，２１２ｄを有する。

第１バレル２１８及び第２バレル２１９は互いに電気的に接触する接触部２１８ｂ，２１９ｂをさらに有する。

この第４実施例は、第１及び第２バレル２１８，２１９に加え、第１及び第２バレル２１８，２１９と接触する外部バレル２１２が設けられることによって、より安定した電気的連結が可能となる。さらにいうと、下部コンタクト２１３に入力される高周波信号が、接触部２１３ｃ→第２バレル２１９→外部バレル２１２→第１バレル２１８の内向突起２１８ａ→上部コンタクト２１１の接触部２１１ｃ→上部コンタクト２１１のチップ部２１１ａに伝達される第１信号伝達経路がある。

第１信号伝達経路と並列して、下部コンタクト２１３の接触部２１３ｃ→第２バレル２１９の内向突起２１９ａ→第２バレル２１９の接触部２１９ｂ→第１バレル２１８の接触部２１８ｂ→第１バレル２１８の内向突起２１８ａ→上部コンタクト２１１の接触部２１１ｃ→上部コンタクト２１１のチップ部２１１ａに伝達される第２信号伝達経路がある。

このように、外部バレル２１２により、追加の信号伝達経路が生成されるため、より安定した信号伝達が可能となる。

本発明の第５実施例に係る同軸プローブ１００ｃは、図５に示す外部弾性部材１４０，１５０を固定するための締結部１２６を備える。締結部１２６は、外部導体１２０の外面上にねじ溝の形態になっているのが好ましい。外部弾性部材１４０，１５０は、ねじ溝形態の締結部１２６を回転しながら締められてしっかりと結合される。これにより、外部弾性部材１２６を外部導体１２０に簡便にしっかりと結合することができる。

本発明の第６実施例に係る同軸プローブ１００ａは、図６に示すように、テスターＴから出力された高周波電気信号を半導体デバイスＤに伝達するための内部導体１１０ａと、信号干渉を減らすために内部導体１１０ａを取り囲む外部導体１２０と、内部導体１１０ａと外部導体１２０とを絶縁するための誘電体１８０と、半導体デバイスＤ及びテスターＴの少なくとも一方を外部導体１２０から遠ざかる方向に付勢する外部弾性部材１４０，１５０と、を備える。

内部導体１１０ａは、半導体デバイスＤのパッドＤ１に接触可能な上部コンタクト１１１と、半導体デバイスＤをテストするためのテスターＴの信号端子Ｔ１に接触可能な下部コンタクト１１３と、上部コンタクト１１１及び下部コンタクト１１３とが互いに遠ざかるように上部コンタクト１１１及び下部コンタクト１１３の少なくとも一方を付勢する内部弾性部材１１５と、を備える。

上部コンタクト１１１は、半導体デバイスＤのパッドＤ１に接触するチップ部１１１ａと、チップ部１１１ａから下部コンタクト１１３の方向に延びているボディー部１１１ｂと、ボディー部１１１ｂから下部コンタクト１１３の方向に延びて内部弾性部材１１５の一端に連結される弾性部材連結部１１１ｃと、を備える。

チップ部１１１ａは、半導体デバイスＤのパッケージ形態によってパッドＤ１がリード（ｌｅａｄ）、パッド又はソルダーボールの形態を持つ場合に、パッドＤ１の形状に対応して適宜変更可能である。例えば、パッドＤ１がリード又は同図のようなパッドの形状を有する場合には、Ａ字状に上端部の中心点が尖った形態にすればよい。もし、パッドＤ１がソルダーボールの形状を有する場合には、図１に示すように、クラウン形状にしてもよい。勿論、これらのチップ部の形状は選択事項であり、他の形態に変更してもよい。

ここで、ボディー部１１１ｂは、チップ部１１１ａに比べて直径が大きいため誘電体１８０に係止可能であり、そのために、誘電体１８０の一端部には離脱防止部１３１が設けられるとよい。このとき、離脱防止部１３１は、誘電体１８０から突延した突起形態であってもよく、離脱防止のために結合された別個の部材であってもよい。これにより、上部コンタクト１１１のチップ部１１１ａが半導体デバイスＤに向かって外部に露出された状態で上部コンタクト１１１が同軸プローブ１００ａから離脱することがない。

下部コンタクト１１３は、テスターＴの高周波テスト信号が出力される信号端子Ｔ１に接触するチップ部１１３ａと、チップ部１１３ａから上部コンタクト１１１の方向に延びているボディー部１１３ｂと、ボディー部１１３ｂから上部コンタクト１１１の方向に延びて内部弾性部材１１５の他端に連結される弾性部材連結部１１３ｃと、を備える。

チップ部１１３ａは、テスターＴの信号端子Ｔ１の形状に対応して適宜変更可能である。同図ではチップ部１１３ａがクラウン形状をしているが、必要に応じてＡ字状又はその他の形状に変更されてもよい。

ここで、ボディー部１１３ｂは、チップ部１１３ａに比べて直径が大きいため誘電体１８０に係止可能であり、そのために、誘電体１８０の他端部には離脱防止部１３２が設けられるとよい。このとき、離脱防止部１３２は、誘電体１８０から突延した突起形態であってもよく、離脱防止のために結合された別個の部材であってもよい。これにより、下部コンタクト１１１のチップ部１１３ａがテスターＴに向かって外部に露出された状態で下部コンタクト１１１が同軸プローブ１００ａから離脱することがない。

内部弾性部材１１５はコイルバネであってよい。場合によって、内部弾性部材１１５は板バネ又は導電性ラバーであってもよいが、これらに限定されず、上部コンタクト１１１及び下部コンタクト１１３が互いに離れるように付勢力を印加できるいかなる形状及び材質のものであってもよい。

ここで、内部弾性部材１１５は、下部コンタクト１１３の電気的信号を上部コンタクト１１１に伝達するように導電性材質で作られるとよい。例えば、内部弾性部材１１５は、Ａｌ、Ｃｕ、Ｂｅ、Ｎｉなどの導電性金属の単一金属又はその合金で作られるとよい。場合によって、内部弾性部材１１５は、シリコンラバーのような絶縁性材質のボディー内部に導電性の金属粒子が電気信号を伝達可能に配列された導電性ラバーで作られてもよい。

内部弾性部材１１５は、後述するバレルが上部及び下部コンタクト１１１，１１３の信号を伝達できる場合には、絶縁性材質（例えば、絶縁性ラバー又は絶縁性材質でコーティングされた金属バネなど）で作られてもよい。勿論、バレルが導電性材質で作られた場合でも、内部弾性部材１１５も導電性材質で作られ、信号伝達経路を並列的に形成してもよい。

そして、図示してはいないが、内部導体１１０ａは、上部及び下部コンタクト１１１，１１３及び内部弾性部材１１５を収容するバレル（図示せず）をさらに備えてもよい。

このバレルは、上部コンタクト１１１の上方への離脱を防止するための上部係止部（図示せず）、及び下部コンタクト１１１の下方への離脱を防止するための下部係止部（図示せず）を有するとよい。

上部及び下部係止部は、上部及び下部コンタクト１１１，１１３の形状に対応して半径方向に折れ曲がった形態になっているとよい。

また、バレルが誘電体１８０を通過して離脱することを防止するために、バレルはその外周面に係止突起（図示せず）をさらに有してもよい。

ここで、バレルの上部及び下部係止突起が誘電体１８０の離脱防止部１３１に係止されて離脱が防止されるようになっている場合に、係止突起は省略されてもよい。

バレルは、導電性金属材質で作られるとよい。バレルは、Ｃｕ、Ａｌ、Ｂｅ、Ｎｉの単一金属又はこれらの合金で作られるとよい。一例として、バレルは、ＢｅＣｕ（ベリリウム銅）で製造可能である。バレルの外周面にはＡｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌなどの伝導性金属のメッキ層が形成されてもよい。

外部導体１２０は、テスターＴの接地端子Ｔ２に接続されている。これにより、外部導体１２０が接地されるため、内部導体１１０ａ上の高周波電気信号を遮蔽し、周囲の高周波信号による信号干渉を最小化できる。

ここで、外部導体１２０は接地端子Ｔ２に直接接触せず、同軸プローブ１００が収容される金属ブロック（図示せず）のような接地媒体に直接又は間接的に接触してもよい。場合によっては、接地ワイヤーのような接地媒体に直接又は間接的に接触してもよい。言い換えれば、外部導体１２０は、接地信号が通電できればいかなる形態で接地媒体に接触してもよい。

外部導体１２０は、外部導体ボディー１２１と、外部導体ボディー１２１に形成された、外部弾性部材１４０，１５０を支持するための外部弾性部材支持部１２２，１２３と、を備える。

外部弾性部材支持部１２２，１２３は、図１に示すように、外部導体ボディー１２１から半径方向に拡張された係止突部であってよい。

外部弾性部材１４０，１５０は、外部導体ボディー１２１の一端及び他端にそれぞれ嵌められ、それぞれ外部弾性部材支持部１２２，１２３に係止される。

外部導体１２０は、テスターＴの接地端子Ｔ２に接触する接地端子接触部１２９をさらに備えてもよい。

外部弾性部材１４０，１５０は、図６に示すように、外部導体１２０の外周面の両端にそれぞれ配置されるとよい。必要によって、外部弾性部材１４０，１５０のいずれか一方のみが外部導体１２０の外周面の一端に配置されてもよい。

外部弾性部材１４０は、外部導体１２０の外部弾性部材支持部１２２に支持される支持部１４５と、支持部１４５から半導体デバイスＤに向かって延びた延長部１４３と、半導体デバイスＤを接触加圧可能な接触部１４１と、を備える。

支持部１４５は、外部弾性部材１４０の上方への離脱が防止されるように、外部導体１２０の外周面を圧着するとよい。支持部１４５は、相対的に弾性コイルが密な領域、延長部１４３は相対的に弾性コイルが疎な領域、接触部１４１は再び相対的に密な領域、になっている。すなわち、支持部１４５、延長部１４３及び接触部１４１は、弾性コイルがそれぞれ密な領域、疎な領域、密な領域であるとよい。

外部弾性部材１５０は、外部導体１２０の外部弾性部材支持部１２３に支持される支持部１５５と、支持部１５５からテスターＴに向かって延びた延長部１５３と、テスターＴに接触加圧可能な接触部１５１と、を備える。

支持部１５５は、外部弾性部材１５０の下方への離脱が防止されるように、外部導体１２０の外周面を圧着するとよい。支持部１５５は、相対的に弾性コイルが密な領域、延長部１５３は相対的に弾性コイルが疎な領域、接触部１５１は再び相対的に密な領域になっている。すなわち、支持部１５５、延長部１５３及び接触部１５１は、弾性コイルがそれぞれ密な領域、疎な領域、密な領域であるとよい。

本発明の第７実施例に係る同軸プローブ１００ｂは、図７に示すように、内部導体１１０ｂ、外部導体１２０、誘電体１８０、及び少なくとも一つの外部弾性部材１４０，１５０を備える。

内部導体１１０ｂは、上部コンタクト１１１及び第１内部弾性部材１１５ａを収容する第１バレル１１８と、下部コンタクト１１３及び第２内部弾性部材１１５ｂを収容し、且つ第１バレル１１８に電気的に連結された第２バレル１１８と、を備える。

第１内部弾性部材１１５ａは、上部コンタクト１１１を半導体デバイス（図１のＤ）に向かって付勢する。

第２内部弾性部材１１５ｂは、下部コンタクト１１３をテスター（図１のＴ）に向かって付勢する。

第１バレル１１８及び第２バレル１１９は、図２に示すように、互いに電気的に接触する接触部１１８ａ，１１９ａを有する。

外部導体１２０及び外部弾性部材１４０，１５０は、上述した第６実施例のそれら１２０，１４０，１５０と同一である。

第６実施例の内部導体１１０ａに含まれた内部弾性部材１１５、及び内部導体１１０ａにさらに含まれてもよいバレル（図示せず）はそれぞれ単一体（ｏｎｅ−ｐｉｅｃｅ）であるのに対し、この第７実施例では、バレル１１８，１１９及び内部弾性部材１１５ａ，１１５ｂが相対的に短い長さの２個となっている。これにより、製造コストを節減できる。

さらにいうと、長さが相対的に短いバレル１１８，１１９及び弾性部材１１５ａ，１１５ｂにすると、その分製造コストが低減するため、同一の電気的特性及び効果を得ながらも製造コストを節減することが可能である。

上記の同軸プローブ１００ｂの製造方法を簡略に説明すると、まず、内部導体１１０ｂ、外部導体１２０、誘電体１８０、及び外部弾性部材１４０，１５０を用意する。

内部導体１１０ｂは、第１バレル１１８内に第１内部弾性部材１１５ａと上部コンタクト１１１を順に挿入した後、第１バレル１１８の両端を内側に折り曲げて上部係止部１１８ｂを形成することによって、組み立てるとよい。同様に、第２バレル１１９内にも、第２内部弾性部材１１５ｂと下部コンタクト１１３を順に挿入した後、第２バレル１１９の両端を内側に折り曲げて下部係止部１１９ｂを形成することによって、組み立てるとよい。

次に、誘電体１８０に形成された収容孔を上部コンタクト１１１又は下部コンタクト１１３のチップ部１１１ａ，１１３ａが挿通するように、用意した内部導体１１０ｂを誘電体１８０の内部に挿入する。

この時、収容孔に挿通された内部導体１１０ｂのチップ部１１１ａ，１１３ａが誘電体１８０の内部から露出されるようにして内部導体１１０ｂを挿入する。

挿入された内部導体１１０ｂは、第１、２バレル１１８，１１９が誘電体１８０に係止されることで、内部導体１１０ｂを挿入する挿入方向へと外部離脱しない。

その後、誘電体１８０を外部導体１２０の内部に挿入する。

ここで、誘電体１８０を外部導体１２０にまず挿入した後、内部導体１１０ｂを誘電体１８０の内部に挿入しても構わない。

続いて、外部弾性部材１４０，１５０を外部導体１２０の両端外周面にそれぞれ嵌める。

これで、内部導体１１０ｂと外部導体１２０との間に誘電体１８０が設けられた同軸プローブ１００ｂが簡単に組み立てられる。

このように、内部導体１１０ｂ、外部導体１２０、誘電体１８０、外部弾性部材１４０，１５０を個別に用意して組み立てるだけで同軸プローブ１００ｂが製造できるため、生産性を格段に向上させることができる。

一方、本発明の第８実施例に係る同軸プローブ１００ｃは、図８に示すように、内部導体１１０ｂ、誘電体１８０、及び少なくとも一つの伝導性弾性部材１９０を備える。

内部導体１１０ｂ及び誘電体１８０は、上述した第７実施例のそれら１１０ｂ，１８０と同一である。

この第８実施例では、第６、７実施例の構成要素である外部導体１２０と外部弾性部材１４０，１５０に代えて伝導性弾性部材１９０が誘電体１８０の外周面に嵌めつけられる。

伝導性弾性部材１９０は、半導体デバイスＤ及びテスターＴを遠ざかる方向に付勢し、且つ内部導体１１０ｂを取り囲みつつ接地される。

ここで、伝導性弾性部材１９０は、誘電体１８０に支持される支持部１９３、及び半導体デバイスＤを接触加圧可能な接触部１９１を備える。

支持部１９３は、伝導性弾性部材１９０の離脱が防止されるように、誘電体１８０の外周面を圧着するとよい。支持部１９３は、相対的に弾性コイルが疎な領域であり、接触部１９１は、相対的に弾性コイルが密な領域であってよい。

接続部１９１は、テスターＴの接地端子Ｔ２に接続される。これにより、内部導体１１０ｂ上の高周波電気信号を遮蔽し、周囲の高周波信号による信号干渉を最小化できる。

ここで、接続部１９１は、接地端子Ｔ２に直接接触せず、同軸プローブ１００ｃが収容される金属ブロック（図示せず）のような接地媒体に直接又は間接的に接触してもよい。場合によっては、接地ワイヤーのような接地媒体に直接又は間接的に接触してもよい。言い換えれば、接触部１９１は、伝導性弾性部材１９０の接地信号が通電できればいかなる形態で接地媒体に接触してもよい。

伝導性弾性部材１９０はコイルバネであってよい。場合によって、伝導性弾性部材１９０は、板バネ又は導電性ラバーであってもよいが、これらに限定されず、付勢力の印加及び接地が可能であれば、いかなる形状及び材質のものであってもよい。

伝導性弾性部材１９０は、Ａｌ、Ｃｕ、Ｂｅ、Ｎｉなどの導電性金属の単一金属又はその合金で作られるとよい。場合によって、伝導性弾性部材１９０は、シリコンラバーのような絶縁性材質のボディー内部に導電性金属粒子が電気信号を伝達可能に配列された導電性ラバーで作られてもよい。

図示してはいないが、誘電体１８０は、第６、７実施例の外部導体１２０と同一又は類似の形態を有する誘電体ボディー（図示せず）と、該誘電体ボディーに形成された、伝導性弾性部材１９０を支持するための伝導性弾性部材支持部（図示せず）と、を備える。

伝導性弾性部材支持部は、第６、７実施例の外部弾性部材支持部１２２，１２３と同様に、誘電体ボディー１８０から半径方向に拡張された係止突部であってよい。

そのため、伝導性弾性部材１９０は、複数個が設けられ、第６、７実施例の外部弾性部材１４０，１５０と同様に、誘電体１８０の外周面の両端にそれぞれ配置されてもよく、必要によって、いずれか一方の伝導性弾性部材のみが誘電体１８０の外周面の一端に配置されてもよい。

このように、この第８実施例の同軸プローブ１００ｃは、第６、７実施例における外部導体１２０及び外部弾性部材１４０，１５０の両方が伝導性弾性部材１９０のみに取り替えられているため、同軸プローブ１００ｃの組立性及び生産性を向上させることができる。

一方、以上の実施例は例示的なものに過ぎず、当該技術の分野における通常を知識を有する者にとっては、それらの実施例から様々な変形及び均等な他の実施例が可能である。

したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、添付の特許請求の範囲に記載された発明の技術的思想により定められるべきであろう。

本発明は、半導体製造工程において不良の検査に利用可能である。

Claims (12)

1. 半導体デバイスに接触可能な上部コンタクトと、前記半導体デバイスをテストするためのテスターに接触可能な下部コンタクトと、前記上部コンタクト及び前記下部コンタクトが互いに遠ざかるように前記上部コンタクト及び前記下部コンタクトの少なくとも一方を付勢する内部弾性部材と、を有する内部導体と、
   前記内部導体を取り囲む筒状体からなり所定の接地媒体に直接又は間接的に接触する外部導体と、
   前記内部導体と前記外部導体との間に所定のエアーギャップが存在するように前記内部導体と前記外部導体との間の両端にそれぞれ挿入される複数のギャップ部材と、
   前記半導体デバイス及び前記テスターの少なくとも一方に前記外部導体よりも先に直接接触して前記半導体デバイス及び前記テスターの少なくとも一方を前記外部導体から遠ざかる方向に付勢するように前記外部導体の外周面に嵌められ圧着されたコイルバネよりなる少なくとも一つの外部弾性部材と、
   を備えることを特徴とする同軸プローブ。
2. 前記内部弾性部材は、
   前記上部コンタクトを前記半導体デバイスに向かって付勢する第１内部弾性部材と、
   前記下部コンタクトを前記テスターに向かって付勢する第２内部弾性部材と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の同軸プローブ。
3. 前記内部導体は、
   前記上部コンタクト及び前記第１内部弾性部材を収容する第１バレルと、
   前記下部コンタクト及び前記第２内部弾性部材を収容し、且つ前記第１バレルに電気的に連結された第２バレルと、
   をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の同軸プローブ。
4. 前記第１バレルと前記第２バレルとが互いに電気的接触すると共に前記所定のエアーギャップが維持されるように前記第１バレルと前記第２バレルとの接触部位を取り囲み、且つ前記外部導体の内周面に設けられたギャップ維持部材をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の同軸プローブ。
5. 前記内部導体は、
   前記上部コンタクト、前記下部コンタクト及び前記内部弾性部材を収容するバレルをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の同軸プローブ。
6. 前記複数のギャップ部材は、それぞれ、
   前記内部導体が前記外部導体から離脱することを防止するように離脱防止部を有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の同軸プローブ。
7. 前記外部導体の外面には、外部弾性部材が結合されるねじ溝形態の締結部がさらに設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の同軸プローブ。
8. 半導体デバイスに接触可能な上部コンタクトと、前記半導体デバイスをテストするためのテスターに接触可能な下部コンタクトと、前記上部コンタクト及び前記下部コンタクトが互いに遠ざかるように前記上部コンタクト及び前記下部コンタクトの少なくとも一方を付勢する内部弾性部材と、を有する内部導体と、
   前記内部導体を取り囲む筒状体からなり所定の接地媒体に直接又は間接的に接触する外部導体と、
   前記内部導体と前記外部導体との間に配置された誘電体と、
   前記半導体デバイス及び前記テスターの少なくとも一方に前記外部導体よりも先に直接接触して前記半導体デバイス及び前記テスターの少なくとも一方を前記外部導体から遠ざかる方向に付勢するように前記外部導体の外周面に嵌められ圧着されたコイルバネよりなる少なくとも一つの外部弾性部材と、
   を備えることを特徴とする同軸プローブ。
9. 前記外部導体は少なくとも前記誘電体の一部分を取り囲み、前記外部弾性部材は、前記外部導体の両端にそれぞれ配置されることを特徴とする請求項８に記載の同軸プローブ。
10. 半導体デバイスに接触可能な上部コンタクトと、前記半導体デバイスをテストするためのテスターに接触可能な下部コンタクトと、前記上部コンタクト及び前記下部コンタクトが互いに遠ざかるように前記上部コンタクト及び前記下部コンタクトの少なくとも一方を付勢する内部弾性部材と、を有する内部導体と、
    前記半導体デバイス及び前記テスターの少なくとも一方に直接接触して前記半導体デバイス及び前記テスターを遠ざかる方向に付勢し、且つ前記内部導体を取り囲みつつ接地される外部導体を兼ねる伝導性弾性部材と、
    前記内部導体と前記伝導性弾性部材との間に配置された誘電体とを備え、
    前記伝導性弾性部材は、全体がコイルバネからなり、中央部分に前記誘電体に支持される支持部を有し、両端部分に前記半導体デバイスと前記テスターとに接触可能な接触部を備え、前記支持部は前記接触部よりもコイルが疎な領域であり、前記接触部は前記支持部よりもコイルが密な領域であるとともに、前記支持部が前記誘電体の外周面に圧着されている、
    ことを特徴とする同軸プローブ。
11. 前記内部弾性部材は、
    前記上部コンタクトを前記半導体デバイスに向かって付勢する第１内部弾性部材と、
    前記下部コンタクトを前記テスターに向かって付勢する第２内部弾性部材と、を備えることを特徴とする請求項８又は１０に記載の同軸プローブ。
12. 前記内部導体は、
    前記上部コンタクト及び前記第１内部弾性部材を収容する第１バレルと、
    前記下部コンタクト及び前記第２内部弾性部材を収容し、前記第１バレルに電気的に連結された第２バレルと、
    をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の同軸プローブ。

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