JP6527762B2 - probe - Google Patents

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Description

本発明は、プローブに係り、更に詳しくは、芯材及びコイルばねを備えるプローブの改良に関する。   The present invention relates to a probe, and more particularly to an improvement of a probe provided with a core and a coil spring.

プローブカードは、半導体ウエハに形成された電子回路の電気的特性を検査するのに用いられる検査装置であり、電子回路上の電極にそれぞれ接触させる微細な多数のプローブが設けられている。電子回路の特性検査は、プローブカードに半導体ウエハを近づけてプローブの先端を電子回路上の電極に接触させ、プローブを介してテスター装置と電子回路とを導通させることにより行われる。その際、プローブ先端や電極の高さ方向のばらつきを吸収させるため、プローブ先端と電極とが接触し始める状態からさらにプローブカードに半導体ウエハを近づける処理、いわゆるオーバードライブが行われる。   The probe card is an inspection apparatus used to inspect the electrical characteristics of the electronic circuit formed on the semiconductor wafer, and is provided with a large number of fine probes to be in contact with the electrodes on the electronic circuit. The characteristic test of the electronic circuit is performed by bringing the semiconductor wafer close to the probe card, bringing the tip of the probe into contact with the electrode on the electronic circuit, and electrically connecting the tester apparatus and the electronic circuit through the probe. At that time, in order to absorb variations in the height direction of the tip of the probe and the electrodes, so-called overdrive processing is performed in which the semiconductor wafer is brought closer to the probe card from a state where the tip of the probe and the electrodes begin to contact.

スプリングプローブは、オーバードライブに必要なストローク量と、良好な接触性能を得るのに必要な針圧とを同時に確保することができる垂直型プローブである。この種のスプリングプローブには、コイルばねを筒体内に収容させる内ばね方式のものと、コイルばねが露出する外ばね方式のものとがある。外ばね方式のプローブは、コイルばねを収容するための筒体を必要としないことから、内ばね方式のプローブに比べ、微細化に適している。しかし、針先と針元とをコイルばねが連結する外ばね方式のプローブでは、コイルばねの電気抵抗が大きく、導通性能が良くなかった。また、オーバードライブ時にコイルばねが湾曲し、隣接するプローブ同士が接触するという問題もあった。   The spring probe is a vertical probe capable of simultaneously securing the stroke amount required for overdrive and the needle pressure required to obtain good contact performance. There exist an inner spring type thing which accommodates a coil spring in a cylinder body, and an external spring type thing which a coil spring exposes in this kind of spring probe. The outer spring type probe is more suitable for miniaturization than the inner spring type probe because it does not require a cylinder for accommodating the coil spring. However, in an external spring type probe in which a coil spring connects a needle tip and a needle base, the electrical resistance of the coil spring is large and the conduction performance is not good. In addition, there is also a problem that the coil spring is bent at the time of overdrive and the adjacent probes are in contact with each other.

そこで、芯材をばね部材と同軸に配置した外ばね方式のプローブが提案されている(例えば、特許文献1)。この特許文献1に記載の垂直コイルスプリングプローブAは、同軸に配置される接触ピン100A及び筒体200Aにより構成される。接触ピン100Aは、測定対象物に接触させる接触子110Aと、軸方向に延びる案内子120Aとを備える。筒体200Aは、案内子120Aを収容するばね部材であり、針先側の端部が接触ピン100Aに固定される。この様な外ばね方式のプローブによれば、電流が芯材を流れることから、導通性能が向上する。また、芯材がばね部材の内周面と接触することにより、ばね部材の湾曲が制限されるため、隣接するプローブ同士の接触を防止することができる。   Therefore, an external spring type probe in which the core material is disposed coaxially with the spring member has been proposed (for example, Patent Document 1). The vertical coil spring probe A described in Patent Document 1 includes a contact pin 100A and a cylinder 200A coaxially arranged. The contact pin 100A includes a contact 110A for contacting an object to be measured, and an axially extending guide 120A. The cylindrical body 200A is a spring member that accommodates the guider 120A, and the end on the needle tip side is fixed to the contact pin 100A. According to such an external spring type probe, since the current flows through the core material, the conduction performance is improved. Further, since the curvature of the spring member is limited by the core material coming into contact with the inner circumferential surface of the spring member, contact between adjacent probes can be prevented.

なお、外ばね方式のプローブには、特許文献2に記載のコンタクトピン1がある。コンタクトピン1は、線材を螺旋状に巻回して形成される本体部2と、本体部2の一端部側に形成され、一端に向かって縮径する縮径部6と、本体部2の他端部側に形成され、他端に向かって縮径する縮径部10とを備える。このコンタクトピン1には、芯材がない。   The external spring probe includes the contact pin 1 described in Patent Document 2. The contact pin 1 includes a main body 2 formed by winding a wire in a spiral shape, a reduced diameter portion 6 formed at one end of the main body 2 and having a diameter reduced toward one end, and the other main body 2 And a reduced diameter portion 10 which is formed on the end side and which reduces in diameter toward the other end. The contact pin 1 has no core material.

また、芯材をばね部材と同軸に配置した外ばね方式のプローブには、特許文献3に記載のスプリング接点アセンブリ10もある。スプリング接点アセンブリ10は、スプリング16と同軸に配置されるプランジャーを2つのプランジャー12及び14に分離した構造であり、スプリング16の一端がプランジャー12に固定され、スプリング16の他端がプランジャー14に固定される。   Further, as an external spring type probe in which a core material is disposed coaxially with a spring member, there is also a spring contact assembly 10 described in Patent Document 3. The spring contact assembly 10 has a structure in which a plunger coaxially arranged with the spring 16 is divided into two plungers 12 and 14, one end of the spring 16 is fixed to the plunger 12 and the other end of the spring 16 is a plan It is fixed to the jar 14.

特開2007−24664号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2007-24664 特開2007−194187号公報JP 2007-194187 A 特表2010−539672号公報Japanese Patent Publication No. 2010-539672

上述した様なスプリングプローブは、狭い検査領域に対して2次元的に配置することが可能であることから、電子回路の高集積化に伴って需要が拡大している。しかしながら、従来のスプリングプローブでは、長期間の使用や多数回の使用に伴う疲労によって針折れ等の不具合が発生する恐れがあった。例えば、所望のストローク量と針圧とを確保しつつ、電子回路の高集積化に合わせてコイルばねの径を細くした場合、コイルばねにかかる応力が増大し、クリープや針折れが生じる恐れがあった。   Since the spring probe as described above can be arranged two-dimensionally with respect to a narrow inspection area, the demand is expanding with the high integration of the electronic circuit. However, in the conventional spring probe, there is a possibility that a defect such as a broken needle may occur due to fatigue caused by long-term use or multiple use. For example, if the diameter of the coil spring is reduced according to the high integration of the electronic circuit while securing the desired stroke amount and needle pressure, the stress applied to the coil spring may increase, which may cause creep or needle breakage. there were.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、不具合の発生を抑制させることによって信頼性を向上させたプローブを提供することを目的とする。特に、所望のストローク量と針圧とを確保しつつ、コイルばねの径を細くした場合であっても、クリープや針折れが生じるのを抑制することができるプローブを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object thereof is to provide a probe whose reliability is improved by suppressing the occurrence of a defect. In particular, it is an object of the present invention to provide a probe capable of suppressing the occurrence of creep and needle breakage even when the diameter of a coil spring is reduced while securing a desired stroke amount and needle pressure. .

第1の本発明によるプローブは、芯材と、軸方向において、一方の端部が上記芯材に固定又は係止され、他方の端部が他の部材に固定又は係止されるコイルばねとを備え、上記コイルばねが、上記一方の端部及び上記他方の端部の剛性が中間部の剛性よりも大きいように構成される。コイルばねにかかる応力は、コイルばねの両端部において最大になる。このため、両端部の剛性を中間部よりも大きくすることにより、応力が分散し、最大応力を低減させることができる。よって、このプローブでは、所望のストローク量と針圧とを確保しつつ、コイルばねの径を細くした場合であっても、クリープや針折れが生じるのを抑制することができる。   The probe according to the first aspect of the present invention is a core material and a coil spring in which one end is fixed or locked to the core material in the axial direction and the other end is fixed or locked to another member. And the coil spring is configured such that the stiffness of the one end and the other end is greater than the stiffness of the middle. The stress applied to the coil spring is maximum at both ends of the coil spring. For this reason, stress can be dispersed and maximum stress can be reduced by making the rigidity of both end portions larger than that of the middle portion. Therefore, with this probe, it is possible to suppress the occurrence of creep and needle breakage even when the diameter of the coil spring is reduced while securing the desired stroke amount and needle pressure.

第2の本発明によるプローブは、上記構成に加え、上記コイルばねが、線状体からなり、上記一方の端部及び上記他方の端部の断面積が上記中間部の断面積よりも大きくなっているように構成される。この様な構成によれば、線状体の断面積を異ならせることにより、コイルばねの両端部の剛性を中間部よりも大きくすることができる。   In the probe according to the second aspect of the present invention, in addition to the above configuration, the coil spring is formed of a linear body, and the cross sectional area of the one end and the other end is larger than the cross sectional area of the middle Configured to be According to such a configuration, by making the cross-sectional area of the linear body different, the rigidity of both ends of the coil spring can be made larger than that of the middle part.

第3の本発明によるプローブは、上記構成に加え、上記コイルばねが、軸方向と交差する方向の厚さが均一な板状体からなり、上記一方の端部及び上記他方の端部の軸方向の幅が上記中間部よりも広くなっているように構成される。この様な構成によれば、板状体の幅を異ならせることにより、コイルばねの両端部の剛性を中間部よりも大きくすることができる。   In the probe according to the third aspect of the present invention, in addition to the above configuration, the coil spring is formed of a plate-like body having a uniform thickness in a direction intersecting the axial direction, and an axis of the one end and the other end The width of the direction is configured to be wider than the middle portion. According to such a configuration, the rigidity of both ends of the coil spring can be made larger than that of the middle portion by making the widths of the plate-like members different.

第4の本発明によるプローブは、上記構成に加え、上記コイルばねが、2種以上の金属からなり、上記一方の端部を構成する金属及び上記他方の端部を構成する金属が、上記中間部を構成する金属よりも弾性率が大きいように構成される。この様な構成によれば、コイルばねを構成する金属の弾性率を異ならせることにより、コイルばねの両端部の剛性を中間部よりも大きくすることができる。   In the probe according to the fourth aspect of the present invention, in addition to the above configuration, the coil spring is made of two or more metals, and the metal forming the one end and the metal forming the other end are the middle The elastic modulus is configured to be larger than that of the metal constituting the part. According to such a configuration, the rigidity of both end portions of the coil spring can be made larger than that of the middle portion by making the elastic modulus of the metal constituting the coil spring different.

第5の本発明によるプローブは、上記構成に加え、上記他方の端部に固定され、且つ、上記コイルばねと内径が等しい筒状体を備える。この様な構成によれば、コイルばねを圧縮させた際に、芯材が筒状体内にスムーズに誘導されるため、芯材及び筒状体が干渉するのを防止することができる。   In addition to the above configuration, the probe according to the fifth aspect of the present invention includes a cylindrical body fixed to the other end and having an inner diameter equal to that of the coil spring. According to such a configuration, when the coil spring is compressed, the core material is smoothly guided into the cylindrical body, so that interference between the core material and the cylindrical body can be prevented.

本発明によれば、所望のストローク量と針圧とを確保しつつ、コイルばねの径を細くした場合であっても、クリープや針折れが生じるのを抑制することができるプローブを提供することができる。従って、不具合の発生を抑制させることによって信頼性を向上させたプローブを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a probe capable of suppressing the occurrence of creep and needle breakage even when the diameter of a coil spring is reduced while securing a desired stroke amount and needle pressure. Can. Therefore, a probe with improved reliability can be provided by suppressing the occurrence of a defect.

本発明の実施の形態によるプローブ1の一構成例を示した斜視図である。It is the perspective view which showed one structural example of the probe 1 by embodiment of this invention. 図1のプローブ1の構成例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the structural example of the probe 1 of FIG. プローブ1の動作特性を示した図であり、針圧と応力との関係が示されている。It is a figure showing the operation characteristic of probe 1, and the relation between needle pressure and stress is shown. プローブ1の動作特性を示した図であり、板状体221の幅Wと応力との関係が示されている。It is a figure showing the operation characteristic of probe 1, and the relation between width W of plate-like object 221, and stress is shown. 図1のプローブ1の要部における構成を比較例と比較して示した図である。It is the figure which showed the structure in the principal part of the probe 1 of FIG. 1 in comparison with a comparative example. 図1のプローブ1の動作特性を比較例と比較して示した図であり、板状体221の幅Wと応力との関係が示されている。It is the figure which showed the operating characteristic of the probe 1 of FIG. 1 in comparison with a comparative example, and the relationship between the width W of the plate-like body 221 and stress is shown. 図1のプローブ1の動作特性を比較例と比較して示した図であり、ストローク量と応力又は針圧との関係が示されている。It is the figure which showed the operation | movement characteristic of the probe 1 of FIG. 1 in comparison with a comparative example, and the relationship between stroke amount and stress or needle pressure is shown. 図1のプローブ1の製造方法の一例を模式的に示した説明図であり、筒体2を構成する金属層44を芯材40上に形成するまでの作業工程が示されている。FIG. 10 is an explanatory view schematically showing an example of a method of manufacturing the probe 1 of FIG. 1, and shows a working process until the metal layer 44 constituting the cylinder 2 is formed on the core material 40. FIG. 図1のプローブ1の製造方法の一例を模式的に示した説明図であり、金属層44の形成後に犠牲層42を除去するまでの作業工程が示されている。FIG. 16 is an explanatory view schematically showing an example of a method of manufacturing the probe 1 of FIG. 1, showing a working process until the sacrificial layer 42 is removed after the formation of the metal layer 44.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。本明細書では、便宜上、プローブの長手方向を上下方向として説明するが、本発明によるプローブの使用時における姿勢を限定するものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present specification, for convenience, the longitudinal direction of the probe is described as the vertical direction, but the posture in use of the probe according to the present invention is not limited.

<プローブ1>
図1は、本発明の実施の形態によるプローブ1の一構成例を示した斜視図であり、外ばね方式のスプリングプローブが示されている。図2は、図1のプローブ1の構成例を示した断面図であり、プローブ1をA−A切断線により切断した場合の切断面が示されている。
<Probe 1>
FIG. 1 is a perspective view showing one configuration example of a probe 1 according to an embodiment of the present invention, in which an outer spring type spring probe is shown. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration example of the probe 1 of FIG. 1, and shows a cut surface when the probe 1 is cut along an A-A cutting line.

このプローブ1は、上下方向にストロークさせることができる外ばね方式のスプリングプローブであり、同軸に配置される筒体2及び芯材3により構成される。筒体2は、芯材3を保持する部材であり、針先部21、コイルばね22及び針元部23により構成される。コイルばね22は、上下方向に延びるつる巻ばねであり、軸方向に収縮させることによって芯材3を下方へ付勢する。   The probe 1 is an external spring type spring probe that can be stroked in the vertical direction, and is composed of a cylindrical body 2 and a core 3 coaxially arranged. The cylindrical body 2 is a member for holding the core 3, and is constituted by the needle tip portion 21, the coil spring 22 and the needle base portion 23. The coil spring 22 is a helical spring extending in the vertical direction, and biases the core 3 downward by contracting in the axial direction.

針先部21は、芯材3に固定される固定部であり、筒体2の下端部に設けられる。針先部21を水平面により切断した場合の切断面は、円環形状である。針元部23は、芯材3の上端を軸方向に移動可能に収容する円筒状の根元部であり、筒体2の上端部に設けられる。この針元部23は、後述するコイルばね22の針元側端部22cに固定され、且つ、コイルばね22と内径が等しい筒状体である。例えば、針元部23は、図示しない配線基板に設けられる電極パッドに固定される。   The needle tip portion 21 is a fixing portion fixed to the core 3 and is provided at the lower end portion of the cylindrical body 2. The cut surface when the needle tip portion 21 is cut along a horizontal plane is an annular shape. The needle base portion 23 is a cylindrical root portion that accommodates the upper end of the core member 3 in the axial direction so as to be movable in the axial direction, and is provided at the upper end portion of the cylindrical body 2. The needle base portion 23 is a cylindrical body fixed to a needle base end 22 c of a coil spring 22 described later, and having the same inner diameter as the coil spring 22. For example, the needle base portion 23 is fixed to an electrode pad provided on a wiring substrate (not shown).

コイルばね22は、針先部21と針元部23とを連結する連結部であり、螺旋状に延びる板状体221からなる。板状体221は、3次元曲線の弦巻線(へリックス)に沿って延びる形状を有し、一端が針先部21に固定され、他端が針元部23に固定される。この板状体221の軸方向と交差する方向の厚さは、軸方向及び周方向に均一であり、コイルばね22の下端から上端にわたって概ね一定である。   The coil spring 22 is a connecting portion that connects the needle tip portion 21 and the needle base portion 23 and is formed of a plate-like body 221 extending in a spiral shape. The plate-like body 221 has a shape extending along a three-dimensional curved wire winding (helix), one end thereof is fixed to the needle tip portion 21 and the other end is fixed to the needle root portion 23. The thickness in the direction intersecting with the axial direction of the plate-like body 221 is uniform in the axial direction and the circumferential direction, and is substantially constant from the lower end to the upper end of the coil spring 22.

一方、板状体221の幅Wは、コイルばね22の両端部において幅広である。幅Wは、板状体221の軸方向の長さである。コイルばね22を軸方向の位置が互いに異なる針先側端部22a、中間部22b及び針元側端部22cに分割して説明すれば、針先側端部22a及び針元側端部22cは、板状体221の幅Wが中間部22bよりも広くなっている。   On the other hand, the width W of the plate-like body 221 is wide at both ends of the coil spring 22. The width W is the length of the plate-like body 221 in the axial direction. When the coil spring 22 is divided into the needle tip side end 22a, the intermediate portion 22b, and the needle origin side end 22c whose axial positions are different from each other, the needle tip side end 22a and the needle origin end 22c are The width W of the plate-like body 221 is wider than the middle portion 22 b.

針先側端部22aは、コイルばね22における針先部21側の端部である。針元側端部22cは、コイルばね22における針元部23側の端部である。中間部22bは、針先側端部22a及び針元側端部22c間の部位である。このコイルばね22では、板状体221の幅Wを異ならせることにより、コイルばね22の両端部の剛性を中間部22bよりも大きくしている。針元側端部22cは、針元部23を介して配線基板上の電極パッドに固定される。なお、コイルばね22の針元側端部22cを配線基板等の他の部材に係止するような構成であっても良い。   The needle tip end 22 a is an end of the coil spring 22 on the needle tip 21 side. The needle base end 22 c is an end of the coil spring 22 on the needle base 23 side. The middle portion 22 b is a portion between the needle tip side end 22 a and the needle base side end 22 c. In the coil spring 22, the rigidity of both ends of the coil spring 22 is made larger than that of the middle portion 22 b by making the width W of the plate-like body 221 different. The needle base end 22 c is fixed to the electrode pad on the wiring substrate via the needle base 23. The needle source side end 22c of the coil spring 22 may be locked to another member such as a wiring board.

また、板状体221のピッチPは、コイルばね22の下端から上端にわたって概ね一定である。ピッチPは、板状体221の繰り返し間隔であり、隣り合う板状体221間の軸方向の距離からなる。   Moreover, the pitch P of the plate-like body 221 is substantially constant from the lower end to the upper end of the coil spring 22. The pitch P is a repetition interval of the plate-like members 221 and is an axial distance between the plate-like members 221 adjacent to each other.

芯材3は、上下方向に延びる棒状の部材であり、針先部21を介してコイルばね22の針先側端部22aが固定され、且つ、筒体2によって取り囲まれる。なお、コイルばね22の針先側端部22aを芯材3に係止するような構成であっても良い。例えば、芯材3に対し、軸方向への移動を制限しつつ、周方向へは回転可能に針先部21を係合させることにより、針先部21に連結された針先側端部22aを芯材3に係止させても良い。   The core member 3 is a rod-like member extending in the vertical direction, and the needle tip end 22 a of the coil spring 22 is fixed via the needle tip 21 and is surrounded by the cylinder 2. The needle tip end 22 a of the coil spring 22 may be engaged with the core 3. For example, the needle tip side end 22 a connected to the needle tip 21 by engaging the needle tip 21 rotatably in the circumferential direction while restricting the axial movement of the core material 3. May be locked to the core 3.

芯材3の下端部は、針先部21から突出し、コンタクト部31を形成している。コンタクト部31は、検査対象物に接触させるための接触部である。芯材3を水平面により切断した場合の切断面は、円形状である。   The lower end portion of the core material 3 protrudes from the needle tip portion 21 to form a contact portion 31. The contact portion 31 is a contact portion for contacting an inspection object. The cut surface when the core material 3 is cut by a horizontal surface is circular.

針先部21は、芯材3の外周面に金属材料が積層された積層体からなり、針先部21、コイルばね22及び針元部23と芯材3とが一体的に形成される。このため、芯材3をコイルばね22に挿入するための作業工程が不要であることから、プローブ1の微細化が容易である。また、針先部21を芯材3に固定するための作業工程も不要であることから、製造コストを低減させることができる。   The needle tip portion 21 is a laminated body in which a metal material is laminated on the outer peripheral surface of the core material 3, and the needle tip portion 21, the coil spring 22, the needle base portion 23 and the core material 3 are integrally formed. For this reason, since the operation | work process for inserting the core material 3 in the coiled spring 22 is unnecessary, refinement | miniaturization of the probe 1 is easy. In addition, since the operation process for fixing the needle tip portion 21 to the core member 3 is also unnecessary, the manufacturing cost can be reduced.

プローブ1を構成する材料を具体的に例示すれば、筒体2は、ニッケル(Ni)合金などの金属材料からなる。筒体2には、芯材3よりも高弾性の金属が用いられる。ここでいう高弾性の金属は、弾性限界が大きく、ヤング率などの弾性率が大きい金属である。   If the material which comprises the probe 1 is illustrated concretely, the cylinder 2 will consist of metal materials, such as a nickel (Ni) alloy. For the cylindrical body 2, a metal having a higher elasticity than the core material 3 is used. The metal of high elasticity referred to here is a metal having a large elastic limit and a large elastic modulus such as Young's modulus.

芯材3は、金属材料又は導電性の繊維材料からなる。金属材料には、タングステン(W)などが用いられる。導電性繊維材料には、CNT(カーボンナノチューブ)ファイバーなどが用いられる。   The core 3 is made of a metal material or a conductive fiber material. Tungsten (W) or the like is used as the metal material. As the conductive fiber material, CNT (carbon nanotube) fiber or the like is used.

芯材3には、筒体2よりも高硬度の導電性材料が用いられる。ここでいう高硬度の導電性材料は、変形しにくく、傷の付きにくい硬い導電性材料である。高硬度の導電性材料を用いることにより、芯材3の耐摩耗性を向上させることができる。   For the core material 3, a conductive material having a hardness higher than that of the cylindrical body 2 is used. The high hardness conductive material referred to here is a hard conductive material which is hard to deform and hard to be scratched. By using a conductive material having high hardness, the wear resistance of the core 3 can be improved.

図3及び図4は、プローブ1の動作特性を示した図である。これらの図には、コンピュータを用いてプローブ1の動きをシミュレーションし、プローブ1にかかる応力を解析した実験結果が示される。このシミュレーションには、外径φ1が40μm、内径φ2が30μm、針先部21の軸方向の長さL1及び針元部23の軸方向の長さL2がいずれも100μm、コイルばね22の軸方向の長さLが1200μmのプローブ1が用いられる。また、板状体221の幅W及びピッチPは、コイルばね22の下端から上端にわたって一定である。   3 and 4 are diagrams showing the operating characteristics of the probe 1. These figures show the results of experiments in which the movement of the probe 1 was simulated using a computer and the stress applied to the probe 1 was analyzed. In this simulation, the outer diameter φ1 is 40 μm, the inner diameter φ2 is 30 μm, the axial length L1 of the tip 21 and the axial length L2 of the needle base 23 are both 100 μm, and the axial direction of the coil spring 22 The probe 1 having a length L of 1200 μm is used. Further, the width W and the pitch P of the plate-like member 221 are constant from the lower end to the upper end of the coil spring 22.

オーバードライブ時にプローブ1が検査対象物に付加する針圧は、芯材3を介して作用する反力によってコイルばね22が軸方向に収縮した際に、コイルばね22に生じる弾性力に起因する。この様な弾性力を利用することにより、プローブ1と検査対象物との間の電気的な接続と、プローブ1と配線基板(図示せず)に設けられる配線用の電極との間の電気的な接続とが確保される。   The needle pressure applied to the inspection object by the probe 1 at the time of overdrive is due to the elastic force generated on the coil spring 22 when the coil spring 22 is contracted in the axial direction by the reaction force acting through the core material 3. By utilizing such elastic force, the electrical connection between the probe 1 and the inspection object, and the electrical connection between the probe 1 and the wiring electrode provided on the wiring substrate (not shown) Connection is secured.

オーバードライブ時にプローブ1に負荷される荷重は、コイルばね22の弾性力と釣り合うことから、プローブ1に負荷される荷重を解析すれば、板状体221の幅WやピッチPがストローク量と応力又は針圧との関係に与える影響を見極めることができる。   The load applied to the probe 1 at the time of overdrive is balanced with the elastic force of the coil spring 22. Therefore, if the load applied to the probe 1 is analyzed, the width W and the pitch P of the plate-like body 221 are stroke amount and stress Alternatively, the influence on the relationship with the needle pressure can be determined.

図3には、板状体221のピッチPを変化させた場合と、板状体221の幅Wを変化させた場合とにおける針圧と応力との関係が示されている。この図では、プローブ1のストローク量が100μmである場合が示されている。プローブ1のストローク量とプローブ1が付加する針圧との関係は、板状体221の幅WやピッチPによって大きく変動する。これに対し、ストローク量とプローブ1にかかる応力との関係は、幅Wを変化させた際の変動が小さい。   FIG. 3 shows the relationship between the needle pressure and the stress when the pitch P of the plate-like body 221 is changed and when the width W of the plate-like body 221 is changed. In this figure, the case where the stroke amount of the probe 1 is 100 μm is shown. The relationship between the stroke amount of the probe 1 and the needle pressure applied by the probe 1 largely varies depending on the width W and the pitch P of the plate-like body 221. On the other hand, the relationship between the stroke amount and the stress applied to the probe 1 has a small variation when the width W is changed.

図中の特性曲線VP1〜VP4は、いずれも板状体221のピッチPを変化させた場合の針圧と応力との比例関係を示す直線からなり、互いに板状体221の幅Wが異なる。例えば、特性曲線VP1では、W=15μmのプローブ1が用いられ、特性曲線VP2では、W=20μmのプローブ1が用いられ、特性曲線VP3では、W=25μmのプローブ1が用いられ、特性曲線VP4では、W=30μmのプローブ1が用いられる。   The characteristic curves VP1 to VP4 in the figure are all straight lines showing the proportional relationship between the needle pressure and the stress when the pitch P of the plate-like body 221 is changed, and the width W of the plate-like body 221 is different from each other. For example, in the characteristic curve VP1, the probe 1 of W = 15 μm is used, in the characteristic curve VP2, the probe 1 of W = 20 μm is used, and in the characteristic curve VP3, the probe 1 of W = 25 μm is used, the characteristic curve VP4 In, the probe 1 of W = 30 μm is used.

これらの特性曲線VP1〜VP4を見れば、板状体221を狭ピッチ化することにより、応力に比例して針圧も減少することが判る。また、同一の応力に対し、幅Wが広くなるほど、針圧が大きくなることが判る。一方、同一の針圧に対し、幅Wが広くなるほど、応力が減少することが判る。   From these characteristic curves VP1 to VP4, it can be seen that the needle pressure is also reduced in proportion to the stress by narrowing the plate-like member 221. In addition, it can be seen that the needle pressure increases as the width W increases for the same stress. On the other hand, it can be seen that the stress decreases as the width W increases for the same needle pressure.

図中の特性曲線VW1〜VW3は、いずれも板状体221の幅Wを変化させた場合の針圧と応力との関係を示す直線からなり、互いに板状体221のピッチPが異なる。例えば、特性曲線VW1では、P=30μmのプローブ1が用いられ、特性曲線VW2では、P=50μmのプローブ1が用いられ、特性曲線VW3では、P=60μmのプローブ1が用いられる。   Characteristic curves VW1 to VW3 in the figure are straight lines showing the relationship between needle pressure and stress when the width W of the plate-like body 221 is changed, and the pitch P of the plate-like body 221 is different from each other. For example, in the characteristic curve VW1, the probe 1 of P = 30 μm is used, in the characteristic curve VW2, the probe 1 of P = 50 μm is used, and in the characteristic curve VW3, the probe 1 of P = 60 μm is used.

これらの特性曲線VW1〜VW3を見れば、針圧の変化量に比べて応力の変化量は小さいことから、板状体221の幅Wを拡大することにより、応力の増加を抑制しつつ、針圧を増大させられることが判る。また、同一の針圧に対し、ピッチPを狭くするほど、応力が減少することが判る。   As seen from these characteristic curves VW1 to VW3, the amount of change in stress is smaller than the amount of change in needle pressure. Therefore, by increasing the width W of the plate-like body 221, the needle is suppressed while suppressing an increase in stress. It can be seen that the pressure can be increased. In addition, it is understood that the stress decreases as the pitch P is narrowed for the same needle pressure.

図4には、板状体221のピッチPが異なる3つのプローブ1における板状体221の幅Wと応力との関係が示されている。この図では、針圧が1gfである時の応力が示されている。図中の特性曲線VW11〜VW13は、いずれも板状体221の幅Wを変化させた場合の応力を示す曲線であり、互いに板状体221のピッチPが異なる。   FIG. 4 shows the relationship between the width W of the plate-like body 221 and the stress in three probes 1 having different pitches P of the plate-like body 221. In this figure, the stress is shown when the needle pressure is 1 gf. Characteristic curves VW11 to VW13 in the figure are all curves showing stress when the width W of the plate-like body 221 is changed, and the pitch P of the plate-like body 221 is different from each other.

特性曲線VW11では、P=30μmのプローブ1が用いられ、特性曲線VW12では、P=50μmのプローブ1が用いられ、特性曲線VW13では、P=60μmのプローブ1が用いられる。   In the characteristic curve VW11, the probe 1 of P = 30 μm is used, in the characteristic curve VW12, the probe 1 of P = 50 μm is used, and in the characteristic curve VW13, the probe 1 of P = 60 μm is used.

これらの特性曲線VW11〜VW13を見れば、同一のピッチPでは、板状体221の幅Wが広くなるほど、応力が減少することが判る。また、同一の幅Wでは、板状体221のピッチPが狭くなるほど、応力が減少することが判る。ただし、幅Wが広くなれば、ピッチPの変更による応力の減少効果は、小さくなっている。   From these characteristic curves VW11 to VW13, it can be seen that at the same pitch P, the stress decreases as the width W of the plate-like body 221 becomes wider. Further, it can be seen that with the same width W, the stress decreases as the pitch P of the plate-like members 221 becomes narrower. However, if the width W becomes wider, the reduction effect of the stress due to the change of the pitch P becomes smaller.

図5は、図1のプローブ1の要部における構成を比較例と比較して示した図であり、コイルばね22の針先側端部22aが示されている。図中の(a)には、本発明によるプローブ1が示され、(b)には、比較例が示されている。本実施の形態によるプローブ1では、コイルばね22の針先側端部22aと針元側端部22cとにおいて、板状体221の幅Wがコイルばね22の他の部位、すなわち、中間部22bよりも広い。   FIG. 5 is a view showing the configuration of the main part of the probe 1 of FIG. 1 in comparison with a comparative example, in which the needle tip end 22 a of the coil spring 22 is shown. A probe 1 according to the present invention is shown in (a) in the figure, and a comparative example is shown in (b). In the probe 1 according to the present embodiment, the width W of the plate member 221 is the other portion of the coil spring 22 at the needle tip end 22a and the needle end 22c of the coil spring 22, that is, the middle portion 22b. It is wider than.

具体的には、針先側端部22aにおける板状体221の1巻分だけ、幅Wが中間部22bよりも広い。例えば、針先側端部22aでは、W=30μmであるのに対し、中間部22bでは、W=20μmである。また、板状体221の幅Wは、段差の大きさに比べて十分に狭い領域において急激に変化している。板状体221のピッチPは、P=50μmであり、コイルばね22の下端から上端にわたって一定である。一方、比較例では、W=20μm、P=50μmであり、板状体221の幅W及びピッチPがコイルばね22の下端から上端にわたって一定である。   Specifically, the width W is wider than the middle portion 22 b by one turn of the plate-like body 221 at the needle tip side end 22 a. For example, while W = 30 μm at the needle tip end 22a, W = 20 μm at the intermediate portion 22b. In addition, the width W of the plate-like body 221 rapidly changes in a sufficiently narrow region compared to the size of the step. The pitch P of the plate-like members 221 is P = 50 μm, and is constant from the lower end to the upper end of the coil spring 22. On the other hand, in the comparative example, W = 20 μm, P = 50 μm, and the width W and the pitch P of the plate-like body 221 are constant from the lower end to the upper end of the coil spring 22.

コンピュータシミュレーションによれば、比較例のプローブ1にかかる最大応力は、コイルばね22の両端部に局在して発生することが判る。そこで、本発明では、コイルばね22の両端部における板状体221の幅Wを他の部位よりも広くすることにより、最大応力の低減を図っている。   According to computer simulation, it is understood that the maximum stress applied to the probe 1 of the comparative example is generated locally at both ends of the coil spring 22. Therefore, in the present invention, the maximum stress is reduced by making the width W of the plate-like body 221 at both end portions of the coil spring 22 wider than the other portions.

コンピュータシミュレーションによれば、コイルばね22の両端部における板状体221の幅Wを他の部位よりも広くした場合、応力が幅Wの変化領域に分散し、最大応力が低減することが判る。本実施の形態によるプローブ1では、コイルばね22の両端部における板状体221の幅Wを他の部位よりも広くすることにより、クリープや針折れが生じるのを抑制させている。   According to computer simulation, when the width W of the plate-like body 221 at both ends of the coil spring 22 is made wider than the other portions, it is understood that the stress is dispersed in the change region of the width W and the maximum stress is reduced. In the probe 1 according to the present embodiment, occurrence of creep and needle breakage is suppressed by making the width W of the plate-like body 221 at both end portions of the coil spring 22 wider than the other portions.

図6は、図1のプローブ1の動作特性を比較例と比較して示した図であり、板状体221の幅Wと応力との関係が示されている。この図では、針圧が1gfである時の応力が示されている。図中の特性曲線VWは、本発明によるプローブ1の動作特性を示す曲線である。このプローブ1では、コイルばね22の両端部のみ、板状体221の幅WをW=30μmで固定とし、中間部22bの幅Wを15μm以上25μm以下の範囲で変化させている。   FIG. 6 is a diagram showing the operating characteristics of the probe 1 of FIG. 1 in comparison with a comparative example, and shows the relationship between the width W of the plate-like body 221 and the stress. In this figure, the stress is shown when the needle pressure is 1 gf. The characteristic curve VW in the figure is a curve showing the operating characteristic of the probe 1 according to the present invention. In this probe 1, the width W of the plate-like body 221 is fixed at W = 30 μm only at both end portions of the coil spring 22, and the width W of the intermediate portion 22b is changed in the range of 15 μm to 25 μm.

一方、特性曲線VW12は、比較例の動作特性を示す曲線である。板状体221のピッチPは、本発明によるプローブ1と比較例とで共通である。特性曲線VWを特性曲線VW12と比較すれば、コイルばね22の両端部において、板状体221の幅Wを拡大することにより、応力が低減することが判る。すなわち、幅Wが15μm以上25μm以下の範囲内において、本発明によるプローブ1の方が比較例と比べて応力が減少している。   On the other hand, the characteristic curve VW12 is a curve showing the operating characteristic of the comparative example. The pitch P of the plate-like body 221 is common to the probe 1 according to the present invention and the comparative example. If the characteristic curve VW is compared with the characteristic curve VW12, it can be seen that the stress is reduced by increasing the width W of the plate-like body 221 at both ends of the coil spring 22. That is, in the range of the width W of 15 μm or more and 25 μm or less, the stress of the probe 1 according to the present invention is reduced as compared with the comparative example.

図7は、図1のプローブ1の動作特性を比較例と比較して示した図であり、板状体221の幅WがW=25μm、ピッチPがP=50μmである場合の動作特性が示されている。図中の(a)には、プローブ1のストローク量と応力との関係が示され、(b)には、プローブ1のストローク量と針圧との関係が示されている。   FIG. 7 is a diagram showing the operating characteristics of the probe 1 of FIG. 1 in comparison with the comparative example, and the operating characteristics when the width W of the plate-like body 221 is W = 25 μm and the pitch P is P = 50 μm are It is shown. The relationship between the stroke amount of the probe 1 and the stress is shown in (a) of the figure, and the relationship between the stroke amount of the probe 1 and the needle pressure is shown in (b).

本発明によるプローブ1では、コイルばね22の両端部のみ、板状体221の幅WをW=30μmとし、中間部22bの幅Wを25μmとしている。比較例では、コイルばね22の下端から上端にわたって、板状体221の幅WをW=25μmとしている。   In the probe 1 according to the present invention, the width W of the plate-like body 221 is 30 μm and the width W of the intermediate portion 22 b is 25 μm only at both ends of the coil spring 22. In the comparative example, the width W of the plate-like body 221 is set to W = 25 μm from the lower end to the upper end of the coil spring 22.

コイルばね22の長さL及び厚さを固定した場合、ストローク量に対する針圧及び応力は、板状体221の幅W及びピッチPによって規定される。また、応力は、コイルばね22の弾性領域によって規定されるため、従来のスプリングプローブでは、ストローク量が制限され、十分な針圧が得られないという課題があった。   When the length L and thickness of the coil spring 22 are fixed, the needle pressure and stress for the stroke amount are defined by the width W and the pitch P of the plate-like body 221. Further, since the stress is defined by the elastic region of the coil spring 22, the conventional spring probe has a problem that the stroke amount is limited and a sufficient needle pressure can not be obtained.

これに対し、本実施の形態によるプローブ1では、図示した特性曲線を見れば判る通り、針圧の変化が少なく、応力が著しく減少する。例えば、ストローク量が100μmである場合、針圧の変化量ΔbがΔb=0.05gfであるのに対し、応力の変化量ΔaはΔa=500MPaである。このため、コイルばね22の両端部において、板状体221の幅Wを拡大することにより、コイルばね22の可動範囲が拡大し、十分な針圧が得られることが判る。   On the other hand, in the probe 1 according to the present embodiment, as can be seen from the illustrated characteristic curve, the change in needle pressure is small and the stress is significantly reduced. For example, when the stroke amount is 100 μm, the change amount Δb of needle pressure is Δb = 0.05 gf, whereas the change amount Δa of stress is Δa = 500 MPa. For this reason, it is understood that the movable range of the coil spring 22 is expanded by enlarging the width W of the plate-like body 221 at both end portions of the coil spring 22, and a sufficient needle pressure can be obtained.

<プローブ1の製造工程>
図8及び図9は、プローブ1の製造方法の一例を模式的に示した説明図である。ここでは、共通の芯材40を用いて2以上のプローブ1が同時に作製される場合の例について説明する。各プローブ1は、軸方向の位置を異ならせて配置される。但し、この実施例は、プローブ1を連続処理プロセスにより製作する場合の一例であり、コイルばね22のみを製作する場合は、このうちの一部を使用することができる。また、従来から用いられているような芯部を引き抜く方法により、コイルばね22を製作することも可能である。
<Manufacturing process of probe 1>
8 and 9 are explanatory views schematically showing an example of a method of manufacturing the probe 1. Here, an example in the case where two or more probes 1 are simultaneously manufactured using the common core material 40 will be described. The respective probes 1 are arranged at different axial positions. However, this embodiment is an example of the case where the probe 1 is manufactured by the continuous processing process, and when only the coil spring 22 is manufactured, a part of this can be used. Further, it is also possible to manufacture the coil spring 22 by a method of pulling out the core portion as conventionally used.

図8の(a)〜(f)には、筒体2を構成する金属層44を芯材40上に形成するまでの作業工程が示されている。図9の(a)及び(b)には、金属層44の形成後に犠牲層42を除去するまでの作業工程が示されている。図8及び図9には、芯材40の中心軸を含む平面により各部材を切断した場合の切断面が示されている。   The work process until it forms the metal layer 44 which comprises the cylinder 2 on the core material 40 is shown by (a)-(f) of FIG. FIGS. 9A and 9B show the operation steps after the formation of the metal layer 44 until the sacrificial layer 42 is removed. FIGS. 8 and 9 show cut surfaces in the case where each member is cut by a plane including the central axis of the core material 40.

プローブ1は、いわゆるMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術を利用して作製される。MEMSは、フォトリソグラフィ技術及び犠牲層エッチング技術を利用して、微細な立体的構造物を作製する技術である。フォトリソグラフィ技術は、半導体製造プロセスなどで利用される感光レジストを用いた微細パターンの加工技術である。また、犠牲層エッチング技術は、犠牲層と呼ばれる下層を形成し、その上に構造物を構成する層をさらに形成した後、犠牲層のみをエッチングして立体的な構造物を形成する技術である。   The probe 1 is manufactured using so-called MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology. MEMS is a technology for producing a fine three-dimensional structure using photolithography technology and sacrificial layer etching technology. The photolithography technology is a processing technology of a fine pattern using a photosensitive resist used in a semiconductor manufacturing process or the like. In addition, the sacrificial layer etching technique is a technique in which a lower layer called a sacrificial layer is formed, a layer constituting the structure is further formed thereon, and then only the sacrificial layer is etched to form a three-dimensional structure. .

プローブ1は、芯材40上に金属材料を電気めっきにより堆積させ、径方向外側にめっき層を成長させることにより、筒体2が芯材40と一体的に形成される。図8及び図9を参照しながら具体的に説明すれば、まず、直線状に延びる芯材40が基材として用意される(図8の(a))。芯材40は、タングステン、CNTファイバー、白金−ロジウム合金又はレニウム−タングステン合金からなる。   The cylindrical body 2 is integrally formed with the core material 40 by depositing a metal material on the core material 40 by electroplating and growing a plating layer on the outer side in the radial direction. If it demonstrates concretely referring to FIG.8 and FIG.9, the core material 40 extended linearly may be prepared as a base material first ((a) of FIG. 8). The core member 40 is made of tungsten, CNT fiber, platinum-rhodium alloy or rhenium-tungsten alloy.

次に、芯材40上にフォトレジストを塗布してレジスト層41を形成し、フォトマスクを介して露光した後、現像処理を行って余分なフォトレジストが除去される。露光処理は、露光用の光源を周方向に移動させることにより行われる。レジスト層41のパターニングにより、コイルばね22と針元部23とに対応する軸方向の位置にレジスト層41の非形成領域が形成される(図8の(b))。   Next, a photoresist is applied on the core material 40 to form a resist layer 41, and after exposure through a photomask, development is performed to remove excess photoresist. The exposure process is performed by moving the light source for exposure in the circumferential direction. By patterning the resist layer 41, a non-formation region of the resist layer 41 is formed at axial positions corresponding to the coil spring 22 and the needle base portion 23 ((b) in FIG. 8).

次に、レジスト層41をパターニングした後の芯材40に対し、めっき処理により、レジスト層41の非形成領域に犠牲層42がめっき用の下地として形成される(図8の(c))。この作業工程は、針先部21と対向する芯材40の外周面を露出させ、コイルばね22及び針元部23と対向する芯材40の外周面にめっき処理により犠牲層42を形成する犠牲層形成ステップである。   Next, a sacrificial layer 42 is formed as a base for plating in the non-formation region of the resist layer 41 by plating on the core material 40 after patterning the resist layer 41 ((c) in FIG. 8). In this work process, the outer peripheral surface of the core 40 facing the needle tip 21 is exposed, and the sacrificial layer 42 is formed by plating on the outer peripheral surface of the core 40 facing the coil spring 22 and the needle base 23. It is a layer formation step.

犠牲層42には、エッチング液によって容易に除去することができる金属、例えば、銅(Cu)が用いられる。レジスト層41は、犠牲層42の形成後、剥離剤を用いて除去される(図8の(d))。レジスト層41を除去することにより、芯材40のコンタクト部31と針先部21とに対応する軸方向の位置において、芯材40が犠牲層42から露出する。   For the sacrificial layer 42, a metal that can be easily removed by an etching solution, for example, copper (Cu) is used. The resist layer 41 is removed using a release agent after the formation of the sacrificial layer 42 ((d) in FIG. 8). By removing the resist layer 41, the core material 40 is exposed from the sacrificial layer 42 at the axial position corresponding to the contact portion 31 and the needle tip portion 21 of the core material 40.

レジスト層41を除去した後、芯材40上にフォトレジストを塗布してレジスト層43を形成し、フォトマスクを介して露光した後、現像処理を行って余分なフォトレジストが除去される。この工程におけるフォトマスクには、板状体221の幅Wがコイルばね22の両端において幅広となるように、開口部が形成される。コイルばね22以外の露光処理は、露光用の光源を周方向に移動させることにより行われる。一方、コイルばね22の露光処理は、露光用の光源を周方向に移動させながら、芯材40を軸方向に移動させることにより行われる。レジスト層43のパターニングにより、針先部21、コイルばね22及び針元部23に対応する軸方向の位置にレジスト層43の非形成領域が形成される(図8の(e))。特に、コイルばね22に対応する位置に形成されるレジスト層43の非形成領域は、芯材40を取り巻く螺旋状の領域であり、コイルばね22の両端部に対応する位置において幅広になっている。   After the resist layer 41 is removed, a photoresist is applied on the core material 40 to form a resist layer 43, and after exposure through a photomask, development is performed to remove excess photoresist. In the photomask in this step, an opening is formed so that the width W of the plate-like body 221 becomes wide at both ends of the coil spring 22. The exposure processing other than the coil spring 22 is performed by moving the light source for exposure in the circumferential direction. On the other hand, the exposure process of the coil spring 22 is performed by moving the core material 40 in the axial direction while moving the light source for exposure in the circumferential direction. By patterning the resist layer 43, a non-formation region of the resist layer 43 is formed at axial positions corresponding to the needle tip 21, the coil spring 22 and the needle base 23 ((e) in FIG. 8). In particular, the non-formation region of the resist layer 43 formed at the position corresponding to the coil spring 22 is a helical region surrounding the core material 40 and is wider at the position corresponding to both ends of the coil spring 22 .

次に、レジスト層43をパターニングした後の芯材40に対し、めっき処理により、レジスト層43の非形成領域に筒体2を構成する金属層44が形成される(図8の(f))。この作業工程は、犠牲層42の形成後のめっき処理により、筒体2を形成する筒体形成ステップである。例えば、金属層44には、ニッケル合金が用いられる。   Next, the metal layer 44 constituting the cylindrical body 2 is formed in the non-formation region of the resist layer 43 by plating on the core material 40 after patterning the resist layer 43 ((f) in FIG. 8). . This operation step is a cylinder forming step of forming the cylinder 2 by plating after the formation of the sacrificial layer 42. For example, a nickel alloy is used for the metal layer 44.

なお、レジスト層43をマスクにして金属層44を形成することにより、筒体2を形成するという上記作製方法に代え、金属層44を選択的にエッチングすることにより、筒体2を形成するというような構成であっても良い。   It should be noted that the metal layer 44 is formed using the resist layer 43 as a mask, and instead of the above manufacturing method of forming the cylinder 2, the cylinder 2 is formed by selectively etching the metal layer 44. It may be of such a configuration.

次に、レジスト層43は、金属層44の形成後、剥離剤を用いて除去される(図9の(a))。レジスト層43を除去した後の芯材40をエッチング液に所定時間浸し、金属層の積層体の内部にエッチング液を浸潤させることによって積層体から犠牲層42を除去すれば、コンタクト部31、針先部21、コイルばね22及び針元部23が完成する(図9の(b))。この作業工程は、筒体2の形成後に犠牲層42を除去する犠牲層除去ステップである。例えば、エッチング液には、硫酸銅が用いられる。   Next, after forming the metal layer 44, the resist layer 43 is removed using a release agent ((a) in FIG. 9). The core layer 40 after removing the resist layer 43 is immersed in an etching solution for a predetermined time, and the etching solution is infiltrated into the inside of the metal layer laminate to remove the sacrificial layer 42 from the laminate, the contact portion 31 and the needle The tip 21, the coil spring 22, and the needle base 23 are completed ((b) in FIG. 9). This operation step is a sacrificial layer removing step of removing the sacrificial layer 42 after the formation of the cylindrical body 2. For example, copper sulfate is used for the etching solution.

次に、犠牲層42を除去した後、所定の位置で芯材40を切断することにより、プローブ1が単体に分離される。この作業工程は、筒体2の形成後に芯材40を切断し、芯材40上において軸方向の位置を異ならせて形成された2以上のプローブ1を分離するプローブ分離ステップである。   Next, after the sacrificial layer 42 is removed, the core material 40 is cut at a predetermined position, whereby the probe 1 is separated into single components. This operation step is a probe separation step of cutting the core material 40 after the formation of the cylindrical body 2 and separating two or more probes 1 formed on the core material 40 with different axial positions.

プローブ1を分離することにより、共通の芯材40上に2以上のプローブ1が同時に作製されるため、複数のプローブ1を作製する際の作業工数を短縮することができる。芯材40の切断は、レーザー光を照射して芯材40を局所加熱し、溶融させることにより行われる。或いは、芯材40の切断は、ダイシングソーを用いて芯材40を切削することにより行われる。   By separating the probes 1, two or more probes 1 are simultaneously produced on the common core material 40, so the number of operation steps when producing a plurality of probes 1 can be shortened. Cutting of the core material 40 is performed by locally heating and melting the core material 40 by irradiating laser light. Alternatively, cutting of the core material 40 is performed by cutting the core material 40 using a dicing saw.

次に、プローブ1を分離した後、針元部23を針先部21側へ移動させることによってコイルばね22を軸方向に収縮させれば、針元部23から芯材40の一部が突出する。コイルばね22を縮ませることによって針元部23の端面から突出させた芯材40を除去することにより、コンタクト部31を有する芯材40と、針先部21、コイルばね22及び針元部23とにより構成されたプローブ1が完成する。この作業工程は、犠牲層42の除去後に筒体2を縮ませることにより、針先部21とは反対側において筒体2から突出させた芯材40を除去する芯材除去ステップである。   Next, after the probe 1 is separated, when the coil spring 22 is contracted in the axial direction by moving the needle base portion 23 to the needle tip portion 21 side, a part of the core material 40 protrudes from the needle base portion 23 Do. The core material 40 having the contact part 31, the needle tip part 21, the coil spring 22, and the needle base part 23 by removing the core material 40 which is made to project from the end face of the needle base part 23 by contracting the coil spring 22. And the probe 1 configured by is completed. This operation process is a core material removing step of removing the core material 40 which is made to project from the cylinder 2 on the side opposite to the needle point portion 21 by shrinking the cylinder 2 after the removal of the sacrificial layer 42.

芯材40の除去は、所定の位置で芯材40を切断することによって行われる。この切断処理は、レーザー光を照射して芯材40を局所加熱し、溶融させることにより行われる。或いは、切断処理は、ダイシングソーを用いて芯材40を切削することにより行われる。芯材40の一部を除去することにより、コイルばね22が自然長の状態では、芯材40が筒体2の針元部23よりも針先部21側に後退しているため、針元部23を配線基板に設けられた電極に当接させた状態であっても、コイルばね22を収縮させながら芯材40を配線基板側へストロークさせることができる。   The removal of the core material 40 is performed by cutting the core material 40 at a predetermined position. This cutting process is performed by locally heating and melting the core material 40 by irradiating a laser beam. Alternatively, the cutting process is performed by cutting the core material 40 using a dicing saw. By removing a part of the core member 40, when the coil spring 22 has a natural length, the core member 40 recedes to the needle tip 21 side with respect to the needle root portion 23 of the cylindrical body 2, the needle root Even in the state in which the portion 23 is in contact with the electrode provided on the wiring board, the core member 40 can be made to stroke toward the wiring board while contracting the coil spring 22.

本実施の形態によれば、コイルばね22にかかる最大応力が低減するため、クリープや針折れが生じるのを抑制させることができる。また、板状体221の幅Wを異ならせることにより、コイルばね22の両端部の剛性を中間部22bよりも大きくするため、プローブ1の製造を容易化することができる。例えば、板状体221の幅Wは、金属層44を積層する際のパターニングによって異ならせることができるため、板状体221の厚さを異ならせる場合に比べて製造が容易である。   According to the present embodiment, since the maximum stress applied to the coil spring 22 is reduced, the occurrence of creep and needle breakage can be suppressed. Further, by making the width W of the plate-like body 221 different, the rigidity of both end portions of the coil spring 22 is made larger than that of the middle portion 22b, so that the manufacture of the probe 1 can be facilitated. For example, since the width W of the plate-like body 221 can be made different by patterning when laminating the metal layer 44, the manufacture is easier as compared with the case where the thickness of the plate-like body 221 is made different.

また、針元部23の内径がコイルばね22と同じであることから、コイルばね1を圧縮させた際に、芯材3が針元部23内にスムーズに誘導されるため、芯材3及び針元部23が干渉するのを防止することができる。   Further, since the inner diameter of the needle base portion 23 is the same as that of the coil spring 22, when the coil spring 1 is compressed, the core material 3 is smoothly guided into the needle base portion 23. Interference of the needle base portion 23 can be prevented.

なお、本実施の形態では、コイルばね22が板状体221からなる場合の例について説明したが、本発明は、コイルばね22の構成をこれに限定するものではない。例えば、コイルばね22は、螺旋状に延びる線状体からなり、コイルばね22の針先側端部22a及び針元側端部22cにおいて、線状体の断面積が中間部22bの断面積よりも大きい。この様に線状体の断面積を異ならせることにより、コイルばね22の両端部の剛性を中間部22bよりも大きくすることができる。   In the present embodiment, an example in which the coil spring 22 is formed of the plate-like body 221 has been described, but the present invention does not limit the configuration of the coil spring 22 to this. For example, the coil spring 22 is formed of a helically extending linear body, and the cross-sectional area of the linear body at the needle tip side end 22a and the needle base side end 22c of the coil spring 22 is greater than that of the middle portion 22b. Too big. By making the cross-sectional area of the linear body different in this manner, the rigidity of both ends of the coil spring 22 can be made greater than that of the middle portion 22 b.

また、本実施の形態では、コイルばね22が1種類の金属からなる場合の例について説明したが、本発明は、コイルばね22が2種以上の金属からなるものにも適用することができる。例えば、針先側端部22aを構成する金属と針元側端部22cを構成する金属とは、中間部22bを構成する金属よりも弾性率が大きい。この様にコイルばね22を構成する金属の弾性率を異ならせることにより、コイルばね22の両端部の剛性を中間部22bよりも大きくすることができる。   Moreover, although the example in case the coiled spring 22 consists of 1 type of metal was demonstrated in this Embodiment, this invention is applicable also to what the coiled spring 22 consists of 2 or more types of metals. For example, the metal constituting the needle tip side end 22a and the metal constituting the needle base side end 22c have a larger elastic modulus than the metal constituting the middle portion 22b. By making the elastic modulus of the metal constituting the coil spring 22 different as described above, the rigidity of both ends of the coil spring 22 can be made greater than that of the intermediate portion 22 b.

また、本実施の形態では、板状体221の幅Wが急激に変化する場合の例について説明したが、コイルばね22の構成をこれに限定するものではない。応力を分散させるという観点から、板状体221は、軸方向の幅Wが連続的に変化する形状を有することが望ましい。例えば、板状体221の幅Wを2以上のステップにより段階的に変化させ、或いは、滑らかな曲線に沿って変化させることにより、コイルばね22の端部から中央部に向けて幅Wが徐々に狭まるような構成であっても良い。この様に構成することにより、最大応力が幅Wの変化領域に局在化するのを防止することができる。   Moreover, although the example in the case where the width W of the plate-like body 221 changes rapidly is described in the present embodiment, the configuration of the coil spring 22 is not limited to this. From the viewpoint of dispersing stress, the plate-like body 221 desirably has a shape in which the axial width W continuously changes. For example, the width W gradually increases from the end of the coil spring 22 toward the central portion by changing the width W of the plate-like body 221 stepwise by two or more steps or by changing along a smooth curve. The configuration may be narrow. By configuring in this manner, it is possible to prevent the maximum stress from being localized in the change region of the width W.

また、本実施の形態では、板状体221のピッチPがコイルばね22の下端から上端にわたって概ね一定である場合の例について説明したが、本発明は、コイルばね22の構成をこれに限定するものではない。例えば、コイルばね22における針先側端部22a及び針元側端部22cは、板状体221の幅Wが中間部22bよりも広く、かつ、板状体221のピッチPが中間部22bよりも狭く構成することにより、コイルばね22にかかる最大応力をさらに低減させることができる。   Further, in the present embodiment, an example in which the pitch P of the plate-like member 221 is substantially constant from the lower end to the upper end of the coil spring 22 has been described, but the present invention limits the configuration of the coil spring 22 to this. It is not a thing. For example, in the needle tip side end 22a and the needle source side end 22c of the coil spring 22, the width W of the plate-like body 221 is wider than the intermediate portion 22b, and the pitch P of the plate-like body 221 is larger than the intermediate portion 22b. By making the configuration narrow as well, the maximum stress applied to the coil spring 22 can be further reduced.

また、本実施の形態では、筒体2が針先部21、コイルばね22及び針元部23により構成される場合の例について説明した。しかしながら、本発明は、筒体2が針先部21又は針元部23を備えないプローブにも適用することができる。例えば、筒体2がコイルばね22のみによって構成されるプローブであっても、板状体221の幅Wをコイルばね22の両端において幅広にすることにより、針折れ等の不具合が生じるのを抑制することができる。   Further, in the present embodiment, an example in which the cylindrical body 2 is configured by the needle tip portion 21, the coil spring 22 and the needle base portion 23 has been described. However, the present invention can also be applied to a probe in which the cylindrical body 2 does not have the tip 21 or the tip 23. For example, even if the cylindrical body 2 is a probe constituted only by the coil spring 22, by making the width W of the plate-like body 221 wider at both ends of the coil spring 22, it is possible to suppress occurrence of defects such as needle breakage. can do.

1 プローブ
2 筒体
21 針先部
22 コイルばね
22a 針先側端部
22b 中間部
22c 針元側端部
23 針元部
3 芯材
31 コンタクト部
P ピッチ
W 幅
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 probe 2 cylinder 21 needle tip 22 coil spring 22 a needle tip side end 22 b intermediate portion 22 c needle source side end 23 needle base 3 core 31 contact portion P pitch W width

Claims (5)

芯材と、
軸方向において、一方の端部が上記芯材に固定又は係止され、他方の端部が他の部材に固定又は係止されるコイルばねとを備え、
上記コイルばねは、線状体からなり、上記一方の端部及び上記他方の端部の断面積が中間部の断面積よりも大きく、上記一方の端部及び上記他方の端部の剛性が上記中間部の剛性よりも大きいことを特徴とするプローブ。
Core material,
And a coil spring having one end fixed or locked to the core and the other end fixed or locked to the other member in the axial direction.
The coil spring is formed of a linear body, the cross-sectional area of the one end and the other end is larger than the cross-sectional area of the middle part, and the rigidity of the one end and the other end is the above A probe characterized by being greater than the stiffness of the middle part.
芯材と、
軸方向において、一方の端部が上記芯材に固定又は係止され、他方の端部が他の部材に固定又は係止されるコイルばねとを備え、
上記コイルばねは、2種以上の金属からなり、上記一方の端部を構成する金属及び上記他方の端部を構成する金属が、中間部を構成する金属よりも弾性率が大きく、上記一方の端部及び上記他方の端部の剛性が上記中間部の剛性よりも大きいことを特徴とするプローブ。
Core material,
And a coil spring having one end fixed or locked to the core and the other end fixed or locked to the other member in the axial direction.
The coil spring is made of two or more metals, and the metal forming the one end and the metal forming the other end have a larger elastic modulus than the metal forming the middle , probe rigidity of the end portion and the other end being greater than the stiffness of the intermediate portion.
上記コイルばねは、線状体からなり、上記一方の端部及び上記他方の端部の断面積が上記中間部の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項に記載のプローブ。 The probe according to claim 2 , wherein the coil spring is formed of a linear body, and a cross-sectional area of the one end and the other end is larger than a cross-sectional area of the middle part. 上記コイルばねは、軸方向と交差する方向の厚さが均一な板状体からなり、上記一方の端部及び上記他方の端部の軸方向の幅が上記中間部よりも広くなっていることを特徴とする請求項1又は3に記載のプローブ。 The coil spring is formed of a plate-like member having a uniform thickness in a direction intersecting with the axial direction, and an axial width of the one end and the other end is wider than that of the middle part. The probe according to claim 1 or 3 , characterized by 上記他方の端部に固定され、且つ、上記コイルばねと内径が等しい筒状体を備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のプローブ。   The probe according to any one of claims 1 to 4, further comprising a cylindrical body fixed to the other end and having an inner diameter equal to that of the coil spring.
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JP6985327B2 (en) * 2019-04-26 2021-12-22 株式会社日本マイクロニクス Electrical contacts and electrical connectors

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5982187A (en) * 1993-07-01 1999-11-09 Alphatest Corporation Resilient connector having a tubular spring
JPH08173682A (en) * 1994-12-21 1996-07-09 Sanyo Electric Co Ltd Drum-type washing machine
US7598757B2 (en) * 2005-12-06 2009-10-06 Unitechno Inc. Double ended contact probe
US20100123476A1 (en) * 2007-04-27 2010-05-20 Nhk Spring Co., Ltd. Conductive contact
JP5103566B2 (en) * 2007-11-26 2012-12-19 株式会社コーヨーテクノス Electrical contact and inspection jig having the same
JP2010276510A (en) * 2009-05-29 2010-12-09 Nidec-Read Corp Inspection jig
JP2013190270A (en) * 2012-03-13 2013-09-26 Nidec-Read Corp Probe and connection jig

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