JP6751655B2 - Probes and electrical connections - Google Patents
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Description
本発明は、被検査体の電気的検査などに用いられるプローブ及び電気的接続装置に関する。 The present invention relates to a probe and an electrical connection device used for electrical inspection of an object to be inspected.
半導体ウエハに作り込まれた多数の集積回路は、一般的に、該ウエハから切断、分離される前に、仕様書通りの性能を有するか否かの電気的検査を受ける。このような電気的検査に用いられる装置として、複数のプローブを備えた電気的接続装置がある。 A large number of integrated circuits built into a semiconductor wafer are generally subjected to an electrical inspection to see if they perform as specified before being cut and separated from the wafer. As a device used for such an electrical inspection, there is an electrical connection device provided with a plurality of probes.
この種の電気的接続装置を用いて電気的検査を実施する際、複数のプローブの基端部(上端部)を、テスタなどの装置に接続されるプローブ基板の電極に接触させ、プローブの先端部(下端部)を、集積回路などの被検査体の電極に接触させる。 When performing an electrical inspection using this type of electrical connection device, the base end (upper end) of a plurality of probes is brought into contact with the electrodes of the probe substrate connected to the device such as a tester, and the tip of the probe is contacted. The portion (lower end portion) is brought into contact with the electrode of the object to be inspected such as an integrated circuit.
また、電気的接続装置に組み込まれるプローブとしては、上下方向の一部の区間においてスプリング機能(弾性力)を発揮するスプリング部を備えたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Further, as a probe incorporated in an electrical connection device, a probe having a spring portion that exerts a spring function (elastic force) in a part of a section in the vertical direction has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
かかるプローブは、被検査体に接触するプランジャー部と、円筒形状を有するバレル部とを備え、バレル部が、上下方向(長手方向)にスプリング部を備える。 Such a probe includes a plunger portion that comes into contact with an object to be inspected, a barrel portion having a cylindrical shape, and the barrel portion includes a spring portion in the vertical direction (longitudinal direction).
このようにプローブがスプリング部を有することにより、電気的検査において、プローブの先端部が被検査体に対して適度な押圧力を付与した圧着状態(所謂、オーバードライブ状態)を確保しつつ、プローブと被検査体との電気的な接続が維持される。 By having the probe having a spring portion in this way, in the electrical inspection, the probe is secured in a crimping state (so-called overdrive state) in which the tip portion of the probe applies an appropriate pressing force to the object to be inspected. And the electrical connection between the subject and the subject to be inspected is maintained.
また、従来技術に係るプローブでは、プランジャー部の一部がバレル部に挿入されており、バレル部に挿入されるプランジャー部の挿入部分が、所定位置においてバレル部に固定される。そして、プランジャー部の挿入部分は、バレル部のスプリング部の内部にも到達する長さを有している。 Further, in the probe according to the prior art, a part of the plunger portion is inserted into the barrel portion, and the insertion portion of the plunger portion inserted into the barrel portion is fixed to the barrel portion at a predetermined position. The insertion portion of the plunger portion has a length that reaches the inside of the spring portion of the barrel portion.
しかしながら、従来技術に係るプローブでは、スプリング部が伸縮すると、プランジャー部の挿入部分が、スプリング部の内面など、バレル部の様々な位置に接触することがある。この場合、複数のプローブのそれぞれにおいて、様々な抵抗値を有する電流経路が形成されることになり、各プローブの抵抗値にバラツキが発生する。 However, in the probe according to the prior art, when the spring portion expands and contracts, the insertion portion of the plunger portion may come into contact with various positions of the barrel portion such as the inner surface of the spring portion. In this case, current paths having various resistance values are formed in each of the plurality of probes, and the resistance values of the respective probes vary.
特に、スプリング部は、バレル部の一部を螺旋状に細くすることにより形成されるため、スプリング部の抵抗値は、バレル部のスプリング部以外の部分に比べて大きい。このため、プランジャー部がスプリング部の内面に接触した場合など、スプリング部を含む電流経路が形成される場合には、プローブの抵抗値が大きくなるため、プローブの抵抗値のバラツキも一層大きくなるおそれがあった。 In particular, since the spring portion is formed by thinning a part of the barrel portion in a spiral shape, the resistance value of the spring portion is larger than that of the portion other than the spring portion of the barrel portion. Therefore, when a current path including the spring portion is formed, such as when the plunger portion comes into contact with the inner surface of the spring portion, the resistance value of the probe becomes large, so that the variation in the resistance value of the probe becomes even larger. There was a risk.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、プローブの抵抗値を安定させることが可能なプローブ及び電気的接続装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a probe and an electrical connection device capable of stabilizing the resistance value of the probe.
上記目的を達成するため、本発明に係るプローブの第1の特徴は、第1接触対象と第2接触対象とを電気的に接続するプローブであって、導電性部材からなり、上下方向に延びる筒状のバレル部と、導電性部材からなり、一部が前記バレル部に挿入され、前記バレル部と電気的に接続するプランジャー部と、前記バレル部と前記プランジャー部の一部分とを電気的に絶縁する絶縁部と、を備え、前記バレル部は、上下方向においてスプリング機能を発揮するスプリング部を備え、前記プランジャー部は、前記スプリング部よりも第1接触対象側において前記第1接触対象と電気的に接続する第1接続部と、前記スプリング部よりも第2接触対象側において前記第2接触対象と電気的に接続する第2接続部と、前記第1接続部と前記第2接続部とを電気的に接続する第3接続部と、を備え、前記絶縁部は、上下方向において、前記バレル部の前記スプリング部の前記第1接触対象側の端部から前記バレル部の前記第2接触対象側の端部にわたって配置されていることにある。 In order to achieve the above object, the first feature of the probe according to the present invention is a probe that electrically connects the first contact object and the second contact object, which is composed of a conductive member and extends in the vertical direction. A plunger portion composed of a tubular barrel portion and a conductive member, a part of which is inserted into the barrel portion and electrically connected to the barrel portion, and a part of the barrel portion and the plunger portion are electrically connected. The barrel portion includes a spring portion that exerts a spring function in the vertical direction, and the plunger portion has the first contact on the first contact target side with respect to the spring portion. A first connection portion that electrically connects to the target, a second connection portion that electrically connects to the second contact target on the second contact target side of the spring portion, and the first connection portion and the second contact portion. A third connecting portion that electrically connects the connecting portion is provided, and the insulating portion is provided with the insulating portion from the end of the spring portion of the barrel portion on the first contact target side to the barrel portion. It is located over the end on the second contact target side.
本発明に係るプローブの第2の特徴は、上記特徴に係り、前記バレル部は、前記スプリング部よりも前記第1接触対象側にスプリング機能を発揮しない非スプリング部を備え、前記第1接続部は、前記非スプリング部の内面を摺動するとともに、前記非スプリング部を介して、前記第1接触対象に電気的に接続することにある。 The second feature of the probe according to the present invention relates to the above feature, and the barrel portion includes a non-spring portion that does not exert a spring function on the first contact target side of the spring portion, and the first connection portion. Is to slide the inner surface of the non-spring portion and electrically connect to the first contact target via the non-spring portion.
本発明に係るプローブの第3の特徴は、上記特徴に係り、前記絶縁部は、前記プランジャー部の表面に形成されていることにある。 A third feature of the probe according to the present invention is related to the above feature, that the insulating portion is formed on the surface of the plunger portion.
本発明に係るプローブの第4の特徴は、上記特徴に係り、前記プランジャー部において、前記第1接続部は、前記バレル部よりも前記第1接触対象側において前記第1接触対象に接触し、前記第2接続部は、前記バレル部よりも前記第2接触対象側において前記第2接触対象に接触し、前記第3接続部は、前記第2接続部に対して連結されるとともに、前記第1接続部に対して接触しながら上下方向に摺動可能となっていることにある。 The fourth feature of the probe according to the present invention relates to the above-mentioned feature, and in the plunger portion, the first connection portion contacts the first contact target on the first contact target side rather than the barrel portion. The second connecting portion contacts the second contact target on the second contact target side of the barrel portion, and the third connecting portion is connected to the second connecting portion and described as described above. It is possible to slide in the vertical direction while contacting the first connecting portion.
本発明に係る電気的接続装置の特徴は、第1接触対象と第2接触対象とを電気的に接続するプローブを備える電気的接続装置であって、前記プローブは、導電性部材からなり、上下方向に延びる筒状のバレル部と、導電性部材からなり、一部が前記バレル部に挿入され、前記バレル部と電気的に接続するプランジャー部と、前記バレル部と前記プランジャー部の一部分とを電気的に絶縁する絶縁部と、を備え、前記バレル部は、上下方向においてスプリング機能を発揮するスプリング部を備え、前記プランジャー部は、前記スプリング部よりも第1接触対象側において前記第1接触対象と電気的に接続する第1接続部と、前記スプリング部よりも第2接触対象側において前記第2接触対象と電気的に接続する第2接続部と、前記第1接続部と前記第2接続部とを電気的に接続する第3接続部と、を備え、前記絶縁部は、上下方向において、前記バレル部の前記スプリング部の前記第1接触対象側の端部から前記バレル部の前記第2接触対象側の端部にわたって配置されていることにある。 The feature of the electrical connection device according to the present invention is an electrical connection device including a probe for electrically connecting the first contact object and the second contact object, and the probe is composed of a conductive member and is vertically and vertically connected. A plunger portion composed of a tubular barrel portion extending in the direction and a conductive member, a part of which is inserted into the barrel portion and electrically connected to the barrel portion, and a part of the barrel portion and the plunger portion. The barrel portion is provided with a spring portion that exerts a spring function in the vertical direction, and the plunger portion is located on the first contact target side with respect to the spring portion. A first connection portion that electrically connects to the first contact target, a second connection portion that electrically connects to the second contact target on the second contact target side of the spring portion, and the first connection portion. A third connecting portion that electrically connects the second connecting portion is provided, and the insulating portion is provided with the barrel from the end of the spring portion of the barrel portion on the first contact target side in the vertical direction. The portion is arranged over the end portion on the second contact target side of the portion.
本発明によれば、プローブの抵抗値を安定させることが可能なプローブ及び電気的接続装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a probe and an electrical connection device capable of stabilizing the resistance value of the probe.
以下、本発明の実施形態に係る電気的接続装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。また、以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置等を例示するものであって、この発明の技術的思想は、各構成部品の配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。 Hereinafter, the electrical connection device according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Further, the embodiments shown below exemplify an apparatus or the like for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention describes the arrangement of each component and the like as follows. Not specific. The technical idea of the present invention can be modified in various ways within the scope of the claims.
[第1実施形態]
<検査装置の構成>
図1は、本発明の第1実施形態に係るプローブ20を備えた電気的接続装置を含む検査装置1を概略的に示す側面図である。なお、説明のため、図面において、上下方向Zと、上下方向Zに直交する左右方向Xと、上下方向Z及び左右方向Xに直交する前後方向Yを規定する。また、上下方向Zは、プローブ20の長手方向とも言い換えられる。
[First Embodiment]
<Configuration of inspection equipment>
FIG. 1 is a side view schematically showing an inspection device 1 including an electrical connection device including the
図1に示すように、検査装置1は、主に、カード状接続装置2と、チャック12とを備える。
As shown in FIG. 1, the inspection device 1 mainly includes a card-shaped connecting
カード状接続装置2(プローブカードとも称される場合がある)が、昇降可能なチャック12の上方でフレーム(不図示)に保持される。チャック12上には、被検査体の一例として半導体ウエハ14が保持されている。半導体ウエハ14には多数の集積回路が組み込まれている。
A card-like connecting device 2 (sometimes also referred to as a probe card) is held by a frame (not shown) above a
半導体ウエハ14は、集積回路の電気的検査のために、該集積回路の多数の電極パッド14aを上方に向けて、チャック12上に配置されている。
The
カード状接続装置2は、プローブ基板16と、プローブ支持体18とを備える。
The card-shaped connecting
プローブ基板16は、例えば円形のリジッド配線基板からなる。プローブ基板16は、プローブ20の基端部20b(上端部)に電気的に接続される。
The
プローブ基板16の一方の面(図1に示す上面)の周縁部には、テスタ(不図示)への接続端となる多数のテスタランド16bが設けられている。各テスタランド16bは、プローブ基板16に設けられた配線16aに接続されている。
A large number of tester lands 16b serving as connection ends to testers (not shown) are provided on the peripheral edge of one surface (upper surface shown in FIG. 1) of the
また、プローブ基板16の一方の面(図1に示す上面)には、プローブ基板16を補強する例えば金属製の補強板5が設けられている。該補強板5は、プローブ基板16のテスタランド16bが設けられた周縁分を除く中央部に配置されている。また、プローブ基板16の他方の面(図1に示す下面)には、プローブ支持体18が配置されている。
Further, on one surface (upper surface shown in FIG. 1) of the
プローブ支持体18は、所定の保持部材によりプローブ基板16に保持されている。プローブ支持体18は、複数のプローブ20を備える。プローブ支持体18は、プローブ20の先端部20a(下端部)が半導体ウエハ14に押圧されたときに、プローブ20の相互間の干渉を防止する。なお、プローブ20を備えたプローブ支持体18が、特許請求の範囲に記載の電気的接続装置を構成する。
The
プローブ20は、先端部20aと基端部20bとを有する。プローブ20の先端部20aは、半導体ウエハ14に対応して設けられている電極パッド14aに対向するように配置される。
The
プローブ20の基端部20bは、プローブ基板16の接続パット(不図示)に圧着された圧着状態、すなわちプリロード状態で当接している。これにより、プローブ20の基端部20bは、プローブ基板16と電気的に接続されている。
The
なお、本実施形態において、プローブ基板16の接続パット(不図示)が、特許請求の範囲に記載の第1接触対象を構成し、半導体ウエハ14の電極パッド14aが、特許請求の範囲に記載の第2接触対象を構成する。
In the present embodiment, the connection pad (not shown) of the
<プローブ支持体の構成>
次に、図2を参照して、プローブ支持体18の構成について詳細に説明する。図2は、プローブ支持体18の概略構成を説明するための断面図である。ここで、図2では、説明の簡単化のために9本のプローブ20を示しているが、9本に限定されるものではない。また、図2には、複数のプローブ20の配列が、1列の場合を例示しているが、これ限定されず、上下方向Zから見てマトリックス状の配置など、任意に配置されていても良い。なお、図2では、プローブ20の概略構成を示しており、プローブ20の詳細な構成についは後述する(図3参照)。
<Structure of probe support>
Next, the configuration of the
プローブ支持体18は、上方ガイド板31と、下方ガイド板32と、中間ガイド板33と、固定ネジ36と、プローブ20とを有する。
The
上方ガイド板31は、各プローブ20の上部を位置決めして保持し、プローブ20の摺動を許すための支持部材である。すなわち、上方ガイド板31は、各プローブ20の上部の位置保持ガイドである。上方ガイド板31は、中央に上方に向かう凹部31xを有する平板状に形成されている。凹部31xには、プローブ20の上部が貫通されて支持されるガイド穴31aが設けられている。ガイド穴31aは、中間ガイド板33の各ガイド穴33aに整合するように配置されるとともに、プローブ基板16の図示しない各電極と整合する位置にそれぞれ対応するように設けられている。これにより、各ガイド穴31aに各プローブ20の上部が嵌り込むことで、各プローブ20の基端部20bがプローブ基板16の各接続パッドと接触するようになっている。各プローブ20の後述するスプリング機能により、各プローブ20の上部は、プローブ20の伸縮に伴って、各ガイド穴31aを貫通している状態で摺動するようになっている。
The
なお、上方ガイド板31は、例えば、セラミックで成形されていて絶縁性を有する。また、上方ガイド板31に代えて、円環や矩形環等に形成されているスペーサを適用するものであっても良い。
The
下方ガイド板32は、各プローブ20の下部を位置決めして保持し、プローブ20の摺動を許すための支持部材である。すなわち、下方ガイド板32は、各プローブ20の下部の位置保持ガイドである。下方ガイド板32は、中央に下方に向かう凹部32xを有する平板状に形成されている。凹部32xには、プローブ20の下部が貫通されて支持されるガイド穴32aが設けられている。ガイド穴32aは、半導体ウエハ14の各電極パッド14aと整合する位置に、各電極パッド14aにそれぞれ対応するように設けられている。これにより、各ガイド穴32aに各プローブ20の下部が嵌り込むことで、各プローブ20の先端部20aが半導体ウエハ14の各電極パッド14aと接触するようになっている。各プローブ20の後述するスプリング機能により、各プローブ20の下部は、プローブ20の伸縮に伴って、各ガイド穴32aを貫通している状態で摺動するようになっている。
The
なお、下方ガイド板32は、例えば、セラミックで成形されていて絶縁性を有する。下方ガイド板32に代えて、円環や矩形環等に形成されているスペーサを適用するものであっても良い。
The
中間ガイド板33は、隣接するプローブ20間でのショートを防止すると共に各プローブ20の垂直性を保持するための部材である。中間ガイド板33は、その周縁部が、上方ガイド板31と下方ガイド板32とで挟まれて支持されている。
The
中間ガイド板33には、上方ガイド板31の各ガイド穴31aと、下方ガイド板32の各ガイド穴32aとに整合する位置に、それぞれ対応するガイド穴33aが設けられている。なお、中間ガイド板33は、耐摩耗性及び耐熱性に優れた合成樹脂製フィルム、例えばポリイミドフィルム等で薄く構成されている。中間ガイド板33は、セラミック等により構成されていてもよい。
The
固定ネジ36は、プローブ支持体18全体を一体的に固定するためにネジである。上方ガイド板31、下方ガイド板32、及び中間ガイド板33は、固定ネジ36によって一体的に固定され、かつ着脱自在に構成されている。
The fixing
<プローブの構成>
次に、図3〜5を参照して、第1実施形態に係るプローブ20の構成について詳細に説明する。図3は、プローブ20の分解斜視図である。図4は、プローブ20の側面図である。図5は、プローブ20の中心軸に沿った断面図である。
<Probe configuration>
Next, the configuration of the
図3〜5に示すように、プローブ20は、筒状のバレル部50と、プランジャー部60と、絶縁部70を備える。なお、バレル部50とプランジャー部60とは、いずれも導電性部材からなる。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
バレル部50は、上下方向Zに延びる円筒形状に形成される。バレル部50は、下端部50aと上端部50bとを備える。バレル部50の下端部50aは、プローブ20の先端部20aよりも上方に位置する。一方、バレル部50の上端部50bは、プローブ20の最も上方に位置しており、プローブ基板16に接触する。バレル部50の上端部50bは、プローブ20の基端部20bとも言い換えられる。
The
また、バレル部50は、上下方向Zにおいてスプリング機能を発揮するスプリング部52,54と、スプリング機能を発揮しない非スプリング部51,53,55とを備える。すなわち、バレル部50は、2つのスプリング部52,54と、3つの非スプリング部51,53,55とを備える。
Further, the
非スプリング部51は、スプリング部52よりも半導体ウエハ14側(図1に示す下側)に配置され、非スプリング部53は、スプリング部52とスプリング部54との間に配置され、非スプリング部55は、スプリング部54よりもプローブ基板16側(図1に示す上側)に配置される。これにより、バレル部50では、上下方向Zに沿って、非スプリング部51、スプリング部52、非スプリング部53、スプリング部54、非スプリング部55の順にそれぞれ配置される。
The
プランジャー部60は、概ね柱形状に形成される。プランジャー部60の一部は、バレル部50に挿入されており、バレル部50と電気的に接続する。また、プランジャー部60の他部は、バレル部50から下方に延出する。なお、延出するプランジャー部60の下端部60aは、半導体ウエハ14に接触するプローブ20の先端部20aとも言い換えられる。
The
プランジャー部60は、プランジャー先端部分61と、プランジャー本体部分62と、プランジャー基端部分63とを備える。
The
プランジャー先端部分61は、バレル部50から延出する部分である。プランジャー先端部分61の外径は、バレル部50の外径よりも小さく設定されている。
The
プランジャー先端部分61は、プランジャー部60において、上下方向Zの最も下方に位置する。プランジャー先端部分61は、半導体ウエハ14の電気的検査の際に、半導体ウエハ14に接触する。
The
これにより、プランジャー先端部分61は、スプリング部52,54よりも半導体ウエハ14側において半導体ウエハ14と電気的に接続する。なお、プランジャー先端部分61は、特許請求の範囲に記載の第2接続部を構成する。
As a result, the
プランジャー本体部分62は、プランジャー先端部分61とプランジャー基端部分63とを電気的に接続する。プランジャー本体部分62は、プランジャー先端部分61とプランジャー基端部分63との間に位置する。プランジャー本体部分62は、プランジャー先端部分61とプランジャー基端部分63とを連結する。プランジャー本体部分62の外径は、バレル部50の内径よりも小さく設定されている。
The
また、プランジャー本体部分62は、上下方向Zの所定位置CBにおいて凹部が形成されており、当該凹部においてバレル部50と接合により固定される。なお、接合方法は、例えば、カシメによって接合する方法が挙げられるが、抵抗溶接(スポット溶接)、レーザ溶接などによって接合してもよい。なお、プランジャー先端部分61は、特許請求の範囲に記載の第3接続部を構成する。
Further, the plunger
プランジャー基端部分63は、プランジャー部60において、上下方向Zの最も上方に位置する。プランジャー基端部分63の外径は、バレル部50の内径と同等に設定されている。また、プランジャー基端部分63は、スプリング部52,54よりもプローブ基板16側においてプローブ基板16と電気的に接続する。
The plunger
ここで、図6には、図5におけるA1領域を拡大した一部拡大断面図が示されている。図6に示すように、プランジャー基端部分63の表面63aは、バレル部50の非スプリング部55の内面55xに接触する。これにより、プランジャー基端部分63は、非スプリング部55と電気的に接続するとともに、非スプリング部55を介して、プローブ基板16に電気的に接続する。
Here, FIG. 6 shows a partially enlarged cross-sectional view of the A1 region in FIG. As shown in FIG. 6, the
プランジャー基端部分63は、スプリング部52,54が伸縮した場合には、非スプリング部55の内面55xを摺動するとともに、非スプリング部55を介して、プローブ基板16に電気的に接続する。
When the
プランジャー基端部分63は、スプリング部52,54が伸縮しても、スプリング部54に接触しないように配置されている。なお、プランジャー基端部分63は、特許請求の範囲に記載の第1接続部を構成する。
The plunger
絶縁部70は、バレル部50とプランジャー部60との一部分を電気的に絶縁する。絶縁部70は、例えば、樹脂などの絶縁性を有する部材からなる。
The insulating
絶縁部70は、プランジャー部60の表面に形成されている。具体的に、絶縁部70は、プランジャー本体部分62の表面62aに形成されている。
The insulating
また、絶縁部70は、少なくとも上下方向Zにおいて、バレル部50のスプリング部54のプローブ基板16側の上端部54aから、バレル部50の半導体ウエハ14側の下端部50aにわたって配置されている。
Further, the insulating
なお、絶縁部70の上端部は、プランジャー基端部分63の表面63aを覆わなければ、スプリング部54の上端部54aよりも上方に位置していてもよい。また、絶縁部70の下端部は、プランジャー先端部分61の下端部(プランジャー部60の下端部60a)を覆わなければ、バレル部50の下端部50aよりも下方に位置していてもよい。
The upper end portion of the insulating
また、絶縁部70の厚さは、任意に設定してもよい。プランジャー本体部分62とバレル部50との摺動を阻害せずに、プランジャー本体部分62とバレル部50とを絶縁する機能を発揮できれば、絶縁部70の厚さは、特に限定されない。
Further, the thickness of the insulating
上述のように絶縁部70が配置されることにより、プランジャー部60とバレル部50との電気的な接点は、プランジャー基端部分63と非スプリング部55との接点のみになる。
By arranging the insulating
<作用及び効果>
以上のように、本発明の第1実施形態に係るプローブ20は、バレル部50とプランジャー部60と絶縁部70とを備える。バレル部50は、スプリング部52,54と、非スプリング部51,53,55とを備え、プランジャー部60は、プランジャー先端部分61と、プランジャー本体部分62と、プランジャー基端部分63とを備える。
<Action and effect>
As described above, the
プランジャー先端部分61は、スプリング部52,54よりも半導体ウエハ14(第2接触対象)側において半導体ウエハ14と電気的に接続する。また、プランジャー基端部分63は、スプリング部52,54よりもプローブ基板16(第1接触対象)側においてプローブ基板16と電気的に接続する。
The
ここで、図7(a)には、プローブ20を流れる電流経路CRを説明するための断面図が示されており、図7(b)には、プローブ20の電流経路CRと抵抗との関係を表す回路図が示されている。
Here, FIG. 7A shows a cross-sectional view for explaining the current path CR flowing through the
図7(a)に示すように、プローブ20の電流経路CRは、区間C1〜C3に区分される。区間C1は、バレル部50の上端部50b(プローブ20の基端部20b)から、バレル部50とプランジャー基端部分63との接点までの区間である。区間C2は、バレル部50とプランジャー基端部分63との接点からバレル部50の下端部50aまでの区間である。区間C3は、バレル部50の下端部50aからプランジャー部60の下端部60a(プローブ20の先端部20a)までの区間である。
As shown in FIG. 7A, the current path CR of the
また、図7(b)に示すように、区間C1に配置されるバレル部50の非スプリング部55の抵抗値を“R1”とし、区間C2に配置されるプランジャー部60のプランジャー基端部分63及びプランジャー本体部分62の抵抗値を“R3”とし、区間C3に配置されるプランジャー先端部分61の抵抗値を“R4”とした場合、電流経路CRにおける合成抵抗値は、“R1+R3+R4”となる。
Further, as shown in FIG. 7B, the resistance value of the
また、絶縁部70は、少なくとも上下方向Zにおいて、バレル部50のスプリング部54のプローブ基板16側の上端部54aから、バレル部50の半導体ウエハ14側の下端部50aにわたって配置されている。これにより、区間C2には、バレル部50のスプリング部52,54及び非スプリング部51,53の抵抗値となる“R2”が存在するが、図7(b)に示すように、“R2”は、電流経路CRに含まれなくなる。
Further, the insulating
このように、プローブ基板16から半導体ウエハ14に向かってプローブ20を流れる電流は、プランジャー部60のプランジャー基端部分63とプランジャー本体部分62とプランジャー先端部分61とを介した電流経路CRを流れる。
In this way, the current flowing through the
これにより、例えば、バレル部50に接触するプランジャー基端部分63の位置が多少変化しても、バレル部50のスプリング部52,54を経由しない電流経路CRが形成されるため、プローブ20の抵抗値(合成抵抗値)が安定する。
As a result, for example, even if the position of the plunger
すなわち、本発明の第1実施形態に係るプローブ20によれば、複数のプローブ20のそれぞれにおけるプローブ20の抵抗値のバラツキを抑制して、プローブ20の抵抗値を安定させることができる。
That is, according to the
更に、プローブ20の電流経路CRが、抵抗値の大きいスプリング部52,54を介さずに構成されるため、スプリング部52,54を介した構成となる場合に比べて、プローブ20の抵抗値(合成抵抗値)を低減できる。
Further, since the current path CR of the
また、スプリング部を有するプローブの性能を評価する指標の一つとして、プローブに流すことが可能なプローブ許容電流値がある。プローブ許容電流値は、次のようにして測定される。 Further, as one of the indexes for evaluating the performance of the probe having the spring portion, there is a probe allowable current value that can be passed through the probe. The probe allowable current value is measured as follows.
具体的に、所定の押圧力(初期値)を発揮するように圧縮させたプローブに対して、2分間ごとに規定電流値(例えば、25mA)ずつ増加させながら電流を流していく。また、プローブに電流を流すと、プローブに流れる電流によりジュール熱が発生し、このジュール熱に起因してスプリング部に劣化(所謂、へたり)が発生するため、電流値が大きくなるほど、プローブの押圧力が低下していく。そして、プローブの押圧力が初期値から規定割合(例えば、20%)低下した時点でプローブに流れている電流値を測定する。このようにして測定された電流値が、プローブ許容電流値となる。なお、上述したプローブ許容電流の測定方法は、ISMI Probe Council Current Carrying Capability Measurement Guideline (2009年7月30日版,“5章 METHOD”)に規定されているものを適用してもよい。
Specifically, a current is passed through the probe compressed so as to exert a predetermined pressing force (initial value) while increasing the specified current value (for example, 25 mA) every 2 minutes. Further, when a current is passed through the probe, Joule heat is generated by the current flowing through the probe, and the spring portion is deteriorated (so-called sagging) due to this Joule heat. Therefore, the larger the current value, the more the probe The pressing pressure decreases. Then, the current value flowing through the probe is measured when the pressing force of the probe is reduced by a specified ratio (for example, 20%) from the initial value. The current value measured in this way becomes the probe allowable current value. As the method for measuring the allowable probe current described above, the method specified in ISMI Probe Council Currant Carrying Capability Measurement Guideline (July 30, 2009 edition, “
本発明の第1実施形態に係るプローブ20では、プローブ20を流れる電流は、スプリング部52,54を介さずに、プランジャー部60を介して流れるため、プローブ20に流れる電流が増加しても、スプリング部52,54が劣化しにくくなる。これにより、プローブ20に流すことが可能なプローブ許容電流値を向上させることも可能になる。
In the
なお、上述した第1実施形態に係るプローブ20では、プランジャー部60のプランジャー基端部分63の外径を太くして、バレル部50の非スプリング部55の内面55xに接触させていたが、これに限定されない。例えば、図8に示すように、プランジャー部60をバレル部50に挿入した後、バレル部50の非スプリング部55の所定位置CYにおいて、カシメ等の加工によって、非スプリング部55の内径を狭くしてもよい。この場合、非スプリング部55の内径は、非スプリング部55とプランジャー基端部分63とが摺動可能な程度に狭くすることに留意すべきである。
In the
このように、非スプリング部55の内径を狭くすれば、プランジャー部60のプランジャー基端部分63の外径を太くする必要が無くなる。これにより、プランジャー部60をバレル部50に挿入し易くなり、プローブ20を組み付け易くなる。
By narrowing the inner diameter of the
[変形例1]
次いで、本発明の第1実施形態に係るプローブ20の変形例1について第1実施形態との相違点に着目して説明する。
[Modification 1]
Next, a modification 1 of the
ここで、変形例1に係るプローブ20は、第1実施形態に係るプローブ20と比較して、主にプランジャー部60の構成が異なる。よって、変形例1に係るプランジャー部60の構成に着目して説明する。
Here, the
図9(a)は、変形例1に係るプローブ20を概略的に示す断面図であり、図9(b)は、変形例1に係るプランジャー部60を概略的に示す斜視図である。
FIG. 9A is a cross-sectional view schematically showing the
図9(a)〜(b)に示すように、変形例1に係るプランジャー部60は、プランジャー先端部分161と、プランジャー本体部分162と、プランジャー基端部分163とを備える。
As shown in FIGS. 9A to 9B, the
プランジャー先端部分161は、プランジャー部60において、上下方向Zの最も下方に位置する。プランジャー先端部分161は、バレル部50よりも半導体ウエハ14側に突出しており、バレル部50よりも半導体ウエハ14側において半導体ウエハ14に接触する。プランジャー先端部分161は、半導体ウエハ14の電気的検査の際に、半導体ウエハ14に接触して、半導体ウエハ14と電気的に接続する。プランジャー先端部分161は、概ね、第1実施形態に係るプランジャー先端部分61と同様の構成である。なお、プランジャー先端部分161は、特許請求の範囲に記載の第2接続部を構成する。
The
プランジャー本体部分162は、プランジャー先端部分161とプランジャー基端部分163との間に位置する。プランジャー本体部分162は、プランジャー先端部分161に対して連結されている。また、プランジャー本体部分162は、プランジャー基端部分163に対して接触しながら上下方向Zに摺動可能となっている。
The
具体的に、プランジャー本体部分162は、一部において、半円柱状部分162xを備えており、半円柱状部分162xの平坦面162aがプランジャー基端部分163と接触しながら摺動する。なお、プランジャー本体部分162は、特許請求の範囲に記載の第3接続部を構成する。
Specifically, the plunger
プランジャー基端部分163は、プランジャー部60において、上下方向Zの最も上方に位置する。プランジャー基端部分163は、バレル部50よりもプローブ基板16側においてプローブ基板16に接触する。具体的に、プランジャー基端部分163は、一部がバレル部50に挿入され、他部がバレル部50からプローブ基板16側に延出するように構成される。
The plunger
バレル部50から延出するプランジャー基端部分163の上端部163bは、プローブ基板16に接触して、プローブ基板16と電気的に接続する。プランジャー基端部分163の上端部163bは、プローブ20の基端部20bとも言い換えられる。なお、プランジャー基端部分163は、特許請求の範囲に記載の第1接続部を構成する。
The
また、プランジャー基端部分163は、挿入部分において、バレル部50と固定される。例えば、プランジャー基端部分163は、挿入部分の所定位置CTにおいて、バレル部50と接合により固定される。なお、接合方法は、例えば、抵抗溶接(スポット溶接)、レーザ溶接又はカシメによって接合する方法などが挙げられる。
Further, the plunger
また、プランジャー基端部分163は、挿入部分において、半円柱状部分163xを備えており、半円柱状部分163xの平坦面163aがプランジャー本体部分162と電気的に接続する。
Further, the plunger
具体的に、プランジャー基端部分163の半円柱状部分163xの平坦面163aは、プランジャー本体部分162の半円柱状部分162xの平坦面162aと接触する。これにより、プランジャー基端部分163とプランジャー本体部分162とが、電気的に接続される。また、プランジャー基端部分163の平坦面163aは、スプリング部52,54が伸縮する場合、プランジャー本体部分162の平坦面162aにおいて摺動し、プランジャー基端部分163とプランジャー本体部分162との電気的な接続が維持される。
Specifically, the
また、第1実施形態と同様に、変形例1に係るプローブ20でも、絶縁部70が、少なくとも上下方向Zにおいて、バレル部50のスプリング部54のプローブ基板16側の上端部54aから、バレル部50の半導体ウエハ14側の下端部50aにわたって配置されている。具体的に、図9(a)〜(b)に示すように、絶縁部70は、プランジャー基端部分163の表面の一部と、プランジャー本体部分162の表面の一部とに形成される。
Further, as in the first embodiment, in the
以上のように、変形例1に係るプローブ20では、プランジャー部60のプランジャー基端部分163が、プローブ基板16に直接接触することによりプローブ基板16と電気的に接続する。これにより、プローブ20では、プローブ基板16から半導体ウエハ14までプランジャー部60のみを介した電流経路が形成されるため、抵抗値がより安定する。
As described above, in the
[変形例2]
次いで、本発明の第1実施形態に係るプローブ20の変形例2について第1実施形態との相違点に着目して説明する。
[Modification 2]
Next, the second modification of the
ここで、変形例2に係るプローブ20は、第1実施形態に係るプローブ20と比較して、主にプランジャー部60の構成が異なる。よって、変形例2に係るプランジャー部60の構成に着目して説明する。
Here, the
図10(a)は、変形例2に係るプローブ20を概略的に示す断面図であり、図10(b)は、変形例2に係るプランジャー部60を概略的に示す斜視図である。
10 (a) is a cross-sectional view schematically showing the
図10(a)〜(b)に示すように、変形例2に係るプランジャー部60は、プランジャー先端部分261と、プランジャー本体部分262と、プランジャー基端部分263とを備える。
As shown in FIGS. 10A to 10B, the
プランジャー先端部分261は、プランジャー部60において、上下方向Zの最も下方に位置する。プランジャー先端部分261は、バレル部50よりも半導体ウエハ14側に突出しており、バレル部50よりも半導体ウエハ14側において半導体ウエハ14に接触する。プランジャー先端部分261は、半導体ウエハ14の電気的検査の際に、半導体ウエハ14に接触して、半導体ウエハ14と電気的に接続する。プランジャー先端部分261は、概ね、第1実施形態に係るプランジャー先端部分61と同様の構成である。なお、プランジャー先端部分261は、特許請求の範囲に記載の第2接続部を構成する。
The
プランジャー本体部分262は、プランジャー先端部分261とプランジャー基端部分263との間に位置する。プランジャー本体部分262は、プランジャー先端部分261に対して連結されている。また、プランジャー本体部分262は、プランジャー基端部分263に対して接触しながら上下方向Zに摺動可能となっている。
The
具体的に、プランジャー本体部分262は、上下方向Zの上端部から下方に延びる挿入穴262xを備えており、当該挿入穴262xの内面262aが、プランジャー基端部分263と接触しながら上下方向Zに摺動可能となっている。なお、プランジャー本体部分262は、特許請求の範囲に記載の第3接続部を構成する。
Specifically, the plunger
プランジャー基端部分263は、プランジャー部60において、上下方向Zの最も上方に位置する。プランジャー基端部分263は、バレル部50よりもプローブ基板16側においてプローブ基板16に接触する。具体的に、プランジャー基端部分263は、一部がバレル部50に挿入され、他部がバレル部50からプローブ基板16側に延出するように構成される。
The plunger
バレル部50から延出するプランジャー基端部分263の上端部263bは、プローブ基板16に接触して、プローブ基板16と電気的に接続する。プランジャー基端部分263の上端部263bは、プローブ20の基端部20bとも言い換えられる。なお、プランジャー基端部分263は、特許請求の範囲に記載の第1接続部を構成する。
The
また、プランジャー基端部分263は、挿入部分において、バレル部50と固定される。例えば、プランジャー基端部分263は、挿入部分の所定位置CTにおいて、バレル部50と接合により固定される。なお、接合方法は、例えば、抵抗溶接(スポット溶接)、レーザ溶接又はカシメによって接合する方法などが挙げられる。
Further, the plunger
また、プランジャー基端部分263は、挿入部分において、プランジャー本体部分262の挿入穴262xに挿入される円柱状の棒状部263xを備えている。プランジャー基端部分263の棒状部263xの外径は、プランジャー本体部分262の挿入穴262xの内径と同等に設定されている。
Further, the plunger
プランジャー基端部分263の棒状部263xが、プランジャー本体部分262の挿入穴262xに挿入されると、棒状部263xの表面263aが、プランジャー本体部分262と接触する。これにより、プランジャー基端部分263とプランジャー本体部分262とが、電気的に接続される。
When the rod-shaped
プランジャー基端部分263の棒状部263xは、スプリング部52,54が伸縮する場合、プランジャー本体部分262の挿入穴262xにおいて摺動し、プランジャー基端部分263とプランジャー本体部分262との電気的な接続が維持される。
The rod-shaped
また、第1実施形態と同様に、変形例2に係るプローブ20でも、絶縁部70が、少なくとも上下方向Zにおいて、バレル部50のスプリング部54のプローブ基板16側の上端部54aから、バレル部50の半導体ウエハ14側の下端部50aにわたって配置されている。具体的に、図10(a)〜(b)に示すように、絶縁部70は、プランジャー本体部分262の表面に形成される。
Further, as in the first embodiment, in the
以上のように、変形例2に係るプローブ20では、プランジャー部60のプランジャー基端部分263が、プローブ基板16に直接接触することによりプローブ基板16と電気的に接続する。これにより、プローブ20では、プローブ基板16から半導体ウエハ14までプランジャー部60のみを介した電流経路が形成されるため、抵抗値がより安定する。
As described above, in the
[本発明のその他の実施形態]
以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。
[Other Embodiments of the present invention]
Although the present invention has been described in detail using the above-described embodiments, it is clear to those skilled in the art that the present invention is not limited to the embodiments described in the present specification.
例えば、上述した実施形態に係るプローブ20では、絶縁部70がプランジャー部60の表面に形成されていたが、バレル部50の内面に形成されていてもよい。すなわち、絶縁部70は、絶縁部70が、少なくとも上下方向Zにおいて、バレル部50のスプリング部54のプローブ基板16側の上端部54aから、バレル部50の半導体ウエハ14側の下端部50aにわたって配置されていれば、バレル部50に形成されていてもよい。
For example, in the
このように、本発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。 As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and at the implementation stage, the components can be modified and embodied without departing from the gist thereof. In addition, various inventions can be formed by an appropriate combination of the plurality of components disclosed in the above-described embodiment. For example, some components may be removed from all the components shown in the embodiments.
1…検査装置
2…カード状接続装置
12…チャック
14…半導体ウエハ
14a…電極パッド
16…プローブ基板
18…プローブ支持体
20…プローブ
20a…先端部
20b…基端部
31…上方ガイド板
32…下方ガイド板
33…中間ガイド板
50…バレル部
50a…下端部
50b…上端部
51,53,55…非スプリング部
52,54…スプリング部
54a…上端部
60…プランジャー部
61…プランジャー先端部分
62…プランジャー本体部分
63…プランジャー基端部分
70…絶縁部
1 ...
Claims (2)
導電性部材からなり、上下方向に延びる筒状のバレル部と、
導電性部材からなり、一部が前記バレル部に挿入され、前記バレル部と電気的に接続するプランジャー部と、
前記バレル部と前記プランジャー部の一部分とを電気的に絶縁する絶縁部と、を備え、
前記バレル部は、上下方向においてスプリング機能を発揮するスプリング部を備え、
前記プランジャー部は、前記スプリング部よりも第1接触対象側において前記第1接触対象と電気的に接続する第1接続部と、前記スプリング部よりも第2接触対象側において前記第2接触対象と電気的に接続する第2接続部と、前記第1接続部と前記第2接続部とを電気的に接続する第3接続部と、を備え、
前記絶縁部は、上下方向において、前記バレル部の前記スプリング部の前記第1接触対象側の端部から前記バレル部の前記第2接触対象側の端部にわたって配置されており、
前記プランジャー部において、
前記第1接続部は、前記バレル部よりも前記第1接触対象側において前記第1接触対象に接触し、
前記第2接続部は、前記バレル部よりも前記第2接触対象側において前記第2接触対象に接触し、
前記第3接続部は、前記第2接続部に対して連結されるとともに、前記第1接続部に対して接触しながら上下方向に摺動可能となっている
ことを特徴とするプローブ。 A probe that electrically connects the first contact object and the second contact object.
A tubular barrel made of conductive members that extends in the vertical direction,
A plunger portion made of a conductive member, a part of which is inserted into the barrel portion and electrically connected to the barrel portion,
An insulating portion that electrically insulates the barrel portion and a part of the plunger portion is provided.
The barrel portion includes a spring portion that exerts a spring function in the vertical direction.
The plunger portion includes a first connection portion that electrically connects to the first contact target on the first contact target side of the spring portion, and the second contact target on the second contact target side of the spring portion. A second connection portion that electrically connects to the first connection portion and a third connection portion that electrically connects the first connection portion and the second connection portion are provided.
The insulating portion is arranged in the vertical direction from the end of the spring portion of the barrel portion on the first contact target side to the end of the barrel portion on the second contact target side .
In the plunger section
The first connecting portion contacts the first contact target on the first contact target side of the barrel portion.
The second connecting portion contacts the second contact target on the second contact target side of the barrel portion.
The third connecting portion is connected to the second connecting portion and is slidable in the vertical direction while being in contact with the first connecting portion. probe.
前記プローブは、
導電性部材からなり、上下方向に延びる筒状のバレル部と、
導電性部材からなり、一部が前記バレル部に挿入され、前記バレル部と電気的に接続するプランジャー部と、
前記バレル部と前記プランジャー部の一部分とを電気的に絶縁する絶縁部と、を備え、
前記バレル部は、上下方向においてスプリング機能を発揮するスプリング部を備え、
前記プランジャー部は、前記スプリング部よりも第1接触対象側において前記第1接触対象と電気的に接続する第1接続部と、前記スプリング部よりも第2接触対象側において前記第2接触対象と電気的に接続する第2接続部と、前記第1接続部と前記第2接続部とを電気的に接続する第3接続部と、を備え、
前記絶縁部は、上下方向において、前記バレル部の前記スプリング部の前記第1接触対象側の端部から前記バレル部の前記第2接触対象側の端部にわたって配置されており、
前記プランジャー部において、
前記第1接続部は、前記バレル部よりも前記第1接触対象側において前記第1接触対象に接触し、
前記第2接続部は、前記バレル部よりも前記第2接触対象側において前記第2接触対象に接触し、
前記第3接続部は、前記第2接続部に対して連結されるとともに、前記第1接続部に対して接触しながら上下方向に摺動可能となっている
ことを特徴とする電気的接続装置。 An electrical connection device including a probe that electrically connects a first contact object and a second contact object.
The probe
A tubular barrel made of conductive members that extends in the vertical direction,
A plunger portion made of a conductive member, a part of which is inserted into the barrel portion and electrically connected to the barrel portion,
An insulating portion that electrically insulates the barrel portion and a part of the plunger portion is provided.
The barrel portion includes a spring portion that exerts a spring function in the vertical direction.
The plunger portion includes a first connection portion that electrically connects to the first contact target on the first contact target side of the spring portion, and the second contact target on the second contact target side of the spring portion. A second connection portion that electrically connects to the first connection portion and a third connection portion that electrically connects the first connection portion and the second connection portion are provided.
The insulating portion is arranged in the vertical direction from the end of the spring portion of the barrel portion on the first contact target side to the end of the barrel portion on the second contact target side .
In the plunger section
The first connecting portion contacts the first contact target on the first contact target side of the barrel portion.
The second connection portion comes into contact with the second contact target on the second contact target side of the barrel portion.
The third connecting portion is connected to the second connecting portion and is slidable in the vertical direction while being in contact with the first connecting portion. Electrical connection device.
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