JP7390115B2 - プローブユニット - Google Patents
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Description
前記プローブ針が、前記金属導体と、該金属導体の少なくとも両端以外の領域に設けられた前記絶縁皮膜とを有し、前記絶縁皮膜は、前記被測定体側に設けられた薄い絶縁皮膜と、前記被測定体側以外の胴体部に設けられて前記薄い絶縁皮膜よりも厚い絶縁皮膜とを有し、前記厚い絶縁皮膜は、その端部が前記被測定体側の支持板の案内穴に当たるように構成されており、前記被測定体側の薄い絶縁皮膜で覆われた部分は、前記被測定体側の支持板の案内穴に挿入されるように構成されており、前記薄い絶縁皮膜で覆われた部分の直径D3と、前記薄い絶縁皮膜で覆われた部分の長さL1とが、D3×5≦L1≦D3×20、の関係を満たす、ことを特徴とする。
プローブ針10は、図1及び図2に示すように、プローブユニット20を構成する被測定体側の支持板21の案内穴21aに絶縁皮膜2の端部2aを当てるとともに被測定体に金属導体1の先端1aを接触させて行う検査で使用されるものである。このプローブ針10は、金属導体1と、金属導体1の少なくとも両端以外の領域に設けられた絶縁皮膜2,3とを有している。
金属導体1は、所定の長さに加工されてなるピン形状の導体であり、高い導電性と高い弾性率を有する金属線(「金属ばね線」ともいう。)を切断加工されている。金属導体1に用いられる金属としては、広い弾性域を持つ金属を挙げることができ、例えば銀銅合金、錫銅合金、ベリリウム銅合金等の銅合金、タングステン、レニウムタングステン、鋼(例えば高速度鋼:SKH)等を好ましく用いることができる。
絶縁皮膜2,3は、図1及び図2に示すように、金属導体1の少なくとも両端以外の領域に設けられている。絶縁皮膜2,3の構成は、被測定体側に設けられた薄い絶縁皮膜3と、被測定体側以外の胴体部に設けられて薄い絶縁皮膜3よりも厚い絶縁皮膜2とを有しており、少なくとも2段構造になっている。ここで、「有している」、「少なくとも」とは、薄い絶縁皮膜3や厚い絶縁皮膜2とは異なる厚さの絶縁皮膜(図示しない)を有していてもよく、3段構造以上になっていてもよいことを意味している。
プローブユニット20は、図2に示すように、被測定体側に配置された支持板21と、検査装置側に配置された支持板22と、それら少なくとも2つの支持板21,22それぞれが備える案内穴21a,22aに装着される上記本発明に係るプローブ針10とを有している。このプローブユニット20では、被測定体側の支持板21の案内穴21aに絶縁皮膜2の端部2aが当たって、プローブ針10が落下するのを防いだ状態で、被測定体に金属導体1の先端1aを接触させて検査を行う装置である。プローブユニット20には、複数本から数千本のプローブ針10が装着されている。
プローブ針10は、金属導体1として、予め真直度が曲率半径Rで2000mmに直線矯正された長尺のタングステン線(直径0.030mm)を用いた。また、絶縁皮膜用の塗料として、ポリウレタン樹脂系のエナメル塗料(東特塗料株式会社製、商品名;TPU5100)を用いた。先ず、ボビン等の線材供線装置から繰出された金属導体上に、上記エナメル塗料を焼き付けて、平均膜厚6.5μmの絶縁皮膜を形成して直径0.043mmとした。次に、絶縁皮膜が形成された長尺の金属導体を切断して長さ20mmの絶縁皮膜付き金属導体を切り出し、その絶縁皮膜付き金属導体の両端部を研削加工することにより半球状に加工した。次に、アルミニウムからなるマスクを絶縁皮膜に接した状態で配置し、エキシマレーザーを照射して、プローブ針の先端から3mmまでの絶縁皮膜の厚さを厚さ3μmとなるように薄くして薄い絶縁皮膜を形成して直径0.036mmとした。その後、さらに先端側だけエキシマレーザーを照射してプローブ針の先端から2.5mmまでの絶縁皮膜を除去して、薄い絶縁皮膜の長さL1を0.5mmとした。この操作は、絶縁皮膜付き金属導体を回転させながら、レーザー照射条件を変化させて行った。こうして図1及び図2に示す実施例1のプローブ針10を作製した。
実施例1において、プローブ針の先端からの絶縁皮膜の除去長さを変更して薄い絶縁皮膜の長さL1を変化させた。それ以外は実施例1と同様にして、実施例2,3のプローブ針を作製した。実施例2のプローブ針ではL1を0.2mmとし、実施例3のプローブ針ではL1を0.7mmとした。
実施例1において、薄い絶縁皮膜部は形成せずに、プローブ針の先端から3mmまでの絶縁皮膜を除去した。それ以外は、実施例1と同様にして、図3(A)に示す比較例1のプローブ針100を作製した。
実施例1において、プローブ針の先端からの絶縁皮膜の除去長さを変更して薄い絶縁皮膜の長さL1を0.1mmとした。それ以外は実施例1と同様にして、比較例2のプローブ針を作製した。
実施例1~3及び比較例1,2のプローブ針の寸法を表1にまとめた。このプローブ針を、検査装置側の支持板22の案内穴21bと、被測定体側の支持板21の案内穴21aとに挿入した。その後、プローブ針を50~200μmの範囲で上下動する検査の繰り返し動作を行った。この繰り返し動作において、実施例1~3のプローブ針は、電極に対する安定した接触動作を行うことができたが、比較例2のプローブ針は、電極に対する接触位置がばらついて安定した接触動作を行うことができなかった。また、実施例1~3のプローブ針は、薄い絶縁皮膜で覆われた部分を形成しているので、細い金属導体を案内穴に挿入しやすく、案内穴へのプローブ針の挿入作業性が向上させることができた。比較例1のプローブ針は薄い絶縁皮膜で覆われた部分を形成しないので、案内穴は金属導体の直径に合わせた小さい穴にしなければならず、穴開け加工性が難しかった。
1a 先端側で露出する金属導体
1b 後端側で露出する金属導体
2 胴体部の厚い絶縁皮膜
2a 案内穴に当たる絶縁皮膜の端部
3 被測定体側の薄い絶縁皮膜
4 直径変動部
10 プローブ針
20 プローブユニット
21 被測定体側の支持板
21a 案内穴
22 検査装置側の支持板
22a 案内穴
100 従来のプローブ針
L1 薄い絶縁皮膜の長さ
L2 被測定体側の支持板の厚さ
L3 直径変動部の長さ
D1 金属導体の直径
D2 厚い絶縁皮膜が設けられた胴体部の直径
D3 薄い絶縁皮膜が設けられた部分の直径
D4 被測定体側の支持板の案内穴の内径
D5 検査装置側の支持板の案内穴の内径
Claims (2)
- 被測定体側に配置された支持板と、検査装置側に配置された支持板と、それら少なくとも2つの支持板それぞれが備える案内穴に装着されるプローブ針とを有し、前記被測定体に前記プローブ針が有する金属導体の先端を接触させて前記プローブ針が前記被測定体側の支持体の案内穴に挿入されて50~200μmの範囲で上下に摺動させて行う検査に用いるプローブユニットであって、
前記プローブ針が、直径10~110μmの範囲内の前記金属導体と、該金属導体の少なくとも両端以外の領域に設けられた絶縁皮膜とを有し、前記絶縁皮膜は、前記被測定体側に厚さ1~7μmの範囲内で設けられた薄い絶縁皮膜と、前記被測定体側以外の胴体部に厚さ3~20μmの範囲内で設けられて前記薄い絶縁皮膜よりも厚い絶縁皮膜とを有し、前記厚い絶縁皮膜は、その端部が前記被測定体側の支持板の案内穴に当たるように構成されており、前記被測定体側の薄い絶縁皮膜で覆われた部分は、前記被測定体側の支持板の案内穴に挿入されるように構成されており、
前記薄い絶縁皮膜で覆われた部分の直径D3と、前記薄い絶縁皮膜で覆われた部分の長さL1とが、D3×5≦L1≦D3×20、の関係を満たし、前記薄い絶縁皮膜が前記長さL1で形成されている部分での前記直径D3が前記長さL1の範囲で同じであり、
前記被測定体側の支持板の案内穴の直径D4と、前記薄い絶縁皮膜で覆われた部分の直径D3との差が、1μm~3μmの範囲内であって、{D4-(1~3μm)}×5≦L1≦{D4-(1~3μm)}×20、の関係を満たし、
前記被測定体側の支持板の厚さL2が、該支持板の案内穴の直径D4の5倍~10倍の範囲内である、ことを特徴とするプローブユニット。 - 前記金属導体は、真直度が1000mm以上である、請求項1に記載のプローブユニット。
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