JPH0727788A - 電流供給コンタクト・プローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大電流を供給する電流供給コンタクト・プロ
ーブ１０において、コンタクタ１２の接触部１６と被測
定面１００の汚れを除去でき、被測定面１００の傾斜に
も対応できるようにする。 【構成】 ハウジング３０と、ハウジング３０に摺動可
能に保持されたプランジャ２２と、プランジャ２２の先
頭部２８と係合可能なコンタクタ１２と、プランジャ２
２とコンタクタ１２を接続するハウジング３０の摺動方
向に傾斜した屈曲ばね２０とを具えている。そして、プ
ランジャ２２をコンタクタ１２に近づけるときに屈曲ば
ね２０の弾性によりコンタクタ１２が回転する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンタクト・プローブ
に関し、特にパワーＭＯＳＦＥＴなどのチップの検査、
測定に適したコンタクト・プローブに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＭＯＳＦＥＴなど半導体ウエハ上に形成
するトランジスタの特性の検査又は測定は、通常チップ
をパッケージ化する前に行われる。これは、パッケージ
の工程が無駄になるのを避けるためである。この場合、
チップに直接電流を供給する必要があり、そのために電
流供給コンタクト・プローブが使用される。

【０００３】図５は、従来の電流供給コンタクト・プロ
ーブの断面図を示している。プランジャ２２は、バレル
４６に摺動可能に保持される。また、プランジャ２２
は、コイルばね３６の弾性力によって被測定面１００に
圧着され、その接触部１６から電流が被測定面１００に
供給される。バレル４６は、リセプタクル３６によって
機械的に電気的に回路基板２００に接続される。プラン
ジャ２２が被測定面１００に供給する電流は、回路基板
２００からリセプタクル３６及びバレル４６を介して供
給される。ただし、図５に示したプローブでは、プラン
ジャ２２とバレル４６が摺動可能に接触しているのみで
あり、この部分の接触抵抗がやや高いという問題があ
る。

【０００４】図６は、従来ある他の電流供給コンタクト
・プローブの断面図を示している。スリーブ４８は、プ
ランジャ２２に摺動可能に装着される。回路基板２００
に接続されたワイヤ５０は、プランジャ２２の被測定面
１００と接触している接触部１６と反対の端部に接続さ
れている。プランジャ２２が被測定面１００に供給する
電流は、このワイヤ５０を通して供給される。プランジ
ャ２２は、コイルばね３６の弾性力により被測定面１０
０に圧着される。このプローブは、回路基板２００から
の電流をワイヤ５０を介してプランジャ２２に供給する
ので、回路基板２００までの導電路が長いことや、ワイ
ヤのインダクタンスＬのために供給する電流が歪む恐れ
がある。これは、チップに高速の試験信号を供給してタ
イミング測定を行う場合などに重大な悪影響を与えるこ
とになる。

【０００５】図５及び図６において、プランジャ２２を
被測定面１００に圧着させるのは、プローブと被測定物
の間における接触抵抗を低下させるためである。プロー
ブのプランジャ先端の接触部１６を非測定物１００に圧
着させれば、接触抵抗を低下させることができる。プロ
ーブの被測定物に対する圧力を上げるためのプローブの
接触部の形状としては、平面の他、尖頭形、丸先、複数
の尖頭を有するもの、凹面を成すものなどがある。接触
部が平面ではなく点又は線であればその接触面積が小さ
いので、その接触部にかかる圧力は大きくなる。これに
よって、接触抵抗を低くすることができる。また、先端
が尖頭形をしているものについては、被測定面に酸化皮
膜があった場合にも酸化皮膜を破り接触抵抗を低くする
効果がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のコンタ
クト・プローブで供給可能な電流値は、最大で約５〜１
０アンペア程度である。しかし、パワーＭＯＳＦＥＴ、
絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ（ＩＧＢＴ）な
どでは、その検査又は測定のために約５０〜６００アン
ペア程度の電流を供給することが必要となる。この場合
には、プローブの被測定物（又は面）との接触部が点又
は線であれば、接触部と被測定物との間でアーク（火
花）が飛ぶ恐れがある。また接触部が点又は線であれ
ば、プローブの接触部が平面である場合と比較して、図
０４に示すように接触抵抗のために生じる熱をプランジ
ャ先端部内部で拡散する効果が低下する。よって、発生
した熱により溶融、溶着等の恐れがある。その一方、プ
ローブの接触部が平面である場合、被測定面の酸化皮膜
等の汚れのために接触抵抗が上昇する恐れがある。

【０００７】そこで本発明の目的は、比較的大きな電流
を供給するのに適した電流供給コンタクト・プローブを
提供することである。本発明の他の目的は、被測定面に
傾斜があっても柔軟に対応できる電流供給コンタクト・
プローブを提供することである。本発明の他の目的は、
被測定物（又は面）の汚れによる影響を受けにくい電流
供給コンタクト・プローブを提供することである。本発
明の他の目的は、被測定物と接触部との汚れを除去する
クリーニング機能を有する電流供給コンタクト・プロー
ブを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の電流供給コンタ
クト・プローブは、ハウジングと、ハウジングに摺動可
能に保持されたプランジャと、プランジャの先頭部と係
合可能なコンタクタと、プランジャとコンタクタを接続
するハウジングの摺動方向に傾斜した屈曲ばねとを具
え、プランジャをコンタクタに近づけるときに屈曲ばね
の弾性によりコンタクタが回転することを特徴とする。

【０００９】

【作用】この構成によれば、プランジャの先頭部をコン
タクタに近づけると、屈曲ばねがプランジャの摺動方向
に対して傾斜しているため、その弾性力によってコンタ
クタは回転する。この回転により、コンタクタの接触部
と被測定面とが擦れ、互いの汚れを除去することができ
る。また、被測定面がプランジャの摺動方向に垂直でな
く傾斜していても、弾性のためにコンタクタの接触部を
被測定面に柔軟に圧着させることができる。

【００１０】

【実施例】図１は、本発明の電流供給コンタクト・プロ
ーブ１０の一好適実施例の断面図を示している。また図
２は、本発明の電流供給コンタクト・プローブ１０の分
解斜視図を示している。プランジャ２２は、ハウジング
３０内に摺動可能に保持される。ハウジング３０内に
は、複数の導電性板ばねから構成された摺動接触端子３
２が設けられる。摺動接触端子３２は、その弾性力によ
りハウジング３０内でプランジャ２２を中心軸２６方向
に押しつけると共に、プランジャ２２をハウジング３０
と電気的に導通させる。これによって、プランジャ２２
とハウジング３０の接触抵抗は低減される。さらにハウ
ジング３０内には、プランジャ２２を図１の下方向に押
し出す力を加えるコイルばね３６がある。ハウジング３
０を貫通してプランジャ２２の軸４２方向、つまり、摺
動方向に沿った溝４０にまで達しているピン３８は、プ
ランジャ２２のハウジング３０に対する摺動可能範囲を
限定すると共に、プランジャ２２がハウジング３０に対
して回転するのを防止する。ハウジング３０の外面には
ねじ溝３４が設けられ、基板２００のプローブ装着孔２
１０に固定されたリセプタクル４４に螺合される。これ
によって、コンタクタ１０、プランジャ２２、摺動接触
端子３２及びハウジング３０は、回路基板２００と電気
的に接続される。

【００１１】図３は、コンタクタ１２を上から見た平面
図である。コンタクタ１２は凹部１８を有し、プランジ
ャ２２の突起部２６にある半球状の先頭部２８と係合可
能となっている。また、コンタクタ１２の外周には複数
の孔１４があり、ここに導電性の線ばね（屈曲ばね）２
０の一端を嵌合させる。線ばね２０の他端は、プランジ
ャ２２の突起部２６の根元にある複数の孔２４と嵌合さ
せる。このとき、線ばね２０はプランジャ２２の中心軸
４２を中心として螺旋状に、例えば、約４分の１周程度
巻かれている。約４分の１周程度であれば、比較的イン
ダクタンスが小さくて済む。別の見方によれば、プラン
ジャ２２の摺動方向に対して線ばね２０は傾斜してい
る。この構成により、先頭部２８を凹部１８と非係合の
状態から係合状態へと遷移させるとき、即ち、電流供給
コンタクト・プローブ１０を被測定面１００に圧着させ
るときに、線ばね２０の弾性力によってコンタクタ１２
はプランジャ２２の中心軸４２を中心に回転する。この
回転によってコンタクタ１２の接触部（面）１６と被測
定面１００は互いに擦れ、酸化膜等の汚れを除去するこ
とができる。また、この構成によればプローブ１は、被
測定面１００に傾きがあってもその傾斜に対応するので
接触抵抗が低下する。なお、線ばね２０の代わりとして
板ばねなどの屈曲ばねを使用してもよい。

【００１２】本発明の好適実施例によれば、コンタクタ
１２の被測定面１００との接触部（面）１６は平面をな
している。これは、図４Ａに示すように接触部が尖頭形
であるよりも、図４Ｂに示すように平面である方が接触
抵抗で生じる熱を内部に拡散しやすく、溶着及び溶融を
防止できるからである。このとき、被測定面１００に酸
化膜等があっても本発明の電流供給コンタクト・プロー
ブ１０は、上述のように被測定面１００に圧着させると
きにコンタクタ１２が軸４２を中心に回転するというク
リーニング機能があるため接触抵抗の上昇を防止でき
る。よって溶着及び溶融を効果的に防止できると同時
に、接触部が平面であっても被測定物の汚れによる接触
抵抗の上昇を防ぐことができる。なお、コンタクタ１２
に使用する材料としては、熱及び電気伝導性の良い銀系
合金が好適である。この場合、コンタクタ１２の表面に
しばしば硫化銀が発生するが、これはクリーニング機能
によって除去できる。

【００１３】コンタクタ１２とプランジャ２２を機械的
及び電気的に接続する線ばね２０は、２本以上使用する
のが良い。線ばね２０を複数使用すれば、それらが有す
るインダクタンスが並列に接続されるため、全体のイン
ダクタンスは減少するからである。インダクタンスを減
少させることは、上述のＩＧＢＴ等の高速半導体スイッ
チとして使用されるものを検査又は測定する場合に重要
である。なお、線ばね２０、プランジャ２２には電気伝
導性の良い銅系合金が好適である。

【００１４】コンタクタ１２の凹部１８の形状は、例え
ば円錐形である。プランジャ２２の半球状の先頭部２８
をこの凹部１８に係合するまでストロークすれば、互い
の中心のずれを強制することができる。コンタクタ１２
の接触部１６と被接触面１００との接触抵抗は接触圧に
依存するので、屈曲ばね２０の弾性力は充分に強力なも
のでなければならない。

【００１５】

【発明の効果】本発明の電流供給コンタクト・プローブ
は、プランジャとコンタクタを接続する屈曲ばね（線ば
ねなど）の弾性力によって、コンタクタは被測定面と接
触する際に回転してコンタクタと被測定面が互いに擦
れ、双方の汚れを除去するので、コンタクタにある接触
部が平面であった場合でも酸化膜等の汚れによる接触抵
抗の増加を避けることができる。また、屈曲ばねの弾性
によりコンタクタの接触部は被測定面の傾斜に柔軟に追
従できるので、接触抵抗の増加を避けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電流供給コンタクト・プローブの一実
施例の断面図である。

【図２】図１に示した本発明の実施例の分解斜視図であ
る。

【図３】図１に示した本発明の実施例のコンタクタの平
面図である。

【図４】プローブ接触部の形状によって異なる熱の拡散
の状態を示す図である。

【図５】従来の電流供給コンタクト・プローブの断面図
である。

【図６】従来の他の電流供給コンタクト・プローブの断
面図である。

【符号の説明】

１０ 電流供給コンタクト・プローブ １２ コンタクタ １４ 孔 １６ 接触部 １８ 凹部 ２０ 屈曲ばね ２２ プランジャ ２４ 孔 ２６ 突起部 ２８ プランジャ先頭部 ３０ ハウジング ３２ 摺動接触端子 ３４ ねじ溝 ３６ コイルばね ３８ ピン ４０ 溝 ４２ プランジャ中心軸 ４４ リセプタクル ４６ バレル ４８ スリーブ ５０ ワイヤ １００ 被測定面 ２００ 回路基板 ２１０ プローブ装着孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、 該ハウジングに摺動可能に保持されたプランジャと、 該プランジャの先頭部と係合可能なコンタクタと、 上記プランジャと上記コンタクタを接続する上記ハウジ
   ングの摺動方向に傾斜した屈曲ばねとを具え、 上記プランジャを上記コンタクタに近づけるときに上記
   屈曲ばねの弾性により上記コンタクタが回転することを
   特徴とする電流供給コンタクト・プローブ。