JPH1038919A - プローブ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 伝送ライン等に傷を付けずにプローブピンを
接触させることができるプローブ構造を提供する。 【解決手段】 回路基板側の伝送ラインに接触させる先
端に球体１３を取り付けたプローブピン１１と、このプ
ローブピン１１の先端を突出させてプローブピン１１を
長手方向にスライド自在に保持している固定部材１５，
１６と、プローブピン１１の先端が固定部材１５，１６
内より突出する方向に、プローブピン１１を常に付勢し
ておく付勢バネ１９と、伝送ライン接触時のプローブピ
ン１１の移動距離を表示するケージ部とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プローブ（触針）
の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体ウエハ上に形成されたＩ
Ｃ、ＬＳＩ等の電子回路（チップ）の電気的特性を効率
良く測定する方法として、各チップの電極にプローブを
接触させ、このときの信号をプローブに接続した外部の
テスタにより読み取るようにしたものがある。

【０００３】図４は、そのような測定方法を用いる従来
装置の一例を使用状態で示している要部構成図である。
図４において、この基板１上にはベアチップＩＣ２が搭
載されており、このベアチップＩＣ２のボンディングワ
イヤ・パッド３が接続ワイヤ４を介して基板１上の伝送
ライン５と電気的に接続されている。また、伝送ライン
５の途中にはプローブパッド６が取り付けられている。

【０００４】そして、ベアチップＩＣ２の入力または出
力信号を測定する場合は、プローブピン５１の先端を作
業者の手作業によりプローブパッド６に接触させて伝送
ライン５の信号を検出し、このプローブピン５１を接続
ケーブル（同軸ケーブル）５４によって測定器（不図
示）と接続して信号を確認する。ここで、従来のプロー
ブピン５１の先端はペンシル上に単に尖らせた状態にし
て形成されている。また、測定の基準レベルは、プロー
ブピン５１に設けられたＧＮＤ（接地）端子５５を介し
て接続されている図示せぬ測定回路で検出する。すなわ
ち、図４はプローブピン５１の先端をプローブパッド６
に接触させており、このプローブピン５１により検出さ
れた信号は、接続ケーブル５４を介してオシロスコープ
等の図示せぬ測定器に送られ、その測定器で信号状態が
確認されることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プロー
ブピン５１の伝送ライン５への接触は、作業者の手作業
でプローブピン５１を接触させるため、支持角度及びプ
ローブ押圧のバラツキによりプローブピン５１の伝送ラ
イン５への接触面積及び圧力変動が生じ、測定信号にバ
ラツキが生じる。また、プローブピン５１の先端はペン
シル状に単に尖らせた状態に形成されているので、過剰
な接触圧を加えて伝送ライン５に接触させたような場合
には、プローブパッド６に損傷を与え、断線または隣接
伝送ラインとのショートが発生する虞もあった。

【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は伝送ライン等に傷を付けずにプロ
ーブピンを接触させることができるプローブ構造を提供
することにある。また、他の目的はプローブピンの接触
面積及び圧力を一定とし、測定信号の変化を抑制するこ
とができるプローブ構造を提供することにある。さら
に、他の目的は、以下に説明する内容の中で順次明らか
にして行く。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次の技術手段を講じたことを特徴とする。
すなわち、回路基板側の伝送ラインに接触させる先端を
球面状に形成しているプローブピンと、前記プローブピ
ンの先端を突出させて前記プローブピンを長手方向にス
ライド自在に保持している固定部材と、前記プローブピ
ンの先端が前記固定部材内より突出する方向に、前記プ
ローブピンを常に付勢しておくバネ手段と、前記伝送ラ
イン接触時の前記プローブピンの移動距離を表示するケ
ージ部とを備えてなる構成としたものである。

【０００８】これによれば、測定時に回路基板側の伝送
ラインに接触させるプローブピンの先端が球面になって
いるので、接触時にプローブピンが伝送ラインを損傷す
ることを防ぐことができる。さらに、接触面積を一定に
保って接触状態の変化による測定信号のバラツキを抑え
ることができる。また、プローブピンの先端に球体を回
転自在に設けてなる構成を付加した場合では、接触され
たプローブピンが伝送ラインに対して動くときに、その
球体が回転しながら動くことになり、転送ラインの損傷
をさらに防ぐことができる。さらに、伝送ラインへの接
触力及び測定信号を検知した際に点灯するプローブ確認
ランプを設けてなる構成を付加した場合では、測定状態
を目等で確認できる。また、さらにバネ手段によるバネ
圧を調整してプローブが伝送ラインに接触する圧力を調
整できるようにした構成を付加した場合では、接触圧力
を所定の圧力に保って接触状態変化による測定信号のバ
ラツキを抑えることができる。加えて、バネ圧の調整状
態を表示するゲージ部を設けた場合では、バネ圧の設定
状態を目で確認することができる。さらに、前記プロー
ブピンの角度を調整可能にする屈曲自在部を設けた構成
を付加した場合では、接触角度が自由に変えられ、スペ
ースの少ない場合でも測定が可能になる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて詳細に説明する。図１及び図２は本発明に係る
プローブの一形態例を示すもので、図１はその要部構造
断面図、図２はプローブを使用している状態で示してい
る側面図である。なお、図２における使用状態図では、
図４に示した基板と同じ基板を使用して測定している場
合を示している。したがって、図４の基板と対応してい
る部材は図４と同じ符号を付し、重複説明は省略する。

【００１０】まず、プローブ９は、大きくは先端をプロ
ーブパッド６に接触させて測定するプローブピン１１
と、このプローブピン１１を保持しているプローブ保持
部１０とで構成されている。また、プローブピン１１は
細長い棒状に形成されており、プローブパッド６を介し
て伝送ライン５に接触させる先端には、ボール（球体）
１３が回転自在にして取り付けられている。なお、この
ボール１３はプローブピン１１の内側に配設されたスプ
リング１４によって常に外側に押された状態になってい
る。一方、プローブピン１１の他端側にはオシロスコー
プ等の測定器に接続される同軸ケーブル１２が取り付け
られている。

【００１１】プローブ保持部１０は、外側固定部材１５
と、内側固定部材１６、プローブ位置調整部材１７、可
動部材１８、付勢バネ１９等で構成されている。

【００１２】さらに詳述すると、外側固定部材１５は、
一端側が閉じられて他端側が解放されている略カップ状
にして、金属材で形成されており、閉端面２０の中心に
はプローブピン１１が貫通される孔２１が形成されてい
る。また、内周面の一部には雌ねじ２２が形成されてい
る。さらに、周面には、前後方向に細長く延ばされたス
リット状の第１のゲージ用窓２３ａ及び第２のゲージ用
窓２３ｂが縦一列に並んで形成されている。加えて、こ
のゲージ用窓２３ａ，２３ｂには、透明なプラスチック
部材２４ａ，２４ｂがそれぞれ埋め込まれた状態にして
取り付けられ、このプラスチック部材２４ａ，２４ｂで
ゲージ用窓２３ａ，２３ｂが閉じられている。なお、こ
のプラスチック部材２４ａ，２４ｂにはそれぞれ目盛り
が設けられており、プローブ圧力ゲージ部の指標として
各々使用できる構造になっている。また、外側固定部材
１５の上部には、一部を外側に表出させた状態にして発
光ダイオード等でなるプローブ確認ランプ３５が埋設さ
れている。このプローブ確認ランプ３５は、接続ケーブ
ル３６を介して図示せぬ測定器に接続されており、測定
時のプローブピン１１の伝送ライン５への接触圧力及び
測定信号を検出した際に図示せぬ測定器からの信号を受
けて点灯される。したがって、このプローブ確認ランプ
３５の点灯状態を知ることによって、作業者は測定時の
プローブ９の動作状態等が正常であるか否かを簡単に確
認できるようになっている。

【００１３】内側固定部材１６は、一端側が閉じられ他
端側が解放されている略カップ状にして透明なプラスチ
ック材で形成されており、閉端面２５の中心にはプロー
ブピン１１が貫通される孔２６が形成されている。な
お、この内側固定部材１６の外径は外側固定部材１５の
内径と略等しく、外側固定部材１５内で内側固定部材１
６がスライド可能になっているとともに、長さは外側固
定部材１６の約半分の大きさで作られている。また、内
側固定部材１６の開口端側の内面には、雌ねじ２７が形
成されている。

【００１４】プローブ位置調整部材１７は、外側固定部
材１５の内径に対応した外径を有してプラスチック材で
略軸状に形成されており、一端側には鍔状をしたツマミ
部２８が一体に設けられている。また、中心には前後方
向に貫通する孔２９が形成されている。この孔２９の内
径は、プローブピン１１が緩く貫通できる大きさに設定
されている。一方、プローブ位置調整部材１７の太さ
は、他端側に進むに従って段階的に細くなる状態にして
形成されており、大径部の外周には外側固定部材１５の
内面に形成されている雌ねじ２２と螺合可能な雄ねじ３
０が設けられ、中径部の外周には内側固定部材１６の内
面に形成されている雌ねじ２７と螺合可能な雄ねじ３１
が設けられている。

【００１５】可動部材１８は、着色されたゴム等の弾性
材で円板状に形成されており、外径は内側固定部材１６
の内径と略等しく、内側固定部材１６内で前後方向にス
ライド可能な大きさで形成されている。また、中心には
貫通孔３２が形成されている。この貫通孔３２の内径は
プローブピン１１の外径よりも若干小さく形成されてお
り、貫通孔３２内にプローブピン１１を圧入させて、こ
の圧入力でプローブピン１１と可動部材１８とを一体に
固定させることができる構造になっている。

【００１６】付勢バネ１９は、コイルスプリングであ
る。また、この付勢バネ１９は内側固定部材１６内に収
納できる大きさで、一端側にはプローブ位置調整部材１
７の小径部を挿入させることができる。

【００１７】次に、このプローブ保持部１０の組立手順
を説明する。まず、内側固定部材１６内に可動部材１８
と付勢バネ１９を順に挿入し、続いて内側固定部材１６
の雌ねじ２７にプローブ位置調整部材１７の雄ねじ部３
１を螺合させる。すると、内側固定部材１６内に付勢バ
ネ１９を圧縮させた状態で、プローブ位置調整部材１７
の先端側に内側固定部材１６が固定される。そして、内
側固定部材１６内では、付勢バネ１９の反発力で可動部
材１８が閉端面２５の内側に押し付けられて位置決めさ
れた状態になっている。

【００１８】次いで、その内側固定部材１６と一体化さ
れたプローブ位置調整部材１７を、内側固定部材１６側
より外側固定部材１５内に挿入させ、外側固定部材１５
の雌ねじ２２にプローブ位置調整部材１７の雄ねじ３０
を螺合させる。このときのねじ込み操作は、プローブ位
置調整部材１７のツマミ部２８を指で摘んで行う。こう
して、外側固定部材１５内に、プローブ位置調整部材１
７が内側固定部材１６と共に取り付けられると、プロー
ブ保持部１０の組立が完了する。また、このプローブ保
持部１０では、第１のゲージ用窓２３ａにおいて透明な
プラスチック部材２４ａ及び透明な内側固定部材１６を
通して可動部材１８を見ることができ、第２のゲージ用
窓２３ｂでは内側固定部材１６とプローブ位置調整部材
１７とが結合されている境目の部分３７を見ることがで
きる。したがって、ここでの構造は、プラスチック部材
２４ａに形成されている目盛り（指標）に着色されてい
る可動部材１８を指針として合わせて使用するゲージ部
と、プラスチック部材２４ｂに形成されている目盛り
（指標）に部分３７を指針として合わせて使用するゲー
ジ部とが用意される。

【００１９】そして、このようにして組み立てられたプ
ローブ保持部１０には、プローブ位置調整部材１７の後
端側にＧＮＤ線３８が接続される。次いで、プローブ位
置調整部材１７の後端側より孔２９内にプローブピン１
１が差し込まれ、さらに貫通孔３２，２６，２１をプロ
ーブピン１１が順次貫通し、このプローブピン１１の先
端側がプローブ保持部１０の先端より突出された状態に
なる。また、プローブピン１１が可動部材１８の貫通孔
３２を貫通するとき、貫通孔３２の内径はプローブピン
１１の外径よりも若干小さく形成されているので、貫通
孔３２に対してプローブピン１１が圧入された状態にな
る。この圧入でプローブピン１１は可動部材１８に仮固
定され、可動部材１８とプローブピン１１が一体に移動
される状態になる。図１及び図２は、このようにしてプ
ローブピン１１が取り付けられている状態を示してい
る。

【００２０】次に、このプローブ９の動作を説明する。
まず、プローブピン１１のプローブ圧力、すなわち付勢
バネ１９のバネ圧を調整する。この調整では、ツマミ部
２８を回して、外側固定部材１５に対するねじ込み量を
調整する。すなわち、外側固定部材１５が多くねじ込ま
れると付勢バネ１９のバネ力は強められ、ねじ込み量を
少なくするとバネ力は弱められる。そして、このときの
調整量は、第２のゲージ用窓２３ｂにおいて、部分３７
をプラスチック部材２４ｂに形成されている目盛り（指
標）に対応させることによって簡単に知ることができ
る。

【００２１】次いで、プローブピン１１をプローブパッ
ド６に押し付けて接触させる。このときの押圧力は、プ
ローブピン１１が付勢バネ１９に抗して外側固定部材１
５内に可動部材１８と共に押し戻される量を、第１のゲ
ージ用窓２３ａでプラスチック部材２４ａに形成されて
いる目盛り（指標）に対応させて見ることによって知る
ことができる。また、これと同時にプローブピン１１が
伝送ライン５に接触している力が上記設定された大きさ
になり、かつ測定信号が検知されると、プローブ確認ラ
ンプ３５が点灯され、これを確認することができる。

【００２２】したがって、この形態例の構造では、測定
時に伝送ライン５に接触させるプローブピン１１の先端
に球体１３を設けているので、接触されたプローブピン
１１が伝送ライン５に対して動くときに、その球体１３
が回転しながら動くことになり、プローブピン１１が伝
送ライン５を損傷することを防ぐことができる。加え
て、接触面積を一定に保つことができるので、接触状態
の変化による測定信号のバラツキを抑えることができ、
測定の信頼性が向上する。また、伝送ライン５への接触
力及び測定信号を検知した際に点灯するプローブ確認ラ
ンプ３５を設けているので、作業者が測定状態を目等で
確認することができる。さらにバネ手段（付勢バネ１
９）によるバネ圧を調整してプローブピン１１が伝送ラ
イン５に接触する圧力を調整できるので、接触圧力を所
定の圧力に保って接触状態変化による測定信号のバラツ
キを抑えることができ、さらに測定の信頼性を向上させ
ることができる。加えて、付勢バネ１９によるバネ圧の
調整状態を表示する第２のゲージ用窓部を設けているの
でバネ圧の設定状態を目で簡単に確認することができ
る。

【００２３】図３は本発明に係るプローブ構造の一変形
例を示すものである。この変形例では、プローブ位置調
整部材１７の端部と補助部材４０との間に、プローブピ
ン１１の角度を自在に調整できる屈曲自在部３９を設け
たものである。この屈曲自在部３９を設けた場合では、
プローブピン１１の向きを変えて、伝送ライン５に対す
る接触角度を自由に変えることができ、プローブピン１
１の周囲に電気部品があってスペースの少ない場合でも
測定が可能になる。

【００２４】なお、このプローブは、上述した回路基板
構造の信号測定に使用するだけに限ることなく、広く一
般の回路基板における信号測定を行う場合に適用できる
ものである。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
測定時に回路基板側の伝送ラインに接触させるプローブ
ピンの先端が球面になっているので、接触時にプローブ
ピンが伝送ラインを損傷することを防ぐことができる。
加えて、接触面積を一定に保って接触状態の変化による
測定信号のバラツキを抑えることができ、測定の信頼性
が向上する。また、プローブピンの先端に球体を回転自
在に設けてなる構成を付加した場合では、接触されたプ
ローブピンが伝送ラインに対して動くときに、その球体
が回転しながら動くことになり、転送ラインの損傷をさ
らに防ぐことができる。さらに、伝送ラインへの接触力
及び測定信号を検知した際に点灯するプローブ確認ラン
プを設けてなる構成を付加した場合では、測定状態を目
等で確認できる。また、さらにバネ手段によるバネ圧を
調整してプローブが伝送ラインに接触する圧力を調整で
きるようにした構成を付加した場合では、接触圧力を所
定の圧力に保って接触状態変化による測定信号のバラツ
キを抑えて、さらに測定の信頼性を向上させることがで
きる。加えて、バネ圧の調整状態を表示するゲージ部を
設けた場合では、バネ圧の設定状態を目で確認すること
ができる。さらに、加えて前記プローブピンの角度を調
整可能にする屈曲自在部を設けた構成を付加した場合で
は、接触角度が自由に変えられ、スペースの少ない場合
でも測定が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一形態例として示すプローブの要部構
造断面図である。

【図２】本発明に係るプローブの使用状態図である。

【図３】本発明に係るプローブの一変形例を使用状態で
示す図である。

【図４】従来装置のプローブの一例を使用状態で示す図
である。

【符号の説明】

１ 基板（ワーク） ２ ベアチップＩＣ ５ 伝送ライン ６ プローブパッド ９ プローブ １１ プローブピン １３ 球体 １５ 外側固定部材 １６ 内側固定部材 １７ プローブ位置調整部材 １９ 付勢バネ ２３ａ 第１のゲージ用窓 ２３ｂ 第２のゲージ用窓 ３５ プローブ確認ランプ ３９ 屈曲自在部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回路基板側の伝送ラインに接触させる先
   端を球面状に形成しているプローブピンと、 前記プローブピンの先端を突出させて前記プローブピン
   を長手方向にスライド 自在に保持している固定部材と、前記プローブピンの先
   端が前記固定部材内より突出する方向に前記プローブピ
   ンを常に付勢しておくバネ手段と、 前記伝送ライン接触時の前記プローブピンの移動距離を
   表示するゲージ部、とを備えたことを特徴とするプロー
   ブ構造。
2. 【請求項２】 前記プローブピンの先端に球体を回転自
   在に設けてなる請求項１に記載のプローブ構造。
3. 【請求項３】 前記伝送ラインへの接触力及び測定信号
   を検知した際に点灯するプローブ確認ランプを設けてな
   る請求項１に記載のプローブ構造。
4. 【請求項４】 前記バネ手段によるバネ圧を調整して前
   記プローブが前記伝送ラインに接触する圧力を調整でき
   るようにした請求項１に記載のプローブ装置。
5. 【請求項５】 前記バネ圧を表示するゲージ部を設けた
   請求項４に記載のプローブ構造。
6. 【請求項６】 前記プローブピンの角度を調整可能にす
   る屈曲自在部を設けた請求項１に記載のプローブ構造。