JPH11337576A - プローブ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 狭ピッチに形成された接続部を有し且つ高周
波信号を処理する装置の検査のために、安定した電気的
相互接続と良好な高周波特性を提供できるプローブ装置
用のプローブ構造を提供すること。 【解決手段】プローブ装置１０は、金属板２２及びカバ
ー部材２１に所定ピッチに貫通するよう設けられたキャ
ビティ３０内に配置される同軸構造の個別プローブ１１
を有する。個別プローブ１１は被検査体の接続部に接触
するためのプローブ接続体２３及び外部導電部材の一部
品である金属筒状体２４を含む。両者は軸線方向に重な
るよう置かれるが、絶縁チューブ２５によって物理的及
び電気的に離間される。また金属筒状体２４は個別プロ
ーブ１１をばね付勢するばね部材３５を介して金属板２
２にコモン接続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置等の検
査に使用される検査プローブ装置のためのプローブ構造
に関し、特に高周波信号に対応するための同軸構造を含
むプローブ構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、同軸構造を有し半導体装置等
の被検査体に電気的に接触するためのばね付勢されたプ
ローブを含むプローブ構造が知られている。この同軸型
のプローブ構造によれば、数百ＭＨｚ乃至ＧＨｚ程度の
比較的高周波の信号の検査が可能となる。同軸型プロー
ブの例は、例えば特開昭６３−３１７７８４号公報及び
特開平３−２８７７０号公報に開示される。

【０００３】

【発明の解決すべき課題】近年、半導体装置は小型化さ
れる傾向にあり、被検査体となる半導体装置の複数のバ
ンプ又は接触パッド（接続部）のピッチは極めて狭くさ
れる傾向にある。例えばＣＳＰ（チップ・サイズ・パッ
ケージ）として知られるパッケージによれば、接触用の
バンプのピッチ（間隔）は１ｍｍより小さくされ、０．
５ｍｍ程度のピッチを有するものまで作られている。こ
のように接触用のバンプ又は接触パッドのピッチが極め
て狭くされ、且つ高周波信号を扱う半導体装置の検査に
好適なプローブ装置が望まれている。

【０００４】特開平３−２８７７０号公報に開示される
構成によれば、プローブの狭ピッチ化は極めて難しい。
また特開昭６３−３１７７８４号公報によれば、ある程
度の狭ピッチ化は可能であるが、同軸構造でない部分の
長さが長くなるため高周波特性が悪くなり、更にプロー
ブに安定した接触圧を提供できないために接触信頼性が
低くなる。

【０００５】従って本発明の目的は、狭ピッチに形成さ
れた多数のバンプ又は接触パッドを有し且つ比較的高周
波の信号を処理する半導体装置の検査のために、安定し
た電気的相互接続と良好な高周波特性を提供できるプロ
ーブ装置用のプローブ構造を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ばね部材によ
って端側に向けて付勢され、各々内部導電部材及び外部
導電部材を有する複数の同軸構造の各々の前記端近傍
で、前記内部導電部材が被検査体の接続部に弾性的に接
触可能とされるプローブ構造において、前記複数の同軸
構造の各々を収容すべく、厚さ方向に貫通して所定ピッ
チに形成される複数の孔を含む導電性部材を有し、前記
ばね部材は前記複数の孔内に前記複数の同軸構造のそれ
ぞれの外周に沿って同心にして配置され、前記複数の同
軸構造の前記外部導電部材は前記ばね部材を介して前記
導電性部材にコモン接地接続されることを特徴とする。

【０００７】好ましくは、前記外部導電部材は同軸線
（同軸ケーブル）の外部導体、及びそれに接続される金
属筒状体を有する。

【０００８】好ましくは、前記金属筒状体は前記ばね部
材の端に当接する当接部を有する。

【０００９】好ましくは、前記金属筒状体は前記当接部
に対向する側に、前記内部導電部材が前記接続部に接触
する時に前記内部導電部材を支持できる支持部を含む。

【００１０】本発明は、各々内部導電部材及び外部導電
部材を含む複数の同軸構造の各々の前記外部導電部材の
一部が前記複数の同軸構造の各々を端側に向けて付勢す
るようばね部材に当接され、前記複数の同軸構造の各々
の前記端近傍で前記内部導電部材が被検査体の接続部に
弾性的に接触可能とされるプローブ構造において、前記
内部導電部材は前記接続部の形状に対応する接触用部品
を含み、該接触用部品は前記外部導電部材の少なくとも
一部を構成する金属部品と軸線方向に重なるよう置か
れ、前記金属部品との間に絶縁部材を挟むように配置さ
れることを特徴とする。

【００１１】好ましくは、前記接触用部品は外方に延出
し前記絶縁部材に当接する当接部を含む。

【００１２】好ましくは、前記接触用部品の内径は前記
内部誘電体の外径に略等しくされる。

【００１３】好ましくは、前記接触用部品は前記被検査
体に面する側の絶縁カバー部材内に摺動可能にして置か
れ、前記絶縁部材は前記絶縁カバー部材内に収容され
る。前記接触用部品が前記被検査体に接触するとき、前
記絶縁部材の少なくとも一部は前記絶縁カバー部材内に
位置する。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は本発明によるプローブ構造
の第１の実施形態を示す部分断面図である。

【００１５】本発明は、多数の接続部を含む被検査体の
各接続部に接触するプローブを含む検査用プローブ構造
を意図するものであり、図１中にはそのうちの２つの接
続部に対応した部分のみが示される。プローブ構造１０
は、比較的厚い導電性の金属板２２、それに機械的に固
定又は固着される絶縁カバー部材２１、及びその両者に
貫通して形成されるキャビティ（孔）３０に沿って設け
られる個別プローブ（同軸構造）１１を含む。個別プロ
ーブ１１が配置されるピッチＰは、図示しない被接続体
の接続部が配置されるピッチに等しく形成されている点
に注目すべきである。キャビティ３０のうちで金属板２
２内に画定されるキャビティ３０ｂは上向きの肩３１を
有し、一方絶縁カバー部材２１内に画定されるキャビテ
ィ３０ａは下向きの肩２９を有する。以下に説明するよ
うに、個別プローブ１１を構成する各部品は、組立状態
ではこれらの肩２９、３１によってキャビティ３０内に
抜け止めされて維持される。

【００１６】本発明のプローブ構造は同軸型のプローブ
構造をその対象にするものである。図１によれば、個別
プローブ１１は同軸線４０の延長構造として提供される
ことが理解される。同軸線４０は内部導体４１、その外
周に位置する内部誘電体４２、外部導体４３、及び最外
周の外部被覆４５を含むが、それらのうちで内部導体４
１及び内部誘電体４２は先端近傍までキャビティ３０内
を長さ方向に延び、外部導体４３及び外部被覆４５は金
属板２２の外側で終端する。外部導体４３は金属筒状体
２４に接続される。金属筒状体２４は、内部誘電体４２
の外径に相補的寸法となる内径を含み、内部誘電体４２
の外周面に沿って長さ方向に延びるよう固定される。よ
って電気的特性における同軸構造は金属筒状体２４が外
部導電部材となることによりキャビティ３０の途中位置
まで（図１中ではカバー部材２１近傍位置まで）を維持
される。

【００１７】また、同軸線４０から延長された内部導体
４１の端には半田２７を介してプローブ接続体（接触用
部品）２３が接続される。プローブ接続体２３は図示し
ない被検査体のバンプ形状の接続部に対応し、先端近傍
は略筒形とされる。またプローブ接続体２３の内径は略
内部誘電体４２の外径に略一致するので、プローブ接続
体２３は内部誘電体４２によって機械的に支持され得
る。

【００１８】内部誘電体４２の外周に位置するプローブ
接続体２３と金属筒状体２４との間には絶縁チューブ
（絶縁部材）２５が配置される。これにより両者間及び
プローブ接続体２３と金属板２２との間は電気的に絶縁
される。また図示されるようにプローブ接続体２３はカ
バー部材２１の途中で終端する。後述するようにプロー
ブ接続体２３はキャビティ３０内に摺動されるが、プロ
ーブ接続体２３が摺動された場合にも絶縁チューブ２５
がプローブ接続体２３と金属板２２との間を電気的に絶
縁する。なお絶縁チューブ２５の内径も内部誘電体４２
の外径に略等しくされるので、それは内部誘電体４２の
外周に摩擦係合され得る。

【００１９】個別プローブ１１はキャビティ３０内でば
ね付勢力を受けつつ摺動可能とされる。上述したよう
に、内部誘電体４２の外周に沿って金属筒状体２４、絶
縁チューブ２５、及びプローブ接続体２３が固着される
が、金属筒状体２４の端位置には外側に張り出す外延部
（突出部分）２４ａが設けられ、その下側面となる当接
部２４ｂとキャビティ３０ｂ内の肩３１との間に導電性
金属材料で形成されるコイル形状のばね部材３５が抜け
止め配置される。ばね部材３５は金属板２２に対して金
属筒状体２４を先端側、即ち図１の上側に向けて付勢す
る。プローブ接続体２３の底端には外延部（突出部分）
２３ａが形成され、通常はその外延部２３ａの上面がキ
ャビティ３０ａ内の肩２９に当接することで抜け止めさ
れることが理解される。

【００２０】図示しない被検査体の接続部がプローブ構
造１０の上側に置かれ、その各接続部が個別プローブ１
１のプローブ接続体２３に当接するとき、プローブ接続
体２３は下方に向けて押されて移動される。上述したよ
うに、プローブ接続体２３は内部導体４１及び内部誘電
体４２に固定されているので、同軸線４０を含む、内部
誘電体４２に固定された全ての部材が下方向に向けて摺
動移動される。図示されるように、プローブ接続体２３
に加えられる押圧力は、絶縁チューブ２５の外径に略等
しい寸法だけ突出するプローブ接続体２３の外延部２３
ａ、それに当接する絶縁チューブ２５、更に絶縁チュー
ブ２５の下面を支持部２４ｃで支持する金属筒状体２４
の外延部２４ａを介してばね部材３５に対してスムーズ
に伝えられる。好ましくは、外延部２４ａは絶縁チュー
ブ２５の外径に略等しい寸法だけ突出する。外延部２３
ａ、絶縁チューブ２５、及び外延部２４ａの外径を、そ
れらを受容する位置でのキャビティ３０の内径からわず
かに小さい寸法とすることで、これらの部材の摺動移動
が案内されるよう構成できる。プローブ接続体２３が押
し下げられるとき、ばね部材３５は押し縮められるが、
その反作用力が上述の力の経路を介してプローブ接続体
２３に伝えられ、それを図示しない接続部に向けて上方
に向けて押し、これにより安定した押圧接触力が提供さ
れる。

【００２１】本実施形態において第１の重要な効果は、
複数の個別プローブ１１の配置位置が主に金属板２２及
びカバー部材２１の協働によって形成されるキャビティ
３０によって決定されること、及び個別プローブ１１の
同軸構造がプローブ接続体２３近傍まで維持され、同軸
構造の外部導電部材の一部となる金属筒状体２４と内部
導電部材の一部となる（又はそれに接続される）プロー
ブ接続体２３とが内部誘電体４２の外径に略等しい内径
を有し、それに固定されるようにされ、且つ絶縁チュー
ブ２５によって両者が電気的に絶縁されるよう構成され
ることにより、十分良好な高周波特性を維持しつつ個別
プローブ１１の径寸法を最小にしてピッチＰを最小にで
きることにある。これにより極めて狭いピッチの接続部
を有する高周波装置等の被検査体の検査が可能になる。
更に第２の重要な効果は、個別プローブ１１の同軸構造
がプローブ接続体２３近傍まで維持され、その外部導電
部材の一部となる金属筒状体２５がばね部材３５を介し
て金属板２２のキャビティ３０ｂの内側面に接触し、こ
れにより金属板２２に導通されて電気的接地接続パスが
形成されることである。従って、狭いピッチながら良好
な高周波特性が保証される。

【００２２】図２には、本発明の第２の実施形態となる
プローブ構造の部分断面図が示される。

【００２３】図２に示すプローブ構造６０は、やはりバ
ンプ形状の接続部Ｂを含む被接続体Ｄの検査に好適とさ
れるものである。図２中には特にプローブ構造６０が被
接続体Ｄに接触した状態が示される。そのバンプ形状の
接続部Ｂに直接接触する部品となるプローブ接続体２３
は、第１の実施形態によるものと同一形状のものとして
示される。他の部品についても同一形状のものは第１実
施形態に関して説明されたのと同じ参照番号が付され
る。

【００２４】プローブ構造６０がプローブ構造１０と大
きく相違する点は、キャビティ（孔）８０の構造及び金
属筒状体７４の形状寸法である。

【００２５】前者に関して、プローブ構造６０において
その個別プローブ（同軸構造）６１を所定ピッチで離間
された位置に摺動可能に収容するためのキャビティ８０
は、絶縁材料から成るカバー部材７１、一対の支持板９
１、９２、及び支持板９１、９２間に剛性を有して延び
る導電性筒状部材９３のそれぞれに形成されるキャビテ
ィ８０ａ、８０ｂ、８０ｄ、８０ｃにより画定される。
一対の支持板９１、９２のうちで、少なくともカバー部
材７１の背面に固定される支持板９１は導電性材料が使
用され、筒状部材９３と電気的に導通するように従来知
られている溶接又は機械的固定等の様々な方法で結合さ
れる。支持板９２については、金属又は樹脂その他の様
々な材料が適用可能である。

【００２６】後者に関して、金属筒状体７４は第１の実
施形態における金属筒状体２４よりも短く比較的肉厚と
され、同軸線４０の外部導体４３の外面に固着される。
即ち、図示されるように同軸線４０の外部導体４３及び
外部被覆４５は筒状部材９３の内側のキャビティ８０ｃ
内を延び、筒状部材９３の端近傍で外部被覆４３のみが
露出され、その位置に金属筒状体７４が固着される。こ
れにより、金属筒状体７４は外部導体４３に電気的に接
続され、同軸構造の外部導電部材の一部を構成する。金
属筒状体７４は下方に面する当接部７４ａを含む。個別
プローブに安定したばね付勢力を提供するためのコイル
ばねであるばね部材８５はその当接部７４ａと支持板９
２のキャビティ８０ｄに設けられる肩８１との間に抜け
止めされる。上述したように、プローブ接続体２３が下
方に押されるときには、その力は外延部２３ａ、絶縁チ
ューブ２５、絶縁チューブ２５を支持部７４ｂで支持す
る金属筒状体７４を介してばね部材８５を押し縮め、そ
の反作用力としてプローブ接続体２３に対して安定した
接触圧を提供できる。図２に示すようなばね部材８５が
押し縮められた状態でも、絶縁チューブ２５の存在によ
ってプローブ接続体２３と金属筒状体７４及び支持板９
１との間が電気的に絶縁されていることに注目すべきで
ある。

【００２７】本実施形態によっても第１の実施形態と同
様の効果を得ることができる。即ち、複数の個別プロー
ブ６１の配置位置が主に支持板９１、９２、筒状部材９
３、及びカバー部材７１の協働によって形成されるキャ
ビティ８０によって決定されること、及び個別プローブ
６１の同軸構造がプローブ接続体２３近傍まで維持さ
れ、同軸構造の外部導電部材の一部となる金属筒状体７
４と内部導電部材の一部となる（又はそれに接続され
る）プローブ接続体２３とが内部誘電体４２の外径に略
等しい内径を有するようにされて絶縁チューブ２５によ
って電気的に絶縁されるよう構成されることにより、十
分良好な高周波特性を維持しつつ個別プローブ６１の径
寸法を最小にしてピッチＰを非常に狭くできる。更に個
別プローブ６１の同軸構造がプローブ接続体２３近傍ま
で維持され、その外部導電部材の一部となる金属筒状体
７４が、筒状部材９３のキャビティ８０ｃの内側面に接
触するばね部材８５、及び支持板９１に電気的に導通す
る筒状部材９３を介して電気的接地接続パスを構成する
ので、良好な高周波特性が保証される。

【００２８】以上の如く本発明の好適実施形態となるプ
ローブ構造が説明されたが、これはあくまでも例示的な
ものであり当業者によって更に様々な変形変更が可能と
なる。

【００２９】

【発明の効果】本発明のプローブ構造によれば、複数の
同軸構造の各々を収容すべく、厚さ方向に貫通して所定
ピッチに形成される複数の孔を含む導電性部材を有し、
ばね部材が複数の孔内に複数の同軸構造のそれぞれの外
周に沿って同心にして配置され、複数の同軸構造の外部
導電部材は前記ばね部材を介して導電性部材にコモン接
地接続されることを特徴とするので、十分良好な高周波
特性を維持しつつ個別プローブのピッチ又は間隔を狭く
維持できる。従って、接続部が狭ピッチに置かれる高周
波装置の信頼性の高い検査を行うことができる。

【００３０】本発明のプローブ構造によれば、内部導電
部材は接続部の形状に対応する接触用部品を含み、接触
用部品は外部導電部材の少なくとも一部を構成する金属
部品との間に絶縁部材を挟むように配置されることを特
徴とするので、同軸構造を有する個別プローブの径寸法
を最小にすることができ、個別プローブの配置のピッチ
を極めて小さくすることができる。従って、接続部が極
めて狭ピッチに置かれる高周波装置の検査を確実に行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるプローブ構造の第１の実施形態を
示す部分断面図。

【図２】本発明によるプローブ構造の第２の実施形態を
示す部分断面図。

【符号の説明】 １０、６０ プローブ構造 １１、６１ 個別プローブ（同軸構造） ２２ 金属板（導電性部材） ２３ プローブ接続体（接触用部品、内部
導電部材） ２４、７４ 金属筒状体（金属部品、外部導電部
材） ２５ 絶縁チューブ（絶縁部材） ３０、８０ キャビティ（孔） ３５、８５ ばね部材 ４１ 内部導体（内部導電部材） ４３ 外部導体（外部導電部材） ９１ 支持板（導電性部材） ９３ 筒状部材（導電性部材） Ｂ 接続部 Ｄ 被検査体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ばね部材によって端側に向けて付勢され、
   各々内部導電部材及び外部導電部材を有する複数の同軸
   構造の各々の前記端近傍で、前記内部導電部材が被検査
   体の接続部に弾性的に接触可能とされるプローブ構造に
   おいて、 前記複数の同軸構造の各々を収容すべく、厚さ方向に貫
   通して所定ピッチに形成される複数の孔を含む導電性部
   材を有し、 前記ばね部材は前記複数の孔内に前記複数の同軸構造の
   それぞれの外周に沿って同心にして配置され、前記複数
   の同軸構造の前記外部導電部材は前記ばね部材を介して
   前記導電性部材にコモン接地接続されることを特徴とす
   るプローブ構造。
2. 【請求項２】各々内部導電部材及び外部導電部材を含む
   複数の同軸構造の各々の前記外部導電部材の一部が前記
   複数の同軸構造の各々を端側に向けて付勢するようばね
   部材に当接され、前記複数の同軸構造の各々の前記端近
   傍で前記内部導電部材が被検査体の接続部に弾性的に接
   触可能とされるプローブ構造において、 前記内部導電部材は前記接続部の形状に対応する接触用
   部品を含み、該接触用部品は前記外部導電部材の少なく
   とも一部を構成する金属部品との間に絶縁部材を挟むよ
   うに配置されることを特徴とするプローブ構造。