JPWO2004102207A1 - 通電試験用プローブ - Google Patents
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Abstract
Description
この種の電気的接続装置に用いられるプローブとしては、導電性金属細線から製造されたニードルタイプのもの、板状に形成されたブレードタイプのもの、電気絶縁シート(フィルム)の一方の面に形成された配線に突起電極を形成したプローブ要素を用いるプローブ要素タイプのもの等がある。
ブレードタイプのプローブには、導電性金属板から製造された単一板タイプのものと、ホトレジストの露光及びエッチングとそのエッチングされた箇所へのメッキとを1回以上行う積層タイプのもの等がある。
いずれのタイプのプローブも、配線基板のような支持部材に片持ち梁状に支持されて、針先を被検査体の電極に押圧される。針先が被検査体の電極に押圧されると、オーバードライブがプローブに作用し、プローブは弾性変形により湾曲される。
ブレードタイプのプローブの1つとして、第1の方向に間隔をおいて第2の方向へ伸びる第1及び第2のアーム部と、該第1及び第2のアーム部をそれらの先端部及び基端部においてそれぞれ連結する第1及び第2の連結部と、第1の連結部の第1の方向における一方側に続く針先部と、第2の連結部の第1の方向における他方側に続く取り付け部とを含むZ字状のものがある(特開平7−115110号公報の図1)。
ブレードタイプのプローブの他の1つとして、第1の方向に間隔をおいて第2の方向へ伸びる第1及び第2のアーム部と、該第1及び第2のアーム部をそれらの基端部において連結する連結部と、第1のアーム部の先端部の第1の方向における一方側に続く針先部と、第2のアーム部の先端部の第1の方向における他方側に続く取り付け部とを含むものがある(特開2003−57264号公報の図2)。
従来のプローブは、いずれも、取り付け部が適宜な支持部材に取り付けられて、その支持部材に片持ち梁状に支持され、その状態で針先を被検査体の電極に押圧される。これにより、オーバードライブがプローブに作用し、プローブは第1及び第2のアーム部において弾性変形により湾曲される。
しかし、これら従来のプローブは、いずれも、第1及び第2のアーム部が第1の方向に対して斜めの第2の方向へ平行に伸びているにすぎないから、オーバードライブ量を大きくして第1及び第2のアーム部を大きく弾性変形させようとすると、第1及び第2のアーム部の少なくとも一方において破断してしまう。
特に、集積回路用のマイクロプローブの場合、第1及び第2のアーム部の断面積が著しく小さいから、第1及び第2の機械的強度が弱く、したがってオーバードライブ量を大きくして、第1及び第2のアーム部を大きく弾性変形させることが難しい。
上記のようにオーバードライブ量を大きくすることができないと、被検査体の電極に対する針先の押圧力(針圧)を大きくすることができないから、被検査体の電極と針先とを良好な電気的接続状態にすることができないし、第1の方向における針先の位置を高精度に一致させなければならない。それらの結果正確な検査をすることができない。
本発明に係るプローブは、第1の方向に間隔をおいて第2の方向へ伸びる第1及び第2のアーム部と、該第1及び第2のアーム部をそれらの先端部及び基端部においてそれぞれ連結する第1及び第2の連結部と、前記第1の連結部又は前記第1のアーム部の前記第1の方向における一方側に続く針先部とを含む。前記第1及び第2のアーム部の少なくとも一方は、当該アーム部の全体、当該アーム部の前記第1の方向における一方側の縁部、及び当該アーム部の前記第1の方向における他方側の縁部の少なくとも1つを弧状とされている。
上記プローブは、第1及び第2のアーム部の基端部を連結する第2の連結部の側において支持部材に片持ち梁状に支持され、その状態で針先を被検査体の電極に押圧される。針先を電極に押圧されると、オーバードライブがプローブに作用して、第1及び第2のアーム部が弾性変形して湾曲される。
しかし、上記のプローブは、第1及び第2のアーム部の少なくとも一方が少なくとも1つの弧状部分を有するから、そのような弧状部分を有する第1又は第2のアーム部の機械的強度が大きくなる。このため、大きなオーバードライブがプローブに作用しても、第1及び第2のアーム部が折損することなく、両アーム部が弾性変形して湾曲される。
上記の結果、オーバードライブ量を大きくして、被検査体の電極に対する針先の押圧力(針圧)を大きくすることができるから、被検査体の電極と針先とを良好な電気的接続状態にすることができるし、第1の方向における針先の位置を高精度に一致させることなく、被検査体の電極と針先とを確実に接触させることができ、正確な検査をすることができる。
プローブは、さらに、前記第1及び第2のアーム部に対し前記第1の方向における他方側に位置する取り付け部と、該取り付け部から前記第1の方向における一方側に伸びて前記第2の連結部に続く延長部とを含むことができる。そのようにすれば、取り付け部において支持部材に支持させることができる。
プローブは、前記第1及び第2の方向と交差する方向を厚さ方向とする板の形状を有していてもよい。
前記取り付け部は、これの厚さ方向に貫通する穴を有することができる。そのようにすれば、貫通穴を位置決め穴として利用することができるから、支持部材へのプローブの取り付け作業が容易になる。
プローブは、さらに、前記取り付け部から前記第1の方向における他方部の側に伸びる突起を含むことができる。そのようにすれば、支持部材に突起嵌合用の穴を形成し、突起をその嵌合用穴に差し込むことにより、支持部材に対するプローブの位置決めが行われるから、支持部材へのプローブの取り付け作業がより容易になる。
前記針先部は、前記第1の連結部及び前記第1又は第2のアーム部に続く台座部と、該台座部の前記第1の方向における一方側から突出する接触部とを備えることができる。
前記接触部は、少なくとも前記台座部と異なる材料で製作されていてもよい。前記台座部は、少なくとも前記第1及び第2のアーム部及び前記第1及び第2の連結部と同じ材料で製作されていてもよい。
前記接触部は、前記第2の方向に対し0.1°から5°角度を有する先端面であって前記第2の方向における前記第1の連結部の側の箇所ほど前記第1の方向における前記第1の連結部の側となる先端面を有していてもよい。
プローブは、さらに、前記針先部の針先と異なる箇所に形成された基準部とを含むことができる。そのようにすれば、プローバー又は被検査体に対する位置合わせ時、プローブを針先側(被検査体側)からエリアセンサにより撮影し、エリアセンサの出力信号を画像処理することにより各プローブの位置をエリアセンサの撮影領域内における針先の座標位置として求めることができる。その結果、上記プローブは針先と異なる箇所に形成された基準部を備えているから、基準部はエリアセンサの出力信号を用いて周囲と容易に識別することができ、したがって基準部の座標位置も容易に決定することができる。また、基準部と針先との位置関係は不変であるから、針先の位置は基準部の位置から容易に決定することができる。
前記基準部は、これの隣の少なくとも一部の領域と異なる前記第1の方向への光反射特性を有することができる。そのようにすれば、他方向への反射光量の差を利用して、基準部を決定することができる。
プローブは、さらに、前記針先部及び前記第1のアーム部のいずれか一方から前記第2の方向へ突出する突出部を含み、該突出部は、当該突出部の軸線に対して傾斜する少なくとも1つの傾斜面部と、該傾斜面部の先端に続きかつ前記軸線に垂直の平坦面部であって前記針先より前記アーム部側に後退された平坦面部とを備え、前記基準部は前記平坦面部とされていてもよい。
前記突出部は前記針先部又は前記第1のアーム部から突出されていてもよい。前記基準部は、前記第1の方向への光反射特性が異なる周囲領域に囲まれた領域を含むことができる。
プローブは、さらに、前記針先部に形成された少なくとも1つの凹所と、該凹所と前記針先部の針先とを含む領域に形成された導電性の被膜とを含むことができる。そのようにすれば、被膜を針先部のような他の箇所より硬質の材料とすることにより、針先部の摩耗を低減することができる。また、被膜が凹所にも形成されているから、通電試験時のオーバードライブにより、針先部が被検査体の電極に押圧された状態でその電極に対し滑っても、被膜が針先部から剥がれることが防止される。
図2は、本発明に係るプローブの第2の実施例を示す図であって、(A)は正面図、(B)は右側面図である。
図3は、本発明に係るプローブの第3の実施例を示す正面図である。
図4は、本発明に係るプローブの第4の実施例を示す正面図である。
図5は、本発明に係るプローブの第5の実施例を示す正面図である。
図6は、本発明に係るプローブの第6の実施例を示す正面図である。
図7は、本発明に係るプローブの第7の実施例を示す正面図である。
図8は、接触部を台座部に取り付ける手法の一例を示す斜視図であって、(A)は取り付け前の状態を示し、(B)は取り付け後の状態を示す。
図9は、本発明に係るプローブの第8の実施例を示す図であって、(A)は正面図、(B)は右側面図である。
図10は、図9に示すプローブの製造方法を説明するための図であって、(A)及び(B)はそれぞれ第1のステップにおける縦断面図及び平面図、(C)及び(D)はそれぞれ第2のステップにおける縦断面図及び平面図、(E)及び(F)はそれぞれ第3のステップにおける縦断面図及び平面図である。
図11は、本発明に係るプローブの第9の実施例を示す斜視図である。
図12は、本発明に係るプローブの第10の実施例を示す図であって、(A)は正面図、(B)は針先部の底面図である。
図13は、本発明に係るプローブの第11の実施例を示す図であって、(A)は正面図、(B)は底面図である。
図14は、本発明に係るプローブの第12の実施例を示す図であって、(A)は針先部の正面図、(B)は端先部の底面図である。
図15は、本発明に係るプローブを用いた電気的接続装置の一実施例を示す平面図である。
図16は、図15に示す電気的接続装置の底面図である。
図17は、図15に示す電気的接続装置の補強板及びリングを縦方向に断面して示す図である。
図18は、図15に示す電気的接続装置における接続基板及び取り付け基板の一部を拡大して示す図である。
図19は、図15に示す電気的接続装置においてプローブと被検査体とを相対的に押圧した状態を示す図である。
図20は、本発明に係るプローブの第13の実施例を示す斜視図である。
図1(A)及び(B)を参照するに、プローブ10は、第1の方向(上下方向)に間隔をおいて第2の方向(左右方向)へ伸びる第1及び第2のアーム部12,14と、第1及び第2のアーム部12,14をそれらの先端部及び基端部においてそれぞれ連結する第1及び第2の連結部16,18と、第1の連結部16の第1の方向における一方側(下縁側)に続く針先部20と、第1及び第2のアーム部12,14に対し第1の方向における他方側(上縁側)に位置する取り付け部22と、取り付け部22から第1の方向における一方側に伸びて第2の連結部18に続く延長部24とを含む。
針先部20は、第1の連結部16の下縁部と第2のアーム部14の先端側の下縁部とに一体的に続く台座部26と、台座部26の下縁部から突出する接触部28とを備えている。
アーム部12,14、第1及び第2の連結部16,18、取り付け部22、延長部24及び台座部26は、ほぼ同じ厚さ寸法を有する一体的な板の形状とされており、したがってプローブ10は、全体的に平坦なブレードタイプのプローブとされている。
これに対し、接触部28は、截頭円錐形又は截頭角錐形の形状を有しており、またそのような円錐形又は角錐形の底面に対応する箇所において台座部26の下面に一体的に形成されている。
接触部28は、上下方向に垂直の仮想的な水平面に対し0.1°から5°の角度θを有する先端面を有している。この先端面は、図示の例では、被検査体の電極に押圧される針先30として作用する。
針先30は、左右方向における第1の連結部16の側(先端側)の箇所ほど上方側となる傾斜面とされている。しかし、針先30を、上下方向に垂直の面としてもよいし、半球状の面としてもよい。また、針先30を、面とする代わりに、先鋭な針先としてもよい。
第1のアーム部12は、全体的に、適宜な曲率半径R1を有して上方に突出する弧状とされている。曲率半径R1は、上下方向における両アーム12,14の間隔H、左右方向における両連結部16,18の間隔W、及び第2の連結部18から接触部28の中心までの距離(アーム部の有効長さ寸法)Lと共に、針先30を被検査体の電極に押圧したときの両者の擦り合わせ量に応じた値とすることができる。
プローブ10の素材として、ニッケル・リン合金(Ni−P)、ニッケル・タングステン合金(Ni−W)、ロジウム(Rh)、燐青銅(BeCu)、ニッケル(Ni)、パラジウム・コバルト合金(Pd−Co)、及びパラジウム・ニッケル・コバルト合金(Pd−Ni−Co)等の導電性金属材料をあげることができる。
プローブ10は、その全体を上記材料で製作されていてもよい。しかし、接触部28は、少なくとも台座部26と異なる材料で製作してもよい。この場合、台座部26は、両アーム部12,14、両連結部16,18、取り付け部22及び延長部24と同じ材料で製作されていてもよいし、異なる材料で製作されていてもよい。
プローブ10の全体を同じ材料で製作するか、又は接触部28を除く箇所を同じ材料で製作すれば、プローブ10の製造が容易になる。
プローブ10は、後に説明する図15から図19に示すように、プローブカードのような電気的接続装置80に組み立てられる。電気的接続装置80の詳細については後に説明するが、以下に簡単に説明する。
電気的接続装置80は、テスターに接続される円形の配線基板82と、配線基板82の上面に配置された円形の補強板84と、配線基板82の下面に配置されたリング86とを複数のボルト88により重ねた状態に同軸的に取り付けている。円形の接続基板90及び取り付け基板92は、リング86の内側にあって配線基板82の下側に配置されている。
配線基板82、リング86、接続基板90及び取り付け基板92は、プローブ10の支持部材すなわち支持基板として作用する。半導体ウエーハ上の集積回路のような被検査体94は、検査ステージのチャックトップ96の上に水平に配置されて、支持される。
プローブ10は、取り付け部22において取り付け基板92に片持ち梁状に支持され、その状態で針先30を被検査体94の電極に押圧される。針先30が被検査体94の電極に押圧されると、オーバードライブがプローブ10に作用して、両アーム部12,14が弾性変形して湾曲される。
しかし、プローブ10は、第1のアーム部12が全体的に弧状に湾曲されているから、弧状の第1のアーム部12の機械的強度が大きくなる。このため、大きなオーバードライブがプローブ10に作用しても、両アーム部12,14が折損することなく、画アーム部12,14が弾性変形して湾曲される。
上記の結果、オーバードライブ量を大きくして、被検査体94の電極に対する針先30の押圧力(針圧)を大きくすることができるから、被検査体94の電極と針先30とを良好な電気的接続状態にすることができる。
また、被検査体94の通電試験には、上記のような構造を有する複数のプローブ10が支持部材(特に、取り付け基板92)に取り付けられる。この場合、隣り合うプローブ10の上下方向における針先30の位置が高精度に一致していなくても、オーバードライブ量を大きくして、上下方向における針先30の位置が被検査体94の電極に近いプローブほど大きく弾性変形させることにより、被検査体94の電極と針先30とを確実に接触させることができ、正確な検査をすることができる。
図2を参照するに、取り付け部22はこれの厚さ方向に貫通する穴32を左右方向に間隔をおいた複数箇所のそれぞれに有していてもよいし、取り付け部22から上方に伸びる突起34を左右方向に間隔をおいた複数箇所のそれぞれに形成してもよい。
取り付け部22に穴32を有するプローブ10によれば、穴32を取り付け基板92に対するプローブ10の位置決め穴として利用することができるから、取り付け基板92へのプローブ10の取り付け作業が容易になる。
また、取り付け部22から上方に伸びる突起34を備えるプローブ10によれば、取り付け基板92に突起嵌合用の穴を形成し、突起34をその嵌合用穴に差し込むことにより、取り付け基板92に対するプローブ10の位置決めが行われるから、取り付け基板92へのプローブ10の取り付け作業がより容易になる。
図3に示すように、第1のアーム12を弧状に湾曲させる代わりに、第2のアーム部14を、適宜な曲率半径R2を有して上方に突出する弧状に湾曲させてもよい。そのようにすれば、第2のアーム部14の機械的強度が大きくなるから、大きなオーバードライブがプローブ10に作用しても、両アーム部12,14が折損することなく、両アーム部12,14が弾性変形して湾曲される。
図4に示すように、第1及び第2のアーム部14をそれぞれ適宜な曲率半径R1及びR2で上方に突出する弧状に湾曲させてもよいし、図5に示すように第2のアーム部14を適宜な曲率半径R2で下方に突出する弧状に湾曲させてもよく、さらに図6に示すように第1及び第2のアーム部12及び14をそれぞれ適宜な曲率半径R1及びR2を有して下方に突出する弧状に湾曲させてもよい。
図4、図5及び図6に示すいずれのプローブにおいても、第2のアーム部14の機械的強度もが大きくなるから、大きなオーバードライブがプローブ10に作用しても、両アーム部12,14がより折損することなく、両アーム部12,14がより弾性変形しやすくなる。
上記いずれの実施例においても、左右方向における台座部26の幅寸法を左右方向における第1の連結部16の幅寸法と同じにしてもよいし、図7に示すように左右方向における第1及び第2のアーム部12及び14の長さ寸法を同じにしてもよい。特に、後者によれば、第2のアーム部14がより弾性変形しやすくなるから、大きなオーバードライブをプローブ10に作用させても、両アーム部12,14がより折損することなく、両アーム部12,14がより確実に弾性変形する。
上記いずれの実施例においても、接触部28をその円錐形又は角錐形の底面に対応する箇所において台座部26の下面に一体的に形成する代わりに、図8(A)及び(B)に示すように、接触部28を少なくとも台座部26と別個に製作し、その接触部28を円錐形又は角錐形の底面に対応する箇所において台座部26の下面に半田のような導電性接着剤により接着してもよい。
図9に示すように、全体的に同じ厚さ寸法を有する台形をした板状の接触部38としてもよい。図9に示すプローブ10は、図10に示すように製作することができる。
先ず、図10(A)及び(B)に示すように、ベース板40が用意され、そのベース板40の上にホトレジスト42が塗布され、そのホトレジスト42のうち、接触部38以外のプローブ領域に対応する領域が露光及び現像処理をされて、露光及び現像処理された領域に凹所が形成され、その凹所に導電性金属材料が電鋳法を用いる電気メッキにより充填される。
次いで、図10(C)及び(D)に示すように、ホトレジスト42及び充填物44の上にホトレジスト46が塗布され、そのホトレジスト46のうち、接触部38を含む先端領域に対応する領域が露光及び現像処理をされて、露光及び現像処理された領域に凹所が形成され、その凹所に導電性金属材料が電鋳法を用いる電気メッキにより充填される。
図10(E)及び(F)に示すように、ホトレジスト46及び充填物48の上にホトレジスト50が塗布され、そのホトレジスト50のうち、接触部38以外のプローブ領域に対応する領域が露光及び現像処理をされて、露光及び現像処理された領域に凹所がホトレジスト46及び50に形成され、その凹所に導電性金属材料が電鋳法を用いる電気メッキにより充填される。
その後、全てのホトレジスト42,46及び50が除去され、充填物44,48及び52が一体となったプローブ10がベース板40から取り外される。
円錐形、角錐形の接触部28とする代わりに、図11に示すように、プローブ10の厚さ方向に長いかまぼこ状の接触部56としてもよい。接触部56は、プローブ10の厚さ方向から見て、台形の形状を有している。接触部56を備えたプローブ10も、上記したようなホトレジストの露光現像処理と電気メッキ処理とを複数回行うことにより容易に製作することができる。
通電試験用のプローブは、一般に、プローバーに配置された状態において、プローバー又は被検査体に対する位置合わせをされる。このため、プローブ10は針先30の側(被検査体の側)からエリアセンサにより撮影される。各プローブ10の位置は、エリアセンサの出力信号を画像処理することにより、エリアセンサの撮影領域内における針先30の座標位置として求められる。
それゆえに、プローブ10は、図12に示すように、針先30と異なる箇所に基準部60を有している。図12に示す基準部60は、台座部26の下面に凹所62を形成して台座部26から下方に突出する突出部64を形成し、突出部64の下端の平坦面部とされている。
突出部64は、プローブ10の厚さ方向に伸びており、また平坦面部すなわち基準部60と、突出部64の軸線に対して傾斜する左右一対の傾斜面部66とにより、台形の断面形状とされている。
基準部(平坦面部)60は、両傾斜面部66の先端に続きかつ突出部64の軸線に垂直とされており、また針先30よりアーム部14側に後退されており、さらにプローブ10の厚さ方向に伸びる帯状とされている。
プローバー又は被検査体に対する位置合わせ時、プローブ10は針先30の側(被検査体の側)からエリアセンサにより撮影される。プローブ10の位置は、エリアセンサの出力信号を画像処理することにより、エリアセンサの撮影領域内における針先の座標位置として求められる。
図12に示すプローブ10は針先30と異なる箇所に形成された基準部60を備えているから、エリアセンサの出力信号を用いて基準部60を周囲と容易に識別することができ、したがって基準部60の座標位置も容易に決定することができる。また、基準部60と針先30との位置関係は不変であるから、針先30の位置は基準部60の位置から容易に決定することができる。
基準部60は、これが平坦面部であるから、隣の少なくとも一部の領域と異なる下方への光反射特性を有する。このため、下方への反射光量の差を利用して、基準部60を容易に決定することができる。
図13を参照するに、プローブ10は、突出部64をアーム部14の右端部から下方に突出させて、突出部64の下端の平坦面部を基準部60としている。
図14を参照するに、プローブ10は、台座部26の下面に周囲領域68を形成し、周囲領域68の内側の領域を基準部70としている。基準部70は、下方への光反射特性が周囲領域68より高く、また平坦面である。周囲領域68は、光を乱反射させるような粗面とされている。
図示の例では、周囲領域68は、円形であるが、三角形、四角形、星形等、他の形状であってもよい。また、周囲領域68及び基準部70を、台座部26に形成する代わりに、アーム部14の下面に形成してもよい。
基準部60及び70を平坦面とする代わりに、先鋭な箇所としてもよい。また、基準部60及び70は、下方への光反射特性が周囲又は隣の領域66,68と異なればよく、したがって基準部60及び70は、下方への光反射特性が周囲又は隣の領域66,68よりも、大きくしてもよいし、小さくしてもよい。
図13及び図14に示すいずれのプローブ10も、図12に示すプローブと同じ作用効果を奏する。
図12,図13及び図14に示すいずれのプローブ10も、基準部60又は70がその隣の領域に対し高い又は低い光反射特性を有していればよいが、基準部60又は70とその隣の領域との光反射特性が大きく異なることが好ましい。このため、基準部60又は70を平坦面とし、その周囲を、基準部に対し傾斜する傾斜面、光乱反射面、低光反射面等としてもよい。
上記実施例では、いずれも、アーム部12又は14の全体を弧状に湾曲させているが、これの代わりに、アーム部12又は14の上下方向における一方側の縁部及びアーム部12又は14の上下方向における他方側の縁部の少なくとも1つを弧状としてもよい。
図1から図7及び図11から図14に示すいずれのプローブも、図7に示すプローブと同様に、図8に示す手法により製造することができる。
次に、上記のプローブを用いた電気的接続装置の実施例について説明する。
図15から図19を参照するに、既に述べたように、電気的接続装置80は、円形の配線基板82と、配線基板82の上面に配置された円形の補強板84と、配線基板82の下面に配置されたリング86とを複数のボルト88により重ねた状態に同軸的に取り付けている。リング86の内側には、円形の接続基板90と取り付け基板92とが配線基板82の下面に配置されている。
配線基板82は、テスターの電気回路に接続される複数のテスターランド100を上面の周縁部に有しており、また図示してはいないがテスターランドに個々に接続された複数の配線を下面又は内部に有している。
補強板84は、中央部に円形の穴102を有していると共に、その周りに三日月状の複数の穴104を有している。リング86は、取り付け基板92を内側に受けるべく下端縁から中心に向けて水平に伸びる板状の複数(図示の例では、3つ)の保持部106をリング86の軸線の周りに等角度間隔に有している。
配線基板82、補強板84及びリング86は、これらを厚さ方向に貫通する複数の位置決めピン108により、相対的位置決めをされている。
接続基板90は、これの下面に形成された複数の第1の接続ランド110を備えており、複数の接続子112を第1の接続ランド110に個々に半田付けし、接続座110を複数の配線(図示せず)により配線基板82の配線に個々に接続している。
接続基板90は、これが配線基板82に押圧された状態に、ボルトのような適宜な止め具により配線基板82に取り付けられている。配線基板82、リング86及び接続基板90は、プローブ114のための支持基板を構成している。接続基板90は、配線基板82と一体的に製作してもよい。
各接続子112は、図示の例では、図1又は図2に示すプローブであり、針先部20が下方に向くと共にアーム部12,14が左右方向へ伸びる状態に、取り付け部22において対応する第1の接続ランド110に片持ち梁状に半田付けされている。
取り付け基板92は、円板状の主体部の上端外周部に円形のフランジ部を形成しており、下面に複数のプローブ114を取り付けている。取り付け基板92は、接触子112に個々に押圧される複数の第2の接続ランド116と、プローブ114が個々に取り付けられる複数のプローブ座118と、第2の接続ランド116及びプローブ座118を一対一の関係に接続する複数の配線120とを備えている。
各プローブ114は、図示の例では、図1又は図2に示すプローブであり、針先部20が下方に向くと共にアーム部12,14が横方向へ伸びる状態に状態に取り付け部22において対応するプローブ座118に片持ち梁状に半田付けされている。
取り付け基板92は、これが保持部106に載せられて第2の接続ランド116を対応する接続子112の針先部20に押圧された状態に、ボルト124でリング86の下面に等角度間隔に取り付けられた複数(図示の例では、3つ)の位置決め板122によりリング86に組み付けられている。
各位置決め板122は、位置決めピン126によりリング86ひいては配線基板82に対し位置決められている。各位置決め板122は、取り付け基板92を接続基板90に向けて付勢するように、又はプローブ114が被検査体94に押圧されたとき弾性変形するように、ばね板とすることができる。
取り付け基板92は、複数のボルト128により位置決め板122の上面に取り付けられていると共に、位置決めピン130により各位置決め板122に対して位置決めされている。
取り付け基板92は、接触子112により保持部106に向けて付勢されており、これにより各第2の接続ランド116及び対応する接続子112の針先部20とは相対的に押圧されている。
位置決め板122はリング86の軸線の周りに等角度間隔に位置されており、これにより接続子112への第2の接続ランド116の押圧力は同じとされている。
プローブ状の接続子112を、針先部20が下方に突出する状態に第1の接続ランド110に取り付ける代わりに、針先部20が上方に突出して第1の接続ランド110に針先部20を接触する状態に、第2の接続ランド116に取り付けてもよい。
電気的接続装置80は、図19に示すように、各プローブ114の針先30を被検査体94の電極に押圧される。これにより、オーバードライブが各プローブ114に作用して、両アーム部12,14が弾性変形して湾曲される。
接続基板90と取り付け基板92との間に片持ち梁状に配置されたプローブ状の複数の接続子112は、プローブ114と被検査体94とが押圧されたときに、図19に示すように、片持ち針状のアーム部12,14において湾曲されて、プローブ114と被検査体94とが押圧されたときに接続基板90ひいては配線基板82に伝達される力の一部を吸収する。これにより、プローブ114と被検査体94とが押圧されたときに接続基板90及び配線基板82に伝達される力が低減される。
特に、接続子112及びプローブ114として、図1から図14に示すプローブのように、アーム部12,14の少なくとも一方が、当該アーム部の全体、当該アーム部の上方側の縁部、及び当該アーム部の下方側の縁部の少なくとも1つを弧状とされているプローブ10を用いれば、既に述べたように、弧状部分を有するアーム部の機械的強度が大きくなるから、大きなオーバードライブがプローブに作用しても、両アーム部が折損することなく、両アーム部が弾性変形して湾曲される。
その結果、オーバードライブ量を大きくして、被検査体94の電極に対する針先の押圧力(針圧)を大きくすることができるから、被検査体94の電極と針先とを良好な電気的接続状態にすることができるし、上下方向における針先の位置を高精度に一致させることなく、被検査体94の電極と針先とを確実に接触させることができ、正確な検査をすることができる。
図20を参照するに、プローブ10は、さらに、針先部20の台座部26に形成された凹所72と、この凹所72と針先部20の針先30とを含む領域に形成された導電性の被膜74とを含む。
凹所72は、図示の例では、台座部26を貫通する穴であるが、有底穴であってもよい。その場合、有底穴を台座部26の厚さ方向の両面、台座部26の先端面と後端面、台座部26の底面等、台座部26の複数箇所に形成してもよい。
被膜74は、前記のような領域のみならず、針先部20の全体に形成してもよいし、針先部20全体、アーム部14及び連結部16を含む領域、プローブ全体等、前記の領域と他の領域とを含む領域に形成してもよい。
被膜74を有するプローブ10によれば、被膜74を針先部20のような他の箇所より硬質の材料とすることにより、針先30の摩耗を低減することができる。また、被膜74が凹所72にも形成されているから、通電試験時のオーバードライブにより、針先30が被検査体の電極に押圧された状態でその電極に対し滑っても、被膜74が針先部20から剥がれることが防止される。
本発明は、上記実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない限り、種々変更することができる。
次に、上記のプローブを用いた電気的接続装置の実施例について説明する。
Claims (15)
- 第1の方向に間隔をおいて第2の方向へ伸びる第1及び第2のアーム部と、該第1及び第2のアーム部をそれらの先端部及び基端部においてそれぞれ連結する第1及び第2の連結部と、前記第1の連結部又は前記第1のアーム部の前記第1の方向における一方側に続く針先部とを含み、前記第1及び第2のアーム部の少なくとも一方は、当該アーム部の全体、当該アーム部の前記第1の方向における一方側の縁部、及び当該アーム部の前記第1の方向における他方側の縁部の少なくとも1つを弧状とされている、通電試験用プローブ。
- さらに、前記第1及び第2のアーム部に対し前記第1の方向における他方側に位置する取り付け部と、該取り付け部から前記第1の方向における一方側に伸びて前記第2の連結部に続く延長部とを含む、請求項1に記載のプローブ。
- 当該プローブは、前記第1及び第2の方向と交差する方向を厚さ方向とする板の形状を有している、請求項2に記載のプローブ。
- 前記取り付け部は、これの厚さ方向に貫通する穴を有する、請求項3に記載のプローブ。
- さらに、前記取り付け部から前記第1の方向における他方部の側に伸びる突起を含む、請求項2から4のいずれか1項に記載のプローブ。
- 前記針先部は、前記第1の連結部及び前記第1又は第2のアーム部に続く台座部と、該台座部の前記第1の方向における一方側から突出する接触部とを備える、請求項1から5のいずれか1項に記載のプローブ。
- 前記接触部は、少なくとも前記台座部と異なる材料で製作されている、請求項6に記載のプローブ。
- 前記台座部は、少なくとも前記第1及び第2のアーム部及び前記第1及び第2の連結部と同じ材料で製作されている、請求項7に記載のプローブ。
- 前記接触部は、前記第2の方向に対し0.1°から5°角度を有する先端面であって前記第2の方向における前記第1の連結部の側の箇所ほど前記第1の方向における前記第1の連結部の側となる先端面を有している、請求項7又は8に記載のプローブ。
- さらに、前記針先部の針先と異なる箇所に形成された基準部とを含む、請求項1から9のいずれか1項に記載のプローブ。
- 前記基準部は、これの隣の少なくとも一部の領域と異なる前記第1の方向への光反射特性を有する、請求項10に記載のプローブ。
- さらに、前記針先部及び前記第1のアーム部のいずれか一方から前記第2の方向へ突出する突出部を含み、該突出部は、当該突出部の軸線に対して傾斜する少なくとも1つの傾斜面部と、該傾斜面部の先端に続きかつ前記軸線に垂直の平坦面部であって前記針先より前記アーム部側に後退された平坦面部とを備え、前記基準部は前記平坦面部とされている、請求項10又は11に記載のプローブ。
- 前記突出部は前記針先部又は前記第1のアーム部から突出されている、請求項12に記載のプローブ。
- 前記基準部は、前記第1の方向への光反射特性が異なる周囲領域に囲まれた領域を含む、請求項10から13のいずれか1項に記載のプローブ。
- さらに、前記針先部に形成された少なくとも1つの凹所と、該凹所と前記針先部の針先とを含む領域に形成された導電性の被膜とを含む、請求項1から14のいずれか1項に記載のプローブ。
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