KR101174007B1

KR101174007B1 - 프로브 유닛

Info

Publication number: KR101174007B1
Application number: KR1020107016802A
Authority: KR
Inventors: 도시오 가자마; 고헤이 히로나카; 시게키 이시카와
Original assignee: 니혼 하츠쵸 가부시키가이샤
Priority date: 2008-02-01
Filing date: 2009-01-22
Publication date: 2012-08-16
Also published as: KR20100105749A; TW200938847A; US20110025358A1; WO2009096318A1; EP2239587A4; CN101932941B; US8344747B2; EP2239587B1; JPWO2009096318A1; TWI397692B; CN101932941A; JP5607934B2; EP2239587A1

Abstract

프로브의 세경화에 기인하는 허용전류의 저하를 억제하기 위하여, 복수의 큰 지름 프로브와, 큰 지름 프로브보다 지름이 작은 복수의 작은 지름 프로브와, 복수의 큰 지름 프로브를 개별로 유지하는 복수의 큰 구멍부, 및 큰 구멍부보다 지름이 작고, 복수의 큰 구멍부 중 어느 하나와 연통하여, 작은 지름 프로브의 끝부를 큰 지름 프로브와 접촉한 상태로 수용하는 복수의 수용 구멍부를 가지고, 서로 연통하는 큰 구멍부 및 수용 구멍부의 세트가 두께방향으로 관통하는 큰 지름 프로브 홀더와, 복수의 작은 지름 프로브를 개별로 탈락 방지한 상태에서 유지하는 복수의 작은 구멍부가 두께방향으로 관통하여 설치되고, 각 작은 구멍부가 복수의 수용 구멍부 중 어느 하나와 연통하도록 큰 지름 프로브 홀더에 적층된 작은 지름 프로브 홀더를 구비하고, 서로 연통하는 큰 구멍부 및 작은 구멍부의 길이방향의 중심축은 다르며, 복수의 작은 구멍부에는, 인접하는 2개의 작은 구멍부의 중심축간 거리가 해당 2개의 작은 구멍부에 각각 대응하는 2개의 큰 구멍부의 중심축간 거리보다 작은 것이 포함된다.

Description

프로브 유닛{PROBE UNIT}

본 발명은, 반도체 집적회로 등의 전기 특성검사에서 신호의 입출력을 행하는 도전성 프로브를 수용하는 프로브 유닛에 관한 것이다.

IC 칩 등의 반도체 집적회로의 전기 특성검사에서는, 그 반도체 집적회로가 가지는 외부 전극의 설치 패턴에 대응하여, 복수의 도전성 프로브를 소정의 위치에 수용한 프로브 유닛이 사용된다. 프로브 유닛은, 콘택트 프로브를 삽입하는 구멍부가 복수 설치된 프로브 홀더를 구비하고 있고, 이 프로브 홀더가 유지하는 도전성 프로브의 양쪽 끝부가, 반도체 집적회로 및 검사용 신호를 출력하는 회로 기판의 전극과 각각 접촉함으로써, 반도체 집적회로와 회로 기판 사이를 전기적으로 접속한다(예를 들면, 특허문헌 1을 참조).

[특허문헌 1]

일본국 특개2002-107377호 공보

그런데, 최근에는, 자동차의 제어 시스템용 반도체 등의 검사를 행하는 경우 등에 있어서, 전류값이 10～20 A 정도의 대전류를 흘리는 것이 가능한 프로브가 요구되도록 되어 있다. 이 요구에 따르기 위해서는, 프로브의 지름을 굵게 하면 된다. 그러나, 반도체 전극의 최대 지름 또는 피치가 1 mm 이하인 경우에는, 오히려 프로브의 지름을 가늘게 하지 않으면 안되어, 결과적으로 허용 전류가 작아진다는 문제가 있었다. 또, 4단자 측정과 같이 하나의 단자에 2개의 프로브가 필요한 검사의 경우에도 가는 지름의 프로브가 필요하여, 허용 전류를 작게 하지 않을 수 없었다.

본 발명은, 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 프로브의 세경화(細徑化)에 기인하는 허용 전류의 저하를 억제하는 것이 가능한 프로브 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 관한 프로브 유닛은, 각각이 도전성 재료를 사용하여 형성되고, 길이방향을 따라 신축 자유로운 복수의 큰 지름 프로브와, 각각이 도전성 재료를 사용하여 형성되고, 상기 큰 지름 프로브의 지름보다 작은 지름을 가지며, 첨예단을 가지는 선단부 및 기초단부를 가지는 복수의 작은 지름 프로브와, 상기 복수의 큰 지름 프로브를 개별로 탈락 방지한 상태에서 유지하는 복수의 큰 구멍부와, 상기 큰 구멍부보다 지름이 작고, 상기 복수의 큰 구멍부의 어느 하나와 연통하여, 상기 작은 지름 프로브의 끝부를 상기 큰 지름 프로브의 선단의 평면과 접촉한 상태로 수용하는 복수의 수용 구멍부를 가지고, 서로 연통하는 상기 큰 구멍부 및 상기 수용 구멍부의 세트가 두께 방향으로 관통하는 큰 지름 프로브 홀더와, 상기 복수의 작은 지름 프로브를 개별로 탈락 방지한 상태에서 유지하는 복수의 작은 구멍부가 두께 방향으로 관통하여 설치되고, 각 작은 구멍부가 상기 복수의 수용 구멍부의 어느 하나와 연통하도록 상기 큰 지름 프로브 홀더에 적층된 작은 지름 프로브 홀더를 구비하고, 상기 큰 구멍부의 중심축과 상기 수용 구멍부의 중심축과의 거리는 상기 큰 지름 프로부의 선단의 평면의 반경보다 작게 설정되고, 서로 연통하는 상기 큰 구멍부 및 상기 작은 구멍부의 길이 방향의 중심축은 다르며, 상기 작은 지름 프로부는 상기 큰 지름 프로브에 대하여 오프셋한 위치에 배치되고, 상기 작은 지름 프로브의 끝부가 상기 수용 구멍부에 삽입되어 상기 큰 지름 프로브의 선단의 평면과 접촉하며, 상기 복수의 작은 구멍부에는, 인접하는 2개의 작은 구멍부의 중심축간 거리가 해당 2개의 작은 구멍부에 각각 대응하는 2개의 큰 구멍부의 중심축간 거리보다 작은 것이 포함되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관한 프로브 유닛은, 상기 발명에서, 상기 큰 지름 프로브는, 실질적으로 바늘 형상을 이루는 제 1 플런저와, 선단이 상기 제 1 플런저의 선단과 상반되는 방향을 지향하고, 상기 작은 지름 프로브와 접촉하는 제 2 플런저와, 길이 방향의 한쪽 끝부가 상기 제 1 플런저에 설치됨과 동시에 다른쪽 끝부가 상기 제 2 플런저에 설치되고, 당해 길이방향을 따라 신축 자유로운 탄성부재를 가지는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관한 프로브 유닛은, 상기 발명에서, 상기 제 2 플런저의 선단은, 상기 큰 지름 프로브의 길이 방향과 실질적으로 직교하는 평면을 이루는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관한 프로브 유닛은, 상기 발명에서, 상기 큰 지름 프로브 홀더는, 상기 제 1 플런저의 선단부를 표출시켜 유지하는 제 1 기판과, 상기 제 1 기판에 적층됨과 동시에 상기 작은 지름 프로브 홀더에 적층되어, 상기 작은 지름 프로브 홀더가 유지하는 상기 작은 지름 프로브의 끝부를 수용하는 제 2 기판을 가지는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관한 프로브 유닛은, 상기 발명에서, 상기 큰 지름 프로브는 포고핀인 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관한 프로브 유닛은, 상기 발명에서, 상기 작은 지름 프로브와 접촉하는 상기 포고핀의 선단은, 상기 큰 지름 프로브의 길이 방향과 실질적으로 직교하는 평면을 이루는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관한 프로브 유닛은, 상기 발명에서, 상기 큰 지름 프로브 홀더는, 상기 작은 지름 프로브와 접촉하지 않는 상기 포고핀의 선단을 표출시켜 유지하는 제 1 기판과, 상기 제 1 기판에 적층됨과 동시에 상기 작은 지름 프로브 홀더에 적층되어, 상기 작은 지름 프로브 홀더가 유지하는 상기 작은 지름 프로브의 끝부를 수용하는 제 2 기판을 가지는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관한 프로브 유닛은, 상기 발명에서, 상기 작은 지름 프로브 홀더는, 상기 작은 지름 프로브의 어느 한쪽의 끝부를 각각 표출시켜 유지하는 2개의 기판이 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관한 프로브 유닛은, 상기 발명에서, 상기 큰 지름 프로브 홀더 및 상기 작은 지름 프로브 홀더는, 적어도 상기 큰 지름 프로브 및/또는 상기 작은 지름 프로브와 접촉하는 부분이 절연성을 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 프로브 유닛에 의하면, 큰 지름 프로브와 작은 지름 프로브를 서로의 축선을 어긋나게 한 상태로 조합시킴으로써 1세트의 프로브를 구성하고 있기 때문에, 검사대상의 피치의 협소화에 대응시키는 경우에도, 프로브의 양쪽의 끝부를 세경화하지 않아도 된다. 따라서, 프로브의 세경화에 기인하는 허용 전류의 저하를 억제하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 프로브 유닛의 주요부의 구성을 나타내는 도,
도 2는 큰 구멍부와 작은 구멍부의 위치관계를 모식적으로 나타내는 도,
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 관한 프로브 유닛의 조립의 개요를 나타내는 도,
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 관한 프로브 유닛의 전체 구성을 모식적으로 나타내는 사시도,
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 관한 프로브 유닛의 검사 시의 상태를 나타내는 도,
도 6은 본 발명의 다른 실시형태에 관한 프로브 유닛의 구성을 나타내는 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태(이후,「실시형태」라고 한다)를 설명한다. 또한, 도면은 모식적인 것으로, 각 부분의 두께와 폭의 관계, 각각의 부분의 두께의 비율 등은 현실의 것과는 다른 경우도 있는 것에 유의해야 하며, 도면 상호간에서도 서로의 치수의 관계나 비율이 다른 부분이 포함되는 경우가 있는 것은 물론이다.

도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 관한 프로브 유닛의 주요부의 구성을 나타내는 부분 단면도이다. 상기 도면에 나타내는 프로브 유닛(1)은, 검사대상인 반도체 집적회로의 전기 특성검사를 행할 때에 사용하는 장치로서, 반도체 집적회로와 반도체 집적회로로 검사용 신호를 출력하는 회로 기판과의 사이를 전기적으로 접속하는 장치이다. 프로브 유닛(1)은, 각각의 한쪽 끝이 회로 기판에 설치된 전극과 접촉하는 복수의 큰 지름 프로브(2)와, 각각의 한쪽 끝이 큰 지름 프로브(2)와 접촉함과 동시에 다른쪽 끝이 반도체 집적회로의 전극과 접촉하고, 큰 지름 프로브(2)의 지름보다도 작은 지름을 가지는 복수의 작은 지름 프로브(3)와, 복수의 큰 지름 프로브(2)를 탈락 방지한 상태에서 유지하는 큰 지름 프로브 홀더(4)와, 큰 지름 프로브 홀더(4)에 착탈 자유롭게 적층되어, 복수의 작은 지름 프로브(3)를 탈락 방지한 상태에서 유지하는 작은 지름 프로브 홀더(5)를 구비한다.

큰 지름 프로브(2)는 도전성 재료를 사용하여 형성되고, 실질적으로 바늘형상을 이루는 제 1 플런저(21)와, 한쪽 끝이 제 1 플런저(21)에 설치되고, 길이 방향으로 신축 자유로운 탄성부재인 스프링부재(22)와, 스프링부재(22)의 다른쪽 끝을 설치함과 동시에 선단이 제 1 플런저(21)의 선단과 상반되는 방향을 지향하는 제 2 플런저(23)를 가진다. 도 1에 나타내는 상태에서, 제 1 플런저(21), 스프링부재(22) 및 제 2 플런저(23)는, 길이 방향의 중심축이 일치하고 있다.

제 1 플런저(21)는, 첨예단을 가지는 선단부(21a)와, 선단부(21a)의 지름보다 큰 지름을 가지는 플랜지부(21b)와, 플랜지부(21b)를 거쳐 선단부(21a)와 반대방향으로 돌출하여, 플랜지부(21b)의 지름보다 작고 또한 스프링부재(22)의 내경보다 약간 큰 지름을 가지는 원주형상을 이루고, 스프링부재(22)의 끝부가 압입되는 보스부(21c)와, 보스부(21c)의 지름보다 작고, 또한 스프링부재(22)의 내경보다 작은 지름을 가지는 원주형상을 이루는 기초단부(21d)를 구비한다.

스프링부재(22)는, 제 1 플런저(21)의 보스부(21c)에 끝부가 압입되는 성긴 감김부(22a)와, 스프링부재(22)를 구성하는 선재(線材)가 성긴 감김부(22a)보다 밀착된 상태로 권회되고, 그 끝부가 제 2 플런저(23)에 압입되는 밀착 감김부(22b)를 가진다. 성긴 감김부(22a)와 밀착 감김부(22b)는 연결되어 있으며, 서로의 지름은 같다.

제 2 플런저(23)는, 원주형상을 이루는 선단부(23a)와, 선단부(23a)의 지름보다 작고 또한 스프링부재(22)의 내경보다 약간 큰 지름을 가지는 원주형상을 이루고, 밀착 감김부(22b)의 끝부가 압입되는 보스부(23b)와, 보스부(23b)보다 지름이 작고 또한 스프링부재(22)의 내경보다 작은 지름을 가지는 기초단부(23c)를 구비한다. 선단부(23a)의 외경은 스프링부재(22)의 외경보다 약간 크다. 또한, 기초단부(23c)의 길이는, 큰 지름 프로브(2)가 최대 스트로크하여도 제 1 플런저(21)와 접촉하지 않는 범위이면 임의로 설정하는 것이 가능하다. 예를 들면, 기초단부(23c)의 길이 방향의 길이를 도 1에 나타내는 길이보다 길게 하여도 된다. 도 1에서 제 2 플런저(23)의 상면을 이루는 선단부(23a)의 선단면은, 큰 지름 프로브(2)의 길이 방향과 직교하는 평면이고, 이 평면에는 작은 지름 프로브(3)가 접촉한다.

작은 지름 프로브(3)는, 각각이 첨예단을 가지는 선단부(31) 및 기초단부(32)와, 선단부(31)와 기초단부(32)의 사이에 설치되고, 선단부(31)나 기초단부(32)보다 지름이 큰 플랜지부(33)를 가진다. 선단부(31)의 지름과 기초단부(32)의 지름은 실질적으로 같고, 그것들의 지름은 큰 지름 프로브(2)의 외경보다 작다． 기초단부(32)의 선단은, 상기한 바와 같이 큰 지름 프로브(2)의 제 2 플런저(23)의 선단부(23a)와 접촉하고 있다. 작은 지름 프로브(3)는, 그 중심축이 큰 지름 프로브(2)의 중심축과 평행이며 또한 다르도록 큰 지름 프로브(2)에 대하여 오프셋한 위치에 배치되어 있다.

큰 지름 프로브 홀더(4)는, 수지, 머시너블 세라믹, 실리콘 등의 절연성 재료를 사용하여 각각 형성된 제 1 기판(41)과 제 2 기판(42)이 두께 방향(도 1의 상하방향)으로 적층되어 이루어진다. 큰 지름 프로브 홀더(4)는, 복수의 큰 지름 프로브(2)를 개별로 유지하는 복수의 큰 구멍부(4a)와, 큰 구멍부(4a)보다 지름이 작고, 복수의 큰 구멍부(4a) 중 어느 하나와 연통하여, 작은 지름 프로브(3)의 기초단부(32)를 큰 지름 프로브(2)와 접촉한 상태로 수용하는 복수의 수용 구멍부(4b)를 가진다. 서로 연통하는 큰 구멍부(4a) 및 수용 구멍부(4b)의 세트는, 큰 지름 프로브 홀더(4)를 두께 방향으로 관통한다. 또, 서로 연통하는 큰 구멍부(4a) 및 수용 구멍부(4b)의 길이 방향의 중심축은 평행이며 또한 다르다. 큰 구멍부(4a) 의 중심축과 수용 구멍부(4b)의 중심축과의 거리(d)는, 선단부(23a)의 선단면을 이루는 원의 반경보다 작게 설정된다. 이와 같이 거리(d)를 설정함으로써, 서로 연통하는 큰 구멍부(4a) 및 수용 구멍부(4b)에 각각 삽입되는 큰 지름 프로브(2) 및 작은 지름 프로브(3)를 확실하게 접촉시킬 수 있다.

제 1 기판(41)에는, 큰 구멍부(4a)의 일부를 이루는 제 1 구멍부(41a)가 복수 설치되어 있다. 제 1 구멍부(41a)는, 제 1 플런저(21)의 선단부(21a)를 삽입 가능한 원통형상의 작은 지름 구멍(411a)과, 작은 지름 구멍(411a)보다 지름이 크고, 또한 작은 지름 구멍(411a)과 동축을 이루는 원통형상의 큰 지름 구멍(412a)을 가진다. 작은 지름 구멍(411a)의 지름은, 제 1 플런저(21)의 플랜지부(21b)의 지름보다 작다. 작은 지름 구멍(411a)은, 제 1 플런저(21)의 선단부(21a)를 표출시킨 상태로 제 1 플런저(21)를 탈락 방지하고 있다. 또, 큰 지름 구멍(412a)의 최대 지름은 큰 지름 프로브(2)의 최대 지름보다 크다.

제 2 기판(42)에는, 복수의 수용 구멍부(4b)와, 큰 구멍부(4a)의 일부를 이루고, 대응하는 수용 구멍부(4b)와 연통하여 제 2 기판(42)을 두께 방향으로 관통하는 복수의 제 2 구멍부(42a)가 설치되어 있다. 제 2 구멍부(42a)의 지름은 큰 지름 구멍(412a)의 지름과 같다. 복수의 제 2 구멍부(42a)의 각각은, 수용 구멍부(4b)에 연통하는 끝부와 다른 끝부에서 복수의 큰 지름 구멍(412a) 중 어느 하나와 동축적으로 연통하고 있다.

작은 지름 프로브 홀더(5)는, 큰 지름 프로브 홀더(4)와 동일한 절연성 재료를 사용하여 각각 형성되는 제 3 기판(51) 및 제 4 기판(52)이 두께 방향(도 1의 상하방향)으로 적층되어 이루어진다. 작은 지름 프로브 홀더(5)에는, 복수의 작은 지름 프로브(3)를 개별로 탈락 방지한 상태에서 유지하고, 두께 방향으로 관통하는 복수의 작은 구멍부(5a)가 설치되어 있다. 작은 지름 프로브 홀더(5)는, 복수의 작은 구멍부(5a)의 각각이, 복수의 수용 구멍부(4b) 중 어느 하나와 동축적으로 연통하도록 큰 지름 프로브 홀더(4)에 적층되어 있다.

제 3 기판(51)에는, 작은 구멍부(5a)의 일부를 이루는 제 3 구멍부(51a)가 복수 설치되어 있다. 제 3 구멍부(51a)는, 작은 지름 프로브(3)의 선단부(31)를 삽입 가능한 원형 단면을 가지는 원통형상의 작은 지름 구멍(511a)과, 작은 지름 구멍(511a)보다 지름이 크고, 또한 작은 지름 구멍(511a)과 동축을 이루는 원통형상의 큰 지름 구멍(512a)을 가진다. 작은 지름 구멍(511a)의 지름은 작은 지름 프로브(3)의 플랜지부(33)의 지름보다 작다. 또, 큰 지름 구멍(512a)의 지름은, 작은 지름 프로브(3)의 플랜지부(33)를 수용 가능한 크기로서 플랜지부(33)와 동일한 정도의 크기를 가지고 있다. 제 3 기판(51)은, 작은 지름 프로브(3)의 선단부(31)를 표출시킨 상태로 작은 지름 프로브(3)를 탈락 방지하고 있다.

제 4 기판(52)에는, 대응하는 제 3 구멍부(51a)와 연통하여 작은 구멍부(5a)를 구성하는 제 4 구멍부(52a)가 복수 설치되어 있다. 제 4 구멍부(52a)는, 작은 지름 프로브(3)의 기초단부(32)를 삽입 가능한 원통형상의 작은 지름 구멍(521a)과, 작은 지름 구멍(521a)보다 지름이 크고, 또한 작은 지름 구멍(521a)과 동축을 이루는 원통형상의 큰 지름 구멍(522a)을 가진다. 작은 지름 구멍(521a)은 수용 구멍부(4b)와 연통하고 있다. 작은 지름 구멍(521a)의 지름은 수용 구멍부(4b)의 지름과 같다. 또, 큰 지름 구멍(522a)의 지름은 큰 지름 구멍(512a)의 지름과 같다. 복수의 큰 지름 구멍(522a)의 각각은, 복수의 큰 지름 구멍(512a) 중 어느 하나와 동축적으로 연통하고 있다. 제 4 기판(52)은, 작은 지름 프로브(3)의 기초단부(32)를 표출시킨 상태로 작은 지름 프로브(3)를 탈락 방지하고 있다.

큰 구멍부(4a), 수용 구멍부(4b) 및 작은 구멍부(5a)는, 드릴가공, 에칭, 펀칭 성형을 행하거나, 또는 레이저, 전자빔, 이온빔, 와이어 방전 등을 사용한 가공을 행함으로써 형성된다.

또한, 큰 지름 프로브 홀더(4) 및 작은 지름 프로브 홀더(5)는, 도전성 재료로 이루어지는 기판의 표면[큰 구멍부(4a), 수용 구멍부(4b) 및 작은 구멍부(5a)의 측면에 대응하는 부분도 포함한다]을 절연성 재료에 의해 피복한 구성으로 하는 것도 가능하다.

도 2는, 큰 구멍부(4a)와 작은 구멍부(5a)의 위치관계를 모식적으로 나타내는 도면이며, 더욱 구체적으로는 큰 지름 구멍(412a)과 작은 지름 구멍(511a)의 위치관계를 나타내는 도면이다. 큰 지름 구멍(412a)의 중심축간 거리(H)는, 작은 지름 구멍(511a)의 중심축간 거리(h)보다 크다. 또, 연통하는 큰 구멍부(4a)와 작은 구멍부(5a)에서, 큰 지름 구멍(412a)의 중심축과 작은 지름 구멍(511a)의 중심축의 거리는, 큰 구멍부(4a)의 중심축과 수용 구멍부(4b)의 중심축의 거리(d)와 같다. 이와 같이 큰 구멍부(4a)와 작은 구멍부(5a)의 위치관계를 설정함으로써, 검사대상과 접촉하는 작은 지름 프로브(3)측의 피치를 큰 지름 프로브(2)측의 피치보다 협소화할 수 있다.

도 3은, 프로브 유닛(1)의 조립의 개요를 나타내는 도면이다. 프로브 유닛(1)을 조립할 때에는, 큰 지름 프로브 홀더(4)의 제 2 기판(42)과 작은 지름 프로브 홀더(5)의 제 4 기판(52)이 대향하도록 하여 2개의 프로브 홀더를 조합시킨 후, 나사 등을 사용하여 체결한다. 또한, 큰 지름 프로브 홀더(4) 및 작은 지름 프로브 홀더(5)에 위치 결정용 개구부를 각각 설치하여 두고, 큰 지름 프로브 홀더(4)의 개구부와 이 개구부에 대응하는 작은 지름 프로브 홀더(5)의 개구부에 위치 결정 핀을 삽입함으로써 양자의 위치 결정을 행하도록 하면, 프로브 유닛(1)의 조립을 한층 더 용이하고 또한 신속하게 행할 수 있다.

도 4는, 프로브 유닛(1)의 전체 구성과, 프로브 유닛(1)을 사용한 반도체 집적회로의 전기 특성검사의 개요를 나타내는 사시도이다. 프로브 유닛(1)에는, 검사 시에 반도체 집적회로(100)의 위치 어긋남이 생기는 것을 억제하는 홀더부재(6)가, 큰 지름 프로브 홀더(4) 및 작은 지름 프로브 홀더(5)의 바깥 둘레에 설치되어 있다. 홀더부재(6)의 바닥면측에는, 검사용 신호를 출력하는 회로를 구비한 회로 기판(200)이 설치된다.

도 5는, 반도체 집적회로(100)의 검사 시에 있어서의 프로브 유닛(1)의 주요부의 구성을 나타내는 부분 단면도이다. 도 5에 나타내는 상태에서, 큰 지름 프로브(2)는 회로 기판(200)의 전극(201)과 접촉함으로써 도면에서 상향의 힘을 받는다. 한편, 작은 지름 프로브(3)는, 반도체 집적회로(100)의 전극(101)과 접촉함으로써 도면에서 하향의 힘을 받는다. 따라서, 큰 지름 프로브(2)의 스프링부재(22)는, 작은 지름 프로브(3)가 반도체 집적회로(100)의 전극(101)과 접촉하고 있지 않은 상태보다 길이 방향을 따라 줄어들어 있다.

반도체 집적회로(100)의 검사 시에 생기는 검사용 신호는, 회로 기판(200)의 전극(201)을 거쳐 큰 지름 프로브(2)의 제 1 플런저(21), 밀착 감김부(22b), 제 2플런저(23)를 경유한 후, 작은 지름 프로브(3)를 경유하여 반도체 집적회로(100)의 전극(101)에 도달한다. 이와 같이, 큰 지름 프로브(2)에서는, 제 1 플런저(21)와 제 2 플런저(23)가 밀착 감김부(22b)를 거쳐 도통하기 때문에, 전기신호의 도통 경로를 최소로 할 수 있다. 따라서, 검사 시에 성긴 감김부(22a)로 신호가 흐르는 것을 방지하여, 인덕턴스 및 저항의 저감 및 안정화를 도모할 수 있다.

프로브 유닛(1)이 검사를 반복하여 행하면, 작은 지름 프로브(3)는 검사 때마다 전극(101)과의 접촉, 이간을 반복하기 때문에, 장기에 걸치는 사용에 의해 선단부(31)가 마모되거나 작은 지름 프로브(3)가 파손되는 경우가 있다. 이와 같은 경우, 본 실시형태에서는, 작은 지름 프로브 홀더(5)를 큰 지름 프로브 홀더(4)로부터 분리할 수 있기 때문에, 작은 지름 프로브(3)만을 간단하게 교환할 수 있다.

이상 설명한 본 발명의 일 실시형태에 의하면, 큰 지름 프로브와 작은 지름 프로브를 서로의 축선을 어긋나게 한 상태로 조합시킴으로써 1세트의 프로브를 구성하고 있기 때문에, 검사대상의 피치의 협소화에 대응시키는 경우에도, 프로브의 양쪽 끝부를 세경화하지 않아도 된다. 따라서, 프로브의 세경화에 기인하는 허용 전류의 저하를 억제하는 것이 가능해진다.

또, 본 실시형태에 의하면, 경시 열화가 심하고, 접촉 저항값의 증가의 최대요인인 작은 지름 프로브를 큰 지름 프로브와는 독립으로 교환할 수 있기 때문에, 메인티넌스를 간단하게 행하는 것이 가능해진다. 아울러, 작은 지름 프로브만을 교환하기 때문에, 큰 지름 프로브 홀더측은 특별히 문제가 없으면 그대로 사용을 계속할 수 있다. 따라서, 큰 지름 프로브를 절약할 수 있어, 경제적이다.

또, 본 실시형태에 의하면, 큰 지름 프로브의 제 2 플런저와 작은 지름 프로브를 따로 가공하기 위하여, 큰 지름 프로브와 작은 지름 프로브를 오프셋하여 일체 성형하는 것보다 가공이 용이하다.

큰 지름 프로브와 작은 지름 프로브를 오프셋하여 일체 성형한 경우에는, 프로브가 축 대칭인 형상을 이루고 있지 않다. 이 때문에, 일체 성형한 프로브를 프로브 홀더에 수용할 때에는, 작은 지름 프로브에 대응하는 부분을 삽입하는 구멍부의 위치에 유의하여 위치 결정을 행하지 않으면 안되어, 프로브의 수용에 수고가 많이 든다는 문제가 있었다. 이것에 대하여, 본 실시형태에서는, 큰 지름 프로브와 작은 지름 프로브를 분리하여, 각 프로브가 축대칭인 형상을 이루도록 하였기 때문에, 각 프로브의 프로브 홀더에 대한 수용을 용이하게 행할 수 있다.

지금까지, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태를 설명하여 왔으나, 본 발명은 상기한 일 실시형태에 의해서만 한정되어야 하는 것은 아니다. 도 6은, 본 발명의 다른 실시형태에 관한 프로브 유닛의 주요부의 구성을 나타내는 부분 단면도이다. 상기 도면에 나타내는 프로브 유닛(7)은, 큰 지름 프로브의 구성을 제외하고 상기한 프로브 유닛(1)과 동일한 구성을 가지고 있다. 프로브 유닛(7)이 가지는 큰 지름 프로브(8)는 포고핀이고, 제 1 플런저(81)와, 제 2 플런저(82)와, 제 1 플런저(81) 및 제 2 플런저(82)의 사이에 개재하는 스프링부재(도시 생략)의 바깥 둘레를 피복하는 파이프부재(83)를 가진다. 제 2 플런저(82)의 선단은, 큰 지름 프로브(8)의 길이 방향과 직교하는 평면을 이룬다. 이와 같은 구성을 가지는 프로브 유닛(7)에 의하면, 상기 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

이상의 설명으로부터 분명한 바와 같이, 본 발명은, 여기서는 기재하고 있지 않은 여러가지 실시형태 등을 포함할 수 있는 것으로, 특허청구범위에 의해 특정되는 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위 내에서 여러가지 설계변경 등을 실시하는 것이 가능하다.

이상과 같이, 본 발명에 관한 프로브 유닛은, IC 칩 등의 반도체 집적회로의 전기 특성검사에 유용하다.

1,7 : 프로브 유닛 2, 8 : 큰 지름 프로브
3 : 작은 지름 프로브 4 : 큰 지름 프로브 홀더
4a : 큰 구멍부 4b : 수용 구멍부
5 : 작은 지름 프로브 홀더 5a : 작은 구멍부
6 : 홀더부재 21, 81 : 제 1 플런저
21a, 23a, 31 : 선단부 21b, 33 : 플랜지부
21c, 23b : 보스부 21d, 23c, 32 : 기초단부
22 : 스프링부재 22a : 성긴 감김부
22b : 밀착 감김부 23, 82 : 제 2 플런저
41 : 제 1 기판 41a : 제 1 구멍부
42 : 제 2 기판 42a : 제 2 구멍부
51 : 제 3 기판 51a : 제 3 구멍부
52 : 제 4 기판 52a : 제 4 구멍부
83 : 파이프부재 100 : 반도체 집적회로
101, 201 : 전극 200 : 회로 기판
411a, 511a, 521a : 작은 지름 구멍
412a, 512a, 522a : 큰 지름 구멍

Claims

각각이 도전성 재료를 사용하여 형성되고, 길이방향을 따라 신축 자유로운 복수의 큰 지름 프로브와,
각각이 도전성 재료를 사용하여 형성되고, 상기 큰 지름 프로브의 지름보다 작은 지름을 가지며, 첨예단을 가지는 선단부 및 기초단부를 가지는 복수의 작은 지름 프로브와,
상기 복수의 큰 지름 프로브를 개별로 탈락 방지한 상태에서 유지하는 복수의 큰 구멍부와, 상기 큰 구멍부보다 지름이 작고, 상기 복수의 큰 구멍부의 어느 하나와 연통하여, 상기 작은 지름 프로브의 끝부를 상기 큰 지름 프로브의 선단의 평면과 접촉한 상태로 수용하는 복수의 수용 구멍부를 가지고, 서로 연통하는 상기 큰 구멍부 및 상기 수용 구멍부의 세트가 두께 방향으로 관통하는 큰 지름 프로브 홀더와,
상기 복수의 작은 지름 프로브를 개별로 탈락 방지한 상태에서 유지하는 복수의 작은 구멍부가 두께 방향으로 관통하여 설치되고, 각 작은 구멍부가 상기 복수의 수용 구멍부의 어느 하나와 연통하도록 상기 큰 지름 프로브 홀더에 적층된 작은 지름 프로브 홀더를 구비하고,
상기 큰 구멍부의 중심축과 상기 수용 구멍부의 중심축과의 거리는 상기 큰 지름 프로부의 선단의 평면의 반경보다 작게 설정되고,
서로 연통하는 상기 큰 구멍부 및 상기 작은 구멍부의 길이 방향의 중심축은 다르며, 상기 작은 지름 프로부는 상기 큰 지름 프로브에 대하여 오프셋한 위치에 배치되고, 상기 작은 지름 프로브의 끝부가 상기 수용 구멍부에 삽입되어 상기 큰 지름 프로브의 선단의 평면과 접촉하며,
상기 복수의 작은 구멍부에는, 인접하는 2개의 작은 구멍부의 중심축간 거리가 해당 2개의 작은 구멍부에 각각 대응하는 2개의 큰 구멍부의 중심축간 거리보다 작은 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 프로브 유닛.
제 1항에 있어서,
상기 큰 지름 프로브는,
바늘 형상을 이루는 제 1 플런저와,
선단이 상기 제 1 플런저의 선단과 상반되는 방향을 지향하고, 상기 작은 지름 프로브와 접촉하는 제 2 플런저와,
길이 방향의 한쪽 끝부가 상기 제 1 플런저에 설치됨과 동시에 다른쪽 끝부가 상기 제 2 플런저에 설치되고, 당해 길이방향을 따라 신축 자유로운 탄성부재를 가지는 것을 특징으로 하는 프로브 유닛.
제 2항에 있어서,
상기 제 2 플런저의 선단은, 상기 큰 지름 프로브의 길이 방향과 직교하는 평면을 이루는 것을 특징으로 하는 프로브 유닛.
제 2항 또는 제 3항에 있어서,
상기 큰 지름 프로브 홀더는,
상기 제 1 플런저의 선단부를 표출시켜 유지하는 제 1 기판과,
상기 제 1 기판에 적층됨과 동시에 상기 작은 지름 프로브 홀더에 적층되어, 상기 작은 지름 프로브 홀더가 유지하는 상기 작은 지름 프로브의 끝부를 수용하는 제 2 기판을 가지는 것을 특징으로 하는 프로브 유닛.
제 1항에 있어서,
상기 큰 지름 프로브는 포고핀인 것을 특징으로 하는 프로브 유닛.
제 5항에 있어서,
상기 작은 지름 프로브와 접촉하는 상기 포고핀의 선단은, 상기 큰 지름 프로브의 길이 방향과 직교하는 평면을 이루는 것을 특징으로 하는 프로브 유닛.
제 5항 또는 제 6항에 있어서,
상기 큰 지름 프로브 홀더는,
상기 작은 지름 프로브와 접촉하지 않는 상기 포고핀의 선단을 표출시켜 유지하는 제 1 기판과,
상기 제 1 기판에 적층됨과 동시에 상기 작은 지름 프로브 홀더에 적층되어, 상기 작은 지름 프로브 홀더가 유지하는 상기 작은 지름 프로브의 끝부를 수용하는 제 2 기판을 가지는 것을 특징으로 하는 프로브 유닛.
제 1항에 있어서,
상기 작은 지름 프로브 홀더는,
상기 작은 지름 프로브의 어느 한쪽의 끝부를 각각 표출시켜 유지하는 2개의 기판이 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 프로브 유닛.
제 1항에 있어서,
상기 큰 지름 프로브 홀더 및 상기 작은 지름 프로브 홀더는, 적어도 상기 큰 지름 프로브 또는 상기 작은 지름 프로브와 접촉하는 부분이 절연성을 가지는 것을 특징으로 하는 프로브 유닛.