TWI717915B - 探針單元 - Google Patents

Abstract

一種調整接觸探針整體特性阻抗的探針單元，具備：複數個第1接觸探針，與接觸對象的電極分別接觸；第2接觸探針，與基準電位連接；信號用管，設置在第1接觸探針周圍；基準電位構件，在其與信號用管之間形成空氣層；探針保持具，具有板狀第1及第2構件，保持第1及第2接觸探針、信號用管及基準電位構件各一端部；第1配線部，至少設置於第1構件表面且與第2接觸探針電連接；第2配線部，至少設置於第2構件表面且與第2接觸探針電連接；第1導電單元，將第1配線部表面與背面電連接；以及第2導電單元，將第2配線部表面與背面電連接。

Description

探針單元

本發明關於一種探針單元，係用於收納對規定電路結構進行信號輸入輸出的接觸探針。

以往，在進行半導體積體電路或液晶面板等的檢測對象的導通狀態檢測或動作特性檢測時，使用具有接觸探針和探針保持具的探針單元，其中，接觸探針用於實現檢測對象與輸出檢測用信號的信號處理裝置之間的電連接，且探針保持具用於收納複數個該接觸探針。

通常，在輸入輸出高頻率的電信號時，會發生被稱為插入損耗（Insertion Loss）的信號損耗。就探針單元而言，為使其高精度高速動作，對於所使用的頻域，減小該插入損耗尤為重要。例如，專利文獻1中公開了一種在接觸探針周圍設置空氣層進行特性阻抗匹配的技術。

[先前技術文獻] [專利文獻] 專利文獻1：日本特開2012-98219號公報。

(發明所欲解決之課題)

然而，在專利文獻1所公開的技術中，雖然能夠調整接觸探針中央部分的阻抗，卻不能調整前端部分和基端部分的特性阻抗。

本發明是鑑於上述問題而完成的，其目的在於提供一種能夠調整接觸探針的特性阻抗的探針單元。 (用以解決課題之手段)

為解決上述問題而達到目的，本發明的探針單元具備：複數個第1接觸探針，係在長度方向的一端部側與接觸對象的電極分別接觸；第2接觸探針，係與外部基準電位連接；信號用管，係設置在前述第1接觸探針周圍；基準電位構件，係設置在前述信號用管周圍，且與前述信號用管之間形成空氣層；探針保持具，係具有板狀第1構件及板狀第2構件，前述第1構件保持前述第1接觸探針及前述第2接觸探針、前述信號用管以及前述基準電位構件的各一端部，且前述第2構件保持前述第1接觸探針及前述第2接觸探針、前述信號用管以及前述基準電位構件的各另一端部；第1配線部，係至少設置於前述第1構件的表面，且與前述第2接觸探針電連接；第2配線部，係至少設置於前述第2構件的表面，且與前述第2接觸探針電連接；第1導電單元，係將前述第1配線部與前述基準電位構件電連接；以及第2導電單元，係將前述第2配線部與前述基準電位構件電連接。

此外，本發明的探針單元，在上述發明中，還具備：填充構件，係填充前述第1構件及前述第2構件之間。

此外，本發明的探針單元，在上述發明中，還具備：第2基準電位構件，係設置在前述第2接觸探針周圍。

此外，本發明的探針單元，在上述發明中，前述第1導電單元及前述第2導電單元是通孔。

此外，本發明的探針單元，在上述發明中，前述第1導電單元是將複數個前述通孔配置成圍繞前述第1接觸探針的一端部的圓環狀而構成的，前述第2導電單元是將複數個前述通孔配置成圍繞前述第1接觸探針的另一端部的圓環狀而構成的。

此外，本發明的探針單元，在上述發明中，前述通孔呈一部分的內徑不同的孔狀。

此外，本發明的探針單元，在上述發明中，還具備：第1導電部，係設置於前述第1構件，且與前述第1接觸探針的一端部以及前述信號用管的一端部電連接；以及第2導電部，係設置於前述第2構件，且與前述第1接觸探針的另一端部以及前述信號用管的另一端部電連接。

此外，本發明的探針單元，在上述發明中，還具備：電介質，係呈中空圓柱狀，且設置於前述空氣層中。

此外，本發明的探針單元，在上述發明中，前述電介質在前述空氣層中，設置在前述第1接觸探針的一端部和/或另一端部。

此外，本發明的探針單元，在上述發明中，前述信號用管的一端部和/或另一端部呈與前述第1接觸探針的一端部和/或另一端部接觸的帶台階形狀。

此外，本發明的探針單元，在上述發明中，前述基準電位構件係筒狀的基準電位用管。

此外，本發明的探針單元，在上述發明中，前述基準電位用管、以及前述第1導電單元和/或前述第2導電單元是一體形成的，且其一端部和/或另一端部呈與前述第1配線部和/或前述第2配線部接觸的帶台階形狀。

此外，本發明的探針單元，在上述發明中，前述基準電位用管中形成有複數個貫通孔。

此外，本發明的探針單元，在上述發明中，將直徑彼此不同的複數個前述基準電位用管設置成同心圓狀。 (發明之功效)

根據本發明，達到能夠調整接觸探針整體的特性阻抗的效果。

以下，參照附圖對用於實施本發明的形態進行詳細說明。此外，本發明不限於下述實施形態。此外，以下說明參照的各圖僅僅是以能夠理解本發明內容的程度概要性示出形狀、大小以及位置關係，因此本發明並非僅限於各圖例示的形狀、大小以及位置關係。

實施形態 圖1係表示本發明一實施形態的探針單元的主要部分的結構之局部剖面圖。圖1所示探針單元1是在對作為檢測對象物的半導體積體電路100進行電特性檢測時使用的裝置，是將半導體集體電路（下述的半導體積體電路100）和向半導體積體電路輸出檢測用信號的電路基板（下述的電路基板200）之間電連接的裝置。

探針單元1在長度方向的兩端與作為彼此不同的兩個被接觸體的半導體積體電路100和電路基板200接觸，且具有：導電性的信號用接觸探針2（以下簡稱為“信號用探針2”），用於導通檢測用的信號；探針保持具3，用於按照規定圖案（pattern）收納並保持信號用探針2和下述的基準電位用接觸探針4；以及基準電位用接觸探針4（以下簡稱為“基準電位用探針4”），用於與外部的基準電位電極連接。此外，探針單元1中可以具備保持構件，係設置在探針保持具3周圍，用於檢測時抑制半導體積體電路100產生位置偏移。

信號用探針2是用導電性材料製成的，且具備：第1柱塞21，係在對半導體積體電路100進行檢測時，與該半導體積體電路100的被輸入檢測信號的電極接觸；第2柱塞22，係與具備檢測電路的電路基板200的輸出檢測信號的電極接觸；以及彈簧構件23，係設置在第1柱塞21與第2柱塞22之間，並以伸縮自如的方式連接第1柱塞21和第2柱塞22。構成信號用探針2的第1柱塞21和第2柱塞22、彈簧構件23以及信號用管24具有同一軸線。信號用探針2在與半導體積體電路100接觸時，藉由彈簧構件23在軸線方向上伸縮來減輕對半導體積體電路100的連接用電極的衝擊，同時對半導體積體電路100和電路基板200施加負荷。此外，下文中，對於信號用探針2，將與半導體積體電路100的電極接觸的一側作為前端側，且將相對於半導體積體電路100側在軸線方向上相反的一側作為基端側。此外，在柱塞單體上規定前端側和基端側時，對於與半導體積體電路100接觸的柱塞，將半導體積體電路100側作為前端側，且將相對於半導體積體電路100側在軸線方向上相反的一側作為基端側。此外，對於與電路基板200接觸的柱塞，將電路基板200側作為前端側，且將相對於電路基板200側在軸線方向上相反的一側作為基端側。

第1柱塞21藉由彈簧構件23的伸縮作用而能夠在軸線方向上移動，由彈簧構件23的彈力向半導體積體電路100方向施力，與半導體積體電路100的電極接觸。此外，第2柱塞22藉由彈簧構件23的伸縮作用而能夠在軸線方向上移動，由彈簧構件23的彈力向電路基板200方向施力，與電路基板200的電極接觸。

彈簧構件23的第1柱塞21側是緊密卷繞部23a，而其第2柱塞22側是稀疏卷繞部23b。緊密卷繞部23a的端部與第1柱塞21連接。而稀疏卷繞部23b的端部與第2柱塞22連接。此外，第1柱塞21及第2柱塞22與彈簧構件23藉由彈簧的卷繞力而嵌合和/或藉由焊接而接合。

此外，信號用探針2中設置有：信號用管24，係收納第1柱塞21及第2柱塞22的一部分、以及彈簧構件23；以及基準電位用管51，係圍繞信號用管24。信號用管24和基準電位用管51是分別使用銅、銀或以此兩者為主要成分的合金、或者鍍層等導電性材料而製成的。信號用管24和基準電位用管51構成同軸結構，其各中心軸與信號用探針2的中心軸一致。

信號用管24與基準電位用管51之間形成有空氣層S_air 。藉由調整該空氣層S_air 的體積，來調整信號用探針2的特性阻抗。較佳地，改變信號用管24的外周的直徑（外徑）和基準電位用管51的內周的直徑（內徑）來調整空氣層S_air 的體積。

基準電位用探針4具有與信號用探針2相同的結構。具體而言，基準電位用探針4是用導電性材料製成的，且具備：第1柱塞41，係在對半導體積體電路100進行檢測時，與該半導體積體電路100的基準電位用的電極接觸；第2柱塞42，係與電路基板200的基準電位用的電極接觸；以及彈簧構件43，係設置在第1柱塞41與第2柱塞42之間，並以伸縮自如的方式連接第1柱塞41和第2柱塞42。構成基準電位用探針4的第1柱塞41和第2柱塞42、以及彈簧構件43具有同一軸線。

彈簧構件43其第1柱塞41側是緊密卷繞部43a，而其第2柱塞42側是稀疏卷繞部43b。緊密卷繞部43a的端部與第1柱塞41連接。而稀疏卷繞部43b的端部與第2柱塞42連接。此外，第1柱塞41及第2柱塞42與彈簧構件43藉由彈簧的卷繞力而嵌合和/或藉由焊接而接合。

此外，基準電位用探針4中設置有基準電位用管44，係收納第1柱塞41及第2柱塞42的一部分、以及彈簧構件43。基準電位用管44是用導電性材料製成的。基準電位用管44構成同軸結構，其各中心軸與基準電位用探針4的中心軸一致。

在本實施形態中，確定各構件的配設位置、空氣層S_air 的體積等，以使將信號用探針2和基準電位用探針4視為一條傳輸路徑時的特性阻抗達到預設值（例如50Ω）。

探針保持具3是用樹脂、可加工陶瓷（Machinable Ceramic）、矽等絕緣性材料製成的，由圖1中位於上側的第1構件31和位於下側的第2構件32構成。第1構件31與第2構件32藉由螺釘60固定。具體而言，使第1構件31和第2構件32中分別形成的凹部的底部彼此抵接，並藉由螺釘60將該抵接部分固定。

第1構件31和第2構件32中形成有中空部33及中空部34，係形成收納複數個信號用探針2和基準電位用探針4的空間。由中空部33及中空部34形成的空間中例如配置有探針保持具3所保持的所有的信號用探針2和基準電位用探針4。

第1構件31中形成有：保持孔33a，係與中空部33相連，插通並保持信號用探針2的前端側；以及保持孔33b，係與中空部33相連，插通並保持基準電位用探針4的前端側。

第2構件32中形成有：保持孔34a，係與中空部34相連，插通並保持信號用探針2的基端側；以及保持孔34b，係與中空部34相連，插通並保持基準電位用探針4的基端側。

保持孔33a及保持孔34a形成為彼此的軸線一致。此外，保持孔33b及保持孔34b形成為彼此的軸線一致。 保持孔33a及保持孔33b以及保持孔34a及保持孔34b的形成位置是根據半導體積體電路100的檢測信號用的配線圖案而確定的。

保持孔33a及保持孔33b以及保持孔34a及保持孔34b均呈沿貫通方向直徑不同的帶台階的孔狀。也即是說，各保持孔由在探針保持具3的端面具有開口的小徑部、以及直徑比該小徑部大的大徑部構成。各保持孔的形狀是根據所收納的信號用探針2或基準電位用探針4的結構而確定的。 第1柱塞21藉由其凸緣抵接於保持孔33a的小徑部與大徑部之間的交界壁面，從而具有防止信號用探針2從探針保持具3脫落的功能。此外，第2柱塞22藉由其凸緣抵接於保持孔34a的小徑部與大徑部之間的交界壁面，從而具有防止信號用探針2從探針保持具3脫落的功能。 第1柱塞41藉由其凸緣抵接於保持孔33b的小徑部與大徑部之間的交界壁面，從而具有防止基準電位用探針4從探針保持具3脫落的功能。此外，第2柱塞42藉由其凸緣抵接於保持孔34b的小徑部與大徑部之間的交界壁面，從而具有防止基準電位用探針4從探針保持具3脫落的功能。

第1構件31中形成有第1配線部35，係將基準電位用探針4與基準電位用管51電連接。第1配線部35用導電性材料製成。第1配線部35形成第1構件31外表面的一部分。第1配線部35形成於第1構件31的表面、背面以及保持孔33b的內周面，各自電連接。具體而言，在基準電位用探針4附近，第1配線部35的表面與背面藉由保持孔33b的內周面而電連接。此外，在信號用探針2附近，第1配線部35的表面與背面藉由通孔331而電連接。這裡所說的通孔是指例如內壁形成有導電性皮膜的貫通孔。 這裡所說的表面是指第1構件31與第2構件32相向一側的相反側的面。此外，背面是表面的相反側的面，這裡是與第2構件32相向一側的面。此外，第1配線部35可以僅形成於表面，也可以僅形成於表面以及保持孔33b的內周面。在僅於表面形成第1配線部35時，第1配線部35可以形成為其端面的位置與第1構件31的表面對齊，也可以形成為其端面的位置從第1構件31的表面延伸出，亦即形成為覆蓋保持孔33b的一部分。

基準電位用探針4藉由第1柱塞41或基準電位用管44與形成於保持孔33b中的第1配線部35接觸，從而與第1配線部35電連接。

基準電位用管51藉由通孔331、或者與形成於第1構件31背面的第1配線部35接觸，從而與第1配線部35電連接。

此外，第1構件31中形成有第1導電部36，係形成於保持孔33a的內周面，且與信號用探針2電連接。第1導電部36是與第1配線部35分別設置的。信號用探針2藉由第1柱塞21和信號用管24與第1導電部36接觸，從而與第1導電部36電連接。此外，只要能夠與第1導電部36電連接，也可以是第1柱塞21和信號用管24其中之一與第1導電部36接觸。

第2構件32中形成有第2配線部37，係將基準電位用探針4與基準電位用管51電連接。第2配線部37是用導電性材料製成的。第2配線部37形成第2構件32外表面的一部分。第2配線部37形成於第2構件32的表面、背面以及保持孔34b的內周面，各自電連接。具體而言，第2配線部37在基準電位用探針4附近，第2配線部37的表面與背面之間藉由保持孔34b的內周面而電連接。此外，在信號用探針2附近，第2配線部37的表面與背面之間藉由通孔341而電連接。 這裡所說的表面是指第2構件32與第1構件31相向一側的相反側的面。此外，背面是表面的相反側的面，這裡是與第1構件31相向一側的面。此外，第2配線部37可以僅形成於表面以及保持孔34b的內周面。

基準電位用探針4藉由第2柱塞42或基準電位用管44與形成於保持孔34b中的第2配線部37接觸，從而與第2配線部37電連接。 基準電位用管51藉由通孔341、或者與形成於第2構件32背面的第2配線部37接觸，從而與第2配線部37電連接。

此外，第2構件32中形成有第2導電部38，係形成於保持孔34a的內周面，且與信號用探針2電連接。第2導電部38是與第2配線部37分別設置的。信號用探針2藉由第2柱塞22和信號用管24與第2導電部38接觸，從而與第2導電部38電連接。只要能夠與第2導電部38電連接，也可以是第2柱塞22和信號用管24其中之一與第2導電部38接觸。

通孔331及通孔341形成圓柱狀中空空間，且在信號用探針2周圍形成有一個或複數個。例如，以信號用探針2的配設位置為中心，等間隔設置有八個通孔331及通孔341。通孔331及通孔341相當於導電單元。

圖2係表示探針單元1在檢測半導體積體電路100時的狀態之圖。在檢測時，信號用探針2的第1柱塞21與半導體積體電路100的檢測信號用的電極101接觸，且第2柱塞22與電路基板200的檢測信號用的電極201接觸。另一方面，基準電位用探針4的第1柱塞41與半導體積體電路100的基準電位用的電極102接觸，且第2柱塞42與電路基板200的基準電位用的電極202接觸。在檢測半導體積體電路100時，由於來自半導體積體電路100的接觸負荷，彈簧構件23及彈簧構件43成為沿長度方向被壓縮的狀態。

此時，第1柱塞21與第1導電部36和/或信號用管24接觸。而第2柱塞22與第2導電部38和/或信號用管24接觸。 此外，第1柱塞41與第1配線部35和/或基準電位用管44接觸。而第2柱塞42與第2配線部37和/或基準電位用管44接觸。

檢測時從電路基板200供給到半導體積體電路100的檢測用信號例如從電路基板200的電極201，經由信號用探針2的第2柱塞22、第2導電部38、信號用管24（或緊密卷繞部23a）、第1導電部36、第1柱塞21而到達半導體積體電路100的電極101。如此，在信號用探針2，由於第1柱塞21與第2柱塞22藉由信號用管24（或緊密卷繞部23a)而導通，所以能夠使電信號的導通路徑最小化。因此，能夠防止檢測時信號流到稀疏卷繞部23b，並減小電阻和電感。

此時，經由第2柱塞22、第2導電部38、信號用管24、第1導電部36、第1柱塞21的路徑係與經由彈簧構件23的路徑相比接近直線狀的路徑。導通高頻信號時，其路徑越接近直線狀則特性越佳。為此，選擇經由信號用管24的路徑，能夠改善信號的導通特性。此外，為了使路徑趨近於直線狀，較佳地，第1柱塞21與電極101同軸地接觸。

眾所周知，一般而言，在處理交流信號的電子電路中，在阻抗不同的配線彼此連接的部位，與不同阻抗間之比相應的量的信號進行反射，信號的傳播受到妨礙。這一事實對於所使用的半導體積體電路100與信號用探針2之間的關係而言也同樣，在半導體積體電路100的特性阻抗與信號用探針2的特性阻抗具有極為不同的值時，會發生電信號損耗，且電信號的波形也會失真。

此外，由於特性阻抗的不同而在連接部位產生的信號反射的比率，隨著半導體積體電路100的高速化、亦即高頻化而增大。因此，在製作與以高頻驅動的半導體積體電路100對應的探針單元1時，高精度進行阻抗調整、亦即使信號用探針2的特性阻抗的值與半導體積體電路100的特性阻抗的值一致，這一點尤其重要。

然而，從進行阻抗匹配的觀點來看，改變信號用探針2的形狀等並不容易。這是因為，對於信號用探針2，由於本來就有其外徑被抑制在1mm以下並且具有由第1柱塞21、第2柱塞22以及彈簧構件23構成的複雜形狀等限制，所以從設計以及製造的觀點來看，要改變成適於阻抗匹配的形狀是非常困難的。

因此，在本實施形態中，並非改變信號用探針2的結構，而是採用藉由在第1柱塞21、第2柱塞22以及彈簧構件23周圍配置信號用管24、基準電位用管51來調整特性阻抗的值的結構。藉由採用該結構，能夠對信號用探針2的構造使用以往的構造。

進一步地，在本實施形態中，能夠藉由由複數個通孔331及通孔341圍繞信號用探針2的端部，來調整信號用探針2的前端部以及基端部的特性阻抗的值。具體而言，能夠藉由調整通孔的配設數量、通孔的配置（與信號用探針2的距離），來調整特性阻抗的值。

在上述實施形態中，在信號用探針2周圍配置信號用管24和通孔331及通孔341，且藉由第1配線部35、第2配線部37、基準電位用探針4與外部的基準電位連接。由此，在本實施形態中，藉由通孔331及通孔341，能夠在與外部的基準電位連接的同時調整信號用探針2的前端部和基端部的特性阻抗。根據本實施形態，能夠調整包含信號用探針2的端部在內的整體的特性阻抗。此外，根據本實施形態，能夠藉由調整通孔的位置，來調整相對於信號用探針2的、與軸線方向正交的方向的基準電位位置。

此外，在上述實施形態中，可以代替通孔331及通孔341採用圓柱狀導電構件，也可以採用筒狀導電構件。各導電構件與第1配線部35、第2配線部37分別電連接。此時，導電構件相當於導電單元。 此外，信號用管24、基準電位用管44及基準電位用管51可以是各自均沒有接縫的一體結構，也可以是將薄板捲成圓狀的結構，還可以是有連接複數個構件的接縫的結構。

變形例1 圖3係表示本發明一實施形態的變形例1的探針單元的主要部分的結構之局部剖面圖。變形例1的探針單元1A具有探針保持具3A，以代替上述探針保持具3。其他的結構是與探針單元1相同的結構，因此省略說明。探針保持具3A中，第1構件31和第2構件32藉由螺釘61和支柱70固定。

如本變形例1般，在藉由螺釘61和支柱70將第1構件31和第2構件32固定時，也能夠藉由通孔331及通孔341與外部基準電位連接，並且調整信號用探針2的前端部和基端部的特性阻抗。根據本變形例1，能夠調整包含信號用探針2的端部在內的整體的特性阻抗。

變形例2 圖4係表示本發明一實施形態的變形例2的探針單元的主要部分的結構之局部剖面圖。變形例2的探針單元1B具備探針保持具3B，以代替上述探針單元1的探針保持具3。其他的結構是與探針單元1相同的結構，因此省略說明。

探針保持具3B中，由第1構件31和第2構件32、基準電位用管51以及基準電位用管44形成的內部空間被填充構件39填充。作為填充構件39的材料，例如可以係工程塑料（MDS等），但並非限定於此。此外，填充構件39可以是單層，也可以是由多層構成。此外，填充構件39在實施形態以及變形例1的結構中也可以應用於第1構件31與第2構件32之間的填充。

如本變形例2般，在第1構件31和第2構件32形成的空間中填充了填充構件39時，也能夠藉由通孔331及通孔341與外部基準電位連接，並且調整信號用探針2的前端部和基端部的特性阻抗。根據本變形例2，能夠調整包含信號用探針2的端部在內的整體的特性阻抗。

變形例3 圖5係表示本發明一實施形態的變形例3的探針單元的主要部分的結構之局部剖面圖。變形例3的探針單元具備信號用管25，以代替上述探針單元1的信號用探針2的信號用管24。此外，變形例3成為不具有探針單元1中的第2導電部38的結構。也即是說，在變形例3中，信號用管25承擔上述的信號用管24和第2導電部38的功能。其他的結構是與探針單元1相同的結構，因此省略說明。

信號用管25是由導電性材料製成的，且其第2柱塞22側的端部呈與保持孔34a對應的帶台階形狀。信號用管25的台階部與第2柱塞22的凸緣抵接。由此，第2柱塞22從信號用管25脫落得以防止。此外，檢測時，藉由信號用管25與第2柱塞22接觸，所以信號用管25與第2柱塞22之間的電導通得以確保。

根據本變形例3，能夠獲得上述實施形態的效果，並且由於使信號用管25的端部具有帶台階形狀來防止第2柱塞22脫落，所以無需設置上述第2導電部38就能夠確保信號用管25與第2柱塞22之間的電導通。在本變形例3中，不同於上述實施形態般的基於信號用管24與第2導電部38接觸的電連接，能夠實現一體的電導通，因此能夠進一步可靠地確保電導通。

此外，在上述變形例3中設為第2柱塞22側呈帶台階形狀的結構進行了說明，但變形例3的結構也可以應用於第1柱塞21側，也可以使第1柱塞21側和第2柱塞22側雙方都採用變形例3的結構。

變形例4 圖6係表示本發明一實施形態的變形例4的探針單元的主要部分的結構之局部剖面圖。變形例4的探針單元具備信號用管25，以代替上述探針單元1的信號用探針2的信號用管24，且具有基準電位用管52，以代替基準電位用管51。此外，變形例4成為探針單元1中，在信號用探針2附近，第2配線部37的表面與背面連接，不具有通孔341和第2導電部38的結構。也即是說，在變形例4中，基準電位用管52承擔上述的基準電位用管51和通孔341的功能。其他的結構是與探針單元1相同的結構，因此省略說明。此外，信號用管25與上述的變形例3相同。

基準電位用管52是用導電性材料製成的，且其第2構件32側的端部呈帶台階形狀。基準電位用管52的台階部插入第2構件32中。基準電位用管52的第2柱塞22側的端部可以構成為部分地延伸出，也可以構成為整周全都延伸出。插入第2構件32中的基準電位用管52與第2配線部37電連接。

根據本變形例4，由於使基準電位用管52的端部具有帶台階形狀並插入第2構件32中，所以無需設置上述的通孔341就能夠調整第2柱塞22的前端部的特性阻抗。

此外，在變形例4中，也可以在基準電位用管52的插入第2構件32的一側間斷地設置突起，並插入上述通孔341中。此時，也可以代替通孔341而設置貫通孔，並將上述突起插入該貫通孔中。

此外，在上述變形例4中設為第2柱塞22側呈帶台階形狀的結構進行了說明，但變形例4的結構也可以應用於第1柱塞21側，也可以使第1柱塞21側和第2柱塞22側雙方都採用變形例4的結構。

變形例5 圖7係表示本發明一實施形態的變形例5的探針單元的主要部分的結構之局部剖面圖。變形例5的探針單元是在上述的探針單元1的信號用探針2的信號用管24與基準電位用管51之間設置了電介質80及電介質81的結構。其他的結構是與探針單元1相同的結構，因此省略說明。

在圖7中，在信號用管24與基準電位用管51之間、且第1柱塞21側的端部之間，設置有電介質80。此外，在信號用管24與基準電位用管51之間、且第2柱塞22側的端部之間，設置有電介質81。電介質80及電介質81均呈中空圓柱狀。 電介質80具有第1構件31的介電係數與空氣的介電係數之間的介電係數。此外，電介質81具有第2構件32的介電係數與空氣的介電係數之間的介電係數。電介質80及電介質81例如是用絕緣性材料製成的。

例如，在第2構件32為陶瓷製時，介電係數為1的空氣與介電係數為6的陶瓷之間介電係數存在差異，因此在交界附近反射增大從而電特性變差。為此，如本變形例5般，藉由配置電介質80及電介質81，使第2構件32與信號用管24及基準電位用管51之間的介電係數緩慢變化。此外，電介質80及電介質81可以是單層，也可以是由多層構成。此外，電介質80及電介質81也可以除設置在端部以外還設置在軸向中央附近，也可以在整個中空空間全長都設置。此時，能夠調整阻抗、確定管的徑向位置、提高組件的強度。

變形例6 圖8係表示本發明一實施形態的變形例6的作為探針單元的主要部分的結構的、基準電位用管的結構之立體圖。在本變形例6中，具備基準電位用管51A，以代替上述的探針單元1的基準電位用管51。本變形例6除改變了基準電位用管之外，與探針單元1的結構相同。以下，對不同於上述結構的基準電位用管51A進行說明。

基準電位用管51A是使用銅、銀或以此兩者為主要成分的合金、或者鍍層等導電性材料而製成的。基準電位用管51A中形成有複數個貫通孔511，係在與該基準電位用管51A的長度軸正交的徑向上貫通。貫通孔511是沿基準電位用管51A的長度軸方向延伸的孔。複數個貫通孔511沿周向排列。

變形例7 圖9係表示本發明一實施形態的變形例7的作為探針單元的主要部分的結構的、基準電位用管的結構之立體圖。在本變形例7中，具備基準電位用管51B，以代替上述的探針單元1的基準電位用管51。本變形例7除改變了基準電位用管之外，與探針單元1的結構相同。以下，對不同於上述結構的基準電位用管51B進行說明。

基準電位用管51B是使用銅、銀或以此兩者為主要成分的合金、或者鍍層等導電性材料而製成的。基準電位用管51B中形成有複數個貫通孔512，係在與該基準電位用管51B的長度軸正交的徑向上貫通。複數個貫通孔512沿基準電位用管51B的長度軸方向以及周向排列。規律地配設有貫通孔512的基準電位用管51B呈網狀。

變形例8 圖10是說明本發明一實施形態的變形例8的探針單元中包含信號用管的柱塞和基準電位用管的配置之圖。圖10對應於從信號用探針2的長度方向觀察的結構。在本變形例8中，探針單元1中具備複數個形成有上述貫通孔的基準電位用管。在本變形例8中，以具備直徑不同的兩個基準電位用管51A的結構為例進行說明。本變形例8除將基準電位用管51改變為兩個基準電位用管51A之外，與探針單元1的結構相同。此外，貫通孔511的大小可以適當調整。

兩個基準電位用管51A以信號用探針2的長度軸N為中心配置成同心圓狀（以下，稱為外周側基準電位用管、內周側基準電位用管）。此時，在與長度軸N正交的徑向上配置有外周側基準電位用管和內周側基準電位用管其中之一。也即是說，外周側基準電位用管和內周側基準電位用管在信號用探針2的徑向上配置成互補彼此的孔。也即是說，從信號用探針2在徑向上觀察時，成為由外周側基準電位用管和內周側基準電位用管其中之一包圍的狀態。

在上述變形例6至8中，在各導電性管中形成了複數個貫通孔511及貫通孔512時，基準電位用管51A及基準電位用管51B中能量也很少流出到外部。因此，貫通孔511及貫通孔512的形成對能量損失的影響小。

對於如上述變形例6至8般在基準電位用管中設置貫通孔的結構，能夠藉由改變貫通孔的形狀、大小、配置來改變特性阻抗，因此即使不改變信號用探針2或信號用管24也能夠調整特性阻抗，並且能夠提高特性阻抗調整的自由度。

例如，在使信號用探針2的間距縮窄時，減小信號用探針2的直徑存在限制，因此阻抗降低而信號反射增大，電特性變差。然而，藉由設置如上述變形例6至8般的貫通孔511及貫通孔512，能夠減弱基準電位接合從而提高阻抗。由此，在使信號用探針2的間距縮窄時，也能夠抑制電特性變差。

變形例9 圖11係表示本發明一實施形態的變形例9的探針單元的主要部分的結構之剖面圖。在本變形例9中，探針單元1中形成有通孔332，以代替上述通孔331。本變形例9除改變了通孔的形狀之外，與探針單元1的結構相同。以下，對不同於上述結構的通孔332進行說明。

通孔332是形成呈帶台階形狀的中空空間的孔。通孔332的內壁上形成有導電性皮膜，與第1配線部35相連。具體而言，通孔332具有：第1孔部332a，係形成第1構件31的表面側（層疊在第2構件32上的一側的相反側）的開口；以及第2孔部332b，係與第1孔部332a相連，形成第1構件31的背面側的開口。第2孔部332b具有比第1孔部332a的內徑小的內徑。 關於第1孔部332a與第2孔部332b之間形成台階部的位置，例如經過該位置並且在與通孔332的軸線正交的方向的延長線P₁ 上，檢測時第1柱塞21的凸緣位於此處。此時，根據第1柱塞21的行程來增加第1構件31的板厚。 此外，第1孔部332a與第2孔部332b的內徑的大小關係反之亦然。

在本變形例9中，配置呈帶台階形狀的通孔332，且使通孔332藉由第1配線部35與外部的基準電位連接。在採用本變形例9的通孔332時，也能夠在與外部的基準電位連接的同時調整信號用探針2的前端部和基端部的特性阻抗。根據本變形例9，能夠調整包含信號用探針2的端部在內的整體的特性阻抗。

變形例10 圖12係表示本發明一實施形態的變形例10的探針單元的主要部分的結構之剖面圖。在本變形例10中，探針單元1中形成有通孔333，以代替上述通孔331。本變形例10除改變了通孔的形狀之外，與探針單元1的結構相同。以下，對不同於上述結構的通孔333進行說明。

通孔333是形成呈三段帶台階形狀的中空空間的孔，與第1配線部35相連。具體而言，通孔333具有：第1孔部333a，係形成第1構件31上側的開口；第2孔部333b，係與第1孔部333a相連，形成第1構件31下側的開口；以及第3孔部333c，係位於第1孔部333a與第2孔部333b之間。第3孔部333c具有比第1孔部333a的內徑小且比第2孔部333b的內徑大的內徑。此外，第1孔部333a至第3孔部333c的內徑的大小關係也可以不同於此。例如，第3孔部333c也可以具有比第1孔部333a和第2孔部333b的內徑大的內徑，第3孔部333c還可以具有比第1孔部333a和第2孔部333b的內徑小的內徑。

在本變形例10中，配置呈帶台階形狀的通孔333，且使通孔333藉由第1配線部35與外部的基準電位連接。在採用本變形例10的通孔333時，也能夠在與外部的基準電位連接的同時調整信號用探針2的前端部和基端部的特性阻抗。根據本變形例10，能夠調整包含信號用探針2的端部在內的整體的特性阻抗。

變形例11 圖13係表示本發明一實施形態的變形例11的探針單元的主要部分的結構之剖面圖。在本變形例11中，探針單元1中形成有通孔334，以代替上述通孔331。本變形例11除改變了通孔的形狀之外，與探針單元1的結構相同。以下，對不同於上述結構的通孔334進行說明。

通孔334是形成呈從一端到另一端內徑縮小的形狀的中空空間的孔。通孔334的內壁上形成有導電性皮膜，與第1配線部35相連。具體而言，通孔334具有：第1孔部334a，係形成第1構件31上側的開口；第2孔部334b，係與第1孔部334a相連，形成第1構件31下側的開口；以及第3孔部334c，係位於第1孔部334a與第2孔部334b之間。第2孔部334b的內徑比第1孔部334a的內徑小。第3孔部334c與第1孔部334a和第2孔部334b相連，具有從第1孔部334a到第2孔部334b連續地縮小的內徑。此外，第1孔部334a與第2孔部334b的內徑的大小關係反之亦然。

在本變形例11中，配置一部分連續地縮徑的通孔334，且使通孔334藉由第1配線部35與外部的基準電位連接。在採用本變形例11的通孔334時，也能夠在與外部的基準電位連接的同時調整信號用探針2的前端部和基端部的特性阻抗。根據本變形例11，能夠調整包含信號用探針2的端部在內的整體的特性阻抗。

以上說明的實施形態以及變形例1至本變形例11可以適當進行組合。此外，對於每個接觸探針，其結構也可以從實施形態以及變形例1至11的結構之中分別選擇採用。

此外，這裡說明的接觸探針的結構僅是一個示例，以往已知的各種探針均可以應用。例如，不限於由如上所述的柱塞和螺旋彈簧構成的結構，也可以是具備管構件的探針、彈簧針（Pogo Pin）、實心的導電性構件、導電性管、或者將線材彎成弧形而獲得荷重的線針（Wire Probe）、電接點彼此連接的連接端子（Connector，連接器），還可以對這些探針適當進行組合。 此外，不限於信號用的，例如也可以對供電用的探針應用由信號用探針2、信號用管24和基準電位用管51構成的結構。

如上所述，關於本發明的探針單元適於調整接觸探針整體的特性阻抗。

1:探針單元 1A:探針單元 1B:探針單元 100:半導體積體電路 101:電極 102:電極 2:信號用探針 21:第1柱塞 22:第2柱塞 23:彈簧構件 23a:緊密捲繞部 23b:稀疏捲繞部 24:信號用管 25:信號用管 200:電路基板 201:電極 202:電極 3:探針保持具 3A:探針保持具 3B:探針保持具 31:第1構件 32:第2構件 33:中空部 33a:保持孔 33b:保持孔 331:通孔 332:通孔 332a:第1孔部 332b:第2孔部 333:通孔 333a:第1孔部 333b:第2孔部 333c:第3孔部 334:通孔 334a:第1孔部 334b:第2孔部 334c:第3孔部 34:中空部 34a:保持孔 34b:保持孔 341:通孔 35:第1配線部 36:第1導電部 37:第2配線部 38:第2導電部 39:填充構件 4:基準電位用探針 41:第1柱塞 42:第2柱塞 43:彈簧構件 43a:緊密卷繞部 43b:稀疏卷繞部 44:基準電位用管 51:基準電位用管 51A:基準電位用管 51B:基準電位用管 511:貫通孔 512:貫通孔 52:基準電位用管 60:螺釘 61:螺釘 70:支柱 80:電介質 81:電介質 S_air:空氣層 N:長度軸 P₁:延長線

圖1係表示本發明一實施形態的探針單元的主要部分的結構之局部剖面圖。 圖2係表示在檢測使用本發明一實施形態的探針保持具的半導體積體電路時的狀態之圖。 圖3係表示本發明一實施形態的變形例1的探針單元的主要部分的結構之局部剖面圖。 圖4係表示本發明一實施形態的變形例2的探針單元的主要部分的結構之局部剖面圖。 圖5係表示本發明一實施形態的變形例3的探針單元的主要部分的結構之局部剖面圖。 圖6係表示本發明一實施形態的變形例4的探針單元的主要部分的結構之局部剖面圖。 圖7係表示本發明一實施形態的變形例5的探針單元的主要部分的結構之局部剖面圖。 圖8係表示本發明一實施形態的變形例6的探針單元的主要部分的結構之立體圖。 圖9係表示本發明一實施形態的變形例7的探針單元的主要部分的結構之立體圖。 圖10係說明本發明一實施形態的變形例8的探針單元中包含信號用管的柱塞和基準電位用管的配置之圖。 圖11係表示本發明一實施形態的變形例9的探針單元的主要部分的結構之剖面圖。 圖12係表示本發明一實施形態的變形例10的探針單元的主要部分的結構之剖面圖。 圖13係表示本發明一實施形態的變形例11的探針單元的主要部分的結構之剖面圖。

國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無

國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

1:探針單元

2:信號用探針

21:第1柱塞

22:第2柱塞

23:彈簧構件

23a:緊密捲繞部

23b:稀疏捲繞部

24:信號用管

3:探針保持具

31:第1構件

32:第2構件

33:中空部

33a:保持孔

33b:保持孔

331:通孔

34:中空部

34a:保持孔

34b:保持孔

341:通孔

35:第1配線部

36:第1導電部

37:第2配線部

38:第2導電部

4:基準電位用探針

41:第1柱塞

42:第2柱塞

43:彈簧構件

43a:緊密卷繞部

43b:稀疏卷繞部

44:基準電位用管

51:基準電位用管

60:螺釘

S_air:空氣層

Claims (14)

1. 一種探針單元，係具備：複數個第1接觸探針，係在長度方向的一端部側與接觸對象的電極分別接觸；第2接觸探針，係與外部基準電位連接；信號用管，係設置在前述第1接觸探針周圍；基準電位構件，係設置在前述信號用管周圍，且與前述信號用管之間形成空氣層；探針保持具，係具有板狀第1構件及板狀第2構件，前述第1構件保持前述第1接觸探針及前述第2接觸探針、前述信號用管以及前述基準電位構件的各一端部，且前述第2構件保持前述第1接觸探針及前述第2接觸探針、前述信號用管以及前述基準電位構件的各另一端部；第1配線部，係至少設置於前述第1構件的表面，且與前述第2接觸探針電連接；第2配線部，係至少設置於前述第2構件的表面，且與前述第2接觸探針電連接；第1導電單元，係將前述第1配線部與前述基準電位構件電連接；以及第2導電單元，係將前述第2配線部與前述基準電位構件電連接。
2. 如請求項1所記載之探針單元，其中，還具備：填充構件，係填充前述第1構件與前述第2構件之間。
3. 如請求項1所記載之探針單元，其中，還具備：第2基準電位構件，係設置在前述第2接觸探針周圍。
4. 如請求項1所記載之探針單元，其中：前述第1導電單元及前述第2導電單元係通孔。
5. 如請求項4所記載之探針單元，其中：前述第1導電單元是將複數個前述通孔配置成圍繞前述第1接觸探針的一端部的圓環狀而構成的，前述第2導電單元是將複數個前述通孔配置成圍繞前述第1接觸探針的另一端部的圓環狀而構成的。
6. 如請求項4所記載之探針單元，其中：前述通孔呈一部分的內徑不同的孔狀。
7. 如請求項1至6中任一項所記載之探針單元，還具備：第1導電部，係設置於前述第1構件，且與前述第1接觸探針的一端部以及前述信號用管的一端部電連接；以及 第2導電部，係設置於前述第2構件，且與前述第1接觸探針的另一端部以及前述信號用管的另一端部電連接。
8. 如請求項1至6中任一項所記載之探針單元，其中，還具備：電介質，係呈中空圓柱狀，且設置於前述空氣層中。
9. 如請求項8所記載之探針單元，其中：前述電介質在前述空氣層中，設置在前述第1接觸探針的一端部和/或另一端部。
10. 如請求項1至6中任一項所記載之探針單元，其中：前述信號用管的一端部和/或另一端部呈與前述第1接觸探針的一端部和/或另一端部接觸的帶台階形狀。
11. 如請求項1至6中任一項所記載之探針單元，其中：前述基準電位構件係筒狀的基準電位用管。
12. 如請求項11所記載之探針單元，其中：前述基準電位用管、以及前述第1導電單元和/或前述第2導電單元是一體形成的，且其一端部和/或另一端部呈與前述第1配線部和/或前述第2配線部接觸的帶台階形狀。
13. 如請求項11所記載之探針單元，其中：前述基準電位用管中形成有複數個貫通孔。
14. 如請求項13所記載之探針單元，其中：將直徑彼此不同的複數個前述基準電位用管設置成同心圓狀。

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