TWI778549B - 探針單元 - Google Patents

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TWI778549B
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高橋秀志
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仁平崇
廣中佑哉
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日商日本發條股份有限公司
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Abstract

本發明之探針單元具有：複數個第一接觸探針，其係分別地於長度方向上一邊的端部側上與接觸對象之電極接觸；第二接觸探針，其係與外部的接地連接；探針持具，其係保持第一接觸探針及第二接觸探針，其中，探針持具中形成有：第一中空部，其係插入並保持第一接觸探針；第二中空部，其係插入並保持第二接觸探針；通孔，其係設置於第一中空部之周圍，且探針持具係具有導電部，該導電部係構成通孔，且將該通孔與第二接觸探針電連接。

Description

探針單元
本發明係關於一種容置接觸探針的探針單元，接觸探針係對特定電路結構進行訊號的輸出/輸入。
傳統上，當在對半導體積體電路或液晶面板等檢測對象進行導通狀態檢測或操作特性檢測時係使用探針單元，其具備：接觸探針，其係提供檢測對象與用來輸出檢測用訊號的訊號處理裝置之間的電連接；探針持具，其係容置複數個上述接觸探針。
通常，當輸出/輸入高頻的電訊號時，會產生稱為插入損耗(insertion loss)的訊號損耗。為了在探針單元中高精度地進行高速操作，於所使用的頻域中減小此插入損耗係為重要。例如，專利文獻1揭示了一種在接觸探針之周圍設置空氣層，以匹配特性阻抗之技術。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2012-98219號公報
然而，於專利文獻1所揭示的技術當中，雖然接觸探針的中央部分之阻抗為可調整，前端部、基端部的特性阻抗卻是無法調整的。
本發明係為有鑑於上述情況而完成，目的在於提供一種能夠調整整個接觸探針的特性阻抗之探針單元。
為了解決上述問題以達成目的，本發明之探針單元具有：複數個第一接觸探針，其係分別地於長度方向上一邊的端部側上與接觸對象之電極接觸；第二接觸探針，其係與外部的接地連接；及探針持具，其係保持所述第一接觸探針及所述第二接觸探針，其中，所述探針持具中形成有：第一中空部，其係插入並保持所述第一接觸探針；第二中空部，其係插入並保持所述第二接觸探針；通孔，其係設置於所述第一中空部之周圍，且所述探針持具係具有導電部，該導電部係構成所述通孔，且將所述通孔與所述第二接觸探針電連接。
此外，本發明之探針單元，於上述發明中，所述導電部係設置於所述通孔、以及形成該通孔的開口端的表面上。
此外，本發明之探針單元，於上述發明中，所述通孔形成為直徑在局部不同的呈階梯形的孔狀。
此外，本發明之探針單元，於上述發明中，所述通孔形成為中心軸之位置彼此不同的呈階梯形的孔狀。
此外，本發明之探針單元，於上述發明中，所述探針持具係由一個構件所形成。
此外，本發明之探針單元，於上述發明中，所述探針持具係於所述第一中空部的貫穿方向上層疊複數個構件而形成。
此外，本發明之探針單元，於上述發明中，所述通孔係由分別地形成於所述複數個構件中的貫穿孔所形成，於至少一個構件中，形成為所述貫穿孔之直徑在局部不同的呈階梯形的孔狀。
此外，本發明之探針單元，於上述發明中，所述通孔係由分別地形成於所述複數個構件中的貫穿孔所形成，於至少一個構件中，形成為所述貫穿孔之中心軸的位置彼此不同的呈階梯形的孔狀。
此外，本發明之探針單元，於上述發明中，於所述複數個構件中係分別地形成有構成所述通孔的貫穿孔，所述通孔中，於所述構件之層疊方向上彼此相鄰的構件中所形成之貫穿孔的至少一部分，從該貫穿孔的貫穿方向觀察時係彼此重疊。
此外，本發明之探針單元，於上述發明中，所述通孔於從貫穿方向觀察時的開口的形狀形成為長孔狀。
根據本發明，具有能夠調整整個接觸探針的特性阻抗之功效。
1:探針單元
2A:接觸探針(訊號用探針)
2B:接觸探針(接地用探針)
3:探針持具
3A:探針持具
3a:第一導電性皮膜
3b:第二導電性皮膜
4:探針持具
21:第一柱塞
22:第二柱塞
23:彈簧構件
23a:緊密繞部
23b:疏繞部
31:第一構件
31a:第一導電性皮膜
31b:第二導電性皮膜
32:第二構件
32a:第一導電性皮膜
32b:第二導電性皮膜
33:第三構件
33a:第一導電性皮膜
33b:第二導電性皮膜
34:第四構件
34a:第一導電性皮膜
34b:第二導電性皮膜
35:中空部
36:中空部
37:通孔
37A:通孔
37B:通孔
37a:貫穿孔
37b:貫穿孔
37c:貫穿孔
37d:貫穿孔
37e:貫穿孔
37f:貫穿孔
38:通孔
38a:第一孔部
38b:第二孔部
38c:第三孔部
41:第一構件
41a:第一導電性皮膜
41b:第二導電性皮膜
42:第二構件
42a:第一導電性皮膜
42b:第二導電性皮膜
43:通孔
43a:第一孔部
43b:第二孔部
43c:第三孔部
100:半導體積體電路
101:電極
102:電極
200:電路基板
201:電極
202:電極
d1:距離
d2:距離
N1:中心軸
N2:中心軸
NP:軸
NT:軸
NT1:中心軸
NT2:中心軸
NT3:中心軸
Q1:直徑
Q2:直徑
Q3:直徑
Q4:直徑
Q5:直徑
Q6:直徑
〔圖1〕係為表示本發明的實施型態1之探針單元的主要部分之構成的局部截面圖。
〔圖2〕係為說明本發明的實施型態1之探針單元的通孔之配置的圖。
〔圖3〕係為表示在使用本發明的實施型態1之探針持具來檢測半導體積體電路時狀態的圖。
〔圖4〕係為說明本發明的實施型態1的變形例1之探針單元的通孔之配置的圖。
〔圖5〕係為說明本發明的實施型態1的變形例2之探針單元的通孔之配置的圖。
〔圖6〕係為說明本發明的實施型態1的變形例3之探針單元的通孔之配置的圖。
〔圖7〕係為說明本發明的實施型態1的變形例4之探針單元的通孔之主要部分的構成之截面圖。
〔圖8〕係為說明本發明的實施型態1的變形例5之探針單元的通孔之主要部分的構成之截面圖。
〔圖9〕係為說明本發明的實施型態1的變形例6之探針單元的通孔之主要部分的構成之截面圖。
〔圖10〕係為表示本發明的實施型態2之探針單元的主要部分之構成的局部截面圖。
〔圖11〕係為表示本發明的實施型態3之探針單元的主要部分之構成的局部截面圖。
以下連同圖式詳細地說明用於實施本發明之型態。另外，本發明不限於以下實施型態。此外，於以下說明中所參照的各個圖式係僅以能夠理解本發明內容之程度來示意性地表示其形狀、大小及位置關係，因此本發明並不僅限於各個圖式中所例示的形狀、大小及位置關係。
(實施型態1)
圖1係為表示本發明的實施型態1之探針單元的主要部分之構成的局部截面圖。圖1所示的探針單元1係為在對作為檢測對象物之半導體積體電路進行電氣特性檢測時所使用之裝置，且係為電連接半導體積體電路(後述的半導體積體電路100)與用來將檢測用訊號輸出至半導體積體電路之電路基板(後述的電路基板200)之間的裝置。
探針單元1係在長度方向兩端上與彼此不同的兩個被接觸體、即半導體積體電路100及電路基板200接觸，並且具有：具導電性的訊號用接觸探針2A(以下簡稱為「訊號用探針2A」)，其係用於導通檢測用的訊號；接地用接觸探針2B(以下簡稱為「接地用探針2B」)，其係與外部的接地電極連接；探針持具3，其係依照預定的樣式來容置並保持訊號用探針2A及接地用探針2B。另外，探針單元1亦可具備：持具構件，其係設置於探針持具3之周圍且係用於抑制在進行檢測時半導體積體電路產生位置偏離。
訊號用探針2A係使用導電性材料而形成，且具備：第一柱塞21，其係在進行半導體積體電路之檢測時，與該半導體積體電路中被輸入檢測訊號之電極接觸；第二柱塞22，其與具備檢測電路之電路基板中輸出檢測訊號之電極接觸；彈簧構件23，其係設置於第一柱塞21與第二柱塞22之間，以可伸縮方式連接第一柱塞21與第二柱塞22。構成訊號用探針2A的第一柱塞21、第二柱塞22以及彈簧構件23係具有相同的軸線。圖1所示的訊號用探針2A中，第一柱塞21、第二柱塞22以及彈簧構件23的各個縱軸(中心軸)係與軸NP一致。
訊號用探針2A在接觸半導體積體電路時，透過彈簧構件23伸縮來緩和對於半導體積體電路之連接用電極的衝擊，並且對半導體積體電路及電路基板施加載重。另外，於下文中，在訊號用探針2A中，以與半導體積體電路 之電極接觸的一側為前端側，以在軸線方向上與半導體積體電路側相反的一側為基端側。此外，當於柱塞單體中界定前端側及基端側時，於與半導體積體電路接觸的柱塞中，以半導體積體電路側為前端側，以在軸線方向上與半導體積體電路相反的一側為基端側。此外，於與電路基板接觸的柱塞中，以電路基板側為前端側，以在軸線方向上與電路基板側相反的一側為基端側。
第一柱塞21係能夠藉由彈簧構件23的伸縮作用而在軸線方向上移動，且於檢測時，藉由彈簧構件23的彈力而於往半導體積體電路接近的方向上施力，進而與半導體積體電路之電極接觸。此外，第二柱塞22係能夠藉由彈簧構件23的伸縮作用而在軸線方向上移動，且藉由彈簧構件23的彈力而於往電路基板接近的方向上施力，進而與電路基板之電極接觸。
於彈簧構件23中，其第一柱塞21側係為緊密繞部23a，另一方面，其第二柱塞22側係為疏繞部23b。緊密繞部23a的端部係與第一柱塞21連接。另一方面，疏繞部23b的端部係與第二柱塞22連接。此外，第一柱塞21、第二柱塞22與彈簧構件23之間係藉由彈簧的纏繞力而嵌合及/或藉由焊接而接合。
接地用探針2B具有與訊號用探針2A相同的構成。具體地說，接地用探針2B係使用導電性材料而形成，且具備：第一柱塞21，其係在進行半導體積體電路之檢測時與該半導體積體電路之接地用的電極接觸；第二柱塞22，其與電路基板之接地用的電極接觸；彈簧構件23，其係設置於第一柱塞21與第二柱塞22之間，以可伸縮方式連接第一柱塞21與第二柱塞22。構成接地用探針2B的第一柱塞21、第二柱塞22以及彈簧構件23係具有相同的軸線。圖1所示的接地用探針2B中，第一柱塞21、第二柱塞22以及彈簧構件23的各個縱軸(中心軸)係與軸NP一致。
探針持具3係透過將使用樹脂、可加工陶瓷、矽等絕緣性材料而形成的第一構件31、第二構件32、第三構件33、第四構件34予以層疊而形成。於圖1所示的探針持具3中，由圖的上側起係以第三構件33、第一構件31、第二構件32、第四構件34之順序層疊。第一構件31~第四構件34係透過例如螺絲固定或黏合等已知方式來固定。
於探針持具3中係形成有：中空部35，其係形成用於容置複數個訊號用探針2A之空間；中空部36，其係形成用於容置複數個接地用探針2B之空間。此外，探針持具3中係在訊號用探針2A之周圍形成有複數個通孔37。
於第一構件31中，於形成該第一構件31之表面的面上係施加了鍍覆處理。鍍覆處理中係使用了導電性材料。因此，於第一構件31之表面上係形成有第一導電性皮膜31a及第二導電性皮膜31b。另外，第一導電性皮膜31a係形成於除中空部35之外的、包括通孔37的形成部分的表面上。此外，第二導電性皮膜31b係形成於中空部35的形成部分的表面上。第一導電性皮膜31a與第二導電性皮膜31b係彼此分離，以確保絕緣。於圖1所示的例子當中，透過切除皮膜的一部分來分離皮膜。
於第二構件32~第四構件34中係與第一構件31同樣地，於除了形成中空部35之內周面的部份之表面上，係施加了鍍覆處理。於第二構件32之表面上係形成有第一導電性皮膜32a及第二導電性皮膜32b。於第三構件33之表面上係形成有第一導電性皮膜33a及第二導電性皮膜33b。於第四構件34之表面上係形成有第一導電性皮膜34a及第二導電性皮膜34b。第一導電性皮膜32a~34a係形成於除中空部35之外的、包括通孔37的形成部分的表面上。此外，第二導電性皮 膜32b~34b係形成於中空部35的形成部分之表面上。第一導電性皮膜31a~34a中至少有一部分構成導電部。
因此，於透過層疊第一構件31~第四構件34而形成的探針持具3中，於各個構件之間的邊界以及外表面上係存在導電性皮膜。
透過使形成於第一構件31~第四構件34的貫穿孔彼此的軸線一致而形成中空部35。於中空部35中，於內周面上形成有第二導電性皮膜31b~34b，以形成具導電性的內周面。中空部35係延伸於第一構件31~第四構件34的層疊方向上。
透過使形成於第一構件31~第四構件34的貫穿孔彼此的軸線一致而形成中空部36。於中空部36中，於內周面上形成有第一導電性皮膜31a~34a，以形成具導電性的內周面。
中空部35、36的形成位置係根據半導體積體電路的佈線圖案來決定。中空部35、36皆具有其直徑沿著貫穿方向而不同的呈階梯形的孔狀。也就是說，各個持具孔係由小直徑部及大直徑部所構成，其中小直徑部係於探針持具3的端面上具有開口，且大直徑部的直徑係比此小直徑部還要大。圖1所示的探針持具3中，於第一構件31與第三構件33之間的邊界、第二構件32與第四構件34之間的邊界中，係分別地形成有階梯部。各個持具孔的形狀係根據其所容置的訊號用探針2A及接地用探針2B之構成而決定。
訊號用探針2A之第一柱塞21係藉由凸緣與第三構件33之壁面抵接，而具有防止訊號用探針2A從探針持具3上脫落的功能。此外，第二柱塞22係藉由凸緣與第四構件34之壁面抵接，而具有防止訊號用探針2A從探針持具3上脫落的功能。
接地用探針2B之第一柱塞21係藉由凸緣與第三構件33之壁面抵接，而具有防止接地用探針2B從探針持具3上脫落的功能。此外，第二柱塞22係藉由凸緣與第四構件34之壁面抵接，而具有防止接地用探針2B從探針持具3上脫落的功能。
透過使形成於第一構件31~第四構件34的貫穿孔彼此的軸線一致而形成通孔37。也就是說，通孔37係設置為從探針持具3中訊號用探針2A的前端側之表面起而遍及至基端側之表面。於圖1所示的通孔37中，各個貫穿孔的中心軸係與軸NT重疊。於通孔37中，在垂直於貫穿方向的方向上的開口的形狀呈圓形。於通孔37中，於內周面上形成第一導電性皮膜31a~34a，以形成具導電性的內周面。
通孔37係形成圓柱狀的中空空間，且於訊號用探針2A之周圍上形成一個或複數個。於本實施型態1當中所說明的是於一個訊號用探針2A之周圍形成八個通孔37的例子。圖2係為說明本發明的實施型態1之探針單元的通孔之配置的圖。例如，以訊號用探針2A的配置位置(軸NP)為中心，等間隔地設置八個通孔37。於圖2中，各個通孔37之貫穿孔的直徑係為相同，且各個通孔37與軸NP之間的最短距離係彼此相同的距離d1。也就是說，穿過所有的通孔37之中心的圓(圖2的虛線)之中心係與訊號用探針2A之中心(軸NP)重疊。由所有的通孔37所形成的通孔群係相對於訊號用探針2A具有同軸結構。
於本實施型態1中，決定好通孔37的配置位置、數量、通孔37所形成的各個貫穿孔的大小等，以使得將訊號用探針2A及接地用探針2B視為一個傳送路徑時的特性阻抗成為事先設定的值(例如50Ω)。
圖3係為表示探針單元1在檢測半導體積體電路100時的狀態的圖。於檢測時，於訊號用探針2A中，第一柱塞21係與半導體積體電路100的檢測訊號用的電極101接觸，第二柱塞22係與電路基板200的檢測訊號用的電極201接觸。另一方面，於接地用探針2B中，第一柱塞21係與半導體積體電路100的接地用的電極102接觸，第二柱塞22係與電路基板200的接地用的電極202接觸。於檢測半導體積體電路100時，藉由來自半導體積體電路100的接觸載重，使得彈簧構件23呈受到壓縮的狀態。
於檢測時從電路基板200供給至半導體積體電路100的檢測用訊號，例如，從電路基板200之電極201起，經由訊號用探針2A之第二柱塞22、緊密繞部23a(或是第二導電性皮膜)、第一柱塞21，進而到達半導體積體電路100之電極101。如上所述，於訊號用探針2A中，由於第一柱塞21及第二柱塞22係經由緊密繞部23a而導通，因此能夠將電氣訊號的導通路徑最小化。因此，能夠防止檢測時訊號流動至疏繞部23b，並降低電阻及電感。此時，經由第二柱塞22、第二導電性皮膜、第一柱塞21的路徑係可不透過彈簧構件23而傳送訊號。
此外，接地用探針2B的第一柱塞21係與第一導電性皮膜33a或31a接觸。另一方面，接地用探針2B的第二柱塞22係與第一導電性皮膜34a或32a接觸。而且，接地用探針2B的彈簧構件23係與第一導電性皮膜31a或32a接觸。
通常，於處理交流訊號的電子電路中，已知在具有不同阻抗的佈線彼此連接的位置上，會依照不同阻抗間的比所對應的量來反射訊號，阻礙了訊號的傳遞。此情況在所使用的半導體積體電路100與訊號用探針2A之間的關係中亦然，當半導體積體電路100之特性阻抗、訊號用探針2A中的特性阻抗等兩者具有明顯不同的值時，產生電氣訊號的損失，並且電氣訊號的波形失真。
此外，由於特性阻抗的差異，使得於連接位置上所產生的訊號反射的比例係隨著半導體積體電路100的高速化，即高頻化而變大。因此，當在製作與以高頻驅動的半導體積體電路100相對應的探針單元1時，高精度地進行阻抗調整，以使訊號用探針2A的特性阻抗的值與半導體積體電路100的值一致，係為重要。
然而，從進行阻抗匹配的觀點來看，改變訊號用探針2A的形狀等並不容易。訊號用探針2A中，其外徑被抑制在1mm以下，且具有由第一柱塞21、第二柱塞22及彈簧構件23所構成的複雜形狀等限制係為原本就被賦予的，因此，從設計及製造的觀點來看，要改變為適於阻抗匹配的形狀是困難的。
因此，於本實施型態中，並非改變訊號用探針2A的結構，而是採用了藉由於第一柱塞21、第二柱塞22及彈簧構件23之周圍配置通孔37，來調整特性阻抗的值之構成。藉由採用此種構成，使得在訊號用探針2A的結構上能夠通用傳統的結構。例如，可將與傳統的接地用探針2B相同的探針作為訊號用探針2A使用。
此外，於本實施型態中，由於不必將訊號用探針2A改變為適於阻抗匹配之形狀，因此能夠提升所使用的探針的形狀的自由度。
而且，於本實施型態1中，於訊號用探針2A之周圍，設置了於探針持具3中訊號用探針2A的前端側之表面起而遍及至基端側之表面的通孔37，藉此能夠調整訊號用探針2A之前端部及基端部的特性阻抗的值。具體地說，能夠藉由調整通孔的配置數量、通孔的貫穿孔之直徑、通孔的配置(相對於訊號用探針2A的距離)，來調整特性阻抗的值。而且，透過用複數個通孔37來圍繞訊號用 探針2A，能夠不易受到由於噪聲等外部因素所造成的影響，並且能夠降低由於能量流出至外部所致的能量損失。
於上述的實施型態1中，將通孔37配置於訊號用探針2A之周圍，並經由接地用探針2B而連接至外部的接地。根據本實施型態1，藉由間接地連接至外部的接地的通孔37，能夠調整訊號用探針2A之前端部及基端部的特性阻抗。根據本實施型態1能夠調整包括訊號用探針2A之端部在內的整體的特性阻抗。此外，根據本實施型態1，透過調整通孔之位置，能夠調整相對於訊號用探針2A的垂直於軸線方向的方向上的接地位置。
此外，根據上述的實施型態1，由於探針持具3之外表面係被導電性皮膜所覆蓋，因此相較於未施加鍍覆處理的情況具有優異的高頻特性。
此外，根據上述的實施型態1，由於藉由通孔能夠調整特性阻抗，因此能夠提升接地用探針2B的配置自由度。
另外，於上述的實施型態1中，亦可為第一導電性皮膜33a、34a與外部的接地連接之構成。
此外，於上述的實施型態1中，已說明了相對於訊號用探針的軸NP對稱地配置複數個通孔的示例，惟亦可為非對稱的配置。
此外，於上述的實施型態1中，已說明了相對於一個訊號用探針均等地配置複數個通孔的示例，惟亦可非均等地配置通孔。此時，非均等可為以訊號用探針的軸NP上的一點為中心的圓之周向距離不同等的非均等，亦可為距離軸NP最短距離(上述距離d1)彼此不同等的非均等，亦可為兩者兼具。
此外，於上述實施型態1中，已針對於探針持具3的各個構件上形成導電性皮膜的示例進行了說明，惟亦可使用相較於構件厚度足夠薄的具導電性的板、片、膜等，來取代皮膜。
此外，於上述實施型態1中，已說明了於中空部35之表面上形成第二導電性皮膜31b~34b，以形成具導電性的貫穿孔的情況，惟亦可不形成第二導電性皮膜而為絕緣性的內周面。
(變形例1)
圖4係為說明本發明的實施型態1的變形例1之探針單元的通孔之配置的圖。變形例1之探針單元中，上述探針持具3中有一部分的通孔的尺寸具有差異。其他構成與探針單元1為相同的構成，因此省略其說明。
於變形例1之探針持具中，於訊號用探針2A之周圍形成六個通孔37、二個通孔37A。於圖4中示出了三組通孔37配置為隔著軸NP而分別地彼此面對，且通孔37A配置為隔著軸NP而彼此面對之示例。
透過使形成於第一構件31~第四構件34中的貫穿孔彼此的軸線一致而形成通孔37A。通孔37A形成圓柱狀的中空空間。通孔37A中，垂直於貫穿方向的方向上的開口之形狀呈圓形。通孔37A於內周面上形成導電性皮膜(例如上述的第一導電性皮膜31a~34a)，其內周面具有導電性。通孔37A之貫穿孔的直徑大於通孔37之貫穿孔的直徑。
通孔37、37A係配置於使得各個貫穿孔之中心穿過了以訊號用探針2A之軸NP為中心的圓(圖4的虛線)的位置。此外，通孔37A與軸NP之間的最短距離d2係比通孔37與軸NP之間的最短距離d1還要短。
如本變形例1般，於訊號用探針2A之周圍配置了彼此尺寸不同的通孔37、37A，且經由接地用探針2B連接至外部的接地。於變形例1中也與實施型態1同樣地，藉由間接地連接至外部的接地之通孔37、37A，能夠調整訊號用探針2A之前端部及基端部的特性阻抗。
(變形例2)
圖5係為說明本發明的實施型態1的變形例2之探針單元的通孔之配置的圖。變形例2之探針單元中，上述探針持具3中有一部分的通孔的尺寸、配置具有差異。其他構成與探針單元1為相同的構成，因此省略其說明。
於變形例2之探針持具中，於訊號用探針2A之周圍形成六個通孔37、二個通孔37A。於圖5中示出了三組通孔37配置為隔著軸NP而分別地彼此面對，且通孔37A配置為隔著軸NP而彼此面對之示例。
通孔37、37A配置於使得通孔37與軸NP之間的最短距離、以及通孔37A與軸NP之間的最短距離，係為相同的距離d1的位置。
如本變形例2般，於訊號用探針2A之周圍配置彼此尺寸不同的通孔37、37A，並經由接地用探針2B連接至外部的接地。於變形例2中也與實施型態1同樣地，藉由間接地連接至外部的接地的通孔37、37A，能夠調整訊號用探針2A之前端部及基端部的特性阻抗。
(變形例3)
圖6係為說明本發明的實施型態1的變形例3之探針單元的通孔之配置的圖。變形例3之探針單元中，上述探針持具3中有一部分的通孔的尺寸、配置具有差異。其他構成與探針單元1為相同的構成，因此省略其說明。
於變形例3之探針持具中，於訊號用探針2A之周圍形成八個通孔37B。於圖6中示出了四組通孔37B配置為隔著軸NP而分別地彼此面對之示例。
通孔37B於從貫穿方向觀察時的開口的形狀形成為長孔狀。通孔37B配置於使得各個貫穿孔的重心穿過了以訊號用探針2A之軸NP為中心的圓(圖6的虛線)的位置。於通孔37B中也於內周面上形成導電性皮膜(例如上述的第一導電性皮膜31a~34a)，使得內周面具有導電性。
如本變形例3般，於訊號用探針2A之周圍配置複數個通孔37B，並經由接地用探針2B連接至外部的接地。於變形例3中也與實施型態1同樣地，藉由間接地連接至外部的接地的通孔37B，能夠調整訊號用探針2A之前端部及基端部的特性阻抗。
此外，於變形例3中，由於將通孔37B之貫穿孔的開口形狀形成為長孔，因此相較於通孔37、37A，擴大了以通孔37B圍繞訊號用探針2A的範圍。如上述般透過將通孔的形狀形成為圓形以外的形狀，使得特性阻抗的調整自由度提升，其結果為能夠提升探針單元的高頻特性。此外，透過擴大圍繞的範圍，能夠更為降低由於往外部流出能量所致的能量損失。
(變形例4)
圖7係為說明本發明的實施型態1的變形例4之探針單元的通孔之主要部分之構成的截面圖。變形例4之探針單元中，上述探針持具3中的通孔的形狀具有差異。其他構成與探針單元1為相同的構成，因此省略其說明。
透過使形成於第一構件31~第四構件34的貫穿孔互相連通而形成變形例4之通孔。於通孔中，於內周面上形成導電性皮膜(例如上述的第一導電性皮膜31a~34a)，以形成具導電性的內周面。通孔的直徑在局部不同。具體地說，例如，形成於第三構件33的貫穿孔37a之直徑Q1與形成於第一構件31的貫穿孔37b之直徑Q2彼此不同。貫穿孔37a的中心軸N1與貫穿孔37b的中心軸N2彼此連接成直線狀。
如本變形例4般，於訊號用探針2A之周圍配置形成呈階梯形的孔狀的通孔，並經由接地用探針2B連接至外部的接地，藉此能夠獲得與實施型態1同樣的功效，並且能夠根據訊號用探針2A的形狀來調整特性阻抗。
(變形例5)
圖8係為說明本發明的實施型態1的變形例5之探針單元的通孔之主要部分之構成的截面圖。變形例5之探針單元中，上述探針持具3中的通孔的形狀具有差異。其他構成與探針單元1為相同的構成，因此省略其說明。
透過使形成於第一構件31~第四構件34的貫穿孔互相連通而形成變形例5之通孔。於通孔中，於內周面上形成導電性皮膜(例如上述的第一導電性皮膜31a~34a)，以形成具導電性的內周面。通孔的軸的位置在局部不同。具體地說，例如，形成於第三構件33的貫穿孔37c之中心軸N1與形成於第一構件31的貫穿孔37d之中心軸N2的位置彼此不同。此外，貫穿孔37c之直徑Q3與貫穿孔 37d之直徑Q4具有相同的直徑。如上述般，變形例5之通孔係由中心軸的位置在局部不同的貫穿孔所形成。此時，由第一構件31~第四構件34的層疊方向觀察通孔時，形成於構件的層疊方向上彼此相鄰的構件上的貫穿孔中的至少一部分係彼此重疊。透過使形成於各個構件的貫穿孔彼此間至少有一部分連通而形成通孔。
如本變形例5般，於訊號用探針2A之周圍配置使一部分的貫穿孔之軸錯位的呈具階梯形的孔狀的通孔，並經由接地用探針2B連接至外部的接地，藉此能夠獲得與實施型態1同樣的功效，並且能夠根據訊號用探針2A的形狀來調整特性阻抗。
(變形例6)
圖9係為說明本發明的實施型態1的變形例6之探針單元的通孔之主要部分之構成的截面圖。變形例6之探針單元中，上述探針持具3中的通孔的形狀具有差異。其他構成與探針單元1為相同的構成，因此省略其說明。
透過使形成於第一構件31~第四構件34的貫穿孔彼此連通而形成變形例6之通孔。於通孔中，於內周面上形成導電性皮膜(例如上述第一導電性皮膜31a~34a)，以形成具導電性的內周面。通孔的直徑、軸的位置在局部不同。具體地說，例如，形成於第三構件33之貫穿孔37e的直徑Q5與形成於第一構件31之貫穿孔37f的直徑Q6彼此不同。此外，貫穿孔37e之中心軸N1與貫穿孔37f之中心軸N2彼此的位置不同。
如本變形例6般，於訊號用探針2A之周圍配置使一部分的貫穿孔之直徑不同且軸錯位的呈具階梯形的孔狀的通孔，並經由接地用探針2B連接至 外部的接地，藉此能夠獲得與實施型態1同樣的功效，並且能夠根據訊號用探針2A的形狀來調整特性阻抗。
亦可構成為適當地組合變形例1~6之通孔的構成。例如，對於配置於同一個探針持具中的各個訊號用探針，亦可使其至少一部份的形狀、配置具有差異。
(實施型態2)
接著參考圖10來說明實施型態2。圖10係為表示本發明的實施型態2之探針單元的主要部分之構成的局部截面圖。實施型態2之探針單元具有探針持具3A以取代上述探針持具3。其他構成與探針單元1為相同的構成，因此省略其說明。
探針持具3A係由使用樹脂、可加工陶瓷、矽等的絕緣性材料而形成的單片構件所形成。探針持具3A中形成有：中空部35，其係形成用於容置複數個訊號用探針2A的空間；中空部(上述中空部36)，其係形成用於容置複數個接地用探針2B的空間。中空部35、36係呈具有可允許接觸探針的插拔並可防止其脫落的直徑的孔狀。此外，於探針持具3A中，於訊號用探針2A之周圍形成複數個通孔38。
於探針持具3A中，於該探針持具3A之表面上施加鍍覆處理。於鍍覆處理中使用了具導電性的材料。因此，於探針持具3A之表面上形成第一導電性皮膜3a及第二導電性皮膜3b。另外，第一導電性皮膜3a係形成於除中空部35之外的、包括通孔38的形成部分的表面上。此外，第二導電性皮膜3b係形成於中空部35的形成部分的表面上。第一導電性皮膜3a與第二導電性皮膜3b之間係彼此分離，以確保絕緣。
通孔38係為垂直於貫穿方向之方向上的開口的形狀呈圓形，且直徑在局部不同的貫穿孔。具體地說，通孔38具有：第一孔部38a，其係形成於一邊的表面側(於圖10中為第一柱塞21延伸的一側)；第二孔部38b，其係形成於另一邊的表面側(於圖10中為第二柱塞22延伸的一側)；第三孔部38c，其係設置於第一孔部38a與第二孔部38b之間。第一孔部38a及第二孔部38b之開口的直徑係大於第三孔部38c之開口的直徑。於通孔38中，於內周面上形成第一導電性皮膜3a，以形成具導電性的內周面。另外，第一孔部38a、第二孔部38b及第三孔部38c的各個中心軸彼此連接成直線狀。
通孔38係形成其直徑在局部不同的呈階梯狀的圓柱狀的中空空間，並且於訊號用探針2A之周圍形成有複數個。例如，與實施型態1同樣地，於一個訊號用探針2A之周圍形成八個通孔38。
於上述實施型態2中，於訊號用探針2A之周圍配置通孔38，並經由接地用探針2B連接至外部的接地。如上述般，根據本實施型態2，藉由間接地連接至外部的接地的通孔38，能夠調整訊號用探針2A之前端部及基端部的特性阻抗。根據本實施型態2，能夠調整包括訊號用探針2A之端部在內的整體特性阻抗。此外，根據本實施型態2，藉由調整通孔的位置，能夠調整相對於訊號用探針2A的垂直於軸線方向的方向上的接地位置。
此外，於實施型態2中，由於通孔38的貫穿孔的直徑在局部不同，因此，能夠根據訊號用探針2A的形狀來調整特性阻抗。
(實施型態3)
接著參考圖11來說明實施型態3。圖11係為表示本發明的實施型態3之探針單元的主要部分之構成的局部截面圖。實施型態3之探針單元具有探針持具4以取代上述探針持具3。其他構成與探針單元1為相同的構成，因此省略其說明。
探針持具4係將使用樹脂、可加工陶瓷、矽等的絕緣性材料而形成的第一構件41、第二構件42予以層疊而形成。圖11所示的探針持具4由圖的上側起係以第一構件41、第二構件42之順序層疊。第一構件41及第二構件42係藉由螺絲固定或黏合等已知的方法來固定。
於探針持具4中係形成有：中空部35，其係形成用於容置複數個訊號用探針2A之空間；中空部(未圖示出)，其係形成用於容置複數個接地用探針2B之空間。此外，於探針持具4中，於訊號用探針2A之周圍形成複數個通孔43。
於第一構件41中，於形成該第一構件41之表面的面上係施加了鍍覆處理。鍍覆處理中使用了具導電性的材料。因此，於第一構件41之表面上係形成有第一導電性皮膜41a及第二導電性皮膜41b。另外，第一導電性皮膜41a係形成於除中空部35之外的、包括通孔43的形成部分的表面上。此外，第二導電性皮膜41b係形成於中空部35的形成部分的表面上。第一導電性皮膜41a與第二導電性皮膜41b係彼此分離，以確保絕緣。
於第二構件42中，與第一構件41同樣地，於形成第二構件42之表面的面上係施加了鍍覆處理。於第二構件42之表面上係形成有第一導電性皮膜42a及第二導電性皮膜42b。另外，第一導電性皮膜42a係形成於除中空部35之外的、包括通孔43的形成部分的表面上。此外，第二導電性皮膜42b係形成於中空部35的形成部分的表面上。第一導電性皮膜42a與第二導電性皮膜42b係彼此分離，以確保絕緣。
因此，於透過層疊第一構件41及第二構件42而形成的探針持具4中，於各個構件之間的邊界及外表面上存在導電性皮膜。
透過使形成於第一構件41及第二構件42的貫穿孔彼此的軸線一致而形成中空部35。於中空部35中，於內周面上形成第二導電性皮膜41b、42b，以形成具導電性的內周面。
通孔43係為垂直於貫穿方向之方向上的開口的形狀呈圓形，且中心軸的位置在局部不同並呈階梯狀的貫穿孔。具體地說，通孔43具有：第一孔部43a，其係形成於探針持具4的一邊的表面側上(於圖11中第一柱塞21延伸的一側)；第二孔部43b，其係形成於另一邊的表面側上(於圖11中第二柱塞22延伸的一側)；第三孔部43c，其係設置於第一孔部43a與第二孔部43b之間。第一孔部43a、第二孔部43b及第三孔部43c的開口的直徑係彼此相同。此外，在相鄰的孔部彼此連通的範圍內，第一孔部43a、第二孔部43b之中心軸NT1、NT2與第三孔部43c之中心軸NT3之間的位置互不相同。於通孔43中，於內周面上形成第一導電性皮膜41a、42a，以形成具導電性的內周面。
通孔43係形成呈階梯狀的圓柱狀的中空空間，並且於訊號用探針2A之周圍形成有複數個通孔43。關於通孔43，可為例如與實施型態1同樣地，於一個訊號用探針2A之周圍形成八個通孔43。
於上述實施型態3中，於訊號用探針2A之周圍配置通孔43，且經由接地用探針2B連接至外部的接地。藉此，根據本實施型態3，藉由間接地連接至外部的接地的通孔43，能夠調整訊號用探針2A的前端部及基端部的特性阻抗。根據本實施型態3，能夠調整包括訊號用探針2A之端部在內的整體特性阻抗。此 外，根據本實施型態3，藉由調整通孔的位置，能夠調整相對於訊號用探針2A的垂直於軸線方向的方向上的接地位置。
此外，在實施型態3中，通孔43的各個貫穿孔中，中心軸的位置在局部不同，因此能夠根據訊號用探針2A的形狀來調整特性阻抗。
可適當地組合以上所說明的實施型態1~3及其變形例。此外，亦可針對各接觸探針，由實施型態及變形例1~3的通孔的配置或形狀來個別地選擇並採用其構成。
另外，於此所說明的接觸探針之構成僅為一示例，可應用習知的各種種類的探針。例如，不限於由如上述般的柱塞及螺旋彈簧所構成，亦可為：具有管構件的探針、彈簧針、實心的導電性構件、導電性的管件、或是可將線撓曲成弓狀而獲得載重的線探針、或是用於連接電氣接點之間的連接端子(連接器)，亦可適當組合此等探針。
此外，關於上述實施型態1~3及其變形例之探針持具列舉了層疊四個或二個構件而構成的例子以及由一個構件所構成的例子，惟亦可層疊三個構件、五個以上的構件而構成。
此外，於上述實施型態1~3及其變形例中，關於導電性皮膜，只要可電連接通孔及接地用探針2B即可，亦可並未在探針持具3的構件的整個表面上形成，而是局部地形成圖案。例如，亦可為此構成：使導電性皮膜形成於構成通孔之部分、以及構成通孔之開口端的構件(例如圖1所示第三構件33及第四構件34)的外表面。此時，至少在檢測時導電性皮膜係與接地用探針2B電連接。
如上所述，本發明亦可包括並未於此記載的各種實施型態等，在並未脫離專利申請範圍內所界定的技術思想範圍內，可施加各種的設計變更等。
如上所述，本發明之探針單元係適於調整接觸探針整體的特性阻抗。
1:探針單元
2A:接觸探針(訊號用探針)
2B:接觸探針(接地用探針)
3:探針持具
21:第一柱塞
22:第二柱塞
23:彈簧構件
23a:緊密繞部
23b:疏繞部
31:第一構件
31a:第一導電性皮膜
31b:第二導電性皮膜
32:第二構件
32a:第一導電性皮膜
32b:第二導電性皮膜
33:第三構件
33a:第一導電性皮膜
33b:第二導電性皮膜
34:第四構件
34a:第一導電性皮膜
34b:第二導電性皮膜
35:中空部
36:中空部
37:通孔
NP:軸
NT:中心軸

Claims (10)

  1. 一種探針單元，其特徵在於具有：複數個第一接觸探針，其係分別地於長度方向上一邊的端部側上與接觸對象之電極接觸；第二接觸探針，其係與外部的接地連接；及探針持具，其係保持所述第一接觸探針及所述第二接觸探針，其中，所述探針持具中形成有：第一中空部，其係插入並保持所述第一接觸探針；第二中空部，其係插入並保持所述第二接觸探針；通孔，其係設置於所述第一中空部之周圍，且所述探針持具係具有導電部，該導電部係構成所述通孔，且將所述通孔與所述第二接觸探針電連接。
  2. 如請求項1所述之探針單元，其中，所述導電部係設置於所述通孔、以及形成該通孔的開口端的表面上。
  3. 如請求項1或2所述之探針單元，其中，所述通孔形成為直徑在局部不同的呈階梯形的孔狀。
  4. 如請求項1或2所述之探針單元，其中，所述通孔形成為中心軸之位置彼此不同的呈階梯形的孔狀。
  5. 如請求項1或2所述之探針單元，其中，所述探針持具係由一個構件所形成。
  6. 如請求項1或2所述之探針單元，其中，所述探針持具係於所述第一中空部的貫穿方向上層疊複數個構件而形成。
  7. 如請求項6所述之探針單元，其中，所述通孔係由分別地形成於所述複數個構件中的貫穿孔所形成，於至少一個構件中，形成為所述貫穿孔之直徑在局部不同的呈階梯形的孔狀。
  8. 如請求項6所述之探針單元，其中，所述通孔係由分別地形成於所述複數個構件中的貫穿孔所形成，於至少一個構件中，形成為所述貫穿孔之中心軸的位置彼此不同的呈階梯形的孔狀。
  9. 如請求項6所述之探針單元，其中，於所述複數個構件中係分別地形成有構成所述通孔的貫穿孔，所述通孔中，於所述構件之層疊方向上彼此相鄰的構件中所形成之貫穿孔的至少一部分，從該貫穿孔的貫穿方向觀察時係彼此重疊。
  10. 如請求項1或2所述之探針單元，其中，所述通孔於從貫穿方向觀察時的開口的形狀形成為長孔狀。
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