TWI819467B - 探針單元 - Google Patents

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TWI819467B
TWI819467B TW111102007A TW111102007A TWI819467B TW I819467 B TWI819467 B TW I819467B TW 111102007 A TW111102007 A TW 111102007A TW 111102007 A TW111102007 A TW 111102007A TW I819467 B TWI819467 B TW I819467B
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佐佐木風太
荒井肇
相馬一也
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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：接觸探針，其係分別於長度方向的兩端部與接觸對象之電極接觸；探針座，其係具備絕緣性的本體部，本體部保持接觸探針，其中，於本體部形成有：座孔，其係供接觸探針插入並保持接觸探針；沉孔部，其係位於座孔的周圍，且其穿設於接觸探針的一端側及另一端側的至少一側表面上之座孔周圍的至少一部分，並且形成中空空間的內壁面具有絕緣性。

Description

探針單元
本發明係關於探針單元。
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，其係實現檢測對象與輸出檢測用訊號的訊號處理裝置之間的電連接；探針座，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。舉例來說，專利文獻1~3揭示了整合特性阻抗之技術。在專利文獻1中，揭示了在接觸探針之周圍設置空氣層來調整特性阻抗。在專利文獻2中，揭示了藉由在接觸探針上設置絕緣環，來抑制探針整體的特性阻抗之變動。在專利文獻3中，揭示了在接觸探針周圍設置具有多孔性質的絕緣構件，以調整特性阻抗。
又，作為抑制高頻下的供電損耗之技術，已公開有在接觸探針周圍設置通孔並將該通孔接地的技術(舉例來說，參照專利文獻4)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2020-020660號公報
[專利文獻2]日本特開2020-153723號公報
[專利文獻3]日本特開2018-179671號公報
[專利文獻4]日本特開2004-146103號公報
然而，專利文獻1~3的技術係著重於特性阻抗的整合之技術，並未著重於高頻訊號的衰減本身。因此，即使藉由特性阻抗的整合而能夠降低反射損耗，插入損耗的衰減也可能會變大。另外，即使如專利文獻4般採用通孔，通孔的失配(mismatch)也大，故無法充分地抑制衰減。
本發明係有鑑於上述情況而完成，目的在於提供一種能夠抑制高頻訊號的衰減之探針單元。
為了解決上述問題以達成目的，本發明之探針單元，具有：接觸探針，其係分別於長度方向的兩端部與接觸對象之電極接觸；探針座，其係具備絕緣性的本體部，前述本體部保持前述接觸探針，其中，於前述本體部形成有：座孔，其係供前述接觸探針插入並保持前述接觸探針；沉孔部，其係位於前述座孔的周圍，且其穿設於前述接觸探針的一端側及另一端側的至少一側表面上之前述座孔周圍的至少一部分，並且形成中空空間的內壁面具有絕緣性。
此外，本發明之探針單元，於上述發明中，相對於前述座孔，在前述座孔周圍設置有一個以上的前述沉孔部。
此外，本發明之探針單元，於上述發明中，前述本體部係形成為單層。
此外，本發明之探針單元，於上述發明中，前述本體部係由複數個構件層積而成，且形成有至少一部分的構件為由不同的絕緣性材料而成的單層。
此外，本發明之探針單元，於上述發明中，前述本體部係由以下構件層積而成：第一構件，其係由絕緣性材料而成；第二構件，其係由與前述第一構件相同的絕緣性材料而成；第三構件，其係設置於前述第一構件與前述第二構件之間，且其係由與前述第一構件及前述第二構件不同的絕緣性材料而成。
此外，本發明之探針單元，於上述發明中，前述沉孔部係包括：第一沉孔部，其係設置於前述第一構件側，貫穿該第一構件，且將前述第三構件的表面作為底面；第二沉孔部，其係設置於前述第二構件側，貫穿該第二構件，且將前述第三構件的表面作為底面。
此外，本發明之探針單元，於上述發明中，前述本體部係還包括：第四構件，其係設置於前述第二構件的與前述第三構件側相反的一側；其中，前述座孔係由第一座孔及第二座孔構成，前述第一座孔係貫穿前述第一構件至前述第三構件，並形成前述第一構件側之端部呈前端變細且具有台階形狀之空間，前述第二座孔係貫穿前述第四構件，並其開口直徑比前述第一座孔之直徑小的貫穿孔。
此外，本發明之探針單元，於上述發明中，前述沉孔部係形成為有底的孔形狀。
此外，本發明之探針單元，於上述發明中，前述沉孔部係為貫穿前述本體部的貫穿孔。
此外，本發明之探針單元，於上述發明中，前述接觸探針係具有：第一柱塞，其係形成有底的中空空間並與其中一個接觸對象接觸；第二柱塞，其係形成有底的中空空間並與另一個接觸對象接觸；螺旋彈簧，其係用於對前述第一柱塞及前述第二柱塞施力；其中，前述第一柱塞及前述第二柱塞係藉由連結彼此的中空空間而連接；前述螺旋彈簧係位於前述第一柱塞及前述第二柱塞所形成的中空空間。
此外，本發明之探針單元，於上述發明中，前述探針座係保持：與訊號用電極連接的第一接觸探針以及與接地用電極連接的第二接觸探針；且在前述探針座之接觸探針的配置中，於前述第一接觸探針的周圍，配置有至少一個前述第二接觸探針。
根據本發明，能夠產生抑制高頻訊號的衰減之功效。
1:探針單元
2:接觸探針(探針)
2A:探針
2G:接地用探針
2S:訊號傳輸用探針
3:探針座
3A~3H:探針座
4:保持構件
21:第一柱塞
21a:有底的中空空間
22:第二柱塞
22a:凸緣部
22A:第二柱塞
23:螺旋彈簧
31:本體部
32:座孔
33:沉孔部
33a:沉孔部
33A:沉孔部
33b:沉孔部
34:本體部
34A:本體部
34B:本體部
34C:本體部
34D:本體部
341:座孔
342:貫穿孔
343:貫穿孔
344:貫穿孔
345:貫穿孔
34a:第一構件
34b、34d:第二構件
34c:第三構件
34e~34h:第四構件
35:沉孔部
35A:沉孔部
36:沉孔部
36a:沉孔部
37:沉孔部
38:沉孔部
39A,39B:沉孔部
40:沉孔部
100:半導體積體電路
200:電路基板
D:深度
d1:距離
d2:距離
H1:寬度
H2:寬度
N:軸
〔圖1〕係為表示本發明的實施形態1之探針單元的構成之立體圖。
〔圖2〕係為表示本發明的實施形態1之探針單元的主要部分的構成之截面圖。
〔圖3〕係為表示本發明的實施形態1之探針單元所具有的探針座的構成之俯視圖。
〔圖4〕係為表示本發明的實施形態1之探針單元的主要部分的構成之俯視圖。
〔圖5〕係為表示本發明的實施形態1之探針單元的插入損耗(S21)之圖。
〔圖6〕係為表示本發明的實施形態1的變形例1之探針單元的主要部分的構成之截面圖。
〔圖7〕係為表示本發明的實施形態1的變形例2之探針單元的主要部分的構成之俯視圖。
〔圖8〕係為表示本發明的實施形態1的變形例3之探針單元的主要部分的構成之俯視圖。
〔圖9〕係為表示本發明的實施形態2之探針單元的主要部分的構成之截面圖。
〔圖10〕係為表示本發明的實施形態2之探針單元的插入損耗(S21)之圖。
〔圖11A〕係為表示本發明的實施形態2之探針單元的沉孔部的形成態樣的一例(樣品No.2)之圖。
〔圖11B〕係為表示本發明的實施形態2之探針單元的沉孔部的形成態樣的一例(樣品No.3)之圖。
〔圖11C〕係為表示本發明的實施形態2之探針單元的沉孔部的形成態樣的一例(樣品No.4)之圖。
〔圖11D〕係為表示本發明的實施形態2之探針單元的沉孔部的形成態樣的一例(樣品No.5)之圖。
〔圖11E〕係為表示本發明的實施形態2之探針單元的沉孔部的形成態樣的一例(樣品No.6)之圖。
〔圖11F〕係為表示本發明的實施形態2之探針單元的沉孔部的形成態樣的一例(樣品No.7)之圖。
〔圖12〕係為分別表示各樣品的插入損耗(S21)之圖。
〔圖13〕係為表示本發明的實施形態2之探針單元的沉孔部及座孔(接觸探針)的形成態樣的一例(其之1)之圖。
〔圖14〕係為表示本發明的實施形態2之探針單元的沉孔部及座孔(接觸探針)的形成態樣的一例(其之2)之圖。
〔圖15〕係為表示本發明的實施形態2之探針單元的沉孔部及座孔(接觸探針)的形成態樣的一例(其之3)之圖。
〔圖16〕係為表示本發明的實施形態2的變形例1之探針單元的主要部分的構成之截面圖。
〔圖17〕係為表示本發明的實施形態2的變形例2之探針單元的主要部分的構成之截面圖。
〔圖18〕係為表示本發明的實施形態2的變形例3之探針單元的主要部分的構成之截面圖。
〔圖19〕係為表示本發明的實施形態2的變形例4之探針單元的沉孔部及貫穿孔的形成態樣的一例之圖。
〔圖20〕係為表示本發明的實施形態3之探針單元所具有的探針座的構成之俯視圖。
〔圖21〕係為表示本發明的實施形態4之探針單元所具有的探針座的構成之俯視圖。
〔圖22〕係為表示本發明的實施形態5之探針單元所具有的探針座的構成之俯視圖。
〔圖23〕係為表示本發明的實施形態6之探針單元所具有的探針座的構成之俯視圖。
以下連同圖式詳細地說明用於實施本發明之形態。另外，本發明不限於以下實施形態。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。
(實施形態1)
圖1係為表示本發明的實施形態1之探針單元的構成之立體圖。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100進行電氣特性檢測時所使用之裝置，且其係為電連接半導體積體電路100與用來將檢測用訊號輸出至半導體積體電路100之電路基板200之間的裝置。
探針單元1係具有：具有導電性的接觸探針2(以下簡稱為探針2)，其係在長度方向兩端上與半導體積體電路100及電路基板200的電極即彼此不同的兩個被接觸體接觸；探針座3，其係依照預定的圖案來容置並保持複數個探針2；保持構件4，其係設置於探針座3的周圍，並用於抑制在進行檢測時與複數個探針2接觸的半導體積體電路100產生位置偏離。
圖2係為表示本發明的實施形態1之探針單元的主要部分的構成之截面圖。圖2所示的探針2係使用導電性材料所形成，具有：第一柱塞21，其係在進行半導體積體電路100之檢測時，與該半導體積體電路100之電極接觸；第二柱塞22，其係與具備檢測電路的電路基板200之電極接觸；螺旋彈簧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22兩者。構成探針2的第一柱塞21、第二柱塞22及螺旋彈簧23係具有相同的軸線。探針2在接觸半導體積體電路100時，藉由螺旋彈簧23在軸線方向伸縮來緩和對於半導體積體電路100之電極的衝擊，並且對半導體積體電路100及電路基板200施加載重。又，雖然圖2示出了探針2最收縮的狀態，但是當沒有施加來自被接觸體的載重時，探針2藉由螺旋彈簧23的作用力而伸長，且第一柱塞21及/或第二柱塞22的一部分從探針座3突出。螺旋彈簧23係在不施加重力以外的載重之自然狀態下，可以藉由將線材以預定間隔分離並捲繞的稀疏捲繞來構成，也可以係具有使一部分線材緊密接觸並捲繞而成的緊密捲繞部之構成。
於第一柱塞21形成有底的中空空間21a。第二柱塞22的一部分係插入中空空間21a而與其連結。螺旋彈簧23係位於中空空間21a。換言之，螺旋彈簧23係位於第一柱塞21及第二柱塞22所形成的內部空間。
探針座3係具有使用樹脂、可加工陶瓷、矽酮等絕緣性材料而形成的本體部31。本體部31係形成為單層。本體部31係形成有：用於容納複數個探針2的座孔32；設置在座孔32周圍並形成為溝槽狀的沉孔部33。座孔32的形成位置係根據半導體積體電路100的配線圖案來確定。座孔32及探針2藉由各自的台階部分彼此鎖止，來防止脫落。舉例來說，形成於第二柱塞22的台階部分及形成 於座孔32中的台階部分係被鎖止來防止脫落。又，圖2所示的軸N係表示座孔32的中心軸。在圖2中，顯示了座孔32的中心軸(軸N)與探針2的長度軸一致的例子。
圖3係為表示本發明的實施形態1之探針單元所具有的探針座的構成之俯視圖。座孔32形成為沿著探針座3的外周環繞。沉孔部33具有：沉孔部33a，其係藉由對本體部31的表面且形成有座孔32的一側開口的表面的一部分進行穿設而形成有底的中空空間；沉孔部33b，其係藉由對形成有座孔32的另一側開口的表面的一部分進行穿設而形成有底的中空空間。沉孔部33a及沈孔部33b係分別設置在每個座孔32的周圍。
沉孔部33之形成中空空間的內部壁面係具有絕緣性。於沉孔部33係不形成如通孔等般的導電膜，而形成不導電的有底孔形狀。
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，使得螺旋彈簧23呈沿長度方向受到壓縮的狀態(例如，參照圖2)。若壓縮螺旋彈簧23，則使線材的間距變小。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，係從電路基板200之電極經探針2之第二柱塞22及第一柱塞21並到達半導體積體電路100之電極。此時，檢測用訊號係可經過螺旋彈簧23。
圖4係為表示本發明的實施形態1之探針單元的主要部分的構成之俯視圖。圖4係對應從上側觀看圖2所示的探針座的圖。此處，亦考慮了以下例子：對於彼此相鄰來配置的三個探針2，將位於中央部的探針2與訊號傳輸用的電極接觸，且其他探針2連接到接地用的電極。此時，連接到訊號用電極的探針2被稱為探針2S，連接到接地用電極的探針2被稱為探針2G。於此等探針2S、2G的周圍，形成有沉孔部33(在圖4中僅示出了沉孔部33a)。
圖5係為表示本發明的實施形態1之探針單元的插入損耗(S21)之圖。在圖4所示的探針2及沉孔部33a的配置中，改變沉孔部33a的深度(圖2所示的深度D)，解析了此時的S21成為-1dB(插入損耗為+1dB)的頻率。在本解析中，探針2之間的間距為0.4mm，本體部31的沉孔部33在深度方向上的厚度為1.75mm，並使用由Ansys公司製的Ansys HFSS來進行解析。又，作為解析軟體，可以使用習知的軟體。又，作為沉孔部33，如圖2所示，假定形成了沉孔部33a,33b，來進行了解析。此時，沉孔部33a,33b距離本體部31的表面的深度被設定為相同的深度。
如圖5所示，藉由形成沉孔部33a,33b，達到-1dB的頻率變高。當未設置沉孔部33時(深度為零)，頻率為68.5GHz，此相較於形成沉孔部33的構成係更低的值。又，在圖5中，在沉孔部33a,33b的沉孔深度(Counterbore depth)為400μm時達到峰值，且當沉孔深度更深時，頻率稍微變低。又，當沉孔部33a,33b被連接以形成貫穿孔時的頻率為89.5GHz。
在上述實施形態1中，藉由在探針座3中的探針2周圍設置沉孔部33，能夠減低高頻側的插入損耗。根據本實施形態1，藉由沉孔部33的形成，能夠抑制高頻訊號的衰減。
在此，上述沉孔部33的內壁為具有絕緣性的溝槽，與內壁具有導電性的通孔不同。相較於沉孔部33，通孔的特性阻抗失配較大。因此，在通孔中，反射變大，結果，穿透的訊號變成窄帶。
又，在上述的實施形態1中，沉孔部33係能夠用於配置高頻用探針2的標記。
(實施形態1的變形例1)
接著，針對實施形態1的變形例1，參照圖6進行說明。圖6係為表示本發明的實施形態1的變形例1之探針單元的主要部分的構成之截面圖。在上述實施形態1中，雖然沉孔部33a及沉孔部33b互相獨立的形成，但在本變形例1中，將在本體部31的板厚方向上彼此相對的沉孔部33a及沉孔部33b連接，以形成具有貫穿本體部31的貫穿孔之沉孔部33A。
在變形例1中，與上述實施形態1同樣地，藉由在探針座3中的探針2周圍設置沉孔部33A，能夠減低高頻側的插入損耗。
又，在上述實施形態1中，雖然針對以訊號用探針2S被夾在接地用探針2G之間來配置的GSG構造為例進行了說明，但不限於此，只要在探針2的配置中，於探針2S的周圍配置有至少一個探針2G即可。以下，針對除了GSG構造之外的構造之一例進行說明。
(實施形態1的變形例2)
接著，針對實施形態1的變形例2，參照圖7進行說明。圖7係為表示本發明的實施形態1的變形例2之探針單元的主要部分的構成之俯視圖。圖7係對應從上側觀看圖2所示的探針座的圖。此處，在變形例2中，相鄰配置的兩個探針2中的一個探針2係訊號傳輸用的探針2S，而另一個探針2係接地用的探針2G。於此等探針2S、2G的周圍，形成有沉孔部33(在圖7中僅示出了沉孔部33a)。即使在這種GS構造的情況下，也能夠藉由在探針2周圍設置沉孔部33來減低高頻側的插入損耗。
(實施形態1的變形例3)
接著，針對實施形態1的變形例3，參照圖8進行說明。圖8係為表示本發明的實施形態1的變形例3之探針單元的主要部分的構成之俯視圖。圖8係對應從上 側觀看圖2所示的探針座的圖。此處，在變形例3中，針對相鄰配置的四個探針2，將中央部的兩個探針2作為訊號傳輸用的探針2S，而將兩側的兩個探針2作為接地用的探針2G。於此等探針2S、2G的周圍，形成有沉孔部33(在圖8中僅示出了沉孔部33a)。即使在這種GSSG構造的情況下，也能夠藉由在探針2周圍設置沉孔部33來減低高頻側的插入損耗。
(實施形態2)
接著，針對本發明的實施形態2進行說明。圖9係為表示本發明的實施形態2之探針單元的主要部分的構成之截面圖。實施形態2的探針單元係具有探針座3A，以作為上述探針單元1的探針座3的替代。因為探針座3A以外的構成係與實施形態1相同，故省略說明。
探針座3A係具備：本體部34，其係使用樹脂、可加工陶瓷、矽酮等的絕緣性材料而形成。本體部34係將使用了不同絕緣性材料形成的複數個構件層積而成的複數層。本體部34係由下述構件所層積而成：第一構件34a，其係位於圖9頂面側；第二構件34b，其係位於底面側；第三構件34c，其係設置於第一構件34a與第二構件34b之間。於本體部34形成座孔341，其係貫穿第一構件34a、第二構件34b及第三構件34c的貫穿孔，並用於容納複數個探針2。座孔341的形成位置係根據探針2的配置圖案來決定。
此處，第一構件34a~第三構件34c係可藉由相同材料來構成，亦可藉由至少一種不同材料來形成。以下，在本實施形態2中，針對第一構件34a及第二構件34b係由聚醚醚酮(PEEK)所形成，而第三構件34c係由聚四氟乙烯(PTFE)所形成之例子進行說明。從提高探針2保持性的觀點來看，第一構件34a及 第二構件34b較佳係由具有硬質性的材料來構成。又，從提升高頻特性的觀點來看，第一構件34a~第三構件34c較佳係由具有相同低介電常數的材料來形成。
於第一構件34a形成複數個沉孔部35。於第二構件34b形成複數個沉孔部36。在圖9所示的探針座3A中，沉孔部35,36係為貫穿構件的貫穿孔，以相同的數量形成，且相對於座孔341形成在相同的位置。沉孔部35,36具有以第三構件34c的表面作為底面的有底的孔形狀。
圖10係為表示本發明的實施形態2之探針單元的插入損耗(S21)之圖。改變圖9所示的探針2、沉孔部35,36中沉孔部的深度，並解析此時的S21成為-1dB(插入損耗為+1dB)的頻率。又，探針2所傳送的訊號及其配置係與圖4所示的配置相同。又，在本解析中，將探針2之間的間距設為0.4mm，第一構件34a及第二構件34b的厚度設為0.30mm，第三構件34c的厚度設為1.15mm，並使用由Ansys公司製的Ansys HFSS來進行了解析。此時，沉孔部35,36距離本體部34的外表面的深度被設定為相同的深度。
如圖10所示般，可知越加深沉孔部35,36的沉孔深度(Counterbore depth)，達到-1dB的頻率越高。特別是，當未設置沉孔部35,36時(深度為零)，頻率為73.7GHz，此相較於形成沉孔部35,36的構成係更低的值。此時，沉孔部35,36貫穿第一構件34a、第二構件34b，且其底面為第三構件34c的表面之深度為300μm處時，頻率變得最高。另外，當沉孔部35,36被連接以形成貫穿本體部34的貫穿孔時的頻率為100.0GHz。
接著，改變相對於座孔341之沉孔部的形成數量及形成位置，來對S21成為-1dB(插入損耗為+1dB)的頻率進行了解析。準備了具有彼此不同的沉 孔部形成態樣的7個樣品。對每個樣品賦予編號(No.1~No.7)，其中No.1係具有未形成沉孔部的構成。
以下，針對樣品No.2~No.7的構成，參照圖11A~圖11F進行說明。圖11A~圖11F係為表示本發明的實施形態2之探針單元的凹部的形成態樣的一例(樣品No.2~No.7)之圖。
樣品No.2係於本體部34形成沉孔部35(參照圖11A)。樣品No.2具有以下構成：在與座孔341的貫穿方向平行，且將含有座孔341中心軸的平面作為切割面之截面(以下簡稱為本體部34的截面)中，一個沉孔部35形成於座孔341的一端側(第一柱塞21側)。
樣品No.3係於本體部34分別形成沉孔部35,36(參照圖11B)。樣品No.3具有以下構成：在本體部34的截面中，沉孔部35,36係相對於座孔341而分別形成有一個。
樣品No.4係於本體部34形成沉孔部35(參照圖11C)。樣品No.4具有以下構成：在本體部34的截面中，隔著座孔341而形成兩個沉孔部35。
樣品No.5係於本體部34形成沉孔部36(參照圖11D)。樣品No.5具有以下構成：在本體部34的截面中，於第二柱塞22側，隔著座孔341而形成兩個沉孔部36。
樣品No.6係於本體部34分別形成沉孔部35,36(參照圖11E)。樣品No.6具有以下構成：在本體部34的截面中，於第二柱塞22側，形成一個沉孔部36；於第一柱塞21側，隔著座孔341而形成兩個沉孔部35。
樣品No.7係於本體部34分別形成沉孔部35,36(參照圖11F)。樣品No.7具有以下構成：在本體部34的截面中，於第一柱塞21側，隔著座孔341而形 成兩個沉孔部35；於第二柱塞22側，隔著座孔341而形成兩個沉孔部36。此構成係與圖9所示的構成相同。
圖12係為分別表示各樣品的插入損耗(S21)之圖。在圖12所示的圖表係將各樣品的沉孔部深度設為300μm，並解析了此時的S21成為-1dB(插入損耗為+1dB)的頻率之結果。又，在本解析中，與圖10相同，將探針2之間的間距設為0.4mm，本體部34的沉孔部35,36在深度方向上的厚度設為1.75mm，並使用由Ansys公司製的Ansys HFSS來進行了解析。此時，沉孔部35,36距離本體部34的外表面的深度被設定為相同的深度。
如圖12所示般，可知根據沉孔部35,36的形成態樣，達到-1dB的頻率產生變化。特別是，相較於未設置沉孔部35,36的樣品No.1，即使藉由形成一個沉孔部，也能使頻率變高。又，相較於形成一個沉孔部的樣品No.2，相對於座孔341形成兩個沉孔部之構成(樣品No.3~No.5)的頻率更高。同樣地，相較於樣品No.1~No.5，相對於座孔341形成三個沉孔部之構成(樣品No.6)的頻率更高；且相較於該樣品No.6，形成四個沉孔部之構成(樣品No.7)的頻率更高。藉此，可說是藉由形成沉孔部，能夠使達到-1dB的頻率變高，且藉由使沉孔部的形成數量變多，能夠更進一步提高其頻率。特別是，相較於未設置沉孔部的構成(樣品No.1)，在形成三個以上的沉孔部之構成(樣品No.6、No.7)中，能夠將頻率提高10GHz以上。
又，改變座孔341與沉孔部35、35A之間的距離，進行了上述解析。圖13~圖15係為表示本發明的實施形態2之探針單元的沉孔部及座孔(接觸探針)的形成態樣的一例之圖。在圖13~圖15所示的第一構件34a中，沉孔部35的形成位置或尺寸不同。具體而言，在圖13所示之第一構件34a中，將座孔341的軸N與沉 孔部35的座孔341側的邊緣之間的距離設為距離d1，並在圖14、圖15所示之第一構件34a中，將座孔341的軸N與沉孔部35的座孔341側的邊緣之間的距離設為距離d2(<d1)。此外，在圖13、圖14所示之第一構件34a中，將沉孔部35的寬度設為H1，且在圖15所示之第一構件34a中，將沉孔部35A的寬度設為H2(<H1)。就解析的結果而言，圖13所示的構成為84.4GHz，圖14所示的構成為106.7GHz，圖15所示的構成為81.9GHz，可以說是沉孔部離座孔341越近且沉孔部的寬度越大者，能夠使達到-1dB的頻率變高。
在上述實施形態2中，藉由於探針座3A探針2周圍設置沉孔部35,36，能夠減低高頻側的插入損耗。根據本實施形態2，藉由沉孔部35,36的形成，能夠抑制高頻訊號的衰減。
又，在上述實施形態2中，藉由使沉孔部的形成數量多，寬度大，且靠近座孔，能夠使達到-1dB的頻率變高，能夠進一步抑制高頻訊號的衰減。
又，在上述實施形態2中，雖然針對探針座3A係以第一構件34a~第三構件34c的三層構造來構成的例子進行說明，但其亦可藉由兩層或四層以上的複數層來構成，並可具有於一部分形成空間的構成。
(實施形態2的變形例1)
接著，針對本發明的實施形態2的變形例1進行說明。圖16係為表示本發明的實施形態2的變形例1之探針單元的主要部分的構成之截面圖。變形例1的探針單元係具有探針2A，以作為上述探針單元1的探針2的替代，並且係具有探針座3B，以作為探針座3的替代。因為探針2A及探針座3B以外的構成係與實施形態1相同，故省略說明。
探針2A包括：第一柱塞21、第二柱塞22A及螺旋彈簧23。除在第二柱塞22A的側面形成有凸緣部22a之外，探針2A具有與探針2相同的構成。
探針座3B係具備：本體部34A，其係使用樹脂、可加工陶瓷、矽酮等的絕緣性材料而形成。本體部34A係將使用了不同絕緣性材料形成的複數個構件層積而成為的複數層。本體部34A係具有：呈板狀的第一構件34a、第二構件34d、第三構件34c及第四構件34e。第一構件34a位於圖16的上側。第四構件34e位於圖16的下側。第二構件34d及第三構件34c設於第一構件34a與第四構件34e之間。本體部34A係相當於將第四構件34e層積於實施形態2的本體部34的第二構件34b而成的構成。於本體部34A形成座孔341，其係貫穿第一構件34a、第二構件34d及第三構件34c的貫穿孔，並用於容納複數個探針2。座孔341係相當於第一座孔，其係形成第一構件側之端部呈前端變細的台階形狀的空間。
另外，與實施形態2相同，第一構件34a~第四構件34e係可藉由相同材料構成，亦可藉由至少一種不同材料形成。另外，針對第二構件34d與第四構件34e的厚度之和係以與實施形態2的第二構件34b的厚度相同的示例進行說明，但厚度關係並不限於此。
於第二構件34d形成複數個沉孔部36a。沉孔部36a係為貫穿構件的貫穿孔，以與沉孔部35相同的數量形成，且相對於座孔341形成在相同的位置。沉孔部36a具有以第三構件34c及第四構件34e的表面作為底面的有底的孔形狀。該孔形狀係為由第三構件34c及第四構件34e封閉的密閉空間。
於第四構件34e，形成有在板厚方向上貫穿的貫穿孔342。貫穿孔342與座孔341對應設置，其開口尺寸小於座孔。貫穿孔342在與貫穿方向正交的方向上的直徑小於座孔341的直徑。另外，貫穿孔的與貫穿方向正交的截面並非 是圓形的情況下，上述「直徑」係與其截面形狀的一邊或對角線、外接圓的直徑對應。
藉由探針2A的凸緣部22a與座孔341及貫穿孔342所形成的台階部卡止，可抑制探針2A從第四構件34e側脫落。
在上述變形例1中，藉由在探針座3B中的探針2A周圍設置沉孔部35、36a，能夠減低高頻側的插入損耗。根據本變形例1，藉由形成沉孔部35、36a，能夠抑制高頻訊號的衰減。
另外，於上述變形例1中，由於設置形成有貫穿孔342的第四構件34e，上述貫穿孔342係封閉第二構件34d之座孔341的一部分；並使設置於探針2A的凸緣部22a與第四構件34e卡止，所以可進一步可靠地抑制探針2A的脫落。
(實施形態2的變形例2)
接著，針對本發明的實施形態2的變形例2進行說明。圖17係為表示本發明的實施形態2的變形例2之探針單元的主要部分的構成之截面圖。變形例2的探針單元係具有探針2A，以作為上述探針單元1的探針2的替代，並且係具有探針座3C，以作為探針座3的替代。因為探針座3C以外的構成係與實施形態1及變形例1相同，故省略說明。
探針座3C係具備：本體部34B，其係使用樹脂、可加工陶瓷、矽酮等的絕緣性材料而形成。本體部34B係將使用了不同絕緣性材料形成的複數個構件層積而成為的複數層。本體部34B係具有：呈板狀的第一構件34a、第二構件34d、第三構件34c及第四構件34f。第一構件34a位於圖17的上側。第四構件34f位於圖17的下側。第二構件34d及第三構件34c設於第一構件34a與第四構件34f之 間。本體部34B係相當於將第四構件34f層積於實施形態2的本體部34的第二構件34b而成的構成。
另外，與實施形態2的變形例1相同，第一構件34a~第四構件34f係可藉由相同材料構成，亦可藉由至少一種不同材料形成。另外，針對第二構件34d與第四構件34f的厚度之和係以與實施形態2的第二構件34b的厚度相同的示例進行說明，但厚度關係並不限於此。
於第二構件34d形成複數個沉孔部36a。沉孔部36a具有以第三構件34c的表面作為底面的有底的孔形狀。
於第四構件34f，形成有在板厚方向上貫穿的貫穿孔342、343。貫穿孔342與座孔341對應設置，其開口尺寸小於座孔。另外，貫穿孔343與沉孔部36a對應設置，其開口尺寸與沉孔部36a的開口尺寸相同。即，藉由沉孔部36a及貫穿孔343，形成出維持相同形狀而延伸的空間。換言之，在沉孔部36a形成以圓形形狀而延伸的孔形狀的情況下，貫穿孔343也同樣形成以圓形形狀而延伸的孔形狀，在沉孔部36a形成以長孔形狀而延伸的孔形狀的情況下，貫穿孔343也同樣形成以長孔形狀而延伸的孔形狀。
在上述變形例2中，藉由在探針座3C中的探針2A周圍設置沉孔部35、36a，且於第四構件34f設置貫穿孔343，能夠減低高頻側的插入損耗。根據本變形例2，藉由形成沉孔部35、36a及貫穿孔343，能夠抑制高頻訊號的衰減。
另外，於上述變形例2中，由於設置形成有貫穿孔342的第四構件34f，上述貫穿孔342係封閉第二構件34d之座孔341的一部分；並使設置於探針2A的凸緣部22a與第四構件34f卡止，所以可進一步可靠地抑制探針2A的脫落。
(實施形態2的變形例3)
接著，針對本發明的實施形態2的變形例3進行說明。圖18係為表示本發明的實施形態2的變形例3之探針單元的主要部分的構成之截面圖。變形例3的探針單元係具有探針2A，以作為上述探針單元1的探針2的替代，並且係具有探針座3D，以作為探針座3的替代。因為探針座3D以外的構成係與實施形態1及變形例1相同，故省略說明。
探針座3D係具備：本體部34C，其係使用樹脂、可加工陶瓷、矽酮等的絕緣性材料而形成。本體部34C係將使用了不同絕緣性材料形成的複數個構件層積而成為的複數層。本體部34C係具有：呈板狀的第一構件34a、第二構件34d、第三構件34c及第四構件34g。第一構件34a位於圖18的上側。第四構件34g位於圖18的下側。第二構件34d及第三構件34c設於第一構件34a與第四構件34g之間。本體部34C係相當於將第四構件34g層積於實施形態2的本體部34的第二構件34b而成的構成。
另外，與實施形態2的變形例1相同，第一構件34a~第四構件34g係可藉由相同材料構成，亦可藉由至少一種不同材料形成。另外，針對第二構件34d與第四構件34g的厚度之和係以與實施形態2的第二構件34b的厚度相同的示例進行說明，但厚度關係並不限於此。
於第二構件34d形成複數個沉孔部36a。沉孔部36a具有以第三構件34c的表面作為底面的有底的孔形狀。
於第四構件34g，形成有在板厚方向上貫穿的貫穿孔342、344。貫穿孔342與座孔341對應設置，其開口尺寸小於座孔。另外，貫穿孔344與沉孔部36a對應設置，其開口尺寸小於沉孔部36a的開口尺寸。即，藉由沉孔部36a及貫穿孔344，形成出具有台階形狀的空間。另外，沉孔部36a及貫穿孔344的開口 形狀係具有相似關係，在沉孔部36a形成以圓形形狀而延伸的孔形狀的情況下，貫穿孔344也同樣形成以圓形形狀而延伸的孔形狀，在沉孔部36a形成以長孔形狀而延伸的孔形狀的情況下，貫穿孔344也同樣形成以長孔形狀而延伸的孔形狀。
在上述變形例3中，藉由在探針座3D中的探針2A周圍設置沉孔部35、36a，且於第四構件34g設置貫穿孔344，能夠減低高頻側的插入損耗。根據本變形例3，藉由形成沉孔部35、36a及貫穿孔344，能夠抑制高頻訊號的衰減。
另外，於上述變形例3中，由於設置形成有貫穿孔342的第四構件34g，上述貫穿孔342係封閉第二構件34d之座孔341的一部分；並使設置於探針2A的凸緣部22a與第四構件34g卡止，所以可進一步可靠地抑制探針2A的脫落。
(實施形態2的變形例4)
接著，針對本發明的實施形態2的變形例4進行說明。圖19係為表示本發明的實施形態2的變形例4之探針單元中的沉孔部及貫穿孔的形成態樣的一例之圖。變形例4的探針單元係具有本體部34D，以作為實施形態2的變形例1的本體部34A的替代。因為本體部34D以外的構成係與實施形態1及變形例1相同，故省略說明。
本體部34D係使用樹脂、可加工陶瓷、矽酮等的絕緣性材料而形成。本體部34D係將使用了不同絕緣性材料形成的複數個構件層積而成為的複數層。本體部34D係具有：呈板狀的第一構件34a、第二構件34d、第三構件34c(參照圖16等)及第四構件34h。
於第四構件34h，形成有在板厚方向上貫穿的貫穿孔342、345。貫穿孔345係與沉孔部36a對應設置有複數個。貫穿孔345例如係設置於沉孔部36a的形成區域內且將探針2A夾在中間的位置。
在上述變形例4中，藉由在探針座中的探針2A周圍設置沉孔部35、36a，且於第四構件34h設置貫穿孔345，能夠減低高頻側的插入損耗。根據本變形例4，藉由形成沉孔部35、36a及貫穿孔345，能夠抑制高頻訊號的衰減。
另外，可將相對於第三構件34c作為座孔341的蓋部發揮功能的第四構件34e~34h，應用於實施形態1。例如，於圖2所示的構成中，藉由將探針2替換為探針2A，且於沉孔部33b側設置第四構件，可防止探針2A的脫落。
(實施形態3)
接著，針對本發明的實施形態3進行說明。圖20係為表示本發明的實施形態3之探針單元所具有的探針座的構成之俯視圖。實施形態3的探針單元係具有探針座3E，以作為上述探針單元1的探針座3的替代。因為探針座3E以外的構成係與實施形態1相同，故省略說明。
探針座3E係具備：本體部31，其係使用樹脂、可加工陶瓷、矽酮等的絕緣性材料而形成。於探針座3E形成有：座孔32，其係用於收納複數個探針2；沉孔部，其係設置於座孔32的周圍並形成溝槽形狀。在圖20中，僅示出形成於本體部31一側的沉孔部37。又，在圖20中，為了區別座孔32及沉孔部37，以虛線表示沉孔部37。沉孔部37係具有與座孔32的開口相等尺寸的圓形開口。沉孔部37係形成於座孔32的周圍。
在上述實施形態3中，藉由在探針2的周圍設置沉孔部37，亦能夠減低高頻側的插入損耗。
(實施形態4)
接著，針對本發明的實施形態4進行說明。圖21係為表示本發明的實施形態4之探針單元所具有的探針座的構成之俯視圖。實施形態4的探針單元係具有探針座3F，以作為上述探針單元1的探針座3的替代。因為探針座3F以外的構成係與實施形態1相同，故省略說明。
探針座3F係具備：本體部31，其係使用樹脂、可加工陶瓷、矽酮等的絕緣性材料而形成。於探針座3F形成有：座孔32，其係用於收納複數個探針2；沉孔部，其係設置於座孔32的周圍並形成溝槽形狀。在圖21中，僅示出形成於本體部31一側的沉孔部38。沉孔部38係沿著複數個座孔32而延伸成環狀的溝槽形狀。
在上述實施形態4中，藉由在探針2的周圍設置沉孔部38，亦能夠減低高頻側的插入損耗。
(實施形態5)
接著，針對本發明的實施形態5進行說明。圖22係為表示本發明的實施形態5之探針單元所具有的探針座的構成之俯視圖。實施形態5的探針單元係具有探針座3G，以作為上述探針單元1的探針座3的替代。因為探針座3G以外的構成係與實施形態1相同，故省略說明。
探針座3G係具備：本體部31，其係使用樹脂、可加工陶瓷、矽酮等的絕緣性材料而形成。於探針座3G形成有：座孔32，其係用於收納複數個探針2；沉孔部，其係設置於座孔32的周圍並形成溝槽形狀。在圖22中，僅示出形成於本體部31一側的沉孔部39A,39B。又，在圖22中，為了區別座孔32及沉孔部 39B，以虛線表示沉孔部39B。沉孔部39A係沿著複數個座孔32而延伸成長孔形狀。沉孔部39B係具有與座孔32的開口相等尺寸的圓形開口。
在上述實施形態5中，藉由在探針2的周圍設置沉孔部39A,39B，亦能夠減低高頻側的插入損耗。
(實施形態6)
接著，針對本發明的實施形態6進行說明。圖23係為表示本發明的實施形態6之探針單元所具有的探針座的構成之俯視圖。實施形態6的探針單元係具有探針座3H，以作為上述探針單元1的探針座3的替代。因為探針座3H以外的構成係與實施形態1相同，故省略說明。
探針座3H係具備：本體部31，其係使用樹脂、可加工陶瓷、矽酮等的絕緣性材料而形成。於探針座3H形成有：座孔32，其係用於收納複數個探針2；沉孔部，其係設置於座孔32的周圍並形成溝槽形狀。在圖23中，僅示出形成於本體部31一側的沉孔部40。又，在圖23中，為了區別座孔32及沉孔部40，以虛線表示沉孔部40。沉孔部40係具有與座孔32的開口相等尺寸的圓形開口。複數個沉孔部40中的一部分係彼此連接。
在上述實施形態6中，藉由在探針2的周圍設置沉孔部40，亦能夠減低高頻側的插入損耗。
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。
在上述實施形態1~6中，作為沉孔部，雖然描述了開口的形狀呈橢圓形或正圓形的例子，但亦可使用字母所成的形狀、多邊形或星形等其他形 狀。藉由使開口呈獨特的形狀，能夠提高沉孔部的辨認性，更能夠容易地確認探針2的配置。
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。舉例來說，不限於由如上述般的柱塞及螺旋彈簧所構成者，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、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。
如上所述，本發明之探針單元係適用於抑制高頻訊號的衰減。
2:探針
21:第一柱塞
21a:有底的中空空間
22:第二柱塞
23:螺旋彈簧
31:本體部
32:座孔
33:沉孔部
33a:沉孔部
33b:沉孔部
N:軸
D:深度

Claims (12)

  1. 一種探針單元，其特徵在於具有：接觸探針，其係分別於長度方向的兩端部與接觸對象之電極接觸；探針座，其係具備絕緣性的本體部，前述本體部保持前述接觸探針，其中，於前述本體部形成有：座孔，其係供前述接觸探針插入並保持前述接觸探針；沉孔部，其係設置於前述座孔的周圍並形成為溝槽狀，且其穿設於前述接觸探針的一端側及另一端側的至少一側表面上之前述座孔周圍的至少一部分，並且形成中空空間的內壁面具有絕緣性。
  2. 如請求項1所述之探針單元，其中，相對於前述座孔，在前述座孔周圍設置有一個以上的前述沉孔部。
  3. 如請求項1或2所述之探針單元，其中，前述本體部係形成為單層。
  4. 如請求項1或2所述之探針單元，其中，前述本體部係由複數個構件層積而成，且形成有至少一部分的構件為由不同的絕緣性材料而成的單層。
  5. 如請求項4所述之探針單元，其中，前述本體部係由以下構件層積而成：第一構件，其係由絕緣性材料而成；第二構件，其係由與前述第一構件相同的絕緣性材料而成； 第三構件，其係設置於前述第一構件與前述第二構件之間，且其係由與前述第一構件及前述第二構件不同的絕緣性材料而成。
  6. 如請求項5所述之探針單元，其中，前述沉孔部係包括：第一沉孔部，其係設置於前述第一構件側，貫穿該第一構件，且將前述第三構件的表面作為底面；第二沉孔部，其係設置於前述第二構件側，貫穿該第二構件，且將前述第三構件的表面作為底面。
  7. 如請求項5所述之探針單元，其中，前述本體部係還包括：第四構件，其係設置於前述第二構件的與前述第三構件側相反的一側；其中，前述座孔係由第一座孔及第二座孔構成，前述第一座孔係貫穿前述第一構件至前述第三構件，並形成前述第一構件側之端部呈前端變細且具有台階形狀之空間，前述第二座孔係貫穿前述第四構件，並其開口直徑比前述第一座孔之直徑小的貫穿孔。
  8. 如請求項1所述之探針單元，其中，前述沉孔部係形成為有底的孔形狀。
  9. 如請求項1所述之探針單元，其中，前述沉孔部係為貫穿前述本體部的貫穿孔。
  10. 如請求項1所述之探針單元，其中，前述接觸探針係具有：第一柱塞，其係形成有底的中空空間並與其中一個接觸對象接觸； 第二柱塞，其係形成有底的中空空間並與另一個接觸對象接觸；螺旋彈簧，其係用於對前述第一柱塞及前述第二柱塞施力；其中，前述第一柱塞及前述第二柱塞係藉由連結彼此的中空空間而連接；前述螺旋彈簧係位於前述第一柱塞及前述第二柱塞所形成的中空空間。
  11. 如請求項1所述之探針單元，其中，前述探針座係保持：與訊號用電極連接的第一接觸探針以及與接地用電極連接的第二接觸探針；且在前述探針座之接觸探針的配置中，於前述第一接觸探針的周圍，配置有至少一個前述第二接觸探針。
  12. 如請求項1所述之探針單元，其中，前述沉孔部係沿著前述座孔而延伸形成為環狀的溝槽狀。
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