WO2012063858A1 - プローブユニット - Google Patents

プローブユニット Download PDF

Info

Publication number
WO2012063858A1
WO2012063858A1 PCT/JP2011/075823 JP2011075823W WO2012063858A1 WO 2012063858 A1 WO2012063858 A1 WO 2012063858A1 JP 2011075823 W JP2011075823 W JP 2011075823W WO 2012063858 A1 WO2012063858 A1 WO 2012063858A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
contact
probe
electrode
substrate
probe unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/075823
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
孝浩 茂木
浩嗣 石川
Original Assignee
日本発條株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本発條株式会社 filed Critical 日本発條株式会社
Publication of WO2012063858A1 publication Critical patent/WO2012063858A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/04—Housings; Supporting members; Arrangements of terminals
    • G01R1/0408—Test fixtures or contact fields; Connectors or connecting adaptors; Test clips; Test sockets
    • G01R1/0433—Sockets for IC's or transistors
    • G01R1/0441—Details
    • G01R1/0466—Details concerning contact pieces or mechanical details, e.g. hinges or cams; Shielding
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/06711—Probe needles; Cantilever beams; "Bump" contacts; Replaceable probe pins
    • G01R1/06716—Elastic
    • G01R1/06722—Spring-loaded
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/06711—Probe needles; Cantilever beams; "Bump" contacts; Replaceable probe pins
    • G01R1/06733—Geometry aspects
    • G01R1/06738—Geometry aspects related to tip portion

Definitions

  • the present invention relates to a probe unit used for connection between electric circuit boards and the like.
  • an electrical connection between the inspection target and a signal processing device that outputs an inspection signal is used.
  • a probe unit that accommodates a plurality of conductive contact probes is used.
  • the probe unit can be applied to highly integrated and miniaturized inspection objects by narrowing the pitch between contact probes with the progress of high integration and miniaturization of semiconductor integrated circuits and liquid crystal panels in recent years. Possible technologies are progressing.
  • Wire-type contact probes are easier to reduce in diameter than pin-type contact probes that use springs.
  • adjacent contact probes contact each other. Or the contact with the contacted object may vary. For this reason, in the wire-type contact probe, various devices are provided to uniformly align the direction of bending due to the load.
  • Patent Document 1 an elastomer made of rubber or resin is provided for the contact probe, and the elastomer is elastically deformed by the contact between the contact probe and the electrode, so that the contact state between the contact probe and the electrode is maintained. is doing.
  • Patent Document 2 discloses a probe unit in which contact probes each having a spring shape with a curved shape between contact with a contact body are accommodated in a test board. In this contact probe, a portion having a spring property and a conducting portion of an electric signal are common.
  • electrodes for conducting electrical signals are arranged on the four side ends (outer edge portions) of the package, while grounding A configuration in which the electrode is disposed at the center of the package is increasing.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a probe unit that can obtain reliable and good conduction between objects to be contacted and can stably connect a ground.
  • a probe unit has a flat plate shape, and includes a first substrate having an electrode at an outer edge portion and a central portion of one main surface, and the first substrate.
  • a probe unit for connecting an electrode of a substrate and a second substrate having a corresponding electrode on one surface, wherein the electrode on the outer edge of the first substrate and the second substrate A plurality of conductive first contact probes that connect between corresponding electrodes, and a connection between the center electrode of the first substrate and the corresponding electrode on the second substrate;
  • a plurality of conductive second contact probes having a shape different from that of one contact probe, and a holding part that holds the first and second contact probes and has at least an insulating surface.
  • the first contact probe has a side surface curved in an arc shape at a tip portion, and a first contact portion that contacts the first substrate on the side surface;
  • a conductive portion having a side surface curved in an arc shape, and a second contact portion that contacts the second substrate on the side surface, and a connection portion that connects the first contact portion and the second contact portion.
  • an elastic part that extends from the second contact part and is partially curved in an arc shape and elastically deforms by a load applied to the first contact part and the second contact part.
  • the width of the elastic portion is smaller than the width of the connection portion.
  • the probe unit according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the connection portion has an arc shape.
  • the probe unit according to the present invention is characterized in that, in the above invention, a part of the elastic portion is linear.
  • the first contact probe is formed using a heat-resistant steel or a superalloy having a maximum use temperature that is equal to or higher than a maximum value of the use environment temperature of the first contact probe. And at least the conductive portion is laminated with a conductive material different from the heat-resistant steel or superalloy.
  • the second contact probe includes a first contact portion that contacts the electrode of the first substrate, and a second contact that contacts the electrode of the second substrate. It is characterized by comprising a contact portion and a spring member that urges each of the first and second contact portions toward the distal end side.
  • the probe unit according to the present invention includes a first contact probe having a shape in which a portion that conducts electricity in the same contact probe and a portion having a spring property are different, and a second contact probe that is different from the first contact probe. Since it is arranged, it is possible to obtain reliable and good conduction between the objects to be contacted and to achieve stable ground connection.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the probe unit according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing a configuration of a main part of the probe unit shown in FIG.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing the configuration of the probe holder shown in FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a main part of the probe unit shown in FIG.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the semiconductor integrated circuit shown in FIG.
  • FIG. 6 is a perspective view of the first contact probe according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing a configuration of a main part of the probe unit shown in FIG. FIG.
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing a configuration of a main part of the probe unit shown in FIG.
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing a configuration of a main part of the probe unit shown in FIG.
  • FIG. 10 is a partial cross-sectional view showing a configuration of a main part of the probe unit shown in FIG.
  • FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing a connection state of the second contact probe shown in FIG.
  • FIG. 12 is a perspective view showing a first contact probe which is a first modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a perspective view showing a first contact probe which is a second modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a perspective view showing a first contact probe which is a third modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a perspective view of the first contact probe according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the main part of the probe unit according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the main part of the probe unit according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the probe unit according to the first embodiment of the present invention.
  • a probe unit 1 shown in FIG. 1 is an apparatus used when an electrical characteristic test is performed on a semiconductor integrated circuit 100 as a first substrate that is an object to be tested, and the semiconductor integrated circuit 100 and the semiconductor integrated circuit 100 are tested.
  • This is an apparatus for electrically connecting a circuit board 50 as a second board for outputting a business signal.
  • the semiconductor integrated circuit 100 is described as being a QFN (Quad Flat Non-Leaded Package) having an electrode 101 and a ground electrode.
  • QFN Quad Flat Non-Leaded Package
  • the probe unit 1 includes a conductive first contact probe 20 and a second contact probe 30 (hereinafter simply referred to as “probe 20, probe 30”) that are in contact with the semiconductor integrated circuit 100 and the circuit board 50, which are two different contact objects. ), A probe holder 10 that accommodates and holds a plurality of probes 20 according to a predetermined pattern, a probe holder 40 that is accommodated in the probe holder 10 and accommodates and holds a plurality of probes 30 according to a predetermined pattern, And a circuit board 50 that contacts the bottom of the probe holder 10 and outputs a test signal to the semiconductor integrated circuit 100 via the probe 20.
  • the circuit board 50 includes an electrode 51 for outputting a test signal to the semiconductor integrated circuit 100 via the probe 20 as shown in FIG.
  • a ground electrode 52 for grounding the semiconductor integrated circuit 100 via the probe 30 is provided.
  • the electrode 51 is disposed on the circuit board 50 corresponding to the probes 20 and 30 held by the probe holder 10.
  • the probe holder 10 and the circuit board 50 may be connected by screws or the like, or may be bonded by an adhesive or a seal member. Any bonding form is possible as long as the contact between the probes 20, 30 and the electrode 51 and the ground electrode 52 is not hindered.
  • the probe holder 10 is formed using an insulating material such as resin or machinable ceramic, and includes a housing portion 11 in which a housing space capable of housing the semiconductor integrated circuit 100 is formed, and a probe 20 for holding the probe 20 in a predetermined pattern. And a slit 12.
  • the slit 12 holds the probe 20 so that the tip of the probe 20 protrudes toward the accommodating portion 11 side. Further, when the semiconductor integrated circuit 100 is accommodated in the accommodating portion 11, the slit 12 is formed at a position where each probe 20 contacts the electrode 101 of the corresponding semiconductor integrated circuit 100.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing the configuration of the probe holders 10 and 40 shown in FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a main part of the probe unit 1 shown in FIG.
  • the probe holder 10 is configured by detachably connecting a fixing member 13 that fixes the probe 20 to the outer periphery of the bottom.
  • the fixing member 13 is formed using an insulating material and has an opening 15 that is larger than the probe holder 10 and a hole 14 that holds and fixes the probe 20.
  • the probe holder 10 has a rectangular parallelepiped shape by fitting with the fixing member 13 at a notch corresponding to the fixing member 13 and constitutes a holding portion that holds the probe 20.
  • the hole portion 14 accommodates the end portion of the probe 20 inserted through the slit 12, and holds the probe 20 so that the other tip portion of the probe 20 is positioned at a predetermined position of the accommodation portion 11. If the probe 20 can be fixed at a predetermined interval and in a predetermined direction, the holding portion may be configured only by the fixing member 13, and the probe holder 10 and the hole portion 14 of the fixing member 13 are integrally formed. Also good.
  • the probe holder 40 is formed using an insulating material such as resin or machinable ceramic, and is accommodated in the accommodating space of the accommodating portion 11, for holding the probe 30 in a predetermined pattern and the holder hole 41 for holding the probe 30. Slit 42.
  • the slit 42 is formed corresponding to the slit 12 formed in the probe holder 10.
  • the probe holder 40 is formed by laminating a first member 40a and a second member 40b described later.
  • a holding part is comprised with the probe holders 10 and 40 and the fixing member 13.
  • the probe holders 10 and 40 and the fixing member 13 may be formed of a conductive material such as a metal as long as at least the surface is covered with the above-described insulating material.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the semiconductor integrated circuit 100 shown in FIG. 1 as viewed from the bottom side.
  • a semiconductor integrated circuit 100 shown in FIG. 5 is provided on the outer edge side of the semiconductor integrated circuit 100, an electrode 101 for outputting a test signal to the semiconductor integrated circuit 100 via the probe 20, and a central portion of the semiconductor integrated circuit 100.
  • a ground electrode 102 for ground connection with the semiconductor integrated circuit 100 via the probe 30.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the probe 20 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along a plane passing through the center of the slit 12 shown in FIG.
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing the probe 30 and the probe holder 40.
  • the probe 20 shown in FIGS. 6 and 7 has a substantially flat plate shape with a uniform plate thickness, and has a side surface curved in an arc shape at the tip, and a first contact portion 21 that contacts the semiconductor integrated circuit 100 on this side surface.
  • the second contact portion 22 that has a side surface curved in an arc shape, contacts the circuit board 50 on this side surface, the strip-shaped connection portion 23 that connects the first contact portion 21 and the second contact portion 22, and the second contact And an elastic part 24 that extends from the part 22 and is partially curved in an arc shape and elastically deforms by a load applied to the first contact part 21 and the second contact part 22.
  • the probe 30 is formed using an alloy such as copper, nickel, iron, or tungsten.
  • the side surface of the second contact portion 22 curved in an arc shape is held by the probe holder 10 and abuts on the electrode 51 of the circuit board 50 as shown in the cross-sectional view of FIG.
  • the elastic part 24 has a smaller width than the width of the connection part 23. For this reason, the elastic portion 24 is more likely to be elastically deformed than the other portions with respect to the load applied to the first contact portion 21 or the second contact portion 22.
  • the ratio between the width of the elastic part 24 and the width of the connecting part 23 may be any ratio as long as the elastic part 24 can be preferentially elastically deformed.
  • the end portion of the elastic portion 24 in a direction different from the second contact portion 22 extends in a straight line shape, and the tip portion of the straight line portion is inserted and attached to the hole portion 14 so that the probe 20 is attached to the probe holder. 10 is held.
  • the elastic portion 24 is elastically deformed in a direction perpendicular to the connection direction with the semiconductor integrated circuit 100.
  • the probe 30 shown in FIGS. 7 and 8 is formed using a conductive material.
  • the probe 30 contacts the ground electrode 102 of the semiconductor integrated circuit 100 and the circuit board 50.
  • a second plunger 32 in contact with the ground electrode 52, and a spring member 33 provided between the first plunger 31 and the second plunger 32 to connect the two first plungers 31 and the second plunger 32 in a telescopic manner. Is provided.
  • the first plunger 31 and the second plunger 32 and the spring member 33 constituting the probe 30 have the same axis.
  • the spring member 33 expands and contracts in the axial direction, so that the impact on the connection electrode of the semiconductor integrated circuit 100 is reduced and the probe 30 is applied to the semiconductor integrated circuit 100 and the circuit substrate 50. Apply load.
  • the first plunger 31 has a distal end portion 31a having an end surface that contacts the ground electrode 102 of the semiconductor integrated circuit 100, a flange portion 31b having a diameter larger than the diameter of the distal end portion 31a, and a distal end via the flange portion 31b.
  • the boss 31c extends to the opposite side of the flange 31b, has a smaller diameter than the flange 31b, and the end of the spring member 33 is press-fitted, and extends to the opposite side of the flange 31b via the boss 31c.
  • a proximal end portion 31d having a slightly smaller diameter than the portion 31c is provided.
  • the second plunger 32 includes a front end portion 32a having an end surface that is in contact with the ground electrode 52 formed on the circuit board 50, a flange portion 32b having a diameter larger than the diameter of the front end portion 32a, and a front end of the flange portion 32b.
  • the boss portion 32a is provided opposite to the flange portion 32b, has a smaller diameter than the flange portion 32b, and is provided opposite to the flange portion 32b of the boss portion 32c.
  • a proximal end portion 32d having a slightly smaller diameter than the portion 32c is provided.
  • the second plunger 32 can move in the axial direction by the expansion and contraction action of the spring member 33, is urged toward the circuit board 50 by the elastic force of the spring member 33, and contacts the ground electrode 52 of the circuit board 50.
  • the spring member 33 has a tightly wound portion 33a on the first plunger 31 side, and a coarsely wound portion 33b on the second plunger 32 side.
  • the end portion of the tightly wound portion 33a is press-fitted into the boss portion 31c and is in contact with the flange portion 31b.
  • the end of the rough winding portion 33b is press-fitted into the boss portion 32c and is in contact with the flange portion 32b.
  • the spring member 33 is elastically deformed in the connecting direction with the semiconductor integrated circuit 100.
  • the probe holder 40 is formed by laminating a first member 40a located on the upper surface side in FIG. 8 and a second member 40b located on the lower surface side.
  • the first member 40a and the second member 40b are formed with the same number of first holder holes 41a and second holder holes 41b for accommodating the plurality of probes 30, respectively.
  • the 2nd holder hole 41b is formed so that a mutual axis line may correspond.
  • the holder hole 41 includes a first holder hole 41a and a second holder hole 41b, both of which have a stepped hole shape with different diameters along the penetration direction. That is, the first holder hole 41a includes a small diameter portion 41c having an opening on the upper end surface of the probe holder 40 and a large diameter portion 41d having a diameter larger than that of the small diameter portion 41c. On the other hand, the holder hole 41b includes a small diameter portion 41e having an opening at the lower end surface of the probe holder 40 and a large diameter portion 41f having a diameter larger than the small diameter portion 41e.
  • the shapes of the first holder hole 41a and the second holder hole 41b are determined according to the configuration of the probe 30 to be accommodated.
  • the flange portion 31b of the first plunger 31 has a function of preventing the probe 30 from being removed from the probe holder 40 by coming into contact with the boundary wall surface between the small diameter portion 41c and the large diameter portion 41d of the first holder hole 41a. Further, the flange portion 32b of the second plunger 32 has a function of preventing the probe 30 from being removed from the probe holder 40 by contacting the boundary wall surface between the small diameter portion 41e and the large diameter portion 41f of the second holder hole 41b.
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing a state in which a load is applied to the first contact portion 21 or the second contact portion 22.
  • FIG. 9 when the first contact portion 21 contacts the electrode 101 of the semiconductor integrated circuit 100 and a load is applied in the direction of the arrow in the figure, the curved portion of the elastic portion 24 is elastically deformed.
  • broken lines P 0 indicates the position of the probe 20 in a state where no load is applied as shown in FIG.
  • the first contact portion 21 and the second contact portion 22 are not elastically deformed and contact the electrode 101 and the electrode 51 according to the load. Move while touching. Further, the elastic portion 24 undergoes elastic deformation in accordance with a load transmitted via the connection portion 23 and the second contact portion 22. In addition, the conduction
  • FIG. 10 shows a contact state between the first contact portion 21 and the electrode 101 and a contact state between the second contact portion 22 and the electrode 51 when a load is applied to the first contact portion 21 and the elastic portion 24 is elastically deformed.
  • FIG. 10A shows a state where the electrode 101 of the semiconductor integrated circuit 100 is in contact with the first contact portion 21 (a state where no load is applied). In this case, the contact point between the first contact portion 21 and the electrode 101 is S 0 , and the contact point between the second contact portion 22 and the electrode 51 is C 0 .
  • FIG. 10A when the semiconductor integrated circuit 100 moves in the direction of the arrow, a load is applied to the first contact portion 21 and the first contact portion 21 is pushed down. Due to the movement of the first contact portion 21, the contact points of the first contact portion 21 and the second contact portion 22 with the electrodes 101 and 51 are shifted to S 1 and C 1 respectively (FIG. 10B).
  • the broken line P 0 indicates the position of the probe 20 in the state where no load is applied as shown in FIG. 10A, and the broken line I 0 indicates the position of the semiconductor integrated circuit 100 shown in FIG. Yes.
  • each contact part 21 and the second contact portion 22 rotate on the electrodes 101 and 51 to move the contact points. For this reason, each contact part has a small frictional force applied to each electrode, and can suppress wear of the contact part and each electrode.
  • FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing a state of the probe 30 when the semiconductor integrated circuit 100 is inspected.
  • the spring member 33 is compressed along the longitudinal direction due to a contact load from the semiconductor integrated circuit 100 (the ground electrode 102).
  • the tightly wound portion 33 a comes into contact with the proximal end portion 32 d of the second plunger 32. Thereby, reliable electrical conduction is obtained.
  • the base end portion 32d of the second plunger 32 has entered to the lower side of the tightly wound portion 33a, the axis of the second plunger 32 is not greatly shaken.
  • the semiconductor integration is performed from the ground electrode 52 of the circuit board 50 through the first plunger 31, the tightly wound portion 33 a, and the second plunger 32 of the probe 30. Connected to the ground electrode 102 of the circuit 100.
  • the probe 30 since the first plunger 31 and the second plunger 32 are conducted through the tightly wound portion 33a, the conduction path of the electric signal can be minimized. Therefore, it is possible to prevent a signal from flowing through the rough winding portion 33b during the inspection, and to reduce and stabilize the inductance.
  • a probe having a different shape in a portion that conducts electricity and a portion having spring property in the same probe, and a probe that can be expanded and contracted in the conduction direction are arranged.
  • each contact part rotates with respect to a contact with an electrode and moves a contact, the friction between a contact part and an electrode can be reduced and abrasion of a contact part and an electrode can be suppressed.
  • the probe 30 When the probe 30 is placed on the semiconductor integrated circuit 100 by the arrangement of the probe 30 described above, the probe 30 supports the bottom surface of the semiconductor integrated circuit 100, so that the semiconductor integrated circuit 100 can be held more stably. It becomes.
  • FIG. 12 is a perspective view showing a probe 20a that is a first modification of the first embodiment.
  • the probe 20 a includes the first contact portion 21 and the second contact portion 22 described above, a connection portion 23 that connects the first contact portion 21 and the second contact portion 22, and a part of the probe 20 a in an arc shape. And an elastic portion 25 that is elastically deformed by a load applied to the first contact portion 21 and the second contact portion 22.
  • the elastic portion 25 is formed to be curved so that the straight portions on both ends are parallel. Moreover, the curvature radius of the curved part of the elastic part 25 is small compared with the curvature radius of the elastic part 24 shown in FIG. Note that the width of the elastic portion 25 is smaller than the width of the connecting portion 23.
  • the probe 20a described above is effective when the device is downsized because the curved portion of the elastic portion 25 is small. Further, when the contact direction between the probe 20a and the semiconductor integrated circuit 100 is the direction as shown in FIG. 7, the formation region of the curved portion of the elastic portion 25 with respect to the moving direction of the semiconductor integrated circuit 100 is the connection portion 23. Therefore, the probe can be further miniaturized by shortening the connecting portion 23.
  • FIG. 13 is a perspective view showing a probe 20b that is a second modification of the first embodiment.
  • the probe 20 b includes the first contact portion 21 and the second contact portion 22 described above, a linear connection portion 26 that connects the first contact portion 21 and the second contact portion 22, and An elastic part 24 that is partially curved in an arc shape and elastically deforms by a load applied to the first contact part 21 and the second contact part 22 is provided.
  • the probe 20b has the same effect as that of the first embodiment described above, and the radius of curvature of the contact portion of the second contact portion 22 with the electrode is small and the distance to rotate on the electrode is shortened. Useful when the size is small. Further, since the connection portion 26 has a shorter conduction distance than the arc-shaped connection portion 23, it is possible to obtain more stable conduction.
  • FIG. 14 is a perspective view showing a probe 20c that is a third modification of the first embodiment.
  • the probe 20c is formed by laminating a metal plate 201 and a metal plate 202 having a substantially flat plate thickness in the thickness direction, and the first contact portion 21 and the second contact portion described above. 22, a first contact portion 21a, a second contact portion 22a, a connection portion 23a, and an elastic portion 24a corresponding to the connection portion 23 and the elastic portion 24 are provided.
  • Examples of the metal forming the metal plate 201 include heat-resistant steel or superalloy having a maximum use temperature of 200 ° C. or more when the maximum value of the use environment temperature is 200 ° C.
  • Examples of the heat resistant steel include austenitic stainless steel, alloy tool steel, precipitation hardening stainless steel, and the like.
  • Examples of the superalloy include a nickel base superalloy, a cobalt base superalloy, and a nickel-cobalt superalloy, which are alloys mainly composed of nickel base and cobalt base.
  • the maximum value of the operating environment temperature of the probe is 200 ° C.
  • a metal having a melting point of 600 ° C. or more can be used.
  • the maximum use temperature is an amount obtained from the linear shrinkage ratio with respect to heating, and is an amount indicating the heat resistance characteristics of the material.
  • Examples of the metal forming the metal plate 202 include a conductive material such as a metal or an alloy having an electric resistivity of 1.0 ⁇ 10 ⁇ 7 ⁇ ⁇ m or less.
  • Examples of the metal include gold, copper, nickel, silver, platinum, and rhodium.
  • the deformation of the probe 20c due to the elastic deformation of the elastic portion 24a being maintained at a high temperature by the metal plate 201 is suppressed, and the metal plate 202 is surely and satisfactorily used in the conduction portion. Electrical conduction can be achieved.
  • the metal plate 202 should just be laminated
  • stacked may be sufficient.
  • FIG. 15 is a perspective view showing the configuration of the probe 20d according to the second embodiment of the present invention.
  • symbol is attached
  • a probe 20d shown in FIG. 15 has a substantially flat plate shape with a uniform thickness, and has a side surface curved in an arc shape at the tip, and the first contact that contacts the semiconductor integrated circuit 100 shown in FIG. 1 on this side surface. 1 and a second contact portion 27 that contacts the circuit board 50 shown in FIG. 1, and a connection portion that connects the first contact portion 21 and the second contact portion 27. 23 and an elastic portion 24 that extends from the second contact portion 27 and is partially curved in an arc shape, and is elastically deformed by a load applied to the first contact portion 21 and the second contact portion 27.
  • the second contact portion 27 has a side surface 27a formed on a plane corresponding to the wall surface of the fixing member 13, and fixes the probe 20d by contacting the wall surface of the fixing member 13.
  • 16 is a partial cross-sectional view showing a case where the probe 20d shown in FIG. 15 is introduced into the probe unit 1 shown in FIG.
  • the probe 20d held in the hole 14 of the fixing member 13 is in contact with the wall surface of the fixing member 13 at the side surface 27a in the second contact portion 27 as well.
  • the side surface 27 a is formed along the wall surface of the fixing member 13, the protruding direction of the connection portion 23 and the first contact portion 21 from the slit 12 is adjusted by the contact of the second contact portion 27. It becomes possible.
  • FIG. 17 is a partial cross-sectional view showing a state where the first contact portion 21 is pushed down by the semiconductor integrated circuit 100.
  • the first contact portion 21 in contact with the electrode 101 and the second contact portion 27 in contact with the electrode 51 rotate on the surface of each electrode by the movement of the semiconductor integrated circuit 100 (in the direction of the arrow in the figure).
  • the curved portion of the elastic portion 24 is elastically deformed by the load applied to the probe 20d.
  • the broken line P 1 indicates the position of the probe 20d when no load is applied from the semiconductor integrated circuit 100 shown in FIG. 16.
  • the side surface 27a contacting the wall surface of the fixing member 13 has a positioning effect. It can be easily disposed at a predetermined position.
  • the probe 20 shown in FIG. 6 or the probes 20 a, 20 b, and 20 c shown in FIGS. 12, 13, and 14 may be brought into contact with the wall surface of the fixing member 13.
  • a positioning effect can be obtained.
  • the semiconductor integrated circuit has been described as a QFN that does not have a lead wire outside.
  • a lead wire that protrudes outward from the outer edge side, a ground electrode at the center portion, and It may be a semiconductor integrated circuit (Quad Flat Package: QFP).
  • the number of the probes 30 arranged is not limited to the number shown in the drawing as long as stable ground connection is possible, and can be arbitrarily set.
  • the ground electrode 52 has been described as one electrode that can contact all the probes 30, but may be a plurality of electrodes provided corresponding to each probe 30.
  • the contact probes shown in Patent Documents 1 and 2 can be applied to the contact probes that connect the electrodes that conduct the inspection signal.
  • the probe unit according to the present invention is useful when electrical connection is established by connecting two different sets of electrodes on an electric circuit board.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Measuring Leads Or Probes (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

　平板状をなし、一つの主面の外縁部および中央部に電極（１０１）およびグランド電極（１０２）を有する半導体集積回路（１００）および半導体集積回路（１００）が有する電極（１０１）およびグランド電極（１０２）とそれぞれ対応する電極（５１）およびグランド電極（５２）を一つの面上に有する回路基板（５０）との間を接続するプローブユニット（１）であって、電極（１０２）と電極（５１）との間を接続する導電性の複数の第１コンタクトプローブ（２０）と、グランド電極（１０２）とグランド電極（５２）との間を接続し、第１コンタクトプローブ（２０）と異なる形状を有する導電性の複数の第２コンタクトプローブ（３０）と、第１および第２コンタクトプローブを保持し、少なくとも表面が絶縁性を有するプローブホルダと、を備えた。

Description

プローブユニット
　本発明は、電気回路基板間等の接続に用いられるプローブユニットに関するものである。
　従来、半導体集積回路（パッケージ）や液晶パネルなどの検査対象の導通状態検査や動作特性検査を行う際には、検査対象と検査用信号を出力する信号処理装置との間の電気的な接続を図るために、導電性のコンタクトプローブを複数収容するプローブユニットが用いられる。プローブユニットにおいては、近年の半導体集積回路や液晶パネルの高集積化、微細化の進展に伴い、コンタクトプローブ間のピッチを狭小化することにより、高集積化、微細化された検査対象にも適用可能な技術が進歩してきている。
　コンタクトプローブ間のピッチを狭小化する技術として、例えばコンタクトプローブの外部からの荷重に応じて屈曲可能な弾性を備えたワイヤー型のコンタクトプローブに関する技術が知られている。ワイヤー型のコンタクトプローブは、バネを用いたピン型のコンタクトプローブと比較して細径化が容易であるが、荷重が加わった時に撓む方向が揃っていないと、隣接するコンタクトプローブ同士が接触したり被接触体との接触にバラツキが生じたりしてしまう恐れがある。このため、ワイヤー型のコンタクトプローブにおいては、荷重によって撓む方向を一様に揃えるための様々な工夫が施されている。
　このうち、特許文献１では、コンタクトプローブに対してゴムまたは樹脂によって形成されるエラストマが設けられ、コンタクトプローブと電極等との接触によってエラストマが弾性変形し、コンタクトプローブと電極との接触状態を維持している。
　また、特許文献２では、接触体との接触間に湾曲した形状をなしてバネ性を有するコンタクトプローブが各々テストボードに収容されているプローブユニットが開示されている。このコンタクトプローブは、バネ性を有する部分と電気信号の導通部分とが共通している。
　ところで、半導体集積回路であるＱＦＮ（Ｑｕａｄ　Ｆｌａｔ　Ｎｏｎ‐ｌｅａｄｅｄ　Ｐａｃｋａｇｅ）やＱＦＰ（Ｑｕａｄ　Ｆｌａｔ　Ｐａｃｋａｇｅ）では、電気信号の導通を行なう電極がパッケージの四辺端部（外縁部）に配設される一方、グランド電極がパッケージの中央部に配設される構成が増えてきている。
特開２００７－１７４４４号公報 特開平４－２７７６６５号公報
　しかしながら、特許文献１，２が開示するコンタクトプローブをグランド電極と接続するためにパッケージの中央部に対応して配設した場合、いずれも板状をなし、一つ一つのコンタクトプローブがパッケージ平面に対して占有する面積が大きいため、中央部に配設できる本数が少なく、安定したグランド接続ができないというおそれがあった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、接触対象間で確実かつ良好な導通を得ることができるとともに、安定したグランド接続が可能なプローブユニットを提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるプローブユニットは、平板状をなし、一つの主面の外縁部および中央部に電極を有する第１の基板および前記第１の基板が有する電極とそれぞれ対応する電極を一つの面上に有する第２の基板との間を接続するプローブユニットであって、前記第１の基板の前記外縁部の電極と前記第２の基板で対応する電極との間を接続する導電性の複数の第１コンタクトプローブと、前記第１の基板の前記中央部の電極と前記第２の基板で対応する電極との間を接続し、前記第１コンタクトプローブと異なる形状を有する導電性の複数の第２コンタクトプローブと、前記第１および第２コンタクトプローブを保持し、少なくとも表面が絶縁性を有する保持部と、を備えたことを特徴とする。
　また、本発明にかかるプローブユニットは、上記の発明において、前記第１コンタクトプローブは、先端部で弧状に湾曲した側面を有し、この側面で前記第１の基板と接触する第１接触部と、弧状に湾曲した側面を有し、この側面で前記第２の基板と接触する第２接触部と、前記第１接触部および前記第２接触部を接続する接続部と、で構成される導通部と、前記第２接触部から延び、一部が弧状に湾曲された形状をなし、前記第１接触部および前記第２接触部に加わる荷重によって弾性変形する弾性部と、を備えたことを特徴とする。
　また、本発明にかかるプローブユニットは、上記の発明において、前記弾性部の幅は、前記接続部の幅と比して小さいことを特徴とする。
　また、本発明にかかるプローブユニットは、上記の発明において、前記接続部は、弧状をなすことを特徴とする。
　また、本発明にかかるプローブユニットは、上記の発明において、前記弾性部は、一部が直線状をなすことを特徴とする。
　また、本発明にかかるプローブユニットは、上記の発明において、前記第１コンタクトプローブは、当該第１コンタクトプローブの使用環境温度の最大値以上の最高使用温度を有する耐熱鋼または超合金を用いて形成され、少なくとも前記導通部に前記耐熱鋼または超合金と異なる導電性材料が積層されることを特徴とする。
　また、本発明にかかるプローブユニットは、上記の発明において、前記第２コンタクトプローブは、前記第１の基板の電極と接触する第１接触部と、前記第２の基板の電極と接触する第２接触部と、前記第１および第２接触部の先端側にそれぞれ付勢するバネ部材と、を備えたことを特徴とする。
　本発明にかかるプローブユニットは、同一コンタクトプローブ内で電気的導通を行なう部分とバネ性を有する部分とが異なる形状とした第１コンタクトプローブと、第１コンタクトプローブとは異なる第２コンタクトプローブとを配設するようにしたので、接触対象間で確実かつ良好な導通を得ることができるとともに、安定したグランド接続が可能であるという効果を奏する。
図１は、本発明の実施の形態１にかかるプローブユニットの構成を示す斜視図である。 図２は、図１に示すプローブユニットの要部の構成を示す分解斜視図である。 図３は、図１に示すプローブホルダの構成を示す分解斜視図である。 図４は、図１に示すプローブユニットの要部の構成を示す斜視図である。 図５は、図１に示す半導体集積回路の構成を示す斜視図である。 図６は、本発明の実施の形態１にかかる第１コンタクトプローブを示す斜視図である。 図７は、図１に示すプローブユニットの要部の構成を示す部分断面図である。 図８は、図１に示すプローブユニットの要部の構成を示す部分断面図である。 図９は、図１に示すプローブユニットの要部の構成を示す部分断面図である。 図１０は、図１に示すプローブユニットの要部の構成を示す部分断面図である。 図１１は、図８に示す第２コンタクトプローブの接続状態を示す部分断面図である。 図１２は、本発明の実施の形態１の変形例１である第１コンタクトプローブを示す斜視図である。 図１３は、本発明の実施の形態１の変形例２である第１コンタクトプローブを示す斜視図である。 図１４は、本発明の実施の形態１の変形例３である第１コンタクトプローブを示す斜視図である。 図１５は、本発明の実施の形態２にかかる第１コンタクトプローブを示す斜視図である。 図１６は、本発明の実施の形態２にかかるプローブユニットの要部の構成を示す部分断面図である。 図１７は、本発明の実施の形態２にかかるプローブユニットの要部の構成を示す部分断面図である。
　以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎず、従って、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。
（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１にかかるプローブユニットの構成を示す斜視図である。図１に示すプローブユニット１は、検査対象物である第１の基板としての半導体集積回路１００の電気特性検査を行う際に使用する装置であって、半導体集積回路１００と半導体集積回路１００へ検査用信号を出力する第２の基板としての回路基板５０との間を電気的に接続する装置である。なお、本実施の形態１において、半導体集積回路１００は、電極１０１およびグランド電極を有するＱＦＮ（Ｑｕａｄ　Ｆｌａｔ　Ｎｏｎ‐ｌｅａｄｅｄ　Ｐａｃｋａｇｅ）であるものとして説明する。
　プローブユニット１は、異なる二つの被接触体である半導体集積回路１００および回路基板５０に接触する導電性の第１コンタクトプローブ２０および第２コンタクトプローブ３０（以下、単に「プローブ２０、プローブ３０」という）と、複数のプローブ２０を所定のパターンにしたがって収容して保持するプローブホルダ１０と、プローブホルダ１０に収容され、複数のプローブ３０を所定のパターンにしたがって収容して保持するプローブホルダ４０と、プローブホルダ１０の底部に当接し、プローブ２０を介して半導体集積回路１００へ検査用信号を出力する回路基板５０と、を有する。
　回路基板５０は、図２に示すように、プローブ２０を介して半導体集積回路１００へ検査用信号を出力するための電極５１を有する。また、プローブ３０を介して半導体集積回路１００とグランド接続するためのグランド電極５２を有する。電極５１は、プローブホルダ１０に保持されたプローブ２０，３０に対応して回路基板５０上に配設される。なお、プローブホルダ１０と回路基板５０とは、ネジ等によって接続されてもよく、接着剤またはシール部材によって接着されてもよい。プローブ２０，３０と電極５１およびグランド電極５２との接触を妨げなければ、如何なる接着形態でもよい。
　プローブホルダ１０は、樹脂、マシナブルセラミックなどの絶縁性材料を用いて形成され、半導体集積回路１００を収容可能な収容空間が形成された収容部１１と、プローブ２０を所定パターンで保持するためのスリット１２とを有する。スリット１２は、収容部１１側にプローブ２０の先端が突出するようにプローブ２０を保持する。また、スリット１２は、収容部１１に半導体集積回路１００が収容された場合、各プローブ２０が、対応する半導体集積回路１００の電極１０１と接触する位置に形成される。
　図３は、図１に示すプローブホルダ１０，４０の構成を示す分解斜視図である。図４は、図１に示すプローブユニット１の要部の構成を示す斜視図である。プローブホルダ１０は、図３，４に示すように、底部外周にプローブ２０を固定する固定部材１３が着脱可能に連結されて構成されている。固定部材１３は、絶縁性材料を用いて形成され、プローブホルダ１０と比して大きい開口部１５と、プローブ２０を保持して固定する穴部１４とを有する。プローブホルダ１０は、固定部材１３に応じた切り欠き部分で固定部材１３と嵌合することで長方体形状をなし、プローブ２０を保持する保持部を構成する。穴部１４は、スリット１２に挿通されたプローブ２０の端部を収容し、収容部１１の所定位置にプローブ２０の他方の先端部分が位置するようプローブ２０を保持する。なお、プローブ２０を所定間隔および所定方向に固定することが可能であれば、保持部の構成を固定部材１３のみとしてもよく、プローブホルダ１０と固定部材１３の穴部１４とを一体成形してもよい。
　プローブホルダ４０は、樹脂、マシナブルセラミックなどの絶縁性材料を用いて形成されて収容部１１の収容空間に収容され、プローブ３０を保持するホルダ孔４１と、プローブ２０を所定パターンで保持するためのスリット４２とを有する。スリット４２は、プローブホルダ１０に形成されたスリット１２に対応して形成される。プローブホルダ４０は、後述する第１部材４０ａと第２部材４０ｂとが積層されてなる。
　なお、プローブホルダ１０，４０および固定部材１３によって保持部を構成する。また、プローブホルダ１０，４０および固定部材１３は、少なくとも表面が上述した絶縁性材料によって覆われていれば内部が金属等の導電性材料で形成されていてもよい。
　図５は、図１に示す半導体集積回路１００を底部側から見た構成を示す斜視図である。図５に示す半導体集積回路１００は、半導体集積回路１００の外縁側に設けられ、プローブ２０を介して半導体集積回路１００へ検査用信号を出力するための電極１０１と、半導体集積回路１００の中央部に設けられ、プローブ３０を介して半導体集積回路１００とグランド接続するためのグランド電極１０２とを有する。
　図６は、本発明の実施の形態１にかかるプローブ２０を示す斜視図である。また、図７は、図１に示すスリット１２の中央を通過する平面で切断した断面図である。図８は、プローブ３０およびプローブホルダ４０を示す部分断面図である。図６，７に示すプローブ２０は、板厚が均一な略平板状であって、先端部で弧状に湾曲した側面を有し、この側面で半導体集積回路１００と接触する第１接触部２１と、弧状に湾曲した側面を有し、この側面で回路基板５０と接触する第２接触部２２と、第１接触部２１および第２接触部２２を接続する帯状の接続部２３と、第２接触部２２から延び、一部が弧状に湾曲された形状をなし、第１接触部２１および第２接触部２２に加わる荷重によって弾性変形する弾性部２４と、を備える。プローブ３０は、銅、ニッケル、鉄、タングステン等の合金を用いて形成される。
　第２接触部２２の弧状に湾曲した側面は、図７に示す断面図のように、プローブホルダ１０に保持されて回路基板５０の電極５１に当接する。
　弾性部２４は、接続部２３の幅と比して小さい幅を有する。このため、弾性部２４は、第１接触部２１または第２接触部２２に加わる荷重に対して他の部分よりも弾性変形を生じやすい。なお、弾性部２４の幅と接続部２３の幅との比は、弾性部２４が優先的に弾性変形可能であれば、如何なる比であってもよい。また、弾性部２４の第２接触部２２と異なる方向の端部は、直線状をなして延びおり、この直線状部分の先端部が穴部１４に差し込んで取り付けられて、プローブ２０がプローブホルダ１０に保持される。なお、弾性部２４は、半導体集積回路１００との接続方向に垂直な方向に弾性変形する。
　図７，８に示すプローブ３０は、導電性材料を用いて形成され、半導体集積回路１００の検査を行なうときにその半導体集積回路１００のグランド電極１０２に接触する第１プランジャ３１と、回路基板５０のグランド電極５２に接触する第２プランジャ３２と、第１プランジャ３１と第２プランジャ３２との間に設けられて二つの第１プランジャ３１および第２プランジャ３２を伸縮自在に連結するバネ部材３３とを備える。プローブ３０を構成する第１プランジャ３１および第２プランジャ３２、ならびにバネ部材３３は同一の軸線を有している。プローブ３０は、半導体集積回路１００をコンタクトさせた際に、バネ部材３３が軸線方向に伸縮することによって半導体集積回路１００の接続用電極への衝撃を和らげるとともに、半導体集積回路１００および回路基板５０に荷重を加える。
　第１プランジャ３１は、半導体集積回路１００のグランド電極１０２に接触する端面を有する先端部３１ａと、先端部３１ａの径と比して大きい径を有するフランジ部３１ｂと、フランジ部３１ｂを介して先端部３１ａと反対側に延び、フランジ部３１ｂと比して径が小さく、バネ部材３３の端部が圧入されるボス部３１ｃと、ボス部３１ｃを介してフランジ部３１ｂと反対側に延び、ボス部３１ｃと比して若干径が小さい基端部３１ｄとを有する。
　第２プランジャ３２は、回路基板５０上に形成されたグランド電極５２に当接する端面を有する先端部３２ａと、先端部３２ａの径と比して大きい径のフランジ部３２ｂと、フランジ部３２ｂの先端部３２ａと対向して設けられ、フランジ部３２ｂと比して径が小さく、バネ部材３３の端部が圧入されるボス部３２ｃと、ボス部３２ｃのフランジ部３２ｂと対向して設けられ、ボス部３２ｃと比して若干径が小さい基端部３２ｄとを有する。この第２プランジャ３２は、バネ部材３３の伸縮作用によって軸線方向に移動が可能であり、バネ部材３３の弾性力によって回路基板５０方向に付勢され、回路基板５０のグランド電極５２と接触する。
　バネ部材３３は、第１プランジャ３１側が密着巻き部３３ａである一方、第２プランジャ３２側が粗巻き部３３ｂである。密着巻き部３３ａの端部は、ボス部３１ｃに圧入されて、フランジ部３１ｂに当接している。一方、粗巻き部３３ｂの端部は、ボス部３２ｃに圧入され、フランジ部３２ｂに当接している。なお、バネ部材３３は、半導体集積回路１００との接続方向に弾性変形する。
　プローブホルダ４０は、図８の上面側に位置する第１部材４０ａと下面側に位置する第２部材４０ｂとが積層されてなる。第１部材４０ａおよび第２部材４０ｂには、複数のプローブ３０を収容するための第１ホルダ孔４１ａおよび第２ホルダ孔４１ｂがそれぞれ同数ずつ形成され、プローブ３０を収容する第１ホルダ孔４１ａおよび第２ホルダ孔４１ｂは、互いの軸線が一致するように形成されている。
　ホルダ孔４１は、第１ホルダ孔４１ａと第２ホルダ孔４１ｂとで構成され、ともに貫通方向に沿って径が異なる段付き孔形状をなしている。すなわち、第１ホルダ孔４１ａは、プローブホルダ４０の上端面に開口を有する小径部４１ｃと、この小径部４１ｃよりも径が大きい大径部４１ｄとからなる。他方、ホルダ孔４１ｂは、プローブホルダ４０の下端面に開口を有する小径部４１ｅと、この小径部４１ｅよりも径が大きい大径部４１ｆとからなる。これらの第１ホルダ孔４１ａおよび第２ホルダ孔４１ｂの形状は、収容するプローブ３０の構成に応じて定められる。第１プランジャ３１のフランジ部３１ｂは、第１ホルダ孔４１ａの小径部４１ｃと大径部４１ｄとの境界壁面に当接することにより、プローブ３０のプローブホルダ４０からの抜止機能を有する。また、第２プランジャ３２のフランジ部３２ｂは、第２ホルダ孔４１ｂの小径部４１ｅと大径部４１ｆとの境界壁面に当接することにより、プローブ３０のプローブホルダ４０からの抜止機能を有する。
　図９は、第１接触部２１または第２接触部２２に荷重が加わった状態を示す部分断面図である。図９に示すように、第１接触部２１が半導体集積回路１００の電極１０１と接触して図中の矢印方向に荷重が加わると、弾性部２４の湾曲部分が弾性変形する。ここで、破線Ｐ０は、図７に示す荷重が加わっていない状態でのプローブ２０の位置を示している。
　第１接触部２１に外部からの荷重が加わると、第１接触部２１、第２接触部２２（接続部２３を含む）は弾性変形することなく、荷重に応じて電極１０１、電極５１と当接しながら移動する。また、弾性部２４は、接続部２３および第２接触部２２を介して伝達される荷重に応じて弾性変形を生ずる。なお、このときに流れる電流の導通箇所は、第１接触部２１、接続部２３および第２接触部２２となり、弾性部２４に電流は導通しない。
　図１０は、第１接触部２１に荷重が加わって弾性部２４が弾性変形しているときの第１接触部２１と電極１０１との接触状態および第２接触部２２と電極５１との接触状態を説明する図である。まず、図１０（ａ）は、第１接触部２１に対して半導体集積回路１００の電極１０１が当接した状態（荷重が加わっていない状態）を示している。この場合の第１接触部２１と電極１０１との接触点をＳ０、第２接触部２２と電極５１との接触点をＣ０とする。
　図１０（ａ）において、半導体集積回路１００が矢印方向に移動すると、第１接触部２１に荷重が加わり、第１接触部２１が押し下げられる。この第１接触部２１の移動によって第１接触部２１および第２接触部２２の各電極１０１，５１との接触点がそれぞれＳ１，Ｃ１にずれる（図１０（ｂ））。なお、破線Ｐ０は、図１０（ａ）に示す荷重が加わっていない状態でのプローブ２０の位置を示し、破線Ｉ０は、図１０（ａ）に示す半導体集積回路１００の位置を示している。
　ここで、第１接触部２１および第２接触部２２は、各電極１０１，５１上を回転して接触点が移動する。このため、各接触部は各電極に対して与える摩擦力等が小さく、接触部および電極それぞれの磨耗を抑制することが可能となる。
　半導体集積回路１００を図１０（ｂ）に示す矢印の向き（図中下向き）に移動させると、第１接触部２１がさらに押し下げられ、図１０（ｂ）と同様、第１接触部２１および第２接触部２２の各電極１０１，５１との接触点がそれぞれＳ２，Ｃ２にずれる（図１０（ｃ））。
　図１１は、プローブ３０における半導体集積回路１００の検査時の状態を示す部分断面図である。半導体集積回路１００の検査時には、半導体集積回路１００（グランド電極１０２）からの接触荷重により、バネ部材３３は長手方向に沿って圧縮された状態となる。バネ部材３３が圧縮されると、密着巻き部３３ａが第２プランジャ３２の基端部３２ｄと接触する。これにより確実な電気導通が得られる。この際には、第２プランジャ３２の基端部３２ｄが密着巻き部３３ａの下方まで進入しているため、第２プランジャ３２の軸線が大きくぶれることはない。
　検査時のグランド電極５２とグランド電極１０２との間のグランド接続においては、回路基板５０のグランド電極５２からプローブ３０の第１プランジャ３１、密着巻き部３３ａ、第２プランジャ３２を経由して半導体集積回路１００のグランド電極１０２に接続される。このように、プローブ３０では、第１プランジャ３１と第２プランジャ３２が密着巻き部３３ａを介して導通するため、電気信号の導通経路を最小にすることができる。したがって、検査時に粗巻き部３３ｂに信号が流れるのを防止し、インダクタンスの低減および安定化を図ることができる。
　上述した実施の形態１にかかるプローブユニット１は、同一プローブ内で電気的導通を行なう部分とバネ性を有する部分とが異なる形状としたプローブと、導通方向に伸縮可能なプローブとを配設したので、バネ性の確保と検査信号の確実な導通とを行なうとともに、複数のプローブによってグランド電極との接触を行なうことによる安定したグランド接続が可能となる。また、各接触部が電極との接触に対して回転して接点を移動させるため、接触部と電極との間の摩擦を軽減し、接触部および電極の磨耗を抑制することができる。
　上述したプローブ３０の配置によって、プローブユニット１に半導体集積回路１００に載置した場合、プローブ３０によって半導体集積回路１００の底面を支持するため、一段と安定して半導体集積回路１００を保持することが可能となる。
　なお、プローブの形状は、弾性部がバネ性を有するものであれば、如何なる形状でもよい。図１２は、本実施の形態１の変形例１であるプローブ２０ａを示す斜視図である。
　プローブ２０ａは、図１２に示すように、上述した第１接触部２１および第２接触部２２と、第１接触部２１と第２接触部２２とを接続する接続部２３と、一部が弧状に湾曲された形状をなし、第１接触部２１および第２接触部２２に加わる荷重によって弾性変形する弾性部２５と、を備える。
　弾性部２５は、両端部側で直線状をなす部分が平行となるように湾曲されて形成される。また、弾性部２５の湾曲部分の曲率半径は、図６に示す弾性部２４の曲率半径と比して小さい。なお、弾性部２５の幅は、接続部２３の幅と比して小さい幅となる。
　上述したプローブ２０ａは、弾性部２５の湾曲部が小さいため、装置の小型化を行なう場合に有効である。また、プローブ２０ａと半導体集積回路１００との接触方向が、図７に示すような方向の場合において、半導体集積回路１００の移動方向に対して弾性部２５の湾曲部分の形成領域が、接続部２３の形成領域と重なっていないため、接続部２３を短くすることによってプローブをさらに小型化することができる。
　図１３は、本実施の形態１の変形例２であるプローブ２０ｂを示す斜視図である。プローブ２０ｂは、図１３に示すように、上述した第１接触部２１および第２接触部２２と、第１接触部２１と第２接触部２２とを接続する直線状をなす接続部２６と、一部が弧状に湾曲された形状をなし、第１接触部２１および第２接触部２２に加わる荷重によって弾性変形する弾性部２４と、を備える。
　プローブ２０ｂは、上述した実施の形態１と同様の効果を有するとともに、第２接触部２２の電極との接触部分の曲率半径が小さく、電極上を回転する距離が短くなるため、特に、電極のサイズが小さい場合に有用である。また、接続部２６は、弧状の接続部２３と比して導通距離が短くなるため、一段と安定した導通を得ることができる。
　図１４は、本実施の形態１の変形例３であるプローブ２０ｃを示す斜視図である。プローブ２０ｃは、図１４に示すように、板厚が均一な略平板状をなす金属板２０１と金属板２０２とが厚さ方向に積層されてなり上述した第１接触部２１、第２接触部２２、接続部２３および弾性部２４に対応する第１接触部２１ａ、第２接触部２２ａ、接続部２３ａおよび弾性部２４ａを備える。
　金属板２０１を形成する金属としては、例えば、使用環境温度の最大値が２００℃の場合、最高使用温度が２００℃以上の耐熱鋼または超合金が挙げられる。この耐熱鋼としては、オーステナイト系ステンレス鋼、合金工具鋼、析出硬化系ステンレス鋼等が挙げられる。また、超合金としては、ニッケル基およびコバルト基をそれぞれ主成分とする合金であるニッケル基超合金、コバルト基超合金およびニッケル－コバルト系超合金等が挙げられる。なお、プローブの使用環境温度の最大値が２００℃の場合、例えば、融点が６００℃以上の金属等を用いることもできる。ここで、最高使用温度は、加熱に対する線収縮率から求められる量であり、材料の耐熱特性を示す量である。
　また、金属板２０２を形成する金属としては、例えば、電気抵抗率が１．０×１０－７Ω・ｍ以下である金属または合金等の導電性材料が挙げられる。この金属としては、例えば、金、銅、ニッケル、銀、白金、ロジウム等が挙げられる。
　上述した金属板２０１および金属板２０２においては、金属板２０１によって高温状態において弾性部２４ａの弾性変形が維持されることによるプローブ２０ｃの変形を抑制し、金属板２０２によって導通部における確実かつ良好な電気的導通を行なうことができる。なお、金属板２０２は、少なくとも第１接触部２１ａ、第２接触部２２ａ、接続部２３ａで構成される導通部に積層されていればよく、一枚の金属板２０１の導通部に対して、金属板２０２が積層された構成であってもよい。
（実施の形態２）
　実施の形態１では、プローブの第２接触部が固定部材の壁面に当接しないものとして説明したが、本実施の形態２では、第２接触部が固定部材の壁面に当接している場合について説明する。図１５は、本発明の実施の形態２にかかるプローブ２０ｄの構成を示す斜視図である。なお、図１等で上述したプローブユニット１と同じ構成要素には同じ符号を付してある。
　図１５に示すプローブ２０ｄは、板厚が均一な略平板状であって、先端部で弧状に湾曲した側面を有し、この側面で、図１に示す半導体集積回路１００と接触する第１接触部２１と、弧状に湾曲した側面を有し、この側面で、図１に示す回路基板５０と接触する第２接触部２７と、第１接触部２１および第２接触部２７を接続する接続部２３と、第２接触部２７から延び、一部が弧状に湾曲された形状をなし、第１接触部２１および第２接触部２７に加わる荷重によって弾性変形する弾性部２４と、を備える。
　第２接触部２７は、固定部材１３の壁面に対応する平面に形成された側面２７ａを有し、固定部材１３の壁面と当接することでプローブ２０ｄを固定する。図１６は、図１５に示すプローブ２０ｄを図１に示すプローブユニット１に導入した場合を示す部分断面図である。
　図１６に示すように、固定部材１３の穴部１４に保持されたプローブ２０ｄは、第２接触部２７においても側面２７ａで固定部材１３の壁面と当接している。このとき、側面２７ａは、固定部材１３の壁面に沿うように形成されているため、第２接触部２７の当接によって接続部２３および第１接触部２１のスリット１２からの突出方向を調節することが可能となる。
　図１７は、半導体集積回路１００によって第１接触部２１が押し下げられた状態を示す部分断面図である。実施の形態１と同様、電極１０１と接触した第１接触部２１および電極５１と接触した第２接触部２７は、半導体集積回路１００の移動（図中矢印方向）によって、各電極表面上で回転して接触して、半導体集積回路１００と回路基板５０との間を電気的に導通させる。また、プローブ２０ｄに加わる荷重によって、弾性部２４の湾曲部分が弾性変形を生ずる。なお、破線Ｐ１は、図１６に示す半導体集積回路１００からの荷重がかかっていない場合のプローブ２０ｄの位置を示している。
　上述した実施の形態２にかかるプローブ２０ｄによって、固定部材１３の穴部１４に保持された場合に、固定部材１３の壁面に当接する側面２７ａが位置決めの効果を有するため、プローブ２０ｄをプローブユニット１の所定位置に容易に配設することができる。
　なお、図６に示すプローブ２０または図１２，１３，１４に示すプローブ２０ａ，２０ｂ，２０ｃを固定部材１３の壁面に当接させてもよい。固定部材１３の壁面に第２接触部２２，２２ａを当接させることによって、位置決めの効果を得ることができる。
　なお、上述した実施の形態１，２において、半導体集積回路が外部にリード線を有しないＱＦＮであるものとして説明してきたが、外縁側から外部に突出したリード線と、中央部にグランド電極とを有する半導体集積回路（Ｑｕａｄ　Ｆｌａｔ　Ｐａｃｋａｇｅ：ＱＦＰ）であってもよい。
　また、プローブ３０の配設本数は、安定したグランド接続が可能であれば、図示した本数に限らず、任意に設定することが可能である。グランド電極５２は、全てのプローブ３０と接触可能な１枚の電極として説明したが、各プローブ３０に対応して設けられる複数の電極であってもよい。
　上述した実施の形態１，２において、検査信号を導通する電極間を接続するコンタクトプローブは、特許文献１，２に示すコンタクトプローブを適用することも可能である。
　以上のように、本発明にかかるプローブユニットは、電気回路基板の異なる２組の電極間を接続して、電気的導通を行なう場合に有用である。
　１　プローブユニット
　１０，４０　プローブホルダ
　１１　収容部
　１２，４２　スリット
　１３　固定部材
　１４　穴部
　１５　開口部
　２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ　プローブ（第１コンタクトプローブ）
　２１，２１ａ　第１接触部
　２２，２２ａ，２７　第２接触部
　２３，２３ａ，２６　接続部
　２４，２４ａ，２５　弾性部
　３０　プローブ（第２コンタクトプローブ）
　３１　第１プランジャ
　３１ａ，３２ａ　先端部
　３１ｂ，３２ｂ　フランジ部
　３１ｃ，３２ｃ　ボス部
　３１ｄ，３２ｄ　基端部
　３２　第２プランジャ
　３３　バネ部材
　３３ａ　密着巻き部
　３３ｂ　粗巻き部
　４０ａ　第１部材
　４０ｂ　第２部材
　４１ａ　第１ホルダ孔
　４１ｂ　第２ホルダ孔
　４１ｃ，４１ｅ　小径部
　４１ｄ，４１ｆ　大径部
　５０　回路基板
　５１，１０１　電極
　５２，１０２　グランド電極
　１００　半導体集積回路
　２０１，２０２　金属板

Claims (7)

  1. 　平板状をなし、一つの主面の外縁部および中央部に電極を有する第１の基板および前記第１の基板が有する電極とそれぞれ対応する電極を一つの面上に有する第２の基板との間を接続するプローブユニットであって、
    　前記第１の基板の前記外縁部の電極と前記第２の基板で対応する電極との間を接続する導電性の複数の第１コンタクトプローブと、
    　前記第１の基板の前記中央部の電極と前記第２の基板で対応する電極との間を接続し、前記第１コンタクトプローブと異なる形状を有する導電性の複数の第２コンタクトプローブと、
    　前記第１および第２コンタクトプローブを保持し、少なくとも表面が絶縁性を有する保持部と、
    　を備えたことを特徴とするプローブユニット。
  2. 　前記第１コンタクトプローブは、
    　先端部で弧状に湾曲した側面を有し、この側面で前記第１の基板と接触する第１接触部と、弧状に湾曲した側面を有し、この側面で前記第２の基板と接触する第２接触部と、前記第１接触部および前記第２接触部を接続する接続部と、で構成される導通部と、
    　前記第２接触部から延び、一部が弧状に湾曲された形状をなし、前記第１接触部および前記第２接触部に加わる荷重によって弾性変形する弾性部と、
    　を備えたことを特徴とする請求項１に記載のプローブユニット。
  3. 　前記弾性部の幅は、前記接続部の幅と比して小さいことを特徴とする請求項２に記載のプローブユニット。
  4. 　前記接続部は、弧状をなすことを特徴とする請求項２または３に記載のプローブユニット。
  5. 　前記弾性部は、一部が直線状をなすことを特徴とする請求項２～４のいずれか一つに記載のプローブユニット。
  6. 　前記第１コンタクトプローブは、当該第１コンタクトプローブの使用環境温度の最大値以上の最高使用温度を有する耐熱鋼または超合金を用いて形成され、
    　少なくとも前記導通部に前記耐熱鋼または超合金と異なる導電性材料が積層されることを特徴とする請求項２～５のいずれか一つに記載のプローブユニット。
  7. 　前記第２コンタクトプローブは、
    　前記第１の基板の電極と接触する第１接触部と、
    　前記第２の基板の電極と接触する第２接触部と、
    　前記第１および第２接触部の先端側にそれぞれ付勢するバネ部材と、
    　を備えたことを特徴とする請求項１～６のいずれか一つに記載のプローブユニット。
PCT/JP2011/075823 2010-11-10 2011-11-09 プローブユニット WO2012063858A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-252156 2010-11-10
JP2010252156A JP2012103123A (ja) 2010-11-10 2010-11-10 プローブユニット

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012063858A1 true WO2012063858A1 (ja) 2012-05-18

Family

ID=46050999

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/075823 WO2012063858A1 (ja) 2010-11-10 2011-11-09 プローブユニット

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2012103123A (ja)
TW (1) TW201226914A (ja)
WO (1) WO2012063858A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4372388A1 (en) * 2022-11-18 2024-05-22 Cohu GmbH A test socket for and method of testing electronic components, in particular high-power semiconductor components

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MY191065A (en) * 2016-06-28 2022-05-30 Nihon Micronics Kk Electrical connecting apparatus and contact

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1022025A (ja) * 1996-07-04 1998-01-23 Taiyo Stainless Spring Kk Ｉｃソケット用コンタクトピンとその製造方法
JP2002328149A (ja) * 2001-04-27 2002-11-15 Sony Corp Ｉｃソケット
JP2004327103A (ja) * 2003-04-22 2004-11-18 Enplas Corp 電気部品用ソケット
JP2008070146A (ja) * 2006-09-12 2008-03-27 Yokowo Co Ltd 検査用ソケット
JP2010044983A (ja) * 2008-08-18 2010-02-25 Alps Electric Co Ltd 接触子及びその製造方法、ならびに前記接触子を備える接続装置及びその製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1022025A (ja) * 1996-07-04 1998-01-23 Taiyo Stainless Spring Kk Ｉｃソケット用コンタクトピンとその製造方法
JP2002328149A (ja) * 2001-04-27 2002-11-15 Sony Corp Ｉｃソケット
JP2004327103A (ja) * 2003-04-22 2004-11-18 Enplas Corp 電気部品用ソケット
JP2008070146A (ja) * 2006-09-12 2008-03-27 Yokowo Co Ltd 検査用ソケット
JP2010044983A (ja) * 2008-08-18 2010-02-25 Alps Electric Co Ltd 接触子及びその製造方法、ならびに前記接触子を備える接続装置及びその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4372388A1 (en) * 2022-11-18 2024-05-22 Cohu GmbH A test socket for and method of testing electronic components, in particular high-power semiconductor components

Also Published As

Publication number Publication date
TW201226914A (en) 2012-07-01
JP2012103123A (ja) 2012-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6174172B1 (en) Electric contact unit
JP6116903B2 (ja) コンタクトプローブおよびプローブユニット
WO2011115074A1 (ja) コンタクトプローブおよびプローブユニット
JP6103821B2 (ja) 通電試験用プローブ
JP2017146119A (ja) プローブピンおよびこれを用いた検査装置
JP4863466B2 (ja) 基板検査用治具の製造方法
TW201730566A (zh) 探針以及使用該探針的檢查裝置
JP2012173263A (ja) 電気的接触子及び電気的接触子ユニット
JP6546719B2 (ja) 接触検査装置
JP2020143976A (ja) 電気的接続装置
JP6473364B2 (ja) プローブユニット
WO2012063858A1 (ja) プローブユニット
JP6855221B2 (ja) 電気的接続装置及びプローブ支持体
JP2008226881A (ja) プリント基板検査用治具及びプリント基板検査装置
JP2012181119A (ja) 基板の検査装置及びその検査装置の製造方法
JP2011058880A (ja) スプリングピン及びそれを用いたプローブカード
JP5903049B2 (ja) 接続端子
WO2012008541A1 (ja) コンタクトプローブおよびプローブユニット
JP2013061189A (ja) コンタクトプローブおよびプローブユニット
JP2004085261A (ja) プローブピン及びコンタクタ
TW200532209A (en) Multi-signal single beam probe
JP2010276579A (ja) 電気接触子およびそれを備える検査治具
JP5353968B2 (ja) 基板検査用治具
JP2013061188A (ja) コンタクトプローブおよびプローブユニット
JP2013148433A (ja) コンタクトプローブおよびプローブユニット

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11840477

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11840477

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1