WO2020111075A1 - プローブユニット - Google Patents

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WO2020111075A1
WO2020111075A1 PCT/JP2019/046234 JP2019046234W WO2020111075A1 WO 2020111075 A1 WO2020111075 A1 WO 2020111075A1 JP 2019046234 W JP2019046234 W JP 2019046234W WO 2020111075 A1 WO2020111075 A1 WO 2020111075A1
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hole
holder
contact
floating
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毅 井沼
高橋　秀志
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日本発條株式会社
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    • G01R1/07371—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card with provisions for altering position, number or connection of probe tips; Adapting to differences in pitch using an intermediate card or back card with apertures through which the probes pass
    • G—PHYSICS
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R33/00—Coupling devices specially adapted for supporting apparatus and having one part acting as a holder providing support and electrical connection via a counterpart which is structurally associated with the apparatus, e.g. lamp holders; Separate parts thereof
    • H01R33/74—Devices having four or more poles, e.g. holders for compact fluorescent lamps
    • H01R33/76—Holders with sockets, clips, or analogous contacts adapted for axially-sliding engagement with parallely-arranged pins, blades, or analogous contacts on counterpart, e.g. electronic tube socket

Definitions

  • the present invention relates to a probe unit that houses a contact probe that inputs and outputs signals to and from a predetermined circuit structure.
  • a contact probe for electrically connecting an inspection target and a signal processing device that outputs an inspection signal when conducting a conduction state inspection or an operation characteristic inspection of an inspection target such as a semiconductor integrated circuit or a liquid crystal panel.
  • a probe unit including a probe holder that accommodates a plurality of the contact probes is used.
  • Patent Document 1 discloses a technique for providing a characteristic impedance matching by providing an air layer around the contact probe.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a probe unit capable of adjusting the characteristic impedance of the end portion of the contact probe that is in contact with the inspection target.
  • a probe unit is a first contact probe that contacts a signal electrode provided on a contact target on one end side in the longitudinal direction.
  • a second contact probe that contacts the ground electrode provided on the contact target on one end side in the longitudinal direction; a first holder hole that inserts the first contact probe;
  • a second holder hole for inserting the second contact probe is formed, and one end of the first contact probe is inserted from one end side, and the signal electrode is inserted from the other end side.
  • the probe holder has an insulating property on at least the inner peripheral surface of the first holder hole, and the center axis of the first contact probe and the center axis of the floating first through hole. It is characterized by forming a coaxial structure that coincides with.
  • the probe unit according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the maximum diameter of the first through hole is larger than the maximum diameter of the second through hole.
  • a cylindrical insulating member is provided on an inner peripheral surface of the first through hole, and a diameter of an inner peripheral surface of the insulating member is the second It is characterized by being less than or equal to the diameter of the through hole.
  • the first through hole has a stepped shape having a diameter corresponding to one end portion of the first contact probe and the signal electrode. It is characterized by
  • the floating includes a connection pin that positions with respect to the probe holder, and the probe holder includes the first holder hole and the second holder hole.
  • An insulative body portion having a partial holder hole forming a part thereof, a first hole portion forming a part of the second holder hole and inserting the second contact probe, and the connection.
  • a second conductive hole having a second hole that accommodates a part of the pin.
  • the present invention it is possible to adjust the characteristic impedance of the end portion of the contact probe that is in contact with the inspection target.
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the main part of a probe unit according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a state when a semiconductor integrated circuit using the probe holder according to the first embodiment of the present invention is inspected.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the main part of the probe unit according to the first modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the main part of the probe unit according to the second modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the main part of the probe unit according to the third modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the main part of a probe unit according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a state when a semiconductor integrated circuit using the probe holder according to the first embodiment of
  • FIG. 6 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. 7 is a perspective view showing a configuration of a main part of the probe unit according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the main part of the probe unit according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the main part of a probe unit according to the first embodiment of the present invention.
  • the probe unit 1 shown in FIG. 1 is a device used when performing an electrical characteristic inspection of a semiconductor integrated circuit (semiconductor integrated circuit 100 described later) that is an inspection target, and is used for inspection of a semiconductor integrated circuit and a semiconductor integrated circuit. It is a device that electrically connects a circuit board that outputs a signal (a circuit board 200 described below).
  • the probe unit 1 contacts the electrodes of the semiconductor integrated circuit 100 and the circuit board 200, which are two different objects to be contacted at both ends in the longitudinal direction, respectively, and is a conductive signal contact probe 2 for conducting an inspection signal.
  • signal probe 2 the signal probe 2
  • probe holder 3 for accommodating and holding a ground contact probe 4 described later according to a predetermined pattern, and an external ground electrode.
  • the ground contact probe 4 (hereinafter, referred to as “ground probe 4”), the floating 5 that regulates the displacement between the probe holder 3 and the semiconductor integrated circuit, and the surroundings of the probe holder 3 and the floating 5, A base member 6 for fixing and holding the probe holder 3.
  • the signal probe 2 is formed of a conductive material, and includes a first plunger 21 that comes into contact with an electrode of the semiconductor integrated circuit 100 to which an inspection signal is input when the semiconductor integrated circuit 100 is inspected, and an inspection circuit.
  • the second plunger 22 that comes into contact with the electrode that outputs the inspection signal of the provided circuit board 200 is provided between the first plunger 21 and the second plunger 22 so that the first plunger 21 and the second plunger 22 can expand and contract.
  • a spring member 23 to be connected.
  • the first plunger 21, the second plunger 22, and the spring member 23 that form the signal probe 2 have the same axis.
  • the spring member 23 expands and contracts in the axial direction to soften the impact on the connection electrodes of the semiconductor integrated circuit 100, and the semiconductor integrated circuit 100 and the circuit board.
  • the side in contact with the electrode of the semiconductor integrated circuit 100 is the tip side
  • the side opposite to the semiconductor integrated circuit 100 side in the axial direction is the base side.
  • the tip end side and the base end side are defined by the plunger alone, in the plunger contacting the semiconductor integrated circuit 100, the semiconductor integrated circuit 100 side is the tip side and the side opposite to the semiconductor integrated circuit 100 side in the axial direction. Is called the base side.
  • the circuit board 200 side is called the tip side
  • the side opposite to the circuit board 200 side in the axial direction is called the base end side.
  • the first plunger 21 can move in the axial direction by the expansion and contraction action of the spring member 23, is biased toward the semiconductor integrated circuit 100 by the elastic force of the spring member 23, and contacts the electrode of the semiconductor integrated circuit 100.
  • the second plunger 22 is movable in the axial direction by the expansion and contraction action of the spring member 23, is urged toward the circuit board 200 by the elastic force of the spring member 23, and contacts the electrode of the circuit board 200.
  • the first plunger 21 side is the close winding part 23a, while the second plunger 22 side is the rough winding part 23b.
  • the end of the tightly wound portion 23 a is connected to the first plunger 21.
  • the end of the rough winding portion 23b is connected to the second plunger 22.
  • the first plunger 21, the second plunger 22, and the spring member 23 are joined by fitting and/or soldering by the winding force of the spring.
  • the ground probe 4 has the same structure as the signal probe 2. Specifically, the grounding probe 4 is made of a conductive material, and contacts the grounding electrode of the semiconductor integrated circuit 100 when the semiconductor integrated circuit 100 is inspected, and the circuit board. A second plunger 42 that contacts the ground electrode of 200; and a spring member 43 that is provided between the first plunger 41 and the second plunger 42 and that connects the first plunger 41 and the second plunger 42 in a stretchable manner. Equipped with.
  • the 1st plunger 41 and the 2nd plunger 42 which comprise the probe 4 for grounds, and the spring member 43 have the same axis line.
  • the spring member 43 has a close winding portion 43a on the first plunger 41 side and a rough winding portion 43b on the second plunger 42 side.
  • the end of the tightly wound portion 43a is connected to the first plunger 41.
  • the end of the rough winding portion 43b is connected to the second plunger 42.
  • the first plunger 41 and the second plunger 42 and the spring member 43 are joined by fitting and/or soldering by the winding force of the spring.
  • the probe holder 3 is made of a conductive material, and includes a first member 31 located on the upper surface side and a second member 32 located on the lower surface side in FIG. 1.
  • the first member 31 and the second member 32 are fixed to each other by an adhesive material such as resin or screwing.
  • Holder holes are formed in the first member 31 and the second member 32 to form a space for accommodating the signal probe 2 and the ground probe 4.
  • the first member 31 is formed with a holder hole 33 for accommodating the tip side of the signal probe 2 so as to be able to move forward and backward, and a holder hole 34 for inserting and holding the tip side of the ground probe 4.
  • the second member 32 is formed with a holder hole 35 for accommodating the base end side of the signal probe 2 so as to be able to advance and retreat, and a holder hole 36 for inserting and holding the base end side of the ground probe 4 therethrough.
  • the formation positions of the holder holes 33 to 36 are determined according to the wiring pattern for the inspection signal of the semiconductor integrated circuit 100.
  • the shape of each holder hole is determined according to the configuration of the signal probe 2 and the ground probe 4 to be housed.
  • the holder holes 33 and 35 are formed so that their axes coincide with each other.
  • Each of the holder holes 33 and 35 has a hole shape having a uniform diameter along the penetrating direction.
  • the holder holes 34 and 36 are formed so that their axes coincide with each other.
  • Each of the holder holes 34 and 36 has a stepped hole shape having a different diameter along the penetrating direction. That is, the holder hole 34 includes a small diameter portion 34a having an opening on the end surface of the probe holder 3 and a large diameter portion 34b having a diameter larger than that of the small diameter portion 34a.
  • the holder hole 36 includes a small diameter portion 36a having an opening on the end surface of the probe holder 3 and a large diameter portion 36b having a diameter larger than that of the small diameter portion 36a.
  • An insulating member 37 made of an insulating material is provided on the inner peripheral surface of the holder hole 33.
  • an insulating member 38 made of an insulating material is provided on the inner peripheral surface of the holder hole 35.
  • Each of the insulating members 37 and 38 has a stepped hole shape having a different diameter along the penetrating direction.
  • the insulating member 37 includes a small diameter portion 37a having an opening on the end surface of the probe holder 3 and a large diameter portion 37b having a diameter larger than the small diameter portion 37a.
  • the insulating member 38 includes a small diameter portion 38a having an opening on the end surface of the probe holder 3 and a large diameter portion 38b having a diameter larger than the small diameter portion 38a.
  • the hole portions (small diameter portions 37a, 38a and large diameter portions 37b, 38b) formed by the insulating members 37 and 38 correspond to the first holder holes.
  • the holder holes 34 and 36 correspond to the second holder holes.
  • the first plunger 21 has a function of preventing the signal probe 2 from coming off the probe holder 3 by the flange contacting the boundary wall surface between the small diameter portion 37a and the large diameter portion 37b of the insulating member 37.
  • the second plunger 22 has a function of preventing the signal probe 2 from coming off the probe holder 3 by the flange contacting the boundary wall surface between the small diameter portion 38a and the large diameter portion 38b of the insulating member 38.
  • the first plunger 41 has a function of preventing the ground probe 4 from coming off the probe holder 3 by the flange contacting the boundary wall surface between the small diameter portion 34a and the large diameter portion 34b of the holder hole 34.
  • the second plunger 42 has a function of preventing the grounding probe 4 from coming off the probe holder 3 by the flange contacting the boundary wall surface between the small diameter portion 36a and the large diameter portion 36b of the holder hole 36.
  • the floating 5 has a substantially plate shape. Depending on the electrode of the semiconductor integrated circuit 100 and the probe 2 for signal, which is arranged in the floating 5 and penetrates in the direction orthogonal to the plate surface, and the electrode 4 of the semiconductor integrated circuit 100 and the probe 4 for ground. A through hole 52 that is arranged and penetrates in a direction orthogonal to the plate surface is formed.
  • the through holes 51 and 52 each have a hole shape having a uniform diameter along the through direction.
  • the through hole 51 corresponds to the first through hole.
  • the through hole 52 corresponds to the second through hole.
  • the diameter of the through hole 51 is larger than the diameter of the through hole 52.
  • the size of the electrodes and the gap between the through holes 51 may be larger than the size of the electrodes and the gap between the through holes 52.
  • the diameter here means the length in the direction orthogonal to the penetrating direction.
  • the floating 5 is provided with a plurality of connection pins 53 for positioning with respect to the probe holder 3 and a spring member 54 for urging the probe holder 3 and the floating 5 in directions away from each other.
  • the placement position of the floating 5 and the material thereof are determined so that the characteristic impedance of the signal probe 2 becomes a preset value (for example, 50 ⁇ ).
  • each central axis coincides with the axis N.
  • the term “coincidence” as used herein includes a deviation due to a manufacturing error and an inclination, and includes a state in which the central axes at least partially overlap each other.
  • the base member 6 is formed using a metal such as aluminum or stainless steel (SUS304). It should be noted that it may be molded with a resin such as engineering plastics such as PES (Poly Ether Sulfone) or PEEK (Polyetheretherketone), an insulating high-strength material such as machinable ceramic, or a metal surface may be coated. Good.
  • a resin such as engineering plastics such as PES (Poly Ether Sulfone) or PEEK (Polyetheretherketone), an insulating high-strength material such as machinable ceramic, or a metal surface may be coated. Good.
  • FIG. 2 is a diagram showing a state when the semiconductor integrated circuit 100 in the probe unit 1 is inspected.
  • the first plunger 21 makes contact with the inspection signal electrode 101 of the semiconductor integrated circuit 100
  • the second plunger 22 makes contact with the inspection signal electrode 201 of the circuit board 200.
  • the ground probe 4 the first plunger 41 contacts the ground electrode 102 of the semiconductor integrated circuit 100
  • the second plunger 42 contacts the ground electrode 202 of the circuit board 200.
  • the spring members 23 and 43 are compressed along the longitudinal direction due to the contact load from the semiconductor integrated circuit 100.
  • the close contact winding portion 23a meanders, the second plunger 22 is tilted, and the close contact winding portion 23a and the second plunger 22 come into contact with each other.
  • the electrodes 101 and 102 have the same diameter.
  • the inspection signal supplied from the circuit board 200 to the semiconductor integrated circuit 100 at the time of inspection is transmitted from the electrode 201 of the circuit board 200 to the semiconductor via the second plunger 22, the close-wound portion 23a, and the first plunger 21 of the signal probe 2.
  • the electrode 101 of the integrated circuit 100 is reached.
  • the first plunger 21 and the second plunger 22 are electrically connected to each other through the tightly wound portion 23a, so that the electric signal conduction path can be minimized. Therefore, it is possible to prevent a signal from flowing through the rough winding portion 23b during the inspection and reduce the resistance and the inductance.
  • the floating 5 and the ground probe 4 are electrically connected directly or via the probe holder 3 and the electrode 102, and the floating 5 is also connected to the ground. Further, the floating 5 and the probe holder 3 may be electrically connected via the connection pin 53 and the spring member 54.
  • the rate of signal reflection occurring at the connection point due to the difference in characteristic impedance increases as the electrical length of the signal probe 2 (the length of the propagation path with respect to the cycle of the electrical signal) increases.
  • the size increases as the semiconductor integrated circuit 100 increases in speed, that is, in frequency. Therefore, when the probe unit 1 corresponding to the semiconductor integrated circuit 100 driven at a high frequency is manufactured, impedance matching is performed with high accuracy by matching the value of the characteristic impedance of the signal probe 2 with that of the semiconductor integrated circuit 100. Is important.
  • the tip of the signal probe 2 is arranged.
  • a configuration is adopted in which the value of the characteristic impedance of the contact portion between the signal probe 2 and the electrode 101 is adjusted.
  • the conductive floating 5 is arranged around the tip of the signal probe 2 and is connected to the external ground via the ground probe 4. At this time, a coaxial structure is formed in which the central axis of the signal probe 2, the central axis of the hole that accommodates the signal probe 2, and the central axis of the through hole 51 of the floating 5 are aligned. According to the first embodiment, since the conductive floating 5 is used to form the coaxial structure, it is possible to adjust the characteristic impedance of the end portion of the contact probe which is in contact with the inspection target. ..
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the main part of the probe unit according to the first modification of the first embodiment of the present invention.
  • the probe unit according to Modification 1 includes a floating 5A instead of the floating 5 described above.
  • the other configurations are the same as those of the probe unit 1, and the description thereof will be omitted.
  • the floating member 5 ⁇ /b>A is provided with an insulating member 55 on the inner peripheral surface of the through hole 51.
  • the insulating member 55 is made of an insulating material such as polytetrafluoroethylene (PTFE) and has a tubular shape.
  • the outer diameter of the insulating member 55 is the same as the diameter of the through hole 51.
  • the diameter of the inner circumference of the insulating member 55 is larger than the maximum diameter of the electrode 101 and is equal to or smaller than the diameter of the through hole 52. Note that an insulating film may be used instead of the insulating member.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the insulating member 55 is provided in the through hole 51 of the floating 5A, so that the electrode 101 of the semiconductor integrated circuit 100 is inserted into the insulating member 55 and the semiconductor integrated circuit 100 is positioned. According to the present modification 1, it is possible to obtain the effects of the above-described first embodiment and to position the electrode 101 by the insulating member 55 in addition to the positioning of the electrode 102 by the through hole 52.
  • the through holes 51 in which the insulating member 55 is provided may be all the through holes formed in the floating 5A or may be only a part of the through holes.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the main part of the probe unit according to the second modification of the first embodiment of the present invention.
  • the probe unit according to Modification 2 includes a floating 5B instead of the floating 5 described above.
  • the other configurations are the same as those of the probe unit 1, and the description thereof will be omitted.
  • a through hole 51A is formed instead of the above-mentioned through hole 51.
  • the other configurations are the same as those of the floating 5.
  • the through hole 51A has a stepped hole shape having different diameters along the penetration direction. That is, the through-hole 51A has a small diameter portion 51a having an opening at the end surface on the side where the signal probe 2 is inserted and an opening at the end surface at the side where the electrode 101 of the semiconductor integrated circuit 100 is inserted, and the small diameter portion 51a. And a large-diameter portion 51b having a larger diameter.
  • An insulating member 56 is provided on the inner peripheral surface of the through hole 51A.
  • the insulating member 56 is formed of an insulating material such as polytetrafluoroethylene (PTFE) and has a tubular shape.
  • the outer diameter of the insulating member 56 is partially different, as is the diameter of the through hole 51A.
  • the diameter of the inner circumference of the insulating member 56 is larger than the maximum diameter of the electrode 101 and smaller than or equal to the diameter of the through hole 52.
  • an insulating film may be used instead of the insulating member.
  • the inner diameter of the insulating member 56 may be partially different depending on the outer diameter.
  • the through hole 51A of the floating 5B is formed in a stepped shape and the insulating member 56 is provided, so that the diameter of the tip end portion of the first plunger 21 and the shape of the electrode 101 of the semiconductor integrated circuit 100 are adjusted.
  • the characteristic impedance can be adjusted. According to the second modification, it is possible to obtain the effect of the first embodiment described above and to adjust the characteristic impedance in the contact portion between the first plunger 21 and the electrode 101 with higher accuracy.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the main part of the probe unit according to the third modification of the first embodiment of the present invention.
  • the probe unit according to Modification 3 includes a floating 5C instead of the floating 5 described above.
  • the other configurations are the same as those of the probe unit 1, and the description thereof will be omitted.
  • a through hole 51B is formed instead of the above through hole 51.
  • the other configurations are the same as those of the floating 5.
  • the through hole 51B has a stepped hole shape having different diameters along the penetration direction. That is, the through hole 51B has a small diameter portion 51c having an opening at the end surface on the side where the signal probe 2 is inserted and an small diameter portion 51c having an opening at the end surface on the side where the electrode 101 of the semiconductor integrated circuit 100 is inserted. And a large-diameter portion 51d having a larger diameter. In the through hole 51B, the diameter of the large diameter portion 51d becomes the maximum diameter.
  • the diameter of the large diameter portion 51d may be equal to or larger than the diameter of the through hole 52, or may be smaller than the diameter of the through hole 52.
  • the diameter of the large diameter portion 51d can be appropriately changed according to the electrode for positioning with respect to the floating 5C. Although the large diameter portion is shown as a straight line, the diameter may be changed according to the shape of the electrode.
  • the through hole 51B of the floating 5C is formed in a stepped shape to adjust the characteristic impedance according to the diameter of the tip of the first plunger 21 and the maximum diameter of the electrode 101 of the semiconductor integrated circuit 100. It can be carried out. According to the third modification, it is possible to obtain the effects of the above-described first embodiment and to adjust the characteristic impedance in the contact portion between the first plunger 21 and the electrode 101 with higher accuracy.
  • FIG. 6 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, and is a view showing a state at the time of inspecting the semiconductor integrated circuit 100 in the probe unit 1A.
  • the probe unit 1A according to the second embodiment includes a probe holder 3A instead of the probe holder 3 of the probe unit 1 described above.
  • the other configurations are the same as those of the probe unit 1, and the description thereof will be omitted.
  • the probe holder 3A is formed of an insulating material, and includes a first member 31A located on the upper surface side of FIG. 6 and a second member 32A located on the lower surface side.
  • the first member 31A and the second member 32A are fixed to each other by an adhesive material such as resin or screwing. Further, the first member 31A is provided with a conductive member 7 that inserts and holds the tip end side of the grounding probe 4.
  • the first member 31A and the second member 32A form a main body.
  • Holder holes that form a space for accommodating the signal probe 2, the ground probe 4, and the conductive member 7 are formed in the first member 31A and the second member 32A.
  • the first member 31A has a holder hole 33A for inserting and holding the tip end side of the signal probe 2, a hole 3a for accommodating the conductive member 7, and a holder hole 34A for inserting the grounding probe 4. And are formed.
  • the second member 32A is provided with a holder hole 35A for accommodating the base end side of the signal probe 2 so as to be movable back and forth, and a holder hole 36 for inserting and holding the base end side of the ground probe 4 therethrough.
  • the holder holes 33A and 35A are formed so that their axes coincide with each other.
  • the holder holes 34A and 36 are formed so that their axes coincide with each other.
  • the holder hole 34A has a hole shape having a uniform diameter along the penetrating direction.
  • each of the holder holes 33A, 35A and 36 has a stepped hole shape having a different diameter along the penetrating direction. That is, the holder hole 33A includes a small diameter portion 33a having an opening on the end surface of the probe holder 3 and a large diameter portion 33b having a diameter larger than the small diameter portion 33a.
  • the holder hole 35A includes a small diameter portion 35a having an opening on the end surface of the probe holder 3 and a large diameter portion 35b having a diameter larger than the small diameter portion 35a.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the configuration of the main part (conductive member 7) of the probe unit according to the second embodiment of the present invention.
  • the conductive member 7 is made of a conductive material and constitutes a part of the upper surface of the probe holder 3A.
  • the conductive member 7 has a hollow disk-shaped conductive disk portion 71 and a conductive extending portion 72 extending from a side surface of a part of the disk portion 71.
  • the disc portion 71 is formed with a first hole portion 71a through which the first plunger 41 can be inserted.
  • the first hole portion 71a forms a hollow space having a stepped shape, and the flange of the first plunger 41 contacts the stepped portion.
  • Extending portion 72 is formed with a second hole that accommodates connection pin 53 and spring member 54, respectively.
  • the second hole portion has a first accommodating portion 72a that accommodates the connection pin 53 and a second accommodating portion 72b that accommodates the spring member 54.
  • a part of the inner wall of the first hole portion 71a and a part of the first plunger 41 come into contact with each other, so that the conductive member 7 and the ground probe 4 are electrically connected.
  • the floating 5 and the conductive member 7 may be electrically connected via the connection pin 53 and the spring member 54.
  • the holder holes 33A and 35A correspond to the first holder holes. Further, the holder holes 34A and 36 and the hole formed by the first hole 71a correspond to the second holder hole. The holder holes 34A and 36 correspond to partial holder holes.
  • the first member 31A and the second member 32A are made insulating, and the grounding probe 4 and the floating 5 are connected via the conductive member 7. According to the second embodiment, it is possible to obtain the effects of the above-described first embodiment and to secure the electrical connection between the conductive member 7 and the ground probe 4.
  • the first hole portion 71a has been described as having a stepped shape, but the diameter of the first hole portion 71a is made smaller than the diameter of the holder hole 34A so that the first hole portion 71a is A step may be formed with the holder hole 34A, or the holder hole 34A may have a step.
  • a conductive film may be used instead of the conductive member 7.
  • This film is, for example, a film having a film thickness of several microns or plating.
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the main part of the probe unit according to the third embodiment of the present invention, and is a view showing a state at the time of inspecting the semiconductor integrated circuit 100 in the probe unit 1B.
  • the probe unit 1B according to the third embodiment includes a base member 6A instead of the base member 6 of the probe unit 1 described above.
  • the other configurations are the same as those of the probe unit 1, and the description thereof will be omitted.
  • the floating 5 is provided with the conductive pin 81 for connecting the ground potential
  • the probe holder 3 is provided with the conductive pin 82 for connecting the ground potential.
  • the conductive pins 81 and 82 are composed of, for example, conductive screws.
  • the base member 6A is formed with through holes 61 and 62 through which ground conductors 83 and 84 connected to an external ground potential are inserted.
  • the ground conductor wire 83 is connected to the conductive pin 81.
  • the ground conductor wire 84 is connected to the conductive pin 82.
  • the probe holder 3 and the floating 5 are directly connected to the ground potential. According to the third embodiment, the effect of the first embodiment described above can be obtained, and more particularly, by connecting the floating 5 directly to the ground potential, a more accurate inspection can be performed.
  • the configuration of the contact probe described here is merely an example, and various types of conventionally known probes can be applied.
  • the load is not limited to the one configured by the plunger and the coil spring as described above, and the probe provided with the pipe member, the pogo pin, the solid conductive member, the conductive pipe, or the wire is bent in an arc shape to load. It may be a wire probe for obtaining the above, a connection terminal (connector) for connecting electrical contacts to each other, or a combination of these probes as appropriate.
  • the probe unit according to the present invention is suitable for adjusting the characteristic impedance of the end portion of the contact probe that is in contact with the inspection target.

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Abstract

本発明にかかるプローブユニットは、信号用の電極と接触する第１のコンタクトプローブと、グランド用の電極と接触する第２のコンタクトプローブと、第１のコンタクトプローブを挿通する第１ホルダ孔と、第２のコンタクトプローブを挿通する第２ホルダ孔とが形成されたプローブホルダと、一端側から第１のコンタクトプローブの一方の端部が挿入され、他端側から接触対象の電極が挿入される第１貫通孔と、一端側から第２のコンタクトプローブの一方の端部が挿入され、他端側からグランド用の電極が挿入される第２貫通孔とが形成された導電性のフローティングと、を備え、第１のコンタクトプローブの中心軸と、フローティングの第１貫通孔の中心軸とが一致した同軸構造をなす。

Description

プローブユニット
　本発明は、所定回路構造に対して信号入出力を行うコンタクトプローブを収容す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コンタクトプローブと、このコンタクトプローブを複数収容するプローブホルダとを備えたプローブユニットが用いられる。
　一般に、高周波数の電気信号を入出力する場合には、挿入損失（インサーションロス）と呼ばれる信号の損失が生じる。プローブユニットにおいて、高精度に高速動作させるには、使用する周波数領域において、このインサーションロスを低減することが重要である。例えば、特許文献１には、コンタクトプローブの周囲に空気層を設けて特性インピーダンス整合する技術が開示されている。
特開２０１２－９８２１９号公報
　しかしながら、特許文献１が開示する技術では、コンタクトプローブの中央部のインピーダンスは調整できるものの、端部、特に、検査対象と接触する側の端部の特性インピーダンスは調整できていない。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コンタクトプローブの端部であって、検査対象と接触する側の端部の特性インピーダンスを調整することができる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、長手方向の一方の端部側で、接触対象に設けられた信号用の電極と接触する第１のコンタクトプローブと、長手方向の一方の端部側で、前記接触対象に設けられたグランド用の電極と接触する第２のコンタクトプローブと、前記第１のコンタクトプローブを挿通する第１ホルダ孔と、前記第２のコンタクトプローブを挿通する第２ホルダ孔とが形成されたプローブホルダと、一端側から前記第１のコンタクトプローブの一方の端部が挿入され、他端側から前記信号用の電極が挿入される第１貫通孔と、一端側から前記第２のコンタクトプローブの一方の端部が挿入され、他端側から前記グランド用の電極が挿入される第２貫通孔とが形成された導電性のフローティングと、を備え、前記プローブホルダは、少なくとも前記第１ホルダ孔の内周面が絶縁性を有し、前記第１のコンタクトプローブの中心軸と、前記フローティングの前記第１貫通孔の中心軸とが一致した同軸構造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貫通孔の最大直径は、前記第２貫通孔の最大直径よりも大き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、前記第１貫通孔の内周面には、筒状の絶縁部材が設けられ、前記絶縁部材の内周面の直径は、前記第２貫通孔の直径以下であ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１貫通孔は、前記第１のコンタクトプローブの一方の端部と、前記信号用の電極とに応じた直径を有する段付き形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、前記フローティングは、前記プローブホルダに対して位置決めする接続ピン、を備え、前記プローブホルダは、前記第１ホルダ孔と、前記第２ホルダ孔の一部を構成する部分ホルダ孔とが形成された絶縁性の本体部と、前記第２ホルダ孔の一部を構成し、前記第２のコンタクトプローブを挿通する第１孔部と、前記接続ピンの一部を収容する第２孔部とを有する導電性の導電部材と、を備えることを特徴とする。
　本発明によれば、コンタクトプローブの端部であって、検査対象と接触する側の端部の特性インピーダンスを調整することができ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要部の構成を示す部分断面図である。 図２は、本発明の実施の形態１にかかるプローブホルダを用いた半導体集積回路の検査時の状態を示す図である。 図３は、本発明の実施の形態１の変形例１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４は、本発明の実施の形態１の変形例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５は、本発明の実施の形態１の変形例３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６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７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斜視図である。 図８は、本発明の実施の形態３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要部の構成を示す部分断面図である。図１に示すプローブユニット１は、検査対象物である半導体集積回路（後述する半導体集積回路１００）の電気特性検査を行う際に使用する装置であって、半導体集積回路と半導体集積回路へ検査用信号を出力する回路基板（後述する回路基板２００）との間を電気的に接続する装置である。
　プローブユニット１は、長手方向の両端で互いに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２００の電極にそれぞれ接触し、検査用の信号を導通する導電性の信号用のコンタクトプローブ２（以下、単に「信号用プローブ２」という）と、信号用プローブ２や、後述するグランド用コンタクトプローブ４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３と、外部のグランド電極に接続するグランド用コンタクトプローブ４（以下、「グランド用プローブ４）という）と、プローブホルダ３と半導体集積回路との間のずれなどを規制するフローティング５と、プローブホルダ３およびフローティング５の周囲に設けられ、プローブホルダ３を固定して保持するベース部材６と、を備える。
　信号用プローブ２は、導電性材料を用いて形成され、半導体集積回路１００の検査を行うときにその半導体集積回路１００の検査信号が入力される電極に接触する第１プランジャ２１と、検査回路を備えた回路基板２００の検査信号を出力する電極に接触する第２プランジャ２２と、第１プランジャ２１と第２プランジャ２２との間に設けられて第１プランジャ２１および第２プランジャ２２を伸縮自在に連結するバネ部材２３とを備える。信号用プローブ２を構成する第１プランジャ２１および第２プランジャ２２、ならびにバネ部材２３は同一の軸線を有している。信号用プローブ２は、半導体集積回路１００をコンタクトさせた際に、バネ部材２３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２００に荷重を加える。なお、以下では、信号用プローブ２において、半導体集積回路１００の電極に接触する側を先端側、半導体集積回路１００側に対して軸線方向で反対となる側を基端側とする。また、プランジャ単体で先端側および基端側を規定する場合、半導体集積回路１００と接触するプランジャにおいて、半導体集積回路１００側を先端側、半導体集積回路１００側に対して軸線方向で反対となる側を基端側とよぶ。また、回路基板２００と接触するプランジャにおいて、回路基板２００側を先端側、回路基板２００側に対して軸線方向で反対となる側を基端側とよぶ。
　第１プランジャ２１は、バネ部材２３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２３の弾性力によって半導体集積回路１００方向に付勢され、半導体集積回路１００の電極と接触する。また、第２プランジャ２２は、バネ部材２３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２３の弾性力によって回路基板２００方向に付勢され、回路基板２００の電極と接触する。
　バネ部材２３は、第１プランジャ２１側が密着巻き部２３ａである一方、第２プランジャ２２側が粗巻き部２３ｂである。密着巻き部２３ａの端部は、第１プランジャ２１に連結している。一方、粗巻き部２３ｂの端部は、第２プランジャ２２に連結している。また、第１プランジャ２１および第２プランジャ２２とバネ部材２３とは、バネの巻き付き力によって嵌合および／または半田付けによって接合されている。
　グランド用プローブ４は、信号用プローブ２と同様の構成を有している。具体的に、グランド用プローブ４は、導電性材料を用いて形成され、半導体集積回路１００の検査を行うときにその半導体集積回路１００のグランド用の電極に接触する第１プランジャ４１と、回路基板２００のグランド用の電極に接触する第２プランジャ４２と、第１プランジャ４１と第２プランジャ４２との間に設けられて第１プランジャ４１および第２プランジャ４２を伸縮自在に連結するバネ部材４３とを備える。グランド用プローブ４を構成する第１プランジャ４１および第２プランジャ４２、ならびにバネ部材４３は同一の軸線を有している。
　バネ部材４３は、第１プランジャ４１側が密着巻き部４３ａである一方、第２プランジャ４２側が粗巻き部４３ｂである。密着巻き部４３ａの端部は、第１プランジャ４１に連結している。一方、粗巻き部４３ｂの端部は、第２プランジャ４２に連結している。また、第１プランジャ４１および第２プランジャ４２とバネ部材４３とは、バネの巻き付き力によって嵌合および／または半田付けによって接合されている。
　プローブホルダ３は、導電性材料を用いて形成され、図１の上面側に位置する第１部材３１と、下面側に位置する第２部材３２とからなる。第１部材３１および第２部材３２は、樹脂などの接着材や、ねじ止めなどによって固着されている。
　第１部材３１および第２部材３２には、信号用プローブ２およびグランド用プローブ４を収容する空間を形成するホルダ孔が形成されている。具体的に、第１部材３１には、信号用プローブ２の先端側を進退自在に収容するホルダ孔３３と、グランド用プローブ４の先端側を挿通して保持するホルダ孔３４とが形成されている。一方、第２部材３２には、信号用プローブ２の基端側を進退自在に収容するホルダ孔３５と、グランド用プローブ４の基端側を挿通して保持するホルダ孔３６とが形成されている。
　ホルダ孔３３～３６の形成位置は、半導体集積回路１００の検査信号用の配線パターンに応じて定められる。また、各ホルダ孔の形状は、収容する信号用プローブ２やグランド用プローブ４の構成に応じて定められる。
　ホルダ孔３３および３５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３３および３５は、ともに貫通方向に沿って一様な直径を有する孔形状をなしている。
　また、ホルダ孔３４および３６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３４および３６は、ともに貫通方向に沿って直径が異なる段付き孔形状をなしている。すなわち、ホルダ孔３４は、プローブホルダ３の端面に開口を有する小径部３４ａと、この小径部３４ａよりも直径が大きい大径部３４ｂとからなる。
　ホルダ孔３６は、プローブホルダ３の端面に開口を有する小径部３６ａと、この小径部３６ａよりも直径が大きい大径部３６ｂとからなる。
　また、ホルダ孔３３の内周面には、絶縁性材料を用いて形成される絶縁部材３７が設けられる。一方、ホルダ孔３５の内周面には、絶縁性材料を用いて形成される絶縁部材３８が設けられる。絶縁部材３７および３８は、ともに貫通方向に沿って直径が異なる段付き孔形状をなしている。
　絶縁部材３７は、プローブホルダ３の端面に開口を有する小径部３７ａと、この小径部３７ａよりも直径が大きい大径部３７ｂとからなる。
　絶縁部材３８は、プローブホルダ３の端面に開口を有する小径部３８ａと、この小径部３８ａよりも直径が大きい大径部３８ｂとからなる。
　本実施の形態１では、絶縁部材３７および３８が形成する孔部（小径部３７ａ、３８ａおよび大径部３７ｂ、３８ｂ）が第１ホルダ孔に相当する。また、ホルダ孔３４および３６が第２ホルダ孔に相当する。
　第１プランジャ２１は、絶縁部材３７の小径部３７ａと大径部３７ｂとの境界壁面にフランジが当接することにより、信号用プローブ２のプローブホルダ３からの抜止機能を有する。また、第２プランジャ２２は、絶縁部材３８の小径部３８ａと大径部３８ｂとの境界壁面にフランジが当接することにより、信号用プローブ２のプローブホルダ３からの抜止機能を有する。
　第１プランジャ４１は、ホルダ孔３４の小径部３４ａと大径部３４ｂとの境界壁面にフランジが当接することにより、グランド用プローブ４のプローブホルダ３からの抜止機能を有する。また、第２プランジャ４２は、ホルダ孔３６の小径部３６ａと大径部３６ｂとの境界壁面にフランジが当接することにより、グランド用プローブ４のプローブホルダ３からの抜止機能を有する。
　フローティング５は、略板状をなす。フローティング５には、半導体集積回路１００の電極及び信号用プローブ２に応じて配置され、板面と直交する方向に貫通する貫通孔５１と、半導体集積回路１００の電極及びグランド用プローブ４に応じて配置され、板面と直交する方向に貫通する貫通孔５２と、が形成されている。貫通孔５１、５２は、それぞれ貫通方向に沿って一様な直径を有する孔形状をなす。本実施の形態１において、貫通孔５１は、第１貫通孔に相当する。また、貫通孔５２は、第２貫通孔に相当する。
　貫通孔５１の直径は、貫通孔５２の直径よりも大きい。なお、半導体集積回路１００の電極の大きさが異なる場合、電極の大きさと貫通孔５１間の隙間が電極の大きさと貫通孔５２間の隙間より大きければよい。フローティング５を用いることによって、コンタクトプローブに対する電極（半導体集積回路１００）の位置を容易に決めることができる。なお、ここでいう直径とは、貫通方向と直交する方向の長さをさす。
　また、フローティング５には、プローブホルダ３に対する位置決めを行う複数の接続ピン５３と、プローブホルダ３およびフローティング５に対して互いに離間する方向に付勢するバネ部材５４とが設けられている。プローブホルダ３に形成された孔部に接続ピン５３を挿通し、フローティング５の貫通孔５１、５２に半導体集積回路１００の電極を収容させることによって、コンタクトプローブに対する電極の位置を容易に決めることができる。
　本実施の形態において、信号用プローブ２の特性インピーダンスが、予め設定された値（例えば５０Ω）となるように、フローティング５の配設位置やその材質等が決定される。
　なお、本明細書において、信号用プローブ２の中心軸と、信号用プローブ２を収容するホルダ孔３３，３５の中心軸と、フローティング５の貫通孔５１の中心軸とは、一致している。この各中心軸が一致した構造を、同軸構造（コアキシャル構造）という。本実施の形態１では、各中心軸が、それぞれ軸Ｎと一致している。なお、ここでいう「一致」とは、製造誤差や傾斜によるずれを含んでおり、各中心軸が少なくとも一部で重なっている状態を含む。また、プローブホルダ３が樹脂によって形成される場合においては、信号用プローブ２の中心軸、およびフローティング５の貫通孔５１の中心軸のみが一致することがある。
　ベース部材６は、例えばアルミニウムやステンレス（ＳＵＳ３０４）などの金属を用いて形成される。なお、ＰＥＳ（Poly　Ether　Sulfone）、ＰＥＥＫ（Polyetheretherketone）を一例とするエンジニアリングプラスチックなどの樹脂、マシナブルセラミックなどの絶縁性の高強度材料によって成形されてもよいし、金属の表面が被覆されていてもよい。
　図２は、プローブユニット１における半導体集積回路１００の検査時の状態を示す図である。検査時において、信号用プローブ２は、第１プランジャ２１が、半導体集積回路１００の検査信号用の電極１０１と接触し、第２プランジャ２２が、回路基板２００の検査信号用の電極２０１と接触する。他方、グランド用プローブ４は、第１プランジャ４１が、半導体集積回路１００のグランド用の電極１０２と接触し、第２プランジャ４２が、回路基板２００のグランド用の電極２０２と接触する。半導体集積回路１００の検査時には、半導体集積回路１００からの接触荷重により、バネ部材２３、４３は長手方向に沿って圧縮された状態となる。この際、密着巻き部２３ａは蛇行し、第２プランジャ２２が傾いて、密着巻き部２３ａと第２プランジャ２２とが接触する。なお、本実施の形態１において、電極１０１、１０２の直径は同じである。
　検査時に回路基板２００から半導体集積回路１００に供給される検査用信号は、回路基板２００の電極２０１から信号用プローブ２の第２プランジャ２２、密着巻き部２３ａ、第１プランジャ２１を経由して半導体集積回路１００の電極１０１へ到達する。このように、信号用プローブ２では、第１プランジャ２１と第２プランジャ２２が密着巻き部２３ａ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２３ｂに信号が流れるのを防止し、抵抗およびインダクタンスを低減することができる。なお、フローティング５とグランド用プローブ４とは、直接、またはプローブホルダ３や電極１０２を介して電気的に接続しており、フローティング５もグランドに接続している。また、接続ピン５３やバネ部材５４を介して、フローティング５とプローブホルダ３とを電気的に接続してもよい。
　一般に、交流信号を扱う電子回路においては、特性インピーダンスの異なる配線同士が接続する箇所において、異なる特性インピーダンス間の比に応じた量だけ信号が反射し、信号の伝搬が妨げられることが知られている。このことは使用する半導体集積回路１００と信号用プローブ２との関係においても同様であって、半導体集積回路１００の特性インピーダンスと、信号用プローブ２における特性インピーダンスとが大きく異なる値を有する場合には、電気信号の損失が発生するとともに、電気信号の波形が歪む。
　また、特性インピーダンスの相違に起因して接続箇所において生じる信号反射の割合は、信号用プローブ２の電気的な長さ（電気信号の周期に対する伝搬経路の長さ）が大きくなるにつれて大きくなることが知られている。すなわち、本実施の形態１にかかるプローブユニット１の場合は、半導体集積回路１００の高速化、すなわち高周波数化に伴って大きくなる。従って、高周波数で駆動する半導体集積回路１００に対応したプローブユニット１を作製する際には、信号用プローブ２の特性インピーダンスの値を半導体集積回路１００のものと一致させる、インピーダンス整合を精度良く行うことが重要となる。
　本実施の形態１では、信号用プローブ２やプローブホルダ３の構造を変更するのではなく、第１プランジャ２１の周囲に導電性材料からなるフローティング５を配置することによって、信号用プローブ２の先端部、特に、信号用プローブ２と電極１０１との接触部分の特性インピーダンスの値を調整する構成を採用している。かかる構成を採用することで、信号用プローブ２の構造については従来のものを流用しつつ、特性インピーダンスを調整することが可能となる。
　以上説明したように、本実施の形態１では、信号用プローブ２の先端部の周囲に導電性のフローティング５を配置し、外部のグランドとはグランド用プローブ４を介して接続するようにした。この際、信号用プローブ２の中心軸と、信号用プローブ２を収容する孔部の中心軸と、フローティング５の貫通孔５１の中心軸とが一致した同軸構造が形成されている。本実施の形態１によれば、導電性のフローティング５を用いて同軸構造としたので、コンタクトプローブの端部であって、検査対象と接触する側の端部の特性インピーダンスを調整することができる。
（実施の形態１の変形例１）
　図３は、本発明の実施の形態１の変形例１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。変形例１にかかるプローブユニットは、上述したフローティング５に代えてフローティング５Ａを備える。そのほかの構成についてはプローブユニット１と同じ構成であるため、説明を省略する。フローティング５Ａは、貫通孔５１の内周面に、絶縁部材５５が設けられる。絶縁部材５５は、ポリテトラフルオロエチレン（Polytetrafluoroethylene：ＰＴＦＥ）等の絶縁性材料を用いて形成され、筒状をなしている。絶縁部材５５の外周の直径は、貫通孔５１の直径と同じである。また、絶縁部材５５の内周の直径は、電極１０１の最大径よりも大きく、かつ貫通孔５２の直径以下である。なお、絶縁部材に代えて絶縁性の皮膜としてもよい。
　本変形例１では、フローティング５Ａの貫通孔５１に絶縁部材５５を設けることによって、半導体集積回路１００の電極１０１を絶縁部材５５に挿入して、半導体集積回路１００が位置決めされる。本変形例１によれば、上述した実施の形態１の効果を得るとともに、貫通孔５２による電極１０２の位置決めに加え、絶縁部材５５による電極１０１の位置決めを行うことが可能となる。
　なお、本変形例１において、絶縁部材５５を設ける貫通孔５１は、フローティング５Ａに形成されるすべての貫通孔であってもよいし、一部の貫通孔のみであってもよい。
（実施の形態１の変形例２）
　図４は、本発明の実施の形態１の変形例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。変形例２にかかるプローブユニットは、上述したフローティング５に代えてフローティング５Ｂを備える。そのほかの構成についてはプローブユニット１と同じ構成であるため、説明を省略する。フローティング５Ｂは、上述した貫通孔５１に代えて貫通孔５１Ａが形成されている。なお、その他の構成は、フローティング５と同じである。
　貫通孔５１Ａは、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、貫通孔５１Ａは、信号用プローブ２が挿入される側の端面に開口を有する小径部５１ａと、半導体集積回路１００の電極１０１が挿入される側の端面に開口を有し、小径部５１ａよりも径が大きい大径部５１ｂとからなる。
　また、貫通孔５１Ａの内周面には、絶縁部材５６が設けられる。絶縁部材５６は、ポリテトラフルオロエチレン（Polytetrafluoroethylene：ＰＴＦＥ）等の絶縁性材料を用いて形成され、筒状をなしている。絶縁部材５６の外周の直径は、貫通孔５１Ａの直径と同じく、部分的に異なっている。また、絶縁部材５６の内周の直径は、電極１０１の最大径よりも大きく、かつ貫通孔５２の直径以下である。なお、絶縁部材に代えて絶縁性の皮膜としてもよい。また、絶縁部材５６の内周の直径を、外周の直径に合わせて部分的に異ならせてもよい。
　本変形例２では、フローティング５Ｂの貫通孔５１Ａを段付き形状にして、絶縁部材５６を設けることによって、第１プランジャ２１の先端部の直径や、半導体集積回路１００の電極１０１の形状に応じた特性インピーダンスの調整を行うことができる。本変形例２によれば、上述した実施の形態１の効果を得るとともに、第１プランジャ２１と電極１０１との接触部分における特性インピーダンスを一段と高精度に調整することが可能となる。
（実施の形態１の変形例３）
　図５は、本発明の実施の形態１の変形例３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。変形例３にかかるプローブユニットは、上述したフローティング５に代えてフローティング５Ｃを備える。そのほかの構成についてはプローブユニット１と同じ構成であるため、説明を省略する。フローティング５Ｃは、上述した貫通孔５１に代えて貫通孔５１Ｂが形成されている。なお、その他の構成は、フローティング５と同じである。
　貫通孔５１Ｂは、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、貫通孔５１Ｂは、信号用プローブ２が挿入される側の端面に開口を有する小径部５１ｃと、半導体集積回路１００の電極１０１が挿入される側の端面に開口を有し、小径部５１ｃよりも直径が大きい大径部５１ｄとからなる。貫通孔５１Ｂでは、大径部５１ｄの直径が、最大直径となる。大径部５１ｄの直径は、貫通孔５２の直径以上にしてもよいし、貫通孔５２の直径よりも小さくしてもよい。フローティング５Ｃに対して位置決めするための電極に応じて、大径部５１ｄの直径を適宜変更することができる。なお、大径部を直線状に示したが、電極の形状に沿って径を変化させてもよい。
　本変形例３では、フローティング５Ｃの貫通孔５１Ｂを段付き形状にすることによって、第１プランジャ２１の先端部の直径や、半導体集積回路１００の電極１０１の最大径に応じた特性インピーダンスの調整を行うことができる。本変形例３によれば、上述した実施の形態１の効果を得るとともに、第１プランジャ２１と電極１０１との接触部分における特性インピーダンスを一段と高精度に調整することが可能となる。
（実施の形態２）
　図６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って、プローブユニット１Ａにおける半導体集積回路１００の検査時の状態を示す図である。本実施の形態２にかかるプローブユニット１Ａは、上述したプローブユニット１のプローブホルダ３に代えてプローブホルダ３Ａを備える。そのほかの構成についてはプローブユニット１と同じ構成であるため、説明を省略する。
　プローブホルダ３Ａは、絶縁性材料を用いて形成され、図６の上面側に位置する第１部材３１Ａと、下面側に位置する第２部材３２Ａとからなる。第１部材３１Ａおよび第２部材３２Ａは、樹脂などの接着材や、ねじ止めなどによって固着されている。また、第１部材３１Ａには、グランド用プローブ４の先端側を挿通して保持する導電部材７が設けられている。本実施の形態２において、第１部材３１Ａおよび第２部材３２Ａは、本体部を構成する。
　第１部材３１Ａおよび第２部材３２Ａには、信号用プローブ２、グランド用プローブ４および導電部材７を収容する空間を形成するホルダ孔が形成されている。具体的に、第１部材３１Ａには、信号用プローブ２の先端側を挿通して保持するホルダ孔３３Ａと、導電部材７を収容する孔部３ａと、グランド用プローブ４を挿通するホルダ孔３４Ａと、が形成されている。一方、第２部材３２Ａには、信号用プローブ２の基端側を進退自在に収容するホルダ孔３５Ａと、グランド用プローブ４の基端側を挿通して保持するホルダ孔３６とが形成されている。
　ホルダ孔３３Ａおよび３５Ａ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３４Ａおよび３６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３４Ａは、貫通方向に沿って一様な径を有する孔形状をなしている。
　また、ホルダ孔３３Ａ、３５Ａおよび３６は、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、ホルダ孔３３Ａは、プローブホルダ３の端面に開口を有する小径部３３ａと、この小径部３３ａよりも径が大きい大径部３３ｂとからなる。
　ホルダ孔３５Ａは、プローブホルダ３の端面に開口を有する小径部３５ａと、この小径部３５ａよりも径が大きい大径部３５ｂとからなる。
　図７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（導電部材７）の構成を示す斜視図である。導電部材７は、導電性材料からなり、プローブホルダ３Ａの上面の一部を構成する。導電部材７は、中空円盤状をなす導電性の円盤部７１と、円盤部７１の一部の側面から延出する導電性の延出部７２とを有する。
　円盤部７１には、第１プランジャ４１が挿通可能な第１孔部７１ａが形成されている。第１孔部７１ａは、段付き形状をなす中空空間を形成し、段部に第１プランジャ４１のフランジが当接する。
　延出部７２には、接続ピン５３およびバネ部材５４をそれぞれ収容する第２孔部が形成されている。具体的に、第２孔部は、接続ピン５３を収容する第１収容部７２ａと、バネ部材５４を収容する第２収容部７２ｂとを有する。例えば、検査時に、第１孔部７１ａの内壁の一部と、第１プランジャ４１の一部とが接触することによって、導電部材７とグランド用プローブ４とが電気的に接続される。また、接続ピン５３やバネ部材５４を介して、フローティング５と導電部材７とを電気的に接続してもよい。
　本実施の形態２では、ホルダ孔３３Ａおよび３５Ａが第１ホルダ孔に相当する。また、ホルダ孔３４Ａおよび３６、ならびに第１孔部７１ａが形成する孔部が、第２ホルダ孔に相当する。なお、ホルダ孔３４Ａおよび３６は、部分ホルダ孔に相当する。
　本実施の形態２では、第１部材３１Ａおよび第２部材３２Ａを絶縁性とし、導電部材７を介してグランド用プローブ４とフローティング５とを接続するようにした。本実施の形態２によれば、上述した実施の形態１の効果を得るとともに、導電部材７とグランド用プローブ４との電気的な接続を確保することが可能となる。
　なお、実施の形態２では、第１孔部７１ａが段付き形状をなすものとして説明したが、第１孔部７１ａの直径をホルダ孔３４Ａの直径よりも小さくして、第１孔部７１ａとホルダ孔３４Ａとによって段部を形成するようにしてもよいし、ホルダ孔３４Ａが段部を有するようにしてもよい。
　また、実施の形態２において、導電部材７に代えて導電性の皮膜としてもよい。この皮膜は、例えば膜厚が数ミクロンの皮膜や、メッキである。
（実施の形態３）
　図８は、本発明の実施の形態３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って、プローブユニット１Ｂにおける半導体集積回路１００の検査時の状態を示す図である。本実施の形態３にかかるプローブユニット１Ｂは、上述したプローブユニット１のベース部材６に代えてベース部材６Ａを備える。そのほかの構成についてはプローブユニット１と同じ構成であるため、説明を省略する。なお、本実施の形態３では、フローティング５にアース電位接続用の導電ピン８１が取り付けられ、プローブホルダ３にアース電位接続用の導電ピン８２が取り付けられている。導電ピン８１、８２は、例えば導電性のネジによって構成される。
　ベース部材６Ａには、外部のアース電位に接続するアース導線８３、８４を挿通する貫通孔６１、６２が形成されている。
　ここで、アース導線８３は、導電ピン８１に接続している。また、アース導線８４は、導電ピン８２に接続している。
　本実施の形態３では、プローブホルダ３とフローティング５とを、直接アース電位に接続するようにした。本実施の形態３によれば、上述した実施の形態１の効果を得るとともに、特に、フローティング５を直接アース電位に接続することによって、一層正確な検査を実施することができる。
　なお、ここで説明したコンタクトプローブの構成はあくまでも一例に過ぎず、従来知られているさまざまな種類のプローブを適用することが可能である。例えば、上述したようなプランジャとコイルばねとで構成されるものに限らず、パイプ部材を備えるプローブ、ポゴピン、中実の導電性部材、導電性のパイプ、またはワイヤを弓状に撓ませて荷重を得るワイヤープローブや、電気接点同士を接続する接続端子（コネクタ）でもよいし、これらのプローブを適宜組み合わせてもよい。
　以上のように、本発明にかかるプローブユニットは、コンタクトプローブの端部であって、検査対象と接触する側の端部の特性インピーダンスを調整するのに適している。
　１、１Ａ、１Ｂ　プローブユニット
　２　コンタクトプローブ（信号用プローブ）
　３、３Ａ　プローブホルダ
　４　コンタクトプローブ（グランド用プローブ）
　５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ　フローティング
　６、６Ａ　ベース部材
　７　導電部材
　２１、４１　第１プランジャ
　２２、４２　第２プランジャ
　２３、４３、５４　バネ部材
　２３ａ、４３ａ　密着巻き部
　２３ｂ、４３ｂ　粗巻き部
　５１、５２　貫通孔
　５３　接続ピン
　７１　円盤部
　７１ａ　第１孔部
　７２　延出部
　７２ａ　第１収容部
　７２ｂ　第２収容部
　１００　半導体集積回路
　１０１、１０２、２０１、２０２　電極
　２００　回路基板

Claims (5)

  1. 　長手方向の一方の端部側で、接触対象に設けられた信号用の電極と接触する第１のコンタクトプローブと、
    　長手方向の一方の端部側で、前記接触対象に設けられたグランド用の電極と接触する第２のコンタクトプローブと、
    　前記第１のコンタクトプローブを挿通する第１ホルダ孔と、前記第２のコンタクトプローブを挿通する第２ホルダ孔とが形成されたプローブホルダと、
    　一端側から前記第１のコンタクトプローブの一方の端部が挿入され、他端側から前記信号用の電極が挿入される第１貫通孔と、一端側から前記第２のコンタクトプローブの一方の端部が挿入され、他端側から前記グランド用の電極が挿入される第２貫通孔とが形成された導電性のフローティングと、
    　を備え、
    　前記プローブホルダは、少なくとも前記第１ホルダ孔の内周面が絶縁性を有し、
    　前記第１のコンタクトプローブの中心軸と、前記フローティングの前記第１貫通孔の中心軸とが一致した同軸構造をなす
    　ことを特徴とするプローブユニット。
  2. 　前記第１貫通孔の最大直径は、前記第２貫通孔の最大直径よりも大きい
    　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. 　前記第１貫通孔の内周面には、筒状の絶縁部材が設けられ、
    　前記絶縁部材の内周面の直径は、前記第２貫通孔の直径以下である
    　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. 　前記第１貫通孔は、前記第１のコンタクトプローブの一方の端部と、前記信号用の電極とに応じた直径を有する段付き形状をなす
    　ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載のプローブユニット。
  5. 　前記フローティングは、
    　前記プローブホルダに対して位置決めする接続ピン、
    　を備え、
    　前記プローブホルダは、
    　前記第１ホルダ孔と、前記第２ホルダ孔の一部を構成する部分ホルダ孔とが形成された絶縁性の本体部と、
    　前記第２ホルダ孔の一部を構成し、前記第２のコンタクトプローブを挿通する第１孔部と、前記接続ピンの一部を収容する第２孔部とを有する導電性の導電部材と、
    　を備えることを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載のプローブユニット。
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