(57)【要約】【課題】半田とパッドとに対して異なる押圧力を印加できるようにする。また、相対的に大電流が流せるようにしたプローブピンを受けるＩＣソケットを提供する。【解決手段】プローブピン１３０は、両端に位置するプランジャー１３１，１３５と、各プランジャー１３１，１３５に接続されている互いに異なる強度のスプリング１３２，１３４と、を備える。スプリング１３２，１３４は、軸心から螺旋部分までの長さが互いに異なる。ＩＣソケットは、プローブピンの一部を受ける段差が形成されているホール１２０と、ホール１２０の内壁のうち少なくともプローブピン１３０の２点間に跨って接する態様で位置する導電部１２３と、を備える【選択図】  図２
2010181236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブピンの一部を受ける段差が形成されているホールと、
前記ホールの内壁のうち少なくとも前記プローブピンの２点間に跨って接する態様で位置する導電性体と、
を備える、ＩＣソケット。
【請求項２】
前記ホールは、前記プローブピンを構成するスプリングの一端を受ける段差が形成されている、請求項１記載のＩＣソケット。
【請求項３】
請求項１記載のＩＣソケットと、
前記ホールに収容されるプローブピンと、
を備える、プローブシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブピン及びプローブユニットに関し、特に、ＩＣ検査用のプローブピン及びプローブユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＩＣの検査に用いるプローブユニットとして、特許文献１に開示されているものが存在する。このユニットに用いられるプローブは、下側プローブピンと、同ピンの接続部に接続されるガイド管と、ガイド管に挿入されるガイド軸部を有する上側プローブピンと、ガイド軸部に外嵌されるスプリングとを有している。また、上ガイド板には上側プローブピン鍔部が挿通される上側開口が設けられ、下ガイド板には外径が下側プローブピン接触部よりも大きく、下側プローブピン鍔部よりも小さい貫通孔であって、接触部が挿通される下側開口が設けられ、下側プローブピン鍔部が下ガイド板の下側開口の周縁部に当接している、とされている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２９８７９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、今日、パッケージ基板の導体パターン又はＩＣの検査時に、パッケージ基板に形成されている半田に対する押圧力として、数１０ｇを超えるような力が求められている。特許文献１の場合でいえば、下側プローブピンに係る押圧力として、数１０ｇを超えるような力が求められている。そして、この力は、今後も増加することが予想されている。
【０００５】
一方、パッケージ基板の対向基板上のパッドに対して、過大な押圧力を印加することは好ましくない。特許文献１の場合でいえば、上側プローブピンに係る押圧力が過大となることが好ましくない。これは、過大な押圧力をパッドに印加すると、パッドが形成されている対向基板が、当該押圧力によって変形するといった理由などによる。
【０００６】
したがって、特許文献１のプローブユニットを用いる場合には、対向基板の変形防止対策のために、対向基板の強度を高めるといった手法が採用されていた。典型的には、対向基板を、その強度を高めるといったことのみを目的として、必要以上に厚くしていた。
【０００７】
また、ＩＣの検査時等には、上記半田と上記パッドとを電気的に接続することによって、ＩＣの電気的特性を検査することも行われている。数年前にプローブピンを流れる電流の大きさは、数１００ｍＡ程度であった。しかし、今日においては、プローブピンを流れる電流の大きさは、数Ａという非常に大きなものが要求されている。
【０００８】
プローブピンの電流経路は、プローブピンを構成するスプリング及びバレルであった。しかし、昨今、プローブピンは、非常に微細化が進み、したがって、スプリング及びバレルの物理的な大きさを稼ぐことには限界があり、数Ａもの電流が流れるようにすることは、物理的に不可能と考えられていた。
【０００９】
そこで、本発明は、半田とパッドとに対して、異なる押圧力を印加できるようにすることを課題とする。
【００１０】
また、本発明は、プローブピンに対して、相対的に大電流が流せるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明のプローブピン及びプローブユニットは、
両端に位置するプランジャー（例えば、図１のプランジャー１３１，１３５）と、
前記各プランジャーに各一端が接続されている互いに異なる強度の弾性体（例えば、図１のスプリング１３２，１３４）と、を備える。
【００１２】
このように、本発明のプローブピン及びプローブユニットは、異なる強度で導電性を有する弾性体を備えているので、各プランジャーの接触対象に対して、異なる押圧力を印加することが可能となる。また、複数の弾性体を用いることで、上記電流経路を増加させられるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態１のプローブユニットに用いられるプローブピン１３０の模式的な構成図である。
【図２】図１に示すプローブピン１３０とプローブピン１３０が収容されたソケット１２０とを有するプローブユニット１００の模式的な構成を示す断面図である。
【図３】図２に示すプローブユニット１００を対向基板３００上に形成されたパッド３１０に接触させている状態を示す図である。
【図４】図２に示すプローブユニット１００をパッケージ基板２００上に形成された半田２１０に接触させている状態を示す図である。
【図５】本発明の実施形態２のプローブユニットに用いられるプローブピン１３０の模式的な構成図である。
【符号の説明】
【００１４】
１００  プローブユニット
１２０  ソケット
１２１  第１基板
１２２  第２基板
１２３  導電部
１２４  ラウンド
１３１  プランジャー
１３２  スプリング
１３３  バレル
１３４  スプリング
１３５  プランジャー
２００  パッケージ基板
３００  対向基板
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、本明細書では、図面を基準に、その上側を上（たとえば、上面、上側、上端）と、下側を下（たとえば、下面、下側、下端）と記載する。
【００１６】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１のプローブユニットに用いられるプローブピン１３０の模式的な構成図である。
【００１７】
図１には、以下説明する、プランジャー１３１と、スプリング１３２と、バレル１３３と、スプリング１３４と、プランジャー１３５とを示している。
【００１８】
プランジャー１３１は、検査対象に係るパッケージ基板上の半田に接触される先端部１３１ａと、先端部１３１ａから延びる柱部１３１ｂと、柱部１３１ｂの下部に位置する鍔部１３１ｃと、鍔部１３１ｃとともにスプリング１３２を位置決めする規定部１３１ｄと、規定部１３１ｄから延びていてバレル１３３内に収容される脚部１３１ｅとを有する。プランジャー１３１の材質は、どのようなものを用いてもよいが、一例としては、炭素工具鋼を採用することができる。
【００１９】
先端部１３１ａは、検査対象に係るパッケージ基板上の半田との良好な接触を実現するために複数の突起部を備える突起形状（いわゆるクラウン型）とされているが、これ以外の形状のものでもよい。柱部１３１ｂには、プローブピン１３０が収容されるソケットを構成する第１基板（この点は、後述する）に設けられている孔に通される。鍔部１３１ｃは、上記第１基板に接触し、かつ、下面がスプリング１３２の上端１３２ａを受ける。規定部１３１ｄは、スプリング１３２の上端部分の内側を受ける。脚部１３１ｅは、基端が相対的に細く、先端が相対的に太く、これらの境界部分は、バレル１３３のテーパーに対応する形状とされている。
【００２０】
スプリング１３２は、プランジャー１３１の鍔部１３１ｃによって受けられる上端１３２ａと、ソケットに形成されているスルーホールの段差部（この点は後述する。）によって受けられる下端１３２ｂとを有する。スプリング１３２は、相対的にばね定数が大きなものを用いている。本実施形態には、検査対象に係るパッケージ基板上の半田に対して、数１０ｇ（たとえば、３０ｇ〜６０ｇ）程度の押圧力を印加できるようにしている。具体的には、スプリング１３２は、軸心から螺旋部分までの長さ、すなわち、スプリングの径を、相対的に大きくしている。スプリング１３２の材質は、どのようなものを用いてもよいが、一例としては、ピアノ線、銅線、ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６を含むステンレス鋼などを採用することができる。
【００２１】
バレル１３３は、ここでは、両端にテーパーを有する筒状としている。もっとも、バレル１３３は、その側面からロールかしめ或いはポンチで数点くぼみを形成して、プランジャー１３１等が、抜け落ちないようにしてもよい。バレル１３３内には、プランジャー１３１の脚部１３１ｅの他に、スプリング１３４とプランジャー１３５とが収容される。バレル１３３の材質は、どのようなものを用いてもよいが、一例としては、真鍮、燐青銅などを採用することができる。
【００２２】
スプリング１３４は、プランジャー１３１の脚部１３１ｅの先端によって受けられる上端１３４ａと、プランジャー１３５の上端によって受けられる下端１３４ｂとを有する。スプリング１３４は、相対的にばね定数を小さなものを用いている。本実施形態には、対向基板上のパッドに対して、１０ｇ前後（たとえば５ｇ〜１５ｇ）程度の押圧力を印加できるようにしている。具体的には、スプリング１３４は、その径を、相対的に小さくしている。スプリング１３４の材質は、どのようなものを用いてもよいが、一例としては、ピアノ線、銅線などを採用することができる。
【００２３】
プランジャー１３５は、対向基板上のパッドに接触される先端部１３５ａと、先端部１３５ａから延びる柱部１３５ｂと、柱部１３５ｂの上部に位置していてバレル１３３内に収容される脚部１３５ｃとを有する。プランジャー１３５の材質は、どのようなものを用いてもよいが、一例としては、ベリリウム銅合金を採用することができる。
【００２４】
先端部１３５ａは、対向基板上のパッドとの良好な接触を実現するために平面形状とされている。柱部１３５ｂは相対的に細く、脚部１３５ｃは相対的に太い。脚部１３５ｃは、上端がスプリング１３４の下端１３４ｂを受け、かつ、下端がバレル１３３の下側のテーパーを受ける。
【００２５】
なお、本実施形態のプローブピン１３０は、図１に示す形状、構造、レイアウトに限定されるものではない。したがって、たとえば、図１には、スプリング１３２，１３４の相互の位置関係に着目すれば、径が相対的に小さいスプリング１３４を、径が相対的に大きいスプリング１３２が、覆う態様の構造を示しているが、これらの位置関係を相互に入れ替えたものとしてもよい。
【００２６】
また、本実施形態では、弾性体の一態様として、スプリング１３２，１３４を用いる場合を例に説明したが、これに代えて、たとえば、導電性ゴムを用いることも可能である。この場合には、各導電性ゴムは、各々要求される押圧力に応じて、互いに異なる強度のものを採用すればよい。
【００２７】
図２は、図１に示すプローブピン１３０とプローブピン１３０が収容されたソケット１２０とを有するプローブユニット１００の模式的な構成を示す断面図である。なお、説明の都合上、図２には、ソケット１２０に２本のプローブピン１３０が収容されている状態を示しているが、実際には、多数のプローブピン１３０が収容される。
【００２８】
図２に示すソケット１２０は、以下説明する、第１基板１２１と、第２基板１２２と、導電部１２３と、ラウンド１２４とを備えている。
【００２９】
第１基板１２１は、複数のプローブピン１３０のプランジャー１３１の柱部１３１ｂがそれぞれ通される孔１２１ａが形成されている。各孔１２１ａの径は、プランジャー１３１の柱部１３１ｂの径よりも大きく、かつ、プランジャー１３１の鍔部１３１ｃよりも小さな径とされている。
【００３０】
第２基板１２２は、各孔１２１ａに対応するスルーホール１２２ａが形成されている。スルーホール１２２ａには、いずれも下方に位置する、段差が２つ設けられている。スルーホール１２２ａの上側の段差は、スプリング１３２の下端１３２ｂを受ける。スルーホール１２２ａの下側の段差は、バレル１３３の下側のテーパーを受ける。
【００３１】
導電部１２３は、スルーホール１２２ａの内壁に形成されている。導電部１２３の材質は、一例としては、金、銅を用いることが考えられる。この場合、導電部１２３は、メッキ処理などによって形成すればよい。なお、図２には、スルーホール１２２ａの内壁全体に、導電部１２３が形成されている状態を示しているが、後述するように、スルーホール１２２ａの内壁のうち、少なくともプローブピン１００の２点間に跨って接する態様で導電性層１２３を位置させればよい。
【００３２】
ラウンド１２４は、導電部１２３と一体形成される。ラウンド１２４は、対向基板上のパッドに接触する部分である。なお、ラウンド１２４は、必ずしも形成しなければならないものではなく、配線ピッチなどを考慮して形成の可否を決定すればよい。
【００３３】
なお、図２に示すプローブユニット１００は、ソケット１２０に対する収容対象のプローブピンを、すべて図１に示したプローブピン１３０としているが、これらの一部または全部を既知のプローブピンとしてもよい。
【００３４】
また、本実施形態では、第２基板１２２に対して、スルーホール１２２ａを形成している態様を説明したが、第２基板１２２に代えて、たとえば、プローブピンの中程で分離される２つの樹脂体を用い、これらに各々段差を有するホールを形成してもよい（たとえば、特表２００４−５０３７８８３に開示されている形態のもの）。さらには、第２基板に対して円筒状のスルーホールを設け、当該スルーホールに対して内側に段差を有し、かつ、外側が円筒状の導電性部材を圧入することで、図２に示すソケットと同様の機構を実現してもよい。
【００３５】
図３は、図２に示すプローブユニット１００を基板３００上に形成されたパッド３１０に接触させている状態を示す図である。
【００３６】
図４は、図２に示すプローブユニット１００を基板２００上に形成された半田２１０に接触させている状態を示す図である。
【００３７】
パッケージ基板２００の検査時には、まず、プローブユニット１００のプランジャー１３５の先端と、対向基板３００上に形成されたパッド３１０とを位置合わせする。この状態で、プローブユニット１００をパッド３１０に押し当てると、図３に示すように、ばね定数が相対的に小さいスプリング１３４が縮み、プランジャー１３５がバレル１３３内に収容されることになる。
【００３８】
このように、プランジャー１３５の先端を、パッド３１０に押し当てる場合には、ばね定数が相対的に小さいスプリング１３４が縮むが、ばね定数が相対的に小さいスプリング１３２は縮まない。したがって、対向基板３００又はパッド３１０が当該押圧力によって変形することを防止することができるし、対向基板３００の変形防止対策のために対向基板３００を必要以上に厚くして対向基板３００の強度を高めることも不要である。
【００３９】
つぎに、プローブユニット１００のプランジャー１３１の先端と、パッケージ基板２００上の半田２１０とを位置合わせする。この状態で、パッケージ基板２００を半田２１０に押し当てると、図４に示すように、ばね定数が相対的に大きいスプリング１３２が縮み、プランジャー１３１の柱部１３１ｂがスルーホール１２２ａ内に収容されることになる。
【００４０】
ここで、本実施形態のプローブユニット１００は、２つのスプリング１３２，１３４を用いることによって、半田２１０とパッド３１０とに対して、それぞれ異なる押圧力を印加できるようにしている。具体的には、半田２１０に対する押圧力は、検査時に要求される押圧力（数１０ｇ、たとえば３０ｇ〜６０ｇ）となるようなばね定数のスプリング１３２を選択し、かつ、パッド３１０に対する押圧力は、一般的に好ましいとされている５〜１５ｇ程度となるようなばね定数のスプリング１３４を選択している。
【００４１】
また、本実施形態のプローブユニットは、単一のスプリング及びバレル以外に、分流により、新たな電流経路を形成することで、大電流対策を講じるようにしている。
【００４２】
第一には、２つのスプリング１３２，１３４を用いているので、両スプリング１３２，１３４を通じて電流を流すことが可能となるという点でも、電流経路を増やすことができる。
【００４３】
第二には、プローブピン以外の部分であるスルーホール１２２ａの内壁に、導電部１２３を形成することによって、導電部１２３を新たな電流経路としている。この点について補足する。
【００４４】
今一度、図４を参照されたい。図４に示すＡ点では、導電部１２３とプランジャー１３１の鍔部１３１ｃとが接している。図４に示すＢ点では、導電部１２３とスプリング１３２とが接している。図４に示すＣ点では、導電部１２３とパベル１３３の下側のテーパーとが接している。なお、Ａ点〜Ｃ点との表記は、図面の説明の都合上のものであって、接触が点状というわけではなく、実際には、接触が面状或いは線状であることに留意されたい。
【００４５】
このように、典型的には、半田２１０〜鍔部１３１ｃ〜Ａ点〜導電部１２３〜ラウンド１２４〜パッド３１０などのように、導電部１２３を含む電流経路が形成される。なお、本実施形態では、新たな電流経路をなるべく多く確保する、或いは、導電部１２３を容易に形成するために、スルーホール１２２ａの全体に導電部１２３を形成しているが、たとえばＡ点とＢ点との間の領域にのみ、あるいは、Ａ点とＣ点との間の領域にのみ、あるいは、Ｂ点とＣ点との間の領域にのみ、導電部１２３を形成してもよい。
【００４６】
（実施形態２）
図５は、本発明の実施形態２のプローブユニットに用いられるプローブピン１３０の模式的な構成図である。図５に示すプローブピン１３０は、図１に示したものの変形例である。なお、図５において、図１に示した部分と同様の部分には、同一符号を付してある。
【００４７】
図５に示すように、本実施形態のプローブピン１３０は、プランジャー１３１に、バレル１３３の機能を兼用させている。すなわち、図５に示すプランジャー１３１は、半田２１０に接触させた際にスプリング１３２が縮み、プランジャー自体の機能を有していることに加え、プランジャー１３５の一部とこれを受けるスプリング１３４とを内部に収容しており、バレル１３３の機能も有する。
【００４８】
このように、本実施形態のプローブピン１３０は、ランジャー１３１に、バレル１３３の機能を備えても、互いに異なるばね定数の２つのスプリング１３２，１３４を用いていることから、実施形態１と同様の効果を奏する。
【００４９】
以上をまとめると、本発明の各実施形態のプローブピン１３０によれば、互いに異なるばね定数の２つのスプリング１３２，１３４を用いて、パッケージ基板２００と対向基板３００とに対して、各々要求される押圧力を印加することができる。
【００５０】
また、本実施形態のプローブピン１３０は、２つのスプリング１３２，１３４を用いていることから、単一のスプリングしか用いていないプローブピンに比して、パッケージ基板２００と対向基板３００の間の電流経路を増加させることができる。
【００５１】
さらに、本実施形態のソケット１２０によれば、プローブピンの各々が収容されるスルーホールに導電部１２３を形成しているので、パッケージ基板２００と対向基板３００の間の電流経路を増加させることができる。
【図１】
2010181236.tif 000003
【図２】
2010181236.tif 000004
【図３】
2010181236.tif 000005
【図４】
2010181236.tif 000006
【図５】
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