(57)【要約】【課題】            コンパクトな状態にて配置された微細な電子回路素子の検査に適用でき、弾性変形が比較的容易であり、かつコンタクトプローブカードの製造工程において容易に均一な配置を可能とするようなコンタクトプローブカードの構成を提供すること。【解決手段】        絶縁基板の所定の位置に、複数個の凹部３を配置し、当該凹部３に表面が導電性金属によって形成されている球状プローブ１を嵌合しかつ固着したうえで、各凹部３内において、前記球状プローブ１の下面は、導電性接続部４と接続し、当該接続部４は基板２面に設けた個別の測定端子７に更に接続しており、球状プローブ１の表部を該凹部３側に押した場合、弾性変形を伴って下方への移行及び復元が可能であることに基づき、前記課題を達成することができるコンタクトプローブカード。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板の所定の位置に、複数個の凹部を配置し、当該凹部に表面が導電性金属によって形成されている球状プローブを嵌合し、かつ接着剤によって固着すると共に、各凹部内において、前記球状プローブの下面は、導電性接続部と接続し、当該接続部は基板面に設けた個別の測定端子に接続しており、球状プローブの表部を該凹部側に押した場合、弾性変形を伴って下方への移行及び復元が可能であることに基づくコンタクトプローブカード。
【請求項２】
球状プローブの内側を中空状態とし、その外側周囲を、曲げ弾性を有する素材によって形成し、かつ外側表面に金属鍍金を施したことを特徴とする請求項１記載のコンタクトプローブカード。
【請求項３】
導電性接続部を異方性導電ゴム、若しくは異方性導電樹脂、又は粉末状の金属によって形成し、かつ当該金属粉末の周囲を伸縮弾性を有している接着剤によって支持していることを特徴とする請求項１記載のコンタクトプローブカード。
【請求項４】
各導電性接続部の下部を、伸縮弾性を有する接着剤によって支持していることを特徴とする請求項１記載のコンタクトプローブカード。
【請求項５】
測定端子を、球状プローブが設けられている基板面と反対側の基板面において、各球状プローブに対応して設置したことを特徴とする請求項１記載のコンタクトプローブカード。
【請求項６】
各凹部が、平面方向において正方形であって、かつ当該正方形の各辺の略中央位置において、球状プローブと接触した状態にて嵌合可能であることを特徴とする請求項１記載のコンタクトプローブカード。
【請求項７】
各凹部が、球弧状であることを特徴とする請求項１記載のコンタクトプローブカード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品などの被検査物が所定の性能を有しているか否かを検査するために使用されるコンタクトプローブカードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板上に配置されている各電子回路素子に対しては、その製造途中及び製造後に所定の性能を有しているか否かを各種の検査機器を用いて検査する必要があるが、電子部品を構成する各回路素子における必要な接点の全てが検査機器に接続されることを不可欠としている。
【０００３】
前記のように接点の全てが、検査機器に接続されることを担保するために、通常検査機器との間には、弾性変形可能な導電性部材によるプローブが配置されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、コイルスプリング状のプローブを採用することによって、非検査物の接触部と検査機器側の接触部とを比較的短い距離にて接続することによって、高周波に基づく動作を行っている非検査物を高精度にて検査することを可能とする構成が開示されている。
【０００５】
しかしながら、このようなコイル状のプローブは、螺旋状のスプリングによる形態を採用していることから、所定の空間による幅を不可欠としており、プリント基板上にコンパクトな状態にて配置された微細な電子回路素子の検査には不適切である。
【０００６】
特許文献２には、絶縁フィルムの表面に電鋳法によってバンプを一体成形し、かつ当該バンプの底部に空隙状態を形成することによって、前記電鋳性リードが上下方向に弾性的に移動可能となるような設計状態を採用している。
【０００７】
しかしながら、前記バンプは、単に山形状に突出しているだけであって、弾性変形の程度において必ずしも十分ではない。
【０００８】
特許文献３においては、弾性変形可能な円筒形又は円柱形によるコンタクトプローブの構成を開示している（図２）。
【０００９】
前記コンタクトプローブカードにおいて、円筒状又は円柱状のプローブによってコンタクトプローブカードを形成する場合には、均等な接触状況を形成するために、円筒又は円柱の中心軸方向を揃えることが不可欠であるが、多数の円筒状プローブ又は円柱状プローブの中心軸の方向を揃えることは極めて煩雑であるという製造上の難点が存在する。
【００１０】
特許文献４においては、先端を球状とする線部材をゴム板によって支持し、当該線部材のパターンがプローブとしての機能を有し、かつ基板上に配置されているパッドに接続した構成が開示されているが（図３、図４）、このような構成では、所定の長さを有している線部材をゴム板に埋め込むという煩雑な作業をしており、しかも、球状の先端とパッドの位置を、２箇所によって接触抵抗が生ずることになり、正確な検査において難点が存在する。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−２２７６９号公報
【特許文献２】特開２００３−２８８９５号公報
【特許文献３】特開２００４−２１２２８７号公報
【特許文献４】特開平７−２０１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、前記従来技術のような各欠点を克服し、コンパクトな状態にて配置された微細な電子回路素子の検査に適用でき、弾性変形が比較的容易であり、かつコンタクトプローブカードの製造工程において容易に均一な配置を可能とするようなコンタクトプローブカードの構成を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明の基本構成は、
（１）絶縁基板の所定の位置に、複数個の凹部を配置し、当該凹部に表面が導電性金属によって形成されている球状プローブを嵌合し、かつ接着剤によって固着すると共に、各凹部内において、前記球状プローブの下面は、導電性接続部と接続し、当該接続部は基板面に設けた個別の測定端子に更に接続しており、球状プローブの表部を該凹部側に押した場合、弾性変形を伴って下方への移行及び復元が可能であることに基づくコンタクトプローブカード、
（２）球状プローブの内側を中空状態とし、その外側周囲を、曲げ弾性を有する素材によって形成し、かつ外側表面に金属鍍金を施したことを特徴とする前記（１）記載のコンタクトプローブカード、
（３）導電性接続部を変形可能なペースト状又は粉末状の金属によって形成し、かつ当該金属粉末の周囲を伸縮弾性を有している接着剤によって支持していることを特徴とする前記（１）記載のコンタクトプローブカード、
（４）各導電性接続部の下部を、伸縮弾性を有する接着剤によって支持していることを特徴とする前記（１）記載のコンタクトプローブカード、
からなる。
【００１４】
前記（２）、（３）、（４）の各構成は、前記（１）の構成に立脚しているが、前記（２）の構成は、球自体が弾性変形可能であることを特徴としており、前記（３）は導電性接続部が変形可能であると共に、その周囲の接着剤が弾性変形可能であることを特徴としており、前記（４）の構成は導電性接続部の下方に位置している接着剤が弾性変形可能であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
前記の如き基本構成による本発明においては、プローブが球形であるため、コンパクトなスペースによる設計が可能であって、極めて狭い空間に配置された微細な電子回路素子の検査に適用可能であり、プローブにおける電子回路素子との接点、及び導電性接続部との接点が何れも球表面であるために、小さな接点を介して接触を伴う押圧力が集中し、所定の弾性変形が比較的容易である。
【００１６】
しかも、球自体が等方位の形状であるため、絶縁基盤における各凹部に嵌合しかつ固着することによってプローブの配置が可能であって、プローブを特別の方向に揃えるなどという格別の作業を必要としない一方、プローブが導電性接続部及び接続線を介して測定端子と接続するという比較的簡便な構成であることから、製造工程における煩雑性を免れることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下具体的な実施形態について、図面に即して説明する。
【００１８】
図１は、前記（１）の構成に基づく本発明の典型的な実施形態を示しており、球状プローブ１はプリント基板面に配置されている複数個の凹部３にそれぞれ嵌合すると共に（図１（ａ）参照）、その下面は、各凹部３内において導電性接続部４に接続しており、かつ接着剤５によって凹部３内に固着されている（図１（ｂ）参照）。
【００１９】
導電性接続部４は、リード線などの接続線６を介してそれぞれ測定端子７に接続されている（図１（ｃ）及び図１（ｄ）参照。尚、図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、測定端子７が各凹部に対応する位置に設けられている場合を示しており、図１（ｄ）は測定端子７が一列に揃った状態にて設けられ、かつ各測定端子７に至る接続線６が基板面上に配線されている場合を示している。）。
【００２０】
前記（１）の構成からも明らかなように、本発明においては、球状プローブ１の頂部を押圧した場合、弾性力を以って下方への移行及び復元が可能であることを要件としているが、前記（２）、（３）、（４）の構成は、前記弾性力を伴う下方への移行及びその復元を実現するための具体的な実施形態に該当している。
尚、何れの実施形態についても、プリント基板上においてコンパクトに配置された微細な電子回路素子の検査に適用するためには、球状プローブ１の径は、０．０５ｍｍ以下（５０μｍ以下）とし、かつ図１（ａ）に示すように、球状プローブ１を千鳥状配列を行った場合には、同一ライン上にある球の中心間の距離を０．０２ｍｍ（２０μｍ）以下とし、かつ同一ライン上の球の距離もまた０.０２ｍｍ（２０μｍ）以下とするような配置が可能であることを不可欠としている。
【００２１】
前記（２）の構成においては、図２に示すように、内側を中空とし、かつその外側周囲を曲げ弾性を有する素材によって球状に形成し、かつ外側表面に対し、導電性を有している金属を鍍金することを不可欠としている。
【００２２】
このような内部が中空であって、弾性を有しかつ表面が金属である球は、発泡剤（炭酸アンモニウム、重炭酸ナトリウム、ジアソアミノベンゼン、ベンゼンスルホニルヒドラジド、テレフタルラジド）を内側に含んだ合成ゴム（多硫化ゴム、シリコンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム）に対し、所定の加熱を伴う発泡を行う前又はその後において、金属表面鍍金を行い、その後改めて加熱を行うことによって内部の気体膨脹によって体積を増大しようとする力と、金属鍍金によって被覆した金属の軟化・溶解に基づく表面張力のバランスによって真球状を形成すると良い（尚、シラスバルーンを原材料とする場合については、特開２００２−２４１８０１号公報に開示されており、シラスを原材料とする場合については、特開２００２−２４１８００号公報に開示されている。）。
【００２３】
前記球において、金属表面が折り曲げ弾性を有するためには、コバルト−タングステン合金、コバルト−モリブデン合金、ステンレスなどの曲げ弾性において良好な金属を採用すると良い。
尚、前記の如き製造方法においては、最小限０．０１ｍｍとなるような径の球が製造可能であることが判明している。
【００２４】
前記（３）の構成においては、球状プローブ１と接触している導電性接続部４を異方性導電ゴム、若しくは異方性導電樹脂、又は粉末状金属によって形成し、変形可能状態とし、更には当該導電性接続部４の周囲をゴムのような伸縮弾性を有する接着剤５によって支持しているため、図３（ａ）に示すように、球状プローブ１の押圧に伴って、粉末による導電性接続部４が周囲に移行するも、図３（ｂ）に示すように、前記押圧状態が終了した段階にて伸縮性を有している接着剤５の復元力によって再び元の位置に戻り、新たな押圧状態に対応することができる。
【００２５】
前記粉末状の金属としては、様々な種類を採用することができるが、導電性が良好である銅粉末又は銀粉末が好適である。
【００２６】
前記のような伸縮性を有している接着剤５としては、合成ゴムに対し、炭化水素−ホルムアルデヒド系樹脂、又はフェノール・フルフラール樹脂などの粘着性付与剤を混合した素材を使用すると良い。
【００２７】
前記（４）の構成においては、前記（３）の場合と同様に、伸縮性を有している接着剤５を採用し、図４に示すように、導電性接続部４を下方から支持している。
【００２８】
このような伸縮性を有している接着剤５の具体例は、前記（３）の場合と同様であるが、球状プローブ１を下方に押圧することによって、導電性接続部４が一端下方に移行したとしても、当該接着剤５の伸縮弾性によって、押圧状態が終了した段階では、元の位置に戻ることを可能としている。
【００２９】
前記（４）の構成の場合には、導電性接続部４を下方から支えている接着剤５内において、端部と接続している接続線６が変形することから、図４に示すように、接着剤５内部の接続線６については、折り曲げ自在の状態とすると良い。
【００３０】
前記（３）、（４）の構成においては、球状プローブ１自体が弾力性を有することを必要としないことから、金属球を採用することも可能である。
但し、金属球を採用する場合には、接触に対応して多少変形するような軟らかい金属である金、鉛、錫などが好適である。
【００３１】
いうまでもなく、球状プローブ１が弾力性を有することを前提としている前記（２）の構成と、前記（３）、（４）の構成とを併用することは、当然可能である。
【００３２】
前記各実施形態の何れにおいても、球状プローブ１の場合には、凹部３の位置に対応して確定した場合には、球状プローブ１を嵌合し、かつ固着すれば良く、特にプローブ自体の方向を揃えるという煩雑な作業は不要である。
【００３３】
更には、プローブと測定端子７とを導電性接続部４及び導電線を介して接続するという簡単な構成であるため、製造工程も簡便である。
【００３４】
しかも、プローブとして使用する場合には、電子回路素子に対し、同一の径による球表面が接触することから、均一な接触状態を保証することができる。
【００３５】
各プローブに対応し、かつ接続されている測定端子７を絶縁基板上に設けることを不可欠としているが、この点においては、図１に示すように、各球状プローブが１設けられている基板２面と反対側の基板２面に設けた場合には、各測定端子７の位置について十分なスペースを得ることができると共に、各測定端子７を各球状プローブ１の反対側同一位置に設定することによって、態様関係を判別し易くする点において有利である。
【００３６】
無論、測定端子７を各球状プローブ１と同一側の表面に設ける構成も可能であるが、この場合には、球状プローブ１が被測定物と接触することから、測定端子７を各球状プローブ１の近傍に設けることは不都合であり、基板２の端部側に態様関係を明確にしたうえで設けることが要求される。
【００３７】
以下、実施例について説明する。
【実施例１】
【００３８】
実施例１は、図５に示すように、各凹部３が、平面方向において正方形であって、かつ当該正方形の各辺の略中央位置において、球状プローブ１と接触した状態にて嵌合可能であることを特徴としている。
【００３９】
実施例１においては、球状プローブ１は平面方向が正方形である凹部３の四辺と接することによって、凹部３に対し嵌合状態を特定することができ、接着剤５を介した凹部３との接合と相まって、安定した状態による凹部３における配置を実現することができる。
【００４０】
平面方向正方形状の凹部３の場合には、フォトレジストによって形成することに適合しており、製造が極めて容易であるというメリットを有している。
【００４１】
前記実施例１の凹部３の場合には、球状プローブ１が前記のように凹部３の４箇所によって支持されていることから、プローブを押圧することによってプローブが下方に移動可能とするためには、前記（３）、（４）の構成は不適切であり、前記（２）の構成が適合し得る。
【実施例２】
【００４２】
実施例２は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、各凹部３が、球弧状であることを特徴としている。
【００４３】
図６（ａ）に示すように、凹部３を形成する球弧の径が球状プローブ１の径よりも小さい場合には、球状のプローブ１は、凹部３の円周を形成している縁によって支持されることによって嵌合状態を特定し得ることから、実施例１と同様に、安定した状態による凹部３における配置を実現することができる。
【００４４】
そして、図６（ａ）の場合もまた、実施例１の場合と同様に、前記（３）、（４）の構成に適合せず、（２）の構成に適合し得る。
【００４５】
これに対し、図６（ｂ）のように、凹部３を形成する球弧の径が球状プローブ１の径よりも大きい場合には、図６（ａ）のような縁による支持はあり得ず、図６（ｂ）に示すように、球状のプローブ１は導電性接合部４、及び又は接着剤５を介して凹部３の底部によって支持されることになるが、導電性接合部４が変形可能である前記（３）の構成、更には導電性接合部４を伸縮自在の接着剤５によって支持している前記（４）の構成に適合することが可能である。
但し、図６（ｂ）の場合には、前記（１）の構成にも適合可能であることから、広い適合可能性を有している。
【００４６】
実施例２のような球弧状の凹部３は、フォトレジストによって形成することは困難である。
【００４７】
したがって、このような凹部３を形成する基板２は、金型によって製造すると良い。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、多数のプローブを基盤上に容易に配置することができることから、電子回路素子を配列した個別のプリント基板に対応した個別のコンタクトプローブカードを製造したうえで、前記プリント基板の検査を行う点に、利用可能性更には適合可能性を有している。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の典型的な実施形態の基本構成を示しており、（ａ）は上面図（表面図）であり、（ｂ）は側断面図であり、（ｃ）、及び（ｄ）は底面図（裏面図）である。
【図２】前記（２）の構成に採用する球状プローブの状態を示す（尚、矢印は径の方向に曲げ弾性を有していることを示す。
【図３】前記（３）の基本構成を示す断面図であり、（ａ）は粉状の導電性接合部が押圧された状態を示しており、（ｂ）は当該導電性接合部が復元する状態（元に戻る状態）を示している（尚、（ａ）、（ｂ）における横矢印はそれぞれ接着剤が横方向に広がる場合及び元に戻る場合の双方を示す。）。
【図４】前記（４）の基本構成を示す断面図である（尚、矢印は接着剤が上下方向に伸縮自在である状態を示している。）。
【図５】実施例１の構成を示す断面図である。
【図６】実施例２の構成を示す断面図であって、（ａ）は凹部を形成する球弧の径が球状プローブの径よりも小さい場合を示しており、（ｂ）は凹部を形成する球弧の径が球状プローブの径よりも大きい場合を示している。
【符号の説明】
【００５０】
１  球状プローブ
２  基板
３  凹部
４  導電性接合部
５  接着剤
６  接続線
７  測定端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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