(57)【要約】【課題】バネ性を有し、接触対象間で確実な導通を得ることができるコンタクトプローブおよびプローブユニットを提供すること。【解決手段】異なる基板間を接続する板厚が均一な略平板状のコンタクトプローブ２０であって、先端部で弧状に湾曲した側面を有し、この側面で一方の基板と接触する第１接触部２１と、弧状に湾曲した側面を有し、この側面で他方の基板と接触する第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。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる基板間を接続する板厚が均一な略平板状のコンタクトプローブであって、
先端部で弧状に湾曲した側面を有し、この側面で一方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、この側面で他方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、
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コンタクトプローブ。
【請求項２】
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１に記載のコンタクトプローブ。
【請求項３】
前記接続部は、弧状をなすことを特徴とする請求項１または２に記載のコンタクトプローブ。
【請求項４】
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１〜３のいずれか一つに記載のコンタクトプローブ。
【請求項５】
先端部で弧状に湾曲した側面を有し、この側面で一方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、この側面で他方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、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有する略平板状のコンタクトプローブと、
前記コンタクトプローブを保持する保持部と、
を備えたことを特徴とするプローブユニット。
【請求項６】
前記保持部は、前記弾性部と等しい径の穴部を有し、
前記穴部は、前記弾性部の前記第２接触部側と異なる端部を収容して固定することを特徴とする請求項５に記載のプローブユニット。
【請求項７】
前記保持部は、前記第２接触部と接触することを特徴とする請求項５または６に記載のプローブユニット。
【請求項８】
前記保持部は、前記コンタクトプローブを収容可能な溝が形成されたことを特徴とする請求項５〜８のいずれか一つに記載のプローブユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気回路基板間等の接続に用いられるコンタクトプローブおよびプローブユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−２７７６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１が開示するコンタクトプローブにおいて、バネ性を確保するにはコンタクトプローブ自体を長くしなければならず、電気抵抗が大きくなって導通性が悪くなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、バネ性を有し、接触対象間で確実かつ良好な導通を得ることができるコンタクトプローブおよびプローブユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、異なる基板間を接続する板厚が均一な略平板状のコンタクトプローブであって、先端部で弧状に湾曲した側面を有し、この側面で一方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、この側面で他方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、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。
【０００８】
また、本発明にかかるコンタクトプローブは、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。
【０００９】
また、本発明にかかるコンタクトプローブは、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。
【００１０】
また、本発明にかかるコンタクトプローブは、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。
【００１１】
また、本発明にかかるプローブユニットは、先端部で弧状に湾曲した側面を有し、この側面で一方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、この側面で他方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、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有する略平板状のコンタクトプローブと、前記コンタクトプローブを保持する保持部と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
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、前記保持部は、前記弾性部と等しい径の穴部を有し、前記穴部は、前記弾性部の前記第２接触部側と異なる端部を収容して固定することを特徴とする。
【００１３】
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、前記保持部は、前記第２接触部と接触することを特徴とする。
【００１４】
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、前記保持部は、前記コンタクトプローブを収容可能な溝が形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にかかるコンタクトプローブおよびプローブユニットは、導通性を有する部分とバネ性を有する部分とをコンタクトプローブの異なる位置がそれぞれ担うようにしたので、バネ性を確保するとともに、接触対象との間で確実かつ良好な導通を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図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２】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】図３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４】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】図５は、本発明の実施の形態１にかかるコンタクトプローブを示す斜視図である。
【図６】図６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７】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】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】図９は、本発明の実施の形態１の変形例１であるコンタクトプローブを示す斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態１の変形例２であるコンタクトプローブを示す斜視図である。
【図１１】図１１は、本発明実施の形態２にかかるコンタクトプローブを示す斜視図である。
【図１２】図１２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１３】図１３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１４】図１４は、本発明の実施の形態の変形例である半導体集積回路を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
（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回路基板３０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を有するＱＦＮ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｎｏｎ‐ｌｅａｄｅｄ  Ｐａｃｋａｇｅ）であるものとして説明する。
【００１９】
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３０に接触する導電性のコンタクトプローブ２０（以下、単に「プローブ２０」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保持部としてのプローブホルダ１０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３０とを有する。
【００２０】
回路基板３０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３１を有する。電極３１は、プローブホルダ１０に保持されたプローブ２０に対応して回路基板３０上に配設される。なお、プローブホルダ１０と回路基板３０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と電極３１との接触を妨げなければ、如何なる接着形態でもよい。
【００２１】
プローブホルダ１０は、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。
【００２２】
図３は、図１に示すプローブユニット１の要部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、プローブユニット１０と固定部材１３の穴部１４とを一体成形してもよい。
【００２３】
図５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６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５，６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３０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。
【００２４】
第２接触部２２の弧状に湾曲した側面は、図６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３０の電極３１に当接する。
【００２５】
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。
【００２６】
図７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７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６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。
【００２７】
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３１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。
【００２８】
図８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３１との接触状態を説明する図である。まず、図８（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３１との接触点をＣ０とする。
【００２９】
図８（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１０１，３１との接触点がそれぞれＳ１，Ｃ１にずれる（図８（ｂ））。なお、破線Ｐ０は、図８（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８（ａ）に示す半導体集積回路１００の位置を示している。
【００３０】
ここで、第１接触部２１および第２接触部２２は、各電極１０１，３１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。
【００３１】
半導体集積回路１００を図８（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８（ｂ）と同様、第１接触部２１および第２接触部２２の各電極１０１，３１との接触点がそれぞれＳ２，Ｃ２にずれる（図８（ｃ））。
【００３２】
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ので、バネ性の確保によって電気的な導通経路が長くなることなく、プローブの設計を行なうことができ、確実な電気的導通を行なうとともに、プローブのバネ性を確保することが可能となる。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。
【００３３】
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９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。
【００３４】
プローブ２０ａは、図９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。
【００３５】
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５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。
【００３６】
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２０と半導体集積回路１００との接触方向が、図７，８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。
【００３７】
図１０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１０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。
【００３８】
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。
【００３９】
（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１１は、本発明の実施の形態２にかかるプローブ２０ｃの構成を示す斜視図である。
【００４０】
図１１に示すプローブ２０ｃ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３０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。
【００４１】
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２０ｃを固定する。図１２は、図１１に示すプローブ２０ｃ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。
【００４２】
図１２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２０ｃ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。
【００４３】
図１３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３１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３０との間を電気的に導通させる。また、プローブ２０ｃ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１２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２０ｃの位置を示している。
【００４４】
上述した実施の形態２にかかるプローブ２０ｃ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、プローブをプローブユニットの所定位置に容易に配設することができる。
【００４５】
なお、図５に示すプローブ２０または図９，１０に示すプローブ２０ａ，２０ｂ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。
【００４６】
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、図１４に示すように、リード線２０１を有する半導体集積回路２００（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ：ＱＦＰ）であってもよい。
【００４７】
以上のように、本発明にかかるコンタクトプローブは、電気回路基板間等を接続して、電気的導通を行なう場合に有用である。
【符号の説明】
【００４８】
１  プローブユニット
１０  プローブホルダ
１１  収容部
１２  スリット
１３  固定部材
１４  穴部
１５  開口部
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ  プローブ
２１  第１接触部
２２，２７  第２接触部
２３，２６  接続部
２４，２５  弾性部
３０  回路基板
３１，１０１  電極
１００，２００  半導体集積回路
２０１  リード線
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2011191187.tif 000012
【図１１】
2011191187.tif 000013
【図１２】
2011191187.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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