(57)【要約】      （修正有）【課題】小径薄肉パイプを加工してバネ特性を持たせる際に、形状が簡素であって加工しやすく、加工コストを低減し、かつ高価な加工設備を必要としない、軸方向に伸縮するバネ部の製造を可能とし、製造コストおよび製造設備費用を抑制できる、小径スプリングピンを提供する。【解決手段】略筒状の形態を有する外側導体２と、先端部が外側導体２の先端側から突出し後端部が外側導体２の後端部から突出しないように挿入され先端部が検査対象の接続点に当接されて電気接続される内側導体と、外側導体２と内側導体１４とを電気的に接続するとともに固定する固定点１７を備え、外側導体２の周壁には、外側導体２の軸方向に傾斜した二方向から傾斜スリット溝を形成し、外側導体２の軸方向に一定の間隔で傾斜スリット溝を設けることによって、軸方向に伸縮するバネを形成した。【選択図】図１
2019023603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象に設けられた接続点との電気接続を行う電気導通検査用のスプリングプローブであって、導電性を有し、略筒状の形態を有する外側導体と、電導性を有し、その先端部が前記外側導体の先端側から突出し、かつその後端部が前記外側導体の後端部から突出しないように前記外側導体内に挿入されるとともに、前記外側導体と電気的に接続され、その先端部が前記検査対象の前記接続点に当接されて電気接続される内側導体と、前記外側導体と前記内側導体とを電気的に接続するとともに固定する固定部を備え、前記外側導体の周壁には、前記外側導体の軸方向に傾斜した二方向から傾斜スリット溝を形成し、第一の傾斜スリット溝の傾斜角度は、前記外側導体の軸直角方向に対してθａとし、第二の傾斜スリット溝の傾斜角度は、軸直角方向に対してθｂとし、０°＝＜θａ＜４５°、０°＞＝θｂ＞−４５°とした上で、前記第一および第二の傾斜スリット溝は、互いに前記外側導体を挟んで対向する方向から前記外側導体の軸芯に到達する深さまで形成し、前記外側導体の軸方向に一定の間隔で前記第一及び第二の傾斜スリット溝を設けることによって、第一と第二の傾斜半割リングを形成し、前記第一と第二の傾斜半割リングは、軸方向に交互に複数配置させ互いに端部を連結させることによって、軸方向に伸縮するバネを形成したことを特徴とするスプリングプローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、半導体デバイスのウェハ上での電気検査や、電子部品の電気検査を行うためのスプリングピンに関する。
【背景技術】
【０００２】  狭ピッチ半導体検査用の小径スプリングプローブとして、ニッケル電鋳で製造した小径薄肉パイプの軸方向の中央部近辺に螺旋溝を形成し、導電性の優れたピンをパイプに挿入し、小径パイプの端部近辺でパイプとピントを接続固定したスプリングプローブが実用化され始めている。【０００３】  しかしながら、前記小径薄肉パイプは極めて径が小さく、例えば、外径７０ミクロン、内径５０ミクロンであり、スプリング機能を有する螺旋溝の形成にはレーザ加工の適用は困難である。また放電加工を行うにも、ワイヤー放電加工では螺旋溝の形成は困難であり、専用の放電電極を適用するにも、微細な電極の製造を要し、専用の放電電極の寿命を鑑みると現実性に乏しい。【０００４】  そのため、前記の螺旋溝の形成にはレジスト膜を塗布した上でのニッケル電鋳、またはケミカルエッチング加工を適用せざるを得ないが、極めて高額な設備を要し、また加工費用も大きくなり、製品としてのスプリングプローブのコストも大きくなる。【０００５】  このような高額設備を必要とし、かつ製品コストを大きくする原因は、小径薄肉パイプにバネ機能を付与する形状として、形状複雑で加工の困難な螺旋溝を選択したことにある。【０００６】  このようなスプリングプローブとしての提案は、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４に見られる。以下、従来の小径スプリングプローブの構成とその不具合を、特許文献１を代表として、その構成を示す図４にしたがって説明する。【０００７】  図６において、小径薄肉パイプ５１は、上方パイプ５２、下方パイプ５３、および中央の螺旋溝５４が付与されている螺旋状バネ５５が一体として連結した構成となっている。【０００８】  小径薄肉パイプ５１の内径側には、プランジャーピン５６が挿入され、その下方部５７は、下側ホールプレート６０に設けられた貫通穴６１に挿入され、その上方部５８は上方パイプ５２に摺動自在となるように挿入されている。またプランジャーピン５６と小径薄肉パイプ５１とは、下方パイプ５３の固定箇所５９において、抵抗溶接またはロウ付けなどの手段により接続固定されている。【０００９】  小径薄肉パイプ５１の上方パイプ５２は、中間ホールプレート６２の貫通穴６３に嵌着されて、その上端は上側ホールプレート６５の下面に、螺旋状バネ５５の圧縮力によって、所定の圧力で接している。【００１０】  上側ホールプレート６５の貫通穴６６には、電極側ピン６４が挿入されて、上方パイプ５２との電気導通が取れるようになっている。なお、電極側ピン６４は、特許文献１の記載文には見られないが、電極側ピン６４は検査の上で不可欠なので、本発明の従来例の説明には付け加えた。【００１１】  図４で説明した従来例の小径スプリングピンには、次のような不具合がある。
第一の不具合は、螺旋状バネ５５の製造には、ワイヤー放電加工法の適用が困難であり、また、レーザ加工法の適用が困難である。結局、製造コストの高い方法、例えば、レジスト膜を形成した上でのニッケル電鋳法、またはケミカルエッチング法が必要となる。特にレジスト膜の形成においては、高度のクリーンルーム内において空気中のパーティクルを管理しないと、レジスト膜が汚染されて結果的にバネ部の欠落が生じ、応力集中によりバネの破損に至ることがあり、製造コストを大きくする。【００１２】第二の不具合は、螺旋状バネ５５の加工には、ニッケル電鋳装置とレジスト膜塗布装置およびクリーンルーム、またはケミカルエッチング装置など高価な設備を必要とすることである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０１３−１９０２７０号公報
【特許文献２】特開２０１３−１５２２００号公報
【特許文献３】特開２０１３−０６１１８６号公報
【特許文献４】特開２０１１−１６４０２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】  本発明は、上述したような不具合に鑑みてなされたもので、小径薄肉パイプを加工してバネ特性を持たせる際に、形状が簡素であって加工しやすく、加工コストを低減し、かつ高価な加工設備を必要としない、軸方向に伸縮するバネ部の製造を可能とし、製造コストおよび製造設備費用を抑制できる、小径スプリングピンの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】  本発明の請求項１によると、検査対象に設けられた接続点との電気接続を行う電気導通検査用のスプリングプローブであって、導電性を有し、略筒状の形態を有する外側導体と、電導性を有し、その先端部が前記外側導体の先端側から突出し、かつその後端部が前記外側導体の後端部から突出しないように前記外側導体内に挿入されるとともに、前記外側導体と電気的に接続され、その先端部が前記検査対象の前記接続点に当接されて電気接続される内側導体と、前記外側導体と前記内側導体とを電気的に接続するとともに固定する固定部を備え、前記外側導体の周壁には、前記外側導体の軸方向に傾斜した二方向から傾斜スリット溝を形成し、第一の傾斜スリット溝の傾斜角度は、前記外側導体の軸直角方向に対してθａとし、第二の傾斜スリット溝の傾斜角度は、軸直角方向に対してθｂとし、０°＝＜θａ＜４５°、０°＞＝θｂ＞−４５°とした上で、前記第一および第二の傾斜スリット溝は、互いに前記外側導体を挟んで対向する方向から前記外側導体の軸芯に到達する深さまで形成し、前記外側導体の軸方向に一定の間隔で前記第一及び第二の傾斜スリット溝を設けることによって、第一と第二の傾斜半割リングを形成し、前記第一と第二の傾斜半割リングは、軸方向に交互に複数配置させ、互いに端部を連結させることによって、軸方向に伸縮するバネを形成したこと、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】  本発明による小径スプリングピンでは、外側導体に形成するバネ部の形状には螺旋形状のような曲線はなく、前記の外側導体の軸直角方向、または前記軸直角方向に対して傾斜した方向からスリット溝を形成することで製造されるので、加工も容易となり、加工コストが下がる。【００１７】  さらに前記外側導体に形成するバネ部の加工には、レーザ加工法またはワイヤー放電加工法が適用可能となり、レジスト膜形成装置とニッケル電鋳装置。またはケミカルエッチング装置のような、高価な製造装置は不要となり、製造設備費用を低減できる。【００１８】  また、本発明によるスプリングプローブのバネ部の形成には、レーザ加工またはワイヤー放電加工により可能となるので、アウトソーシング活用による加工も可能となり、製造ラインの弾力的な構成が可能となる。【００１９】  さらに、外径の非常に小さい、例えば外径５０ミクロンのような極小径のスプリングピンを、安定した合理的な製造コストを合理的な価格の製造設備で実現できる道を開き、半導体検査の高度化を可能とし、半導体製造業界および検査業界の発展に大きく寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】は、第一の実施例としての、小径スプリングピンの構成を説明する図。
【図２】は、図１のバネ部の詳細を説明する図。
【図３】は。第二の実施例のバネ部の詳細を説明する図。
【図４】は、従来例としてのスプリングピンの構成を説明する図。
【００２１】  以下に図面を参照して本発明に係わる実施例の形態を詳細に説明する。
先ず、本発明に基づく第一の実施例を図１、図２に従って説明する。
【第一の実施例】
【００２２】  図１において、電導性を有し、略円筒形状の外側導体１は、上部外側導体２、中央のバネ部３、下部外側導体４で構成され、一体として成形加工されている。前記のバネ部３の詳細は、図２と図３に従って後述する。
【００２５】  図１において、前記上部外側導体２は、中間ホールプレート８の貫通穴９に挿入されており、その上端部は、上部ホールプレート１０の下端面に接し、前記バネ部３による圧縮力で押し付けられている。
【００２６】  前記の下部外側導体４の下端は下部ホールプレート１２の上面に接しており、前記のバネ部３の作用による圧縮力で押し付けられている。
【００２７】  前記の外側導体１の内側には、第一の内側導体１１が挿入されており、その先端側１１ｆは下部ホールプレート１２に設けられた貫通穴１３を通って、前記の下部ホールプレート１２の下面から突出し、その下端１１ｔは、図示しない検査対象に設けられた接続点と接触して電気接続を行うようになっている。
【００２８】  前記の内側導体１１は、前記のバネ部３を突き抜けて、その後端側１１ｒは前記上部外側導体２に、突き抜けないように挿入されている。
【００２９】  第二の内側導体１４は、前記上部ホールプレート１０の貫通穴１５を通って、前記上部外側導体２に挿入されており、その上端１４ｔは図示しない上部電極と電気導通するようになっている。
【００３０】  前記下部外側導体４と前記第一の内側導体１１とは、固定点１６において電気的に接続され、また機械的に固定されている。また、前記の上部外側導体２と前記第二の内側導体１４とは、固定点１７において電気的に接続され、まあ機械的に固定されている。
【００３１】  次に検査信信号の伝達作用に関して図１に従って説明する。
前記第一の内側導体１１の下端１１ｔが図示していない検査対象に接触導通し、軸方向上側に押し上げられると。前記のバネ部３の作用によって前記検査対象から前記の下端１１ｔに接触力が付与されて、前記検査対象と前期の下端１１ｔの表面の酸化膜が破壊されて、前記検査対象と前記第二の内側導体１１との間の電気導通が実現される。
【００３２】  また、前記の第二の内側導体の上端１３ｔは図示しない上部電極と電気導通しているので、前記検査対象からの電気信号は、第一の内側導体１０、外側導体１、第二の内側導体１３を経由して、図示していない前記上部に伝達される。
【００３３】  また、前記の第二の内側導体の上端１４ｔは図示しない上部電極と電気導通しているので、前記検査対象からの電気信号は、第一の内側導体１１、外側導体１、第二の内側導体１４を経由して、図示していない前記上部電極に伝達される。
【００３４】  前記バネ部３の作用によって、前記の第二の内側導体１４は、上端１４ｔが受ける図示しない上部電極から受ける接触力に対して、軸方向に可撓性を有している。したがって、前記第二の導体１４の上端１４ｔと前記上側電極とは、信頼性の高い電気導通接触を実現することになる。
【００３５】  次に、図２に従って、前記バネ部３の詳細を説明する。前記外側導体１の軸直角面に対して、矢印で示すレーザ光１８の進行方向は角度θ傾いており、矢印で示すレーザ光１９の進行方向は、前記の軸直角面に対して−θ傾いている。
【００３６】  前記のレーザ光１８と１９は、傾斜スリット溝２０ａの幅Ｗに等しい直径で、前記外側導体１の周壁に対してスリット溝を形成する。以下、前記のレーザ光１８と１９による傾斜スリット溝の形成に関して説明する。
【００３７】  前記のレーザ光１８は、図２の（ａ）では紙面の奥側から、図２の（ｂ）では右側から、前記外側導体１の周壁に対して接近し、同図（ｂ）に示す前記外側導体１の軸芯ｃ−ｃの位置まで、前記レーザ光１８の中心が移動して、傾斜スリット溝２０ａを形成する。
【００３８】  前記のレーザ光１９は、図２の（ａ）では紙面の手前側から、図２の（ｂ）では左側から、前記外側導体１の周壁に対して接近し、同図（ｂ）に示す前記外側導体１の軸芯ｃ−ｃの位置まで、前記レーザ光１９の中心が移動して、傾斜スリット溝２１ａを形成する。
【００３９】  次に、前記のレーザ光１８および１９は、図２の図中にｐで示す距離だけ前記軸芯ｃ−ｃに平行に下方向へ移動する。その位置で、同様に傾斜スリット溝２０ｂ、２１ｂを形成する。
【００４０】  同様の操作で、下方向へ前記の距離ｐの移動を繰り返しながら、傾斜スリット溝２０ｃ、２１ｃ、２０ｄ、２１ｄが形成される。
【００４１】  前記の傾斜スリット溝２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、および２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの形成によって、前記外側導体１の周壁には、傾斜半割リング２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、および２３ａ、２３ｂ、２３ｃが形成される。
【００４２】  図２の（ａ）において、前記の傾斜半割リグ２２ａの右端は前記の上部外側導体２と接続されており、左端は接続部２４において、前記の傾斜半割リング２３ａと接続されている。
【００４３】  同様に、前記の傾斜半割リグ２２ｂの右端は前記の傾斜半割リング２３ａと接続されており、左端は前記の傾斜半割リング２３ｂと接続されている。また、前記の傾斜半割リグ２２ｃの右端は前記の傾斜半割リング２３ｂと接続され、左端は前記の傾斜半割リング２３ｃと接続されている。
【００４４】  前記傾斜半割リング２３ｃの左端は前記の傾斜半割リング２２ｃと接続され、左端は前記の下部外側導体４と接続されている。かくして、前記半割リングの端部が順番に軸方向に接続され、前記上部外側導体２および下部外側導体４とも接続されて、軸方向に伸縮するバネ部３が構成されている。
【００４５】  次に、本発明に基づく第二の実施例を図３に従って説明する。
【第二の実施例】
【００４６】  図３は、第二の実施例として、図２とは異なった前記のバネ部３の例を示すもので、前記バネ部３の構造以外は、図１に示した構造と同じである。
【００４７】  図３において、外側導体１は、上部外側導体２、バネ部３、および下部外側導体４が一体となっている。
【００４８】  前記のバネ部３の構成に関して説明する。前記外側導体１の軸直角方向のレーザ光２５は、図３（ａ）の背面側から、図３（ｂ）の右側から、軸方向に一定の間隔Ｌでスリット溝２６ａ、２６ｂ、２６ｃを深さが図３（ｂ）に示す軸芯ｃ−ｃに至るまで形成されている。
【００４９】  また、傾斜レーザ光２７は、図３（ａ）の手前側から、図３（ｂ）の左側から、軸方向に一定の間隔Ｌで傾斜スリット溝２８ａ、２８ｂ、２８ｃを深さが図３（ｂ）に示す軸芯ｃ−ｃに至るまで形成されている。
【００５０】  前記のスリット溝２６ａ、２６ｂ、２６ｃによって、半割リング２９ａ、２９ｂ、２９ｃが形成されている。前記の半割リングは、本発明の請求項１で記述されている傾斜半割リングの、傾斜角度をゼロとした場合に相当する。
【００５１】  また、前記の傾斜スリット溝２８ａ、２８ｂ、２８ｃによって、傾斜半割リング３０ａ、３０ｂ、３０ｃが形成されている。
次に、前記半割リングと傾斜半割リングの各々の端部が接続されて、軸方向に伸縮可能なバネ部３を形成していることを説明する。
【００５１】  前記の上部外側導体２と前記の半割リング２９ａとは、図３（ａ）における前記半割リング２９ａの左端で接続されている。また、前記半割リング２９ａの右端と前記傾斜半割リング３０ａの右端とが接続されている。
【００５２】  同様に、前記の半割リング２９ｂの図３（ａ）における左端と、前記の傾斜半割リング３０ａの左端が接続され、前記半割リング２９ｂの右端と前記傾斜半割リング３０ｂの右端とが接続されている。
【００５３】  以下、同様に、前記の半割リング２９ｃの左端と、前記の傾斜半割リング３０ｂの左端が接続され、前記半割リング２９ｃの右端と前記傾斜半割リング３０ｃの右端とが接続されている。また、前記傾斜半割リング３０ｃの左端は、前記の下部外側導体４と接続されている。
【００５４】  かくして、前記の半割リング２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、および前記傾斜半割リング３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、互いに端部を接続して交互に前記外側導体の軸方向に配列され、前記半割リング２９ａは前記上部外側導体２に接続され、前記傾斜半割リング３０ｃは前記下部外側導体４に接続されて、軸方向に伸縮可能なバネ部３が構成されている。
【００５５】  次に本発明の第一および第二の実施例の効果を説明する。
第一の効果は、前記バネ部の形状が従来例のような螺旋状の複雑な形状ではなく、前記傾斜スリット溝で形成される簡素な形状であり、その加工法は、従来例のような煩雑で複雑な、レジスト膜形成とニッケル電鋳の複合法またはケミカルエッチング法ではなく、レーザ加工法またはワイヤー放電加工法のような容易な加工法が適用できて、製造コストが大幅に下がることである。
【００５６】  第二の効果は、前記のスリット溝加工には、レジスト膜形成装置とニッケル電鋳装置およびクリーンルー等の、高価な製造設備は不要で、レーザ加工設備またはワイヤー放電加工設備のような比較的安価な設備が適用できる。また、レーザ加工またはワイヤー放電加工の場合、アウトソーシングも可能であり、設備投資の縮減ができる。
【符号の説明】
【００５７】１                外側導体
２                上部外側導体
３                バネ部
４                下部外側導体
８                中間ホールプレート
９                貫通穴
１０              上部ホールプレート
１１              第一の内側導体
１１ｆ            第一の内側導体の先端側
１１ｔ            第一の内側導体の下端
１１ｒ            第一の内側導体の後端側
１２              下部ホールプレート
１３              貫通穴
１４              第二の内側導体
１４ｔ            第二の内側導体の上端
１５              貫通穴
１６              固定点
１７              固定点
１８、１９        レーザ光
２０ａ〜２０ｄ    傾斜スリット溝
２１ａ〜２１ｄ    傾斜スリット溝
２２ａ〜２２ｃ    傾斜半割リング
２３ａ〜２３ｃ    傾斜半割リング
２４              接続部
２５              軸直角方向のレーザ光
２６ａ〜２６ｄ    スリット溝
２７              傾斜レーザ光
２８ａ〜２８ｄ    傾斜スリット溝
２９ａ〜２９ｃ    半割リング
３０ａ〜３０ｃ    傾斜半割リング
【図１】
2019023603.tif 000003
【図２】
2019023603.tif 000004
【図３】
2019023603.tif 000005
【図４】
2019023603.tif 000006