(57)【要約】【課題】ピッチを狭小化し、繰り返しの使用による耐久性および耐熱性が高く、バネ性を有しながら、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。【解決手段】複数の板状部材を板厚方向に積層してなり、一方の基板の電極と接触する第１接触部、他方の基板の電極と接触する第２接触部、第１および第２接触部を接続する接続部、第１および第２接触部に加わる荷重によって弾性変形する弾性部、および弾性部の接続部との連結側と異なる側の端部に設けられ、第２接触部側と反対方向に突出してコンタクトプローブを保持するプローブホルダに取り付けられる取付部を有し、複数の板状部材のうち、少なくとも１つの板状部材は、第１接触部の先端に、他の板状部材よりも突出する突出部を有し、突出部が、一方の基板の電極と接触する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる基板間を電気的に接続する板状のコンタクトプローブであって、
複数の板状部材を板厚方向に積層してなり、一方の基板の電極と接触する第１接触部、他方の基板の電極と接触する第２接触部、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、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、および前記弾性部の前記接続部との連結側と異なる側の端部に設けられ、前記第２接触部側と反対方向に突出して当該コンタクトプローブを保持するプローブホルダに取り付けられる取付部を有し、
前記複数の板状部材のうち、少なくとも１つの板状部材は、前記第１接触部の先端に、他の板状部材よりも突出する突出部を有し、
前記突出部が、前記一方の基板の電極と接触することを特徴とするコンタクトプローブ。
【請求項２】
３つ以上の前記板状部材からなり、該複数の板状部材のうち、１つの板状部材が前記突出部を有し、
前記突出部を有する板状部材は、両面に他の板状部材が積層される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】
３つ以上の前記板状部材からなり、該複数の板状部材のうち、２つの板状部材が前記突出部を有し、
前記突出部を有する２つの板状部材は、隣接する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４】
３つ以上の前記板状部材からなり、該複数の板状部材のうち、２つの板状部材が前記突出部を有し、
前記突出部を有する２つの板状部材は、該２つの板状部材間に少なくとも１つの前記他の板状部材が配設される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５】
各突出部は、同一の形状をなして突出することを特徴とする請求項３または４に記載のコンタクトプローブ。
【請求項６】
各突出部は、板面に垂直な方向からみて、互い違いに突出した形状をなして突出することを特徴とする請求項３または４に記載のコンタクトプローブ。
【請求項７】
前記突出部は、少なくとも前記一方の基板の電極と接触する面が、前記第１および第２接触部、前記接続部に用いられる材料より電気伝導度の大きい金属または合金で覆われていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のコンタクトプローブ。
【請求項８】
前記突出部は、前記第１および第２接触部、前記接続部に用いられる材料より電気伝導度の大きい金属または合金で覆われていることを特徴とする請求項７に記載のコンタクトプローブ。
【請求項９】
前記弾性部は、前記第１接触部と接する第１の平面と、前記第１の平面と平行であって、前記第２接触部と接する第２の平面との間に位置することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載のコンタクトプローブ。
【請求項１０】
板厚が均一な略平板状をなし、異なる基板間を接続する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プローブホルダと、を備えたプローブユニットであって、
前記コンタクトプローブは、
複数の板状部材を板厚方向に積層してなり、一方の基板の電極と接触する第１接触部、他方の基板の電極と接触する第２接触部、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、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、および前記弾性部の前記接続部との連結側と異なる側の端部に設けられ、前記第２接触部側と反対方向に突出して当該コンタクトプローブを保持するプローブホルダに取り付けられる取付部を有し、
前記複数の板状部材のうち、少なくとも１つの板状部材は、前記第１接触部の先端に、他の板状部材よりも突出する突出部を有し、
前記プローブホルダは、前記取付部を挟み込んで保持するとともに、前記突出部が、前記一方の基板の電極と接触することを特徴とするプローブユニット。
【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おそれがある。このため、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（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
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複数のコンタクトプローブがテストボードに収容された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では、バネ性を有する部分が電気信号の導通部分と共通している。
【０００５】
また、特許文献２では、コンタクトプローブに対してゴムまたは樹脂によって形成されるエラストマが設けられたプローブユニットが開示されている。このプローブユニットでは、コンタクトプローブと電極等との接触によってエラストマが弾性変形し、コンタクトプローブと電極との接触状態を維持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−２７７６６５号公報
【特許文献２】特開２００７−１７４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【０００８】
また、特許文献２が開示するコンタクトプローブでは、バネ性を確保するためにコンタクトプローブ自体を長くする必要はないものの、バネ性の確保のために用いるエラストマが、金属と比して繰り返しの使用による耐久性および耐熱性が低いという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ピッチを狭小化し、繰り返しの使用による耐久性および耐熱性が高く、バネ性を有しながら、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】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるコンタクトプローブは、異なる基板間を電気的に接続する板状のコンタクトプローブであって、複数の板状部材を板厚方向に積層してなり、一方の基板の電極と接触する第１接触部、他方の基板の電極と接触する第２接触部、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、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、および前記弾性部の前記接続部との連結側と異なる側の端部に設けられ、前記第２接触部側と反対方向に突出して当該コンタクトプローブを保持するプローブホルダに取り付けられる取付部を有し、前記複数の板状部材のうち、少なくとも１つの板状部材は、前記第１接触部の先端に、他の板状部材よりも突出する突出部を有し、前記突出部が、前記一方の基板の電極と接触することを特徴とする。
【００１１】
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、３つ以上の前記板状部材からなり、該複数の板状部材のうち、１つの板状部材が前記突出部を有し、前記突出部を有する板状部材は、両面に他の板状部材が積層されることを特徴とする。
【００１２】
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、３つ以上の前記板状部材からなり、該複数の板状部材のうち、２つの板状部材が前記突出部を有し、前記突出部を有する２つの板状部材は、隣接することを特徴とする。
【００１３】
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、３つ以上の前記板状部材からなり、該複数の板状部材のうち、２つの板状部材が前記突出部を有し、前記突出部を有する２つの板状部材は、該２つの板状部材間に少なくとも１つの前記他の板状部材が配設されることを特徴とする。
【００１４】
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、各突出部は、同一の形状をなして突出することを特徴とする。
【００１５】
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、各突出部は、板面に垂直な方向からみて、互い違いに突出した形状をなして突出することを特徴とする。
【００１６】
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、前記突出部は、少なくとも前記一方の基板の電極と接触する面が、前記第１および第２接触部、前記接続部に用いられる材料より電気伝導度の大きい金属または合金で覆われていることを特徴とする。
【００１７】
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、前記突出部は、前記第１および第２接触部、前記接続部、前記弾性部および前記取付部に用いられる材料より電気伝導度の大きい金属または合金で覆われていることを特徴とする。
【００１８】
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、前記第１接触部と接する第１の平面と、前記第１の平面と平行であって、前記第２接触部と接する第２の平面との間に位置することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明にかかるプローブユニットは、板厚が均一な略平板状をなし、異なる基板間を接続する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プローブホルダと、を備えたプローブユニットであって、前記コンタクトプローブは、複数の板状部材を板厚方向に積層してなり、一方の基板の電極と接触する第１接触部、他方の基板の電極と接触する第２接触部、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、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、および前記弾性部の前記接続部との連結側と異なる側の端部に設けられ、前記第２接触部側と反対方向に突出して当該コンタクトプローブを保持するプローブホルダに取り付けられる取付部を有し、前記複数の板状部材のうち、少なくとも１つの板状部材は、前記第１接触部の先端に、他の板状部材よりも突出する突出部を有し、前記プローブホルダは、前記取付部を挟み込んで保持するとともに、前記突出部が、前記一方の基板の電極と接触することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、略平板状の金属または金属合金からなる複数の板状部材が積層されたプローブであって、各板状部材において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を異なる形状とし、複数の板状部材のうち、少なくとも１つの板状部材が、一方の電極と接触する側の先端に、他の板状部材よりも突出した突出部を有し、この突出部と電極とを接触させるようにしたので、ピッチを狭小化し、繰り返しの使用による耐久性および耐熱性が高く、バネ性を有しながら、接触対象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】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態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、本発明の実施の形態にかかるプローブユニットに用いられる半導体集積回路を示す斜視図である。
【図４】図４は、図１に示すプローブホルダの構成を示す分解斜視図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態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、本発明の実施の形態にかかるコンタクトプローブを示す側面図である。
【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、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１０】図１０は、本発明の実施の形態の変形例１にかかるコンタクトプローブを示す斜視図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態の変形例１にかかるコンタクトプローブの要部の構成を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態の変形例２にかかるコンタクトプローブを示す斜視図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態の変形例２にかかるコンタクトプローブの要部の構成を示す斜視図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施の形態の変形例３にかかるコンタクトプローブの要部の構成を示す斜視図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施の形態の変形例４にかかるコンタクトプローブの要部の構成を示す斜視図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施の形態の変形例５にかかるコンタクトプローブの要部の構成を示す斜視図である。
【図１７】図１７は、本発明の実施の形態の変形例６にかかるコンタクトプローブを示す側面図である。
【図１８】図１８は、本発明の実施の形態の変形例７にかかるコンタクトプローブを示す斜視図である。
【図１９】図１９は、本発明の実施の形態の変形例８にかかるコンタクトプローブを示す側面図である。
【図２０】図２０は、本発明の実施の形態の変形例９にかかるコンタクトプローブを示す側面図である。
【図２１】図２１は、本発明の実施の形態の変形例１０にかかるコンタクトプローブを示す斜視図である。
【図２２】図２２は、本発明の実施の形態の変形例１１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２３】図２３は、本発明の実施の形態の変形例１２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。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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ない。すなわち、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。
【００２３】
図１は、本実施の形態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１，２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、本実施の形態において、半導体集積回路１００は、図３に示すような電極１０１およびグランド電極１０２を有するＱＦＮ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｎｏｎ‐ｌｅａｄｅｄ  Ｐａｃｋａｇｅ）であるものとして説明する。
【００２４】
プローブユニット１は、異なる二つの基板である半導体集積回路１００および回路基板３０の各電極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。
【００２５】
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およびグランド電極３２を有する。電極３１およびグランド電極３２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。すなわち、プローブホルダ１０と回路基板３０との接着形態は、プローブ２０と、電極３１およびグランド電極３２との接触を妨げなければ、如何なる接着形態でもよい。
【００２６】
図４は、プローブホルダ１０の構成を示す分解斜視図である。プローブホルダ１０は、樹脂、マシナブルセラミックなどの絶縁性材料を用いて形成され、プローブ２０を収容する略平板状の収容部材１０ａと、プローブ２０を固定し、収容部材１０ａと着脱可能な略平板状の固定部材１０ｂと、を有する。
【００２７】
収容部材１０ａは、複数のプローブ２０を収容可能な収容空間が形成された収容部１１と、各プローブ２０を所定パターンで保持するためのスリット１２（収容部）とを有する。スリット１２は、グランド電極１０２に対応して設けられ、プローブホルダ１０の上方から半導体集積回路１００が近接した際に、各プローブ２０が、グランド電極１０２と接触する位置に形成される。
【００２８】
固定部材１０ｂには、プローブ２０を固定して保持するプローブ保持部１３が、プローブ２０の配設位置に対応して形成されている。プローブ保持部１３は、プローブ２０を保持して固定する穴部１４と、プローブ２０の少なくとも第２接触部２２を挿通してプローブ２０の配設位置がずれないよう保持する挿通部１５とを有する。穴部１４は、収容部１１およびスリット１２に挿通されたプローブ２０の端部を収容する。また、挿通部１５は、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。また、固定部材１０ｂには、グランド電極１０２に対応してプローブ保持部１６が設けられている。プローブ保持部１６には、上述した穴部１４および挿通部１５と同様の構成をなし、スリット１２に挿通されるプローブ２０を保持する穴部１７および挿通部１８が形成されている。
【００２９】
図５は、本実施の形態にかかるプローブ２０を示す斜視図である。また、図６は、本実施の形態１にかかるプローブ２０を示す側面図である。また、図７は、図１に示すプローブユニット１の要部の構成を示す部分断面図である。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、先端部で弧状をなす側面を有し、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、弧状をなす側面を有し、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、接続部２３から延びて、第１接触部２１（突出部２１１）と接する第１の平面Ｇ１と、第１の平面Ｇ１と平行であって、第２接触部２２と接する第２の平面Ｇ２との間に位置し、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、弾性部２４の接続部２３との連結側と異なる側の端部に設けられ、第２接触部２２と反対側に突出してプローブホルダ１０に取り付けられる取付部２５と、を備える。
【００３０】
プローブ２０は、ニッケル、タングステン、パラジウム、金合金等を用いて形成される複数の板状部材が、板厚方向に積層されてなる。なお、弾性を有する金属材料を用いて成形した後、表面に上述した材料でめっき加工を施したものであってもよい。また、プローブ２０の使用環境温度の最大値以上の最高使用温度を有する金属材料であれば適用可能である。例えば、使用環境温度の最大値が２００℃程度の場合、最高使用温度が２００℃以上の耐熱鋼、超合金または電鋳材が挙げられる。この耐熱鋼としては、オーステナイト系ステンレス鋼、合金工具鋼、析出硬化系ステンレス鋼等が挙げられる。また、超合金としては、ニッケル基およびコバルト基をそれぞれ主成分とする合金であるニッケル基超合金、コバルト基超合金およびニッケル−コバルト系超合金等が挙げられる。なお、プローブの使用環境温度の最大値が２００℃程度の場合、例えば、融点が６００℃以上の金属等を用いることもできる。このような金属の例として、ニッケル系の電鋳材を挙げることができる。ここで、最高使用温度は、加熱に対する線収縮率から求められる量であり、材料の耐熱特性を示す量である。
【００３１】
第１接触部２１において、複数の板状部材のうち、少なくとも１つの板状部材が、第１接触部２１の先端において端部から突出する突出部２１１を有する。プローブ２０において、複数の板状部材を積層して形成した際に、この突出部２１１が、他の板状部材の端部より突出している。この先端で突出した突出部２１１が、半導体集積回路１００の電極１０１およびグランド電極１０２と接触する。
【００３２】
ここで、本実施の形態において、プローブ２０は、図５に示すように３つの板状部材が積層されてなる。上述した突出部２１１が設けられる板状部材は、両面に他の板状部材が積層されて、中央に位置している。なお、突出部２１１が設けられる板状部材の位置は、任意に調整可能であり、積層の順序を変更することによって調整することができる。
【００３３】
第２接触部２２は、回路基板３０と接触する側の外縁が弧状をなし、図７に示すように、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。ここで、第２接触部２２の外縁であって、固定部材１０ｂおよび電極３１にそれぞれ当接する接触箇所同士のうち、最短となる接触箇所同士を結ぶ外縁は、Ｒ形状をなしている。
【００３４】
弾性部２４は、図６に示すように、板厚方向に直交する幅Ｗ１が、接続部２３の幅Ｗ２と比して小さい。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。また、弾性部２４は、接続部２３の湾曲態様と凹凸が逆の湾曲態様で接続部２３から延びる。弾性部２４は、凹凸が逆の湾曲部分を繰り返してジグザグ状に延びている。弾性部２４は、平面Ｇ１，Ｇ２と略直交する方向に往復して、平面Ｇ１，Ｇ２と平行な方向に延びる形状をなす。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。
【００３５】
また、弾性部２４は、上述したように、第１接触部２１と接する第１の平面Ｇ１と、第１の平面Ｇ１に平行であって、第２接触部２２と接する第２の平面Ｇ２との間に位置する。すなわち、弾性部２４は、第２の平面Ｇ２から、弾性部２４の第２の平面Ｇ２に最も遠い点までの距離ｄ２が、第１の平面Ｇ１と第２の平面Ｇ２との間の距離ｄ１より小さくなるように湾曲されて形成される。これにより、図７に示すように、プローブ２０がプローブホルダ１０に保持された際に、プローブ２０の配設高さが、第１接触部２１で最も高くなる。このため、プローブ２０の上方から検査対象を近づけた際に、弾性部２４と接触することなく、第１接触部２１と検査対象を接触させることができる。
【００３６】
取付部２５は、略矩形をなして幅方向（第２接触部２２と反対側）に突出し、一部が突出方向に沿って切り欠かれている。取付部２５は、この切り欠きによって、上述した第１の平面Ｇ１に垂直な方向に伸縮可能となる。また、取付部２５の突出方向の先端側上端には、平面Ｇ１に略垂直な方向に突出する突出部分を有する。なお、取付部２５において、第１の平面Ｇ１に垂直な方向の距離ｄ３は、図７に示す穴部１４の深さより若干大きい程度であることが好ましい。
【００３７】
また、取付部２５は、図７に示すように、穴部１４に収容された後、穴部１４の上方から収容部材１０ａが載置されることによって、取付部２５の突出部分が収容部材１０ａの底面および穴部１４の底部によって挟み込まれる。これにより、プローブ２０がプローブホルダ１０に保持される。このとき、取付部２５は、上述した切り欠き部分が変形して圧縮された状態となっており、プローブホルダ１０に保持されたプローブ２０の高さ方向（紙面の上下方向）が固定されている。
【００３８】
また、プローブ２０がプローブホルダ１０に固定された状態において、第２接触部２２は、挿通部１５に挿通され、挿通部１５の壁面に当接している。第２接触部２２が挿通部１５の壁面に当接することによって、接続部２３の傾斜方向が固定される。これにより、第１接触部２１の突出方向が決まる。したがって、第２接触部２２の挿通部１５の壁面に対する当接位置、角度を調節することによって、第１接触部２１の突出方向を調節することができる。
【００３９】
図８は、プローブユニット１の要部の構成を示す図であって、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８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、半導体集積回路１００から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（図７参照）。
【００４０】
第１接触部２１の突出部２１１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大部分は、第１接触部２１、接続部２３および第２接触部２２を流れる。
【００４１】
ここで、電極１０１は、第１接触部２１の突出部２１１と接触する。突出部２１１は、第１接触部２１の最大板厚と比して薄くなっているため、突出部２１１を設けずに電極１０１と接触させる場合と比して接触圧を大きくすることができる。これにより、一段と確実な接触および電気的導通を得ることが可能となる。
【００４２】
図９は、プローブユニット１の要部の構成を示す部分断面図であって、第１接触部２１の突出部２１１に荷重が加わる前後の第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９（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。
【００４３】
図９（ａ）において、半導体集積回路１００が図中下方に移動すると、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の電極１０１および第２接触部２２の電極３１との接触点がそれぞれＳ１，Ｃ１にずれる（図９（ｂ））。なお、破線Ｐ０は、図９（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９（ａ）に示す半導体集積回路１００の位置を示している。
【００４４】
ここで、第１接触部２１および第２接触部２２は、各電極１０１，３１の形成面に沿って接触点が移動する。このため、各接触部と対応する各電極との摩擦力等が小さく、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。なお、上述したプローブ２０の配設および動作は、グランド電極１０２，３２に対応して設けられたプローブ２０でも同様である。
【００４５】
上述した実施の形態によれば、略平板状の金属または金属合金からなる複数の板状部材が積層されたプローブ２０であって、各板状部材において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を異なる形状とし、複数の板状部材のうち、少なくとも１つの板状部材が、第１接触部２１の先端に、他の板状部材よりも突出する突出部２１１を有し、この突出部２１１と電極とを接触させるようにしたので、ピッチを狭小化し、繰り返しの使用による耐久性および耐熱性が高く、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。
【００４６】
また、各接触部が電極との接触に対して接触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。このとき、第２接触部において、電極と接触する側の端部がＲ形状をなすことによって、一段と効率よく第２接触部が電極面上を回転することができるため、電極の磨耗を一層抑制することが可能となる。
【００４７】
また、取付部２５が固定部材１０ｂの穴部１４に保持された場合に、第２接触部２２が挿通部１５に挿通され、挿通部１５の壁面に当接することによって位置決めの効果を有するため、プローブ２０をプローブユニット１の所定位置に容易に配設することができる。
【００４８】
また、本実施の形態にかかるプローブによれば、取付部２５が収容部材１０ａと穴部１４との間で挟み込んで固定されており、プローブ２０の交換を行う際、収容部材１０ａを固定部材１０ｂから取り外し、固定部材１０ｂからプローブ２０を抜き差しするのみで容易にプローブの交換を行うことが可能である。
【００４９】
なお、第１接触部２１に対して重力以外の外力が加わっていない状態において、第２接触部２２の側面が固定部材１０ｂの壁面と当接するものとして説明したが、第２接触部２２の電極３１側に位置する側の少なくとも一点が固定部材１０ｂと接触していればよい。
【００５０】
また、上述した実施の形態では、プローブ２０は、板厚方向に積層される複数の板状部材が、ニッケル、タングステン、パラジウム、金合金等を用いて形成されるものとして説明したが、導通にかかる部分（第１接触部２１ａおよび第２接触部２２、接続部２３）と、弾性部２４および取付部２５とを異なる材料としてもよい。このとき、導通にかかる部分に用いられる材料は、弾性部２４および取付部２５に用いられる材料より電気伝導度が大きいことが好ましい。
【００５１】
上述した実施の形態において、半導体集積回路が外部にリードを有しないＱＦＮであるものとして説明してきたが、リードを有する半導体集積回路（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ：ＱＦＰ）であってもよい。
【００５２】
また、半導体集積回路において、中央部にグランド電極（グランド電極１０２）が配設されていない場合、プローブユニットとしてスリット１２（穴部１７および挿通部１８）およびスリット１２に配設されるプローブ２０を設けない構成としてもよい。
【００５３】
図１０は、本実施の形態の変形例１にかかるプローブを示す斜視図である。図１１は、本実施の形態の変形例１にかかるコンタクトプローブの要部の構成を示す斜視図である。なお、図５等で上述したプローブ２０と同じ構成要素には同じ符号を付してある。図１０，１１に示すように、３つの板状部材が積層されてなるプローブ２０ａにおいて、第１接触部２１ａが、３つの板状部材のうち１つの板状部材から突出した突出部２１２を有している。突出部２１２は、第１接触部２１ａを構成する板状部材と同一の部材からなり、他の板状部材から延伸された延伸部２１２ａと、延伸部２１２ａの板厚方向の側面を覆う被覆部２１２ｂとを有する。被覆部２１２ｂは、ロジウム、銅、銀、白金、金や貴金属合金からなり、少なくとも第１接触部２１ａおよび第２接触部２２、接続部２３に用いられる材料より電気伝導度の大きい金属または合金であれば適用可能である。なお、第１接触部２１ａに用いられる材料は、上述した第１接触部２１と同様、ニッケル、タングステン、パラジウム、金合金等が用いられる。
【００５４】
上述した変形例１によれば、突出部２１２の電極１０１との接触表面を、ロジウム、銅、銀、金や貴金属合金等で被覆するようにしたので、上述した実施の形態と比して一段と良好な電気的導通を得ることができる。
【００５５】
なお、変形例１では、延在部２１２ａと被覆部２１２ｂとをそれぞれ形成する材料が異なるものとして説明したが、延在部２１２ａをロジウム、銅、銀、金や貴金属合金等を用いて形成するものであってもよい。これにより、一層良好な電気的導通を得ることができる。なお、貴金属は、金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウムなどである。また、突出部２１２、および突出部２１２以外の部分を構成する金属が金合金である場合、突出部２１２に用いられる金合金の電気伝導度が、突出部２１２以外の部分の金合金の電気伝導度より大きいことが好ましい。
【００５６】
図１２は、本実施の形態の変形例２にかかるコンタクトプローブを示す斜視図である。図１３は、本実施の形態の変形例２にかかるコンタクトプローブの要部の構成を示す斜視図である。なお、図５等で上述したプローブ２０と同じ構成要素には同じ符号を付してある。図１２，１３に示すように、変形例２にかかるプローブ２０ｂは、６つの板状部材が積層されてなる。このプローブ２０ｂにおいて、第１接触部２１ｂが、６つの板状部材のうち隣接しない板状部材からそれぞれ突出した突出部２１３を有している。突出部２１３は、異なる板状部材において他の板状部材からそれぞれ同一の形状をなして突出する第１突出部２１３ａおよび第２突出部２１３ｂを有する。なお、第１接触部２１ｂに用いられる材料は、上述した第１接触部２１と同様、ニッケル、タングステン、パラジウム、金合金等が用いられる。
【００５７】
上述した変形例２のように、第１接触部が、所定の間隔を有する第１および第２突出部を有するものであってもよい。これにより、上述した実施の形態よび変形例１と比して、電極１０１との板厚方向の接触可能領域を拡大することができるとともに、電極１０１との接触圧を大きくすることができる。なお、第１および第２突出部の配設位置は、任意に調整可能である。また、変形例１のように、電極１０１との接触側の表面をロジウム、銅、銀、金や貴金属合金等で被覆してもよいし、第１および第２突出部全体をそれぞれロジウム、銅、銀、白金、金や貴金属合金等で形成してもよい。
【００５８】
図１４は、本発明の実施の形態の変形例３にかかるコンタクトプローブの要部の構成を示す斜視図である。なお、図５等で上述したプローブ２０と同じ構成要素には同じ符号を付してある。図１４に示すように、変形例３にかかるプローブ２０ｃは、６つの板状部材が積層されてなる。このプローブ２０ｃにおいて、第１接触部２１ｃが、６つの板状部材のうち隣接する板状部材からそれぞれ突出した突出部２１４を有している。突出部２１４は、異なる板状部材において他の板状部材からそれぞれ突出する第１突出部２１４ａおよび第２突出部２１４ｂを有する。第１突出部２１４ａおよび第２突出部２１４ｂは、突出方向および板厚方向と直交する方向に両端において突出長さが異なる。これにより、板面に垂直な方向からみて、第１突出部２１４ａおよび第２突出部２１４ｂが互い違いに突出した形状をなす。なお、第１接触部２１ｃに用いられる材料は、上述した第１接触部２１と同様、ニッケル、タングステン、パラジウム、金合金等が用いられる。
【００５９】
また、上述した変形例３に対して、第１および第２突出部が所定の間隔を有するものであってもよい。図１５は、本実施の形態の変形例４にかかるコンタクトプローブの要部の構成を示す斜視図である。図１５に示すように、６つの板状部材が積層されてなるプローブ２０ｄにおいて、第１接触部２１ｂが、６つの板状部材のうち隣接しない板状部材からそれぞれ突出した突出部２１５を有している。突出部２１５は、異なる板状部材において他の板状部材から互い違いに突出した形状をなしてそれぞれ突出する第１突出部２１５ａおよび第２突出部２１５ｂを有する。なお、第１接触部２１ｄに用いられる材料は、上述した第１接触部２１と同様、ニッケル、タングステン、パラジウム、金合金等が用いられる。
【００６０】
なお、上述した変形例３，４において、第１および第２突出部の配設位置は、任意に調整可能である。また、変形例１のように、電極１０１との接触側の表面をロジウム、銅、銀、金や貴金属合金等で被覆してもよいし、第１および第２突出部全体をそれぞれロジウム、銅、銀、白金、金や貴金属合金等で形成してもよい。
【００６１】
上述した変形例３，４によれば、上述した実施の形態よび変形例１と比して、プローブの幅方向における電極１０１との接触可能領域を拡大することができるとともに、電極１０１との接触圧を大きくすることができる。また、板面に垂直な方向からみて、第１および第２突出部が互い違いに突出した形状をなすため、電極が球面である場合に、一段と確実に接触させることができる。なお、第１および第２突出部の配設位置は、任意に調整可能である。また、変形例１のように、電極１０１との接触側の表面をロジウム、銅、銀、金や貴金属合金等で被覆してもよいし、第１および第２突出部全体をそれぞれロジウム、銅、銀、白金、金や貴金属合金等で形成してもよい。
【００６２】
図１６は、本実施の形態の変形例５にかかるコンタクトプローブの要部の構成を示す斜視図である。なお、図５等で上述したプローブ２０と同じ構成要素には同じ符号を付してある。変形例５にかかるプローブ２０ｅは、上述したプローブ２０に対して、第１および第２接触部、接続部からなる導通部分に対して、板厚方向に貫通する貫通孔２６を設け、この貫通孔２６に充填された導電性材料からなる充填部２７を有する。充填部２７に用いられる導電性材料は、ロジウム、銅、銀、金や貴金属合金からなる群から選択されることが好ましい。なお、充填部２７に用いられる導電性材料は、第１接触部２１ｅおよび第２接触部２２ａ、接続部２３ａ、弾性部２４および取付部２５に用いられる材料より電気伝導度の大きい金属または合金であれば適用可能である。
【００６３】
上述した変形例５によれば、第１および第２接触部、接続部からなる導通部分に対して、板厚方向に貫通する貫通孔２６を設け、この貫通孔２６に充填された導電性材料からなる充填部２７を有するものとしたので、上述した実施の形態と比して一段と良好な電気的導通を得ることができる。
【００６４】
図１７は、本実施の形態の変形例６にかかるプローブを示す斜視図である。なお、図５等で上述したプローブ２０と同じ構成要素には同じ符号を付してある。図１７に示すプローブ２０ｆのように、取付部２５ａが、湾曲部分を繰り返してジグザグ状をなしてもよい。このジグザグ状によって、上述した第１の平面Ｇ１に垂直な方向に伸縮可能となる。
【００６５】
図１８は、本実施の形態の変形例７にかかるプローブを示す斜視図である。なお、図５等で上述したプローブ２０と同じ構成要素には同じ符号を付してある。図１８に示すプローブ２０ｇは、取付部２５ｂが、第２接触部２２と反対方向に弧状に突出した形状をなしてもよい。この弧状によって、上述した第１の平面Ｇ１に垂直な方向に伸縮可能となる。
【００６６】
図１９は、本実施の形態の変形例８にかかるプローブを示す側面図である。なお、図６等で上述したプローブ２０と同じ構成要素には同じ符号を付してある。図１９に示すプローブ２０ｈは、板厚が均一な略平板状であって、上述した第１接触部２１、第２接触部２２および接続部２３と、接続部２３から延び、弧状に湾曲した形状をなして、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２４ａと、弾性部２４ａの接続部２３との連結側と異なる側の端部に設けられ、第２接触部２２と反対側に突出してプローブホルダ１０に取り付けられる取付部２５と、を備える。
【００６７】
弾性部２４ａは、図６に示す弾性部２４と同様に、接続部２３の幅と比して小さい幅を有する。また、弾性部２４ａの接続部２３側と異なる側の端部側に設けられた取付部２５が穴部１４に収容されて取り付けられて、プローブ２０ｈがプローブホルダ１０に保持される。
【００６８】
弾性部２４ａは、接続部２３の外縁から板面に沿って延伸している。弾性部２４ａは、図６に示すプローブ２０と同様に、第２の平面Ｇ２から、弾性部２４ａの第２の平面Ｇ２に最も遠い点までの距離ｄ４が、第１の平面Ｇ１と第２の平面Ｇ２との間の距離ｄ１より小さくなるように形成される。
【００６９】
図２０は、本実施の形態の変形例９にかかるプローブを示す側面図である。なお、図６等で上述したプローブ２０と同じ構成要素には同じ符号を付してある。図２０に示すプローブ２０ｉは、板厚が均一な略平板状であって、上述した第１接触部２１、第２接触部２２および接続部２３と、接続部２３から延び、湾曲部分を繰り返してジグザグ状をなし、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２４ｂと、弾性部２４ｂの接続部２３との連結側と異なる側の端部に設けられ、第２接触部２２と反対側に突出してプローブホルダ１０に取り付けられる取付部２５と、を備える。
【００７０】
弾性部２４ｂは、図６に示す弾性部２４と同様に、接続部２３の幅と比して小さい幅を有する。また、弾性部２４ｂの接続部２３側と異なる側の端部は、直線状をなして延びており、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２０ｉがプローブホルダ１０に保持される。
【００７１】
弾性部２４ｂは、接続部２３の外縁から板面に沿って延伸して形成される。また、弾性部２４ｂは、接続部２３の湾曲態様と凹凸が逆の湾曲態様で接続部２３から延びる。弾性部２４ｂは、凹凸が逆の湾曲部分を繰り返してジグザグ状に延びている。弾性部２４ｂは、平面Ｇ１，Ｇ２と平行な方向に往復して、平面Ｇ１，Ｇ２と垂直な方向に延びる形状をなす。弾性部２４ｂは、図６に示すプローブ２０と同様に、第２の平面Ｇ２から、弾性部２４ｂの第２の平面Ｇ２に最も遠い点までの距離ｄ５が、第１の平面Ｇ１と第２の平面Ｇ２との間の距離ｄ１より小さくなるように湾曲されて形成される。
【００７２】
図２１は、本実施の形態の変形例１０にかかるプローブを示す斜視図である。なお、図５等で上述したプローブ２０と同じ構成要素には同じ符号を付してある。図２１に示すプローブ２０ｊは、板厚が均一な略平板状であって、上述した第１接触部２１、第２接触部２２および接続部２３と、第２接触部２２から延び、弧状をなし、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２４ｃと、弾性部２４ｃの接続部２３との連結側と異なる側の端部に設けられ、第２接触部２２と反対側に突出してプローブホルダ１０に取り付けられる取付部２５と、を備える。
【００７３】
プローブ２０ｊは、例えば図７に示すようにプローブ２０ｊがプローブホルダ１０に配設された際、第１接触部２１の高さより、弾性部２４ｃの高さが高くなる。すなわち、図６等に示した第２の平面Ｇ２から、弾性部２４ｃの第２の平面Ｇ２に最も遠い点までの距離が、第１の平面Ｇ１と第２の平面Ｇ２との間の距離ｄ１より大きくなっている。プローブ２０ｊは、弾性部の高さに制限がない場合、収容部１１に収容するプローブに対して適用可能である。
【００７４】
図２２は、本実施の形態の変形例１１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。なお、図７等で上述したプローブユニットと同じ構成要素には同じ符号を付してある。変形例１１にかかるプローブ２０ｋは、板厚が均一な略平板状であって、上述した第１接触部２１、第２接触部２２、接続部２３および弾性部２４と、弾性部２４の接続部２３との連結側と異なる側の端部に設けられ、プローブホルダ１０ｃに取り付けられる取付部２５ｃと、を備える。プローブ２０ｋは、収容部材１０ｄと固定部材１０ｅとからなるプローブホルダ１０ｃによって保持される。
【００７５】
取付部２５ｃは、弾性部２４の端部から延伸されてなる第１取付部２５ｄと、第１取付部２５ｄの延伸方向と垂直な方向（板面の幅方向）に突出する第２取付部２５ｅと、からなる。
【００７６】
固定部材１０ｅには、上述した第１取付部２５ｄを収容する穴部１４ａが形成されている。プローブ２０ｋは、第１取付部２５ｄがこの穴部１４ａに収容されるとともに、第２取付部２５ｅが収容部材１０ｄの底面と固定部材１０ｅの上面との間に挟み込まれることによってプローブホルダ１０ｃに保持される。このとき、第１取付部２５ｄの先端から第２取付部２５ｅの突出端部までの距離は、穴部１４ａの深さ以下であることが好ましい。また、収容部材１０ｄは、プローブ２０ｋが取り付けられた状態において、少なくとも第１接触部２１が上面から突出するような板厚となるように形成される。
【００７７】
図２３は、本実施の形態の変形例１２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。なお、図７等で上述したプローブユニットと同じ構成要素には同じ符号を付してある。変形例１２にかかるプローブ２０ｌは、板厚が均一な略平板状であって、上述した第１接触部２１、第２接触部２２、接続部２３および弾性部２４と、弾性部２４の接続部２３との連結側と異なる側の端部に設けられ、プローブホルダ１０ｆに取り付けられる取付部２５ｆと、を備える。プローブ２０ｌは、上述した収容部材１０ａと、固定部材１０ｇとからなるプローブホルダ１０ｆおよび回路基板３０ａによって保持される。また、回路基板３０ａに形成される電極３１ａは、上述した回路基板３０の電極３１と比して外縁側に延伸されている。
【００７８】
固定部材１０ｇは、取付部２５ｆを収容する穴部１４ｂが形成されている。この穴部１４ｂは、固定部材１０ｇの厚さ方向に貫通している。
【００７９】
取付部２５ｆは、弾性部２４の端部から延伸された長さが固定部材１０ｇの厚さと同等または若干大きく、第２接触部２２と異なる側に略矩形をなして突出している。また、取付部２５ｆは、一部が突出方向に沿って切り欠かれている。取付部２５ｆは、この切り欠きによって、上述した第１の平面Ｇ１に垂直な方向に伸縮可能となる。
【００８０】
プローブ２０ｌは、図２３に示すように、取付部２５ｆがこの穴部１４ａに収容された際、取付部２５ｆの端部が固定部材１０ｇを貫通して回路基板３０ａの電極３１ａに接触する。プローブ２０ｌは、取付部２５ｆが穴部１４ｂに収容された状態で、収容部材１０ａと回路基板３０ａ（電極３１ａ）との間に挟み込まれることによって保持される。
【００８１】
上述した変形例１２のように、取付部２５ｆ側でも回路基板３０ａの電極３１ａと接触してもよい。取付部２５ｆと電極３１ａとの接触によって、万が一、弾性部２４に電気信号が流れた場合であっても、信号の反射をなくして損失を防止することができ、特に高周波の信号の場合に有効である。
【００８２】
なお、上述した実施の形態および変形例では、同等の板厚の３つまたは６つの板状部材が積層されてなるものとして説明したが、２つ以上の板状部材であれば適用可能であり、これらのうち（板状部材の最大枚数−１）枚の板状部材に突出部が設けられていればよい。また、それぞれの板状部材の板厚は、異なっていてもよく、例えば図１３に示すプローブ２０ｂにおいて、突出部を有する板状部材に挟まれた２つの板状部材を、板厚を調整して１つとし、計５枚の板状部材からなるものであってもよい。
【００８３】
以上のように、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、ピッチを狭小化し、繰り返しの使用による耐久性および耐熱性が高く、バネ性を有しながら、接触対象間で確実かつ良好な導通を得る場合に有用である。
【符号の説明】
【００８４】
１  プローブユニット
１０，１０ｃ，１０ｆ  プローブホルダ
１０ａ，１０ｄ  収容部材
１０ｂ，１０ｅ，１０ｇ  固定部材
１１  収容部
１２  スリット
１３，１６  プローブ保持部
１４，１７  穴部
１５，１８  挿通部
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆ，２０ｇ，２０ｈ，２０ｉ，２０ｊ，２０ｋ，２０ｌ  プローブ（コンタクトプローブ）
２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ  第１接触部
２２，２２ａ  第２接触部
２３，２３ａ  接続部
２４，２４ａ，２４ｂ，２４ｃ  弾性部
２５，２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｆ  取付部
２５ｄ  第１取付部
２５ｅ  第２取付部
３０，３０ａ  回路基板
３１，３１ａ，１０１  電極
３２，１０２  グランド電極
１００  半導体集積回路
２１１，２１２  突出部
２１２ａ  延在部
２１２ｂ  被覆部
【図１】
2013148432.tif 000003
【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
2013148432.tif 000022
【図２１】
2013148432.tif 000023
【図２２】
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【図２３】
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