(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端が互いに外側を向くように配置され、外周面に外向きの係合段部を有する一対の管状導電子、該一対の管状導電子の間に互いに離間させる方向に付勢するように介在する導電性コイルスプリング及び一端部が上記管状導電子のうちの一方の上記係合段部に、他端部が他方の管状導電子の上記係合段部に係合して上記一対の管状導電子にその軸方向の移動を許容するように外嵌されたバレルを備えた周側プローブ部と、
先端が互いに外側を向くように配置され、外周面に外向きの係合段部を有する一対の棒状導電子、該一対の棒状導電子の間に互いに離間させる方向に付勢するように介在する導電性コイルスプリング及び一端部が上記棒状導電子のうちの一方の上記係合段部に、他端部が他方の棒状導電子の上記係合段部に係合して上記一対の棒状導電子にその軸方向の移動を許容するように外嵌され、外径が上記周側プローブ部の上記管状導電子及び導電性コイルスプリングの内径よりも小さいバレルを備えた内側プローブ部と、
を備え、
上記内側プローブ部を、上記周側プローブ部の内側に摺動可能に挿入して四探針測定用にした測定用プローブであって、
前記内側プローブ部のバレルと上記周側プローブ部のコイルスプリングとをその中間部どうしにて固定してなる
ことを特徴とする測定用プローブ。
【請求項２】
先端が互いに外側を向くように配置され、外周面に外向きの係合段部を有する一対の管状導電子、該一対の管状導電子の間に互いに離間させる方向に付勢するように介在する導電性コイルスプリング及び一端部が上記管状導電子のうちの一方の上記係合段部に、他端部が他方の管状導電子の上記係合段部に係合して上記一対の管状導電子にその軸方向の移動を許容するように外嵌されたバレルを備えた周側プローブ部と、
先端が互いに外側を向くように配置され、外周面に外向きの係合段部を有する一対の棒状導電子、該一対の棒状導電子の間に互いに離間させる方向に付勢するように介在する導電性コイルスプリング及び一端部が上記棒状導電子のうちの一方の上記係合段部に、他端部が他方の棒状導電子の上記係合段部に係合して上記一対の棒状導電子にその軸方向の移動を許容するように外嵌され、外径が上記周側プローブ部の上記管状導電子及び導電性コイルスプリングの内径よりも小さいバレルを備えた内側プローブ部と、
を備え、
上記内側プローブ部を、上記周側プローブ部の内側に摺動可能に挿入して四探針測定用にした測定用プローブであって、
前記周側ブローブの一対の管状導電子各々の先端部外周面に拡径防止用コイルスプリングを外嵌状に固定してなる
ことを特徴とする測定用プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子等の電子部品の各電極とテスター回路等の電子回路とを接続するための中継に使用される通常のプローブを一部として用いて四探針測定用にできるようにした測定用プローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ、ＬＳＩ、トランジスタその他の電子部品を用いた電子回路は、各種の装置、機器類に非常に多く用いられており、その用途は拡大の一途を辿っているが、これらの電子回路は片面或いは両面に配線膜が印刷されたプリント基板を用いて構成されるのが普通であり、該プリント基板にＩＣ、ＬＳＩ、トランジスタその他の各種電子部品を搭載し、必要な半田付けを行うことにより電子回路が構成されるようになっている。
【０００３】
そして、電子回路を用いた装置、機器類はその多くが小型化、高機能化、高性能化が要求され、それに伴って電子回路の回路構成が複雑化、高集積化を要求されている。従って、プリント基板の配線も微細化、高集積化の傾向があり、その結果、その検査のための測定が難しくなる。というのは、配線の微細化、高集積化により測定用プローブの配設密度、配置位置の精度を高くすることが必要であるからである。それでいて、検査の重要性は高まる一方である。
というのは、配線の微細化、高集積化が進むほど、ショート不良の発生率が高くなるからである。
【０００４】
そして、その検査には、測定回路を備えたテスターが用いられ、その測定回路へのプリント基板の各配線膜、電極等の電気的導出にはコンタクト機器が用いられる。このコンタクト機器はプレートに多数のプローブを備え、各プローブの一端をプリント基板の各配線膜等の測定回路に電気的に接続すべき部分に接触させ、他端を測定回路に接続されたコードの先端に接触させるようになっているものが多い。これに関しては、本願出願人会社は特願平７−６１７２８、特願平８−１８３４４９、特願平１０−６６３３３等により各種提案を行っている。
【０００５】
ところで、測定には、単に各プローブの一端を各配線膜或いは各電極に接触させて行う通常の測定と、四探針測定とがある。この四探針測定とは、一つのプローブポイントに対して二つの端子［Ｉ（電流）端子、Ｖ（電圧）端子］で別々に電気的なコンタクトをとりながら行うものである。
例えば、四探針測定による抵抗測定は、測定対象となる二つの点Ａ・Ｂ間の寄生抵抗を測定する場合を例に採ると、その二つの点Ａ・Ｂ間に所定の電流を流し、それによりそのＡ・Ｂ間に生じる電圧降下を求め、この電圧降下を電流で割ることにより寄生抵抗を求めるものであり、極めて測定精度が高い。
【０００６】
従って、測定のためには、通常の測定を行うための通常のプローブと、四探針測定用のプローブが必要である。図２（Ａ）は通常のプローブの典型的な従来例を示すものである。  同図において、ａ、ａは一対の棒状の導電子で、ｂ、ｂはその導電子ａ、ａの一端の接触端であり、この従来例ではその接触端ｂ、ｂは針状である。しかし、クラウン状の場合もある。ｃ、ｃは導電子ａ，ａの外周面中間部に形成された外側向き（接触端側向き）の係合段部であり、先端側より基部側の外径を大きくすることにより形成されている。
【０００７】
ｄは接触端ｂ、ｂを外側に向け、背中合わせにした上記一対の導電子ａ・ａ間に介在した導電性のコイル状のスプリングである。ｅはバレルで、上記一対の導電子ａ・ａの基部側半部及びスプリングｄに遊びを以て外嵌されており、一端ｆは内側に折り曲げられて上記スプリングｄにより外側に付勢された一方の導電子ａの係合段部ｃに係合され、他端ｆも内側に折り曲げられてやはり上記スプリングｄにより外側に付勢されて他方の導電子ａの係合段部ｃに係合されている。
【０００８】
このプローブｇは、多数個、コンタクト機器の多層構造のプレートにその両面から接触端ｂ、ｂから突出するように貫通状に配設される。そして、そのプレートは被測定電子装置、例えばＩＣのと、テスター回路との間に介在し、各プローブｇ、ｇ、・・・は例えばＩＣの各電極とテスター回路の各端子との間で押圧され、スプリングｄはその押圧力により縮んで弾力を蓄え、その弾力により各プローブｇ、ｇ、・・・の導電子ａ、ａの接触端ｂ、ｂはＩＣの各電極、テスター回路の各端子と弾接し、良好な電気的接続状態が形成される。
【０００９】
次に、図２（Ｂ）は四探針測定用プローブの従来例を示すものであり、以下にこの四探針測定用プローブ（１０６）を、図２（Ｂ）を参照して説明する。
１０１はコンタクト機器、１０２はプローブ収納ボードで、複数枚のプレート１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄを積層してなる。この図においては、プローブ収納ボード１０２を一つのプローブ収納孔１０４が形成された部分だけ示したが、このプローブ収納ボード１０２は多数のプローブ収納孔１０４、１０４、・・・が形成されており、本例においては、各プローブ収納孔１０４の構造、寸法は全く同じである。
【００１０】
上記各プローブ収納孔１０４は、プローブ収納ボード１０２の両主表面から稍内側に寄った所に、外側の方を内側より内径を大きくすることにより形成された内向きの抜け止め用段部１０４ａ、１０４ａを有している。該各プローブ収納孔１０４にはそれぞれ四探針測定用プローブ１０６が収納されている。
四探針測定用プローブ１０６は、内側中継子１０８と、その外側に位置しそれと独立して動き得る周側中継子１１０からなる。内側中継子１０８は一対の棒状導電子１１２・１１２と、その一対の棒状導電子１１２・１１２間に介在してその間を離間させる方向に付勢する導電性のスプリング１１４からなる。
【００１１】
各棒状導電子１１２、１１２は略外側半部より略内側半部が小径にされてその間に内側向きの斜めの段部１１６、１１６が形成されるようにされ、上記導電性スプリング１１４は、その棒状導電子１１２、１１２間に、段部１１６、１１６に係合することによって、その間を離間させる方向に付勢しているのである。尚、この導電性スプリング１１４は、基本的にコイル状であるが、中間部は隣接線輪部同士が接触するようにされており、この中間部においては弾性を持たないが、それより外側の部分は隣接線輪部同士は非接触で弾性を持つ。このように、隣接線輪部同士が接触する部分を設けたのは、導電性スプリング１１４の両端間の寄生抵抗をより小さくするためである。
１１８、１１８は各棒状導電子１２、１２の外周面の外側半部に外嵌状に固定された絶縁チューブ（第１の絶縁チューブ）である。
【００１２】
上記周側中継子１１０は一対の筒状導電子１２０、１２０と、その一対の筒状導電子１２０・１２０間に介在してその間を離間させる方向に付勢する導電性のスプリング２２からなる。該各筒状導電子１２０、１２０は外周面内端部に内側を向いた段部１２４、１２４を有し、上記スプリング１２２は、その筒状導電子１２０、１２０間に、段部１２４、１２４に係合することによって、その間を離間させる方向に付勢しているのである。尚、該導電性スプリング１２２も、上記導電性スプリング１１４と同様に、基本的にコイル状であるが、中間部は隣接線輪部同士が接触するようにされており、この中間部においては弾性を持たないが、それより外側の部分は隣接線輪部同士は非接触で弾性を持つ。
【００１３】
１２６、１２６は上記筒状導電子１２０、１２０の内周面に形成された内側を向いた段部で、該各段部１２６、１２６の内側に例えばポリイミドからなる絶縁チューブ（第２の絶縁チューブ）１２８、１２８が配置されている。該絶縁チューブ１２６、１２６の内径は上記絶縁チューブ（第１の絶縁チューブ）１１８、１１８の外径よりも適宜小さくされている。
１３０は上記絶縁チューブ１２８、１２８間に配置されたスプリングで、その間を離間させる方向に付勢している。該スプリング１３０は導電性材料であっても良いが、絶縁性材料であっても良い。
【００１４】
上記各四探針測定用プローブ１０６は、プローブ収納ボード１０２の各プローブ収納孔１０４の内周面に形成された抜け止め用の段部１０４ａ、１０４ａに、周側中継子１１０の筒状導電子１２０、１２０の外周面に形成された段部１３２、１３２が係合することにより抜け止めされている。
そして、各四探針測定用プローブ１０６は、通常時は、上記導電性スプリング１２２及びスプリング１３０の弾性により周側中継子１１０を構成する筒状導電子１２０、１２０が、その段部１３２、１３２が抜け止め用の段部１０４ａ、１０４ａに係合するところに安定して位置せしめられている。
【００１５】
また、各四探針測定用プローブ１０６の周側中継子１１０の両端間は導電性スプリング２２によって電気的導通が取られている。
一方、内側中継子１０８は、棒状導電子１１２、１１２間の導電性スプリング１１４によって両端間の電気的導通が取られるようになっている。
【特許文献１】特願平７−６１７２８
【特許文献２】特願平８−１８３４４９
【特許文献３】特願平１０−６６３３３
【特許文献４】特開２００２−２０７０４９号公報
【特許文献５】特開２００６−１４５３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ところで、従来においては、普通のプローブは図２（Ａ）に示すような構造であり、四探針用プローブは図２（Ｂ）に示すような構造であり、電極の寸法、配置ピッチに関する規格が同じ電子部品（例えばＩＣ）用であっても、普通のプローブについては普通のプローブ専用の部品を用意して製造し、四探針測定用のプローブについては、四探針測定用プローブ専用の部品を用意して製造することが必要であった。
しかし、製造に用いる部品の種類数は少ないことが製造コストの低減、量産化に好ましいが、このように、従来においては、普通のプローブと四探針測定用プローブをそれぞれ完全に専用の部品を用意して製造せざるを得なかったので、部品の種類数を減らすことに限界があった。
【００１７】
本発明はこのような問題点を解決すべく為されたものであり、普通のプローブを四探針測定用プローブの一部を構成するようにし、以て普通のプローブと四探針測定用のプローブの製造に要する部品の種類数を少なくし、プローブの製造コストの低減、量産化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
請求項１の測定用プローブは、先端が互いに外側を向くように配置され、外周面に外向きの係合段部を有する一対の管状導電子、該一対の管状導電子の間に互いに離間させる方向に付勢するように介在する導電性コイルスプリング及び一端部が上記管状導電子のうちの一方の上記係合段部に、他端部が他方の管状導電子の上記係合段部に係合して上記一対の管状導電子にその軸方向の移動を許容するように外嵌されたバレルを備えた周側プローブ部と、先端が互いに外側を向くように配置され、外周面に外向きの係合段部を有する一対の棒状導電子、該一対の棒状導電子の間に互いに離間させる方向に付勢するように介在する導電性コイルスプリング及び一端部が上記棒状導電子のうちの一方の上記係合段部に、他端部が他方の棒状導電子の上記係合段部に係合して上記一対の棒状導電子にその軸方向の移動を許容するように外嵌され、外径が上記周側プローブ部の上記管状導電子及び導電性コイルスプリングの内径よりも小さいバレルを備えた内側プローブ部と、を備え、上記内側プローブ部を、上記周側プローブ部の内側に摺動可能に挿入して四探針測定用にした測定用プローブであって、前記内側プローブ部のバレルと上記周側プローブ部のコイルスプリングとをその中間部どうしにて固定してなることを特徴とする。
【００１９】
請求項２の測定用プローブは、先端が互いに外側を向くように配置され、外周面に外向きの係合段部を有する一対の管状導電子、該一対の管状導電子の間に互いに離間させる方向に付勢するように介在する導電性コイルスプリング及び一端部が上記管状導電子のうちの一方の上記係合段部に、他端部が他方の管状導電子の上記係合段部に係合して上記一対の管状導電子にその軸方向の移動を許容するように外嵌されたバレルを備えた周側プローブ部と、先端が互いに外側を向くように配置され、外周面に外向きの係合段部を有する一対の棒状導電子、該一対の棒状導電子の間に互いに離間させる方向に付勢するように介在する導電性コイルスプリング及び一端部が上記棒状導電子のうちの一方の上記係合段部に、他端部が他方の棒状導電子の上記係合段部に係合して上記一対の棒状導電子にその軸方向の移動を許容するように外嵌され、外径が上記周側プローブ部の上記管状導電子及び導電性コイルスプリングの内径よりも小さいバレルを備えた内側プローブ部と、を備え、上記内側プローブ部を、上記周側プローブ部の内側に摺動可能に挿入して四探針測定用にした測定用プローブであって、前記周側ブローブの一対の管状導電子各々の先端部外周面に拡径防止用コイルスプリングを外嵌状に固定してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の測定用プローブによれば、プローブを成す内側プローブ部は普通のプローブとしても用いることができ、そうすることにより、普通のプローブ専用の部材を用意することが必要ではなくなる。
従って、普通のプローブ及び四探針測定用プローブを提供するために必要な部品の種類数を低減することができ、量産性を高めることができる。
更に、内側プローブ部と周側プローブ部との中間部どうしを固定したので、内側プローブ部が周側プローブ部から抜け出すおそれをなくすことができる。
【００２１】
請求項２の測定用プローブによれば、プローブを成す内側プローブ部は普通のプローブとしても用いることができ、そうすることにより、普通のプローブ専用の部材を用意することが必要ではなくなる。
更に、プローブの繰り返し使用によって周側ブローブの一対の管状導電子の各々の先端部の径が拡がり、良好な接触が妨げられるようになる虞れを、管状導電子の各々の先端部の外周面に設けた拡径防止用コイルスプリングにより防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明は、基本的に、内側プローブ部を上記周側プローブ部の内側に摺動可能に挿入して四探針測定用プローブにするものであり、内側プローブ部は単独で普通のプローブとしても用いることができる。
尚、単に、内側プローブ部を、上記周側プローブ部の内側に摺動可能に挿入したに過ぎない場合、内側プローブ部が周側プローブ部から抜け出る虞れがあるので、内側プローブ部と周側プローブ部との中間部どうしを固定することが望ましい。
更に、プローブの繰り返し使用によって周側ブローブの一対の管状導電子の各々の先端部の径が拡がり、良好な接触が妨げられるようになる虞れをなくすために、周側ブローブの一対の管状導電子の各々の先端部外周面に拡径防止用コイルスプリングを外嵌状に固定すると良い。
【実施例１】
【００２３】
以下、本発明を図示実施例に従って詳細に説明する。図１（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の一つの実施例を説明するためのもので、（Ａ）は実施例２を示す断面図、（Ｂ）は周側プローブ部４を示す断面図、（Ｃ）は内側プローブ部６を示す断面図である。
図１（Ａ）に示す実施例２は四探針測定用プローブであり、図１（Ｂ）に示す周側プローブ部４と図１（Ｃ）に示す内側プローブ部６により構成されている。
【００２４】
先ず、図１（Ｃ）を参照して内側プローブ部６について説明する。この内側プローブ部６は基本的に従来から普通のプローブとして用いられたもの、例えば図２（Ａ）に示すプローブと同じような構造を有するが、念のため説明する。
８、８は一対の導電子で、先端が互いに外側を向くように配置され、外周面に外向きの係合段部１０、１０を有する。
【００２５】
１２は一対の導電子８・８間に介在する導電性のコイルスプリングである。１４はバレルで、コイルスプリング１２及び上記一対の導電子８、８の基部側部分を収納する。具体的には、バレル１４の両端の係合段部１６、１６が上記一対の導電子８、８の係合段部１０、１０にて係合してコイルスプリング１２及び上記一対の導電子８、８の基部側部分を収納する。
この内側プローブ部６は、後で述べるように周側プローブ部４内に収納されたときこのプローブ４との電気的絶縁性が保たれるように、外周面に絶縁物がコーティングされている。
【００２６】
上記一対の導電子８、８の間に介在するコイルスプリング１２はバレル１４内にて導電子８、８を外側に付勢する。
従って、この内側プローブ部６は例えばＩＣの電極と、ＩＣテスター側の電極との間に介在し、その電極間の距離が通常時（非接触時）におけるプローブ６の長さよりも稍短くなると上記コイルスプリング１２は圧縮されて弾力を蓄え、その弾力により導電子８、８をＩＣの電極、ＩＣテスター側電極に弾接させ、導電子８、８を電極に良好に接触させる。
従って、この内側プローブ部６は単独で普通のプローブとして機能する。更に、本実施例においては四探針測定用プローブの構成要素ともなるのであるが、これについては後で明らかになる。
【００２７】
次に、図１（Ｂ）を参照して周側プローブ部４について説明する。
２０、２０は一対の管状の導電子で、例えばクラウン状の先端が互いに外側を向くように配置され、外周面に外向きの係合段部２２、２２を有する。導電子２２、２２を管状にするのは、その内部に上記内側プローブ部６を遊挿できるようにするためである。
２４は一対の導電子２０・２０間に介在する導電性を有するコイルスプリングである。  ２６はバレルで、コイルスプリング２４及び上記一対の導電子２０、２０の基部側部分を収納する。具体的には、バレル２６の両端の係合段部２８、２８が上記一対の管状の導電子２０、２０の係合段部２２、２２にて係合してコイルスプリング２４及び上記一対の管状導電子２０、２０の基部側部分を収納する。そして、一対の導電子２０、２０の間に介在するコイルスプリング２４はバレル２６内にて管状の導電子２０、２０を外側に付勢する。
【００２８】
従って、この外側プローブ部４は例えばＩＣの電極と、ＩＣテスター側の電極との間に介在し、その電極間の距離が通常時（非接触時）プローブ４よりも稍短くなると上記コイルスプリング２４は圧縮されて弾力を蓄え、その弾力により導電子２０、２０をＩＣの電極、ＩＣテスター側電極に弾接させ、導電子２０、２０を電極に良好に接触させる。
３０、３０は上記導電子２０、２０の先端部外周面に外嵌され固定された拡径防止用スプリングで、外側を向いた導電子２０、２０の先端がプローブの使用の繰り返しにより拡径して接触性が悪くなることを防止する役割を果たす。
【００２９】
次に、図１（Ａ）を参照して実施例である四探針測定用の測定用プローブ２を説明する。
本測定用プローブ２は、上記周側プローブ部４内に上記内側プローブ部６に収納し、上記スプリング２４の中間部と上記内側プローブ部６の中間部との間を接着剤３２にて接着することにより、周側プローブ部４からの内側プローブ部６の抜け止めが為されている。尚、本実施例におけるスプリング２４の内側プローブ部６と接着される部分はコイルの隣接する部分どうしが固定されており、その部分は弾性がない。しかし、スプリング２４の導電性を高くする要因になる。
【００３０】
本実施例２によれば、内側プローブ部６とそれを取り囲む周側プローブ部４にて二つの電気経路を形成することができ、四探針測定が可能になる。
そして、内側プローブ部６は単独では普通のプローブとしても機能するので、普通のプローブとしても使用することができ、内側プローブ部専用の部品を用意する必要がなくなり、普通のプローブ及び四探針測定用プローブを提供するために必要な部品の種類数を低減することができ、量産性を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、半導体素子等の電子部品の各電極とテスター回路等の電子回路とを接続するための中継に使用されるコンタクト機器に用いる測定用プローブに一般的に利用可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の一つの実施例を説明するためのもので、（Ａ）は実施例を示す断面図、（Ｂ）は周側プローブ部を示す断面図、（Ｃ）は内側プローブ部を示す断面図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）は背景技術を説明するためのもので、（Ａ）は普通のプローブの断面図、（Ｂ）は四探針測定用プローブの従来例の断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
２・・・実施例（四探針測定用プローブ）、４・・・周側プローブ部、
６・・・周側プローブ部、８・・・棒状導電子、１０・・・係合段部、
１２・・・コイルスプリング、１４・・・バレル、１６・・・係合段部、
２０・・・係合段部、２２・・・係合段部、２４・・・コイルスプリング、
２６・・・バレル、２８・・・係合段部、３０・・・拡径防止用スプリング、
３２・・・接着剤。
【図１】
0005060913.tif 000002
【図２】
0005060913.tif 000003