(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホルダに設けた貫通孔により、被接触体に接触させる導電性針状体を軸線方向に出没自在にガイドすると共に前記導電性針状体を突出させる方向に弾発付勢する圧縮コイルばねを同軸的に受容した導電性接触子であって、
前記ホルダが、１枚の導電性金属プレートからなり、
前記導電性金属プレートに前記貫通孔が一定径のストレート孔として設けられ、かつ前記貫通孔の内周面に絶縁被膜が形成され、
前記絶縁皮膜の内周面を大小径に形成し、該小径部分により前記導電性針状体をガイドする針状体ガイド孔が形成され、前記大径部分により前記圧縮コイルばねを受容するコイルばね支持孔が形成され、
前記小径部分と前記大径部分との径違いにより前記導電性針状体を前記弾発付勢力に抗して抜け止めするための抜け止め肩部が形成され、
前記導電性針状体は、前記コイルばね支持孔内に受容される部分に前記小径部分よりも大径の外向フランジ部を有し、
前記外向フランジ部が前記圧縮コイルばねによる初期荷重が与えられて前記抜け止め肩部に係合することにより前記導電性針状体が抜け止めされることを特徴とする導電性接触子。
【請求項２】
前記導電性金属プレートが接地されていることを特徴とする請求項５に記載の導電性接触子。
【発明の詳細な説明】
技術分野
【０００１】
本発明は、接触子先端の位置精度の向上及び高周波プローブに適する導電性接触子に関するものである。
背景技術
【０００２】
従来、半導体製品の検査において、導電性接触子を複数配設して多点同時測定用検査ユニットなどに用い得るようにしたものがある。そのような検査ユニットにおいて、筒状のホルダとそのホルダ内に受容した導電性接触子とを有するコンタクトプローブを１本ずつ支持板により支持したものでは部品点数が多くかつ組立が煩雑化するという問題があった。そのような問題を解決するべく、厚さ方向に貫通する孔を設けた合成樹脂製の絶縁板を複数枚積層し、両端の絶縁板の孔を中間部に積層されるものよりも小径に形成して、その小径孔により導電性針状体を摺動自在に支持すると共に中間部の孔内にコイルばねを受容して導電性針状体を外方に弾発的に突出させるようにしたものがある。
【０００３】
近年、測定対象の半導体製品の高密度化により例えば１０mm角の範囲内に数百〜数千本の接触子を配置する必要が生じてきた。上記したようにホルダとしての絶縁板に合成樹脂材を用いたものにあっては、狭い範囲に多数の孔を設けると強度不足が生じ、それにより絶縁板に反りが発生し、接触子の先端の位置精度の悪化によりずれが生じるという問題がある。
【０００４】
また、導電性接触子の導電部分が外部からのノイズの影響を受けると、非接触対象との間の信号波形に影響を及ぼす虞があり、また近年のチップの高周波化により導電性接触子に流れる高周波信号が外部装置に対してノイズになる虞があるという問題が生じた。
発明の開示
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明においては、ホルダに設けた貫通孔により、被接触体に接触させる導電性針状体を軸線方向に出没自在にガイドすると共に前記導電性針状体を突出させる方向に弾発付勢する圧縮コイルばねを同軸的に受容した導電性接触子であって、前記ホルダが、１枚の導電性金属プレートからなり、前記導電性金属プレートに前記貫通孔が一定径のストレート孔として設けられ、かつ前記貫通孔の内周面に絶縁被膜が形成され、前記絶縁皮膜の内周面を大小径に形成し、該小径部分により前記導電性針状体をガイドする針状体ガイド孔が形成され、前記大径部分により前記圧縮コイルばねを受容するコイルばね支持孔が形成され、前記小径部分と前記大径部分との径違いにより前記導電性針状体を前記弾発付勢力に抗して抜け止めするための抜け止め肩部が形成され、前記導電性針状体は、前記コイルばね支持孔内に受容される部分に前記小径部分よりも大径の外向フランジ部を有し、前記外向フランジ部が前記圧縮コイルばねによる初期荷重が与えられて前記抜け止め肩部に係合することにより前記導電性針状体が抜け止めされることとした。
【０００６】
したがって、金属などの高強度材からなるプレートに針状体ガイド孔を形成したことから、ホルダの針状体ガイド孔を設けた部分の強度が高く、またそのようなプレートには反りが生じ難いため、導電性針状体の先端位置精度を高めることができる。また、高強度材として入手容易な導電性金属を用いても、針状体ガイド孔の内周面が絶縁皮膜からなることにより、針状体ガイド孔に導電性針状体が摺接しても、絶縁性を確保することができる。
【０００７】
また、前記導電性針状体が、前記圧縮コイルばねの一方のコイル端部にのみ設けられていることにより、導電性接触子の構造を簡略化し得る。
【０００８】
また、前記導電性針状体が、前記圧縮コイルばねの両コイル端部に設けられていることにより、導電性接触子を両端可動型とすることができ、その両導電性針状体を各被接触体（例えば検査対象基板と測定回路基板）の間に設けて好適に検査・測定を行うことができる。
【０００９】
また、前記ホルダが複数枚の導電性プレートを積層してなり、前記貫通孔の内周面が絶縁皮膜により形成されていることにより、針状体ガイド孔を形成するプレートを個別に加工することができる。
【００１０】
さらに、導電性ホルダまたはプレートを接地することで、貫通孔内に受容された導電性針状体及び圧縮コイルばねを電磁遮蔽状態にすることができ、ノイズの影響を受け難くすることができる。
【００１１】
また、前記抜け止め肩部が前記絶縁皮膜に形成されていることにより、金属などの高強度材からなるプレートに針状体ガイド孔を形成した際に、プレートには貫通孔をストレート孔として加工し、その内周面に形成した絶縁皮膜に抜け止め肩部を形成すれば良く、抜け止め肩部をプレートよりは柔らかいものに加工することから、その加工が容易である。
【００１２】
また、前記高強度材からなるプレートが前記ホルダの両面側に設けられ、それらのプレート間に合成樹脂製部材が挟持されていることにより、プレートを金属製とした場合に軽量化し得ると共に、両プレートに設けた針状体ガイド孔により導電性針状体を支持し、貫通孔の合成樹脂製部材に設けられた部分により圧縮コイルばねを受容することにより、合成樹脂部材に対しては高精度に加工する必要がないため、その孔を簡易かつ容易に形成することができる。
【００１３】
本発明の他の特徴及び利点は、添付図面を参照して以下に示す。
発明を実施するための最良の形態
【００１４】
次に、本発明の実施の態様を添附図面を参照して以下に示す。
【００１５】
図１は、本発明が適用された半導体製品用検査ユニットの要部を破断して示す部分縦断面図である。
【００１６】
図において、４枚のプレート１・２・３・４を積層状態に重ね合わせて支持ブロック８が形成されている。その積層状態の４枚のプレート１〜４における厚さ方向中間の２枚のプレート２・３には比較的大径のコイルばね支持孔２ａ・３ａが形成され、それら２枚プレート２・３を挟んで積層された厚さ方向両端の各プレート１・４には比較的小径の針状体ガイド孔１ａ・４ａが形成されており、それぞれ互いに同軸になるように配設されている。このようにして、プレート１〜４を積層してなる支持ブロック８内にコイルばね支持孔２ａ・３ａ及び針状体ガイド孔１ａ・４ａからなる貫通孔を設けたホルダが構成されている。
【００１７】
上記したコイルばね支持孔２ａ・３ａ内には同軸的に圧縮コイルばね５が受容されている。また、各針状体ガイド孔１ａ・４ａには、それぞれ導電性針状体６が軸線方向に往復動し得るように同軸的に設けられている。
【００１８】
導電性針状体６は、その中間部を針状体ガイド孔１ａ（４ａ）により支持され、コイルばね支持孔２ａ・３ａ内に受容される部分に外向フランジ部６ａを形成されている共に、針状体ガイド孔１ａ（４ａ）から外方に突出する部分にその突出方向に先鋭な円錐状の針先部６ｂを形成されている。
【００１９】
両導電性針状体６の各外向フランジ部６ａ間に圧縮コイルばね５が所定の初期荷重を与えられた圧縮状態で介装されており、その弾発力により両導電性針状体６がそれぞれ相反する突出方向に弾発付勢されている。そして、コイルばね支持孔２ａ・３ａと針状体ガイド孔１ａ・４ａとの径違いによるプレート１・４のコイルばね支持孔２ａ・３ａ内に臨む部分により抜け止め肩部９が形成され、抜け止め肩部９に外向フランジ部６ａが係合して、本図示例では上下の各導電性針状体６が抜け止めされている。なお、検査・測定時には被接触体として図示されない端子などに針先部６ｂを接触させる。
【００２０】
このようにして構成された導電性接触子において、導電性針状体６の位置決め精度に大きな影響を及ぼす針状体ガイド孔１ａ・４ａを設けられた両プレート１・４の一方または両方を例えば真鍮製の金属にする。合成樹脂製の場合には強度不足や経時変化による位置精度の悪化が生じたが、金属製にすることによりその問題を解消することができると共に、熱膨張係数も合成樹脂材に対して金属材の方が小さく、雰囲気の変化に対しても有効である。
【００２１】
図示例のように導電性針状体６を針状体ガイド孔１ａ・４ａにより高精度に支持する場合には、中間の両プレート２・３に設けたコイルばね支持孔２ａ・３ａは高精度に形成しなくても良いため、それら両プレート２・３を合成樹脂材にして、コイルばね支持孔２ａ・３ａの加工を簡易化している。なお、ユニット全体の強度を高める必要がある場合には、中間の両プレート２・３も金属製にすれば良い。なお、上記金属としては、真鍮に限るものではなく、加工容易性や耐腐食性及び材料コストなどからアルミニウムやステンレスであっても良い。
【００２２】
また、プレート１〜４のいずれかを金属製にした場合には、一般に容易に入手可能な金属は導電体であるため、金属製にしたプレート１〜４の対応するものの表面に成膜処理（例えばＣＶＤ）により絶縁皮膜を形成する。この絶縁被膜の種類としては、樹脂系としてポリイミドなど、ガラス系としてＳｉＯ２など、セラミックス系としてＡｌ２Ｏ３など、または金属酸化膜などがあり、いずれの被膜を形成しても良い。
【００２３】
上記絶縁被膜の形成処理方法としては、プレートの上記各材質に応じて、ＣＶＤ、電着、酸化処理、蒸着などがあり、各材質に応じて適宜選択して処理する。例えば、真鍮プレートにポリイミドの絶縁被膜を電着処理により形成したり、アルミニウムプレートにアルマイト処理による絶縁被膜を形成したり、ステンレスプレートにポリイミドの絶縁被膜を電着処理により形成したり、真鍮にプレートにＳｉＯ２の絶縁被膜をＣＶＤ処理すると良い。なお、ガラス系・セラミックス系・金属酸化膜にはＣＶＤ処理や蒸着が適用可能であり、金属酸化膜には酸化処理が適用可能である。
【００２４】
本実施の形態では、図２に示されるように針状体ガイド孔１ａ（４ａ）を設けられたプレート１（４）の表面に絶縁被膜７が形成されている。これにより、導電性金属からなるプレート１（４）を用いても、導電性針状体６とプレート１（４）との間に電気的短絡が生じることがない。なお、他のプレート２・３も金属製にしても良く、その場合には針状体ガイド孔１ａ・４ａ及びコイルばね支持孔２ａ・３ａの内周面に絶縁皮膜７が形成されることになり、導電性針状体６及び圧縮コイルばね５に対して絶縁性が確保される。
【００２５】
さらに、図では、導電性針状体６の外周面と針状体ガイド孔１ａ・４ａの内周面との間に大きな隙間があるが、これは模式的に図示したためであり、本発明の目的である導電性針状体６の先端である針先部６ｂの位置精度を高めるためには、上記隙間を極力無くすように形成する。また、上記隙間を大きくしても、外向フランジ部６ａをコイルばね支持孔２ａ（３ａ）によりガイドするように、外向フランジ部６ａの外径とコイルばね支持孔２ａ（３ａ）の内径とを略同一にすることにより、上記と同様の位置精度を高める効果を奏し得る。
【００２６】
このようにプレートを金属製にすることにより従来の合成樹脂製のものに対して強度が極めて高くなるため、プレートの薄型化が可能になり、それに伴ってユニット全体が薄型化される。したがって、両導電性針状体６間の電気信号導通経路が短縮されるため、電気特性（抵抗・インダクタンス）が向上する。
【００２７】
図３に本発明に基づく第２の実施の形態を示す。なお、前記図示例と同様の部分については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。この形態にあっては、２枚の導電性金属プレート１１・１２を互いに重ね合わせた積層状態で支持ブロック８が形成されていると共に、プレート１２が接地されている。それら両金属プレート１１・１２には、その積層方向に貫通するストレート孔状の貫通孔１３が設けられており、その貫通孔１３の内周面及び両金属プレート１１・１２の各外面（図における上下の各端面）に、それら各面間に渡って連続する絶縁膜１４が形成されている。これらプレート１１・１２の材質や絶縁膜１４の種類は、上記した材質の組み合わせであって良い。
【００２８】
本実施の形態にあっては、貫通孔１３の内周面の全面に絶縁膜１４が形成されていることから、針状体ガイド孔１４ａ及びコイルばね支持孔１４ｂが絶縁膜１４により形成されている。そして、コイルばね支持孔１４ｂ内に圧縮コイルばね５が同軸的に受容されており、その圧縮コイルばね５の両コイル端部に、各導電性針状体６が設けられている。
【００２９】
本図示例の導電性針状体６にあっては、外向フランジ部６ａから針先部６ｂに至る部分の形状は前記実施の形態と同様であるが、外向フランジ部６ａから針先部６ｂとは相反する向きに突出するボス部６ｃが一体に形成されている。そのボス部６ｃが圧縮コイルばね５のコイル端部に挿入されていると共に、ボス部６ｃの基部側（外向フランジ６ａ側）にて若干拡径された拡径部がコイル端部に圧入されており、このようにして圧縮コイルばね５の両コイル端部に各導電性針状体６が結合されている。
【００３０】
そして、前記実施の形態と同様に、針状体ガイド孔１４ａの方がコイルばね支持孔１４ｂよりも縮径されており、針状体ガイド孔１４ａの内径は導電性針状体６の針部の外径よりも大きいが外向フランジ部６ａの外径よりは小さくされており、両孔１４ａ・１４ｂ間の径違いによる段付き部には、絶縁被膜からなる肩部１４ｃが形成され、外向フランジ部６ａが肩部１４ｃに係合して、導電性針状体６が抜け止めされている。なお、導電性針状体１４は、針状体ガイド孔１４ａにより摺接支持されているが、外向フランジ部６ａもコイルばね支持孔１４ｂにより摺接支持されていて良い。
【００３１】
なお、図では両導電性針状体６を被接触対象である被測定物１５及びテスター１６の各端子１５ａ・１６ａに接触させた状態が示されている。
【００３２】
このようにして構成された導電性接触子にあっては、両プレート１１・１２が導電体でありかつ接地されていると共に、絶縁皮膜１４を介して導電性接触子が設けられていることになり、針状体６及び圧縮コイルばね５が、接地レベルのプレート１１・１２に囲まれて、電磁遮蔽状態になっている。したがって、外部からのノイズの影響を受け難い。
【００３３】
また、近年の高周波動作チップに対する検査を行う際に導電性接触子に高周波信号が流れ、それによりノイズを外部に対して放出するようになった場合でも、そのような高周波回路での不要な電磁波が他に影響を及ぼすことを防止し得る。
【００３４】
また、絶縁皮膜１４の材質と厚さなどをコントロールすることにより、特性インピーダンスを検査対象機器と整合させることができる。
【００３５】
なお、図１では４枚のプレート１〜４を積層したものについて示したが、例えば１枚プレート構造ユニットであっても良く、プレートの枚数を限定するものではない。また、プレートの強度を高める材質であれば良く、金属材と同様にシリコン材のような導電性材料においても同様の効果を奏し得る。
【００３６】
図４に本発明に基づく第３の実施の形態として１枚プレート構造のものを示す。なお、前記図示例と同様の部分については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。この図示例にあっては、１枚のプレート２１に貫通孔として小径の針状体ガイド孔２１ａと大径のコイルばね支持孔２１ｂとが同軸的に設けられている。針状体ガイド孔２１ａはプレート２１の一方の面（図の上面）に開口し、コイルばね支持孔２１ｂはプレート２１の他方の面（図の下面）に開口している。
【００３７】
それら各孔２１ａ・２１ｂの内周面及びプレート２１の外面（図における上下面）に渡って上記と同様に絶縁皮膜２２が設けられている。このようにして、各孔２１ａ・２１ｂの内周面が絶縁皮膜２２により形成されている。また、針状体ガイド孔２１ａとコイルばね支持孔２１ｂとの径違いにより抜け止め肩部２３が形成されている。
【００３８】
導電性針状体６の針状部が針状体ガイド孔２１ａにより軸線方向に往復動自在にガイドされ、導電性針状体６の外向フランジ部６ａがコイルばね支持孔２１ｂ内に受容されている。そのコイルばね支持孔２１ｂ内には、外向フランジ部６ａを付勢することにより導電性針状体６をその針先部６ｂを突出させる方向に弾発付勢する圧縮コイルばね５が同軸的に受容されている。そして、抜け止め肩部２３に外向フランジ部６ａが衝当して、導電性針状体６の突出量が規制されている。
【００３９】
また、プレート２１の図における下面には基板２４が一体的に取り付けられており、コイルばね支持孔２１ｂの導電性針状体６とは相反する開口が基板２４により閉塞されている。基板２４のコイルばね支持孔２１ｂ内に臨む部分には圧縮コイルばね５のコイル端部と接触する端子２４ａが設けられている。なお、端子２４ａは基板２４に設けられた配線パターン２４ｂを介して外部回路に接続されている。したがって、本図示例では、導電性針状体６が、圧縮コイルばね５を介して端子２４ａと電気的に接続されている。
【００４０】
この第３の実施の形態にあっても、上記形態と同様の効果を奏し得る。すなわち、プレート２１が導電性金属からなることにより、高い強度により針先部６ａの位置が高精度に保たれると共に、導電材により導電性針状体６及び圧縮コイルばね５が電磁遮蔽状態になるため、耐ノイズ性が確保される。また、本図示例にあっては、圧縮コイルばね５の一方のコイル端部にのみ導電性針状体を設けた片側可動型導電性接触子であり、両端可動型にする必要がない場合には、構造を簡略化し得るものである。
【００４１】
このように本発明によれば、高い強度が得られる金属材のプレートを用いて、経時変化や雰囲気の変化によりプレートに反りが生じることを防止して、導電性針状体を高精度に位置決めすることができると共に、合成樹脂材を用いたものに対して十分な強度を有するため薄型化することができ、導電性接触子を設けたユニットをコンパクト化し得る。また、導電性金属を用いたとしても、貫通孔の導電性針状体との摺接部に絶縁皮膜を形成することから、絶縁性が確保され、何ら問題が生じることがない。
【００４２】
また、プレートが導電材により形成され、少なくとも貫通孔の内周面に絶縁皮膜が形成されていることにより、プレートを接地することで、貫通孔内に受容された導電性針状体及び圧縮コイルばねを電磁遮蔽状態にすることができ、ノイズの影響を受け難くすることができる。さらに、絶縁被膜が、プレートの外面を覆うように形成されていることにより、上記ノイズの影響をより一層受け難くすることができるため、高周波用プローブとして好適である。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明が適用された半導体製品用検査ユニットの要部を破断して示す部分縦断面図。
図２は、本発明に基づく導電性接触子の要部拡大縦断面図。
図３は、第２の実施の形態を示す要部破断部分縦断面図。
図４は、第３の実施の形態を示す図１と同様の図。
【図１】
0004880120.tif 000002
【図２】
0004880120.tif 000003
【図３】
0004880120.tif 000004
【図４】
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