JP3618809B2 - Shielded thin-diameter insulating tube and manufacturing method thereof - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、シールド付き細径絶縁チューブに関し、特に高周波プローブピンなどの絶縁および特性インピーダンス整合の図れる、シールド付き細径絶縁チューブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、半導体ウエハ検査装置（ウエハプローバ）においては、使用周波数が高くなってきているとともに、半導体素子の高集積化に伴って多数のプローブピンを備えるようになってきている。その結果、密集しているプローブピン間のクロストークや、テスタ側とプローブピンとのインピーダンス不整合が問題となってきたので、プローブピンの同軸ケーブル化が図られている。
【０００３】
従来、このようなプローブピンの同軸ケーブル化については、プローブピンの材質や形状が特殊であることから、プローブピンを中心導体として直接同軸ケーブル化すること、あるいは特殊材質の中心導体を使用して同軸ケーブルを作り、その後でこの中心導体を特殊形状に成形加工することは極めて困難であった。そのためあらかじめ同軸ケーブルを作り、その後にこの同軸ケーブルの中心導体を引き抜き、中心導体を引き抜いた跡の孔に、特殊形状に加工したプローブピンを挿入することにより対応していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したプローブピンの同軸ケーブル化の工程は、同軸ケーブルの切断、端末のストリップ、中心導体の引き抜き、規定長さにするための再切断、プローブピンの挿入と多工程にわたり、なおかつ同軸ケーブルが細いということもあって、生産性が著しく低下する原因となっており、また、引き抜かれた中心導体は廃棄されるので材料の無駄も生じていた。
【０００５】
また、配線の高密度化に伴い、このプローブピンの同軸ケーブル化は、より細く、より柔軟さが求められてきている。配線の高密度化ということで、それぞれの端末処理が非常に込み入ってきており、その作業性ということが重要になってきている。一般に同軸ケーブルの端末処理は、保護被覆、シールド、誘電体などを段階的に必要な長さだけストリップするが、この際むきだしになったシールド層は、変形したり、ばらけたりし易いのでコネクタや基板などへのハンダ付け時に形状修正しなければならないなど厄介な問題があった。
【０００６】
この発明は、上記した従来のプローブピンの同軸ケーブル化における欠点を解消するためになされたもので、その目的は、生産性が向上し、中心導体の無駄をなくし、シールドの変形やばらけのないシールド付き細径絶縁チューブを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、ウエハプローバ用プローブピンを同軸ケーブル化する際に用いられるシールド付き細径絶縁チューブであって、この細径絶縁チューブは、プラスチックからなる細径の絶縁チューブと、この細径絶縁チューブの外周に配設した補強材層と、この補強材層の外周に接着剤層を介して複数本の金属素線を螺旋状に横巻きして固着したシールド層と、このシールド層の外周に形成したジャケット層とからなることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載のシールド付き細径絶縁チューブは、請求項１に記載のシールド付き細径絶縁チューブにおいて、前記細径絶縁チューブがふっ素樹脂であることを特徴とする。
【０００９】
【作用】
本発明のシールド付き細径絶縁チューブによれば、通常の同軸ケーブル製造の第１工程である中心導体に誘電体を被覆するかわりに、初めから中心導体を使用しないでプラスチックからなる細径の絶縁チューブを作成したので、ウエハプローバに使用される高周波プローブピンの同軸ケーブル化に際して、中心導体を引き抜く工程およびそれに関連する端末のストリップ、規定長さにするための再切断などの工程が省略でき、最初からシールド付き細径絶縁チューブを規定の長さに切断するだけでプローブピンが挿入できることになる。さらに中心導体を廃棄するという無駄もなくなる。
【００１０】
また、細径絶縁チューブに誘電率の低いふっ素樹脂を使用したことにより、ポリエチレンなど他のもっと誘電率の高いプラスチックを使用したときに比べて、細径絶縁チューブの外径を細くすることが可能となる。細径絶縁チューブの外周には補強材層を設けてあるので、機械的強度があまり強くない細いふっ素樹脂チューブでも、次のシールド工程での引っ張りや圧縮に十分耐えることができるものとなる。
【００１１】
シールドを横巻きシールドにしたことにより、編組シールドに比べて薄くかつ柔軟性に富むものとなる。また、このシールド層は前記補強材層に固着されているので、端末処理の際に変形したりばらけたりすることがなく、ハンダ付けなどの作業性が良くなり生産性が向上することとなる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明を、その実施例に基づいて添付図面を参照しつつ説明するが、もちろんこれらの実施例に限定されるものではなく、この発明の技術思想内での変更実施は可能である。図１は、本発明によるシールド付き細径絶縁チューブ１の一実施例を示す横断面図である。細径絶縁チューブ２の外周に補強材層３、シールド層４、ジャケット層５が順次設けられている。
【００１３】
さらに述べると、このシールド付き細径絶縁チューブ１は、ＦＥＰ樹脂（テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンの共重合樹脂）を押出し成形により、例えば、内径0.26mm外径0.56mmの細径絶縁チューブ２とし、その外周に厚さ約8μmのホットメルト接着剤付きポリエステルテープを、接着剤層が外側になるようにして相互に一部が重なり合うように巻回した後、約170℃の炉内を通過させてテープ巻き層を溶融一体化し外径0.58mmの補強材層３とし、この補強材層３の外周に外径0.05mmの錫メッキ軟銅線36本を螺旋状に密接して横巻きしシールド層４を形成し、さらにその外周に厚さ約22μmのホットメルト接着剤付きポリエステルテープを、接着剤層が外側になるようにして相互に一部が重なり合うように巻回した後、約200℃の炉内を通過させてテープ巻き層を溶融一体化してジャケット層５を形成すると同時に、補強材層３をその外側の接着剤層を介して横巻シールド層４と固着させて、外径0.72mmのシールド付き細径絶縁チューブ１とした。
【００１４】
このシールド付き細径絶縁チューブ１は、片刃カミソリなどの鋭利な刃物で簡単に切断することができ、切断されたシールド付き細径絶縁チューブ１には、そのままの状態で外径0.20mmのプローブピンをスムーズに挿入することができた。また、ジャケット層５を除去した後でも、シールド層４が補強材層３に固着しているので、横巻きシールドが変形したり横巻きシールドの素線がばらけたりすることもなく、その後の取扱いに支障がなかった。なお、このときの特性インピーダンスは50Ωであった。
【００１５】
また、ＦＥＰ樹脂の代わりに誘電率が2.3のポリエチレン樹脂を使用して、特性インピーダンスが50Ωの同様な構成のシールド付き絶縁チューブを得ようとすると、絶縁チューブ外径を0.61mmとしなければならず、ジャケット外径は0.77mmとなる。これはＦＥＰ樹脂のときと比べて外径で7％、断面積では14％大きくなるので、シールド付き絶縁チューブをより細くするには、使用するプラスチックの誘電率は低いほど有効であるということがわかる。
【００１６】
上記実施例では、細径絶縁チューブ２の材料としてＦＥＰ樹脂を使用したが、これに限らずＰＴＦＥ樹脂、ＰＦＡ樹脂など他の誘電率の低いプラスチック、あるいはこれらのプラスチックの多孔質体などももちろん使用し得る。また、シールド素線についても錫メッキ軟銅線に限らず、銀メッキなど他の種類のメッキをしたもの、あるいはメッキを施さないもの、軟銅線の代わりに銅合金線などそれぞれの用途に応じて最適のものを使用することが可能である。
【００１７】
また、補強材層３やジャケット層５を形成する方法としては、テープ巻き以外に押出し成形ももちろん可能で、材料についてもポリイミド樹脂、ＰＢＴ樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＥＩ樹脂など機械的強度に優れたプラスチックをテープ状にしたものを巻き付けたり、あるいは直接押出し成形したりして形成することができる。
【００１８】
補強材層３の接着剤については、上記実施例のようにテープにあらかじめホットメルトタイプのものを塗布しておいてもよいし、あるいは細径絶縁チューブ２の外周に直接押出し成形した補強材層３のまわりに、公知の方法でホットメルトタイプの接着剤を塗布してもよい。
【００１９】
また、上記実施例では、プローブピンの外径を0.20mmとし、特性インピーダンスを50Ωとしたが、もちろんこれに限定することなく、使用するプローブピンの外径や要求される特性インピーダンスに合わせて、シールド付き細径絶縁チューブを製造することが可能である。このときプローブピンの外径よりも細径絶縁チューブの内径を40〜70μm程度大きくすることにより、プローブピンの同軸ケーブル化に際して、シールド付き細径絶縁チューブへのプローブピン挿入がスムーズとなる。このときのプローブピンの外径と、絶縁チューブの内径と、使用するプラスチックの誘電率と、細径絶縁チューブおよび補強材層のそれぞれの外径とから、このときの実効誘電率が求められ、同軸ケーブル化したときの特性インピーダンスがどのくらいになるか計算できることになる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、初めから中心導体を使用していないので、プローブピンの同軸ケーブル化に際して、工程が簡略化され生産性が上がると同時に、廃棄される中心導体がないので材料の無駄がなくなる。また、細径絶縁チューブには誘電率の低いふっ素樹脂を使用し、シールドは横巻きシールドとしたので、外径が細くでき柔軟性にも富んだものとなる。さらに、シールド層は補強材層に固着されているので、端末処理時にシールドの変形やばらけなどの発生がないので、コネクタや基板へのハンダ付けの作業性が良くなり、生産性が向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるシールド付き細径絶縁チューブの一実施例を示す横断面図。
【符号の説明】
１ シールド付き細径絶縁チューブ
２ 細径絶縁チューブ
３ 補強材層
４ シールド層
５ ジャケット層[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a shielded small-diameter insulating tube, and particularly to a shielded thin-diameter insulating tube capable of achieving insulation and characteristic impedance matching of a high-frequency probe pin or the like.
[0002]
[Prior art]
Recently, in a semiconductor wafer inspection apparatus (wafer prober), the operating frequency has been increased, and a large number of probe pins have been provided along with the higher integration of semiconductor elements. As a result, crosstalk between closely spaced probe pins and impedance mismatch between the tester side and the probe pins have become problems, so that the coaxial connection of the probe pins has been achieved.
[0003]
Conventionally, for the coaxial cable of such probe pin, since the material and shape of the probe pin are special, the probe pin is used as the central conductor, or the coaxial cable is directly used, or the central conductor of the special material is used. It was extremely difficult to make a coaxial cable and then mold the center conductor into a special shape. For this reason, a coaxial cable is prepared in advance, and then the center conductor of the coaxial cable is pulled out, and a probe pin processed into a special shape is inserted into a hole of the trace where the center conductor is pulled out.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described process for forming the probe pin into a coaxial cable is performed by cutting the coaxial cable, stripping the terminal, pulling out the central conductor, recutting to obtain a specified length, inserting the probe pin, and inserting the probe pin into multiple steps. As a result, the productivity is remarkably reduced, and the pulled-out central conductor is discarded, resulting in a waste of material.
[0005]
Further, as the wiring density is increased, the probe pin is required to be thinner and more flexible. Due to the high density of wiring, each terminal processing is very complicated, and its workability is becoming important. In general, the end treatment of coaxial cable strips protective coatings, shields, dielectrics, etc. to the required length step by step, but the exposed shield layer is easily deformed or scattered, so it is a connector. There is a troublesome problem that the shape has to be corrected when soldering to a substrate or the like.
[0006]
The present invention was made in order to eliminate the above-described drawbacks of the conventional probe pin made of a coaxial cable. Its purpose is to improve productivity, eliminate waste of the central conductor, and to prevent deformation and scattering of the shield. There is no need to provide a shielded small diameter insulating tube.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a shielded thin insulating tube used when a probe pin for a wafer prober is formed into a coaxial cable, and the thin insulating tube is a thin insulating member made of plastic. A tube, a reinforcing material layer disposed on the outer periphery of the thin insulating tube, and a shield layer in which a plurality of metal strands are spirally wound and fixed to the outer periphery of the reinforcing material layer via an adhesive layer And a jacket layer formed on the outer periphery of the shield layer.
[0008]
The shielded thin insulating tube according to claim 2 is the shielded thin insulating tube according to claim 1, wherein the thin insulating tube is made of a fluororesin.
[0009]
[Action]
According to the shielded thin-diameter insulating tube of the present invention, instead of coating the center conductor, which is the first step in normal coaxial cable manufacturing, with a dielectric, the small-diameter insulation made of plastic without using the center conductor from the beginning. Since the tube was created, when making the high-frequency probe pin used in the wafer prober into a coaxial cable, the process of pulling out the center conductor and the associated terminal strip, re-cutting to obtain the specified length, etc. can be omitted. The probe pin can be inserted simply by cutting the shielded small-diameter insulating tube to a specified length from the beginning. Furthermore, the waste of discarding the central conductor is eliminated.
[0010]
In addition, by using a fluororesin with a low dielectric constant for the thin insulating tube, the outer diameter of the thin insulating tube can be made thinner than when other higher dielectric constant plastics such as polyethylene are used. It becomes. Since the reinforcing material layer is provided on the outer periphery of the small-diameter insulating tube, even a thin fluororesin tube having a low mechanical strength can sufficiently withstand the tension and compression in the next shield process.
[0011]
Since the shield is a horizontal winding shield, it becomes thinner and more flexible than the braided shield. In addition, since the shield layer is fixed to the reinforcing material layer, the shield layer is not deformed or scattered during the terminal processing, and the workability such as soldering is improved and the productivity is improved. .
[0012]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described based on the embodiments with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is of course not limited to these embodiments, and can be modified within the technical idea of the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a shielded small-diameter insulating tube 1 according to the present invention. A reinforcing material layer 3, a shield layer 4, and a jacket layer 5 are sequentially provided on the outer periphery of the small-diameter insulating tube 2.
[0013]
More specifically, this shielded small-diameter insulating tube 1 is formed into a small-diameter insulating tube 2 having an inner diameter of 0.26 mm and an outer diameter of 0.56 mm by extruding FEP resin (copolymer resin of tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene), for example. The polyester tape with hot melt adhesive with a thickness of about 8μm was wound around the outer circumference so that the adhesive layer was on the outside and partly overlapped with each other, and then passed through a furnace at about 170 ° C. Then, the tape winding layer is melted and integrated into a reinforcing material layer 3 having an outer diameter of 0.58 mm, and 36 tin-plated annealed copper wires having an outer diameter of 0.05 mm are wound in close contact with the outer periphery of the reinforcing material layer 3 in a spiral manner and shielded. 4 and a polyester tape with a hot melt adhesive having a thickness of about 22 μm is wound around the outer periphery of the polyester tape so that the adhesive layers partially overlap each other. Pass through the furnace Then, the tape winding layer is melted and integrated to form the jacket layer 5, and at the same time, the reinforcing material layer 3 is fixed to the horizontal winding shield layer 4 through the outer adhesive layer to provide a shielded thin film having an outer diameter of 0.72 mm. A diameter insulating tube 1 was obtained.
[0014]
This shielded thin-diameter insulating tube 1 can be easily cut with a sharp blade such as a single-blade razor. The shielded thin-diameter insulating tube 1 has a probe pin with an outer diameter of 0.20 mm as it is. Was able to be inserted smoothly. Further, even after the jacket layer 5 is removed, the shield layer 4 is fixed to the reinforcing material layer 3, so that the laterally wound shield is not deformed and the strands of the laterally wound shield are not scattered. There was no problem in handling. The characteristic impedance at this time was 50Ω.
[0015]
In addition, when using polyethylene resin with a dielectric constant of 2.3 instead of FEP resin to obtain a shielded insulated tube with a characteristic impedance of 50Ω, the outer diameter of the insulated tube must be 0.61 mm. The outer diameter of the jacket is 0.77mm. This means that the outer diameter is 7% larger and the cross-sectional area is 14% larger than that of FEP resin. Therefore, the lower the dielectric constant of the plastic used, the more effective it is to make the shielded insulation tube thinner. Understand.
[0016]
In the above embodiment, FEP resin is used as the material of the thin insulating tube 2, but not limited to this, other low-permittivity plastics such as PTFE resin and PFA resin, or porous bodies of these plastics are of course used. Can do. The shield wire is not limited to tin-plated annealed copper wire, but is optimal for each application, such as silver-plated or other types of plated or non-plated copper alloy wire instead of annealed copper wire Can be used.
[0017]
Further, as a method of forming the reinforcing material layer 3 and the jacket layer 5, of course, extrusion molding is possible in addition to tape winding, and materials such as polyimide resin, PBT resin, PEEK resin, PES resin, PPS resin, and PEI resin are used. It can be formed by winding a tape made of plastic having excellent mechanical strength or by directly extruding it.
[0018]
As for the adhesive of the reinforcing material layer 3, a hot melt type may be applied to the tape in advance as in the above embodiment, or the reinforcing material layer directly extruded on the outer periphery of the small diameter insulating tube 2 is used. A hot melt type adhesive may be applied around 3 by a known method.
[0019]
In the above embodiment, the outer diameter of the probe pin is 0.20 mm and the characteristic impedance is 50Ω, but of course, not limited to this, according to the outer diameter of the probe pin to be used and the required characteristic impedance, It is possible to produce a shielded small diameter insulating tube. At this time, by making the inner diameter of the thin insulating tube 40 to 70 μm larger than the outer diameter of the probe pin, the probe pin can be smoothly inserted into the shielded thin insulating tube when the probe pin is made into a coaxial cable. From the outer diameter of the probe pin at this time, the inner diameter of the insulating tube, the dielectric constant of the plastic used, and the outer diameter of each of the thin insulating tube and the reinforcing material layer, the effective dielectric constant at this time is obtained, It will be possible to calculate how much the characteristic impedance will be when a coaxial cable is used.
[0020]
【The invention's effect】
As described above, since the present invention does not use a center conductor from the beginning, when a probe pin is made into a coaxial cable, the process is simplified and the productivity is increased. No waste. In addition, a fluororesin having a low dielectric constant is used for the thin-diameter insulating tube, and the shield is a horizontally wound shield, so that the outer diameter is thin and the flexibility is high. Furthermore, since the shield layer is fixed to the reinforcing material layer, there is no occurrence of deformation or loosening of the shield during terminal processing, so the workability of soldering to the connector and the board is improved and the productivity is improved. There is an effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of a shielded thin-diameter insulating tube according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Thin-diameter insulated tube with shield 2 Thin-diameter insulated tube 3 Reinforcement material layer 4 Shield layer 5 Jacket layer

Claims (2)

ウエハプローバ用プローブピンを同軸ケーブル化する際に用いられるシールド付き細径絶縁チューブであって、この細径絶縁チューブは、プラスチックからなる細径の絶縁チューブと、この細径絶縁チューブの外周に配設した補強材層と、この補強材層の外周に接着剤層を介して複数本の金属素線を螺旋状に横巻きして固着したシールド層と、このシールド層の外周に形成したジャケット層とからなることを特徴とするシールド付き細径絶縁チューブ。This is a shielded thin insulation tube used when a probe pin for a wafer prober is made into a coaxial cable. This thin insulation tube is arranged on a thin insulation tube made of plastic and on the outer periphery of this thin insulation tube. A provided reinforcing material layer, a shield layer in which a plurality of metal strands are spirally wound and fixed to the outer periphery of the reinforcing material layer via an adhesive layer, and a jacket layer formed on the outer periphery of the shield layer A thin insulated tube with a shield, characterized by comprising: 前記細径絶縁チューブが、ふっ素樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載のシールド付き細径絶縁チューブ。The shielded thin-diameter insulating tube according to claim 1, wherein the thin-diameter insulating tube is made of a fluororesin.

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