JP4421270B2 - プローブ - Google Patents

Description

本発明は、集積回路の通電試験に用いるプローブに関する。

集積回路（ＩＣ）の通電試験（すなわち、検査）は、ある設計や、ある製造方法により所望の製品を得ることができるか否かを判定する技術として、重要な工程の１つである。この種の通電試験は、少なくとも１つのプローブを用い、プローブにオーバードライブを作用させて行われる。

この種のプローブの１つとして、金属細線を用いた芯線、この芯線の周りに配置された電気絶縁体のような電気絶縁体、及びこの電気絶縁体の周りに配置された筒状の金属外被を備えたいわゆるセミリジッドケーブルを用いたものがある（特許文献１）。

特表平８−５１０５５３号公報

上記従来のプローブは、芯線の一端部を電気絶縁体及び金属外被の一端部から突出させて信号用針先部とし、長い一対の導電体（バネ板延長部）をこれらの一端部が芯線の一端部を間にして金属外被の直径方向に間隔をおいた状態に金属外被に取り付けてグランド用針先部としている。

しかし、上記従来のプローブでは、導電体を金属外被に接着してグランド用針先部としなければならないから、信号用針先部及びグランド用針先部の先端部の相対的位置関係が所定の状態になるように、導電体を金属外被に接着することが難しい。

セミリジッドケーブルを用いた他のプローブとして、信号用針先として作用させる第１の金属片、及び、グランド用針先として作用させる一対の第２の金属片を、それぞれ、芯線及び金属外被の先端に半田のような接着材により接着したものがある。

しかし、上記他のプローブも、第１及び第２の金属片を芯線及び金属外被に接着するから、それら金属片の先端部の位置関係が所定の状態になるように、金属片を接着することが難しい。

また、上記他のプローブでは、各金属片がオーバードライブ時の負荷付加を吸収するため、金属片、特に第２の金属片の有効長さ寸法を短くして応力を高くしなければならず、その結果オーバードライブの許容値が少ない。

本発明の目的は、高い機械的耐久性と高周波特性とを両立させ、かつプローブの製作を容易にすることにある。

本発明に係るプローブは、芯線と、該芯線の周りに配置された電気絶縁体と、該電気絶縁体の周りに配置された筒状の導電性金属外被と、該外被の一端部の周りに配置されたスリーブと、該スリーブに配置された長い一対の導電体とを含み、前記芯線の一端部は前記電気絶縁体の一端側から突出されている。

前記スリーブは、これの直径方向に間隔をおいた箇所を当該スリーブの長手方向における一端部から途中まで伸びる一対の第１のスリットと、該第１のスリットに個々に続く一対の第２のスリットとを備える。前記各第１のスリットは、前記第２のスリットより大きい幅寸法を有する。各導電体は、これの一端側が前記第１のスリットから突出しかつ他端が前記第２のスリットに位置されている。

芯線の一端部は信号用針先として用いられ、各導電体の一端部はグランド用針先として用いられる。それらの針先を集積回路の電極に接触させた状態で、プローブにオーバードライブが作用すると、その負荷はプローブが弾性的に湾曲することにより吸収される。

特に、第１のスリットが第２のスリットより大きい幅寸法を有していることから、各導電体は、そのグランド用針先側の領域の有効長さ寸法が第２のスリットよりも先端側の領域となり、高い機械的耐久性を有する。

また、グランド用針先が信号用針先の両側に位置するから、信号用針先への雑音の混入がグランド用針先により低減されて、高い高周波特性に改善される。

さらに、各導電体が第１及び第２のスリットに配置されているから、スリーブを外被に装着する前に、導電体をスリーブに装着して導電体とスリーブとをユニット化することができる。その結果、プローブの製造が容易になる。

前記芯線の前記一端部は第１の針先とされており、前記各導電体の前記一端部は第２の針先とされていてもよい。

前記各導電体は、第１のスリットの幅寸法より小さい厚さ寸法を有する板状電極とされていてもよい。そのようにすれば、導電体は、第２のスリットより一端側の領域において、集積回路の電極への未押圧時は第１のスリットを形成しているスリーブの一端に接触しない。しかし、プローブは、これが集積回路の電極に押圧されることにより、先ず湾曲して、第１のスリットを形成しているスリーブの一端に接触する。これにより、導電体に予圧が付与される。次いで、プローブにオーバードライブが作用することにより、プローブ全体で弾性変形する。その結果、スリーブの一端から導電体の一端までの長さ寸法が小さくなり、より高い高周波特性を有するプローブとなると共に、集積回路の電極に対する芯線と導電体との押圧力（針圧）がほぼ同じになる。

前記各導電体は、これの厚さ方向を前記第１及び第２のスリットの幅方向とされていてもよい。

前記各導電体の他端部は、前記第２のスリットに差し込まれて、前記スリーブに接着されていてもよい。そのようにすれば、導電体とスリーブとのユニット化がより容易になり、プローブの製造がより容易になる。

前記各導電体は、これの一端が前記芯線の一端に対し下方になる位置するように、前記スリーブの軸線と前記直径方向とを含む面に対し傾斜されていてもよい。そのようにすれば、導電体は、第２のスリットより一端側の領域において、集積回路の電極への未押圧時は第１のスリットを形成しているスリーブの一端に接触しないが、集積回路の電極に押圧されることにより、湾曲されて、第１のスリットを形成しているスリーブの一端に接触する。

前記スリーブは、前記外被の一端部を受け入れて、前記外被に接着されていてもよい。そのようにすれば、スリーブと外被とが堅固に結合される。

図１〜図４を参照するに、プローブ１０は、導電性の金属細線を用いた芯線１２と、芯線１２の周りに配置された電気絶縁体１４と、電気絶縁体１４の周りに配置された外被１６と、外被１６の一端部の周りに配置されたスリーブ１８と、スリーブ１８に配置された長い板状の一対の導電体２０とを含む。芯線１２、電気絶縁体１４、外被１６及びスリーブ１８は、同軸的に配置されている。

芯線１２の一端部は、電気絶縁体１４の一端側から突出されて、信号用の先鋭な針先２２とされている。電気絶縁体１４は、芯線１２の周りに電気絶縁層を形成するように、ゴムのような誘電体により製作されている。外被１６は、導電性金属で筒状に形成されている。

芯線１２、電気絶縁体１４及び外被１６は、共同してセミリジットケーブルを形成している。このため、市販されているセミリジッドケーブルを利用して、芯線１２、電気絶縁体１４及び外被１６を製作することができる。

スリーブ１８は、導電性金属により筒状に形成されており、また外被１６の一端部を受け入れて、半田のような導電性接着材により外被１６に接着されている。これにより、スリーブ１８は、外被１６に堅固に固着される。

スリーブ１８は、これの直径方向に間隔をおいた箇所をスリーブ１８の長手方向における一端部から途中まで伸びる一対の第１のスリット２４と、第１のスリット２４の他端側に個々に続く一対の第２のスリット２６とを備えている。

各第１のスリット２４は、第２のスリット２６の幅寸法及び導電体２０の厚さ寸法より大きい幅寸法を有している。第１及び第２のスリット２４及び２６は、ほぼ同じ長さ寸法を有している。

各導電体２０は、厚さ方向を第１及び第２のスリット２４及び２６の幅方向とされた状態で、これの一端部が第１のスリット２４から突出した状態に、第１スリット２４に受け入れられていると共に、第２のスリット２６に差し込まれている。

各導電体２０は、他端部においてスリーブ１８に半田のような導電性接着材により接着されている。これにより、スリーブ１８が外被１６に接着されていることと相まって、各導電体２０は外被１６に移動不能に固定されている。

各導電体２０は、これの一端が芯線１２の一端に対し変位するように、プローブ１０、特にスリーブ１８の軸線に対し、角度θだけ傾斜されている。各導電体２０の先端は、信号用針先２２と同じ長さだけ突出されて、グランド用の先鋭な針先２８とされている。

プローブ１０には、コネクタを他端に取り付けられ、このコネクタによりベース３０に取り付けられて使用される。コネクタは、芯線１２及び外被１６の他端に電気的に接続されており、また芯線１２及び外被１６をテスターに電気的に接続するために用いられる。

ベース３０は、テスターを含む検査装置にプローブ１０を取り付けるために用いられる。ベース３０には、少なくとも１つのプローブ１０が取り付けられて、支持される。

未使用時、プローブ１０は、各導電体２０がプローブ１０の軸線に対し角度θを有しているため、図１に点線で示すように、針先２８が針先２２よりわずかに下方に変位されている。しかし、各導電体２０は、オーバードライブの非作用時は、第２のスリット２６より先端側の領域において、第１のスリットを形成しているスリーブの一端に接触していない。

プローブ１０は、針先２８が集積回路の電極に接触された状態で、集積回路の電極に押圧される。このとき、各導電体２０は、図１に実線で示すように、先ず第２のスリット２６より先端側の領域で弾性変形して、第２のスリット２６より先端側の領域において、第１のスリット２４を形成しているスリーブ１８の一端３２に接触する。

上記の結果、導電体２０は、その有効長さ寸法が第２のスリット２６よりも先端側の領域となるから、高い機械的耐久性を有する。また、導電体２０は、上記の弾性変形により予圧を与えられる。針先２２は、導電体２０がスリーブ１８の一端３２に接触した時点において、集積回路の電極に接触される。これにより、導電体２０の有効長さ寸法、特に針先２８の長さ寸法は、スリーブ１８の一端３２から導電体２０の一端までの長さ寸法（針先領域２８の長さ寸法）となって、小さくなり、プローブ１０の高周波特性が高くなる。

次いで、集積回路とプローブ１０とに対するさらなる押圧により、図１に示すように、オーバードライブＯＤがプローブ１０に作用する。これにより、プローブ１０は、セミリジッドケーブルの部分全体で弾性変形する。その結果、導電体２０が予圧を与えられていることと相まって、針先２２及び針先２８がほぼ同じ針圧で集積回路の電極に押圧されて、プローブ１０は集積回路の電極に所定の針圧で押圧される。

上記のプローブ１０は、グランド用針先２８が信号用針先２２の両側に位置するから、信号用針先２２への雑音の混入がグランド用針先２８により低減されて、高い高周波特性に維持される。また、信号用針先２２及びグランド用針先２８の動きが相手側に影響を与えない。

上記のプローブ１０は、また、スリーブ１８を外被１６に装着する前に、導電体２０をスリーブ１８に装着してスリーブ１８と導電体２０とをユニット化することができる。このため、芯線１２、電気絶縁体１４及び外被１６の一端側の加工処理と、スリーブ１８及び導電体２０の加工処理とを別々に行って、最終的に両者を結合すればよく、その結果プローブ１０の製造が容易になる。

特に、各導電体２０の他端部を、第２のスリット２６に差し込んだ状態で、スリーブ１８に接着することにより、導電体２０とスリーブ１８とのユニット化がより容易になり、プローブ１０の製造がより容易になる。

本発明は、上記実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない限り、種々変更することができる。

本発明に係るプローブの一実施例を示す先端部の正面図である。 図１に示すプローブの縦断面図である。 図２における３−３線に沿って得た断面図である。 プローブとこれを装着するベースとの関係の一実施例を示す図である。

１０ プローブ
１２ 芯線
１４ 電気絶縁体
１６ 外被
１８ スリーブ
２０ 導電体
２２，２８ 針先
２４，２６ 第１及び第２のスリット

Claims (7)

1. 芯線と、該芯線の周りに配置された電気絶縁体と、該電気絶縁体の周りに配置された筒状の導電性金属外被と、該外被の一端部の周りに配置されたスリーブと、該スリーブに配置された長い一対の導電体とを含み、
   前記芯線の一端部は前記電気絶縁体の一端側から突出されており、
   前記スリーブは、これの直径方向に間隔をおいた箇所を当該スリーブの長手方向における一端部から途中まで伸びる一対の第１のスリットと、該第１のスリットに個々に続く一対の第２のスリットとを備え、
   前記各第１のスリットは、前記第２のスリットより大きい幅寸法を有し、
   各導電体は、これの一端側が前記第１のスリットから突出しかつ他端が前記第２のスリットに位置されている、プローブ。
2. 前記芯線の前記一端部は第１の針先とされており、前記各導電体の前記一端部は第２の針先とされている、請求項１に記載のプローブ。
3. 前記各導電体は、第１のスリットの幅寸法より小さい厚さ寸法を有する板状電極とされている、請求項１又は２に記載のプローブ。
4. 前記各導電体は、これの厚さ方向を前記第１及び第２のスリットの幅方向とされている、請求項３に記載のプローブ。
5. 前記各導電体の他端部は、前記第２のスリットに差し込まれて、前記スリーブに接着されている、請求項１から４のいずれか１項に記載のプローブ。
6. 前記各導電体は、これの一端が前記芯線の一端に対し下方になる位置するように、前記スリーブの軸線と前記直径方向とを含む面に対し傾斜されている、請求項１から５のいずれか１項に記載のプローブ。
7. 前記スリーブは、前記外被の一端部を受け入れて、前記外被に接着されている、請求項１から６のいずれか１項に記載のプローブ。

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