JP6359347B2 - プローブユニットおよびコンタクトプローブ - Google Patents

Description

本発明は、半導体パッケージや液晶パネルなどの検査対象の導通状態検査または動作特性検査に用いられる導電性のコンタクトプローブおよび当該コンタクトプローブを備えたプローブユニットに関する。

従来、半導体集積回路（パッケージ）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、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。

また、上述したプローブユニットとして、半導体集積回路の電極および検査用信号を出力する回路基板の電極と両端部でそれぞれ接触することによって半導体集積回路と回路基板との間を電気的に接続するコンタクトプローブを有するプローブユニットが開示されている（例えば、特許文献１，２を参照）。

特許文献１が開示するコンタクトプローブは、半導体集積回路の電極と接触する第１導通部材と、検査用信号を出力する回路基板の電極と接触する第２導通部材と、第２導通部材と接続し、第１導通部材の移動方向を案内するガイド管と、第１導通部材およびガイド管を伸縮自在に接続する導電性のコイルばねと、を有する。特許文献１が開示するコンタクトプローブでは、検査用信号が、第２導通部材からガイド管、コイルばねを介して第１導通部材に伝達される。

これに対し、特許文献２が開示するコンタクトプローブは、半導体集積回路の電極と接触する第１導通部材と、検査用信号を出力する回路基板の電極と接触する第２導通部材と、第１導通部材および第２導通部材の一端部をそれぞれ収容する導電性のパイプ体と、内部にパイプ体を収容し、第１導通部材および第２導通部材を伸縮自在に接続する導電性のコイルばねと、を有する。特許文献２が開示するコンタクトプローブでは、検査用信号が、第２導通部材からパイプ体を介して第１導通部材に伝達される。特許文献２が開示するコンタクトプローブは、コイルばねを介さずに検査用信号が伝達されるため、特許文献１が開示するコンタクトプローブと比して安定した電気伝導性を有する。

特開２００６−２０８３２９号公報 特開２０１１−１６９５９５号公報

しかしながら、特許文献２が開示するコンタクトプローブは、パイプ体の厚さがコイルばねと第１および第２導通部材との間のわずかな空間に制限されるため、十分な導電性（特に許容電流値）を得ることができない。導電性の向上を目的としてパイプ体の厚さを厚くすると、コイルばねの内周の径を大きくしなければならず、コンタクトプローブが大型化してしまうという問題があった。このため、コンタクトプローブ間のピッチを狭小化することができないという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、大型化を抑制しつつ導電性を向上させることができるプローブユニットおよびコンタクトプローブを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるプローブユニットは、互いに異なる２つの被接触体とそれぞれ接触する導電性の第１および第２接触部材と、前記第１および第２接触部材の前記被接触体と接触する側の端部とは異なる側の端部を接触しつつ収容可能な導電性の孔部を有するパイプ体と、前記第１接触部材および前記パイプ体を連結し、該連結方向に伸縮自在な第１コイルばねと、前記第２接触部材および前記パイプ体を連結し、該連結方向に伸縮自在な第２コイルばねと、を有する複数の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、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかるプローブユニットは、上記の発明において、前記第１接触部材は、先細な先端形状をなし、一方の被接触体と接触する第１先端部と、該第１先端部の基端側から延び、前記第１先端部の径と比して大きい径を有する第１フランジ部と、該第１フランジ部の前記第１先端部に連なる側と異なる側の端部から延び、前記第１フランジ部の径と比して小さい径を有し、前記第１コイルばねと連結する第１ボス部と、該第１ボス部の前記第１フランジ部に連なる側と異なる側の端部から延び、前記孔部に収容可能な第１収容部と、を同軸上に有し、前記第２接触部材は、先細な先端形状をなし、他方の被接触体と接触する第２先端部と、該第２先端部の基端側から延び、前記第２先端部の径と比して大きい径を有する第２フランジ部と、該第２フランジ部の前記第２先端部に連なる側と異なる側の端部から延び、前記第２フランジ部の径と比して小さい径を有し、前記第２コイルばねと連結する第２ボス部と、該第２ボス部の前記第２フランジ部に連なる側と異なる側の端部から延び、前記孔部に収容可能な第２収容部と、を同軸上に有し、前記プローブホルダは、前記第１および第２先端部をそれぞれ挿通可能な第１および第２小径部と、一端で前記第１小径部と連結するとともに、他端で前記第２小径部と連結し、該第１および第２小径部の径よりも大きい径を有する大径部と、を有し、前記第１フランジ部は、前記第１小径部と前記大径部とがなす段部に当接し、前記第２フランジ部は、前記第２小径部と前記大径部とがなす段部に当接することを特徴とする。

また、本発明にかかるプローブユニットは、上記の発明において、前記第１接触部材は、先細な先端形状をなし、一方の被接触体と接触する第１先端部と、該第１先端部の基端側から延び、前記第１先端部の径と比して大きい径を有する第１フランジ部と、該第１フランジ部の前記第１先端部に連なる側と異なる側の端部から延び、前記第１フランジ部の径と比して小さい径を有し、前記第１コイルばねと連結する第１ボス部と、該第１ボス部の前記第１フランジ部に連なる側と異なる側の端部から延び、前記孔部に収容可能な第１収容部と、を同軸上に有し、前記第２接触部材は、先細な先端形状をなし、他方の被接触体と接触する第２先端部と、該第２先端部の基端側から延び、前記第２先端部の径と比して大きい径を有する第２フランジ部と、該第２フランジ部の前記第２先端部に連なる側と異なる側の端部から延び、前記第２フランジ部の径と比して小さい径を有し、前記第２コイルばねと連結する第２ボス部と、該第２ボス部の前記第２フランジ部に連なる側と異なる側の端部から延び、前記孔部に収容可能な第２収容部と、を同軸上に有し、前記パイプ体は、本体部と、前記本体部の一端に連なり、外周の径が前記第１ボス部の径と同等であって前記第１コイルばねと連結する第１連結部と、前記本体部の他端に連なり、外周の径が前記第２ボス部の径と同等であって前記第２コイルばねと連結する第２連結部と、を有し、前記プローブホルダは、前記第１および第２先端部をそれぞれ挿通可能な第１および第２小径部と、一端で第１小径部と連結し、該第１および第２小径部の径よりも大きい径を有する大径部と、前記第２小径部と前記大径部との間に設けられ、該第２小径部の径より大きく、該大径部の径より小さい中径部と、を有し、前記第１フランジ部は、前記第１小径部と前記大径部とがなす段部に当接し、前記第２フランジ部は、前記第２小径部と前記中径部とがなす段部に当接し、前記本体部は、前記大径部と前記中径部とがなす段部に当接することを特徴とする。

また、本発明にかかるプローブユニットは、上記の発明において、第１および第２収容部は、前記連結方向の長さが互いに異なることを特徴とする。

また、本発明にかかるプローブユニットは、上記の発明において、前記第１および第２コイルばねは、ばね定数が互いに異なることを特徴とする。

また、本発明にかかるプローブユニットは、上記の発明において、第１および第２収容部のうち前記第１収容部の前記連結方向の長さが、前記第２収容部の前記連結方向の長さより大きい場合、前記第１コイルばねのばね定数が前記第２コイルばねのばね定数よりも大きく、前記第２収容部の前記連結方向の長さが、前記第１収容部の前記連結方向の長さより大きい場合、前記第２コイルばねのばね定数が前記第１コイルばねのばね定数よりも大きいことを特徴とする。

また、本発明にかかるコンタクトプローブは、互いに異なる２つの被接触体とそれぞれ接触する導電性の第１および第２接触部材と、前記第１および第２接触部材の前記被接触体と接触する側の端部とは異なる側の端部を接触しつつ収容可能な導電性の孔部を有するパイプ体と、前記第１接触部材および前記パイプ体を連結し、該連結方向に伸縮自在な第１コイルばねと、前記第２接触部材および前記パイプ体を連結し、該連結方向に伸縮自在な第２コイルばねと、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、大型化を抑制しつつ導電性を向上させることができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１にかかるプローブユニットの概略構成を示す斜視図である。 図２は、本発明の実施の形態１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３は、本発明の実施の形態１にかかる半導体パッケージの検査時におけ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って、コンタクトプローブが回路基板と接続した状態を示す図である。 図４は、本発明の実施の形態１にかかる半導体パッケージの検査時におけ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って、コンタクトプローブが回路基板および半導体パッケージと接続した状態を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態１にかかるコンタクトプローブの要部の構成の一例を示す斜視図である。 図６は、本発明の実施の形態１にかかるコンタクトプローブの要部の構成の一例を示す断面図である。 図７は、本発明の実施の形態１の変形例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８は、本発明の実施の形態２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９は、本発明の実施の形態２にかかるコンタクトプローブの要部の構成を示す断面図である。 図１０は、本発明の実施の形態２にかかる半導体パッケージの検査時におけ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って、コンタクトプローブが回路基板および半導体パッケージと接続した状態を示す図である。 図１１は、本発明の実施の形態２の変形例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１２は、本発明の実施の形態３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１３は、本発明の実施の形態３にかかるコンタクトプローブの要部の構成を示す断面図である。 図１４は、本発明の実施の形態３にかかる半導体パッケージの検査時におけ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って、コンタクトプローブが回路基板および半導体パッケージと接続した状態を示す図である。 図１５は、本発明の実施の形態４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１６は、本発明の実施の形態１〜４にかかるコンタクトプローブの要部の構成の他の例を示す模式図である。 図１７は、本発明の実施の形態１〜４にかかるコンタクトプローブの要部の構成の他の例を示す模式図である。 図１８は、本発明の実施の形態１〜４にかかるコンタクトプローブの要部の構成の他の例を示す模式図である。

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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１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１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２００との間を電気的に接続する装置である。

プローブユニット１は、長手方向の両端で互いに異なる２つの被接触体である半導体集積回路１００および回路基板２００の各電極に接触する導電性のコンタクトプローブ２（以下、単に「プローブ２」という）と、複数のプローブ２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３と、プローブホルダ３の周囲に設けられ、検査の際に複数のプローブ２と接触する半導体集積回路１００の位置ずれが生じるのを抑制するホルダ部材４と、を有する。

図２は、本実施の形態１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て、プローブホルダ３に収容されるプローブ２の詳細な構成を示す図である。図２に示すプローブ２は、主に導電性材料を用いて形成される。プローブ２は、半導体集積回路１００の検査を行なうときに、その半導体集積回路１００の接続用電極に接触する第１プランジャ２１（第１接触部材）と、検査回路を備えた回路基板２００の電極に接触する第２プランジャ２２（第２接触部材）と、第１プランジャ２１の一端および第２プランジャ２２の一端を収容可能なパイプ体２３と、第１プランジャ２１とパイプ体２３との間に設けられて第１プランジャ２１およびパイプ体２３を伸縮自在に連結する第１コイルばね２４と、第２プランジャ２２とパイプ体２３との間に設けられて第２プランジャ２２およびパイプ体２３を伸縮自在に連結する第２コイルばね２５と、を備える。プローブ２を構成する第１プランジャ２１、第２プランジャ２２、パイプ体２３、第１コイルばね２４および第２コイルばね２５は同一の軸線を有している。プローブ２は、半導体集積回路１００をコンタクトさせた際に、第１コイルばね２４および第２コイルばね２５が軸線方向に伸縮することによって半導体集積回路１００の接続用電極への衝撃を和らげるとともに、半導体集積回路１００および回路基板２００に荷重を加える。

第１プランジャ２１は、先細な先端形状をなす先端部２１ａ（第１先端部）と、先端部２１ａの基端側から延び、先端部２１ａの径と比して大きい径を有するフランジ部２１ｂ（第１フランジ部）と、フランジ部２１ｂの先端部２１ａに連なる側と異なる側の端部から延び、フランジ部２１ｂの径と比して小さい径を有するボス部２１ｃ（第１ボス部）と、ボス部２１ｃのフランジ部２１ｂに連なる側と異なる側の端部から延び、ボス部２１ｃの径と比して小さい径を有し、パイプ体２３に収容可能な収容部２１ｄ（第１収容部）とを同軸上に有する。

第２プランジャ２２は、先細な先端形状をなす先端部２２ａ（第２先端部）と、先端部２２ａの基端側から延び、先端部２２ａの径と比して大きい径を有するフランジ部２２ｂ（第２フランジ部）と、フランジ部２２ｂの先端部２２ａに連なる側と異なる端部から延び、フランジ部２２ｂの径と比して小さい径を有するボス部２２ｃ（第２ボス部）と、ボス部２２ｃのフランジ部２２ｂに連なる側と異なる側の端部から延び、ボス部２２ｃの径と比して小さい径を有し、パイプ体２３に収容可能な収容部２２ｄ（第２収容部）とを同軸上に有する。収容部２２ｄの延伸方向の長さは、収容部２１ｄの延伸方向の長さと比して小さい。

パイプ体２３は、導電性を有する材料、例えば金属材料を用いて形成される。パイプ体２３は、筒状をなす本体部２３ａと、筒状をなして本体部２３ａの一端に連なり、外周の径がボス部２１ｃの径と同等である第１連結部２３ｂと、筒状をなして本体部２３ａの他端に連なり、外周の径がボス部２２ｃの径と同等である第２連結部２３ｃとを同軸上に有する。第１連結部２３ｂおよび第２連結部２３ｃは、先端側（本体部２３ａに連なる端部と異なる側の端部）の外周の径が縮小した段付き形状をなしている。本体部２３ａ、第１連結部２３ｂおよび第２連結部２３ｃの内周の径は収容部２１ｄ，２２ｄの径と同等であり、パイプ体２３には、収容部２１ｄ，２２ｄの径の円柱状をなす中空空間である孔部２３ｄが形成されている。なお、本実施の形態１では、第１連結部２３ｂの外周の径と、第２連結部２３ｃの外周の径とが同じであるものとして説明する。すなわち、ボス部２１ｃ，２２ｃの径、第１連結部２３ｂの外周の径、および第２連結部２３ｃの外周の径は、同一である。

第１コイルばね２４は、線材を所定ピッチに巻回してなる。コイルばね２４の一端部は、例えばボス部２１ｃと略等しい内径の場合、ボス部２１ｃに圧入されて、フランジ部２１ｂに当接している。一方、第１コイルばね２４の他端部は、第１連結部２３ｂに圧入され、本体部２３ａと第１連結部２３ｂとがなす段部に当接している。なお、第１コイルばね２４の内径は、フランジ部２１ｂ、および本体部２３ａと第１連結部２３ｂとがなす段部に当接可能な長さであればよい。第１コイルばね２４は、半田付けによって第１プランジャ２１および／またはパイプ体２３と接合されていてもよい。

第２コイルばね２５は、線材を所定ピッチに巻回してなる。第２コイルばね２５の一端部は、例えばボス部２２ｃと略等しい内径の場合、ボス部２２ｃに圧入されて、フランジ部２２ｂに当接している。一方、コイルばね２５の他端部は、第２連結部２３ｃに圧入され、本体部２３ａと第２連結部２３ｃとがなす段部に当接している。なお、第２コイルばね２５の内径は、フランジ部２２ｂ、および本体部２３ａと第２連結部２３ｃとがなす段部に当接可能な長さであればよい。第２コイルばね２５は、半田付けによって第２プランジャ２２および／またはパイプ体２３と接合されていてもよい。

第１コイルばね２４および第２コイルばね２５に用いられる線材は、金属または樹脂からなる材料が挙げられる。この材料は、導電性を有するものであってもよいし、絶縁性のものであってもよい。また、本実施の形態１では、第１コイルばね２４および第２コイルばね２５のばね定数が互いに同じであるものとして説明するが、異なるものであってもよく、第１コイルばね２４および第２コイルばね２５のばね定数を調整することにより、パイプ体２３の（プローブホルダ３内での）位置制御が可能になる。ばね定数の調整は、例えば、コイルばねの線径や線材、有効巻数、コイル径などを変化させることにより行うことができる。

第１プランジャ２１および第２プランジャ２２は、第１コイルばね２４および第２コイルばね２５の伸縮作用によって軸線方向に移動可能である。プローブ２は、プローブホルダ３に保持され、外部からの荷重（重力を除く）が加わっていない状態において（図２参照）、第１プランジャ２１の収容部２１ｄの一部は孔部２３ｄの一端側に収容されて孔部２３ｄの壁面と接触している一方、第２プランジャ２２の収容部２２ｄの一部は孔部２３ｄの他端側に収容されて孔部２３ｄの壁面と接触している。

プローブホルダ３は、樹脂、マシナブルセラミック、シリコンなどの絶縁性材料を用いて形成され、図２の上面側に位置する第１部材３１と下面側に位置する第２部材３２とが積層されてなる。第１部材３１および第２部材３２には、複数のプローブ２を収容するための保持部としてのホルダ孔３３および３４が同数ずつ形成され、プローブ２を収容するホルダ孔３３および３４は、互いの軸線が一致するように形成されている。ホルダ孔３３および３４の形成位置は、半導体集積回路１００の配線パターンに応じて定められる。

ホルダ孔３３および３４は、ともに貫通方向に沿って径が異なる段付き孔形状をなしている。すなわち、ホルダ孔３３は、プローブホルダ３の上端面に開口を有する小径部３３ａ（第１小径部）と、この小径部３３ａよりも径が大きい大径部３３ｂとからなる。小径部３３ａは、フランジ部２１ｂの径と比して小さく、かつ先端部２１ａの径と比して若干大きい径を有する。大径部３３ｂは、フランジ部２１ｂと比して同等または若干大きい径を有する。

他方、ホルダ孔３４は、プローブホルダ３の下端面に開口を有する小径部３４ａ（第２小径部）と、小径部３４ａよりも径が大きく、大径部３３ｂと等しい径の大径部３４ｂとからなる。小径部３４ａは、フランジ部２２ｂの径と比して小さく、かつ先端部２２ａと比して若干大きい径を有する。大径部３４ｃは、大径部３３ｂと同等の径である。

第１プランジャ２１のフランジ部２１ｂは、小径部３３ａと大径部３３ｂとがなす段部に当接することにより、プローブ２のプローブホルダ３からの抜止機能を有する。また、第２プランジャ２２のフランジ部２２ｂは、小径部３４ａと大径部３４ｂとがなす段部に当接することにより、プローブ２のプローブホルダ３からの抜止機能を有する。なお、ホルダ孔３３，３４の各境界壁面は、フランジ部２１ｂ，２２ｂの径にそれぞれ対応した段付き形状でもよい。

図３は、本実施の形態１にかかる半導体パッケージの検査時におけ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って、コンタクトプローブが回路基板と接続した状態を示す図である。図４は、本実施の形態１にかかる半導体パッケージの検査時におけ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って、コンタクトプローブが回路基板および半導体パッケージと接続した状態を示す図である。

ホルダ部材４に回路基板２００が取り付けられると（図１参照）、図３に示すように、先端部２２ａが回路基板２００の電極２０１と接触する。該接触により、回路基板２００から先端部２２ａに接触荷重が加わると、第１コイルばね２４および第２コイルばね２５が長手方向に沿って圧縮された状態となる。このとき、収容部２２ｄは、孔部２３ｄ内にさらに進入し、孔部２３ｄの壁面と接触した状態を維持している。

半導体集積回路１００の検査時には、先端部２１ａが接続用電極１０１と接触し、半導体集積回路１００からの接触荷重により第１コイルばね２４および第２コイルばね２５が長手方向に沿ってさらに圧縮された状態となる。第１コイルばね２４および第２コイルばね２５が圧縮されると、図４に示すように、第１プランジャ２１の収容部２１ｄが、孔部２３ｄ内に進入し、孔部２３ｄの壁面と摺接するとともに、第２プランジャ２２の収容部２２ｄが、孔部２３ｄ内に進入し、孔部２３ｄの壁面と摺接する。この際には、第１プランジャ２１および第２プランジャ２２の軸線が大きくぶれることはないため、収容部２１ｄおよび孔部２３ｄの壁面の摺接、ならびに収容部２２ｄおよび孔部２３ｄの壁面の摺接が安定するため、収容部２１ｄおよび収容部２２ｄと、パイプ体２３との接触抵抗が安定し、確実な導通が得られる。

検査時に回路基板２００から半導体集積回路１００に供給される検査用信号は、回路基板２００の電極２０１からプローブ２の第２プランジャ２２、パイプ体２３、第１プランジャ２１を経由して半導体集積回路１００の接続用電極１０１へ到達する。このように、プローブ２では、第１プランジャ２１と第２プランジャ２２がパイプ体２３を介して導通するため、電気信号の導通経路を最小にすることができる。

パイプ体２３は、本体部２３ａの厚さを厚くすることで、導通する電流を大きくすることができる。これにより、プローブ２の電気的特性が向上し、例えば、大電流化に対応させることができる。

また、先端部２１ａの先端が、先細に形成された複数の爪を有しているため、接続用電極１０１の表面に酸化皮膜が形成されている場合であっても酸化皮膜を突き破り、先端部２１ａの先端を接続用電極１０１と直接接触させることができる。

図５は、本実施の形態１にかかるコンタクトプローブの要部（パイプ体）の構成の一例を示す斜視図である。図６は、本実施の形態１にかかるコンタクトプローブの要部（パイプ体）の構成の一例を示す断面図であって、図５に示すパイプ体２３の中心軸Ｎを通過する平面を切断面とする断面図である。本実施の形態１にかかるパイプ体２３は、一体成型されてなるものであってもよいし、一つの筒状部材を切削して形成するものであってもよいし、図５，６に示すように、二つの筒状部材を用いて形成されるものであってもよい。

図５，６に示すパイプ体２３は、第１筒状部材２３１および第２筒状部材２３２からなる。第１筒状部材２３１は、導電性を有する材料を用いて形成され、外周の径が、第１連結部２３ｂおよび第２連結部２３ｃの外周の径と同等であり、内周の径が孔部２３ｄの径と同等の筒状をなす。すなわち、第１筒状部材２３１に形成された中空空間は、上述した孔部２３ｄとなる。第２筒状部材２３２は、導電性を有する材料を用いて形成され、外周の径が本体部２３ａの外周の径と同等であり、内周の径が第１筒状部材２３１（第１連結部２３ｂおよび第２連結部２３ｃの外周）の径と同等または若干小さい径の筒状をなす。

パイプ体２３は、第２筒状部材２３２に第１筒状部材２３１を圧入して接合することによって形成される。第１筒状部材２３１および第２筒状部材２３２を用いてパイプ体２３を形成することで、該パイプ体２３を容易に作製することができる。なお、第１筒状部材２３１を導電性の材料で形成し、第２筒状部材２３２を絶縁性の材料で形成してもよい。また、第１筒状部材２３１を絶縁性の材料を用いて形成し、孔部２３ｄの表面をメッキ処理するものであってもよい。

上述した実施の形態１によれば、プローブ２が、第１プランジャ２１、パイプ体２３および第２プランジャ２２を経由して回路基板２００から半導体集積回路１００に検査用信号を伝達するとともに、第１プランジャ２１およびパイプ体２３の間に配置されて両者を伸縮自在に接続する第１コイルばね２４と、第２プランジャ２２およびパイプ体２３の間に配置されて両者を伸縮自在に接続する第２コイルばね２５とを設け、パイプ体２３を介して個別に付勢するようにしたので、大型化を抑制しつつ導電性を向上させることができる。

上述した実施の形態１によれば、収容部２１ｄ，２２ｄが、外部からの荷重が加わっていない状態で孔部２３ｄに進入させるようにしたので、第１および第２プランジャとパイプ体との接触を確実なものとすることができる。

上述した実施の形態１によれば、金属材料を用いてパイプ体２３を形成することによって、孔部２３ｄの加工精度を高精度に管理することが可能であるため、第１および第２プランジャ（収容部）と孔部２３ｄとのクリアランス管理を高精度に行うことができ、電気抵抗値の安定化を実現することができる。

ここで、従来では、特許文献２が開示するように、パイプ体はプランジャやコイルばねに固定されていないため、パイプ体の位置が不安定であり、第１および第２プランジャとパイプ体との接触が確実に行われない可能性がある。この問題を解決するためには、第１および第２プランジャの軸部を十分に長くするなどの方法が考えられるが、この方法ではプローブのストローク長が短くなるといった問題が発生する。

これに対して、本実施の形態１では、パイプ体２３の両端にそれぞれ第１および第２コイルばねを取り付けるようにしたので、パイプ体２３の位置を安定化させて、第１および第２プランジャとパイプ体との接触を確実に行うことができる。

また、上述した実施の形態１によれば、第１連結部２３ｂが、先端側の外周の径が縮小した段付き形状をなすようにしたので、外部からの荷重により第１コイルばね２４が縮んだ際、第１連結部２３ｂの先端部には第１コイルばね２４が圧接しない。これにより、第１連結部２３ｂに対する第１コイルばね２４の圧入量（巻き数）を規制し、第１コイルばね２４の伸縮動作を安定させることができる。なお、第２連結部２３ｃについても同様の効果を奏する。

なお、収容部２１ｄ，２２ｄの長さが異なるものとして説明したが、第１プランジャ２１および第２プランジャ２２の進退動作によって収容部２１ｄ，２２ｄが接触せず、かつ収容部２１ｄ，２２ｄが孔部２３ｄと接触すれば、収容部２１ｄ，２２ｄの長さは同一であってもよい。

（実施の形態１の変形例）
図７は、本実施の形態１の変形例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って、プローブホルダ３に収容されるプローブ２の詳細な構成を示す図である。上述した実施の形態１では、回路基板２００が取り付けられていない状態において、第２プランジャ２２の収容部２２ｄの一部がパイプ体２３に収容されているものとして説明したが、本変形例では、回路基板２００が取り付けられていない状態において、第２プランジャ２２の収容部２２ｅがパイプ体２３に収容されずに、離間している。

本変形例の場合では、ホルダ部材４に回路基板２００が取り付けられ、先端部２２ａと電極２０１とが接触することによって回路基板２００から先端部２２ａに接触荷重が加わると、第１コイルばね２４および第２コイルばね２５が長手方向に沿って圧縮された状態となる。この際に、基端部２２ｅは、孔部２３ｄにはじめて進入し、孔部２３ｄの壁面と接触する。

上述した実施の形態１の変形例によれば、収容部２２ｅが、ホルダ部材４に回路基板２００が取り付けられた際にはじめて孔部２３ｄに進入するようにしたので、孔部２３ｄにおいて収容部２１ｄが進入可能な領域を大きくすることができる。

（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２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１等で上述した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付してある。上述した実施の形態１では、プローブホルダ３が第１プランジャ２１および第２プランジャ２２と接触して抜け止め機能を有するものとして説明したが、本実施の形態２にかかるプローブホルダ５は、プローブ２ａのパイプ体２６も保持する。

本実施の形態２にかかるプローブ２ａは、上述したプローブ２のパイプ体２３、第１コイルばね２４および第２コイルばね２５に代えてパイプ体２６、第１コイルばね２４ａおよび第２コイルばね２５ａを有する。第１コイルばね２４ａおよび第２コイルばね２５ａは、内周の径が同一であり、互いにばね定数が異なる。第１コイルばね２４ａおよび第２コイルばね２５ａは、線材の径または形成材料が異なっており、第１コイルばね２４ａのばね定数をＳ１、第２コイルばね２５ａのばね定数をＳ２とすると、Ｓ１＞Ｓ２が成り立っている。

図９は、本実施の形態２にかかるコンタクトプローブの要部（パイプ体）の構成を示す断面図である。パイプ体２６は、導電性を有する材料、例えば金属材料を用いて形成される。パイプ体２６は、筒状をなす本体部２６ａと、筒状をなして本体部２６ａの一端に連なり、外周の径がボス部２１ｃの径と同等である第１連結部２６ｂと、筒状なし、本体部２６ａの他端側に設けられ、外周の径がボス部２２ｃの径と同等である第２連結部２６ｃとを同軸上に有する。第１連結部２６ｂおよび第２連結部２６ｃは、先端側（本体部２６ａに連なる端部と異なる側の端部）の外周の径が縮小した段付き形状をなしている。本体部２６ａ、第１連結部２６ｂおよび第２連結部２６ｃの内周の径は収容部２１ｄ，２２ｄの径とそれぞれ同等であり、パイプ体２６には、収容部２１ｄ，２２ｄの径と同等の径の円柱状をなす中空空間である孔部２６ｄが形成されている。なお、本実施の形態２においても、ボス部２１ｃ，２２ｃの径、第１連結部２６ｂの外周の径、および第２連結部２６ｃの外周の径が同一であるものとして説明する。

プローブホルダ５は、樹脂、マシナブルセラミック、シリコンなどの絶縁性材料を用いて形成され、図８の上面側に位置する第１部材５１と下面側に位置する第２部材５２とが積層されてなる。第１部材５１および第２部材５２には、複数のプローブ２ａを収容するための保持部としてのホルダ孔５３および５４が同数ずつ形成され、プローブ２ａを収容するホルダ孔５３および５４は、互いの軸線が一致するように形成されている。ホルダ孔５３および５４の形成位置は、半導体集積回路１００の配線パターンに応じて定められる。

ホルダ孔５３および５４は、ともに貫通方向に沿って径が異なる段付き孔形状をなしている。すなわち、ホルダ孔５３は、プローブホルダ５の上端面に開口を有する小径部５３ａ（第１小径部）と、この小径部５３ａよりも径が大きい大径部５３ｂとからなる。小径部５３ａは、フランジ部２１ｂの径と比して小さく、かつ先端部２１ａの径と比して若干大きい径を有する。大径部５３ｂは、フランジ部２１ｂまたは本体部２６ａのうち大きい方の外周の径と比して同等または若干大きい径を有する。

他方、ホルダ孔５４は、プローブホルダ５の下端面に開口を有する小径部５４ａ（第２小径部）と、小径部５４ａよりも径が大きく、かつ大径部５３ｂ（突出部２６ｄの外周）の径より小さい径を有する中径部５４ｂと、からなる。小径部５４ａは、フランジ部２２ｂの径と比して小さく、かつ先端部２２ａと比して若干大きい径を有する。
ここで、本体部２６ａの外周の径は、大径部５３ｂの径よりも小さく、かつ中径部５４ｂの径よりも大きい。

プローブ２ａでは、第１プランジャ２１のフランジ部２１ｂが、小径部５３ａと大径部５３ｂとがなす段部に当接することにより、プローブ２ａのプローブホルダ５からの抜止機能を有する。また、第２プランジャ２２のフランジ部２２ｂが、中径部５４ｂと小径部５４ａとがなす段部に当接することにより、プローブ２ａのプローブホルダ５からの抜止機能を有する。さらに本実施の形態２では、第１コイルばね２４ａのばね定数が、第２コイルばね２５ａのばね定数よりも大きいため、パイプ体２６の本体部２６ａが、大径部５３ｂと中径部５４ｂとがなす段部に当接している。

図１０は、本実施の形態２にかかる半導体パッケージの検査時におけ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って、コンタクトプローブが回路基板および半導体パッケージと接続した状態を示す図である。

半導体集積回路１００の検査において、ホルダ部材４に回路基板２００が取り付けられ、半導体集積回路１００が載置されると、図１０に示すように、先端部２１ａが接続用電極１０１と接触するともに、先端部２２ａが電極２０１と接触する。該接触により、先端部２１ａ，２２ａには接触荷重がそれぞれ加わり、第１コイルばね２４ａおよび第２コイルばね２５ａが長手方向に沿って圧縮された状態となる。このとき、収容部２１ｄ，２２ｄは、孔部２６ｄに進入し、該孔部２６ｄの壁面と接触している。

第１コイルばね２４ａおよび第２コイルばね２５ａのばね定数の差異によって、パイプ体２６の本体部２６ａが、大径部５３ｂと中径部５４ｂとがなす段部に当接しているため、第１コイルばね２４ａおよび第２コイルばね２５ａは、先端部２１ａ，２２ａにそれぞれ加わる接触荷重に応じて、各々独立して伸縮する。換言すれば、先端部２１ａに加わる接触荷重に応じて第１コイルばね２４ａが伸縮し、先端部２２ａに加わる接触荷重に応じて第２コイルばね２５ａが伸縮する。

検査時に回路基板２００から半導体集積回路１００に供給される検査用信号は、回路基板２００の電極２０１からプローブ２ａの第２プランジャ２２、パイプ体２６、第１プランジャ２１を経由して半導体集積回路１００の接続用電極１０１へ到達する。このように、プローブ２ａでは、第１プランジャ２１と第２プランジャ２２がパイプ体２６を介して導通するため、電気信号の導通経路を最小にすることができる。

上述した実施の形態２によれば、プローブ２ａが、第１プランジャ２１、第２プランジャ２２およびパイプ体２６を経由して回路基板２００から半導体集積回路１００に検査用信号を伝達するとともに、第１プランジャ２１およびパイプ体２６の間に配置されて両者を伸縮自在に接続する第１コイルばね２４ａと、第２プランジャ２２およびパイプ体２６の間に配置されて両者を伸縮自在に接続する第２コイルばね２５ａとを設け、パイプ体２６を介して個別に付勢するようにしたので、大型化を抑制しつつ導電性を向上させることができる。

また、上述した実施の形態２によれば、第１コイルばね２４ａおよび第２コイルばね２５ａのばね定数を異なるものとし、パイプ体２６の本体部２６ａを、大径部５３ｂと中径部５４ｂとがなす段部に当接させて、第１コイルばね２４ａおよび第２コイルばね２５ａが、先端部２１ａ，２２ａにそれぞれ加わる接触荷重に応じて各々独立して伸縮するようにしたので、第１プランジャ２１および第２プランジャ２２で異なる接触荷重となるように設定することができる。

一般に、回路基板２００は交換の頻度があまり高くないため、長期間の使用による電極の損傷等を考慮すると接触荷重はある程度低い方が好ましい。一方、検査対象（半導体集積回路）側は、電極の酸化被膜を突き破り確実な導通を得るために、ある程度高い接触荷重であることが好ましい。従来のプローブの場合、１つのコイルばねを用いていたため、上下の異なる接触対象ごとに異なる接触荷重を設定することは不可能であった。これに対し、本実施の形態２にかかるプローブ２ａは、第１プランジャ２１および第２プランジャ２２で異なる接触荷重となるように設定することができるため、それぞれを好ましい接触荷重に調整することが可能である。

また、上述した実施の形態２によれば、第１コイルばね２４ａおよび第２コイルばね２５ａのばね定数を異なるものとし、パイプ体２６の本体部２６ａを、大径部５３ｂと中径部５４ｂとがなす段部に当接させるようにしたので、パイプ体の位置を第１および第２コイルばねの伸縮方向において制御することができる。

従来では、特許文献２が開示するようにパイプ体の位置が固定されていない場合、パイプ体の検査時における位置が不安定であるため、パイプ体と第１および第２プランジャとの接触を確実にするには、第１および第２プランジャの軸部（本発明の収容部）を各々ある程度長くしておく必要がある。しかしながら、軸部を長くすると、プローブのストローク長（第１および第２プランジャの伸縮範囲）を十分に取ることが難しくなる。これに対し、本実施の形態２では、パイプ体２６をホルダ孔の段部に当接させたり、第１コイルばね２４ａおよび第２コイルばね２５ａのばね定数を互いに異なるように設定したりすることにより、ホルダ内におけるパイプ体の位置を制御するようにしたので、第１および第２プランジャ（収容部２１ｄ，２２ｄ）の長さの設計を容易に行い、プローブのストローク長も容易に確保することができる。

（実施の形態２の変形例）
図１１は、本発明の実施の形態２の変形例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って、プローブホルダ３に収容されるプローブ２の詳細な構成を示す図である。上述した実施の形態２では、パイプ体２６の本体部２６ａを、大径部５３ｂと中径部５４ｂとがなす段部に当接させるものとして説明したが、本体部２６ａは第１および第２部材のいずれか一方の部材に形成された段部に当接するものであってもよく、本変形例では、一例として突出部２６ｄが第２部材に形成された大径部と中径部とがなす段部に当接する。

本変形例にかかるプローブホルダ５ａは、図１１の上面側に位置する第１部材５１ａと下面側に位置する第２部材５２とが積層されてなる。第１部材５１には、上述した小径部５３ａおよび大径部５３ｃと同等の径を有する小径部５５ａおよび大径部５５ｂからなるホルダ孔５５と、第２部材５２ａには、小径部５４ａと同等の径を有する小径部５６ａ、中径部５４ｂと同等の径を有する中径部５６ｂ、および大径部５５ｂと同等の径を有する大径部５６ｃからなるホルダ孔５６とが同数ずつ形成されている。

プローブ２ａでは、第１プランジャ２１のフランジ部２１ｂが、小径部５５ａと大径部５５ｂとがなす段部に当接し、また、第２プランジャ２２のフランジ部２２ｂが、中径部５６ｂと小径部５６ａとがなす段部に当接することにより、プローブ２ａのプローブホルダ５ａからの抜止機能を有する。また、本体部２６ａが、中径部５４ｂと大径部５６ｃとがなす段部に当接する。

（実施の形態３）
図１２は、本発明の実施の形態３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１等で上述した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付してある。上述した実施の形態２では、第１コイルばね２４ａおよび第２コイルばね２５ａは、内周の径が同一であり、互いにばね定数が異なるものとして説明したが、本実施の形態３にかかる第１コイルばね２４ｂおよび第２コイルばね２５は、内周の径が異なる。

本実施の形態３にかかるプローブ２ｃは、上述したプローブ２ａの第１プランジャ２１、パイプ体２６、第１コイルばね２４ａおよび第２コイルばね２５ａに代えて、第１プランジャ２８、パイプ体２９、第１コイルばね２４ｂおよび第２コイルばね２５を有する。第１コイルばね２４ｂおよび第２コイルばね２５は、内周の径およびばね定数が異なっており、第１コイルばね２４ｂのばね定数をＳ３、第２コイルばね２５のばね定数をＳ４とすると、Ｓ３＞Ｓ４が成り立っている。

第１プランジャ２８は、先細な先端形状をなす先端部２８ａ（第１先端部）と、先端部２８ａの基端側から延び、先端部２８ａの径と比して大きい径を有するフランジ部２８ｂ（第１フランジ部）と、フランジ部２８ｂの先端部２８ａに連なる側と異なる側の端部から延び、フランジ部２８ｂの径と比して小さい径を有するボス部２８ｃ（第１ボス部）と、ボス部２８ｃのフランジ部２８ｂに連なる側と異なる側の端部から延び、ボス部２８ｃの径と比して小さい径を有し、パイプ体２９に収容可能な収容部２８ｄ（第１収容部）とを同軸上に有する。ボス部２８ｃの径は、ボス部２２ｃの径よりも大きい。収容部２８ｄの延伸方向の長さは、収容部２２ｄの延伸方向の長さと比して大きい。収容部２８ｄの径は、収容部２２ｄの径と同等である。

図１３は、本実施の形態３にかかるコンタクトプローブの要部の構成を示す断面図である。パイプ体２９は、導電性を有する材料、例えば金属材料を用いて形成される。パイプ体２９は、筒状をなす本体部２９ａと、筒状をなして本体部２９ａの一端に連なり、外周の径がボス部２７ｃの径と同等である第１連結部２９ｂと、筒状なし、本体部２９ａの他端側に設けられ、外周の径がボス部２２ｃの径と同等である第２連結部２９ｃとを同軸上に有する。本体部２９ａの外周の径は、大径部５３ｂの径よりも小さく、かつ中径部５４ｂの径よりも大きい。第１連結部２９ｂおよび第２連結部２９ｃは、先端側（本体部２９ａに連なる端部と異なる側の端部）の外周の径が縮小した段付き形状をなしている。本体部２９ａ、第１連結部２９ｂおよび第２連結部２９ｃの内周の径は収容部２８ｄ，２２ｄの径とそれぞれ同等であり、パイプ体２９には、収容部２８ｄ，２２ｄの径の円柱状をなす中空空間である孔部２９ｄが形成されている。

プローブ２ｃでは、第１プランジャ２８のフランジ部２８ｂが、小径部５３ａと大径部５３ｂとがなす段部に当接することにより、プローブ２ｃのプローブホルダ５からの抜止機能を有する。また、第１コイルばね２４ｂのばね定数が、第２コイルばね２５のばね定数よりも大きいため、パイプ体２９の本体部２９ａが、大径部５３ｂと中径部５４ｂとがなす段部に当接している。

図１４は、本実施の形態３にかかる半導体パッケージの検査時におけ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って、コンタクトプローブが回路基板および半導体パッケージと接続した状態を示す図である。

半導体集積回路１００の検査において、ホルダ部材４に回路基板２００が取り付けられ、半導体集積回路１００が載置されると、図１４に示すように、先端部２７ａが接続用電極１０１と接触するともに、先端部２２ａが電極２０１と接触する。該接触により、先端部２８ａ，２２ａには接触荷重がそれぞれ加わり、第１コイルばね２４ｂおよび第２コイルばね２５が長手方向に沿って圧縮された状態となる。このとき、収容部２８ｄ，２２ｄは、孔部２９ｄに進入し、該孔部２９ｄの壁面と接触している。

第１コイルばね２４ｂおよび第２コイルばね２５のばね定数の差異によって、パイプ体２９の本体部２９ａが、大径部５３ｂと中径部５４ｂとがなす段部に当接しているため、第１コイルばね２４ｂおよび第２コイルばね２５は、先端部２８ａ，２２ａにそれぞれ加わる接触荷重に応じて、各々独立して伸縮する。換言すれば、先端部２８ａに加わる接触荷重に応じて第１コイルばね２４ｂが伸縮し、先端部２２ａに加わる接触荷重に応じて第２コイルばね２５が伸縮する。

検査時に回路基板２００から半導体集積回路１００に供給される検査用信号は、回路基板２００の電極２０１からプローブ２ｃの第２プランジャ２２、パイプ体２８、第１プランジャ２７を経由して半導体集積回路１００の接続用電極１０１へ到達する。このように、プローブ２ｂでは、第１プランジャ２８と第２プランジャ２２がパイプ体２９を介して導通するため、電気信号の導通経路を最小にすることができる。

上述した実施の形態３によれば、プローブ２ｃが、第１プランジャ２８、第２プランジャ２２およびパイプ体２９を経由して回路基板２００から半導体集積回路１００に検査用信号を伝達するとともに、第１プランジャ２７およびパイプ体２８の間に配置されて両者を伸縮自在に接続する第１コイルばね２４ｂと、第２プランジャ２２およびパイプ体２９の間に配置されて両者を伸縮自在に接続する第２コイルばね２５とを設け、パイプ体２９を介して個別に付勢するようにしたので、大型化を抑制しつつ導電性を向上させることができる。

また、上述した実施の形態３によれば、第１コイルばね２４ｂおよび第２コイルばね２５のばね定数を異なるものとし、パイプ体２９の本体部２９ａを、大径部５３ｂと中径部５４ｂとがなす段部に当接させて、第１コイルばね２４ｂおよび第２コイルばね２５が、先端部２８ａ，２２ａにそれぞれ加わる接触荷重に応じて各々独立して伸縮するようにしたので、第１プランジャ２１および第２プランジャ２２で異なる接触荷重となるように設定し、かつパイプ体の位置を第１および第２コイルばねの伸縮方向において制御することができる。

上述した実施の形態２，３では、第１コイルばね２４ａおよび第２コイルばね２５ａのばね定数が互いに異なっているものとして説明したが、パイプ体２６，２９の本体部２６ａ，２９ａが、大径部５３ｂと中径部５４ｂとがなす段部に当接するように段部が調整されていれば、ばね定数が同等のものであってもよい。

（実施の形態４）
図１５は、本発明の実施の形態４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１等で上述した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付してある。上述した実施の形態１〜３では、第１プランジャおよび第２プランジャの形状が異なるものや、第１および第２コイルばねの形状（径）やばね定数が異なるものとして説明したが、本実施の形態４にかかるプローブ２ｄは、第１プランジャおよび第２プランジャの形状、ならびに第１および第２コイルばねの形状（ばね定数）が同一である。

本実施の形態４にかかるプローブ２ｄは、半導体集積回路１００の検査を行なうときに、その半導体集積回路１００の接続用電極に接触する第１プランジャ６１（第１接触部材）と、検査回路を備えた回路基板２００の電極に接触する第２プランジャ６２（第２接触部材）と、第１プランジャ６１の一端および第２プランジャ６２の一端を収容可能なパイプ体６３と、第１プランジャ６１とパイプ体６３との間に設けられて第１プランジャ６１およびパイプ体６３を伸縮自在に連結する第１コイルばね６４と、第２プランジャ６２とパイプ体６３との間に設けられて第２プランジャ６２およびパイプ体６３を伸縮自在に連結する第２コイルばね６５と、を備える。プローブ２ｄを構成する第１プランジャ６１、第２プランジャ６２、パイプ体６３、第１コイルばね６４および第２コイルばね６５は同一の軸線を有している。

第１プランジャ６１は、先細な先端形状をなす先端部６１ａ（第１先端部）と、先端部６１ａの基端側から延び、先端部６１ａの径と比して大きい径を有するフランジ部６１ｂ（第１フランジ部）と、フランジ部６１ｂの先端部６１ａに連なる側と異なる側の端部から延び、フランジ部６１ｂの径と比して小さい径を有するボス部６１ｃ（第１ボス部）と、ボス部６１ｃのフランジ部６１ｂに連なる側と異なる側の端部から延び、ボス部６１ｃの径と比して小さい径を有し、パイプ体６３に収容可能な収容部６１ｄ（第１収容部）とを同軸上に有する。

第２プランジャ６２は、先細な先端形状をなす先端部６２ａ（第２先端部）と、先端部６２ａの基端側から延び、先端部６２ａの径と比して大きい径を有するフランジ部６２ｂ（第２フランジ部）と、フランジ部６２ｂの先端部６２ａに連なる側と異なる端部から延び、フランジ部６２ｂの径と比して小さい径を有するボス部６２ｃ（第２ボス部）と、ボス部６２ｃのフランジ部６２ｂに連なる側と異なる側の端部から延び、ボス部６２ｃの径と比して小さい径を有し、パイプ体６３に収容可能な収容部６２ｄ（第２収容部）とを同軸上に有する。第２プランジャ６２は、第１プランジャ６１と同一の材料を用いて形成され、第１プランジャ６１と同一の形状をなしている。

パイプ体６３は、導電性を有する材料、例えば金属材料を用いて形成される。パイプ体６３は、筒状をなす本体部６３ａと、筒状をなして本体部６３ａの一端に連なり、外周の径がボス部２１ｃの径と同等である第１連結部６３ｂと、筒状をなして本体部６３ａの他端に連なり、外周の径がボス部６２ｃの径と同等である第２連結部６３ｃとを同軸上に有する。本体部６３ａ、第１連結部６３ｂおよび第２連結部６３ｃの内周の径は収容部６１ｄ，６２ｄの径と同等であり、パイプ体６３には、収容部６１ｄ，６２ｄの径の円柱状をなす中空空間である孔部６３ｄが形成されている。第１連結部２３ｂの外周の径と、第２連結部６３ｃの外周の径とが同じである。すなわち、ボス部６１ｃ，６２ｃの径、第１連結部６３ｂの外周の径、および第２連結部６３ｃの外周の径は、同一である。また、第１連結部６３ｂと第２連結部６３ｃとの軸線方向の長さは等しい。換言すれば、パイプ体６３は、軸線方向と直交し、かつ中央を通過する平面に対して対称な形状をなしている。なお、パイプ体６３は、すべてが導電性を有する材料からなるもののみならず、一部が絶縁性の材料からなるものであってもよい。パイプ体６３は、少なくとも孔部６３ｄの表面がメッキ処理などにより導電性を有していればよい。

第１コイルばね６４は、線材を所定ピッチに巻回してなる。コイルばね６４の一端部は、ボス部６１ｃに圧入されて、フランジ部６１ｂに当接している。一方、第１コイルばね６４の他端部は、第１連結部６３ｂに圧入され、本体部６３ａと第１連結部６３ｂとがなす段部に当接している。なお、第１コイルばね６４の内径は、フランジ部６１ｂ、および本体部６３ａと第１連結部６３ｂとがなす段部に当接可能な長さであればよい。第１コイルばね６４は、半田付けによって第１プランジャ６１および／またはパイプ体６３と接合されていてもよい。

第２コイルばね６５は、線材を所定ピッチに巻回してなる。第２コイルばね６５の一端部は、ボス部６２ｃに圧入されて、フランジ部６２ｂに当接している。一方、コイルばね６５の他端部は、第２連結部６３ｃに圧入され、本体部６３ａと第２連結部６３ｃとがなす段部に当接している。なお、第２コイルばね６５の内径は、フランジ部６２ｂ、および本体部６３ａと第２連結部６３ｃとがなす段部に当接可能な長さであればよい。第２コイルばね６５は、半田付けによって第２プランジャ６２および／またはパイプ体６３と接合されていてもよい。

第１コイルばね６４および第２コイルばね６５に用いられる線材は、金属または樹脂からなる材料が挙げられる。この材料は、導電性を有するものであってもよいし、絶縁性のものであってもよい。また、本実施の形態４では、第１コイルばね６４および第２コイルばね６５は、同一の材料を用いて形成され、コイルばねの線径、有効巻数、コイル径が同じであり、ばね定数が互いに等しい。

プローブ２ｄは、第１プランジャ６１および第２プランジャ６２、ならびに第１コイルばね６４および第２コイルばね６５がそれぞれ同一の形状をなし、パイプ体６３が対称性を有するため、軸線方向と直交し、かつ中央を通過する平面に対して対称な形状をなしている。

また、第１プランジャ６１および第２プランジャ６２、ならびに第１コイルばね６４および第２コイルばね６５がそれぞれ同一のものを用いて作製するため、第１および第２プランジャ、ならびに第１および第２コイルばねをそれぞれ同一の作製工程、同一の製造ラインで製造することができる。

第１プランジャ６１および第２プランジャ６２は、第１コイルばね６４および第２コイルばね６５の伸縮作用によって軸線方向に移動可能である。プローブ２ｄは、プローブホルダ３に保持され、外部からの荷重（重力を除く）が加わっていない状態において（図１５参照）、第１プランジャ６１の収容部６１ｄの一部は孔部６３ｄの一端側に収容されて孔部６３ｄの壁面と接触している一方、第２プランジャ６２の収容部６２ｄの一部は孔部６３ｄの他端側に収容されて孔部６３ｄの壁面と接触している。

上述した実施の形態４によれば、プローブ２ｄが、第１プランジャ６１、パイプ体６３および第２プランジャ６２を経由して回路基板２００から半導体集積回路１００に検査用信号を伝達するとともに、第１プランジャ６１およびパイプ体６３の間に配置されて両者を伸縮自在に接続する第１コイルばね６４と、第２プランジャ６２およびパイプ体６３の間に配置されて両者を伸縮自在に接続する第２コイルばね６５とを設け、パイプ体６３を介して個別に付勢するようにしたので、大型化を抑制しつつ導電性を向上させることができる。

上述した実施の形態４によれば、第１プランジャ６１および第２プランジャ６２、ならびに第１コイルばね６４および第２コイルばね６５がそれぞれ同一であるため、第１および第２プランジャと第１および第２コイルばねとの作製を容易なものとし、製造コストを削減することができる。

上述した実施の形態４によれば、収容部６１ｄ，６２ｄが、外部からの荷重が加わっていない状態で孔部６３ｄに進入させるようにしたので、第１および第２プランジャとパイプ体との接触を確実なものとすることができる。

なお、上述した実施の形態４では、プローブ２ｄが、軸線方向と直交し、かつ中央を通過する平面に対して対称な形状をなしているものとして説明したが、対称性を有しない（非対称性の）形状であってもよい。例えば、先端部６１ａ，６２ａのうちの一方の先端部が、上述した先端部２１ａのように、先細に形成された複数の爪を有するものであってもよいし、先端部６１ａ，６２ａの両方が複数の爪を有するものであってもよい。反対に、先端部２１ａが先端部６１ａのような錘状をなすものであってもよい。

また、上述した実施の形態４では、外部からの荷重が加わっていない状態において、収容部６１ｄおよび収容部６２ｄが、孔部６３ｄの壁面とそれぞれ接触しているものとして説明したが、上述した実施の形態１の変形例のように、収容部６２ｄがパイプ体２３に収容されずに離間しているものであってもよい。この場合、収容部６２ｄの長さを変える、または第１コイルばね６４もしくは第２コイルばね６５の巻回軸方向の長さ（有効巻数またはピッチ）を変えることにより実現可能である。

また、上述した実施の形態１〜４では、収容部２１ｄ，２１ｅ，２２ｄ，２８ｄは、一様な径を有する柱状をなすものとして説明したが、先端が面取りされてなる形状や、錘状、半球状など、先端にいくにしたがって径が小さくなる形状をなしていることが、孔部２３ｄ，２６ｄ，２７ｅ，２９ｄへの挿入を安定して行う点で好ましい。

図１６は、本発明の実施の形態１〜４にかかるコンタクトプローブの要部の構成の他の例を示す模式図であって、収容部の変形例を説明する図である。例えば、図１６に示す収容部２１ｆのように、ボス部２１ｃのフランジ部２１ｂに連なる側と異なる側の端部から延び、ボス部２１ｃの径と比して小さい径を有する延在部２１１と、延在部２１１のボス部２１ｃに連なる側と異なる側の端部から延び、延在部２１１の径と比して大きい径を有する基端部２１２と、を有するものであってもよい。基端部２１２は、円柱状をなし、孔部２３ｄと略同等の径を有している。収容部２１ｆでは、延在部２１１と、第１コイルばね２４の内周との距離を収容部２１ｄと比して大きくすることができるため、ヒステリシス対策に有効である。

図１７は、本発明の実施の形態１〜４にかかるコンタクトプローブの要部の構成の他の例を示す模式図であって、収容部の変形例を説明する図である。例えば、図１７に示す収容部２１ｇは、上述した基端部２１２に代えて、側面が球面状をなす基端部２１３を有する。基端部２１３は、最大となる直径（収容部２１ｇの中心軸と直交する方向の長さ）が、孔部２３ｄと略同等である。収容部２１ｇでは、第１プランジャ２１が傾斜した場合であっても、側面が球面状をなしているため、孔部２３ｄの壁面に沿って基端部２１３を接触させることができるとともに、ヒステリシス対策にも有効である。

図１８は、本発明の実施の形態１〜４にかかるコンタクトプローブの要部の構成の他の例を示す模式図であって、収容部の変形例を説明する図である。図１８（ａ）は収容部の側面図を示し、図１８（ｂ）は収容部の底面図を示している。図１８に示す変形例は、例えば、図１７に示す収容部２１ｇに対し、先端から長手方向に沿って切り欠いてなる切欠き部Ｃ１が設けられている。これにより、収容部２１ｇの先端にばね性が付与されて長手方向と直交する方向に伸縮自在となるため、パイプ体の孔部への挿入性、孔部の内部壁面との接触性を向上させることができる。

なお、上述した収容部２１ｆ，２１ｇの形状は、収容部２２ｄ，２８ｄにも適用することができる。また、各収容部は、上述した形状のうちのいずれかを組み合わせたものであってもよく、例えば、実施の形態１の収容部２２ｄを上述した収容部２１ｆの形状に代えたものであってもよい。

また、上述した実施の形態１〜４にかかるパイプ体は、すべてが導電性を有する材料からなるもののみならず、一部が絶縁性の材料からなるものであってもよい。パイプ体は、少なくとも孔部の表面がメッキ処理などにより導電性を有していればよい。

また、上述した実施の形態１〜４では、第１プランジャ２１，２８の収容部２１ｄ，２８ｄが、第２プランジャ２２の収容部２２ｄより長いものとして説明したが、第２プランジャ２２の収容部２２ｄが、第１プランジャ２１，２８の収容部２１ｄ，２８ｄより長いものであってもよい。この場合、第２コイルばね２５，２５ａのばね定数を第１コイルばね２４ａ，２４ｂのばね定数よりも大きくしてもよい。

また、上述した実施の形態１〜４では、第１および第２コイルばねの巻回によりなす径が一律であるものとして説明したが、一部の径が異なるものであってもよい。例えば、第１コイルばねにおいて、両端側の径を連結対象（第１連結部またはボス部）の外周の径より若干小さくするとともに、両端以外（中央部）の径を第１連結部またはボス部のうちの大きい方の径よりも大きくする。これにより、第１連結部の先端を縮径しなくても、第１コイルばねの伸縮動作を安定させることができる。

また、各フランジ部の各先端部側の端部およびホルダ孔の大径部と小径部との各境界壁面がテーパ状をなすものであってもよい。これにより、プローブをホルダに取り付けた場合のプローブの軸線方向と垂直な方向の位置決めを一段と確実に行うことができる。

上述した実施の形態１〜４では、接続用電極が半球状をなすものとして説明したが、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）等に用いられる平板状をなすリードであってもよい。

上述した実施の形態１〜４および変形例は、本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。また、本発明は、各実施の形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成できる。本発明は、仕様等に応じて種々変形することが可能であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施の形態が可能であることは、上記記載から自明である。

以上のように、本発明にかかるプローブユニットおよびコンタクトプローブは、大型化を抑制しつつ導電性を向上させるのに有用である。

１ プローブユニット
２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ コンタクトプローブ（プローブ）
３，５，５ａ プローブホルダ
４ ホルダ部材
２１，２８，６１ 第１プランジャ
２１ａ，２２ａ，２８ａ，６１ａ，６２ａ 先端部
２１ｂ，２２ｂ，２８ｂ，６１ｂ，６２ｂ フランジ部
２１ｃ，２２ｃ，２８ｃ，６１ｃ，６２ｃ ボス部
２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｇ，２２ｄ，２８ｄ，６１ｄ，６２ｄ 収容部
２２，６２ 第２プランジャ
２３，２６，２７，２９，６３ パイプ体
２３ａ，２６ａ，２７ａ，２９ａ，６３ａ 本体部
２３ｂ，２６ｂ，２７ｂ，２９ｂ，６３ｂ 第１連結部
２３ｃ，２６ｃ，２７ｃ，２９ｃ，６３ｃ 第２連結部
２３ｄ，２６ｄ，２７ｅ，２９ｄ，６３ｄ 孔部
２７ｄ 突出部
２４，２４ａ，２４ｂ，６４ 第１コイルばね
２５，２５ａ，６５ 第２コイルばね
３１，５１，５１ａ 第１部材
３２，５２，５２ａ 第２部材
３３，３４，５３，５４，５５，５６ ホルダ孔
３３ａ，３４ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａ，５６ａ 小径部
３３ｂ，３４ｂ，５３ｂ，５５ｂ，５６ｃ 大径部
５４ｂ 中径部
１００ 半導体集積回路
１０１ 接続用電極
２００ 回路基板
２０１ 電極
２１１ 延在部
２１２，２１３ 基端部

Claims (7)

1. 互いに異なる２つの被接触体と長手軸方向の一方でそれぞれ接触する導電性の第１および第２接触部材と、前記第１および第２接触部材の前記被接触体と接触する側の端部とは異なる側の端部を接触しつつ収容可能な導電性の孔部を有するパイプ体と、一端が前記第１接触部材における長手軸まわりの外周部に接続し、他端が前記パイプ体の一端側における中心軸まわりの外周部に接続することによって前記第１接触部材および前記パイプ体を連結し、該連結方向に伸縮自在な第１コイルばねと、一端が前記第２接触部材における長手軸まわりの外周部に接続し、他端が前記パイプ体の他端側における中心軸まわりの外周部に接続することによって前記第２接触部材および前記パイプ体を連結し、該連結方向に伸縮自在な第２コイルばねと、を有する複数の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、
   を備えたことを特徴とするプローブユニット。
2. 前記第１接触部材は、
   先細な先端形状をなし、一方の被接触体と接触する第１先端部と、
   該第１先端部の基端側から延び、前記第１先端部の径と比して大きい径を有する第１フランジ部と、
   該第１フランジ部の前記第１先端部に連なる側と異なる側の端部から延び、前記第１フランジ部の径と比して小さい径を有し、前記第１コイルばねと連結する第１ボス部と、
   該第１ボス部の前記第１フランジ部に連なる側と異なる側の端部から延び、前記孔部に収容可能な第１収容部と、
   を同軸上に有し、
   前記第２接触部材は、
   先細な先端形状をなし、他方の被接触体と接触する第２先端部と、
   該第２先端部の基端側から延び、前記第２先端部の径と比して大きい径を有する第２フランジ部と、
   該第２フランジ部の前記第２先端部に連なる側と異なる側の端部から延び、前記第２フランジ部の径と比して小さい径を有し、前記第２コイルばねと連結する第２ボス部と、
   該第２ボス部の前記第２フランジ部に連なる側と異なる側の端部から延び、前記孔部に収容可能な第２収容部と、
   を同軸上に有し、
   前記プローブホルダは、
   前記第１および第２先端部をそれぞれ挿通可能な第１および第２小径部と、
   一端で前記第１小径部と連結するとともに、他端で前記第２小径部と連結し、該第１および第２小径部の径よりも大きい径を有する大径部と、
   を有し、
   前記第１フランジ部は、前記第１小径部と前記大径部とがなす段部に当接し、
   前記第２フランジ部は、前記第２小径部と前記大径部とがなす段部に当接することを特徴とする請求項１に記載のプローブユニット。
3. 前記第１接触部材は、
   先細な先端形状をなし、一方の被接触体と接触する第１先端部と、
   該第１先端部の基端側から延び、前記第１先端部の径と比して大きい径を有する第１フランジ部と、
   該第１フランジ部の前記第１先端部に連なる側と異なる側の端部から延び、前記第１フランジ部の径と比して小さい径を有し、前記第１コイルばねと連結する第１ボス部と、
   該第１ボス部の前記第１フランジ部に連なる側と異なる側の端部から延び、前記孔部に収容可能な第１収容部と、
   を同軸上に有し、
   前記第２接触部材は、
   先細な先端形状をなし、他方の被接触体と接触する第２先端部と、
   該第２先端部の基端側から延び、前記第２先端部の径と比して大きい径を有する第２フランジ部と、
   該第２フランジ部の前記第２先端部に連なる側と異なる側の端部から延び、前記第２フランジ部の径と比して小さい径を有し、前記第２コイルばねと連結する第２ボス部と、
   該第２ボス部の前記第２フランジ部に連なる側と異なる側の端部から延び、前記孔部に収容可能な第２収容部と、
   を同軸上に有し、
   前記パイプ体は、
   本体部と、
   前記本体部の一端に連なり、外周の径が前記第１ボス部の径と同一であって前記第１コイルばねと連結する第１連結部と、
   前記本体部の他端に連なり、外周の径が前記第２ボス部の径と同一であって前記第２コイルばねと連結する第２連結部と、
   を有し、
   前記プローブホルダは、
   前記第１および第２先端部をそれぞれ挿通可能な第１および第２小径部と、
   一端で第１小径部と連結し、該第１および第２小径部の径よりも大きい径を有する大径部と、
   前記第２小径部と前記大径部との間に設けられ、該第２小径部の径より大きく、該大径部の径より小さい中径部と、
   を有し、
   前記第１フランジ部は、前記第１小径部と前記大径部とがなす段部に当接し、
   前記第２フランジ部は、前記第２小径部と前記中径部とがなす段部に当接し、
   前記本体部は、前記大径部と前記中径部とがなす段部に当接することを特徴とする請求項１に記載のプローブユニット。
4. 第１および第２収容部は、前記連結方向の長さが互いに異なることを特徴とする請求項２または３に記載のプローブユニット。
5. 前記第１および第２コイルばねは、ばね定数が互いに異なることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のプローブユニット。
6. 第１および第２収容部のうち前記第１収容部の前記連結方向の長さが、前記第２収容部の前記連結方向の長さより大きい場合、前記第１コイルばねのばね定数が前記第２コイルばねのばね定数よりも大きく、前記第２収容部の前記連結方向の長さが、前記第１収容部の前記連結方向の長さより大きい場合、前記第２コイルばねのばね定数が前記第１コイルばねのばね定数よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載のプローブユニット。
7. 互いに異なる２つの被接触体と長手軸方向の一方でそれぞれ接触する導電性の第１および第２接触部材と、
   前記第１および第２接触部材の前記被接触体と接触する側の端部とは異なる側の端部を接触しつつ収容可能な導電性の孔部を有するパイプ体と、
   一端が前記第１接触部材における長手軸まわりの外周部に接続し、他端が前記パイプ体の一端側における中心軸まわりの外周部に接続することによって前記第１接触部材および前記パイプ体を連結し、該連結方向に伸縮自在な第１コイルばねと、
   一端が前記第２接触部材における長手軸まわりの外周部に接続し、他端が前記パイプ体の他端側における中心軸まわりの外周部に接続することによって前記第２接触部材および前記パイプ体を連結し、該連結方向に伸縮自在な第２コイルばねと、
   を備えたことを特徴とするコンタクトプローブ。

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