JP6961422B2 - probe - Google Patents
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Description
本発明は、被検査体の特性の測定に使用されるプローブに関する。 The present invention relates to a probe used for measuring the characteristics of an object to be inspected.
集積回路などの特性をウェハから分離しない状態で測定するために、プローブが用いられている。プローブを用いた検査では、プローブの一方の端部を被検査体に接触させ、プローブの他方の端部を、基板に配置されてテスタと電気的に接続された端子(以下において「ランド」という。)に接触させる。 A probe is used to measure the characteristics of integrated circuits and the like without separating them from the wafer. In inspection using a probe, one end of the probe is brought into contact with the object to be inspected, and the other end of the probe is placed on a substrate and electrically connected to a tester (hereinafter referred to as "land"). .).
検査での被検査体やランドとプローブとの電気的な接続を確保するために、弾性変形するように構成されたプローブが使用されている。例えば、特許文献1に、側面にスリット状の切り込みを形成して弾性変形するバネ部をプローブに設ける構造が用いられている。 In order to secure the electrical connection between the probe or the object to be inspected in the inspection, the probe is configured to be elastically deformed. For example, Patent Document 1 uses a structure in which a probe is provided with a spring portion that is elastically deformed by forming a slit-shaped notch on a side surface.
しかしながら、切り込みによりバネ部を形成したプローブにおいては、プローブに流れる電流により生じるジュール熱によってバネ部にヘタリが生じる。ヘタリが生じると、被検査体やランドとプローブとの接触が弱くなり、プローブに流せる電流の許容値(以下において「許容電流値」という。)が低下するという問題が生じていた。 However, in a probe in which a spring portion is formed by cutting, Joule heat generated by a current flowing through the probe causes the spring portion to settle. When the settling occurs, the contact between the object to be inspected or the land and the probe becomes weak, and there is a problem that the allowable value of the current that can be passed through the probe (hereinafter referred to as "allowable current value") decreases.
上記問題点に鑑み、本発明は、バネ部のヘタリに起因する許容電流値の低下を抑制できるプローブを提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a probe capable of suppressing a decrease in the allowable current value due to the settling of the spring portion.
本発明の一態様によれば、側面を貫通する螺旋状の切り込みが形成されたコイルバネ形状のバネ部を有する管形状のバレルと、バレルの端部の開口端から先端部が露出した状態でバレルに接合された棒形状のプランジャーとを備え、バレルのバネ部が、導電性を有する基体と、基体よりも熱伝導率の高い材料からなり、基体に接触する放熱材とを有し、放熱材は、コイルバネ形状のバネ部のみに配置されているプローブが提供される。 According to one aspect of the present invention, a tube-shaped barrel having a coil spring-shaped spring portion formed with a spiral notch penetrating a side surface, and a barrel in a state where the tip portion is exposed from the opening end of the end portion of the barrel. and a plunger joined rod shape, the spring portion of the barrel, a substrate having conductivity, made of a material having a high thermal conductivity than the substrate, have a heat radiating member in contact with the substrate, heat radiation As the material, a probe is provided which is arranged only in the spring portion in the shape of a coil spring.
本発明によれば、バネ部のヘタリに起因する許容電流値の低下を抑制できるプローブを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a probe capable of suppressing a decrease in the allowable current value due to the settling of the spring portion.
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各部の長さや厚みの比率などは現実のものとは異なる。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings below, the same or similar parts are designated by the same or similar reference numerals. However, the drawings are schematic, and the length and thickness ratio of each part are different from the actual ones. In addition, there are parts in which the relations and ratios of the dimensions of the drawings are different from each other.
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係るプローブは、図1に示すように、側面を貫通する螺旋状の切り込みが形成されたコイルバネ形状のバネ部を有する管形状のバレル10と、バレル10の端部の開口端から先端部が露出した状態でバレルに接合された棒形状のプランジャー20を備える。バレル10のバネ部は、導電性を有する基体11と、基体11よりも熱伝導率の高い材料からなり、基体11に接触する放熱材12を有する。
(First Embodiment)
As shown in FIG. 1, the probe according to the first embodiment of the present invention has a tube-shaped
図1に示したプローブは、バレル10の両端部の開口端からそれぞれ先端部が露出した状態でバレル10に接合された、2つのプランジャー20を備える。接合部30において、バレル10の内部に挿入されたプランジャー20の挿入部とバレル10とが接合されている。バレル10とプランジャー20とは、スポット溶接によって溶接してもよいし、接着材によって接着してもよい。なお、プローブの全体を示す図1では、プランジャー20のバレル10の内部に挿入された部分の図示を省略している(以下において同様。)。
The probe shown in FIG. 1 includes two
プローブは、例えば被検査体の電気的特性を判断する際に使用される。即ち、一方のプランジャー20の先端部は被検査体に接触し、他方のプランジャー20の先端部は配線基板などのランドと接触する。
The probe is used, for example, in determining the electrical properties of the subject to be inspected. That is, the tip of one
被検査体の電気的特性を検査するために、バレル10とプランジャー20には導電性材料が使用される。例えば、バレル10にニッケル(Ni)材などが使用され、プランジャー20にAgPdCu材などが使用される。
A conductive material is used for the
バレル10の一部がコイルバネ形状になっているため、バレル10は軸方向に伸縮自在である。したがって、適切な押圧でプランジャー20を被検査体や配線基板と接触させることができる。即ち、プローブを強く被検査体に押し付けるようにオーバードライブ(OD)をかけられる。また、プローブを弾性変形させることによってプローブとランドにプリロードをかけることができる。なお、例えばフォトリソグラフィ技術などを用いて、バレル10に切り込みをエッチングによって形成することができる。
Since a part of the
プローブの使用時には、プローブを介して被検査体に電流が流れる。このときプローブに発生するジュール熱によって、バレル10に形成したバネ部にヘタリ(熱ヘタリ)が生じることが想定される。バネ部にヘタリが生じると、被検査体やランドに接触するプローブの針圧が低下し、プローブの許容電流値が低下する。そのため、被検査体に流せる電流の大きさに限界が生じ、被検査体の十分な検査ができない事態が生じ得る。
When the probe is used, an electric current flows through the probe to the object to be inspected. At this time, it is assumed that the Joule heat generated in the probe causes settling (heat settling) in the spring portion formed in the
これに対し、図1に示したプローブでは、バレル10のバネ部に放熱材12が配置されている。この放熱材12が熱伝導経路となり、バネ部に生じるジュール熱を放熱材12での熱伝導によってバネ部の外部に放熱することができる。したがって、バネ部のヘタリの発生が抑制され、プローブの許容電流値は低下しない。
On the other hand, in the probe shown in FIG. 1, the
なお、被検査体の検査時に電流をバレル10に流すため、放熱材12が導電性を有することが好ましい。例えば、放熱材12には、金(Au)、銀(Ag),銅(Cu)、アルミニウム(Al)などが好適に使用される。バネ部の全体を導電性の材料にすることにより、プローブの許容電流値が増大する。
Since the current flows through the
図2(a)及び図2(b)に、図1に示したプローブのバネ部の拡大図を示す。図2(a)及び図2(b)に示したプローブでは、放熱材12が、基体11に周囲を囲まれて基体11の内部に埋め込まれている。放熱材12は、基体11と同様に螺旋状に延伸する。
2 (a) and 2 (b) show an enlarged view of the spring portion of the probe shown in FIG. In the probes shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the
なお、バレル10の両端部の開口端で放熱材12の端部が露出するように、放熱材12をバレル10の内部に連続的に埋め込むことが好ましい。放熱材12の端部をバレル10の外側に露出させることにより、バネ部で発生したジュール熱が効率的にバレル10の外部に放出される。
It is preferable that the
<変形例>
図3(a)及び図3(b)に示すように、基体11の延伸方向に垂直な幅方向に互いに離間して配置された複数の放熱材12を、基体11の内部に配置してもよい。これにより、基体11の断面積の減少を抑制しつつ、バネ部の全体の放熱が行われる。なお、2列の放熱材12がコイル部に沿って平行に延伸する例を示したが、3列以上の放熱材12を基体11の内部に配置してもよい。
<Modification example>
As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), even if a plurality of
また、図4に示すように、複数の放熱材12を基体11の膜厚方向に積層してもよい。図4は、図2(b)と同様の方向から見たバネ部の断面図である。これにより、バネ部の内部に満遍なく放熱材12を配置できる。このとき、図4に示すようにコイル部の側面に放熱材12を露出させることにより、バレル10の基体11で発生したジュール熱をプローブの周囲に放出することができる。更に、図5に示すように、基体11の内部に積層された放熱材12を連結させてもよい。
Further, as shown in FIG. 4, a plurality of
以上に説明したように、本発明の第1の実施形態に係るプローブによれば、バネ部で発生したジュール熱が放熱材12を伝わって速やかにバネ部以外に放熱される。このため、バネ部の温度上昇が抑制される。その結果、バネ部のヘタリが発生せず、プローブの許容電流値の減少を抑制することができる。
As described above, according to the probe according to the first embodiment of the present invention, the Joule heat generated in the spring portion is quickly dissipated to other than the spring portion by being transmitted through the
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態に係るプローブは、図6(a)及び図6(b)に示すように、バレル10の基体11に埋め込まれた放熱材12の一部が、バネ部でバレル10の表面に露出している。つまり、放熱材12の全体が基体11に囲まれていない点が第1の実施形態と異なり、他は図1に示したプローブと同様である。
(Second Embodiment)
In the probe according to the second embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), a part of the
図6(a)及び図6(b)に示したプローブでは、バネ部において基体11の幅方向の中央に埋め込まれた放熱材12が、コイル部に沿って螺旋状に配置されている。第2の実施形態に係るプローブによれば、バネ部の表面に放熱材12を露出させることにより、バネ部で生じたジュール熱を効率よくプローブの周囲に放熱させることができる。
In the probes shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the
図6(a)及び図6(b)では、バネ部の全体に放熱材12が連続的に配置されている例を示したが、図7(a)及び図7(b)に示すように、コイル部の延伸する方向に沿って複数の放熱材12が離間して配置されていてもよい。図7(a)に示した例では、放熱材12が離間して一列に配列されている。
6 (a) and 6 (b) show an example in which the
また、図8(a)及び図8(b)に示すように、基体11の幅方向に離間して平行に配置された複数の放熱材12を、コイル部に沿って延伸させてもよい。或いは、図9(a)及び図9(b)に示すように、平行に延伸する複数の放熱材12のそれぞれを、延伸する方向に沿って離間して配置してもよい。図9(a)に示した例では、コイル部に沿って離間して配置された放熱材12が二列に配列されている。
Further, as shown in FIGS. 8A and 8B, a plurality of
本発明の第2の実施形態に係るプローブによれば、放熱材12の一部をバネ部の表面に露出させることにより、バネ部で発生したジュール熱をプローブの周囲に効率的に放熱することができる。このため、バネ部のヘタリが発生せず、プローブの許容電流値の減少を抑制することができる。他は、第1の実施形態と実質的に同様であり、重複した記載を省略する。
According to the probe according to the second embodiment of the present invention, by exposing a part of the
<変形例>
図10(a)及び図10(b)に示した第2の実施形態の変形例に係るプローブでは、基体11に周囲を囲まれて基体11の内部に埋め込まれた放熱材12と、一部がバレル10の表面に露出した放熱材12とが、バネ部で基体11の膜厚方向に積層されている。図10(a)に示した例では、それぞれの放熱材12をコイル部に沿って延伸するように配置している。また、図10(b)に示すように、基体11の内部に埋め込まれた放熱材12とバレル10の表面に露出した放熱材12とは、積層方向に沿って重ねずに幅方向にずらして配置されている。
<Modification example>
In the probe according to the modified example of the second embodiment shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b), the
(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態に係るプローブは、図11(a)及び図11(b)に示すように、放熱材12が、バネ部で基体11の表面に全体が露出して配置されている。つまり、放熱材12が基体11に埋め込まれた部分を有さない点が第1及び第2の実施形態と異なり、他は図1に示したプローブと同様である。
(Third Embodiment)
In the probe according to the third embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 11A and 11B, the
図11(a)及び図11(b)にはコイル部の外部に向いた外表面にのみ放熱材12を配置する例を示した。しかし、図12(a)及び図12(b)に示すように、コイル部の側面にも放熱材12を配置してもよい。
11 (a) and 11 (b) show an example in which the
放熱材12を基体11の表面に配置することによって、バネ部で生じたジュール熱をプローブの周囲に放熱させることができる。このため、バネ部のヘタリが発生せず、プローブの許容電流値の減少を抑制することができる。他は、第1及び第2の実施形態と実質的に同様であり、重複した記載を省略する。
By arranging the
(第4の実施形態)
本発明の第4の実施形態に係るプローブは、図13(a)及び図13(b)に示すように、放熱材12が、バネ部で基体11の表面に全体が露出して配置された表面領域121、及び、表面領域121と一部が接触して基体11に埋め込まれた埋込領域122を有する。つまり、基体11に埋め込まれた放熱材12が、バレル10の表面に配置された放熱材12と一体化されている点が第1〜第3の実施形態と異なる。
(Fourth Embodiment)
In the probe according to the fourth embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 13 (a) and 13 (b), the
放熱材12の表面領域121と埋込領域122は、コイル部に沿って螺旋状に延伸して配置されている。なお、図14(a)及び図14(b)に示すように、平行に延伸する複数の埋込領域122を基体11に埋め込んだ構成にしてもよい。
The
第4の実施形態に係るプローブによれば、バレル10のバネ部で発生したジュール熱を、速やかにバネ部以外に放熱することができる。なお、図13(b)に示すように、コイル部の外表面のみに表面領域121を配置してもよいし、図14(b)に示すように、コイル部の外表面と側面に表面領域121を配置してもよい。他は、第1〜第3の実施形態と実質的に同様であり、重複した記載を省略する。
According to the probe according to the fourth embodiment, the Joule heat generated in the spring portion of the
(第5の実施形態)
本発明の第5の実施形態に係るプローブは、図15に示すように、バレル10のバネ部の最も外側に絶縁材料からなる絶縁層40が配置されている。このため、仮に隣接するプローブ同士が接触しても、プローブ同士は絶縁層40によって電気的に絶縁されるためにプローブ間のショートを抑制できる。他は、図1に示したプローブと同様である。
(Fifth Embodiment)
In the probe according to the fifth embodiment of the present invention, as shown in FIG. 15, an insulating
例えば図16(a)〜図16(b)に示すように、バレル10のコイル部の外側に向いた外表面101のみに絶縁層40を配置する。或いは、図17(a)〜図17(b)に示すように、コイル部の外表面101と側面102に絶縁層40を配置してもよい。図16(a)に示す構造によれば、バネ部に絶縁層40を容易に形成することができる。一方、図17(a)に示す構造によれば、より確実にプローブ間のショートを抑制できる。
For example, as shown in FIGS. 16A to 16B, the insulating
なお、図11や図13に示すプローブのように基体11の表面に放熱材12が配置される場合には、放熱材12の外側に絶縁層40を配置する。他は、第1〜第4の実施形態と実質的に同様であり、重複した記載を省略する。
When the
(その他の実施形態)
上記のように本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
(Other embodiments)
Although the present invention has been described by embodiment as described above, the statements and drawings that form part of this disclosure should not be understood to limit the invention. Various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art from this disclosure.
例えば、放熱材12の材料は基体11よりも熱伝導率の高い材料であるが、更に、放熱材12の硬度を基体11の硬度よりも高くしてもよい。例えば、バレル10の基体11がNi材である場合に、Ni材よりも硬度の高い材料の放熱材12を使用する。これにより、バレル10の剛性が高くなり、バネ部のヘタリを抑制することができる。その結果、プローブの許容電流値の低下を抑制できるとともに、隣接するプローブ間のショートを防止できる。
For example, the material of the
また、上記ではバレル10の両端部にプランジャー20が装着されたプローブの例を説明したが、バレル10の一方の端部のみにプランジャー20が装着され、バレル10の他方の端部がランドなどに接触するプローブでも、本発明は適用可能である。
Further, although the example of the probe in which the
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態などを含むことはもちろんである。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。 As described above, it goes without saying that the present invention includes various embodiments not described here. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the matters specifying the invention relating to the reasonable claims from the above description.
10…バレル
11…基体
12…放熱材
20…プランジャー
30…接合部
40…絶縁層
10 ...
Claims (11)
前記バレルの端部の開口端から先端部が露出した状態で前記バレルに接合された棒形状のプランジャーと
を備え、
前記バレルの前記バネ部が、
導電性を有する基体と、
前記基体よりも熱伝導率の高い材料からなり、前記基体に接触する放熱材と
を有し、
前記放熱材は、コイルバネ形状の前記バネ部のみに配置されている
ことを特徴とするプローブ。 A tube-shaped barrel with a coil spring-shaped spring with a spiral notch that penetrates the side surface,
A rod-shaped plunger joined to the barrel with the tip exposed from the open end of the barrel end is provided.
The spring portion of the barrel
With a conductive substrate
Wherein becomes a high thermal conductivity material than the base body, it has a heat radiating member in contact with the substrate,
The probe is characterized in that the heat radiating material is arranged only in the spring portion having a coil spring shape.
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