WO2017138305A1 - 接触端子、検査治具、及び検査装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a contact terminal for contacting an object, an inspection jig for supporting the contact terminal, and an inspection apparatus including the inspection jig.
- a contact terminal for electrically connecting a target point and a predetermined location by bringing a rod-shaped contact terminal into contact with the predetermined target point is known (for example, see Patent Document 1).
- the contact terminal described in Patent Document 1 includes a small-diameter conductive portion and a large-diameter cylindrical portion disposed so as to surround the conductive portion, and the tip of the small-diameter conductive portion is the tip of the large-diameter cylindrical portion.
- a part of the small-diameter conductive part protrudes from the part and is joined to a part of the large-diameter cylindrical part.
- a spiral spring is formed on the cylindrical portion of the contact terminal.
- An object of the present invention is to provide a contact terminal, an inspection jig, and an inspection apparatus that can reduce generation of a magnetic field associated with inspection.
- a contact terminal includes a cylindrical outer cylindrical body having conductivity, and a cylindrical inner cylindrical body having conductivity inserted into a cylinder of the outer cylindrical body,
- the outer cylindrical body is formed with a spiral outer first spring portion that extends and contracts in the axial direction of the outer cylindrical body and the winding direction is the first direction, and the inner cylindrical body has the inner cylindrical body.
- a spiral inner first spring portion is formed in a second direction that expands and contracts in the axial direction and has a winding direction opposite to the first direction.
- the winding direction of the outer first spring portion and the inner first spring portion is opposite to each other. Therefore, when a current flows through the outer cylindrical body and the inner cylindrical body, the magnetic field generated in the outer first spring portion and the magnetic field generated in the inner first spring portion become magnetic fields whose directions are opposite to each other. It will offset each other. As a result, it is possible to reduce the generation of a magnetic field accompanying the inspection.
- the inner first spring portion is located at a position facing the outer first spring portion.
- the inner first spring part is disposed inside the outer first spring part, the magnetic field generated in the outer first spring part and the magnetic field generated in the inner first spring part are It becomes possible to cancel out efficiently.
- the outer cylindrical body further includes an outer second spring portion whose winding direction is the second direction, and the inner cylindrical body further has an inner second spring whose winding direction is the first direction.
- a spring portion is preferably formed.
- the outer cylindrical body is formed with the outer first spring portion and the outer second spring portion whose winding directions are opposite to each other. Therefore, when the outer first spring portion and the outer second spring portion expand and contract, the rotational force generated in the outer first spring portion and the rotational force generated in the outer second spring portion are in opposite directions, and the mutual rotational force is Since it cancels, the movement of the outer cylindrical body that occurs when the contact terminal is brought into contact with the object can be reduced. Further, the inner cylindrical body is formed with an inner first spring portion and an inner second spring portion whose winding directions are opposite to each other.
- the inner second spring portion is located at a position facing the outer second spring portion.
- the inner second spring portion is disposed inside the outer second spring portion, the magnetic field generated in the outer second spring portion and the magnetic field generated in the inner second spring portion are It becomes possible to cancel out efficiently.
- the number of turns of the outer first spring part and the number of turns of the inner first spring part are substantially the same.
- the magnetic field strength generated in the outer first spring part and the magnetic field intensity generated in the inner first spring part become substantially equal. .
- the accuracy with which the magnetic field generated in the outer first spring portion and the magnetic field generated in the inner first spring portion are offset is improved.
- the outer first spring portion is formed at a plurality of locations on the outer cylindrical body, and the inner first spring portion is formed at the same number of locations on the inner cylindrical body as the outer first spring portion.
- the total number of spiral turns of the plurality of outer first spring portions may be substantially equal to the total number of spiral turns of the plurality of inner first spring portions.
- a plurality of outer first spring portions and inner first spring portions are provided, and a magnetic field generated in the outer first spring portion and a magnetic field generated in the inner first spring portion are formed as the entire connection terminal. Can be offset.
- the plurality of outer first spring portions and the plurality of inner first spring portions are located at positions facing each other, the plurality of outer first spring portions, and the plurality of inner first spring portions. It is preferable that the number of turns of the spiral is substantially equal between those facing each other.
- the inner first spring portion is disposed inside each of the plurality of outer first spring portions, the magnetic field generated in the outer first spring portion and the inner first spring portion are generated. It is possible to efficiently cancel the magnetic field.
- the number of turns of the outer second spring part and the number of turns of the inner second spring part are substantially the same.
- the magnetic field strength generated at the outer second spring part and the magnetic field intensity generated at the inner second spring part become substantially equal. .
- the accuracy with which the magnetic field generated in the outer second spring portion and the magnetic field generated in the inner second spring portion are offset is improved.
- the outer second spring portion is formed at a plurality of locations on the outer cylindrical body, and the inner second spring portion is formed at the same number of locations as the outer second spring portion of the inner cylindrical body.
- the total number of spiral turns of the plurality of outer second spring portions and the total number of spiral turns of the plurality of inner second spring portions are substantially equal.
- the plurality of outer second spring portions and the inner second spring portion are located at positions facing each other, and the plurality of outer second spring portions and the plurality of inner second spring portions are The number of turns of the spiral is substantially the same between those facing each other.
- the inner second spring portions are respectively arranged inside the plurality of outer second spring portions, the magnetic field generated in the outer second spring portion and the inner second spring portion are generated. It is possible to efficiently cancel the magnetic field.
- a conductive rod-shaped central conductor inserted into the cylinder of the inner cylindrical body.
- a perpendicular to the end surface on one end side of at least one of the outer cylindrical body and the inner cylindrical body is inclined with respect to the at least one axis.
- At least one of the cylindrical bodies can be easily bent according to the inclination of the end face on at least one end side of the outer cylindrical body and the inner cylindrical body.
- the tubular body and the central conductor are easily brought into contact with each other. As a result, the certainty of conducting the tubular body and the central conductor is improved.
- an inspection jig includes a plurality of the above-described contact terminals, and includes a support member that supports the plurality of contact terminals.
- an inspection apparatus is configured to bring the inspection jig and the contact terminal into contact with an inspection point provided on the inspection object, and to detect the inspection object based on an electrical signal obtained from the contact terminal.
- An inspection processing unit for performing inspection is configured to bring the inspection jig and the contact terminal into contact with an inspection point provided on the inspection object, and to detect the inspection object based on an electrical signal obtained from the contact terminal.
- the contact terminal, the inspection jig, and the inspection apparatus having such a configuration can reduce the generation of a magnetic field due to the inspection.
- FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing another example of the probe shown in FIGS. 2 and 3.
- FIG. 5 is an enlarged view near the rear end of the probe shown in FIG. It is a perspective view which shows another example of the test
- FIG. 1 is a conceptual diagram schematically showing a configuration of a substrate inspection apparatus 1 including a contact terminal and an inspection jig according to an embodiment of the present invention.
- the substrate inspection apparatus 1 corresponds to an example of an inspection apparatus.
- a substrate inspection apparatus 1 shown in FIG. 1 is an apparatus for inspecting a circuit pattern formed on a substrate 100 which is an example of an inspection object.
- the substrate 100 may be various substrates such as a printed circuit board, a flexible substrate, a ceramic multilayer circuit board, an electrode plate for a liquid crystal display or a plasma display, a semiconductor substrate, a package substrate for a semiconductor package, and a film carrier.
- the inspection object is not limited to the substrate, but may be an electronic component such as a semiconductor element (IC: Integrated Circuit), or any other object that is to be subjected to electrical inspection.
- the substrate inspection apparatus 1 shown in FIG. 1 includes inspection units 4U and 4D, a substrate fixing device 6, and an inspection processing unit 8.
- the substrate fixing device 6 is configured to fix the substrate 100 to be inspected at a predetermined position.
- the inspection units 4U and 4D include inspection jigs 3U and 3D and a plate 321 to which the inspection jigs 3U and 3D are attached.
- the inspection units 4U and 4D can move the inspection jigs 3U and 3D in three directions of X, Y, and Z orthogonal to each other by a drive mechanism (not shown), and further move the inspection jigs 3U and 3D to Z It can be rotated around an axis.
- the inspection unit 4U is located above the substrate 100 fixed to the substrate fixing device 6.
- the inspection unit 4D is located below the substrate 100 fixed to the substrate fixing device 6.
- the inspection units 4U and 4D are configured to be detachable from inspection jigs 3U and 3D for inspecting a circuit pattern formed on the substrate 100.
- the inspection units 4U and 4D are collectively referred to as an inspection unit 4.
- Each of the inspection jigs 3U and 3D includes a plurality of probes Pr (contact terminals) and a support block 31 that holds the plurality of probes Pr with their tips directed toward the substrate 100.
- the probe Pr corresponds to an example of a contact terminal.
- the plate 321 is provided with an electrode that is in contact with the rear end of each probe Pr and is conductive.
- the inspection units 4U and 4D include a connection circuit (not shown) that electrically connects the rear ends of the probes Pr to the inspection processing unit 8 via each electrode of the plate 321 and switches the connection. .
- the probe Pr has a rod-like shape. Details of the configuration of the probe Pr will be described later.
- a plurality of through holes that support the probe Pr are formed in the support block 31. Each through hole is arranged so as to correspond to the position of the inspection point set on the wiring pattern of the substrate 100 to be inspected. As a result, the tip of the probe Pr is brought into contact with the inspection point of the substrate 100.
- the plurality of probes Pr are arranged so as to correspond to the intersection positions of the lattice. The direction corresponding to the crosspieces of the lattice is made to coincide with the X-axis direction and the Y-axis direction orthogonal to each other.
- the inspection points are, for example, wiring patterns, solder bumps, connection terminals, and the like.
- the inspection jigs 3U and 3D are configured in the same manner except that the arrangement of the probes Pr is different and the mounting direction to the inspection units 4U and 4D is upside down.
- the inspection jigs 3U and 3D are collectively referred to as an inspection jig 3.
- the inspection jig 3 can be replaced according to the substrate 100 to be inspected.
- the inspection processing unit 8 includes, for example, a power supply circuit, a voltmeter, an ammeter, a microcomputer, and the like.
- the inspection processing unit 8 controls the drive mechanism (not shown) to move and position the inspection units 4U and 4D, and brings the tip of each probe Pr into contact with each inspection point on the substrate 100. Thereby, each inspection point and the inspection processing unit 8 are electrically connected.
- the inspection processing unit 8 supplies an inspection current or voltage to each inspection point of the substrate 100 via each probe Pr of the inspection jig 3, and the voltage signal or current signal obtained from each probe Pr.
- inspection processing unit 8 may measure the impedance of the inspection target based on the voltage signal or current signal obtained from each probe Pr by supplying an alternating current or voltage to each inspection point.
- FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the support block 31 and the plate 321 shown in FIG.
- the support block 31 shown in FIG. 2 is configured by laminating plate-like support plates 31a, 31b, and 31c, for example.
- the support plate 31 c is on the front end side of the support block 31, and the support plate 31 a is on the rear end side of the support block 31.
- a plurality of through holes H are formed so as to penetrate the support plates 31a, 31b, 31c.
- the through holes of the support plates 31a and 31b are the holes Ha.
- the through hole of the support plate 31c is a narrow portion Hb.
- the side of the support plate 31a where the hole Ha opens on the surface facing the plate 321, that is, the rear end side of the hole Ha is a small diameter part Ha1 with a small hole diameter. And the hole Ha and the narrow part Hb are connected, and the through-hole H is formed.
- the support block 31 which is an example of a support member is not restricted to the example comprised by laminating
- the support member may be formed as a through hole H by forming a hole Ha and a narrow portion Hb in an integral member, for example.
- the small-diameter portion Ha1 may not be formed in the hole Ha.
- stacked was shown, the structure supported by the support
- a plate 321 made of, for example, an insulating resin material is attached to the rear end side of the support plate 31a.
- the plate 321 closes the rear end opening Hc of the through hole H.
- a wiring 34 is attached to a portion of the plate 321 facing each rear end opening Hc so as to penetrate the plate 321.
- the surface of the plate 321 facing the support plate 31a and the end surface of the wiring 34 exposed on the surface are flush with each other.
- the end face of the wiring 34 is an electrode 34a.
- the probe Pr includes a cylindrical outer cylindrical body Pa having conductivity, a cylindrical inner cylindrical body Pb having conductivity inserted into a cylinder of the outer cylindrical body Pa, and an inner cylindrical body Pb. And a conductive rod-shaped central conductor Pc inserted into the cylinder.
- FIG. 3 is a plan view showing the probe Pr disassembled into an outer cylindrical body Pa, an inner cylindrical body Pb, and a central conductor Pc.
- the outer cylindrical body Pa includes a spiral outer first spring portion SO1 that expands and contracts in the axial direction of the outer cylindrical body Pa and has a winding direction in the first direction, and a spiral in which the winding direction is opposite to the first direction.
- the outer second spring portion SO2 in the second direction is formed.
- the outer first spring portion SO1 and the outer second spring portion SO2 have substantially the same number of spiral turns and the same line width.
- the outer diameter of the outer cylindrical body Pa is larger than the inner diameter of the small diameter portion Ha1. Thereby, the probe Pr inserted through the through hole H is prevented from falling off from the small diameter portion Ha1.
- the outer cylindrical body Pa and the inner cylindrical body Pb may have the same length without providing the small diameter portion Ha1.
- the inner cylindrical body Pb has an inner first spring portion SI1 that expands and contracts in the axial direction of the inner cylindrical body Pb and the spiral direction is the second direction, and the spiral direction is the spiral direction of the first direction.
- An inner second spring portion SI2 is formed.
- the inner first spring portion SI1 and the inner second spring portion SI2 have substantially the same number of spiral turns and the same line width.
- the outer diameter of the inner cylindrical body Pb is made thinner than the inner diameter of the outer cylindrical body Pa, and the inner cylindrical body Pb is inserted into the outer cylindrical body Pa.
- the inner cylindrical body Pb is longer than the outer cylindrical body Pa.
- a material of the outer cylindrical body Pa and the inner cylindrical body Pb for example, nickel or a nickel alloy can be used.
- the method of forming the spring parts such as the inner first spring part SI1, the inner second spring part SI2, the outer first spring part SO1, and the outer second spring part SO2 is not particularly limited.
- the peripheral wall of the cylindrical member is etched.
- the spring portion may be formed by forming a spiral slit, and for example, the spring portion may be formed by forming a shape in which the spiral slit is provided on the peripheral wall of the cylindrical member by electroforming.
- Various manufacturing methods may be used.
- the central conductor Pc has a substantially cylindrical shape and is inserted into the cylinder of the inner cylindrical body Pb. In the vicinity of the front end portion Pf of the center conductor Pc, there is provided a protrusion Pp that protrudes in a flange shape around the periphery.
- the diameter of the center conductor Pc is smaller than the inner diameter of the narrow portion Hb.
- the diameter of the projecting portion Pp is larger than the inner diameter of the narrow portion Hb and larger than the outer diameter of the outer cylindrical body Pa.
- a palladium alloy that is difficult to be soldered can be suitably used.
- the difference between the inner diameter of the outer cylindrical body Pa and the outer diameter of the inner cylindrical body Pb and the difference between the inner diameter of the inner cylindrical body Pb and the outer diameter of the central conductor Pc are made minute.
- the outer cylindrical body Pa, the inner cylindrical body Pb, and the central conductor Pc are in contact with each other in a slidable state, and are electrically connected.
- the length Lp from the surface facing the tip of the protrusion Pp to the tip Pf is slightly longer than the thickness of the support plate 31c.
- the outer cylindrical body Pa and the inner cylindrical body Pb through which the central conductor Pc is inserted are locked by the protrusions Pp, and the distal end portion Pf of the central conductor Pc inserted through the narrowed portion Hb is the support plate 31c.
- the probe Pr inserted through the through hole H is prevented from falling off from the narrowed portion Hb.
- the tip portion Pf slightly protrudes from the support plate 31c, so that the tip portion Pf can be brought into contact with the inspection point of the substrate 100.
- the shape of the tip portion Pf may be a so-called crown shape as shown in FIG. 3, may be flat, may be hemispherical, may be a cone or a truncated cone shape, It can be a shape.
- the outer cylindrical body Pa and the inner cylindrical body Pb are preferably joined by, for example, electric welding in the vicinity of the tip thereof, that is, in the vicinity of the protruding portion Pp.
- the whole or a part of the outer cylindrical body Pa, the inner cylindrical body Pb, and the center conductor Pc may be gold-plated, for example.
- the length of the probe Pr in an uncompressed state that is, the length from the front end portion Pf to the rear end portion of the inner cylindrical body Pb can be, for example, 10 mm to 30 mm, for example, about 20 mm.
- the thickness of the probe Pr that is, the outer diameter of the outer cylindrical body Pa can be set to, for example, about 25 to 300 ⁇ m, for example, about 100 ⁇ m.
- the outer cylindrical body Pa is shorter than the inner cylindrical body Pb in consideration of being locked by the small diameter portion Ha1.
- the total thickness of the support plates 31a and 31b that is, the distance between the front end side surface of the plate 321 and the rear end side surface of the support plate 31c is projected to the natural length of the inner cylindrical body Pb in an uncompressed state. It is slightly shorter than the length including the thickness of the portion Pp.
- the inner cylindrical body Pb inserted through the through hole H and sandwiched between the plate 321 and the protrusion Pp is slightly compressed.
- the rear end portion of the inner cylindrical body Pb comes into contact with the electrode 34a by the urging force of the inner first spring portion SI1 and the inner second spring portion SI2.
- the inner cylindrical body Pb and the electrode 34 a are electrically connected, and the inner cylindrical body Pb is electrically connected to the inspection processing unit 8 via the wiring 34. Since the outer cylindrical body Pa, the inner cylindrical body Pb, and the central conductor Pc are electrically connected to each other, the distal end portion of the probe Pr, that is, the distal end portion Pf of the central conductor Pc is contacted with the inspection point of the substrate 100 to be inspected. By making contact, the inspection point can be electrically connected to the inspection processing unit 8.
- the length obtained by subtracting the length of the small-diameter portion Ha1 from the total thickness of the support plates 31a and 31b is greater than the length obtained by adding the thickness of the protruding portion Pp to the natural length of the outer cylindrical body Pa when not compressed. It has been slightly shortened. Thereby, the front-end
- the urging force can be applied to the tip end portion Pf by the spring provided on the outer cylindrical body Pa and the spring provided on the inner cylindrical body Pb, the contact pressure to the inspection point is increased. As a result, the contact state between the probe Pr and the inspection point can be stabilized, or the contact resistance can be reduced.
- the outer first spring portion SO1 and the outer second spring portion SO2 have the spiral winding directions opposite to each other, the spring portions (spiral portions) have substantially the same line width, and substantially the same number of turns. Accordingly, the rotational force generated by the outer first spring portion SO1 and the rotational force generated by the outer second spring portion SO2 are opposite in rotation direction and have substantially the same magnitude. As a result, the rotational force generated by the outer first spring part SO1 and the rotational force generated by the outer second spring part SO2 are offset, and the rotation of the outer cylindrical body Pa is suppressed.
- the spiral winding direction is opposite, the line width of the spring part (spiral part) is substantially equal, and the number of turns is substantially equal.
- the outer first spring portion SO1 and the inner first spring portion SI1 are located at positions facing each other, and the outer first The number of spiral turns of the spring part SO1 and the number of spiral turns of the inner first spring part SI1 are substantially the same.
- the outer second spring part SO2 and the inner second spring part SI2 are located at positions facing each other, and the number of spiral turns of the outer second spring part SO2 and the number of spiral turns of the inner second spring part SI2 Are substantially the same.
- the outer first spring part SO1 has a spiral winding direction in the first direction
- the inner first spring part SI1 has a spiral winding direction in the second direction.
- the spiral direction of the spring part SI1 is reversed. Further, the number of spiral turns is made substantially the same between the spring portions arranged opposite to each other.
- the direction of the magnetic field generated in the outer first spring part SO1 when the current flows through the probe Pr is opposite to the direction of the magnetic field generated in the inner first spring part SI1, and the magnetic field strength is substantially the same. Become. As a result, the magnetic field generated in the outer first spring part SO1 and the magnetic field generated in the inner first spring part SI1 are canceled out.
- the outer second spring part SO2 has the second direction in the spiral winding direction
- the inner second spring part SI2 has the first direction in the spiral winding direction.
- the spring portion SI2 has a spiral winding direction opposite to that of the spring portion SI2. Further, the number of spiral turns is made substantially the same between the spring portions arranged opposite to each other.
- the direction of the magnetic field generated in the outer second spring part SO2 when the current flows through the probe Pr is opposite to the direction of the magnetic field generated in the inner second spring part SI2, and the magnetic field strength is substantially the same. Become. As a result, the magnetic field generated in the outer second spring part SO2 and the magnetic field generated in the inner second spring part SI2 are canceled out.
- the magnetic field generated at the spring portion of the probe Pr is canceled and reduced, so that the generation of the magnetic field accompanying the inspection can be reduced.
- the magnetic field affects the substrate 100 to be inspected, which may reduce the inspection accuracy.
- the inspection accuracy may deteriorate due to the influence of the magnetic field between adjacent probes.
- the probe Pr since the generation of a magnetic field accompanying the inspection is reduced, it is possible to reduce a decrease in inspection accuracy due to the influence of the magnetic field.
- an alternating current may flow from the inspection processing unit 8 to the probe Pr.
- the spiral spring acts as a coil.
- the magnetic field generated in the outer first spring part SO1 and the magnetic field generated in the inner first spring part SI1 are offset, and the magnetic field generated in the outer second spring part SO2 and the inner second spring part SI2 are generated. Since the magnetic field is offset, the inductance component in the entire probe Pr is reduced. As a result, the possibility that the impedance measurement accuracy using the probe Pr is lowered by the spring portion is reduced.
- FIGS. 4A and 4B are schematic cross-sectional views showing another example of the probe shown in FIGS.
- FIG. 5 is an enlarged view of the vicinity of the rear end of the probe Pra shown in FIG.
- the probe Pra shown in FIGS. 4A, 4B, and 5 differs from the probe Pr shown in FIGS. 2 and 3 in the shape of the inner cylindrical body Pbx.
- the perpendicular V to the rear end face SPb which is the end face of the rear end portion is inclined with respect to the axis line ax of the inner cylindrical body Pbx.
- the probe Pra is configured similarly to the probe Pr.
- FIG. 4A shows a state in which no pressure is applied to the probe Pra
- FIG. 4B shows a state in which the probe Pra is housed in the support block 31 and slightly compressed.
- FIG. 4B when a compression pressure is applied to the probe Pra in the axial direction, the rear end face SPb is pressed against the electrode 34a.
- the inner cylindrical body Pbx bends so that the rear end face SPb whose perpendicular V is inclined with respect to the axis ax contacts along the electrode 34a. Since the central conductor Pc tries to maintain a linear shape, when the inner cylindrical body Pbx bends, as shown in FIG. 4 (b), the center conductor Pc is centered on the inner cylindrical body Pbx at the contact points A, B, and C. It becomes easy to contact with the conductor Pc.
- the support plate 31a is not provided with the small-diameter portion Ha1, the outer cylindrical body Pa and the inner cylindrical body Pb have the same length, and both the rear end surface of the outer cylindrical body Pa and the rear end surface of the inner cylindrical body Pb.
- the perpendicular of each rear end surface may be inclined with respect to the axis of each cylindrical body, and only the rear end surface of the outer cylindrical body Pa is used, and the perpendicular of the rear end surface thereof is the axis of the outer cylindrical body Pa. It is good also as a structure which inclines with respect.
- the inner first spring part SI1, the inner second spring part SI2, the outer first spring part SO1, and the outer second spring part SO2 each include a plurality of outer cylindrical bodies Pa and inner cylindrical bodies Pb (Pbx). A plurality may be formed dispersed in the place. Also, a plurality of outer first spring portions SO1 are arranged so as to face each of the plurality of inner first spring portions SI1, and a plurality of outer first spring portions SI2 are faced to each other.
- the outer second spring part SO2 is preferably arranged. And it is preferable that the number of spiral turns is substantially equal between the opposing spring portions.
- the inner first spring portion SI1 and the outer first spring portion SO1, and the inner second spring portion SI2 and the outer second spring portion SO2 do not necessarily have to be disposed to face each other. Although it is preferable that they are arranged oppositely from the viewpoint of canceling the magnetic field, even if they are not arranged oppositely, the magnetic field canceling effect can be obtained as a whole probe.
- the number of turns of the spiral is not limited to an example in which the spring portions arranged opposite to each other are substantially equal, and the total number of turns of the plurality of inner first spring portions SI1 and the total number of turns of the plurality of outer first spring portions SO1
- the total number of turns of the plurality of second inner spring portions SI2 and the total number of turns of the plurality of second outer spring portions SO2 may be substantially equal. Even in this case, a magnetic field canceling effect can be obtained as a whole probe.
- the inner second spring part SI2 and the outer second spring part SO2 may not be provided. Even in the configuration not including the inner second spring part SI2 and the outer second spring part SO2, the effect of reducing the magnetic field by the inner first spring part SI1 and the outer first spring part SO1 can be obtained.
- the center conductor Pc may not be provided, and at least one end of the outer cylindrical body Pa and the inner cylindrical body Pb (Pbx) may be in contact with the inspection point of the substrate 100.
- the inspection object may be a semiconductor element (IC), for example, and the inspection apparatus may be configured as an IC inspection apparatus.
- FIG. 6 is a perspective view showing another example of the inspection unit 4 shown in FIG. 6 is configured by incorporating an inspection jig 3 into a so-called IC socket 35.
- the inspection unit 4 a does not include a drive mechanism like the inspection unit 4, and is configured such that the probe Pr contacts an IC pin, bump, electrode, or the like attached to the IC socket 35.
- the inspection unit 4a may include a probe Pra instead of the probe Pr.
- the inspection device can be configured as an IC inspection device.
- an anisotropic conductive rubber is used to connect the electrode 34a of the plate 321 and the IC inspection point in place of the inspection jig 3 shown in FIG.
- anisotropic conductive rubber has low resolution, the inspection accuracy decreases when the IC to be inspected has a narrow pitch and the distance between inspection points becomes short. Therefore, by replacing the anisotropic conductive rubber with the inspection jig 3, even when a narrow pitch IC is inspected, the inspection accuracy can be improved as compared with the case where the anisotropic conductive rubber is used.
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Abstract
【課題】検査に伴う磁界の発生を低減することができる接触端子、検査治具、及び検査装置を提供する。 【解決手段】接触端子Prは、導電性を有する筒状の外側筒状体Paと、外側筒状体Paの筒内に挿通された導電性を有する筒状の内側筒状体Pbとを備え、外側筒状体Paに、当該外側筒状体Paの軸方向に伸縮すると共に巻き方向が第一方向の螺旋状の外側第一ばね部SO1が形成され、内側筒状体Pbに、当該内側筒状体Pbの軸方向に伸縮すると共に巻き方向が第一方向とは逆方向である第二方向の螺旋状の内側第一ばね部SI1が形成されている。
Description
本発明は、対象物に接触させるための接触端子、その接触端子を支持する検査治具、及びその検査治具を備えた検査装置に関する。
従来より、所定の対象点に棒状の接触端子を接触させることで、対象点と所定箇所とを電気的に接続するための接触端子が知られている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1に記載の接触端子は、小径の導電部とそれを囲むように配置された大径の円筒形状部とを備え、小径の導電部の先端部が、大径の円筒形状部の先端部から突出し、小径の導電部の一部が、大径の円筒形状部の一部に接合されている。この接触端子の円筒形状部には、螺旋形状のばねが形成されている。
しかしながら、上述の接触端子によれば、接触端子に接触された対象点を検査するためにこの接触端子に検査用の電流を流すと、その電流が螺旋形状のばねを流れる。螺旋形状のばねはコイルと同様に機能するから、いわゆる右ねじの法則(右手の法則)に従い磁界が発生する。そのため、このようにして発生した磁界が、検査結果に影響を与えるおそれがあった。
本発明の目的は、検査に伴う磁界の発生を低減することができる接触端子、検査治具、及び検査装置を提供することである。
本発明の一局面に従う接触端子は、導電性を有する筒状の外側筒状体と、前記外側筒状体の筒内に挿通された導電性を有する筒状の内側筒状体とを備え、前記外側筒状体に、当該外側筒状体の軸方向に伸縮すると共に巻き方向が第一方向の螺旋状の外側第一ばね部が形成され、前記内側筒状体に、当該内側筒状体の軸方向に伸縮すると共に巻き方向が前記第一方向とは逆方向である第二方向の螺旋状の内側第一ばね部が形成されている。
この構成によれば、外側第一ばね部と内側第一ばね部とは、巻き方向が互いに逆方向にされている。従って、外側筒状体と内側筒状体とに電流が流れた場合、外側第一ばね部で生じる磁界と内側第一ばね部で生じる磁界とは、方向が互いに逆の磁界になる結果、互いに相殺し合うことになる。その結果、検査に伴う磁界の発生を低減することができる。
また、前記内側第一ばね部は、前記外側第一ばね部と対向する位置に位置していることが好ましい。
この構成によれば、外側第一ばね部の内側に内側第一ばね部が配置されることになるので、外側第一ばね部で生じた磁界と内側第一ばね部で生じた磁界とを、効率よく相殺することが可能となる。
また、前記外側筒状体には、さらに、巻き方向が前記第二方向の外側第二ばね部が形成され、前記内側筒状体には、さらに、巻き方向が前記第一方向の内側第二ばね部が形成されていることが好ましい。
この構成によれば、外側筒状体には、巻き方向が互いに逆方向にされた外側第一ばね部と外側第二ばね部とが形成される。従って、外側第一ばね部と外側第二ばね部とが伸縮する際に、外側第一ばね部で生じる回転力と外側第二ばね部で生じる回転力とが逆方向となり、互いの回転力が相殺されるので、対象物に接触端子を接触させる際に生じる外側筒状体の動きを低減することができる。また、内側筒状体には、巻き方向が互いに逆方向にされた内側第一ばね部と内側第二ばね部とが形成される。従って、内側第一ばね部と内側第二ばね部とが伸縮する際に、内側第一ばね部で生じる回転力と内側第二ばね部で生じる回転力とが逆方向となり、互いの回転力が相殺されるので、対象物に接触端子を接触させる際に生じる内側筒状体の動きを低減することができる。
また、前記内側第二ばね部は、前記外側第二ばね部と対向する位置に位置していることが好ましい。
この構成によれば、外側第二ばね部の内側に内側第二ばね部が配置されることになるので、外側第二ばね部で生じた磁界と内側第二ばね部で生じた磁界とを、効率よく相殺することが可能となる。
また、前記外側第一ばね部の巻き数と、前記内側第一ばね部の巻き数とが略同数であることが好ましい。
外側第一ばね部の巻き数と、内側第一ばね部の巻き数とが略同数であると、外側第一ばね部で生じる磁界強度と内側第一ばね部で生じる磁界強度とが略等しくなる。その結果、外側第一ばね部で生じる磁界と内側第一ばね部で生じる磁界とが相殺される精度が向上する。
また、前記外側第一ばね部は、前記外側筒状体の複数箇所に形成され、前記内側第一ばね部は、前記内側筒状体の、前記外側第一ばね部と同数の箇所に形成され、前記複数箇所の外側第一ばね部の螺旋の巻き数の合計と、前記複数箇所の内側第一ばね部の螺旋の巻き数の合計とが略等しい構成であってもよい。
この構成によれば、外側第一ばね部と内側第一ばね部とをそれぞれ複数設けつつ、接続端子全体として、外側第一ばね部で生じた磁界と内側第一ばね部で生じた磁界とを相殺することができる。
また、前記複数の外側第一ばね部と、前記複数の内側第一ばね部とは、それぞれ互いに対向する位置に位置し、前記複数の外側第一ばね部と、前記複数の内側第一ばね部とは、互いに対向して位置するもの同士で前記螺旋の巻き数が略等しいことが好ましい。
この構成によれば、複数の外側第一ばね部の内側に、それぞれ内側第一ばね部が配置されることになるので、外側第一ばね部で生じた磁界と内側第一ばね部で生じた磁界とを、効率よく相殺することが可能となる。
また、前記外側第二ばね部の巻き数と、前記内側第二ばね部の巻き数とが略同数であることが好ましい。
外側第二ばね部の巻き数と、内側第二ばね部の巻き数とが略同数であると、外側第二ばね部で生じる磁界強度と内側第二ばね部で生じる磁界強度とが略等しくなる。その結果、外側第二ばね部で生じる磁界と内側第二ばね部で生じる磁界とが相殺される精度が向上する。
また、前記外側第二ばね部は、前記外側筒状体の複数箇所に形成され、前記内側第二ばね部は、前記内側筒状体の、前記外側第二ばね部と同数の箇所に形成され、前記複数箇所の外側第二ばね部の螺旋の巻き数の合計と、前記複数箇所の内側第二ばね部の螺旋の巻き数の合計とが略等しいことが好ましい。
この構成によれば、外側第二ばね部と内側第二ばね部とをそれぞれ複数設けつつ、接続端子全体として、外側第二ばね部で生じた磁界と内側第二ばね部で生じた磁界とを相殺することができる。
また、前記複数の外側第二ばね部と、前記内側第二ばね部とは、それぞれ互いに対向する位置に位置し、前記複数の外側第二ばね部と、前記複数の内側第二ばね部とは、互いに対向して位置するもの同士で前記螺旋の巻き数が略等しい。
この構成によれば、複数の外側第二ばね部の内側に、それぞれ内側第二ばね部が配置されることになるので、外側第二ばね部で生じた磁界と内側第二ばね部で生じた磁界とを、効率よく相殺することが可能となる。
また、前記内側筒状体の筒内に挿通された導電性を有する棒状の中心導体をさらに備えることが好ましい。
この構成によれば、接触させようとする対象物に棒状の中心導体を接触させることができるので、接触状態を安定化することができる。
また、前記外側筒状体及び前記内側筒状体のうち少なくとも一方の、一端側の端面に対する垂線は、当該少なくとも一方の軸線に対して傾斜していることが好ましい。
この構成によれば、外側筒状体及び内側筒状体のうち少なくとも一方の一端側の端面の傾斜に応じて、当該少なくとも一方の筒状体を撓みやすくすることができる。筒状体が撓むと、筒状体と中心導体とが接触し易くなる結果、筒状体と中心導体とを導通させる確実性が向上する。
また、本発明一局面に従う検査治具は、上述の接触端子を複数備え、前記複数の接触端子を支持する支持部材を備える。
この構成によれば、複数の接触端子を支持する検査治具を用いた検査の際に、検査に伴う磁界の発生を低減することができる。
また、本発明一局面に従う検査装置は、上述の検査治具と、前記接触端子を検査対象物に設けられた検査点に接触させ、当該接触端子から得られる電気信号に基づき前記検査対象物の検査を行う検査処理部とを備える。
この検査装置によれば、検査に伴う磁界の発生を低減することができる。
このような構成の接触端子、検査治具、及び検査装置は、検査に伴う磁界の発生を低減することができる。
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。図1は、本発明の一実施形態に係る接触端子及び検査治具を備えた基板検査装置1の構成を概略的に示す概念図である。基板検査装置1は、検査装置の一例に相当している。図1に示す基板検査装置1は、検査対象物の一例である基板100に形成された回路パターンを検査するための装置である。
基板100は、例えばプリント配線基板、フレキシブル基板、セラミック多層配線基板、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ用の電極板、半導体基板、及び半導体パッケージ用のパッケージ基板やフィルムキャリアなど種々の基板であってもよい。なお、検査対象物は、基板に限らず、例えば半導体素子(IC:Integrated Circuit)等の電子部品であってもよく、その他電気的な検査を行う対象となるものであればよい。
図1に示す基板検査装置1は、検査部4U,4Dと、基板固定装置6と、検査処理部8とを備えている。基板固定装置6は、検査対象の基板100を所定の位置に固定するように構成されている。検査部4U,4Dは、検査治具3U,3Dと、検査治具3U,3Dが取り付けられるプレート321とを備えている。検査部4U,4Dは、図略の駆動機構によって、検査治具3U,3Dを、互いに直交するX,Y,Zの三軸方向に移動可能にされ、さらに検査治具3U,3Dを、Z軸を中心に回動可能にされている。
検査部4Uは、基板固定装置6に固定された基板100の上方に位置する。検査部4Dは、基板固定装置6に固定された基板100の下方に位置する。検査部4U,4Dは、基板100に形成された回路パターンを検査するための検査治具3U,3Dを着脱可能に構成されている。以下、検査部4U,4Dを総称して検査部4と称する。
検査治具3U,3Dは、それぞれ、複数のプローブPr(接触端子)と、複数のプローブPrを、それらの先端を基板100へ向けて保持する支持ブロック31とを備えている。プローブPrは接触端子の一例に相当している。プレート321には、各プローブPrの後端と接触して導通する電極が設けられている。検査部4U,4Dは、プレート321の各電極を介して各プローブPrの後端を、検査処理部8と電気的に接続したり、その接続を切り替えたりする図略の接続回路を備えている。
プローブPrは、棒状の形状を有している。プローブPrの構成の詳細については後述する。支持ブロック31には、プローブPrを支持する複数の貫通孔が形成されている。各貫通孔は、検査対象となる基板100の配線パターン上に設定された検査点の位置と対応するように配置されている。これにより、プローブPrの先端部が基板100の検査点に接触するようにされている。例えば、複数のプローブPrは、格子の交点位置に対応するように配設されている。当該格子の桟に相当する方向が、互いに直交するX軸方向及びY軸方向と一致するようにされている。検査点は、例えば配線パターン、半田バンプ、接続端子等とされている。
検査治具3U,3Dは、プローブPrの配置が異なる点と、検査部4U,4Dへの取り付け方向が上下逆になる点を除き、互いに同様に構成されている。以下、検査治具3U,3Dを総称して検査治具3と称する。検査治具3は、検査対象の基板100に応じて取り替え可能にされている。
検査処理部8は、例えば電源回路、電圧計、電流計、及びマイクロコンピュータ等を備えている。検査処理部8は、図略の駆動機構を制御して検査部4U,4Dを移動、位置決めさせ、基板100の各検査点に、各プローブPrの先端を接触させる。これにより、各検査点と、検査処理部8とが電気的に接続される。この状態で、検査処理部8は、検査治具3の各プローブPrを介して基板100の各検査点に検査用の電流又は電圧を供給し、各プローブPrから得られた電圧信号又は電流信号に基づき、例えば回路パターンの断線や短絡等の基板100の検査を実行する。あるいは、検査処理部8は、交流の電流又は電圧を各検査点に供給することによって各プローブPrから得られた電圧信号又は電流信号に基づき、検査対象のインピーダンスを測定してもよい。
図2は、図1に示す支持ブロック31及びプレート321の構成の一例を示す模式図である。図2に示す支持ブロック31は、例えば板状の支持プレート31a,31b,31cが積層されて構成されている。支持プレート31cが支持ブロック31の先端側、支持プレート31aが支持ブロック31の後端側となるようにされている。そして、支持プレート31a,31b,31cを貫通するように、複数の貫通孔Hが形成されている。
支持プレート31a,31bの貫通孔が孔部Haとされている。支持プレート31cの貫通孔が狭隘部Hbとされている。支持プレート31aの、プレート321と対向する面に孔部Haが開口する側すなわち孔部Haの後端側は、孔径が小さくされた小径部Ha1とされている。そして、孔部Haと狭隘部Hbとが連通されて、貫通孔Hが形成されている。
なお、支持部材の一例である支持ブロック31は、板状の支持プレート31a,31b,31cが積層されて構成される例に限らない。支持部材は、例えば一体の部材に孔部Haと狭隘部Hbとが形成されて貫通孔Hとされていてもよい。また、必ずしも狭隘部Hbが形成されている例に限られず、貫通孔H全体が孔部Haとされていてもよい。また、孔部Haに小径部Ha1が形成されていなくてもよい。また、支持部材の支持プレート31a,31bが積層された構成を示したが、支持プレート31aと支持プレート31bとが離間した状態で例えば支柱等により支えられた構成であってもよい。
支持プレート31aの後端側には、例えば絶縁性の樹脂材料により構成されたプレート321が取り付けられている。プレート321によって、貫通孔Hの後端側開口部Hcが閉塞されている。プレート321の、各後端側開口部Hcと対向する箇所には、配線34が、プレート321を貫通するように取り付けられている。プレート321の、支持プレート31aに面する側の表面と、その面に露出する配線34の端面とが面一になるようにされている。その配線34の端面は、電極34aとされている。
各貫通孔Hには、プローブPrが挿入されている。プローブPrは、導電性を有する筒状の外側筒状体Paと、外側筒状体Paの筒内に挿通された導電性を有する筒状の内側筒状体Pbと、内側筒状体Pbの筒内に挿通された導電性を有する棒状の中心導体Pcとを備えている。
図3は、プローブPrを、外側筒状体Pa、内側筒状体Pb、及び中心導体Pcに分解して示す平面図である。外側筒状体Paには、外側筒状体Paの軸方向に伸縮すると共に巻き方向が第一方向の螺旋状の外側第一ばね部SO1と、巻き方向が第一方向とは逆方向の螺旋状である第二方向の外側第二ばね部SO2とが形成されている。また、外側第一ばね部SO1と外側第二ばね部SO2とは、螺旋の巻き数及び線幅が略同一にされている。
外側筒状体Paの外径は、小径部Ha1の内径より大きくされている。これにより、貫通孔Hに挿通されたプローブPrが小径部Ha1から抜け落ちないようにされている。なお、小径部Ha1を設けず、外側筒状体Paと内側筒状体Pbとを同じ長さにしてもよい。
内側筒状体Pbには、内側筒状体Pbの軸方向に伸縮すると共に巻き方向が第二方向の螺旋状である内側第一ばね部SI1と、巻き方向が第一方向の螺旋状である内側第二ばね部SI2とが形成されている。内側第一ばね部SI1と、内側第二ばね部SI2とは、螺旋の巻き数及び線幅が略同一にされている。
内側筒状体Pbの外径は、外側筒状体Paの内径よりも細くされており、内側筒状体Pbが外側筒状体Paの筒内に挿通されるようになっている。また、内側筒状体Pbは、外側筒状体Paよりも長くされている。外側筒状体Pa及び内側筒状体Pbの材料としては、例えばニッケルあるいはニッケル合金を用いることができる。
内側第一ばね部SI1、内側第二ばね部SI2、外側第一ばね部SO1、及び外側第二ばね部SO2等のばね部の形成方法は特に限定されないが、筒状の部材の周壁を例えばエッチングして螺旋状のスリットを形成することでばね部を形成してもよく、例えば電鋳により筒状の部材の周壁に螺旋状のスリットが設けられた形状を形成することでばね部を形成してもよく、種々の製造方法を用いることができる。
中心導体Pcは、略円柱形状を有し、内側筒状体Pbの筒内に挿通されている。中心導体Pcの先端部Pf付近には、周囲にフランジ状に突起する突起部Ppが設けられている。中心導体Pcの直径は、狭隘部Hbの内径よりも細くされている。突起部Ppの直径は、狭隘部Hbの内径よりも大きく、かつ外側筒状体Paの外径以上にされている。中心導体Pcとしては、例えばハンダが付きにくいパラジウム合金を好適に用いることができる。
外側筒状体Paの内径と内側筒状体Pbの外径との差、及び内側筒状体Pbの内径と中心導体Pcの外径との差は微小にされている。その結果、外側筒状体Pa、内側筒状体Pb、及び中心導体Pcが互いに摺動可能な状態で接触し、電気的に導通するようにされている。
また、突起部Ppの先端向きの面から先端部Pfまでの長さLpは、支持プレート31cの厚さよりも僅かに長くされている。これにより、中心導体Pcが挿通された外側筒状体Paと内側筒状体Pbとは、突起部Ppで係止され、狭隘部Hbに挿通された中心導体Pcの先端部Pfが支持プレート31cから僅かに突出すると共に、貫通孔Hに挿通されたプローブPrが狭隘部Hbから抜け落ちないようにされている。このように、先端部Pfが支持プレート31cから僅かに突出することにより、先端部Pfを基板100の検査点に接触させることが可能にされている。
先端部Pfの形状は、図3に示すようないわゆるクラウン形状であってもよく、平坦であってもよく、半球形であってもよく、円錐又は円錐台形状であってもよく、種々の形状とすることができる。
外側筒状体Paと内側筒状体Pbとは、その先端近傍、すなわち突起部Pp近傍で、例えば電気溶接されて接合されていることが好ましい。また、外側筒状体Pa、内側筒状体Pb、及び中心導体Pcの全体あるいは一部分は、例えば金メッキされていてもよい。これにより、外側筒状体Pa、内側筒状体Pb、及び中心導体Pcの導通の確実性が向上する。
圧縮されない状態でのプローブPrの長さ、すなわち先端部Pfから内側筒状体Pbの後端部までの長さは、例えば10mm~30mm、例えば約20mmとすることができる。プローブPrの太さ、すなわち外側筒状体Paの外径は、例えば約25~300μm、例えば約100μmとすることができる。外側筒状体Paは、小径部Ha1で係止されることを考慮して内側筒状体Pbよりも短くされている。中心導体Pcは、先端部Pfが検査点に押圧された際に、外側筒状体Pa及び内側筒状体Pbのばね圧による付勢力に抗して先端部Pfが狭隘部Hbに入り込む前に中心導体Pcの後端部が電極34aに当接してしまわないように、その長さが設定されている。
支持プレート31a,31bの厚さの合計、すなわちプレート321の先端側表面と、支持プレート31cの後端側表面との間の距離は、圧縮されない状態での内側筒状体Pbの自然長に突起部Ppの厚みを加えた長さよりわずかに短くされている。これにより、貫通孔Hに挿通され、プレート321と突起部Ppとで挟まれた内側筒状体Pbは、わずかに圧縮される。その結果、内側第一ばね部SI1、及び内側第二ばね部SI2の付勢力により、内側筒状体Pbの後端部が電極34aに当接するようになっている。
これにより、内側筒状体Pbと電極34aとが導通し、内側筒状体Pbが配線34を介して検査処理部8に電気的に接続される。外側筒状体Pa、内側筒状体Pb、及び中心導体Pcは、互いに導通しているから、プローブPrの先端部すなわち中心導体Pcの先端部Pfを、検査対象の基板100の検査点に当接することにより、検査点を検査処理部8に電気的に接続することが可能となる。
また、支持プレート31a,31bの厚さの合計から小径部Ha1の長さを減じた長さは、圧縮されない状態での外側筒状体Paの自然長に突起部Ppの厚みを加えた長さよりわずかに短くされている。これにより、プローブPrの先端部Pfが、外側第一ばね部SO1、外側第二ばね部SO2、内側第一ばね部SI1、及び内側第二ばね部SI2の付勢力により支持プレート31cから突出する。その結果、検査対象の基板100の検査点に弾性的に接触させることができる。また、外側筒状体Paに設けられたばねと、内側筒状体Pbに設けられたばねとによって、先端部Pfに二重に付勢力を加えることができるので、検査点への接触圧力を増大することができる結果、プローブPrと検査点との接触状態を安定化したり、接触抵抗を低減したりすることが可能となる。
外側第一ばね部SO1及び外側第二ばね部SO2は、伸縮する際に、伸縮にともなって軸線を中心に旋回しようとする。従って、検査点に対してプローブPrを圧接又は離間させる際、外側第一ばね部SO1及び外側第二ばね部SO2が圧縮又は伸長することにより、外側第一ばね部SO1及び外側第二ばね部SO2に連なる外側筒状体Paを、軸線を中心に回転させようとする力が生じる。
ここで、外側第一ばね部SO1と、外側第二ばね部SO2とは、螺旋の巻き方向が逆方向であり、ばね部(螺旋部)の線幅が略等しく、かつ巻き数が略等しい。従って、外側第一ばね部SO1が生じる回転力と、外側第二ばね部SO2が生じる回転力とは、回転方向が逆、かつ力の大きさが略等しくなる。その結果、外側第一ばね部SO1が生じる回転力と、外側第二ばね部SO2が生じる回転力とが相殺されて、外側筒状体Paの回転が抑制される。
同様に、内側第一ばね部SI1と内側第二ばね部SI2とについても、螺旋の巻き方向が逆方向であり、ばね部(螺旋部)の線幅が略等しく、かつ巻き数が略等しい。その結果、伸縮する際に生じる内側筒状体Pbを回転させようとする力が、内側第一ばね部SI1と内側第二ばね部SI2とで相殺されて、内側筒状体Pbの回転が抑制される。
このように、外側筒状体Pa及び内側筒状体Pbの回転が抑制される結果、検査点に対してプローブPrを接触させる際に生じるプローブPrの動きを低減することができる。その結果、検査点とプローブPrとを安定的に接触させることができるので、検査点とプローブPrとの接触抵抗の変動が低減される。その結果、検査の安定性及び検査精度を向上することが可能となる。
外側筒状体Paと内側筒状体Pbとが、プローブPrとして組み立てられた状態で、外側第一ばね部SO1と内側第一ばね部SI1とが互いに対向する位置に位置し、かつ外側第一ばね部SO1の螺旋の巻き数と内側第一ばね部SI1の螺旋の巻き数とが略同一にされている。同様に、外側第二ばね部SO2と内側第二ばね部SI2とが互いに対向する位置に位置し、かつ外側第二ばね部SO2の螺旋の巻き数と内側第二ばね部SI2の螺旋の巻き数とが略同一にされている。
外側第一ばね部SO1は螺旋の巻き方向が第一方向であり、内側第一ばね部SI1は螺旋の巻き方向が第二方向であるから、互いに対向する外側第一ばね部SO1と内側第一ばね部SI1とは、螺旋の巻き方向が逆方向にされている。また、互いに対向配置されたばね部同士で、螺旋の巻き数が略同一にされている。
従って、プローブPrに電流が流れたときに外側第一ばね部SO1で生じる磁界の向きと、内側第一ばね部SI1で生じる磁界の向きとが逆方向になり、かつ磁界の強度が略同一になる。その結果、外側第一ばね部SO1で生じる磁界と、内側第一ばね部SI1で生じる磁界とが相殺される。
外側第二ばね部SO2は螺旋の巻き方向が第二方向であり、内側第二ばね部SI2は螺旋の巻き方向が第一方向であるから、互いに対向する外側第二ばね部SO2と内側第二ばね部SI2とは、螺旋の巻き方向が逆方向にされている。また、互いに対向配置されたばね部同士で、螺旋の巻き数が略同一にされている。
従って、プローブPrに電流が流れたときに外側第二ばね部SO2で生じる磁界の向きと、内側第二ばね部SI2で生じる磁界の向きとが逆方向になり、かつ磁界の強度が略同一になる。その結果、外側第二ばね部SO2で生じる磁界と、内側第二ばね部SI2で生じる磁界とが相殺される。
このように、プローブPrによれば、プローブPrのばね部で生じた磁界が相殺されて低減されるので、検査に伴う磁界の発生を低減することができる。検査に伴いプローブで磁界が発生すると、その磁界が検査対象の基板100に影響を与える結果、検査精度が低下するおそれがある。また、隣接するプローブ相互間でも互いに磁界が影響を与えて検査精度が低下するおそれがある。しかしながら、プローブPrによれば、検査に伴う磁界の発生が低減されるので、磁界の影響による検査精度の低下を低減することができる。
また、基板100のインピーダンス測定を行う場合、検査処理部8からプローブPrへ交流電流を流す場合がある。この場合、螺旋形状のばねは、コイルとして作用する。しかしながら、プローブPrによれば、外側第一ばね部SO1で生じる磁界と内側第一ばね部SI1で生じる磁界とが相殺され、外側第二ばね部SO2で生じる磁界と内側第二ばね部SI2で生じる磁界とが相殺されるので、プローブPr全体でのインダクタンス成分が減少する。その結果、プローブPrを用いたインピーダンス測定精度が、ばね部によって低下するおそれが低減される。
図4(a)、図4(b)は、図2、図3に示すプローブの他の一例を示す模式的な断面図である。図5は、図4(a)に示すプローブPraの後端付近の拡大図である。図4(a)、図4(b)、図5に示すプローブPraは、図2、図3に示すプローブPrとは、内側筒状体Pbxの形状が異なる。内側筒状体Pbxは、その後端部の端面である後端端面SPbに対する垂線Vが、内側筒状体Pbxの軸線axに対して傾斜している。その他の点ではプローブPraは、プローブPrと同様に構成されている。
図4(a)は、プローブPraに対して圧力が加わっていない状態を示し、図4(b)は、プローブPraが支持ブロック31に収納されて僅かに圧縮された状態を示している。図4(b)に示すように、プローブPraに対して軸方向に圧縮圧力が加わると、後端端面SPbが電極34aに押しつけられる。その結果、軸線axに対して垂線Vが傾斜した後端端面SPbが電極34aに沿って接触するように内側筒状体Pbxが撓むことになる。中心導体Pcは直線状の形状を維持しようとするので、内側筒状体Pbxが撓むと、図4(b)に示すように、接触箇所A,B,Cで、内側筒状体Pbxと中心導体Pcとが接触し易くなる。
これにより、電極34aに直接接触する内側筒状体Pbxと、中心導体Pcとを導通させる確実性が向上する。特に、電極34aに近い位置である接触箇所Aで内側筒状体Pbxと中心導体Pcとが導通することによって、電極34aから検査点に接触した先端部Pfへ流れる電流が、接触箇所Aから中心導体Pcへ流れる結果、外側筒状体Pa及び内側筒状体Pbxに流れる電流が減少する。外側筒状体Pa及び内側筒状体Pbxに流れる電流が減少すると、内側第一ばね部SI1、内側第二ばね部SI2、外側第一ばね部SO1、及び外側第二ばね部SO2で生じる磁界が減少する。従って、プローブPraによれば、プローブPrよりもさらに検査に伴う磁界の発生を低減することができる。
なお、支持プレート31aに小径部Ha1を設けず、外側筒状体Paと内側筒状体Pbとを同じ長さとし、外側筒状体Paの後端面と内側筒状体Pbの後端面との両方を、各後端面の垂線が、各筒状体の軸線に対して傾斜する構成としてもよく、外側筒状体Paの後端面のみを、その後端面の垂線が、外側筒状体Paの軸線に対して傾斜する構成としてもよい。
また、内側第一ばね部SI1、内側第二ばね部SI2、外側第一ばね部SO1、及び外側第二ばね部SO2は、それぞれ、外側筒状体Pa及び内側筒状体Pb(Pbx)の複数箇所に分散して複数形成されていてもよい。また、複数の内側第一ばね部SI1に対してそれぞれが対向するように複数の外側第一ばね部SO1が配置され、複数の内側第二ばね部SI2に対してそれぞれが対向するように複数の外側第二ばね部SO2が配置されていることが好ましい。そして、対向配置されたばね部同士で螺旋の巻き数が略等しいことが好ましい。
なお、内側第一ばね部SI1と外側第一ばね部SO1、及び内側第二ばね部SI2と外側第二ばね部SO2は、必ずしも対向配置されなくてもよい。磁界を相殺する観点から対向配置されることが好ましいが、対向配置されていなくても、プローブ全体としては磁界の相殺効果が得られる。
また、対向配置されたばね部同士で螺旋の巻き数が略等しい例に限られず、複数の内側第一ばね部SI1の巻き数の合計と、複数の外側第一ばね部SO1の巻き数の合計とが略等しく、複数の内側第二ばね部SI2の巻き数の合計と、複数の外側第二ばね部SO2の巻き数の合計とが略等しい構成であってもよい。この場合であっても、プローブ全体としては磁界の相殺効果が得られる。
また、内側第二ばね部SI2及び外側第二ばね部SO2を備えない構成であってもよい。内側第二ばね部SI2及び外側第二ばね部SO2を備えない構成であっても、内側第一ばね部SI1及び外側第一ばね部SO1による磁界の低減効果は得られる。また、中心導体Pcを備えず、外側筒状体Pa及び内側筒状体Pb(Pbx)のうち少なくとも一方の端部が、基板100の検査点に接触する構成であってもよい。
なお、検査対象物を例えば半導体素子(IC)とし、検査装置をIC検査装置として構成してもよい。図6は、図1に示す検査部4の別の一例を示す斜視図である。図6に示す検査部4aは、いわゆるICソケット35に検査治具3が組み込まれて構成されている。検査部4aは、検査部4のような駆動機構を備えず、ICソケット35に取り付けられたICのピン、バンプ、あるいは電極等にプローブPrが接触する構成とされている。検査部4aは、プローブPrの代わりにプローブPraを備えてもむろんよい。図1に示す検査部4U,4Dの代わりに検査部4aを備えることで、検査装置をIC検査装置として構成することができる。
図6に示すようにICソケットを用いて検査を行う場合、図6に示す検査治具3の代わりに、異方導電性ゴムを用いてプレート321の電極34aと、ICの検査点とを導通させるものがある。しかしながら、異方導電性ゴムでは、分解能が低いため、検査対象のICが狭ピッチになって検査点間の距離が短くなると、検査精度が低下する。そこで、異方導電性ゴムを検査治具3と取り替えることで、狭ピッチのICを検査する場合であっても、異方導電性ゴムを用いた場合よりも検査精度を向上させることができる。
1 基板検査装置(検査装置)
3,3U,3D 検査治具
4,4U,4D 検査部
6 基板固定装置
8 検査処理部
31 支持ブロック(支持部材)
31a,31b,31c 支持プレート
34 配線
34a 電極
100 基板(検査対象物)
321 プレート
ax 軸線
H 貫通孔
Ha 孔部
Ha1 小径部
Hb 狭隘部
Hc 後端側開口部
Pa 外側筒状体
Pb,Pbx 内側筒状体
Pc 中心導体
Pf 先端部
Pp 突起部
Pr,Pra プローブ(接触端子)
SI1 内側第一ばね部
SI2 内側第二ばね部
SO1 外側第一ばね部
SO2 外側第二ばね部
SPb 後端端面
V 垂線
3,3U,3D 検査治具
4,4U,4D 検査部
6 基板固定装置
8 検査処理部
31 支持ブロック(支持部材)
31a,31b,31c 支持プレート
34 配線
34a 電極
100 基板(検査対象物)
321 プレート
ax 軸線
H 貫通孔
Ha 孔部
Ha1 小径部
Hb 狭隘部
Hc 後端側開口部
Pa 外側筒状体
Pb,Pbx 内側筒状体
Pc 中心導体
Pf 先端部
Pp 突起部
Pr,Pra プローブ(接触端子)
SI1 内側第一ばね部
SI2 内側第二ばね部
SO1 外側第一ばね部
SO2 外側第二ばね部
SPb 後端端面
V 垂線
Claims (14)
- 導電性を有する筒状の外側筒状体と、
前記外側筒状体の筒内に挿通された導電性を有する筒状の内側筒状体とを備え、
前記外側筒状体に、当該外側筒状体の軸方向に伸縮すると共に巻き方向が第一方向の螺旋状の外側第一ばね部が形成され、
前記内側筒状体に、当該内側筒状体の軸方向に伸縮すると共に巻き方向が前記第一方向とは逆方向である第二方向の螺旋状の内側第一ばね部が形成されている接触端子。 - 前記内側第一ばね部は、前記外側第一ばね部と対向する位置に位置している請求項1記載の接触端子。
- 前記外側筒状体には、さらに、巻き方向が前記第二方向の外側第二ばね部が形成され、
前記内側筒状体には、さらに、巻き方向が前記第一方向の内側第二ばね部が形成されている請求項1又は2に記載の接触端子。 - 前記内側第二ばね部は、前記外側第二ばね部と対向する位置に位置している請求項3記載の接触端子。
- 前記外側第一ばね部の巻き数と、前記内側第一ばね部の巻き数とが略同数である請求項1~4のいずれか1項に記載の接触端子。
- 前記外側第一ばね部は、前記外側筒状体の複数箇所に形成され、
前記内側第一ばね部は、前記内側筒状体の、前記外側第一ばね部と同数の箇所に形成され、
前記複数箇所の外側第一ばね部の螺旋の巻き数の合計と、前記複数箇所の内側第一ばね部の螺旋の巻き数の合計とが略等しい請求項1~5のいずれか1項に記載の接触端子。 - 前記複数の外側第一ばね部と、前記複数の内側第一ばね部とは、それぞれ互いに対向する位置に位置し、
前記複数の外側第一ばね部と、前記複数の内側第一ばね部とは、互いに対向して位置するもの同士で前記螺旋の巻き数が略等しい請求項6記載の接触端子。 - 前記外側第二ばね部の巻き数と、前記内側第二ばね部の巻き数とが略同数である請求項3記載の接触端子。
- 前記外側第二ばね部は、前記外側筒状体の複数箇所に形成され、
前記内側第二ばね部は、前記内側筒状体の、前記外側第二ばね部と同数の箇所に形成され、
前記複数箇所の外側第二ばね部の螺旋の巻き数の合計と、前記複数箇所の内側第二ばね部の螺旋の巻き数の合計とが略等しい請求項3記載の接触端子。 - 前記複数の外側第二ばね部と、前記内側第二ばね部とは、それぞれ互いに対向する位置に位置し、
前記複数の外側第二ばね部と、前記複数の内側第二ばね部とは、互いに対向して位置するもの同士で前記螺旋の巻き数が略等しい請求項9記載の接触端子。 - 前記内側筒状体の筒内に挿通された導電性を有する棒状の中心導体をさらに備える請求項1~10のいずれか1項に記載の接触端子。
- 前記外側筒状体及び前記内側筒状体のうち少なくとも一方の、一端側の端面に対する垂線は、当該少なくとも一方の軸線に対して傾斜している請求項11記載の接触端子。
- 請求項1~12のいずれか1項に記載の接触端子を複数備え、
前記複数の接触端子を支持する支持部材を備える検査治具。 - 請求項13記載の検査治具と、
前記接触端子を検査対象物に設けられた検査点に接触させ、当該接触端子から得られる電気信号に基づき前記検査対象物の検査を行う検査処理部とを備える検査装置。
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