JPH0367178A

JPH0367178A - プローブカード

Info

Publication number: JPH0367178A
Application number: JP1204122A
Authority: JP
Inventors: Ko Sato; 香佐藤; Yutaka Okumura; 裕奥村
Original assignee: GIGA PUROOBU KK
Current assignee: GIGA PUROOBU KK
Priority date: 1989-08-07
Filing date: 1989-08-07
Publication date: 1991-03-22
Also published as: US5355080A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、集積回路素子、フラットパネルデイスプレ
ィなどのブローフチストに使用するフ゛ローブカードに
関し、詳しくは、各ビン間の特性を容易にそろえて組み
立てることが可能で、かつこの各ビン間の特性の差異か
経年変化：＝よって増大することのない構造のプローブ
カードに関する。

［従来の技術］従来、集積回路素子などのブローフテストに使用するプ
ローブカードとしては、例え：ｆ、特公絽５４−４３３
５４号に開示されているテストプローブ組立体が用いら
れている。このテストプローブ組立体は、第１０図、第
１１図に示すように、支持体６４と熱硬化性の絶縁材料
によって構成される固着層６５とにより、プリント基板
６１に金属のプローブビン６２を円錐放射状に固定した
ものである。フリント基板６１にはプリント０己線６６
か殺ニブられており、フ゛ローフヒン・６２：よこのフ
″、！二・トｄ己年芋６６に手出６７て↑金寺失され’
Ｓ　ｃプローブカード：まテスト装置と電気的に接続さ
れるが、これはスルーホール６８にビンを挿入し、この
ビンをテスト装置と電気的に接続することによって行な
われる。テスト時には、プローブビン６２の先端部６３
が被測定端子部分に押し当てられる。

［解決しようとする課題］このような従来のプローブカードは、そのＦＡ造上、プ
ローブビン（接触子）の長さがブローフビン位置によっ
て異なり、そのために各プローブビン間の接触圧が一定
にならないという問題がある。

さらに、熱硬化性の絶縁材料（例えぼエホキシ樹脂）に
よって構成される固着層６５はプローブピンに比べてヤ
ング率が十分に小さいので、ブロー７ヒンの微小変形に
対しては固着の効果がほとんどない。したがって接触時
には、プローブピンは接触圧によって半田６７で固定さ
れている部分に実質的な支点を移動させながら、自由に
微小変形することになる。

それ１′３：ｌえに、各ブロー７ヒンは各マのオーハー
トライフ【に依存してその＝ン先の位＝か経時ヱイヒし
、ブロー７ヒン間の接触圧が一定にならないという問題
を一層大きくする。

さらに、この従来の構造のプローブピンは、測定してい
ないフリーの状態では、プローブピンにほとんど応力が
かかつておらず、したがって所定のプローブビン接触圧
を得るためには、プローブピンの径を太くしたりプロー
ブビン材料にタングステンのような硬い材料を用いる必
要があった。

そのため：こ、徽細なピッチで連続して多数のプローブ
ピンを立てるのは困難であった。

本発明は、このような従来技術の問題点を解決するもの
であり、端子数が数１００本以上の集積回路素子、フラ
ットパネルデイスプレィであって、被測定端子の各々の
間隔が数１０μｍ以下であっても、容易な組み立てが可
能であり、かつそのプローブテストを容易に行なうこと
が出来る高性能なプローブカードを提供しようとするも
のである。

［課題を解決するための手段］すなわち、本発明のプローブカードの特徴は、おみおの
独立に動く複数の拷触子が同一の形状に戒心されており
、予め接触子材料の限界応力の１／／２以上の値もしく
は限界応力に近い値まて押し曲：ｆられて組み立てられ
ていることにある。そして、各接触子は全方面の微小麦
形および大麦形に対して支点となる固定部を持ち、先端
部に近い所で支えられている。

しかして、前記のような目的を遠戚するためのこの発明
のプローブカードにおける手段は、複数の接触子が被測
定端子に対向するように装置されたプローブカードにお
いて、これらの接触子は実質的に同一な太さの導体線ま
たは実質的に同一な厚みの導体板で構成され、一端がプ
ローブカードの本体に固定され、他端が被測定端子に接
触する先端部を構成し、この先端部近傍のプローブカー
ド本体に与圧部が設けられ、先端部が被測定端子に接触
していないとぎに、各接触子はこの与圧部によって先端
部が被測定端子に接触した時に受ける力と同一方向の力
を与えられているものである。

与圧部に溝を詮：す、各接触子をこれらの溝に収納する
二とによって指触子の位置は正確：＝規定される。

与圧部によって与える力はなるべく大きい方が、接触圧
を大きくすることができるので好ましい。

しかしながら、各接触子間にはどうしても製造上はらつ
きが生ずるので、加える力は接触子材料の限界応力の１
／２以上を目途とする。製造上のばらつきを十分に小さ
くできる場合は、先端部を被測定端子：こ接触して使用
する時に、接触子に限界応力が発生するように構成する
ことが好ましい。

い。

なお、接触子には限界応力の大きな金属が良く、高張力
銅線（ピアノ線）が最適であるが、ＳＵＳ線なども良い
。従来から、プローブビンの材料として広く用いられて
いる、タングステン線やベリリウム銅線なども使用する
ことが可能であるが、その特性は一般に高張力鋼線より
低下する。耐摩滅性が要求される場合には、被測定端子
と接触する先端部の端部に、耐摩滅性のメツキした線を
使用することもてきる。

さらに、この発明のプローブカード：；おニブる池め手
段は、複数の接触子か被測定端子に対向するように配置
されたプローブカードにおいて、これらの接触子は実質
的に同一な太さの導体線または実質的に同一な厚みの導
体板でｔｌＩ威され、各々の両端がプローブカードの本
体に固定され、両端から任意の長さだ：′ｆ離れたこれ
らの接触子の部分に折曲げ部が形成され、この折曲げ部
が被測定端子：こ接触する接点部をｉ或し、接触子は弾
性変形した状態でブローフ゛カード本体に固定されてい
るものである。なお、この手段の場合もプローブカード
本体に溝を設け、各接触子をこれらの溝：；収納するこ
とによって、接触子の位置は正確に規定される。接触子
が被測定端子に接触していないときに、これらの接触子
に加えられる力は、なるべく大きい方が接触圧を大きく
することができるので好ましい。しかしながら、各接触
子間にはどうしても製造上ばらつきが生ずるので、この
力は接触子材料の限界応力の１／２以上の値を目途ヒす
る。

製造上の：よろつきを十分に小さくできる場合は、先端
部を被測定端子に接触して使用する時：＝、接触子に限
界応力が発生するように刀そ与えることが好ましい。

なお、接触子には限界応力の大きな金属か良く、板材を
用いる場合は、高張力鋼板をフォトエツチングによって
フォーミングしたものが最適であり、５ｔＪＳ板なども
良い。従来からプローブビンの材料として広く用いられ
ている、タングステンやベリリウム銅なども使用するこ
とが可能であるが、その特性は高張力鋼板より低下する
。耐摩滅性が要求される場合には、被測定端子と接触す
る接点部に、耐摩滅性のメツキをすることもてきる。

［作用］本発明によれば、各接触子内部には接触時に大きな応力
が発生するので、微細な接触子であっても十分に大きな
接触圧をとることができる。したがって、従来の構造で
は全く不可能であった、被測定端子間が８０μｍで端子
数が１０００ビン以上の集積回路素子などにも、使用す
ることができる。また、与圧板やプローブカード本体に
よって、フ゛ローフヒン先端託の位置を正確に維持する
こと力・てきるのて、各指触子のオーハトライフ量か長
期間にわたって安定に維持され、かつ互いに隣接した接
触子どうしが短絡することがない。

［実施例コ以下、本発明のプローブカードの実施例を、図面を用い
て詳細に説明する。

第１図は、本発明のプローブカードの第１の実施例の断
面図、第２図は取り付ける前のビン形状を示す図である
。ハウジング１は、本実施例の場合アルミナセラミック
製である。ビン３は、同じくアルミナセラミック製のビ
ン取付ブロック４上：こ１００μｍピッチで並べられて
おり、ビン固定クランプ５によってビン取付ブロック４
との間に挟持される。この状態でビン取付ブロック４が
ハウジング１に取り付けられると、ビン３の先端部分は
ハウジング１の与圧部２によって力を受けて弾性変形す
る。従って、この状態でビン３を被測定端子に接触させ
ると、わずかな変位によっても、ビン３の接触圧はこの
与圧部２から受：ｊている力と同し値から始まることと
なり、オーム性接触に必要な接触Ｅが、オーハートライ
フを牝シか被測定端子表面に接触してから、さらに押し
込し゛距離〉にかかわりなく確実に得られる。なお、各
ビンからの電気的配線はＦＰＣ（フレキシブルフリント
板）７をＦＰＣクランプ６で固定することによって行な
われる。本実施例では、ビン３８：６０μｍφの高張力
鋼線を使用したが、６０μｍ厚の高張力銅板をフォトエ
ツチングして所定のヒシを作っても良い。その場合、ビ
ン精度は線材を曲：ｆ加工したビンよりも良いが、得ら
れる力は２／３程度に落ちる。

第３図は、本発明の第２の実施例の外観図である。この
実施例では、ハウジング１１の中央に宍が設けられてお
り、ビン１３はビン取付プロ・ツク１４に取り付けられ
て各々穴の４辺に配置されている。各ビンがハウジング
１１の与圧部１２から力を受けて、弾性変形しているこ
とは第１の実施例の場合と同様である。なお、各ビンか
らの配線：よ第１の実施例と同様に　Ｆ　Ｐ　Ｃによっ
て行なうが、図て：よ省略しである。

第４図は１本発明の第３の実施例のプローブカードのビ
ン取付は部分の断面図である。アルミナセラミック酸の
ハウジング２１は先端に与圧部２２が設けられており、
ビン２３はこのハウシング２１に直接取付けられる。ハ
ウシング２１のビン取付は部および与圧部には１４０μ
ｍピッチでビン収納用の溝（図示しない）が設ニブられ
ており、各ビンはこの溝に）ａつで配置されビン固定ク
ランプ２５によって固定される。なお、不実施１列では
、ビン２３に１００μｍφ、限界応力３４５　ｋｇ７ｍ
ｍ”の高張力銅線を使用して、弾性変形する領域の長さ
を３．０ｍｍとした時、ビン２３の内部応力はオーバー
ドライブがゼロの時に２３０　ｋｌ／ｍｍ”となり、１
００μｍのオーバードライブに対しては限界応力である
３　４５　ｋｇ７ｍｍ”の内部応力が発生し、そのとき
約４ｇの接触圧が得られる。本実施例では、配線はハウ
ジング２１の表面に形成されたメタライズ層によって行
なわれる。

第５図：よ、本発明の第４の実施例のブローフカート′
のヒシ取付′：す部分の断面図である。この実施例では
、ハウシング３１はアクリル製で１００μｍピッチの溝
（図示しない）が形成されており、この溝に６０μｍφ
の高張力銅線製のビン３３が配置される。ビンへの与圧
は、２５０μｍφのサファイヤ製丸棒の与圧バー３２に
よって与えられる。ビン３３は、組立の容易さからクラ
ンク形状にフォーミングされており、アクリル製のビン
固定ブロック３５でクランプされている。

第６図は、本発明の第５の実施例のプローブカードのビ
ン取付は部分の断面図である。この実施例では、ハウジ
ング４１はアルミナセラミック酸で１００μｍピッチの
溝（図示しない）が形成されており、この溝に６０μｍ
φの高張力銅線製のビン４３が配置される。本実施例で
は、大きなストロークを実現するための湾曲部がビンに
設けられており、また、ビンをハウジングに挿入すると
同時に与圧部４２によってビンに与圧がかけられる構造
のため、組立が容易で安定した特性が得られる。なお、
本実施例では、組立Ｅｌ！にビンの湾曲部がは界応力を
越えて、塑性変形するところまて押し曲１テられており
、組８陵にヒ；の熱処理′、焼きもどし）が行なわれる
。熱処理は、本実施例の場合真空熱処理炉て行なわれ、
その処理条件は３７０°Ｃで３０分間である。

第７図は、本発明の第６の実施例のプローブカードのビ
ン取付：す部分の断面図、第８図は使用されるビンの取
付ニブ前の形状を示す図である。この実施例では、第１
〜第５の実施例のようにビンが片持ち構造ではなく、両
端がハウジングに固定されており、ビンの途中におり曲
げ部分が形成されて接点部となっている。す２わち、第
１〜第５の実施例では、いずれもオーバードライブを加
えてビン先端を垂直に動かすと、このビン先端は同時に
ハウジングから離れる方向へ水平移動し、その結果、被
測定端子表面をビンが摺動する。そのために、被測定端
子表面にビンの摺動痕が付くが、被測定端子がアルミニ
ウムパッドなどの場合は、その表面に生成した酸化膜を
摺動によって効率良く除去てきるのて、この摺動：よ必
すしも有害では無い。しかし、被測定端子か金ハンフ？
との場合にはこの摺動痕が深く残り、その飯の組立不良
等の原因になっている。そこで、本実施例ではビンを両
持ち構造にすることによって、接点部の水平方向への移
動を防いでいる。

すなわち、本実施例では、ビン５３は取付は前は第８図
の様にビン下側部５６とビン上側部５８とが平行で、ビ
ン垂直部５７が両者を支えており、接点部５９がこのビ
ン垂直部５７とビン下側部５６との間に設けられている
。このビン５３を、第７図に示すようにハウシング５１
：＝巻きつけるよう：こ取付けて、ビン上側部５８を上
側ビン固定ブロック５５、ビン下側部５６を下側ビン固
定ブロック５４でおのおのクランプする。ビン下側部５
６は、ハウジング５１に設けられた支点５２と下側ビン
固定ブロック５４とによって与圧を受：す、そのために
ビン接点部５９は第７図下方向への力を受ける。しかし
、接点部５９はビン上側部５８につながるピン垂直部５
７によって吊り下げられるのて、結局これらの力かつり
あって接点部５９はその位置を保つ。接点部５９が被ン
則芝木子に接触すると、接点部５９は第７図上方向に押
上：すられるが、この状態ではビン下側部５６はさらに
押し曲げられて第７図下方向へ大きな力を発生する。

ビン上側部５８もピン垂直部５７によって第７図上方向
へ押し曲げられるので、これまた第７図下方向への力を
発生する。このとき、ピン垂直部５７は接点部５９を第
７図左方向（ハウジング５１から離れる方向）へ移動さ
せようとするが、接点部５９はピン下側部５６によって
その第７図左右方向への移動が規制されているので、接
点部５９の水平方向への摺動量は実質的に無視できる値
とすることが出来る。本実施例の場合、ビン５３として
、応力限界３４５　ｋｇ／ｍｍ″の５０μｍφ高張力鋼
線に、２μｍ厚のＮｉ−Ａｕメツキを付けた線を使用し
、ビン上側部５８の自由変形領域長１３００μｍ、ビン
下側部５６の自由変形領域長２６００μｍ、接点部５９
と支点５２の間のビン下側部５６の長さ１３００μｍ、
ピン垂直部５７の長さ２５００μｍとした時、与圧はｉ
ｏ７ｇ＋この時の茫大向部応勺は１７４　ｋｇ　’ｍａ
ｎ”と；る。二のヒ；に、ＩＣ１（Ｊ　；、・ｍのオー
Ｂ　　ｉ・ライフを与えプ二時には、その最大内部応力
は２４４　ｋｇ／ｍｍ二となり、この時２．９ｇの接触
圧が得られる。ビン５３に、５０μｍφのＳＵＳ線（８
種）を使用する場合、その限界応力は約２４５　ｋｇ７
ｍ＋ｎ″であり、このビンに、１００μｍのオーバード
ライブを与えた時には、その最大内部応力はほぼ限界応
力である２４４ｋｇ、４ａ＋ｍ”となるが、この時には
高張力鋼線とは：ま同じ約２．９ｇの接触圧が得られる
。なお、ビンに限界応力まで力を加えて使用すると、各
ビンの特性が揃うので、接触圧のばらつきが小さくなる
。

なお、第９図は本発明のビンの変位と発生する力との関
係を示す図であって、与圧を与えた場合（二小さな変位
で大きな接触圧を発生することが理解出来る。

［発明の効果］以上の説明から理解できるように、この発明にはよれば
、各接触子内部には接触時に大きな応力が発生するので
、微細な接触子てあっても十分に六きな桂触匡をとる二
とがてきる・ま之、与王板やフロー＝ｉ−１ｓ本体によ
って、フ＝−フヒシ先端部の位置を正確に維持すること
かできるのて各接触子のオーハトライフ量が長期間にわ
たって安定に碓持され、かつ互いに隣接した接触子どう
しが短絡することがない。したがって、従来の構造では
困難であった、被測定端子間が８０μｍで端子数が１０
００ビン以上の集積回路素子などにも便用することがで
きる。し、たがって、多ピンの集積回路素子、フラット
パネルデイスプレィなどの進歩に大きく貢献するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のプローブカードの第１の実施例の断
面図、第２図は第１の実施例の取り付ける前のビン形状
を示す図、第３図は本発明のプローブカードの第２の実
施例の外観図、第４図は本発明の第３の実施例のプロー
ブカードのビン取付は部分の断面図、第５図は本発明の
第４の実施例のプローブカードのビン取付は部分の断面
図、第６図は本発明の第５の実施例のフ′ローフカード
のビン取付ニブ部分の断面図、第７図は本発明の第６の
実施例のプローブカードのビン取付ニブ部分の断面図、
第８図は使用されるビンの取付は前の形状を示す図、第
９図は本発明のビンの変位と発生する力との関係を示す
図、第１０図は従来のプローブカードの平面図（一部分
）、第１１図はその断面図である。１．１１，２１，３１，４１．５１・・・ハウジング、
２，１２．２２．４２・・・与圧部、３．１３，２３，
３３，４３．５３　・　・　・ビン、４．１４・・・ビ
ン取付はブロック、５，２５・・ビン固定クランプ、６
・・・ＦＰＣクランプ、７・・・ＦＰＣ１３２・・・与
圧バー、３５・・・ビン固定ブロック、５２・・・支点
、５４・・・下側ビン固定ブロック、５５・・・上側ビ
ン固定ブロック、５６・・・ビン下側部、５７・・・ビ
ン垂直部、５８・・・ビン上側部、５９・・・接点部、
６１・　・プリント基板、６２・・・プローブビン、６
３・　・プローブビンの先端部、６４・・・支持体、６
５・固着層、６Ｃ・　・　・フーリニ・ト自ハ家、６７
半田、６８・・・スルーホール。１前杆出願人ギガプローブ株式会社第３図第２図第４図！５図致！９図第６図１７図第１０図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数の接触子が被測定端子に対向するように配置
されたプローブカードにおいて、前記接触子は実質的に
同一な太さの導体線または実質的に同一な厚みの導体板
で構成され、一端が前記プローブカードの本体に固定さ
れ、他端が前記被測定端子に接触する先端部を構成し、
該先端部近傍の前記プローブカード本体に与圧部が設け
られ、該先端部が前記被測定端子に接触していないとき
に前記接触子は前記与圧部によって前記先端部が前記被
測定端子に接触した時に受ける力と同一方向の力を受け
ていることを特徴とするプローブカード。
（２）与圧部に溝が設けられ、接触子が該溝に収納され
ていることを特徴とする請求項１記載のプローブカード
。
（３）接触子が与圧部から受ける力が接触子材料の限界
応力の１／２以上の値であることを特徴とする請求項１
記載のプローブカード。
（４）先端部を被測定端子に接触して使用する時に接触
子に限界応力が発生することを特徴とする請求項３記載
のプローブカード。
（５）複数の接触子が被測定端子に対向するように配置
されたプローブカードにおいて、前記接触子は実質的に
同一な太さの導体線または実質的に同一な厚みの導体板
で構成され、両端が前記プローブカードの本体に固定さ
れ、該両端から任意の長さだけ離れた前記接触子の部分
に折曲げ部が形成され、該折曲げ部が前記被測定端子に
接触する接点部を構成し、前記接触子は弾性変形した状
態で前記プローブカード本体に固定されていることを特
徴とするプローブカード。
（６）プローブカード本体に溝が設けられ、接触子が該
溝に収納されていることを特徴とする請求項５記載のプ
ローブカード。
（７）接触子が被測定端子に接触していないときに該接
触子に加えられる力が接触子材料の限界応力の１／２以
上の値であることを特徴とする請求項５記載のプローブ
カード。
（８）接点部を被測定端子に接触して使用する時に接触
子に限界応力が発生することを特徴とする請求項７記載
のプローブカード。