WO2011115074A1 - コンタクトプローブおよびプローブユニット - Google Patents

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probe
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elastic
arc shape
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孝浩 茂木
暁洋 松井
浩嗣 石川
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NHK Spring Co Ltd
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NHK Spring Co Ltd
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    • H01R13/24—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted
    • H01R13/2442—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted with a single cantilevered beam

Definitions

  • the present invention relates to a contact probe and a probe unit used for connection between electric circuit boards and the like.
  • an electrical connection is made between the inspection target and a signal processing device that outputs an inspection signal.
  • a probe unit that accommodates a plurality of conductive contact probes is used.
  • the probe unit can be applied to highly integrated and miniaturized inspection objects by narrowing the pitch between contact probes with the progress of high integration and miniaturization of semiconductor integrated circuits and liquid crystal panels in recent years. Possible technologies are progressing.
  • Patent Document 1 discloses a probe unit in which contact probes each having a spring shape and curved in contact with a contact body are accommodated in a test board. This contact probe has a spring portion in common with the electrical signal conducting portion.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a contact probe and a probe unit that have a spring property and can obtain reliable and good conduction between contact objects.
  • a contact probe according to the present invention is a substantially flat contact probe having a uniform plate thickness for connecting different substrates, and has a side surface curved in an arc.
  • the first contact portion that contacts one substrate at the side surface
  • the second contact portion that contacts the other substrate at the side surface
  • the second contact portion that contacts the other substrate at the side surface, the first contact portion, and the second contact surface.
  • a connecting portion that connects the contact portion, an elastic portion that extends from the second contact portion, is partially curved in an arc shape, and is elastically deformed by a load applied to the first contact portion and the second contact portion; , Provided.
  • the contact probe according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the width of the elastic portion is smaller than the width of the connection portion.
  • the contact probe according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the connection portion has an arc shape.
  • the contact probe according to the present invention is characterized in that, in the above invention, a part of the elastic portion is linear.
  • the elastic portion includes a first plane in contact with the first contact portion, a parallel to the first plane, and the second contact portion. It is located between the 2nd planes which touch.
  • the probe unit according to the present invention has a side surface curved in an arc shape, and has a first contact portion that contacts one substrate at the side surface, a side surface curved in an arc shape, and the other substrate at the side surface.
  • a second contact portion that contacts, a connection portion that connects the first contact portion and the second contact portion, a shape that extends from the second contact portion and is partially curved in an arc shape, and the first contact
  • an elastic part that is elastically deformed by a load applied to the second contact part, and a substantially flat contact probe having a holding part that holds the contact probe.
  • the holding portion has a diameter equal to that of the elastic portion, and receives and fixes an end portion different from the connection portion side of the elastic portion. Is provided.
  • the probe unit according to the present invention is characterized in that, in the above-described invention, the holding portion is in contact with the second contact portion at least at one place.
  • the second contact portion is a contact that is the shortest among contact portions that are in contact with the other substrate and the holding portion in a state where no load is applied.
  • An outer edge connecting the portions has an R shape.
  • the probe unit according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the holding portion is formed with a slit capable of accommodating the contact probe.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the probe unit according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing a configuration of a main part of the probe unit shown in FIG.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing a configuration of a main part of the probe unit shown in FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a main part of the probe unit shown in FIG.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the contact probe according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing a configuration of a main part of the probe unit shown in FIG.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing a configuration of a main part of the probe unit shown in FIG. FIG.
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing a configuration of a main part of the probe unit shown in FIG.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a contact probe which is a first modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a contact probe which is a second modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a contact probe which is a third modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a perspective view showing a contact probe that is a fourth modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a perspective view showing a contact probe which is a fifth modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a perspective view showing a contact probe according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 15 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the main part of the probe unit according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the main part of the probe unit according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a perspective view showing a semiconductor integrated circuit which is a modification of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the probe unit according to the first embodiment of the present invention.
  • a probe unit 1 shown in FIG. 1 is a device that is used when an electrical characteristic test is performed on a semiconductor integrated circuit 100 that is an object to be tested, and a circuit that outputs a test signal to the semiconductor integrated circuit 100 and the semiconductor integrated circuit 100.
  • This is an apparatus for electrically connecting the substrate 30.
  • the semiconductor integrated circuit 100 is described as being a QFN (Quad Flat Non-Leaded Package) having the electrode 101.
  • the probe unit 1 includes a conductive contact probe 20 (hereinafter simply referred to as a “probe 20”) that contacts two different contact objects, ie, a semiconductor integrated circuit 100 and a circuit board 30, and a plurality of probes 20 in a predetermined pattern. And a circuit board 30 that contacts the bottom of the probe holder 10 and outputs a test signal to the semiconductor integrated circuit 100 via the probe 20.
  • a conductive contact probe 20 hereinafter simply referred to as a “probe 20”
  • a circuit board 30 that contacts the bottom of the probe holder 10 and outputs a test signal to the semiconductor integrated circuit 100 via the probe 20.
  • the circuit board 30 has an electrode 31 for outputting a test signal to the semiconductor integrated circuit 100 via the probe 20 as shown in FIG.
  • the electrode 31 is disposed on the circuit board 30 corresponding to the probe 20 held by the probe holder 10.
  • the probe holder 10 and the circuit board 30 may be connected by screws or the like, or may be bonded by an adhesive or a seal member. Any bonding form is possible as long as the contact between the probe 20 and the electrode 31 is not hindered.
  • the probe holder 10 is formed using an insulating material, and includes a housing portion 11 in which a housing space capable of housing the semiconductor integrated circuit 100 is formed, and a slit 12 for holding the probe 20 in a predetermined pattern.
  • the slit 12 holds the probe 20 so that the tip of the probe 20 protrudes toward the accommodating portion 11 side. Further, when the semiconductor integrated circuit 100 is accommodated in the accommodating portion 11, the slit 12 is formed at a position where each probe 20 contacts the electrode 101 of the corresponding semiconductor integrated circuit 100.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing a configuration of a main part of the probe unit 1 shown in FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a main part of the probe unit 1 shown in FIG.
  • the probe holder 10 is configured by detachably connecting a fixing member 13 that fixes the probe 20 to the outer periphery of the bottom.
  • the fixing member 13 is formed using an insulating material, and includes an opening 15 that is larger than the probe holder 10 and a hole 14 that holds and fixes the probe 20.
  • the probe holder 10 has a rectangular parallelepiped shape by fitting with the fixing member 13 at a notch corresponding to the fixing member 13 and constitutes a holding portion that holds the probe 20.
  • the hole portion 14 accommodates the end portion of the probe 20 inserted through the slit 12, and holds the probe 20 so that the other tip portion of the probe 20 is positioned at a predetermined position of the accommodation portion 11. If the probe 20 can be fixed at a predetermined interval and in a predetermined direction, the holding portion may be configured only by the fixing member 13, and the probe unit 10 and the hole portion 14 of the fixing member 13 are integrally formed. Also good.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the probe 20 according to the first embodiment of the present invention.
  • 6 is a cross-sectional view taken along a plane passing through the center of the slit 12 shown in FIG.
  • the probe 20 shown in FIGS. 5 and 6 has a substantially flat plate shape with a uniform plate thickness, and has a side surface curved in an arc shape at the tip, and a first contact portion 21 that contacts the semiconductor integrated circuit 100 on this side surface.
  • a second contact portion 22 having a side surface curved in an arc shape and contacting the circuit board 30 on the side surface; a strip-shaped connection portion 23 connecting the first contact portion 21 and the second contact portion 22; And an elastic part 24 that extends from the part 22 and is partially curved in an arc shape and elastically deforms by a load applied to the first contact part 21 and the second contact part 22.
  • the probe 20 is formed using an alloy such as copper, nickel, iron, or tungsten.
  • molding using the material which has elasticity, what gave the plating process to the surface may be used.
  • the side surface of the second contact portion 22 that is curved in an arc shape is held by the probe holder 10 and contacts the electrode 31 of the circuit board 30 as shown in the cross-sectional view of FIG.
  • the elastic part 24 has a smaller width than the width of the connection part 23. For this reason, the elastic portion 24 is more likely to be elastically deformed than the other portions with respect to the load applied to the first contact portion 21 or the second contact portion 22.
  • the ratio between the width of the elastic part 24 and the width of the connecting part 23 may be any ratio as long as the elastic part 24 can be preferentially elastically deformed.
  • the end portion of the elastic portion 24 in a direction different from the second contact portion 22 extends in a straight line shape, and the tip portion of the straight line portion is inserted and attached to the hole portion 14 so that the probe 20 is attached to the probe holder. 10 is held.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing a state in which a load is applied to the first contact portion 21 or the second contact portion 22.
  • FIG. 7 when the first contact portion 21 contacts the electrode 101 of the semiconductor integrated circuit 100 and a load is applied in the direction of the arrow in the figure, the curved portion of the elastic portion 24 is elastically deformed.
  • broken lines P 0 indicates the position of the probe 20 in a state where no load is applied as shown in FIG.
  • the first contact portion 21 and the second contact portion 22 are not elastically deformed and contact the electrodes 101 and 31 according to the load. Move while touching. Further, the elastic portion 24 undergoes elastic deformation in accordance with a load transmitted via the connection portion 23 and the second contact portion 22. Note that most of the current flowing at this time flows through the first contact portion 21, the connection portion 23, and the second contact portion 22.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a contact state between the first contact portion 21 and the electrode 101 and a contact state between the second contact portion 22 and the electrode 31 before and after a load is applied to the first contact portion 21.
  • FIG. 8A shows a state where the electrode 101 of the semiconductor integrated circuit 100 is in contact with the first contact portion 21 (a state where no load is applied).
  • the contact point between the first contact portion 21 and the electrode 101 is S 0
  • the contact point between the second contact portion 22 and the electrode 31 is C 0 .
  • FIG. 8A when the semiconductor integrated circuit 100 moves in the direction of the arrow, a load is applied to the first contact portion 21 and the first contact portion 21 is pushed down. Due to the movement of the first contact portion 21, the contact points of the first contact portion 21 and the second contact portion 22 with the electrodes 101 and 31 are shifted to S 1 and C 1 respectively (FIG. 8B).
  • the broken line P 0 indicates the position of the probe 20 in a state where no load is applied as shown in FIG. 8A, and the broken line I 0 indicates the position of the semiconductor integrated circuit 100 shown in FIG. Yes.
  • each contact part 21 and the second contact portion 22 rotate on the electrodes 101 and 31, and the contact points move. For this reason, each contact part has a small frictional force applied to each electrode, and can suppress wear of the contact part and each electrode.
  • the probe unit 1 according to the first embodiment described above has a different shape between the portion that conducts electricity in the same probe and the portion that has a spring property, the electrical conduction path becomes longer by securing the spring property. Therefore, it is possible to design the probe without fail, to ensure reliable electrical conduction and to ensure the spring property of the probe. Moreover, since each contact part rotates with respect to a contact with an electrode and moves a contact, the friction between a contact part and an electrode can be reduced and abrasion of a contact part and an electrode can be suppressed.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a probe 20a that is a first modification of the first embodiment.
  • the probe 20 a includes the first contact portion 21 and the second contact portion 22 described above, a connection portion 23 that connects the first contact portion 21 and the second contact portion 22, and a part of the probe 20 a in an arc shape. And an elastic portion 25 that is elastically deformed by a load applied to the first contact portion 21 and the second contact portion 22.
  • the elastic portion 25 is formed to be curved so that the straight portions on both ends are parallel. Further, the radius of curvature of the curved portion of the elastic portion 25 is smaller than the radius of curvature of the elastic portion 24 shown in FIG. Note that the width of the elastic portion 25 is smaller than the width of the connecting portion 23.
  • the probe 20a described above is effective when the device is downsized because the curved portion of the elastic portion 25 is small.
  • the contact direction between the probe 20 and the semiconductor integrated circuit 100 is as shown in FIGS. 7 and 8, the formation region of the curved portion of the elastic portion 25 is connected to the moving direction of the semiconductor integrated circuit 100. Since the region where the portion 23 is formed does not overlap, the probe can be further downsized by shortening the connecting portion 23.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a probe 20b that is a second modification of the first embodiment.
  • the probe 20 b includes the first contact portion 21 and the second contact portion 22 described above, a linear connection portion 26 that connects the first contact portion 21 and the second contact portion 22, and An elastic part 24 that is partially curved in an arc shape and elastically deforms by a load applied to the first contact part 21 and the second contact part 22 is provided.
  • the probe 20b has the same effect as that of the first embodiment described above, and the radius of curvature of the contact portion of the second contact portion 22 with the electrode is small and the distance to rotate on the electrode is shortened. Useful when the size is small. Further, since the connection portion 26 has a shorter conduction distance than the arc-shaped connection portion 23, it is possible to obtain more stable conduction.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a probe 20c that is a third modification of the first embodiment.
  • the probe 20 c includes the first contact portion 21 and the second contact portion 22 described above, a connection portion 23 that connects the first contact portion 21 and the second contact portion 22, and a second contact portion.
  • an elastic portion 27 that extends from 22 and is partially curved in an arc shape and elastically deforms by a load applied to the first contact portion 21 and the second contact portion 22. Note that the width of the elastic portion 27 is smaller than the width of the connecting portion 23.
  • the elastic portion 27 is positioned between the first plane G 1 that is in contact with the first contact portion 21 and the second plane G 2 that is parallel to the first plane G 1 and is in contact with the second contact portion 22. To do. That is, the elastic portion 27, the second plane G 2, the distance d2 to the farthest point in the second plane G 2 of the elastic portion 27, the first plane G 1 and the second plane G 2 It is curved and formed to be smaller than the distance d1 between them.
  • the probe 20c has the same effect as that of the first embodiment described above. For example, when the probe 20c is held by the probe holder 1 to perform inspection, the semiconductor integrated circuit 100 from above in the region including the region where the elastic portion 27 is formed. Even when the two approaches, the elastic part 27 and the semiconductor integrated circuit 100 can be inspected without contact.
  • a probe 20d having an elastic portion 27a having a shape that extends in a zigzag shape by repeating curved portions having opposite concavities and convexities may be used.
  • Elastic portion 27a is reciprocally in a direction substantially orthogonal to the plane G 1, G 2, a shape extending in a direction parallel to the plane G 1, G 2.
  • the second plane G 2 the distance d3 to the second point farthest to the plane G 2 of the resilient portion 27a, the distance between the first plane G 1 and the second plane G 2 It is curved and formed so as to be smaller than d1.
  • a probe 20e having an elastic portion 27b having a shape that extends in a zigzag shape by repeating curved portions having opposite concavities and convexities may be used.
  • Elastic portion 27b is to reciprocate in a direction parallel to the plane G 1, G 2, a shape extending in the plane G 1, G 2 and perpendicular.
  • the second plane G 2 the distance d4 to the second point farthest to the plane G 2 of the elastic portion 27b, the distance between the first plane G 1 and the second plane G 2 It is curved and formed so as to be smaller than d1.
  • FIG. 14 is a perspective view showing the configuration of the probe 20f according to the second embodiment of the present invention.
  • symbol is attached
  • the probe 20f shown in FIG. 14 has a substantially flat plate shape with a uniform thickness, and has a side surface curved in an arc shape at the tip, and the first contact that contacts the semiconductor integrated circuit 100 shown in FIG. 1 on this side surface. 1 and a second contact portion 28 that contacts the circuit board 30 shown in FIG. 1, and a connection portion that connects the first contact portion 21 and the second contact portion 28. 23 and an elastic portion 24 that extends from the second contact portion 28 and is partially curved in an arc shape and is elastically deformed by a load applied to the first contact portion 21 and the second contact portion 28.
  • the second contact portion 28 has a side surface 28 a formed in a plane corresponding to the wall surface of the fixing member 13, and fixes the probe 20 f by contacting the wall surface of the fixing member 13.
  • 15 is a partial cross-sectional view showing a case where the probe 20f shown in FIG. 14 is introduced into the probe unit 1 shown in FIG.
  • the probe 20 f held in the hole 14 of the fixing member 13 is in contact with the wall surface of the fixing member 13 at the side surface 28 a in the second contact portion 28.
  • the side surface 28 a is formed along the wall surface of the fixing member 13, the protruding direction of the connection portion 23 and the first contact portion 21 from the slit 12 is adjusted by the contact of the second contact portion 28. It becomes possible.
  • FIG. 16 is a partial cross-sectional view showing a state where the first contact portion 21 is pushed down by the semiconductor integrated circuit 100.
  • the first contact portion 21 in contact with the electrode 101 and the second contact portion 28 in contact with the electrode 31 rotate on the surface of each electrode by the movement of the semiconductor integrated circuit 100 (in the direction of the arrow in the figure).
  • the curved portion of the elastic portion 24 is elastically deformed by the load applied to the probe 20f.
  • the broken line P 1 indicates the position of the probe 20f when no load is applied from the semiconductor integrated circuit 100 shown in FIG. 15.
  • the side surface 28a contacting the wall surface of the fixing member 13 has a positioning effect. It can be easily arranged at a position.
  • connect the fixing member 13 and the electrode 31, respectively has comprised R shape.
  • the radius of the R shape is 0 ⁇ R ⁇ 0.1 (mm).
  • the radius of the R shape is 0 ⁇ R ⁇ 50 ( ⁇ m).
  • the second contact portion 28 has the R shape described above, the second contact portion can move the contact point along the electrode surface more efficiently, so that it is possible to further suppress wear of the electrode. .
  • the side surface 28a may be formed on the probe 20 shown in FIG. 5 or the probes 20a to 20e shown in FIGS. A positioning effect can be obtained by bringing the second contact portion into contact with the wall surface of the fixing member 13.
  • the semiconductor integrated circuit has been described as being a QFN having no external lead.
  • the semiconductor integrated circuit 200 having a lead 201 (Quad Flat) Package: QFP).
  • the contact probe according to the present invention is useful when electrical connection is made by connecting electrical circuit boards or the like.
  • Probe unit 10 Probe holder 11 Accommodation part 12 Slit 13 Fixing member 14 Hole part 15 Opening part 20,20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f Probe 21 1st contact part 22,28 2nd contact part 23,26 Connection Portion 24, 25, 27, 27a, 27b Elastic portion 30 Circuit board 31, 101 Electrode 100, 200 Semiconductor integrated circuit 201 Lead

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Abstract

　異なる基板間を接続する板厚が均一な略平板状のコンタクトプローブ（２０）であって、弧状に湾曲した側面を有し、この側面で一方の基板と接触する第１接触部（２１）と、弧状に湾曲した側面を有し、この側面で他方の基板と接触する第２接触部（２２）と、第１接触部（２１）および第２接触部（２２）を接続する接続部（２３）と、第２接触部（２２）から延び、一部が弧状に湾曲された形状をなし、第１接触部（２１）および第２接触部（２２）に加わる荷重によって弾性変形する弾性部（２４）と、を備える。

Description

コンタクトプローブおよびプローブユニット
　本発明は、電気回路基板間等の接続に用いられるコンタクトプローブおよびプローブユニットに関するものである。
　従来、半導体集積回路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、導電性の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。
　コンタクトプローブ間のピッチを狭小化する技術として、例えばコンタクトプローブの外部からの荷重に応じて屈曲可能な弾性を備えたワイヤー型のコンタクトプローブに関する技術が知られている。ワイヤー型のコンタクトプローブは、バネを用いたピン型のコンタクトプローブと比較して細径化が容易であるが、荷重が加わった時に撓む方向が揃っていないと、隣接するコンタクトプローブ同士が接触したり被接触体との接触にバラツキが生じたりしてしまう恐れがある。このため、ワイヤー型のコンタクトプローブにおいては、荷重によって撓む方向を一様に揃えるための様々な工夫が施されている。このうち、特許文献１では、接触体との接触間に湾曲した形状をなしてバネ性を有するコンタクトプローブが各々テストボードに収容されているプローブユニットが開示されている。このコンタクトプローブは、バネ性を有する部分が電気信号の導通部分と共通している。
特開平４－２７７６６５号公報
　しかしながら、特許文献１が開示するコンタクトプローブにおいて、バネ性を確保するにはコンタクトプローブ自体を長くしなければならず、電気抵抗が大きくなって導通性が悪くなる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、バネ性を有し、接触対象間で確実かつ良好な導通を得ることができるコンタクトプローブおよびプローブユニット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、本発明にかかるコンタクトプローブは、異なる基板間を接続する板厚が均一な略平板状のコンタクトプローブであって、弧状に湾曲した側面を有し、この側面で一方の基板と接触する第１接触部と、弧状に湾曲した側面を有し、この側面で他方の基板と接触する第２接触部と、前記第１接触部および前記第２接触部を接続する接続部と、前記第２接触部から延び、一部が弧状に湾曲された形状をなし、前記第１接触部および前記第２接触部に加わる荷重によって弾性変形する弾性部と、を備えたことを特徴とする。
　また、本発明にかかるコンタクトプローブは、上記の発明において、前記弾性部の幅は、前記接続部の幅と比して小さ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、上記の発明において、前記接続部は、弧状をなすことを特徴とする。
　また、本発明にかかるコンタクトプローブは、上記の発明において、前記弾性部は、一部が直線状をなすことを特徴とする。
　また、本発明にかかるコンタクトプローブは、上記の発明において、前記弾性部は、前記第１接触部と接する第１の平面と、前記第１の平面と平行であって、前記第２接触部と接する第２の平面との間に位置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、弧状に湾曲した側面を有し、この側面で一方の基板と接触する第１接触部と、弧状に湾曲した側面を有し、この側面で他方の基板と接触する第２接触部と、前記第１接触部および前記第２接触部を接続する接続部と、前記第２接触部から延び、一部が弧状に湾曲された形状をなし、前記第１接触部および前記第２接触部に加わる荷重によって弾性変形する弾性部と、を有する略平板状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保持部と、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、前記保持部は、前記弾性部と等しい径を有し、前記弾性部の前記接続部側と異なる端部を収容して固定する穴部が設けられ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、前記保持部は、前記第２接触部と少なくとも一箇所で接触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２接触部は、荷重が加わらない状態で前記他方の基板および前記保持部とそれぞれ接触する接触箇所同士のうちで最短となる接触箇所同士を結ぶ外縁がＲ形状をなすことを特徴とする。
　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、前記保持部は、前記コンタクトプローブを収容可能なスリットが形成されたことを特徴とする。
　本発明にかかるコンタクトプローブおよびプローブユニットは、導通性を有する部分とバネ性を有する部分とをコンタクトプローブの異なる位置がそれぞれ担うようにしたので、バネ性を確保するとともに、接触対象との間で確実かつ良好な導通を得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構成を示す斜視図である。 図２は、図１に示すプローブユニットの要部の構成を示す分解斜視図である。 図３は、図１に示すプローブユニットの要部の構成を示す分解斜視図である。 図４は、図１に示すプローブユニットの要部の構成を示す斜視図である。 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を示す斜視図である。 図６は、図１に示す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７は、図１に示す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、図１に示す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１の変形例１であるコンタクトプローブを示す斜視図である。 図１０は、本発明の実施の形態１の変形例２であるコンタクトプローブを示す斜視図である。 図１１は、本発明の実施の形態１の変形例３であるコンタクトプローブを示す斜視図である。 図１２は、本発明の実施の形態１の変形例４であるコンタクトプローブを示す斜視図である。 図１３は、本発明の実施の形態１の変形例５であるコンタクトプローブを示す斜視図である。 図１４は、本発明実施の形態２にかかるコンタクトプローブを示す斜視図である。 図１５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１６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１７は、本発明の実施の形態の変形例である半導体集積回路を示す斜視図である。
　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３０との間を電気的に接続する装置である。なお、本実施の形態１において、半導体集積回路１００は、電極１０１を有するＱＦＮ（Ｑｕａｄ　Ｆｌａｔ　Ｎｏｎ‐ｌｅａｄｅｄ　Ｐａｃｋａｇｅ）であるものとして説明する。
　プローブユニット１は、異なる二つの被接触体である半導体集積回路１００および回路基板３０に接触する導電性のコンタクトプローブ２０（以下、単に「プローブ２０」という）と、複数のプローブ２０を所定のパターンにしたがって収容して保持する保持部としてのプローブホルダ１０と、プローブホルダ１０の底部に当接し、プローブ２０を介して半導体集積回路１００へ検査用信号を出力する回路基板３０とを有する。
　回路基板３０は、図２に示すように、プローブ２０を介して半導体集積回路１００へ検査用信号を出力するための電極３１を有する。電極３１は、プローブホルダ１０に保持されたプローブ２０に対応して回路基板３０上に配設される。なお、プローブホルダ１０と回路基板３０とは、ネジ等によって接続されてもよく、接着剤またはシール部材によって接着されてもよい。プローブ２０と電極３１との接触を妨げなければ、如何なる接着形態でもよい。
　プローブホルダ１０は、絶縁性材料を用いて形成され、半導体集積回路１００を収容可能な収容空間が形成された収容部１１と、プローブ２０を所定パターンで保持するためのスリット１２とを有する。スリット１２は、収容部１１側にプローブ２０の先端が突出するようにプローブ２０を保持する。また、スリット１２は、収容部１１に半導体集積回路１００が収容された場合、各プローブ２０が、対応する半導体集積回路１００の電極１０１と接触する位置に形成される。
　図３は、図１に示すプローブユニット１の要部の構成を示す分解斜視図である。図４は、図１に示すプローブユニット１の要部の構成を示す斜視図である。プローブホルダ１０は、図３，４に示すように、底部外周にプローブ２０を固定する固定部材１３が着脱可能に連結されて構成されている。固定部材１３は、絶縁性材料を用いて形成され、プローブホルダ１０と比して大きい開口部１５と、プローブ２０を保持して固定する穴部１４とを有する。プローブホルダ１０は、固定部材１３に応じた切り欠き部分で固定部材１３と嵌合することで長方体形状をなし、プローブ２０を保持する保持部を構成する。穴部１４は、スリット１２に挿通されたプローブ２０の端部を収容し、収容部１１の所定位置にプローブ２０の他方の先端部分が位置するようプローブ２０を保持する。なお、プローブ２０を所定間隔および所定方向に固定することが可能であれば、保持部の構成を固定部材１３のみとしてもよく、プローブユニット１０と固定部材１３の穴部１４とを一体成形してもよい。
　図５は、本発明の実施の形態１にかかるプローブ２０を示す斜視図である。また、図６は、図１に示すスリット１２の中央を通過する平面で切断した断面図である。図５，６に示すプローブ２０は、板厚が均一な略平板状であって、先端部で弧状に湾曲した側面を有し、この側面で半導体集積回路１００と接触する第１接触部２１と、弧状に湾曲した側面を有し、この側面で回路基板３０と接触する第２接触部２２と、第１接触部２１および第２接触部２２を接続する帯状の接続部２３と、第２接触部２２から延び、一部が弧状に湾曲された形状をなし、第１接触部２１および第２接触部２２に加わる荷重によって弾性変形する弾性部２４と、を備える。プローブ２０は、銅、ニッケル、鉄、タングステン等の合金を用いて形成される。なお、弾性を有する材料を用いて成形した後、表面にめっき加工を施したものであってもよい。
　第２接触部２２の弧状に湾曲した側面は、図６に示す断面図のように、プローブホルダ１０に保持されて回路基板３０の電極３１に当接する。
　弾性部２４は、接続部２３の幅と比して小さい幅を有する。このため、弾性部２４は、第１接触部２１または第２接触部２２に加わる荷重に対して他の部分よりも弾性変形を生じやすい。なお、弾性部２４の幅と接続部２３の幅との比は、弾性部２４が優先的に弾性変形可能であれば、如何なる比であってもよい。また、弾性部２４の第２接触部２２と異なる方向の端部は、直線状をなして延びおり、この直線状部分の先端部が穴部１４に差し込んで取り付けられて、プローブ２０がプローブホルダ１０に保持される。
　図７は、第１接触部２１または第２接触部２２に荷重が加わった状態を示す部分断面図である。図７に示すように、第１接触部２１が半導体集積回路１００の電極１０１と接触して図中の矢印方向に荷重が加わると、弾性部２４の湾曲部分が弾性変形する。ここで、破線Ｐ０は、図６に示す荷重が加わっていない状態でのプローブ２０の位置を示している。
　第１接触部２１に外部からの荷重が加わると、第１接触部２１、第２接触部２２（接続部２３を含む）は弾性変形することなく、荷重に応じて電極１０１、電極３１と当接しながら移動する。また、弾性部２４は、接続部２３および第２接触部２２を介して伝達される荷重に応じて弾性変形を生ずる。なお、このときに流れる電流の大部分は、第１接触部２１、接続部２３および第２接触部２２を流れる。
　図８は、第１接触部２１に荷重が加わる前後の第１接触部２１と電極１０１との接触状態および第２接触部２２と電極３１との接触状態を説明する図である。まず、図８（ａ）は、第１接触部２１に対して半導体集積回路１００の電極１０１が当接した状態（荷重が加わっていない状態）を示している。この場合の第１接触部２１と電極１０１との接触点をＳ０、第２接触部２２と電極３１との接触点をＣ０とする。
　図８（ａ）において、半導体集積回路１００が矢印方向に移動すると、第１接触部２１に荷重が加わり、第１接触部２１が押し下げられる。この第１接触部２１の移動によって第１接触部２１および第２接触部２２の各電極１０１，３１との接触点がそれぞれＳ１，Ｃ１にずれる（図８（ｂ））。なお、破線Ｐ０は、図８（ａ）に示す荷重が加わっていない状態でのプローブ２０の位置を示し、破線Ｉ０は、図８（ａ）に示す半導体集積回路１００の位置を示している。
　ここで、第１接触部２１および第２接触部２２は、各電極１０１，３１上を回転して接触点が移動する。このため、各接触部は各電極に対して与える摩擦力等が小さく、接触部および電極それぞれの磨耗を抑制することが可能となる。
　半導体集積回路１００を図８（ｂ）に示す矢印の向き（図中下向き）に移動させると、第１接触部２１がさらに押し下げられ、図８（ｂ）と同様、第１接触部２１および第２接触部２２の各電極１０１，３１との接触点がそれぞれＳ２，Ｃ２にずれる（図８（ｃ））。
　上述した実施の形態１にかかるプローブユニット１は、同一プローブ内で電気的導通を行なう部分とバネ性を有する部分とが異なる形状としたので、バネ性の確保によって電気的な導通経路が長くなることなく、プローブの設計を行なうことができ、確実な電気的導通を行なうとともに、プローブのバネ性を確保することが可能となる。また、各接触部が電極との接触に対して回転して接点を移動させるため、接触部と電極との間の摩擦を軽減し、接触部および電極の磨耗を抑制することができる。
　なお、プローブの形状は、弾性部がバネ性を有するものであれば、如何なる形状でもよい。図９は、本実施の形態１の変形例１であるプローブ２０ａを示す斜視図である。
　プローブ２０ａは、図９に示すように、上述した第１接触部２１および第２接触部２２と、第１接触部２１と第２接触部２２とを接続する接続部２３と、一部が弧状に湾曲された形状をなし、第１接触部２１および第２接触部２２に加わる荷重によって弾性変形する弾性部２５と、を備える。
　弾性部２５は、両端部側で直線状をなす部分が平行となるように湾曲されて形成される。また、弾性部２５の湾曲部分の曲率半径は、図５に示す弾性部２４の曲率半径と比して小さい。なお、弾性部２５の幅は、接続部２３の幅と比して小さい幅となる。
　上述したプローブ２０ａは、弾性部２５の湾曲部が小さいため、装置の小型化を行なう場合に有効である。また、プローブ２０と半導体集積回路１００との接触方向が、図７，８に示すような方向の場合において、半導体集積回路１００の移動方向に対して弾性部２５の湾曲部分の形成領域が、接続部２３の形成領域と重なっていないため、接続部２３を短くすることによってプローブをさらに小型化することができる。
　図１０は、本実施の形態１の変形例２であるプローブ２０ｂを示す斜視図である。プローブ２０ｂは、図１０に示すように、上述した第１接触部２１および第２接触部２２と、第１接触部２１と第２接触部２２とを接続する直線状をなす接続部２６と、一部が弧状に湾曲された形状をなし、第１接触部２１および第２接触部２２に加わる荷重によって弾性変形する弾性部２４と、を備える。
　プローブ２０ｂは、上述した実施の形態１と同様の効果を有するとともに、第２接触部２２の電極との接触部分の曲率半径が小さく、電極上を回転する距離が短くなるため、特に、電極のサイズが小さい場合に有用である。また、接続部２６は、弧状の接続部２３と比して導通距離が短くなるため、一段と安定した導通を得ることができる。
　図１１は、本実施の形態１の変形例３であるプローブ２０ｃを示す斜視図である。プローブ２０ｃは、図１１に示すように、上述した第１接触部２１および第２接触部２２と、第１接触部２１と第２接触部２２とを接続する接続部２３と、第２接触部２２から延び、一部が弧状に湾曲された形状をなし、第１接触部２１および第２接触部２２に加わる荷重によって弾性変形する弾性部２７と、を備える。なお、弾性部２７の幅は、接続部２３の幅と比して小さい幅となる。
　弾性部２７は、第１接触部２１と接する第１の平面Ｇ１と、第１の平面Ｇ１に平行であって、第２接触部２２と接する第２の平面Ｇ２との間に位置する。すなわち、弾性部２７は、第２の平面Ｇ２から、弾性部２７の第２の平面Ｇ２に最も遠い点までの距離ｄ２が、第１の平面Ｇ１と第２の平面Ｇ２との間の距離ｄ１より小さくなるように湾曲されて形成される。
　プローブ２０ｃは、上述した実施の形態１と同様の効果を有するとともに、例えばプローブ２０ｃがプローブホルダ１に保持されて検査を行う場合、弾性部２７の形成領域を含む領域において上方から半導体集積回路１００が接近した場合であっても、弾性部２７と半導体集積回路１００とが接触することなく、検査を行うことが可能となる。
　また、図１２に示す変形例４のように、凹凸が逆の湾曲部分を繰り返してジグザグ状に延びる形状をなす弾性部２７ａを有するプローブ２０ｄであってもよい。弾性部２７ａは、平面Ｇ１，Ｇ２と略直交する方向に往復して、平面Ｇ１，Ｇ２と平行な方向に延びる形状をなす。この場合も、第２の平面Ｇ２から、弾性部２７ａの第２の平面Ｇ２に最も遠い点までの距離ｄ３が、第１の平面Ｇ１と第２の平面Ｇ２との間の距離ｄ１より小さくなるように湾曲されて形成される。
　また、図１３に示す変形例５のように、凹凸が逆の湾曲部分を繰り返してジグザグ状に延びる形状をなす弾性部２７ｂを有するプローブ２０ｅであってもよい。弾性部２７ｂは、平面Ｇ１，Ｇ２と平行な方向に往復して、平面Ｇ１，Ｇ２と垂直な方向に延びる形状をなす。この場合も、第２の平面Ｇ２から、弾性部２７ｂの第２の平面Ｇ２に最も遠い点までの距離ｄ４が、第１の平面Ｇ１と第２の平面Ｇ２との間の距離ｄ１より小さくなるように湾曲されて形成される。
（実施の形態２）
　実施の形態１では、プローブの第２接触部が固定部材の壁面に当接しないものとして説明したが、本実施の形態２では、第２接触部が固定部材の壁面に当接している場合について説明する。図１４は、本発明の実施の形態２にかかるプローブ２０ｆの構成を示す斜視図である。なお、図１等で上述したプローブユニット１と同じ構成要素には同じ符号を付してある。
　図１４に示すプローブ２０ｆは、板厚が均一な略平板状であって、先端部で弧状に湾曲した側面を有し、この側面で、図１に示す半導体集積回路１００と接触する第１接触部２１と、弧状に湾曲した側面を有し、この側面で、図１に示す回路基板３０と接触する第２接触部２８と、第１接触部２１および第２接触部２８を接続する接続部２３と、第２接触部２８から延び、一部が弧状に湾曲された形状をなし、第１接触部２１および第２接触部２８に加わる荷重によって弾性変形する弾性部２４と、を備える。
　第２接触部２８は、固定部材１３の壁面に対応する平面に形成された側面２８ａを有し、固定部材１３の壁面と当接することでプローブ２０ｆを固定する。図１５は、図１４に示すプローブ２０ｆを図１に示すプローブユニット１に導入した場合を示す部分断面図である。
　図１５に示すように、固定部材１３の穴部１４に保持されたプローブ２０ｆは、第２接触部２８において側面２８ａで固定部材１３の壁面と当接している。このとき、側面２８ａは、固定部材１３の壁面に沿うように形成されているため、第２接触部２８の当接によって接続部２３および第１接触部２１のスリット１２からの突出方向を調節することが可能となる。
　図１６は、半導体集積回路１００によって第１接触部２１が押し下げられた状態を示す部分断面図である。実施の形態１と同様、電極１０１と接触した第１接触部２１および電極３１と接触した第２接触部２８は、半導体集積回路１００の移動（図中矢印方向）によって、各電極表面上で回転して接触して、半導体集積回路１００と回路基板３０との間を電気的に導通させる。また、プローブ２０ｆに加わる荷重によって、弾性部２４の湾曲部分が弾性変形を生ずる。なお、破線Ｐ１は、図１５に示す半導体集積回路１００からの荷重がかかっていない場合のプローブ２０ｆの位置を示している。
　上述した実施の形態２にかかるプローブ２０ｆによって、固定部材１３の穴部１４に保持された場合に、固定部材１３の壁面に当接する側面２８ａが位置決めの効果を有するため、プローブをプローブユニットの所定位置に容易に配設することができる。
　また、第２接触部２８の外縁であって、固定部材１３および電極３１にそれぞれ接する接触箇所同士のうち、最短となる接触箇所同士を結ぶ外縁は、Ｒ形状をなしていることが好ましい。このＲ形状の半径は、０≦Ｒ＜０．１（ｍｍ）である。好ましくは、Ｒ形状の半径が０＜Ｒ＜５０（μｍ）である。
　第２接触部２８が上述したＲ形状なすことよって、一段と効率よく第２接触部が電極面上に沿って接触点を移動させることができるため、電極の磨耗を一層抑制することが可能となる。
　なお、図５に示すプローブ２０または図９～１３に示すプローブ２０ａ～２０ｅに側面２８ａを形成し、固定部材１３の壁面に当接させてもよい。固定部材１３の壁面に第２接触部を当接させることによって、位置決めの効果を得ることができる。
　なお、上述した実施の形態１，２において、半導体集積回路が外部にリードを有しないＱＦＮであるものとして説明してきたが、図１７に示すように、リード２０１を有する半導体集積回路２００（Ｑｕａｄ　Ｆｌａｔ　Ｐａｃｋａｇｅ：ＱＦＰ）であってもよい。
　以上のように、本発明にかかるコンタクトプローブは、電気回路基板間等を接続して、電気的導通を行なう場合に有用である。
　１　プローブユニット
　１０　プローブホルダ
　１１　収容部
　１２　スリット
　１３　固定部材
　１４　穴部
　１５　開口部
　２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆ　プローブ
　２１　第１接触部
　２２，２８　第２接触部
　２３，２６　接続部
　２４，２５，２７，２７ａ，２７ｂ　弾性部
　３０　回路基板
　３１，１０１　電極
　１００，２００　半導体集積回路
　２０１　リード

Claims (10)

  1. 　異なる基板間を接続する板厚が均一な略平板状のコンタクトプローブであって、
    　弧状に湾曲した側面を有し、この側面で一方の基板と接触する第１接触部と、
    　弧状に湾曲した側面を有し、この側面で他方の基板と接触する第２接触部と、
    　前記第１接触部および前記第２接触部を接続する接続部と、
    　前記第２接触部から延び、一部が弧状に湾曲された形状をなし、前記第１接触部および前記第２接触部に加わる荷重によって弾性変形する弾性部と、
    　を備えたことを特徴とするコンタクトプローブ。
  2. 　前記弾性部の幅は、前記接続部の幅と比して小さいことを特徴とする請求項１に記載のコンタクトプローブ。
  3. 　前記接続部は、弧状をなすことを特徴とする請求項１または２に記載のコンタクトプローブ。
  4. 　前記弾性部は、一部が直線状をなすことを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載のコンタクトプローブ。
  5. 　前記弾性部は、前記第１接触部と接する第１の平面と、前記第１の平面と平行であって、前記第２接触部と接する第２の平面との間に位置することを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載のコンタクトプローブ。
  6. 　弧状に湾曲した側面を有し、この側面で一方の基板と接触する第１接触部と、弧状に湾曲した側面を有し、この側面で他方の基板と接触する第２接触部と、前記第１接触部および前記第２接触部を接続する接続部と、前記第２接触部から延び、一部が弧状に湾曲された形状をなし、前記第１接触部および前記第２接触部に加わる荷重によって弾性変形する弾性部と、を有する略平板状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保持部と、
    　を備えたことを特徴とするプローブユニット。
  7. 　前記保持部は、前記弾性部と等しい径を有し、前記弾性部の前記接続部側と異なる端部を収容して固定する穴部が設けられたことを特徴とする請求項６に記載のプローブユニット。
  8. 　前記保持部は、前記第２接触部と少なくとも一箇所で接触することを特徴とする請求項６または７に記載のプローブユニット。
  9. 　前記第２接触部は、荷重が加わらない状態で前記他方の基板および前記保持部とそれぞれ接触する接触箇所同士のうちで最短となる接触箇所同士を結ぶ外縁がＲ形状をなすことを特徴とする請求項８に記載のプローブユニット。
  10. 　前記保持部は、前記コンタクトプローブを収容可能なスリットが形成されたことを特徴とする請求項６～９のいずれか一つに記載のプローブユニット。
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