特許 6150666 プローブ及びプローブの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6150666

(24)【登録日】2017年6月2日

(45)【発行日】2017年6月21日

(54)【発明の名称】プローブ及びプローブの製造方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 1/067 20060101AFI20170612BHJP

   H01L 21/66 20060101ALI20170612BHJP

【ＦＩ】

   G01R1/067 C

   H01L21/66 B

【請求項の数】8

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-169973(P2013-169973)

(22)【出願日】2013年8月19日

(65)【公開番号】特開2015-38455(P2015-38455A)

(43)【公開日】2015年2月26日

【審査請求日】2016年6月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】501398606

【氏名又は名称】富士通コンポーネント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】田中 哲学

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 公紀

(72)【発明者】

【氏名】小林 満

【審査官】 永井 皓喜

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１２００６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−１２１００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１０７９７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５２９７８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５６６７４１０（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ １／０６７

Ｈ０１Ｌ ２１／６６

Ｇ０１Ｒ ３１／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気回路又は電子部品における電極端子と接触するプローブにおいて、
前記プローブは、第１のバネ部と、
前記第１のバネ部を覆う第２のバネ部と、
前記第２のバネ部を覆う筐体部と、
第２のバネ部に接続されている一方の接触端子部と、
前記筐体部と接続された他方の接触端子部と、
を有し、
一枚の金属板により構成されていることを特徴とするプローブ。

【請求項2】

前記第１のバネ部と前記第２のバネ部との間には、前記第１のバネ部と前記第２のバネ部とを接続する第１の接続部が設けられており、
前記第１のバネ部と前記第２のバネ部は、前記第１の接続部の折曲げ部において折曲げられており、
前記第１のバネ部と前記筐体部との間には、前記第１のバネ部と前記筐体部とを接続する第２の接続部が設けられており、
前記第１のバネ部と前記筐体部は、前記第２の接続部の折曲げ部において折曲げられていることを特徴とする請求項１に記載のプローブ。

【請求項3】

前記第２のバネ部と前記一方の接触端子部との間には、プランジャー部が設けられており、
前記プランジャー部と前記筐体部とは接触していることを特徴とする請求項１または２に記載のプローブ。

【請求項4】

電気回路又は電子部品における電極端子と接触するプローブの製造方法において、
金属板を所定の形状に形成する金属板形成工程と、
前記金属板を折曲げる折曲げ工程と、
を有し、
前記所定の形状は、一方の端より他方の端に向かって、一方の接触端子部、第２のバネ部、第１の接続部、第１のバネ部、第２の接続部、筐体部、他方の接触端子部の順となる形状であって、
前記折曲げ工程においては、前記第１の接続部及び前記第２の接続部において、折曲げることを特徴とするプローブの製造方法。

【請求項5】

前記折曲げ工程においては、前記第１の接続部及び前記第２の接続部において、約１８０°折曲げることを特徴とする請求項４に記載のプローブの製造方法。

【請求項6】

前記第１のバネ部、前記第２のバネ部、前記筐体部を折曲げる工程を有し、
前記第１のバネ部は、前記第２のバネ部の内部となり、
前記第２のバネ部は、前記筐体部の内部となるように折曲げることを特徴とする請求項４または５に記載のプローブの製造方法。

【請求項7】

前記金属板の厚さは、３０μｍ〜１５０μｍであることを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載のプローブの製造方法。

【請求項8】

２つの対象に設けられた電極同士を電気的に接続するプローブにおいて、
前記プローブは、単一の導体から構成されており、
第１のバネ部と、
前記第１のバネ部の一方の端部に、一方の端部が連なっており、前記第１のバネ部を覆う第２のバネ部と、
前記第１のバネ部の他方の端部に連なっており、前記第２のバネ部を覆う筐体部と、
第２のバネ部の他方の端部に連なっており、一方の対象の電極に接触する一方の接触端子部と、
前記筐体部に連なっており、他方の対象の電極に接触する他方の接触端子部と、
を有することを特徴とするプローブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プローブ及びプローブの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体集積回路等を製造する際においては、ウエハに形成されている半導体集積回路の電気的な特性を測定するための測定機器が用いられている。このような測定機器は、ウエハに形成されている電極バッドまたは電極端子に直接電気的に接続するためのプローブを接触させ、電気的に接続し、電気的な測定を行うものである。

【0003】

このようなプローブとしては、一般に、コイルスプリングプローブと称されるプローブが用いられている。このプローブは、筒状の筒体内にコイルバネを内蔵しており、コイルバネの一方の端部は、プローブの接触端子となっており、ウエハ等に形成されている電極パッドまたは電極端子と接触するものであり、他方の端部は、計測機器に電気的に接続している。コイルスプリングプローブでは、筒体内にコイルバネを設けることにより、プローブの接触端子が伸縮可能であり、電極パッドまたは電極端子との電気的な接触を確実に行うことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−２４６６４号公報

【特許文献2】特開２００７−７１６９９号公報

【特許文献3】特開２０１１−２２７０３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上述したコイルスプリングプローブは、一般に、プローブの接触部分、コイルバネ及び筒体を有する構造であるため、各々別個の部品として作製し、これらの部品を組み立てることにより製造される。このため、製造工程も複雑なものとなり、製造コストも高くなってしまう。

【0006】

また、このようなコイルスプリングプローブは、コイルスプリングプローブを用いた装置の小型化や電気的特性を向上させる観点から、小型であるものが好ましい。

【0007】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、短時間に低コストで製造することが可能であって、小型でスプリング機能を有する電気接続用のプローブを提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本実施の形態における一観点によれば、電気回路又は電子部品における電極端子と接触するプローブにおいて、前記プローブは、第１のバネ部と、前記第１のバネ部を覆う第２のバネ部と、前記第２のバネ部を覆う筐体部と、第２のバネ部に接続されている一方の接触端子部と、前記筐体部と接続された他方の接触端子部と、を有し、一枚の金属板により構成されていることを特徴とする。

【0009】

また、本実施の形態における他の一観点によれば、電気回路又は電子部品における電極端子と接触するプローブの製造方法において、金属板を所定の形状に形成する金属板形成工程と、前記金属板を折曲げる折曲げ工程と、を有し、前記所定の形状は、一方の端より他方の端に向かって、一方の接触端子部、第２のバネ部、第１の接続部、第１のバネ部、第２の接続部、筐体部、他方の接触端子部の順となる形状であって、前記折曲げ工程においては、前記第１の接続部及び前記第２の接続部において、折曲げることを特徴とする。

【0010】

また、本実施の形態における他の一観点によれば、２つの対象に設けられた電極同士を電気的に接続するプローブにおいて、前記プローブは、単一の導体から構成されており、第１のバネ部と、前記第１のバネ部の一方の端部に、一方の端部が連なっており、前記第１のバネ部を覆う第２のバネ部と、前記第１のバネ部の他方の端部に連なっており、前記第２のバネ部を覆う筐体部と、第２のバネ部の他方の端部に連なっており、一方の対象の電極に接触する一方の接触端子部と、前記筐体部に連なっており、他方の対象の電極に接触する他方の接触端子部と、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、一枚の金属板を加工することにより製造することができるため、組立工程等を必要とせず、短時間に低コストで製造することが可能である小型のスプリング機能を有する電気接続用のプローブを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本実施の形態におけるプローブの製造方法のフローチャート

【図2】本実施の形態におけるプローブの製造方法の工程図（１）

【図3】本実施の形態におけるプローブの製造方法の工程図（２）

【図4】本実施の形態におけるプローブの製造方法の工程図（３）

【図5】本実施の形態におけるプローブの製造方法の工程図（４）

【図6】本実施の形態におけるプローブの製造方法の工程図（５）

【図7】本実施の形態におけるプローブの製造方法の工程図（６）

【図8】本実施の形態におけるプローブの製造方法の工程図（７）

【図9】本実施の形態におけるプローブの製造方法の工程図（８）

【図10】本実施の形態におけるプローブの外観の斜視図

【図11】本実施の形態におけるプローブの外観の構造図

【図12】本実施の形態におけるプローブの断面図

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明を実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。

【0014】

（プローブの製造方法）
次に、図１から図８に基づき本実施の形態におけるプローブの製造方法について説明する。尚、本実施の形態におけるプローブは、打ち抜き加工等のされた金属板を折曲げることにより製造される。

【0015】

図１は、本実施の形態におけるプローブの製造構成を示すフローチャートである。最初に、ステップ１０２（Ｓ１０２）において、本実施の形態におけるプローブを作製するため、所定の形状に金属板を形成する（金属板加工工程）。形成方法は、金属板をプレス加工等により打ち抜き形成する方法、または、金属板上に所定の形状のマスクを形成し、マスクの形成されていない領域をエッチングする方法により形成する。尚、この金属板は、銅又はリン青銅等の銅を含む合金により形成されており、厚さは、３０μｍ〜１５０μｍである。尚、本実施の形態では、厚さ５０μｍの銅板を用いて、プレス加工により所定の形状の金属板を形成する。

【0016】

図２に、所定の形状に形成された金属板を示す。尚、図２（ａ）は、この工程における金属板の上面図、図２（ｂ）は正面図、図２（ｃ）は背面図、図２（ｄ）は側面図である。図２に示す金属板は、上述のとおり一枚の金属板を加工することにより形成されている。具体的には、中央部分の第１のバネ部１０、第１のバネ部１０の一方の側に接続された中間導体バネ部２０、第１のバネ部１０の他方の側に接続された外部導体部３０を有している。

【0017】

第１のバネ部１０は、バネを形成するため金属板を蛇行した形状に打ち抜き等することにより形成されている。中間導体バネ部２０は、第２のバネ部２１とプランジャー部２２と一方の接触端子部２３とを有しており、第２のバネ部２１と一方の接触端子部２３との間にプランジャー部２２が形成されている。第２のバネ部２１は、バネを形成するため金属板を蛇行した形状に打ち抜き等することにより形成されている。外部導体部３０は、プローブの全体を覆う筐体部３１と、他方の接触端子部３２とを有している。

【0018】

第１のバネ部１０と中間導体バネ部２０とは、第１の接続部４１により接続されており、後述するように、第１の接続部４１における折曲げ部４１ａにおいて折曲げられる。また、第１のバネ部１０と外部導体部３０とは、第２の接続部４２により接続されており、後述するように、第２の接続部４２における折曲げ部４２ａにおいて折曲げられる。

【0019】

よって、本実施の形態においては、図２に示される金属板は、一方の端より他方の端に向かって、一方の接触端子部２３、プランジャー部２２、第２のバネ部２１、第１の接続部４１、第１のバネ部１０、第２の接続部４２、筐体部３１、他方の接触端子部３２の順となるように形成されている。

【0020】

次に、ステップ１０４（Ｓ１０４）において、図３に示すように、第１のバネ部１０の両側における外側の端部近傍を約９０°内側（図３（ｄ）図示上方）に折曲げ、更に、その内側を約９０°内側（図３（ｄ）図示上方）に折曲げる。このように折曲げることにより、第１のバネ部１０における断面が、略正方形状等となる。このようにして、第１のバネ部１０により、本実施の形態におけるプローブの最も内側に位置する第１のバネが形成される。この工程においては、中間導体バネ部２０における一方の接触端子部２３の先端部分及び外部導体部３０における他方の接触端子部３２の先端部分を所望の端子形状となるように折曲げてもよい。尚、図３（ａ）は、この工程における金属板の上面図、図３（ｂ）は正面図、図３（ｃ）は背面図、図３（ｄ）は側面図である。

【0021】

次に、ステップ１０６（Ｓ１０６）において、図４に示すように、中間導体バネ部２０における第２のバネ部２１及びプランジャー部２２の両側における外側の端部近傍を約９０°内側（図４（ｄ）図示下方）に折曲げる。尚、図４（ａ）は、この工程における上面図、図４（ｂ）は正面図、図４（ｃ）は背面図、図４（ｄ）は側面図である。

【0022】

次に、ステップ１０８（Ｓ１０８）において、図５に示すように、第１の接続部４１における折曲げ部４１ａにおいて、中間導体バネ部２０を第１のバネ部１０の側に約１８０°折曲げる。中間導体バネ部２０は、第１のバネ部１０に対して、図５（ｄ）図示下側に位置する。この工程においては、後の工程において第１のバネ部１０が中間導体バネ部２０により覆われるように、折曲げ部４１ａを折曲げる。尚、図５（ａ）は、この工程における上面図、図５（ｂ）は正面図、図５（ｃ）は背面図、図５（ｄ）は側面図である。

【0023】

次に、ステップ１１０（Ｓ１１０）において、図６に示すように、中間導体バネ部２０における第２のバネ部２１及びプランジャー部２２を第１のバネ部１０を覆うように約９０°内側（図６（ｄ）図示上方）に折曲げる。このようにして、第２のバネ部１０により、本実施の形態におけるプローブにおいて、第１のバネ部１０を覆うように第２のバネが形成される。尚、図６（ａ）は、この工程における上面図、図６（ｂ）は正面図、図６（ｃ）は背面図、図６（ｄ）は側面図である。この後、更に、図７に示すように、外部導体部３０の両側における外側の端部近傍を約９０°内側（図７（ｄ）図示下方）に折曲げる。尚、図７（ａ）は、この工程における上面図、図７（ｂ）は正面図、図７（ｃ）は背面図、図７（ｄ）は側面図である。

【0024】

次に、ステップ１１２（Ｓ１１２）において、図７に示すように、第２の接続部４２における折曲げ部４２ａにおいて、外部導体部３０を第１のバネ部１０及び中間導体バネ部２０の側に約１８０°折曲げる。外部導体部３０は、中間導体バネ部２０に対して、図８（ｄ）図示下側に位置する。この工程においては、後の工程において、第２のバネ部２１が外部導体部３０により覆われるように折曲げ部４２ａを折曲げる。尚、図８（ａ）は、この工程における上面図、図８（ｂ）は正面図、図８（ｃ）は背面図、図８（ｄ）は側面図である。

【0025】

次に、ステップ１１４（Ｓ１１４）において、図９に示すように、外部導体部３０における筐体部３１を中間導体バネ部２０における第２のバネ部２１等を覆うように約９０°内側（図９（ｄ）図示上方）に折曲げる。この際、外部導体部３０における筐体部３１と中間導体バネ部２０におけるプランジャー部２２とが接触するように折曲げることが好ましい。尚、図９（ａ）は、この工程における上面図、図９（ｂ）は正面図、図９（ｃ）は背面図、図９（ｄ）は側面図である。

【0026】

以上のプローブの製造方法により、本実施の形態におけるプローブを製造することができる。本実施の形態においては、一枚の金属板を加工することにより製造することができる。従って、スプリング機能を有するプローブにおいて、複数の部品を組み立てる必要がなく、組立工程が不要である。製造工程も単純であるため、低コストで大量に短時間に製造することができる。従って、極めて低コストで、スプリング機能を有するプローブを製造することができる。尚、本実施の形態においては、断面が略正方形となるプローブの製造方法について説明したが、折曲げ方を変えることにより、本実施の形態における工程により、断面が略円形となるプローブ等を作製することも可能である。

【0027】

（プローブの構造）
次に、図１０から図１２に基づき本実施の形態におけるプローブについて説明する。本実施の形態におけるプローブは、電子部品や電気回路等の検査、電子部品や電気回路等の電気的測定を行うために用いられるものであり、電子部品や電気回路等に形成された電極パッド又は電極端子等と電気的に接続するためのものである。尚、図１０は本実施の形態におけるプローブの外観の斜視図であり、図１１（ａ）は本実施の形態におけるプローブの外観の上面図であり、図１１（ｂ）は正面図であり、図１１（ｃ）は背面図であり、図１１（ｄ）は側面図であり、図１１（ｅ）は底面図である。また、図１２（ａ）は、図１１（ａ）における一点鎖線１１Ａ−１１Ｂにおいて切断した断面図であり、図１２（ｂ）は、図１１（ｄ）における一点鎖線１１Ｃ−１１Ｄにおいて切断した断面図である。

【0028】

本実施の形態におけるプローブは、上述した本実施の形態におけるプローブの製造方法により、一枚の金属板、例えば、銅又は銅を含む合金からなる金属板を打ち抜いたものを折曲げることにより作製したものである。従って、本実施の形態におけるプローブは、一体化されており、全体がつながった構造となっている。尚、電極パッド又は電極端子等を単に「電極端子」または「電極端子等」と記載する場合がある。

【0029】

本実施の形態におけるプローブについて、図１０から図１２に基づき説明する。本実施の形態におけるプローブは、筒状の筐体部３１に覆われており、筐体部３１の内部には、第２のバネ部２１が設けられており、第２のバネ部２１の内部には、第１のバネ部１０が設けられている。

【0030】

第１のバネ部１０と第２のバネ部２１とは、第１の接続部４１において接続されており、第１の接続部４１における折曲げ部４１ａにおいて折曲げられている。第２のバネ部２１は、中間導体バネ部２０の一部であり、同じく中間導体バネ部２０の一部であるプランジャー部２２及び一方の接触端子部２３と接続されている。

【0031】

また、第１のバネ部１０と筐体部３１とは、第２の接続部４２において接続されており、第２の接続部４２における折曲げ部４２ａにおいて折曲げられている。筐体部３１は、外部導体部３０の一部であり、同じく外部導体部３０の一部である他方の接触端子部３２と接続されている。本実施の形態におけるプローブでは、一方の接触端子部２３に接触している電極端子等と他方の接触端子部３２に接触している電極端子等とを電気的に接続することができる。

【0032】

本実施の形態においては、長さＬは約２．６ｍｍであり、外径Ｐは約φ０．６ｍｍであり、極めて小さい。また、本実施の形態においては、最も内側に第１のバネ部１０が形成され、第１のバネ部１０の外側には、第２のバネ部２１が形成されている。よって、内部にバネが１つしか設けられていない構造のプローブと比べて、変位量を約倍にすることができるため、小型であっても、安定かつ確実な接触を得ることができる。

【0033】

以上、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。

【符号の説明】

【0034】

１０ 第１のバネ部
２０ 中間導体バネ部
２１ 第２のバネ部
２２ プランジャー部
２３ 一方の接触端子部
３０ 外部導体部
３１ 筐体部
３２ 他方の接触端子部
４１ 第１の接続部
４１ａ 折曲げ部
４２ 第２の接続部
４２ａ 折曲げ部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】