特開 2023-63208 片持ち梁型プローブ構造体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023063208

(43)【公開日】2023-05-09

(54)【発明の名称】片持ち梁型プローブ構造体

(51)【国際特許分類】

   G01R 1/067 20060101AFI20230427BHJP

   G01R 1/073 20060101ALI20230427BHJP

【ＦＩ】

G01R1/067 C

G01R1/073 E

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022018352

(22)【出願日】2022-02-09

(31)【優先権主張番号】110139177

(32)【優先日】2021-10-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(71)【出願人】

【識別番号】517009143

【氏名又は名称】中華精測科技股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＣＨＵＮＧＨＷＡ ＰＲＥＣＩＳＩＯＮ ＴＥＳＴ ＴＥＣＨ．ＣＯ．，ＬＴＤ

【住所又は居所原語表記】ＮＯ．１５，ＧＯＮＧＹＥ ３ＲＤ ＲＯＡＤ，ＰＩＮＧＪＨＥＮ ＤＩＳＴ，ＴＡＯＹＵＡＮ ＣＩＴＹ ３２４，ＴＡＩＷＡＮ

(74)【代理人】

【識別番号】100118784

【弁理士】

【氏名又は名称】桂川 直己

(72)【発明者】

【氏名】▲ライ▼ 融暘

(72)【発明者】

【氏名】鄭 孟杰

(72)【発明者】

【氏名】魏 遜泰

(72)【発明者】

【氏名】李 文聰

【テーマコード（参考）】

2G011

【Ｆターム（参考）】

2G011AA02

2G011AA15

2G011AA16

2G011AB01

2G011AC14

2G011AC32

2G011AE01

2G011AF07

(57)【要約】

【課題】既存の片持ち梁型プローブによる信号経路が長い欠点を改善する。
【解決手段】片持ち梁型プローブ構造体は、固定セグメントと、ストロークセグメントと、テストセグメントとを含む。前記ストロークセグメントは、前記固定セグメントから離れる方向に順次配置された第１の特性部、弾性部、及び第２の特性部を有する。前記第１の特性部及び前記第２の特性部互いに向かい合い、互いに間隔をあけて配置される。前記テストセグメントは前記第２の特性部に接続される。前記片持ち梁型プローブ構造体は、前記テストセグメントの自由端でテスト対象物に当接する。前記弾性部の変形で前記第２の特性部が前記第１の特性部に接触した場合、前記片持ち梁型プローブ構造体は、前記自由端から固定セグメントまで、前記テストセグメント、前記第２の特性部、及び前記第１の特性部を順序に経て信号伝達経路をなしている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プレート本体に溶接する固定セグメントと、
前記固定セグメントに連接され、前記固定セグメントから離れる方向に順次配置された第１の特性部、弾性部、及び第２の特性部を有すると共に、前記第１の特性部と前記第２の特性部とが互いに向かい合い、互いに間隔をあけて配置される、ストロークセグメントと、
前記ストロークセグメントの前記第２の特性部に連接され、自由端が分離可能にテスト対象物に当接されるテストセグメントと、
を具備し、
前記自由端から前記固定セグメントまで、前記テストセグメント、前記第２の特性部、前記弾性部、及び前記第１の特性部を経た第１の信号伝達経路が形成され、
前記自由端が前記テスト対象物に当接されると、前記弾性部の変形によって前記第２の特性部が前記第１の特性部に接触した場合、前記片持ち梁型プローブ構造体に、前記自由端から前記固定セグメントまで、前記テストセグメント、前記第２の特性部、及び前記第１の特性部を経た第２の信号伝達経路が形成される、
ことを特徴とする片持ち梁型プローブ構造体。

【請求項2】

前記テストセグメントは、
前記自由端を有する当接部と、
前記当接部と前記第２の特性部に連接したカンチレバー部と、
を含み、
前記カンチレバー部は、前記第２の特性部から前記弾性部及び前記固定セグメントに離れた傾斜方向に向かって延びてなるものであり、前記当接部は、前記弾性部に対する前記カンチレバー部の搖動によって変位され、
前記ストロークセグメントは、前記固定セグメントから前記第１の特性部まで傾斜に延びてなる支持部を有し、かつ、前記支持部と前記カンチレバー部とは互いに対向し、前記支持部と前記カンチレバー部との間の間隔は、前記弾性部に離れる方向に従って徐々に増加する、請求項１に記載の片持ち梁型プローブ構造体。

【請求項3】

前記カンチレバー部は、その長さ方向に沿って少なくとも１つのスロット穴が凹設され、前記第２の特性部と前記第１の特性部との接触は多点接触であり、前記当接部は階段状を呈し、前記カンチレバー部から順序に延びた第１の台形セグメント及び第２の台形セグメントを有し、前記第１の台形セグメントの上縁部が前記第２の台形セグメントの底縁部よりも大きい、請求項２に記載の片持ち梁型プローブ構造体。

【請求項4】

前記片持ち梁型プローブ構造体は前記プレート本体に平行となる方向に沿って幅が定義され、前記プレート本体に垂直となる方向に沿って高さが定義され、前記片持ち梁型プローブ構造体の前記幅が前記高さを割った比の値は、０．７～１．５である、請求項１に記載の片持ち梁型プローブ構造体。

【請求項5】

前記片持ち梁型プローブ構造体は一体的に形成されたワンピース構造とされ、
前記弾性部はＣ字形状またはＵ字形状を呈し、前記第２の特性部が前記第１の特性部に接触した場合、前記第１の特性部、前記弾性部、及び前記第２の特性部は一緒に閉ループを形成し、前記第１の信号伝達経路における前記第２の特性部と、前記弾性部と、前記第１の特性部と共同に形成したインピーダンス値は、前記第２の信号伝達経路における前記第２の特性部と前記第１の特性部と共同に形成したインピーダンス値よりも大きい、請求項１に記載の片持ち梁型プローブ構造体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はプローブに関し、特に片持ち梁型プローブ構造体に関する。

【背景技術】

【0002】

既存の片持ち梁型プローブは、例えば、先行技術文献１のように、カンチレバーの長さが長いため、信号経路が長くなり、高速または高周波信号検査に適用することは困難である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】台湾特許第Ｉ４２９９１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明にかかる実施形態は、既存の片持ち梁型プローブによる欠点を効果的に改善するための片持ち梁型プローブ構造体を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明にかかる実施形態は、次のような片持ち梁型プローブ構造体を提供する。片持ち梁型プローブ構造体は、プレート本体に固定するために使用される固定セグメントと、前記固定セグメントに連接するストロークセグメントと、前記ストロークセグメントの前記第２の特性部に連接するテストセグメントとを具備する。前記ストロークセグメントは、前記固定セグメントから離れる方向に順次配置された第１の特性部、弾性部、及び第２の特性部を含み、かつ、前記第１の特性部と前記第２の特性部は互いに向かい合い、互いに間隔をあけて配置される。前記テストセグメントにおける自由端は、分離可能にテスト対象物に当接する。前記片持ち梁型プローブ構造体は、前記自由端から順序に前記テストセグメント、前記第２の特性部、前記弾性部、前記第１の特性部を経て、前記固定セグメントまで形成された第１の信号伝達経路を有する。前記片持ち梁型プローブ構造体は前記自由端によって前記テスト対象物に当接する。このように、前記弾性部の変形によって前記第２の特性部が前記第１の特性部に接触した場合、前記片持ち梁型プローブ構造体は、前記自由端から順序に、前記テストセグメント、前記第２の特性部、及び前記第１の特性部を経て前記固定セグメントまで形成した第２の信号伝達経路をなしている。

【0006】

上記を踏まえて、本発明の実施形態に開示された片持ち梁型プローブ構造体は、第１の特性部と第２の特性部との間の距離を変更し得る前記弾性部を形成することによって、前記片持ち梁型プローブ構造体の全体的な構造を改良すると共に、信号伝送の経路の長さを大幅に短くすることによって、前記プレート本体と前記テスト対象物との間の伝送経路を短くする。即ち、前記第１の信号伝達経路と前記第２の信号伝達経路は、いずれも既存の片持ち梁型プローブの伝送経路よりも短い。

【0007】

さらに、本発明に係る実施形態に開示された片持ち梁型プローブ構造体は、前記第２の特性部が前記第１の特性部に接触することによって、前記プレート本体と前記テスト対象物との間は比較的に短い送受信経路によって信号を伝送し得る。即ち、前記第２の信号伝達経路の長さを短くすることによって、経路による損失を下げることができるため、より優れたテスト効率を得ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明に係るプレート本体に固定された第１の実施形態の片持ち梁型プローブ構造体を示す斜視模式図である。

【図2】本発明に係るプレート本体に固定された第１の実施形態の片持ち梁型プローブ構造体を示す平面模式図である。

【図3】図２における片持ち梁型プローブ構造体がテスト対象物をテストするように利用されることを示す平面模式図である。

【図4】本発明に係る第１の実施形態の片持ち梁型プローブ構造体において、第１の特性部と第２の特性部とが凹凸嵌合の状態を示す平面模式図である。

【図5】プレート本体に固定された本発明に係る第２の実施形態の片持ち梁型プローブ構造体を示す平面模式図である。

【図6】プレート本体に固定された本発明に係る第３の実施形態の片持ち梁型プローブ構造体を示す平面模式図である。

【図7】プレート本体に固定された本発明に係る第４の実施形態の片持ち梁型プローブ構造体を示す平面模式図である。

【図8】図７における片持ち梁型プローブ構造体がテスト対象物をテストするように利用されることを示す平面模式図である。

【図9】本発明に係る第４の実施形態の片持ち梁型プローブ構造体の変形例を示す平面模式図である。

【図10】図９における片持ち梁型プローブ構造体がテスト対象物をテストするように利用されることを示す平面模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

発明の特徴及び技術内容がより一層分かるように、以下本発明に関する詳細な説明と添付図面を参照する。しかし、提供される添付図面は参考と説明のために提供するものに過ぎず、本発明の特許請求の範囲を制限するためのものではない。
［第１の実施形態］

【0010】

図１乃至図４を参照されたい。図１～図４は本発明に係る第１の実施形態を示す。図１～図３に示すように、本実施形態は、片持ち梁型プローブカードに適用する構造であって、高周波または高速信号を送信するに適する片持ち梁型プローブ構造体１００を開示する。即ち、片持ち梁型に構成されない何れのプローブ構造体であっても本実施形態に開示された前記片持ち梁型プローブ構造体１００に該当しない。

【0011】

なお、前記片持ち梁型プローブ構造体１００では、前記プレート本体２００に平行となる方向に幅Ｗ１００が定義され、前記プレート本体２００に垂直となる方向に高さＨ１００が定義され、かつ、前記片持ち梁型プローブ構造体１００における前記幅Ｗ１００を前記高さＨ１００で割った比の値は、０．７～１．５であることは説明しておきたい。即ち、幅が２倍の高さよりも大きいとなるいずれの片持ち梁型プローブであっても、本実施形態に係る前記片持ち梁型プローブ構造体１００に該当しない。

【0012】

また、本実施形態において前記片持ち梁型プローブ構造体１００は一体成型されたワンピース構造体であると共に、前記片持ち梁型プローブ構造体１００の断面はほとんど長方形となされる。前記片持ち梁型プローブ構造体１００は、固定セグメント１、前記固定セグメント１に連接されたストロークセグメント２、及び前記ストロークセグメント２に連接されたテストセグメント３を含む。

【0013】

詳しくは、前記片持ち梁型プローブ構造体１００は、前記固定セグメント１を介してプレート本体２００に溶接されて、かつ、前記固定セグメント１と前記プレート本体２００との溶接は、表面実装技術（ＳＭＴ）、ピンインペースト（ＰＩＰ）、その他の溶接方法など、設計要件に応じて実現することが可能であり、本発明はこの例に制限されない。

【0014】

本実施形態において、前記ストロークセグメント２は、前記固定セグメント１から離れる方向に順次配置された支持部２１、第１の特性部２２、弾性部２３、及び第２の特性部２４を有するとするが、本発明はこの例に制限されない。例えば、本発明に係る他の実施形態において、前記ストロークセグメント２は前記支持部２１を有しなくても構わない。

【0015】

なかでも、本実施形態において、前記支持部２１は、前記固定セグメント１から前記第１の特性部２２まで斜めに延びて形成されると共に、前記支持部２１と前記固定セグメント１（または、前記プレート本体２００）となす角度は、１５度～４５度となる鋭角であることが好ましいが、本発明はこの例に制限されない。

【0016】

また、本実施形態において前記弾性部２３は、Ｃ字形状またはＵ字形状になされることによって、弾性変形の機能をもつことになる。なお、前記弾性部２３の具体的な構成は、実際のニーズに応じて調整し得、本発明はこの例に制限されない。

【0017】

さらに言えば、前記第１の特性部２２と前記第２の特性部２４は前記弾性部２３の両末端部にそれぞれ位置する。即ち、前記第１の特性部２２が前記支持部２１と前記弾性部２３との間に連接され、前記第２の特性部２４が前記弾性部２３と前記ストロークセグメント２との間に連接されると共に、前記第１の特性部２２と前記第２の特性部２４とは互いに向かい合い、互いに間隔をあけて配置される。

【0018】

ところで、前記第２の特性部２４を前記第１の特性部２２に接触するように移動させるために前記片持ち梁型プローブ構造体１００は前記弾性部２３によって弾性変形するように構成されてもよい。なかでも、前記第１の特性部２２と前記第２の特性部２４とは実際のニーズに応じて調整することができる互いに協働関係の構造である。例えば、前記第２の特性部２４と前記第１の特性部２２との接触は、図３に示されたような単点での接触であってもよいし、図４に示されたような多点での接触であってもよい。

【0019】

図１～図３に示すように、本実施形態において前記テストセグメント３は当接部３１、及び前記当接部３１と前記第２の特性部２４とを接続するためのカンチレバー部３２を含む。なかでも、前記カンチレバー部３２は、前記第２の特性部２４から前記弾性部２３と前記固定セグメント１に離れた傾斜方向に延びてなった構造であると共に、前記支持部２１と前記カンチレバー部３２とは互いに対向し、前記支持部２１と前記カンチレバー部３２との間の間隔は、前記弾性部２３に離れる方向に向かって徐々に増加するように構成される。このように、本実施形態において、前記片持ち梁型プローブ構造体１００は、傾斜状に形成された前記カンチレバー部３２によって外力を吸収することで、ある程度の行程距離を提供することが可能であるが、本発明はこの例に制限されない。

【0020】

また、本実施形態において前記当接部３１は、前記カンチレバー部３２における前記第２の特性部２４に離れた末端部（例えば、図２における前記カンチレバー部３２の右端）から前記固定セグメント１に離れる方向に向かって延びてなされる。かつ、前記当接部３１は、鋭いポイントを持つ自由端３１１を形成するように、好ましくは角錐の形で構成される。自由端３１１。なかでも、前記当接部３１（または前記テストセグメント３）における前記自由端３１１は、離間可能にテスト対象物３００（例えば、半導体チップ）に当接するように用いられる。かつ、前記当接部３１は、前記弾性部２３に対する前記カンチレバー部３２の搖動によって変位されることが可能である。即ち、前記テスト対象物３００は、前記自由端３１１から前記片持ち梁型プローブ構造体１００を介して前記プレート本体２００と信号を受送信することができる。

【0021】

詳しくは、前記片持ち梁型プローブ構造体１００に前記自由端３１１から前記固定セグメント１まで、前記テストセグメント３、前記第２の特性部２４、前記弾性部２３、及び前記第１の特性部２２を順序に経た第１の信号伝達経路Ｐ１が定義される。即ち、前記プレート本体２００と前記テスト対象物３００とは、前記第１の信号伝達経路Ｐ１によって信号の伝送を行う。本実施形態において前記第１の信号伝達経路Ｐ１は、前記ストロークセグメント２（包含前記支持部２１）の全体にわたって設けられる。

【0022】

また、前記片持ち梁型プローブ構造体１００が前記自由端３１１で前記テスト対象物３００に当接することによって、前記弾性部２３の変形によって前記第２の特性部２４を前記第１の特性部２２に接触させる場合、前記片持ち梁型プローブ構造体１００には、前記自由端３１１から前記固定セグメント１まで、前記テストセグメント３、前記第２の特性部２４、及び前記第１の特性部２２を経た第２の信号伝達経路Ｐ２が形成される。即ち、前記プレート本体２００と前記テスト対象物３００とは、前記第２の信号伝達経路Ｐ２によって信号の伝送を行ってもよい。本実施形態において、前記第２の信号伝達経路Ｐ２は、前記ストロークセグメント２の一部しか経てされない。言い換えれば、前記第２の信号伝達経路Ｐ２は前記弾性部２３を含まないことでそれによって経路全体の長さを短くする。

【0023】

このように、本実施形態において前記片持ち梁型プローブ構造体１００は、前記第１の特性部２２と前記第２の特性部２４との間の間隔を変更するための前記弾性部２３を有するため、前記片持ち梁型プローブ構造体１００の全体的な抗力構成を最適化することができると共に信号の送信経路を大幅に短くすることができる。このように、前記プレート本体２００と前記テスト対象物３００との間の信号経路を比較的に短くすることができる。即ち、前記第１の信号伝達経路Ｐ１と前記第２の信号伝達経路Ｐ２のいずれも、既存の片持ち梁型プローブにおける信号送信経路よりも短いと意味する。

【0024】

また、本実施形態において前記片持ち梁型プローブ構造体１００は、前記第２の特性部２４が前記第１の特性部２２に接触することによって、前記プレート本体２００と前記テスト対象物３００との信号伝送は例えば、前記第２の信号伝達経路Ｐ２のような比較的に短い経路を利用することになる。このように、経路による信号の損失を減らすことができるため、より優れたテスト効率を提供することが可能である。

【0025】

ところで、前記第１の信号伝達経路Ｐ１における前記第２の特性部２４と、前記弾性部２３と、前記第１の特性部２２と共同に形成したインピーダンス値は、前記第２の信号伝達経路Ｐ２における前記第２の特性部２４と前記第１の特性部２２と共同に形成したインピーダンス値よりも大きいであるため、前記第２の特性部２４が前記第１の特性部２２に接触した場合、前記プレート本体２００と前記テスト対象物３００とは、インピーダンス値が比較的に低い前記第２の信号伝達経路Ｐ２で信号を送信するようになる。

【0026】

また、前記第２の特性部２４が前記第１の特性部２２に接触する場合、前記第１の特性部２２、前記弾性部２３、及び前記第２の特性部２４は一緒に閉ループを形成する。即ち、前記閉ループは、前記第２の信号伝達経路Ｐ２の外側に位置する外側ループである。そのため、前記プレート本体２００と前記テスト対象物３００との間に信号が前記第２の信号伝達経路Ｐ２を伝送する場合、スタブ効果（ｓｔｕｂ ｅｆｆｅｃｔ）は発生しない。
［第２の実施形態］

【0027】

図５を参照されたい。図５は本発明に係る第２の実施形態を開示する。本実施形態は先の第１の実施形態と同様であるため、両実施形態の相同点は繰り返さず、以下より、本実施形態と上記第１の実施形態の相違点について説明をする。

【0028】

本実施形態において、前記片持ち梁型プローブ構造体１００における前記カンチレバー部３２は、長さ方向に沿って、スロット穴３２１が凹設される。本実施形態において、前記片持ち梁型プローブ構造体１００は、前記カンチレバー部３２に貫通された前記スロット穴３２１として説明をするが、本発明はこの例に制限されない。例えば、本発明に係る図示されない他の実施形態において、前記カンチレバー部３２は、互いに反対面となる両側面に凹設された貫通されないスロット穴３２１とされてもよい。或いは、前記カンチレバー部３２に平行方向に整列して配置された複数のスロット穴３２１が形成されるような構成とされてもよい。

【0029】

このように、本実施形態において、前記片持ち梁型プローブ構造体１００では、前記カンチレバー部３２に所定の形状を有する前記スロット穴３２１が設けられることによって、前記テスト対象物３００に施した力を例えば、減らすように調整することが可能である。それで、前記片持ち梁型プローブ構造体１００による前記テスト対象物３００のダメージから避けることができる。
［第３の実施形態］

【0030】

図６を参照されたい。図６は本発明に係る第３の実施形態を開示する。本実施形態は先の第１、第２の実施形態と同様であるため、これらの実施形態の相同点は繰り返さず、以下より、本実施形態と上記第１、第２の実施形態との相違点について説明をする。

【0031】

本実施形態において，前記当接部３１は階段状を呈すると共に前記カンチレバー部３２（の末端部）から順序に延在した第１の台形セグメント３１２及び第２の台形セグメント３１３を有する。かつ、前記第１の台形セグメント３１２の上縁部は、前記第２の台形セグメント３１３の底縁部よりも大きい。前記自由端３１１が前記第２の台形セグメント３１３の上縁部に位置する。

【0032】

また、前記当接部３１の構造は実際のニーズに応じて調整し得る。例えば、本発明に係る図示されない他の実施形態において、前記当接部３１では、前記第２の台形セグメント３１３に第３の台形セグメントがさらに設けられ、前記第２の台形セグメント３１３の上縁部が前記第３の台形セグメントの底縁部よりも大きく、前記自由端３１１が前記第３の台形セグメントの上縁部に位置するように構成されてもよい。
［第４の実施形態］

【0033】

図７～１０を参照されたい。図７～１０は本発明に係る第４の実施形態を開示する。本実施形態は先の第１～第３の実施形態と同様であるため、これらの実施形態の相同点は繰り返さず、以下より、本実施形態と上記第１～第３の実施形態との相違点について説明をする。

【0034】

本実施形態において、前記テストセグメント３は図２に示したカンチレバー部３２を省略して、当接部３１のみが含まれる。即ち、前記当接部３１は、前記第２の特性部２４から前記固定セグメント１に離れた方向に延在して形成される。このように、前記片持ち梁型プローブ構造体１００の前記幅Ｗ１００、前記第１の信号伝達経路Ｐ１の長さ、並びに前記第２の信号伝達経路Ｐ２の長さを縮めることが可能であるため、前記片持ち梁型プローブ構造体１００の構造をさらに使用者のニーズに合わせることが可能である。

【0035】

また、本実施形態における図９及び図１０に示すように、前記弾性部２３は略Ｖ字形状を呈し、かつ、前記片持ち梁型プローブ構造体１００は図２に示した支持部２１（例えをさらに省略してもよい。例えば、前記テストセグメント３以外の前記片持ち梁型プローブ構造体１００の部分は略Ｚ字形状として構成されてもよい。また、前記第２の特性部２４は、前記第１の特性部２２に向かって延びることによって、前記第１の特性部２２と前記第２の特性部２４との間隔を小さくすることができるので、前記片持ち梁型プローブ構造体１００が前記第２の信号伝達経路Ｐ２を形成するように、前記第２の特性部２４が前記第１の特性部２２に接触することを促すことができる。

【0036】

以上に開示された内容は本発明の好ましい実施形態に過ぎず、これにより本発明の特許請求の範囲を制限するものではない。そのため、本発明の明細書及び添付図面の内容に基づき為された等価の技術変形は、全て本発明の特許請求の範囲に含まれるものとする。

【符号の説明】

【0037】

１００：片持ち梁型プローブ構造体
１：固定セグメント
２：ストロークセグメント
２１：支持部
２２：第１の特性部
２３：弾性部
２４：第２の特性部
３：テストセグメント
３１：当接部
３１１：自由端
３１２：第１の台形セグメント
３１３：第２の台形セグメント
３２：カンチレバー部
３２１：スロット穴
Ｐ１：第１の信号伝達経路
Ｐ２：第２の信号伝達経路
Ｗ１００：幅
Ｈ１００：高さ
２００：プレート本体
３００：テスト対象物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】