特開 2024-179104 電気的接続装置用プローブ

(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】P2024179104

(43)【公開日】2024-12-26

(54)【発明の名称】電気的接続装置用プローブ

(51)【国際特許分類】

   G01R 1/067 20060101AFI20241219BHJP

   G01R 31/26 20200101ALI20241219BHJP

【ＦＩ】

G01R1/067 C

G01R31/26 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023097653

(22)【出願日】2023-06-14

(71)【出願人】

【識別番号】000153018

【氏名又は名称】株式会社日本マイクロニクス

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100070024

【弁理士】

【氏名又は名称】松永 宣行

(72)【発明者】

【氏名】竹谷 敏永

(72)【発明者】

【氏名】岸 康貴

【テーマコード（参考）】

2G003

2G011

【Ｆターム（参考）】

2G003AG03

2G003AG12

2G003AH08

2G011AA02

2G011AB01

2G011AC14

(57)【要約】

【課題】フット部１１とアーム部１３との連結強度を高め、且つレーザ照射時における放熱を抑制することが可能な電気的接続装置用プローブを提供する。
【解決手段】第１の方向に延在する長尺形状をなし、プローブ基板に接合する接合部１１ａを有するフット部１１と、フット部１１の一端部近傍において、第１の方向に対して交差する方向に延在する支持部材１２ａ、及び、支持部材１２ａの任意の点から、フット部１１の他端部ないし中心部の間の点とを連結する斜辺部材１２ｂを備えたアーム支持部１２を備える。更に、固定端と自由端を有し、自由端の先端に検査対象物に接触する接触部１３ｃが形成され、固定端がアーム支持部１２に連結されたカンチレバー構造のアーム部１３を備える。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気的接続装置に用いられるプローブであって、
第１の方向に延在する長尺形状をなし、プローブ基板に接合する接合部を有するフット部と、
前記フット部の一端部近傍において、前記第１の方向に対して交差する方向に延在する支持部材、及び、前記支持部材の任意の点から、前記フット部の他端部ないし中心部の間の点とを連結する斜辺部材、を備えたアーム支持部と、
固定端と自由端を有し、前記自由端の先端に検査対象物に接触する接触部が形成され、前記固定端が前記アーム支持部に連結されたカンチレバー構造のアーム部と、
を備えた電気的接続装置用プローブ。

【請求項2】

前記斜辺部材は、前記フット部の中心部に連結されている
請求項１に記載の電気的接続装置用プローブ。

【請求項3】

前記斜辺部材は、前記フット部の他端部に連結されている
請求項１に記載の電気的接続装置用プローブ。

【請求項4】

前記斜辺部材は、中央部から前記フット部の接続点に向かうにつれて、幅が徐々に広がっている
請求項１～３のいずれか１項に記載の電気的接続装置用プローブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気的接続装置に搭載されるプローブに関する。

【背景技術】

【0002】

集積回路などの検査対象物を検査するため、検査対象物に接触させるプローブを備えた電気的接続装置が用いられている。電気的接続装置を用いた検査では、プローブの一方の端部に形成された接触部を検査対象物の電極端子に接触させる。プローブの他方の端部を、配線パターンを介してテスタなどの検査装置に接続する。検査装置による検査では、プローブを介して検査対象物と検査装置との間で電気信号を送受信することにより、検査対象物の良否を判定することができる。

【0003】

電気的接続装置の製造においては、複数のプローブを位置合わせするために、プローブ基板に設けられた複数の接合パッドに、各プローブのフット部に形成された接合部を押し当てて接合する。接合パッドとプローブとの接合には、レーザによる熱を利用する半田付けが採用される（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

プローブは、長尺形状のフット部と、該フット部の一端側において弾性的に連結されたアーム部を有している。詳細には、アーム部はフット部の一端に直交する方向に延在する支持部材に連結されている。アーム部には、検査対象物の電極端子に接触する接触部が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３－２４６１３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述したように、従来におけるプローブは、フット部に対してアーム部が支持部材を介して弾性的に連結している。このため、接触部が端子に接するときの圧力によるモーメントが支持部材に作用し、支持部材が強度的に弱い場合にはアーム部が破損する可能性がある。従って、支持部材の断面積を大きくして強度を高めることが望まれる。

【0007】

また、近年は検査ＤＵＴ(Device Under Test)数が多くなるにつれてプローブの高密度化が求められプローブ全体が小型化傾向でありアーム部が従来よりも短くなる場合がある。この場合において、接触部が端子に接するときの圧力によるモーメントが従来よりも大きくなり、支持部材の断面積を大きくして強度を高めることが望まれる場合が考えられる。

【0008】

一方、プローブを半田付けする際には、プローブの支持部材側から接合部に向けてレーザを照射する。支持部材の断面積を大きくすると、レーザ照射時に発生する熱の多くが支持部材を通って放熱されてしまい、レーザによる半田付けの効率が低下するという問題が生じる。即ち、支持部材の強度を高めることと、レーザ照射時における放熱を回避することは二律背反であり、双方を実現することが難しいという問題があった。

【0009】

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、フット部とアーム部との連結強度を高め、且つレーザ照射時における放熱を抑制することが可能な電気的接続装置用プローブを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一態様に係る電気的接続装置用プローブは、電気的接続装置に用いられるプローブであって、第１の方向に延在する長尺形状をなし、プローブ基板に接合する接合部を有するフット部と、前記フット部の一端部近傍において、前記第１の方向に対して交差する方向に延在する支持部材、及び、前記支持部材の任意の点から、前記フット部の他端部ないし中心部の間の点とを連結する斜辺部材、を備えたアーム支持部と、固定端と自由端を有し、前記自由端の先端に検査対象物に接触する接触部が形成され、前記固定端が前記アーム支持部に連結されたカンチレバー構造のアーム部と、を備える。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、フット部とアーム部との連結強度を高め、且つレーザ照射時における放熱を抑制することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、第１実施例に係るプローブの側面図である。

【図2】図２は、図１に示したプローブの変形例を示す側面図である。

【図3】図３は、第２実施例に係るプローブの側面図である。

【図4】図４は、第３実施例に係るプローブの側面図である。

【図5】図５は、第１比較例に係るプローブの側面図である。

【図6】図６は、第２比較例に係るプローブの側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

次に、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置を例示するものであって、本発明の実施形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置などを下記のものに特定するものではない。

【0014】

［第１実施例］
図１は、第１実施例に係る電気的接続装置用プローブ１（以下、「プローブ１」と略す）の側面図である。図１に示すように、プローブ１は、フット部１１と、アーム支持部１２と、アーム部１３とを備えている。プローブ１は、紙面に直交する方向に所望の厚みを有する平板形状を有している。プローブ１は、電気的接続装置に搭載されるものであり導電性材料で形成されている。プローブ１は、後述するように接合部１１ａをプローブ基板に連結し、接触部１３ｃを検査対象物の電極端子に接触させることにより、検査対象物の電極端子とプローブ基板とを電気的に接続する。

【0015】

フット部１１は、長尺形状を成している。以下では、フット部１１が延在する方向（図中、左右方向）を第１の方向とする。また、接触部１３ｃの先端方向を下方、その反対側を上方とする。即ち、図面の上下方向をそれぞれプローブ１の上方、下方とする。

【0016】

フット部１１には、一辺に沿って接合部１１ａが形成されている。接合部１１ａをプローブ基板（図示省略）に設けられた接合パッドに接合することにより、プローブ１とプローブ基板を電気的に接続することができる。

【0017】

接合部１１ａは、フット部１１の上辺から上方向に突出する凸部形状に形成され、例えば、斜辺部材１２ｂの上端部の上側に位置する。なお、接合部１１ａは斜辺部材１２ｂの上端部の上側に位置するだけに限らない。また、接合部１１ａは複数形成されてもよい。

【0018】

フット部１１と接合パッドとは、図中矢印Ｙ１の方向からレーザを照射し、半田付けによりフット部１１と接合パッドとを電気的に連結する。なお、レーザの照射方向はＹ１方向に限られない。

【0019】

アーム支持部１２は、フット部１１とアーム部１３とを連結することでアームを支持する。アーム支持部１２は、支持部材１２ａと、斜辺部材１２ｂと、接続部材１２ｃと、底辺部材１２ｄを有している。

【0020】

支持部材１２ａは、長尺形状をなしており上端部がフット部１１の一方の端部ｐ１（一端部近傍）において、ほぼ直交する方向（第１の方向に交差する方向）に連結されている。支持部材１２ａの下端部は、支持部材１２ａに対して直交する方向（即ち、第１の方向に沿う方向）に向いて延在する底辺部材１２ｄの一端に連結されている。

【0021】

斜辺部材１２ｂは、支持部材１２ａの下方側の任意の点ｐ２と、フット部１１の中心点ｐ３を連結する。即ち、斜辺部材１２ｂの一端は支持部材１２ａの任意の点に連結され、他端はフット部１１の中心部に連結されている。斜辺部材１２ｂは、その中央部付近の点ｐ４の付近が狭幅とされ、点ｐ４からフット部１１の接続点ｐ３に向けて幅が徐々に広がるように変化している。更に、点ｐ４から連結点ｐ２に向けて徐々に幅が広がっている。点ｐ４と、底辺部材１２ｄの他端は、接続部材１２ｃにより連結されている。

【0022】

アーム部１３は、複数のアーム１３ａ（図では、３本）と、各アーム１３ａの端部に連結された先端部材１３ｂと、先端部材１３ｂの下端に形成され下方に向けて突起する接触部１３ｃを備えている。各アーム１３ａは、第１の方向に沿って延在する幅狭の長尺形状を有している。各アーム１３ａはそれぞれがほぼ平行に配置され、各アーム１３ａの右端部は、接続部材１２ｃに連結されている。なお、各アーム１３ａは、平行に配置されることに限らない。

【0023】

各アーム１３ａの右端部は、アーム部１３がアーム支持部１２と連結される固定端である。アーム部１３の左端部は、接触部１３ｃが形成された自由端である。即ち、アーム部１３は、固定端と自由端を有し、自由端の先端に検査対象物に接触する接触部１３ｃが形成され、固定端がアーム支持部１２に連結されたカンチレバー構造を有している。

【0024】

また、接触部１３ｃから支持部材１２ａまでの第１の方向の長さ(以下、アーム長と示す場合がある)は、フット部１１の第１の方向の長さ(以下、フット長と示す場合がある)とほぼ同一とされている。なお、アーム長はフット長とほぼ同一に限らず、フット長よりもアーム長の方が長い場合や、フット長よりもアーム長の方が短い場合が考えられる。

【0025】

上述した第１実施例に係るプローブ１は、支持部材１２ａの下方の点ｐ２とフット部１１の中心点ｐ３との間を斜辺部材１２ｂにて連結している。このため、アーム部１３の接触部１３ｃが上下方向に変位し、支持部材１２ａにモーメントが発生した場合でも、アーム部１３はアーム支持部１２により堅固に固定され、ひいては、フット部１１とアーム部１３との連結強度を高めることができる。

【0026】

また、支持部材１２ａの幅（断面積に相当）は従来のプローブとほぼ同等の幅とされている。従って、半田付けのため図１の矢印Ｙ１の方向からレーザを照射した際に、レーザ照射による熱が支持部材１２ａを経由して放熱されることを抑制でき、レーザによる半田付けの効率を向上させることが可能になる。即ち、フット部１１とアーム部１３との連結強度を高め、且つレーザ照射時における放熱を抑制することが可能になる。

【0027】

斜辺部材１２ｂの両端部において斜辺部材１２ｂの中央部（点ｐ４）から両端側に向かうにつれて広幅になるように形成される。即ち、斜辺部材１２ｂは、中央部から接続点ｐ３に向かうにつれて、幅が徐々に広がっている。このため、プローブ1をＤＵＴにコンタクトさせた際に生じる斜辺部材１２ｂの両端部にかかる応力を分散させることができる。従って、プローブ1の破損を抑制させることができる。

【0028】

接合部１１ａを凸形状に形成することによって、接合領域をフット部１１よりも少なくすることができるので、比較的少量の半田で接合させることができる。従って、レーザ照射の熱が放熱されたとしてもレーザ出力を高めることなく半田を十分に溶かすことができる。更に、接合部１１ａを斜辺部材１２ｂの上側に位置させることによって、検査時における斜辺部材１２ｂにかかる応力を効率よく接合部１１ａへ伝えることができる。

【0029】

なお、第１実施例に係るプローブ１では、アーム部１３が３本のアーム１３ａを備える例について示したが、アーム１３ａの本数は３本に限定されない。例えば図２に示すように、アーム１３ａを５本設ける構成としてもよい。

【0030】

［第２実施例］
次に、第２実施例ついて説明する。図３は第２実施例に係るプローブ２の構成を示す側面図である。第２実施例に係るプローブ２は、前述した第１実施例に係るプローブ１と対比して、支持部材１２ａが、第１支持部材１２a1と、第２支持部材１２a2から構成されている点で相違している。

【0031】

第１支持部材１２a1は、フット部１１の右側の端部近傍（一端部近傍）において、斜め方向（第１の方向に交差する方向）に連結されており、第２支持部材１２a2は、第１支持部材１２a1に対して一定の角度を有して連結されている。それ以外は、前述した第１実施例に係るプローブ１と同様である。第２実施例に係るプローブ２においても、前述した第１実施例に係るプローブ１と同様に、フット部１１とアーム部１３との連結強度を高め、且つレーザ照射時における放熱を抑制することが可能になる。

【0032】

［第３実施例］
次に、第３実施例ついて説明する。図４は第３実施例に係るプローブ３の構成を示す側面図である。第３実施例に係るプローブ３は、前述した第１実施例に係るプローブ１と対比して、斜辺部材１２ｂの一方の端部がフット部１１の左側端部の点ｐ５に連結されている点で相違している。即ち、斜辺部材１２ｂは、フット部１１の他端部に連結されている。

【0033】

第３実施例に係るプローブ３においても、前述した第１実施例に係るプローブ１と同様に、フット部１１とアーム部１３との連結強度を高め、且つレーザ照射時における放熱を抑制することが可能になる。

【0034】

図５、図６は、第１比較例、第２比較例に関するプローブの構成を示す側面図であり、以下上述した第１～第３実施形態と、比較例１、２を対比して説明する。

【0035】

図５に示すように、第１比較例に係るプローブ１０１は、アーム支持部１２に設けられる接続部材１２ｃの端部とフット部１１とを連結する連結部材１８を備えている。但し、連結部材１８は、フット部１１の左端部（他方の端部）ないし中心部の間の任意の点で連結していない。

【0036】

図６に示すように、第２比較例に係るプローブ１０２は、前述した第１実施例に係るプローブ１と対比して、アーム支持部１２とフット部１１とを連結する斜辺部材１２ｂを備えていない点で相違する。

【0037】

レーザ照射による熱は、フット部１１を介して支持部材１２ａから接合部１１ａまで移動する。即ち、レーザ照射による熱の放熱を抑制させるには連結部材１８とフット部１１との連結部分を支持部材１２ａから十分に離間させることが求められる。一方、連結部材１８は上下方向に延在しているため、連結部材１８を支持部材１２ａから離間させるにつれてアーム部１３のアーム長が短くなる。近年プローブ小型化の要望がありプローブサイズに制限がある場合には、連結部材１８を用いると十分な針圧を確保するためのアーム長を確保することが困難である。

【0038】

また、図５、図６に示す第１、第２比較例では、斜辺部材１２ｂを備えていないので、フット部１１とアーム部１３との連結強度を高めることができず、接触部１３ｃが端子に接するときの圧力によるモーメントが支持部材１２ａに作用し、支持部材１２ａとアーム部１３との連結部分が破損するなどの問題が生じる。

【0039】

第１～第３実施例のプローブ１、２，３を用いることにより、連結部材１８とフット部１１との連結部分を支持部材１２ａから十分に離間させる点と、アーム長を十分に確保する点を両立させることが可能である。

【0040】

即ち、本願の第１～第３実施形態では、フット部１１の一端部（図１のｐ１）近傍において、第１の方向に対して交差する方向に延在する支持部材１２ａ、及び、支持部材１２ａの任意の点（図１のｐ２）から、フット部１１の他端部ないし一端部の間の接続点（図１のｐ３）とを連結する斜辺部材１２ｂを備えたアーム支持部１２を備えている。このため、フット部１１とアーム部１３との連結強度を高め、且つレーザ照射時における放熱を抑制することが可能になる。

【0041】

本発明は上記の実施の形態によって記載したが、この発明の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

【符号の説明】

【0042】

１、２、３ プローブ（電気的接続装置用プローブ）
１１ フット部
１１ａ 接合部
１２ アーム支持部
１２ａ 支持部材
１２a1 第１支持部材
１２a2 第２支持部材
１２ｂ 斜辺部材
１２ｃ 接続部材
１２ｄ 底辺部材
１３ アーム部
１３ａ アーム
１３ｂ 先端部材
１３ｃ 接触部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】