特許 7556022 プローブユニット

(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】

(24)【登録日】2024-09-13

(45)【発行日】2024-09-25

(54)【発明の名称】プローブユニット

(51)【国際特許分類】

   G01R 1/06 20060101AFI20240917BHJP

   G01R 31/26 20200101ALI20240917BHJP

【ＦＩ】

G01R1/06 D

G01R31/26 J

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022510012

(86)(22)【出願日】2021-03-17

(86)【国際出願番号】 JP2021010922

(87)【国際公開番号】W WO2021193304

(87)【国際公開日】2021-09-30

【審査請求日】2023-08-01

(31)【優先権主張番号】P 2020053388

(32)【優先日】2020-03-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004640

【氏名又は名称】日本発條株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】井沼 毅

(72)【発明者】

【氏名】高橋 秀志

(72)【発明者】

【氏名】相馬 一也

(72)【発明者】

【氏名】仁平 崇

(72)【発明者】

【氏名】廣中 佑哉

【審査官】島田 保

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－１７５３７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０３１７１２９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２００６－５０７４７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０２２２０４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／２３０６２７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２０／１１１０７６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ １／０６－１／０７３

Ｇ０１Ｒ ３１／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

長手方向の一方の端部側で接触対象の電極とそれぞれ接触する複数の第１のコンタクトプローブと、
外部のグランドに接続する第２のコンタクトプローブと、
前記第１および第２のコンタクトプローブを保持するプローブホルダと、
を備え、
前記プローブホルダには、
前記第１のコンタクトプローブを挿通して保持する第１の中空部と、
前記第２のコンタクトプローブを挿通して保持する第２の中空部と、
前記第１の中空部の周囲に設けられるスルーホールと、
が形成され、
前記プローブホルダは、前記スルーホールを構成するとともに、該スルーホールと前記第２のコンタクトプローブとを電気的に接続する導電部を有する、
ことを特徴とするプローブユニット。

【請求項2】

前記導電部は、前記スルーホールと、該スルーホールの開口端を形成する表面とに設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載のプローブユニット。

【請求項3】

前記スルーホールは、径が部分的に異なる段付きの孔形状をなす、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のプローブユニット。

【請求項4】

前記スルーホールは、中心軸の位置が互いに異なる段付きの孔形状をなす、
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載のプローブユニット。

【請求項5】

前記プローブホルダは、一つの部材からなる、
ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載のプローブユニット。

【請求項6】

前記プローブホルダは、複数の部材を、前記第１の中空部の貫通方向に積層してなる、
ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載のプローブユニット。

【請求項7】

前記スルーホールは、前記複数の部材にそれぞれ形成される貫通孔によって形成され、
少なくとも一つの部材において、前記貫通孔の径が部分的に異なる段付きの孔形状をなす、
ことを特徴とする請求項６に記載のプローブユニット。

【請求項8】

前記スルーホールは、前記複数の部材にそれぞれ形成される貫通孔によって形成され、
少なくとも一つの部材において、前記貫通孔の中心軸の位置が互いに異なる段付きの孔形状をなす、
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。

【請求項9】

前記複数の部材には、前記スルーホールを構成する貫通孔がそれぞれ形成され、
前記スルーホールは、前記部材の積層方向で隣り合う部材に形成される貫通孔の少なくとも一部が、当該貫通孔の貫通方向からみて互いに重なる、
ことを特徴とする請求項６に記載のプローブユニット。

【請求項10】

前記スルーホールは、貫通方向からみた開口の形状が、長穴形状をなす、
ことを特徴とする請求項１～９のいずれか一つに記載のプローブユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、所定回路構造に対して信号入出力を行うコンタクトプローブを収容するプローブユニットに関するものである。

【背景技術】

【0002】

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コンタクトプローブと、このコンタクトプローブを複数収容するプローブホルダとを備えたプローブユニットが用いられる。

【0003】

一般に、高周波数の電気信号を入出力する場合には、挿入損失（インサーションロス）と呼ばれる信号の損失が生じる。プローブユニットにおいて、高精度に高速動作させるには、使用する周波数領域において、このインサーションロスを低減することが重要である。例えば、特許文献１には、コンタクトプローブの周囲に空気層を設けて特性インピーダンス整合する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１２－９８２１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１が開示する技術では、コンタクトプローブの中央部のインピーダンスは調整できるものの、先端部や基端部の特性インピーダンスは調整できていない。

【0006】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コンタクトプローブ全体の特性インピーダンスを調整することができるプローブユニットを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るプローブユニットは、長手方向の一方の端部側で接触対象の電極とそれぞれ接触する複数の第１のコンタクトプローブと、外部のグランドに接続する第２のコンタクトプローブと、前記第１および第２のコンタクトプローブを保持するプローブホルダと、を備え、前記プローブホルダには、前記第１のコンタクトプローブを挿通して保持する第１の中空部と、前記第２のコンタクトプローブを挿通して保持する第２の中空部と、前記第１の中空部の周囲に設けられるスルーホールと、が形成され、前記プローブホルダは、前記スルーホールを構成するとともに、該スルーホールと前記第２のコンタクトプローブとを電気的に接続する導電部を有する、ことを特徴とする。

【0008】

また、本発明に係るプローブユニットは、上記の発明において、前記導電部は、前記スルーホールと、該スルーホールの開口端を形成する表面とに設けられることを特徴とする。

【0009】

また、本発明に係るプローブユニットは、上記の発明において、前記スルーホールは、径が部分的に異なる段付きの孔形状をなすことを特徴とする。

【0010】

また、本発明に係るプローブユニットは、上記の発明において、前記スルーホールは、中心軸の位置が互いに異なる段付きの孔形状をなすことを特徴とする。

【0011】

また、本発明に係るプローブユニットは、上記の発明において、前記プローブホルダは、一つの部材からなることを特徴とする。

【0012】

また、本発明に係るプローブユニットは、上記の発明において、前記プローブホルダは、複数の部材を、前記第１の中空部の貫通方向に積層してなることを特徴とする。

【0013】

また、本発明に係るプローブユニットは、上記の発明において、前記スルーホールは、前記複数の部材にそれぞれ形成される貫通孔によって形成され、少なくとも一つの部材において、前記貫通孔の径が部分的に異なる段付きの孔形状をなすことを特徴とする。

【0014】

また、本発明に係るプローブユニットは、上記の発明において、前記スルーホールは、前記複数の部材にそれぞれ形成される貫通孔によって形成され、少なくとも一つの部材において、前記貫通孔の中心軸の位置が互いに異なる段付きの孔形状をなすことを特徴とする。

【0015】

また、本発明に係るプローブユニットは、上記の発明において、前記複数の部材には、前記スルーホールを構成する貫通孔がそれぞれ形成され、前記スルーホールは、前記部材の積層方向で隣り合う部材に形成される貫通孔の少なくとも一部が、当該貫通孔の貫通方向からみて互いに重なることを特徴とする。

【0016】

また、本発明に係るプローブユニットは、上記の発明において、前記スルーホールは、貫通方向からみた開口の形状が、長穴形状をなすことを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、コンタクトプローブ全体の特性インピーダンスを調整することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図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要部の構成を示す部分断面図である。

【図2】図２は、本発明の実施の形態１にかかるプローブユニットのスルーホールの配置を説明する図である。

【図3】図３は、本発明の実施の形態１にかかるプローブホルダを用いた半導体集積回路の検査時の状態を示す図である。

【図4】図４は、本発明の実施の形態１の変形例１にかかるプローブユニットのスルーホールの配置を説明する図である。

【図5】図５は、本発明の実施の形態１の変形例２にかかるプローブユニットのスルーホールの配置を説明する図である。

【図6】図６は、本発明の実施の形態１の変形例３にかかるプローブユニットのスルーホールの配置を説明する図である。

【図7】図７は、本発明の実施の形態１の変形例４にかかるプローブユニットのスルーホールの要部の構成を説明する断面図である。

【図8】図８は、本発明の実施の形態１の変形例５にかかるプローブユニットのスルーホールの要部の構成を説明する断面図である。

【図9】図９は、本発明の実施の形態１の変形例６にかかるプローブユニットのスルーホールの要部の構成を説明する断面図である。

【図10】図１０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11】図１１は、本発明の実施の形態３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。

【発明を実施するための形態】

【0019】

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ず、従って、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。

【0020】

（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要部の構成を示す部分断面図である。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（後述する半導体集積回路１００）と半導体集積回路へ検査用信号を出力する回路基板（後述する回路基板２００）との間を電気的に接続する装置である。

【0021】

プローブユニット１は、長手方向の両端で互いに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２００に接触し、検査用の信号を導通する導電性の信号用コンタクトプローブ２Ａ（以下、単に「信号用プローブ２Ａ」という）と、外部のグランド電極に接続するグランド用コンタクトプローブ２Ｂ（以下、単に「グランド用プローブ２Ｂ）という）と、信号用プローブ２Ａおよびグランド用プローブ２Ｂを所定のパターンにしたがって収容して保持するプローブホルダ３と、を有する。なお、プローブユニット１は、プローブホルダ３の周囲に設けられ、検査の際に半導体集積回路の位置ずれが生じるのを抑制するホルダ部材を備えてもよい。

【0022】

信号用プローブ２Ａは、導電性材料を用いて形成され、半導体集積回路の検査を行うときにその半導体集積回路の検査信号が入力される電極に接触する第１プランジャ２１と、検査回路を備えた回路基板の検査信号を出力する電極に接触する第２プランジャ２２と、第１プランジャ２１と第２プランジャ２２との間に設けられて第１プランジャ２１および第２プランジャ２２を伸縮自在に連結するバネ部材２３とを備える。信号用プローブ２Ａを構成する第１プランジャ２１、第２プランジャ２２およびバネ部材２３は同一の軸線を有している。図１に示す信号用プローブ２Ａでは、第１プランジャ２１、第２プランジャ２２およびバネ部材２３の各長手軸（中心軸）が、軸Ｎ_Pと一致する。

【0023】

信号用プローブ２Ａは、半導体集積回路をコンタクトさせた際に、バネ部材２３が伸縮することによって半導体集積回路の接続用電極への衝撃を和らげるとともに、半導体集積回路および回路基板に荷重を加える。なお、以下では、信号用プローブ２Ａにおいて、半導体集積回路の電極に接触する側を先端側、半導体集積回路側に対して軸線方向で反対となる側を基端側とする。また、プランジャ単体で先端側および基端側を規定する場合、半導体集積回路と接触するプランジャにおいて、半導体集積回路側を先端側、半導体集積回路側に対して軸線方向で反対となる側を基端側とする。また、回路基板と接触するプランジャにおいて、回路基板側を先端側、回路基板側に対して軸線方向で反対となる側を基端側とする。

【0024】

第１プランジャ２１は、バネ部材２３の伸縮作用によって軸線方向に移動が可能であり、検査時において、バネ部材２３の弾性力によって半導体集積回路に近付く方向に付勢され、半導体集積回路の電極と接触する。また、第２プランジャ２２は、バネ部材２３の伸縮作用によって軸線方向に移動が可能であり、バネ部材２３の弾性力によって回路基板に近付く方向に付勢され、回路基板の電極と接触する。

【0025】

バネ部材２３は、第１プランジャ２１側が密着巻き部２３ａである一方、第２プランジャ２２側が粗巻き部２３ｂである。密着巻き部２３ａの端部は、第１プランジャ２１に連結している。一方、粗巻き部２３ｂの端部は、第２プランジャ２２に連結している。また、第１プランジャ２１および第２プランジャ２２とバネ部材２３とは、バネの巻き付き力によって嵌合および／または半田付けによって接合されている。

【0026】

グランド用プローブ２Ｂは、信号用プローブ２Ａと同様の構成を有している。具体的に、グランド用プローブ２Ｂは、導電性材料を用いて形成され、半導体集積回路の検査を行うときにその半導体集積回路のグランド用の電極に接触する第１プランジャ２１と、回路基板のグランド用の電極に接触する第２プランジャ２２と、第１プランジャ２１と第２プランジャ２２との間に設けられて第１プランジャ２１および第２プランジャ２２を伸縮自在に連結するバネ部材２３とを備える。グランド用プローブ２Ｂを構成する第１プランジャ２１および第２プランジャ２２、ならびにバネ部材２３は同一の軸線を有している。図１に示すグランド用プローブ２Ｂでは、第１プランジャ２１、第２プランジャ２２およびバネ部材２３の各長手軸（中心軸）が、軸Ｎ_Pと一致する。

【0027】

プローブホルダ３は、樹脂、マシナブルセラミック、シリコンなどの絶縁性材料を用いて形成される第１部材３１、第２部材３２、第３部材３３、第４部材３４を積層してなる。図１に示すプローブホルダ３は、図の上側から、第３部材３３、第１部材３１、第２部材３２、第４部材３４の順に積層される。第１部材３１～第４部材３４とは、ネジ止めや接着等の公知の方法によって固定される。

【0028】

プローブホルダ３には、複数の信号用プローブ２Ａを収容する空間を形成する中空部３５と、複数のグランド用プローブ２Ｂを収容する空間を形成する中空部３６とが形成される。また、プローブホルダ３には、信号用プローブ２Ａの周囲に複数のスルーホール３７が形成される。

【0029】

第１部材３１には、該第１部材３１の表面をなす面に、メッキ処理が施される。メッキ処理には、導電性の材料が用いられる。このため、第１部材３１の表面には、第１導電性皮膜３１ａおよび第２導電性皮膜３１ｂが形成される。なお、第１導電性皮膜３１ａは、スルーホール３７の形成部分を含む、中空部３５以外の表面に形成される。また、第２導電性皮膜３１ｂは、中空部３５の形成部分の表面に形成される。第１導電性皮膜３１ａと第２導電性皮膜３１ｂとは、互いに離間しており、絶縁が確保される。図１に示す例では、皮膜の一部を切除することによって皮膜を分けている。

【0030】

第２部材３２～第４部材３４には、第１部材３１と同様に、中空部３５の内周面を形成する部分を除く面に、メッキ処理が施される。第２部材３２の表面には、第１導電性皮膜３２ａおよび第２導電性皮膜３２ｂが形成される。第３部材３３の表面には、第１導電性皮膜３３ａおよび第２導電性皮膜３３ｂが形成される。第４部材３４の表面には、第１導電性皮膜３４ａおよび第２導電性皮膜３４ｂが形成される。第１導電性皮膜３２ａ～３４ａは、スルーホール３７の形成部分を含む、中空部３５以外の表面に形成される。また、第２導電性皮膜３２ｂ～３４ｂは、中空部３５の形成部分の表面に形成される。第１導電性皮膜３１ａ～３４ａは、少なくとも一部が、導電部を構成する。
このため、第１部材３１～第４部材３４を積層してなるプローブホルダ３では、各部材間の境界、及び外表面において、導電性皮膜が存在する。

【0031】

中空部３５は、第１部材３１～第４部材３４に形成される貫通孔の互いの軸線を一致させて形成される。中空部３５には、内周面に第２導電性皮膜３１ｂ～３４ｂが形成されており、導電性の内周面が形成される。中空部３５は、第１部材３１～第４部材３４の積層方向に延びる。

【0032】

中空部３６は、第１部材３１～第４部材３４に形成される貫通孔の互いの軸線を一致させて形成される。中空部３６は、内周面に第１導電性皮膜３１ａ～３４ａが形成されており、導電性の内周面が形成される。

【0033】

中空部３５、３６の形成位置は、半導体集積回路の配線パターンに応じて定められる。中空部３５、３６は、ともに貫通方向に沿って径が異なる段付き孔形状をなしている。すなわち、各ホルダ孔は、プローブホルダ３の端面に開口を有する小径部と、この小径部よりも径が大きい大径部とからなる。図１に示すプローブホルダ３は、第１部材３１と第３部材３３との境界、第２部材３２と第４部材３４との境界において、それぞれ段部が形成される。各ホルダ孔の形状は、収容する信号用プローブ２Ａやグランド用プローブ２Ｂの構成に応じて定められる。

【0034】

信号用プローブ２Ａの第１プランジャ２１は、第３部材３３の壁面にフランジが当接することにより、信号用プローブ２Ａのプローブホルダ３からの抜止機能を有する。また、第２プランジャ２２は、第４部材３４の壁面にフランジが当接することにより、信号用プローブ２Ａのプローブホルダ３からの抜止機能を有する。

【0035】

グランド用プローブ２Ｂの第１プランジャ２１は、第３部材３３の壁面にフランジが当接することにより、グランド用プローブ２Ｂのプローブホルダ３からの抜止機能を有する。また、第２プランジャ２２は、第４部材３４の壁面にフランジが当接することにより、グランド用プローブ２Ｂのプローブホルダ３からの抜止機能を有する。

【0036】

スルーホール３７は、第１部材３１～第４部材３４に形成される貫通孔の互いの軸線を一致させて形成される。すなわち、スルーホール３７は、プローブホルダ３における信号用プローブ２Ａの先端側の表面から基端側の表面に亘り設けられている。図１に示すスルーホール３７は、各貫通孔の中心軸が軸Ｎ_Tと重なる。スルーホール３７は、貫通方向と直交する方向の開口の形状が円をなす。スルーホール３７は、内周面に第１導電性皮膜３１ａ～３４ａが形成されており、導電性の内周面が形成される。

【0037】

スルーホール３７は、円柱状の中空空間を形成し、信号用プローブ２Ａの周囲に一つまたは複数個形成される。本実施の形態１では、一つの信号用プローブ２Ａの周囲に、八個のスルーホール３７が形成される例を説明する。図２は、本発明の一実施の形態にかかるプローブユニットのスルーホールの配置を説明する図である。例えば、信号用プローブ２Ａの配設位置（軸Ｎ_P）を中心に、等間隔で八個のスルーホール３７が設けられる。図２において、各スルーホール３７の貫通孔の径は同一であり、かつ、各スルーホール３７と軸Ｎ_Pとの間の最短距離は、互いに同じ距離ｄ₁である。すなわち、すべてのスルーホール３７の中心を通過する円（図２の破線）の中心は、信号用プローブ２Ａの中心（軸Ｎ_P）と重なる。すべてのスルーホール３７からなるスルーホール群は、信号用プローブ２Ａに対して同軸構造をとる。

【0038】

本実施の形態１では、信号用プローブ２Ａおよびグランド用プローブ２Ｂを一つの伝送経路としてみたときの特性インピーダンスが、予め設定された値（例えば５０Ω）となるように、スルーホール３７の配設位置や、個数、スルーホール３７が形成する各貫通孔の大きさ等が決定される。

【0039】

図３は、プローブユニット１における半導体集積回路１００の検査時の状態を示す図である。検査時において、信号用プローブ２Ａは、第１プランジャ２１が、半導体集積回路１００の検査信号用の電極１０１と接触し、第２プランジャ２２が、回路基板２００の検査信号用の電極２０１と接触する。他方、グランド用プローブ２Ｂは、第１プランジャ２１が、半導体集積回路１００のグランド用の電極１０２と接触し、第２プランジャ２２が、回路基板２００のグランド用の電極２０２と接触する。半導体集積回路１００の検査時には、半導体集積回路１００からの接触荷重により、バネ部材２３は圧縮された状態となる。

【0040】

検査時に回路基板２００から半導体集積回路１００に供給される検査用信号は、例えば、回路基板２００の電極２０１から信号用プローブ２Ａの第２プランジャ２２、密着巻き部２３ａ（または第２導電性皮膜）、第１プランジャ２１を経由して半導体集積回路１００の電極１０１へ到達する。このように、信号用プローブ２Ａでは、第１プランジャ２１と第２プランジャ２２が密着巻き部２３ａを介して導通するため、電気信号の導通経路を最小にすることができる。したがって、検査時に粗巻き部２３ｂに信号が流れるのを防止し、抵抗およびインダクタンスを低減することができる。この際、第２プランジャ２２、第２導電性皮膜、第１プランジャ２１を経由する経路は、バネ部材２３を介さずに信号を伝送することができる。

【0041】

また、グランド用プローブ２Ｂの第１プランジャ２１は、第１導電性皮膜３３ａまたは３１ａに接触する。一方、グランド用プローブ２Ｂの第２プランジャ２２は、第１導電性皮膜３４ａまたは３２ａに接触する。さらに、グランド用プローブ２Ｂのバネ部材２３は、第１導電性皮膜３１ａまたは３２ａに接触する。

【0042】

一般に、交流信号を扱う電子回路においては、インピーダンスの異なる配線同士が接続する箇所において、異なるインピーダンス間の比に応じた量だけ信号が反射し、信号の伝搬が妨げられることが知られている。このことは使用する半導体集積回路１００と信号用プローブ２Ａとの関係においても同様であって、半導体集積回路１００の特性インピーダンスと、信号用プローブ２Ａにおける特性インピーダンスとが大きく異なる値を有する場合には、電気信号の損失が発生するとともに、電気信号の波形が歪む。

【0043】

また、特性インピーダンスの相違に起因して接続箇所において生じる信号反射の割合は、半導体集積回路１００の高速化、すなわち高周波数化に伴って大きくなる。従って、高周波数で駆動する半導体集積回路１００に対応したプローブユニット１を作製する際には、信号用プローブ２Ａの特性インピーダンスの値を半導体集積回路１００のものと一致させる、インピーダンス調整を精度良く行うことが重要となる。

【0044】

しかしながら、インピーダンス整合を行う観点から信号用プローブ２Ａの形状等を変化させることは容易ではない。信号用プローブ２Ａは、その外径が１ｍｍ以下に抑制されるとともに第１プランジャ２１、第２プランジャ２２およびバネ部材２３によって構成される複雑な形状を有する等の制限が本来的に与えられることから、インピーダンス整合に適した形状に変更することは設計上および製造上の観点から困難となるためである。

【0045】

従って、本実施の形態では、信号用プローブ２Ａの構造を変更するのではなく、第１プランジャ２１、第２プランジャ２２およびバネ部材２３の周囲にスルーホール３７を配置することによって特性インピーダンスの値を調整する構成を採用している。かかる構成を採用することで、信号用プローブ２Ａの構造については従来のものを流用することが可能となる。例えば、信号用プローブ２Ａとして従来のグランド用プローブ２Ｂと同じプローブを用いることができる。

【0046】

また、本実施の形態では、信号用プローブ２Ａをインピーダンス整合に適した形状に変更しなくてもよいため、使用するプローブ形状の自由度を向上することができる。

【0047】

さらに、本実施の形態１では、信号用プローブ２Ａの周囲に、プローブホルダ３における信号用プローブ２Ａの先端側の表面から基端側の表面に亘るスルーホール３７を設けるによって、信号用プローブ２Ａの先端部および基端部の特性インピーダンスの値を調整することができる。具体的には、スルーホールの配設数や、スルーホールの貫通孔の径、スルーホールの配置（信号用プローブ２Ａに対する距離）を調整することによって、特性インピーダンスの値を調整することができる。さらに、信号用プローブ２Ａを、複数のスルーホール３７で取り囲むことによって、ノイズ等の外部要因による影響を受けにくくすることができるとともに、外部へのエネルギ流出によるエネルギ損失を低減できる。

【0048】

上述した実施の形態１では、信号用プローブ２Ａの周囲にスルーホール３７を配置し、外部のグランドとはグランド用プローブ２Ｂを介して接続するようにした。本実施の形態１によれば、外部のグランドと間接的に接続したスルーホール３７によって、信号用プローブ２Ａの先端部および基端部の特性インピーダンスを調整することができる。本実施の形態１によれば、信号用プローブ２Ａの端部を含む全体的な特性インピーダンスの調整を行うことができる。また、本実施の形態１によれば、スルーホールの位置を調整することによって、信号用プローブ２Ａに対する、軸線方向と直交する方向のグランド位置を調整することができる。

【0049】

また、上述した実施の形態１によれば、プローブホルダ３の外表面が導電性皮膜によって覆われているため、メッキ処理を施していない場合と比して、高周波特性に優れる。

【0050】

また、上述した実施の形態１によれば、スルーホールによって特性インピーダンスを調整できるため、グランド用プローブ２Ｂの配置の自由度を向上することができる。

【0051】

なお、上述した実施の形態１において、第１導電性皮膜３３ａ、３４ａが外部のグランドと接続する構成としてもよい。

【0052】

また、上述した実施の形態１では、複数のスルーホールを、信号用プローブの軸Ｎ_Pに対して対称性を有して配置される例について説明したが、非対称な配置としてもよい。

【0053】

また、上述した実施の形態１では、一つの信号用プローブに対して、複数のスルーホールが均等に配置される例について説明したが、非均等にスルーホールが配置されるようにしてもよい。この際、非均等とは、信号用プローブの軸Ｎ_P上の一点を中心とする円の周方向の距離が異なる点で非均等であってもよいし、軸Ｎ_Pからの最短距離（上述した距離ｄ₁）が互いに異なる点で非均等であってもよいし、その両方であってもよい。

【0054】

また、上述した実施の形態１では、プローブホルダ３の各部材に導電性の皮膜を形成する例について説明したが、皮膜に代えて、部材の厚さと比して十分薄い導電性のプレートや、シート、フィルムなどを用いてもよい。

【0055】

また、上述した実施の形態１では、中空部３５の表面に第２導電性皮膜３１ｂ～３４ｂを形成して、導電性の貫通孔を形成するものとして説明したが、第２導電性皮膜を形成せずに、絶縁性の内周面としてもよい。

【0056】

（変形例１）
図４は、本発明の実施の形態１の変形例１にかかるプローブユニットのスルーホールの配置を説明する図である。変形例１にかかるプローブユニットは、上述したプローブホルダ３における一部のスルーホールの大きさが異なる。そのほかの構成についてはプローブユニット１と同じ構成であるため、説明を省略する。

【0057】

変形例１にかかるプローブホルダには、信号用プローブ２Ａの周囲に六個のスルーホール３７と、二個のスルーホール３７Ａとが形成される。図４では、三組のスルーホール３７が軸Ｎ_Pを介してそれぞれ対向して配置されるとともに、スルーホール３７Ａが軸Ｎ_Pを介して対向して配置される例を示している。

【0058】

スルーホール３７Ａは、第１部材３１～第４部材３４に形成される貫通孔の互いの軸線を一致させて形成される。スルーホール３７Ａは、円柱状の中空空間を形成する。スルーホール３７Ａは、貫通方向と直交する方向の開口の形状が円をなす。スルーホール３７Ａは、内周面に導電性皮膜（例えば、上述した第１導電性皮膜３１ａ～３４ａ）が形成されており、内周面が導電性を有する。スルーホール３７Ａの貫通孔の径は、スルーホール３７の貫通孔の径よりも大きい。

【0059】

スルーホール３７、３７Ａは、各貫通孔の中心が、信号用プローブ２Ａの軸Ｎ_Pを中心とする円（図４の破線）を通過する位置に配置される。また、スルーホール３７Ａと軸Ｎ_Pとの間の最短距離ｄ₂は、スルーホール３７と軸Ｎ_Pとの間の最短距離ｄ₁よりも短い。

【0060】

本変形例１のように、信号用プローブ２Ａの周囲に、互いに大きさが異なるスルーホール３７、３７Ａを配置し、外部のグランドとはグランド用プローブ２Ｂを介して接続するようにした。変形例１においても、実施の形態１と同様に、外部のグランドと間接的に接続したスルーホール３７、３７Ａによって、信号用プローブ２Ａの先端部および基端部の特性インピーダンスを調整することができる。

【0061】

（変形例２）
図５は、本発明の実施の形態１の変形例２にかかるプローブユニットのスルーホールの配置を説明する図である。変形例２にかかるプローブユニットは、上述したプローブホルダ３における一部のスルーホールの大きさ、配置が異なる。そのほかの構成についてはプローブユニット１と同じ構成であるため、説明を省略する。

【0062】

変形例２にかかるプローブホルダには、信号用プローブ２Ａの周囲に六個のスルーホール３７と、二個のスルーホール３７Ａとが形成される。図５では、三組のスルーホール３７が軸Ｎ_Pを介してそれぞれ対向して配置されるとともに、スルーホール３７Ａが軸Ｎ_Pを介して対向して配置される例を示している。

【0063】

スルーホール３７、３７Ａは、スルーホール３７と軸Ｎ_Pとの間の最短距離、およびスルーホール３７Ａと軸Ｎ_Pとの間の最短距離が、同じ距離ｄ₁となる位置に配置される。

【0064】

本変形例２のように、信号用プローブ２Ａの周囲に、互いに大きさが異なるスルーホール３７、３７Ａを配置し、外部のグランドとはグランド用プローブ２Ｂを介して接続するようにした。変形例２においても、実施の形態１と同様に、外部のグランドと間接的に接続したスルーホール３７、３７Ａによって、信号用プローブ２Ａの先端部および基端部の特性インピーダンスを調整することができる。

【0065】

（変形例３）
図６は、本発明の実施の形態１の変形例３にかかるプローブユニットのスルーホールの配置を説明する図である。変形例３にかかるプローブユニットは、上述したプローブホルダ３における一部のスルーホールの大きさ、配置が異なる。そのほかの構成についてはプローブユニット１と同じ構成であるため、説明を省略する。

【0066】

変形例３にかかるプローブホルダには、信号用プローブ２Ａの周囲に八個のスルーホール３７Ｂが形成される。図６では、四組のスルーホール３７Ｂが軸Ｎ_Pを介してそれぞれ対向して配置される例を示している。

【0067】

スルーホール３７Ｂは、貫通方向からみた開口の形状が長穴形状をなす。スルーホール３７Ｂは、各貫通孔の重心が、信号用プローブ２Ａの軸Ｎ_Pを中心とする円（図６の破線）を通過する位置に配置される。スルーホール３７Ｂにおいても、内周面に導電性皮膜（例えば、上述した第１導電性皮膜３１ａ～３４ａ）が形成され、内周面が導電性を有する。

【0068】

本変形例３のように、信号用プローブ２Ａの周囲に複数のスルーホール３７Ｂを配置し、外部のグランドとはグランド用プローブ２Ｂを介して接続するようにした。変形例３においても、実施の形態１と同様に、外部のグランドと間接的に接続したスルーホール３７Ｂによって、信号用プローブ２Ａの先端部および基端部の特性インピーダンスを調整することができる。

【0069】

また、変形例３では、スルーホール３７Ｂの貫通孔の開口形状を長穴としているため、スルーホール３７、３７Ａと比して、スルーホール３７Ｂによって信号用プローブ２Ａを取り囲む範囲を大きくしている。このように、スルーホールの形状を円以外の形状とすることによって、特性インピーダンス調整の自由度が高まり、その結果、プローブユニットの高周波特性を向上させることができる。また、取り囲む範囲を大きくすることによって、外部へのエネルギ流出によるエネルギ損失をより低減できる。

【0070】

（変形例４）
図７は、本発明の実施の形態１の変形例４にかかるプローブユニットのスルーホールの要部の構成を説明する断面図である。変形例４にかかるプローブユニットは、上述したプローブホルダ３におけるスルーホールの形状が異なる。そのほかの構成についてはプローブユニット１と同じ構成であるため、説明を省略する。

【0071】

変形例４にかかるスルーホールは、第１部材３１～第４部材３４に形成される貫通孔を互いに連通させて形成される。スルーホールは、内周面に導電性皮膜（例えば、上述した第１導電性皮膜３１ａ～３４ａ）が形成されており、導電性の内周面が形成される。スルーホールは、部分的に径が異なる。具体的に、例えば、第３部材３３に形成される貫通孔３７ａの径Ｑ₁と、第１部材３１に形成される貫通孔３７ｂの径Ｑ₂とが異なる。貫通孔３７ａの中心軸Ｎ₁と、貫通孔３７ｂの中心軸Ｎ₂とは、直線状に連なる。

【0072】

本変形例４のように、信号用プローブ２Ａの周囲に、段付きの孔形状をなすスルーホールを配置し、外部のグランドとはグランド用プローブ２Ｂを介して接続することによって、実施の形態１と同様の効果を得ることができるとともに、信号用プローブ２Ａの形状に応じた特性インピーダンス調整を行うことができる。

【0073】

（変形例５）
図８は、本発明の実施の形態１の変形例５にかかるプローブユニットのスルーホールの要部の構成を説明する断面図である。変形例５にかかるプローブユニットは、上述したプローブホルダ３におけるスルーホールの形状が異なる。そのほかの構成についてはプローブユニット１と同じ構成であるため、説明を省略する。

【0074】

変形例５にかかるスルーホールは、第１部材３１～第４部材３４に形成される貫通孔を互いに連通させて形成される。スルーホールは、内周面に導電性皮膜（例えば、上述した第１導電性皮膜３１ａ～３４ａ）が形成されており、導電性の内周面が形成される。スルーホールは、部分的に軸の位置が異なる。具体的に、例えば、第３部材３３に形成される貫通孔３７ｃの中心軸Ｎ₁と、第１部材３１に形成される貫通孔３７ｄの中心軸Ｎ₂とは、位置が異なる。また、貫通孔３７ｃの径Ｑ₃と、貫通孔３７ｄの径Ｑ₄とは、同じ径である。このように、変形例５にかかるスルーホールは、中心軸の位置が部分的に異なる貫通孔によって形成される。この際、スルーホールを第１部材３１～第４部材３４の積層方向からみたときに、部材の積層方向で隣り合う部材に形成される貫通孔の少なくとも一部が互いに重なる。スルーホールは、各部材に形成される貫通孔同士が、少なくとも一部で連通することによって形成される。

【0075】

本変形例５のように、信号用プローブ２Ａの周囲に、一部の貫通孔の軸がずれた段付きの孔形状をなすスルーホールを配置し、外部のグランドとはグランド用プローブ２Ｂを介して接続することによって、実施の形態１と同様の効果を得ることができるとともに、信号用プローブ２Ａの形状に応じた特性インピーダンス調整を行うことができる。

【0076】

（変形例６）
図９は、本発明の実施の形態１の変形例６にかかるプローブユニットのスルーホールの要部の構成を説明する断面図である。変形例６にかかるプローブユニットは、上述したプローブホルダ３におけるスルーホールの形状が異なる。そのほかの構成についてはプローブユニット１と同じ構成であるため、説明を省略する。

【0077】

変形例６にかかるスルーホールは、第１部材３１～第４部材３４に形成される貫通孔を互いに連通させて形成される。スルーホールは、内周面に導電性皮膜（例えば、上述した第１導電性皮膜３１ａ～３４ａ）が形成されており、導電性の内周面が形成される。スルーホールは、径と、軸の位置とが部分的に異なる。具体的に、例えば、第３部材３３に形成される貫通孔３７ｅの径Ｑ₅と、第１部材３１に形成される貫通孔３７ｆの径Ｑ₆とが異なる。また、貫通孔３７ｅの中心軸Ｎ₁と、貫通孔３７ｆの中心軸Ｎ₂とは、位置が異なる。

【0078】

本変形例６のように、信号用プローブ２Ａの周囲に、一部の貫通孔の径が異なり、さらに軸がずれた段付きの孔形状をなすスルーホールを配置し、外部のグランドとはグランド用プローブ２Ｂを介して接続することによって、実施の形態１と同様の効果を得ることができるとともに、信号用プローブ２Ａの形状に応じた特性インピーダンス調整を行うことができる。

【0079】

変形例１～６にかかるスルーホールの構成を、適宜組み合わせて構成してもよい。例えば、同一のプローブホルダに配設される各信号用プローブに対し、少なくとも一部の形状や配置が異なるようにしてもよい。

【0080】

（実施の形態２）
次に、実施の形態２について図１０を参照して説明する。図１０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。実施の形態２にかかるプローブユニットは、上述したプローブホルダ３に代えてプローブホルダ３Ａを備える。そのほかの構成についてはプローブユニット１と同じ構成であるため、説明を省略する。

【0081】

プローブホルダ３Ａは、樹脂、マシナブルセラミック、シリコンなどの絶縁性材料を用いて形成される一枚の部材からなる。プローブホルダ３Ａには、複数の信号用プローブ２Ａを収容する空間を形成する中空部３５と、複数のグランド用プローブ２Ｂを収容する空間を形成する中空部（上述した中空部３６）とが形成される。中空部３５、３６は、コンタクトプローブを抜き差し可能、かつ抜け止め可能な径の孔形状をなす。また、プローブホルダ３Ａには、信号用プローブ２Ａの周囲に複数のスルーホール３８が形成される。

【0082】

プローブホルダ３Ａには、当該プローブホルダ３Ａの表面に、メッキ処理が施される。メッキ処理には、導電性の材料が用いられる。このため、プローブホルダ３Ａの表面には、第１導電性皮膜３ａおよび第２導電性皮膜３ｂが形成される。なお、第１導電性皮膜３ａは、スルーホール３８の形成部分を含む、中空部３５以外の表面に形成される。また、第２導電性皮膜３ｂは、中空部３５の形成部分の表面に形成される。第１導電性皮膜３ａと第２導電性皮膜３ｂとは、互いに離間しており、絶縁が確保される。

【0083】

スルーホール３８は、貫通方向と直交する方向の開口の形状が円をなし、部分的に径が異なる貫通孔である。具体的に、スルーホール３８は、一方の表面側（図１０では第１プランジャ２１が延出する側）に形成される第１孔部３８ａと、他方の表面側（図１０では第２プランジャ２２が延出する側）に形成される第２孔部３８ｂと、第１孔部３８ａと第２孔部３８ｂとの間に設けられる第３孔部３８ｃとを有する。第１孔部３８ａおよび第２孔部３８ｂの開口の径は、第３孔部３８ｃの開口の径よりも大きい。スルーホール３８は、内周面に第１導電性皮膜３ａが形成されており、導電性の内周面が形成される。なお、第１孔部３８ａ、第２孔部３８ｂおよび第３孔部３８ｃの各中心軸は、直線状に連なる。

【0084】

スルーホール３８は、径が部分的に異なる段付きをなす円柱状の中空空間を形成し、信号用プローブ２Ａの周囲に複数個形成される。スルーホール３８は、例えば、実施の形態１と同様に、一つの信号用プローブ２Ａの周囲に、八個形成される。

【0085】

上述した実施の形態２では、信号用プローブ２Ａの周囲にスルーホール３８を配置し、外部のグランドとはグランド用プローブ２Ｂを介して接続するようにした。これにより、本実施の形態２によれば、外部のグランドと間接的に接続したスルーホール３８によって、信号用プローブ２Ａの先端部および基端部の特性インピーダンスを調整することができる。本実施の形態２によれば、信号用プローブ２Ａの端部を含む全体的な特性インピーダンスの調整を行うことができる。また、本実施の形態２によれば、スルーホールの位置を調整することによって、信号用プローブ２Ａに対する、軸線方向と直交する方向のグランド位置を調整することができる。

【0086】

また、実施の形態２では、スルーホール３８の貫通孔の径が部分的に異なるようにしたため、信号用プローブ２Ａの形状に応じた特性インピーダンス調整を行うことができる。

【0087】

（実施の形態３）
次に、実施の形態３について図１１を参照して説明する。図１１は、本発明の実施の形態３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。実施の形態３にかかるプローブユニットは、上述したプローブホルダ３に代えてプローブホルダ４を備える。そのほかの構成についてはプローブユニット１と同じ構成であるため、説明を省略する。

【0088】

プローブホルダ４は、樹脂、マシナブルセラミック、シリコンなどの絶縁性材料を用いて形成される第１部材４１、第２部材４２を積層してなる。図１１に示すプローブホルダ４は、図の上側から、第１部材４１、第２部材４２の順に積層される。第１部材４１と第２部材４２とは、ネジ止めや接着等の公知の方法によって固定される。

【0089】

プローブホルダ４には、複数の信号用プローブ２Ａを収容する空間を形成する中空部３５と、複数のグランド用プローブ２Ｂを収容する空間を形成する中空部（図示せず）とが形成される。また、プローブホルダ４には、信号用プローブ２Ａの周囲に複数のスルーホール４３が形成される。

【0090】

第１部材４１には、該第１部材４１の表面をなす面に、メッキ処理が施される。メッキ処理には、導電性の材料が用いられる。このため、第１部材４１の表面には、第１導電性皮膜４１ａおよび第２導電性皮膜４１ｂが形成される。なお、第１導電性皮膜４１ａは、スルーホール４３の形成部分を含む、中空部３５以外の表面に形成される。また、第２導電性皮膜４１ｂは、中空部３５の形成部分の表面に形成される。第１導電性皮膜４１ａと第２導電性皮膜４１ｂとは、互いに離間しており、絶縁が確保される。

【0091】

第２部材４２には、第１部材４１と同様に、第２部材４２の表面をなす面に、メッキ処理が施される。第２部材４２の表面には、第１導電性皮膜４２ａおよび第２導電性皮膜４２ｂが形成される。なお、第１導電性皮膜４２ａは、スルーホール４３の形成部分を含む、中空部３５以外の表面に形成される。また、第２導電性皮膜４２ｂは、中空部３５の形成部分の表面に形成される。第１導電性皮膜４２ａと第２導電性皮膜４２ｂとは、互いに離間しており、絶縁が確保される。
このため、第１部材４１および第２部材４２を積層してなるプローブホルダ４では、各部材間の境界、及び外表面において、導電性皮膜が存在する。

【0092】

中空部３５は、第１部材４１および第２部材４２に形成される貫通孔の互いの軸線を一致させて形成される。中空部３５は、内周面に第２導電性皮膜４１ｂ、４２ｂが形成されており、導電性の内周面が形成される。

【0093】

スルーホール４３は、貫通方向と直交する方向の開口の形状が円をなし、中心軸の位置が部分的に異なる段付き形状をなす貫通孔である。具体的に、スルーホール４３は、プローブホルダ４の一方の表面側（図１１では第１プランジャ２１が延出する側）に形成される第１孔部４３ａと、他方の表面側（図１１では第２プランジャ２２が延出する側）に形成される第２孔部４３ｂと、第１孔部４３ａと第２孔部４３ｂとの間に設けられる第３孔部４３ｃとを有する。第１孔部４３ａ、第２孔部４３ｂおよび第３孔部４３ｃの開口の径は、互いに同じである。また、第１孔部４３ａ、第２孔部４３ｂの中心軸Ｎ_T1、Ｎ_T2と、第３孔部４３ｃの中心軸Ｎ_T3とは、隣接する孔部同士が連通する範囲で互いに位置が異なる。スルーホール４３は、内周面に第１導電性皮膜４１ａ、４２ａが形成されており、導電性の内周面が形成される。

【0094】

スルーホール４３は、段付きをなす円柱状の中空空間を形成し、信号用プローブ２Ａの周囲に複数個形成される。スルーホール４３は、例えば、実施の形態１と同様に、一つの信号用プローブ２Ａの周囲に、八個のスルーホール４３が形成される。

【0095】

上述した実施の形態３では、信号用プローブ２Ａの周囲にスルーホール４３を配置し、外部のグランドとはグランド用プローブ２Ｂを介して接続するようにした。これにより、本実施の形態３によれば、外部のグランドと間接的に接続したスルーホール４３によって、信号用プローブ２Ａの先端部および基端部の特性インピーダンスを調整することができる。本実施の形態３によれば、信号用プローブ２Ａの端部を含む全体的な特性インピーダンスの調整を行うことができる。また、本実施の形態３によれば、スルーホールの位置を調整することによって、信号用プローブ２Ａに対する、軸線方向と直交する方向のグランド位置を調整することができる。

【0096】

また、実施の形態３では、スルーホール４３の各貫通孔において中心軸の位置が部分的に異なるようにしたため、信号用プローブ２Ａの形状に応じた特性インピーダンス調整を行うことができる。

【0097】

以上説明した実施の形態１～３およびその変形例は、適宜組み合わせることが可能である。また、コンタクトプローブごとに、その構成を実施の形態および変形例１～３のスルーホールの配置または形状から個別に選択して採用することも可能である。

【0098】

なお、ここで説明したコンタクトプローブの構成はあくまでも一例に過ぎず、従来知られているさまざまな種類のプローブを適用することが可能である。例えば、上述したようなプランジャとコイルばねとで構成されるものに限らず、パイプ部材を備えるプローブ、ポゴピン、中実の導電性部材、導電性のパイプ、またはワイヤを弓状に撓ませて荷重を得るワイヤープローブや、電気接点同士を接続する接続端子（コネクタ）でもよいし、これらのプローブを適宜組み合わせてもよい。

【0099】

また、上述した実施の形態１～３およびその変形例にかかるプローブホルダは、四つまたは二つの部材を積層して構成するものや、一つの部材によって構成される例を挙げたが、三つの部材や、五つ以上の部材を積層して構成してもよい。

【0100】

また、上述した実施の形態１～３およびその変形例において、導電性皮膜は、スルーホールおよびグランド用プローブ２Ｂを電気的に接続できれば、プローブホルダ３の部材表面全体に形成せずに、部分的にパターン形成されるものであってもよい。例えば、導電性皮膜を、スルーホールを構成する部分と、スルーホールの開口端を構成する部材（例えば図１に示す第３部材３３および第４部材３４）の外表面とに形成する構成としてもよい。この際、導電性皮膜は、少なくとも検査時にグランド用プローブ２Ｂと電気的に接続する。

【0101】

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含みうるものであり、請求の範囲により特定される技術的思想を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を施すことが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0102】

以上のように、本発明にかかるプローブユニットは、コンタクトプローブ全体の特性インピーダンスを調整するのに適している。

【符号の説明】

【0103】

１ プローブユニット
２Ａ コンタクトプローブ（信号用プローブ）
２Ｂ コンタクトプローブ（グランド用プローブ）
３、３Ａ、３Ｂ プローブホルダ
３ａ、３１ａ～３４ａ、４１ａ、４２ａ 第１導電性皮膜
３ｂ、３１ｂ～３４ｂ、４１ｂ、４２ｂ 第２導電性皮膜
２１ 第１プランジャ
２２ 第２プランジャ
２３ バネ部材
２３ａ 密着巻き部
２３ｂ 粗巻き部
３１、４１ 第１部材
３２、４２ 第２部材
３３ 第３部材
３４ 第４部材
３５、３６ 中空部
３７、３７Ａ、３７Ｂ、３８、４３ スルーホール
１００ 半導体集積回路
１０１、１０２、２０１、２０２ 電極
２００ 回路基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】