JP5490537B2 - プローブホルダ - Google Patents

Description

本発明は、検査対象の回路構造と該検査対象に対して検査用の信号を送信する回路構造との間を電気的に接続する複数のワイヤ型の導電性のプローブを保持するプローブホルダおよびプローブユニットに関する。

ＩＣチップなどの半導体集積回路を製造する際には、不良品を検出するために半導体集積回路の電気特性検査が行われる。具体的には、検査対象の半導体集積回路に形成された配線パターンにおける電気的な短絡および断線の有無を検査する導通検査や、半導体集積回路に対して検査用の信号を入力したときの動作特性検査などが行われる。このような電気特性検査では、半導体集積回路と検査用の信号を生成する信号処理装置との間の電気的な接続を図るため、導電性材料を用いて形成されるプローブ（導電性接触子）を適用するのが一般的である。

複数のプローブを検査対象の回路パターンにしたがって保持するプローブホルダにおいては、近年の半導体集積回路の高集積化、微細化に対応してプローブ間のピッチを狭小化する技術が進歩してきている。この技術では、プローブ自体の径も細径化するのが望ましいが、例えばバネを用いたピン型のプローブの場合、すでに細径化の限界に近づいてきつつある。そこで、ピン型のプローブに代わるものとして、屈曲可能な弾性を備えたワイヤ型のプローブを適用することが多くなってきている。

複数のワイヤ型のプローブを各プローブとの摩擦力によって保持するプローブホルダでは、検査時に複数のプローブが撓む方向を一様に揃えるためにさまざまな工夫が施されている。例えば、各プローブの両端部を横方向へ所定距離だけオフセットすることによってプローブの撓む方向を揃える技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００５−３３８０６５号公報

しかしながら、上述した従来のプローブホルダでは、検査対象と接触するプローブの先端側を支持する先端側支持体に設けられたプローブ貫通用の複数の貫通孔が同心状に形成されているため、先端側支持体を下側にして検査対象との接触を図る際にプローブが落下してしまうことがあった。また、このような構成を有するプローブホルダの場合、複数のプローブの各々に作用する摩擦力にばらつきが生じやすく、各プローブがプローブホルダから突出する量が不揃いになってしまうこともあった。これらの問題点をふまえ、プローブホルダに関して、ワイヤ型のプローブを適切な状態で保持することが可能な技術が待望されていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ワイヤ型のプローブを適切な状態で保持することができるプローブホルダ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、本発明に係るプローブホルダは、各々が導電性を有し、両端で異なる導電領域と接触可能なワイヤ型の複数のプローブを個別に保持するプローブホルダであって、前記プローブの一方の端部を該端部の案内方向へ向けて進退可能に保持する先端側プレートと、前記プローブの他方の端部を、前記案内方向からオフセットした位置で前記案内方向とは異なる方向へ向けて進退可能に保持する基端側プレートと、を備え、前記先端側プレートは、同一の前記プローブをそれぞれ挿通する複数の先端側挿通孔からなる組を複数組有し、同じ組をなす前記複数の先端側挿通孔の各々の中心軸は互いに異なることを特徴とする。

また、本発明に係るプローブホルダは、上記発明において、前記基端側プレートは、同一の前記プローブを挿通する複数の基端側挿通孔からなる組を複数組有し、前記複数の基端側挿通孔の各々の中心軸は互いに異なり、同じ組をなす前記複数の基端側挿通孔の各々が有する一方の開口面を一つの直線が通過し、前記直線が前記基端側挿通孔の一方の開口面を通過する位置は当該基端側挿通孔の中心軸上にあるかまたは該中心軸から所定の範囲にあり、かつ前記直線は前記複数の先端側挿通孔のいずれかが有する開口面を通過することを特徴とする。

また、本発明に係るプローブホルダは、上記発明において、前記直線が前記基端側挿通孔の一方の開口面を通過する位置は、当該基端側挿通孔の中心軸と当該開口面との交点であることを特徴とする。

また、本発明に係るプローブホルダは、上記発明において、前記複数の先端側挿通孔の各々の中心軸は互いに平行であり、前記複数の先端側挿通孔のいずれかの中心軸に対する前記案内方向の傾きの絶対値は、当該中心軸に対する前記直線の傾きの絶対値よりも小さいことを特徴とする。

また、本発明に係るプローブホルダは、上記発明において、前記複数の基端側挿通孔の少なくとも一部の開口面に面取りを施したことを特徴とする。

また、本発明に係るプローブホルダは、上記発明において、前記直線が前記先端側挿通孔の一方の開口面を通過する位置は、当該先端側挿通孔の中心軸と当該開口面との交点であることを特徴とする。

また、本発明に係るプローブホルダは、上記発明において、前記直線が通過する前記先端側挿通孔の開口面は、前記基端側プレートと対向していることを特徴とする。

本発明に係るプローブユニットは、各々が導電性を有し、両端で異なる導電領域と接触可能なワイヤ型の複数のプローブと、前記複数のプローブを個別に保持するプローブホルダとを備えたプローブユニットであって、前記プローブホルダは、前記プローブの一方の端部を該端部の案内方向へ向けて進退可能に保持する先端側プレートと、前記プローブの他方の端部を、前記案内方向からオフセットした位置で前記案内方向とは異なる方向へ向けて進退可能に保持する基端側プレートと、を備え、前記先端側プレートは、同一の前記プローブをそれぞれ挿通する複数の先端側挿通孔からなる組を複数組有し、同じ組をなす前記複数の先端側挿通孔の各々の中心軸は互いに異なることを特徴とする。

また、本発明に係るプローブユニットは、上記発明において、前記基端側プレートは、同一の前記プローブを挿通する複数の基端側挿通孔からなる組を複数組有し、前記複数の基端側挿通孔の各々の中心軸は互いに異なり、同じ組をなす前記複数の基端側挿通孔の各々が有する一方の開口面を一つの直線が通過し、前記直線が前記基端側挿通孔の一方の開口面を通過する位置は当該基端側挿通孔の中心軸上にあるかまたは該中心軸から所定の範囲にあり、かつ前記直線は前記複数の先端側挿通孔のいずれかが有する開口面を通過することを特徴とする。

また、本発明に係るプローブユニットは、上記発明において、前記直線が前記基端側挿通孔の一方の開口面を通過する位置は、当該基端側挿通孔の中心軸と当該開口面との交点であることを特徴とする。

また、本発明に係るプローブユニットは、上記発明において、前記複数の先端側挿通孔の各々の中心軸は互いに平行であり、前記複数の先端側挿通孔のいずれかの中心軸に対する前記案内方向の傾きの絶対値は、当該中心軸に対する前記直線の傾きの絶対値よりも小さいことを特徴とする。

また、本発明に係るプローブユニットは、上記発明において、前記プローブの先端は、略半球面状をなすことを特徴とする。

また、本発明に係るプローブユニットは、上記発明において、前記直線が前記先端側挿通孔の一方の開口面を通過する位置は、当該先端側挿通孔の中心軸と当該開口面との交点であることを特徴とする。

また、本発明に係るプローブユニットは、上記発明において、前記直線が通過する前記先端側挿通孔の開口面は、前記基端側プレートと対向していることを特徴とする。

本発明によれば、ワイヤ型のプローブの一方の端部を当該プローブの案内方向へ向けて進退可能に保持する先端側プレートが、同一の前記プローブを挿通する複数の先端側挿通孔からなる組を複数組有し、同じ組をなす複数の先端側挿通孔の各々の中心軸が互いに異なることとしたため、プローブと先端側プレートとの間に生じる摩擦力が増加する。したがって、プローブを適切な状態で保持することが可能となる。

図１は、本発明の一実施の形態に係るプローブユニットの構成を示す斜視図である。 図２は、プローブホルダの要部の構成を示す図である。 図３は、先端側プレートの要部の構成を示す拡大部分断面図である。 図４は、基端側プレートの要部の構成を示す拡大部分断面図である。 図５は、同一のプローブを挿通する挿通孔の位置関係を模式的に示す図である。 図６は、本発明の一実施の形態の第１変形例に係るプローブホルダの要部の構成を模式的に示す図である。 図７は、本発明の一実施の形態の第２変形例に係るプローブホルダの要部の構成を模式的に示す図である。 図８は、本発明の一実施の形態の第３変形例に係るプローブホルダの要部の構成を模式的に示す図である。 図９は、本発明の別な実施の形態に係るプローブホルダの先端側プレートの配置例を説明する図である。 図１０は、本発明のさらに別な実施の形態に係るプローブホルダの基端側プレートの要部の構成を示す拡大部分断面図である。

符号の説明

１ プローブユニット
２ プローブ
３、１３、２３、３３ プローブホルダ
４ 配線
５ 配線基板
６、６−２、９、９−２ 先端側プレート
７、７４ 基端側プレート
８ 連結部材
２１ 本体部
２２ 絶縁被膜
５１ 保持孔
５１ａ、７５１ａ、７６１ａ テーパ部
６１、６３、９１ 第１プレート
６２、９２、９３ 第２プレート
７１、７５ 第３プレート
７２、７６ 第４プレート
７３ 第５プレート
１００ 接着剤
６１１、６２１、６３１、９１１、９２１、９３１ 先端側挿通孔
６１２、６２２、６３２、７１２、７２２、７３２、７５２、７６２、９１２、９２２、９３２ 凹部
７１１、７２１、７３１、７５１、７６１ 基端側挿通孔

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態（以後、「実施の形態」と称する）を説明する。なお、図面は模式的なものであって、各部分の厚みと幅との関係、それぞれの部分の厚みの比率などは現実のものとは異なる場合もあることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれる場合があることは勿論である。

図１は、本発明の一実施の形態に係るプローブユニットの構成を示す斜視図である。同図に示すプローブユニット１は、半導体集積回路等の検査対象と、検査用の信号を生成する信号処理装置からの信号を供給する配線とを電気的に接続するものである。具体的には、プローブユニット１は、導電性を有するワイヤ型の複数のプローブ２と、複数のプローブ２を個別に収容保持するプローブホルダ３と、エナメル線等の導線からなる配線４が埋め込まれた配線基板５と、を備える。

プローブホルダ３は、絶縁性材料を用いて形成され、検査時に検査対象と対向する側（先端側）に位置するプローブ２の端部を所定の案内方向へ向けて進退可能に保持する先端側プレート６と、配線基板５と対向する側（基端側）に位置するプローブ２の端部を、先端側プレート６におけるプローブ２の案内方向からオフセットした位置でその案内方向とは異なる方向へ向けて進退可能に保持する基端側プレート７と、先端側プレート６および基端側プレート７を連結する連結部材８とを有する。

図１において、プローブホルダ３は、複数のプローブ２をマトリックス状に収容保持しているが、これはあくまでも一例に過ぎない、すなわち、プローブホルダ３におけるプローブ２の配置パターンは、検査対象の電極の配置パターンに応じて定められる。なお、プローブホルダ３の表面部分が絶縁性を有してさえいれば、プローブホルダ３の母材として絶縁性を有しない材料を適用することも可能である。

図２は、プローブホルダ３の要部の構成を示す部分断面図である。図３は、先端側プレート６の要部の構成を示す拡大部分断面図である。図４は、基端側プレート７の要部の構成を示す拡大部分断面図である。以下、図１〜図４を参照して、プローブユニット１のより詳細な構成を説明する。

プローブ２は、ワイヤ状の導電性材料から成る本体部２１と、本体部２１の両端部を除く表面を被覆する絶縁性材料から成る絶縁被膜２２とを備える。絶縁被膜２２は、異なるプローブ２の間の電気的な短絡を防止するとともに、プローブ２が他のプローブ２やプローブホルダ３などと接触することによって損傷してしまうのを防止する機能を有する。

本体部２１の先端は略半球面状をなしている。ここでいう略半球面状には、半球面状をなす場合のほか、半楕円面状や双曲放物面状をなす場合なども含まれる。これにより、プローブ２が撓んでも配線４と確実に接触させることができるとともに、プローブホルダ３が有するプローブ挿通孔へのプローブ２の挿通をスムーズに行うことができる。本体部２１の先端以外は、均一な径Ｒ1を有する。本体部２１としては、例えば鉄（Ｆｅ）系、ニッケル（Ｎｉ）系、タングステン（Ｗ）系等の耐磨耗性に優れた金属を適用するのが好ましい。また、絶縁被膜２２としては、ポリウレタンやポリパラキシレン等の絶縁性材料を適用するのが好ましい。

絶縁被膜２２の長手方向の中心部を含む領域は、均一な径Ｒ₂（＞Ｒ₁）有する。また、絶縁被膜２２の端部は、プローブ２の長手方向の中心部に向けて徐々に径が大きくなるテーパ状をなしている。このように絶縁被膜２２の端部がテーパ状をなしているため、プローブホルダ３へプローブ２を挿通するのが容易である。なお、プローブ２の両端部における本体部２１の露出長さは同じである必要はなく、プローブホルダ３の構成をふまえて適宜設定すればよい。

プローブホルダ３の先端側プレート６は、２枚のプレートを板厚方向に積層することによって形成される。すなわち、先端側プレート６は、検査対象と対向する側に位置し、プローブ２の先端付近を保持する第１プレート６１と、第１プレート６１に積層され、基端側プレート７と対向する側に位置する第２プレート６２とを有する。第１プレート６１と第２プレート６２は、図示しないねじ部材によって締結されている。

第１プレート６１は、プローブ２を挿通する先端側挿通孔６１１と、先端側挿通孔６１１の一方の開口面が通過する底面を有する凹部６１２とを複数個ずつ備える。複数の先端側挿通孔６１１は互いに平行である。第２プレート６２は、プローブ２を挿通する先端側挿通孔６２１と、先端側挿通孔６２１の一方の開口面が通過する底面を有する凹部６２２とを複数個ずつ備える。複数の先端側挿通孔６２１は互いに平行である。

先端側挿通孔６１１の径をｒ₁とし、先端側挿通孔６２１の径をｒ₂とすると、これらの径ｒ₁，ｒ₂の間に、ｒ₁≦ｒ₂が成立しているのが好ましい。また、先端側挿通孔６１１の径ｒ₁は、少なくともプローブ２の本体部２１の径Ｒ₁よりも大きくなければならない（ｒ₁＞Ｒ₁）。

図５は、プローブホルダ３の要部の構成を模式的に示す図であり、同一のプローブを挿通する挿通孔の位置関係を模式的に示す図である。図５に示すように、先端側挿通孔６１１の中心軸Ｏ１と先端側挿通孔６２１の中心軸Ｏ２は平行であって異なる。このため、プローブ２は、図３に示すように、先端側挿通孔６１１と先端側挿通孔６２１との間で曲がった態様をなす。図３において、プローブ２の先端が延出する方向が、プローブ２の案内方向である。

先端側挿通孔６１１の中心軸Ｏ１と先端側挿通孔６２１の中心軸Ｏ２との距離ΔＸ₁は、先端側挿通孔６２１の径ｒ₂とプローブ２の先端部の径Ｒ₁との差として定義されるクリアランスＣＬ（＝ｒ₂−Ｒ₁）を用いてＣＬ／２≦ΔＸ₁≦２ＣＬを満たしていればより好ましい。このように設定することで、先端側プレート６におけるプローブ２の案内方向は、先端側挿通孔６１１の中心軸Ｏ１とほぼ平行になる。したがって、中心軸Ｏ１に対する案内方向の傾き（の絶対値）はほぼゼロとなり、中心軸Ｏ１に対する直線Ｌの傾き（の絶対値）よりも顕著に小さい。

基端側プレート７は、３枚のプレートを板厚方向に積層することによって形成される。すなわち、基端側プレート７は、先端側プレート６の第２プレート６２と対向する側に位置する第３プレート７１と、第３プレート７１に積層されてプローブ２を挿通する第４プレート７２と、第４プレート７２に積層されてプローブ２の先端付近を保持し、配線基板５と対向する側に位置する第５プレート７３とを有する。第３プレート７１、第４プレート７２および第５プレート７３は、図示しないねじ部材によって締結されている。

第３プレート７１は、プローブ２を挿通する基端側挿通孔７１１と、基端側挿通孔７１１の一方の開口面が通過する底面を有する凹部７１２とを複数個ずつ備える。複数の基端側挿通孔７１１は互いに平行である。第４プレート７２は、プローブ２を挿通する基端側挿通孔７２１と、基端側挿通孔７２１の一方の開口面が通過する底面を有する凹部７２２とを複数個ずつ備える。複数の基端側挿通孔７２１は互いに平行である。第５プレート７３は、プローブ２の端部のうち配線４と接触する端部を挿通する基端側挿通孔７３１と、基端側挿通孔７３１の一方の開口面が通過する底面を有する凹部７３２とを複数個ずつ備える。複数の基端側挿通孔７３１は互いに平行である。基端側挿通孔７１１、７２１、７３１の各径は互いに等しく、プローブ２の最大径Ｒ₂と同程度であってその最大径Ｒ₂よりも大きい。

なお、基端側挿通孔７１１の径ｒ₃、基端側挿通孔７２１の径ｒ₄、基端側挿通孔７３１の径ｒ₅は互いに等しくなくてもよいが、基端側挿通孔７３１の径ｒ₅は、プローブ２の絶縁被膜２２が容易に通過できる値である必要があり、少なくともＲ₂＜ｒ₅でなければならない。また、基端側挿通孔７３１の径ｒ₅は、基端側挿通孔７１１の径ｒ₃や基端側挿通孔７２１の径ｒ₄と同程度であり、それらの径ｒ₃、ｒ₄より小さな値でもよい。

図５に示すように、先端側挿通孔６１１の中心軸Ｏ１、先端側挿通孔６２１の中心軸Ｏ２、基端側挿通孔７１１の中心軸Ｏ３、基端側挿通孔７２１の中心軸Ｏ４、および基端側挿通孔７３１の中心軸Ｏ５は、互いに平行であって異なる。先端側挿通孔６１１の中心軸Ｏ１は、先端側挿通孔６２１の中心軸Ｏ２よりも、基端側挿通孔７１１の中心軸Ｏ３から遠くに位置している。

同一のプローブ２をそれぞれ挿通する先端側挿通孔６２１、基端側挿通孔７１１、７２１、７３１においては、先端側挿通孔６２１における中心軸Ｏ２と底面側の開口面との交点Ａ、基端側挿通孔７１１における中心軸Ｏ３と底面側の開口面との交点Ｂ、基端側挿通孔７２１における中心軸Ｏ４と底面側の開口面との交点Ｃ、および基端側挿通孔７３１における中心軸Ｏ５と底面側の開口面との交点Ｄが、全て直線Ｌ上に位置している。このようにして、直線Ｌが、先端側プレート６の先端側挿通孔が有する開口面のうち、基端側プレート７と対向する開口面を通過するように配置したことにより、プローブ２の先端を基端側プレート７の基端側挿通孔７３１から基端側挿通孔７２１、７１１へと順次挿通した後、先端側プレート６の先端側挿通孔６２１へ挿通するのが容易となる。直線Ｌの中心軸Ｏ１等に対する傾きは、プローブ２の径、材質、強度などの各種条件に応じて適宜定められるが、その傾きの絶対値が、先端側プレート６におけるプローブ２の案内方向の中心軸Ｏ１等に対する傾きの絶対値よりも大きければより好ましい。

なお、直線Ｌは、各開口面において各中心軸との交点Ａ〜Ｄを必ずしも通過する必要はなく、各開口面を通過する際に、その開口面における中心軸との交点（交点Ａ〜Ｄのいずれか）から所定の範囲内にある位置を通過すればよい。ここでいう所定の範囲とは、開口面上の交点からの距離が、対応する挿通孔のクリアランス（対応する挿通孔の径とプローブ２の先端部の径Ｒ₁との差）程度であるような範囲である。この意味では、交点Ａ〜Ｄが、径の大きな略円弧上に位置するように配置することも可能である。この場合の略円弧には、楕円、弓形など、円弧に近い形状を有する曲線が含まれる。

以上の構成を有する先端側プレート６や基端側プレート７を形成する際には、各プレートを順次積層した後、所定の位置決めピンを用いることによってプレート間の位置決めを行う。なお、先端側プレート６および基端側プレート７をそれぞれ構成するプレートの数は、上述したものに限られるわけではない。

次に、配線基板５の構成を説明する。配線基板５は、配線４の端部を挿通して保持する保持孔５１を有する。保持孔５１は、図４に示すように、プローブホルダ３の基端側プレート７と対向する端面に面取りが施され、その面取りされた端面の径が最大であり、その端面から遠ざかるにしたがって徐々に径が小さくなるテーパ部５１ａを有する。保持孔５１は、配線基板５に対して、ドリル加工、エッチング、打抜き成形を行うか、あるいはレーザ、電子ビーム、イオンビーム、ワイヤ放電等を用いた加工を行うことによって形成される。なお、テーパ部５１ａの斜面が配線基板５の表面に対してなす角度θは任意であるが、４５度以上であればより好ましい。

保持孔５１に挿通された配線４の端部は、接着剤１００によって配線基板５に固着されている。接着剤１００は、テーパ部５１ａの端面側において、配線４と保持孔５１との隙間に充填されているが、配線４が外部へ延出する側の端部までは充填されていない。このため、配線４が延出する側の端部では、配線４が、どの保持孔５１から延出しているかを正確に特定することができる。

なお、保持孔の形状はここで説明したものに限られるわけではない。すなわち、保持孔の形状は、配線基板の強度や保持孔の間隔などの条件に応じて適宜定めればよく、例えばストレート孔でもかまわない。

以上の構成を有するプローブユニット１を用いて回路基板の電気特性検査を行う際には、プローブユニット１をプローバと呼ばれる治具に装着し、検査用の信号を生成する信号処理装置に対して配線４を接続する。プローブユニット１は、プローバに装着された状態で、図１と上下が逆転した状態となる。この後、プローブユニット１の鉛直下方に配置した検査対象までプローバを下降させていき、プローブ２を検査対象の導電領域（接続用電極）に接触させる。その後、信号処理回路がプローブ２を介して検査対象へ検査用の信号を供給することにより、電気特性検査を行う。

電気特性検査を行う際、従来のように先端側プレートに設けられる複数の先端側挿通孔が同軸上に形成されていると、プローブ２の保持力が弱く、プローブ２が脱落して下方へ落下してしまうことがあった。これに対して、本実施の形態では、先端側プレート６の２つの先端側挿通孔６１１、６１２の各中心軸Ｏ１、Ｏ２はオフセットされているため、プローブ２と先端側挿通孔６１１、６１２の各側面との間に生じる摩擦が大きくなる。この結果、先端側プレート６がプローブ２を保持するための十分な保持力を得ることができ、検査時にプローブ２が下方へ落下してしまうのを防止することができる。

以上説明した本発明の一実施の形態によれば、ワイヤ型のプローブの一方の端部を当該プローブの案内方向へ向けて進退可能に保持する先端側プレートが、同一の前記プローブを挿通する複数の先端側挿通孔からなる組を複数組有し、同じ組をなす複数の先端側挿通孔の各々の中心軸が互いに異なることとしたため、プローブと先端側プレートとの間に生じる摩擦力が増加する。したがって、プローブを適切な状態で保持することが可能となる。この結果、プローブの脱落を防止することができるとともに、複数のプローブの各々がプローブホルダから突出する量を均一に揃え、ストロークがゼロの状態におけるプローブの位置精度を向上させることもできる。

また、本実施の形態によれば、基端側プレートは、同一のプローブを挿通する複数の基端側挿通孔からなる組を複数組有し、複数の基端側挿通孔の各々の中心軸は互いに異なり、同じ組をなす複数の基端側挿通孔の各々における中心軸と一方の開口面との交点は各中心軸と交差する一つの直線上に位置し、かつ複数の先端側挿通孔の各々における中心軸と一方の開口面との交点のうちのいずれかがその直線上に位置することとしたため、プローブホルダに対してプローブを挿通しやすくすることができる。また、プローブの材質や径に応じて傾きを設定することにより、プローブホルダが保持するプローブの挙動を安定させることができる。

さらに、本実施の形態によれば、複数の先端側挿通孔の各々の中心軸は互いに平行であり、複数の先端側挿通孔のいずれかの中心軸に対する前記案内方向の傾きの絶対値は、当該中心軸に対する前記直線の傾きの絶対値よりも小さいこととしたため、プローブホルダは予めプローブに曲げ力を発生させた状態で保持されることとなり、全てのプローブのストロークした際の曲げ方向を揃えることが容易となる。したがって、この意味でもプローブホルダが保持するプローブの挙動を安定させることができる。

なお、本実施の形態では、各種挿通孔の底面側の開口面を基準として位置関係を設定していたが、各種挿通孔の上面側の開口面を基準として位置関係を設定することも可能である。

図６は、本実施の形態の第１変形例に係るプローブホルダの要部の構成を模式的に示す図である。同図に示すプローブホルダ１３は、先端側プレート６−２の構成を除いてプローブホルダ３と同じ構成を有する。先端側プレート６−２は、検査対象と対向する側に位置し、プローブ２の先端付近を保持する第１プレート６３と、第１プレート６３に積層され、基端側プレート７と対向する側に位置する第２プレート６２とを有する。第１プレート６３は、プローブ２を挿通する先端側挿通孔６３１と、先端側挿通孔６３１の一方の開口面が通過する底面を有する凹部６３２とを有する。

先端側挿通孔６３１の中心軸Ｏ６は、先端側挿通孔６２１の中心軸Ｏ２よりも、基端側挿通孔７１１の中心軸Ｏ３の近くに位置している。なお、中心軸Ｏ２と中心軸Ｏ６との距離ΔＸ₂は、上述したΔＸ₁と同様に、ＣＬ／２≦ΔＸ₂≦２ＣＬを満たしていればより好ましい。

図７は、本実施の形態の第２変形例に係るプローブホルダの要部の構成を模式的に示す図である。同図に示すプローブホルダ２３は、先端側プレート９の構成を除いてプローブホルダ３と同じ構成を有する。先端側プレート９は、検査対象と対向する側に位置し、プローブ２の先端付近を保持する第１プレート９１と、第１プレート９１に積層され、基端側プレート７と対向する側に位置する第２プレート９２とを有する。

第１プレート９１は、プローブ２を挿通する先端側挿通孔９１１と、先端側挿通孔９１１の一方の開口面が通過する底面を有する凹部９１２とを有する。また、第２プレート９２は、プローブ２を挿通する先端側挿通孔９２１と、先端側挿通孔９２１の一方の開口面が通過する底面を有する凹部９２２とを有する。

先端側挿通孔９１１の中心軸Ｏ７および先端側挿通孔９２１の中心軸Ｏ８は、互いに平行であって異なる。また、中心軸Ｏ７およびＯ８は、中心軸Ｏ３〜Ｏ５とも互いに平行であって異なる。

先端側挿通孔９１１の底面側の開口面と中心軸Ｏ７との交点Ｅは、基端側挿通孔７１１の底面側の開口面と中心軸Ｏ３との交点Ｂ等を通過する直線Ｌ上に位置している。先端側挿通孔９１１の中心軸Ｏ７は、先端側挿通孔９２１の中心軸Ｏ８よりも、基端側挿通孔７１１の中心軸Ｏ３から遠くに位置している。中心軸Ｏ７と中心軸Ｏ８との距離ΔＸ₃は、ＣＬ'／２≦ΔＸ₃≦２ＣＬ'を満たしていればより好ましい。ここで、ＣＬ'は、先端側挿通孔９２１の径ｒ₆を用いてＣＬ'＝ｒ₆−Ｒ₁と定義される。

図８は、本実施の形態の第３変形例に係るプローブホルダの要部の構成を模式的に示す図である。同図に示すプローブホルダ３３は、先端側プレート９−２の構成を除いてプローブホルダ３と同じ構成を有する。先端側プレート９−２は、検査対象と対向する側に位置し、プローブ２の先端付近を保持する第１プレート９１と、第１プレート９１に積層され、基端側プレート７と対向する側に位置する第２プレート９３とを有する。第２プレート９３は、プローブ２を挿通する先端側挿通孔９３１と、先端側挿通孔９３１の一方の開口面が通過する底面を有する凹部９３２とを有する。

先端側挿通孔９１１の中心軸Ｏ７は、先端側挿通孔９３１の中心軸Ｏ９よりも、基端側挿通孔７１１の中心軸Ｏ３の近くに位置している。この場合の中心軸Ｏ７と中心軸Ｏ９との距離ΔＸ₄も、上述したΔＸ₃と同様に、ＣＬ'／２≦ΔＸ₄≦２ＣＬ'を満たしていればより好ましい。

ここまで、本発明を実施するための最良の形態を説明してきたが、本発明は上述した一実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。例えば、基端側プレート７において、基端側挿通孔７１１における中心軸Ｏ３と底面側の開口面との交点Ｂ、基端側挿通孔７２１における中心軸Ｏ４と底面側の開口面との交点Ｃ、および基端側挿通孔７３１における中心軸Ｏ５と底面側の開口面との交点Ｄを通過する直線Ｌは、先端側プレートの複数の先端側挿通孔のいずれかが有する開口面を通過すればよい。

図９は、直線Ｌが通過する先端側挿通孔の開口面を基端側プレート７と対向する開口面とした場合の先端側プレートの配置例を示す図である。同図においては、先端側プレートとして、図５に示す先端側プレート６を用いている。以下の説明では、上述した実施の形態と同様に、先端側挿通孔６１１の中心軸Ｏ１および先端側挿通孔６２１の中心軸Ｏ２が、基端側挿通孔７１１の中心軸Ｏ３と平行な位置関係にあるものとする。

図９に示す直線Ｌ１は、中心軸Ｏ１およびＯ２が中心軸Ｏ３と平行な位置関係にあるとき直線Ｌと平行な直線であり、図９における先端側挿通孔６２１の底面側の一方の孔の縁である点Ｆを通過する直線である。このような直線Ｌ１を直線Ｌと一致させるように先端側プレート６を配置した場合、同じプローブ２をそれぞれ挿通する先端側挿通孔６２１の中心軸Ｏ２と基端側挿通孔７１１の中心軸Ｏ３との距離は、可能な配置の中で最小となる。

これに対して、図９に示す直線Ｌ２は、中心軸Ｏ１およびＯ２が中心軸Ｏ３と平行な位置関係にあるとき直線Ｌと平行な直線であり、図９における先端側挿通孔６２１の底面側の他方の孔の縁である点Ｇを通過する直線である。このような直線Ｌ２を直線Ｌと一致させるように先端側プレート６を配置した場合、同じプローブ２をそれぞれ挿通する先端側挿通孔６２１の中心軸Ｏ２と基端側挿通孔７１１の中心軸Ｏ３との距離は、可能な配置の中で最大となる。

直線Ｌが図９の平面上を通過するように先端側プレート６を配置する場合、換言すれば、同じプローブ２をそれぞれ挿通する先端側挿通孔６１１、６２１、基端側挿通孔７１１、７２１、７３１の各中心軸（Ｏ１〜Ｏ５）が同一平面上に位置するように先端側プレート６を配置する場合、直線Ｌは、図９に示す直線Ｌ３のように、直線Ｌ１と直線Ｌ２との間（直線Ｌ１およびＬ２を含む）を通過するようにすればよい。

より一般には、直線Ｌが先端側挿通孔６２１の底面側の開口面を通過してさえいればよいので、同じプローブ２を挿通する先端側挿通孔６１１、６２１の各中心軸Ｏ１、Ｏ２は、そのプローブ２を挿通する基端側挿通孔７１１、７２１、７３１の各中心軸Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５と同じ平面上になくてもよい。

ところで、図９に示す場合、基端側プレート７から挿通したプローブ２の延伸方向（直線Ｌに相当）は、先端側挿通孔６２１の底面側の開口面の中心付近を通過するとは限らないが、プローブ２の先端は上記の如く略半球面状をなしているため、プローブ２を先端側挿通孔６２１へスムーズに挿通できることに変わりはない。

なお、先端側プレート６−２、９、９−２を用いる場合にも、図９を参照して説明した先端側プレート６の場合と同様に配置することができる。

図１０は、本発明のさらに別な実施の形態に係るプローブホルダの基端側プレートの要部の構成を示す拡大部分断面図である。同図に示す基端側プレート７４は、第３プレート７５、第４プレート７６、第５プレート７３を有する。第３プレート７５は、プローブ２を挿通する基端側挿通孔７５１と、基端側挿通孔７５１の一方の開口面が通過する底面を有する凹部７５２とを複数個ずつ備える。基端側挿通孔７５１の底面側開口部は面取りされ、底面に行くほど径が大きくなるテーパ部７５１ａが形成されている。複数の基端側挿通孔７５１は互いに平行である。第４プレート７６は、プローブ２を挿通する基端側挿通孔７６１と、基端側挿通孔７６１の一方の開口面が通過する底面を有する凹部７６２とを複数個ずつ備える。基端側挿通孔７６１の底面側開口部は面取りされ、底面に行くほど径が大きくなるテーパ部７６１ａが形成されている。複数の基端側挿通孔７６１は互いに平行である。基端側挿通孔７５１のテーパ部７５１ａ以外の部分の径と基端側挿通孔７６１のテーパ部７６１ａ以外の部分の径は、基端側挿通孔７３１の径と等しい。

以上の構成を有する基端側プレート７４によれば、基端側挿通孔７５１、７６１に対してテーパ部７５１ａ、７６１ａをそれぞれ設けているため、組み立ての際にプローブ２を基端側挿通孔７５１、７６１へ挿通しやすくすることができるとともに、検査時のプローブ２の動きを円滑にすることができる。なお、基端側挿通孔７３１の底面側開口部に面取りを施すことによってテーパ部を形成してもよい。また、基端側挿通孔７３１、７５１，７６１の上面側開口部にそれぞれ面取りを施すことによってテーパ部を形成することも可能である。また、面取りの態様は上述したものに限られるわけではなく、例えば面取りした部分が曲面をなしていてもよい。

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、特許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。

以上のように、本発明に係るプローブホルダおよびプローブユニットは、ＩＣチップなどの半導体集積回路を製造する際の電気特性検査に有用であり、特に、プローブを狭ピッチ化するのに適している。

Claims (5)

1. 各々が導電性を有し、両端で異なる導電領域と接触可能なワイヤ型の複数のプローブを個別に保持するプローブホルダであって、
   前記プローブの一方の端部を進退可能に保持する先端側プレートと、
   前記プローブの他方の端部を進退可能に保持する基端側プレートと、
   を備え、
   前記先端側プレートは、同一の前記プローブをそれぞれ挿通する複数の先端側挿通孔からなる組を複数組有し、同じ組をなす前記複数の先端側挿通孔の各々の中心軸は互いに異なり、
   前記基端側プレートに形成されて前記プローブの他方の端部を挿通する基端側挿通孔の中心軸は、該プローブの一方の端部を挿通する一組の前記複数の先端側挿通孔の各々の中心軸と異なり、
   前記基端側プレートは、同一の前記プローブを挿通する複数の前記基端側挿通孔からなる組を複数組有し、
   同じ組をなす複数の前記基端側挿通孔の各々の中心軸は互いに異なり、
   該同じ組をなす複数の前記基端側挿通孔の各々が有する一方の開口面を一つの直線が通過し、前記直線が前記基端側挿通孔の一方の開口面を通過する位置は、当該基端側挿通孔の中心軸上にある、または前記一方の開口面における前記中心軸との交点からの距離が、対応する前記基端側挿通孔の径と前記プローブの先端部の径との差の範囲内にあり、かつ前記直線は前記複数の先端側挿通孔のいずれかが有する開口面を通過し、
   前記複数の先端側挿通孔の各々の中心軸は互いに平行であり、
   前記複数の先端側挿通孔のいずれかにおいて、該先端側挿通孔に挿通される前記プローブの先端が該先端側挿通孔から延出する方向の、該先端側挿通孔の中心軸に対する傾きの絶対値は、当該中心軸に対する前記直線の傾きの絶対値よりも小さいことを特徴とするプローブホルダ。
2. 前記直線が前記基端側挿通孔の一方の開口面を通過する位置は、当該基端側挿通孔の中心軸と当該開口面との交点であることを特徴とする請求項１記載のプローブホルダ。
3. 同じ組をなす複数の前記基端側挿通孔の少なくとも一部における同じ側の開口面に面取りを施したことを特徴とする請求項１または２記載のプローブホルダ。
4. 前記直線が前記先端側挿通孔の一方の開口面を通過する位置は、当該先端側挿通孔の中心軸と当該開口面との交点であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のプローブホルダ。
5. 前記直線が通過する前記先端側挿通孔の開口面は、前記基端側プレートと対向していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載のプローブホルダ。

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