专利名称：接触式探针及探针单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及在电气电路基板间等的连接中所采用的接触式探针及探针单元。
背景技术：
以往，在对半导体集成电路或液晶面板等检查对象进行导通状态检查或动作特性检查之际，为了实现检查对象与输出检查用信号的信号处理装置之间的电连接，使用收容多个导电性的接触式探针的探针单元。在探针单元中，随着近年来的半导体集成电路和液晶面板的高集成化、微细化的进展，通过使接触式探针间的间距狭小化而在被高集成化、微细化的检查对象中也能够应用的技术正在进步。作为使接触式探针间的间距狭小化的技术，已知有例如具备能够基于来自接触式 探针的外部的载荷而弯曲的弹性的线型的接触式探针所相关的技术。线型的接触式探针与采用弹簧的销型的接触式探针相比，细径化容易，但在施加载荷时挠曲的方向不一致，可能产生相邻的接触式探针彼此接触或在与被接触体的接触中产生偏差。由此，在线型的接触式探针中，实施了用于使基于载荷的挠曲的方向均匀一致的各种研究。其中，在专利文献I中，公开了在与接触体的接触间形成弯曲的形状且具有弹性的接触式探针被分别收容在测试台中的探针单元。该接触式探针的具有弹性的部分与电气信号的导通部分通用。先行技术文献专利文献专利文献I日本特开平4-277665号公报但是，在专利文献I所公开的接触式探针中，为了确保弹性而必须要增长接触式探针自身，电阻变大，存在导通性变差这样的问题。
发明内容
本发明就是鉴于上述情况而作出的，其目的在于，提供一种具有弹性且在接触对象之间能够获得可靠且良好的导通的接触式探针及探针单元。为了解决上述的课题而实现目的，本发明所涉及的接触式探针将不同的基板之间连接，且为板厚均匀的大致平板状，所述接触式探针的特征在于，具备第一接触部，其具有弯曲成弧状的侧面，且通过该侧面与一基板接触；第二接触部，其具有弯曲成弧状的侧面，且通过该侧面与另一基板接触；连接部，其将所述第一接触部及所述第二接触部连接；弹性部，其从所述第二接触部延伸，呈一部分弯曲成弧状的形状，且在施加于所述第一接触部及所述第二接触部的载荷的作用下进行弹性变形。另外，本发明所涉及的接触式探针在上述的发明的基础上，其特征在于，所述弹性部的宽度比所述连接部的宽度小。另外，本发明所涉及的接触式探针在上述的发明的基础上，其特征在于，所述连接部呈弧状。另外，本发明所涉及的接触式探针在上述的发明的基础上，其特征在于，所述弹性部的一部分呈直线状。另外，本发明所涉及的接触式探针在上述的发明的基础上，其特征在于，所述弹性部位于与所述第一接触部相接的第一平面和与所述第一平面平行且与所述第二接触部相接的第二平面之间。另外，本发明所涉及的探针单元的特征在于，具备大致平板状的接触式探针和保持所述接触式探针的保持部，所述接触式探针具有第一接触部，其具有弯曲成弧状的侧面，且通过该侧面与一基板接触；第二接触部，其具有弯曲成弧状的侧面，且通过该侧面与另一基板接触；连接部，其将所 述第一接触部及所述第二接触部连接；弹性部，其从所述第二接触部延伸，呈一部分弯曲成弧状的形状，且在施加于所述第一接触部及所述第二接触部的载荷的作用下进行弹性变形。另外，本发明所涉及的探针单元在上述的发明的基础上，其特征在于，所述保持部设有孔部，该孔部具有与所述弹性部相等的直径，且收容并固定所述弹性部的与所述连接部侧不同的端部。另外，本发明所涉及的探针单元在上述的发明的基础上，其特征在于，所述保持部至少在一个部位与所述第二接触部接触。另外，本发明所涉及的探针单元在上述的发明的基础上，其特征在于，所述第二接触部的、将在未施加载荷的状态下与所述另一基板及所述保持部分别接触的接触部位彼此之中成为最短的接触部位彼此连结的外缘呈圆弧形状。另外，本发明所涉及的探针单元在上述的发明的基础上，其特征在于，所述保持部形成有能够收容所述接触式探针的狭缝。发明效果在本发明所涉及的接触式探针及探针单元中，具有导通性的部分和具有弹性的部分分别由接触式探针的不同位置来承担，因此，实现既可确保弹性，并且在与接触对象之间也可获得可靠且良好的导通这样的效果。
图I是表示本发明的实施方式一所涉及的探针单元的结构的立体图。图2是表示图I所示的探针单元的主要部分的结构的分解立体图。图3是表示图I所示的探针单元的主要部分的结构的分解立体图。图4是表示图I所示的探针单元的主要部分的结构的立体图。图5是表示本发明的实施方式一所涉及的接触式探针的立体图。图6是表示图I所示的探针单元的主要部分的结构的局部剖视图。图7是表示图I所示的探针单元的主要部分的结构的局部剖视图。图8是表示图I所示的探针单元的主要部分的结构的局部剖视图。图9是表示作为本发明的实施方式一的变形例一的接触式探针的立体图。图10是表示作为本发明的实施方式一的变形例二的接触式探针的立体图。图11是表示作为本发明的实施方式一的变形例三的接触式探针的立体图。图12是表示作为本发明的实施方式一的变形例四的接触式探针的立体图。图13是表示作为本发明的实施方式一的变形例五的接触式探针的立体图。
图14是表示本发明实施方式二所涉及的接触式探针的立体图。图15是表示本发明的实施方式二所涉及的探针单元的主要部分的结构的局部剖视图。图16是表示本发明的实施方式二所涉及的探针单元的主要部分的结构的局部剖视图。图17是表示作为本发明的实施方式的变形例的半导体集成电路的立体图。
具体实施例方式以下，根据附图对用于实施本发明的方式进行详细地说明。需要说明的是，并非通过以下的实施方式来限定本发明。另外，以下的说明中参考的各附图只不过概略性地示出了能够理解本发明的内容的程度的形状、大小及位置关系。即，本发明并不是仅仅局限于各附图中所例示出的形状、大小及位置关系。 (实施方式一)图I是表示本发明的实施方式一所涉及的探针单元的结构的立体图。图I所示的探针单元I是在对作为检查对象物的半导体集成电路100的电气特性进行检查之际所使用的装置，且是将半导体集成电路100与向半导体集成电路100输出检查用信号的电路基板30之间电连接的装置。需要说明的是，在本实施方式一中，半导体集成电路100作为具有电极101的QFN(Quad Flat Non-Ieaded Package :方形扁平无引脚封装)来说明。探针单元I具有与作为两个不同的被接触体的半导体集成电路100及电路基板30接触的导电性的接触式探针20(以下，简称为“探针20”)；作为将多个探针20根据规定的图案收容并保持的保持部的探针支架10 ;与探针支架10的底部抵接，并经由探针20而向半导体集成电路100输出检查用信号的电路基板30。如图2所示，电路基板30具有用于经由探针20而向半导体集成电路100输出检查用信号的电极31。电极31与被保持于探针支架10的探针20对应地配设在电路基板30上。需要说明的是，探针支架10与电路基板30可以通过螺钉等来连接，也可以通过粘接剂或者密封构件来粘接。只要不妨碍探针20与电极31的接触，则可以是任何的粘接方式。探针支架10具有采用绝缘性材料形成，且形成有能够收容半导体集成电路100的收容空间的收容部11 ;用于以规定图案来保持探针20的狭缝12。狭缝12以探针20的前端向收容部11侧突出的方式来保持探针20。另外，狭缝12形成在如下位置，即，在将半导体集成电路100收容于收容部11的情况下，使各探针20与所对应的半导体集成电路100的电极101接触的位置。图3是表示图I所示的探针单元I的主要部分的结构的分解立体图。图4是表示图I所示的探针单元I的主要部分的结构的立体图。如图3、4所示，探针支架10构成为在底部外周能够装卸地连结有固定探针20的固定构件13。固定构件13采用绝缘性材料形成，其具有与探针支架10相比大的开口部15和保持并固定探针20的孔部14。探针支架10通过由与固定构件13相应的切口部分与固定构件13嵌合而呈长方体形状，从而构成保持探针20的保持部。孔部14收容被插通于狭缝12中的探针20的端部，且以探针20的另一前端部分位于收容部11的规定位置的方式来保持探针20。需要说明的是，只要能够将探针20以规定间隔及规定方向固定，则可以使保持部的结构仅为固定构件13，也可以使探针单元10与固定构件13的孔部14 一体成形。图5是表示本发明的实施方式一所涉及的探针20的立体图。另外，图6是由通过图I所示的狭缝12的中央的平面切断得到的剖视图。图5、6所示的探针20为板厚均匀的大致平板状，其具有具有在前端部呈弧状弯曲的侧面，并且通过该侧面而与半导体集成电路100接触的第一接触部21 ;具有呈弧状弯曲的侧面，且通过该侧面而与电路基板30接触的第二接触部22 ;将第一接触部21及第二接触部22连接的带状的连接部23 ;从第二接触部22延伸，一部分呈现弯曲成弧状的形状，且在施加给第一接触部21及第二接触部22的载荷的作用下而弹性变形的弹性部24。探针20采用铜、镍、铁、钨等合金来形成。需要说明的是，也可以在采用具有弹性的材料成形之后，对其表面施加镀敷加工。如图6所示的剖视图那样，第二接触部22的弯曲成弧状的侧面被保持于探针支架10而与电路基板30的电极31抵接。弹性部24具有与连接部23的宽度相比小的宽度。由此，相对于施加给第一接触部21或者第二接触部22的载荷而言，弹性部24与其他的部分相比，更容易产生弹性变形。 需要说明的是，弹性部24的宽度与连接部23的宽度之比只要弹性部24能够优先弹性变形，则可以是任何的比值。另外，弹性部24的与第二接触部22不同的方向上的端部呈直线状地延伸，且该直线状部分的前端部安装成被插入孔部14中，而将探针20保持在探针支架10上。图7是表示向第一接触部21或者第二接触部22施加了载荷的状态的局部剖视图。如图7所示，当第一接触部21与半导体集成电路100的电极101接触而向图中的箭头方向施加载荷时，弹性部24的弯曲部分发生弹性变形。在此，虚线Pci示出了在未施加图6所示的载荷的状态下的探针20的位置。当对第一接触部21施加有来自外部的载荷时，第一接触部21、第二接触部22 (包括连接部23在内)不会弹性变形，而是基于载荷一边与电极101、电极31抵接一边进行移动。另外，弹性部24基于经由连接部23及第二接触部22传递来的载荷而产生弹性变形。需要说明的是，此时所流动的电流的大部分在第一接触部21、连接部23及第二接触部22中流动。图8是说明对第一接触部21施加载荷的前后的第一接触部21与电极101的接触状态及第二接触部22与电极31的接触状态的图。首先，图8(a)示出了半导体集成电路100的电极101相对于第一接触部21抵接的状态(未施加载荷的状态)。此时的第一接触部21与电极101的接触点设为Stl，第二接触部22与电极31的接触点设为Q。在图8(a)中，当半导体集成电路100沿着箭头方向移动时，对第一接触部21施加载荷，而将第一接触部21压下。由于该第一接触部21的移动，第一接触部21及第二接触部22的与各电极101、31的接触点分别偏离至SpCJ图8(b))。需要说明的是，虚线Ptl示出了在未施加图8(a)所示的载荷的状态下的探针20的位置，虚线Itl示出了图8(a)所示的半导体集成电路100的位置。在此，第一接触部21及第二接触部22在各电极101、31上旋转而使接触点移动。由此，各接触部相对于各电极所赋予的摩擦力等变小，从而能够抑制接触部及电极各自的磨损。当半导体集成电路100沿着图8(b)所示的箭头的朝向(图中朝向下方)移动时，第一接触部21被进一步地压下，与图8(b)同样地，第一接触部21及第二接触部22的与各电极101、31的接触点分别偏离至$、(2(图8((3))。上述的实施方式一所涉及的探针单元I形成为在同一探针内进行电导通的部分和具有弹性的部分为不同形状，因此，不会由于弹性的确保而使电导通路径变长，而能够进行探针的设计，且不仅能够进行可靠的电导通，并且能够确保探针的弹性。另外，由于各接触部相对于与电极的接触旋转而使触点移动，故能够减轻接触部与电极之间的摩擦，从而能够抑制接触部及电极的磨损。需要说明的是，探针的形状只要是弹性部具有弹性的形状，则可以是任何的形状。图9是表示作为本实施方式一的变形例一的探针20a的立体图。如图9所示，探针20a具有上述的第一接触部21及第二接触部22 ;将第一接触部21与第二接触部22连接的连接部23 ;呈一部分弯曲成弧状的形状，且在施加给第一接触部21及第二接触部22的载荷的作用下而弹性变形的弹性部25。
弹性部25以在两端部侧呈直线状的部分平行的方式弯曲形成。另外，弹性部25的弯曲部分的曲率半径比图5所示的弹性部24的曲率半径小。需要说明的是，弹性部25的宽度构成为与连接部23的宽度相比小的宽度。上述的探针20a由于弹性部25的弯曲部小，故在进行装置的小型化时有效。另外，在探针20与半导体集成电路100的接触方向为图7、8所示那样的方向的情况下，相对于半导体集成电路100的移动方向而言，弹性部25的弯曲部分的形成区域不与连接部23的形成区域重叠，故能够通过缩短连接部23而使探针进一步小型化。图10是表示作为本实施方式一的变形例二的探针20b的立体图。如图10所示，探针20b具有上述的第一接触部21及第二接触部22 ;将第一接触部21与第二接触部22连接的呈直线状的连接部26 ;—部分呈弯曲成弧状的形状，且在施加给第一接触部21及第二接触部22的载荷的作用下弹性变形的弹性部24。探针20b具有与上述的实施方式一同样的效果，除此之外，由于第二接触部22的与电极的接触部分的曲率半径小，在电极上旋转的距离变短，故尤其在电极的尺寸小的情况下有用。另外，连接部26与弧状的连接部23相比，导通距离变短，故能够获得更为稳定的导通。图11是表示作为本实施方式一的变形例三的探针20c的立体图。如图11所示，探针20c具有上述的第一接触部21及第二接触部22 ;将第一接触部21与第二接触部22连接的连接部23 ;从第二接触部22延伸，呈一部分弯曲成弧状的形状，且在施加给第一接触部21及第二接触部22的载荷的作用下而弹性变形的弹性部27。需要说明的是，弹性部27的宽度构成为与连接部23的宽度相比小的宽度。弹性部27位于与第一接触部21相接的第一平面G1和与第一平面G1平行的且与第二接触部22相接的第二平面G2之间。S卩，弹性部27弯曲形成为，从第二平面G2至弹性部27的离第二平面G2最远的点的距离d2比第一平面G1与第二平面G2之间的距离dl小。探针20c具有与上述的实施方式一同样的效果，除此之外，例如在探针20c被保持于探针支架I而进行检查时，即便是半导体集成电路100在包含弹性部27的形成区域在内的区域从上方接近的情况下，弹性部27与半导体集成电路100也不会接触，从而能够进行检查。
另外，也可以是如图12所示的变形例四那样的、具有反复凹凸相反的弯曲部分而呈锯齿状地延伸的形状的弹性部27a的探针20d。弹性部27a呈现沿着与平面G1' G2大致正交的方向往复，并沿着与平面Gp G2平行的方向延伸的形状。在这种情况下，也弯曲形成为，从第二平面G2至弹性部27a的离第二平面G2最远的点的距离d3比第一平面G1与第二平面G2之间的距离dl小。另外，也可以是如图13所示的变形例五那样的、具有反复凹凸相反的弯曲部分而呈锯齿状地延伸的形状的弹性部27b的探针20e。弹性部27b呈沿着与平面G:、G2平行的方向往复，并沿着与平面GpG2垂直的方向延伸的形状。在这种情况下，也弯曲形成为，从第二平面G2至弹性部27b的离第二平面G2最远的点的距离d4比第一平面G1与第二平面G2之间的距离dl小。(实施方式二)在实施方式一中，对探针的第二接触部未与固定构件的壁面抵接的情况进行了说 明，不过，在本实施方式二中，对第二接触部与固定构件的壁面抵接的情况进行说明。图14是表示本发明的实施方式二所涉及的探针20f 的结构的立体图。需要说明的是，对于与图I等中上述的探针单元I相同的结构要素标以相同的标号。图14所示的探针20f为板厚均匀的大致平板状，其具有具有在前端部呈弧状弯曲的侧面，且通过该侧面而与图I所示的半导体集成电路100接触的第一接触部21 ;具有呈弧状弯曲的侧面，且通过该侧面与图I所示的电路基板30接触的第二接触部28 ;将第一接触部21及第二接触部28连接的连接部23 ;从第二接触部28延伸，一部分呈现弯曲成弧状的形状，且在施加给第一接触部21及第二接触部28的载荷的作用下而弹性变形的弹性部24。第二接触部28具有形成为与固定构件13的壁面对应的平面的侧面28a，且通过与固定构件13的壁面抵接而固定探针20f。图15是表示将图14所示的探针20f向图I所示的探针单元I导入的情况的局部剖视图。如图15所示，被保持在固定构件13的孔部14中的探针20f在第二接触部28中以侧面28a与固定构件13的壁面抵接。此时，侧面28a以沿着固定构件13的壁面的方式形成，因此，能够通过第二接触部28的抵接来调节连接部23及第一接触部21的从狭缝12的突出方向。图16是表示通过半导体集成电路100将第一接触部21压下的状态的局部剖视图。与实施方式一同样地，与电极101接触的第一接触部21及与电极31接触的第二接触部28通过半导体集成电路100的移动(图中箭头方向)而在各电极表面上旋转并接触，从而使半导体集成电路100与电路基板30之间电导通。另外，在施加给探针20f的载荷的作用下，弹性部24的弯曲部分发生弹性变形。需要说明的是，虚线P1表示图15所示的未施加来自半导体集成电路100的载荷时的探针20f的位置。在通过上述的实施方式二所涉及的探针20f而保持在固定构件13的孔部14中的情况下，与固定构件13的壁面抵接的侧面28a具有定位的效果，因此，能够将探针容易地配设在探针单元的规定位置。另外，优选第二接触部28的外缘中的、将与固定构件13及电极31分别相接的接触部位彼此之中的、构成最短的接触部位彼此连结的外缘呈圆弧形状。该圆弧形状的半径为O彡R < 0. I (mm)。优选圆弧形状的半径为0 < R < 50 ( y m)。由于第二接触部28形成上述的圆弧形状，所以能够更为效率良好地使第二接触部沿着电极面上来移动接触点，故能够进一步地抑制电极的磨损。需要说明的是，也可以在图5所示的探针20或者在图9 13所示的探针20a 20e上形成侧面28a，并使其与固定构件13的壁面抵接。通过使第二接触部与固定构件13的壁面抵接，能够获得定位的效果。需要说明的是，在上述的实施方式一、二中，对半导体集成电路为在外部不具有引线的QFN的情况进行了说明，但是，也可以是如图17所示那样的、具有引线201的半导体集成电路200 (Quad Flat Package QFP :方形扁平封装)。工业方面可利用性
如上所述，本发明所涉及的接触式探针在连接电气电路基板间等而进行电导通时有用。符号说明I探针单元10探针支架11收容部12 狭缝13固定构件14 孔部15 开口部20、20a、20b、20c、20d、20e、20f 探针21第一接触部22、28第二接触部23、26 连接部24、25、27、27a、27b 弹性部30电路基板31、101 电极100、200半导体集成电路201 引线
权利要求
1.一种接触式探针，其将不同的基板之间连接，且为板厚均匀的大致平板状，所述接触式探针的特征在于，具备 第一接触部，其具有弯曲成弧状的侧面，且通过该侧面与一基板接触； 第二接触部，其具有弯曲成弧状的侧面，且通过该侧面与另一基板接触； 连接部，其将所述第一接触部及所述第二接触部连接； 弹性部，其从所述第二接触部延伸，呈一部分弯曲成弧状的形状，且在施加于所述第一接触部及所述第二接触部的载荷的作用下进行弹性变形。
2.如权利要求I所述的接触式探针，其特征在于， 所述弹性部的宽度比所述连接部的宽度小。
3.如权利要求I或2所述的接触式探针，其特征在于， 所述连接部呈弧状。
4.如权利要求I至3中任一项所述的接触式探针，其特征在于， 所述弹性部的一部分呈直线状。
5.如权利要求I至3中任一项所述的接触式探针，其特征在于， 所述弹性部位于与所述第一接触部相接的第一平面和与所述第一平面平行且与所述第二接触部相接的第二平面之间。
6.一种探针单元，其特征在于， 具备大致平板状的接触式探针和保持所述接触式探针的保持部， 所述接触式探针具有第一接触部，其具有弯曲成弧状的侧面，且通过该侧面与一基板接触；第二接触部，其具有弯曲成弧状的侧面，且通过该侧面与另一基板接触；连接部，其将所述第一接触部及所述第二接触部连接；弹性部，其从所述第二接触部延伸，呈一部分弯曲成弧状的形状，且在施加于所述第一接触部及所述第二接触部的载荷的作用下进行弹性变形。
7.如权利要求6所述的探针单元，其特征在于， 所述保持部设有孔部，该孔部具有与所述弹性部相等的直径，且收容并固定所述弹性部的与所述连接部侧不同的端部。
8.如权利要求6或7所述的探针单元，其特征在于， 所述保持部至少在一个部位与所述第二接触部接触。
9.如权利要求8所述的探针单元，其特征在于， 所述第二接触部的、将在未施加载荷的状态下与所述另一基板及所述保持部分别接触的接触部位彼此之中成为最短的接触部位彼此连结的外缘呈圆弧形状。
10.如权利要求6至9中任一项所述的探针单元，其特征在于， 所述保持部形成有能够收容所述接触式探针的狭缝。
全文摘要
本发明提供一种将不同的基板之间连接的板厚均匀的大致平板状的接触式探针(20)，其具有具有弯曲成弧状的侧面，且通过该侧面而与一基板接触的第一接触部(21)；具有弯曲成弧状的侧面，且通过该侧面而与另一基板接触的第二接触部(22)；将第一接触部(21)及第二接触部(22)连接的连接部(23)；从第二接触部(22)延伸，呈一部分弯曲成弧状的形状，且在施加于第一接触部(21)及第二接触部(22)的载荷的作用下进行弹性变形的弹性部(24)。
文档编号G01R31/26GK102782507SQ20118001270
公开日2012年11月14日 申请日期2011年3月14日 优先权日2010年3月15日
发明者松井晓洋, 石川浩嗣, 茂木孝浩 申请人:日本发条株式会社