コンタクトプローブ及びソケット
【課題】従来と比較してコンタクトピッチを狭めることの可能なコンタクトプローブ及びソケットを提供する。
【解決手段】フランジ部１４は、Ｘ方向から見ると先端側円柱部１９よりも幅が狭く、Ｙ方向から見ると先端側円柱部１９よりも幅が広い。Ｘ方向に突出したフランジ部１４を有する隣り合うコンタクトプローブ１００は、Ｘ方向と４５°を成す方向あるいはＹ方向に並べて配置される。隣り合うコンタクトプローブ１００は、先端側円柱部１９の側面のうち軸方向から見てフランジ部１４が外側に延びない部分同士が対面するため、従来よりもコンタクトピッチを狭めることができる。
【解決手段】フランジ部１４は、Ｘ方向から見ると先端側円柱部１９よりも幅が狭く、Ｙ方向から見ると先端側円柱部１９よりも幅が広い。Ｘ方向に突出したフランジ部１４を有する隣り合うコンタクトプローブ１００は、Ｘ方向と４５°を成す方向あるいはＹ方向に並べて配置される。隣り合うコンタクトプローブ１００は、先端側円柱部１９の側面のうち軸方向から見てフランジ部１４が外側に延びない部分同士が対面するため、従来よりもコンタクトピッチを狭めることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体集積回路等の被測定デバイスの検査に使用するコンタクトプローブ及びソケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路等の検査対象物の検査を行う場合において、検査対象物と測定器側の検査用基板とを電気的に接続するために、コンタクトプローブが一般的に使用される。
【０００３】
図１７は、従来のコンタクトプローブ８００を絶縁支持体８３１で支持したソケット９００の正断面図であり、（Ａ）は待機状態（スプリング開放状態）、（Ｂ）はケルビン測定状態（スプリング圧縮状態）を示す。なお、本図において、各コンタクトプローブ８００の第１プランジャー８０１及び第２プランジャー８０２は、非断面で示している。
【０００４】
本図に示すソケット９００は、ケルビン測定用である。ケルビン測定とは、電流供給用プローブ及び電圧監視用プローブを検査対象物５の電極、例えば電極バンプ５ａに当接させて電気的特性を測定するものである（必要に応じて下記特許文献１参照）。ソケット９００では、相互に同一構成の２本のコンタクトプローブ８００の一方を電流供給用プローブ、他方を電圧監視用プローブとする。
【０００５】
各コンタクトプローブ８００は、第１プランジャー８０１と、第２プランジャー８０２と、スプリング８０３と、チューブ８０４とを備える。第１プランジャー８０１は検査対象物５との接続部品であり、第２プランジャー８０２は検査用基板６（図示しない測定機器に接続される）との接続部品である。第１プランジャー８０１のフランジ部８１２は、先端側円柱部８２４よりも大径の円板形状であって、図１７（Ａ）に示す状態でのコンタクトプローブ８００の抜止めのため及び先端側円柱部８２４の突出長を揃えるために設けられる。先端側円柱部８２４の先端面は、分割山形状（ここでは８分割）であり、外周に中心から等角度間隔で山の頂点が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−４５９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１７に示すコンタクトプローブ８００では、フランジ部８１２が隣のコンタクトプローブ８００側に出っ張るため、隣り合うコンタクトプローブ８００の先端側円柱部８２４同士を近づけて配置することができない。このため、以下に説明するコンタクトピッチを小さくすることができない。
【０００８】
図１８（Ａ）は、図１７（Ｂ）のA-A'矢視図である。図１８（Ｂ）は、図１７（Ｂ）のB-B'断面図である。図１９は、図１７の第１プランジャー８０１の先端周辺部拡大図である。これらの図を参照し、隣り合うコンタクトプローブ８００のコンタクトピッチＰ１について説明する。
【０００９】
コンタクトピッチＰ１は、次式で示される。
Ｐ１＝Ｅ＋（Ｆ×２）＋（Ｇ×２）＋（Ｈ×２） …式１
Ｅ：絶縁支持体８３１の最小肉厚
Ｆ：絶縁支持体８３１とフランジ部８１２の側面との隙間
Ｇ：フランジ部８１２と先端側円柱部８２４との半径差
Ｈ：先端側円柱部８２４の側面（隣の先端側円柱部８２４と最も距離が近い側面）から先端面の山の頂点までの距離。※距離は、隣り合うコンタクトプローブ８００同士を結ぶ方向に沿う距離である。先端側円柱部８２４の回転角度次第ではゼロになることもあるが、ここでは最大距離（図１８（Ａ）の状態）とする。
【００１０】
上記のとおり、フランジ部８１２の出っ張りは、コンタクトピッチＰ１に直接影響しており、狭ピッチ化の妨げとなっている。なお、上記の長さＥ〜ＨのうちＥとＦは、設計上ゼロにすることは不可能である。
【００１１】
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、従来と比較してコンタクトピッチを狭めることの可能なコンタクトプローブ及びソケットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様は、コンタクトプローブである。このコンタクトプローブは、
一方が検査対象物との接続用で、他方が検査用基板との接続用であり、相互に電気的に接続される第１及び第２プランジャーと、
前記第１及び第２プランジャーを互いに離れる方向に付勢するように前記第１及び第２プランジャーに対して設けられたスプリングとを備え、
前記第１プランジャーは、先端側円柱部と、先端から所定距離だけ基端側に存在するフランジ部とを有し、
前記フランジ部は、軸方向から見て、前記先端側円柱部の側面の一部から外側に延びる一方、当該一部を除く部分からは外側に延びない。
【００１３】
第２の態様のコンタクトプローブは、第１の態様のコンタクトプローブにおいて、前記フランジ部は、軸方向から見て、前記先端側円柱部の側面の相互に対向する２箇所から外側に延びる一方、当該２箇所を除く部分からは外側に延びないものである。
【００１４】
第１又は第２の態様のコンタクトプローブにおいて、前記第１プランジャーは、前記フランジ部と前記先端側円柱部との間に、前記フランジ部の先端側端面と接し且つ前記先端側円柱部よりも径が小さい小径部を有するとよい。
【００１５】
本発明の第３の態様は、ソケットである。このソケットは、
第１の態様のコンタクトプローブを複数本絶縁支持体で支持してなるソケットであって、少なくとも一部の隣り合うコンタクトプローブは、先端側円柱部の側面のうち軸方向から見てフランジ部が外側に延びない部分同士が対面する。
【００１６】
本発明の第４の態様も、ソケットである。このソケットは、
第２の態様のコンタクトプローブを軸方向から見た向きを揃えて複数本絶縁支持体で支持してなるソケットであって、
各コンタクトプローブの前記フランジ部は、前記２箇所から外側に先細りに延び、
任意のコンタクトプローブ及び前記任意のコンタクトプローブに最も近いコンタクトプローブを相互に結ぶ方向と、前記任意のコンタクトプローブの先端側円柱部の側面のうち軸方向から見てフランジ部が外側に延びる２箇所同士を結ぶ方向とが約４５°の角度を成すように、複数本のコンタクトプローブが軸方向から見て縦横に配列されている。
【００１７】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、フランジ部は、軸方向から見て、プランジャの先端側円柱部の側面の一部から外側に延びる一方、当該一部を除く部分からは外側に延びないため、２つのコンタクトプローブを、先端側円柱部の側面のうち軸方向から見てフランジ部が外側に延びない部分同士が対面するように配置することで、従来と比較してコンタクトピッチを狭めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るコンタクトプローブを絶縁支持体で支持したソケットの正断面図であり、（Ａ）は待機状態（スプリング開放状態）、（Ｂ）はケルビン測定状態（スプリング圧縮状態）を示す。
【図２】図１（Ｂ）のK-K'断面図。
【図３】（Ａ）は図１（Ｂ）のC-C'矢視図、（Ｂ）は図１（Ｂ）のD-D'断面図、（Ｃ）は第１プランジャーを先端方向から見た矢視図。
【図４】図１の第１プランジャーの先端周辺部拡大断面図。
【図５】（Ａ）は図１に示す絶縁支持体の第２層を軸方向から見た矢視図、（Ｂ）は（Ａ）のB-B'断面図、（Ｃ）は（Ａ）のC-C'断面図。
【図６】隣り合うコンタクトプローブの配置例１を示す、Ｚ方向から見た説明図。
【図７】隣り合うコンタクトプローブの配置例２を示す、Ｚ方向から見た説明図。
【図８】図６に示す配置例１に基づく、多数個のコンタクトプローブの行列配置例１を示す、Ｚ方向から見た説明図。
【図９】図７に示す配置例２に基づく、多数個のコンタクトプローブの行列配置例２を示す、Ｚ方向から見た説明図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係るコンタクトプローブの形状説明図であり、（Ａ）は一部を断面とした正面図、（Ｂ）は右側面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）は（Ａ）のX-X'断面図。
【図１１】同コンタクトプローブを絶縁支持体で支持したソケットの断面図。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係るコンタクトプローブを絶縁支持体で支持したソケットの説明図であり、（Ａ）は待機状態（スプリング開放状態）、（Ｂ）はケルビン測定状態（スプリング圧縮状態）、（Ｃ）は（Ｂ）のK-K'断面図。
【図１３】本発明の第４の実施の形態に係るコンタクトプローブを絶縁支持体で支持したソケットのＹ方向から見た断面図。
【図１４】同コンタクトプローブのフランジ部の拡大斜視図。
【図１５】第１の実施の形態の絶縁支持体の第１層及び第２層の分割位置のバリエーション説明図。
【図１６】第２の実施の形態の絶縁支持体の第１層及び第２層の分割位置のバリエーション説明図。
【図１７】従来のコンタクトプローブを絶縁支持体で支持したソケットの正断面図であり、（Ａ）は待機状態（スプリング開放状態）、（Ｂ）はケルビン測定状態（スプリング圧縮状態）。
【図１８】（Ａ）は、図１７（Ｂ）のA-A'矢視図。（Ｂ）は、図１７（Ｂ）のB-B'断面図。
【図１９】図１７の第１プランジャーの先端周辺部拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るコンタクトプローブ１００を絶縁支持体３１で支持したソケット３０の正断面図であり、（Ａ）は待機状態（スプリング開放状態）、（Ｂ）はケルビン測定状態（スプリング圧縮状態）を示す。図２は、図１（Ｂ）のK-K'断面図である。これらの図において、各コンタクトプローブ１００の第１及び第２プランジャー１,２は、非断面で示している。図３（Ａ）は、図１（Ｂ）のC-C'矢視図である。図３（Ｂ）は、図１（Ｂ）のD-D'断面図である。図３（Ｃ）は、第１プランジャー１を先端方向から見た矢視図である。図４は、図１の第１プランジャー１の先端周辺部拡大図である。
【００２２】
本実施の形態のソケット３０は、ケルビン測定用であり、相互に同一構成の２本のコンタクトプローブ１００の一方を電流供給用プローブ、他方を電圧監視用プローブとする。コンタクトプローブ１００の軸方向をＺ軸方向、後述のフランジ部１４が突出する方向をＸ軸方向、Ｚ軸方向及びＸ軸方向の双方と垂直な方向をＹ軸方向とする直交３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）を、図１（Ａ）等に示すように定義する。
【００２３】
コンタクトプローブ１００は、第１プランジャー１と、第２プランジャー２と、スプリングとしてのコイルスプリング３と、チューブ４とを同軸に備える。第１プランジャー１は、検査対象物５との接続部品である。第２プランジャー２は、検査用基板６との接続部品である。銅又は銅合金等の導電性金属体であるチューブ４は、第１及び第２プランジャー１,２を摺動自在に保持するもので、第１及び第２プランジャー１,２の基端側とコイルスプリング３とを内部に収容する。例えばピアノ線やステンレス線等の一般的な導体金属材質で形成されたコイルスプリング３は、第１及び第２プランジャー１,２を互いに離れる方向に付勢するように第１及び第２プランジャー１,２に対して設けられ、第１及び第２プランジャー１,２に検査対象物５及び検査用基板６との接触力を与える。検査対象物５は、例えば電極が所定間隔で配列された半導体集積回路であり、図示の場合、電極バンプ５ａが所定間隔で配列されたものである。検査用基板６は、測定器側に接続される電極パッド(図示せず)を電極バンプ５ａに対応して所定間隔で有するものである。
【００２４】
銅又は銅合金等の導電性金属体である第１プランジャー１は、基端側から順に、基端側円柱部１１と、第１小径部１２と、第２小径部１３と、フランジ部１４と、第３小径部１７と、先端側円柱部１９とを有する。同じく銅又は銅合金等の導電性金属体である第２プランジャー２は、基端側から順に、基端側円柱部２１と、小径部２２と、先端側円柱部２９とを有する。コイルスプリング３は、第１及び第２プランジャー１,２の基端側円柱部１１,２１の端面間に設けられ、各端面に離間方向の付勢力を与える。円筒状のチューブ４は、軸方向の異なる２箇所の中間部側面に、リング状に内側に凹んだ絞り部４０１,４０２を第１及び第２プランジャー１,２の抜止めのために有する。
【００２５】
第１プランジャー１において、基端側円柱部１１は、絞り部４０１の内径よりも大径である。円柱状の第１小径部１２は、絞り部４０１の内径よりも小径である。軸方向について第１小径部１２の存在範囲内に絞り部４０１が位置する。したがって、基端側円柱部１１が絞り部４０１に引っ掛かり、第１プランジャー１はチューブ４からの抜けが防止される。円柱状の第２小径部１３は、絞り部４０１の内径よりも大径であり、常に一部がチューブ４内部に位置する。
【００２６】
フランジ部１４は、図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）等に示すように、先端側円柱部１９よりも大径の円板の側面を、軸方向（Ｚ方向）から見て例えば略菱形となるように４面カットした形状である。なお、本図の例では、軸方向から見てフランジ部１４のＸ方向両端の頂点に相当する側面部分１４ａ,１４ｂは、カットされずに円弧面となっている。換言すれば、フランジ部１４は、４つの平面である側面１４１〜１４４を有し、側面１４１〜１４４（及びそれらと同一平面の延長面）で囲まれた領域が軸方向から見て略菱形となる形状である。そして、フランジ部１４は、図１（Ａ）に示すように、Ｘ方向から見ると、先端側円柱部１９よりも幅が狭く、かつ先端側円柱部１９の存在幅内にある、すなわち先端側円柱部１９の側面よりも外側に（軸方向と垂直な方向に）延びない。他方、図２に示すように、Ｙ方向から見ると、先端側円柱部１９よりも幅が広く、かつ先端側円柱部１９の側面よりも外側に（軸方向と垂直な方向に）延びる（突出する）。すなわち、図３（Ｃ）に示すように、フランジ部１４は、軸方向から見て、先端側円柱部１９の側面の一部１９ｂ,１９ｃから外側に延びる一方、当該一部１９ｂ,１９ｃを除く部分からは外側に延びない。なお、図３（Ｃ）に示すように、先端側円柱部１９の側面のうち軸方向から見てフランジ部１４が外側に延びる一部１９ｂ,１９ｃの範囲は、それぞれ軸方向から見て中心角θが９０°以内であるとよい。また、フランジ部１４は、軸方向から見て、中心軸からＸ方向に行くほど幅が狭くなるように延びる（先細に延びる）とよい。
【００２７】
円柱状の第３小径部１７は、基端がフランジ部１４の先端側端面と連なる。先端側円柱部１９は、基端側円柱部１１、第２小径部１３及び第３小径部１７よりも大径であり、また第２プランジャー２の基端側円柱部２１及び先端側円柱部２９よりも大径である。さらに、先端側円柱部１９は、チューブ４と同径である。先端側円柱部１９の先端は、検査対象物５の電極バンプ５ａと接触する接触部１９ａとなっている。接触部１９ａは、分割山形状（ここでは８分割）であり、外周に中心から等角度間隔（ここでは４５°間隔）で山の頂点が存在する。なお、図３（Ａ）では、山の稜線（凸部の稜線）を図示する一方、谷線の図示は省略している。
【００２８】
第２プランジャー２において、基端側円柱部２１は、絞り部４０２の内径よりも大径である。円柱状の小径部２２は、絞り部４０２の内径よりも小径である。軸方向について小径部２２の存在範囲内に絞り部４０２が位置する。したがって、基端側円柱部２１が絞り部４０２に引っ掛かり、第２プランジャー２はチューブ４からの抜けが防止される。先端側円柱部２９は、絞り部４０２の内径よりも大径であり、基端側が部分的にチューブ４内部に位置する。先端側円柱部２９の先端は、検査用基板６の電極パッド(不図示)と接触する接触部２９ａとなっている。接触部２９ａは、例えば円錐形状である。
【００２９】
ソケット３０は、コンタクトプローブ１００を複数本平行に配置するための空洞部３２を所定間隔で有する絶縁支持体３１を備え、それらの各空洞部３２にコンタクトプローブ１００を挿入配置したものである。具体的には、第１プランジャー１、第２プランジャー２、コイルスプリング３及びチューブ４を一体的に組み立ててコンタクトプローブ１００を構成したものを、絶縁支持体３１の空洞部３２に挿入配置する。なお、絶縁支持体３１は、コンタクトプローブ１００を空洞部３２内に組み込むために、第１層３１ａ及び第２層３１ｂに分割された構造となっている。
【００３０】
空洞部３２両端部(上下端部)の開口側摺動支持部３３,３４は第１及び第２プランジャー１,２の先端側円柱部１９,２９をそれぞれ摺動自在に支持(嵌合)する。空洞部３２の開口側摺動支持部３３,３４を除く中間部３５は、第１層３１ａ及び第２層３１ｂの境界付近を除き開口側摺動支持部３３と同径である(又は同径以下でもよい)が、第２層３１ｂの第１層３１ａが接合される側（開口側摺動支持部３３側）が図２に示すようにＸ方向に広げられており、また、開口側摺動支持部３４よりも大径である。開口側摺動支持部３３は、フランジ部１４に係合してコンタクトプローブ１００の抜け出しを規制する。開口側摺動支持部３４は、チューブ４よりも小径であり、コンタクトプローブ１００の一端に係合してチューブ４の抜け出しを規制する。
【００３１】
ソケット３０において、隣り合うコンタクトプローブ１００は、先端側円柱部１９の側面のうち軸方向から見てフランジ部１４が外側に延びない部分（図３（Ｃ）において符号１９ｂ,１９ｃで示す部分以外の部分）同士が対面する。本実施の形態では、隣り合うコンタクトプローブ１００のコンタクトピッチＰ２は、次式で示される（図３（Ａ）及び図４参照）。
Ｐ２＝Ｅ＋（Ｆ×２） …式２
Ｅ：絶縁支持体３１の最小肉厚
Ｆ：絶縁支持体３１と先端側円柱部１９の側面との隙間
【００３２】
式２で示す本実施の形態のコンタクトピッチＰ２は、式１で示した従来のコンタクトピッチＰ１よりも、ΔＰ＝（Ｇ×２）＋（Ｈ×２）の分だけ狭くなっている。その第１の理由は、本実施の形態では、隣り合うコンタクトプローブ１００は、先端側円柱部１９の側面のうち軸方向から見てフランジ部１４が外側に延びない部分同士が対面するため、従来のコンタクトピッチＰ１における式１のＧ（フランジ部と先端側円柱部の半径差）に相当するものをゼロにできたことによる。第２の理由は、本実施の形態では、フランジ部１４が第１プランジャー１の回り止めとなるため、図３（Ａ）に示すように、隣り合うコンタクトプローブ１００の先端側円柱部１９の接触部１９ａを、山の頂点同士が最短距離となるような角度に保持でき、従来のコンタクトピッチＰ１における式１のＨ（先端側円柱部１９の側面から先端面の山の頂点までの距離）に相当するものをほぼゼロにできたことによる。
【００３３】
図５（Ａ）は、図１に示す絶縁支持体３１の第２層３１ｂを軸方向から見た矢視図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のB-B'断面図である。図５（Ｃ）は、図５（Ａ）のC-C'断面図である。メイン孔部３１１は、図１に示す第１及び第２プランジャー１,２の基端側、コイルスプリング３、チューブ４を収容するものである。メイン孔部３１１のＸ方向両側にメイン孔部３１１と連なって存在する所定深さのフランジ用穴部３１２,３１３は、メイン孔部３１１よりも小径で、フランジ部１４のうち軸方向から見て先端側円柱部１９の側面から外側に延長した部分がＺ方向に移動する空間を確保する。加工順序としては、まずフランジ用穴部３１２,３１３の加工後に、メイン孔部３１１を加工する。加工には一般的な汎用ドリルを使用可能である。
【００３４】
図６は、隣り合うコンタクトプローブ１００（最も近い２つのコンタクトプローブ１００）の配置例１を示す、Ｚ方向から見た説明図である。図７は、隣り合うコンタクトプローブ１００（最も近い２つのコンタクトプローブ１００）の配置例２を示す、Ｚ方向から見た説明図である。図８は、図６に示す配置例１に基づく、多数個のコンタクトプローブ１００の行列配置例１を示す、Ｚ方向から見た説明図である。図９は、図７に示す配置例２に基づく、多数個のコンタクトプローブ１００の行列配置例２を示す、Ｚ方向から見た説明図である。なお、図８及び図９では、接触対象となる電極バンプ５ａの行列を二点鎖線で示している。
【００３５】
図６に示す配置例１は、図１に示したものと同様であり、Ｘ方向に突出したフランジ部１４を有するコンタクトプローブ１００をＹ方向に並べた例である。図７に示す配置例２は、Ｘ方向に突出したフランジ部１４を有するコンタクトプローブ１００をＸ方向と４５°（Ｙ方向とも４５°）を成す方向に並べた例である。配置例１及び２のいずれも、コンタクトピッチＰ３は式２のコンタクトピッチＰ２と同じ長さである。他方、電極バンプ５ａの最小配置ピッチは、配置例１及び２で互いに異なる。
【００３６】
図８に示すように、配置例１に基づくコンタクトプローブ１００の行列配置の場合、電極バンプ５ａの最小配置ピッチＰ４は、Ｐ４＝Ｐ３×２である。これに対し、図９に示すように、配置例２に基づくコンタクトプローブ１００の行列配置の場合、電極バンプ５ａの最小配置ピッチＰ５は、Ｐ５＝Ｐ３×２／√２であり、配置例１に基づく最小配置ピッチＰ４よりも約３０％狭ピッチ化できる。見方を変えれば、電極バンプ５ａの配置ピッチが同じであれば、配置例２は、配置例１の場合よりも大径の第１プランジャー１を配置可能で好ましい。なお、狭ピッチ化のためには、フランジ部１４が中心軸からＸ方向に行くほど軸方向から見て幅が狭くなる形状であるとよい。
【００３７】
ソケット３０を使用して検査を行う場合、ソケット３０は検査用基板６上に位置決め載置され、この結果、コイルスプリング３が所定長だけ縮んで第２プランジャー２の先端側円柱部２９の接触部２９ａが検査用基板６の電極パッドに弾接する。半導体集積回路等の検査対象物５が無い状態では、第１プランジャー１はフランジ部１４が開口側摺動支持部３３で規制されるまで突出方向に移動しており、先端側円柱部１９の突出量は最大となっている。検査対象物５がソケット３０の絶縁支持体３１に対して所定の間隔で対向配置されることにより、先端側円柱部１９は後退してコイルスプリング３はさらに圧縮され、その結果、先端側円柱部１９は検査対象物５の電極バンプ５ａに弾接する。この状態で検査対象物５の検査が実行される。
【００３８】
本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。
【００３９】
(1) 隣り合うコンタクトプローブ１００は、先端側円柱部１９の側面のうち軸方向から見てフランジ部１４が外側に延びない部分同士が対面するため、従来よりもコンタクトピッチを狭めることが可能となる。
【００４０】
(2) フランジ部１４が第１プランジャー１の回り止めとなるため、隣り合うコンタクトプローブ１００の先端側円柱部１９の接触部１９ａを、山の頂点同士が最短距離となるような角度に保持できる。このことも、従来と比較してコンタクトピッチを狭める点で有利である。
【００４１】
(3) 図５で既述のとおり、絶縁支持体３１ｂの孔加工は通常のドリル（汎用ドリル）を用いることができるため、特殊な孔加工（エンドミル等を用いた孔加工）は不要でコスト安かつ製造容易である。
【００４２】
(4) フランジ部１４が先端側円柱部１９よりも小径の第３小径部１７に形成されるため、すなわち、フランジ部１４の先端側端面が第３小径部１７の基端と接するため、フランジ部１４の加工時に生じるバリが先端側円柱部１９よりも外側に突出することを防止できる。すなわち、絶縁支持体３１と先端側円柱部１９の側面との隙間は極力小さく設計するため、先端側円柱部１９よりも外側に突出するバリの発生を防止しなければならないところ、本実施の形態では先端側円柱部１９よりも小径な第３小径部１７からフランジ部１４が立ち上がるため、そうしたバリの発生を好適に防止できる。
【００４３】
（第２の実施の形態）
図１０は、本発明の第２の実施の形態に係るコンタクトプローブ２００の形状説明図であり、（Ａ）は一部を断面とした正面図、（Ｂ）は右側面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）は（Ａ）のX-X'断面図である。図１１は、同コンタクトプローブを絶縁支持体３１で支持したソケット３０の断面図である。以下、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００４４】
第１プランジャー１は、先端側円柱部１９の基端側にフランジ部１４を形成したものである。先端側円柱部１９の基端側端面から、所定深さに渡って穴部１９７が形成される。穴部１９７内にコイルスプリング３と第２プランジャー２の基端側円柱部２１が位置する。穴部１９７は、開口側が例えばかしめ加工で小径化されており、つまり先端側円柱部１９の基端がかしめられてかしめ部１９ｄが形成され、基端側円柱部２１の抜けが防止される。コイルスプリング３は、基端側円柱部２１の端面と穴部１９７の底面との間に設けられ、各端面に離間方向の付勢力を与える。第１プランジャー１、第２プランジャーおよびコイルスプリング３でコンタクトプローブ２００を構成している。なお、本実施の形態では、フランジ部１４の可動空間を絶縁支持体３１の第１層３１ａに穴加工で形成しているが、穴加工の方法は図５で説明したのと同様である。複数のコンタクトプローブ２００の配列は、第１の実施の形態と同じでよい。
【００４５】
本実施の形態も、第１の実施の形態と同様にコンタクトピッチを狭くすることが可能である。また、チューブ４が不要な点で第１の実施の形態よりも部品点数を削減できる。なお、先端側円柱部１９のうちフランジ部１４の先端側端面との接点から所定長の範囲を小径化することで、先端側円柱部１９よりも外側に突出するバリの発生を第１の実施の形態と同様に防止できる。
【００４６】
（第３の実施の形態）
図１２は、本発明の第３の実施の形態に係るコンタクトプローブ３００（チューブレスタイプ）を絶縁支持体３１で支持したソケットの説明図であり、（Ａ）は待機状態（スプリング開放状態）、（Ｂ）はケルビン測定状態（スプリング圧縮状態）、（Ｃ）は（Ｂ）のK-K'断面図である。コンタクトプローブ３００の第１プランジャー１は、図１等に示す第１の実施の形態の基端側円柱部１１、第１小径部１２、第２小径部１３をチューブ４と略同径の基端側円柱部４１１に置き換え、基端側円柱部４１１の基端側端面の中央部からそれより小径の棒状部４１２を軸方向に突出させた構成である。基端側円柱部４１１の基端側端面の縁部にはコイルスプリング３が当接する。棒状部４１２はコイルスプリング３の内側に延びる。コンタクトプローブ３００の第２プランジャー２は、第１の実施の形態の基端側円柱部２１、小径部２２をチューブ４と略同径の基端側円柱部４２１に置き換え、基端側円柱部４２１の基端側端面の中央部からそれより小径の棒状部４２２を軸方向に突出させた構成である。基端側円柱部４２１の基端側端面の縁部にはコイルスプリング３が当接する。棒状部４２２はコイルスプリング３の内側に延びる。コイルスプリング３は、第1の先端側円柱部１９よりも小径で、基端側円柱部４１１,４２１の基端側端面に離間方向の付勢力を与える。第1プランジャー１、第２プランジャー２およびコイルスプリング３がコンタクトプローブ３００を構成している。複数のコンタクトプローブ３００の配列は、第１の実施の形態と同じでよい。
【００４７】
（第４の実施の形態）
図１３は、本発明の第４の実施の形態に係るコンタクトプローブ４００を絶縁支持体３１で支持したソケットのＹ方向から見た断面図である。本図において、コンタクトプローブ４００の第１及び第２プランジャー１,２は、非断面で示している。図１４は、コンタクトプローブ４００のフランジ部１４の拡大斜視図である。以下、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００４８】
本実施の形態では、フランジ部１４の上面１４５,１４６がＺ軸方向と例えば４５°を成すテーパ状になっている。また、フランジ部１４の上面１４５,１４６と係合する開口側摺動支持部３３の係合面３３ａ,３３ｂは、フランジ部１４の上面１４５,１４６と平行となるように面取り（例えば４５°）が設けられている。本実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、絶縁支持体３１ａを組み付けする際、第１プランジャー１の先端側円柱部１９の先端角部が引っ掛かりにくくなり、組立性が良好となる。また、フランジ部１４の上面１４５,１４６と開口側摺動支持部３３の係合面３３ａ,３３ｂとの接触面積は、それらがＺ軸方向と垂直な場合よりも大きくすることができ、結果、接触面圧を下げ接触面へのダメージを防ぐことができる。
【００４９】
以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。
【００５０】
図１５（Ａ）〜（Ｃ）は、第１の実施の形態の絶縁支持体３１の第１層３１ａ及び第２層３１ｂの分割位置のバリエーション説明図である。図１５（Ａ）は第１の実施の形態と同様であり、図１５（Ｂ）では第１層３１ａにフランジ部１４の可動空間を形成し、図１５（Ｃ）では第１層３１ａ及び第２層３１ｂに跨ってフランジ部１４の可動空間を形成している。
【００５１】
図１６（Ａ）〜（Ｃ）は、第２の実施の形態の絶縁支持体３１の第１層３１ａ及び第２層３１ｂの分割位置のバリエーション説明図である。図１６（Ａ）は第２の実施の形態と同様であり、図１６（Ｂ）では第２層３１ｂにフランジ部１４の可動空間を形成し、図１６（Ｃ）では第１層３１ａ及び第２層３１ｂに跨ってフランジ部１４の可動空間を形成している。
【００５２】
実施の形態における基端側円柱部１１,２１は、円柱形に限らず、球形あるいは楕円球形であってもよい。
【００５３】
フランジ部１４を軸方向から見た形状は、長方形であってもよい。また、フランジ部１４は、先端側円柱部１９の側面のうち軸方向から見て１箇所のみから外側に延びる形状であってもよい。実施の形態のように２箇所から外側に延びるほうがバランスがよくて好ましいが、１箇所のみから外側に延びる場合も抜止めや回り止めの機能を実現することは可能である。また、特定の２本のコンタクトプローブのコンタクトピッチを狭める場合、フランジ部１４は２面カットであってもよい。すなわち、図３（Ｂ）の側面１４１,１４２（他方のコンタクトプローブに面しない側面）の加工は行わず、円弧面を残してもよい。
【００５４】
先端側円柱部１９の端面は、分割山形状に限らず、軸方向と垂直な平面であってもよいし、特許文献１の図２に示されるプランジャー２４のような先端形状であってもよい。
【００５５】
ケルビン測定用の一組のコンタクトプローブは、同一形状でなくてよく、例えば電流供給用のコンタクトプローブを電圧監視用のものよりも大径にしてもよい。
【００５６】
コンタクトプローブ及びソケットの用途はケルビン測定に限らず、電極バンプ５ａがコンタクトプローブと同数存在するものであってもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１ 第１プランジャー
２ 第２プランジャー
３ コイルスプリング
４ チューブ
５ 検査対象物
５ａ 電極バンプ
６ 検査用基板
１４ フランジ部
１９,２９ 先端側円柱部
３０ ソケット
３１ 絶縁支持体
１００,２００,３００ コンタクトプローブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体集積回路等の被測定デバイスの検査に使用するコンタクトプローブ及びソケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路等の検査対象物の検査を行う場合において、検査対象物と測定器側の検査用基板とを電気的に接続するために、コンタクトプローブが一般的に使用される。
【０００３】
図１７は、従来のコンタクトプローブ８００を絶縁支持体８３１で支持したソケット９００の正断面図であり、（Ａ）は待機状態（スプリング開放状態）、（Ｂ）はケルビン測定状態（スプリング圧縮状態）を示す。なお、本図において、各コンタクトプローブ８００の第１プランジャー８０１及び第２プランジャー８０２は、非断面で示している。
【０００４】
本図に示すソケット９００は、ケルビン測定用である。ケルビン測定とは、電流供給用プローブ及び電圧監視用プローブを検査対象物５の電極、例えば電極バンプ５ａに当接させて電気的特性を測定するものである（必要に応じて下記特許文献１参照）。ソケット９００では、相互に同一構成の２本のコンタクトプローブ８００の一方を電流供給用プローブ、他方を電圧監視用プローブとする。
【０００５】
各コンタクトプローブ８００は、第１プランジャー８０１と、第２プランジャー８０２と、スプリング８０３と、チューブ８０４とを備える。第１プランジャー８０１は検査対象物５との接続部品であり、第２プランジャー８０２は検査用基板６（図示しない測定機器に接続される）との接続部品である。第１プランジャー８０１のフランジ部８１２は、先端側円柱部８２４よりも大径の円板形状であって、図１７（Ａ）に示す状態でのコンタクトプローブ８００の抜止めのため及び先端側円柱部８２４の突出長を揃えるために設けられる。先端側円柱部８２４の先端面は、分割山形状（ここでは８分割）であり、外周に中心から等角度間隔で山の頂点が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−４５９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１７に示すコンタクトプローブ８００では、フランジ部８１２が隣のコンタクトプローブ８００側に出っ張るため、隣り合うコンタクトプローブ８００の先端側円柱部８２４同士を近づけて配置することができない。このため、以下に説明するコンタクトピッチを小さくすることができない。
【０００８】
図１８（Ａ）は、図１７（Ｂ）のA-A'矢視図である。図１８（Ｂ）は、図１７（Ｂ）のB-B'断面図である。図１９は、図１７の第１プランジャー８０１の先端周辺部拡大図である。これらの図を参照し、隣り合うコンタクトプローブ８００のコンタクトピッチＰ１について説明する。
【０００９】
コンタクトピッチＰ１は、次式で示される。
Ｐ１＝Ｅ＋（Ｆ×２）＋（Ｇ×２）＋（Ｈ×２） …式１
Ｅ：絶縁支持体８３１の最小肉厚
Ｆ：絶縁支持体８３１とフランジ部８１２の側面との隙間
Ｇ：フランジ部８１２と先端側円柱部８２４との半径差
Ｈ：先端側円柱部８２４の側面（隣の先端側円柱部８２４と最も距離が近い側面）から先端面の山の頂点までの距離。※距離は、隣り合うコンタクトプローブ８００同士を結ぶ方向に沿う距離である。先端側円柱部８２４の回転角度次第ではゼロになることもあるが、ここでは最大距離（図１８（Ａ）の状態）とする。
【００１０】
上記のとおり、フランジ部８１２の出っ張りは、コンタクトピッチＰ１に直接影響しており、狭ピッチ化の妨げとなっている。なお、上記の長さＥ〜ＨのうちＥとＦは、設計上ゼロにすることは不可能である。
【００１１】
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、従来と比較してコンタクトピッチを狭めることの可能なコンタクトプローブ及びソケットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様は、コンタクトプローブである。このコンタクトプローブは、
一方が検査対象物との接続用で、他方が検査用基板との接続用であり、相互に電気的に接続される第１及び第２プランジャーと、
前記第１及び第２プランジャーを互いに離れる方向に付勢するように前記第１及び第２プランジャーに対して設けられたスプリングとを備え、
前記第１プランジャーは、先端側円柱部と、先端から所定距離だけ基端側に存在するフランジ部とを有し、
前記フランジ部は、軸方向から見て、前記先端側円柱部の側面の一部から外側に延びる一方、当該一部を除く部分からは外側に延びない。
【００１３】
第２の態様のコンタクトプローブは、第１の態様のコンタクトプローブにおいて、前記フランジ部は、軸方向から見て、前記先端側円柱部の側面の相互に対向する２箇所から外側に延びる一方、当該２箇所を除く部分からは外側に延びないものである。
【００１４】
第１又は第２の態様のコンタクトプローブにおいて、前記第１プランジャーは、前記フランジ部と前記先端側円柱部との間に、前記フランジ部の先端側端面と接し且つ前記先端側円柱部よりも径が小さい小径部を有するとよい。
【００１５】
本発明の第３の態様は、ソケットである。このソケットは、
第１の態様のコンタクトプローブを複数本絶縁支持体で支持してなるソケットであって、少なくとも一部の隣り合うコンタクトプローブは、先端側円柱部の側面のうち軸方向から見てフランジ部が外側に延びない部分同士が対面する。
【００１６】
本発明の第４の態様も、ソケットである。このソケットは、
第２の態様のコンタクトプローブを軸方向から見た向きを揃えて複数本絶縁支持体で支持してなるソケットであって、
各コンタクトプローブの前記フランジ部は、前記２箇所から外側に先細りに延び、
任意のコンタクトプローブ及び前記任意のコンタクトプローブに最も近いコンタクトプローブを相互に結ぶ方向と、前記任意のコンタクトプローブの先端側円柱部の側面のうち軸方向から見てフランジ部が外側に延びる２箇所同士を結ぶ方向とが約４５°の角度を成すように、複数本のコンタクトプローブが軸方向から見て縦横に配列されている。
【００１７】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、フランジ部は、軸方向から見て、プランジャの先端側円柱部の側面の一部から外側に延びる一方、当該一部を除く部分からは外側に延びないため、２つのコンタクトプローブを、先端側円柱部の側面のうち軸方向から見てフランジ部が外側に延びない部分同士が対面するように配置することで、従来と比較してコンタクトピッチを狭めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るコンタクトプローブを絶縁支持体で支持したソケットの正断面図であり、（Ａ）は待機状態（スプリング開放状態）、（Ｂ）はケルビン測定状態（スプリング圧縮状態）を示す。
【図２】図１（Ｂ）のK-K'断面図。
【図３】（Ａ）は図１（Ｂ）のC-C'矢視図、（Ｂ）は図１（Ｂ）のD-D'断面図、（Ｃ）は第１プランジャーを先端方向から見た矢視図。
【図４】図１の第１プランジャーの先端周辺部拡大断面図。
【図５】（Ａ）は図１に示す絶縁支持体の第２層を軸方向から見た矢視図、（Ｂ）は（Ａ）のB-B'断面図、（Ｃ）は（Ａ）のC-C'断面図。
【図６】隣り合うコンタクトプローブの配置例１を示す、Ｚ方向から見た説明図。
【図７】隣り合うコンタクトプローブの配置例２を示す、Ｚ方向から見た説明図。
【図８】図６に示す配置例１に基づく、多数個のコンタクトプローブの行列配置例１を示す、Ｚ方向から見た説明図。
【図９】図７に示す配置例２に基づく、多数個のコンタクトプローブの行列配置例２を示す、Ｚ方向から見た説明図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係るコンタクトプローブの形状説明図であり、（Ａ）は一部を断面とした正面図、（Ｂ）は右側面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）は（Ａ）のX-X'断面図。
【図１１】同コンタクトプローブを絶縁支持体で支持したソケットの断面図。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係るコンタクトプローブを絶縁支持体で支持したソケットの説明図であり、（Ａ）は待機状態（スプリング開放状態）、（Ｂ）はケルビン測定状態（スプリング圧縮状態）、（Ｃ）は（Ｂ）のK-K'断面図。
【図１３】本発明の第４の実施の形態に係るコンタクトプローブを絶縁支持体で支持したソケットのＹ方向から見た断面図。
【図１４】同コンタクトプローブのフランジ部の拡大斜視図。
【図１５】第１の実施の形態の絶縁支持体の第１層及び第２層の分割位置のバリエーション説明図。
【図１６】第２の実施の形態の絶縁支持体の第１層及び第２層の分割位置のバリエーション説明図。
【図１７】従来のコンタクトプローブを絶縁支持体で支持したソケットの正断面図であり、（Ａ）は待機状態（スプリング開放状態）、（Ｂ）はケルビン測定状態（スプリング圧縮状態）。
【図１８】（Ａ）は、図１７（Ｂ）のA-A'矢視図。（Ｂ）は、図１７（Ｂ）のB-B'断面図。
【図１９】図１７の第１プランジャーの先端周辺部拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るコンタクトプローブ１００を絶縁支持体３１で支持したソケット３０の正断面図であり、（Ａ）は待機状態（スプリング開放状態）、（Ｂ）はケルビン測定状態（スプリング圧縮状態）を示す。図２は、図１（Ｂ）のK-K'断面図である。これらの図において、各コンタクトプローブ１００の第１及び第２プランジャー１,２は、非断面で示している。図３（Ａ）は、図１（Ｂ）のC-C'矢視図である。図３（Ｂ）は、図１（Ｂ）のD-D'断面図である。図３（Ｃ）は、第１プランジャー１を先端方向から見た矢視図である。図４は、図１の第１プランジャー１の先端周辺部拡大図である。
【００２２】
本実施の形態のソケット３０は、ケルビン測定用であり、相互に同一構成の２本のコンタクトプローブ１００の一方を電流供給用プローブ、他方を電圧監視用プローブとする。コンタクトプローブ１００の軸方向をＺ軸方向、後述のフランジ部１４が突出する方向をＸ軸方向、Ｚ軸方向及びＸ軸方向の双方と垂直な方向をＹ軸方向とする直交３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）を、図１（Ａ）等に示すように定義する。
【００２３】
コンタクトプローブ１００は、第１プランジャー１と、第２プランジャー２と、スプリングとしてのコイルスプリング３と、チューブ４とを同軸に備える。第１プランジャー１は、検査対象物５との接続部品である。第２プランジャー２は、検査用基板６との接続部品である。銅又は銅合金等の導電性金属体であるチューブ４は、第１及び第２プランジャー１,２を摺動自在に保持するもので、第１及び第２プランジャー１,２の基端側とコイルスプリング３とを内部に収容する。例えばピアノ線やステンレス線等の一般的な導体金属材質で形成されたコイルスプリング３は、第１及び第２プランジャー１,２を互いに離れる方向に付勢するように第１及び第２プランジャー１,２に対して設けられ、第１及び第２プランジャー１,２に検査対象物５及び検査用基板６との接触力を与える。検査対象物５は、例えば電極が所定間隔で配列された半導体集積回路であり、図示の場合、電極バンプ５ａが所定間隔で配列されたものである。検査用基板６は、測定器側に接続される電極パッド(図示せず)を電極バンプ５ａに対応して所定間隔で有するものである。
【００２４】
銅又は銅合金等の導電性金属体である第１プランジャー１は、基端側から順に、基端側円柱部１１と、第１小径部１２と、第２小径部１３と、フランジ部１４と、第３小径部１７と、先端側円柱部１９とを有する。同じく銅又は銅合金等の導電性金属体である第２プランジャー２は、基端側から順に、基端側円柱部２１と、小径部２２と、先端側円柱部２９とを有する。コイルスプリング３は、第１及び第２プランジャー１,２の基端側円柱部１１,２１の端面間に設けられ、各端面に離間方向の付勢力を与える。円筒状のチューブ４は、軸方向の異なる２箇所の中間部側面に、リング状に内側に凹んだ絞り部４０１,４０２を第１及び第２プランジャー１,２の抜止めのために有する。
【００２５】
第１プランジャー１において、基端側円柱部１１は、絞り部４０１の内径よりも大径である。円柱状の第１小径部１２は、絞り部４０１の内径よりも小径である。軸方向について第１小径部１２の存在範囲内に絞り部４０１が位置する。したがって、基端側円柱部１１が絞り部４０１に引っ掛かり、第１プランジャー１はチューブ４からの抜けが防止される。円柱状の第２小径部１３は、絞り部４０１の内径よりも大径であり、常に一部がチューブ４内部に位置する。
【００２６】
フランジ部１４は、図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）等に示すように、先端側円柱部１９よりも大径の円板の側面を、軸方向（Ｚ方向）から見て例えば略菱形となるように４面カットした形状である。なお、本図の例では、軸方向から見てフランジ部１４のＸ方向両端の頂点に相当する側面部分１４ａ,１４ｂは、カットされずに円弧面となっている。換言すれば、フランジ部１４は、４つの平面である側面１４１〜１４４を有し、側面１４１〜１４４（及びそれらと同一平面の延長面）で囲まれた領域が軸方向から見て略菱形となる形状である。そして、フランジ部１４は、図１（Ａ）に示すように、Ｘ方向から見ると、先端側円柱部１９よりも幅が狭く、かつ先端側円柱部１９の存在幅内にある、すなわち先端側円柱部１９の側面よりも外側に（軸方向と垂直な方向に）延びない。他方、図２に示すように、Ｙ方向から見ると、先端側円柱部１９よりも幅が広く、かつ先端側円柱部１９の側面よりも外側に（軸方向と垂直な方向に）延びる（突出する）。すなわち、図３（Ｃ）に示すように、フランジ部１４は、軸方向から見て、先端側円柱部１９の側面の一部１９ｂ,１９ｃから外側に延びる一方、当該一部１９ｂ,１９ｃを除く部分からは外側に延びない。なお、図３（Ｃ）に示すように、先端側円柱部１９の側面のうち軸方向から見てフランジ部１４が外側に延びる一部１９ｂ,１９ｃの範囲は、それぞれ軸方向から見て中心角θが９０°以内であるとよい。また、フランジ部１４は、軸方向から見て、中心軸からＸ方向に行くほど幅が狭くなるように延びる（先細に延びる）とよい。
【００２７】
円柱状の第３小径部１７は、基端がフランジ部１４の先端側端面と連なる。先端側円柱部１９は、基端側円柱部１１、第２小径部１３及び第３小径部１７よりも大径であり、また第２プランジャー２の基端側円柱部２１及び先端側円柱部２９よりも大径である。さらに、先端側円柱部１９は、チューブ４と同径である。先端側円柱部１９の先端は、検査対象物５の電極バンプ５ａと接触する接触部１９ａとなっている。接触部１９ａは、分割山形状（ここでは８分割）であり、外周に中心から等角度間隔（ここでは４５°間隔）で山の頂点が存在する。なお、図３（Ａ）では、山の稜線（凸部の稜線）を図示する一方、谷線の図示は省略している。
【００２８】
第２プランジャー２において、基端側円柱部２１は、絞り部４０２の内径よりも大径である。円柱状の小径部２２は、絞り部４０２の内径よりも小径である。軸方向について小径部２２の存在範囲内に絞り部４０２が位置する。したがって、基端側円柱部２１が絞り部４０２に引っ掛かり、第２プランジャー２はチューブ４からの抜けが防止される。先端側円柱部２９は、絞り部４０２の内径よりも大径であり、基端側が部分的にチューブ４内部に位置する。先端側円柱部２９の先端は、検査用基板６の電極パッド(不図示)と接触する接触部２９ａとなっている。接触部２９ａは、例えば円錐形状である。
【００２９】
ソケット３０は、コンタクトプローブ１００を複数本平行に配置するための空洞部３２を所定間隔で有する絶縁支持体３１を備え、それらの各空洞部３２にコンタクトプローブ１００を挿入配置したものである。具体的には、第１プランジャー１、第２プランジャー２、コイルスプリング３及びチューブ４を一体的に組み立ててコンタクトプローブ１００を構成したものを、絶縁支持体３１の空洞部３２に挿入配置する。なお、絶縁支持体３１は、コンタクトプローブ１００を空洞部３２内に組み込むために、第１層３１ａ及び第２層３１ｂに分割された構造となっている。
【００３０】
空洞部３２両端部(上下端部)の開口側摺動支持部３３,３４は第１及び第２プランジャー１,２の先端側円柱部１９,２９をそれぞれ摺動自在に支持(嵌合)する。空洞部３２の開口側摺動支持部３３,３４を除く中間部３５は、第１層３１ａ及び第２層３１ｂの境界付近を除き開口側摺動支持部３３と同径である(又は同径以下でもよい)が、第２層３１ｂの第１層３１ａが接合される側（開口側摺動支持部３３側）が図２に示すようにＸ方向に広げられており、また、開口側摺動支持部３４よりも大径である。開口側摺動支持部３３は、フランジ部１４に係合してコンタクトプローブ１００の抜け出しを規制する。開口側摺動支持部３４は、チューブ４よりも小径であり、コンタクトプローブ１００の一端に係合してチューブ４の抜け出しを規制する。
【００３１】
ソケット３０において、隣り合うコンタクトプローブ１００は、先端側円柱部１９の側面のうち軸方向から見てフランジ部１４が外側に延びない部分（図３（Ｃ）において符号１９ｂ,１９ｃで示す部分以外の部分）同士が対面する。本実施の形態では、隣り合うコンタクトプローブ１００のコンタクトピッチＰ２は、次式で示される（図３（Ａ）及び図４参照）。
Ｐ２＝Ｅ＋（Ｆ×２） …式２
Ｅ：絶縁支持体３１の最小肉厚
Ｆ：絶縁支持体３１と先端側円柱部１９の側面との隙間
【００３２】
式２で示す本実施の形態のコンタクトピッチＰ２は、式１で示した従来のコンタクトピッチＰ１よりも、ΔＰ＝（Ｇ×２）＋（Ｈ×２）の分だけ狭くなっている。その第１の理由は、本実施の形態では、隣り合うコンタクトプローブ１００は、先端側円柱部１９の側面のうち軸方向から見てフランジ部１４が外側に延びない部分同士が対面するため、従来のコンタクトピッチＰ１における式１のＧ（フランジ部と先端側円柱部の半径差）に相当するものをゼロにできたことによる。第２の理由は、本実施の形態では、フランジ部１４が第１プランジャー１の回り止めとなるため、図３（Ａ）に示すように、隣り合うコンタクトプローブ１００の先端側円柱部１９の接触部１９ａを、山の頂点同士が最短距離となるような角度に保持でき、従来のコンタクトピッチＰ１における式１のＨ（先端側円柱部１９の側面から先端面の山の頂点までの距離）に相当するものをほぼゼロにできたことによる。
【００３３】
図５（Ａ）は、図１に示す絶縁支持体３１の第２層３１ｂを軸方向から見た矢視図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のB-B'断面図である。図５（Ｃ）は、図５（Ａ）のC-C'断面図である。メイン孔部３１１は、図１に示す第１及び第２プランジャー１,２の基端側、コイルスプリング３、チューブ４を収容するものである。メイン孔部３１１のＸ方向両側にメイン孔部３１１と連なって存在する所定深さのフランジ用穴部３１２,３１３は、メイン孔部３１１よりも小径で、フランジ部１４のうち軸方向から見て先端側円柱部１９の側面から外側に延長した部分がＺ方向に移動する空間を確保する。加工順序としては、まずフランジ用穴部３１２,３１３の加工後に、メイン孔部３１１を加工する。加工には一般的な汎用ドリルを使用可能である。
【００３４】
図６は、隣り合うコンタクトプローブ１００（最も近い２つのコンタクトプローブ１００）の配置例１を示す、Ｚ方向から見た説明図である。図７は、隣り合うコンタクトプローブ１００（最も近い２つのコンタクトプローブ１００）の配置例２を示す、Ｚ方向から見た説明図である。図８は、図６に示す配置例１に基づく、多数個のコンタクトプローブ１００の行列配置例１を示す、Ｚ方向から見た説明図である。図９は、図７に示す配置例２に基づく、多数個のコンタクトプローブ１００の行列配置例２を示す、Ｚ方向から見た説明図である。なお、図８及び図９では、接触対象となる電極バンプ５ａの行列を二点鎖線で示している。
【００３５】
図６に示す配置例１は、図１に示したものと同様であり、Ｘ方向に突出したフランジ部１４を有するコンタクトプローブ１００をＹ方向に並べた例である。図７に示す配置例２は、Ｘ方向に突出したフランジ部１４を有するコンタクトプローブ１００をＸ方向と４５°（Ｙ方向とも４５°）を成す方向に並べた例である。配置例１及び２のいずれも、コンタクトピッチＰ３は式２のコンタクトピッチＰ２と同じ長さである。他方、電極バンプ５ａの最小配置ピッチは、配置例１及び２で互いに異なる。
【００３６】
図８に示すように、配置例１に基づくコンタクトプローブ１００の行列配置の場合、電極バンプ５ａの最小配置ピッチＰ４は、Ｐ４＝Ｐ３×２である。これに対し、図９に示すように、配置例２に基づくコンタクトプローブ１００の行列配置の場合、電極バンプ５ａの最小配置ピッチＰ５は、Ｐ５＝Ｐ３×２／√２であり、配置例１に基づく最小配置ピッチＰ４よりも約３０％狭ピッチ化できる。見方を変えれば、電極バンプ５ａの配置ピッチが同じであれば、配置例２は、配置例１の場合よりも大径の第１プランジャー１を配置可能で好ましい。なお、狭ピッチ化のためには、フランジ部１４が中心軸からＸ方向に行くほど軸方向から見て幅が狭くなる形状であるとよい。
【００３７】
ソケット３０を使用して検査を行う場合、ソケット３０は検査用基板６上に位置決め載置され、この結果、コイルスプリング３が所定長だけ縮んで第２プランジャー２の先端側円柱部２９の接触部２９ａが検査用基板６の電極パッドに弾接する。半導体集積回路等の検査対象物５が無い状態では、第１プランジャー１はフランジ部１４が開口側摺動支持部３３で規制されるまで突出方向に移動しており、先端側円柱部１９の突出量は最大となっている。検査対象物５がソケット３０の絶縁支持体３１に対して所定の間隔で対向配置されることにより、先端側円柱部１９は後退してコイルスプリング３はさらに圧縮され、その結果、先端側円柱部１９は検査対象物５の電極バンプ５ａに弾接する。この状態で検査対象物５の検査が実行される。
【００３８】
本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。
【００３９】
(1) 隣り合うコンタクトプローブ１００は、先端側円柱部１９の側面のうち軸方向から見てフランジ部１４が外側に延びない部分同士が対面するため、従来よりもコンタクトピッチを狭めることが可能となる。
【００４０】
(2) フランジ部１４が第１プランジャー１の回り止めとなるため、隣り合うコンタクトプローブ１００の先端側円柱部１９の接触部１９ａを、山の頂点同士が最短距離となるような角度に保持できる。このことも、従来と比較してコンタクトピッチを狭める点で有利である。
【００４１】
(3) 図５で既述のとおり、絶縁支持体３１ｂの孔加工は通常のドリル（汎用ドリル）を用いることができるため、特殊な孔加工（エンドミル等を用いた孔加工）は不要でコスト安かつ製造容易である。
【００４２】
(4) フランジ部１４が先端側円柱部１９よりも小径の第３小径部１７に形成されるため、すなわち、フランジ部１４の先端側端面が第３小径部１７の基端と接するため、フランジ部１４の加工時に生じるバリが先端側円柱部１９よりも外側に突出することを防止できる。すなわち、絶縁支持体３１と先端側円柱部１９の側面との隙間は極力小さく設計するため、先端側円柱部１９よりも外側に突出するバリの発生を防止しなければならないところ、本実施の形態では先端側円柱部１９よりも小径な第３小径部１７からフランジ部１４が立ち上がるため、そうしたバリの発生を好適に防止できる。
【００４３】
（第２の実施の形態）
図１０は、本発明の第２の実施の形態に係るコンタクトプローブ２００の形状説明図であり、（Ａ）は一部を断面とした正面図、（Ｂ）は右側面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）は（Ａ）のX-X'断面図である。図１１は、同コンタクトプローブを絶縁支持体３１で支持したソケット３０の断面図である。以下、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００４４】
第１プランジャー１は、先端側円柱部１９の基端側にフランジ部１４を形成したものである。先端側円柱部１９の基端側端面から、所定深さに渡って穴部１９７が形成される。穴部１９７内にコイルスプリング３と第２プランジャー２の基端側円柱部２１が位置する。穴部１９７は、開口側が例えばかしめ加工で小径化されており、つまり先端側円柱部１９の基端がかしめられてかしめ部１９ｄが形成され、基端側円柱部２１の抜けが防止される。コイルスプリング３は、基端側円柱部２１の端面と穴部１９７の底面との間に設けられ、各端面に離間方向の付勢力を与える。第１プランジャー１、第２プランジャーおよびコイルスプリング３でコンタクトプローブ２００を構成している。なお、本実施の形態では、フランジ部１４の可動空間を絶縁支持体３１の第１層３１ａに穴加工で形成しているが、穴加工の方法は図５で説明したのと同様である。複数のコンタクトプローブ２００の配列は、第１の実施の形態と同じでよい。
【００４５】
本実施の形態も、第１の実施の形態と同様にコンタクトピッチを狭くすることが可能である。また、チューブ４が不要な点で第１の実施の形態よりも部品点数を削減できる。なお、先端側円柱部１９のうちフランジ部１４の先端側端面との接点から所定長の範囲を小径化することで、先端側円柱部１９よりも外側に突出するバリの発生を第１の実施の形態と同様に防止できる。
【００４６】
（第３の実施の形態）
図１２は、本発明の第３の実施の形態に係るコンタクトプローブ３００（チューブレスタイプ）を絶縁支持体３１で支持したソケットの説明図であり、（Ａ）は待機状態（スプリング開放状態）、（Ｂ）はケルビン測定状態（スプリング圧縮状態）、（Ｃ）は（Ｂ）のK-K'断面図である。コンタクトプローブ３００の第１プランジャー１は、図１等に示す第１の実施の形態の基端側円柱部１１、第１小径部１２、第２小径部１３をチューブ４と略同径の基端側円柱部４１１に置き換え、基端側円柱部４１１の基端側端面の中央部からそれより小径の棒状部４１２を軸方向に突出させた構成である。基端側円柱部４１１の基端側端面の縁部にはコイルスプリング３が当接する。棒状部４１２はコイルスプリング３の内側に延びる。コンタクトプローブ３００の第２プランジャー２は、第１の実施の形態の基端側円柱部２１、小径部２２をチューブ４と略同径の基端側円柱部４２１に置き換え、基端側円柱部４２１の基端側端面の中央部からそれより小径の棒状部４２２を軸方向に突出させた構成である。基端側円柱部４２１の基端側端面の縁部にはコイルスプリング３が当接する。棒状部４２２はコイルスプリング３の内側に延びる。コイルスプリング３は、第1の先端側円柱部１９よりも小径で、基端側円柱部４１１,４２１の基端側端面に離間方向の付勢力を与える。第1プランジャー１、第２プランジャー２およびコイルスプリング３がコンタクトプローブ３００を構成している。複数のコンタクトプローブ３００の配列は、第１の実施の形態と同じでよい。
【００４７】
（第４の実施の形態）
図１３は、本発明の第４の実施の形態に係るコンタクトプローブ４００を絶縁支持体３１で支持したソケットのＹ方向から見た断面図である。本図において、コンタクトプローブ４００の第１及び第２プランジャー１,２は、非断面で示している。図１４は、コンタクトプローブ４００のフランジ部１４の拡大斜視図である。以下、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００４８】
本実施の形態では、フランジ部１４の上面１４５,１４６がＺ軸方向と例えば４５°を成すテーパ状になっている。また、フランジ部１４の上面１４５,１４６と係合する開口側摺動支持部３３の係合面３３ａ,３３ｂは、フランジ部１４の上面１４５,１４６と平行となるように面取り（例えば４５°）が設けられている。本実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、絶縁支持体３１ａを組み付けする際、第１プランジャー１の先端側円柱部１９の先端角部が引っ掛かりにくくなり、組立性が良好となる。また、フランジ部１４の上面１４５,１４６と開口側摺動支持部３３の係合面３３ａ,３３ｂとの接触面積は、それらがＺ軸方向と垂直な場合よりも大きくすることができ、結果、接触面圧を下げ接触面へのダメージを防ぐことができる。
【００４９】
以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。
【００５０】
図１５（Ａ）〜（Ｃ）は、第１の実施の形態の絶縁支持体３１の第１層３１ａ及び第２層３１ｂの分割位置のバリエーション説明図である。図１５（Ａ）は第１の実施の形態と同様であり、図１５（Ｂ）では第１層３１ａにフランジ部１４の可動空間を形成し、図１５（Ｃ）では第１層３１ａ及び第２層３１ｂに跨ってフランジ部１４の可動空間を形成している。
【００５１】
図１６（Ａ）〜（Ｃ）は、第２の実施の形態の絶縁支持体３１の第１層３１ａ及び第２層３１ｂの分割位置のバリエーション説明図である。図１６（Ａ）は第２の実施の形態と同様であり、図１６（Ｂ）では第２層３１ｂにフランジ部１４の可動空間を形成し、図１６（Ｃ）では第１層３１ａ及び第２層３１ｂに跨ってフランジ部１４の可動空間を形成している。
【００５２】
実施の形態における基端側円柱部１１,２１は、円柱形に限らず、球形あるいは楕円球形であってもよい。
【００５３】
フランジ部１４を軸方向から見た形状は、長方形であってもよい。また、フランジ部１４は、先端側円柱部１９の側面のうち軸方向から見て１箇所のみから外側に延びる形状であってもよい。実施の形態のように２箇所から外側に延びるほうがバランスがよくて好ましいが、１箇所のみから外側に延びる場合も抜止めや回り止めの機能を実現することは可能である。また、特定の２本のコンタクトプローブのコンタクトピッチを狭める場合、フランジ部１４は２面カットであってもよい。すなわち、図３（Ｂ）の側面１４１,１４２（他方のコンタクトプローブに面しない側面）の加工は行わず、円弧面を残してもよい。
【００５４】
先端側円柱部１９の端面は、分割山形状に限らず、軸方向と垂直な平面であってもよいし、特許文献１の図２に示されるプランジャー２４のような先端形状であってもよい。
【００５５】
ケルビン測定用の一組のコンタクトプローブは、同一形状でなくてよく、例えば電流供給用のコンタクトプローブを電圧監視用のものよりも大径にしてもよい。
【００５６】
コンタクトプローブ及びソケットの用途はケルビン測定に限らず、電極バンプ５ａがコンタクトプローブと同数存在するものであってもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１ 第１プランジャー
２ 第２プランジャー
３ コイルスプリング
４ チューブ
５ 検査対象物
５ａ 電極バンプ
６ 検査用基板
１４ フランジ部
１９,２９ 先端側円柱部
３０ ソケット
３１ 絶縁支持体
１００,２００,３００ コンタクトプローブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方が検査対象物との接続用で、他方が検査用基板との接続用であり、相互に電気的に接続される第１及び第２プランジャーと、
前記第１及び第２プランジャーを互いに離れる方向に付勢するように前記第１及び第２プランジャーに対して設けられたスプリングとを備え、
前記第１プランジャーは、先端側円柱部と、先端から所定距離だけ基端側に存在するフランジ部とを有し、
前記フランジ部は、軸方向から見て、前記先端側円柱部の側面の一部から外側に延びる一方、当該一部を除く部分からは外側に延びない、コンタクトプローブ。
【請求項２】
請求項１に記載のコンタクトプローブにおいて、前記フランジ部は、軸方向から見て、前記先端側円柱部の側面の相互に対向する２箇所から外側に延びる一方、当該２箇所を除く部分からは外側に延びない、コンタクトプローブ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のコンタクトプローブにおいて、前記第１プランジャーは、前記フランジ部と前記先端側円柱部との間に、前記フランジ部の先端側端面と接し且つ前記先端側円柱部よりも径が小さい小径部を有する、コンタクトプローブ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のコンタクトプローブを複数本絶縁支持体で支持してなるソケットであって、少なくとも一部の隣り合うコンタクトプローブは、先端側円柱部の側面のうち軸方向から見てフランジ部が外側に延びない部分同士が対面する、ソケット。
【請求項５】
請求項２に記載のコンタクトプローブを軸方向から見た向きを揃えて複数本絶縁支持体で支持してなるソケットであって、
各コンタクトプローブの前記フランジ部は、前記２箇所から外側に先細りに延び、
任意のコンタクトプローブ及び前記任意のコンタクトプローブに最も近いコンタクトプローブを相互に結ぶ方向と、前記任意のコンタクトプローブの先端側円柱部の側面のうち軸方向から見てフランジ部が外側に延びる２箇所同士を結ぶ方向とが約４５°の角度を成すように、複数本のコンタクトプローブが軸方向から見て縦横に配列されている、ソケット。
【請求項１】
一方が検査対象物との接続用で、他方が検査用基板との接続用であり、相互に電気的に接続される第１及び第２プランジャーと、
前記第１及び第２プランジャーを互いに離れる方向に付勢するように前記第１及び第２プランジャーに対して設けられたスプリングとを備え、
前記第１プランジャーは、先端側円柱部と、先端から所定距離だけ基端側に存在するフランジ部とを有し、
前記フランジ部は、軸方向から見て、前記先端側円柱部の側面の一部から外側に延びる一方、当該一部を除く部分からは外側に延びない、コンタクトプローブ。
【請求項２】
請求項１に記載のコンタクトプローブにおいて、前記フランジ部は、軸方向から見て、前記先端側円柱部の側面の相互に対向する２箇所から外側に延びる一方、当該２箇所を除く部分からは外側に延びない、コンタクトプローブ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のコンタクトプローブにおいて、前記第１プランジャーは、前記フランジ部と前記先端側円柱部との間に、前記フランジ部の先端側端面と接し且つ前記先端側円柱部よりも径が小さい小径部を有する、コンタクトプローブ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のコンタクトプローブを複数本絶縁支持体で支持してなるソケットであって、少なくとも一部の隣り合うコンタクトプローブは、先端側円柱部の側面のうち軸方向から見てフランジ部が外側に延びない部分同士が対面する、ソケット。
【請求項５】
請求項２に記載のコンタクトプローブを軸方向から見た向きを揃えて複数本絶縁支持体で支持してなるソケットであって、
各コンタクトプローブの前記フランジ部は、前記２箇所から外側に先細りに延び、
任意のコンタクトプローブ及び前記任意のコンタクトプローブに最も近いコンタクトプローブを相互に結ぶ方向と、前記任意のコンタクトプローブの先端側円柱部の側面のうち軸方向から見てフランジ部が外側に延びる２箇所同士を結ぶ方向とが約４５°の角度を成すように、複数本のコンタクトプローブが軸方向から見て縦横に配列されている、ソケット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−１４９９２７（Ｐ２０１２−１４９９２７Ａ）
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７３３２（Ｐ２０１１−７３３２）
【出願日】平成２３年１月１７日（２０１１．１．１７）
【出願人】（０００００６７５８）株式会社ヨコオ (158)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１７日（２０１１．１．１７）
【出願人】（０００００６７５８）株式会社ヨコオ (158)
【Ｆターム（参考）】
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