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JP2019164152A - probe - Google Patents

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JP2019164152A
JP2019164152A JP2019090666A JP2019090666A JP2019164152A JP 2019164152 A JP2019164152 A JP 2019164152A JP 2019090666 A JP2019090666 A JP 2019090666A JP 2019090666 A JP2019090666 A JP 2019090666A JP 2019164152 A JP2019164152 A JP 2019164152A
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plate
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永田 一志
Kazushi Nagata
一志 永田
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Japan Electronic Materials Corp
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Abstract

To provide a probe which ensures a desired stroke amount and needle pressure, and minimizes creeping and breakage of a needle even when a coil spring diameter is reduced.SOLUTION: A probe comprises a core material 3, and a coil spring 22 having one end thereof fixed or locked to the core material 3 and the other end fixed or locked to another member. The coil spring 22 is stiffer at the one end and the other end thereof than in a middle section 22b.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、プローブに係り、更に詳しくは、コイルばねを備えるプローブの改良に関する。   The present invention relates to a probe, and more particularly to an improvement of a probe including a coil spring.

プローブカードは、半導体ウエハに形成された電子回路の電気的特性を検査するのに用いられる検査装置であり、電子回路上の電極にそれぞれ接触させる微細な多数のプローブが設けられている。電子回路の特性検査は、プローブカードに半導体ウエハを近づけてプローブの先端を電子回路上の電極に接触させ、プローブを介してテスター装置と電子回路とを導通させることにより行われる。その際、プローブ先端や電極の高さ方向のばらつきを吸収させるため、プローブ先端と電極とが接触し始める状態からさらにプローブカードに半導体ウエハを近づける処理、いわゆるオーバードライブが行われる。   The probe card is an inspection apparatus used to inspect the electrical characteristics of an electronic circuit formed on a semiconductor wafer, and is provided with a large number of fine probes that are brought into contact with electrodes on the electronic circuit. The characteristic inspection of the electronic circuit is performed by bringing the semiconductor wafer close to the probe card, bringing the tip of the probe into contact with the electrode on the electronic circuit, and conducting the tester device and the electronic circuit through the probe. At this time, in order to absorb variations in the height direction of the probe tip and the electrode, a process of bringing the semiconductor wafer closer to the probe card from a state where the probe tip and the electrode start to contact each other, so-called overdrive is performed.

スプリングプローブは、オーバードライブに必要なストローク量と、良好な接触性能を得るのに必要な針圧とを同時に確保することができる垂直型プローブである。この種のスプリングプローブには、コイルばねを筒体内に収容させる内ばね方式のものと、コイルばねが露出する外ばね方式のものとがある。外ばね方式のプローブは、コイルばねを収容するための筒体を必要としないことから、内ばね方式のプローブに比べ、微細化に適している。しかし、針先と針元とをコイルばねが連結する外ばね方式のプローブでは、コイルばねの電気抵抗が大きく、導通性能が良くなかった。また、オーバードライブ時にコイルばねが湾曲し、隣接するプローブ同士が接触するという問題もあった。   The spring probe is a vertical probe that can simultaneously ensure the stroke amount necessary for overdrive and the needle pressure necessary to obtain good contact performance. This type of spring probe includes an internal spring type in which a coil spring is accommodated in a cylinder, and an external spring type in which the coil spring is exposed. Since the outer spring type probe does not require a cylindrical body for accommodating the coil spring, it is more suitable for miniaturization than the inner spring type probe. However, in an external spring type probe in which a coil spring connects the needle tip and the needle base, the electrical resistance of the coil spring is large and the conduction performance is not good. In addition, the coil spring is curved during overdrive, and there is a problem that adjacent probes come into contact with each other.

そこで、芯材をばね部材と同軸に配置した外ばね方式のプローブが提案されている(例えば、特許文献1)。この特許文献1に記載の垂直コイルスプリングプローブAは、同軸に配置される接触ピン100A及び筒体200Aにより構成される。接触ピン100Aは、測定対象物に接触させる接触子110Aと、軸方向に延びる案内子120Aとを備える。筒体200Aは、案内子120Aを収容するばね部材であり、針先側の端部が接触ピン100Aに固定される。この様な外ばね方式のプローブによれば、電流が芯材を流れることから、導通性能が向上する。また、芯材がばね部材の内周面と接触することにより、ばね部材の湾曲が制限されるため、隣接するプローブ同士の接触を防止することができる。   Therefore, an external spring type probe in which a core member is arranged coaxially with a spring member has been proposed (for example, Patent Document 1). The vertical coil spring probe A described in Patent Document 1 includes a contact pin 100A and a cylindrical body 200A that are arranged coaxially. The contact pin 100A includes a contact 110A that makes contact with an object to be measured and a guide 120A that extends in the axial direction. The cylindrical body 200A is a spring member that accommodates the guide element 120A, and the end on the needle tip side is fixed to the contact pin 100A. According to such an external spring type probe, since the current flows through the core material, the conduction performance is improved. Moreover, since the curvature of a spring member is restrict | limited when a core material contacts the internal peripheral surface of a spring member, the contact of adjacent probes can be prevented.

なお、外ばね方式のプローブには、特許文献2に記載のコンタクトピン1がある。コンタクトピン1は、線材を螺旋状に巻回して形成される本体部2と、本体部2の一端部側に形成され、一端に向かって縮径する縮径部6と、本体部2の他端部側に形成され、他端に向かって縮径する縮径部10とを備える。このコンタクトピン1には、芯材がない。   An external spring type probe includes a contact pin 1 described in Patent Document 2. The contact pin 1 includes a main body portion 2 formed by winding a wire in a spiral shape, a reduced diameter portion 6 formed on one end portion side of the main body portion 2 and reducing in diameter toward one end, and the other of the main body portion 2. And a reduced diameter portion 10 that is formed on the end side and that decreases in diameter toward the other end. The contact pin 1 has no core material.

また、芯材をばね部材と同軸に配置した外ばね方式のプローブには、特許文献3に記載のスプリング接点アセンブリ10もある。スプリング接点アセンブリ10は、スプリング16と同軸に配置されるプランジャーを2つのプランジャー12及び14に分離した構造であり、スプリング16の一端がプランジャー12に固定され、スプリング16の他端がプランジャー14に固定される。   Moreover, there is a spring contact assembly 10 described in Patent Document 3 as an outer spring type probe in which a core member is arranged coaxially with a spring member. The spring contact assembly 10 has a structure in which a plunger disposed coaxially with the spring 16 is separated into two plungers 12 and 14. One end of the spring 16 is fixed to the plunger 12 and the other end of the spring 16 is planned. It is fixed to the jar 14.

特開2007−24664号公報JP 2007-24664 A 特開2007−194187号公報JP 2007-194187 A 特表2010−539672号公報Special table 2010-539672 gazette

上述した様なスプリングプローブは、狭い検査領域に対して2次元的に配置することが可能であることから、電子回路の高集積化に伴って需要が拡大している。しかしながら、従来のスプリングプローブでは、長期間の使用や多数回の使用に伴う疲労によって針折れ等の不具合が発生する恐れがあった。例えば、所望のストローク量と針圧とを確保しつつ、電子回路の高集積化に合わせてコイルばねの径を細くした場合、コイルばねにかかる応力が増大し、クリープや針折れが生じる恐れがあった。   Since the spring probe as described above can be two-dimensionally arranged in a narrow inspection region, the demand is increasing as electronic circuits are highly integrated. However, the conventional spring probe may cause problems such as broken needles due to fatigue associated with long-term use or multiple use. For example, when the diameter of the coil spring is reduced in accordance with the high integration of the electronic circuit while ensuring the desired stroke amount and needle pressure, the stress applied to the coil spring may increase, and creep or needle breakage may occur. there were.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、不具合の発生を抑制させることによって信頼性を向上させたプローブを提供することを目的とする。特に、所望のストローク量と針圧とを確保しつつ、コイルばねの径を細くした場合であっても、クリープや針折れが生じるのを抑制することができるプローブを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a probe with improved reliability by suppressing the occurrence of defects. In particular, an object of the present invention is to provide a probe capable of suppressing the occurrence of creep and needle breakage even when the coil spring diameter is reduced while ensuring a desired stroke amount and needle pressure. .

第1の本発明によるプローブは、検査対象物に接触させるコンタクト部と、一方の端部が上記コンタクト部に固定又は係止され、他方の端部が他の部材に固定又は係止されるコイルばねとを備え、上記コイルばねが、上記一方の端部及び上記他方の端部の剛性が中間部の剛性よりも大きいように構成される。コイルばねにかかる応力は、コイルばねの両端部において最大になる。このため、両端部の剛性を中間部よりも大きくすることにより、応力が分散し、最大応力を低減させることができる。よって、このプローブでは、所望のストローク量と針圧とを確保しつつ、コイルばねの径を細くした場合であっても、クリープや針折れが生じるのを抑制することができる。   The probe according to the first aspect of the present invention includes a contact portion to be brought into contact with an object to be inspected, and a coil having one end fixed or locked to the contact portion and the other end fixed or locked to another member. And the coil spring is configured such that the rigidity of the one end and the other end is greater than the rigidity of the intermediate portion. The stress applied to the coil spring is maximized at both ends of the coil spring. For this reason, by making the rigidity of both end portions larger than that of the intermediate portion, the stress is dispersed, and the maximum stress can be reduced. Therefore, in this probe, even when the diameter of the coil spring is made thin while ensuring a desired stroke amount and needle pressure, the occurrence of creep and needle breakage can be suppressed.

第2の本発明によるプローブは、上記構成に加え、上記コイルばねが、線状体からなり、上記一方の端部及び上記他方の端部の断面積が上記中間部の断面積よりも大きくなっているように構成される。この様な構成によれば、線状体の断面積を異ならせることにより、コイルばねの両端部の剛性を中間部よりも大きくすることができる。   In the probe according to the second aspect of the present invention, in addition to the above configuration, the coil spring is formed of a linear body, and the cross-sectional area of the one end and the other end is larger than the cross-sectional area of the intermediate portion. Configured to be. According to such a structure, the rigidity of the both ends of a coil spring can be made larger than an intermediate part by varying the cross-sectional area of a linear body.

第3の本発明によるプローブは、上記構成に加え、上記コイルばねが、軸方向と交差する方向の厚さが均一な板状体からなり、上記一方の端部及び上記他方の端部の軸方向の幅が上記中間部よりも広くなっているように構成される。この様な構成によれば、板状体の幅を異ならせることにより、コイルばねの両端部の剛性を中間部よりも大きくすることができる。   In the probe according to a third aspect of the present invention, in addition to the above configuration, the coil spring is formed of a plate-like body having a uniform thickness in a direction intersecting the axial direction, and the shafts of the one end and the other end The width in the direction is configured to be wider than the intermediate portion. According to such a structure, the rigidity of the both ends of a coil spring can be made larger than an intermediate part by varying the width | variety of a plate-shaped object.

第4の本発明によるプローブは、上記構成に加え、上記コイルばねが、2種以上の金属からなり、上記一方の端部を構成する金属及び上記他方の端部を構成する金属が、上記中間部を構成する金属よりも弾性率が大きいように構成される。この様な構成によれば、コイルばねを構成する金属の弾性率を異ならせることにより、コイルばねの両端部の剛性を中間部よりも大きくすることができる。   In the probe according to a fourth aspect of the present invention, in addition to the above configuration, the coil spring is made of two or more metals, and the metal forming the one end and the metal forming the other end are the intermediate It is comprised so that an elasticity modulus may be larger than the metal which comprises a part. According to such a structure, the rigidity of the both ends of a coil spring can be made larger than an intermediate part by varying the elasticity modulus of the metal which comprises a coil spring.

本発明によれば、所望のストローク量と針圧とを確保しつつ、コイルばねの径を細くした場合であっても、クリープや針折れが生じるのを抑制することができるプローブを提供することができる。従って、不具合の発生を抑制させることによって信頼性を向上させたプローブを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a probe capable of suppressing the occurrence of creep and needle breakage even when the diameter of a coil spring is reduced while ensuring a desired stroke amount and needle pressure. Can do. Therefore, it is possible to provide a probe with improved reliability by suppressing the occurrence of defects.

本発明の実施の形態によるプローブ1の一構成例を示した斜視図である。It is the perspective view which showed one structural example of the probe 1 by embodiment of this invention. 図1のプローブ1の構成例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the structural example of the probe 1 of FIG. プローブ1の動作特性を示した図であり、針圧と応力との関係が示されている。It is the figure which showed the operating characteristic of the probe 1, and the relationship between stylus pressure and stress is shown. プローブ1の動作特性を示した図であり、板状体221の幅Wと応力との関係が示されている。It is the figure which showed the operating characteristic of the probe 1, and the relationship between the width W of the plate-shaped body 221 and a stress is shown. 図1のプローブ1の要部における構成を比較例と比較して示した図である。It is the figure which showed the structure in the principal part of the probe 1 of FIG. 1 compared with the comparative example. 図1のプローブ1の動作特性を比較例と比較して示した図であり、板状体221の幅Wと応力との関係が示されている。It is the figure which showed the operating characteristic of the probe 1 of FIG. 1 compared with the comparative example, and the relationship between the width W of the plate-shaped body 221 and stress is shown. 図1のプローブ1の動作特性を比較例と比較して示した図であり、ストローク量と応力又は針圧との関係が示されている。It is the figure which showed the operating characteristic of the probe 1 of FIG. 1 compared with the comparative example, and the relationship between stroke amount and stress or needle pressure is shown. 図1のプローブ1の製造方法の一例を模式的に示した説明図であり、筒体2を構成する金属層44を芯材40上に形成するまでの作業工程が示されている。It is explanatory drawing which showed typically an example of the manufacturing method of the probe 1 of FIG. 1, and the operation | work process until the metal layer 44 which comprises the cylinder 2 is formed on the core material 40 is shown. 図1のプローブ1の製造方法の一例を模式的に示した説明図であり、金属層44の形成後に犠牲層42を除去するまでの作業工程が示されている。FIG. 2 is an explanatory view schematically showing an example of a method for manufacturing the probe 1 of FIG. 1, and shows a work process until the sacrifice layer 42 is removed after the metal layer 44 is formed.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。本明細書では、便宜上、プローブの長手方向を上下方向として説明するが、本発明によるプローブの使用時における姿勢を限定するものではない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present specification, for convenience, the longitudinal direction of the probe is described as the vertical direction, but the posture of the probe according to the present invention is not limited.

<プローブ1>
図1は、本発明の実施の形態によるプローブ1の一構成例を示した斜視図であり、外ばね方式のスプリングプローブが示されている。図2は、図1のプローブ1の構成例を示した断面図であり、プローブ1をA−A切断線により切断した場合の切断面が示されている。
<Probe 1>
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a probe 1 according to an embodiment of the present invention, and shows an external spring type spring probe. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of the probe 1 in FIG. 1, and shows a cut surface when the probe 1 is cut along an AA cutting line.

このプローブ1は、上下方向にストロークさせることができる外ばね方式のスプリングプローブであり、同軸に配置される筒体2及び芯材3により構成される。筒体2は、芯材3を保持する部材であり、針先部21、コイルばね22及び針元部23により構成される。コイルばね22は、上下方向に延びるつる巻ばねであり、軸方向に収縮させることによって芯材3を下方へ付勢する。   The probe 1 is an external spring type spring probe that can be stroked in the vertical direction, and includes a cylindrical body 2 and a core member 3 that are arranged coaxially. The cylindrical body 2 is a member that holds the core material 3, and includes a needle tip portion 21, a coil spring 22, and a needle base portion 23. The coil spring 22 is a helical spring extending in the vertical direction, and biases the core material 3 downward by contracting in the axial direction.

針先部21は、芯材3に固定される固定部であり、筒体2の下端部に設けられる。針先部21を水平面により切断した場合の切断面は、円環形状である。針元部23は、芯材3の上端を軸方向に移動可能に収容する円筒状の根元部であり、筒体2の上端部に設けられる。この針元部23は、後述するコイルばね22の針元側端部22cに固定され、且つ、コイルばね22と内径が等しい筒状体である。例えば、針元部23は、図示しない配線基板に設けられる電極パッドに固定される。   The needle tip portion 21 is a fixed portion that is fixed to the core member 3, and is provided at the lower end portion of the cylindrical body 2. When the needle tip portion 21 is cut along a horizontal plane, the cut surface has an annular shape. The needle base portion 23 is a cylindrical root portion that accommodates the upper end of the core member 3 so as to be movable in the axial direction, and is provided at the upper end portion of the cylindrical body 2. The needle base portion 23 is a cylindrical body that is fixed to a needle base side end portion 22c of a coil spring 22 to be described later and has the same inner diameter as the coil spring 22. For example, the needle base 23 is fixed to an electrode pad provided on a wiring board (not shown).

コイルばね22は、針先部21と針元部23とを連結する連結部であり、螺旋状に延びる板状体221からなる。板状体221は、3次元曲線の弦巻線(へリックス)に沿って延びる形状を有し、一端が針先部21に固定され、他端が針元部23に固定される。この板状体221の軸方向と交差する方向の厚さは、軸方向及び周方向に均一であり、コイルばね22の下端から上端にわたって概ね一定である。   The coil spring 22 is a connecting portion that connects the needle tip portion 21 and the needle base portion 23, and includes a plate-like body 221 that extends in a spiral shape. The plate-like body 221 has a shape extending along a three-dimensional curved string winding (helix), and one end is fixed to the needle tip portion 21 and the other end is fixed to the needle base portion 23. The thickness of the plate-like body 221 in the direction intersecting with the axial direction is uniform in the axial direction and the circumferential direction, and is substantially constant from the lower end to the upper end of the coil spring 22.

一方、板状体221の幅Wは、コイルばね22の両端部において幅広である。幅Wは、板状体221の軸方向の長さである。コイルばね22を軸方向の位置が互いに異なる針先側端部22a、中間部22b及び針元側端部22cに分割して説明すれば、針先側端部22a及び針元側端部22cは、板状体221の幅Wが中間部22bよりも広くなっている。   On the other hand, the width W of the plate-like body 221 is wide at both ends of the coil spring 22. The width W is the length of the plate-like body 221 in the axial direction. If the coil spring 22 is divided into a needle tip side end portion 22a, an intermediate portion 22b, and a needle base side end portion 22c that are different from each other in the axial direction, the needle tip side end portion 22a and the needle base side end portion 22c are The width W of the plate-like body 221 is wider than that of the intermediate portion 22b.

針先側端部22aは、コイルばね22における針先部21側の端部である。針元側端部22cは、コイルばね22における針元部23側の端部である。中間部22bは、針先側端部22a及び針元側端部22c間の部位である。このコイルばね22では、板状体221の幅Wを異ならせることにより、コイルばね22の両端部の剛性を中間部22bよりも大きくしている。針元側端部22cは、針元部23を介して配線基板上の電極パッドに固定される。なお、コイルばね22の針元側端部22cを配線基板等の他の部材に係止するような構成であっても良い。   The needle tip side end portion 22 a is an end portion of the coil spring 22 on the needle tip portion 21 side. The needle base side end 22 c is an end of the coil spring 22 on the needle base 23 side. The intermediate portion 22b is a portion between the needle tip side end portion 22a and the needle base side end portion 22c. In this coil spring 22, the rigidity of both ends of the coil spring 22 is made larger than that of the intermediate portion 22b by making the width W of the plate-like body 221 different. The needle base side end portion 22 c is fixed to the electrode pad on the wiring board via the needle base portion 23. In addition, the structure which latches the needle | hook base side edge part 22c of the coil spring 22 to other members, such as a wiring board, may be sufficient.

また、板状体221のピッチPは、コイルばね22の下端から上端にわたって概ね一定である。ピッチPは、板状体221の繰り返し間隔であり、隣り合う板状体221間の軸方向の距離からなる。   The pitch P of the plate-like body 221 is substantially constant from the lower end to the upper end of the coil spring 22. The pitch P is a repetition interval of the plate-like bodies 221 and is composed of an axial distance between the adjacent plate-like bodies 221.

芯材3は、上下方向に延びる棒状の部材であり、針先部21を介してコイルばね22の針先側端部22aが固定され、且つ、筒体2によって取り囲まれる。なお、コイルばね22の針先側端部22aを芯材3に係止するような構成であっても良い。例えば、芯材3に対し、軸方向への移動を制限しつつ、周方向へは回転可能に針先部21を係合させることにより、針先部21に連結された針先側端部22aを芯材3に係止させても良い。   The core member 3 is a bar-like member extending in the vertical direction. The needle tip side end portion 22 a of the coil spring 22 is fixed via the needle tip portion 21 and is surrounded by the cylindrical body 2. In addition, the structure which latches the needle | hook tip side edge part 22a of the coil spring 22 to the core material 3 may be sufficient. For example, the needle tip side end portion 22a connected to the needle tip portion 21 is engaged with the core member 3 by engaging the needle tip portion 21 so as to be rotatable in the circumferential direction while restricting movement in the axial direction. May be locked to the core material 3.

芯材3の下端部は、針先部21から突出し、コンタクト部31を形成している。コンタクト部31は、検査対象物に接触させるための接触部である。芯材3を水平面により切断した場合の切断面は、円形状である。   A lower end portion of the core material 3 protrudes from the needle tip portion 21 and forms a contact portion 31. The contact part 31 is a contact part for making it contact with a test object. When the core member 3 is cut along a horizontal plane, the cut surface is circular.

針先部21は、芯材3の外周面に金属材料が積層された積層体からなり、針先部21、コイルばね22及び針元部23と芯材3とが一体的に形成される。このため、芯材3をコイルばね22に挿入するための作業工程が不要であることから、プローブ1の微細化が容易である。また、針先部21を芯材3に固定するための作業工程も不要であることから、製造コストを低減させることができる。   The needle tip portion 21 is formed of a laminate in which a metal material is laminated on the outer peripheral surface of the core material 3, and the needle tip portion 21, the coil spring 22, the needle base portion 23, and the core material 3 are integrally formed. For this reason, since the work process for inserting the core material 3 into the coil spring 22 is not required, the probe 1 can be easily miniaturized. Moreover, since the work process for fixing the needle tip part 21 to the core material 3 is not necessary, the manufacturing cost can be reduced.

プローブ1を構成する材料を具体的に例示すれば、筒体2は、ニッケル(Ni)合金などの金属材料からなる。筒体2には、芯材3よりも高弾性の金属が用いられる。ここでいう高弾性の金属は、弾性限界が大きく、ヤング率などの弾性率が大きい金属である。   If the material which comprises the probe 1 is illustrated concretely, the cylinder 2 will consist of metal materials, such as a nickel (Ni) alloy. A metal having higher elasticity than the core material 3 is used for the cylindrical body 2. The highly elastic metal here is a metal having a large elastic limit and a large elastic modulus such as Young's modulus.

芯材3は、金属材料又は導電性の繊維材料からなる。金属材料には、タングステン(W)などが用いられる。導電性繊維材料には、CNT(カーボンナノチューブ)ファイバーなどが用いられる。   The core material 3 is made of a metal material or a conductive fiber material. Tungsten (W) or the like is used as the metal material. A CNT (carbon nanotube) fiber or the like is used as the conductive fiber material.

芯材3には、筒体2よりも高硬度の導電性材料が用いられる。ここでいう高硬度の導電性材料は、変形しにくく、傷の付きにくい硬い導電性材料である。高硬度の導電性材料を用いることにより、芯材3の耐摩耗性を向上させることができる。   For the core material 3, a conductive material having a hardness higher than that of the cylindrical body 2 is used. The high-hardness conductive material here is a hard conductive material that is difficult to be deformed and scratched. By using a conductive material having a high hardness, the wear resistance of the core material 3 can be improved.

図3及び図4は、プローブ1の動作特性を示した図である。これらの図には、コンピュータを用いてプローブ1の動きをシミュレーションし、プローブ1にかかる応力を解析した実験結果が示される。このシミュレーションには、外径φ1が40μm、内径φ2が30μm、針先部21の軸方向の長さL1及び針元部23の軸方向の長さL2がいずれも100μm、コイルばね22の軸方向の長さLが1200μmのプローブ1が用いられる。また、板状体221の幅W及びピッチPは、コイルばね22の下端から上端にわたって一定である。   3 and 4 are diagrams showing the operating characteristics of the probe 1. These drawings show the experimental results of simulating the movement of the probe 1 using a computer and analyzing the stress applied to the probe 1. In this simulation, the outer diameter φ1 is 40 μm, the inner diameter φ2 is 30 μm, the axial length L1 of the needle tip 21 and the axial length L2 of the needle base 23 are both 100 μm, and the axial direction of the coil spring 22 A probe 1 having a length L of 1200 μm is used. Further, the width W and the pitch P of the plate-like body 221 are constant from the lower end to the upper end of the coil spring 22.

オーバードライブ時にプローブ1が検査対象物に付加する針圧は、芯材3を介して作用する反力によってコイルばね22が軸方向に収縮した際に、コイルばね22に生じる弾性力に起因する。この様な弾性力を利用することにより、プローブ1と検査対象物との間の電気的な接続と、プローブ1と配線基板(図示せず)に設けられる配線用の電極との間の電気的な接続とが確保される。   The needle pressure applied to the inspection object by the probe 1 during overdrive is caused by an elastic force generated in the coil spring 22 when the coil spring 22 contracts in the axial direction due to a reaction force acting through the core member 3. By utilizing such elastic force, electrical connection between the probe 1 and the inspection object and electrical connection between the probe 1 and a wiring electrode provided on a wiring board (not shown). Connection is ensured.

オーバードライブ時にプローブ1に負荷される荷重は、コイルばね22の弾性力と釣り合うことから、プローブ1に負荷される荷重を解析すれば、板状体221の幅WやピッチPがストローク量と応力又は針圧との関係に与える影響を見極めることができる。   Since the load applied to the probe 1 at the time of overdrive is balanced with the elastic force of the coil spring 22, if the load applied to the probe 1 is analyzed, the width W and the pitch P of the plate-like body 221 are determined by the stroke amount and the stress. Alternatively, the influence on the relationship with the needle pressure can be determined.

図3には、板状体221のピッチPを変化させた場合と、板状体221の幅Wを変化させた場合とにおける針圧と応力との関係が示されている。この図では、プローブ1のストローク量が100μmである場合が示されている。プローブ1のストローク量とプローブ1が付加する針圧との関係は、板状体221の幅WやピッチPによって大きく変動する。これに対し、ストローク量とプローブ1にかかる応力との関係は、幅Wを変化させた際の変動が小さい。   FIG. 3 shows the relationship between the needle pressure and the stress when the pitch P of the plate-like body 221 is changed and when the width W of the plate-like body 221 is changed. In this figure, the case where the stroke amount of the probe 1 is 100 μm is shown. The relationship between the stroke amount of the probe 1 and the needle pressure applied by the probe 1 varies greatly depending on the width W and pitch P of the plate-like body 221. On the other hand, the relationship between the stroke amount and the stress applied to the probe 1 is small when the width W is changed.

図中の特性曲線VP1〜VP4は、いずれも板状体221のピッチPを変化させた場合の針圧と応力との比例関係を示す直線からなり、互いに板状体221の幅Wが異なる。例えば、特性曲線VP1では、W=15μmのプローブ1が用いられ、特性曲線VP2では、W=20μmのプローブ1が用いられ、特性曲線VP3では、W=25μmのプローブ1が用いられ、特性曲線VP4では、W=30μmのプローブ1が用いられる。   Each of the characteristic curves VP1 to VP4 in the figure is a straight line indicating a proportional relationship between the needle pressure and the stress when the pitch P of the plate-like body 221 is changed, and the width W of the plate-like body 221 is different from each other. For example, the characteristic curve VP1 uses the probe 1 with W = 15 μm, the characteristic curve VP2 uses the probe 1 with W = 20 μm, the characteristic curve VP3 uses the probe 1 with W = 25 μm, and the characteristic curve VP4. Then, the probe 1 with W = 30 μm is used.

これらの特性曲線VP1〜VP4を見れば、板状体221を狭ピッチ化することにより、応力に比例して針圧も減少することが判る。また、同一の応力に対し、幅Wが広くなるほど、針圧が大きくなることが判る。一方、同一の針圧に対し、幅Wが広くなるほど、応力が減少することが判る。   It can be seen from these characteristic curves VP1 to VP4 that the needle pressure also decreases in proportion to the stress by narrowing the pitch of the plate-like body 221. It can also be seen that for the same stress, the needle pressure increases as the width W increases. On the other hand, with respect to the same needle pressure, it can be seen that the stress decreases as the width W increases.

図中の特性曲線VW1〜VW3は、いずれも板状体221の幅Wを変化させた場合の針圧と応力との関係を示す直線からなり、互いに板状体221のピッチPが異なる。例えば、特性曲線VW1では、P=30μmのプローブ1が用いられ、特性曲線VW2では、P=50μmのプローブ1が用いられ、特性曲線VW3では、P=60μmのプローブ1が用いられる。   The characteristic curves VW1 to VW3 in the figure are all straight lines indicating the relationship between the needle pressure and the stress when the width W of the plate-like body 221 is changed, and the pitches P of the plate-like bodies 221 are different from each other. For example, the probe 1 with P = 30 μm is used in the characteristic curve VW1, the probe 1 with P = 50 μm is used in the characteristic curve VW2, and the probe 1 with P = 60 μm is used in the characteristic curve VW3.

これらの特性曲線VW1〜VW3を見れば、針圧の変化量に比べて応力の変化量は小さいことから、板状体221の幅Wを拡大することにより、応力の増加を抑制しつつ、針圧を増大させられることが判る。また、同一の針圧に対し、ピッチPを狭くするほど、応力が減少することが判る。   Looking at these characteristic curves VW1 to VW3, the amount of change in stress is small compared to the amount of change in needle pressure. Therefore, by increasing the width W of the plate-like body 221, an increase in stress is suppressed while the needle is being increased. It can be seen that the pressure can be increased. It can also be seen that the stress decreases with decreasing pitch P for the same needle pressure.

図4には、板状体221のピッチPが異なる3つのプローブ1における板状体221の幅Wと応力との関係が示されている。この図では、針圧が1gfである時の応力が示されている。図中の特性曲線VW11〜VW13は、いずれも板状体221の幅Wを変化させた場合の応力を示す曲線であり、互いに板状体221のピッチPが異なる。   FIG. 4 shows the relationship between the width W of the plate-like body 221 and the stress in the three probes 1 having different pitches P of the plate-like body 221. In this figure, the stress when the needle pressure is 1 gf is shown. Characteristic curves VW11 to VW13 in the figure are curves showing stress when the width W of the plate-like body 221 is changed, and the pitch P of the plate-like bodies 221 is different from each other.

特性曲線VW11では、P=30μmのプローブ1が用いられ、特性曲線VW12では、P=50μmのプローブ1が用いられ、特性曲線VW13では、P=60μmのプローブ1が用いられる。   The characteristic curve VW11 uses the probe 1 with P = 30 μm, the characteristic curve VW12 uses the probe 1 with P = 50 μm, and the characteristic curve VW13 uses the probe 1 with P = 60 μm.

これらの特性曲線VW11〜VW13を見れば、同一のピッチPでは、板状体221の幅Wが広くなるほど、応力が減少することが判る。また、同一の幅Wでは、板状体221のピッチPが狭くなるほど、応力が減少することが判る。ただし、幅Wが広くなれば、ピッチPの変更による応力の減少効果は、小さくなっている。   From these characteristic curves VW11 to VW13, it can be seen that, at the same pitch P, the stress decreases as the width W of the plate-like body 221 increases. Further, it can be seen that, at the same width W, the stress decreases as the pitch P of the plate-like body 221 decreases. However, as the width W increases, the stress reduction effect due to the change in the pitch P decreases.

図5は、図1のプローブ1の要部における構成を比較例と比較して示した図であり、コイルばね22の針先側端部22aが示されている。図中の(a)には、本発明によるプローブ1が示され、(b)には、比較例が示されている。本実施の形態によるプローブ1では、コイルばね22の針先側端部22aと針元側端部22cとにおいて、板状体221の幅Wがコイルばね22の他の部位、すなわち、中間部22bよりも広い。   FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the main part of the probe 1 of FIG. 1 in comparison with a comparative example, in which the needle tip side end 22a of the coil spring 22 is shown. (A) in the figure shows the probe 1 according to the present invention, and (b) shows a comparative example. In the probe 1 according to the present embodiment, the width W of the plate-like body 221 is the other part of the coil spring 22, that is, the intermediate part 22b, at the needle tip side end 22a and the needle base side end 22c of the coil spring 22. Wider than.

具体的には、針先側端部22aにおける板状体221の1巻分だけ、幅Wが中間部22bよりも広い。例えば、針先側端部22aでは、W=30μmであるのに対し、中間部22bでは、W=20μmである。また、板状体221の幅Wは、段差の大きさに比べて十分に狭い領域において急激に変化している。板状体221のピッチPは、P=50μmであり、コイルばね22の下端から上端にわたって一定である。一方、比較例では、W=20μm、P=50μmであり、板状体221の幅W及びピッチPがコイルばね22の下端から上端にわたって一定である。   Specifically, the width W is wider than the intermediate portion 22b by one turn of the plate-like body 221 at the needle tip side end portion 22a. For example, W = 30 μm at the needle tip side end portion 22a, whereas W = 20 μm at the intermediate portion 22b. In addition, the width W of the plate-like body 221 is rapidly changed in a sufficiently narrow region as compared with the size of the step. The pitch P of the plate-like body 221 is P = 50 μm, and is constant from the lower end to the upper end of the coil spring 22. On the other hand, in the comparative example, W = 20 μm and P = 50 μm, and the width W and pitch P of the plate-like body 221 are constant from the lower end to the upper end of the coil spring 22.

コンピュータシミュレーションによれば、比較例のプローブ1にかかる最大応力は、コイルばね22の両端部に局在して発生することが判る。そこで、本発明では、コイルばね22の両端部における板状体221の幅Wを他の部位よりも広くすることにより、最大応力の低減を図っている。   According to the computer simulation, it can be seen that the maximum stress applied to the probe 1 of the comparative example is generated locally at both ends of the coil spring 22. Therefore, in the present invention, the maximum stress is reduced by making the width W of the plate-like body 221 at both end portions of the coil spring 22 wider than other portions.

コンピュータシミュレーションによれば、コイルばね22の両端部における板状体221の幅Wを他の部位よりも広くした場合、応力が幅Wの変化領域に分散し、最大応力が低減することが判る。本実施の形態によるプローブ1では、コイルばね22の両端部における板状体221の幅Wを他の部位よりも広くすることにより、クリープや針折れが生じるのを抑制させている。   According to the computer simulation, it is found that when the width W of the plate-like body 221 at both ends of the coil spring 22 is made wider than other portions, the stress is dispersed in the change region of the width W and the maximum stress is reduced. In the probe 1 according to the present embodiment, the width W of the plate-like body 221 at both end portions of the coil spring 22 is made wider than other portions, thereby suppressing the occurrence of creep and needle breakage.

図6は、図1のプローブ1の動作特性を比較例と比較して示した図であり、板状体221の幅Wと応力との関係が示されている。この図では、針圧が1gfである時の応力が示されている。図中の特性曲線VWは、本発明によるプローブ1の動作特性を示す曲線である。このプローブ1では、コイルばね22の両端部のみ、板状体221の幅WをW=30μmで固定とし、中間部22bの幅Wを15μm以上25μm以下の範囲で変化させている。   FIG. 6 is a diagram showing the operating characteristics of the probe 1 of FIG. 1 in comparison with the comparative example, and shows the relationship between the width W of the plate-like body 221 and the stress. In this figure, the stress when the needle pressure is 1 gf is shown. A characteristic curve VW in the figure is a curve showing the operating characteristics of the probe 1 according to the present invention. In this probe 1, only at both ends of the coil spring 22, the width W of the plate-like body 221 is fixed at W = 30 μm, and the width W of the intermediate portion 22b is changed in the range of 15 μm to 25 μm.

一方、特性曲線VW12は、比較例の動作特性を示す曲線である。板状体221のピッチPは、本発明によるプローブ1と比較例とで共通である。特性曲線VWを特性曲線VW12と比較すれば、コイルばね22の両端部において、板状体221の幅Wを拡大することにより、応力が低減することが判る。すなわち、幅Wが15μm以上25μm以下の範囲内において、本発明によるプローブ1の方が比較例と比べて応力が減少している。   On the other hand, the characteristic curve VW12 is a curve showing the operating characteristics of the comparative example. The pitch P of the plate-like body 221 is common to the probe 1 according to the present invention and the comparative example. When the characteristic curve VW is compared with the characteristic curve VW12, it can be seen that the stress is reduced by increasing the width W of the plate-like body 221 at both ends of the coil spring 22. That is, in the range where the width W is 15 μm or more and 25 μm or less, the stress is reduced in the probe 1 according to the present invention as compared with the comparative example.

図7は、図1のプローブ1の動作特性を比較例と比較して示した図であり、板状体221の幅WがW=25μm、ピッチPがP=50μmである場合の動作特性が示されている。図中の(a)には、プローブ1のストローク量と応力との関係が示され、(b)には、プローブ1のストローク量と針圧との関係が示されている。   FIG. 7 is a diagram showing the operating characteristics of the probe 1 of FIG. 1 in comparison with a comparative example. The operating characteristics when the width W of the plate-like body 221 is W = 25 μm and the pitch P is P = 50 μm are shown. It is shown. (A) in the drawing shows the relationship between the stroke amount of the probe 1 and the stress, and (b) shows the relationship between the stroke amount of the probe 1 and the needle pressure.

本発明によるプローブ1では、コイルばね22の両端部のみ、板状体221の幅WをW=30μmとし、中間部22bの幅Wを25μmとしている。比較例では、コイルばね22の下端から上端にわたって、板状体221の幅WをW=25μmとしている。   In the probe 1 according to the present invention, the width W of the plate-like body 221 is set to W = 30 μm and the width W of the intermediate portion 22 b is set to 25 μm only at both ends of the coil spring 22. In the comparative example, the width W of the plate-like body 221 is W = 25 μm from the lower end to the upper end of the coil spring 22.

コイルばね22の長さL及び厚さを固定した場合、ストローク量に対する針圧及び応力は、板状体221の幅W及びピッチPによって規定される。また、応力は、コイルばね22の弾性領域によって規定されるため、従来のスプリングプローブでは、ストローク量が制限され、十分な針圧が得られないという課題があった。   When the length L and the thickness of the coil spring 22 are fixed, the needle pressure and the stress with respect to the stroke amount are defined by the width W and the pitch P of the plate-like body 221. In addition, since the stress is defined by the elastic region of the coil spring 22, the conventional spring probe has a problem that the stroke amount is limited and sufficient needle pressure cannot be obtained.

これに対し、本実施の形態によるプローブ1では、図示した特性曲線を見れば判る通り、針圧の変化が少なく、応力が著しく減少する。例えば、ストローク量が100μmである場合、針圧の変化量ΔbがΔb=0.05gfであるのに対し、応力の変化量ΔaはΔa=500MPaである。このため、コイルばね22の両端部において、板状体221の幅Wを拡大することにより、コイルばね22の可動範囲が拡大し、十分な針圧が得られることが判る。   On the other hand, in the probe 1 according to the present embodiment, as can be seen from the illustrated characteristic curve, the change in the needle pressure is small and the stress is remarkably reduced. For example, when the stroke amount is 100 μm, the change amount Δb of the needle pressure is Δb = 0.05 gf, whereas the change amount Δa of the stress is Δa = 500 MPa. For this reason, it can be seen that by expanding the width W of the plate-like body 221 at both ends of the coil spring 22, the movable range of the coil spring 22 is expanded and sufficient needle pressure is obtained.

<プローブ1の製造工程>
図8及び図9は、プローブ1の製造方法の一例を模式的に示した説明図である。ここでは、共通の芯材40を用いて2以上のプローブ1が同時に作製される場合の例について説明する。各プローブ1は、軸方向の位置を異ならせて配置される。但し、この実施例は、プローブ1を連続処理プロセスにより製作する場合の一例であり、コイルばね22のみを製作する場合は、このうちの一部を使用することができる。また、従来から用いられているような芯部を引き抜く方法により、コイルばね22を製作することも可能である。
<Manufacturing process of probe 1>
8 and 9 are explanatory views schematically showing an example of a method for manufacturing the probe 1. Here, an example in which two or more probes 1 are manufactured simultaneously using a common core member 40 will be described. Each probe 1 is arranged with a different axial position. However, this embodiment is an example when the probe 1 is manufactured by a continuous processing process, and when only the coil spring 22 is manufactured, a part of them can be used. Further, the coil spring 22 can be manufactured by a method of pulling out the core portion as conventionally used.

図8の(a)〜(f)には、筒体2を構成する金属層44を芯材40上に形成するまでの作業工程が示されている。図9の(a)及び(b)には、金属層44の形成後に犠牲層42を除去するまでの作業工程が示されている。図8及び図9には、芯材40の中心軸を含む平面により各部材を切断した場合の切断面が示されている。   8A to 8F show work steps until the metal layer 44 constituting the cylindrical body 2 is formed on the core member 40. FIG. 9A and 9B show a work process until the sacrificial layer 42 is removed after the metal layer 44 is formed. 8 and 9 show a cut surface when each member is cut along a plane including the central axis of the core member 40. FIG.

プローブ1は、いわゆるMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術を利用して作製される。MEMSは、フォトリソグラフィ技術及び犠牲層エッチング技術を利用して、微細な立体的構造物を作製する技術である。フォトリソグラフィ技術は、半導体製造プロセスなどで利用される感光レジストを用いた微細パターンの加工技術である。また、犠牲層エッチング技術は、犠牲層と呼ばれる下層を形成し、その上に構造物を構成する層をさらに形成した後、犠牲層のみをエッチングして立体的な構造物を形成する技術である。   The probe 1 is manufactured using so-called MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology. MEMS is a technique for producing a fine three-dimensional structure using a photolithography technique and a sacrificial layer etching technique. The photolithography technique is a fine pattern processing technique using a photosensitive resist used in a semiconductor manufacturing process or the like. The sacrificial layer etching technique is a technique for forming a three-dimensional structure by forming a lower layer called a sacrificial layer, further forming a layer constituting the structure thereon, and then etching only the sacrificial layer. .

プローブ1は、芯材40上に金属材料を電気めっきにより堆積させ、径方向外側にめっき層を成長させることにより、筒体2が芯材40と一体的に形成される。図8及び図9を参照しながら具体的に説明すれば、まず、直線状に延びる芯材40が基材として用意される(図8の(a))。芯材40は、タングステン、CNTファイバー、白金−ロジウム合金又はレニウム−タングステン合金からなる。   In the probe 1, the cylindrical body 2 is integrally formed with the core material 40 by depositing a metal material on the core material 40 by electroplating and growing a plating layer on the outer side in the radial direction. If it demonstrates concretely, referring FIG.8 and FIG.9, the core material 40 extended linearly will be prepared as a base material first (FIG.8 (a)). The core material 40 is made of tungsten, CNT fiber, platinum-rhodium alloy, or rhenium-tungsten alloy.

次に、芯材40上にフォトレジストを塗布してレジスト層41を形成し、フォトマスクを介して露光した後、現像処理を行って余分なフォトレジストが除去される。露光処理は、露光用の光源を周方向に移動させることにより行われる。レジスト層41のパターニングにより、コイルばね22と針元部23とに対応する軸方向の位置にレジスト層41の非形成領域が形成される(図8の(b))。   Next, a photoresist is applied on the core material 40 to form a resist layer 41, which is exposed through a photomask, and then developed to remove excess photoresist. The exposure process is performed by moving the light source for exposure in the circumferential direction. By patterning the resist layer 41, a non-formation region of the resist layer 41 is formed at an axial position corresponding to the coil spring 22 and the needle base 23 ((b) of FIG. 8).

次に、レジスト層41をパターニングした後の芯材40に対し、めっき処理により、レジスト層41の非形成領域に犠牲層42がめっき用の下地として形成される(図8の(c))。この作業工程は、針先部21と対向する芯材40の外周面を露出させ、コイルばね22及び針元部23と対向する芯材40の外周面にめっき処理により犠牲層42を形成する犠牲層形成ステップである。   Next, a sacrificial layer 42 is formed as a base for plating in a region where the resist layer 41 is not formed by plating on the core material 40 after patterning the resist layer 41 (FIG. 8C). In this work process, the outer peripheral surface of the core member 40 facing the needle tip portion 21 is exposed, and the sacrifice layer 42 is formed by plating on the outer peripheral surface of the core member 40 facing the coil spring 22 and the needle base portion 23. It is a layer formation step.

犠牲層42には、エッチング液によって容易に除去することができる金属、例えば、銅(Cu)が用いられる。レジスト層41は、犠牲層42の形成後、剥離剤を用いて除去される(図8の(d))。レジスト層41を除去することにより、芯材40のコンタクト部31と針先部21とに対応する軸方向の位置において、芯材40が犠牲層42から露出する。   The sacrificial layer 42 is made of a metal that can be easily removed by an etchant, for example, copper (Cu). The resist layer 41 is removed using a release agent after the sacrificial layer 42 is formed ((d) in FIG. 8). By removing the resist layer 41, the core material 40 is exposed from the sacrificial layer 42 at an axial position corresponding to the contact portion 31 and the needle tip portion 21 of the core material 40.

レジスト層41を除去した後、芯材40上にフォトレジストを塗布してレジスト層43を形成し、フォトマスクを介して露光した後、現像処理を行って余分なフォトレジストが除去される。この工程におけるフォトマスクには、板状体221の幅Wがコイルばね22の両端において幅広となるように、開口部が形成される。コイルばね22以外の露光処理は、露光用の光源を周方向に移動させることにより行われる。一方、コイルばね22の露光処理は、露光用の光源を周方向に移動させながら、芯材40を軸方向に移動させることにより行われる。レジスト層43のパターニングにより、針先部21、コイルばね22及び針元部23に対応する軸方向の位置にレジスト層43の非形成領域が形成される(図8の(e))。特に、コイルばね22に対応する位置に形成されるレジスト層43の非形成領域は、芯材40を取り巻く螺旋状の領域であり、コイルばね22の両端部に対応する位置において幅広になっている。   After removing the resist layer 41, a photoresist is applied on the core material 40 to form a resist layer 43. After exposure through a photomask, development processing is performed to remove excess photoresist. In the photomask in this step, an opening is formed so that the width W of the plate-like body 221 is wide at both ends of the coil spring 22. The exposure process other than the coil spring 22 is performed by moving the exposure light source in the circumferential direction. On the other hand, the exposure process of the coil spring 22 is performed by moving the core member 40 in the axial direction while moving the exposure light source in the circumferential direction. By patterning the resist layer 43, a non-formation region of the resist layer 43 is formed at an axial position corresponding to the needle tip portion 21, the coil spring 22, and the needle base portion 23 ((e) of FIG. 8). In particular, the non-formation region of the resist layer 43 formed at a position corresponding to the coil spring 22 is a spiral region surrounding the core member 40 and is wide at positions corresponding to both ends of the coil spring 22. .

次に、レジスト層43をパターニングした後の芯材40に対し、めっき処理により、レジスト層43の非形成領域に筒体2を構成する金属層44が形成される(図8の(f))。この作業工程は、犠牲層42の形成後のめっき処理により、筒体2を形成する筒体形成ステップである。例えば、金属層44には、ニッケル合金が用いられる。   Next, the metal layer 44 constituting the cylindrical body 2 is formed in the non-formation region of the resist layer 43 by plating on the core material 40 after patterning the resist layer 43 ((f) in FIG. 8). . This work process is a cylinder forming step for forming the cylinder 2 by plating after the formation of the sacrificial layer 42. For example, a nickel alloy is used for the metal layer 44.

なお、レジスト層43をマスクにして金属層44を形成することにより、筒体2を形成するという上記作製方法に代え、金属層44を選択的にエッチングすることにより、筒体2を形成するというような構成であっても良い。   The cylindrical body 2 is formed by selectively etching the metal layer 44 instead of the above manufacturing method of forming the cylindrical body 2 by forming the metal layer 44 using the resist layer 43 as a mask. Such a configuration may be adopted.

次に、レジスト層43は、金属層44の形成後、剥離剤を用いて除去される(図9の(a))。レジスト層43を除去した後の芯材40をエッチング液に所定時間浸し、金属層の積層体の内部にエッチング液を浸潤させることによって積層体から犠牲層42を除去すれば、コンタクト部31、針先部21、コイルばね22及び針元部23が完成する(図9の(b))。この作業工程は、筒体2の形成後に犠牲層42を除去する犠牲層除去ステップである。例えば、エッチング液には、硫酸銅が用いられる。   Next, after the formation of the metal layer 44, the resist layer 43 is removed using a release agent ((a) of FIG. 9). If the sacrificial layer 42 is removed from the laminate by immersing the core material 40 after removing the resist layer 43 in the etchant for a predetermined time and infiltrating the etchant into the laminate of metal layers, the contact portion 31, the needle The tip portion 21, the coil spring 22, and the needle base portion 23 are completed ((b) of FIG. 9). This work process is a sacrificial layer removal step in which the sacrificial layer 42 is removed after the formation of the cylindrical body 2. For example, copper sulfate is used as the etching solution.

次に、犠牲層42を除去した後、所定の位置で芯材40を切断することにより、プローブ1が単体に分離される。この作業工程は、筒体2の形成後に芯材40を切断し、芯材40上において軸方向の位置を異ならせて形成された2以上のプローブ1を分離するプローブ分離ステップである。   Next, after removing the sacrificial layer 42, the probe 1 is separated into a single piece by cutting the core member 40 at a predetermined position. This work process is a probe separation step of separating the two or more probes 1 formed by cutting the core member 40 after forming the cylindrical body 2 and changing the axial position on the core member 40.

プローブ1を分離することにより、共通の芯材40上に2以上のプローブ1が同時に作製されるため、複数のプローブ1を作製する際の作業工数を短縮することができる。芯材40の切断は、レーザー光を照射して芯材40を局所加熱し、溶融させることにより行われる。或いは、芯材40の切断は、ダイシングソーを用いて芯材40を切削することにより行われる。   By separating the probes 1, two or more probes 1 are simultaneously manufactured on the common core member 40, so that the number of work steps when manufacturing a plurality of probes 1 can be reduced. The core material 40 is cut by irradiating a laser beam to locally heat and melt the core material 40. Alternatively, the core material 40 is cut by cutting the core material 40 using a dicing saw.

次に、プローブ1を分離した後、針元部23を針先部21側へ移動させることによってコイルばね22を軸方向に収縮させれば、針元部23から芯材40の一部が突出する。コイルばね22を縮ませることによって針元部23の端面から突出させた芯材40を除去することにより、コンタクト部31を有する芯材40と、針先部21、コイルばね22及び針元部23とにより構成されたプローブ1が完成する。この作業工程は、犠牲層42の除去後に筒体2を縮ませることにより、針先部21とは反対側において筒体2から突出させた芯材40を除去する芯材除去ステップである。   Next, after separating the probe 1, if the coil spring 22 is contracted in the axial direction by moving the needle base 23 toward the needle tip 21, a part of the core member 40 protrudes from the needle base 23. To do. By removing the core material 40 protruding from the end surface of the needle base portion 23 by contracting the coil spring 22, the core material 40 having the contact portion 31, the needle tip portion 21, the coil spring 22, and the needle base portion 23 are removed. The probe 1 constituted by the above is completed. This work process is a core material removal step of removing the core material 40 projected from the cylinder body 2 on the side opposite to the needle tip portion 21 by contracting the cylinder body 2 after the sacrifice layer 42 is removed.

芯材40の除去は、所定の位置で芯材40を切断することによって行われる。この切断処理は、レーザー光を照射して芯材40を局所加熱し、溶融させることにより行われる。或いは、切断処理は、ダイシングソーを用いて芯材40を切削することにより行われる。芯材40の一部を除去することにより、コイルばね22が自然長の状態では、芯材40が筒体2の針元部23よりも針先部21側に後退しているため、針元部23を配線基板に設けられた電極に当接させた状態であっても、コイルばね22を収縮させながら芯材40を配線基板側へストロークさせることができる。   The removal of the core material 40 is performed by cutting the core material 40 at a predetermined position. This cutting process is performed by irradiating a laser beam to locally heat and melt the core material 40. Alternatively, the cutting process is performed by cutting the core material 40 using a dicing saw. By removing a part of the core member 40, the core member 40 is retracted from the needle base portion 23 side of the cylindrical body 2 to the needle tip portion 21 side when the coil spring 22 is in a natural length state. Even when the portion 23 is in contact with the electrode provided on the wiring board, the core member 40 can be stroked toward the wiring board while the coil spring 22 is contracted.

本実施の形態によれば、コイルばね22にかかる最大応力が低減するため、クリープや針折れが生じるのを抑制させることができる。また、板状体221の幅Wを異ならせることにより、コイルばね22の両端部の剛性を中間部22bよりも大きくするため、プローブ1の製造を容易化することができる。例えば、板状体221の幅Wは、金属層44を積層する際のパターニングによって異ならせることができるため、板状体221の厚さを異ならせる場合に比べて製造が容易である。   According to the present embodiment, since the maximum stress applied to the coil spring 22 is reduced, the occurrence of creep or needle breakage can be suppressed. Moreover, since the rigidity of the both ends of the coil spring 22 is made larger than that of the intermediate portion 22b by making the width W of the plate-like body 221 different, the manufacture of the probe 1 can be facilitated. For example, since the width W of the plate-like body 221 can be varied by patterning when the metal layer 44 is laminated, the manufacture is easier than when the thickness of the plate-like body 221 is varied.

また、針元部23の内径がコイルばね22と同じであることから、コイルばね1を圧縮させた際に、芯材3が針元部23内にスムーズに誘導されるため、芯材3及び針元部23が干渉するのを防止することができる。   Further, since the inner diameter of the needle base portion 23 is the same as that of the coil spring 22, the core material 3 is smoothly guided into the needle base portion 23 when the coil spring 1 is compressed. It is possible to prevent the needle base portion 23 from interfering.

なお、本実施の形態では、コイルばね22が板状体221からなる場合の例について説明したが、本発明は、コイルばね22の構成をこれに限定するものではない。例えば、コイルばね22は、螺旋状に延びる線状体からなり、コイルばね22の針先側端部22a及び針元側端部22cにおいて、線状体の断面積が中間部22bの断面積よりも大きい。この様に線状体の断面積を異ならせることにより、コイルばね22の両端部の剛性を中間部22bよりも大きくすることができる。   In the present embodiment, an example in which the coil spring 22 is composed of the plate-like body 221 has been described. However, the present invention does not limit the configuration of the coil spring 22. For example, the coil spring 22 is formed of a linear body extending in a spiral shape, and the cross-sectional area of the linear body at the needle tip side end 22a and the needle base side end 22c of the coil spring 22 is larger than the cross-sectional area of the intermediate portion 22b. Is also big. Thus, by making the cross-sectional areas of the linear bodies different, the rigidity of both end portions of the coil spring 22 can be made larger than that of the intermediate portion 22b.

また、本実施の形態では、コイルばね22が1種類の金属からなる場合の例について説明したが、本発明は、コイルばね22が2種以上の金属からなるものにも適用することができる。例えば、針先側端部22aを構成する金属と針元側端部22cを構成する金属とは、中間部22bを構成する金属よりも弾性率が大きい。この様にコイルばね22を構成する金属の弾性率を異ならせることにより、コイルばね22の両端部の剛性を中間部22bよりも大きくすることができる。   In the present embodiment, an example in which the coil spring 22 is made of one type of metal has been described. However, the present invention can also be applied to a case where the coil spring 22 is made of two or more types of metals. For example, the metal constituting the needle tip side end 22a and the metal constituting the needle base side end 22c have a larger elastic modulus than the metal constituting the intermediate portion 22b. Thus, by making the elasticity modulus of the metal which comprises the coil spring 22 different, the rigidity of the both ends of the coil spring 22 can be made larger than the intermediate part 22b.

また、本実施の形態では、板状体221の幅Wが急激に変化する場合の例について説明したが、コイルばね22の構成をこれに限定するものではない。応力を分散させるという観点から、板状体221は、軸方向の幅Wが連続的に変化する形状を有することが望ましい。例えば、板状体221の幅Wを2以上のステップにより段階的に変化させ、或いは、滑らかな曲線に沿って変化させることにより、コイルばね22の端部から中央部に向けて幅Wが徐々に狭まるような構成であっても良い。この様に構成することにより、最大応力が幅Wの変化領域に局在化するのを防止することができる。   In the present embodiment, an example in which the width W of the plate-like body 221 changes rapidly has been described, but the configuration of the coil spring 22 is not limited to this. From the viewpoint of dispersing the stress, the plate-like body 221 preferably has a shape in which the axial width W continuously changes. For example, by changing the width W of the plate-like body 221 stepwise by two or more steps or along a smooth curve, the width W gradually increases from the end of the coil spring 22 toward the center. The configuration may be narrower. By configuring in this way, it is possible to prevent the maximum stress from being localized in the change region of the width W.

また、本実施の形態では、板状体221のピッチPがコイルばね22の下端から上端にわたって概ね一定である場合の例について説明したが、本発明は、コイルばね22の構成をこれに限定するものではない。例えば、コイルばね22における針先側端部22a及び針元側端部22cは、板状体221の幅Wが中間部22bよりも広く、かつ、板状体221のピッチPが中間部22bよりも狭く構成することにより、コイルばね22にかかる最大応力をさらに低減させることができる。   In the present embodiment, the example in which the pitch P of the plate-like body 221 is substantially constant from the lower end to the upper end of the coil spring 22 has been described. However, the present invention limits the configuration of the coil spring 22 to this. It is not a thing. For example, the needle tip side end portion 22a and the needle base side end portion 22c of the coil spring 22 have a width W of the plate-like body 221 wider than the intermediate portion 22b, and a pitch P of the plate-like body 221 is larger than that of the intermediate portion 22b. Further, the maximum stress applied to the coil spring 22 can be further reduced by configuring the coil spring 22 to be narrow.

また、本実施の形態では、筒体2が針先部21、コイルばね22及び針元部23により構成される場合の例について説明した。しかしながら、本発明は、筒体2が針先部21又は針元部23を備えないプローブにも適用することができる。例えば、筒体2がコイルばね22のみによって構成されるプローブであっても、板状体221の幅Wをコイルばね22の両端において幅広にすることにより、針折れ等の不具合が生じるのを抑制することができる。   Moreover, in this Embodiment, the example in case the cylinder 2 was comprised by the needle tip part 21, the coil spring 22, and the needle base part 23 was demonstrated. However, the present invention can also be applied to a probe in which the cylindrical body 2 does not include the needle tip portion 21 or the needle base portion 23. For example, even if the cylindrical body 2 is a probe composed only of the coil spring 22, it is possible to suppress problems such as broken needles by increasing the width W of the plate-like body 221 at both ends of the coil spring 22. can do.

1 プローブ
2 筒体
21 針先部
22 コイルばね
22a 針先側端部
22b 中間部
22c 針元側端部
23 針元部
3 芯材
31 コンタクト部
P ピッチ
W 幅
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Probe 2 Tubular body 21 Needle tip part 22 Coil spring 22a Needle tip side end part 22b Intermediate part 22c Needle side end part 23 Needle part 3 Core material 31 Contact part P Pitch W Width

Claims (4)

検査対象物に接触させるコンタクト部と、
一方の端部が上記コンタクト部に固定又は係止され、他方の端部が他の部材に固定又は係止されるコイルばねとを備え、
上記コイルばねは、線状体からなり、上記一方の端部及び上記他方の端部の断面積が中間部の断面積よりも大きく、上記一方の端部及び上記他方の端部の剛性が上記中間部の剛性よりも大きいことを特徴とするプローブ。
A contact portion to contact the inspection object;
A coil spring having one end fixed or locked to the contact portion and the other end fixed or locked to another member;
The coil spring is formed of a linear body, the cross-sectional area of the one end and the other end is larger than the cross-sectional area of the intermediate part, and the rigidity of the one end and the other end is A probe characterized by being larger than the rigidity of the intermediate portion.
検査対象物に接触させるコンタクト部と、
一方の端部が上記コンタクト部に固定又は係止され、他方の端部が他の部材に固定又は係止されるコイルばねとを備え、
上記コイルばねは、2種以上の金属からなり、上記一方の端部を構成する金属及び上記他方の端部を構成する金属が、中間部を構成する金属よりも弾性率が大きく、上記一方の端部及び上記他方の端部の剛性が上記中間部の剛性よりも大きいことを特徴とするプローブ。
A contact portion to contact the inspection object;
A coil spring having one end fixed or locked to the contact portion and the other end fixed or locked to another member;
The coil spring is made of two or more kinds of metals, and the metal constituting the one end and the metal constituting the other end have a larger elastic modulus than the metal constituting the intermediate portion, The probe characterized by the rigidity of an edge part and said other edge part being larger than the rigidity of the said intermediate part.
上記コイルばねは、線状体からなり、上記一方の端部及び上記他方の端部の断面積が上記中間部の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項2に記載のプローブ。   The probe according to claim 2, wherein the coil spring is formed of a linear body, and a cross-sectional area of the one end portion and the other end portion is larger than a cross-sectional area of the intermediate portion. 上記コイルばねは、軸方向と交差する方向の厚さが均一な板状体からなり、上記一方の端部及び上記他方の端部の軸方向の幅が上記中間部よりも広くなっていることを特徴とする請求項1又は3に記載のプローブ。   The coil spring is made of a plate-like body having a uniform thickness in a direction intersecting the axial direction, and the axial width of the one end and the other end is wider than the intermediate portion. The probe according to claim 1 or 3.
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