專利名稱：探針塊和具有該探針塊的探針卡以及探針裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及探針塊，具體地說，涉及適用于平衡信號傳輸?shù)奶结槈K和具有該探針塊的探針卡以及探針裝置。
背景技術(shù)：
近年來，隨著半導(dǎo)體器件性能的提高，對于檢查這些半導(dǎo)體器件的電氣特性的檢查裝置，也要求提高其頻率特性。例如，專利文獻(xiàn)I中，為減少探針間的寄生電容并提高探針間的隔離度，提出了除其頂端部外，用電介體膜覆蓋探針中至少一根探針，用導(dǎo)電性物質(zhì)覆蓋在電介體膜面上和其他探針的導(dǎo)體面上，并進(jìn)行電氣接線的探針卡的方案。然而，在該探針卡中，由于直到極靠近探針的頂端部的部分也由導(dǎo)電性物質(zhì)所覆蓋，因此存在的問題是，一根探針的動作影響到別的探針，各探針不能十分柔軟地接觸被測定器件的電極的焊接點(diǎn)。另外，由于多根探針必需用導(dǎo)電性物質(zhì)加以集中并固定，因此存在不易制作，且探針的交換等的維護(hù)也困難這樣的不方便的情況。另一方面，在專利文獻(xiàn)2中，提出了對用高頻脈沖波進(jìn)行檢查的探針卡采用同軸結(jié)構(gòu)，且將未采用同軸結(jié)構(gòu)的探針的頂端部分做成2條平行線結(jié)構(gòu)，以降低50歐姆阻抗匹配的不完全性的探針卡的方案。但是，該探針卡中的缺點(diǎn)是，需要將接地用探針電連接到同軸結(jié)構(gòu)的外導(dǎo)體上，制作是困難的，同時接地用的探針與信號用探針的高度和長度各異，不能得到足夠好的高頻特性。而且，還存在著以下不方便的情況:2根平行線結(jié)構(gòu)的部分，需要在其中間部用樹脂進(jìn)行一體地固定支承，探針的安裝與拆卸不容易。另外，專利文獻(xiàn)3中，提出了通過用介電系數(shù)比空氣大的電介體覆蓋多根探針中輸入輸出高速信號的探針的至少I根，以謀求緩和高速平衡界面中的探針間的尺寸公差管理的探針卡的方案。但是，該探針卡中，由于只是用電介體覆蓋位于探針卡基板的配線電極與頂端部附近的固定部之間的探針，因此存在的缺點(diǎn)是，保持構(gòu)成平衡傳輸電路的2條探針間的間隔為一定是困難的，不能使噪聲充分降低。專利文獻(xiàn)[專利文獻(xiàn)I]日本專利第2765247號公報[專利文獻(xiàn)2]日本特開2008-45950號公報[專利文獻(xiàn)3]日本特開2008-205282號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題本發(fā)明為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)而作，其課題是提供具備優(yōu)良的高頻特性同時維修容易的平衡信號傳輸用探針，具有這種探針的探針卡以及探針裝置。解決課題的手段為解決上述課題而反復(fù)銳意研究的結(jié)果，本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，通過在導(dǎo)電性的基座構(gòu)件上設(shè)置定位用的槽，使具有電介體被覆的2根一對的探針材料緊貼其電介體被覆并互相平行地配置在該槽內(nèi)，并將整體作為集中到一起的探針塊，能夠做成兼具優(yōu)良的高頻特性與維護(hù)容易性的平衡信號傳輸用的探針，遂完成本發(fā)明。即是說，通過提供以下的探針塊，以及具備I個或多個這種探針塊的探針卡，來解決上述的課題，所述探針塊具備:基座構(gòu)件，其設(shè)有第一槽的導(dǎo)電性；2根一對的信號用探針材料，其具有電介體被覆，并緊貼其電介體被覆互相平行地配置于所述第一槽內(nèi)；及接地用探針材料，其與所述基座構(gòu)件接觸，所述信號用探針材料的比所述基座構(gòu)件更向被測定器件側(cè)突出的前端部未具有所述電介體被覆并形成信號用探針，所述接地用探針材料的比所述基座構(gòu)件更向被測定器件側(cè)突出的前端部形成接地用探針。本發(fā)明的探針塊中，如上所述，由于用電介體被覆的2根一對的信號用探針材料被緊貼其電介體被覆且互相平行地配置于導(dǎo)電性基座構(gòu)件上所設(shè)的第一槽內(nèi)，故能由所述2根一對的信號用探針材料形成平衡傳輸線路。特別是因為所述2根一對的信號用探針材料互相緊貼且平行地以正確定位的狀態(tài)被配置于所述第一槽內(nèi)，所以探針塊內(nèi)平衡信號間的特性阻抗大致是一定的，保持理想的結(jié)合狀態(tài)成為可能，通過使各信號用探針材料的特性阻抗匹配于被測定器件的特性阻抗，能夠更正確地進(jìn)行高速信號的傳輸。另外，通過導(dǎo)電性的基座構(gòu)件，2根一對的信號用探針材料和接地用探針材料被做成集中到一起的探針塊，所以在構(gòu)成探針塊的任一根探針產(chǎn)生更換的必要時，只要連探針塊一起更換為為新的探針塊就可，能夠容易地進(jìn)行維護(hù)。又，本發(fā)明的探針塊，在其較好的一形態(tài)中，具備覆蓋被配置于所述第一槽內(nèi)的所述2根一對的信號用探針材料的上表面的導(dǎo)電性的覆蓋構(gòu)件。這樣，在本發(fā)明的探針塊具備導(dǎo)電性的覆蓋構(gòu)件的情況下，能得到與導(dǎo)電性的基座構(gòu)件相輔相成，使形成平衡傳輸線路的所述2根一對的信號用探針材料的遮蔽性更完全的優(yōu)點(diǎn)。而且，本發(fā)明的探針塊中，在所述基座構(gòu)件中設(shè)置第二槽，將所述接地用探針材料配置于第二槽內(nèi)為好。在較好的一形態(tài)中，所述第一槽的深度比所述第二槽來得深，垂直于所述信號用探針材料和所述接地用探針材料的長度方向的截面中的中心距離所述基座構(gòu)件的底面的高度，至少在所述基座構(gòu)件的被測定器件側(cè)的前端部是相同的，所述信號用探針材料和所述接地用探針材料的比所述基座構(gòu)件更向被測定器件側(cè)突出的前端部的長度是相同的。這樣，在信號用探針材料和接地用探針材料各自配置于設(shè)于基座構(gòu)件中的第一和第二槽內(nèi)的情況下，在信號用探針材料和接地用探針材料中使從導(dǎo)電性的探針塊露出于被測定器件側(cè)的前端部分的長度為相同長度變得容易，能夠進(jìn)一步提高探針塊的高頻特性。另外，本發(fā)明的探針塊，在其較好的一形態(tài)中，具備多個所述第一槽，所述2根一對的信號用探針材料緊貼其電介體被覆并互相平行地配置在所述第一槽中，這時，所述2根一對的信號用探針材料的各對之間被導(dǎo)電性的所述基座構(gòu)件和/或覆蓋構(gòu)件所隔開，在構(gòu)成平衡傳輸線路的各對之間，由于介入被接到地電位的導(dǎo)電性的基座構(gòu)件或?qū)щ娦愿采w構(gòu)件，故獲得良好保持各平衡對間的隔離那樣的優(yōu)點(diǎn)。另外，本發(fā)明的探針塊，通過使所述信號用探針材料和所述接地用探針材料的比所述基座構(gòu)件更向被測定器件側(cè)突出的前端部，相對于位于所述基座構(gòu)件內(nèi)的所述信號用探針材料和所述接地用探針材料折彎，能對應(yīng)于具有與探針塊內(nèi)的所述信號用探針材料和所述接地用探針材料的間隔不同的焊接點(diǎn)間隔的被測定器件。
另外，本發(fā)明通過提供具備I個或多個本發(fā)明的探針塊的探針卡，以及具備本發(fā)明的探針塊、連接到該探針塊的高頻用基板和高頻用接頭的探針裝置，解決上述的課題。由于本發(fā)明的探針塊通常其外形尺寸小于探針卡中的與被測定器件相対的探針列的寬度，所以僅由本發(fā)明的探針塊構(gòu)成探針卡中的與被測定器件相対的多根探針中的一部分，在一片探針卡內(nèi)，能混用適合于高速信號測定的探針與非高速信號測定的通常探針。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的探針塊，因2根ー對的信號用探針材料，平衡信號間的特性阻抗大致是一定的，能保持理想的結(jié)合狀態(tài)，而且，能形成具有相鄰的平衡對間的隔離良好那樣的優(yōu)點(diǎn)的平衡傳輸線路。另外，本發(fā)明的探針塊中，由于2根ー對的信號用探針材料和接地用探針材料以被互相平行地定位的狀態(tài)被配置于導(dǎo)電性的基座構(gòu)件上，因此探針的進(jìn)入方向是平行的，獲得探針窄間距化是容易那樣的優(yōu)點(diǎn)。而且，根據(jù)本發(fā)明的探針塊，因?qū)⒍喔拥赜煤托盘栍玫奶结樇械絀個探針塊中，故在探針污損的情況下，能以探針塊單位更換成新的探針，獲得維護(hù)容易那樣的優(yōu)點(diǎn)。又，根據(jù)備置本發(fā)明的探針塊的本發(fā)明的探針卡，因能在I片探針卡中混用平衡信號用的探針與非平衡信號用的探針，故獲得不僅對應(yīng)于高速信號用焊接點(diǎn)和此外的焊接點(diǎn)混用的半導(dǎo)體器件的測定，而且也能對應(yīng)于平衡信號和非平衡信號混用的半導(dǎo)體器件的測定那樣的優(yōu)點(diǎn)。另外，根據(jù)具備本發(fā)明的探針塊的本發(fā)明的探針裝置，獲得容易且精度良好地進(jìn)行各種高頻器件的測定成為可能那樣的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是示出構(gòu)成本發(fā)明的探針塊的基座構(gòu)件的一例的立體圖。圖2是示出將接地用探針材料和信號用探針材料收容于基座構(gòu)件中的狀態(tài)的立體圖。圖3是圖2的X-X’截面圖。圖4是圖2的X-X’截面圖。圖5是示出覆蓋構(gòu)件安裝到基座構(gòu)件上的樣子的截面圖。圖6是示出覆蓋構(gòu)件安裝到基座構(gòu)件上的樣子的主視圖。圖7是示出本發(fā)明的探針塊的一例的立體圖。圖8是示出本發(fā)明的探針塊的另一例的立體圖。圖9是示出本發(fā)明的探針塊的另一例的俯視圖。圖10是示出本發(fā)明的探針塊的組合狀態(tài)的截面圖。圖11為被組合的本發(fā)明的探針塊的截面圖。圖12為對應(yīng)于焊接點(diǎn)間隔為較窄間距的被測定器件的狀態(tài)的本發(fā)明的探針塊的俯視圖。圖13為圖12的放大主視圖。圖14為對應(yīng)于焊接點(diǎn)間隔為較寬間距的被測定器件的狀態(tài)的本發(fā)明的探針塊的部分俯視圖。圖15為圖14的放大主視圖。圖16是示出具有本發(fā)明的探針塊的探針卡中的探針部的一例的俯視圖。
圖17為傳輸特性的測定圖。符號的說明I基座構(gòu)件2a、2b 第一槽3a 3c 第二槽4a 4d信號用探針材料5a 5c接地用探針材料6電介體7a 7d、8a 8c 中 心9 底面10覆蓋構(gòu)件11 突起12探針卡13 探針14探針固定構(gòu)件dl、d2 槽深度D1、D2 外徑W!、W2 槽寬PB探針塊
具體實(shí)施例方式以下，用附圖詳細(xì)說明本發(fā)明，但本發(fā)明不限于圖示的形式是不言而喻的。圖1示出本發(fā)明的探針塊中的導(dǎo)電性的基座構(gòu)件的一例的立體圖。圖1中，I是本發(fā)明的探針塊的基座構(gòu)件，基座構(gòu)件I例如由鎳、銅、鋁等的導(dǎo)電性的材料所構(gòu)成。基座構(gòu)件I中，如圖1所示，設(shè)有互相同形狀同大小的2根第一槽2a、2b，與互相同形狀同大小的3根第二槽3a、3b、3c。第一槽2a、2b與第二槽3a、3b、3c互相平行，本例中，第一槽2a、2b與第二槽3a、3b、3c都遍及基座構(gòu)件I的長度方向的全部區(qū)域且分別設(shè)置得同形狀同大小。第一槽2a、2b的深度通常比第二槽3a、3b、3c的深度來得深，第一槽2a、2b的槽寬比第ニ槽3a、3b、3c來得寬。這是因為如后述那樣，將具有電介體被覆的信號用探針材料與沒有導(dǎo)電體被覆的接地用探針材料配置到各槽內(nèi)，使垂直于其長度方向的截面的中心的距離底面的高度為相同。又，圖1示出的第一槽2a、2b和第二槽3a、3b、3c的條數(shù)始終是一例，第一和第二槽的條數(shù)當(dāng)然不限于圖示的例。圖2示出將信號用探針材料和接地用探針材料分別收容于圖1示出的基座構(gòu)件I的各個第一和第二槽中的狀態(tài)的立體圖。圖2中，If是基座構(gòu)件I的位于被測定器件側(cè)的前端部，Ib是基座構(gòu)件I的位于探針卡的基板或高頻基板側(cè)的后端部。如圖2所示，在第ー槽2a、2b中，以后述的使其電介體被覆與各槽內(nèi)壁接觸的狀態(tài)，分別收容配置各2根信號用探針材料4a、4b和4c、4d，在第二槽3a、3b、3c中，各自以使接地用探針材料5a、5b、5c的外周與各槽內(nèi)壁接觸的狀態(tài)收容配置接地用探針材料5a、5b、5c。因第一槽2a、2b和第二槽3a 3c互為平行地被設(shè)置，因此各槽中收容的信號用探針材料4a 4d和接地用探針材料5a^5c也以相互平行地被定位的狀態(tài)被配置于各槽內(nèi)。 6是被覆信號用探針材料4a 4d的外周的電介體，被覆各信號用探針材料4a 4d的至少與基座構(gòu)件I接觸的部分。這樣，便在信號用探針材料4a 4d與基座構(gòu)件I之間介入電介體6。另外，本例中，第一槽2a和2b內(nèi)各自配置2根信號用探針材料4a、4b和4c、4d，用信號用探針材料4a、4b和4c、4d，分別構(gòu)成平衡對，便形成平衡傳輸線路。另外，由于使得各2根的信號用探針材料4a、4b和4c、4d各自的由電介體6覆蓋的被覆部分相互緊貼并平衡地配置于定位用槽即第一槽2a和2b內(nèi)，因此構(gòu)成平衡對的2根信號用探針材料4a、4b間及4c、4d間的間隔為一定，在平衡信號間的特性阻抗為一定且能保持理想的結(jié)合狀態(tài)。另夕卜，作為電介體6而言，選擇介電系數(shù)比空氣高的材料，例如，用氟樹脂、聚酰亞胺等。另一方面，接地用探針材料5a 5c因未用電介體被覆而被配置于第二槽3a 3c內(nèi)，與導(dǎo)電性的基座構(gòu)件I接觸，處于與導(dǎo)電性的基座構(gòu)件I電連接的狀態(tài)。又，接地用探針材料5a 5c只要與基座構(gòu)件I接觸就行，收容接地用探針材料5a飛c的第二槽3a 3c不一定需要，但在基座構(gòu)件I上設(shè)置第二槽3a 3c，并在槽內(nèi)配置接地用探針材料5a 5c的方法，由于接地用探針材料5a飛c的對于基座構(gòu)件I的固定更容易些，因此較為優(yōu)選。如圖2所示，信號用探針材料4a 4d的前端部If側(cè)的前端部，比基座構(gòu)件I的前端部更向前端側(cè)突出，該前端部沒有電介體6的被覆，在中途以A示出的地方被向下折彎形成懸臂型的探針。另外，接地用探針材料5a飛c的前端部If側(cè)的前端部也比基座構(gòu)件I的前端部If更向前端側(cè)突出，與信號用探針材料4a 4d的前端部同樣，在中途以A示出的地方被向下折彎形成懸臂型的探針。各探針材料的比前端部If更突出的前端部的長度，以及折彎處的位置和折彎的角度都是相同的。另一方面，信號用探針材料4a 4d和接地用探針材料5a 5c的后端部Ib側(cè)，比基座構(gòu)件I的后端部Ib更向后方突出，形成與探針卡的基板或高頻用基板等連接的連接端子。作為信號用探針材料4a 4d和接地用探針材料5a飛C，例如用鎢合金等的具有導(dǎo)電性和彈性的截面圓形的相同線徑的線材。但，信號用探針材料4a 4d的被配置于第一槽2a、2b內(nèi)的部分，因有電介體6的被覆，所以外觀上其外徑大于接地用探針材料5a飛c的外徑，外徑大的程度與電介體6被覆的厚度是相應(yīng)的。另外，本例中，接地用探針材料5a 5c都遍及設(shè)置在基座構(gòu)件I上的第二槽3a 3c的全長而存在，而且不僅向前端部^側(cè)而且向后端部^側(cè)也突出，但因接地用探針材料5a^5c與基座構(gòu)件I電氣接觸，故不一定需要遍及第二槽3a 3c的全長地存在。接地用探針材料5a 5c只要至少具有比前端部If更向前端側(cè)突出而形成探針的部分、和配置于第二槽3a^3c內(nèi)并與基座構(gòu)件I接觸的部分就可。接地用探針材料5a 5c在沒有向基座構(gòu)件I的后端部Ib側(cè)突出的部分時，將適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電體電連接于基座構(gòu)件I或后述的覆蓋構(gòu)件并做成連接端子就可。圖3是圖2的X-X’截面圖，為方便，僅取出信號用探針材料4a和接地用探針材料5a 一并不于圖的右側(cè)。圖3中，7a、7b、7 c、7d分別是垂直于信號用探針材料4a、4b、4c、4d的長度方向的截面的中心，8a、8b、8c分別是垂直于接地用探針材料5a、5b、5c的長度方向的截面的中心，9是基座構(gòu)件I的底面。如圖3所示，接地用探針材料5a飛c以其外周與第二槽3a 3c的內(nèi)壁及底面接觸的狀態(tài)配置于第二槽3a 3c內(nèi)，處于互相平行且直線狀定位的狀態(tài)。另外，信號用探針材料4a 4d也使互相構(gòu)成平衡對的探針材料之間的由電介體6被覆的被覆部分緊貼，且以其由電介體6被覆的外周與第一槽2a、2b的內(nèi)壁及底面接觸的狀態(tài)配置于第一槽2a、2b內(nèi)，處于互相平行且直線狀定位的狀態(tài)。dl表示第一槽2a、2b的深度，第一槽2a、2b的深度都是相同的dl。又，d2表示第ニ槽3a 3c的深度，第二槽3a 3c的深度都是相同的d2。但第一槽的深度dl深于第二槽的深度d2，選擇其關(guān)系使從基座構(gòu)件I的底面9至各探針用材料的中心7a 7d和8a 8c的距離h對于任何探針材料都是相同的。本例的情況下，信號用探針材料4a 4d和接地用探針材料5a飛c，如圖3的右側(cè)所示，都由截面是圓形且線徑即外徑為D2的線材所構(gòu)成。另外，信號用探針材料4a 4d因其周圍具有由電介體6包覆的厚度為t的被覆，所以第一槽2a、2b的深度dl比第二槽3a 3c的深度d2要深，深的程度與電介體6的被覆的厚度t是相應(yīng)的，為dl=d2+t的關(guān)系。又，本例的情況下，因深度dl和d2從基座構(gòu)件I的前端部If至后端部Ib為止是相同的，所以從基座構(gòu)件I的底面9至各探針用材料的中心7a 7d和Sale的距離h，在遍及基座構(gòu)件I的長度方向全部范圍內(nèi)是相同的，又，是相同最好，但距離h只要至少在基座構(gòu)件I的前端部If相同即可。另外，本例的情況下，信號用探針材料4a 4d被收容于第一槽2a、2b內(nèi)吋，因設(shè)定第一槽2a、2b的深度dl使其高度包含電介體6的被覆與基座構(gòu)件I的上表面相同，所以在假設(shè)包含電介體6的厚度t的被覆的信號用探針材料4a、4b的外徑為Dl吋，則深度dl與外徑Dl相等，Dl為信號用探針材料4a 4d的線徑D2加上電介體6的被覆的厚度t的2倍長度后的長度，即為Dl=D2+2t的關(guān)系。圖4與圖3—祥，是圖2的X-X’的截面圖。圖4中，W1表示第一槽2a、2b的槽寬，W2表示第二槽3a 3c的槽寬。設(shè)定第二槽3a 3c的槽寬W2與接地用探針材料5a 5c的線徑D2相同，通過將接地用探針材料5a 5c收容于第二槽3a 3c內(nèi)，便使其外周與第二槽3a 3c的內(nèi)壁和底面緊貼，定位于規(guī)定的位置上。另ー方面，因規(guī)定在I條槽中收容2根信號用探針材料，所以第一槽2a、2b的槽寬W1被設(shè)定為包含電介體6的被覆的信號用探針材料4a 4d的外徑Dl的2倍，即Wl=2Dl。圖5是示出將覆蓋第一槽和第二槽中配置的各探針材料的上表面的覆蓋構(gòu)件裝配到基座構(gòu)件I上的樣子的截面圖。圖5中，10是覆蓋構(gòu)件，在覆蓋構(gòu)件10中設(shè)多個突起
11。突起11最好遍及覆蓋構(gòu)件10的長度方向的全部區(qū)域地存在，但不一定需要遍及覆蓋構(gòu)件10的長度方向的全部區(qū)域地連續(xù)存在，斷續(xù)地存在也可以。覆蓋構(gòu)件10例如由銅、鎳、鋁等的導(dǎo)電性材料構(gòu)成。另外，對將覆蓋構(gòu)件10裝到基座構(gòu)件I上的方法并無特別的限制，只要覆蓋第一槽2a、2b內(nèi)收容的信號用探針材料4a 4d的上表面，能對上表面起遮蔽作用，用什么方法將覆蓋構(gòu)件裝到基座構(gòu)件I上都可。例如，通過對基座構(gòu)件I和覆蓋構(gòu)件10用硬度不同的導(dǎo)電性材料，在適當(dāng)處鉚接兩者，能將覆蓋構(gòu)件10壓焊在基座構(gòu)件I上來安裝。圖6是將覆蓋構(gòu)件10已裝到基座構(gòu)件I上的狀態(tài)的本發(fā)明的探針塊PB的從其前端部If側(cè)看到的主視圖，圖7是本發(fā)明的探針塊的立體圖。如圖6所示，通過將覆蓋構(gòu)件10裝到基座構(gòu)件I上，第一槽2a、2b內(nèi)收容的信號用探針材料4a 4d的上表面便由覆蓋構(gòu)件10所覆蓋，由于上表面也被遮蔽，故實(shí)現(xiàn)更完全的傳輸結(jié)構(gòu)。
如圖6和圖7所示，信號用探針材料4a 4d和接地用探針材料5a 5c的前端部，比基座構(gòu)件I的前端部If更向前端部側(cè)突出，在中途彎向下方，形成懸臂型的探針。信號用探針材料4a 4d和接地用探針材料5a、c的比基座構(gòu)件I的前端部If更向前端部側(cè)突出的長度是相同的，而且，彎向下方的部分的長度L在信號用探針材料4a 4d和接地用探針材料5a飛c中也是相同的。另外，本例中，因信號用探針材料4a 4d和接地用探針材料5a飛c的前端部平行地突出，故相鄰的各探針的中心間的距離與在前端部If中的相鄰的各探針的中心間距離是相同的。這樣，本發(fā)明的探針塊PB中，形成平衡傳輸線路的2根一對的信號用探針材料4a、4b和4c、4d使由電介體6覆蓋的覆蓋部分互相緊貼并平行地分別配置于各自的第一槽2a和2b內(nèi)，故在探針塊PB內(nèi)，平衡信號間的特性阻抗大致為一定，能實(shí)現(xiàn)理想的結(jié)合狀態(tài)，得到更優(yōu)良的信號傳輸特性。又，在本發(fā)明的探針塊PB中，構(gòu)成平衡對的信號用探針材料4a、4b和4c、4d之間由導(dǎo)電性的基座構(gòu)件I所隔離，故具有各平衡對間的隔離極其良好，得到優(yōu)良的傳輸特性那樣的優(yōu)點(diǎn)。又，本例中，各平衡對間由導(dǎo)電性的基座構(gòu)件I所隔離，但也可以用導(dǎo)電性的覆蓋構(gòu)件10，進(jìn)而，用導(dǎo)電性的基座構(gòu)件I與導(dǎo)電性的覆蓋構(gòu)件10兩者來隔離各平衡對之間。另外，本發(fā)明的探針塊PB中，信號用探針材料4a 4d和接地用探針材料5a飛C，以互相正確且平行的定位狀態(tài)被收容在導(dǎo)電性的基座構(gòu)件I與導(dǎo)電性的覆蓋構(gòu)件10之間，故各探針材料間的距離容易縮小，獲得能容易地達(dá)到探針材料的窄間距化那樣的優(yōu)點(diǎn)。又因信號用探針材料4a 4d和接地用探針材料5a飛c的比基座構(gòu)件I的前端部If更向前端部側(cè)突出并形成探針的部分的長度是相同的，故容易使各探針材料中的傳輸特性相一致，能實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的高頻特性。圖8示出本發(fā)明的探針塊的另一例的立體圖，只示出基座構(gòu)件I和信號用探針材料4a 4d。又，圖9是只取出與圖8所示的相同的本發(fā)明的探針塊的基座構(gòu)件1、信號用探針材料4a 4d及接地用探針材料5a 5c而示出的俯視圖。本例中，第二槽3a和3c不是由基座構(gòu)件I包圍兩側(cè)面的完整的槽，而是構(gòu)成為僅在一側(cè)面上存在基座構(gòu)件1、另一側(cè)面被開放的不完全槽。另外，接地用探針材料5a飛C，由于只要至少其一部分與導(dǎo)電性的基座構(gòu)件I接觸就可，故只存在于基座構(gòu)件I的前端部If和后端部Ib的附近和從各端部突出的部分，在基座構(gòu)件I的中央部分并不存在。圖10是示出圖8和圖9所示的探針塊的組合狀態(tài)的截面圖，圖11是被組合后的探針塊的截面圖。如圖10、圖11所示，本例的探針塊PB也與前面說明過的探針塊PB—樣，通過將信號用探針材料4a 4d和接地用探針材料5a 5c分別收容于第一槽2a、2b和第二槽3a 3c，并用導(dǎo)電性的覆蓋構(gòu)件10覆蓋其上表面，由此組合而成。位于最外側(cè)的接地用探針材料5a與5c，以其一方的側(cè)面與第二槽3a、3c的內(nèi)壁面接觸的狀態(tài)，由基座構(gòu)件I與覆蓋構(gòu)件10從上下緊壓，故無位置偏移地被收容、配置于第二槽3a、3c內(nèi)，從而被定位。另外，也可在覆蓋構(gòu)件10的外側(cè)的突起11的更外側(cè)，設(shè)置比突起11更向下側(cè)突出的突起部，由該突起部構(gòu)成第二槽3a或3c的外側(cè)的壁面。圖12是圖8 圖11所示的本發(fā)明的探針塊PB的俯視圖，圖13是其放大的主視圖，表示使本發(fā)明的探針塊PB對應(yīng)于具有較窄間距的電極焊接點(diǎn)的被測定器件的狀態(tài)。如圖12、圖13所示，信號用探針材料4a 4d和接地用探針材料5a飛c的比基座構(gòu)件I的前端部If更向前端部側(cè)突出的前端部，即形成探針的部分，相對于位于基座構(gòu)件I內(nèi)的信號用探針材料4a 4d和接地用探針材料5a 5c折彎，從基座構(gòu)件I來看，其前端部的間隔縮小成逆扇狀。另外，圖14是圖8 圖11所示的本發(fā)明的探針塊PB的部分俯視圖，圖15是其放大的主視圖，表示使本發(fā)明的探針塊PB對應(yīng)于具有較寬間距的電極焊接點(diǎn)的被測定器件的狀態(tài)。如圖14、圖15所示，信號用探針材料4a 4d和接地用探針材料5a飛c的比基座構(gòu)件I的前端部1更向前端部側(cè)突出的前端部，即形成探針的部分，相對于位于基座構(gòu)件I內(nèi)的信號用探針材料4a 4d和接地用探針材料5a 5c折彎，從基座構(gòu)件I來看，其前端部的間隔展寬成扇狀。這樣，本發(fā)明的探針塊PB中，通過使信號用探針材料4a 4d和接地用探針材料5a^5c的比基座構(gòu)件I的前端部If更向前端部側(cè)突出的前端部相對于位于基座構(gòu)件I內(nèi)的信號用探針材料4a 4d和接地用探針材料5a 5c折彎，使形成探針的前端部的間隔，從基座構(gòu)件I來看，展寬成扇狀，或縮小成逆扇狀，就能夠?qū)?yīng)電極焊接點(diǎn)的間隔比探針塊PB的在前端部If中的各探針材料的中心間的間隔更寬的被測定器件，或反之更窄的被測定器件。另外，在被測定器件中的焊接點(diǎn)間隔不一樣的情況下，就不折彎成扇狀或逆扇狀，只要使信號用探針材料4a 4d和接地用探針材料5a 5c的各前端部的配置與作為對象的被測定器件中的焊接點(diǎn)間距的配置相一致，相對于位于基座構(gòu)件I內(nèi)的各探針材料以適當(dāng)?shù)慕嵌日蹚澝總€探針材料就可。又，在探針塊PB的前端部If中的各探針材料的中心間隔與被測定器件中的電極焊接點(diǎn)的間距相一致的情況下，當(dāng)然不便各探針材料的前端部折彎，可以原樣地使用。另外，在上述的例中，根據(jù)在3根接地用探針材料之間，分別配置2根一對的信號用探針材料的結(jié)構(gòu)，即，用“ S”表示信號用探針材料，用“G”表示接地用探針材料吋，“GSSGSSG”那樣的結(jié)構(gòu)說明了本發(fā)明，但本發(fā)明的探針塊中的信號用探針材料和接地用探針材料的配置不限于上述的例子。例如，也可做成在2根接地用探針材料之間，配置2對在其相互間介入導(dǎo)電性的基座構(gòu)件I和/或?qū)щ娦缘母采w構(gòu)件10的、構(gòu)成2根ー對的平衡對的信號用探針材料的“GS S S SG”那樣的配置，或做成混用平衡對與非平衡對的信號用探針材料的GSSGSGSSG”那樣的配置。又，以上的例根據(jù)懸臂型的探針作了說明，但構(gòu)成本發(fā)明的探針塊的探針不限于懸臂型，例如也可以是垂直型的探針、MEMS型探針。圖16是設(shè)有本發(fā)明的探針塊PB的探針卡中的探針部的俯視圖。圖16中，12是設(shè)有本發(fā)明的探針塊PB的探針卡，13是安裝到探針卡12上的探針，14是探針固定構(gòu)件。如圖16所示，本例的探針卡12，在與被測定器件相対的I邊的探針列中設(shè)有3個本發(fā)明的探針塊PB。即是說，本發(fā)明的探針塊PB通常由于其基座構(gòu)件I的寬度小干與探針卡中的被測定器件相対的I邊的探針列的寬度，故僅將與被測定器件相対的多根探針13之中的一部分置換成本發(fā)明的探針塊PB是可能的。另外，I片探針卡12所具有的本發(fā)明的探針塊PB數(shù)不限于3個，而且被本發(fā)明的探針塊PB置換的探針13當(dāng)然也不只限于探針卡中的與被測定器件相対的I邊的探針列。這樣，根據(jù)具備本發(fā)明的探針塊PB的探針卡，能在一片探針卡內(nèi)，混用構(gòu)成本發(fā)明的探針塊PB的適合于平衡信號傳輸?shù)奶结樅头沁@樣的通常的探針13。從而，通過將構(gòu)成探針卡12的多根探針13中的一部分置換成本發(fā)明的探針塊PB，也能對應(yīng)平衡信號與非平衡信號混用的半導(dǎo)體器件的測定。另外，由于通過用本發(fā)明的探針塊PB能將多根探針材料以窄間距設(shè)置于探針卡12中，故能使多數(shù)的探針從同一方向進(jìn)入。因此，根據(jù)具備本發(fā)明的探針塊PB的探針卡12，針包(針立 )結(jié)構(gòu)的研討變得容易，進(jìn)而獲得探針卡12的制造也容易的優(yōu)點(diǎn)。而且，根據(jù)具備本發(fā)明的探針塊PB的探針卡12，即便在構(gòu)成探針塊PB的I根或多根探針因污損必須更換的情況下，也只要以塊為單位將含有該探針的探針塊更換為新的探針塊就可，可非常容易地進(jìn)行維護(hù)。另外，雖未圖示，但通過將高頻用基板和高頻用接頭連接到本發(fā)明的探針塊PB上，不用說，不僅能將本發(fā)明的探針塊PB作為構(gòu)成探針卡12的探針，也能作為單獨(dú)的獨(dú)立的探針裝置使用。用下述的材料做成探針材料間隔為110 μ m的“GSSGSSG”結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的探針塊，以以往使用的下述同軸探針作對照，比較其傳輸特性。<本發(fā)明的探針塊>〈信號用探針材料〉.探針材料:鎢合金(直徑0.038mm).探針全長:25_.探針前端部的長度:1.0mm.電介體:氟樹脂(電介體外徑:0.1lmm)〈接地用探針材料〉.探針材料:鶴合金(直徑0.038mm) 探針全長:25mm.探針前端部的長度:1.0mm〈對照的同軸探針〉.探針材料:鎢合金(直徑0.13mm) 探針全長:25mm.探針前端部的長度:3.2 3.7mm.電介體:氟樹脂(電介體外徑:0.42mm)
〈傳輸特性的測定〉用下述測定裝置，以下述要領(lǐng)，測定插入損耗(S21)。 測定裝置:網(wǎng)絡(luò)分析儀(美國安捷倫科技公司(Agilent Technologies)制造),型號:E8364B ("50GHz網(wǎng)絡(luò)分析儀)〈測定要領(lǐng)〉測定構(gòu)成所制作的本發(fā)明的探針塊的I根信號用探針材料(S)的針尖與后端部之間的插入損耗(S21)。對于以往使用的同軸探針，同樣測定前端部與后端部間的插入損耗(S21)。圖17示出結(jié)果。如圖17所示，以往的同軸探針中，隨著信號頻率增加，插入損耗增大，當(dāng)信號頻率超過3GHz時，插入損耗超過_3dB，信號能量的約1/2成為傳輸損失。與之相對，本發(fā)明的探針塊中，信號頻率即使為4GHz，插入損耗也止于-ldB，即便IOGHz也小于-3dB。據(jù)此可見，本發(fā)明的探針塊與以往的同軸探針相比，具有極為優(yōu)良的高頻傳輸特性。エ業(yè)上的可利用性如以上說明，根據(jù)本發(fā)明的探針塊及具備本發(fā)明的探針塊的探針卡和探針裝置，能夠更容易且正確地進(jìn)行高頻器件的特性試驗。而且，本發(fā)明的探針塊由于可能以塊單位與新的探針塊交換，故維護(hù)是容易的。本發(fā)明使得更簡便且正確地進(jìn)行在制造高頻用半導(dǎo)體器件等的高頻器件方面不可或缺的特性試驗成為可能，其エ業(yè)上的利用性是很大的。
權(quán)利要求
1.一種探針塊，其特征在干， 具備: 導(dǎo)電性的基座構(gòu)件，其設(shè)有第一槽； 2根ー對的信號用探針材料，其具有電介體被覆，并緊貼其電介體被覆互相平行地配置于所述第一槽內(nèi)；及 接地用探針材料，其與所述基座構(gòu)件接觸， 所述信號用探針材料的比所述基座構(gòu)件更向被測定器件側(cè)突出的前端部未具有所述電介體被覆并形成信號用探針， 所述接地用探針材料的比所述基座構(gòu)件更向被測定器件側(cè)突出的前端部形成接地用探針。
2.按權(quán)利要求1所述的探針塊，其特征在干，具有覆蓋配置在所述第一槽內(nèi)的所述2根ー對的信號用探針材料的上表面的導(dǎo)電性的覆蓋構(gòu)件。
3.按權(quán)利要求1或2所述的探針塊，其特征在干， 所述基座構(gòu)件中設(shè)有第二槽，所述接地用探針材料配置于所述第二槽內(nèi)。
4.按權(quán)利要求廣3中任一項所述的探針塊，其特征在干， 所述第一槽的深度比所述第二槽更深，垂直于所述信號用探針材料和所述接地用探針材料的長度方向的截面中的中心距離所述基座構(gòu)件的底面的高度，至少在所述基座構(gòu)件的被測定器件側(cè)的前端部是相同的，所述信號用探針材料和所述接地用探針材料的比所述基座構(gòu)件更向被測定器件側(cè)突出的前端部的長度是相同的。
5.按權(quán)利要求廣4中任一項所述的探針塊，其特征在干， 具備多個所述第一槽，所述2根ー對的信號用探針材料緊貼其電介體被覆并互相平行地被配置在所述第一槽中，所述2根ー對的信號用探針材料的各對之間由導(dǎo)電性的所述基座構(gòu)件和/或?qū)щ娦缘乃龈采w構(gòu)件所隔開。
6.按權(quán)利要求r5中任一項所述的探針塊，其特征在干， 所述信號用探針材料和所述接地用探針材料的比所述基座構(gòu)件更向被測定器件側(cè)突出的前端部，相對于位于所述基座構(gòu)件內(nèi)的所述信號用探針材料和所述接地用探針材料折彎，對應(yīng)于具有與探針塊內(nèi)的所述信號用探針材料和所述接地用探針材料的間隔不同的焊接點(diǎn)間隔的被測定器件。
7.一種探針卡，其特征在于，具有一個或多個如權(quán)利要求re中任一項所述的探針塊。
8.一種探針裝置，其特征在于，具有如權(quán)利要求1飛中任一項所述的探針塊、與所述探針塊連接的高頻用基板和高頻用接頭。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有優(yōu)良高頻特性且維護(hù)容易的平衡信號傳輸用的探針，及具備該探針的探針卡和探針裝置。通過提供以下的探針塊，及具備該探針塊的探針卡以及探針裝置來解決上述課題，所述探針具備設(shè)有第一槽的導(dǎo)電性的基座構(gòu)件；2根一對的信號用探針材料，其具有電介體被覆，并緊貼其電介體被覆互相平行地配置于所述第一槽內(nèi)的；以及接觸所述基座構(gòu)件的接地用探針材料，提供；所述信號用探針材料的比所述基座構(gòu)件更向被測定器件側(cè)突出的前端部未具有所述電介體被覆并形成信號用探針，所述接地用探針材料的比所述基座構(gòu)件更向被測定器件側(cè)突出的前端部形成接地用探針的探針塊，及備置該探針塊的探針卡和探針裝置。
文檔編號G01R1/067GK103091520SQ20121043948
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月7日
發(fā)明者小笠原崇, 山口憲榮 申請人:日本麥可羅尼克斯股份有限公司