WO2023119897A1

WO2023119897A1 - プローブヘッド

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Publication number: WO2023119897A1
Application number: PCT/JP2022/040970
Authority: WO
Inventors: 祐輔清水; 勝彦佐藤; 剛欣奥野
Original assignee: Yokowo Co Ltd; Yokowo Mfg Co Ltd
Current assignee: Yokowo Co Ltd
Priority date: 2021-12-21
Filing date: 2022-11-02
Publication date: 2023-06-29
Anticipated expiration: 2024-06-21
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Abstract

プローブと、前記プローブの複数の部分を支持するテーパ孔が設けられた絶縁支持体と、を備えるプローブヘッド。

Description

プローブヘッド

　本発明は、プローブヘッドに関する。

　集積回路等の検査対象物を検査するため、プローブヘッドを介して検査対象物を検査基板に電気的に接続することがある。例えば、特許文献１に記載されているように、プローブヘッドは、プローブと、プローブが挿通される貫通孔が設けられた絶縁支持体と、を備えている。プローブは、検査対象物の第１電極に接触する第１プランジャと、検査基板の第２電極に接触する第２プランジャと、スプリングと、を有している。検査対象物の検査では、第２プランジャを検査基板の第２電極に接触させて、スプリングによって第１プランジャを上方に向けて付勢させた後、第１プランジャを検査対象物の第１電極に接触させている。

特開２００６－３０８４８６号公報

　プローブを絶縁支持体の貫通孔内で摺動させるため、プローブの外側面と、貫通孔の内側面と、の間には隙間が設けられている。検査対象物の検査においては、第２プランジャを検査基板の第２電極に接触させた後、第１プランジャの先端が開放された状態で、第１プランジャが上方に向けて付勢されることがある。第１プランジャの先端が開放された状態においては、第１プランジャの先端から第１プランジャの先端の反対側の基端へ向かう方向の外力が第１プランジャの先端に加わっていない。しかしながら、この場合、第１プランジャが傾いて、第１プランジャの先端の位置精度が悪化することがある。

　本発明の目的の一例は、プローブの先端の位置精度を良好にすることにある。本発明の他の目的は、本明細書の記載から明らかになるであろう。

　本発明の一態様は、
　プローブと、
　前記プローブの複数の部分を支持するテーパ孔が設けられた絶縁支持体と、
を備えるプローブヘッドである。

　本発明の上記態様によれば、プローブの先端の位置精度を良好にすることができる。

実施形態に係るプローブヘッドの断面図である。実施形態に係るプローブヘッドにおいて、第１プランジャの先端が開放されて第１プランジャが上方に向けて付勢された状態を説明するための図である。比較例に係るプローブヘッドにおいて、第１プランジャの先端が開放されて第１プランジャが上方に向けて付勢された状態を説明するための図である。実施形態に係る第１プランジャの先端の位置の設計位置からのずれΔの繰り返し測定の結果の箱ひげ図と、比較例に係る第１プランジャの先端の位置の設計位置からのずれΔの繰り返し測定の結果の箱ひげ図と、を示すグラフである。

　以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

　本明細書において、「第１」、「第２」、「第３」等の序数詞は、特に断りのない限り、同様の名称が付された構成を単に区別するために付されたものであり、構成の特定の特徴（例えば、順番又は重要度）を意味するものではない。

　図１は、実施形態に係るプローブヘッド１０の断面図である。

　図１において、「＋Ｚ」が付された矢印は、鉛直方向の上方向を示しており、「－Ｚ」が付された矢印は、鉛直方向の下方向を示している。以下、必要に応じて、鉛直方向に直交する方向を水平方向という。図２以降においても同様である。

　プローブヘッド１０は、鉛直方向において検査対象物２０と検査基板３０との間に位置している。検査対象物２０は、プローブヘッド１０の上方に位置している。検査基板３０は、プローブヘッド１０の下方に位置している。検査対象物２０は、例えば集積回路である。

　プローブヘッド１０は、導電性のプローブ１００及び絶縁支持体２００を備えている。プローブ１００を介して、検査対象物２０の下面に設けられた第１電極２２と、検査基板３０の上面に設けられた第２電極３２と、が互いに電気的に接続されている。本実施形態において、第１電極２２はバンプであり、第２電極３２はパッドである。プローブ１００は、チューブ１１０、スプリング１１２、第１プランジャ１２０、第２プランジャ１３０を有している。第１プランジャ１２０は、フランジ１２２、テーパ部１２４、第１柱部１２６及び第１接触部１２８を含んでいる。第２プランジャ１３０は、第２柱部１３６及び第２接触部１３８を含んでいる。絶縁支持体２００は、第１絶縁支持体２１０及び第２絶縁支持体２２０を有している。

　チューブ１１０は、鉛直方向に平行に延伸している。チューブ１１０の上端には、第１プランジャ１２０が設けられている。チューブ１１０の下端には、第２プランジャ１３０が設けられている。スプリング１１２は、チューブ１１０の内部に設けられている。スプリング１１２は、第１プランジャ１２０及び第２プランジャ１３０を鉛直方向に互いに離れる方向に付勢している。本実施形態と異なる他の例において、チューブ１１０が設けられずにスプリング１１２が鉛直方向において第１プランジャ１２０と第２プランジャ１３０との間に設けられていてもよい。

　フランジ１２２は、チューブ１１０の上端よりも上方に位置している。フランジ１２２の水平方向の直径の値は、チューブ１１０の水平方向の外径の値と略等しくなっている。

　テーパ部１２４は、フランジ１２２の上端よりも上方に位置している。テーパ部１２４の水平方向の直径の値は、下方から上方に向かうにつれて減少している。図１に示す第１テーパ角度αは、テーパ部１２４のテーパ角度を示している。第１テーパ角度αは、テーパ部１２４の水平方向の中心を第１プランジャ１２０の延伸方向に平行に通過する仮想線ＩＬに対して、テーパ部１２４の水平方向の両側の外側面がなす角度の合計である。また、第１テーパ角度αは、テーパ部１２４の水平方向の両側の外側面の接線がなす角度ともなっている。

　第１柱部１２６は、テーパ部１２４の上端から上方に向けて鉛直方向に延伸している。第１柱部１２６の水平方向の直径の値は、テーパ部１２４の上端の水平方向の直径の値と略等しくなっている。また、第１柱部１２６の水平方向の直径の値は、フランジ１２２の水平方向の直径の値より小さくなっている。

　第１接触部１２８は、第１柱部１２６の先端に設けられている。図１に示す例において、第１柱部１２６の先端は、第１柱部１２６の上端となっている。検査対象物２０の検査では、チューブ１１０及び第１プランジャ１２０が一体となって検査対象物２０に向けてスプリング１１２によって付勢された状態で、第１接触部１２８は、第１電極２２に接触している。

　第２柱部１３６は、鉛直方向に延伸している。第２柱部１３６の水平方向の直径の値は、チューブ１１０の水平方向の内径の値より小さくなっている。第２柱部１３６の少なくとも一部分がチューブ１１０の下端に設けられた孔に挿通された状態で、第２柱部１３６は、チューブ１１０に対して、鉛直方向に移動可能に取り付けられている。

　第２接触部１３８は、第２柱部１３６の先端に設けられている。図１に示す例において、第２柱部１３６の先端は、第２柱部１３６の下端となっている。検査対象物２０の検査では、スプリング１１２によって第２プランジャ１３０が検査基板３０に向けて付勢された状態で、第２接触部１３８は、第２電極３２に接触している。

　第１絶縁支持体２１０及び第２絶縁支持体２２０は、鉛直方向に重なっている。第１絶縁支持体２１０は、第２絶縁支持体２２０の上方に位置している。第２絶縁支持体２２０は、第１絶縁支持体２１０の下方に位置している。第１絶縁支持体２１０は、例えば、ピンブロックであり、第２絶縁支持体２２０は、例えば、ピンプレートである。

　絶縁支持体２００には、貫通孔２３０が設けられている。貫通孔２３０は、絶縁支持体２００を鉛直方向に貫通している。貫通孔２３０は、第１貫通孔２３２、第２貫通孔２３４、第３貫通孔２３６及びテーパ孔２３８を含んでいる。貫通孔２３０には、プローブ１００の少なくとも一部分が鉛直方向に挿通されている。

　第１貫通孔２３２は、第１絶縁支持体２１０の第２貫通孔２３４の下方に位置する部分と、第２絶縁支持体２２０の第３貫通孔２３６の上方に位置する部分と、を、テーパ孔２３８を介して鉛直方向に貫通している。図１に示す例において、第１貫通孔２３２は、第１絶縁支持体２１０の下端と、第１絶縁支持体２１０の鉛直方向の中央部と、第２絶縁支持体２２０の上端と、を、テーパ孔２３８を介して鉛直方向に貫通している。第１貫通孔２３２の第１絶縁支持体２１０の下端を貫通する部分と、第１貫通孔２３２の第２絶縁支持体２２０の上端を貫通する部分と、は鉛直方向に互いに連通している。第１貫通孔２３２には、チューブ１１０の少なくとも一部分と、フランジ１２２の少なくとも一部分と、が鉛直方向に挿通されている。第１貫通孔２３２の水平方向の直径の値は、チューブ１１０の水平方向の外径の値と、フランジ１２２の水平方向の直径の値と、のいずれよりも大きくなっている。したがって、チューブ１１０の外側面と第１貫通孔２３２の内側面との間と、フランジ１２２の外側面と第１貫通孔２３２の内側面との間と、には隙間が設けられている。このため、チューブ１１０及びフランジ１２２は、第１貫通孔２３２内において鉛直方向に摺動可能になっている。

　第２貫通孔２３４は、第１絶縁支持体２１０の上端を鉛直方向に貫通している。第２貫通孔２３４の下端は、テーパ孔２３８を介して第１貫通孔２３２の上端と鉛直方向に連通している。第２貫通孔２３４には、第１柱部１２６の少なくとも一部分が鉛直方向に挿通されている。第２貫通孔２３４の水平方向の直径の値は、第１貫通孔２３２の水平方向の直径の値未満となっている。また、第２貫通孔２３４の水平方向の直径の値は、チューブ１１０の水平方向の外径の値以下、かつフランジ１２２の水平方向の直径の値以下となっており、第１柱部１２６の水平方向の直径の値より大きくなっている。したがって、チューブ１１０及びフランジ１２２が第２貫通孔２３４を通して上方に抜けることが抑制されている。また、第１柱部１２６の外側面と第２貫通孔２３４の内側面との間には隙間が設けられている。このため、第１柱部１２６は、第２貫通孔２３４内において鉛直方向に摺動可能になっている。また、第１柱部１２６は、第２貫通孔２３４によって鉛直方向に案内されている。

　第３貫通孔２３６は、第２絶縁支持体２２０の下端を鉛直方向に貫通している。第３貫通孔２３６の上端は、第１貫通孔２３２の下端と鉛直方向に連通している。第３貫通孔２３６には、第２柱部１３６の少なくとも一部分が鉛直方向に挿通されている。第３貫通孔２３６の水平方向の直径の値は、第１貫通孔２３２の水平方向の直径の値未満となっている。また、第３貫通孔２３６の水平方向の直径の値は、チューブ１１０の水平方向の外径の値以下となっており、第２柱部１３６の水平方向の直径の値より大きくなっている。したがって、チューブ１１０が第３貫通孔２３６を通して下方に抜けることが抑制されている。また、第２柱部１３６の外側面と第３貫通孔２３６の内側面との間には隙間が設けられている。このため、第２柱部１３６は、第３貫通孔２３６内において鉛直方向に摺動可能になっている。また、第２柱部１３６は、第３貫通孔２３６によって鉛直方向に案内されている。

　テーパ孔２３８は、鉛直方向において第１貫通孔２３２の上端と第２貫通孔２３４の下端との間に位置している。テーパ孔２３８の深さ方向は、鉛直方向に略平行となっている。テーパ孔２３８の水平方向の直径の値は、第１貫通孔２３２の上端から第２貫通孔２３４の下端に向かうにつれて減少している。テーパ孔２３８の下端の水平方向の直径の値は、第１貫通孔２３２の上端の水平方向の直径と略等しくなっている。テーパ孔２３８の上端の水平方向の直径の値は、第２貫通孔２３４の下端の水平方向の直径と略等しくなっている。図１に示す第２テーパ角度βは、テーパ孔２３８のテーパ角度を示している。第２テーパ角度βは、貫通孔２３０の水平方向の中心を貫通孔２３０の延伸方向に平行に通過する仮想線ＩＬに対して、テーパ孔２３８の水平方向の両側の内側面がなす角度の合計である。また、第２テーパ角度βは、テーパ孔２３８の水平方向の両側の内側面の接線がなす角度ともなっている。

　図２は、実施形態に係るプローブヘッド１０において、第１プランジャ１２０の先端が開放されて第１プランジャ１２０が上方に向けて付勢された状態を説明するための図である。

　図１を参照しながら、図２に示す実施形態について説明する。以下、必要に応じて、第１接触部１２８の上端を第１プランジャ１２０の先端という。

　図２に示す実施形態においては、第１プランジャ１２０の先端が開放された状態で第２接触部１３８が第２電極３２に接触している。第１プランジャ１２０の先端が開放された状態においては、第１プランジャ１２０の先端が第１電極２２等の物体に接触しておらず、下方向の外力が第１プランジャ１２０の先端に加わっていない。また、図２に示す実施形態においては、スプリング１１２によってチューブ１１０及び第１プランジャ１２０が一体となって上方に向けて付勢されて、第１プランジャ１２０が上方に向けて押されている。

　第１プランジャ１２０の先端が開放されて第１プランジャ１２０が上方に向けて付勢された状態において、テーパ孔２３８は、第１プランジャ１２０の鉛直方向に互いにずれて位置する（第１プランジャ１２０の軸方向に対して互いに異なる位置にある）複数の部分を支持している。実施形態において、テーパ孔２３８は、テーパ部１２４及びフランジ１２２の２つの部分を支持している。

　テーパ孔２３８によるテーパ部１２４の支持について説明する。

　第１テーパ角度αは、第２テーパ角度β未満となっている。テーパ部１２４の上端の水平方向の直径の値は、テーパ孔２３８の上端の水平方向の直径の値未満となっている。テーパ部１２４の下端の水平方向の直径の値は、テーパ孔２３８の上端の水平方向の直径の値以上となっている。このため、第１プランジャ１２０の先端が開放されて第１プランジャ１２０が上方に向けて付勢された状態において、テーパ部１２４の外側面は、テーパ孔２３８の上端と第２貫通孔２３４の下端との間の角に接触可能になっている。第１プランジャ１２０が鉛直方向に略平行となる状態でテーパ部１２４の外側面がテーパ孔２３８の上端と第２貫通孔２３４の下端との間の角に接触することで、テーパ孔２３８は、第１プランジャ１２０が鉛直方向に略平行となる状態でテーパ部１２４を支持することができる。

　図２に示す例では、鉛直方向から見てテーパ部１２４の全周に亘ってテーパ部１２４の外側面がテーパ孔２３８の上端と第２貫通孔２３４の下端との間の角に接触している。このため、例えば、図２に示す断面では、テーパ部１２４の水平方向の両側の外側面が、テーパ孔２３８の水平方向の両側において、テーパ孔２３８の上端と第２貫通孔２３４の下端との間の角に接触している。しかしながら、第１プランジャ１２０が鉛直方向に対して傾いた場合、鉛直方向から見てテーパ部１２４の全周の一部分のみにおいてテーパ部１２４の外側面がテーパ孔２３８の上端と第２貫通孔２３４の下端との間の角に接触することがある。例えば、図２に示す断面において、第１プランジャ１２０が鉛直方向に対して傾いた場合、テーパ部１２４の水平方向の両側の一方のみの外側面が、テーパ孔２３８の水平方向の両側の一方のみにおいて、テーパ孔２３８の上端と第２貫通孔２３４の下端との間の角に接触することがある。

　テーパ孔２３８によるフランジ１２２の支持について説明する。

　フランジ１２２の上端の水平方向の直径の値は、テーパ部１２４の下端の水平方向の直径の値より大きくなっている。つまり、フランジ１２２は、テーパ部１２４の下端より水平方向に幅広な幅広部となっている。このため、テーパ部１２４の下端とフランジ１２２の上端との間には水平方向の段差が形成されている。したがって、フランジ１２２の上面と外側面との間の角が、テーパ部１２４の外側面の下端よりも、第１プランジャ１２０の水平方向の中心に対して外側に位置している。また、フランジ１２２の上端の水平方向の直径の値は、テーパ孔２３８の上端の直径の値以上かつテーパ孔２３８の下端の直径の値未満となっている。このため、第１プランジャ１２０の先端が開放されて第１プランジャ１２０が上方に向けて付勢された状態において、フランジ１２２の上面と外側面との間の角は、テーパ孔２３８の内側面に接触可能になっている。第１プランジャ１２０が鉛直方向に略平行となる状態でフランジ１２２の上面と外側面との間の角がテーパ孔２３８の内側面に接触することで、テーパ孔２３８は、第１プランジャ１２０が鉛直方向に略平行となる状態でフランジ１２２を支持することができる。

　また、フランジ１２２の上面は、拡径領域１２２ａを有している。鉛直方向から見て、拡径領域１２２ａは、テーパ部１２４の全周の下端とフランジ１２２の全周の外側面との間に位置している。拡径領域１２２ａにおいては、テーパ部１２４の下端からフランジ１２２の外側面にかけてフランジ１２２の水平方向の直径が拡大している。拡径領域１２２ａの少なくとも一部分は、鉛直方向においてテーパ孔２３８の上端の下方かつテーパ孔２３８の下端の上方に位置している。例えば、図２に示す断面では、仮想線ＩＬに対して両側の拡径領域１２２ａの少なくとも一部分が、鉛直方向において、仮想線ＩＬに対して両側のテーパ孔２３８の上端の下方かつ仮想線ＩＬに対して両側のテーパ孔２３８の下端の上方に位置している。

　図２に示す例では、鉛直方向から見てフランジ１２２の全周に亘ってフランジ１２２の上面と外側面との間の角がテーパ孔２３８の内側面に接触している。このため、例えば、図２に示す断面では、フランジ１２２の水平方向の両側の上面と外側面との間の角が、テーパ孔２３８の水平方向の両側において、テーパ孔２３８の内側面に接触している。しかしながら、第１プランジャ１２０が鉛直方向に対して傾いた場合、鉛直方向から見てフランジ１２２の全周の一部分のみにおいてフランジ１２２の上面と外側面との間の角がテーパ孔２３８の内側面に接触することがある。例えば、図２に示す断面において、第１プランジャ１２０が鉛直方向に対して傾いた場合、フランジ１２２の水平方向の両側の一方のみの上面と外側面との間の角が、テーパ孔２３８の水平方向の両側の一方のみにおいて、テーパ孔２３８の内側面に接触することがある。

　図２に示す例では、フランジ１２２の上面のテーパ部１２４の下端の水平方向の周辺部分が水平方向に略平行になっている。言い換えると、拡径領域１２２ａが水平方向に略平行になっている。仮に、拡径領域１２２ａが水平方向に対して傾きを有する場合、拡径領域１２２ａの水平方向の幅が比較的狭いため、拡径領域１２２ａの当該傾きのばらつきが比較的大きくなることがある。また、拡径領域１２２ａが水平方向に対して傾きを有する場合、拡径領域１２２ａの水平方向の幅が比較的狭いため、第１プランジャ１２０の測定のばらつきが比較的大きくなることがある。これに対して、拡径領域１２２ａが水平方向に略平行である場合、拡径領域１２２ａが水平方向に対して傾きを有する場合と比較して、当該傾きのばらつき及び当該測定のばらつきを小さくすることができる。したがって、拡径領域１２２ａが水平方向に略平行である場合、拡径領域１２２ａが水平方向に対して傾きを有する場合と比較して、第１プランジャ１２０の加工が容易となる。しかしながら、フランジ１２２の上面のテーパ部１２４の下端の水平方向の周辺部分の形状は図２に示す例に限定されない。フランジ１２２の上面のテーパ部１２４の下端の水平方向の周辺部分は、例えば、テーパ形状となっていてもよい。このテーパ形状の水平方向の直径の値は、下方から上方に向かうにつれて減少している。また、このテーパ形状のテーパ角度は、第１テーパ角度αより大きくなっている。

　図３は、比較例に係るプローブヘッド１０Ｋにおいて、第１プランジャ１２０Ｋの先端が開放されて第１プランジャ１２０Ｋが上方に向けて付勢された状態を説明するための図である。比較例に係るプローブヘッド１０Ｋは、以下の点を除いて、実施形態に係るプローブヘッド１０と同様である。

　比較例に係るフランジ１２２Ｋの上端の水平方向の直径の値は、テーパ部１２４Ｋの下端の水平方向の直径の値と略等しくなっている。このため、テーパ部１２４Ｋの下端とフランジ１２２Ｋの上端との間に水平方向の段差が形成されていない。

　比較例に係るテーパ孔２３８Ｋは、第１プランジャ１２０Ｋの鉛直方向内の１つの部分のみを支持している。具体的には、比較例において、テーパ部１２４Ｋの第１テーパ角度αＫは、テーパ孔２３８Ｋの第２テーパ角度βＫ未満となっている。テーパ部１２４Ｋの上端の水平方向の直径の値は、テーパ孔２３８Ｋの上端の水平方向の直径の値未満となっている。テーパ部１２４Ｋの下端の水平方向の直径の値は、テーパ孔２３８Ｋの上端の水平方向の直径の値以上となっている。このため、第１プランジャ１２０Ｋの先端が開放されて第１プランジャ１２０Ｋが上方に向けて付勢された状態において、テーパ部１２４Ｋの外側面は、テーパ孔２３８Ｋの上端と第２貫通孔２３４Ｋの下端との間の角に接触可能になっている。なお、第２貫通孔２３４Ｋの下端は、テーパ孔２３８Ｋを介して第１貫通孔２３２Ｋの上端と鉛直方向に連通している。また、テーパ部１２４Ｋの上端からは、第１柱部１２６Ｋが上方に向けて鉛直方向に延伸している。

　図３に示す例では、鉛直方向から見てテーパ部１２４Ｋの全周に亘ってテーパ部１２４Ｋの外側面がテーパ孔２３８Ｋの上端と第２貫通孔２３４Ｋの下端との間の角に接触している。このため、例えば、図３に示す断面では、テーパ部１２４Ｋの水平方向の両側の外側面が、テーパ孔２３８Ｋの水平方向の両側において、テーパ孔２３８Ｋの上端と第２貫通孔２３４Ｋの下端との間の角に接触している。しかしながら、第１プランジャ１２０Ｋが鉛直方向に対して傾いた場合、鉛直方向から見てテーパ部１２４Ｋの全周の一部分のみにおいてテーパ部１２４Ｋの外側面がテーパ孔２３８Ｋの上端と第２貫通孔２３４Ｋの下端との間の角に接触することがある。例えば、図３に示す断面において、第１プランジャ１２０Ｋが鉛直方向に対して傾いた場合、テーパ部１２４Ｋの水平方向の両側の外側面の一方のみが、テーパ孔２３８Ｋの水平方向の両側の一方のみにおいて、テーパ孔２３８Ｋの上端と第２貫通孔２３４Ｋの下端との間の角に接触することがある。

　なお、図３に示す断面においては、テーパ部１２４Ｋの水平方向の両側の外側面の２つの部分が、テーパ孔２３８Ｋの水平方向の両側において、テーパ孔２３８Ｋの上端と第２貫通孔２３４Ｋの下端との間の角の２つの部分に接触している。しかしながら、上述したように、図３に示す例では、鉛直方向から見てテーパ部１２４Ｋの全周に亘ってテーパ部１２４Ｋの外側面がテーパ孔２３８Ｋの上端と第２貫通孔２３４Ｋの下端との間の角に接触している。このため、比較例に係る第１プランジャ１２０Ｋのテーパ孔２３８Ｋによって支持される部分は、鉛直方向に複数存在しておらず、鉛直方向内に１つのみ存在している。

　図２に示す実施形態と、図３に示す比較例と、を比較する。

　図３に示す比較例では、第１プランジャ１２０Ｋの先端が開放されて第１プランジャ１２０Ｋが上方に向けて付勢された状態で、上述したように、テーパ孔２３８Ｋは、鉛直方向に第１プランジャ１２０Ｋの１つの部分のみ支持している。これに対して、図２に示す実施形態では、第１プランジャ１２０の先端が開放されて第１プランジャ１２０が上方に向けて付勢された状態で、上述したように、テーパ孔２３８は、鉛直方向に第１プランジャ１２０の複数の部分を支持している。したがって、実施形態においては、比較例と比較して、第１プランジャ１２０の先端が開放されて第１プランジャ１２０が上方に向けて付勢された状態で、第１プランジャ１２０が鉛直方向に対して傾きにくくすることができる。このため、実施形態においては、比較例と比較して、第１プランジャ１２０の先端の位置精度を良好にすることができる。

　また、実施形態では、鉛直方向から見てテーパ部１２４の全周に亘ってテーパ部１２４の外側面がテーパ孔２３８の上端と第２貫通孔２３４の下端との間の角に接触可能となっている。さらに、実施形態では、鉛直方向から見てフランジ１２２の全周の少なくとも一部分においてフランジ１２２の上面と外側面との間の角がテーパ孔２３８の内側面に接触可能となっている。したがって、テーパ孔２３８は、テーパ部１２４の外側面と、フランジ１２２の上面と外側面との間の角と、の一方のみに接触する場合もあれば、テーパ部１２４の外側面と、フランジ１２２の上面と外側面との間の角と、の双方に接触する場合もある。実施形態においては、これらのいずれの場合においても、比較例と比較して、第１プランジャ１２０の先端の位置精度を良好にすることができる。

　また、実施形態においては、テーパ孔２３８とテーパ部１２４との接触部分の鉛直方向の位置と、テーパ孔２３８とフランジ１２２との接触部分の鉛直方向の位置と、が鉛直方向に比較的近接している場合、第１プランジャ１２０の先端の位置精度が比較的良好になる傾向がある。第１プランジャ１２０の各部分の寸法及び形状と、貫通孔２３０の各部分の寸法及び形状と、を適切に設計することで、テーパ孔２３８とテーパ部１２４との接触部分の鉛直方向の位置と、テーパ孔２３８とフランジ１２２との接触部分の鉛直方向の位置と、を鉛直方向に近接させることができる。

　なお、実施形態において第１プランジャ１２０の各部分の寸法及び貫通孔２３０の各部分の寸法は特に限定されない。

　第２テーパ角度βに対する第１テーパ角度αの比は、例えば、１／６以上２／３以下にしてもよい。第１テーパ角度αは、例えば、２０°以上４０°以下にしてもよい。第２テーパ角度βは、例えば、６０°以上１２０°以下にしてもよい。

　図４は、実施形態に係る第１プランジャ１２０の先端の位置の設計位置からのずれΔの繰り返し測定の結果の箱ひげ図と、比較例に係る第１プランジャ１２０Ｋの先端の位置の設計位置からのずれΔの繰り返し測定の結果の箱ひげ図と、を示すグラフである。図４において、左側の箱ひげ図は、比較例に係るプローブヘッド１０Ｋにおいて第１プランジャ１２０Ｋの先端が開放されて第１プランジャ１２０Ｋが上方に向けて付勢された状態における第１プランジャ１２０Ｋの先端の位置の設計位置からのずれΔの繰り返し測定の結果を示している。図４において、右側の箱ひげ図は、実施形態に係るプローブヘッド１０において第１プランジャ１２０の先端が開放されて第１プランジャ１２０が上方に向けて付勢された状態における第１プランジャ１２０の先端の位置の設計位置からのずれΔの繰り返し測定の結果を示している。

　図４において、各箱ひげ図の箱の底部から下方へ向けて延びるひげの下端に引かれた横線は、各箱ひげ図の繰り返し試験におけるずれΔの最小値を示している。各箱ひげ図の箱の底部は、各箱ひげ図の繰り返し試験におけるずれΔの第１四分位数を示している。各箱ひげ図の箱の内部に引かれた横線は、各箱ひげ図の繰り返し試験におけるずれΔの中央値を示している。各箱ひげ図の箱の頂部は、各箱ひげ図の繰り返し試験におけるずれΔの第３四分位数を示している。各箱ひげ図の箱の頂部から上方へ向けて延びるひげの上端に引かれた横線は、各箱ひげ図の繰り返し試験におけるずれΔの最大値を示している。各箱ひげ図の内部に付された「Ｘ」印は、各箱ひげ図の繰り返し試験におけるずれΔの平均値を示している。

　図４に示すグラフの縦軸は、ずれΔ（単位：μｍ）を示している。ずれΔは、以下の式（１）によって決定されている。
　　Δ＝｛（Δｘ）^２＋（Δｙ）^２｝^１／２　　　（１）
実施形態において、Δｘは、第１プランジャ１２０の先端が開放されて第１プランジャ１２０が上方に向けて付勢された状態における第１プランジャ１２０の先端の位置の設計位置からの水平方向のずれを示している。実施形態において、Δｙは、第１プランジャ１２０の先端が開放されて第１プランジャ１２０が上方に向けて付勢された状態における第１プランジャ１２０の先端の位置の設計位置からの鉛直方向のずれを示している。実施形態において、第１プランジャ１２０の先端の設計位置は、第１プランジャ１２０の先端が開放されて第１プランジャ１２０が上方に向けて付勢された状態において第１プランジャ１２０が鉛直方向に平行となる場合の第１プランジャ１２０の先端の位置である。比較例におけるずれΔについても同様である。

　実施形態に係る繰り返し測定において、第１テーパ角度αは３０°とした。第２テーパ角度βは９０°とした。

　比較例に係る繰り返し測定において、第１テーパ角度αＫは６０°とした。第２テーパ角度βＫは９０°とした。

　実施形態に係る繰り返し測定では、第２接触部１３８を第２電極３２に接触させた状態で、第１プランジャ１２０の先端を予め開放させる。次いで、第１プランジャ１２０を下方に向けて押し込む力を、第１プランジャ１２０の先端に加える。次いで、その力を解除する。これによって、第１プランジャ１２０がスプリング１１２によって上方に向けて付勢される。スプリング１１２の付勢によって、第１プランジャ１２０は上方に向けて移動する。第１プランジャ１２０の移動後、第１プランジャ１２０の先端の位置の設計位置からの水平方向のずれΔｘと、第１プランジャ１２０の先端の位置の設計位置からの鉛直方向のずれΔｙと、を測定する。次いで、式（１）に基づいて、ずれΔを算出する。

　実施形態に係る繰り返し測定では、４０本の第１プランジャ１２０の各々について、上述した方法でのずれΔの算出を５回行い、その５回のずれΔの平均値を算出した。図４に示す実施形態の箱ひげ図は、当該４０本の第１プランジャ１２０についてのずれΔの当該平均値を示している。

　比較例に係る繰り返し測定も、実施形態に係る繰り返し測定と同様にして行った。

　図４に示すように、実施形態におけるずれΔの第３四分位数は、比較例におけるずれΔの中央値より小さくなっている。この結果は、テーパ孔２３８が第１プランジャ１２０の複数の部分を支持する場合、テーパ孔２３８Ｋが第１プランジャ１２０Ｋの１つの部分のみを支持する場合と比較して、第１プランジャ１２０の先端の位置精度を良好にすることができることを示唆している。

　以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

　例えば、実施形態では、第１プランジャ１２０の先端が開放されて第１プランジャ１２０が上方に向けて付勢された状態において、テーパ孔２３８は、鉛直方向に第１プランジャ１２０の２つの部分を支持している。具体的には、テーパ孔２３８は、テーパ部１２４及びフランジ１２２を支持している。しかしながら、鉛直方向に第１プランジャ１２０のテーパ孔２３８によって支持される部分は、テーパ部１２４及びフランジ１２２の２つの部分に限定されない。テーパ孔２３８は、鉛直方向に第１プランジャ１２０の３つ以上の部分を支持していてもよい。これらの３つ以上の部分の鉛直方向の位置は、鉛直方向に互いにずれている。

　また、実施形態では、第１プランジャ１２０の先端が開放されて第１プランジャ１２０が上方に向けて付勢された状態において、フランジ１２２の上面と外側面との間の角がテーパ孔２３８の内側面に接触している。しかしながら、フランジ１２２の上面とテーパ部１２４の下面との間に、フランジ１２２及びテーパ部１２４と異なる幅広部が設けられていてもよい。この幅広部の水平方向の直径の値は、テーパ部１２４の下端の水平方向の直径の値より大きくなっている。第１プランジャ１２０の先端が開放されて第１プランジャ１２０が上方に向けて付勢された状態において、この幅広部はテーパ孔２３８の内側面に接触してもよい。この例においても、この幅広部がテーパ孔２３８に接触することで、テーパ孔２３８は、第１プランジャ１２０が鉛直方向に略平行となる状態でこの幅広部を支持することができる。

　また、実施形態では、鉛直方向において第１貫通孔２３２の上端と第２貫通孔２３４の下端との間に位置するテーパ孔２３８が、チューブ１１０の上方に位置する第１プランジャ１２０の複数の部分を支持している。しかしながら、実施形態における第１プランジャ１２０の支持は、第２プランジャ１３０の支持にも適用可能である。すなわち、鉛直方向において第１貫通孔２３２の下端と第３貫通孔２３６の上端との間にテーパ孔が位置していてもよい。このテーパ孔の水平方向の直径の値は、第１貫通孔２３２の下端から第３貫通孔２３６の上端に向かうにつれて減少している。このテーパ孔は、鉛直方向に第２プランジャ１３０の複数の部分を支持していてもよい。

　本明細書によれば、以下の態様が提供される。
（態様１）
　態様１は、
　プローブと、
　前記プローブの複数の部分を支持するテーパ孔が設けられた絶縁支持体と、
を備えるプローブヘッドである。
　態様１によれば、テーパ孔がプローブの１つの部分のみを支持する場合と比較して、プローブをテーパ孔の深さ方向に対して傾きにくくすることができる。このため、態様１によれば、テーパ孔がプローブの１つの部分のみを支持する場合と比較して、プローブの先端の位置精度を良好にすることができる。
（態様２）
　態様２は、
　前記プローブの前記複数の部分が、前記テーパ孔のテーパ角度未満のテーパ角度を有するテーパ部を含む、態様１に記載のプローブヘッドである。
　態様２によれば、テーパ部がテーパ孔に接触することで、テーパ孔は、プローブがテーパ孔の深さ方向に略平行となる状態でテーパ部を支持することができる。
（態様３）
　態様３は、
　前記プローブの前記複数の部分が、前記テーパ部より幅広な幅広部を含む、態様２に記載のプローブヘッドである。
　態様３によれば、幅広部がテーパ孔に接触することで、テーパ孔は、プローブがテーパ孔の深さ方向に略平行となる状態で幅広部を支持することができる。
（態様４）
　前記幅広部の前記テーパ部の周辺部分が、前記プローブの延伸方向に垂直な方向に略平行となっている、態様３に記載のプローブヘッド。
　仮に、幅広部のテーパ部の周辺部分がプローブの延伸方向に垂直な方向に対して傾きを有する場合、幅広部の当該周辺部分の当該傾きのばらつきが比較的大きくなることがある。また、幅広部のテーパ部の周辺部分がプローブの延伸方向に垂直な方向に対して傾きを有する場合、プローブの測定のばらつきが比較的大きくなることがある。これに対して、態様４によれば、幅広部のテーパ部の周辺部分がプローブの延伸方向に垂直な方向に対して傾きを有する場合と比較して、当該傾きのばらつき及び当該測定のばらつきを小さくすることができる。したがって、態様４によれば、幅広部のテーパ部の周辺部分がプローブの延伸方向に垂直な方向に対して傾きを有する場合と比較して、プローブの加工が容易となる。

　この出願は、２０２１年１２月２１日に出願された日本出願特願２０２１－２０６９１５号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１０，１０Ｋ　プローブヘッド、２０　検査対象物、２２　第１電極、３０　検査基板、３２　第２電極、１００　プローブ、１１０　チューブ、１１２　スプリング、１２０，１２０Ｋ　第１プランジャ、１２２，１２２Ｋ　フランジ、１２２ａ　拡径領域、１２４，１２４Ｋ　テーパ部、１２６，１２６Ｋ　第１柱部、１２８　第１接触部、１３０　第２プランジャ、１３６　第２柱部、１３８　第２接触部、２００　絶縁支持体、２１０　第１絶縁支持体、２２０　第２絶縁支持体、２３０　貫通孔、２３２，２３２Ｋ　第１貫通孔、２３４，２３４Ｋ　第２貫通孔、２３６　第３貫通孔、２３８，２３８Ｋ　テーパ孔、ＩＬ　仮想線

Claims

　プローブと、
　前記プローブの複数の部分を支持するテーパ孔が設けられた絶縁支持体と、
を備えるプローブヘッド。
　前記プローブの前記複数の部分が、前記テーパ孔のテーパ角度未満のテーパ角度を有するテーパ部を含む、請求項１に記載のプローブヘッド。
　前記プローブの前記複数の部分が、前記テーパ部より幅広な幅広部を含む、請求項２に記載のプローブヘッド。
　前記幅広部の前記テーパ部の周辺部分が、前記プローブの延伸方向に垂直な方向に略平行となっている、請求項３に記載のプローブヘッド。