CN112470011B - 接触针及电子部件用插座 - Google Patents

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Abstract

本发明具备：导电性筒32；柱塞31，包括基板侧小直径部31a和端子侧大直径部31b，基板侧小直径部31a设置在一方的端部侧，通过与导电性筒的内壁面抵接来与布线基板P的连接部9导通，端子侧大直径部31b设置在另一方的端部侧，具有与电子部件4的端子4a的一部分接触的前端部31c；以及弹簧33，一方的端部33a与端子侧大直径部的根部31d抵接，另一方的端部33b与导电性筒的开口周缘抵接，通过被按压而收缩，在被按压的状态下，上述前端部与上述端子的一部分接触的位置以及一方的端部与上述根部抵接的位置位于产生由端子推压前端部的力与弹簧推回根部的力引起的旋转力的端子侧大直径部的对角线上。由此，能够在不采用特殊的结构的情况下实现防止形成电连接的通电路径的绝缘。

Description

接触针及电子部件用插座
技术领域
本发明涉及在IC封装等电子部件的性能测试等中使用的电子部件用插座的接触针，具体地，涉及实现防止形成电连接的通电路径的绝缘的接触针以及具备该接触针的电子部件用插座。
背景技术
传统上，在进行半导体集成电路等检查对象物的检查的情况下，通常使用用于将检查对象物与测定仪器侧的检查用基板电连接的接触针(例如参照专利文献1)。另外，接触针有时被称为“接触探针”。
在专利文献1中公开了一种接触针，其具备用于与检查对象物连接的第一柱塞、与检查用基板连接用的第二柱塞、以及在使第一柱塞以及第二柱塞彼此离开的方向上施加作用力的弹簧，第一柱塞与第二柱塞的接点部为一方的柱塞的柱状部滑动自如地嵌合在另一方的柱塞的筒状部的内周的结构，并且柱状部具有弹性变形部，该弹性变形部利用弹性变形产生的反作用力与筒状部的内周面接触。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-256251号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，如果采用上述这样的接触针，则由于弹性变形部为特殊的形状，所以与筒状部的内周面接触的接触面积有可能受到限制。
因此，本发明的目的在于应对这样的问题点，提供一种不采用上述的弹性变形部这样的特殊形状的、实现防止形成电连接的通电路径的绝缘的接触针以及具备该接触针的电子部件用插座。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明的接触针将电子部件与布线基板电连接，所述接触针具备：导电性筒，一端部开口，形成为筒状；柱塞，包括基板侧小直径部和端子侧大直径部，基板侧小直径部设置在一方的端部侧，通过***上述导电性筒的开口并与该导电性筒的内壁面抵接来与上述布线基板的连接部导通，端子侧大直径部设置在另一方的端部侧，具有与上述电子部件的端子的一部分接触的前端部；以及弹簧，一方的端部与上述端子侧大直径部的根部抵接，另一方的端部与上述导电性筒的开口周缘抵接，通过上述电子部件被按压而收缩。在上述电子部件被按压的状态下，上述柱塞的端子侧大直径部的前端部与上述电子部件的端子的一部分接触的位置以及上述弹簧的一方的端部与上述端子侧大直径部的根部抵接的位置位于产生由上述端子推压上述前端部的力与上述弹簧推回上述根部的力引起的旋转力的上述端子侧大直径部的对角线上。
另外，本发明的接触针，其将电子部件与布线基板电连接，所述接触针具备：导电性筒，两端部开口，形成为筒状；与上述电子部件的端子接触的端子侧柱塞及与上述布线基板的连接部接触并导通的基板侧柱塞，端子侧柱塞和基板侧柱塞保持在上述导电性筒的两端部，一部分***所述导电性筒的内部；以及弹簧，在上述导电性筒内，对上述端子侧柱塞和上述基板侧柱塞施加朝向使上述端子侧柱塞和上述基板侧柱塞分离的方向的作用力，通过上述电子部件被按压而收缩。上述端子侧柱塞包括：端子侧小直径部，在***上述导电性筒的状态下与该导电性筒的内壁面接合，在根部与上述弹簧的一方的端部抵接；以及端子侧大直径部，以从上述导电性筒突出的状态设置，具有与上述电子部件的端子的一部分接触的前端部。在上述电子部件被按压的状态下，上述端子侧柱塞的上述端子侧大直径部的前端部与上述电子部件的端子的一部分接触的位置以及上述弹簧的一方的端部与上述端子侧柱塞的上述端子侧小直径部的上述根部抵接的位置位于产生由上述端子推压上述前端部的力与上述弹簧推回上述根部的力引起的旋转力的上述端子侧柱塞的对角线上。
此外，本发明的电子部件用插座具有：框体，具有与布线基板电连接的电子部件的收容部；以及多个接触针，分别***在上述框体设置在收容部的下方的支承板的多个***孔，将上述电子部件的端子以及上述布线基板的连接部电连接，所述电子部件用插座具备用于解决上述问题的方案中记载的接触针作为上述接触针。
发明效果
按照本发明的接触针，在上述电子部件被按压的状态下，上述柱塞的端子侧大直径部的前端部与上述电子部件的端子的一部分接触的位置以及上述弹簧的一方的端部与上述端子侧大直径部的根部抵接的位置位于产生由上述端子推压上述前端部的力与上述弹簧推回根部的力引起的旋转力的上述端子侧大直径部的对角线上。由此，上述接触针能够利用由起因于上述旋转力而产生的力的力矩产生的按压力，将上述基板侧小直径部的侧部推向上述导电性筒的内壁面。因此，能够不采用以往示例的弹性变形部这样的特殊形状，另外能够不向弹簧流过电流，能够实现防止形成电连接的通电路径的绝缘。
另外，按照本发明的接触针，在上述电子部件被按压的状态下，上述端子侧柱塞的上述端子侧大直径部的前端部与上述电子部件的端子的一部分接触的位置以及上述弹簧的一方的端部与上述端子侧柱塞的上述端子侧小直径部的根部抵接的位置位于产生由上述端子推压上述前端部的力与上述弹簧推回上述根部的力引起的旋转力的上述端子侧柱塞的对角线上。由此，上述接触针能够利用由起因于上述旋转力而产生的力的力矩产生的按压力，将基板侧柱塞的侧部推向上述导电性筒的内壁面。因此，能够不采用以往示例的弹性变形部这样的特殊的形状，另外能够不向弹簧流过电流，能够实现防止形成电连接的通电路径的绝缘。
此外，按照本发明的电子部件用插座，通过使用上述本发明的接触针，能够不采用以往示例的弹性变形部这样的特殊的形状，另外能够不向弹簧流过电流，能够实现防止形成电连接的通电路径的绝缘。
附图说明
图1是表示本发明的电子部件用插座的实施方式的俯视图。
图2是图1的主视图。
图3是图1的A-A线剖视图。
图4是第一实施方式的接触针的放大主视图。
图5是图4所示的接触针的剖视图。
图6是表示通过来自IC封装的按压产生的力的关系的说明图。
图7是表示图6中的力的关系的比较例的说明图。
图8A是与弹簧之间相位偏移有关的说明图。
图8B是与弹簧之间相位偏移有关的说明图。
图8C是与弹簧之间相位偏移有关的说明图。
图9A是图8A至图8C所示的弹簧的形状一部分不同情况下的与相位偏移有关的说明图。
图9B是图8A至图8C所示的弹簧的形状一部分不同情况下的与相位偏移有关的说明图。
图9C是图8A至图8C所示的弹簧的形状一部分不同情况下的与相位偏移有关的说明图。
图10是表示柱塞的端子侧大直径部与弹簧的定位的结构的说明图。
图11是表示柱塞的端子侧大直径部与弹簧的定位的结构的说明图。
图12是表示柱塞的端子侧大直径部与弹簧的定位的结构的说明图。
图13是表示柱塞的端子侧大直径部与弹簧的定位的结构的说明图。
图14是第二实施方式的接触针的主视图。
图15是图14所示的接触针的剖视图。
图16是表示通过来自IC封装的按压产生的力的关系的说明图。
图17是表示图16中的力的关系的比较例的说明图。
图18A是表示图14的接触针的使用状态的一个示例的说明图。
图18B是表示图14的接触针的使用状态的一个示例的说明图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是表示本发明的电子部件用插座的实施方式的俯视图。图2是图1的主视图，图3是图1的A-A线剖视图。该电子部件用插座1在IC封装等电子部件的性能测试等中使用，具有框体2以及接触针3。
框体2成为收容作为测试对象的电子部件的例如IC封装4的部件，如图2以及图3所示，形成为配置在布线基板P上。如图1至图3所示，该框体2由绝缘材料形成为矩形块状，例如在上表面中央部形成有IC封装4的收容部5。收容部5固定并收容与图2所示的布线基板P电连接的IC封装4，利用角部引导件等对IC封装4的四角部进行定位。
对于框体2，如图3所示，在收容部5的下方设置有支承板6以及底部板7。支承板6在其上表面收容IC封装4，由用绝缘材料形成为平板状的板材构成，底部板7同样地由用绝缘材料形成为平板状的板材构成，且固定在支承板6的下表面侧。
如图3所示，在位于收容部5下方的支承板6以及底部板7分别形成有多个沿上下方向贯通的圆形截面的***孔，接触针3沿上下方向分别***这些***孔。由此，如图1所示，遍及具有例如矩形平面的展开的收容部5的整个区域***大量的接触针3。这些接触针3成为电连接IC封装4的端子以及布线基板P的连接部，形成为所谓的表面压接型。
另外，在图1至图3中虽然省略了图示，但是在图2中，以一侧端部(例如右侧端部)为转动中心可开闭地设置有插座盖，所述插座盖在IC封装4收容于收容部5的状态下覆盖IC封装4的上方并固定IC封装4。
接着，对第一实施方式的接触针进行说明。图4是第一实施方式的接触针的主视图。详细地说，图4是取出表示用于图1所示的电子部件用插座1的接触针3的放大主视图。图5是表示图4的接触针的剖视图。在第一实施方式中，首先，对使用了能够用眼睛确认弹簧部件的外弹簧方式的接触针的应用例进行说明。
该接触针3电连接IC封装4与布线基板P。详细地说，接触针3电连接IC封装4的端子4a以及布线基板P的连接垫(连接部)9(参照图6)。接触针3具备柱塞31、导电性筒32以及弹簧33。另外，端子4a在表示后述的使用状态的图18A、18B中例如是焊球8。
详细地说，如图5所示的，柱塞31包括：基板侧小直径部31a，设置在一方的端部侧，***导电性筒32的开口并与导电性筒32的内壁面抵接，由此与布线基板P的连接部9(参照图6)导通；以及端子侧大直径部31b，设置在另一方的端部侧，具有前端部31c，所述前端部31c与IC封装4的端子4a(参照图6)的一部分接触。柱塞31由金属等导电性材料构成。端子侧大直径部31b具有：前端部31c，与IC封装4的端子4a部分地接触；以及根部31d，与弹簧33的一方的端部33a抵接。基板侧小直径部31a与端子侧大直径部31b由轴棒部31e连接。
柱塞31的一部分(包括基板侧小直径部31a的区域)***导电性筒32。导电性筒32设置有与弹簧33的另一方的端部33b抵接的锥形形状的开口周缘部32a。
如图5所示的，弹簧33的一方的端部33a与端子侧大直径部31b的根部31d抵接，另一方的端部33b与导电性筒32的开口周缘部32a抵接，弹簧33利用上述的按压力收缩。具体地说，弹簧33例如是螺旋弹簧，缠绕在柱塞31的周围，对导电性筒32的开口周缘部32a以及端子侧大直径部31b的根部31d施加朝向使开口周缘部32a以及根部31d分离的方向的作用力。在此，柱塞31的周围是指从弹簧33的一方的端部33a到弹簧33的另一方的端部33b的、柱塞31被弹簧33缠绕的区域。
接着，对第一实施方式的接触针3的作用进行说明。图6是表示通过来自IC封装的按压产生的力的关系的说明图。
在图6中，在IC封装4被按压了的状态下，柱塞31的端子侧大直径部31b的前端部31c与IC封装4的端子4a的一部分接触的位置以及弹簧33的一方的端部33a与端子侧大直径部31b的根部31d抵接的位置位于产生由端子4a推压前端部31c的力与弹簧33推回根部31d的力引起的旋转力的端子侧大直径部31b的对角线上。
在此，前端部31c与IC封装4的端子4a的一部分接触的位置作为在被按压的状态下IC封装4的端子4a推压前端部31c的力的作用点发挥作用。另外，弹簧33的一方的端部33a与端子侧大直径部31b的根部31d抵接的位置作为在被按压的状态下弹簧33的一方的端部33a推回根部31d的力的反作用点发挥作用。另外，在第一实施方式的接触针3的以下的说明中，有时将前端部31c与端子4a的一部分接触的位置称为“作用点”。另外，有时将弹簧33的一方的端部33a与根部31d抵接的位置称为“反作用点”。而且，连接作用点与反作用点的直线成为对角线。
具体地，在图6中，通过来自IC封装4的按压，如果端子4a以力F1推压前端部31c，则作为其反作用，产生弹簧33的一方的端部33a将端子侧大直径部31b的根部31d推回的反作用力(-F1)(负的符号意思是指朝向相反)。在该情况下变成F1的作用线A1与反作用力(-F1)的作用线A2平行，产生力F1与反作用力(-F1)彼此大小相等、方向相反的两个力，因此产生两个力(力偶)的力矩。在将顺时针旋转设为正的情况下，该两个力的力矩M1用下式表示。
M1＝F1×L1…(1)
在此，L1是两个力的力矩的作用线间的距离。具体地说，是连接力F1的作用点与反作用力(-F1)的反作用点的距离(对角线)的sinθ分量。
由于成为力F1+反作用力(-F1)＝0，所以两个力的力矩不产生使柱塞31沿X方向或Y方向移动的力，但是产生旋转力(力偶的力矩)。
在本实施方式中，柱塞31的端子侧大直径部31b的前端部31c具有与端子4a的一部分接触的锥形形状，因此在图6中，对柱塞31作用有以前端部31c为支点的顺时针旋转的旋转力。
另一方面，由于基板侧小直径部31a***导电性筒32，所以柱塞31相对于顺时针旋转的旋转力不转动，静态平衡成立。在该情况下，对从前端部31c的支点仅离开距离L2的位置的基板侧小直径部31a作用的力的力矩M2用下式表示。
M2＝F2×L2…(2)
而且，由于静态平衡成立，所以在该情况下，可以是式(1)＝式(2)，下式成立。
F1×L1＝F2×L2…(3)
根据式(3)，按压力F2用下式表示。
F2＝((F1×L1)/L2)…(4)
根据式(4)，距离L1的值越大，对基板侧小直径部31a作用的按压力F2变得越大。这意味着连接前端部31c与根部31d的对角线的距离的值越大，距离L1的值变得越大。由此，接触针3能够利用所述按压力F2将基板侧小直径部31a的侧部推向导电性筒的内壁面。
图7是表示图6中的力的关系的比较例的说明图。与图6所示的接触针3相比较，图7所示的接触针30的弹簧33的一方的端部33a在圆周方向上设置在相反侧，并且另一方的端部33b在圆周方向上也设置在相反侧。而且，为了方便说明，在比较例中，导电性筒32的开口周缘的结构与接触针3略有不同，但是导电性筒32的开口周缘的结构对旋转力(力偶的力矩)的产生没有影响。
在图7所示的比较例中，在IC封装4被按压的状态下，柱塞31的端子侧大直径部31b的前端部31c与端子4a的一部分接触的位置和接触针3相同，但是弹簧33的一方的端部33a与端子侧大直径部31b抵接的位置位于根部31d的相反侧的根部。在该情况下变成，F1的作用线A1与反作用力(-F1)的作用线A2平行，产生力F1与反作用力(-F1)彼此大小相等、方向相反的两个力，因此产生两个力(力偶)的力矩。但是判明了：表示作用线A1与作用线A2的间隔的作用线间的距离L3比图6所示的距离L1短，因此对基板侧小直径部31a作用的按压力F2与图6的情况相比较变小。
因此，在IC封装4被按压的状态下，柱塞31的端子侧大直径部31b的前端部31c与端子4a的一部分接触的位置以及弹簧33的一方的端部33a与端子侧大直径部31b的根部抵接的位置优选地位于端子侧大直径部31b的对角线上，以使距离L1的值变大。这意味着距离L1的值变得越大，由端子4a推压前端部31c的力与弹簧33推回根部的力引起的旋转力变得越大。即，根部优选地是图6所示的根部31d的位置。
而且，在本实施方式中，例如优选地，通过来自IC封装4的按压，弹簧33被推入预先确定的设计位置，由此在收缩的状态下，弹簧33的一方的端部33a与弹簧33的另一方的端部33b成为图6所示的配置，并且相位偏移180度。在通过图6所示的配置而使相位偏移180度的情况下，两个力的力矩(力偶的力矩)中的距离L1的值变成最大(参照图6)。在本实施方式中，距离L1的值最大的意思是指在设计上表示图6所示的作用线A1与作用线A2的间隔的作用线间的距离L1的值变成最大值，以下，将该情况下的距离L1称为“最大距离”。
图8A至图8C是弹簧的与相位偏移有关的说明图。图8A是将图4所示的接触针3的弹簧33取出的主视图。图8B是从Y1方向观察弹簧33时的俯视图。图8C是从Y2方向观察弹簧33时俯视图。在本实施方式中，相位偏移180度的意思是指当从Y1方向或者Y2方向观察时图8B所示的弹簧33的一方的端部33a与图8C所示的另一方的端部33b的位置关系错开180度。
另外，在本实施方式中，如图6所示，通过设置与弹簧33的另一方的端部33b抵接的锥形形状的开口周缘部32a，另一方的端部33b成为卡在锥形形状的开口周缘部32a的结构。因此，在IC封装4被按压的状态下，另一方的端部33b推压开口周缘部32a的力的负荷的传递路径作用于导电性筒32，不作用于柱塞31，因此对按压力F2没有影响。
根据上文，根据第一实施方式的接触针3，形成能够将上述前端部31c与端子4a的一部分接触的位置以及弹簧33的一方的端部33a与上述根部31d抵接的位置固定化的结构。由此，能够稳定并且强有力地确保利用作用点与反作用点生成的两个力的力矩(力偶的力矩)。即，第一实施方式的接触针3由于将产生两个力的力矩的距离L1固定为最大距离而能够抑制力偶产生的不均。
而且，对于第一实施方式的接触针3，作为由使上述的距离L1成为最大距离时的上述旋转力产生的力的力矩产生的按压力F2，能够将基板侧小直径部31a的侧部推向导电性筒32的内壁面。即，基板侧小直径部31a的侧部的接触负荷稳定并且增大。由此，第一实施方式的接触针3能够不采用上述的弹性变形部这样的特殊的形状，并且能够防止形成电连接的通电路径的绝缘。
接着对第一实施方式的变形例进行说明。在第一实施方式的变形例中，将柱塞31替换为在以下说明的柱塞31A至31D。另外，对于柱塞31A、31B、31D，应用图9A至图9C所示的弹簧38。
图9A至图9C是图8A至图8C所示的弹簧的形状一部分不同的情况下的与相位偏移有关的说明图。图9A是能够应用于图4所示的接触针3的弹簧38的主视图。图9B是从Y1方向观察弹簧38时的俯视图。图9C是从Y2方向观察弹簧38时的俯视图。弹簧33与弹簧38的差异点在于图9B所示的弹簧38的一方的端部38a具有朝向Y方向的突出部。相对于此，图9C所示的弹簧38的另一方的端部38b与图8A至图8C所示的弹簧33的另一方的端部33b相同。
接着，对柱塞31A至31D的端子侧大直径部31b的形状以及从该形状导出的作用效果进行说明。
图10至图13是表示柱塞的端子侧大直径部与弹簧的定位的结构的说明图。对于图10至图13所示的柱塞31A至31D，主要对与图5所示的柱塞31的差异点进行说明。另外，对于柱塞31A至31D，虽然描绘了在轴棒部31e的中途切断的图，但是其以后的结构与柱塞31相同。
首先，对柱塞31A进行说明。与图5所示的柱塞31同样地，图10所示的柱塞31A具有端子侧大直径部31b、前端部31c、根部31d。但是，柱塞31A在根部31d具有孔部31f这点与柱塞31不同。具体地说，在弹簧38的一方的端部38a抵接的根部31d的接触面，在该弹簧38的一方的端部33a与对角线上的根部31d抵接的位置(反作用点)设置有孔部31f，弹簧38的一方的端部38a的突出部预先固定在孔部31f。而且，变成弹簧38的另一方的端部38b定位在错开180度相位的位置。前端部31c与孔部31f的位置关系设置成使上述的距离L1成为最大距离。因此，即使在采用了柱塞31A的情况下，接触针3也能够利用上述的按压力F2将基板侧小直径部31a的侧部推向导电性筒32的内壁面，能够实现防止形成电连接的通电路径的绝缘。
接着，对柱塞31B进行说明。与图5所示的柱塞31同样地，图11所示的柱塞31B具有端子侧大直径部31b、前端部31c、根部31g。但是，在柱塞31B在根部31g具有孔部31f并且具有倾斜面这点与柱塞31不同。该孔部31f设置在成为反作用点的位置。具体地，与弹簧38的一方的端部38a抵接的根部31g具有倾斜面，随着IC封装4被按压，弹簧38的一方的端部38a在倾斜面上滑动，在弹簧38的一方的端部38a与对角线上的根部31g抵接的位置，一方的端部38a***孔部31f并被定位。由此，弹簧38的另一方的端部38b定位在错开180度相位的位置。
换句话说，当弹簧38在两端部未固定并转动自由的状态下组装到柱塞31B的周围时，在将弹簧38推入预先确定的设计位置的情况下，弹簧38的一方的端部38a的突出部自我诱导地***孔部31f，弹簧38的另一方的端部38b定位在错开180度相位的位置。因此，即使在采用了柱塞31B的情况下，接触针3也能够利用上述的按压力F2将基板侧小直径部31a的侧部推向导电性筒32的内壁面，能够实现防止形成电连接的通电路径的绝缘。
接着，对柱塞31C进行说明。与图5所示的柱塞31同样地，图12所示的柱塞31C具有端子侧大直径部31b、前端部31c、根部31h。但是，柱塞31C具有倾斜比图11所示的根部31g倾斜度更陡峭的倾斜面(曲面锥形)，并且未设置图11所示的孔部31f这样的孔部。在该情况下，通过使用图8A至图8C所示的弹簧33，当将弹簧33推入预先确定的设计位置时，弹簧33的一方的端部33a自我诱导地定位在使上述的距离L1成为最大距离的位置。
换言之，与弹簧33的一方的端部33a抵接的根部31h具有倾斜面(曲面锥形)，随着IC封装4被按压，弹簧33的一方的端部33a在倾斜面上滑动，定位在弹簧33的一方的端部33a与对角线上的根部31h抵接的位置(反作用点)。而且，弹簧33的另一方的端部33b定位在错开180度相位的位置。
因此，即使在采用了柱塞31C的情况下，接触针3也能够利用上述的按压力F2将基板侧小直径部31a的侧部推向导电性筒32的内壁面，能够实现防止形成电连接的通电路径的绝缘。
接着，对柱塞31D进行说明。与图5所示的柱塞31同样地，图13所示的柱塞31D具有端子侧大直径部31b、前端部31c、根部31i。但是，在柱塞31D在根部31i具有孔部31f并且与柱塞31C同样地具有倾斜度陡峭的倾斜面(曲面锥形)这点与柱塞31不同。在该情况下，利用来自IC封装4的按压，随着弹簧38被推入预先确定的设计位置，弹簧38的一方的端部38a沿着倾斜面移动，当被推入设计位置时，弹簧38的一方的端部38a的突出部***孔部31f。由此，弹簧38的另一方的端部38b定位在错开180度相位的位置。
因此，即使在采用了柱塞31D的情况下，接触针3也能够利用上述的按压力F2将基板侧小直径部31a的侧部推向导电性筒32的内壁面，能够实现防止形成电连接的通电路径的绝缘。另外，在本实施方式中，对于应用于接触针3的弹簧33，可以转动自由，也可以仅预先固定弹簧33的一方的端部33a，还可以预先固定弹簧33的一方的端部33a以及另一方的端部33b。但是，成为图6所示的配置并且使相位偏移180度，以使上述的距离L1成为最大距离。
接着，对第二实施方式的接触针进行详述。以下，主要对与第一实施方式不同的点进行说明。在第二实施方式中，相对于在第一实施方式中说明过的外弹簧方式的接触针，采用从外部无法用眼睛确认弹簧的方式构成的内弹簧方式的接触针。
图14是第二实施方式的接触针的主视图。在图14中取出本发明的用于电子部件用插座的接触针进行表示。图15是图14所示的接触针的剖视图。
与第一实施方式的接触针3同样地，该接触针3A电连接图2所示的IC封装4与布线基板P。如图14所示的，接触针3A具备导电性筒34、以及与IC封装4的端子接触的端子侧柱塞35及与图2所示的布线基板P的连接部接触并导通的基板侧柱塞36，其中，端子侧柱塞35和基板侧柱塞36保持在所述导电性筒34的两端部且其一部分***所述导电性筒34的内部。另外，如图15所示的，接触针3A在内部具备弹簧37。
导电性筒34由金属等导电性材料构成，如图15所示的，形成为两端部开口的筒状。端子侧柱塞35的一部分***导电性筒34的上端部。该端子侧柱塞35与IC封装4的端子4a(参照图16)接触并与其电连接，由金属等导电性材料构成，形成为其一部分能够嵌入导电性筒34的内部的圆棒状，局部被实施加工。
具体地，端子侧柱塞35包括：端子侧小直径部35a，在***导电性筒34的状态下与所述导电性筒34的内壁面接合，在根部35d与弹簧37的一方的端部37a抵接；以及端子侧大直径部35b，以从导电性筒突出的状态设置，具有与IC封装4的端子的一部分接触的锥形形状的前端部35c。
导电性筒34的内壁面的突出部与圆周方向的中间变细部35f嵌合而将端子侧小直径部35a保持并固定。
基板侧柱塞36以残留一部分的方式***导电性筒34的下端部侧。该基板侧柱塞36与图16所示的布线基板P的连接垫9接触并将其电连接，由金属等导电性材料构成。
基板侧柱塞36具有：基板侧大直径部36a，基板侧大直径部36a的侧面与导电性筒34内部抵接，并且基板侧大直径部36a具有与弹簧37的另一方的端部37b抵接的锥形形状的突出部36c；以及细长形的基端侧小直径部36b，基端侧小直径部36b的直径小于该基板侧大直径部36a，基端侧小直径部36b在一部分从导电性筒34突出的状态下前端与布线基板P的连接垫9接触。基板侧柱塞36形成为基板侧大直径部36a嵌入导电性筒34的内部且通过来自IC封装4的按压能够滑动的圆棒状。
在导电性筒34的内部，在端子侧柱塞35与基板侧柱塞36之间***有弹簧37。该弹簧37在导电性筒34内对端子侧柱塞35以及基板侧柱塞36在使端子侧柱塞35以及基板侧柱塞36分离的方向上施加作用力，通过IC封装4被按压而收缩。弹簧37例如由金属等导电性材料构成，是以在导电性筒34内能够伸缩的方式具有小于导电性筒34的内径的外径的螺旋弹簧。
接着，对接触针3A的作用进行说明。
图16是表示通过来自IC封装的按压产生的力的关系的说明图。在图16中，在图2所示的IC封装4被按压的状态下，端子侧柱塞35的端子侧大直径部35b的前端部35c与IC封装4的端子4a的一部分接触的位置以及弹簧37的一方的端部37a与端子侧柱塞35的端子侧小直径部35a的根部35d抵接位置位于产生由端子4a推压前端部35c的力与弹簧37推回端子侧小直径部35a的根部35d的力引起的旋转力的端子侧柱塞35的对角线上。
在此，在被按压的状态下，前端部35c与所述端子4a的一部分接触的位置作为IC封装4的端子4a按压前端部35c的力的作用点发挥作用。另外，弹簧37的一方的端部37a与所述根部35d抵接的位置作为弹簧37推回端子侧小直径部35a的根部35d的力的反作用点发挥作用。另外，在第二实施方式的接触针3A的以下的说明中，有时将前端部35c与端子4a的一部分接触的位置称为“作用点”。另外，有时将弹簧37的一方的端部37a与根部35d抵接的位置称为“反作用点”。
具体地说，在图16中，通过来自IC封装4的按压，如果端子4a以力F1按压前端部35c，则作为其反作用，产生弹簧37的一方的端部37a将端子侧小直径部35a的根部35d推回的反作用力(-F1)。在该情况下，F1的作用线A1与反作用力(-F1)的作用线A2平行，产生力F1与反作用力(-F1)彼此大小相等、方向相反的两个力，因此产生两个力(力偶)的力矩。该两个力的力矩M1用上述的式(1)表示。
与第一实施方式的接触针3同样地，由于成为力F1+反作用力(-F1)＝0，所以两个力的力矩不产生使端子侧柱塞35沿X方向、Y方向移动的力，但是旋转力起作用。
即，在本实施方式中，由于端子侧柱塞35的端子侧大直径部35b的前端部35c具有与IC封装4的端子4a局部接触的锥形形状，所以在图16中，端子侧柱塞35以端子侧前端部35c为支点，作用顺时针旋转的旋转力。
另一方面，端子侧柱塞35与导电性筒34合并，不转动，静态平衡成立。在该情况下，对从前端部35c的支点只离开距离L2的位置的基板侧大直径部36a作用的力的力矩M2用上述的式(2)表示。而且，如果应用上述的式(3)至式(4)，则导电性筒34按压基板侧柱塞36的按压力F2(参照图16)成为((F1×L1)/L2)。基于这样的构成，对于接触针3A，导电性筒34以按压力F2按压基板侧柱塞36，由此结果能够将基板侧大直径部36a的侧部推向导电性筒34的内壁面。另外，与图6相比较，图16所示的按压力F2的箭头的位置不同，相对于在图6的情况下力的力矩作用于柱塞31，在图16的情况下，力的力矩作用于合并的端子侧柱塞35以及导电性筒34。
图17是表示图16中的力的关系的比较例的说明图。与图16所示的接触针3A相比较，图17所示的接触针30A的弹簧37的一方的端部37a在圆周方向上设置在相反侧，并且另一方的端部37b也在圆周方向上设置在相反侧。
在图17所示的比较例中成为如下的构成：和IC封装4的端子4a接触的端子侧大直径部35b的前端部35c与弹簧37的一方的端部37a的位置关系配置成使得通过来自IC封装4的按压由端子4a推压前端部35c的力与弹簧37的一方的端部37a推回端子侧小直径部35a的力产生的力的力矩与图16相比较变小。即，表示作用线A1与作用线A2的间隔的作用线间的距离L3与图16的情况下相比较小，力偶的力矩也相应地变小。因此，与接触针30A相比，优选的是接触针3A这样的构成。
在本实施方式中，与接触针3同样地，对于接触针3A，当通过来自IC封装4的按压将弹簧37推入预先确定的设计位置时，弹簧37的一方的端部37a与弹簧37的另一方的端部37b相位偏移180度。由此，意味着以前端部35c为支点，表示作用线A1与作用线A2的间隔的作用线间的距离L1变成最大。在本实施方式中，通过设置与弹簧37的另一方的端部37b抵接的锥形形状的突出部36c，如图16所示，另一方的端部37b成为卡在锥形形状的突出部36c的结构。因此，在IC封装4被按压的状态下，另一方的端部37b推压锥形形状的突出部36c的力的负荷的传递路径从基板侧柱塞36的前端方向朝向布线基板P，因此由于不作用于导电性筒34，所以对按压力F2没有影响。
根据上文，如果通过第二实施方式的接触针3A，则成为能够将上述前端部35c与端子4a的一部分接触的位置以及弹簧37的一方的端部37a与上述根部35d抵接的位置固定化的结构。由此，能够稳定且强有力地确保基于作用点与反作用点生成的两个力的力矩(力偶的力矩)。即，第二实施方式的接触针3A通过将产生两个力的力矩的距离L1固定在最大距离，能够抑制力偶产生的不均。
而且，第二实施方式的接触针3能够以因使上述的距离L1成为最大距离时的上述旋转力而产生的力的力矩产生的按压力F2将基板侧大直径部36a的侧部推向导电性筒34的内壁面。即，基板侧大直径部36a的侧部的接触负荷稳定并且增大。由此，第二实施方式的接触针3A能够在不采用上述的弹性变形部那样的特殊形状的情况下实现防止形成电连接的通电路径的绝缘。
另外，即使在第二实施方式的接触针3A中，也能够将与图10至图13中所示的柱塞31A至31D相同的构成应用于端子侧柱塞35的端子侧小直径部35a。由此，能够得到与由图10至图13中表示的柱塞31A至31D显示出的效果相同的效果。
另外，在本实施方式中，对于应用于接触针3A的弹簧37，可以转动自由，也可以仅预先固定弹簧37的一方的端部37a，还可以预先固定弹簧37的一方的端部37a以及另一方的端部37b。但是，设成图16所示那样的配置并且使相位偏移180度，以使上述的距离L1成为最大距离。
接着，参照图2、图3以及图18A、图18B对具备接触针3A的电子部件用插座1的使用以及动作进行说明。另外，在图3中，将接触针3替换为接触针3A。
图18A、图18B是表示图14的接触针的使用状态的说明图。详细地说，图18A、图18B是表示将上述电子部件用插座1安装于布线基板P并在其收容部收容电子部件时的接触针3A的动作的主要部分截面说明图。如图2以及图3所示，首先，将电子部件用插座1配置在布线基板P上。此时，如图18A所示，图3所示的底部板7的下表面承载在布线基板P的上表面，基板侧柱塞36的前端的接触部与布线基板P的连接垫9压接。
在该状态下，如图2所示，将测试对象的IC封装4如箭头B所示地收容在框体2的收容部5。此时，利用机械臂等机械装置通过吸附等保持IC封装4并输送到电子部件用插座1，将其收容到收容部5。其后，关闭图示省略的插座盖，固定IC封装4。
此时，如图18B所示，伴随上述插座盖的关闭动作，IC封装4如箭头C所示地被按下。于是，以格子状(grid-like)布置在IC封装4的下表面的焊球8将端子侧柱塞35的前端部35c推入。此时，端子侧柱塞35对抗图15所示的弹簧37的作用力并被按下，导电性筒34的整体向箭头C方向下降并收缩。由此，能够将IC封装4的端子4a以及布线基板P的连接部电连接。此时，在接触针3A的内部，利用上述的按压力F2的作用，以端子侧柱塞35→导电性筒34→基板侧柱塞36的路径流过电流。
由此，在具有可动部的接触针3A中，能够防止被设想为通电路径的部件绝缘、不被设想为通电路径的弹簧37流过电流、烧断等破损。另外，对使用接触针3A的情况进行了说明，但是对于使用接触针3的情况，也能够得到相同的效果。
在该状态下，将IC封装4收容在电子部件用插座1中例如20至30秒钟进行规定的测试，如果该测试结束，则打开插座盖，拔出IC封装4，利用机械臂等将IC封装4向储存位置输送，结束一系列的测试动作。而且，能够提高将IC封装4的端子以及布线基板P的连接部电连接的导电部件的机械接触性并能够实现其电阻值的稳定化，能够对电子部件进行规定的测试。
附图标记说明
1…电子部件用插座
2…框体
3、3A…接触针
4…IC封装(电子部件)
4a…端子
5…收容部
6…支承板
9…连接垫(布线基板的连接部)
31…柱塞
31a…基板侧小直径部
31b…端子侧大直径部
31c、35c…前端部
32、34…导电性筒
33、37、38…弹簧
33a、37a、38a…一方的端部
33b、37b、38b…另一方的端部
35…端子侧柱塞
35a…端子侧小直径部
35b…端子侧大直径部
36…基板侧柱塞
P…布线基板

Claims (7)

1.一种接触针，其将电子部件与布线基板电连接，所述接触针的特征在于，所述接触针具备：
导电性筒，一端部开口，形成为筒状；
柱塞，包括基板侧小直径部以及端子侧大直径部，所述基板侧小直径部设置在一方的端部侧并且通过***所述导电性筒的开口并与所述导电性筒的内壁面抵接来与所述布线基板的连接部导通；所述端子侧大直径部设置在另一方的端部侧并且具有与所述电子部件的端子的一部分接触的前端部；以及
弹簧，一方的端部与所述端子侧大直径部的根部抵接，另一方的端部与所述导电性筒的开口周缘抵接，通过所述电子部件被按压而收缩，
在所述电子部件被按压的状态下，所述柱塞的端子侧大直径部的前端部与所述电子部件的端子的一部分接触的位置以及所述弹簧的一方的端部与所述端子侧大直径部的根部抵接的位置位于产生由所述端子推压所述前端部的力与所述弹簧推回所述根部的力引起的旋转力的所述端子侧大直径部的对角线上。
2.一种接触针，其将电子部件与布线基板电连接，所述接触针的特征在于，所述接触针具备：
导电性筒，两端部开口，形成为筒状；
端子侧柱塞和基板侧柱塞，所述端子侧柱塞和所述基板侧柱塞保持在所述导电性筒的两端部且一部分***所述导电性筒的内部，所述端子侧柱塞与所述电子部件的端子接触，所述基板侧柱塞与所述布线基板的连接部接触并导通；以及
弹簧，在所述导电性筒内，在使所述端子侧柱塞和所述基板侧柱塞分离的方向上施加作用力，通过所述电子部件被按压而收缩，
所述端子侧柱塞包括端子侧小直径部以及端子侧大直径部，所述端子侧小直径部在***所述导电性筒的状态下与所述导电性筒的内壁面接合并且在根部与所述弹簧的一方的端部抵接，所述端子侧大直径部以从所述导电性筒突出的状态设置并且具有与所述电子部件的端子的一部分接触的前端部，
在所述电子部件被按压的状态下，所述端子侧柱塞的所述端子侧大直径部的前端部与所述电子部件的端子的一部分接触的位置以及所述弹簧的一方的端部与所述端子侧柱塞的所述端子侧小直径部的所述根部抵接的位置位于产生由所述端子推压所述前端部的力与所述弹簧推回所述根部的力引起的旋转力的所述端子侧柱塞的对角线上。
3.根据权利要求1或2所述的接触针，其特征在于，
在所述电子部件被按压且所述弹簧收缩的状态下，所述弹簧的一方的端部与所述弹簧的另一方的端部之间相位偏移180度。
4.根据权利要求3所述的接触针，其特征在于，
与所述弹簧的一方的端部抵接的所述根部具有倾斜面，随着所述电子部件被按压，所述弹簧的一方的端部在所述倾斜面上滑动，定位在与所述根部抵接的位置。
5.根据权利要求4所述的接触针，其特征在于，
在所述根部的倾斜面上，在与所述根部抵接的位置设置有孔，所述一方的端部***所述孔并定位。
6.根据权利要求3所述的接触针，其特征在于，
在所述弹簧的一方的端部与所述根部抵接的位置设置有孔，所述弹簧的所述一方的端部预先固定于所述孔。
7.一种电子部件用插座，其具有：
框体，具有与布线基板电连接的电子部件的收容部；以及
多个接触针，分别***在所述框体上设置在所述收容部的下方的支承板的多个***孔，电连接所述电子部件的端子以及所述布线基板的连接部，
所述电子部件用插座的特征在于，具备权利要求1至6中任意一项所述的接触针作为所述接触针。
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