JP2001183390A - 導電性接触子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 導電性コイルばねのコイルばね支持孔内から
の脱落を防止する。 【解決手段】 ホルダ３に、導電性コイルばね１を挿入
して組み付けるための支持孔２を設け、導電性コイルば
ねのピッチ巻き部１ａを受容する大径孔部２ａに軸線方
向に延在する壁状突部６を設け、導電性コイルばねの電
極部１ｂとは相反する側に設けた拡径巻き部１ｄの一部
を挿入時に壁状突部６に接触させ、その接触部を加熱し
て支持孔を拡径巻き部の一部に溶着する。 【効果】 ホルダのコイルばね支持孔内に導電性コイル
ばねを挿入して組み付けた工程から、導電性コイルばね
と基板との半田付け工程に移る際に衝撃などの振動が起
きても、導電性コイルばねの一部がコイルばね支持孔に
固着されていることから、上記振動により脱落すること
を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子などの
検査やウェハテスト用のコンタクトプローブやプローブ
カード、あるいはＬＧＡ（ランド・グリッド・アレイ）
・ＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）・ＣＳＰ（チッ
プ・サイド・パッケージ）・ベアチップなどのソケット
や、コネクタなどに用いるのに適する導電性接触子に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリント配線板の導体パターンや
電子部品などの電気的検査（オープン・ショートテス
ト、環境テスト、バーインテストなど）を行うため、ま
たはウェハテスト用などのコンタクトプローブや、半導
体素子（ＬＧＡ・ＢＧＡ・ＣＳＰ・ベアチップ）用ソケ
ット（製品用も含む）及びコネクタに種々の構造の導電
性接触子が用いられている。

【０００３】例えば上記半導体素子用ソケットに用いる
場合には、近年、半導体素子に用いられる信号周波数が
高速化され、数百ＭHzのものも使用されるようになって
いる。したがって、そのような高速で動作する半導体素
子に使用されるソケットには、その導電部分である導電
性接触子に低インダクタンス化及び低抵抗化をより一層
促進することが要求されるため、例えば同一出願人によ
る特願平８−１８８１９９号明細書に記載されているよ
うに、導電性コイルばねのコイル端部を先細りの円錐状
に密着巻きすることにより導電性針状体として形成し
て、針状体と圧縮コイルばねとを一体化し、低インダク
タンス化及び低抵抗化したコイルばね状導電性接触子が
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記したように導電性
接触子にあって、複数の導電性接触子を配設したユニッ
トを用いて多点同時接触を行う場合には、例えば１枚の
板状（またはブロック状）部材に複数の支持孔を設け、
それぞれの支持孔内に各導電性コイルばねを配置するこ
とで可能である。

【０００５】そのような構造の場合には、電極部側とは
相反するコイル端が上になるように導電性コイルばねを
支持孔に落とし込むように組み付け、各支持孔に各導電
性コイルばねが配置された状態の板状部材に、各支持孔
に対応するように形成された配線パターンを有する基板
を重ね合わせて、例えばリフロー処理により導電性コイ
ルばねの上記コイル端と配線パターンとを半田付けす
る。

【０００６】しかしながら、上記したように導電性コイ
ルばねを支持孔内に入れただけでは、導電性コイルばね
を支持孔に組み付ける工程からリフロー工程に移る際に
支持孔内で導電性コイルばねがふらついてしまい、搬送
中の振動などで、支持孔から導電性コイルばねが脱落す
る虞がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決し
て、導電性針状体及びコイルばねを導電性コイルばねで
構成した導電性接触子のコイルばね支持孔内からの導電
性コイルばねの脱落を防止することを実現するために、
本発明に於いては、コイル端を電極部とした導電性コイ
ルばねと、前記導電性コイルばねを同軸的に受容するコ
イルばね支持孔を設けられたホルダとを有する導電性接
触子であって、前記導電性コイルばねの前記電極部とは
相反する側であって前記コイルばね支持孔に受容された
部分の一部と前記コイルばね支持孔との少なくともいず
れか一方に、前記導電性コイルばねを前記コイルばね支
持孔内に圧入状態にし得る係合部が設けられていると共
に、前記導電性コイルばねと前記コイルばね支持孔との
前記係合部における接触部が溶着されているものとし
た。

【０００８】これによれば、ホルダのコイルばね支持孔
内に導電性コイルばねを挿入して組み付けた工程から、
導電性コイルばねと基板との半田付け工程に移る際に衝
撃などの振動が起きても、導電性コイルばねの一部がコ
イルばね支持孔に固着されていることから、上記振動に
より脱落することを防止できる。

【０００９】また、前記係合部が、前記コイルばね支持
孔の内周面にて軸線方向に延在するように形成された柱
状突部の前記コイルばね支持孔の開口に開放された凹部
であることによれば、導電性コイルばねの溶着対象部を
凹部に係合させかつコイルばね支持孔の軸線方向挿入深
さを規制することができ、コイルばね支持孔の軸線方向
に対する導電性コイルばねの位置決めを高精度化し得
る。

【００１０】また、前記溶着が、前記コイルばね支持孔
側の前記係合部に対応する部分をレーザ加熱して行われ
たり、前記導電性コイルばねを高周波加熱して行われた
りすることによれば、溶着作業を容易にかつ確実に行う
ことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に添付の図面に示された具体
例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明す
る。

【００１２】図１は、本発明が適用された導電性接触子
の被接触体に接触させる前の状態を示す要部破断縦断面
図である。なお、図示例のものにあっては、導電性接触
子が１つしか示されていないが、被接触体の数に応じて
複数の導電性接触子を並列に配設した導電性接触子ユニ
ットとして用いることができるものである。

【００１３】図１に示されるように、本導電性接触子
は、砲弾型の導電性コイルばね１と、その導電性コイル
ばね１を同軸的に受容する支持孔２を設けられたホルダ
３とからなる。導電性コイルばね１にあっては、導電率
の良い金属素線を巻いて形成したものであって良いが、
さらに高導電率や耐久性が求められる場合には素線表面
に金などのメッキを行うと良い。また、ホルダ３は絶縁
性基板であって良く、その絶縁性基板に厚さ方向に貫通
する孔を加工して支持孔２が形成されている。

【００１４】導電性コイルばね１は、その軸線方向中間
部のピッチ巻き部１ａと、ピッチ巻き部１ａに対して一
方のコイル端部にて略円錐形状に密着巻きされた一方の
電極部１ｂと、他方のコイル端部からなる他方の電極部
１ｃとを有するように形成されている。

【００１５】支持孔２は、ピッチ巻き部１ａを受容する
大径孔部２ａと、一方の電極部１ｂのみを支持孔２の外
方に突出可能にするべく大径孔部２ａよりも縮径された
小径孔部２ｂと、一方の電極部１ｂのピッチ巻き部１ａ
側部分を衝当させて導電性コイルばね１を抜け止めする
べく大径孔部２ａと小径孔部２ｂとの間に形成されたテ
ーパ孔部２ｃとからなる。

【００１６】また、支持孔２内に受容された導電性コイ
ルばね１の他方の電極部１ｃに対峙するようにホルダ３
の対応する面（図の下面）に回路基板４が積層されてい
る。回路基板４には配線パターンを形成する導体が設け
られており、その一部からなる回路端子４ａが大径孔部
２ａ内に臨むようにされている。その回路端子４ａに導
電性コイルばね１の他方の電極部１ｃが半田（Ｗ）付け
されている。なお、ホルダ３と回路基板４とは、例えば
両者に挿通されたねじにより互いに一体化されている。

【００１７】このようにして構成された導電性コイルば
ね１の自然状態にあっては、図に示されるように一方の
電極部１ｂの先細り端部（図の上端部）がホルダ７の上
面から上方に所定量突出している。なお、この自然状態
でピッチ巻き部１ａに初期荷重がかかるように、大径孔
部２ａの軸線方向長さ及びテーパ孔部２ｃのテーパ角度
が設定されていて良く、これにより電極部１ｂの突出位
置の安定化や被接触体（例えば半導体装置のパッド）５
への充分な接触圧による確実な接触状態を確保し得る。

【００１８】また、回路端子４ａに半田付けする側の電
極部１ｃを、そのコイル端に至るに連れて外側の巻線部
の内側に入り込むように縮径しかつコイルばねの軸線に
直交する面上にて巻いて形成している。このようにする
ことにより、その電極部１ｃの回路端子４ａに当接させ
る部分が平坦化され、かつ回路端子４ａに当接させた状
態で導電性コイルばね１を回路端子４ａの面に対して直
角に位置させることができ、導電性コイルばね１が安定
した状態で半田付け作業を行うことができる。

【００１９】さらに、電極部１ｃ部分の内側及び外側の
巻線部間にある程度の隙間を設けて半田が侵入し易くな
っている。そのため、半田Ｗが電極部１ｃの全体にかつ
その素線の全周に行き渡るようになり、半田Ｗにクラッ
クが発生することを好適に防止されている。このように
して、回路端子２ａに電極部１ｃが半田付けされてい
る。

【００２０】そして、この導電性コイルばね１にあって
は、電極部１ｂとは相反する側であってピッチ巻き部１
ａと他方の電極部１ｃとの間にピッチ巻き部１ａよりも
拡径された拡径巻き部１ｄが係合部として形成されてい
る。また、回路基板４の組み付け前の状態を示す図２に
併せて示されるように、大径孔部２ａには、その軸線方
向に延在する壁状突部６が係合部として設けられてい
る。なお、大径孔部２ａの壁状突部６側から見れば拡径
巻き部１ｄが係合部となる。

【００２１】本図示例の壁状突部６は、図２（ｂ）に示
されるように、大径孔部２ａの軸線回りに等角度ピッチ
にて４箇所に平坦面を有する壁状に形成されたものであ
り、各壁状突部６の突出面を通る円の直径ｂがピッチ巻
き部１ａの外径よりも若干小さくなるようにされてい
る。

【００２２】このように構成された導電性コイルばね１
をホルダ３に組み付けるには、図２の矢印Ａに示される
ように、導電性コイルばね１をその電極部１ｂを先にし
て大径孔部２ａ側（図における下方）から貫通孔２内に
挿入する。この時、大径孔部２ａよりも拡径された拡径
巻き部１ｄの一部と大径孔部２ａの開口縁に表出してい
る各壁状突部６とが互いに緩衝することになるが、導電
性コイルばね１をさらに押し込むことにより、ばね性の
拡径巻き部１ｄが半径方向に縮むように弾性変形し得る
ことから、大径孔部２ａ内に拡径巻き部１ｄを入れるこ
とができる。

【００２３】このようにして、電極部１ｃを回路端子４
ａに半田付けする前に、拡径巻き部１ｄが大径孔部２ａ
（各壁状突部６）に弾発的に係合した圧入状態になり、
導電性コイルばね１が仮止めされる。

【００２４】そして、本発明によれば、電極部１ｃと回
路端子４ａとの半田付け工程に入る前に、図３に示され
るように壁状突部６を例えばレーザ光Ｌの照射により局
部加熱する。これにより壁状突部６が溶融し、拡径巻き
部１ｄの接触している部分に壁状突部６が溶着または焼
き付いて、両者が互いに固着される。したがって、上記
圧入のみの状態で搬送時の何らかの衝撃により振動が生
じて導電性コイルばね１が脱落する虞があるような場合
でも、そのような脱落を確実に防止することができる。

【００２５】なお、上記局部加熱の方法としては、レー
ザ光照射に限るものではなく、例えば導電性コイルばね
１の一部または全体に通電して導電性コイルばね１を発
熱させたり、高周波加熱により金属（導電性コイルばね
１）だけを反応させて発熱させたりしても良い。

【００２６】次に、図４に上記した壁状突部６とは別の
形状のものを適用した例を示す。なお、前記図示例と同
様の部分については同一の符号を付してその詳しい説明
を省略する。

【００２７】この図示例のものでは、図４（ａ）に示さ
れるように、上記図示例の壁状突部６と同様に大径孔部
２ａの軸線方向に延在して下側開口からテーパ孔部２ｃ
に至る山形断面形状の柱状突部７が同じく４箇所に設け
られている。それら柱状突部７の大径孔部２ａ側にそれ
ぞれ凹部７ａが設けられている。なお、凹部７ａは開口
側に開放されている。

【００２８】また、図４（ｂ）に示されるように、対向
する柱状突部７間の距離ｂが、ピッチ巻き部１ａの外径
よりは大きく拡径巻き部１ｄよりは小さくされている。
これにより、導電性コイルばね１のピッチ巻き部１ａ
を、その外周の４点で点接触し得る各柱状突部７により
ガイドすることができ、導電性コイルばね１の軸線Ｃに
対する電極部１ｂのずれを小さくすることができ、電極
部１ｂの位置が安定化する。

【００２９】また、凹部７ａの内向き底面を通る円の直
径ｅが拡径巻き部１ｄを圧入可能な程度の大きさに定め
られている。この図示例のものにあっては、凹部７ａに
拡径巻き部１ｄが圧入状態に係合し得ると共に、上記し
たように加熱処理により凹部７ａと拡径巻き部１ｄとの
間が固着され、その作用効果は上記図示例と同様であ
る。

【００３０】本図示例では、さらに、導電性コイルばね
１の支持孔１への挿入時に、凹部７ａの軸線方向終端面
に拡径巻き部１ｄが当接するため、挿入作業における導
電性導電性コイルばね１の挿入深さを全て一定にするこ
とができる。全ての導電性導電性コイルばね１に対する
半田付けの均一化を達成するためには電極部１ｄの軸線
方向に対する位置を高精度化する必要があるが、本図示
例によれば、凹部７ａにより挿入深さを規制することが
できるため、挿入作業のみの簡単な作業で上記位置精度
の高精度化を達成することができる。

【００３１】また、本図示例では、凹部７ａの内向き底
面を通る円の直径ｅが大径孔部２ａの径よりも小さい
が、大きくても良い。その場合には、拡径巻き部１ｄの
外径も大径孔部２ａの径よりも大きくなるが、拡径巻き
部１ｄは支持孔２に固着されるものであり、何ら問題が
ない。

【００３２】なお、上記各図示例における壁状突部６や
柱状突部７を４箇所に設けたが、３箇所以上であれば良
く、その数を限定するものではない。

【００３３】

【発明の効果】このように本発明によれば、ホルダのコ
イルばね支持孔内に導電性コイルばねを挿入して組み付
けた工程から、導電性コイルばねと基板との半田付け工
程に移る際に衝撃などの振動が起きても、導電性コイル
ばねの一部がコイルばね支持孔に固着されていることか
ら、上記振動により脱落することを防止できるため、挿
入側開口を下向きにした状態のままホルダを取り扱うこ
とができるなど、半田付け作業に対する制約を無くすこ
とができ、組み付け作業性を向上し得る。

【００３４】また、コイルばね支持孔の内周面にて軸線
方向に延在するように形成された柱状突部の前記コイル
ばね支持孔の開口に開放された凹部であることによれ
ば、導電性コイルばねの溶着対象部を凹部に係合させか
つコイルばね支持孔の軸線方向挿入深さを規制すること
ができ、コイルばね支持孔の軸線方向に対する導電性コ
イルばねの位置決めを高精度化し得る。

【００３５】また、コイルばね支持孔側の係合部に対応
する部分をレーザ加熱したり、導電性コイルばねを高周
波加熱したりして、コイルばねの一部を溶着することに
より、その溶着作業を容易にかつ確実に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された導電性接触子の要部破断縦
断面図。

【図２】（ａ）は図１の導電性接触子の組み付け要領を
示す図であり、（ｂ）は（ａ）の矢印IIｂから見た壁状
突部６の形状を示す図。

【図３】導電性コイルばねの壁状突部６との溶着要領を
示す説明図。

【図４】（ａ）は別の例を示す図２（ａ）に対応する図
であり、（ｂ）は別の例を示す図２（ｂ）に対応する図
である。

【符号の説明】

１ 導電性コイルばね １ａ ピッチ巻き部、１ｂ・１ｃ 電極部、１ｄ 拡径
巻き部 ２ コイルばね支持孔、２ａ 大径孔部、２ｂ 小径孔
部、２ｃ テーパ孔部 ３ ホルダ ４ 回路基板、４ａ 回路端子 ５ 被接触体 ６ 壁状突部 ７ 柱状突部、７ａ 凹部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイル端を電極部とした導電性コイルば
   ねと、前記導電性コイルばねを同軸的に受容するコイル
   ばね支持孔を設けられたホルダとを有する導電性接触子
   であって、 前記導電性コイルばねの前記電極部とは相反する側であ
   って前記コイルばね支持孔に受容された部分の一部と前
   記コイルばね支持孔との少なくともいずれか一方に、前
   記導電性コイルばねを前記コイルばね支持孔内に圧入状
   態にし得る係合部が設けられていると共に、 前記導電性コイルばねと前記コイルばね支持孔との前記
   係合部における接触部が溶着されていることを特徴とす
   る導電性接触子。
2. 【請求項２】 前記係合部が、前記コイルばね支持孔の
   内周面にて軸線方向に延在するように形成された柱状突
   部の前記コイルばね支持孔の開口に開放された凹部であ
   ることを特徴とする請求項１に記載の導電性接触子。
3. 【請求項３】 前記溶着が、前記コイルばね支持孔側の
   前記係合部に対応する部分をレーザ加熱して行われるこ
   とを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載の導電
   性接触子。
4. 【請求項４】 前記溶着が、前記導電性コイルばねを高
   周波加熱して行われていることを特徴とする請求項１若
   しくは請求項２に記載の導電性接触子。