JP2023161934A - コンタクトプローブ - Google Patents
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Abstract
【課題】検査装置側の胴体部端面を所定の形状とすることで安定した導通が可能なコンタクトプローブを提供すること。【解決手段】ピン形状の金属導体10の外周に絶縁被膜20を有する胴体部22と、胴体部22の両端に絶縁被膜20を有しない端部12、13とを有し、荷重をかけて撓ませることにより被測定体に対する接触圧力を得て電気特性を測定する方式のコンタクトプローブにおいて、検査装置側の端部13と胴体部22との境界の角度θが100°<θ<180°の範囲内であり、端部13と胴体部22とが段差状に接合される形状とすることで上記課題を解決する。【選択図】図2
Description
本発明は、主に電子部品や基板等の導通検査に用いるコンタクトプローブに関する。
近年、携帯電話等に使用される高密度実装基板、又は、パソコン等に組み込まれるBGA(Ball-Grid-Array)やCSP(Chip-Size-Package)等のICパッケージ基板等、様々な回路基板が多く用いられている。このような回路基板は、実装の前後の工程において、例えば、直流抵抗値の測定や導通検査等が行われ、その電気特性の良否が検査されている。電気特性の良否の検査は、電気特性を測定する検査装置に接続された検査装置用治具(以下「プローブユニット」という)を用いて行われ、例えば、プローブユニットに装着されたピン形状のプローブ(本願では「コンタクトプローブ」という)の先端を、その回路基板の電極(以下「被測定体」という)に接触させることにより行われている。
コンタクトプローブは、金属導体と、金属導体の少なくとも両端以外の領域に設けられた絶縁被膜とで構成されているが、検査装置においては、特に導通の安定性が求められている。
特許文献1(特開2021-105547号公報)では、長手方向に延びる導電性部材と、白金族元素又は白金族元素を主成分とする合金からなるパイプ部材とを備えることで、繰り返しの使用において安定した接触抵抗を維持できるコンタクトプローブが公開されている。また、特許文献2(特開2007-322369号公報)では、金属導体と絶縁被膜とを同時に研削加工し、金属導体の加工端面形状に沿った形状からなる絶縁被膜の加工面を形成することで、金属導体とリード線との接触の不安定さを解消できるコンタクトプローブが公開されている。
特許文献1(特開2021-105547号公報)では、長手方向に延びる導電性部材と、白金族元素又は白金族元素を主成分とする合金からなるパイプ部材とを備えることで、繰り返しの使用において安定した接触抵抗を維持できるコンタクトプローブが公開されている。また、特許文献2(特開2007-322369号公報)では、金属導体と絶縁被膜とを同時に研削加工し、金属導体の加工端面形状に沿った形状からなる絶縁被膜の加工面を形成することで、金属導体とリード線との接触の不安定さを解消できるコンタクトプローブが公開されている。
特許文献1(特開2021-105547号公報)で公開されているコンタクトプローブは、検査装置側の胴体部端面がプローブユニットにおける支持板の案内穴の内壁面に引っかかり、導通性部材が電極位置まで届かず、安定的に通電できないという問題が生じる。一方、周囲の壁面を取り払うと、検査時にコンタクトプローブが抜けてしまうという問題が生じる。
特許文献2(特開2007-322369号公報)で公開されているコンタクトプローブは、金属導体の露出部が小さいため、プローブユニットにおけるリード線の電極位置まで届かず、安定的に通電できないという問題が生じる。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、主に電子部品及び基板等の導通検査に用いるコンタクトプローブにおいて、検査装置側の胴体部端面を所定の形状とすることで安定した導通が可能なコンタクトプローブを提供することにある。
本発明に係るコンタクトプローブは、ピン形状の金属導体の外周に絶縁被膜を有する胴体部と、前記胴体部の両端に前記絶縁被膜を有しない端部と、を有し、荷重をかけて撓ませることにより被測定体に対する接触圧力を得て電気特性を測定する方式のコンタクトプローブにおいて、検査装置側の前記端部と前記胴体部との境界の角度θが100°<θ<180°の範囲内であり、前記検査装置側の端部と前記胴体部とが段差状に接合されることを特徴とする。
この発明によれば、検査装置側の胴体部端面とプローブユニットにおける支持板の案内穴の内壁面との引っかかりがなくなるため挿通性が向上し、検査装置側の端部とリード線の電極とを安定的に接触させることができる。
また、前記金属導体の外径が8μm以上180μm以下の範囲内であり、前記検査装置側の端部の長さが、前記金属導体の外径以上3mm以下の範囲内であることを特徴とする。
この発明によれば、検査装置側の先端とプローブユニットにおけるリード線の電極とを確実に接触させることができる。
本発明によれば、主に電子部品及び基板等の導通検査に用いるコンタクトプローブにおいて、検査装置側の胴体部端面を所定の形状とすることで安定した導通が可能なコンタクトプローブを提供することができる。
本発明に係るコンタクトプローブ1について図面を参照しつつ説明する。図1は、本発明に係るコンタクトプローブ1の一例を示す説明図である。また、図2は、図1におけるA部の拡大図である。また、図3は、本発明に係るコンタクトプローブ1を備えたプローブユニット60の一例を示す模式断面図である。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の技術的思想の一例であり、本発明の技術範囲は、以下の記載や図面だけに限定されるものではなく、同様の技術的思想の発明を含んでいる。
本発明に係るコンタクトプローブ1は、図1~図3に示すように、ピン形状の金属導体10の外周に絶縁被膜20を有する胴体部22と、その金属導体10の両端に絶縁被膜20を有しない端部12、13とを有し、荷重を与えて撓ませることにより被測定体30に対する接触圧力を得て電気特性を測定するものである。そして、このコンタクトプローブ1の特徴は、(1)端部13と胴体部22との境界の角度θが100°<θ<180°の範囲内であり、端部13と胴体部22とが段差状に接合されること、及び、(2)金属導体10の外径D1が8μm以上180μm以下の範囲内であり、端部13の長さLが、金属導体10の外径D1以上3mm以下の範囲内であることである。
なお、図1~図3において、端部12は被測定体30側に配置され、その先端16は被測定体30の電極31に接触する端面であり、端部13は検査装置(図示しない)側に配置され、その先端17はリード線50の電極51に接触する端面である。また、胴体部端面24は胴体部22(絶縁被膜20)における被測定体30側の端面であり、胴体部端面25は胴体部22(絶縁被膜20)における検査装置側の端面である。
各構成要素について詳しく説明する。
(金属導体)
金属導体10は、所定の長さに加工されてなるピン形状の導体であり、高い導電性と高い弾性率を有する金属線(「金属ばね線」ともいう)を切断加工されている。金属導体10に用いられる金属としては、広い弾性域を持つ金属を挙げることができ、銅合金(例えば、銀銅合金、錫銅合金及びベリリウム銅合金等)、パラジウム合金、タングステン、レニウムタングステン及び鋼(例えば、高速度鋼:SKH)等を好ましく用いることができる。特に高強度特性を備えたタングステンやレニウムタングステン等が好ましい。
金属導体10は、所定の長さに加工されてなるピン形状の導体であり、高い導電性と高い弾性率を有する金属線(「金属ばね線」ともいう)を切断加工されている。金属導体10に用いられる金属としては、広い弾性域を持つ金属を挙げることができ、銅合金(例えば、銀銅合金、錫銅合金及びベリリウム銅合金等)、パラジウム合金、タングステン、レニウムタングステン及び鋼(例えば、高速度鋼:SKH)等を好ましく用いることができる。特に高強度特性を備えたタングステンやレニウムタングステン等が好ましい。
金属導体10は、通常、上記の金属が所定の径の線状導体となるまで冷間又は熱間伸縮等の塑性加工が施される。金属導体10の外径D1は、近年の狭ピッチ化の要請から細径化が求められており、プローブユニット60において隣り合う各コンタクトプローブ1の隙間に応じて、8μm以上180μm以下、好ましくは10μm以上110μm以下の範囲内から任意に選択することができる。
金属導体10の端部12、13においては、金属導体10と、プローブユニット60における被測定体30の電極31又はリード線50の電極51との接触抵抗値の上昇を抑制するために、必要に応じてめっき層が設けられていてもよい。めっき層を形成する金属としては、ニッケル、金及びロジウム等の金属並びに金合金等の合金を挙げることができる。めっき層は、単層であっても複層であってもよく、複層のめっき層としては、ニッケルめっき層上に金めっき層が形成されたものを好ましく挙げることができる。また、めっき層は、端部12、13だけに設けられていてもよいが、絶縁被膜20を設ける前に金属導体10の全体に設けられていてもよい。めっき層の厚さも特に限定されないが、例えば、1μm以上5μm以下の範囲内とすることができる。
また、端部13においては、プローブユニット60におけるリード線50の電極51と確実に接触させるため、端部13の長さLは、金属導体10の外径D1以上3mm以下の範囲内である。
金属導体10(端部12、13)の先端16、17においては、その形状は特に限定されないが、半球形状、円錐形状、先端に半球形状を有する円錐形状及び先端に平坦形状を有する円錐形状等から選ばれるいずれかとすることができる。ここでいう「半球形状」及び「円錐形状」は、正確な半球や円錐を含むが、略円錐や略半球も含む。
なお、コンタクトプローブ1をプローブユニット60に装着し易くし、且つ、プローブユニット60の使用時において、先端16が、狭ピッチで設けられた第1支持板40の案内穴41の周縁に引っかかることにより、コンタクトプローブ1の動きが妨げられるのを防止する観点からは、金属導体10の真直度が高いことが好ましく、具体的には真直度が曲率半径で1000mm以上であることが好ましい。
(絶縁被膜)
絶縁被膜20は、図1及び図2に示すように、金属導体10の少なくとも両側の端部12、13以外の領域の外周に設けられている。絶縁被膜20の構成材料は特に限定されないが、例えば、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエステルイミド、ポリアミドイミド、アクリル、ポリイミド及びフッ素樹脂から選ばれる1種又は2種以上の樹脂材料で構成されていることが好ましい。そして、上記1種又は2種以上の樹脂材料により、単層又は2層以上で形成されている。これら絶縁被膜20の形成は、通常、長尺の金属導体10上に連続エナメル焼付方法によって行うことが好ましいが、電着焼付や電着塗装等の他の公知の方法で形成したものであってもよい。
絶縁被膜20は、図1及び図2に示すように、金属導体10の少なくとも両側の端部12、13以外の領域の外周に設けられている。絶縁被膜20の構成材料は特に限定されないが、例えば、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエステルイミド、ポリアミドイミド、アクリル、ポリイミド及びフッ素樹脂から選ばれる1種又は2種以上の樹脂材料で構成されていることが好ましい。そして、上記1種又は2種以上の樹脂材料により、単層又は2層以上で形成されている。これら絶縁被膜20の形成は、通常、長尺の金属導体10上に連続エナメル焼付方法によって行うことが好ましいが、電着焼付や電着塗装等の他の公知の方法で形成したものであってもよい。
絶縁被膜20の厚さは、金属導体10の外径D1によっても異なるが、例えば、1μm以上10μm以下の範囲内とすることが好ましい。絶縁被膜20は、単層でも2層以上の積層(3層でも4層でもよい)でもよく、特に限定されないが、顔料や染料(いずれでもよい)を含有させて他のコンタクトプローブ1と識別可能にしてもよい。また、塗料として、一般的にエナメル線の識別に採用されている各種着色塗料を用いることができ、樹脂に着色剤を含有させたエナメル塗料の焼付を行うことで、着色した絶縁被膜20を形成することができる。
絶縁被膜20が設けられた胴体部22の外径D2は、上記した金属導体10の場合と同様、被測定体30の電極31の狭ピッチ化の要請から細径化が求められており、10μm以上200μm以下、好ましくは13μm以上180μm以下の範囲内である。
(絶縁被膜の端部形状)
胴体部端面24は、被測定体30側の端部12と胴体部22との境界が略直角に接合される形状であり、プローブユニット60における第2支持板44の案内穴45からコンタクトプローブ1を挿入する場合の挿通性を向上させるため、エッジにやや丸みを帯びた形状としてもよい。ただし、これに限定されるものではない。
胴体部端面24は、被測定体30側の端部12と胴体部22との境界が略直角に接合される形状であり、プローブユニット60における第2支持板44の案内穴45からコンタクトプローブ1を挿入する場合の挿通性を向上させるため、エッジにやや丸みを帯びた形状としてもよい。ただし、これに限定されるものではない。
一方、胴体部端面25は、図2に示すように、検査装置側の端部13と胴体部22との境界の角度θが100°<θ<180°の範囲内であり、端部13と胴体部22とが段差状に接合される形状が好ましい。これによれば、胴体部端面25とプローブユニット60における第2支持板44の案内穴45の内壁面46との引っかかりがなくなるため挿通性が向上し、先端17とリード線50の電極51とを安定的に接触させることができる。
(被測定体)
被測定体30としては、プリント配線基板、フレキシブル基板、セラミック多層配線基板、液晶ディスプレイ及びプラズマディスプレイ用の電極板、半導体パッケージ基板、半導体ウェハ、半導体チップ並びにCSP(Chip Size Package)等が該当する。これらの被測定体30には、電気的特性を検査するための電極(検査点)31が形成され、電極31にコンタクトプローブ1を圧接することにより検査装置と導通状態になる。
被測定体30としては、プリント配線基板、フレキシブル基板、セラミック多層配線基板、液晶ディスプレイ及びプラズマディスプレイ用の電極板、半導体パッケージ基板、半導体ウェハ、半導体チップ並びにCSP(Chip Size Package)等が該当する。これらの被測定体30には、電気的特性を検査するための電極(検査点)31が形成され、電極31にコンタクトプローブ1を圧接することにより検査装置と導通状態になる。
(コンタクトプローブを用いた電気特性の検査方法)
次に、上記した本発明のコンタクトプローブ1を用いた電気特性の検査方法について説明する。なお、ここでの検査方法は一例であり、図示の装置構成に限定されるものではない。
次に、上記した本発明のコンタクトプローブ1を用いた電気特性の検査方法について説明する。なお、ここでの検査方法は一例であり、図示の装置構成に限定されるものではない。
本発明のコンタクトプローブ1は、図3に示すように、プローブユニット60に装着されて回路基板等の被測定体30の電気特性の良否の検査に利用される。プローブユニット60は、被測定体30側に配置された第1支持板40と、検査装置側に配置された第2支持板44と、それぞれの支持板が備える案内穴41、45に装着されるコンタクトプローブ1とを有し、第1支持板40の案内穴41周縁にコンタクトプローブ1の胴体部端面24を当てるとともに、荷重を与えてコンタクトプローブ1を撓ませることにより被測定体30の電極31に先端16を接触させる接触圧力を得て電気特性を測定する。なお、第1支持板40は、1枚のプレートから構成されていても、図3のように2枚以上の複数枚のプレートから構成されていてもよく、特に限定されないが、端部12の長さや案内穴41の精度によって適宜変更可能である。これは、第2支持板44についても同様である。
第2支持板44は、図3に示すように、胴体部22の外径D2よりも若干大きい内径の案内穴45を有している。一方、第1支持板40は、金属導体10の外径D1よりも若干大きい内径の案内穴41を有している。ここでの「若干大きい」とは、僅かなクリアランス(例えば、1μm~3μm)だけ大きいことを意味している。案内穴41は、胴体部22の外径D2よりも小さいので、その案内穴41をコンタクトプローブ1がすり抜けることはなく、胴体部端面24が案内穴41周縁のエッジに当接する。案内穴41は、一本一本のコンタクトプローブ1をガイドし、被測定体30の電極31に先端16を正確に接触させるようにガイドする。
プローブユニット60は、図3の例では、被測定体30の電気特性を検査する際、コンタクトプローブ1と被測定体30とが対応するように位置制御される。電気特性の検査は、プローブユニット60を上下にストロークさせ、コンタクトプローブ1の弾性力を利用して、被測定体30の電極31にコンタクトプローブ1の先端16を所定の圧力で(荷重を与えて)押し当てることにより行われる。このとき、コンタクトプローブ1の先端17は、リード線50の電極51に接触し、被測定体30からの電気信号がそのリード線50を通って検査装置に送られる。なお、図3中の符号52は、リード線50用の保持板を示している。
プローブユニット60に本発明のコンタクトプローブ1を備えることによって、胴体部端面25と第2支持板44の案内穴45の内壁面46との引っかかりがなくなるため挿通性が向上し、先端17とリード線50の電極51とを安定的に接触させることができる。
1 コンタクトプローブ
10 金属導体
12 端部
13 端部
16 先端
17 先端
20 絶縁被膜
22 胴体部
24 胴体部端面
25 胴体部端面
30 被測定体
31 電極
40 第1支持板
41 案内穴
44 第2支持板
45 案内穴
46 内壁面
50 リード線
51 電極
52 リード線用の保持板
60 プローブユニット
D1 金属導体の外径
D2 胴体部の外径
L 検査装置側の端部の長さ
10 金属導体
12 端部
13 端部
16 先端
17 先端
20 絶縁被膜
22 胴体部
24 胴体部端面
25 胴体部端面
30 被測定体
31 電極
40 第1支持板
41 案内穴
44 第2支持板
45 案内穴
46 内壁面
50 リード線
51 電極
52 リード線用の保持板
60 プローブユニット
D1 金属導体の外径
D2 胴体部の外径
L 検査装置側の端部の長さ
Claims (2)
- ピン形状の金属導体の外周に絶縁被膜を有する胴体部と、前記胴体部の両端に前記絶縁被膜を有しない端部と、を有し、荷重をかけて撓ませることにより被測定体に対する接触圧力を得て電気特性を測定する方式のコンタクトプローブにおいて、
検査装置側の前記端部と前記胴体部との境界の角度θが100°<θ<180°の範囲内であり、前記検査装置側の端部と前記胴体部とが段差状に接合されることを特徴とするコンタクトプローブ。 - 前記金属導体の外径が8μm以上180μm以下の範囲内であり、前記検査装置側の端部の長さが、前記金属導体の外径以上3mm以下の範囲内である、請求項1に記載のコンタクトプローブ。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CN202310431544.2A CN116990557A (zh) | 2022-04-26 | 2023-04-21 | 接触探针 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022072595A JP2023161934A (ja) | 2022-04-26 | 2022-04-26 | コンタクトプローブ |
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Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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---|---|
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KR (1) | KR20230151879A (ja) |
CN (1) | CN116990557A (ja) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007322369A (ja) | 2006-06-05 | 2007-12-13 | Totoku Electric Co Ltd | コンタクトプローブ及びその製造方法 |
JP2021105547A (ja) | 2019-12-26 | 2021-07-26 | 日本発條株式会社 | コンタクトプローブ |
-
2022
- 2022-04-26 JP JP2022072595A patent/JP2023161934A/ja active Pending
-
2023
- 2023-02-16 KR KR1020230020588A patent/KR20230151879A/ko unknown
- 2023-04-21 CN CN202310431544.2A patent/CN116990557A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN116990557A (zh) | 2023-11-03 |
KR20230151879A (ko) | 2023-11-02 |
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A02 | Decision of refusal |
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