JP3680295B2 - Extra fine contact probe - Google Patents
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Description
【0001】
【発明が属する技術分野】
この発明は、微小なピッチ間隔の半導体、電子デバイス、液晶等の基板電極若しくはパターン等の断線、ショート等を精密にトライ検査することができる極細コンタクトプローブに関する。
【0002】
【従来の技術】
プリント配線基板の電気回路の断線、ショート等を点検するため、従来から一体型コンタクトプローブが使用されている。
【0003】
従来の一体型コンタクトプローブは、図1に示すように、筒状スリーブ1内に中心導体2を嵌合させ、スリーブ1の後端に形成した突起部4と中心導体2の後端との間に、小球5を介してコイルスプリング3を固定し、中心導体2の先端部がプリント基板の被測定面に押し当てられたときに、中心導体2がスリーブ1に対して相対移動可能に構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかして、最近検査するプリント基板のピッチ間隔が非常に狭くなってきているので、更なる細く且つ信頼性、高寿命のプローブ開発が求められているので、ニードル部の先端が振れないコンタクトプローブが強く求められている。
【0005】
ニードル部の先端が若干でも移動すると、ニードル部の先端が目的としない被測定面に当たる恐れが生じるからである。ニードル部を極細に形成することによって、それに比例してスリーブ側とのクリアランスが縮小されるので、スリーブとの間隙を小さくすることができるから、ニードル部の先端の振れが改善される。
【0006】
従来の図1に示すコンタクトプローブでは、コイルスプリング3が必要であるので、コンタクトプローブの径を細くするには、自ずから限界があった。
【0007】
この発明のうち請求項1に記載の発明は、従来のプローブよりも著しく細くすることができ、ピッチ間隔の狭いプリント基板の検査を支障なく実施することができる極細コンタクトプローブを提供することを目的とする。
【0008】
また、請求項8に記載の発明は、上記極細コンタクトプローブを製造するための極細筒体の製法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明者は鋭意研究の結果、コイルスプリングを使用せずに、極細線状体からなるコンタクトプローブを弾性材料から形成し、該線状体の中央部を薄板に形成して、該薄板にコイルスプリングの役割を付与させることを想到し、本発明に到達した。
【0010】
即ち本発明のうち請求項1に記載の発明は、先端にニードル部を有する極細線状体にバネ性を有する凹部若しくは凸部を形成した薄板を一体として連設し、該極細線状体に極細筒体を密嵌させてコンタクトプローブを形成し、前記薄板の幅は前記極細筒体の径より小さくし、プローブの不具合の発生した時には自由に脱着容易とし、更に薄板の弾性力によって、前記ニードル部を前後方向に弾性移動し得るように構成したことを特徴とする。
【0011】
本出願人は、線状体に薄板を連設したコンタクトプローブを開発し、先に特許出願したが、このものは、上記請求項1に記載の発明の目的は達成するが、スェージング加工法を使用して製造するので、製造が容易でない点で十分満足すべきものではなかった。
【0012】
本発明は、先端ニードル部に極細筒体を密嵌させることによって、スェージング加工法を使用せずに単にプレスするだけで前記薄板の幅は前記極細筒体の径より小さくできるので、このコンタクトプローブを容易に製造可能としたことを要旨とするものである。
【0013】
本発明に使用する極細筒体は、請求項8に記載のように、金若しくは金合金からなる極細筒体に、極細線状体の芯金を挿通させてダイスを通過させた後、該極細筒体より径の大きい半円状の溝を、平坦な該極細筒体挟持部に形成した治具で上下に挟んで叩いた後、ダイスに装着して、前記極細線状体芯金を引っ張って抜くことにより製造することが出来る。
【0014】
このように半円状の溝を形成した板体で挟んで叩くことによって、金若しくは金合金は伸び、極細筒体の内部の径は大きくなり、その結果挿通させた極細線状体(芯金)ダイスに装着して抜くことが出来る。
【0015】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0016】
【発明の実施の形態】
図2及び図3は、本発明コンタクトプローブの実施例を示すものであり、極細線状体6に極細筒体7を密嵌させ、同極細線状体6に薄板8を連設し、同薄板8の弾性力によって、極細筒体7部分をスリーブ(図示省略)に対し相対移動可能に構成した例を示す。尚、薄板8の幅は、極細筒体7の径より若干(3〜5μ)小さく形成している。
【0017】
コンタクトプローブ9の薄板8に、コイルスプリングと同様の弾性力を付与させるため、極細線状体6を、鋼、銅合金、バネ性を有する金合金若しくはタングステンのようなバネ性を有する材料から形成する。
【0018】
薄板8を線状体としないで薄板としたのは、線状体であると極細筒体7の径を越えて横方向に突出し、コンタクトプローブ9を嵌合させるスリーブに強く当たって極細筒体7部分が動かなくなるからである。
【0019】
コンタクトプローブ9の後端部11は、リード線に接続することも、或いは同様に極細筒体7を密嵌させて両端摺動型コンタクトプローブとして、被測定物に当接するようにしても良い。
【0020】
図1に示すコンタクトプローブでは、中心導体2の外径は、0.11以下で外径、内径共均一な超精密管への加工は困難とされていたが、本発明によれば、極細筒体(中心導体と同じ)の外径を0.05〜0.1mm好ましくは0.04〜0.08mmに自在に形成することができる。
【0021】
本発明の薄板8は、プローブの太さが太くなれば長くなり、細くなれば短くなり、その太さに応じて長さが異なるが、長さ2〜6mm、厚さはプローブ外径等に比例して、0.02〜0.04mm程度とするのが良い。
【0022】
本発明の薄板8に、バネ機能を十分付与させるために、凹凸部(凹部若しくは凸部)10を形成する。凹凸部10は、3ヶ所以上形成するのが特に好ましい。
【0023】
本発明のコンタクトプローブ9は、図4に示すように、スリーブを使用しないで、プラスチック製プローブ取付基台12に被検査デバイスのパット数に合わせて摺動自在に嵌合させて使用することもできる。
【0024】
プローブ取付基台12には貫通孔が形成され、同貫通孔に極細筒体部分が摺動自在に嵌合され、プランジャー受けパイプ13が圧入嵌合された後部貫通孔に、コンタクトプローブの後端部11が接触している。プランジャー受けパイプ13先端は、漏斗状のガイドに形成されているので、コンタクトプローブの後端部11を容易にプランジャー受けパイプ13に密接させることが出来る。
【0025】
プランジャー受けパイプ13には、リード線を接続したり、或いはインターフェイス(電源等の接続)等を可能とすることが出来る。
【0026】
薄板8には、隣接するコンタクトプローブ薄板8同士の接触防止のため、絶縁体被覆が施されている。
【0027】
図4に示すように、先端ニードル部14が被測定物15に接触して押圧されると、押圧により略均一に伸縮した波型(ストローク)が生じる。ストローク量は、凹凸部10の数に比例する。
【0028】
コンタクト時の押圧ストロークは、押圧により極細筒体7の外径一杯にゆるいS字形に曲げられ、曲げられた分だけ全長が短くなる。即ち、S字形状に変形する分だけプローブに必要なストロークが得られる。
【0029】
本発明のコンタクトプローブ9のストロークは、極細筒体7の長さに比例するので、極細筒体7の長さによって調整コントロールすることができる。
【0030】
本発明のコンタクトプローブ9は、外周を絶縁体被膜で被覆し、これらコンタクトプローブを複数本外部筒体に内装することもできる。このように単一のスリーブに複数のコンタクトプローブを内装すると、電流と電圧とを同時に掛けることができるから、より精密な検査をすることができる
【0031】
次に、本発明のコンタクトプローブの製造方法を説明する。
【0032】
まず、鋼、銅合金若しくはタングステンのようなバネ性を有する弾性材料から、直径約0.1mmの極細線状体6を形成し、同極細線状体6先端に極細筒体7を嵌合させる。線状体6の嵌合部は若干変形しているので、嵌合後は、抜けないようになっている。
【0033】
筒体7に線状体6を嵌合させるには、筒体7を治具で保持し、線状体6を掴持した移動部材を同線状体6が筒体7に嵌合するように移動させれば良い。
【0034】
同様にして、直径約0.07mmの極細線状体6に内径0.1mmの極細筒体7を密嵌させ、また、直径約0.05mmの極細線状体6に内径0.08mmの極細筒体7を密嵌させた。
【0035】
次いで、極細筒体に連設した中央部の極細線状体を、プレス加工して極細筒体7の外径以下の厚さ、好ましくは厚さ約0.03〜0.08mmのリボンバネ状薄板8に加工する。
【0036】
この時薄板8の幅は、極細筒体の外径より若干マイナスとする。例えば、極細筒体の外径を100とした場合に、薄板の幅は80〜95程度とするのが好ましい。
【0037】
次いで、バネ機能を効果的に付与させるために、凹凸部10を形成し図2及び図3に示す本発明のコンタクトプローブとする。
【0038】
上記本発明に使用する極細筒体7は、金若しくは金合金から製造する。これは、金若しくは金合金は、導電性が優れ、しかも叩くと軟らかくなって薄く伸びるから、薄い肉厚の極細筒体が形成できるからである。
【0039】
パイプに芯金を入れて引き抜く手法では、内径0.5mmの筒体7を形成するのが限度であった。
【0040】
内径0.5mm、外径0.6〜0.7mmの筒体を、芯の線状体を入れずに、複数回公知の引き抜きダイスを通過させると、内径0.2mm、外径0.3mmの極細筒体7を形成することが出来る。
【0041】
内径0.5mmの筒体から複数回ダイスを通過させることによって細くできるのは、この程度が限度である。これより細くしようとすると、中心の穴が不均衡になり精密な筒体7が得られない。
【0042】
このように形成した極細筒体7に、芯金として直径0.1mmの線状体を入れて、ダイスを通過させて筒体7を心に密着させると、更に肉厚を薄くすることができる。筒体7に線状体を入れるのは、前記と同様に筒体7を治具で保持し、線状体を掴持した移動部材を移動させて嵌合させれば良い。
【0043】
上記の様に薄くした極細筒体7を心の線状体から抜くことは、従来法では不可能であった。
【0044】
本発明によれば、極細筒体より径の大きい半円状の溝を形成した板体の間に心を挿入した極細筒体7を挟んで叩いた後、極細筒体7の内径より若干大きく、外径より若干小さい穴を形成する治具で挟持して、極細筒体7を引っ張れば、内径0.1mm、外径0.13mmの必要な役割を有する極細筒体7として抜くことが出来る。
【0045】
これを更に引き抜きダイスで抜くと、内径0.07mm、外径0.1mmの極細筒体7を形成することが出来る。
【0046】
更にこれを引き抜きダイスで抜くと、内径0.05mm、外径0.08mmの順に精密の極細筒体7を形成することが出来る。
【0047】
本発明によれば、バネ性を有する薄板部を形成することによって、コイルスプリングと同等のストロークの役割を付与させたので、コンタクトプローブを従来よりも著しく細く形成することができる。
【0048】
コンタクトプローブを細くしたいということは誰でも考えたことであるが、現実に本発明のような超極細の超精密な製品を得ることは、従来は全く不可能であった。
【0049】
また、本発明によれば、極細線状体の先端に極細筒体を嵌合させることによって、中央部の線状体をプレスするだけで、筒体の外径以下の幅の薄板を形成することができるので、本発明のコンタクトプローブを極めて容易に形成することができる。
【0050】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明のうち請求項1に記載の発明によれば、コンタクトプローブを従来の半分程度の極細とすることができるので、ピッチ間隔の狭いプリント基板等の検査を支障なく行うことができると共に、先端ニードル部が中心から移動し難くなるので、先端が目的としない被測定物に当たる恐れを効果的に回避できるというこの種従来のコンタクトプローブには、全く見られない絶大な効果を奏する。
【0051】
また、請求項8に記載の発明によれば、従来製造し得なかった極細筒体を容易に製造することが出来る。この極細筒体を使用することによって、本発明のコンタクトプローブを極めて容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の一体型コンタクトプローブを示す断面図である。
【図2】本発明のコンタクトプローブを示す横断面図である。
【図3】本発明コンタクトプローブの他の例を示す縦断面図である。
【図4】本発明コンタクトプローブを取付基台に装着させた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
6・・………極細線状体
7・・………極細筒体
8・・………薄板
9・・………コンタクトプローブ
10・・………コンタクトプローブに形成した凹凸部
11・・………コンタクトプローブの後部[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to an ultrafine contact probe capable of precisely performing a trie inspection on a disconnection, a short circuit or the like of a substrate electrode or a pattern of a semiconductor, electronic device, liquid crystal or the like having a minute pitch interval.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an integrated contact probe has been used to check for disconnection, short-circuiting, etc. of an electric circuit of a printed wiring board.
[0003]
As shown in FIG. 1, the conventional integrated contact probe has a
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Since the pitch interval of printed circuit boards to be inspected has recently become very narrow, there is a need for developing probes that are thinner, more reliable, and have a longer life. There is a strong demand.
[0005]
This is because if the tip of the needle part moves even slightly, the tip of the needle part may hit an unmeasured surface. By forming the needle portion very finely, the clearance from the sleeve side is reduced in proportion to the needle portion, so that the gap with the sleeve can be reduced, so that the deflection of the tip of the needle portion is improved.
[0006]
Since the conventional contact probe shown in FIG. 1 requires the
[0007]
An object of the present invention is to provide an ultra-fine contact probe that can be made significantly thinner than conventional probes and that can inspect a printed circuit board with a narrow pitch interval without hindrance. And
[0008]
Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing an ultra-thin cylindrical body for manufacturing the ultra-fine contact probe.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present inventor has made extensive research and formed a contact probe made of an extra fine wire from an elastic material without using a coil spring, and formed a central portion of the wire in a thin plate. Then, the present inventors have arrived at the present invention by conceiving that the thin plate is given a role of a coil spring.
[0010]
In other words, the invention described in claim 1 of the present invention is that an extremely thin wire body having a needle portion at the tip is integrally provided with a thin plate formed with a concave or convex portion having a spring property, and A contact probe is formed by tightly fitting an ultra-thin cylindrical body, the width of the thin plate is smaller than the diameter of the ultra-thin cylindrical body, and it is easy to detach easily when a probe failure occurs, and further, the elastic force of the thin plate The needle portion is configured to be elastically movable in the front-rear direction.
[0011]
The present applicant has developed a contact probe in which a thin plate is connected to a linear body, and has previously filed a patent application. This achieves the object of the invention described in claim 1, but the swaging method is used. Since it was used and manufactured, it was not satisfactory in that it was not easy to manufacture.
[0012]
According to the present invention, the contact width of the thin plate can be made smaller than the diameter of the ultra-thin cylindrical body by simply pressing without using a swaging method by closely fitting the ultra-thin cylindrical body to the tip needle portion. The gist is that it can be easily manufactured.
[0013]
As described in
[0014]
By sandwiching and striking with a plate having a semicircular groove formed in this way, the gold or gold alloy is stretched and the inside diameter of the ultra-thin cylindrical body is increased. As a result, the inserted ultra-thin linear body (core metal) ) Can be attached to a die and removed.
[0015]
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIGS. 2 and 3 show an embodiment of the contact probe of the present invention, in which a very thin cylindrical body 7 is closely fitted to the very fine
[0017]
In order to give the
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
In the contact probe shown in FIG. 1, the outer diameter of the
[0021]
The
[0022]
In order to sufficiently impart the spring function to the
[0023]
As shown in FIG. 4, the contact probe 9 of the present invention can be used by slidingly fitting the plastic probe mounting base 12 in accordance with the number of pads of the device to be inspected without using a sleeve. it can.
[0024]
A through hole is formed in the probe mounting base 12, an extra-thin tubular portion is slidably fitted into the through hole, and a rear through hole into which the plunger receiving pipe 13 is press-fitted is fitted into the rear through hole. The
[0025]
The plunger receiving pipe 13 can be connected to a lead wire or an interface (connection of a power source or the like).
[0026]
The
[0027]
As shown in FIG. 4, when the tip needle portion 14 comes into contact with the object to be measured 15 and is pressed, a wave shape (stroke) that expands and contracts substantially uniformly is generated by the pressing. The stroke amount is proportional to the number of the
[0028]
The pressing stroke at the time of contact is bent into a loose S-shape to the full outer diameter of the extra-thin cylindrical body 7 by pressing, and the entire length is shortened by the amount of bending. That is, the stroke required for the probe is obtained by the amount deformed into the S shape.
[0029]
Since the stroke of the contact probe 9 of the present invention is proportional to the length of the extra-thin cylindrical body 7, it can be adjusted and controlled by the length of the extra-fine cylindrical body 7.
[0030]
The contact probe 9 of the present invention can be coated with an insulating coating on the outer periphery, and a plurality of these contact probes can be housed in an external cylinder. When a plurality of contact probes are housed in a single sleeve in this way, current and voltage can be applied simultaneously, so that a more precise inspection can be performed.
Next, the manufacturing method of the contact probe of this invention is demonstrated.
[0032]
First, an
[0033]
In order to fit the
[0034]
Similarly, an extra-fine cylindrical body 7 having an inner diameter of 0.1 mm is tightly fitted to an extra-fine
[0035]
Next, a ribbon spring-like thin plate having a thickness equal to or smaller than the outer diameter of the extra-thin cylindrical body 7, preferably about 0.03 to 0.08 mm, is obtained by pressing the ultra-thin linear body continuously provided in the extra-fine cylindrical body. 8 is processed.
[0036]
At this time, the width of the
[0037]
Next, in order to effectively impart the spring function, the
[0038]
The ultra-thin cylinder 7 used in the present invention is manufactured from gold or a gold alloy. This is because gold or a gold alloy is excellent in conductivity and softens and stretches thinly when struck, so that an ultrathin cylindrical body having a thin wall thickness can be formed.
[0039]
In the method of putting the cored bar into the pipe and pulling it out, the limit was to form the cylindrical body 7 having an inner diameter of 0.5 mm.
[0040]
If a cylinder having an inner diameter of 0.5 mm and an outer diameter of 0.6 to 0.7 mm is passed through a known drawing die a plurality of times without inserting a core linear body, the inner diameter is 0.2 mm and the outer diameter is 0.3 mm. Can be formed.
[0041]
This is the limit that can be reduced by passing the die through the cylinder having an inner diameter of 0.5 mm a plurality of times. If an attempt is made to make it thinner than this, the center hole becomes unbalanced and a precise cylinder 7 cannot be obtained.
[0042]
When a linear body having a diameter of 0.1 mm is inserted into the ultrathin cylindrical body 7 formed as described above and the die is passed through to bring the cylindrical body 7 into close contact with the core, the thickness can be further reduced. . The linear body can be inserted into the cylindrical body 7 by holding the cylindrical body 7 with a jig in the same manner as described above and moving and fitting the moving member holding the linear body.
[0043]
It has been impossible with the conventional method to pull out the ultrathin cylindrical body 7 thinned as described above from the core linear body.
[0044]
According to the present invention, the ultrathin cylindrical body 7 with the core inserted between the plates having a semicircular groove having a larger diameter than the ultrathin cylindrical body is sandwiched and struck, and then slightly larger than the inner diameter of the ultrathin cylindrical body 7. If the extra-thin tubular body 7 is pulled by holding it with a jig that forms a hole slightly smaller than the outer diameter, it can be extracted as the extra-thin tubular body 7 having the necessary roles of an inner diameter of 0.1 mm and an outer diameter of 0.13 mm. .
[0045]
When this is further extracted with a drawing die, an ultrathin cylindrical body 7 having an inner diameter of 0.07 mm and an outer diameter of 0.1 mm can be formed.
[0046]
Furthermore, when this is extracted with a drawing die, a precise ultra-thin cylindrical body 7 can be formed in the order of an inner diameter of 0.05 mm and an outer diameter of 0.08 mm.
[0047]
According to the present invention, since the role of the stroke equivalent to that of the coil spring is given by forming the thin plate portion having the spring property, the contact probe can be formed significantly thinner than the conventional one.
[0048]
Anyone wants to make the contact probe thinner, but it has never been possible in the past to actually obtain an ultra-fine ultra-precise product like the present invention.
[0049]
In addition, according to the present invention, a thin plate having a width equal to or smaller than the outer diameter of the cylindrical body is formed by simply pressing the central linear body by fitting the ultrathin cylindrical body to the tip of the ultrathin linear body. Therefore, the contact probe of the present invention can be formed very easily.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, since the contact probe can be made as fine as about half of the conventional one, inspection of printed circuit boards having a narrow pitch interval can be performed without any trouble. In addition, the tip needle part is difficult to move from the center, so this type of conventional contact probe that can effectively avoid the risk of the tip hitting an object to be measured is not seen at all. Play.
[0051]
Further, according to the invention described in
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a conventional integrated contact probe.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a contact probe of the present invention.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing another example of the contact probe of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the contact probe of the present invention is mounted on a mounting base.
[Explanation of symbols]
6 ··············································································································· ……… The rear part of the contact probe
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