JP3680295B2

JP3680295B2 - 極細コンタクトプローブ

Info

Publication number: JP3680295B2
Application number: JP2000132112A
Authority: JP
Inventors: 茂男清田
Original assignee: 有限会社清田製作所
Priority date: 2000-05-01
Filing date: 2000-05-01
Publication date: 2005-08-10
Anticipated expiration: 2020-05-01
Also published as: JP2001311744A

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

Claims

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寸法を狭くし、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極細コンタクトプローブ。
前記極細線状体の直径が、０．０５〜０．１ｍｍである請求項１に記載のコンタクトプローブ。
前記極細線状体を、鋼、銅合金、バネ性を有する金合金若しくはタングステンから形成してなる請求項１又は２に記載のコンタクトプローブ。
前記極細筒体を、金若しくは金合金から形成してなる請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンタクトプローブ。
前記コンタクトプローブの前記薄板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個スリーブに内装してなる請求項１〜４のいずれか１項に記載のコンタクトプローブ。
前記薄板に、凹凸部を交互に形成する請求項５に記載のコンタクトプローブ。
バネ性を有する材料からなる極細線状体の先端に極細筒体を密嵌させ、該極細筒体密嵌部に連設した極細線状体をプレスして前記薄板に形成することを特徴とする請求項１に記載のコンタクトプローブの製造法。