JP3990915B2

JP3990915B2 - 導電性接触子

Info

Publication number: JP3990915B2
Application number: JP2002014525A
Authority: JP
Inventors: 俊男風間
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 2002-01-23
Filing date: 2002-01-23
Publication date: 2007-10-17
Anticipated expiration: 2022-01-23
Also published as: JP2003215160A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性可動体の突出端を被検査体（半導体チップ、液晶ディスプレイ用基板、ＴＡＢ、あるいはパッケージ基板（ＰＫＧ）等）に接触させることにより取り出した電気信号を外部回路に伝送するための信号伝送線を有する導電性接触子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、プリント配線板の導体パターンや電子素子などの電気的検査を行うためのコンタクトプローブに用いられる従来の導電性接触子１００を示す。この導電性接触子１００は、検査時に被検査体２に当接する導電性可動体３が、コイルばね４により付勢された状態でホルダ５に設けられた支持孔８に往復動を許容して収容され、かつその先端部３ａを支持孔８を介してホルダ５の一側面５ａから突出させると共に、ホルダ５の他側面５ｂに積層される配線プレート９に少なくともコイルばね４を介して電気的に接続して取り付けられて構成されている。
【０００３】
ホルダ５は、一個のブロック体で構成されており、支持孔８は、ホルダ５の一側面５ａに開口する小径の支持小孔６と、一端側を支持小孔６に連通させると共に他端側をホルダ５の他側面５ｂに開口する支持小孔６よりも大径の支持大孔７とで構成されている。
【０００４】
支持小孔６は、導電性可動体３の摺動を案内する機能を有しており、導電性可動体３の軸部３ｂとの間に案内可能なクリアランスを有して形成されている。
【０００５】
また、導電性可動体３は、その鍔部３ｃを、支持小孔６と支持大孔７との境界部位に形成される段部１１に係合させて抜け止めされて取り付けられると共に、コイルばね４と、コイルばね４と配線プレート９の導電部９ａとの間に配置した他の導電性可動体１０とを介して配線プレート９に電気的に接続している。
【０００６】
このように構成された導電性接触子１００は、導電性可動体３の先端部３ａを被検査体２の導体パターン２ａに弾発的に接触させることにより、導体パターン２ａからの電気信号を配線プレート９を介して受信することができ、これにより導体パターン２ａのショートや断線の有無を検査することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この導電性接触子１００においては、使用される環境・目的によりホルダ５に要求される仕様が異なるが、この仕様を満足させるために従来では、合成樹脂材、セラミックス、あるいはシリコンウェハーを含む金属系材料の内、最も重視する要求仕様を満たす材料を選定してホルダ５を形成している。
【０００８】
このときの要求仕様は、例えば機械加工性、射出成形性、注型性、曲げ強度、帯電防止性、防湿性、摺動抵抗性、耐熱性、耐寒性、寸法安定性、コスト、入手容易性などに関するものである。
【０００９】
しかしながら、材料の選定のみでは、要求仕様を全て満足する導電性接触子１００を得ることができないことは明らかである。
【００１０】
例えば、合成樹脂材でホルダ５を形成したときには、材料によっては、吸水による寸法変化、機械加工面粗さや材料の摩擦抵抗による大きな摺動抵抗、固有抵抗の高さによる静電気破壊、耐熱（例えば、−５０〜１６０℃）性不足によるクラック発生や、磨耗による寸法変化等の課題が依然として解消されない。
【００１１】
また、セラミックスでホルダ５を形成したときには、機械加工面粗さや材料の摩擦抵抗による大きな摺動抵抗や、合成樹脂材より高い固有抵抗による静電気破壊等の課題が依然として解消されない。
【００１２】
さらに、金属系材料でホルダ５を形成したときには、機械加工面粗さや材料の摩擦抵抗による大きな摺動抵抗や、電気絶縁性の確保等の課題が依然として解消されない。
【００１３】
このため、従来の導電性接触子１００は、満たされない要求仕様に起因して耐久性および検査精度の低下を招く、と言う課題を有している。
【００１４】
そこで、この発明は、要求に対する最適仕様のホルダを備え、以て耐久性および検査精度の向上を図ることができる導電性接触子を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するために、請求項１の発明は、検査時に被検査体に当接する導電性可動体が、コイルばねにより付勢された状態でホルダに設けられた支持孔に往復動を許容して収容され、かつその先端部を前記支持孔を介して前記ホルダの一側面から突出させると共に、前記ホルダの他側面に積層される配線プレートに少なくとも前記コイルばねを介して電気的に接続して取り付けられている導電性接触子において、前記ホルダは、前記支持孔を有して合成樹脂材料またはセラミックスで形成されるホルダ本体と、前記支持孔を含めて前記ホルダ本体の表面に形成され、前記ホルダに外部環境の影響を受けにくくするコーティング層とから構成され、前記コーティング層は、体積固有抵抗値が１０ ^８〜１０ ^１２ Ω・ｃｍの材料で形成されていることを特徴とする。
【００１６】
このため、請求項１の発明では、ホルダ本体が静電気を帯びやすい合成樹脂材料またはセラミックスであっても、コーティング層によってホルダの体積固有抵抗を低減することができ、ホルダにおける静電気の帯電量を抑制することができる。
【００１７】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の導電性接触子であって、
前記ホルダ本体は、前記支持孔を相互に導通させて積層される複数の積層体で構成されると共に、前記コーティング層は、前記複数の積層体の内、少なくとも前記導電性可動体を案内する支持孔を有する積層体に形成されていることを特徴とする。
【００１８】
このため、請求項２の発明では、ホルダ本体を構成する複数の積層体の内、少なくとも導電性可動体を案内する支持孔を有する積層体を、コーティング層との組合せにより要求に対する最適仕様に設計することができる。これにより導電性可動体は、前記コーティング層により安定して摺動することができる。
【００１９】
また、請求項３の発明は、請求項１または２記載の導電性接触子であって、
前記コーティング層は、絶縁性を有するフッ素系あるいはシリコン系樹脂材で形成されていることを特徴とする。
【００２０】
このため、請求項３の発明では、コーティング層により、ホルダの防湿性、および耐熱性（耐寒性）を高めることができ、これにより吸水に起因する寸法変化、および耐熱性（耐寒性）不足に起因するクラックの発生を抑制することができる。さらにはコーティング層により、ホルダの摩擦抵抗を低減することができ、これにより導電性可動体の摺動による磨耗に起因する支持孔の形状の変化（寸法変化）の発生を抑制することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、図４に示すものと同一部材および同一機能を奏する部材は、同一符号を付してある。
【００２４】
図１は、本発明の第１実施形態としての導電性接触子１を示す。なお、本発明が適用されるコンタクトプローブは、複数の導電性接触子１が所定のピッチにて縦横に並列に配設されて構成される。
【００２５】
この導電性接触子１は、検査時に被検査体２に当接する導電性可動体３が、コイルばね４により付勢された状態でホルダ５に設けられた支持孔８に往復動を許容して収容され、かつその先端部３ａを支持孔８を介してホルダ５の一側面５ａから突出させると共に、ホルダ５の他側面５ｂに積層される配線プレート９に少なくともコイルばね４を介して電気的に接続して取り付けられて構成されている。
【００２６】
このときホルダ５は、支持孔８を有して形成されるホルダ本体１２と、支持孔８を含めてホルダ本体１２の表面に形成されるコーティング層１３とから構成されている。
【００２７】
本実施形態では、ホルダ本体１２は、一個のブロック体で構成されており、支持孔８は、ホルダ５の一側面５ａに開口する小径の支持小孔６と、一端側を支持小孔６に連通させると共に他端側をホルダ５の他側面５ｂに開口する支持小孔６よりも大径の支持大孔７とで構成されている。
【００２８】
支持小孔６は、導電性可動体３の摺動を案内する機能を有しており、導電性可動体３の軸部３ｂとの間に案内可能なクリアランスを有して形成されている。
【００２９】
また、コーティング層１３は、支持孔８を含めてホルダ本体１２の表面に、ディップ式、スプレー式、あるいはＣＶＤ（化学蒸着法）らでコーティング材料をコーティングすることにより形成される。
【００３０】
コーティング層１３の膜厚は、支持孔８の孔径によって異なるが、孔径がφ０．１ｍｍ以下→φ０．０３ｍｍ以上のとき、好ましくは１μｍ以下→０．３μｍ以上の厚さに形成される。膜厚は、厚くすると寸法のばらつきが大きくなるので、強度および要求仕様を満たすときは薄ければ薄い程好ましいからである。
【００３１】
また、導電性可動体３は、その鍔部３ｃを、支持小孔６と支持大孔７との境界部位に形成される段部１１に係合させて抜け止めされて取り付けられると共に、コイルばね４を介して配線プレート９の導電部９ａに電気的に接続している。
【００３２】
このように構成された導電性接触子１は、導電性可動体３の先端部３ａを被検査体２の導体パターン２ａに弾発的に接触させることにより、導体パターン２ａからの電気信号を配線プレート９を介して受信することができ、これにより導体パターン２ａのショートや断線の有無を検査することができる。
【００３３】
そして、この導電性接触子１によれば、ホルダ本体１２とコーティング層１３との組み合わせにより、ホルダ５を要求に対する最適仕様に設計することができ、これにより耐久性および検査精度の向上を図ることができる。
【００３４】
具体的には、コーティング層１３は、フッ素系あるいはシリコン系樹脂材で形成することができ、このときはホルダ本体１２を、合成樹脂材、セラミックス、あるいはシリコンウェハーを含む金属系材料のいずれか一つの材料で形成したとしても、コーティング層１３により、ホルダ５と外部とを遮断して、外部環境からの影響を受けにくくすることにより、防湿性、および耐熱性（耐寒性）を高めることができ、これにより吸水に起因する寸法変化、および耐熱性（耐寒性）不足に起因するクラックの発生を抑制することができる。さらにはコーティング層１３により、ホルダ５の摩擦抵抗を低減することができ、これにより導電性可動体３の摺動による磨耗に起因する支持孔８（詳しくは支持小孔６）の形状の変化（寸法変化）の発生を抑制することができる。
【００３５】
例えば、吸水率が高い樹脂材料でホルダ本体１２を加工した場合は、加工後の寸法変化を避けるため、加工後速やかに表面にコーティング層１３を形成する。
【００３６】
また、機械加工されたホルダ本体１２の支持孔８（詳しくは支持小孔６）の壁面には、加工痕が残っており、このままだと導電性可動体３との間に摩擦抵抗が発生し、被検査体２の導体パターン２ａへの導電性可動体３の接触が不安定となるが、コーティング層１３の形成により、前記摩擦抵抗を低減して前記不安定を解消することができる。前記摩擦抵抗は、前記機械加工ばかりでなく、ガラス短繊維の添加された樹脂材や、セラミックスでホルダ本体１２を形成した場合にも高くなる。
【００３７】
また、特に、低温（−３０℃以下）環境下の応力を受けた状態でクラックを発生しやすい材料で形成されたホルダ本体１２に対しても、コーティング層１３の形成により、ホルダ５のクラックの発生を抑制することができる。
【００３８】
さらに、導電性可動体３の摺動により磨耗しやすい材料で形成されたホルダ本体１２に対しても、コーティング層１３の形成により、支持小孔６の磨耗による孔形状の変化（寸法変化）を抑制することができる。
【００３９】
また、コーティング層１３は、体積固有抵抗値が１０^８〜１０^１２Ω・ｃｍの材料で形成することができ、このときはホルダ本体１２を、合成樹脂材や、セラミックスのいずれか一つの材料で形成したとしても、コーティング層１３により、ホルダ５の体積固有抵抗を低減することができ、これにより静電気の帯電量を抑制することができる。体積固有抵抗値が１０^８〜１０^１２Ω・ｃｍの材料とは、例えばフッ素系樹脂、シリコン系樹脂がある。
【００４０】
例えば、体積固有抵抗値が、１０^１３Ω・ｃｍ以上の材料（ポリクロロ・トリフロロ・エチレン（商品名テフロン）、ポリイミド（ＰＩ）樹脂、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂、アクリル樹脂等）で形成されたホルダ本体１２は、静電気を帯びやすく、半導体等の被検査体２を損傷したり、あるいはスパークによるホルダ５の表面を炭化させたりする恐れがあるが、コーティング層１３により静電気の帯電量を抑制することができ、以て前記恐れを解消することができる。
【００４１】
図２は、本発明の第２実施形態としての導電性接触子２０の一部を示す。この導電性接触子２０は、ホルダ５を構成するホルダ本体１２の構造およびコーティング層１３の形成箇所を異にするだけで、他の構成は導電性接触子１と同様に構成されている。
【００４２】
すなわち、導電性接触子２０においては、ホルダ本体１２は、支持孔８を相互に導通させて積層される複数の積層体１４，１５で構成されると共に、コーティング層１３は、複数の積層体１４，１５の内、導電性可動体３を案内する支持孔８（詳しくは支持小孔６）を有する小積層体１４にのみ形成されている。
【００４３】
複数の積層体１４，１５の内、大積層体１５は、コイルばね４を収容する支持大孔７を有してコーティング層１３の無い状態で形成されている。導電性可動体３は、その鍔部３ｃを、支持小孔６と支持大孔７との境界部位に形成される段部１１に係合させて抜け止めされて取り付けられている。
【００４４】
この導電性接触子２０によれば、ホルダ本体１２を構成する複数の積層体１４、１５の内、導電性可動体３を案内する支持小孔６を有する小積層体１４を、コーティング層１３との組合せにより要求に対する最適仕様に設計することができる。これにより導電性可動体３は、コーティング層１３により安定して摺動することができる。
【００４５】
また、この導電性接触子２０では、コーティング層１３は、小積層体１４にのみ形成するようにしたので、コーティング材の使用量も少なくて済み、ひいてはコスト高を抑制することができる。
【００４６】
図３は、第２実施形態の変形例としての導電性接触子３０の一部を示す。この導電性接触子３０は、ホルダ本体１２を構成する積層体の全部にコーティング層１３を形成した点が相違するだけで、他の構成は導電性接触子２０と同様に構成されている。
【００４７】
すなわち、導電性接触子３０においては、ホルダ本体１２は、支持孔８を相互に導通させて積層される複数の積層体１６，１７，１８，１９で構成されると共に、コーティング層１３は、複数の積層体１６，１７，１８，１９の全てに形成されている。積層体１６は、導電性可動体３を案内する支持小孔６を有する小積層体として形成されており、積層体１７および１８は、コイルばね４を収容する支持大孔７を有する大積層体として形成されており、かつ積層体１９は、この積層体１９にさらに積層される配線プレート９の導電部９ａ（図１参照）に先端部２１ａを電気的に接続する他の導電性可動体２１の軸部２１ｂとの間に案内可能なクリアランスを有して形成される支持小孔２２を有する小積層体として形成されている。
【００４８】
また、導電性可動体３および他の導電性可動体２１は、コイルばね４により相互に逆方向に付勢されると共に、それぞれの鍔部３ｃおよび２１ｃを、支持小孔６および２２と隣接する各支持大孔７との境界部位に形成される段部１１および２３に係合させて抜け止めされて取り付けられている。
【００４９】
このようにして構成される導電性接触子３０によれば、前述した導電性接触子２０と同様の作用効果を奏することができることは勿論のこと、ホルダ本体１２を構成する全ての積層体１６，１７，１８，１９が、コーティング層１３を有して形成されているので、例えば保管中の積層体１６，１７，１８，１９の吸水による寸法変化を抑制することができる等、部品管理も容易である。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば次の効果を奏することができる。
【００５１】
すなわち、請求項１の発明によれば、ホルダ本体とホルダを外部環境からの影響を少なくするコーティング層との組み合わせにより、ホルダを要求に対する最適仕様に設計することができ、以て耐久性および検査精度の向上を図ることができる導電性接触子を提供することができる。
【００５２】
このため、コーティング層を体積固有抵抗値が１０ ^８〜１０ ^１２ Ω・ｃｍの材料で形成することで、ホルダ本体が静電気を帯びやすい合成樹脂材料またはセラミックスであってもホルダにおける静電気の帯電量を抑制することができ、ひいては被検査体の静電気による損傷を回避することができる。
【００５３】
また、請求項２の発明によれば、ホルダ本体を構成する複数の積層体の内、少なくとも導電性可動体を案内する支持孔を有する積層体を、コーティング層との組合せにより要求に対する最適仕様に設計することができるので、導電性可動体は、コーティング層により安定して摺動することができ、これにより耐久性および検査精度の向上を図ることができる。
【００５４】
また、コーティング層は、導電性可動体を案内する支持孔を有する積層体のみに形成するばかりでなく、ホルダ本体を構成する複数の積層体全部に形成することができ、前者の場合はコーティング材の使用量の少ないことに起因してコストを抑制することができるし、後者の場合は部品としての積層体の保管管理が容易となる。
【００５５】
また、請求項３の発明によれば、コーティング層により、ホルダの防湿性、および耐熱性（耐寒性）を高めることができると共に、ホルダの摩擦抵抗を低減することができ、これにより導電性可動体は、安定して摺動することができ、ひいては耐久性および検査精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態としての導電性接触子の縦断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態としての導電性接触子の要部縦断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態の変形例としての導電性接触子の要部縦断面図である。
【図４】従来の導電性可動体の縦断面図である。
【符号の説明】
１，２０，３０導電性接触子
２被検査体
３導電性可動体
３ａ先端部（導電性可動体の）
４コイルばね
５ホルダ
５ａ一側面（ホルダの）
５ｂ他側面（ホルダの）
６支持小孔（支持孔）
７支持大孔（支持孔）
８支持孔
９配線プレート
１２ホルダ本体
１３コーティング層
１４小積層体（積層体）
１５大積層体（積層体）
１６小積層体（積層体）
１７大積層体（積層体）
１８大積層体（積層体）
１９小積層体（積層体）

Claims

検査時に被検査体に当接する導電性可動体が、コイルばねにより付勢された状態でホルダに設けられた支持孔に往復動を許容して収容され、かつその先端部を前記支持孔を介して前記ホルダの一側面から突出させると共に、前記ホルダの他側面に積層される配線プレートに少なくとも前記コイルばねを介して電気的に接続して取り付けられている導電性接触子において、
前記ホルダは、前記支持孔を有して合成樹脂材料またはセラミックスで形成されるホルダ本体と、前記支持孔を含めて前記ホルダ本体の表面に形成され、前記ホルダに外部環境の影響を受けにくくするコーティング層とから構成され、
前記コーティング層は、体積固有抵抗値が１０ ^８〜１０ ^１２ Ω・ｃｍの材料で形成されていることを特徴とする導電性接触子。
請求項１に記載の導電性接触子であって、
前記ホルダ本体は、前記支持孔を相互に導通させて積層される複数の積層体で構成されると共に、前記コーティング層は、前記複数の積層体の内、少なくとも前記導電性可動体を案内する支持孔を有する積層体に形成されていることを特徴とする導電性接触子。
請求項１または２記載の導電性接触子であって、
前記コーティング層は、絶縁性を有するフッ素系あるいはシリコン系樹脂材で形成されていることを特徴とする導電性接触子。