JP5008582B2 - コンタクトプローブ - Google Patents

Description

本発明は、測定端子として電極が配設されたＩＣチップ等の被検査基板を、測定機器等が電気的接続される電極が配設された検査基板に電気的導通接続するためのＩＣテスト用ソケット等に用いられるコンタクトプローブに関するものである。

この種のコンタクトプローブの従来技術の一例が、特開２０００−４６８６７号公報（以下、特許文献１と称する。）に示されている。この特許文献１に示される技術を簡単に説明する。まず、検査基板の表面に測定機器等に電気的接続される平板状の電極が配設され、この検査基板の表面に絶縁材からなるハウジングがネジ止め等により適宜に固定配設される。このハウジングには、電極に臨んで、電極と反対側で離れた位置のハウジングの表面側に狭窄部を有する貫通孔が穿設される。そして、この貫通孔内には導電材からなるプランジャが軸方向に移動自在に配設される。このプランジャは、狭窄部を通過してハウジングから突出する細径の端子部と、狭窄部を通過できない太径の膨大部と、この膨大部より電極側に配設される細径の軸部とで形成される。さらに、貫通孔内で膨大部と電極の間で軸部が挿入されて導電材からなるコイルスプリングが配設される。このコイルスプリングは、膨大部側の少なくとも一部に疎巻き部分が形成されて圧縮変形できるようになされ、また電極側に密着巻き部分が形成されている。そこで、プランジャの端子部の先端が被検査査基板の電極に当接してコイルスプリングが弾力に抗して疎巻き部分が圧縮変形されると、その弾力により検査基板の電極にコイルスプリングが弾接される。もって、被検査基板の電極が、プランジャとコイルスプリングを介して検査基板の電極に電気的導通状態となる。
特開２０００−４６８６７号公報

また、この種のコンタクトプローブの従来技術の他の例で、部品点数を削減したものが、特許第２６５５８０２号公報（以下、特許文献２と称する。）に示されている。この特許文献２に示される技術を簡単に説明する。まず、導電材からなるコイルスプリングは、コイル状の各ピッチ輪がコイルスプリングの軸方向に対して斜めとされ、しかも全体が密巻き状態とされる。そして、かかるコイルスプリングが、絶縁材からなるハウジングに穿設された貫通孔内に適宜に配設されて、その両端が検査基板の電極と被検査基板の電極にそれぞれに当接されるように形成される。かかる構成にあっては、コイルスプリングの全体が密着巻きとされているので、コイル状でありながら実質的な導電経路の長さが短縮されて、インダクタンス成分および抵抗成分をともに小さなものとすることができる
特許第２６５５８０２号公報

特許文献１記載の技術にあっては、コイルスプリングを検査基板の電極側で密着巻き部分に形成して、プランジャの軸部をコイルスプリングの密着巻き部分に摺接させることで、被検査基板の電極をプランジャからコイルスプリングの密着巻き部分を介して検査基板の電極に電気的導通状態としている。かかる構成の導電経路により、インダクタンス成分および抵抗成分が小さなものとなる。しかるに、何らかの外部からの衝撃等によりプランジャの軸部がコイルスプリングの密着巻き部分から瞬間的に離れると、その間はコイルスプリングの疎巻き部分が導電経路に介装される。この結果、導電経路のインダクタンス成分および抵抗成分が急激に大きくなり、いわゆる瞬断を生ずる虞がある。

また、特許文献２記載の技術にあっては、部品点数が極めて少ないという格別な作用効果を奏する。しかし、検査基板および被検査基板に配設される電極は、平板状のものに限られる。何故ならば、電極がハンダボールであると、ハンダボールにコイルスプリングの端部を当接させてもハンダボールに適切に食い込むようなことがなく、ずれてしまって確実な当接ができない。そこで、ハンダボールを電極とする被検査基板を検査し得ないという不具合がある。

本発明は、上述のごとき事情に鑑みてなされたもので、ハンダボール等の電極に対しても適切に当接でき、しかも瞬断が生ずる虞がないようにしたコンタクトプローブを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明のコンタクトプローブは、検査基板の電極と被検査基板の電極を電気的導通させるコンタクトプローブであって、前記検査基板の平板状の電極が配設された面に、絶縁材からなるハウジングを配設し、このハウジングに前記検査基板の電極に臨んでこの電極と離れた側に狭窄部を有する貫通孔を穿設し、この貫通孔内に導電材からなるプランジャを軸方向に移動自在に配設し、前記プランジャを、前記狭窄部を通過して前記ハウジングから前記被検査基板側に突出する細径の端子部と前記狭窄部を通過できない膨大部とこの膨大部より前記検査基板の電極側に配設される細径の軸部とで形成し、前記貫通孔内で前記膨大部と前記検査基板の電極との間の前記軸部に導電材からなるコイルスプリングを挿入し、このコイルスプリングをコイル状の各ピッチ輪が前記軸方向に対して斜めであるとともに密着巻きでしかも前記検査基板の電極に当接する側の終端部分をコイル状の内側で前記検査基板の電極から離れるように折り曲げて形成し、前記プランジャの端子部の先端が前記被検査基板の電極に当接して、前記コイルスプリングが弾力に抗して圧縮されると、前記プランジャの前記軸部の端面が前記コイルスプリングの前記終端部分に当接するように構成されている。

そして、前記被検査基板の電極がハンダボールであり、前記プランジャの前記端子部の先端をクラウン状に構成しても良い。

請求項１記載のコンタクトプローブにあっては、ハウジングの狭窄部から突出する端子部の先端を、被検査基板に配設される電極に当接させるのに適切な形状とすることで、如何なる形状の電極を有する被検査基板にも対応することができる。また、コイルスプリングが密着巻きであり、導電経路に疎巻き部分が介装されることがなく、実質的に導電経路が短くでき、インダクタンス成分および抵抗成分を小さくできる。さらに、コイルスプリングが弾性変形された状態では、コイルスプリングの両端が膨大部と検査基板の電極に弾力的に当接するとともに、コイルスプリングの終端部分にプランジャの軸部の端面が当接してコイルスプリングの端部を検査基板の電極側に弾力的に押圧するので、外部からな何らかの衝撃が作用しても、瞬断を生ずる虞がない。しかも、プランジャの軸部からコイルスプリングの終端部分のみを介して検査基板の電極に電気的導通状態となるので、コイルスプリングの密着巻き部分を介するよりも、インダクタンス成分および抵抗成分をより一層小さいものとすることができる。

請求項２記載のコンタクトプローブにあっては、プランジャの端子部の先端をクラウン状としているので、被検査基板の電極としてのハンダボールに確実に当接することができる。

以下、本発明の実施例を図１および図２を参照して説明する。図１は、本発明のコンタクトプローブの実施例で、被検査基板の電極にプランジャを当接させていない状態の構造をハウジング等を切り欠いて示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は左側面図である。図２は、図１の本発明のコンタクトプローブの実施例で、被検査基板の電極にプランジャを当接させた状態の構造をハウジング等を切り欠いて示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は左側面図である。

図１および図２において、本発明のコンタクトプローブは、まず、検査基板１０の表面に測定機器等に電気的接続される平板状の電極１０ａが配設され、この検査基板１０の表面に絶縁材からなるハウジング１２がネジ止め等により適宜に固定配設される。このハウジング１２には、電極１０ａに臨んで、電極１０ａと反対側で離れた位置のハウジング１２の表面側に狭窄部１２ａを有する貫通孔１２ｂが穿設される。そして、この貫通孔１２ｂ内には導電材からなるプランジャ１４が軸方向に移動自在に配設される。このプランジャ１４は、狭窄部１２ａを通過してハウジング１２から突出する細径の端子部１４ａと、狭窄部１２ａを通過できない太径の膨大部１４ｂと、この膨大部１４ｂより電極１０ａ側に配設される細径の軸部１４ｃとで形成される。さらに、貫通孔１２ｂ内で膨大部１４ｂと電極１０ａの間で軸部１４ｃが挿入されて導電材からなるコイルスプリング１６が配設される。このコイルスプリング１６は、コイル状の各ピッチ輪がコイルスプリング１６の軸方向に対して斜めとされ、しかも全体が密巻き状態とされる。さらに、電極１０ａに当接する側の終端部分１６ａをコイル状の内側で電極１０ａから離れるように折り曲げて形成されている。なお、プランジャ１４の端子部１４ａの先端は、被検査基板２０のハンダボール２０ａに確実に当接できるように、先端を４つ割にして４本の略錐状の爪を有するクラウン状に形成されている。

かかる構成において、被検査基板２０の電極２０ａとしてのハンダボールにプランジャ１４の端子部１４ａの先端が当接されない状態では、図１に示すごとく、コイルスプリング１６の弾力によりプランジャ１４がハウジング１２の表面側に弾性付勢され、膨大部１４ｂによりプランジャ１４がハウジング１２の表面側に抜けるのが規制されている。プランジャ１４の軸部１４ｃの端面は、コイルスプリング１６の終端部分１６ａに当接されていない。そして、被検査基板２０の電極２０ａとしてのハンダボールにプランジャ１４の端子部１４ａのクラウン状の先端が当接された状態では、図２に示すごとく、コイルスプリング１６が圧縮変形されてプランジャ１４がハウジング１２の表面側から検査基板１０側に移動され、電極２０ａとしてのハンダボールが、当接するプランジャ１４の端子部１４ａと膨大部１４ｂおよびコイルスプリング１６を介して検査基板１０の電極１０ａに電気的導通接続される。ここで、コイルスプリング１６は、コイル状の各ピッチ輪が軸方向に対して斜めとされているので、圧縮変形された弾力により、その一方の端部の斜面の上端が膨大部１４ｂに当接し、他方の端部の斜面の下端が電極１０ａに当接して、導電経路が形成されるが、コイルスプリング１６が密着巻きされているので、実質的にコイル状の経路を取らずに隣接する線を順次に経る直線的な経路が形成されて、導電経路が短くでき、インダクタンス成分および抵抗成分を小さくできる。しかも、コイルスプリング１６の終端部分１６ａにプランジャ１４の軸部１４ｃの端面が当接してこれを弾性変形させるようにして、コイルスプリング１６の端部の斜面の下端を検査基板１０の電極１０ａ側に弾力的に押圧するので、プランジャ１４の軸部１４ｃからコイルスプリング１６の終端部分１６ａのみを介して検査基板１０の電極１０ａに電気的導通状態となる導電経路も形成され、インダクタンス成分および抵抗成分をより一層小さいものとすることができる。この軸部１４ｃから終端部分１６ａのみを介して電極１０ａに電気的導通状態となる導電経路と、プランジャ１４の膨大部１４ｂから密着巻きされたコイルスプリング１６の全体を介し検査基板１０の電極１０ａに電気的導通状態となる導電経路とを比べると、前者は経路の大部分をコイルスプリング１６よりも導電性に優れる軸部１４ｃで構成されるために、インダクタンス成分および抵抗成分は、かなり小さいものとなる。そして、被検査基板２０の電極２０ａとしてのハンダボールにプランジャ１４の端子部１４ａの先端が当接されてコイルスプリング１６が圧縮変形した状態では、その両端部の斜面の上端と下端が膨大部１４ｂと電極１０ａに弾力的に当接するとともに、終端部分１６ａに軸部１４ｃの端面が当接してこれ弾性変形させるようにしてコイルスプリング１６の端部の斜面の下端を電極１０ａに弾力的に押圧するので、外部から何らかの衝撃が作用しても、導電経路が変化するようなことがなく、いわゆる瞬断を生ずる虞がない。また、プランジャ１４の端子部１４ａは、その先端をクラウン状としているので、被検査基板２０の電極２０ａとしてのハンダボールに確実に当接することができる。

なお、上記実施例にあっては、被検査基板２０の電極２０ａはハンダボールであるが、これに限られず、被検査基板２０に平板状の電極２０ａが配設されていても良い。この被検査基板２０の電極２０ａが平板状であれば、プランジャ１４の端子部１４ａの先端は、クラウン状に限られず、先が尖った円錐状や半円状であっても良い。そして、ハウジング１２の狭窄部１２ａから突出するプランジャ１４の端子部１４ａの先端を、被検査基板２０に配設される電極２０ａに当接させるのに適切な形状とすることで、如何なる形状の電極２０ａを有する被検査基板２０にも対応することが可能である。

本発明のコンタクトプローブの実施例で、被検査基板の電極にプランジャを当接させていない状態の構造をハウジング等を切り欠いて示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は左側面図である。 図１の本発明のコンタクトプローブの実施例で、被検査基板の電極にプランジャを当接させた状態の構造をハウジング等を切り欠いて示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は左側面図である。

符号の説明

１０ 検査基板
１０ａ、２０ａ 電極
１２ ハウジング
１２ａ 狭窄部
１２ｂ 貫通孔
１４ プランジャ
１４ａ 端子部
１４ｂ 膨大部
１４ｃ 軸部
１６ コイルスプリング
１６ａ 終端部分
２０ 被検査基板

Claims (2)

1. 検査基板の電極と被検査基板の電極を電気的導通させるコンタクトプローブであって、前記検査基板の平板状の電極が配設された面に、絶縁材からなるハウジングを配設し、このハウジングに前記検査基板の電極に臨んでこの電極と離れた側に狭窄部を有する貫通孔を穿設し、この貫通孔内に導電材からなるプランジャを軸方向に移動自在に配設し、前記プランジャを、前記狭窄部を通過して前記ハウジングから前記被検査基板側に突出する細径の端子部と前記狭窄部を通過できない膨大部とこの膨大部より前記検査基板の電極側に配設される細径の軸部とで形成し、前記貫通孔内で前記膨大部と前記検査基板の電極との間の前記軸部に導電材からなるコイルスプリングを挿入し、このコイルスプリングをコイル状の各ピッチ輪が前記軸方向に対して斜めであるとともに密着巻きでしかも前記検査基板の電極に当接する側の終端部分をコイル状の内側で前記検査基板の電極から離れるように折り曲げて形成し、前記プランジャの端子部の先端が前記被検査基板の電極に当接して、前記コイルスプリングが弾力に抗して圧縮されると、前記プランジャの前記軸部の端面が前記コイルスプリングの前記終端部分に当接するように構成したことを特徴とするコンタクトプローブ。
2. 請求項１記載のコンタクトプローブにおいて、前記被検査基板の電極がハンダボールであり、前記プランジャの前記端子部の先端をクラウン状に構成したことを特徴とするコンタクトプローブ。