JPH07248337A - コンタクトプローブ - Google Patents

コンタクトプローブ

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JPH07248337A
JPH07248337A JP6040881A JP4088194A JPH07248337A JP H07248337 A JPH07248337 A JP H07248337A JP 6040881 A JP6040881 A JP 6040881A JP 4088194 A JP4088194 A JP 4088194A JP H07248337 A JPH07248337 A JP H07248337A
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JP
Japan
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contact probe
coating layer
core wire
contact
tip
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Pending
Application number
JP6040881A
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English (en)
Inventor
Shuzo Suzuki
修三 鈴木
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OKANO DENKI KK
Original Assignee
OKANO DENKI KK
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Publication date
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  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)
  • Measuring Leads Or Probes (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ファインパターンを有するプリント基板を検
査するためのコンタクトプローブを提供する。 【構成】 このコンタクトプローブAは、ロックウエル
硬さが40以上である鋼から成り、線径0.2〜0.5mm,
長さ20〜100mmである芯線1と、芯線1の全面を被
覆し、前記鋼よりも導電性が優れている材料から成る導
電性コーティング層2と、先端部A1 および基端部A2
を除いた前記導電性コーティング層2の表面を被覆して
成る絶縁性コーティング層3とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はプリント基板のテスタの
多点コンタクトプローブヘッドに組み込まれるコンタク
トプローブに関し、更に詳しくは、チップが高密度実装
され、線間距離が0.3mm程度のファインパターンを有す
るプリント基板の検査に対しても、信頼性が高い検査結
果を提供することができる長寿命のコンタクトプローブ
に関する。
【0002】
【従来の技術】チップが実装されたプリント基板のパタ
ーン断線の有無やチップ実装ミスの有無などを検査する
場合には、複数本のコンタクトプローブが組み込まれて
いる多点コンタクトプローブヘッドを備えたテスタが用
いられる。従来から知られているコンタクトプローブ
は、通常、先端部の端面が尖頭形になっているニードル
と、このニードルの基部を収容するシース管と、このシ
ース管の中に配設され、前記ニードルの基部を押圧する
バネ部材とで構成されている。
【0003】検査に当たっては、多点コンタクトプロー
ブヘッドに組み込まれているコンタクトプローブのニー
ドル先端を、パッケージ品であるSOPやQFP,チッ
プのラウンドなどの被検査個所にピン立てし、バネ部材
のスプリング力で前記ニードル先端を所定のピン圧で被
検査個所に押圧し、その状態で、被検査個所とコンタク
トプローブ間の導通の有無が測定される。そして、導通
が認められない場合は、パターン断線などの欠陥が発生
しているということになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近は、高
密度実装が進み導体回路のファインパターン化が進ん
で、パターンの線間距離が0.3mm程度であるプリント基
板も実用化されている。そして、この線間距離が更に狭
いものも実用化の域に到達しつつある。このようなファ
インパターンを有するプリント基板を検査する場合、ニ
ードルを細径化し、またそれが組み込まれるコンタクト
プローブの外径も細くしなければならなくなる。
【0005】しかしながら、コンタクトプローブの外径
を細くすると、次のような問題が発生してくる。すなわ
ち、まず、前記した従来構造のコンタクトプローブの場
合には、ニードルを押圧するバネ部材やシース管を必要
とするが、ニードル外径の細径化に伴い、これら他の部
材も細径化しなければならない。そのため、それら部材
の製造には従来にまして高精度加工が要求されることに
なり、またコンタクトプローブへの組立て作業も煩雑に
ならざるを得ないということである。
【0006】更に、コンタクトプローブを細径化する
と、コンタクトプローブそれ自体の機械的強度が低下
し、またニードル先端の摩耗量も増大するようになり、
実使用可能なショット回数の減少を招くことがある。す
なわち、コンタクトプローブの使用寿命が短くなる。こ
のようなことから、現在のところ、コンタクトプローブ
の外径を極力細くしても、せいぜい1.0mm程度が限度に
なっている。
【0007】しかしながら、線径が1.0mm程度のコンタ
クトプローブを複数本並設して多点コンタクトプローブ
ヘッドにすると、これらコンタクトプローブが互いに接
触してしまうので、例えば線間距離が0.3mmのファイン
パターンを有するプリント基板の多数点を同時に検査す
ることができなくなる。本発明は、コンタクトプローブ
の線径化に伴って発生する上記した問題を解決し、構造
は極めて簡単であるにもかかわらず、線間距離0.3mmの
ファインパターンを有するプリント基板に対してもその
多数点を同時に検査することができる多点コンタクトプ
ローブヘッドに組み込まれるコンタクトプローブの提供
を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、ロックウエル硬さ(HR
C)が40以上である鋼から成り、線径0.2〜0.5mm,
長さ20〜100mmである芯線と、前記芯線の全面を被
覆し、前記鋼よりも導電性が優れている材料から成る導
電性コーティング層と、先端部および基端部を除いた前
記導電性コーティング層の表面を被覆して成る絶縁性コ
ーティング層とを備えていることを特徴とするコンタク
トプローブが提供される。
【0009】
【作用】本発明のコンタクトプローブにおいては、まず
芯線がHRC40以上の鋼で形成されている。したがっ
て、芯線はその線径が0.2〜0.5mmと細径化されている
にもかかわらず、弾性は大きくかつ耐摩耗性も良好であ
り、その先端部の端面を被検査個所に押圧すると小さな
ピン圧でも座屈現象を起こしやすく、また端面の摩耗量
も少なくなるのでショット回数は増加しコンタクトプロ
ーブとしての使用寿命は長くなる。
【0010】芯線の線径は0.2〜0.5mmに設定されてい
るので、このコンタクトプローブを複数本並設して線間
距離0.3mmのファインパターンを有するプリント基板の
同時多数点検査用の多点コンタクトプローブヘッドを組
み立てても、コンタクトプローブが互いに接触すること
はなく、その先端部の端面を被検査個所の多数点に同時
にピン立てすることができる。
【0011】また、芯線の長さが短すぎると、被検査個
所への接触時にピン圧が大きくなりすぎて被検査個所を
損傷することがあり、逆に長すぎるとピン圧が小さくな
りすぎて良好な接触状態が得られないので、本発明のコ
ンタクトプローブでは、芯線の長さを20〜100mmの
範囲内に設定されるが、そのことによって、コンタクト
プローブの基端部を固定したときに、被検査個所への先
端部のピン圧を適宜な値に調整することができる。
【0012】例えば、本発明のコンタクトプローブを組
み込んだ多点コンタクトプローブヘッドにおいて、コン
タクトプローブの先端でピン圧を得るストロークを1mm
に設定した場合、芯線の長さを20mmにするとピン圧は
約400g,芯線の長さを40mmにするとピン圧は約1
60g,芯線の長さを53mmにするとピン圧は約100
g,芯線の長さを60mmにするとピン圧は約75g,芯
線の長さを70mmにするとピン圧は約50g,芯線の長
さを100mmにするとピン圧は約25g,芯線の長さを
150mmにするとピン圧は約15g,芯線の長さを20
0mmにするとピン圧は約10gにすることができる。
【0013】このようなことから、良好な接触状態を可
能にし、かつ被検査個所の損傷を防止するために、本発
明においては、芯線の長さは20〜100mmに設定され
る。好ましくは、45〜60mmである。芯線の全面は、
鋼よりも導電性が良好な材料から成る導電性コーティン
グ層で被覆されているので、先端部の端面を被検査個所
に押圧して通電したときに、電流は外皮効果によって上
記導電性コーティング層を流れ、微小電流であっても導
通の有無を検出することができるようになる。すなわ
ち、欠陥検出の感度が向上する。
【0014】また、このコンタクトプローブの場合は、
先端部と基端部を除いた他の部分は絶縁性コーティング
層で被覆されているので、多点コンタクトプローブヘッ
ドに組み込んだ実使用時にコンタクトプローブが湾曲し
て隣のコンタクトプローブと接触しても、互いに電気的
に短絡することはなくなる。
【0015】
【実施例】以下に、図面に基づいて本発明のコンタクト
プローブを詳細に説明する。図1は、本発明のコンタク
トプローブAの断面構造を示す断面図である。図1にお
いて、コンタクトプローブAは、芯線1と、その全面を
被覆する導電性コーティング層2と、先端部A1 および
後端部A2 を除いた他の部分、すなわち中間部を被覆す
る絶縁性コーティング層3とで構成されている。ここ
で、先端部A1の端面は尖頭形状になっていて、この部
分がプリント基板の被検査個所に押圧され、また、基端
部A2 には例えばスリーブが嵌着されてリード取付部が
形成される。
【0016】まず、芯線1はHRCが40以上の鋼の線
材から成る。HRCが40より低い鋼で芯線1を構成す
ると、実使用時における先端部A1 の摩耗が大きく使用
寿命が短くなるとともに、線径0.2〜0.5mmに細径化し
たときの機械的強度の低下が大きくなるからである。芯
線1に用いる鋼としては、具体的には、SKH51,高
速度鋼,ばね鋼,ピアノ線材などを好適なものとしてあ
げることができる。
【0017】芯線1の線径は0.2〜0.5mmに設定され
る。線径を0.2mmより細くすると、HRC40以上の鋼
であっても、その機械的強度、とくに耐摩耗性が低下し
て実使用時におけるショット回数の減少を招き、また、
0.5mmより大径にすると、線間距離が0.3mmまたはそれ
よりも狭い回路パターンの検査に適合できなくなるから
である。
【0018】更に、芯線1の長さは20〜100mmに設
定される。芯線の長さを20mmよりも短くすると、実使
用時におけるピン圧は線径0.2mmであっても400g以
上になるため、コンタクトプローブの先端や被検査個所
を損傷させるような事態を招きやすい。また、芯線の長
さを100mmより長くすると、ピン圧が小さくなりすぎ
て検査時における誤動作を招きやすくなるからである。
【0019】導電性コーティング層2は、芯線1の材料
よりも高導電率の材料で形成される。具体的には、金,
ロジウムまたはそれらの合金で形成することが好適であ
る。この導電性コーティング層2は、例えば電気めっき
によって形成される。その場合、芯線1の全面を洗浄し
たのち、そこに厚み0.1〜0.2μm程度のフッ化銅の下
地層を形成し、更にその上に厚み3〜5μm程度のニッ
ケルの下地層を形成したのち、厚み0.3〜0.4μm程度
の金層を形成すると、その導電性コーティング層2は良
好な導電性を確保するとともに、芯線1との密着性も良
好となり、実使用時にコンタクトプローブが湾曲した場
合でも剥離することがないので好適である。
【0020】絶縁性コーティング層3は、例えば、テフ
ロンの焼付けコーティングやエナメル塗料を塗布して形
成される。また、電気絶縁性の熱収縮チューブに芯線1
を挿入したのち加熱して形成することもできる。この絶
縁性コーティング層3の厚みは格別限定されるものでは
なく、適度に可撓性が発現する厚みであればよい。な
お、本発明のコタンクトプローブにおいて、先端部A1
の端面は図示したような尖頭形状に限定されるものでは
なく、複数個の鋭角の山を有する形状であってもよい。
例えば、図2で示したように、頂角が15°程度の鋭角
に加工された山を3個有する三つ山構造であってもよ
い。また図3で示したように曲面構造になっていてもよ
い。
【0021】鋭角の複数の山を有する端面形状は、この
部分を被検査個所に押圧したときにすべりにくいととも
に、1つの山が被検査個所から外れても残る山で被検査
個所との接触が確保されるので、検査ミスが有効に防止
できる。また、後者の端面形状は、被検査個所が損傷さ
れることを忌避するような場合、例えば液晶実装のガラ
ス基板を検査するときのコンタクトプローブの先端形状
として好適である。
【0022】本発明のコンタクトプローブは、図4で示
したように、その基端部A2 にスリーブ4の一端を外嵌
し、スリーブ4の他端からリード線5を挿入し、基端部
2とリード線5を半田6で接続したのち、スリーブ4
を基端部A2 とリード線5の外側から加締めることによ
りリード線5との接続がなされる。このとき、基端部A
2 の外表面が金であると、半田6との濡れ性が良好にな
る。
【0023】このコンタクトプローブは例えば次のよう
にして製造することができる。まず、所定の鋼から成
り、所望の線径と長さを有する線材を例えばバレル研磨
したのち、先端部の端面加工を行って芯線1とする。こ
のバレル研磨を行うと、線材表面に微小クラックなどが
存在していてもそれらを除去することができ、そのこと
により、実使用時に折損することのない芯線を得ること
ができる。ついで、芯線1の表面の脱脂・洗浄処理を行
ったのち例えば電気めっきで所望する導電性コーティン
グ層2を形成し、更に、先端部A1 ,基端部A2 を除い
た個所に絶縁性コーティング層3を形成する。
【0024】最後に、基端部A2 にスリーブが外嵌さ
れ、リード線が接続されて、本発明のコンタクトプロー
ブが得られる。本発明のコンタクトプローブは、多点コ
ンタクトプローブヘッドに組み込まれて使用される。そ
の状態を図5に示す。図5は、多点コンタクトプローブ
ヘッド7の概略構成を示し、同図は、ヘッド7のコンタ
クトプローブAを被検査物8に押し当て使用している状
態を示している。
【0025】ヘッド7は、基盤7aと、基盤7aに対し
て所定の距離だけ離隔して基盤7aに固定され、被検査
物8に対向して配置されるガイド9と、被検査物8の各
検査点に対応してそれぞれ配置された複数のコンタクト
プローブA,A…と、ガイド9に平行して基盤7aとガ
イド9間にカラー10を介して配設され、各コンタクト
プローブAの湾曲する中間部A3 の長さを調整してピン
圧を調整する第2のガイド11を備えて構成される。
【0026】各コンタクトプローブAは、その先端部A
1 および基端部A2 の除く中間部A 3 は絶縁性コーティ
ング層が形成されている。各コンタクトプローブAは、
その基端部A2 側が基盤7aに固定されるとともに、先
端部A1 がガイド9にガイドされてガイド9から被検出
物8側に進退可能に突出している。基盤7aと第2のガ
イド11、およびそれらの間に介挿されるカラー10に
よってピン圧調整部が構成され、ガイド9と第2のガイ
ド11によって画成される空間によって、使用時に湾曲
することによって発生するコンタクトプローブAのピン
圧を調整している。すなわち、ガイド9と第2ガイド1
1間に形成された空間が、ヘッド7のピン圧発生部を構
成している。
【0027】図5に示されるように、ヘッド7に取りつ
けられる全てのコンタクトプローブAは、基盤7aから
コンタクトプローブAの先端部A1 に到るまでの長さが
略同じにしてある。そして、上述のように構成されるヘ
ッド7を実際に使用する際には、図5に示されるよう
に、コンタクトプローブAの先端部A1 が被検出物(プ
リント基板および部品面)8に当接した状態で、その中
間部A3 が湾曲し、その湾曲によって各コンタクトプロ
ーブAに反発力が発生し、この反発力によってコンタク
トプローブAと被検出物8との良好な接触を得ている。
【0028】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
コンタクトプローブは、芯線が弾性に富みかつ機械的強
度が大きく耐摩耗性が良好な鋼材で構成されているの
で、0.2〜0.5mm程度にまで細径化しても機械的強度は
低下せず、線間距離が0.3mm程度の回路パターンの検査
が可能である。また、プローブ先端の摩耗量は少なくな
るので、ショット数100万回以上の使用寿命を備えて
いる。更に、芯線の長さを調節することにより、ピン圧
を任意の値に設定することができるので、被検査個所の
損傷などを防止することが可能である。
【0029】また、芯線の全面は導電性が優れたコーテ
ィング層で被覆されているので、微小な検査電流でも感
応することができ、検査結果の信頼度は高い。更に、絶
縁性コーティング層の働きにより、実使用時に隣のコン
タクトプローブと接触した場合であっても両者間の電気
的短絡は防止される。このように、本発明のコンタクト
プローブは構造が極めて簡単であるにもかかわらず、高
密度実装のプリント基盤の検査にとって好適であり、そ
の工業的価値は大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のコンタクトプローブの1例を示す断面
図である。
【図2】コンタクトプローブの先端部の端面例を示す側
面図である。
【図3】先端部の端面の他の例を示す側面図である。
【図4】コンタクトプローブの基端部にリード線を接続
した状態を示す断面図である。
【図5】多点コンタクトプローブヘッドの概略構成と、
検査時の使用状態を示す全体図である。
【符号の説明】 A コンタクトプローブ A1 コンタクトプローブAの先端部 A2 コンタクトプローブAの基端部 1 芯線 2 導電性コーティング層 3 絶縁性コーティング層 4 スリーブ 5 リード線 6 半田 7 多点コンタクトプローブヘッド 7a 多点コンタクトプローブヘッドの基盤 8 被検査物(プリント基板) 9 ガイド 10 カラー 11 第2のガイド

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロックウエル硬さが40以上である鋼か
    ら成り、線径0.2〜0.5mm,長さ20〜100mmである
    芯線と、前記芯線の全面を被覆し、前記鋼よりも導電性
    が優れている材料から成る導電性コーティング層と、先
    端部および基端部を除いた前記導電性コーティング層の
    表面を被覆して成る絶縁性コーティング層とを備えてい
    ることを特徴とするコンタクトプローブ。
  2. 【請求項2】 前記基端部にはスリーブが嵌着されてい
    る請求項1のコンタクトプローブ。
  3. 【請求項3】 前記導電性コーティング層が、フッ化
    銅,ニッケル,金をこの順序で積層しためっき層である
    請求項1のコンタクトプローブ。
  4. 【請求項4】 前記先端部の端面が三つ山形状になって
    いる請求項1のコンタクトプローブ。
  5. 【請求項5】 前記先端部の端面が曲面形状になってい
    る請求項1のコンタクトプローブ。
JP6040881A 1994-03-11 1994-03-11 コンタクトプローブ Pending JPH07248337A (ja)

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