TWI600218B - 連接端子 - Google Patents

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TWI600218B
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風間俊男
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日本發條股份有限公司
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Description

連接端子
本發明係有關電路基板間等之連接所使用的連接端子。
習知技術中，在進行半導體積體電路(封裝件(package))和液晶面板(panel)等檢查對象的導通狀態檢查和動作特性檢查時，為了謀求檢查對象與輸出檢查用信號的信號處理裝置之間的電性連接，係使用收容有複數個屬於連接端子之接觸探針(contact probe)的探針單元(probe unit)。在探針單元的技術領城中，隨著近年來半導體積體電路和液晶面板的高度積體化、微細化之發展，接觸探針間的間距(pitch)也跟著變小，使得也能夠適用於高積體化、微細化的檢查對象的技術愈來愈進步。
此外，就上述的探針單元而言，已揭示有一種探針單元，係具有接觸探針，以兩端部分別接觸半導體積體電路的電極及輸出檢查用信號的電路基板的電極，藉此將半導體積體電路與電路基板之間予以電性連接(參照例如下述之專利文獻1)。
專利文獻1所揭示的接觸探針係具有：第1 柱塞(plunger)，係與半導體積體電路的電極接觸；第2柱塞，係與輸出檢查用信號的電路基板的電極接觸；以及線圈(coil)彈簧，係將第1及第2柱塞以伸縮自如的方式連接。在專利文獻1所揭示的接觸探針中，第1柱塞的第1基端部係收容於第2柱塞所具有的大致筒狀的第2基端部，藉由第1基端部與第2基端部進行滑動而確保有電性導通。第1及第2基端部係分別沿著第1及第2柱塞的長邊方向延伸。
(先前技術文獻)
(專利文獻)
專利文獻1：日本特許第3210645號公報
然而，專利文獻1所揭示的接觸探針係由於第1及第2基端部僅單純滑動接觸而有接觸電阻不穩定之問題。為了使接觸電阻穩定化，係必須令第1基端部的外周的直徑及第2基端部的內周的直徑高精度地一致，而造成製造及組裝困難。
本發明係有鑒於上述情事而研創者，其目的在於提供一種能夠以簡易的構成使接觸電阻穩定化的連接端子。
為了解決上述課題並達成目的，本發明的 連接端子係能夠沿著長邊方向伸縮且形成為針狀之具導電性的連接端子，此連接端子具備：第1柱塞，係具有與接觸對象的電極接觸之第1前端部及從前述第1前端部延伸之第1基端部；第2柱塞，係具有與接觸對象的電極接觸之第2前端部及從前述第2前端部延伸之第2基端部，在該第2基端部中，通過該第2基端部之中心軸的直線與通過前述第2前端部之中心軸的直線交叉，該第2基端部具有彈性且與前述第1基端部接觸；以及線圈彈簧，係捲繞線材而成，前述第1基端部與前述第2基端部插通於該線圈彈簧內部，以使前述第1及第2前端部的中心軸成為大致平行之方式連結前述第1及第2前端部，並能沿著前述長邊方向伸縮自如。
此外，本發明的連接端子係具有：第1接觸構件，係接觸兩個接觸對象中的一個接觸對象；第2接觸構件，係接觸兩個接觸對象中的另一個接觸對象；以及線圈彈簧，前述第1及第2接觸構件的一部分插通於其內部，且能夠沿著軸線方向彈推前述第1及第2接觸構件；前述第1接觸構件係具備第1前端部及第1基端部；前述第2接觸構件係具備第2前端部及以內周接觸前述第1基端部之外周的舌片部。
此外，本發明的連接端子係如上述發明，其中，前述舌片部之至少前端側的曲率半徑係於第1基端部與前述舌片部非接觸的狀態下，比前述第1基端部的直徑小。
此外，本發明的連接端子係如上述發明，其中，前述舌片部係利用彈性與前述第1基端部接觸。
此外，本發明的連接端子係如上述發明，其中，前述舌片部之與前述第1基端部接觸的面係呈沿著前述第1基端部之外周面所成之形狀。
此外，本發明的連接端子係能夠沿著長邊方向伸縮之具導電性的連接端子，此連接端子具備：第1接觸構件，係具有第1前端部及第1基端部，前述第1前端部係與接觸對象的電極中之一個電極接觸；第2接觸構件，係具有第2前端部及複數個舌片部，前述第2前端部係與接觸對象的電極中之另一個電極接觸，前述複數個舌片部係能夠與前述第1基端部接觸；彈性構件，係使前述第1及第2接觸構件沿著前述長邊方向伸縮自如；以及荷重施加手段，係對前述複數個舌片部施加與前述第1基端部之外周接觸之方向的荷重。
此外，本發明的連接端子係如上述發明，其中，前述彈性構件及前述荷重施加手段係由捲繞線材而成的單一個線圈彈簧所構成。
此外，本發明的連接端子係如上述發明，其中，前述荷重施加手段係將對前述複數個舌片部施加與前述第1基端部之外周接觸之方向的荷重之線圈彈簧、C形環、O形環及筒狀構件中之任何一個鎖固構件。
此外，本發明的連接端子係如上述發明，其中，前述舌片部係藉由從前述舌片部的端部朝向前述第 2前端部沿前述第2接觸構件的軸線方向延伸的狹縫進行分割；前述狹縫係至少延伸到舌片部之施加有前述荷重之位置。
此外，本發明的連接端子係如上述發明，其中，前述舌片部係藉由從前述舌片部的前端沿前述第2連接構件的軸線方向延伸的狹縫進行分割；前述狹縫係至少延伸超過舌片部之施加有前述荷重之位置。
此外，本發明的連接端子係如上述發明，其中，前述舌片部的軸線方向的長度係比第1及第2接觸構件可相對於彼此的軸線方向進行相對之滑動移動的長度更長。
此外，本發明的連接端子係如上述發明，其中，在前述第2前端部係形成有從前述複數個舌片部所成之中空空間延伸的中空空間；前述第2接觸構件係在俯視時呈大致U字形。
此外，本發明的連接端子係如上述發明，其中，前述第1及第2接觸構件中之至少一個接觸構件係呈板狀。
此外，本發明的連接端子係如上述發明，其中，前述線圈彈簧之與線材之長邊方向正交之方向的剖面係呈矩形。
此外，本發明的連接端子係如上述發明，其中，前述線圈彈簧係由絕緣材料或對導電材料施予絕緣處理的材料所構成。
此外，本發明的連接端子係能夠沿著長邊方向伸縮之具導電性的連接端子，此連接端子具備：第1接觸構件，係具有第1前端部及第1基端部，前述第1前端部係與接觸對象的電極接觸，前述第1基端部係具有從前述第1前端部朝互相遠離之方向延伸的複數個枝部；第2接觸構件，係具有第2前端部及第2基端部，前述第2前端部係與接觸對象的電極接觸，前述第2基端部係呈筒狀，且能夠與前述複數個枝部接觸；以及線圈彈簧，係能夠以使前述第1及第2接觸構件沿著前述長邊方向伸縮自如之方式支撐前述第1及第2接觸構件。
依據本發明，係發揮能夠以簡易的構成使接觸電阻穩定化之效果。
1‧‧‧探針單元
2、2a、5、5a、5b、5c、5d‧‧‧接觸探針(探針)
3‧‧‧探針固持座
4‧‧‧固持座
6‧‧‧連接端子
21、51、55、210‧‧‧第1柱塞
21a、22a、51a、52a、54a、55a、56a、61a、62a‧‧‧前端部
21b、22b、51b、52b、54b、55b、56b、61b、62b‧‧‧凸緣部
21c、22c、51c、55c、56c‧‧‧凸轂部
21d、22d、21e、22e、51d、55d、56d、61d‧‧‧基端部
22、52、54、56、220‧‧‧第2柱塞
23、53、53a、53b、63‧‧‧線圈彈簧
31‧‧‧第1構件
32‧‧‧第2構件
33、34‧‧‧探針孔
52c、54c、62c‧‧‧舌片部群
57‧‧‧鎖固構件
61‧‧‧第1接觸構件
61c‧‧‧延伸部
62‧‧‧第2接觸構件
64‧‧‧中空空間
100‧‧‧半導體積體電路
101‧‧‧連接用電極
200‧‧‧電路基板
201‧‧‧電極
521、632‧‧‧第1舌片部
521a‧‧‧第1凸轂部
521b‧‧‧第1延長部
522、624‧‧‧第2舌片部
522a‧‧‧第2凸轂部
522b‧‧‧第2延長部
551、552‧‧‧枝部
621‧‧‧第1凸緣
622‧‧‧第2凸緣
623a、624a‧‧‧突出部
N0‧‧‧接觸探針的軸
N1‧‧‧第1柱塞的軸
N2‧‧‧第2柱塞的軸
N10、N11‧‧‧第2柱塞的端部的軸(中心軸)
S1‧‧‧中空部
第1圖係顯示本發明實施形態1的探針單元的構成之立體圖。
第2圖係顯示本發明實施形態1的探針單元的主要部分的構成之局部剖面圖。
第3圖係顯示本發明實施形態1的接觸探針的主要部分的構成之示意圖。
第4圖係顯示本發明實施形態1的接觸探針的主要部分的構成之示意圖。
第5圖係顯示本發明實施形態1的半導體封裝件檢查 時的探針單元的主要部分的構成之局部剖面圖，係顯示接觸探針與電路基板及半導體封裝件連接的狀態之圖。
第6圖係顯示本發明實施形態1的變形例的接觸探針的構成之局部剖面圖。
第7圖係顯示本發明實施形態1的變形例的接觸探針的主要部分的構成之示意圖。
第8圖係顯示本發明實施形態1的變形例的接觸探針的主要部分的構成之示意圖。
第9圖係顯示本發明實施形態1的變形例的接觸探針的主要部分的構成之示意圖。
第10圖係顯示本發明實施形態2的接觸探針的構成之局部剖面圖。
第11圖係顯示本發明實施形態2的接觸探針的主要部分的構成之示意圖。
第12圖係顯示本發明實施形態2的接觸探針與比較構造的電阻值試驗的根數分布情形之分布圖。
第13圖係顯示本發明實施形態2的變形例1的接觸探針的構成之局部剖面圖。
第14圖係顯示本發明實施形態2的變形例2的接觸探針的構成之局部剖面圖。
第15圖係顯示本發明實施形態2的變形例2的接觸探針的構成之剖面圖。
第16圖係顯示本發明實施形態2的變形例3的接觸探針的構成之剖面圖。
第17圖係顯示本發明實施形態3的接觸探針的構成之局部剖面圖。
第18圖係顯示本發明實施形態4的連接端子的構成之立體圖。
第19圖係顯示本發明實施形態4的連接端子的構成之分解立體圖。
以下，結合圖式詳細說明本發明的實施形態。另外，本發明並不受下述的實施形態所限定。此外，在以下之說明所參照的各圖中，形狀、大小及位置關係僅以能夠理解本發明內容之程度概略顯示。亦即，本發明並不受各圖所例示的形狀、大小及位置關係所限定。
(實施形態1)
第1圖係顯示本發明實施形態1的探針單元的構成之立體圖。第1圖所示的探針單元1係對屬於檢查對象物之半導體積體電路100的電氣特性進行檢查時使用的裝置，且為將半導體積體電路100與輸出檢查用信號至半導體積體電路100的電路基板200之間予以電性連接的裝置。
探針單元1係具有：具導電性的接觸探針2(以下簡稱為「探針2」)，係以長邊方向(軸N0)的兩端接觸彼此相異之二個屬於被接觸體之半導體積體電路100及電路基板200的各電極；探針固持座(probe holder)3，係按照預定之圖案(pattern)收容複數根探針2並予以保持；以 及固持座(holder)構件4，係設置在探針固持座3的周圍，抑制在進行檢查時與複數根探針2接觸的半導體積體電路100發生位置偏移。探針2係相當於本發明的連接端子。
第2圖係顯示本實施形態1的探針單元的主要部分的構成之局部剖面圖，且為顯示收容於探針固持座3的探針2的詳細構成之圖。第2圖所示的探針2係具備：第1柱塞21，係使用導電性材料而形成，在進行半導體積體電路100的檢查時，接觸具備檢查電路的電路基板200的電極；第2柱塞22，係使用導電性材料而形成，接觸半導體積體電路100的連接用電極；以及線圈彈簧23，係設置在第1柱塞21與第2柱塞22之間，以伸縮自如的方式連結第1柱塞21及第2柱塞22。探針2係在接觸半導體積體電路100時，藉由線圈彈簧23沿著軸線方向伸縮來緩和半導體積體電路100對於連接用電極之撞擊，並且對半導體積體電路100及電路基板200施加荷重。
第3圖係顯示本實施形態1的接觸探針的主要部分的構成之示意圖，且為顯示第1柱塞21的構成之圖。第1柱塞21係具有：前端部21a，係呈尖細的尖端形狀；凸緣(flange)部21b，係從前端部21a的基端側延伸，具有比前端部21a的直徑大的直徑；凸轂(boss)部21c，係從凸緣部21b之與連結前端部21a之側不同側的端部延伸，且具有比凸緣部21b的直徑小的直徑；以及基端部21d，係從凸轂部21c之與連結凸緣部21b之側不同側的端部延伸，且形成寬度比凸轂部21c的直徑小的半圓柱狀而 延伸。在本實施形態1中係由前端部21a、凸緣部21b及凸轂部21c構成第1前端部，由基端部21d構成第1基端部。
第1柱塞21係在同軸(軸N1)上具有前端部21a、凸緣部21b及凸轂部21c，並且基端部21d沿著軸N1延伸。
第4圖係顯示本實施形態1的接觸探針的主要部分的構成之示意圖，且為顯示第2柱塞22的構成之圖。第2柱塞22係具有：前端部22a，係呈尖細的尖端形狀；凸緣部22b，係從前端部22a的基端側延伸，且具有比前端部22a的直徑大的直徑；凸轂部22c，係從凸緣部22b之與連結前端部22a之側不同側的端部延伸，且具有比凸緣部22b的直徑小的直徑；以及基端部22d，係從凸轂部22c之與連結凸緣部22b之側不同側的端部延伸，且形成寬度比凸轂部22c的直徑小的平板狀而延伸。在第2柱塞22中係至少基端部22d具有彈性。在本實施形態1中係由前端部22a、凸緣部22b及凸轂部22c構成第2前端部，由基端部22d構成第2基端部。
第2柱塞22係在同軸(軸N2)上具有前端部22a、凸緣部22b及凸轂部22c，並且基端部22d的延伸方向的軸N10(中心軸)係相對於軸N2傾斜而形成交叉。
線圈彈簧23係以預定間距捲繞線材而成，至少將基端部21d、22d插通於線圈彈簧23內部。線圈彈簧23係在連結第1柱塞21及第2柱塞22時，以使第1柱 塞21的軸N1與第2柱塞22的軸N2大致一致之方式連結。換言之，藉由線圈彈簧23，第1柱塞21及第2柱塞22係以軸N1及軸N2位在同一軸N0上的狀態連結。線圈彈簧23亦可藉由銲接而與第1柱塞21及/或第2柱塞22接合。線圈彈簧23所使用的線材係可列舉由金屬或樹脂所構成的材料。該材料係可具有導電性者，亦可為絕緣性者，亦可為對導電性材料施予絕緣處理者。
第1柱塞21及第2柱塞22係藉由線圈彈簧23的伸縮作用而能夠沿著軸線方向移動。探針2係保持於探針固持座3，在未施加來自外部的荷重(重力以外)的狀態下(參照第2圖)，第2柱塞22的基端部22d的一部分係與第1柱塞21的基端部21d接觸。具體而言，如第4圖所示，由於基端部22d的軸N10相對於軸N2傾斜(交叉)，因此形成壓接於基端部21d的狀態(對基端部21d施加有與軸N0大致正交之方向的荷重的狀態)。
探針固持座3係使用樹脂、可機械加工之陶瓷(machinable ceramic)等絕緣性材料而形成，探針孔33及34的形成位置係配合半導體積體電路100的配線圖案(pattern)而決定。
第5圖係顯示本實施形態1的半導體封裝件檢查時的探針單元的主要部分的構成之局部剖面圖，且為顯示接觸探針與電路基板及半導體封裝件連接的狀態之圖。當電路基板200安裝到固持座4(參照第1圖)，如第5圖所示，前端部21a即與電路基板200的電極201接觸。 當藉由該接觸而從電路基板200對前端部21a施加接觸荷重時，即形成線圈彈簧23沿著長邊方向壓縮的狀態。於線圈彈簧23壓縮時，第1柱塞21及第2柱塞22係朝互相接近的方向移動，藉此，基端部22d係一邊以朝半徑方向施加荷重的狀態壓接於基端部21d的接觸面(例如第2圖的箭頭方向)，一邊在該接觸面上滑動。
在半導體積體電路100的檢查時，前端部22a係與連接用電極101接觸，且藉由來自半導體積體電路100的接觸荷重而形成線圈彈簧23沿著長邊方向(軸N0)更進一步壓縮的狀態。當線圈彈簧23壓縮時，基端部22d係一邊壓接於基端部21d的接觸面，一邊在該接觸面上更進一步滑動。
依據上述的實施形態1，係構成為在第2柱塞22中，具有彈性且延伸方向的軸N10相對於軸N2傾斜而形成交叉的基端部22d係滑動於沿著軸N1延伸的基端部21d，因此在透過探針使檢查用信號導通時，使基端部21d與基端部22d間的接觸壓力提高，且接觸狀態穩定，以簡易的構成使柱塞間的接觸電阻穩定並降低，而能夠降低探針(整體)的電阻值。
依據上述的實施形態1，係構成為線圈彈簧23無電流流通，透過基端部21d及基端部22d確保第1柱塞21與第2柱塞22之間的電性導通，因此能夠流通大電流。
另外，在上述的實施形態1中雖然係以至 少基端部22d具有彈性進行說明，但第2柱塞22可為一體地(相同材料)形成，亦可為僅基端部22d使用具有彈性的材料而形成。此外，所謂的基端部22d具有彈性，係指無規定大小，可為金屬的回彈(springback)程度極弱者，只要達到接觸面間在得以有任何壓力施加的狀態下接觸的程度即可。
此外，在上述的實施形態1中雖然係以連接用電極呈平板狀者進行說明，但亦可為QFP(Quad Flat Package；四面扁平封裝)等所使用之呈平板狀的引腳(lead)。
(實施形態1的變形例)
第6圖係顯示本發明實施形態1的變形例的接觸探針的構成之局部剖面圖。在前述的實施形態1中係以基端部21d、22d呈平板狀者進行說明，而在本變形例中，第1及第2柱塞的基端部係呈對應於彼此接觸面的形狀。
第6圖所示的探針2a係具備：第1柱塞210，係使用導電性材料而形成，接觸於電路基板200的電極；第2柱塞220，係使用導電性材料而形成，接觸於半導體積體電路100的連接用電極；以及線圈彈簧23，係設置在第1柱塞210與第2柱塞220之間，以伸縮自如的方式連結第1柱塞210及第2柱塞220。構成探針2a的第1柱塞210、第2柱塞220及線圈彈簧23係具有相同的軸線。
第7圖係顯示本發明實施形態1的變形例的接觸探針的主要部分的構成之示意圖，且為顯示第1柱 塞210的構成之圖。本變形例的第1柱塞210係具有延伸成圓柱狀的基端部21e，以取代前述第1柱塞21的基端部21d。
第8圖係顯示本實施形態1的變形例的接觸探針的主要部分的構成之示意圖，且為顯示第2柱塞220的構成之圖。第9圖係顯示本實施形態1的變形例的接觸探針的主要部分的構成之示意圖，且為顯示從第2柱塞220的基端部22e側以軸N2方向觀看之圖。第2柱塞220係具有前述的前端部22a、凸緣部22b、凸轂部22c及從凸轂部22c之與連結凸緣部22b之側不同側的端部延伸的基端部22e(第2基端部)。在第2柱塞220中係至少基端部22e具有彈性。基端部22e係作為本發明的舌片部發揮功能。
第2柱塞220係基端部22e的延伸方向的軸N11(中心軸)至少相對於與前端部22a的中心軸平行的軸N2傾斜而形成交叉。此處，軸N11係例如為通過基端部22e的重心且與延伸方向平行的直線。
此處，基端部22e係具有形成與基端部21e的外周所成之R形狀大致相等的R形狀之內周面。具體而言，基端部22e係形成將平板往與軸N11正交之方向彎曲而成之形狀，該彎曲態樣的R形狀(曲率)係與基端部21e的外周側面的R形狀(曲率)相等。
第1柱塞210及第2柱塞220係藉由線圈彈簧23的伸縮作用而能夠沿著軸線方向移動。與實施形態1同樣地，由於基端部22e的軸N11相對於軸N2傾斜(交 叉)，因此形成壓接於基端部21e的狀態(對基端部21e施加有與軸N0大致正交之方向的荷重的狀態)。當線圈彈簧23因來自外部的荷重而壓縮時，基端部22e係一邊利用彈性接觸於基端部21e的接觸面，一邊在該接觸面上滑動。
另外，在上述的變形例中雖然係以基端部22e的內周面的R形狀(曲率)與基端部21e的外周側面的R形狀(曲率)相等者進行說明，但亦可為於基端部21e與基端部22e非接觸的狀態下，基端部22e的內周面的至少前端側的曲率半徑比基端部21e的外周所成之直徑小。只要基端部22e的內周面的曲率半徑比基端部21e的外周所成之直徑小，則基端部21e與基端部22e接觸時，基端部22e係以嚙合的方式接觸於基端部21e的外周，故能夠使基端部21e與基端部22e間的壓接狀態更確實。
(實施形態2)
第10圖係顯示本發明實施形態2的接觸探針的構成之局部剖面圖。在前述的實施形態1中係以一方的基端部壓接於另一方的基端部者進行說明，而本實施形態2的探針5係一方的基端部圍繞另一方的基端部的一部分。
本實施形態2的探針5係具備：第1柱塞51，係使用導電性材料而形成，在進行半導體積體電路100(參照第1圖)的檢查時，接觸於具備檢查電路的電路基板200的電極；第2柱塞52，係使用導電性材料而形成，接觸於半導體積體電路100的連接用電極；以及線圈彈簧 53，係設置在第1柱塞51與第2柱塞52之間，以伸縮自如的方式連結第1柱塞51及第2柱塞52。構成探針5的第1柱塞51、第2柱塞52及線圈彈簧53係具有相同的軸線。線圈彈簧53係發揮本發明的彈性構件及荷重施加手段的功能。
第1柱塞51係形成與前述的第1柱塞210同等之形狀，且具有與前端部21a、凸緣部21b、凸轂部21c及基端部21e相同形狀的前端部51a、凸緣部51b、凸轂部51c及基端部51d。關於線圈彈簧53，亦形成與前述的線圈彈簧23同等之形狀。
第2柱塞52係在同軸(軸N0)上具有：前端部52a，係呈尖細的尖端形狀；凸緣部52b，係從前端部52a的基端側延伸，且具有比前端部52a的直徑大的直徑；以及舌片部群52c，係由從凸緣部52b之與連結前端部52a之側不同側的端部延伸且圍繞基端部51d的複數個舌片部(第1舌片部521及第2舌片部522)所組成。在第2柱塞52中係至少舌片部群52c具有彈性。
第11圖係顯示本實施形態2的接觸探針的主要部分的構成之示意圖，且為顯示從第2柱塞52的舌片部群52c的前端側以軸N0方向觀看之圖。關於第1舌片部521及第2舌片部522，該兩個舌片部的外緣所成之直徑中最大的直徑係比凸緣部52b的直徑小。此外，兩個舌片部的內緣所成之直徑係只要為在組裝探針後令舌片部以些微的彈性接觸於第1基端部之直徑，則亦可為與基端部51d 的外周的直徑相等，亦可為較小，亦可為較大。在本實施形態2中雖然係以具有兩個舌片部者進行說明，但亦可具有三個以上的舌片部。
第1舌片部521及第2舌片部522係分別形階梯形狀，從抑制第2柱塞52相對於第1柱塞51傾斜的觀點來看，較佳為具有以軸N0為旋轉軸的旋轉對稱性。具體而言，第1舌片部521係具有：第1凸轂部521a，係從凸緣部52b之與連結前端部52a之側不同側的端部延伸；以及第1延長部521b，係從第1凸轂部521a沿著該第1凸轂部521a的內緣延伸，並且與軸N0正交之方向的厚度比第1凸轂部521a的厚度小。第2舌片部522係與第1舌片部521同樣地，具有第2凸轂部522a與第2延長部522b。第1延長部521b及第2延長部522b係以內周面圍繞基端部51d的一部分(前端側)。第1舌片部521及第2舌片部522的內周面所成之形狀係較佳為形成沿著基端部51d的外周面所成之形狀。藉由第1舌片部521及第2舌片部522的內周面所成之形狀為形成沿著基端部51d的外周面所成之形狀，即能夠降低接觸電阻。關於第1舌片部521及第2舌片部522的形成，係例如藉由在以具有對應於基端部51d之直徑的鑽孔器(drill)進行孔加工後，再以旋轉刀具(cutter)等施行溝加工而分割成兩個舌片部來形成。
線圈彈簧53係壓入至第1凸轂部521a及第2凸轂部522a所成之外緣，並且壓入至凸轂部51c，藉此連結第1柱塞51及第2柱塞52。
此時，第1凸轂部521a及第2凸轂部522a係藉由線圈彈簧53的壓入而鎖固，外緣所成之直徑會縮小。當第1凸轂部521a及第2凸轂部522a所成之外緣的直徑縮小時，第1延長部521b及第2延長部522b亦會往內周側移動。藉此，第1延長部521b及第2延長部522b的內周面所成之直徑會縮小。因此，第1延長部521b及第2延長部522b係形成分別壓接於基端部51d的外周面的狀態。在舌片部群52c中，藉由形成狹縫而成形第1舌片部521及第2舌片部522。該狹縫係從舌片部群52c之與凸緣部52b側不同側的端部至少延伸到以線圈彈簧53鎖固之位置(以線圈彈簧53施加荷重之位置)。
第1柱塞51及第2柱塞52係藉由線圈彈簧53的伸縮作用而能夠沿著軸線方向移動。當形成第1延長部521b及第2延長部522b藉由線圈彈簧53的鎖固力而壓接於基端部51d的狀態(對基端部51d施加有與軸N0大致正交之方向的荷重的狀態)，且線圈彈簧53會因來自外部的荷重而壓縮時，第1延長部521b及第2延長部522b即一邊壓接於基端部51d的接觸面，一邊在該接觸面上滑動。
關於第2柱塞52的製作，係例如能夠藉由在形成如第1柱塞51的前端部、凸緣部、凸轂部及基端部後，利用鑽孔器和刀具切削凸轂部及延長部來製作。當藉由上述方法一體性製作第2柱塞52時，係使用具有彈性及導電性的材料來形成。
第12圖係顯示本實施形態2的接觸探針與 屬於習知構造之比較構造的電阻值試驗的根數分布情形之分布圖。第12圖所示的分布圖係以縱軸為根數(試驗根數)、以橫軸為電阻值，來顯示第1凸轂部521a及第2凸轂部522a因線圈彈簧53的壓入而鎖固的探針5(本發明構造)與未以線圈彈簧53進行鎖固的比較用探針(比較構造)各者的分布情形。關於試驗，係兩種構造的探針各準備32根，針對每根探針進行三次測量。在試驗中，第1柱塞與第2柱塞之行程(stroke)量係設為500μm(micrometer；微米)。
如第12圖所示，相較於比較構造，本發明構造的電阻值較低，電阻值的變異亦較小。本發明構造的電阻值的平均值係第1次為33.6mΩ、第2次為34.7mΩ、第3次為35.0mΩ，相對於此，比較構造的電阻值的平均值係第1次為111.5mΩ、第2次為108.0mΩ、第3次為115.0mΩ。因此，藉由構成為如本發明構造之以線圈彈簧53進行鎖固而使之壓接之構造，即能夠獲得探針間變異小的低電阻的探針。
依據上述的實施形態2，係構成為在第2柱塞52中，第1延長部521b及第2延長部522b一邊藉由線圈彈簧53的鎖固力而壓接於基端部51d一邊滑動於基端部51d，因此提升舌片部群52c(第1舌片部521b及第2舌片部522b)與基端部51d間的接觸壓力，且接觸狀態穩定，以簡易的構成使柱塞間的接觸電阻穩定並降低，而能夠降低探針(整體)的電阻值。
此外，依據上述的實施形態2，相較於實施形態1，第1延長部521b及第2延長部522b與基端部51d間的接觸面積變得較大，故能夠使流通電流更進一步變大。
此外，在上述的實施形態2中，較佳為舌片部的軸線方向的長度係比第1柱塞51及第2柱塞52相對於彼此的軸線方向相對地滑動移動的長度更長。舌片部的軸線方向的長度愈長，依據力矩(moment)關係，對第1柱塞51的鎖固力愈小，滑動摩擦力係愈小。因此，滑動摩擦阻力不會變大，而能夠產生適度的摩擦力。此外，由於舌片部的鎖固部(第1凸轂部521a及第2凸轂部522a)側之端部的彎曲應力係舌片部愈長則愈小，故能夠使舌片部的厚度變薄，從而容易地因應第2柱塞52的小徑化。
另外，在上述的實施形態2中雖然係以舌片部群52c由兩個舌片部(第1舌片部521及第2舌片部522)所組成者進行說明，但亦可為具有三個以上的舌片部以上的舌片部。例如，當舌片部群具有三個舌片部時，藉由將各舌片部的內周面所成之形狀作成為沿著基端部51d的外周面所成之形狀，即能夠獲得比具有兩個舌片部時更為穩定的滑動。
此外，在上述的實施形態2中，第1柱塞51的凸轂部51c亦可藉由壓入至線圈彈簧53並相連結而由線圈彈簧53所支撐，亦可將凸轂部51c的直徑形成為比線圈彈簧53的內徑小而由線圈彈簧53抵接於凸緣部51b並予以支撐。
(實施形態2的變形例1)
第13圖係顯示本發明實施形態2的變形例1的接觸探針的構成之局部剖面圖。在前述的實施形態2中係針對線圈彈簧53之以線材之捲繞所形成的線圈直徑為固定直徑者進行說明，而本變形例1的線圈直徑係具有變化。本變形例1中，兩端部的直徑比線圈中央部的直徑小，相較於前述的實施形態2，壓入程度更強。
本變形例1的探針5a係具有前述的第1柱塞51、第2柱塞52及線圈彈簧53a。線圈彈簧53a係一端的線圈直徑等於或小於舌片部群52c的壓入部分(第1凸轂部521a及第2凸轂部524a)所成之外緣的直徑，另一端的線圈直徑等於或小於基端部51d的直徑。
(實施形態2的變形例2)
第14圖係顯示本發明實施形態2的變形例2的接觸探針的構成之局部剖面圖。第15圖係顯示本實施形態2的變形例2的接觸探針的構成之剖面圖。第15圖係以通過第14圖的軸N0之平面為剖切面的剖面圖。在本變形例2中，係在第2柱塞的前端部及凸緣部形成與由複數個舌片部所形成的空間(狹縫)相對應的凹溝。
本變形例2的探針5b係具有前述的第1柱塞51、線圈彈簧53及第2柱塞54。第2柱塞54係在同軸(軸N0)上具有：前端部54a，係呈尖細的尖端形狀；凸緣 部54b，係從前端部54a的基端側延伸，且具有比前端部54a的直徑大的直徑；以及舌片部群54c，係由從凸緣部54b之與連結前端部54a之側不同側的端部延伸的複數個舌片部所組成。
複數個舌片部係從凸緣部54b朝軸N0方向延伸，並且係以與相對向的舌片部之間的距離隨著愈往前端變得愈小之方式延伸。換言之，由複數個舌片部的外緣(外周)所成之大致圓形的直徑係往延伸方向的前端縮徑。另外，只要能夠藉由複數個舌片部壓接於基端部51d，則亦可不縮徑。
在前端部54a及凸緣部54b係設有與形成有複數個舌片部的內部空間相對應而形成的中空部S1。此外，在第2柱塞54中，將複數個舌片部所形成的內部空間及中空部S1與外部加以連通的狹縫係從舌片部群54c之與凸緣部52b側不同側的端部朝第2柱塞54的軸線方向延伸，在舌片部群54c中係藉由該狹縫而成形複數個舌片部。該狹縫係從舌片部群54c之與凸緣部54b側不同側的端部至少延伸至以線圈彈簧53進行鎖固之位置(以線圈彈簧53施加荷重之位置)，亦即延伸至前端部54a及凸緣部54b。藉由形成中空部S1並使前端部54a及凸緣部54b的剛性降低，而使利用線圈彈簧53的壓入而鎖固時的舌片部群54c的撓曲量增加，且能夠提升施加在基端部51d的荷重(因壓接所產生的荷重)。關於中空部S1，亦同樣地能夠藉由使用如前述的鑽孔器和刀具(刀刃工具)來形成。
(實施形態2的變形例3)
第16圖係顯示本發明實施形態2的變形例3的接觸探針的構成之剖面圖。在前述的實施形態2中係以基端部51d呈圓柱狀者進行說明，而在本變形例3中，基端部係形成將圓柱分割為二而分離成兩個方向的V字形。
本變形例2的探針5c係具有前述的線圈彈簧53、第1柱塞55及第2柱塞56。第1柱塞55係具有：前端部55a，係呈尖細的尖端形狀；凸緣部55b，係從前端部55a的基端側延伸，且具有比前端部55a的直徑大的直徑；凸轂部55c，係從凸緣部55b之與連結前端部55a之側不同側的端部延伸，且具有比凸緣部55b的直徑小的直徑；以及基端部55d，係具有從凸轂部55c之與連結凸緣部55b之側不同側的端部朝互相分離之方向延伸的兩個枝部(枝部551、552)。
第2柱塞56係在同軸上具有：前端部56a，係呈尖細的尖端形狀；凸緣部56b，係從前端部56a的基端側延伸，且具有比前端部56a的直徑大的直徑；凸轂部56c，係從凸緣部56b之與連結前端部56a之側不同側的端部延伸，且具有比凸緣部56b的直徑小的直徑；以及筒狀的基端部56d，係從凸轂部56c之與連結凸緣部56b之側不同側的端部延伸。
在基端部55d中，枝部551、552間的距離中之最大距離(前端側的距離)係比基端部56d的內部空間 的直徑(與延伸方向正交之方向的直徑)大。藉此，能夠確保枝部551、552收容於基端部56d時枝部551、552的外周面與基端部56d的內周面間的壓接狀態。
關於枝部551、552的形成，係例如能夠藉由對形成為圓柱狀的基端部，以刀刃工具等沿著中心軸方向分割為二後，再以朝預定角度延伸之方式予以彎折來形成。
在本變形例3中，亦可構成為藉由線圈彈簧53鎖固基端部56d而使基端部56d與枝部551、552間的壓接荷重更進一步變大。此外，在本變形例3中雖然係以枝部設有兩個者進行說明，但亦可設有三個以上的枝部。
此外，在上述的變形例3中，第1柱塞55的凸轂部55c亦可藉由壓入至線圈彈簧53並相連結而由線圈彈簧53所支撐，亦可將凸轂部55c的直徑形成為比線圈彈簧53的內徑小而由線圈彈簧53抵接於凸緣部55b並予以支撐。此外，第2柱塞56亦可同樣地由凸轂部56c壓入至線圈彈簧53，亦可由線圈彈簧53支撐凸緣部56b。
(實施形態3)
第17圖係顯示本發明實施形態3的接觸探針的構成之局部剖面圖。在前述的實施形態2中係以藉由線圈彈簧53的壓入來鎖固第1凸轂部521a及第2凸轂部522a者進行說明，而本實施形態3的探針5d係藉由有別於線圈彈簧53b而另外設置的鎖固構件57來鎖固第1凸轂部521a及第 2凸轂部522a。在本實施形態3中，係藉由線圈彈簧53b及鎖固構件57來構成支撐手段。
本實施形態3的探針5d係具有前述的第1柱塞51、第2柱塞52、線圈彈簧53b及鎖固構件57。線圈彈簧53b係捲繞的軸方向的長度比前述的線圈彈簧53的捲繞的軸方向的長度短。線圈彈簧53b的彈簧常數係可與線圈彈簧53相同，亦可不同。
鎖固構件57係由以緊密捲繞的方式捲繞線材而成的線圈彈簧所構成。鎖固構件57的線材所成之內徑係比第1凸轂部521a及第2凸轂部522a的外周所成之直徑小。另外，鎖固構件57亦可為以預定間距捲繞線材而成者。
鎖固構件57係壓入至第1凸轂部521a及第2凸轂部522a。此時，第1凸轂部521a及第2凸轂部522a係藉由壓入而鎖固，且往互相接近的方向、亦即往與基端部51d的外周接觸的方向彈性變形而縮徑。當第1凸轂部521a及第2凸轂部522a縮徑時，第1延長部521b及第2延長部522b亦會往軸N0側移動。藉此，第1延長部521b及第2延長部522b的內周面所成之直徑即會縮小。因此，第1延長部521b及第2延長部522b係形成分別壓接於基端部51d的外周面的狀態。
依據上述的實施形態3，係構成為第2柱塞52中，第1延長部521b及第2延長部522b藉由鎖固構件57的鎖固力而一邊壓接於基端部51d一邊滑動，因此提高 舌片部群52c(第1延長部521b及第2延長部522b)與基端部51d間的接觸壓力，且接觸狀態穩定，能夠以簡易的構成使接觸電阻穩定化。
此外，依據上述的實施形態3，係構成為有別於線圈彈簧53b而另外設置鎖固構件57，藉由該鎖固構件57來鎖固第1凸轂部521a及第2凸轂部522a，線圈彈簧53b並無鎖固的功能，因此能夠將第1柱塞51及第2柱塞52的伸縮與第1凸轂部521a及第2凸轂部522a的鎖固各自獨立地設計。
另外，在上述的實施形態3中雖然係以鎖固構件57為線圈彈簧者進行說明，但亦可為C形環，亦可為O形環，亦可為筒狀的構件。鎖固構件係只要內周所成之直徑比第1凸轂部521a及第2凸轂部522a的外周所成之直徑小、且能夠致使彈性變形便能夠適用。此外，線圈彈簧的直徑係亦可設為比鎖固構件的直徑大。
(實施形態4)
第18圖係顯示本發明實施形態4的連接端子的構成之立體圖。第19圖係顯示本發明實施形態4的連接端子的構成之分解立體圖。在前述的實施形態1至3中係以呈大致圓柱狀的接觸探針為例來說明連接端子的構成，但本實施形態4的連接端子6係使用板狀的構件而成。
連接端子6係具有：大致平板狀的第1接觸構件61，係一方的端部能夠與連接對象物接觸而電性連 接；大致平板狀的第2接觸構件62，係一方的端部能夠與連接對象物接觸而電性連接，並且能夠與第1接觸構件61接觸；以及線圈彈簧63，係能夠以使第1接觸構件61及第2接觸構件62沿著長邊方向伸縮自如之方式支撐第1接觸構件61及第2接觸構件62。另外，在下述中，係以平板的面中之佔有面積較大且相對向的兩個面為主面、以與主面大致正交之面為側面，以與主面正交之方向為板厚方向、以與板厚方向及長邊方向正交之方向為寬度方向。
第1接觸構件61係使用具有導電性的材料而形成。第1接觸構件61係在同軸上具有：前端部61a，係具有複數個呈尖細的尖端形狀的凸部；凸緣部61b，係從前端部61a的基端側延伸，且具有比前端部61a的寬度大的寬度；延伸部61c，係從凸緣部61b之與連結前端部61a之側不同側的端部延伸成大致角柱狀；以及基端部61d，係從延伸部61c之與凸緣部61b的連結側不同側的端部延伸，且具有比延伸部61c的寬度大的寬度。
第2接觸構件62係使用具有導電性的材料而形成。第2接觸構件62係在同軸上具有：前端部62a，係呈尖細的尖端形狀，且朝板厚方向俯視時呈大致U字形；凸緣部62b，係具有從前端部62a的基端分別朝寬度方向延伸的兩個凸緣(第1凸緣621及第2凸緣622)；以及舌片部群62c，係具有從前端部62a的基端分別延伸的的兩個舌片部(第1舌片部623及第2舌片部624)。第2接觸構件62係藉由上述的構成而在俯視時呈形成有中空空間 64的大致U字形。
第1舌片部623及第2舌片部624係形成沿著長邊方向彼此平行地延伸的大致柱狀。在未施加來自外部的荷重(重力以外)的狀態下，第1舌片部623及第2舌片部624間的距離係與基端部61d的寬度為同等程度。此外，在第1舌片部623及第2舌片部624係在與前端部62a側的端部不同側的端部分別形成有朝相對向的舌片部突出的突出部623a、624a。
第1接觸構件61及第2接觸構件62係由貴金屬或貴金屬合金所構成，且藉由切削加工而形成。此處所說的貴金屬，係指例如金(Au)、銀(Ag)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、銠(Rh)等。此外，貴金屬合金係指含有上述任一種貴金屬之合金。另外，亦可對由銅、銅合金或鐵所形成的第1接觸構件61及第2接觸構件62包覆上述的貴金屬。
線圈彈簧63係以螺旋狀捲繞線材而成。線圈彈簧63的內周所成之直徑係比舌片部群62c的外切圓的直徑小。另外，此處所說的外切圓，係指在以與寬度方向平行之平面為剖切面的舌片部群62c的剖面中與該剖面外切之圓。如第19圖所示，線圈彈簧63係一端抵接於凸緣部61b而支撐第1接觸構件61，並且在另一端壓入有舌片部群62c並抵接於凸緣部62b，藉此支撐第2接觸構件62。藉此，在將第1接觸構件61與第2接觸構件62予以卡合的狀態下，延伸部61c、基端部61d及舌片部群62c係由線圈彈簧63所包圍。
此外，線圈彈簧63係至少表面具有絕緣性。關於絕緣性之確保，係能夠藉由以絕緣塗料(enamel)等絕緣性的樹脂來包覆線圈彈簧63的表面來實現，或者使用具有絕緣性的樹脂、陶瓷(ceramics)或電阻值比第1及第2接觸構件高的線材形成線圈狀來實現。
第1接觸構件61與第2接觸構件62係藉由將延伸部61c及基端部61d***至第1舌片部623及第2舌片部624所成之空間(中空空間64)而連結。此時，第1舌片部623及第2舌片部624與基端部61d係形成滑接的狀態。此外，藉由使基端部61d與突出部623a、624a相互卡止，而具有防止第1接觸構件61與第2接觸構件62脫落的功能。
第1舌片部623及第2舌片部624係壓入至線圈彈簧63。此時，第1舌片部623及第2舌片部624係藉由壓入而鎖固，往互相接近的方向彈性變形。藉由第1舌片部623及第2舌片部624之互相接近，形成分別壓接於延伸部61c的外周面的狀態。
依據上述的實施形態4，係構成為在第2接觸構件62中，第1舌片部623及第2舌片部624藉由線圈彈簧63的鎖固力而一邊壓接於基端部61d一邊滑動，因此提升舌片部群62c(第1舌片部623及第2舌片部624)與基端部61d間的接觸壓力，且接觸狀態穩定，而能夠以簡易的構成使接觸電阻穩定化。
另外，在上述的實施形態4中雖係構成為 以基端部61d與突出部623a、624a來防止脫落，但在將兩連接構件壓入至線圈彈簧的情況時，亦可不需要該等構成(基端部與突出部)。
另外，在上述的實施形態4中，亦可設置實施形態3的鎖固構件，藉由該鎖固構件57來鎖固第1舌片部623及第2舌片部624。
另外，在上述的實施形態4中，亦可使第1接觸構件61的前端部61a及凸緣部61b相對於舌片部群62c旋轉90°。
另外，在前述的實施形態1至3中，各凸緣部的各前端部側的端部及探針孔的大徑部與小徑部間之各交界壁面亦可呈錐狀(taper)。藉此，能夠在將探針安裝到固持座時更加確實地進行與探針的軸線方向垂直之方向的定位。
此外，在前述的實施形態1、2及變形例中雖係以設有凸緣部和凸轂部等者進行說明，但只要是有線圈彈簧壓入而具有防止從固持座脫落的功能，則亦可為不具有凸緣部或凸轂部之構成。
此外，在前述的實施形態1至4及變形例中，係以線圈彈簧使用線材而形成者進行說明，而關於該線材，亦可為與線材的長邊方向正交之方向的剖面呈圓形或橢圓形者，亦可為呈矩形者。當線材呈矩形時，能夠使第1柱塞(第1接觸構件)及第2柱塞(第2接觸構件)的伸縮及施加在鎖固的荷重增大。
前述的實施形態1至4及變形例係只是本發明的實施例而已，本發明並不受該些實施例所限定。此外，本發明係能夠藉由適當地組合各實施形態和變形例所揭示的複數構成元件來形成各種發明。例如，亦能夠將實施形態1至3中記載的柱塞與實施形態4的接觸構件組合在一起。本發明當能夠依照規格等進行各種變形，此外，由上述得知，在本發明的範圍內當能有其他的各種實施形態。
(產業上的可利用性)
如上所述，本發明的接觸探針係在以簡易的構成使接觸電阻穩定化方面相當有用。
2‧‧‧接觸探針(探針)
3‧‧‧探針固持座
21‧‧‧第1柱塞
21a、22a‧‧‧前端部
21b、22b‧‧‧凸緣部
21c、22c‧‧‧凸轂部
21d、22d‧‧‧基端部
22‧‧‧第2柱塞
23‧‧‧線圈彈簧
31‧‧‧第1構件
32‧‧‧第2構件
33、34‧‧‧探針孔

Claims (11)

  1. 一種連接端子，係能夠沿著長邊方向伸縮之具導電性的連接端子，此連接端子具備：第1接觸構件，係具有第1前端部及第1基端部，前述第1前端部係與作為接觸對象的電極中之一個電極接觸；第2接觸構件，係具有第2前端部及複數個舌片部，前述第2前端部係與作為接觸對象的電極中之另一個電極接觸，前述複數個舌片部係能夠與前述第1基端部接觸；彈性構件，係使前述第1及第2接觸構件沿著前述長邊方向伸縮自如；以及荷重施加手段，係在未施加來自外部之荷重的狀態下，對前述複數個舌片部之前述第2前端部側的端部施加與前述第1基端部之外周接觸之方向的荷重。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之連接端子，其中，前述彈性構件及前述荷重施加手段係由同一構件所構成。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之連接端子，其中，前述彈性構件及前述荷重施加手段係由捲繞線材而成的一個線圈彈簧所構成。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之連接端子，其中，前述荷重施加手段係對前述複數個舌片部施加與前述第1基端部之外周接觸之方向的荷重之線圈彈簧、C形環、O形環及筒狀構件中之任一個鎖固構件。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之連接端子，其中，前述複數個舌片部係隔著從前述舌片部之前述第2前端部側之相反側的端部朝向前述第2前端部沿著前述第2接觸構件的軸線方向延伸的狹縫而分離；前述狹縫係至少延伸到舌片部之施加有前述荷重之位置。
  6. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之連接端子，其中，前述複數個舌片部係隔著從前述舌片部之前述第2前端部側之相反側的端部朝前述第2前端部沿著前述第2接觸構件的軸線方向延伸的狹縫而分離；前述狹縫係延伸超過前述舌片部之施加有前述荷重之位置。
  7. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之連接端子，其中，前述第1及第2接觸構件中之至少一個接觸構件係呈板狀。
  8. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之連接端子，其中，前述第1及第2接觸構件、前述彈性構件及前述荷重施加手段係設置在同軸上。
  9. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之連接端子，其中，前述複數個舌片部係圍繞前述第1基端部。
  10. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之連接端子，其中，前述複數個舌片部各自相對於前述第2接觸構件之軸線方向朝前述第1基端部側傾斜延伸。
  11. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之連接端子，其中，前述複數個舌片部各自從前述第2前端部側之端部朝該第2前端部之相反側延伸，各個前端係接觸於前述第1基端部。
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