(57)【要約】      （修正有）【課題】電極との接触性能を低下させることなく、外径の可及的極小化を実現できるコンタクトプローブを提供する。【解決手段】一端２ａを検査対象物に対する接触端２ａ’とした第一プランジャー２を前後動可能に納めるスリーブ１に内蔵された圧縮コイルバネ４により、このスリーブの開放端から前記接触端側を一定量突き出させた第一プランジャーが前進位置にある状態を維持するようにしてなるコンタクトプローブである。バネを構成する金属線を、このバネの長さ方向ｘにおいて長く且つこのバネの径方向ｙにおいて短い扁平の断面形状を持つように構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端を検査対象物に対する接触端としたプランジャーを前後動可能に納めるスリーブに内蔵された圧縮コイルバネにより、このスリーブの開放端から前記接触端側を一定量突き出させた前記プランジャーが前進位置にある状態を維持するようにしてなるコンタクトプローブであって、
前記バネを構成する金属線が、このバネの長さ方向において長く且つこのバネの径方向において短い扁平の断面形状を持つように構成されていることを特徴とするコンタクトプローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体素子などの電子部品や、電子回路など、電気的な特性の測定が必要とされる検査対象物のこの測定にあたり、各種の測定器にこの検査対象物から得られる電気的信号を伝達させるために用いられるコンタクトプローブの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転式ないしはターンタイプといわれるコンタクトプローブがある。（特許文献１参照）このタイプのコンタクトプローブは、プランジャーに螺旋状案内面を切削加工により形成させると共に、この螺旋状案内面に接触する凸部をプランジャーを納めるスリーブ（バレルとも称される。）に形成させ、さらに内蔵させた圧縮コイルバネによりプランジャーの接触端側がスリーブから一定量突き出した状態が維持されるようになっている。そして、プランジャーの接触端が半導体素子などの検査対象物の被接触箇所、典型的には電極に接触されたときに固定側となるスリーブ内でプランジャーが回転しながら後退するようになっている。
【０００３】
ここで、前記半導体素子などの電極間のピッチは、かかる半導体素子などの小型化に伴い極小化しており、これに伴ってコンタクトプローブの外径も極小化が求められている。
【０００４】
コンタクトプローブの外径、つまり、前記スリーブの外径の極小化には、前記バネの外径の極小化が不可欠となる。すなわち、前記スリーブの外径を０．１ｍｍとするには、前記バネの外径を０．０８ｍｍ未満とする必要がある。
【０００５】
一方、金属線をコイル状にして前記バネとする加工は、バネの外径と金属線の線径との関係では、バネの外径を金属線の線径の４倍とするのが限界である。このため、例えば、前記バネの外径を０．０７ｍｍとする場合、これを構成する金属線の線径は一般に０．０１８ｍｍ以上にはすることができない。
【０００６】
しかしながら、バネ定数は、バネを構成する金属線の線径の４乗に比例することから、かかる金属線の線径をできるだけ大きくさせながら前記バネの外径をできるだけ小さくできるようにすることが求められるところである。
【０００７】
すなわち、前記バネを構成する金属線の線径は、前記電極に対するプランジャーの接触端の押し付け荷重、つまり、コンタクトプローブにおける電極との接触性能に影響する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−２８１１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明が解決しようとする主たる問題点は、コンタクトプローブにおける電極との接触性能を低下させることなく、かかるコンタクトプローブの外径の可及的極小化を実現する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を達成するために、この発明にあっては、コンタクトプローブを、一端を検査対象物に対する接触端としたプランジャーを前後動可能に納めるスリーブに内蔵された圧縮コイルバネにより、このスリーブの開放端から前記接触端側を一定量突き出させた前記プランジャーが前進位置にある状態を維持するようにしてなるコンタクトプローブであって、
前記バネを構成する金属線を、このバネの長さ方向において長く且つこのバネの径方向において短い扁平の断面形状を持つように構成したものとした。
【発明の効果】
【００１１】
この発明にかかるコンタクトプローブにあっては、これを構成する前記バネを構成する金属線を、このバネの長さ方向において長く且つこのバネの径方向において短い扁平の断面形状を持つように構成していることから、このバネの外径を可及的に極小化しながら、前記金属線の断面積を可及的に最大化して、電極との接触性能を低下させることなくコンタクトプローブの外径の可及的極小化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１はこの発明の一実施の形態にかかるコンタクトプローブを構成するスリーブ体を、その長さ方向に沿って断面にして示した断面図である。
【図２】図２は前記コンタクトプローブを構成するバネを構成する金属線の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図１及び図２に基づいて、この発明の典型的な実施の形態について、説明する。この実施の形態にかかるコンタクトプローブは、半導体素子などの電子部品や、電子回路など、電気的な特性の測定が必要とされる検査対象物のこの測定にあたり、各種の測定器にこの検査対象物から得られる電気的信号を伝達させるために用いられるものである。かかるコンタクトプローブは、スリーブと、プランジャーと、圧縮コイルバネとを備えてなる。
【００１４】
図示の例では、プランジャーを二本としている。すなわち、図示の例では、コンタクトプローブは、それぞれ導電性材料から構成される、スリーブ１と、第一プランジャー２と、第二プランジャー３と、圧縮コイルバネ４とを組み合わせて構成されている。
【００１５】
スリーブ１は、両端をそれぞれ開放させた細長い円筒状を呈している。
【００１６】
第一プランジャー２及び第二プランジャー３はそれぞれ、スリーブ１の内径よりも外径をやや小さくした棒状をなす。第一プランジャー２は、その一端２ａを前記スリーブ１の一方の開放端から外方に突き出される接触端２ａ’として、その他端２ｂ側を先にしてスリーブ１に挿入されており、このスリーブ１の筒軸方向に沿った前後動可能にスリーブ１に組み合わされている。また、第二プランジャー３は、その一端３ａを前記スリーブ１の他方の開放端から外方に突き出される接触端３ａ’として、その他端３ｂ側を先にしてスリーブ１に挿入されており、前記第一プランジャー２と同様にこのスリーブ１の筒軸方向に沿った前後動可能にスリーブ１に組み合わされている。
【００１７】
スリーブ１体内には、前記第一プランジャー２の他端２ｂと第二プランジャー３の他端３ｂとの間において、このスリーブ１の筒軸方向にバネの長さ方向を沿わせる向きで圧縮コイルバネ４が納められている。このバネ４は、その一端を第一プランジャー２の他端２ａへの当接部４ａとし、かつ、その他端を第二プランジャー３の他端３ｂへの当接部４ｂとしている。
【００１８】
第一プランジャー２はその両端２ａ、２ｂ間に螺旋状案内面２ｃを有している。この螺旋状案内面２ｃは丸棒状をなすこの第一プランジャー２の母材に切削加工を施すことで形成されており、この螺旋状案内面２ｃの形成箇所では第一プランジャー２の断面はＤ字状をなしている。螺旋状案内面２ｃは、第一プランジャー２の軸芯を巡る仮想の螺旋に沿うように形成されている。かかる螺旋状案内面２ｃと第一プランジャー２の他端２ｂとの間には段差２ｄが形成されている。一方、第二プランジャー３は、その両端３ａ、３ｂ間を小径部３ｃとしている。
この実施の形態にあっては、前記スリーブ１には、その内方に向けて突き出して、第一プランジャー２の螺旋状案内面２ｃに摺接される前側凸部１ａと、第二プランジャー３の両端間に入り込む後側凸部１ｂとが形成されている。かかる前側凸部１ａ及び後側凸部１ｂにより、第一プランジャー２及び第二プランジャー３はその接触端側をスリーブ１から一定量突き出した前進位置に保持されるようになっている。
【００１９】
前記スリーブ１側をコンタクトプローブのマウント部材（図示は省略する。）固定させた状態から、第一プランジャー２の接触端２ａ’を検査対象物の被接触箇所（図示は省略する）所定の荷重で接しさせると、前記螺旋状案内面２ｃと前側凸部１ａとの協働によってかかる第一プランジャー２は前記バネ４を圧縮しながら回転後退され、前記被接触箇所の表面に付着物（酸化被膜、フラックスなど）がある場合でもこれを除いてかかる被接触箇所に接触端を適切に電気的に接続させるようになっている。図示の例では、前記第二プランジャー３の接触端３ａ’が測定機器側の電極に所定の荷重で接触されるようになっており、これにより前記検査対象物と測定機器側とがコンタクトプローブを介して電気的に接続されるようになっている。
【００２０】
この実施の形態にかかるコンタクトプローブにあっては、前記バネ４を構成する金属線４’は、このバネ４の長さ方向ｘにおいて長く且つこのバネ４の径方向ｙにおいて短い扁平の断面形状を持つように構成されている。このような断面を持った金属線４’は、典型的には断面を円形とする金属線（図２においてその外径を想像線で示す。）を、ロール加工によりつぶして、この金属線の長さ方向に直交する向きの断面を長円状とするようにすることで得ることができる。そして、このように断面を長円状とした金属線４’に対し、生成されるバネ４の長さ方向ｘに前記長円の長さ側を沿わせる向きでコイル状とするコイル加工を施すことで、前記バネ４を得ることができる。前記金属線４’から構成されるバネ４は第一プランジャー２及び第二プランジャー３の移動時にスリーブ１の内面に摺接されるが、前記金属線４’は断面を長円状とするのでかかる摺接抵抗は最小化される。
【００２１】
これにより、前記バネ４の外径を可及的に極小化しながら、前記金属線４’の断面積を可及的に最大化することができる。例えば、外径を０．０７ｍｍとするバネ４を断面円形の金属線で構成させる場合、金属線をコイル状にして前記バネ４とする加工は、バネ４の外径と金属線の線径との関係では、バネ４の外径を金属線の線径の４倍とするのが限界であるため、この金属線の直径は最大で０．０１８ｍｍとなる。しかるに、断面を前記のような長円状とする金属線４’によれば、生成されるバネ４の径方向ｙの金属線４’の寸法を前記コイル加工可能な０．０１８ｍｍとしながら、このバネ４の長さ方向ｘの金属線の寸法を０．０１８ｍｍよりも大きくすることができる。バネ定数は、バネを構成する金属線の線径の４乗に比例することから、断面を前記のような長円状とする金属線４’から構成されるバネ４は、断面を円形とする金属線から構成されるバネと同じ外径を有しながらこの断面を円形とする金属線から構成されるバネ４よりもバネ定数を大きくする。コンタクトプローブの外径、すなわち、スリーブ１の外径は前記バネ４の外径に依存することから、この実施の形態によれば前記バネ４の付勢力に起因したコンタクトプローブの接触性能を低下させることなくこのコンタクトプローブの外径の可及的極小化を実現することができる。また、前記のように構成されるバネ４によれば、所定の付勢力を確保しつつ可及的にその全長を短縮させること可能となることから、この実施の形態にかかるコンタクトプローブはその全長も可及的に極小化可能であり、電気信号の高速伝達にも寄与するものである。
【符号の説明】
【００２２】
１  スリーブ
２  第一プランジャー
２ａ  一端
２ａ’  接触端
４  バネ
４’  金属線
ｘ  バネの長さ方向
ｙ  バネの径方向
【図１】
2014137264.tif 000003
【図２】
2014137264.tif 000004