(57)【要約】  耐久性に優れ、かつ経済的な電気接点部材およびコンタクトプローブを提供する。この目的のため、長手方向の中心軸に対して対称な形状をなし、中空部を有する外周部と、長手方向へ略棒状をなして延在し、中空部を充填する芯部とを備え、外周部および芯部の一方は貴金属合金からなり、他方は貴金属合金と異なる導電性材料からなることとする。貴金属合金からなる外周部および芯部の一方は、長手方向の一端部で他方より突出しているとしてもよい。
2010016608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向の中心軸に対して対称な形状をなし、中空部を有する外周部と、
前記長手方向へ略棒状をなして延在し、前記中空部を充填する芯部と、
を備え、
前記外周部および前記芯部の一方は貴金属合金からなり、他方は前記貴金属合金と異なる導電性材料からなることを特徴とする電気接点部材。
【請求項２】
前記貴金属合金からなる前記外周部および前記芯部の一方は、前記長手方向の一端部で他方よりも突出していることを特徴とする請求項１記載の電気接点部材。
【請求項３】
長手方向の中心軸に対して対象な形状をなし、中空部を有する外周部と、前記長手方向へ略棒状をなして延在し、前記中空部を充填する芯部とをそれぞれ備えた第１および第２電気接点部材と、
軸線方向へ伸縮自在な導電性材料からなり、前記軸線方向の両端部に前記第１および第２電気接点部材がそれぞれ取り付けられるバネ部材と、
を備え、
前記第１および第２電気接点部材の各々は、前記長手方向の端部であって前記バネ部材に連結されていない側の端部において前記外周部および前記芯部の一方が他方より突出し、この突出した前記外周部および前記芯部の一方が貴金属合金からなり、他方が前記貴金属合金と異なる導電性材料からな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】
本発明は、電気接点部材および当該電気接点部材を用いて構成されるコンタクトプローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＩＣチップなどの半導体集積回路の電気特性検査を行う際、半導体集積回路に対して検査用の信号を送るために導電性のコンタクトプローブを用いる技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。この技術では、半導体集積回路または検査用信号を送信する回路基板の電極と接触する部分が針状の電気接点部材によって構成されている。このようなコンタクトプローブの導電性を高めるために、電気接点部材の表面に金や銀などの貴金属のメッキを施すことがよく行われている。【０００３】
ところで、コンタクトプローブでは、検査回数が増加するにつれて電気接点部材の先端部付近に半導体集積回路または回路基板の電極の半田が転写され、接触抵抗が増加して正常な電気特性検査を行うことができなくなる。このような事態を回避するには、紙ヤスリなどを用いてコンタクトプローブの先端に付着した半田を削り落とす作業を定期的に行う必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３３４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来のコンタクトプローブでは、先端に付着した半田を削り落とす際にメッキの被膜も削られて薄くなっていく。メッキの被膜が薄くなっていくと、半田を削り落とす周期が短くなる傾向にあり、最終的にはコンタクトプローブを交換する必要が生じていた。【０００６】
そこで、先端に付着した半田を削り落とす作業を行ってもコンタクトプローブを長期にわたって使用できるようにするため、貴金属の無垢材料を用いて電気接点部材を形成することが考えられている。しかしながらこの場合には、高価な貴金属を大量に使用することになるため、コンタクトプローブが高価になってしまうという問題があった。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、耐久性に優れ、かつ経済的な電気接点部材およびコンタクトプローブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電気接点部材は、長手方向の中心軸に対して対称な形状をなし、中空部を有する外周部と、前記長手方向へ略棒状をなして延在し、前記中空部を充填する芯部と、を備え、前記外周部および前記芯部の一方は貴金属合金からなり、他方は前記貴金属合金と異なる導電性材料からなることを特徴とする。【０００９】
また、本発明に係る電気接点部材は、上記発明において、前記貴金属合金からなる前記外周部および前記芯部の一方は、前記長手方向の一端部で他方よりも突出していることを特徴とする。【００１０】
また、本発明に係るコンタクトプローブは、長手方向の中心軸に対して対象な形状をなし、中空部を有する外周部と、前記長手方向へ略棒状をなして延在し、前記中空部を充填する芯部とをそれぞれ備えた第１および第２電気接点部材と、軸線方向へ伸縮自在な導電性材料からなり、前記軸線方向の両端部に前記第１および第２電気接点部材がそれぞれ取り付けられるバネ部材と、を備え、前記第１および第２電気接点部材の各々は、前記長手方向の端部であって前記バネ部材に連結されていない側の端部において前記外周部および前記芯部の一方が他方より突出し、この突出した前記外周部および前記芯部の一方が貴金属合金からなり、他方が前記貴金属合金と異なる導電性材料からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電気接点部材が、長手方向の中心軸に対して対称な形状をなし、中空部を有する外周部と、長手方向へ略棒状をなして延在し、中空部を充填する芯部と、を備え、外周部および芯部の一方が貴金属合金からなり、他方が貴金属合金と異なる導電性材料からなるため、被接触体と接触する部分に貴金属合金を使用する一方、貴金属合金の使用量を抑えることができる。したがって、耐久性に優れ、かつ経済的な電気接点部材および当該電気接点部材を備えたコンタクトプローブを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態に係るコンタクトプローブの構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の一実施の形態に係るコンタクトプローブの第１プランジャの構成を示す縦断面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施の形態に係るコンタクトプローブの第２プランジャの構成を示す縦断面図である。
【図４】図４は、本発明の別な実施の形態に係る電気接点部材であるリレー接点の構成を示す図である。
【図５】図５は、図４の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態（以後、「実施の形態」と称する）を説明する。なお、図面は模式的なものであって、各部分の厚みと幅との関係、それぞれの部分の厚みの比率などは現実のものとは異なる場合もあることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれる場合があることは勿論である。
【００１４】
図１は、本発明の一実施の形態に係るコンタクトプローブの構成を示す図である。同図に示すコンタクトプローブ１は、互いに相反する向きに突出した先端部を有する第１プランジャ２および第２プランジャ３と、第１プランジャ２と第２プランジャ３とを連結し、長手方向（図１の上下方向）へ伸縮自在なバネ部材４とを有する。
【００１５】
コンタクトプローブ１は、プローブホルダ５に収容されており、検査対象であるＩＣチップ等の半導体集積回路１００と、検査用の信号を出力する回路基板２００との間を電気的に接続し、電気信号の送受信を行う。半導体集積回路１００の検査を行う際、第１プランジャ２は半導体集積回路１００に設けられる接続用電極１０１と接触する一方、第２プランジャ３は回路基板２００に設けられる接続用電極２０１と接触する。したがって、第１プランジャ２および第２プランジャ３は、一方が第１電気接点部材であり、他方が第２電気接点部材である。
【００１６】
第１プランジャ２は、先端がクラウン形状をなす先端部２ａ、先端部２ａの径よりも大きい径を有するフランジ部２ｂ、フランジ部２ｂを介して先端部２ａと反対方向に突出し、フランジ部２ｂの径よりも小さい径の円柱状をなし、バネ部材４の端部が圧入されるボス部２ｃ、ボス部２ｃの径よりも小さい径の円柱状をなし、ボス部２ｃからフランジ部２ｂと反対側に延在する基端部２ｄ、を有し、長手方向の中心軸に対して対称な形状をなしている。
【００１７】
図２は、第１プランジャ２の構成を示す縦断面図である。第１プランジャ２は、中空部を有する外周部２１と、長手方向へ延在して外周部２１の中空部を充填する円柱状（丸棒状）の芯部２２とを有する。第１プランジャ２の先端部のうち図２の上端部において、外周部２１はクラウン形状をなしており、芯部２２よりも長手方向へ突出している。このため、外周部２１の上端は、半導体集積回路１００の検査時に接続用電極１０１と接触する。外周部２１におけるクラウン形状は、例えば旋盤加工時の溝加工によって形成される。
【００１８】
外周部２１は貴金属合金からなる。この貴金属合金として、例えば銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とする合金、パラジウム、銀、銅を主成分とする合金、または銀、白金、亜鉛、金、銅を主成分とする合金などを適用することができる。また、芯部２２は、貴金属合金よりも廉価な銅またはアルミニウムなどの導電性材料からなる。これにより、検査を行うことによって外周部２１の先端部に付着した半田を削り落とす作業を定期的に行いながら長期にわたって使用することができるとともに、貴金属合金の使用量を抑制してコストを低減することができる。
【００１９】
以上の構成を有する第１プランジャ２は、例えば外周側が外周部２１に対応する貴金属合金からなる一方、内周側の芯部が芯部２２に対応する導電性材料からなる鉛筆状のワーク部材を旋盤加工することによって形成される。
【００２０】
第２プランジャ３は、先鋭端を有する先端部３ａ、先端部３ａの径よりも大きい径を有するフランジ部３ｂ、フランジ部３ｂを介して先端部３ａと反対方向に突出し、フランジ部３ｂの径よりも小さい径の円柱状をなし、バネ部材４の端部が圧入されるボス部３ｃ、ボス部３ｃの径よりも小さい径の円柱状をなし、ボス部３ｃからフランジ部３ｂと反対側に延在する基端部３ｄ、を有し、長手方向と平行な中心軸に対して対称な形状をなしている。
【００２１】
図３は、第２プランジャ３の構成を示す縦断面図である。第２プランジャ３は、中空部を有する外周部３１と、長手方向に延在して外周部３１の中空部を充填し、図３の下端が先鋭端である略棒状の芯部３２とを有する。第２プランジャ３の先端部のうち図３の下端部において、芯部３２は外周部３１よりも長手方向へ突出している。このため、芯部３２の下端は回路基板２００の接続用電極２０１と接触する。
【００２２】
外周部３１は芯部２２と同様の導電性材料からなり、芯部３２は外周部２１と同様の貴金属合金からなる。したがって、第２プランジャ３は、第１プランジャ２と同様、耐久性に優れ、かつ経済的であるという効果を得ることができる。
【００２３】
以上の構成を有する第２プランジャ３は、例えば外周側が外周部３１に対応する導電性材料からなる一方、内周側の芯部が芯部３２に対応する貴金属合金からなる鉛筆状のワーク部材を旋盤加工することによって形成される。
【００２４】
バネ部材４は均一な径を有し、軸線方向へ伸縮自在な導電性材料からなるコイルバネであり、第１プランジャ２に取り付けられる側が密着巻き部４ａである一方、第２プランジャ３に取り付けられる側が粗巻き部４ｂとなっている。バネ部材４の内径はボス部２ｃ、３ｃの外径よりも若干小さい。密着巻き部４ａの端部はフランジ部２ｂに当接する一方、粗巻き部４ｂの端部はフランジ部３ｂに当接している。
【００２５】
半導体集積回路１００の検査を行う際、バネ部材４は第１プランジャ２および第２プランジャ３から荷重を受けることによって収縮し、湾曲する。その結果、密着巻き部４ａの少なくとも一部が基端部３ｄと接触する。これにより、第１プランジャ２、バネ部材４および第２プランジャ３を順次経由する最短経路の電気導通が実現される。このようにして最短経路の電気導通を実現することにより、検査時におけるコンタクトプローブ１のインダクタンスの増加を抑制することができる。
【００２６】
次に、プローブホルダ５の構成を説明する。プローブホルダ５は、複数のコンタクトプローブ１を、各コンタクトプローブ１の両端を表出させた状態で、接続用電極１０１の配置パターンに対応するパターンで収容している。プローブホルダ５は、絶縁性が高い合成樹脂材などの絶縁性材料を用いて各々板状に形成された第１ホルダ部材６および第２ホルダ部材７を板厚方向に積層してなる。第１ホルダ部材６と第２ホルダ部材７は、接着またはネジ止め等によって固着されている。
【００２７】
第１ホルダ部材６には、板厚方向に貫通され、コンタクトプローブ１を挿通する挿通孔６１が複数設けられている。挿通孔６１は、小径部６１ａと大径部６１ｂとからなる段付き孔形状をなしている。小径部６１ａは、検査対象である半導体集積回路１００と対向する側（図１の上面側）に開口を有する一方、大径部６１ｂは第２ホルダ部材７と対向する側に開口を有する。第１プランジャ２は、フランジ部２ｂが小径部６１ａと大径部６１ｂとの境界をなす階段状部分に当接することによって第１ホルダ部材６から抜け止めされている。
【００２８】
第２ホルダ部材７には、板厚方向に貫通され、コンタクトプローブ１を挿通する挿通孔７１が複数設けられている。挿通孔７１は、複数の挿通孔６１のいずれかと連通している。挿通孔７１は、小径部７１ａと大径部７１ｂとからなる段付き孔形状をなしている。小径部７１ａは、回路基板２００と対向する側（図１の下面側）に開口を有する一方、大径部７１ｂは第１ホルダ部材６と対向する側に開口を有する。第２プランジャ３は、フランジ部３ｂが小径部７１ａと大径部７１ｂとの境界をなす階段状部分に当接することによって第２ホルダ部材７から抜け止めされている。
【００２９】
第１ホルダ部材６および第２ホルダ部材７を構成する絶縁性材料としては、良好な絶縁性を有する合成樹脂材を用いることができる。また、絶縁性材料として、摺動性のよい樹脂材料やマシナブルセラミック、テフロン（登録商標）等を使用することもできる。
【００３０】
挿通孔６１、７１は、母材をなす絶縁性材料に対してドリル加工、エッチング、打抜成形のいずれかを行うか、あるいはレーザ、電子ビーム、イオンビーム、ワイヤ放電などのいずれかを用いた加工を施すことによって形成される。
【００３１】
なお、第１ホルダ部材６の板厚と第２ホルダ部材７の板厚との比は、収容するコンタクトプローブ１の形状等に応じて適宜設定することができる。
【００３２】
以上説明した本発明の一実施の形態によれば、接続対象と接触する部分には貴金属合金を適用する一方、その内周または外周に貴金属合金よりも廉価な導電性材料を適用しているため、耐久性に優れ、かつ経済的な電気接点部材およびコンタクトプローブを提供することができる。
【００３３】
ここまで、本発明を実施するための最良の形態を説明してきたが、本発明はそれらの実施の形態によって限定されるべきものではない。例えば、本発明は、上記以外の電気接点部材として適用することができる。図４は、本発明の別な実施の形態に係る電気接点部材であるリレー接点の構成を示す図である。図５は、図４の縦断面図である。図４および図５に示すリレー接点８は、中空円盤状の台座部８１と、台座部８１の中空部を充填し、一端が中空部から突出する円筒状の突起部８２とを備える。突起部８２は、貴金属合金からなる一方、台座部８１は貴金属合金とは異なる導電性材料（好ましくは貴金属合金よりも廉価な導電性材料）からなる。以上の構成を有するリレー接点８によれば、上述した第１プランジャ２や第２プランジャ３と同様、耐久性に優れ、かつ経済的であるという効果を得ることができる。
【００３４】
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態等を含みうるものであり、特許請求の範囲により特定される技術的思想を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を施すことが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、電気回路の電気接点を構成するのに有用であり、特に半導体集積回路等の電気特性検査を行う装置における電気接点を構成するのに適している。
【符号の説明】
【００３６】
１  コンタクトプローブ
２  第１プランジャ
２ａ、３ａ  先端部
２ｂ、３ｂ  フランジ部
２ｃ、３ｃ  ボス部
２ｄ、３ｄ  基端部
３  第２プランジャ
４  バネ部材
４ａ  密着巻き部
４ｂ  粗巻き部
５  プローブホルダ
６  第１ホルダ部材
７  第２ホルダ部材
８  リレー接点
２１、３１  外周部
２２、３２  芯部
６１、７１  挿通孔
６１ａ、７１ａ  小径部
６１ｂ、７１ｂ  大径部
８１  台座部
８２  突起部
１００  半導体集積回路
１０１、２０１  接続用電極
２００  回路基板
【図１】
2010016608.tif 000003
【図２】
2010016608.tif 000004
【図３】
2010016608.tif 000005
【図４】
2010016608.tif 000006
【図５】
2010016608.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成23年1月18日(2011.1.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛筆状をなし、外周側が貴金属合金からなる一方、内周側の芯部が前記貴金属合金と異なる導電性材料からなることを特徴とするワーク部材。
【請求項２】
前記導電性材料は、銅またはアルミニウムであることを特徴とする請求項１記載のワーク部材。
【請求項３】
鉛筆状をなし、外周側が貴金属合金からなる一方、内周側が前記貴金属合金と異なる導電性材料からなるワーク部材を旋盤加工することによって形成され、
前記貴金属合金からなり、長手方向の中心軸に対して対称な形状をなす外周部と、
前記導電性材料からなり、前記長手方向へ略棒状をなして延在する芯部と、
を備えたことを特徴とする電気接点部材。
【請求項４】
前記導電性材料は、銅またはアルミニウムであることを特徴とする請求項３記載の電気接点部材。
【請求項５】
前記外周部は、前記長手方向の一端部が前記芯部よりも突出していることを特徴とする請求項３または４記載の電気接点部材。
【請求項６】
請求項５記載の電気接点部材と、
軸線方向へ伸縮自在な導電性材料からなり、該軸線方向の一方の端部に前記電気接点部材の長手方向の他端部が取り付けられるバネ部材と、
前記バネ部材の軸線方向の他方の端部に取り付けられる第２電気接点部材と、
を備えたことを特徴とするコンタクトプローブ。
【請求項７】
貴金属合金からなり、長手方向の中心軸に対して対称な形状をなす外周部と、前記貴金属合金と異なる導電性材料からなり、前記長手方向へ略棒状をなして延在し、前記外周部の内周側に位置する芯部と、を備えた電気接点部材の製造方法であって、
鉛筆状をなし、外周側が前記貴金属合金からなる一方、内周側が前記導電性材料からなるワーク部材を旋盤加工することによって形成することを特徴とする電気接点部材の製造方法。
【国際調査報告】
2010016608.tif 000008
2010016608.tif 000009
2010016608.tif 000010
2010016608.tif 000011