(57)【要約】【課題】プランジャーとバレルが接合されるときにバレルが外側に膨らむことを抑制できるプローブ及びプローブの製造方法を提供する。【解決手段】周囲よりも外壁部を中心軸方向に後退させた括れ部分１２を含む接合領域１１を有する管形状のバレル１０と、バレル１０の端部の開口端から先端部が露出した状態でバレル１０に挿入された棒形状のプランジャー２０とを備え、接合領域１１においてバレル１０の内壁部とプランジャー２０が接合されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲よりも外壁部を中心軸方向に後退させた括れ部分を含む接合領域を有する管形状のバレルと、
前記バレルの端部の開口端から先端部が露出した状態で前記バレルに挿入された棒形状のプランジャーと
を備え、前記接合領域において前記バレルの内壁部と前記プランジャーが接合されていることを特徴とするプローブ。
【請求項２】
前記接合領域の中央部に膨らみが形成され、
前記括れ部分が、前記接合領域の隣接する領域との境界部分と前記中央部との間で前記外壁部を中心軸方向に後退させた部分を含み、
前記膨らみの高さは前記括れ部分の段差を越えないことを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項３】
前記括れ部分が、前記バレルの軸方向に対して垂直に前記バレルの周囲を周回していることを特徴とする請求項１又は２に記載のプローブ。
【請求項４】
前記括れ部分が、前記バレルの中心軸を挟んで対向する２箇所に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプローブ。
【請求項５】
前記バレルと前記プランジャーが前記接合領域でスポット溶接されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のプローブ。
【請求項６】
前記括れ部分とその他の部分とで、前記バレルの内径の大きさが一定であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のプローブ。
【請求項７】
プランジャーの先端部が露出した状態になるように、周囲よりも外壁部を中心軸方向に後退させた括れ部分を含む接合領域を有する管形状のバレルの端部の開口端から前記プランジャーを挿入するステップと、
前記接合領域において前記バレルの内壁部と前記プランジャーとを接合するステップと
を含むことを特徴とするプローブの製造方法。
【請求項８】
前記バレルを前記プランジャーとスポット溶接によって接合することを特徴とする請求項７に記載のプローブの製造方法。
【請求項９】
前記スポット溶接のために前記バレルに接触させる溶接電極の前記バレルの軸方向に沿った長さが、前記接合領域の軸方向に沿った長さよりも短いことを特徴とする請求項８に記載のプローブの製造方法。
【請求項１０】
前記スポット溶接のために前記バレルに接触させる溶接電極の前記バレルの軸方向に沿った長さが、前記接合領域の軸方向に沿った長さよりも長いことを特徴とする請求項８に記載のプローブの製造方法。
【請求項１１】
前記スポット溶接において加圧する方向を、前記括れ部分の形成された箇所を結ぶ直線と垂直になるように設定することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載のプローブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査体の特性の測定に使用されるプローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路などの被検査体の特性を測定するためにプローブが使用されている。プローブを用いた測定では、プローブの一方の端部を被検査体に接触させ、プローブの他方の端部を、プリント基板などに配置されてテスタと電気的に接続される端子（以下において「ランド」という。）に接触させる。
【０００３】
プローブには、被検査体に接触する小径のプランジャーとプランジャーの一部が挿入される大径の円筒形状部であるバレルとを有し、プランジャーの挿入された部分とバレルとが接合された構造が使用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−８９９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
プランジャーとバレルとは、スポット溶接などによって接合される。しかしながら、スポット溶接では、加圧に起因してバレルが外側に膨らむという問題が生じる。このため、プローブ同士の接触を防止するためにプローブの間隔を広くする必要があり、プローブの配置の狭ピッチ化が阻害されるという問題があった。
【０００６】
上記問題点に鑑み、本発明は、プランジャーとバレルが接合されるときにバレルが外側に膨らむことを抑制できるプローブ及びプローブの製造方法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】
【０００７】
本発明の一態様によれば、周囲よりも外壁部を中心軸方向に後退させた括れ部分を含む接合領域を有する管形状のバレルと、バレルの端部の開口端から先端部が露出した状態でバレルに挿入された棒形状のプランジャーとを備え、接合領域においてバレルの内壁部とプランジャーが接合されているプローブが提供される。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、プランジャーの先端部が露出した状態になるように、周囲よりも外壁部を中心軸方向に後退させた括れ部分を含む接合領域を有する管形状のバレルの端部の開口端からプランジャーを挿入するステップと、接合領域においてバレルの内壁部とプランジャーとを接合するステップとを含むプローブの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、プランジャーとバレルが接合されるときにバレルが外側に膨らむことを抑制できるプローブ及びプローブの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るプローブの構成を示す模式図であり、図１（ａ）は全体図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の領域Ａの拡大図である。
【図２】スポット溶接を説明するための模式図である。
【図３】比較例のプローブの形状を示す模式図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るプローブの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るプローブの製造方法を説明するための模式図である（その１）。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るプローブの製造方法を説明するための模式図である（その２）。
【図７】本発明の第１の実施形態に係るプローブの製造方法を説明するための模式図である（その３）。
【図８】本発明の第１の実施形態に係るプローブの製造方法を説明するための模式図である（その４）。
【図９】本発明の第１の実施形態の変形例に係るプローブの製造方法を説明するための模式図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態の変形例に係るプローブの構成を示す模式図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係るプローブの製造方法を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各部の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面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ていることはもちろんである。以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置などを下記のものに特定するものでない。
【００１２】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係るプローブは、図１（ａ）〜図１（ｂ）に示すように、管形状のバレル１０と、バレル１０の端部の開口端から先端部が露出した状態でバレル１０に挿入された棒形状のプランジャー２０を備える。バレル１０は、周囲よりも外壁部を中心軸方向に後退させた括れ部分１２を含む接合領域１１を有する。接合領域１１は、バレル１０のプランジャー２０が挿入された端部に近接した領域に設けられている。接合領域１１において、バレル１０の内壁部とプランジャー２０とが接合されている。
【００１３】
括れ部分１２は、バレル１０の軸方向に対して垂直にバレル１０の周囲を周回している。また、接合領域１１の中央部に膨らみが形成されている。括れ部分１２は、接合領域１１の境界部分１３と中央部との間で外壁部を中心軸方向に後退させた部分を含む。なお、図１（ｂ）に示すように、接合領域１１の隣接する領域との境界部分１３は、バレル１０の軸方向に沿って接合領域１１の外縁部から中央部に向かって次第に細くなる部分を有する。
【００１４】
バレル１０とプランジャー２０とは、例えばスポット溶接によって接合領域１１で接合される。括れ部分１２の中央部の膨らみは、下記のようにスポット溶接によって形成されるものである。
【００１５】
以下に、スポット溶接について説明する。先ず、括れ部分１２を有さないバレル１０Ａとプランジャー２０Ａを接合する比較例について説明する。
【００１６】
スポット溶接では、図２に示すように、バレル１０Ａとプランジャー２０Ａとを溶接電極１００によって矢印の方向に加圧（プレス）しつつ電流を流す。これにより、バレル１０Ａとプランジャー２０Ａとの接触面に抵抗熱を発生させる。この熱抵抗によってバレル１０Ａやプランジャー２０Ａの内部で金属の溶解凝固を起こして、バレル１０Ａとプランジャー２０Ａが溶接される。
【００１７】
このときのプレスによって形状変化が生じ、図３に示すように、スポット溶接した領域のバレル１０Ａの表面に他の領域よりも外側にはみ出す膨らみが生じる。このような膨らみがプローブの表面に生じると、プローブ同士の接触を防止するために、プローブの間隔を広くする必要がある。
【００１８】
このため、括れ部分１２をバレル１０Ａが有さない比較例のプローブの場合には、スポット溶接によってプローブの配置の狭ピッチ化が阻害される。
【００１９】
これに対し、第１の実施形態に係るプローブでは、括れ部分１２を含む接合領域１１においてバレル１０がプランジャー２０とスポット溶接される。括れ部分１２は変形しにくいため、スポット溶接によるバレル１０での形状変化が抑制される。このため、プローブの接合領域１１の外径が他の領域の外径よりも大きくなることを抑制できる。
【００２０】
したがって、スポット溶接によって発生する膨らみが括れ部分１２によって抑制されるように、括れ部分１２での段差、即ち、括れ部分１２の外径と他の部分の外径との差を設定しておく。
【００２１】
スポット溶接によって発生する形状変化の大きさは、プローブの材料、スポット溶接の電流や圧力などの条件に依存する。形状変化の起こりやすさに応じて、括れ部分１２の段差は設定される。即ち、スポット溶接によって接合領域１１に生じる膨らみの高さが括れ部分１２の段差を越えないように、括れ部分１２の段差が設定される。
【００２２】
バレル１０及びプランジャー２０には導電性材料が使用される。例えば、バレル１０にＮｉ材などが使用され、プランジャー２０にＡｇＰｄＣｕ材などが使用される。この場合、括れ部分１２の段差は、例えば数μｍ程度に設定される。
【００２３】
以下に、図４に示したフローチャートを参照して、第１の実施形態に係るプローブの製造方法を説明する。
【００２４】
先ず、ステップＳ１において、括れ部分１２を含む接合領域１１を有する管形状のバレル１０と、バレル１０の内径よりも外径の小さい棒形状のプランジャー２０を準備する。なお、図５に示す断面図のように、括れ部分１２とその他の部分とで、バレル１０の内径の大きさは一定である。つまり、括れ部分１２の厚みは、バレル１０の他の部分よりも薄くなっている。
【００２５】
次に、図４のステップＳ２において、バレル１０の端部の開口端からプランジャー２０の先端部が露出した状態になるように、バレル１０にプランジャー２０を挿入する。図６に、バレル１０にプランジャー２０を挿入した状態の断面図を示す。
【００２６】
その後、図４のステップＳ３において、接合領域１１においてバレル１０の内壁部とプランジャー２０とを接合する。即ち、図７に示すように溶接電極１００によって加圧しつつ電流を流す。図７では、バレル１０を透過してプランジャー２０を表示している。
【００２７】
以上により、図１（ａ）〜図１（ｂ）に示したプローブが完成する。なお、図１（ａ）〜図１（ｂ）は、スポット溶接による加圧が紙面に対して垂直方向にプローブに加わった場合を示している。
【００２８】
接合領域１１におけるスポット溶接によって、図８に示す断面図のように、加圧された方向と垂直な方向にバレル１０が変形する。しかし、括れ部分１２が形成されていることにより、バレル１０の形状変化が抑制され、膨らんだ部分の外径が接合領域１１以外のバレル１０の領域の外径を越えることがない。
【００２９】
なお、図１（ａ）に示したプローブでは、バレル１０の中央部に、バレル１０の側面を貫通する螺旋状の切り込みが形成されたコイルバネ形状のバネ部１５を有する。これにより、バレル１０は軸方向に伸縮自在である。このため、適切な押圧でプローブを被検査体やランドと接触させることができる。
【００３０】
以上に説明したように、第１の実施形態に係るプローブによれば、バレル１０とプランジャー２０を接合したときに、接合領域１１がバレル１０の他の領域よりも外側に膨らむことを抑制できる。このため、プローブの配置の狭ピッチ化を実現できる。
【００３１】
＜変形例＞
図７では、スポット溶接のためにバレル１０に接触させる溶接電極１００のバレル１０の軸方向に沿った長さ（以下において単に「長さ」という。）が、接合領域１１の長さよりも短い場合を示した。しかし、図９に示す変形例のように、溶接電極１００の長さを接合領域１１の長さよりも長くしてもよい。
【００３２】
例えばプローブの全長が短い場合などには、接合領域１１の長さを短くする必要がある。そのような場合には、図９に示したスポット溶接が有効である。
【００３３】
図９に示した溶接電極１００を用いてスポット溶接した場合の、プローブの状態を図１０に示す。図１０は、スポット溶接による加圧が紙面に対して垂直方向にプローブに加わった場合を示している。
【００３４】
図１０に示したプローブの接合領域１１は、接合領域１１と隣接する領域との境界部分１３から中央部に向かってなだらかに膨らんだ形状であり、膨らんだ部分は図１（ｂ）に示した接合領域１１の膨らみよりも長さ方向に幅広である。しかし、接合領域１１の中央部の外径は、接合領域１１以外の領域の外径を越えない。このため、プローブの配置の狭ピッチ化が阻害されることを抑制できる。
【００３５】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、図８に示すように接合領域１１の括れ部分１２がバレル１０の周囲を周回している実施形態を示した。しかし、スポット溶接では、通常は加圧された方向と垂直な方向にバレル１０が変形する。このため、バレル１０が変形する方向を考慮して、バレル１０の周回方向の一部にのみ括れ部分１２を形成してもよい。即ち、加圧される方向と垂直な方向に括れ部分１２を形成する。
【００３６】
第２の実施形態に係るプローブでは、例えば図１１に示すように、一対の溶接電極１００によって加圧される方向と垂直な方向に沿って、バレル１０の中心軸を挟んで対向する２箇所に括れ部分１２を形成する。つまり、スポット溶接において加圧する方向を、括れ部分１２の形成された箇所を結ぶ直線と垂直になるように設定する。これにより、スポット溶接によるバレル１０の膨らみを抑制できる。他は、第１の実施形態と実質的に同様であり、重複した記載を省略する。
【００３７】
（その他の実施形態）
上記のように本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００３８】
例えば、上記ではバレル１０の一方の端部にプランジャー２０が挿入された構成を示したが、バレル１０の両端の開口端にプランジャー２０がそれぞれ挿入された構成であってもよい。即ち、一方のプランジャー２０の先端部を被検査体に接触させ、他方のプランジャー２０の先端部をランドと接触させる構造としてもよい。
【００３９】
なお、バレル１０にバネ部１５を形成したプローブの実施形態について説明したが、バネ部１５が形成されないプローブの場合にも本発明は適用可能である。
【００４０】
また、上記ではスポット溶接によってバレル１０をプランジャー２０に接合する方法を説明したが、他の接合方法であってバレル１０が変形する方法の場合にも本発明は適用可能である。例えば、バレル１０をかしめながらプランジャー２０に接合する接合方法の場合などにも、バレル１０の膨らみを抑制できる。
【００４１】
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形態などを含むことはもちろんである。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００４２】
１０…バレル
１１…接合領域
１２…括れ部分
２０…プランジャー
１００…溶接電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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