(57)【要約】      （修正有）【課題】製造が容易でコストダウンを有効に達成でき、優れた接触性能を達成できるコンタクトプローブを提供する。【解決手段】貫通スリーブ（管材）から成る第一プランジャ１と、該第一プランジャ１の貫通孔１２に内挿された第二プランジャ７と、上記第一プランジャ１に外挿され上記第一、第二プランジャ１，７を弾発するコイルバネ４とから成り、上記第二プランジャ７から突出する上記第一、第二プランジャ１，７の管端に上記コイルバネ４の弾発力で第一、第二接触対象１７，１８に加圧接触する第一、第二接触端２，１０を形成し、上記第一プランジャ１の管端壁で複数の加圧接触爪２を形成し上記第一接触端としたコンタクトプローブ。【選択図】        図６
2008116286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端で開口する管材から成る往復動可能な電気接触用第一プランジャと、該第一プランジャを形成する管材の貫通孔に内挿され往復動可能な電気接触用第二プランジャと、上記第一プランジャに外挿され上記第一プランジャと第二プランジャを伸長方向へ弾発しつつ上記往復動を許容するコイルバネとから成り、上記第二プランジャから突出する上記第一プランジャの管端に上記コイルバネの弾発力で第一接触対象の電極パッド又は電極ボールに加圧接触する第一接触端を形成し、同様に上記第一プランジャから突出する上記第二プランジャの上記第一接触端とは反対側の端部に上記コイルバネの弾発力で第二接触対象の電極ボール又は電極パッドに加圧接触する第二接触端を形成し、上記第一接触端を形成する第一プランジャの管端壁で周方向に配置された複数の加圧接触爪を形成したことを特徴とするコンタクトプローブ。
【請求項２】
絶縁リング又は絶縁筒から成る第一バネ受け座と第二バネ受け座を形成し、該第一バネ受け座を上記第一プランジャに外挿して第一プランジャの外周面に接着固定し、上記第二バネ受け座を第一プランジャから突出する第二プランジャの端部に外挿して第二プランジャの外周面に接着固定し、上記第一、第二バネ受け座で上記コイルバネの両端を支持し受圧する構成としたことを特徴とする請求項１記載のコンタクトプローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は管材から成る第一プランジャで第一接触対象と加圧接触し、該第一プランジャに内挿した第二プランジャで第二接触対象と加圧接触するようにしたコンタクトプローブに係り、検査対象であるＩＣの電極ボールと、検査用配線基板の電極パッド間を接続する場合に好適に用いられるコンタクトプローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１、２は往復動可能な電気接触用第一プランジャと、該第一プランジャの有底筒孔に内挿された往復動可能な電気接触用第二プランジャと、上記第一プランジャに外挿され上記第一プランジャと第二プランジャを伸長方向へ弾発しつつ上記往復動を許容するコイルバネとから成り、上記第二プランジャから突出する上記第一プランジャの閉鎖端に上記コイルバネの弾発力で第一接触対象に加圧接触する第一接触端を形成し、同様に上記第一プランジャから突出する上記第二プランジャの端部に上記コイルバネの弾発力で第二接触対象に加圧接触する第二接触端を形成したコンタクトプローブを示している。
【０００３】
上記特許文献１、２における第一、第二プランジャは何れも中実棒材に切削加工を施してプランジャの形状と構造を付与し、第二プランジャを内挿する第一プランジャの有底筒孔を中実棒材の軸芯に切削加工を施すことにより形成し、更に特許文献１、２は中実棒材の端部に切削加工を施して第一、第二接触端である接触爪及びバネ受け座を形成している。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２４１４４７号公報
【特許文献２】特開２００３−１６７００１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１、２に代表される構造のコンタクトプローブは、微細な中実棒材に有底筒孔を切削加工し、更には複数の加圧接触爪やバネ受け座を切削加工して形状を付与する構造では、加工手間と加工技術に過大な負担を伴い、コストダウンの要請に応え難い。
【０００６】
特に留意すべきは、中実棒材の軸芯に切削加工を施して第二プランジャを挿入するための有底筒孔を第一プランジャに形成する方法ではメッキ浴が貫流せず、有底筒孔の内壁面に電気接触において不可欠な健全な良導電メッキ層を形成することが困難である。
【０００７】
従来は上記メッキ浴を有底筒孔内に貫流させる手段として、有底筒孔の底部付近の筒壁にメッキ浴吐出孔を貫設する方法が採られているが、同筒壁の外側面から貫通孔（メッキ浴吐出孔）を貫設した場合、その出口側（有底筒孔の内壁面）にバリが生成され、このバリを除去する煩雑な作業が必要となる。
【０００８】
又第一、第二接触端を流れる電流がバネ受け座とコイルバネを介してバイパスされ、高周波特性と信号伝送性能を損なう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は製造が容易でコストダウンを有効に達成でき、優れた接触性能を達成できるコンタクトプローブを提供するものである。
【００１０】
本発明は電気接触用第一プランジャ内に同第二プランジャを内挿し、第一プランジャに外挿したコイルバネの弾発力により伸長し、且つ同弾発力に抗し縮小するようにしたコンタクトプローブに係る。
【００１１】
上記第一プランジャは標準品として市販されている管材を用い、該第一プランジャを形成する管材の貫通孔に第二プランジャを内挿し、更に上記第二プランジャから突出する上記第一プランジャの管端に上記コイルバネの弾発力で第一接触対象に加圧接触する第一接触端を形成し、同様に上記第一プランジャから突出する上記第二プランジャの上記第一接触端とは反対側の端部に上記コイルバネの弾発力で第二接触対象に加圧接触する第二接触端を形成し、上記第一接触端を形成する第一プランジャの円形の管端壁で周方向に配置された複数の加圧接触爪を形成したことを特徴とする。
【００１２】
上記第一接触端は上記第一プランジャの管端壁に砥石又はカッター或いはレーザーを使用して形成した複数の加圧接触爪を有する。
【００１３】
上記第一接触端を形成する加圧接触爪の先端を接触対象の電極パッド又は電極ボールに加圧接触せしめ、電極ボールである場合には加圧接触爪で包囲される管材の貫通孔の開口端内に受け入れつつ、加圧接触爪をボールの周面に加圧接触せしめる。
【００１４】
又絶縁リング又は絶縁筒から成る第一バネ受け座と第二バネ受け座を形成し、該第一バネ受け座を上記第一プランジャに外挿して第一プランジャの外周面に接着固定し、上記第二バネ受け座を第一プランジャから突出する第二プランジャの端部に外挿して第二プランジャの外周面に接着固定し、上記第一、第二バネ受け座で上記コイルバネの両端を支持し受圧する構成とする。
【発明の効果】
【００１５】
上記第一プランジャは市販されている長尺で極細の管材を短く切断し、管材が有する貫通孔をそのまま第二プランジャの挿入孔として使用でき、その管端壁を切削又は研削する等して等厚等高の加圧接触爪を加工でき、製造が容易で且つ安価に提供できる。
【００１６】
又前記のように第一プランジャの筒孔（貫通孔）はメッキ浴が良好に貫流し、貫通孔の内壁面に電気接触において不可欠な健全な良導電メッキ層を形成することができる。
【００１７】
加えて第一プランジャ用の中実棒材の軸芯に切削加工を施して第二プランジャを挿入するための筒孔を形成する従来例における、筒孔内壁面に切削バリを生成する問題を解消し、均一且つ健全なメッキ層の形成が困難なる問題を解消できる。
【００１８】
又絶縁材から成るバネ受け座によって該バネ受け座とコイルバネを介しての電流のバイパスが有効に防止され、信号伝送性能と高周波特性を改善できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下本発明を実施するための最良の形態を図１乃至図８に基づき説明する。
【００２０】
図１、図２に示すように、第一プランジャ１は両端で開口する全長において等径等厚の導電性を有する金属製の極細の管材（貫通スリーブ）１′から成る。
【００２１】
上記第一プランジャ１を形成する管材１′は、図７に示すように大径の長尺管材１ａをダイス２１を用いて小径にする芯引抽伸加工又は空引抽伸加工、即ち絞り加工を繰り返して微細径の長尺の管材１ｂを得、該長尺管材１ｂを短寸に切断して得られたものである。芯引抽伸加工は上記大径管材１ａの内径を芯金２４にて規制しつつダイス２１による絞り加工に供する加工法であり、空引抽伸加工は上記芯金２４を用いない加工法である。
【００２２】
又上記大径管材１ａとしては既存のシームレス管材又はシーム管材の何れかを適用する。シームレス管材は大径であり、その筒孔内周面へのメッキ層の形成が容易であり、市場において量産品として入手可能である。
【００２３】
又シーム管材は図８Ａに示すように表面に良導電メッキ層２２、又は金に代表される良導電金属張り層、又は同蒸着層を有する金属製フープ材２３を管形に成形しつつ、図８Ｂに示すように合わせ目を溶接接合した構造のものであり、その内壁面にメッキ層２２、又は金に代表される良導電金属張り層、又は同蒸着層を有しており、何れも市場において量産品として入手可能である。
【００２４】
本発明は上記管材１′を第一プランジャ１として適用したものである。そしてその一方管端壁（後記の第二プランジャ７から突出する管端壁）に複数の加圧接触爪（第一接触端）２を形成する。１２は管材（貫通スリーブ）１′の貫通孔を示す。
【００２５】
上記加圧接触爪２は逆Ｖ字形又は弧形に付形し、管材１′の軸線Ｘ方向に突出せしめ、尖鋭端３によって加圧接触端を形成する。
【００２６】
上記加圧接触爪２の外側面と管材１′の外側面とは同一の曲率を有する弧形面であり、同様に加圧接触爪２の内側面と管材１′の内側面とは同一の曲率を有する弧形面であり、全高において等高等厚である。
【００２７】
上記加圧接触爪２は全長において等径等厚の管材１′の管端壁の壁厚をＶ字形等に切削加工又は研削加工又はレーザー加工するのみで形成され、上記加圧接触爪２の内側面と外側面には同加工を要しない。
【００２８】
上記加圧接触爪２は管端壁の１８０度対向した位置に二個形成するか、又は周方向に９０度間隔で四個形成する。
【００２９】
上記第一プランジャ１の延在長の途中の外周面に後記するコイルバネ４の一端を受圧する絶縁材又は金属から成る第一バネ受け座５を設ける。
【００３０】
好ましい例示として図２Ａに示すように、合成樹脂等の絶縁材から成るリング形又は筒形の第一バネ受け座５を別部品にて形成し、上記第一プランジャ１を形成する貫通スリーブ（管材）１′に外挿し、その外周面に接着材６を介して一体に固定する。
【００３１】
又は図２Ｂに示すように、管材（貫通スリーブ）１′の外周面に軸芯に沿う切削加工を施して管材１′の外径を小径にすると共に、管材１′の途中に切削加工を施さない管壁を残存し、該残存管壁で上記第一バネ受け座５を形成する。該第一バネ受け座５は管材１′（第一プランジャ１）と一体の母材（導電金属）で形成される。
【００３２】
次に図３、図４に示すように、無垢の極細の棒材７′から成り、該棒材７′の一端側延在部を細く切削し、一端側延在部に小径軸部８を有し、他端側延在部に大径軸部９を有する第二プランジャ７を形成する。
【００３３】
上記第二プランジャ７には、その一端、即ち上記第一プランジャ１から突出する端部に第二接触端たる複数の加圧接触爪１０を形成する。
【００３４】
上記第一プランジャ１から突出する第二プランジャ７の端部付近の外周面に後記するコイルバネ４の他端を受圧支持する第二バネ受け座１１を設ける。
【００３５】
好ましい例示として、合成樹脂等の絶縁材から成るリング形又は筒形の第二バネ受け座１１を別部品にて形成し、上記第二プランジャ７を形成する棒材７′に外挿し、その外周面に接着材６を介して一体に固定する。
【００３６】
上記第一、第二バネ受け座５，１１は互いに等径であり、第二バネ受け座１１の外径は第一プランジャ１を形成する管材１′の外径以上の径を有する。
【００３７】
図５に示すように、上記第一プランジャ１を構成する貫通スリーブ１′内に上記第二プランジャ７を挿入する。即ち第二プランジャ７の小径軸部８を挿入し、大径軸部９を第一プランジャ１の一端開口から外方へ突出する。
【００３８】
上記第一、第二プランジャ１，７は上記挿入状態において相対的に往復動可能であり、第二プランジャ７の第二バネ受け座１１が第一プランジャ１の管端面に当接することによって縮小方向の移動が阻止される。
【００３９】
上記第一プランジャ１にコイルバネ４を外挿し、該コイルバネ４の一端を上記第一プランジャ１の第一バネ受け座５にて受圧支持すると共に、同コイルバネ４の他端を上記第二プランジャ７の第二バネ受け座１１にて受圧支持する。コイルバネ４は第一、第二バネ受け座５，１１間における弾発力によって上記第一プランジャ１と第二プランジャ７を伸長方向に弾発しつつ両プランジャ１，７の往復動を許容する。
【００４０】
即ち第一、第二プランジャ１，７はコイルバネ４を圧縮しつつ縮小し、その弾発力で電極パッド１３又は電極ボール１４に加圧接触し、該加圧接触の解放時（常態）においてはコイルバネ４の弾発力で伸長する。
【００４１】
図６に示すように、上記第一、第二プランジャ１，７の組立体から成るコンタクトプローブの多数を絶縁基板１５の上下面において貫通する多数の植え込み孔１６内に植え込みコネクタを形成する。
【００４２】
上記コンタクトプローブは第一バネ受け座５が植え込み孔１６の一端開口に形成した段部１９に係合し、同様に第二バネ受け座１１が植え込み孔１６の他端開口に形成した段部２０に係合して脱出を阻止すると共に、第一、第二プランジャ１，７の脱出を阻止する。
【００４３】
図６Ａに示すように、上記コンタクトプローブを植装したコネクタを第一、第二接触対象１７，１８間に介在し、例えば多数の電極ボール１４を有するＩＣ１７と、ＩＣ１７の検査用配線基板１８間に介在し、ＩＣ１７を配線基板１８に対し対向方向に押圧移動することによって第一接触端を形成する加圧接触爪２を加圧し、第一、第二プランジャ１，７をコイルバネ４を圧縮しつつ縮小し、その弾発力で第一接触端たる加圧接触爪２を配線基板１８の電極パッド１３の表面に加圧接触せしめ、第二接触端たる加圧接触爪１０をＩＣ１７の電極ボール１４の周面に加圧接触せしめる。
【００４４】
又は上記コネクタを反転して第一、第二接触対象１７，１８間に介在し、一方を他方へ向け加圧移動することにより、第一、第二プランジャ１，７をコイルバネ４を圧縮しつつ相対的に縮小し、その弾発力で第一接触端を形成する加圧接触爪２をＩＣ１７の電極ボール１４の周面に加圧接触せしめ、第二接触端たる加圧接触爪１０を配線基板１８の電極パッド１３に加圧接触せしめる。
【００４５】
電極ボール１４は下部球面を第一プランジャ１管端の開口部に受容されつつ上記加圧接触爪２と加圧接触する。
【００４６】
上記第一プランジャ１は長尺で極細の管材１′を短く切断し、その円形管端壁を切削又は研削する等して弧形で且つ等厚等高の円形配置された加圧接触爪２を容易に形成でき、製造が容易でコストダウンを達成できる。
【００４７】
又絶縁材から成る第一、第二バネ受け座５，１１によって該バネ受け座５，１１とコイルバネ４を介しての電流のバイパスが有効に防止され、信号伝送性能と高周波特性を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】極細管材から成る第一プランジャの断面図。
【図２】Ａは上記第一プランジャに第一バネ受け座を貫挿固定した状態を示す断面図、Ｂは上記第一プランジャに第一バネ受け座を切削して形成した状態を示す断面図。
【図３】極細棒材から成る第二プランジャの断面図。
【図４】上記第二プランジャに第二バネ受け座を貫挿固定した状態を示す断面図。
【図５】Ａ，Ｃは上記第一プランジャと第二プランジャをコイルバネを介して組み立てたコンタクトプローブの伸長状態の断面図、Ｂは同縮小状態の断面図。
【図６】Ａ，Ｂは上記コンタクトプローブの多数を絶縁基板に植装したコネクタの要部断面図であって、Ａはコンタクトプローブによる加圧接触前の状態を示す断面図、Ｂは同加圧接触後の状態を示す断面図。
【図７】第一プランジャを形成する芯引抽伸又は空引抽伸、即ち抽伸加工によって形成された長尺の小径管材を示す断面図。
【図８】Ａは上記抽伸加工に供される大径管材（シーム管材）を管形にする前のフープ材の断面図、Ｂは同フープ材を大径のシーム管材にした状態を示す断面図。
【符号の説明】
【００４９】
１…第一プランジャ、１′…管材（貫通スリーブ）、１ａ…大径の長尺管材、１ｂ…小径の長尺管材、２…加圧接触爪（第一接触端）、３…尖鋭端、４…コイルバネ、５…第一バネ受け座、６…接着材、７…第二プランジャ、７′…棒材、８…小径軸部、９…大径軸部、１０…加圧接触爪（第二接触端）、１１…第二バネ受け座、１２…貫通孔、１３…電極パッド、１４…電極ボール、１５…絶縁基板、１６…植え込み孔、１７…第一接触対象（ＩＣ）、１８…第二接触対象（検査用配線基板）、１９，２０…段部、２１…ダイス、２２…メッキ層、２３…フープ材、２４…芯金。
【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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