(57)【要約】【課題】スプリング部分が板ばね材からなる所定の単位形状を複数回繰り返し接続することにより構成される導電接触ピンにおいて、直進性に優れ、繰り返しの使用によっても曲がりが生じないようにする。【解決手段】一端に被検査部位に接触する接触端子部１１を有し他端側に信号出力端子部１２を備え、接触端子部１１と信号出力端子部１２との間に弾性的に伸縮する伸縮部２０が設けられている導電接触ピン１において、伸縮部２０を、導電接触ピン１の中心線Ｘ−Ｘに沿って所定の間隔で一列状に配置される各々が中空部２１１を有する同一形状の複数の中空ばね部２１０と、各中空ばね２１０部間において上記中心線Ｘ−Ｘ上に同軸的に配置され各中空ばね２１０部同士を一体に連結する中実の連結部２２０とから構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に被検査部位に接触する接触端子部を有し他端側に信号出力端子部を備え、上記接触端子部と上記信号出力端子部との間に弾性的に伸縮する伸縮部が設けられているスプリング式の導電接触ピンにおいて、
上記伸縮部が、当該導電接触ピンの中心線に沿って所定の間隔で一列状に配置される各々が中空部を有する同一形状の複数の中空ばね部と、上記各中空ばね部間において上記中心線上に同軸的に配置され上記各中空ばね部同士を一体に連結する中実の連結部とから構成されていることを特徴とする導電接触ピン。
【請求項２】
上記中空ばね部の上記中心線と直交する方向の外径幅をａ，上記中心線に沿った方向の外径幅をｂとして、ｂ／ａが０．９未満であることを特徴とする請求項１に記載の導電接触ピン。
【請求項３】
上記中空ばね部の上記中心線と直交する方向の外径幅をａ，上記連結部の上記中心線と直交する方向の幅をｄとして、ｄ／ａが１／３０超であることを特徴とする請求項１または２に記載の導電接触ピン。
【請求項４】
上記連結部の上記中心線と直交する方向の幅をｄ，上記連結部の上記中心線に沿った方向の幅をｃとして、ｄ／ｃが０．３超であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の導電接触ピン。
【請求項５】
上記連結部の上記中心線と直交する方向の幅をｄ，上記中空ばね部の外径と内径との間の筒壁厚をｗとして、ｗ／ｄが３．０未満であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の導電接触ピン。
【請求項６】
上記中空ばね部の形状が、長円形，長方形，菱形のいずれかから選択されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の導電接触ピン。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の導電接触ピンが被検査部位に対応する位置に保持されているピン保持具。
【請求項８】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の導電接触ピンもしくは請求項７に記載のピン保持具を用いて被検査電気部品の検査を行う電気部品検査装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の導電接触ピンもしくは請求項７に記載のピン保持具または請求項８に記載の電気部品検査装置を用いて電気部品を製造する電気部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板などの電気的な検査に用いられるスプリング式の導電接触ピンに関し、さらに詳しく言えば、スプリング部分が所定形状のばね材を単位形状としてその複数個を繰り返し接続してなる導電接触ピンに関するものである。また、本発明には、上記導電接触ピンを保持してなるピン保持具と、上記導電接触ピンもしくは上記ピン保持具を用いて被検査電気部品の検査を行う電気部品検査装置ならびに電気部品の製造方法も含まれる。
【背景技術】
【０００２】
導電接触ピン（別称，コンタクトプローブ）は、ベアボードテスタやインサーキットテスタなどの回路基板検査装置に用いられ、その回路基板検査装置のピン駆動機構により被検査回路基板に対する接触・離反が繰り返し行われる。
【０００３】
接触時の衝撃から被検査回路基板および導電接触ピン自体を保護するため、通常、導電接触ピンには、接触時の衝撃を緩和するためのスプリング（弾性的に伸縮する伸縮部）が設けられている。
【０００４】
スプリング式の導電接触ピンには、接触端子部を保持するスリーブ内に圧縮コイルバネを納めた内装型と、接触端子部の外周部分に圧縮コイルバネを巻装した外装型とがあるが、いずれにしても、圧縮コイルバネを必要とする分、コストアップとなる。
【０００５】
また、圧縮コイルバネを必要とする分、外径を細くするにしても限界があり、近年の被検査回路基板の配線狭ピッチ化や高密度実装化に対応することができない。
【０００６】
この点を解決するため、特許文献１には、被検査回路基板に対する接触端子部，スプリング部分および外部リード線が接続される信号出力端子部をＬＩＧＡ（Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｅ  Ｇａｌｖａｎｏｆｏｒｍｕｎｇ  Ａｂｆｏｒｍｕｎｇ）プロセスによって一体に形成した導電接触ピンが提案されている。
【０００７】
特許文献１に記載の発明によれば、導電接触ピンをほぼ自動的に容易に製造でき、また、スプリング部分が板ばね材からなる所定の単位形状（例えば、円形や波形）を複数回繰り返し接続してなる構成であるため、外径全体を極細に形成することが可能で、近年の被検査回路基板の配線狭ピッチ化や高密度実装化に対応することができる。
【０００８】
【特許文献１】特許第３７７３３９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記導電接触ピンは、スプリング部分の周りに設けられるガイド部の有無にかかわらず直進性が余りよくなく、例えば定位置に保持して被検査部位に繰り返し接触させた場合、その接触ポイントにバラツキが生ずる。
【００１０】
また、耐久性の点でも難があり、数十回から数百回接触を繰り返すうちで、曲がりが発生し、最悪の事態として折損するおそれもある。
【００１１】
したがって、本発明の課題は、スプリング部分が板ばね材からなる所定の単位形状を複数回繰り返し接続することにより構成される導電接触ピンにおいて、直進性に優れ、繰り返しの使用によっても曲がりが生じないようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載されているように、一端に被検査部位に接触する接触端子部を有し他端側に信号出力端子部を備え、上記接触端子部と上記信号出力端子部との間に弾性的に伸縮する伸縮部が設けられているスプリング式の導電接触ピンにおいて、上記伸縮部が、当該導電接触ピンの中心線に沿って所定の間隔で一列状に配置される各々が中空部を有する同一形状の複数の中空ばね部と、上記各中空ばね部間において上記中心線上に同軸的に配置され上記各中空ばね部同士を一体に連結する中実の連結部とから構成されていることを特徴としている。
【００１３】
本発明の好ましい態様によれば、請求項２に記載されているように、上記中空ばね部の上記中心線と直交する方向の外径幅をａ，上記中心線に沿った方向の外径幅をｂとして、ｂ／ａが０．９未満とされる。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様によれば、請求項３に記載されているように、上記中空ばね部の上記中心線と直交する方向の外径幅をａ，上記連結部の上記中心線と直交する方向の幅をｄとして、ｄ／ａが１／３０超とされる。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様によれば、請求項４に記載されているように、上記連結部の上記中心線と直交する方向の幅をｄ，上記連結部の上記中心線に沿った方向の幅をｃとして、ｄ／ｃが０．３超とされる。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様によれば、請求項５に記載されているように、上記連結部の上記中心線と直交する方向の幅をｄ，上記中空ばね部の外径と内径との間の筒壁厚をｗとして、ｗ／ｄが３．０未満とされる。
【００１７】
また、本発明の好ましい態様によれば、請求項６に記載されているように、上記中空ばね部の形状が、長円形，長方形，菱形のいずれかから選択される。
【００１８】
本発明には、請求項７に記載されているように、上記請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の導電接触ピンが被検査部位に対応する位置に保持されているピン保持具が含まれる。
【００１９】
また、本発明には、請求項８に記載されているように、上記請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の導電接触ピンもしくは上記請求項７に記載のピン保持具を用いて被検査電気部品の検査を行う電気部品検査装置も含まれる。
【００２０】
さらに、本発明には、請求項９に記載されているように、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の導電接触ピンもしくは請求項７に記載のピン保持具または請求項８に記載の電気部品検査装置を用いて電気部品を製造する電気部品の製造方法も含まれる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、被検査部位に接触する接触端子部と信号出力端子部との間に設けられる弾性的に伸縮する伸縮部（スプリング部分）を、当該導電接触ピンの中心線に沿って所定の間隔で一列状に配置される各々が中空部を有する同一形状の複数の中空ばね部と、上記各中空ばね部間において上記中心線上に同軸的に配置され上記各中空ばね部同士を一体に連結する中実の連結部とにより構成したことにより、直進性に優れ、繰り返しの使用によっても曲がりが生じない導電接触ピンが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、図１ないし図７により、本発明の実施形態について説明する。図１（Ａ）は本発明の好ましい実施形態に係る導電接触ピンを示す正面図，図１（Ｂ）はその側面図，図１（Ｃ）は要部拡大正面図、図２は中空ばね部と連結部の寸法仕様を説明する要部拡大正面図、図３（Ａ）〜（Ｄ）は中空ばね部と連結部の各幅と横振れ度との関係を示すグラフ、図４（Ａ）は第１使用例を示す正面図，図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＡ−Ａ線断面図、図５（Ａ）は第２使用例を示す正面図，図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図６および図７は本発明の別の実施形態に係る導電接触ピンを示す正面図、図８は本発明の導電接触ピンを用いた電気部品検査装置の一例を示す模式的な斜視図である。
【００２３】
図１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、本発明の導電接触ピン１は、基本的な構成として、被検査部位に接触する接触端子部１１と、被検査部位の電気信号を測定器などに出力する信号出力端子部１２と、接触端子部１１と信号出力端子部１２との間に設けられる伸縮部（スプリング部）２０とを備えている。
【００２４】
この導電接触ピン１は、好ましくはＬＩＧＡプロセスにより、接触端子部１１，信号出力端子部１２および伸縮部２０の各部分が一体として形成されるが、場合によっては金属の切削加工により形成されてもよい。素材としては、ニッケル合金などを挙げることができる。
【００２５】
この実施形態において、伸縮部２０は、接触端子部１１側の第１伸縮部２１と信号出力端子部１２側の第２伸縮部２２とに分けられており、第１伸縮部２１と第２伸縮部２２との間に、後述するピンボードに対する抜け止め用の係止部３０が介装されている。この例において、係止部３０は左右の両側壁に係止突起３１，３１を備えている。
【００２６】
第１伸縮部２１と第２伸縮部２２は繰り返しのピッチ数が異なるのみで同一形状であるため、伸縮部２０として説明する。
【００２７】
図１（Ｃ）の拡大図を参照して、この実施形態における伸縮部２０は、各々が中空部２１１を有する複数の中空ばね部２１０と、各中空ばね部２１０間に配置され各中空ばね部２１０同士を連結する連結部２２０とを備える。
【００２８】
図１（Ａ）（Ｂ）から分かるように、この導電接触ピン１は、所定の厚さを有する立体形状を呈している。各中空ばね部２１０はすべて同形・同大であり、この実施形態においては、正面視で長円形の筒状として形成されている。
【００２９】
導電接触ピン１の接触端子部１１と信号出力端子部１２の各中心を通る中心線をＸ−Ｘとして、各中空ばね部２１０は、その長軸を中心線Ｘ−Ｘに対して直交として中心線Ｘ−Ｘ方向に沿って一列状に並べられている。
【００３０】
連結部２２０は、中空ばね部２１０と同じ厚みを有する中実の矩形状であり、その各々が中心線Ｘ−Ｘ上に同軸的に配置されている。各連結部２２０も、すべて同形・同大として形成されている。
【００３１】
この連結部２２０にて各中空ばね部２１０を連結することにより、導電接触ピン１の直進性が高められるが、図２により、その好ましい条件を説明する。
【００３２】
なお、直進性は、導電接触ピン１を垂直として中心線Ｘ−Ｘ方向に下降させて接触端子部１１を被検査部位に接触させた際の接触端子部１１の横振れ度（中心線Ｘ−Ｘと直交する方向の振れ）で評価され、接触端子部１１が中心線Ｘ−Ｘ上で被検査部位に接触した場合は横振れ度が「０」で最良と判定される。
【００３３】
図２において、中空ばね部２１０の上記中心線Ｘ−Ｘと直交する方向（長軸方向）の外径幅をａ，中空ばね部２１０の中心線Ｘ−Ｘに沿った方向（短軸方向）の外径幅をｂ，中空ばね部２１０の外径と内径との間の筒壁厚をｗとする。
【００３４】
また、連結部２２０の中心線Ｘ−Ｘに沿った方向の幅をｃ，連結部２２０の中心線Ｘ−Ｘと直交する方向の幅をｄとする。
【００３５】
図３（Ａ）はｂ／ａと横振れ度との関係を示すグラフ、図３（Ｂ）はｄ／ａと横振れ度との関係を示すグラフ、図３（Ｃ）はｄ／ｃと横振れ度との関係を示すグラフ、図３（Ｄ）はｄ／ｃ＝０．２５に設定した場合におけるｗ／ｄと横振れ度との関係を示すグラフである。
【００３６】
なお、上記各グラフに示されているデータを得るにあたっては、各例ともにａ幅を９０μｍ一定，導電接触ピン１全体の板厚を９０μｍ一定とし、これに対してｂ，ｃ，ｄおよびｗの各幅を変数値とした。横振れ度の目盛り単位はμｍである。
【００３７】
まず、図３（Ａ）のグラフを考察すると、ｂ／ａが０．９以上の場合に横振れ度が大きくなるため、ｂ／ａの好ましい値は０．９未満である。すなわち、ａ幅の９０μｍに対してｂ幅は約８０μｍ以下であることが好ましい。ｂ／ａのさらに好ましい値は０．５未満である。すなわち、ａ幅の９０μｍに対してｂ幅は約４５μｍであることが好ましく、これによれば横振れ度をより抑制できる。
【００３８】
次に、図３（Ｂ）のグラフを考察すると、ｄ／ａが０．０３以下の場合に横振れ度が大きくなるため、ｄ／ａの好ましい値は０．０３を超える値（１／３０超）である。すなわち、ａ幅の９０μｍに対してｄ幅は約３μｍ以上であることが好ましい。ｄ／ａのさらに好ましい値は０．０５を超える値である。すなわち、ａ幅の９０μｍに対してｄ幅は４．５μｍ以上であることが好ましく、これによれば横振れ度をより抑制できる。
【００３９】
次に、図３（Ｃ）のグラフを考察すると、ｄ／ｃが０．３以下の場合に横振れ度が大きくなるため、ｄ／ｃの好ましい値は０．３を超える値（１／３超）である。例えば、ｃ幅が１０μｍの場合には、ｄ幅を３μｍ以上とすることが好ましい。ｄ／ｃのさらに好ましい値は１．０を超える値である。例えばｃ幅が１０μｍの場合には、ｄ幅を１０μｍ以上であることが好ましく、これによれば横振れ度をより抑制できる。
【００４０】
なお、図３（Ｄ）のグラフに表されているように、ｄ／ｃが０．３以下の場合、この例ではｄ／ｃが０．２５の場合でも、ｗ／ｄが３未満であれば横振れ度が小さくなる。したがって、ｗ／ｄの好ましい値は３未満である。この場合におけるｗ／ｄのさらに好ましい値は２未満であり、このようにすると横振れ度をより抑制できる。
【００４１】
この導電接触ピン１は、回路基板検査装置に適用されるにあたって、ピンボード（ピン保持具）に取り付けて使用されるが、その第１使用例を図４により説明する。
【００４２】
例えば、図４（Ｂ）に示すように、導電接触ピン１を２行，３列に配置するような場合、ピンボード４０として、２枚の保持プレート４１，４２と、１枚のカバープレート４３を用いる。
【００４３】
各保持プレート４１，４２には、導電接触ピン１を収納する縦溝４４を３列に形成し、また、係止部３０の係止突起３１に対応する横溝４５を形成する。
【００４４】
各保持プレート４１，４２の横溝４５に係止部３０の係止突起３１を係合させて、各縦溝４４内に導電接触ピン１を収納したのち、保持プレート４１，４２を重ね合わせ、保持プレート４１の開放されている前面側にカバープレート４３を被せる。
【００４５】
これにより、各導電接触ピン１が、係止部３０により脱落することなく、接触端子部１１の一部分がホルダー下面４０ａより下方に突出し、信号出力端子部１２の一部分がホルダー上面４０ｂより上方に突出するようにピンボード４０内に保持される。
【００４６】
基板検査にあたっては、ピンボード４０を移動させて各導電接触ピン１を被検査回路基板１１０に接触させる場合と、被検査回路基板１１０を移動させて各導電接触ピン１に接触させる場合とがあるが、いずれにしても、本発明の導電接触ピン１は直進性に優れているため、接触端子部１１を被検査部位に対して正確に接触させることができる。接触時の衝撃は、伸縮部２０内の第１伸縮部２１によって和らげられる。
【００４７】
接触端子部１１の接触によって検出される電気信号は、伸縮部２０を介して信号出力端子部１２に伝達され、信号出力端子部１２から図示しない測定器に供給されるが、この例では、信号出力端子部１２に信号取出基板１２０を接触させるようにしている。
【００４８】
信号出力端子部１２と信号取出基板１２０との接触状態は、伸縮部２０内の第２伸縮部２２により良好に保たれる。なお、信号出力端子部１２に図示しないリード線を接続してもよい。
【００４９】
次に、図５により、第２使用例について説明する。この第２使用例は、上記第１使用例と異なり、伸縮部２０の途中にピンボードに対する係止部３０を有しない導電接触ピン１ａに適用されるものである。
【００５０】
この導電接触ピン１ａに対しては、図５（Ｂ）に示すように、ピン挿通孔５１を有するピンボード５０が用いられてよい。なお、この例では、ピン挿通孔５１を円形孔としているが、角形孔としてもよい。
【００５１】
この場合には、接触端子部１１の一部分がホルダー下面５０ａより下方に突出し、信号出力端子部１２の一部分がホルダー上面５０ｂより上方に突出するように、導電接触ピン１ａをピン挿通孔５１内に挿通したのち、接着材などで信号出力端子部１２側をピンボード５０に固定する。
【００５２】
なお、上記第１使用例におけるピンボード４０および第２使用例におけるピンボード５０は、セラミックもしくは合成樹脂などの電気絶縁材から形成される。
【００５３】
上記の導電接触ピン１，１ａでは、伸縮部２０に長円形の筒状とした中空ばね部２１０を採用しているが、図６に示すように、伸縮部２０に長方形の筒状とした中空ばね部２３０を有する導電接触ピン１ｂも本発明に含まれる。
【００５４】
別の例として、図７に示すように、伸縮部２０に菱形の筒状とした中空ばね部２４０を有する導電接触ピン１ｃも本発明に含まれる。
【００５５】
本発明の導電接触ピン１，１ａ〜１ｃは、上記第１，第２使用例で説明したピンボード４０，５０に植設されて使用される態様のほかに、フライングテスタとも呼ばれるＸ−Ｙ駆動方式の回路基板検査装置にも適用可能であるが、その場合には、移動・停止時の伸縮部２０の曲がりを防止するため、導電接触ピンをスリーブ（バレル）内に入れて使用することが好ましい。
【００５６】
また、本発明において、接触端子部１１および信号出力端子部１２の先端形状は任意に選択されてよい。
【００５７】
次に、図８により本発明の導電接触ピンを用いて被検査電気部品の検査を行う電気部品検査装置の一例について説明する。
【００５８】
この電気部品検査装置６０は、基本的な構成として、ピンボード支持部６１と、被検査電気部品が載置される部品載置台６２とを備える。ピンボード支持部６１，部品載置台６２のいずれか一方が図示しない駆動手段により昇降されるが、この例では、部品載置台６２側が固定され、ピンボード支持部６１側を昇降可能としている。
【００５９】
検査にあたっては、ピンボード支持部６１に、図４に例示したピンボード４０（もしくは図５に例示したピンボード５０）を取り付ける。また、部品載置台６２に被検査電気部品として例えば回路基板１１０を載置し、真空吸着手段などの図示しない固定手段により被検査回路基板１１０を部品載置台６２に固定する。
【００６０】
ピンボード支持部６１とともにピンボード４０を下降させ、導電接触ピン１（１ｂ，１ｃ）を被検査回路基板１１０の所定部位に接触させる。接触時の衝撃は、伸縮部２０内の第１伸縮部２１によって和らげられる。
【００６１】
接触端子部１１の接触によって検出される電気信号は、伸縮部２０を介して信号出力端子１２に伝達され、信号出力端子１２から電気部品検査装置６０内の図示しない測定部に供給され、その良否が判別される。
【００６２】
検査後、ピンボード支持部６１とともにピンボード４０を図８に示す初期の待機位置にまで上昇させる。そして、部品載置台６２から被検査回路基板１１０を取り出す。
【００６３】
本発明の導電接触ピン１は直進性に優れているため、被検査部位に正確に接触させることができ、したがって、特に高密度回路基板の検査に好適である。また、繰り返しの使用によっても容易に曲がりが生じないため、耐久性も向上される。
【００６４】
被検査回路基板１１０は、部品が実装されていないベアボード基板，部品が実装されている部品実装基板のいずれでも検査が可能である。このほか、被検査電気部品には電子部品単体、その他ピン接触による検査を要するものすべてが含まれてよい。
【００６５】
また、このような電気部品検査装置を用いることにより、精度の高い電気的検査が可能となり、検査の歩留まりがあがり、検査治具の耐久性も向上させることが可能となるため、電気部品製造の生産性の向上がはかれる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】（Ａ）は本発明の好ましい実施形態に係る導電接触ピンを示す正面図，図１（Ｂ）はその側面図，図１（Ｃ）は要部拡大正面図。
【図２】中空ばね部と連結部の寸法仕様を説明する要部拡大正面図。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）は中空ばね部と連結部の各幅と横振れ度との関係を示すグラフ。
【図４】（Ａ）は第１使用例を示す正面図，（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線断面図。
【図５】（Ａ）は第２使用例を示す正面図，（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図。
【図６】本発明の別の実施形態に係る導電接触ピンを示す正面図。
【図７】本発明の別の実施形態に係る導電接触ピンを示す正面図。
【図８】本発明の導電接触ピンを用いた電気部品検査装置の一例を示す模式的な斜視図。
【符号の説明】
【００６７】
１，１ａ〜１ｃ  導電接触ピン
１１  接触端子部
１２  信号出力端子部
２０  伸縮部
２１０，２３０，３４０  中空ばね部
２２０  連結部
３０  係止部
４０，５０  ピンボード
６０  電気部品検査装置
６１  ピンボード支持部
６２  部品載置台
【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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