(57)【要約】      （修正有）【課題】狭ピッチ化に対応しつつ、信頼性の確保を実現しうるコンタクトプローブピンを提供する。【解決手段】一方に開口部をもつ中空部が摺動可能な平滑面とされる導電性の第一のプローブと、第一のプローブの内側面に対して電気的に接触しつつ摺動可能に配置される導電性の第二のプローブと、第一のプローブと第二のプローブとを離す方向に付勢するコイルスプリングとを備え、第一のプローブは、第二のプローブに対向する側の開口縁部に第一の突出部を有し、第二のプローブは、第一のプローブの開口部から中空部内へと一部が挿入される摺動シャフト部と、第一のプローブ内に挿入される側と反対側の端部から軸方向に延設される軸体部と、摺動シャフト部側端部の外側面から半径方向外側に突出する第二の突出部とを有し、コイルスプリングは、摺動シャフト部の一部を内在させながら、第一の突出部と第二の突出部とに各端部が当接されるコンタクトプローブピン。【選択図】図１
2008128784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方に開口部をもつ中空部の内側面が摺動可能な平滑面とされてなる導電性の第一のプローブと、
当該第一のプローブの平滑な内側面に対して電気的に接触しつつ摺動可能に配置される導電性の第二のプローブと、
前記第一のプローブと前記第二のプローブとを離す方向に付勢されて配置されるコイルスプリングとを備え、
前記第一のプローブは、前記第二のプローブに対向する側の開口縁部に半径方向外側に突出する第一の突出部を有し、
前記第二のプローブは、前記第一のプローブの開口部から中空部内へと摺動可能に一部が挿入される摺動シャフト部と、該摺動シャフト部における前記第一のプローブ内に挿入される側と反対側の端部から軸方向に延設される軸体部と、当該軸体部における前記摺動シャフト部側端部の外側面から半径方向外側に突出する第二の突出部とを有し、
前記コイルスプリングは、前記摺動シャフト部の一部を内在させながら、前記第一の突出部と前記第二の突出部とに各端部が当接配置される
ことを特徴とするコンタクトプローブピン。
【請求項２】
前記第一のプローブは検査装置の検査回路基板と接触するバレルであって、前記第一の突出部を含めてプレス加工によって一体に形成され、前記第二のプローブの摺動シャフト部と前記第一のプローブの摺動を行う内側面とのクリアランスは３〜２０μｍである請求項１記載のコンタクトプローブピン。
【請求項３】
前記第二のプローブは被検査対象と接触するプランジャであって、前記軸体部と前記摺動シャフト部とが別部材で構成され、前記軸体部は少なくとも一方に開口部を有し、前記摺動シャフト部は該開口部内に部分的に挿入されて固定されている請求項1又は２記載のコンタクトプローブピン。
【請求項４】
前記第二の突出部は、前記摺動シャフト部が挿入される前記開口部の開口縁部に延設され、前記第二のプローブの軸体部と一体で形成されてなる請求項３記載のコンタクトプローブピン。
【請求項５】
前記第一のプローブは被検査対象と接触するものであって、前記第二のプローブの摺動シャフト部が挿入される開口部と反対側の端部において摺動方向に突出する尖状突出部は、ナイフエッジ加工されたマスキング部材の形状をめっき材料によって転写するめっき処理で形成されてなる請求項１記載のコンタクトプローブピン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路（ＩＣ）等の電子部品の電気的特性を測定し、検査するための電子部品検査用部品およびその関連装置に関し、詳しくは、半導体デバイス、特に半導体集積回路等の電子部品における導通などの電気特性の検査に使用されるコンタクトプローブピン（接触子、ポゴピン）、およびこれを組み込んでなるコンタクト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路等の電子部品の各種電気特性の検査を行うために、コンタクトプローブピンを備える検査装置が使用されている。プローブピンの一方の端部を検査装置の検査回路基板に接触させ、他方の端部を半導体集積回路等の電子部品の被検査対象、具体的には半田ボールやバンプなどに接触させる。そして、このプローブピンを介して半導体集積回路等の電子部品と検査装置との間で電気信号のやり取りを行い、検査が行われる。
【０００３】
このプローブピンの一般的構成は以下のとおりである。バレルと呼ばれる本体となる金属管の内部に、検査回路基板と接触するためのプランジャと、被検査対象と接触するためのプランジャと、双方のプランジャによって挟持されるコイル状スプリングとが配置され、バレルの両端が部分的に閉塞されることで上記バレル内の各要素はバレル内部に保持されている。
【０００４】
このコイル状スプリングの弾性反発力によって、プランジャは検査回路基板や被検査対象に対して押し付けられる。このため、接触抵抗が少なくなるとともに検査中の接触状態の変動が抑えられて、検査結果の信頼性が高められている。
【０００５】
したがって、コイル状スプリングが適切な弾性反発力を有することは重要であり、その素材も常温ではピアノ線（ＳＷＰ）、バーンイン及びその他耐環境試験等における高温ではバネ用ステンレス鋼（ＳＵＳ３０２、ＳＵＳ３０４）、特に１３０℃以上の高温では、コバルト・ニッケル・クロム線が使用されている。
【０００６】
一方、半導体集積回路等の電子部品は更に小型化・高密度化し、端子のピッチ間隔がさらに狭くなる傾向にある。このため、被検査対象である半導体集積回路等の電子部品の接続端子間距離は、０．５ｍｍから０．３ｍｍに推移してきている。このように狭ピッチ化が進むとバレル径を細くする必要があり、これに伴いバレル内に配置されるスプリングを構成する線材の径も細くせざるを得ない。このため、適切な弾性反発力を得るためにはスプリング巻回数を増やす必要が生じ、その結果コンタクトプローブピンが長くなってインダクタンス成分が大きくなり、高周波特性の劣化をもたらす。近年高周波特性の検査が重要になってきていることから、この点は特に重要視されてきている。
【０００７】
こうした流れを背景として、被検査対象に接触するプランジャの一部と制御基板に接触するバレルの一部とが摺動可能な状態でコイルスプリングの内部に配置される外ばね型の構造が提案されている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【特許文献１】特開平４−２７０９６７号公報
【特許文献２】特開２０００−２４１４４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、この構造ではコイルスプリングの内部に摺動機構全体が配置されているため、コイルの巻回直径Ｄ（巻回中心軸を挟んで対向するコイル線同士の中心間距離）を小さくすることができない。
【０００９】
ここで、コイルスプリングが十分な弾性を発現するためには、コイルの巻回直径Ｄとコイル線の直径ｄとの比（Ｄ／ｄ、「ばね指数」とも称する。）が所定の範囲にあることが必要とされる。このため、コイルの巻回直径Ｄが大きいときには、コイル線の直径ｄも弾性発現のために大きく設定せざるを得ず、結果として、コイルの巻回外径（Ｄ＋ｄ）を小さくすることができない。
【００１０】
このように、巻回外径（Ｄ＋ｄ）が小さくならないため、従来の外ばね構造ではプローブピン全体の外径寸法の小さくすることには限界が発生してしまう。
なお、巻回直径Ｄを小さくするためにコイル内部に配置される摺動機構の寸法を小さくすると、摺動機構の構成要素、たとえば摺動シャフト部の強度が不足したり、構成要素の組立性が低下したりするなどの問題によって摺動機構の動作が不安定になり、結果としてプローブピンとしての信頼性の低下を招いてしまう。
【００１１】
本発明は、狭ピッチ化に対応しつつ、信頼性の確保を実現しうるコンタクトプローブピンを提供することを目的とする。また、上記目的を満たしつつ、生産性も高い構成を有するコンタクトプローブピンを提供することも目的とする。さらに、このような機能を有するコンタクトプローブピンを含むコンタクト装置を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（請求項1）
上記目的を達成するために提供されるコンタクトプローブピンは、少なくとも一方に開口部をもつ中空部の内側面が摺動可能な平滑面とされてなる導電性の第一のプローブと、その第一のプローブの平滑な内側面に対して電気的に接触しつつ摺動可能に配置される導電性の第二のプローブと、第一のプローブと第二のプローブとを離す方向に付勢されて配置されるコイルスプリングとを備え、第一のプローブは、第二のプローブに対向する側の開口縁部に半径方向外側に突出する第一の突出部を有し、第二のプローブは、第一のプローブの開口部から中空部内へと摺動可能に一部が挿入される摺動シャフト部と、この摺動シャフト部における第一のプローブ内に挿入される側と反対側の端部から軸方向に延設される軸体部と、その軸体部における摺動シャフト部側端部の外側面から半径方向外側に突出する第二の突出部とを有し、コイルスプリングは、摺動シャフト部の一部を内在させながら、第一の突出部と第二の突出部とに各端部が当接配置される。
【００１３】
係る構成のコンタクトプローブピンでは、第二のプローブの摺動シャフト部の一部のみがコイルスプリングに内包される。このように第一のプローブが内包されないため、従来構造に比べるとコイルスプリングの内径（Ｄ−ｄ）を小さくすることが可能である。前述のようにばね指数（Ｄ／ｄ）は所定の範囲に制限されるので、係る構造の場合には、従来構造に比べて、コイルスプリングの外径（Ｄ＋ｄ）は小さくなる。したがって、より狭ピッチに対応した構造となる。
【００１４】
逆に、コンタクトプローブピンのピッチを固定して従来構造と比較すると、従来構造がコイルスプリング内に第一のプローブの一部、具体的には摺動シャフト部が挿入される軸受け部の一部が存在するのに対して、本発明に係る構造では第一のプローブは存在せず第二のプローブの摺動シャフト部の一部が存在するのみである。このため、従来構造に比べると摺動シャフト部の径を太くすることが可能である。したがって、摺動部の剛性が高まり、第一又は第二のプローブの先端部に非検査対象である半田ボールやバンプが接触した際に与えられる半径方向（ラジアル方向）の力によっても摺動部のかじりが発生しにくくなる。それゆえ、耐久性に優れたコンタクトプローブピンが実現される。
【００１５】
ここで、本発明に係るコンタクトプローブピンにおける第一のプローブの中空部は両端に開口部を有する貫通孔をなしており、摺動シャフト部が挿入される開口部と反対側の開口部に、摺動方向、すなわちスラスト方向に突出する尖状突出部を備える構成であってもよい。
【００１６】
この場合には、第二のプローブの摺動シャフト部の端部が尖状突出部近傍に到達するまでコイルスプリングを圧縮させることができる。このため、中空部の一方の端部が閉塞された構造に比べて第一のプローブの長さを短くすることができ、したがってコンタクトプローブピン全体としての長さを短くすることが実現される。
【００１７】
逆に、コンタクトプローブピンとしての長さを一定にすれば、第二のプローブの摺動シャフト部の長さを長く設定することができ、半径方向（ラジアル方向）の負荷への耐久性が高まる。このため、摺動部のかじりが発生しにくく、耐久性に優れたコンタクトプローブピンが実現される。
【００１８】
（請求項２）
上記構成に加えて、第一のプローブは検査装置の検査回路基板と接触するバレルであって、第一の突出部を含めてプレス加工によって一体に形成され、第二のプローブの摺動シャフト部と第一のプローブの摺動を行う内側面とのクリアランスが３μｍ以上２０μｍ以下であることが特に好ましい。
【００１９】
係る構成の場合には、プレス加工で作成されるので生産性が高く、コイルスプリングの伸縮動作が繰り返されることによって第一のプローブから第一の突出部が脱落する事態が生じにくい。また、クリアランスが３μｍから２０μｍなので、軸のかじりが発生しにくく、電気的接触の不良も発生しにくい。
【００２０】
なお、加工効率の向上の観点から、第一のプローブにおける検査回路基板と接触する先端部分も第一のプローブ及び第一の突出部と一体に形成されていてもよい。プレスによる絞り加工を行ったのちに閉塞された絞り加工の底部を打ち抜き加工することで、ある程度の尖度を有する先端部を形成することが容易に実現される。また、プレス加工とすることによって厚みの均一性を高めることも実現される。その厚みは、強度確保および製造効率の観点から、２０μｍ以上７０μｍ以下とすることが望ましい。
【００２１】
（請求項３）
請求項１または２の構成に加えて、第二のプローブは被検査対象と接触するプランジャであって、軸体部と摺動シャフト部とが別部材で構成され、軸体部は少なくとも一方に開口部を有し、摺動シャフト部はこの開口部内に部分的に挿入されて固定されている構成であってもよい。
【００２２】
係る構成とすることで、軸体部の先端の被検査対象との接触部分と摺動シャフト部とを別々の素材とすることができ、それぞれの加工性や機能を向上させることが実現される。具体的には、先端の接触部分は加工性を維持しつつ高強度な部材を用い、摺動シャフト部は特に強度に優れた材料、たとえばモリブデンなどをもちいることで、狭ピッチ化となっても、安定な電気的接触を実現しつつ、軸が折れにくく、かつ摺動特性が安定したコンタクトプローブピンを得ることが可能となる。
【００２３】
（請求項４）
上記の請求項３の構成に加えて、第二の突出部は、摺動シャフト部が挿入される開口部の開口縁部に延設され、第二のプローブの軸体部と一体で形成されてなっていてもよい。
【００２４】
第二の突出部は開口縁部に形成されているのでコイルスプリングは摺動シャフト部を内在させる内径を有すれば他の部材との干渉が発生しない。このため内径をさらに狭めることが可能であり、したがって狭ピッチ化に対応しやすい。
また、第二の突出部が軸体部と一体で形成されているので、使用中に突出部のみが脱落する事態が発生しにくく、信頼性が高いプローブピンを得ることが実現される。
【００２５】
（請求項５）
本発明に係るコンタクトプローブピンは、請求項１に係る構成に加えて、第一のプローブは被検査対象と接触するものとして、摺動シャフト部が挿入される開口端部と反対側の端部において摺動方向に突出する尖状突出部は、ナイフエッジ加工されたマスキング部材の形状をめっき材料によって転写するめっき処理で形成されてなる構成を有していてもよい。
【００２６】
係る構成のようにめっき処理によって形成されることで、第一のプローブの各部の厚みがほぼ均一となる。厚みが均一であることから強度のばらつきが発生しにくく、信頼性の高いコンタクトプローブピンを得ることが実現される。その厚みは、強度確保および製造効率の観点から、２０μｍ以上７０μｍ以下とすることが望ましい。また、ナイフエッジ加工されたマスキングの形状を転写することで、ナイフエッジ形状を有する尖状突出部を硬度が高いめっき材料で得ることが実現される。このように尖状突出部の硬度が高いプローブピンは電気的接触が安定し高品質であり、摩耗しにくいことから長寿命である。
【００２７】
ここで、めっき処理にあたっては、少なくとも表面に導電性を有する軸体の外周部に形成されためっき層を軸体から分離させることで所定の内径を有する中空軸部分を形成してもよい。このようにすることで高い内径形状精度を有するプローブを得ることが実現される。また、導電性を有する軸体の一方の端部にドーナツ状の導電性領域を延設して軸体とともにめっきを行うと、このドーナツ状導電性領域上に形成されるめっき層が第一の突出部をなし、第一のプローブと第一の突出部とを一体で形成することが実現される。
【発明の効果】
【００２８】
以上のように、本発明によれば、第一のプローブはコイルスプリングには内包されないため、コイルスプリングの内径を従来構造に比べて小さくすることができる。このため、コイルスプリングの弾性反発力を確保しつつ、全体として小径化されたコンタクトプローブピンを得ることができた。また、同一ピッチの場合には、摺動シャフト部を従来構造よりも太くすることができるため、摺動機構の動作が安定化し、品質の高いコンタクトプローブピンとなる。
【００２９】
また、第一のプローブをめっき処理やプレス加工で製造されたものとすることで、狭ピッチと高品質とを両立し、そのうえ生産効率の高いコンタクトプローブピンを得ることができた。
【００３０】
さらに、第二のプローブを複数の部材で構成することによっても、狭ピッチと高品質との両立、および生産効率の向上を実現したコンタクトプローブピンを得ることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明に係る実施の形態として、図面を参照しつつ二つの実施例を説明する。
【実施例１】
【００３２】
まず、図１を用いて第一の実施例について説明する。
図１は、第一の実施例に係るコンタクト装置の断面を概念的に示したものである。
コンタクト装置１００は、半田ボールやバンプなどの被検査対象（図示せず）の配置に対応して配置される複数の貫通孔１１１を有するソケット基板ユニット１１０と、貫通孔１１１の内部に配置されるコンタクトプローブピン１２０とを備える。
【００３３】
ソケット基板ユニット１１０は、一実施形態として、第一のソケット基板１１２と第二のソケット基板１１３とからなり、それぞれの貫通孔には一方の開孔端部近傍において半径方向内側に突出する突出部１１４，１１５が設けられ、各ソケット基板は突出部が外側になるように当接されてソケット基板ユニット１１０を構成している。
【００３４】
コンタクトプローブピン１２０は、両端に開口部をもつ中空部の内側面が摺動可能な平滑面となっている円筒状の導電性の第一のプローブ（以下「バレル１２１」と称する。）と、このバレル１２１の平滑な内側面に対して電気的に接触しつつ摺動可能に配置される導電性の第二のプローブ（以下「プランジャ１２２」と称する。）とを有する。
【００３５】
プランジャ１２２は、バレル１２１に対向する側の部分が摺動シャフト部１２３となっており、バレル１２１の開口部からその中空部内へと挿入されている。ここで、この摺動シャフト部１２３とバレル１２１の内側面とのクリアランスは、３μｍ以上２０μｍ以下に設定されることで、導電特性と摺動特性との両立が安定して実現されている。
【００３６】
このクリアランスが３μｍ以下の場合には、摺動シャフト部１２３の挿入および安定な摺動が困難となる傾向を生ずる。一方、２０μｍ以上の場合には、摺動シャフト部１２３の挿入は容易であるが、電気的な接続を安定して維持することが困難となり検査不良を招くおそれが発生しうる。また、プランジャ１２２の先端に形成された突出部であるプランジャ先端部１２５が被検査対象と接触するときに発生する摺動方向に対して垂直な方向、すなわちラジアル方向の力によって摺動領域に欠けが発生しやすくなり、かじりが発生しやすくなることも懸念されるようになる。
【００３７】
また、摺動シャフト部１２３のバレル１２１の内部に挿入されている側と反対側の端部から軸方向に軸体部１２４が延設されている。この軸体部１２４における摺動シャフト部１２３側の端部の外側面からは、半径方向、すなわちラジアル方向の外側に突出するようにプランジャ突出部１２６が設けられている。
【００３８】
一方、バレル１２１におけるプランジャ１２２に対向する側の開口縁部には、半径方向、すなわちラジアル方向の外側に突出するようにバレル突出部１２７が設けられている。
バレル突出部１２７とプランジャ突出部１２６との間には、摺動シャフト部１２３の一部を内包するように、コイルスプリング１２８が伸縮可能に配置されている。
【００３９】
プランジャ突出部１２６とバレル突出部１２７とは、それぞれ貫通孔１１１内の突出部１１４，１１５に対して、コイルスプリング１２８によって付勢された状態で当接している。ここで、ソケット基板ユニット１１０の貫通孔１１１に配置されるコンタクトプローブピン１２０は、両端、すなわちプランジャ先端部１２５、およびバレルの先端部（以下「バレル先端部」と称する。）１２９が部分的にソケット基板１１０から突出するように、各構成要素は設定されている。
【００４０】
このコンタクトプローブピン１２０が配置されたソケット基板ユニット１１０を検査装置側の検査回路基板（図示せず）に当接させると、バレル１２１は、検査回路基板との接触に伴い、コイルスプリング１２８の弾性反発に抗しつつソケット基板１１０の内部へと移動する。このため、第一のソケット基板１１２や検査回路基板の平坦度が低く、第一のソケット基板１１２の突出部１１４の端部と検査回路基板との距離にばらつきがある場合であっても、バレル１２１が弾性的に変位してこのばらつきを吸収する。したがって、バレル１２１と検査回路基板との電気的接続をバレル先端部１２９で確実に行うことができる。
【００４１】
同様に、プランジャ１２２も半田ボールやバンプなどの被検査対象との接触に伴い、コイルスプリングの１２８の弾性反発に抗しつつソケット基板ユニット１１０内部へと沈み込むように移動する。このため、第二のソケット基板１１３の突出部１１５の端部と被検査対象との距離にばらつきが生じた場合であっても、プランジャ１２２が弾性的に変位してこれを吸収するため、プランジャ先端部１２５と非接触対象との間で安定した接触が実現される。
【００４２】
また、プランジャ１２２はその一部である摺動シャフト部１２３がバレル１２１の内側面に沿ってのみ移動する構造となっているため、プランジャ先端部１２５だけが首振り運動をすることは抑制される。したがって、被検査対象との接触位置がずれたり、被検査対象を不用意に傷つけたりすることに起因する検査不良が発生しにくい。
【００４３】
本実施例に係るコンタクトプローブピン１２０の構成要素について、以下に詳しく説明する。
バレル１２１の中空軸部分の内側面は良好な摺動を実現するように平滑な面となっており、その表面粗さは、Ｒａで０．３μｍ以下であることが望ましい。また、内側面には摺動性を高めるために潤滑材料、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）微粒子が分散されためっき層が形成されていてもよいし、内側面の最表面には効率的な電気伝導を実現することを目的として金などの導電率の高い材料によるめっきが施されていてもよい。ここで、金めっき層は内側面のみならずバレル先端部１２９にも連続的に形成されていることが望ましい。この場合には、電気信号はこの金めっき層を優先的に伝達し、特に良好な電気特性を有するコンタクトプローブピンが実現される。
【００４４】
バレル突出部１２７は本実施形態ではバレル１２１の円筒状の部分と一体で構成されている。バレル突出部１２７が別部材の場合に懸念されるばねの弾性回復力によるバレル突出部１２７の脱落が発生しないため、信頼性が高い構造である。
【００４５】
係る構造のバレル１２１は、精密プレス加工や後述するめっき技術によって製造することが可能である。その厚みは、強度確保および製造効率の観点から２０μｍ以上７０μｍ以下とすることが望ましい。
【００４６】
なお、精密プレス加工でバレル１２１を製造する場合には、絞り加工によって形成する中空部の内面の円筒度を１０μｍ以下とすることで、特に良好な摺動が得られる。また、図１に示されるように、絞り加工で形成した先端部に抜き加工（パンチング）を施すことで、ある程度の尖度を有するエッジを有するバレル先端部１２９が得られる。
【００４７】
次に、プランジャ１２２の構造を、変形例を含めて詳しく説明する。
プランジャ１２２は、中空部を備える軸体部１２４に、被検査対象との接触を行うプランジャ先端部１２５と、端部側の一部がバレル１２１内に挿入されている摺動シャフト部１２３と、ソケット基板ユニット１１０の貫通孔１１１に設けられた突出部１１５への係止点およびコイルスプリング１２８の脱落防止の機能を果たすプランジャ突出部１２６とが付加された構造を有する。
【００４８】
ここで、プランジャ先端部１２５の外径は摺動シャフト部１２３の外径よりも大きく設定されていることが望ましい。この場合には、被検査対象に対する接触点同士の間隔が大きくなり、接触状態が安定する。また、摺動シャフト部１２３の外径が小さいことから、この径に応じてスプリングの巻径を小さくすることが可能であり、狭ピッチ化に対応しやすい。
【００４９】
図１では、好ましい実施形態として、軸体部１２４とプランジャ先端部１２５とプランジャ突出部１２６とは一体で構成され、これらとは別部材で構成された摺動シャフト部１２３がプランジャ先端部１２５に設けられた貫通孔に嵌合されている構造が示されている。
【００５０】
このように摺動シャフト部１２３を別部材とする理由は以下のとおりである。
狭ピッチ化が進むと摺動シャフト部１２３の外径が細くなってくるため、摺動シャフト部１２３は高強度部材（たとえばタングステン系やモリブデン系など）であることが特に求められるようになる。
【００５１】
一方、プランジャ先端部１２５は、各突起の稜線がナイフエッジ状に加工されており、被検査対象に対してこの稜線部分で接触して、部分的に被検査対象に食い込むことで確実な電気的接続を実現している。
【００５２】
一般的には、このようなナイフエッジ形状を得るためには、円柱状の部材の端面に対してＶ溝加工を十字に行うクロスカット加工が行われる。ところが、モリブデンなどの高強度・硬質材料をプランジャ先端部１２５に採用すると、このようなクロスカット加工を行う加工具の寿命が極端に短くなってしまい、生産性の低下を招いてしまう。
【００５３】
このため、摺動シャフト部１２３とプランジャ先端部１２５とを同一素材とし、たとえば一体物として製造する場合には、この稜線部の加工性を考慮して素材の強度に上限を設定しなければならず、結果として摺動シャフト部１２３をモリブデン系の素材を用いることができない。
【００５４】
これに対し、摺動シャフト部１２３とプランジャ先端部１２５とを別部材とすることで、摺動シャフト部１２３には高強度部材を用い、プランジャ先端部１２５には適度な強度を有しつつ加工性も高い部材を用いることが可能である。したがって、狭ピッチ化しても高い信頼性を有するプランジャ１２２を生産効率高く得ることが実現される。
【００５５】
さらに、先端部１２５は硬度が高くかつ加工性が高いベリリウム銅を用いて切削加工により製造し、摺動シャフト部１２３はステンレスやタングステンなどの高硬度材料を用いて、センタレス加工により製造してもよい。センタレス加工を採用することで、円筒度の高い摺動シャフト部１２３を製造することができ、その結果として、摺動部のクリアランスが１０μｍ以下のコンタクトプローブピンを得ることが容易に実現される。
【００５６】
なお、被検査対象と接触するプランジャ先端部１２５の形状は平坦でもよいし、図１に示されるように先端が尖ったいわゆるクラウン形状をしていてもよい。先端形状が複雑な場合には、プランジャ先端部１２５を電鋳で形成してもよい。
【００５７】
また、プランジャ１２２の全面に金めっきを施しておくことで、良好な電気信号の伝達特性を得ることができる。
続いて、プランジャ１２２の構造の他の例を、図２を参照しつつ説明する。図２は第一の実施例に係るプランジャの二つの変形例の構造を概念的に示した断面図である。
【００５８】
図２（ａ）では、プランジャ２１０は、プランジャ先端部１２５および軸体部１２４に対応する先端部用部材２１１、摺動シャフト部１２３に対応する軸部材２１２、およびプランジャ突出部１２６に対応するリング状部材２１３で構成される。
【００５９】
先端部用部材２１１にはその中央部に貫通孔が形成されており、その貫通孔の先端部加工がなされていない側の開口部から軸部材２１２が挿入されている。この軸部材２１２は一方の端部に細軸部を有しており、この細軸部の外径は先端用部材２１１の内径よりも若干（２μｍ程度）細くなっている。このため、リング状部材２１３を介在させつつ先端部用部材２１１の貫通孔にこの細軸部を挿入すると軸は嵌合されて固定される。このとき、リング状部材２１３は先端部用部材２１１の開口縁部と軸部材２１２の段構造の肩部分に狭持されて脱落が防止される。
【００６０】
このようにプランジャを３つの部材で構成すると、部材ごとの製造工程が簡素化されるため、製造歩留まりが向上する。たとえば、先端部用部材２１１は、後述する図４のめっき構造体４０６と比べると突出部４０７を有さないため、めっき工法によって製造する場合には第二のマスキング部材４０２は第二の口金部材４０４を必要とせず、製造が容易になる。
【００６１】
一方、図２（ｂ）ではプランジャ２２０は先端部用部材２２１および軸部材２２２によって構成されている。先端用部材２２１は、クロスカット加工された端部と反対側の端部に、同一部材による突出部２２３、および中央部に凹部２２４を有する。この凹部の内径は軸部材２２２の外径よりも若干（２μｍ程度）大きく、このため軸部材２２２は嵌合によって先端部用部材２２１に対して固定されている。
【００６２】
このような先端部用部材２２１の構造は、切削加工によって得ることが可能であり、製造工程としてはめっき技術を用いたものに比べると簡素化される。ただし、クロスカット構造を機械加工によって行うことからその素材が取りうる強度には上限がおのずから設定されることとなる。
【００６３】
続いて、コイルスプリング１２８について説明する。
コイルスプリング１２８の素材は公知の材料、ステンレスやピアノ線などを用いることができる。こうした材料はコイルスプリングとしての機能を適切に果たすためには、前述のように線材自体の直径ｄとコイルとしての巻回直径Ｄとの関係が所定の範囲にあることが求められる。すなわち、ばね指数として、４≦Ｄ／ｄ≦１０の範囲にあることが必要である。
【００６４】
本実施形態のようにコイルスプリング１２８の内側には摺動シャフト部１２３のみが配置される構造とすることで、外ばね構造でありながら巻回径Ｄを小さくすることが実現される。このため、線材直径ｄも小さくすることができ、その結果として狭ピッチ化の要請に応じてコイルスプリング全体の外径Ｄ＋ｄを小さくすることが実現される。
【実施例２】
【００６５】
続いて、図３を用いて第二の実施例について説明する。
図３は、第二の実施例に係るコンタクト装置の断面を概念的に示したものである。
図１で示される第一の実施例に係るコンタクト装置と最も大きく異なるのは、被検査対象と接触するプローブが中空部を有し、その内側面が平滑な摺動面となっており、摺動シャフト部は検査回路基板と接触するプローブに設けられている点である。
【００６６】
以下に具体的に説明する。
本実施例に係るコンタクト装置３００も、第一実施例に係るコンタクト装置１００と同様に、ソケット基板ユニット３１０とその複数の貫通孔の内部に配置されるコンタクトプローブピン３２０とを備える。ソケット基板３１０の構造は第一実施例と同様であるからその説明は省略する。
【００６７】
コンタクトプローブピン３２０は、両端に開口部をもつ中空部の内側面が摺動可能な平滑面となっている円筒状の導電性の第一のプローブ（以下「第一プローブ３２１」と称する。）と、この第一プローブ３２１の平滑な内側面に対して電気的に接触しつつ摺動可能に配置される導電性の第二のプローブ（以下「第二プローブ３２２」と称する。）とを有する。ここで、第一プローブ３２１は被検査対象に接触し、第二プローブ３２２は検査装置の検査回路基板と接触する。
【００６８】
第二プローブ３２２は、第一プローブ３２１に対向する側の部分が摺動シャフト部３２３となっており、第一プローブ３２１の開口部からその中空部内へと挿入されている。ここで、この摺動シャフト部３２３と第一プローブ３２１の内側面とのクリアランスは、第一実施例と同様に、３μｍ以上２０μｍ以下に設定されることが好ましい。
【００６９】
また、第二プローブ３２２は第一実施例のプランジャ１２２と同様に軸体部３２４が摺動シャフト部３２３の端部に延設され、軸体部３２４における摺動シャフト部３２３側の端部の外側面からは、半径方向外側に突出するように第二突出部３２６が設けられている。
【００７０】
一方、第一プローブ３２１における第二プローブ３２２に対向する側の開口縁部には、半径方向外側に突出するように第一突出部３２７が設けられている。
第一突出部３２７と第二突出部３２６との間には、摺動シャフト部３２３の一部を内包するように、コイルスプリング３２８が伸縮可能に配置されている。
【００７１】
ここで、各突出部とソケット基板ユニット３１０の各部との関係や、コイルスプリング３２８の機能についても第一実施例と同様であるから説明を省略する。
本実施例に係るコンタクトプローブピン３２０では、第一プローブ３２１の内側面と第二プローブ３２２の摺動シャフト部３２３との摺動によって、被検査対象と検査回路基板との安定した電気的接触が実現されている。
【００７２】
図４は、本実施例に係るコンタクトプローブピンの第一プローブの製造方法の一例を概念的に示した図である。
まず図４（Ａ）に示されるように、センタレス加工などの公知の技術によって、第一のプローブ３２１の内径に対応する外径を有するステンレス製軸４００を作製し、第一のマスキング部材４０１、および第二のマスキング部材４０２をその両端部に挿入する。第一のマスキング部材４０１はステンレス製軸４００が挿入される開口部を有し、その開口縁部は、第一プローブ３２１の先端部３２５の形状が軸端部近傍に形成されるようにこの先端部３２５の反転形状を有している。一方、第二のマスキング部材４０２の開口縁部は平面形状である。
【００７３】
マスキング部材の詳細形状について図４（Ｂ）を用いて説明する。
図４（Ｂ）は同図（Ａ）の断面を概念的に示したものである。第一のマスキング部材４０１は大部分が樹脂製であるが、その開口縁にはステンレス製の第一の口金部材４０３が設けられている。この第一の口金部材４０３はワッシャにクロスカット加工が施されたものであり、その端部は凹部、凸部いずれもナイフエッジ状である。なお、この第一のマスキング部材４０１は、第一の口金部材４０３を成形金型に配置した状態で樹脂成形を行うインサート成形によって得てもよい。
【００７４】
一方の第二のマスキング部材４０２も同様の第二の口金部材４０４を開口縁に有する。開口縁部は平面であるから、ステンレス製ワッシャを挿入したインサート成形によって得てもよいし、導電性微粒子を含む樹脂でワッシャ部分を作製し、その後他の部分を通常の絶縁性樹脂で作製する二色成形技術によって得てもよい。
【００７５】
このようにマスキング部材が部分的に導電性を有するため、ステンレス製軸４００の露出部分、ならびに第一の口金部材４０３および第二の口金部材４０４の露出部分からなる一連の導電性表面が形成される。この状態でめっきを行うと、図４（Ｃ）に示されるように、導電性表面上にめっき層４０５が形成される。
【００７６】
続いて、マスキング部材４０１および４０２を分離させることで図４（Ｄ）のような構造体が得られ、さらにステンレス製軸４００を除去すると図４（Ｅ）に示されるようなめっき構造体４０６が得られる。
【００７７】
このめっき構造体４０６は、中空軸形状をなし、その内面４０９の形状精度（円筒度、面粗度など）はステンレス製軸４００と同等となっている。そして、一方の開口縁部には鍔状の突出部４０７が延設されている。また、他方の開口縁部はクロスカット加工の反転形状４０８を有し、この反転形状もクロスカット形状であってその稜線部はナイフエッジ状となっている。したがって、このめっき構造体４０６は追加工することなくそのまま第一プローブ３２１として用いることが可能である。なお、上記の製造方法を用いて、第一実施例のバレル１２１やプランジャ１２２を製造してもかまわない。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明のコンタクトプローブピンは、従来技術に係るものよりも高い信頼性を維持しつつ狭ピッチ化に対応可能な構造を有する。その上加工精度を出しやすくかつ生産性が高い構造を採用することでさらに信頼性を高めることができている。このように信頼性の高いコンタクトプローブピンを用いることによって、検査対象となるＩＣなどの信頼性が高まるだけでなく、信頼性の確保を目的とするコンタクトプローブピンの廃棄を少なくすることもできる。このように検査工程の信頼性向上のみならず省資源化にも貢献し、環境活動の観点でも好ましいといえる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明第一の実施例に係るコンタクト装置を概念的に示した断面図である。
【図２】本発明第一の実施例に係るプランジャの二つの変形例の構造を概念的に示した断面図である。
【図３】本発明第二の実施例に係るコンタクト装置を概念的に示した断面図である。
【図４】本発明第二の実施例に係る第一プローブの製造方法の一例を概念的に示した図である。
【符号の説明】
【００８０】
１００  コンタクト装置
１１０  ソケット基板ユニット
１２０  コンタクトプローブピン
２１０、２２０  プランジャ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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