(57)【要約】【課題】プリント基板に付加された端子に付着した異物（半田の酸化物、フラックス）を除去しながら該端子に圧接し、先端に付着した異物を除去しながら解放する。【解決手段】軸１０と、前記軸の先端部に形成され、第１の側面３１を有する第１の接触子２０と、前記第１の側面に接する第２の側面３３を有する第２の接触子２５とを有し、前記軸の軸方向に前記各接触子が圧縮され、あるいは解放されるときに前記各接触子が変形することにより前記第１の側面と前記第２の側面とが相互に擦れ合うようにした。【選択図】  図２
2005009904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸と、
前記軸の先端部に形成され、第１の側面を有する第１の接触子と、
前記第１の側面に接する第２の側面を有する第２の接触子とを有し、
前記軸の軸方向に前記各接触子が圧縮され、あるいは解放されるときに前記各接触子が変形することにより前記第１の側面と前記第２の側面とが相互に擦れ合うことを特徴とするプローブピン。
【請求項２】
前記各接触子は、端面が扇形形状である弾性体を用いた柱状体であり、該端面が前記軸の中心軸に垂直な面に対して傾斜角を有することにより該端面の頂角部分が突出するように設けられることを特徴とする請求項１記載のプローブピン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板検査に用いて好適なプローブピンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣ等の電子部品を実装したプリント基板に対しては実装後に電子回路が所定の特性を有しているか否かを検査する機能テスト等が行われる。該機能テストにおいては、複数のプローブピンを設けたフィクスチャーが使用される。該プローブピンは、実装基板に実装された電子部品の端子等に接触させるために用いられ、必要に応じて複数の形状のピンが使い分けられる。これらの例として、図１において、中窪み型（ａ）、槍型（ｂ）、丸形（ｃ）、フラット型（ｄ）、たがね型（ｅ）、針型（ｆ）、クラウン型（ｇ）の各プローブピンの形状を示す。槍型、たがね型、針型、クラウン型の各プローブピンにおいては、先端が鋭角に形成されており、ピンの先端が半田の酸化物、端子に塗布されたフラックス等の異物を除去しつつ、該ピンの先端が端子に接触される。また、たがね型、クラウン型等のようにθ方向に一定の形状を有しないプローブピンは、θ方向に回転して接触する場合もある。また、端子が凸形状の場合には接触面積が得られるため中窪み型が適している場合もある。特許文献１においては、軸方向に亘って中心部が中空な第１のプランジャと、該第１のプランジャの中心部に挿通されその先端が第１のプランジャよりも突出した第２のプランジャと、これらのプランジャに対して軸方向に沿って上向きの力を与えるスプリングとからなるコンタクトプローブが開示されている。このコンタクトプローブは、第２のプランジャが検査点から接離する際、該プローブが軸方向に移動することにより、実装基板から剥離したフラックス等が完全に除去されるセルフクリーニング機構を有する。さらに、特許文献２においては、コンタクトプローブの先端部のエッジを湾曲形状に構成することにより、鋭角部と湾曲部とを備えナイフ特性を有した技術が開示されている。それにより、点接触のプローブよりも接触抵抗が低減し、接触性が増大している。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１２８４６
【特許文献２】特開平８−３５９８６
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図１に示されている各プローブピンにおいては、半田の酸化膜、フラックス等の異物がプローブピン先端に付着する問題点がある。特に、丸形、フラット型のプローブピンにおいては、プローブピンの先端部分が鈍角であるので実装基板の半田の酸化物、フラックス等の異物を充分に除去せず、接触抵抗が増大する問題点がある。一方、槍型、たがね型、針型、クラウン型の各プローブピンにおいては、先端が鋭角であるが故、接触面積が小さくなり、単位面積当たりの力が大きく検査用端子に必要以上に傷を付ける問題点がある。また、クラウン型においては、プローブピンの先端に堆積した異物を除去するために頻繁に清掃が必要であるという問題点がある。なお、特許文献１に記載する技術においても内部構造が複雑であるという問題点がある。また、特許文献２に記載する技術においては、異物が付着しにくい構造であるが、セルフクリーニング機構を有していない。
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、端子に付着した異物を除去しながら該端子に圧接し、先端に付着した異物を除去しながら解放することが出来るプローブピンを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明にあっては、下記構成を具備することを特徴とする。なお、括弧内は例示である。
請求項１記載のプローブピンにあっては、軸と、前記軸の先端部に形成され、第１の側面を有する第１の接触子（楔部分）と、前記第１の側面に接する第２の側面を有する第２の接触子（楔部分）とを有し、前記軸の軸方向に前記各接触子が圧縮され、あるいは解放されるときに前記各接触子が変形することにより前記第１の側面と前記第２の側面とが相互に擦れ合うことを特徴とする。
さらに、請求項２記載の構成にあっては、請求項１記載のプローブピンにおいて、前記各接触子は、端面が扇形形状である弾性体（バネ材）を用いた柱状体であり、該端面が前記軸の中心軸に垂直な面に対して傾斜角を有することにより該端面の頂角部分が突出するように設けられることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
１．  実施形態の構成
本発明の一実施形態であるプローブピンの構造を図２の外観図を参照して説明する。
図２において、１０はプローブ軸であり、導電性を有する円柱状の剛体である。２０，２５は楔部分であり、四角形の側面３１，３２，３３，３４を有した断面が扇型形状の柱状体であり、導電性を有するバネ材により形成される。また、楔部分２０，２５は、プローブ軸１０の先端に固着され、楔部分２０，２５の側面３１，３３のうち、該扇形形状の頂角部分近傍が一部接している。それにより、扇型形状の頂角部分が略中心方向に、円弧部分がプローブ軸１０の円周の外側に向けられており、楔部分２０，２５の側面３１，３３はプローブ軸１０の中心軸を介して相互に接している。さらに、楔部分２０，２５の扇形形状の端面３６，３７は、プローブ軸１０の中心軸に垂直な面に対して「１０°」程度の傾斜角を有しており、該扇形形状の頂角部分すなわちエッジ部分２７，２８がプローブピン１００の先端に突出している。なお、端面３６，３７が傾斜角を有し、楔部分２０，２５の側面３１，３２，３３，３４を形成する四角形の上辺の長さが下辺よりも長くプローブ軸１０の円周よりも外側に突出しているので、楔部分２０，２５はプローブ軸１０の外側に開いているような外観を呈している。
【０００７】
２．  実施形態の動作
以下、本実施形態のプローブピン１００の動作を図３の各図を参照して説明する。
各図において、３００はプリント基板であり、電極パターンが形成され、電子部品が実装されている。３５０は電極パターンに塗布されたフラックス、半田の酸化物等の異物である。また、図３（ａ）はプリント基板３００から解放された状態のプローブピン１００の側面図および上面図である。図３（ｂ）はプローブピン１００が軸方向に移動し、プリント基板３００に接触したときの状態の側面図および上面図である。図３（ｃ）はプローブピン１００がプリント基板３００を押しつつある状態の側面図および上面図である。図３（ｄ）は圧接が完了した状態の側面図および上面図である。図３（ｅ）はプローブピン１００がプリント基板３００から離れ、再び解放された状態の側面図および上面図である。
【０００８】
図３（ａ）に示される解放時においては、楔部分２０，２５の各側面３１，３３３の一部が接している。また、楔部分２０，２５の先端が外側に開いている外観を呈しているため、楔部分２０，２５の円弧部分４２がプローブ軸１０の円周の外側に突出している。なお、図３（ｂ）に示すようにプローブピン１００がプリント基板３００に接触した状態においても同様の形状を呈するが、楔部分２０，２５のエッジ部分２７の形状に異物３５０を変形しながら接触する。さらに、図３（ｃ）に示すようにプローブピン１００がプリント基板３００を押圧しつつある状態においては、楔部分２０，２５のエッジ部分２７が押圧されることにより、外側に開いていた楔部分２０，２５の先端が内側に狭まるように楔部分２０，２５が変形する。それにより、二つの楔部分２０，２５の一側面が相互に擦れ合い、楔部分２０，２５の平行に接している側面部分４０が広くなる。そして、楔部分２０，２５の変形に伴って、異物３５０が除去される。
【０００９】
さらに、図３（ｄ）に示すように圧接時においては、楔部分２０，２５の扇形形状の断面全体がプローブ軸１０の円周の内側に収まり、楔部分２０，２５の全体が軸方向に圧縮される。そして、楔部分２０，２５がプリント基板３００に圧接され、この圧接された状態でプリント基板の機能試験が行われる。さらに、図３（ｅ）に示すように再び解放される状態においては、圧縮された楔部分２０，２５が再び外側に広がり、側面が互いに擦れ合うので、楔部分２０，２５の先端に付着した異物が除去される。
【００１０】
以上のように本実施形態によれば、楔部分２０，２５のエッジ部分２７がプリント基板端子の表面に付加されている異物（半田の酸化膜、フラックス）を除去しながら接触するので、接触不良が回避される。プローブピン１００の軸方向への移動に伴い、楔部分２０，２５の側面が互いに擦り合うので、プローブピンの先端に付着した異物が除去される。さらに、楔部分の端面形状が扇形形状であるので圧接時においてプリント基板端子に及ぼす傷が小さい。
【００１１】
３．  変形例
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような種々の変形が可能であり、全て本発明の範疇に含まれる。
（１）上記実施形態においては、プリント基板の機能検査に使用したが、半導体のチップ検査（ダイソート検査）にも応用することが出来る。この場合においては、先端部の微細加工が必要になるが感知レバー型のピンよりプローブ痕を小さくすることが出来る。
【００１２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の構成によれば、軸の先端部に形成され、第１の側面を有する第１の接触子と該第１の側面に接する第２の側面を有する第２の接触子とが軸方向に前記各接触子が圧縮され、あるいは解放されるときに各接触子が変形することにより第１の側面と第２の側面とが相互に擦れ合う。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のプローブピンの例
【図２】本発明の一実施形態であるプローブピンの外観図
【図３】本発明の一実施形態であるプローブピンの動作を示す図である。
【符号の説明】
１０…プローブ軸、２０，２５…楔部分、２７，２８…エッジ部分、３１，３２，３３，３４…側面、３６，３７…端面、４０…側面部分、４２…円弧部分、１００…プローブピン、３００…プリント基板、３５０…異物
【図１】
2005009904.tif 000003
【図２】
2005009904.tif 000004
【図３】
2005009904.tif 000005