(57)【要約】【課題】本発明はプローブピンの微細化が容易に達成でき、ニッケルやタングステン等の耐摩耗性金属を任意に選択して微細で且つ接触ヘッドの高耐摩耗性を併有する長寿命のプローブピンを提供する。【解決手段】軸部５と該軸部５の一端に直結する接触ヘッド６を同一軸線上に連設し、全体を軸線方向に弾力的に移動し接触ヘッド６の尖鋭端８を接触対象に加圧接触せしめるプローブピン２において、上記接触ヘッド６が導電性を有する型板１１の表面に形成した窪み１２内において電鋳成形された電鋳成形ヘッドから成り、上記軸部５が窪み１２開口面に対し垂直な軸線上に延びるレジスト孔１４，１６内において電鋳成形された電鋳成形軸部５から成るプローブピン。【選択図】        図４
2007071768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部と該軸部の一端に直結する接触ヘッドを同一軸線上に連設し、全体を軸線方向に弾力的に移動し接触ヘッドの尖鋭端を接触対象に加圧接触せしめるプローブピンにおいて、上記接触ヘッドが導電性を有する型板の表面に形成した窪み内において電鋳成形された電鋳成形ヘッドから成り、上記軸部が窪み開口面に対し垂直な軸線上に延びるレジスト孔内において電鋳成形された電鋳成形軸部から成ることを特徴とするプローブピン。
【請求項２】
小径軸部の一端に直結する大径軸部と該小径軸部の他端に直結する接触ヘッドを同一軸線上に連設し、全体を軸線方向に弾力的に移動し接触ヘッドの尖鋭端を接触対象に加圧接触せしめるプローブピンにおいて、上記接触ヘッドが導電性を有する型板の表面に形成した窪み内において電鋳成形された電鋳成形ヘッドから成り、上記小径軸部が上記窪み開口面に対し垂直な軸線上に延びる小径レジスト孔内において電鋳成形された第一電鋳成形軸部から成り、上記大径軸部が上記小径レジスト孔の開口面から同一軸線上に延びる大径レジスト孔内において電鋳成形された第二電鋳成形軸部から成ることを特徴とするプローブピン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＢＧＡ形ＩＣのボール形電極、ＩＣウエハの電極、液晶パネル等のディスプレイパネルの電極等との加圧接触に供されるプローブピンに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１Ａに示すように、スリーブ１内の一端側と他端側に一双のプローブピン２の基端を進退可に挿入し、両プローブピン２の基端間にスリーブ１内に内挿したコイルバネ３を介在して弾持し、両プローブピン２先端の各接触ヘッド６をスリーブ１の両端開口から突出させた構造のスリーブ形コンタクトが既知である。
【０００３】
図１Ｂに示すように、上記スリーブピン形コンタクトは両プローブピン２が上記コイルバネ３を圧縮しつつ収縮し、該コイルバネ３の弾発力で伸長することにより、例えば一方のプローブピン２の接触ヘッド６を上記ＢＧＡ形ＩＣのボール形電極４等に加圧接触せしめると共に、他方のプローブピン２の接触ヘッド６を配線基板の電極７に加圧接触せしめる構成を有している。
【０００４】
図２に示すように、上記プローブピン２は一端側に小径軸部５ａを、他端側に大径軸部５ｂを有し、小径軸部５ａの先端に接触ヘッド６を有しており、三者が同一軸線上に配された直ピン構造を有し、該接触ヘッド６の端部には複数の尖鋭端８を環状に配するか、軸線上に突出する単数の尖鋭端８を設け、前者においては複数の尖鋭端８で画成された凹所９内に、例えばボール形電極４の下部球面を受容して各尖鋭端８の内面を加圧接触し、後者においては尖鋭端８を電極７に突き立てるように加圧接触している。
【０００５】
上記プローブピン２はスリーブ１と協働して、上記軸部５により直線的な進退を案内すると共に、該軸部５を形成する小径軸部５ａと大径軸部５ｂの連設部に形成された段部５ｃをスリーブ１の両端開口のカシメ部１ａ内面に当接してプローブピン２の飛び出しを防止している。
【０００６】
図３に基づき上記プローブピン２の切削加工法について説明する。図３Ａに示すように、黄銅、ベリリウム銅、リン青銅から成る棒材１０を用意し、図３Ｂ，図３Ｃに示すように、該棒材１０の端部に既知のバイトを使用して小径軸部５ａと大径軸部５ｂを切削加工し、更に図３Ｄに示すように、小径軸部５ａの先端に上記尖鋭端８を切削加工した後、棒材１０との連結部において切断し、図２に示すプローブピン２を得ている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の通り、上記プローブピン２は従来、棒材１０に切削加工を施して一体に製造している。従って上記軸部５と接触ヘッド６とは同じ材質の金属から成る一体無垢の構造を有する。
【０００８】
一般には上記棒材１０として、切削加工性の観点からベリリウム銅やリン青銅が用いられており、従って軸部５と接触ヘッド６とがベリリウム銅から成る一体無垢の構造か、両者５，６がリン青銅から成る一体無垢の構造を有する。
【０００９】
然るにベリリウム銅やリン青銅は通電性は良好ではあるが、耐摩耗性に欠け、上記プローブピン２端部の接触ヘッド６を電極４，７に繰り返し加圧接触するスリーブピン形コンタクトにおいては、接触ヘッド６が早期に摩耗し、耐用寿命が短く、多数のスリーブピン形コンタクトを植装したコネクタから同コンタクトを頻繁に抜去し再植装する交換作業が必要となり、そのためにＩＣ等の検査作業を中断せねばならず、多大なメンテナンス費用の負担と検査作業効率の悪化を招いている。
【００１０】
又上記プローブピン２を切削加工する方法ではプローブピン２の微細化に追随できず、例えばφ０．１ｍｍ以下のプローブピンになると、切削困難、とりわけ接触ヘッド６の尖鋭端８の切削加工が著しく困難になる。
【００１１】
他方耐摩耗性を富有するニッケルやタングステンの棒材１０は、切削加工が困難であり、これらニッケルやタングステンに切削加工を施してプローブピン２を得ることは加工技術的に実現困難である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の通り、上記切削加工によるプローブピンでは、その微細化に限界を有しているばかりか、微細で且つ耐摩耗性を富有するプローブピンの提供が極めて困難となってきている。
【００１３】
本発明は上記切削加工に依存せずに、上記プローブピンの微細化と耐摩耗性向上の要請に適切に応え得る長寿命のプローブピンを提供することを目的としている。
【００１４】
本発明は軸部と該軸部の一端に直結する接触ヘッドを同一軸線上に連設し、全体を軸線方向に弾力的に移動し接触ヘッドの尖鋭端を接触対象に加圧接触せしめるプローブピンに係る。
【００１５】
本発明は上記プローブピンにおいて、上記接触ヘッドを導電性型板の表面に形成した窪み内において電鋳成形した電鋳成形ヘッドにて形成すると共に、上記軸部を窪み開口面に対し垂直な軸線上に延びるレジスト孔内において電鋳成形した電鋳成形軸部にて形成した、全体が電鋳成形金属から成るプローブピンを提供するものである。
【００１６】
又本発明は小径軸部の一端に直結する大径軸部と該小径軸部の他端に直結する接触ヘッドを同一軸線上に連設し、全体を軸線方向に弾力的に移動し接触ヘッドの尖鋭端を接触対象に加圧接触せしめるプローブピンに係る。
【００１７】
本発明は上記プローブピンにおいて、上記接触ヘッドを導電性を有する型板の表面に形成した窪み内において電鋳成形した電鋳成形ヘッドにて形成し、更に該電鋳成形ヘッドに直結する小径軸部を上記窪み開口面に対し垂直な軸線上に延びる小径レジスト孔内において電鋳成形した第一電鋳成形軸部にて形成すると共に、上記小径軸部に直結する大径軸部を上記小径レジスト孔の開口面から同一軸線上に延びる大径レジスト孔内において電鋳成形した第二電鋳成形軸部にて形成した、全体が電鋳成形金属から成るプローブピンを提供するものである。
【発明の効果】
【００１８】
上記電鋳成形によるプローブピンは微細化の要請に容易に応えることができ、ニッケルやタングステン等の耐摩耗性金属を任意に選択して微細で且つ耐摩耗性を富有する長寿命のプローブピンを提供できる。
【００１９】
本発明によれば、従来の切削加工によるプローブピンにおける短寿命の問題と、メンテナンス作業と費用の問題を抜本的に解決することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下本発明を図４乃至図６に示す第一実施形態例と、図７乃至図９に示す第二実施形態例と、図１０，図１１に示す第三実施形態例について説明する。
【００２１】
〈第一実施形態例〉
以下図４乃至図６に基づき、本発明に係る電鋳成形形のプローブピン２の電鋳成形法の一例を説明し、構造を説明する。
【００２２】
図４Ａに示すように、導電性を有する型板１１の表面に、窪み成形ツールで打撃圧を与える手法等により、多数の窪み１２を狭小ピッチで形成する。該窪み１２は窪み成形ツールの先端が有する形状、即ち前記尖鋭端８の成形部８′を有する。
【００２３】
次に図４Ｂに示すように、上記型板１１の表面、即ち窪み形成面に第一レジスト層１３を形成する。
【００２４】
上記第一レジスト層１３は型板１１の表面にフィルム状レジストを貼付して形成する。又は型板１１の表面に液状レジストを重ね塗布する方法によって形成する。
【００２５】
上記第一レジスト層１３の厚みはプローブピン２の小径軸部５ａの長さと略等しく、例えば第一レジスト層１３の厚さは０．５ｍｍ程度となる。
【００２６】
次に上記第一レジスト層１３の外表面にマスクを被せ露光現像することにより、第一レジスト層１３を貫通した上記窪み１２に対応せる小径レジスト孔１４を形成する。
【００２７】
一度の露光で比較的厚い第一レジスト層１３に小径レジスト孔１４を適切に形成するには、既知のＸ線露光が最適である。このＸ線露光はシンクロトロン放射（ＳＲ）光源から放射される０．７ｎｍから０．８ｎｍの波長の光を特殊なマスクを介して照射し、比較的厚いレジスト層に垂直な孔（小径レジスト孔１４）を形成することが可能である。
【００２８】
上記小径レジスト孔１４は下端が窪み１２の開口面、即ち型板１１と第一レジスト層１３の界面（第一レジスト層１３の内表面）において窪み１２と連通し、他端が第一レジスト層１３の外表面において開口する円柱形貫通孔であり、該円柱形貫通孔（小径レジスト孔１４）と窪み１２とは互いに略等口径であり、同一軸線上において連通する。
【００２９】
次に図４Ｃに示すように、上記窪み１２と小径レジスト孔１４内において、導電金属による一次電鋳成形を促す。即ち、型板１１の窪み１２によって接触ヘッド６を一次電鋳成形すると共に、小径レジスト孔１４によって小径軸部５ａを一次電鋳成形し、小径軸部５ａの端部に接触ヘッド６を一体に電鋳成形する。
【００３０】
次に図４Ｄに示すように、上記第一レジスト層１３の外表面に第二レジスト層１５を貼付し、該第二レジスト層１５の外表面にマスクを被せ露光現像することにより、上記小径レジスト孔１４と連通し、且つ該小径レジスト孔１４を介して窪み１２と連通する大径レジスト孔１６を形成する。
【００３１】
上記大径レジスト孔１６の形成においても上記Ｘ線露光法を適用することができる。該Ｘ線露光法の適用により一度の露光で比較的厚いレジスト層に垂直な孔を形成できることは前記の通りである。
【００３２】
上記大径レジスト孔１６は下端が小径レジスト孔１４の開口面、即ち第一レジスト層１３との界面において小径レジスト孔１４と連通し、他端が第二レジスト層１５の外表面において開口する円柱形貫通孔であり、該円柱形貫通孔（大径レジスト孔１６）は小径レジスト孔１４より大径であり、大径レジスト孔１６と小径レジスト孔１４と窪み１２とは同一軸線上において連通する。
【００３３】
次に図４Ｅに示すように、上記大径レジスト孔１６内において、導電金属による二次電鋳成形を促す。即ち、型板１１の窪み１２によって接触ヘッド６を一次電鋳成形すると共に、小径レジスト孔１４によって小径軸部５ａを一次電鋳成形し、大径レジスト孔１６によって大径軸部５ｂを二次電鋳成形し、よって図５，図６に示す接触ヘッド６と小径軸部５ａと大径軸部５ｂとを有するプローブピン２を一体に電鋳成形する。
【００３４】
上記成形後、第一，第二レジスト層１３，１５を除去し、プローブピン２を型板１１より脱型する。
【００３５】
上記図４Ａ乃至図４Ｅに基づいて電鋳成形されたプローブピン２は、図５，図６に示すように、小径軸部５ａの基端に環状段部５ｃを介して大径軸部５ｂが同一軸線に連設され、該小径軸部５ａの他端に接触ヘッド６が同一軸線に連設された形状を有し、該接触ヘッド６に前記尖鋭端８を有する。
【００３６】
上記図４Ａ乃至図４Ｅは、小径軸部５ａを一次電鋳成形し、大径軸部５ｂを二次電鋳成形した場合を示しているが、小径レジスト孔１４と大径レジスト孔１６を連通して形成した後に、両レジスト孔１４，１６内において導電金属による一次電鋳成形を促し、軸部５を一度の電鋳で形成することができる。
【００３７】
従って窪み１２と両レジスト孔１４，１６内において導電金属による一次電鋳成形を促し、接触ヘッド６と軸部５を一時に成形することができる。
【００３８】
〈第二実施形態例〉
次に図７乃至図９に基づき、本発明に係る電鋳成形形のプローブピン２の電鋳成形法の他例を説明し、構造を説明する。  
【００３９】
図７Ａに示すように、導電性を有する型板１１の表面に、窪み成形ツールで打撃圧を与える手法等により、多数の窪み１２を狭小ピッチで形成し、該窪み１２を形成した型板１１の表面に第三レジスト層１８を層着し、該レジスト層１８の外表面にマスクを被せ露光現像することにより、第三レジスト層１８を貫通した上記窪み１２に対応せるフランジ成形用レジスト孔１７を形成する。
【００４０】
上記フランジ成形用レジスト孔１７は窪み１２と同心であり、且つ窪み１２より大径である。
【００４１】
上記窪み１２は窪み成形ツールの先端が有する形状、即ち前記尖鋭端８の成形部８′を有すると共に、該尖鋭端成形部８′にフランジ成形用レジスト孔１７を連成する。
【００４２】
次に図７Ｂに示すように、上記窪み１２とフランジ成形用レジスト孔１７内において一次電鋳成形を促しフランジ６ａを有する接触ヘッド６を成形する。
【００４３】
上記第三レジスト層１８はフィルム化したフィルムレジストを型板１１の表面に貼付して形成する。
【００４４】
他例として、上記第三レジスト層１８を用いずに、ポリイミドフィルム等のフィルムに上記窪み１２と対応した多数のフランジ成形孔を穿孔したものを用意し、これを上記型板１１表面に貼付し、上記フランジ付接触ヘッド６を成形することができる。このポリイミドフィルム等のフィルム、従ってフランジ成形孔は繰り返し使用に供することができる。
【００４５】
次に図７Ｃに示すように、上記第三レジスト層１８の外表面に前記第一レジスト層１３を形成する。又は第三レジスト層１８を除去してフランジ６ａを露出した型板１１の表面に前記第一レジスト層１３を形成する。
【００４６】
上記第一レジスト層１３の外表面にマスクを被せ露光現像することにより、第一レジスト層１３を貫通した上記窪み１２に対応せる小径レジスト孔１４を形成する。
【００４７】
上記小径レジスト孔１４の下端開口面に接して電鋳成形されたフランジ６ａが存在し、他端が第一レジスト層１３の外表面において開口する円柱形貫通孔であり、該円柱形貫通孔（小径レジスト孔１４）はフランジ成形用レジスト孔１７と同心で且つ同レジスト孔１７より小口径であり、同一軸線上において連通する。
【００４８】
次に図７Ｄに示すように、上記小径レジスト孔１４内において、導電金属による二次電鋳成形を促す。よって上記窪み１２とレジスト孔１７によって電鋳成形した接触ヘッド６の露出面上、即ちフランジ６ａの外表面に上記小径レジスト孔１４に従い小径軸部５ａを二次電鋳成形し、接触ヘッド６と一体構造にする。
【００４９】
次に図７Ｅに示すように、上記第一レジスト層１３の外表面に第二レジスト層１５を形成し、該第二レジスト層１５の外表面にマスクを被せ露光現像することにより、上記小径レジスト孔１４と連通し、且つ該小径レジスト孔１４を介して窪み１２と連通する大径レジスト孔１６を形成する。
【００５０】
上記大径レジスト孔１６は下端が小径レジスト孔１４の開口面、即ち第一レジスト層１３との界面において小径レジスト孔１４と連通し、他端が第二レジスト層１５の外表面において開口する円柱形貫通孔であり、該円柱形貫通孔（大径レジスト孔１６）は小径レジスト孔１４より大径であり、大径レジスト孔１６と小径レジスト孔１４と窪み１２とは同一軸線上において連通する。
【００５１】
上記小径レジスト孔１４と大径レジスト孔１６の形成においても前記Ｘ線露光法を適用することができる。該Ｘ線露光法の適用により一度の露光で比較的厚いレジスト層に垂直な孔を形成できることは前記の通りである。
【００５２】
次に図７Ｆに示すように、上記大径レジスト孔１６内において、導電金属による三次電鋳成形を促す。即ち、型板１１の窪み１２とフランジ成形用レジスト孔１７によってフランジ６ａを有する接触ヘッド６を一次電鋳成形すると共に、小径レジスト孔１４によって小径軸部５ａを二次電鋳成形し、大径レジスト孔１６によって大径軸部５ｂを三次電鋳成形し、図８，図９に示すフランジ６ａ付き接触ヘッド６と小径軸部５ａと大径軸部５ｂとを有するプローブピン２を一体に電鋳成形する。
【００５３】
上記成形後、第一，第二，第三レジスト層１３，１５，１８を除去し、プローブピン２を型板１１より脱型する。
【００５４】
上記図７Ｃ乃至図７Ｆは、小径軸部５ａと大径軸部５ｂを一次電鋳成形と二次電鋳成形によって別々に形成した場合を示しているが、両軸部５ａ，５ｂを一時に電鋳成形することができる。
【００５５】
又接触ヘッド６にフランジ６ａを一体に電鋳成形することによって、小径軸部５ａを電鋳成形する際の芯ずれを許容し、微細なプローブピン２の軸端に接触ヘッド６を電鋳成形する場合に有利である。
【００５６】
又接触ヘッド６を単独で一次電鋳成形した後に、軸部５を電鋳成形することにより、接触ヘッド６を耐摩耗性の高いニッケルやタングステンで電鋳成形し、軸部５を導電性の良好な銅又は銅合金等の金属にて電鋳成形することができる。
【００５７】
従って本発明はプローブピン２の接触ヘッド６を耐摩耗性に富む金属で電鋳成形し、少なくとも電極４，７に接触する尖鋭端８を耐摩耗性に富む金属で電鋳成形し、軸部５を導電性に富む金属で電鋳成形した、接触ヘッド６と軸部５とが異種金属から成る複合プローブピン２を包含している。
【００５８】
図４に示した実施形態例においても、窪み１２内において耐摩耗性に富む金属で電鋳成形し、フランジ成形用レジスト孔１７、小径レジスト孔１４等の軸成形孔内において上記導電性に富む金属で電鋳成形し、異種金属から成る複合プローブピン２を製造することができる。
【００５９】
上記図７Ａ乃至図７Ｆは、一次乃至三次電鋳成形によってプローブピン２を形成する場合を示しているが、一次電鋳成形によって接触ヘッド６を形成し、二次電鋳成形によって小径軸部５ａと大径軸部５ｂを形成することができる。
【００６０】
上記図７Ａ乃至図７Ｆに基づいて電鋳成形されたプローブピン２は、図８，図９に示すように、小径軸部５ａの基端に環状段部５ｃを介して大径軸部５ｂが同一軸線に連設され、該小径軸部５ａの他端に接触ヘッド６が同一軸線に連設された形状を有し、該接触ヘッド６に前記尖鋭端８を有する。
【００６１】
〈第三実施形態例〉
次に図１０、図１１に基づき、本発明の第３実施形態例について説明する。
【００６２】
図１０Ａに示すように、型板１１の表面に形成した前記窪み１２の内表面に耐摩耗性金属によるメッキを施す。例えば無電解メッキによりニッケル或いはタングステン等をメッキし、窪み１２の内表面に耐摩耗性金属から成るメッキ層１９を形成する。
【００６３】
次に前記第一、第二実施形態例における説明に従い、上記窪み１２内及びレジスト孔１４，１６内において導電性に富む金属、例えば銅合金、ニッケルを電気メッキで電鋳成形し、図１１に示すように、表面に耐摩耗性金属による無電解メッキ層１９を有する接触ヘッド６と、軸部５とを良導電性金属で電鋳成形したプローブピン２を得る。このプローブピン２の全体を銅等で電鋳成形しつつ、薄いメッキ層１９で耐摩耗性を確保することができ、電鋳成形が比較的容易で耐摩耗性の要求と良導電性の要求に適切に応えることができる。
【００６４】
総じて上記各実施形態例における電鋳成形によるプローブピン２は、同プローブピン２の微細化の要請に適切に応え、ニッケルやタングステン等の耐摩耗性金属を任意に選択して微細で且つ接触ヘッドの高耐摩耗性を併有する長寿命のプローブピン２を提供できる。
【００６５】
本発明によれば、従来の切削加工によるプローブピン２における短寿命の問題と、メンテナンス作業と費用の問題を有効に解決する利点を享受できる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】Ａは既知のプローブピンを用いたスリーブピン形コンタクトの断面図、Ｂは該スリーブピン形コンタクトの接触状態を示す断面図。
【図２】上記全体が同一金属から成る切削加工プローブピンの斜視図。
【図３】Ａ乃至Ｄは上記プローブピンの切削加工工程を示す側面図。
【図４】Ａ乃至Ｅは本発明に係るプローブピンの電鋳成形工程の第一実施形態例を示す断面図。
【図５】上記電鋳成形工程を経て成形されたプローブピンの斜視図。
【図６】上記電鋳成形工程を経て成形されたプローブピンの断面図。
【図７】Ａ乃至Ｆは本発明に係るプローブピンの電鋳成形工程の第二実施形態例を示す断面図。
【図８】上記電鋳成形工程を経て成形されたプローブピンの斜視図。
【図９】上記電鋳成形工程を経て成形されたプローブピンの断面図。
【図１０】Ａ，Ｂは本発明に係るプローブピンの電鋳成形工程の第三実施形態例を示す断面図。
【図１１】上記電鋳成形工程を経て成形されたプローブピンの断面図。
【符号の説明】
【００６７】
２…プローブピン、４…電極、５…軸部、５ａ…小径軸部、５ｂ…大径軸部、５ｃ…段部、６…接触ヘッド、６ａ…フランジ、７…電極、８…尖鋭端、１１…型板、１２…窪み、１３…第一レジスト層、１４…小径レジスト孔、１５…第二レジスト層、１６…大径レジスト孔、１７…フランジ成形用レジスト孔、１８…第三レジスト層、１９…耐摩耗性金属による無電解メッキ層。
【図１】
2007071768.tif 000003
【図２】
2007071768.tif 000004
【図３】
2007071768.tif 000005
【図４】
2007071768.tif 000006
【図５】
2007071768.tif 000007
【図６】
2007071768.tif 000008
【図７】
2007071768.tif 000009
【図８】
2007071768.tif 000010
【図９】
2007071768.tif 000011
【図１０】
2007071768.tif 000012
【図１１】
2007071768.tif 000013