(57)【要約】【課題】プランジャー体及びスリーブ体に格別の加工を施さなくともプランジャー体の回転後退を可能にする。【解決手段】一端２０を前記スリーブ体１の一端１０から外方に突き出される接触端２２とする第一プランジャー体２と、一端３０を前記スリーブ体１の他端から外方に突き出される接触端３２とする第二プランジャー体３と、スリーブ体１内にあってバネ一端４０を第一プランジャー体２に固定させ、かつ、バネ他端４１を第二プランジャー体３に固定させた圧縮コイルバネ４とを備える。バネ４のバネ一端４０は、このバネ４の巻回中心軸ｙに対し偏心した位置にあると共に、第一プランジャー体２の中心軸ｘに対し偏心した位置において、この第一プランジャー体２に固定されている。【選択図】図１
2013088264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端をそれぞれ開放させたスリーブ体と、
一端を前記スリーブ体の一端から外方に突き出される接触端とする第一プランジャー体と、
一端を前記スリーブ体の他端から外方に突き出される接触端とする第二プランジャー体と、
スリーブ体内にあってバネ一端を第一プランジャー体に固定又は係合させ、かつ、バネ他端を第二プランジャー体に固定又は係合させた圧縮コイルバネとを備えており、
第一プランジャー体及び第二プランジャー体はいずれも、前記バネにより接触端側をスリーブ体から所定寸法分突き出させて基準位置から、このバネに蓄勢させながらスリーブ体内に押し込み可能となっていると共に、
第一プランジャー体はスリーブ体内に回転可能に納められ、かつ、第二プランジャー体はスリーブ体内に回転不能に納められており、
前記バネのバネ一端は、このバネの巻回中心軸に対し偏心した位置にあると共に、第一プランジャー体の中心軸に対し偏心した位置において、この第一プランジャー体に固定又は係合されていることを特徴とするコンタクトプローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体素子などの電子部品や、電子回路など、電気的な特性の測定が必要とされる検査対象物のこの測定にあたり、各種の測定器にこの検査対象物から得られる電気的信号を伝達させるために用いられるコンタクトプローブの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転式ないしはターンタイプといわれるコンタクトプローブがある。（特許文献１参照）このタイプのコンタクトプローブは、プランジャーに螺旋状案内面を切削加工により形成させると共に、この螺旋状案内面に接触する凸部をプランジャーを納めるスリーブに形成させ、さらに内蔵させた圧縮コイルバネなどの付勢手段によりプランジャーの接触端側がスリーブから一定量突き出した状態が維持されるようになっている。そして、プランジャーの接触端が半導体素子などの検査対象物の被接触箇所、典型的には電極に所定の荷重で接触されたときに固定側となるスリーブ内でプランジャーが回転しながら後退するようになっている。かかるプランジャーは極細の丸棒状をなし、その外径は、典型的には、０．１２ｍｍ〜０．６５ｍｍの範囲とされる。また、前記スリーブはプランジャーをその接触端と反対の他端側から挿入可能な内径を備えた極細の円筒のチューブ状をなすように構成され、その外径は、典型的には、０．２ｍｍ〜０．８ｍｍとされる。従って、この種のコンタクトプローブの構造は、その構成部品に対する加工を容易とする観点からは、簡素であればあるほど好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２８１１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明が解決しようとする主たる問題点は、プランジャー体及びスリーブ体に格別の加工を施さなくとも、前記のようなプランジャー体の回転後退を可能にする点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を達成するために、この発明にあっては、コンタクトプローブを、両端をそれぞれ開放させたスリーブ体と、
一端を前記スリーブ体の一端から外方に突き出される接触端とする第一プランジャー体と、
一端を前記スリーブ体の他端から外方に突き出される接触端とする第二プランジャー体と、
スリーブ体内にあってバネ一端を第一プランジャー体に固定又は係合させ、かつ、バネ他端を第二プランジャー体に固定又は係合させた圧縮コイルバネとを備えており、
第一プランジャー体及び第二プランジャー体はいずれも、前記バネにより接触端側をスリーブ体から所定寸法分突き出させて基準位置から、このバネに蓄勢させながらスリーブ体内に押し込み可能となっていると共に、
第一プランジャー体はスリーブ体内に回転可能に納められ、かつ、第二プランジャー体はスリーブ体内に回転不能に納められており、
前記バネのバネ一端は、このバネの巻回中心軸に対し偏心した位置にあると共に、第一プランジャー体の中心軸に対し偏心した位置において、この第一プランジャー体に固定又は係合されているものとした。
【０００６】
スリーブ体を固定させた状態で、基準位置にある第一プランジャー体の接触端を検査対象物の被接触箇所に所定の荷重で接しさせると、前記バネを圧縮しながら第一プランジャー体の後退が許容される。かかるバネはこの圧縮によりその巻回中心軸を周回する向きにバネ一端を移動させる。かかるバネ一端は、かかるバネの巻回中心軸に対し偏心した位置にあると共に、第一プランジャー体の中心軸に対し偏心した位置において、この第一プランジャー体に固定又は係合されていることから、このバネ一端の移動分第一プランジャー体はその中心軸を中心としてスリーブ体内で回動される。すなわち、基準位置にある第一プランジャー体の接触端を検査対象物の電極に所定の荷重をもって接しさせると、かかる第一プランジャー体は、前記バネを圧縮しながら回転後退される。
【発明の効果】
【０００７】
この発明にかかるコンタクトプローブによれば、プランジャー体及びスリーブ体に格別の加工を施さなくとも、基準位置にある第一プランジャー体の接触端を検査対象物の被接触箇所に所定の荷重で接しさせたときに、かかる第一プランジャー体を回転後退させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は実施の形態にかかるコンタクトプローブ（第一例）を構成するスリーブ体を、その長さ方向に沿って断面にして示した断面図である。
【図２】図２は前記第一例を構成する第一プランジャー体を示した斜視図である。
【図３】図３は前記第一例を構成する第二プランジャー体を示した斜視図である。
【図４】図４は前記第一例を構成するスリーブ体をその幅方向に沿って第一プランジャー体の位置される箇所で断面にして示した断面図である。
【図５】図５は実施の形態にかかるコンタクトプローブ（第二例）を構成するスリーブ体を、その長さ方向に沿って断面にして示した断面図である。
【図６】図６は前記第二例を構成する第一プランジャー体を示した斜視図（ａ図）及び側面図（ｂ図）である。
【図７】図７は前記第二例を構成する第二プランジャー体を示した斜視図（ａ図）及び側面図（ｂ図）である。
【図８】図８は前記第二例を構成するバネを示した斜視図である。
【図９】図９は前記第二例を構成するスリーブ体をその幅方向に沿って第一プランジャー体の位置される箇所で断面にして示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図１〜図９に基づいて、この発明の典型的な実施の形態について、説明する。この実施の形態にかかるコンタクトプローブは、半導体素子などの電子部品や、電子回路など、電気的な特性の測定が必要とされる検査対象物のこの測定にあたり、各種の測定器にこの検査対象物から得られる電気的信号を伝達させるために用いられるものである。
【００１０】
かかるコンタクトプローブは、それぞれ導電性材料から構成される、スリーブ体１と、第一プランジャー体２と、第二プランジャー体３と、圧縮コイルバネ４とを組み合わせて構成されている。
【００１１】
スリーブ体１は、両端をそれぞれ開放させている。かかるスリーブ体１はバレルなどとも称され、細長い円筒状を呈している。図示の例では、スリーブ体１の両端１０、１１はそれぞれ、内径を他の箇所よりも小さくするように絞られている。
【００１２】
第一プランジャー体２は、その一端２０を前記スリーブ体１の一端１０から外方に突き出される接触端２２としている。図示の例では、かかる第一プランジャー体２は、その一端２０側及び他端２１側を細径部２３とすると共に、両細径部２３、２３間をこれより外径を大きくする太径部２４とした、断面円形の棒状体として構成されている。かかる細径部２３と太径部２４との間には、第一プランジャー体２の中心軸ｘを周回すると共に、この中心軸ｘに直交する向きの段差面２５が形成されている。前記一端２０側の細径部２３の外径はスリーブ体１の開放された一端１０の内径と略等しく、一方、前記太径部２４の外径はスリーブ体１の両端１０、１１間の内径と略等しくなっている。第一プランジャー体２は、前記バネ４の付勢により、接触端２２を前記検査対象物の電極などの被接触箇所（図示は省略する。）に所定の荷重で接しさせるまでは、この接触端２２側にある段差面２５をスリーブ体１の一端１０の開口縁部にスリーブ体１の内方から突き当てる基準位置に位置づけられるようになっている。
【００１３】
第二プランジャー体３は、その一端３０を前記スリーブ体１の他端１１から外方に突き出される接触端３２としている。図示の例では、かかる第二プランジャー体３は、その一端３０側及び他端３１側を細径部３３とすると共に、両細径部３３、３３間をこれより外径を大きくする太径部３４とした、棒状体として構成されている。スリーブ体内に常時位置される他端３１側の細径部３３及び太径部３４の第二プランジャー体３の中心軸ｘに直交する向きの断面は円形であるが、一端３０側の細径部３３の中心軸ｘに直交する向きの断面は非円形の板状となっている。かかる細径部３３と太径部３４との間には、第二プランジャー体３の中心軸ｘを周回すると共に、この中心軸ｘに直交する向きの段差面３５が形成されている。前記太径部３４の外径はスリーブ体１の両端１０、１１間の内径と略等しくなっている。第二プランジャー体３は、前記バネ４の付勢により、接触端３２を典型的には前記測定器側に電気的に接続される被接触体（図示は省略する）に所定の荷重で接しさせるまでは、この接触端３２側にある段差面３５をスリーブ体１の他端１１の開口縁部にスリーブ体１の内方から突き当てる基準位置に位置づけられるようになっている。
【００１４】
かかる第一プランジャー体２及び第二プランジャー体３の接触端２２、３２の形状は、前記検査対象物の被接触箇所ないし被接触体の性状に応じて適宜調整される。図示の例では、第一プランジャー体２の接触端２２は、凸状の非接触箇所に対し相補形状をなす凹状となっている。かかる被接触箇所に第一プランジャー体２の接触端２２が所定の荷重で接しさせられると、後述のようにかかる第一プランジャー体２は前記バネ４を圧縮しながら回転後退され、前記被接触箇所の表面に付着物（酸化被膜、フラックスなど）がある場合でもこれを除いてかかる被接触箇所に接触端を適切に電気的に接続させる。
【００１５】
圧縮コイルバネ４は、前記スリーブ体１内にあってバネ一端４０を第一プランジャー体２に固定又は係合させ、かつ、バネ他端４１を第二プランジャー体３に固定又は係合させている。図１に示される例では、圧縮コイルバネ４のバネ一端４０は第一プランジャー体２の太径部２４に固定され、かつ、バネ他端４１は第二プランジャー体３の太径部３４に固定されている。また、図５に示される例では、圧縮コイルバネ４のバネ一端４０は第一プランジャー体２の太径部２４に係合され、かつ、バネ他端４１は第二プランジャー体３の太径部３４に係合されている。
【００１６】
そして、この実施の形態にあっては、かかるバネ４のバネ一端４０及びバネ他端４１はいずれも、このバネ４の巻回中心軸ｙに対し偏心した位置にある。図１に示される例では、圧縮コイルバネ４のバネ一端４０はこのバネ４の巻回部４２の倣う仮想の螺旋上に位置される一方端末４０’から前記巻回中心軸ｙに平行をなすように引き出された引き出し部４０ａにより構成されており、圧縮コイルバネ４のバネ他端４１はこのバネ４の巻回部４２の倣う仮想の螺旋上に位置される他方端末４１’から前記巻回中心軸ｙに平行をなすように引き出された引き出し部４１ａにより構成されている。また、図５に示される例では、圧縮コイルバネ４のバネ一端４０はこのバネ４の巻回部４２の倣う仮想の螺旋上に位置される一方端末４０’から前記巻回中心軸ｙに向けて内側に突き出す延長部４０ｂにより構成されており、圧縮コイルバネ４のバネ他端４１はこのバネ４の巻回部４２の倣う仮想の螺旋上に位置される他方端末４１’から前記巻回中心軸ｙに向けて内側に突き出す延長部４１ｂにより構成されている。
【００１７】
この実施の形態にあっては、前記バネ４の巻回部４２の内径と、第一プランジャー体２及び第二プランジャー体３におけるスリーブ体１内に常時位置される細径部２３の外径とが略等しくなっている。そして、第一プランジャー体２におけるスリーブ体１内に常時位置される細径部２３を前記バネ４の巻回部４２にそのバネ一端４０側から差し込むと共に、第二プランジャー体３におけるスリーブ体１内に常時位置される細径部３３を前記バネ４の巻回部４２にそのバネ他端４１側から差し込んで、第一プランジャー体２と第二プランジャー体３との間に弾性変形された状態で前記バネ４が介在されるようになっている。
【００１８】
そして、このように介在される前記バネ４によって、第一プランジャー体２及び第二プランジャー体３はいずれも、前記バネ４により接触端２２、３２側をスリーブ体１から所定寸法分突き出させて基準位置から、このバネ４に蓄勢させながらスリーブ体１内に押し込み可能となっている。
【００１９】
また、前記バネ４のバネ一端４０は、第一プランジャー体２の中心軸ｘに対し偏心した位置において、この第一プランジャー体２に固定又は係合されている。この実施の形態にあっては、前記バネ４のバネ他端４１も、第二プランジャー体３の中心軸ｘに対し偏心した位置において、この第二プランジャー体３に固定又は係合されている。
【００２０】
具体的には、図１に示される例にあっては、第一プランジャー体２における太径部２４に、この第一プランジャー体２の中心軸ｘに平行をなす溝２４ａであって、溝端を前記段差面２５において開放させた溝２４ａが形成されており、この溝２４ａに前記バネ４のバネ一端４０を差し込むことでかかるバネ４のバネ一端４０を第一プランジャー体２の中心軸ｘに対し偏心した位置に固定させている。また、この図１に示される例にあっては、第二プランジャー体３における太径部３４にも、この第二プランジャー体３の中心軸ｘに平行をなす溝３４ａであって、溝端を前記段差面２５において開放させた溝３４ａが形成されており、この溝３４ａに前記バネ４のバネ他端４１を差し込むことでかかるバネ４のバネ他端４１を第二プランジャー体３の中心軸ｘに対し偏心した位置に固定させている。
【００２１】
また、図５に示される例にあっては、第一プランジャー体２におけるスリーブ体１内に常時位置される細径部２３側にある段差面２５に形成された凹所２４ｂに前記バネ４のバネ一端４０を入り込ませている。かかる凹所２４ｂは、第一プランジャー体２の中心軸ｘを巡る仮想の螺旋の一部に沿うように段差面２５の縁部を切削することで形成されており、その最深部には前記中心軸ｘに向けて穿設されためくら孔２４ｃが形成されている。そして、前記バネ４のバネ一端４０となる延長部４０ｂをこのめくら孔２４ｃに納めることによりこのバネ一端４０を第一プランジャー体２の中心軸ｘに対し偏心した位置に係合させている。また、図５に示される例にあっては、第二プランジャー体３におけるスリーブ体１内に常時位置される細径部３３側にある段差面３５に形成された凹所３４ｂに前記バネ４のバネ他端４１を入り込ませている。かかる凹所３４ｂは、第二プランジャー体３の中心軸ｘ’を巡る仮想の螺旋の一部に沿うように段差面３５の縁部を切削することで形成されており、その最深部には前記中心軸ｘ’に向けて穿設されためくら孔３４ｃが形成されている。そして、前記バネ４のバネ他端４１となる延長部４１ｂをこのめくら孔３４ｃに納めることによりこのバネ他端４１を第二プランジャー体３の中心軸ｘ’に対し偏心した位置に係合させている。
【００２２】
また、第一プランジャー体２はスリーブ体１内に回転可能に納められ、かつ、第二プランジャー体３はスリーブ体２内に回転不能に納められている。この実施の形態にあっては、第一プランジャー体２の一端２０側の細径部２３の断面形状は円形であり、スリーブ体１の一端１０の開口はこの細径部２３の断面形状に倣った円形となっている。一方、第二プランジャー体３の一端３０側の細径部３３の断面形状は前記のように非円形であり、スリーブ体１の他端１１の開口はこの細径部３３の断面形状に相補的となる形状となっており、第二プランジャー体３の接触端３２を前記被接触体に所定の荷重をもって接しさせると、第二プランジャー体３は後退されるが回転しないようになっている。
【００２３】
スリーブ体１を固定させた状態で、基準位置にある第一プランジャー体２の接触端２２を検査対象物の被接触箇所に所定の荷重で接しさせると、前記バネ４を圧縮しながら第一プランジャー体２の後退が許容される。典型的には、スリーブ体１は図示しない絶縁材料よりなるベースに形成された貫通孔に差し込まれてこのベースに保持固定される。典型的には、かかるベースには０．３ｍｍ〜０．４ｍｍのピッチで検査対象物の電極の配列に整合するように複数の貫通孔が形成され、それぞれの貫通孔に一本づつコンタクトプローブが取り付けられる。かかるバネ４は前記圧縮によりその巻回中心軸ｙを周回する向きにバネ一端４０を移動させる。かかるバネ一端４０は、かかるバネ４の巻回中心軸ｙに対し偏心した位置にあると共に、第一プランジャー体２の中心軸ｘに対し偏心した位置において、この第一プランジャー体２に固定又は係合されていることから、このバネ一端４０の移動分第一プランジャー体２はその中心軸ｘを中心としてスリーブ体１内で回動される。（図４及び図９においてこの回動の向きを矢印で示す。）すなわち、基準位置にある第一プランジャー体２の接触端２２を検査対象物の被接触箇所に所定の荷重をもって接しさせると、かかる第一プランジャー体２は、前記バネ４を圧縮しながら回転後退される。また、第一プランジャー体２は前記バネ一端４０との固定又は係合位置と対向する側において前記バネ４の作用によりスリーブ体１に押しつけられることから、第一プランジャー体２とスリーブ体１とは常時適切に電気的に接続され、また、第二プランジャー体３は前記バネ他端４１との固定又は係合位置と対向する側において前記バネ４の作用によりスリーブ体１に押しつけられることから、第一プランジャー体３とスリーブ体１とも常時適切に電気的に接続される。これによりスリーブ体１を介して第一プランジャー体２と第二プランジャー体３とが常時適切に電気的に接続されるようになっている。
【符号の説明】
【００２４】
１  スリーブ体
２  第一プランジャー体
２０  一端
２２  接触端
３  第二プランジャー体
３０  一端
３２  接触端
４  圧縮コイルバネ
４０  バネ一端
４１  バネ他端
ｘ  中心軸
ｙ  巻回中心軸
【図１】
2013088264.tif 000003
【図２】
2013088264.tif 000004
【図３】
2013088264.tif 000005
【図４】
2013088264.tif 000006
【図５】
2013088264.tif 000007
【図６】
2013088264.tif 000008
【図７】
2013088264.tif 000009
【図８】
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【図９】
2013088264.tif 000011