(57)【要約】  接触端子１０は、導電性を有する素材によりそれぞれ棒状に形成された一対の中心導体１ａ，１ｂと、当該一対の中心導体１ａ，１ｂを保持する筒状体２とを備え、当該筒状体２は、螺旋状体からなるばね部２１を有し、前記一対の中心導体１ａ，１ｂは、それぞれ前記筒状体２内に挿入された状態で設置される棒状本体１１と、前記筒状体２の外部に突出した状態で設置される接続部１３，１４とを有し、前記一対の中心導体１ａ，１ｂの少なくとも一方には、導電性と可撓性とを有する導電性可撓体４が前記棒状本体１１の先端面に設けられ、前記一対の中心導体１ａ，１ｂは、前記筒状体２内に挿入された前記両棒状本体１１の先端面が前記導電性可撓体４を介して導電接続可能な軸方向長さを有している。
2019181420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有する素材によりそれぞれ棒状に形成された一対の中心導体と、
当該一対の中心導体を保持する筒状体とを備え、
当該筒状体は、螺旋状体からなるばね部を有し、
前記一対の中心導体は、それぞれ前記筒状体内に挿入された状態で設置される棒状本体と、前記筒状体の外部に突出した状態で設置される接続部とを有し、
前記一対の中心導体の少なくとも一方には、導電性と可撓性とを有する導電性可撓体が前記棒状本体の先端面に設けられ、
前記一対の中心導体は、前記筒状体内に挿入された前記両棒状本体が前記導電性可撓体を介して導電接続可能な軸方向長さを有している接触端子。
【請求項２】
前記棒状本体の基端部には、前記筒状体の内径よりも大きな外径を有する鍔部が設けられている請求項１記載の接触端子。
【請求項３】
前記導電性可撓体は、前記棒状本体の先端面に立設されたカーボンナノチューブの集合体により構成されている請求項１又は２記載の接触端子。
【請求項４】
前記棒状本体の先端部には、先窄まりのテーパ部が形成され、
該テーパ部の先端面に前記カーボンナノチューブの集合体が立設されている請求項３記載の接触端子。
【請求項５】
前記棒状本体の先端面には、鉄、アルミニウム合金、及びチタンの少なくとも一部を有する被覆層が形成されている請求項３又は４記載の接触端子。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の接触端子と、
前記接触端子を支持する支持部材とを備える検査治具。
【請求項７】
導電性を有する素材により棒状本体を備えた中心導体を成形する中心導体成形工程と、
前記棒状本体の外周面にフォトレジスト層を形成するフォトレジスト層形成工程と、
前記棒状本体の先端面を含む当該棒状本体の表面に触媒担持用の担体層を配設する担体層配設工程と、
前記担体層にカーボンナノチューブ生成用の触媒を担持させる触媒担持工程と、
前記棒状本体の外周面に形成された前記担体層及び触媒とともに前記フォトレジスト層を除去するフォトレジスト層除去工程と、
前記棒状本体の先端面上に、前記触媒の存在下で複数本のカーボンナノチューブを化学気相成長させてカーボンナノチューブの集合体からなる導電性可撓体を形成する導電性可撓体形成工程とを備えている接触端子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板等の検査に使用される接触端子、接触端子を備えた検査治具、及び前記接触端子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、周壁の一部にばね部（スプリング）が形成された筒体内に、直線状の接触子及び案内子からなる接触ピンを備えた接触端子（コイルスプリングプローブ）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２４６６４号公報
【発明の概要】
【０００４】
ところで、上述の検査治具では、筒状体のばね部を通って検査用電流が通電されるように構成されているため、検査用の大電流が通電されると、ばね部が発熱することに起因して筒状体が塑性変形し、あるいは溶断する等により、接触端子としての機能が損なわれる可能性があった。
【０００５】
本発明の目的は、検査用の大電流が通電された場合においても、接触端子としての機能が損なわれるおそれを低減することができる接触端子、検査治具、及び接触端子の製造方法を提供することである。
【０００６】
本発明の一例に係る接触端子は、導電性を有する素材によりそれぞれ棒状に形成された一対の中心導体と、当該一対の中心導体を保持する筒状体とを備え、当該筒状体は、螺旋状体からなるばね部を有し、前記一対の中心導体は、それぞれ前記筒状体内に挿入された状態で設置される棒状本体と、前記筒状体の外部に突出した状態で設置される接続部とを有し、前記一対の中心導体の少なくとも一方には、導電性と可撓性とを有する導電性可撓体が前記棒状本体の先端面に設けられ、前記一対の中心導体は、前記筒状体内に挿入された前記両棒状本体の先端面が前記導電性可撓体を介して導電接続可能な軸方向長さを有している。
【０００７】
また、本発明の一例に係る検査治具は、上述の接触端子と、これを支持する支持部材とを備えている。
【０００８】
また、本発明の一例に係る接触端子の製造方法は、導電性を有する素材により棒状本体を備えた中心導体を成形する中心導体成形工程と、前記棒状本体の外周面にフォトレジスト層を形成するフォトレジスト層形成工程と、前記棒状本体の先端面を含む当該棒状本体の表面に触媒担持用の担体層を配設する担体層配設工程と、前記担体層にカーボンナノチューブ生成用の触媒を担持させる触媒担持工程と、前記棒状本体の外周面に形成された前記担体層及び触媒とともに前記フォトレジスト層を除去するフォトレジスト層除去工程と、前記棒状本体の先端面上に、前記触媒の存在下で複数本のカーボンナノチューブを化学気相成長させてカーボンナノチューブの集合体からなる導電性可撓体を形成する導電性可撓体形成工程とを備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る接触端子の具体的構成を示す正面図である。
【図２】導電性可撓体の構成を示す斜視図である。
【図３】接触端子の製造工程を示す工程図である。
【図４】接触端子の製造過程を示す説明図である。
【図５】図１に示す接触端子を備えた検査治具の具体的構成を示す断面図である。
【図６】支持部材にベースプレートが取り付けられた状態を示す断面図である。
【図７】検査対象に接触端子が圧接された検査状態を示す断面図である。
【図８】本発明に係る接触端子の通電状態の説明図である。
【図９】比較例に係る接触端子の通電状態の説明図である。
【図１０】接触端子の変形例を示す正面図である。
【図１１Ａ】図１０に示す接触端子の筒状体の端部を拡大した正面図である。
【図１１Ｂ】図１０に示す接触端子の筒状体を下方から見た状態を示す端面図である。
【図１１Ｃ】図１０に示す接触端子の筒状体の端部を展開した状態を示す正面図である。
【図１２】棒状本体の変形例を示す正面図である。
【図１３】導電性可撓体の変形例を示す斜視図である。
【図１４】図１３に示す導電性可撓体の製造過程を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
【００１１】
図１は、本発明に係る接触端子１０の具体的構成を示す正面図、図２は、導電性可撓体４の構成を示す斜視図、図３は、接触端子１０の製造工程を示す工程図、図４は、接触端子１０の製造過程を示す説明図である。図５は、図１に示す接触端子１０を備えた検査治具３の具体的構成を示す断面図、図６は、検査治具３の支持部材３１にベースプレート３２１が取り付けられた状態を示す断面図、図７は、検査対象に接触端子１０が圧接された検査状態を示す断面図、図８は、本発明に係る接触端子１０の通電状態の説明図、図９は、比較例に係る接触端子の通電状態の説明図である。
【００１２】
接触端子１０は、タングステン等の導電性を有する素材により断面円形の棒状に形成された第一中心導体１ａ及び第二中心導体１ｂと、ニッケルあるいはニッケル合金等の導電性を有する素材により円筒状に形成された筒状体２とを備えている。なお、筒状体２は、必ずしも導電性を有する素材により形成されている必要ななく、非導電性部材により形成されたものであってもよい。
【００１３】
また、筒状体２の両端部を除く部分には、筒状体２の軸方向に伸縮する螺旋状体からなるばね部２１が所定長さに亘って形成されている。例えば、図示を省略したレーザ加工機から筒状体２の周壁にレーザ光を照射して、螺旋溝２２を形成することにより、筒状体２の周面に沿って螺旋状に延びるばね部２１を形成することができる。
【００１４】
なお、筒状体２の周壁を例えばエッチングして螺旋溝２２を形成することにより、螺旋状体からなるばね部２１を設けた構成としてもよい。また、例えば電鋳により螺旋状のばね部２１を形成することもできる。
【００１５】
第一中心導体１ａは、筒状体２内に挿入された状態で設置される断面円形の棒状本体１１と、その基端部に設けられた鍔部１２と、この鍔部１２に連設されるとともに、筒状体２の外部に突出した状態で設置される断面円形の接続部１３とを有している。また、第一中心導体１ａの先端面、つまり棒状本体１１の先端面には、導電性と可撓性とを有する導電性可撓体４が設けられている。
【００１６】
第一中心導体１ａの先端面、つまり棒状本体１１の先端面には、後述のカーボンナノチューブ４０を生成するための触媒４３が表面に担持された担体層４２が配設されている。この担体層４２は、アルミニウム合金等により１０μｍ程度の厚みを有する膜状に形成され、棒状本体１１の先端面の先端面に蒸着される等の手段で固着されている。触媒４３は、鉄等により１μｍ程度の厚みを有する膜状に形成され、担体層４２の表面に蒸着される等の手段で固着されている。
【００１７】
導電性可撓体４は、従来周知のＣＶＤ装置、つまり加熱された基板上でガスを化学変化させて堆積させることにより薄膜を形成する装置を使用して、触媒４３の存在下で単層または複層のカーボンナノチューブ（以下、ＣＮＴという）４０を複数本まとめて化学気相成長させることにより生成されたＣＮＴ４０の集合体からなっている。
【００１８】
ＣＮＴ４０は、１ｎｍ〜２０ｎｍの外径と、２０μｍ〜５００μｍの立設長さとを有している。このＣＮＴ４０の集合体により構成された導電性可撓体４は、優れた導電性を有するとともに、適度の柔軟性及び保形性を有している。これにより、導電性可撓体４は、後述の検査時に、検査用電流が通電可能に構成されるとともに、第一中心導体１ａの軸方向に撓み得るように構成されている。
【００１９】
接触端子１０の製造方法は、図３に示すように、導電性及び耐熱性を有する素材により棒状本体１１を備えた第一中心導体１ａを成形する中心導体成形工程Ｋ１と、図４の（ａ）に示すように、第一中心導体１ａの棒状本体１１の外周面にフォトレジスト層（以下、Ｆ層という）４１を形成するＦ層形成工程Ｋ２と、図４の（ｂ）に示すように、棒状本体１１の先端面を含む棒状本体１１の表面に触媒担持用の担体層４２を配設する担体層配設工程Ｋ３と、図４の（ｃ）に示すように、担体層４２にＣＮＴ生成用の触媒４３を担持させる触媒担持工程Ｋ４と、図４の（ｄ）に示すように、棒状本体１１の外周面に形成された担体層４２及び触媒４３とともにＦ層４１を除去するＦ層除去工程Ｋ５と、触媒４３の存在下で図４の（ｅ）に示すように、複数本のＣＮＴ４０を化学気相成長させて棒状本体１１の先端面上に導電性可撓体４を形成する導電性可撓体形成工程Ｋ６とを備えている。
【００２０】
中心導体成形工程Ｋ１では、タングステン等の導電性を有する素材により所定長さの棒状本体１１と、鍔部１２及び接続部１３とを備えた第一中心導体１ａを形成する。その後、Ｆ層形成工程Ｋ２において、アセトン等からなる剥離溶剤により溶解可能なマスキング材、例えばレジストインク等を、棒状本体１１の外周面に吹き付ける等により、図４の（ａ）に示すように、数μｍ程度の厚みを有するＦ層４１を形成する。
【００２１】
Ｆ層４１を形成する際には、棒状本体１１の先端面にマスキング材が付着しないように注意する必要がある。なお、棒状本体１１の外周面にＦ層４１を形成した後、棒状本体１１の先端面に付着したマスキング材を除去し、あるいは棒状本体１１の先端部を切除することにより、棒状本体１１の先端面を露出させるようにしてもよい。
【００２２】
次いで、担体層配設工程Ｋ３において、図４の（ｂ）に示すように、棒状本体１１の先端面を含む棒状本体１１の表面に、アルミニウム合金を蒸着させる等により、触媒担持用の担体層４２を配設する。また、触媒担持工程Ｋ４において、図４の（ｃ）に示すように、担体層４２上に鉄を蒸着させる等によりＣＮＴ生成用の触媒４３を担持させる。
【００２３】
その後、Ｆ層除去工程Ｋ５において、図４の（ｄ）に示すように、アセトン等の溶剤を使用してＦ層４１を溶解させることにより、棒状本体１１の外周面上に形成された担体層４２及び触媒４３とともにＦ層４１を除去する。
【００２４】
Ｆ層４１の表面を覆う担体層４２及び触媒４３は、その膜厚が極めて薄く、かつ目が粗く形成されている。このため、前記溶剤によるＦ層４１の溶解作用に支障が生じることはない。したがって、棒状本体１１の外周面上に形成された担体層４２及び触媒４３が、Ｆ層４１とともに除去されることにより、棒状本体１１の先端面にのみ担体層４２及び触媒４３が配設されることになる（図４の（ｄ）参照）。
【００２５】
次いで、導電性可撓体形成工程Ｋ６において、図外のＣＶＤ装置に、カーボンが含まれる炭化水素、なかでも低級炭化水素、例えばメタン、エタン、プロパン、エチレン、プロピレン、アセチレン等を注入して、５００℃以上の温度に加熱する。これにより、触媒４３の存在下で、単層または複層のＣＮＴ４０を複数本まとめて化学気相成長させることができる。このようにして、ＣＮＴ４０の集合体からなる導電性可撓体４が棒状本体１１の先端面上に立設された第一中心導体１ａが形成される（図４の（ｅ）参照）。
【００２６】
ＣＮＴ４０を化学気相成長させる際には、例えばヘリウム、アルゴン、水素、窒素、ネオン、クリプトン、二酸化炭素、塩素等のＣＮＴ４０と反応しない雰囲気ガスを使用することが好ましい。また、反応の雰囲気圧力は、１０２Ｐａ以上で１０７Ｐａ以下であることが好ましく、１０４Ｐａ以上で３×１０５Ｐａ以下であることがさらに好ましく、５×１０４Ｐａ以上で９×１０４Ｐａ以下であることが特に好ましい。
【００２７】
なお、導電性可撓体形成工程Ｋ６において、レーザ加工機を使用したレーザ加工又はカッターブレードを使用した機械加工、アルゴンイオンや酸素イオン等を用いたミリング装置等の種々の切除手段により、ＣＮＴ４０の集合体からなる導電性可撓体４の先端部を切除するようにしてもよい。これにより、導電性可撓体４を構成する各ＣＮＴ４０の先端部がばらばらになっている場合等に、これが切除されて導電性可撓体４の先端部が平坦に揃えられることになる。また、導電性可撓体４の先端部が平坦に揃えられる結果、第二中心導体１ｂへの接触面積が増大するので、接触抵抗が低減される。
【００２８】
上述の化学気相成長法によりＣＮＴ４０の集合体からなる導電性可撓体４を製造する際に、鉄からなる触媒４３の担体層４２として、多くの空隙を有するアルミナ等のアルミニウム合金を用いた場合には、８００℃程度の高温に加熱されて還元されるとともに、所定径に粒状化された鉄粒子が棒状本体１１の先端面に適正状態で保持されるという利点がある。しかも、触媒４３の担体層４２としてアルミニウム合金を用いることにより、ＣＮＴ４０の成長レートを増大させ、ＣＮＴ４０の成長を促進することができるとともに、基材となる棒状本体１１に対する触媒４３の密着性を向上させることができる。
【００２９】
なお、前記アルミニウム合金に代え、棒状本体１１の先端面を含む棒状本体１１の表面に、チタンを１μｍ程度の層厚で蒸着させる等により担体層４２を形成してもよい。この場合、４５０℃程度の比較的低温の雰囲気下で、アセチレン等の炭素を含む原料ガスを投入することにより、鉄を適正に還元することが可能である。しかも、鉄粒子の直径が、ＣＮＴ４０を高密度に集積させるのに適した粒径、例えば数ｎｍ〜数十ｎｍ程度に形成されると予想される。
【００３０】
上述の触媒４３を構成する鉄、及び担体層４２を構成するアルミニウム合金、及びチタンの少なくとも一部を有する被覆層が先端面に形成された棒状本体１１が、導電性可撓体形成工程Ｋ６において、５００℃以上の温度に加熱されることにより、触媒４３を構成する鉄、及び触媒担持用の担体層４２を構成するアルミニウム合金、及びチタンの少なくとも一部が、棒状本体１１の先端面に含浸されることになる。なお、ＣＮＴ４０の成長に伴って、最終的に棒状本体１１の先端面から触媒４３が消失した状態となっていてもよく、さらに棒状本体１１の先端面から担体層４２が消失した状態となっていてもよい。
【００３１】
一方、第二中心導体１ｂは、筒状体２内に挿入された状態で設置される断面円形の棒状本体１１と、その基端部に設けられた鍔部１２と、この鍔部１２に連設されるとともに、筒状体２の外部に突出した状態で設置される断面円形の接続部１４とからなり、導電性可撓体４を備えていない点で第一中心導体１ａと異なっている。
【００３２】
上述のようにして形成された第一中心導体１ａ及び第二中心導体１ｂの棒状本体１１が筒状体２内にそれぞれ挿入され、必要に応じて筒状体２の両端部をカシメ加工される等により、第一中心導体１ａ及び第二中心導体１ｂと筒状体２とが一体に連結された接触端子１０が形成される（図５及び図８参照）。なお、後述する変形例のように、棒状本体１１の基端部に設けられた圧入部が筒状体２の端部に圧入されることにより、第一中心導体１ａ及び第二中心導体１ｂと筒状体２とが一体に連結されるように構成してもよい。
【００３３】
このようにして製造された接触端子１０が、図５に示すように、支持部材３１に支持されることにより検査治具３が構成される。この検査治具３は、例えばガラスエポキシ基板、フレキシブル基板、セラミック多層配線基板、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ用の電極板、タッチパネル用等の透明導電板、及び半導体パッケージ用のパッケージ基板やフィルムキャリア等からなる検査対象の検査等に使用される。
【００３４】
支持部材３１は、例えば板状の支持プレート３１ａ，３１ｂ，３１ｃが積層されることにより構成されている。図５の上方側に位置する支持プレート３１ａが、支持部材３１の一端部側になるように配設され、図５の下方側に位置する支持プレート３１ｃが、支持部材３１の他端部側となるように配設される。そして、各支持プレート３１ａ，３１ｂ，３１ｃを貫通するように、複数の貫通孔Ｈが形成されている。
【００３５】
支持プレート３１ａ，３１ｂには、所定径の開口孔からなる挿通孔部Ｈａがそれぞれ形成されている。支持プレート３１ｃには、挿通孔部Ｈａよりも細径の狭隘部Ｈｂからなる貫通孔が形成されている。また、一端部側の支持プレート３１ａには、挿通孔部Ｈａよりも孔径の小さい小径部Ｈａ１が、後述のベースプレート３２１と対向する部位に形成されている。そして、支持プレート３１ａの小径部Ｈａ１及び挿通孔部Ｈａと、支持プレート３１ｂの挿通孔部Ｈａと、支持プレート３１ｃの狭隘部Ｈｂとが連通されることにより、接触端子１０の設置孔となる貫通孔Ｈが形成されている。
【００３６】
なお、細径の狭隘部Ｈｂ及び小径部Ｈａ１を省略し、貫通孔Ｈの全体が所定径を有する挿通孔部Ｈａとされた構造としてもよい。さらに、支持部材３１の支持プレート３１ａ，３１ｂを互いに積層した上述の例に代え、支持プレート３１ａと支持プレート３１ｂとを互いに離間させた状態で、例えば支柱等により連結した構成としてもよい。また、支持部材３１は、板状の支持プレート３１ａ，３１ｂ，３１ｃが積層されて構成される例に限らず、例えば一体の部材に貫通孔Ｈが設けられた構成としてもよい。
【００３７】
支持プレート３１ａの一端部側には、例えば絶縁性の樹脂材料により構成されたベースプレート３２１が設けられ、このベースプレート３２１により小径部Ｈａ１の一端部側面が閉塞されるようになっている（図６参照）。ベースプレート３２１には、貫通孔Ｈの他端部側開口部に対向する位置において、ベースプレート３２１を貫通するように配線３４が取り付けられている。この配線３４の端面により、第一中心導体１ａの接続部１３に導通接続される電極３４ａが形成されている。
【００３８】
また、支持部材３１に設けられた挿通孔部Ｈａの内径が、第一中心導体１ａ及び第二中心導体１ｂに設けられた鍔部１２及び筒状体２の外径よりも大きく設定されることにより、この鍔部１２及び筒状体２が挿通孔部Ｈａ内に挿入された状態で、接触端子１０が支持部材３１に支持されている（図５等参照）。
【００３９】
さらに、支持プレート３１ａに形成された小径部Ｈａ１の内径と、支持プレート３１ｃの形成された狭隘部Ｈｂの内径とが、それぞれ鍔部１２の外径よりも小さく設定されることにより、支持部材３１に支持された接触端子１０の第一中心導体１ａ及び第二中心導体１ｂが支持部材３１から抜け落ちることが防止されるようになっている。
【００４０】
第一中心導体１ａの接続部１３は、その外径が、支持プレート３１ａに形成された小径部Ｈａ１の内径よりも小さく形成されることにより、この小径部Ｈａ１に挿通可能に構成されている。さらに、第二中心導体１ｂの接続部１４は、その外径が、支持プレート３１ｃに形成された狭隘部Ｈｂの内径よりも小さく形成されることより、この狭隘部Ｈｂに挿通可能に構成されている。
【００４１】
また、接触端子１０が支持部材３１に支持された状態で、第一中心導体１ａの接続部１３が、ベースプレート３２１の小径部Ｈａ１から支持部材３１の外方に所定距離だけ突出した状態となるように、接続部１３の軸方向長さが、小径部Ｈａ１の長さよりも大きく設定されている。さらに、第一中心導体１ａの接続部１３には、先窄まりのテーパ部１３ａが形成され、このテーパ部１３ａの先端面が、基板１０１等の検査時に、ベースプレート３２１に設けられた電極３４ａに当接するようになっている。
【００４２】
一方、第二中心導体１ｂに設けられた接続部１４は、その軸方向長さが、支持プレート３１ｃの板厚よりも大きく設定されることにより、接触端子１０を支持部材３１に支持させた際に、接続部１４の先端部が、支持プレート３１ｃの狭隘部Ｈｂから支持部材３１の外方に所定距離だけ突出した状態となるように構成されている。
【００４３】
第一中心導体１ａ及び第二中心導体１ｂが筒状体２に組み付けられた状態では、図５に示すように、第一中心導体１ａの先端面、つまり導電性可撓体４の先端面と，第二中心導体１ｂの先端面、つまり棒状本体１１の先端面との間に、所定の間隙Ｓが形成されるように、第一中心導体１ａ及び第二中心導体１ｂの全長がそれぞれ設定されている。
【００４４】
そして、後述の検査時に、第一中心導体１ａの接続部１３と、第二中心導体１ｂの接続部１４とがそれぞれ支持部材３１内に押し込まれた際には、図７及び図８に示すように、第一中心導体１ａの導電性可撓体４が第二中心導体１ｂの棒状本体１１に当接して、両棒状本体１１同士が導電性可撓体４を介して導電接続されるように、第一中心導体１ａ及び第二中心導体１ｂの軸方向長さが設定されている。
【００４５】
また、支持プレート３１ａ，３１ｂに形成された挿通孔部Ｈａ，Ｈａ内に挿入されて支持される接触端子１０の本体部長さ、つまり筒状体２の全長と、第一中心導体１ａ及び第二中心導体１ｂの鍔部１２の軸方向長さとを加算した長さは、図５に示すように、支持プレート３１ａに形成された挿通孔部Ｈａの全長と、支持プレート３１ｂに形成された挿通孔部Ｈａの全長とを加算した値である挿通孔長さβと等しい値とすることが好ましい。
【００４６】
すなわち、上述の接触端子１０の本体部長さを、支持プレート３１ａ，３１ｂの挿通孔長さβよりも大きく形成した場合には、両者の相違寸法に対応した長さだけ、筒状体２のばね部２１を圧縮変形させた状態で、支持部材３１に接触端子１０を取り付ける必要がある。この構成では、接触端子１０のグラツキを防止して、支持プレート３１ａ，３１ｂの挿通孔部Ｈａ，Ｈａ内に接触端子１０を安定して保持させることができる利点がある反面、支持部材３１に対する接触端子１０の取り付け作業が煩雑になるという欠点がある。
【００４７】
一方、接触端子１０の本体部長さを、支持プレート３１ａ，３１ｂの挿通孔長さβよりも小さく形成した場合には、筒状体２のばね部２１を圧縮変形させることなく、支持部材３１に接触端子１０を容易に取り付けることができるという利点がある。この反面、支持部材３１に接触端子１０を取り付けた状態では、接触端子１０の本体部と、支持プレート３１ｂの挿通孔部Ｈａとの間に隙間が形成されることが避けられないため、接触端子１０にグラツキが生じ易く、支持プレート３１ａ，３１ｂの挿通孔部Ｈａ，Ｈａ内に接触端子１０を安定して保持させることが困難である。
【００４８】
これに対し、上述のように接触端子１０の本体部長さと、支持プレート３１ａ，３１ｂの挿通孔長さβとが等しくなるように、両者の長さを設定した場合には、支持部材３１に対する接触端子１０の取り付け作業を容易化しつつ、支持部材３１に接触端子１０を取り付けた状態で、接触端子１０にグラツキを生じるのを防止することができる。
【００４９】
そして、図６に示すように、支持プレート３１ａの一端部側（図６の上方側）にベースプレート３２１が取り付けられると、第一中心導体１ａの一端部、すなわちテーパ部１３ａの上端面が、ベースプレート３２１の電極３４ａに接触して、支持部材３１の他端部側に押圧される。これにより、筒状体２のばね部２１が圧縮されて弾性変形し、その付勢力に抗して接続部１３及びテーパ部１３ａの突出部分が、支持部材３１内に押し込まれる。
【００５０】
この結果、接触端子１０の一端部、つまりテーパ部１３ａの上端面が、ばね部２１の付勢力に応じて電極３４ａに圧接されることにより、接触端子１０の一端部と電極３４ａとが安定した導電接触状態に保持される。なお、接続部１３の上端部に、必ずしも先窄まりのテーパ部１３ａを設ける必要はなく、接続部１３の上端面を平坦面に形成してもよい。
【００５１】
また、図７に示す基板１０１等の検査時に、支持部材３１が基板１０１に対して位置決めされた状態で、支持部材３１の他端部側に設けられた第二中心導体１ｂの接続部１４が、基板１０１のバンプＢＰに圧接されて、支持部材３１の一端部側に押圧される。これにより、筒状体２のばね部２１がさらに圧縮されて弾性変形し、接続部１４の突出部分が支持部材３１の一端部側に押し込まれるとともに、第一中心導体１ａの導電性可撓体４が第二中心導体１ｂの棒状本体１１に当接して、第一中心導体１ａと第二中心導体１ｂと導電接触状態となる。
【００５２】
すなわち、導電性可撓体４の先端面と、棒状本体１１の先端面との間に形成された間隙Ｓ（図５参照）が、基板１０１等の検査時に接続部１３及び接続部１４が支持部材３１内に押し込まれることによる筒状体２の変形量、つまりばね部２１の圧縮変形量よりも小さく設定されている。
【００５３】
これにより、図７に示すように、接続部１３及び接続部１４が支持部材３１内に押し込まれて基板１０１等の検査が行われる際には、第一中心導体１ａの先端部に設けられた導電性可撓体４が、第二中心導体１ｂの棒状本体１１に当接することにより、第一中心導体１ａの棒状本体１１と第二中心導体１ｂの棒状本体１１とが、導電性可撓体４を介して導電接続された状態となる。
【００５４】
また、筒状体２のばね部２１が圧縮変形することにより生じる付勢力に応じ、接触端子１０の他端部側の面、つまり接続部１４の下端面が基板１０１のバンプＢＰに圧接されるため、接触端子１０の他端部と基板１０１の被検査点（バンプＢＰ）とが安定した導電接触状態に保持されることになる。
【００５５】
上述の構成を有する接触端子１０、及びこの接触端子１０を備えた検査治具３によれば、基板１０１等の検査時に、検査用の大電流が接触端子１０に通電された場合においても、接触端子１０の機能が損なわれるおそれを効果的に低減できるという利点がある。
【００５６】
例えば、図９に示す比較例に係る接触端子、すなわち導電性可撓体を備えていない接触端子ＰｒＳでは、基板等の検査時に、第一中心導体ＰｂＳの棒状本体Ｐｂ１と、第二中心導体ＰｃＳの棒状本体Ｐｃ１とを、それぞれ筒状体Ｐａの中間位置Ｑ等に接触させることにより、筒状体Ｐａを介して第一中心導体ＰｂＳと第二中心導体ＰｃＳとを電気的に導通させる必要がある。
【００５７】
この結果、第二中心導体ＰｃＳの接続部Ｐｃ４から通電された検査用電流は、電流経路Ｇに示すように、棒状本体Ｐｃ１から筒状体Ｐａのばね部Ｐｅ等を通り、第一中心導体ＰｂＳの接続部Ｐｂ４に通電される。このように筒状体Ｐａのばね部Ｐｅに電流が流れると、電流経路が長くなることに起因して電気抵抗が増大することが避けられない。
【００５８】
したがって、筒状体Ｐａに検査用電流が通電されることに起因した発熱現象が発生し易く、筒状体Ｐａが熱変形し、あるいは溶断する等により接触端子ＰｒＳの機能が損なわれるおそれがある。また、筒状体Ｐａやばね部Ｐｅをニッケルで構成した場合には、ニッケルの電気抵抗によって接触端子ＰｒＳの電気抵抗が増大する。
【００５９】
これに対し、本発明に係る接触端子１０では、図８に示すように、第一中心導体１ａの先端部に設けられたＣＮＴ４０の集合体からなる導電性可撓体４が、筒状体２内において第二中心導体１ｂの棒状本体１１の先端部に弾性的に接触した状態となり、第一中心導体１ａと第二中心導体１ｂとが、導電性可撓体４を介してダイレクトに導通接続された電流経路Ｆが形成される。また、ＣＮＴ４０はニッケルよりも低抵抗である。したがって、上述の比較例のように、筒状体Ｐａに検査用電流が通電されることに起因した発熱現象により接触端子ＰｒＳの機能が損なわれることがなく、接触端子１０の機能を安定して維持することができる。
【００６０】
また、上述の実施形態では、棒状本体１１の基端部に、筒状体２の内径よりも大きな外径を有する鍔部１２を設けた構成としたため、第一中心導体１ａ及び第二中心導体１ｂの棒状本体１１をそれぞれ筒状体２内に挿入して、第一中心導体１ａ及び第二中心導体１ｂを筒状体２に組み付ける際に、鍔部１２を筒状体２の端部に対して当接させることにより、第一中心導体１ａ及び第二中心導体１ｂを適正に位置決めして、その組み付け作業を容易化できるという利点がある。
【００６１】
なお、第一中心導体１ａの棒状本体１１の先端面に立設されたＣＮＴ４０の集合体により導電性可撓体４を構成してなる上述の実施形態に代え、適度の導電性と可撓性とを有する導電性ゴム、又は導電性プラスチック等からなる導電性可撓体を棒状本体１１の先端面に設けた構成としてもよい。
【００６２】
しかし、上述の実施形態に示すように、優れた導電性及び耐久性と、適度の可撓性とを有するＣＮＴ４０の集合体からなる導電性可撓体４を第一中心導体１ａの棒状本体１１の先端面に設けた構成した場合には、導電性可撓体４を構成する多数のＣＮＴ４０の少なくとも一部を第二中心導体１ｂの棒状本体１１に対して弾性的に接触させることにより、第一中心導体１ａと第二中心導体１ｂとを適正に導通接続することができる。このため、接触端子１０の導通接続性及び耐久性等を、より効果的に向上できるという利点がある。
【００６３】
また、図３に示すように、導電性を有する素材により棒状本体１１と接続部１３とを備えた第一中心導体１ａを形成する中心導体成形工程Ｋ１と、第一中心導体１ａの棒状本体１１の外周面にＦ層４１を形成するＦ層形成工程Ｋ２と、この棒状本体１１の先端面を含む棒状本体１１の表面に触媒担持用の担体層４２を配設する担体層配設工程Ｋ３と、担体層４２上にＣＮＴ生成用の触媒４３を担持させる触媒担持工程Ｋ４と、前記棒状本体１１の外周面に形成された担体層４２及び触媒４３とともにＦ層４１を除去するＦ層除去工程Ｋ５と、前記棒状本体１１の先端面上に、触媒４３の存在下で複数本のＣＮＴ４０を化学気相成長させてＣＮＴ４０の集合体からなる導電性可撓体４を形成する導電性可撓体形成工程Ｋ６とを備えた接触端子１０の製造方法によれば、優れた導通接続性及び適度の可撓性等を有し、検査治具３用として好適に使用できる接触端子１０を容易に製造できるという利点がある。
【００６４】
すなわち、Ｆ層除去工程Ｋ５において、棒状本体１１の外周面に形成された担体層４２及び触媒４３とともにＦ層４１を除去することにより、棒状本体１１の先端面にのみ担体層４２及び触媒４３が配設された第一中心導体１ａが得られることになる。したがって、導電性可撓体形成工程Ｋ６においてＣＮＴ４０の集合体を形成する際に、棒状本体１１の先端面以外の部分、例えば棒状本体１１の外周面等にＣＮＴ４０が生成されるのを防止して、検査治具３用として好適に使用できる接触端子１０を適正に製造することができる。
【００６５】
なお、棒状本体１１の先端面に配設された触媒４３の存在下で、複数本のＣＮＴ４０を化学気相成長させて、棒状本体１１の先端面上にＣＮＴ４０を直接、生成するように構成した上述の実施形態に代え、別体に形成したＣＮＴ４０の集合体からなる導電性可撓体４を棒状本体１１の先端面上に接着する等の手段で固着することも考えられる。
【００６６】
しかし、上述の実施形態に示すように、触媒４３を構成する鉄、及び担体層４２を構成するアルミニウム合金、及びチタンの少なくとも一部を有する被覆層を、棒状本体１１の先端面に形成した場合には、この棒状本体１１の先端面上に、ＣＮＴ４０の集合体からな導電性可撓体４を容易かつ適正に立設することができる。したがって、優れた導通接続性及び耐久性等を有する接触端子１０が容易に得られるという利点がある。
【００６７】
また、導電性可撓体形成工程Ｋ６において、棒状本体１１を５００℃以上の温度に加熱する等により、触媒４３を構成する鉄、及び触媒担持用の担体層４２を構成するアルミニウム合金、及びチタンの少なくとも一部を、棒状本体１１の先端面に含浸させた場合には、触媒４３を構成する鉄の粒子を安定して保持させることができる。このため、触媒４３の存在下で、複数本のＣＮＴ４０を効率よく化学気相成長させて、棒状本体１１の先端面上にＣＮＴ４０の集合体からなる導電性可撓体４を適正に形成することができる。
【００６８】
なお、第一中心導体１ａの棒状本体１１にのみ導電性可撓体４を設けてなる上述の実施形態に代え、第二中心導体１ｂの棒状本体１１のみに導電性可撓体４を設けた構成としてもよい。また、第一中心導体１ａの棒状本体１１と第二中心導体１ｂの棒状本体１１との両方に導電性可撓体４を設け、両導電性可撓体４の先端部を相接触させることにより、第一中心導体１ａと、第二中心導体１ｂと導通接続させるように構成してもよい。
【００６９】
図１０は、接触端子１０の変形例を示す正面図、図１１Ａ、図１１Ｂ，図１１Ｃは、図１０に示す接触端子１０の筒状体２の具体的構成を示す説明図である。図１１Ａは、筒状体２の下端部を拡大した平面図、図１１Ｂは、筒状体２の下端部を下方から見た状態を示す端面図、図１１Ｃは、筒状体２の下端部を展開した状態を示す正面図である。また、図１２は、導電性可撓体４の変形例を示す正面図、図１３は、導電性可撓体４の変形例を示す正面図、図１４は、図１３に示す導電性可撓体４の製造過程を示す斜視図である。
【００７０】
図１０に示す接触端子１０の変形例では、第一中心導体１ａ及び第二中心導体１ｂの棒状本体１１と鍔部１２との間に、筒状体２の内径よりも僅かに大きい外径を有する膨出部１５がそれぞれ設けられている。また、第一中心導体１ａ及び第二中心導体１ｂの棒状本体１１の外径は、筒状体２の内径よりも僅かに小さな値に設定されている。
【００７１】
一方、筒状体２の両端部には、例えば図１１Ｃに示すように、螺旋溝２２の端部から筒状体２の軸方向と略平行に延びるスリット２３が形成されることにより、所定幅の分断部を有するＣ形止め輪状の抱持部２６が形成されている（図１１Ｂ参照）。
【００７２】
この構成によれば、作業者が、第一中心導体１ａ及び第二中心導体１ｂの棒状本体１１を筒状体２の両端部内に挿入する際に、スリット２３を拡開変位させて、第一中心導体１ａ及び第二中心導体１ｂの膨出部１５を抱持部２６内に圧入することにより、第一中心導体１ａ及び第二中心導体１ｂと筒状体２との連結状態を安定して維持できるという利点がある。
【００７３】
また、上述のように第一中心導体１ａ及び第二中心導体１ｂの棒状本体１１の外径を、筒状体２の内径よりも僅かに小さく設定することにより、第一中心導体１ａ及び第二中心導体１ｂの棒状本体１１を筒状体２に挿入して、第一中心導体１ａ及び第二中心導体１ｂを筒状体２に組み付ける作業を容易に行うことができる。
【００７４】
しかも、上述のように抱持部２６を構成するスリット２３を、ばね部２１を構成する螺旋溝２２の端部に連設して筒状体２の軸方向に延びるように形成した場合には、例えばレーザ加工機から筒状体２の周面にレーザ光を照射して螺旋溝２２を形成する際等に、これに連続してスリット２３を容易に形成できるという利点がある。なお、スリット２３を筒状体２の軸方向と略平行に延びるように構成した上述の実施形態に代え、スリット２３を筒状体２の軸方向と所定角度で傾斜させた形状としてもよい。
【００７５】
図１２に示す棒状本体１１の変形例では、その先端部に先窄まりのテーパ部１１ａが設けられ、このテーパ部１１ａの先端面に、ＣＮＴ４０の集合体からなる導電性可撓体４が立設されている。この構成によれば、導電性可撓体４の直径が大きくなるのを抑制するこができるため、導電性可撓体４及び棒状本体１１を筒状体２内に挿入する作業を容易化できるという利点がある。
【００７６】
また、導電性可撓体形成工程Ｋ６において生成された複数本のＣＮＴ４０の間に、図１４に示すように、例えば水、アルコール類（イソプロパノール、エタノール、メタノール）、アセトン類（アセトン）、ヘキサン、トルエン、シクロヘキサン、ＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）等からなる液滴Ｅを垂らすことにより液体にさらした後、これを室温下で自然乾燥、真空に引き乾燥、又はホットプレートなどで加熱する等により乾燥させるようにしてもよい。
【００７７】
これにより、液滴Ｅの表面張力と、各ＣＮＴ４０間に生じるファンデルワールス力とに応じてジッパー効果が発現されるため、各ＣＮＴ４０同士が引き寄せられて収束される。このとき、導電性可撓体４の基端部は棒状本体１１の先端面にそれぞれ固着されているため、図１３に示すように、棒状本体１１の先端面から立ち上がる導電性可撓体４の立ち上り部分よりも、導電性可撓体４の中間部分及びその上方側部分が顕著に収束されて高密度化される。
【００７８】
上述のように棒状本体１１の先端面から立ち上がる導電性可撓体４の立ち上り部分よりも導電性可撓体４の中間部分を高密度に収束させた場合には、複数本のＣＮＴ４０の集合体からなる導電性可撓体４において、各ＣＮＴ４０相互間の接触部分が増大されて電流経路が増加されることになる。これにより、接触端子１０は、その導電性が効果的に向上し、基板検査装置等の検査治具３として好適に使用することができる。
【００７９】
また、導電性可撓体形成工程Ｋ６において成形された導電性可撓体４を囲繞するように流動性を有する充填材料を充填した後、この充填材料を硬化させて絶縁性と弾力性とを有する保形層を設けてもよい。この構成によれば、導電性可撓体４の導電性を維持しつつ、より優れた強度及び耐久性を有する接触端子１０が得られるという利点がある。
【００８０】
なお、中心導体成形工程Ｋ１において、導電性及び耐熱性を有する素材により棒状本体１１を有する中心導体を成形した後、Ｆ層形成工程Ｋ２において、棒状本体１１の外周面にＦ層４１を形成するように構成した上述の実施形態に代え、棒状本体１１の外周面にＦ層４１を形成した後、棒状本体１１を所定寸法に切断することにより、外周面がフォトレジスト層４１により被覆された第一中心導体１ａを形成するように構成してもよい。この構成によれば、棒状本体１１の先端面に付着したマスキング材を除去する等の操作を要することなく、棒状本体１１の先端面を露出させることができる。
【００８１】
すなわち、本発明の一例に係る接触端子は、導電性を有する素材によりそれぞれ棒状に形成された一対の中心導体と、当該一対の中心導体を保持する筒状体とを備え、当該筒状体は、螺旋状体からなるばね部を有し、前記一対の中心導体は、それぞれ前記筒状体内に挿入された状態で設置される棒状本体と、前記筒状体の外部に突出した状態で設置される接続部とを有し、前記一対の中心導体の少なくとも一方には、導電性と可撓性とを有する導電性可撓体が前記棒状本体の先端面に設けられ、前記一対の中心導体は、前記筒状体内に挿入された前記両棒状本体の先端面が前記導電性可撓体を介して導電接続可能な軸方向長さを有している。
【００８２】
この構成によれば、前記接触端子を使用した基板等の検査時に、筒状体内に挿入された両棒状本体の先端面同士が、導電性可撓体を介して導通接続される。その結果、筒状体のばね部に検査用電流が通電されることに起因した発熱現象が生じることはない。したがって、筒状体が塑性変形し、あるいは溶断する等により接触端子の機能が損なわれるという事態を生じるおそれが低減され、接触端子の機能を安定して維持することができる。
【００８３】
また、前記棒状本体の基端部には、前記筒状体の内径よりも大きな外径を有する鍔部が設けられていることが好ましい。
【００８４】
この構成によれば、両中心導体の棒状本体を筒状体内に挿入して、両中心導体を筒状体に組み付ける際に、前記鍔部を筒状体の端部に対して当接させることにより、両中心導体を適正に位置決めして、その組付作業を容易化できるという利点がある。
【００８５】
また、前記導電性可撓体は、前記棒状本体の先端面に立設されたカーボンナノチューブの集合体により構成されていることが好ましい。
【００８６】
この構成によれば、導電性可撓体を構成するカーボンナノチューブの少なくとも一部を棒状本体の先端部等に対して弾性的に接触させることにより、両中心導体を適正に導通接続することができるため、接触端子の導通接続性及び耐久性等を、より効果的に向上できるという利点がある。
【００８７】
また、前記棒状本体の先端部には、先窄まりのテーパ部が形成され、該テーパ部の先端面に前記カーボンナノチューブの集合体が立設されていることが好ましい。
【００８８】
この構成によれば、カーボンナノチューブ構造体の直径が大きくなるのを抑制するこができるため、導電性可撓体を筒状体内に挿入する作業を容易化できるという利点がある。
【００８９】
さらに、前記棒状本体の先端面には、鉄、アルミニウム合金、及びチタンの少なくとも一部を有する被覆層が形成されていることが好ましい。
【００９０】
この構成によれば、棒状本体の先端面に、カーボンナノチューブの集合体からなる導電性可撓体を容易かつ適正に立設することができるため、優れた導通接続性及び耐久性等を有する接触端子が容易に得られるという利点がある。
【００９１】
また、本発明の一例に係る検査治具は、上述の接触端子と、これを支持する支持部材とを備えている。
【００９２】
この構成によれば、検査用の大電流が通電された場合においても、接触端子としての機能が損なわれるおそれが低減され、半導体素子等からなる検査対象を適正に検査できるという利点がある。
【００９３】
本発明の一例に係る接触端子の製造方法は、導電性を有する素材により棒状本体を備えた中心導体を成形する中心導体成形工程と、前記棒状本体の外周面にフォトレジスト層を形成するフォトレジスト層形成工程と、前記棒状本体の先端面を含む当該棒状本体の表面に触媒担持用の担体層を配設する担体層配設工程と、前記担体層にカーボンナノチューブ生成用の触媒を担持させる触媒担持工程と、前記棒状本体の外周面に形成された前記担体層及び触媒とともに前記フォトレジスト層を除去するフォトレジスト層除去工程と、前記棒状本体の先端面上に、前記触媒の存在下で複数本のカーボンナノチューブを化学気相成長させてカーボンナノチューブの集合体からなる導電性可撓体を形成する導電性可撓体形成工程とを備えている。
【００９４】
この構成によれば、棒状本体の外周面に形成された担体層及び触媒とともにフォトレジスト層を除去することにより、棒状本体の先端面にのみ担体層及び触媒が配設された中心導体が得られる。したがって、導電性可撓体形成工程においてカーボンナノチューブの集合体を生成する際に、棒状本体の先端面の部分、例えば棒状本体の外周面等にカーボンナノチューブ構造体が生成されるのを防止して、検査治具用として好適に使用できる接触端子を容易に製造することができる。
【００９５】
このような構成の接触端子、及び接触端子を備えた検査治具は、検査用の大電流が通電された場合においても、接触端子としての機能が損なわれるおそれを低減することができる。また、このような構成の製造方法によれば、優れた導通接続性及び耐久性等を有する接触端子を容易に製造することができる。
【００９６】
この出願は、２０１８年３月２０日に出願された日本国特許出願特願２０１８−０５２５１９を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。なお、発明を実施するための形態の項においてなされた具体的な実施態様又は実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、本発明は、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではない。
【符号の説明】
【００９７】
１ａ  第一中心導体
１ｂ  第二中心導体
２    筒状体
３    検査治具
４    導電性可撓体
８    検査対象
１０  接触端子
１１  棒状本体
１１ａ  テーパ部
１２  鍔部
１３  接続部
１４  接続部
１５  膨出部
２１  ばね部
２２  螺旋溝
２３  スリット
２４  先端面
２５  傾斜面
２６  抱持部
３１  支持部材
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ  支持プレート
３４  配線
３４ａ  電極
４０  カーボンナノチューブ
４１  フォトレジスト層（Ｆ層）
４２  担体層
４３  触媒
１０１  基板
３２１  ベースプレート
Ｅ  液滴
Ｇ  間隙
Ｈ  貫通孔
Ｈａ  挿通孔部
Ｈａ１  小径部
Ｈｂ  狭隘部
Ｋ１  中心導体成形工程
Ｋ２  Ｆ層形成工程
Ｋ３  担体層配設工程
Ｋ４  触媒担持工程
Ｋ５  Ｆ層除去工程
Ｋ６  導電性可撓体形成工程
【図１】
2019181420.tif 000003
【図２】
2019181420.tif 000004
【図３】
2019181420.tif 000005
【図４】
2019181420.tif 000006
【図５】
2019181420.tif 000007
【図６】
2019181420.tif 000008
【図７】
2019181420.tif 000009
【図８】
2019181420.tif 000010
【図９】
2019181420.tif 000011
【図１０】
2019181420.tif 000012
【図１１Ａ】
2019181420.tif 000013
【図１１Ｂ】
2019181420.tif 000014
【図１１Ｃ】
2019181420.tif 000015
【図１２】
2019181420.tif 000016
【図１３】
2019181420.tif 000017
【図１４】
2019181420.tif 000018
【国際調査報告】
2019181420.tif 000019
2019181420.tif 000020
2019181420.tif 000021
2019181420.tif 000022