JP2002202321A - 導電接触ピンおよびこのピンを用いたテストヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】一体化されるとともに少ない撓み量で所定の弾
力が得られる導電接触ピン３０を提供する。また、この
導電接触ピン３０を用いて、組み込みが容易でしかも配
列ピッチを小さくできるテストヘッドを提供する。 【解決手段】帯状部材が九十九折り状に折り曲げられた
ごとき形状の弾性部３６とその両端側の接触部３２，３
４とを導電性金属で一体形成して導電接触ピン３０を構
成する。弾性部３６を、少ない撓み量で所定の弾力が生
ずるように設定する。導電接触ピン３０の接触部３２，
３４および弾性部３６の外形をともに断面矩形とし、絶
縁材からなるベース部材に角孔を穿設し、この角孔に導
電接触ピン３０を接触部３２が被検査物に当接しない状
態で弾性部３６が自然長となるように挿入するとともに
抜け出ないように組み込んでテストヘッドを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検査物に当接し
て、この被検査物を検査装置などに電気的接続させるた
めの導電接触ピンに関するものである。また、この導電
接触ピンを用いたテストヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の導電接触ピンおよびテストヘッド
につき、図４ないし図６を参照して簡単に説明する。図
４は、従来の導電接触ピンを用いたテストヘッドの縦断
面図である。図５は、従来の導電接触ピンがベース部材
に配列できるピッチを説明する図である。図６は、従来
の導電接触ピンと後述する本発明の導電接触ピンの撓み
量と弾力の関係を示す図である。

【０００３】図４において、従来の導電接触ピン１０
は、導電性金属からなる第１の接触部材１２の一端部に
第２の接触部材１４の有底孔が嵌合挿入されて、軸方向
に相対的に移動自在とされ、しかも第１と第２の接触部
１２，１４の間にこれらを分離方向に弾性付勢するコイ
ルスプリング１６が縮設されて構成されている。そし
て、テストヘッド１８は、絶縁材からなるベース部材２
０に穿設された孔２０ａに導電接触ピン１０が挿入配設
されて構成される。なお、第１の接触部材１２の先端側
に細径部１２ａが形成され、その段差により導電接触ピ
ン１０がベース部材２０からその先端方向に抜け出るの
が規制されている。また、ベース部材２０の一方の面に
重ねて、第２の接触部材１４が当接するように検査装置
接続基板２２が配設され、この検査装置接続基板２２を
介して図示しない検査装置に適宜に電気的接続される。
また、ベース部材２０の反対側の面に、対向させて被検
査物２４が配設され、この被検査物２４にベース部材２
０が相対的に近接されることで、第１の接触部材１２が
被検査物２４に当接して電気的接続がなされる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の導電接触ピン１
０にあっては、第１と第２の接触部材１２，１４が切削
加工により形成され、コイルスプリング１６が細径のワ
イヤをコイリングして形成される。そこで、現在では外
径が０．０７５ｍｍのものまで製造可能であるが、これ
以上細径とすることは技術的に困難である。そこで、図
５に示すごとく、導電接触ピン１０，１０…がベース部
材２０に配列できる最小のピッチＰは、外径の０．０７
５ｍｍに孔２０ａとのクリアランス分および隣接する孔
２０ａ、２０ａ…間を分離する隔壁の厚さ分が加算され
たものである。

【０００５】一方、パッケージングされていない半導体
チップやＩＣチップおよびこれらが搭載される基板は、
その電極端子間が極めて狭い間隔となっている。かかる
基板を検査するためには、より細いピッチＰで導電接触
ピン１０，１０…が多数配列されたテストヘッド１８が
必要であるが、現在は充分に要望に対応できているとは
言い難い。

【０００６】また、コイルスプリング１６は、細径のワ
イヤにより形成され、図６に従来例として示す特性のご
とく、大きな撓み量でやっと所望の弾力、例えば５ｇを
得ることができる。ここで、被検査物２４が第１の接触
部材１２に当接して第１の接触部材１２が移動するスト
ロークＳは、たかだか０．１〜０．２ｍｍである。そこ
で、コイルスプリング１６が自然長の状態からかかるス
トロークＳだけ撓んでも、所望の弾力を得ることができ
ない。そのために、コイルスプリング１６が予めある量
ＰＳだけ撓んだ状態で組み込まれる。すると、所定のス
トロークＳだけさらに撓むことで、コイルスプリング１
６により所定の弾力をやっと得ることができる。

【０００７】かかる導電接触ピン１０の設定では、予め
ある量ＰＳだけ撓んだ状態におけるコイルスプリング１
６の弾力がベース部材２０に加わる。そして、多数本の
導電接触ピン１０，１０…が配列されるベース部材２０
にあっては、かかるコイルスプリング１６の弾力が合計
された大きな力がベース部材２０に作用することによ
り、これを撓ませる虞があり、それだけベース部材２０
の機械的強度が大きくなければならない。

【０００８】さらに、上述のごとく導電接触ピン１０，
１０…は極めて細径であるために、ベース部材２０の孔
２０ａに対して機械で自動挿入することができず、手作
業により挿入している現状である。しかも、従来の導電
接触ピン１０，１０…は、部品が１点づつベース部材２
０の孔２０ａに挿入されて組み立てられ、１本の組立に
も３つの手間を必要とする。そこで、ベース部材２０に
多数本の導電接触ピン１０，１０…を配列するテストヘ
ッド１８にあっては、その組立が極めて煩雑であった。

【０００９】本発明は、上述のごとき事情に鑑みてなさ
れたものであり、一体化されるとともに少ない撓み量で
所定の弾力を得ることのできる導電接触ピンを提供する
ことを目的とする。また、かかる導電接触ピンを用い
て、組立が容易であるとともに配列するピッチを小さく
することのできるテストヘッドを提供することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明の導電接触ピンは、両端側の接触部と、こ
れらの間に介装させる九十九折り状の弾性部を導電性素
材で一体に形成して構成されている。

【００１１】そして、前記弾性部を、帯状部材が九十九
折り状に折り曲げられたごとき形状に形成して構成して
も良い。

【００１２】さらに、前記接触部および前記弾性部の外
形をともに断面矩形に形成して構成することもできる。

【００１３】また、本発明のテストヘッドは、両端側の
接触部と、これらの間に介装させる九十九折り状の弾性
部を導電性素材で一体に形成するとともに、前記接触部
および前記弾性部の外形をともに断面矩形に形成して導
電接触ピンを形成し、絶縁材からなるベース部材に前記
導電接触ピンを挿入し得る断面矩形の孔を穿設し、この
孔に前記導電接触ピンを挿入するとともに抜け出ないよ
うにして構成されている。

【００１４】そして、前記接触部が被検査物に当接しな
い状態で前記弾性部が自然長となるように前記導電接触
ピンを前記ベース部材に配設し、前記接触部が前記被検
査物に当接して前記弾性部が所定長さ撓んだ状態で所定
の弾力が生ずるように前記弾性部を設定して構成するこ
ともできる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１ない
し図３を参照して説明する。図１は、本発明の導電接触
ピンの実施例を示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は
弾性部の拡大図であり、（ｃ）はＡ−Ａ端面拡大図であ
り、（ｄ）はＢ−Ｂ端面拡大図であり、（ｅ）はＣ−Ｃ
矢視断面図である。図２は、図１の導電接触ピンを用い
たテストヘッドの縦断面図である。図３は、本発明の導
電接触ピンがベース部材に配列できるピッチを説明する
図である。

【００１６】まず、図１を参照して本発明の導電接触ピ
ン３０を説明する。導電接触ピン３０は、第１の接触部
３２と第２の接触部３４が両端側に配設され、これらの
間に九十九折り状の弾性部３６が介装され、これらが一
体として導電性素材としてのニッケルなどの導電性金属
で形成される。そして、第１と第２の接触部３２，３４
の断面は図１（ｃ）のごとき矩形である。また、第１の
接触部３２の先端側に幅を狭めた細幅部３２ａが形成さ
れ、その断面は図１（ｄ）のごとき矩形である。さら
に、弾性部３６は、断面が図１（ｅ）のごとき帯状部材
が九十九折り状に折り曲げられたごとき形状に形成され
る。なお、ここで言う九十九折り状には、ジクザク状や
蛇行が繰り返される形状や円弧でなく角で折り曲げられ
て蛇行する形状なども含まれるものとする。

【００１７】かかる構成の導電接触ピン３０は、極めて
薄い導電板をプレス加工にて打ち抜き形成しても良い
が、製造できる寸法が制約される。そこで、より小さい
寸法で製造するには、一例として、レジスト膜に光学的
に本発明の導電接触ピン３０の形状の穴を形成し、この
穴に導電性金属の粉末が練り込まれたペーストを充填し
て、これを焼成しても良い。また、レジスト膜に光学的
に形成した穴をニッケルなどの金属メッキで充填した後
に、穴以外の金属メッキを除去するマイクロエッチング
加工で製造しても良い。このマイクロエッチング加工に
より、現時点で、ニッケルを材料として幅０．０５７ｍ
ｍで厚さ０．０３５ｍｍで全長３．２ｍｍの本発明の導
電接触ピン３０を実現している。ちなみに、弾性部３６
の自然長は０．８７５ｍｍであり片側で２５回の折返し
が設けられ、０．０１ｍｍ厚みの帯状部材が折り曲げら
れた形状に形成される。

【００１８】そして、テストヘッド３８は、絶縁材から
なるベース部材４０に穿設された角孔４０ａに導電接触
ピン３０が挿入配設されて構成される。この角孔４０ａ
は、レーザ加工やエッチング加工などで穿設することが
可能である。ここで、ベース部材４０から第１の接触部
３２の細幅部３２ａの段差により導電接触ピン３０がそ
の先端方向に抜け出るのが規制される。また、ベース部
材４０の一方の面に重ねて検査装置接続基板２２が配設
され、反対側の面に対向させて被検査物２４が配設され
る。さらに、第１の接触部３２が被検査物２４に当接し
ていない状態では、弾性部３６が自然長であるように導
電接触ピン３０がベース部材４０に組み付けられる。

【００１９】ところで、本発明の導電接触ピン３０の弾
性部３６は、帯状部材が九十九折り状に折り曲げられた
形状であって、その帯状部材の断面積は、従来の導電接
触ピン１０を構成するコイルスプリング１６の断面積よ
りかなり大きくすることができる。そして、材質や帯状
部材の断面寸法や折返し回数を適宜に設定することで、
図６に本発明として示す特性のごとく、所定のストロー
クＳだけ撓むことで、所望の大きな弾力を生ずるように
することができる。そこで、上述のごとく、被検査物２
４に当接せずに弾性部３６に撓みがなく弾力を生じてい
ない状態から、被検査物２４に当接して所定のストロー
クＳだけ撓むことで所定の弾力、例えば５ｇで被検査物
２４に第１の接触部３２が当接し得る。

【００２０】かかる構成からなる本発明の導電接触ピン
３０は、プレス加工や粉末冶金やマイクロエッチング加
工により製造され、切削加工やコイリングを必要とせ
ず、量産に好適である。また、一体化されて構成されて
おり、ベース部材４０の角孔４０ａに挿入する手間が少
なく、それだけテストヘッド３８の製造工程が簡単化さ
れて量産に好適である。そして、導電接触ピン３０が被
検査物２４に当接していない状態では、弾性部３６が自
然長であるようにベース部材４０に組み付けられている
ので、ベース部材４０に弾性部３６による弾力が加わら
ず、それだけ機械的強度が小さくて足りる。さらに、導
電接触ピン３０は、断面矩形であり、その厚さを薄くす
ることで、厚さ方向への導電接触ピン３０の配列ピッチ
Ｐをより小さなものとすることができる。

【００２１】なお、上記実施例において、ベース部材４
０に角孔４０ａに代えて従来と同様の丸孔を穿設して、
これに導電接触ピン３０を挿入しても良い。配列ピッチ
Ｐに余裕があるならば、丸孔を穿設する方が加工が容易
である。また、弾性部３６が若干撓んでベース部材４０
に組み付けられていても良い。さらに、導電接触ピン３
０を形成する導電性素材は、導電性とかかる形状で弾力
性があれば良く、導電性金属としてはニッケルに限られ
ず、他の金属や合金であっても良い。さらに、導電性素
材は、金属に限られず、導電性樹脂や樹脂に導電金属な
どが混入されたものであっても良い。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の導電接触
ピンおよびこのピンを用いたテストヘッドは構成されて
いるので、以下のごとき格別な効果を奏する。

【００２３】請求項１記載の導電接触ピンにあっては、
一体的に形成されて部品点数が少なく、それだけテスト
ヘッドのベース部材への組み込みが容易である。

【００２４】請求項２記載の導電接触ピンにあっては、
弾性部材を帯状部材が九十九折り状に折り曲げられたご
とき形状とするので、この帯状部材の断面積を従来の導
電接触ピンを構成するコイルスプリングの断面積に比較
してかなり大きく設定できる。そこで、弾性部の撓み量
に対する弾力を大きくすることができる。

【００２５】請求項３記載の導電接触ピンにあっては、
断面矩形に形成したので、この断面形状を薄くすること
で、テストヘッドのベース部材への配列ピッチをより細
かくすることができる。

【００２６】請求項４記載のテストヘッドにあっては、
導電接触ピンをベース部材に配列するピッチを細かくす
ることができ、パッケージングされていない半導体チッ
プやＩＣチップおよびこれらが搭載される基板などの電
極端子の間隔が極めて狭い被検査物を対象とするものに
好適である。

【００２７】請求項５記載のテストヘッドにあっては、
導電接触ピンが被検査物に当接していない状態では、弾
性部は自然長であり、ベース部材に弾力が加えられな
い。そこで、ベース部材が撓むようなことがなく機械的
強度が小さくて足りる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の導電接触ピンの実施例を示し、（ａ）
は正面図であり、（ｂ）は弾性部の拡大図であり、
（ｃ）はＡ−Ａ端面拡大図であり、（ｄ）はＢ−Ｂ端面
拡大図であり、（ｅ）はＣ−Ｃ矢視断面図である。

【図２】図１の導電接触ピンを用いたテストヘッドの縦
断面図である。

【図３】本発明の導電接触ピンがベース部材に配列でき
るでピッチを説明する図である。

【図４】従来の導電接触ピンを用いたテストヘッドの縦
断面図である。

【図５】従来の導電接触ピンがベース部材に配列できる
ピッチを説明する図である。

【図６】従来の導電接触ピンと本発明の導電接触ピンの
撓み量と弾力の関係を示す図である。

【符号の説明】

１０，３０ 導電接触ピン １８，３８ テストヘッド ２０，４０ ベース部材 ２４ 被検査物 ３２ 第１の接触部 ３２ａ 細幅部 ３４ 第２の接触部 ３６ 弾性部 ４０ａ 角孔

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端側の接触部と、これらの間に介装さ
   せる九十九折り状の弾性部を導電性素材で一体に形成し
   て構成したことを特徴とする導電接触ピン。
2. 【請求項２】 請求項１記載の導電接触ピンにおいて、
   前記弾性部を、帯状部材が九十九折り状に折り曲げられ
   たごとき形状に形成して構成したことを特徴とする導電
   接触ピン。
3. 【請求項３】 請求項２記載の導電接触ピンにおいて、
   前記接触部および前記弾性部の外形をともに断面矩形に
   形成して構成したことを特徴とする導電接触ピン。
4. 【請求項４】 両端側の接触部と、これらの間に介装さ
   せる九十九折り状の弾性部を導電性素材で一体に形成す
   るとともに、前記接触部および前記弾性部の外形をとも
   に断面矩形に形成して導電接触ピンを形成し、絶縁材か
   らなるベース部材に前記導電接触ピンを挿入し得る断面
   矩形の孔を穿設し、前記孔に前記導電接触ピンを挿入す
   るとともに抜け出ないようにして構成したことを特徴と
   するテストヘッド。
5. 【請求項５】 請求項４記載のテストヘッドにおいて、
   前記接触部が被検査物に当接しない状態で前記弾性部が
   自然長となるように前記導電接触ピンを前記ベース部材
   に配設し、前記接触部が前記被検査物に当接して前記弾
   性部が所定長さ撓んだ状態で所定の弾力が生ずるように
   前記弾性部を設定して構成したことを特徴とするテスト
   ヘッド。