JP2009294149A - 異方性導電性部材および当該部材に用いられるプローブピン - Google Patents

Abstract

【課題】プローブピンの実効的な強度を低下させることなく、全体の厚みを薄くすることが可能な異方性導電性部材およびその異方性導電性部材に用いるプローブピンを提供する。
【解決手段】貫通孔を有する弾性の板状部材と、プランジャー、バレル、およびコイルスプリングを有し、貫通孔内に部分的に埋設されるプローブピンとを備え、プランジャーは柱状の支持部と、板状の接触基部と、はんだボールと接触するための接触部と、柱状の摺動部とを備え、各部は同一軸上に形成され、バレルは少なくとも1つの開口を持つ中空部を有する筒状であって、プランジャーの摺動部が中空部の内側面を摺動するように挿入された筒体部と、開口を一部閉塞し、挿入された摺動部が中空部から分離することを防ぐ部分閉塞部と、測定用基板と接触するためのバレル底部と、このバレル底部の外側面から突出した突出部とを備え、コイルスプリングは接触基部と突出部との間に配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体集積回路（ＩＣ）等の電子部品の電気的特性を測定し、検査するための電子部品検査用部品に関し、詳しくは、半導体デバイス、特に半導体集積回路等の電子部品における導通などの電気特性の測定に使用される異方性導電性部材およびこれに用いられるプローブピンに関する。

半導体集積回路等の電子部品の各種電気特性の検査を行うためにプローブピンを備える検査装置が使用されている。プローブピンの一方の端部を検査装置の配線基板に接触させ、他方の端部を半導体集積回路等の電子部品の被検査対象、具体的には半田ボールやバンプなどに接触させる。そして、このプローブピンを介して半導体集積回路等の電子部品と検査装置との間で電気信号のやり取りを行い、検査が行われる。

このプローブピンの一般的構成は以下のとおりである。バレルと呼ばれる本体となる金属管の内部に、測定用基板と接触するためのプランジャーと、検査対象に固定されたはんだボールと接触するためのプランジャーと、双方のプランジャーによって挟持されるコイル状スプリング（以下「コイルスプリング」という。）とが配置され、バレルの両端が部分的に閉塞されることで上記バレル内の各要素はバレル内部に保持されている。

このコイルスプリングによって配線基板や被検査対象に対してプランジャーは押し付けられることにより、接触抵抗が少なくなるとともに検査中の接触状態の変動が抑えられて、検査結果の信頼性が高められている。

このため、コイルスプリングが適切な弾性反発力を有することは重要であり、その素材も常温ではピアノ線（ＳＷＰ）、バーンイン及びその他耐環境試験等における高温ではバネ用ステンレス鋼（ＳＵＳ３０２、ＳＵＳ３０４）、特に１３０℃以上の高温では、コバルト・ニッケル・クロム線が使用されている。

一方、半導体集積回路等の電子部品が更に小型化・高密度化し、端子のピッチ間隔がさらに狭くなる傾向にある。このため、被検査対象である半導体集積回路等の電子部品の接続端子間距離は、０．５ｍｍから０．３ｍｍに推移する傾向にある。このように狭ピッチ化が進むとバレル径を細くする必要があり、これに伴いバレル内に配置されるスプリングを構成する線材の径も細くせざるを得ない。このため、適切な弾性反発力を得るためにはスプリング巻回数を増やす必要が生じ、その結果プローブピンが長くなってインダクタンス成分が大きくなり、高周波特性の劣化をもたらす。近年高周波特性の検査が重要になってきていることから、この点は特に重要視されてきている。

こうした流れを背景として、コイルスプリングをバレルの外側に配置する構造が提案されている。例えば、特許文献１には、少なくとも一方に開口部をもつ中空部を備える導電性のバレルと、当該バレルの内側面に対して電気的に接触しつつ摺動可能に配置される導電性のプランジャーと、前記バレルを内包しつつ、前記プランジャーの前記バレルに対する摺動領域以外の外側面に設けられた突出部と前記バレルの外側面に設けられた突出部との間で伸縮可能に配置されるスプリングとを備えるコンタクトプローブピンが開示されている。
特開２００７−２４８２３７号公報

この構造では、外ばねプローブはバレルの外側にばねを配置することによりばね径を大きくするという利点を有するものの、バレルの外径はばねの内径より小さくなるので、必然的にバレルの内径も小さくなる。加工上の制約と強度の点からバレルの肉厚を極端に薄くすることは出来ないので、プローブの外径が小さくなってくると、これに伴ってバレルの内径も小さくなる。さらに、バレルの開口部を部分的に閉塞してプランジャーと一体化しようとすると、プランジャー支持体が細くなり、プランジャー支持体の強度不足が問題となる。そのため、外ばねプローブは、図１８のように、プランジャーとバレルとをそれぞれ別部材としてソケット内部で組み合わせて使うことが多い。図１８（左側）がプランジャーとバレルとこれらを組み込むソケットとからなる異方性導電性部材を示す図であり、図１８（右側）がソケットを測定用基板上に設置した状態を示す図である。

しかしながら、プランジャーとバレルをそれぞれ別部材としてソケット内部で組み合わせるのは作業性が悪く、プローブピンの交換も難しい。また、プランジャーとバレルをそれぞれソケットの上基板、下基板の突出部で挟みこむ必要があるため、プランジャーとバレルにはフランジ部が必要となる。さらに、ソケット上基板はプランジャーとともに上下動しないためソケットにはんだボールが接触しないように、プランジャーはソケット上基板の突出部よりもストローク以上の長さを有している必要がある。

したがって、このような構造の外ばねプローブは、ソケット上基板、下基板の突出部厚み、プランジャーとバレルのフランジ部厚み、プランジャー長さが積み重なって、プローブ全体が長くなるという問題点があった。これはすなわち異方性導電性部材の厚みが厚いことを意味する。

そこで、本発明は、プローブピンの実効的な強度を低下させることなく、全体の厚みを薄くすることが可能な異方性導電性部材およびその異方性導電性部材に用いるプローブピンを提供することを課題とする。

上記課題を達成するために提供される本発明の一態様に係る異方性導電部材は、弾性を有し、その主面に垂直な方向に開口した貫通孔を有する絶縁性の板状部材と、はんだボールと接触するための導電性のプランジャー、そのプランジャーが部分的に摺動可能に挿入され測定用基板と接触するための導電性のバレル、およびそのプランジャーとバレルとの間でこれらが離間するように付勢されて配置されるコイルスプリングを有し、貫通孔内に少なくとも一部が埋設されるプローブピンとを備え、プランジャーは、柱状の支持部と、その支持部のはんだボールに対向する側の端部に形成された板状の接触基部と、その接触基部のはんだボールに対向する側の端部に形成されはんだボールと接触するための接触部と、支持部の測定用基板に対向する側の端部に形成された柱状の摺動部とを備え、各部は同一軸上に形成され、かつ接触基部の外径＞摺動部の外径＞支持部の外径であり、バレルは、少なくとも1つの開口を持つ中空部を有する筒状であって、その開口からプランジャーの摺動部がその中空部の内側面を摺動面とするように挿入された筒体部と、その筒体部の開口縁に延設されて開口を一部閉塞し、挿入された摺動部が中空部から分離することを防ぐ部分閉塞部と、その筒体部の測定用基板に対向する側の端部に形成され測定用基板と接触するためのバレル底部と、そのバレル底部の外側面から突出し、その突出外径が貫通孔の測定用基板に対向する側の開口径よりも大きい突出部とを備え、コイルスプリングは、接触基部と突出部との間に支持部および筒体部を内包するように配置され、測定用基板上に配置されはんだボールと接触しない状態では、コイルスプリング、接触基部の少なくとも一部、ならびにプランジャーおよびバレルにおけるコイルスプリングに内包される各部は貫通孔内に埋設され、バレルは貫通孔の測定用基板に対向する側の内側面および／または開口周縁部で板状部材に係止される。

また、本発明は上記の別の異方性導電部材における具体的な態様として、次のいずれかの構成を備える異方性導電部材を提供する。
（Ａ）測定用基板上に配置されはんだボールと接触しない状態では、板状部材における貫通孔の測定用基板に対向する側の開口周縁部をなす部分が突出部との接触により弾性変形し、その周縁部分の弾性反発力によりバレル底部は測定用基板に押し付けられている。

（Ｂ）測定用基板上に配置されはんだボールと接触しない状態では、突出部は少なくとも一部が貫通孔内に埋設され、貫通孔の内側面におけるその埋設された突出部と接触する部分の弾性反発力により、突出部は主面に垂直な方向の移動が規制されている。このとき、外側面は測定用基板に対向する側にその外径が大きくなるテーパー形状をなしていてもよい。

（Ｃ）測定用基板上に配置されはんだボールと接触しない状態では、板状部材は測定基板から離間して配置され、その測定基板と板状部材との間隙に突出部およびバレル底部が配置される。

（Ｄ）板状部材における貫通孔の測定用基板に対向する側の開口には座ぐり部が形成され、測定用基板上に配置されはんだボールと接触しない状態では、座ぐり部内に突出部およびバレル底部が配置される。

（Ｅ）板状部材における貫通孔の測定用基板に対向する側の開口には、突出部の厚さに対応した座ぐり部が形成され、測定用基板上に配置されはんだボールと接触しない状態では、板状部材における前記座ぐり部の底部をなす部分が突出部との接触によって弾性変形して、その座ぐり部内に突出部およびバレル底部が配置される。

上記の異方性導電部材において、接触基部の外側面が板状部材の貫通孔の内側面に接触していてもよいし、接触部が、貫通孔内に埋設され、板状部材のはんだボール側の主面から突出していなくてもよい。

また、本発明は、別の態様として、上記の異方性導電部材に用いられるプローブピンも提供する。

本発明に係る異方性導電部材が測定用基板上に設置されると、プローブピンのバレルは弾性を有する板状部材と測定用基板とにより挟持されるため、従来の異方性導電性部材におけるソケットの下基板（測定用基板に対向する側の基板）の突出部は不要となる。また、バレルの部分閉塞部にプランジャーの摺動部は係止されることによりプランジャーのバレルから分離することが防止されているため、従来の異方性導電性部材におけるソケットの上基板（はんだボールに対向する側の基板）の突出部は不要となる。したがって、異方性導電性部材の厚みを薄くすることが実現される。

また、はんだボールとの接触状態にばらつきが生じてプランジャーに軸倒れ方向の力が加わっても、その力に応じてバレルも貫通孔内で傾くことが可能であるから、その力は、プランジャーの接触基部およびバレルの突出部を通じて板状部材へと伝達され、板状部材の弾性によりその力は適宜分散・吸収される。このため、プローブピン全体が小型化してプランジャーの支持部の外径が細くなっても、この支持部は座屈しにくくなり、プローブピンの実効的な強度は低下しにくい。したがって、はんだボールの狭ピッチ化に伴ってプローブピンが小型化・細径化しても、信頼性の高い異方性導電性部材を得ることができる。

以下、本発明に係る実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明に係る異方性導電部材の構造を概念的に示す部分断面図である。
異方性導電部材０１００は、測定用基板０１０１上で、ＩＣパッケージなどの測定対象物に固定されたはんだボール（図示せず）との間に配置されるものである。

異方性導電部材０１００は、弾性を有し、その主面に垂直な方向に開口した貫通孔０１０２を有する絶縁性の板状部材０１０３を備える。ここで、「主面」とは、板状部材０１０３の最大の面積をなす面およびその面の反対側の面であり、具体的には、はんだボールに対向する面（以下「上面」ともいう。）０１０４および測定用基板に対向する面（以下「下面」ともいう。）０１０５を意味する。本実施形態では、図１に示されるように、貫通孔０１０２の開口径および内径はほぼ同一であるが、上面０１０４側の径が下面０１０５側の径よりも小さくなっていてもよい。板状部材０１０３の典型的素材はゴムであって、このほか、エラストマーを用いてもよい。その物理特性は、ゴム硬度で表現すれば、概ね４０〜６０度である。

この貫通孔０１０２には、プローブピン０１０６が部分的に埋設されている。プローブピン０１０６は、はんだボールと接触するための導電性のプランジャー０１０７と、このプランジャー０１０７が部分的に摺動可能に挿入され、測定用基板０１０１と接触するための導電性のバレル０１０８と、このプランジャー０１０７とバレル０１０８との間でこれらが離間するように付勢されて配置されるコイルスプリング０１０９から構成される。また、プローブピン０１０６は、貫通孔０１０２内に部分的に埋設されている。

プランジャー０１０７は、柱状、本実施形態では円柱状の支持部０１１０と、はんだボールに対向する側（以下、「上側」ともいう。）の端部に板状、本実施形態では円盤状の接触基部０１１１を備える。この接触基部の上側（はんだボールに対向する側）には、はんだボールと接触するための接触部０１１２が設けられている。この接触部０１１２の形状は、従来技術に係るプランジャーに用いられるいかなる形状であってもよい。好ましい形状は図１にも示されるクラウン形状である。

さらに、支持部０１１０の測定用基板に対向する側（以下「下側」ともいう。）の端部に形成された柱状、本実施の形態では円柱状の摺動部０１１３が設けられている。
すなわち、プランジャー０１０７は、上側から、接触部０１１２、接触基部０１１１、支持部０１１０、および摺動部０１１３から構成されている。各部は、同一軸上に形成され、かつ、接触基部０１１１の外径＞摺動部０１１３の外径＞支持部０１１０の外径となっている。また、貫通孔０１０２内に埋設されたプローブピン０１０６のプランジャー０１０７は上記の軸方向に移動することが可能とされている。

本実施形態に係るバレル０１０８は、上側から、部分閉塞部０１１４、筒体部０１１５、バレル底部０１１６、および突出部０１１７から構成される。以下に各部について説明する。

筒体部０１１５は、本実施形態では1つの開口を持つ中空部０１１８を有する筒状、本実施形態では円筒状であって、その開口からプランジャー０１０７の摺動部０１１３が中空部０１１８の内側面を摺動面として摺動部０１１３の軸方向に摺動するように挿入されている。したがって、中空部０１１８の内側面が作る径は、プランジャー０１０７の摺動部０１１３の外径よりもやや（おおむね１０〜３０μｍ）大きくなっている
部分閉塞部０１１４は、筒体部０１１５の開口縁に延設されて開口を一部閉塞し、挿入された摺動部０１１３が中空部０１１８から分離することを防止している。

バレル底部０１１６は、測定用基板に対向する側（図１の下側、以下「測定用基板側」ともいう。）の端部に設けられ測定用基板０１０１と接触するためのものであって、本実施形態では筒体部０１１５の閉塞端をなしている。本実施形態では、図１に示されるように、使用状態において測定用基板０１０１の電極０１１９と直接接触する突起状のバレル接触部０１２０が設けられている。

突出部０１１７は、バレル底部０１１６の外側面から、例えばフランジ状に突出する部分である。突出部０１１７の突出外径は、板状部材０１０３の貫通孔０１０２の測定用基板側の開口径よりも大きくなっている。このため、図１に示されるように異方性導電部材０１００が測定用基板０１０１上に設置された状態では、突出部０１１７の厚みおよびそのバレル０１０８の最底部からの高さに応じて、弾性を有する板状部材０１０３の貫通孔０１０２の下側の開口端は圧縮するように変形し、この弾性反発力によってバレル０１０８は測定用基板０１０１に押し付けられる。このため、プローブピン０１０６はバレル接触部０１２０を支点として固定された状態となる。

コイルスプリング０１０９は、プランジャー０１０７の接触基部０１１１における支持部０１１０側（下側）の面とバレル０１０８の突出部０１１７との間で、プランジャーの支持部０１１０および筒体部０１１５を内包するように配置されている。なお、前述のように、コイルスプリング０１０９は、プランジャー０１０７とバレル０１０８との間でこれらが離間するように付勢されているが、バレル０１０８の中空部０１１８を上下方向に摺動するプランジャー０１０７の摺動部０１１３は、部分閉塞部０１１４に係止されることによって上側への移動が制限されるため、バレル０１０８からプランジャー０１０７が抜け出ることはない。

このように、異方性導電性部材０１００が測定用基板０１０１上に設置された状態では、板状部材０１０３によってバレル０１０８は測定用基板０１０１に押し付けられ、このバレル０１０８の部分閉塞部０１１４によってプランジャー０１０７の上側の移動は規制される。このため、板状部材０１０３の貫通孔０１０２の開口部分は特に開口径が狭められていなくとも、プローブピン０１０６が板状部材０１０３から脱落することはない。

また、図１に示されるように、プランジャー０１０７が最も上側にある状態でも、接触基部０１１１の外側面は板状部材０１０３の貫通孔０１０２の内側面に対向している。このような状態にあることにより、接触部０１１２にはんだボールが接触したときに、プローブピン０１０６とはんだボールとの中心軸ずれに起因してプローブピン０１０６に軸倒れ方向の力が加わっても、接触基部０１１１の外側面と板状部材０１０３の貫通孔０１０２の内側面とが接触し、内側面の変形に基づく弾性反発力によってプローブピン０１０６の軸倒れは規制される。

しかも、図２に示されるように、バレル接触部を支点として、プローブピン全体が貫通孔内で傾くことができる。このとき、プランジャーの接触基部の外側面およびバレルの突出部において接触する弾性を有する板状部材からの弾性反発力と軸倒れをもたらす力が相殺されるように、軸倒れをもたらす力の程度に応じてプローブピンの倒むき角は変化することができる。このため、プローブピンが小型化して支持部の径が細くなっても、プランジャーの支持部の座屈のような致命的な状態に至ることが防止される。

ここで、本実施形態に係るプローブピンの構成材料は、公知のうちばね方式や外ばね方式のプローブピンに用いられる導電性材料とすればよい。具体的には、リン青銅やベリリウム銅が例示される。プローブピンのうち、プランジャーとバレルとは同一材料で構成されていてもよいし、異なる材料で構成されていてもよい。また、プランジャー、バレルの双方について、部分的に別の材料で構成されていてもかまわない。例えば、プランジャーの接触部、バレルのバレル底部は、より硬質な材料、例えばモリブデンやタングステンを含む材料で形成されていてもよい。

コイルスプリングについては、先に例示した、ピアノ線（ＳＷＰ）、バネ用ステンレス鋼（ＳＵＳ３０２、ＳＵＳ３０４）、コバルト・ニッケル・クロム線など公知の材料を用途に応じて適宜選択すればよい。

図３は、本実施形態に係る異方性導電性部材にはんだボールが接触した状態を概念的に示す断面図である。
はんだボールの外径が板状部材の貫通孔の開口径よりも小さい場合には、プランジャーの接触部に接触したはんだボールは貫通孔の開口縁に接触することなく貫通孔内を下側に移動することができる。このため、プランジャーの接触部は板状部材の上面から必ずしも突出していなくてもよい。むしろ、異方性導電部材の厚さを薄くするという観点からは、プランジャーの接触部は埋設されていることが好ましい。

また、図３に示されるように、測定対象に固定されたはんだボールの外径が板状部材の貫通孔の開口径よりも大きい場合であっても、板状部材は弾性を有するため、貫通孔の開口縁が適宜変形するため、はんだボールとプランジャーとの接触は妨げられることはない。

これに対し、プランジャーとバレルとをそれぞれソケットの上基板、下基板の突出部で挟み込む従来技術に係る構造では、図４に示されるように、プランジャーをソケットの上面よりも突出させておかなければならないため、プランジャーを長くすることが必要となる。

なお、バレルの開口端部を部分的に閉塞してプランジャーが抜け出さないようにすれば、ポリプロピレンやアルミナのように弾性変形しにくい材料（以下「非弾性材料」という。）で板状部材を構成することも可能ではある。この構成の異方性導電性部材を概念的に示したのが図５である。しかしながら、この場合には、プランジャーの接触基部の外側面と貫通孔の内側面との間のクリアランス、およびコイルスプリングが作る外側面と貫通孔の内側面との間のクリアランスを高度に制御することが必要とされる。

特に、コイルスプリングの内径はバレル外径に対してクリアランスが必要なので、コイルスプリングは内径、外径ともに寸法管理が必要となるが、コイルスプリングは製造上、材料特性のばらつきをその径で微調整しているので、内径と外径の両方に公差を設定すると製造が極めて難しくなる。このことがプローブピンの生産性を低下させ、コストアップをもたらすことはいうまでもない。

これに対し、本発明のように弾性を有する板状部材の貫通孔の内側面でコイルスプリングを保持する場合には、コイルスプリングがこの貫通孔の内側面と接触してもコイルスプリングの弾性反発力の変動は軽微であり、プランジャーの接触部とはんだボールとの接触状態に影響を与えることはないので、コイルスプリングの外径に公差を設定する必要がない。したがって上記のようなコイルスプリング製造上の問題は発生せず、品質の高い異方性導電性部材を効率的に得ることが実現される。

また、非弾性材料からなるソケットによりプローブピンは保持されているため、バレルはソケット基板に押さえつけられている。このため、本発明に係るプローブピンのようにバレル接触部を支点として自由に動くことは不可能である。また、コイルスプリングもソケット基板の内側面との隙間の範囲しか動くことができない。このため、図６に示されるように、プランジャーの傾斜に追随するようにはバレルとコイルスプリングとが傾斜することはない。この場合には、バレルは固定されているため、プランジャーが傾いたときにプランジャーにおいて最も径が細い支持部に横からの力が加わり、支持部が曲がったり、折れたりする恐れがある。
さらに、はんだボールがソケット開口部の縁に接触し、はんだボールが変形、あるいは破損する恐れがある。

ここで本発明に係るプランジャーの最大外径、すなわち接触基部の外径は、コイルスプリングの外径とほぼ等しく、通常、コイルスプリングの外径ははんだボールの外径よりも大きいので、プランジャーの接触部（クラウン）の外径は、はんだボールの外径に合わせて接触基部の外径よりも小さくすることが望ましい。このとき、接触基部の外縁部と接触部とによる形状は、前述の図のようにテーパー状であってもよいし、図７のように階段状であってもよい。

但し、プランジャーを精度よく位置決めするためには、接触基部は貫通孔の内側面に接触していることが望ましい。特に、プローブの全長が短くなると、バレルの筒体部の中空部の内側面と接するプランジャーの摺動部の軸方向長さが短くなり、プランジャーが軸ぶれを起こし易くなるので、接触基部が貫通孔の内側面に接触していることにより、この軸ぶれが抑制される。

また、先述のとおり、板状部材は弾性を有するため、板状部材にはんだボールが接触してもこれが変形してはんだボールとプランジャーの接触を妨げないため、図８に示されるように、異方性導電部材が測定用基板に当接しつつはんだボールと接触しない状態では、プランジャーは板状部材の上面から突出していなくてもよい。このような構造でも使用上問題がないため、長さの異なるプローブピンが埋設される複数種類の異方性導電部材に対して、これらの中で長さが最大のプローブピンに合わせて板状部材の厚みが決定された同一種類の板状部材を適用することが可能である。このようにすることで、板状部材を製造する金型など製造設備の負担が緩和される。

バレルの筒体部の内側面はプランジャーと接触するため、めっき、例えばニッケルめっきが施されて表面が硬質かつ平滑化されていることが好ましい。このめっき作業においてめっき液が筒体部の中空部に供給されやすいように、バレル側面に貫通孔を設けたり、図９のように、バレル底部に貫通孔を設けたりしてもよい。

さらに、図１０に示されるように、バレルの突出部は筒体部と別体でもよい。また、別体の突出部は絶縁部材であってもよい。突出部の外径が大きく、隣接する突出部と接触する恐れがある場合は、むしろ突出部は筒体部とは別体とし、絶縁部材を用いることが望ましい。加えて、接触基部がフランジ状に支持部の上側端部から突出していて、この部分がプランジャーの他の部分と別体で構成されていてもよい。

あるいは、図１１に示されるように、バレルの突出部の外径が貫通孔よりも２〜１０％大きい程度であってもよい。この場合には、貫通孔の内側面では突出部の形状に応じた弾性変形が生じるため、突出部を含むプローブピン全体が貫通孔内に埋設されることとなる。そして、貫通孔の内側面における突出部と接触する部分の弾性反発力により突出部は保持され、貫通孔からプローブピンが抜け出すことが抑制される。しかも、はんだボールとの接触によって発生しうる軸倒れ力はこの接触部分を通じて弾性部材内へと分散されうる。

上記の形態の変形例として、図１２に示されるように、突出部の外側面が、その外径が測定用基板側ほど大きくなるテーパー形状となっている場合には、プローブピンが貫通孔からはんだボール側に抜け出すことが防止されることに加え、プローブピンを貫通孔内に埋設する際に突出部に過剰な弾性反発力が加わったり、バレルの中心軸と貫通孔の中心軸が大きくずれた状態でプローブピンが埋設されたりする不具合が発生しにくく、好ましい。

あるいは、図１３に示されるように、異方性導電部材が測定用基板上に配置されはんだボールと接触しない状態では、板状部材は測定基板から離間して配置され、測定基板と板状部材との間隙にバレルの突出部およびバレル底部が配置されるようにしてもよい。この場合も、上記の他の構成のプローブピンと同様に、コイルスプリング、接触基部の少なくとも一部、ならびにプランジャーおよびバレルにおけるコイルスプリングに内包される各部は貫通孔内に埋設され、かつ、バレルは貫通孔の内側面または測定用基板側の開口周縁部で板状部材に係止される。このため、板状部材の主面に垂直な方向で測定用基板と反対側にプローブピンが抜け出ることは防止されつつ、はんだボールの接触によって軸倒れ方向の力がプローブピンに加わっても、この板状部材に係止される部分で適宜板状部材にその力を分散させることが可能である。なお、このように測定基板と板状部材との間隙を作るためには、例えば図１４に示されるように測定基板と板状部材との間にスペーサーを用意すればよい。ちなみに、このようなスペーサーを必要としない他の形態の異方性導電性部材については、図１５に示されるように、測定基板上に板状部材を直接的に当接させて固定すればよい。

図１５の構成のように測定基板上に板状部材を直接的に当接させる場合において、図１４の構造のように板状部材の測定基板側の貫通孔の開口周縁部を弾性変形させることなくプローブピンを係止するためには、図１６に示されるように、測定基板側の貫通孔の開口に座ぐり部を設け、この座ぐり部内にバレルの突出部およびバレル底部を配置するようにすればよい。

この座ぐり部を設ける構成における変形例としては、図１７に示されるように、座ぐり部の深さが突出部の厚さに対応したものとしてもよい。なお、図１７では、座ぐり部の形状が理解しやすいように、測定用基板に当接させる前の状態が示されている。この構成で測定用基板上に配置されると、板状部材における座ぐり部の底部をなす部分が突出部との接触によって弾性変形して、その変形して拡大された座ぐり部内に突出部およびバレル底部が配置される。このとき、この弾性変形に起因する弾性反発力によって、バレル底部は測定用基板に押し付けられることになる。

本発明の一実施形態に係る異方性導電部材の構造を概念的に示す部分断面図である。 図１の異方性導電部材の動作を概念的に示す部分断面図であり、プローブピンの中心軸とはんだボールの中心軸とがずれていることに基づき発生したプローブピンの軸倒れ方向の力を異方性導電性部材全体で吸収している状態を概念的に示している。 図１の異方性導電部材の動作を概念的に示す部分断面図であり、測定用基板上に設置された異方性導電部材に、貫通孔の開口径よりも外径が大きなはんだボールが接触した状態を概念的に示している。 従来技術に係る異方性導電部材の構造を概念的に示す部分断面図であり、図３に対応して、測定用基板上に設置された異方性導電部材にはんだボールが接触した状態を概念的に示している。 本発明に係るプローブピンと同一の構造を有するプローブピンが非弾性材料からなる板状部材の貫通孔に配置されてなる構造を有する異方性導電部材を概念的に示す部分断面図である。 図５に係る異方性導電部材に、図２と同様に、はんだボールが接触したことによってプローブピンの軸倒れ方向の力が加わった状態を概念的に示した部分断面図である。 本発明の別の実施形態に係る異方性導電部材の構造を概念的に示す部分断面図である。 本発明のさらに別の実施形態に係る異方性導電部材の構造を概念的に示す部分断面図である。 本発明に係るバレルが取りうる構造の一例を概念的に示す部分断面図である。 本発明に係るバレルが取りうる構造の他の一例を概念的に示す部分断面図である。 本発明のさらに別の実施形態に係る異方性導電部材の構造を概念的に示す部分断面図である。 図１１に示される異方性導電部材の変形例となる異方性導電部材の構造を概念的に示す部分断面図である。 本発明のさらに別の実施形態に係る異方性導電部材の構造を概念的に示す部分断面図である。 図１３に示される異方性導電部材が測定用基板に固定された状態を概念的に示す部分断面図である。 図１３に示される異方性導電部材以外の本発明に係る異方性導電部材測定用基板に固定された状態を概念的に示す部分断面図である。 本発明のさらに別の実施形態に係る異方性導電部材の構造を概念的に示す部分断面図である。 図１６に示される異方性導電部材の変形例となる異方性導電部材の構造を概念的に示す部分断面図である。 従来技術に係る異方性導電部材の構造を概念的に示す部分断面図である。

Claims (11)

1. 測定用基板上に配置され、測定対象物に固定されたはんだボールと接触するための異方性導電部材であって、
   弾性を有し、その主面に垂直な方向に開口した貫通孔を有する絶縁性の板状部材と、
   前記はんだボールと接触するための導電性のプランジャー、当該プランジャーが部分的に摺動可能に挿入され前記測定用基板と接触するための導電性のバレル、および当該プランジャーとバレルとの間でこれらが離間するように付勢されて配置されるコイルスプリングを有し、前記貫通孔内に少なくとも一部が埋設されるプローブピンとを備え、
   前記プランジャーは、
   柱状の支持部と、
   当該支持部の前記はんだボールに対向する側の端部に形成された板状の接触基部と、
   当該接触基部の前記はんだボールに対向する側の端部に形成され前記はんだボールと接触するための接触部と、
   前記支持部の前記測定用基板に対向する側の端部に形成された柱状の摺動部とを備え、
   各部は同一軸上に形成され、かつ前記接触基部の外径＞前記摺動部の外径＞前記支持部の外径であり、
   前記バレルは、
   少なくとも1つの開口を持つ中空部を有する筒状であって、その開口から前記プランジャーの摺動部が当該中空部の内側面を摺動面とするように挿入された筒体部と、
   当該筒体部の開口縁に延設されて前記開口を一部閉塞し、挿入された前記摺動部が前記中空部から分離することを防ぐ部分閉塞部と、
   当該筒体部の前記測定用基板に対向する側の端部に形成され前記測定用基板と接触するためのバレル底部と、
   当該バレル底部の外側面から突出し、その突出外径が前記貫通孔の前記測定用基板に対向する側の開口径よりも大きい突出部とを備え、
   前記コイルスプリングは、前記接触基部と前記突出部との間に前記支持部および前記筒体部を内包するように配置され、
   前記測定用基板上に配置され前記はんだボールと接触しない状態では、前記コイルスプリング、前記接触基部の少なくとも一部、ならびに前記プランジャーおよびバレルにおける前記コイルスプリングに内包される各部は前記貫通孔内に埋設され、前記バレルは前記貫通孔の前記測定用基板に対向する側の内側面および／または開口周縁部で前記板状部材に係止されること
   を特徴とする異方性導電部材。
2. 前記測定用基板上に配置され前記はんだボールと接触しない状態では、前記板状部材における前記貫通孔の前記測定用基板に対向する側の開口周縁部をなす部分が前記突出部との接触により弾性変形し、当該周縁部分の弾性反発力により前記バレル底部は前記測定用基板に押し付けられている、請求項１記載の異方性導電部材。
3. 前記測定用基板上に配置され前記はんだボールと接触しない状態では、前記突出部は少なくとも一部が前記貫通孔内に埋設され、前記貫通孔の内側面における当該埋設された突出部と接触する部分の弾性反発力により、前記突出部は前記主面に垂直な方向の移動が規制されている、請求項１記載の異方性導電部材。
4. 前記突出部の外側面は前記測定用基板に対向する側にその外径が大きくなるテーパー形状をなしている、請求項３記載の異方性導電部材。
5. 前記測定用基板上に配置され前記はんだボールと接触しない状態では、前記板状部材は前記測定基板から離間して配置され、当該測定基板と前記板状部材との間隙に前記突出部およびバレル底部が配置される、請求項１記載の異方性導電部材。
6. 前記板状部材における前記貫通孔の前記測定用基板に対向する側の開口には座ぐり部が形成され、
   前記測定用基板上に配置され前記はんだボールと接触しない状態では、前記座ぐり部内に前記突出部およびバレル底部が配置される、請求項１記載の異方性導電部材。
7. 前記板状部材における前記貫通孔の前記測定用基板に対向する側の開口には、前記突出部の厚さに対応した座ぐり部が形成され、
   前記測定用基板上に配置され前記はんだボールと接触しない状態では、前記板状部材における前記座ぐり部の底部をなす部分が前記突出部との接触によって弾性変形して、当該座ぐり部内に前記突出部およびバレル底部が配置される、請求項１記載の異方性導電部材。
8. 前記接触基部の外側面が前記貫通孔の内側面に接触している、請求項１から７のいずれか記載の異方性導電部材。
9. 前記接触部が、前記貫通孔内に埋設され、前記板状部材の前記はんだボール側の主面から突出していない、請求項１から８のいずれかに記載の異方性導電部材。
10. 請求項１から９のいずれかに記載される異方性導電部材に用いられるプローブピンであって、
    はんだボールと接触するための導電性のプランジャーと、
    当該プランジャーが部分的に摺動可能に挿入され測定用基板と接触するための導電性のバレルと、
    当該プランジャーとバレルとの間でこれらが離間するように付勢されて配置されるコイルスプリングとを備え、
    前記プランジャーは、
    柱状の支持部と、
    当該支持部の前記はんだボールに対向する側の端部に形成された板状の接触基部と、
    当該接触基部の前記はんだボールに対向する側の端部に形成され前記はんだボールと接触するための接触部と、
    前記支持部の前記測定用基板に対向する側の端部に形成された柱状の摺動部とを備え、
    各部は同一軸上に形成され、かつ前記接触基部の外径＞前記摺動部の外径＞前記支持部の外径であり、
    前記バレルは、
    少なくとも1つの開口を持つ中空部を有する筒状であって、その開口から前記プランジャーの摺動部が当該中空部の内側面を摺動面とするように挿入された筒体部と、
    当該筒体部の開口縁に延設されて前記開口を一部閉塞し、挿入された前記摺動部が前記バレルから分離することを防ぐ部分閉塞部と、
    当該筒体部の前記測定用基板に対向する側の端部に形成され前記測定用基板と接触するためのバレル底部と、
    当該バレル底部の外側面から突出し、このプローブピンの少なくとも一部が埋設される弾性部材に設けられた貫通孔の前記測定用基板に対向する側の開口径よりもその突出外径が大きい突出部とを備え、
    前記コイルスプリングは、前記接触基部と前記突出部との間に前記支持部および前記筒体部を内包するように配置されること
    を特徴とするプローブピン。
11. 前記突出部の外側面は、前記測定用基板に対向する側にその外径が大きくなるテーパー形状である請求項１０記載のプローブピン。

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