JP2010020936A - 接触子及び電気的接続装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接触子を短くして装置を薄くし、装置全体としてコスト低減を図る。
【解決手段】筒状のスリーブと、当該スリーブの一端に出没可能に支持されてランド部に接触する第１のピンと、前記スリーブの他端に出没可能に支持されて検査対象相手側の電極に接触する第２のピンと、前記スリーブ内の前記第１及び第２のピンの間に設けられてこれら第１及び第２のピンを離間する方向に付勢する第１のばねと、前記スリーブの一端に外部から一体的に取り付けられて当該スリーブを前記ランド部側から付勢する第２のばねとを備えて構成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、配線基板や半導体集積回路等に備えられた突起電極等に電気的に接触される接触子及びこれを用いた電気的接続装置に関する。

接触子を用いた電気的接続装置は一般に知られている。例えば、配線基板等の全面に設けられた電極を相手側の電極にその全面で電気的に接続させる電気的接続装置がある。このような電気的接続装置では、その電極として突起電極が用いられる。そして、各突起電極に接触子がそれぞれ接触されて、配線基板等と相手側とが全面で電気的に接続される。

このような接触子としては、例えば特許文献１に記載の接触子がある。この接触子は、図２に示すように、スリーブ５０及び該スリーブ５０の一端に配置された第１の接触片５１を備える第１のピン５２と、スリーブ５０の他端部にその軸線方向へ移動可能に受け入れられた軸部５３及び該軸部５３に続きかつスリーブ５０からこれの他端側に突出する第２の接触片５４を備える第２のピン５５と、少なくとも第１の接触片５１を第２の接触片５４から離す方向に付勢する第１のばね５６と、スリーブ５０内に配置されて第１及び第２の接触片５１，５４を相離れる方向へ付勢する第２のばね５７とを備えている。

また、他の例として特許文献２に記載の垂直型コイルスプリングプローブがある。この垂直型コイルスプリングプローブは、図３に示すように、導電パッドに接触する下側プローブピン６０と、同ピン６０の接続部６１に接続されるガイド管６２と、導電パターンに接続される上側プローブピン６３と、同ピン６３のガイド軸部６４が挿入される圧縮コイルスプリング６５とを備え、ガイド軸部６４の先端がガイド管６２に挿入される。同ピン６０は導電パッドに接触する下側プローブピン接触部６６と、同接触部６６に続き同接触部６６より太い下側プローブピン鍔部６７と、同鍔部６７に続き同鍔部６７より細い接続部６１とが導電性を有する素材で形成されている。同ピン６３は導電パターンに接続される上側プローブピン接続部７０と、同接続部７０に続き同接続部７０より太い上側プローブピン鍔部７１と、同鍔部７１に続き同鍔部７１より細いガイド軸部６４とが導電性を有する素材で形成されている。同スプリング６５は同鍔部７１と同鍔部６７との間に介在される。
特開２００４−２５７８３１号公報 特開２００６−２０８３２９号公報

しかしながら、前記特許文献１、２の装置では、ピンの長さが例えば12mmと長くなっている。そして、ピンは多数設けられるため、全体に厚みが増してしまい、装置全体が嵩張ってしまう。特に、ピンの長さが12mmあって長い上に、このピンが埋め込み式であるため、この埋め込む構成でさらに厚くなってしまう。この結果、装置全体としてコストが嵩むという問題がある。

本発明は、これら従来技術の問題点を解決するものであり、接触子を短くして装置を薄くし、装置全体としてコスト低減を図った接触子及び電気的接続装置を提供することを目的とする。

本発明は上述した課題に鑑みてなされたもので、本発明に係る接触子は、筒状のスリーブと、当該スリーブの一端に出没可能に支持されてランド部に接触する第１のピンと、前記スリーブの他端に出没可能に支持されて相手側の電極に接触する第２のピンと、前記スリーブ内の前記第１及び第２のピンの間に設けられてこれら第１及び第２のピンを離間する方向に付勢する第１のばねと、前記スリーブの一端に外部から一体的に取り付けられて当該スリーブを前記ランド部側から付勢する第２のばねとを備えて構成されたことを特徴とする。前記スリーブは、その両端部をかしめて前記第１及び第２のピンが抜け落ちないで出没可能に支持されることが望ましい。

また、本発明に係る電気的接続装置は、複数の貫通穴を備える支持体と、当該支持体の各貫通穴に挿入されて一端のピンがランド部に接触すると共に他端のピンが相手側の電極に接触される接触子とを備え、前記接触子として請求項１又は２に記載の接触子を用い、前記支持体に備えた貫通穴の前記ランド部側の開口が前記接触子を出し入れ可能な大きさに形成されると共に前記貫通穴の前記相手側の開口が前記ピンを出没可能な大きさに形成され、前記接触子の第２のばねが、前記ランド部側に当接して当該接触子を前記貫通穴内に付勢して支持することを特徴とする。

前記接触子の前記第１のばねは、前記スリーブ内の前記第１及び第２のピンを離間する方向に付勢し、前記第２のばねは、前記スリーブを前記ランド部側から付勢することで、接触子の全長を短くすることができる。

また、電気的接続装置の前記支持体に備えた貫通穴が前記ランド部側に前記接触子を出し入れ可能に開口していて、接触子を覆ってしまう構成にしなかったため、貫通穴が浅くなり、前記支持体を薄く成形できる。

これにより、接触子の全長が短くなった分と、貫通穴が浅くなって前記支持体を薄く成形できる分だけ、装置全体が薄くコンパクトになり、コスト低減を図ることができる。

以下、図面を参照して本願発明の好適な実施形態について説明する。本発明の特徴は、接触子と、電気的接続装置の支持体とにあるため、本発明の接触子と支持体とを組み込むことができる全ての電気的接続装置に、本願発明を適用することができる。このため、本実施形態では、接触子と、電気的接続装置の支持体とを中心に説明する。図１は本実施形態に係る接触子と、電気的接続装置の支持体の一部とを示す要部断面図、図４は接触子を備えた支持体がベース板の下側に取り付けられた状態を示す側面図である。

本実施形態の接触子１は、ポゴピンタイプの接触子である。この接触子１は、図１に示すように、スリーブ２と、第１のピン３と、第２のピン４と、第１のばね５と、第２のばね６とを備えて構成されている。

スリーブ２は、筒状の部材で、その内部に第１のピン３と、第２のピン４と、第１のばね５とが収納されている。スリーブ２の両端部はかしめられて、内部に収納された第１のピン３及び第２のピン４が抜け落ちないで出没可能に支持されている。スリーブ２は、その全長を短く形成され、内部に収納された第１のばね５も短く形成されている。

第１のピン３は、ベース板８側の電極であるランド部９に電気的に接触するためのピンである。この第１のピン３は、スリーブ２内に収納される基端部３Ａと、スリーブ２の一端からランド部９側に出没可能に延出する接触棒部３Ｂとから構成されている。基端部３Ａは、スリーブ２内にスライド可能に支持されている。接触棒部３Ｂは、基端部３Ａから上方へ長く延びて形成され、第２のばね６を支える支持棒としても機能している。接触棒部３Ｂの先端部（上端部）がランド部９に直接接触される。

第２のピン４は、検査対象相手側の電極に電気的に接触するためのピンである。この第２のピン４は、スリーブ２内に収納される基端部４Ａと、スリーブ２の他端から検査対象相手側に出没可能に延出する接触棒部４Ｂとから構成されている。基端部４Ａは、スリーブ２内にスライド可能に支持されている。接触棒部４Ｂの先端部（下端部）が検査対象相手側の電極に直接接触される。

第１のばね５は、前記スリーブ２内の第１のピン３及び第２のピン４の間に設けられてこれら第１及び第２のピン３，４を互いに離間する方向に付勢するばねである。この第１のばね５は、その全長を短く形成され、第１のピン３と第２のピン４だけを支持している。即ち、第１のばね５の全長を短くして、この第１のばね５に第１及び第２のピン３，４を互いに離間する方向に付勢する機能のみを持たせている。このため、第１のばね５は、第１及び第２のピン３，４の出没するストロークを許容するだけの長さに設定されている。スリーブ２を支持するための付勢力は第２のばね６に委ねている。

第２のばね６は、前記スリーブ２を前記ランド部９側から付勢するためのばねである。第２のばね６は、前記スリーブ２の一端に外部から一体的に取り付けられている。この第２のばね６は、その内部に通された第１のピン３の接触棒部３Ｂに支持された状態で、先端部が前記ベース板８側に当接して、スリーブ２を後述する支持体１１の貫通穴１２内に押し込む方向に付勢してスリーブ２を支持している。さらに、第２のばね６は、スリーブ２の一端に取り付けられた状態でベース板８のランド部９に接触して、第１のピン３と共にランド部９に電気的に接続されている。

以上の構成の接触子１は支持体１１に支持されている。支持体１１は、図１，４に示すように、ベース板８の下側面に沿って配設されている。ベース板８は、装置本体側に取り付けられ、その下側面に、検査対象相手側の電極に電気信号を送信するための電極であるランド部９を備えている。支持体１１は、検査対象相手側の形状に合わせて板状に形成されている。具体的には、検査対象相手側の表面に設けられたすべての電極に接触子１を接触させることができる大きさ及び形状に形成されている。支持体１１は、２枚重ね構造になっている。これは、後述する貫通穴１２を形成しやすくするためである。

支持体１１には複数の貫通穴１２が設けられている。貫通穴１２は、ベース板８の各ランド部９及び検査対象相手側の各電極に対応した位置にそれぞれ設けられている。貫通穴１２は、接触子１を支持するための穴である。貫通穴１２は、下端支持穴部１２Ａと、中空部１２Ｂと、上端支持穴部１２Ｃとから構成されている。

下端支持穴部１２Ａは、検査対象相手側（図中の下側）に開口して形成され、接触子１の第２のピン４を出没可能に支持するための穴である。この下端支持穴部１２Ａは、接触子１の第２のピン４の接触棒部４Ｂの直径よりも僅かに大きい程度の大きさに設定されて、第２のピン４の接触棒部４Ｂをスライド可能に支持している。各下端支持穴部１２Ａは、検査対象相手側の各電極にそれぞれ対応した位置に設けられ、各第２のピン４の先端が検査対象相手側の各電極にそれぞれ接触するようになっている。

中空部１２Ｂは、接触子１を通すための空間である。中空部１２Ｂは、接触子１との接触面積を少なくするために、接触子１のスリーブ２の外径よりも大きく形成されている。中空部１２Ｂの下端底面部は、スリーブ２の下端を支持する下端支持部１４となっている。具体的には、中空部１２Ｂの下端底面部のうち、スリーブ２よりも小さい内径の下端支持穴部１２Ａの周囲が下端支持部１４となっている。この下端支持部１４が、スリーブ２の下端に当接した状態でこのスリーブ２の上端側から第２のばね６で押圧されることで、スリーブ２を貫通穴１２内に支持されている。これにより、接触棒部４Ｂにストッパーを設ける必要がなくなり、省略している。

上端支持穴部１２Ｃは、ベース板８のランド部９側に開口して形成され、接触子１を出し入れするための穴である。この上端支持穴部１２Ｃに接触子１が外部から挿入されて、第２のばね６で支持される。この上端支持穴部１２Ｃは、接触子１のスリーブ２の直径よりも僅かに大きい程度の大きさである、接触子１を出し入れ可能な大きさに形成されている。上端支持穴部１２Ｃから挿入された接触子１は、第２のばね６で支持される。各上端支持穴部１２Ｃは、ベース板８の各ランド部９にそれぞれ対応した位置に設けられている。これにより、上端支持穴部１２Ｃから接触子１が挿入されて、第１のピン３の先端がベース板８のランド部９に接触された状態で、このランド部９側であるベース板８に接触子１の第２のばね６が当接して、接触子１を貫通穴１２内に付勢して支持している。

以上のように構成された接触子１及びこの接触子１を用いた電気的接続装置は次のようにして使用される。

支持体１１の各貫通穴１２に接触子１が挿入される。接触子１は、貫通穴１２の上端支持穴部１２Ｃからそのまま挿入されるだけである。全ての貫通穴１２に接触子１を挿入し終わると、支持体１１をベース板８の下側に取り付けて、各接触子１の接触棒部３Ｂを各ランド部９に接触させる。さらに、第２のばね６もランド部９に接触させる。これにより、接触棒部３Ｂと第２のばね６とがランド部９に電気的に接続される。なお、第２のばね６の直径が大きい場合は、接触棒部３Ｂのみが電気的に接続される。

さらに、第２のばね６は、ベース板８側に当接してスリーブ２を貫通穴１２内に付勢する。これにより、スリーブ２の上端が第２のばね６で押された状態で、その下端が下端支持部１４に当接して支持され、これら第２のばね６と下端支持部１４とでスリーブ２（接触子１）が貫通穴１２内に固定支持される。この状態で、第２のピン４の接触棒部４Ｂが下端支持穴部１２Ａから相手側の電極に向けて延出されている。

次いで、ベース板８及び支持体１１が検査対象相手側を覆うように重ねられ、検査対象相手側の各電極と、各接触子１の接触棒部４Ｂとが互いに接触される。

これにより、検査対象相手側の各電極に接触した接触棒部４Ｂが貫通穴１２内に押し込まれて第１のばね５を押し縮め、この第１のばね５が第１のピン３をランド部９側へ押圧して、検査対象相手側の各電極と各ランド部９とが電気的に接続される。次いで、検査信号等が印加されて、検査が行われる。

また、メンテナンス等の際に接触子１を交換する場合、支持体１１をベース板８から外し、貫通穴１２から接触子１を抜き取って新しい接触子１を貫通穴１２に挿入し、支持体１１をベース板８の下側面に装着するだけで済む。

以上のように、接触子１の第１のばね５には、スリーブ２内の第１のピン３と第２のピン４とを互いに離間する方向に付勢する機能のみを持たせて、スリーブ２を支持するための付勢力は第２のばね６に委ねているため、第１のばね５を短くすることができる。具体的には、現行モデルの電気的接続装置の接触子１の場合、１２ｍｍであるのが、本実施形態の電気的接続装置の接触子１の場合、８ｍｍ（図４参照）まで短くすることができる。

また、電気的接続装置の支持体１１に備えた貫通穴１２が、ランド部９側に接触子１を出し入れ可能に開口していて、接触子１を覆ってしまう構成にしなかったため、貫通穴１２が浅くなり、支持体１１を薄く成形できる。

これにより、接触子１の全長が短くなった分と、貫通穴１２が浅くなって支持体１１を薄く成形できる分だけ、装置全体が薄くコンパクトになり、コスト低減を図ることができる。

また、接触子１を支持体１１の貫通穴１２に容易に挿入することができるため、電気的接続装置の組立作業性が大幅に向上する。

さらに、メンテナンス等の際に接触子１を交換する場合、貫通穴１２から接触子１を抜き取って新しい接触子１を貫通穴１２に挿入するだけで済むため、接触子１の交換作業性が大幅に向上する。

［変形例］
前記実施形態では、支持体１１を２枚重ね構造にしたが、図５に示すように、支持体１１を１枚の部材で構成して、貫通穴１２を下端支持穴部１２Ａと中空部１２Ｂとから構成するようにしても良い。これにより、前記実施形態と同様の作用、効果を奏することができると共に、支持体１１の部品点数を減らして、さらに薄くコンパクトにすることができる。

本発明の実施形態に係る電気的接続装置の要部を示す拡大断面図である。 従来の接触子の例を示す要部断面図である。 従来の垂直型コイルスプリングプローブを示す正面断面図である。 本発明の実施形態に係る電気的接続装置の要部を示す側面図である。 本発明の変形例を示す要部拡大断面図である。

符号の説明

１：接触子、２：スリーブ、３：第１のピン、４：第２のピン、５：第１のばね、６：第２のばね、８：ベース板、９：ランド部、１１：支持体、１２：貫通穴、１４：下端支持部。

Claims (3)

1. 筒状のスリーブと、
   当該スリーブの一端に出没可能に支持されてランド部に接触する第１のピンと、
   前記スリーブの他端に出没可能に支持されて検査対象相手側の電極に接触する第２のピンと、
   前記スリーブ内の前記第１及び第２のピンの間に設けられてこれら第１及び第２のピンを離間する方向に付勢する第１のばねと、
   前記スリーブの一端に外部から一体的に取り付けられて当該スリーブを前記ランド部側から付勢する第２のばねと
   を備えて構成されたことを特徴とする接触子。
2. 請求項１に記載の接触子において、
   前記スリーブが、その両端部をかしめて前記第１及び第２のピンが抜け落ちないで出没可能に支持されたことを特徴とする接触子。
3. 複数の貫通穴を備える支持体と、当該支持体の各貫通穴に挿入されて一端のピンがランド部に接触すると共に他端のピンが検査対象相手側の電極に接触される接触子とを備え、
   前記接触子として請求項１又は２に記載の接触子を用い、
   前記支持体に備えた貫通穴の前記ランド部側の開口が前記接触子を出し入れ可能な大きさに形成されると共に前記貫通穴の前記検査対象相手側の開口が前記ピンを出没可能な大きさに形成され、
   前記接触子の第２のばねが、前記ランド部側に当接して当該接触子を前記貫通穴内に付勢して支持することを特徴とする電気的接続装置。

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