JP2012052943A - 電気計測用プローブピン - Google Patents

Abstract

【課題】導電対象部の表面から異物を除去し、その表面を清浄な状態にしながら、導電対象部の電気的計測を安定的に精度良く行うこと。
【解決手段】プローブピン１は、先端の接触部２を導電対象部に接触させながら導電対象部の電気的特性を計測するために使用される。プローブピン１は、接触部２を導電対象部に加圧接触させることにより接触部２と共に可動ピン１２を回動させる回動機構を内蔵する。接触部２には、導電対象部の表面を清浄化するための表面清浄部２５と、清浄化により生じたかすを収容するためのかす収容部２７と、導電対象部に電気を導通するための電気導通部２６とが設けられる。プローブピン１は、接触部２の回動に伴い表面清浄部２５、かす収容部２７及び電気導通部２６を順次回動させながら少なくとも表面清浄部２５及び電気導通部２６を導電対象部に接触させるように構成される。
【選択図】 図１

Description

この発明は、電子部品の基板回路パターン上における電極ランド、スルーホール等の導電対象部に対して、電流、電圧等を計測するために接触して使用する電気計測用プローブピンに関する。

従来より、基板回路パターン上における導電対象部に、プローブピンの先端の接触部を加圧接触させた状態で、プローブピンに電流を流して、電流や電圧等の電気的特性を計測することが行われている。一例として、製品の特性を測定する電気的特性検査、プリント基板の電気回路上における素子定数を計測するインサーキットテスト、ファンクションテスト等が知られている。

ここで、上記のような電気的計測を行う際、基板回路パターン上における電極ランド、スルーホール等の導電対象部は、以下の原因等によりプローブピンとの接触部分に不要な接触抵抗を持つことが多い。第１に、導電対象部の表面が酸化して酸化膜ができることである。第２に、導電対象部にクリーム半田を塗布、印刷した箇所に、クリーム半田中のフラックス成分が半田表面に浮き上がり、表面を覆う皮膜ができることである。

従って、基板回路パターンの電気的計測を行う際には、これらの酸化膜やフラックス皮膜等の異物を介してプローブピンを導電対象部に接触させることとなり、安定的な計測を行うことができなかった。これは、異物が導電対象部の表面にできると、導電対象部にプローブピンを接触させたときに、プローブピンと導電対象部との間に異物が介在して、電気的計測を行う際の電流阻害成分となり、不要な接触抵抗となるからである。これが電気的計測へ悪影響を与え、電気的導通不良が発生し、結果として安定した精度の良い計測ができなくなるおそれがあった。

ここで、酸化膜は、時間が経つにつれて酸化が進み、厚みを増す傾向がある。また、フラックス皮膜は、時間が経つにつれてフラックス成分中の揮発性成分が揮発し、また樹脂成分の化学的結合が進行して硬さが増す傾向がある。これらの理由により、酸化膜及びフラックス皮膜は、時間が経つに連れてプローブピンで破壊することが困難となり、電気的計測が不安定となってしまう。従って、いかにして上記異物を除去し、プローブピンとの不要な接触抵抗を低減させるかが課題となっている。

そこで、上記課題を解決するための技術として、例えば、下記の特許文献１〜４に記載される技術が知られいる。特に、特許文献１には、プローブピンの先端を導電対象部（パッド）に電気的に接触させるときに、プローブピンを回転させながら、その先端の接触部を導電対象部の表面に押し当てることが記載されている。これにより、導電対象部の表面の異物を削り取り、電気的計測を安定的かつ精度良く行うようにしている。

特開２００９−１１５６５９号公報 特開２００９−２０４６２５号公報 特開２００５−９９０４号公報 特開２００８−２７５４２１号公報

ところで、特許文献１に記載の発明によれば、プローブピンを回転させながらその接触部を導電対象部の表面に押し当てているので、導電対象部の下層部にダメージを与えることなく、その表面の異物を削り取ることができる。しかし、削り取った異物（かす）がプローブピンと導電対象部との間に残存してしまい、プローブピンと導電対象部との間の電気的な接触の邪魔となり、プローブピンによる電気的計測を安定的に精度良く行うことが困難になるおそれがあった。

この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、導電対象部の表面から異物を除去し、その表面を清浄な状態にしながら、導電対象部の電気的計測を安定的に精度良く行うことを可能とした電気計測用プローブピンを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、先端の接触部を導電対象部に接触させながら導電対象部の電気的特性を計測する電気計測用プローブピンにおいて、接触部を導電対象部に加圧接触させることにより接触部を回動させる回動機構と、接触部に設けられ、導電対象部の表面を清浄化するための表面清浄部と、接触部に設けられ、清浄化により生じたかすを収容するためのかす収容部と、接触部に設けられ、導電対象部に電気を導通するための電気導通部とを備え、接触部の回動に伴い表面清浄部、かす収容部及び電気導通部を順次回動させながら少なくとも表面清浄部及び電気導通部を導電対象部に接触させるように構成したことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、接触部を導電対象部に加圧接触させることにより、接触部が回動機構により回動し、その回動に伴い、接触部の表面清浄部、かす収容部及び電気導通部が順次回動しながら少なくとも表面清浄部及び電気導通部が導電対象部に接触する。そして、表面清浄部が回動しながら導電対象部に接触することにより、導電対象部の表面の皮膜等が除去され清浄化される。また、かす収容部が回動することにより、清浄化により生じたかすが同収容部に収容される。更に、電気導通部が清浄化された導電対象部に接触することにより、電気導通部と導電対象部とが電気的に接続される。従って、表面清浄部による清浄化により生じたかすがかす収容部に収容されるので、そのかすが電気導通部と導電対象部との間に入り込んで残ることがない。

上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、接触部を振動させるための振動手段を更に備えたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、接触部を導電対象部に加圧接触させて振動手段により接触部を振動させることにより、表面清浄部との接触による導電対象部表面からの皮膜の除去が促進される。

上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、チューブと、チューブにて回動可能かつ軸線方向へ移動可能に収容された可動ピンと、接触部が、可動ピンの先端側に設けられることと、チューブに収容され、接触部をチューブから突出させる方向へ可動ピンを付勢するスプリングとを更に備え、回動機構は、可動ピンとチューブとの間に設けられ、接触部をスプリングの付勢力に抗して導電対象部に加圧接触させて可動ピンを軸線方向へ移動させることにより、接触部と共に可動ピンを回動させることを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、接触部をスプリングの付勢力に抗して導電対象部に加圧接触させて可動ピンを軸線方向へ移動させることにより、回動機構が機能して、接触部と共に可動ピンがチューブに対して回動する。この回動に伴い、接触部の表面清浄部、かす収容部及び電気導通部が順次回動しながら少なくとも表面清浄部及び電気導通部が導電対象部に接触する。そして、表面清浄部が回動しながら導電対象部に接触することにより、導電対象部の表面の皮膜等が除去され清浄化される。また、かす収容部が導電対象部に対して回動することにより、清浄化により生じたかすが同収容部に収容される。更に、電気導通部が導電対象部に接触することにより、電気導通部と導電対象部とが電気的に接続される。従って、表面清浄部による清浄化により生じたかすがかす収容部に収容されるので、そのかすが電気導通部と導電対象部との間に入り込んで残ることがない。

上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、接触部と共に可動ピンを振動させるための振動手段を更に備えたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項３に記載の発明の作用に加え、接触部を導電対象部に加圧接触させて振動手段により接触部と共に可動ピンを振動させることにより、表面清浄部との接触による導電対象部表面からの皮膜の除去が促進される。

上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の発明において、可動ピンは、接触部を含む計測ピンと、スプリングにより付勢される可動シャフトとに分割可能に構成したことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項３又は４に記載の発明の作用に加え、可動ピンが、接触部を含む計測ピンと可動シャフトとに分割可能であることから、接触部を含む計測ピンのみ可動シャフトから分離することが可能である。

上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の発明において、接触部は、略円錐形をなし、その円錐面上に表面清浄部と電気導通部とが所定の角度間隔をもって交互に配置され、隣り合う表面清浄部と電気導通部との間にかす収容部が配置されることを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１乃至５の何れかに記載の発明の作用に加え、接触部が略円錐形をなし先鋭となっているので、基板のランドスルーホール等の孔に挿入して接触させることが可能である。また、その円錐面上に表面清浄部と電気導通部とが所定の角度間隔をもって交互に配置され、隣り合う表面清浄部と電気導通部との間にかす収容部が配置されるので、接触部の回動に伴い、表面清浄部により除去されたかすがかす収容部に収容され、清浄化された導電対象部に電気導通部が有効に接触する。

上記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、表面清浄部は、摩擦を起こさせる切削材が表面にコーティングされ、電気導通部は、導電材が表面に形成され、かす収容部は、凹形状をなすことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項６に記載の発明の作用に加え、表面清浄部の表面に摩擦を起こさせる切削材がコーティングされるので、表面清浄部が導電対象部に接触して回動することにより、導電対象部表面の皮膜が削り壊される。また、電気導通部の表面に導電材が形成されるので、電気導通部と導電対象部との導電性がよくなる。更に、かす収容部が凹形状をなすので、清浄化により生じたかすがかす収容部の凹みの中に一旦入り込む。

請求項１に記載の発明によれば、導電対象部の表面から酸化膜等の異物を除去することができ、その表面を清浄な状態にしながら、導電対象部の電気的計測を安定的に精度良く行うことができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、導電対象部の表面をより速やかに清浄化することができ、導電対象部の電気的計測をより速やかに行うことができる。

請求項３に記載の発明によれば、導電対象部の表面から酸化膜等の異物を除去することができ、その表面を清浄な状態にしながら、導電対象部の電気的計測を安定的に精度良く行うことができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明の効果に加え、導電対象部の表面をより速やかに清浄化することができ、導電対象部の電気的計測をより速やかに行うことができる。

請求項５に記載の発明によれば、請求項３又は４に記載の発明の効果に加え、必要に応じて古い計測ピンを可動シャフトから抜き取って新品の計測ピンと交換することができ、プローブピンとしてのメンテナンス性を高めることができる。

請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至５の何れかに記載の発明の効果に加え、ランドスルーホール等の穴形状をなす導電対象部について電気的特性を有効に計測することができる。

請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明の効果に加え、表面清浄部による清浄化効果を高め、電気導通部との接触抵抗の少ない電気的に安定した計測を行うことができ、かす収容部の中にかすを効果的に一旦収容することができる。

第１実施形態に係り、電気計測用プローブピンを示す側面図。 同実施形態に係り、プローブピンを示す図１の縦断面図。 同実施形態に係り、回動機構の構成を示す斜視図。 同実施形態に係り、計測ピンの接触部を拡大して示す側面図。 同実施形態に係り、接触部を示す正面図。 同実施形態に係り、接触部を示す図４のＡ−Ａ線断面図。 同実施形態に係り、（ａ）〜（ｅ）は、プローブピンを使用した計測手順を示す断面図。 同実施形態に係り、（ａ）〜（ｅ）は、図７（ａ）〜（ｅ）に対応した接触部の状態を示す正面図。 第２実施形態に係り、計測ピンの接触部を示す斜視図。 同実施形態に係り、計測ピンの接触部を示す側面図。 同実施形態に係り、計測ピンの接触部を示す正面図。 第３実施形態に係り、計測ピンの接触部を示す斜視図。 同実施形態に係り、計測ピンの接触部を示す側面図。 同実施形態に係り、計測ピンの接触部を示す正面図。 第４実施形態に係り、計測ピンの接触部を示す斜視図。 同実施形態に係り、計測ピンの接触部を示す側面図。 同実施形態に係り、計測ピンの接触部を示す正面図。 第５実施形態に係り、回動機構を示す部分断面図。 第６実施形態に係り、回動機構を示す斜視図。 第７実施形態に係り、回動機構を示す部分断面図。

＜第１実施形態＞
以下、本発明における電気計測用プローブピンを具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

図１に、この実施形態の電気計測用プローブピン（以下、単に「プローブピン」と言う。）１を側面図により示す。図２に、プローブピン１を図１の縦断面図により示す。このプローブピン１は、先端の接触部２を、基板回路パターン上における電極等の導電対象部に接触させながら導電対象部の電気的特性を計測するために使用される。

図１，２に示すように、このプローブピン１は、チューブ１１と、チューブ１１の先端側（図面左側）にて回動可能かつ軸線方向へ移動可能に収容された可動ピン１２と、接触部２が、可動ピン１２の先端側に設けられることと、チューブ１１の基端側（図面右側）にて固定された固定シャフト１３と、固定シャフト１３の中に一体的に設けられた振動手段としての超音波発振子１４と、チューブ１１に収容され、接触部２をチューブ１１から突出させる方向へ可動ピン１２を付勢するスプリング１５と、接触部２と共に可動ピン１２を回動させる回動機構１６とを備える。

チューブ１１は、略円筒形状をなし、その先端には外フランジ１１ａが形成され、その中には内フランジ１１ｂが形成される。チューブ１１の基端部には、計測用配線４１が接続される。

可動ピン１２は、接触部２を含む計測ピン２１と、スプリング１５により付勢される可動シャフト２２とに分割可能に構成される。可動シャフト２２は、チューブ１１の中に配置され、計測ピン２１は、大部分がチューブ１１の外に配置される。計測ピン２１の先端に位置する接触部２は、導電対象部に直接接触する部分である。この実施形態で、接触部２は、導電対象部として基板回路パターン上に形成されたランドスルーホールの形状に合わせた最適な太さ及び材質を有する略円錐形状に形成される。可動シャフト２２の先端には、軸線方向へ延びる連結穴２２ａが形成される。計測ピン２１の基端には、連結穴２２ａに嵌合可能な連結軸２１ａが形成される。連結穴２２ａと連結軸２１ａは、キーとキー溝（共に図示略）の結合関係により一体回転可能に構成される。従って、計測ピン２１の接触部２が摩耗や酸化等により消耗したときは、連結軸２１ａを連結穴２２ａから抜き取ることにより、古い計測ピン２１を新たな計測ピン２１と交換できるようになっている。

可動シャフト２２は、基端側の大径部２２ｂと先端側の小径部２２ｃとを含む。小径部２２ｃは、チューブ１１の内フランジ１１ｂを貫通して配置され、その先端に外フランジ２２ｄが形成される。スプリング１５は、チューブ１１の内フランジ１１ｂと可動シャフト２２の外フランジ２２ｄとの間にて小径部２２ｃ上に配置される。このスプリング１５は、計測ピン２１の接触部２を導電対象部に加圧接触させないときは、延びて自由長を有する。一方、接触部２を導電対象部に加圧接触させるときは、計測ピン２１と共に可動シャフト２２がチューブ１１に対して軸方向へ移動する。このとき、スプリング１５は、内フランジ１１ｂと外フランジ２２ｄとの間で圧縮される。また、可動シャフト２２の大径部２２ｂは、固定シャフト１３へ向けてチューブ１１の中を摺動する。この加圧接触状態において、計測用配線４１に通電することにより、その電流が主としてチューブ１１から可動シャフト２２及び計測ピン２１を流れ、接触部２から導電対象部へと流れる。

固定シャフト１３の中に設けられた超音波振動子１４には、励磁用配線４２が接続される。この励磁用配線４２に通電することで、超音波振動子１４が励磁されて超音波振動が発生する。この振動は固定シャフト１３に伝わり、後述するように、固定シャフト１３と可動シャフト２２が連結されることで、可動シャフト２２に伝わり、更に計測ピン２１の接触部２に伝わることとなる。

図３に、回動機構１６の構成を斜視図により示す。この回動機構１６は、計測ピン２１の接触部２をスプリング１５の付勢力に抗して導電対象部に加圧接触させて可動ピン１２、すなわち接触部２を含む計測ピン２１及び可動シャフト２２を軸線方向へ移動させることにより、それら計測ピン２１及び可動シャフト２２を回動させるようになっている。回動機構１６は、可動ピン１２とチューブ１１との間に設けられる。この実施形態で、回動機構１６は、可動ピン１２と、チューブ１１に固定された固定シャフト１３との間に設けられる。すなわち、回動機構１６は、可動シャフト２２の大径部２２ｂの基端に形成された第１の偏曲面２３と、第１の偏曲面２３に対向し、固定シャフト１３の先端に形成された第２の偏曲面２４とから構成される。第１の偏曲面２３と第２の偏曲面２４とは、互いに対向して配置され、互いに整合して嵌り合う凹凸面を有する。そして、計測ピン２１の接触部２を導電対象部へ加圧接触させるときに、可動シャフト２２が軸線方向へ移動することにより、両偏曲面２３，２４が互いに軸方向に近付きながら最終的に整合して嵌り合う。この移動過程で、可動シャフト２２に回転力が付与され、可動シャフト２２と共に計測ピン２１が所定の角度θ１だけ回動するように構成される。

次に、計測ピン２１の接触部２の構成について詳しく説明する。図４に、計測ピン２１の接触部２を拡大して側面図により示す。図５に、接触部２を正面図により示す。図６に、接触部２を図４のＡ−Ａ線断面図により示す。

この接触部２は、図４に示すように、略円錐形状をなし、図６に示すように、略六角形状の断面を有する。図４，５に示すように、接触部２の円錐面上には、複数（この場合３つ）の表面清浄部２５と、複数（この場合３つ）の電気導通部２６とが所定の角度θ１の間隔をもって交互に放射状に配置される。また、隣り合う表面清浄部２５と電気導通部２６との間には、かす収容部２７が配置される。各表面清浄部２５と各電気導通部２６は、それぞれ平面視で中心に稜線を有する細長な略花弁形状をなしている。また、各表面清浄部２５と各電気導通部２６は、導電対象部に対してある程度の幅を持った面で接触可能に形成される。

ここで、表面清浄部２５は、導電対象部の表面に接触してその表面の異物を削り取って清浄化するためのものである。かす収容部２７は、清浄化により生じた異物であるかすを収容するためのものである。電気導通部２６は、導電対象部に電気的に接続されるものである。これら各部２５〜２７は、接触部２が回動するのに伴い表面清浄部２５、かす収容部２７及び電気導通部２６の順に導電対象部に対して回動すると共に、表面清浄部２５及び電気導通部２６が導電対象部に接触するように構成される。

この実施形態では、表面清浄部２５は、導電対象部の表面を清浄化するのに十分な形状を有する。また、表面清浄部２５は、摩擦を起こさせる切削材が表面にコーティングされて形成される。この切削剤として、例えば、ダイヤモンド粉末を使用することができる。また、電気導通部２６は、導電材が表面に形成される。この導電材として、例えば、金メッキを使用することができる。このように導電材を表面に形成することで、電気導通部２６は、接触抵抗の少ない状態となる。更に、かす収容部２７は、凹形状をなす。表面清浄部２５と電気導通部２６は、かす収容部２７を間に挟んで交互に配置されている。従って、接触部２を導電対象部に加圧接触させながら回動させることにより、表面清浄部２５により清浄化された部位に、電気導通部２６が接触することとなる。

次に、上記のように構成されたプローブピン１を使用して導電対象部を計測する場合について説明する。図７（ａ）〜（ｅ）に、プローブピン１を使用した計測手順を断面図により示す。図８（ａ）〜（ｅ）に、図７（ａ）〜（ｅ）に対応した接触部２の状態を正面図により示す。この実施形態では、図７（ａ）〜（ｅ）に示すように、基板３１に形成されたランドスルーホール３２を導電対象部として計測するようになっている。

プローブピン１を使用してランドスルーホール３２の電気的特性を計測するには、最初に、図７（ａ）に示すように、ランドスルーホール３２の真上にてプローブピン１を垂直に立て、接触部２をランドスルーホール３２に整合させて配置する。この状態では、接触部２がランドスルーホール３２に接触しておらず、プローブピン１は自由で拘束のない状態となっている。このとき、接触部２は、図８（ａ）に示すように、３つの表面清浄部２５の一つ（同図に黒丸印Ｐを付して示す。）が原点（０°）に対応して配置されている。

次に、プローブピン１を下方へ移動させて、図７（ｂ）に示すように、接触部２をランドスルーホール３２に接触させる。このとき、チューブ１１の内側では、可動シャフト２２と固定シャフト１３が非接触の状態、すなわち回動機構１６が機能しない状態となっている。更に、この状態では、プローブピン１の接触部２は、図８（ｂ）に示すように、図８（ａ）と変わらない配置状態となっている。このとき、接触部２とランドスルーホール３２との位置が初期位置として決まる。

その後、プローブピン１を下方へ向けて押圧し、図７（ｃ）に示すように、接触部２をランドスルーホール３２に加圧接触させる。この加圧状態では、プローブピン１のチューブ１１のみが、図８（ｂ）に示す状態から距離Ｌだけ下方へ変位する。そして、チューブ１１の内側では、可動シャフト２２と固定シャフト１３が接触し始める。この接触し始めの状態では、接触部２は、図８（ｃ）に示すように、図８（ａ）と同じ配置状態となっている。

そして、このときから超音波振動子１４に振動を開始させることにより、その振動が固定シャフト１３から可動シャフト２２を介して計測ピン２１に伝わり、接触部２が振動し始める。

その後、プローブピン１を更に下方へ向けて押圧し、図７（ｄ）に示すように、接触部２をランドスルーホール３２に更に加圧接触させる。この状態では、プローブピン１のチューブ１１のみが、図８（ｃ）に示す状態から更に距離ΔＬだけ下方へ変位することとなる。そして、チューブ１１の内側では、可動シャフト２２と固定シャフト１３が完全に整合して連結した状態、すなわち回動機構１６が機能を完了した状態となる。更に、この状態では、接触部２は、図８（ｄ）に示すように、図８（ａ）〜（ｃ）の状態から、所定角度θ１だけ回動した配置状態となる。つまり、図７（ｃ）に示す状態から図７（ｄ）に示す状態となる間に、接触部２が、図８（ｃ）に示す状態から図８（ｄ）に示す状態へ所定の角度θ１だけ回動することとなる。そして、図７（ｃ）に示す状態から図７（ｄ）に示す状態へ変わる間に、超音波振動子１４の振動を継続させることにより、接触部２が回動しながら振動することとなる。

ここで、図８（ａ）に示すように、プローブピン１の接触部２において、表面清浄部２５と電気導通部２６は、互いに所定の角度θ１の間隔で配置される。そして、プローブピン１が、図７（ｃ）に示す状態から図７（ｄ）に示す状態まで加圧されることで、可動シャフト２２及び計測ピン２１が一体に所定の角度θ１だけ回動するように設計されている。そして、接触部２がランドスルーホール３２に接触しながら所定の角度θ１だけ回動することにより、表面清浄部２５、かす収容部２７及び電気導通部２６が、図８（ｃ）に示す状態から図８（ｄ）に示す状態へと回動し、各部２５〜２７がそれぞれ機能する。すなわち、接触部２の回動に伴い、表面清浄部２５が回動することで、ランドスルーホール３２の表面の異物が削り取られ、その削りかすがかす収容部２７に一旦収容される。その後、図８（ｄ）に示すように回動が停止した状態で、清浄化されたランドスルーホール３２の表面に電気導通部２６を接触させ、超音波振動子１４の振動を停止させることにより、電気導通部２６による電気的特性の計測を行うことができる。

その後、電気的特性の計測を終了した後、プローブピン１の押圧を停止し、接触部２のランドスルーホール３２に対する加圧接触を解除することにより、図７（ｅ）に示すように、プローブピン１を、図７（ａ）と同じ状態に戻すことができる。このとき、プローブピン１の接触部２は、図８（ｅ）に示すように、図８（ｄ）と同じ状態のままとなる。このようにして一連の電気計測動作を終了することができる。

この実施形態では、上記の計測に際して、プローブピン１への通電制御と、超音波発振子１４への通電制御と、プローブピン１を上下動させる制御とを相互に関連付けて実行するようになっている。そして、プローブピン１による計測値をモニタし、酸化膜等を原因とする測定不良の発生を判断したときは、計測ピン２１の接触部２をランドスルーホール３２に加圧接触させて超音波振動子１４を動作させることで、酸化膜等を除去し、ランドスルーホール３２の電気的特性を再度計測することができる。

以上説明したように、この実施形態のプローブピン１によれば、接触部２をスプリング１５の付勢力に抗してランドスルーホール３２に加圧接触させて可動ピン１２を軸線方向へ移動させることにより、回動機構１６が機能して、接触部２と共に可動ピン１２がチューブ１１に対して回動する。この回動に伴い、接触部２の表面清浄部２５、かす収容部２７及び電気導通部２６がランドスルーホール３２に接触しながら回動する。そして、表面清浄部２５がランドスルーホール３２に接触しながら回動することにより、ランドスルーホール３２の表面の酸化膜等が削り取られて除去され、清浄化される。また、かす収容部２７がランドスルーホール３２に対して回動することにより、清浄化により生じたかすが同収容部２７に収容される。更に、電気導通部２６がランドスルーホール３２に接触することにより、電気導通部２６とランドスルーホール３２とが電気的に接続される。従って、このプローブピン１によれば、接触部２の表面清浄部２５による清浄化により生じたかすがかす収容部２７に収容されるので、そのかすが電気導通部２６とランドスルーホール３２との間に入り込んで残ることがない。この結果、ランドスルーホール３２の表面から酸化膜等の異物を除去することができ、その表面を清浄な状態にしながら、ランドスルーホール３２の電気的計測を安定的に精度良く行うことができる。換言すると、プローブピン１とランドスルーホール３２との間に酸化膜等がない、すなわち接触抵抗の少ない電気的に安定した計測を行うことができる。

この実施形態では、プローブピン１の接触部２をランドスルーホール３２に加圧接触させて超音波振動子１４により接触部２と共に可動ピン１２を振動させることができる。これにより、接触部２の表面清浄部２５との接触によるランドスルーホール３２の表面からの皮膜の除去が促進される。この結果、ランドスルーホール３２の表面をより速やかに清浄化することができ、ランドスルーホール３２の電気的計測をより速やかに行うことができる。

この実施形態では、プローブピン１を構成する可動ピン１２が、接触部２を含む計測ピン２１と可動シャフト２２とに分割可能であることから、接触部２を含む計測ピン２１のみ可動シャフト２２から分離することが可能である。このため、接触部２が摩耗等した場合には、必要に応じて、古い計測ピン２１を可動シャフト２２から抜き取って新品の計測ピン２１と交換することができ、プローブピン１としてのメンテナンス性を高めることができる。

この実施形態では、プローブピン１の接触部２が略円錐形をなし先鋭となっているので、基板３１のランドスルーホール３２等の穴に挿入して接触させることが可能である。また、その円錐面上に表面清浄部２５と電気導通部２６とが所定の角度θ１の間隔をもって交互に配置され、隣り合う表面清浄部２５と電気導通部２６との間にかす収容部２７が配置される。従って、接触部２の回動に伴い、表面清浄部２５により除去されたかすがかす収容部２７に収容され、清浄化されたランドスルーホール３２に電気導通部２６が有効に接触することとなる。この結果、ランドスルーホール３２等の穴形状をなす導電対象部につき電気的特性を有効に計測することができる。

この実施形態では、接触部２の表面清浄部２５の表面に摩擦を起こさせる切削材（ダイヤモンド粉末等）がコーティングされるので、表面清浄部２５がランドスルーホール３２に接触して回動することで、ランドスルーホール３２の表面の皮膜が削り壊される。このため、表面清浄部２５による清浄化効果を高めることができる。また、電気導通部２６の表面に導電材（金メッキ等）が形成されるので、電気導通部２６とランドスルーホール３２との導電性がよくなる。このため、電気導通部２６との接触抵抗の少ない電気的に安定した計測を行うことができる。更に、かす収容部２７が凹形状をなすので、清浄化により生じたかすがかす収容部２７の凹みの中に一旦入り込む。このため、かす収容部２７の中に効果的にかすを一旦収容することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明における電気計測用プローブピンを具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

なお、以下の説明において、第１実施形態と同等の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に説明する。

この実施形態では、計測ピン２１の先端に形成される接触部の点で第１実施形態と構成が異なる。図９に、計測ピン２１の接触部３を斜視図により示す。図１０に、計測ピン２１の接触部３を側面図により示す。図１１に、計測ピン２１の接触部３を正面図により示す。この実施形態では、接触部３が王冠状形状をなす点で、略円錐形状をなす第１実施形態の接触部２と構成が異なる。

図９〜１１に示すように、この接触部３は、例えば、先鋭な複数（この場合４つ）の突起３ａが９０°の間隔で外周に沿って配置される形状を有する。そして、接触部３の上面には、複数の表面清浄部２５と、複数の電気導通部２６とが所定の角度（９０°）の間隔をもって交互に放射状に配置される。また、隣り合う表面清浄部２５と電気導通部２６との間には、かす収容部２７が配置される。各表面清浄部２５は、平面視で中央に稜線を有する尾根形状をなしている。また、各表面清浄部２５と各電気導通部２６は、導電対象部に対してある程度の幅を持った面で接触可能に形成される。

従って、この実施形態の接触部３によれば、第１実施形態の接触部２と同等に機能することとなり、同等の作用効果を得ることができる。特に、この実施形態の接触部３では、先鋭な複数の突起３ａを有するので、導電対象部の表面に分厚い皮膜がきている場合にも、その皮膜を各突起３ａにより容易に破壊することができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明における電気計測用プローブピンを具体化した第３実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

この実施形態では、計測ピン２１の先端に形成される接触部の点で第１実施形態と構成が異なる。図１２に、計測ピン２１の接触部４を斜視図により示す。図１３に、計測ピン２１の接触部４を側面図により示す。図１４に、計測ピン２１の接触部４を正面図により示す。この実施形態では、接触部４が平面状形状をなす点で、略円錐形状をなす第１実施形態の接触部２と構成が異なる。

図１２〜１４に示すように、この接触部４は、同一平面上に配置された複数（この場合６つ）の帯状面が６０°の間隔で放射状に配置される形状を有する。そして、これら帯状面は、６０°の間隔をもって交互に配置された複数の表面清浄部２５と、複数の電気導通部２６となっている。また、隣り合う表面清浄部２５と電気導通部２６との間には、凹み形状をなすかす収容部２７が配置される。各表面清浄部２５は、その表面にダイヤモンド粉末等（切削材）がコーティングされている。また、各電気導通部２６は、その表面に金メッキ等（導電材）が施されている。

従って、この実施形態の接触部４によれば、第１実施形態の接触部２と同等に機能することとなり、同等の作用効果を得ることができる。但し、この実施形態の接触部４では、複数の表面清浄部２５及び複数の電気導通部２６が同一平面上に配置されるので、平坦な面を有する導電対象部に対して有効に使用することができる。

＜第４実施形態＞
次に、本発明における電気計測用プローブピンを具体化した第４実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

この実施形態では、計測ピン２１の先端に形成される接触部の点で第１実施形態と構成が異なる。図１５に、計測ピン２１の接触部５を斜視図により示す。図１６に、同じく計測ピン２１の接触部５を側面図により示す。図１７に、計測ピン２１の接触部５を正面図により示す。この実施形態では、接触部５が球面多点接触状形状をなす点で、略円錐形状をなす第１実施形態の接触部２と構成が異なる。

図１５〜１７に示すように、この実施形態の接触部５は、同一平面上に多数配置された複数の半球により構成される。複数の半球は、計測ピン２１の平坦な端面上にて放射状に配列されている。そして、複数の半球より構成される各放射列は、４５°の間隔をもって配置され、複数の表面清浄部２５と、複数の電気導通部２６とが交互に配置されている。また、隣り合う表面清浄部２５と電気導通部２６との間がかす収容部２７となっている。各表面清浄部２５は、その表面にダイヤモンド粉末等（切削材）がコーティングされている。また、各電気導通部２６は、その表面に金メッキが施されている。

従って、この実施形態の接触部４によれば、第１実施形態の接触部２と同等に機能することとなり、同等の作用効果を得ることができる。但し、この実施形態の接触部５では、複数の表面清浄部２５及び複数の電気導通部２６を構成する複数の半球が同一平面上に配置されるので、平坦な面を有する導電対象部に対して有効に使用することができる。

＜第５実施形態＞
次に、本発明における電気計測用プローブピンを具体化した第５実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

この実施形態では、可動ピンを回動させる回動機構の点で第１実施形態と構成が異なる。図１８に、回動機構１７を部分断面図により示す。この実施形態の回動機構１７は、チューブ１１の中に配置された可動ピン１２の基端部に形成される螺旋溝５１と、チューブ１１の内周面に一体に形成され、螺旋溝５１に係合する半球状の突起５２とから構成される。

従って、プローブピンを下方へ押圧することにより、可動ピン１２の先端の接触部が導電対象部に加圧接触する。このとき、チューブ１１のみが下方へ変位する過程で、螺旋溝５１と突起５２との係合関係により、可動ピン１２が回動することとなる。これにより、可動ピン１２の先端に設けられた接触部が回動する。

＜第６実施形態＞
次に、本発明における電気計測用プローブピンを具体化した第６実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

この実施形態では、可動ピンを回動させる回動機構の点で第１実施形態と構成が異なる。図１９に、回動機構１８を斜視図により示す。この実施形態の回動機構１８は、チューブ１１の外周に形成されたスリット５３と、チューブ１１の中に配置された可動ピン１２の外周に設けられ、チューブ１１のスリット５３に係合する半球状の突起５４とから構成される。ここで、上記スリット５３は、チューブ１１の外周に描かれる仮想螺旋の一部に整合するように形成される。

従って、プローブピンを下方へ押圧することにより、可動ピン１２の先端の接触部が導電対象部に加圧接触する。このとき、チューブ１１のみが下方へ変位する過程で、スリット５３と突起５４との係合関係により、可動ピン１２が回動することとなる。これにより、可動ピン１２の先端に設けられた接触部が回動する。

＜第７実施形態＞
次に、本発明における電気計測用プローブピンを具体化した第７実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

この実施形態では、可動ピンを回動させる回動機構の点で第１実施形態と構成が異なる。図２０に、回動機構１９を部分断面図により示す。この実施形態の回動機構１９は、チューブ１１の内周に形成され螺旋溝５５と、チューブ１１の中に配置された可動ピン１２の外周に一体に形成され、螺旋溝５５に係合する半球状の突起５６とから構成される。

従って、プローブピンを下方へ押圧することにより、可動ピン１２の先端の接触部が導電対象部に加圧接触する。このとき、チューブ１１のみが下方へ変位する過程で、螺旋溝５５と突起５６との係合関係により、可動ピン１２が回動することとなる。これにより、可動ピン１２の先端に設けられた接触部が回動する。

なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜に変更して実施することもできる。

（１）前記第１実施形態では、可動ピン１２を、計測ピン２１と可動シャフト２２とに分割可能に構成したが、可動ピン１２を分割できない一体物に構成することもできる。

（２）前記第１実施形態では、プローブピン１に超音波振動子１４を設けたが、この超音波振動子１４を省略することもできる。

この発明は、各種電子部品の基板回路パターンに関する電気的特性の検査に適用できる。

１ プローブピン
２ 接触部
３ 接触部
４ 接触部
５ 接触部
１１ チューブ
１２ 可動ピン
１３ 固定シャフト
１４ 超音波発振子（振動手段）
１５ スプリング
１６ 回動機構
１７ 回動機構
１８ 回動機構
１９ 回動機構
２１ 計測ピン
２２ 可動シャフト
２３ 第１の偏曲面
２４ 第２の偏曲面
２５ 表面清浄部
２６ 電気導通部
２７ かす収容部
３２ ランドスルーホール（導電対象部）
５１ 螺旋溝
５２ 突起
５３ スリット
５４ 突起
５５ 螺旋溝
５６ 突起

Claims (7)

1. 先端の接触部を導電対象部に接触させながら前記導電対象部の電気的特性を計測する電気計測用プローブピンにおいて、
   前記接触部を前記導電対象部に加圧接触させることにより前記接触部を回動させる回動機構と、
   前記接触部に設けられ、前記導電対象部の表面を清浄化するための表面清浄部と、
   前記接触部に設けられ、前記清浄化により生じたかすを収容するためのかす収容部と、
   前記接触部に設けられ、前記導電対象部に電気を導通するための電気導通部と
   を備え、前記接触部の回動に伴い前記表面清浄部、前記かす収容部及び前記電気導通部を順次回動させながら少なくとも前記表面清浄部及び前記電気導通部を前記導電対象部に接触させるように構成したことを特徴とする電気計測用プローブピン。
2. 前記接触部を振動させるための振動手段を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の電気計測用プローブピン。
3. チューブと、
   前記チューブにて回動可能かつ軸線方向へ移動可能に収容された可動ピンと、
   前記接触部が、前記可動ピンの先端側に設けられることと、
   前記チューブに収容され、前記接触部を前記チューブから突出させる方向へ前記可動ピンを付勢するスプリングと
   を更に備え、
   前記回動機構は、前記可動ピンと前記チューブとの間に設けられ、前記接触部を前記スプリングの付勢力に抗して前記導電対象部に加圧接触させて前記可動ピンを軸線方向へ移動させることにより、前記接触部と共に前記可動ピンを回動させることを特徴とする請求項１に記載の電気計測用プローブピン。
4. 前記接触部と共に前記可動ピンを振動させるための振動手段を更に備えたことを特徴とする請求項３に記載の電気計測用プローブピン。
5. 前記可動ピンは、前記接触部を含む計測ピンと、前記スプリングにより付勢される可動シャフトとに分割可能に構成したことを特徴とする請求項３又は４に記載の電気計測用プローブピン。
6. 前記接触部は、略円錐形をなし、その円錐面上に前記表面清浄部と前記電気導通部とが所定の角度間隔をもって交互に配置され、隣り合う前記表面清浄部と前記電気導通部との間に前記かす収容部が配置されることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の電気計測用プローブピン。
7. 前記表面清浄部は、摩擦を起こさせる切削材が表面にコーティングされ、前記電気導通部は、導電材が表面に形成され、前記かす収容部は、凹形状をなすことを特徴とする請求項６に記載の電気計測用プローブピン。

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