JP2012068134A - コンタクトプローブ及びこれを用いた電子回路試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安定した組立を行うことができ、メンテナンスを簡単且つ安価に行うことが可能で、電気的測定の際に安定した接触抵抗を有し常に正常な測定を行うことができる長寿命のコンタクトブローブを提供する。
【解決手段】導電性のプランジャーと、プランジャーを軸方向に付勢する導電性のスプリングとを備え、プランジャーは嵌合部とボス部とを有しスプリングの一端または両端に配置されておりプランジャーの少なくとも１つがスプリング内に挿通される摺動部を有し、スプリングは粗巻き部と密着巻き部とボス部に係止する大ピッチ部分とを有し、スプリングの密着巻き部はプランジャーの摺動部が接触するように配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンタクトプローブ及びこれを用いた電子回路試験装置に関し、特に半導体デバイスやウェハー等の電気的特性を検査する際に用いられるコンタクトプローブ及びこれを用いた電子回路試験装置に関する。

電子部品や回路基板の電極端子に接触させ、電極端子を外部装置と一時的に導通させるためのコンタクトプローブを用いた電子回路試験装置が開示されている。このコンタクトプローブは、例えば、回路基板の検査を行う際、回路基板の電極端子に針状のプランジャーを弾性的に当接させて電気的測定を行うものである。

図１６は従来のコンタクトプローブ及びこれを用いた電子回路試験装置の一例を示す断面図である。図１６に示すようにコンタクトプローブを用いた電子回路試験装置５０は、プローブホルダ２と、プローブホルダ２の上に積層された中継基板６とを備えており、このプローブホルダ２内にコンタクトプローブ１が収容されている。コンタクトプローブ１は、被検査体７のパッド７ａに接触させるプランジャー３と、プランジャー３を突出方向に付勢するスプリング５とを備えており、スプリング５には粗巻き部５ｂと、その両側に位置する密着巻き部５ａ、５ｃとが設けられている。スプリング５の一方の密着巻き部５ａはプランジャー３の軸部３ａに接触する部分から中継基板６に至る部分に設けられており、スプリング５の他方の密着巻き部５ｃがプランジャー３の嵌合部３ｃに嵌合されている。測定時おいては、一方の密着巻き部５ａの端部を中継基板６に当接し、プランジャー３の突出部３ｂを被検査体７のパッド７ａに接触させて電気的接続を得る。（例えば、特許文献１参照。）。

図１７は従来のコンタクトプローブ及びこれを用いた電子回路試験装置の他の例を示す断面図である。図１７に示すようにコンタクトプローブを用いた電子回路試験装置６０は、下側プローブホルダ２ａ及びこの下側プローブホルダ２ａの上に積層された上側プローブホルダ２ｂからなるプローブホルダ２と、上側プローブホルダ２ｂの上に積層された中継基板６とを備えており、このプローブホルダ２内にコンタクトプローブ１０が収容されている。また、コンタクトプローブ１０は、一対のプランジャー３、４と、一対のプランジャー３、４を互いに逆の方向に付勢するスプリング５とを備えており、スプリング５には粗巻き部５ｂと、その両側に位置する密着巻き部５ａ、５ｃとが設けられている。スプリング５の一方の密着巻き部５ａには一方のプランジャー４の軸部４ａが嵌合されており、スプリング５の他方の密着巻き部５ｃには他方のプランジャー３の嵌合部３ｃが嵌合され、スプリング５の一方の密着巻き部５ａと他方のプランジャー３の軸部３ａを摺動可能に接触させるように構成されている。測定時においては、一方のプランジャー４の先端部４ｂを中継基板６に当接し、他方のプランジャー３の突出部３ｂを被検査体７のパッド７ａに接触させて電気的接続を得る。（例えば、特許文献２参照。）。

特許第３３２６０９５号公報（第２−３頁、図１参照） 特表２００４−５０３７８３号公報（第５−６頁、図２参照）

しかしながら、従来技術におけるコンタクトプローブ及びこれを用いた電子回路試験装置においては、プランジャーとスプリングとの保持方法として、スプリングの密着巻き部にプランジャーを圧入接続する構造となっているが、密着巻き部は略筒状のためプランジャーの保持力が弱く抜け易く組立性が悪いという問題があった。また、プランジャーの先端部が磨耗した際に、プランジャーのみ交換しようとしてもブランジャーとスプリングの保持力が弱いため常に安定した交換ができず、コンタクトプローブ自体を交換しなければならなくなるという問題があった。

さらに、測定時においてはスプリングがプローブホルダ内にて湾曲することにより、プランジャーの軸部をスプリングの密着巻き部の内周部に接触させて電気的接続を行う構造であるためスプリングの粗巻き部が摺動した際に湾曲することによりプローブホルダの内面にスプリングの粗巻き部の側面が擦れ磨耗損傷を引き起し、ばね特性が低下し、耐久性が低くなるという問題があった。また、プランジャーの軸部とスプリングの密着巻き部の内面との電気的な接触状態は、スプリングの湾曲状態によってばらつきが生じ接触抵抗値が不安定になるおそれがあった。

（発明の目的）
本発明は上記問題を解決して、常に安定した組立を行うことができると共に、コンタクトブローブのメンテナンスを簡単且つ安価に行うことが可能であり、また電気的測定の際に安定した接触抵抗を有し、常に正常な測定を行うことができる長寿命なコンタクトプローブ及びこれを用いた電子回路試験装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明におけるコンタクトプローブは、導電性のプランジャーと、該プランジャーを軸方向に付勢する導電性のスプリングとを備え、前記プランジャーは嵌合部とボス部とを有し前記スプリングの一端または両端に配置されており前記プランジャーの少なくとも１つが前記スプリング内に挿通される摺動部を有し、前記スプリングは粗巻き部と密着巻き部と前記ボス部に係止する大ピッチ部分とを有し、前記スプリングの密着巻き部は前記プランジャーの摺動部が接触するように配置されていることを特徴とする。

また、前記プランジャーは、前記嵌合部と、前記スプリングから突出する突出部と、該突出部と前記嵌合部との境界部に設ける径大部とを有することを特徴とする。

また、前記摺動部は前記プランジャーの嵌合部の端部に設けられており、その先端部が前記スプリングと接触するように屈曲されていることを特徴とする。

また、前記プランジャーは、交換回数に応じて前記ボス部の外径が段階的に大きい値に設定されており、前記ボス部の外径の大きさを識別するための識別手段を有することを特徴とする。

前記スプリングが粗巻き部は前記密着巻き部の外径に比較して小さい値に設定されていることを特徴とする。

本発明における電子回路試験装置は、上記のコンタクトプローブと、前記プランジャーの突出部が露出するように前記コンタクトプローブを収容するプローブホルダと、前記プランジャーの突出部を貫通させる貫通孔を有するプランジャーストッパーとを備えることを特徴とする。

また、前記プランジャーストッパーに設けられた前記貫通孔の内径は、前記プランジャーの径大部の外径と比較して小さい値に設定されていることを特徴とする。

また、本発明における電子回路試験装置は、上記のコンタクトプローブを複数個備え、前記プローブホルダは前記スプリングが露出するように前記コンタクトプローブを収容することを特徴とする。

以上のように、本発明のコンタクトプローブ及びこれを用いた電子回路試験装置は、スプリングとプランジャーとの保持力が強く、プランジャーのスプリングからの抜け落ちを防止することができる。これにより、組立作業性が向上し、コンタクトプローブの取扱いが容易になる。また、プランジャーの先端部が摩耗した場合にプランジャーのみを交換することが可能であり、コンタクトプローブのメンテナンスをする際プランジャーのみの交換を簡単且つ安定して行うことができコストダウンが可能となる。

また、プランジャーの摺動部をスプリングの密着巻き部に摺動可能に接触させることにより、常に安定した接触抵抗を確保することが可能となり正常な電気的測定を行うことができる。さらに、スプリングの粗巻き部の径を密着巻き部の径より小さくし、且つスプリング内にプランジャーの摺勣部を長<通すことによって摺動時のスブリングの湾曲や座屈を抑えたことができる。これによって、プローブホルダ内面とスプリングの粗巻き部との摩擦を低減することが可能になり、スプリングの摺動性が向上すると共にスプリングの磨耗による損傷を低減し耐久性が向上する。よって、コンタクトプローブの長寿命化を図ることができる。

本発明の第１の実施形態におけるコンタクトプローブを示し、図１（ａ）は概略断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）における大ピッチ部分を示す部分拡大断面図である。 本発明の第１の実施形態におけるスプリングを示す概略断面図である。 本発明の第１の実施形態における第１のプランジャーを示す概略側面図である。 本発明の第１の実施形態における交換用の第１のプランジャーを示す概略側面図である。 本発明の第１の実施形態における第２のプランジャーを示す概略側面図である。 本発明の第１の実施形態における第２のプランジャーの他の例を示す概略側面図である。 図１におけるコンタクトプローブを用いた電子回路試験装置の主要部を示す概略断面図である。 図１におけるコンタクトプローブを複数用いた電子回路試験装置の主要部を示す概略断面図である。 本発明の第２の実施形態におけるコンタクトプローブを示す概略断面図である。 本発明の第２の実施形態におけるスプリングを示す概略断面図である。 本発明の第２の実施形態におけるプランジャーを示す概略側面図である。 図９におけるコンタクトプローブを用いた電子回路試験装置の主要部を示す概略断面図である。 本発明の第３の実施形態におけるコンタクトプローブを示す概略断面図である。 本発明の第３の実施形態におけるプランジャーを示す概略側面図である。 図１３におけるコンタクトプローブを複数用いた電子回路試験装置の主要部を示す概略断面図である。 従来技術におけるコンタクトプローブ及びこれを用いた電子回路試験装置の主要部を示す概略断面図である。 従来技術におけるコンタクトプローブを用いた電子回路試験装置の主要部を示す概略断面図である。

図１から図８は本発明の第１の実施形態を示す図、図９から図１１は第２の実施形態を示す図、図１２から図１４は第３の実施形態を示す図である。以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。

（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態におけるコンタクトプローブを示す概略断面図である。図１に示すように、本実施形態によるコンタクトプローブ２０は、導電性を有する第１のプランジャー１２と、第２のプランジャー１３と、第１、第２のプランジャー１２、１３を互いに逆の方向で、且つ軸方向に付勢する導電性のスプリング１１とを備えている。また、スプリング１１には、粗巻き部１１ａと、その両側に位置する密着巻き部１１ｂ、１１ｃとが設けられており、一方の密着巻き部１１ｂの端部には第１のプランジャー１２の嵌合部１２ａが嵌合されており、スプリング１１の他方の密着巻き部１１ｃの端部には第２のプランジャー１３の嵌合部１３ｃが嵌合されている。さらに、第２のプランジャー１３にはスプリング１１の粗巻き部１１ａ内に挿通される摺動部１３ａが設けられていて、摺動部１３ａが摺動自在に接触するように密着巻き部１１ｂが配置されている。さらに、摺動部１３ａは密着巻き部１１bに常に接触させるように屈曲されている。

また、一方の密着巻き部１１ｂには他の部分と比較してピッチが大きい大ピッチ部分１８ａが設けられており、この大ピッチ部分１８ａに第１のプランジャー１２の嵌合部１２ａに設けるボス部１２ｂが係止してスプリングの一方の密着巻き部１１ｂに第１のプランジャー１２の嵌合部１２ａが保持されている。同様にスプリングの他方の密着巻き部１１ｃには他の部分と比較してピッチが大きい大ピッチ部分１８ｂが設けられており、この大ピッチ部分１８ｂに第２のプランジャー１３の嵌合部１３ｃに設けるボス部１３ｂが係止してスプリングの他方の密着巻き部１１ｃに第２のプランジャー１３の嵌合部１３ｃが保持されている。

図２は本実施形態におけるスプリング１１示す概略断面図である。図２に示すようにスプリング１１はコイルスプリングで、粗巻き部１１ａと、密着巻き部１１ｂ、１１ｃとを有し、粗巻き部１１ａの両側に密着巻き部１１ｂ、１１ｃがそれぞれ設けられている。密着巻き部１１ｂ、１１ｃの外径ｂは同じ値に設定されており、粗巻き部１１ａの外径ａは密着巻き部１１ｂ、１１ｃの外径ｂに比較して小さい値に設定されている。
また、密着巻き部１１ｂ、１１ｃには、第１、第２のプランジャーの嵌合部に設けられているボス部１２ｂ、１３ｂを係止して保持するための大ピッチ部部分１８ａ、１８ｂがそれぞれ設けられている。大ピッチ部１８ａ、１８ｂのピッチｓは、他の密着部のピッチｔと比較して大きい値に設定されている。なおスプリング１１の材料は、金属などの導電材料が用いられる。

図３は本実施形態における第１のプランジャー１２を示す概略側面図である第１のプランジャー１２は、スプリング１１の密着巻き部１１ｂに嵌合する嵌合部１２ａと、スプリング１１から突出する突出部１２ｄと、突出部１２ｄと嵌合部１２ａとの境界部に設ける径大部１２ｃと、嵌合部１２ａに設けるボス部１２ｂと、突出部１２ｄの先端部１２ｅとを備えている。ボス部１２ｂは、嵌合部１２ａがスプリング１１の一方の密着巻き部１１ｂに嵌合され、一方の密着巻き部１１ｂの端部が第１のプランジャー１２の径大部１２ｃに当接された状態において、スプリング１１の密着巻き部１１ｂに設ける大ピッチ部分１８ａに対応する位置に設けられており、スプリング１１の密着巻き部１１ｂに設ける大ピッチ部分１８ａに係止される部位である。また、突出部１２ｄの先端部１２ｅは図示しない被測定物の電極と接触する部分である。

嵌合部１２ａの外径はスプリング1１の密着巻き部１１ｂの内径より小さく、径大部１２ｃの外径はスプリング1１の密着巻き部１１ｂの内径より大きい値に設定されている。また、ボス部１２ｂの外径はスプリング１1の密着巻き部１１ｂに設ける大ピッチ部分１８ａの内径より大きく、径大部１２ｃの外径より小さい値に設定されている。このボス部１２ｂは、嵌合部１２ａがスプリング１１の一方の密着巻き部１１ｂに嵌合された状態において大ピッチ部分１８ａに嵌り込み、スプリング1１の密着巻き部１１ｂと嵌合部１２ａとの保持力が強くなり簡単に抜け落ちることはない。一方、大ピッチ部分１８ａは、ばね性を有するため、スプリング1１に嵌合されている第１のプランジャー１２を簡単に引き出すことができる。これにより、第１のプランジャー１２の被検査体と接触する先端部１２ｅが磨耗した際はプランジャー１２のみを簡単に交換することが出来る。なお、第１のプランジャー１２の材質は銅合金に導電性メッキを施したものや、貴金属材料が用いられる。

また、先端部１２ｅが磨耗した第１のプランジャー１２を交換する場合、スプリング１１の一方の密着巻き部１１ｂの内径も摩耗により少し大きくなっているため、交換用のプランジャーのボス部の外径が、第１のプランジャー１２のボス部１２ｂの外径ｆと同じ大きさであると、スプリング１1に対する交換用のプランジャーの保持力が不足することになる。そこで、交換用のプランジャーについてはボス部の外径を交換回数に応じて段階的に大きい値に設定しておく必要がある。

図４は、交換用の第１のプランジャーを示す側面図である。図４（ａ）は、第１回目の交換用の第１のプランジャー７１を示す。図４（ａ）に示すように、第１回目の交換用の第１のプランジャー７１は、ボス部１２ｂの外径ｆ１の大きさを第１のプランジャー１２のボス部１２ｂの外径ｆの大きさに比較して大きい値に設定する（ｆ１＞ｆ）。さらに、第１回目の交換用のプランジャー７１であることを識別する（ボス部の外径の大きさを識別する）ための識別手段として、突出部１２ｄの外周部に溝８１を１本形成する。

図４（ｂ）は、第２回目の交換用の第１のプランジャー７２を示す。図４（ｂ）に示すように、第２回目の交換用の第１のプランジャー７２は、ボス部１２ｂの外径ｆ２を第１回目の交換用の第１のプランジャー７１のボス部１２ｂの外径ｆ１より大きい値に設定する（ｆ２＞ｆ１）。また、識別手段として突出部１２ｄの外周部に溝８１を２本形成する。

図４（ｃ）は、第３回目の交換用の第１のプランジャー７３を示す。図４（ｃ）に示すように、第３回目の交換用の第１のプランジャー７３についても、前述と同様に、ボス部１２ｂの外径ｆ３を第２回目の交換用の第１のプランジャー７２のボス部１２ｂの外径ｆ２より大きい値に設定する（ｆ３＞ｆ２）。また、識別手段として突出部１２ｄの外周部に溝８１を３本形成する。

なお、識別手段としては、溝に限定されるものではなく、例えば符号を刻印しても良い。また、プランジャー１２の材質が貴金属合金の場合は、１回目の交換用のプランジャーには金メッキ処理を施し、２回目の交換用のプランジャーにはピンクゴールドメッキ処理を施す等、メッキ色によって識別することもできる。

このように、交換用のプランジャー７１、７２、７３のボス部１２ｂの外径の値を、ｆ＜ｆ１＜ｆ２＜ｆ３となるように交換回数に応じて段階的に大きい値に設定しておくことによりスプリング１１と交換用のプランジャー７１、７２、７３の保持力を確実なものとすることができる。さらに交換用のプランジャー７１、７２、７３を識別し、ボス部１２ｂの外径の大きさを識別するための識別手段を設けておくことにより、必要とする交換用のプランジャーを簡単に識別することができる。

図５は本実施形態における第２のプランジャー１３を示す概略断面図である。図５に示すように、ブランジャー１３はスプリング１１の密着巻き部１１ｂに嵌合する嵌合部１３ｃと、スプリング１１から突出する突出部１３ｅと、突出部１３ｅと嵌合部１３ｃとの境界部に設ける径大部１３ｄと、嵌合部１３ｃに設けるボス部１３ｂと、嵌合部１３ｃの端部（径大部１３ｄと反対側）に設ける摺動部１３ａとを備えている。この摺動部１３ａはスプリング1１内に挿通され、密着巻き部１１ｂと摺動可能に配置される。また、ボス部１３ｂはスプリング１１の密着巻き部１１ｃに設ける大ピッチ部分１８ｂに係止される部位である。なお、ボス部１３ｂと大ピッチ部分１８ｂとの関係は、前述のボス部１２ｂと大ピッチ部分１８ａとの関係と同様であり説明は省略する。

摺動部１３ａの外径はスプリング1１の粗巻き部１１ａの内径より小さく、嵌合部１３ｃの外径は粗巻き部１１ａの内径より大きく、スプリング1１の密着巻き部１１ｃの内径より小さい値に設定されている。また、ボス部１３ｂの外径はスプリング1１の密着巻き部１１ｃの大ピッチ部分１８ｂの内径より大きく、径大部１３ｄの外径より小さい値に設定されている。さらに、摺動部１３ａは、嵌合部１３ｃとの境界部にて、嵌合部１３ｃの中心軸ｍに対して摺動部１３ａの中心軸ｎが所定の角度で傾くように曲げられ、スプリング1１の密着巻き部１１ｂと摺動可能に接触するように配置されている。なお、プランジャー１３の材質はプランジャー１２と同様に銅合金に導電性メッキを施したものや、貴金属材料が用いられる。

図６は、第２のプランジャーの他の例を示す。図６に示すように、第２のブランジャー２３の摺動部２３ａは、その中心軸ｊが長さ方向の所定の位置で、中心軸ｋとなるよう曲げられ、スプリング1１の密着巻き部１１ｂと摺動可能に接触するように配置されている。その他は第２のプランジャー１３と同様であるため説明は省略する。なお、摺動部の曲げ方については、摺動部の中心軸を傾ける例で説明したが、スプリング1１の密着巻き部１１ｂと摺動可能に接触するように屈曲されていれば良い。

以上のように、本実施形態におけるコンタクトプローブ２０は、スプリング１１の密着巻き部１１ｂ、１１ｃに設ける大ピッチ部分１８ａ、１８ｂにプランジャー１２、１３のボス部１２ｂ、１３ｂをそれぞれ係止させることにより、スプリング１１の密着巻き部１１ｂ、１１ｃとプランジャー１２、１３の嵌合部１２ａ、１３ｃとの保持力が強化され、プランジャー１２、１３のスプリング１１からの抜け落ちを防止することができる。

また、被検査体と接触するプランジャー１２の先端部１２ｅが磨耗した際のメンテナンス時に、プランジャー１２のみの交換を簡単且つ安定して行うことができる。特に、プランジャー１２が貴金属材で構成されている場合、使用済みプランジャーはリサイクル精製することによって再利用されることができ、コンタクトプローブ２０のコスト低減が可能となる。

また、ブランジャー１３の摺動部１３ａを屈曲させてスプリング１1の密着巻き部１１bに常に接触させるとともに密着巻き部１１ｂに摺動可能に接触させることにより電気的接続を確実なものとし、安定した接触抵抗を確保することができる。

図７は本実施形態におけるコンタクトプローブ２０を用いた電子回路試験装置の主要部を示す概略断面図である。図７に示す電子回路試験装置１００は、コンタクトプローブ２０を保持するプローブホルダ１５と、プランジャーストッパー１４、プリント配線基板１６とを備えている。

プローブホルダ１５は、第１のプランジャー１２の突出部１２ｄが露出するようにコンタクトプローブ２０を収容することにより支持する部材であり、一方の面にプランジャーストッパー１４が固定され、他方の面にプリント配線基板１６が固定される。プランジャーストッパー１４には貫通孔１４ａが設けられており、この貫通孔１４ａには第１のプランジャー１２の突出部１２ｄが貫通している。貫通孔１４ａの内径ｄは第１のプランジャー１２の径大部１２ｃの外径よりも小さい値に設定されている。このため、第１のプランジャー１２の径大部１２ｃがプランジャーストッパー１４と干渉することにより、第１のプランジャー１２の脱落が防止される。なお、プリント配線基板１６には第２のプランジャー１３の突出部１３ｅが当接されコンタクトプローブ２０がプローブホルダ１５に保持される。

また、摩耗した第１のプランジャー１２を交換する際には、プランジャーストッパー１４をプローブホルダ１５から取り外すことにより、コンタクトプローブ２０を抜き取ることができ、コンタクトプローブ２０から第１のプランジャー１２を簡単に抜き取ることができる。

以上のように本実施形態の電子回路装着１００はプランジャーのみの交換が可能となり、コストダウンが可能となる。また、コンタクトプローブ２０はスプリング1１の粗巻き部１１ａの外径が一方の密着巻き部１１ｂの外径より小さい値に設定され、且つ第２のプランジャー１３の摺動部１３ａがスプリング1１の粗巻き部１１ａを貫通しているため、このコンタクトプローブ２０を用いる電子回路装着１００は動作時にコンタクトプローブ２０の粗巻き部１１ａの湾曲や座屈を抑え、ブローブホルダー１５との摩擦によるスプリング１１の磨耗損傷を低減することができる。これによって、耐久性が向上しコンタクトプローブ２０の長寿命化を図ることができる。また、測定時においては、着脱自在な第１のプランジャー１２の脱落を防止して正常な測定を行うことができる。

図８は本実施形態における電子回路測定装置の他の例を示す概略断面図である。図８に示すように、電子回路測定装置２００は複数個のコンタクトプローブ２０が所定の間隔ｐで配置されプローブホルダ１７に収容されている。また、プローブホルダ１７はスプリング１１を露出するようにコンタクトプローブ２０を収容しており、スプリング１１を保持しない構造になっている。その他の点は電子回路測定装置１００と同様である。

電子回路測定装置２００においては、コンタクトプローブ２０のスプリング１１の粗巻き部１１ａの外径が密着巻き部１１ｂ、１１ｃの外径より小さい値に設定されており、且つ第２のプランジャー１３の摺動部１３ａがスプリング１１の粗巻き部１１ａを挿通しているため、測定時に粗巻き部１１ａの湾曲や座屈を抑えることができる。これにより、プローブホルダ１７がスプリング１１を保持しなくても、隣りあったコンタクトプローブ２０同士が接触することによって生ずるショートの発生を防止することができる。また、プローブホルダ１７の厚さｃの値も小さくすることができることから、電子回路測定装置２００の部材コスト削減も可能である。なお、電子回路測定装置２００においても電子回路測定装置１００と同様に安定した接触抵抗を確保することができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態におけるコンタクトプローブ及び電子回路試験装置は、プランジャーが１個である点が第１の実施形態と異なり、その他は第１の実施形態とほぼ同様である。そこで同じ構成要素については同一番号を付与し詳細な説明を省略する。

図９は第２の実施形態におけるコンタクトプローブを示す概略断面図である。図９に示すように、本実施形態によるコンタクトプローブ３０は、導電性を有するプランジャー２２と、プランジャー２２を軸方向に付勢する導電性のスプリング２１とを備えている。また、スプリング２１には、粗巻き部２１ａと、その両側に位置する密着巻き部２１ｂ、２１ｃとが設けられており、一方の密着巻き部２１ｂの端部にはプランジャー２２の嵌合部２２ｃが嵌合されている。また、一方の密着巻き部２１ｂには他の部分と比較してピッチが大きい大ピッチ部分１８ａが設けられており、この大ピッチ部分１８ａにプランジャー２２の嵌合部２２ｃに設けるボス部２２ｂが係止してスプリング２１の一方の密着巻き部２１ｂにプランジャー２２の嵌合部２２ｃが保持されている。また、プランジャー２２にはスプリング２１の粗巻き部２１ａ内に挿通される摺動部２２ａが設けられていて、摺動部２２ａが摺動自在に接触するように他方の密着巻き部２１ｃが配置されている。さらに、摺動部２２ａは他方の密着巻き部２１ｃに常に接触させるように屈曲されている。

図１０は本実施形態におけるスプリング２１を示す概略断面図である。図１０に示すようにスプリング２１はコイルスプリングで、密着巻き部２１ｂ、２１ｃの外径ｂは同じ値に設定されており、粗巻き部２１ａの外径ａは密着巻き部２１ｂ、２１ｃの外径ｂに比較して小さい値に設定されている。また、一方の密着巻き部２１ｂには、プランジャー２２の嵌合部２２ｃに設けられているボス部２２ｂを係止して保持するための大ピッチ部部分１８ａが設けられている。大ピッチ部１８ａのピッチｓは、他の密着部のピッチｔと比較して大きい値に設定されている。なおスプリング２１の材料は、金属などの導電材料が用いられる。

図１１は本実施形態におけるプランジャー２２を示す概略側面図である。図１１に示すように、プランジャー２２は、スプリング２１の一方の密着巻き部２１ｂに嵌合する嵌合部２２ｃと、スプリング２１から突出する突出部２２ｅと、突出部２２ｅと嵌合部２２ｃとの境界部に設ける径大部２２ｄと、嵌合部２２ｃの一方の端部（径大部２２ｄと接する端部の反対側）から突出しスプリング２１の他方の密着巻き部２１ｃと摺動可能に配置される摺動部２２ａとを備えている。さらに嵌合部２２ｃにはボス部２２ｂが設けられ、突出部２２ｅには先端部２２ｆが設けられている。ボス部２２ｂはスプリング２１の一方の密着巻き部２１ｂに設ける大ピッチ部分１８ａに係止される部位である。なお、ボス部２２ｂと大ピッチ部分１８ａとの関係は、第１の実施形態におけるボス部１２ｂと大ピッチ部分１８ａとの関係と同様であり説明は省略する。また、突出部２２ｅの先端部２２ｆは図示しない被測定物の電極と接触する部分である。

摺動部２２ａの外径はスプリング２１の粗巻き部２１ａの内径より小さく、嵌合部２２ｃの外径はスプリング２１の一方の密着巻き部２１ｂの内径より小さく、径大部２２ｄの外径はスプリング２１の一方の密着巻き部２１ｂの内径より大きい値に設定されている。また、ボス部２２ｂの外径はスプリング２1の一方の密着巻き部２１ｂに設ける大ピッチ部分１８ａの内径より大きく、径大部２２ｄより小さい値に設定されている。

さらに、摺動部２２ａは、嵌合部２２ｃとの境界部にて、嵌合部２２ｃの中心軸ｍに対して摺動部２２ａの中心軸ｎが所定の角度で傾くように曲げられ、スプリング２１の他方の密着巻き部２１ｃと摺動可能に接触するように配置されている。なお、プランジャー２２の材質は銅合金に導電性メッキを施したものや、貴金属材料が用いられる。

なお、プランジャー２２の被検査体と接触する先端部２２ｆが磨耗した際は、第１の実施形態と同様に簡単にプランジャー２２のみを交換することができる。この場合の交換用のプランジャーは第１の実施形態における交換用の第１のプランジャー７１、７２、７３と同様に交換回数に応じてボス部２２ｂの外径を段階的に大きい値に設定し、識別手段を設けたものとする。

以上のように、本実施形態におけるコンタクトプローブ３０は、スプリング２１の一方の密着巻き部２１ｂに設ける大ピッチ部分１８ａにプランジャー２２のボス部２２ｂを係止させることにより、スプリング２１の一方の密着巻き部２１ｂとプランジャー２２の嵌合部２２ｃとの保持力が強化され、プランジャー２２のスプリング２１からの抜け落ちを防止することができる。

また、被検査体と接触するプランジャー２２の突出部２２ｅの先端部２２ｆが磨耗した際のメンテナンス時に、プランジャー２２のみの交換を簡単且つ安定して行うことができる。特に、プランジャー２２が貴金属材で構成されている場合、使用済みプランジャーはリサイクル精製することによって再利用されることができ、コンタクトプローブ２０のコスト低減が可能となる。

また、本実施形態のコンタクトプローブ３０はブランジャー２２の摺動部２２ａを屈曲させてスプリング２1の他方の密着巻き部２１ｃに常に接触させることにより電気的接続を確実なものとし、安定した接触抵抗を確保することができる。

図１２は本実施形態におけるコンタクトプローブ３０を用いた電子回路試験装置の主要部を示す概略断面図である。図１２に示す電子回路試験装置３００は、コンタクトプローブ３０を保持するプローブホルダ１５と、プランジャーストッパー１４、プリント配線基板１６とを備えている。

プローブホルダ１５は、プランジャー２２の突出部２２ｅが露出するようにコンタクトプローブ３０を収容することにより支持する部材であり、一方の面にプランジャーストッパー１４が固定され、他方の面にプリント配線基板１６が固定される。プランジャーストッパー１４には貫通孔１４ａが設けられており、この貫通孔１４ａにはプランジャー２２の突出部２２ｅが貫通している。貫通孔１４ａの内径ｄはプランジャー２２の径大部２２ｄの外径よりも小さい値に設定されている。このため、プランジャー２２の径大部２２ｄがプランジャーストッパー１４と干渉することにより、プランジャー２２の脱落が防止される。なお、プリント配線基板１６にはスプリング２１の他方の密着巻き部２１ｃの端部２１ｄが当接されコンタクトプローブ３０がプローブホルダ１５に保持される。

以上のように本実施形態の電子回路装着３００はコンタクトプローブ３０のプランジャーのみの交換が可能となり、コストダウンが可能となる。また、コンタクトプローブ３０はスプリング２１の粗巻き部２１ａの外径が一方の密着巻き部２１ｂの外径より小さい値に設定され、且つプランジャー２２の摺動部２２ａがスプリング２１の粗巻き部２１ａを貫通しているため、このコンタクトプローブ３０を用いる電子回路装着３００は測定時に粗巻き部２１ａの湾曲や座屈を抑え、ブローブホルダー１５との摩擦によるスプリング２１の磨耗損傷を低減することができる。これによって、耐久性が向上しコンタクトプローブ３０の長寿命化を図ることができる。

また、測定時においては、着脱自在なプランジャー２２の脱落を防止して正常な測定を行うことができるとともに、摩耗したプランジャー２２を交換する際には、プランジャーストッパー１４をプローブホルダ１５から取り外すことにより、コンタクトプローブ３０を抜き取ることができ、コンタクトプローブ３０からプランジャー２２を簡単に抜き取ることができる。

なお、複数個のコンタクトプローブ３０を用いた電子回路測定装置については、用いるコンタクトプローブが第１の実施形態における電子回路測定装置２００と異なっており、その他は、ほぼ同様であるため説明を省略する。

（第３の実施形態）
第３の実施形態におけるコンタクトプローブ及び電子回路試験装置は、プランジャーの摺動部の形状と、スプリングの密着巻き部の先端の形状が第２の実施形態と異なり、その他は第２の実施形態とほぼ同様である。そこで同じ構成要素については同一番号を付与し詳細な説明を省略する。

図１３は第３の実施形態におけるコンタクトプローブを示す概略断面図である。図１３に示すように、本実施形態によるコンタクトプローブ４０は、導電性を有するプランジャー３２と、プランジャー３２を軸方向に付勢する導電性のスプリング３１とを備えている。スプリング３１は、粗巻き部２１ａとその両側に密着巻き部２１ｂ、３１ｃを備えており、スプリング３１の一方の密着巻き部２１ｂにはプランジャー３２が保持され、プランジャー３２に設ける摺動部３２ａが他方の密着巻き部３１ｃに摺動自在に接触するように配置されている。また、他方の密着巻き部３１ｃは先端部３１ｄに向かって外径が小さくなるように形成されている。その他は、第２の実施形態と同様であるため説明は省略する。

図１４は本実施形態におけるプランジャー３２を示す概略側面図である。図１４に示すように、プランジャー３２の摺動部３２ａは、その中心軸ｊが長さ方向の所定の位置で、中心軸ｋとなるよう曲げられ、スプリング３１の他方の密着巻き部３１ｃと摺動可能に接触するように配置されている。その他は第２の実施形態のプランジャー２２と同様であるため説明は省略する。なお、摺動部の曲げ方については、摺動部の中心軸を傾ける例で説明したが、スプリング３１の他方の密着巻き部３１ｃと摺動可能に接触するように屈曲されていれば良い。なお、プランジャー３２が摩耗した場合のプランジャー交換については第２実施形態と同様であるため説明は省略する。

図１５は本実施形態におけるコンタクトプローブ４０を用いた電子回路試験装置の主要部を示す概略断面図である。図１５に示すように、電子回路測定装置４００は複数個のコンタクトプローブ４０が所定の間隔ｐで配置されプローブホルダ１７に収容されている。また、プローブホルダ１７はスプリング３１の他方の密着巻き部３１ｃを保持し、粗巻き部２１ａ、一方の密着巻き部２１ｂを露出するようにコンタクトプローブ４０を収容しており、その他の点は、第１の実施形態における電子回路測定装置２００とほぼ同様であるため説明を省略する。

電子回路測定装置４００においては、コンタクトプローブ４０のスプリング３１の粗巻き部２１ａの外径が密着巻き部２１ｂ、３１ｃの外径より小さい値に設定されており、且つプランジャー３２の摺動部３２ａがスプリング３１の粗巻き部２１ａを挿通しているため、測定時に粗巻き部２１ａの湾曲や座屈を抑えることができる。これにより、プローブホルダ１７がスプリング３１の粗巻き部２１ａ、一方の密着巻き部２１ｂを保持しなくても、隣りあったコンタクトプローブ４０同士が接触することによって生ずるショートの発生を防止することができる。また、プローブホルダ１７の厚さｃの値も小さくすることができることから、電子回路測定装置４００の部材コスト削減も可能である。なお、電子回路測定装置４００においても第２の実施形態における電子回路測定装置３００と同様に安定した接触抵抗を確保することができる。また、スプリング３１の他方の密着巻き部３１ｃの先端部３１ｄの外径が他方の密着巻き部３１ｃの外径に比較して小さく形成されているため配線基板１６との電気的接続を確実にすることができる。

なお、１個のコンタクトプローブ４０を用いた電子回路測定装置については、用いるコンタクトプローブが第２の実施形態における電子回路測定装置３００と異なっており、その他は、ほぼ同様であるため説明を省略する。

また、各実施形態においては、スプリングの粗巻き部の両側に密着巻き部を設けた例で説明したが、これに限定されるものではなく、粗巻き部の一方の側にプランジャーの摺動部と接触する密着巻き部を設け、他方の側は粗巻き部としても良い。

１１、２１、３１ スプリング
１１ａ、２１ａ 粗巻き部
１１ｂ、１１ｃ、２１ｂ、２１ｃ、３１ｃ 密着巻き部
１２ 第１のプランジャー
１２ａ 嵌合部
１２ｂ ボス部
１２ｃ 径大部
１２ｄ 突出部
１２ｅ 先端部
１３、２３ 第２のプランジャー
１３ａ、２３ａ 摺動部
１３ｂ ボス部
１３ｃ 嵌合部
１３ｄ 径大部
１３ｅ 突出部
１４ プランジャーストッパー
１４ａ 貫通孔
１５、１７ プローブホルダ
１６ プリント配線基板
１７ プローブホルダ
１８ａ、１８ｂ 大ピッチ部分
２０、３０、４０ コンタクトプローブ
２２、３２ プランジャー
２２ａ、３２ａ 摺動部
２２ｂ ボス部
２２ｃ 嵌合部
２２ｄ 径大部
２２ｅ 突出部
２２ｆ 先端部
７１、７２、７３ 交換用の第１のプランジャー
８１ 溝
１００、２００、３００、４００ 電子回路試験装置

Claims (8)

1. 導電性のプランジャーと、該プランジャーを軸方向に付勢する導電性のスプリングとを備え、前記プランジャーは嵌合部とボス部とを有し前記スプリングの一端または両端に配置されており前記プランジャーの少なくとも１つが前記スプリング内に挿通される摺動部を有し、前記スプリングは粗巻き部と密着巻き部と前記ボス部に係止する大ピッチ部分とを有し、前記スプリングの密着巻き部は前記プランジャーの摺動部が接触するように配置されていることを特徴とするコンタクトプローブ。
2. 前記プランジャーは、前記嵌合部と、前記スプリングから突出する突出部と、該突出部と前記嵌合部との境界部に設ける径大部とを有することを特徴とする請求項１に記載のコンタクトプローブ。
3. 前記摺動部は前記プランジャーの嵌合部の端部に設けられており、その先端部が前記スプリングと接触するように屈曲されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコンタクトプローブ。
4. 前記プランジャーは、交換回数に応じて前記ボス部の外径が段階的に大きい値に設定されており、前記ボス部の外径の大きさを識別するための識別手段を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のコンタクトプローブ。
5. 前記スプリングが粗巻き部は前記密着巻き部の外径に比較して小さい値に設定されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のコンタクトプローブ。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のコンタクトプローブと、前記プランジャーの突出部が露出するように前記コンタクトプローブを収容するプローブホルダと、前記プランジャーの突出部を貫通させる貫通孔を有するプランジャーストッパーとを備えることを特徴とする電子回路試験装置。
7. 前記プランジャーストッパーに設けられた前記貫通孔の内径は、前記プランジャーの径大部の外径と比較して小さい値に設定されていることを特徴とする請求項６に記載の電子回路試験装置。
8. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のコンタクトプローブを複数個備え、前記プローブホルダは前記スプリングが露出するように前記コンタクトプローブを収容することを特徴とする請求項６に記載の電子回路試験装置。

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