JP2013134192A - コンタクトプローブ及び電気部品用ソケット - Google Patents

Abstract

【課題】コンタクトプローブにおいて、プランジャとバレルとを確実に内部短絡させる。
【解決手段】プランジャ２２は、配線基板１２に接触する一端部に設けられた第１接触端部２２ａと、第１接触端部２２ａのバレル２３側に位置するスプリング受け部２２ｂと、スプリング受け部２２ｂのさらにバレル２３側へ延びる他端部２２ｃとを有している。バレル２３は、ＩＣパッケージ１３に接触する第２接触端部２３ａと、コイルスプリング２４が収納される筒部２３ｂと、筒部２３ｂの内径より小さい内径を有し、筒部２３ｂより第２接触端部２３ａ側に形成され、プランジャ２２の他端部２２ｃが挿入されるガイド穴２３ｃと、筒部２３ｂとガイド穴２３ｃとの間に形成された段差部２３ｄとを有している。バレル２３にプランジャ２２が押し込まれてプランジャ２２の他端部２２ｃがガイド穴２３ｃに挿入されたとき、他端部２２ｃがバレル２３に接触して内部短絡する。
【選択図】図２

Description

この発明は、第１電気部品と第２電気部品とを電気的に接続するためのコンタクトプローブ（導電性接触子）と、このコンタクトプローブが用いられている電気部品用ソケットとに関するものである。

従来からこの種の「電気部品用ソケット」としては、ＩＣパッケージを着脱自在に収容するＩＣソケットがある。

このＩＣソケットでは、ソケット本体上にＩＣパッケージが収容されると共に、このソケット本体に多数のコンタクトプローブが上下方向に配設されている。

このコンタクトプローブとしては、第１電気部品に接触する導電性のプランジャと、第２電気部品に接触する導電性のバレルと、プランジャとバレルとを互いに離反する方向へ弾性的に付勢するスプリングとを備えた、いわゆる片端摺動型のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

そして、このコンタクトプローブでは、その内部短絡を改善するため、スプリングの端部（プランジャに接触する端部）の巻き形状や、プランジャの後端部（スプリングに接触する端部）の形状を工夫して、プランジャをバレルに対して傾斜させて電路を形成することにより、両者の接触状態を確保しようとしていた。

特表２００６−５０１４７５号公報

しかしながら、このような従来のものにあっては、バレルに対するプランジャの摺動性を確保すべく、両者間にクリアランスを設けなければならないため、プランジャとバレルとの接触状態が不安定となり、コンタクトプローブの内部短絡が必ずしも確実ではない。その結果、とりわけ高電流のデバイスのバーンイン試験に使用する場合には、コンタクトプローブを確実に内部短絡させたいという要望があった。

そこで、この発明は、こうした要望に応えるべく、プランジャとバレルとの接触状態を安定させて確実に内部短絡させることが可能なコンタクトプローブ及び電気部品用ソケットを提供することを課題としている。

かかる課題を達成するために、この発明は、第１電気部品に接触する導電性のプランジャと、第２電気部品に接触する導電性のバレルと、前記プランジャと前記バレルとを互いに離反する方向へ弾性的に付勢するスプリングとを備えたコンタクトプローブであって、前記プランジャは、前記第１電気部品に接触する一端部に設けられた第１接触端部と、この第１接触端部の前記バレル側に位置するスプリング受け部と、このスプリング受け部のさらに前記バレル側へ延びる他端部とを有し、前記バレルは、前記第２電気部品に接触する第２接触端部と、前記スプリングが収納される筒部と、この筒部の内径より小さい内径を有し、前記筒部より前記第２接触端部側に形成され、前記プランジャの前記他端部が挿入されるガイド穴と、前記筒部と前記ガイド穴との間に形成された段差部とを有し、前記スプリングは、前記プランジャの前記スプリング受け部と前記バレルの前記段差部との間に配設され、前記プランジャは、前記バレルに押し込まれて前記他端部が前記ガイド穴に挿入されたときに、当該他端部が前記バレルに接触して内部短絡するように構成されているコンタクトプローブとしたことを特徴とする。

他の特徴は、前記プランジャは、前記バレルに押し込まれて前記他端部が前記ガイド穴に挿入されたときに、前記スプリング受け部より前記第１接触端部側で前記バレルの前記筒部に接触して内部短絡するように構成されていることにある。

他の特徴は、前記バレルは、前記ガイド穴の中心が前記筒部の中心から偏心していることにある。

他の特徴は、前記段差部は、前記プランジャの前記他端部を前記バレルの前記筒部から前記ガイド穴へ誘い込むように略円錐形に形成されていることにある。

他の発明は、上記のコンタクトプローブが用いられている電気部品用ソケットとしたことにある。

この発明によれば、プランジャは、バレルに押し込まれて他端部がガイド穴に挿入されたときに、この他端部がバレルに接触して内部短絡するように構成されているため、プランジャとバレルとの接触状態を安定させ、コンタクトプローブを確実に内部短絡させることが可能となる。何故なら、スプリングの径を確保するため、バレルの筒部の内径は、ある程度大きくしなければならない一方、バレルのガイド穴の内径は、この筒部の内径より小さいので、プランジャの他端部とバレルのガイド穴とが接触しやすくなるからである。

他の特徴によれば、プランジャは、バレルに押し込まれて他端部がガイド穴に挿入されたときに、この他端部がバレルに接触して内部短絡すると共に、スプリング受け部より第１接触端部側でバレルの筒部に接触して内部短絡するように構成されているため、コンタクトプローブに２通りの経路が形成されることになる。その結果、プランジャとバレルのいずれの電気抵抗が小さい場合であっても、コンタクトプローブ全体の電気抵抗を小さくすることが可能となる。

他の特徴によれば、ガイド穴の中心がバレルの中心から偏心しているため、バレルに対してプランジャを強制的に斜めに保持することが可能となり、上述したコンタクトプローブの内部短絡構造を容易に実現することができる。

他の特徴によれば、段差部が、プランジャの他端部をバレルの筒部からガイド穴へ誘い込むように略円錐形に形成されているため、電気部品用ソケットの非使用時（電気部品用ソケットが第１電気部品上に配設されていないとき）において、プランジャの他端部をバレルのガイド穴に収納する必要がなくなる。その結果、コンタクトプローブの設計の自由度が高くなる。

他の発明によれば、上記と同様の効果を奏する。

この発明の実施の形態１に係るＩＣソケットを示す縦断面図である。 同実施の形態１に係るＩＣソケットの使用状態を示す縦断面図である。 この発明の実施の形態２に係るＩＣソケットを示す縦断面図である。 同実施の形態２に係るＩＣソケットの使用状態を示す縦断面図である。

以下、この発明の実施の形態について説明する。
［発明の実施の形態１］

図１及び図２には、この発明の実施の形態１を示す。

まず、構成を説明すると、図１中符号１１は、「電気部品用ソケット」としてのＩＣソケットで、このＩＣソケット１１は、図２に示すように、「第１電気部品」である配線基板１２上に配設されるようになっており、「第２電気部品」であるＩＣパッケージ１３のバーンイン試験等を行うために、このＩＣパッケージ１３の板状端子１３ａとその配線基板１２の電極１２ａとの電気的接続を図るものである。

このＩＣソケット１１は、図１，図２に示すように、ＩＣパッケージ１３が収容されると共に、配線基板１２上に配設されるソケット本体１４を有しており、このソケット本体１４は、上側プレート１５及び下側プレート１６を備えている。ここで、上側プレート１５と下側プレート１６とは、例えばボルト・ナット接合により、両者間に一定の間隔が保持された形で互いに固定された状態となっている。上側プレート１５には、多数の段付き円柱状の挿通孔１５ａが上下方向に貫通して形成されている。一方、下側プレート１６には、多数の円柱状の挿通孔１６ａが上下方向に貫通して形成されている。そして、このソケット本体１４には、いわゆる片端摺動型の多数のコンタクトプローブ２１が、上側プレート１５の挿通孔１５ａ及び下側プレート１６の挿通孔１６ａに嵌合する形で上下方向に配設されている。

このコンタクトプローブ２１は、例えば、ベリリウム銅から形成されており、図１，図２に示すように、配線基板１２に接触する導電性のプランジャ２２と、ＩＣパッケージ１３に接触する導電性のバレル２３と、プランジャ２２とバレル２３とを互いに離反する方向へ弾性的に付勢する「スプリング」としてのコイルスプリング２４とを備えている。

ここで、プランジャ２２は、図２に示すように、配線基板１２の電極１２ａに接触する一端部に設けられた略丸棒状の第１接触端部２２ａと、この第１接触端部２２ａの上側（バレル２３側）に位置する略円錐状のスプリング受け部２２ｂと、このスプリング受け部２２ｂのさらに上側（バレル２３側）へ延びる丸棒状の他端部２２ｃとを有している。また、他端部２２ｃは、その先端に形成された頭部２２ｄを備えている。なお、スプリング受け部２２ｂは、後述するバレル２３の筒部２３ｂとの接触を容易にするため、第１接触端部２２ａ及び他端部２２ｃの直径より大きい直径に形成されている。

また、バレル２３は、図２に示すように、ＩＣパッケージ１３の板状端子１３ａに接触する略丸棒状の第２接触端部２３ａと、所定の内径Ｒ１を有し、コイルスプリング２４が収納される筒部２３ｂと、この筒部２３ｂの内径Ｒ１より小さい内径Ｒ２を有し、筒部２３ｂより上側（第２接触端部２３ａ側）に形成され、プランジャ２２の他端部２２ｃが挿入される略円柱状のガイド穴２３ｃと、筒部２３ｂとガイド穴２３ｃとの間に形成された略円錐形の段差部２３ｄと、第２接触端部２３ａの下側（プランジャ２２側）に形成された円環状の係止凸部２３ｅとを有している。

そして、プランジャ２２は、図１に示すように、スプリング受け部２２ｂがバレル２３の筒部２３ｂの内面に接触して内部短絡すると共に、頭部２２ｄがバレル２３のガイド穴２３ｃに接触して内部短絡し、さらに、第１接触端部２２ａが下側プレート１６の下面１６ｂから下方へ突出した状態となっている。また、バレル２３は、上側プレート１５の段差部１５ｂに係止凸部２３ｅが係止して、第２接触端部２３ａが上側プレート１５の上面１５ｃから上方へ突出した状態となっている。

次に、かかるＩＣソケット１１の使用方法について説明する。

まず、このＩＣソケット１１を図１に示す状態から配線基板１２上に配設する。すると、各コンタクトプローブ２１はそれぞれ、プランジャ２２が配線基板１２に押し上げられる形でコイルスプリング２４の付勢力に抗して上昇し、このプランジャ２２の第１接触部２２ａの下端部と配線基板１２の電極１２ａとが所定の接圧で接触した状態となる。一方、各コンタクトプローブ２１のバレル２３は、図１に示すように、第２接触端部２３ａが上側プレート１５の上面１５ｃから上方へ突出した状態のままである。

このとき、プランジャ２２は、バレル２３に対する２箇所の接触状態（筒部２３ｂに対するスプリング受け部２２ｂの接触状態及びガイド穴２３ｃに対する頭部２２ｄの接触状態）を常に維持しながら動作する。

その後、このＩＣソケット１１上にＩＣパッケージ１３を収容して下方へ押圧する。すると、各コンタクトプローブ２１はそれぞれ、バレル２３がＩＣパッケージ１３に押し下げられる形でコイルスプリング２４の付勢力に抗して下降し、図２に示すように、このバレル２３の第２接触部２３ａの上端部とＩＣパッケージ１３の板状端子１３ａとが所定の接圧で接触した状態となる。従って、配線基板１２の電極１２ａとＩＣパッケージ１３の板状端子１３ａとがコンタクトプローブ２１を介して互いに導通した状態になる。

このときも、プランジャ２２は、バレル２３に対する２箇所の接触状態（筒部２３ｂに対するスプリング受け部２２ｂの接触状態及びガイド穴２３ｃに対する頭部２２ｄの接触状態）を常に維持しながら動作する。

この状態で、ＩＣパッケージ１３に電流を流してバーンイン試験等を行う。

このように、ＩＣソケット１１の使用に際してプランジャ２２がバレル２３に押し込まれるときには、プランジャ２２とバレル２３とが常に２箇所で接触した状態で動作する。従って、プランジャ２２とバレル２３との接触状態を安定させ、コンタクトプローブ２１を確実に内部短絡させることが可能となる。何故なら、コイルスプリング２４の径を確保するため、バレル２３の筒部２３ｂの内径Ｒ１は、ある程度大きくしなければならない一方、バレル２３のガイド穴２３ｃの内径Ｒ２は、上述した通り、この筒部２３ｂの内径Ｒ１より小さいので、プランジャ２２の頭部２２ｄとバレル２３のガイド穴２３ｃとが接触しやすくなるからである。

その結果、ＩＣパッケージ１３に高電流を流す場合であっても、このＩＣパッケージ１３のバーンイン試験等を適正に行うことが可能となる。

また、このコンタクトプローブ２１では、上述した通り、プランジャ２２とバレル２３とが接触して内部短絡し、コイルスプリング２４を短絡物として使わない。そのため、コイルスプリング２４に導電性が要求されないのは勿論のこと、コイルスプリング２４を短絡物として使う場合に比べて、電流が流れる経路を短くしてコンタクトプローブ２１の電気抵抗を小さくすることができる。

しかも、このコンタクトプローブ２１では、上述した通り、プランジャ２２とバレル２３とが２箇所で接触しているため、コンタクトプローブ２１に２通りの経路が形成されることになる。その結果、プランジャ２２とバレル２３のいずれの電気抵抗が小さい場合であっても、コンタクトプローブ２１全体の電気抵抗を小さくすることが可能となる。すなわち、プランジャ２２の電気抵抗がバレル２３の電気抵抗より小さい場合には、プランジャ２２の頭部２２ｄとバレル２３のガイド穴２３ｃとの接点を通る経路を経て電流が流れ、逆に、バレル２３の電気抵抗がプランジャ２２の電気抵抗より小さい場合には、プランジャ２２のスプリング受け部２２ｂとバレル２３の筒部２３ｂとの接点を通る経路を経て電流が流れることにより、コンタクトプローブ２１の電気抵抗が小さくなる。
［発明の実施の形態２］

図３及び図４には、この発明の実施の形態２を示す。

実施の形態２に係るＩＣソケット１１は、図３，図４に示すように、コンタクトプローブ２１において、バレル２３のガイド穴２３ｃの中心が筒部２３ｂの中心から横（図３右寄り）に偏心している点を除き、上述した実施の形態１と同じ構成を有している。なお、実施の形態１と同一の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。

従って、この実施の形態２では、上述した実施の形態１と同じ作用効果を奏する。

これに加えて、バレル２３のガイド穴２３ｃの中心が筒部２３ｂの中心から偏心しているため、バレル２３に対してプランジャ２２を強制的に斜めに保持することが可能となり、上述したコンタクトプローブ２１の内部短絡構造（プランジャ２２のスプリング受け部２２ｂがバレル２３の筒部２３ｂの内面に接触して内部短絡すると共に、プランジャ２２の頭部２２ｄがバレル２３のガイド穴２３ｃに接触して内部短絡する構造）を容易に実現することができる。

また、プランジャ２２及びバレル２３の形状・サイズに応じて、バレル２３の筒部２３ｂに対するガイド穴２３ｃの偏心量を適宜調整することにより、図４に示すように、プランジャ２２とバレル２３とを３箇所で接触させることも可能となる。
［発明のその他の実施の形態］

なお、上記実施の形態１，２では、ＩＣソケット１１の使用時に限らず非使用時（つまり、図１，図３に示すように、ＩＣソケット１１が配線基板１２上に配設されていないとき）においても、プランジャ２２の頭部２２ｄが常にバレル２３のガイド穴２３ｃに収納されているコンタクトプローブ２１について説明した。しかし、ＩＣソケット１１が配線基板１２上に配設される前の状態では、プランジャ２２の頭部２２ｄがバレル２３の筒部２３ｂに収納されていても、ＩＣソケット１１が配線基板１２上に配設されたときや、このＩＣソケット１１上にＩＣパッケージ１３が収容されて下方へ押圧されるときに、プランジャ２２の頭部２２ｄをバレル２３の筒部２３ｂから略円錐形の段差部２３ｄを経てガイド穴２３ｃへ誘い込むようにすれば、上記実施の形態１，２と同様の作用効果を奏する。

また、上記実施の形態１，２では、ベリリウム銅からなるコンタクトプローブ２１について説明したが、ベリリウム銅以外の材質（例えば、真ちゅう、リン青銅など）からなるコンタクトプローブ２１にもこの発明を同様に適用することができる。

さらに、上記実施の形態１，２では、コンタクトプローブ２１を「電気部品用ソケット」としてのＩＣソケット１１に適用したが、これに限らず、他の電気部品用ソケットにコンタクトプローブ２１を適用することも勿論できる。この電気部品用ソケットとしては、いわゆるオープントップタイプあるいはクラムシェルタイプのＩＣソケット、あるいは電気部品を押圧するプッシャーが自動機側に設けられたもの等であっても構わない。

11 ＩＣソケット（電気部品用ソケット）
12 配線基板（第１電気部品）
13 ＩＣパッケージ（第２電気部品）
21 コンタクトプローブ
22 プランジャ
22a 第１接触端部
22b スプリング受け部
22c 他端部
23 バレル
23a 第２接触端部
23b 筒部
23c ガイド穴
23d 段差部
24 コイルスプリング（スプリング）
R1 筒部の内径
R2 ガイド穴の内径

Claims (5)

1. 第１電気部品に接触する導電性のプランジャと、第２電気部品に接触する導電性のバレルと、前記プランジャと前記バレルとを互いに離反する方向へ弾性的に付勢するスプリングとを備えたコンタクトプローブであって、
   前記プランジャは、前記第１電気部品に接触する一端部に設けられた第１接触端部と、この第１接触端部の前記バレル側に位置するスプリング受け部と、このスプリング受け部のさらに前記バレル側へ延びる他端部とを有し、
   前記バレルは、前記第２電気部品に接触する第２接触端部と、前記スプリングが収納される筒部と、この筒部の内径より小さい内径を有し、前記筒部より前記第２接触端部側に形成され、前記プランジャの前記他端部が挿入されるガイド穴と、前記筒部と前記ガイド穴との間に形成された段差部とを有し、
   前記スプリングは、前記プランジャの前記スプリング受け部と前記バレルの前記段差部との間に配設され、
   前記プランジャは、前記バレルに押し込まれて前記他端部が前記ガイド穴に挿入されたときに、当該他端部が前記バレルに接触して内部短絡するように構成されていることを特徴とするコンタクトプローブ。
2. 前記プランジャは、前記バレルに押し込まれて前記他端部が前記ガイド穴に挿入されたときに、前記スプリング受け部より前記第１接触端部側で前記バレルの前記筒部に接触して内部短絡するように構成されてい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. 前記バレルは、前記ガイド穴の中心が前記筒部の中心から偏心していることを特徴とする請求項１または２に記載のコンタクトプローブ。
4. 前記段差部は、前記プランジャの前記他端部を前記バレルの前記筒部から前記ガイド穴へ誘い込むように略円錐形に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のコンタクトプローブ。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載のコンタクトプローブが用いられていることを特徴とする電気部品用ソケット。

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