JP2013174471A - 検査用治具及び接触子 - Google Patents

Abstract

【課題】１アンペア程度の比較的高電流を流しても十分に耐える接触子及び接触子を備えた検査用治具を提供する。
【解決手段】検査用治具は、接触子と、該接触子に電気的に接続される導線を有する電極部と、前記接触子を検査対象の所定の検査点へ案内するためのヘッド部と、前記接触子を前記電極部の前記導線に向けて案内するためのベース部と、を有する。接触子は、円柱形状部と該円柱形状部を囲むように配置された円筒形状部とを備える。円柱形状部の先端部は先端が尖った先端面を有する。円柱形状部は芯材と、該芯材を覆うとともに、該芯材よりも電気伝導率が高い被覆部を有する。
【選択図】図４Ａ

Description

本発明は、検査対象に予め設定された検査点と検査装置等とを電気的に接続する検査用治具及びこの検査用治具に用いられる接触子に関する。なお、本発明に係る接触子は、接続対象として検査装置に限定されず、所定二点間を電気的に接続するためにも用いられる。

プリント配線基板に形成された配線が電気信号を正確に伝達できることを保証するために、検査装置による検査が行われる。検査装置では、電気・電子部品を実装する前に、プリント配線基板の配線上に設けられた検査点間の抵抗値等の電気的特性を測定して、配線の良否を判定している。

このような検査装置では、複数の接触子（接続端子、プローブ、探針、接触ピン等）を備えた検査用治具が用いられる。接触子を経由して、検査対象に設定された検査点に、電流或いは電気信号を供給するとともに、その検査点から電気信号を検出することによって、検査点間の電気的特性を検出して、導通検査やリーク検査の動作試験等を行う。

検査装置を用いて基板の検査を行う場合には、治具移動手段によって検査用治具の接触子を検査対象の基板の検査点まで移動させ、それに当接させて、所定の検査を行う。検査が終了すると、治具移動手段により検査用治具の接触子を検査点から待機位置まで移動させる、という制御が行われる。

検査用治具に用いられる接触子は、検査点に対して所定の電気信号の送受信の行うことのできる導電性を有するものであれば、適宜選択することができる。例えば、下記の特許文献には接触子の例が開示されている。

特許文献１には、内部がパラジウムよりなり、外周部がベリリウム銅よりなるクラッド線によって接触子ピンを形成することが記載されている。特許文献２には、タングステン線をＮｉメッキ層によって被膜し、先端部のみにＰＴＦＥ含有Ｎｉ−Ｂメッキ層によって被膜した接触子針が記載されている。

特許文献３には、先端が尖った導電性針状体と圧縮コイルばねを有するコンタクト接触子が記載されている。特許文献４には、螺旋状のばね部を有する接触子とそれを保持する接触子ホルダが記載されている。特許文献５には、芯材としてＡｕ−Ａｇ系合金又はＢｅ−Ｃｕ系合金を用い、外側被膜材としてＳＵＳ３０４を用いた接触子ピンが記載されている。特許文献６には、スプリング構造を備えた通電検査治具用接触子が記載されている。

特開２００１−３３７１１０号公報 特開２００３−１６７００３号公報 特開２００３−０１４７７９号公報 特開２００８−１６４３５１号公報 特開２００５−０３７３８１号公報 特許４５７２３０３号

本願の発明者は、円柱形状部（芯材）とその外側に配置されたばね部を有する円筒形状部からなる接触子を用いて電気的負荷試験を行った。尚、芯材の材料としてタングステンを用い、円筒形状部の材料としてニッケル(Ni)を用いた。この接触子を用いて、１アンペア程度の比較的高電流を印加すると、接触子の温度が上昇し、高温によりばね部が機能不全となることが判った。そこで、本願の発明者は鋭意検討した結果、１アンペア程度の比較的高い電流を流しても所定の機能を提供することができる接触子の構造を見つけ出すことに成功した。

本発明の目的は、１アンペア程度の比較的高電流を流しても十分に耐える接触子及び接触子を備えた検査用治具を提供することにある。

本発明は、接触子と、該接触子に電気的に接続される導線を有する電極部と、前記接触子を検査対象の所定の検査点へ案内するためのヘッド部と、前記接触子を前記電極部の前記導線に向けて案内するためのベース部と、を有する検査用治具に関する。

本実施形態では、前記接触子は、円柱形状部と該円柱形状部を囲むように配置された円筒形状部とを備え、前記円柱形状部は、前記円筒形状部より突出した先端部と、反対側の前記円筒形状部に覆われた後端部と、を有し、前記円筒形状部は、前記円柱形状部の先端部及び後端部にそれぞれ対応した先端部及び後端部と、該先端部及び後端部の間に形成されたばね部と、を有し、前記円筒形状部の先端部は前記円柱形状部に接続され、前記ばね部が伸縮することによって、前記円柱形状部の先端部と反対側の前記円筒形状部の後端部との間の寸法が変化するように構成されており、
前記円柱形状部は、芯材と、該芯材を覆うとともに、該芯材よりも電気伝導率が高い被覆部を有する。

本実施形態の検査用治具では、前記接触子の円柱形状部の先端部の先端面にて露出した前記芯材の尖った先端が検査対象の所定の検査点に接触し、前記接触子の円筒形状部の後端部の端面が前記電極部の露出した端面に接触する。

本実施形態の検査用治具では、前記接触子の円柱形状部の先端部の先端面では、前記芯材と前記被覆部の外面が面一に形成されている。

本実施形態の検査用治具では、前記被覆部が、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）及び銅（Ｃｕ）のいずれか一つの金属、又はその合金から形成されている。

本実施形態の検査用治具では、前記芯材が、タングステン、タングステン合金、パラジウム、パラジウム合金のいずれか一つの金属から形成されている。

本実施形態の検査用治具では、前記芯材の電気伝導率が、５×１０⁶〜２５×１０⁶ジーメンス／ｍであり、前記被覆部の電気伝導率が、４５×１０⁶〜７０×１０⁶ジーメンス／ｍである。

本実施形態の検査用治具では、前記被覆部の電気伝導率は、前記芯材の電気伝導率の少なくとも２．５倍である。

本実施形態の検査用治具では、前記接触子の抵抗値が５０mΩ（ミリオーム）以下である。

本実施形態の検査用治具では、前記接触子の芯材の外径と前記被覆部の厚さは、前記円柱形状部の先端部と反対側の前記円筒形状部の後端部との間に１アンペアの電流を流すことができるように設定されている。

本実施形態の検査用治具では、前記芯材の外径と前記被覆部の厚みの比は、１〜５：１に設定される。

本実施形態の検査用治具では、前記接触子の円柱形状部の外径Ｄ２は、Ｄ２＝２０〜１００μｍであり、前記接触子の芯材の外径Ｄ１は、Ｄ１＝１５〜８０μｍであり、前記接触子の被覆部の厚さｈは、ｈ＝１〜２０μｍである。

本実施形態の検査用治具では、前記ベース部は、前記接触子の円筒形状部の後端部が挿入される貫通孔を有し、前記ヘッド部は、前記接触子の円筒形状部の先端部が挿入される大径部と、前記接触子の円柱形状部の先端部が挿入される小径部からなる貫通孔を有し、該大径部と該小径部の間に形成された段差によって、前記接触子の円筒形状部の先端面が当接する係止部が形成されている。

本実施形態の検査用治具では、前記接触子の円筒形状部の寸法Ｌは、前記ヘッド部の貫通孔の係止部から前記電極部の露出した端面までの距離よりも大きく、前記接触子を該検査用治具に組み込んだとき、前記接触子の円筒形状部のばね部が収縮し、該収縮した前記ばね部による弾性力によって、前記接触子は前記ヘッド部と前記ベース部にて安定的に保持される。

本実施形態の検査用治具では、前記接触子の円筒形状部の後端部の端面が前記電極部の露出した端面に接触した状態で、前記接触子の円柱形状部の先端部の先端面にて露出した前記芯材の尖った先端を検査対象の所定の検査点に接触させたとき、前記接触子の円筒形状部のばね部は更に収縮する。

本発明によると、１アンペア程度の比較的高電流を流しても十分に耐える接触子及び接触子を備えた検査用治具を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る接触子を取り付けた検査用治具の概略の構成を示す一部断面正面図である。 図２Ａは、本発明の一実施形態に係る接触子の概略構成を示す側面図である。 図２Ｂは、図２Ａに示す本発明の一実施形態に係る接触子の中心断面図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る接触子を取り付けた検査用治具の一部の構成を簡略化して示す断面図である。 図４Ａは、本発明の一実施形態に係る接触子の円柱形状部の概略を示す図である。 図４Ｂは、本発明の一実施形態に係る接触子の円柱形状部の断面構造を示す図である。 図５Ａは、本発明の一実施形態に係る接触子の円筒形状部を製造する段階における金（Au）及びニッケル(Ni)めっき層形成工程の一実施例を示す断面図である。 図５Ｂは、本発明の一実施形態に係る接触子の円筒形状部を製造する段階におけるレジスト膜形成工程の一実施例を示す断面図である。 図５Ｃは、本発明の一実施形態に係る接触子の円筒形状部を製造する段階における一部のレジスト膜除去工程の一実施例を示す断面図である。 図５Ｄは、本発明の一実施形態に係る接触子の円筒形状部を製造する段階におけるニッケルめっき層エッチング工程及びレジスト膜除去工程の一実施例を示す断面図である。 図５Ｅは、本発明の一実施形態に係る接触子の円筒形状部を製造する段階における芯材の引き抜き工程が終了して、複数の接触子の円柱形状部が形成された状態を示す断面図である。

本実施形態に係る検査用治具に用いられる接触子は、検査装置から電力或いは電気信号を、検査対象の所定の検査点に供給するとともに、検査点から電気信号を検出することによって、検査対象の電気的特性を検出したり、動作試験を行ったりすることを可能にする。

また、本実施形態に係る接触子は、検査対象と検査装置とを電気的に接続するために用いることができるが、更に、インターポーザやコネクタのように電極端と電極端とを接続する検査用治具として用いることができる。

本明細書では、検査用治具を用いて電気的特性を測定する対象を総称して「検査対象」と称し、検査対象に設定されるとともに接触子が当接して導通状態となる部位を単に「検査点」と称する。尚、検査点と検査点とで挟まれる部位は「検査点間」として設定されることになる。

検査対象として、例えば、プリント配線基板、フレキシブル基板、セラミック多層配線基板、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ用の電極板、及び半導体パッケージ用のパッケージ基板やフィルムキャリアなど種々の基板や、半導体ウェハや半導体チップやCSP(Chip size package)、LSI（Large Scale Integration）等の半導体装置を例示することができる。

検査対象がプリント配線基板であり、それにＩＣ等の半導体回路や抵抗器などの電気・電子部品が搭載される場合には、この基板に形成された配線が検査対象となる。その場合には、検査対象の配線が、それらに電気信号を正確に伝達できることを保証するため、電気・電子部品を実装する前のプリント配線基板の配線上に設けられる検査点間の抵抗値等の電気的特性を測定して、配線の良否を判定する。

また、検査対象が液晶パネルやプラズマディスプレイパネルである場合には、これらのガラスパネルに形成された配線が検査対象となり、これらの配線が所定の電気信号の送受信を行うことができることを保証するために、ガラスパネルの配線に設けられた検査点間の抵抗値等の電気的特性を測定して、その配線の良否を判断する。

検査対象が、CSPや LSI等の半導体装置の場合には、それに形成される電子回路が検査対象となり、この電子回路の表面パッドが夫々検査点となる。この場合には、LSIや LSIに形成される電子回路が所望の電気的特性を有していることを保証するために、検査点間の電気的特性を測定して、この電子回路の良否を判断する。

以下に、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る接触子が取り付けられた検査用治具について説明を行う。

なお、各添付図において、各部材の厚さ、長さ、形状、部材同士の間隔等は、理解の容易のために、拡大・縮小・変形・簡略化等を行っている。

［検査用治具の概略の構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る検査用治具１０の概略の構成を示す一部断面正面図である。検査用治具１０は、ヘッド部１２、ベース部１４及び電極部１６を備える。ヘッド部１２及びベース部１４は、樹脂あるいはセラミックス等の絶縁性の板状部材からなる。ヘッド部１２及びベース部１４は、棒状の支持部材１１及びその周囲に環装されたスペーサ１１ｓによって所定の距離だけ離隔されて保持されている。

ヘッド部１２には複数の貫通孔１２ｈが形成されていて、それに挿入された接触子５０の先端部５２ｆが所定の位置に案内される。ベース部１４には複数の貫通孔１４ｈが形成されていて、それに挿入された接触子５０の後端部５２ｒが電極部１６へ案内される。

接触子５０の後端部５２ｒは、電極部１６に固定された導線１８の端部と接触しており、導線１８は図示せぬ検査装置に接続されている。図１においては、図面の簡略化のために、一部の接触子５０のみを示す。

また、図１に示すように、検査時には、検査用治具１０の下方に、検査対象３０を配置し、検査用治具１０を下降させて接触子５０の先端部５２ｆの先端を所定の検査点３０ｄ１、３０ｄ２、３０ｄｎに接触させ、それにより、検査対象３０の電気的特性の検査を行う。

図２Ａ及び図２Ｂは、本実施形態に係る接触子５０を示す。接触子５０は、大径の円筒形状部５４とそれに挿入されている小径の円柱形状部５２とから構成されている。円筒形状部５４と円柱形状部５２によって導電部が構成される。円筒形状部５４はニッケル製の円筒（チューブ）によって構成されている。尚、円筒形状部５４の円筒（チューブ）の外周面に絶縁被膜を形成してもよい。

円筒形状部５４は、先端部５４ｆと後端部５４ｒとそれらの間に形成された螺旋形状のばね部５４ｓとからなる。ここで、先端部５４ｆの長手方向の寸法をＬ１、ばね部５４ｓの長手方向の寸法（自然長）をＬ２、後端部５４ｒの長手方向の寸法をＬ３、円筒形状部５４の長手方向の寸法（自然長）をＬとする。Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３である。本例では、１つのばね部５４ｓが設けられているが、２つ以上のばね部を設けてもよい。その場合には、２つ以上の螺旋の旋回方向が同じであっても、逆向きであっても構わない。円筒形状部５４の製造方法は後に図５Ａ〜図５Ｅを参照して詳細に説明する。

円柱形状部５２は、たとえば、タングステン製の芯材と、その外側の銅（Cu）の被膜、即ち、銅めっきによって構成されることができる。円柱形状部５２の構造及び材質は後に図４Ａ及び図４Ｂを参照して詳細に説明する。円柱形状部５２の先端部５２ｆは、円筒形状部５４の先端部５４ｆから突出している。円柱形状部５２の先端部５２ｆと円筒形状部５４の先端面５４ｆｅによって段差が形成されている。円柱形状部５２の先端部５２ｆの先端は、鉛筆のように尖った先端面５２ｆｅを有する。円柱形状部５２の後端部５２ｒは、円筒形状部５４の後端部５４ｒの後端面５４ｒｅの手前の位置に留まっていて、円筒形状部５４の後端面５４ｒｅと円柱形状部５２の後端面５２ｒｅとの間には空間が形成されている。

また、円筒形状部５４の先端部５４ｆの位置Ｐでは、その先端部５４ｆと円柱形状部５２とが、例えば、抵抗溶接、レーザ溶接又はかしめによって接合されていて、互いに固定されている。そのため、円柱形状部５２と円筒形状部５４の先端部５４ｆとは一体となって動く。一方、円筒形状部５４のばね部５４ｓが伸縮することによって、円筒形状部５４の後端部５４ｒは、円筒形状部５４の先端部５４ｆに対して相対的に移動することができる。即ち、円筒形状部５４の後端部５４ｒは、円柱形状部５２に対して相対的に移動することができる。

本実施態様では、円筒形状部５４のばね部５４ｓが伸縮することによって円筒形状部５４の寸法が変化するとともに、接触子５０の全長が変化する。

図３は、図２Ａ及び図２Ｂに示す接触子５０を取り付けた検査用治具の一部断面図である。図３に示すように、ヘッド部１２には、大径部１２ｈ１と小径部１２ｈ２からなる貫通孔が形成されている。大径部１２ｈ１と小径部１２ｈ２の間に段差が形成されるが、この段差は、以下に説明するように係止部１２ｈ３となる。ベース部１４には、大径部１４ｈ１と小径部１４ｈ２からなる貫通孔が形成されている。電極部１６の端面に導線１８の端面１８ｅが露出している。

ヘッド部１２の貫通孔の大径部１２ｈ１には、接触子５０の円筒形状部５４の先端部５４ｆが挿入されていて、その先端面５４ｆｅが、ヘッド部１２の貫通孔の係止部１２ｈ３に当接している。小径部１２ｈ２には、接触子５０の円柱形状部５２の先端部５２ｆが挿入されている。

円筒形状部５４と円柱形状部５２の接合の位置Ｐは、円筒形状部５４の先端部５４ｆがヘッド部１２の貫通孔の大径部１２ｈ１に挿入されたときに、ヘッド部１２の上面よりも外の位置にあることが好ましい。

一方、ベース部１４の貫通孔の小径部１４ｈ２には、接触子５０の円筒形状部５４の後端部５４ｒの一部が挿入されていて、後端面５４ｒｅが導線１８の端面１８ｅに当接している。円柱形状部５２の後端面５２ｒｅは導線１８の端面１８ｅから離れている。

また、接触子５０を検査用治具に組み込む前には、接触子５０の円筒形状部５４の寸法（自然長）Ｌ（図２Ａ）は、検査用治具のヘッド部１２の貫通孔の係止部１２ｈ３から導線１８の端面１８ｅまでの距離よりも大きい。

そのため、図３のように接触子５０を検査用治具に組み込んだときには、円筒形状部５４が、両側の係止部１２ｈ３と端面１８ｅから押されるため、ばね部５４ｓが、寸法の相違分だけ収縮することになる。その収縮により、それらのばね部は元の長さに戻ろうとする付勢力を発揮する。この付勢力によって、接触子５０は検査用治具に安定的に保持される。

検査用治具を用いて検査対象の検査を行う時には、検査用治具を下降させて接触子５０の円柱形状部５２の先端を検査対象３０の配線等の検査対象上の所定の検査点３０ｄ１に当接させ、検査点３０ｄ１を押し付ける。そうすると、接触子５０の円柱形状部５２の先端部５２ｆは、ヘッド部１２の貫通孔の小径部１２ｈ２内に押し込まれることになる。円柱形状部５２と円筒形状部５４の先端部５４ｆとは位置Ｐにおいて接合されているため、先端部５２ｆが押し上げられると、それとともに円筒形状部５４の先端部５４ｆも押し上げられて、その先端面５４ｆｅが係止部１２ｈ３から離れる。その結果、円筒形状部５４のばね部５４ｓが圧縮されるため、ばね部には元の長さに戻ろうとする付勢力が生じる。その付勢力によって、円柱形状部５２の先端は検査点３０ｄ１に押し付けられることになり、円柱形状部５２の先端と検査点３０ｄ１との安定した接触を確保することができるようになる。

図４Ａ及び図４Ｂを参照して、円柱形状部５２の構造及び材質を説明する。円柱形状部５２は、先端部５２ｆと後端部５２ｒを有する。先端部５２ｆの先端は鉛筆のように尖った先端面５２ｆｅを有する。この円錐形状面５２ｆｅは、例えば、研磨加工により形成することができる。後端部５２ｒには後端面５２ｒｅが形成されている。

円柱形状部５２は、芯材５２Ａとこの芯材５２Ａを覆う被覆部５２Ｂからなる。この芯材５２Ａは、電気伝導率が５×１０⁶〜２５×１０⁶ジーメンス／ｍの金属を採用することができる。具体的には、芯材５２Ａとして、例えば、タングステン（Ｗ）やタングステン合金、パラジウム（Ｐｄ）やパラジウム合金を採用することができる。

被覆部５２Ｂは、芯材５２Ａよりも、電気伝導率の高い素材により形成される。この被覆部５２Ｂの電気伝導率は、４５×１０⁶〜７０×１０⁶ジーメンス／ｍの金属を採用することができる。更に好ましくは、被覆部５２Ｂの電気伝導率が、少なくとも芯材５２Ａの電気伝導率よりも２．５倍以上高い電気伝導率を有することが好ましい。具体的には、この被覆部５２Ｂの素材として、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）やこれらの合金を採用することができる。

この円柱形状部５２の先端部５２ｆには、先鋭形状の先端面５２ｆｅが形成されている。この先端面５２ｆｅは、例えば、湾曲形状、四角錐形状、又は、円錐形状に形成することができる。図２Ａでは、先端面５２ｆｅが円錐形状に形成されている。

この円柱形状部５２の先端面５２ｆｅは、鉛筆の芯のように、被覆部５２Ｂより芯材５２Ａが突出して露出している。このため、円柱形状部５２の芯材５２Ａの先端に位置する芯材５２Ａが、検査点に当接することになる。このように形成されることによって、芯材５２Ａの硬度を利用することができるとともに電流経路に被覆部５２Ｂを利用することができることになる。

円柱形状部５２の先端部５２ｆの先端面５２ｆｅでは、先鋭形状を形成する被覆部５２Ｂの傾斜面（例えば、湾曲形状の場合には湾曲面、四角錐形状や円錐形状の場合には側面）と芯材５２Ａの側面とが、段差のない単一の傾斜面を形成していることが好ましい。

この円柱形状部５２は、２０〜１００μｍの外径Ｄ２を有し、芯材５２Ａの外径Ｄ１は、例えば１５〜８０μｍの外径を有し、被覆部５２Ｂの厚さｈは、例えばｈ＝１〜２０μｍの厚みに形成することができる。

芯材５２Ａの外径Ｄ１と被覆部５２Ｂの厚みｈの比は、Ｄ１：ｈ＝１〜５：１に設定されることが好ましい。この比に設定されることによって、従来の２０ミリアンペア程度の電流であっても１アンペア程度の高電流にも対応することができる。

［接触子の耐電流特性］
本願の発明者は、本実施形態の接触子と比較例の接触子について、高電流を負荷し、耐電流特性を測定した。比較例は、本実施形態の接触子と同様な寸法及び形状を有するが、円柱形状部５２の構造が異なる。即ち、比較例では、円柱形状部５２は、タングステン製の芯材からなり、それを覆う被覆部は形成されていない。

耐電流特性の測定では、通常、高電流と称される１アンペアの電流を流した。その結果、比較例では、発熱により接触子として機能することができなくなった。より詳細には、接触子の円筒形状部のばね部が塑性変形し、弾性特性を喪失した。一方、本実施形態の接触子では、円筒形状部のばね部は正常に弾性変形し、接触子の機能を喪失することはなかった。従って、本実施形態の接触子は、高電流に対して耐電流特性が高いことが判った。

［円筒形状部の製造方法］
以下に、接触子の円筒形状部の製造方法の例を説明する。

［製法例１］
（１）まず、円筒形状部５４の中空部を形成するための芯線（図示せず）を用意する。なお、この芯線は、円筒形状部５４の内径（例えば、約３５μｍ）を規定する所望の太さのＳＵＳ線を用いる。
（２）次いで、芯線（ＳＵＳ線）にフォトレジスト被膜を塗布し、この芯線の周面を覆う。そのフォトレジスト被膜の所望の部分を露光・現像・加熱処理して螺旋状のマスクを形成する。例えば、芯線を中心軸の周りに回転及び上下動させながらレーザにより所定の部分を露光して螺旋状のマスクを形成する。更に、円筒形状部の両端、即ち、円筒形状部の寸法Ｌに相当する位置に、分離切断用のマスクを形成する。
（３）次いで、その芯線にニッケルめっきを実施する。このとき、芯線は導電性であるため、フォトレジストマスクが形成されていない箇所にニッケルめっきが付着する。
（４）次いで、フォトレジストマスクを除去して、芯線を引き抜き、全長Ｌの円筒形状部５４を形成する。

また、円筒形状部５４は、下記の方法でも製造することもできる。

［製法例２］
（１）まず、製法例１と同様に、円筒形状部５４の中空部を形成するための芯線（図示せず）を用意し、芯線の外周面に、所望の厚さの金及びニッケルめっき層を形成する。
（２）次に、ニッケルめっき層の表面にフォトレジストを塗布する。そのフォトレジストの所望の部分を露光・現像・加熱処理して螺旋状のマスクを形成する。例えば、芯線を中心軸の周りに回転及び上下動させながら、レーザにより露光して螺旋状のマスクを形成する。更に、円筒形状部の両端、即ち、円筒形状部の寸法Ｌに相当する位置に、分離切断用のマスクを形成する。
（３）次いで、金及びニッケルめっきをエッチング除去する。このとき、フォトレジストマスクが形成されていない箇所の金及びニッケルめっきが除去される。
（４）次いで、フォトレジストマスクを除去して、芯線を引き抜き、全長Ｌの円筒形状部５４を形成する。

［円筒形状部の製造方法の具体例］
図５Ａから図５Ｅまでは、本発明に係る一実施形態の接触子の円筒形状部５４を製造するための各工程の一実施例を示す断面図である。なお、全図において、各部材の厚さ、長さ、形状、部材同士の間隔、隙間等は、理解の容易のために、適宜、拡大・縮小・変形・簡略化等をしている。図の説明の際の上下・左右の表現は、その図に向かった状態でのその図面の面に沿った方向を表すものとする。

図５Ａは、芯材７０の外周面上に金めっき層７２を形成し、さらにその上にニッケルめっき層７４を形成して製造した電鋳管（円筒形状管）の断面図を示す。芯材７０としては例えば外径が５μｍから３００μｍの金属線や樹脂線を用いることができる。金属線としては例えばＳＵＳ線を用いることができ、樹脂線としてはナイロン樹脂やポリエチレン樹脂等の合成樹脂線を用いることができる。また、金めっき層７２の厚さは約０．１μｍから１μｍであり、ニッケルめっき層７４の厚さは、約５μｍから５０μｍである。電鋳管の長さは、搬送作業の容易性等の観点から５０ｃｍ以下が望ましいが、それに限定されるものではなく、切断することなく連続的に製造してもよい。

図５Ｂは、図５Ａに示された電鋳管のニッケルめっき層７４の外周面上にレジスト膜７６を形成したものを示す。レジスト膜７６の厚さは約２μｍから５０μｍである。レジスト膜７６として、例えば、フッ素コーティング又はシリコーン樹脂材を用いて形成してもよい。

次に、図５Ｃに示すように、レジスト膜７６を例えば３ｍｍから３０ｍｍの間隔を置いて所定の幅だけ周回して除去して溝７８ａ，７８ｂ，７８ｃを形成し、また、それらの溝と溝との間のレジスト膜の一部をらせん状に除去してらせん状の溝７９ａ，７９ｂを形成する。それらの溝を形成した部分には、ニッケルめっき層７４が露出する。

これらの溝を形成する際には、レジスト膜７６にレーザービームを照射して、レジスト膜７６を除去する方法を採用することができる。この場合、芯材７０を周方向に回転させながら、溝の位置にレーザービームを直接照射し、その照射によりレジスト膜７６を除去する。なお、この方法で使用するレーザービームの出力は、レジスト膜７６のみを除去することができ、且つニッケルめっき層を損傷することがない出力に調整される。

次に、レジスト膜７６をマスクとして用いて、溝７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７９ａ，７９ｂに露出したニッケルめっき層７４をエッチング除去して金めっき層７２を露出させる。その際、ニッケルめっき層７４と芯材７０との間に金めっき層７２が存在するため、エッチングの際にニッケルエッチング液が芯材まで到達することを防止することができる。

溝７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７９ａ，７９ｂにおいてニッケルめっき層７４が露出したら、レジスト膜７６を除去する。

図５Ｄは、溝７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７９ａ，７９ｂにおいてニッケルめっき層７４が露出し、その上のレジスト膜７６が除去された状態を示す。次に、芯材７０を白抜き矢印で示すように両端を離れる方向に引っ張って断面積が小さくなるように変形する。一端を固定して他端のみを引っ張るようにしてもよい。芯材７０が延伸してその断面積が小さくなり、ニッケルめっき層７４から剥離する。

図５Ｅに示すように、芯材７０を抜き取ると、ニッケルめっき層７４が残り、溝７８ａ，７８ｂ，７８ｃによって隣り合う部分が離れて、円筒形状部７１と円筒形状部７３とが、別個のものとして形成されることになる。尚、金めっき層７２は芯材７０を抜き取るとき、芯材７０と共に除去される。こうして、芯材７０を抜き取った段階で、他の追加の工程を必要とすることなく接触子を完成させることができる。なお、図５Ａから図５Ｅは、簡略化して電鋳管の一部のみを示しているため、図５Ｅの工程では、２個の接触子のみが製造されたようになっているが、長い電鋳管を使用することによって、多数の接触子を一度に製造することができる。

[円柱形状部の製造方法]
本実施形態の円柱形状部５２の製造方法について簡単に説明する。円柱形状部５２を製造する場合には、芯材５２Ａとしてタングステン、タングステン合金、パラジウム、パラジウム合金のいずれかの線材を準備する。例えば、タングステンの線材を準備する。このとき、タングステンの線材は、２０〜１００μｍの外径を有する線材に形成されている。

この芯材５２Ａの表面に、被覆部５２Ｂである電気伝導率が芯材５２Ａよりも２．５倍以上の金属の層をめっきする。例えば、タングステンの線材に、銅の層をめっきする。このとき、銅のめっき層は、２〜２０μｍの厚みを有するように形成する。

次に、金属のめっき層が形成された線材を所望の長さに形成する。例えば、銅めっきが施されたタングステンの線材を所望する長さに形成する。この所望する長さとは、円柱形状部５２の長さと略等しい長さになる。

所望の長さに形成された線材は、芯材５２Ａと被覆部５２Ｂが同心軸になるように配置され、線材の両端面に、同心軸に配置される芯材５２Ａと被覆部５２Ｂが表れることになる。具体的には、例えば、タングステンの線材（芯材５２Ａ）と同心軸に配置される銅めっき層（被覆部５２Ｂ）が形成される。

そして、この線材の一方の先端に加工を施し、先鋭形状に加工する。例えば、銅被覆されたタングステン線材を研磨加工して、その先端面５２ｆｅを円錐状に加工する。このとき、先端面５２ｆｅは、タングステンと銅の面一で二層の面が形成されていることになる。このような工程を経ることによって円柱形状部５２を製造することができる。

本実施形態の接触子の円筒形状部５４と円柱形状部５２は、上記の如き寸法の条件下において製造することができるが、特に、外径が３０から１００μｍに形成される場合において、検査用治具に用いられる接触子として好適に用いることができる。

特に、本発明の接触子は、接触子自体の長さが３〜４ｍｍの長さを有する接触子であっても、接触子自体の抵抗値が５０mΩ（ミリオーム）以下の接触子を提供することができる。このような長さで且つ抵抗値の低い接触子を提供することができるので、１アンペアの電流を流した場合であっても、接触子としての特性を失うことなく、好適に利用することができる。

以上、本発明に係る検査対象検査用の検査用治具及びそれに用いることのできる接触子の実施形態について説明したが、本発明はその実施形態に拘束されるものではなく、当業者が容易になしえる追加、削除、改変等は、本発明に含まれるものであり、また、本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲の記載によって定められることを承知されたい。

１０…検査用治具、 １１…支持部材、 １１ｓ…スペーサ、 １２…ヘッド部、 １２ｈ１…貫通孔の大径部、 １２ｈ２…貫通孔の小径部、 １２ｈ３…係止部 １４…ベース部、 １４ｈ１…貫通孔の大径部、 １４ｈ２…貫通孔の小径部、 １６…電極部、 １８…導線、 １８ｅ…端面、 ３０…検査対象、 ３０ｄ１、３０ｄ２、３０ｄｎ…検査点、 ５０…接触子、 ５２…円柱形状部、 ５２Ａ…芯材、 ５２Ｂ…被覆部、 ５２ｆ…先端部、 ５２ｆｅ…先端面、 ５２ｒ…後端部、 ５２ｒｅ…後端面、 ５４…円筒形状部、 ５４ｆ…先端部、 ５４ｆｅ…先端面、 ５４ｒ…後端部、 ５４ｒｅ…後端面、 ５４ｓ…ばね部、 ７０…芯材、 ７１，７３…円筒形状部、 ７２…金めっき層、 ７４…ニッケルめっき層、 ７６…レジスト膜、 ７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７９ａ，７９ｂ…溝

Claims (28)

1. 接触子と、該接触子に電気的に接続される導線を有する電極部と、前記接触子を検査対象の所定の検査点へ案内するためのヘッド部と、前記接触子を前記電極部の前記導線に向けて案内するためのベース部と、を有する検査用治具において、
   前記接触子は、
   円柱形状部と該円柱形状部を囲むように配置された円筒形状部とを備え、前記円柱形状部は、前記円筒形状部より突出した先端部と、反対側の前記円筒形状部に覆われた後端部と、を有し、前記円筒形状部は、前記円柱形状部の先端部及び後端部にそれぞれ対応した先端部及び後端部と、該先端部及び後端部の間に形成されたばね部と、を有し、前記円筒形状部の先端部は前記円柱形状部に接続され、前記ばね部が伸縮することによって、前記円柱形状部の先端部と反対側の前記円筒形状部の後端部との間の寸法が変化するように構成されており、
   前記円柱形状部は、芯材と、該芯材を覆うとともに、該芯材よりも電気伝導率が高い被覆部を有することを特徴とする検査用治具。
2. 請求項１に記載の検査用治具において、
   前記接触子の円柱形状部の先端部の先端面にて露出した前記芯材の尖った先端が検査対象の所定の検査点に接触し、前記接触子の円筒形状部の後端部の端面が前記電極部の露出した端面に接触することを特徴とする検査用治具。
3. 請求項１又は２記載の検査用治具において、前記接触子の円柱形状部の先端部の先端面では、前記芯材と前記被覆部の外面が面一に形成されていることを特徴とする、検査用治具。
4. 請求項１から３のいずれか１項記載の検査用治具において、
   前記被覆部が、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）及び銅（Ｃｕ）のいずれか一つの金属、又はその合金から形成されていることを特徴とする、検査用治具。
5. 請求項１から４のいずれか１項記載の検査用治具において、
   前記芯材が、タングステン、タングステン合金、パラジウム、パラジウム合金のいずれか一つの金属から形成されていることを特徴とする、検査用治具。
6. 請求項１から５のいずれか１項記載の検査用治具において、
   前記芯材の電気伝導率が、５×１０⁶〜２５×１０⁶ジーメンス／ｍであり、
   前記被覆部の電気伝導率が、４５×１０⁶〜７０×１０⁶ジーメンス／ｍであることを特徴とする、検査用治具。
7. 請求項１から６のいずれか１項記載の検査用治具において、
   前記被覆部の電気伝導率は、前記芯材の電気伝導率の少なくとも２．５倍であることを特徴とする、検査用治具。
8. 請求項１から７のいずれか１項記載の検査用治具において、
   前記接触子の抵抗値が５０mΩ（ミリオーム）以下であることを特徴とする、検査用治具。
9. 請求項１から８のいずれか１項記載の検査用治具において、
   前記接触子の芯材の外径と前記被覆部の厚さは、前記円柱形状部の先端部と反対側の前記円筒形状部の後端部との間に１アンペアの電流を流すことができるように設定されていることを特徴とする、検査用治具。
10. 請求項１から９のいずれか１項記載の検査用治具において、前記芯材の外径と前記被覆部の厚みの比は、１〜５：１に設定されることを特徴とする、検査用治具。
11. 請求項１から１０のいずれか１項記載の検査用治具において、
    前記接触子の円柱形状部の外径Ｄ２は、Ｄ２＝２０〜１００μｍであり、前記接触子の芯材の外径Ｄ１は、Ｄ１＝１５〜８０μｍであり、前記接触子の被覆部の厚さｈは、ｈ＝１〜２０μｍであることを特徴とする検査用治具。
12. 請求項１から１１のいずれか１項記載の検査用治具において、
    前記ベース部は、前記接触子の円筒形状部の後端部が挿入される貫通孔を有し、
    前記ヘッド部は、前記接触子の円筒形状部の先端部が挿入される大径部と、前記接触子の円柱形状部の先端部が挿入される小径部からなる貫通孔を有し、該大径部と該小径部の間に形成された段差によって、前記接触子の円筒形状部の先端面が当接する係止部が形成されていることを特徴とする検査用治具。
13. 請求項１２に記載の検査用治具において、
    前記接触子の円筒形状部の寸法Ｌは、前記ヘッド部の貫通孔の係止部から前記電極部の露出した端面までの距離よりも大きく、前記接触子を該検査用治具に組み込んだとき、前記接触子の円筒形状部のばね部が収縮し、該収縮した前記ばね部による弾性力によって、前記接触子は前記ヘッド部と前記ベース部にて安定的に保持されることを特徴とする検査用治具。
14. 請求項１３に記載の検査用治具において、
    前記接触子の円筒形状部の後端部の端面が前記電極部の露出した端面に接触した状態で、前記接触子の円柱形状部の先端部の先端面にて露出した前記芯材の尖った先端を検査対象の所定の検査点に接触させたとき、前記接触子の円筒形状部のばね部は更に収縮することを特徴とする検査用治具。
15. 検査点間の電気的特性を検査するための検査用治具に用いられる接触子であって、
    円柱形状部と該円柱形状部を囲むように配置された円筒形状部とを備え、前記円柱形状部は、前記円筒形状部より突出した先端部と、反対側の前記円筒形状部に覆われた後端部と、を有し、前記円筒形状部は、前記円柱形状部の先端部及び後端部にそれぞれ対応した先端部及び後端部と、該先端部及び後端部の間に形成されたばね部と、を有し、前記円筒形状部の先端部は前記円柱形状部に接続され、前記ばね部が伸縮することによって、前記円柱形状部の先端部と反対側の前記円筒形状部の後端部との間の寸法が変化するように構成されており、
    前記円柱形状部は、芯材と、該芯材を覆うとともに、該芯材よりも電気伝導率が高い被覆部を有することを特徴とする接触子。
16. 請求項１５に記載の接触子において、
    前記接触子の円柱形状部の先端部の先端面にて露出した前記芯材の尖った先端が検査対象の所定の検査点に接触し、前記接触子の円筒形状部の後端部の端面が前記電極部の露出した端面に接触することを特徴とする接触子。
17. 請求項１５又は１６記載の接触子において、前記接触子の円柱形状部の先端部の先端面では、前記芯材と前記被覆部の外面が面一に形成されていることを特徴とする、接触子。
18. 請求項１５から１７のいずれか１項記載の接触子において、
    前記被覆部が、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）及び銅（Ｃｕ）のいずれか一つの金属、又はその合金から形成されていることを特徴とする、接触子。
19. 請求項１５から１８のいずれか１項記載の接触子において、
    前記芯材が、タングステン、タングステン合金、パラジウム、パラジウム合金のいずれか一つの金属から形成されていることを特徴とする、接触子。
20. 請求項１５から１９のいずれか１項記載の接触子において、
    前記芯材の電気伝導率が、５×１０⁶〜２５×１０⁶ジーメンス／ｍであり、
    前記被覆部の電気伝導率が、４５×１０⁶〜７０×１０⁶ジーメンス／ｍであることを特徴とする、接触子。
21. 請求項１５から２０のいずれか１項記載の接触子において、
    前記被覆部の電気伝導率は、前記芯材の電気伝導率の少なくとも２．５倍であることを特徴とする、接触子。
22. 請求項１５から２１のいずれか１項記載の接触子において、
    前記接触子の抵抗値が５０mΩ（ミリオーム）以下であることを特徴とする、接触子。
23. 請求項１５から２２のいずれか１項記載の接触子において、
    前記接触子の芯材の外径と前記被覆部の厚さは、前記円柱形状部の先端部と反対側の前記円筒形状部の後端部との間に１アンペアの電流を流すことができるように設定されていることを特徴とする、接触子。
24. 請求項１５から２３のいずれか１項記載の接触子において、
    前記芯材の外径と前記被覆部の厚みの比は、１〜５：１に設定されることを特徴とする、接触子。
25. 請求項１５から２４のいずれか１項記載の接触子において、
    前記接触子の円柱形状部の外径Ｄ２は、Ｄ２＝２０〜１００μｍであり、前記接触子の芯材の外径Ｄ１は、Ｄ１＝１５〜８０μｍであり、前記接触子の被覆部の厚さｈは、ｈ＝１〜２０μｍであることを特徴とする接触子。
26. 請求項１５から２５のいずれか１項記載の接触子において、
    前記ベース部は、前記接触子の円筒形状部の後端部が挿入される貫通孔を有し、
    前記ヘッド部は、前記接触子の円筒形状部の先端部が挿入される大径部と、前記接触子の円柱形状部の先端部が挿入される小径部からなる貫通孔を有し、該大径部と該小径部の間に形成された段差によって、前記接触子の円筒形状部の先端面が当接する係止部が形成されていることを特徴とする接触子。
27. 請求項２６に記載の接触子において、
    前記接触子の円筒形状部の寸法Ｌは、前記ヘッド部の貫通孔の係止部から前記電極部の露出した端面までの距離よりも大きく、前記接触子を該検査用治具に組み込んだとき、前記接触子の円筒形状部のばね部が収縮し、該収縮した前記ばね部による弾性力によって、前記接触子は前記ヘッド部と前記ベース部にて安定的に保持されることを特徴とする接触子。
28. 請求項２７に記載の接触子において、
    前記接触子の円筒形状部の後端部の端面が前記電極部の露出した端面に接触した状態で、前記接触子の円柱形状部の先端部の先端面にて露出した前記芯材の尖った先端を検査対象の所定の検査点に接触させたとき、前記接触子の円筒形状部のばね部は更に収縮することを特徴とする接触子。

Images