JP2013217862A - 電気的接触子 - Google Patents

Abstract

【課題】繰り返し使用されても安定した抵抗値を有する電気的接触子を提供する。
【解決手段】検査対象物と接触する接触部を有するプランジャ、位置決めに用いられる支持部、および、前記プランジャと前記支持部を接続するスプリングコイルを有する電気的接触子であって、前記スプリングコイルは、前記支持部と接続される側に、異なる２つの線材からなる２重螺旋構造の密巻き部を有し、前記プランジャに設けられた制動軸部は、前記プランジャから前記スプリングコイル内を前記密巻き部まで延伸し、前記制動軸部の先端部分の外周面が前記密巻き部の内側面において前記２つの線材の一方の表面と接触する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プローブ等の電気的接触子に関するものである。

電気的接触子、例えばプローブは、その形状から垂直型プローブとカンチレバー型プローブに区分される。前記垂直型プローブにもいくつかの種類があり、例えば、外筒を用いたプローブと、外筒を用いないでスプリングが露出した状態のバレルレスのプローブがある。

しかしながら、特許文献１に記載されているような外筒を用いたプローブの場合、外筒の材料が高価なためにコストが高く、また外筒の分だけ外径が大きくなるので狭ピッチに対応する際に問題が生じる。このような問題を解決するために、外筒を用いないでスプリングが露出した状態の垂直型プローブ（特許文献２参照）が用いられている。

特開２００２−２２７６８号公報 特開平１０−２３９３４９号公報

上述のような外筒を用いないでスプリングが露出したプローブの場合、プローブを保持するガイド部材が外筒の役割を果たす構造である。スプリングを外筒として用いる場合、スプリングを伝送路として用いるために、スプリング内に位置する部材をスプリングの内面とコンタクトさせて導通する構造となっており、スプリングのコンタクト部分のメッキが剥がれて抵抗値を不安定にさせるという問題が生じる。

そこで、本発明はこのような従来の問題を解決し、安定した抵抗値を有する電気的接触子を提供することを目的とする。

本発明の電気的接触子は、検査対象物と接触する接触部を有するプランジャ、位置決めに用いられる支持部、および、前記プランジャと前記支持部を接続するスプリングコイルを有する電気的接触子であって、前記スプリングコイルは、前記支持部と接続される側に、異なる２つの線材からなる２重螺旋構造の密巻き部を有し、前記プランジャに設けられた制動軸部は、前記プランジャから前記スプリングコイル内を前記密巻き部まで延伸し、前記制動軸部の先端部分の外周面が前記密巻き部の内側面において前記２つの線材の一方の表面と接触することを特徴とする。

前記密巻き部を構成する２つの異なる線材は、第1の線材と、前記第１の線材よりも大径の断面を有する第２の線材からなり、前記密巻き部の内側面において前記第２の線材の表面が、前記第１の線材の表面よりも内側に突出しており、前記制動軸部の先端部分の外周面と接触する。

または、前記密巻き部を構成する２つの異なる線材は、第1の線材と、前記第１の線材よりも内側に位置する第２の線材からなり、前記第２の線材が前記制動軸部の先端部分の外周面と接触する。

本発明の電気的接触子は、検査対象物と接触する接触部を有するプランジャ、位置決めに用いられる支持部、および、前記プランジャと前記支持部を接続するスプリングコイルを有する電気的接触子であって、前記スプリングコイルは、前記支持部と接続される側に、異なる２つの線材からなる２重螺旋構造の密巻き部を有し、前記プランジャに設けられた制動軸部は、前記プランジャから前記スプリングコイル内を前記密巻き部まで延伸し、前記制動軸部の先端部分の外周面が前記密巻き部の内側面において前記２つの線材の一方の表面と接触することにより、電気的接触子が安定した抵抗値を保つことが可能となる。

電気的接触子の側面図である。 電気的接触子の部分拡大断面図である。 電気的接触子をプローブカードに配置した状態の概略断面図である。

本発明の電気的接触子について図面を用いて説明する。ここでは、電気的接触子としてプローブ１を用いて説明するが、プローブ以外の電気的接触子とすることも可能である。図１に示すのが、プローブ１の側面図である。

図１に示すように、本発明のプローブ１は、検査対象と接触する、先端がクラウン形状となっている接触部３を有する円筒形のプランジャ２、支持部４、および、前記プランジャ２と前記支持部４を接続するスプリングコイル５を有する垂直型のプローブであり、外筒を用いない形態としている。前記プローブ１はプローブカードによる検査時に通電するために前記支持部４から前記接触部３までの伝送路が形成されている。

前記スプリングコイル５は、粗巻き部６と前記粗巻き部６よりも密に巻回された２つの密巻き部７，８からなり、前記粗巻き部６は２つの前記密巻き部７，８の間に位置している。密巻き部８は一端が前記プランジャ２と接続され、他端が前記粗巻き部６と接続される。前記密巻き部７は一端が前記支持部４と接続され、他端が前記粗巻き部６と接続される。前記密巻き部７，８はスプリングが密着した状態となっているために、縦方向および横方向にはほとんど変位しない。検査時に前記接触部３に力が加えられると粗に巻回された前記粗巻き部６が主に変形してスプリングの働きをし、検査時に前記スプリングコイル５が伸縮して前記接触部３を上下動させることでプローブ１が摺動する。

前記密巻き部８は単に前記粗巻き部６のスプリングを密巻きにしたものであり、これに対して前記密巻き部７は、図２に示すように、異なる２つの線材、第１の線材９と第２の線材１０から構成される２重螺旋構造を用いている。

前記支持部４は、図３に示すように、先端部１１がプローブカードの基板の電極３２と接触し、前記プローブ１に通電する構造でああり、さらに、前記先端部１１と反対側に前記密巻き部７内に延伸された円筒形の制動軸部１２が設けられている。また、前記プランジャ２は、前記接触部３に向かって径が小さくなる段差部１６が設けられ、さらに前記スプリングコイル５内を前記密巻き部８から前記粗巻き部６へと延び、さらに前記密巻き部８へと延伸された円筒形の制動軸部１３が設けられている。

前記制動軸部１３の先端部分１４は他の部分よりも径が大きく形成されており、前記先端部分１４の外周面が、前記スプリングコイル５の前記密巻き部７の内側において、前記第２の線材１０と接触する。このように、前記先端部分１４と前記第２の線材１０との接触によって導通が確保され、プローブ１における伝送路が形成される。

前記密巻き部７の２重螺旋構造は様々な形態が考えられる。そこで、次に前記密巻き部７の２重螺旋構造について、いくつかの形態を用いて詳しく説明する。図２（ａ）に示すのが、第１の形態の密巻き部７である。第１の形態の密巻き部７は、前記第１の線材９と、前記第１の線材９よりも径の大きい第２の線材１０を交互に巻回させた２重螺旋構造である。

そして、前記第２の線材１０は、図２（ａ）に示すように、前記密巻き部７の内側面において、前記第１の線材９よりも内側に突出するように配置している。これにより、前記密巻き部７の内部に位置する前記制動軸部１３の先端部分１４の外周面が、前記第２の線材１０の表面と接触する。前記プローブ１による検査時に、前記制動軸部１３が上下動すると、前記先端部分１４は前記第１の線材９と接触することなく、前記第２の線材１０とだけ接触しながら上下動する。

次に、第２の形態の密巻き部７について、図２（ｂ）を用いて説明する。図２（ｂ）に示すように、第２の形態の密巻き部７は、第１の線材９と第２の線材１０を、前記第１の線材９の内側に前記第２の線材１０を配置して巻回させた２重螺旋構造である。図２（ａ）では、前記第２の線材１０の径は、前記第１の線材９よりも小さくしているが、前記第２の線材１０の径の大きさは特に限定するものではなく、第２の線材１０が第１の線材９よりも内側に位置すればよい。

このように前記第２の線材１０を前記第１の線材９の内側に配置すると、前記第１の形態と同様に、前記密巻き部７の内側面において、前記第１の線材９よりも内側に突出することとなる。これにより、前記密巻き部７の内部に位置する前記制動軸部１３の先端部分１４の外周面が、前記第２の線材１０の表面と接触し、前記制動軸部１３が上下動したとしても、前記先端部分１４は前記第１の線材９と接触することなく、前記第２の線材１０とだけ接触しながら上下動することができる。

このように、前記第１の線材９と前記第２の線材１０は、径の大きさや、互いの地関係によって様々な形態を選択することができるが、どのような形態を用いたとしても、前記密巻き部７の内側面において一方の線材を内側に突出させることで、１つの線材だけが前記制動軸部１３の先端部分１４と接触することができればよい。

次に、前記第１の線材９および前記第２の線材１０の材質について説明する。前記第１の線材９の材質としてはピアノ線を用い、さらにその表面にＡｕメッキを施しておく。これは、前記粗巻き部６および前記密巻き部８と同じ材質を用いればよい。

そして、前記第２の線材１０の材質としては、表面のメッキが削れても抵抗値が安定している材質を用いることが必要である。例えば、前記第２の線材１０の材質として、金線、パラジウム線等の導電性の高い単一材料を用いることが好ましい。

前記第２の線材１０の材質のその他の条件としては、摩耗しにくいことが求められる。この条件を満たすための１つの方法として、互いに接触する前記制動軸部１３の先端部分１４と材質を統一することがある。これにより、前記第２の線材１０および前記先端部分１４は共に摩耗しにくくなる。

前記第２の線材１０を摩耗しにくくする方法としてその他に、例えば、表面を、ロジウム等の高硬度接点材料を用いてメッキする方法がある。このような材料によるメッキを行うことにより、接触時に前記第２の線材１０が摩耗しにくくなり、接触性が安定する。このようなメッキを行うと、前記先端部分１４は摩耗し易くなるが、前記プランジャ２は先端部分１４を含めて単一材料で形成されていることによって、前記プランジャ２側は多少摩耗したとしても抵抗値の変化は少なくなる。

前記第２の線材１０の材質に求められる条件を満たす方法は上述のように複数存在するが、これらを組み合わせることによって、より好ましい第２の線材１０とすることができる。

このようにして、前記密巻き部７を、第１の線材９および第２の線材１０からなる２重螺旋構造とし、前記第２の線材１０と前記プランジャー２の先端部分１４とを接触させることにより、前記プローブ１における伝送路が形成される。

前記スプリングコイル５の粗巻き部６および密巻き部８の材質については、上述のように前記第１の線材９と同じ材質、例えば、表面にＡｕメッキを施したピアノ線を用いる。そして、前記第１の線材９、前記粗巻き部６および密巻き部８は１つのスプリングとして形成する。よって、スプリングコイル５は１つのスプリングに前記第２の線材１０を組み合わせることにより、前記制動軸部１３の先端部分１４と接触する部分を２重螺旋構造としたものとなる。前記スプリングコイル５以外の部材、前記プランジャ２および前記支持部４等については、導電性材料を用いればよい。

図３に示すように、プローブカードに配置されたプローブ１における伝送路は、検査対象物の電極３１と接触する前記接触部３から前記プランジャー２の本体を経て、前記プランジャー２の制動軸部１３、そして、前記制動軸部１３の先端部分１４へと形成され、そして、前記先端部分１４が前記第２の線材１０と接触すると、前記第２の線材１０を通じて前記密巻き部７を経て前記支持部４から前記支持部４の先端部１１まで繋がる。前記先端部１１がプローブカードの電極３２と接することで、検査対象物とプローブカードはプローブ１を通じて導通される。

このようなプランジャー２の制動軸部１３の先端部分１４と、前記密巻き部７との接触に、前記第２の線材１０を用いることにより、繰り返し接触が行われても、第２の線材１０の抵抗が変化するのを抑制することが可能となり、プローブ１による安定した検査が確保される。

本発明の電気的接触子は、プローブの形態以外にも適用可能であり、目的に応じて変更可能である。

１ プローブ
２ プランジャ
３ 接触部
４ 支持部
５ スプリングコイル
６ 粗巻き部
７，８ 密巻き部
９ 第１の線材
１０ 第２の線材
１１ 先端部
１３ 制動軸部
１４ 先端部分
１６ 段差部

Claims (3)

1. 検査対象物と接触する接触部を有するプランジャ、位置決めに用いられる支持部、および、前記プランジャと前記支持部を接続するスプリングコイルを有する電気的接触子であって、
   前記スプリングコイルは、前記支持部と接続される側に、異なる２つの線材からなる２重螺旋構造の密巻き部を有し、
   前記プランジャに設けられた制動軸部は、前記プランジャから前記スプリングコイル内を前記密巻き部まで延伸し、前記制動軸部の先端部分の外周面が前記密巻き部の内側面において前記２つの線材の一方の表面と接触することを特徴とする電気的接触子。
2. 前記密巻き部を構成する２つの異なる線材は、第1の線材と、前記第１の線材よりも大径の断面を有する第２の線材からなり、前記密巻き部の内側面において前記第２の線材の表面が、前記第１の線材の表面よりも内側に突出しており、前記制動軸部の先端部分の外周面と接触することを特徴とする請求項１に記載の電気的接触子。
3. 前記密巻き部を構成する２つの異なる線材は、第1の線材と、前記第１の線材よりも内側に位置する第２の線材からなり、前記第２の線材が前記制動軸部の先端部分の外周面と接触することを特徴とする請求項１に記載の電気的接触子。