JP2014169887A - 検査用プローブ、および、それを備えるｉｃソケット - Google Patents

Abstract

【課題】電気信号を伝送する伝送経路の抵抗値を確実かつ安定的に低減できるとともに、バネ部が座屈することなく、しかも、大電流の用途に適すること。
【解決手段】検査用プローブ１６Ａｉは、銅合金製の薄板材料でプレス加工成形され、半導体装置ＤＶの電極部ＤＶｂに対し選択的に当接する接点部を有するデバイス側プランジャ１６Ａと、プリント配線基板１８のコンタクトパッドに選択的に当接する接点部を有する基板側プランジャ１６Ｂと、デバイス側プランジャ１６Ａと基板側プランジャ１６Ｂとを互いに離隔する方向に付勢するばね部１６Ｄと、ばね部１６Ｄの内側に配さればね部１６Ｄを摺動可能としつつばね部１６Ｄの直進性を保持する円筒状の支持軸１６Ｃとを含んで構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、検査用プローブ、および、それを備えるＩＣソケットに関する。

電子機器などに実装される電子装置としての半導体装置において、一般に、実装される以前の段階でその潜在的欠陥を除去するための試験が半導体装置用ソケットを介してなされる。このような試験、または、実装に供される半導体装置用ソケットは、一般に、ＩＣソケットと称され、例えば、特許文献１にも示されるように、プリント配線基板（テストボード、または、実装基板）上に配される。ＩＣソケットは、上述の半導体装置とプリント配線基板とを電気的に接続する複数の検査用プローブ（特許文献１においては、コンタクトと呼称されている）をベース部材内に備えている。

検査用プローブは、例えば、特許文献１における図１に示されるように、半導体装置の電極に当接する複数の板状の接触片を含んでなるプランジャと、プランジャを付勢するコイルバネユニットとを含んで構成されている。プランジャは、銅合金からなる薄板でプレス加工されることにより成形される。また、コイルバネユニットは、ステンレス線材、または、ピアノ線材で成形され、プランジャの下部が挿入されるバネ部分と、バネ部分に連なる密着巻き部分とから構成されている。

このような検査用プローブは、プランジャからコイルバネユニットを介して電気信号を伝送するためにコイルバネユニットの抵抗値の低減が必要不可欠である。そこで、抵抗値の低減を図るべく、コイルバネユニットの密着巻き部分を密着させたり、あるいは、コイルバネユニットの表面処理として、厚付けメッキが、金（Au）、銅（Cu）、銀（Ag）等の比較的抵抗値の低い材料でコイルバネユニットに施されている。

また、特許文献２における図１０にも示されるように、検査用プローブにおいては、部品点数を減らし伸縮量を大きくとるためにその上側および下側の接触部と、ばね部と、短絡片とが一体に成形されるものが提案されている。その短絡片は、ばね部が圧縮されていない場合、その下端部が下側の接触部に接触せず、ばね部が圧縮される場合、短絡片の下端部が下側の接触部に接触するものとされる。これにより、上側の接触部と下側の接触部とが、短絡片を介して導通されることとなる。

特開２０１０−１５７３８６号公報 特開２００６−２６６８６９号公報

特許文献１では、上述の検査用プローブにおいて使用されるコイルバネユニットの材料は、耐荷重および耐久性の要求からピアノ線材やステンレス線材が多いのでコイルバネユニットの抵抗値の低減の改善は、メッキ皮膜だけでは限界がある。その際、メッキを比較的厚くコイルバネユニットに施すことにより、メッキ工程でコイルバネユニット同士が固着しやすいという製造上の問題も伴う場合がある。また、密着巻き部分による流路短縮は、不安定となる場合があり、特に、３（Ａ）を超える大電流の用途には不向きである。

さらに、そのような検査用プローブは、バネ部分の端部に挿入されバネ部分を保持する係止部を、プランジャの下部に有している。そのプランジャとコイルバネユニットとを組み付ける場合、その係止部とバネ部分の端部との間の隙間の寸法調整が要求されるので生産性の向上の観点からそのような寸法調整工程を省くことが望まれる。

特許文献２において、検査用プローブのばね部は、検査用プローブの中心軸線に対し直交する方向の力に弱いという強度的な問題があるので上側の接触部の位置出しが容易ではない。また、ばね部が圧縮される場合、短絡片がばね部の中心軸線と一致していないのでばね部が大きく座屈する虞もある。さらに、短絡片の下端部が下側の接触部に一点で接触する構成なので検査用プローブが傾いたとき、接触荷重が変化することにより、内部接触、内部摺動、内部抵抗値がそれぞれ、不安定となる問題も伴う。

以上の問題点を考慮し、本発明は、検査用プローブ、および、それを備えるＩＣソケットであって、電気信号を伝送する伝送経路の抵抗値を確実かつ安定的に低減できるとともに、バネ部が座屈することなく、しかも、大電流の用途に適する検査用プローブ、および、それを備えるＩＣソケットを提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明に係る検査用プローブは、被検査物の電極部に選択的に当接する接点部を有し銅合金材料で成形される第１プランジャと、配線基板の電極部に選択的に当接する接点部を有し銅合金材料で成形される第２のプランジャと、第１プランジャの一端、および、第２プランジャの一端と一体に成形され、第１プランジャおよび第２プランジャを互いに離隔する方向に付勢するばね部と、ばね部の内側に所定の隙間をもって配されるように第２プランジャの他端と一体に円筒状に成形され、ばね部を摺動可能に案内する支持軸と、を備え、第１プランジャの接点部が、被検査物の電極部に当接する場合、支持軸の一端が第１プランジャの内周部に対し摺接することを特徴とする。

また、一対の弾性を有する接触片を一端に有する支持軸の他端は、第２のプランジャの接点部を形成するものであってもよい。ばね部の内周部と支持軸の外周部との間における所定の隙間は、ばね部の直進性を保つように設定されてもよい。ばね部における支持軸の縦断面に沿った断面形状は、矩形状とされてもよい。第１プランジャの接点部は、少なくとも３個の突起部を共通の円周上に有するものでもよい。第２のプランジャの接点部は、球状であってもよい。

また、第１プランジャ、第２のプランジャ、ばね部、および、支持軸は、共通の板状のブランク材が曲げ加工されることにより、成形されてもよい。

さらに、本発明に係るＩＣソケットは、複数個の上述の検査用プローブと、検査用プローブを収容するプローブ収容部と、各検査用プローブの接点部が当接する電極部を複数個有する半導体装置を着脱可能に収容する半導体装置載置部とを有し、検査用プローブと電気的に接続される配線基板上に配されるハウジングと、を備えて構成される。

本発明に係る検査用プローブ、および、それを備えるＩＣソケットによれば、被検査物の電極部に選択的に当接する接点部を有し銅合金材料で成形される第１プランジャと、配線基板の電極部に選択的に当接する接点部を有し銅合金材料で成形される第２のプランジャと、第１プランジャの一端、および、第２プランジャの一端と一体に成形され、第１プランジャおよび第２プランジャを互いに離隔する方向に付勢するばね部と、ばね部の内側に所定の隙間をもって配されるように第２プランジャの他端と一体に円筒状に成形され、ばね部を摺動可能に案内する支持軸と、を備えるのでバネ部が座屈することなく、しかも、電気信号を伝送する伝送経路の抵抗値を低減し大電流の用途に適することとなる。また、第１プランジャの接点部が、被検査物の電極部に当接する場合、支持軸の一端が第１プランジャの内周部に対し摺接するので内部抵抗が安定することによって、伝送経路の抵抗値を確実かつ安定的に低減できることとなる。

本発明に係る検査用プローブの一例の外観を示す斜視図である。 図１に示される例における正面図である。 本発明に係るＩＣソケットの一例の構成を概略的に示す構成図である。 （Ａ）、（Ｂ）、および（Ｃ）は、それぞれ、図３に示される例における検査用プローブの動作説明に供されるＩＣソケットのＡ部の断面図である。 （Ａ），（Ｂ）は、それぞれ、図１に示される例における上面図および下面図であり、（Ｃ）は、図１において矢印Ａの示す方向から見た正面図である。 図１に示される例における側面図である。 （Ａ）は、図１に示される例における断面図であり、（Ｂ）は、図１に示される例における動作説明に供される部分断面図であり、（Ｃ）は、（Ｂ）における部分断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、および、（Ｄ）は、それぞれ、図１に示される例における一連の成形工程の説明に供される図である。 （Ａ）は、本発明に係る検査用プローブの他の一例の外観を示す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示される例における成形に用いられるブランク材を示す図である。 （Ａ）は、本発明に係る検査用プローブのさらなる他の一例の外観を示す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示される例における成形に用いられるブランク材を示す図である。

図３は、本発明に係るＩＣソケットの一例の構成を概略的に示す。

図３において、ＩＣソケットは、所定のプリント配線基板１８の実装面上に複数個、配置されている。なお、図３においては、１個のＩＣソケットを代表的に示す。ＩＣソケットは、プリント配線基板（テストボード）１８の実装面に形成されるコンタクトパッドと被検査物として装着される半導体装置ＤＶの電極部ＤＶｂとを電気的に接続するものとされる。半導体装置ＤＶは、例えば、ＢＧＡ型のパッケージ内に集積回路を備えるものとされる。半導体装置ＤＶの底部には、複数個の電極部ＤＶａ（図３および図４（Ｃ）参照）が縦横に形成されている。なお、半導体装置は、ＢＧＡ型のパッケージに限られることなく、例えば、ＬＧＡ型のパッケージであってもよい。

プリント配線基板１８は、例えば、ガラスエポキシ樹脂で作られ、後述する検査用プローブ１６Ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）の配置に対応し格子状に形成される複数のコンタクトパッドからなる電極群（不図示）を一方の表面部の略中央部に有している。その周囲には、後述する小ねじＢＳ１が挿入される透孔１８ｂが４箇所に形成されている。

ＩＣソケットは、上述の各透孔１８ｂに挿入される４本の小ねじＢＳ１と、４個のナットＮｕ、平ワッシャＷａおよびスプリングワッシャＳＷで締結されることにより、プリント配線基板１８の実装面に固定される。

ＩＣソケットは、上述の複数個の検査用プローブ１６Ａｉと、検査用プローブ１６Ａｉを協働して内側に収容するハウジング１０およびロアプレート１２と、を主な要素として構成されている。

ハウジング１０は、絶縁材料、例えば、プラスチックで作られており、図３に示されるように、上部における中央部に凹部状の半導体装置載置部１０Ａを有している。半導体装置載置部１０Ａは、半導体装置ＤＶの各電極部ＤＶａを着脱可能に収容するとともに、半導体装置ＤＶの各電極部ＤＶａを各検査用プローブ１６Ａｉの接点部に対し位置決めするものとされる。半導体装置ＤＶは、その外周部が半導体装置載置部１０Ａの内周部に嵌合されることにより位置決めされる。半導体装置載置部１０Ａの底部には、各検査用プローブ１６Ａｉの接点部が突出している。

各検査用プローブ１６Ａｉは、半導体装置載置部１０Ａの下方部分を形成するプローブ収容部１０Ｂにおける複数個の貫通孔１０ｂｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）に挿入されている。貫通孔１０ｂｉは、一端が半導体装置載置部１０Ａの底部に開口し、他端が後述するロアプレート１２が嵌合されるロアプレート装着部１０Ｄに開口するように形成されている。貫通孔１０ｂｉは、検査用プローブ１６Ａｉにおけるデバイス側プランジャ１６Ａの下部と、ばね部１６Ｄおよび支持軸部１６Ｃを収容する大径部と、大径部に連なりデバイス側プランジャ１６Ａの上部が通過する小径部１０ｄとから形成されている。これにより、大径部と小径部１０ｄとの境界部分には、段差部が形成されている。

半導体装置載置部１０Ａの周囲における各角部の４箇所には、小ネジＢＳ１が挿入される透孔１０Ｃが形成されている。

さらに、ハウジング１０の半導体装置載置部１０Ａの真下となる下端部に形成されるロアプレート装着部１０Ｄには、ロアプレート１２が装着されている。ロアプレート１２は、図３に示されるように、その位置決め孔がハウジング１０に固定される位置決めピン１４に嵌合することにより、ロアプレート装着部１０Ｄに対する相対位置が位置決めされている。また、皿小ネジＢＳ２がロアプレート１２の孔を介してロアプレート装着部１０Ｄの上方に位置するハウジング１０の雌ねじ孔にねじ込まれることにより、ロアプレート１２は、ロアプレート装着部１０Ｄに固定される。

板状のロアプレート１２は、図４（Ａ）に拡大されて示されるように、複数個の貫通孔１０ｂｉに対応した複数の貫通孔１２ｂｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）を有している。貫通孔１２ｂｉは、各検査用プローブ１６Ａｉにおける基板側プランジャ１６Ｂの上部と、ばね部１６Ｄの一部および支持軸部１６Ｃの一部を収容する大径部と、大径部に連なり基板側プランジャ１６Ｂの下部が通過する小径部１２ｅとから形成されている。これにより、その大径部と小径部１２ｅとの境界部分には、段差部が形成されている。貫通孔１２ｂｉの大径部の直径は、貫通孔１０ｂｉの大径部の直径と略同一に設定されている。

ハウジング１０におけるロアプレート装着部１０Ｄの周辺には、図３に示されるように、プリント配線基板１８の位置決め孔１８Ｐに嵌合される位置決めピン１０Ｐが、設けられている。

検査用プローブ１６Ａｉは、図１に拡大されて示されるように、半導体装置ＤＶの電極部ＤＶｂに対し選択的に当接する接点部を有する第１プランジャとしてのデバイス側プランジャ１６Ａと、プリント配線基板１８のコンタクトパッドに選択的に当接する接点部を有する基板側プランジャ１６Ｂと、デバイス側プランジャ１６Ａと基板側プランジャ１６Ｂとを互いに離隔する方向に付勢するばね部１６Ｄと、ばね部１６Ｄの内側に配さればね部１６Ｄを摺動可能としつつばね部１６Ｄの直進性を保持する円筒状の支持軸１６Ｃとを含んで構成されている。

検査用プローブ１６Ａｉは、銅合金製の薄板材料で後述する一連のプレス加工工程により一体成形されている。

デバイス側プランジャ１６Ａは、図５（Ａ）に示されるように、異径管のような形状とされ、４個の尖頭状の突起部を共通の円周上に有する接点部１６ａｐを一端に有している。円筒状のデバイス側プランジャ１６Ａは、図７（Ａ）に拡大されて示されるように、一端に上述の接点部１６ａｐが形成される小径部１６ａｃと、小径部１６ａｃに連なる大径部１６ａｅとを内側に有している。デバイス側プランジャ１６Ａにおける小径部１６ａｃと大径部１６ａｅとの境界に対応する外周部には、段差部１６ａｄが形成されている。段差部１６ａｄは、検査用プローブ１６Ａｉが貫通孔１０ｂｉに装着されたとき、上述のプローブ収容部１０Ｂにおける貫通孔１０ｂｉの段差部に係合される。デバイス側プランジャ１６Ａの大径部１６ａｅの端部は、ばね部１６Ｄの湾曲部１６Ｄ１の一端に一体に連結されている。なお、接点部１６ａｐにおける尖頭状の突起部の個数は、斯かる例に限られることなく、２個、または、５個以上形成されてもよく、好ましくは、少なくとも３個あればよい。

第２プランジャとしての基板側プランジャ１６Ｂは、図１および図５（Ｃ）に拡大されて示されるように、異径管のような形状とされ、二重管状に形成される接点部を一端に有している。基板側プランジャ１６Ｂは、図７（Ａ）に拡大されて示されるように、一端の外周部に上述の球状の接点部が形成される小径部と、その小径部に連なる大径部とを内側に有している。基板側プランジャ１６Ｂにおける小径部と大径部との境界に対応する外周部には、段差部１６ｂｄが形成されている。段差部１６ｂｄは、検査用プローブ１６Ａｉが貫通孔１０ｂｉに装着されたとき、上述のロアプレート１２の貫通孔１２ｂｉの段差部に係合される。基板側プランジャ１６Ｂの大径部の端部は、ばね部１６Ｄの湾曲部１６Ｄ５の一端に一体に連結されている。小径部は、球状の接点部を有するので当接時、配線基板のコンタクトパッドが損傷されることが回避される。

図７（Ａ）に拡大されて示されるように、デバイス側プランジャ１６Ａの大径部１６ａｅの内部と基板側プランジャ１６Ｂの大径部および小径部の内部との間には、円筒状の支持軸１６Ｃが配されている。支持軸１６Ｃの一端は、図７（Ｃ）に示されるように、所定の間隔をもって互いに向かい合う一対の接触片１６Ｃ１および１６Ｃ２を有している。一対の接触片１６Ｃ１および１６Ｃ２は、それぞれ、略半円形の断面形状を有し、弾性変位可能とされている。一対の接触片１６Ｃ１および１６Ｃ２の直径Ｄａは、図７（Ａ）、（Ｂ）、および（Ｃ）に拡大されて示されるように、例えば、支持軸１６Ｃの中間部の直径よりも小であって、デバイス側プランジャ１６Ａの小径部１６ａｃの内周部に所定の圧力で摺接するように設定されている。後述するように、基板側プランジャ１６Ｂの大径部および小径部が、かしめられることにより、支持軸１６Ｃの他端は、基板側プランジャ１６Ｂの大径部および小径部内に嵌着されている。

螺旋状のばね部１６Ｄは、図２に拡大されて示されるように、支持軸１６Ｃの外周部に所定の隙間をもって巻装されている。ばね部１６Ｄの中心軸線は、支持軸１６Ｃの中心軸線と略一致している。その所定の隙間は、後述するように、摺動するばね部１６Ｄの直進性を保持するように設定されている。ばね部１６Ｄは、互いに連結される湾曲部１６Ｄ１，１６Ｄ２，１６Ｄ３，１６Ｄ４，１６Ｄ５，１６Ｄ６，１６Ｄ７，１６Ｄ８，および、１６Ｄ９を支持軸１６Ｃの中心軸線に沿って千鳥掛け状に有している。これにより、湾曲部１６Ｄ６の折り曲げ部が、湾曲部１６Ｄ１と湾曲部１６Ｄ２との間に所定の隙間をもって形成されている。また、図６に拡大されて示されるように、湾曲部１６Ｄ２の折り曲げ部が、湾曲部１６Ｄ６と湾曲部１６Ｄ７との間に所定の隙間をもって形成されている。また、湾曲部１６Ｄ１〜１６Ｄ９の横断面形状は、略矩形状とされるので円形断面に比してねじりこわさ（Ｇ・Ｉｐ）（Ｇ：剪断弾性係数、Ｉｐ：断面二次極モーメント）が大となり、ばね定数も大となる。

その際、湾曲部１６Ｄ１〜１６Ｄ９は、それぞれ、デバイス側プランジャ１６Ａおよび基板側プランジャ１６Ｂの移動に応じて互いに近接または離隔可能に形成されている。従って、ばね部１６Ｄは、図４（Ａ）乃至（Ｃ）に示されるように、支持軸１６Ｃの中心軸線に沿って伸縮自在とされ、デバイス側プランジャ１６Ａおよび基板側プランジャ１６Ｂを互いに離隔する方向に付勢する。

なお、上述のばね部１６Ｄは、９個の湾曲部を有しているが、斯かる例に限られることなく、例えば、デバイス側プランジャ１６Ａおよび基板側プランジャ１６Ｂの接点部に必要とされる接触圧力に応じてその湾曲部の個数が増減され、また、湾曲部の形状が変更されてもよい。

上述の斯かる構成において、図４（Ａ）に示されるように、各検査用プローブ１６Ａｉが、ハウジング１０のプローブ収容部１０Ｂにおける複数個の貫通孔１０ｂｉ，および、ロアプレート１２の貫通孔１２ｂｉ内に装着された後、図４（Ｂ）に示されるように、ＩＣソケットがプリント配線基板１８の実装面に固定される。その際、基板側プランジャ１６Ｂの接点部がプリント配線基板１８のコンタクトパッドによりロアプレート１２の貫通孔１２ｂｉ内にばね部１６Ｄの付勢力に抗して押し込まれる。そして、半導体装置ＤＶが、半導体装置載置部１０Ａの内周部に位置決めされ装着されるとき、図４（Ｃ）に示されるように、デバイス側プランジャ１６Ａの接点部１６ａｐが半導体装置ＤＶの電極部ＤＶｂに当接した状態で、デバイス側プランジャ１６Ａの一部がプローブ収容部１０Ｂにおける貫通孔１０ｂｉ内に押し込まれる。その際、図７（Ｂ）、（Ｃ）に拡大されて示されるように、支持軸１６Ｃの一対の接触片１６Ｃ１および１６Ｃ２がデバイス側プランジャ１６Ａの小径部１６ａｃの内周部に所定の圧力で摺接するのでデバイス側プランジャ１６Ａの接点部１６ａｐおよび電極部ＤＶｂと、基板側プランジャ１６Ｂの接点部およびコンタクトパッドとが、支持軸１６Ｃの中心軸線に沿った最短距離で電気的に接続されることとなる。これにより、検査用プローブ１６Ａｉは、電気信号を伝送する伝送経路の抵抗値を確実かつ安定的に低減できるとともに、支持軸１６Ｃにより全体的に支持されるのでばね部１６Ｄが座屈することなく、しかも、大電流の用途に適することとなる。

また、本発明に係る検査用プローブ１６Ａｉの一例においては、銅合金材料で一体に成形されているので従来、耐荷重や耐久性等の要求から使用するコイルパネ材料は、ピアノ線やステンレス鋼線等の鉄系の磁性材料が使用されていたので加速度センサー、ジャイロのような磁気センサー等を検査する装置においては、検査に障害となる磁界が形成されるのでその装置内に鉄系の磁性材料が使用された検査用プローブを使用できないという問題も解消できることとなる。

上述した検査用プローブ１６Ａｉを製造するにあたっては、先ず、図８（Ａ）に拡大されて示されるように、銅合金製の薄板材料を、所定の金型を用いて打ち抜くことにより、ブランク材２６を一体成形する。図８（Ａ）においては、同時に複数枚成形されたブランク材のうちの１枚のブランク材２６を代表的に示す。

１枚のブランク材２６は、検査用プローブ１６Ａｉにおけるデバイス側プランジャ１６Ａに対応する部分２６Ａと、基板側プランジャ１６Ｂに対応する部分２６Ｂとを連結するばね部１６Ｄに対応する部分２６Ｄと、部分２６Ｂに連結片２６Ｃｔを介して結合された支持軸１６Ｃに対応する部分２６Ｃと、から構成されている。デバイス側プランジャ１６Ａの接点部１６ａｐを形成する凹凸状の端部２６ａｐが、部分２６Ａの一端に形成されている。また、大径部１６ａｅを形成する拡張部２６ａｄが、部分２６Ａの他端に形成されている。

部分２６Ｄは、湾曲部１６Ｄ１〜１６Ｄ９にそれぞれ対応して互いに連結される湾曲部２６Ｄ１〜２６Ｄ９を有している。部分２６Ｂは、一端が湾曲部２６Ｄ５に連結され、他端が連結片２６Ｃｔの一端に連結されている。細長い連結片２６Ｃｔの他端は、部分２６Ｃに連結されている。部分２６Ｃは、他端部に一対の接触片１６Ｃ１および１６Ｃ２を形成する一対の突起片２６Ｃ１および２６Ｃ２を所定の間隔をもって平行に有している。

次に、図８（Ｂ）に示されるように、平坦な部分２６Ｃが円筒状に丸められることにより、支持軸となる円筒部２６´Ｃが形成される。これにより、一対の突起片２６Ｃ１および２６Ｃ２が互いに向き合うこととなる。

続いて、図８（Ｃ）に示されるように、連結片２６Ｃｔが円筒部２６´Ｃを伴って部分２６Ｂに重なるように折り曲げられる。これにより、部分２６Ｄの湾曲部２６Ｄ１〜２６Ｄ９に交差し重なる支持軸２６“Ｃが形成される。

そして、図８（Ｄ）に示されるように、部分２６Ａ、部分２６Ｄは、細長い円筒状に折り曲げられる。その際、部分２６Ｄの湾曲部２６Ｄ１〜２６Ｄ９は、それぞれ、支持軸２６“Ｃの外周部に所定の間隔をもって巻装される。これにより、図８（Ｄ）に示されるように、成形された検査用プローブ１６Ａｉが得られる。

上述した本発明に係る検査用プローブの一例においては、ばね部１６Ｄは、均等の幅の複数個の湾曲部１６Ｄ１〜１６Ｄ９が互いに連結されることにより形成されているが、斯かる例に限られることなく、例えば、ばね部におけるばね荷重および耐久性の調整、ならびに、変位時の直進性の調整のためにばね部における湾曲部における連結部および折り曲げ部の幅および断面形状を図９（Ａ）および（Ｂ）、図１０（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、変化させてもよい。その際、各湾曲部の幅とは、ばね部が薄板材料で打ち抜かれて成形される場合、湾曲部における打ち抜く方向に対して直交する方向の長さをいう。

図９（Ａ）および図１０（Ａ）に示される検査用プローブも、図３に示されるＩＣソケットに用いられ、そのＩＣソケットの一部を構成するものとされる。

図９（Ａ）に拡大されて示されるように、検査用プローブ３６Ａｉは、半導体装置ＤＶの電極部ＤＶｂに対し選択的に当接する接点部を有する第１プランジャとしてのデバイス側プランジャ３６Ａと、上述のプリント配線基板１８のコンタクトパッドに選択的に当接する接点部を有する基板側プランジャ３６Ｂと、デバイス側プランジャ３６Ａと基板側プランジャ３６Ｂとを互いに離隔する方向に付勢するばね部３６Ｄと、ばね部３６Ｄの内側に配さればね部３６Ｄを摺動可能としつつばね部３６Ｄの直進性を保持する円筒状の支持軸３６Ｃとを含んで構成されている。

検査用プローブ３６Ａｉは、銅合金製の薄板材料で一連のプレス加工工程により一体成形されている。

デバイス側プランジャ３６Ａは、図９（Ａ）に示されるように、異径管のような形状とされ、４個の尖頭状の突起部を共通の円周上に有する接点部３６ａｐを一端に有している。円筒状のデバイス側プランジャ３６Ａは、一端に上述の接点部３６ａｐが形成される小径部と、小径部に連なる大径部とを内側に有している。その小径部とその大径部とは連通している。デバイス側プランジャ３６Ａにおける小径部と大径部との境界に対応する外周部には、段差部３６ａｄが形成されている。段差部３６ａｄは、検査用プローブ３６Ａｉが上述のＩＣソケットにおけるハウジング１０の貫通孔１０ｂｉに装着されたとき、上述のプローブ収容部１０Ｂにおける貫通孔１０ｂｉの段差部に係合される。デバイス側プランジャ３６Ａの大径部の端部は、ばね部３６Ｄの湾曲部３６Ｄ１の一端に一体に連結されている。

第２プランジャとしての基板側プランジャ３６Ｂは、異径管のような形状とされ、二重管状に形成される接点部を一端に有している。基板側プランジャ３６Ｂは、一端の外周部に上述の球状の接点部が形成される小径部と、その小径部に連なる大径部とを内側に有している。基板側プランジャ３６Ｂにおける小径部と大径部との境界に対応する外周部には、段差部３６ｂｄが形成されている。段差部３６ｂｄは、検査用プローブ３６Ａｉが貫通孔１０ｂｉに装着されたとき、上述のロアプレート１２の貫通孔１２ｂｉの段差部に係合される。基板側プランジャ３６Ｂの大径部の端部は、ばね部３６Ｄの湾曲部３６Ｄ５の一端に一体に連結されている。

デバイス側プランジャ３６Ａの大径部の内部と基板側プランジャ３６Ｂの大径部および小径部の内部との間には、円筒状の支持軸３６Ｃが配されている。支持軸３６Ｃの一端は、所定の間隔をもって互いに向かい合う一対の接触片３６Ｃ１および３６Ｃ２を有している。一対の接触片３６Ｃ１および３６Ｃ２は、それぞれ、略半円形の断面形状を有し、弾性変位可能とされている。一対の接触片３６Ｃ１および３６Ｃ２の直径Ｄａは、例えば、支持軸３６Ｃの中間部の直径よりも小であって、デバイス側プランジャ３６Ａの小径部の内周部に所定の圧力で摺接するように設定されている。後述するように、基板側プランジャ３６Ｂの大径部および小径部が、かしめられることにより、支持軸３６Ｃの他端は、基板側プランジャ３６Ｂの大径部および小径部内に嵌着されている。

螺旋状のばね部３６Ｄは、支持軸３６Ｃの外周部に所定の隙間をもって巻装されている。ばね部３６Ｄの中心軸線は、支持軸３６Ｃの中心軸線と略一致している。その所定の隙間は、後述するように、摺動するばね部３６Ｄの直進性を保持するように設定されている。ばね部３６Ｄは、互いに連結される湾曲部３６Ｄ１，３６Ｄ２，３６Ｄ３，３６Ｄ４，３６Ｄ５，３６Ｄ６，３６Ｄ７，３６Ｄ８，および、３６Ｄ９を支持軸３６Ｃの中心軸線に沿って千鳥掛け状に有している。これにより、湾曲部３６Ｄ６の折り曲げ部が、湾曲部３６Ｄ１と湾曲部３６Ｄ２との間に所定の隙間をもって形成されている。湾曲部３６Ｄ２の折り曲げ部が、湾曲部３６Ｄ６と湾曲部３６Ｄ７との間に所定の隙間をもって形成されている。その際、湾曲部３６Ｄ１の一端と湾曲部３６Ｄ６の一端との連結部分の中央部には、その連結部分の幅が変化するような膨らみが形成されている。同様な膨らみは、湾曲部３６Ｄ６の他端と湾曲部３６Ｄ２の一端との連結部分の中央部、湾曲部３６Ｄ２の他端と湾曲部３６Ｄ７の一端との連結部分の中央部、湾曲部３６Ｄ７の他端と湾曲部３６Ｄ３の一端との連結部分の中央部、湾曲部３６Ｄ３の他端と湾曲部３６Ｄ８の一端との連結部分の中央部、湾曲部３６Ｄ８の他端と湾曲部３６Ｄ４の一端との連結部分の中央部、湾曲部３６Ｄ４の他端と湾曲部３６Ｄ９の一端との連結部分の中央部、湾曲部３６Ｄ９の他端と湾曲部３６Ｄ５の一端との連結部分の中央部に、それぞれ、形成されている。これにより、膨らみが、支持軸３６Ｃの中心軸線に沿って略一直線上に形成されることとなる。

その際、湾曲部３６Ｄ１〜３６Ｄ９は、それぞれ、デバイス側プランジャ３６Ａおよび基板側プランジャ３６Ｂの移動に応じて互いに近接または離隔可能に形成されている。従って、ばね部３６Ｄは、支持軸３６Ｃの中心軸線に沿って伸縮自在とされ、デバイス側プランジャ３６Ａおよび基板側プランジャ３６Ｂを互いに離隔する方向に付勢する。

なお、上述のばね部３６Ｄは、９個の湾曲部を有しているが、斯かる例に限られることなく、例えば、デバイス側プランジャ３６Ａおよび基板側プランジャ３６Ｂの接点部に必要とされる接触圧力に応じてその湾曲部の個数が増減され、また、湾曲部の形状が変更されてもよい。

上述の斯かる構成において、各検査用プローブ３６Ａｉが、ハウジング１０のプローブ収容部１０Ｂにおける複数個の貫通孔１０ｂｉ，および、ロアプレート１２の貫通孔１２ｂｉ内に装着された後、ＩＣソケットがプリント配線基板１８の実装面に固定される。その際、基板側プランジャ３６Ｂの接点部がプリント配線基板１８のコンタクトパッドによりロアプレート１２の貫通孔１２ｂｉ内にばね部３６Ｄの付勢力に抗して押し込まれる。そして、半導体装置ＤＶが、半導体装置載置部１０Ａの内周部に位置決めされ装着されるとき、デバイス側プランジャ３６Ａの接点部３６ａｐが半導体装置ＤＶの電極部ＤＶｂに当接した状態で、デバイス側プランジャ３６Ａの一部がプローブ収容部１０Ｂにおける貫通孔１０ｂｉ内に押し込まれる。その際、支持軸３６Ｃの一対の接触片３６Ｃ１および３６Ｃ２がデバイス側プランジャ３６Ａの小径部の内周部に所定の圧力で摺接するのでデバイス側プランジャ３６Ａの接点部３６ａｐおよび電極部ＤＶｂと、基板側プランジャ３６Ｂの接点部およびコンタクトパッドとが、支持軸３６Ｃの中心軸線に沿った最短距離で電気的に接続されることとなる。これにより、検査用プローブ３６Ａｉは、電気信号を伝送する伝送経路の抵抗値を確実かつ安定的に低減できるとともに、支持軸３６Ｃにより全体的に支持されるのでばね部３６Ｄが座屈することなく、しかも、大電流の用途に適することとなる。

また、本発明に係る検査用プローブ３６Ａｉの一例においては、銅合金材料で一体に成形されているので従来、耐荷重や耐久性等の要求から使用するコイルパネ材料は、ピアノ線やステンレス鋼線等の鉄系の磁性材料が使用されていたので加速度センサー、ジャイロのような磁気センサー等を検査する装置においては、検査に障害となる磁界が形成されるのでその装置内に鉄系の磁性材料が使用された検査用プローブを使用できないという問題も解消できることとなる。

上述した検査用プローブ３６Ａｉを製造するにあたっては、先ず、図９（Ｂ）に拡大されて示されるように、銅合金製の薄板材料を、所定の金型を用いて打ち抜くことにより、ブランク材４６を一体成形する。図９（Ｂ）においては、同時に複数枚成形されたブランク材のうちの１枚のブランク材４６を代表的に示す。

１枚のブランク材４６は、検査用プローブ３６Ａｉにおけるデバイス側プランジャ３６Ａに対応する部分４６Ａと、基板側プランジャ３６Ｂに対応する部分４６Ｂとを連結するばね部３６Ｄに対応する部分４６Ｄと、部分４６Ｂに連結片４６Ｃｔを介して結合された支持軸３６Ｃに対応する部分４６Ｃと、から構成されている。デバイス側プランジャ３６Ａの接点部３６ａｐを形成する凹凸状の端部４６ａｐが、部分４６Ａの一端に形成されている。また、大径部を形成する拡張部４６ａｄが、部分４６Ａの他端に形成されている。

部分４６Ｄは、湾曲部３６Ｄ１〜３６Ｄ９にそれぞれ対応して互いに連結される湾曲部４６Ｄ１〜４６Ｄ９を有している。部分４６Ｂは、一端が湾曲部４６Ｄ５に連結され、他端が連結片４６Ｃｔの一端に連結されている。細長い連結片４６Ｃｔの他端は、部分４６Ｃに連結されている。部分４６Ｃは、他端部に一対の接触片４６Ｃ１および４６Ｃ２を形成する一対の突起片４６Ｃ１および４６Ｃ２を所定の間隔をもって平行に有している。

次に、上述の例と同様に、平坦な部分４６Ｃが円筒状に丸められることにより、支持軸となる円筒部が形成される。これにより、一対の突起片４６Ｃ１および４６Ｃ２が互いに向き合うこととなる。

続いて、上述の例と同様に、連結片４６Ｃｔが円筒部を伴って部分４６Ｂに重なるように折り曲げられる。これにより、部分４６Ｄの湾曲部４６Ｄ１〜４６Ｄ９に交差し重なる支持軸が形成される。

そして、上述の例と同様に、部分４６Ａ、部分４６Ｄは、細長い円筒状に折り曲げられる。その際、部分４６Ｄの湾曲部４６Ｄ１〜４６Ｄ９は、それぞれ、支持軸の外周部に所定の間隔をもって巻装される。これにより、図９（Ａ）に示されるように、成形された検査用プローブ３６Ａｉが得られる。

また、図１０（Ａ）に示される例において、検査用プローブ５６Ａｉは、半導体装置ＤＶの電極部ＤＶｂに対し選択的に当接する接点部を有する第１プランジャとしてのデバイス側プランジャ５６Ａと、上述のプリント配線基板１８のコンタクトパッドに選択的に当接する接点部を有する基板側プランジャ５６Ｂと、デバイス側プランジャ５６Ａと基板側プランジャ５６Ｂとを互いに離隔する方向に付勢するばね部５６Ｄと、ばね部５６Ｄの内側に配さればね部５６Ｄを摺動可能としつつばね部５６Ｄの直進性を保持する円筒状の支持軸５６Ｃとを含んで構成されている。

検査用プローブ５６Ａｉは、銅合金製の薄板材料で一連のプレス加工工程により一体成形されている。

デバイス側プランジャ５６Ａは、図１０（Ａ）に示されるように、異径管のような形状とされ、４個の尖頭状の突起部を共通の円周上に有する接点部５６ａｐを一端に有している。円筒状のデバイス側プランジャ５６Ａは、一端に上述の接点部５６ａｐが形成される小径部と、小径部に連なる大径部とを内側に有している。その小径部とその大径部とは連通している。デバイス側プランジャ５６Ａにおける小径部と大径部との境界に対応する外周部には、段差部５６ａｄが形成されている。段差部５６ａｄは、検査用プローブ５６Ａｉが上述のＩＣソケットにおけるハウジング１０の貫通孔１０ｂｉに装着されたとき、上述のプローブ収容部１０Ｂにおける貫通孔１０ｂｉの段差部に係合される。デバイス側プランジャ５６Ａの大径部の端部は、ばね部５６Ｄの湾曲部５６Ｄ１の一端に一体に連結されている。

第２プランジャとしての基板側プランジャ５６Ｂは、異径管のような形状とされ、二重管状に形成される接点部を一端に有している。基板側プランジャ５６Ｂは、一端の外周部に上述の球状の接点部が形成される小径部と、その小径部に連なる大径部とを内側に有している。基板側プランジャ５６Ｂにおける小径部と大径部との境界に対応する外周部には、段差部５６ｂｄが形成されている。段差部５６ｂｄは、検査用プローブ５６Ａｉが貫通孔１０ｂｉに装着されたとき、上述のロアプレート１２の貫通孔１２ｂｉの段差部に係合される。基板側プランジャ５６Ｂの大径部の端部は、ばね部５６Ｄの湾曲部５６Ｄ５の一端に一体に連結されている。

デバイス側プランジャ５６Ａの大径部の内部と基板側プランジャ５６Ｂの大径部および小径部の内部との間には、円筒状の支持軸５６Ｃが配されている。支持軸５６Ｃの一端は、所定の間隔をもって互いに向かい合う一対の接触片５６Ｃ１および５６Ｃ２を有している。一対の接触片５６Ｃ１および５６Ｃ２は、それぞれ、略半円形の断面形状を有し、弾性変位可能とされている。一対の接触片５６Ｃ１および５６Ｃ２の直径Ｄａは、例えば、支持軸５６Ｃの中間部の直径よりも小であって、デバイス側プランジャ５６Ａの小径部の内周部に所定の圧力で摺接するように設定されている。後述するように、基板側プランジャ５６Ｂの大径部および小径部が、かしめられることにより、支持軸５６Ｃの他端は、基板側プランジャ５６Ｂの大径部および小径部内に嵌着されている。

螺旋状のばね部５６Ｄは、支持軸５６Ｃの外周部に所定の隙間をもって巻装されている。ばね部５６Ｄの中心軸線は、支持軸５６Ｃの中心軸線と略一致している。その所定の隙間は、後述するように、摺動するばね部５６Ｄの直進性を保持するように設定されている。ばね部５６Ｄは、互いに連結される湾曲部５６Ｄ１，５６Ｄ２，５６Ｄ３，５６Ｄ４，５６Ｄ５，５６Ｄ６，５６Ｄ７，５６Ｄ８，および、５６Ｄ９を支持軸５６Ｃの中心軸線に沿って千鳥掛け状に有している。これにより、湾曲部５６Ｄ６の折り曲げ部が、湾曲部５６Ｄ１と湾曲部５６Ｄ２との間に所定の隙間をもって形成されている。湾曲部５６Ｄ２の折り曲げ部が、湾曲部５６Ｄ６と湾曲部５６Ｄ７との間に所定の隙間をもって形成されている。その際、湾曲部５６Ｄ１の折り曲げ部の幅は、他の部分の幅に比して大に変化するように形成されている。同様に、各湾曲部５６Ｄ２〜５６Ｄ９の折り曲げ部の幅は、他の部分の幅に比して大に変化するように形成されている。これにより、比較的幅の大きい折り曲げ部が、支持軸５６Ｃの中心軸線に沿って略一直線上に形成されることとなる。

その際、湾曲部５６Ｄ１〜５６Ｄ９は、それぞれ、デバイス側プランジャ５６Ａおよび基板側プランジャ５６Ｂの移動に応じて互いに近接または離隔可能に形成されている。従って、ばね部５６Ｄは、支持軸５６Ｃの中心軸線に沿って伸縮自在とされ、デバイス側プランジャ５６Ａおよび基板側プランジャ５６Ｂを互いに離隔する方向に付勢する。

なお、上述のばね部５６Ｄは、９個の湾曲部を有しているが、斯かる例に限られることなく、例えば、デバイス側プランジャ５６Ａおよび基板側プランジャ５６Ｂの接点部に必要とされる接触圧力に応じてその湾曲部の個数が増減され、また、湾曲部の形状が変更されてもよい。

上述の斯かる構成において、各検査用プローブ５６Ａｉが、ハウジング１０のプローブ収容部１０Ｂにおける複数個の貫通孔１０ｂｉ，および、ロアプレート１２の貫通孔１２ｂｉ内に装着された後、ＩＣソケットがプリント配線基板１８の実装面に固定される。その際、基板側プランジャ５６Ｂの接点部がプリント配線基板１８のコンタクトパッドによりロアプレート１２の貫通孔１２ｂｉ内にばね部５６Ｄの付勢力に抗して押し込まれる。そして、半導体装置ＤＶが、半導体装置載置部１０Ａの内周部に位置決めされ装着されるとき、デバイス側プランジャ５６Ａの接点部５６ａｐが半導体装置ＤＶの電極部ＤＶｂに当接した状態で、デバイス側プランジャ５６Ａの一部がプローブ収容部１０Ｂにおける貫通孔１０ｂｉ内に押し込まれる。その際、支持軸５６Ｃの一対の接触片５６Ｃ１および５６Ｃ２がデバイス側プランジャ５６Ａの小径部の内周部に所定の圧力で摺接するのでデバイス側プランジャ５６Ａの接点部５６ａｐおよび電極部ＤＶｂと、基板側プランジャ５６Ｂの接点部およびコンタクトパッドとが、支持軸５６Ｃの中心軸線に沿った最短距離で電気的に接続されることとなる。これにより、検査用プローブ５６Ａｉは、電気信号を伝送する伝送経路の抵抗値を確実かつ安定的に低減できるとともに、支持軸５６Ｃにより全体的に支持されるのでばね部５６Ｄが座屈することなく、しかも、大電流の用途に適することとなる。

また、本発明に係る検査用プローブ５６Ａｉの一例においては、銅合金材料で一体に成形されているので従来、耐荷重や耐久性等の要求から使用するコイルパネ材料は、ピアノ線やステンレス鋼線等の鉄系の磁性材料が使用されていたので加速度センサー、ジャイロのような磁気センサー等を検査する装置においては、検査に障害となる磁界が形成されるのでその装置内に鉄系の磁性材料が使用された検査用プローブを使用できないという問題も解消できることとなる。

上述した検査用プローブ５６Ａｉを製造するにあたっては、先ず、図１０（Ｂ）に拡大されて示されるように、銅合金製の薄板材料を、所定の金型を用いて打ち抜くことにより、ブランク材６６を一体成形する。図１０（Ｂ）においては、同時に複数枚成形されたブランク材のうちの１枚のブランク材６６を代表的に示す。

１枚のブランク材６６は、検査用プローブ５６Ａｉにおけるデバイス側プランジャ５６Ａに対応する部分６６Ａと、基板側プランジャ５６Ｂに対応する部分６６Ｂとを連結するばね部５６Ｄに対応する部分６６Ｄと、部分５６Ｂに連結片６６Ｃｔを介して結合された支持軸５６Ｃに対応する部分６６Ｃと、から構成されている。デバイス側プランジャ５６Ａの接点部５６ａｐを形成する凹凸状の端部６６ａｐが、部分６６Ａの一端に形成されている。また、大径部を形成する拡張部６６ａｄが、部分６６Ａの他端に形成されている。

部分６６Ｄは、湾曲部５６Ｄ１〜５６Ｄ９にそれぞれ対応して互いに連結される湾曲部６６Ｄ１〜６６Ｄ９を有している。部分６６Ｂは、一端が湾曲部６６Ｄ５に連結され、他端が連結片６６Ｃｔの一端に連結されている。細長い連結片６６Ｃｔの他端は、部分６６Ｃに連結されている。部分６６Ｃは、他端部に一対の接触片６６Ｃ１および６６Ｃ２を形成する一対の突起片６６Ｃ１および６６Ｃ２を所定の間隔をもって平行に有している。

次に、上述の例と同様に、平坦な部分６６Ｃが円筒状に丸められることにより、支持軸となる円筒部が形成される。これにより、一対の突起片６６Ｃ１および６６Ｃ２が互いに向き合うこととなる。

続いて、上述の例と同様に、連結片６６Ｃｔが円筒部を伴って部分６６Ｂに重なるように折り曲げられる。これにより、部分６６Ｄの湾曲部６６Ｄ１〜６６Ｄ９に交差し重なる支持軸が形成される。

そして、上述の例と同様に、部分６６Ａ、部分６６Ｄは、細長い円筒状に折り曲げられる。その際、部分６６Ｄの湾曲部６６Ｄ１〜６６Ｄ９は、それぞれ、支持軸の外周部に所定の間隔をもって巻装される。これにより、図１０（Ａ）に示されるように、成形された検査用プローブ５６Ａｉが得られる。

１０ ハウジング
１２ ロアプレート
１６Ａｉ，３６Ａｉ 検査用プローブ
１６Ａ、３６Ａ デバイス側プランジャ
１６Ｂ，３６Ｂ 基板側プランジャ
１６Ｄ，３６Ｄ ばね部
１６Ｃ，３６Ｃ 支持軸
１６Ｃ１，１６Ｃ２，３６Ｃ１，３６Ｃ２ 接触片
ＤＶ 半導体装置

Claims (8)

1. 被検査物の電極部に選択的に当接する接点部を有し銅合金材料で成形される第１プランジャと、
   配線基板の電極部に選択的に当接する接点部を有し銅合金材料で成形される第２のプランジャと、
   前記第１プランジャの一端、および、前記第２プランジャの一端と一体に成形され、該第１プランジャおよび第２プランジャを互いに離隔する方向に付勢するばね部と、
   前記ばね部の内側に所定の隙間をもって配されるように前記第２プランジャの他端と一体に円筒状に成形され、該ばね部を摺動可能に案内する支持軸と、を備え、
   前記第１プランジャの接点部が、前記被検査物の電極部に当接する場合、前記支持軸の一端が前記第１プランジャの内周部に対し摺接することを特徴とする検査用プローブ。
2. 一対の弾性を有する接触片を一端に有する前記支持軸の他端は、前記第２のプランジャの接点部を形成することを特徴とする請求項１記載の検査用プローブ。
3. 前記ばね部の内周部と前記支持軸の外周部との間における前記所定の隙間は、前記ばね部の直進性を保つように設定されることを特徴とする請求項１記載の検査用プローブ。
4. 前記ばね部における前記支持軸の縦断面に沿った断面形状は、矩形状とされることを特徴とする請求項１記載の検査用プローブ。
5. 前記第１プランジャの接点部は、少なくとも３個の突起部を共通の円周上に有することを特徴とする請求項１記載の検査用プローブ。
6. 前記第２のプランジャの接点部は、球状であることを特徴とする請求項２記載の検査用プローブ。
7. 前記第１プランジャ、前記第２のプランジャ、前記ばね部、および、前記支持軸は、共通の板状のブランク材が曲げ加工されることにより、成形されることを特徴とする請求項１記載の検査用プローブ。
8. 複数個の請求項１記載の検査用プローブと、
   前記検査用プローブを収容するプローブ収容部と、該各検査用プローブの接点部が当接する電極部を複数個有する半導体装置を着脱可能に収容する半導体装置載置部とを有し、前記検査用プローブと電気的に接続される配線基板上に配されるハウジングと、
   を具備して構成されるＩＣソケット。

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