JP2017142138A - プローブピンおよび異方導電性部材 - Google Patents

Abstract

【課題】導通不良、及び動作不良を起こす危険性の少ないプローブピンを提供する。
【解決手段】一方の端部に電極接触部１１１を有し、他方の端部に基板接触部１２１を有し、電極接触部と基板接触部との間隔が変化可能なプローブピン１であって、電極接触部、第１フランジ部１１２、および第１フランジ部における電極接触部が連設される側とは反対側に連設される少なくとも２つの第１アーム部１１３，１１４を備える第１可動部材１１と、基板接触部、第２フランジ部１２２、および第２フランジ部１２２における基板接触部が連設される側とは反対側に連設される少なくとも２つの第２アーム部１２３，１２４を備える第２可動部材１２と、第１可動部材１１と第２可動部１２との間に位置する少なくとも２つのコイルバネ１３，１４とを備えている。２つのコイルバネ１３，１４のそれぞれは、密着巻き部１３１，１４１と粗巻き部１３２，１４２とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、集積回路）の検査などに使用されるプローブピンおよび異方導電性部材（具体例としてＩＣソケットが挙げられる。）に関する。

多数の端子を備えるＩＣを検査するときには、ＩＣにおける隣接する端子同士での電気的接続を抑制しつつ、ＩＣの各端子と、ＩＣを検査するための検査装置（ＩＣテスター）に接続された検査用基板における各端子に対応する電極とを電気的に接続するために、プローブピンが使用される。

プローブピンの代表的な構成は、両端が部分的に閉塞されつつ開口された管状体と、この管状体の内部に配置されたコイルバネと、このコイルバネに付勢されながら前記の部分的な閉塞部に係止された状態で管状体から部分的に突出する二つの接触部材とからなる。その他の構成として、板材をプレス加工やエッチング加工して得られる板状の２つの接触部材およびコイルバネで構成されたプローブピンがある。管状体が不要となるため、プローブピンの部品コストを削減することができる。

また、その他の構成のプローブピンの一つに、特許文献１に開示された一つの接触部材と、部分的に管状体が形成されたコイルバネの２つの部品から構成されるプローブピンがある。２つの部品から構成されるため、さらに部品コストを削減することができる。

特許文献１に開示されたプローブピンは、被接触体に接触させる導電性針状体を軸線方向に出没自在に支持するホルダと、前記導電性針状体を前記ホルダから突出させる方向に弾発付勢するべく前記ホルダ内に前記導電性針状体と同軸的に受容された圧縮コイルばねとを有し、前記導電性針状体を通る電気信号を、前記圧縮コイルばねを介して信号授受手段に伝えるようにした導電性接触子であって、前記圧縮コイルばねが、軸線方向について前記導電性針状体の没入方向端部と重なり合う部分から前記信号授受手段に至るまでの部分に密着巻き部が形成されていることを特徴とする導電性接触子である。

特開１９９８−２３９３４９号公報 特開２０１１−８９９３０号公報 特開２０１２−５８２１０号公報

しかしながら、一般的に圧縮コイルばねの内径には製造上の公差があり、特許文献１のプローブピンは、導電性接触子が圧縮コイルばねの中心軸と平行に変動した時に導電性接触子と密着巻き部が接触せず、導通不良を起こす虞がある。

そこで上記の問題を解決するため、例えば特許文献２や特許文献３に開示されたプローブピンが提案されている。特許文献２に開示されたプローブピンは、コイルスプリングの密着巻きの一部を偏心させたものであり、また、特許文献３のプローブピンは、コイルスプリングの粗巻き部の直径を密着巻き部より小さく形成し、粗巻き部によりコイルスプリングとプランジャーの中心軸を同軸にしつつ、密着巻き部とプランジャーの接点部を偏心させたものである。しかしながら、コイルスプリングの内径には製造上の公差があり、何れのプローブピンも偏心量はコイルスプリングの製造上の公差の範囲で増減するため、特許文献２及び特許文献３に開示されたプローブピンでは、導通不良を起こす危険性は充分には回避されていない。

かかる技術背景に鑑み、本発明は、上記の問題を解決し、微細ピッチの端子を備えるＩＣを検査するためのプローブピンであっても、プローブピンの使用時において導通不良、及び動作不良を起こす危険性の少ないプローブピンを提供することを目的とする。本発明は、上記のプローブピンを備える異方導電性部材を提供することも目的とする。

上記課題を解決するために提供される本発明は次のとおりである。
（１）一方の端部に電極接触部を有し、他方の端部に基板接触部を有し、前記電極接触部と前記基板接触部との間隔が変化可能なプローブピンであって、前記電極接触部、前記電極接触部に連設される第１フランジ部、および前記第１フランジ部における前記電極接触部が連設される側とは反対側に連設される少なくとも２つの第１アーム部を備える第１可動部材と、前記基板接触部、前記基板接触部に連設される第２フランジ部、および前記第２フランジ部における前記基板接触部が連設される側とは反対側に連設される少なくとも２つの第２アーム部を備える第２可動部材と、前記第１可動部材と前記第２可動部との間に位置する少なくとも２つのコイルバネとを備え、前記少なくとも２つのコイルバネのそれぞれは、密着巻き部と前記密着巻き部の少なくとも一方の端部に連設される粗巻き部とを備え、前記少なくとも２つのコイルバネのそれぞれの端部には、前記少なくとも２つの第１アーム部および前記少なくとも２つの第２アーム部からなるアーム部群から選ばれたいずれかが挿入され、前記少なくとも２つの第１アーム部における前記電極接触部とは反対側の端部および前記少なくとも２つの第２アーム部における前記基板接触部とは反対側の端部のそれぞれが前記密着巻き部内に挿入されうるように、前記粗巻き部は伸縮可能であることを特徴とするプローブピン。

（２）前記コイルバネが無負荷状態において、前記少なくとも２つの第１アーム部における前記電極接触部とは反対側の端部および前記少なくとも２つの第２アーム部における前記基板接触部とは反対側の端部のそれぞれは、前記密着巻き部内に位置する、上記（１）に記載のプローブピン。

（３）前記コイルバネが無負荷状態において、前記少なくとも２つの第１アーム部における前記電極接触部とは反対側の端部および前記少なくとも２つの第２アーム部における前記基板接触部とは反対側の端部の少なくとも１つは、前記粗巻き部内に位置する、上記（１）に記載のプローブピン。

（４）前記アーム部群から選ばれた少なくとも１つは、前記コイルバネの一部を係止する係止部を備える、上記（１）から（３）のいずれかに記載のプローブピン。

（５）前記係止部は、前記コイルバネの巻回軸方向と異なる方向に突出する突出部からなる、上記（４）に記載のプローブピン。

（６）前記少なくとも２つの第１アーム部における前記電極接触部とは反対側の端部および前記少なくとも２つの第２アーム部における前記基板接触部とは反対側の端部の少なくとも１つは、前記密着巻き部の内面に接触可能な形状を有する、上記（１）から（５）のいずれかに記載のプローブピン。

（７）前記コイルバネは前記粗巻き部を２つ備え、前記粗巻き部は、前記密着巻き部の２つの端部のそれぞれに連設される、上記（１）から（６）のいずれかに記載のプローブピン。

（８）前記コイルバネは前記粗巻き部を１つ備え、前記第１アーム部の少なくとも一部は前記粗巻き部内に位置する、上記（１）から（６）のいずれかに記載のプローブピン。

（９）前記コイルバネは前記粗巻き部を１つ備え、前記第２アーム部の少なくとも一部は前記粗巻き部内に位置する、上記（１）から（６）のいずれかに記載のプローブピン。

（１０）前記第１可動部材は前記第１アーム部を少なくとも２つ備え、前記第２可動部材は前記第２アーム部を前記第１アーム部と等しい数で備える、上記（１）から（９）のいずれかに記載のプローブピン。

（１１）前記第１可動部材および前記第２可動部材は、板材加工品である、上記（１０）に記載のプローブピン。

（１２）前記第１可動部材および前記第２可動部材は、電鋳品である、上記（１０）に記載のプローブピン。

（１３）前記第１可動部材が備える少なくとも２つの前記第１アーム部から選ばれた少なくとも１組は、前記第１フランジ部に近位な端部における離間距離が、前記電極接触部とは反対側の端部における離間距離よりも大きい、上記（１０）から（１２）のいずれかに記載のプローブピン。

（１４）前記第２可動部材が備える少なくとも２つの前記第２アーム部から選ばれた少なくとも１組は、前記第２フランジ部に近位な端部における離間距離が、前記基板接触部とは反対側の端部における離間距離よりも大きい、上記（１０）から（１３）のいずれかに記載のプローブピン。

（１５）前記第１可動部材が備える少なくとも２つの前記第１アーム部から選ばれた少なくとも１組は、前記第１フランジ部に近位な端部における離間距離が、前記電極接触部とは反対側の端部における離間距離よりも小さい、上記（１０）から（１４）のいずれかに記載のプローブピン。

（１６）前記第２可動部材が備える少なくとも２つの前記第２アーム部から選ばれた少なくとも１組は、前記第２フランジ部に近位な端部における離間距離が、前記基板接触部とは反対側の端部における離間距離よりも小さい、上記（１０）から（１５）のいずれかに記載のプローブピン。

（１７）上記（１）から（１６）のいずれかに記載されるプローブピンと、各主面に開口を有する貫通孔を有する板状のハウジングとを備える異方導電性部材であって、前記プローブピンは、前記貫通孔内に配置されることを特徴とする異方導電性部材。

（１８）前記電極はＩＣパッケージの電極である、上記（１７）に記載の異方導電性部材。

（１９）前記電極はＩＣを搭載したモジュール基板に設けられた電極である、上記（１７）または（１８）に記載の異方導電性部材。

（２０）前記電極はＢｔｏＢコネクタに設けられた電極である、上記（１７）から（１９）のいずれかに記載の異方導電性部材。

（２１）前記基板は検査装置の基板である、上記（１７）から（２０）のいずれかに記載の異方導電性部材。

なお、本明細書においては、絶縁性の剛体からなり、検査対象であるＩＣの端子に対応した配列の貫通孔を有し、貫通孔内にプローブピンを保持するための部材をハウジングと呼び、このハウジングにプローブピンが保持された組立体を異方導電性部材と呼び、ＩＣソケットと呼ぶ場合もある。

本発明によれば、微細ピッチの端子を備えるＩＣを検査するためのプローブピンであって、プローブピンの使用時において導通不良、及び動作不良を起こす危険性の少ないプローブピンが提供される。また、本発明により、かかるプローブピンを備える異方導電性部材（ＩＣソケット）が提供される。

図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係るプローブピン１の、第１可動部材１１の板状体の板面に平行な面における断面図であり、図１（ｂ）は、第１可動部材１１の板状体の板面に垂直な面における断面図である。 図２（ａ）は、本発明の第１実施形態に係るプローブピン１の変形例の、第１可動部材１１の板状体の板面に平行な面における断面図であり、図２（ｂ）は、第１可動部材１１の板状体の板面に垂直な面における断面図である。 本発明の第１実施形態に係るプローブピン１を保持したＩＣソケット２が検査用基板１０００に載置された状態を示す断面図である。 ＩＣソケット２が測定対象物であるＩＣ２０００を検査している状態を示す断面図である。 図５（ａ）は、本発明の第１実施形態の別の変形例に係るプローブピン１の、第１可動部材１１の板状体の板面に平行な面における断面図であり、図５（ｂ）は、第１可動部材１１の板状体の板面に垂直な面における断面図である。 本発明の第１実施形態の別の変形例に係るプローブピン１を保持したＩＣソケット２が検査用基板１０００に載置された状態を示す断面図である。 図７（ａ）は、本発明の第２実施形態に係るプローブピン３の、第１可動部材３１、および第２可動部材３２の概観図であり、図７（ｂ）は、プローブピン３の第１可動部材３１の板状体の板面に平行な面における断面図であり、図７（ｃ）は、図７（ｂ）の一部を拡大した断面図である。 図８（ａ）は、本発明の第３実施形態に係るプローブピン４の、第１可動部材４１、および第２可動部材４２の概観図であり、図８（ｂ）は、プローブピン４の第１可動部材４１の板状体の板面に平行な面における断面図であり、図８（ｃ）は、図８（ｂ）の一部を拡大した断面図である。 図９（ａ）は、本発明の第４実施形態に係るプローブピン５の、第１可動部材５１の板状体の板面に平行な面における断面図であり、図９（ｂ）は、第１可動部材５１の板状体の板面に垂直な面における断面図である。 図１０（ａ）は、本発明の第５実施形態に係るプローブピン６の、第１可動部材６１の板状体の板面に平行な面における断面図であり、図１０（ｂ）は、第１可動部材６１の板状体の板面に垂直な面における断面図である。 図１１（ａ）は、本発明の第５実施形態に係るプローブピン６を保持したＩＣソケット７が検査用基板１０００に載置された状態を示す断面図である。測定対象物であるモジュール基板３０００の断面図も示している。図１１（ｂ）は、ＩＣソケット７が測定対象物であるモジュール基板３０００を検査している状態を示す断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係るプローブピンおよびＩＣソケットを説明する。

〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態に係るプローブピン１は、第１可動部材１１、第２可動部材１２、第１コイルバネ１３、および第２コイルバネ１４から構成される。図１（ａ）は、第１実施形態に係るプローブピン１の、第１可動部材１１の板状体の板面に平行な面における断面図であり、図１（ｂ）は、第１可動部材１１の板状体の板面に垂直な面における断面図である。第１可動部材１１、および第２可動部材１２は、板厚が略均一な板状体からなる。ここで第１可動部材１１、第２可動部材１２を製造する手段としては、例えば一つの板材をプレス加工、あるいはエッチング加工してもよいし、電鋳めっき法により、厚めっきで形成してもよい。

第１可動部材１１は、一方の端部に測定対象物であるＩＣに付設される電極（本明細書においては端子ともいう。）と接触するための電極接触部１１１を備える。また、第１可動部材１１は、電極接触部１１１の近傍に、その外側面から板幅方向に突出する第１フランジ部１１２を備える。さらに、第１可動部材１１は、他方の端部に、第１フランジ部１１２から電極接触部１１１とは反対側に、互いに平行に伸延する２つの第１アーム部１１３、１１４を備える。さらに、２つの第１アーム部１１３、１１４における第１フランジ部１１２側の端部近傍の側面（板厚面）に、それぞれ第１突起部１１５、１１６を備える。

第２可動部材１２は、一方の端部に測定装置の配線基板である検査用基板１０００に接触するための基板接触部１２１を備える。また、第２可動部材１２は、基板接触部１２１の近傍に、その外側面から板幅方向に突出する第２フランジ部１２２を備える。さらに、第２可動部材１２は、他方の端部に、第２フランジ部１２２から基板接触部１２１とは反対側に、互いに平行に伸延する２つの第２アーム部１２３、１２４を備える。さらに、２つの第２アーム部１２３、１２４における第２フランジ部１２２側の端部近傍の側面（板厚面）に、それぞれ第２突起部１２５、１２６を備える。

第１コイルバネ１３は、中央部に第１密着巻き部１３１を備え、両端部にはそれぞれ第１粗巻き部１３２、１３３を備える。第１密着巻き部１３１は、第１コイルバネ１３を形成する線材が間隔を空けずに密着して巻かれた部分である。第１粗巻き部１３２、１３３は、第１コイルバネ１３を形成する線材が、当該第１コイルバネ１３を圧縮可能なように間隔を空けて巻かれた部分である。

第２コイルバネ１４は、中央部に第２密着巻き部１４１を備え、両端部にそれぞれ第２粗巻き部１４２、１４３を備える。第２密着巻き部１４１は、第２コイルバネ１４を形成する線材が間隔を空けずに密着して巻かれた部分である。第２粗巻き部１４２、１４３は、第２コイルバネ１４を形成する線材が、当該第２コイルバネ１４を圧縮可能なように間隔を空けて巻かれた部分である。

上記第１可動部材１１、第２可動部材１２、第１コイルバネ１３、および第２コイルバネ１４を備える本実施形態のプローブピン１は、第１可動部材１１が備える２つの第１アーム部１１３、１１４を、それぞれ電極接触部１１１とは反対側の端部１１３Ｅ、１１４Ｅから第１コイルバネ１３が備える第１粗巻き部１３２、１３３の一方、および、第２コイルバネ１４が備える第２粗巻き部１４２、１４３の一方に挿入し、さらに、第２可動部材１２が備える２つの第２アーム部１２３、１２４を、それぞれ基板接触部１２１とは反対側の端部１２３Ｅ、１２４Ｅから第１コイルバネ１３が備える第１粗巻き部１３２、１３３の他方、および、第２コイルバネ１４が備える第２粗巻き部１４２、１４３の他方に挿入する。

ここで図１に例示したプローブピン１においては、２つの第１アーム部１１３、１１４の第１フランジ部１１２側の端部の近傍には、それぞれ第１突起部１１５、１１６を備え、また、２つの第２アーム部１２３、１２４の第２フランジ部１２２側の端部の近傍には、それぞれ第２突起部１２５、１２６を備えるので、第１コイルバネ１３の両端部は、それぞれ第１突起部１１５、１１６の一方、および、第２突起部１２５、１２６の一方に圧入され、さらに、第２コイルバネ１４の両端部は、それぞれ第１突起部１１５、１１６の他方、および、第２突起部１２５、１２６の他方に圧入され、第１可動部材１１、および第２可動部材１２は、それぞれ第１コイルバネ１３、および第２コイルバネ１４と、容易に分離することはない。

なお、後述のとおり、ＩＣソケット２が組み立てられた状態、すなわちプローブピン１がハウジング２１の貫通孔２１０に保持された状態においては、第１可動部材１１、および第２可動部材１２は、第１突起部、および第２突起部を備えていなくても、それぞれ第１コイルバネ１３、および第２コイルバネ１４と容易に分離することはない。したがって、本発明の第１実施形態に係るプローブピン１において、第１突起部と第２突起部は有ってもよいし、無くてもよい。

このように配置、組み立てられた本発明の第１実施形態に係るプローブピン１においては、第１可動部材１１が備える２つの第１アーム部１１３、１１４の電極接触部１１１とは反対側の端部１１３Ｅ、１１４Ｅの近傍の外側面が、それぞれ第１コイルバネ１３が備える第１密着巻き部１３１、および第２コイルバネ１２が備える第２密着巻き部１４１の内側面と、また、第２可動部材１２が備える２つの第２アーム部１２３、１２４の基板接触部１２１とは反対側の端部１２３Ｅ、１２４Ｅの近傍の外側面が、それぞれ第１コイルバネ１３が備える第１密着巻き部１３１、および第２コイルバネ１２が備える第２密着巻き部１４１の内側面と、摺動接触構造を構成する。

この摺動接触構造により、第１可動部材１１と第２可動部材１２は、電気的接触を維持しつつ相対位置を変動することが可能となる。ここで第１可動部材１１と第２可動部材１２は、第１コイルバネ１３が備える第１密着巻き部１３１の内側面、および、第２コイルバネ１４が備える第２密着巻き部１４１の内側面を経由し電気的に導通している。すなわち、第１実施形態に係るプローブピン１において、第１可動部材１１と第２可動部材１２は２つの導通経路を有する。したがって、例えば振動などにより、一方の導通経路が瞬間的に非導通状態となっても、他方の導通経路が導通状態を維持するため、第１可動部材１１と第２可動部材１２の電気的導通は安定化する。

また、図１に例示したプローブピン１においては、プローブピン１が組み立てられた状態（すなわち第１コイルバネ１３、および第２コイルバネ１４が圧縮されていない状態）で第１可動部材１１が備える２つの第１アーム部１１３、１１４の電極接触部１１１とは反対側の端部１１３Ｅ、１１４Ｅ、および、第２可動部材１２が備える２つの第２アーム部１２３、１２４の基板接触部１２１とは反対側の端部１２３Ｅ、１２４Ｅは、それぞれ第１コイルバネ１３が備える第１密着巻き部１３１、および第２コイルバネ１４が備える第２密着巻き部１４１の内部に至っているが、図２に例示したとおり、プローブピン１が組み立てられた状態においては、これら端部は密着巻き部に至らず、後述するＩＣを検査している状態（第１コイルバネ１３、および第２コイルバネ１４が圧縮された状態）において、これら端部が密着巻き部に至るように設計してもよい。このような構成により、プローブピン１の全長を短くすることができる。なお、このように可動部材が備えるアーム部の端部が、プローブピンが組み立てられた状態においてはコイルバネの密着巻き部に至っていない構成は、以下に説明する他の実施形態において実施してもよい。

図３は、本発明の第１実施形態に係るプローブピン１を保持したＩＣソケット２が検査用基板１０００に載置された状態を示す断面図である。また、図４は、ＩＣソケット２が測定対象物であるＩＣ２０００を検査している状態を示す断面図である。図４は、一例としてＩＣ２０００の端子がパッドである場合を示している。ＩＣ２０００の端子は、はんだボールであってもよいし、リードフレームから構成される板状端子であってもよい。

ＩＣソケット２は、ハウジング２１に設けられた複数の貫通孔２１０のそれぞれにより、プローブピン１を、測定対象物であるＩＣ２０００に付設される電極に対応した位置に保持する。具体的には、ハウジング２１は主面内方向に２分割される。貫通孔２１０は、測定対象物であるＩＣ２０００に対向する面に設けられる第１開口部２１１および検査用基板１０００に対向する面に設けられる第２開口部２１２の孔径が、第１開口部２１１と第２開口部２１２との間に設けられる中空部２１３の孔径より小さく形成される。ここで貫通孔２１０は、その断面形状が長円形や矩形である場合を含み、その場合、第１開口部２１１および第２開口部２１２の孔径が中空部２１３の孔径より小さく形成されるとは、それぞれの長辺、短辺が小さく形成されることを意味する。第１開口部２１１と中空部２１３との境界には第１孔内段差部２１４が設けられ、第２開口部２１２と中空部２１３との境界には第２孔内段差部２１５が設けられる。ＩＣソケット２が組み立てられた状態において、第１孔内段差部２１４が第１フランジ部１１２と係止し、第２孔内段差部２１５が第２フランジ部１２２と係止する。これにより、プローブピン１は、貫通孔２１０に保持される。

ＩＣソケット２は、検査用基板１０００上に載置された状態、すなわち図３に示された状態において、プローブピン１の備える第１コイルバネ１３、および第２コイルバネ１４が若干圧縮されるように設計されている。このように設計することにより、ＩＣソケット２が検査用基板１０００上に載置された状態においては、常に基板接触部１２１と検査用基板１０００との接点部分に接触圧力が加わるため、接点部分にゴミなどが付着することが防がれて好ましい。一般的に、ＩＣソケットが検査用基板１０００に載置された状態において、このようにコイルバネを若干圧縮しておくことをプリロードと呼ぶ。プリロードは行われている方が好ましいが、行われていなくてもよい。

さらに、上記のとおり検査用基板１０００に載置されたＩＣソケットは、図４に示した使用状態においては、外部装置、あるいはＩＣソケット２に付設されたカバーなどにより、検査対象のＩＣ２０００の各端子がＩＣソケットの各プローブピン１の電極接触部１１１を一定の長さ押圧するように固定される。なお、図４においては、外部装置、あるいはＩＣソケットに付設されたカバーなど、ＩＣ２０００を固定している部分は省略している。図４に示したとおり、ＩＣソケット２の使用状態においては、プローブピン１の備える第１コイルバネ１３、および第２コイルバネ１４が所定の長さまで圧縮され、検査対象のＩＣ２０００の各端子とＩＣソケット２の各プローブピン１の電極接触部１１１との接点部分には所定の接触圧力が加わり、電気的に安定した検査が可能となる。ここで検査対象のＩＣ２０００の各端子とＩＣソケット２の各プローブピン１の電極接触部１１１との接点部分に加わる接触圧力は、第１コイルバネ１３と第２コイルバネ１４の弾性反発力の和となり、本発明の第１実施形態に係るプローブピン１は、先行技術文献で例示したプローブピンと比べ、接触圧力を大きく設計することが可能となる。検査対象のＩＣ２０００の端子がパッドやリードフレームから構成される板状端子の場合、端子が錫めっきされていることがあり、端子表面が酸化しやすく、端子表面の酸化皮膜を突き破るためには大きな接触圧力が必要となるので、本発明の第１実施形態に係るプローブピン１は好適である。

〔第１実施形態の別の変形例〕
図５（ａ）は、第１実施形態の別の変形例に係るプローブピン１の、第１可動部材１１の板状体の板面に平行な面における断面図であり、図５（ｂ）は、第１可動部材１１の板状体の板面に垂直な面における断面図である。また、図６は、図５に示した第１実施形態の別の変形例に係るプローブピン１を保持したＩＣソケット２が検査用基板１０００に載置された状態を示す断面図である。本発明の第１実施形態に係るプローブピン１は、図５（ａ）に示したとおり、３つのコイルバネを備えてもよい。この場合、第１可動部材１１が３つの第１アーム部を備え、第２可動部材１２が３つの第２アーム部を備え、それぞれのアーム部が、それぞれ３つのコイルバネに挿入される。コイルバネの材質は、ピアノ線が一般的であるが、プローブピンに耐熱性や非磁性が求められる場合、ステンレス製のコイルバネが使用される。ステンレス製のコイルバネは、ピアノ線のコイルバネより弾性限界応力が小さいため、２つのコイルバネでも接触圧力が不足する場合は、本実施形態のように３つのコイルバネを用いればよい。なお、４つ以上のコイルバネを用いてもよい。

〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態に係るプローブピン３は、第１実施形態に係るプローブピン１と同様に、第１可動部材３１、第２可動部材３２、第１コイルバネ３３、および第２コイルバネ３４を備える。図７（ａ）は、本発明の第２実施形態に係るプローブピン３が備える第１可動部材３１、および第２可動部材３２の外観図であり、図７（ｂ）は、第２実施形態に係るプローブピン３の、第１可動部材３１の板状体の板面に平行な面における断面図であり、図７（ｃ）は、図７（ｂ）に示したプローブピン３の断面図の一部を拡大して示している。なお、以下では第２実施形態について、第１実施形態とは異なる部分について説明する。特段説明のない構造、製造方法等は、上述した第１実施形態に係るプローブピン１と同様なので、ここでの説明を省略する。

本発明の第２実施形態に係るプローブピン３は、図７（ａ）に例示したとおり、板材をエッチング加工、あるいはプレス加工して得られる第１可動部材３１、あるいは電鋳めっき法により形成される第１可動部材３１の初期の形状が、２つの第１アーム部３１３、３１４が、電極接触部３１１とは反対側の端部３１３Ｅ、３１４Ｅに向けて、２本のアーム部の間隔が徐々に広がるように形成される。第２可動部材３２が備える２つの第２アーム部３２３、３２４も同様に形成される。

このように形成された第１可動部材３１、および第２可動部材３２を備えるプローブピン３は、図７（ｂ）に示したとおり、第１コイルバネ３３、および第２コイルバネ３４と組み立てられた状態において、第１可動部材３１が備える２つの第１アーム部３１３、３１４の電極接触部３１１とは反対側の端部３１３Ｅ、３１４Ｅの近傍の外側面が、それぞれ第１コイルバネ３３が備える第１密着巻き部３３１、および第２コイルバネ３４が備える第２密着巻き部３４１の内側面と接触する。同様に、第２可動部材３２が備える２つの第２アーム部３２３、３２４の基板接触部３２１とは反対側の端部３２３Ｅ、３２４Ｅの近傍の外側面が、それぞれ第１コイルバネ３３が備える第１密着巻き部３３１、および第２コイルバネ３４が備える第２密着巻き部３４１の内側面と接触する。

ここで第１可動部材３１が備える２つの第１アーム部３１３、３１４における、電極接触部３１１とは反対側の端部３１３Ｅ、３１４Ｅの近傍の、互いに遠位な外側面の距離、および、第２可動部材３２が備える２つの第２アーム部３２３、３２４における、基板接触部３２１とは反対側の端部３２３Ｅ、３２４Ｅの近傍の、互いに遠位な２つの外側面の距離を、それぞれ、第１コイルバネ３３と第２コイルバネ３４における、互いの外側面が対向している側と反対側の２つの内側面の距離より若干大きく設計すれば、図７（ｃ）に示したとおり、プローブピン３が備える４つの摺動接触部が常に接触状態を保ち、第１可動部材３１と第２可動部材３２の電気的導通がより安定化し好ましい。

なお、図５（ａ）に示した本発明の第１実施形態の別の変形例に係るプローブピン１に本実施形態を実施してもよい。その場合、３つのアーム部のうち、何れか２つのアーム部の形状を本実施形態に係るプローブピン３が備えるアーム部の形状とすればよい。

〔第３実施形態〕
図８（ａ）は、本発明の第３実施形態に係るプローブピン４が備える第１可動部材４１、および第２可動部材４２の外観図であり、図８（ｂ）は、第３実施形態に係るプローブピン４の、第１可動部材４１の板状体の板面に平行な面における断面図であり、図８（ｃ）は、図８（ｂ）に示したプローブピン４の断面図の一部を拡大して示している。

本発明の第３実施形態に係るプローブピン４は、図８（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）に示したとおり、図７（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）に示した本発明の第２実施形態に係るプローブ３においては、第１可動部材３１の初期の形状を、２つの第１アーム部３１３、３１４が、電極接触部３１１とは反対側の端部３１３Ｅ、３１４Ｅに向けて、２本のアーム部の間隔が徐々に広がるように形成しているのに対し、第３実施形態に係るプローブピン４においては、第１可動部材４１の初期の形状を、２つの第１アーム部４１３、４１４が、電極接触部４１１とは反対側の端部４１３Ｅ、４１４Ｅに向けて、２本のアーム部の間隔が徐々に狭まるように形成している。第２可動部材４２の初期の形状も、同様に、２本のアーム部の間隔が徐々に狭まるように形成している。その他の構造等は、上述した第２実施形態に係るプローブピン３と同様なので、ここでの説明を省略する。

ここで本発明の第３実施形態に係るプローブピン４においては、第１可動部材４１が備える２つの第１アーム部４１３、４１４における、電極接触部４１１とは反対側の端部４１３Ｅ、４１４Ｅの近傍の、互いに近位な外側面の距離、および、第２可動部材４２が備える２つの第２アーム部４２３、４２４における、基板接触部４２１とは反対側の端部４２３Ｅ、４２４Ｅの近傍の、互いに近位な２つの外側面の距離を、それぞれ、第１コイルバネ４３と第２コイルバネ４４における、互いの外側面が対向している側の２つの内側面の距離より若干小さく設計すれば、図８（ｃ）に示したとおり、プローブピン４が備える４つの摺動接触部が常に接触状態を保ち、第１可動部材４１と第２可動部材４２の電気的導通がより安定化し好ましい。

なお、図５（ａ）に示した本発明の第１実施形態の別の変形例に係るプローブピン１に本実施形態を実施してもよい。その場合、３つのアーム部のうち、何れか２つのアーム部の形状を本実施形態に係るプローブピン４が備えるアーム部の形状とすればよい。

〔第４実施形態〕
図９（ａ）は、本発明の第４実施形態に係るプローブピン５の、第１可動部材５１の板状体の板面に平行な面における断面図であり、図９（ｂ）は、第１可動部材５１の板状体の板面に垂直な面における断面図である。本発明の第４実施形態に係るプローブピン５は、図９に示したとおり、本発明の第１実施形態から第３実施形態に係るプローブピン１、３および４と同様に、第１可動部材５１、第２可動部材５２、第１コイルバネ５３、および第２コイルバネ５４から構成される。ここで図９に示した本発明の第４実施形態に係るプローブピン５においては、第１コイルバネ５３は基板接触部５２１側の端部に第１密着巻き部５３１を備え、他端に１つの第１粗巻き部５３２を備える。同様に、第２コイルバネ５４は基板接触部５２１側の端部に第２密着巻き部５４１を備え、他端に１つの第２粗巻き部５４２を備える。また、第２可動部材５２が備える２つの第２アーム部５２３、５２４は、極短く形成される。その他の構造等は、上述した第１実施形態に係るプローブピン１と同様なので、ここでの説明を省略する。

このような構成の本発明の第４実施形態に係るプローブピン５においては、第１可動部材５１が備える２つの第１アーム部５１３、５１４の電極接触部５１１とは反対側の端部５１３Ｅ、５１４Ｅの近傍の外側面が、それぞれ第１コイルバネ５３が備える第１密着巻き部５３１、および第２コイルバネ５４が備える第２密着巻き部５４１の内側面と摺動接触構造を構成する。また、第２可動部材５２は、第２フランジ部５２２と第１コイルバネ５３が備える第１密着巻き部５３１、および第２コイルバネ５２が備える第２密着巻き部５４１の端部が接触しているので、２つの密着巻き部と電気的に導通している。ここで第２可動部材５２が備える２つの第２アーム部５２３、５２４は、それぞれ第１コイルバネ５３が備える第１密着巻き部５３１、および第２コイルバネ５４が備える第２密着巻き部５４１の端部側の内径に挿入されることで、第２可動部材５２と、第１コイルバネ５３、および第２コイルバネ５４の相対位置を規制する。また、２つの第２突起部５２５、５２６が、それぞれ第１密着巻き部５３１、および第２密着巻き部５４１の端部側の内径に圧入されるので、第２可動部材５２は、第１コイルバネ５３、および第２コイルバネ５４と、容易に分離することはない。

ここで本発明の第４実施形態に係るプローブピン５は、上記の摺動接触構造により、第１可動部材５１と第２可動部材５２は、電気的接触を維持しつつ相対位置を変動することが可能となる。また、本発明の第４実施形態に係るプローブピン５においても、第１可動部材５１と第２可動部材５２は２つの導通経路を有する。したがって、例えば振動などにより、一方の導通経路が瞬間的に非導通状態となっても、他方の導通経路が導通状態を維持するため、第１可動部材５１と第２可動部材５２の電気的導通は安定化する。

さらに、本発明の第４実施形態に係るプローブピン５においても、上述した第２実施形態に係るプローブピン３、あるいは第３実施形態に係るプローブピン４と同様に、第１アーム部５１３、５１４の初期の形状を、電極接触部５１１とは反対側の端部５１３Ｅ、５１４Ｅに向けて２本のアーム部の間隔が徐々に広がるように形成してもよいし、徐々に狭まるように形成してもよい。何れの場合も、上記２つの摺動接触部が常に接触状態を保ち、第１可動部材５１と第２可動部材５２の電気的導通がより安定化する。また、図５（ａ）に示した本発明の第１実施形態の別の変形例に係るプローブピン１に、本実施形態を実施してもよい。

さらに、本発明の第４実施形態に係るプローブピン５は、第１可動部材５１が備える２つの第１アーム部５１３、５１４を極短く形成し、第１密着巻き部５３１、および第２密着巻き部５４１を電極接触部側の端部に形成するように構成してもよい。

〔第５実施形態〕
図１０（ａ）は、本発明の第５実施形態に係るプローブピン６の、第１可動部材６１の板状体の板面に平行な面における断面図であり、図１０（ｂ）は、第１可動部材６１の板状体の板面に垂直な面における断面図である。第５実施形態に係るプローブピン６は、図１０に示したとおり、本発明の第１実施形態から第４実施形態に係るプローブピン１、３、４、および５と同様に、第１可動部材６１、第２可動部材６２、第１コイルバネ６３、および第２コイルバネ６４から構成される。ここで本発明の第５実施形態に係るプローブピン６は、検査対象が一般的なＩＣパッケージではなく、ＩＣを搭載したモジュール基板であり、第１可動部材６１の電極接触部６１１がモジュール基板の検査に適した構造を備える。その他の構造は上述した他の実施形態と同じである。従って、本発明の第５実施形態に係るプローブピンは、本発明の第１実施形態から第４実施形態に係るプローブピン１、３、４、および５の何れのプローブピンにおいて実施してもよい。以下では、代表例として、第１実施形態に係るプローブピン１において実施した実施例を説明する。また、以下では第５実施形態について、第１実施形態とは異なる部分について説明する。特段説明のない構造、製造方法等は、上述した第１実施形態に係るプローブピン１と同様なので、ここでの説明を省略する。

図１０（ａ）に示したとおり、本発明の第５実施形態に係るプローブピン６は、第１可動部材６１が備える電極接触部６１１が、第１フランジ部６１２から第１アーム部６１３、６１４と反対側に伸延する２つの第３アーム部６１７、６１８から構成される。また、第３アーム部６１７、６１８の一方に、２つの第３アーム部６１７、６１８が対向する側の側面（板厚面）から突出する突出部６１９（ストッパー）を備える。さらに、第３アーム部６１７、６１８の他方における、突出部６１９と対向する側面（板厚面）に切り欠き部６２０を備える。ここで切り欠き部６２０は、第１可動部材６１を製造する際に、突出部６１９を形成するために必要なスペースを確保するための切り欠き部であり、加工上必要がなければ、切り欠き部６２０は無くてもよい。

図１１（ａ）は、本発明の第５実施形態に係るプローブピン６を保持したＩＣソケット７が検査用基板１０００に載置された状態を示す断面図である。測定対象物であるモジュール基板３０００の断面図も示している。また、図１１（ｂ）は、ＩＣソケット７が測定対象物であるモジュール基板３０００を検査している状態を示す断面図である。図１１（ａ）に示したとおり、モジュール基板３０００は、一般的に端子として雄コネクタを備え、端子形状はＵ字形状となる。このようなＵ字形状の端子に対しては、プローブピンの電極接触部は、Ｕ字形状の端子の側面と接触する構造が望ましい。

図１１（ｂ）に示したとおり、ＩＣソケット７の使用状態においては、プローブピン６の備える第１コイルバネ６３、および第２コイルバネ６４が所定の長さまで圧縮されると共に、電極接触部６１１が備える第３アーム部６１７、６１８が、アーム部の弾性により開閉可能であり、モジュール基板３０００の端子３００１が電極接触部６１１を押圧した時に、端子３００１は第３アーム部６１７、６１８の開口側の端部を若干開きながら、端子３００１の端部が突出部６１９と接触する位置まで、第３アーム部６１７と６１８の空隙に圧入される。ここで第３アーム部６１７と６１８の開口側の隙間の幅（対向する第３アーム部６１７、６１８の開口側の端部の距離）を、端子３００１の幅（端子３００１の両側面の距離）より若干小さく形成しておくことにより、端子３００１の両側面は第３アーム部６１７、６１８の開口側の端部の内側面（内側の板厚面）を摺動し、端子３００１の両側面上の酸化皮膜を除去することが期待できる。このように酸化皮膜を除去する動作をワイピング動作と呼び、酸化皮膜が除去されたことにより、接点部の接触抵抗が小さくなることをワイピング効果と呼ぶ。本実施形態に係るプローブピン６は、ワイピング効果が期待できる。

また、上記ワイピング動作が行われるためには、プローブピン６の備える第１コイルバネ６３と第２コイルバネ６４の弾性反発力の和が、端子３００１の両側面が第３アーム部６１７、６１８の開口側の端部の内側面（内側の板厚面）を摺動する時の摩擦力より大きいことが求められる。コイルバネの弾性反発力が摩擦力より小さいと、端子３００１の端部は第３アーム部６１７と６１８の空隙に圧入されず、端子３００１の端部が第３アーム部６１７、６１８の端部に接触した状態で第１コイルバネ６３と第２コイルバネ６４が圧縮される。本発明に係るプローブピンは、２つのコイルバネを有することから、コイルバネの弾性反発力を大きく設計することが可能であり、コイルバネの直径が小さく、１つのコイルバネでは充分な弾性反発力が得られない場合でも、上記ワイピング動作を行うことが可能である。

以上説明した各実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

１、３、４、５、６ プローブピン
１１、３１、４１、５１、６１ 第１可動部材
１２、３２、４２、５２、６２ 第２可動部材
１３、３３、４３、５３、６３ 第１コイルバネ
１４、３４、４４、５４、６４ 第２コイルバネ
１１１、６１１ 電極接触部
１１２、６１２ 第１フランジ部
１１３、１１４、３１３、３１４、４１３、４１４、５１３、５１４、６１３、６１４ 第１アーム部
１１３Ｅ、１１４Ｅ、３１３Ｅ、３１４Ｅ、４１３Ｅ、４１４Ｅ、５１３Ｅ、５１４Ｅ 第１アーム部の電極接触部とは反対側の端部
１１５、１１６ 第１突起部
１２１、５２１ 基板接触部
１２２、５２２ 第２フランジ部
１２３、１２４、３２３、３２４、４２３、４２４、５２３、５２４ 第２アーム部
１２３Ｅ、１２４Ｅ、３２３Ｅ、３２４Ｅ、４２３Ｅ、４２４Ｅ 第２アーム部の基板接触部とは反対側の端部
１２５、１２６、５２５、５２６ 第２突起部
１３１、３３１、５３１ 第１密着巻き部
１３２、１３３、５３２ 第１粗巻き部
１４１、３４１、５４１ 第２密着巻き部
１４２、１４３、５４２ 第２粗巻き部
６１７、６１８ 第３アーム部
６１９ 突起部（ストッパー）
６２０ 切り欠き部
２、７ ＩＣソケット
２１ ハウジング
２１０ 貫通孔
２１１ 第１開口部
２１２ 第２開口部
２１３ 中空部
２１４ 第１孔内段差部
２１５ 第２孔内段差部
１０００ 検査用基板
２０００ ＩＣ
３０００ モジュール基板
３００１ 端子

Claims (21)

1. 一方の端部に電極接触部を有し、他方の端部に基板接触部を有し、前記電極接触部と前記基板接触部との間隔が変化可能なプローブピンであって、
   前記電極接触部、前記電極接触部に連設される第１フランジ部、および前記第１フランジ部における前記電極接触部が連設される側とは反対側に連設される少なくとも２つの第１アーム部を備える第１可動部材と、
   前記基板接触部、前記基板接触部に連設される第２フランジ部、および前記第２フランジ部における前記基板接触部が連設される側とは反対側に連設される少なくとも２つの第２アーム部を備える第２可動部材と、
   前記第１可動部材と前記第２可動部との間に位置する少なくとも２つのコイルバネとを備え、
   前記少なくとも２つのコイルバネのそれぞれは、密着巻き部と前記密着巻き部の少なくとも一方の端部に連設される粗巻き部とを備え、
   前記少なくとも２つのコイルバネのそれぞれの端部には、前記少なくとも２つの第１アーム部および前記少なくとも２つの第２アーム部からなるアーム部群から選ばれたいずれかが挿入され、
   前記少なくとも２つの第１アーム部における前記電極接触部とは反対側の端部および前記少なくとも２つの第２アーム部における前記基板接触部とは反対側の端部のそれぞれが前記密着巻き部内に挿入されうるように、前記粗巻き部は伸縮可能であること
   を特徴とするプローブピン。
2. 前記コイルバネが無負荷状態において、前記少なくとも２つの第１アーム部における前記電極接触部とは反対側の端部および前記少なくとも２つの第２アーム部における前記基板接触部とは反対側の端部のそれぞれは、前記密着巻き部内に位置する、請求項１に記載のプローブピン。
3. 前記コイルバネが無負荷状態において、前記少なくとも２つの第１アーム部における前記電極接触部とは反対側の端部および前記少なくとも２つの第２アーム部における前記基板接触部とは反対側の端部の少なくとも１つは、前記粗巻き部内に位置する、請求項１に記載のプローブピン。
4. 前記アーム部群から選ばれた少なくとも１つは、前記コイルバネの一部を係止する係止部を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載のプローブピン。
5. 前記係止部は、前記コイルバネの巻回軸方向と異なる方向に突出する突出部からなる、請求項４に記載のプローブピン。
6. 前記少なくとも２つの第１アーム部における前記電極接触部とは反対側の端部および前記少なくとも２つの第２アーム部における前記基板接触部とは反対側の端部の少なくとも１つは、前記密着巻き部の内面に接触可能な形状を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載のプローブピン。
7. 前記コイルバネは前記粗巻き部を２つ備え、前記粗巻き部は、前記密着巻き部の２つの端部のそれぞれに連設される、請求項１から６のいずれか一項に記載のプローブピン。
8. 前記コイルバネは前記粗巻き部を１つ備え、前記第１アーム部の少なくとも一部は前記粗巻き部内に位置する、請求項１から６のいずれか一項に記載のプローブピン。
9. 前記コイルバネは前記粗巻き部を１つ備え、前記第２アーム部の少なくとも一部は前記粗巻き部内に位置する、請求項１から６のいずれか一項に記載のプローブピン。
10. 前記第１可動部材は前記第１アーム部を少なくとも２つ備え、前記第２可動部材は前記第２アーム部を前記第１アーム部と等しい数で備える、請求項１から９のいずれか一項に記載のプローブピン。
11. 前記第１可動部材および前記第２可動部材は、板材加工品である、請求項１０に記載のプローブピン。
12. 前記第１可動部材および前記第２可動部材は、電鋳品である、請求項１０に記載のプローブピン。
13. 前記第１可動部材が備える少なくとも２つの前記第１アーム部から選ばれた少なくとも１組は、前記第１フランジ部に近位な端部における離間距離が、前記電極接触部とは反対側の端部における離間距離よりも大きい、請求項１０から１２のいずれか一項に記載のプローブピン。
14. 前記第２可動部材が備える少なくとも２つの前記第２アーム部から選ばれた少なくとも１組は、前記第２フランジ部に近位な端部における離間距離が、前記基板接触部とは反対側の端部における離間距離よりも大きい、請求項１０から１３のいずれか一項に記載のプローブピン。
15. 前記第１可動部材が備える少なくとも２つの前記第１アーム部から選ばれた少なくとも１組は、前記第１フランジ部に近位な端部における離間距離が、前記電極接触部とは反対側の端部における離間距離よりも小さい、請求項１０から１４のいずれか一項に記載のプローブピン。
16. 前記第２可動部材が備える少なくとも２つの前記第２アーム部から選ばれた少なくとも１組は、前記第２フランジ部に近位な端部における離間距離が、前記基板接触部とは反対側の端部における離間距離よりも小さい、請求項１０から１５のいずれか一項に記載のプローブピン。
17. 請求項１から１６のいずれか一項に記載されるプローブピンと、各主面に開口を有する貫通孔を有する板状のハウジングとを備える異方導電性部材であって、
    前記プローブピンは、前記貫通孔内に配置されること
    を特徴とする異方導電性部材。
18. 前記電極はＩＣパッケージの電極である、請求項１７に記載の異方導電性部材。
19. 前記電極はＩＣを搭載したモジュール基板に設けられた電極である、請求項１７または１８に記載の異方導電性部材。
20. 前記電極はＢｔｏＢコネクタに設けられた電極である、請求項１７から１９のいずれか一項に記載の異方導電性部材。
21. 前記基板は検査装置の基板である、請求項１７から２０のいずれか一項に記載の異方導電性部材。