JP2023142448A - プローブ - Google Patents

Abstract

【課題】プローブの中心軸に対するプランジャの傾斜を抑制する。【解決手段】プローブ１００は、第２プランジャ１２０及びバレル１４０を備えている。バレル１４０には、第２プランジャ１２０の少なくとも一部分を突出させる開口１４６ａが設けられている。開口１４６ａの内側面は、第２プランジャ１２０の軸方向に略平行となっている。【選択図】図２

Description

本発明は、プローブに関する。

近年、様々なプローブが開発されている。プローブは、バレル及びプランジャを備えている。バレルは、プローブを係止する係止部を有している。係止部には、プランジャの少なくとも一部分を突出させる開口が設けられている。例えば特許文献１に記載されているプローブでは、バレルの一端のカシメ加工によって係止部が形成されている。

特開２０２１－４３１００号公報

例えば特許文献１に記載されているように、カシメ加工によって係止部が形成されることがある。この場合、係止部に設けられた開口の内側面がプローブの中心軸に対して傾斜することがある。したがって、プランジャがプローブの中心軸に対して傾斜しやすくなっている。

本発明の目的の一例は、プローブの中心軸に対するプランジャの傾斜を抑制することにある。本発明の他の目的は、本明細書の記載から明らかになるであろう。

本発明の一態様は、
プランジャと、
前記プランジャの少なくとも一部分を突出させる開口が設けられたバレルと、
を備え、
前記開口の内側面が前記プランジャの軸方向に略平行である、プローブである。

本発明の上記態様によれば、プローブの中心軸に対するプランジャの傾斜を抑制することができる。

実施形態に係るプローブヘッドの断面図である。 実施形態に係るプローブの一部分の断面図である。 比較形態に係るバレルの断面図である。 実施形態に係るバレルの製造方法を説明するための図である。 実施形態に係るバレルの製造方法を説明するための図である。 実施形態に係るバレルの製造方法を説明するための図である。 実施形態に係るバレルの製造方法を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

本明細書において、「第１」、「第２」、「第３」等の序数詞は、特に断りのない限り、同様の名称が付された構成を単に区別するために付されたものであり、構成の特定の特徴（例えば、順番又は重要度）を意味するものではない。

図１は、実施形態に係るプローブヘッド１０の断面図である。図２は、実施形態に係るプローブ１００の一部分の断面図である。図１に示す例では、検査対象物２０及び検査基板３０がプローブヘッド１０を介して電気的に接続されている。図１及び図２には、説明のため、プローブ１００の中心軸を示す仮想線ＩＬが一点鎖線で描写されている。

図１及び図２において、「＋Ｚ」が付された矢印は、検査基板３０が位置する側から検査対象物２０が位置する側に向かう方向を示している。具体的には、実施形態において、「＋Ｚ」が付された矢印は、鉛直方向の下方から上方に向かう方向となっている。「－Ｚ」が付された矢印は、検査対象物２０が位置する側から検査基板３０が位置する側に向かう方向を示している。具体的には、実施形態において、「－Ｚ」が付された矢印は、鉛直方向の上方から下方に向かう方向となっている。以下、必要に応じて、鉛直方向に垂直な方向を水平方向という。

図１を参照し、必要な場合は図２を参照して、プローブヘッド１０について説明する。

プローブヘッド１０は、プローブ１００及び絶縁支持体２００を備えている。プローブ１００は、第１プランジャ１１０、第２プランジャ１２０、コイルばね１３０及びバレル１４０を有している。絶縁支持体２００は、下部絶縁支持体２１０及び上部絶縁支持体２２０を有している。絶縁支持体２００は、少なくとも一部が金属で形成されていてもよく、絶縁体の表面の少なくとも一部が金属で覆われていてもよい。

第１プランジャ１１０は、図２に示すコイルばね１３０によって、第２プランジャ１２０から離れる方向に向けて付勢されている。具体的には、第１プランジャ１１０は、上方に向けて付勢されている。したがって、第１プランジャ１１０の上端は、第１プランジャ１１０が上方に向けて付勢された状態で、検査対象物２０の電極２２に接触可能になっている。

第２プランジャ１２０は、図２に示すコイルばね１３０によって、第１プランジャ１１０から離れる方向に向けて付勢されている。具体的には、第２プランジャ１２０は、下方に向けて付勢されている。したがって、第２プランジャ１２０の下端は、第２プランジャ１２０が下方に向けて付勢された状態で、検査基板３０のパッド３２に接触可能になっている。

バレル１４０は、鉛直方向に略平行に延在している。バレル１４０の上端には、第１プランジャ１１０が設けられている。バレル１４０の下端には、第２プランジャ１２０が設けられている。バレル１４０の内部には、図２に示すコイルばね１３０が設けられている。

下部絶縁支持体２１０及び上部絶縁支持体２２０は、鉛直方向に重なっている。下部絶縁支持体２１０は、上部絶縁支持体２２０の下方に位置している。下部絶縁支持体２１０は、例えば、ピンプレートである。上部絶縁支持体２２０は、下部絶縁支持体２１０の上方に位置している。上部絶縁支持体２２０は、例えば、ピンブロックである。下部絶縁支持体２１０及び上部絶縁支持体２２０は、バレル１４０を支持している。具体的には、バレル１４０は、下部絶縁支持体２１０及び上部絶縁支持体２２０に設けられた貫通孔２０２に挿通されている。

次に、図２を参照して、バレル１４０の詳細について説明する。バレル１４０は、チューブ部１４２及び係止部１４４を有している。

チューブ部１４２には、チューブ孔１４２ａが設けられている。チューブ孔１４２ａは、チューブ部１４２の少なくとも一部分を鉛直方向に貫通している。チューブ孔１４２ａの水平方向の直径は、チューブ孔１４２ａの鉛直方向内の位置によらず略一定となっている。

係止部１４４は、チューブ部１４２の下端に設けられている。詳細を後述するように、係止部１４４は、第２プランジャ１２０を係止している。これによって、第２プランジャ１２０は、バレル１４０から下方に抜けないようになっている。

係止部１４４には、テーパ孔１４４ａが設けられている。テーパ孔１４４ａは、係止部１４４の少なくとも一部分を鉛直方向に貫通している。テーパ孔１４４ａの上端は、チューブ孔１４２ａの下端に連通している。テーパ孔１４４ａの上端の水平方向の直径は、チューブ孔１４２ａの下端の水平方向の直径と略等しくなっている。テーパ孔１４４ａの水平方向の直径は、下方に向かうにつれて減少している。

係止部１４４の下端面には、開口１４６ａが設けられている。係止部１４４は、開口１４６ａは、下方に向けて開口されている。開口１４６ａの上端は、テーパ孔１４４ａの下端に連通している。開口１４６ａの上端の水平方向の直径は、テーパ孔１４４ａの下端の水平方向の直径と略等しくなっている。開口１４６ａの水平方向の直径は、開口１４６ａの鉛直方向内の位置によらず略一定となっている。すなわち、開口１４６ａの内側面は、仮想線ＩＬに略平行となっている。図２に示す断面では、開口１４６ａの水平方向の両側の内側面が現れている。図２に示す断面において、開口１４６ａの水平方向の両側の内側面は、互いに略平行となっている。

図４～図７を用いて詳細を後述するように、チューブ孔１４２ａ、テーパ孔１４４ａ及び開口１４６ａは、切削加工によって形成されている。同様にして、バレル１４０の外側面の少なくとも一部分は、切削加工によって形成されている。

次に、図２を参照して、第２プランジャ１２０及びコイルばね１３０について説明する。第２プランジャ１２０は、フランジ部１２２、テーパ部１２４及び柱部１２６を有している。

コイルばね１３０は、チューブ孔１４２ａの内部に設けられている。フランジ部１２２は、コイルばね１３０の下端の下方に位置している。フランジ部１２２の水平方向の直径は、フランジ部１２２の鉛直方向内の位置によらず略一定となっている。フランジ部１２２の水平方向の直径は、チューブ孔１４２ａの水平方向の直径未満となっている。したがって、フランジ部１２２は、チューブ孔１４２ａの内部において鉛直方向に摺動可能になっている。

テーパ部１２４は、フランジ部１２２の下端に設けられている。テーパ部１２４の上端の水平方向の直径は、フランジ部１２２の下端の水平方向の直径と略等しくなっている。テーパ部１２４の水平方向の直径は、下方に向かうにつれて減少している。テーパ部１２４の上端の直径は、テーパ孔１４４ａの下端の直径以上となっている。テーパ部１２４の下端の直径は、テーパ孔１４４ａの下端の直径未満となっている。このため、第２プランジャ１２０がコイルばね１３０によって下方に向けて付勢された場合、テーパ部１２４の外側面の少なくとも一部分がテーパ孔１４４ａの内側面に接触する。したがって、テーパ部１２４が開口１４６ａから下方に向けて抜けないようにすることができる。これによって、係止部１４４は、テーパ部１２４を係止している。

柱部１２６は、テーパ部１２４の下端に設けられている。柱部１２６は、鉛直方向に延在している。柱部１２６の上端の水平方向の直径は、テーパ部１２４の下端の水平方向の直径と略等しくなっている。柱部１２６の水平方向の直径は、柱部１２６の下端を除いて、柱部１２６の鉛直方向内の位置によらず略一定となっている。柱部１２６の下端は、丸まっている。ただし、柱部１２６の下端の形状はこの例に限定されない。柱部１２６の水平方向の直径は、開口１４６ａの水平方向の直径未満となっている。これによって、係止部１４４は、開口１４６ａから柱部１２６を鉛直方向に略平行に突出させている。

図３は、比較形態に係るバレル１４０Ｋの断面図である。比較形態に係るバレル１４０Ｋは、以下の点を除いて、実施形態に係るバレル１４０と同様である。

比較形態に係るバレル１４０Ｋは、チューブ部１４２Ｋ及び係止部１４４Ｋを有している。比較形態に係るチューブ部１４２Ｋには、チューブ孔１４２ａＫが設けられている。比較形態に係る係止部１４４Ｋには、テーパ孔１４４ａＫが設けられている。比較形態に係る係止部１４４Ｋの下端面には、開口１４６ａＫが設けられている。比較形態に係る係止部１４４Ｋは、バレル１４０Ｋの下端のカシメ加工によって形成されている。このため、比較形態に係る開口１４６ａＫの内側面は、仮想線ＩＬに対して傾斜している。具体的には、比較形態に係る開口１４６ａＫの水平方向の直径は、下方に向かうにつれて増加している。

実施形態に係るバレル１４０と、比較形態に係るバレル１４０Ｋと、を比較する。

比較形態では、開口１４６ａＫの内側面が第２プランジャ１２０の軸方向に対して傾斜している。比較形態において、第２プランジャ１２０の軸方向は、仮想線ＩＬに略平行となっている。これに対して、実施形態では、開口１４６ａの内側面が第２プランジャ１２０の軸方向に対して略平行となっている。実施形態において、第２プランジャ１２０の軸方向は、仮想線ＩＬに略平行となっている。したがって、実施形態においては、比較形態と比較して、開口１４６ａの内側面によって柱部１２６を仮想線ＩＬに対して略平行に揃えやすくなっている。このため、実施形態では、比較形態と比較して、プローブ１００の中心軸に対する第２プランジャ１２０の傾斜を抑制することができる。

さらに、実施形態では、比較形態と比較して、フランジ部１２２の鉛直方向の長さを短くしても、柱部１２６を仮想線ＩＬに対して略平行に揃えやすくなっている。すなわち、フランジ部１２２の鉛直方向の長さが一定以上である場合、フランジ部１２２の外側面がチューブ孔１４２ａの内側面に接触することで柱部１２６を仮想線ＩＬに対して略平行に揃えることができる。実施形態では、上述したように、開口１４６ａの仮想線ＩＬに略平行な内側面によって柱部１２６を仮想線ＩＬに対して略平行に揃えやすくなっている。このため、実施形態に係るフランジ部１２２の鉛直方向の長さは、比較形態に係るフランジ部１２２の鉛直方向の長さより短くすることができる。したがって、実施形態では、比較形態と比較して、チューブ孔１４２ａの内部におけるコイルばね１３０を配置するためのスペースの鉛直方向の長さを長くすることができる。

比較形態では、図３に示す断面において、テーパ孔１４４ａＫの内側面の上端と下端を結ぶ方向と開口１４６ａＫの内側面の下端と上端を結ぶ方向との間の角が略直角となっている。これは、上述したように、比較形態に係る係止部１４４Ｋは、バレル１４０Ｋの下端のカシメ加工によって形成されているためである。これに対して、実施形態では、図２に示す断面において、テーパ孔１４４ａの内側面の上端と下端を結ぶ方向と開口１４６ａの内側面の下端と上端を結ぶ方向との間の角が鈍角となっている。したがって、実施形態では、比較形態と比較して、テーパ孔１４４ａの内側面の下端と開口１４６ａの内側面の上端との間の角によるテーパ部１２４の摩耗を抑制することができる。

図４～図７は、実施形態に係るバレル１４０の製造方法を説明するための図である。

実施形態に係るバレル１４０は、以下のようにして製造されている。以下、図４～図７を用いた説明において、必要に応じて、仮想線ＩＬに略平行な方向を軸方向という。以下、図４～図７を用いた説明において、必要に応じて、仮想線ＩＬに略垂直な方向を径方向という。

まず、図４に示すように、ワーク１４０Ｗを準備する。ワーク１４０Ｗは、例えば金属である。

次いで、図５に示すように、ワーク１４０Ｗを仮想線ＩＬの周りに回転させた状態で、軸方向に小径ドリル４２をワーク１４０Ｗに通す。小径ドリル４２は、小径軸部４２ａ及び小径先端部４２ｂを有している。小径軸部４２ａの径方向の直径は、小径軸部４２ａの軸方向内の位置によらず略一定となっている。小径先端部４２ｂは、小径軸部４２ａの先端に設けられている。小径先端部４２ｂの径方向の直径は、小径先端部４２ｂの先端に向かうにつれて減少している。小径先端部４２ｂは、ワーク１４０Ｗを軸方向に貫通している。したがって、小径軸部４２ａの切削加工によって小径孔１４６ａＷが形成されている。このため、小径孔１４６ａＷの径方向の直径は、小径軸部４２ａの径方向の直径と略等しくなっている。

次いで、図６に示すように、ワーク１４０Ｗを仮想線ＩＬの周りに回転させた状態で、軸方向に大径ドリル４４を小径孔１４６ａＷに通す。大径ドリル４４は、大径軸部４４ａ及び大径先端部４４ｂを有している。大径軸部４４ａの径方向の直径は、大径軸部４４ａの軸方向内の位置によらず略一定となっている。大径軸部４４ａの径方向の直径は、小径軸部４２ａの径方向の直径より大きくなっている。大径先端部４４ｂは、大径軸部４４ａの先端に設けられている。大径先端部４４ｂの径方向の直径は、大径ドリル４４の先端に向かうにつれて減少している。大径先端部４４ｂは、小径孔１４６ａＷの先端を除いて、ワーク１４０Ｗを軸方向に貫通している。

図６に示す例では、小径孔１４６ａＷの先端を除いて、大径軸部４４ａの切削加工によって大径孔１４２ａＷが形成されている。このため、大径孔１４２ａＷの径方向の直径は、大径軸部４４ａの径方向の直径と略等しくなっている。大径孔１４２ａＷは、チューブ孔１４２ａとなる孔である。したがって、チューブ孔１４２ａの径方向の直径は、大径軸部４４ａの径方向の直径によって制御することができる。

図６に示す例では、大径先端部４４ｂの切削加工によってテーパ孔１４４ａが形成されている。仮想線ＩＬに対するテーパ孔１４４ａの内側面の傾斜は、仮想線ＩＬに対する大径先端部４４ｂの外側面の傾斜と略等しくなっている。すなわち、仮想線ＩＬに対するテーパ孔１４４ａの内側面の傾斜は、仮想線ＩＬに対する大径先端部４４ｂの外側面の傾斜によって制御することができる。このため、実施形態では、比較形態においてバレル１４０Ｋの先端のカシメ加工によって係止部１４４Ｋを形成する場合と比較して、仮想線ＩＬに対するテーパ孔１４４ａの内側面の傾斜を高精度に調整することができる。したがって、実施形態では、比較形態と比較して、仮想線ＩＬに対するテーパ孔１４４ａの内側面の傾斜を仮想線ＩＬに対するテーパ部１２４の外側面の傾斜と揃えやすくなっている。よって、実施形態では、比較形態と比較して、仮想線ＩＬに対する柱部１２６の傾斜を抑制することができる。

図６に示す例では、小径孔１４６ａＷの大径先端部４４ｂによって貫通されていない先端は、開口１４６ａとして残っている。すなわち、開口１４６ａは、小径軸部４２ａの切削加工によって形成されている。したがって、実施形態では、開口１４６ａの内側面を仮想線ＩＬに略平行な方向に揃えることができる。また、実施形態では、開口１４６ａの径方向の直径を小径軸部４２ａの径方向の直径によって制御することができる。このため、実施形態では、比較形態においてバレル１４０Ｋの先端のカシメ加工によって係止部１４４Ｋを形成する場合と比較して、開口１４６ａの径方向の直径を高精度に調整することができる。したがって、実施形態では、比較形態と比較して、仮想線ＩＬに対する柱部１２６の傾斜を抑制することができる。

次いで、図７に示すように、ワーク１４０Ｗを仮想線ＩＬの周りに回転させた状態で、ブレード４６の先端をワーク１４０Ｗの外側面に押し当ててワーク１４０Ｗの外側面を切削加工する。具体的には、ワーク１４０Ｗの先端を除いて、ワーク１４０Ｗの外側面を仮想線ＩＬに対して略平行な方向に切削加工する。これによって、チューブ部１４２のチューブ孔１４２ａの軸方向の周囲の外側面が形成されている。ワーク１４０Ｗの先端では、ワーク１４０Ｗの外側面を仮想線ＩＬに対して斜めに切削加工する。これによって、係止部１４４のテーパ孔１４４ａ及び開口１４６ａの軸方向の周囲の外側面が形成されている。実施形態では、比較形態においてバレル１４０Ｋの先端のカシメ加工によって係止部１４４Ｋを形成する場合と比較して、係止部１４４のテーパ孔１４４ａ及び開口１４６ａの径方向の周囲の外側面の形状を高精度に調整して、多数のバレル１４０を製造しても係止部１４４のテーパ孔１４４ａ及び開口１４６ａの径方向の周囲の外側面の形状をほぼ同じにすることができる。

バレル１４０の製造方法は、上述した方法に限定されない。

例えば、上述した方法では、ワーク１４０Ｗを仮想線ＩＬの周りに回転させた状態で、小径ドリル４２、大径ドリル４４又はブレード４６をワーク１４０Ｗに押し当てている。しかしながら、小径ドリル４２、大径ドリル４４又はブレード４６を仮想線ＩＬの周りに回転させてワーク１４０Ｗに押し当ててもよい。

また、実施形態では、中実のワーク１４０Ｗに小径ドリル４２を押し当てて小径孔１４６ａＷを形成している。しかしながら、小径孔１４６ａＷが予め設けられたワーク１４０Ｗを用意してもよい。この場合、小径ドリル４２を用いることなく、ワーク１４０Ｗに大径ドリル４４を押し当てることで大径孔１４２ａＷを形成する。

また、実施形態では、小径孔１４６ａＷ及び大径孔１４２ａＷを形成した後、ワーク１４０Ｗの外側面を切削加工している。しかしながら、ワーク１４０Ｗの外側面を切削加工した後、小径孔１４６ａＷ及び大径孔１４２ａＷを形成してもよい。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

例えば、実施形態では、第２プランジャを係止する係止部の構造について説明した。しかしながら、第２プランジャを係止する係止部の構造は、第１プランジャを係止する係止部にも適用可能である。

本明細書によれば、以下の態様が提供される。
（態様１）
態様１は、
プランジャと、
前記プランジャの少なくとも一部分を突出させる開口が設けられたバレルと、
を備え、
前記開口の内側面が前記プランジャの軸方向に略平行である、プローブである。
態様１によれば、開口の内側面がプランジャの軸方向に対して傾斜している場合と比較して、開口の内側面によってプランジャをプローブの中心軸に対して略平行に揃えやすくなっている。このため、態様１では、開口の内側面がプランジャの軸方向に対して傾斜している場合と比較して、プローブの中心軸に対するプランジャの傾斜を抑制することができる。
（態様２）
態様２は、
前記バレルの外側面の少なくとも一部分が切削加工によって形成されている、態様１に記載のプローブである。
態様２によれば、バレルの先端のカシメ加工によって係止部が形成されている場合と比較して、バレルの外側面の形状を高精度に調整して、多数のバレルを製造してもバレルの外側面の形状をほぼ同じにすることができる。
（態様３）
態様３は、
前記開口が切削加工によって形成されている、態様１又は２に記載のプローブである。
態様３によれば、バレルの先端のカシメ加工によって係止部が形成されている場合と比較して、開口の直径を高精度に調整することができる。したがって、態様２では、バレルの先端のカシメ加工によって係止部が形成されている場合と比較して、プローブの中心軸に対するプランジャの傾斜を抑制することができる。
（態様４）
前記開口に連通するテーパ孔が前記バレルに設けられており、
前記テーパ孔が切削加工により形成されている、態様１～３のいずれか一に記載のプローブである。
態様４によれば、バレルの先端のカシメ加工によって係止部が形成されている場合と比較して、プローブの中心軸に対するテーパ孔の傾斜を高精度に調整することができる。したがって、態様３では、バレルの先端のカシメ加工によって係止部が形成されている場合と比較して、プローブの中心軸に対するプランジャの傾斜を抑制することができる。
（態様５）
態様５は、
ワークの所定の第１孔に前記第１孔の直径より大きな直径の第２孔を形成する工程を備え、
前記第２孔を形成する工程において、前記第２孔が前記第１孔の先端を除いて前記ワークを貫通する、バレルの製造方法である。
態様５によれば、バレルの先端のカシメ加工によって係止部が形成されている場合と比較して、係止部に設けられた開口の直径を高精度に調整することができる。
（態様６）
態様６は、
前記ワークに前記第１孔を形成する工程をさらに備える、態様５に記載のバレルの製造方法である。
態様６によれば、バレルの先端のカシメ加工によって係止部が形成されている場合と比較して、第１孔の先端の直径を高精度に調整することができる。
（態様７）
態様７は、
前記ワークの前記第１孔及び前記第２孔の周囲の外側面の少なくとも一部分を切削加工する工程をさらに備える、態様５又は６に記載のバレルの製造方法である。
態様７によれば、バレルの先端のカシメ加工によって係止部が形成されている場合と比較して、ワークの第１孔及び第２孔の周囲の外側面の形状を高精度に調整することができる。

１０ プローブヘッド
２０ 検査対象物
２２ 電極
３０ 検査基板
３２ パッド
４２ 小径ドリル
４２ａ 小径軸部
４２ｂ 小径先端部
４４ 大径ドリル
４４ａ 大径軸部
４４ｂ 大径先端部
４６ ブレード
１００ プローブ
１１０ 第１プランジャ
１２０ 第２プランジャ
１２２ フランジ部
１２４ テーパ部
１２６ 柱部
１３０ コイルばね
１４０，１４０Ｋ バレル
１４０Ｗ ワーク
１４２，１４２Ｋ チューブ部
１４２ａ，１４２ａＫ チューブ孔
１４２ａＷ 大径孔
１４４，１４４Ｋ 係止部
１４４ａ，１４４ａＫ テーパ孔
１４６ａ，１４６ａＫ 開口
１４６ａＷ 小径孔
２００ 絶縁支持体
２０２ 貫通孔
２１０ 下部絶縁支持体
２２０ 上部絶縁支持体
ＩＬ 仮想線

Claims (4)

1. プランジャと、
   前記プランジャの少なくとも一部分を突出させる開口が設けられたバレルと、
   を備え、
   前記開口の内側面が前記プランジャの軸方向に略平行である、プローブ。
2. 前記バレルの外側面の少なくとも一部分が切削加工によって形成されている、請求項１に記載のプローブ。
3. 前記開口が切削加工によって形成されている、請求項１又は２に記載のプローブ。
4. 前記開口に連通するテーパ孔が前記バレルに設けられており、
   前記テーパ孔が切削加工により形成されている、請求項１～３のいずれか一項に記載のプローブ。

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