JP3326095B2 - 導電性接触子 - Google Patents
導電性接触子Info
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Description
縮コイルばねにより弾発付勢して、プリント配線板や半
導体素子の検査やウェハテストを行うのに適する導電性
接触子に関するものである。
半導体製品などの電気的検査を行うためのコンタクトプ
ローブに用いられる導電性接触子には、導電性針状体を
筒状のホルダ内に軸線方向に出没自在に支持しかつ突出
方向に抜け止めし、導電性針状体を圧縮コイルばねによ
り突出方向に弾発付勢するようにしたものがある。その
ような導電性接触子にあっては、導電性針状体の突出方
向先端を検査対象に弾発的に当接させて、電気信号を検
査対象と外部回路との間で伝達するようにしている。
に検査対象から導電性針状体を介して圧縮コイルばねに
電気が流れる場合には、その巻き数の2乗でインダクタ
ンスが増加する。そのため、コンタクトプローブに流れ
る電気信号が高周波信号(例えば数十MHz〜数GH
z)である場合には、コイル状の導体に高周波信号が流
れることになり、インダクタンス及び抵抗が増大し、検
出信号に電気特性の劣化が生じるという問題がある。
て、導電性針状体を弾発付勢する圧縮コイルばねを用い
た導電性接触子における低インダクタンス化及び低抵抗
化を実現するために、本発明に於いては、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、前記導電性針状体の没
入方向側に延出された軸部より拡径された内径にて形成
されかつ当該軸部に巻回されていると共に、前記ホルダ
内にて湾曲し得るように前記ホルダ内に受容され、前記
圧縮コイルばねに、前記湾曲することにより前記導電性
針状体の前記軸部と接触する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ものと
した。
ねを通る電気信号が密着巻き部を通ることになり、その
場合には圧縮コイルばねの軸線方向に沿って通ることに
なるため、粗巻き部を通る場合にコイル状に高周波信号
が流れることによるインダクタンス及び抵抗の増大がな
い。
例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明す
る。
1の模式的縦断面図であり、通常は複数の被接触箇所を
設けられている検査対象に対して多点同時検査を行うこ
とから、導電性接触子1を並列に複数配設して用いる。
なお、単独として用いるものに適用しても良い。
板2にその厚さ方向に貫通する支持孔3を設けてホルダ
を形成し、その支持孔3内に導電性針状体4を同軸的に
受容し、その導電性針状体4を圧縮コイルばね5により
支持孔3から外方に突出させる方向に弾発付勢するよう
にして構成されている。支持基板2の図における上面に
は、電気信号を伝達するための信号授受手段を構成する
中継基板6が積層状態に固着されており、その中継基板
6内には、その厚さ方向に電気信号を通すための導電路
6aが一体的に設けられている。
検査回路基板を積層して用いることにより、異なる被検
査対象の種々の配線パターンや端子配置にそれぞれ対応
させた中継基板を用意すれば、被接触箇所の配置パター
ンが異なる種々のものに対応可能になる。
る頭部4aと、頭部4aの没入方向端側に設けられた大
径部4bと、大径部4bから頭部4aとは相反する後端
に至るまで延出する軸部4cとを同軸的に有して形成さ
れている。また、支持孔3により、導電性針状体4の大
径部4bと、軸部4bに同軸的に巻回された圧縮コイル
ばね5とが受容されているが、その上記中継基板6とは
相反する側には、頭部4aのみを軸線方向に出没自在に
通しかつ支持する小径部3aが形成されており、その支
持孔3の小径部3aとの境界である段部に大径部4bが
衝当して、導電性針状体4が突出方向に対して抜け止め
されている。
先鋭に形成しており、このようにすることにより小さな
パッドに対しても正確に衝当させることができるが、頭
部4aの突出端側の形状にあっては、被接触体の形状に
応じて種々の形状であって良く、例えば半田ボールに接
触させる場合には先鋭にせずに平坦面に形成する。
コイルばね5は、大径部4bと中継基板6との間に初期
荷重として圧縮された状態で組み付けられている。本図
示例では、軸部4cの大径部4b近傍部分には、圧縮コ
イルばね5の対応するコイル端部が弾発的に巻き付き得
るように、圧縮コイルばね5の内径よりも若干拡径され
たボス部4dが形成されており、導電性針状体4を支持
孔3内に挿入する前に導電性針状体4と圧縮コイルばね
5とを組み付けてユニット化することができ、組み付け
を容易にしている。なお、圧縮コイルばね5は、ボス部
4dに巻き付いた状態で結合されているが、その結合に
あっては、巻き付きだけに限るものではなく、半田付け
しても良く、あるいは単に挿入程度のはめ合いでも接触
圧がかかるので可能である。
体4の没入方向側である中継基板6側に、自然状態で密
着巻きにした密着巻き部5aが設けられている。その密
着巻き部5aは、軸部4cの図の上側である延出方向端
部に、図1の待機状態で軸線方向について若干重なり合
う所まで設けられている。このようにして形成された圧
縮コイルばね5は、その一方のコイル端部(図の下側)
を導電性針状体4の軸部4cの大径部4b近傍部分に固
設され、他方の密着巻き部5aのコイル端(図の上側)
を、中継基板6の導電路6aの支持孔3内に臨む部分に
設けた凹設部内に没入させてその底面に衝当させてい
る。
は同等の表面処理(例えばロジウムメッキ)を行う場合
があるが、電気信号に悪影響を及ぼさない電気特性の良
い材質のもの(例えば貴金属合金や銅合金)を用いるこ
とにより、表面処理を行わずに、むく材のままにするこ
とができる。この貴金属合金を用いた場合には、導電性
接触子4の表面に半田が付着し、それが酸化して接触抵
抗が不安定になっても、酸化した表面を削り取れば、再
生可能である。なお、圧縮コイルばね5にも導電性材質
のものや、上記と同様の材質のものを用いる。
に行われるように、軸部4cの外径よりも圧縮コイルば
ね5の内径が若干大きくされている。
により検査を行う場合には、支持基板2を被検査体7側
に下げて、図2に示されるように、頭部4aの先鋭端を
パッド7aに衝当させ、かつ圧縮コイルばね5を圧縮変
形させて、パッド7a表面の酸化膜を突き破ることがで
きる程度の荷重をもって導電性針状体4をパッド7aに
接触させる。
Iに示されるように、パッド7aから導電性針状体4を
通り、圧縮コイルばね5を介して導電路6aに伝達され
る。このとき、圧縮コイルばね5の内径が軸部4cより
若干拡径されていることから、圧縮変形により圧縮コイ
ルばね5は支持孔3内にて湾曲状に変形して蛇行するよ
うになり、密着巻き部5aの内周部が軸部4cの外周面
に接触する部分が生じる。
ルばね5に伝達される電気信号は、上記したように密着
巻き部5aの接触部になり得ると共に、密着巻き部5a
では図2に示されるように圧縮コイルばね5の軸線方向
に沿う直線的に電気信号が流れ得ることから、祖巻き部
にコイル状に電気信号が流れることによるインダクタン
ス及び抵抗の増大が生じない。
は軸部4cの延出方向端部が密着巻き部5a内に若干臨
む程度にされているが、両者を軸線方向について互いに
重なり合うようにしても良い。いずれにしても、導電性
針状体4がパッド7aに当接して少しでも没入状態にな
ったら、軸部4cが密着巻き部5aに接触可能になり、
被検査体側の凹凸の違いにより、各導電性接触子1毎に
圧縮コイルばね5の圧縮変形量の大小が生じても、常に
密着巻き部5aにて接触可能である。
ばね5の密着巻き部5aの外周面に半田などによる導電
膜8を一体的に形成しても良い。このようにすることに
より、密着巻き部5aが擬似的な導電性パイプ形状とな
り、より一層電気的に安定化し得る。
む部分に、密着巻き部5aのコイル端部を受容する凹設
部を設けたが、図4に示されるように、導電路6aの支
持孔3に臨む面を、中継基板6の支持基板2に対する接
合面と同一面に形成しても良い。なお、図4では、前記
図示例と同様の部分には同一の符号を付してその詳しい
説明を省略する。
電路6aと密着巻き部5aとを半田付けにより互いに接
合しても良く、その場合には、電気的安定性をより一層
向上することができる。また、前記図示例では圧縮コイ
ルばね5のコイル端形状を研削仕上げにしたが、コイル
径が極めて小さい場合には無研削であって良い。
態である両端可動型の導電性接触子であり、前記図示例
と同様の部分には同一の符号を付してその詳しい説明を
省略する。
方のコイル端部に前記図示例と同様の形状の導電性針状
体4が結合されていると共に、他方のコイル端部にも同
軸的に対をなすように同一形状であって良いもう1つの
導電性針状体4が結合されている。各導電性針状体4
は、各頭部4aを互いに相反する向きに突出させるよう
に設けられている。ホルダとして、圧縮コイルばね5を
受容しかつ両導電性針状体4を支持するための支持基板
は、2枚の基板要素2aを重ね合わせて形成されてい
る。
わせた場合に互いに対称的な形状をなす支持孔3がそれ
ぞれ形成されており、図5に示されるように両基板要素
2aを互いに重ね合わせることにより、両支持孔3によ
り1つの支持孔が形成され、その1つにされた支持孔内
に圧縮コイルばね5が同軸的に受容されている。
る各開放面側には、支持孔3の圧縮コイルばね5を受容
する大径部の内径よりも縮径された小径部3aが同軸的
に設けられている。前記図示例と同様に、両導電性針状
体4の各頭部4aが、その円柱状胴部を小径部3aによ
り軸線方向に往復動自在に支持されている。
の間に隙間が設けられているが、頭部4aの胴部の外径
よりも支持孔3の内径の方が拡径されていることを示す
ものであり、制作上の比率に沿って図示したものではな
い。これは、前記各図示例においても同様である。
と同様に大径部4b及び軸部4cと、それらの間に設け
られたボス部4dとが設けられている。両ボス部4dに
圧縮コイルばね5の両コイル端部が、弾発的に巻き付き
または半田付けされ若しくはそれらを合わせて結合され
ており、支持孔3内には圧縮コイルばね5が圧縮変形状
態で受容されるため、支持孔3の大径部と小径部3aと
の境界になる段部に各大径部4bが衝当して、両導電性
針状体4が抜け止めされている。
囲する部分を粗巻きにされているが、両導電性針状体4
の両者間の部分を密着巻きにされている。その密着巻き
されてなる中間密着巻き部5bの範囲は、前記図示例と
同様に、待機状態(導電性針状体4を検査対象に当接さ
せていない状態)で各導電性針状体4の軸部4cに接触
し得る長さである。なお、圧縮コイルばね5が圧縮変形
されることにより、全体的には湾曲状態になることか
ら、中間部に設けられている中間密着巻き部5bが軸部
4cに接触することになる。
インボードなどからなる基板8が設けられており、その
上面と同一面を形成するように設けられた配線パターン
8aに一方の導電性接触子4を当接させた状態が示され
ているが、検査時には、図における上側に示されている
被検査体9を相対的に近付けて、他方(図における上
側)の導電性接触子4を被検査体9の検査パッド9aに
弾発的に衝当させる。その検査状態では、両導電性接触
子4共、図5の下側の導電性接触子4の状態になる。
は、図5の実線Iの矢印に示されるようになり、検査パ
ッド9aから上側の導電性接触子4を通り、その軸部4
cから中間密着巻き部5bを介して下側の導電性接触子
4の軸部4cに伝達され、下側の導電性接触子4を通っ
て配線パターン8aに至る。この導通経路にあっては、
唯一圧縮コイルばね5を通る場合でもその密着巻き部5
bを通り、前記図示例と同様に、圧縮コイルばね5の軸
線方向に沿う直線的に電気信号が流れ得ることから、祖
巻き部にコイル状に高周波信号が流れることによるイン
ダクタンス及び抵抗の増大が生じないため、低インダク
タンス化及び低抵抗化を向上し得る。
おける大径部4bを省略したものであり、前記図示例と
同様の部分には同一の符号を付してその詳しい説明を省
略する。この図示例によれば、前記と同様にコイル状に
高周波信号が流れることによるインダクタンス及び抵抗
の増大が生じることがないと共に、少なくとも大径部4
bの厚さ分だけ全長を短くし得る。また、その導電性接
触子4の形状が単純化されていることから、部品コスト
を低廉化し得る。
ようにしても良く、この図7においても、前記図示例と
同様の部分には同一の符号を付してその詳しい説明を省
略する。図7に示されるものにあっては、図5の図示例
のものに対して一方の導電性接触子を設けずに、圧縮コ
イルばね5の端部形状で代用するようにしたものであ
る。この例では、圧縮コイルばね5の導電性接触子4を
結合しない方の端部を、図7に示されるように、中間部
よりも縮径しかつ密着巻きにて形成している。
にあっては、圧縮コイルばね5の一方の端部により形成
された縮径密着巻き部5cを配線パターン8aに接触さ
せて使用する。また、圧縮コイルばね5にあっては、そ
の縮径巻き部5cから中間部の密着巻き部5aまで密着
巻きされている。
5の密着巻き部5aが上側の導電性接触子4の軸部4c
に接触しており、導電性接触子4を通った電気信号が密
着巻き部5aを通るため、その導通経路は圧縮コイルば
ね5の軸線方向に沿うことになり、前記と同様にコイル
状に高周波信号が流れることによるインダクタンス及び
抵抗の増大が生じることがない。この図7のものは、ク
リーニングを必要とするのが片方のみの場合に使用する
と良く、低廉化を促進するのに適する。
を介して電気信号を伝達することから、その密着巻き部
においてはコイルばねの軸線方向に沿って流れ得ること
から、祖巻き部にコイル状に高周波の電気信号が流れる
ことによるインダクタンス及び抵抗の増大が生じないた
め、低インダクタンス化及び低抵抗化を達成できると共
に、インダクタンス及び抵抗の増大を考慮することなく
ばね特性(粗巻き部の巻き数など)を設定することがで
きるため、導電性針状体のストロークを長くする必要が
ある場合にも好適に対応し得る。
面図。
示す図1に対応する図。
大断面図。
の形態を示す図1に対応する図。
模式的縦断面図。
軸部、4d ボス部 5 圧縮コイルばね 5a 密着巻き部、5b 中間密着巻き部、5c 縮径
密着巻き部 6 中継基板、6a 導電路 7 被検査体、7a パッド 8 基板、8a 配線パターン 9 被検査体、9a 検査パッド
Claims (6)
- 【請求項1】 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、前記導電性針状体の没入方向側
に延出された軸部より拡径された内径にて形成されかつ
当該軸部に巻回されていると共に、前記ホルダ内にて湾
曲し得るように前記ホルダ内に受容され、 前記圧縮コイルばねに、前記湾曲することにより 前記導
電性針状体の前記軸部と接触する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。 - 【請求項2】 前記密着巻き部が、前記導電性針状体を
前記被接触体に接触させる前の待機状態で前記導電性針
状体の前記没入方向側の端部に軸線方向について重なり
合うように設けられていることを特徴とする請求項1に
記載の導電性接触子。 - 【請求項3】 前記密着巻き部の外周部に導電体膜を固
着して、前記密着巻き部をパイプ状に一体化したことを
特徴とする請求項1若しくは請求項2に記載の導電性接
触子。 - 【請求項4】 前記導電性針状体の中間部に前記圧縮コ
イルばねのコイル端部を結合し、前記導電性針状体を抜
け止めするべく前記ホルダに前記導電性針状体を通すが
前記コイル端部の通過を阻止する小径孔を設けたことを
特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の導
電性接触子。 - 【請求項5】 前記密着巻き部の前記信号授受手段に接
触させる方の軸線方向端部を縮径し、前記圧縮コイルば
ねを抜け止めするべく前記ホルダに前記縮径部分を通す
が前記圧縮コイルばねの前記密着巻き部の拡径部分の通
過を阻止する小径孔を設けたことを特徴とする請求項1
乃至請求項4のいずれかに記載の導電性接触子。 - 【請求項6】 前記信号授受手段が、前記導電性針状体
と対をなすように前記圧縮コイルばねのコイル端部に結
合されたもう1つの導電性針状体を有することを特徴と
する請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の導電性接
触子。
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