JP4695337B2 - 導電性接触子および導電性接触子ユニット - Google Patents

Description

本発明は、被接触体と、該被接触体に供給する電気信号を生成する回路を備えた回路基板とを電気的に接続する技術に関するものである。

従来、半導体集積回路の電気特性検査に関する技術分野において、半導体集積回路の外部接続用電極に対応して複数の導電性接触子を配設した導電性接触子ユニットに関する技術が知られている。かかる導電性接触子ユニットは、複数の導電性接触子と、導電接触子を収容する開口部が形成された導電性接触子ホルダと、導電性接触子と電気的に接続された検査回路を備えた検査回路とを備えた構成を有する。半導体集積回路に備わる複数の外部接続用電極間に存在する凹凸等を吸収しつつ外部接続用電極と検査回路とを電気的に接続するため、導電性接触子は、伸縮可能な構成を有する必要がある。

図８は、導電性接触子ユニットを構成する従来の導電性接触子の構成を示す模式図である。図８に示すように、従来の導電性接触子は、導電性部材によって形成されたプランジャー１０１およびバレル１０２と、プランジャー１０１とバレル１０２との間に配置されたバネ１０３とによって構成される。プランジャー１０１は、半導体集積回路に備わる外部接続用電極と検査回路との一方に対して電気的に接続する接触部１０５と、接触部１０５下部に設けられた柱状部１０６と、柱状部１０６の下部に設けられた支持部１０７とが一体的に形成された構造を有する。また、バレル１０２は、外部接続用電極と検査回路との他方に対して電気的に接続する接触部１０８と、接触部１０８の上部に設けられた柱状部１０９とが一体的に形成されると共に、プランジャー１０１に備わる支持部１０７を収容するための空洞部１１０が形成された構造を有する。

図８に示す導電性接触子は、支持部１０７の外径と、空洞部１０９の内径とがほぼ等しい値となるよう形成され、プランジャー１０１は、支持部１０７が空洞部１０９の内壁にガイドされつつバレル１０２に対して上下方向に移動可能な構成を有する。また、図８に示す導電性接触子は、プランジャー１０１とバレル１０２との間にバネ１０３を配置した構成を有する。このため、プランジャー１０１およびバレル１０２は、バネ１０３によって弾発的に付勢されることとなり、半導体集積回路に備わる外部接続用電極および検査回路に対して弾発的に接触した状態を維持し、半導体集積回路と検査回路との間を電気的に接続している（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０００−２４１４４７号公報（第２図）

しかしながら、図８に示す従来構造の導電性接触子は、特にバレル１０２の製造が容易ではなく、製造コストの低減が困難であるという問題を有する。以下、かかる問題点について詳細な説明を行う。

バレル１０２は、プランジャー１０１と組み合わせた際に、空洞部１１０の開口端がプランジャー１０１側の端部に形成されると共に、接触部１０８はプランジャー１０１と反対側の端部に形成された構造を備えることが必須となる。すなわち、空洞部１１０は、プランジャー１０１に備わる支持部１０７を収容することによってプランジャー１０１の動作をガイドするものであることから、空洞部１１０は、支持部１０７を収容可能なように形成することが必須であり、空洞部１１０の開口端をプランジャー１０１側に設ける必要がある。一方で、接触部１０８は、半導体集積回路または検査回路に接触するために設けられたものであることから、接触部１０８は導電性接触子全体における端部に形成される必要があり、プランジャー１０１と反対側、すなわち空洞部１１０の開口端と反対側に接触部１０８を設けることが必須となる。

これに対して、旋盤等の加工装置は、金属部材に対して一方向からのみ加工可能な構成を有するのが一般的である。従って、バレル１０２を作製する際には、まず、例えば金属材料によって形成された棒状の被加工部材に対して、接触部１０８の形成予定部分が加工部材と対向する状態で固定した上で接触部１０８を形成する。そして、接触部１０８の形成が完了した後、棒状体の固定状態を一旦解除して、開口端形成予定部分（すなわち、接触部１０８の形成予定部分と反対側）が加工部材と対向する状態で上記の被加工部材を再び固定して、空洞部１１０を形成することとなる。このように、一般的な加工装置によってバレル１０２を作製する場合には、作製途中で被加工部材の方向を変えて固定し直すことが必須となり、作製工程が煩雑なものとなる。

また、方向を変えるために被加工部材の固定状態を一旦解除する必要があることから、作製されるバレル１０２の軸ずれの発生が問題となる。すなわち、図８にも示したようにバレル１０２は、理論上は長手方向を軸として、かかる軸に対して回転対称な形状を有しており、かかる形状を前提としてプランジャー１０１、バネ１０３および導電性接触子を収容するホルダ等が設計されている。このため、仮に空洞部１１０および接触部１０８の中心軸が設計上のものからずれた状態で作製された場合には、導電性接触子全体としての伸張・収縮動作に支障を生じる他、検査回路等との間で十分な電気的接触を実現できない等の問題が生じることとなる。従って、一般的な加工装置を用いてバレル１０２を作製する場合には、被加工部材を固定し直す際に精密な軸あわせが必要となり、この点からも作製工程が煩雑なものとならざるを得ない。

なお、上記の問題点は、棒状の被加工部材に対して一方向のみならず、双方向から加工動作を行うことが可能な加工装置を用いることで解決可能ではある。しかしながら、このような加工装置は一般に市販されておらず、バレル１０２を作製するために特殊な加工装置を用意する必要があり、製造コストの観点からは好ましくない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、バレル等の針状部材に関して作製が容易な構造を実現し、かかる針状部材を組み込んだ導電性接触子および導電性接触子ユニットを実現することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる針状部材は、被接触体と、該被接触体に供給する電気信号を生成し伝達する回路または該回路を備えた回路基板とを電気的に接続する導電性接触子を形成する針状部材であって、使用時に前記被接触体と接触する部分が所定形状に加工された接触部と、前記接触部と一体的に形成され、前記接触部から離隔するに従って同一の内径または単調減少する内径を有する貫通孔が形成された柱状部と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、針状部材に形成される穴構造を貫通孔とすることによって、針状部材を作製する際に接触部を加工する方向と、貫通孔を形成する方向とを一致させることが可能となり、作製が容易な針状部材を実現することが可能である。

また、本発明にかかる針状部材は、上記の発明において、前記接触部は、使用時に前記被接触体に備わる接続用電極の周縁部と接触するよう前記柱状部の長手方向周縁部近傍に形成されることを特徴とする。

また、本発明にかかる導電性接触子は、被接触体と、該被接触体に供給する電気信号を生成し伝達する回路または該回路を備えた回路基板とを電気的に接続する導電性接触子であって、使用時に前記被接触体と前記回路または前記回路基板との一方と接触し、前記被接触体と接触する部分が所定形状に加工された接触部と、前記接触部と一体的に形成され、前記接触部から離隔するに従って同一の内径または単調減少する内径を有する貫通孔が形成された柱状部とを有する第１針状部材と、前記第１針状部材と電気的に接続した状態で配置され、前記第１針状部材に対して相対的に長手方向に摺動する第２針状部材と、前記第１針状部材および前記第２針状部材と結合し、前記第１針状部材と前記第２針状部材との間の距離に応じた弾性力を印加するバネ部材とを備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる導電性接触子は、上記の発明において、前記第２針状部材は、前記第１針状部材に形成された貫通孔の内周面と接触した状態を維持しつつ長手方向に摺動可能な支持部と、前記支持部と一体的に形成され、使用時に前記被接触体と前記回路または前記回路基板との他方と電気的に接触する接触部とを備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる導電性接触子ユニットは、被接触体に対して供給される電気信号を生成し伝達する回路または該回路を備えた回路基板と、使用時に前記被接触体と前記回路または前記回路を備えた回路基板との一方と接触し、前記被接触体と接触する部分が所定形状に加工された接触部および該接触部と一体的に形成され、前記接触部から離隔するに従って同一または単調減少する内径を有する貫通孔が形成された柱状部とを有する針状部材と、該針状部材に対して前記被接触体と垂直な方向に付勢するバネ部材とを有する導電性接触子と、前記導電性接触子を収容するホルダ孔が形成された導電性接触子ホルダとを備えたことを特徴とする。

本発明にかかる針状部材、導電性接触子および導電性接触子ユニットは、針状部材に形成される穴構造を貫通孔とすることによって、針状部材を作製する際に接触部を加工する方向と、貫通孔を形成する方向とを一致させることが可能となり、作製が容易な針状部材を実現することが可能であるという効果を奏する。また、接触部の加工方向および貫通孔の形成方向とが一致することから、作製工程を通じて固定状態を維持したまま接触部の加工および貫通孔を形成することが可能であり、軸ずれの発生を防止した、高品位の針状部材を作製することが可能であるという効果を奏する。

以下に、本発明にかかる針状部材、導電性接触子および導電性接触子ユニットを実施するための最良の形態（以下、「実施の形態」と称する）について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、図面は模式的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、それぞれの部分の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。

図１は、本実施の形態にかかる導電性接触子ユニットの全体構成を示す断面図である。本実施の形態にかかる導電性接触子ユニットは、半導体集積回路１に供給する信号の生成等を行う回路を備えた回路基板２と、回路基板２上に配置され、ホルダ孔３が形成された導電性接触子ホルダ４と、ホルダ孔３に収容された導電性接触子５とを備える。

回路基板２は、特許請求の範囲における回路または回路基板の一例として機能するものであり、検査対象である半導体集積回路１の電気的特性を検査するための検査回路を備える。具体的には、回路基板２に形成された回路は、検査するための電気信号の生成および伝達を行う機能を有する。また、回路基板２は、内蔵する検査回路を導電性接触子５に対して電気的に接続するための接続用電極８を導電性接触子ホルダ４との接触面上に配置した構成を有する。

導電性接触子ホルダ４は、導電性接触子５を収容するためのものである。具体的には、導電性接触子ホルダ４は、絶縁性材料によって形成された第１基板９および第２基板１０を貼り合わせた構成を有すると共に、第１基板９および第２基板１０を貫通するようホルダ孔３が形成された構造を有する。

ホルダ孔３は、検査対象たる半導体集積回路１上に設けられた複数の接続用電極８の配列パターンに対応して、それぞれ円柱状かつホルダ基板１１を貫通するよう形成されており、収容する導電性接触子５の位置決め手段およびガイド手段としての機能を果たしている。ホルダ孔３は、それぞれ第１基板９および第２基板１０に対してエッチング、打抜き成形を行うことや、レーザ、電子ビーム、イオンビーム、ワイヤ放電、ドリル加工等を用いた加工を行うことによって形成される。

また、ホルダ孔３は、導電性接触子５の抜け止めのためにそれぞれ導電性接触子ホルダ４の上下の外表面近傍において内径が狭まるよう形成されている。後述するように、導電性接触子５は抜け止めのための突起部を有していることから、導電性接触子５の伸張時に上下の表面近傍において、かかる突起部とホルダ孔３とを当接させるよう内径を狭める構成としている。なお、上下両方の外表面近傍で内径を狭める構成を採用していることから、本実施の形態にかかる導電性接触子ユニットの作製時に導電性接触子５をホルダ孔３に収容可能にするため、導電性接触子ホルダ４は、第１基板９と第２基板１０とを貼り合わせて形成した構造を有する。

次に、導電性接触子５について説明する。導電性接触子５は、半導体集積回路１に備わる接続用電極８と、回路基板２に備わる接続用電極７とを電気的に接続するためのものであり、複数の接続用電極８間に生じる凹凸を吸収しつつ電気的接続を実現するために半導体集積回路１の表面と垂直な方向に伸縮可能な構造を有する。

図２は、導電性接触子５の具体的な構造を示す断面図である。図２に示すように、導電性接触子５は、コイルバネ等によって形成されたバネ部材１２と、バネ部材１２の両端部に配置され、それぞれを互いに相反する向きに先端を向けて形成された第１針状部材１３および第２針状部材１４とによって構成される。より具体的には、第１針状部材１３は、バネ部材１２に対して半導体集積回路１側（図２において上側）に配置され、第２針状部材１４は、バネ部材１２に対して回路基板２側（図２において下側）に配置されている。

第１針状部材１３は、金属材料等の導電性材料によって形成され、上下方向が長手となる柱状部１３ａと、柱状部１３ａに対して半導体集積回路１側に形成された接触部１３ｂとが一体的に形成された構造を有する。以下、第１針状部材１３の各構成要素について説明する。

接触部１３ｂは、使用時に半導体集積回路１に備わる接続用電極８に対して接触することによって、第１針状部材１３と接続用電極８との間の電気的導通を確保するためのものである。具体的には、接触部１３ｂは、接続用電極８の複数箇所と接触するよう、周縁部近傍に複数の先鋭部１３ｃを備えた構成を有する。

まず、接触部１３ｂは、先鋭部１３ｃによって接続用電極８と接触する構成を有することによって、表面が酸化等していた場合であっても電気的導通を確保することを可能としている。すなわち、ハンダボール等によって形成される接続用電極８は、表面に酸化被膜等が形成されている場合が多い。従って、接触部１３ｂと接続用電極８との間で良好な導通状態を実現するためには、接続用電極８表面における接触部１３ｂとの接触箇所に微小な穴を形成し、酸化被膜等の内側に形成される導電部分と接触部１３ｂとを直接接触させる必要が生じる。以上に鑑みて、接触部１３ｂは先鋭部１３ｃを備え、先鋭部１３ｃを接続用電極８の表面に押圧した際に接続用電極８に微小な穴を形成し、接続用電極８の内部の導電部分と導通する構成を採用している。

また、接触部１３ｂは、先鋭部１３ｃを複数備えることによって接触部１３ｂと接続用電極８との間の電気的な接触抵抗を低減することを可能としている。すなわち、接触部１３ｂは、上記のように先鋭部１３ｃによって形成される微小な穴を介して接続用電極８との導通を確保する構成を採用することから、先鋭部１３ｃの一個あたりの接続用電極８との接触面積は微小なものとなる。従って、接触部１３ｂは、接触面積をある程度確保して接触抵抗を低減するために、先鋭部１３ｃを複数備えた構成を採用している。また、先鋭部１３ｃを複数備えることによって、本実施の形態にかかる導電性接触子ユニットと半導体集積回路１との間に位置ずれ等が生じた場合でも、いずれかの先鋭部１３ｃが接続用電極８と接触することとなり、断線が生じる確率を低減することが可能という利点を有する。

さらに、接触部１３ｂは、先鋭部１３ｃを接触部１３ｂの周縁部近傍に備えることによって、接続用電極８を備える半導体集積回路１の実装時における不良の発生を防止している。本実施の形態では、上述のように、先鋭部１３ｃによって接続用電極８の表面に微小な穴を形成することによって検査時における電気的導通を確保することとしている。かかる微小穴が接続用電極８表面の中央部に形成された場合、検査終了後に半導体集積回路１を所定基板上に実装する際に、半導体集積回路１と所定基板との間に接続用電極８を含んで形成される接合部分に微小穴に起因した気泡等が内包されるおそれがある。かかる気泡等は、半導体集積回路１と所定基板との間における接触抵抗値の増大等の原因となり、さらには実装不良の原因となる。従って、本実施の形態では、先鋭部１３ｃを接触部１３ｂの周縁部近傍に設けることによって、接触時に接続用電極８表面の中央近傍に微小穴を形成することを防止し、さらには半導体集積回路１の実装時に不具合が生じることを防止している。

このように、接触部１３ｂは接続用電極８に対して、悪影響を及ぼすことを抑制しつつ良好な電気的導通を確保するために先鋭部１３ｃが複数形成された構造を有する。後述するように、接触部１３ｂの具体的な構造としては図２に示すものに限定されないが、少なくとも目的に応じて所定の形状に加工されることが必要となる。

次に、第１針状部材１３を構成する柱状部１３ａについて説明する。柱状部１３ａは、半導体集積回路１側（図２における上側）より順に、フランジ部１３ｄと、抜け止め用突起部１３ｅと、ボス部１３ｆとがそれぞれ同軸的に形成された構造を備える。フランジ部１３ｄは、接触部１３ｂを支持するためのものであり、抜け止め用突起部１３ｅは、導電性接触子ホルダ４に備わるホルダ孔３との相互作用によって、第１針状部材１３がホルダ孔３の外部に抜け出ることを防止するためのものである。また、ボス部１３ｆは、抜け止め用突起部１３ｅ近傍において他よりも大きな外径を有し、かかる部分において第１針状部材１３はバネ部材１２と接合している。

また、柱状部１３ａは、第１針状部材１３の長手方向、すなわち図２における上下方向に貫通孔１３ｇが形成された構造を有する。貫通孔１３ｇは、柱状部１３ａの長手方向に関して半導体集積回路１側および第２針状部材１４側の双方に開口端を有するよう、すなわち柱状部１３ａに対して長手方向に貫通した状態で形成されると共に、柱状部１３ａの長手方向と同一方向の軸を中心とした内径が同一となるよう形成されている。また、貫通孔１３ｇは、メッキ加工等が施されることによって、その内周面が平滑面を形成している。

貫通孔１３ｇは、自身の内周面と、第２針状部材１４に備わる支持部１４ａ（後述）の外周面とが接触した状態を維持しつつ支持部１４ａを収容する機能を有する。また、上記のように貫通孔１３ｇの内周面はメッキ加工等により平滑面を形成することから、支持部１４ａは、貫通孔１３ｇ軸方向に関して上下に移動することが可能となる。すなわち、貫通孔１３ｇは、自身の内周面と支持部１４ａの外周面とが接触した状態を維持しつつ支持部１４ａを収容することによって、第１針状部材１３と第２針状部材１４との間の相対運動の方向をガイドする機能を有する。

また、貫通孔１３ｇの内周面および支持部１４ａの外周面は導電性部材によって形成されており、両者が接触した状態に維持されることによって、第１針状部材１３と第２針状部材１４とが電気的に接続されることとなる。従って、貫通孔１３ｇは、支持部１４ａを収容することによって、第１針状部材１３と第２針状部材１４とを電気的に接続する機能を有する。

次に、第２針状部材１４について説明する。第２針状部材１４は、上述の支持部１４ａと、支持部１４ａに対して回路基板２側（図２における下側）にボス部１４ｂと、抜け止め用突起部１４ｃと、フランジ部１４ｄと、接触部１４ｅとが順次形成された構造を有する。

支持部１４ａは、上述したように自身の外周面が第１針状部材１３に形成される貫通孔１３ｇの内周面と接触した状態で貫通孔１３ｇ内に収容される構造を有する。従って、支持部１４ａは、外径が貫通孔１３ｇの内径とほぼ等しい値、より正確には貫通孔１３ｇの内径よりもやや小さな値となるよう形成されている。また、支持部１４ａは、貫通孔１３ｇ内に収容された状態で上下方向になめらかに移動可能であることが好ましい。このため、支持部１４ａの外周面は、貫通孔１３ｇの内周面と同様にメッキ加工等が施されることによって平滑面を形成している。

ボス部１４ｂは、バネ部材１２の内径よりもやや大きな外径を有し、第２針状部材１４は、ボス部１４ｂにおいてバネ部材１２と接合している。また、抜け止め用突起部１４ｃは、第１針状部材１３に備わる抜け止め用突起部１３ｅと同様に、ホルダ孔３の内周面との相互作用によって、第２針状部材１４がホルダ孔３からの抜け止め機能を発揮するためのものである。さらに、接触部１４ｅは、回路基板２に備わる接続用電極７と電気的に接続するためのものであり、接続用電極７との接触部分に先鋭部を有するよう所定の加工処理が施されている。なお、第２針状部材１４に関しては、回路基板２を導電性接触子ホルダ４に固着することによっても抜け止めを防止することが可能であるため、第２針状部材１４において抜け止め用突起部１４ｃを省略した構造としても良く、接触部１４ｅの形状を第１針状部材１３に備わる接触部１３ｂと同様の形状としても良い。

バネ部材１２は、第１針状部材１３および第２針状部材１４に対して、上下方向に弾性力を及ぼすためのものである。具体的には、バネ部材１２は、所定のバネ定数を備えると共に一端が第１針状部材１３に備わるボス部１３ｆに圧入等で嵌合されることによって第１針状部材１３と結合され、他方が第２針状部材１４に備わるボス部１４ｂに圧入等で嵌合されることによって第２針状部材１４と結合された構造を有し、両者に対して弾性力を及ぼす機能を発揮している。なお、バネ部材１２が第１針状部材１３および第２針状部材１４と結合することから、バネ部材１２を導電性材料によって形成することによって、バネ部材１２を介して第１針状部材１３と第２針状部材１４とを電気的に接続する構成としても良い。しかしながら、本実施の形態では上述のように第１針状部材１３に形成される貫通孔１３ｇの内周面と第２針状部材１４に備わる支持部１４ａの外周面とが直接接続することによって電気的導通を確保する構成を有することから、バネ部材１２を導電性材料によって形成することは必須ではなく、例えば絶縁性材料によってバネ部材１２を構成することとしても良い。

次に、導電性接触子５を構成する第１針状部材１３の製造方法について説明する。図３−１〜図３−５は、金属材料によって形成される棒状体１６を原材料として第１針状部材１３を作製する工程について示す模式図であり、以下では、図３−１〜図３−５を適宜参照しつつ説明を行う。

まず、図３−１に示すように、金属材料によって形成され、所定の長手方向を有する棒状体１６を把持部材１７によって固定する。把持部材１７は、棒状体１６を固定する機能を有すると共に図示を省略した回転機構を有し、所定軸を中心に被把持部材を回転可能な構造を有する。後述するように、第１針状部材１３を作製する際には必要に応じて棒状体１６の長手方向を軸として回転させつつ加工処理を行うことから、本工程においては、把持部材１７の回転軸と、棒状体１６の長手方向に関する中心軸とが一致するように棒状体１６を固定する。

そして、図３−２に示すように、把持部材１７によって棒状体１６を回転しつつ、棒状体１６の外周面の整形加工を行う。具体的には、回転する棒状体１６の外周面に対して、研削部材１８を第１針状部材１３の外周形状に応じた押圧力で接触させることによって、棒状体１６の外周面の整形を行う。本工程における整形加工を行うことによって、第１針状部材１３の構成要素たるフランジ部１３ｄ、抜け止め用突起部１３ｅおよびボス部１３ｆの外周形状が形成されることとなる。また、上述のように、棒状体１６は、自身の長手方向の中心軸を回転軸として回転していることから、図３−２に示す工程によって整形加工を行うことによって、フランジ部１３ｄ、抜け止め用突起部１３ｅ、ボス部１３ｆを構成する外周部分は互いに同軸的に形成される。

その後、図３−３に示すように、棒状体１６の中心軸に沿って第１針状部材１３の貫通孔１３ｇを形成することとなる穴部１９を形成する。具体的には、穴部形成用のドリル２０を回転させた状態で、棒状体１６に対して所定の押圧力を印加しつつ右方向に移動させることによって穴部１９が形成される。なお、ドリル２０の回転軸は把持部材１７の回転軸と一致するようにあらかじめ調整されており、この結果、棒状体１６の中心軸と一致する中心軸を有する穴部１９が形成される。

そして、図３−４に示すように、第１針状部材１３の接触部１３ｂを構成することとなる部分に対して研削部材２１による整形加工が行われる。なお、接触部１３ｂが図２に示す形状を有する場合には、研削部材２１としてはＶ字溝を形成可能な部材を使用し、かかる研削部材２１によって棒状体１６の端面に対して、棒状体１６の中心軸を通過するようにＶ字溝を形成した後、棒状体１６を９０°回転させて再びＶ字溝を形成する。すなわち、研削部材２１によって棒状体１６の端面上に互いに直交するＶ字溝を形成することによって接触部１３ｂは形成される。

最後に、図３−５に示すように、棒状体１６のうち、上記の整形加工を施した部分を分離することによって、第１針状部材１３が完成する。第１針状部材１３を多数作製する場合には、棒状体１６を加工部材側（図３−５における左側）に所定距離だけ移動させた上で、図３−２〜図３−５に示す工程を繰り返すこととなる。

次に、本実施の形態にかかる導電性接触子ユニットの利点について説明する。まず、本実施の形態にかかる導電性接触子ユニットは、第１針状部材１３を容易に製造できるという利点を有する。すなわち、図３−１〜図３−５にも示したように、第１針状部材１３を製造する際には、把持部材１７によって棒状体１６を一度固定した後、棒状体１６に対して単一方向（図３−１〜図３−５における左側）から加工処理を行えば足りることとなる。具体的には、本実施の形態では、把持部材１７によって固定された状態のまま図３−４に示すように接触部１３ｂを形成するためには左側から研削部材２１によって加工する他、貫通孔１３ｇとなる穴部１９を形成する際にも左側からドリル２０によって加工することとしている。

従って、本実施の形態では、棒状体１６（被加工部材）の方向を変えることなく第１針状部材１３を作製することが可能である。この結果、本実施の形態にかかる導電性接触子ユニットは、第１針状部材１３を容易に作製することが可能であると共に、軸ずれの発生を防止することが可能となることから、高品位の第１針状部材１３を容易に作製することが可能であるという利点を有する。

本実施の形態においてかかる利点を享受できるのは、第１針状部材１３において、第２針状部材１４に備わる１４ａを収容するための穴構造を一定の内径を有する貫通孔としたことが理由である。すなわち、針状部材１４に形成される穴部が図８に示すように底部を有する空洞状に形成された場合には、少なくとも穴部は第２針状部材１４側に開口端を有する必要があることから、穴部形成のために棒状体１６の方向を変化させる必要がある。これに対して、本実施の形態では第１針状部材１３が長手方向の両端に開口端を有する貫通孔１３ｇを形成される構造としたため、作製時に第２針状部材１４と反対の側からドリル２０による穴開け加工を行うことが可能となっている。かかる構造上の工夫により、本実施の形態では上記の利点を享受することを可能としているのである。

また、本実施の形態は、第１針状部材１３が貫通孔１３ｇを形成される構造とすることによって他にも利点を有する。すなわち、第１針状部材１３は、貫通孔１３ｇの内周面が第２針状部材１４に備わる支持部１４ａの外周面と接触した状態で使用されることから、支持部１４ａの外周面に対する物理的な摺動抵抗および電気的な接触抵抗を低減した構造とする必要がある。従って、第１針状部材１３に形成される貫通孔１３ｇの内周面は平滑面によって形成される必要があり、メッキ加工等の表面処理が施されるのが通常である。

ここで、第１針状部材１３に形成される貫通孔１３ｇの内周面に対してメッキ加工によって表面処理を行う場合には、貫通孔１３ｇが複数の開口端を有するよう形成されることによって、内周面全体に均一にメッキ処理を行うことが可能である。メッキ加工を行う場合には、図３−５に示す状態に形成された部材全体をメッキ液に浸した状態で電解メッキ加工または非電解メッキ加工が行われる。ここで、メッキ液とは、貫通孔１３ｇの内周面に付着させる金属イオンを所定濃度だけ含む液体によって構成される。これに対して、メッキ液のうち第１針状部材１３の近傍に位置する液体成分については、メッキ加工の進行に伴い含有される金属イオンが第１針状部材１３の表面に付着することから、メッキ液成分中の金属イオンの濃度は徐々に低下し、メッキ処理の効率が低下することとなる。従って、実際のメッキ加工処理を行う際には、例えばメッキ液を循環させつつメッキ加工を行うことによって、第１針状部材１３の表面に常に新鮮な（換言すると、豊富な金属イオンを含有する）メッキ液成分が接触する状態を維持する必要がある。

一方、図８に示すような従来構造の場合には、流動状態のメッキ液中であっても、特に空洞部１１０の内表面近傍については、新鮮なメッキ液成分と接触した状態を維持することが困難である。すなわち、図８に示す空洞部１１０は、接触部１０８に対して反対側に単一の開口端を有するのみであることから、新鮮なメッキ液成分を空洞部１１０内部に流入させることは困難であり、例えば、開口端近傍では厚くメッキ処理が行われ、空洞部１１０の底部近傍ではほとんどメッキ処理が行われないといった事態が起こりうる。

これに対して、本実施の形態における第１針状部材１３では、貫通孔１３ｇが柱状部１３ａを貫通するよう形成されることから、複数の開口端を有することとなる。従って、流動状態のメッキ液成分は、一方の開口端から流入して他方の開口端から流出することとなり、貫通孔１３ｇの内周面近傍において新鮮なメッキ液成分をスムーズに流すことが可能である。従って、本実施の形態にかかる導電性接触子ユニットは、第１針状部材１３のメッキ加工を行う際に、貫通孔１３ｇの内周面に対して常に新鮮なメッキ液を接触させることが可能であり、内周面全体に対して均一なメッキ加工を行うことが可能であるという利点を有する。

また、図２に示すように、第１針状部材１３の２つの開口端が、貫通孔１３ｇの長手方向の両端部に形成されることにより、さらに均一なメッキ加工を行うことが可能である。すなわち、本実施の形態では、貫通孔１３ｇの２つの開口端は、貫通孔１３ｇの長手方向の両端に形成されている。上述のように、メッキ加工を行う際には２つの開口端の一方から他方に対して新鮮なメッキ液が流れることとなるが、２つの開口端が長手方向の両端に形成されることによって、メッキ液は貫通孔１３ｇの内部を長手方向に一様に流れることとなる。すなわち、貫通孔１３ｇの内周面に対して、新鮮なメッキ液はほぼ同様の速度、流量で流れることから、内周面に対するメッキ加工も一様に行われることとなり、厚くメッキされる部分等が生じることを抑制することが可能である。

（変形例１）
次に、本実施の形態にかかる導電性接触子ユニットの変形例１について説明する。本変形例１では、導電性接触子を形成する第１針状部材に形成される貫通孔の内径が、接触部側から離隔するに従って単調減少する構造を有する。ここで、「単調減少」とは、数学的な意味と同義であって、具体的には、内径が、接触部近傍から離隔するに従って同一径もしくは減少するよう貫通孔が形成されることを言う。より具体的には、「貫通孔の内径が接触部側から離隔するに従って単調減少する」とは、接触部からの距離をｘとし、距離ｘの地点における貫通孔の内径をｆ（ｘ）とした場合に、

・・・（１）

の関係が成立するよう貫通孔が形成された状態を言う。

図４は、本変形例１にかかる導電性接触子ユニットを構成する導電性接触子の全体構成を示す模式図である。図４に示すように、本変形例１では、バネ部材１２および第２針状部材１４は図２と同様の構成を有する。一方、第１針状部材２２は、長手方向に形成された貫通孔２２ａが、接触部１３ｂ近傍に形成され、内径がｄ₁となる第１穴部２２ｂと、第１穴部２２ｂに対して接触部１３ｂと反対側に形成され、内径がｄ₂（＜ｄ₁）となる第２穴部２２ｃとによって形成される点で図２の構成と相違する。

かかる構成の第１針状部材２２の製造工程について簡単に説明する。第１針状部材２２の製造工程は、基本的には図３−１〜図３−５と同様に行うことが可能であるが、図３−３に示す工程の代わりに、図５−１および図５−２に示す工程を行う必要がある。図５−１および図５−２は、変形例１における第１針状部材２２に対して貫通孔２２ａを形成する工程について示す図である。

まず、図５−１に示すように、棒状体２４を把持部材１７に固定した状態を維持しつつ、内径ｄ₂の穴部２７を形成する。すなわち、内径ｄ₂の穴部を形成するための小口径用ドリル２６を把持部材２５によって固定した後、小口径用ドリル２６を回転させつつ棒状体２４の左側端面（すなわち、接触部１３ｂが形成される面）に対して接触させる。そして、小口径用ドリル２６を所定長さだけ右方向に移動させることによって、内径ｄ₂の穴部２７が形成される。

その後、図５−２に示すように、図５−１と同様に棒状体２４を把持部材１７に固定した状態を維持しつつ、内径ｄ₁の穴部２９を形成する。すなわち、把持部材２５に固定されていた小口径用ドリル２６を、内径ｄ₁の穴部を形成するための大口径用ドリル２８に交換し、大口径用ドリル２８を回転させつつ棒状体２４の左側端面から所定距離だけ挿入することによって、穴部２９が形成される。

ここで、図５−２に示す工程では、大口径用ドリル２８の挿入距離を、図５−１における小口径用ドリル２６の挿入距離よりも短い値とすることによって、棒状体２４に形成された穴部２７の一部が残存することとなる。そして、残存した穴部２７の一部は第１針状部材２２において第１穴部２２ｂとなり、図５−２に示す工程によって形成された穴部２９は、第１針状部材２２において第２穴部２２ｃとなる。

このように、貫通孔が同一の内径となるよう形成された場合のみならず、接触部１３ｂ側から離隔するに従って内径が単調減少するよう形成された場合にも、本発明の利点を享受することが可能である。すなわち、図５−１および図５−２に示すように、穴部２７および穴部２９を形成する際に棒状体２４の方向等を変化させる必要はなく、実施の形態と同様に、高品位の第１針状部材２２を容易に作製することが可能である。また、実施の形態と同様に貫通孔２２ａは２つの開口端を有することから、均一なメッキ加工が可能等のり点を有する。

さらに、本変形例１にかかる導電性接触子ユニットは、実施の形態にかかる導電性接触子ユニットと比較して新たな利点を有する。かかる利点について、図面を適宜参照しつつ説明する。

図６−１および図６−２は、本変形例１における導電性接触子の利点を説明するための模式図である。ここで、図６−１は、導電性接触子が長手方向に最も伸張した状態を示し、図６−２は、導電性接触子が長手方向に最も収縮した状態を示しているものとする。また、図６−１および図６−２では、理解を容易にするため、バネ部材１２の図示を省略している。

図６−１に示す状態において、本変形例１における導電性接触子は、第２穴部２２ｃの内周面によって支持部１４ａの外周面と接触しており、第１穴部２２ｂの内周面とは非接触状態を維持している。従って、図６−１に示すように導電性接触子が長手方向に最も伸張した状態において、貫通孔２２ａの内周面と支持部１４ａとが接触する領域は、導電性接触子の長手方向に関して第２穴部２２ｃの長手方向長さ、すなわち図６−１における長さｄ₃となる。

次に、図６−２に示すように、導電性接触子が長手方向に最も収縮した状態について検討する。かかる場合、図６−１の状態と比較して貫通孔２２ａ内に挿入される支持部１４ａの長手方向の長さは長くなる一方で、貫通孔２２ａの内周面と接触する領域は、第１穴部２２ｂの内周面と支持部１４ａの外周面とが接触しないことから、導電性接触子の長手方向に関して第２穴部２２ｃの長手方向長さ、すなわち長さｄ₃となる。つまり、本変形例１における導電性接触子では、伸張した場合と収縮した場合とにおいて、第１針状部材２２と、第２針状部材１４との接触面積が変化しないことになる。

既に説明したように、実施の形態および変形例１における導電性接触子は、第２針状部材１４に備わる支持部１４ａの外周面と、第１針状部材に形成される貫通孔の内周面との接触によって、第１針状部材と第２針状部材１４との間の電気的導通を確保することとしている。したがって、両者間における電気的な接触抵抗の値は、支持部１４ａの外周面と貫通孔の内周面との接触面積に応じて変化することとなる。

これに対して、本変形例１では、図６−１および図６−２に示したように、導電性接触子の伸張時と収縮時とにおいて接触面積が変化することがない。従って、本変形例１における導電性接触子は、使用時における長手方向長さの変動にかかわらず第１針状部材２２と第２針状部材１４との間の電気的な接触抵抗を一定の値に維持することが可能であるという利点を有する。

また、導電性接触子の伸縮時における第１針状部材２２と第２針状部材１４との間に生じる摺動抵抗も、電気的な接触抵抗の場合と同様に、第１針状部材２２と第２針状部材１４との間の接触面積に応じて定まることとなる。従って、本変形例１における導電性接触子は、導電性接触子の長手方向の長さにかかわらず、伸縮動作を行う際に生じる摺動抵抗を一定の値に維持することが可能であるという利点を有する。

さらに、本変形例における導電性接触子は、内径がｄ₁となる第１穴部２２ｂを備えることによって、第２穴部２２ｃの内周面と支持部１４ａの外周面との間に異物が入り込むことを抑制できるという利点を有する。すなわち、導電性接触子ユニットは、図１にも示すように検査対象たる半導体集積回路１に対して鉛直下方向に配置された状態で使用される。従って、従来構造の導電性接触子ユニットでは、半導体集積回路１に付着した埃等の異物が導電性接触子内に徐々に蓄積され、導電性接触子の伸縮動作に悪影響を及ぼすおそれが存在していた。

しかしながら、本変形例における導電性接触子は、第２穴部２２ｃの内径よりも大きな内径を有する第１穴部２２ｂが鉛直方向上部に形成された構造を有することから、外部からの異物は、第１穴部２２ｂ内、例えば第２穴部２２ｃとの境界近傍に蓄積されることとなり、第２穴部２２ｃの内周面と支持部１４ａの外周面との間に異物が入り込むことを抑制することが可能である。

なお、本変形例１における第１針状部材２２に形成される貫通孔２２ａについて、図４に示すものに限定されないことは言うまでもない。すなわち、本変形例１における第１針状部材２２は、形成される貫通孔の内径が、接触部から離隔するに従って単調減少、すなわち（１）式の関係を満たすように変化するものすべてを包含するものである。従って、例えばテーパー形状のように、内径が接触部から離隔するに従って一定の割合で減少する貫通孔を形成することとしても良い。

（変形例２）
次に、変形例２にかかる導電性接触子ユニットについて説明する。本変形例２では、導電性接触子を構成する第１針状部材に形成された接触部の形状を工夫している。図７は、本変形例２における導電性接触子の全体構成を示す模式図である。図７に示すように、本変形例２における導電性接触子は、図２に示す導電性接触子５と基本的な構造は同様である一方、第１針状部材３０に形成される接触部３０ａの形状が、複数の先鋭部を備えたものから変化している。

具体的には、接触部３０ａは、図７に示すように球面または放物面状の凹部を備えた形状、いわゆるボウル型（椀型）の形状を有する。かかる形状の接触部３０ａを備えた場合にも、接触部３０ａは、半導体集積回路１に備わる接続用電極８の周縁部近傍と電気的に接続することが可能である。

なお、図７に示す導電性接触子は、実施の形態と同様に、第１針状部材に形成される貫通孔１３ｇの内径は一定の値を保持したものとしている。しかしながら、かかるものに限定する必要はなく、変形例１に示すように、異なる内径を有する複数の穴部によって構成された貫通孔を形成することとしても良い。

また、実施の形態および変形例１、２に示す構造において、第１針状部材を被接触体（半導体集積回路１）側に配置し、第２針状部材を回路基板２側に配置した構成を示したが、かかる構成に限定して解釈する必要はない。すなわち、図２、図４および図７に示す導電性接触子について、第１針状部材が回路基板２側に配置され、第２針状部材が被接触体側に配置した状態でホルダ孔３に収容した構成としても良く、かかる構成とした場合に本発明の利点を享受できることはもちろんである。

実施の形態にかかる導電性接触子ユニットの全体構成を示す断面図である。 実施の形態にかかる導電性接触子ユニットを構成する導電性接触子の構成を示す模式図である。 導電性接触子を構成する第１針状部材の製造工程を示す模式図である。 導電性接触子を構成する第１針状部材の製造工程を示す模式図である。 導電性接触子を構成する第１針状部材の製造工程を示す模式図である。 導電性接触子を構成する第１針状部材の製造工程を示す模式図である。 導電性接触子を構成する第１針状部材の製造工程を示す模式図である。 変形例１にかかる導電性接触子ユニットを構成する導電性接触子の構成を示す断面図である。 変形例１における導電性接触子を構成する針状部材の製造工程を示す模式図である。 変形例１における導電性接触子を構成する針状部材の製造工程を示す模式図である。 変形例１において、導電性接触子が伸張した状態を示す模式図である。 変形例１において、導電性接触子が収縮した状態を示す模式図である。 変形例２にかかる導電性接触子ユニットを構成する導電性接触子の構成を示す断面図である。 従来の導電性接触子の構成を示す模式図である。

符号の説明

１ 半導体集積回路
２ 回路基板
３ ホルダ孔
４ 導電性接触子ホルダ
５ 導電性接触子
７ 接続用電極
８ 接続用電極
９ 第１基板
１０ 第２基板
１１ ホルダ基板
１２ バネ部材
１３ 針状部材
１３ａ 柱状部
１３ｂ 接触部
１３ｃ 先鋭部
１３ｄ フランジ部
１３ｅ 用突起部
１３ｆ ボス部
１３ｇ 貫通孔
１４ 針状部材
１４ａ 支持部
１４ｂ ボス部
１４ｃ 用突起部
１４ｄ フランジ部
１４ｅ 接触部
１６ 棒状体
１７ 把持部材
１８ 研削部材
１９ 穴部
２０ ドリル
２１ 研削部材
２２ 針状部材
２２ａ 貫通孔
２２ｂ 穴部
２２ｃ 穴部
２４ 棒状体
２５ 把持部材
２６ 小口径用ドリル
２７ 穴部
２８ 大口径用ドリル
２９ 穴部
３０ 針状部材
３０ａ 接触部
１０１ プランジャー
１０２ バレル
１０３ バネ
１０５ 接触部
１０６ 柱状部
１０７ 支持部
１０８ 接触部
１０９ 柱状部
１０９ 空洞部
１１０ 空洞部

Claims (2)

1. 被接触体と、該被接触体に供給する電気信号を生成し伝達する回路または該回路を備えた回路基板とを電気的に接続する導電性接触子であって、
   使用時に前記被接触体と前記回路または前記回路基板との一方と接触し、前記被接触体と前記回路または前記回路基板との一方と接触する部分が所定形状に加工された接触部と、前記接触部から離隔するに従って単調減少する内径を有し、メッキ加工が施された貫通孔であって前記接触部の近傍に位置して一定の内径を有する第１穴部および該第１穴部の内径より小さくかつ一定の内径を有する第２穴部を含む貫通孔が形成され、前記接触部と一体的に形成された柱状部とを有する第１針状部材と、
   前記貫通孔の前記第２穴部の内周面と一定の接触面積で接触した状態を維持しつつ長手方向に摺動可能な支持部と、前記支持部と一体的に形成され、使用時に前記被接触体と前記回路または前記回路基板との他方と電気的に接触する接触部とを有する第２針状部材と、
   前記第１針状部材および前記第２針状部材と結合し、前記第１針状部材と前記第２針状部材との間の距離に応じた弾性力を印加するバネ部材と、
   を備えたことを特徴とする導電性接触子。
2. 被接触体に対して供給される電気信号を生成し伝達する回路または該回路を備えた回路基板と、
   使用時に前記被接触体と前記回路または前記回路基板との一方と接触し、前記被接触体と前記回路または前記回路基板との一方と接触する部分が所定形状に加工された接触部と、前記接触部から離隔するに従って単調減少する内径を有し、メッキ加工が施された貫通孔であって前記接触部の近傍に位置して一定の内径を有する第１穴部および該第１穴部の内径より小さくかつ一定の内径を有する第２穴部を含む貫通孔が形成され、前記接触部と一体的に形成された柱状部とを有する第１針状部材と、前記貫通孔の前記第２穴部の内周面と一定の接触面積で接触した状態を維持しつつ長手方向に摺動可能な支持部と、前記支持部と一体的に形成され、使用時に前記被接触体と前記回路または前記回路基板との他方と電気的に接触する接触部とを有する第２針状部材と、前記第１針状部材および前記第２針状部材と結合し、前記第１針状部材と前記第２針状部材との間の距離に応じた弾性力を印加するバネ部材と、を有する導電性接触子と、
   前記導電性接触子を収容するホルダ孔が形成された導電性接触子ホルダと、
   を備えたことを特徴とする導電性接触子ユニット。

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