JP5097968B1 - 異方導電性部材 - Google Patents

Abstract

【課題】接触安定化、高密度化および薄肉化のいずれについても高いレベルで達成し得る電気貫通部を備える異方導電性部材を提供する。
【解決手段】板状の弾性ソケットと、弾性ソケット内に個別に保持されて弾性ソケットの厚さ方向に電流を通過させる複数の電気貫通部とを備える異方導電性部材であって、電気貫通部は、電気的に接続しつつ弾性ソケットの厚さ方向に相対位置を変動可能な第一および第二の可動部材を備え、これらの可動部材に外力が付与されて近接したときにこれらの可動部材を離間させる弾性復元力が弾性ソケットに生じるように、これらの可動部材は、少なくとも近接した状態では弾性ソケットの一部を圧縮可能に配置され、これらの可動部材の相対位置の変動を可能とする摺動接触構造は可動制限手段を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＩＣの検査などに使用される異方導電性部材に関する。

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の、異方導電性部材が使用される。

その異方導電性部材は、全体形状としてはおおむね板状であり、その主面の法線方向の導電性は十分に高いため電気信号を通過させるが、主面の面内方向には絶縁されていて電気を通さないという特性を有する。この特性に基づき、異方導電性部材は、主面の法線方向に電流を通過させる部分を検査対象のＩＣの端子に対応して多数備える構造を有する。本発明において、ＩＣの端子に対応してこの主面の法線方向に電流を通過させる部分を電気貫通部という。

電気貫通部の具体的な構造は任意であり、異方導電性部材の双方の主面から露出するようにその部材に埋設された金属などの導電性細線を備える構造、双方の主面間に充填された一群の導電性微粒子を備える構造、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スプリングとこのコイルスプリングに付勢されながら上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プローブピンなどが例示される。

使用時における電気貫通部では、ＩＣの端子および検査用基板と異方導電性部材における電気貫通部の主面上の端部とが、これらの間の電気的接触を安定化させるために所定の圧力で接触している。上記の電気的接触の安定化を実現する程度に接触圧力が発生するように、多くの場合において、電気貫通部には弾性復元力を利用した接触圧力発生のための構造が設けられている。

例えば、上記の導電性細線を用いる電気貫通部や一群の導電性微粒子を用いる電気貫通部は、これらの部材が弾性体内に埋設される構造を備えることによって、これらの部材とＩＣの端子および検査用基板との接触圧力を発生させている。また、プローブピンでは、コイルスプリングが二つの接触部材を離間するように付勢することによって、これらの接触部材とＩＣの端子および検査用基板との接触圧力を発生させている。

上記の例以外に、特許文献１および２に開示されるような構造の電気貫通部が例示される。

特開２００１−２９１４３０号公報 特開２００８−２１６３７号公報

電気貫通部は、電流を可能な限り損失少なく通過させることという基本要求のほかに、電気貫通部の電気的接触状態を長期にわたり安定化すること（接触安定化）、隣接する電気貫通部の間隔を可能な限り狭めること（高密度化）、および上記の基本要求を満たすための具体的な手段の一つとして異方導電性部材の主面間の距離を可能な限り狭くすること（薄肉化）も求められている。

しかしながら、前掲の従来技術に係る電気貫通部は、これらの要請の全てを満たすことができていない。

すなわち、導電性細線や導電性微粒子を弾性体の内部に埋め込む形式の電気貫通部は、ＩＣの端子と接触する部分が細線の断面や微粒子の表面であり、ＩＣの端子に対する接触状態が安定化しにくい。また、製造上の理由により、高密度化への対応にも限界がある。

プローブピンの場合には、コイルスプリングを内在することから、高密度化と薄肉化とが原理的にトレードオフの関係にある。

特許文献１に開示される電気貫通部は、金属板材料からなる導電部材が圧縮力の印加と解除との繰り返しを受けるため、この部材が金属疲労しやすく、接触安定化の観点で大きな問題を抱えている。

特許文献２に開示される電気貫通部は、主面上に金属回路を有し、さらにこの金属回路とは主面上別の位置にスルーホールを有するため、高密度化を実現することは不可能である。

かかる技術背景を鑑み、本発明は、前述の接触安定化、高密度化および薄肉化のいずれについても高いレベルで達成し得る電気貫通部を備える異方導電性部材を提供することを課題とする。

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）絶縁体からなり弾性を有する板状の弾性ソケットと、前記弾性ソケット内に個別に保持されて前記弾性ソケットの厚さ方向（すなわち、本発明に係る異方導電性部材の主面の法線方向）に電流を通過させる複数の電気貫通部とを備える異方導電性部材であって、前記電気貫通部は、電気的に接続しつつ前記弾性ソケットの厚さ方向に相対位置を変動可能な第一の可動部材および第二の可動部材を備え、前記第一の可動部材は、測定対象物に付設される電極と接触するための電極接触部を前記弾性ソケットの一方の主面側に備え、前記第二の可動部材は、測定装置の配線基板と接触するための基板接触部を前記弾性ソケットの他方の主面側に備え、前記電極接触部と前記基板接触部とに外力が付与されてこれらが前記弾性ソケットの厚さ方向に近接したときにこれらを離間させる弾性復元力が前記弾性ソケットに生じるように、前記第一および第二の可動部材は、少なくとも前記電極接触部と前記基板接触部とが近接した状態では前記弾性ソケットの一部を圧縮可能に配置され、前記電気貫通部は、前記第一または第二の可動部材の一方に設けられたすべり軸とこれらの部材の他方に設けられたすべり面とが前記弾性ソケットの厚さ方向に相互に摺動する摺動接触構造を備え、当該摺動接触構造によって、前記電極接触部と前記基板接触部との距離は、これらの接触部の電気的接続を維持したまま前記弾性ソケットの厚さ方向に変動可能であり、前記摺動接触構造は前記すべり軸が前記すべり面上を前記弾性ソケットの厚さ方向に摺動する範囲を制限する可動制限手段を備え、当該可動制限手段によって、前記電極接触部の前記基板接触部に対する可動範囲は上限を有することを、本発明に係る異方導電性部材は特徴とする。

上記の異方導電性部材は次の特徴も有する。前記可動制限手段は前記電極接触部が前記基板接触部に対して離間する範囲を制限する脱離止めを含み、当該脱離止めは、前記すべり面から前記すべり軸側に突出するすべり面突出部、および当該すべり面突出部に接触することにより前記すべり軸の一方向への摺動を停止させるすべり軸係止部からなる。

上記の異方導電性部材は次の特徴もまた有する。前記電極接触部および前記基板接触部の一方から前記弾性ソケットの厚さ方向の前記弾性ソケット中心向きに延設された第一の柱状体を前記第一および第二の可動部材の一方が備え、さらに前記電極接触部および前記基板接触部の他方から前記弾性ソケットの厚さ方向の前記弾性ソケット中心向きに延設された第二の柱状体を前記第一および第二の可動部材の他方が備え、前記第一の柱状体は、前記弾性ソケットの厚さ方向に連続して配置される太径部と細径部とを備え、前記すべり軸は前記太径部に設けられ、前記すべり軸係止部は前記太径部と前記細径部との連結部に設けられ、前記第二の柱状体は、内部が中空であって前記弾性ソケットの厚さ方向で前記第一の柱状体側の端部に開口を有し、前記すべり面は前記中空部の内側面に設けられ、前記開口を部分的に閉塞するように前記開口の縁部から内側に突出する部分閉塞部が前記すべり面突出部を構成し、前記太径部に設けられた前記すべり軸は前記中空部内に配置されて、前記中空部の内側面に設けられた前記すべり面と接触して前記摺動接触構造を構成する。

上記の異方導電性部材は次の特徴もさらに有する。前記部分閉塞部は前記太径部との接触により変形可能とされ、前記太径部は、前記部分閉塞部の当該変形により前記部分閉塞部を超えて前記第二の柱状体の中空部内へと挿設されてなり、前記部分閉塞部は樹脂系材料から構成される。

（２）前記部分閉塞部は、異方導電性部材が使用されて前記電極接触部と前記測定対象物に付設された電極との間に発生する密着力に相当する外力が前記弾性ソケットの厚さ方向の前記弾性ソケット中心向きと反対向きに付与された場合でも前記すべり面突出部を構成する、上記（１）記載の異方導電性部材。

（３）前記太径部は金属系材料から構成される、上記（２）記載の異方導電性部材。

（４）前記第一および第二の可動部材は、前記第一および第二の柱状体が前記弾性ソケットに設けられた貫通孔内に挿設され、前記貫通孔は、径が細い細孔部および径が太い太孔部を前記弾性ソケットの厚さ方向に隣接して備え、前記細孔部内に前記第一の柱状体の細径部の少なくとも一部が配置され、前記太孔部内に前記第二の柱状体が配置される、上記（１）から（３）のいずれかに記載の異方導電性部材。

（５）前記第二の柱状体は前記部分閉塞部を構成する部材と他の部材とから構成され、前記部分閉塞部を構成する部材は前記他の部材と別体であって、前記部分閉塞部を構成する部材は、前記太孔部および前記細孔部によって形成される段差と前記他の部材とに挟まれることにより、前記他の部材に対する位置変動が制限される、上記（４）記載の異方導電性部材。

（６）前記第二の柱状体を備える前記第一および第二の可動部材の他方は、いずれも内部が中空であるとともに前記弾性ソケットの厚さ方向で前記第一の柱状体側の端部に開口を有し同軸上に配置される、第一の柱状部材および第二の柱状部材を備え、前記第一の柱状部材は、その開口の周縁部およびこれに続く外側面の少なくとも一部が前記第二の柱状部材の中空内に配置され、前記部分閉塞部は前記第二の柱状部材の開口に設けられている、上記（１）から（５）のいずれかに記載の異方導電性部材。

（７）前記第二の柱状部材は前記弾性ソケットの厚さ方向で前記第一の柱状体側と反対側の端部に第二の開口を有し、当該第二の開口はその縁部から内側に突出する第二の部分閉塞部を備え、前記第一の柱状部材はその開口の周縁部およびこれに続く外側面の少なくとも一部が前記部分閉塞部と前記第二の部分閉塞部とを両端とする前記第二の柱状部材の中空内に配置される、上記（６）記載の異方導電性部材。

（８）前記第一の柱状部材は金属系材料から構成され、前記第二の柱状部材は樹脂系材料から構成される、上記（６）または（７）に記載の異方導電性部材。

（９）前記第一の柱状体が延設される前記電極接触部および前記基板接触部の一方は、導電性材料からなり前記測定対象物に付設される電極または前記測定装置の配線基板と直接接触する中心側の部材と、前記電極接触部および前記基板接触部の一方における最も外径が大きな部分を含む絶縁体からなるリング状の部材とからなり、当該リング状の部材における中央の中空部に前記中心側の部材がはめ込まれることにより前記電極接触部および前記基板接触部の一方は構成される、上記（１）から（８）のいずれかに記載の異方導電性部材。

（１０）前記第二の柱状体が延設される前記電極接触部および前記基板接触部の他方は、前記弾性ソケットの主面の面内方向に突出する突出部を備え、当該突出部が前記弾性ソケットの主面に接触するように、前記第二の柱状体は前記貫通孔内に挿設される、上記（４）に記載の異方導電性部材。

本発明に係る異方導電性部材は、電気的接触状態を維持しつつ弾性ソケットの厚さ方向に摺動し得る二つの可動部材を有し、これらの可動部材が離間する方向にこれらを付勢する力は、二つの可動部材間に配置される弾性ソケットの弾性復元力によりもたらされている。したがって、接触安定化、高密度化および薄肉化を高度にバランスすることが実現されている。しかも、ＩＣの端子と電極接触部との間に高い接触圧力が発生し、このため電極接触部がＩＣの端子に食い込むようなことがあっても、二つの可動部材は垂直方向の可動制限手段を有するため、検査が終了してＩＣを異方導電性部材から離間させたときにＩＣの端子に食い込んだ電極接触部を有する可動部材が異方導電性部材から脱離してしまうような事態が十分に抑制されている。

本発明の第一の実施形態に係る異方導電性部材の弾性ソケットの厚さ方向の断面の一部を概念的に示す図である。 図１に係る異方導電性部材の使用状態を概念的に示す断面図である。 本発明の第二の実施形態に係る異方導電性部材の弾性ソケットの厚さ方向の断面の一部を概念的に示す図である。 本発明の第二の実施形態に係る異方導電性部材の使用状態を概念的に示す断面図である。 本発明の実施例３−１に係る異方導電性部材の弾性ソケットの厚さ方向の断面の一部を概念的に示す図である。 本発明の実施例３−１に係る異方導電性部材の使用状態を概念的に示す断面図である。 本発明の実施例３−２に係る異方導電性部材の弾性ソケットの厚さ方向の断面の一部を概念的に示す図である。 本発明の実施例３−２に係る異方導電性部材の使用状態を概念的に示す断面図である。 本発明の実施例３−３に係る異方導電性部材の弾性ソケットの厚さ方向の断面の一部を概念的に示す図である。 本発明の変形例１に係る異方導電性部材の弾性ソケットの厚さ方向の断面の一部を概念的に示す図である。 本発明の変形例２に係る異方導電性部材の弾性ソケットの厚さ方向の断面の一部を概念的に示す図である。 本発明の変形例３に係る異方導電性部材の弾性ソケットの厚さ方向の断面の一部を概念的に示す図である。 本発明の変形例４に係る異方導電性部材の弾性ソケットの厚さ方向の断面の一部を概念的に示す図である。 本発明の変形例５に係る異方導電性部材の弾性ソケットの厚さ方向の断面の一部を概念的に示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係る異方導電性部材を説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態に係る異方導電性部材の弾性ソケットの厚さ方向の断面の一部を概念的に示す図である。

本実施形態に係る異方導電性部材１００は、絶縁体からなり弾性を有する板状の弾性ソケット１０１と、弾性ソケット１０１内に個別に保持されて弾性ソケットの厚さ方向に電流を通過させる複数の電気貫通部１０２とを備える。弾性ソケットの材質は特に限定されない。その材質を例示すれば、シリコーンゴムやフッ素ゴム、あるいはアクリル系エラストマーなど弾性を有する絶縁材料が挙げられる。

電気貫通部１０２は、電気的に接続しつつ弾性ソケットの厚さ方向に相対位置を変動可能な第一の可動部材１０３および第二の可動部材１０４を備える。第一の可動部材１０３は、測定対象物に付設される電極と接触するための電極接触部１０５を弾性ソケット１０１の一方の主面側に備える。第二の可動部材１０４は、測定装置の配線基板と接触するための基板接触部１０６を弾性ソケット１０１の他方の主面側に備える。

第一および第二の可動部材１０３，１０４は、少なくとも電極接触部１０５と基板接触部１０６とが近接した状態では弾性ソケット１０１の一部を圧縮可能に配置される。図１では、電極接触部１０５および基板接触部１０６における最も外径が大きな部分（以下、「鍔部分」ともいう。）１０７，１０８が、それぞれ、弾性ソケット１０１の主面における貫通孔１０９の周縁部１１０，１１１に接触するように配置されている。このため、電極接触部１０５と基板接触部１０６とが近接すると、これらの接触部の鍔部分１０７，１０８によって弾性ソケット１０１の主面における貫通孔１０９の周縁部１１０，１１１は圧縮される。このように配置されることにより、電極接触部１０５と基板接触部１０６とに外力が付与されてこれらが弾性ソケットの厚さ方向に近接したときにこれらを離間させる弾性復元力が弾性ソケット１０１に生じることが実現される。

電気貫通部１０２は、第一または第二の可動部材１０３，１０４の一方、本実施形態では第一の可動部材１０３に設けられたすべり軸１１２と、これらの部材１０３，１０４の他方、本実施形態では第二の可動部材１０４に設けられたすべり面１１３とが弾性ソケットの厚さ方向に摺動する摺動接触構造１１４を備える。この摺動接触構造１１４によって、電極接触部１０５と基板接触部１０６との距離は、これらの接触部の電気的接続を維持したまま弾性ソケットの厚さ方向に変動可能である。

摺動接触構造１１４はすべり軸１１２がすべり面１１３上を弾性ソケットの厚さ方向に摺動する範囲を制限する可動制限手段１１５を備える。この可動制限手段１１５によって、電極接触部１０５の基板接触部１０６に対する可動範囲は上限を有する。

可動制限手段１１５は電極接触部１０５が基板接触部１０６に対して離間する範囲を制限する脱離止めを含む。本実施形態では、可動制限手段１１５は脱離止めからなる。この脱離止め１１５は、すべり面１１３からすべり軸１１２側、本実施形態ではすべり軸１１２を備える第一の可動部材１０３の中心軸側に突出するすべり面突出部１１６、およびこのすべり面突出部１１６に接触することによりすべり軸１１２の一方向への摺動を停止させるすべり軸係止部１１７から構成される。

本実施形態に係る電気貫通部１０２において、電極接触部１０５から弾性ソケットの厚さ方向の弾性ソケット１０１の中心向きに延設された第一の柱状体を第一の可動部材１０３が備える。以下、この第一の柱状体と電極接触部１０５とからなる第一の可動部材１０３をプランジャーともいう。プランジャー１０３において、弾性ソケット１０１の主面から突出する部分は電極接触部１０５に含まれる。したがって、第一の柱状体はその全体が弾性ソケット１０１の貫通孔１０９内部に配置される。本実施形態においては、電極接触部１０５は貫通孔１０９内部に部分的に埋設されており、その埋設された部分の外径は貫通孔１０９の孔径とほぼ同じである。この電極接触部１０５における部分的に埋設された部分は、プランジャー１０３がＩＣ端子との接触によって軸倒れすることを防止するためのものである。

また、基板接触部１０６から弾性ソケットの厚さ方向の弾性ソケット１０１の中心向きに延設された第二の柱状体を第二の可動部材１０４が備える。以下、この第二の柱状体と基板接触部１０６とからなる第二の可動部材１０４をバレルともいう。バレル１０４において、弾性ソケット１０１の主面から突出する部分は基板接触部１０６に含まれる。したがって、第二の柱状体はその全体が弾性ソケット１０１の貫通孔１０９内部に配置される。

プランジャー１０３が備える第一の柱状体は、弾性ソケットの厚さ方向に連続して配置される太径部１１８と細径部１１９とを備え、すべり軸１１３は太径部１１８に設けられ、すべり軸係止部１１７は太径部１１８と細径部１１９との連結部に設けられる。

バレル１０４が備える第二の柱状体は内部が中空であって弾性ソケットの厚さ方向で第一の柱状体側（すなわち、本実施形態においてはプランジャー１０３側）の端部に開口を有する。この開口の内部にある中空部の内側面にすべり面１１３は設けられ、この開口を部分的に閉塞するように開口の縁部から内側に突出する部分閉塞部がすべり面突出部１１６を構成する。この部分閉塞部の具体的形状は任意である。開口の縁部全周から内側に突出してリング状をなしていてもよいし、開口の縁部の一部から内側に突出していてもよい。

太径部１１８に設けられたすべり軸１１２はバレル１０４の開口の内部にある中空部内に配置され、中空部の内側面に設けられたすべり面１１３と接触して摺動接触構造１１４を構成している。

図２は、図１に示した本発明の第一の実施形態に係る異方導電性部材１００が検査用基板２０１に取り付けられ、ＩＣ２０２と検査用基板２０１との間で圧縮され、ＩＣ２０２を検査可能な状態（本明細書において、「使用状態」ともいう。）を概念的に示す断面図である。

異方導電性部材１００全体が検査装置により対向するＩＣ２０２と検査用基板２０１との間において圧縮されると、電極接触部の鍔部分２０３および基板接触部の鍔部分２０４の間で弾性ソケット２０５が圧縮され、双方の鍔部分２０３，２０４は弾性ソケット２０５から弾性復元力を受ける。この弾性復元力に基づく力が電極接触部２０６に伝達されることにより、電極接触部２０６はＩＣ２０２の電極に所定の圧力で接触する。したがって、電極接触部２０６とＩＣ２０２との電気的接触は安定化する。

続いて、本発明の第一の実施形態に係る異方導電性部材におけるプランジャーおよびバレルの部分構造が具体的に特定された異方導電性部材を、本発明の第二の実施形態として、図３および４を用いて詳しく説明する。

図３は、本発明の第二の実施形態に係る異方導電性部材の弾性ソケットの厚さ方向の断面の一部を概念的に示す図である。
本発明の第二の実施形態に係る異方導電性部材３００において、太径部３０１は金属系材料から構成され、部分閉塞部３０２は樹脂系材料から構成される。ここで、金属系材料とは、金属または合金から構成される材料であって、次に説明する樹脂系材料よりも十分に高い硬度を有することおよび導電性を有することが特性となる。一方、樹脂系材料は、樹脂を成分として有する材料であって、実質的に絶縁体であり、上記の金属系材料に比べて十分に低い弾性率を有し、それゆえ金属系材料と接触した場合には樹脂系材料が優先的に弾性変形する特性を有する。したがって、樹脂系材料は、ゴムからなる場合や、エラストマーからなる場合を含む。

樹脂系材料を具体的に例示すれば、ナイロンやポリアセタールなど比較的軟質な樹脂が挙げられる。金属系材料を具体的に例示すれば、ステンレスや炭素鋼などの鉄系金属、あるいは黄銅、ベリリウム銅などの銅系金属が挙げられる。なお、金属系材料には摺動部分の接触抵抗を抑制するため金めっきが施されていることが望ましい。

金属系材料および樹脂系材料はそれぞれ上記のような特性を有することから、部分閉塞部３０２は太径部３０１との接触により弾性的に変形可能である。このため、太径部３０１は、当初はバレル３０３の中空部３０４の外にあったものが、部分閉塞部３０２と接触し、部分閉塞部３０２の上記の変形により部分閉塞部３０２を超えてバレル３０３の中空部３０４内へと挿入されることにより設置されたものである。

ここで、部分閉塞部３０２は、異方導電性部材３００が使用されて電極接触部３０５と測定対象物であるＩＣに付設された電極、具体例を挙げればはんだボールとの間に発生する密着力に相当する外力が弾性ソケットの厚さ方向の弾性ソケット３０６の中心向きと反対向き、つまりＩＣが異方導電性部材３００から離れる向きに付与された場合でも、すべり面突出部を構成し、プランジャー３０７がバレル３０３から分離してしまうことが抑制されている。

バレル３０３は上記のように樹脂系材料で構成され、樹脂系材料は一般的には良導体ではない。一方、バレル３０３の中空部３０４の内側面にあるすべり面は、プランジャー３０７に対する電気的接触部であることから、良導体であることが必要である。そこで、本実施形態に係る異方導電性部材３００のバレル３０３は、いずれも内部が中空であるとともに弾性ソケットの厚さ方向で第一の柱状体側（すなわち、本実施形態においてはプランジャー３０７側）の端部に開口を有し同軸上に配置される、金属系材料からなる第一の柱状部材３０８および樹脂系材料からなる第二の柱状部材３０９を備える。本実施形態では、第一の柱状部材３０８は一つの開口３１６を有し、第二の柱状部材３０９は弾性ソケットの厚さ方向で第一の柱状体側（すなわち、本実施形態においてはプランジャー３０７側）の端部に第一の開口３１７を有し、この第一の開口３１７が設けられた側と反対側の端部に第二の開口３１８を有している。

第一の柱状部材３０８は、その開口の周縁部およびこれに続く外側面の少なくとも一部が第二の柱状部材３０９の中空内に配置されている。すなわち、本実施形態に係るバレル３０３は、同軸上に配置された二重管構造を有する。以下、第一の柱状部材３０８をインナーバレル、第二の柱状部材３０９をアウターバレルともいう。そして、樹脂系材料からなる部分閉塞部３０２はアウターバレル３０９の第一の開口３１７に設けられている。また、インナーバレル３０８の開口３１６とは反対側の端部３１９はアウターバレル３０９の第二の開口３１８より突出し、基板接触部における基板と直接的に接触する部分を構成している。

アウターバレル３０９は一体構造であってもよいし、複数の部材から構成されていてもよい。複数の部材から構成される場合の具体例として、アウターバレル３０９の中心軸を含む平面で分割することが挙げられる。

このようにバレル３０３が二重管構造を有し、インナーバレル３０８は良導体であってアウターバレル３０９は絶縁体であることは、異方導電性部材の使用時に流れる電気信号が高周波信号である場合に、波形劣化が少なくなるという利点も有する。すなわち、高周波信号は表皮効果により導体の表面を流れるため、バレルの導体部分についてバレルの中心軸を含む断面で切断した断面の外側面の長さが短いことが、高周波信号の劣化を抑制する観点から好ましい。本実施形態に係るバレル３０３は、この外側面はインナーバレル３０８によって形成されるため、二重管構造を有さないバレルの上記外側面に比べて外側面の長さが短くなる。したがって、本実施形態に係るバレル３０３は通常の単管構造のバレルに比べて高周波信号を劣化させにくい。

このような高周波信号における表皮効果を考慮する観点から、本実施形態に係る異方導電性部材３００のプランジャー３０７の電極接触部３０５は、導電性材料、具体的には金属材料からなり電極と直接接触する中心側の部材３１１と、電極接触部３０５における最も外径が大きな部分（鍔部分）を含む絶縁体、具体的には樹脂系材料からなるリング状の部材（以下、「リング状絶縁部材」ともいう。）３１２とからなる。このリング状絶縁部材３１２における中央の中空部に中心側の部材３１１がはめ込まれることにより、電極接触部３０５は構成される。

このような構造を有する電極接触部３０５は、そのような構造を有さないものに比べて、プランジャーの導体部分についてプランジャーの中心軸を含む断面で切断した断面の外側面の長さは、リング状絶縁部材３１２を含まない分短くなる。それゆえ、このような構造を有することにより高周波信号の劣化が抑制される。

なお、中心側の部材３１１に対して弾性ソケット３０６を弾性ソケットの厚さ方向に圧縮するような力が付与されたときに、その力が電極接触部３０５の鍔部分に確実に伝達され、鍔部分において弾性ソケット３０６を圧縮できる構造を、中心側の部材３１１とリング状絶縁部材３１２とは有しているべきである。また、リング状絶縁部材３１２は段差構造を有し、弾性ソケット３０６における貫通孔３１４の内部にリング状絶縁部材３１２の一部分（本実施形態では段差部分）が挿入されていることが、使用状態またはその前後の使用時にプランジャーがバレルに対して傾きながら摺動することを抑制する観点から好ましい。

本実施形態に係るアウターバレル３０９は前述のように二つの開口を有し、弾性ソケットの厚さ方向で第一の柱状体側（本実施形態においてはプランジャー３０７側）と反対側の端部に設けられた第二の開口３１８はその縁部から内側に突出する第二の部分閉塞部３１３を備える。そして、インナーバレル３０８は少なくともその一部、具体的には、インナーバレル３０８の開口３１６の周縁部およびこれに続く外側面の少なくとも一部が部分閉塞部３０２と第二の部分閉塞部３１３とを両端とするアウターバレル３０９の中空内に配置される。第二の部分閉塞部３１３の具体的な構造は、部分閉塞部３０２同様任意である。

このような構造を有することにより、アウターバレル３０９の内側面とインナーバレル３０８の外側面との間にクリアランスがあってアウターバレル３０９内でインナーバレル３０８が自由に動くことができる状態であっても、アウターバレル３０９からインナーバレル３０８が脱落することが防止される。

なお、このような二つの部分閉塞部を有するアウターバレル３０９を、成形金型を用いて一体で作る場合には材料として軟質樹脂などを選定すればよい。一般的に無理抜きと言われる方法により、内側面から突出する部分があってもアウターバレル３０９を金型から取り出すことが可能である。そのような材料の具体例として、先に例示したナイロンやポリアセタールなどが挙げられる。

以下、本実施形態に係る異方導電性部材の製造方法の一例について説明する。
まず、インナーバレル３０８は、アウターバレル３０９の第二の部分閉塞部３１３が設けられた第二の開口３１８側からその内部に圧入され、部分閉塞部３０２および第二の部分閉塞部３１３によってアウターバレル３０９内に保持される。

次に、インナーバレル３０８とアウターバレル３０９とからなるバレル３０３を、弾性ソケット３０６における貫通孔３１４の一方の開口側から挿入する。すなわち、バレル３０３の部分閉塞部３０２を有する開口と反対側の端部の外側面から外側に突出する突出部である鍔部分３１５における弾性ソケット３０６の主面に対向する一方の面が、弾性ソケット３０６の主面における貫通孔３１４の周縁部に接触するように、バレル３０３を貫通孔３１４に部分的に挿入する。

ここで、貫通孔３１４の内径はバレル３０３の筒状の外側面の直径とほぼ等しく設定されているため、貫通孔３１４の内側面によってバレル３０３は保持され、貫通孔３１４からバレル３０３は容易には抜け落ちない。

なお、アウターバレル３０９が前述のように中心軸を含む平面で分割されている場合には、まず、アウターバレル３０９を貫通孔３１４に挿入し、その後インナーバレル３０８をアウターバレル３０９内に挿入してもよい。アウターバレル３０９は分割されているため、インナーバレル３０８の挿入は容易である。

続いて、中心側の部材３１１とリング状絶縁部材３１２とを備えるプランジャー３０７を、弾性ソケット３０６における貫通孔３１４の他方の開口側から挿入する。プランジャー３０７を挿入することによってプランジャー３０７の太径部３０１がバレル３０３の部分閉塞部３０２に接したら、さらにプランジャー３０７を貫通孔３１４内に挿入するよう押し込んで、太径部３０１によって部分閉塞部３０２を変形させて、太径部３０１をバレル３０３の中空部３０４内に挿入する。太径部３０１が中空部３０４内に完全に挿入されると、部分閉塞部３０２は変形した状態から初期の状態に戻り、太径部３０１は中空部３０４内に保持される。

こうして、プランジャー３０７とバレル３０３とからなる連結体（以下、「プローブピン」という場合もある。）は、弾性ソケット３０６の貫通孔３１４内に、容易には分離しない状態で保持される。

図４は、本実施形態に係る異方導電性部材３００の使用状態を概念的に示す断面図である。

図５は、本発明の第三の実施形態に係る異方導電性部材の一例（本明細書において、「実施例３−１」ともいう。）の弾性ソケットの厚さ方向の断面の一部を概念的に示す図である。
図５に示される実施例３−１に係る異方導電性部材は、プローブピンが、弾性ソケットに設けられた貫通孔に部分的に挿設されることによって弾性ソケットに対して保持されている。

実施例３−１に係る異方導電性部材のバレルの構造は第二の実施形態に係る異方導電性部材３００のバレル３０３と同一の構造である。実施例３−１に係る異方導電性部材のプランジャーの構造も、ほとんど第二の実施形態に係る異方導電性部材３００のプランジャー３０７と等しいが、実施例３−１に係る異方導電性部材では、第二の実施形態に係る異方導電性部材３００の貫通孔３１４と異なり、貫通孔におけるプランジャー側の開口部を含む領域が狭まっている。つまり、実施例３−１の貫通孔は、径が細い細孔部および径が太い太孔部を弾性ソケットの厚さ方向に隣接して備え、この細孔部内にプランジャーの細径部が配置され、太孔部内にバレル３０３の基板接触部以外の部分が配置されている。この構成に合わせて、実施例３−１のプランジャーにおけるリング状絶縁部材は、第二の実施形態のプランジャー３０７におけるリング状絶縁部材３１２に比べて、中央の中空部の直径が小さくなっている。また、この構造の場合には、使用状態またはその前後の使用時にプランジャーがバレルに対して傾きながら摺動することが貫通孔における細孔部の内側面によって抑制されるため、実施例３−１のリング状絶縁部材は段差構造を有していなくともよい。また、リング状絶縁部材の外径が小さい場合にこの部材が貫通孔の内部に入り込んでバレルとプランジャーとの摺動を阻害することも、貫通孔における細孔部の孔径が小さいことによって抑制されている。

図６は、図５に示される実施例３−１に係る異方導電性部材の使用状態を概念的に示す断面図である。
図６に示されるように、ＩＣの端子（はんだボール）によりプランジャーが押し込まれることによって、プランジャーの太径部はバレルの中空部内の奥に移動し、これに伴い、貫通孔の太孔部の内部におけるバレルもプランジャーも存在しない空隙領域が圧縮される。図６に示される実施例３−１に係る異方導電性部材においては、弾性ソケットにおける細孔部と太孔部との段差部分がバレルに接触している。この空隙領域の有無や大きさは、貫通孔における細孔部および太孔部の弾性ソケットの厚さ方向の長さのバランスを変更することによって任意に設定可能であり、空隙領域が使用状態において消滅するようにしてもよいし、残留するようにしてもよい。

図７は、第三の実施形態に係る異方導電性部材の他の一例（本明細書において、「実施例３−２」ともいう。）の弾性ソケットの厚さ方向の断面の一部を概念的に示す図である。
図７に示される実施例３−２に係る異方導電性部材では、上記の空隙領域は、使用状態の前の状態、つまり電極接触部および基板接触部にこれらを圧縮する外力が付与されていない状態でも空隙が発生しないように構成されている。すなわち、本実施例では、バレルにおける弾性ソケットの厚さ方向の弾性ソケットの中心側の端部（以下、「バレルの電極側端部」ともいう。）は、貫通孔の太孔部と細孔部とが作る段差部分（以下、「貫通孔段差部」ともいう。）に接している。この構造の場合には、使用状態において電極接触部と基板接触部とに外力が付与されてこれらが弾性ソケットの厚さ方向に近接したときにこれらを離間させる弾性復元力が弾性ソケットに生じるように弾性ソケットの一部を圧縮する部分は、プランジャーではリング状絶縁部材であり、バレルではバレルの電極側端部である。したがって、本変形例に係るバレルは、第一の実施形態、第二の実施形態、および実施例３−１におけるバレルでは必須となっていた基板接触部の鍔部分が不要となっている。この基板接触部が鍔部分を有さないことはプローブピンの配置を狭ピッチ化することに有効である。

図８は、図７に示される実施例３−２に係る異方導電性部材の使用状態を概念的に示す断面図である。
図８に示されるように、ＩＣの端子（はんだボール）によりプランジャーが押し込まれることによって、プランジャーの太径部はバレルの中空部内の奥に移動する。この移動に伴い貫通孔の細孔部の周辺をなす弾性ソケットが圧縮され、この圧縮された部分の弾性ソケットの弾性回復力に基づいて、プランジャーのリング状絶縁部材およびバレルの電極側端部に対して両者を離間させる力が付与される。

図９は、第三の実施形態に係る異方導電性部材の別の他の一例（本明細書において、「実施例３−３」ともいう。）の弾性ソケットの厚さ方向の断面の一部を概念的に示す図である。
実施例３−３におけるプローブピンと貫通孔との関係は実施例３−２と同じであり、バレルの電極側端部は貫通孔段差部に接している。しかしながら、実施例３−３のバレルは、実施例３−２のバレルと異なり二重管構造を有していない。実施例３−３のバレルは、単管構造であるが、部分閉塞部を構成する部材が他の部材と別体であり、具体的には部分閉塞部を構成する部材は樹脂系材料からなり、その他の部分は金属系材料からなる。そして、部分閉塞部を構成する部材は、貫通孔段差部分と金属系材料からなる他の部材とに挟まれることにより、他の部材に対する位置変動が制限されている。

この構成では、実施例３−２のバレルに比べて、アウターバレルを有さない分、バレルの外径が小さい。このバレルが細いことは、貫通孔の最大内径を小さくすることができるため、プローブピンの配置を狭ピッチ化することに有効である。

なお、実施例３−３では部分閉塞部を構成する部材は樹脂系材料からなるが、これに限定されない。例えば、部分閉塞部を構成する部材が複数の部材から構成されている場合には、この部材は金属系材料から構成されていてもよい。このような場合の具体例として、リング状の構造体がリングの中心軸を含む面で２分割された構成が挙げられる。この構成では、プランジャーの太径部と接触することによってこの部材はリング状の構造体が折れ曲がるように分離し、部分閉塞部としての機能を失って、太径部がバレルの内部に挿入されることが可能となる。一方、使用状態では、貫通孔段差部と金属系材料からなる他の部材とがこのリング状の構造体を圧縮するため、この構造体の分離は抑制される。したがって、使用状態において太径部がバレルから抜けてしまうことは十分に抑制されている。

以下、これまで説明した第二の実施形態に係る異方導電性部材、および実施例３−１から３−３に係る異方導電性部材の変形例について列記する。
図１０は第二の実施形態に係る異方導電性部材の一変形例（本明細書において、「変形例１」ともいう。）の弾性ソケットの厚さ方向の断面の一部を概念的に示す図である。
変形例１に係る異方導電性部材は、使用前の状態、すなわち弾性ソケットの貫通孔内にプローブピンが配置された状態で、電極接触部の鍔部分および基板接触部の鍔部分は弾性ソケットを圧縮している。このため、異方導電性部材の電極接触部とＩＣの端子（はんだボール）との接触が開始された初期の段階から、プランジャーとＩＣの端子、およびバレルと検査用基板の電極との間に接触圧力が発生し、電気的接触がより安定して好ましい。

この変形例１の構成は、第二の実施形態に係る異方導電性部材、および実施例３−１から３−３に係る異方導電性部材のいずれにも適用することができる。

図１１は第二の実施形態に係る異方導電性部材の他の一変形例（本明細書において、「変形例２」ともいう。）の弾性ソケットの厚さ方向の断面の一部を概念的に示す図である。

変形例２に係る異方導電性部材は、リング状絶縁部材とこれに対向する弾性ソケットの表面との間に接着層を有している。リング状絶縁部材が弾性ソケットの表面に接着剤などで固着されることにより、弾性ソケットが圧縮されたときにリング状絶縁部材が弾性ソケットの貫通孔内に潜り込む可能性を排除することができ、好ましい。この例では接着剤層によりリング状絶縁部材と弾性ソケットとを固着させたが、弾性ソケットがラバーからなる場合には、接着剤層に代えて、硬度の高い薄いリング状のラバーを挟んでもよい。ラバー同士の摩擦力は極めて大きいため、リング状絶縁部材の弾性ソケットに対するずれを安定的に抑制することができる。

この変形例２の構成は、第二の実施形態に係る異方導電性部材、および実施例３−１から３−３に係る異方導電性部材のいずれにも適用することができる。

図１２は実施例３−１に係る異方導電性部材の一変形例（本明細書において、「変形例３」ともいう。）の弾性ソケットの厚さ方向の断面の一部を概念的に示す図である。

変形例３に係る異方導電性部材は、プランジャーがリング状絶縁部材を有していない。このため、プランジャーの外径が小さくなっている。このプランジャーの最大外径部が細いことはプローブピンの配置を狭ピッチ化することに有効である。
この変形例３の構成は、実施例３−１から３−３に係る異方導電性部材のいずれにも適用することができる。

図１３は第二の実施形態に係る異方導電性部材の別の他の一変形例（本明細書において、「変形例４」ともいう。）の弾性ソケットの厚さ方向の断面の一部を概念的に示す図である。
変形例４に係る異方導電性部材は、インナーバレルがすべり面を構成する筒状の部材と基板接触部の一部を構成する部材とからなる。かかる構造を有することにより、筒状の部材の肉厚を薄くすることが可能となる。それゆえ、アウターバレルの外径を小さくすることができる。アウターバレルが細くなることは、貫通孔の最大内径を小さくすることができるため、プローブピンの配置を狭ピッチ化することに有効である。また、インナーバレルの製造が容易になるという利点もある。

この変形例４の構成は、第二の実施形態に係る異方導電性部材、および実施例３−１から３−３に係る異方導電性部材のいずれにも適用することができる。

図１４は第二の実施形態に係る異方導電性部材のさらに別の一変形例（本明細書において、「変形例５」ともいう。）の弾性ソケットの厚さ方向の断面の一部を概念的に示す図である。

変形例５に係る異方導電性部材は、基本構造が第二の実施形態に係る異方導電性部材と反対である。すなわち、すべり軸を備えるプランジャーが基板接触部を有し、すべり面を備えるバレルが電極接触部を有する。

この変形例５の構成は、第二の実施形態に係る異方導電性部材、ならびに実施例３−１および３−２に係る異方導電性部材のいずれにも適用することができる。

以上の変形例１から５は、単独で適用してもよいし、複数の変形例に係る構成を組み合わせて適用してもよい。

１００ 異方導電性部材
１０１ 弾性ソケット
１０２ 電気貫通部
１０３ 第一の可動部材
１０４ 第二の可動部材
１０５ 電極接触部
１０６ 基板接触部
１１３ すべり面
１１２ すべり軸
１１６ すべり面突出部
１１７ すべり軸係止部

Claims (10)

1. 絶縁体からなり弾性を有する板状の弾性ソケットと、前記弾性ソケット内に個別に保持されて前記弾性ソケットの厚さ方向に電流を通過させる複数の電気貫通部とを備える異方導電性部材であって、
   前記電気貫通部は、電気的に接続しつつ前記弾性ソケットの厚さ方向に相対位置を変動可能な第一の可動部材および第二の可動部材を備え、
   前記第一の可動部材は、測定対象物に付設される電極と接触するための電極接触部を前記弾性ソケットの一方の主面側に備え、
   前記第二の可動部材は、測定装置の配線基板と接触するための基板接触部を前記弾性ソケットの他方の主面側に備え、
   前記電極接触部と前記基板接触部とに外力が付与されてこれらが前記弾性ソケットの厚さ方向に近接したときにこれらを離間させる弾性復元力が前記弾性ソケットに生じるように、前記第一および第二の可動部材は、少なくとも前記電極接触部と前記基板接触部とが近接した状態では前記弾性ソケットの一部を圧縮可能に配置され、
   前記電気貫通部は、前記第一または第二の可動部材の一方に設けられたすべり軸とこれらの部材の他方に設けられたすべり面とが前記弾性ソケットの厚さ方向に相互に摺動する摺動接触構造を備え、当該摺動接触構造によって、前記電極接触部と前記基板接触部との距離は、これらの接触部の電気的接続を維持したまま前記弾性ソケットの厚さ方向に変動可能であり、
   前記摺動接触構造は前記すべり軸が前記すべり面上を前記弾性ソケットの厚さ方向に摺動する範囲を制限する可動制限手段を備え、当該可動制限手段によって、前記電極接触部の前記基板接触部に対する可動範囲は上限を有し、
   前記可動制限手段は前記電極接触部が前記基板接触部に対して離間する範囲を制限する脱離止めを含み、当該脱離止めは、前記すべり面から前記すべり軸側に突出するすべり面突出部、および当該すべり面突出部に接触することにより前記すべり軸の一方向への摺動を停止させるすべり軸係止部からなり、
   前記電極接触部および前記基板接触部の一方から前記弾性ソケットの厚さ方向の前記弾性ソケット中心向きに延設された第一の柱状体を前記第一および第二の可動部材の一方が備え、さらに前記電極接触部および前記基板接触部の他方から前記弾性ソケットの厚さ方向の前記弾性ソケット中心向きに延設された第二の柱状体を前記第一および第二の可動部材の他方が備え、
   前記第一の柱状体は、前記弾性ソケットの厚さ方向に連続して配置される太径部と細径部とを備え、前記すべり軸は前記太径部に設けられ、前記すべり軸係止部は前記太径部と前記細径部との連結部に設けられ、
   前記第二の柱状体は、内部が中空であって前記弾性ソケットの厚さ方向で前記第一の柱状体側の端部に開口を有し、前記すべり面は前記中空部の内側面に設けられ、前記開口を部分的に閉塞するように前記開口の縁部から内側に突出する部分閉塞部が前記すべり面突出部を構成し、
   前記太径部に設けられた前記すべり軸は前記中空部内に配置されて、前記中空部の内側面に設けられた前記すべり面と接触して前記摺動接触構造を構成し、
   前記部分閉塞部は前記太径部との接触により変形可能とされ、前記太径部は、前記部分閉塞部の当該変形により前記部分閉塞部を超えて前記第二の柱状体の中空部内へと挿設されてなり、
   前記部分閉塞部は樹脂系材料から構成されることを特徴とする異方導電性部材。
2. 前記部分閉塞部は、異方導電性部材が使用されて前記電極接触部と前記測定対象物に付設された電極との間に発生する密着力に相当する外力が前記弾性ソケットの厚さ方向の前記弾性ソケット中心向きと反対向きに付与された場合でも前記すべり面突出部を構成する、請求項１記載の異方導電性部材。
3. 前記太径部は金属系材料から構成される、請求項２記載の異方導電性部材。
4. 前記第一および第二の可動部材は、前記第一および第二の柱状体が前記弾性ソケットに設けられた貫通孔内に挿設され、
   前記貫通孔は、径が細い細孔部および径が太い太孔部を前記弾性ソケットの厚さ方向に隣接して備え、
   前記細孔部内に前記第一の柱状体の細径部の少なくとも一部が配置され、前記太孔部内に前記第二の柱状体が配置される、請求項１から３のいずれかに記載の異方導電性部材。
5. 前記第二の柱状体は前記部分閉塞部を構成する部材と他の部材とから構成され、前記部分閉塞部を構成する部材は前記他の部材と別体であって、前記部分閉塞部を構成する部材は、前記太孔部および前記細孔部によって形成される段差と前記他の部材とに挟まれることにより、前記他の部材に対する位置変動が制限される、請求項４記載の異方導電性部材。
6. 前記第二の柱状体を備える前記第一および第二の可動部材の他方は、いずれも内部が中空であるとともに前記弾性ソケットの厚さ方向で前記第一の柱状体側の端部に開口を有し同軸上に配置される、第一の柱状部材および第二の柱状部材を備え、
   前記第一の柱状部材は、その開口の周縁部およびこれに続く外側面の少なくとも一部が前記第二の柱状部材の中空内に配置され、
   前記部分閉塞部は前記第二の柱状部材の開口に設けられている、請求項１から５のいずれかに記載の異方導電性部材。
7. 前記第二の柱状部材は前記弾性ソケットの厚さ方向で前記第一の柱状体側と反対側の端部に第二の開口を有し、当該第二の開口はその縁部から内側に突出する第二の部分閉塞部を備え、前記第一の柱状部材はその開口の周縁部およびこれに続く外側面の少なくとも一部が前記部分閉塞部と前記第二の部分閉塞部とを両端とする前記第二の柱状部材の中空内に配置される、請求項６記載の異方導電性部材。
8. 前記第一の柱状部材は金属系材料から構成され、前記第二の柱状部材は樹脂系材料から構成される、請求項６または７に記載の異方導電性部材。
9. 前記第一の柱状体が延設される前記電極接触部および前記基板接触部の一方は、導電性材料からなり前記測定対象物に付設される電極または前記測定装置の配線基板と直接接触する中心側の部材と、前記電極接触部および前記基板接触部の一方における最も外径が大きな部分を含む絶縁体からなるリング状の部材とからなり、当該リング状の部材における中央の中空部に前記中心側の部材がはめ込まれることにより前記電極接触部および前記基板接触部の一方は構成される、請求項１から８のいずれかに記載の異方導電性部材。
10. 前記第二の柱状体が延設される前記電極接触部および前記基板接触部の他方は、前記弾性ソケットの主面の面内方向に突出する突出部を備え、当該突出部が前記弾性ソケットの主面に接触するように、前記第二の柱状体は前記貫通孔内に挿設される、請求項４に記載の異方導電性部材。

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