JP5378273B2 - コンタクトプローブ及びソケット、チューブ状プランジャの製造方法、並びにコンタクトプローブの製造方法 - Google Patents

コンタクトプローブ及びソケット、チューブ状プランジャの製造方法、並びにコンタクトプローブの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、半導体集積回路等の被測定デバイスの検査に使用するコンタクトプローブ及びソケット、チューブ状プランジャの製造方法、並びにコンタクトプローブの製造方法に関する。
半導体集積回路等の検査対象物の検査を行う場合において、検査対象物と測定器側の検査用基板とを電気的に接続するために、コンタクトプローブが一般的に使用されている。
(従来例１)
図１３は、従来のコンタクトプローブの構成の一例を示す概略断面図である。本図に示すコンタクトプローブ８００は、２つのプランジャ８０９,８１０の内側にコイルスプリング８０３を挿入したものである。一方のプランジャ８０９は、検査対象物８０４(ＤＵＴ)のハンダボール８０５とのコンタクト用である。他方のプランジャ８１０は、検査用基板８０７(ＤＵＴボード)のコンタクトパッド８０６とのコンタクト用である。プランジャ８０９,８１０は共に、先端内面が底となる袋穴形状である。コイルスプリング８０３は、両端がそれぞれプランジャ８０９,８１０の先端内面に当接して抜けが防止され、かつプランジャ８０９,８１０を離れる方向に付勢する。これにより、プランジャ８０９,８１０は、検査対象物８０４のハンダボール８０５及び検査用基板８０７のコンタクトパッド８０６との接触力を得る。通常は複数のコンタクトプローブ８００がハウジング８に支持される。
図１４は、図１３に示すような従来のコンタクトプローブに用いられる袋穴形状のプランジャの製造工程を示す説明図である。図１４(Ａ)のように棒状金属材料８２０を旋盤等の工作機械のチャック８５０で保持し、図１４(Ｂ)に示すように棒状金属材料８２０の先端を対象物との接触に適した形状に切削加工する。その後の外径加工では、図１４(Ｃ)のように切削により棒状金属材料の先端側の径を小さくすると共に、抜止め用の凸部８２３を形成する。図１４(Ｄ)のように、別のチャック８６０で棒状金属材料８２０の先端側を保持し、棒状金属材料８２０を所定位置で切断する。棒状金属材料８２０の末端面(切断面)に図１４(Ｅ)のようにドリル(図示せず)で穴加工し、最後に金鍍金をする。
(従来例２)
図１５は、従来のコンタクトプローブの構成の別の例を示す概略断面図である。本図に示すコンタクトプローブ９００では、図１３に示したものと異なり、プランジャ８１１,８１２は袋穴形状でなく先端が開口して内側に曲がっている。このようなプランジャは、図１６(Ａ)に示すようなプレス加工で打ち抜いた板状の金属母材９２０を、図１６(Ｂ)に示すような形状に丸め加工した後で金鍍金を施すことで得られる。
特開２００５-９９２５号公報 特開２００８-３９４９６号公報
図１３に示す従来例１のコンタクトプローブに用いられる袋穴形状のプランジャは、上述のとおり製造過程で袋穴形状の金属材料に金鍍金を施す必要があるため、袋穴内部における金鍍金の品質管理が困難であるという問題がある。また、図１４(Ｅ)に示すようにドリル等で穴加工をすることが必須で、工程が煩雑である。
図１５に示す従来例２のコンタクトプローブに用いられるプランジャは、プレス加工のために専用の金型が必要でコスト高である。また、製法上加工精度が悪く小径に加工することも難しいため、狭ピッチの端子配列を持つ検査対象物に対応するための細径コンタクトプローブ用には不向きである。さらに、図１６(Ｂ)に示すように丸め加工するために、側面に長さ方向の継ぎ目が入るのを避けられない。継ぎ目はプランジャの摺動に悪影響を及ぼし、またコンタクトプローブの電気的特性も悪化させる。
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その第１の目的は、従来例２のようなプレス加工及び丸め加工によらないチューブ状プランジャを備えるコンタクトプローブ及びソケット、チューブ状プランジャの製造方法、並びにコンタクトプローブの製造方法を提供することにある。
本発明の第２の目的は、従来例１のような袋穴形状のプランジャと異なり、穴加工が不要で、かつ内面に貴金属の層又は貴金属を主成分とする合金の層を要する場合に鍍金の品質管理が不要又は容易なチューブ状プランジャを備えるコンタクトプローブ及びソケット、チューブ状プランジャの製造方法、及びコンタクトプローブの製造方法を提供することにある。
本発明のある態様は、コンタクトプローブである。このコンタクトプローブは、
電気的に相互接続するコンタクトプローブであって、
チューブ状プランジャと、コイルスプリングとを備え、
前記コイルスプリングは、前記チューブ状プランジャに係止され、かつ一方の端部が前記チューブ状プランジャと当接して前記チューブ状プランジャを離れる方向に付勢して、
前記チューブ状プランジャの側面に継ぎ目が無く、
前記コイルスプリングの一部が前記チューブ状プランジャの内側にあり、
前記チューブ状プランジャは、一方の端部が一方の対象物との接続部でかつ内側に曲がって前記コイルスプリングを係止する係止部を成している。
本発明のもう１つの態様は、コンタクトプローブである。このコンタクトプローブは、
電気的に相互接続するコンタクトプローブであって、
チューブ状プランジャと、コイルスプリングとを備え、
前記コイルスプリングは、前記チューブ状プランジャに係止され、かつ一方の端部が前記チューブ状プランジャと当接して前記チューブ状プランジャを離れる方向に付勢して、
前記チューブ状プランジャの側面に継ぎ目が無く、
前記コイルスプリングの一部が前記チューブ状プランジャの内側にあり、
前記チューブ状プランジャは、一方の端部が一方の対象物との接続部であり、かつ側面が内側に曲がって前記コイルスプリングを係止する係止部を成している。
本発明のもう１つの態様は、コンタクトプローブである。このコンタクトプローブは、
電気的に相互接続するコンタクトプローブであって、
チューブ状プランジャと、コイルスプリングとを備え、
前記コイルスプリングは、前記チューブ状プランジャに係止され、かつ一方の端部が前記チューブ状プランジャと当接して前記チューブ状プランジャを離れる方向に付勢して、
前記チューブ状プランジャの側面に継ぎ目が無く、
前記コイルスプリングの一部が前記チューブ状プランジャの内側にあり、
前記チューブ状プランジャは、一方の端部が一方の対象物との接続部であり、
前記チューブ状プランジャを径方向に貫通して前記コイルスプリングを係止する係止部材を有する。
本発明のもう１つの態様は、コンタクトプローブである。このコンタクトプローブは、
電気的に相互接続するコンタクトプローブであって、
チューブ状プランジャと、コイルスプリングとを備え、
前記コイルスプリングは、前記チューブ状プランジャに係止され、かつ一方の端部が前記チューブ状プランジャと当接して前記チューブ状プランジャを離れる方向に付勢して、
前記チューブ状プランジャの側面に継ぎ目が無く、
前記コイルスプリングの一部が前記チューブ状プランジャの外側にあり、前記チューブ状プランジャの外側面の係止部が前記コイルスプリングを係止する。
前記コイルスプリングは、他方の端部を含む少なくとも一部が密着巻き部となっているとよい。
本発明のもう１つの態様は、コンタクトプローブである。このコンタクトプローブは、
電気的に相互接続するコンタクトプローブであって、
第１及び第２のチューブ状プランジャと、コイルスプリングとを備え、
前記コイルスプリングは、一端が前記第１のチューブ状プランジャの係止部で係止され、他端が前記第２のチューブ状プランジャの係止部で係止され、かつ前記第１及び第２のチューブ状プランジャを相互に離間する方向に付勢し、
前記第１及び第２のチューブ状プランジャの側面に継ぎ目が無く、
前記コイルスプリングは前記第１及び第２のチューブ状プランジャの内側にあり、
前記第１及び第２のチューブ状プランジャは、それぞれの一方の端部が接続部であり、かつ側面の一部が内側に曲がっていて前記コイルスプリングを係止する係止部を成し、
前記第２のチューブ状プランジャは、他方の端部が前記第１のチューブ状プランジャの内側にあり、前記第１のチューブ状プランジャに対して相対的に摺動可能かつ抜止めされている。
本発明のもう１つの態様は、ソケットである。このソケットは、前記コンタクトプローブを複数本絶縁支持体で支持してなるものである。
本発明のもう１つの態様は、チューブ状プランジャの製造方法である。この方法は、
少なくとも内面に貴金属の層又は貴金属を主成分とする合金の層を備えかつ側面に継ぎ目が無いチューブ状金属材料を準備する準備工程と、
前記チューブ状金属材料の側面の一部を内側に曲げる曲げ加工工程とを有する。
本発明のもう１つの態様も、チューブ状プランジャの製造方法である。この方法は、
側面に継ぎ目が無いチューブ状金属材料の側面の一部を内側に曲げる曲げ加工工程と、
前記曲げ加工工程の後に、前記チューブ状金属材料の少なくとも内面に貴金属又は貴金属を主成分とする合金の鍍金を施す鍍金工程とを有する。
前記チューブ状金属材料の外側面に凸部を形成する凸部加工工程をさらに有するとよい。
凸部加工工程を有する場合には、
前記曲げ加工工程に先だってチューブ状金属材料の先端部を所定長に渡って小径化する小径化工程を実行し、
前記曲げ加工工程では前記小径化工程で小径化した部分を内側に曲げ、
前記凸部加工工程では、前記曲げ加工工程よりも後に、前記小径化工程で小径化した部分から末端側を、一部が大径の凸部となるように所定長に渡って小径化するとよい。
凸部加工工程を有する場合には、
前記曲げ加工工程に先だってチューブ状金属材料の先端部を所定長に渡って小径化する小径化工程を実行し、
前記曲げ加工工程では前記小径化工程で小径化した部分を内側に曲げ、
前記曲げ加工工程の後かつ前記凸部加工工程の前に、前記小径化工程で小径化した部分から末端側を所定長に渡って小径化する外径加工工程を実行し、
前記凸部加工工程では前記外径加工工程で小径化した部分の外側面に凸部を形成するとよい。
凸部加工工程を有する場合には、
前記曲げ加工工程及び前記凸部加工工程に先だってチューブ状金属材料の先端部を所定長に渡って小径化する小径化工程を実行し、
前記凸部加工工程では前記小径化工程で小径化した部分の外側面に凸部を形成し、
前記曲げ加工工程では前記小径化工程で小径化した部分の先端部を内側に曲げるとよい。
凸部加工工程を有する場合には、
前記凸部加工工程では、チューブ状金属材料の先端部を、一部が大径の凸部となるように所定長に渡って小径化し、
前記曲げ加工工程では前記凸部加工工程で小径化した部分の先端部を内側に曲げるとよい。
前記チューブ状金属材料の先端部に所定数の切込みを入れる切込み加工工程をさらに有し、前記曲げ加工工程では前記切込み加工工程で切込みを入れた部分を内側に曲げるとよい。
本発明のもう１つの態様は、コンタクトプローブの製造方法である。この方法は、
少なくとも内面に貴金属の層又は貴金属を主成分とする合金の層を備えかつ側面に継ぎ目が無いチューブ状金属材料を準備する準備工程と、
前記チューブ状金属材料の側面の一部を内側に曲げる曲げ加工工程と、
前記曲げ加工工程で曲げた部分を一方への抜止めにして、前記チューブ状金属材料の内側にコイルスプリングの一方の端部を含む一部を挿入する挿入工程と、
前記挿入工程の後に、前記チューブ状金属材料の、前記曲げ加工工程で曲げた部分よりも前記コイルスプリングの他方の端部に近い側に、前記コイルスプリングの他方への抜止めを形成する抜止め加工工程とを有する。
本発明のもう１つの態様も、コンタクトプローブの製造方法である。この方法は、
側面に継ぎ目が無いチューブ状金属材料の側面の一部を内側に曲げる曲げ加工工程と、
前記曲げ加工工程の後に、前記チューブ状金属材料の少なくとも内面に貴金属又は貴金属を主成分とする合金の鍍金を施す鍍金工程と、
前記曲げ加工工程で曲げた部分を一方への抜止めにして、前記チューブ状金属材料の内側にコイルスプリングの一方の端部を含む一部を挿入する挿入工程と、
前記挿入工程の後に、前記チューブ状金属材料の、前記曲げ加工工程で曲げた部分よりも前記コイルスプリングの他方の端部に近い側に、前記コイルスプリングの他方への抜止めを形成する抜止め加工工程とを有する。
本発明のもう１つの態様も、コンタクトプローブの製造方法である。この方法は、
少なくとも内面に貴金属の層又は貴金属を主成分とする合金の層を備えかつ側面に継ぎ目が無い大径の第１のチューブ状金属材料と、少なくとも内面に金の層を備えかつ側面に継ぎ目が無い小径の第２のチューブ状金属材料を準備する準備工程と、
前記第１及び第２のチューブ状金属材料の側面の一部を内側に曲げる曲げ加工工程と、
前記第１のチューブ状金属材料の内側に前記第２のチューブ状金属材料の一方の端部を含む一部が存在し、かつ前記曲げ加工工程で曲げた部分を抜止めにして前記第１及び第２のチューブ状金属材料の内側にコイルスプリングが存在するように、前記第１及び第２のチューブ状金属材料並びに前記コイルスプリングを組み立てる組立工程とを有する。
本発明のもう１つの態様も、コンタクトプローブの製造方法である。この方法は、
側面に継ぎ目が無い大径の第１のチューブ状金属材料及び側面に継ぎ目が無い小径の第２のチューブ状金属材料の側面の一部を内側に曲げる曲げ加工工程と、
前記曲げ加工工程の後に、前記第１及び第２のチューブ状金属材料の少なくとも内面に貴金属又は貴金属を主成分とする合金の鍍金を施す鍍金工程と、
前記第１のチューブ状金属材料の内側に前記第２のチューブ状金属材料の一方の端部を含む一部が存在し、かつ前記曲げ加工工程で曲げた部分を抜止めにして前記第１及び第２のチューブ状金属材料の内側にコイルスプリングが存在するように、前記第１及び第２のチューブ状金属材料並びに前記コイルスプリングを組み立てる組立工程とを有する。
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
本発明によれば、従来例２のようなプレス加工及び丸め加工によらないチューブ状プランジャを備えるコンタクトプローブ及びソケット、チューブ状プランジャの製造方法、並びにコンタクトプローブの製造方法を実現可能である。
また、本発明によれば、従来例１のような袋穴形状のプランジャと異なり、穴加工が不要で、かつ内面に貴金属の層又は貴金属を主成分とする合金の層を要する場合に鍍金の品質管理が不要又は容易なチューブ状プランジャを備えるコンタクトプローブ及びソケット、チューブ状プランジャの製造方法、並びにコンタクトプローブの製造方法を実現可能である。
本発明の実施の形態に係るチューブ状プランジャの製造方法１の工程説明図。 本発明の実施の形態に係るチューブ状プランジャの製造方法２の工程説明図。 本発明の実施の形態に係るチューブ状プランジャの製造方法３の工程説明図。 本発明の実施の形態に係るチューブ状プランジャの製造方法４の工程説明図。 本発明の実施の形態に係るコンタクトプローブの第１構成例を示す断面図。 同コンタクトプローブを複数本支持してなるソケットの断面図。 本発明の実施の形態に係るコンタクトプローブの第２構成例を示す断面図。 本発明の実施の形態に係るコンタクトプローブの第３構成例を示す断面図。 本発明の実施の形態に係るコンタクトプローブの第４構成例を示す断面図。 本発明の実施の形態に係るコンタクトプローブの第５構成例を示す断面図。 本発明の実施の形態に係るコンタクトプローブの第６構成例を示す断面図。 本発明の実施の形態に係るコンタクトプローブの第７構成例を示す断面図。 従来のコンタクトプローブの構成の一例を示す概略断面図。 従来のコンタクトプローブに用いられる袋穴形状のプランジャの製造工程を示す説明図。 従来のコンタクトプローブの構成の別の例を示す概略断面図。 従来のコンタクトプローブに用いられる、プレス加工と丸め加工によるプランジャの製造工程を示す説明図。
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
(チューブ状プランジャの製法１)
図１は、本発明の実施の形態に係るチューブ状プランジャの製造方法１の工程説明図である。まず、図１(Ａ)に示すように、チューブ状金属材料２０を旋盤等の工作機械のチャック５０で保持する。このチューブ状金属材料２０は、例えば金クラッドチューブであり、同図又は図１(Ｃ)に拡大して示すように例えば銅又は銅合金等の導電性金属体である母材２１の少なくとも内面に金層２２を熱圧着等で備えたものである。なお、金層２２に替えて、金以外の貴金属(白金、パラジウムその他)の層、あるいは貴金属を主成分とする貴金属合金(金合金、白金合金、パラジウム合金その他)の層としてもよい。以下、工程を順に説明する。
・小径化工程及び切込み加工工程… 図１(Ｂ)に示すように、チューブ状金属材料２０の先端を所定長Ｘに渡って切削して小径化し(小径化工程)、小径化した部分に所定数(ここでは４つ)の切込み３０を入れる(切込み加工工程)。切込み３０は、チューブ状金属材料２０をハンダボール等の対象物と例えば４点接触させるために設ける。切込み３０の形状は例えば二等辺三角形ないし正三角形である。
・曲げ加工工程… チューブ状金属材料２０のうち小径化した部分を、例えば外側から押すことで図１(Ｃ)に示すように内側に曲げる。本工程では、小径化した部分は剛性が小さいため外側からのプレスにより曲がるものの、小径化していない部分は剛性が大きいため曲がらない。したがって、内側に曲げるべき部分のみを小径化しておくことで、外側からのプレスにより必要部分のみを内側に曲げることができて好都合である。このように先端を曲げることにより、ハンダボール等の対象物との接触性が良くなり、またチューブ状金属材料２０の内側に挿入するコイルスプリングの抜止めにもなる。
・凸部加工工程… 図１(Ｄ)に示すように、チューブ状金属材料２０のうち曲げ加工工程で内側に曲げた部分から末端側を、一部が大径の凸部４０となるように所定長Ｙに渡って切削して小径化する。ここで形成される凸部４０は、チューブ状金属材料２０の外周を一周する帯状の突条である。凸部４０の形成位置は、ここでは所定長Ｙの範囲内の中間部やや末端寄りとしている。凸部４０は、後述のように、ハウジングからの抜止め、又は対を成すもう一方のチューブ状プランジャからの抜止めのために設ける。
・切断工程… チューブ状金属材料２０を凸部加工工程で小径化した部分(所定長Ｙの範囲)の末端で図１(Ｅ)に示すように切断し、チューブ状プランジャが完成する。
なお、チューブ状金属材料２０としては内面に金層２２を備えていないものを用いることもでき、この場合は切断工程の後にチューブ状金属材料２０の少なくとも内面に金鍍金あるいは貴金属又は貴金属を主成分とする合金の鍍金を施す。
(チューブ状プランジャの製法２)
図２は、本発明の実施の形態に係るチューブ状プランジャの製造方法２の工程説明図である。図２(Ａ)〜(Ｃ)に示す各工程すなわち曲げ加工工程までの各工程は上述の製法１と同様である。ここでは、以降の工程について説明する。
・外径加工工程… 図２(Ｄ)に示すように、チューブ状金属材料２０のうち小径化工程で小径化した部分から末端側を所定長Ｙに渡って小径化する。製法１とは異なり、凸部は別工程で形成する。
・切断工程… チューブ状金属材料２０を外径加工工程で小径化した部分(所定長Ｙの範囲)の末端で図２(Ｅ)に示すように切断する。
・凸部加工工程… 図２(Ｆ)に示すように、外径加工工程で小径化した部分の外側面に凸部４１を例えば公知の板金加工技術(例えば特開２００６−３２６６６２号公報に記載の技術)で形成し、チューブ状プランジャが完成する。この凸部４１も、製法１で形成した凸部４０と同様に、ハウジングからの抜止め、又は対を成すもう一方のチューブ状プランジャからの抜止めのために設けるものである。
本製法においても、チューブ状金属材料２０としては内面に金層２２を備えていないものを用いることもでき、この場合は切断工程よりも後、好ましくは凸部加工工程の後にチューブ状金属材料２０の少なくとも内面に金鍍金あるいは貴金属又は貴金属を主成分とする合金の鍍金を施す。
(チューブ状プランジャの製法３)
図３は、本発明の実施の形態に係るチューブ状プランジャの製造方法３の工程説明図である。図３(Ａ),(Ｂ)に示す各工程すなわち切込み加工工程までの各工程は上述の製法１と同様である。ここでは、以降の工程について説明する。
・外径加工工程… 図３(Ｃ)に示すように、チューブ状金属材料２０のうち小径化工程で小径化した部分から末端側を所定長Ｙに渡って小径化する。製法１とは異なり、凸部は別工程で形成する。また、先端の曲げは後工程で実施する。
・切断工程… チューブ状金属材料２０を外径加工工程で小径化した部分(所定長Ｙの範囲)の末端で図３(Ｄ)に示すように切断する。
・凸部加工工程… 図３(Ｅ)に示すように、外径加工工程で小径化した部分の外側面に凸部４１を例えば板金加工で形成する。
・曲げ加工工程… チューブ状金属材料２０のうち切込み３０を入れた部分(先端から所定長Ｘの範囲の一部又は全部)を、図３(Ｆ)に示すように内側に曲げ、チューブ状プランジャが完成する。ここで、本製法における曲げ加工工程は、上記製法１及び２の場合と異なり、曲げる部分以外も既に小径化されているので、かしめ加工等によって行うとよい。なお、曲げ加工工程は凸部加工工程よりも先に行ってもよい。
本製法においても、チューブ状金属材料２０としては内面に金層２２を備えていないものを用いることもでき、この場合は切断工程よりも後、好ましくは凸部加工工程及び曲げ加工工程の後にチューブ状金属材料２０の少なくとも内面に金鍍金あるいは貴金属又は貴金属を主成分とする合金の鍍金を施す。
(チューブ状プランジャの製法４)
図４は、本発明の実施の形態に係るチューブ状プランジャの製造方法４の工程説明図である。図４(Ａ),(Ｂ)に示す各工程すなわち切込み加工工程までの各工程は上述の製法１と同様である。ここでは、以降の工程について説明する。
・凸部加工工程… 図４(Ｃ)に示すように、チューブ状金属材料２０のうち小径化工程で小径化した部分から末端側を、一部が大径の凸部４０となるように所定長Ｙに渡って切削して小径化する。ここで形成される凸部４０は、チューブ状金属材料２０の外周を一周する帯状の突条である。
・切断工程… チューブ状金属材料２０を凸部加工工程で小径化した部分(所定長Ｙの範囲)の末端で図４(Ｄ)に示すように切断する。
・曲げ加工工程… チューブ状金属材料２０のうち切込み３０を入れた部分(先端から所定長Ｘの範囲の一部又は全部)を図４(Ｅ)に示すように内側に曲げ、チューブ状プランジャが完成する。曲げ加工工程は、上述の製法３と同様に、かしめ加工等によって行うとよい。
本製法においても、チューブ状金属材料２０としては内面に金層２２を備えていないものを用いることもでき、この場合は切断工程よりも後、好ましくは曲げ加工工程の後にチューブ状金属材料２０の少なくとも内面に金鍍金あるいは貴金属又は貴金属を主成分とする合金の鍍金を施す。
以上説明したチューブ状プランジャの製法１〜４によれば、導電性金属体である母材２１の少なくとも内面に金層２２を備えるチューブ状金属材料２０から出発してチューブ状プランジャを製造するため、従来例１の袋穴形状のプランジャと異なり金鍍金の品質管理が不要である。あるいは、内面に金層２２を備えていないチューブ状金属材料２０から出発する場合であっても、先端と末端が共に開口しているため、従来例１の袋穴形状のプランジャと異なり鍍金工程における金鍍金の品質管理が容易である。したがって、従来例１のプランジャと比較して内面に良好な金層２２を備えるプランジャを実現可能である。
さらに、従来例２のプランジャと異なり、プレス加工及び丸め加工を施すものでないため、専用の金型は不要で細径のコンタクトプローブにも対応でき、かつ側面に継ぎ目が入らなくて好ましい。また、従来例１と異なりドリルによる穴加工も不要で工程が簡略化される。
(コンタクトプローブの第１構成例)
図５は、本発明の実施の形態に係るコンタクトプローブの第１構成例を示す断面図である。図６は、図５に示されるコンタクトプローブ１００を複数本支持してなるソケット３０の断面図である。
図５に示すように、コンタクトプローブ１００は、第１のチューブ状プランジャ１と、第２のチューブ状プランジャ２と、コイルスプリング３とを備え、後述のようにハウジング３１(絶縁支持体)によって支持される。第１のチューブ状プランジャ１は検査対象物４(ＤＵＴ)との接続部品であり、第２のチューブ状プランジャ２は検査用基板７(ＤＵＴボード)との接続部品である。
検査対象物４は、例えば電極が所定間隔で配列された半導体集積回路であり、図６の場合、電極バンプとしてのハンダボール５が所定間隔で配列されている。検査用基板７は、ハンダボール５に対応してコンタクトパッド６を所定間隔で有するとともに、測定器側に接続される電極パッド(図示せず)をハンダボール５に対応して所定間隔で有するものである。
図５に示すように、第１のチューブ状プランジャ１は、第２のチューブ状プランジャ２よりも大径である。第２のチューブ状プランジャ２は、末端側が第１のチューブ状プランジャ１の内側に存在して第１のチューブ状プランジャ１に対して相対的に摺動可能である。第２のチューブ状プランジャ２は、第１のチューブ状プランジャ１の内側にある末端側の少なくとも一部が帯状の凸部２４０となっている。第１のチューブ状プランジャ１の末端１９は、第２のチューブ状プランジャ２の末端側が内側にある状態でかしめられていて、第２のチューブ状プランジャ２の抜けを防止している。
例えばピアノ線やステンレス線等の一般的な材質で形成されたコイルスプリング３は、第１及び第２チューブ状プランジャ１,２の内側にあってコンタクトプローブ１００の使用時(検査対象物４の検査時)に両者を相互に離間する方向に付勢し、検査対象物４のハンダボール５及び検査用基板７のコンタクトパッド６に対する接触力を両者に与える。
第１のチューブ状プランジャ１の先端部には、例えば二等辺三角形ないし正三角形の４つの切込み１３０が等間隔で入っていて、上側が尖った４つの三角片１８が形成されている。各々の三角片１８は内側に曲がっている。第２のチューブ状プランジャ２も同様に、例えば二等辺三角形ないし正三角形の４つの切込み２３０が入っていて、上側が尖った４つの三角片２８が形成されている。各々の三角片２８は内側に曲がっている。これにより、検査対象物４のハンダボール５に対する第１のチューブ状プランジャ１の接触性(接触の確実性と耐久性)及び検査用基板７のコンタクトパッド６に対する第２のチューブ状プランジャ２の接触性が良くなり、さらにコイルスプリング３の抜けも防止される。
第１のチューブ状プランジャ１の側面には帯状の凸部１４０(鍔部)が形成され、凸部１４０によりハウジング３１からのコンタクトプローブ１００の抜けが防止される。第１及び第２のチューブ状プランジャ１,２は、側面に継ぎ目がないものであり、例えば上記製法１〜４のいずれかによって製造したものを用いることができる。図５及び図６では、切削により凸部１４０,２４０(帯状の突条)を形成する製法１又は４によって製造したものを例示している。
コンタクトプローブ１００の製造手順の一例を説明する。まず、例えば上記製法１〜４のいずれかによって第１及び第２のチューブ状プランジャ１,２を作成する(但し、第１のチューブ状プランジャ１の末端１９はかしめていないものとする)。そして、第２のチューブ状プランジャ２の内側にコイルスプリング３の一端側の一部を挿入する。このとき、第２のチューブ状プランジャ２の先端部(内側に曲がった三角片２８)がコイルスプリング３の抜止めになる。続いて、第２のチューブ状プランジャ２の末端側の凸部２４０及びコイルスプリング３の他端側の一部を第１のチューブ状プランジャ１の内側に挿入する。このとき、第１のチューブ状プランジャ１の先端部(内側に曲がった三角片１８)がコイルスプリング３の抜止めになる。この状態で、第１のチューブ状プランジャ１の末端１９をかしめる。これにより第２のチューブ状プランジャ２の抜けが防止される。
以上説明したコンタクトプローブの第１構成例によれば、次の効果を奏することができる。すなわち、第１及び第２のチューブ状プランジャ１,２は、例えば製法１〜４によって製造されたものであって側面に継ぎ目がないため、従来例２のように側面に継ぎ目があるプランジャを用いるコンタクトプローブと比較して摺動性が良好で、継ぎ目による電気的特性への悪影響もない。また、第１及び第２のチューブ状プランジャ１,２は加工精度が良く小型化も容易なため、狭ピッチの端子配列を持つ検査対象物に対応するための細径コンタクトプローブを実現できる。さらに、第１及び第２のチューブ状プランジャ１,２は既述のように従来例１のプランジャと比較して内面に良好な金層を備えることができ、高品質のコンタクトプローブを実現可能である。
(第１構成例に基づくソケットの構成例)
図６に示すように、ソケット３００は、コンタクトプローブ１００を複数本平行に配置するための空洞部３２を所定間隔で有するハウジング３１(絶縁支持体)を備え、各空洞部３２にコンタクトプローブ１００を挿入配置したものである。具体的には、第１及び第２のチューブ状プランジャ１,２とコイルスプリング３とを図５に示すように一体的に組み立ててコンタクトプローブ１００を構成したものを、図６に示すようにハウジング３１の空洞部３２に挿入配置する。空洞部３２の上端の開口側摺動支持部３３は、第１のチューブ状プランジャ１の側面を摺動自在に支持(嵌合)する。空洞部３２のうち開口側摺動支持部３３を除く中間部３５は、開口側摺動支持部３３よりも大径で、凸部１４０が自由に動ける内周径となっている。空洞部３２の開口側摺動支持部３３は、凸部１４０に係合して第１のチューブ状プランジャ１の抜け出しを規制する。なお、ハウジング３１は、コンタクトプローブ１００を空洞部３２内に組み込むために、あるいは空洞部３２の深さを確保するために、複数層(図示の例では二層)重ね合わせた構造となっている。
図６のように組み立てられたソケット３００を使用して検査を行う場合、ソケット３００は検査用基板７上に位置決め載置され、この結果、コイルスプリング３は所定長だけ縮んで第２のチューブ状プランジャ２の先端が検査用基板７のコンタクトパッド６に弾接する。半導体集積回路等の検査対象物４が無い状態では、第１のチューブ状プランジャ１は凸部１４０が開口側摺動支持部３３で規制されるまで突出方向に移動して突出量が最大となっている。検査対象物４がソケット３００のハウジング３１に対して所定の間隔で対向配置されることにより、第１のチューブ状プランジャ１は後退してコイルスプリング３はさらに圧縮され、その結果、第１のチューブ状プランジャ１の先端は検査対象物４のハンダボール５に弾接する。この状態で検査対象物４の検査が実行される。
(コンタクトプローブの第２構成例)
図７は、本発明の実施の形態に係るコンタクトプローブの第２構成例を示す断面図である。本構成例のコンタクトプローブ２００は、第１構成例のコンタクトプローブ１００と比較して、第２のチューブ状プランジャ２が無くなってコイルスプリング２０３の先端が検査用基板７との接続部品となっている点で主に相違し、その他の点は同様である。以下、相違点を中心に説明する。
コイルスプリング２０３は、密着巻き部２０３ａと、粗巻き部２０３ｂとを有する。粗巻き部２０３ｂは、密着巻き部２０３ａよりも大径であり、チューブ状プランジャ２０１(第１構成例の第１のチューブ状プランジャ１と同様の構成)の内側に入っている。なお、密着巻き部とは、コンタクトプローブ１００の非使用状態すなわちチューブ状プランジャ２０１の先端が検査対象物４のハンダボール５と接触していない状態で複数巻きに渡って軸方向に接触(密着)している部分をいう。チューブ状プランジャ２０１の末端１９は、粗巻き部２０３ｂが内側に入っている状態で粗巻き部２０３ｂよりも小径となるようにかしめられていて、コイルスプリング２０３の抜けを防止している。コイルスプリング２０３は、コンタクトプローブ２００の使用時(検査対象物４の検査時)にチューブ状プランジャ２０１を離れる方向に付勢して、チューブ状プランジャ２０１に検査対象物４のハンダボール５との接触力を与えるとともに、自身も先端に検査用基板７のコンタクトパッド６との接触力を得る。
密着巻き部２０３ａは、好ましくは巻軸方向と垂直な面に対して非平行になるように斜め巻き(図示の例では右上から左下に斜め巻き)されている。これにより、コイルスプリング２０３の先端と検査用基板７のコンタクトパッド６とが点状ないし短線状に接触するので、コンタクトパッド６との接触部位が常に一定となり、斜め巻きされていない場合と比較してコイルスプリング２０３の先端と検査用基板７のコンタクトパッド６との接触がより確実なものとなる。
本構成例も、第１構成例と同様の効果を奏することができる。すなわち、チューブ状プランジャ２０１は、摺動性が良好で継ぎ目による電気的特性への悪影響がなく、また加工精度がよく小型化も容易なため細径コンタクトプローブを実現でき、さらに内面に良好な金層を備えることができるため高品質のコンタクトプローブを実現可能である。また、本構成例のコンタクトプローブ２００を図６に示すのと同様に複数本支持することでソケットを構成し、同様に検査を実行できる。
(コンタクトプローブの第３構成例)
図８は、本発明の実施の形態に係るコンタクトプローブの第３構成例を示す断面図である。本構成例のコンタクトプローブ３５０は、第２構成例のコンタクトプローブ２００と異なり、チューブ状プランジャ３０１を径方向に貫通する棒状の係止部材３６０を有し、係止部材３６０にコイルスプリング３０３(密着巻き部３０３ａ及び粗巻き部３０３ｂを有する)の末端が当接して係止されている。また、係止部材３６０のうちチューブ状プランジャ３０１の外側にある部分が、第２構成例の凸部１４０に替わってハウジング３１からの抜止めを成している。そのため、チューブ状プランジャ３０１は、第２構成例の凸部１４０を有しない。本構成例のその他の点は、第２構成例のコンタクトプローブ２００と同様である。本構成例も、第２構成例と同様の効果を奏することができる。
(コンタクトプローブの第４構成例)
図９は、本発明の実施の形態に係るコンタクトプローブの第４構成例を示す断面図である。本構成例のコンタクトプローブ４００は、第２構成例のコンタクトプローブ２００と異なり、チューブ状プランジャ４０１の側面の一部が内側に切り起こされて舌片部４６０を成しており、舌片部４６０にコイルスプリング３０３の末端が当接して係止されている。舌片部４６０は、凸部１４０よりもチューブ状プランジャ４０１の先端側にある。本構成例のその他の点は、第２構成例のコンタクトプローブ２００と同様である。本構成例も、第２構成例と同様の効果を奏することができる。
(コンタクトプローブの第５構成例)
図１０は、本発明の実施の形態に係るコンタクトプローブの第５構成例を示す断面図である。本構成例のコンタクトプローブ５００は、第１構成例のコンタクトプローブ１００と異なり、コイルスプリング５０３が第２のチューブ状プランジャ５０２の外側かつ第１のチューブ状プランジャ５０１の内側にある。第１のチューブ状プランジャ５０１の末端はかしめられていない。第２のチューブ状プランジャ５０２は、第１のチューブ状プランジャ５０１を小径にしたものに相当する。なお、第２のチューブ状プランジャ５０２の内面は、摺動面(接触面)でないため金層は不要である。第２のチューブ状プランジャ５０２の凸部５４０は、コイルスプリング５０３の一端と当接して係止するとともに、ハウジング３１からの抜止めにもなる。本構成例のその他の点は、第２構成例のコンタクトプローブ２００と同様である。本構成例も、第２構成例と同様の効果を奏することができる。
(コンタクトプローブの第６構成例)
図１１は、本発明の実施の形態に係るコンタクトプローブの第６構成例を示す断面図である。本構成例のコンタクトプローブ６００は、第５構成例のコンタクトプローブ５００と異なり、コイルスプリング６０３が第１及び第２のチューブ状プランジャ６０１，６０２の外側にある。コイルスプリング６０３の一端及び他端は、第１及び第２のチューブ状プランジャ６０１，６０２の凸部１４０，６４０と当接して係止されている。本構成例のその他の点は、第５構成例のコンタクトプローブ５００と同様である。本構成例も、第５構成例と同様の効果を奏することができる。
(コンタクトプローブの第７構成例)
図１２は、本発明の実施の形態に係るコンタクトプローブの第７構成例を示す断面図である。本構成例のコンタクトプローブ７００は、第２構成例のコンタクトプローブ２００と異なり、コイルスプリング７０３の末端側がチューブ状プランジャ７０１(第２構成例のチューブ状プランジャ２０１と同様の構成)の外側にある。コイルスプリング７０３の末端はチューブ状プランジャ７０１の凸部１４０に当接して係止されている。なお、チューブ状プランジャ７０１の内面は、摺動面(接触面)でないため金層は不要である。
以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。
実施の形態ではチューブ状プランジャの先端に切込みが入っている場合を説明したが、用途次第でそのような加工が不要であれば切込みは省略してもよい。この場合、図３に示すチューブ状プランジャの製法３において、小径化工程と外径加工工程は一工程で行うことができる。図４に示す製法４においても同様である。
実施の形態ではチューブ状プランジャの製法においてチューブ状金属材料を小径化する加工を行う例を説明したが、準備したチューブ状金属材料が十分に薄い場合、小径化は不要である。この場合、凸部４０は製法２及び３のように板金加工で形成する。
実施の形態ではチューブ状プランジャの先端が内側に曲がっている場合を説明したが、変形例では先端は曲げずに先端以外の側面の一部を内側に曲げてコイルスプリングの抜止めとしてもよい。このような加工には、公知の技術(例えば特開２００４−６１１８０号公報に記載の技術)を用いることができる。なお、「曲げる」とは内側を突出させる(凸部を形成する)加工も含む。
１ 第１のチューブ状プランジャ
２ 第２のチューブ状プランジャ
３ コイルスプリング
４ 検査対象物
５ ハンダボール
６ コンタクトパッド
７ 検査用基板
１８,２８ 三角片
１９ 末端
２０ チューブ状金属材料
２１ 母材
２２ 金層
３０ 切込み
４０ 凸部
１００,２００,・・・,７００ コンタクトプローブ
１４０,２４０ 凸部
３００ ソケット

Claims (19)

  1. 電気的に相互接続するコンタクトプローブであって、
    チューブ状プランジャと、コイルスプリングとを備え、
    前記コイルスプリングは、前記チューブ状プランジャに係止され、かつ一方の端部が前記チューブ状プランジャと当接して前記チューブ状プランジャを離れる方向に付勢して、
    前記チューブ状プランジャの側面に継ぎ目が無く、
    前記コイルスプリングの一部が前記チューブ状プランジャの内側にあり、
    前記チューブ状プランジャは、一方の端部が一方の対象物との接続部でかつ内側に曲がって前記コイルスプリングを係止する係止部を成している、コンタクトプローブ。
  2. 電気的に相互接続するコンタクトプローブであって、
    チューブ状プランジャと、コイルスプリングとを備え、
    前記コイルスプリングは、前記チューブ状プランジャに係止され、かつ一方の端部が前記チューブ状プランジャと当接して前記チューブ状プランジャを離れる方向に付勢して、
    前記チューブ状プランジャの側面に継ぎ目が無く、
    前記コイルスプリングの一部が前記チューブ状プランジャの内側にあり、
    前記チューブ状プランジャは、一方の端部が一方の対象物との接続部であり、かつ側面が内側に曲がって前記コイルスプリングを係止する係止部を成している、コンタクトプローブ。
  3. 電気的に相互接続するコンタクトプローブであって、
    チューブ状プランジャと、コイルスプリングとを備え、
    前記コイルスプリングは、前記チューブ状プランジャに係止され、かつ一方の端部が前記チューブ状プランジャと当接して前記チューブ状プランジャを離れる方向に付勢して、
    前記チューブ状プランジャの側面に継ぎ目が無く、
    前記コイルスプリングの一部が前記チューブ状プランジャの内側にあり、
    前記チューブ状プランジャは、一方の端部が一方の対象物との接続部であり、
    前記チューブ状プランジャを径方向に貫通して前記コイルスプリングを係止する係止部材を有する、コンタクトプローブ。
  4. 電気的に相互接続するコンタクトプローブであって、
    チューブ状プランジャと、コイルスプリングとを備え、
    前記コイルスプリングは、前記チューブ状プランジャに係止され、かつ一方の端部が前記チューブ状プランジャと当接して前記チューブ状プランジャを離れる方向に付勢して、
    前記チューブ状プランジャの側面に継ぎ目が無く、
    前記コイルスプリングの一部が前記チューブ状プランジャの外側にあり、前記チューブ状プランジャの外側面の係止部が前記コイルスプリングを係止する、コンタクトプローブ。
  5. 請求項１から４のいずれかに記載のコンタクトプローブにおいて、前記コイルスプリングは、他方の端部を含む少なくとも一部が密着巻き部となっている、コンタクトプローブ。
  6. 電気的に相互接続するコンタクトプローブであって、
    第１及び第２のチューブ状プランジャと、コイルスプリングとを備え、
    前記コイルスプリングは、一端が前記第１のチューブ状プランジャの係止部で係止され、他端が前記第２のチューブ状プランジャの係止部で係止され、かつ前記第１及び第２のチューブ状プランジャを相互に離間する方向に付勢し、
    前記第１及び第２のチューブ状プランジャの側面に継ぎ目が無く、
    前記コイルスプリングは前記第１及び第２のチューブ状プランジャの内側にあり、
    前記第１及び第２のチューブ状プランジャは、それぞれの一方の端部が接続部であり、かつ側面の一部が内側に曲がっていて前記コイルスプリングを係止する係止部を成し、
    前記第２のチューブ状プランジャは、他方の端部が前記第１のチューブ状プランジャの内側にあり、前記第１のチューブ状プランジャに対して相対的に摺動可能かつ抜止めされている、コンタクトプローブ。
  7. 請求項１から６のいずれかに記載のコンタクトプローブを複数本絶縁支持体で支持してなるソケット。
  8. 少なくとも内面に貴金属の層又は貴金属を主成分とする合金の層を備えかつ側面に継ぎ目が無いチューブ状金属材料を準備する準備工程と、
    前記チューブ状金属材料の側面の一部を内側に曲げる曲げ加工工程とを有する、チューブ状プランジャの製造方法。
  9. 側面に継ぎ目が無いチューブ状金属材料の側面の一部を内側に曲げる曲げ加工工程と、
    前記曲げ加工工程の後に、前記チューブ状金属材料の少なくとも内面に貴金属又は貴金属を主成分とする合金の鍍金を施す鍍金工程とを有する、チューブ状プランジャの製造方法。
  10. 請求項８又は９に記載の方法において、前記チューブ状金属材料の外側面に凸部を形成する凸部加工工程をさらに有する、チューブ状プランジャの製造方法。
  11. 請求項１０に記載の方法において、
    前記曲げ加工工程に先だってチューブ状金属材料の先端部を所定長に渡って小径化する小径化工程を実行し、
    前記曲げ加工工程では前記小径化工程で小径化した部分を内側に曲げ、
    前記凸部加工工程では、前記曲げ加工工程よりも後に、前記小径化工程で小径化した部分から末端側を、一部が大径の凸部となるように所定長に渡って小径化する、チューブ状プランジャの製造方法。
  12. 請求項１０に記載の方法において、
    前記曲げ加工工程に先だってチューブ状金属材料の先端部を所定長に渡って小径化する小径化工程を実行し、
    前記曲げ加工工程では前記小径化工程で小径化した部分を内側に曲げ、
    前記曲げ加工工程の後かつ前記凸部加工工程の前に、前記小径化工程で小径化した部分から末端側を所定長に渡って小径化する外径加工工程を実行し、
    前記凸部加工工程では前記外径加工工程で小径化した部分の外側面に凸部を形成する、チューブ状プランジャの製造方法。
  13. 請求項１０に記載の方法において、
    前記曲げ加工工程及び前記凸部加工工程に先だってチューブ状金属材料の先端部を所定長に渡って小径化する小径化工程を実行し、
    前記凸部加工工程では前記小径化工程で小径化した部分の外側面に凸部を形成し、
    前記曲げ加工工程では前記小径化工程で小径化した部分の先端部を内側に曲げる、チューブ状プランジャの製造方法。
  14. 請求項１０に記載の方法において、
    前記凸部加工工程では、チューブ状金属材料の先端部を、一部が大径の凸部となるように所定長に渡って小径化し、
    前記曲げ加工工程では前記凸部加工工程で小径化した部分の先端部を内側に曲げる、チューブ状プランジャの製造方法。
  15. 請求項８から１４のいずれかに記載の方法において、前記チューブ状金属材料の先端部に所定数の切込みを入れる切込み加工工程をさらに有し、前記曲げ加工工程では前記切込み加工工程で切込みを入れた部分を内側に曲げる、チューブ状プランジャの製造方法。
  16. 少なくとも内面に貴金属の層又は貴金属を主成分とする合金の層を備えかつ側面に継ぎ目が無いチューブ状金属材料を準備する準備工程と、
    前記チューブ状金属材料の側面の一部を内側に曲げる曲げ加工工程と、
    前記曲げ加工工程で曲げた部分を一方への抜止めにして、前記チューブ状金属材料の内側にコイルスプリングの一方の端部を含む一部を挿入する挿入工程と、
    前記挿入工程の後に、前記チューブ状金属材料の、前記曲げ加工工程で曲げた部分よりも前記コイルスプリングの他方の端部に近い側に、前記コイルスプリングの他方への抜止めを形成する抜止め加工工程とを有する、コンタクトプローブの製造方法。
  17. 側面に継ぎ目が無いチューブ状金属材料の側面の一部を内側に曲げる曲げ加工工程と、
    前記曲げ加工工程の後に、前記チューブ状金属材料の少なくとも内面に貴金属又は貴金属を主成分とする合金の鍍金を施す鍍金工程と、
    前記曲げ加工工程で曲げた部分を一方への抜止めにして、前記チューブ状金属材料の内側にコイルスプリングの一方の端部を含む一部を挿入する挿入工程と、
    前記挿入工程の後に、前記チューブ状金属材料の、前記曲げ加工工程で曲げた部分よりも前記コイルスプリングの他方の端部に近い側に、前記コイルスプリングの他方への抜止めを形成する抜止め加工工程とを有する、コンタクトプローブの製造方法。
  18. 少なくとも内面に貴金属の層又は貴金属を主成分とする合金の層を備えかつ側面に継ぎ目が無い大径の第１のチューブ状金属材料と、少なくとも内面に金の層を備えかつ側面に継ぎ目が無い小径の第２のチューブ状金属材料を準備する準備工程と、
    前記第１及び第２のチューブ状金属材料の側面の一部を内側に曲げる曲げ加工工程と、
    前記第１のチューブ状金属材料の内側に前記第２のチューブ状金属材料の一方の端部を含む一部が存在し、かつ前記曲げ加工工程で曲げた部分を抜止めにして前記第１及び第２のチューブ状金属材料の内側にコイルスプリングが存在するように、前記第１及び第２のチューブ状金属材料並びに前記コイルスプリングを組み立てる組立工程とを有する、コンタクトプローブの製造方法。
  19. 側面に継ぎ目が無い大径の第１のチューブ状金属材料及び側面に継ぎ目が無い小径の第２のチューブ状金属材料の側面の一部を内側に曲げる曲げ加工工程と、
    前記曲げ加工工程の後に、前記第１及び第２のチューブ状金属材料の少なくとも内面に貴金属又は貴金属を主成分とする合金の鍍金を施す鍍金工程と、
    前記第１のチューブ状金属材料の内側に前記第２のチューブ状金属材料の一方の端部を含む一部が存在し、かつ前記曲げ加工工程で曲げた部分を抜止めにして前記第１及び第２のチューブ状金属材料の内側にコイルスプリングが存在するように、前記第１及び第２のチューブ状金属材料並びに前記コイルスプリングを組み立てる組立工程とを有する、コンタクトプローブの製造方法。
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