JP5805102B2

JP5805102B2 - 接続端子

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Publication number: JP5805102B2
Application number: JP2012544242A
Authority: JP
Inventors: 風間　俊男; 俊男風間; 一也相馬
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 2010-11-15
Filing date: 2011-11-14
Publication date: 2015-11-04
Anticipated expiration: 2031-11-14
Also published as: TW201251216A; WO2012067077A1; TWI458183B; JPWO2012067077A1

Description

本発明は、電気回路基板間等の接続に用いられる接続端子に関するものである。

従来、半導体集積回路等の検査対象の電気特性検査に関する技術分野において、半導体集積回路に対応して複数の接続端子を配設し、この接続端子を半導体集積回路に物理的に接触させることによって電気的導通を確保する機能を有する接続端子ユニットに関する技術が知られている。かかる接続端子ユニットは、複数の接続端子と、接続端子を保持する接続端子ホルダとを少なくとも備えた構造を有する。

ここで、上述した接続端子は、両端に設けられる導電性の二つの接触部材同士が、一方が凹形状、他方が凸形状等をなす連結部で連結され、コイルばねによって接触部材の長手方向に付勢されている。接続端子は、このコイルばねによって半導体集積回路との接触に対して伸縮可能であって、接続部材と半導体集積回路との接触の際の衝撃を緩和することができる。また、コイルばねが接触部材に加える力によって接触部材と半導体集積回路とを確実に接触させることが可能である。

このような接続端子として、例えば、ばねの体積を削減することなく電気的な相互接続部の長さを拡大できるコンタクトプローブが開示されている（例えば、特許文献１参照）。このコンタクトプローブは、接触用の突起部（連動タブ）によって第１の構成部分と第２の構成部分とが連動可能に係合される片持ち梁アームを有する。

特表２００８−５４６１６４号公報

しかしながら、特許文献１が開示する従来の接続端子では、２つの接触部材を接触させて連結する構成においてアーム（片持ち梁アーム）の角度またはアームに形成する連動タブの長さの管理を厳密に行なう必要があるとともに、２つの接触部材の着脱を繰り返すことによって、アームに歪みが生じて抵抗が不安定となり、確実な導通が得られないおそれがあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で、確実な導通を得ることができる接続端子を提供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、本発明にかかる接続端子は、先細な先端形状を有する第１先端部および略柱状をなす第１基端部を同軸上に有する導電性の第１接触部材と、先細な先端形状を有する第２先端部、および長手方向に沿って互いに平行に延びる略柱状の２つのアームを有し、前記第１基端部が前記２つのアーム間に進入して少なくとも一方のアームと接触する第２基端部を同軸上に有する導電性の第２接触部材と、一端が前記第１接触部材に圧入され、他端が前記第２接触部材に圧入されて取り付けられ、前記第１および第２接触部材を前記第１および第２先端部側にそれぞれ付勢するコイルばねと、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる接続端子は、上記の発明において、前記コイルばねは、少なくとも表面が絶縁性を有することを特徴とする。

また、本発明にかかる接続端子は、上記の発明において、前記コイルばねは、前記第１および第２接触部材と比して抵抗率が高いことを特徴とする。

また、本発明にかかる接続端子は、上記の発明において、前記第１接触部材は、前記第１先端部の基端側から延び、前記第１先端部の径と比して大きい径を有する第１フランジ部と、該第１フランジ部の端部であって、前記第１先端部の連結側と異なる端部から延び、前記第１フランジ部の径と比して小さい径を有する第１ボス部と、を同軸上に有し、前記第２接触部材は、前記第２先端部の基端側から延び、前記第２先端部の径と比して大きい径を有する第２フランジ部と、該第２フランジ部の端部であって、前記第２先端部の連結側と異なる端部から延び、前記第２フランジ部の径と比して小さい径を有する第２ボス部と、を同軸上に有し、前記コイルばねは、前記第１および第２ボス部に圧入され、第１基端部は、前記第１ボス部の端部であって、前記第１フランジ部の連結側と異なる端部から延び、前記第１ボス部の径と比して小さい径を有し、前記第２基端部は、該第２ボス部の端部であって、前記第２フランジ部の連結側と異なる端部から延び、前記第２ボス部の径と比して小さい径を有することを特徴とする。

本発明にかかる接続端子は、長手方向に沿って互いに平行に延びる２つのアーム間に第１基端部が進入して、少なくとも一方のアームと接触するようにしたので、第１基端部によってアーム間の距離が拡張されず、接続端子の軸線に対して垂直な方向から加わる荷重によってアームと第１基端部との間に接触圧が生じ、第１基端部と各アームの壁面との摺接状態を維持し、簡易な構成で、確実な導通を得ることができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態にかかる接続端子の構成を示す部分断面図である。図２は、図１に示す接続端子の要部の構成を示す分解斜視図である。図３は、本発明の実施の形態にかかる接続端子の構成を示す部分断面図である。図４は、本発明の実施の形態の変形例にかかる接続端子の要部の構成を示す分解斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。

図１は、本発明の実施の形態にかかる接続端子の構成を示す部分断面図である。図２は、図１に示す接続端子の要部の構成を示す分解斜視図である。図１，２に示す接続端子１は、両端で各接続対象物と接触することで接続対象物間の電気的導通を行なうものである。

接続端子１は、導電性を有し、一方の端部が接続対象物と接触して電気的に接続可能な略平板状の第１接触部材１０と、導電性を有し、一方の端部が接続対象物と接触して電気的に接続可能であるとともに、第１接触部材１０と接触可能な略平板状の第２接触部材２０と、第１接触部材１０および第２接触部材２０の長手方向に対して付勢する伸縮可能なコイルばね３０とを有する。

第１接触部材１０は、先細な先端形状をなす複数の凸部１１ａを有する先端部１１（第１先端部）と、先端部１１の基端側から延び、先端部１１の幅と比して大きい幅を有するフランジ部１２と、フランジ部１２の先端部１１に連なる側と異なる端部から延び、フランジ部１２の幅と比して小さい幅を有するボス部１３と、ボス部１３のフランジ部１２の連結側と異なる端部から延び、ボス部１３の幅と比して小さい幅を有する基端部１４（第１基端部）と、を同軸上に有する。

第２接触部材２０は、先細な先端形状をなす先端部２１（第２先端部）と、先端部２１の基端側から延び、先端部２１の幅と比して大きい幅を有するフランジ部２２と、フランジ部２２の先端部２１に連なる側と異なる端部から延び、フランジ部２２の幅と比して小さい幅を有するボス部２３と、ボス部２３のフランジ部２２の連結側と異なる端部から延び、ボス部２３の幅と比して小さい幅を有する基端部２４（第２基端部）と、を同軸上に有する。

基端部２４は、長手方向に沿って互いに平行に延びる略柱状をなす２つのアーム２４ａ，２４ｂを有する。アーム２４ａ，２４ｂ間の距離は、基端部１４の幅以上である。基端部１４は、２つのアーム２４ａ，２４ｂ間に進入してアーム２４ａ，２４ｂの壁面と接触する。なお、基端部１４は、アーム２４ａ，２４ｂ間に進入した際に、接続端子１の軸線に対して垂直な方向から加わる荷重によってアームとの間で適度な接触圧が得られるため、少なくとも一方のアームと接触していればよく、アーム２４ａ，２４ｂがこれに対応して配置されていれば、アーム２４ａ，２４ｂ間の距離は基端部１４の幅より大きくてもよい。

第１接触部材１０および第２接触部材２０は、貴金属または貴金属合金からなり、切削加工によって形成される。ここでいう貴金属とは、例えば金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）などである。また、貴金属合金は、上述した貴金属のいずれかを含む合金である。なお、銅、銅合金または鉄で形成した第１接触部材１０および第２接触部材２０に対して上述した貴金属を被覆してもよい。

コイルばね３０は、図２に示すようにらせん状をなして巻回される線材からなる。この円の内周側の径は、基端部２４の幅より大きくボス部１３，２３の幅未満である。コイルばね３０は、図１に示すように、一端がボス部１３に圧入されるとともに、他端がボス部２３に圧入されて固定され、第１接触部材１０と第２接触部材２０とを係合した状態で基端部１４，２４を包囲する。また、コイルばね３０の一端側は、フランジ部１２に当接し、第１接触部材１０の先端部１１側に弾性力を加える。同様に、コイルばね３０の他端側は、フランジ部２２に当接し、第２接触部材２０の先端部２１側に弾性力を加える。さらに、コイルばね３０は、端部に平面研削加工がされていないため、伸縮によってコイルばね３０の軸線が接続端子１の軸線からずれ、接続端子１の軸線に対して垂直な方向の荷重を加える。

また、コイルばね３０は、少なくとも表面が絶縁性を有する。絶縁性の確保は、コイルばね３０の表面をエナメル等の絶縁性の樹脂で被覆すること、または絶縁性を有する樹脂やセラミックス、もしくは第１および第２接触部材より高抵抗の線材を用いてコイル状を形成することで実現される。コイルばね３０の表面全体を被覆することによって、コイルばね３０に電流が流れることによるコイルのインダクタンスに起因した発熱で許容電流が低下することを防止することが可能である。

ここで、接続端子１の両端から力が加えられた場合について、図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施の形態にかかる接続端子の構成を示す部分断面図である。図３に示す接続端子１の各先端部１１，２１に接続端子１の長手方向に沿って各基端部１４，２４を向く力Ｆ１（図３矢印方向）が加えられると、基端部１４は、アーム２４ａ，２４ｂの壁面を長手方向に沿って摺動する。このとき、コイルばね３０は、圧縮され、第１接触部材１０および第２接触部材２０に対して力Ｆ１の荷重方向とは逆の弾性力を加える。このように、コイルばね３０が外部からの力に対して収縮して衝撃を緩和するとともに、その力と逆方向の弾性力を加えることで、接続対象物との接触状態を確実なものとすることができる。

上述した本発明の実施の形態にかかる接続端子１は、各先端部１１，２１が接続対象物と接触した場合、コイルばね３０が縮むことで接触による荷重を吸収するとともに、コイルばね３０がフランジ部１２，２２を介して接続対象物から加わる力と逆方向の弾性力を接続対象物に加えることによって、接続対象物との接触を確実にすることができ、接続端子１の両端と接触する接続対象物間の電気的導通が可能となる。

また、基端部１４がアーム２４ａ，２４ｂ間に進入する際に、基端部１４によってアーム２４ａ，２４ｂ間の距離が拡張されることがなく、接続端子１の軸線に対して垂直な方向の荷重が加わることで基端部１４とアーム２４ａ，２４ｂの壁面との摺接状態を維持することができ、簡易な構成で第１接触部材１０と第２接触部材２０との間の安定した導通状態を維持することが可能である。なお、コイルばね３０のフランジ部１２，２２に当接する部分に対して座巻き研磨加工（平面研削加工）を施すことによって、コイルばね３０の軸線が接続端子１の軸線からずれることを抑制し、接続端子１の軸線に垂直な方向から加わる荷重を小さくすることができる。

ここで、第１接触部材１０と第２接触部材２０との間の電気的導通において、コイルばね３０と第１接触部材１０および第２接触部材２０との接触部分が絶縁されているため、コイルばね３０には導通せず、接触部材間の電気的導通を最短の経路で確実に実現することができる。

なお、第２接触部材２０の先端部２１が凸部を有する構成でもよいし、第１接触部材１０および第２接触部材２０の各先端部１１，２１が凸部を有する構成でもよい。

また、コイルばねは、ばねが延びる方向の面が略長方形をなすように巻回されてもよい。この長方形の一方の辺の長さは、ボス部１３，２３以下の長さであり、他方の辺の長さは、第１および第２接触部材の厚み以上の長さである。このコイルばねによって、接続端子の厚みを減縮することができ、狭小化に対応することが可能となる。

図４は、本実施の形態の変形例にかかる接続端子の要部の構成を示す分解斜視図である。なお、図１等で上述した接続端子１と同じ構成要素には同じ符号を付してある。図４に示す接続端子２は、導電性を有し、一方の端部が接続対象物と接触して電気的に接続可能な第１接触部材４０と、導電性を有し、一方の端部が接続対象物と接触して電気的に接続可能であって、第１接触部材４０と接触することで接続対象物間の電気的導通を可能とする第２接触部材５０と、第１接触部材４０および第２接触部材５０の長手方向に対して付勢する伸縮可能なコイルばね３０とを有する。

第１接触部材４０は、接続対象物と接触して電気的接続を行なう、先細な先端形状をなす複数の凸部４１ａを有する先端部４１（第１先端部）と、先端部４１の基端側から延び、先端部４１の径と比して大きい径を有するフランジ部４２と、フランジ部４２の先端部４１に連なる側と異なる端部から延び、フランジ部４２の径と比して小さい径を有するボス部４３と、ボス部４３のフランジ部４２の連結側と異なる端部から延び、ボス部４３の径と比して小さい径を有する基端部４４（第１基端部）と、を同軸上に有する。

凸部４１ａは、例えば、ロータリーカッターを用いた切削によって所定の形状に加工される。この際、各凸部４１ａの内側面と先端部４１の基軸とのなす角度は、このロータリーカッターの刃先に形成された錘形状の頂点の角度によって決められる。また、ロータリーカッターの頂点の角度を変えることによって、凸部４１ａの形成角度を調整することができる。

第２接触部材５０は、接続対象物と接触して電気的接続を行なう先細な先端形状をなす先端部５１（第２先端部）と、先端部５１の基端側から延び、先端部５１の径と比して大きい径を有するフランジ部５２と、フランジ部５２の先端部５１に連なる側と異なる端部から延び、フランジ部５２の径と比して小さい径を有するボス部５３と、ボス部５３のフランジ部５２の連結側と異なる端部から延び、ボス部５３の径と比して小さい径を有する基端部５４（第２基端部）と、を同軸上に有する。

基端部５４は、長手方向に沿って互いに平行に延びる２つのアーム５４ａ，５４ｂを有する。アーム５４ａ，５４ｂ間の距離は、基端部４４の径と同等の長さである。基端部４４は、２つのアーム５４ａ，５４ｂ間に進入してアーム５４ａ，５４ｂの壁面と接触する。なお、基端部４４は、アーム５４ａ，５４ｂ間に進入した際に、少なくとも一方のアームと接触していればよく、アーム５４ａ，５４ｂがこれに対応して配置されていれば、アーム５４ａ，５４ｂ間の距離は基端部４４の径と同等でなくてもよい。

上述した変形例においても、基端部４４がアーム５４ａ，５４ｂ間に進入する際に、基端部４４によってアーム５４ａ，５４ｂ間の距離が拡張されることがないため、基端部４４とアーム５４ａ，５４ｂの壁面との摺接状態を維持することができ、第１接触部材４０と第２接触部材５０との間の安定した導通状態を維持することが可能である。

以上のように、本発明にかかる接続端子は、電気回路基板間等を接続して、電気的導通を行なう場合に有用である。

１，２接続端子
１０，４０第１接触部材
１１，２１，４１，５１先端部
１１ａ，４１ａ凸部
１２，２２，４２，５２フランジ部
１３，２３，４３，５３ボス部
１４，２４，４４，５４基端部
２０，５０第２接触部材
２４ａ，２４ｂ，５４ａ，５４ｂアーム
３０コイルばね

Claims

先細な先端形状を有する第１先端部および略柱状をなす第１基端部を同軸上に有する導電性の第１接触部材と、
先細な先端形状を有する第２先端部、および長手方向に沿って互いに平行に延びる略柱状の２つのアームを有し、前記第１基端部が前記２つのアーム間に進入して少なくとも一方のアームと接触する第２基端部を同軸上に有する導電性の第２接触部材と、
一端が前記第１接触部材に圧入され、他端が前記第２接触部材に圧入されて取り付けられ、前記第１および第２接触部材と比して抵抗率が高く、前記第１および第２接触部材を前記第１および第２先端部側にそれぞれ付勢するコイルばねと、
を備えたことを特徴とする接続端子。
前記第１接触部材は、
前記第１先端部の基端側から延び、前記第１先端部の径と比して大きい径を有する第１フランジ部と、該第１フランジ部の端部であって、前記第１先端部の連結側と異なる端部から延び、前記第１フランジ部の径と比して小さい径を有する第１ボス部と、を同軸上に有し、
前記第２接触部材は、
前記第２先端部の基端側から延び、前記第２先端部の径と比して大きい径を有する第２フランジ部と、該第２フランジ部の端部であって、前記第２先端部の連結側と異なる端部から延び、前記第２フランジ部の径と比して小さい径を有する第２ボス部と、を同軸上に有し、
前記コイルばねは、前記第１および第２ボス部に圧入され、
第１基端部は、前記第１ボス部の端部であって、前記第１フランジ部の連結側と異なる端部から延び、前記第１ボス部の径と比して小さい径を有し、
前記第２基端部は、該第２ボス部の端部であって、前記第２フランジ部の連結側と異なる端部から延び、前記第２ボス部の径と比して小さい径を有することを特徴とする請求項１に記載の接続端子。