JP6230595B2 - 試験プローブアセンブリおよび関連方法 - Google Patents

Description

（関連出願）
本願は、米国特許法第１１９条（ｅ）のもと、米国仮特許出願第６１／６２４，０８３号（２０１２年４月１３日出願）に基づく優先権を主張し、その出願は、参照によって本明細書中に援用される。

（技術分野）
ばね接触アセンブリおよび試験プローブに有用なアセンブリならびに関連方法。

（技術的背景）
従来のばね荷重接触プローブは、概して、プランジャの拡大直径区画を含有する開放端を有する、可動プランジャおよび外筒と、外筒内でプランジャの進行を付勢するためのばねとを含む。プランジャ軸受は、外筒の内側表面に摺動可能に係合する。拡大軸受区画は、外筒開放端近傍のクリンプ、スエージ、またはロールによって、外筒内に保定される。プランジャは、一般に、ばねによって選択された距離だけ、外向きに付勢され、ばねに対して指向された力の下、選択された距離だけ、外筒内に内向きに付勢または押下され得る。外筒に対するプランジャの軸方向および側方付勢は、不適切な空間、すなわち、プランジャと外筒との間に接触のない断続点を防止する。プランジャは、概して、固体であって、試験下、電気デバイスに接触するためのヘッドまたは先端を含む。外筒はまた、外筒の開放端と反対の先端を含んでもよい。

外筒、プランジャ、および先端は、試験下、電気デバイスとの間に電気相互接続部を形成し、試験機器は、したがって、電気伝導性材料から製造される。典型的には、プローブは、試験プレートまたはソケットの厚さを通して形成される空洞内に嵌合される。概して、集積回路等の試験されることになる電気デバイスの接触側は、電気デバイスに対するばね圧力を製造するために、試験プレートまたは試験ソケットの片側を通して突出するプランジャの選択と圧力接触させられる。試験機器に接続された接触プレートは、試験プレートまたは試験ソケットの他側から突出するプランジャの先端と接触させられる。試験機器は、信号を接触プレートに伝送し、そこから、試験プローブ相互接続部を通して、試験されているデバイスに伝導される。電気デバイスが試験された後、ばねプローブによって付与される圧力は、解放され、デバイスは、各プローブの先端との接触から除去される。

従来のばねプローブを作製するプロセスは、圧縮ばね、外筒、およびプランジャを別個に生産することを伴う。圧縮ばねは、一般に、巻回され、熱処理され、精密なサイズおよび制御されたばね力のばねを生産する。プランジャは、典型的には、旋盤上で旋回され、熱処理される。外筒もまた、時として、熱処理される。外筒は、旋盤内において、または深絞りプロセスによって形成されることができる。全ての構成要素は、めっきプロセスを受け、伝導性を向上させてもよい。ばねプローブ構成要素は、手動または自動化されたプロセスのいずれかによって、組み立てられる。

試験集積回路の重要な側面は、それらが、高周波数下で試験されることである。したがって、インピーダンス整合が、高周波数信号の減衰を回避するように、試験機器と集積回路との間に要求される。高周波数信号の減衰を回避するために、試験ソケット内の間隔が最小限にあるとすると、プローブによって形成される電気相互接続部の長さは、最小限に保たれなければならない。本問題に対処するために、外部ばねプローブは、従来のプローブより短い長さを有するように開発されている。外部ばねプローブは、それぞれ、先端およびフランジを有する、２つの別個の区画から成る。接触構成要素は、先端と反対の各プローブ区画から延在する。２つの接触構成要素は、相互に接触し、ばねは、接触構成要素を囲繞する２つのフランジ間に狭入される。典型的には、第１の接触構成要素は、外筒である一方、第２の接触構成要素は、軸受表面である。軸受表面は、外筒内側表面に摺動可能に係合させられる。これらのプローブは、試験の間に使用される試験ソケット内に形成される空洞内に嵌合される。これらのタイプの外部ばねプローブと関連付けられた問題は、コストがかかる機械加工動作による製造のための費用である。

それに応じて、外部ばねプローブは、スタンピングまたは他のプロファイル切断方法によって、あまり高価ではないように産生されることができる、平坦構成要素を有するように設計されていた。典型的には、これらの設計は、直交に接続される、２つの構成要素を組み込み、２つの構成要素間の電気経路は、突出端部表面を通る。本設計に関する問題は、構成要素が、非常に早く摩耗し、絶えず交換を要求する、短寿命を有することである。

（概要）
試験プローブアセンブリは、近位の第１のプランジャ端部から遠位の第１のプランジャ端部に延在し、部分的に、中心長手方向軸によって規定される、第１の細長電気伝導性プランジャを含む。第１のプランジャは、遠位の第１のプランジャ端部に第１のばねラッチを有する。第１のプランジャの少なくとも一部は、長手方向軸に対して、第１のばねラッチと反対の第１のプランジャ外側接触点を伴う弧を有する。第１のプランジャは、ばね内に配置される。第１のプランジャ外側接触点は、ばねの内径と接触し、第１のばねラッチは、ばねの少なくとも一部に係合する。随意に、第２のプランジャは、第１のプランジャに隣接するばね内に配置され、第２のプランジャは、ばねの内径と接触する外側接触点を有し、第２のプランジャは、ばねの少なくとも一部に係合する、ばねラッチを有する。

方法は、前述のように、試験プローブアセンブリを含む試験装置を組み立てるステップを含む。本方法は、さらにまたは代替として、例えば、試験装置内で試験プローブアセンブリを使用するステップを含むことができる。ある実施形態では、本方法は、ばね長手方向軸に沿って、第１のプランジャをばね内に配置するステップであって、第１のプランジャは、近位の第１のプランジャ端部から遠位の第１のプランジャ端部に延在し、第１のその間に中間部分を有する、ステップを含む。第１のプランジャは、遠位の第１のプランジャ端部にばねラッチを有する。

本方法はさらに、ばね長手方向軸に沿って、第２のプローブをばね内に配置するステップであって、第２の細長プランジャは、近位の第２のプランジャ端部から遠位の第２のプランジャ端部に延在し、遠位の第２のプランジャ端部に第２のプランジャばねラッチを有する、ステップを含む。本方法はさらに、ばねラッチおよび第２のプランジャばねラッチをばねと係合させるステップを含む。

本発明のこれらおよび他の実施形態、側面、利点、ならびに特徴は、部分的に、以下の説明に記載され、本発明の以下の説明および参照される図面を参照することによって、または本発明の実践によって、当業者に明白となるであろう。本発明の側面、利点、および特徴は、特に、添付の請求項およびその均等物に指摘される器具、手技、および組み合わせを用いて実現かつ達成される。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
試験装置であって、前記試験装置は、
第１のばね端部分から第２のばね端部分に延在し、ばね中間部分を有するばね構成要素であって、前記ばね中間部分は、ばね内径を有し、前記ばね構成要素は、ワイヤ直径によって部分的に規定されたコイル状ワイヤを含む、ばね構成要素と、
遠位端部分から近位端部分に延在し、その間に中間部分を有する第１の細長電気伝導性プランジャを含む少なくとも１つの試験構成要素であって、前記第１のプランジャは、前記ばね構成要素内に配置されている、試験構成要素と、
中心長手方向軸を有し、中間外側寸法によって部分的に規定された前記第１のプランジャの中間部分と、
ばねラッチを含む前記第１のプランジャであって、前記ばねラッチは、前記遠位端部分に配置されたフック部分を含む、前記第１のプランジャと
を備え、前記遠位端部分は、前記試験構成要素が非圧縮状態にあるときに前記フック部分が前記コイル状ワイヤの一部を包囲するように、前記フック部分の基部に、前記中心長手方向軸から前記中間部分の外側寸法を上回る距離に配置された遠位外側寸法を有する、試験装置。
（項目２）
前記フック部分は、嘴状部によって部分的に規定され、前記フックと反対の外側寸法と前記ばね構成要素の内径との間の距離は、間隙を規定し、前記距離は、前記嘴状部のおよその幅よりも大きい、項目１に記載の試験装置。
（項目３）
中間部分は、前記試験装置が非圧縮状態にあるとき、前記コイル状ワイヤ上に前記フックを付勢するように構成されてサイズを合わせられ、前記フックは、前記試験装置が圧縮状態にあるとき、前記コイル状ワイヤから離れる、項目１に記載の試験装置。
（項目４）
前記プランジャは、３点先端またはＹ形状先端のうちの１つ以上を有する、項目１に記載の試験装置。
（項目５）
前記中間部分の外側寸法は、前記ばね構成要素の内径とほぼ同一である、項目１に記載の試験装置。
（項目６）
前記嘴状部部分は、フック幅を有し、前記フック幅は、前記ばね構成要素の内径の約９０％である、項目１〜５のいずれか一項に記載の試験装置。
（項目７）
前記フック部分は、フック中心によって部分的に規定され、寸法Ｄは、前記フック中心と前記中間外側寸法との間に規定され、Ｄは、ワイヤ直径の約１／２よりも大きい、項目１〜６のいずれか一項に記載の試験装置。
（項目８）
前記フック部分は、第１のフック部分と前記外側寸法の内側部分との間に規定された弧の角度によって部分的に規定された少なくとも１つの弧を含み、前記弧の角度は、９０度未満である、項目１〜７のいずれか一項に記載の試験装置。
（項目９）
前記ばね構成要素内に配置された第２の細長電気伝導性プランジャをさらに備え、前記第２のプランジャは、近位の第２のプランジャ端部から遠位の第２のプランジャ端部に延在し、その間に中間部分を有し、前記第１のプランジャは、前記ばね構成要素内の前記第２の細長プランジャと摺動可能に係合させられる、項目１〜８のいずれか一項に記載の試験装置。
（項目１０）
ばね長手方向軸に沿って、ばね内に第１の細長電気伝導性プランジャを配置することであって、前記第１のプランジャは、近位の第１のプランジャ端部から遠位の第１のプランジャ端部に延在し、その間に中間部分を有し、前記第１のプランジャは、前記遠位の第１のプランジャ端部にばねラッチを有する、ことと、
前記ばね長手方向軸に沿って、前記ばね内に第２の細長電気伝導性プランジャを配置することであって、前記第２の細長プランジャは、近位の第２のプランジャ端部から遠位の第２のプランジャ端部に延在し、前記遠位の第２のプランジャ端部に第２のプランジャばねラッチを有する、ことと、
前記ばねと前記ばねラッチおよび前記第２のプランジャばねラッチとを係合させることと
を含む、方法。
（項目１１）
前記ばねラッチを係合させることは、前記ばねと前記ばねラッチのフック部分とを係合させることを含み、前記第１のプランジャの遠位端部分は、試験構成要素が非圧縮状態にあるときに前記フック部分が前記ばねの一部を包囲するように、前記フック部分の基部に、中心長手方向軸から前記中間部分の外側寸法を上回る距離に配置された遠位外側寸法を有する、項目１０に記載の方法。
（項目１２）
前記ばねの内径を用いて、前記第１のプランジャまたは第２のプランジャのうちの少なくとも１つを、前記第１のプランジャを前記ばねラッチの方へ、前記第２のプランジャを前記第２のプランジャばねラッチの方へ付勢することをさらに含む、項目１０に記載の方法。
（項目１３）
前記ばねと前記ばねラッチおよび前記第２のプランジャばねラッチとを係合させることは、前記ばねラッチまたは前記第２のプランジャばねラッチのうちの少なくとも１つのばねラッチを用いて、前記ばねの端部コイルを捕捉することを含む、項目１０に記載の方法。
（項目１４）
前記ばねと前記ばねラッチおよび前記第２のプランジャばねラッチとを係合させることは、前記ばねラッチまたは前記第２のプランジャばねラッチのうちの少なくとも１つのばねラッチを前記ばねの一部内に配置することを含む、項目１０に記載の方法。
（項目１５）
前記第１のプランジャを前記第２のプランジャに向かって圧縮することをさらに含む、項目１０に記載の方法。
（項目１６）
前記第１のプランジャを前記ばねラッチの方へ旋回させ、または、第２のプランジャを第２のプランジャばねラッチの方へ旋回させることをさらに含む、項目１５に記載の方法。
（項目１７）
試験プローブアセンブリであって、前記試験プローブアセンブリは、
近位の第１のプランジャ端部から遠位の第１のプランジャ端部に延在する第１の細長電気伝導性プランジャであって、前記第１のプランジャは、前記遠位の第１のプランジャ端部に第１のばねラッチを有する、第１のプランジャと、
中心長手方向軸によって部分的に規定された前記第１のプランジャと、
前記長手方向軸に対して前記第１のばねラッチと反対の第１のプランジャ外側接触点を伴う弧を有する前記第１のプランジャの少なくとも一部と、
内径によって部分的に規定された前記ばねであって、前記第１の細長プランジャは、前記ばね内に配置されている、前記ばねと、
前記ばねの内径と接触している前記第１のプランジャ外側接触点と
を備え、前記第１のばねラッチは、前記ばねの少なくとも一部に係合する、試験プローブアセンブリ。
（項目１８）
前記ばね内に配置された第２の細長プランジャをさらに備え、前記第２の細長プランジャは、近位の第２のプランジャ端部から遠位の第２のプランジャ端部に延在し、その間に中間部分を有し、前記第１の細長プランジャは、前記第２の細長プランジャと摺動可能に係合させられる、項目１７に記載の試験プローブアセンブリ。
（項目１９）
前記第２のプランジャの中間部分は、第２のプランジャ外側接触点を伴う弧形状を有し、前記第２のプランジャ外側接触点は、前記ばねの内径と接触している、項目１８に記載の試験プローブアセンブリ。
（項目２０）
前記第２のプランジャは、前記遠位の第２のプランジャ端部に第２のばねラッチを有し、前記第２のばねラッチは、前記ばねの少なくとも一部に係合する、項目１９に記載の試験プローブアセンブリ。
（項目２１）
前記第１のばねラッチは、前記ばねの端部コイルに係合し、前記第２のばねラッチは、前記ばねの別の端部コイルに係合する、項目１９に記載の試験プローブアセンブリ。
（項目２２）
前記第１のばねラッチは、前記ばねの端部コイルに係合する、項目１７に記載の試験プローブアセンブリ。
（項目２３）
前記遠位の第１のプランジャ端部は、前記近位の第２のプランジャ端部の方に配置され、前記近位の第１のプランジャ端部は、前記遠位の第２のプランジャ端部の方に配置されている、項目１８に記載の試験プローブアセンブリ。

図１Ａは、１つ以上の実施形態による、第１の位置における試験プローブアセンブリの斜視図である。 図１Ｂは、１つ以上の実施形態による、第２の位置における試験プローブアセンブリの斜視図である。 図２は、１つ以上の実施形態による、試験プローブアセンブリの分解斜視図である。 図３は、１つ以上の実施形態による、試験プローブプランジャの側面図である。 図４Ａは、１つ以上の実施形態による、第１の位置における試験プローブアセンブリの第１の側面図である。図４Ｂは、１つ以上の実施形態による、第１の位置における試験プローブアセンブリの第２の側面図である。図４Ｃは、１つ以上の実施形態による、第２の位置における試験プローブアセンブリの側面図である。 図５は、図４Ｂの５−５に沿った試験プローブアセンブリの横断面図である。 図６は、１つ以上の実施形態による、試験プローブアセンブリの一部の側面図である。 図７Ａは、１つ以上の実施形態による、第１の位置における試験プローブアセンブリの斜視図である。図７Ｂは、１つ以上の実施形態による、第１の位置における試験プローブアセンブリの第１の側面図である。図７Ｃは、１つ以上の実施形態による、第１の位置における試験プローブアセンブリの第２の側面図である。図７Ｄは、１つ以上の実施形態による、第２の位置における試験プローブアセンブリの側面図である。図７Ｅは、図７Ｃの７Ｅ−７Ｅに沿った試験プローブアセンブリの横断面図である。図７Ｆは、図７Ｃの７Ｆ−７Ｆに沿った試験プローブアセンブリの横断面図である。図７Ｇは、図７Ｈの７Ｇ−７Ｇに沿った試験プローブアセンブリの横断面図である。図７Ｈは、図７Ｃの試験プローブアセンブリの上面図である。 図８は、１つ以上の実施形態による、試験装置の横断面図である。 図９Ａは、１つ以上の実施形態による、試験プローブアセンブリの横断面図である。図９Ｂは、１つ以上の実施形態による、試験プローブアセンブリの横断面図である。 図１０Ａは、１つ以上の実施形態による、試験プローブアセンブリの横断面図である。図１０Ｂは、１つ以上の実施形態による、試験プローブアセンブリの拡大横断面図である。 図１１Ａは、１つ以上の実施形態による、第１の位置における試験プローブアセンブリの一部の側面図である。図１１Ｂは、１つ以上実施形態による、第２の位置における試験プローブアセンブリの一部の断面図である。 図１２Ａは、１つ以上の実施形態による、試験プローブアセンブリの側面図である。図１２Ｂは、１つ以上の実施形態による、試験プローブアセンブリの拡大図である。図１２Ｃは、１つ以上の実施形態による、試験プローブアセンブリの端面図である。 図１３は、１つ以上の実施形態による、非圧縮状態における試験プローブアセンブリの断面図を図示する。 図１４は、１つ以上の実施形態による、圧縮状態における試験プローブアセンブリの断面図を図示する。 図１５Ａは、１つ以上の実施形態による、試験プローブアセンブリの断面図を図示する。 図１５Ｂは、１つ以上の実施形態による、試験プローブアセンブリの断面図を図示する。 図１６は、１つ以上の実施形態による、非圧縮状態における試験プローブアセンブリの試験構成要素の側面図を図示する。 図１７は、１つ以上の実施形態による、非圧縮状態における試験プローブアセンブリのばね構成要素の断面図を図示する。 図１８は、１つ以上の実施形態による、非圧縮状態における試験プローブアセンブリの断面図を図示する。 図１９は、１つ以上の実施形態による、非圧縮状態における試験プローブアセンブリの先端の斜視図を図示する。 図２０は、１つ以上の実施形態による、非圧縮状態における試験プローブアセンブリの先端の斜視図を図示する。 図２１は、１つ以上の実施形態による、非圧縮状態における試験プローブアセンブリの先端の斜視図を図示する。 図２２は、１つ以上の実施形態による、非圧縮状態における試験プローブアセンブリの先端の斜視図を図示する。 図２３は、１つ以上の実施形態による、非圧縮状態における試験プローブアセンブリの先端の斜視図を図示する。 図２４は、１つ以上の実施形態による、非圧縮状態における試験プローブアセンブリの先端の斜視図を図示する。

（詳細な説明）
以下の発明を実施するための形態は、発明を実施するための形態の一部を形成する、付随の図面の参照を含む。図面は、例証として、装置が実践され得る、具体的実施形態を示す。これらの実施形態はまた、本明細書では、「実施例」または「選択肢」とも称され、当業者が本実施形態を実践することを可能にするために十分な詳細において説明される。実施形態は、組み合わせられてもよく、他の実施形態が、利用されてもよく、あるいは構造または論理的変更が、本発明の範囲から逸脱することなく、行われてもよい。以下の発明を実施するための形態は、したがって、限定的意味で捉えられるべきではなく、本発明の範囲は、添付の請求項およびその法的均等物によって定義される。

本書では、用語「ａ」または「ａｎ」は、１つまたは２つ以上を含むものとして使用され、用語「ｏｒ」は、別様に示されない限り、非排他的「ｏｒ」を指すものとして使用される。加えて、本明細書で採用され、別様に定義されない、語句または専門用語は、限定ではなく、説明目的にすぎないことを理解されたい。

改良された付勢および保定を伴う、試験プローブ相互接続アセンブリを有する試験装置が、本明細書に説明される。例えば、半導体試験のために使用される、コイルばねベースの柔軟な電気プローブが挙げられる。プローブは、プラスチック筐体等の試験装置筐体内に配置されることができる。

試験プローブ相互接続部の実施例は、限定されないが、螺旋圧縮ばね等のばね内に配置される、１つ以上のプランジャまたはプローブを含む、試験プローブアセンブリ１００である。

プランジャ１４０は、図２−３により詳細に図示される。プランジャ１４０は、プランジャ１４０が側面図で見られるとき、構成要素の中心領域を通して下方に延在する、中心長手方向軸１４２によって部分的に規定される。プランジャ１４０は、近位端１５０から遠位端１５２に延在する。近位端１５０は、先細端部を含む、第１の構造１５４を含む。先細端部は、限定されないが、図４Ｃ、７Ｄに示されるもの等の種々の構成を有することができる。第１の構造１５４は、試験プロセスの間、試験接点に接触するために使用される。

近位端と中間部分１５６との間のプランジャ１４０の中間部分１５６に向かって配置されるのは、第２の幅を有する、第２の構造１５８である。ある実施形態では、第２の構造１５８は、概して、プランジャ１４０の長手方向軸１４２に沿って中心付けられる。第２の構造１５８は、随意に、配向構成要素１６２を含む。ある選択肢では、配向構成要素１６２は、ユーザに、試験プローブアセンブリ１００の組立の間、構成要素の正しい配向を示す、半円形切り欠き等の切り欠きである。

プランジャ１４０はさらに、付勢構造１７０を含む。ある選択肢では、付勢構造１７０は、第１の弧端部分１７４から第２の弧端部分１７６に延在する、弧１７２である。プランジャ１４０の遠位端１５２には、ばねラッチ等のラッチ１８２がある。ラッチ１８２は、図６に示されるように、コイルばね２２０の端部コイル等、ばねの端部分を受容する構造を有する。ある選択肢では、ラッチ１８２は、曲線１７２と遠位端１５２との間に形成されるフック構造を有する。フック構造、ある実施形態では、長手方向軸１４２に対してほぼ直角に配置される棚状部を形成する。

別の実施形態では、ラッチ１８２は、図９Ａおよび９Ｂに示され、ラッチ１８２は、ばね２２０の中間部分に係合する。ラッチ１８２は、外向きに突出するフックである。これは、螺旋延在ばね等の他のタイプのばねと併用されることができる。別の選択肢では、ラッチ１８２は、図１０Ａおよび１０Ｂに示されるように、外向きに突出する可撓性フックを含み、また、螺旋延在ばねと併用されることができる。さらに別の選択肢では、図１１Ａおよび１１Ｂに示されるように、一対の外向きに突出する可撓性フックが、コイルばねの端部コイル上を取り巻く。

さらに別の選択肢では、図１２Ａ−１２Ｃに示されるように、プランジャは、概して、相互に対して、前述の実施形態におけるように、平行ではなく、垂直に配置される。図１２Ａ−１２Ｃのプランジャは、コイルばね上に係合または引っ掛ける、外向きに突出するフック等のラッチを含む。

弧１７２の付勢構造１７０はさらに、長手方向軸１４２に対して、ラッチ１８２と反対のプランジャ外側接触点１７３を含む。付勢構造１７０は、ラッチ１８２が、例えば、外側接触点１７３を介して、ばね２２０に係合することができる位置に、プランジャ１４０を付勢する。

別の実施形態では、プランジャおよびコイルばねの内側寸法は、プランジャとコイルばねの接触および／または干渉を最大限にする寸法を有する。プランジャ１４０は、厚さ約０．０４〜０．０５ｍｍを有する。ある実施形態では、２つのプランジャ等、複数のプランジャ１４０が、コイルばね２２０内に配置され、その集合厚は、約０．０８ｍｍを上回る。ある実施形態では、弧１７２は、長手方向軸１４２から距離ｘだけ離間される、外側部分１７８を有する。ある選択肢では、寸法ｘは、約０．０５〜０．０７ｍｍの範囲を有する。別の選択肢では、寸法ｘは、プランジャ１４０が挿入される構成要素の内部寸法のほぼ半径以上である。例えば、プランジャ１４０は、コイルばね２２０（図１Ａ）内に配置される。コイルばね２２０は、内径２ｒを有し、寸法ｘは、約ｒ以上である。曲線１７２の寸法ｘは、プランジャ１４０がコイルばね２２０内に配置されると、プランジャ１４０の少なくとも一部が、外側部分１７８から長手方向軸１４２に向かう方向１８０に向かって付勢されることを可能にする。ある実施形態では、寸法ｘは、０．０６〜０．０７ｍｍの範囲内であって、ばね２２０のｒは、０．０６〜０．０７ｍｍの範囲内である。別の実施形態では、プランジャ外側接触点は、直接または間接的のいずれかにおいて、ばねの内径と接触し、プランジャを付勢させ、ばねの少なくとも一部に係合する。ある実施形態では、プランジャの付勢の量は、図５に示されるように、約０．０１２ｍｍ、または０．００５〜０．０２０ｍｍの範囲内である。

再び、図１Ａ、１Ｂ、および２を参照すると、アセンブリは、示されるように、２つのプランジャ１４０等、２つ以上の構成要素を含む。２つ以上のプランジャは、ばね内に配置される間、相互に摺動可能に係合する。プランジャ１４０は、相互に隣接かつ平行に配置され、試験装置の使用の間、相互に対して摺動する、第１のプランジャ１３０および第２のプランジャ１３２を含む。第１および第２のプランジャ１３０、１３２は、コイルばね等のばね２２０内に配置され、ばね２２０は、内径によって規定される。第１および第２のプランジャ１３０、１３２は、第１のプランジャ１３０の遠位端１５２が、図４Ａ、４Ｂ、および４Ｃに示されるように、第２のプランジャ１３２の近位端１５０の方に配置されるように、相互に対して配向される。プランジャ１４０のうちの１つ以上またはプランジャ１４０はそれぞれ、ばねの両側の外側コイルに掛止する、フック等の係合特徴を含む。図４Ａ、４Ｂ、７Ａ、７Ｂ、７Ｃに示されるように、離れた非圧縮状態では、構成要素の係合特徴は、試験プローブアセンブリのアセンブリを保定する。例えば、第１のプランジャ１３０ばねラッチおよび第２のプランジャ１３２ばねラッチはそれぞれ、ばねの端部コイル等のばねの少なくとも一部に係合する。

例えば、図８に示されるように、試験装置１０２内で構成要素を試験するために、プランジャ１４０は、図４Ｃ、７Ｄに示されるように、相互に向かって圧縮され、構成要素の接触が生じることができる。

図１３および１４を参照すると、試験装置等の試験プローブアセンブリ３００は、ばねを形成するコイル状ワイヤ３７２等のばね構成要素３７０内に配置される、１つ以上のプランジャ３１２、３１４等の試験構成要素３１０を含む。図１３は、非圧縮状態における試験プローブアセンブリ３００を示し、フックは、ばね構成要素３７０の端部上に捕捉し、図１４は、圧縮状態における試験プローブアセンブリ３００を示し、フックは、離れている。

ばね構成要素３７０は、第１のばね端部分３７４から第２のばね端部分３７６に延在し、その間に中間部分３７５を有する。ばね構成要素３７０は、内径３７８（図１８）および外径３７９によって部分的に規定される。ばね構成要素３７０は、コイル状ワイヤ３７２から形成され、ばねを形成する。コイル状ワイヤ３７２は、ワイヤ直径３８２によって部分的に規定される。ばねの内部体積内では、プランジャは、隙間を伴って、自由に摺動するための十分な余地を有する。

少なくとも一実施形態では、第１のばね端部分３７４および／または第２のばね端部分３７６におけるワイヤのコイルは、隣接するコイルより小さい外径を有する。例えば、ばね構成要素３７０の端部におけるワイヤのコイルは、ばねの中間部分３７５の外径より小さい直径を有し、試験構成要素が圧縮状態ではないとき、試験構成要素３１０が、それに良好に連結されることを可能にする。別の実施例では、ばね構成要素３７０の端部コイルは、ワイヤの少なくとも１周が、次のコイルに強固に接触し、図１７に示されるように、閉鎖コイルまたは空きコイルを形成するように巻回される。端部コイルは、ある実施形態では、ワイヤ直径３８２の少なくとも１／２減少した直径を有する。

図１３、１４、１５Ａ、１５Ｂを参照すると、試験構成要素３００は、第１のプランジャ３１２と、随意に、第２のプランジャ３１４等、１つ以上の細長電気伝導性プランジャを含む。第１のプランジャ３１２は、遠位端部分３１６から近位端部分３１７に延在し、その間に中間部分３１７を有する。１つ以上の実施形態では、２つのプランジャは、ばね構成要素３７０内で使用され、相互に対して反対縦方向配向に配置される。

中間部分３１７は、中心長手方向軸３２０を有し、中間外側寸法３２２によって部分的に規定される。プランジャ３１２のうちの１つ以上は、遠位端部分３１６に配置されるフック部分３３１等、ばねラッチ３３０を含む。遠位端部分３１６は、フック部分３３１の基部３３２に遠位外側寸法３２８を有する。ある実施形態では、寸法３２８は、中心長手方向軸３２０から中間部分３１７の外側寸法３２２を上回る距離に配置され、試験構成要素が非圧縮状態にあるとき、フック部分３３１が、コイル状ワイヤ３７２の一部を包囲するように、軸３２０から離れて配置される。別の実施形態では、遠位端部分３１６は、軸３２０に対して、ある角度で配置される。例えば、角度３８１（図１５Ｂ）は、約１５度であって試験構成要素が非圧縮状態にあるとき、フック部分が、ワイヤ３７２の一部を包囲することを可能にする。

１つ以上の実施形態では、フック部分３３１は、嘴状部３３６によって部分的に規定され、嘴状部３３６は、嘴状部幅３３７および嘴状部突出３３５を有する。少なくとも一実施形態では、ある距離が、フック部分３３１と反対の外側寸法３１３とばね構成要素３７０の内径３７８との間に規定され、間隙３７９を規定し、間隙３７９の距離は、嘴状部３３６のほぼ突出３３５を上回る。１つ以上の実施形態では、中間部分３１７は、試験装置が非圧縮状態にあるとき、フック部分３３１をコイル状ワイヤ上に付勢するように構成されてサイズを合わせられ、フック部分３３１は、試験装置が圧縮状態にあるとき、コイル状ワイヤから離れる。例えば、プランジャの遠位部分は、プランジャをばねの方に付勢するような角度にある。

１つ以上の実施形態では、中間部分外側寸法は、ばね構成要素３７０の内径３７８とほぼ同一である。１つ以上の実施形態では、嘴状部３３６は、ばね構成要素３７０の内径３７８の約９０％の嘴状部幅３３７（図１５Ａ）を有する。１つ以上の実施形態では、フック部分３３１は、フック中心３４２によって部分的に規定され、寸法Ｄは、フック中心３４２と中間外側寸法との間に規定され、Ｄは、約１／２ワイヤ直径を上回る。少なくとも一実施形態では、フック部分３３１は、弧の角度３４４を含み、弧の角度は、第１のフック部分３４４と外側寸法の内側部分３４８との間に規定され、弧の角度は、９０度未満である。

図１９−２４は、試験構成要素のための一連の先端３９９を図示する。先端は、電気接触が、接触される表面のタイプに応じて、信頼性のために最適化され得るように、種々の幾何学形状を有する。図１９を参照すると、先端３９９は、印刷回路基板のパッド等の金めっき表面に接触するために効果的に使用され得る、丸みを帯びた平滑な放射状先端を有する。図２０は、３つ以上の点を有する、先端３９９を図示する。例えば、３つの点は、均等に離間され、ガルウィング形状の半導体デバイス導線と接触させて使用するために効果的である。

図２１を参照すると、二重鋭利先端３９９が、示され、はんだバンプまたは球体に接触するために使用される。図２２は、例えば、非貴金属めっきでめっきされた平坦パッド半導体デバイス導線に接触するために使用され得る、単一点先端を形成する、略三角形形状の先端を図示する。図２３は、Ｙ先端を含む、先端の別の実施例を図示する。二重先端は、非常に鋭利であって、融合くぼみを伴って、各平坦表面上でオフセットされた３Ｄ点となり、はんだバンプまたは球体に接触するために使用される。図２４を参照すると、一対の先端が、提供され、先端は、相互からオフセットされる。図２４の実施形態は、ケルビン接続に対応するために、２つの別個のプローブを伴う平坦パッド半導体デバイス導線に接触するために使用される。ある実施形態では、先端は、三角形形状であって、先端は、相互に隣接して配置され、外側部分は、中心領域から傾斜する。

方法は、例えば、試験装置内で試験プローブアセンブリを使用するステップを含む。本方法は、さらにまたは代替として、前述の試験プローブアセンブリを含む試験装置を組み立てるステップを含む。ある実施形態では、本方法は、ばね長手方向軸に沿って、第１の細長電気伝導性プランジャをばね内に配置するステップであって、第１のプランジャは、近位の第１のプランジャ端部から遠位の第１のプランジャ端部に延在し、その間に第１の中間部分を有する、ステップを含む。第１のプランジャは、遠位の第１のプランジャ端部にばねラッチを有する。

本方法はさらに、ばね長手方向軸に沿って、第２の細長電気伝導性プランジャをばね内に配置するステップであって、第２の細長プランジャは、近位の第２のプランジャ端部から遠位の第２のプランジャ端部に延在し、遠位の第２のプランジャ端部に第２のプランジャばねラッチを有する、ステップを含む。本方法はさらに、例えば、ばねラッチまたは第２のプランジャばねラッチのうちの少なくとも１つのばねラッチを用いて、ばねの端部コイルを捕捉することによって、またはばねラッチまたは第２のプランジャばねラッチのうちの少なくとも１つのばねラッチをばねの一部内に配置することによって、ばねラッチおよび第２のプランジャばねラッチをばねと係合させるステップを含む。

本方法のいくつかの選択肢は、以下の通りである。本方法は、随意に、ばねの内径を用いて、第１または第２のプランジャのうちの少なくとも１つを各々ばねラッチまたは第２のプランジャばねラッチの方へ付勢するステップを含む。本方法はさらに、随意に、第１のプランジャを第２のプランジャに向かって圧縮するステップと、随意に、ばねを拡張させる、またはばねを圧縮させるステップとを含む。さらに別の選択肢では、本方法は、第１または第２のプランジャを各々ばねラッチまたは第２のプランジャばねラッチの方に旋回させるステップを含む。例えば、ばねの内径は、プランジャの一部を付勢または押動させ、プランジャを旋回させ、ばねの少なくとも一部に係合させる。

試験プローブアセンブリの幾何学形状は、容易な組立を可能にし、ユーザに、アセンブリの適切な配向を示す。例えば、ばねのためのラッチのフック形状は、締まり嵌め干渉アセンブリのための精密に整合された公差の必要性を排除する。ばねの内径を使用して、フックの側方付勢を維持する、弧形状は、アセンブリの掛止完全性を維持し、電気安定性を改善する、プランジャとばねの摺動接触を提供することによって、試験プローブアセンブリの電気性能を改善する。

前述の説明は、制限ではなく、例証であることが意図されることを理解されたい。多くの他の実施形態も、前述の説明の熟読および理解に応じて、当業者に明白となるであろう。説明の異なる部分において論じられる、または異なる図面に参照される、実施形態は、組み合わせられ、本願の付加的実施形態を形成することができることに留意されたい。その範囲は、したがって、添付の請求項とともに、そのような請求項に与えられる均等物の全範囲を参照して判定されるべきである。

Claims (15)

1. 試験装置であって、前記試験装置は、
   第１のばね端部分から第２のばね端部分に延在するばね構成要素であって、前記ばね構成要素は、ばね中間部分を有し、前記ばね中間部分は、ばね内径を有し、前記ばね構成要素は、ワイヤ直径を有するコイル状ワイヤを含む、ばね構成要素と、
   第１の細長電気伝導性プランジャを含む少なくとも１つの試験構成要素であって、前記第１の細長電気伝導性プランジャは、遠位端部分から近位端部分に延在し、かつ、前記遠位端部分と前記近位端部分との間に中間部分を有し、前記第１の細長電気伝導性プランジャは、前記ばね構成要素内に配置されている、少なくとも１つの試験構成要素と
   を含み、
   前記第１の細長電気伝導性プランジャの前記中間部分は、中心長手方向軸と中間外側寸法とを有し、
   前記第１の細長電気伝導性プランジャは、ばねラッチを含み、前記ばねラッチは、前記遠位端部分に配置されたフック部分を含み、
   前記遠位端部分は、前記試験構成要素が非圧縮状態にあるときに前記フック部分が前記コイル状ワイヤの一部を包囲するように配置された前記フック部分の基部において遠位外側寸法を有し、
   前記第１の細長電気伝導性プランジャの前記中間部分は、前記試験装置が非圧縮状態にあるとき、前記コイル状ワイヤ上に前記フック部分を付勢するように構成されており、かつ、そのような大きさにされており、前記中間部分は、前記ばね構成要素の前記ばね内径に接触しており、前記フック部分は、前記試験装置が圧縮状態にあるとき、前記コイル状ワイヤから自在である、試験装置。
2. 前記第１の細長電気伝導性プランジャの前記近位端部分は、３点先端またはＹ形状先端である１つ以上の先端を有する、請求項１に記載の試験装置。
3. 前記フック部分は、嘴状部部分を有し、前記嘴状部部分は、フック幅を有し、前記フック幅は、前記ばね構成要素の内径の約９０％である、請求項１〜２のいずれか一項に記載の試験装置。
4. 前記フック部分は、少なくとも１つの弧と、前記少なくとも１つの弧の弧中心であるフック中心とを有し、寸法Ｄは、前記フック中心と前記中間外側寸法との間の距離として定義され、前記寸法Ｄは、ワイヤ直径の約１／２よりも大きい、請求項１〜３のいずれか一項に記載の試験装置。
5. 前記フック部分は、第１のフック部分と前記中間外側寸法の内側部分との間の弧の角度を有し、前記弧の角度は、９０度未満である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の試験装置。
6. 前記第１の細長電気伝導性プランジャの弧形状は、前記フック部分の側方付勢を維持するように前記ばね構成要素内に配置されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の試験装置。
7. 試験装置を組み立てる方法であって、前記試験装置は、第１の細長電気伝導性プランジャと第２の細長電気伝導性プランジャとばねとを含み、前記方法は、
   ばね長手方向軸に沿って、前記ばね内に前記第１の細長電気伝導性プランジャを配置することであって、前記第１の細長電気伝導性プランジャは、近位の第１のプランジャ端部から遠位の第１のプランジャ端部に延在し、かつ、前記近位の第１のプランジャ端部と前記遠位の第１のプランジャ端部との間に中間部分を有し、前記第１の細長電気伝導性プランジャは、前記遠位の第１のプランジャ端部にばねラッチを有する、ことと、
   前記ばね長手方向軸に沿って、前記ばね内に前記第２の細長電気伝導性プランジャを配置することであって、前記第２の細長電気伝導性プランジャは、近位の第２のプランジャ端部から遠位の第２のプランジャ端部に延在し、前記遠位の第２のプランジャ端部に第２のプランジャばねラッチを有する、ことと、
   前記ばねと前記ばねラッチおよび前記第２のプランジャばねラッチとを係合させることと
   を含み、
   前記第１の細長電気伝導性プランジャの前記中間部分は、前記試験装置が非圧縮状態にあるとき、前記ばねラッチのフック部分を前記ばね上に付勢するように構成されており、かつ、そのような大きさにされており、前記試験装置が圧縮状態にあるとき、前記フック部は、前記ばねから自在であり、
   前記ばねと前記ばねラッチおよび前記第２のプランジャばねラッチとを係合させることは、前記ばねの端部コイルを前記ばねラッチおよび前記第２のプランジャばねラッチのうちの少なくとも１つを用いて捕捉することを含む、方法。
8. 前記ばねラッチを係合させることは、前記ばねと前記ばねラッチの前記フック部分とを係合させることを含み、前記第１の細長電気伝導性プランジャの遠位の第１のプランジャ端は、前記試験装置が非圧縮状態にあるときに前記フック部分が前記ばねの一部を包囲するように配置された前記フック部分の基部において遠位外側寸法を有する、請求項７に記載の方法。
9. 前記ばねの内径に接触するプランジャ外側接触点を用いて、前記第１の細長電気伝導性プランジャまたは第２の細長電気伝導性プランジャのうちの少なくとも１つをそれぞれ前記ばねラッチまたは前記第２のプランジャばねラッチの方へ付勢することをさらに含む、請求項７〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 試験プローブアセンブリであって、前記試験プローブアセンブリは、
    近位の第１のプランジャ端部から遠位の第１のプランジャ端部に延在する第１の細長電気伝導性プランジャであって、前記第１の細長電気伝導性プランジャは、前記遠位の第１のプランジャ端部に第１のばねラッチを有し、前記第１の細長電気伝導性プランジャは、中心長手方向軸を有し、前記第１の細長電気伝導性プランジャの少なくとも一部は、前記長手方向軸に対して前記第１のばねラッチと反対の第１のプランジャ外側接触点を伴う弧を有する、第１の細長電気伝導性プランジャと、
    内径を有するばねであって、前記第１の細長電気伝導性プランジャは、前記ばね内に配置されている、ばねと、
    を含み、
    前記第１のプランジャ外側接触点は、前記ばねの内径と接触しており、前記第１のばねラッチは、前記ばねの少なくとも一部に係合する、試験プローブアセンブリ。
11. 前記ばね内に配置された第２の細長プランジャをさらに含み、前記第２の細長プランジャは、近位の第２のプランジャ端部から遠位の第２のプランジャ端部に延在し、かつ、前記近位の第２のプランジャ端部と前記遠位の第２のプランジャ端部との間に中間部分を有し、前記第１の細長電気伝導性プランジャは、前記第２の細長プランジャと摺動可能に係合させられる、請求項１０に記載の試験プローブアセンブリ。
12. 前記第２の細長プランジャの前記中間部分は、第２のプランジャ外側接触点を伴う弧形状を有し、前記第２のプランジャ外側接触点は、前記ばねの内径と接触している、請求項１１に記載の試験プローブアセンブリ。
13. 前記第２の細長プランジャは、前記遠位の第２のプランジャ端部に第２のばねラッチを有し、前記第２のばねラッチは、前記ばねの少なくとも一部に係合する、請求項１１〜１２のいずれか一項に記載の試験プローブアセンブリ。
14. 前記第１のばねラッチは、前記ばねの端部コイルに係合し、前記第２のばねラッチは、前記ばねの別の端部コイルに係合する、請求項１３に記載の試験プローブアセンブリ。
15. 前記遠位の第１のプランジャ端部は、前記近位の第２のプランジャ端部の方に配置されており、前記近位の第１のプランジャ端部は、前記遠位の第２のプランジャ端部の方に配置されている、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の試験プローブアセンブリ。

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