JP6433680B2 - ソケット - Google Patents

Description

本発明は、コンタクトプローブを絶縁支持体で支持したソケットに関する。

半導体集積回路等の検査対象物の検査を行う際に、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使用される。図５(Ａ)は、従来のコンタクトプローブ８１０を絶縁支持体８０２で支持したソケット８０１の断面図である。コンタクトプローブ８１０は、スプリング８１３によって相互に離間する方向に付勢された第１プランジャ８１１及び第２プランジャ８１２を備える。第１プランジャ８１１は筒状部８１１ａを有し、筒状部８１１ａ内にスプリング８１３が設けられる。第２プランジャ８１２は、第１プランジャ８１１の筒状部８１１ａ内に位置する基端円柱部８１２ａ及び基端円柱部８１２ａから下方に延びるピン状部８１２ｂを有する。

図５(Ｂ)は、絶縁支持体８０２の内部においてコンタクトプローブ８１０が自重で下限位置まで落下した状態のソケット８０１の断面図である。図５(Ｂ)では、左側のコンタクトプローブ８１０の第２プランジャ８１２をストローク方向（図中上下方向）に対して最大限に傾けて示している。図５(Ｂ)の状態では、第１プランジャ８１１が絶縁支持体８０２の下端の小径部８０２ｃに引っ掛かるまで第２プランジャ８１２が落下している。第２プランジャ８１２がストローク方向に対して傾く場合、傾きの支点は、少なくとも第１プランジャ８１１の基端の抜止め部８１１ｃより上方となる。第２プランジャ８１２は最大で、基端円柱部８１２ａの上端角部が第１プランジャ８１１の筒状部８１１ａの内面と接触するまで、又はピン状部８１２ｂの側面が絶縁支持体８０２の小径部８０２ｃの下端角部と接触するまで傾く。第２プランジャ８１２の基端円柱部８１２ａの上端角部から前記支点までの距離、及び絶縁支持体８０２の小径部８０２ｃの下端角部から前記支点までの距離が小さいため、従来のコンタクトプローブ８１０では、第２プランジャ８１２が図５(Ｂ)に示すように大きく傾くことがある。

特開２０１３−１９５２８２号公報

第２プランジャ８１２が図５(Ｂ)に示すように大きく傾いた状態でソケット８０１を検査用基板にセットすると、検査用基板のパッドにスクラッチが発生したり第２プランジャ８１２が変形したりする可能性がある。

本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、従来と比較してプランジャの傾きを小さくすることの可能なソケットを提供することにある。

本発明のある態様は、ソケットである。このソケットは、
コンタクトプローブと、前記コンタクトプローブを貫通穴で支持する絶縁支持体とを備え、
前記コンタクトプローブは、筒状部を有する第１プランジャと、前記筒状部内に設けられたスプリングと、基端部が前記筒状部内に位置する第２プランジャとを有し、前記貫通穴内を自重で落下可能であり、
前記スプリングは、前記第１及び第２プランジャを相互に離間する方向に付勢し、
前記第２プランジャは、先端に行くほど小径となる傾斜部を外周面に有し、
前記絶縁支持体は、前記第２プランジャの前記傾斜部と係合して、前記コンタクトプローブが前記貫通穴内を落下した場合における前記絶縁支持体からの前記第２プランジャの突出可能量を規制する規制部を有する。

前記規制部が、前記傾斜部と略平行な傾斜面であってもよい。

前記筒状部は、前記第２プランジャの抜止め用に外径が絞られた抜止め部を有し、
前記第２プランジャの前記傾斜部のストローク方向に対する傾きが、前記抜止め部の内面の同方向に対する傾きより小さくてもよい。

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、
コンタクトプローブと、前記コンタクトプローブを貫通穴で支持する絶縁支持体とを備え、
前記コンタクトプローブは、筒状部を有する第１プランジャと、前記筒状部内に設けられたスプリングと、基端部が前記筒状部内に位置する第２プランジャとを有し、前記貫通穴内を自重で落下可能であり、
前記スプリングは、前記第１及び第２プランジャを相互に離間する方向に付勢し、
前記第２プランジャは、先端側が小径となる段差部を外周面に有し、
前記絶縁支持体は、前記第２プランジャの前記段差部と接触して、前記コンタクトプローブが前記貫通穴内を落下した場合における前記絶縁支持体からの前記第２プランジャの突出可能量を規制する傾斜部を有する。

前記傾斜部がテーパー面であってもよい。
前記第１プランジャが検査対象物との接続用で、前記第２プランジャが検査用基板との接続用であってもよい。

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、従来と比較してプランジャの傾きを小さくすることの可能なソケットを提供することができる。

図１(Ａ)は、本発明の実施の形態１に係るソケット１の断面図。図１(Ｂ)は、絶縁支持体２の貫通穴２ａ内においてコンタクトプローブ１０が自重で下限位置まで落下した状態のソケット１の断面図。 ソケット１の使用方法を示す説明図。 図３(Ａ)は、コンタクトプローブ１０の一部拡大断面図。図３(Ｂ)は、比較例に係るコンタクトプローブ１０'の一部拡大断面図。 図４(Ａ)は、本発明の実施の形態２に係るソケット１Ａの要部拡大断面図。図４(Ｂ)は、本発明の実施の形態３に係るソケット１Ｂの要部拡大断面図。 図５(Ａ)は、従来のコンタクトプローブ８１０を絶縁支持体８０２で支持したソケット８０１の断面図。図５(Ｂ)は、絶縁支持体８０２の内部においてコンタクトプローブ８１０が自重で下限位置まで落下した状態のソケット８０１の断面図。

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。

実施の形態１
図１(Ａ)は、本発明の実施の形態１に係るソケット１の断面図である。ソケット１は、複数のコンタクトプローブ１０を絶縁支持体２で支持したものである。絶縁支持体２は、各コンタクトプローブ１０を収容する複数の貫通穴２ａを有する。絶縁支持体２は、上下２分割構造であり、分割の境界位置が貫通穴２ａ内における段差部２ｂとなっている。貫通穴２ａの一端（図中下端）は、外径が小さくされて後述の第２プランジャ１２の突出可能量を規制する規制部としての小径部２ｃとなっている。

各コンタクトプローブ１０は、第１プランジャ１１と、第２プランジャ１２と、スプリング１３とを有する。第１プランジャ１１は、筒状部１１ａと、段差部１１ｂと、抜止め部１１ｃとを含む。筒状部１１ａは、第１プランジャ１１の基端から所定長範囲に設けられる。段差部１１ｂは、筒状部の基端側が大径となるように第１プランジャ１１の外周面に形成される。抜止め部１１ｃは、筒状部１１ａの開口をかしめ加工等により絞ったものである。スプリング１３は、筒状部１１ａ内に設けられ、第１及び第２プランジャ１１,１２を相互に離間する方向に付勢する。第１プランジャ１１の先端は、絶縁支持体２の上面から突出する。第１プランジャ１１の突出可能量は、第１プランジャ１１の段差部１１ｂが絶縁支持体２の段差部２ｂと係合することで規制される。

第２プランジャ１２は、基端円柱部１２ａと、ピン状部１２ｂとを含む。基端円柱部１２ａは、第１プランジャ１１の筒状部１１ａ内に位置する。基端円柱部１２ａの外径は抜止め部１１ｃの内径よりも大きく、基端円柱部１２ａは第１プランジャ１１の筒状部１１ａから抜けないようになっている。ピン状部１２ｂは、基端円柱部１２ａの端面から第１プランジャ１１の抜止め部１１ｃを貫通して下方に延び、更に絶縁支持体２の小径部２ｃを貫通して先端が絶縁支持体２の下面から突出する。

ピン状部１２ｂは、先端に近い外周面に先端に行くほど小径となる傾斜部１２ｃを有する。傾斜部１２ｃは、例えば、ピン状部１２ｂの中心軸について対称となるように傾斜したテーパー面であり、図示の例では傾斜角が一定となる円錐台側面形状としている。なお、傾斜部１２ｃは、傾斜角が一定でなくてもよく、例えば湾曲していてもよい。ピン状部１２ｂは、傾斜部１２ｃの先端側が絶縁支持体２の小径部２ｃより小径で、傾斜部１２ｃの基端側が小径部２ｃより大径である。このため、傾斜部１２ｃが絶縁支持体２の小径部２ｃと接触（係合）することで、図１(Ｂ)に示すように、絶縁支持体２からの第２プランジャ１２の突出可能量が規制される。

図１(Ｂ)は、絶縁支持体２の貫通穴２ａ内においてコンタクトプローブ１０が自重で下限位置まで落下した状態のソケット１の断面図である。図１(Ｂ)では、左側のコンタクトプローブ１０の第２プランジャ１２をストローク方向（図中上下方向）に対して最大限に傾けた状態を示している。図１(Ｂ)の状態では、第２プランジャ１２の傾斜部１２ｃが絶縁支持体２の小径部２ｃの上端部に引っ掛かる（傾斜部１２ｃと小径部２ｃとが係合する）ことで、第２プランジャ１２の軸方向位置が定まっている。第２プランジャ１２がストローク方向に対して傾く場合、第２プランジャ１２の傾斜部１２ｃと絶縁支持体２の小径部２ｃとの係合部が支点となる。第２プランジャ１２は最大で、基端円柱部１２ａの上端角部が第１プランジャ１１の筒状部１１ａの内面と接触するまで傾く。

本実施の形態では、第２プランジャ１２のピン状部１２ｃの外周面に傾斜部１２ｃを設けているため、基端円柱部１２ａの上端角部から前記支点（傾斜部１２ｃと絶縁支持体２の小径部２ｃとの係合部）までの距離が大きく、第２プランジャ１２の傾きの最大量は図２(Ｂ)に示すように小さくなる。一方、前述のとおり従来は、図５(Ｂ)に示すように第１プランジャ８１１が絶縁支持体８０２の小径部８０２ｃに引っ掛かるまで第２プランジャ８１２が落下し、また、第２プランジャ８１２が傾く場合の支点が少なくとも第１プランジャ８１１の抜止め部８１１ｃよりも上方となるため、基端円柱部８１２ａの上端角部から前記支点までの距離（あるいは絶縁支持体８０２の小径部８０２ｃの下端角部から前記支点までの距離）が小さく、第２プランジャ８１２の傾きの最大量が図５(Ｂ)に示すように大きかった。

図２(Ａ)〜図２(Ｃ)は、ソケット１によって測定器側の検査用基板２０と半導体集積回路等の検査対象物３０とを電気的に接続するまでの使用方法を示す説明図である。初期状態では、図２(Ａ)に示すように、コンタクトプローブ１０の両端（第１及び第２プランジャ１１,１２の各先端）が絶縁支持体２の表面からそれぞれ突出している。ソケット１を検査用基板２０上に位置決め載置すると、図２(Ｂ)に示すように、第２プランジャ１２の先端が検査用基板２０上の不図示のパッド（電極の例示）に接触（弾接）し、第２プランジャ１２はスプリング１３の付勢に抗して後退する。すなわち、スプリング１３は、第２プランジャ１２に対して、検査用基板２０上の電極との接触力を付与する。これにより、半導体集積回路等を検査するための準備が完了する。この状態から検査対象物３０をソケット１に対向配置して、図２(Ｃ)に示すように、第１プランジャ１１の先端に検査対象物３０の半田バンプ３０ａ（電極の例示）を接触（弾接）させると、第１プランジャ１１はスプリング１３の付勢に抗して後退する。すなわち、スプリング１３は、第１プランジャ１１に対して、検査対象物３０の半田バンプ３０ａとの接触力を付与する。この状態で検査対象物３０の検査が実行される。このとき、第２プランジャ１２のピン状部１２ｃの外周面に形成された傾斜部１２ｃの少なくとも一部は、第１プランジャ１１の抜止め部１１ｃを通過して筒状部１１ａ内に入り込んでいる。

図３(Ａ)は、検査状態のおけるコンタクトプローブ１０の一部拡大断面図である。図３(Ｂ)は、比較例に係るコンタクトプローブ１０'の一部拡大断面図である。図３(Ａ)に示すように、本実施の形態のコンタクトプローブ１０は、第２プランジャ１２の傾斜部１２ｃのストローク方向に対する傾きが、第１プランジャ１１の抜止め部１１ｃの内面の同方向に対する傾きより小さい。これによれば、図３(Ａ)に示す状態から第２プランジャ１２が突出する際、すなわち、図２（ｃ）に示す検査状態から検査が終了して検査対象物３０を第１プランジャから離間した図２（ｂ）に示す状態にする際、傾斜部１２ｃは第１プランジャ１１の抜止め部１１ｃに引っ掛かることなくスムーズに動作できる。一方、図３(Ｂ)に示すように、比較例のコンタクトプローブ１０'は、第２プランジャ１２の傾斜部１２ｃ'のストローク方向に対する傾きが、第１プランジャ１１の抜止め部１１ｃの内面の同方向に対する傾きより大きい。この場合、図３(Ｂ)に示す状態から第２プランジャ１２が突出する際、傾斜部１２ｃ'が第１プランジャ１１の抜止め部１１ｃに引っ掛かることがあり、第２プランジャ１２の動作がスムーズにならなくなる恐れがある。もっとも、図３(Ｂ)に示す比較例も、第２プランジャ１２の傾き低減の効果は得られ、本発明の範囲に含まれる。

本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。

(1) 第２プランジャ１２の側面に傾斜部１２ｃを設けているため、傾斜部１２ｃが無い従来例と比較して、前述のように第２プランジャ１２の傾きを低減できる。このため、検査用基板２０のパッドにスクラッチが発生したり、第２プランジャ１２が変形したりすることを防止できる。なお、第２プランジャ１２の基端円柱部１２ａや絶縁支持体２の小径部２ｃの寸法を縦方向に拡大すれば第２プランジャ１２の傾きを低減できるが、それではコンタクトプローブ１０の短縮化の要求に反することになる。本実施の形態によれば、それらの寸法拡大を伴わずに第２プランジャ１２の傾きを低減できる。

(2) 第２プランジャ１２の傾斜部１２ｃのストローク方向に対する傾きが、第１プランジャ１１の抜止め部１１ｃの内面の同方向に対する傾きより小さいため、前述のように、傾斜部１２ｃが抜止め部１１ｃに引っ掛かることを防止して第２プランジャ１２の動作をスムーズにできる。

(3) 第２プランジャ１２の傾斜部１２ｃが絶縁支持体２の小径部２ｃの上端部と係合するため、検査用基板２０にセットする前の段階において、第２プランジャ１２の横方向のガタつきが小さくなる。

実施の形態２
図４(Ａ)は、本発明の実施の形態２に係るソケット１Ａの要部拡大断面図である。ソケット１Ａは、図１(Ａ),(Ｂ)に示した実施の形態１のものと比較して、第２プランジャ１２の傾斜部１２ｃが段差部１２ｄに替わり、絶縁支持体２の小径部２ｃの内面が傾斜した傾斜状小径部２ｄになった点で相違し、その他の点で一致する。傾斜状小径部２ｄの内面は、自身の中心軸について対称となるように傾斜したテーパー面であり、図示の例では傾斜角が一定となる円錐台側面形状としている。なお。傾斜状小径部２ｄの内面は、傾斜角が一定でなくてもよく、例えば湾曲していてもよい。本実施の形態によれば、図４(Ａ)に示すように第２プランジャ１２の段差部１２ｄが傾斜状小径部２ｄと係合することで、実施の形態１と同様に、第２プランジャ１２の傾きを低減でき、かつ検査用基板２０にセットする前の段階における第２プランジャ１２の横方向のガタつきを小さくできる。

実施の形態３
図４(Ｂ)は、本発明の実施の形態３に係るソケット１Ｂの要部拡大断面図である。ソケット１Ｂは、図１(Ａ),(Ｂ)に示した実施の形態１のものと比較して、絶縁支持体２の小径部２ｃの内面が傾斜した傾斜状小径部２ｄになった点で相違し、その他の点で一致する。傾斜状小径部２ｃの内面は、好ましくは第２プランジャ１２の傾斜部１２ｃと略平行とする。本実施の形態も、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。

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。

第１プランジャ１１は、筒状部１１ａの基端に抜止め部１１ｃを有さなくてもよい。第２プランジャ１２の傾斜部１２ｃは、外周面一周に渡って形成される場合に限定されず、側面の一部の角度範囲のみに形成されてもよい。絶縁支持体２の小径部の内面を傾斜させて傾斜状小径部２ｄとする場合も同様である。

１ ソケット、２ 絶縁支持体、２ａ 貫通穴、２ｂ 段差部、２ｃ 小径部、２ｄ 傾斜状小径部、１０ コンタクトプローブ、１１ 第１プランジャ、１１ａ 筒状部、１１ｂ 段差部、１１ｃ 抜止め部（かしめ部）、１２ 第２プランジャ、１２ａ 基端円柱部、１２ｂ ピン状部、１２ｃ テーパー面（傾斜部）、１２ｄ 段差部、１３ スプリング、２０ 検査用基板、３０ 検査対象物、３０ａ 半田バンプ、
８０１ ソケット、８０２ 絶縁支持体、８０２ｃ 小径部、８１０ コンタクトプローブ、８１１ 第１プランジャ、８１１ａ 筒状部、８１１ｃ 抜止め部（かしめ部）、８１２ 第２プランジャ、８１２ａ 基端円柱部、８１２ｂ ピン状部、８１３ スプリング

Claims (6)

1. コンタクトプローブと、前記コンタクトプローブを貫通穴で支持する絶縁支持体とを備え、
   前記コンタクトプローブは、筒状部を有する第１プランジャと、前記筒状部内に設けられたスプリングと、基端部が前記筒状部内に位置する第２プランジャとを有し、前記貫通穴内を自重で落下可能であり、
   前記スプリングは、前記第１及び第２プランジャを相互に離間する方向に付勢し、
   前記第２プランジャは、先端に行くほど小径となる傾斜部を外周面に有し、
   前記絶縁支持体は、前記第２プランジャの前記傾斜部と係合して、前記コンタクトプローブが前記貫通穴内を落下した場合における前記絶縁支持体からの前記第２プランジャの突出可能量を規制する規制部を有する、ソケット。
2. 前記規制部が、前記傾斜部と略平行な傾斜面である、請求項１に記載のソケット。
3. 前記筒状部は、前記第２プランジャの抜止め用に外径が絞られた抜止め部を有し、
   前記第２プランジャの前記傾斜部のストローク方向に対する傾きが、前記抜止め部の内面の同方向に対する傾きより小さい、請求項１又は２に記載のソケット。
4. コンタクトプローブと、前記コンタクトプローブを貫通穴で支持する絶縁支持体とを備え、
   前記コンタクトプローブは、筒状部を有する第１プランジャと、前記筒状部内に設けられたスプリングと、基端部が前記筒状部内に位置する第２プランジャとを有し、前記貫通穴内を自重で落下可能であり、
   前記スプリングは、前記第１及び第２プランジャを相互に離間する方向に付勢し、
   前記第２プランジャは、先端側が小径となる段差部を外周面に有し、
   前記絶縁支持体は、前記第２プランジャの前記段差部と接触して、前記コンタクトプローブが前記貫通穴内を落下した場合における前記絶縁支持体からの前記第２プランジャの突出可能量を規制する傾斜部を有する、ソケット。
5. 前記傾斜部がテーパー面である請求項１から４のいずれか一項に記載のソケット。
6. 前記第１プランジャが検査対象物との接続用で、前記第２プランジャが検査用基板との接続用である、請求項１から５のいずれか一項に記載のソケット。