JP6988954B2 - プローブピン - Google Patents

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Description

本発明は、プローブピンに関する。
カメラあるいは液晶パネル等の電子部品モジュールでは、一般に、その製造工程において、導通検査および動作特性検査等が行われる。これらの検査は、プローブピンを用いて、電子部品モジュールに設置されている本体基板と接続するためのFPC接触電極、あるいは、実装された基板対基板コネクタ等の電極部と検査装置とを接続することにより行われる。
このようなプローブピンとしては、例えば、特許文献1に記載されたものがある。このプローブピンは、長手方向に伸縮する弾性部と、この弾性部の長手方向の両端にそれぞれ設けられた1つの接点部とで構成されている。
特開2008−516398号公報
しかし、前記プローブピンでは、検査対象物および検査装置と1つの接点部とで接触するため、例えば、検査対象物の端子が基板対基板コネクタの雌側のコネクタ等の凹接点である場合、プローブピンの接点部と検査対象物の凹接点とを安定して接続することができず、接触信頼性を確保できない場合がある。
そこで、本発明は、凹接点に安定して接続できるプローブピンを提供することを課題とする。
本発明のプローブピンは、
長手方向に沿って伸縮する弾性部と、
前記弾性部の一端から前記長手方向に沿って延在しかつ互いに接近する方向に撓み可能な一対の脚部を有し、前記一対の脚部の先端に配置されかつ前記一対の脚部を介して前記弾性部により前記長手方向に沿った方向に付勢されかつ検査対象物の凹接点に接触可能な一対の接点部を有する第1接触部と、
前記弾性部により前記第1接触部の付勢方向とは反対方向に付勢され、前記第1接触部と電気的に接続された第2接触部と、
を備え、
前記一対の脚部の間に、隙間を有している。
本発明のプローブピンによれば、一対の脚部が凹接点に対して接近する方向に撓みつつ、一対の脚部の一対の接点部が凹接点に接触するので、凹接点に安定して接続できる。
本発明の一実施形態のプローブピンの使用状態を説明するための斜視図。 図1のII−II線に沿った断面図。 本発明の一実施形態のプローブピンの斜視図。 図3のプローブピンの平面図。 図3のプローブピンの雌コネクタの凹接点に接触する前の状態を示す断面図。 図3のプローブピンの雌コネクタの凹接点に接触した状態を示す断面図。 図3のプローブピンの第1の例を示す平面図。 図3のプローブピンの第2の例を示す平面図。 図8のプローブピンの雌コネクタの凹接点に接触した状態を示す断面図。 図3のプローブピンの第3の例を示す平面図。 図3のプローブピンの第4の例を示す斜視図。
以下、本発明の一実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向あるいは位置を示す用語(例えば、「上」、「下」、「右」、「左」を含む用語)を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。さらに、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは必ずしも合致していない。
本発明の第1実施形態のプローブピン10は、例えば、図1に示すように、検査装置の基板90に取り付けられたソケット1に収納された状態で使用され、ソケット1と共に検査ユニットを構成している。このソケット1では、図2に示すように、複数対の収納部2が中心線CL0に対して対称に設けられており、この収納部2にプローブピン10が収納されている。
各収納部2は、プローブピン10を収納可能な溝部3と、溝部3の底面に設けられた貫通孔4とで構成されており、図1に示すように、ソケット1の中心線CL0に沿って等間隔で配置されている。
プローブピン10は、図3に示すように、弾性部20と、この弾性部20の長手方向の両端に設けられた第1,第2接触部30,40とを備えている。このプローブピン10は、薄板で導電性を有し、例えば電鋳法で一体に形成されている。
なお、以下の説明において、プローブピン10の板面の幅方向をX方向、X方向に直交するプローブピン10の板厚方向をY方向、XY方向に直交する弾性部20の長手方向をZ方向とする。
弾性部20は、図4に示すように、Z方向に沿って直線部21と湾曲部22とが交互に連続する蛇行形状を有し、Z方向に沿って伸縮するようになっている。
直線部21は、図4に示す無負荷状態では、X方向に対して平行になっている。湾曲部22は、X方向の右側に位置する第1湾曲部221と、X方向の左側に位置する第2湾曲部222とを有し、隣接する第1湾曲部221の頂点同士を結ぶ接線としての直線L1と、隣接する第2湾曲部222の頂点同士を結ぶ接線としての直線L2とが、X方向に対して平行になっている。
また、弾性部20の各直線部21の幅方向の中間部と各湾曲部22の幅方向の中間部には、板厚方向(Y方向)に貫通しかつ蛇行形状に沿って延びる貫通孔23が設けられている。これにより、弾性部20のばね性を高めている。
第1接触部30は、図4に示すように、弾性部20のZ方向の下端に連結された支持部31と、この支持部31からZ方向の下側に延びて撓み可能な一対の脚部32,33と、検査対象物の凹接点に接触可能に一対の脚部32,33の先端に配置された一対の接点部321,331とを有している。この一対の接点部321,331は、連結部70により連結されていると共に、一対の脚部32,33を介して、弾性部20によりZ方向の下側に向かって付勢可能である。
支持部31は、Y方向に沿った平面視において略矩形状を有し、ソケット1の収納部2にプローブピン10を収納したときに、収納部2の溝部3に当接して、プローブピン10を支持する。この支持部31は、弾性部20の長手方向に隣接する第2湾曲部222同士を結ぶ接線である直線L1と、弾性部20の長手方向に隣接する第1湾曲部221同士を結ぶ接線である直線L2との間の最短距離である幅W1と略同じ幅W2を有している。
支持部31のX方向の左側かつZ方向の上側には、弾性部20のZ方向の下端が連結されている。また、支持部31のX方向の左側かつZ方向の下側には、一対の脚部32,33が連結されている。すなわち、弾性部20のZ方向に延びるX方向の中心線CL1と、一対の脚部32,33のZ方向に伸びるX方向の中心線CL2とは、一致せず、互いにずれている。言い換えれば、弾性部20のZ方向に延びるX方向の中心線CL1から外れた支持部31のX方向の一端部を介して、弾性部20と一対の脚部32,33とが連結されている。
一対の脚部32,33の各々は、Z方向に沿って延びており、X方向の中心線CL2に対して非対称に設けられている。この一対の脚部32,33の間には、互いに接近する方向に変形可能な隙間34が設けられている。また、一対の脚部32,33は、脚連結部71により連結されている。この脚連結部71は、一対の脚部32,33と一対の接点部321,331との境界に設けられており、隙間34をZ方向に2分割している。一対の脚部32,33側(Z方向上側)の隙間34により、一対の脚部32,33の方向付けを調整できるので、例えば、一対の脚部32,33を凹接点に接触させるときの一対の接点部321,331と凹接点との間の位置ずれを調整できる。
また、一対の脚部32,33の各々は、一対の脚部32,33のX方向の中心線CL2に近づく方向に(すなわち、互いに接近する方向に)撓み可能になっている。すなわち、X方向左側の脚部32は、X方向の右側に向かって、X方向右側の脚部33は、X方向の左側に向かって、撓み可能である。言い換えれば、一対の脚部32,33が検査対象物の凹接点に挿入されるとき、一対の脚部32,33の先端の一対の接点部321,331の各々が、凹接点と接触しながら互いに接近する方向に摺動可能としている。
一対の脚部32,33の先端(Z方向の下端)の一対の接点部321,331の各々には、凹接点に接触可能な湾曲面35が設けられている。この一対の接点部321,331の湾曲面35は、接点連結部70を介して一体化されている。すなわち、接点連結部70は、一対の接点部321,331の湾曲面35と連続する湾曲面72を有し、一対の脚部32,33を枠状に連結している。
また、一対の脚部32,33のX方向左側の接点部321のX方向右側の接点部331に向かい合う内面とは反対側の外面に、弾性部20の付勢方向、すなわち、Z方向の下側に向かうに従って互いに接近する平面または湾曲凹面の傾斜面36が設けられている。
第2接触部40は、弾性部20のZ方向の上端に連結された基部41と、この基部41からZ方向の上側に突出した一対の突出部42とを有し、第1接触部30と電気的に接続されている。この第2接触部40は、弾性部20によりZ方向の上側に向かって、すなわち、第1接触部30の付勢方向とは反対方向に付勢される。
基部41は、Y方向に沿った平面視において略矩形状を有している。この基部41のX方向の左側かつZ方向の下側には、弾性部20のZ方向の上端が連結されている。
一対の突出部42は、弾性部20のX方向の中心線CL1に対して対称に設けられている。この一対の突出部42の各々は、その先端(Z方向の上端)が、Z方向上側に突出するように湾曲しており、ソケット1に収納された状態で、検査装置の基板90に設けられた端子91(図2に示す)に接触するようになっている。
また、一対の突出部42の各々には、板厚方向(Y方向)に貫通した貫通孔43が設けられている。これにより、各突出部42が、基板90の端子91に接触したときに弾性変形して、その弾性力により端子91を押圧するので、プローブピン10と検査装置との間の接触信頼性を高めることができる。
なお、一対の突出部42を基部41の両端に設けることによって、プローブピン10をソケット1に収納したときに、図2に示すように、Y方向に隣接するプローブピン10の突出部42との間のピッチP1を小さくすることができる。また、突出部42を一対とすることで、検査装置の基板90に対する安定した接触が可能になる。
次に、図5,図6を参照して、2本のプローブピン10をソケット1の一対の収納部2に収納した状態で、検査対象物80の隣接した2つの凹接点81に接触させる場合の動作について説明する。なお、凹接点81は、検査対象物80の凹部内の対向する面において、プローブピン10の挿入方向(Z方向)に対して交差する方向(X方向)に相互に対向する一対の接点部82,83を有している。そして、この一対の接点部82,83の間には、変形可能な隙間84が設けられている。
図5に示すように、各プローブピン10の一対の脚部32,33が、凹接点81の一対の接点部82,83の間の隙間84に位置した状態で、各プローブピン10を検査対象物80に向かって近づけていくと、一対の脚部32,33の一対の接点部321,331の各湾曲面35の外面と凹接点81の一対の接点部82,83とが接触する。
各プローブピン10を検査対象物80に向かってさらに近づけて、検査対象物80の各凹接点81の一対の接点部82、83の間の隙間84に、各プローブピン10の一対の脚部32,33を挿入していくと、図6に示すように、一対の脚部32,33が、凹接点81の一対の接点部82、83を互いに離れる方向に押し広げる一方、押し広げられた凹接点81の一対の接点部82、83が、一対の脚部32,33を互いに接近する方向に撓ませる。このとき、一対の脚部32,33は、その外面が凹接点81の一対の接点部82、83と接触した状態で、滑りながら移動する。
一方、各プローブピン10を検査対象物80から離して、一対の脚部32,33を検査対象物80の凹接点81の隙間84から抜去していくと、凹接点81の一対の接点部82,83が互いに接近する方向に復帰すると共に、一対の脚部32,33が互いに離れる方向に復帰する。このとき、一対の脚部32,33は、その外面が凹接点81の一対の接点部82、83と接触した状態で、滑りながら移動する。
このように、一実施形態のプローブピン10では、プローブピン10の検査対象物80への挿抜時に、一対の脚部32,33が、凹接点81の一対の接点部82、83と接触した状態で滑りながら、すなわち、ワイピングしながら移動する。このため、一対の脚部32,33の一対の接点部321,331の一対の外面上あるいは凹接点81の一対の接点部82,83の表面上に異物が付着している場合であっても、一対の脚部32,33の一対の接点部321,331と凹接点81の一対の接点部82,83との間のワイピングにより異物を擦り取るので、異物による導通不良を回避して、接触信頼性を確保できる。
また、一対の脚部32,33の各々が、互いに接近する方向に撓み可能になっており、この一対の脚部32,33の間に、互いに接近する方向に変形可能な隙間34を有している。これにより、一対の脚部32,33の一対の接点部321,331が、凹接点81の一対の接点部82,83に接触した状態で移動する距離を長くすることができ、ワイピング効果を高めることができる。
また、第1接触部30が、一対の脚部32,33を連結する脚連結部71を有している。脚連結部71の位置を調整することにより、一対の脚部32,33の撓み量を調整できる。
また、第1接触部30が、一対の脚部32,33の一対の接点部321,331を連結する接点連結部70を有している。これにより、一対の接点部321,331が一体化されるので、一対の脚部32,33の検査対象物80の凹接点81の隙間84への挿入が容易になる。
また、弾性部20のZ方向(長手方向)に延びる中心線CL1と、一対の脚部32,33のZ方向に延びる中心線CL2とは、一致せず、互いにずれている。よって、2つのプローブピン10をソケット1の一対の収納部2に収納するとき、中心線CL2が弾性部20の中心線CL1と一致するように一対の脚部32,33を配置した状態に対して、2つのプローブピン10の各支持部31の互いに接近した側の端部に一対の脚部32,33を配置した状態では、検査対象物80の隣接する2つの凹接点81のピッチを狭くした狭ピッチに対応することができる。
また、一対の脚部32,33の先端の一対の接点部321,331に、湾曲面35が設けられ、一対の脚部32,33の外面に、弾性部20の付勢方向に向かうに従って互いに接近する平面または湾曲凹面の傾斜面36が設けられている。これにより、検査対象物80の凹接点81の隙間84に一対の脚部32,33をスムーズに案内することができる。
なお、プローブピン10は、互いに接近する方向に撓み可能な一対の脚部32,33の一対の接点部321,331の間に、互いに接近する方向に変形可能な隙間34を有していれば、安定した接触を確保し続けることができる。
例えば、一対の脚部32,33は、両方とも撓み可能な構成に限定されるものではなく、少なくとも一方が撓み可能であればよい。
また、一対の脚部32,33の湾曲面35および傾斜面36は、省略してもよいし、一対の脚部32,33のいずれか一方または両方に設けてもよい。また、湾曲面35のみ設けてもよいし、傾斜面36のみ設けてもよい。ただし、凹接点81に対する、より安定した接触を確保するためには、湾曲面35又は傾斜面36を配置したほうがよい。
また、狭ピッチに対応する必要がない場合には、弾性部20のZ方向に伸びる中心線CL1と、一対の脚部32,33のZ方向に伸びる中心線CL2とが一致するように、プローブピン10を構成してもよい。
また、接点連結部70は、湾曲面72に代えて、例えば、図7に示すように、一対の接点部321,331の湾曲面35に連続する傾斜面73を有するように構成してもよい。なお、一対の脚部32,33の間の隙間34は、分割する場合に限らず、図7に示すように、脚連結部71を省略して一体にしてもよい。
また、接点連結部70は、図8,図9に示すように、省略することができる。この場合、例えば、一対の接点部321,331の外面の各々に傾斜面36を設けることで、一対の脚部32,33の検査対象物80の凹接点81の隙間84への挿入が容易になる。
なお、一対の脚部32,33は、図8,図9に示すように、長手方向に延びる中心線CL2に対して対称に設けてもよいし、図10に示すように、長手方向の長さが異なるように設けてもよい。
また、プローブピン10は、弾性部20および第1,第2接触部30,40を一体に形成する場合に限らない。例えば、図11に示すように、第1,第2接触部130,140をそれぞれ別体に構成してもよい。
この場合、第1,第2接触部130,140の各々は、その一部が弾性体としてのコイルばね120の内部に位置し、板面が相互に直交するように連結されている。なお、図7では、第1接触部130の板面に沿った方向をY方向、第2接触部140の板面に沿った方向をX方向とし、X方向およびY方向に直交する方向をZ方向とする。
第1接触部130は、支持部31からZ方向の上側に延びると共に、コイルばね120の内部に配置される挿入部37を有している。この挿入部37には、板厚方向(X方向)に貫通しかつZ方向に沿って延びる貫通孔38が設けられている。
第2接触部140は、基部41からZ方向の下側に延びると共に、コイルばね120の内部に配置される一対の弾性片44,45を有している。この一対の弾性片44,45の間には、第1接触部130の板厚よりも大きい隙間が設けられている。一方の弾性片44の先端には、第1接触部130の貫通孔38に嵌合可能な突起46が設けられている。この突起46を貫通孔38に嵌合することで、第1,第2接触部130,140が連結されている。また、他方の弾性片45の先端には、第1,第2接触部130,140を連結したときに第1接触部130の挿入部37の貫通孔38と支持部31との間の表面に接触する突起47が設けられている。
なお、コイルばね120は、第1,第2接触部130,140を連結した状態では、その両端が第1接触部130の支持部31と第2接触部の基部41とで支持され、常時圧縮されるようになっている。
前記実施形態で述べた構成要素は、適宜、組み合わせてもよく、また、適宜、選択、置換、あるいは、削除してもよいことは、勿論である。
本発明のプローブピンは、
長手方向に沿って伸縮する弾性部と、
前記弾性部の一端から前記長手方向に沿って延在しかつ互いに接近する方向に撓み可能な一対の脚部を有し、前記一対の脚部の先端に配置されかつ前記一対の脚部を介して前記弾性部により前記長手方向に沿った方向に付勢されかつ検査対象物の凹接点に接触可能な一対の接点部を有する第1接触部と、
前記弾性部の他端に配置されかつ前記弾性部により前記第1接触部の付勢方向とは反対方向に付勢されかつ前記第1接触部と電気的に接続された第2接触部と、
を備え、
前記一対の脚部の間に、隙間を有している。
本発明のプローブピンによれば、一対の脚部が凹接点に対して接近する方向に自在に撓みつつ、一対の接点部が凹接点に接触することにより、凹接点に安定して接続できる。また、一対の脚部の一対の接点部と凹接点と相互に接触した状態で滑りながら移動するので、ワイピング効果により、一対の脚部の一対の接触部および凹接点の表面に付着した異物による導通不良を回避できる。
一実施形態のプローブピンでは、
前記一対の脚部の前記一対の接点部を連結する接点連結部を有している。
前記実施形態によれば、一対の接点部が一体化されるので、一対の脚部の検査対象物の凹接点への挿入が容易になる。
一実施形態のプローブピンでは、
前記第1接触部が、前記一対の脚部と前記一対の接点部との境界に設けられ、前記一対の脚部を連結する脚連結部を有する、請求項1または2に記載のプローブピン。
前記実施形態によれば、脚連結部の位置を調整することにより、一対の脚部の撓み量を調整できる。
一実施形態のプローブピンでは、
前記一対の脚部の前記長手方向沿いの中心線と、前記弾性部の前記長手方向沿いの中心線とがずれている。
前記実施形態のプローブピンによれば、長手方向沿いの中心線が弾性部の長手方向沿いの中心線と一致するように一対の脚部を配置した状態に対して、長手方向沿いの中心線が弾性部の長手方向沿いの中心線と一致せず、互いにずれるように一対の脚部を配置した状態では、検査対象物の隣接する2つの凹接点のピッチを狭くした狭ピッチに対応することができる。
一実施形態のプローブピンでは、
前記第1接点部の前記一対の脚部の前記一対の接点部の各々が、湾曲面を有している。
前記実施形態のプローブピンによれば、一対の脚部を凹接点にスムーズに案内することができる。
一実施形態のプローブピンでは、
前記第1接触部の前記一対の脚部の前記一対の接点部の相互に向かい合う面とは反対側の面の少なくとも一方に、前記弾性部の付勢方向に向かうに従って互いに接近する傾斜面を有している。
前記実施形態のプローブピンによれば、一対の脚部を凹接点にスムーズに案内することができる。
本発明のプローブピンは、例えば、端子として雌コネクタを有する液晶パネルの検査に用いる検査ユニットに適用できる。
1 ソケット
2 収納部
3 溝部
4 貫通孔
10 プローブピン
20 弾性部
120 コイルばね
21 直線部
22 湾曲部
23 貫通孔
221 第1湾曲部
222 第2湾曲部
30,130 第1接触部
31 支持部
32,33、132,133 脚部
321,331 接点部
34 隙間
35 湾曲面
36 傾斜面
37 挿入部
38 貫通孔
40,140 第2接触部
41 基部
42 突出部
43 貫通孔
44,45 弾性片
46,47 突起
70 接点連結部
71 脚連結部
72 湾曲面
73 傾斜面
80 検査対象物
81 凹接点
82,83 接点部
84 隙間
90 基板
91 端子
CL0 中心線(ソケット)
CL1 中心線(弾性部)
CL2 中心線(一対の脚部)
L1 (第1湾曲部の頂点を結ぶ)直線
L2 (第2湾曲部の頂点を結ぶ)直線
W1 弾性部の幅
W2 支持部の幅
P1 (隣接プローブピンの突出部間の)ピッチ
P2 (隣接するプローブピンの脚部間の)ピッチ

Claims (3)

  1. 第1方向に沿って伸縮する弾性部と、
    前記弾性部の前記第1方向の一端に配置された第1接触部と、
    前記弾性部の前記第1方向の他端に配置された第2接触部と
    を備える、板状のプローブピンであって、
    前記弾性部が、
    前記第1方向に交差する第2方向に沿って延びる複数の直線部と、
    前記直線部における前記第2方向の一方の端部に接続された湾曲部と
    を有し、
    前記直線部および前記湾曲部が前記第1方向に沿って交互に連続して配置され、
    前記第1接触部は、前記第1方向において前記第1接触部の最も近くに配置された前記直線部である第1直線部に対して、前記第2方向の一端側で接続され、
    前記第2接触部は、前記第1方向において前記第2接触部の最も近くに配置された前記直線部である第2直線部に対して、前記第2方向において前記第1接触部と同一側で接続され、
    前記直線部の幅方向の中間および前記湾曲部の幅方向の中間にはそれぞれ貫通孔が設けられ、前記貫通孔は前記直線部および前記湾曲部の各々を前記第1方向および前記第2方向に交差する板厚方向に貫通しかつ前記直線部および前記湾曲部の形状に沿って延びており、
    前記プローブピンの板厚方向に沿って見た場合に、前記第1接触部の前記第2方向の前記一端側の外形線と、前記第1直線部の第2接触部側の外形線とが、前記湾曲部の径方向外側の外形線を介して接続されると共に、
    前記貫通孔が、前記第1接触部に接続された前記湾曲部まで延びて、前記第1接触部の前記第2方向の前記一端側の外形線が、前記第1方向に延びている、プローブピン。
  2. 前記貫通孔が、
    前記第1方向において前記第2接触部に最も近い前記直線部から、前記第1接触部に接続された前記湾曲部まで、前記直線部および前記湾曲部の形状に沿って延びている、請求項1のプローブピン。
  3. 少なくとも一対の請求項1または2のいずれか1つのプローブピンと、
    少なくとも一対の前記プローブピンを収容可能なソケットと
    を備え、
    少なくとも一対の前記プローブピンは、相互に間隔を空けかつ前記第1接触部が隣接した状態で前記ソケットに収容され、
    前記ソケットは、少なくとも一対の前記プローブピンの間を通る仮想平面に対して対称に設けられている、検査ユニット。
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