TWI585414B - Probe pin and probe unit with this probe pin - Google Patents

Description

探針銷及具備此探針銷的探針單元

本發明係有關探針銷(probe pin)及具備此探針銷的探針單元(probe unit)。

就探針銷而言，習知技術中係有下述專利文獻1所記載的探針銷。該習知技術的探針銷係具備：圓筒形狀的筒套(sleeve)；連接端子，係設置在筒套的一端部；接觸銷(contact pin)，係在筒套內滑動(slide)移動；形狀記憶合金構件，係連結連接端子與接觸銷；及線圈(coil)彈簧，係配置在筒套的另一端與接觸銷之間。

先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1 日本國特開平2-150773號公報

此外，習知技術的前述探針銷係亦有結合插筒(receptacle)構成探針單元來使用。在此種習知技術的探針單元之中，係有將插筒與探針銷嵌合而確保插筒與探針銷間的導通之探針單元。

然而，在前述探針單元中，係有每次更換探針銷時會刮削插筒的內周面而造成插筒與探針銷間形成間隙的情形。此時，係有探針銷與插筒間的接觸變得不穩定而導致接觸可靠度降低的問題。

鑒於上述問題，本發明係以提供接觸可靠度高的插筒用探針銷及具備此探針銷的探針單元為課題。

為了解決前述課題，本發明的探針銷係具備：線圈彈簧，係沿著中心線伸縮；導電性的第1柱塞，係具有從前述線圈彈簧的一端沿著前述中心線插入之第1插入部、及設有支承前述線圈彈簧的支承部之第1接觸部；及導電性的第2柱塞，係具有從前述線圈彈簧的另一端沿著前述中心線插入且以能夠滑動移動之方式連結至前述第1插入部之第2插入部、及設有支承前述線圈彈簧的支承部之第2接觸部。在前述第1或第2接觸部的至少其中任一者設有從前述接觸部往外推的彈性彈簧部。

依據本發明的探針銷，係在第1或第2接觸部的至少其中任一者設有從接觸部往外推的彈性彈簧部。因此，例如，當將該探針銷插入插筒，彈性彈簧部便推壓插筒的內周面，因此插筒與探針銷間不會發生鬆動，能夠使兩者始終以預定的接觸壓力接觸。藉此，能夠提高插筒與探針銷間的接觸穩定性。

就本發明的實施形態而言，係亦可構成為：前述彈性彈簧部設在前述第1及第2接觸部。

依據本實施形態，係在第1及第2接觸部的各者設有彈性彈簧部，因此，例如在將該探針銷插入到插筒時，第1、第2接觸部的彈性彈簧部係推壓插筒的內周面。因此，能夠確實地防止探針銷的鬆動，並且能夠提高插筒與探針銷間的接觸穩定性。

就本發明的實施形態而言，係亦可構成為：前述第1、第2柱塞以電鑄法形成。

依據本實施形態，能夠以高精度形成第1、第2柱塞。因此，能夠提高插筒與探針銷間的接觸穩定性。

本發明的探針單元係具備：前述探針銷；及插筒，係具有收納該探針銷且供前述彈性彈簧部配置的收納部。

依據本發明的探針單元，藉由前述探針銷，能夠容易地提高接觸穩定性。

1‧‧‧插筒

2、102、202、302、402、502、602‧‧‧探針銷

10‧‧‧第1柱塞

11‧‧‧被夾持部

12‧‧‧接觸部

13‧‧‧導引溝

14‧‧‧基部

15‧‧‧前端部

16‧‧‧彈性彈簧部

20‧‧‧第2柱塞

21‧‧‧接觸部

22‧‧‧第1彈性片

23‧‧‧第2彈性片

24‧‧‧接點部

25‧‧‧線圈彈簧支承部

26‧‧‧導引突起

27‧‧‧接觸突起

30‧‧‧線圈彈簧

41‧‧‧第1殼體

42‧‧‧第2殼體

43‧‧‧收納部

44‧‧‧開口部

45‧‧‧底面

161‧‧‧中央連結部

162、163、164、168‧‧‧彈性彎曲部

165‧‧‧突起

166‧‧‧切孔部

167‧‧‧彈性臂部

第1圖係具備本發明第1實施形態的探針銷之探針單元的側視圖。

第2圖係本發明第1實施形態的探針銷的立體圖。

第3圖係第2圖的探針銷的X箭頭方向視圖。

第4圖係第2圖的探針銷的Y箭頭方向視圖。

第5圖係第2圖的探針銷的Z箭頭方向視圖。

第6圖係第2圖的探針銷的立體分解圖。

第7圖係第1圖的探針單元的縱剖面圖。

第8圖係第7圖的縱剖面圖的局部放大圖。

第9圖係本發明第2實施形態的探針銷的立體圖。

第10圖係第9圖的探針銷的X箭頭方向視圖。

第11圖係第9圖的探針銷的Y箭頭方向視圖。

第12圖係第9圖的探針銷的Z箭頭方向視圖。

第13圖係第9圖的探針銷的立體分解圖。

第14圖係本發明第3實施形態的探針銷的立體圖。

第15圖係第14圖的探針銷的X箭頭方向視圖。

第16圖係第14圖的探針銷的Y箭頭方向視圖。

第17圖係第14圖的探針銷的Z箭頭方向視圖。

第18圖係第14圖的探針銷的立體分解圖。

第19圖係本發明第4實施形態的探針銷的立體圖。

第20圖係第19圖的探針銷的X箭頭方向視圖。

第21圖係第19圖的探針銷的Y箭頭方向視圖。

第22圖係第19圖的探針銷的Z箭頭方向視圖。

第23圖係第19圖的探針銷的立體分解圖。

第24圖係本發明第5實施形態的探針銷的立體圖。

第25圖係第25圖的探針銷的X箭頭方向視圖。

第26圖係第25圖的探針銷的Y箭頭方向視圖。

第27圖係第25圖的探針銷的Z箭頭方向視圖。

第28圖係第25圖的探針銷的立體分解圖。

第29圖係本發明第6實施形態的探針銷的立體圖。

第30圖係第29圖的探針銷的X箭頭方向視圖。

第31圖係第29圖的探針銷的Y箭頭方向視圖。

第32圖係第29圖的探針銷的Z箭頭方向視圖。

第33圖係第29圖的探針銷的立體分解圖。

第34圖係本發明第7實施形態的探針銷的立體圖。

第35圖係第34圖的探針銷的X箭頭方向視圖。

第36圖係第34圖的探針銷的Y箭頭方向視圖。

第37圖係第34圖的探針銷的Z箭頭方向視圖。

第38圖係第34圖的探針銷的立體分解圖。

以下，參照添附圖式說明本發明的實施形態。另外，在以下的說明中，於說明圖式中所揭示的構成時係使用「上」、「下」、「左」、「右」等表示方向的用語及含有該些用語的其他用語，而使用該些用語的目的在於幫助容易透過圖式理解實施形態。因此，該些用語未必代表本發明實施形態於實際使用時的方向，不應以該些用語限定解釋申請專利範圍所記載發明的技術範圍。

(第1實施形態)

如第1圖所示，具備本發明第1實施形態的探針銷之探針單元100係具備插筒1、及插入該插筒1的探針銷2。

如第2圖至第6圖所示，探針銷2係以第1柱塞10、第2柱塞20、及線圈彈簧30構成。第1、第2柱塞10、20各具有導電性，例如以電鑄法形成。

如第6圖所示，第1柱塞10係以下述構件構成：被夾持部11，係屬於第1插入部之一例，為有大致同一板厚的矩形的板形狀；及接觸部12，係屬於第1接觸部之一例。另外，以與第1柱塞10的板厚方向正交之面為主要面，以與該主要面正交且平行於板厚方向之面為側面。

從主要面觀看，被夾持部11係具有矩形形狀，在該主要面的前端側(第6圖中的上側)設有貫通被夾持部11的導引(guide)溝13。該導引溝13係為沿著被夾持部11的長邊方向延伸的矩形形狀，且具有比第2柱塞20的板厚大的寬度。

接觸部12係以下述構件構成：基部14，係屬於支承部之一例，從主要面觀看為大致矩形形狀，具有比被夾持部11大的寬度，與被夾持部11相連續；前端部15，係具有形成為圓弧狀的自由端；及彈性彈簧部16，係設在基部14與前端部15之間。

彈性彈簧部16係以下述構件構成：中央連結部161；及彈性彎曲部162，係在該中央連結部161的兩側隔著間隙設置。從主要面觀看，中央連結部161係具有矩形形狀，與基部14及前端部15連結。從主要面觀看，彈性彎曲部162係具有從接觸部12的側面往外推的圓弧形狀，與基部14及前端部15的寬度方向的兩端分別連結。

另外，第1柱塞10係相對於主要面的寬度方向的中心線而對稱形成。

如第6圖所示，第2柱塞20係以下述構件構成：接觸部21，係屬於第2接觸部之一例，為有大致同一板厚的延伸成直線狀的板形狀；及第1、第2彈性片22、23，係屬於第2插入部之一例，設在接觸部21的基端(第6圖中的下端)。另外，以與第2柱塞20的板厚方向正交之面為主要面，以與該主要面正交且平行於板厚方向之面為側面。

從主要面觀看，接觸部21係具有大致矩形形狀，在其前端(第6圖中的上端)係設有從主要面觀看為V字形的接點部24。該接點部24係具有比接觸部21大的寬度。此外，在接觸部21的基端(第6圖中的下端)係以從接觸部21的側面突出之方式設有線圈彈簧支承部25，該線圈彈簧支承部25係屬於支承部之一例。

從主要面觀看，第1、第2彈性片22、23係為矩形形狀，分別具有比接觸部21小的寬度。該第1、第2彈性片22、23係分別配置在接觸部21的基端的寬度方向的兩端，隔著間隔彼此大致平行地沿著接觸部21的長邊方向延伸。在第1、第2彈性片22、23之間係形成有比第1柱塞10的板厚大的間隙。亦即，第1、第2彈性片22、23係以相對向的側面即內側面間的距離比第1柱塞10的板厚大，內側面的相反側的側面即外側面間的距離大致等於接觸部21的寬度之方式設置。此外，第1、第2彈性片22、23係長度相異，第1彈性片22比第2彈性片23短。

在第1彈性片22的內側面的前端，係以朝第2彈性片23突出之方式設有導引突起26。此外，在第2彈性片23的內側面的前端，係以朝第1彈性片22突出之方式設有接觸突起27。該接觸突起27係以在第1彈性片22的導引突起26嵌合到第1柱塞10的導引溝13的狀態下，始終接觸第1柱塞10的被夾持部11之方式配置。

線圈彈簧30係例如以碳鋼或不鏽鋼形成，以沿著其中心線伸縮之方式形成。如第2圖至第5圖所示，該線圈彈簧30係具有比第1柱塞10的被夾持部11的寬度及第2柱塞20的接觸部21的寬度稍大的內徑。此外，線圈彈簧30係具有與第1柱塞10的接觸部12的寬度及第2柱塞20的設有線圈彈簧支承部25之部位的寬度大致相同的外徑。

另外，線圈彈簧30的彈簧長度係調整為：在第2圖至第5圖所示的狀態下、亦即在第1柱塞10與第2柱塞20彼此組合的狀態下，其兩端由第1柱塞10的基部14與第2柱塞20的線圈彈簧支承部25所支承，且始終被壓縮。

插筒1係以導電性的材料形成，如第7圖所示，由具有細長圓筒形狀的第1、第2殼體(housing)41、42構成。第1、第2殼體41、42係分別具有不同大小的直徑，以排列成一直線之方式配置且結合為一體。此外，在第1殼體41的內部，係設有能夠收納探針銷2的收納部43。在該收納部43，係設有在插筒1 的一端形成開口的圓形的開口部44，且構成為供探針銷2的彈性彈簧部16配置。

另外，收納部43係具有比探針銷2的第1柱塞10的被夾持部11的寬度大、比彈性彈簧部16局部的寬度小的直徑。

接著，針對具備第1實施形態的探針銷2之探針單元100的組裝步驟進行說明。

首先，組裝探針銷2。首先，從線圈彈簧30的一端側，將第1柱塞10沿著線圈彈簧30的中心線插入，另一方面，從線圈彈簧30的另一端側，將第2柱塞20沿著線圈彈簧30的中心線插入。此時，第1柱塞10係從被夾持部11側插入線圈彈簧30內部，第2柱塞20係從第1、第2彈性片22、23側插入線圈彈簧30內部。此外，如第5圖所示，第1、第2柱塞10、20係以第1柱塞10的主要面與第2柱塞20的主要面成為正交之方式插入。

當將第2柱塞20往線圈彈簧30的內部插入，第2彈性片23的接觸突起27便與第1柱塞10的被夾持部11接觸。接著，第2彈性片23往與探針銷2的插入方向正交之方向彈性變形，第2彈性片23的接觸突起27係插入第1柱塞10的導引溝13。

在第2彈性片23的接觸突起27插入到第1柱塞10的導引溝13後，將第2柱塞20往線圈彈簧30的內部插入時，第1彈性片22的導引突起26便與第1柱塞10的被夾持部11接觸。接著，第1彈性片22朝與 探針銷2的插入方向正交之方向的彈性變形，以第1彈性片22與第2彈性片23夾持被夾持部11。

在以第1彈性片22與第2彈性片23夾持被夾持部11後，將第2柱塞20往線圈彈簧30的內部再進一步插入，第2彈性片23的接觸突起27便與導引溝13的端部(第6圖中的下端)接觸。接著，第2彈性片23朝與探針銷2的插入方向正交之方向彈性變形，接觸突起27係與被夾持部11的基端側(第6圖的導引溝64的下側)接觸。此外，第1彈性片22的導引突起26係插入導引溝13，連結起第1、第2柱塞10、20。藉此，探針銷2的組裝便完成。

當探針銷2的組裝完成，便將該探針銷2從第1柱塞10側插入插筒1內。當將探針銷2往插筒1內插入，探針銷2的彈性彈簧部16的彈性彎曲部162便與插筒1的開口部44側的端面接觸，一邊彈性變形一邊被推入插筒1內。因此，如第8圖所示，探針銷2係在彈性彈簧部16插入至插筒1內後，一邊以彈性彎曲部162推壓收納部43的內周面，一邊插入插筒內。

接著，如第7圖所示，將探針銷2往插筒1內插入直到第1柱塞10的前端部15與收納部43的底面45接觸為止，探針單元100的組裝步驟便結束。

接著，針對收納在插筒1的探針銷2的動作進行說明。

收納在插筒1的初始狀態的探針銷2係如第7圖所示，第2柱塞20的包括接點部24在內的一部分係從插筒1的開口部44突出。

在此初始狀態的探針銷2中，第1柱塞10的被夾持部11與第2柱塞20的接觸突起27係接觸在一起，並且第1柱塞10的彈性彈簧部16的彈性彎曲部162係推壓著插筒1的內周面。因此，探針銷2不會鬆動，與插筒1始終接觸且彼此導通著。

當在初始狀態的探針銷2的第2柱塞20的接點部24施加力，將第2柱塞20朝插筒1內推入，第2柱塞20的第1彈性片22的導引突起26便開始沿著第1柱塞10的導引溝13滑動移動。此時，施加在第2柱塞20的力經由第2柱塞20的線圈彈簧支承部25而傳遞到線圈彈簧30，線圈彈簧30漸漸受到壓縮。

當將第2柱塞20朝插筒1內再進一步推入時，第2柱塞10、20的接點部24便被完全推入插筒1內，第1、第2柱塞10、20的滑動移動係停止。

在第1、第2柱塞10、20停下來後，當釋放施加在第2柱塞10、20的接點部24的力時，第2柱塞20便藉由線圈彈簧30的回彈力而回復為第7圖所示的初始狀態。

在前述探針單元100中，第1柱塞10的彈性彈簧部16的彈性彎曲部162係推壓著插筒1的內周面。因此，插筒1與探針銷2間不會發生鬆動，始終以預定的接觸壓力接觸著。因此，能夠提高插筒1與探針銷2間的接觸穩定性。

此外，藉由以彈性彈簧部16推壓插筒1的內周面，使插筒1與探針銷2接觸著。因此，即便因 針銷2的更換造成插筒1與探針銷2間的間隙變寬，仍能夠使插筒1與探針銷2確實地接觸。

在第1實施形態的探針銷2中，第2柱塞20的第2彈性片23的接觸突起27係始終與第1柱塞10的被夾持部11的基端側(第6圖的導引溝64的下側)接觸著。因此，能夠提高第1、第2柱塞10、20間的接觸穩定性。

此外，第2柱塞20的導引突起26係沿著第1柱塞10的導引溝13滑動移動。藉此，能夠正確地檢測第1柱塞10的被夾持部11與第2柱塞20的接觸突起27接觸的接觸位置。

(第2實施形態)

第9圖至第13圖係顯示第2實施形態的探針銷102之圖。在本第2實施形態中，與第1實施形態相同的部分標註相同的元件符號並省略其說明，僅針對與第1實施形態不同的點進行說明。

第2實施形態的探針銷102係如第9圖至第13圖所示，與第1實施形態的探針銷2的不同點在於：除了設在第1柱塞10的接觸部12之彈性彈簧部16之外，在第2柱塞20的接觸部21的接點部24與線圈彈簧支承部25之間也設有彈性彈簧部16。

如上述，不僅在第1柱塞，連在第2柱塞也設置彈性彈簧部，藉此，能夠確實地防止探針銷插入到插筒時的鬆動，從而能夠使插筒與探針銷確實地接觸。

(第3實施形態)

第14圖至第18圖係顯示第3實施形態的探針銷202之圖。在本第3實施形態中，與第1實施形態相同的部分標註相同的元件符號並省略其說明，僅針對與第1實施形態不同的點進行說明。

第3實施形態的探針銷202係如第14圖至第18圖所示，與第1實施形態的探針銷2的不同點在於：並未在第1柱塞10的接觸部12設置彈性彈簧部16，而是在第2柱塞20的接觸部21的接點部24與線圈彈簧支承部25間設有彈性彈簧部16。

如上述，彈性彈簧部係只要設置在第1、第2柱塞的至少其中任一者即可。藉此，能夠擴大探針銷的設計自由度。

(第4實施形態)

第19圖至第23圖係顯示第4實施形態的探針銷302之圖。在本第4實施形態中，與第1實施形態相同的部分標註相同的元件符號並省略其說明，僅針對與第1實施形態不同的點進行說明。

第4實施形態的探針銷302係如第19圖至第23圖所示，與第1實施形態的探針銷2的不同點在於：在第1柱塞10的接觸部12設有具有懸臂狀的彈性彎曲部163之彈性彈簧部116。

如上述，彈性彈簧部的形狀係能夠配合探針銷的設計等而適當變更，從而能夠擴大探針銷的設計自由度。

(第5實施形態)

第24圖至第28圖係顯示第5實施形態的探針銷402之圖。在本第5實施形態中，與第1實施形態相同的部分標註相同的元件符號並省略其說明，僅針對與第1實施形態不同的點進行說明。

第5實施形態的探針銷402係如第24圖至第28圖所示，與第1實施形態的探針銷2的不同點在於：在第1柱塞10的接觸部12設有具有彈性彎曲部164的彈性彈簧部216。在該彈性彎曲部164係設有從接觸部12的寬度方向外側的側面突出的兩個突起165。突起165係相對於將兩個彈性彎曲部164的長邊方向的中心連結起來的直線而對稱配置。

如此，藉由在彈性彎曲部設置突起，便能夠調節彈性彈簧部推壓插筒內周面的推壓力。藉此，能夠擴大探針銷的設計自由度。

(第6實施形態)

第29圖至第33圖係顯示第6實施形態的探針銷502之圖。在本第6實施形態中，與第1實施形態相同的部分標註相同的元件符號並省略其說明，僅針對與第1實施形態不同的點進行說明。

第6實施形態的探針銷502係如第29圖至第33圖所示，與第1實施形態的探針銷2的不同點在於：在第1柱塞10的接觸部12設有彈性彈簧部316。彈性彈簧部316係以下述構件構成：矩形的切孔部166，係形成在接觸部12的主要面中央；及彈性臂部167，係連結至該切孔部166的一短邊，且沿板厚方向彎起。此外，該彈性臂部167的前端係朝向接觸部12的主要面彎折。

如上述，彈性彈簧部並不並限於從接觸部的側面往外推的形式，亦能夠以從接觸部的主要面往外推之方式設置。藉此，能夠擴大探針銷的設計自由度。

(第7實施形態)

第34圖至第38圖係顯示第7實施形態的探針銷602之圖。在本第6實施形態中，與第1實施形態相同的部分標註相同的元件符號並省略其說明，僅針對與第1實施形態不同的點進行說明。

第7實施形態的探針銷602係如第34圖至第38圖所示，與第1實施形態的探針銷2的不同點在於：在第1柱塞10的接觸部12設有具有波紋(bellows)狀的彈性彎曲部168之彈性彈簧部416。

如上述，彈性彈簧部的形狀係能夠配合探針銷的設計等而適當變更，從而能夠擴大探針銷的設計自由度。

(其他實施形態)

第1柱塞10的前端部15的自由端的形狀並不限於圓弧狀，亦能夠配合探針銷的設計等而適當選擇三角形或四角形等。

第2柱塞20的第1彈性片22的導引突起26係只要能夠插入嵌合至第1柱塞10的導引溝13並且能夠在導引溝13內滑動移動即可，形狀、大小等係能夠適當選擇。

第2柱塞20的第2彈性片23的接觸突起27係能夠配合設計而適當選擇形狀或大小等。藉由變更接觸突起27的形狀等，便能夠調整第2彈性片23對第1柱塞10的被夾持部11的偏置力。

第1、第2柱塞10、20的板厚並不限於同一板厚，亦可構成為依部位而具有不同板厚。

第1、第2柱塞10、20係亦能夠配合設計而進行鍍覆、塗覆(coating)等表面處理。

第1、第2柱塞10、20並不限於以電鑄法形成，只要為能夠形成第1至第7實施形態的探針銷2、102、202、302、402、502、602之方法，便能夠自由選擇。

雖係在第1柱塞10設置有具有導引溝13之被夾持部11，在第2柱塞20設置有第1、第2彈性片22、22，但並不以此為限。例如，亦可在第1柱塞設置第1、第2彈性片，在第2柱塞設置具有導引溝的被夾持部。

第1、第2柱塞10、20係只要能夠在從線圈彈簧30的兩端分別插入時相互滑動移動且能夠導通，則能夠採用任意構成。

無庸贅言，上述第1至第7實施形態及變形例中所述的構成要素係亦可適當組合，此外，亦可適當選用、置換、或刪除。

產業上的利用可能性

本發明的探針銷及探針單元係例如能夠適用於半導體積體電路及半導體元件(device)等的檢查單元。

2‧‧‧探針銷

10‧‧‧第1柱塞

11‧‧‧被夾持部

12‧‧‧接觸部

13‧‧‧導引溝

14‧‧‧基部

15‧‧‧前端部

16‧‧‧彈性彈簧部

20‧‧‧第2柱塞

21‧‧‧接觸部

22‧‧‧第1彈性片

23‧‧‧第2彈性片

24‧‧‧接點部

25‧‧‧線圈彈簧支承部

26‧‧‧導引突起

27‧‧‧接觸突起

30‧‧‧線圈彈簧

161‧‧‧中央連結部

162‧‧‧彈性彎曲部

Claims (4)

1. 一種探針銷，係具備：線圈彈簧，係沿著中心線伸縮；導電性的第1柱塞，係具有從前述線圈彈簧的一端沿著前述中心線插入之第1插入部、及設有支承前述線圈彈簧的支承部之第1接觸部；及導電性的第2柱塞，係具有從前述線圈彈簧的另一端沿著前述中心線插入且以能夠滑動移動之方式連結至前述第1插入部之第2插入部、及設有支承前述線圈彈簧的支承部之第2接觸部；在前述第1或第2接觸部的至少其中任一者設有從前述接觸部往外推的彈性彈簧部，前述彈性彈簧部係由中央連結部、和在前述中央連結部的兩側隔著間隙而設置的彈性彎曲部所構成。
2. 如請求項1之探針銷，其中前述彈性彈簧部設在前述第1及第2接觸部。
3. 如請求項1或2之探針銷，其中前述第1、第2柱塞以電鑄法形成。
4. 一種探針單元，係具備：請求項1至3中任一項之探針銷；及插筒，係具有收納該探針銷且供前述彈性彈簧部配置的收納部。