TWI646331B - Plunger, contact probe, socket and plunger manufacturing method - Google Patents

Abstract

縮短接觸探針的柱塞的加工時間，提升生產節拍，進而實現降低成本。

接觸探針10具有以衝壓加工製作的管狀之第1柱塞20、第2柱塞30、設於第1柱塞20內的彈簧40、及蓋體50。第1柱塞20具備圓筒部21、於圓筒部21之一方的開口以閉塞前述開口的外周之方式形成的肩部22、及由肩部22的內緣立起並與一方的對象物接觸之接觸部23。接觸部23係藉由從有底圓筒形狀切口折彎而形成。

Description

柱塞、接觸探針、插座及柱塞的製造方法

本發明係有關一種於半導體積體電路等的被檢查電子零件之檢查所使用的柱塞、接觸探針、插座及柱塞的製造方法。

於半導體積體電路等的被檢查電子零件之檢查所使用的插座係保持多數個接觸探針，使構成接觸探針之前端部分的柱塞與被設於被檢查電子零件之端子(電極墊)接觸，將被檢查電子零件和檢查用基板(連接於測定器)藉由接觸探針電性連接。

以圖8進行習知的接觸探針之說明。此圖中，接觸探針具有第1柱塞1、第2柱塞2、管3、及設置於管3內的彈簧4。第1柱塞1被固定在管3之一方的端部。第2柱塞2於管3的內側自由滑動，且第2柱塞2的小徑接觸部2a突出於管3的外側。彈簧4係使第1柱塞1與第2柱塞2往分離的方向偏置。形成於第1柱塞1的前端部之接觸部1a係與被檢查電子零件的端子接觸，第2柱塞2的小徑接觸部2a係與檢查用基板的接觸墊接觸。

然而，習知之第1及第2柱塞1、2兩者皆藉由切削加工來製造。特別是，第1柱塞1係為了使與 被檢查電子零件的端子之間的電性連接穩定而前端分成為四等分形狀，使用刀具(cutter)等的切削工具來進行細微加工，而加工費時為高成本的一個原因。

又，作為以切削加工製作柱塞的周知例係如下述的專利文獻1。

先行技術文獻 專利文獻

專利文獻1 日本國專利第5378273號公報

如同上述，用於進行與被檢查電子零件的端子之間的電性連接的柱塞，為使電性接觸穩定而必需進行前端的加工，但由於以往係使用刀具等的切削工具來進行細微加工，加工耗費時間而使成本提升。

本發明為有鑑於此種狀況而完成者，其目的在於提供一種可縮短加工時間，提升生產節拍，進而可實現降低成本之柱塞、接觸探針、插座及柱塞的製造方法。

本發明的第1態樣係柱塞。該柱塞之特徵為具備：筒部；肩部，於前述筒部之一方的開口以阻塞前述開口的外周之方式形成；及接觸部，由前述肩部的內緣立起，並與一方的對象物接觸。

前述第1態樣中，前述接觸部係沿肩部的內緣折彎形成為佳。

前述第1態樣中，前述肩部的內側係形成為彈簧的一端會抵接之座面為佳。

本發明之第2態樣係接觸探針。該接觸探針之特徵為具備：如前述第1態樣的第1柱塞；第2柱塞，自由滑動地設置於前述第1柱塞的內側，且前端部與另一方的對象物接觸；及彈簧，被配置於前述第1柱塞的內側，且使前述第1及第2柱塞往相互分離的方向偏置。

前述第2態樣中，前述彈簧的一端係與前述肩部之內側的座面抵接，另一端則與前述2之柱塞的基端部抵接為佳。

前述第2態樣中，較佳為具有：蓋體，貫通前述第2柱塞的前端部，並安裝於前述第1柱塞的另一方的開口的緣部。

前述蓋體較佳為具有防脫卡止部，其與形成在前述第1柱塞的開口緣之凸緣狀部卡合。

本發明之第3態樣係插座。該插座係以絕緣支持體支持前述第2態樣之接觸探針為特徵。

本發明之第4態樣係柱塞的製造方法。該柱塞的製造方法之特徵為：透過金屬板之拉伸加工形成有底筒部，在形成前述有底筒部之底部的部分，形成通過前述底部中心並交叉之複數個切口或溝，使前述底部中心附近立起，並藉由切口折彎來形成與一方的對象物接觸之接觸部。

前述第4態樣中，前述切口或溝係以由前述有底筒部外側打入第1衝頭而形成為佳。

前述第4態樣中，於前述有底筒部內側插入芯棒，藉由對於前述芯棒以經常保持一定的位置關係相對移動的前述第1衝頭之打入而形成前述切口或溝，之後，於前述有底筒部內側插入第2衝頭並貫通前述底部且藉由切口折彎來形成前述接觸部為佳。

又，以上之構成要素的任意組合、將本發明的表現以方法或系統等之間進行變換者亦為本發明之有效態樣。

根據本發明，可實現在短時間可加工之柱塞構造，提升生產節拍，進而降低使用了該柱塞之接觸探針及插座的成本。

1、20‧‧‧第1柱塞

2、30‧‧‧第2柱塞

4、40‧‧‧彈簧

10‧‧‧接觸探針

21‧‧‧圓筒部

22‧‧‧肩部

22a‧‧‧座面

23‧‧‧接觸部

24‧‧‧凸緣狀部

40‧‧‧彈簧

50‧‧‧蓋體

51‧‧‧貫通孔

52‧‧‧防脫卡止部

61‧‧‧有底圓筒部

62‧‧‧底部

63、64‧‧‧直線狀V字溝

70‧‧‧芯棒

71、80‧‧‧衝頭

85‧‧‧滑塊

圖1係本發明之實施形態1。圖1(A)為接觸探針之部分剖面的側面圖；圖1(B)為正面圖；圖1(C)為A部的放大剖面圖。

圖2係實施形態1中第1柱塞的前半步驟之製造方法。圖2(A)為將藉金屬薄板的拉伸加工而成的有底圓筒部扎入芯棒，且使第1衝頭與形成為前述有底圓筒部底部的部分對向之狀態的剖面圖；圖2(B)為用於藉前述第1衝頭形成切口或溝之打入狀態的剖面圖；圖2(C)為藉前述第1衝頭而形成切口或溝之前述有底圓筒部的斜視 圖；圖2(D)為形成有通過底部中心而交叉之複數個切口或溝之有底圓筒部的斜視圖。

圖3係實施形態1中第1柱塞的後半步驟之製造方法。圖3(A)為在前述有底圓筒部內側插入了第2衝頭之狀態的剖面圖；圖3(B)為將形成為前述有底圓筒部之底部的部分以第2衝頭折彎之過程的剖面圖；圖3(C)為在形成為前述有底圓筒部之底部的部分使第2衝頭貫通並已折彎之狀態的剖面圖。

圖4係實施形態1中顯示第1柱塞之前端部的斜視圖。

圖5係顯示適用於實施形態1之接觸探針的插座的剖面圖。

圖6係實施形態2中第1柱塞之製造方法。圖6(A)為顯示形成有通過底部中心且交叉之複數個切口或溝之有底圓筒部的斜視圖；圖6(B)為顯示透過折彎而形成接觸部之有底圓筒部的斜視圖。

圖7係顯示實施形態3之第1柱塞的斜視圖。

圖8係習知的接觸探針，呈半剖面的側面圖。

以下，一邊參照圖面一邊詳述本發明之較佳的實施形態。又，顯示於各圖面之相同抑或是同等的構成要素、構件、處理等將賦予相同的元件符號，並適當地省略重複部分的說明。另外，實施形態為例示而並非用以作為限定發明者，實施形態所記述之全部的特徵或其組合亦未必為發明的本質。

圖1至圖5為本發明之實施形態1，圖1顯示接觸探針；圖2至圖4顯示在前述接觸探針使用的第1柱塞；圖5顯示具備接觸探針的插座。

如圖1(A)、圖1(B)、圖1(C)所示，接觸探針10具有：以後述之衝壓加工所製作的管狀的第1柱塞20、第2柱塞30、設於第1柱塞20內的彈簧40、以及蓋體50。

管狀的第1柱塞20，係藉由在拉伸加工導體金屬薄板而成之有底圓筒部的底部切口折彎而形成接觸部23者，具有：圓筒部21、前述圓筒部21之前端側的開口中以自外緣朝向中心阻塞開口外周的方式形成的肩部22、以及由肩部22的內緣立起的4個前述接觸部23。構成肩部22的平面係與圓筒部21的軸方向正交，且接觸部23係與構成肩部22的平面正交。如圖4所示，形成於圓筒部21前端側的4個接觸部23係與一方的對象物，也就是與半導體積體電路等之被檢查電子零件的端子(電極墊)電性接觸，相當於以同樣突出高度分成四等分形狀之構造。各接觸部23係沿著肩部22的內緣而折彎形成，為同形狀的等腰三角形而由肩部22立起。各接觸部的頂角每一者皆為90°。

第2柱塞30為導體金屬製，具有於第1柱塞20的圓筒部21內自由滑動並與其電性連接的大徑部31、較其小徑且自圓筒部21的基端側開口突出之小徑接觸部32。第2柱塞30的小徑接觸部32係與另一方的對象物，也就是與檢查用基板的接觸墊接觸。

彈簧40被配置於第1柱塞20的內側，使第1及第2柱塞20、30相互地往分離的方向偏置，彈簧40的一端抵接於肩部22內側的座面22a，另一端抵接於第2柱塞30的基端部，也就是大徑部31的基端側之端面。

蓋體50具有有底圓筒形狀，於其底部形成有使第2柱塞30的小徑接觸部32貫通但大徑部31不貫通之貫通孔51，且在側面(圓周面)部分以衝壓加工方式形成防脫卡止部52。防脫卡止部52如圖1(C)所示，以由蓋體50的內周面突出的方式往內側折彎，透過將蓋體50壓入第1柱塞20之基端緣的外周而蓋上時，防脫卡止部52與形成於第1柱塞20的開口緣之凸緣狀部24卡合，防止蓋體50脫落，進而防止第2柱塞30冒出。第1柱塞20之開口緣的凸緣狀部24係將以拉伸加工獲得的有底圓筒部由金屬薄板切斷時殘留的形狀。

以圖2至圖4針對管狀的第1柱塞20之製造方法進行詳述。首先，透過衝壓之拉伸加工將導體金屬薄板成形為圓形的杯狀，亦即成形為有底圓筒形狀而製作如圖2(A)所示之有底圓筒部61。接著，先於有底圓筒部61的內側插入芯棒(cored bar)70，在有底圓筒部61的底部62，由外側扎入V字衝頭(punch)71(圖2(B))。此處，芯棒70的中心軸與衝頭71的中心軸作成為一致，兩者在中心軸為一致的狀態下，變得可往接近及分離方向相對移動。又，V字衝頭71係剖面為V字狀且於端面具有較圓形底部62的直徑稍短長度的直線狀凸部72， 衝頭71的打入以有底圓筒部61內側的芯棒70來承受，如圖2(C)，第1直線狀V字溝63形成於有底圓筒部61的底部62之外面的直徑方向上。

接著，使中心軸作為旋轉的中心，在將V字衝頭71對芯棒旋轉90°的位置扎入(打入)有底圓筒部61的底部62，而形成第2直線狀V字溝64。由於第2直線狀V字溝64也形成於底部62的直徑方向，如圖2(D)，第1及第2直線狀V字溝63、64在圓形之底部62的中心點交叉而構成十字溝。此時，透過確保圓形之底部62的圓中心與十字溝之交點的同芯度、及90°之交叉角度的精度，可使利用後加工(切口折彎加工)所獲得的四等分形狀(圖4之被切口折彎的接觸部23)的高度一致。

又，V字衝頭可由有底圓筒部61的底部62內側扎入，但由外側扎進V字溝會如後述，在自內側以衝頭80扎進有底圓筒部61的底部62而形成接觸部時較可漂亮的形成四等分形狀。

藉由上述的前步驟形成由第1及第2直線狀V字溝63、64構成的十字溝後，如圖3(A)所示，在有底圓筒部61的內側，插入具有前端形成為圓錐之圓柱狀前端部81的衝頭80，且以引導底部62之外側面的外周部的方式使滑塊85由衝頭80的相反側予以抵接。滑塊85具有比圓柱狀前端部81更大徑且可收納圓柱狀前端部81之深度的圓柱狀凹部86，圓柱狀凹部86的周圍的平坦面87與底部62抵接。此時，衝頭80的中心軸(通 過圓柱前端部81的頂點)與滑塊85的中心軸(通過圓柱狀凹部86的中心)一致，兩者在中心軸一致的狀態下，形成為可在接近及分離方向相對地移動。

接著，如圖3(B)所示以衝頭80的圓柱狀前端部81扎進有底圓筒部61的底部62中心，然後如圖3(C)所示使圓柱狀前端部81貫通底部62。根據此構成，在前步驟被形成於底部62之十字溝的一部分會斷裂，斷裂後的4個等腰三角形的部分會於外側彎曲立起，如圖4藉由切口折彎來形成接觸部23作為第1柱塞20的接點部分。又，滑塊85的平坦面87所抵接之有底圓筒部61的底部62的部分係形成為柱塞20的肩部22，而有底圓筒部61之圓筒形狀的側面部分形成為圓筒部21。

圖5顯示具有複數根實施形態1之接觸探針10的插座15。在插座15之作為絕緣支持體的殼體16形成相互平行的空洞部17，於各空洞部17分別配置且支持接觸探針10。蓋體50係與空洞部17的中間位置的段部18抵接並以第1柱塞20不往前端方向脫落的方式保持。亦即，接觸探針10的蓋體50為第2柱塞30的防脫件，同時也兼作為防止接觸探針10全體由殼體16脫落的防脫件，無需為了防止接觸探針10脫落而新設凸緣或突起。

在插座5使用時，接觸探針10的第1柱塞20的接觸部23係與一方的對象物，也就是半導體積體電路等之被檢查電子零件90的端子91電性接觸，第2柱塞30的小徑接觸部32則與另一方的對象物，也就是 檢查用基板100的接觸墊101接觸。根據此構成，藉由接觸探針10使被檢查電子零件90的端子91與檢查用基板100的接觸墊101之間電性連接。

根據本實施形態，可得下述之功效。

(1)將構成接觸探針10之第1柱塞20的製造方法，由切削加工變更為衝壓加工，透過切口折彎來製作屬與被檢查電子零件接觸之接觸部分的四等分形狀的接觸部23，藉此，可縮短加工時間、提升生產節拍，進而實現降低成本。

(2)接觸探針10的第1柱塞20，係在圓筒部21之一方的開口具有以閉塞前述開口的外周之方式形成的肩部22，且接觸部23為由肩部22的內緣立起之構造。因此，由於可利用肩部22的內側來作為彈簧40的一端抵接的座面，連在接觸部23附近都可配置彈簧40，所以彈簧40的設計自由度提高。且，於接觸探針10的長度縮短的情況時亦有所助益。

(3)由金屬薄板以拉伸加工形成第1柱塞20，於分離之際，如圖1(C)所示，在第1柱塞20的開口緣還留有凸緣狀部24。可利用凸緣狀部24作為蓋體50的防脫件，可降低接觸探針10的製造工時。

(4)雖接觸探針10的蓋體50係第2柱塞30的防脫件，但可同時兼作為防止接觸探針10整體自殼體16脫落的防脫件，無需為了防止接觸探針10脫落而新設凸緣或突起，可令接觸探針10的構造簡單化或降低製造工時。

上述的實施形態1中，第1及第2直線狀V字溝63、64在成為第1柱塞20之有底圓筒部61的底部62上形成正交的十字溝，將直線狀V字溝63、64之交叉角度為90°以外的情況作為實施形態2並於圖6顯示。圖6(A)中，第1及第2直線狀V字溝63、64雖在有底圓筒部61之圓形底部62的中心點交叉，但交叉角度為非直角。又，如圖6(B)所示以切口折彎加工製作四分割形狀的接觸部23。此情況，可作出具有高度相異之四分割形狀的接觸部23之第1柱塞20。另外，其他的部分與實施形態1相同。

圖7為本發明的實施形態3，藉由將圖3中衝頭80之前端為圓錐的圓柱狀前端部81的徑、及滑塊85之圓柱狀凹部86的徑設成為較第1及第2直線狀V字溝63、64的長度還短，而在切口折彎加工中於第1及第2直線狀V字溝63、64的根部前折彎形成四等分形狀的接觸部23。另外，其他的部分與實施形態1相同。

以上，以實施形態為例針對本發明進行了說明，但本技藝人士應理解可在請求項所記載之範圍內對實施形態的各構成要素或各處理過程作種種的變化。以下，針對變形例進行說明。

上述實施形態1中，第2柱塞30具有：於第1柱塞20的圓筒部21內自由滑動的大徑部31、以及較其小徑且由筒部21的基端側開口突出的小徑接觸部32，雖將作為防脫件的蓋體50安裝在第1柱塞20的基端側，但只要第2柱塞的構造是可於第1柱塞20的圓筒 部21內自由滑動之構造的話，便能進行適當地變更。又，作為第2柱塞30之防脫件的構造亦可進行適當地變更。

於各實施形態，第1柱塞的製造過程中，雖在有底圓筒部的底部形成了直線狀V字溝，但只要是可藉由切口折彎加工將底部的中心附近直立而形成接觸部之切口或溝的話即可，並不限定於V字溝。前述切口或是溝的深度亦可達到底部厚度的全長，若可切口折彎的話，亦可形成為較底部的厚度還淺的深度。

Claims (12)

1. 一種柱塞，其特徵為具備：筒部，透過金屬之拉伸加工形成有底狀且在圓周方向連續；肩部，係為形成前述筒部的底部之部分；及接觸部，由前述肩部的內緣立起，並與一方的對象物接觸。
2. 如請求項1之柱塞，其中前述接觸部係沿前述肩部的內緣折彎形成。
3. 如請求項1或2之柱塞，其中前述肩部的內側係形成為彈簧的一端會抵接之座面。
4. 一種接觸探針，其特徵為具備：第1柱塞，如請求項1至3中任一項的柱塞；第2柱塞，自由滑動地設置於前述第1柱塞的內側，且前端部與另一方的對象物接觸；及彈簧，被配置於前述第1柱塞的內側，且使前述第1及第2柱塞往相互分離的方向偏置。
5. 如請求項4之接觸探針，其中前述彈簧的一端係與前述肩部之內側的座面抵接，另一端則與前述第2柱塞的基端部抵接。
6. 如請求項4或5之接觸探針，其具有：蓋體，貫通前述第2柱塞的前端部，並安裝於前述第1柱塞的另一方的開口的緣部。
7. 如請求項6之接觸探針，其中，前述蓋體係具有防脫 卡止部，其與形成在前述第1柱塞的開口緣之凸緣狀部卡合。
8. 一種插座，其特徵為，以絕緣支持體支持如請求項4至7中任一項之接觸探針。
9. 一種柱塞的製造方法，其特徵為：透過金屬板之拉伸加工形成有底筒部，在形成前述有底筒部之底部的部分，形成複數個切口或溝，使前述底部立起，並藉由切口折彎來形成與一方的對象物接觸之接觸部。
10. 一種柱塞的製造方法，其特徵為：透過金屬板之拉伸加工形成有底筒部，在形成前述有底筒部之底部的部分，形成通過前述底部中心並交叉之複數個切口或溝，使前述底部中心附近立起，並藉由切口折彎來形成與一方的對象物接觸之接觸部。
11. 如請求項9或10之柱塞的製造方法，其前述切口或溝係以由前述有底筒部外側打入第1衝頭而形成。
12. 如請求項11之柱塞的製造方法，其中於前述有底筒部內側插入芯棒，藉由對於前述芯棒以經常保持一定的位置關係相對移動的前述第1衝頭之打入而形成前述切口或溝，之後，於前述有底筒部內側插入第2衝頭並貫通前述底部且藉由切口折彎來形成前述接觸部。