WO2010114164A1 - ばね用線材、コンタクトプローブおよびプローブユニット - Google Patents

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coil spring
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風間　俊男
重樹 石川
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日本発條株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a spring wire, a contact probe formed using the spring wire, and a probe unit including the contact probe.
  • Patent Document 1 As a contact probe used in electrical characteristic inspection of a semiconductor package or the like, a pin type probe in which two conductive contact portions provided at both ends are connected by a coil spring is known (for example, Patent Document 1). reference).
  • a single material such as a copper alloy or a noble metal alloy is used as the spring material constituting the coil spring.
  • these materials have a problem of high electrical resistivity while having good spring characteristics.
  • Patent Document 2 a technique is known in which the surface of the spring material is plated with a highly conductive metal such as gold having a low electrical resistivity.
  • Patent Document 3 a technique for further plating the outer periphery of the tightly wound portion after coiling the plated spring material is also known (see, for example, Patent Document 3).
  • the present invention has been made in view of the above, and a spring wire material capable of ensuring conductivity capable of dealing with a high-frequency signal having a frequency of 1 GHz or more while securing spring properties, and for the spring It is an object of the present invention to provide a contact probe using a wire and a probe unit using the contact probe.
  • a spring wire according to the present invention includes a linear core made of a conductive material having an electrical resistivity of 5.00 ⁇ 10 ⁇ 8 ⁇ ⁇ m or less.
  • the wire for a spring according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the coating thickness of the coating material is smaller than the minimum value of the distance from the center of gravity of the cross section of the core material to the outer edge of the cross section. To do.
  • the spring wire according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, a plating film for covering the outer periphery of the covering material is further provided.
  • the contact probe according to the present invention includes first and second plungers made of conductive materials each having an axisymmetric shape, and both end portions in the longitudinal direction being the end portions of the first and second plungers.
  • a compression coil spring that is press-fitted into opposite ends and is extendable in the longitudinal direction.
  • the compression coil spring is formed by winding the spring wire according to the invention at a predetermined pitch.
  • the probe unit according to the present invention includes first and second plungers made of conductive materials each having an axisymmetric shape, and both end portions in the longitudinal direction being the end portions of the first and second plungers.
  • a plurality of contact probes each having a compression coil spring that is press-fitted into opposing ends and is extendable in the longitudinal direction, and has a plate shape, and both end portions of the contact probe are exposed from opposite plate surfaces.
  • a probe holder having a plurality of holding holes that can be expanded and contracted in a state, wherein the compression coil spring is formed by winding the spring wire according to the invention at a predetermined pitch.
  • the probe holder includes a base material made of a conductive material and an insulating coating covering the surface of the base material.
  • a linear core material made of a conductive material having an electrical resistivity of 5.00 ⁇ 10 ⁇ 8 ⁇ ⁇ m or less, and a longitudinal elastic modulus of 1.00 ⁇ 10 4 kgf / mm 2 or more. Since it is made of a spring material and includes a covering material that covers the outer periphery of the core material, both conductivity and spring property can be achieved in a balanced manner. Therefore, it is possible to ensure conductivity that can cope with a high-frequency signal having a frequency of 1 GHz or more while ensuring springiness.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a spring wire according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the probe unit according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the main part of the probe unit according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the spring wire according to the first modification of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of a spring wire according to a second modification of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a spring wire according to a third modification of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a spring wire according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the probe unit according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration of a spring wire according to a fourth modification of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a connection terminal which is another application example of the spring wire according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a spring wire according to an embodiment of the present invention.
  • the wire 1 for spring shown in the figure has a linear core 2 made of a conductive material having an electrical resistivity of 5.00 ⁇ 10 ⁇ 8 ⁇ ⁇ m or less, and a longitudinal elastic modulus of 1.00 ⁇ 10 4 kgf. It comprises a covering material 3 that is made of a spring material of / mm 2 or more and covers the outer periphery of the core material 2.
  • the core material 2 has a circular cross section, and is realized using any material of gold, gold alloy, copper, copper alloy, aluminum, beryllium copper, beryllium nickel, silver alloy and the like.
  • the covering material 3 is realized by using any material among spring steel, stainless steel, beryllium copper, hard steel wire, phosphor bronze and the like.
  • the covering thickness d of the covering material 3 is smaller than the radius r of the circle forming the cross section of the core material 2 (the minimum distance between the center of gravity of the cross section (the center of the circle) and the outer edge of the cross section).
  • the spring wire 1 having the above configuration is formed, for example, by drawing or drawing a core member 2 inserted into a hollow portion of a pipe-shaped member made of the same material as the covering material 3. Is done.
  • a spring made by drawing a clad material made of a conductive material forming the core material 2 and a spring material forming the covering material 3 so that the covering material 3 covers the core material 2.
  • the wire 1 may be formed.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a probe unit including a contact probe realized by using the spring wire 1.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a configuration of a main part of the probe unit shown in FIG.
  • the probe unit 4 shown in these drawings is a device (test socket) for connecting the semiconductor package 100 to be inspected to the tester side wiring substrate 200 that outputs a test signal to the semiconductor package 100. More specifically, the probe unit 4 includes a plurality of contact probes 5 that are in contact with the electrodes of the semiconductor package 100 and the wiring substrate 200 which are two different contact bodies at both ends in the longitudinal direction, and a plurality of contacts.
  • a probe holder 6 that holds the probe 5 and a base member that is disposed so as to surround the outer periphery of the probe holder 6, and that holds the probe holder 6 fixed and holds the semiconductor package 100 in contact with the probe holder 6. 7.
  • the contact probe 5 is formed by winding a first plunger 51 and a second plunger 52 made of conductive materials each having an axisymmetric shape, and a spring wire 1 at a predetermined pitch, and both end portions in the longitudinal direction are first.
  • a compression coil spring 53 that is press-fitted into the end portions of the first plunger 51 and the second plunger 52 that are opposed to each other and that is extendable in the longitudinal direction.
  • the first plunger 51 protrudes in a direction opposite to the distal end portion 51a through the flange portion 51b, a distal end portion 51a having a sharp end, a flange portion 51b having a diameter larger than the diameter of the distal end portion 51a, and the flange portion 51b.
  • a cylindrical shape having a diameter smaller than that of the compression coil spring 53 and slightly larger than the inner diameter of the compression coil spring 53 is formed.
  • One end of the compression coil spring 53 is press-fitted and protrudes from the boss 51c to the opposite side of the flange 51b.
  • a base end portion 51d having a cylindrical shape having a diameter smaller than the diameter of the boss portion 51c and smaller than the inner diameter of the compression coil spring 53.
  • the first plunger 51 has an axisymmetric shape with respect to the central axis in the longitudinal direction.
  • the second plunger 52 has the same shape as the first plunger 51, and has a distal end portion 52a, a flange portion 52b, a boss portion 52c, and a proximal end portion 52d.
  • the second plunger may have a different shape from the first plunger 51.
  • the compression coil spring 53 is obtained by winding the spring wire 1 at an equal pitch.
  • the spring wire 1 is wound at an unequal two-stage pitch composed of a tightly wound portion and a coarsely wound portion. It is also possible to apply a wound compression coil spring.
  • the probe holder 6 is obtained by stacking the first substrate 61 and the second substrate 62 in the plate thickness direction, and has a plurality of holding holes 6h through which the contact probe 5 is inserted and held.
  • the arrangement pattern of the plurality of holding holes 6 h is determined corresponding to the arrangement pattern of the electrodes of the semiconductor package 100.
  • the first substrate 61 is provided with a plurality of holes 611.
  • the hole 611 includes a small-diameter hole 611a through which the tip 51a of the first plunger 51 can be inserted, and a large-diameter hole 611b that is coaxial with the small-diameter hole 611a and has a diameter larger than that of the small-diameter hole 611a.
  • the small diameter hole 611a has a smaller diameter than the flange portion 51b, and prevents the first plunger 51 from coming off.
  • the first substrate 61 includes a base material 61a made of metal and an insulating coating 61b made of a resin or the like that covers the surface of the base material 61a excluding the surface facing the second substrate 62.
  • the second substrate 62 is provided with a plurality of hole portions 621 corresponding to the plurality of hole portions 611 provided in the first substrate 61, respectively.
  • the hole 621 constitutes a holding hole 6h together with the hole 611 that communicates with the hole 621.
  • the hole 621 includes a small-diameter hole 621a through which the tip 52a of the second plunger 52 can be inserted, and a large-diameter hole 621b that is coaxial with the small-diameter hole 621a and has a diameter larger than that of the small-diameter hole 621a.
  • the small diameter hole 621a has a smaller diameter than the flange portion 52b and prevents the second plunger 52 from coming off.
  • the second substrate 62 includes a base material 62a made of a conductive material and an insulating coating 62b made of a resin or the like that covers the surface of the base material 62a excluding the surface facing the first substrate 61.
  • the strength of the holding hole 6h can be improved by using a metal as the base materials 61a and 62a. Further, according to the probe holder 6, it is possible to suppress deformation due to heat and warpage deformation due to an increase in load when the number of contact probes 5 held by the probe holder 6 becomes large (for example, about 1000). Become. Moreover, according to the probe holder 6, since the base materials 61a and 62a form a strong ground, an electromagnetic wave shielding effect is generated, crosstalk of the inspection signal is suppressed, and electrical characteristics as the probe unit 4 are improved. be able to.
  • the first substrate 61 and the second substrate 62 are symmetrical in the vertical direction, but the thicknesses of the first substrate and the second substrate may be different.
  • a through hole having a predetermined diameter is formed by laser processing, drilling, or the like at a position where the hole 611 is formed in the base material 61a.
  • a liquid resin which is the material of the insulating coating 62b, is poured into a predetermined mold containing the base material 61a and cured to cover the periphery of the base material 61a and fill the inside of the through hole.
  • a hole 611 is formed by performing a drilling process on the resin portion filled in the through hole.
  • the surface facing the semiconductor package 100 is subjected to planar cutting while leaving the insulating coating 62b, while the surface of the portion facing the second substrate 62 is subjected to planar cutting so as to expose the base material 61a, The first substrate 61 is completed.
  • the material of the insulating coating 61b powdered ceramic or a mixture of resin and ceramic may be applied.
  • the surface of the base material 61a may be cured by applying heat and / or pressure to the material of the insulating coating 61b.
  • the linear core 2 made of a conductive material having an electrical resistivity of 5.00 ⁇ 10 ⁇ 8 ⁇ ⁇ m or less, and the longitudinal elastic modulus is 1.00. Since it is made of a spring material of ⁇ 10 4 kgf / mm 2 or more and includes the covering material 3 that covers the outer periphery of the core material 2, it is possible to achieve both conductivity and springiness in a balanced manner. Therefore, it is possible to ensure conductivity that can cope with a high-frequency signal having a frequency of 1 GHz or more while ensuring springiness.
  • the contact probe 5 can be shortened, and the probe unit 4 can be thinned.
  • the base material of the probe holder 6 is a metal, it is possible to provide the probe unit 4 having no problem in strength even if such a thinning is performed.
  • the covering material 3 covers the entire outer periphery of the core material 2
  • the core material is covered with the covering material as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-284292.
  • anisotropy does not occur in the characteristics as a spring. Therefore, application to various uses is easy.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the spring wire according to the first modification of the present embodiment.
  • the spring wire 8 shown in the figure has a plating film 9 made of a metal such as gold, a gold-tin alloy, or palladium on the outer peripheral surface of the covering material 3 in addition to the configuration of the spring wire 1. According to the spring wire 8 having such a configuration, it is possible to ensure conductivity that can handle high-frequency signals without increasing the thickness of the plating film 9 to the limit.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the spring wire according to the second modification of the present embodiment.
  • the wire 10 for a spring shown in the figure is composed of a linear core material 11 made of the same material as the core material 2, a covering material 12 made of the same material as the coating material 3, and covering the outer periphery of the core material 11. And has a rectangular cross section.
  • the thickness d 1 of the covering material 12 is smaller than the minimum value r 1 of the distance between the center of gravity of the cross section of the core material 11 and the outer edge.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of the spring wire according to the third modification of the present embodiment.
  • a spring wire 13 shown in the figure includes a linear core 14 made of the same material as the core 2 and a covering 15 made of the same material as the covering 3 and covering the outer periphery of the core 14. It has a substantially rectangular cross section with corners having rounded chamfers.
  • the thickness d 2 of the covering material 15 is smaller than the minimum value r 2 of the distance between the center of gravity of the cross section of the core material 14 and the outer edge.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration of a spring wire according to a fourth modification of the present embodiment.
  • a spring wire 16 shown in the figure includes a linear core 17 made of the same material as the core 2 and a covering 18 made of the same material as the covering 3 and covering the outer periphery of the core 17. And has an elliptical cross section.
  • the thickness d 3 of the covering material 18 is smaller than the minimum value r 3 of the distance between the center of gravity of the cross section of the core material 17 and the outer edge.
  • spring wires having various cross-sectional shapes can be realized.
  • FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a connection terminal which is another application example of the spring wire 1 according to the present embodiment.
  • the connection terminal 19 shown in the figure has a coil spring portion 19a in which the spring wire 1 is wound at an equal pitch so as to form a cylindrical shape, and a spring for a tapered taper from both ends of the coil spring portion 19a.
  • a pair of electrode pin portions 19b and 19c each having a wire 1 wound tightly are provided.
  • the connection terminal 19 having such a configuration can also be applied as a contact probe.
  • spring wire 1 examples include a wire-type probe, a tension coil spring, and a torsion spring.
  • the present invention is useful not only as an elastic member provided in a contact probe for inspecting electrical characteristics of a semiconductor package or the like, but also as an electrical contact member of an electric circuit.

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Abstract

　ばね性を確保しながら、１ＧＨｚ以上の周波数を有する高周波信号にも対応可能な導電性を確保することができるばね用線材、当該ばね用線材を用いたコンタクトプローブおよび当該コンタクトプローブを用いたプローブユニットを提供する。この目的のため、電気抵抗率が５．００×１０-8Ω・ｍ以下の導電性材料からなる線状の芯材と、縦弾性係数が１．００×１０4ｋｇｆ／ｍｍ2以上のばね材料からなり、芯材の外周を被覆する被覆材３と、を備える。被覆材の被覆厚さｄは、芯材の横断面の重心から該横断面の外縁までの距離の最小値ｒより小さい。

Description

ばね用線材、コンタクトプローブおよびプローブユニット
　本発明は、ばね用線材、当該ばね用線材を用いて形成されるコンタクトプローブおよび当該コンタクトプローブを備えたプローブユニットに関する。
　従来より、半導体パッケージ等の電気特性検査において使用するコンタクトプローブとして、両端に設けられる導電性の二つの接触部同士をコイルばねによって連結したピン型プローブが知られている（例えば、特許文献１を参照）。コイルばねを構成するばね材料には、銅合金や貴金属合金などの単一材料を用いることが多いが、これらの材料は良好なばね特性を有する一方で、電気抵抗率が高いという問題がある。この問題を解決してコイルばねの電気抵抗率を下げるために、ばね材料の表面に金などの電気抵抗率が低い高導電性金属のメッキを施す技術が知られている（例えば、特許文献２を参照）。また、メッキを施したばね材料をコイリングした後の密着巻き部分の外周にさらにメッキを施す技術も知られている（例えば、特許文献３を参照）。
特開２００５－３４５２３５号公報 特開２００８－２５８３３号公報 特開２００４－３０９４９０号公報
　ところで、近年では、半導体パッケージ等に出力される信号として１ＧＨｚ以上の周波数を有する高周波信号が使用されている。このような高周波信号を用いた電気特性検査に対応可能なコンタクトプローブを実現するには、コイルばねの低抵抗化と低インダクタンス化を図って高い導電性を確保する必要がある。上述した従来技術の場合、コイルばねの低抵抗化とインダクタンスを低下させるには、メッキ被膜の厚さを厚くすることが考えられる。しかしながら、メッキ被膜の厚さには限界（３μｍ程度）があるため、メッキ被膜を厚くするだけで高周波信号にも対応可能な導電性を確保するのは困難であった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ばね性を確保しながら、１ＧＨｚ以上の周波数を有する高周波信号にも対応可能な導電性を確保することができるばね用線材、当該ばね用線材を用いたコンタクトプローブおよび当該コンタクトプローブを用いたプローブユニットを提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るばね用線材は、電気抵抗率が５．００×１０-8Ω・ｍ以下の導電性材料からなる線状の芯材と、縦弾性係数が１．００×１０4ｋｇｆ／ｍｍ2以上のばね材料からなり、前記芯材の外周を被覆する被覆材と、を備えたことを特徴とする。
　また、本発明に係るばね用線材は、上記発明において、前記被覆材の被覆厚さは、前記芯材の横断面の重心から該横断面の外縁までの距離の最小値より小さいことを特徴とする。
　また、本発明に係るばね用線材は、上記発明において、前記被覆材の外周を被覆するメッキ被膜をさらに備えたことを特徴とする。
　また、本発明に係るコンタクトプローブは、各々が軸対称な形状を有する導電性材料からなる第１および第２プランジャと、長手方向の両端部が前記第１および第２プランジャの端部であって互いに対向する端部にそれぞれ圧入され、該長手方向に伸縮自在な圧縮コイルばねと、を備え、前記圧縮コイルばねは、上記発明に係るばね用線材を所定のピッチで巻回してなることを特徴とする。
　また、本発明に係るプローブユニットは、各々が軸対称な形状を有する導電性材料からなる第１および第２プランジャと、長手方向の両端部が前記第１および第２プランジャの端部であって互いに対向する端部にそれぞれ圧入され、該長手方向に伸縮自在な圧縮コイルばねとをそれぞれ有する複数のコンタクトプローブと、板状をなし、前記コンタクトプローブの両端部を相反する板面からそれぞれ露出した状態で伸縮可能に保持する保持孔を複数個有するプローブホルダと、を備えたプローブユニットであって、前記圧縮コイルばねは、上記発明に係るばね用線材を所定のピッチで巻回してなることを特徴とする。
　また、本発明に係るプローブユニットは、上記発明において、前記プローブホルダは、導電性材料からなる母材と、前記母材の表面を被覆する絶縁被膜とを有することを特徴とする。
　本発明によれば、電気抵抗率が５．００×１０-8Ω・ｍ以下の導電性材料からなる線状の芯材と、縦弾性係数が１．００×１０4ｋｇｆ／ｍｍ2以上のばね材料からなり、前記芯材の外周を被覆する被覆材と、を備えているため、導電性とばね性をバランスよく両立させることができる。したがって、ばね性を確保しながら、１ＧＨｚ以上の周波数を有する高周波信号にも対応可能な導電性を確保することができる。
図１は、本発明の一実施の形態に係るばね用線材の構成を示す横断面図である。 図２は、本発明の一実施の形態に係るプローブユニットの構成を示す斜視図である。 図３は、本発明の一実施の形態に係るプローブユニットの要部の構成を示す部分断面図である。 図４は、本発明の一実施の形態の第１変形例に係るばね用線材の構成を示す横断面図である。 図５は、本発明の一実施の形態の第２変形例に係るばね用線材の構成を示す横断面図である。 図６は、本発明の一実施の形態の第３変形例に係るばね用線材の構成を示す横断面図である。 図７は、本発明の一実施の形態の第４変形例に係るばね用線材の構成を示す横断面図である。 図８は、本発明の一実施の形態に係るばね用線材の別な適用例である接続端子の構成を示す図である。
　以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。なお、図面は模式的なものであって、各部分の厚みと幅との関係、それぞれの部分の厚みの比率などは現実のものとは異なる場合もあることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれる場合があることは勿論である。
　図１は、本発明の一実施の形態に係るばね用線材の構成を示す横断面図である。同図に示すばね用線材１は、電気抵抗率が５．００×１０-8Ω・ｍ以下の導電性材料からなる線状の芯材２と、縦弾性係数が１．００×１０4ｋｇｆ／ｍｍ2以上のばね材料からなり、芯材２の外周を被覆する被覆材３とを備える。
　芯材２は、円形の横断面を有しており、金、金合金、銅、銅合金、アルミニウム、ベリリウム銅、ベリリウムニッケル、銀合金などのうちいずれかの材料を用いて実現される。
　被覆材３は、ばね鋼、ステンレス鋼、ベリリウム銅、硬鋼線、りん青銅などのうちいずれかの材料を用いて実現される。被覆材３の被覆厚さｄは、芯材２の横断面をなす円の半径ｒ（横断面の重心（円の中心）と横断面の外縁との距離の最小値）よりも小さい。
　以上の構成を有するばね用線材１は、例えば被覆材３と同じ材料からなるパイプ状部材の中空部に芯材２を挿入して一体化したものに伸線加工または引き抜き加工を施すことによって形成される。なお、芯材２をなす導電性材料と被覆材３をなすばね材料とからなるクラッド材を丸めて被覆材３が芯材２を被覆するようにしたものに対し、引き抜き加工を施すことによってばね用線材１を形成してもよい。
　図２は、ばね用線材１を用いて実現されるコンタクトプローブを備えたプローブユニットの構成を示す斜視図である。図３は、図２に示すプローブユニットの要部の構成を示す部分断面図である。これらの図に示すプローブユニット４は、検査対象である半導体パッケージ１００と、半導体パッケージ１００に対して検査用信号を出力するテスター側の配線基板２００との接続を図る装置（テストソケット）である。より具体的には、プローブユニット４は、長手方向の両端部で、異なる二つの被接触体である半導体パッケージ１００および配線基板２００の電極とそれぞれ接触するコンタクトプローブ５を複数備えるとともに、複数のコンタクトプローブ５を保持するプローブホルダ６と、プローブホルダ６の外周を包囲するように配置され、プローブホルダ６を固定して保持するとともにプローブホルダ６に接触させる半導体パッケージ１００の位置ずれを抑制するベース部材７とを備える。
　コンタクトプローブ５は、各々が軸対称な形状を有する導電性材料からなる第１プランジャ５１および第２プランジャ５２と、ばね用線材１を所定のピッチで巻回してなり、長手方向の両端部が第１プランジャ５１および第２プランジャ５２の端部であって互いに対向する端部にそれぞれ圧入され、該長手方向に伸縮自在な圧縮コイルばね５３と、を有する。半導体パッケージ１００の検査を行う際、第１プランジャ５１は半導体パッケージ１００と接触する一方、第２プランジャ５２は配線基板２００と接触する。
　第１プランジャ５１は、先鋭端を有する先端部５１ａと、先端部５１ａの径よりも大きい径を有するフランジ部５１ｂと、フランジ部５１ｂを介して先端部５１ａと反対方向に突出し、フランジ部５１ｂの径よりも小さくかつ圧縮コイルばね５３の内径よりも若干大きい径の円柱状をなし、圧縮コイルばね５３の一端部が圧入されるボス部５１ｃと、ボス部５１ｃからフランジ部５１ｂと反対側に突出し、ボス部５１ｃの径よりも小さくかつ圧縮コイルばね５３の内径よりも小さい径の円柱状をなす基端部５１ｄとを有する。第１プランジャ５１は、長手方向の中心軸に対して軸対称な形状をなす。
　第２プランジャ５２は、第１プランジャ５１と同じ形状をなしており、先端部５２ａ、フランジ部５２ｂ、ボス部５２ｃ、基端部５２ｄを有する。なお、第２プランジャが第１プランジャ５１と異なる形状をなしていてもよい。
　圧縮コイルばね５３は、ばね用線材１を等ピッチで巻回したものであるが、本実施の形態においては、密着巻き部と粗巻き部とからなる不等２段ピッチでばね用線材１を巻回した圧縮コイルばねを適用することも可能である。
　プローブホルダ６は、第１基板６１と第２基板６２とを板厚方向に重ねたものであり、コンタクトプローブ５を挿通して保持する保持孔６ｈを複数個有する。複数の保持孔６ｈの配置パターンは、半導体パッケージ１００の電極の配置パターンに対応して定められる。
　第１基板６１には、複数の孔部６１１が設けられている。孔部６１１は、第１プランジャ５１の先端部５１ａを挿通可能な小径孔６１１ａと、小径孔６１１ａと同軸をなし、小径孔６１１ａの径より大きい径を有する大径孔６１１ｂとを有する。小径孔６１１ａは、フランジ部５１ｂより小さい径を有しており、第１プランジャ５１を抜け止めしている。第１基板６１は、金属からなる母材６１ａと、母材６１ａの表面のうち第２基板６２と対向する表面を除く表面を被覆する樹脂等からなる絶縁被膜６１ｂとを有する。
　第２基板６２には、第１基板６１に設けられた複数の孔部６１１にそれぞれ対応する複数の孔部６２１が設けられている。孔部６２１は、連通する孔部６１１とともに保持孔６ｈを構成している。孔部６２１は、第２プランジャ５２の先端部５２ａを挿通可能な小径孔６２１ａと、小径孔６２１ａと同軸をなし、小径孔６２１ａの径より大きい径を有する大径孔６２１ｂとを有する。小径孔６２１ａは、フランジ部５２ｂよりも小さい径を有しており、第２プランジャ５２を抜け止めしている。第２基板６２は、導電性材料からなる母材６２ａと、母材６２ａの表面のうち第１基板６１と対向する表面を除く表面を被覆する樹脂等からなる絶縁被膜６２ｂとを有する。
　以上の構成を有するプローブホルダ６によれば、母材６１ａ、６２ａとして金属を用いることにより、保持孔６ｈの強度を向上させることができる。また、プローブホルダ６によれば、熱による変形や、プローブホルダ６が保持するコンタクトプローブ５の本数が大量（例えば１０００本程度）になった場合の荷重増加による反り変形を抑制することが可能となる。また、プローブホルダ６によれば、母材６１ａ、６２ａが強力なグラウンドを形成するため、電磁波シールド効果が発生し、検査用信号のクロストークを抑制し、プローブユニット４としての電気特性を向上させることができる。
　なお、図３では、第１基板６１と第２基板６２は上下に対称な形状をなしているが、第１基板と第２基板の板厚は異なっていてもかまわない。
　ここで、第１基板６１、第２基板６２の加工方法の概要を説明する。なお、第１基板６１と第２基板６２の加工方法は同じなので、以下では第１基板６１を例にとって説明する。第１基板６１を加工する際には、まず母材６１ａで孔部６１１を形成する位置に所定の径を有する貫通孔をレーザ加工やドリル加工などによって形成する。続いて、絶縁被膜６２ｂの材料である液状の樹脂を、母材６１ａを入れた所定の型に流し込んで硬化させることによって母材６１ａの周囲を被覆するとともに、貫通孔の内部を充填する。その後、貫通孔に充填した樹脂部分に対して孔開け加工を行うことによって孔部６１１を形成する。最後に、半導体パッケージ１００と対向する表面は絶縁被膜６２ｂを残したまま平面切削を行う一方、第２基板６２と対向する部分の表面は母材６１ａを露出させるように平面切削を行うことにより、第１基板６１が完成する。
　上述した第１基板６１の加工方法によれば、絶縁被膜６１ｂを形成した後に平面切削による平坦度加工を行うため、母材６１ａの寸法精度の許容範囲が広くなり、第１基板６１の加工時間を大幅に短縮することができる。
　なお、絶縁被膜６１ｂの材料として、粉末状のセラミックや、樹脂とセラミックとの混合体を適用してもよい。この場合には、絶縁被膜６１ｂの材料に熱および／または圧力を加えることによって母材６１ａの表面で硬化させればよい。
　以上説明した本発明の一実施の形態によれば、電気抵抗率が５．００×１０-8Ω・ｍ以下の導電性材料からなる線状の芯材２と、縦弾性係数が１．００×１０4ｋｇｆ／ｍｍ2以上のばね材料からなり、芯材２の外周を被覆する被覆材３と、を備えているため、導電性とばね性をバランスよく両立させることができる。したがって、ばね性を確保しながら、１ＧＨｚ以上の周波数を有する高周波信号にも対応可能な導電性を確保することができる。
　また、本実施の形態によれば、上記の如く導電性とばね性を両立しているため、圧縮コイルばね５３の巻き数を減らしてインダクタンスを低下させてもばね性が著しく損なわれることがない。したがって、コンタクトプローブ５を短くすることができ、プローブユニット４の薄型化を実現することができる。特に、本実施の形態においては、プローブホルダ６の母材が金属であるため、このような薄型化を行っても強度的に問題のないプローブユニット４を提供することができる。
　また、本実施の形態によれば、被覆材３は芯材２の外周を全周にわたって被覆しているため、例えば特開２００６－２８４２９２号公報に開示されているように、芯材を被覆材にはさんだ態様でコンタクトプローブを構成する場合とは異なり、ばねとしての特性に異方性が生じることがない。したがって、様々な用途への適用が容易である。
　図４は、本実施の形態の第１変形例に係るばね用線材の構成を示す横断面図である。同図に示すばね用線材８は、ばね用線材１の構成に加えて、被覆材３の外周面に金、金すず合金またはパラジウム等の金属からなるメッキ被膜９を有する。このような構成を有するばね用線材８によれば、メッキ被膜９を限界まで厚くすることなく、高周波信号にも対応可能な導電性を確保することができる。
　図５は、本実施の形態の第２変形例に係るばね用線材の構成を示す横断面図である。同図に示すばね用線材１０は、芯材２と同様の材料からなる線状の芯材１１と、被覆材３と同様の材料からなり、芯材１１の外周を被覆する被覆材と１２とを有し、矩形形状の横断面をなす。被覆材１２の厚さｄ1は、芯材１１の横断面の重心と外縁との距離の最小値ｒ1よりも小さい。
　図６は、本実施の形態の第３変形例に係るばね用線材の構成を示す横断面図である。同図に示すばね用線材１３は、芯材２と同様の材料からなる線状の芯材１４と、被覆材３と同様の材料からなり、芯材１４の外周を被覆する被覆材１５とを有し、角部がＲ面取りされた略矩形形状の横断面をなす。被覆材１５の厚さｄ2は、芯材１４の横断面の重心と外縁との距離の最小値ｒ2よりも小さい。
　図７は、本実施の形態の第４変形例に係るばね用線材の構成を示す横断面図である。同図に示すばね用線材１６は、芯材２と同様の材料からなる線状の芯材１７と、被覆材３と同様の材料からなり、芯材１７の外周を被覆する被覆材１８とを有し、楕円形状の横断面をなす。被覆材１８の厚さｄ3は、芯材１７の横断面の重心と外縁との距離の最小値ｒ3よりも小さい。
　図５～図７からも明らかなように、本実施の形態においては、様々な横断面形状を有するばね用線材を実現することができる。
　図８は、本実施の形態に係るばね用線材１の別な適用例である接続端子の構成を示す図である。同図に示す接続端子１９は、円筒形状をなすようにばね用線材１を等ピッチで巻回したコイルばね部１９ａと、このコイルばね部１９ａの両端から先細のテーパ状をなすようにばね用線材１をそれぞれ密着巻きした一対の電極ピン部１９ｂ、１９ｃとを備える。このような構成を有する接続端子１９は、コンタクトプローブとしても適用可能である。なお、コイルばね部のピッチを途中で変えてもよい。
　ばね用線材１の適用例としては、他にもワイヤー型のプローブ、引張コイルばね、トーションばねなどを挙げることができる。
　ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は、上述した一実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。すなわち、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態を含みうるものであり、特許請求の範囲により特定される技術的思想を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を施すことが可能である。
　本発明は、半導体パッケージ等の電気特性検査を行うコンタクトプローブが備える弾性部材として有用であるほか、電気回路の電気接点用部材としても有用である。
　１、８、１０、１３、１６　ばね用線材
　２、１１、１４、１７　芯材
　３、１２、１５、１８　被覆材
　４　プローブユニット
　５　コンタクトプローブ
　６　プローブホルダ
　６ｈ　保持孔
　７　ベース部材
　９　メッキ被膜
　１９　接続端子
　１９ａ　コイルばね部
　１９ｂ、１９ｃ　電極ピン部
　５１　第１プランジャ
　５１ａ、５２ａ　先端部
　５１ｂ、５２ｂ　フランジ部
　５１ｃ、５２ｃ　ボス部
　５１ｄ、５２ｄ　基端部
　５２　第２プランジャ
　５３　圧縮コイルばね
　６１　第１基板
　６１ａ、６２ａ　母材
　６１ｂ、６２ｂ　絶縁被膜
　６２　第２基板
　１００　半導体パッケージ
　２００　配線基板
　６１１、６２１　孔部
　６１１ａ、６２１ａ　小径孔
　６１１ｂ、６２１ｂ　大径孔

Claims (6)

  1. 　電気抵抗率が５．００×１０-8Ω・ｍ以下の導電性材料からなる線状の芯材と、
    　縦弾性係数が１．００×１０4ｋｇｆ／ｍｍ2以上のばね材料からなり、前記芯材の外周を被覆する被覆材と、
    　を備えたことを特徴とするばね用線材。
  2. 　前記被覆材の被覆厚さは、前記芯材の横断面の重心から該横断面の外縁までの距離の最小値より小さいことを特徴とする請求項１に記載のばね用線材。
  3. 　前記被覆材の外周を被覆するメッキ被膜をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のばね用線材。
  4. 　各々が軸対称な形状を有する導電性材料からなる第１および第２プランジャと、
    　長手方向の両端部が前記第１および第２プランジャの端部であって互いに対向する端部にそれぞれ圧入され、該長手方向に伸縮自在な圧縮コイルばねと、
    　を備え、
    　前記圧縮コイルばねは、
    　請求項１～３のいずれか一項に記載のばね用線材を所定のピッチで巻回してなることを特徴とするコンタクトプローブ。
  5. 　各々が軸対称な形状を有する導電性材料からなる第１および第２プランジャと、長手方向の両端部が前記第１および第２プランジャの端部であって互いに対向する端部にそれぞれ圧入され、該長手方向に伸縮自在な圧縮コイルばねとをそれぞれ有する複数のコンタクトプローブと、板状をなし、前記コンタクトプローブの両端部を相反する板面からそれぞれ露出した状態で伸縮可能に保持する保持孔を複数個有するプローブホルダと、を備えたプローブユニットであって、
    　前記圧縮コイルばねは、
    　請求項１～３のいずれか一項に記載のばね用線材を所定のピッチで巻回してなることを特徴とするプローブユニット。
  6. 　前記プローブホルダは、
    　導電性材料からなる母材と、前記母材の表面を被覆する絶縁被膜とを有することを特徴とする請求項５記載のプローブユニット。
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