WO2011013731A1 - コンタクトプローブ及びソケット - Google Patents

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WO2011013731A1
WO2011013731A1 PCT/JP2010/062752 JP2010062752W WO2011013731A1 WO 2011013731 A1 WO2011013731 A1 WO 2011013731A1 JP 2010062752 W JP2010062752 W JP 2010062752W WO 2011013731 A1 WO2011013731 A1 WO 2011013731A1
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contact probe
spring
contact
distal end
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次男 山本
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株式会社ヨコオ
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    • H01R2201/00—Connectors or connections adapted for particular applications
    • H01R2201/20—Connectors or connections adapted for particular applications for testing or measuring purposes

Definitions

  • the present invention relates to a contact probe used for testing a semiconductor integrated circuit or the like and a socket provided with the contact probe.
  • a contact probe When inspecting an inspection object such as a semiconductor integrated circuit, a contact probe is generally used to electrically connect the inspection object and an inspection substrate on the measuring instrument side.
  • FIG. 25 is an explanatory diagram of a conventional contact probe, in which (A) shows a spring open state and (B) shows a spring compressed state (when energized).
  • This type of contact probe has a structure that does not have a metal tube outside the coil spring in order to reduce the diameter. Further, in order to suppress the electric resistance, the first plunger 61 that is a connection part with an inspection target such as a semiconductor integrated circuit and the second plunger 62 that is a connection part with a substrate for inspection are in direct contact with each other. It is a structure to let you.
  • A movable stroke of the first plunger 61
  • the performance required for contact probes includes, for example, low resistance, large current compatibility, and high frequency compatibility.
  • the total length of the contact probe is preferably as short as possible.
  • the movable strokes A and B of the first plunger and the second plunger and the overlap length C are determined by the required specifications and cannot be shortened to a certain length or less. .
  • the present invention has been made in view of such a situation, and its object is to make the total length of the first plunger and the second plunger longer than the conventional one when the movable stroke and the overlap allowance length are the same. It is an object of the present invention to provide a contact probe that can be shortened and a socket having the contact probe.
  • the first aspect of the present invention is a contact probe.
  • This contact probe A spring and first and second plungers, one for connection with the inspection object and the other for connection with the inspection substrate;
  • Each of the first and second plungers has a locking projection for locking the spring at an intermediate portion in the length direction, The spring is locked to the locking projection and biases the first and second plungers away from each other;
  • the spring is contracted to a length equal to or shorter than a predetermined length, the end of the second plunger is positioned closer to the tip of the first plunger than the spring.
  • the first plunger has a distal end portion, a distal end portion, and a flange portion between the distal end portion and the distal end portion,
  • the flange portion has the locking projection;
  • a sliding surface with the second plunger may continuously exist over a range of a predetermined length from the proximal end of the distal end portion, the flange portion, and the distal end portion.
  • the end of the first plunger when the spring is contracted to a length equal to or shorter than a predetermined length, the end of the first plunger may be positioned closer to the tip of the second plunger than the spring.
  • the sliding surfaces of the first and second plungers may be flat.
  • the second aspect of the present invention is also a contact probe.
  • This contact probe is the contact probe according to the first aspect,
  • the first plunger has an inclined portion at least a part of a sliding range with the second plunger, In the transition from the first state in which the spring is extended to the second state in which the spring is contracted, the second plunger rides on the inclined portion.
  • the inclined portion is present outside the spring with respect to the expansion / contraction direction of the spring.
  • the second plunger is deformed into a leaf spring in a state of riding on the inclined portion, and the end extends outside the inner peripheral width range of the spring in the direction perpendicular to the expansion / contraction direction. Good.
  • the second plunger is in a state where the intermediate portion in the longitudinal direction is in contact with the inner periphery of the end portion in the expansion / contraction direction of the spring, and a part of the distal end side with respect to the intermediate portion in a state of riding on the inclined portion. It is preferable that both of the tip side and the first plunger are in contact with each other.
  • the second plunger is a bifurcated portion that is divided into two from the middle portion in the length direction, and the distal end of the first plunger is between the bifurcated portions. It is preferable that at least one inclined portion is present corresponding to both one and the other of the bifurcated portions.
  • the flange portion of the intermediate portion in the length direction of the first plunger is formed in a groove shape by cutting out the sliding portion, and the end face of the flange portion is one end portion of the spring. It should be in contact with.
  • the first plunger In the contact probe of the second aspect, at least a part of a sliding range with the first plunger is an inclined portion, In the process of transition from the first state to the second state, the first plunger may have a structure that rides on the inclined portion of the second plunger.
  • the end of the first plunger may be inclined in the direction in which the second plunger exists.
  • the third aspect of the present invention is a socket.
  • This socket is formed by supporting a plurality of contact probes of the first or second aspect with an insulating support.
  • the first plunger of each contact probe has a sliding surface with the second plunger when the spring extends to a length equal to or longer than a predetermined length. It is good to extend from the inner side to the outer side of the insulating support.
  • the locking projection of the first plunger is a retaining member from the insulating support, and the sliding surface of the first plunger has a groove shape on the tip side of the locking projection. It should be the bottom.
  • the end of the second plunger is positioned closer to the tip of the first plunger than the spring, so the first plunger and the second plan If the movable stroke of the jar and the length of the overlap allowance are the same, the total length of the contact probe can be shortened compared to the conventional case.
  • FIG. 7 is a schematic explanatory view of a bending force applied to the second plunger in the compressed state shown in FIG. 6 (B).
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line VV ′ of FIG. 9.
  • the schematic diagram which shows the contact and electric path which were made by the elastic deformation of a 2nd plunger in the compression state shown to FIG. 6 (B).
  • FIG. 27 is a resistance characteristic diagram of the conventional contact probe shown in FIG. 26.
  • the schematic diagram which shows the measuring method of the resistance value characteristic view of a contact probe.
  • FIG. 1 It is a whole block diagram of the contact probe which concerns on the 8th Embodiment of this invention, (A) shows a spring open state, (B) shows a spring compression state. It is a component figure of the 1st plunger of the contact probe, (A) is a front view, (B) is a right view, (C) is a bottom view. It is a whole block diagram of the contact probe which concerns on the 9th Embodiment of this invention, (A) is a front view of a spring open state, (B) is a right view of the state, (C) is a spring compression state. Front view, (D) is a right side view of the same state.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a contact probe 900 according to a first embodiment of the present invention, where (A) is a front view in a spring open state, (B) is a front view in a spring compression state, and (C).
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the overlapping portion of the first and second plungers.
  • FIG. 2 is a front sectional view of a socket 830 that supports a plurality of the contact probes 900 in use.
  • the contact probe 900 includes a first plunger 804, a second plunger 805, and a coil spring 806 as a spring.
  • the first plunger 804 is a connection part with the inspection object 807 (see FIG. 2)
  • the second plunger 805 is a connection part with the inspection substrate 808 (see FIG. 2).
  • a coil spring 806 made of a general conductive metal material such as a piano wire or a stainless steel wire has first and second plans so that the first and second plungers 804 and 805 can slide relative to each other. It is provided for the jars 804 and 805 (the first and second plungers 804 and 805 are connected).
  • the coil spring 806 also biases the first and second plungers 804 and 805 in a direction away from each other when in use, thereby causing the first and second plungers 804 and 805 to move toward the inspection object 807 and the inspection substrate 808. Press.
  • the inspection object 807 is, for example, a semiconductor integrated circuit in which electrodes are arranged at a predetermined interval, and in the illustrated case, electrode bumps 807a (for example, solder bumps) are arranged at a predetermined interval.
  • the inspection substrate 808 has electrode pads (not shown) connected to the measuring instrument side at predetermined intervals corresponding to the electrode bumps 807a.
  • the first plunger 804 which is a conductive metal body such as a copper alloy, includes an end portion 811, a flange portion 812 that forms a locking projection, and a distal end side body portion 813 as a distal end portion. It is the rod shape which has.
  • the semi-cylindrical end portion 811 has a smaller diameter than the inner diameter of the coil spring 806 and is positioned inside the coil spring 806.
  • the curved surface portion of the end portion 811 is located along the inner periphery of the coil spring 806.
  • a planar portion of the end portion 811 is located on the axial center side of the coil spring 806 and is in contact with the second plunger 805.
  • the flange portion 812 has a larger diameter than the inner diameter of the coil spring 806.
  • the end face of the flange portion 812 is in contact with one end of the coil spring 806.
  • the end surface on the front end side of the flange portion 812 is locked to the insulating support 809.
  • the distal end side main body portion 813 has a smaller diameter than the flange portion 812.
  • the distal end of the distal end side main body portion 813 is a contact portion 813 a that contacts the electrode bump 807 a of the inspection object 807.
  • the range of a predetermined length from the proximal end of the distal end side main body portion 813 and the flange portion 812 have a semi-cylindrical shape, and the planar portion is flush with the planar portion of the distal end portion 811.
  • a range of the predetermined length of the distal end side main body portion 813, a planar portion of the flange portion 812, and the end portion 811 is a sliding surface 814 that can come into contact with the second plunger 805. It should be noted that the flat surface portion of the distal end side main body portion 813 is formed in a range that does not come out of an insulating support 809 described later even when the spring 806 is opened.
  • the second plunger 805 which is a conductive metal body such as a copper alloy, has a distal end 821, a flange 822 that forms a locking projection, and a distal-side main body as a distal end. 823.
  • the semi-cylindrical end portion 821 has a smaller diameter than the inner diameter of the coil spring 806 and is positioned inside the coil spring 806.
  • the curved surface portion of the end portion 821 is located along the inner periphery of the coil spring 806.
  • a planar portion of the end portion 821 is located on the axial center side of the coil spring 806 and is in contact with the first plunger 804.
  • the flange portion 822 has a larger diameter than the inner diameter of the coil spring 806.
  • the end face of the flange portion 822 is in contact with the other end of the coil spring 806.
  • the front end side end surface of the flange portion 822 is locked to the insulating support 809.
  • the distal end side main body portion 823 has a smaller diameter than the flange portion 822.
  • the distal end of the distal end side body portion 823 is a contact portion 823a that comes into contact with an electrode pad (not shown) of the inspection substrate 808.
  • the range of the predetermined length from the proximal end of the distal end side main body portion 823 and the flange portion 822 are semi-cylindrical, and the plane portion is flush with the plane portion of the end portion 821.
  • the range of the predetermined length of the distal end side main body portion 823, the planar portion of the flange portion 822, and the end portion 821 is a sliding surface 824 that can contact the first plunger 804. It should be noted that the flat surface portion of the distal end side main body portion 823 is formed in a range that does not come out of the insulating support 809 even when the spring 806 is opened.
  • the socket 830 includes an insulating support 809 (for example, made of resin or ceramic) having a cavity 832 for arranging a plurality of contact probes 900 in parallel at predetermined intervals, and each of these cavities.
  • a contact probe 900 is inserted into 832.
  • the first probe 804, the second plunger 805, and the coil spring 806 are integrally assembled as shown in FIG. 1 to form the contact probe 900, and the insulating support shown in FIG. 809 is inserted into the cavity 832.
  • Opening side sliding support portions 833 and 834 at both ends (upper and lower ends) of the cavity portion 832 support the front end side main body portions 813 and 823 of the first and second plungers 804 and 805 slidably, respectively.
  • the intermediate portion 835 except for the opening side sliding support portions 833 and 834 of the cavity portion 832 has a larger diameter than the opening side sliding support portions 833 and 834, and the inner circumference where the flange portions 812 and 822 and the coil spring 806 can freely move. It is a diameter. Step portions formed on the intermediate portion 835 side of the opening side sliding support portions 833 and 834 of the cavity portion 832 engage with the front end side surfaces of the flange portions 812 and 822, respectively, and the first and second plungers 804 and 805 are engaged. Regulate the escape of Note that the insulating support 809 has a structure that can be divided into a plurality of layers in order to incorporate the contact probe 900 into the cavity 832 (two-divided structure in the figure).
  • the socket 830 When the inspection is performed using the socket 830 assembled as shown in FIG. 2, the socket 830 is positioned and placed on the inspection substrate 808. As a result, the coil spring 806 is contracted by a predetermined length and the second plunger 805 is contracted. The contact portion 823a of the front end side main body portion 823 elastically contacts the electrode pad of the inspection substrate 808. In a state where there is no inspection object 807 such as a semiconductor integrated circuit, the first plunger 804 moves in the protruding direction until the flange portion 812 is regulated by the opening side sliding support portion 833, and the tip side main body portion 813 The amount of protrusion from the insulating support 809 is the maximum.
  • the inspection object 807 When the inspection object 807 is disposed to face the insulating support 809 of the socket 830 at a predetermined interval, the distal end side body portion 813 is retracted and the spring 806 is further compressed. As a result, the distal end side body portion 813 is compressed. Elastically contacts the electrode bump 807a of the inspection object 807. In this state, the inspection object 807 is inspected.
  • the end portion 811 of the first plunger 804 and the end portion 821 of the second plunger 805 are both The sliding surfaces face each other over a predetermined length from the end side and come into contact with each other.
  • the first state (open state) is changed to the second state (compressed state, ie, energized state) in which the coil spring 806 is contracted as shown in FIG. 1B, the end of the first plunger 804 is moved.
  • the flat surface portion (sliding surface) of the portion 811 faces across the range of the predetermined length of the distal end side main body portion 823 and the flat surface portion of the flange portion 822 from the flat surface portion of the end portion 821 of the second plunger 805, and contacts To do. That is, the end of the end portion 811 of the first plunger 804 is located closer to the tip of the second plunger 805 than the coil spring 806.
  • the plane portion (sliding surface) of the end portion 821 of the second plunger 805 is within the range of the predetermined length from the plane portion of the end portion 811 of the first plunger 804 to the main body portion 813 and the plane portion of the flange portion 812. Face to face and touch. That is, the end of the end portion 821 of the second plunger 805 is located closer to the tip of the first plunger 804 than the coil spring 806.
  • the movable stroke A of the first plunger 804, the movable stroke B of the second plunger 805, and the overlap length C of the first and second plungers 804 and 805 of the contact probe 900 of the present embodiment are shown in FIG. This is the same as that of the conventional contact probe shown in FIG.
  • ⁇ X (Total length of the first plunger 61) ⁇ (A + B + C)
  • ⁇ Y (Total length of second plunger 62) ⁇ (A + B + C)
  • X ' ⁇ X and Y' ⁇ Y It becomes.
  • This is different from the conventional contact probe in the specific configuration of the present embodiment in which the range of the predetermined length of the distal end side main body portions 813 and 823 and the flange portions 812 and 822 have a semi-cylindrical shape and have a plane portion. to cause.
  • the total length of the contact probe is larger than that of the conventional one. It can be shortened. Therefore, compared with the conventional contact probe, it is advantageous in terms of low resistance, large current, and high frequency.
  • the first and second plungers 804 and 805 since the flange portions 812 and 822 are formed on the outer periphery over 180 ° or more, the holding of the spring 806 is stable. Further, since the flat portions of the distal end side main body portions 813 and 823 do not come out of the insulating support 809 even when the spring 806 is opened, rattling can be prevented.
  • FIG. 3 is an overall configuration diagram of a contact probe according to a second embodiment of the present invention, where (A) shows a spring open state and (B) shows a spring compression state.
  • the contact probe of the present embodiment is different from that of the first embodiment in that the range of a predetermined length from the distal end side of the distal end side body portion 813 of the first plunger 804 and the flange portion 812 have a cylindrical shape.
  • This is a shape in which a groove 935 is formed in the vertical direction. The bottom surface of the groove 935 is flush with the flat portion of the end portion 811. As shown in FIG.
  • the front end side of the groove 935 protrudes outside the insulating support 809 over a predetermined length.
  • FIG. 3B when the coil spring 806 is compressed, the flat portion (sliding surface) 824 of the end portion 821 of the second plunger 805 is formed on the bottom surface (sliding surface 814) of the groove 935.
  • the coil spring 806 faces and contacts the bottom surface of the portion that is outside the insulating support 809 when the coil spring 806 is opened.
  • the sliding surface 814 of the first plunger 804 extends to the outside of the insulating support 809 when the coil spring 806 is opened. Therefore, the first plunger can be made shorter with the same movable stroke and overlapping length. That is, the total length of the contact probe can be further shortened as compared with the first embodiment.
  • a range of a predetermined length from the distal end side of the distal end side main body portion 813 of the first plunger 804 is a shape in which a groove 935 is formed in the length direction of the columnar shape, the bottom surface (sliding) when the coil spring 806 is opened.
  • the surface 814) protrudes outside the insulating support 809, but the lateral direction of the first plunger 804 with respect to the insulating support 809 when the coil spring 806 is open is compared with the case where the same range is a semi-cylindrical shape. It is preferable because it can suppress rattling.
  • FIG. 4 is an overall configuration diagram of a contact probe according to a third embodiment of the present invention, where (A) is a front view of a spring open state, (B) is a right side view thereof, and (C) is spring compression. A front view of the state, (D) is a right side view thereof.
  • FIG. 5 is a component diagram of the first plunger 804 of the contact probe, where (A) is a front view, (B) is a right side view, and (C) is a bottom view.
  • the contact probe of this embodiment differs from that of the first embodiment in that the end portion 821 of the second plunger 805 has bifurcated portions 821a and 821b that are divided into two from the middle portion to the end. Further, the end portion 811 of the first plunger 804 is located between the bifurcated portions 821a and 821b.
  • the flange portion 812 has a cylindrical shape in which sliding portions with the bifurcated portions 821a and 821b are cut out into groove shapes. Therefore, sliding surfaces 814 a and 814 b extending from the end portion 811 to the flange portion 812 and further to the middle of the distal end side body portion 813 are formed.
  • the end face of the flange portion 812 is in contact with one end of the coil spring 806. According to the present embodiment, the number of contact points of the first and second plungers 804 and 805 can be increased, and a lower resistance can be expected as compared with the first embodiment.
  • FIG. 6 is an overall configuration diagram of a contact probe 100 according to a fourth embodiment of the present invention, where (A) shows a spring open state and (B) shows a spring compression state.
  • FIG. 7 is an exploded view of the contact probe 100.
  • FIG. 8 is a front sectional view of the socket 30 in which a plurality of the contact probes 100 are supported in use.
  • the contact probe 100 includes a first plunger 1, a second plunger 2, and a coil spring 3 as a spring.
  • the first plunger 1 is a connection part with the inspection object 5, and the second plunger 2 is a connection part with the inspection substrate 6.
  • a coil spring 3 formed of a general material such as a piano wire or a stainless steel wire has a first and second plunger 1, 2 so that the first and second plungers 1, 2 can slide relative to each other. 2 (the first and second plungers 1 and 2 are connected).
  • the coil spring 3 also urges the first and second plungers 1 and 2 in directions away from each other during use, and causes the inspection object 5 and the inspection substrate 6 to be applied to the first and second plungers 1 and 2. Give contact force.
  • the inspection object 5 is, for example, a semiconductor integrated circuit in which electrodes are arranged at a predetermined interval, and in the illustrated case, electrode bumps 5a are arranged at a predetermined interval.
  • the inspection substrate 6 has electrode pads (not shown) connected to the measuring instrument side at predetermined intervals corresponding to the electrode bumps 5a.
  • the socket 30 includes an insulating support 31 having cavities 32 at a predetermined interval for arranging a plurality of contact probes 100 in parallel, and the contact probes 100 are inserted into the cavities 32. It is arranged.
  • the contact probe 100 is constructed by integrally assembling the first plunger 1, the second plunger 2, and the coil spring 3 as shown in FIG. It is inserted and arranged in the cavity 32 of 31. Opening side sliding support portions 33 and 34 at both ends (upper and lower ends) of the cavity portion 32 support (fitting) the front end side main body portions 13 and 24 of the first and second plungers 1 and 2 slidably, respectively.
  • the intermediate portion 35 excluding the opening side sliding support portions 33 and 34 of the cavity portion 32 has a larger diameter than the opening side sliding support portions 33 and 34, and the inner periphery on which the flange portions 12 and 23 and the coil spring 3 can freely move. It is a diameter.
  • the opening side sliding support portions 33 and 34 of the cavity portion 32 are engaged with the flange portions 12 and 23 to restrict the withdrawal of the first and second plungers 1 and 2.
  • the insulating support 31 has a structure that can be divided into a plurality of layers in order to incorporate the contact probe 100 into the cavity 32 (not shown).
  • the first plunger 1 which is a conductive metal body such as a copper alloy, has an end portion 11 and a flange portion 12 from the inspection substrate 6 side toward the inspection object 5 side. And a bar shape having a front end side main body portion 13 sequentially.
  • the semi-cylindrical end portion 11 has a smaller diameter than the inner diameter of the coil spring 3 and is positioned inside the coil spring 3.
  • a curved surface portion is disposed along the inner periphery of the coil spring 3, and on the coil spring 3 axis side.
  • a plane portion is disposed so as to contact the second plunger 2.
  • the flange portion 12 has a larger diameter than the inner diameter of the coil spring 3, and an end surface thereof is in contact with one end of the coil spring 3.
  • the distal end side main body portion 13 has a smaller diameter than the flange portion 12, and the distal end is a contact portion 13 a that contacts the electrode bump 5 a of the inspection object 5.
  • the sliding surface of the portion of the first plunger 1 that is located outside the coil spring 3 with respect to the expansion and contraction direction of the coil spring 3 (the flange portion 12 and the distal end side main body portion 13) with the second plunger 2 is partially It becomes the inclined part 15 (here inclined surface).
  • an inclined portion 15 exists between the semi-cylindrical portion on the distal end side of the flange portion 12 and the cylindrical portion on the distal end side of the distal end side main body portion 13.
  • the second plunger 2 which is a conductive metal body such as a copper alloy, has a semi-cylindrical sliding portion 21, a cylindrical portion 22, and a flange portion from the inspection object 5 side toward the inspection substrate 6 side. 23 and a rod-shaped body having a distal end side main body portion 24 sequentially.
  • the sliding portion 21 and the columnar portion 22 are smaller than the inner diameter of the coil spring 3 and are located inside the coil spring 3, and the columnar portion 22 is fitted inside the coil spring 3.
  • the semi-cylindrical sliding portion 21 is provided with a curved surface portion along the inner periphery of the coil spring 3, and a flat surface portion on the flat surface portion of the end portion 11 of the first plunger 1 and on the end side of the flange portion 12.
  • the semi-cylindrical portion is disposed toward the plane and the inclined portion 15.
  • the flange portion 23 has a diameter larger than the inner diameter of the coil spring 3 and an end surface thereof abuts on the other end of the coil spring 3.
  • the front end side main body portion 24 has a diameter smaller than that of the flange portion 23, and the front end is a contact portion 24 a that contacts an electrode pad (not shown) of the inspection substrate 6.
  • the product outer diameters of the contact probe 100 and the socket 30 are, for example, as follows. -Diameter of the intermediate part 35 of the cavity part 32 of the insulating support 31: 0.22 mm ⁇ Outer diameter of contact probe 100 (outer diameter of coil spring 3): 0.2 mm -Coil spring 3 wire diameter (wire width): 0.04 mm -Inner diameter of coil spring 3: 0.12 mm -The thickness of the end portion 11 of the first plunger 1: 0.055 mm -Thickness of the sliding portion 21 of the second plunger 2: 0.055 mm -Free length of contact probe 100: 4 mm ⁇ Use length of contact probe 100: 3 mm
  • the socket 30 When the inspection is performed using the socket 30 assembled as shown in FIG. 8, the socket 30 is positioned and placed on the inspection substrate 6, and as a result, the coil spring 3 is contracted by a predetermined length and the second plunger 2 is contracted.
  • the contact portion 24 a of the distal end side main body portion 24 comes into elastic contact with the electrode pad of the inspection substrate 6.
  • the first plunger 1 moves in the protruding direction until the flange portion 11 is regulated by the opening-side sliding support portion 33.
  • the amount of protrusion is the maximum.
  • the distal end side body portion 13 is retracted and the spring 3 is further compressed. As a result, the distal end side body portion 13 is compressed. Elastically contacts the electrode bump 5a of the inspection object 5. In this state, the inspection object 5 is inspected.
  • the sliding part 21 extends outside the inner peripheral width range of the coil spring 3 with respect to the direction perpendicular to the expansion / contraction direction of the coil spring 3 and from the coil spring 3 with respect to the expansion / contraction direction of the coil spring 3. Is also located near the tip of the first plunger 1.
  • the presence position of the inclined portion 15 is a position away from the portion where the sliding portion 21 abuts in the first state (open state) by a predetermined length L toward the distal end side of the first plunger 1.
  • the sliding portion 21 starts to ride on the inclined portion 15 after the coil spring 3 is contracted by the predetermined length L.
  • the predetermined length L is, for example, a length that is equal to or slightly shorter than the length in which the coil spring 3 contracts when the contact portion 24a of the distal end side body portion 24 of the second plunger 2 abuts against the inspection substrate 6. Say it.
  • FIG. 9 is a schematic explanatory view of bending forces F1 to F3 applied to the second plunger 2 in the second state (compressed state shown in FIG. 6B).
  • the second plunger 2 is moved to the sliding portion 21.
  • the first plunger 1 is brought into contact with the inclined portion 15 of the first plunger 1 at the first contact 101, and a bending force F ⁇ b> 1 is applied from the inclined portion 15 of the first plunger 1 at the first contact 101.
  • the intermediate portion outer surface in the longitudinal direction of the sliding portion 21 abuts with the inner periphery of the end portion in the expansion / contraction direction of the coil spring 3 at the second contact 102.
  • a bending force F2 is applied. Further, when the bending force F2 is applied to the second plunger 2, the tip end side of the sliding portion 21 comes into contact with the end side plane of the end portion 11 of the first plunger 1 at the third contact 103, and the third contact point In 103, a bending force F3 is applied from the end 11 of the first plunger 1.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line VV ′ of FIG.
  • the cross-sectional areas of the end portion 11 of the first plunger 1 and the sliding portion 21 of the second plunger 2 are equal.
  • the cross-sectional area of the sliding portion 21 is made small so that the sliding portion 21 has an appropriate spring force (elastic force).
  • it is desirable that the cross-sectional area is large.
  • an excessive spring force is generated in the sliding portion 21 and smooth sliding cannot be performed.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a contact and an electric path formed by elastic deformation of the second plunger 2 in the second state (compressed state shown in FIG. 6B).
  • a part of the current E ⁇ b> 1 passing through the first plunger 1 branches to the second plunger 2 at the first contact 101.
  • the current branched and flowing to the first plunger 1 and the second plunger 2 becomes a current E2 that flows through the second plunger 2 by joining at the third contact 103.
  • the contact between the first plunger 1 and the coil spring 3 third contact 103
  • the contact between the second plunger 2 and the coil spring 3 fourth contact 104. Connects the first and second plungers 1 and 2 using the coil spring 3 as a current path.
  • FIG. 13 is a resistance characteristic diagram of the contact probe 100 of the present embodiment, and shows the measurement results (when compressed and returned) of the samples of the five contact probes.
  • the contact probe 100 is sandwiched between electrodes connected to a constant voltage power source, and the passing resistance of the contact probe 100 is measured by changing the use length of the contact probe 100 (as shown in FIG. 15). Obtained from the flowing current).
  • FIG. 14 is a resistance characteristic diagram of the conventional contact probe shown in FIG. 26, and shows the measurement results of the five contact probe samples (during compression and return). The measurement method is the same as in FIG.
  • the resistance value variation among the samples is small and the resistance value is low. It can also be seen that the variation of the resistance value when the contact probe usage length is changed is small. On the other hand, in the measurement result shown in FIG. 14 (conventional example), the variation among the samples is large and the resistance value is high. Further, it can be seen that the resistance value fluctuates greatly when the contact probe usage length is changed.
  • the sliding surface of the first plunger 1 with the second plunger 2 is partially inclined 15, and the coil spring 3 is contracted from the first state in which the coil spring 3 is extended. Since the second plunger 2 rides on the inclined portion 15 during the transition to the second state, the first plunger 1 and the second plunger 2 can be reliably contacted. As a result, as is apparent from the measurement results shown in FIGS. 13 and 14, the inspection object 5 and the inspection substrate 6 can be electrically stabilized and connected with a low resistance as compared with the conventional example. .
  • the sliding portion 21 can be elastically deformed beyond the inner peripheral width range of the coil spring 3 when riding on the inclined portion 15. Further, the configuration in which the end of the sliding portion 21 extends outside the inner peripheral width range of the coil spring 3 when riding on the inclined portion 15 allows a limited space to be used effectively, and the contact probe 100 can be made compact. This is advantageous for downsizing.
  • the end of the sliding portion 21 is positioned closer to the tip of the first plunger 1 than the coil spring 3 in the expansion / contraction direction of the coil spring 3 when riding on the inclined portion 15, the same as in the first embodiment.
  • the total length of the contact probe can be shortened. Therefore, compared with the conventional contact probe, it is advantageous in terms of low resistance, large current, and high frequency.
  • FIG. 16 is an overall configuration diagram of a contact probe 200 according to a fifth embodiment of the present invention, in which (A) shows a spring open state and (B) shows a spring compression state. 17 is a cross-sectional view taken along the line XII-XII ′ of FIG.
  • the contact probe 200 according to the present embodiment has an inclined portion 225 on the second plunger 202 (part to be connected to the inspection object), and the second plunger 202.
  • the end portion 221 of the first plunger 201 is inclined in the direction in which the first plunger 201 exists over a predetermined length from the end, and the sliding portion 211 of the first plunger 201 is more than the end portion 221 of the second plunger 202. It is mainly different from the small diameter.
  • the second plunger 202 has a distal end portion 221, a flange portion 222, and a distal end side main body portion 223.
  • the end portion 221 having a substantially semi-cylindrical shape is smaller in diameter than the inner diameter of the coil spring 3, is positioned inside the coil spring 3, and is inclined from the end in a direction in which the first plunger 201 exists over a predetermined length.
  • the flange portion 222 has a larger diameter than the inner diameter of the coil spring 3, and an end surface thereof is in contact with one end of the coil spring 3.
  • the front end side main body portion 223 has a smaller diameter than the flange portion 222, and the front end is a contact portion 223a that comes into contact with the electrode pad of the inspection substrate.
  • the sliding surface of the portion of the second plunger 202 located outside the coil spring 3 with respect to the expansion / contraction direction of the coil spring 3 (the flange portion 222 and the distal end side body portion 223) with the first plunger 201 is partially It is an inclined portion 225 (here, an inclined surface).
  • an inclined portion 225 here, an inclined surface.
  • the first plunger 201 includes a substantially semi-cylindrical sliding portion 211, a cylindrical portion 212, a flange portion 213, and a front end side main body portion 214.
  • the sliding part 211 and the columnar part 212 are smaller in diameter than the inner diameter of the coil spring 3 and are located inside the coil spring 3, and the columnar part 212 is fitted inside the coil spring 3.
  • the flange portion 213 has a diameter larger than the inner diameter of the coil spring 3, and an end surface thereof is in contact with the other end of the coil spring 3.
  • the distal end side main body portion 214 has a smaller diameter than the flange portion 213, and the distal end is a contact portion 214a that comes into contact with the electrode bump of the inspection object.
  • this embodiment also has a structure in which the sliding portion 211 of the first plunger 201 rides on the inclined portion 225 of the second plunger 202.
  • the two plungers 202 can be reliably brought into contact with each other, and the inspection object and the inspection substrate can be electrically stabilized and connected with low resistance as compared with the conventional example. In other respects, the same effects as those of the fourth embodiment can be obtained. Further, in the present embodiment, since the end of the end portion 221 of the second plunger 202 is inclined in the direction in which the first plunger 201 exists over a predetermined length, when the second plunger 202 is processed.
  • the end portion 221 is slightly warped in the direction in which the first plunger 201 does not exist, the end of the end portion 221 can be reliably brought into contact with the sliding portion 211 of the first plunger 201.
  • the sliding portion 211 has a small diameter so that excessive spring force is not generated.
  • FIG. 18 is an overall configuration diagram of a contact probe 300 according to a sixth embodiment of the present invention, where (A) shows a spring open state and (B) shows a spring compression state.
  • the contact probe 300 of the present embodiment has a smaller (shorter) range of the inclined portion 15 and a sliding portion of the second plunger 2. 21 is mainly different in that the diameter is smaller than the end portion 11 of the first plunger 1.
  • the sliding portion 21 has a small diameter so that an excessive spring force is not generated.
  • FIG. 19 is an overall configuration diagram of a contact probe 400 according to a seventh embodiment of the present invention, in which (A) shows a spring open state and (B) shows a spring compression state.
  • the contact probe 400 of the present embodiment has an inclined surface 15 from a straight inclined surface to an R surface (an inclined surface in which the inclination is continuously steep from flat as viewed from the end side). The main difference is that This embodiment can achieve the same effects as those of the fourth embodiment.
  • FIG. 20 is an overall configuration diagram of a contact probe 500 according to an eighth embodiment of the present invention, where (A) shows a spring open state and (B) shows a spring compression state.
  • the contact probe 500 of the present embodiment is mainly different from the fourth embodiment in that the inclined portion 15 is formed by the convex portion 515.
  • the shape of the convex portion 515 is not particularly limited as long as the sliding portion 21 can ride on, but is a triangular pyramid shape, a quadrangular pyramid shape, a wedge shape, or the like as shown in FIG. This embodiment can achieve the same effects as those of the fourth embodiment.
  • FIG. 22 is an overall configuration diagram of a contact probe 600 according to a ninth embodiment of the present invention, where (A) is a front view of the spring open state, (B) is a right side view of the same state, and (C). Is a front view of the spring compressed state, and (D) is a right side view of the same state.
  • FIG. 23 is a component diagram of the first plunger 1 of the contact probe 600, where (A) is a front view, (B) is a right side view, and (C) is a bottom view.
  • the contact probe 600 according to the present embodiment is divided into two forks from the intermediate portion in the length direction of the second plunger 2 to the end side (sliding portion 21).
  • the point which becomes 21a, 21b, the point which the terminal part 11 of the 1st plunger 1 is located between the bifurcated part 21a, 21b, and the inclination part 15a, 15b exist corresponding to the bifurcated part 21a, 21b. It is mainly different from the point.
  • the flange portion 12 has a cylindrical shape in which a sliding portion with the second plunger 2 is cut out in a groove shape, and the end side end surface of the flange portion 12 is in contact with one end of the coil spring 3. Since this embodiment also has a structure in which the bifurcated portions 21a and 21b ride on the inclined portions 15a and 15b, the first plunger 1 and the second plunger 2 can be reliably contacted, compared with the conventional example.
  • the inspection object and the inspection substrate can be electrically stabilized and connected with low resistance. In other respects, the same effects as those of the fourth embodiment can be obtained. Furthermore, since the number of contacts of the first and second plungers 1 and 2 is increased, it is possible to further reduce the resistance.
  • FIG. 24 is an overall configuration diagram of a contact probe 700 according to a tenth embodiment of the present invention, in which (A) shows a spring open state and (B) shows a spring compression state.
  • the contact probe 700 according to the present embodiment has inclined portions in both the first plunger 1 and the second plunger 2, and both inclined portions are coil springs 3. It is mainly different in that it exists within the length range.
  • the sliding portion 21 is an inclined portion 25 (here, an inclined surface) over a predetermined length from the tip side.
  • the first plunger 1 also has a sliding portion 71 having the same configuration as the sliding portion 21 of the second plunger 2.
  • the sliding portion 71 is an inclined portion 75 (here, an inclined surface) over a predetermined length from the tip side.
  • the coil spring 3 is sandwiched between the end surfaces of the flange portions 73 and 23 of the first and second plungers 1 and 2.
  • the sliding deformable portions 21 and 71 are limited to the inner peripheral width range of the coil spring 3 when the sliding portions 21 and 71 run on the inclined portions 75 and 25, the viewpoint of downsizing (smaller diameter) of the contact probe. Then, the fourth embodiment is more excellent. In other respects, the same effects as those of the fourth embodiment are obtained.
  • the end portions 811 and 821 of the first and second plungers 804 and 805 have a semi-cylindrical shape
  • the end portions 811 and 821 have flat surfaces facing each other. If it is, it will not be limited to a semi-cylindrical shape. That is, the end portions 811 and 821 only need to have a flat surface as a sliding surface on the side surface. The same applies to the range of a predetermined length from the base ends of the distal end side main body portions 813 and 823 and the shape of the flange portion 812 in the first embodiment.
  • the range of a predetermined length from the proximal end of the distal end side main body portion 813 of the first plunger 804 and the case where the flange portion 812 has a shape in which the groove 935 is formed in the length direction of the columnar shape may have the same shape as the first embodiment (for example, a semi-cylindrical shape).
  • the coil spring 806 when the coil spring 806 is opened, the backlash in the lateral direction of the first plunger 804 with respect to the insulating support 809 is larger than in the second embodiment, but in terms of shortening the total length of the contact probe. The same effects as those of the second embodiment can be obtained.
  • the ends of the end portions 811 and 821 of the first and second plungers 804 and 805 are both outside the coil spring 806 with respect to the expansion and contraction direction of the coil spring 806.
  • one of the ends of the end portions 811 and 821 may be located outside the coil spring 806 and the other may be located inside the coil spring 806.
  • the total length of the contact probe can be shortened as compared with the conventional case.
  • the first plunger is used for connection with the inspection object
  • the second plunger is used for connection with the inspection substrate.
  • the first plunger is used for connection with the inspection substrate.
  • Two plungers may be used for connection with the inspection object.
  • the inclined portion is located outside the length range of the coil spring
  • the inclined portion may exist within the length range of the coil spring.
  • the first and second plungers can be reliably brought into contact with each other so that the inspection object and the inspection substrate can be electrically stabilized and connected with low resistance.

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Abstract

　第１プランジャー及び第２プランジャーの可動ストローク並びに重ね代の長さを同じとしたとき、従来と比較して全長を短くすることの可能なコンタクトプローブ及びこれを備えたソケットを提供する。　コイルスプリング８０６が縮んでいる圧縮状態では、第１プランジャー８０４の末端部８１１の平面部分は、第２プランジャー８０５の末端部８２１の平面部分から先端側本体部８２３の基端から所定長の範囲及びフランジ部８２２の平面部分に跨って対面し、接触する。第２プランジャー８０５の末端部８２１の平面部分は、第１プランジャー８０４の末端部８１１の平面部分から先端側本体部８１３の基端から所定長の範囲及びフランジ部８１２の平面部分に跨って対面し、接触する。

Description

コンタクトプローブ及びソケット
　本発明は、半導体集積回路等の検査に使用するコンタクトプローブ及びこれを備え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場合において、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一般的に使用されている。
　図２５は、従来のコンタクトプローブの説明図であり、(Ａ)はスプリング開放状態、(Ｂ)はスプリング圧縮状態(通電時)を示す。この種のコンタクトプローブは、小径化のためにコイルスプリングの外側に金属チューブを有しない構造である。また、電気の通過抵抗を抑えるために、半導体集積回路等の検査対象物との接続部品である第１プランジャー６１と、検査用基板との接続部品である第２プランジャー６２とを直接接触させる構造である。コンタクトプローブの構成部品であるコイルスプリング６３を圧縮して発生するバネ力で、第１及び第２プランジャー６１,６２の先端がそれぞれ検査対象物及び検査用基板に押し当てられる。なお、図２５と同様の構造を有する先行技術文献として、下記特許文献１及び２がある。
特開２０００－２４１４４７号公報 米国特許第６４６２５６７号公報
　従来のコンタクトプローブの開放時全長Ｌ1及び圧縮時全長Ｌ2はそれぞれ、
　　Ｌ1＝２（Ａ＋Ｂ）＋Ｃ＋Ｘ＋Ｙ
　　Ｌ2＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｘ＋Ｙ
と表される。ここで、図２５にも示すとおり、
・Ａ＝第１プランジャー６１の可動ストローク
・Ｂ＝第２プランジャー６２の可動ストローク
・Ｃ＝第１及び第２プランジャー６１,６２の重ね代の長さ
・Ｘ＝(第１プランジャー６１の全長)－(Ａ＋Ｂ＋Ｃ)
・Ｙ＝(第２プランジャー６２の全長)－(Ａ＋Ｂ＋Ｃ)
である。
　コンタクトプローブに求められる性能としては、例えば低抵抗・大電流対応・高周波対応が挙げられる。これらの性能を満足させるためには、コンタクトプローブの全長は短いほど好ましい。しかし、上記の各長さのうち第１プランジャー及び第２プランジャーの可動ストロークＡ,Ｂ並びに重ね代の長さＣは、要求される仕様によって決まってしまい一定長以下に短くすることができない。
　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、第１プランジャー及び第２プランジャーの可動ストローク並びに重ね代の長さを同じとしたとき、従来と比較して全長を短くすることの可能なコンタクトプローブ及びこれを備えたソケットを提供することにある。
　本発明の第１の態様は、コンタクトプローブである。このコンタクトプローブは、
　スプリングと、一方が検査対象物との接続用で他方が検査用基板との接続用である第１及び第２プランジャーとを備え、
　前記第１及び第２プランジャーはそれぞれ、前記スプリングを係止する係止凸部を長さ方向の中間部に有し、
　前記スプリングは、前記係止凸部に係止され、かつ前記第１及び第２プランジャーを互いに離れる方向に付勢し、
　前記スプリングが所定長以下の長さに縮んでいるとき、前記第２プランジャーの末端が、前記スプリングよりも、前記第１プランジャーの先端寄りに位置する。
　第１の態様のコンタクトプローブにおいて、
　前記第１プランジャーは、末端部と、先端部と、前記末端部及び前記先端部の間のフランジ部とを有し、
　前記フランジ部が前記係止凸部を有し、
　前記先端部の基端から所定長の範囲と、前記フランジ部と、前記末端部とに渡って前記第２プランジャーとの摺動面が連続して存在するとよい。
　第１の態様のコンタクトプローブにおいて、前記スプリングが所定長以下の長さに縮んでいるとき、前記第１プランジャーの末端が、前記スプリングよりも、前記第２プランジャーの先端寄りに位置するとよい。
　第１の態様のコンタクトプローブにおいて、前記第１及び第２プランジャーの相互摺動面が平面であるとよい。
　本発明の第２の態様も、コンタクトプローブである。このコンタクトプローブは、第１の態様のコンタクトプローブにおいて、
　前記第１プランジャーは、前記第２プランジャーとの摺動範囲の少なくとも一部が傾斜部となっていて、
　前記スプリングが伸びている第１の状態から前記スプリングが縮んでいる第２の状態に遷移する過程で、前記第２プランジャーが前記傾斜部に乗り上げる構造である。
　第２の態様のコンタクトプローブにおいて、前記傾斜部が前記スプリングの伸縮方向に関して前記スプリングの外側に存在するとよい。
　また、前記第２プランジャーは、前記傾斜部に乗り上げた状態で、板バネ状に変形して末端が前記伸縮方向に垂直な方向に関して前記スプリングの内周幅範囲外に延在しているとよい。
　さらに、前記第２プランジャーは、前記傾斜部に乗り上げた状態で、長手方向の中間部が前記スプリングの伸縮方向の端部内周と当接し、かつ、前記中間部よりも末端側の一部と先端側の一部との双方が前記第１プランジャーと当接しているとよい。
　第２の態様のコンタクトプローブにおいて、前記第２プランジャーは長さ方向の中間部から末端側が２本に分かれた二股部となっていて、前記第１プランジャーの末端が前記二股部の間に位置し、前記傾斜部は前記二股部の一方及び他方の双方に対応して少なくとも１つずつ存在するとよい。
　また、前記第１プランジャーの長さ方向の中間部のフランジ部は、前記摺動部分を切り欠いて溝状に形成していて、前記フランジ部の末端側端面が前記スプリングの一方の端部と当接しているとよい。
　第２の態様のコンタクトプローブにおいて、
　前記第２プランジャーは、前記第１プランジャーとの摺動範囲の少なくとも一部が傾斜部となっていて、
　前記第１の状態から前記第２の状態に遷移する過程で、前記第１プランジャーが前記第２プランジャーの前記傾斜部に乗り上げる構造であるとよい。
　第２の態様のコンタクトプローブにおいて、前記第１プランジャーの末端が前記第２プランジャーの存在する方向に傾いているとよい。
　本発明の第３の態様は、ソケットである。このソケットは、第１又は第２の態様のコンタクトプローブを複数本絶縁支持体で支持してなるものである。
　第３の態様のソケットにおいて、各コンタクトプローブの第１プランジャーは、前記スプリングが所定長以上の長さに伸びているとき、前記第２プランジャーとの摺動面が、前記スプリングの伸縮方向に関して前記絶縁支持体の内側から外側にかけて延在するとよい。
　この場合、前記第１プランジャーの前記係止凸部は前記絶縁支持体からの抜止めであり、前記第１プランジャーの前記摺動面は前記係止凸部よりも先端側において溝形状の底面であるとよい。
　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、スプリングが所定長以下の長さに縮んでいるとき、第２プランジャーの末端がスプリングよりも第１プランジャーの先端寄りに位置するため、第１プランジャー及び第２プランジャーの可動ストローク並びに重ね代の長さが同じであれば従来と比較してコンタクトプローブの全長を短くすることが可能となる。
本発明の第１の実施の形態に係るコンタクトプローブの全体構成図であり、(Ａ)はスプリング開放状態の正面図、(Ｂ)はスプリング圧縮状態の正面図、(Ｃ)は第１及び第２プランジャーの重ね代部分の断面図。 同コンタクトプローブを複数本支持してなるソケットの、使用時における正断面図。 本発明の第２の実施の形態に係るコンタクトプローブの全体構成図であり、(Ａ)はスプリング開放状態、(Ｂ)はスプリング圧縮状態を示す。 本発明の第３の実施の形態に係るコンタクトプローブの全体構成図であり、(Ａ)はスプリング開放状態の正面図、(Ｂ)は同右側面図、(Ｃ)はスプリング圧縮状態の正面図、(Ｄ)は同右側面図。 同コンタクトプローブの第１プランジャーの部品図であり、(Ａ)は正面図、(Ｂ)は右側面図、(Ｃ)は底面図。 本発明の第４の実施の形態に係るコンタクトプローブの全体構成図であり、(Ａ)はスプリング開放状態、(Ｂ)はスプリング圧縮状態を示す。 同コンタクトプローブの分解図。 同コンタクトプローブを複数本支持してなるソケットの使用状態における正断面図。 図６(Ｂ)に示す圧縮状態において第２プランジャーに加えられる曲げ力の模式的説明図。 図９のV-V'断面図。 図６(Ｂ)に示す圧縮状態で、第２プランジャーの弾性変形によってできた接点と電気経路を示す模式図。 図１１のVII-VII'断面図。 第４の実施の形態のコンタクトプローブの抵抗値特性図。 図２６に示す従来のコンタクトプローブの抵抗値特性図。 コンタクトプローブの抵抗値特性図の測定方法を示す模式図。 本発明の第５の実施の形態に係るコンタクトプローブの全体構成図であり、(Ａ)はスプリング開放状態、(Ｂ)はスプリング圧縮状態を示す。 図１６のXII-XII'断面図。 本発明の第６の実施の形態に係るコンタクトプローブの全体構成図であり、(Ａ)はスプリング開放状態、(Ｂ)はスプリング圧縮状態を示す。 本発明の第７の実施の形態に係るコンタクトプローブの全体構成図であり、(Ａ)はスプリング開放状態、(Ｂ)はスプリング圧縮状態を示す。 本発明の第８の実施の形態に係るコンタクトプローブの全体構成図であり、(Ａ)はスプリング開放状態、(Ｂ)はスプリング圧縮状態を示す。 同コンタクトプローブの第１プランジャーの部品図であり、(Ａ)は正面図、(Ｂ)は右側面図、(Ｃ)は底面図。 本発明の第９の実施の形態に係るコンタクトプローブの全体構成図であり、(Ａ)はスプリング開放状態の正面図、(Ｂ)は同状態の右側面図、(Ｃ)はスプリング圧縮状態の正面図、(Ｄ)は同状態の右側面図。 同コンタクトプローブの第１プランジャーの部品図であり、(Ａ)は正面図、(Ｂ)は右側面図、(Ｃ)は底面図。 本発明の第１０の実施の形態に係るコンタクトプローブの全体構成図であり、(Ａ)はスプリング開放状態、(Ｂ)はスプリング圧縮状態を示す。 従来のコンタクトプローブの全体構成図であり、(Ａ)はスプリング開放状態、(Ｂ)はスプリング圧縮状態を示す。 従来のコンタクトプローブの説明図であり、(Ａ)は全体構成図、(Ｂ)はそのB-B'断面図(接触状態・非接触状態)。
　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。
(第１の実施の形態)
　図１は、本発明の第１の実施の形態に係るコンタクトプローブ９００の全体構成図であり、(Ａ)はスプリング開放状態の正面図、(Ｂ)はスプリング圧縮状態の正面図、(Ｃ)は第１及び第２プランジャーの重ね代部分の断面図である。図２は、同コンタクトプローブ９００を複数本支持してなるソケット８３０の、使用時における正断面図である。
　コンタクトプローブ９００は、第１プランジャー８０４と、第２プランジャー８０５と、スプリングとしてのコイルスプリング８０６とを備える。第１プランジャー８０４は検査対象物８０７(図２参照)との接続部品であり、第２プランジャー８０５は検査用基板８０８(図２参照)との接続部品である。例えばピアノ線やステンレス線等の一般的な導電性金属材質で形成されたコイルスプリング８０６は、第１及び第２プランジャー８０４,８０５が相互に摺動可能となるように第１及び第２プランジャー８０４,８０５に対して設けられている(第１及び第２プランジャー８０４,８０５を連結している)。コイルスプリング８０６は、また、使用時に第１及び第２プランジャー８０４,８０５を互いに離れる方向に付勢して、第１及び第２プランジャー８０４,８０５を検査対象物８０７及び検査用基板８０８に押圧する。検査対象物８０７は、例えば電極が所定間隔で配列された半導体集積回路であり、図示の場合、電極バンプ８０７ａ(例えば半田バンプ)が所定間隔で配列されたものである。検査用基板８０８は、測定器側に接続される電極パッド(図示せず)を電極バンプ８０７ａに対応して所定間隔で有するものである。
　図１に示すように、銅合金等の導電性金属体である第１プランジャー８０４は、末端部８１１と、係止凸部を成すフランジ部８１２と、先端部としての先端側本体部８１３とを有する棒形状である。半円柱形状の末端部８１１は、コイルスプリング８０６の内径よりも小径で、コイルスプリング８０６の内側に位置する。末端部８１１の曲面部分は、コイルスプリング８０６の内周に沿って位置する。末端部８１１の平面部分は、コイルスプリング８０６の軸芯側に位置し、第２プランジャー８０５に接する。フランジ部８１２は、コイルスプリング８０６の内径よりも大径である。フランジ部８１２の末端側端面は、コイルスプリング８０６の一端と当接する。フランジ部８１２の先端側端面は、絶縁支持体８０９に係止される。先端側本体部８１３は、フランジ部８１２よりも小径である。先端側本体部８１３の先端は、検査対象物８０７の電極バンプ８０７ａと接触する接触部８１３ａとなっている。
　先端側本体部８１３の基端から所定長の範囲とフランジ部８１２は、半円柱形状であり、平面部分が末端部８１１の平面部分と面一である。先端側本体部８１３の前記所定長の範囲、フランジ部８１２、及び末端部８１１の平面部分が、第２プランジャー８０５と接触可能な摺動面８１４である。なお、先端側本体部８１３の平面部分は、スプリング８０６の開放時でも後述する絶縁支持体８０９の外側に出ない範囲で形成される。
　銅合金等の導電性金属体である第２プランジャー８０５は、第１プランジャー８０４と同様に、末端部８２１と、係止凸部を成すフランジ部８２２と、先端部としての先端側本体部８２３とを有する棒形状である。半円柱形状の末端部８２１は、コイルスプリング８０６の内径よりも小径で、コイルスプリング８０６の内側に位置する。末端部８２１の曲面部分は、コイルスプリング８０６の内周に沿って位置する。末端部８２１の平面部分は、コイルスプリング８０６の軸芯側に位置し、第１プランジャー８０４に接する。フランジ部８２２は、コイルスプリング８０６の内径よりも大径である。フランジ部８２２の末端側端面は、コイルスプリング８０６の他端と当接する。フランジ部８２２の先端側端面は、絶縁支持体８０９に係止される。先端側本体部８２３は、フランジ部８２２よりも小径である。先端側本体部８２３の先端は、検査用基板８０８の電極パッド(不図示)と接触する接触部８２３ａとなっている。
　先端側本体部８２３の基端から所定長の範囲とフランジ部８２２は、半円柱形状であり、平面部分が末端部８２１の平面部分と面一である。先端側本体部８２３の前記所定長の範囲、フランジ部８２２、及び末端部８２１の平面部分が、第１プランジャー８０４と接触可能な摺動面８２４である。なお、先端側本体部８２３の平面部分は、スプリング８０６の開放時でも絶縁支持体８０９の外側に出ない範囲で形成される。
　図２に示すように、ソケット８３０は、コンタクトプローブ９００を複数本平行に配置するための空洞部８３２を所定間隔で有する絶縁支持体８０９(例えば樹脂又はセラミック製)を備え、それらの各空洞部８３２にコンタクトプローブ９００を挿入配置したものである。具体的には、第１プランジャー８０４、第２プランジャー８０５及びコイルスプリング８０６の三者を図１に示すように一体的に組み立ててコンタクトプローブ９００を構成したものを、図２の絶縁支持体８０９の空洞部８３２に挿入配置する。空洞部８３２両端(上下端)の開口側摺動支持部８３３,８３４は第１及び第２プランジャー８０４,８０５の先端側本体部８１３,８２３をそれぞれ摺動自在に支持する。空洞部８３２の開口側摺動支持部８３３,８３４を除く中間部８３５は、開口側摺動支持部８３３,８３４よりも大径で、フランジ部８１２,８２２及びコイルスプリング８０６が自由に動ける内周径となっている。空洞部８３２の開口側摺動支持部８３３,８３４の中間部８３５側に形成される段部が、フランジ部８１２,８２２の先端側面にそれぞれ係合して第１及び第２プランジャー８０４,８０５の抜け出しを規制する。なお、絶縁支持体８０９は、コンタクトプローブ９００を空洞部８３２内に組み込むために、複数層に分割できる構造となっている(図では２分割構造)。
　図２のように組み立てられたソケット８３０を使用して検査を行う場合、ソケット８３０は検査用基板８０８上に位置決め載置され、この結果、コイルスプリング８０６が所定長だけ縮んで第２プランジャー８０５の先端側本体部８２３の接触部８２３ａが検査用基板８０８の電極パッドに弾接する。半導体集積回路等の検査対象物８０７が無い状態では、第１プランジャー８０４はフランジ部８１２が開口側摺動支持部８３３で規制されるまで突出方向に移動しており、先端側本体部８１３の絶縁支持体８０９からの突出量は最大となっている。検査対象物８０７がソケット８３０の絶縁支持体８０９に対して所定の間隔で対向配置されることにより、先端側本体部８１３は後退してスプリング８０６はさらに圧縮され、その結果、先端側本体部８１３は検査対象物８０７の電極バンプ８０７ａに弾接する。この状態で検査対象物８０７の検査が実行される。
　図１(Ａ)に示すように、コイルスプリング８０６が伸びている第１の状態(開放状態)では、第１プランジャー８０４の末端部８１１及び第２プランジャー８０５の末端部８２１は、双方の末端側から所定長に渡って摺動面同士が対面し、接触する。そして、前記第１の状態(開放状態)から図１(Ｂ)に示すようにコイルスプリング８０６が縮んでいる第２の状態(圧縮状態すなわち通電状態)に遷移すると、第１プランジャー８０４の末端部８１１の平面部分(摺動面)は、第２プランジャー８０５の末端部８２１の平面部分から先端側本体部８２３の前記所定長の範囲及びフランジ部８２２の平面部分に跨って対面し、接触する。すなわち、第１プランジャー８０４の末端部８１１の末端は、コイルスプリング８０６よりも、第２プランジャー８０５の先端寄りに位置する。第２プランジャー８０５の末端部８２１の平面部分(摺動面)は、第１プランジャー８０４の末端部８１１の平面部分から先端側本体部８１３の前記所定長の範囲及びフランジ部８１２の平面部分に跨って対面し、接触する。すなわち、第２プランジャー８０５の末端部８２１の末端は、コイルスプリング８０６よりも、第１プランジャー８０４の先端寄りに位置する。
　本実施の形態のコンタクトプローブ９００の第１プランジャー８０４の可動ストロークＡ、第２プランジャー８０５の可動ストロークＢ、及び第１及び第２プランジャー８０４,８０５の重ね代の長さＣは、図２５に示す従来のコンタクトプローブのものと同じである。一方、下記Ｘ',Ｙ'
・Ｘ'＝(第１プランジャー８０４の全長)－(Ａ＋Ｂ＋Ｃ)
・Ｙ'＝(第２プランジャー８０５の全長)－(Ａ＋Ｂ＋Ｃ)
は、図２５に示す従来のコンタクトプローブのＸ,Ｙ
・Ｘ＝(第１プランジャー６１の全長)－(Ａ＋Ｂ＋Ｃ)
・Ｙ＝(第２プランジャー６２の全長)－(Ａ＋Ｂ＋Ｃ)
との関係で、
　　Ｘ'＜Ｘ　かつ　Ｙ'＜Ｙ
となる。これは、従来のコンタクトプローブと異なり、先端側本体部８１３,８２３の前記所定長の範囲及びフランジ部８１２,８２２を半円柱形状として平面部分を有するものとした本実施の形態の特有の構成に起因する。本構成では、末端部８１１,８２１の平面部分だけでなく、先端側本体部８１３,８２３の前記所定長の範囲及びフランジ部８１２,８２２の平面部分も相互摺動面となり、上記のとおりＸ',Ｙ'をそれぞれＸ,Ｙよりも短くすることができる。すなわち、本実施の形態のコンタクトプローブ９００の開放時全長Ｌ1'及び圧縮時全長Ｌ2'並びに従来のコンタクトプローブの開放時全長Ｌ1及び圧縮時全長Ｌ2はそれぞれ
　　Ｌ1'＝２（Ａ＋Ｂ）＋Ｃ＋Ｘ'＋Ｙ'
　　Ｌ2'＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｘ'＋Ｙ'
　　Ｌ1＝２（Ａ＋Ｂ）＋Ｃ＋Ｘ＋Ｙ
　　Ｌ2＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｘ＋Ｙ
で、Ｌ1'＜Ｌ1　かつ　Ｌ2'＜Ｌ2となる。
　このように、本実施の形態によれば、第１プランジャー８０４及び第２プランジャー８０５の可動ストローク並びに重ね代の長さを同じとしたとき、従来のものと比較してコンタクトプローブの全長を短くすることが可能となる。したがって、従来のコンタクトプローブと比較して低抵抗・大電流対応・高周波対応の面で有利である。また、第１及び第２プランジャー８０４,８０５において、フランジ部８１２,８２２がそれぞれ１８０°以上にわたって外周に形成されているから、スプリング８０６の保持は安定である。また、先端側本体部８１３,８２３の平面部分はスプリング８０６の開放時であっても絶縁支持体８０９の外に出ないので、がたつきを防止できる。
(第２の実施の形態)
　図３は、本発明の第２の実施の形態に係るコンタクトプローブの全体構成図であり、(Ａ)はスプリング開放状態、(Ｂ)はスプリング圧縮状態を示す。本実施の形態のコンタクトプローブは、第１の実施の形態のものと異なり、第１プランジャー８０４の先端側本体部８１３の末端側から所定長の範囲、及びフランジ部８１２が、円柱形状の長さ方向に溝９３５を形成した形状である。溝９３５は、底面が末端部８１１の平面部分と面一の平面である。図３(Ａ)に示すように、コイルスプリング８０６の開放時、溝９３５の先端側は所定長に渡って絶縁支持体８０９の外側に出ている。一方、図３(Ｂ)に示すように、コイルスプリング８０６の圧縮時、第２プランジャー８０５の末端部８２１の平面部分(摺動面)８２４は、溝９３５の底面（摺動面８１４）のうちコイルスプリング８０６の開放時に絶縁支持体８０９の外側に出ていた部分の底面にまで渡って対面し、接触する。
　本実施の形態のコンタクトプローブでは、第１の実施の形態のものと異なり、第１プランジャー８０４の摺動面８１４がコイルスプリング８０６の開放時に絶縁支持体８０９の外側にまで延在する。したがって、同じ可動ストローク及び重ね代の長さであれば、第１プランジャーをより短くすることが可能となる。すなわち、第１の実施の形態と比較してコンタクトプローブの全長を更に短くすることが可能となる。また、第１プランジャー８０４の先端側本体部８１３の末端側から所定長の範囲が、円柱形状の長さ方向に溝９３５を形成した形状であるため、コイルスプリング８０６の開放時に底面（摺動面８１４）は絶縁支持体８０９の外側に出ているが、同範囲が半円柱形状である場合と比較して、コイルスプリング８０６の開放時における第１プランジャー８０４の絶縁支持体８０９に対する横方向のがたつきを抑えることができて好ましい。
(第３の実施の形態)
　図４は、本発明の第３の実施の形態に係るコンタクトプローブの全体構成図であり、(Ａ)はスプリング開放状態の正面図、(Ｂ)は同右側面図、(Ｃ)はスプリング圧縮状態の正面図、(Ｄ)は同右側面図である。図５は、同コンタクトプローブの第１プランジャー８０４の部品図であり、(Ａ)は正面図、(Ｂ)は右側面図、(Ｃ)は底面図である。
　本実施の形態のコンタクトプローブは、第１の実施の形態のものと異なり、第２プランジャー８０５の末端部８２１が、中間部から末端にかけて２本に分かれた二股部８２１ａ,８２１ｂを有する。また、第１プランジャー８０４の末端部８１１は、二股部８２１ａ,８２１ｂの間に位置する。フランジ部８１２は、二股部８２１ａ,８２１ｂとの摺動部分をそれぞれ溝状に切り欠いた円柱形状である。したがって、末端部８１１からフランジ部８１２、さらに先端側本体部８１３の途中にまで至る摺動面８１４ａ,８１４ｂが形成される。フランジ部８１２の末端側端面は、コイルスプリング８０６の一端と当接する。本実施の形態によれば、第１及び第２プランジャー８０４,８０５の接触箇所を増やすことができ、第１の実施の形態と比較してより低抵抗化が期待できる。
(第４の実施の形態)
　以降の実施の形態では、第１及び第２プランジャーの相互接触をより確実にすることを課題とする。すなわち、図２６(Ａ)に示す従来のコンタクトプローブでは、コンタクトプローブ内部接点(第１プランジャー６１と第２プランジャー６２との対面構造)は、円滑に摺動するための隙間(遊び)を持っている。それがために、第１プランジャー６１と第２プランジャー６２との接触状態が安定せず(例えば図２６(Ｂ)のプランジャー接触状態と非接触状態とを不定期に繰り返し)、通過抵抗が不安定であるという問題も起こり得る。そこで、以降の実施の形態では、第１プランジャーと第２プランジャーとを確実に接触可能とし、半導体集積回路等の検査対象物と検査用基板とを電気的に安定させて低抵抗で接続することができるコンタクトプローブ及びこれを備えたソケットの提供を目的とする。
　図６は、本発明の第４の実施の形態に係るコンタクトプローブ１００の全体構成図であり、(Ａ)はスプリング開放状態、(Ｂ)はスプリング圧縮状態を示す。図７は、同コンタクトプローブ１００の分解図である。図８は、同コンタクトプローブ１００を複数本支持してなるソケット３０の使用状態における正断面図である。
　コンタクトプローブ１００は、第１プランジャー１と、第２プランジャー２と、スプリングとしてのコイルスプリング３とを備える。第１プランジャー１は検査対象物５との接続部品であり、第２プランジャー２は検査用基板６との接続部品である。例えばピアノ線やステンレス線等の一般的な材質で形成されたコイルスプリング３は、第１及び第２プランジャー１,２が相互に摺動可能となるように第１及び第２プランジャー１,２に対して設けられている(第１及び第２プランジャー１,２を連結している)。コイルスプリング３は、また、使用時に第１及び第２プランジャー１,２を互いに離れる方向に付勢して、第１及び第２プランジャー１,２に検査対象物５及び検査用基板６との接触力を与える。検査対象物５は、例えば電極が所定間隔で配列された半導体集積回路であり、図示の場合、電極バンプ５ａが所定間隔で配列されたものである。検査用基板６は、測定器側に接続される電極パッド(図示せず)を電極バンプ５ａに対応して所定間隔で有するものである。
　図８に示すように、ソケット３０は、コンタクトプローブ１００を複数本平行に配置するための空洞部３２を所定間隔で有する絶縁支持体３１を備え、それらの各空洞部３２にコンタクトプローブ１００を挿入配置したものである。具体的には、第１プランジャー１、第２プランジャー２及びコイルスプリング３の三者を図６に示すように一体的に組み立ててコンタクトプローブ１００を構成したものを、図８の絶縁支持体３１の空洞部３２に挿入配置する。空洞部３２両端(上下端)の開口側摺動支持部３３,３４は第１及び第２プランジャー１,２の先端側本体部１３,２４をそれぞれ摺動自在に支持(嵌合)する。空洞部３２の開口側摺動支持部３３,３４を除く中間部３５は、開口側摺動支持部３３,３４よりも大径で、フランジ部１２,２３及びコイルスプリング３が自由に動ける内周径となっている。空洞部３２の開口側摺動支持部３３,３４は、フランジ部１２,２３に係合して第１及び第２プランジャー１,２の抜け出しを規制する。なお、絶縁支持体３１は、コンタクトプローブ１００を空洞部３２内に組み込むために、複数層に分割できる構造となっている(図示省略)。
　図６及び図７に示すように、銅合金等の導電性金属体である第１プランジャー１は、検査用基板６側から検査対象物５側に向けて、末端部１１と、フランジ部１２と、先端側本体部１３とを順次有する棒形状である。半円柱形状の末端部１１は、コイルスプリング３の内径よりも小径でコイルスプリング３の内側に位置し、コイルスプリング３内周に沿って曲面部分が配置されると共に、コイルスプリング３軸芯側に第２プランジャー２に接するように平面部分が配置されている。フランジ部１２は、コイルスプリング３の内径よりも大径で端面がコイルスプリング３の一端と当接する。先端側本体部１３は、フランジ部１２よりも小径で、先端が検査対象物５の電極バンプ５ａと接触する接触部１３ａとなっている。第１プランジャー１のうちコイルスプリング３の伸縮方向に関してコイルスプリング３の外側に位置する部分(フランジ部１２及び先端側本体部１３)の第２プランジャー２との摺動面は、部分的に傾斜部１５(ここでは傾斜面)となっている。図示の例では、フランジ部１２の末端側の半円柱形状部分と先端側本体部１３の先端側の円柱形状部分との間に傾斜部１５が存在する。
　銅合金等の導電性金属体である第２プランジャー２は、検査対象物５側から検査用基板６側に向けて、半円柱形状の摺動部２１と、円柱状部２２と、フランジ部２３と、先端側本体部２４とを順次有する棒形状である。摺動部２１及び円柱状部２２は、コイルスプリング３の内径よりも小径でコイルスプリング３の内側に位置し、円柱状部２２はコイルスプリング３の内側に嵌合している。半円柱形状の摺動部２１は、コイルスプリング３内周に沿って曲面部分が配置されると共に、平面部分が、第１プランジャー１の末端部１１の平面部分、フランジ部１２の末端側の半円柱形状部分の平面及び傾斜部１５に向かって配置されている。フランジ部２３は、コイルスプリング３の内径よりも大径で端面がコイルスプリング３の他端と当接する。先端側本体部２４は、フランジ部２３よりも小径で、先端が検査用基板６の電極パッド(不図示)と接触する接触部２４ａとなっている。
　コンタクトプローブ１００及びソケット３０の製品外径は、例えば次のとおりである。
　・絶縁支持体３１の空洞部３２の中間部３５の径：０.２２ｍｍ
　・コンタクトプローブ１００の外径(コイルスプリング３の外径)：０.２ｍｍ
　・コイルスプリング３の線径(線幅)：０.０４ｍｍ
　・コイルスプリング３の内径：０.１２ｍｍ
　・第１プランジャー１の末端部１１の厚さ：０.０５５ｍｍ
　・第２プランジャー２の摺動部２１の厚さ：０.０５５ｍｍ
　・コンタクトプローブ１００の自由長：４ｍｍ
　・コンタクトプローブ１００の使用長：３ｍｍ
　図８のように組み立てられたソケット３０を使用して検査を行う場合、ソケット３０は検査用基板６上に位置決め載置され、この結果、コイルスプリング３が所定長だけ縮んで第２プランジャー２の先端側本体部２４の接触部２４ａが検査用基板６の電極パッドに弾接する。半導体集積回路等の検査対象物５が無い状態では、第１プランジャー１はフランジ部１１が開口側摺動支持部３３で規制されるまで突出方向に移動しており、先端側本体部１３の突出量は最大となっている。検査対象物５がソケット３０の絶縁支持体３１に対して所定の間隔で対向配置されることにより、先端側本体部１３は後退してスプリング３はさらに圧縮され、その結果、先端側本体部１３は検査対象物５の電極バンプ５ａに弾接する。この状態で検査対象物５の検査が実行される。
　図６(Ａ)に示すように、コイルスプリング３が伸びている第１の状態(開放状態)では、第１プランジャー１の末端部１１及び第２プランジャー２の摺動部２１は、双方の末端側から所定長に渡って摺動面同士が隙間(遊び)を持って対面している。そして、前記第１の状態(開放状態)から図６(Ｂ)に示すようにコイルスプリング３が縮んでいる第２の状態(圧縮状態)に遷移する過程で、同図に示すように第２プランジャー２の摺動部２１が板バネ状に変形して第１プランジャー１の傾斜部１５に乗り上げる。この状態で、摺動部２１は、末端側が、コイルスプリング３の伸縮方向に垂直な方向に関してコイルスプリング３の内周幅範囲外に延在し、かつコイルスプリング３の伸縮方向に関してコイルスプリング３よりも第１プランジャー１の先端寄りに位置する。なお、傾斜部１５の存在位置は前記第１の状態(開放状態)において摺動部２１が当接している部分よりも所定長Ｌだけ第１プランジャー１の先端側に離れた位置であるため、前記第１の状態(開放状態)から前記第２の状態(圧縮状態)に遷移する過程で摺動部２１はコイルスプリング３が前記所定長Ｌだけ縮んでから傾斜部１５に乗り上げ始めることになる。なお、前記所定長Ｌは、例えば、第２プランジャー２の先端側本体部２４の接触部２４ａが検査用基板６に当接することでコイルスプリング３が縮む長さと同等あるいはそれより僅かに短い長さとする。
　図９は、前記第２の状態(図６(Ｂ)に示す圧縮状態)において第２プランジャー２に加えられる曲げ力Ｆ１～Ｆ３の模式的説明図である。本図に示すように、第２プランジャー２の摺動部２１が板バネ状に変形して第１プランジャー１の傾斜部１５に乗り上げた結果、第２プランジャー２は、摺動部２１の末端側平面が第１プランジャー１の傾斜部１５と第１接点１０１で当接し、第１接点１０１において第１プランジャー１の傾斜部１５から曲げ力Ｆ１が加えられる。第２プランジャー２は、また、摺動部２１の長手方向の中間部外側面がコイルスプリング３の伸縮方向の端部内周と第２接点１０２で当接し、第２接点１０２においてコイルスプリング３から曲げ力Ｆ２が加えられる。第２プランジャー２は、さらに、曲げ力Ｆ２が加えられることで、摺動部２１の先端側が第１プランジャー１の末端部１１の末端側平面と第３接点１０３で当接し、第３接点１０３において第１プランジャー１の末端部１１から曲げ力Ｆ３が加えられる。
　図１０は、図９のV-V'断面図である。本図に示すように、第１プランジャー１の末端部１１と第２プランジャー２の摺動部２１の断面積は等しい。もっとも、大径となる場合は、摺動部２１の断面積を小さくして摺動部２１が適当なバネ力(弾性力)を有するように設定する。なお、電気抵抗を抑制するためには断面積は大きい方が望ましいが、摺動部２１に必要以上のバネ力が発生してスムーズな摺動ができなくなる場合がある。
　図１１は、前記第２の状態(図６(Ｂ)に示す圧縮状態)で、第２プランジャー２の弾性変形によってできた接点と電気経路を示す模式図である。第１プランジャー１を通過する電流Ｅ１は、第１接点１０１で一部が第２プランジャー２へ分岐する。第１プランジャー１及び第２プランジャー２に分岐して流れる電流は、第３接点１０３で合流して第２プランジャー２を流れる電流Ｅ２となる。また、図１２に断面図で示すように、第１プランジャー１とコイルスプリング３との接点(第３接点１０３)と、第２プランジャー２とコイルスプリング３との接点(第４接点１０４)とが、コイルスプリング３を電流経路として第１及び第２プランジャー１,２間を接続する。このように複数の電流経路を確保することにより、電気抵抗が抑制される。
　図１３は、本実施の形態のコンタクトプローブ１００の抵抗値特性図であり、５本のコンタクトプローブの試料の測定結果(圧縮時と戻し時)である。測定方法は、図１５に示すように、定電圧電源に接続された電極間にコンタクトプローブ１００を挟み、コンタクトプローブ１００の使用長を変化させてコンタクトプローブ１００の通過抵抗を測定した(コンタクトプローブに流れる電流から求めた)。図１４は、図２６に示す従来のコンタクトプローブの抵抗値特性図であり、５本のコンタクトプローブの試料の測定結果(圧縮時と戻し時)である。測定方法は、図１３の場合と同様である。
　図１３に示す測定結果(本実施の形態)では、各試料間の抵抗値ばらつきが小さく、抵抗値が低い。また、コンタクトプローブ使用長を変化させたときの抵抗値の変動も小さいことが判る。一方、図１４に示す測定結果(従来例)では、各試料間のばらつきが大きく、抵抗値が高い。また、コンタクトプローブ使用長を変化させたときの抵抗値の変動も大きいことが判る。
　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１プランジャー１は第２プランジャー２との摺動面が部分的に傾斜部１５となっていて、コイルスプリング３が伸びている第１の状態からコイルスプリング３が縮んでいる第２の状態に遷移する過程で第２プランジャー２が傾斜部１５に乗り上げる構造であるため、第１プランジャー１と第２プランジャー２とを確実に接触可能である。この結果、図１３及び図１４に示す測定結果からも明らかなように、従来例と比較して検査対象物５と検査用基板６とを電気的に安定させて低抵抗で接続することができる。
(2) 第１プランジャー１のうちコイルスプリング３の伸縮方向に関してコイルスプリング３の外側に位置する部分(フランジ部１２及び先端側本体部１３)に傾斜部１５が存在するため、同方向に関してコイルスプリング３の内側に位置する部分に傾斜部が存在する場合と異なり、摺動部２１は傾斜部１５に乗り上げた際にコイルスプリング３の内周幅範囲を越えて弾性変形可能である。そして、傾斜部１５に乗り上げた際に摺動部２１の末端がコイルスプリング３の内周幅範囲外に延在する構成により、限られたスペースを有効に使うことができ、コンタクトプローブ１００の小型化(細型化)に有利である。さらに、傾斜部１５に乗り上げた際に摺動部２１の末端がコイルスプリング３の伸縮方向に関してコイルスプリング３よりも第１プランジャー１の先端寄りに位置するため、第１の実施の形態と同様にコンタクトプローブの全長を短くすることが可能となる。したがって、従来のコンタクトプローブと比較して低抵抗・大電流対応・高周波対応の面で有利である。
(3) 第２プランジャー２の摺動部２１が第１プランジャー１の傾斜部１５に乗り上げた結果、摺動部２１の末端が傾斜部１５と第１接点１０１で当接し、摺動部２１の長手方向の中間部外側面がコイルスプリング３の伸縮方向の端部内周と第２接点１０２で当接し、摺動部２１の先端側が末端部１１の末端と第３接点１０３で当接する構成のため、第１及び第２プランジャー１,２同士の接点が確実に２点(第１接点１０１及び第３接点１０３)確保され、低抵抗化に有利である。
(4) 図６(Ａ)に示す開放状態から図６(Ｂ)に示す圧縮状態に遷移する過程で摺動部２１はコイルスプリング３が所定長だけ縮んでから傾斜部１５に乗り上げ始めるため、摺動部２１がコイルスプリング３の縮み始めから及び伸び終わりまで傾斜部１５に乗り上げる場合と比較して、摺動(特に圧縮状態から開放状態への復元)がスムーズになることが期待できる。すなわち、摺動部２１がコイルスプリング３の縮み始めから及び伸び終わりまで傾斜部１５に乗り上げる場合、伸び終わり付近になってコイルスプリング３の復元力が乗り上げによる摩擦力に勝てないと元の位置に復帰できないというリスクがあるが、本実施の形態ではそのようなリスクを低減することが可能となる。
(第５の実施の形態)
　図１６は、本発明の第５の実施の形態に係るコンタクトプローブ２００の全体構成図であり、(Ａ)はスプリング開放状態、(Ｂ)はスプリング圧縮状態を示す。図１７は、図１６(Ｂ)のXII-XII'断面図である。本実施の形態のコンタクトプローブ２００は、第４の実施の形態と比較して、傾斜部２２５が第２プランジャー２０２(検査対象物との接続部品)に存在する点と、第２プランジャー２０２の末端部２２１が末端から所定長に渡って第１プランジャー２０１の存在する方向に傾いている点と、第１プランジャー２０１の摺動部２１１が第２プランジャー２０２の末端部２２１よりも小径である点とで主に相違する。
　第２プランジャー２０２は、末端部２２１と、フランジ部２２２と、先端側本体部２２３とを有する。略半円柱形状の末端部２２１は、コイルスプリング３の内径よりも小径でコイルスプリング３の内側に位置し、かつ末端から所定長に渡って第１プランジャー２０１の存在する方向に傾いている。フランジ部２２２は、コイルスプリング３の内径よりも大径で端面がコイルスプリング３の一端と当接する。先端側本体部２２３は、フランジ部２２２よりも小径で、先端が検査用基板の電極パッドと接触する接触部２２３ａとなっている。第２プランジャー２０２のうちコイルスプリング３の伸縮方向に関してコイルスプリング３の外側に位置する部分(フランジ部２２２及び先端側本体部２２３)の第１プランジャー２０１との摺動面は、部分的に傾斜部２２５(ここでは傾斜面)となっている。図示の例では、フランジ部２２２の末端側の半円柱形状部分と先端側本体部２２３の先端側の円柱形状部分との間に傾斜部２２５が存在する。
　第１プランジャー２０１は、略半円柱形状の摺動部２１１と、円柱状部２１２と、フランジ部２１３と、先端側本体部２１４とを有する。摺動部２１１及び円柱状部２１２は、コイルスプリング３の内径よりも小径でコイルスプリング３の内側に位置し、円柱状部２１２はコイルスプリング３の内側に嵌合している。フランジ部２１３は、コイルスプリング３の内径よりも大径で端面がコイルスプリング３の他端と当接する。先端側本体部２１４は、フランジ部２１３よりも小径で、先端が検査対象物の電極バンプと接触する接触部２１４ａとなっている。
　本実施の形態も、第４の実施の形態と同様に、第１プランジャー２０１の摺動部２１１が第２プランジャー２０２の傾斜部２２５に乗り上げる構造であるため、第１プランジャー２０１と第２プランジャー２０２とを確実に接触可能であり、従来例と比較して検査対象物と検査用基板とを電気的に安定させて低抵抗で接続することができる。また、その他の点においても第４の実施の形態と同様の効果を奏することができる。さらに、本実施の形態では、第２プランジャー２０２の末端部２２１の末端が所定長に渡って第１プランジャー２０１の存在する方向に傾いているため、第２プランジャー２０２の加工の際に末端部２２１が第１プランジャー２０１の存在しない方向に若干反ってしまったとしても、末端部２２１の末端を第１プランジャー２０１の摺動部２１１に確実に接触させることができる。また、摺動部２１１を小径とし、必要以上のバネ力が発生しないよう配慮している。
(第６の実施の形態)
　図１８は、本発明の第６の実施の形態に係るコンタクトプローブ３００の全体構成図であり、(Ａ)はスプリング開放状態、(Ｂ)はスプリング圧縮状態を示す。本実施の形態のコンタクトプローブ３００は、第４の実施の形態と比較して、傾斜部１５の存在範囲が小さくなっている(短くなっている)点と、第２プランジャー２の摺動部２１が第１プランジャー１の末端部１１よりも小径である点とで主に相違する。
　本実施の形態では、傾斜部１５の存在範囲がフランジ部１２の一部に限定されているため、図１８(Ｂ)に示すようにコイルスプリング３が縮んでいる第２の状態(圧縮状態)では摺動部２１の末端は傾斜部１５の存在範囲を越えていて(傾斜部１５を登り切っていて)摺動部２１の中間部が傾斜部１５の終端(上端)角部と当接している。
　本実施の形態も、第４の実施の形態と同様の効果を奏することができる。また、摺動部２１を小径とし、必要以上のバネ力が発生しないよう配慮している。
(第７の実施の形態)
　図１９は、本発明の第７の実施の形態に係るコンタクトプローブ４００の全体構成図であり、(Ａ)はスプリング開放状態、(Ｂ)はスプリング圧縮状態を示す。本実施の形態のコンタクトプローブ４００は、第４の実施の形態と比較して、傾斜部１５が直線的な斜面からＲ面(末端側から見て傾斜が平坦から連続的に急になる斜面)になっている点で主に相違する。本実施の形態も、第４の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
(第８の実施の形態)
　図２０は、本発明の第８の実施の形態に係るコンタクトプローブ５００の全体構成図であり、(Ａ)はスプリング開放状態、(Ｂ)はスプリング圧縮状態を示す。本実施の形態のコンタクトプローブ５００は、第４の実施の形態と比較して、傾斜部１５が凸部５１５によって成されている点で主に相違する。凸部５１５の形状は、摺動部２１が乗り上げ可能であれば特に限定されないが、図２１に示すような三角錐形状や、四角錐形状あるいは楔形形状等である。本実施の形態も、第４の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
(第９の実施の形態)
　図２２は、本発明の第９の実施の形態に係るコンタクトプローブ６００の全体構成図であり、(Ａ)はスプリング開放状態の正面図、(Ｂ)は同状態の右側面図、(Ｃ)はスプリング圧縮状態の正面図、(Ｄ)は同状態の右側面図を示す。図２３は、同コンタクトプローブ６００の第１プランジャー１の部品図であり、(Ａ)は正面図、(Ｂ)は右側面図、(Ｃ)は底面図である。
　本実施の形態のコンタクトプローブ６００は、第４の実施の形態と比較して、第２プランジャー２の長さ方向の中間部から末端側(摺動部２１)が２本に分かれて二股部２１ａ,２１ｂになっている点と、第１プランジャー１の末端部１１が二股部２１ａ,２１ｂの間に位置する点と、傾斜部１５ａ,１５ｂが二股部２１ａ,２１ｂに対応して存在する点とで主に相違する。
　フランジ部１２は、第２プランジャー２との摺動部分を溝状に切り欠いた円柱形状であり、フランジ部１２の末端側端面がコイルスプリング３の一端と当接している。本実施の形態も、二股部２１ａ,２１ｂが傾斜部１５ａ,１５ｂに乗り上げる構造であるため、第１プランジャー１と第２プランジャー２とを確実に接触可能であり、従来例と比較して検査対象物と検査用基板とを電気的に安定させて低抵抗で接続することができる。また、その他の点においても第４の実施の形態と同様の効果を奏することができる。さらに、第１及び第２プランジャー１,２の接点数が増えるため、より低抵抗化を図ることが可能となる。
(第１０の実施の形態)
　図２４は、本発明の第１０の実施の形態に係るコンタクトプローブ７００の全体構成図であり、(Ａ)はスプリング開放状態、(Ｂ)はスプリング圧縮状態を示す。本実施の形態のコンタクトプローブ７００は、第４の実施の形態と比較して、第１プランジャー１と第２プランジャー２との双方に傾斜部が存在し、傾斜部が共にコイルスプリング３の長さ範囲内に存在する点で主に相違する。
　第２プランジャー２は、摺動部２１が先端側から所定長に渡って傾斜部２５(ここでは傾斜面)となっている。第１プランジャー１も、第２プランジャー２の摺動部２１と同様の構成の摺動部７１を有する。摺動部７１は先端側から所定長に渡って傾斜部７５(ここでは傾斜面)となっている。コイルスプリング３は第１及び第２プランジャー１,２のフランジ部７３,２３の端面間に挟まれて存在する。
　コイルスプリング３が伸びている第１の状態(図２４(Ａ)に示す開放状態)から、コイルスプリング３が縮んでいる第２の状態(同図(Ｂ)に示す圧縮状態)に遷移する過程で、摺動部２１,７１はそれぞれ板バネ状に変形して傾斜部７５,２５に乗り上げる。これにより、第１及び第２プランジャー１,２が２箇所で確実に接触する。したがって、第４の実施の形態と同様に、従来例と比較して検査対象物と検査用基板とを電気的に安定させて低抵抗で接続することができる。もっとも、摺動部２１,７１は傾斜部７５,２５に乗り上げた際の弾性変形可能範囲がコイルスプリング３の内周幅範囲内に制限されるので、コンタクトプローブの小型化(小径化)の観点では第４の実施の形態のほうがより優れている。その他の点においては第４の実施の形態と同様の効果を奏する。
　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～第３の実施の形態では第１及び第２プランジャー８０４,８０５の末端部８１１,８２１が半円柱形状である場合を説明したが、末端部８１１,８２１は相互の対向面が平面であれば半円柱形状に限定されない。つまり、末端部８１１,８２１は、側面に摺動面となる平面があればよい。第１の実施の形態における先端側本体部８１３,８２３の基端から所定長の範囲及びフランジ部８１２の形状についても同様のことがいえる。
　第２の形態では第１プランジャー８０４の先端側本体部８１３の基端から所定長の範囲及びフランジ部８１２が円柱形状の長さ方向に溝９３５を形成した形状である場合を説明したが、先端側本体部８１３の前記所定長の範囲及びフランジ部８１２は第１の実施の形態と同様の形状(例えば半円柱形状)であってもよい。この場合、コイルスプリング８０６の開放時における第１プランジャー８０４の絶縁支持体８０９に対する横方向のがたつきは第２の実施の形態よりも大きくなるものの、コンタクトプローブの全長を短くする点においては第２の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
　第１～第３の実施の形態では、コイルスプリング８０６の圧縮状態において第１及び第２プランジャー８０４,８０５の末端部８１１,８２１の末端が共にコイルスプリング８０６の伸縮方向に関してコイルスプリング８０６の外側に位置する場合を説明したが、変形例では末端部８１１,８２１の末端の一方はコイルスプリング８０６の外側に位置し、他方はコイルスプリング８０６の内側に位置してもよい。この場合も、従来との比較ではコンタクトプローブの全長を短くすることができる。
　実施の形態では第１プランジャーを検査対象物との接続用、第２プランジャーを検査用基板との接続用としたが、変形例では第１プランジャーを検査用基板との接続用、第２プランジャーを検査対象物との接続用としてもよい。
　第４～第９の実施の形態では傾斜部がコイルスプリングの長さ範囲外に位置する場合を説明したが、傾斜部はコイルスプリングの長さ範囲内に存在してもよい。この場合も、第１及び第２プランジャーを確実に接触させて検査対象物と検査用基板とを電気的に安定させて低抵抗で接続することができる。
　第４～第９の実施の形態では傾斜部が第１及び第２プランジャーのいずれか一方に存在する場合を説明したが、変形例では第１及び第２プランジャーの双方に傾斜部を設けてもよい。
８０４　第１プランジャー
８０５　第２プランジャー
８０６　コイルスプリング
８０７　検査対象物
８０７ａ　電極バンプ
８０８　検査用基板
８０９　絶縁支持体
８１１,８２１　末端部
８１２,８２２　フランジ部
８１３,８２３　先端側本体部
８１３ａ,８２３ａ　接触部
８３０　ソケット
９００　コンタクトプローブ

Claims (15)

  1. 　スプリングと、一方が検査対象物との接続用で他方が検査用基板との接続用である第１及び第２プランジャーとを備え、
    　前記第１及び第２プランジャーはそれぞれ、前記スプリングを係止する係止凸部を長さ方向の中間部に有し、
    　前記スプリングは、前記係止凸部に係止され、かつ前記第１及び第２プランジャーを互いに離れる方向に付勢し、
    　前記スプリングが所定長以下の長さに縮んでいるとき、前記第２プランジャーの末端が、前記スプリングよりも、前記第１プランジャーの先端寄りに位置する、コンタクトプローブ。
  2. 　請求項１に記載のコンタクトプローブにおいて、
    　前記第１プランジャーは、末端部と、先端部と、前記末端部及び前記先端部の間のフランジ部とを有し、
    　前記フランジ部が前記係止凸部を有し、
    　前記先端部の基端から所定長の範囲と、前記フランジ部と、前記末端部とに渡って前記第２プランジャーとの摺動面が連続して存在する、コンタクトプローブ。
  3. 　請求項１又は２に記載のコンタクトプローブにおいて、前記スプリングが所定長以下の長さに縮んでいるとき、前記第１プランジャーの末端が、前記スプリングよりも、前記第２プランジャーの先端寄りに位置する、コンタクトプローブ。
  4. 　請求項１から３のいずれかに記載のコンタクトプローブにおいて、前記第１及び第２プランジャーの相互摺動面が平面である、コンタクトプローブ。
  5. 　請求項１に記載のコンタクトプローブにおいて、
    　前記第１プランジャーは、前記第２プランジャーとの摺動範囲の少なくとも一部が傾斜部となっていて、
    　前記スプリングが伸びている第１の状態から前記スプリングが縮んでいる第２の状態に遷移する過程で、前記第２プランジャーが前記傾斜部に乗り上げる構造である、コンタクトプローブ。
  6. 　請求項５に記載のコンタクトプローブにおいて、前記傾斜部が前記スプリングの伸縮方向に関して前記スプリングの外側に存在する、コンタクトプローブ。
  7. 　請求項６に記載のコンタクトプローブにおいて、前記第２プランジャーは、前記傾斜部に乗り上げた状態で、板バネ状に変形して末端が前記伸縮方向に垂直な方向に関して前記スプリングの内周幅範囲外に延在している、コンタクトプローブ。
  8. 　請求項７に記載のコンタクトプローブにおいて、前記第２プランジャーは、前記傾斜部に乗り上げた状態で、長手方向の中間部が前記スプリングの伸縮方向の端部内周と当接し、かつ、前記中間部よりも末端側の一部と先端側の一部との双方が前記第１プランジャーと当接している、コンタクトプローブ。
  9. 　請求項５から８のいずれかに記載のコンタクトプローブにおいて、前記第２プランジャーは長さ方向の中間部から末端側が２本に分かれた二股部となっていて、前記第１プランジャーの末端が前記二股部の間に位置し、前記傾斜部は前記二股部の一方及び他方の双方に対応して少なくとも１つずつ存在する、コンタクトプローブ。
  10. 　請求項９に記載のコンタクトプローブにおいて、前記第１プランジャーの長さ方向の中間部のフランジ部は、前記摺動部分を切り欠いて溝状に形成していて、前記フランジ部の末端側端面が前記スプリングの一方の端部と当接している、コンタクトプローブ。
  11. 　請求項５から１０のいずれかに記載のコンタクトプローブにおいて、
    　前記第２プランジャーは、前記第１プランジャーとの摺動範囲の少なくとも一部が傾斜部となっていて、
    　前記第１の状態から前記第２の状態に遷移する過程で、前記第１プランジャーが前記第２プランジャーの前記傾斜部に乗り上げる構造である、コンタクトプローブ。
  12. 　請求項５から１１のいずれかに記載のコンタクトプローブにおいて、前記第１プランジャーの末端が前記第２プランジャーの存在する方向に傾いている、コンタクトプローブ。
  13. 　請求項１から１２のいずれかに記載のコンタクトプローブを複数本絶縁支持体で支持してなるソケット。
  14. 　請求項１３に記載のソケットにおいて、各コンタクトプローブの第１プランジャーは、前記スプリングが所定長以上の長さに伸びているとき、前記第２プランジャーとの摺動面が、前記スプリングの伸縮方向に関して前記絶縁支持体の内側から外側にかけて延在する、ソケット。
  15. 　請求項１４に記載のソケットにおいて、
    　前記第１プランジャーの前記係止凸部は、前記絶縁支持体からの抜止めであり、
    　前記第１プランジャーの前記摺動面は、前記係止凸部よりも先端側において溝形状の底面である、ソケット。
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