WO2011036800A1

WO2011036800A1 - 接触子及び電気的接続装置

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Publication number: WO2011036800A1
Application number: PCT/JP2009/066787
Authority: WO
Inventors: 研木村; 勝之柿崎
Original assignee: 株式会社日本マイクロニクス
Priority date: 2009-09-28
Filing date: 2009-09-28
Publication date: 2011-03-31
Also published as: SG177757A1; MY163614A; TWI431280B; KR20120022924A; EP2485335A1; CN102549848A; US8460010B2; US20120129408A1; EP2485335B1; WO2011036935A1; EP2485335A4; TW201111795A; CN102549848B; KR101310672B1; TWI415341B; TW201125223A

Abstract

　電気的接触性を改善して、耐久性を向上させ、コストの低減を図る。　本発明の接触子は、一方の部材に接触する板状の第１のプランジャーと、板状の第２のプランジャーであって、当該第１のプランジャーと重ね合わさった状態で他方の部材に接触して前記第１のプランジャーと協働して前記一方の部材と他方の部材との間を電気的に導通させる第２のプランジャーと、第１のプランジャーと第２のプランジャーを互いにその接触片を反対の向きの状態に結合する部材であって、前記第１のプランジャー及び第２のプランジャーの結合部の外周を覆い、かつ各プランジャーのバネ受け部にそれぞれ当接して各プランジャーを相対的にスライド可能に支持する圧縮コイルスプリングとを備えて構成した。電気的接続装置には前記接触子を組み込んだ。

Description

接触子及び電気的接続装置

　本発明は、配線基板や半導体集積回路等に備えられた電極に接触される接触子及び電気的接続装置に関するものである。

　対向して配設された配線基板の電気回路等を互いに電気的に接続する接触子は一般的に知られている。このような接触子の例としては、例えば特許文献１や特許文献２に記載のものがある。

　特許文献１の接触子１は、図２，３に示すように、同じ形状の２つの接触ピン２と、コイルスプリング３とから構成されている。

　接触ピン２は主に、係止爪４と、係止穴５と、フランジ部６、ピン先端部２Ａとから構成されている。係止爪４は、対向して２つ設けられ、可撓性のある支持棒部４Ａで支持されている。これにより、２つの係止爪４は、互いに近接離間するようになっている。係止穴５は、係止爪４が嵌合する穴で、係止爪４の幅に合わせて長方形状に形成されている。これにより、２つの接触ピン２が９０度ずらして互いに向き合って嵌合することで、係止穴５の開口に、２つの係止爪４がそれぞれ係止して互いに抜け落ちないようなっている。フランジ部６は、コイルスプリング３が当接される部分である。２つの接触ピン２がそれぞれコイルスプリング３に挿入された状態で９０度ずらして互いに嵌合することで、コイルスプリング３の両端が各フランジ部６に当接して接触子１が組み上げられる。２つの接触ピン２が互いに嵌合した状態で組み上げられた接触子１の両端部は電極等に接触して電気的に接続されるピン先端部２Ａとされる。

　また、特許文献２の接触子７は、図４に示すように、プランジャー８と、スプリング９とから構成されている。

　プランジャー８は、細長い板状に形成され、その上部にスプリング９を受ける幅広部８Ａが設けられ、この幅広部８Ａの上部に電極と接触する端子部８Ｂが形成されている。幅広部８Ａの下部には、スプリング９内に上下動自在に挿入される心棒部８Ｃが形成されている。スプリング９は、心棒部８Ｃを上下動自在に挿入できる内径に形成されている。スプリング９の下端部は、細く絞られて電極等に接触される。

　また、特許文献３のような構造のものもある。特許文献３の電気部品用ソケットでは、電気部品の端子に接触する接触部材と、導電性を有する板材により形成されプリント回路基板に接続される基板導通部材と、該接触部材及び前記基板導通部材の間に配設されて当該両者を導通させるコイルスプリングとを有する。接触部材と基板導通部材とは、互いに接触されず、これらの間はコイルスプリングで接続されている。
特表２００８－５１６３９８号公報特開２００４－１５２４９５号公報特開平１１－３１７２７０号公報

　ところが、上記特許文献１の接触子１では、一方の接触ピン２の係止爪４が他方の接触ピン２の係止穴５に嵌合した状態で、接触子１の伸縮に伴って係止爪４が係止穴５の周縁に何度も接触すると、係止爪４や支持棒部４Ａが摩耗等で損傷することがあり、耐久性に欠ける。

　また、各接触ピン２は、その係止爪４が相手側の係止穴５に嵌合するだけで、互いの接触面積が小さいため、電気的接続を主に担うのはコイルスプリング３となる。しかし、係止爪４や支持棒部４Ａの部分は、コイルスプリング３内に挿入された状態で、広がって相手側の係止穴５に嵌合する必要があるため、コイルスプリング３が接触ピン２を締め付けるほどの内径にすることは難しい。さらに、コイルスプリング３は圧縮スプリングで、接触ピン２との接触点も少ないため、各接触ピン２とコイルスプリング３との間は密着性が弱くなる。このため、各接触ピン２のフランジ部６とコイルスプリング３との接触部分が中心的な電気の流れる通路になるが、接触面積が狭くて摩耗、腐食等を起こしやすく、電気的接触性が悪い。このため、接触不良を起こしやすく、耐久性に欠けるという問題がある。

　また、特許文献２の接触子７では、スプリング９の内径が、プランジャー８の心棒部８Ｃを上下動自在に挿入できる寸法に設定されているため、プランジャー８とスプリング９とが互いに接触したりしなかったりして電気的接触性が悪い。このため、プランジャー８とスプリング９とを電気的に接続するのは主に、プランジャー８の幅広部８Ａとスプリング９の上端部との接点になる。このため、接触面積が狭くて摩耗、腐食等によって接触不良を起こしやすく、電気的接触性が悪くて耐久性に欠けるという問題がある。

　また、特許文献３の場合、プランジャー同士の接触がなく、スプリングで互いに電気的に接触されているだけなので、電気的接触性が悪いという問題がある。

　本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、電気的接触性を改善して耐久性を向上させた低コストの接触子及びこの接触子を用いた電気的接続装置を提供することを目的とする。

　本発明に係る接触子は前記課題を解決するためになされたもので、一方の部材に接触する板状の第１のプランジャーと、板状の第２のプランジャーであって、当該第１のプランジャーと重ね合わさった状態で他方の部材に接触して前記第１のプランジャーと協働して前記一方の部材と他方の部材との間を電気的に導通させる第２のプランジャーと、第１のプランジャーと第２のプランジャーを結合する部材であって、前記第１のプランジャー及び第２のプランジャーの結合部の外周を覆い、かつ各プランジャーのバネ受け部にそれぞれ当接して各プランジャーを相対的にスライド可能に支持する圧縮コイルスプリングとを備えて構成した。

　また、本発明に係る電気的接続装置は、被検査体の電極に接触して試験を行う電気的接続装置において、前記被検査体の各電極に対応する位置に配設され当該各電極に接触して通電する接触子を備え、当該接触子として上述の接触子を用いた。

　本発明に係る接触子及び電気的接続装置においては、第１のプランジャーの結合部と第２のプランジャーの結合部とが重ね合わさって電気的に導通された状態で、これら前記第１のプランジャーと第２のプランジャーとが協働して前記一方の部材と他方の部材との間を電気的に導通させる。これにより、電気的接触性が改善して、耐久性が向上する。さらに、部品点数が減ってコスト低減を図れる。

本発明の第１実施形態に係る接触子を示す正面図である。第１従来の接触子を示す斜視図である。第１従来の接触子を示す分解斜視図である。第２従来の接触子を示す斜視図である。本発明の第１実施形態に係る電気的接続装置を示す断面図（図７のＡ－Ａ線矢視断面図）である。本発明の第１実施形態に係る電気的接続装置を示す断面図（図７のＢ－Ｂ線矢視断面図）である。本発明の第１実施形態に係る電気的接続装置を示す平面図である。本発明の第１実施形態に係る電気的接続装置の接触子装着部分を示す要部拡大断面図であり、被検査体の電極に接触していない状態を示す正面断面図と、側面断面図である。本発明の第１実施形態に係る電気的接続装置の接触子装着部分を示す要部拡大断面図であり、被検査体の電極に接触している状態を示す正面断面図と、側面断面図である。本発明の第１実施形態に係る接触子を示す側面図である。図１のＣ－Ｃ線矢視断面図である。図１のＤ－Ｄ線矢視断面図である。本発明の第１実施形態に係る接触子の第１プランジャーを示す正面図である。本発明の第１実施形態に係る接触子の第２プランジャーを示す正面図である。本発明の第１実施形態に係る接触子の圧縮コイルスプリングを示す正面図である。本発明の第１実施形態に係る接触子の接触片の突起がバンプ電極に食い込んでいる状態を示す斜視図である。本発明の第１実施形態に係る接触子の接触片の突起がバンプ電極に食い込んだ跡を示す平面図である。本発明の第２実施形態に係る電気的接続装置の接触子装着部分を示す要部拡大断面図である。図１８のＥ－Ｅ線矢視断面図である。

　１１：電気的接続装置、１２：被検査体、１３：バンプ電極、１５：配線基板、１６：下側ハウジング、１６Ａ：第１支持穴、１６Ｂ：下側受け部、１７：上側ハウジング、１７Ａ：第２支持穴、１７Ｂ：上側受け部、１８：フレーム、１９：ガイド板、２０：接触子、２２：コンタクトパッド、２３：ピン頭部嵌合穴、２７：接触子支持穴、２８：ピン軸部嵌合穴、３１：外枠部、３２：固定用フランジ部、３３：上下動支持用フランジ部、３５：固定ネジ、３７：ガイドピン、３８：ピン穴、３９：頭部、４０：軸部、４２：板部、４３：ガイドネジ穴、４４：スプリング穴、４６：ガイドネジ、４７：スプリング、４８：頭部、４９：ガイド部、５０：ネジ棒部、５１：マイナス溝、５３：受入凹部、５３Ａ：上側開口、５３Ｂ：傾斜面、５４：フランジ部、５５：底板部、５６：ガイド穴、５７：縮小部、５８：ザグリ、６２：第１プランジャー、６３：第２プランジャー、６４：圧縮コイルスプリング、６６：結合部、６７：バネ受け部、６８：接触片、６９：結合棒部、７０：先端挿入部、７１：抜け止部、７３：下側支持肩部、７５：結合部、７６：バネ受け部、７７：接触片、７７Ａ：突起、７７Ｂ：テーパ面、７９：上側支持肩部、８０：結合棒部、８１：先端挿入部、８２：抜け止部、８４：密着小径部、８６：接触子、８７：第１プランジャー、８８：絶縁体、８９：コンタクトパッド。

　以下、本発明の実施形態に係る接触子及び電気的接続装置について、添付図面を参照しながら説明する。

［第１実施形態］
　まず、図５～９に基づいて、本実施形態の電気的接続装置１１を説明する。電気的接続装置１１は、被検査体１２の通電試験等に用いる装置である。被検査体１２は、集積回路等の半導体デバイスである。被検査体１２は、その下側面に複数のバンプ電極１３（図８参照）が設けられている。このバンプ電極１３は、被検査体１２の下側面に設けられた電極である。各バンプ電極１３は、被検査体１２の下側面に、一列、複数列、マトリクス状又は他の配列で備えられている。

　電気的接続装置１１は主に、配線基板１５と、下側ハウジング１６と、上側ハウジング１７と、フレーム１８と、ガイド板１９と、接触子２０（図８参照）とを備えて構成されている。

　配線基板１５は、下側ハウジング１６、上側ハウジング１７等を支持する板状の配線基板である。この配線基板１５の配線は被検査体を試験するテスタ本体（図示せず）の配線に接続されている。配線基板１５は、テスタ本体側の電極を構成する部材であって、接触子２０の下端部が配線基板１５の上面に設けられたコンタクトパット２２に接触して電気的に導通される。

　下側ハウジング１６は、前記上側ハウジング１７と合わされた状態で接触子２０を支持するための部材である。下側ハウジング１６には、接触子２０の下端部が挿入される第１支持穴１６Ａが接触子２０の外径よりも少し大きい径で設けられている。この第１支持穴１６Ａは、被検査体１２の下面の各バンプ電極１３に対応した位置にそれぞれ設けられている。第１支持穴１６Ａ内には、接触子２０を受けて支持する下側受け部１６Ｂが形成されている。下側受け部１６Ｂは、第１支持穴１６Ａの下端部の内径を小さくして形成されている。この下側受け部１６Ｂに後述する接触子２０の下側支持肩部７３がひっかかり、接触子２０の下端部が貫通するように下側受け部１６Ｂの内径が設定されている。この下側受け部１６Ｂに接触子２０の下側支持肩部７３がひっかかることで、接触子２０が下側受け部１６Ｂで支持されるようになっている。

　下側ハウジング１６は、配線基板１５の上側に重ねられている。配線基板１５の上側面には、前記第１支持穴１６Ａに対応する位置にテスタ本体に配線で接続されたコンタクトパッド２２が設けられている。各コンタクトパッド２２には、第１支持穴１６Ａに挿入された接触子２０の下端部が押圧され電気的に接触される。

　下側ハウジング１６には、ピン頭部嵌合穴２３（図５参照）が設けられている。このピン頭部嵌合穴２３は、後述するガイドピン３７の頭部３９が嵌合するための穴である。ピン頭部嵌合穴２３の内径は、このガイドピン３７の頭部３９の外径とほぼ同じ寸法に設定されて、ガイドピン３７の頭部３９が遊びがなく嵌合するようになっている。

　上側ハウジング１７は、下側ハウジング１６と協働して、接触子２０の全体を支持するための部材である。上側ハウジング１７は、下側ハウジング１６に重ねられて、この下側ハウジング１６と上側ハウジング１７とで、接触子２０を自由に伸縮できる状態で支持するようになっている。上側ハウジング１７には、下側ハウジング１６の第１支持穴１６Ａに対応する位置に、第２支持穴１７Ａが設けられている。この第２支持穴１７Ａは、第１支持穴１６Ａの上側開口と同じ内径（接触子２０の外径よりも少し大きい径）に形成されて、内部に接触子２０をスライド可能に収納して支持する。第２支持穴１７Ａは、被検査体１２の下側面に備えられた各バンプ電極１３に対応する位置にそれぞれ設けられて、各接触子２０の上端部が各バンプ電極１３に電気に接触させるようになっている。

　第２支持穴１７Ａ内には、接触子２０を上側から支持する上側受け部１７Ｂが形成されている。この上側受け部１７Ｂは、第２支持穴１７Ａの上端部の内径を小さくして形成されている。この上側受け部１７Ｂに後述する接触子２０の上側支持肩部７９がひっかかり、接触子２０の上端部が貫通することで、接触子２０が上側受け部１７Ｂで支持されるように、上側受け部１７Ｂの内径が設定されている。

　そして、前記第１支持穴１６Ａと第２支持穴１７Ａとで、接触子２０全体を受け入れて支持する接触子支持穴２７が構成されている。接触子２０が、接触子支持穴２７に受け入れられた状態で、接触子２０は予圧が掛かった状態（縮んだ状態）にあり、接触子２０の下端部は配線基板１５の上面に設けられたコンタクトパット２２を押圧した状態になる。

　上側ハウジング１７には、ピン軸部嵌合穴２８（図５参照）が設けられている。このピン軸部嵌合穴２８は、後述するガイドピン３７の軸部４０が嵌合するための穴である。ピン軸部嵌合穴２８の内径は、このガイドピン３７の軸部４０の外径とほぼ同じ寸法に設定されて、ガイドピン３７の軸部４０が遊びがなく嵌合するようになっている。

　フレーム１８は、配線基板１５、下側ハウジング１６及び上側ハウジング１７を一体的に固定して支持すると共に、ガイド板１９を上下動可能に支持するための部材である。フレーム１８は、外枠部３１と、固定用フランジ部３２と、上下動支持用フランジ部３３とから構成されている。

　外枠部３１は、下側ハウジング１６、上側ハウジング１７及びガイド板１９の周縁部を囲うように、四角形の枠体状に形成されている。外枠部３１の下側面には、位置決め用ピン又は位置決め用穴（いずれも図示せず）が設けられ、配線基板１５の上側面には、外枠部３１側の位置決め用ピン又は位置決め用穴に対応して、位置決め用穴又は位置決め用ピン（いずれも図示せず）が設けられている。これにより、外枠部３１の下側面の位置決め用ピン又は位置決め用穴が、配線基板１５の上側面の位置決め用穴又は位置決め用ピンに嵌り合って、外枠部３１と配線基板１５とが正確に位置決めされて支持されるようになっている。外枠部３１の四隅には、固定ネジ３５（図７参照）が取り付けられている。この固定ネジ３５は、外枠部３１の四隅の貫通穴（図示せず）を介して配線基板１５のネジ穴（図示せず）にねじ込まれて、これら外枠部３１と配線基板１５とを固定している。

　固定用フランジ部３２は、四角形の外枠部３１の開口部の対向する辺（枠）の内側面に、互いに対向して２つ設けられている。各固定用フランジ部３２は、互いに内側へ水平に伸びた、ほぼ半円板状に形成されている。各固定用フランジ部３２の下面の高さ（配線基板１５からの高さ）は、下側ハウジング１６及び上側ハウジング１７を重ねた高さとほぼ同じ値に設定されている。これにより、配線基板１５上に重ねられた下側ハウジング１６及び上側ハウジング１７を、各固定用フランジ部３２と配線基板１５とで挟んで支持するようになっている。具体的には、固定用フランジ部３２の下に上側ハウジング１７と下側ハウジング１６を入れた時に、下側ハウジングの下面が外枠部３１の下面と同じになる。

　各固定用フランジ部３２の中央には、ガイドピン３７が嵌合するピン穴３８が形成されている。ピン穴３８の内径は、ガイドピン３７の軸部４０の外径とほぼ同じ寸法に設定されている。

　ここで、ガイドピン３７は、頭部３９と、軸部４０とから構成されている。頭部３９は、下側ハウジング１６のピン頭部嵌合穴２３の内径とほぼ同じ外径の円盤状に形成されている。軸部４０は、上側ハウジング１７のピン軸部嵌合穴２８および固定用フランジ部３２のピン穴３８の内径とほぼ同じ外径の円形棒状に形成されている。

　前記下側ハウジング１６のピン頭部嵌合穴２３と、前記上側ハウジング１７のピン軸部嵌合穴２８と、前記各固定用フランジ部３２のピン穴３８とは、これらにガイドピン３７が通れることで、同一軸心上に設けられている。

　これにより、ガイドピン３７の頭部３９が下側ハウジング１６のピン頭部嵌合穴２３に嵌合し、軸部４０が上側ハウジング１７のピン軸部嵌合穴２８及び固定用フランジ部３２のピン穴３８に嵌合して、これら下側ハウジング１６、上側ハウジング１７及びフレーム１８の位置決めを行っている。さらに、下側ハウジング１６及び上側ハウジング１７を、フレーム１８の各固定用フランジ部３２の下面と配線基板１５とで上下から挟んでフレーム１８の開口内に支持することで、これら配線基板１５、下側ハウジング１６、上側ハウジング１７及びフレーム１８が、互いに正確に位置決めされて一体的に固定されるようになっている。

　上下動支持用フランジ部３３は、ガイド板１９を上下動可能にフレーム１８の開口内に支持するための部分である。上下動支持用フランジ部３３は、四角形の枠体状のフレーム１８の開口部の四隅にそれぞれ形成されている。各上下動支持用フランジ部３３は、板部４２と、ガイドネジ穴４３と、スプリング穴４４とから構成されている。

　板部４２は、フレーム１８の外枠部３１の四隅に斜めに架け渡された板材である。板部４２の下側面の高さは、固定用フランジ部３２の下側面と同じ高さになるように設定されている。板部４２の上側面の高さは、この板部４２の上側面とガイド板１９のフランジ部５４の下側面とが互いに当接することで、被検査体１２のバンプ電極１３と接触子２０の上端部とが最適に接触するように設定されている。具体的には、被検査体１２のバンプ電極１３と接触子２０の上端部とが接触して、接触子２０が押し縮められる状態（図９の状態）になるように、板部４２の上側面の高さが設定されている。

　板部４２には、ガイドネジ穴４３とスプリング穴４４とが設けられている。ガイドネジ穴４３は、ガイドネジ４６をねじ込むためのネジ穴である。このガイドネジ穴４３は、各板部４２の中央（図７参照）に１つ設けられている。スプリング穴４４は、スプリング４７を支持するための穴である。このスプリング穴４４は、各ガイドネジ穴４３の両側に２つづつ設けられている。

　ガイドネジ４６は、ガイド板１９のフレーム１８の開口内における位置決めをして、かつガイド板１９の上下動を許容するためのネジである。ガイドネジ４６は、頭部４８と、ガイド部４９と、ネジ棒部５０とから構成されている。

　頭部４８は、ガイド板１９を抑えて抜け落ちを防止する部分である。頭部４８の上側面には、マイナスドライバーが嵌合するマイナス溝５１が形成されている。

　ガイド部４９は、ガイド板１９の上下動を案内する部分である。ガイド部４９は、頭部４８とネジ棒部５０との間に設けられ、ガイド板１９のガイド穴５９に嵌合して、ガイド板１９の上下動を案内する。ガイド部４９の長さ（高さ）は、前記頭部４８の下面がガイド板１９と接触して支持された状態（ガイド板１９が、スプリング４７で押し上げられた状態）で、接触子２０の上端部が、ガイド板１９の縮小部５７に受け入れられるように（図８の状態になるように）、設定されている。

　ネジ棒部５０は、板部４２にガイドネジ４６を固定するための部分である。ネジ棒部５０は、板部４２のガイドネジ穴４３にねじ込まれて、ガイドネジ４６を板部４２に固定している。

　スプリング４７は、ガイド板１９を弾性的に支持するための部材である。スプリング４７は、板部４２のスプリング穴４４に装着されて、ガイド板１９のフランジ部５４の裏面に当接されている。これにより、合計８本のスプリング４７が、４本のガイドネジ４６のガイド部４９に上下動可能に支持されたガイド板１９を下側から付勢している。これにより、ガイド板１９のフランジ部５４がガイドネジ４６の頭部４８の下面に接触するまで上方へ押し上げられて、コンタクト前の待機状態になっている。

　ガイド板１９は、被検査体１２を電気的接続装置１１に装着する際に、この被検査体１２を位置決めして支持すると共に、被検査体１２の各バンプ電極１３と各接触子２０とを整合させるための部材である。ガイド板１９は、受入凹部５３と、フランジ部５４とから構成されている。

　受入凹部５３は、被検査体１２を受け入れて支持する部分である。受入凹部５３は、ほぼ四角形の皿状に形成されている。受入凹部５３の内側底部は、四角形に形成され、その寸法は被検査体１２よりも僅かに大きく設定されている。なおここでは、被検査体１２が四角形のために、受入凹部５３の内側底部も四角形に形成されているが、被検査体１２が他の形状の場合は、受入凹部５３の内側底部も被検査体１２に合わせた形状になる。

　これにより、被検査体１２が受入凹部５３の内側底部に装着された状態で、被検査体１２の位置決めがなされるようになっている。受入凹部５３の底板部５５には、多数のガイド穴５６が設けられている。このガイド穴５６は、被検査体１２の各バンプ電極１３を案内して受け入れるための開口である。各ガイド穴５６は、バンプ電極１３よりも僅かに大きく形成され、バンプ電極１３を容易に受け入れられるようになっている。即ち、被検査体１２が受入凹部５３に受け入れられることで、被検査体１２の各バンプ電極１３が、各ガイド穴５６にその上側から容易に嵌り込むことができるようになっている。

　ガイド穴５６の下端部には、バンプ電極１３を通さず、接触子２０の上端部を受け入れる縮小部５７が形成されている。この縮小部５７は、接触子２０の上端部を受け入れると共に貫通する事を許して、接触子２０がバンプ電極１３と接触する事を可能にする。

　受入凹部５３の上側開口５３Ａの下側には、傾斜面５３Ｂが形成されている。この傾斜面５３Ｂは、被検査体１２を案内して受入凹部５３の底部に導くための面である。

　フランジ部５４は、受入凹部５３の４角の、フレーム１８の上下動支持用フランジ部３３に対応する位置に形成されている。各フランジ部５４には、ガイドネジ４６の頭部４８が当接するザグリ部５８が設けられている。このザグリ部５８には、ガイドネジ４６のガイド部４９に上下動可能に嵌合するガイド穴５９が設けられている。これにより、受入凹部５３のガイド穴５９がガイドネジ４６のガイド部４９に嵌合して上下動可能にされ、スプリング４７でガイド板１９が上方へ付勢されている。この状態で、被検査体１２を受入凹部５３に装着して下方へ押すことで、ガイド板１９が押し下げられ、被検査体１２のバンプ電極１３と、接触子２０の上端部が接触して検査が行われるようになっている。

　接触子２０は、図１，１０～１５に示すように、第１プランジャー６２と、２つの第２プランジャー６３と、圧縮コイルスプリング６４とから構成されている。

　第１プランジャー６２は、一方の部材としての電極等（ここでは配線基板１５のコンタクトパッド２２）に接触するための板状のプランジャーであり、導電性の材料により切削加工、プレス加工等により、または、フォトリソ技術を用いたメッキ等により製作される。第１プランジャー６２は１つ設けられている。第１プランジャー６２は、結合部６６と、バネ受け部６７と、接触片６８とから構成されている（図１３参照）。第１のプランジャー６２の長さは、電気的接続装置１１に組み付けられた時に、配線基板１５のコンタクトパッド２２から上側ハウジング１７の上面の高さ寸法とほぼ等しくされている。

　結合部６６は、第１プランジャー６２と２つの第２プランジャー６３とが互いに結合される際に直接重ね合わされて、第１プランジャー６２と第２プランジャー６３とを電気的に接触するための部分である。結合部６６は、結合棒部６９と、先端挿入部７０と、抜け止部７１とから構成されている。

　結合部６６は、長い板状に形成され、第２プランジャー６３となるべく広い面積で安定して接触させることができる。結合棒部６９は、後述する圧縮コイルスプリング６４に支持されるための部分であり、圧縮コイルスプリング６４よりも少し長い寸法に設定されている。

　結合棒部６９の幅寸法は、圧縮コイルスプリング６４の密着小径部８４の内径とほぼ同じ寸法に設定されている。即ち、結合棒部６９の断面形状の四隅部分が圧縮コイルスプリング６４の密着小径部８４の内径部に接する状態であり、圧縮コイルスプリング６４の密着小径部８４の内径部が結合棒部６９の外接円となって僅かに締め付ける状態に組み付けられる（図１１，１２参照）。

　先端挿入部７０は、組立時に結合棒部６９の圧縮コイルスプリング６４内への挿入を案内するための部分である。先端挿入部７０は、結合棒部６９の先端部（図１３中の上端部）に形成されている。先端挿入部７０は、差し入れる方向に対して、障害になららないように、なだらかで湾曲した傾斜面を有し、圧縮コイルスプリング６４内に容易に挿入できるようになっている。さらに、先端挿入部７０の厚さ寸法は、組み付けられた時に先端挿入部７０が後述する２つの第２プランジャー６３の接触片７７の間に位置して、接触片７７の突起７７Ａの間隔を安定させるように設定されている。

　抜け止部７１は、先端挿入部７０が圧縮コイルスプリング６４内に挿入されたとき、この先端挿入部７０が圧縮コイルスプリング６４から抜けないようにするための部分である。抜け止部７１は、先端挿入部７０の基端部（結合棒部６９と先端挿入部７０の境界部分）に設けられている。即ち、抜け止部７１は、バネ受け部６７と反対の端部に形成されている。抜け止部７１は、先端挿入部７０の基端部を両側に突起させて形成されている。この両側に突起した抜け止部７１の幅は、圧縮コイルスプリング６４の端部の密着小径部８４の内径よりも僅かにはみ出すように設定されている（図１１参照）。

　バネ受け部６７は、圧縮コイルスプリング６４を受けるための部分である。バネ受け部６７は、結合部６６と接触片６８との境界部分に設けられている段差である。結合部６６の幅に比べて接触片６８は幅を広く形成され、これらの境界の段差部分がバネ受け部６７になっている。このバネ受け部６７に圧縮コイルスプリング６４の端部の密着小径部８４が当接することで、圧縮コイルスプリング６４によって第１プランジャー６２が接触子２２において弾性的に支持されるようになっている。

　接触片６８は、一方の部材（配線基板１５のコンタクトパッド２２）に接触して電気的に接続するための部材である。接触片６８は、結合部６６の基端側（図１３の下側）に続いて一体的に設けられている。接触片６８は、その幅寸法が下側ハウジング１６の第１支持穴１６Ａ及び上側ハウジング１７の第２支持穴１７Ａの内径よりも少し小さい寸法のほぼ長方形板状部と、それに続くに下側ハウジング１６の下側受け部１６Ｂを貫通する長方形板上部より幅の小さい寸法の先端部で形成されている。接触片６８の先端部は湾曲して形成され、平坦面状の配線基板１５のコンタクトパッド２２に安定して接触するようになっている。接触片６８には、長方形板上部と先端部の境に下側支持肩部７３が形成されている。この下側支持肩部７３は、下側ハウジング１６の下側受け部１６Ｂに引っかかって、接触片６８が第１支持穴１６Ａから抜け落ちないようになっている。下側支持肩部７３が下側ハウジング１６の下側受け部１６Ｂに引っかかった状態で、接触片６８の端部（図８，９の下端部）が第１支持穴１６Ａから下方へ突出するようになっている。

　第２プランジャー６３は、第１プランジャー６２と協働して一方の部材（配線基板１５のコンタクトパッド２２）と他方の部材（バンプ電極１３）との間を電気的に導通させるための板状のプランジャーであり、導電性の材料により切削加工、プレス加工等により、またはフォトリソ技術を用いたメッキ等により製作される。第２プランジャー６３は、結合部７５と、バネ受け部７６と、接触片７７とから構成されている（図１４参照）。

　第２プランジャー６３は、２つ設けられ、第１プランジャー６２を挟んで圧縮コイルスプリング６４により組み付けられている。２つの第２プランジャー６３の各結合部７５が対向する状態で、第１プランジャー６２の結合部６６を挟み込んでいる。これにより、１つの第１プランジャー６２と２つの第２プランジャー６３とが電気的に接続して導通された状態で、各プランジャー６２，６３がコンタクトパッド２２とバンプ電極１３にそれぞれ接触して、これらの間を電気的に導通させる。

　２つの第２プランジャー６３は、同じ形状で構成されている。同じ形状のプランジャーを対向させ構成することにより接触する部材（バンプ電極１３）への良好な接触を行える。各プランジャー６３は、前記第１プランジャー６２を挟んだ状態で互いに独立してスライドするようになっている。これは、接触する部材（バンプ電極１３）の形状が不均一な場合に、また接触する部材（バンプ電極１３）がボール形状の場合に、その形状に追従して電気的接触を確実に行うようにするためである。

　結合部７５は、第１プランジャー６２と第２プランジャー６３とが互いに結合される際に、第１プランジャー６２の結合部６６と重ね合わされて電気的に接触するための部分である。即ち、第１プランジャー６２の結合部６６を２つの第２プランジャー６３の結合部７５が両側から挟むように重ね合わされて、これら第１プランジャー６２と第２プランジャー６３とを電気的に接触するようになっている。結合部７５は、結合棒部８０と、先端挿入部８１と、抜け止部８２とから構成されている。

　結合部７５は、長い板状に形成され、第１プランジャー６２の結合部６６と広い面積で接触させることができる。

結合棒部８０は、第１プランジャー６２の結合部６６と重なり合わさって圧縮コイルスプリング６４に支持されるための部分であり、圧縮コイルスプリング６４よりも少し長い寸法に設定されている。

　結合棒部８０の断面寸法（幅、厚さ寸法）は、２つの結合棒部８０が第１プランジャー６２の結合棒部６９を両側から挟んだ状態で、１つの結合棒部６９とそれを挟む２つの結合棒部８０の断面形状の８つの隅部分（図１１参照）が、圧縮コイルスプリング６４の密着小径部８４の内径部に接する状態の寸法とされている。即ち、圧縮コイルスプリング６４の密着小径部８４の内径が結合棒部８０，６９，８０が結合された断面形状の外接円となる寸法に設定され僅かに締め付ける状態に組み付けられている（図１１，１２参照）。

結果的に、結合棒部の８０の幅寸法は、第１プランジャー６２の結合棒部６９の幅寸法よりも狭い寸法とされる。

　先端挿入部８１は、結合棒部８０の圧縮コイルスプリング６４内への挿入を案内するための部分である。先端挿入部８１は、結合棒部８０の先端部（図１４中の下端部）に形成されている。先端挿入部８１は、差し入れる方向に対して、障害になららないように、なだらかで湾曲した傾斜面を有し、圧縮コイルスプリング６４内にスムーズに挿入できるようになっている。これにより、第１プランジャー６２の結合棒部６９の両側に２つの結合棒部８０が重ねられた状態で、各結合棒部８０の先端挿入部８１が圧縮コイルスプリング６４内にスムーズに挿入できるようになっている。

　抜け止部８２は、先端挿入部８１が圧縮コイルスプリング６４内に挿入されたとき、この先端挿入部８１が圧縮コイルスプリング６４から抜けないようにするための部分である。抜け止部８２は、先端挿入部８１の基端部（結合棒部８０と先端挿入部８１の境界部分）に設けられている。抜け止部８２は、先端挿入部８１の基端部を両側に突起させて形成されている。この両側に突起した抜け止部８２の幅寸法は、組み上げた時に、圧縮コイルスプリング６４の端部の密着小径部８４の内径よりも僅かにはみ出すように設定されている（図１２参照）。即ち、第１プランジャー６２の結合棒部６９の両側に２つの結合棒部８０が重ねられた状態で、結合棒部６９の両側に重ね合わされる２つの抜け止部８２の外側に位置する４つの隅部（図１２に示す、抜け止部８２の外側に位置する各２つの隅部）が、圧縮コイルスプリング６４の端部の密着小径部８４の内径よりも僅かにはみ出すように設定されている。

　バネ受け部７６は、圧縮コイルスプリング６４を受けるための部分である。バネ受け部７６は、結合部７５と接触片７７との境界部分に設けられた段差である。結合部７５の幅に比べて接触片７７は幅を広く形成され、これらの境界の段差部分がバネ受け部７６になっている。このバネ受け部７６に圧縮コイルスプリング６４の端部の密着小径部８４が当接することで、圧縮コイルスプリング６４によって第２プランジャー６３が接触子２２において弾性的に支持されるようになっている。

　接触片７７は、他方の部材（バンプ電極１３）に接触して電気的に接続するための部材である。接触片７７は、結合部７５の基端側（図１４の上側）に続いて一体的に設けられている。接触片７７は、幅寸法が上側ハウジング１７の第２支持穴１７Ａの内径よりも少し小さい寸法のほぼ長方形板状部と、それより幅寸法が小さく上側ハウジング１７の上側受け部１７Ｂを貫通して、ガイド板１９の縮小部５７に入り込む幅寸法の上端部に形成されている。接触片７７には、長方形板上部と先端部の境に上側支持肩部７９が形成されている。この上側支持肩部７９は、上側ハウジング１７の上側受け部１７Ｂに引っかかって、接触片７７が第２支持穴１７Ａから抜け出ないようになっている。上側支持肩部７９が上側ハウジング１７の上側受け部１７Ｂに引っかかった状態で、接触片７７の上端部（図１４参照）が第２支持穴１７Ａから上方へ突出するようになっている。

　各接触片７７の上端部先端は、２つの突起状に形成されている。即ち、接触片７７の先端の中央がＵ字状に窪んで凹部に形成され、その両側に２つの突起７７Ａが形成されている。さらに、突起７７Ａには、テーパ面７７Ｂ（図１０参照）が形成されている。これにより、２つの突起７７Ａは、２つの切っ先状に形成されている。前記凹部と対向する２つのテーパ面７７Ｂが作る空間は、バンプ電極１３の頂部を受入る空間として働く。これにより、バンプ電極１３と、第２プランジャー６３との接触時に、バンプ電極１３の頂部は、前記空間に受け入れられ第２プランジャ６３の先端面に接触して押しつぶされることが防止される。このテーパ面７７Ｂは、２つの第２プランジャー６３が第１プランジャー６２を挟んで向き合ったときに、上方へ向けて互いに開く方向に配設される（図１０，１６参照）。これにより、上方へ向けて互いに開く方向に配設された２つずつの突起７７Ａが、図１６のように、バンプ電極１３に確実に接触して、図１７に示すように、４つの接触点Ｓでバンプ電極１３にそれぞれ刺さって、電気的に確実に接触するようになっている。

　さらに、テーパ面７７Ｂは、以下の機能を発揮するようになっている。２つずつの突起７７Ａがバンプ電極１３に接触しようとすると、突起７７Ａはバンプ電極の球面上を円周方向に滑ろうとして、互いに相離れる方向へ移動する力が働く。その力は第２プランジャーの突起７７Ａとは反対側に位置する結合部７５、特に先端挿入部８１を、第１プランジャ６２に押しつける力として作用する。このとき、各突起７７Ａがバンプ電極１３に押しつけられることで、第２プランジャー６３は下方にずれる。これにより、第１プランジャー６２と第２プランジャー６３とは、互いに結合部６６、７５において相対的に押し付けられながら擦れて滑り、確実に接触するようになっている。

　圧縮コイルスプリング６４は、図１５に示すように、前記第１プランジャー６２及び第２プランジャー６３の結合棒部６９、８０の外周を覆い、かつ各バネ受け部６７，７６にそれぞれ当接して各プランジャー６２，６３を弾性的に支持しかつ前記各プランジャー６２，６３との間を電気的に導通させるための部材である。圧縮コイルスプリング６４の両端部に、前記第１プランジャー６２及び第２プランジャー６３の結合部６６、７５積み重なって支持される。

　圧縮コイルスプリング６４は、その中間部を大径、即ち第１プランジャー６２の結合棒部６９と、それを挟み込む２つの第２プランジャ６３の結合棒部８０の作る断面形状が当接しない大きさ（図１１参照）に形成され圧縮コイルバネを構成している。中間部の外径は、第１プランジャー６２および第２プランジャ－６３の最大幅寸法より少し大きく設定されている。圧縮コイルスプリング６４の両端部は小径の密着小径部８４が形成されている。密着小径部８４の内径は、第１プランジャー６２の結合棒部６９と、それを挟み込む２つの第２プランジャ６３の結合棒部８０の作る断面形状に外接する外接円の径よりも僅かに小さく設定されている。

これにより、接触子２０は、１つの第１のプランジャー６２と２つの第２のプランジャー６３とを、互いにその接触片６８、７７を反対の向きの状態で、結合部６６、７５部分を重ね合わせて、圧縮コイルスプリング６４により一体とされ、各バネ受け部６７，７６の位置で圧縮コイルスプリング６４を系止して離間不能に支持し、互いにスライド可能に組み立てられている。

　以上のように構成された接触子２０は、次のようにして使用される。

　まず、電気的接続装置１１に被検査体１２が装着される。このとき、被検査体１２は、ガイド板１９の受入凹部５３に装着される。即ち、被検査体１２は、上側開口５３Ａの傾斜面５３Ｂに沿って位置決めされながら底板部５５に装着される。これにより、被検査体１２のバンプ電極１３が底板部５５のガイド穴５６に受け入れられる。また、接触子２０の接触片７７の上端部は、縮小部５７に受け入れられている。

　この状態で、被検査体１２が押し下げられると、図８の状態から図９の状態のように、各バンプ電極１３が各２つの第２プランジャー６３の突起７７Ａに接触して、各接触子２０が押し縮められる。

　２つの第２プランジャー６３の２つの接触片７７の先端の突起７７Ａがバンプ電極１３に接触しようとする時、突起７７Ａはバンプ電極の球面上を円周方向に滑ろうとして、互いに相離れる方向へ移動する力が働き、各結合棒部６９、８０が圧縮コイルスプリング６４の密着小径部に支持されていることとあいまって、その力は第２プランジャーの突起７７Ａとは反対側に位置する結合部７５、特に先端挿入部８１を、第１プランジャ６２に押しつける力として作用する。これにより、第１プランジャー６２と第２プランジャー６３との間が、相対的に押し付けられながら擦れて滑り、電気的に確実に接触される。さらにこのとき、圧縮コイルスプリング６４はその両端の密着小径部８４が、第１プランジャー６２のバネ受け部６７と、第２プランジャー６３のバネ受け部７６とにそれぞれ圧接して、これらの間も電気的に確実に接触される。

　また、２つの第２プランジャー６３は独立してスライドするようになっているため、バンプ電極１３が変形している場合等、２つの第２プランジャー６３の突起７７Ａの接触部分の高さが違う場合でも、２つの第２プランジャー６３がその形状に追随してずれながら接触する。

　これにより、各部材（配線基板１５とバンプ電極１３）間が接触子２０で電気的に確実に接続される。この状態で、接触子２０を介して各部材間に電気信号等が伝送される。

　以上のように、第１プランジャー６２と第２プランジャー６３との間が電気的に確実に接触されると共に、圧縮コイルスプリング６４と各プランジャー６２，６３との間も電気的に導通した状態が保たれるため、各部材（配線基板１５とバンプ電極１３）間の電気的接触性が大幅に向上する。

　また、接触子２０は部品点数が少く構造が簡単であるため、故障の要因が少ないことからため、耐久性が向上する。各プランジャーは、板状で構成した事からプレス加工等で容易に製作する事が出来、さらに、接触子２０の構造が簡単で、部品点数が少ないため、コスト低減を図ることができる。

　また、電気的接続装置１１に被検査体１２を容易に正確に装着することができ、かつ被検査体の電極を破損する事がないため、検査作業性が向上すると共に、検査精度も向上する。

　接触子２０は、部品点数が少なくて構造が簡単なため、電気的接触性を長期間良好な状態に維持できると共に、耐久性を向上する。この結果、接触子２０及び電気的接続装置１１に対する信頼性が向上する。

［第２実施形態］
　次に、本発明の第２の実施形態に係る接触子について説明する。本実施形態の接触子は、前記第１実施形態の接触子２０に対して、第１プランジャーを２つ設けて、ケルビンコンタクトを構成したものである。本実施形態の接触子の全体構成は、前記第１実施形態の接触子２０とほぼ同様である。即ち、本実施形態の接触子８６は、図１８，１９に示すように、第１プランジャー８７が異なる構造になっていること、圧縮コイルスプリング６４の材質が絶縁性を有する事を除いて、他の部材は前記第１実施形態と同様である。このため、同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。

　本実施形態の接触子８６では、第１プランジャー８７が、第２プランジャー６３と同様に２つ設けられている。２つの第１プランジャー８７は同一の形状を有し、各第１プランジャー８７の間には絶縁体８８が設けられている。絶縁体８８は、２つの第１プランジャー８７の間を絶縁できる板状の部材であればよい。この絶縁体８８によって、２つの第１プランジャー８７及び、各第１プランジャー８７にそれぞれ接触した２つの第２プランジャー６３を、それぞれ絶縁する。これらは、圧縮コイルスプリング６４によって絶縁された状態で、一体的に支持されている。第１プランジャー８７及び第２プランジャー６３の寸法は、図１９に示すように、第１実施形態の接触片６８や抜け止部７１に対応する部分が、抜け止めのために、圧縮コイルスプリング６４の密着小径部８４よりも少し大きく設定されている。

　密着小径部８４はその内径部が、絶縁体８８、２つの第１プランジャー８７及び２つの第２プランジャー６３が重ねられた状態で、これらに外接する外接円になるように設定されている。密着小径部８４と、第１プランジャー８７及び第２プランジャー６３は、互いに絶縁されている。これに合わせて、配線基板１５のコンタクトパッド８９も２つとされている。

　圧縮コイルスプリング６４は、セラミック、エンジニアプラスチック等の絶縁材料で製作されている。また、通常の金属製のバネ材に絶縁性のコーティングを施してもよい。

　これにより、一方の第１プランジャー８７と一方の第２プランジャー６３とが電気的に接続され、他方の第１プランジャー８７と他方の第２プランジャー６３とが電気的に接続されて、２系統で信号を伝えるようになっている。

　各系統で、前記第１実施形態と同様に作用して、電気的接触性が大幅に向上する。そして、確実にケルビンコンタクトを行うことができる。

[変形例]
　前記第１実施形態では、圧縮コイルスプリング６４は、中央部が大径で、その両端部に小径の密着小径部８４を形成したが、圧縮コイルスプリング６４は、中央部が大径で、両端に向けて徐々に小径になるように形成されて、その両端部に最小径の密着小径部８４を形成した樽型でも良く、また他の形状でもよい。

　前記第１実施形態では、密着小径部８４の内径を、第１プランジャー６２及び第２プランジャー６３の各結合部を重ね合わせた状態の断面形状に外接する外接円の径よりも僅かに小さく設定したが、外接円の径と同じに設定してもよい。また、密着小径部８４の内径を、外接円の径よりも大幅に小さく設定してもよい。第１プランジャー６２及び第２プランジャー６３を、導電性を保って相対的にスライド可能に支持できる径であればよい。

　前記第１実施形態では、第２プランジャー６３を２つ、第１プランジャー６２を１つ設けたが、第２プランジャー６３及び第１プランジャー６２を１つずつ設けてもよい。この場合、圧縮コイルスプリング６４の両端の密着小径部８４で、１つずつの第２プランジャー６３及び第１プランジャー６２を支持して接触子を構成する。また、第２プランジャー６３を１つ、第１プランジャー６２を２つ設けてもよい。これらの場合も、前記第１実施形態同様の作用、効果を奏することができる。

　本発明の接触子は、配線基板や半導体集積回路等に備えられた電極に接触される装置全般に用いることができる。

　電気的接続装置は、本発明の接触子を用いることができるすべての装置に適用することができる。

Claims

　一方の部材に接触する板状の第１のプランジャーと、
　板状の第２のプランジャーであって、当該第１のプランジャーと重ね合わさった状態で他方の部材に接触して前記第１のプランジャーと協働して前記一方の部材と他方の部材との間を電気的に導通させる第２のプランジャーと、
　第１のプランジャーと第２のプランジャーを互いにその接触片を反対の向きの状態に結合する部材であって、前記第１のプランジャー及び第２のプランジャーの結合部の外周を覆い、かつ各プランジャーのバネ受け部にそれぞれ当接して各プランジャーを相対的にスライド可能に支持する圧縮コイルスプリングとを備えて構成されたことを特徴とする接触子。
　請求項１に記載の接触子において、
前記第１のプランジャー及び第２のプランジャーは、前記結合部と、当該結合部より幅寸法の大きな前記接触片とで構成され、前記バネ受け部は、結合部と接触片の境界部分に設けれた段差であることを特長とする接触子。
　請求項１又は２に記載の接触子において、
　前記圧縮コイルスプリングは、その中間部が大径の圧縮コイルバネであり、両端部が小径の密着コイルバネである密着小径部で構成され、
　両端部の各密着小径部の内径が、前記第１のプランジャー及び第２のプランジャーの各結合部を重ね合わせた状態の断面形状に外接する外接円の径と同じ又は小さく設定されたことを特徴とする接触子。
　請求項１又は３に記載の接触子において、
　前記第１のプランジャー及び第２のプランジャーのうちいずれか一方を１つ、他方を２つ備え、一方の１つのプランジャーの結合部を他方の２つのプランジャーの結合部で挟んで構成され、一方の一つのプランジャーの結合部の幅寸法は、他方の２つのプランジャーの結合部の幅寸法より大きいことを特徴とする接触子。
　請求項４に記載の接触子において、
　前記他方の２つのプランジャーが、前記一方の１つのプランジャーを挟んだ状態で互いに独立してスライドすることを特徴とする接触子。
　請求項４又は５に記載の接触子において、
　前記他方の２つのプランジャーの接触片の先端が、互いに開く方向にテーパ面を備えたことを特徴とする接触子。
　請求項４乃至６のいずれか１項に記載の接触子において、
　前記他方の２つのプランジャーの接触片の先端には凹部が設けられ、２つの切っ先状に形成されてることを特徴とする接触子。
　請求項４乃至７に記載の接触子において、
前記第１のプランジャー及び第２のプランジャーの結合部は、バネ受け部と反対の端部に抜け止部を形成されていることを特徴とする接触子。
　被検査体の電極に接触して試験を行う電気的接続装置において、
　前記被検査体の各電極に対応する位置に配設され当該各電極に接触して通電する接触子を備え、
　当該接触子として前記請求項１乃至７のいずれか１項に記載の接触子を用いたことを特徴とする電気的接続装置。