JP5008582B2 - Contact probe - Google Patents
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Description
本発明は、測定端子として電極が配設されたICチップ等の被検査基板を、測定機器等が電気的接続される電極が配設された検査基板に電気的導通接続するためのICテスト用ソケット等に用いられるコンタクトプローブに関するものである。 The present invention is for an IC test for electrically connecting an inspected substrate such as an IC chip in which an electrode is provided as a measurement terminal to an inspected substrate in which an electrode to which a measuring instrument is electrically connected is provided. The present invention relates to a contact probe used for a socket or the like.
この種のコンタクトプローブの従来技術の一例が、特開2000−46867号公報(以下、特許文献1と称する。)に示されている。この特許文献1に示される技術を簡単に説明する。まず、検査基板の表面に測定機器等に電気的接続される平板状の電極が配設され、この検査基板の表面に絶縁材からなるハウジングがネジ止め等により適宜に固定配設される。このハウジングには、電極に臨んで、電極と反対側で離れた位置のハウジングの表面側に狭窄部を有する貫通孔が穿設される。そして、この貫通孔内には導電材からなるプランジャが軸方向に移動自在に配設される。このプランジャは、狭窄部を通過してハウジングから突出する細径の端子部と、狭窄部を通過できない太径の膨大部と、この膨大部より電極側に配設される細径の軸部とで形成される。さらに、貫通孔内で膨大部と電極の間で軸部が挿入されて導電材からなるコイルスプリングが配設される。このコイルスプリングは、膨大部側の少なくとも一部に疎巻き部分が形成されて圧縮変形できるようになされ、また電極側に密着巻き部分が形成されている。そこで、プランジャの端子部の先端が被検査査基板の電極に当接してコイルスプリングが弾力に抗して疎巻き部分が圧縮変形されると、その弾力により検査基板の電極にコイルスプリングが弾接される。もって、被検査基板の電極が、プランジャとコイルスプリングを介して検査基板の電極に電気的導通状態となる。
また、この種のコンタクトプローブの従来技術の他の例で、部品点数を削減したものが、特許第2655802号公報(以下、特許文献2と称する。)に示されている。この特許文献2に示される技術を簡単に説明する。まず、導電材からなるコイルスプリングは、コイル状の各ピッチ輪がコイルスプリングの軸方向に対して斜めとされ、しかも全体が密巻き状態とされる。そして、かかるコイルスプリングが、絶縁材からなるハウジングに穿設された貫通孔内に適宜に配設されて、その両端が検査基板の電極と被検査基板の電極にそれぞれに当接されるように形成される。かかる構成にあっては、コイルスプリングの全体が密着巻きとされているので、コイル状でありながら実質的な導電経路の長さが短縮されて、インダクタンス成分および抵抗成分をともに小さなものとすることができる
特許文献1記載の技術にあっては、コイルスプリングを検査基板の電極側で密着巻き部分に形成して、プランジャの軸部をコイルスプリングの密着巻き部分に摺接させることで、被検査基板の電極をプランジャからコイルスプリングの密着巻き部分を介して検査基板の電極に電気的導通状態としている。かかる構成の導電経路により、インダクタンス成分および抵抗成分が小さなものとなる。しかるに、何らかの外部からの衝撃等によりプランジャの軸部がコイルスプリングの密着巻き部分から瞬間的に離れると、その間はコイルスプリングの疎巻き部分が導電経路に介装される。この結果、導電経路のインダクタンス成分および抵抗成分が急激に大きくなり、いわゆる瞬断を生ずる虞がある。 In the technique described in Patent Document 1, the coil spring is formed on the tightly wound portion on the electrode side of the inspection substrate, and the shaft portion of the plunger is brought into sliding contact with the tightly wound portion of the coil spring, so that The electrode is brought into electrical conduction from the plunger to the electrode of the inspection board through the tightly wound portion of the coil spring. Due to the conductive path having such a configuration, the inductance component and the resistance component become small. However, when the shaft portion of the plunger is momentarily separated from the tightly wound portion of the coil spring due to some external impact or the like, the loosely wound portion of the coil spring is interposed in the conductive path during that time. As a result, the inductance component and the resistance component of the conductive path rapidly increase, and so-called instantaneous interruption may occur.
また、特許文献2記載の技術にあっては、部品点数が極めて少ないという格別な作用効果を奏する。しかし、検査基板および被検査基板に配設される電極は、平板状のものに限られる。何故ならば、電極がハンダボールであると、ハンダボールにコイルスプリングの端部を当接させてもハンダボールに適切に食い込むようなことがなく、ずれてしまって確実な当接ができない。そこで、ハンダボールを電極とする被検査基板を検査し得ないという不具合がある。 In addition, the technique described in Patent Document 2 has an exceptional effect that the number of parts is extremely small. However, the electrodes disposed on the inspection substrate and the substrate to be inspected are limited to flat ones. This is because if the electrode is a solder ball, even if the end portion of the coil spring is brought into contact with the solder ball, it does not bite into the solder ball properly, and it is displaced and cannot be reliably contacted. Therefore, there is a problem in that a substrate to be inspected using solder balls as electrodes cannot be inspected.
本発明は、上述のごとき事情に鑑みてなされたもので、ハンダボール等の電極に対しても適切に当接でき、しかも瞬断が生ずる虞がないようにしたコンタクトプローブを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and it is an object of the present invention to provide a contact probe that can appropriately abut against an electrode such as a solder ball and that does not cause a momentary interruption. And
かかる目的を達成するために、本発明のコンタクトプローブは、検査基板の電極と被検査基板の電極を電気的導通させるコンタクトプローブであって、前記検査基板の平板状の電極が配設された面に、絶縁材からなるハウジングを配設し、このハウジングに前記検査基板の電極に臨んでこの電極と離れた側に狭窄部を有する貫通孔を穿設し、この貫通孔内に導電材からなるプランジャを軸方向に移動自在に配設し、前記プランジャを、前記狭窄部を通過して前記ハウジングから前記被検査基板側に突出する細径の端子部と前記狭窄部を通過できない膨大部とこの膨大部より前記検査基板の電極側に配設される細径の軸部とで形成し、前記貫通孔内で前記膨大部と前記検査基板の電極との間の前記軸部に導電材からなるコイルスプリングを挿入し、このコイルスプリングをコイル状の各ピッチ輪が前記軸方向に対して斜めであるとともに密着巻きでしかも前記検査基板の電極に当接する側の終端部分をコイル状の内側で前記検査基板の電極から離れるように折り曲げて形成し、前記プランジャの端子部の先端が前記被検査基板の電極に当接して、前記コイルスプリングが弾力に抗して圧縮されると、前記プランジャの前記軸部の端面が前記コイルスプリングの前記終端部分に当接するように構成されている。 In order to achieve such an object, the contact probe of the present invention is a contact probe for electrically connecting an electrode of a test substrate and an electrode of a substrate to be inspected, and is a surface on which a flat electrode of the test substrate is disposed. In addition, a housing made of an insulating material is disposed, and a through-hole having a constricted portion is formed in the housing facing the electrode of the inspection substrate and on a side away from the electrode, and the through-hole is made of a conductive material. A plunger is disposed so as to be movable in the axial direction, and the plunger is passed through the narrowed portion and protrudes from the housing toward the substrate to be inspected, and a huge portion that cannot pass through the narrowed portion. It is formed with a small-diameter shaft portion disposed on the electrode side of the inspection substrate from the enormous portion, and the shaft portion between the enormous portion and the electrode of the inspection substrate is made of a conductive material in the through hole. Insert coil spring In addition, the coil spring is configured such that each coiled pitch wheel is slanted with respect to the axial direction and is tightly wound, and the terminal portion on the side in contact with the electrode of the inspection board is coiled inside from the electrode of the inspection board. When the distal end of the terminal portion of the plunger comes into contact with the electrode of the substrate to be inspected and the coil spring is compressed against elasticity, the end surface of the shaft portion of the plunger is It is comprised so that it may contact | abut to the said termination | terminus part of the said coil spring.
そして、前記被検査基板の電極がハンダボールであり、前記プランジャの前記端子部の先端をクラウン状に構成しても良い。 The electrode of the substrate to be inspected may be a solder ball, and the tip of the terminal portion of the plunger may be configured in a crown shape.
請求項1記載のコンタクトプローブにあっては、ハウジングの狭窄部から突出する端子部の先端を、被検査基板に配設される電極に当接させるのに適切な形状とすることで、如何なる形状の電極を有する被検査基板にも対応することができる。また、コイルスプリングが密着巻きであり、導電経路に疎巻き部分が介装されることがなく、実質的に導電経路が短くでき、インダクタンス成分および抵抗成分を小さくできる。さらに、コイルスプリングが弾性変形された状態では、コイルスプリングの両端が膨大部と検査基板の電極に弾力的に当接するとともに、コイルスプリングの終端部分にプランジャの軸部の端面が当接してコイルスプリングの端部を検査基板の電極側に弾力的に押圧するので、外部からな何らかの衝撃が作用しても、瞬断を生ずる虞がない。しかも、プランジャの軸部からコイルスプリングの終端部分のみを介して検査基板の電極に電気的導通状態となるので、コイルスプリングの密着巻き部分を介するよりも、インダクタンス成分および抵抗成分をより一層小さいものとすることができる。 In the contact probe according to claim 1, any shape can be obtained by making the tip of the terminal portion protruding from the constricted portion of the housing into an appropriate shape for contacting the electrode disposed on the substrate to be inspected. It is also possible to deal with a substrate to be inspected having a plurality of electrodes. In addition, the coil spring is tightly wound, so that a loosely wound portion is not interposed in the conductive path, the conductive path can be substantially shortened, and the inductance component and the resistance component can be reduced. Further, when the coil spring is elastically deformed, both ends of the coil spring are elastically contacted with the enormous portion and the electrode of the inspection substrate, and the end surface of the plunger shaft is in contact with the terminal portion of the coil spring. Since the end of each is elastically pressed against the electrode side of the inspection substrate, there is no possibility of instantaneous interruption even if some external impact is applied. In addition, since it is in electrical conduction from the shaft portion of the plunger to the electrode of the inspection board only through the terminal portion of the coil spring, the inductance component and the resistance component are much smaller than through the tightly wound portion of the coil spring. It can be.
請求項2記載のコンタクトプローブにあっては、プランジャの端子部の先端をクラウン状としているので、被検査基板の電極としてのハンダボールに確実に当接することができる。 In the contact probe according to the second aspect, since the tip of the terminal portion of the plunger has a crown shape, it can reliably contact a solder ball as an electrode of the substrate to be inspected.
以下、本発明の実施例を図1および図2を参照して説明する。図1は、本発明のコンタクトプローブの実施例で、被検査基板の電極にプランジャを当接させていない状態の構造をハウジング等を切り欠いて示し、(a)は正面図であり、(b)は左側面図である。図2は、図1の本発明のコンタクトプローブの実施例で、被検査基板の電極にプランジャを当接させた状態の構造をハウジング等を切り欠いて示し、(a)は正面図であり、(b)は左側面図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 shows an embodiment of a contact probe according to the present invention, in which a structure in which a plunger is not brought into contact with an electrode of a substrate to be inspected is shown by cutting a housing or the like, (a) is a front view, (b) ) Is a left side view. FIG. 2 shows an embodiment of the contact probe of the present invention shown in FIG. 1, showing a structure in which a plunger is brought into contact with an electrode of a substrate to be inspected, with a housing and the like cut away, and (a) is a front view. (B) is a left side view.
図1および図2において、本発明のコンタクトプローブは、まず、検査基板10の表面に測定機器等に電気的接続される平板状の電極10aが配設され、この検査基板10の表面に絶縁材からなるハウジング12がネジ止め等により適宜に固定配設される。このハウジング12には、電極10aに臨んで、電極10aと反対側で離れた位置のハウジング12の表面側に狭窄部12aを有する貫通孔12bが穿設される。そして、この貫通孔12b内には導電材からなるプランジャ14が軸方向に移動自在に配設される。このプランジャ14は、狭窄部12aを通過してハウジング12から突出する細径の端子部14aと、狭窄部12aを通過できない太径の膨大部14bと、この膨大部14bより電極10a側に配設される細径の軸部14cとで形成される。さらに、貫通孔12b内で膨大部14bと電極10aの間で軸部14cが挿入されて導電材からなるコイルスプリング16が配設される。このコイルスプリング16は、コイル状の各ピッチ輪がコイルスプリング16の軸方向に対して斜めとされ、しかも全体が密巻き状態とされる。さらに、電極10aに当接する側の終端部分16aをコイル状の内側で電極10aから離れるように折り曲げて形成されている。なお、プランジャ14の端子部14aの先端は、被検査基板20のハンダボール20aに確実に当接できるように、先端を4つ割にして4本の略錐状の爪を有するクラウン状に形成されている。 1 and 2, in the contact probe of the present invention, a flat electrode 10a that is electrically connected to a measuring instrument or the like is first disposed on the surface of an inspection substrate 10, and an insulating material is disposed on the surface of the inspection substrate 10. A housing 12 made of is fixed and disposed as appropriate by screwing or the like. A through-hole 12b having a narrowed portion 12a is formed in the housing 12 on the surface side of the housing 12 at a position away from the electrode 10a so as to face the electrode 10a. A plunger 14 made of a conductive material is disposed in the through hole 12b so as to be movable in the axial direction. The plunger 14 is disposed on the electrode 10a side from the enormous portion 14b, a thin terminal portion 14a that protrudes from the housing 12 through the constricted portion 12a, a large enormous portion 14b that cannot pass through the constricted portion 12a. And a thin shaft portion 14c. Further, a shaft portion 14c is inserted between the enormous portion 14b and the electrode 10a in the through hole 12b, and a coil spring 16 made of a conductive material is disposed. The coil spring 16 is configured such that each coil-shaped pitch wheel is inclined with respect to the axial direction of the coil spring 16 and the entire coil spring 16 is closely wound. Furthermore, the terminal end portion 16a on the side in contact with the electrode 10a is formed to be bent away from the electrode 10a inside the coil shape. The tip of the terminal portion 14a of the plunger 14 is formed in a crown shape having four substantially conical claws with the tip being divided into four so that the tip 14 can be surely brought into contact with the solder ball 20a of the substrate 20 to be inspected. Has been.
かかる構成において、被検査基板20の電極20aとしてのハンダボールにプランジャ14の端子部14aの先端が当接されない状態では、図1に示すごとく、コイルスプリング16の弾力によりプランジャ14がハウジング12の表面側に弾性付勢され、膨大部14bによりプランジャ14がハウジング12の表面側に抜けるのが規制されている。プランジャ14の軸部14cの端面は、コイルスプリング16の終端部分16aに当接されていない。そして、被検査基板20の電極20aとしてのハンダボールにプランジャ14の端子部14aのクラウン状の先端が当接された状態では、図2に示すごとく、コイルスプリング16が圧縮変形されてプランジャ14がハウジング12の表面側から検査基板10側に移動され、電極20aとしてのハンダボールが、当接するプランジャ14の端子部14aと膨大部14bおよびコイルスプリング16を介して検査基板10の電極10aに電気的導通接続される。ここで、コイルスプリング16は、コイル状の各ピッチ輪が軸方向に対して斜めとされているので、圧縮変形された弾力により、その一方の端部の斜面の上端が膨大部14bに当接し、他方の端部の斜面の下端が電極10aに当接して、導電経路が形成されるが、コイルスプリング16が密着巻きされているので、実質的にコイル状の経路を取らずに隣接する線を順次に経る直線的な経路が形成されて、導電経路が短くでき、インダクタンス成分および抵抗成分を小さくできる。しかも、コイルスプリング16の終端部分16aにプランジャ14の軸部14cの端面が当接してこれを弾性変形させるようにして、コイルスプリング16の端部の斜面の下端を検査基板10の電極10a側に弾力的に押圧するので、プランジャ14の軸部14cからコイルスプリング16の終端部分16aのみを介して検査基板10の電極10aに電気的導通状態となる導電経路も形成され、インダクタンス成分および抵抗成分をより一層小さいものとすることができる。この軸部14cから終端部分16aのみを介して電極10aに電気的導通状態となる導電経路と、プランジャ14の膨大部14bから密着巻きされたコイルスプリング16の全体を介し検査基板10の電極10aに電気的導通状態となる導電経路とを比べると、前者は経路の大部分をコイルスプリング16よりも導電性に優れる軸部14cで構成されるために、インダクタンス成分および抵抗成分は、かなり小さいものとなる。そして、被検査基板20の電極20aとしてのハンダボールにプランジャ14の端子部14aの先端が当接されてコイルスプリング16が圧縮変形した状態では、その両端部の斜面の上端と下端が膨大部14bと電極10aに弾力的に当接するとともに、終端部分16aに軸部14cの端面が当接してこれ弾性変形させるようにしてコイルスプリング16の端部の斜面の下端を電極10aに弾力的に押圧するので、外部から何らかの衝撃が作用しても、導電経路が変化するようなことがなく、いわゆる瞬断を生ずる虞がない。また、プランジャ14の端子部14aは、その先端をクラウン状としているので、被検査基板20の電極20aとしてのハンダボールに確実に当接することができる。 In such a configuration, when the tip of the terminal portion 14a of the plunger 14 is not in contact with the solder ball as the electrode 20a of the substrate 20 to be inspected, the plunger 14 is moved to the surface of the housing 12 by the elasticity of the coil spring 16 as shown in FIG. The plunger 14 is regulated from being pulled out to the surface side of the housing 12 by the enormous portion 14b. The end surface of the shaft portion 14 c of the plunger 14 is not in contact with the terminal portion 16 a of the coil spring 16. In a state where the crown-shaped tip of the terminal portion 14a of the plunger 14 is in contact with the solder ball as the electrode 20a of the substrate 20 to be inspected, the coil spring 16 is compressed and deformed as shown in FIG. The solder ball as the electrode 20a is moved from the front surface side of the housing 12 to the inspection substrate 10 side, and is electrically connected to the electrode 10a of the inspection substrate 10 through the terminal portion 14a and the enormous portion 14b of the plunger 14 and the coil spring 16. Conductive connection. Here, since each coil-shaped pitch wheel is inclined with respect to the axial direction, the upper end of the slope of one end of the coil spring 16 abuts against the enormous portion 14b. The lower end of the slope of the other end abuts against the electrode 10a to form a conductive path. However, since the coil spring 16 is tightly wound, the adjacent line without taking a substantially coiled path. As a result, a linear path is formed in sequence, the conductive path can be shortened, and the inductance component and the resistance component can be reduced. In addition, the end surface of the shaft portion 14c of the plunger 14 comes into contact with the terminal end portion 16a of the coil spring 16 and is elastically deformed so that the lower end of the inclined surface of the end portion of the coil spring 16 faces the electrode 10a side of the inspection substrate 10. Since it is elastically pressed, a conductive path is formed which is electrically connected to the electrode 10a of the inspection board 10 from the shaft portion 14c of the plunger 14 only through the terminal end portion 16a of the coil spring 16, and the inductance component and the resistance component are formed. It can be made even smaller. From the shaft portion 14c to the electrode 10a of the inspection substrate 10 through the conductive path that is electrically connected to the electrode 10a only through the terminal end portion 16a and the coil spring 16 tightly wound from the enormous portion 14b of the plunger 14. Comparing with the conductive path that is in an electrically conductive state, the former is composed of the shaft portion 14c that is more conductive than the coil spring 16, so that the inductance component and the resistance component are considerably small. Become. In the state where the tip of the terminal portion 14a of the plunger 14 is brought into contact with the solder ball as the electrode 20a of the substrate 20 to be inspected and the coil spring 16 is compressed and deformed, the upper end and the lower end of the inclined surfaces at both ends are the enormous portions 14b. And the electrode 10a are elastically contacted with each other, and the end surface of the shaft portion 14c is brought into contact with the terminal portion 16a and elastically deformed so that the lower end of the inclined surface of the coil spring 16 is elastically pressed against the electrode 10a. Therefore, even if some impact is applied from the outside, the conductive path does not change, and there is no possibility of so-called instantaneous interruption. Further, since the terminal portion 14a of the plunger 14 has a crown at its tip, it can reliably contact a solder ball as the electrode 20a of the substrate 20 to be inspected.
なお、上記実施例にあっては、被検査基板20の電極20aはハンダボールであるが、これに限られず、被検査基板20に平板状の電極20aが配設されていても良い。この被検査基板20の電極20aが平板状であれば、プランジャ14の端子部14aの先端は、クラウン状に限られず、先が尖った円錐状や半円状であっても良い。そして、ハウジング12の狭窄部12aから突出するプランジャ14の端子部14aの先端を、被検査基板20に配設される電極20aに当接させるのに適切な形状とすることで、如何なる形状の電極20aを有する被検査基板20にも対応することが可能である。 In the above embodiment, the electrode 20a of the substrate 20 to be inspected is a solder ball. However, the present invention is not limited to this, and a flat electrode 20a may be disposed on the substrate 20 to be inspected. If the electrode 20a of the substrate 20 to be inspected is a flat plate shape, the tip of the terminal portion 14a of the plunger 14 is not limited to a crown shape, and may be a conical shape or a semicircular shape with a sharp point. Then, any shape of electrode can be obtained by making the tip of the terminal portion 14a of the plunger 14 protruding from the narrowed portion 12a of the housing 12 into an appropriate shape for contacting the electrode 20a disposed on the substrate 20 to be inspected. It is also possible to deal with the inspected substrate 20 having 20a.
10 検査基板
10a、20a 電極
12 ハウジング
12a 狭窄部
12b 貫通孔
14 プランジャ
14a 端子部
14b 膨大部
14c 軸部
16 コイルスプリング
16a 終端部分
20 被検査基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Inspection board 10a, 20a Electrode 12 Housing 12a Narrow part 12b Through-hole 14 Plunger 14a Terminal part 14b Enlarged part 14c Shaft part 16 Coil spring 16a Termination part 20 Board to be inspected
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