(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記スリットが前記バレルの軸方向に沿って延伸する直線形状であり、隣接する2つの前記スリットの間に前記接合部が定義されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のプローブ。
前記複数のスリットが前記バレルの軸方向に沿って隣接して配列され、配列された前記複数のスリットの中間に前記接合部が定義されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のプローブ。
前記バレルの両端に前記開口端がそれぞれ設けられ、一方の前記開口端に1つの前記プランジャーが挿入され、他方の前記開口端に他の1つの前記プランジャーが挿入されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のプローブ。
前記プランジャーにそれぞれ押し付けた状態で前記一対の前記接合部の間に電流を流すスポット溶接によって、前記挿入部と前記接合部を接合することを特徴とする請求項9に記載のプローブの製造方法。
前記一対の前記接合部からなる接合部対が前記バレルの軸方向と垂直な周方向に沿って複数定義された前記バレルの前記開口端から、前記プランジャーの前記挿入部を挿入し、
複数の前記接合部対にそれぞれ含まれる前記接合部を同時に前記挿入部に押し付けることを特徴とする請求項9又は10に記載のプローブの製造方法。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図1】本発明の実施形態に係るプローブの構成を示す模式的な平面図である。
【
図2】本発明の実施形態に係るプローブの構成を示す模式的な断面図である。
【
図3】本発明の実施形態に係るプローブを保持した例を示す模式図である。
【
図4】本発明の実施形態に係るプローブの製造方法を説明するための模式図である。
【
図5】本発明の実施形態に係るプローブのプランジャーとバレルの接合された状態を示す模式的な断面図である。
【
図6】本発明の実施形態に係るプローブの構成を示す模式的な側面図である。
【
図7】比較例のプローブの製造方法を説明するための模式的な断面図である。
【
図8】比較例のプローブの形状を示す模式図である。
【
図9】本発明の実施形態の第1の変形例に係るプローブの構成を示す模式図である。
【
図11】本発明の実施形態の第1の変形例に係るプローブの製造方法を説明するための模式図である(その1)。
【
図12】本発明の実施形態の第1の変形例に係るプローブの製造方法を説明するための模式図である(その2)。
【
図13】本発明の実施形態の第2の変形例に係るプローブの構成を示す模式図である。
【
図15】本発明の実施形態の第2の変形例に係るプローブの他の構成を示す模式的な側面図である。
【
図16】本発明の実施形態の第2の変形例に係るプローブの製造方法を説明するための模式図である。
【
図17】本発明の実施形態の第2の変形例に係るプローブの他の製造方法を説明するための模式図である。
【
図18】本発明の実施形態の第3の変形例に係るプローブのバレルの構成を示す模式図であり、
図18(a)は接合部がバレルの軸方向に沿って延伸している例を示し、
図18(b)は接合部がバレルの軸方向と垂直な方向に延伸している例を示す。
【
図19】本発明の実施形態の第3の変形例に係るプローブのバレルの他の構成を示す模式図であり、
図19(a)は
図18(a)に示したスリットを配列した例を示し、
図19(b)は
図18(b)に示したスリットを配列した例を示す。
【
図20】本発明の実施形態の第3の変形例に係るプローブのバレルの他の構成を示す模式図であり、
図20(a)はスリットがL字形状である例を示し、
図20(b)及び
図20(c)はスリットが「くの字」形状である例を示す。
【
図21】本発明の実施形態の第3の変形例に係るプローブのバレルの他の構成を示す模式図であり、
図21(a)は
図20(a)に示したスリットを配列した例を示し、
図21(b)は
図20(b)に示したスリットを配列した例を示す。
【
図22】本発明の実施形態の第4の変形例に係るプローブのバレルの構成を示す模式図であり、
図22(a)はスリットが一組の例を示し、
図22(b)はスリットの組が複数である例を示す。
【
図23】本発明のその他の実施形態に係るプローブの製造方法を説明するための模式図である。
【
図24】本発明のその他の実施形態に係るプローブの他の製造方法を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各部の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置などを下記のものに特定するものでない。
【0011】
本発明の実施形態に係るプローブ1は、
図1に示すように、先端部111及び挿入部112を有する棒形状のプランジャー11と、挿入部112が挿入される開口端から離間してそれぞれ形成された複数のスリット121を有する管形状のバレル12を備える。バレル12には、スリットに近接していることで外力によって変形しやすい領域に接合部201が定義されている。
【0012】
図1に示されたバレル12の上面に定義された接合部201と対向して、
図2に示すように、接合部201と対をなす接合部202がバレル12の下面に定義されている。即ち、バレル12には、管形状の内部の空間を介して対向する少なくとも一対の接合部が定義されている。以下において、バレル12に定義された接合部を総称して「接合部20」という。
図2に示すように、バレル12の内部に挿入されたプランジャー11の挿入部112と、バレル12に定義された接合部20とが接合されている。
【0013】
図1及び
図2に示したスリット121は、バレル12の軸方向に沿って延伸する直線形状である。そして、隣接する2つのスリット121の間に接合部20が定義されている。このため、外力が加わったときに接合部20が容易に変形する。
【0014】
スリット121の幅Sや接合部20を挟む2つのスリット121の間隔Wは、バレル12の材料や外径などに応じて、接合部20が外力によって変形しやすいように適宜設定される。例えば、プローブ1の直径Dが105μmの場合、スリット121の幅Sは5μm〜70μm程度、スリット121の間隔Wは5μm〜90μm程度である。スリット121の間隔Wによって、幅Sの最大値は決まる。なお、上記の寸法は円弧寸法ではなく、平行寸法である。また、スリットの長さLは5〜700μm程度である。そして、スリット121からバレル12の開口端までの距離は、例えば50μm程度である。
【0015】
また、プローブ1の直径Dが95μmの場合、スリット121の幅Sは5μm〜65μm程度、スリット121の間隔Wは5μm〜90μm程度である。プローブ1の直径が70μmの場合は、スリット121の幅Sは5μm〜45μm程度、スリット121の間隔Wは5μm〜70μm程度である。プローブ1の直径が60μmの場合は、スリット121の幅Sは5μm〜40μm程度、スリット121の間隔Wは5μm〜50μm程度である。スリット121の長さLは、5〜700μm程度である。
【0016】
図1に示すように、バレル12の両端に開口端がそれぞれ設けられ、一方の開口端に1つのプランジャー11が挿入され、他方の開口端に他の1つのプランジャー11が挿入されている。プローブ1は、例えば被検査体の電気的特性を判断する際に使用される。この場合、一方のプランジャー11の先端部111が被検査体に接触する。他方のプランジャー11の先端部111は配線基板などの端子と接触し、配線基板を介してテスタなどの測定機器と電気的に接続される。
【0017】
このため、プランジャー11及びバレル12には導電性材料が使用される。例えば、プランジャー11にAgPdCu材などが使用され、バレル12にNi材などが使用される。
【0018】
図1に示したように、バレル12の側面を貫通する螺旋状の切り込みが形成され、バレル12の一部がバネ状になっている。これにより、バレル12は軸方向に伸縮自在である。このため、適切な押圧でプランジャー11を被検査体や配線基板と接触させることができる。なお、内部にプランジャー11が配置されていない領域には切り込みは形成されていない。
【0019】
プローブ1は、例えば
図3に示すようにプローブヘッド2によって保持される。被検査体の測定に必要な個数のプローブ1が、プローブヘッド2を貫通して配置される。プローブヘッド2の一方の主面から露出したプランジャー11が、被検査体に接触する。プローブヘッド2の他方の主面から露出したプランジャー11が、測定機器と電気的に接続される。
【0020】
以下に、スポット溶接によってプランジャー11とバレル12を接合するプローブ1の製造方法の例を説明する。
【0021】
導電性材料からなるプランジャー11とバレル12を準備する。既に説明したように、スリット121に近接していることで外力によって変形しやすい領域に、バレル12の内部の空間を介して対向する少なくとも一対の接合部20が、バレル12に定義されている。
【0022】
そして、開口端からバレル12の内部にプランジャー11の挿入部112を挿入する。次いで、バレル12の接合部201及び接合部202をプランジャー11の挿入部112に押し付けながら、バレル12が接合部20においてプランジャー11に向かって凹んだ形状になるように挿入部112と接合部20を接合する。
【0023】
即ち、
図4に示すように、バレル12の直径方向に沿って配置された第1の電極101と第2の電極102によって矢印の方向に加圧(プレス)しつつ、バレル12とプランジャー11間に電流を流す。つまり、バレル12の内部の空間を介して対向する接合部201と接合部202をそれぞれプランジャー11に押し付けた状態で、接合部201と接合部202との間に電流が流される。これにより、プランジャー11とバレル12の接触面に抵抗熱を発生させる。この熱抵抗によってプランジャー11やバレル12の内部で金属の溶解凝固を起こして、プランジャー11とバレル12が接合される。なお、接合部20に接触する第1の電極101と第2の電極102を結ぶ仮想線と平行に、接合部201に近接するスリット121と接合部202に近接するスリット121が配置されている。
【0024】
上記のスポット溶接により、
図5に示すように、接合部20においてバレル12の内壁面がプランジャー11の表面に接合される。一対の接合部20がバレル12の側面に定義されているため、プランジャー11の挿入部112がバレル12の内部に挿入された状態では、接合部201と接合部202はプランジャー11を介して対向している。
【0025】
変形しやすい領域に定義された接合部20を挿入部112に押し付けながらプランジャー11とバレル12を接合することにより、
図6に示すように、バレル12が接合部20においてプランジャー11に向かって凹んだ形状になる。なお、
図6は、接合部20が上面と下面に位置するように図示されたプローブ1の側面図である、加圧に起因する変形が接合部20に集中するため、接合部20以外のバレル12の形状は、プランジャー11とバレル12が接合される前の状態に維持される。
【0026】
これに対し、スリット121を設けていないバレル12Aとプランジャー11をスポット溶接した比較例を
図7に示す。比較例では、プランジャー11とバレル12Aを第1の電極101と第2の電極102によって矢印の方向に加圧しつつ電流を流すことにより、プランジャー11とバレル12Aが接合される。このときの加圧によって、
図8に示すように、形状変化によりバレル12Aの表面に膨らみが生じる。
【0027】
プローブの表面に膨らみが生じると、プローブ同士の接触を防止するために、プローブの間隔を広くする必要がある。このため、プローブの配置の狭ピッチ化が阻害される。
【0028】
一方、
図1に示したプローブ1では、プランジャー11とスポット溶接されるバレル12の接合部20に近接して、バレル12の側面にスリット121が形成されている。即ち、外力が加わったときに容易に変形する領域を、接合部20としてバレル12に定義している。このように、接合されるときに凹むように意図的に接合部20を形成しておくことにより、
図6に示すように、バレル12の側面が接合部20で凹んだ形状のプローブ1が得られる。
【0029】
以上に説明したように、本発明の実施形態に係るプローブ1によれば、バレル12の所定の箇所だけが内側に凹むように変形するため、接合部20以外のバレル12の表面が外側に膨らむことが抑制される。つまり、接合部20における外径、及び接合部20以外のバレル12の外径が、プランジャー11とバレル12が接合される前よりも大きくならない。このため、プローブ1の配置の狭ピッチ化が可能である。
【0030】
<第1の変形例>
図9及び
図10に示した第1の変形例に係るプローブ1のバレル12では、バレル12の内部の空間を介して対向する一対の接合部20からなる接合部対が、バレル12の軸方向と垂直な周方向に沿って複数定義されている。
【0031】
図10に示すように、バレル12に定義された接合部201aと接合部202aが接合部対を構成する。そして、接合部201bと接合部202bが接合部対を構成し、接合部201cと接合部202cが接合部対を構成し、接合部201dと接合部202dが接合部対を構成する。以下において、接合部201a、接合部201b、接合部201c及び接合部201dを総称して「第1接合部群」という。また、接合部202a、接合部202b、接合部202c及び接合部202dを総称して「第2接合部群」という。
【0032】
第1の変形例に係るプローブ1のバレル12とプランジャー11をスポット溶接によって接合する例を
図11〜
図12に示す。先ず、
図11に示すように、複数の接合部対が定義されたバレル12の開口端から、バレル12の内部にプランジャー11の挿入部112を挿入する。
【0033】
次いで、
図12に示すように、接触面が円弧形状の複数のパーツからなる第1の電極101を第1接合部群に接触させる。同様に、接触面が円弧形状の複数のパーツからなる第2の電極102を第2接合部群に接触させる。第1の電極101及び第2の電極102の各パーツの端部の接触面に設けられた突起部が、接合部20に接触する。
図12に示すように、接合部20のそれぞれには2つのパーツの突起部が接触する。そして、第1接合部群及び第2接合部群をプランジャー11に押し付けるように第1の電極101及び第2の電極102によってバレル12を加圧しつつ、バレル12とプランジャー11間に電流を流す。これにより、プランジャー11とバレル12が接合される。その後、バレル12から第1の電極101及び第2の電極102を離す。
【0034】
上記の接合方法によれば、プランジャー11とバレル12を接合するときに、接合部対のそれぞれに含まれる接合部20を同時に挿入部112に押し付ける。このため、複数の個所で同時にバレル12の膨らみを抑制できる。なお、必ずしもすべての接合部対に電流を流してプランジャー11とバレル12をスポット溶接させる必要はない。即ち、複数の接合部対のうちの一部、例えば一組の接合部対のみに電流を流して、プランジャー11とバレル12をスポット溶接してもよい。なお、複数の接合部対を同時に挿入部112とスポット溶接してもよい。
【0035】
また、
図12に示したバレル12の構成によれば、プランジャー11とバレル12を接合するときに、第1の電極101及び第2の電極102とバレル12を位置合わせする工程を簡略化できる。例えば一組の第1の電極101と第2の電極102を使用する場合に、接合部対が一組の場合は、軸方向を回転軸としてバレル12を回転させて接合部20と第1の電極101及び第2の電極102とを位置合わせする必要がある。しかし、
図12に示したバレル12では、複数の接合部対のいずれかが第1の電極101及び第2の電極102と向き合っていればよいため、バレル12を回転させる工程を省略できる。このため、プローブ1の製造工程を短縮できる。
【0036】
<第2の変形例>
図13に示したバレル12では、接合部20が間に定義された2つのスリット121が、接合部20を分割する連結部分122で連結されている。
【0037】
プランジャー11と
図13に示したバレル12をスポット溶接する場合には、連結部分122によって分割された接合部20をプランジャー11の表面に押し付けつつ、バレル12とプランジャー11間に電流を流す。つまり、
図14に示すように、連結部分122の両側で、バレル12の接合部20とプランジャー11がスポット溶接される。
【0038】
図13に示した変形例のバレル12では、
図1に示したバレル12よりも接合部20がより変形しやすい。このため、バレル12の接合部20が外側に膨らむことを更に抑制することができる。
【0039】
なお、
図9を参照して説明した変形例と同様に、
図13に示した形状のスリット121を用いて、
図15に示すように複数の接合部対をバレル12の周方向に沿って定義してもよい。このとき、
図16に示すように、バレル12の一対の接合部対だけを第1の電極101と第2の電極102を用いてプランジャー11に押し付けて、スポット溶接してもよい。その場合、一対の接合部対だけがプランジャー11と接合される。
【0040】
或いは、
図17に示すように、バレル12の複数の接合部対を、第1の電極101aと第2の電極102a、及び第1の電極101bと第2の電極102bを用いてそれぞれプランジャー11に押し付けて、スポット溶接してもよい。その場合、複数の接合部対がプランジャー11に接合される。
図17に示した接合方法によれば、複数の個所で同時にバレル12の膨らみを抑制できる。
【0041】
<第3の変形例>
上記では、バレル12の接合部20が、直線形状のスリット121によって挟まれている例を示した。しかし、外力によって変形しやすい接合部20を設けるためのスリット121の形状は、直線形状に限られない。
【0042】
例えば、
図18(a)、
図18(b)に示すように、「コの字」形状のスリット121をバレル12に形成してもよい。即ち、スリット121に三方を囲まれた舌片状の領域に接合部20が定義されている。
【0043】
図18(a)に示したバレル12は、接合部20が定義された舌片状の領域がバレル12の軸方向に沿って延伸している例である。
図18(b)に示したバレル12は、舌片状の領域がバレル12の軸方向と垂直な周方向に延伸している例である。また、
図19(a)及び
図19(b)に、
図18(a)と
図18(b)にそれぞれ示した「コの字」形状の複数のスリット121をバレル12の周方向に沿って配列した例を示した。
【0044】
また、
図20(a)〜
図20(c)に示すように、屈曲部を有するスリット121を使用し、スリット121の屈曲部に近接した領域に接合部20を定義してもよい。
【0045】
図20(a)に示した例では、スリット121がL字形状である。L字形状のコーナー部は外力によって変形しやすい部分である。このため、
図20(a)に示すようにL字形状のコーナー部に近接させて接合部20を定義する。
【0046】
また、
図20(b)に示した例ではスリット121が「くの字」形状であり、「くの字」の屈曲した部分に近接させて接合部20を定義する。
図20(c)に示した例ではスリット121が2つの「くの字」形状を並列させた構成であり、「くの字」のスリット121の中間に接合部20を定義する。
【0047】
図21(a)及び
図21(b)に、屈曲部を有する複数のスリット121を周方向に沿って形成したバレル12の例を示した。
図21(a)は、複数のL字形状のスリット121をバレル12の周方向に配列した例である。
図21(b)は、複数の「くの字」形状のスリット121をバレル12の周方向に配列した例である。
【0048】
<第4の変形例>
図22(a)に示したバレル12では、矩形状の複数のスリット121がバレル12の軸方向に沿って離間して配列されている。そして、配列されたスリット121の中間に接合部20が定義されている。この場合にも、プランジャー11とバレル12が接合されるときに接合部20が凹み、バレル12が外側に膨らむことが抑制される。
図22(b)は、軸方向に沿って配列されたスリット121の組が、バレル12の周方向に沿って複数形成された例を示す。
【0049】
なお、
図22(a)、
図22(b)では、スリット121が矩形状である例を示した。しかし、スリット121の形状は矩形状に限られず、例えばL字形状や「くの字」形状であってもよい。
【0050】
(その他の実施形態)
上記のように本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【0051】
例えば、上記ではプローブ1の断面の形状が円形状である場合を示したが、断面の形状が四角形などの多角形状であってもよい。
【0052】
また、スポット溶接以外の接合方法で、プランジャー11とバレル12を圧着させながら接合する場合にも、本発明を適用することにより、バレル12が外側に膨らむことを抑制できる。
【0053】
また、
図9及び
図10に示した第1の変形例に係るプローブ1の製造には、
図12に示したような突起部を有する複数のパーツに分割された電極とは異なる、
図23に示す一体化した円弧状の第1の電極101及び第2の電極102を使用してもよい。スリット121に挟まれた接合部20は、
図23に示した第1の電極101及び第2の電極102によってバレル12の外周を圧迫してもプランジャー11に押し付けられる。或いは、
図24に示すように、第1接合部群及び第2接合部群に含まれる個々の接合部20のそれぞれについて、第1の電極101a〜101dと第2の電極102a〜102dによって加圧しつつ電流を流してもよい。
【0054】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態などを含むことはもちろんである。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。