特許 7578310 コンタクトピン及びコンタクトピンユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-28

(45)【発行日】2024-11-06

(54)【発明の名称】コンタクトピン及びコンタクトピンユニット

(51)【国際特許分類】

   G01R 1/067 20060101AFI20241029BHJP

   G01R 31/26 20200101ALI20241029BHJP

   H01R 12/58 20110101ALI20241029BHJP

   G01R 1/073 20060101ALI20241029BHJP

   G01R 1/06 20060101ALI20241029BHJP

   H01R 13/24 20060101ALN20241029BHJP

【ＦＩ】

G01R1/067 C

G01R31/26 J

H01R12/58

G01R1/073 D

G01R1/06 D

H01R13/24

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023110163

(22)【出願日】2023-07-04

【審査請求日】2024-05-14

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】392008851

【氏名又は名称】ファインネクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002675

【氏名又は名称】弁理士法人ドライト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉田 匠

(72)【発明者】

【氏名】松井 剛

(72)【発明者】

【氏名】石黒 慶志

【審査官】青木 洋平

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－１３８４０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１６５８０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１４６１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１３８３９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ １／０６－１／０７３

Ｇ０１Ｒ ３１／２６

Ｈ０１Ｒ １２／５８

Ｈ０１Ｒ １３／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状のバレルと、
前記バレルの一端に設けられ、先端が電極に接触する接触部と、
前記バレルの他端に設けられ、接続基板に設けたスルーホールに圧入されるプレスフィット部とを備え、
前記バレルは、前記接触部と前記プレスフィット部との少なくとも一方を前記バレルの軸心方向に移動自在に保持しており、
前記バレルの他端から一端に向かう方向に前記接触部を付勢する付勢部材を備え、
前記接触部は、前記バレルにその軸心方向に移動自在に保持され、基端が前記バレル内に収容されるとともに、先端が前記バレルの一端から突出するプランジャであり、
前記付勢部材は、前記プランジャを前記バレルの一端から突出させる方向に付勢し、
前記バレルは、他端に筒状に設けられた軸固定部を有し、
直線的に延びた棒状の軸部と、前記軸部の一端に形成された前記プレスフィット部とを有し、前記軸部が前記軸固定部内に挿入されて固定されたプレスフィットピンを備える
ことを特徴とするコンタクトピン。

【請求項2】

前記軸部は、前記軸固定部にかしめ固定されていることを特徴とする請求項１に記載のコンタクトピン。

【請求項3】

筒状のバレルと、前記バレルにその軸心方向に移動自在に保持され、基端が前記バレル内に収容されるとともに、電極に接触する先端が前記バレルの一端から突出するプランジャと、前記プランジャを前記バレルの一端から突出させる方向に付勢する付勢部材と、前記バレルの他端に設けられ、接続基板に設けたスルーホールに圧入されるプレスフィット部とを有するコンタクトピンと、
前記コンタクトピンを保持する、前記コンタクトピンが着脱可能なホルダとを備え、
前記バレルは、一端と他端との間に径方向に突出した第１突出部を有し、
前記ホルダは、
前記バレルの一端が配される第１小孔部と前記第１小孔部よりも前記軸心方向と直交する断面サイズが大きく前記第１突出部を収容する第１大孔部とが繋がって形成され、前記プランジャが孔内から突出する第１貫通孔が形成された第１ホルダ部材と、
前記バレルの他端が配され前記プレスフィット部が孔内から突出する第２貫通孔が形成されるとともに、前記第１突出部の他端側の端面と当接する壁面を有し、前記第１ホルダ部材に対して着脱可能な第２ホルダ部材とを備える
ことを特徴とするコンタクトピンユニット。

【請求項4】

筒状のバレルと、
前記バレルにその軸心方向に移動自在に保持され、基端が前記バレル内に収容されるとともに、電極に接触する先端が前記バレルの一端から突出するプランジャと、
前記プランジャを前記バレルの一端から突出させる方向に付勢する付勢部材と、
前記バレルの他端に筒状に設けられた軸固定部内に挿入されて固定される直線的に延びた棒状の軸部と、前記軸部の一端に形成され、接続基板に設けたスルーホールに圧入されるプレスフィット部とを有するプレスフィットピンと、
を有するコンタクトピンと、
前記コンタクトピンを保持する、前記コンタクトピンが着脱可能なホルダとを備える
ことを特徴とするコンタクトピンユニット。

【請求項5】

前記バレルは、一端と他端との間に径方向に突出した第１突出部を有し、
前記ホルダは、
前記バレルの一端が配される第１小孔部と前記第１小孔部よりも前記軸心方向と直交する断面サイズが大きく前記第１突出部を収容する第１大孔部とが繋がって形成され、前記プランジャが孔内から突出する第１貫通孔が形成された第１ホルダ部材と、
前記バレルの他端が配され前記プレスフィット部が孔内から突出する第２貫通孔が形成されるとともに、前記第１突出部の他端側の端面と当接する壁面を有し、前記第１ホルダ部材に対して着脱可能な第２ホルダ部材と
を備えることを特徴とする請求項４に記載のコンタクトピンユニット。

【請求項6】

前記バレルの他端と前記第１突出部との間に、前記第１突出部よりも前記軸心方向と直交する断面サイズが小さく前記第２貫通孔に嵌合する第２突出部が形成されていることを特徴とする請求項３または５に記載のコンタクトピンユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コンタクトピン、コンタクトピンサブアセンブリ及びコンタクトピンユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

コンタクトピンとして、回路素子を実装した回路基板や半導体集積回路、各種電子機器等の検査対象を検査器等と電気的に接続するコンタクトプローブが知られている。コンタクトプローブは、パッドや半田バンプ等の電極に接触するプランジャと、このプランジャを電極に圧接するように付勢するコイルバネと、プランジャの基端部とコイルバネとを中空な内部に収容するバレルとを有する。コンタクトプローブには、バレルの一端にのみプランジャを設けた片端コンタクトプローブ（例えば特許文献１を参照）と、バレルの両端にプランジャをそれぞれ設けた両端コンタクトプローブ（例えば特許文献２を参照）とに大別できる。

【0003】

片端コンタクトプローブは、他端すなわちプランジャとは反対側の端部にリード線を半田付けして接続し、そのリード線を介して検査器に電気的に接続される。また、片端コンタクトプローブは、プランジャとは反対側の端部を基板のスルーホールに半田付けし、その基板を介して検査器に電気的に接続されるものもある。両端コンタクトプローブは、一端のプランジャが検査対象の電極に圧接され、他端のプランジャが中継基板上の電極に圧接され、接続基板（中継基板）を介して、検査器に電気的に接続される。

【0004】

コンタクトプローブは、プランジャを検査対象の電極に対して接触させた状態と離した状態とで繰り返し遷移するため、例えばプランジャと電極との間で発生したスパーク等によりプランジャが劣化することがある。このようにプランジャが劣化した場合には、接触抵抗が増大して正しく検査を行えなくなるため、コンタクトプローブが交換される。

【0005】

基板に設けたスルーホール内に圧入されるプレスフィット部が軸部の一端に設けられたピン状のプレスフィットピンが知られている（例えば特許文献３を参照）。基板に設けたスルーホールは、その内周面が例えば銅めっきされており、そのスルーホール内にプレスフィット部を圧入することで、プレスフィットピンが基板に固定されるとともに、基板上の配線とプレスフィットピンが電気的に接続される。プレスフィットピンの軸部は、コネクタの端子等として用いられる。このようなプレスフィットピンを用いることで、基板に無半田でコネクタを取り付けることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１２－３２１６２号公報

【文献】特開２０２１－４２９７４号公報

【文献】特開２００４－３３５４０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、コンタクトプローブを交換する場合には、片端コンタクトプローブでは、例えば、劣化したコンタクトプローブを取り外した後に、新たなコンタクトプローブ及び検査器側の基板にリード線をそれぞれ半田付けしたり、新たなコンタクトプローブの他端をスルーホールに半田付けしたりする必要があり、交換作業が煩雑であった。これに対して、両端コンタクトプローブの交換作業は比較的に容易である。しかしながら、両端コンタクトプローブは、接続基板の電極に対してプランジャを接触させることで電気的に接続する構造であるため、プランジャと接続基板の電極との接触面積が十分に確保できず接触抵抗が高い傾向がある他、接続基板の歪みや撓みによってプランジャと接続基板の電極との接触状態が変化してしまい、接触抵抗が安定しないという問題があった。コンタクトプローブ以外のコンタクトピン、例えば電子部品を組み付けてユニット化されたモジュールやＩＣパッケージ等の電気部品を装置に組み付けた際に、その電気部品との電気的な接続に用いられるコンタクトピンについても同様な問題がある。

【0008】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、交換を容易にしながら安定した接触状態が得られるコンタクトピン、コンタクトピンサブアセンブリ及びコンタクトピンユニットを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明のコンタクトピンは、筒状のバレルと、バレルの一端に設けられ、先端が電極に接触する接触部と、バレルの他端に設けられ、接続基板に設けたスルーホールに圧入されるプレスフィット部とを備えるものである。

【0010】

本発明のコンタクトピンサブアセンブリは、筒状のバレルと、バレルの一端に設けられ、先端が電極に接触する接触部と、バレルの他端に設けられ、プレスフィット部が形成されたプレスフィットピンの軸部が挿入されて装着される軸装着部とを備えるものである。

【0011】

本発明のコンタクトピンユニットは、筒状のバレルと、バレルにその軸心方向に移動自在に保持され、基端がバレル内に収容されるとともに、電極に接触する先端がバレルの一端から突出するプランジャと、プランジャをバレルの一端から突出させる方向に付勢する付勢部材と、バレルの他端に設けられ、接続基板に設けたスルーホールに圧入されるプレスフィット部とを有するコンタクトピンと、コンタクトピンを保持する、コンタクトピンが着脱可能なホルダとを備えるものである。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、コンタクトピンの接触部とは反対側のバレルの他端にプレスフィット部を設けているので、スルーホールに対するプレスフィット部の挿抜によって電気的な分離、接続を行うことができ、しかも接続基板に撓みや歪みがあってもスルーホールとプレスフィット部との間で安定した接触状態を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態に係る検査装置の構成を示す説明図である。

【図2】コンタクトピンユニットの構成を示す分解斜視図である。

【図3】コンタクトプローブの構成及び貫通孔の構成を示す断面図である。

【図4】中継基板とコンタクトピンとの組み付けを示す説明図である。

【図5】回路基板の電極にコンタクトプローブのプランジャを圧接した状態を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図１において、この例の検査装置１０は、検査対象として、例えば半導体素子等が実装された回路基板１１を検査する。検査装置１０は、コンタクトピンユニット（以下、単にユニットと称する）１２、中継基板１４、検査器１５等で構成される。なお、以下では、図１に示されるように、ユニット１２に対して回路基板１１が配される側を下側として上方向及び下方向を定義して説明するが、この上下方向は、ユニット１２の使用する姿勢、向きを限定するものではない。したがって、例えば、ユニット１２に対して上方や側方、斜め上方あるいは斜め下方に回路基板１１を配置して検査してもよい。また、この例では、検査対象を回路基板１１としているが、検査対象は、限定されず、半導体集積回路、各種の電子機器、液晶パネル等とすることができる。検査器１５に代えて測定器を接続して測定装置等として構成することもできる。

【0015】

ユニット１２は、複数（この例では４本）のコンタクトピンとしてのコンタクトプローブ１７と、これらのコンタクトプローブ１７を保持するホルダ１８とを備える。ホルダ１８には、複数の保持孔１９が形成されており、これらの保持孔１９内にコンタクトプローブ１７をそれぞれ保持している。ホルダ１８は、コンタクトプローブ１７の着脱が可能であり、コンタクトプローブ１７を交換できるようにされている。ユニット１２は、昇降機構（図示省略）により、コンタクトプローブ１７の接触部としてのプランジャ２１を回路基板１１上の電極（パッド）１１ａに圧接した圧接位置と、この圧接位置から上方に移動しプランジャ２１を電極１１ａから離した退避位置との間で移動される。なお、ホルダ１８が保持するコンタクトプローブ１７の本数は、４本に限定されず、１本または複数本とすることができる。

【0016】

コンタクトプローブ１７は、接続基板としての中継基板１４を介して検査器１５に電気的に接続される。中継基板１４には、スルーホール２２が形成されている。スルーホール２２は、中継基板１４をその厚み方向に貫通するように設けられ、その内周面に例えば銅めっき部２２ａ（図４参照）がめっきされている。銅めっき部２２ａは、中継基板１４に設けたプリント配線（図示省略）に接続されており、そのプリント配線を介して検査器１５に接続されている。スルーホール２２（銅めっき部２２ａ）には、コンタクトプローブ１７が電気的に接続される。また、コンタクトプローブ１７は、検査の際に、プランジャ２１を電極１１ａに圧接することで、電極１１ａすなわち回路基板１１上の回路に電気的に接続される。検査器１５は、中継基板１４、コンタクトプローブ１７、電極１１ａを介して、回路基板１１上の回路に検査用信号を与え、それに応答して当該回路からの出力信号を得ることによって、当該回路を検査する。

【0017】

図２において、ホルダ１８は、第１ホルダ部材２３と、この第１ホルダ部材２３の上に重ねられる第２ホルダ部材２４と、これら第１ホルダ部材２３及び第２ホルダ部材２４を固定する固定部２５とから構成される。第１ホルダ部材２３及び第２ホルダ部材２４は、絶縁性の材料、例えばプラスチック材で形成されており、各コンタクトプローブ１７を電気的に絶縁して保持する。

【0018】

第１ホルダ部材２３は、コンタクトプローブ１７を配列する方向に長いブロック状の部材である。この第１ホルダ部材２３は、その長手方向の中央に、下方に膨らんだ中央部２６が設けられている。第１ホルダ部材２３の上面２３ａ及び中央部２６の下面２６ａは、いずれも平坦面である。第２ホルダ部材２４は、第１ホルダ部材２３と同様なブロック形状であるが、長手方向の中央の中央部２７が上方に膨らんでおり、第２ホルダ部材２４の下面２４ａ及び中央部２７の上面２７ａが平坦面である。第１ホルダ部材２３の上面２３ａと第２ホルダ部材２４の下面２４ａとは、形状、サイズが同じである。コンタクトプローブ１７を保持する際には、第１ホルダ部材２３と第２ホルダ部材２４とは、互いに長手方向を揃えて、上面２３ａと下面２４ａとを互いに密着させた状態で固定される。なお、第１ホルダ部材２３と第２ホルダ部材２４との間に間隔を設けた状態で、それらが固定されてコンタクトプローブ１７を保持するようにしてもよい。

【0019】

第１ホルダ部材２３は、その中央部２６に複数の第１貫通孔３１が設けられ、第２ホルダ部材２４は、その中央部２７に複数の第２貫通孔３２が設けられている。第１貫通孔３１は、中央部２６をその厚み方向に、また第２貫通孔３２は、中央部２７をその厚み方向にそれぞれ貫通している。第１貫通孔３１内には、コンタクトプローブ１７の一端側（プランジャ２１側）が、また第２貫通孔３２内にはコンタクトプローブ１７の他端側（プランジャ２１と反対側）が挿入される。第１貫通孔３１と第２貫通孔３２とは、互いに対応するもの同士がつながって保持孔１９を形成する。

【0020】

固定部２５は、この例では２組のボルト２５ａ及びナット２５ｂから構成される。第１ホルダ部材２３及び第２ホルダ部材２４の長手方向の両端には、それぞれ厚み方向に貫通した通し穴２３ｂ、２４ｂが形成されている。固定部２５は、各ボルト２５ａを通し穴２３ｂ、２４ｂを通してナット２５ｂをそれぞれ螺合させることで、第１ホルダ部材２３と第２ホルダ部材２４とを固定する。また、ボルト２５ａからナット２５ｂを外すことによって、第１ホルダ部材２３と第２ホルダ部材２４とを分離することができる。第１ホルダ部材２３と第２ホルダ部材２４とを分離することにより、保持孔１９にコンタクトプローブ１７を挿入し、また保持孔１９からコンタクトプローブ１７を抜くことができる。

【0021】

なお、第１ホルダ部材２３と第２ホルダ部材２４とを固定する固定部２５の構成は、第１ホルダ部材２３と第２ホルダ部材２４とを分離可能に固定するものであればよく、上記のものに限定されない。例えば、固定部として、第１ホルダ部材２３と第２ホルダ部材２４との一方の側面に突起を、他方に係合爪を設けてもよい。この場合、第１ホルダ部材２３と第２ホルダ部材２４を重ねたときに係合爪が突起に係合することでこれらを固定し、係合爪と突起との係合を解除することで、これらを分離することができる。

【0022】

図３において、コンタクトプローブ１７は、コンタクトピンサブアセンブリとしてのサブアセンブリ３３にプレスフィットピン３４を組み付けて構成される。サブアセンブリ３３は、上述のプランジャ２１、バレル３５及び弾性部材としてのコイルバネ３７を有する。プランジャ２１、プレスフィットピン３４、バレル３５及びコイルバネ３７は、導電性を有する材料で形成されあるいは表面が導電性を有する材料でめっきされており、プランジャ２１とプレスフィットピン３４とは、バレル３５、コイルバネ３７を通して電気的に導通している。例えば、プランジャ２１、バレル３５、プレスフィットピン３４は、黄銅、リン青銅、ベリリウム銅等の銅合金で作製され、コイルバネ３７はピアノ線、ステンレスで作製され、それぞれの表面にＡｕ（金）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｒｈ（ロジウム）、Ｐｄ（パラジウム）等のめっきが施されている。

【0023】

バレル３５は、内部が中空の円筒状であり、バレル３５をその軸心方向Ｘに貫通した孔３９が形成されている。このバレル３５は、一端（図３において下側）に筒状部３５ａを、他端に軸装着部としての軸固定部３５ｂをそれぞれ有する。また、バレル３５は、筒状部３５ａと軸固定部３５ｂとの間に、第１突出部としての大径部３５ｃが形成され、大径部３５ｃと軸固定部３５ｂとの間に第２突出部としてのボス３５ｄが形成されている。大径部３５ｃは、筒状部３５ａよりも外径が大きく、バレル３５の径方向に突出している。また、ボス３５ｄは、大径部３５ｃよりも外径が小さく、軸固定部３５ｂよりも外径が大きい。すなわち、ボス３５ｄは、軸心方向と直交する断面サイズが大径部３５ｃのものよりも小さい。

【0024】

プランジャ２１は、その先端部２１ａよりも基端部２１ｂの外径が大きい棒状である。この例におけるプランジャ２１は、先端が半球状であるが、電極１１ａの形状等に応じてニードル形、クラウン形、円錐形等とすることができる。このプランジャ２１は、基端部２１ｂが筒状部３５ａ内すなわち孔３９内に配され、先端部２１ａが筒状部３５ａの先端から突出する。筒状部３５ａの先端は、内周側に曲げられることによって、先端部２１ａが挿通する開口の内径が先端部２１ａの外径と同じまたはそれよりも僅かに大きい程度であって基端部２１ｂよりも小さくされている。これにより、基端部２１ｂを筒状部３５ａの先端で係止して、プランジャ２１がバレル３５から抜け落ちることを防止しながら、軸心方向Ｘに移動自在にしてプランジャ２１をバレル３５が保持する。この例では、筒状部３５ａの先端から基端部２１ｂを孔３９内に挿入した後、上記のように筒状部３５ａの先端を曲げているが、筒状部３５ａの先端を、例えば上記のような形状に予め加工しておき、バレル３５の他端側（この例では軸固定部３５ｂ側）から孔３９内にプランジャ２１を挿入してもよい。

【0025】

上記の孔３９は、バレル３５の一端側よりも他端側の内径が小さくされており、軸心方向Ｘの中央付近に段差面３９ａが設けられている。コイルバネ３７は、その外径が孔３９の他端側の内径よりも大きくされている。このコイルバネ３７は、バレル３５内（孔３９内）で段差面３９ａとプランジャ２１の基端部２１ｂとの間に配され、コイルバネ３７の一端がプランジャ２１の基端部２１ｂに当接し、他端が段差面３９ａに係止される。これにより、コイルバネ３７は、プランジャ２１をバレルの他端から一端に向かう方向すなわち筒状部３５ａの先端から突出させる向きに付勢する。先端部２１ａが電極１１ａに接触していない非接触状態では、プランジャ２１は、コイルバネ３７の付勢によって、筒状部３５ａの先端で基端部２１ｂが係止された状態にある。

【0026】

なお、バレル３５にプランジャ２１を付勢して保持する上記構成は、一例であり、これに限定されない。例えば、筒状部３５ａの先端の開口内にブッシングをはめ込んで開口径を小さくし、プランジャ２１の抜け落ちを防止してもよい。また、この例では、付勢部材としてコイルバネ３７をバレル３５内に配しているが、例えばプランジャ２１の先端部２１ａに設けたフランジとバレル３５との間にコイルバネ３７を配した構成でもよい。付勢部材として、コイルバネ３７に代えて板バネ等を用いてもよい。この例のバレル３５は、円筒状であるが、筒状はこれに限定されず、例えば断面形状が三角形や６角形等の角筒状であってもよい。

【0027】

軸固定部３５ｂには、プレスフィットピン３４の軸部３４ａがかしめ固定される。この軸固定部３５ｂは、筒状に形成され、その他端側の開口から中空な内部（この例では軸固定部３５ｂにおける孔３９）内にプレスフィットピン３４の軸部３４ａが挿入された状態でかしめられる。これにより、バレル３５にプレスフィットピン３４が固定されてバレル３５の他端にプレスフィット部３４ｂが設けられるとともに、バレル３５とプレスフィットピン３４とが電気的に接続される。なお、この例では、孔３９は、筒状部３５ａから軸固定部３５ｂまでを貫通しているが、プランジャ２１の基端部２１ｂとコイルバネ３７が配される孔から切り離して、プレスフィットピン３４の軸部３４ａが挿入される軸固定部３５ｂにおける孔を設けてもよい。

【0028】

プレスフィットピン３４は、軸部３４ａ、プレスフィット部３４ｂ及び先端部３４ｃを有する。プレスフィットピン３４は、例えばワイヤ材を所定形状にプレス加工した後にめっきを施すことで作製されている。軸部３４ａは、この例では直線的に延びた棒状（角柱状）であり、その一端にプレスフィット部３４ｂが形成されている。先端部３４ｃは、プレスフィット部３４ｂの軸部３４ａとは反対側の端部に、短い棒状に形成されている。

【0029】

この例のプレスフィットピン３４は、ニードルアイ形のものであって、軸部３４ａの延びる方向と直交する幅方向について、プレスフィット部３４ｂの中央に孔４１が形成され、その孔４１の両側のアーム４２が幅方向に張り出した形状をしている。これにより、プレスフィット部３４ｂは、その幅よりも内径の小さいスルーホール２２に圧入した際に、孔４１の幅を狭くするようにアーム４２が弾性変形し、その弾性力によってアーム４２の表面がスルーホール２２の内壁面に密着し、安定的に面接触した状態が維持される。また、このプレスフィット部３４ｂとスルーホール２２との接触により、ユニット１２に中継基板１４が組み付けられた状態になる。

【0030】

なお、上記のように、この例におけるプレスフィット部３４ｂの形状は、ニードルアイ形のものであるが、その形状は限定されず、Ｎ形、Ｈ形等と称されるような様々な形状とすることができる。また、バレル３５とプレスフィットピン３４との固定手法は、かしめに限られず、例えば、半田付けや溶接などでもよく、軸固定部３５ｂへの軸部３４ａの圧入により、バレル３５にプレスフィットピン３４を固定する構成としてもよい。

【0031】

さらに、この例では、プレスフィットピン３４をバレル３５に固定することによって、バレル３５の他端にプレスフィット部３４ｂを設けているが、プレスフィット部３４ｂを設ける手法は、これに限定されない。例えば、軸部３４ａを省略したプレスフィット部３４ｂを、バレル３５の他端に半田付けや溶接等により固定し、プレスフィット部３４ｂとバレル３５とを電気的に接続してもよい。

【0032】

上記のように、第１ホルダ部材２３には第１貫通孔３１が設けられ、第２ホルダ部材２４には第２貫通孔３２が設けられている。第１貫通孔３１は、バレル３５の一端である筒状部３５ａが配される第１小孔部としての小径孔部３１ａと、大径部３５ｃが配される第１大孔部としての大径孔部３１ｂとがつながって形成されている。この例では、小径孔部３１ａの内径は、筒状部３５ａの外径と同じにされており、筒状部３５ａが小径孔部３１ａに嵌合すなわち小径孔部３１ａの内周面に筒状部３５ａの外周面が接触した状態で嵌まり込む。これにより、軸心方向Ｘと直交する方向におけるプランジャ２１の位置ズレを防止している。

【0033】

また、小径孔部３１ａの深さ（軸心方向Ｘの長さ）は、筒状部３５ａの高さ（軸心方向Ｘの長さ）よりも小さくなっており、プランジャ２１の先端部２１ａとともに筒状部３５ａの先端側の一部とが小径孔部３１ａから下方に突出して露呈している。なお、プランジャ２１の先端部２１ａだけが小径孔部３１ａから突出するようにしてもよい。

【0034】

大径孔部３１ｂの内径は、大径部３５ｃの外径と同じであり、小径孔部３１ａの内径よりも大きい。すなわち、大径孔部３１ｂは、軸心方向と直交する断面サイズが小径孔部３１ａのものよりも大きい。これにより、小径孔部３１ａと大径孔部３１ｂとの境界に段差面３１ｃを形成している。また、大径孔部３１ｂの深さは、大径部３５ｃの高さと同じである。これにより、大径部３５ｃは、その全てが大径孔部３１ｂ内に収容されるように大径孔部３１ｂに嵌合する。このように大径孔部３１ｂに嵌合した大径部３５ｃは、その下側（バレル３５の一端側）の端面が段差面３１ｃに接する。これにより、第１貫通孔３１内での下方へのバレル３５の移動を規制して抜け落ちを防止する。大径部３５ｃの上側（バレル３５の他端側）の端面は、第１ホルダ部材２３の上面２３ａと同じ高さになり、第２ホルダ部材２４の下面２４ａに接することにより、バレル３５の上方への移動を規制する。これらにより、コンタクトプローブ１７が軸心方向Ｘの移動を規制して保持孔１９内に保持される。

【0035】

第２貫通孔３２は、内径が一定な孔として形成されており、その内径は軸部３４ａが固定された軸固定部３５ｂ及びプレスフィット部３４ｂを通すことができる大きさに決められている。この例では、第２貫通孔３２の内径は、スルーホール２２に圧入していない状態でのプレスフィット部３４ｂの幅よりも少し大きい。バレル３５のボス３５ｄは、その外径が第２貫通孔３２の内径と同じにしてあり、第２貫通孔３２に嵌合する。これにより、プレスフィットピン３４が第２貫通孔３２の軸心からずれることを抑制している。

【0036】

また、第２貫通孔３２の深さは、プレスフィット部３４ｂが第２貫通孔３２から上側に突出して露呈するように決められている。すなわち、第２貫通孔３２の深さよりも、大径部３５ｃの上側の端面からプレスフィット部３４ｂの根本（軸部３４ａとの境界）までの長さが大きい。第２貫通孔３２から軸固定部３５ｂの一部が突出してもよい。

【0037】

なお、コンタクトプローブ１７の軸心方向Ｘの移動を規制するための構成、プレスフィットピン３４のずれを抑制するための構成は、上記のものに限定されない。例えば、大径部３５ｃとボス３５ｄとの外径を同じにしてもよい。また、第１ホルダ部材２３、第２ホルダ部材２４やそれらに形成される貫通孔等の形状などコンタクトプローブ１７を保持するホルダ１８の構成は、コンタクトプローブ１７の形状等に応じたものにすればよい。

【0038】

ユニット１２を検査に供する際には、検査に先立ち、図４（Ａ）に示すように、ホルダ１８から突出して露呈された各プレスフィット部３４ｂを中継基板１４に形成された各スルーホール２２に位置を合わせ、図４（Ｂ）に示すように、各プレスフィット部３４ｂを対応するスルーホール２２にそれぞれ圧入して、中継基板１４にユニット１２を取り付ける。

【0039】

圧入時には、従来のプレスフィットピンと同様に、プレスフィットピン３４の先端部３４ｃをガイドにして先端部３４ｃからスルーホール２２内にプレスフィット部３４ｂを挿入する。これにより、各アーム４２がスルーホール２２の開口の周縁に当接してプレスフィット部３４ｂの幅を小さくするように弾性変形することで、プレスフィット部３４ｂがスルーホール２２内に押し込まれる。このようにプレスフィット部３４ｂが押し込まれると、アーム４２は、その弾性力によって表面が銅めっき部２２ａに面接触した状態を維持する。これにより、コンタクトプローブ１７が中継基板１４を介して検査器１５に電気的に接続されるとともに、中継基板１４にユニット１２が組み付けられた状態になる。

【0040】

プレスフィット部３４ｂは、スルーホール２２の銅めっき部２２ａに対して面接触した状態で密着しており、その接触状態が安定している。このため、プレスフィット部３４ｂとスルーホール２２の銅めっき部２２ａとの接触抵抗が低く、良好な接触になっている。また、中継基板１４に歪みや撓みが生じていても、上記のような安定した接触状態になっている。

【0041】

検査時には、検査対象の回路基板１１がユニット１２の下側に配置された状態で、中継基板１４とともにユニット１２が退避位置から圧接位置に降下する。これにより、図５に示すように、各コンタクトプローブ１７のプランジャ２１が回路基板１１上の電極１１ａにそれぞれ当接し、コイルバネ３７の付勢に抗して、バレル３５からの先端部２１ａの突出長が小さくなる方向に移動する。このようにして、コイルバネ３７の付勢力でプランジャ２１の先端部２１ａが電極１１ａに圧接される。

【0042】

上記のようにプランジャ２１の先端部２１ａが電極１１ａに圧接することにより、コンタクトプローブ１７が電極１１ａに電気的に接続される。コンタクトプローブ１７は、プレスフィット部３４ｂを介してスルーホール２２に接続されているから、各々の電極１１ａが検査器１５に電気的に接続された状態になる。このように、コンタクトプローブ１７で検査器１５と回路基板１１とが接続された状態で、これらの間で信号の授受が行われて回路基板１１に対する検査が行われる。

【0043】

検査の完了後、中継基板１４とともにユニット１２が圧接位置から退避位置に上昇する。このときにユニット１２の上昇とともに、コイルバネ３７の付勢によってプランジャ２１はその突出長が大きくなる方向に移動し、基端部２１ｂが筒状部３５ａの先端に係止される。この後、ユニット１２の上昇とともにプランジャ２１が電極１１ａから離れて上昇する。退避位置の移動後、新たな回路基板１１がセットされて、同様にして検査が行われる。

【0044】

上記のように回路基板１１の検査が繰り返されるが、プランジャ２１の劣化等の理由でコンタクトプローブ１７を交換する場合には、まず各スルーホール２２からプレスフィット部３４ｂを抜き取って、中継基板１４からユニット１２を分離する。この後に、２組のボルト２５ａとナット２５ｂとを緩めて外してから、第１ホルダ部材２３と第２ホルダ部材２４とを軸心方向Ｘに互いに離す。そして、第１ホルダ部材２３の第１貫通孔３１からあるいは第２ホルダ部材２４の第２貫通孔３２から交換すべきコンタクトプローブ１７を抜き取り新たなコンタクトプローブ１７を差し込む。この後に、逆の手順で第１ホルダ部材２３と第２ホルダ部材２４とを組み合せて２組のボルト２５ａとナット２５ｂで固定する。

【0045】

上記のようにして、新たなコンタクトプローブ１７に交換してから、各コンタクトプローブ１７のプレスフィット部３４ｂをスルーホール２２にそれぞれ圧入して、中継基板１４をユニット１２に組み付ける。このようにコンタクトプローブ１７の交換においては、プレスフィット部３４ｂをスルーホール２２に対して挿抜するだけ電気的な分離、接続が完了するため、交換作業が容易である。

【0046】

なお、スルーホール２２に対しプレスフィット部３４ｂの挿抜を繰り返すことでプレスフィット部３４ｂの弾性力が弱くなるので、例えば、スルーホール２２に対するプレスフィット部３４ｂの挿抜の回数が所定回数に達したコンタクトプローブ１７については劣化の有無に関わらず新たなものに交換することが好ましい。また、中継基板１４からユニット１２を取り外すごとに、全てのコンタクトプローブ１７を交換してもよい。

【0047】

上記の例では、ホルダ１８は、複数のコンタクトプローブ１７をライン状に並べて保持しているが、二次元に配列して保持してもよい。また、高さ（ホルダ１８との間隔）が異なる複数の中継基板１４にそれぞれ設けたスルーホール２２に対してプレスフィット部３４ｂが圧入される複数のコンタクトプローブ１７をホルダ１８に保持してもよい。この場合に、例えば、軸心方向Ｘの長さが異なるコンタクトプローブ１７を用いることによって各プランジャ２１の先端の高さを揃えることもでき、また同じ長さのコンタクトプローブ１７を用いることで異なる高さにプランジャ２１の先端を配することもできる。また、１枚の中継基板１４の各スルーホール２２に、長さが異なる複数のコンタクトプローブ１７のプレスフィット部３４ｂを圧入することによって、異なる高さにプランジャ２１の先端を配することもできる。異なる高さにプランジャ２１の先端を配する構成は、異なる高さに配置された複数の電極１１ａに同時にプランジャ２１を当接する場合等に利用できる。

【0048】

上記のコンタクトプローブの構成は、一例であり、上記のものに限定されない。例えば、バレルの一端に接触部としてのプローブピンを固定して設け、バレルの他端にプレスフィット部をバレルの軸心方向に移動自在に保持する構成でもよい。このような構成では、例えば、バレル内に他端側の軸装着部にプレスフィットピンの軸部を挿入して、軸心方向Ｘに移動自在にして保持し、軸部に設けたフランジとバレルとの間に配されるように、軸部にはコイルバネを通しておく。これにより、バレルとともにプローブピンをバレルの他端から一端に向かう方向にコイルバネで付勢する。なお、バレルの一端にプランジャをまた他端にプレスフィット部を、それぞれバレルの軸心方向に移動自在に保持し、それらを軸心方向すなわち互いに離れる方向に付勢してもよい。

【0049】

上記の例では、コンタクトピンをコンタクトプローブとした検査装置を例に説明しているが、本発明のコンタクトピン、コンタクトピンサブアセンブリ及びコンタクトピンユニットは、回路基板、各種電子機器、電子部品を組み付けてユニット化されたモジュール、ＩＣパッケージ等の電気部品を装置に組み付けて使用するための電気的な接続にも利用できる。

【符号の説明】

【0050】

１０ 検査装置
１２ コンタクトピンユニット
１４ 中継基板
１７ コンタクトプローブ
１８ ホルダ
２１ プランジャ
２２ スルーホール
２３ 第１ホルダ部材
２４ 第２ホルダ部材
２５ 固定部
３１ 第１貫通孔
３１ａ 小径孔部
３１ｂ 大径孔部
３１ｃ 段差面
３２ 第２貫通孔
３３ サブアセンブリ
３４ プレスフィットピン
３４ａ 軸部
３４ｂ プレスフィット部
３５ バレル
３５ｂ 軸固定部
３５ｃ 大径部
３５ｄ ボス
３７ コイルバネ

【要約】

【課題】交換を容易にしながら安定した接触状態が得られるコンタクトピン、コンタクトピンサブアセンブリ及びコンタクトピンユニットを提供する。
【解決手段】コンタクトピンとしてのコンタクトプローブ１７は、バレル３５の一端にプランジャ２１が突出して設けられ、バレル３５内に収容されたコイルバネ３７によって付勢されている。バレル３５に設けた筒状の軸固定部３５ｂに挿入したプレスフィットピン３４の軸部３４ａをかしめ固定することで、バレル３５の他端に、プレスフィット部３４ｂが設けられている。コンタクトプローブ１７の交換の際には、中継基板に設けたスルーホールにプレスフィット部３４ｂを挿抜することによって、中継基板との電気的な分離、接続を行うとともに、コンタクトプローブ１７をホルダに保持したユニットと中継基板とを組み付ける。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】