探針及連接夾具的製作方法

2023-11-01 04:25:57 1

專利名稱：探針及連接夾具的製作方法
技術領域：
本發明涉及探針及連接夾具，該探針在用於與檢查對象上所設置的連接點進行電連接的連接夾具中使用。
背景技術：
這種連接夾具例如被稱為檢查夾具或檢查卡並具有多個探針，經由其探針對檢查對象上預先設定的連接點供給來自檢查裝置等的電流或電信號，並且從連接點檢測出電信號，由此來檢測出連接點間的電氣特性，進行導通檢查或漏電檢查的動作試驗等。作為其檢查對象，例如有印刷配線基板、撓性基板、陶瓷多層配線基板、液晶顯示器或等離子顯示器用的電極板，或者半導體封裝用的封裝基板或薄膜載體等各種基板，或者半導體晶片、半導體晶片或CSP (Chip size package:晶片尺寸封裝)等半導體裝置(LSI(Large Scale Integration:大規模集成電路)等)。作為這種以往的探針，有專利文獻I中記載的探針。該專利文獻I所記載的探針是由導電性的極細筒狀體構成探針，並且在該筒狀體的周壁面上形成有沿軸向伸縮的彈簧部。因此，該探針因其前端部抵接於檢查對象的連接點時從連接點受到的反作用力(負載)而使彈簧部沿軸向被壓縮。此外，在將該探針安裝於連接夾具時，以彈簧部沿軸向被壓縮的狀態進行安裝，因而因彈簧部的彈力使探針的後端抵靠於電極部，使探針與電極部的電接觸狀態(例如接觸電阻抗等)變穩定。[專利文獻I]日本特開2011-164028號公報然而，在上述專利文獻I記載的探針中存在以下問題點:難以調節隨著安裝於連接夾具時的預壓而產生的探針的反作用力，反作用力容易增大。在連接夾具上安裝有幾百根至幾萬根探針，因此，如果預壓的反作用力過大，則會有產生克服反作用力來固定保持探針前端側的探針保持部件因預壓的反作用力而變形等不良情況。另外，在這種探針中，彈簧部的彈簧特性(例如彈簧常數等)有以下傾向:探針抵接於檢查對象的連接點時的按壓力與彈簧部的軸向壓縮尺寸之間的關係等優先，並設定成比最適合預壓的彈簧常數相比更大的彈簧常數。此外，為了減小由探針的預壓所產生的反作用力，可以考慮將用於對探針施加預壓的探針的軸向壓縮尺寸減小。但是，在這種結構中，因探針長度的偏差的影響，各探針用於預壓的壓縮尺寸產生偏差，導致各探針的預壓產生偏差。此外，近年來，LSI的形成工序得到改善，推進了 LSI的微細化，並推動了 LSI檢查用墊片的間距狹窄化或多數化的發展，由此檢查對象的基板變得更加複雜化、微細化，基板上所設定的對象點形成得更窄更小，因此探針形成得更細。因此，即使是多個微細探針，也需要可靠地實現前端部與連接點的電連接。

發明內容

因此，本發明應解決的問題在於提供一種探針及連接夾具，其不會損壞探針抵接於檢查對象的連接點時的彈簧特性，並能夠有效地抑制安裝在連接夾具時的探針的預壓的反作用力。為了解決上述問題，本發明涉及的探針的第一方式是如下一種探針，其在用於與檢查對象上所設置的連接點進行電連接的連接夾具中使用，其特徵在於，包括:外側導體，其具有導電性並具有大致筒狀的形態；內側導體，其具有導電性，並且以使其前端部從所述外側導體的前端側突出且其後端部不從所述外側導體的後端側突出的方式被插入到所述外側導體內，所述內側導體與所述外側導體電連接，且其前端部抵接於所述檢查對象的所述連接點來進行電連接；以及固定部，其固定所述外側導體與所述內側導體，在所述外側導體的周壁上沿軸向隔開間隔來設有沿所述探針的軸向伸縮的第一彈簧部及第二彈簧部，且使得所述第一彈簧部位於所述第二彈簧部的前端側，所述固定部固定位於所述外側導體的所述第一彈簧部與所述第二彈簧部之間的中間部分與所述內側導體。此外，本發明涉及的探針的第二方式，在上述第一方式所述的探針的基礎上，所述外側導體的所述第一彈簧部的彈簧常數小於所述第二彈簧部的彈簧常數。此外，本發明涉及的探針的第三方式，在上述第二方式所述的探針的基礎上，所述外側導體的所述第一彈簧部及所述第二彈簧部具有在所述外側導體的所述周壁上所形成的大致螺旋狀的彈簧，自由狀態下的所述第一彈簧部的所述彈簧的相對於所述軸向的每一圈的螺距被設定成小於所述第二彈簧部的所述彈簧的相對於所述軸向的每一圈的螺距。此外，本發明 涉及的探針的第四方式，在上述第二方式所述的探針的基礎上，所述外側導體的所述第一彈簧部的所述彈簧的沿著與該彈簧的延伸方向垂直的方向的寬度小於所述第二彈簧部的所述彈簧的沿著與該彈簧的延伸方向垂直的方向的寬度。此外，本發明涉及的探針的第五方式，在上述第二至第三任意一方式所述的探針的基礎上，通過所述內側導體的所述前端部抵接於所述檢查對象的所述連接點時的負載，所述內側導體被推壓到後端側而使所述外側導體的所述第二彈簧部沿所述軸向被壓縮，與此相伴，所述外側導體的所述中間部分與所述內側導體一體地繞所述探針的軸旋轉。此外，本發明涉及的連接夾具的第一方式是如下一種連接夾具，其使用了上述第一至第五方式中任意一方式所述的探針，其特徵在於，包括:探針，其為上述第一至第五方式中任意一方式所述的探針；電極部，其與所述探針的所述外側導體的後端部抵接來進行電連接；第一探針保持部件，其設有第一貫通孔，該第一貫通孔中所述探針的所述內側導體的前端側的部分以向所述檢查對象側突出的方式貫穿而被保持，並且在所述第一貫通孔的內表面或與所述檢查對象相反的一側的開口部上設有供所述探針的所述外側導體的前端側端部抵接的抵接部，並且在所述第一探針保持部件與所述電極部之間將所述外側導體保持於沿所述軸向壓縮的狀態；第二探針保持部件，其設有第二貫通孔，該第二貫通孔中所述探針的後端側的部分貫穿而被保持；以及電極保持部件，其保持所述電極部。此外，本發明涉及的探針的第六方式是如下一種探針，其在用於與檢查對象上所設置的連接點進行電連接的連接夾具中使用，其特徵在於，包括:外側導體，其具有導電性並具有大致筒狀的形態；內側導體，其具有導電性並具有大致筒狀的形態，所述內側導體以使其前端部及後端部從所述外側導體的前端側及後端側突出的方式被插入到所述外側導體內，並且所述內側導體與所述外側導體電連接，所述內側導體的前端部抵接於所述檢查對象的所述連接點來進行電連接；以及固定部，其固定所述外側導體與所述內側導體，在所述外側導體的周壁上位於比所述固定部靠前端側的部分上設有沿所述探針的軸向伸縮的第一彈簧部，在所述內側導體的周壁上位於所述固定部的前端側的部分及位於後端側的部分中的至少一側上設有具有大於所述第一彈簧部的彈簧常數且沿所述軸向伸縮的第二彈簧部。根據本發明涉及的探針的第一方式，在外側導體的周壁上，第一及第二彈簧部以第一彈簧部位於第二彈簧部的前端側的方式沿軸向隔開間隔來被設置。因而，在探針安裝於連接夾具且探針的外側導體沿軸向被壓縮而承受預壓的狀態下，與第一彈簧部和第二彈簧部的合成彈簧常數和外側導體的壓縮尺寸相對應的預壓的反作用力作用於連接夾具的探針保持部件等。此時，第一彈簧部與第二彈簧部的合成彈簧常數小於第一彈簧部的彈簧常數及第二彈簧部的彈簧常數，因此在預壓壓縮時能夠將壓縮探針(在此為外側導體)時的彈簧常數抑制成小些。因此，能夠有效地抑制探針安裝於連接夾具時的探針的預壓的反作用力，並能夠防止探針保持部件因預壓的反作用力而導致變形等不良情況。此外，內側導體的後端側的部分在被插入到外側導體內而與外側導體電連接的狀態下，通過固定部來與位於外側導體的第一彈簧部的第二彈簧部之間的中間部分固定。因而，在檢查時，在探針安裝於連接夾具而被施加預壓的狀態下，使探針的內側導體的前端部與檢查對象的連接點抵接，因推壓力使內側導體的前端部被推入到後端側時的探針的壓縮位移是由外側導體的後端側上所設置的第二彈簧部被壓縮來對應。此時的探針的彈簧常數大於上述預壓壓縮時的彈簧常數(合成彈簧常數)。因此，關於在檢查時使探針的前端部抵接於檢查對象的連接點時的探針的彈簧特性，能夠設定為充分大的彈簧常數。其結果，能夠提供如下探針，其不會損及探針抵接於檢查對象的連接點時的彈簧特性，並能夠有效地抑制安裝在連接夾具時的探針的預壓的反作用力。根據本發明涉及的探針的第二方式，將外側導體的前端側所設置的第一彈簧部的彈簧常數設定成小於後端側所設置的第二彈簧部的彈簧常數。因此，如上所述在預壓壓縮時，能夠使沿軸向壓縮探針的外側導體時的彈簧常數(合成彈簧常數)抑制成小於彈簧常數較小的第一彈簧部的彈簧常 數。另一方面，如上所述在檢查時，以內側導體的前端部被推入到後端側的方式壓縮探針時的彈簧特性由彈簧常數較大的第二彈簧部的彈簧常數來確定，因此能夠設定較大的彈簧常數。其結果，不會損及探針抵接於檢查對象的連接點時的彈簧特性，能夠更有效地抑制安裝在連接夾具時的探針的預壓的反作用力。根據本發明涉及的探針的第三方式，外側導體的第一彈簧部及第二彈簧部具有外側導體的所述周壁上所形成的大致螺旋狀的彈簧，在自由狀態下的第一彈簧部的所述彈簧相對於軸向的每一圈的螺距被設定成小於第二彈簧部的所述彈簧的相對於軸向的每一圈的螺距。因此，能夠容易且可靠地在外側導體上形成彈簧常數不同的第一及第二彈簧部，並且能夠容易調節第一及第二彈簧部的彈簧常數的差。根據本發明涉及的探針的第四方式，外側導體的第一彈簧部的所述彈簧的沿著與該彈簧延伸方向垂直的方向的寬度小於第二彈簧部的所述彈簧的沿著與該彈簧延伸方向垂直的方向的寬度。因此，能夠更容易且可靠地在外側導體上形成彈簧常數不同的第一及第二彈簧部，並且能夠更容易調節第一及第二彈簧部的彈簧常數之差。根據本發明涉及的探針的第五方式，內側導體的前端部抵接於檢查對象的連接點，且因負載使內側導體被推入到後端側，與此相伴，外側導體的中間部分與內側導體一體地繞探針的軸旋轉。因而，當探針的內側導體的前端部抵接於檢查對象的連接點時，通過旋轉的內側導體的前端部將連接點表面的氧化膜等切開來可靠地除去，由此能夠穩定地進行探針與連接點的電連接。根據本發明涉及的連結夾具的第一方式，能夠提供如下連接夾具，其不會損及探針抵接於檢查對象的連接點時的探針的彈簧特性，並能夠有效地抑制安裝在連接夾具時的探針的預壓的反作用力。根據本發明涉及的探針的第六方式，能夠提供如下探針，其不會損及抵接於檢查對象的連接點時的彈簧特性，可有效抑制安裝在連接夾具時的探針的預壓的反作用力。


圖1是表示本發明第一實施方式涉及的探針所具備的連接夾具的概要結構的局部剖面主視圖。圖2是表示本發明第一實施方式涉及的探針的概要結構的圖。圖3是將圖1的探針所具備的外側導體的概要結構進行局部斷開來表示的圖。

圖4是表示圖1的連接夾具中的探針前端側的結構的剖視圖。圖5是表示圖1的連接夾具中的探針後端側的結構的剖視圖。圖6是表示圖1的連接夾具中探針前端側抵接於基板的連接點時的狀況的圖。圖7是表示本發明第二實施方式涉及的探針的概要結構的圖。圖8是將圖7的探針所具備的內側導體的概要結構進行局部斷開來表示的圖。(附圖標記說明)10:連接夾具，12:第一探針保持部件，12h:貫通孔，121:抵接部，14:第二探針保持部件，14h:貫通孔，15:電極部，16:電極保持部件，20:探針，22:外側導體，221:第一彈簧部，222:第二彈簧部，24:內側導體，26:固定部，30:被檢查物，30dl...30dn:連接點，40:探針，41:外側導體，411:第一彈簧部，42:內側導體，421:第二彈簧部，43:固定部。
具體實施例方式本發明涉及的連接夾具及探針，在檢查對象所具有的檢查對象部上，從檢查裝置對規定檢查位置即連接點供給電力或電信號，並且經由該連接點從檢查對象部檢測出電信號，由此能夠檢測出檢查對象部的電氣特性，或進行動作試驗。另外，為了便於理解，在以下各附圖中，對各部件的厚度、長度、形狀、部件彼此之間的間隔等適當地進行放大、縮小、變形、簡化等。參照圖1，說明使用了本發明第一實施方式涉及的探針的連接夾具的概略構成。連接夾具10包含:第一探針保持部件12、第二探針保持部件14、電極部15 (參照圖5)及電極保持部件16。第一及第二探針固持部件12、14由樹脂或陶瓷等絕緣性板狀部件構成。第一及第二探針保持部件12、14通過棒狀的支承部件11及在其周圍環繞安裝的間隔件Ils而被隔開規定距離地保持。
第一探針保持部件12上形成有與本發明涉及的第一貫通孔對應的多個貫通孔12h，插入到該多個貫通孔12h而被保持的探針20的前端部被引導至規定位置。第二探針保持部件14上形成有與本發明涉及的第二貫通孔的多個貫通孔14h，插入到該多個貫通孔14h而被保持的探針20的後端部被引導至電極部15。因為隨著檢查對象變得微細而使連接點間距離變得非常小，所以各貫通孔12h、14h的內徑及相鄰貫通孔12h、14h彼此之間的間隔也變得非常小。探針20的後端部與被保持(固定)在電極保持部件16的後述的電極部15的檢查對象側表面相抵接。在本實施方式中，例如電極部15是由固定在電極保持部件16上的導線18的端部構成，該導線18連接至未圖示的檢查裝置。另外，在圖1中，為了簡化圖面，僅表示一部分探針20。此外，如圖1所示，在對檢查對象進行檢查時，在連接夾具10的下方配置有檢查對象即被檢查物30 (例如基板)，並使連接夾具10下降而使探針20的前端部接觸於規定的連接點例如30dn，由此對檢查對象部的電氣特性進行檢查。〈探針的結構〉其次，參照圖2及圖3，說明本實施方式涉及的探針20的結構。如圖2及圖3所示，該探針20包括外側導體22、內側導體24及固定部26而構成。外側導體22具有導電性，並且具有大致筒狀的形態(在本實施方式中為圓筒狀的形態)。內側導體24是具有導電性的細長的大致棒狀(在本實施方式中為圓柱狀)的部件，且在其前端部24a設有與檢查對象的連接點抵接的尖銳狀的抵接端24c。這種內側導體24是以其前端部24a從外側導體22的前端側突出、且其後端部24b不從外側導體22的後端側突出的方式插入到外側導體22內，並且該內側導體24與外側導體22電連接。固定部26將外側導體22和內側導體24固定。在本實施方式中，外側導體22與內側導體24的電連接是通過內側導體24插入到外側導體22內時所產生的二者的接觸部位及固定部26來進行的。 在外側導體22的圓筒狀的周壁上設有沿探針20的軸向伸縮的彈簧常數不同的第一彈簧部221及第二彈簧部222，且使得彈簧常數較小一方的第一彈簧部221位於第二彈簧部222的前端側。這樣的第一彈簧部221及第二彈簧部222是由外側導體22的周壁上形成的大致螺旋狀(更詳細而言，是將細長的板簧捲成螺旋狀的形狀)的彈簧221a、222a構成。另外，在第一彈簧部221及第二彈簧部222中，可以使彈簧221a、222a跨越彈簧部221、222的整個長度而沿軸向連續地形成，也可以在I處或多處設置未形成彈簧221a、222a的部分(非伸縮部分)。更具體而言，在本實施方式中，在自由狀態下，第一彈簧部221的彈簧221a的相對於軸向的每一圈的螺距Pl被設定成小於第二彈簧部222的彈簧222a的相對於軸向的每一圈的螺距P2。此外，第一彈簧部221的彈簧221a的沿著與該彈簧221a延伸方向垂直的方向的寬度Wl被設定成小於第二彈簧部222的彈簧222a的沿著與該彈簧222a延伸方向垂直的方向的寬度W2。另外，關於這種外側導體22的形成方法在後面進行論述。固定部26將位於外側導體22的第一彈簧部221與第二彈簧部222之間的中間部分22c、和與該中間部分22c相對置的內側導體24的部分進行固定。因此，隨著外側導體22的第一及第二彈簧部221、222的伸縮，內側導體24與外側導體22的中間部分22c —起沿軸向移動。另外，插入到外側導體22內的內側導體24的後端部24b的位置被設定成:當將內側導體24推入到後端側而使第二彈簧部222沿軸向被壓縮時，其後端部24b不從外側導體22的後〗而向外部關出。在本實施方式中，固定部26採用例如利用電焊的固定，但也可以採用雷射焊接等其它焊接、鉚接固定、利用粘接劑的固定等各種構成。此外，如上所述，外側導體22的第一及第二彈簧部221、222由外側導體22的周壁上所形成的大致呈螺旋狀的彈簧221a、222a構成，因此，隨著沿軸向的伸縮，在彈簧部221、222的軸向的兩端部之間，兩者的位置關係繞軸扭轉(旋轉)。故此，在外側導體22的後端部22b的繞軸的旋轉停止的狀態下使第二彈簧部222沿軸向伸縮時，與該伸縮相伴，內側導體24與外側導體22的中間部分22c —起繞軸旋轉。因此，因內側導體24的前端部24a抵接於檢查對象的連接點時的負載而使內側導體24被推壓至後端側(外側導體22內)並使外側導體22的第二彈簧部222沿軸向被壓縮，與此相伴，使外側導體22的中間部分22c與內側導體24 —體地繞軸旋轉。另外，若對上述的內側導體24被推壓至外側導體22內時的內側導體24的旋轉動作進行補充，則與推壓內側導體24時的內側導體24的前端部24a與連接點的抵接面積相t匕，外側導體22的後端部22b與電極部15等抵接的抵接面積較大。故此，推壓內側導體24時，相對於內側導體24的前端部24a與連接點之間作用的摩擦力而言，外側導體22的後端部22b與其抵接的電極部15等之間作用的摩擦力更大。因此，隨著第二彈簧部222沿軸向被壓縮，外側導體22的後端部22b不旋轉，而是外側導體22的中間部分22c及內側導體24旋轉。此外，在本實施方式涉及的內側導體24中，也可以將前端部24a的抵接端24c設於從內側導體24及外側導體22的中心軸A偏離的位置(偏心位置)。在這種構成的情況下，當如上所述地將內側導體24推壓至外側導體22內而內側導體24旋轉時，內側導體24的抵接端24c以繞著中心軸A畫圓的方式旋轉。由此，當內側導體24的抵接端24c抵接於檢查對象的連接點時，抵接端24c 將連接點表面的氧化膜等切開而滑動接觸連接點，有效地除去連接點表面的氧化膜等。在此，記載探針20及其各部的尺寸。探針20的全長LI例如被設定成2 12mm左右，探針20及外側導體22的外徑Rl例如被設定成3(Γ100 μ m左右。外側導體22的整個長度L2例如被設定成flOmm左右，其內徑R2例如被設定成2(Γ80μπι左右。內側導體24的整個長度L3例如被設定成f IOmm左右，其外徑被設定成稍微小於外側導體22的內徑R2的值以使得內側導體24能夠在外側導體22內滑動。此外，外側導體22的第一彈簧部221的軸向長度L4例如被設定成0.5 4mm左右。第二彈簧部222的軸向長度L5例如被設定成f 8mm左右。第一彈簧部221的彈簧221a的上述螺距Pl例如被設定成5(Γ150 μ mm左右，上述寬度Wl例如被設定成2(Γ 00 μ mm左右。第二彈簧部222的彈簧222a的上述螺距P2例如被設定成10(Γ300 μ mm左右，上述寬度W2例如被設定成50 300 μ mm左右。此外，第一及第二彈簧部221、222的彈簧常數之比例如被設定成第二彈簧部222的彈簧常數為第一彈簧部221的彈簧常數的2 10倍左右。此外，更具體而言，第一彈簧部221的彈簧常數例如被設定成f5gf/mm左右。第二彈簧部222的彈簧常數例如被設定成4 20gf/mm左右。此外，作為外側導體22的材料，例如可以使用鎳管或鎳合金管等(例如電鑄管等)。此外，除外側導體22的前端部22a的端面及後端部22b的端面外，周面也可以根據需要進行絕緣覆蓋。作為內側導體24的材料，例如可以舉出鎢、碳素工具鋼(SK材)或鈹銅等。此外，作為內側導體24的前端部24a的形狀，特別是抵接端24c的形狀，例如圖2所示，可以舉出沿著與內側導體24的中心軸斜向交叉的面將內側導體24的前端部24a切斷的形狀。在此，作為與內側導體24的前端部24a的形狀有關的變形例，可以採用如下的構成。作為第一變形例，可以舉出以與內側導體24的中心軸斜向交叉的4個面進行切斷的形狀，使得前端即抵接端24c相對於中心軸A偏心。作為第二變形例，可以舉出一字螺絲刀(螺絲起子)的前端般的形狀。〈連接夾具的構成〉其次，參照圖4至圖6，說明連接夾具10的詳細部分的構成。如圖4所示，在第一探針保持部件12的貫通孔12h的內表面或與檢查對象相反一側的開口部上，設有探針20的外側導體22的前端部22a的端面抵接的抵接部(圖4的構成中是內徑變化的交界部中的段差部)121。另外，當探針20的內側導體24的前端部24a從檢查對象的相反側朝向檢查對象側貫穿貫通孔12h時，外側導體22的前端部22a的端面抵接於抵接部121。如此，當外側導體22的端面抵接於抵接部121時，內側導體24的前端部24a通過貫通孔12h從第一探針保持部件12的檢查對象側的表面以規定的突出尺寸突出。

另一方面，如圖5所示，構成探針20的後端部的外側導體22的後端部22b貫穿於第二探針保持部件14的貫通孔14h中而被引導，並抵接於由電極保持部件16保持的電極部15而被電連接。第一探針保持部件12的抵接部121與電極部15之間的間隔被設定成:與當第一及第二彈簧部221、222處於自由狀態時的探針20的外側導體22的長度L2相比，小規定的預壓壓縮尺寸。因此，當將探針20安裝在連接夾具10時，成為在抵接部121與電極部15之間外側導體22沿軸向被壓縮了規定的預壓尺寸的狀態。此時，外側導體22的第一及第二彈簧部221、222雙方沿軸向被壓縮。由此，外側導體22的後端部22b以規定的推壓力被按壓在電極部15而承受預壓，外側導體22的後端部22b與電極部15的電連接穩定。與該預壓狀態下的外側導體22的壓縮變位相對應的彈簧特性，由第一及第二彈簧部221、222的彈簧常數的合成彈簧常數確定。在此，當設合成彈簧常數為K、第一彈簧部221的彈簧常數為kl、第二彈簧部222的彈簧常數為k2時，K、kl及k2的關係由1/K = I/kl + l/k2的關係式確定。該預壓狀態下的合成彈簧常數K是比彈簧常數較小的第一彈簧部221的彈簧常數kl更小的值，因此能夠作為為了預壓而壓縮外側導體22的預壓壓縮尺寸而確保充分的尺寸，並且有效地抑制預壓的反作用力。其結果，能夠防止第一探針保持部件12因預壓的反作用力而變形等不良情況。在此，為了預壓而壓縮外側導體22的尺寸(預壓壓縮尺寸)例如被設定成1(Γ 00μπι左右。此外，預壓壓縮時的負載例如被設定成0.05、.5gf左右。另外，如圖6所示，在檢查基板等被檢查物時，使連接夾具10下降而使探針20的前端部24a抵接於被檢查物30的配線等對象部上的規定連接點30dl。若進而使連接夾具10下降，則探針20的內側導體24被向上推壓而進入到第一探針保持部件12的貫通孔12h內。此時，探針20的內側導體24與外側導體22的中間部分22c被固定，因此，隨著內側導體24的推入，外側導體22的第二彈簧部222沿軸向被壓縮，並且內側導體24被推入到外側導體22內。該檢查時探針20沿軸向被壓縮的檢查壓縮尺寸(即，通過來自連接點30dl的負載而使得內側導體24被推入到第一探針保持部件12的貫通孔12h內的尺寸)被設定成:與預壓狀態下的第一彈簧部221的預壓壓縮尺寸相比大規定的本壓縮尺寸的值。因此，在從內側導體24的前端部24a抵接於被檢查物30的連接點30dl之後，到探針20以預壓狀態的軸向長度為基準被壓縮了第一彈簧部221的預壓壓縮尺寸的量之前，隨著探針20即第二彈簧部222的壓縮，使第一彈簧部221伸長，維持外側導體22的前端部22a的端面抵接於抵接部121的狀態。與該階段中的探針20的壓縮相對應的彈簧常數是從第二彈簧部222的彈簧常數k2減去第一彈簧部221的彈簧常數kl的值。在此，上述檢查壓縮尺寸例如被設定成1(Γ100 μ m左右，上述本壓縮尺寸例如被設定成2(Γ200 μ m左右。此外，在檢查時施加於探針20的前端部24a的負載例如被設定成f IOgf左右。進而，若探針20以預壓狀態的長度為基準而被壓縮了超過第一彈簧部221的預壓壓縮尺寸的量，則第一彈簧部221從壓縮狀態完全展開，並且僅第二彈簧部222被壓縮。在該階段下探針20被壓縮時的彈簧常數與第二彈簧部222的彈簧常數相等。因此，就在檢查時使探針20的前端部24a抵接於被檢查物30的連接點30dl時的探針20的彈簧特性而言，能夠設定充分大的彈簧常數。另外，在最後探針20以預壓狀態的長度為基準且以比第一彈簧部221的預壓壓縮尺寸量超過上述本壓縮尺寸而被壓縮的狀態(在該狀態下進行被檢查物30的檢查)下，如圖6所示，外側導體22的前端部22a的端面從抵接部121向探針20的後端側背離。其結果，能夠提供一種不會損及探針20抵接於被檢查物30的連接點30dl時的彈簧特性，並能夠有效抑制安裝在連接夾具10時的探針20的預壓的反作用力的探針20及連接夾具10。 此外，如上所述，探針20的前端抵接於被檢查物30的連接點30dl，探針20從預壓狀態被壓縮，外側導體22的第二彈簧部222被壓縮，與上述動作相伴，如圖6的箭頭BI所示，內側導體24與外側導體22的中間部分22c —起繞中心軸A旋轉。與其相伴，相對於中心軸A偏心的內側導體24的尖銳狀的抵接端24c繞中心軸A旋轉而滑動接觸於連接點30dl。由此，能夠有效地去除連接點30dl表面的氧化膜等，並穩定地進行探針20與連接點30dl的電連接。此外，如上所述，在探針20的自由狀態下，第一彈簧部221的彈簧221a的螺距Pl被設定成小於第二彈簧部222的彈簧222a的螺距P2，並且第一彈簧部221的彈簧221a的寬度Wl也被設定成小於第二彈簧部222的彈簧222a的寬度W2。因此，能夠容易且可靠地在探針20的外側導體22上形成彈簧常數不同的第一及第二彈簧部221、222，並且能夠容易地調節第一及第二彈簧部221、222的彈簧常數的差。另外，在本實施方式中，雖然外側導體22的第一彈簧部221的彈簧常數小於第二彈簧部222的彈簧常數，但也可以使第一彈簧部221的彈簧常數與第二彈簧部222的彈簧常數相同。在這種情況下，能夠在檢查時將內側導體24推入到後端側而維持探針20被壓縮時的彈簧常數，並且有效地抑制在預壓壓縮下外側導體22被壓縮時的彈簧常數。其次，說明探針20的外側導體22的製作方法的例子。首先，在規定芯材的外周面上形成鍍金層，進而在其上形成鍍鎳層來製作電鑄管。作為芯材，可以使用例如外徑為5 μ m至300 μ m的金屬線或樹脂線。作為金屬線，可以使用例如SUS線；作為樹脂線，可以使用例如尼龍樹脂或聚乙烯樹脂等的合成樹脂線。此外，鍍金層的厚度例如為約0.1 μ m至I μ m ;鍍鎳層的厚度例如為約5 μ m至50 μ m。從運輸作業的容易性等觀點來看，電鑄管的長度例如最好為50cm以下，但並不限於此，也可以不進行切斷而連續製造。接著，在電鑄管的鍍鎳層的外周面上形成絕緣膜。絕緣膜在後述的形成規定溝槽時也可以作為抗蝕膜發揮作用。該絕緣膜的厚度例如為約2μπι至50μπι。作為絕緣膜，也可以使用例如氟塗層或矽樹脂材料來形成。接著，在絕緣膜的多處螺旋狀地去除其一部分，由此形成螺旋溝槽。此時，在絕緣膜的多處圓周狀地去除其一部分，由此也形成用於將電鑄管分割成零件單位的環形溝槽。在形成這些槽的部分上有鍍鎳層露出。在形成這種溝槽時，可以採用對絕緣膜照射雷射束來除去絕緣膜的方法。這種情況下，一面使芯材在圓周方向上旋轉，一面對溝槽的位置直接照射雷射束，通過該照射將絕緣膜去除。接著，使用絕緣膜作為掩模，對經由溝槽露出的鍍鎳層進行蝕刻去除而使鍍金層露出。此時，鍍鎳層與芯材之間存在鍍金層，因此在蝕刻時能夠防止鎳蝕刻液到達芯材。接著，進行超聲波清洗，而去除經由溝槽露出的鍍金層。接著,對芯材的兩端施加張力使其延伸而變形，以使其截面積變小。若芯材延伸而其截面積變小，則包覆芯材外周面的鍍金層從其外周面上剝離而殘留於電鑄管的內側，在芯材與鍍金層之間形成空間。接著，若將芯材取下，則電鑄管被環形溝槽分離成各零件單位，而得到具有第一及第二彈簧部221,222的多個外側導體22。 這樣形成的外側導體22具有導電性材料的圓筒形狀管的鍍鎳層，在該鍍鎳層的外周上形成有絕緣層。該製作方法例子中，雖然形成有絕緣膜，並根據需要將其作為抗蝕膜使用，但絕緣膜並非必要，因此在蝕刻時，也可以使用抗蝕膜。參照圖7及圖8，說明本發明第二實施方式涉及的探針。如圖7及圖8所示，該探針40包括:外側導體41、內側導體42及固定部43。外側導體41具有導電性並且具有大致筒狀的形態(在本實施方式中為圓筒狀的形態)。內側導體42具有導電性並且具有大致筒狀的形態(在本實施方式中為圓筒狀的形態)，在其前端部42a設有與檢查對象的連接點抵接的尖銳的抵接端42c。這種內側導體42以其前端部42a從外側導體41的前端側突出且其後端部42b不從外側導體41的後端側突出的方式插入到外側導體41內，並且該內側導體42與外側導體41電連接。固定部43將外側導體41與內側導體42固定。在本實施方式中，外側導體41與內側導體42的電連接由內側導體42插入到外側導體41內時產生的兩者相接觸處及固定部43進行。在外側導體41的周壁上位於比固定部43靠前端側的部分設有在探針40的軸向上伸縮的第一彈簧部411。此外，在內側導體42的周壁上位於固定部43前端側的部分及位於後端側的部分中至少一側(本實施方式中為其兩側)上設有:彈簧常數大於外側導體41的第一彈簧部411且沿軸向進行伸縮的第二彈簧部421。這種第一及第二彈簧部411、421由外側導體41或內側導體42的周壁上所形成的大致螺旋狀(更詳細而言，是將細長板簧卷繞成螺旋狀的形狀)的彈簧411a、421a構成。第一及第二彈簧部411、421的彈簧常數的調節也可以與第一實施方式涉及的第一及第二彈簧部221、222的情況幾乎相同地，通過調節彈簧411a、421a的上述螺距及上述寬度等來進行。固定部43將位於外側導體41的第一彈簧部411的後端側的部分、和位於內側導體42的前端側的第二彈簧部421與後端側的第二彈簧部421之間的部分(中間部分)加以固定。固定部43雖與第一實施方式的固定部26的情況相同地，採用例如利用電焊的固定，但也可以採用雷射焊接等其它焊接、斂縫固定、利用粘接劑的固定等各種構成。此外，在內側導體42的前端部42a中，可以形成位於自中心軸A偏移的位置(偏心的位置)的尖銳狀的抵接端42c。該探針40以與第一實施方式涉及的探針20幾乎相同的要領安裝在連接夾具10上。但是，在安裝狀態下，外側導體41的前端部41a的端面與第一探針保持部件12的貫通孔12h內的抵接部121抵接的點雖然相同，但在該探針40中，並非是外側導體41而是內側導體42的後端部42b的端面抵接於電極部15。而在該安裝狀態下，外側導體41的第一彈簧部411及內側導體42的後端側的第二彈簧部421被壓縮而承受預壓。該探針40基於預壓壓縮的彈簧特性由外側導體41的第一彈簧部411的彈簧常數與內側導體42的後端側的第二彈簧部421的彈簧常 數這兩者的合成彈簧常數確定，該合成彈簧常數為比彈簧常數小的第一彈簧部411更小的值。由此，能夠有效地抑制施加在第一探針保持部件12上的預壓的反作用力。因此，在檢查時，使探針40的前端部42a抵接於被檢查物30的連接點30dl，並使內側導體42的前端部41a超過外側導體41的第一彈簧部411的預壓壓縮尺寸的量而被推入到後端側時的探針40的彈簧特性是由內側導體42的前端側及後端側的第二彈簧部421的彈簧常數的合成彈簧常數確定，因此，能夠設定充分大的彈簧常數。其結果，能夠提供一種不會損及探針40抵接於被檢查物30的連接點30dl時的彈簧特性，並有效地抑制安裝在連接夾具10時的探針40的預壓的反作用力的探針40。此外，在該探針40中，探針40的前端抵接於被檢查物30的連接點30dl，探針40從預壓狀態被壓縮，內側導體42的前端側及後端側的第二彈簧部421被壓縮，隨著上述動作，內側導體42的前端部42a相對於後端部42b繞中心軸A旋轉。與此相伴，相對於中心軸A偏心的內側導體42的尖銳狀的抵接端42c繞中心軸A旋轉而接觸於連接點30dl。此外，關於本實施方式涉及的探針40的外側導體41及內側導體42，也可以通過與上述第一實施方式涉及的探針20的外側導體22幾乎相同的製造方法來製造。
權利要求
1.一種探針，其在用於與檢查對象上所設置的連接點進行電連接的連接夾具中使用，其特徵在於，包括: 外側導體，其具有導電性並具有大致筒狀的形態； 內側導體，其具有導電性，並且以使其前端部從所述外側導體的前端側突出且其後端部不從所述外側導體的後端側突出的方式被插入到所述外側導體內，所述內側導體與所述外側導體電連接，所述內側導體的前端部抵接於所述檢查對象的所述連接點來進行電連接；以及 固定部，其固定所述外側導體與所述內側導體， 在所述外側導體的周壁上沿軸向隔開間隔來設有沿所述探針的軸向伸縮的第一彈簧部及第二彈簧部，且使得所述第一彈簧部位於所述第二彈簧部的前端側， 所述固定部固定位於所述外側導體的所述第一彈簧部與所述第二彈簧部之間的中間部分與所述內側導體。
2.根據權利要求1所述的探針，其特徵在於， 所述外側導體的所述第一彈簧部的彈簧常數小於所述第二彈簧部的彈簧常數。
3.根據權利要求2所述的探針，其特徵在於， 所述外側導體的所述第一彈簧部及所述第二彈簧部具有在所述外側導體的所述周壁上所形成的大致螺旋狀的彈簧， 在自由狀態下，所述第一彈簧部的所述彈簧的相對於所述軸向的每一圈的螺距被設定成小於所述第二彈簧部的所述彈簧的相對於所述軸向的每一圈的螺距。
4.根據權利要求2所述的 探針，其特徵在於， 所述外側導體的所述第一彈簧部的所述彈簧的沿著與該彈簧的延伸方向垂直的方向的寬度小於所述第二彈簧部的所述彈簧的沿著與該彈簧的延伸方向垂直的方向的寬度。
5.根據權利要求1項所述的探針，其特徵在於， 通過所述內側導體的所述前端部抵接於所述檢查對象的所述連接點時的負載，所述內側導體被推入到後端側而使所述外側導體的所述第二彈簧部沿所述軸向被壓縮，與此相伴，所述外側導體的所述中間部分與所述內側導體一體地繞所述探針的軸旋轉。
6.一種連接夾具，其使用了權利要求1 5中任意一項所述的探針，其特徵在於，包括: 探針，其為權利要求1 5中任意一項所述的探針； 電極部，其與所述探針的所述外側導體的後端部抵接來進行電連接； 第一探針保持部件，其設有第一貫通孔，該第一貫通孔中所述探針的所述內側導體的前端側的部分以向所述檢查對象側突出的方式貫穿而被保持，並且在所述第一貫通孔的內表面或與所述檢查對象相反的一側的開口部上設有供所述探針的所述外側導體的前端側端部抵接的抵接部，並且在所述第一探針保持部件與所述電極部之間將所述外側導體保持於沿所述軸向壓縮的狀態； 第二探針保持部件，其設有第二貫通孔，該第二貫通孔中所述探針的後端側的部分貫穿而被保持；以及 電極保持部件，其保持所述電極部。
7.一種探針，其在用於與檢查對象上所設置的連接點進行電連接的連接夾具中使用，其特徵在於，包括: 外側導體，其具有導電性並具有大致筒狀的形態； 內側導體，其具有導電性並且具有大致筒狀的形態，所述內側導體以使其前端部及後端部從所述外側導體的前端側及後端側突出的方式被插入到所述外側導體內，並且所述內側導體與所述外側導體電連接，所述內側導體的前端部抵接於所述檢查對象的所述連接點來進行電連接；以及 固定部，其固定所述外側導體與所述內側導體， 在所述外側導體的周壁上位於比所述固定部靠前端側的部分上設有沿所述探針的軸向伸縮的第一彈簧部， 在所述內側導體的周壁上位於所述固定部的前端側的部分及位於後端側的部分中的至少一側上設有具有大於所述 第一彈簧部的彈簧常數且沿所述軸向伸縮的第二彈簧部。
全文摘要
本發明提供一種探針，其不會損及抵接於檢查對象的連接點時的彈簧特性，並能夠有效地抑制安裝在連接夾具時的探針的預壓的反作用力。該探針(20)中，外側導體(22)具有導電性且具有大致筒狀的形態。內側導體(24)具有導電性且被插入到外側導體(22)內，並且與外側導體(22)電連接，其前端部(24a)抵接於檢查對象的連接點。在外側導體(22)的周壁上，以彈簧常數較小的一方的第一彈簧部(221)位於第二彈簧部(222)的前端側的方式設置沿探針(20)的軸向伸縮的彈簧常數不同的第一及第二彈簧部(221)、(222)。固定部(26)將位於外側導體(22)的第一彈簧部(221)與第二彈簧部(222)之間的中間部分(22c)與內側導體(24)加以固定。
文檔編號G01R1/067GK103226155SQ20121035205
公開日2013年7月31日 申請日期2012年9月20日 優先權日2012年1月26日
發明者太田憲宏 申請人:日本電產理德株式會社