JP7620385B2 - プローブピン、検査治具および検査ユニット - Google Patents

Description

本開示は、プローブピン、検査治具および検査ユニットに関する。

カメラあるいは液晶パネル等の電子部品モジュールでは、一般に、その製造工程において、導通検査および動作特性検査等が行われる。これらの検査は、プローブピンを用いて、電子部品モジュールに設置されている本体基板に接続するための端子と、検査装置の端子とを接続することにより行われる。

このようなプローブピンとしては、特許文献１に記載されたものがある。このプローブピンは、電子部品の電極端子および被接続電子部品の電極端子に対してそれぞれ接触可能な一対のコンタクトと、一対のコンタクト間に介在して一対のコンタクトを接続する蛇行部とを備えている。

特開２００２－１３４２０２号公報

前記プローブピンでは、各コンタクトが、電極端子に対して１点で接触するように構成されているため、例えば、各コンタクトの先端に不導体の異物が付着した場合、この異物により、前記プローブピンと電極端子との間で導通不良が発生し、接触信頼性が低下する場合がある。

本開示は、接触信頼性の高いプローブピン、このプローブピンを備えた検査治具、および、この検査治具を備えた検査ユニットを提供することを目的とする。

本開示の一例のプローブピンは、
第１方向に沿って弾性変形可能な弾性部と、
前記弾性部の前記第１方向の一端に設けられた第１接触部と、
前記弾性部の前記第１方向の他端に設けられた第２接触部と
を備え、
前記弾性部が、
前記第１方向に交差する第２方向に延びると共に前記第１方向に間隔を空けて配置された複数の横帯部と、隣接する前記横帯部に接続された少なくとも１つの湾曲帯部とを有し、
前記第１接触部および前記第２接触部の各々が、
前記弾性部の前記第２方向の中心を通りかつ前記第１方向に沿って延びる第１中心線に対して同じ側に配置され、
前記第１方向および前記第２方向に交差する第３方向に対向する一対の板面と、前記一対の板面に交差する側面とを有し、
少なくとも前記第１接触部の前記側面が、前記第２方向から見て、前記第３方向の中心を通りかつ前記第１方向に延びる第２中心線に対して非対称な形状を有している。

また、本開示の一例の検査治具は、
前記プローブピンと、
前記プローブピンが内部に収容されたハウジングと
を備える。

また、本開示の一例の検査ユニットは、
前記検査治具を少なくとも１つ備える。

前記プローブピンによれば、第１接触部および第２接触部の各々が、弾性部の第２方向の中心を通りかつ第１方向に沿って延びる第１中心線に対して同じ側に配置されている。また、少なくとも第１接触部の側面が、第２方向から見て、第３方向の中心を通りかつ第１方向に延びる第２中心線に対して非対称な形状を有している。このような構成により、例えば、検査対象物または検査装置の接続端子を第１接触部に接触させた状態で、第１方向沿いを第２接触部に向かって移動させると、第１接触部は、検査対象物または検査装置の接続端子に接触したまま、第１方向および第２方向を含む第１の平面上で第２接触部に対して回転しつつ、第１方向および第３方向を含む第１の平面に交差する第２の平面上でも第２接触部に対して回転する。すなわち、検査対象物または検査装置の接続端子に対して、異なる２つの方向のワイピング動作を同時に発生させることができる。その結果、例えば、第１接触部の接続端子に接触する部分に不導体の異物が付着したとしても、この異物を容易に除去することができるので、接触信頼性の高いプローブピンを実現できる。

前記検査治具によれば、前記プローブピンにより、接触信頼性の高い検査治具を実現できる。

前記検査ユニットによれば、前記検査治具により、接触信頼性の高い検査ユニットを実現できる。

本開示の一実施形態のプローブピンを示す斜視図。 図１のプローブピンを備えた検査治具の断面図。 図１のプローブピンの第１接触部を示す拡大側面図。 図１のプローブピンの第１の変形例を示す拡大側面図。 図１のプローブピンの第２の変形例を示す拡大側面図。 図１のプローブピンの第３の変形例を示す拡大側面図。

以下、本開示の一例を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向あるいは位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」を含む用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した本開示の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本開示の技術的範囲が限定されるものではない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本開示、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。さらに、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは必ずしも合致していない。

本開示の一実施形態のプローブピンは、一例として、図１に示すように、細長い薄板状で導電性を有している。このプローブピン１０は、図２に示すように、絶縁性のハウジング１００に収容された状態で使用され、ハウジング１００と共に検査治具２を構成する。検査治具２には、一例として、複数のプローブピン１０が収容されている。

また、検査治具２は、検査ユニット１の一部を構成することができる。例えば、図２に示すように、一対の検査治具２で検査ユニット１を構成した場合、各検査治具２は、後述するプローブピン１０の各接点部が、プローブピン１０が延びている第１方向Ｘに交差（例えば、直交）する第２方向Ｙに隣接するように配置される。

各ハウジング１００は、図２に示すように、その内部に複数の収容部１０１（図２には、１つのみ示す）を有している。各収容部１０１は、スリット状を有し、それぞれ１つのプローブピン１０を電気的に独立して収容可能かつ保持可能に構成されている。また、各収容部１０１は、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙに交差（例えば、直交）する第３方向Ｚ（図３に示す）に沿って一列に並んでかつ等間隔に配置されている。

各プローブピン１０は、図１および図２に示すように、第１方向Ｘに沿って弾性変形可能な弾性部２０と、この弾性部２０の第１方向Ｘの両端にそれぞれ設けられた第１接触部３０および第２接触部４０とを備えている。各プローブピン１０は、一例として、電鋳法で形成され、弾性部２０、第１接触部３０および第２接触部４０が、第１方向Ｘに沿って直列的に配置されかつ一体に構成されている。

弾性部２０は、図２に示すように、一例として、相互に隙間２３を空けて配置された複数の帯状弾性片（この実施形態では、２つの帯状弾性片）２１、２２で構成されている。各帯状弾性片２１、２２は、第２方向Ｙにそれぞれ延びると共に第１方向Ｘに間隔を空けて配置された複数の横帯部２４（この実施形態では、７つの横帯部２４）と、両端が隣接する横帯部２４に接続された少なくとも１つの湾曲帯部２５（この実施形態では、６つの湾曲帯部２５）とが、第１方向Ｘに沿って交互に接続された蛇行形状を有している。各帯状弾性片２１、２２における第１方向Ｘの両端の横帯部２４が、第１接触部３０および第２接触部４０にそれぞれ接続されている。

第１方向Ｘにおいて第２接触部４０から遠い方の帯状弾性片２１における第１接触部３０に接続されている横帯部２４には、接触面２４１が設けられている。この接触面２４１は、プローブピン１０をハウジング１００の収容部１０１に収容したときに、収容部１０１を構成するハウジング１００の内面に対して接触するように構成されている。第１接触部３０に接続されている横帯部２４には、各帯状弾性片２１、２２を接続するリブ２４２が設けられ、各帯状弾性片２１、２２間の接触を回避している。

第１接触部３０および第２接触部４０の各々は、図２に示すように、弾性部２０の第２方向Ｙの第１中心線ＣＬ１に対して同じ側に配置されている。なお、この実施形態では、図２に示すように、第１接触部３０に接続されている横帯部２４と、この横帯部２４に接続されている湾曲帯部２５とを合わせた部分の第２方向Ｙにおける最大距離Ｌの中心を通り、かつ、第１方向Ｘに延びる直線を弾性部２０の第２方向Ｙの第１中心線ＣＬ１としている。

第１接触部３０は、一例として、第１方向Ｘに延びる略矩形板状を有し、弾性部２０の第２方向Ｙの端に配置されている。第１接触部３０の第１方向Ｘにおける弾性部２０に遠い方の端部は、第２方向Ｙにおいて弾性部２０の第１中心線ＣＬ１から最も離れた位置に頂点を有する略直角三角形状で、その頂点が接触対象物（例えば、検査対象物または検査装置）の接続端子１１０に接触可能な接点部３１を構成している。第１接触部３０の第１方向Ｘにおける弾性部２０に近い方の端部には、貫通孔３２が設けられている。この貫通孔３２は、各帯状弾性片２１、２２間の隙間２３に接続されている。

図３に示すように、第１接触部３０の第３方向Ｚに対向する一対の板面３３、３４に交差する側面３５は、第２方向Ｙから見て、第３方向Ｚの中心を通りかつ第１方向Ｘに延びる第２中心線ＣＬ２に対して非対称な形状を有している。詳しくは、第１接触部３０の側面３５は、第３方向Ｚにおいて一方の板面３３から他方の板面３４に向かうに従って、第１方向Ｘにおいて弾性部２０から離れるように直線的に傾斜している。なお、図３は、第１接触部３０を図２の矢印Ａ方向から見た側面図である。

第２接触部４０は、一例として、第２方向Ｙに延びる本体部４１と、本体部４１の第２方向Ｙの一端に設けられた接続部４２と、本体部４１の第２方向Ｙの他端に設けられた接点部４３とを有している。本体部４１は、プローブピン１０をハウジング１００の収容部１０１に収容したときに、収容部１０１を構成するハウジング１００の内面に対して接触する接触面４１１を有している。接続部４２は、本体部４１から第１方向Ｘでかつ第１接触部３０に向かって延びて、弾性部２０の横帯部２４が接続されている。接点部４３は、本体部４１から第１方向Ｘでかつ第１接触部３０から離れる方向に延びて、接触対象物の接続端子１１０に対して接触可能に構成されている。

なお、図示していないが、第２接触部４０の側面も、第１接触部３０の側面と同様に、第３方向Ｚにおいて一方の板面から他方の板面に向かうに従って、第１方向Ｘにおいて弾性部２０から離れるように直線的に傾斜している。

次に、接触対象物の接続端子１１０を第１接触部３０の接点部３１に接触させた状態で、第１方向Ｘ沿いを第２接触部４０に向かって（すなわち、図２および図３の矢印Ｂ方向に）移動させたときのプローブピン１０の動作を説明する。

接続端子１１０を第１接触部３０の接点部３１に接触させた状態で矢印Ｂ方向に移動させていくと、弾性部２０が第１接触部３０を介して圧縮される。このとき、第１接触部３０および第２接触部４０の各々は、弾性部２０の第１中心線ＣＬ１に対して同じ側に配置されている（すなわち、弾性部２０の第１中心線ＣＬ１上には配置されていない）ため、接触対象物の接続端子１１０に接触したまま、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙを含む第１の平面（すなわち、図２に示すＸＹ平面）上で第２接触部４０に対して図２の矢印Ｃ方向に回転する。また、第１接触部３０の側面３５は、直線的に傾斜しているため、第１方向Ｘおよび第３方向Ｚを含む第１の平面に交差する第２の平面（すなわち、図３に示すＸＺ平面）上でも第２接触部４０に対して図３の矢印Ｄ方向に回転する。すなわち、接触対象物の接続端子１１０に対して、異なる２つの方向のワイピング動作が同時に発生する。

このように、プローブピン１０では、第１接触部３０および第２接触部４０の各々が、弾性部の第２方向の中心を通りかつ第１方向に沿って延びる第１中心線ＣＬ１に対して同じ側に配置されている。また、少なくとも第１接触部３０の側面３５が、第２方向Ｙから見て、第３方向Ｚの中心を通りかつ第１方向Ｘに延びる第２中心線ＣＬ２に対して非対称な形状を有している。このような構成により、接触対象物の接続端子１１０に対して、異なる２つの方向のワイピング動作を同時に発生させることができる。その結果、例えば、第１接触部３０の接続端子１１０に接触する部分（すなわち、接点部３１）に不導体の異物が付着したとしても、この異物を容易に除去することができるので、接触信頼性の高いプローブピン１０を実現できる。

また、第１接触部３０および第２接触部４０の各々が、弾性部２０の第２方向Ｙの端に配置されている。このような構成により、例えば、第１接触部３０が、第１の平面上での第１接触部３０の第２接触部４０に対する回転量を増加させて、ワイピング性能を高めることができる。

このようなプローブピン１０により、接触信頼性の高い検査治具２を実現できる。また、このようなプローブピン１０を備えた検査治具２により、接触信頼性の高い検査ユニット１を実現できる。

なお、第１接触部３０の側面３５は、第２方向Ｙから見て、第３方向Ｚの中心を通りかつ第１方向Ｘに延びる第２中心線ＣＬ２に対して非対称な形状を有していればよく、直線的に傾斜している場合に限らない。例えば、第１接触部３０の側面３５は、図４に示すように、第２方向Ｙ（すなわち、図４の紙面貫通方向）から見て、三角形状を有していてもよい。この場合、三角形状の頂点３５１は、第３方向Ｚにおいて第２中心線ＣＬ２から離れた位置（図４では、第２中心線ＣＬ２よりも板面３４に近い位置）に配置される。

また、例えば、第１接触部３０の側面３５は、図５に示すように、第２方向Ｙ（すなわち、図５の紙面貫通方向）から見て、凹湾曲形状を有していてもよい。

また、例えば、図５および図６に示すように、第２方向Ｙから見て、一対の板面３３、３４の各々と側面３５とで形成される角部３６が、面取りされていてもよい。

このように、第１接触部３０の側面３５の形状は、プローブピン１０の設計などに応じて、変更することができる。すなわち、設計の自由度の高いプローブピン１０を実現できる。

少なくとも第１接触部３０の側面３５が、第２方向Ｙから見て、第２中心線ＣＬ２に対して非対称な形状を有していればよい。すなわち、第２接触部４０の側面は、第２方向Ｙから見て、第２中心線ＣＬ２に対して対称な形状を有していてもよい。

第１接触部３０および第２接触部４０の各々は、弾性部２０の第１中心線ＣＬ１に対して同じ側に配置されていればよい。すなわち、第１接触部３０および第２接触部４０の各々は、弾性部２０の第２方向Ｙの端に配置されている場合に限らず、例えば、弾性部２０の中心線ＣＬ１と第２方向Ｙの端との中間に配置されていてもよい。

弾性部２０は、複数の帯状弾性片２１、２２で構成されている場合に限らず、１つの帯状弾性片で構成してもよい。

第１接触部３０の接点部および第２接触部４０の接点部の各々は、１つに限らず、複数設けられていてもよい。すなわち、第１接触部３０の接点部および第２接触部４０の接点部の各々は、接触対象物の接続端子１１０に対して、１点に限らず、２点以上で接触可能に構成することができる。

以上、図面を参照して本開示における種々の実施形態を詳細に説明したが、最後に、本開示の種々の態様について説明する。なお、以下の説明では、一例として、参照符号も添えて記載する。

本開示の第１態様のプローブピン１０は、
第１方向Ｘに沿って弾性変形可能な弾性部２０と、
前記弾性部２０の前記第１方向Ｘの一端に設けられた第１接触部３０と、
前記弾性部２０の前記第１方向Ｘの他端に設けられた第２接触部４０と
を備え、
前記弾性部２０は、
前記第１方向Ｘに交差する第２方向Ｙに延びると共に前記第１方向Ｘに間隔を空けて配置された複数の横帯部２４と、隣接する前記横帯部２４に接続された少なくとも１つの湾曲帯部２５とを有し、
前記第１接触部３０および前記第２接触部４０の各々が、
前記弾性部２０の前記第２方向Ｙの中心を通りかつ前記第１方向Ｘに沿って延びる第１中心線ＣＬ１に対して同じ側に配置され、
前記第１方向Ｘおよび前記第２方向Ｙに交差する第３方向Ｚに対向する一対の板面３３、３４と、前記一対の板面３３、３４に交差する側面３５とを有し、
少なくとも前記第１接触部３０の前記側面３５が、前記第２方向Ｙから見て、前記第３方向Ｚの中心を通りかつ前記第１方向Ｘに延びる第２中心線ＣＬ２に対して非対称な形状を有している。

第１態様のプローブピン１０によれば、接触対象物の接続端子１１０に対して、異なる２つの方向のワイピング動作を同時に発生させることができる。その結果、例えば、第１接触部３０の接続端子１１０に接触する部分（すなわち、接点部３１）に不導体の異物が付着したとしても、この異物を容易に除去することができるので、接触信頼性の高いプローブピン１０を実現できる。

本開示の第２態様のプローブピン１０は、
前記第１接触部３０および前記第２接触部４０の各々が、前記弾性部２０の前記第２方向Ｙの端に配置されている。

第２態様のプローブピン１０によれば、例えば、第１接触部３０が、第１の平面上での第１接触部３０の第２接触部４０に対する回転量を増加させて、ワイピング性能を高めることができる。

本開示の第３態様のプローブピン１０は、
前記側面３５が、前記第２方向Ｙから見て、三角形状を有している。

第３態様のプローブピン１０によれば、設計の自由度の高いプローブピン１０を実現できる。

本開示の第４態様のプローブピン１０は、
前記第２方向Ｙから見て、前記一対の板面３３、３４の各々と前記側面３５とで形成される角部３６が、面取りされている。

第４態様のプローブピン１０によれば、設計の自由度の高いプローブピン１０を実現できる。

本開示の第５態様のプローブピン１０は、
前記側面３５が、前記第２方向Ｙから見て、凹湾曲形状を有している。

第５態様のプローブピン１０によれば、設計の自由度の高いプローブピン１０を実現できる。

本開示の第６態様の検査治具２は、
前記プローブピン１０と、
前記プローブピン１０が内部に収容されたハウジング１００と
を備える。

第６態様の検査治具２によれば、前記プローブピン１０により、接触信頼性の高い検査治具２を実現できる。

本開示の第７態様の検査ユニット１は、
前記検査治具２を少なくとも１つ備える。

第７態様の検査ユニット１によれば、前記検査治具２により、接触信頼性の高い検査ユニット１を実現できる。

なお、前記様々な実施形態または変形例のうちの任意の実施形態または変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせまたは実施例同士の組み合わせまたは実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態または実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。

本開示のプローブピンは、例えば、カメラデバイス、ＵＳＢデバイス、ＨＤＭＩデバイス、あるいは、ＱＦＮデバイスおよびＳＯＮデバイスなどの半導体の検査に用いる検査治具に適用できる。

本開示の検査治具は、例えば、カメラデバイス、ＵＳＢデバイス、ＨＤＭＩデバイス、あるいは、ＱＦＮデバイスおよびＳＯＮデバイスなどの半導体の検査に用いる検査ユニットに適用できる。

本開示の検査ユニットは、例えば、例えば、カメラデバイス、ＵＳＢデバイス、ＨＤＭＩデバイス、あるいは、ＱＦＮデバイスおよびＳＯＮデバイスなどの半導体の検査に用いる検査装置に適用できる。

１ 検査ユニット
２ 検査治具
１０ プローブピン
２０ 弾性部
２１、２２ 帯状弾性片
２３ 隙間
２４ 横帯部
２４１ 接触面
２４２ リブ
２５ 湾曲帯部
３０ 第１接触部
３１ 接点部
３２ 貫通孔
３３、３４ 板面
３５ 側面
３５１ 頂点
４０ 第２接触部
４１ 本体部
４１１ 接触面
４２ 接続部
４３ 接点部
１００ ハウジング
１０１ 収容部
１１０ 接続端子

Claims (7)

1. 第１方向に沿って弾性変形可能な弾性部と、
   前記弾性部の前記第１方向の一端に設けられた第１接触部と、
   前記弾性部の前記第１方向の他端に設けられた第２接触部と
   を備え、
   前記第１接触部は、
   前記第１接触部の前記第１方向の両端のうち前記弾性部から遠い方の端部に位置する第１接点部を有し、
   前記第２接触部は、
   前記第２接触部の前記第１方向の両端のうち前記弾性部から遠い方の端部に位置する第２接点部を有し、
   前記弾性部は、
   前記第１方向に交差する第２方向に延びると共に前記第１方向に間隔を空けて配置された複数の横帯部と、隣接する前記横帯部に接続された少なくとも１つの湾曲帯部とを有し、
   前記第１接点部と、前記第２接点部と、前記第１接触部および前記弾性部の接続部分と、前記第２接触部および前記弾性部の接続部分とが、前記弾性部の前記第２方向の中心を通りかつ前記第１方向に沿って延びる第１中心線に対して同じ側に配置され、
   前記第１接触部および前記第２接触部の各々が、前記第１方向および前記第２方向に交差する第３方向に対向する一対の板面と、前記一対の板面に交差する側面とを有し、
   少なくとも前記第１接触部の前記側面が、前記第２方向から見て、前記第３方向の中心を通りかつ前記第１方向に延びる第２中心線に対して非対称な形状を有している、プローブピン。
2. 前記第１接触部および前記第２接触部の各々が、前記弾性部の前記第２方向の端に配置されている、請求項１のプローブピン。
3. 前記第１接触部の前記側面の前記第１方向において前記第２接触部から離れた端部が、前記第２方向から見て、三角形状を有し、
   前記第２接触部の前記側面の前記第１方向において前記第１接触部から離れた端部が、前記第２方向から見て、三角形状を有している、請求項１または２のプローブピン。
4. 前記第２方向から見て、前記一対の板面の各々と前記側面とで形成される角部が、面取りされている、請求項１または２のプローブピン。
5. 前記第１接触部の前記側面の前記第１方向において前記第２接触部から離れた端部が、前記第２方向から見て、凹湾曲形状を有している、請求項１または２のプローブピン。
6. 請求項１から５のいずれか１つのプローブピンと、
   前記プローブピンが内部に収容されたハウジングと
   を備える、検査治具。
7. 請求項６の検査治具を少なくとも１つ備える、検査ユニット。

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