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JP3597738B2 - Conductive contact and conductive contact assembly - Google Patents

Conductive contact and conductive contact assembly Download PDF

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JP3597738B2
JP3597738B2 JP29378099A JP29378099A JP3597738B2 JP 3597738 B2 JP3597738 B2 JP 3597738B2 JP 29378099 A JP29378099 A JP 29378099A JP 29378099 A JP29378099 A JP 29378099A JP 3597738 B2 JP3597738 B2 JP 3597738B2
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    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02General constructional details
    • G01R1/06Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067Measuring probes
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  • Multi-Conductor Connections (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子などの検査やウェハテスト用のコンタクトプローブやプローブカード、あるいはLGA(ランド・グリッド・アレイ)・BGA(ボール・グリッド・アレイ)・CSP(チップ・サイド・パッケージ)・ベアチップなどのソケットや、コネクタなどに用いるのに適する導電性接触子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、プリント配線板の導体パターンや電子部品などの電気的検査(オープン・ショートテスト、環境テスト、バーインテストなど)を行うため、またはウェハテスト用などのコンタクトプローブや、半導体素子(LGA・BGA・CSP・ベアチップ)用ソケット(製品用も含む)及びコネクタに種々の構造の導電性接触子が用いられている。
【0003】
例えば上記半導体素子用ソケットに用いる場合には、近年、半導体素子に用いられる信号周波数が高速化され、数百MHzのものも使用されるようになっている。したがって、そのような高速で動作する半導体素子に使用されるソケットには、その導電部分である導電性接触子に低インダクタンス化及び低抵抗化をより一層促進することが要求されるため、例えば同一出願人による特願平8−188199号明細書に記載されているように、コイルばねのコイル端部を先細りの円錐状に密着巻きすることにより接触子として形成して、接触子と圧縮コイルばねとを一体化し、低インダクタンス化及び低抵抗化したものがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
導電性接触子にあっては低インダクタンス化及び低抵抗化が目的の1つであるが、支持部材に複数の導電性接触子を配設して多点同時接触を行う場合には複数の被接触体に対する各接触子の位置精度が問題になってくる。
【0005】
上記したようなコイルばね状導電性接触子によれば、接触子及びコイルばね間の低インダクタンス化及び低抵抗化が達成されるが、コイル端部を円錐状に密着巻きすることから、被接触体に接触する部分である円錐形の頂点部においても円形状になっている。コイルばねにあってはその1巻きにおいて軸線方向に高低差が生じており、被接触体に接触し得るコイル端では素線の最先端が接触することになるため、その位置はコイルばねの軸線上(導電性接触子としての中心)になく、コイルばねの軸線から上記頂点部の巻線径の半径分だけずれることになる。そのため、多点同時接触構造の場合には被接触体との位置合わせの許容範囲が狭くなるという問題がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決して、低インダクタンス化及び低抵抗化を向上すると共に、被接触体との位置合わせの許容範囲の増大や、半田付け性の向上を実現するために、本発明に於いては、線材及びその外周に設けられた低抵抗メッキ層を有する素線で形成された導電性コイルばねであって、その少なくとも一方のコイル端部を軸線方向外方に先細りになる円錐状に密着巻きした電極部を有し、前記電極部の先端部が、前記素線と同一径の線材のみからなる場合に可能な巻線径よりも小さい巻線径で巻かれているものとした。
【0007】
これによれば、線材及びその外周に設けられた低抵抗メッキ層を有する素線で導電性コイルばねを形成したことから、素線径の大きさに対して線材が細くなり、それにより円錐状に巻いた電極部の端末における巻き線径を小さくすることができるため、その端末をコイルばねの軸線に極力近付けることができ、被接触体に対する位置合わせの許容範囲を広くすることができると共に、コイルばねのばね作用を行うピッチ巻き部の抵抗が大きくなるが、メッキ層を設けることにより低抵抗化することができ、導電性接触子としての低抵抗化を達成することができる。
【0008】
また、導電性コイルばねの少なくとも一方のコイル端部を軸線方向外方に先細りになる円錐状に密着巻きして被接触体に弾発的に接触させるための電極部を形成すると共に、前記導電性コイルばねの前記電極部とは相反する他方のコイル端部が、回路端子に半田付けされていることにより、接触抵抗をなくすことができ、全体の抵抗値を低くすることできる。
【0009】
さらに前記他方のコイル端部が、前記回路端子に半田付けされる部分に向けて先細りになる円錐状に形成されていることにより、固定部を先細り形状にすることができ、半田の蓄積を容易にして、コイルばねによる螺旋状溝を半田が上昇することを防止して、半田量が少ない場合でも固定強度に必要な半田量を確保することができると共に、半田量が多い場合の上昇し過ぎを防止することができる。
【0010】
あるいは、前記他方のコイル端部が、そのコイル端に至るに連れて外側の巻線部の内側に入り込むように縮径されかつ前記コイルばねの軸線に直交する面上にて巻かれていることにより、他方のコイル端部の回路端子に当接させる部分が平坦化され、かつ回路端子に当接させた状態でコイルばねを回路端子の面に対して直角に位置させることができ、コイルばねが安定した状態で半田付け作業を行うことができる。また、外側の巻線部と内側に入り込んだ巻線部との隙間に半田が侵入し易く、半田がコイル端部全体に行き渡るようになり、クラックの発生を好適に防止し得る。
【0011】
また、前記導電性コイルばねが、ばね作用をなすピッチ巻き部を有し、前記ピッチ巻き部が、絶縁性支持体に設けられた貫通孔により伸縮時にガイドされるように同軸的に受容されていることにより、コイルばねの軸線に対する電極部のずれを小さくすることができ、電極部の位置が安定化する。
【0012】
さらに、前記導電性コイルばねの前記電極部とは相反する側であって前記貫通孔に受容された部分の一部と前記貫通孔との少なくともいずれか一方に、前記導電性コイルばねを前記貫通孔内に挿入する際に挿通可能でありかつ挿入後に抜け止めし得る半径方向突出部を設けると良い。
【0013】
これにより、導電性コイルばねを絶縁性支持体に組み込む際に貫通孔に挿入した後に抜け止め可能であり、半径方向突出部として例えば導電性コイルばねの一部を貫通孔の内径よりも若干拡径したり、貫通孔に内向突部を設けたりすることにより、導電性コイルばねを、弾性変形させて貫通孔内に挿入可能であり、かつ挿入後には貫通孔の内周面に弾発的に係合させたり内向突部により係止したりして抜け止めすることができ、その後の回路端子への半田付け作業の際に貫通孔から導電性コイルばねが抜け落ちないため、挿入側開口を下向きにしたまま絶縁性支持体を取り扱うことができるなど、半田付け作業に対する制約を無くすことができ、組み付け作業性を向上し得る。
また、導電性コイルばねに、その少なくとも一方のコイル端部を軸線方向外方に先細りになる円錐状に密着巻きした電極部を形成し、前記導電性コイルばねの素線が、少なくともばね性を向上するメッキ層と低抵抗メッキ層とを線材に設けて形成されていることによれば、線材を細くした場合でもばね性が低下することがない。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面に示された具体例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0015】
図1は、本発明が適用された導電性接触子1の縦断面図である。本導電性接触子1は、導電性ばね材をコイル状に巻いて形成されており、コイルばねの軸線方向中間部で円筒状をなしかつ所定のピッチで巻かれたピッチ巻き部1aと、そのピッチ巻き部1aの軸線方向両端側で軸線方向外方に先細りとなる円錐状にかつ密着巻きにて巻かれた各電極部1b・1cとからなる。図における下側の電極部1cのコイル端部(図の下端部)が、基板2に例えばプリント配線にて形成された回路端子2aに半田付けされている。
【0016】
このように基板2に植設された状態の導電性接触子1において、図の上側の電極部1bに対してその上方に被接触体としての例えばICチップ3を配設し、そのチップ3を図における下方に移動して、チップ3に設けられたパッド3aを電極部1bに当接させ、さらにピッチ巻き部1aを圧縮変形させた状態にする。これにより、弾発力による荷重をもって電極部1bの先端をパッド3aに当接させることができ、十分な接触圧にて電極部1bとパッド3aとの接触状態が確保される。
【0017】
本導電性接触子1にあっては、上記したように両コイル端部同士が互いに相反する向きに先細りとなる円錐状になるように導電性コイルばねの素線を巻いて形成されているが、図2に示されるように、素線3は、コイルばねの線材4の表面に本図示例では3層のメッキ層5a・5b・5cを積層して形成されている。したがって、素線3の線材4の直径d1に対して、素線3全体としての素線径d2が大きくなっている。
【0018】
このようにすることにより、素線径d2を所定の大きさに確保して、線材4の直径d1を小径化することができるため、同一材質のばね材を用いる場合には先細り形状に巻かれる電極部1bの先端部の巻線径(図2では半径Rとして示している)を、線材の直径が大きいものに対して小径化することができる。したがって、軸線Cから素線3の最突出端の位置までの半径方向距離Rが小さくなるため、素線3の最突出端の位置をコイルばねの軸線Cに極力近付けることができる。例えば、線材4の直径d1が110μmの場合には半径Rを140μmより小さく巻くことが困難であるが、直径d1を90μmにすることにより半径Rを115μmまで小さくすることができた。したがって、電極部1bの末端位置(接触位置)を軸線Cに25μm近付けることができ、その分が位置合わせ時の余裕になる。
【0019】
導電性接触子の被接触体(3a)に対する位置合わせにあっては、図3に示されているように、導電性接触子の軸線Cと針状体11の先端(突出端)とが一致していることが上記位置合わせの許容範囲を最大にすることになるが、コイルばねのみで導電性接触子を形成する場合にはコイル端部を先細りにするように素線を縮径しつつ巻いただけでは、その素線の端末をコイルばねの軸線に一致させることはできない。また、素線端末を最後に軸心に一致させるように加工することは、製造コストが高騰化する要因になる。
【0020】
本発明によれば、上記したように線材4の直径d1を小径化して巻線径を小さくすることができるようにして、その端末を軸線Cに極力近付け、位置合わせの許容範囲を大きくするようにしている。線材4にあっては、導体であると同時にばね作用も有しなければならないため、材料も限定される。線材4の断面積を小さくすると、特にピッチ巻き部1aでの抵抗が大きくなるため、ばね特性を第1の目的とする材質からなる線材4の直径d1を小径化すると共に、メッキ層5a・5b・5cを設けて低抵抗化を達成するようにしている。
【0021】
また、円錐形状に巻く場合には隣接する素線同士の間に半径方向に隙間が生じると、軸線方向にたわんでしまうため、半径方向に重なり合う部分を残して円錐形状に巻く必要がある。したがって、線材4の直径d1を小径化すると、隣接巻線間の縮径率を同じにして巻いた際に半径方向に隙間が生じる虞があり、隣接する線材同士が互いに重なり合う部分を残して円錐形状に巻くことになり、同じピッチ巻き部1aから巻いて先端部を同一の小径に巻く場合には巻き数が多くなって電極部1bの軸線方向長さが長くなってしまう。その場合にはコンパクト化に相反することになるばかりでなく、導電路の長さも長くなってしまう。
【0022】
メッキ層を設けることにより素線径d2が小さくならないようにすることができる。また、メッキ層5a・5b・5cの厚さを厚くすることにより、素線径d2をより大きくすることもでき、半径方向に隙間が生じないで巻いていくことを容易に行うことができる。したがって、素線3の端末(先端)を軸線Cに極力近付けて位置合わせ許容範囲を広くすると共に、電極部1bの軸線方向長さを長くすることがないコンパクトな導電性接触子1を構成することができる。
【0023】
また、メッキ層5a・5b・5cにあっては、その最下層のメッキ層5aを銀や銅とした場合、中間層のメッキ層5bをニッケルとして、下地の拡散を防止する。この場合には、高い硬度を得られるため耐久性も向上し、さらにばね性を向上させる作用もある。最外層のメッキ層5cには、目的より、金やロジウムなどの安定した金属を選ぶと良い。
【0024】
なお、3層メッキとした場合には、上記具体例のような効果が得られるが、必ずしも複数層にする必要はなく、1層のみのメッキであっても良い。また、金より固有抵抗が低く、安価な銀や銅を数μmから数十μmの厚メッキとすると良い。このようなメッキの効果として、接触抵抗の低減や耐久性の向上、酸化防止がある。また、線材段階でメッキした(上記実施の形態)り、コイルばね成形後(電極部形成後)にメッキするようにしても良い。あるいは、線材段階及びコイルばね成形後の両段階でそれぞれメッキするようにしても良い。
【0025】
コイルばね成形後にメッキした場合を図4に示す。このように成形後のメッキの場合には、電極部1b・1cがメッキで固められるため、電気的に円錐状筒体と同様の安定性が得られる。
【0026】
本導電性接触子1にあっては、上記したように基板2の回路端子2aに電極部1cが半田付けされている。これにより、接触抵抗(接触による接続部に発生する抵抗)が0になると同時に固定されるため、位置ずれがなく、場合によっては新たなねじ止めなどによる固定手段が不要になる。
【0027】
また、図5に示されるように、円錐形状の電極部1cを回路端子2aに半田付けすると良い。これにより、電極部1cが底部を絞られたコップ状をなすため、固定部(回路端子2a近傍)の空洞直径が小さく、巻線径の小さい所の素線3に付着した半田同士が結合でき、底部に半田を蓄積することができるため、電極部1bの巻線部を上昇する半田の量が少なくなる。なお、電極部1bのみを円錐状に形成し、回路端子2a側の電極部を円筒状のストレートコイル巻き形状にしておいても良い。この場合にも、その円筒状電極部を回路端子2aに半田付けすることにより、接触抵抗を無くすことができる。
【0028】
したがって、回路端子2aへの強固な固定状態が得られると共に、半田量が多い場合にピッチ巻き部1aまで半田が上昇してばね作用を阻害することを防止することができる。なお、リフロー炉などにおける半田供給量にはある程度のばらつきがあるが、半田量が少ない場合でも、図6に示されるように底部に蓄積されるため、半田の上昇が少なく、固定部の十分な強度が確保される。このように、半田量の一定のばらつきに対して許容し易い。
【0029】
本発明による導電性接触子にあっては、絶縁基板によりハウジングを形成して使用するようにしても良く、その一例を図7に示す。図7のものにあっては、絶縁性支持部材として2枚の絶縁板7・8を2層に積層して形成されている。一方の絶縁板7にはその厚さ方向に貫通する貫通孔9が、他方の絶縁板8には同様に厚さ方向に貫通する貫通孔10がそれぞれ形成されており、両貫通孔9・10が同軸的に整合した状態で両絶縁板7・8が通しボルトなどで互いに一体的に結合されている。そして、両貫通孔9・10内には、同軸的に上記と同様に形成された導電性接触子1が受容されている。
【0030】
図における上側の貫通孔9には、上記形状の導電性接触子1を同軸的に受容すると共に抜け止めするべく、ピッチ巻き部1aを伸縮自在に受容する大径孔部9aと、ピッチ巻き部1aよりも縮径された小径孔部9bとが形成されている。それら大径孔部9aと小径孔部9bとの間のテーパ状段部9cに一方の電極部1bのピッチ巻き部1a側が衝当して、上側貫通孔9から図の上方に対して導電性接触子1が抜け止めされている。
【0031】
図における下側の貫通孔8には、上記大径孔部9aに整合される側にて大径孔部9aよりも縮径された小径孔部10aと、その小径孔部10aに連続しかつラッパ状に拡径されたテーパ孔部10bとが形成されている。大径孔部9aに隣接して小径孔部10aが設けられていることから、両者間の段部に他方の電極部1cが衝当して、下側貫通孔10から図の下方に対して導電性接触子1が抜け止めされている。
【0032】
また、図における下側の電極部1cのコイル端部(図の下端部)が、基板2の回路端子2aに半田付けされている。これにより、絶縁板8が基板2に電極部1cを介して押し付けられるため、別個のねじ止めや接着などによる固定手段なしに、絶縁板8を基板2に固定することができる。また、テーパ孔部10bの最大径部分の開口面積を回路端子2aの面積よりも大きくしておくと良く、これにより、組み立て時の両者間のずれを許容でき、テーパ孔部10aにより回路端子2aの一部を塞いでしまうことがない。
【0033】
なお、絶縁板8と基板2との結合構造にあっては、ねじ止めや接着、あるいははめ合わせなどで固定されるものであっても良い。そして、両絶縁板7・8と基板2とが一体化され、導電性接触子1も一体化される。また、図では1つの導電性接触子1しか示されていないが、ソケットなどに用いる場合には対象となるチップのピン数に合わせて複数配設されるものである。
【0034】
このようにして構成された導電性接触子1の自然状態にあっては、図7に示されるように一方の電極部1bの先細り端部(図の上端部)が絶縁板7の上方に所定量露出している。なお、この自然状態でピッチ巻き部1aに初期荷重がかかるように、大径孔部9aの軸線方向長さが設定されていて良い。
【0035】
図8に上記導電性接触子1の使用状態を示す一例を示す。図8に示されるように、露出している電極部1bの先端に、ICチップ7のパッド7aを接触させて、絶縁板7(絶縁板8・基板2)とICチップ7とを互いに所定の間隔まで近接させ、その状態を保持するように図示されない固定部材で固定する。これにより、電極部1bの先端が、導電性接触子1の所定の初期荷重でパッド7aに当接し、さらに図8に示されるICチップ7の固定状態ではたわみに抗する弾発付勢力をもってパッド7aに当接することになるため、十分な接触圧にて電極部1bとパッド7aとの接触状態が確保される。
【0036】
次に、図9にハウジングを用いた第2の例を示すが、前記図7と同様の部分については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。この図9の例にあっては、基板2側の絶縁板8に設けた貫通孔11が、図7と同様の小径孔部10aと、小径孔部10aよりも拡径された大径孔部11aとからなる。この大径孔部11aの断面形状を回路端子2aよりも大きくしておくことにより、組み立て時のずれを許容でき、大径孔部11aにより回路端子2aの一部を塞いでしまうことがない。また、大径孔部11aをストレート孔にしており、これにより加工が簡単であるという利点がある。
【0037】
また、図10に第3の例を示すが、上記と同様に前記図7と同様の部分については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。この図10の例にあっては、基板2側の絶縁板8に設けた貫通孔12が、図7の小径孔部10aと同様の小径にて形成されている。これにより、絶縁板8に貫通孔12を形成するための金型構造を簡略化でき、製造コストを低廉化し得る。
【0038】
また、図11に第4の例を示すが、上記と同様に前記図7と同様の部分については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。この図11の例にあっては、絶縁板13を1枚とし、その絶縁板13を基板2に結合するものである。絶縁板13には、図7と同様の小径孔部9bと、小径孔部9bにテーパ状段部9cを介して連続しかつ前記大径孔部9aと同様に拡径された大径孔部14aとからなる貫通孔14が設けられている。
【0039】
これにより、導電性コイルばね1を保持するハウジングを構成する絶縁板13を1枚のみとすることができ、全体の構成を簡略化し得る。また、図7と同様に、テーパ状段部9cに円錐形状の電極部1bが弾発的に衝当しており、自然に貫通孔14の軸線Cに導電性コイルばね1の軸線が一致する調心作用が働くと共に、電極部1bの突出高さも一定化する。
【0040】
また、図12に第5の例を示すが、上記と同様に前記図7と同様の部分については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。この図12の例にあっては、上記図示例の絶縁板13と同様に絶縁板15を1枚とし、その絶縁板15を基板2に結合するものであるが、その絶縁板15に設けた貫通孔16は、電極部1bの突出方向側に形成された大径孔部16aと、基板2側に形成された小径孔部16bとからなる。また、小径孔部16bが円錐形状の電極部1cの最大径部分よりも小径にされていると共に、大径孔部16aと小径孔部16bとの間にはテーパ状段部16cが形成されている。
【0041】
これによれば、電極部1cを回路端子2aに半田付けすることにより、電極部1cの最大径部分がテーパ状段部16cに当接した状態で電極部1cが基板2に固着されるため、絶縁板15も基板2に固定される。したがって、絶縁板15を1枚にすることと併せて、ねじや接着などの別の固定手段を用いることなく、絶縁板15とを基板2とを結合することができ、部品点数及び組立工数を好適に減少化でき、製造コストを低廉化し得る。
【0042】
また、図13に第6の例を示すが、上記と同様に前記図7と同様の部分については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。この図13の例にあっては、上記図示例の絶縁板13と同様に絶縁板17を1枚とし、その絶縁板17を基板2に結合するものであるが、その絶縁板17に設けた貫通孔18は、ピッチ巻き部1aを伸縮自在にガイドし得る大きさの同一径からなるストレート孔からなる。これによれば、絶縁板15を1枚にすることと併せて、その金型構造を最も簡素化でき、製造コストを低廉化し得る。
【0043】
次に、図14に本発明に基づく第7の例を示す。この図示例においても、前記図11と同様の部分については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。この図14の例にあっては、導電性コイルばね1の被接触対象(パッド3a)に接触させる電極部1bが、絶縁板13に設けられた貫通孔14のテーパ状段部9cにより図の上方向に抜け止めされ、ピッチ巻き部1aが大径孔部14a内に同軸的に受容されている。
【0044】
また、電極部1bとは相反する側のコイル端部からなる電極部1cにあっては、そのコイル端に至るに連れて外側の巻線部の内側に入り込むように縮径されかつ導電性コイルばね1の軸線Cに直交する面上にて巻かれている。これにより、電極部1cの回路端子2aに当接させる部分が平坦化されるため、回路端子2aに電極部1cを当接させた状態では、コイルばね1を回路端子2aの表面に対して直角に起立させた状態にすることができ、コイルばね1をその倒れを防止した安定した状態にして半田付け作業を行うことができる。
【0045】
また、電極部1cにあっては、その外側の巻線部と内側に入り込んだ縮径巻線部との隙間に半田が侵入し易くなるため、半田Wがコイル端部1cの全体にかつその素線の全周に行き渡るようになり、半田Wにクラックが発生することを好適に防止し得る。このようにして、回路端子2aに電極部1cが半田付けされている。
【0046】
そして、この導電性コイルばね1にあっては、電極部1bとは相反する側であってピッチ巻き部1aと他方の電極部1cとの間にピッチ巻き部1aよりも拡径された拡径巻き部1dが半径方向突出部として形成されている。その拡径巻き部1dは、貫通孔14の大径孔部14aの内径よりも若干拡径されており、図の組み付け状態にあっては大径孔部14aの内周面に弾発的に当接して係合している。
【0047】
このように構成された導電性コイルばね1を絶縁板13に組み付けるには、図15の矢印Aに示されるように、導電性コイルばね1をその電極部1bを先にして大径部14a側(図における下方)から貫通孔14内に挿入する。この時、大径孔部14aよりも拡径された拡径巻き部1dが大径孔部14aの開口縁に衝当することになるが、さらに押し込むことにより、ばね性の拡径巻き部1dが半径方向に縮むように弾性変形し得ることから、大径孔部14a内に拡径巻き部1dを入れることができる。
【0048】
このようにして、電極部1cを回路端子2aに半田付けする前に、拡径巻き部1dが大径孔14aに弾発的に係合した状態にて抜け止めされる。したがって、テーパ状段部9cを下側にするように絶縁板13を上下逆さまにしなくても、導電性コイルばね1が貫通孔1から抜け落ちることがないため、組み付け時の作業を容易に行うことができる。例えば、電極部1cを下側にした状態で、次の半田付け工程を実施することができる。また、電極部1cのみを外方に臨ませることができる程度の開口を設けた抜け止め板を絶縁板13に積層するような構造にする必要もなく、部品点数及び組み付け工数を削減し得る。
【0049】
図16は、本発明に基づく第8の例であり、上記導電性コイルばね1の抜け止め構造における別の例である。この図示例においても、前記図14と同様の部分については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。
【0050】
この第8の例にあっては、図17に併せて示されるように、大径孔14aの図の下側である開口周縁部の一部に半径方向内向きに突出する突部19が設けられている。本図示例では、図17(b)に示されるように、大径孔14aの軸線回りに等角度ピッチにて4箇所に突部19が設けられており、各対向する突部19同士の距離bがピッチ巻き部1aの外径よりも若干小さくなるようにされている。
【0051】
このようにすることにより、導電性コイルばね1の絶縁板13への組み付けにおいて、上記図示例と同様に大径孔部14a側から導電性コイルばね1を貫通孔14に挿入するが、その際にピッチ巻き部1aの巻線間の隙間を利用して突部19をかわすようにして挿入することができる。そして、図17(a)に示されるように、ピッチ巻き部1aの全体を大径孔部14a内に受容することにより、ピッチ巻き部1aの最外端巻線部が対向突部19間に橋渡しされたようになって、ピッチ巻き部1aの一部(上記最外端巻線部)が突部に係合した状態になり、導電性コイルばね1が抜け止めされた状態にて貫通孔14内に組み付けられる。
【0052】
したがって、この第8の例においても、半田付け工程の前に導電性コイルばね1を貫通孔14に仮止め状態に組み付けることができ、上記と同様の作用効果を奏し得る。
【0053】
また、図18に本発明に基づく第9の例を示す。この図示例においても、上記導電性コイルばね1の抜け止め構造における他の例であり、前記図14と同様の部分については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。この第9の例にあっては、図19に併せて示されるように、大径孔14aの内周面にその軸線方向に延在する突条部20が設けられている。また、導電性コイルばね1は、第7の例と同様であって良く、拡径部1dが設けられている。
【0054】
そして本図示例では、図19(b)に示されるように、大径孔14aの軸線回りに等角度ピッチにて3箇所に突条部20が設けられており、各突条部20の各突出端を通る円の直径dが拡径部1dの外径Dよりも若干小さくなるようにされている。
【0055】
このようにすることにより、導電性コイルばね1の絶縁板13への組み付けにおいて、上記図示例と同様に大径孔部14a側から導電性コイルばね1を貫通孔14に挿入するが、拡径部1dを弾性変形させた状態で各突条部20に摺接させつつ導電性コイルばね1を押し込むことができる。そして、大径孔部14a内にピッチ巻き部1aの全体が受容された状態では、拡径部1dが各突条部20に弾発的に係合し、導電性コイルばね1が抜け止めされる。
【0056】
したがって、この第9の例においても、半田付け工程の前に導電性コイルばね1を貫通孔14に仮止め状態に組み付けることができ、上記と同様の作用効果を奏し得る。
【0057】
なお、上記第7〜9の各例における導電性コイルばね1の係合力は、自重あるいは若干の振動で抜け落ちない程度であって良い。そのように小さな係合力にすることにより、仮止め状態における導電性コイルばね1の倒れが生じることがなく、電極部1bの素線端末の軸線Cに極力近付ける状態を確保し得る。特に、第9の例では、3方向から拡径部1dを支持するようになり、バランス良く支持することができる。
【0058】
上記した各例における線材4にあっては、図示例では円形断面形状を示したが、円形断面形状に限るものではなく、種々の断面形状のものであって良く、例えば矩形断面形状の線材を用いても同様の効果を奏し得る。
【0059】
また、上記図示例では導電性接触子1の片側(1c)を半田付けしたが、反対側(1b)を半田付けしたり、両側(1b・1c)を半田付けしたりしても良く、それぞれ半田付けした部分での接触抵抗を無くすことができ、特に両側を半田付けした場合には接触抵抗を完全に無くし、全体の抵抗値をより一層低くすることができる。
【0060】
各図示例で絶縁板を積層したものにあっては2枚の絶縁板7・8を積層して導電性接触子1を保持するハウジングを形成したが、3枚以上の絶縁板を積層するようにしても良い。特に、径違いの孔毎に1枚ずつ絶縁板を制作するようにすれば、各絶縁板に設ける孔をストレート孔とすることができ、ドリル加工する場合には1回で済み、また金型で貫通孔形成する場合であっても金型構造を簡素化でき、そのようにして形成された絶縁板を重ね合わせるだけで種々の径違い部分を有する貫通孔を設けることができる。
【0061】
【発明の効果】
このように本発明によれば、コイル状導電性接触子において、その電極部の端末(被接触体に対する接触点位置)をコイルばね軸心に極力近付けることができ、被接触体に対する位置合わせの許容範囲を広くすることができると共に、線材を細くした場合にそのままで密着巻きしようとすると巻き数が多くなるのに対して、メッキ層を設けて素線径が小さくならないようにすることができ、巻き数を増やすことがなく、かつ線材の断面積減少による抵抗増大に対しても、メッキ層を設けて低抵抗化することができる。さらに、複数のメッキ層の最外層に低抵抗メッキ層を設けることにより、例えば耐久性を向上し得るメッキ層を設けた上に低抵抗のメッキ層を設けることができ、細い線材を用いたコイルばねの耐久性を向上し得るなど、好適な導電性接触子を提供し得る。
【0062】
また、コイルばねの軸線方向端部を回路端子に半田付けすることにより、接触抵抗が生じる所を減らすことができ、導電性接触子全体の抵抗値を低くすることができると共に、基板上のパッドと接触子の一端が半田で固定されると、環境の変化(温度や湿度)による伸縮などによる位置ずれが起きないため、安定した接続状態が得られる。
【0063】
あるいは、回路端子に半田付けする側のコイル端部を、そのコイル端に至るに連れて外側の巻線部の内側に入り込むように縮径しかつコイルばねの軸線に直交する面上にて巻いて形成することにより、そのコイル端部の回路端子に当接させる部分が平坦化され、かつ回路端子に当接させた状態でコイルばねを回路端子の面に対して直角に位置させることができ、コイルばねが安定した状態で半田付け作業を行うことができる。また、外側の巻線部と内側に入り込んだ巻線部との隙間に半田が侵入し易く、半田がコイル端部全体に行き渡るようになり、クラックの発生を好適に防止し得る。
【0064】
また、導電性コイルばねのピッチ巻き部を絶縁性支持体の貫通孔によりガイドすることにより、コイルばねの軸線に対する電極部のずれを小さくすることができ、電極部の位置が安定化する。
【0065】
また、半径方向突出部として例えば導電性コイルばねの一部を貫通孔の内径よりも若干拡径したり、貫通孔に内向突部を設けたりすることにより、導電性コイルばねを、弾性変形させることにより貫通孔内に挿入可能であり、かつ挿入後には貫通孔の内周面に弾発的に係合させたり内向突部により係止したりして抜け止めすることができる。その後の回路端子への半田付け作業の際に貫通孔から導電性コイルばねが抜け落ちないため、挿入側開口を下向きにしたまま絶縁性支持体を取り扱うことができるなど、半田付け作業に対する制約を無くすことができ、組み付け作業性を向上し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用された導電性接触子の縦断面図。
【図2】図1の導電性接触子の要部拡大断面図。
【図3】針状体の被接触体(パッド7a)に対する位置合わせを示す説明図。
【図4】メッキにおける別の実施の形態を示す要部拡大断面図。
【図5】回路端子に固着する半田量が多い場合の部分断面図。
【図6】半田量が少ない場合の図5に対応する図。
【図7】第2の実施の形態を示す部分断面側面図。
【図8】使用状態を示す図7に対応する図。
【図9】図7に対応する第2の例を示す図。
【図10】図7に対応する第3の例を示す図。
【図11】図7に対応する第4の例を示す図。
【図12】図7に対応する第5の例を示す図。
【図13】図7に対応する第6の例を示す図。
【図14】本発明に基づく第7の例を示す図。
【図15】第7の例の組み付け要領を示す図。
【図16】本発明に基づく第8の例を示す図。
【図17】(a)は第8の例の組み付け要領を示す図であり、(b)は(a)の矢印XVIIbから見た突部19の形状を示す図。
【図18】本発明に基づく第9の例を示す図
【図19】(a)は第9の例の組み付け要領を示す図であり、(b)は(a)の矢印IXXbから見た突条部20の形状を示す図。
【符号の説明】
1 導電性接触子、1a ピッチ巻き部、1b・1c 電極部、1d 拡径部
2 基板、2a 回路端子
3 ICチップ
4 線材
5a・5b・5c メッキ層
7・8 絶縁板
9 貫通孔、9a 大径孔部、9b 小径孔部、9c テーパ状段部
10 貫通孔、10a 小径孔部、10b テーパ孔部
11 針状体
12 貫通孔
13 絶縁板
14 貫通孔、14a 大径孔部
15 絶縁板
16 貫通孔、16a 大径孔部、16b 小径孔部、16c テーパ状段部
17 絶縁板
18 貫通孔
19 突部
20 突条部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a contact probe or probe card for inspection of a semiconductor element or the like or a wafer test, or an LGA (land grid array), a BGA (ball grid array), a CSP (chip side package), a bare chip, or the like. The present invention relates to a conductive contact suitable for use in a socket, a connector, or the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a contact probe for conducting an electrical inspection (open / short test, environmental test, burn-in test, etc.) of a conductor pattern or an electronic component of a printed wiring board, a wafer test, etc. Various types of conductive contacts are used for sockets (including products) and connectors for CSP and bare chips.
[0003]
For example, in the case where the semiconductor device is used for the above-mentioned semiconductor device socket, the signal frequency used for the semiconductor device has been increased in recent years, and a device having a frequency of several hundred MHz has been used. Therefore, a socket used for a semiconductor element operating at such a high speed is required to further promote lowering of inductance and lowering of resistance of a conductive contact which is a conductive portion thereof. As described in Japanese Patent Application No. Hei 8-188199 filed by the applicant, the coil end of the coil spring is formed as a contact by being closely wound in a tapered conical shape. Are integrated to reduce the inductance and the resistance.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
One of the objectives of the conductive contact is to reduce the inductance and the resistance. However, when a plurality of conductive contacts are provided on the support member to perform simultaneous multipoint contact, a plurality of conductors are required. The position accuracy of each contact with respect to the contact body becomes a problem.
[0005]
According to the coil spring-shaped conductive contact as described above, low inductance and low resistance between the contact and the coil spring can be achieved, but since the coil end is closely wound in a conical shape, the It is also circular at the apex of the cone, which is the part that contacts the body. In the coil spring, there is a height difference in the axial direction in one turn, and the end of the element wire comes into contact with the coil end which can come into contact with the contacted object. It is not on the line (the center as the conductive contact), and deviates from the axis of the coil spring by the radius of the winding diameter at the apex. Therefore, in the case of the multipoint simultaneous contact structure, there is a problem that the allowable range of the alignment with the contacted object is narrowed.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve these problems and improve low inductance and low resistance, to increase the allowable range of alignment with a contacted object and to improve solderability, the present invention A conductive coil spring formed of a wire having a wire and a low-resistance plating layer provided on the outer periphery thereof, wherein at least one of the coil ends has a conical shape tapering outward in the axial direction. It has a tightly wound electrode part, and the tip of the electrode part isOf the same diameter as the strandIt is assumed that the wire is wound with a smaller winding diameter than that possible when only the wire is used.
[0007]
According to this,Since the conductive coil spring was formed by the wire and the wire having the low resistance plating layer provided on the outer periphery, the wire became thinner with respect to the size of the wire diameter, thereby being wound in a conical shape.Since the winding diameter at the terminal of the electrode portion can be reduced, the terminal can be brought as close as possible to the axis of the coil spring, and the allowable range of alignment with respect to the contacted object can be widened, and the coil spring High resistance of the pitch winding part that performs spring actionHowever, by providing a plating layerThe resistance can be reduced, and the resistance as a conductive contact can be reduced.
[0008]
Also, at least one coil end of the conductive coil spring is tightly wound in a conical shape tapering outward in the axial direction to form an electrode portion for resiliently contacting a contacted body, and The other end of the coil spring, which is opposite to the electrode section, is soldered to the circuit terminal, so that contact resistance can be eliminated and the overall resistance value can be reduced.
[0009]
Furthermore, since the other coil end is formed in a conical shape that tapers toward a portion to be soldered to the circuit terminal, the fixing portion can have a tapered shape, which facilitates accumulation of solder. In this way, it is possible to prevent the solder from rising in the spiral groove formed by the coil spring, to secure the necessary amount of solder for fixing strength even when the amount of solder is small, and to increase excessively when the amount of solder is large. Can be prevented.
[0010]
Alternatively, the other coil end is reduced in diameter so as to enter the inside of the outer winding part as it reaches the coil end, and is wound on a plane perpendicular to the axis of the coil spring. Thereby, the portion of the other coil end that is in contact with the circuit terminal is flattened, and the coil spring can be positioned at right angles to the surface of the circuit terminal in a state of being in contact with the circuit terminal. Can be performed in a stable state. Further, the solder easily enters the gap between the outer winding part and the winding part that has entered the inside, and the solder spreads over the entire coil end, so that cracks can be suitably prevented.
[0011]
Further, the conductive coil spring has a pitch winding portion that acts as a spring, and the pitch winding portion is coaxially received by a through hole provided in the insulating support so as to be guided during expansion and contraction. Accordingly, the displacement of the electrode portion with respect to the axis of the coil spring can be reduced, and the position of the electrode portion is stabilized.
[0012]
Further, the conductive coil spring is penetrated through at least one of a part of a portion received by the through hole and the through hole on a side opposite to the electrode portion of the conductive coil spring. It is preferable to provide a radial projection that can be inserted when inserted into the hole and that can be prevented from falling off after insertion.
[0013]
This makes it possible to prevent the conductive coil spring from slipping out after being inserted into the through-hole when the conductive coil spring is incorporated into the insulating support. For example, a part of the conductive coil spring can be slightly enlarged as the radial projection from the inner diameter of the through-hole. The conductive coil spring can be elastically deformed and inserted into the through hole by diameter or providing an inward projection in the through hole. After insertion, the conductive coil spring is resilient on the inner peripheral surface of the through hole. To prevent the conductive coil spring from dropping out of the through-hole at the time of the soldering work to the circuit terminal, so that the insertion side opening is opened. Restrictions on the soldering operation, such as handling of the insulating support body while facing down, can be eliminated, and assembling workability can be improved.
Further, the conductive coil spring is formed with an electrode portion in which at least one coil end portion is wound tightly in a conical shape tapering outward in the axial direction, and the element wire of the conductive coil spring has at least a spring property. By forming the improved plating layer and the low-resistance plating layer on the wire, the spring property does not decrease even when the wire is made thin.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on specific examples shown in the accompanying drawings.
[0015]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a conductive contact 1 to which the present invention is applied. The conductive contact 1 is formed by winding a conductive spring material in a coil shape, and has a pitch wound portion 1a formed in a cylindrical shape at an intermediate portion in the axial direction of the coil spring and wound at a predetermined pitch. Each of the electrode portions 1b and 1c is wound in a conical and tightly wound shape that tapers outward in the axial direction at both ends in the axial direction of the pitch winding portion 1a. A coil end (lower end in the figure) of the lower electrode portion 1c in the figure is soldered to a circuit terminal 2a formed on the substrate 2 by, for example, printed wiring.
[0016]
In the conductive contact 1 implanted on the substrate 2 in this manner, for example, an IC chip 3 as a contacted body is disposed above the upper electrode portion 1b in the drawing, and the chip 3 is attached. Moving downward in the figure, the pads 3a provided on the chip 3 are brought into contact with the electrode portions 1b, and the pitch winding portions 1a are further compressed and deformed. Thus, the tip of the electrode portion 1b can be brought into contact with the pad 3a with a load due to the elastic force, and the contact state between the electrode portion 1b and the pad 3a is ensured with a sufficient contact pressure.
[0017]
As described above, the conductive contact 1 is formed by winding the element wire of the conductive coil spring so that both coil ends taper in opposite directions. As shown in FIG. 2, the element wire 3 is formed by laminating three plating layers 5a, 5b, and 5c on the surface of the wire 4 of the coil spring in the illustrated example. Therefore, the wire diameter d2 of the wire 3 as a whole is larger than the diameter d1 of the wire 4 of the wire 3.
[0018]
By doing so, the wire diameter d2 can be secured to a predetermined size and the diameter d1 of the wire 4 can be reduced, so that when using the same spring material, the wire 4 is wound into a tapered shape. The winding diameter (shown as radius R in FIG. 2) at the tip of the electrode portion 1b can be made smaller than that of a wire having a larger diameter. Therefore, the radial distance R from the axis C to the position of the most protruding end of the strand 3 is reduced, and the position of the most protruding end of the strand 3 can be made as close as possible to the axis C of the coil spring. For example, when the diameter d1 of the wire 4 is 110 μm, it is difficult to wind the radius R smaller than 140 μm, but by setting the diameter d1 to 90 μm, the radius R can be reduced to 115 μm. Therefore, the terminal position (contact position) of the electrode portion 1b can be brought closer to the axis C by 25 μm, and that amount provides a margin for alignment.
[0019]
In the alignment of the conductive contact with the contacted body (3a), as shown in FIG. 3, the axis C of the conductive contact and the tip (protruding end) of the needle 11 are aligned. This will maximize the allowable range of the above alignment, but when forming the conductive contact only with the coil spring, while reducing the diameter of the wire so that the coil end is tapered. The winding alone cannot align the ends of the strands with the axis of the coil spring. In addition, processing the wire end so that it is finally aligned with the axis is a factor that increases the manufacturing cost.
[0020]
According to the present invention, as described above, the diameter d1 of the wire 4 can be reduced so that the diameter of the winding can be reduced, so that the end of the wire 4 can be brought as close as possible to the axis C to increase the allowable range of the alignment. I have to. The wire 4 is required to have a spring action at the same time as being a conductor, so that the material is also limited. When the cross-sectional area of the wire 4 is reduced, the resistance particularly at the pitch winding portion 1a increases, so that the spring characteristic is reduced by reducing the diameter d1 of the wire 4 made of the first target material and by plating the layers 5a and 5b. 5c is provided to achieve low resistance.
[0021]
Further, in the case of winding in a conical shape, if a gap is formed in the radial direction between adjacent wires, the wire is bent in the axial direction, so that it is necessary to wind in a conical shape leaving a portion overlapping in the radial direction. Therefore, if the diameter d1 of the wire 4 is reduced, a gap may be formed in the radial direction when the wire is wound with the same diameter reduction ratio between the adjacent windings. When winding from the same pitch winding portion 1a and winding the tip portion to the same small diameter, the number of windings increases and the length of the electrode portion 1b in the axial direction increases. In that case, not only does it conflict with compactness, but also the length of the conductive path increases.
[0022]
By providing the plating layer, the wire diameter d2 can be prevented from being reduced. In addition, by increasing the thickness of the plating layers 5a, 5b, and 5c, the wire diameter d2 can be further increased, and winding can be easily performed without a gap in the radial direction. Therefore, the terminal (tip) of the strand 3 is brought as close as possible to the axis C to widen the allowable alignment range, and the compact conductive contact 1 that does not increase the axial length of the electrode portion 1b is configured. be able to.
[0023]
In the case of the plating layers 5a, 5b, and 5c, the lowermost plating layer5aWhen silver or copper is used, nickel is used as the intermediate plating layer 5b to prevent diffusion of the underlayer. In this case, since high hardness can be obtained, durability is also improved, and there is also an action of further improving the spring property. For the outermost plating layer 5c, a stable metal such as gold or rhodium may be selected depending on the purpose.
[0024]
In the case of three-layer plating, the effect as in the above specific example is obtained. However, it is not always necessary to form a plurality of layers, and plating of only one layer may be used. In addition, silver or copper, which has a lower specific resistance than gold and is inexpensive, is preferably plated with a thickness of several μm to several tens μm. The effects of such plating include reducing contact resistance, improving durability, and preventing oxidation. Further, plating may be performed at the wire rod stage (the above embodiment), or may be performed after forming the coil spring (after forming the electrode portion). Alternatively, plating may be performed at both the wire rod stage and the coil spring forming stage.
[0025]
FIG. 4 shows a case where plating is performed after the coil spring is formed. As described above, in the case of plating after molding, since the electrode portions 1b and 1c are solidified by plating, the same stability as the conical cylindrical body can be obtained electrically.
[0026]
In the present conductive contact 1, the electrode portion 1c is soldered to the circuit terminal 2a of the substrate 2 as described above. As a result, the contact resistance (resistance generated at the connection part due to the contact) becomes zero and is fixed at the same time, so that there is no displacement, and in some cases, a new fixing means such as screwing is unnecessary.
[0027]
Also, as shown in FIG. 5, it is preferable to solder the conical electrode portion 1c to the circuit terminal 2a. As a result, the electrode portion 1c is formed in a cup shape with a narrowed bottom, so that the fixed portion (in the vicinity of the circuit terminal 2a) has a small cavity diameter, and the solder adhered to the wire 3 where the winding diameter is small can be joined together. Since the solder can be accumulated at the bottom part, the amount of the solder rising on the winding part of the electrode part 1b is reduced. Alternatively, only the electrode portion 1b may be formed in a conical shape, and the electrode portion on the circuit terminal 2a side may be formed in a cylindrical straight coil winding shape. Also in this case, contact resistance can be eliminated by soldering the cylindrical electrode portion to the circuit terminal 2a.
[0028]
Therefore, a strong fixing state to the circuit terminal 2a can be obtained, and it is possible to prevent the solder from rising to the pitch winding portion 1a and hindering the spring action when the amount of solder is large. Although the amount of supplied solder in a reflow furnace or the like varies to some extent, even when the amount of solder is small, since the amount of accumulated solder is small at the bottom as shown in FIG. Strength is ensured. Thus, it is easy to tolerate a certain variation in the amount of solder.
[0029]
In the conductive contact according to the present invention, a housing may be formed using an insulating substrate, and an example thereof is shown in FIG. In the case of FIG. 7, two insulating plates 7.8 are laminated in two layers as an insulating support member. A through-hole 9 penetrating in the thickness direction of one of the insulating plates 7 and a through-hole 10 similarly penetrating in the thickness direction of the other insulating plate 8 are formed. The two insulating plates 7 and 8 are integrally connected to each other with through bolts or the like in a state where they are coaxially aligned. The conductive contact 1 formed coaxially in the same manner as above is received in both through holes 9 and 10.
[0030]
In the upper through hole 9 in the figure, a large-diameter hole portion 9a which receives the pitch winding portion 1a in a stretchable manner so as to coaxially receive and prevent the conductive contact 1 having the above shape, and a pitch winding portion. A small-diameter hole portion 9b smaller in diameter than 1a is formed. The pitch winding portion 1a side of one of the electrode portions 1b abuts against the tapered step 9c between the large-diameter hole portion 9a and the small-diameter hole portion 9b, and the upper electrode 9b is electrically conductive from the upper through hole 9 to the upper side in the drawing. The contact 1 is retained.
[0031]
In the lower through-hole 8 in the figure, a small-diameter hole 10a whose diameter is smaller than that of the large-diameter hole 9a on the side aligned with the large-diameter hole 9a is continuous with the small-diameter hole 10a. A tapered hole portion 10b whose diameter is enlarged like a trumpet is formed. Since the small-diameter hole portion 10a is provided adjacent to the large-diameter hole portion 9a, the other electrode portion 1c strikes a step portion between the small-diameter hole portion 9a and the lower electrode 10c. The conductive contact 1 is retained.
[0032]
The coil end (lower end in the figure) of the lower electrode portion 1c in the figure is soldered to the circuit terminal 2a of the substrate 2. As a result, the insulating plate 8 is pressed against the substrate 2 via the electrode portion 1c, so that the insulating plate 8 can be fixed to the substrate 2 without a separate fixing means such as screwing or bonding. Further, the opening area of the maximum diameter portion of the tapered hole portion 10b is preferably larger than the area of the circuit terminal 2a, so that a deviation between the two during the assembly can be allowed, and the tapered hole portion 10a allows the circuit terminal 2a. It does not block part of.
[0033]
In the connection structure between the insulating plate 8 and the substrate 2, it may be fixed by screwing, bonding, fitting or the like. Then, both the insulating plates 7 and 8 and the substrate 2 are integrated, and the conductive contact 1 is also integrated. Although only one conductive contact 1 is shown in the figure, when it is used for a socket or the like, a plurality of conductive contacts 1 are provided in accordance with the number of pins of a target chip.
[0034]
In the natural state of the conductive contact 1 thus configured, the tapered end (upper end in the figure) of one electrode portion 1b is located above the insulating plate 7 as shown in FIG. Exposure is constant. The axial length of the large-diameter hole 9a may be set so that an initial load is applied to the pitch winding portion 1a in this natural state.
[0035]
FIG. 8 shows an example of a usage state of the conductive contact 1. As shown in FIG. 8, the pad 7a of the IC chip 7 is brought into contact with the tip of the exposed electrode portion 1b, and the insulating plate 7 (the insulating plate 8 and the substrate 2) and the IC chip 7 are fixed to each other by a predetermined amount. It is brought close to the interval and fixed by a fixing member (not shown) so as to maintain the state. As a result, the tip of the electrode portion 1b comes into contact with the pad 7a with a predetermined initial load of the conductive contact 1, and furthermore, in a fixed state of the IC chip 7 shown in FIG. 7a, the contact state between the electrode portion 1b and the pad 7a is secured with a sufficient contact pressure.
[0036]
Next, FIG. 9 shows a second example using a housing, and the same parts as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted. In the example of FIG. 9, the through hole 11 provided in the insulating plate 8 on the substrate 2 side has a small-diameter hole 10a similar to that of FIG. 7, and a large-diameter hole that is larger than the small-diameter hole 10a. 11a. By making the cross-sectional shape of the large-diameter hole portion 11a larger than that of the circuit terminal 2a, deviation during assembly can be tolerated, and the large-diameter hole portion 11a does not block a part of the circuit terminal 2a. Further, the large-diameter hole portion 11a is formed as a straight hole, which has an advantage that processing is simple.
[0037]
Further, FIG. 10 shows a third example, and the same parts as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals as in the above, and detailed description thereof will be omitted. In the example of FIG. 10, the through hole 12 provided in the insulating plate 8 on the substrate 2 side is formed with the same small diameter as the small diameter hole 10a of FIG. Thereby, the mold structure for forming the through hole 12 in the insulating plate 8 can be simplified, and the manufacturing cost can be reduced.
[0038]
Also, FIG. 11 shows a fourth example. Like the above, the same parts as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In the example of FIG. 11, one insulating plate 13 is used, and the insulating plate 13 is connected to the substrate 2. The insulating plate 13 has a small-diameter hole 9b similar to that shown in FIG. 7 and a large-diameter hole that is continuous with the small-diameter hole 9b via a tapered step 9c and that is enlarged in the same manner as the large-diameter hole 9a. 14a is provided.
[0039]
Thereby, only one insulating plate 13 constituting the housing that holds the conductive coil spring 1 can be provided, and the entire configuration can be simplified. Also, as in FIG. 7, the conical electrode portion 1b resiliently strikes the tapered step portion 9c, and the axis of the conductive coil spring 1 naturally coincides with the axis C of the through hole. While the centering action works, the protruding height of the electrode portion 1b is also constant.
[0040]
Also, FIG. 12 shows a fifth example, and the same parts as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals as in the above, and detailed description thereof will be omitted. In the example of FIG. 12, the insulating plate 15 is made into one sheet and the insulating plate 15 is connected to the substrate 2, similarly to the insulating plate 13 of the above-described illustrated example. The through-hole 16 includes a large-diameter hole 16a formed on the protruding direction side of the electrode portion 1b and a small-diameter hole 16b formed on the substrate 2 side. The small-diameter hole 16b is smaller in diameter than the maximum diameter of the conical electrode portion 1c, and a tapered step 16c is formed between the large-diameter hole 16a and the small-diameter hole 16b. I have.
[0041]
According to this, by soldering the electrode portion 1c to the circuit terminal 2a, the electrode portion 1c is fixed to the substrate 2 in a state where the largest diameter portion of the electrode portion 1c is in contact with the tapered step 16c. The insulating plate 15 is also fixed to the substrate 2. Therefore, in addition to using one insulating plate 15, the insulating plate 15 can be connected to the substrate 2 without using another fixing means such as a screw or an adhesive, and the number of parts and the number of assembly steps can be reduced. It can be suitably reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
[0042]
FIG. 13 shows a sixth example. Like the above, the same parts as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In the example of FIG. 13, one insulating plate 17 is used similarly to the insulating plate 13 of the above-described illustrated example, and the insulating plate 17 is connected to the substrate 2. The through hole 18 is a straight hole having the same diameter that can guide the pitch winding portion 1a so as to be able to expand and contract. According to this, in addition to using only one insulating plate 15, the mold structure can be most simplified, and the manufacturing cost can be reduced.
[0043]
Next, FIG. 14 shows a seventh example based on the present invention. Also in this illustrated example, the same parts as those in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In the example of FIG. 14, the electrode portion 1 b that comes into contact with the contact target (pad 3 a) of the conductive coil spring 1 is formed by the tapered step portion 9 c of the through hole 14 provided in the insulating plate 13. The pitch winding portion 1a is prevented from falling off, and is coaxially received in the large-diameter hole portion 14a.
[0044]
In the case of the electrode portion 1c formed of a coil end opposite to the electrode portion 1b, the diameter of the conductive coil is reduced so as to enter the inside of the outer winding portion toward the coil end. It is wound on a plane orthogonal to the axis C of the spring 1. As a result, the portion of the electrode portion 1c that contacts the circuit terminal 2a is flattened, so that the coil spring 1 is perpendicular to the surface of the circuit terminal 2a when the electrode portion 1c contacts the circuit terminal 2a. The soldering operation can be performed with the coil spring 1 in a stable state in which the coil spring 1 is prevented from falling down.
[0045]
Further, in the electrode portion 1c, since the solder easily enters a gap between the outer winding portion and the reduced-diameter winding portion that has entered the inside, the solder W is applied to the entire coil end portion 1c. The entire circumference of the element wire is spread, so that the occurrence of cracks in the solder W can be suitably prevented. Thus, the electrode portion 1c is soldered to the circuit terminal 2a.
[0046]
In the conductive coil spring 1, the diameter is larger than the pitch wound portion 1a on the side opposite to the electrode portion 1b and between the pitch wound portion 1a and the other electrode portion 1c. The winding part 1d is in the radial directionProtrusionIt is formed as a part. The diameter-increased winding portion 1d is slightly larger than the inner diameter of the large-diameter hole portion 14a of the through-hole 14, and in the assembled state shown in FIG. It is in contact and engaged.
[0047]
In order to assemble the conductive coil spring 1 configured as described above on the insulating plate 13, as shown by the arrow A in FIG. It is inserted into the through hole 14 from below (in the figure). At this time, the large-diameter winding portion 1d larger in diameter than the large-diameter hole portion 14a hits the opening edge of the large-diameter hole portion 14a. Can be elastically deformed so as to shrink in the radial direction, so that the large-diameter winding portion 1d can be inserted into the large-diameter hole portion 14a.
[0048]
In this way, before soldering the electrode portion 1c to the circuit terminal 2a, the enlarged diameter winding portion 1d is prevented from coming off in a state of being elastically engaged with the large diameter hole 14a. Therefore, even if the insulating plate 13 is not turned upside down so that the tapered step 9c is on the lower side, the conductive coil spring 1 does not fall out of the through-hole 1, so that the assembling work can be easily performed. Can be. For example, the following soldering step can be performed with the electrode portion 1c facing down. Further, there is no need to adopt a structure in which a retaining plate provided with an opening that allows only the electrode portion 1c to face outward is laminated on the insulating plate 13, so that the number of parts and the number of assembling steps can be reduced.
[0049]
FIG. 16 shows an eighth example according to the present invention, which is another example of the structure for preventing the conductive coil spring 1 from falling off. Also in this illustrated example, the same parts as those in FIG. 14 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0050]
In the eighth example, as shown in FIG. 17, a projection 19 projecting inward in the radial direction is provided at a part of the peripheral edge of the opening on the lower side of the large-diameter hole 14a in the figure. Have been. In the illustrated example, as shown in FIG. 17B, four projections 19 are provided at equal angular pitches around the axis of the large diameter hole 14a, and the distance between the opposed projections 19 is set. b is set to be slightly smaller than the outer diameter of the pitch winding portion 1a.
[0051]
By doing so, when assembling the conductive coil spring 1 to the insulating plate 13, the conductive coil spring 1 is inserted into the through hole 14 from the large-diameter hole portion 14 a side as in the above-described example. In this case, the protrusion 19 can be inserted by using the gap between the windings of the pitch winding portion 1a. Then, as shown in FIG. 17A, by receiving the entire pitch winding portion 1 a in the large-diameter hole portion 14 a, the outermost winding portion of the pitch winding portion 1 a is located between the opposing projections 19. When the bridge is bridged, a part of the pitch winding part 1a (the outermost winding part) is engaged with the projection, and the through-hole is formed in a state where the conductive coil spring 1 is prevented from coming off. 14 is assembled.
[0052]
Therefore, also in the eighth example, the conductive coil spring 1 can be temporarily attached to the through hole 14 before the soldering step, and the same operation and effect as described above can be obtained.
[0053]
FIG. 18 shows a ninth example based on the present invention. This illustrated example is another example of the structure for preventing the conductive coil spring 1 from coming off, and the same parts as those in FIG. 14 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In the ninth example, as shown in FIG. 19, a projection 20 extending in the axial direction is provided on the inner peripheral surface of the large diameter hole 14a. The conductive coil spring 1 may be the same as in the seventh example, and is provided with an enlarged diameter portion 1d.
[0054]
In the illustrated example, as shown in FIG. 19 (b), three ridges 20 are provided at equal angular pitches around the axis of the large-diameter hole 14a. The diameter d of the circle passing through the protruding end is set to be slightly smaller than the outer diameter D of the enlarged diameter portion 1d.
[0055]
By doing so, when assembling the conductive coil spring 1 to the insulating plate 13, the conductive coil spring 1 is inserted into the through hole 14 from the large-diameter hole portion 14a side as in the above-described example, but the diameter is increased. The conductive coil spring 1 can be pushed in while slidingly contacting each of the ridges 20 with the portion 1d elastically deformed. When the entire pitch winding portion 1a is received in the large-diameter hole portion 14a, the enlarged-diameter portion 1d resiliently engages with each of the ridges 20, and the conductive coil spring 1 is prevented from coming off. You.
[0056]
Therefore, also in the ninth example, the conductive coil spring 1 can be assembled in the through hole 14 in a temporarily fixed state before the soldering step, and the same operation and effect as described above can be obtained.
[0057]
The engaging force of the conductive coil spring 1 in each of the seventh to ninth examples may be such that it does not fall off due to its own weight or slight vibration. By setting such a small engaging force, the conductive coil spring 1 does not fall in the temporarily fixed state, and a state in which the electrode portion 1b is brought as close as possible to the axis C of the wire end of the electrode portion 1b can be secured. In particular, in the ninth example, the enlarged diameter portion 1d is supported from three directions, and can be supported in a well-balanced manner.
[0058]
The wire 4 in each of the above examples has a circular cross-sectional shape in the illustrated example, but is not limited to the circular cross-sectional shape, and may have various cross-sectional shapes. For example, a wire having a rectangular cross-sectional shape may be used. Even when used, the same effect can be obtained.
[0059]
In the illustrated example, one side (1c) of the conductive contact 1 is soldered. However, the opposite side (1b) may be soldered, or both sides (1b and 1c) may be soldered. The contact resistance at the soldered portion can be eliminated, and especially when both sides are soldered, the contact resistance can be completely eliminated and the overall resistance value can be further reduced.
[0060]
In each of the illustrated examples, the housing for holding the conductive contact 1 is formed by laminating two insulating plates 7 and 8 in the laminated insulating plates. However, three or more insulating plates are laminated. You may do it. In particular, if one insulating plate is manufactured for each hole of a different diameter, the holes provided in each insulating plate can be straight holes, and only one drilling process is required. Even when a through hole is formed, the mold structure can be simplified, and a through hole having various diameters can be provided only by overlapping the insulating plates thus formed.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the coiled conductive contact, the terminal of the electrode portion (the position of the contact point with the contacted object) can be brought as close as possible to the axis of the coil spring, and the position of the electrode with respect to the contacted object can be adjusted. The tolerance range can be widened,In the case where the wire material is made thinner, the number of windings is increased if it is to be closely wound as it is, but the plating layer is provided so that the wire diameter can be prevented from being reduced, without increasing the number of windings, andEven if the resistance increases due to the decrease in the cross-sectional area of the wire, the plating layer can be provided to reduce the resistance.Furthermore, by providing a low-resistance plating layer on the outermost layer of the plurality of plating layers, for example, a plating layer capable of improving durability can be provided, and then a low-resistance plating layer can be provided. It is possible to provide a suitable conductive contact, for example, to improve the durability of the spring.
[0062]
Also, by soldering the axial end of the coil spring to the circuit terminal, it is possible to reduce the place where contact resistance is generated, to reduce the resistance value of the entire conductive contact and to reduce the pad on the substrate. If one end of the contact is fixed with solder, no positional displacement occurs due to expansion and contraction due to environmental changes (temperature and humidity), so that a stable connection state can be obtained.
[0063]
Alternatively, the coil end portion on the side to be soldered to the circuit terminal is reduced in diameter so as to enter the inside of the outer winding portion as it reaches the coil end, and wound on a surface orthogonal to the axis of the coil spring. By forming the coil spring, the portion of the coil end that contacts the circuit terminal is flattened, and the coil spring can be positioned at right angles to the surface of the circuit terminal in the state of contact with the circuit terminal. In addition, the soldering operation can be performed in a state where the coil spring is stable. Further, the solder easily enters the gap between the outer winding part and the winding part that has entered the inside, and the solder spreads over the entire coil end, so that cracks can be suitably prevented.
[0064]
Further, by guiding the pitch-wound portion of the conductive coil spring by the through hole of the insulating support, the displacement of the electrode portion with respect to the axis of the coil spring can be reduced, and the position of the electrode portion is stabilized.
[0065]
In addition, the conductive coil spring is elastically deformed by, for example, slightly increasing the diameter of a part of the conductive coil spring from the inner diameter of the through hole as the radial protrusion or providing an inward protrusion in the through hole. Thus, the through hole can be inserted into the through hole, and after the insertion, the inner peripheral surface of the through hole can be resiliently engaged or locked by an inward projection to prevent the through hole from coming off. The conductive coil springs do not fall out of the through holes during the subsequent soldering work to the circuit terminals, so that the insulating support can be handled with the insertion side opening facing down, eliminating restrictions on the soldering work. It is possible to improve the assembling workability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a conductive contact to which the present invention is applied.
FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of the conductive contact of FIG.
FIG. 3 is an explanatory view showing alignment of a needle-like body with a contacted body (pad 7a).
FIG. 4 is an enlarged sectional view of a main part showing another embodiment of plating.
FIG. 5 is a partial cross-sectional view when a large amount of solder adheres to a circuit terminal.
FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 5 when the amount of solder is small.
FIG. 7 is a partial cross-sectional side view showing the second embodiment.
FIG. 8 is a view corresponding to FIG. 7, showing a use state.
FIG. 9 is a view showing a second example corresponding to FIG. 7;
FIG. 10 is a view showing a third example corresponding to FIG. 7;
FIG. 11 is a view showing a fourth example corresponding to FIG. 7;
FIG. 12 is a view showing a fifth example corresponding to FIG. 7;
FIG. 13 is a view showing a sixth example corresponding to FIG. 7;
FIG. 14 is a diagram showing a seventh example based on the present invention.
FIG. 15 is a view showing an assembling procedure of a seventh example.
FIG. 16 is a diagram showing an eighth example based on the present invention.
FIG. 17 (a) is a diagram showing an assembling procedure of an eighth example, and FIG. 17 (b) is a diagram showing a shape of a projection 19 viewed from an arrow XVIIb in FIG. 17 (a).
FIG. 18 shows a ninth example based on the present invention.
FIG. 19A is a diagram illustrating an assembling procedure according to a ninth example, and FIG. 19B is a diagram illustrating the shape of the ridge 20 viewed from an arrow IXXb in FIG.
[Explanation of symbols]
1 conductive contact, 1a pitch wound part, 1b ・ 1c electrode part, 1d enlarged diameter part
2 board, 2a circuit terminal
3 IC chip
4 Wire rod
5a ・ 5b ・ 5c plating layer
7.8 Insulating plate
9 Through hole, 9a Large diameter hole, 9b Small diameter hole, 9c Tapered step
10 Through hole, 10a Small diameter hole, 10b Tapered hole
11 Needle
12 Through hole
13 Insulating board
14 through hole, 14a large diameter hole
15 Insulating board
16 through hole, 16a large diameter hole, 16b small diameter hole, 16c tapered step
17 Insulating plate
18 Through hole
19 Projection
20 ridges

Claims (9)

線材及びその外周に設けられた低抵抗メッキ層を有する素線で形成された導電性コイルばねであって、その少なくとも一方のコイル端部を軸線方向外方に先細りになる円錐状に密着巻きした電極部を有し、
前記電極部の先端部が、前記素線と同一径の線材のみからなる場合に可能な巻線径よりも小さい巻線径で巻かれていることを特徴とする導電性接触子。
A conductive coil spring formed of a wire having a wire and a low-resistance plating layer provided on an outer periphery thereof, wherein at least one end of the coil is closely wound in a conical shape tapering outward in the axial direction. It has an electrode part,
A conductive contact, wherein a tip end of the electrode portion is wound with a winding diameter smaller than a winding diameter that is possible when only the wire having the same diameter as the element wire is used.
前記導電性コイルばねの素線が、少なくともばね性を向上するメッキ層と低抵抗メッキ層とを線材に設けて形成されていることを特徴とする請求項1に記載の導電性接触子。2. The conductive contact according to claim 1, wherein the element wire of the conductive coil spring is formed by providing at least a plating layer improving a spring property and a low resistance plating layer on the wire. 3. 線材及びその外周に設けられた低抵抗メッキ層を有する素線で形成された導電性コイルばねであって、その少なくとも一方のコイル端部を軸線方向外方に先細りになる円錐状に密着巻きした電極部を有し、前記電極部の先端部が、前記素線と同一径の線材のみからなる場合に可能な巻線径よりも小さい巻線径で巻かれている導電性接触子と、
前記導電性接触子を受容する貫通孔が設けられた絶縁性支持体とを有すると共に、
前記導電性コイルばねが、ばね作用をなすピッチ巻き部を有し、
前記ピッチ巻き部が、前記貫通孔により伸縮時にガイドされるように同軸的に受容されていることを特徴とする導電性接触子アセンブリ
A conductive coil spring formed of a wire having a wire and a low-resistance plating layer provided on an outer periphery thereof, wherein at least one end of the coil is closely wound in a conical shape tapering outward in the axial direction. A conductive contact having an electrode portion, the tip of the electrode portion being wound with a winding diameter smaller than a possible winding diameter when only the wire having the same diameter as the wire is used,
Having an insulating support provided with a through hole for receiving the conductive contact,
The conductive coil spring has a pitch winding portion acting as a spring,
The pitch winding portion, the conductive contact assembly, characterized in that it is coaxially receiving as guides during stretching by the through-hole.
前記導電性コイルばねの前記電極部とは相反する側であって前記貫通孔に受容された部分の一部と前記絶縁性支持体における前記貫通孔の部分との少なくともいずれか一方に、前記導電性コイルばねを前記貫通孔内に挿入する際に挿通可能でありかつ挿入後に抜け止めし得る半径方向突出部を設けたことを特徴とする請求項に記載の導電性接触子アセンブリThe conductive coil spring is provided on at least one of a part of the part opposite to the electrode part and received in the through-hole and the part of the through-hole in the insulating support, and The conductive contact assembly according to claim 3 , further comprising a radial protrusion that is insertable when inserting the conductive coil spring into the through-hole and that can be prevented from being removed after the insertion. 前記導電性コイルばねの前記電極部とは相反する他方のコイル端部が半田付けされる回路端子を有することを特徴とする請求項3または請求項4に記載の導電性接触子アセンブリ。 5. The conductive contact assembly according to claim 3, wherein the other coil end of the conductive coil spring opposite to the electrode portion has a circuit terminal to be soldered . 6. 線材及びその外周に設けられた低抵抗メッキ層を有する素線で形成された導電性コイルばねであって、その少なくとも一方のコイル端部を軸線方向外方に先細りになる円錐状に密着巻きした電極部を有し、前記電極部の先端部が、前記素線と同一径の線材のみからなる場合に可能な巻線径よりも小さい巻線径で巻かれている導電性接触子と、
前記導電性コイルばねの前記電極部とは相反する他方のコイル端部が半田付けされる回路端子とを有することを特徴とする導電性接触子アセンブリ。
A conductive coil spring formed of a wire having a wire and a low-resistance plating layer provided on an outer periphery thereof, wherein at least one end of the coil is closely wound in a conical shape tapering outward in the axial direction. A conductive contact having an electrode portion, the tip of the electrode portion being wound with a winding diameter smaller than a possible winding diameter when only the wire having the same diameter as the wire is used,
Conductive contact assembly you; and a circuit terminal of the coil end portion of the opposite other is soldered to the electrode portions of the conductive coil spring.
前記他方のコイル端部が、前記回路端子に半田付けされる部分に向けて先細りになる円錐状に形成されていることを特徴とする請求項5または請求項6いずれかに記載の導電性接触子アセンブリ。 7. The conductive contact according to claim 5, wherein the other coil end is formed in a conical shape that tapers toward a portion to be soldered to the circuit terminal. 8. Child assembly. 前記他方のコイル端部が、そのコイル端に至るに連れて外側の巻線部の内側に入り込むように縮径されかつ前記コイルばねの軸線に直交する面上にて巻かれていることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の導電性接触子アセンブリ。 The other coil end portion is reduced in diameter so as to enter the inside of the outer winding portion as it reaches the coil end, and is wound on a plane perpendicular to the axis of the coil spring. The conductive contact assembly according to claim 5 or 6 , wherein 前記導電性コイルばねの素線が、少なくともばね性を向上するメッキ層と低抵抗メッキ層とを線材に設けて形成されていることを特徴とする請求項乃至請求項のいずれかに記載の導電性接触子アセンブリWire of said conductive coil spring, according to any one of claims 3 to 8, characterized in that it is formed by providing a plated layer and a low resistance plating layer to improve at least spring property to the wire Conductive contact assembly .
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