接触针及插座

技术领域

本发明涉及IC(Integrated Circuit，集成电路)封装等的性能测试等所使用的接触针及插座。

背景技术

例如，如专利文献1中记载的那样，以往，在对IC封装等电气部件进行检查时，使用插座。该插座具备将电气部件与检查装置侧的基板即检查用基板电连接的多个接触针。

这些接触针具有：中空的第一针头，与电气部件的端子接触；第二针头，与检查用基板的端子接触，且插入第一针头；以及螺旋弹簧，配置在第一针头与第二针头之间，且以使第一针头与第二针头彼此分离的方式施力。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2010-91436号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，专利文献1中记载的接触针的第二针头为笔直形状，因此，存在如下所述的问题。

(1)若减小第二针头的直径，则在使第二针头相对于第一针头倾斜时，第二针头的上端会顶住第一针头的内周壁，导致滑动阻力增大。

(2)若增大第二针头的直径，则第二针头难以相对于第一针头倾斜，第二针头与第一针头的接触变得不稳定，进而导致接触针的导电性变得不稳定。

本发明的目的在于提供能够抑制第二针头相对于第一针头的滑动阻力并且提高导电性的接触针及使用该接触针的插座。

解决问题的方案

本发明的一个方式的接触针是如下接触针，其具备：第一针头，具有设置在上端的第一接触部、和设置在比所述第一接触部更靠下侧处的中空的主体部；第二针头，具有设置在下端的第二接触部、设置在比所述第二接触部更靠上侧处且直径向所述第二接触部扩大的第一锥形部、设置在比所述第一锥形部更靠上侧处的小直径部、和设置在比所述小直径部更靠上侧处且插入所述主体部而与所述主体部的内壁面抵接的大直径部；以及弹簧，以使所述第一接触部与所述第二接触部彼此分离的方式施力，在所述第一接触部与所述第二接触部彼此靠近时，所述第一锥形部可与所述主体部的下端抵接。

本发明的一个方式的插座是具备所述接触针和支撑体的插座，所述支撑体具有供所述接触针插入的通孔。

发明效果

根据本发明，能够抑制第二针头相对于第一针头的滑动阻力，并且提高导电性。

附图说明

图1A是表示实施方式的接触针的立体图。

图1B是表示实施方式的接触针的局部剖视图。

图2是表示接触针及插座的图。

图3A是用于说明实施方式的作用及效果的示意性的剖视图。

图3B是用于说明实施方式的作用及效果的示意性的剖视图。

图3C是用于说明实施方式的作用及效果的示意性的剖视图。

图4是表示第一变形例的接触针的局部剖视图。

图5是表示第二变形例的接触针的局部剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图来详细地说明本发明的实施方式。此外，以下所说明的实施方式为一例，本发明并不受该实施方式限定。以下说明的实施方式的结构要素可适当地组合。另外，也有不使用一部分的结构要素的情况。

此外，在以下的实施方式中，方便起见，设为接触针的第一针头配置在上侧，第二针头配置在下侧来进行说明。但是，接触针及插座的配置当然不限于此种配置。

(接触针)

参照图1A及图1B说明本实施方式的接触针1。图1A是实施方式的接触针1的立体图。图1B是实施方式的接触针1的局部剖视图。接触针1包括第一针头11、第二针头12及螺旋弹簧13(“弹簧”的一例)。

第一针头11是大致圆筒状的中空部件。第二针头12是大致圆柱状的实心部件。第二针头12从下方插入第一针头11，并可沿着第一针头11的轴线L1(或者，大致沿着轴线L1)相对于第一针头11前进或后退。第一针头11和第二针头12分别由导电性的材料形成。

(第一针头)

在第一针头11的上端，设置有与后述的IC封装的锡球接触的接触部11a(“第一接触部”的一例)。在本实施方式中，接触部11a由顶端尖锐的多个切片构成。即，接触部11a为皇冠状。

在比接触部11a更靠下侧处，设置有中空的主体部11b。在主体部11b上，设置有向径向外侧(向离开轴线L1的方向)鼓出的曲面形状的鼓出部11c(“第一扩径部”的一例)。在本实施方式中，鼓出部11c呈将中空球体的上部和下部分别水平地截去了的形状。

另外，第一针头11在其上部，详细而言，在鼓出部11c与接触部11a之间的、比接触部11a稍靠下侧处，具备盖部11d。由该盖部11d防止因与接触部11a接触而被从锡球上削下的切削屑进入下方。

由此，防止进入第一针头11与第二针头12之间的间隙的切削屑阻碍第一针头11与第二针头12之间的相对移动。在第一针头11的主体部11b的一部分上形成大致圆形的切口，并将该切口所包围的切片向径向内侧(向靠近轴线L1的方向)折入，由此，形成盖部11d。

以使分别沿着铅垂方向(上下方向)延伸的第一端缘和第二端缘对接的方式，将板材卷成圆筒状，从而制作第一针头11。图1A及图1B中的附图标记11e是第一端缘与第二端缘的对接部。此外，图1B是以通过该对接部11e的铅垂面将接触针1剖开的剖视图。另外，通过对上述板材进行冲压加工而形成鼓出部11c，在鼓出部11c处，外壁面和内壁面11f一起向径向外侧鼓出。

(第二针头)

在第二针头12的下端，设置有与后述的检查用基板的端子接触的锥状的接触部12a(“第二接触部”的一例)。该接触部12a呈如下形状，即，将下方尖锐的圆锥倾斜地切断而成的形状。由此，接触部12a的顶端12b，即与检查用基板的端子之间的接触点，处于从第二针头12的轴线L2离开了的位置。

在比接触部12a更靠上侧处，设置有向径向外侧(向离开轴线L2的方向)鼓出的凸缘部12c(“第二扩径部”的一例)。螺旋弹簧13配置在第一针头11的鼓出部11c与第二针头12的凸缘部12c之间。

在比凸缘部12c更靠上侧处，设置有锥形部12d(“第一锥形部”的一例)。锥形部12d的直径从大直径的圆柱部的上端向上方逐渐缩小，该大直径的圆柱部从凸缘部12c的上端向上方伸出。换句话说，锥形部12d的直径向接触部12a扩大。

在比锥形部12d更靠上侧处，设置有锥形部12e(“第二锥形部”的一例)。锥形部12e的直径从小直径的圆柱部的上端向上方逐渐扩大，该小直径的圆柱部从锥形部12d的上端向上方伸出。换句话说，锥形部12e的直径向接触部12a缩小。

在比锥形部12e更靠上侧处，设置有圆柱状的大直径部12f。大直径部12f从锥形部12e的上端向上方伸出。大直径部12f的直径与锥形部12d下端的直径相等。另外，大直径部12f的直径与锥形部12e上端的直径相等。

(插座)

参照图2说明本实施方式的插座100。图2是实施方式中的接触针1及插座100的剖视图。在图2中，方便起见，并排地示出了插座100的不同的状态。插座100包括接触针1、浮板2及外壳3。

在与插座100连接的IC封装200的下表面，呈矩阵状地配置有多个端子即锡球201。以与该锡球201的配置一致的方式呈矩阵状地配置有多个接触针1。

在浮板2中，设置有沿着铅垂方向(上下方向)贯穿浮板2的多个通孔20。各通孔20的配置与锡球201的配置及接触针1的配置一致。另外，各通孔20的水平剖面呈圆形。

在外壳3(“支撑体”的一例)中，设置有沿着铅垂方向(上下方向)贯穿外壳3的多个通孔30。各通孔30的配置与锡球201的配置及接触针1的配置一致。另外，各通孔30的水平剖面呈圆形。

通过浮板2和外壳3的此种结构，各接触针1与锡球201的配置对应地插通于沿着铅垂方向排列的通孔20和通孔30。

另外，通孔30由上侧的小直径部30a、下侧的小直径部30b、以及形成在小直径部30a与小直径部30b之间的大直径部30c构成。

小直径部30a的内径小于第一针头11的鼓出部11c的最大外径、第二针头12的凸缘部12c的最大外径及螺旋弹簧13的最大外径。另外，小直径部30b的内径与小直径部30a的内径相等。

大直径部30c的内径稍大于第一针头11的鼓出部11c的最大外径、第二针头12的凸缘部12c的最大外径及螺旋弹簧13的最大外径。

第一针头11中的比鼓出部11c更靠上侧的部分(包括接触部11a在内)的最大外径小于小直径部30a的内径及浮板2的通孔20的内径。由此，第一针头11中的比鼓出部11c更靠上侧的部分能够贯穿小直径部30a及浮板2的通孔20而比浮板2的上表面更向上方突出。

第二针头12中的比凸缘部12c更靠下侧的接触部12a的最大外径小于小直径部30b的内径。由此，第二针头12的接触部12a能够贯穿小直径部30b而比外壳3的下表面更向下方突出。

由此，构成为，接触针1不会脱离外壳3的通孔30，并且在通孔30内，螺旋弹簧13可伸缩，且第二针头12可从第一针头11的下方前进或后退。

(插座的状态)

在图2中，按接触针1，表示了插座100的不同状态。以下，从图2的左边起依次说明各状态。

左起第一个状态是无外力作用于接触针1的自然状态，即，螺旋弹簧13伸展，且接触针1伸展的状态。在该状态下，第二针头12的凸缘部12c抵接于通孔30的小直径部30b与大直径部30c之间的台阶而从下方受到支撑，接触部12a从外壳3的下表面突出。

左起第二个状态是接触针1整体被检查用基板300顶起的状态。具体而言，第二针头12的接触部12a与检查用基板300的端子301接触，接触针1向上方被顶起，直到第一针头11的鼓出部11c的上部抵接于通孔30的小直径部30a与大直径部30c之间的台阶为止。在该状态下，螺旋弹簧13稍微受到压缩。

左起第三个状态是接触针1被检查用基板300进一步顶起的状态。具体而言，检查用基板300的上表面与外壳3的下表面接触。

在该状态下，第二针头12进一步插入第一针头11，螺旋弹簧13受到压缩。另外，在该状态下，虽然IC封装200载置于浮板2，但锡球201并未与接触针1的接触部11a接触。此外，如图2所示，在IC封装200载置于浮板2的状态下，在设置于IC封装200的下表面的锡球201与浮板2之间产生了铅垂方向(上下方向)的间隙。

左起第四个状态是对IC封装200进行检查时的状态。在该状态下，第一针头11被锡球201向下方按压，螺旋弹簧13进一步受到压缩。

此时，在第二针头12与检查用基板300的端子301之间，由螺旋弹簧13产生的反作用力作为预压而作用于第二针头12与检查用基板300的端子301之间。

(作用、效果)

参照图3A～图3C说明本实施方式的作用及效果。图3A～图3C是用于说明实施方式的作用及效果的示意性的剖视图。图3A表示图2中的左起第一个状态。图3B表示图2中的左起第三个状态。图3C表示图2中的左起第四个状态。

如上所述，在通孔30的大直径部30c的内周面与螺旋弹簧13之间设置有间隙。因此，在从图3A所示的状态变成图3B所示的状态为止的期间，螺旋弹簧13在该间隙中，蜿蜒地收缩。

螺旋弹簧13在其与通孔30的大直径部30c的内周面之间的间隙中蜿蜒地收缩，由此第二针头12成为相对于第一针头11倾斜的状态，并与第一针头11的内壁面11f抵接(图3B)。

在本实施方式中，第二针头12具有与第一针头11的内壁面11f抵接的大直径部12f，在比大直径部12f更靠下侧处，设置有直径向下方缩小的锥形部12e。

由此，能够以第二针头12相对于第一针头11稍微倾斜的状态，使第二针头12的大直径部12f抵接于第一针头11的内壁面11f。因此，能够防止第二针头12顶住第一针头11的内壁面11f的情况。

因此，能够使第二针头12的大直径部12f稳定地与第一针头11的内壁面11f接触。由此，能够使第一针头11与第二针头12之间的电阻值稳定，进而，能够提高接触针1的导电性。

若从图3B所示的状态起，进一步压下IC封装200，则在维持了第二针头12的大直径部12f抵接于第一针头11的内壁面11f的状态下，第一针头11的接触部11a与第二针头12的接触部12a彼此靠近。

因为第二针头12具有锥形部12d，所以越靠锥形部12d的下方，锥形部12d与第一针头11的下端11g之间的间隙越小。因此，通过使第一针头11的接触部11a与第二针头12的接触部12a彼此靠近，从而即使第二针头12相对于第一针头11不太倾斜，仍能够使第二针头12的锥形部12d抵接于第一针头11的下端11g。

通过使第二针头12的锥形部12d抵接于第一针头11的下端11g，第一针头11和第二针头12成为两点接触的状态。由此，能够使第二针头12更稳定地与第一针头11接触。

另外，由于在第二针头12中设置有锥形部12d，即使第二针头12相对于第一针头11的插入长度发生变化，第一针头11和第二针头12仍能够维持两点接触的状态。因此，使第二针头12相对于第一针头11移动时的接触稳定性提高。另外，通过使第一针头11和第二针头12进行两点接触，能够提高接触针1的导电性。

另外，因为第二针头12具有锥形部12d，所以能够在锥形部12d与第一针头11的下端11g之间的抵接部产生横向载荷。因此，能够使第二针头12相对于第一针头11的接触压力稳定，进而，能够提高接触针1的导电性。

另外，因为第二针头12的直径呈锥状地从大直径部12f起缩小，所以能够缓和因第二针头12的大直径部12f按压第一针头11的内壁面11f而对比大直径部12f更靠下的部分施加的应力。

另外，在本实施方式中，第一针头11的鼓出部11c呈弯曲形状，并且是从螺旋弹簧13的上端处向上方直径逐渐扩大的形状。因此，螺旋弹簧13与鼓出部11c之间的贴合性提高。

而且，鼓出部11c因为呈弯曲形状，所以能够减小与大直径部30c的内周面之间的接触面积。因此，第一针头11容易随着螺旋弹簧13的蜿蜒而相对于铅垂方向倾斜，进而，第一针头11容易相对于第二针头12倾斜。

其结果，能够进一步提高第二针头12的大直径部12f相对于第一针头11的内壁面11f的接触压力。因此，能够使第一针头11与第二针头12之间的电阻值更稳定，进而，进一步提高接触针1的导电性。

另外，第一针头11对于螺旋弹簧13的蜿蜒的追随性提高，并且鼓出部11c与大直径部30c的内壁面之间的接触面积减小，由此，第一针头11会更顺畅地在通孔30内移动。因此，能够提高接触针1的移动性。

而且，在本实施方式中，如图1B所示，第二针头12的接触部12a的顶端12b处于从轴线L2离开了的位置。因此，第二针头12在被检查用基板300向上方顶起时，容易相对于铅垂方向倾斜。

另外，在第二针头12相对于铅垂方向倾斜时，第一针头11会因下部受到第二针头12按压而向与第二针头12相反的方向倾斜。由此，能够进一步提高第二针头12的大直径部12f相对于第一针头11的内壁面11f的接触压力。因此，能够使第一针头11与第二针头12之间的电阻值更稳定，进而，进一步提高接触针1的导电性。

(第一变形例)

参照图4说明接触针的第一变形例。第一变形例具有与上述实施方式相同的结构。省略对相同的结构的说明。图4是第一变形例的接触针1A的局部剖视图。

在第二针头12A的下端，设置有接触部12a。在比接触部12a更靠上侧处，设置有凸缘部12c。在比凸缘部12c更靠上侧处，设置有锥形部12d。在锥形部12d的上侧，设置有锥形部12e。

在第一变形例中，锥形部12e的上端缘构成大直径部12g。大直径部12g的直径与锥形部12d下端的直径相等。

根据第一变形例，大直径部12g由锥形部12e的上端缘构成，因此，与具有圆柱状的大直径部12f的结构相比，能够使第二针头12更容易相对于第一针头11倾斜。

(第二变形例)

参照图5说明接触针的第二变形例。第二变形例具有与上述实施方式相同的结构。省略对相同的结构的说明。图5是第二变形例的接触针1B的局部剖视图。

在第二针头12B的下端，设置有接触部12a。在比接触部12a更靠上侧处，设置有凸缘部12c。在比凸缘部12c更靠上侧处，设置有锥形部12d。在锥形部12d的上侧，设置有圆柱状的小直径部12h；在小直径部12h的上侧，设置有大直径部12f。

根据第二变形例，大直径部12f和锥形部12d由圆柱状的小直径部12h连接，因此，与利用锥形部12d连接大直径部12f和锥形部12d的情况相比，能够减小电阻值。

(其他变形例)

在上述实施方式中，将板材卷起而制作第一针头，但第一针头的制作方法并不限定于此。例如，也可对棒材实施机械加工来制作第一针头。在此情况下，即使在鼓出部，也可将内周壁设为笔直形状。

另外，在上述实施方式中，将鼓出部设为将球体的上部和下部分别水平地截去了的形状，但鼓出部的形状并不限定于此。例如也可将鼓出部设为将在铅垂方向上较长的椭圆体或在水平方向上较长的椭圆体的上部和下部截去了的形状。

另外，在上述实施方式中，将接触针及插座应用于IC封装的检查，但本发明的接触针及插座不限于此，能够应用于其他电气部件的各种用途。

另外，在上述实施方式中，将螺旋弹簧配置在第一针头的鼓出部与第二针头的凸缘部之间，但螺旋弹簧的配置并不限定于此。例如也可将螺旋弹簧配置在第一针头的主体部的内部，并按压第二针头的上端。而且，螺旋弹簧并不限定于压缩弹簧，也可设为拉伸弹簧。

本申请主张基于在2018年12月3日提出的特愿2018-226559的优先权。该申请说明书及附图所记载的内容全部被引用于本申请说明书。

工业实用性

本发明可广泛用于用以将电气部件与布线基板电连接的接触针及插座。

附图标记说明

1、1A、1B 接触针

2 浮板

3 外壳

11 第一针头

11a 接触部

11b 主体部

11c 鼓出部

11d 盖部

11e 对接部

11f 内壁面

11g 下端

12、12A、12B 第二针头

12a 接触部

12b 顶端

12c 凸缘部

12d 锥形部

12e 锥形部

12f 大直径部

12g 大直径部

12h 小直径部

13 螺旋弹簧

20 通孔

30 通孔

30a 小直径部

30b 小直径部

30c 大直径部

100 插座

200 IC封装

201 锡球