WO2011096067A1

WO2011096067A1 - 接触子及び電気的接続装置

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Publication number: WO2011096067A1
Application number: PCT/JP2010/051675
Authority: WO
Inventors: 義栄長谷川
Original assignee: 株式会社日本マイクロニクス
Priority date: 2010-02-05
Filing date: 2010-02-05
Publication date: 2011-08-11
Also published as: KR101307365B1; US8721372B2; KR20120062861A; US20120214356A1; JPWO2011096067A1

Abstract

　各プランジャーを、ぶれることなく安定して摺動自在に支持し、確実な電気的接触を実現する。　本発明の接触子は、第１のプランジャー及び第２のプランジャーが、その先端側に設けられ摺動可能に支持されて２つの部材にそれぞれ接触される先端部と、その基端側に設けられ前記各プランジャーをそれぞれ半割状にして互いに摺動可能に重ね合わされて前記圧縮コイルスプリング内に挿入される摺動部とを備えた。前記各摺動部は、相手側のプランジャーの先端部と共に摺動可能に支持される長さに設定された。

Description

接触子及び電気的接続装置

　本発明は、配線基板や半導体集積回路等に備えられた電極に接触される接触子及び電気的接続装置に関するものである。

　対向して配設された配線基板の電気回路等を互いに電気的に接続する接触子は一般的に知られている。このような接触子の例としては、例えば特許文献１や特許文献２に記載のものがある。

　特許文献１の接触子１は、図２，３に示すように、同じ形状の２つの接触ピン２と、コイルスプリング３とから構成されている。

　接触ピン２は主に、係止爪４と、係止穴５と、フランジ部６、ピン先端部２Ａとから構成されている。係止爪４は、対向して２つ設けられ、可撓性のある支持棒部４Ａで支持されている。これにより、２つの係止爪４は、互いに近接離間するようになっている。係止穴５は、係止爪４が嵌合する穴で、係止爪４の幅に合わせて長方形状に形成されている。これにより、２つの接触ピン２が９０度ずらして互いに向き合って嵌合することで、係止穴５の開口に、２つの係止爪４がそれぞれ係止して互いに抜け落ちないようなっている。フランジ部６は、コイルスプリング３が当接される部分である。２つの接触ピン２がそれぞれコイルスプリング３に挿入された状態で９０度ずらして互いに嵌合することで、コイルスプリング３の両端が各フランジ部６に当接して接触子１が組み上げられる。２つの接触ピン２が互いに嵌合した状態で組み上げられた接触子１の両端部は電極等に接触して電気的に接続されるピン先端部２Ａとされる。

　また、特許文献２の接触子７は、図４に示すように、プランジャー８と、スプリング９とから構成されている。

　プランジャー８は、細長い板状に形成され、その上部にスプリング９を受ける幅広部８Ａが設けられ、この幅広部８Ａの上部に電極と接触する端子部８Ｂが形成されている。幅広部８Ａの下部には、スプリング９内に上下動自在に挿入される心棒部８Ｃが形成されている。スプリング９は、心棒部８Ｃを上下動自在に挿入できる内径に形成されている。スプリング９の下端部は、細く絞られて電極等に接触される。

　また、特許文献３のような構造のものもある。特許文献３の電気部品用ソケットでは、電気部品の端子に接触する接触部材と、導電性を有する板材により形成されプリント回路基板に接続される基板導通部材と、該接触部材及び前記基板導通部材の間に配設されて当該両者を導通させるコイルスプリングとを有する。接触部材と基板導通部材とは、互いに接触されず、これらの間はコイルスプリングで接続されている。
特表２００８－５１６３９８号公報特開２００４－１５２４９５号公報特開平１１－３１７２７０号公報

　ところで、上記特許文献１の接触子１では、一方の接触ピン２の係止爪４が他方の接触ピン２の係止穴５に嵌合した状態で、各支持棒部４Ａをコイルスプリング３で支持している。そして、接触子１の伸縮に伴って、各支持棒部４Ａがコイルスプリング３で支持された状態で互いにスライドする。しかし、この場合、各支持棒部４Ａはコイルスプリング３で支持されているだけなので、コイルスプリング３の弾性による内径の変化によって、各支持棒部４Ａが互いにがたついて不安定になり、各接触ピン２の正確で良好なスライドができないという問題がある。

　特に、回路の高集積化に伴って接触子１の小型化が進むと、各接触ピン２の動作にも高い精度が要求されるが、各支持棒部４Ａがコイルスプリング３で支持される構造では、各接触ピン２の正確で良好なスライドができず、接触不良を起こすおそれがあるという問題がある。

　また、特許文献２の接触子７では、スプリング９の内径が、プランジャー８の心棒部８Ｃを上下動自在に挿入できる寸法に設定されているが、スプリング９の弾性による内径の変化によって、プランジャー８ががたついて不安定になり、プランジャー８の正確で良好なスライドができないという問題がある。

　特に、特許文献２の接触子７では、一方がプランジャー８の端子部８Ｂで、他方がスプリング９で、各電極に接触するため、他方のスプリング９と電極との接触状態が不安定になり、プランジャー８のがたつきも相まって、接触不良を起こすおそれが高くなるという問題がある。

　また、特許文献３の場合、プランジャー同士の接触がなく、スプリングで互いに電気的に接触されているだけなので、各プランジャーが不安定になり、接触不良を起こすおそれがあるという問題がある。

　本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、正確で良好なスライドを実現して接触性を向上させた接触子及びこの接触子を用いた電気的接続装置を提供することを目的とする。

　本発明に係る接触子は前記課題を解決するためになされたもので、一方の部材に接触する第１のプランジャーと、当該第１のプランジャーと重ね合わさった状態で他方の部材に接触して前記第１のプランジャーと協働して前記一方の部材と他方の部材との間を電気的に導通させる第２のプランジャーと、重ね合わさった前記第１のプランジャーと前記第２のプランジャーの外周を覆って、各プランジャーを相対的にスライド可能に支持する圧縮コイルスプリングとを備え、前記第１のプランジャー及び前記第２のプランジャーが、その先端側に設けられ摺動可能に支持されて前記各部材にそれぞれ接触される先端部と、その基端側に設けられ前記各プランジャーをそれぞれ半割状にして互いに摺動可能に重ね合わされて前記圧縮コイルスプリング内に挿入される摺動部とを備え、前記各摺動部が、相手側のプランジャーの先端部と共に摺動可能に支持される長さに設定されたことを特徴とする。

　被検査体の電極に接触して試験を行う電気的接続装置は、前記被検査体の各電極に対応する位置に配設され当該各電極に接触して通電する接触子を備え、当該接触子として前記接触子を用いたことを特徴とする。

　本発明に係る接触子及び電気的接続装置においては、各プランジャーを、ぶれることなく安定して摺動自在に支持し、確実な電気的接触を実現する。

本発明の実施形態に係る接触子を示す斜視図である。第１従来の接触子を示す斜視図である。第１従来の接触子を示す分解斜視図である。第２従来の接触子を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る電気的接続装置を示す正面断面図である。本発明の実施形態に係る電気的接続装置を示す平面図である。本発明の実施形態に係る電気的接続装置の要部を示す断面図である。本発明の実施形態に係る電気的接続装置の被検査体側プランジャーの接触端部を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る電気的接続装置の各プランジャーが収納された状態を示す要部断面図である。本発明の実施形態に係る電気的接続装置の被検査体側プランジャーが突き出した状態を示す要部断面図である。本発明の実施形態に係る電気的接続装置の各プランジャーがそれぞれ突き出した状態を示す要部断面図である。本発明の実施形態に係る電気的接続装置の接触子の上部を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る電気的接続装置の接触子を示す一部破断側面図である。本発明の実施形態に係る電気的接続装置の接触子の基板側プランジャーを示す側面図である。本発明の実施形態に係る電気的接続装置の接触子の基板側プランジャーを示す正面図である。本発明の実施形態に係る電気的接続装置の接触子の基板側プランジャーの後端挿入部を示す側面図である。本発明の実施形態に係る電気的接続装置の接触子の基板側プランジャーを示す平面図である。本発明の実施形態に係る電気的接続装置の接触子の基板側プランジャーを示す底面図である。本発明の実施形態に係る電気的接続装置の接触子の被検査体側プランジャーを示す側面図である。本発明の実施形態に係る電気的接続装置の接触子の圧縮コイルスプリングを示す側面図である。本発明の第１変形例を示す要部断面図である。本発明の第２変形例を示す要部断面図である。

　１１：電気的接続装置、１２：被検査体、１３：バンプ電極、１５：配線基板、１６：ハウジング、１７：上板、１８：ガイド板、１８Ａ：傾斜面部、１８Ｂ：当接面部、１９：接触子、２０：基板、２１：配線、２２：コンタクトパット、２３：上板嵌合凹部、２５：支持穴、２５Ａ：中間穴部、２５Ｂ：基板側ガイド穴部、２７：ピン穴、２８：被検査体側支持穴、２８Ａ：被検査体側ガイド部、２８Ｂ：電極ガイド穴部、２９：ピン穴、３０：位置決めピン、３１：ピン穴、３２：位置決めピン、３３：通しボルト、３４：基板側プランジャー、３５：被検査体側プランジャー、３６：圧縮コイルスプリング、３８：摺動部、３９：先端部、３９Ａ：接触端部、４１：摺動棒部、４１Ａ：摺動面部、４２：後端挿入部、４２Ａ：直線面取り部、４２Ｂ：Ｒ面取り部、４３：ストッパー、４５：摺動部、４６：先端部、４６Ａ：接触端部、４７：摺動棒部、４７Ａ：摺動面部、４８：後端挿入部、４９：ストッパー、５１：密着巻き部、５２：バネ部。

　以下、本発明の実施形態に係る接触子及び電気的接続装置について、添付図面を参照しながら説明する。

　まず、図５～８に基づいて、本実施形態の電気的接続装置１１を説明する。電気的接続装置１１は、被検査体１２の通電試験等に用いる装置である。被検査体１２は、集積回路等の半導体デバイスやその他の電気的検査が必要なデバイスである。被検査体１２は、その下側面に複数のバンプ電極１３が設けられている。このバンプ電極１３は、被検査体１２の下側面に設けられた球状の電極である。各バンプ電極１３は、被検査体１２の下側面に、一列、複数列、マトリクス状又は他の配列で備えられている。なお、本実施形態では、各バンプ電極１３はマトリクス状に配列されている。球状のバンプ電極１３の代わりに平面的な電極が設けられる場合もある。電極の形状に応じて、後述する接触端部が、クラウンカットされたり、円錐状に形成されたりする。このため、以下では、接触端部が、クラウンカットされている場合と、円錐状に形成されている場合の両方を例に説明する。

　電気的接続装置１１は主に、配線基板１５と、ハウジング１６と、上板１７と、ガイド板１８と、接触子１９とを備えて構成されている。

　配線基板１５は、肉厚の基板２０上に配設されて、ハウジング１６、上板１７等と一体的に支持される板状の部材である。この配線基板１５の配線２１は被検査体を試験するテスタ本体（図示せず）の配線に接続されている。配線基板１５は、テスタ本体側の電極を構成する部材である。接触子１９の下端部が配線基板１５上の配線２１のコンタクトパット２２に接触することで、接触子１９とテスタ本体側とが電気的に導通される。

　ハウジング１６は、前記上板１７と協働して接触子１９を支持するための部材である。ハウジング１６は、全体を肉厚四角形のブロック状に形成され、その上側面に上板嵌合凹部２３が形成されている。この上板嵌合凹部２３は、上板１７とほぼ同じ寸法の縦、横及び深さに設定されている。これにより、上板嵌合凹部２３に上板１７が嵌り合うことで、ハウジング１６の上側面と上板１７の上側面とが面一になるように設定されている。ハウジング１６には、支持穴２５がマトリクス状に多数設けられている。この支持穴２５は、内部に接触子１９を挿入して支持するための穴である。支持穴２５は、被検査体１２のバンプ電極１３及び配線基板１５のコンタクトパッド２２に対応した位置にそれぞれ設けられている。支持穴２５は、中間穴部２５Ａと、基板側ガイド穴部２５Ｂとから構成されている。中間穴部２５Ａは、接触子１９が接触しないように、接触子１９の外径よりも大きな内径に設定されている。基板側ガイド穴部２５Ｂは、後述する接触子１９の基板側プランジャー３４の先端部３９とほぼ同一寸法の内径になるように設定されている。これにより、基板側プランジャー３４の先端部３９が基板側ガイド穴部２５Ｂに挿入して支持されて、基板側プランジャー３４がぶれることなく安定して上下にスライドできるようになっている。ハウジング１６の上板嵌合凹部２３の周縁部には、後述する位置決めピン３０を挿入するピン穴２７が２カ所設けられている。

　ハウジング１６は、配線基板１５の上側に重ねて固定されている。配線基板１５の上側面の前記基板側ガイド穴部２５Ｂに対応する位置に設けられたコンタクトパッド２２は、テスタ本体に配線で接続されている。各コンタクトパッド２２には、基板側ガイド穴部２５Ｂに挿入された基板側プランジャー３４の接触端部３９Ａが押圧されて電気的に接触される。

　上板１７は、ハウジング１６と協働して、接触子１９の全体を支持するための部材である。上板１７は、ハウジング１６の上板嵌合凹部２３に嵌り合った状態で、このハウジング１６と上板１７とで、接触子１９を伸縮自在に支持するようになっている。上板１７には、ハウジング１６の各支持穴２５に対応する位置に、接触子１９の被検査体１２側を支持する被検査体側支持穴２８が設けられている。被検査体側支持穴２８は、被検査体側ガイド部２８Ａと、電極ガイド穴部２８Ｂとから構成されている。被検査体側ガイド部２８Ａは、後述する接触子１９の被検査体側プランジャー３５の先端部４６とほぼ同一寸法の内径に設定されている。これにより、被検査体側プランジャー３５の先端部４６が、被検査体側ガイド部２８Ａに挿入して支持されて、ぶれることなく安定して上下にスライドできるようになっている。

　上板１７の周縁部の２カ所の位置には、ピン穴２９が設けられている。このピン穴２９は、位置決めピン３０を挿入する穴である。ピン穴２９の内径は、位置決めピン３０の外形とほぼ同じ寸法に設定され、位置決めピン３０がピン穴２９に、がたつきなく嵌合するようになっている。この位置決めピン３０が、上板１７のピン穴２９とハウジング１６のピン穴２７とに通されることで、上板１７とハウジング１６とが正確に位置決めされるようになっている。

　電極ガイド穴部２８Ｂは、被検査体１２の下側面に備えられた各バンプ電極１３に対応する位置にそれぞれ設けられている。電極ガイド穴部２８Ｂは、バンプ電極１３の外形寸法よりも少し大きい凹状に形成されている。これにより、被検査体１２が装着されることで、この被検査体１２の各バンプ電極１３が各電極ガイド穴部２８Ｂにそれぞれ受け入れられ、各接触子１９の被検査体側プランジャー３５の接触端部４６Ａが各バンプ電極１３に電気的に接触するようになっている。上板１７は、ハウジング１６の上板嵌合凹部２３に嵌め込まれた状態で、ガイド板１８に押されて固定されている。なお、各電極ガイド穴部２８Ｂは、被検査体１２の電極が球状でなく平板状の場合は不要となる。

　ガイド板１８は、被検査体１２を電気的接続装置１１に装着する際に、この被検査体１２を受け入れて案内し、位置決めして支持するための部材である。位置決めして支持された被検査体１２は、押圧手段（図示せず）によって押し圧される事によりその各バンプ電極１３が各接触子１９と整合して互いに接触される。ガイド板１８は、全体を四角環状に形成されている。ガイド板１８の外周は、ハウジング１６の外周と整合する寸法に設定されている。ガイド板１８の内周には、傾斜面部１８Ａと、当接面部１８Ｂとを備えている。

　傾斜面部１８Ａは、被検査体１２を受け入れて案内する部分である。傾斜面部１８Ａは、四角環状のガイド板１８の内周の上側に位置して、上側に開くように傾斜させて形成されている。当接面部１８Ｂは、傾斜面部１８Ａで案内された被検査体１２を位置決めして支持する部分である。当接面部１８Ｂは、傾斜面部１８Ａの下側に位置して、被検査体１２の寸法とほぼ同じ寸法に設定されている。これにより、当接面部１８Ｂに被検査体１２が嵌り合うことで、被検査体１２が正確に位置決めして支持されるようになっている。

　ガイド板１８の対向する２カ所には、ピン穴３１が設けられている。ピン穴３１には、このピン穴３１の内径とほぼ同じ外径の位置決めピン３２が挿入されている。ハウジング１６には、ピン穴３１に対向する位置に同じの内径のピン穴（図示せず）が設けられ、位置決めピン３２がピン穴３１からハウジング１６のピン穴まで通されて、ハウジング１６とガイド板１８とが正確に位置決めされている。

　配線基板１５とハウジング１６とガイド板１８とは、通しボルト３３で固定されている。通しボルト３３は、四隅に４本設けられて配線基板１５とハウジング１６とガイド板１８とを一体的に固定している。

　接触子１９は、被検査体１２のバンプ電極１３と配線基板１５のコンタクトパッド２２とにそれぞれ接触してこれらの間を通電するための部材である。接触子１９の端部形状は、上述のように、接触する電極等の部材の形状に応じて、適宜設定される。即ち、接触子１９の先端部４６は、図７の上側端部や図８に示すように、クラウンカットされたり、図７の下側端部（先端部３９）に示すように、円錐状に形成されたりする。以下では、図１，９～２０に基づいて、接触子１９の両端部が円錐状のものを例に説明する。

　接触子１９は、図１に示すように、第１のプランジャーとしての基板側プランジャー３４と、第２のプランジャーとしての被検査体側プランジャー３５と、圧縮コイルスプリング３６とから構成されている。

　基板側プランジャー３４は、一方の部材としての電極等（ここでは配線基板１５のコンタクトパッド２２）に接触するためのプランジャーである。基板側プランジャー３４は、導電性の材料を加工して形成されている。例えば、ダイシング、フォトリソ技術を用いたメッキ、プレス加工等により、基板側プランジャー３４が製作される。基板側プランジャー３４は、図１４，１５に示すように、摺動部３８と、先端部３９とから構成されている。

　摺動部３８は、後述する被検査体側プランジャー３５の摺動部４５に摺動可能に重ね合わされて、基板側プランジャー３４と被検査体側プランジャー３５とを電気的に接触させるための部分である。摺動部３８は、相手側のプランジャー３５の先端部４６と共に被検査体側支持穴２８の被検査体側ガイド部２８Ａに摺動可能に支持される長さに設定されている。これにより、基板側プランジャー３４は、その両端部をハウジング１６と上板１７とで支持されて、安定して摺動するようになっている。摺動部３８は、摺動棒部４１と、後端挿入部４２と、ストッパー４３とから構成されている。

　摺動棒部４１は、後述する被検査体側プランジャー３５の摺動部４５と摺動可能に重ね合わされてこれら基板側プランジャー３４と被検査体側プランジャー３５とを電気的に接触させるための部分である。摺動棒部４１は、基板側プランジャー３４の基端側（図１４において上側）に設けられ、半割状に形成されている。即ち、摺動棒部４１は、断面半円形の棒状に形成されている。摺動棒部４１は、基板側プランジャー３４の全長の大半を占めている。先端部３９は、基板側プランジャー３４のうち、ハウジング１６の基板側ガイド穴部２５Ｂに挿入されている部分だけであって、基板側プランジャー３４の全長の６分の１程度を占めるに過ぎない。摺動部３８の摺動棒部４１は、基板側プランジャー３４の全長の６分の５程度を占めている。断面半円形棒状の摺動棒部４１の平坦面が摺動面部４１Ａとなっている。この基板側プランジャー３４の摺動面部４１Ａが、後述する被検査体側プランジャー３５の摺動面部４７Ａと互いに摺動しながら広い面積で安定して接触して電気的に接続されるようになっている。摺動棒部４１は、被検査体側プランジャー３５の摺動棒部４７と摺動可能に重ね合わされて圧縮コイルスプリング３６内に挿入されている。

　後端挿入部４２は、基板側プランジャー３４の摺動部３８及び被検査体側プランジャー３５の摺動部４５を圧縮コイルスプリング３６にスムーズに挿入させるための部分である。後端挿入部４２は、図１６に示すように、直線面取り部４２Ａと、Ｒ面取り部４２Ｂとから構成されている。直線面取り部４２Ａは、基板側プランジャー３４の摺動棒部４１と被検査体側プランジャー３５の摺動棒部４７とをそれぞれ圧縮コイルスプリング３６に挿入するときに、互いに引っかからないでスムーズに挿入できるようにするための面取り部である。Ｒ面取り部４２Ｂは、基板側プランジャー３４の摺動棒部４１と被検査体側プランジャー３５の摺動棒部４７とをそれぞれ圧縮コイルスプリング３６に挿入するときに、圧縮コイルスプリング３６の内側に引っかからないでスムーズに挿入できるようにするための面取り部である。

　直線面取り部４２Ａは、摺動棒部４１の厚さ方向において３分の２～４分の３を占めている。これにより、基板側プランジャー３４の摺動棒部４１と被検査体側プランジャー３５の摺動棒部４７とをそれぞれ圧縮コイルスプリング３６に挿入するときに、互いの直線面取り部４２Ａが接触して互いにずれて、互いの摺動面部４１Ａ，４７Ａが確実に接触するようになっている。これにより、接触子１９の組み立てが容易にできるようになっている。

　Ｒ面取り部４２Ｂは、摺動棒部４１の厚さ方向において３分の１～４分の１を占めている。Ｒ面取り部４２Ｂで表面を湾曲させることにより、基板側プランジャー３４の摺動棒部４１と被検査体側プランジャー３５の摺動棒部４７とをそれぞれ圧縮コイルスプリング３６に挿入するときに、圧縮コイルスプリング３６の内側面に引っかからないでスムーズに挿入できるようになっている。

　ストッパー４３は、圧縮コイルスプリング３６の端部に当接する部材である。ストッパー４３に当接した圧縮コイルスプリング３６によって、基板側プランジャー３４と被検査体側プランジャー３５とが互いに離れる方向（接触子１９が伸張する方向）に付勢される。さらに、ストッパー４３は、支持穴２５の基板側ガイド穴部２５Ｂよりも大きく形成されて中間穴部２５Ａに位置し、基板側ガイド穴部２５Ｂの端部に当接することで、この基板側ガイド穴部２５Ｂから基板側プランジャー３４が抜け落ちないようになっている。

　先端部３９は、配線基板１５のコンタクトパッド２２に接触するための部分である。先端部３９は、基板側プランジャー３４の先端側に設けられ、ハウジング１６の基板側ガイド穴部２５Ｂに摺動可能に挿入して支持されている。先端部３９は、ハウジング１６の基板側ガイド穴部２５Ｂの内径とほぼ同じ外径の円形棒状に形成されて、基板側ガイド穴部２５Ｂ内でがたつきなくスムーズに摺動するようになっている。先端部３９の先端側は、円錐状に形成された接触端部３９Ａが設けられている。この接触端部３９Ａが、配線基板１５のコンタクトパッド２２に直接に接触されるようになっている。

　被検査体側プランジャー３５は、基板側プランジャー３４と重ね合わさった状態で他方の部材（バンプ電極１３）に接触して基板側プランジャー３４と協働して一方の部材と他方の部材との間を電気的に導通させるための部材である。この被検査体側プランジャー３５は、基板側プランジャー３４と同じ構成になっている。即ち、被検査体側プランジャー３５は、摺動部４５と、先端部４６と、摺動棒部４７と、後端挿入部４８と、ストッパー４９とから構成されている。これらの部材は、前記基板側プランジャー３４と同様の構成、作用を奏する。

　圧縮コイルスプリング３６は、重ね合わさった前記基板側プランジャー３４と前記被検査体側プランジャー３５の外周を覆って、各プランジャー３４，３５を相対的にスライド可能に支持するためのスプリングである。圧縮コイルスプリング３６は、その両端に位置して互いに重ね合わされた各摺動部３８，４５を互いに弾性的に支持する密着巻き部５１と、各密着巻き部５１の中間に位置して弾性的に伸縮するバネ部５２とを備えて構成されている。圧縮コイルスプリング３６の内径は、各摺動部３８，４５を互いに重ね合わされた状態の外径よりも僅かに小さく設定され、各摺動部３８，４５を支持するようになっている。これにより、密着巻き部５１は、隙間なく密に巻かれているため、各摺動部３８，４５を比較的強い力で支持している。バネ部５２は、隙間をあけて巻かれているため、各摺動部３８，４５を支持する力は弱く、基板側プランジャー３４と前記被検査体側プランジャー３５を離間させる付勢力を与えている。

　なお、基板側プランジャー３４及び前記被検査体側プランジャー３５の外径は、おおよそ０．０４ｍｍ程度、圧縮コイルスプリング３６の外径は、おおよそ０．０６ｍｍ程度、圧縮コイルスプリング３６の内径は、おおよそ０．０３５ｍｍ程度、圧縮コイルスプリング３６の線径は、おおよそ０．０１２５ｍｍ程度である。このように、基板側プランジャー３４及び前記被検査体側プランジャー３５は、非常に小さいものであるため、上述のように特殊な形状になっている。

　以上のように構成された電気的接続装置１１では、接触子１９はハウジング１６と上板１７とで支持されている。接触子１９は、ハウジング１６の支持穴２５に挿入され、接触子１９の基板側プランジャー３４が、支持穴２５の基板側ガイド穴部２５Ｂに挿入されている。ハウジング１６の下側には配線基板１５が取り付けられている。これにより、配線基板１５のコンタクトパッド２２が基板側プランジャー３４の接触端部３９Ａに接触して、基板側プランジャー３４が上方に押し上げられている。このとき、基板側プランジャー３４は、その先端部３９が基板側ガイド穴部２５Ｂに支持され、後端挿入部４２が被検査体側支持穴２８の被検査体側ガイド部２８Ａに支持されて、ぶれることなく安定して上方にスライドする。

　このとき、被検査体側プランジャー３５のストッパー４９は、被検査体側支持穴２８の被検査体側ガイド部２８Ａの下端部に当接した状態で、圧縮コイルスプリング３６の上端を支持している。このストッパー４９に支持された圧縮コイルスプリング３６によって、基板側プランジャー３４が下方へ付勢され、基板側プランジャー３４の接触端部３９Ａがコンタクトパッド２２に押しつけられている。

　被検査体側プランジャー３５の先端部４６は、上板１７の被検査体側ガイド部２８Ａに挿入して支持されて、ぶれることなく安定して上下にスライドできるようになっている。先端部４６の接触端部４６Ａは、上板１７の上側面から上方に突き出すようになっている。

　基板側プランジャー３４と被検査体側プランジャー３５の具体的な動作は、図９，１０，１１に示すようになっている。図９のように、基板側プランジャー３４及び被検査体側プランジャー３５が、ハウジング１６と上板１７内に収まった状態から、図１０のように、被検査体側プランジャー３５が上側に押されると、接触端部４６Ａが上板１７の上側に突き出す。このとき、被検査体側プランジャー３５の後端挿入部４８は、支持穴２５の基板側ガイド穴部２５Ｂに摺動可能に支持されている。また、図１１のように、基板側プランジャー３４が下側に押されると、接触端部３９Ａがハウジング１６の下側に突き出す。このとき、基板側プランジャー３４の後端挿入部４２は、被検査体側支持穴２８の被検査体側ガイド部２８Ａに摺動可能に支持されている。これにより、基板側プランジャー３４と被検査体側プランジャー３５とが、ぶれることなく安定して上下にスライドして、コンタクトパッド２２とバンプ電極１３に確実に接触される。

　接触子１９を組み込んだ電気的接続装置１１は、次のようにして使用される。

　まず、電気的接続装置１１に被検査体１２が装着される。このとき、被検査体１２は、ガイド板１８に装着される。即ち、被検査体１２は、傾斜面部１８Ａに沿って位置決めされながら当接面部１８Ｂに装着される。これにより、被検査体１２のバンプ電極１３が上板１７の電極ガイド穴部２８Ｂに受け入れられる。

　この状態で、被検査体１２が押し下げられると、各バンプ電極１３が各被検査体側プランジャー３５の接触端部４６Ａに接触して、電気的に接続される。

　このとき、被検査体側プランジャー３５は、その先端部４６が被検査体側支持穴２８の被検査体側ガイド部２８Ａに摺動可能に支持されると共に、後端挿入部４８が支持穴２５の基板側ガイド穴部２５Ｂに摺動可能に支持される。これにより、被検査体側プランジャー３５は、ぶれることなく安定して上下に摺動して、接触端部４６Ａがバンプ電極１３に確実に接触される。

　このとき、基板側プランジャー３４と被検査体側プランジャー３５との間は、圧縮コイルスプリング３６で支持されて、摺動面部４１Ａ，４７Ａが広い面積で摺り合わされて、電気的に確実に接触される。

　また、バンプ電極１３が変形している場合等により、接触端部４６Ａにずれる方向に力が加わっても、被検査体側プランジャー３５は基板側ガイド穴部２５Ｂと被検査体側ガイド部２８Ａとで支持されているため、接触端部４６Ａはずれることなく、安定してバンプ電極１３に接触する。

　これにより、各部材（配線基板１５のコンタクトパット２２とバンプ電極１３）間が接触子１９で電気的に確実に接続される。この状態で、接触子１９を介して各部材間に電気信号等が伝送される。

　以上のように、基板側プランジャー３４と被検査体側プランジャー３５との間が電気的に確実に接触されると共に、各プランジャー３４，３５がその上下両端部を安定して支持されるため、各部材（配線基板１５のコンタクトパット２２とバンプ電極１３）間の電気的接触性が大幅に向上する。

　また、接触子１９は部品点数が少く構造が簡単であるため、故障の要因が少ないことから、耐久性が向上する。各プランジャー３４，３５は、フォトリソ技術等で容易に製作することができ、さらに、接触子１９の構造が簡単で、部品点数が少ないため、コスト低減を図ることができる。

　接触子１９は、部品点数が少なくて構造が簡単なため、電気的接触性を長期間良好な状態に維持できると共に、耐久性が向上する。この結果、接触子１９及び電気的接続装置１１に対する信頼性が向上する。

[変形例]
　前記実施形態では、基板側プランジャー３４と被検査体側プランジャー３５を断面円形状及び断面半円形状にしたが、断面多角形状にしてもよい。例えば、図２１に示すように、その先端部３９，４６を断面六角形状に、その摺動部３８，４５を前記断面六角形の半割状に形成してもよい。また、図２２に示すように、その先端部３９，４６を断面四角形状に、その摺動部３８，４５を前記断面四角形の半割状に形成してもよい。さらに、他の多角形状にしてもよい。これによっても、前記実施形態同様の作用、効果を奏することができる。

　本発明の接触子は、配線基板や
半導体集積回路等に備えられた電極に接触される装置全般に用いることができる。

　電気的接続装置は、本発明の接触子を用いることができるすべての装置に適用することができる。

Claims

　一方の部材に接触する第１のプランジャーと、
　当該第１のプランジャーと重ね合わさった状態で他方の部材に接触して前記第１のプランジャーと協働して前記一方の部材と他方の部材との間を電気的に導通させる第２のプランジャーと、
　重ね合わさった前記第１のプランジャーと前記第２のプランジャーの外周を覆って、各プランジャーを相対的にスライド可能に支持する圧縮コイルスプリングとを備え、
　前記第１のプランジャー及び前記第２のプランジャーが、その先端側に設けられ摺動可能に支持されて前記各部材にそれぞれ接触される先端部と、その基端側に設けられ前記各プランジャーをそれぞれ半割状にして互いに摺動可能に重ね合わされて前記圧縮コイルスプリング内に挿入される摺動部とを備え、
　前記各摺動部が、相手側のプランジャーの先端部と共に摺動可能に支持される長さに設定されたことを特徴とする接触子。
　請求項１に記載の接触子において、
　前記圧縮コイルスプリングが、その両端に位置して互いに重ね合わされた各摺動部を互いに弾性的に支持する密着巻き部と、各密着巻き部の中間に位置して弾性的に伸縮するバネ部とを備えたことを特徴とする接触子。
　請求項１に記載の接触子において、
　前記第１のプランジャー及び前記第２のプランジャーが、その先端部を断面円形状に、その摺動部を断面半円形状に形成されたことを特徴とする接触子。
　請求項１に記載の接触子において、
　前記第１のプランジャー及び前記第２のプランジャーが、その先端部を断面多角形状に、その摺動部を前記断面多角形の半割状に形成されたことを特徴とする接触子。
　請求項１乃至４のいずれか１項に記載の接触子において、
　前記摺動部は、相手側のプランジャーと摺動可能に重ね合わされて各プランジャーを互いに電気的に接触させる摺動棒部と、面取りが施されて各プランジャーを前記圧縮コイルスプリングにスムーズに挿入させる後端挿入部と、前記圧縮コイルスプリングの端部に当接するストッパーとを備えて構成されたことを特徴とする接触子。
　被検査体の電極に接触して試験を行う電気的接続装置において、
　前記被検査体の各電極に対応する位置に配設され当該各電極に接触して通電する接触子を備え、
　当該接触子として前記請求項１乃至５のいずれか１項に記載の接触子を用いたことを特徴とする電気的接続装置。