JP2000268927A - Ｌｉｆコネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被測定デバイス用インターフェイスユニット
とテストヘッドとの間の信頼性の高い接続を確保できる
ようにする。 【解決手段】 プラグ手段はピン状の接触子を複数有す
る。ジャック手段は接触子が挿入し易いように先端部が
広くなっており、接触子が進入する際に所定の接触圧で
接触するように対向面側に突出した形状の２本のピンに
よって構成されるコンタクトピンを複数有する。アクチ
ュエータ手段はコンタクトピンの複数をそれぞれ貫通さ
せる開口部を複数有し、コンタクトピンの先端側に移動
することによってコンタクトピンに接触して２本のピン
同士の間隔を狭める方向に圧力を加え、逆にジャック手
段側に移動することによって圧力の印加を解除する。ス
ライドカム手段はジャック手段上をスライドし、そのス
ライド方向に応じてアクチュエータ手段をコンタクトピ
ンの先端側及びジャック手段側に移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多数の接触子を有
するＬＩＦ（Ｌｏｗ Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ Ｆｏｒｃ
ｅ）コネクタに係り、特にＩＣデバイス（集積回路）な
どの電気的特性検査用の被測定デバイス用インターフェ
イスユニットとテストヘッドとの間を電気的に接続する
ＬＩＦコネクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】性能や品質の保証されたＩＣデバイスを
最終製品として出荷するためには、製造部門、検査部門
の各工程でＩＣデバイスの全部又は一部を抜き取り、そ
の電気的特性を検査する必要がある。ＩＣ試験装置はこ
のような電気的特性を検査する検査装置である。ＩＣ試
験装置は、最終検査工程の前にＩＣデバイスをウェハの
状態で検査したり、完成品の状態で検査したりする。Ｉ
Ｃデバイスをウェハの状態で検査するためには、ウェハ
とテスタとの間に、プローブカード、コンタクトリング
ブロック、被測定デバイス用インターフェイスユニット
などのアダプタが必要であった。プローブカードは、カ
ンチレバー方式と呼ばれるものであって、プリント基板
上に人手によってはんだで取り付けられた斜行したタン
グステン針を用いており、その斜行したタングステン針
のバネ特性を利用してウェハ上のＩＣデバイスのポンデ
ィングパッド部に針を押しつけるように構成されてい
る。プローブカートとコンタクトリング、コンタクトリ
ングブロックと被測定デバイス用インターフェイスユニ
ット、被測定デバイス用インターフェイスユニットとテ
ストヘッドとの間はそれぞれポゴピンで電気的に接続さ
れている。なお、完成品を検査する場合にはプローブカ
ードの代わりに完成品をセットするソケットボードが多
数設けられたソケットボードが用いられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ＩＣデバイスの同時測
定個数が少ない場合、すなわちポゴピンによる接続箇所
がさほど多くないうちは、その周辺機構部を比較的簡単
に構成することができるので、問題はない。しかしなが
ら、被測定デバイスの個数が１６個・３２個・６４個と
いうように徐々に増加するに従って、ポゴピンによる接
続数が急激に増加し、周辺機構部である被測定デバイス
用インターフェイスユニットの構成が大規模かつ複雑と
なり、対荷重対策のための補強が必要となり、重量は増
え、人手によるハンドリングが困難になる。また、ポゴ
ピン自体は高周波特性が悪いので特性インピーダンスの
不整合が起こりやすい。また、ポゴピンの構造による接
触安定性にも限界があるので、ポゴピンの対向接点とし
て金パッドを用いているが、この金パッドを定期的にク
リーニングしなければならず、そのメンテナンスが面倒
であるという問題を有する。

【０００４】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
あり、被測定デバイス用インターフェイスユニットとテ
ストヘッドとの間の信頼性の高い接続を確保することの
できるＬＩＦコネクタを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載されたＬ
ＩＦコネクタは、ピン状の接触子を複数有するプラグ手
段と、前記接触子が挿入し易いように先端部が広くなっ
ており、前記接触子が進入する際に所定の接触圧で接触
するように対向面側に突出した形状の２本のピンによっ
て構成されるコンタクトピンを複数有するジャック手段
と、前記コンタクトピンの複数をそれぞれ貫通させる開
口部を複数有し、前記コンタクトピンの先端側に移動す
ることによって前記コンタクトピンに接触して前記２本
のピン同士の間隔を狭める方向に圧力を加え、逆に前記
ジャック手段側に移動することによって前記圧力の印加
を解除するアクチュエータ手段と、前記ジャック手段上
をスライドし、そのスライド方向に応じて前記アクチュ
エータ手段を前記コンタクトピンの先端側及び前記ジャ
ック手段側に移動させるスライドカム手段とから構成さ
れるものである。

【０００６】接触子がコンタクトピンに接触挿抜される
時に、アクチュエータ手段はジャック手段側に位置して
いるので、その荷重は所定の接触圧に依存した可能な限
り低い値となり、プラグ手段の挿抜を容易に行うことが
できる。また、プラグ手段の挿抜時に接触子の接触面と
コンタクトピンとが接触しながら挿入するので、接触子
面がセルフクリーニングされ、長期に渡って接触性の安
定性を維持することができる。一方、プラグ手段とジャ
ック手段とが正規に嵌合している時にはアクチュエータ
手段はコンタクトピンの先端側に位置しているので、一
般のコネクタと同等の接触圧を発生することができ、特
性インピーダンスの整合性、近端、遠端クロストークの
低減、良好なパルス通過特性を得ることができる。この
ようなＬＩＦコネクタを用いて、ＩＣ試験装置のテスト
ヘッドと被測定デバイス用インターフェイスユニットと
の間の電気的接続を行うことによって、従来のようにポ
ゴピンを用いていたときよりも、両者の電気的接触状態
は良好となり、高周波特性の良い伝送線路を構築するこ
とができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を添
付図面に従って説明する。図２は、本発明に係るＬＩＦ
コネクタを用いたＩＣ試験装置のテストヘッドと被測定
デバイス用インターフェイスユニットとの概略構成を示
す図である。図３は、被測定デバイス用インターフェイ
スユニットがテストヘッドに装着された状態を図２の横
方向から見た部分図である。図４は図２の被測定デバイ
ス用インターフェイスユニットを除いて示したテストヘ
ッド部の斜視図である。

【０００８】図２において、テストヘッド２１は複数の
ピンエレクトロニクス基板２２１〜２２Ｎ（本明細書中
でＮは任意の整数とする）から構成される。ピンエレク
トロニクス基板２２１〜２２Ｎは、ドライバ、デュアル
コンパレータ、プログラマブルロード、終端抵抗及びリ
レー群などを搭載して構成される。被測定デバイス用イ
ンターフェイスユニット２３は、下側（テストヘッド２
１側）にＬＩＦコネクタのプラグ群２４１〜２４Ｎ及び
２５１〜２５Ｎを有する。このＬＩＦコネクタのプラグ
群２４１〜２４Ｎ及び２５１〜２５Ｎに対応して、ピン
エレクトロニクス基板２２１〜２２Ｎの上側（被測定デ
バイス用インターフェイスユニット２３側）にはＬＩＦ
コネクタのジャック群２６１〜２６Ｎ及び２７１〜２７
Ｎが設けられている。被測定デバイス用インターフェイ
スユニット２３の上面にはソケットボード２８を介し
て、完成品の被測定ＩＣ３３０を収納する複数のＩＣソ
ケット群３１１〜３１Ｎが設けられている。これらのＩ
Ｃソケット群３１１〜３１ＮとＬＩＦコネクタのプラグ
群２４１〜２４Ｎ及び２５１〜２５Ｎはワイヤーリング
によって接続されている。なお、図２では、ＬＩＦコネ
クタのプラグ群２４１〜２４Ｎ及び２５１〜２５Ｎが被
測定デバイス用インターフェイスユニット２３の下側に
露出して設けられている場合を示し、図３では被測定デ
バイス用インターフェイスユニット２３の内部に収納さ
れ、マザーボード２９を介して接触子群が突出している
場合を示しているが、これはどちらの構成でもよい。図
２及び図４には、複数のＬＩＦコネクタを同時に着脱す
るための治具が示されているが、これについては後述す
る。

【０００９】以上のように、多数のピンエレクトロニク
ス基板２２１〜２２Ｎに設けられたＬＩＦコネクタのジ
ャック群２６１〜２６Ｎ及び２７１〜２７Ｎと被測定デ
バイス用インターフェイスユニット２３に設けられたＬ
ＩＦコネクタのプラグ群２４１〜２４Ｎ及び２５１〜２
５Ｎとを接続するために、この発明では新規なＬＩＦコ
ネクタを提案している。以下、このＬＩＦコネクタの詳
細構成について説明する。

【００１０】図１は、ＬＩＦコネクタの詳細構成を示す
部品分解斜視図である。図５はＬＩＦコネクタの嵌合時
の動作を示す部分拡大図である。図１において、ＬＩＦ
コネクタはジャック１１、アクチュエータ１２、スライ
ドカム１３，１４、カバー１５及びプラグ１６から構成
される。ジャック１１は対向する２本のピンによってプ
ラグ１６の接触子を両側から挟み込むように構成され
る。この２本のピンのことをコンタクトピンと呼ぶ。コ
ンタクトピンは接触子と同じ数だけ存在する。この実施
の形態では、コンタクトピンは長手方向にそって２列設
けられている。コンタクトピンは接触子が挿入し易いよ
うに先端部が広くなっており、そこから接触子が進入す
る際に所定の接触圧で接触するように対向面側に突出し
た形状の２本のピンからなる。

【００１１】アクチュエータ１２は、横２列のコンタク
トピンを貫通可能な長方形上の開口部１２ａを有する、
いわゆる梯子状になっている。アクチュエータ１２の両
側面にはスライドカム１３のガイドピン１３１〜１３６
用のガイド溝（図示せず）と、スライドカム１４のガイ
ドピン（図示せず）用のガイド溝１２１〜１２６とが形
成されている。ガイド溝は図示のようにそれぞれ高さの
異なる２つの溝を斜めの溝で接続した構造をしている。
スライドカム１３及び１４の両端にはピン穴１３７，１
３８，１４７，１４８が設けられている。フック１７１
及び１７２はピン（図示せず）を介してこれらのピン穴
１３７，１３８，１４７，１４８に取付られる。フック
１７１及び１７２には、後述するエアーシリンダ６２に
よって駆動される着脱用押し板６１の開口に挿入される
突起が設けられている。フック１７１及び１７２をＬＩ
Ｆコネクタの長手方向にスライドさせることによって、
アクチュエータ１２をガイド溝１２１〜１２６の形状に
従って上下方向（高さ方向）に移動させることができ
る。すなわち、フック１７２がＬＩＦコネクタ側に、フ
ック１７１がＬＩＦコネクタから遠ざかる方向に移動す
ると、ガイドピン１３３〜１３８がガイド溝の高い部分
に位置するようになるので、アクチュエータ１２は図５
（Ａ）のような状態となる。逆にフック１７１がＬＩＦ
コネクタ側、フック１７２がＬＩＦコネクタから遠ざか
る方向にスライドしてガイドピン１３３〜１３８がガイ
ド溝の低い部分に位置するようになると、アクチュエー
タ１２は図５（Ｃ）のような状態となる。すなわち、ア
クチュエータ１２がコンタクトピンの先端側に移動する
と、アクチュエータ１２の継ぎ手部分がコンタクトピン
に接触して２本のピン同士の間隔を狭めるように作用す
る。すなわち、２本のピンに圧力が印加される。逆にア
クチュエータ１２がジャック１１側に移動することによ
ってアクチュエータ１２の継ぎ手部分とコンタクトピン
は非接触状態となり、２本のピンに加わっていた圧力の
印加が解除される。

【００１２】図１において、カバー１５はプラグ１６の
接触子を貫通させる開口部１５ａを複数有し、アクチュ
エータ１２、スライドカム１３及び１４をジャック１１
と一体化するものである。カバー１５はスカート部の両
側に係止穴１５１〜１５６を有する。この係止穴１５１
〜１５６とジャック１１の両側の係止突起１１１〜１１
６とを接続することによって、ジャック１１とカバー１
５は一体化する。

【００１３】次に、この実施の形態に係るＬＩＦコネク
タの動作について説明する。図５において、ＬＩＦコネ
クタの長手方向に隣会う２つのコンタクトピン１９は、
アクチュエータ１２の継ぎ手部分の間隔よりも小さな間
隔となるような突出部を有する。すなわち、ＬＩＦコネ
クタの長手方向に隣会う２つのコンタクトピン１９はア
クチュエータ１２の上昇に伴ってその継ぎ手部分と所定
の接触圧で接触するように対向面同士が突出するような
形状をしている。従って、図５（Ａ）のようにアクチュ
エータ１２がジャック１１側に接している状態で、接触
子１８がコンタクトピン１９に挿入されると、接触子１
８とコンタクトピン１９は接触した状態で接触子１８が
コンタクトピン１９の内側に徐々に挿入していく。この
場合の接触力は約０．０３〜０．０７〔Ｎ〕となるよう
にする。このような接触力を受けながら接触子１８がコ
ンタクトピン１９と接触移動することによって接触子１
８はコンタクトピン１９への挿入動作時にセルフクリー
ニングされることになる。接触子１８が挿入された状態
で、フック１７２をスライドしてアクチュエータ１２を
プラグ１６側に移動させると、アクチュエータ１２の継
ぎ手部分が隣接するコンタクトピン１９と接触しながら
上昇する。これによってコンタクトピン１９にはその間
隔を狭める方向の圧力が印加するようになるため、コン
タクトピン１９と接触子１８との間の接触力が約１０倍
以上にも増大する。この場合の接触力は約０．８〜１．
２〔Ｎ）となるようにする。

【００１４】このようなＬＩＦコネクタを用いて、ＩＣ
試験装置のテストヘッドと被測定デバイス用インターフ
ェイスユニットとの間の電気的接続を行うことによっ
て、従来のようにポゴピンを用いていたときよりも、両
者の電気的接触状態は良好となり、高周波特性の良い伝
送線路を構成できる。すなわち、特性インピーダンスの
整合性、近端、遠端クロストークの低減、良好なパルス
通過特性を得ることができる。また、接触子の接触面が
コンタクトピンとの接触動作時に外部機構によってセル
フクリーニングされるので、長期に渡って接触性の安定
性を維持できる。さらに、接触挿抜時の荷重は可能な限
り低く、正規嵌合時には、一般のコネクタと同等の接触
圧を持つので、周辺機構部の簡素化及び軽量化を図るこ
とができ、接触性も良好なものとなる。また、接触子に
対摩耗性にすぐれたメッキ処理を施すことによって、低
圧でのセルフクリーニングを行うことができ、挿抜時に
おける接点寿命が向上する。

【００１５】なお、上述のようにＬＩＦコネクタはプラ
グ１６の接触子１８とジャック１１のコンタクトピン１
９との間の接触力を０．８〜１．２〔Ｎ〕にするため
に、スライドカム１３及び１４をスライドさせてアクチ
ュエータ１２を持ち上げる必要がある。しかしながら、
スライドカム１３及び１４をスライドさせるには大きな
力が必要である。しかもＬＩＦコネクタは図２及び図４
に示すようにテストヘッドのピンエレクトロニクス基板
２２１〜２２Ｎの全てに設けられるので、それらに設け
られたＬＩＦコネクタを一度に駆動する必要がある。な
お、一つ一つ駆動してもよいが時間的に好ましくないの
で、図４では複数のＬＩＦコネクタを４つのグループに
分割して、そのグループ毎にＬＩＦコネクタ着脱部４１
〜４４を設けてアクチュエータ１２をスライドするよう
にした。

【００１６】ＬＩＦコネクタ着脱部４１〜４４は着脱用
押し板６１、エアーシリンダ６２及び前後動機構６３か
ら構成される。図６は着脱用押し板６１がＬＩＦコネク
タに取り付けられる状態を示す図である。図から明らか
なように、着脱用押し板６１は、先端部分が上下方向６
６に回動すると共に前後動機構６３によって前後方向６
７に移動する。着脱用押し板６１にはＬＩＦコネクタの
フック１７２に設けられた突起１７に嵌め込まれる開口
部を有する。着脱用押し板６１Ａは上方に開き、開口部
が突起１７から外れている状態を示している。従って、
着脱用押し板６１を閉じて、その開口部を各ＬＩＦコネ
クタの突起に嵌め込んだら、エアーシリンダ６２を駆動
して、ＬＩＦコネクタのスライドカム１３及び１４をス
ライドさせてアクチュエータ１２を上昇したり下降した
りすることによって、ＬＩＦコネクタのプラグ１６の着
脱を自動で行うことができる。図から明らかなように、
このような着脱機構を利用することによって、多数枚の
ピンエレクトロニクス基板に対してＬＩＦコネクタの同
時着脱を施すことができる。

【００１７】

【発明の効果】本発明のプローブ装置によれば、被測定
デバイス用インターフェイスユニットとテストヘッドと
の間の信頼性の高い接続を確保することができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ＬＩＦコネクタの詳細構成を示す部品分解斜
視図である。

【図２】 本発明に係るＬＩＦコネクタを用いたＩＣ試
験装置のテストヘッドと被測定デバイス用インターフェ
イスユニットとの概略構成を示す図である。

【図３】 被測定デバイス用インターフェイスユニット
がテストヘッドに装着された状態を図２の横方向から見
た部分図である。

【図４】 図２の被測定デバイス用インターフェイスユ
ニットを除いて示したテストヘッド部の斜視図である。

【図５】 ＬＩＦコネクタの嵌合時の動作を示す部分拡
大図である。

【図６】 着脱用押し板がＬＩＦコネクタに取り付けら
れた状態を示す図である。

【符号の説明】

１１…ジャック、１２…アクチュエータ、１３，１４…
スライドカム、１５…カバー、１６…プラグ、１７１，
１７２…フック、４１〜４４…ＬＩＦコネクタ着脱部、
６１…着脱用押し板、６２…エアーシリンダ、６３…前
後動機構、２１…テストヘッド、２２１〜２２Ｎ…ピン
エレクトロニクス基板、２６１〜２６Ｎ，２７１〜２７
Ｎ…ジャック、２５１〜２５Ｎ…プラグ、２８…ソケッ
トボード、２９…マザーボード、３１１〜３１Ｎ…ＩＣ
ソケット、３３０…被測定ＩＣ、１７…突起、１２ａ…
開口部、１５ａ…開口部、１８…接触子、１９…コンタ
クトピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G003 AA07 AG00 AG01 AG12 AH00 5E023 AA04 AA16 BB02 BB03 BB27 BB28 CC02 CC22 DD02 DD09 DD13 DD18 DD19 DD24 DD28 EE02 EE10 EE12 GG02 HH08 HH11 HH15 HH18

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピン状の接触子を複数有するプラグ手段
   と、 前記接触子が挿入し易いように先端部が広くなってお
   り、前記接触子が進入する際に所定の接触圧で接触する
   ように対向面側に突出した形状の２本のピンによって構
   成されるコンタクトピンを複数有するジャック手段と、 前記コンタクトピンの複数をそれぞれ貫通させる開口部
   を複数有し、前記コンタクトピンの先端側に移動するこ
   とによって前記コンタクトピンに接触して前記２本のピ
   ン同士の間隔を狭める方向に圧力を加え、逆に前記ジャ
   ック手段側に移動することによって前記圧力の印加を解
   除するアクチュエータ手段と、 前記ジャック手段上をスライドし、そのスライド方向に
   応じて前記アクチュエータ手段を前記コンタクトピンの
   先端側及び前記ジャック手段側に移動させるスライドカ
   ム手段とから構成されることを特徴とするＬＩＦコネク
   タ。