JP2001512620A - 多数の回転する接続体 - Google Patents

多数の回転する接続体

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ガルシア、ダグラス、ジェイ.
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エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ、インコーポレーテッド
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Abstract

(57)【要約】 非常に混み合った多数の直線上に端子を整列させた電子部品、例えばコンデンサを一列に並べた単一1206チップコンデンサ(0.120×0.60インチ)以下にパッケージされた小さいセラミックチップをテストするための回転する接続体に関する。こうしたチップは両側に直線的に整列する多数の端子を有している。接続体は、多数のローラを並列させていて各ローラは片持梁によって各々独立に支持されている。多数のローラは一列の端子と接触するように細かく間隔をあけていて、片持梁が曲げられると、それら端子と十分に接続するようにローラ各々に軸力をかけることができるように弾力性を有している。こうした多数の回転ローラ装置(接続体)が2個、それら接続体間を通過する電子部品(チップアレー)の両側から整列した端子に同時に接触するように配置される。この場合、一方の接続体中の多数のローラ各々はチップアレーの1端に沿ってある端子に接触するように配置され、対向するもう一方の接続体中の多数ローラも同時にそのチップアレーの反対側の端部に沿ってある端子に接触するように配置される。

Description

【発明の詳細な説明】 多数の回転する接続体 関連発明 この出願は1997年11月4日出願の米国仮出願第60/064,244号の利益を受けるこ とを主張する。 発明の背景 この発明は片持梁型の電気的接続体に関する。より具体的には電気部品の多数 の端子に電気的に同時接触することができるような回転ローラを多数備えた接続 体に関する。 従来の「拭う」タイプ即ち片持梁型の接続体は、端部を接続部とする金属製の 平板バネのアームとされるのが通常である。運転中、接続されるべき部品の接触 箇所は事実上、相対的に接続点が部品の接触箇所に行き着くまで移動させられて 、片持梁が僅かながら変形させている。アーム中にバネがあるので電気的接続に とって十分な押当力を供給するよう接触箇所に圧力を加える。こうした運転中、 接触箇所は端子を「拭う」のである。この拭い方式は、単純で信頼性の高いもの ではあるが、欠点もある。片持梁から供給される接触圧力は慎重に制御されなけ ればならないからである。圧力が小さ過ぎれば電気的接続が不十分となり、逆に 大き過ぎれば端子を損傷する、特に端子が錫または錫と鉛との合金ハンダでコー ティングされているときなどはそうである。電子部品に与える端子の損傷は、一 般に、僅か100〜200ミクロン厚みというハンダメッキをどの程度削り取る かをみれば判定できる。このような損傷は、接続端が摩擦するときも起こるもの で、そんなときは相対的に静止状態にある片持梁の接触端は、電子部品の端面の 長さ全体にわたって拭うことになるので、端面に比較的大きな傷をつけ、端面損 傷のおそれを増大させる。従来、多数の端子がある電子部品1個に対し複数個の 独立した片持梁が使われている。 電子部品はますます小型化されており、またいく種類もの部品が1個のパッケ ージないしチップアレー内にパッケージされるから、部品の端子と端子との間、 および部品を片持梁に接触させるのに使われる輸送機構ならびに部品の保持装置 との間には最小限の間隔がなければならない。(ここで「チップアレー」とは1 個のセラミックチップもしくはセラミックに類似の材質からなるチップ中にパッ ケージされるコンデンサアレーその他の電子アレーで、本発明によって接続され ることができるものを言う)。片持梁の接触端は保持装置や輸送機構に衝突した りそれらの上に乗り上げたりするという結果になる。保持装置の代表的なものは FR-4グラスエポキシその他の不導電体で、中度から高度の研磨面を持つ傾向があ る。片持粱の接触端は相対的に静止状態におかれるので、上記のような衝突など によって表面をざらざらにされたり研磨されたりして電子部品の端子をさらに損 傷してしまうおそれがある。 また片持梁の端部は例えば酸化や端部への汚染物の付着、あるいはこれら両者 によって汚れる。洗浄しようとして端部に触れることは、端部と測定される電子 部品、保持装置、輸送機構等があまりに近接しているため困難である。したがっ て洗浄したり片持梁の端部を交換したりするには多数の箇所を分解しなければな らない。 拭い型の接続体にとって大いに進歩したものは回転するタイプの接続体の出現 である。このタイプは拭う動作による端子の損傷をなくした。このタイプは例え ば単一コンデンサセラミックチップのような2個しか端子がない回路部品には特 に有効であったが、アレーチップの多数の端子ペアに同時に接続することが望ま れる回転式の接続体を使うのには有効でなかった。例えば4個の独立したコンデ ンサのアレーを、従来の単一(1206)チップコンデンサと同じ0.120×0.60インチ のチップに今やパッケージすることができるのである。端子間の間隔は非常に狭 いので、そのようなチップアレーの8個の端子すべてに同時.に接続する回転接 続体を使うことは不可能であった。 本発明は上記の問題点を解消する。本発明の多数の回転する接続体は1個のチ ップアレーの複数の端子に損傷することなく電気的に同時に接続することができ る。本発明は従来の技術に比し著しい進歩を示す。というのは従来の片持梁型の 接続体による「拭う」動作に起因する電子部品への損傷のおそれをなくし、従来 の接続体にとって狭すぎる端子間の間隔しかないチップアレーにも使用可能にな ったからである。特にセラミックコンデンサアレー用の部品処理機として有効で あるばかりでなく、本発明によって接続可能な形態を有する多数端子の部品であ れば何でも処理できるのである。 本発明の上記以外の利点や利益は以下の説明から明らかである。 発明の概要 本発明の1目的は小さな電子部品の接続面に接続するが、その接続面を損傷し ない接続体を提供することにある。 他の目的は、各々が回転する接続点を有する複数個の独立した回転接続体を提 供することにある。 他の目的は、各々独立した弾力性のある片持梁に取り付けられる複数個の独立 した回転接続体を提供することにある。 他の目的は、テストされている電子部品の各々の端子に接触圧力をかけるよう に個々に付勢された複数個の回転接続体を提供することにある。 他の目的は、チップアレーの1側面上の各端子が同時に接続されるように構成 した複数個の独立の回転接続体を提供することにある。 他の目的は、接続体を対向するもう1個の接続体と共に使ったときは、1個の チップアレーの全ての端子に同時に接続する多数の回転接続体を提供することで ある。 これらの目的ならびのその他の本書で示唆されている目的は、電子部品上の直 線的に整列した複数個の端子に信号接続する接続体によって達成される。好まし くは部品の端子に対応する数だけのローラであって、端子と並列に間隔をあけて 配置され、ローラが回転することができるように各ローラごとの軸を備えている ものがよい。これらの軸は、全部のローラが記憶された端子各々の上を同時に回 転するように接線上に整列されて、独立に弾力性のある片持梁で支持されている 。接続体はまた各ローラ間と電子部品をテストする人などのユーザとの通信も行 う。一般に端にあるローラから中心にあるローラへと移動するもので、移動につ れて次々と直径が大きいものなっていくようにしてあり、ローラ軸各々が接線的 列から前のローラの円周を越えてずれている。このようにして多数の軸はローラ 上での回転を妨害することがない面上に収束される。好ましくは全ローラの回転 軸は互いに平行でローラの接線列に対しても平行で、かつ、接線方向に通る想像 上の面に対しても平行にされるのがよい。好ましい実施例では、接続体は複数個 の細長い弾力性のあるアーム(片持梁)を各ローラに1個づつ備え、各アームの 片方 の先端は自由にされていてそこにローラの軸が設けられ、アームの反対側は装着 盤に固定されて片持梁を支持するようにしている。好ましい実施例では各軸間お よびそれに取り付けられるローラ間、さらに各軸とそれを取り付けている弾力性 のある片持梁、またこれら片持梁とユーザ間で通信可能にされている。 図面の簡単な説明 図1は1個のチップアレーと完全に接続している本発明の接続体の対向してい るところを示す斜視図である。 図2は図1の対向する接続体の部分拡大図である。 図3は図1の接続体の正面図で、上に描かれた接続体はローラ軸まわりを断面 で表現している。 図4は図1のチップアレーを間に挟んでいる接続体を背面から見ている部分斜 視図である。 図5は図1の接続体の各部品の斜視図である。 好ましい実施例の説明 図1において第1接続体2は、対向するもう一つの接続体である第2接続体4 の上方に描かれている。好ましくは第2接続体4は第1接続体2と対称に構成さ れる。図示上の目的のみからして、第1接続体2を「上方」接続体、第2接続体 4を「下方」接続体と呼ぶことがあるが、接続体の配置や命名はその位置方向に 制限はないのであるから随意である。 接続体の運転は、チップアレー6のような電子部品の流れが、回転している対 向接続体、具体的にはローラ間を通過して行われる。図示のチップアレー6は4 つの各側部に直線的に並んだ端子、つまり接続面を有している。複数の接続体は 図示のようにチップアレーを媒介変数テストできる位置に配置され、好ましくは 対称に構成された上方接続体2の装着盤8ならびに下方接続体4の装着盤8Aを 介して通常取り付けられることになる何らかのテスト対象物とは独立にされてい る。図示を複雑化しないためチップアレーを連続して迅速に次々とテストするた め対向する接続体間にチップアレーを通過させるチップキャリヤ(輸送機構)は 図示していない。 図2および図3において下方接続体4は上方接続体2と対称にされているから 、組み立て並びに運転に関する以下の説明において特に断らない限り、上方接続 体にっいてのみ述べる。チップアレー6はテスト中は上方接続体2の個々のロー ラに接続される4つの端子の1ラインを有している。すなわち左小ローラ18は チップアレー6の左側端子10に接続し、左大ローラ20はチップアレー6の中 央左側端子12に接続し、右大ローラ22は中央右側端子14に接続し、右小ロ ーラ24は右側端子16に接続している(ここで「大」「小」とは、ローラ直径 の大小に基づく)。ローラは好ましくはすべて金メッキされた真鍮製、もしくは それに類似の高度に導電性が高く耐久性に優れた材質で構成される。大ローラは 双方向に突出する同心円の円筒軸を有する。左円筒軸26は左大ローラ20から 突出し、右円筒軸28は右大ローラ22から突出する。ローラ各々はそれら各々 の軸上を互いに独立に回転する。すなわち左小ローラ18は軸30上を、左大ロ ーラ20は軸32上を、右大ローラ22は軸34上を、右小ローラ24は軸36 上を、それぞれ回転する。必須というわけではないが図示のように、各軸は概略 同一長さ同一直径にされ、好ましくは導電性の銅黒鉛材で構成される。(ここで 「軸」とはローラが回転するためのピン、バー、シャフト等を言う)軸の両端の 中心は左右の小ローラ18、24のそれぞれの中心軸孔ならびに左右の大ローラ 20、22の円筒軸に、それぞれ挿入されている。これらの軸は信号を通過させ て、それぞれのローラと例えばテスト対象物とを接続する。左右の小ローラ18 、24ならびに左右の大ローラ20、22の円筒軸はそれぞれの軸と常に摩擦的 に接続しているが、ローラは好ましくはそれぞれの軸に固定されるのではなく回 転する。 ローラ軸の両端の外周は「左側の」軸支持塊38または「右側の」軸支持塊4 0によって支持される。ここで「左側」「右側」というのは単に説明上の必要か らの命名にすぎない。軸支持塊38、40は大略長方形で、塊の短辺から支持棚 42が突出形成されている。軸座44が支持棚42中に収まる。左側の軸支持塊 38は左大ローラ20の軸32を支持している。右側の軸支持塊40は対称的に 左小ローラ18の軸30を支持している。軸34、36は、右側の軸支持塊40 と左側の軸支持塊38にそれぞれ支持されている。これらの軸はそれぞれの弾力 性保持バー46によってそれぞれ軸座に保持される。弾力性保持バー46は、軸 支持塊38、40から軸の反対側に伸びて軸座に当たる。弾力性保持バー46は 溝48中に嵌められる。各弾力性保持バー46は、例えばネジなどの締結具でそ れが保持する軸に対向する弾力性保持バー46の端部で軸支持塊38、40に保 持される。軸支持塊38、40は好ましくは軸と同一の材質、好ましくは軸とそ の軸を支持する軸支持塊38、40間を電通する銅黒鉛材で構成される。銅黒鉛 材はまたハンダ適合性もあって軸支持塊38、40に取り付け可能である。弾力 性保持バー46は好ましくは軸に当たって保持するのに好都合な弾力性圧力を保 持するブルーテンパーのバネ鋼で構成される。 図1および図5において、各々の軸支持塊38、40はそれぞれ片持梁52、 54に取り付けられる。軸支持塊38、40各々の2つの穴50は弾力保持バー 46用の溝48に平行に穿設けられる。片持梁52、54は好ましくはベリリウ ム・銅合金とされ、軸座44に垂直になるように軸支持塊38、40各々に取り 付けられる。片持梁52、54はハンダを穴50に付けることで弾力保持バー4 6が取り付けられる面の反対側の面の軸支持塊38、40各々に取り付けられる 。各々のローラは片持梁52、54によって支持され、片持梁52、54は軸支 持塊38、40各々に取り付けられ、さらに、軸支持塊38、40各々はローラ が回転するように軸を保持する。図示のようにローラは互いに隣接して配置され ると同時に端子に各々接するようにされている。 再び図1および図5において、左小ローラ18と右小ローラ24とは、軸支持 塊38、40各々が取り付けられる片持梁52、54の端部の反対側の端部付近 から横に突起56を突出させている。片持梁52、54の軸支持塊38、40が 取り付けられていない側の端部は、正確に位置決めされてから装着盤8に取り付 けられる絶縁体のブロックとピンとの組合せで固定される。コの字形の絶縁ブロ ック58が、絶縁ブロック58と装着盤8の双方に正確な機械加工で形成された 位置決孔中に挿入される締結ピン60によって各々の装着盤8に固定される。こ れらの絶縁体は不導電性のセラミックその他、大きさと形状を正確に維持できる 材質から構成される。左右の大ローラ20、22用の片持梁52は絶縁ブロック 58の上面から打ち込まれるピン62によって絶縁ブロック58に締結ブロック 64を介して取り付けられる。この締結ブロック64はピン62の先端上に例え ばネジなどの締結子で絶縁ブロック58に固定される。締結ブロック64もコの 字形の絶縁ブロック58同様、絶縁体である。左右の小ローラ18、24を支持 する突起56の付いた片持梁54は、絶縁ブロックと片持梁に穿設された孔に挿 入されるピン62によって下側の絶縁ブロック66と下側の締結ブロック68間 にサンドイッチにされて同時にピン止めされる。 再び図1および図5において、下側の締結ブロック68には、コの字形の絶縁 ブロック58の凹んだ箇所に嵌合する凸部が形成されている。(テスターとの間 で信号をやりとりするために)「ホッピング」のようにワイヤ72の先端にスプ リングを装着した接続子70が、上側の締結ブロック64と下側の締結ブロック 68に貫通された穴74A、74Bに挿入される。下側の締結ブロック68に到 達するワイヤ72は上側の締結ブロック64の中央に穿設された穴(図示せず) を通る。上側の締結ブロック64中の穴74Aは、上側の片持梁52上に直接接 続してスプリングを装着された接続子70を電気信号を左右の大ローラ20、2 2とやりとりするため片持梁52を押し付ける。下側の締結ブロック68の穴7 4Bは、上側の締結ブロック64中の穴74Aから横に打ち消しあって、それら が下側の片持梁54の突起56に直接伸び小ローラとテスター間で信号のやりと りができるようにされる。 もう一度図1および図5において、装着盤8は片持梁52と平行に前方へ伸び て片持梁52に対し垂直、かつ、横に伸びる拡張部78を設けたアーム76を有 する。この横に伸びる拡張部78は、ピボットピンポスト80の両側に2つの凹 部を設けている。ピボットピンポスト80の両側の2つの凹部は下側の片持梁5 4と合致して片持梁54を内包する。支柱82が片持梁52、54の各軸に対し 垂直にピボットピンポスト80中の穴にきつくはめ込まれる。支柱82は好まし くは不導電体のセラミックその他の材質からなり、締結ブロック64、68と軸 支持塊38、40間の片持梁52、54を確実に支持している。下側の片持梁5 4は上側の片持梁52から垂直方向に離されている。コの字形の絶縁ブロック5 8は上側の片持梁52が下側の片持梁54に対し約10度傾斜するようにしてい る。小ローラ18、24を支持する突起56を付けた片持梁54は下側の支柱8 2の頭部に隣接する。上側の片持梁52は支柱82の頭部と隣接する。支柱82 は片持梁を僅かに上方へ曲げるから、大小のローラはテストされる部品(チップ アレー等)に向けて傾けられる。この片持梁の傾斜は上方接続体2との関係で述 べてあるが、下方接続体4との関係においても同様である。下方接続体4は上方 接続体2と対称に構成されているから、片持梁の歪みに因る支柱82に対するス トレスは大小のローラ18、20、22、24を上方へ傾ける。こうした2方向 からの傾斜(上方接続体2に対して下方に、また下方接続体4に対して上方に) は、両者間にある部品に対向方向からほぼ等しい力で加わる。これはチップアレ ーのような部品が接続体2、4間を通過するとき部品の端子と適切なる接触をす ることを確保するとともに、各組のローラから部品が外れてしまわないことをも 確保する。 図3、図4及び図5において、櫛板84が拡張部78の底部に締結子で固定さ れる。櫛板84は拡張部78の底部から突出するピン86でロケートされる。櫛 板84はその締結端の反対側に切り込みが一つ設けられて櫛板84の前方角部に 対向して設けられる2本の角88間に大小のローラが嵌合するようにされている 。これらの角88は図4に示すように、小ローラ18、24の外側に嵌合する。 角88は小ローラ18、24の横外方向へのぶれを制止する。 図3において、ローラは片持梁52、54上にあってピボットに対して自由で 、軸上を横方向に移動可能であるから、ローラ各々は間隔をあけて電気的に絶縁 状態にされていなければならない。したがってプラスチックの薄い絶縁円盤90 が大ローラ20、22の一方または双方の内側(軸の反対側)に(例えば接着剤 で)付着される。また、絶縁リング92が大ローラ20、22の軸側に付着され る。これら絶縁円盤90と絶縁リング92は大ローラ20、22がお互いに接触 すること、あるいは同軸上にある小ローラと接触することを防止する。 接続体2、4は、セラミックチップアレー等の部品の両側に配置されるもので あるが、多数ある部品の端子は接続体2、4間を通過するとき全部同時に接触す ることができるのである。 以上の説明は単に一例についてのものに過ぎない。本発明の接続体は、例えば 2個に限られるものではなく、チップアレー等の部品が両側に不等数の端子を有 するようなときは、それなりに変形される。逆に部品の片側にしか端子を有して いないときもそれなりに変形される。また例えば部品が直交位置に端子を有して いるときは、ローラを互いに直交する位置関係に配置するのもよい。また、2個 の大ローラ間に1個または2個以上の直径が大ローラよりさらに大きいローラを 入れ子状態に重ねて、後者のローラの軸が前者のローラを越えるようにずらし、 片持梁を3レベル以上に設けることも可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM ,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM) ,AL,AM,AT,AU,AZ,BB,BG,BR, BY,CA,CH,CN,CZ,DE,DK,EE,E S,FI,GB,GE,HU,IL,IS,JP,KE ,KG,KP,KR,KZ,LK,LR,LS,LT, LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX,N O,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG ,SI,SK,TJ,TM,TR,TT,UA,UG, UZ,VN

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.(a)部品の端子を記憶するように間隔をあけて並列にされた、端子に対 応する数のローラと、 (b)ローラが回転できる複数個の軸と、 (c)全ローラが接線上に整列されて各々の記憶された端子上に同時に回転す るように配置された軸を片持ちする独立の弾力性ある片持梁と、 (d)各ローラとユーザ間の通信手段と、 を有することを特徴とする部品の直線上に整列された複数個の端子に通信的に 接続する接続体。 2.多数あるローラの端のものから中心のものに向けてローラ各々が段々に直 径を大きくしていくもので、各々のローラ軸が接線的整列面より前のローラの円 周を越えて設けられていることを特徴とする請求項1に記載の接続体。 3.全ローラの回転軸各々が互いに平行で、かつ、ローラの接線面に対しても 平行にされていることを特徴とする請求項2に記載の接続体。 4.回転軸各々が接線方向を通る想像上の面上に全てくるように配列されてい ることを特徴とする請求項3に記載の接続体。 5.(a)第1の一組のローラとそれらローラの軸とが1つの回転軸を共有し 、 (b)第2の一組のローラとそれらローラの軸とが上記第1の組とは異なる位 置にある1つの回転軸を共有する ことを特徴とする請求項1に記載の接続体。 6.回転軸が互いに平行で、かつ、ローラの接線面に対して平行にされている ことを特徴とする請求項5に記載の接続体。 7.全回転軸が接線的整列面上を通る想像上の面上にくるように配列されてい ることを特徴とする請求項6に記載の接続体。 8.第1の組のローラが第2の組のローラの円周を越えて接線面からずれてい ることを特徴とする請求項6に記載の接続体。 9.(a)先端が自由にされ、そこに軸を設けて細長い弾力性のある1個の片 持梁であって1個のローラを支持するもの複数個と、 (b)上記片持梁を支持する片持梁の上記自由な先端と反対側の端を固定する 装 着盤と、を有することを特徴とする請求項1に記載の接続体。 10.全ての軸がローラ各々から外方に突出し、各々の軸を支持するため弾力 性のある片持梁の各々の自由な先端に1個づつ取り付けられる複数個のブロック 体とを有することを特徴とする請求項9に記載の接続体。 11.(a)ブロック体で限定され、各ローラから離れた箇所にくる各軸の先 端を収める座と、 (b)上記座中の各軸を保持する手段と、 を各ブロック体が有することを特徴とする請求項10に記載の接続体。 12.(a)ローラの反対側ある軸の先端が座す各々のブロック体と、 (b)該座中の軸各々を保持する手段と、 を有することを特徴とする請求項10に記載の接続体。 13.(a)各軸とそれに取り付けられたローラ間の通信と、 (b)各軸とそれを取り付けた弾力性のある各片持梁間に通信する手段と、 (c)弾力性のある各片持梁とユーザ面を通信する手段と、 を有することを特徴とする請求項9に記載の接続体。 14.(a)各軸とそれに取り付けられたローラ間の通信と、 (b)各軸と該軸を座して保持する手段間に通信する手段と、 (c)軸を座中に保持する手段とそれを取り付けた弾力性のある各片持梁間に 通信する手段と、 (d)弾力性のある各片持梁とユーザ間を通信する手段と、 を有することを特徴とする請求項11に記載の接続体。 15.(a)各々のローラに各軸が接続される自由な端部を有する弾力性のあ る複数個の片持梁と、 (b)該片持梁の上記自由な端部と反対の側の端部を支持する装着盤と、 を片持梁が有することを特徴とする請求項2に記載の接続体。 16.(a)部品の1側に接続される第1の接続体であって、 (1)上記1側にある端子に合わせて間隔をあけ並列される上記1側上の 端子に対応する数のローラと、 (2)上記複数個のローラが回転することができる複数個の軸と、 (3)合わせられた端子各々上を同時に回転するように接線上に整列され た ローラと、および (4)各ローラとユーザ間の交信手段と、 (b)部品の他の側に接続される第2の接続体であって、 (1)上記他の側にある端子に合わせて間隔をあけ並列される上記他の側 上の端子に対応する数のローラと、 (2)上記複数個のローラが回転することができる複数個の軸と、 (3)合わせられた端子各々上を同時に回転するように接線上に整列され たローラと、および (4)各ローラとユーザ間の交信手段と、 を有することを特徴とする2端上に直線的に整列する複数個の端子を有する部品 に信号を接続する装置 17.第2の接続体が第1接続体と対称にされていることを特徴とする請求項 16に記載の接続体。 18.一番端のローラから中央部のローラにかけて各ローラが徐々に直径を大 きくし、手前のローラの外周を越えて接線方向から各ローラ軸をずらして構成さ れた各接続体を有する請求項16に記載の装置。
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