JP2002296295A - 接触子組立体の接触子保持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄い板材の金属弾性体を斜行配列してなる半
導体デバイス検査用接触子集合体において接触子の位置
精度を確保して維持し、組立作業を容易にする構造を提
供すること。 【解決手段】 接触子の装着が確実、容易なフイルム状
のガイド基材を使用し、１個又は複数個のガイド基材に
設けた穴に接触子の入、出力部を挿入して接触子を挟む
形に保つ。入、出力部に陥入しているカイド基材の間に
スペーサを配置して、これらガイド基材とスペーサを密
着固定する構造により接触子の位置精度を確保して維持
し、組立作業の容易化を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は回路端子（パッド）
が平面上に配列された半導体ウエハー、半導体集積回路
チップ、液晶デバイス等の回路検査や二つの電子デバイ
ス装置間の接続等に使用する電気接続用接触子及び平面
上に格子状に回路端子が配置されているＣＳＰ（Ｃｈｉ
ｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）用ソケット等に使用可
能な接触子組立体において接触子の位置精度を保持する
接触子保持構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体の電子デバイスの端子配列の微細
化の進歩に対応するために、入出力部の間に外力に対し
て弾性的に変形する弾性変形部を介在させた薄板状材料
からなる複数の接触子を、ＸＹ直交座標上に配置された
端子配列のＸ軸に対して所定の角度をなして互いに干渉
することなく配置した接触子組立体が特願平−１１−２
６９６２４で提案されいる（以下この構造の接触子組立
体を接触子組立体と称する）。

【０００３】一般的に、例えばコネクターなどにおいて
は接触子の位置精度を保持する手段としてその接続側
（通常は端子と呼ぶ側）を剛性のある基材に設けた保持
穴に挿入、圧入等により保持する方法が取られている。
この剛性のある基材は通常成形で作られるが、微細ピッ
チになると保持穴の成形は困難になる。

【０００４】上述の接触子組立体においてはシート状基
材に設けた保持穴に接触子の出力部を差し込み保持する
と共に接触子の入力接点側にもシート状基材からなるガ
イドシートに設けたガイド穴に接触子を嵌め込む構造が
提案されているが、具体的な構造を提示するに至ってい
ない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】即ち、上記に提案され
た接触子保持構造は基本的な概念を示したものであり、
これだけでは所望の具体的な接触子組立体を実現するの
は困難である。本発明はこの点に鑑みてなされたもの
で、接触子組立体の接触子の位置精度保持、組立作業の
容易化等の課題を解決せんとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の発明は、接触子組立体の接触子の入力部と変形部及び
出力部と変形部間にあって前記接触子を保持、案内する
ガイド基材がそれぞれ１または複数のアッセンブリーで
あることを特徴とするものであ。

【０００７】本発明請求項２に記載の発明は、接触子組
立体の接触子の入力部と変形部及び出力部と変形部間に
設けられた前記接触子を案内するガイド基材を薄いフレ
キシブルなフイルム状あるいはシート状にしたものであ
る。

【０００８】ガイド基材が肉厚が大きければ一枚でも機
能するが、取り付けピッチが小さくなるにつれて穴加工
や接触子嵌めこみ作業が困難になる。穴加工や接触子嵌
めこみ作業を容易にする為に薄いシート状のガイド基材
が考案されたが、薄いシートのままでは表面を正しい平
面に保てないので周囲を保持枠で支持固定する構造が考
案された。しかし保持枠を有する一枚の薄いシート状の
ガイド基材では接触子の組立途上では接触子の入力部か
出力部の一方しか保持されていない状態が存在する。こ
の時シート状のガイド基材に対して接触子の向きが不安
定で直立しないので２枚のシートを保持枠で少し離して
接触子を正確に保持する構造の２枚のガイド基材のアッ
センブリーを考案して接触子を組み立てた。この構造に
よってガイド基材の見かけ上の厚さが大きくなり組み立
てられた接触子の姿勢の安定度は増加する。シート材の
種類によっては複数枚のシートで同様にガイド基材アッ
センブリーを構成する事もできる。

【０００９】接触子組立体の各接触子の入力端と出力端
の配置精度を確保する為に、シート基材を両端に配置す
る構造が考案された。この構造では入力端と出力端に２
枚のガイド基材アッセンブリーを使用したり、また一方
の端に２枚のガイド基材アッセンブリーを別の端に１枚
のガイド基材を使用したりすることができる。

【００１０】本発明請求項３に記載の発明は、請求項１
記載のガイド基材において、接触子が挿入される概略矩
形状又は単なる切れ目の嵌めこみ穴が設けられている
が、この嵌めこみ穴の周辺に１個所又は複数箇所に切れ
目を設けたものである。これにより接触子の組立を容易
にするという効果が得られる。

【００１１】本発明請求項４に記載の発明は、接触子組
立体の接触子の入力部と変形部及び出力部と変形部間に
設けられた前記接触子を案内するガイド基材を其々積層
した複数枚の材料で構成されたことを特徴とするもので
ある。例えば熱膨張係数の異なる材料を積層して熱安定
度のより高いガイド基材を得ることが出来る。

【００１２】本発明請求項５に記載の発明は、接触子組
立体の接触子の入力部と変形部及び出力部と変形部間に
設けられた前記接触子を案内する複数のガイド基材を並
行に保持する手段を提供することを特徴とするものであ
る。これにより確実に接触子位置精度を保持することが
出来る。

【００１３】本発明請求項６に記載の発明は、請求項５
の手段としてガイド基材を支持する内部に空洞を有し、
上面及び下面に接触子が保持されるスペーサを有する構
造を特徴とするものである。スペーサはその上面と下面
に接触子を保持案内するガイド基材を機械的手段または
接着の如き化学的手段で固定し、接触子に接触圧が印加
される前後における接触子の位置精度を保持するする機
能を有する。

【００１４】本発明請求項７に記載の発明は、スペーサ
の上面と下面に接触子を保持案内するガイド基材を固定
する手段として、枠状の構造物がスペーサの上面と下面
に配置配置されたガイド基材を挟んで、これらを機械的
に一体的に固定する構造を特徴とする。これによって接
触子組立体の完成品が提供される。なお枠状の構造物は
一体として又は分割して形成されていても目的を達成出
来る。

【００１５】本発明請求項８に記載の発明は、請求項７
の接触子保持構造のスペーサか枠状の構造物の何れか
に、該接触子組立体と組み合わせて使用する電子デバイ
ス検査装置等と連結固定する手段を備えたことを特徴と
する接触子保持構造である。これによって該接触子保持
構造をもつ接触子組立体が各種装置に組み込まれて一体
的運用が可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。 （実施の形態１）最初に本発明のベースになっている特
願平−１１−２６９６２４接触子及びこれを用いた接触
子組立体について説明する。図１は本発明を具体化した
実施の形態１の被試験回路である電子デバイスの端子
（パッド）に接触して試験回路に接続する接触子組立体
の接触子の正面図、図２は接触子の平面図である。図１
において、符号１は被試験回路と試験回路を電気的に導
通する導電性材料から成る接触子、２は接触子１の一部
で被試験回路の端子と接触する入力部、３は試験回路の
端子と接触ないしは接続して電気的導通状態にある出力
部、４は入力部２と出力部３との間に介在せしめられ、
入力部２と被試験回路の端子が一定の位置関係の範囲で
配置したとき適切な接触力で接触するべく弾性変形する
弾性変形部である。５の出力部は先端部分に上記出力部
３が設けられ、また接触子１の位置及び方向を精度よく
保持する固定部である。この固定部５の両側には凹部５
ｂが切り欠き状に形成され、この凹部５ｂが固定シート
（後出の６）の穴にハメアイ嵌合により挿入され固定さ
れる。また固定部５には内部に空洞部５ａが設けられて
外部から力を加えると変形可能となっており、接触子組
立体を組み立てる時に適度の力で圧入作業することを可
能にしている。

【００１７】本実施の形態１において、弾性変形部４
は、図１に示すように入力部２と固定部５との間を接続
する１つの蛇行する梁構造体により構成される。梁構造
の弾性変形体４全体が曲げ変形することにより復元力が
発生する。Ｓは接触子１の全長寸法である。Ｒは入力部
２と出力部３との間の正面から見た距離（変位寸法）で
ありＬは本発明において接触子１の全長寸法として許容
できる限界寸法（すなわち、Ｓのとり得る最大寸法）を
示す。

【００１８】図２は実施の形態１の接触子１の平面図で
ある。図１および図２から明らかなように、この実施の
形態に係る接触子１は薄板材料から入力部２、出力部
３、および弾性変形体４を切り出した構造を有する。な
お、接触子１は、他の回路の端子と接触する入力部２お
よび出力部３を除いて、ほぼ全体に絶縁コーティングが
施され、絶縁性が保たれている。

【００１９】図３は実施の形態１の接触子１を複数個配
置することにより接触子組立体を構成したときの、接触
子１の配置状態を示す平面図である。図４は図３の正面
図である。図３および図４において、接触子１は複数個
配置されているから、当然のこととして入力部２及び出
力部３もまた複数個配置される。そして、入力部２及び
出力部３はそれぞれｘｙ直交座標上でｘ軸方向およびｙ
軸方向へ配置され、また入力部２及び出力部３は、ｘ軸
方向およびｙ軸方向ともピッチＰで配置されている。こ
のｘｙ直交座標は、被試験電子デバイスの複数の端子ま
たは試験回路網の複数の端子が格子状に配置された平面
の、前記格子の行および列方向にそれぞれ軸を設定した
ｘｙ直交座標系に対応する（すなわち同等である）。ま
た、上記ｘｙ直交座標上でのｘ方向ｙ方向のピッチＰ
は、被試験電子デバイスの複数の端子または試験回路網
の複数の端子が格子状に配置された平面の、前記格子の
ピッチに対応するよう接触子１の配置が行なわれる。

【００２０】図３においては各接触子１に個別の符号を
付け、最上段に描かれた５個の接触子をそれぞれ左から
接触子１−１、１−２、・・・１−５とする。次に第２
段目に描かれた１０個の接触子をそれぞれ左から接触子
１−６、１−７、・・・１−１５とする。また、第３段
目に描かれた９個の接触子をそれぞれ左から接触子１−
１６、１−１７、・・・１−２４とする。第４段目に描
かれた５個の接触子をそれぞれ左から接触子１−２５、
１−２６、・・・１−２９とする。第５段目に描かれた
５個の接触子をそれぞれ左から接触子１−３０、１−３
１、・・・１−３４とする。またそれぞれの接触子１−
１、１−２、・・・１−３４に対応する入力部をそれぞ
れ２−１、２−２、・・・２−３４とする。なお図３中
においては、同図が不明瞭になるのを避けるため、入力
については一部の符号のみを記載し、その他は省略して
ある。図３において、入力部２及び出力部３がｘｙ直交
座標上でｘ軸方向およびｙ軸方向へピッチＰの格子状に
配置されるように接触子１−１〜１−３４がｘ軸に対し
て角度Φだけ傾斜して配置される。隣合う接触子（例え
ば１−１と１−２）との間には僅かな隙間が形成される
のみである。このように接触子１−１〜１−３４を配置
すると、１この接触子は薄板状であるから、入力部２−
１〜２−３４が配置された格子ピッチの間に複数の接触
子が入ることができる。すなわちこの実施の形態におい
ては格子の１ピッチＰの中に６個の接触子が配置できる
のである。もちろん、接触子を構成する板材料をもっと
薄くすればより多くの接触子を格子の１ピッチＰの中に
配置できる。

【００２１】図５は実施の形態１の接触子組立体をウエ
ーハ面に形成された集積回路の試験に用いる試験装置の
概略正面図で６は固定シート、７はプリント基板、８は
連結ポスト、９は支持ポスト、１０はガイドシート、１
１はウェハである。固定シート６は絶縁性材料から成
り、傾斜した矩形と台形の合成した形状の穴があり、接
触子１の固定部部５と嵌合関係を保ち挿入され結合され
る。台形形状の部分は固定部５の挿入を容易にし、矩形
部分の穴は結合後の接触子の回転を防止する役目を果た
している。プリント基板７と固定シート６は連結ポスト
８により位置関係が保持され結合されている。尚矩形部
の傾斜はｘ軸と成す角度Φである。固定シート６とガイ
ドシート１０は支持ポスト９により連結固定されてい
る。ガイドシート１０にはｘ軸とΦの角度を有する矩形
穴があり、接触子１の入力部２が挿入されている。矩形
穴と入力部２は適当なハメアイ関係にあり接触子１の動
作を妨げる力は作用せず、接触子１の曲がり、倒れ等を
防止する案内の役目を果たし、適切な精度保持を保証す
るものである。

【００２２】１１は被試験回路網を有するウェハであ
る。図５は接触子１の入力部２とウェハの端子（図示せ
ず）が接触した状態にあり、接触子１の変形部４は下方
に圧縮変形せしめられ適切な接触力が作用している状態
にある。一般には、ウェハ１１を試験するときは、一つ
のウェハ１１が接触子１の入力部２側へ搬送され、ウェ
ハ１１の移動動作によりウェハ１１の端子と接触子１の
入力部２との間の接触が実現する。そして出力部３は固
定部５により固定シート６に固定され、その先はプリン
ト基板７に接続されている。

【００２３】以上は特願平−１１−２６９６２４の内容
の一部を要約して記載したものである。この発明は図５
で接触子組立体は接触子１固定シート６支持ポスト９ガ
イドシート１０で構成され、基本的な概念図として示さ
れているが、これだけで所望の具体的な接触子組立体を
実現するのは難しい。本発明は特願平−１１−２６９６
２４を補完するものであり、接触子組立体を実用化する
のに有効な接触子保持構造を具体的に提案するものであ
る。

【００２４】

【実施の形態２】接触子組立体においては、接触を形成
する複数の接触子の入、出力部の先端部の位置寸法確保
とその精度維持が不可欠の要素である。図６は実施の形
態２のガイド基材アッセンブリー１３の側面図である。
接触子の入、出力部はセパレータ１９を介した２個のフ
イルム状のガイド基材２１に形成された接触子取付穴１
２に嵌め込まれる。６図の如く厚さｔのガイド基材２個
はセパレータ１９が介在することにより、ガイド基材ア
ッセンブリー１３の見掛け上の厚さはＴに増加し差し込
まれた接触子の位置精度、保持、案内性能が向上する。
２枚のフイルム状ガイド基材をセパレータ１９に固定し
てガイド基材アッセンブリー１３を構成するには６図の
如くガイド基材２１とセパレータ１９を接着するとか、
ネジ止めの如き機械的手段を使用する。

【００２５】図７は接触子を挿入するガイド基材の平面
図である。接触子取付穴１２は接触子の材質、板厚など
に応じ矩形状１２−１、切れ目状１２−２の如き形状を
とる。さらに接触子取付穴１２の外周の四つ角部に切れ
目１４を設けてある。これによって接触子挿入時の挿入
抵抗が減り作業が容易になる。

【００２６】２個のフイルム状ガイド基材でガイド基材
アッセンブリーを構成するには、フイルム毎に接触子取
付穴を形成してセパレータ１９を使いガイド基材アッセ
ンブリー１３を作り接触子を取付けても良いし、２枚の
フイルムを重ねて接触子取付穴を形成し接触子を取付け
てからセパレータ１９を使いガイド基材アッセンブリー
１３を構成することもできる。

【００２７】ガイド基材を構成するフィルムにはプラス
チック材を使用するが性質の異なるプラスチックを積層
したり例えばガラス繊維紙の如き無機材料を積層したり
して複合化し、ガイド基材の物理特性を高めることがで
きる。

【００２８】

【実施例３】実施例２ではフイルム１枚で構成されるガ
イド基材やガイド基材２個を重ねたガイド基材アッセン
ブリーを形成する実施例を説明した。次に本発明の接触
子保持構造を用いて接触子組立体を実現する実施例３を
説明する。スペーサ２０は枠状の中空の平らな金属ブロ
ックで、その上面と下面にガイド基材アッセンブリー１
３が密着して一体化出来る構造になっている。スペーサ
２０の枠に囲まれた中空部分の空間内にはガイド基材ア
ッセンブリー１３に挿入され組み立てられた全ての接触
子が収容される如く構成されている。ガイド基材アッセ
ンブリー１３と密着する構造になっているスペーサ２０
の上面と下面は正確に平行に作られている。したがって
スペーサ２０を挟んだ形でその上面と下面に密着してい
るガイド基材アッセンブリー１３のガイド基材自体は正
確に全て平行に保たれるので、上面と下面のガイド基材
アッセンブリー１３内に組み立てられている接触子の
入、出力部の位置は正確に保持される。

【００２９】スペーサ２０を介してその上面と下面に密
着している二つのガイド基材アッセンブリー１３に作ら
れている接触子取付穴１２のセンターを一致させる必要
がある。このためにあらかじめスペーサ２０及びガイド
基材アッセンブリー１３には、密着作業の時に上記のセ
ンター合わせ作業が出来る様なセンター合わせマークを
あらかじめ設定しておく。

【００３０】スペーサ２０及びガイド基材アッセンブリ
ー１３を接触子組立体として完成させる為には、スペー
サ２０及びガイド基材アッセンブリー１３を密着、セン
ター合わせしたものを緊密に結合して一体化し固定しな
ければならない。この為に図８の如く接触子の入、出力
部を避けてスペーサ９にかぶさる様な構造の枠状の構造
物１５でスペーサ２０及びガイド基材アッセンブリー１
３を密着してセンター合わせしたものを挟みこみ、ボル
ト及びナット１６ですべてを固定し一体化する。以上の
手順により接触子組立体が完成するが、更にスペーサ２
０、枠状の構造物１５の一部に、該接触子組立体と組み
合わせて使用する電子デバイス検査装置等と連結固定す
る手段として、図８に示す如く取付用穴１７、取付用ネ
ジ穴１８などを設けて置くものとする。

【００３１】（実施の形態４）実施の形態４は１個のガ
イド基材アッセンブリー１３に接触子の出力部を挿入し
組み立ててからスペーサ９を配置して仮止めしする、次
いでガイド基材２１に接触子の入力部を挿入し組み立て
た後第一次のセンター合わせをして、ガイド基材アッセ
ンブリー１３とガイド基材２１をスペーサ９に仮止めす
る。次いで枠状の構造物１５でスペーサ２０及びガイド
基材アッセンブリー１３とガイド基材２１を密着してセ
ンター合わせしたものを挟みこみ、仮止めを外し再度芯
合わせしてからボルト及びナット１６ですべてを固定し
一体化し接触子組立体を完成させる。

【００３２】実施の形態３と構造的に異なるのは接触子
の出力部側にガイド基材アッセンブリー１３を入力部側
にガイド基材２１を使用したことである。入力部を後か
ら１個のガイド基材に挿入すると、挿入抵抗がガイド基
材アッセンブリーに挿入す場合より小さいので挿入作業
が容易になるメリットがある。勿論実施の形態３におい
ても出力部にガイド基材アッセンブリー１３、入力部に
ガイド基材６の構造を採ることも可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に従えば、
接触子組立体の接触子の位置精度の確保と維持、組立作
業の容易化などの問題を解決し、所望の接触子組立体を
製造する事が出来る。

【００３４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した実施の形態１の接触子の正
面図

【図２】接触子の平面図

【図３】実施の形態１の接触子１の配置を示す平面図

【図４】図３の正面図

【図５】実施の形態１の接触子組立体とその配置を示す
正面図

【図６】ガイド基材アッセンブリーの断面図

【図７】ガイド基材に設けられた取付穴図

【図８】本発明を具体化した接触子組立体の断面図

【符号の説明】

１．接触子 ２．入力部 ３．出力部 ４．弾性変形部 ５．固定部 ５ａ 空洞部 ６．固定シート ７プリント基板 ８．連結ポスト ９．支持ポスト １０．ガイドシート １１．ウエーハ １２．接触子取付穴 １２−１，２．接触子取付穴 １３．ガイド基材アッセンブリー １４．切り込み １５．枠状の構造物 １６．ボルト及びナット １７．取付用穴 １８．取付用ねじ穴 １９．セパレータ ２０．スペーサ ２１．ガイド基材

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方に電子デバイスの端子と接触する入
   力部を有し、他方において回路網の端子と接続される出
   力部を有する薄板状材料からなる複数の接触子において
   該接触子は入力部と出力部の間に外力に対して弾性的に
   変形する弾性変形部が介在し且つ弾性変形部は外力を受
   けて変形する方向に対して略直角の方向に蛇行するもの
   であり、上記複数の接触子は電子デバイスのＸＹ直交座
   標上に格子状に平面的に配置されている端子のＸ軸に対
   して所定の角度をなして配置されており且つ格子ピッチ
   間を前記所定の角度で横切って当該格子ピッチよりも長
   い寸法範囲に渉って接触子が互いに干渉することなく又
   格子ピッチ間には１または複数の接触子が横切って配置
   されている接触子組立体において、接触子の入力部と変
   形部及び出力部と変形部間にあって前記接触子を保持、
   案内するガイド基材がそれぞれ１または複数のアッセン
   ブリーであることを特徴とする接触子組立体の接触子保
   持構造。
2. 【請求項２】 接触子を保持、案内する手段であるこの
   ガイド基材は、薄いフレキシブルなフイルム状あるいは
   シート状であることを特徴とする請求項１に記載の接触
   子組立体の接触子保持構造。
3. 【請求項３】 前記接触子を案内するガイド基材に前記
   接触子を保持、案内する穴は概略矩形形状の穴あるいは
   切り目状であって、その外周に１又は複数箇所に切り目
   を有することを特徴とする請求項１に記載の接触子組立
   体の接触子保持構造。
4. 【請求項４】 接触子を保持、案内するガイド基材は其
   々積層した複数枚のガイド基材で構成されることを特徴
   とする請求項１に記載の接触子組立体の接触子保持構
   造。
5. 【請求項５】 入力部と変形部及び出力部と変形部間に
   設けられた接触子を保持、案内するガイド基材を平行に
   保持する手段を提供することを特徴とする請求項１に記
   載の接触子組立体の接触子保持構造。
6. 【請求項６】 請求項５の手段として接触子を保持、案
   内するガイド基材を支持固定する部分はスペーサで構成
   されその内部は空洞部分を形成し、またスペーサの上面
   及び下面に接触子を保持、案内するガイド基材を支持固
   定することを特徴とする請求項１に記載の接触子組立体
   の接触子保持構造。
7. 【請求項７】スペーサの上面と下面に接触子を保持、案
   内するガイド基材を固定する手段として、枠状の構造物
   をガイド基材を挟む如くスペーサの上面と下面に配置
   し、スペーサに固定する構造を特徴とする接触子保持構
   造。
8. 【請求項８】 請求項７の接触子保持構造のスペーサか
   枠状の構造物の何れかに、該接触子組立体と組み合わせ
   て使用する電子デバイス装置と連結固定する手段を備え
   たことを特徴とする請求項１に記載の接触子保持構造。