JP2008082912A - 電気的接続装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 オーバードライブ量を大きくすることなく、良好な電気的接触状態を得ることができるようにすることにある。
【解決手段】 電気的接続装置は、支持基板と、該支持基板に配置された板ばねと、該板ばねを支持基板に組み付ける組み付け装置と、下方に向けられた取り付け面を有するブロックと、複数の接触子が配置された可撓性の回路基板とを含む。ブロックは、回路基板を取り付ける取り付け面が支持基板より下方に突出されている。板ばねは、少なくともブロックを取り付けている中央領域が上方に向けて付勢された状態に初期荷重を加えられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、集積回路や表示用基板のような平板状被検査体の通電試験に用いる電気的接続装置に関する。

集積回路や表示用基板等の平板状被検査体は、プローブカードのような電気的接続装置を用いて通電試験をされる。通電試験の際、被検査体は、その電極に電気的接続装置の接触子を押圧され、その状態で通電される。

この種の電気的接続装置の１つとして、可撓性電気絶縁性のシートに複数の配線を形成したＦＰＣのような可撓性のシート状部材と、このシート状部材の各配線に接触子を半田付けした可撓性の回路基板を用いる技術がある（特許文献１）。

特開２００２−３１１０４９号公報

上記従来技術においては、各接触子は、一端部において前記配線に結合された台座部と、該台座部の他端から前記配線の長手方向へ伸びるアーム部と、該アーム部の先端から台座部と反対の側に突出する針先部とを備える。アーム部と針先部とは、針先部の先端、すなわち針先が被検査体の電極に押圧されたとき、実質的にアーム部において弾性変形する本体部として作用する。

そのような接触子を用いる回路基板は、針先部を被検査体に向けることができるように取り付け装置により配線基板のような支持基板に取り付けられて、電気的接続装置に組み立てられる。

取り付け装置は、支持基板の上面に配置された板状部材と、支持基板の中央に設けられた下向きの段部に位置するように前記段部に配置されたリング状部材と、リング状部材の下側にねじ止めされた板ばねと、少なくとも取り付け面を下側に有するブロックであって取り付け面が支持基板の下方に突出した状態に板ばねの下側にあってリング状部材にねじ止めされたブロックとを備えている。

板状部材は、該板状部材及び支持基板を上下方向に貫通してリング状部材に螺合された複数の取り付けねじにより、支持基板に取り付けられていると共に、リング状部材を支持基板に取り付けている。板ばねは、支持基板と平行に維持されている。

上記の回路基板は、接触子が配置された接触子領域においてブロックの取り付け面に接着されており、またこの接触子領域の周りの外側領域の最外周縁部において支持基板の下面にリング状のばね押え及び複数の止めねじにより取り付けられている。

上記のような電気的接続装置は、プローバのような検査装置に取り付けられた後に、所定の針圧が電極と針先とに作用するように、各接触子の針先を被検査体の電極に押圧させて、所定のオーバードライブを各接触子に作用させた状態で、適宜な接触子に通電される。これにより、通電試験が実行される。

全ての針先により形成させる仮想的な針先面が支持基板又は検査装置（被検査体）に対し傾斜していると、針先が被検査体に押圧されることにより、各接触子のアーム部及び板ばねが弾性変形する。これにより、接触子領域ひいては針先面が支持基板と平行に自動的に修正される。

しかし、従来の電気的接続装置においては、各接触子の針先が被検査体の電極に押圧されない状態において、板ばねが支持基板と平行に維持されているから、針先とオーバードライブ量とが比例する。

このため、従来の電気的接続装置では、オーバードライブ量が大きいと、接触子や電極に与えるダメージが大きくなり、逆にオーバードライブ量が小さいと、針圧が小さくなりすぎて、針先と電極との良好な電気的接触状態を得ることができないことがある。

本発明の目的は、オーバードライブ量を大きくすることなく、良好な電気的接触状態を得ることができるようにすることにある。

本発明に係る電気的接続装置は、上面及び下面を有する支持基板と、該支持基板に配置された板ばねと、該板ばねを前記支持基板に組み付ける組み付け装置と、下方に向けられた取り付け面を有するブロックであって少なくとも前記取り付け面が前記支持基板より下方に突出した状態に前記板ばねの下側に取り付けられたブロックと、複数の接触子が配置された接触子領域と該接触子領域の周りの外側領域とを有する可撓性の回路基板であって少なくとも前記接触子領域が前記ブロックの前記取り付け面に対向された状態に前記外側領域の一部において前記支持基板の下面に取り付けられた回路基板とを含む。

前記板ばねは、前記ブロックが取り付けられた中央領域を有し、また少なくとも前記中央領域が前記支持基板の上方に向けて付勢された状態に初期荷重を加えられている。

前記板ばねは、さらに、前記中央領域に一体的に続く複数のリム領域であって前記中央領域から仮想円の周方向に間隔をおいてその仮想円の半径方向へ伸びる複数のリム領域と、該リム領域の周りに一体的に続く周縁領域であって前記取り付け装置に支持された周辺領域とを有することができる。

前記組み付け装置は、少なくとも一部が前記板ばねの一部と対向するように前記支持基板に配置されたリング状部材と、前記リング状部材と共同して前記板ばねの一部を挟むように前記リング状部材に組み付けられたばね押えとを備えることができる。

前記ばね押えは、前記リング状部材と共同して前記板ばねの一部を挟むように前記リング状部材にねじ止めされた環状部と、該環状部の下端部から該環状部の中央側に伸びる内向きのフランジ部とを有することができ、前記ブロックは、前記取り付け面を有する下部ブロック部と、該下部ブロック部から上方に突出する上部ブロック部であって前記板ばねに取り付けられた上部ブロック部と、該上部ブロック部から半径方向外方へ伸びる外向きのフランジ部であって前記内向きのフランジ部の上側に位置された外向きのフランジ部とを有することができる。

前記環状部の上端から前記内向きのフランジ部の上端までの距離寸法は、前記上部ブロック部の上端から前記外向きのフランジ部の下端までの距離寸法より小さくすることができる。

前記組み付け装置は、さらに、前記上部ブロックと共同して前記板ばねの中央領域を挟むように、前記板ばねを介して前記上部ブロック部の上側に組み付けられた組み付け板を備えることができる。

前記支持基板は貫通穴を中央に有していてもよく、また前記板ばねは、これが前記貫通穴内に位置するように又は前記貫通穴と対向するように、前記支持基板に組み付けられていてもよい。

前記組み付け装置は、さらに、前記貫通穴を閉塞するように前記支持基板の上側に取り付けられた板状部材を備えていてもよく、また前記リング状部材は前記板状部材の下側に組み付けられていてもよい。

電気的接続装置は、さらに、前記回路基板の外側領域を前記支持基板の下面に取り付ける押えリングを含むことができる。

前記板ばねのばね定数は、前記接触子のばね定数の総和より小さくすることができる。

本発明によれば、板ばねの少なくとも中央領域が支持基板の上面の側に向けて付勢された状態に初期荷重を加えられているから、各接触子の針先と被検査体の電極とに作用する針圧は、針先が被検査体の電極に押圧されたときの接触子及び板ばねの弾性変形による反力のみならず、初期荷重による板ばねの弾性変形に基づく反力が加わる。このため、本発明によれば、オーバードライブ量を大きくすることなく、良好な電気的接触状態を得ることができる。

板ばねが、さらに、前記中央領域に一体的に続く複数のリム領域であって前記中央領域から仮想円の周方向に間隔をおいてその仮想円の半径方向へ伸びる複数のリム領域と、該リム領域の周りに一体的に続く周縁領域であって前記取り付け装置に支持された周辺領域とを有すると、針先が電極に押圧されたとき、板ばねがリム領域において確実に弾性変形するから、板ばねの不規則な撓みが確実に防止される。

ばね押えがリング状部材と共同して板ばねの一部を挟むようにリング状部材にねじ止めされた環状部の下端部から該環状部の中央側に伸びる内向きのフランジ部を有し、ブロックがその下部ブロック部から上方に突出する上部ブロック部であって板ばねに取り付けられた上部ブロック部から半径方向外方へ伸びる外向きのフランジ部を有し、ブロックの外向きのフランジ部がばね押えの内向きのフランジ部の上側に位置されていると、針先が電極に押圧されたときの上下方向へのブロックの変位を妨げることなく、板ばねに初期荷重を確実に作用させることができる。

ばね押えの環状部の上端から内向きのフランジ部の上端までの距離寸法がブロックの上部ブロック部の上端から外向きのフランジ部の下端までの距離寸法より小さいと、板ばねはこれに初期荷重を作用された状態に確実に維持される。

組み付け装置は、さらに、上部ブロックと共同して板ばねの中央領域を挟むように、板ばねを介して上部ブロック部の上側に組み付けられた組み付け板を備えると、ブロックは板ばねに確実に取り付けられる。

組み付け装置が、さらに、支持基板の貫通穴を閉塞するように支持基板の上側に取り付けられた板状部材を備え、リング状部材が板状部材の下側に組み付けられていると、板ばねは支持基板に安定した状態に支持される。

電気的接続装置が、さらに、回路基板の外側領域を支持基板の下面に取り付ける押えリングを含むと、回路基板は、その外側領域において支持基板に支持される。

板ばねのばね定数が全接触子のばね定数の総和より小さいと、接触子にオーバードライブが作用したとき、板ばねに作用する予圧による初期荷重と全接触子のばね定数の総和とが平衡するオーバードライブ量までは接触子のみが弾性変形し、その後は接触子も弾性変形するが、主として板ばねが弾性変形する。このため、針圧は、接触子のみが弾性変形している状態では（初期荷重までは）オーバードライブに対し速やかに増加し、その後は緩やかに増大する。その結果、オーバードライブによる針圧の変動が少なく、安定した電気的接触が得られる。

［用語について］

本発明においては、図１において、左右方向をＸ方向又は左右方向といい、前後方向を前後方向又はＹ方向といい、上下方向を上下方向又はＺ方向という。しかし、それらの方向は、被検査体を検査装置に配置する姿勢、すなわち検査装置に配置された被検査体の姿勢により異なる。

したがって、上記の方向は、実際の検査装置に応じて、Ｘ方向及びＹ方向が、水平面、水平面に対し傾斜する傾斜面、及び水平面に垂直の垂直面のいずれかの面内となるように決定してもよいし、それらの面の組み合わせとなるように決定してもよい。

電気的接続装置１０は、矩形をした集積回路（図示せず）の通電試験にプローブカードと同様に用いられる。集積回路は、複数の電極を有している。それらの電極は、図９に示す例では、左右方向（又は、前後方向）に間隔をおいて２列に配列されている。

図１〜図１２を参照するに、電気的接続装置１０は、円板状の支持基板１２と、支持基板１２の上面に取り付けられた板状部材１４と、板状部材１４の下側に配置された板状のリング状部材１６と、リング状部材１６の下側に配置された板ばね１８と、板ばね１８の下面に装着された台すなわちブロック２０と、ブロック２０の下側に配置されたフィルム状基板すなわち回路基板２２と、ブロック２０に取り付けられた複数の基準マーク部材２４と、板状部材１４をこれの厚さ方向に貫通して前記リング状部材１６に当接する複数の調整ねじ２６（図２及び図３参照）とを含む。

支持基板１２は、これの中央を厚さ方向（上下方向）に貫通する貫通穴２８を有し、テスターに接続される複数のテスターランド３０（図２参照）を上面の周縁部に有し、複数の接続ランド３２（図５及び図１２参照）を貫通穴２８と外周縁との間の領域の下面に周方向に間隔をおいて有している。貫通穴２８は、円形の平面形状を有する。

支持基板１２は、また、それぞれがテスターランド３０と接続ランド３２とを一対一の形に接続する複数の配線（導電路）を内部に有している。そのような支持板１２は、ガラス入りエポキシ樹脂やセラミック材から製造された配線基板とすることができる。

板状部材１４は、貫通穴２８より大きい円板状の形状を有しており、また板状部材１４を貫通して支持基板１２に螺合された複数のねじ部材３４により、貫通穴２８を閉塞する状態に、すなわち支持基板１２と平行に支持基板１２の上面に取り付けられている。

板状部材１４は、支持基板１２の補強板として作用するように、ステンレスのような金属材料で製作されている。このため、板状部材１４は、完全な板である必要はなく、後に説明する板ばね１８のように、平坦な中央部と、この中央部から仮想円の周方向に間隔をおいてその仮想円の半径方向へ伸びる複数の延在部と、これらの延在部の先端に連結されて仮想円の周方向へ伸びる外周部とにより板状の形状を有するものであってもよい。

図６に示すように、リング状部材１６は、ステンレスのような金属材料、特に熱膨張率の小さい金属材料で貫通穴２８の直径寸法よりやや小さい外径寸法を有する板状リングの形に形成されており、また支持基板１２の貫通穴２８内に位置されている。

リング状部材１６は、板状部材１４をこれの厚さ方向に貫通してリング状部材１６に螺合された複数の取り付けねじ３６により、支持基板１２及び板状部材１４と平行に板状部材１４の下面に取り付けられている。

図６に示すように、板ばね１８は、平坦な中央領域３８と、中央領域３８から仮想円の周方向に間隔をおいてその仮想円の半径方向へ伸びる複数の板状のリム領域３９と、リム領域３９の周りに一体的に続くリング状の周縁領域４０とを有している。

中央領域３８とリム領域３９とは、星印（＊）状の形状を有している。リム領域３９の数は、４つ、６つ、８つ等の適宜な値とすることができる。図示の例では、リム領域３９の数は４つであり、したがって中央領域３８とリム領域３９とは中央領域３８で交差する十字状の形状を有している。

板ばね１８は、熱膨張率がステンレスのそれより小さい、タングステン、モリブデン、それらの合金及びセラミック材料を含むグループから選択された材料で製作されている。

板ばね１８は、ばね押え４２と、板ばね１８及びばね押え４２を下方から貫通してリング状部材１６に螺合された複数のねじ部材４４とにより、周縁領域４０においてリング状部材１６の下面に組み付けられている。

これにより、板ばね１８は、リング状部材１６及びばね押え４２に挟まれた状態で、支持基板１２の貫通穴２８を閉塞するように、板状部材１４を介して支持基板１２に安定した状態に支持される。

図示の例では、ばね押え４２は、複数の押え片４６からなる。それらの押え片４６は、板ばね１８の周縁領域４０に押圧された状態にリング状部材１６にねじ止めされた環状部と、この環状部の下端部から環状部の中心側に伸びる矩形（又は、円形）の内向きのフランジ部とを共同して形成するように、互いに組み合わされている。

このため、各押え片４６は、他の押え片４６と共同して、上記環状部を形成する弧状部４６ａと、上記フランジ部を形成する延長部４６ｂとを有する。しかし、ばね押え４２を、上記環状部及び上記フランジ部を有するリング状の単一の部材又は2つ割の部材等で形成してもよい。

図６及び図１１に示すように、リング状部材１６とばね押え４２の環状部との内周面は、板ばね１８のリム領域３８と外周領域４０との境界に対応する箇所を、板ばね１８の外周の接線方向及び上下方向へ伸びる複数の平面領域４８とされている。

少なくとも、板状部材１４、リング状部材１６及びばね押え４２は、板ばね１８を支持基板１２に組み付ける組み付け装置として作用する。

図７に示すように、ブロック２０は、回路基板２２を取り付ける取り付け面５０と取り付け面５０の周りに続く中間面５１と中間面５１の周りに続く複数の斜面５２とにより形成された截頭多角錐形の下向き面を有する下部ブロック部５４と、上端面を板ばね１８への被取り付け面５６とする角柱状の上部ブロック部５８と、上部ブロック部５８から半径方向外方へ伸びる外向きのフランジ部５９とを備える。

図示の例では、上部ブロック５８の形状は四角柱であり、被取り付け面５６の形状は四角形である。また、取り付け面５０と中間面５１と被取り付け面５６とは平行の面であり、下部ブロック部５４の下向き面は截頭八角錐形の形状を有している。フランジ部５９は、図示の例では、ばね押え４２の延長部４６ｂにより形成される内向きのフランジ部に対向される矩形（又は、円形）の形状を有している。

ブロック２０は、板ばね１８の中央領域３８を矩形の組み付け板６０と上部ブロック部５８の上端面とによりサンドイッチ状に挟み、かつ少なくとも取り付け面５０が支持基板１２の下方へ突出した状態に、上部ブロック部５８において複数のねじ部材６２により板ばね１８の中央領域３８の下面に組み付けられている。これにより、ブロック２０は板ばね１８に取り付けられた状態に、維持される。

図１１に示すように、下部ブロック部５４の下端部は、取り付け面５０がこれの周りの中間面５１よりわずかに下方に突出している。そのような下部ブロック部５４の下端部は、取り付け面５０に開口する凹所６４と、凹所６４の周りを伸びる下向きの溝６６とが形成されている。

図８〜図１３に示すように、回路基板２２は、ポリイミドのような電気絶縁性のシート７０の内部に帯状をした複数の配線すなわち導電路７２を形成し、各導電路７２に接触子７４を装着している。このため、回路基板２２は可撓性を有する。シート７０は、３つのシート部材７０ａ，７０ｂ及び７０ｃで構成されている。

回路基板２２は、接触子７４が配置された矩形の接触子領域７６と、接触子領域７６の周りの外側領域７８とを有する。外側領域７８は、接触子領域７６の周りに一体的に続く中間領域８０と、中間領域８０の周りに間隔をおいて中間領域８０から接触子領域７６を中心とする仮想円の半径方向へ伸びる複数の延在部８２とを備える。

各導電路７２は、接触子７４が配置された接触子領域７６内から外側領域７８を上記仮想円の半径方向外方へ伸びている。各導電路７２の外側端部には、シート部材７０ｂ及び７０ｃを貫通して上方に突出する接続バンプ８４（図１２参照）図示の例では、各導電路７２は、銅、ニッケル、銅の三層構造とされている。

図１１に示すように、プレート８６は、接触子領域７６の平坦性を維持するように、接触子領域７６に対応する箇所に埋め込まれている。これにより、接触子領域７６は、プレート８６の厚さと中間面５１に対する取り付け面５０の突出量との和に相当する分だけ、中間面５１から下方に突出されている。プレート８６は、セラミック板、ステンレス板等の適宜な材料で製作される。

シート部材７０ａ及び７０ｂは導電路７２を共同して挟んでおり、シート部材７０ｂ及び７０ｃはプレート８６を共同して包み込んでいる。

上記のようなシート７０、導電路７２及びプレート８６は、フォトリソグラフィー技術、電気メッキ技術、樹脂の塗布技術、電気鋳造技術等を利用して、シート部材７０ａの一方の面に複数の導電路７２を形成し、次いでシート部材７０ｂをシート部材７０ａの導電路７２の側に形成し、プレート８６をシート部材７０ｂの接触子領域７６に対応する箇所に配置し、シート部材７０ｃをシート部材７０ｂのプレートの側に形成することにより、製作することができる。

各接触子７４は、対応する導電路７２に接合されてシート部材７０ａの下方へ突出する台座部８８と、台座部８８の下端に一体的に続く本体部９０とを含む。

台座部８８は、対応する導電路７２の接合部と同種の金属材料（例えば、銅）で形成された第１の座部８８ａと、第１の座部８８ａの下端に接合された第２の座部８８ｂとを備える。

第１の座部８８ａは、これの上端面において対応する導電路７２に接合されている。第２の座部８８ｂは、本体部９０と同じ金属材料（例えば、ニッケル）で本体部９０と一体的に製作されて第１の本体部８８ａに接合されている。

本体部９０は、第２の座部８８ｂの下端から水平に伸びるアーム部９０ａと、アーム部９０ａの先端から下方に突出する針先部９０ｂとを備える。

上記のような接触子７４は、例えば、フォトリソグラフィー技術、電気メッキ技術、電気鋳造技術等を利用して、第１の座部８８ａ、第２の座部８８ｂ、アーム部９０ａ及び針先部９０ｂを、その順番で又は逆の順番で順次形成することにより、製作することができる。

上記のように製作された接触子７４は、シート部材７０ａの一部を除去した後に、導電性接着剤により第１の座部８８ａの上端面において対応する導電路７２に接合される。これにより、各接触子７４は、本体部９０がシート７０から下方へ離間した状態に、シート７０に片持ち梁状に支持される。

しかし、シート７０、導電路７２及び接触子７４を、フォトリソグラフィー技術、電気メッキ技術、樹脂の塗布技術、電気鋳造技術等を利用して、一貫して製作してもよい。これによっても、各接触子７４はシート７０に片持ち梁状に支持される。

上記の場合、針先部９０ｂ、アーム部９０ａ、第２の座部８８ｂ、シート部材７０ａ、第１の座部８８ａ、導電路７２、シート７０ｂ及びシート部材７０ｃの順に製作することができる。プレート８６は、シート部材７０ｃを形成するに先立ってシート部材７０ｂに配置すればよい。

上記のように回路基板２２を製作すれば、導電路７２と第１の座部８８ａ、第１の座部８８ａと第２の座部８８ｂ、第２の座部８８ｂとアーム部９０ａ、及びアーム部９０ａと針先部９０ｂのそれぞれの結合強度が大きくなる。

また、第１の座部８８ａが導電路７２の接合部と同種の金属材料であり、第２の座部８８ｂが本体部９０と同じ金属材料であると、第１の座部８８ａと導電路７２との結合強度、及び第２の座部８８ｂと本体部９０との結合強度がより大きくなる。

第１及び第２の座部８８ａ及び８８ｂの接合面は、図１１に示すように、シート部材７０ａ内とされている。これにより、両座部８８ａ及び８８ｂの接合面がシート部材７０ａにより包囲されるから、台座部８８に曲げモーメントが作用しても、その曲げモーメントによる第１及び第２の座部８８ａ及び８８ｂの分離が防止される。

図１１に示すように、回路基板２２は、接触子領域７６及び中間領域８０がブロック２０の取り付け面５０に対向され、延在部８２の一部が斜面５２に対向された状態に、少なくとも接触子領域７６において、凹所６４に貯留されている接着剤９２により取り付け面５０に接着されている。

接触子領域７６及びその周囲の中間領域８０は、それぞれ、ブロック２０への接着時に取り付け面５０及びその周りの中間面５１に押圧される。これにより、凹所６４内の余分な接着剤が接触子領域７６の周囲の領域（中間領域８０の少なくとも一部の領域）に押し出されるから、回路基板２２は、接触子領域７６の周囲の領域においても、取り付け面５０の周りの領域（中間面５１の少なくとも一部）に接着される。その結果、回路基板２２は、接触子領域７６がその周りの箇所より下方に突出した状態に維持される。

上記のように接触子領域７６及びその周りの領域が取り付け面５０及びその周りの領域に接着されていると、接触子領域７６及びその周りの領域がブロック２０に安定に支持されるから、接触子７４が支持基板１２に対し安定する。

回路基板２２は、また延在部８２の先端において、接続バンプ８４が図１２に示すように接続ランド３２に押圧された状態に、シリコーンゴムのように弾性を有する板状のゴムリング９４と、ステンレスのようにある程度の剛性を有する板状の押えリング９６と、複数のねじ部材９８とにより、支持基板１２の下面に取り付けられている。

支持基板１２に対する回路基板２２の位置決めは、支持基板１２から下方に伸びて、回路基板２２の延在部８２、ゴムリング９４及び押えリング９６を貫通して下方に突出する複数の位置決めピン１００により行われる。各位置決めピン１００は、支持基板１２に安定に支持されている。

回路基板２２が上記のようにブロック２０及び支持基板１２に装着された状態において、各接触子７４は、その針先９０ｂが被検査体の対応する電極と対向するように整列されており、また導電路７２、接続バンプ８４、接続ランド３２、支持基板１２内の配線等を介して支持基板１２のテスターランド３０に電気的に接続されている。

各基準マーク部材２４は、下部ブロック５４の斜面５２から下方に突出するピン部材であり、また上部において下部ブロック５４に安定に支持されている。図示の例では、三組の基準マーク部材２４が設けられている。各組の基準マーク部材２４は、接触子領域７６及び中間領域８０を間にして対向されている。

各基準マーク部材２４の下端面は取り付け面５０と平行の面であり、また各基準マーク部材２４の下端面の高さ位置は接触子７４の高さ位置より上方に後退されている。

各基準マーク部材２４の下部は、回路基板２２の延在部８２において、隣り合う導電路７２の間を貫通して、回路基板２２の下方に突出されている。これにより、延在部８２における隣り合う導電路７２の間隔が中間領域８０のそれより広いから、基準マーク部材２４が導電路７２の形成位置に影響を及ぼさない。

図９に示すように、各基準マーク部材２４は、基準マーク１０２を下端面に有している。各基準マーク１０２は、接触子領域７６を間にして対向する基準マーク部材２４の基準マーク１０２と共同して、電気的接続装置１０における両基準マーク１０２の間に位置する針先部９０ｂの先端すなわち針先の位置を表す。

基準マーク１０２は、光学的特性が周囲と異なる。基準マーク１０２は、図示の例では丸印の中心であるが、ドット、十字状の交差部等、とすることができる。

各基準マーク１０２は、予めマーク層を基準マーク部材２４の下面に電気メッキや塗料の塗布等の適宜な手法により形成しておき、電気的接続装置１０が完成した後に、針先部９０ａの位置を測定し、その測定結果に応じてマーク層の対応する箇所をレーザ光により除去することにより、形成することができる。そのようにすれば、電気的接続装置１０の組み立て精度に依存されることなく、基準マーク１０２を正確に形成することができる。

ブロック２０、基準マーク部材２４、ばね押え４２、組み付け板６０、位置決めピン１００は、適宜な材料、好ましくは電気絶縁性の金属材料で製作される。

図１３に示すように、ばね押え４２の弧状部４６ａにより形成される環状部の上端から延長部４６ｂにより形成される内向きフランジ部の上端までの距離寸法Ｌ１は、上部ブロック部５６の上端から外向きフランジ部５９の下端までの距離寸法Ｌ２より小さい。また、ブロック２０が板ばね１８に取り付けられた状態において、フランジ部５９はばね押え４２の内向きフランジ部の上側に位置されている。

上記の結果、板ばね１８は、少なくとも中央領域３８が支持基板１２の上方に向けて付勢された状態に初期荷重を加えられて、予圧により弾性変形されている。

上記のように電気的接続装置１０に組み立てられた状態において、支持基板１２に対する接触子領域７６の平行度が調整される。

この平行度調整は、リング状部材１６への取り付けねじ３６のねじ込み量を小さくした状態で、接触子領域７６が支持基板１２と平行になるように板状部材１４への調整ねじ２６のねじ込み量を調整し、その後、調整ねじ２６がリング状部材１６の上面に当接した状態に、取り付けねじ３６をリング状部材１６にねじ込むことにより、行うことができる。このため、支持基板１２に対する接触子領域７６の平行度を容易に調整することができる。

接触子領域７６は、これが取り付け面５０に接着されているから、上記の平行度調整時に、支持基板１２に対しブロック２０と共に確実に変位する。

電気的接続装置１０は、接触子領域７６が被検査体の配置領域の上方となり、かつ各接触子７４の針先部９０ｂが被検査体の電極と対向する状態に、検査装置に組み付けられ、支持基板１２のテスターランド３０を通電試験用の電気回路に接続される。これにより、各接触子７４は通電試験用の電気回路に電気的に接続される。

電気的接続装置１０は、これが検査装置に装着された状態において、検査装置に対する接触子７４の針先の位置決めのために基準マーク１０２を測定される。

この測定の際、基準マーク１０２が接触子７４以外の基準マーク部材２４の下端面に形成されているから、異物が針先部９０ｂに残存するか否かにかかわらず、及び基準マーク１０２の近傍の光学的特性の影響を受けることなく、針先位置を高精度にかつ確実に測定することができる。

基準マーク１０２は、下端面が接触子領域７６を間にして離間した少なくとも一組の基準マーク部材２４の基準マーク１０２を測定すればよい。これにより、検査装置の座標における接触子７４の二次元位置を正確に測定することができる。

しかし、下端面が接触子領域７６を間にして離間した三組の基準マーク部材２４の基準マーク１０２を測定すれば、検査装置の座標における接触子７４の二次元位置をより正確に測定することができる。

通電試験時、電気的接続装置１０と被検査体とが相寄る方向に相対的に移動される。これにより、各接触子７４がその針先９０ｂを被検査体の対応する電極に押圧されて、オーバードライブが接触子７４に作用する。

各接触子７４の針先９０ｂが被検査体の電極に押圧されると、オーバードライブにより、片持ち梁状の接触子７４がアーム部９０ａにおいてわずかに弧状に弾性変形すると共に、板ばね１８が弾性変形する。

このとき、板ばね１８の少なくとも中央領域３８が支持基板１２の上面の側に向けて付勢された状態に初期荷重を加えられて、予圧により弾性変形されているから、各接触子７４の針先と被検査体の電極とに作用する針圧は、針先が被検査体の電極に押圧されたときの接触子７４及び板ばね１８の弾性変形による反力のみならず、初期荷重による板ばね１８の弾性変形に基づく反力が加わる。このため、オーバードライブ量を大きくすることなく、良好な電気的接触状態を得ることができる。

また、板ばね１８がその中央領域３８と周辺領域４０とをリム領域３９により一体的に接続しているから、接触子７４の針先が被検査体の電極に押圧されたとき、板ばね１８がリム領域３９において確実に弾性変形する。その結果、板ばね１８の不規則な撓みが確実に防止される。

さらに、ブロック２０の外向きのフランジ部５９がばね押え４２の内向きのフランジ部４６ｂの上側に位置されているから、接触子７４の針先が被検査体の電極に押圧されたときの上下方向へのブロック２０の変位を妨げることなく、板ばね１８は、これに初期荷重が作用下状態に維持される。

電気的接続装置１０は、オーバードライブが接触子７４に作用したとき、以下のような技術的メリットを奏する。

回路基板２２の接触子領域７６、中間領域８０、及び延在部８２に一部が、それぞれ、ブロック２０の取り付け面５０、中間領域８０、及び延在部８２の一部に対向されており、しかも各基準マーク部材２４の下端面の高さ位置が接触子７４の高さ位置より上方とされているから、針先９０ｂが被検査体の電極に押圧されたとき、基準マーク部材２４が被検査体に接触しない。

接触子７４が電極に押圧されると、板ばね１８は回路基板２２の接触子７４の配置領域である中央領域の反力体として作用する。その結果、板ばね１８は、回路基板２２及びブロック２０によりわずかに弾性変形されて、接触子領域７６がオーバードライブにより上方に平行に変位することを許す。これにより、電極への接触子７４の押圧力が均一になる。

ブロック２０は回路基板２２の接触子領域７６の変形を板ばね１８に確実に伝達し、貫通穴２８は板ばね１８がリング状部材１６の側へ容易に弾性変形することを許す。これにより、板ばね１８及び回路基板２２の弾性変形が安定化し、各接触子７４は電極により接触しやすくなる。

オーバードライブが接触子７４に作用したときの板ばね１８の不規則な撓みは、ブロック２０が板ばね１８の星印状又は十字状の交差部に取り付けられていること、リング状部材１６及びばね押え４２の内周面が板ばね１８の外周面の接線方向及び上下方向に伸びる平面領域４８及び４８を板ばね１８の中央領域３８と周縁領域４０との境界部に対応する各箇所に有していること等により、確実に防止されて、電極への接触子７４の押圧力がより均一になる。

両座部８８ａ，８８ｂの結合部がシート７０内に位置しているから、すなわちその結合部がシート７０の厚さ寸法内に位置しているから、台座部８８に作用する曲げモーメントの一部がシート７０に受けられて、結合部がシート７０により保護される。その結果、導電路７２と台座部８８との結合力が大きいにもかかわらず、オーバードライブによるシート７０からの接触子７４の分離が防止される。

台座部８８は、本体部９０、特に接触子７４の先端をシート７０から大きく離間させている。このため、オーバードライブにより、本体部９０がシート７０に接触し難いし、シート７０が被検査体に接触し難く、それらの結果接触子７４が被検査体の電極に確実に接触する。

熱膨張率がステンレスのそれより小さい材料製の板ばね１８を用いると、被検査体の加熱又は冷却にともなう板ばね１８の熱伸縮、ひいては針先位置の変位が小さい。その結果、針先の損傷や、被検査体の電極に対する針先の接触不良が防止される。

板ばね１８のばね定数は、全ての接触子７４のばね定数の総和より小さくすることができる。これにより、図１４に1つの接触子当たりの針圧の変化を示すように、接触子７４にオーバードライブが作用したとき、板ばね１８に作用する予圧による初期荷重と全接触子７４のばね定数の総和とが平衡するオーバードライブ量（ほぼ１０μｍ）までは接触子７４のみが弾性変形し、その後は接触子７４も弾性変形するが、主として板ばね１８が弾性変形する。

上記の結果、接触子の針先と被検査体の電極との間に作用する針圧は、接触子７４のみが弾性変形している状態では（初期荷重までは）オーバードライブに対し速やかに増加し、その後は緩やかに増大する。それにより、オーバードライブによる針圧の変動が少なく、安定した電気的接触が得られる。

図１４に示す針圧の変化において、板ばね１８は０．１ｍｍの厚さと約３．８Ｎ／ｍｍのばね定数とを有するモリブデン板であり、１５５０の接触子７４を用い、接触子７４のばね定数の総和は約３８０Ｎ／ｍｍとし、３．８Ｎ／ｍｍの初期加重（予圧）を板ばね１８に付与し、その状態においてオーバードライブＯＤを各接触子７４に作用させた。

支持基板１２の機械的強度が大きい場合は、板状部材１４を設けなくてもよい。また、板ばね１８を、これが貫通穴２８と対向するように、支持基板１２に組み付けてもよい。さらに、板ばね１８を貫通穴２８内に設ける代わりに、リング状部材１６を支持基板１２の下面に取り付けて、板状部材１４、貫通孔２８を省略してもよい。

本発明は、上記実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない限り、種々に変更することができる。

本発明に係る電気的接続装置の一実施例を示す分解斜視図である。 図１に示す電気的接続装置の平面図である。 図２における３−３線に沿って得た断面図である。 図１に示す電気的接続装置の底面図である。 図１に示す電気的接続装置において回路基板及び押え板を除去した状態の底面図である。 リング状部材、板ばね及びばね押えの一実施例を示す分解斜視図である。 ブロックの一実施例を示す斜視図である。 回路基板をブロックに取り付けた状態を示す斜視図である。 回路基板の接触子領域及びその周囲を拡大して示す底面図である。 回路基板の一実施例を示す平面図である。 図９における１１−１１線に沿って得た断面図である。 支持基板への回路基板の取り付け状態を示す拡大断面図である。 ブロックの尾フランジ部とばね押えのフランジ部との結合関係を示す拡大断面図である。 接触子にオーバードライブを作用させたときの各接触当たりの針圧の変化を示す図である。

符号の説明

１０ 電気的接続装置
１２ 支持基板
１４ 板状部材
１６ リング状部材
１８ 板ばね
２０ ブロック
２２ 回路基板
２４ 基準マーク部材
２６ 調整ねじ
２８ 貫通穴
３０ テスターランド
３２ 接続ランド
３４ ねじ部材
３６ 取り付けねじ
３８ 板ばねの中央領域
３９ 板ばねのリム領域
４０ 板ばねの周縁領域
４２ ばね押え
４４ ねじ部材
４６ 押え片
４６ａ 環状部を形成する弧状部
４６ｂ 内向きのフランジ部を形成する延長部
４８ 平面領域
５０ ブロックの取り付け面
５１ ブロックの中間面
５２ ブロックの斜面
５４ 下部ブロック部
５６ ブロックの被取り付け面
５８ 上部ブロック部
５９ 外向きのフランジ部
６０ 組み付け板
６２ ねじ部材
６４ ブロックの凹所
６６ ブロックの溝
７０ シート
７０ａ，７０ｂ，７０ｃ シート部材
７２ 導電路
７４ 接触子
７６ 回路基板の接触子領域
７８ 回路基板の外側領域
８０ 回路基板の中間領域
８２ 回路基板の延在部
８４ 接続バンプ
８６ プレート
８８ 接触子の台座部
８８ａ，８８ｂ 第１及び第２の座部
９０ 接触子の本体部
９０ａ アーム部
９０ｂ 針先部
９２ 接着剤
９４ ゴムリング
９６ 押えリング
１００ 位置決めピン
１０２ 基準マーク

Claims (10)

1. 上面及び下面を有する支持基板と、
   該支持基板に配置された板ばねと、
   該板ばねを前記支持基板に組み付ける組み付け装置と、
   下方に向けられた取り付け面を有するブロックであって少なくとも前記取り付け面が前記支持基板より下方に突出した状態に前記板ばねの下側に取り付けられたブロックと、
   複数の接触子が配置された接触子領域と該接触子領域の周りの外側領域とを有する可撓性の回路基板であって少なくとも前記接触子領域が前記ブロックの前記取り付け面に対向された状態に前記外側領域の一部において前記支持基板の下面に取り付けられた回路基板とを含み、
   前記板ばねは、前記ブロックが取り付けられた中央領域を有し、また少なくとも前記中央領域が前記支持基板の上方に向けて付勢された状態に初期荷重を加えられている、電気的接続装置。
2. 前記板ばねは、さらに、前記中央領域に一体的に続く複数のリム領域であって前記中央領域から仮想円の周方向に間隔をおいてその仮想円の半径方向へ伸びる複数のリム領域と、該リム領域の周りに一体的に続く周縁領域であって前記取り付け装置に支持された周辺領域とを有する、請求項１に記載の電気的接続装置。
3. 前記組み付け装置は、少なくとも一部が前記板ばねの一部と対向するように前記支持基板に配置されたリング状部材と、前記リング状部材と共同して前記板ばねの一部を挟むように前記リング状部材に組み付けられたばね押えとを備える、請求項２に記載の電気的接続装置。
4. 前記ばね押えは、前記リング状部材と共同して前記板ばねの一部を挟むように前記リング状部材にねじ止めされた環状部と、該環状部の下端部から該環状部の中央側に伸びる内向きのフランジ部とを有し、
   前記ブロックは、前記取り付け面を有する下部ブロック部と、該下部ブロック部から上方に突出する上部ブロック部であって前記板ばねに取り付けられた上部ブロック部と、該上部ブロック部から半径方向外方へ伸びる外向きのフランジ部であって前記内向きのフランジ部の上側に位置された外向きのフランジ部とを有する、請求項３に記載の電気的接続装置。
5. 前記環状部の上端から前記内向きのフランジ部の上端までの距離寸法は、前記上部ブロック部の上端から前記外向きのフランジ部の下端までの距離寸法より小さい、請求項４に記載の電気的接続装置。
6. 前記組み付け装置は、さらに、前記上部ブロックと共同して前記板ばねの中央領域を挟むように、前記板ばねを介して前記上部ブロック部の上側に組み付けられた組み付け板を備える、請求項４に記載の電気的接続装置。
7. 前記支持基板は貫通穴を中央に有し、
   前記板ばねは、これが前記貫通穴内に位置するように又は前記貫通穴と対向するように、前記支持基板に組み付けられている、請求項３に記載の電気的接続装置。
8. 前記組み付け装置は、さらに、前記貫通穴を閉塞するように前記支持基板の上側に取り付けられた板状部材を備え、前記リング状部材は前記板状部材の下側に組み付けられている、請求項７に記載の電気的接続装置。
9. さらに、前記回路基板の外側領域を前記支持基板の下面に取り付ける押えリングを含む、請求項１に記載の電気的接続装置。
10. 前記板ばねのばね定数は、前記接触子のばね定数の総和より小さい、請求項１に記載の電気的接続装置。

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