JP2008128919A - コンタクトプローブユニット及びコンタクトプローブ固定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品のリードタイムを短く、かつ安価にコンタクトプローブを実装できるコンタクトプローブユニットを提供する。
【解決手段】 複数のコンタクトプローブ１０がプリント回路基板６１に固定されるコンタクトプローブユニットにおいて、プリント回路基板６１上に貫通させた穴の周辺と内側を導体で被って形成されるスルーホール８に、コンタクトプローブ１０が圧入されて前記導体と接触することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体試験装置において、被試験対象の半導体を搭載したパフォーマンスボードとテストヘッドの間を電気的に接続するコンタクトプローブを、テストヘッドに実装する手段及び方法に関する。

一般に、半導体試験装置は、被試験対象、例えば、ＩＣ、ＬＳＩ等の試験を行う装置である。このような装置では、テストヘッドに、通常ピンエレクトロニクスボードと呼ばれる複数のプリント回路基板が配置されている。このプリント回路基板にコンタクトピンが取り付けられ、被試験対象と電気的に接続するパフォーマンスボードと呼ばれるプリント回路基板と電気的に接続している。コンタクトピンは通常、コンタクトプローブユニットにより構成される。

図３は従来の半導体試験装置におけるコンタクトプローブユニットの一例を示す構成斜視図である。

図３においてコンタクトプローブ１０は、導体で形成された可動ピン１と基部２とからなる。可動ピン１は基部２内に装着される。基部２は内部にコイルスプリングなどからなる弾性体（図示せず）が設けられ、可動ピン１を上下に（図３の矢印）摺動させるとともに摺動部分を介して可動ピン１と電気的に接続する。コンタクトプローブ１０は有寿命部品なので、交換可能とするため、基部２をソケット３に挿入して使用する。ソケット３の下部にケーブル４の一端が半田付け等により固定されてテストヘッド（図示せず）の電気回路と接続する。

また、複数のコンタクトプローブおよびソケット３をセットで使用するため、通常は絶縁体からなるブロック部品５の貫通穴に複数のソケット３を圧入固定したユニット構造としている。

上記の装置において、可動ピン１の針先を、被試験対象の半導体素子（ＤＵＴ）が搭載されたパフォーマンスボード（図示せず）に押し当て、コイルスプリング等の伸縮量に応じた荷重で接触させることにより、テストヘッドとパフォーマンスボードが電気的に接続し、試験を行うことができる。

電気信号の流れについて以下に説明する。
テストヘッド内の電気回路から出力される電気信号は、ケーブル４、ソケット３、基部２、可動ピン１、パフォーマンスボードの順序で信号が伝送される。一方、パフォーマンスボードから出力される電気信号は、可動ピン１、基部２、ソケット３、ケーブル４、そしてテストヘッド内電気回路の順序で信号が伝送される。

図４は従来の半導体試験装置におけるコンタクトプローブユニットの他の例を示す構成斜視図である。図３と同じ部分は同一の記号を付して説明を省略する。

図４では、複数のソケット３を固定する手段として半田付け７を行うことにより、ソケット３をプリント回路基板６に直接固定している。プリント回路基板６上の導電パターン９及び端子部９１を介してテストヘッドの電気回路と接続する。

コンタクトプローブユニットに関連する先行技術文献としては次のようなものがある。

特開２００５−１３６０５８号公報

しかしながら、図３の従来例については、ブロック部品５が切削加工により製造されるため、コスト高になるという問題があった。

また、図４の従来例については、ソケット３とプリント回路基板６の位置合わせが難しく、半田付けにも高度な技量が必要になるので、部品のリードタイムが長くなるという問題があった。

本発明はこのような課題を解決しようとするもので、部品のリードタイムを短く、かつ安価にコンタクトプローブを実装できるコンタクトプローブユニットを提供することを目的とする。

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
複数のコンタクトプローブがプリント回路基板に固定されるコンタクトプローブユニットにおいて、
前記プリント回路基板上を貫通する穴の周辺と内側を導体で被うように形成され、前記コンタクトプローブが圧入されて前記導体と接触する複数のスルーホール
を備えたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、
請求項１記載のコンタクトプローブユニットにおいて、
前記コンタクトプローブは前記スルーホールに半田付けされることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、
請求項１記載のコンタクトプローブユニットにおいて、
前記スルーホールに圧入されて前記導体と接触するとともに、前記コンタクトプローブが内側に挿入されるソケットを備えたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、
請求項３記載のコンタクトプローブユニットにおいて、
前記ソケットは前記スルーホールに半田付けされることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、
複数のコンタクトプローブがプリント回路基板に固定されるコンタクトプローブ固定方法において、
前記プリント回路基板上を貫通する穴の周辺と内側を導体で被うように形成される複数のスルーホールに、前記各コンタクトプローブが圧入されて前記導体と接触する
ことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、
請求項５記載のコンタクトプローブ固定方法において、
前記スルーホールに圧入されて前記導体と接触するソケットの内側に前記コンタクトプローブが挿入されることを特徴とする。

以上説明したことから明らかなように、本発明によれば、プリント回路基板上に形成されたスルーホールにコンタクトプローブを圧入することにより、通常のプリント回路基板の製造工程を利用することができるので、リードタイム及びコストを抑えたコンタクトプローブユニットを提供することができる。

以下本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明の実施の形態に係るコンタクトプローブユニットの一実施例を示す構成斜視図である。図３，図４と同じ部分は同一の記号を付して重複した説明を省略する。

図１ではプリント回路基板６１にスルーホール８が設けられており、スルーホール８にコンタクトプローブ１０がソケット３を介して直接実装される点で図４と相違する。スルーホール８は通常のプリント回路基板の製造工程により直径および真円度が管理され、ソケット３の外径に合わせた径でプリント回路基板６１上に貫通させた穴の周辺と内側を導体で被って形成される。ソケット３をスルーホール８に圧入することにより、ソケット３がプリント回路基板６１に固定され、導電物質からなるソケット３がスルーホール８の導体と接触し、両者が電気的に接続される。導電パターン９はスルーホール８の穴の周辺の導体と連結して形成され、端子部９１を介してテストヘッドの電気回路と接続される。

なお、可動ピン１と基部２から成るコンタクトプローブ１０がソケット３に挿入されている点は図４と同様である。

上記のような構成のコンタクトプローブユニットによれば、スルーホール８の製造は、プリント回路基板６１を製作する工程に組み込まれるため、段変え（製造中の製品を異なる工程に移すこと）の必要がない。また、プリント回路基板６１の製造工程においては、自動加工機により穴の加工精度の管理は普通に行なわれているので、加工の難易度が上がることもない。したがって通常の工程で自動的に加工できるため、従来の構造に比べてコストやリードタイムを抑えることが可能となる。

なお、ソケット３をスルーホール８に挿入後、半田付けして固定することにより、スルーホール８における電気的接続をさらに確実にし、機械的固定を強固にすることができる。

また、端子部９１を通常のスルーホールとして、裏面にテストヘッドの電気回路からのケーブル等を接続してもよい。

図２は本発明の実施の形態に係るコンタクトプローブユニットの他の実施例を示す構成斜視図である。図１の構造とはソケット３を省略し、プリント回路基板６２上のスルーホール８１に、直接コンタクトプローブ１０を、基部２を介して圧入する点が相違する。すなわち、コンタクトプローブ１０の基部２をスルーホール８１に圧入することにより、基部２がプリント回路基板６２に固定され、導電物質からなる基部２がスルーホール８１の導体と接触し、両者が電気的に接続される。

このような構成のコンタクトプローブユニットによれば、図１の場合と同様な特徴の外、スルーホール８１にソケットの機能を兼ねさせることにより、ソケット３を省略する分だけ、さらなるコストダウンを図ることができる。

なお、図１の場合と同様、基部２をスルーホール８１に挿入後、半田付けして固定することにより、スルーホール８１における電気的接続をさらに確実にし、機械的固定を強固にすることができる。
また、上記の各実施例ではテストヘッドとパフォーマンスボードの間をコンタクトプローブユニットで電気的に接続する場合を示したが、パフォーマンスボードとプローブカードの間の接続にコンタクトプローブユニットを用いてもよい。この場合は、図１や図２のコンタクトプローブ１０を基部２において上下対称に固定して可動ピンが上下に出るようにし、基部を直接スルーホールに圧入するか、またはスルーホールに圧入したソケットに挿入して用いる。必要に応じて、スルーホールと基部またはソケットの間に半田付けを行う。一方の可動ピンをパフォーマンスボード上の電極に接触させ、他方の可動ピンをプローブカード上の電極に接触させることにより、パフォーマンスボードとプローブカードの間が接続される。
また、図１及び図２の実施例において、プリント回路基板（６１，６２）としてパフォーマンスボードを利用し、パフォーマンスボード上に直接コンタクトプローブユニットを形成することにより、プローブカードと接続するようにしてもよい。この場合は、部品点数の減少により、パフォーマンスボードとプローブカードとの接続の際の位置決め精度が向上する。

本発明の実施の形態に係るコンタクトプローブユニットの一実施例を示す構成斜視図である。 本発明の実施の形態に係るコンタクトプローブユニットの他の実施例を示す構成斜視図である。 従来の半導体試験装置におけるコンタクトプローブユニットの一例を示す構成斜視図である。 従来の半導体試験装置におけるコンタクトプローブユニットの他の例を示す構成斜視図である。

符号の説明

１ 可動ピン
２ 基部
３ ソケット
８，８１ スルーホール
１０ コンタクトプローブ
６１，６２ プリント回路基板

Claims (6)

1. 複数のコンタクトプローブがプリント回路基板に固定されるコンタクトプローブユニットにおいて、
   前記プリント回路基板上を貫通する穴の周辺と内側を導体で被うように形成され、前記コンタクトプローブが圧入されて前記導体と接触する複数のスルーホール
   を備えたことを特徴とするコンタクトプローブユニット。
2. 前記コンタクトプローブは前記スルーホールに半田付けされることを特徴とする請求項１記載のコンタクトプローブユニット。
3. 前記スルーホールに圧入されて前記導体と接触するとともに、前記コンタクトプローブが内側に挿入されるソケットを備えたことを特徴とする請求項１記載のコンタクトプローブユニット。
4. 前記ソケットは前記スルーホールに半田付けされることを特徴とする請求項３記載のコンタクトプローブユニット。
5. 複数のコンタクトプローブがプリント回路基板に固定されるコンタクトプローブ固定方法において、
   前記プリント回路基板上を貫通する穴の周辺と内側を導体で被うように形成される複数のスルーホールに、前記各コンタクトプローブが圧入されて前記導体と接触する
   ことを特徴とするコンタクトプローブ固定方法。
6. 前記スルーホールに圧入されて前記導体と接触するソケットの内側に前記コンタクトプローブが挿入されることを特徴とする請求項５記載のコンタクトプローブ固定方法。

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