JP2009115798A - Ｈピンブロック - Google Patents

Abstract

【課題】プリント基板アセンブリーまたは半導体素子とテスト装置との電気的接触の信頼性を低コストで顕著に向上させたＨピンブロックを提供する。
【解決手段】本発明のＨピンブロック１００は、上面と下面とを貫通する上部貫通孔１１７が形成され、上部貫通孔の下部には、上部空間部１１５が形成された上部ブロック１１０と、上部ブロックの下部に位置し、上部貫通孔に対応して上面と下面とを貫通する下部貫通孔１２７が形成され、下部貫通孔の上部には、下部空間部１２５が形成された下部ブロック１２０と、上部貫通孔に上部が引き込まれて、上部ブロックの上面に上端部が突出し、下部貫通孔に下部が引き込まれて、下部ブロックの下面に下端部が突出し、中央には屈曲部が形成されて軸方向に弾性力を有するＨピン１３０とを含み、Ｈピンが軸方向に圧縮される場合、Ｈピンの屈曲部は上部空間部及び下部空間部の内部で弾性変形する。
【選択図】図３

Description

本発明は、プリント基板アセンブリーまたは半導体素子などの電気的特性を検査するために、プリント基板アセンブリーまたは半導体素子のテスト接点とテスト装置の接点とをピン接続して、電気的に連結するピンブロックに関するものであって、より具体的には、バネが内蔵された一般的なポゴピンを使わずに、中央部が屈曲状のＨピンを使うＨピンブロックに関するものである。

一般的に、プリント基板（ＰＣＢ；Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）アセンブリー（Ａｓｓｅｍｂｌｙ）とは、電気絶縁性基板に銅のような伝導性材料で回路ラインパターン（ｌｉｎｅ ｐａｔｔｅｒｎ）を形成させたプリント基板とマイクロ電子部品とが搭載された部品を言う。ここで、携帯電話、ＰＤＡ、カムコーダ、デジタルカメラのように小型及び軽量化された電子製品に装着されて組み立てられる前にプリント基板アセンブリー及び搭載された部品の電気的特性検査をするが、これは不良品を未然に防止するためである。

また、半導体素子などは、ウェーハレベルまたはパッケージング工程が完了した状態で電気的な特性検査を行う。これは、製造された半導体素子などが特定基準に適合するように製造されたか否かを判断するためである。

最近、携帯用の電子製品の小型及び軽量化および半導体素子の高集積化が進行するにつれて、ポゴピン（ｐｏｇｏ ｐｉｎ）またはバネピン（ｓｐｒｉｎｇ ｐｉｎ）と呼ばれる探針が広く使われている。このようなポゴピンは、ブロックに前記ポゴピンを引き込むことができる多数の貫通孔を形成し、この貫通孔にポゴピンを引き込むことでブロックに固定している。

前記のように、ポゴピンが固定されたブロックの一端部をプリント基板アセンブリーまたは半導体素子の端子に接触させ、他端部をテスト装置に接触させることによって、前記ＰＣＢアセンブリーまたは半導体素子と前記テスト装置とを電気的に連結する。

一方、前記のような一般的なポゴピンは、接点との接触性を向上させるために、軸方向に弾性を有するように作られる。そのために、ポゴピンの内部にバネを挿入し、一端部が前記バネによって軸方向に弾性を保持しながら収縮するように作られたポゴピンを広く使っている。

ところが、前記のように、内部にバネが内蔵されたポゴピンは、その構造が複雑であるので、製造工程が難しく、またバネなどの付属品が必要であるので、製造コストが高いという問題点がある。
同時に、バネによって弾性を保持するための作動部が存在するので、このような作動部で不良が発生する確率が高いため、電気的接触の信頼性が低くなるという短所がある。

本発明は、前記問題点を解決するために創出されたものであって、製造工程が簡単で製造コストが低く、プリント基板アセンブリーまたは半導体素子とテスト装置との電気的接触信頼性を顕著に向上させたＨピンブロックを提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明のＨピンブロックは、上面と下面とを貫通する上部貫通孔が形成され、前記上部貫通孔の下部には、上部空間部が形成された上部ブロックと、前記上部ブロックの下部に位置し、前記上部貫通孔に対応して上面と下面とを貫通する下部貫通孔が形成され、前記下部貫通孔の上部には、下部空間部が形成された下部ブロックと、前記上部貫通孔に上部が引き込まれて、前記上部ブロックの上面に上端部が突出し、前記下部貫通孔に下部が引き込まれて、前記下部ブロックの下面に下端部が突出し、中央には、屈曲部が形成されて軸方向に弾性力を有するＨピンと、を含み、前記Ｈピンが軸方向に圧縮される場合、前記Ｈピンの屈曲部は、前記上部空間部及び前記下部空間部の内部で弾性変形する。
また、前記上部ブロックは、上面に検査用のプリント基板アセンブリーまたは半導体素子を設置する溝が形成されていることが望ましい。
同時に、前記Ｈピンは、前記検査用のプリント基板アセンブリーまたは半導体素子と接触する上端部が尖った形であり得る。
そして、前記Ｈピンは、前記検査用のプリント基板アセンブリーまたは半導体素子と接触する上端部が全体的に平面状を有するか、前記上端部の一側面が斜めにカットされて他側面部分のみ平面状を有するか、あるいは、前記上端部に向かうほど径が小さくなる台形断面形状を有し得る。
一方、前記Ｈピンは、前記屈曲部を基準にして、前記上部と下部との間が互いに１７５゜ないし１８５゜の角度をなし得る。
また、前記Ｈピンの屈曲部の内側に位置して、前記Ｈピンの昇降を制限して一定の移動距離を保持させるストッパー板をさらに含み得る。
ここで、前記ストッパー板は、前記屈曲部の内側に安定的に位置するように、前記下部ブロックの上面に形成された配置部に挿設されることができる。

本発明のＨピンブロックによれば、バネが内蔵された一般的なポゴピンと比べて構造が非常に簡単で別途の付属品が不要なＨピンを使うので、作動信頼性が非常に高く、安価であるという長所がある。したがって、低コストで信頼性高い電気的テストを行える。
また、本発明のＨピンブロックは、前記プリント基板アセンブリーまたは半導体素子を正確な位置に位置させる治具の機能があり、プリント基板アセンブリーまたは半導体素子が正確な位置に配置できない場合であっても、接点の接触が正確になされるようにして検査の信頼性を顕著に向上させ得るという長所がある。

以下、添付した図面を参照しながら、本発明による望ましい実施形態を詳しく説明する。これに先立って、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は、一般的または辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者は、自分の発明を最も最善の方法で説明するために、用語の概念を適切に定義することができるという原則に基づいて、本発明の技術的思想に符合する意味と概念として解釈されなければならない。したがって、本明細書に記載の実施形態及び図面に示した構成は、本発明の最も望ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的思想をすべて代弁するものではなく、本出願時点において、これらを代替し得る多様な均等物と変形例とがあり得ることを理解しなければならない。

図１は、本発明の一実施形態によるＨピンブロックを表わした斜視図であり、図２はＨピンブロックを図１のII−II線に沿って切断した断面を結合して示す結合断面図であり、図３はＨピンブロックを図１のII−II線に沿って切断して断面を分解して示す分解断面図である。図１ないし図３を参照すれば、本発明の一実施形態によるＨピンブロック１００は、上部ブロック１１０、下部ブロック１２０及びＨピン１３０を含む。

前記上部ブロック１１０には、上部ブロック１１０の上面と下面とを貫通する上部貫通孔１１７が形成され、この上部貫通孔１１７の下部には、上部空間部１１５が形成される。
そして、前記下部ブロック１２０は、前記上部ブロック１１０の下部に位置し、前記上部貫通孔１１７に対応して下部ブロック１２０の上面と下面とを貫通する下部貫通孔１２７が形成される。
また、前記下部貫通孔１２７の上部には、前記上部空間部１１５に対応して下部空間部１２５が形成される。
一方、Ｈピン１３０は、中央に屈曲部が形成されて軸方向に弾性力を有する。この屈曲部は、”Ｃ”状に反ったものが望ましいが、これに限定されるものではない。

前記Ｈピン１３０の上部は、上部ブロック１１０に形成された上部貫通孔１１７に引き込まれて、前記上部ブロック１１０の上面に上端部が突出し、前記Ｈピン１３０の下部は、下部ブロック１２０に形成された下部貫通孔１２７に引き込まれて、前記下部ブロック１１０の下面に下端部が突出する。
すなわち、Ｈピン１３０の上部及び下部が、上部ブロック１１０及び下部ブロック１２０に形成された上部貫通孔１１７及び下部貫通孔１２７に引き込まれるので、前記Ｈピンは、軸方向（上下方向）にのみ移動可能に固定される。

そして、前記Ｈピン１３０の屈曲部は、上部空間部１１５及び下部空間部１２５に位置して、自在に変形することができる空間を提供する。したがって、Ｈピン１３０が軸方向に力を受ける場合、屈曲部が変形しながら弾性復元力を有し得る。
ここで、前記Ｈピン１３０及び上部貫通孔１１７と下部貫通孔１２７との個数及び位置は、プリント基板アセンブリーまたは半導体素子とテスト装置との接点個数及び位置によって多様な個数及び位置に形成することができることは勿論である。

図４は、図２に示したＡ部分を拡大した部分拡大図であり、図５は、図４に示したＨピンが圧縮された状態を表わした部分拡大図であって、図２のストッパー板１４０部分を省略した拡大図である。
まず、図４を参照すれば、Ｈピン１３０の屈曲部は、上部空間部１１５及び下部空間部１２５の内部に位置して、前記屈曲部が変形することができる空間を提供される。

次いで、図５を参照すれば、前記Ｈピン１３０が検査用のプリント基板アセンブリーまたは半導体及びテスト装置と接触しながら軸方向に圧縮力を受けて圧縮された形状を示す。図示したように、Ｈピン１３０の屈曲部が軸方向の圧縮力によって弾性変形するので、この屈曲部の弾性力によってＨピン１３０の両端部がプリント基板アセンブリーまたは半導体素子とテスト装置との接触を保持させ得る。

前記Ｈピン１３０は、バネが内蔵された一般的なポゴピンと比べて構造が非常に簡単で別途の付属品が不要なので、作動信頼性が非常に高く、安価であるという長所がある。
このようなＨピン１３０の弾性復元力に差し支えないように、屈曲部が自在に変形することができる空間部が形成されたＨピンブロック１００を利用することによって、Ｈピン１３０の両端部をテストしようとする製品の接点とテスト装置の接点とに正確に接触させることによって、低コストで信頼性の高い電気的テストを行うことができる。

また、Ｈピンブロック１００は、上部ブロック１１０及び下部ブロック１２０に分離させることによって、Ｈピン１３０をＨピンブロック１００に容易に引き込むことができ、同時に、上部空間部１１５及び下部空間部１２５の加工が容易であるという長所がある。

一方、前記上部ブロック１１０の上面には、検査用のプリント基板センブリーまたは半導体素子を配置する配置溝１１３が形成されていることが望ましい。前記配置溝１１３は、テストしようとするプリント基板アセンブリーまたは半導体素子によって多様な形状に形成することができることは勿論である。

このように、プリント基板アセンブリーまたは検査用の半導体素子と接する上部ブロック１１０に配置溝１１３を形成することによって、前記検査用のプリント基板アセンブリーまたは半導体素子を正確な位置に固定する治具の役割を前記上部ブロック１１０が行えるという長所がある。

また、前記Ｈピン１３０は、検査用のプリント基板アセンブリーまたは半導体素子と接触する上端部が尖った形を有する。したがって、Ｈピン１３０と検査用のプリント基板アセンブリーまたは半導体素子との接触面積が小くなるので、検査用のプリント基板アセンブリーまたは半導体の隣接した他の接点にＨピン１３０が接触する確率が低くなる。

すなわち、プリント基板アセンブリーまたは半導体素子の検査が終わった後、他のプリント基板アセンブリーまたは半導体素子に取り替えて検査する場合、プリント基板アセンブリーまたは半導体素子の位置による慣用度が高くなるので、プリント基板アセンブリーまたは半導体素子が正確な位置に配置されない場合であっても、接点の接触が正確になされて検査の信頼性を向上させ得るという長所がある。

一方、図６（ａ）〜（ｃ）は、Ｈピンの上部形態に関する他の実施形態を表わす斜視図であり、図７（ａ）〜（ｃ）は、図６（ａ）〜（ｃ）の正面図である。すなわち、前述したように、上端部が尖ったＨピン１３０の形態以外にも、図６（ａ）〜（ｃ）及び図７（ａ）〜（ｃ）を参照すれば、前記検査用のプリント基板アセンブリーまたは半導体素子と接触する上端部が平面状を有するＨピン２３０、３３０が利用可能である。

図６（ａ）のＨピン２３０は、検査用のプリント基板アセンブリーまたは半導体素子と接触する上端部２３１が全体的に平面状を有する。そして、図６（ｂ）のＨピン３３０は、図６（ａ）に比べてその接触面積が小さくなった形態であって、検査用のプリント基板アセンブリーまたは半導体素子と接触する上端部の一側面３３２が斜めにカットされて他側面３３１部分のみ平面状を有する構成である。また、図６（ｃ）のＨピン４３０は、図６（ａ）及び図６（ｂ）に比べて接触面積が小さくなった形態であって、検査用のプリント基板アセンブリーまたは半導体素子と接触する上端部４３１を有するが、上端部４３１に行くほど小径になる形態であって、その周りの側面４３２が傾いた形態を有する。これを正面から眺めた形状である図７を参照すれば、図７（ａ）の場合は、四角状を有し、図７（ｂ）及び（ｃ）の場合は、台形状を有する。

ここで、図６（ａ）〜（ｃ）及び図７（ａ）〜（ｃ）のＨピン２３０、３３０の場合、上端部を平面状に製作して、図３のＨピン１３０の場合に比べて接触面積を拡大することによって、接触性と耐久性とをいずれも向上させ得る。

一方、図８は、Ｈピン１３０の上部と下部との間がなす角度を表わす断面図である。すなわち、前記Ｈピン１３０は、前記屈曲部を基準にして、前記上部と下部との間が互いに１７５゜ないし１８５゜の角度をなすように製作可能である。前記した角度の範囲は、製品によって変更可能である。すなわち、前記Ｈピン１３０は、前述した角度の変更を介して多様な製品に適用可能となる。

一方、図２及び図３を参照すれば、前記Ｈピンブロック１００は、ストッパー板１４０を含む。前記ストッパー板１４０は、Ｈピン１３０の屈曲部の内側に位置して、前記Ｈピンの昇降を制限する。さらに詳細には、Ｈピン１３０の昇降時、前記屈曲部の内側が前記ストッパー板１４０に引っ掛かって、Ｈピン１３０の移動範囲を制限する。すなわち、前記ストッパー板１４０は、Ｈピン１３０の過度な移動と、それによるＨピン１３０の損傷及び変形問題とを解決することができ、測定の正確度が低下することを防止することができる。

このようなストッパー板１４０は、前記屈曲部の内側に安定的に位置するように、前記下部ブロック１２０の上面に形成された配置部１２８に挿入して設置可能である。これにより、前記ストッパー板１４０は、Ｈピン１３０の屈曲部の内側の正確な真ん中ではなく、前記配置部１２８の形成深さだけ若干下に位置する。前記Ｈピン１３０は、場合によって上下に裏返して使用可能であるが、このようにＨピン１３０がブロック１００内に裏返した状態で設けられた場合、Ｈピン１３０の裏返した上側部分が上部ブロック１３０の側に偏向され得る。ここで、前記下部ブロック１２０の配置部１２８にストッパー板１４０を挿入して若干下に設置することによって、Ｈピン１３０の上側移動をさらに制限し、上側偏向現象を防止することができる。このようなストッパー板１４０は、下部ブロック１２０にボルト締めなどの方法によってさらに堅固に固定可能であるということは言うまでもない。

以上、本発明が、たとえ限定された実施形態によって説明されたとしても、本発明は、これによって限定されず、当業者によって、本発明の技術思想と下記に記載の特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは言うまでもない。

本発明は、バネが内蔵された一般的なポゴピンを使わずに、中央部が屈曲状のＨピンを使うＨピンブロック関連の技術分野に利用され得る。

本発明の実施形態によるＨピンブロックを表わした斜視図である。 Ｈピンブロックを図１のII−II線に沿って切断した断面を結合して示す結合断面図である。 Ｈピンブロックを図１のII−II線に沿って切断して断面を分解して示す分解断面図である。 図２に示したＡ部分を拡大した部分拡大図である。 図４に示したＨピンが圧縮された状態を表わした部分拡大図である。 （ａ）〜（ｃ）は、Ｈピンの上部形態に関する他の実施形態を表わす斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図６（ａ）〜（ｃ）の正面図である。 Ｈピンの上部と下部との間がなす角度を表わす断面図である。

符号の説明

１００ Ｈピンブロック
１１０ 上部ブロック
１１３ 配置溝
１１５ 上部空間部
１１７ 上部貫通孔
１２０ 下部ブロック
１２５ 下部空間部
１２７ 下部貫通孔
１２８ 定着部
１３０、２３０、３３０、４３０ Ｈピン
１４０ ストッパー板

Claims (7)

1. 上面と下面とを貫通する上部貫通孔が形成され、前記上部貫通孔の下部には、上部空間部が形成された上部ブロックと、
   前記上部ブロックの下部に位置し、前記上部貫通孔に対応して上面と下面とを貫通する下部貫通孔が形成され、前記下部貫通孔の上部には、下部空間部が形成された下部ブロックと、
   前記上部貫通孔に上部が引き込まれて、前記上部ブロックの上面に上端部が突出し、前記下部貫通孔に下部が引き込まれて、前記下部ブロックの下面に下端部が突出し、中央には、屈曲部が形成されて軸方向に弾性力を有するＨピンと、を含み、
   前記Ｈピンが軸方向に圧縮される場合、前記Ｈピンの屈曲部は、前記上部空間部及び前記下部空間部の内部で弾性変形することを特徴とするＨピンブロック。
2. 前記上部ブロックは、上面に検査用のプリント基板アセンブリーまたは半導体素子を設置する溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＨピンブロック。
3. 前記Ｈピンは、前記検査用のプリント基板アセンブリーまたは半導体素子と接触する上端部が尖った形であることを特徴とする請求項２に記載のＨピンブロック。
4. 前記Ｈピンは、前記検査用のプリント基板アセンブリーまたは半導体素子と接触する上端部が全体的に平面状を有するか、前記上端部の一側面が斜めにカットされて他側面部分のみ平面状を有するか、あるいは、前記上端部に向かうほど径が小さくなる台形断面形状を有することを特徴とする請求項２に記載のＨピンブロック。
5. 前記Ｈピンは、前記屈曲部を基準にして、前記上部と下部との間が互いに１７５゜ないし１８５゜の角度をなすことを特徴とする請求項１に記載のＨピンブロック。
6. 前記Ｈピンの屈曲部の内側に位置して、前記Ｈピンの昇降を制限して一定の移動距離を保持させるストッパー板をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のＨピンブロック。
7. 前記ストッパー板は、前記屈曲部の内側に安定的に位置するように、前記下部ブロックの上面に形成された配置部に挿設されることを特徴とする請求項６に記載のＨピンブロック。

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