JP2015152577A - 接続用コネクタ及び接続用コネクタの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】短時間に低コストで製造することが可能なスプリング機能を有する接続用コネクタを提供する。
【解決手段】電気回路又は電子部品の端子と接触する接続用コネクタにおいて、前記接続用コネクタは、一方の端より他方の端に向かって、前記電極端子と接触する接触端子となる領域、蛇行形状に形成されたバネ部となる領域、接続部となる領域、前記バネ部を囲むための筐体部となる領域とが順に接続されている形状の一枚の金属板を折り曲げることにより形成されるものであって、前記接触端子となる領域により形成される接触端子と、前記蛇行形状に形成された前記バネ部となる領域を折り曲げることにより形成されるバネ部と、前記バネ部を囲むように折り曲げて形成される筐体部と、前記バネ部と前記筐体部との間において折り曲げられている接続部と、前記筐体部の一部を折り曲げることにより形成される固定端子と、を有することを特徴とする接続用コネクタを提供することにより上記課題を解決する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、接続用コネクタ及び接続用コネクタの製造方法に関する。

半導体集積回路等を製造する際には、ウェハに形成されている半導体集積回路等の電気的な特性を測定するための測定機器が用いられる。このような測定機器は、ウェハ等に形成されている電極バッドまたは電極端子に直接接触させる接続用コネクタを有しており、この接続用コネクタをウェハ等に形成されている電極バッドまたは電極端子とを電気的に接続して、電気的な測定が行われる。

このような接続用コネクタとしては、スプリングコネクタがある。スプリングコネクタは、筒状の筒体内にコイルバネを内蔵しており、コイルバネの一方の端部は、ウェハ等に形成されている電極パッドまたは電極端子と接触する接触端子が形成されており、他方の端部は、計測機器と電気的に接続されている。スプリングコネクタでは、筒体内にコイルバネを設けることにより、接続用コネクタにおいて接触端子が伸縮可能となるため、ウェハに形成されている電極パッドまたは電極端子との電気的な接触を確実に行うことができる。

特開２００７−２４６６４号公報 特開２００７−７１６９９号公報 特開２００６−１７９４０６号公報

ところで、上述したスプリングコネクタは、一般に、筒状の筐体、コイルバネ、接触端子を有しており、これらを別個の部品として各々作製した後、組み立てることにより製造される。このため製造工程も複雑なものとなり、製造時間も要し、製造コストも高くなってしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、短時間に低コストで製造することが可能なスプリング機能を有する接続用コネクタを提供することを目的とするものである。

本実施の形態の一観点によれば、電気回路又は電子部品の端子と接触する接続用コネクタにおいて、前記接続用コネクタは、一方の端より他方の端に向かって、前記電極端子と接触する接触端子となる領域、蛇行形状に形成されたバネ部となる領域、接続部となる領域、前記バネ部を囲むための筐体部となる領域とが順に接続されている形状の一枚の金属板を折り曲げることにより形成されるものであって、前記接触端子となる領域により形成される接触端子と、前記蛇行形状に形成された前記バネ部となる領域を折り曲げることにより形成されるバネ部と、前記バネ部を囲むように折り曲げて形成される筐体部と、前記バネ部と前記筐体部との間において折り曲げられている接続部と、前記筐体部の一部を折り曲げることにより形成される固定端子と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、一枚の金属板を加工することにより製造することができるため、複雑な製造工程等を必要とせず、接続用コネクタを短時間に低コストで製造することができる。

第１の実施の形態における接続用コネクタの構造図 第１の実施の形態における接続用コネクタの斜視図 第１の実施の形態における接続用コネクタの断面図 第１の実施の形態における接続用コネクタを使用する場合の説明図 第１の実施の形態における接続用コネクタの製造方法の工程図（１） 第１の実施の形態における接続用コネクタの製造方法の工程図（２） 第１の実施の形態における接続用コネクタの製造方法の工程図（３） 第１の実施の形態における接続用コネクタの製造方法の工程図（４） 第１の実施の形態における接続用コネクタの製造方法の工程図（５） 第１の実施の形態における接続用コネクタの製造方法の工程図（６） 第２の実施の形態における接続用コネクタの構造図 第２の実施の形態における接続用コネクタの説明図

本発明を実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。

〔第１の実施の形態〕
（接続用コネクタの構造）
第１の実施の形態における接続用コネクタについて説明する。本実施の形態における接続用コネクタは、所定の形状に打ち抜かれた一枚の金属板を折り曲げることにより形成することができる。本実施の形態におけるコネクタは、一方の端部には、ウェハやプリント基板等に形成されている電極パッドまたは電極端子と接触する接触端子が形成されている。また、他方の端部には、プリント基板等における電極パッドまたは電極端子と半田によって接続される固定端子が形成されている。本実施の形態における接続用コネクタは、ウェハやプリント基板等に形成されている電気回路や電子部品の電気的測定を行うため等に用いられるものである。尚、本実施の形態においては、電極パッド及び電極端子を単に電極端子と記載する場合がある。

本実施の形態における接続用コネクタについて、図１〜図３に基づき説明する。尚、図１（ａ）は本実施の形態におけるコネクタの上面図であり、図１（ｂ）は正面図であり、図１（ｃ）は底面図であり、図１（ｄ）は左側面図であり、図１（ｅ）は右側面図である。図２（ａ）は本実施の形態におけるコネクタを正面側からみた斜視図であり、図２（ｂ）は背面側からみた斜視図である。図３（ａ）は、図１（ａ）における一点鎖線１Ａ−１Ｂにおいて切断した断面図であり、図３（ｂ）は、図１（ａ）における一点鎖線１Ｃ−１Ｄにおいて切断した断面図であり、図３（ｃ）は、図１（ａ）における一点鎖線１Ｃ−１Ｄにおいて切断した斜視図である。

本実施の形態における接続用コネクタは、四角い筒状の筐体部１０と、筐体部１０の内部に形成されたバネ部２０と、一方の端部に設けられた接触端子３０と、他方の端部に設けられた固定端子４０とを有している。尚、一方の端部に設けられた接触端子３０は、バネ部２０の一方の端と接続されており、他方の端部に設けられた固定端子４０は、筐体部１０と接続されている。筐体部１０は金属板を折り曲げることにより四角い筒状に形成されており、筐体部１０とバネ部２０の他方の端とは、細長く形成された接続部５０により接続されている。

本実施の形態における接続用コネクタを形成する金属板は、高い導電性と弾性を有する金属材料により形成されており、具体的には、銅またはリン青銅等の銅を含む材料により形成されている。また、形成される金属板の厚さは、折り曲げる工程等を考慮し、３０μｍから３００μｍが好ましく、本実施の形態においては、厚さが１５０μｍとなるように形成されている。

本実施の形態における接続用コネクタは、図４に示されるように、固定端子４０はプリント基板１００に形成された電極端子となる電極パッド１１０と半田付けにより接続されている。具体的には、プリント基板１００における電極パッド１１０に、複数の本実施の形態における接続用コネクタを一次元、又は、二次元に配列して接続することにより、プリント基板１００に接続用コネクタを搭載することができる。これにより、ウェハ等に形成されている半導体回路の電気的な特性を測定するためのコネクタボード等となる。尚、図４（ａ）は、本実施の形態における接続用コネクタをプリント基板１００に搭載した状態における正面図であり、図４（ｂ）は底面図であり、図４（ｃ）は左側面図であり、図４（ｄ）は右側面図である。

ところで、固定端子４０をプリント基板１００における電極パッド１１０に半田付けした場合、半田が固定端子４０より筐体部１０の一部に濡れ広がる場合がある。この場合、半田が固定端子４０よりバネ部２０にまで濡れ広がり、濡れ広がった半田がバネ部２０において固まると、固まった半田によりバネ部２０における動きが制限されるため、バネ部２０における弾性が弱まり、スプリング機能が失われてしまう場合がある。このようにスプリング機能が失われてしまうと、接続用コネクタとしての機能が失われる場合があり、接続用コネクタとして用いることができなくなるため、好ましくない。

本実施の形態における接続用コネクタでは、固定端子４０よりバネ部２０に至るまでの間には、筐体部１０及び接続部５０が存在しており、固定端子４０からバネ部２０までの距離が長い。従って、固定端子４０を半田付けした際に、固定端子４０を接続する際に用いた半田が、筐体部１０及び接続部５０を介しバネ部２０まで濡れ広がることはない。よって、本実施の形態における接続用コネクタは、固定端子４０を半田付けしても、バネ部２０における弾性、即ち、スプリング機能は失われることはなく、接続用コネクタとしての機能は維持される。

また、本実施の形態における接続用コネクタでは、接触端子３０が形成される側の筐体部１０の一部を折り曲げることにより、吸着部１２が形成されている。吸着部１２は、本実施の形態における接続用コネクタをプリント基板１００等に搭載する際、真空吸着により接続用コネクタを吸着するために設けられるものである。従って、吸着部１２は、平坦な面を有している。

（接続用コネクタの製造方法）
次に、本実施の形態における接続用コネクタの製造方法について説明する。

最初に、図５に示すように、接続用プローブを形成する金属板を打ち抜き加工により形成する。本実施の形態において用いられる金属板は、例えば、厚さが１５０μｍのリン青銅により形成されている。尚、図５（ａ）はこの工程における金属板の上面図であり、図５（ｂ）は正面図であり、図５（ｃ）は底面図であり、図５（ｄ）は側面図である。

図５に示す形状に形成された金属板は、金属板の一方の端より他方の端に向かって、接触端子３０となる領域、バネ部２０となる領域、接続部５０となる領域、筐体部１０となる領域の順に接続されている。接触端子３０となる領域は長細く形成されており、バネ部２０となる領域は蛇行した形状（蛇行形状）で形成されており、接続部５０となる領域は長細く形成されており、筐体部１０となる領域は全体を覆うことができるよう幅広く形成されている。また、筐体部１０となる領域の一部には、固定端子４０となる領域及び吸着部１２となる領域が形成されている。本実施の形態における接続用コネクタは、図５に示される金属板を折り曲げることにより作製されるものであり、接触端子３０、バネ部２０、接続部５０、筐体部１０、固定端子４０が一体なものとして形成される。

本実施の形態においては、図５に示される形状の金属板は、上述したように、金属板をプレス加工等により打ち抜くことにより形成してもよい。また、金属板の表面に図５に示される形状のレジスト等のマスクを形成し、マスクの形成されていない領域をエッチングにより除去することにより形成してもよい。このように形成された図５に示される金属板には、この後、必要に応じてメッキを施してもよい。メッキは多層に施してもよく、例えば、Ｎｉメッキ、Ａｕメッキの順にメッキを行ってもよい。

次に、図６に示すように、バネ部２０となる領域における蛇行した形状の両側をともに９０°折り曲げること、即ち、コの字状に折り曲げることによりバネ部２０を形成し、接触端子３０となる領域の途中部分を１８０°折り曲げることにより接触端子３０を形成する。具体的には、バネ部２０となる領域の両側を正面側、即ち、図６（ｂ）における紙面の表面側に９０°折り曲げることによりバネ部２０を形成する。また、接触端子３０となる領域の途中部分を正面側、即ち、図６（ｂ）における紙面の表面側に１８０°折り曲げることにより接触端子３０を形成する。このように折り曲げられた部分が、接触端子３０の先端となり、この接触端子３０の先端においてウェハ等に形成された電極バッドと接触する。尚、図６（ａ）はこの工程における上面図であり、図６（ｂ）は正面図であり、図６（ｃ）は底面図であり、図６（ｄ）は側面図である。

次に、図７に示すように、筐体部１０となる領域の両側を９０°折り曲げる。この際、筐体部１０となる領域の両側を背面側、即ち、図７（ｂ）における紙面の裏面側に９０°折り曲げる。尚、図７（ａ）はこの工程における上面図であり、図７（ｂ）は正面図であり、図７（ｃ）は底面図であり、図７（ｄ）は側面図である。

次に、図８に示すように、接続部５０を１８０°折り曲げる。これにより、バネ部２０は筐体部１０に一方の面を除き囲まれる。尚、図８（ａ）はこの工程における上面図であり、図８（ｂ）は正面図であり、図８（ｃ）は底面図であり、図８（ｄ）は側面図である。

次に、図９に示すように、筐体部１０の両側において、端に近い部分を更に９０°折り曲げる。これにより、バネ部２０は筐体部１０により囲まれ、筐体部１０内にバネ部２０が形成されたものが得られる。本実施の形態においては、筐体部１０は断面形状が正方形や長方形等の四角い筒状となるように折り曲げられる。尚、図９（ａ）はこの工程における上面図であり、図９（ｂ）は正面図であり、図９（ｃ）は底面図であり、図９（ｄ）は側面図である。

次に、図１０に示すように、筐体部１０の接触端子３０側とは反対側に形成される固定端子４０となる領域を折り曲げることにより、固定端子４０を形成する。また、筐体部１０の接触端子３０側に形成される吸着部１２となる領域を９０°折り曲げることにより吸着部１２を形成する。尚、図１０（ａ）はこの工程における上面図であり、図１０（ｂ）は正面図であり、図１０（ｃ）は底面図であり、図１０（ｄ）は側面図である。

以上の工程により、本実施の形態における接続用コネクタは、一枚の金属板を加工することにより製造することができるため、スプリング機能を有する接続用コネクタを作製する際に、複数の部品を組み立てる必要がなく、組立工程が不要である。また、製造工程が、金属板のプレス加工等の加工工程と、必要に応じて行われるメッキ工程と、折り曲げ工程のみであるため、簡単な製造装置で製造することができ、また、製造工程も単純であるため、低コストで大量に短時間に製造することができる。従って、極めて低コストで、スプリング機能を有する接続用コネクタを製造することができる。

このように作製された本実施の形態における接続用コネクタを用いる際には、図４に示されるように、固定端子４０がプリント基板１００における電極パッド１１０に半田付けにより接続される。

〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態における接続用コネクタは、図１１に示されるように、バネ部２０の一方の端の近傍に設けられた延長部２１の上に、折り曲げられた接触端子３０の支持部３１が接触している構造のものである。尚、図１２は、本実施の形態における接続用コネクタを製造するために用いられる折り曲げられる前の金属板を示すものであり、第１の実施の形態と略同様に折り曲げることにより、本実施の形態における接続用コネクタを作製することができる。

第１の実施の形態における接続用コネクタは、金属板を折り曲げることにより形成されているが、接続用コネクタを長期間使用することにより、接触端子３０を形成している部分の金属板が曲がり変形してしまう場合がある。このため、本実施の形態における接続用コネクタは、接触端子３０においてバネ部２０と接続されている側とは反対側となる支持部３１をバネ部２０の一方の端の近傍に設けられた延長部２１に接触させている。これにより、接触端子３０に力が加わった場合においても、接触端子３０の支持部３１がバネ部２０における延長部２１に接触しているため、延長部２１において支えられる。よって、接続用コネクタを長期間使用しても、接触端子３０が変形することを防ぐことができる。

尚、本実施の形態においては、延長部２１となる領域は、図１２に示すように、本実施の形態における接続用コネクタを製造するための金属板を形成する際に、バネ部２０の一方の端の近傍にバネ部２０の一部が延びた形状となるように打ち抜くことにより形成することができる。このように形成された延長部２１となる領域をバネ部２０を形成する際に同時に、折り曲げることにより延長部２１を形成することができる。

以上、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。

１０ 筐体部
１２ 吸着部
２０ バネ部
２１ 延長部
３０ 接触端子
３１ 支持部
４０ 固定端子
５０ 接続部
１００ プリント基板
１１０ 電極パッド

Claims (5)

1. 電気回路又は電子部品の端子と接触する接続用コネクタにおいて、
   前記接続用コネクタは、一方の端より他方の端に向かって、前記電極端子と接触する接触端子となる領域、蛇行形状に形成されたバネ部となる領域、接続部となる領域、前記バネ部を囲むための筐体部となる領域とが順に接続されている形状の一枚の金属板を折り曲げることにより形成されるものであって、
   前記接触端子となる領域により形成される接触端子と、
   前記蛇行形状に形成された前記バネ部となる領域を折り曲げることにより形成されるバネ部と、
   前記バネ部を囲むように折り曲げて形成される筐体部と、
   前記バネ部と前記筐体部との間において折り曲げられている接続部と、
   前記筐体部の一部を折り曲げることにより形成される固定端子と、
   を有することを特徴とする接続用コネクタ。
2. 前記固定端子は、基板に形成された電極端子に半田付けされることを特徴とする請求項１に記載の接続用コネクタ。
3. 前記金属板は、銅を含む材料により形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の接続用コネクタ。
4. 電気回路又は電子部品における電極端子と接触し電気的測定を行うために用いられる接続用コネクタの製造方法において、
   金属板を、前記電極端子と接触する接触端子となる領域、蛇行形状に形成されたバネ部となる領域、接続部となる領域、前記バネ部を囲むための筐体部となる領域とが順に接続され、前記筐体部となる領域に固定端子となる領域が形成される形状に形成する金属板形成工程と、
   前記金属板を折り曲げる折り曲げ工程と、
   を有し、
   前記折り曲げ工程は、
   前記バネ部となる領域を折り曲げることによりバネ部を形成する第１の折り曲げ工程と、
   前記筐体部となる領域と前記バネ部との間の接続部を折り曲げる第２の折り曲げ工程と、
   前記筐体部となる領域を折り曲げることにより、前記バネ部を前記筐体部により囲む第３の折り曲げ工程と、
   前記固定端子となる領域を折り曲げることにより前記固定端子を形成する工程と、
   を有することを特徴とする接続用コネクタの製造方法。
5. 基板に形成された電極端子に、前記固定端子を半田付けする工程を含むことを特徴とする請求項４に記載の接続用コネクタの製造方法。
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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