JP4388932B2 - 電気的接続装置 - Google Patents

Description

本発明は、集積回路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し、特に被検査体の電極と基板に形成された導電性部とを電気的に接続する装置に関する。

パッケージされた半導体デバイスは、複数のリード、すなわち、電極をパッケージ本体から突出させている。この種の半導体デバイスは、ソケットと称されている電気的接続装置を用いて、通電試験をされる。この種の電気的接続装置の１つとして、特許文献１及び２に記載されたものがある。

特開平１１−３１５６６号公報 特開２００３−２９７５０６号公報

特許文献１及び２に記載された電気的接続装置は、湾曲部を有する複数のプローブと、該プローブが並列的に配置されたカバーと、プローブの配列方向に伸びる状態にカバーに配置された棒状の針押えとを含む。

カバーは、配線基板のような基板に複数のねじ部材により取り付けられている。プローブは、カバーが基板に取り付けられた状態において、湾曲部の外面を針押えにより基板の導電性部に押圧されている。

被検査体は、その電極がプローブの先端（針先）に押圧されることにより、プローブにより基板の電極に電気的に接続される。

しかし、上記のような電気的接続装置では、カバーを基板に取り付けた状態において、プローブの湾曲部の外面を針押えにより基板の導電性部に押圧しているにすぎないから、カバーを基板に取り付ける前の状態においては、プローブがカバーから脱落しやすく、したがって組み立て作業が面倒である。

本発明の目的は、カバーからのプローブの脱落を防止することにある。

本発明に係る電気的接続装置は、それぞれが被検査体の電極と基板に形成された導電性部とを電気的に接続する板状の複数のプローブであって前記電極に押圧される先端を当該プローブの一端側に有すると共に湾曲された外面を当該プローブの幅方向の一方に有し、さらに前記一方の側に開放する第１の凹所を有する複数のプローブと、該プローブが厚さ方向に間隔をおきかつ前記先端が前記基板と反対側に突出した状態に、前記プローブを前記基板に組み付ける組み付け装置とを含む。

前記組み付け装置は、前記プローブの配列方向へ伸びて前記基板の側に開放する第２の凹所を有するカバーと、前記プローブの配列方向へ伸びる状態に前記第２の凹所に締り嵌めの状態に配置された脱落防止部材であって前記プローブが前記カバーから脱落することを防止すべく前記第１の凹所に嵌合された脱落防止部材と、前記プローブの配列方向へ伸びる針押えであって前記プローブの前記外面を前記導電性部に接触させるように前記第２の凹所に配置された針押えとを備える。前記プローブは前記脱落防止部材及び前記針押えにより挟まれている。

本発明の電気的接続装置においては、プローブは、脱落防止部材と針押えとに挟まれた状態にカバーに組み付けられている。このため、プローブは、カバーから脱落することを防止され、装置の組立作業が容易になる。

前記脱落防止部材は、前記第１の凹所に締まり嵌めの状態に受け入れられていてもよい。そのようにすれば、プローブが脱落防止部材から外れることを防止されるから、カバーからのプローブの脱落が確実に防止される。

前記プローブは、さらに、幅方向における他方側に開放する第３の凹所を他端側に有し、前記針押えの少なくとも一部は前記第３の凹所に嵌合されていてもよい。そのようにすれば、カバーに対するプローブの位置が安定する。

前記カバーは、さらに、前記第２の凹所に連通されていると共に前記基板の側及びそれと反対側に開放する複数のスロットであって前記プローブの配列方向に間隔をおいた複数のスロットを有し、前記プローブは、前記スロット内を伸びて前記先端を前記スロットから前記基板と反対側に突出させていてもよい。

前記カバーは、さらに、前記被検査体を受け入れるべく前記基板と反対側に開放しかつ前記スロットに連通する第４の凹所を有し、前記プローブは、前記先端を前記第４の凹所に突出させていてもよい。

前記カバーは、さらに、前記第２の凹所の長手方向の端部に連通する第５の凹所を有し、前記脱落防止部材はこれの長手方向の端部において前記第５の凹所に嵌合されていてもよい。そのようにすれば、カバーからの脱落防止部材の脱落が防止されるから、カバーからのプローブの脱落が確実に防止される。

前記プローブは、前記針押えにより前記導電性部に押圧されていてもよい。そのようにすれば、プローブと導電性部とが電気的に確実に接続される。

前記プローブは、前記第２の凹所を形成する面に他端側を当接させていてもよい。そのようにすれば、被検査体の電極がプローブの先端に押圧されたとき、基板の導電性部へのプローブの接触部がプローブの湾曲された外面に沿って変位するから、プローブと導電性部とが電気的に確実に接続される。

本発明に係る電気的接続装置の第１の実施例を示す平面図である。 図１に示す電気的接続装置の底面図である。 図１における３−３線に沿って得た断面図である。 図３の一部拡大断面図である。 プローブとカバーとの関係を示す部分断面斜視図である。 プローブと脱落防止部材との関係を示す部分断面斜視図である。

図１〜図６を参照するに、電気的接続装置１０は、平板状被検査体１２の検査すなわち試験に用いる補助装置として用いられる。被検査体１２は、図示の例では、パッケージ又はモールドをされた集積回路のような半導体デバイスであるが、本発明は液晶表示パネルのような他の平板状被検査体の試験用の電気的接続装置にも適用することができる。

被検査体１２は、矩形の平面形状にパッケージ又はモールドをされた本体１４と、矩形の各辺に対応する部位から外方へ突出する複数のリードすなわち電極１６とを有する。電極１６は、本体１４の矩形の辺毎に対応された複数の電極群に分けられており、また電極群毎に並列的に配置されている。

接続装置１０は、配線基板のような基板２０と、電極１６に個々に対応された板状の複数の接触子すなわちプローブ２２と、プローブ２２の脱落を防止する長尺の複数の脱落防止部材２４と、プローブ２２を基板２０に押圧する長尺の複数の針押え２６と、プローブ２２、脱落防止部材２４及び針押え２６が配置された板状のカバー２８とを含む。

基板２０は、配線パターンを電気絶縁材料製の板材３０の一方の面に印刷配線技術により形成した配線基板であり、それぞれがプローブ２２に対応された帯状の複数の配線すなわち導電性部３２を一方の面に有する。各導電性部３２は、配線パターンの一部である。導電性部３２は、被検査体１２の本体１４の矩形の辺に個々に対応された複数の導電性部群に分けられており、またプローブ２２の近傍において導電性部群毎に並列的に配置されている。

各プローブ２２は、導電性金属材料により製作されており、また幅方向が上下方向（カバー２８の厚さ方向）となるようにカバー２８に配置されている。

各プローブ２２は、図４から図６に示すように、被検査体１２の電極１６に押圧される先端３４を一端（前端）側に有すると共に、湾曲された外面３６を幅方向の一方に有しており、さらに外面３６の側に開放する凹所３８並びに外面３６と反対側の内面４０の側に開放する凹所４２とを有している。

各プローブ２２の先端３４は、針先として作用するように、弧状に湾曲されていると共に、後端部より小さい幅寸法とされている。外面３６は、プローブ２２の後端部から先端３４にわたる中央部に形成されている。凹所３８及び４２は、プローブ２２の後端部に形成されている。

各プローブ２２の後端縁は、プローブ２２の幅方向へ伸びる直線状とされている。しかし、各プローブ２２の後端縁の上下の隅角部は、曲率半径の小さい弧面とされている。

プローブ２２は、被検査体１２の本体１４の矩形の辺に個々に対応された複数のプローブ群に分けられている。図示の例では、被検査体１２が矩形の４つの辺のそれぞれに複数の電極１６を有することから、プローブ２２は４つのプローブ群に分けられている。同じ理由から、図示の例では４つの脱落防止部材２４及び４つの針押え２６が設けられている。

各脱落防止部材２４及び各針押え２６は、それぞれ、シリコンゴムのように弾性変形可能の電気絶縁性ゴム材により角材状及び丸棒状に製作されている。しかし、各脱落防止部材２４及び各針押え２６は、他の形状を有していてもよく、特に中空であってもよい。

カバー２８は、被検査体１２を収容するように中央に形成されて上方に開放する開口すなわち凹所４４と、凹所４４から外方へ伸びる複数のスロット４６と、凹所４４の外側に形成されてスロット４６の配列方向へ連続的に伸びる複数の凹所４８とを有する。このようなカバー２８は、合成樹脂のような非導電性材料から形成することができる。

凹所４４は、被検査体１２の本体１４と相似の矩形の平面形状を有している。凹所４４の上部は、外側から中心側へ向く傾斜面５０により下方ほど小さくされている。

スロット４６は、少なくともプローブ２２の先端部及び中央部を収容するスロットであり、プローブ２２と同数設けられている。

スロット４６は、凹所４４を形成する矩形の辺に個々に対応された複数のスロット群に分けられており、またスロット群毎にプローブ２２の配列方向に間隔をおいている。各スロット４６は、基板２０の側すなわち下方に開放していると共に、凹所４４及び凹所４８に開放している。

凹所４８は、凹所４４を形成する矩形の辺に個々に対応されており、また対応する辺に沿って伸びている。図示の例では、４つの凹所４８が設けられている。各凹所４８は、脱落防止部材２４及び針押え２６を収容する溝であり、対応するスロット４６の後端部に開放していると共に、下方に開放している。

カバー２８は、凹所４８が基板２０の側となる状態に基板２０に重ねられて、ボルトのような複数のねじ部材５２により基板２０に取り外し可能に装着されている。各ねじ部材５２は、カバー２８をその厚さ方向へ貫通しており、また基板２０に形成されたねじ穴に螺合されている。

各プローブ２２は、後端部が凹所４８に位置し、中央部がスロットに位置し、先端部が凹所４４に突出した状態に、カバー２８に配置されており、また後端縁を凹所４８を形成する外側の面５４に当接させている。

各脱落防止部材２４は、対応するプローブ２２の凹所３８に締まり嵌めの状態に嵌合されて、凹所４８に配置されている。各針押え２６は、少なくとも一部を対応するプローブ２２の凹所４２に受け入れられて、凹所４８に配置されている。各凹所４８の両端５６の幅寸法は図２に示すように中央部のそれより小さくされており、これにより脱落防止部材２４はカバー２８からの脱落を防止されている。

接続装置１０は、以下のように組み立てることができる。

先ず、脱落防止部材２４が対応するプローブ群のプローブ２２の凹所３８に嵌合されて、４つのプローブ組立体が製作される。特に、脱落防止部材２４が凹所３８に締まり嵌めの状態に嵌合されていると、プローブ２２は脱落防止部材２４から外れることを確実に防止される

上記と並行して、各針押え２６が凹所４８に配置される。

次いで、各プローブ群のプローブ２２が対応する凹所４８の側から対応するスロット４６に通され、各プローブ２２の後端が凹所４８の面５４に当接しかつ各プローブの先端３４が凹所４４に突出した状態に、脱落防止部材２４の両端部が凹所４８の両端５６に嵌合される。これにより、プローブ２２は、脱落防止部材２４と針押え２６とに把持される。

次いで、カバー２８が、プローブ２２、脱落防止部材２４及び針押え２６を上記のように配置した状態で、基板２０に重ねられ、その状態でねじ部材５２により基板２０に装着される。

組み立てられた接続装置１０を分解するときは、上記と逆の作業が行われる。

上記のように組み立てられた状態において、プローブ２２は、外面３６の一部において針押え２６により基板２０の導電性部３２に押圧され、基板２０と針押え２６とにより挟持されて、その状態に維持される。このため、カバー２８からのプローブ２２の脱落が確実に防止され、プローブ２２と導線性部３２とが電気的に確実に接続される。

上記のように、針押えの一部がプローブ２２の凹所４２に嵌合されていると、カバーに対するプローブの位置が安定する。また、脱落防止部材２４の両端部が凹所４８の端部５６に嵌合されていると、カバー２８からの脱落防止部材２４の脱落が防止されるから、カバー２８からのプローブ２２の脱落がより確実に防止される。

図示の例では、脱落防止装置２４と針押え２６とカバー２８とねじ部材５２とは、プローブ２２を基板２０に組み付ける組み付け装置として作用する。

検査時、被検査体１２は、上方から凹所４４に入れられる。このとき、接続装置１０に対する被検査体１２の位置がずれていると、被検査体１２は、傾斜面５０に当接し、傾斜面５０により凹所４４の中央に案内される。これにより、被検査体１２は、電極１６がプローブ２２の先端に当接した状態に、接続装置１０に収容される。

接続装置１０に配置された被検査体１２が図示しない押圧体により押し下げられると、各プローブ２２は、オーバードライブ作用を受けて図４に点線で示す状態から実線で示す状態に弾性変形される。このとき、プローブ２２をその外面３６に沿って後退させる力がプローブ２２に作用する。

しかし、各プローブ２２の後端が凹所４８の面５４に直接的に接触しているから、各プローブ２２は、後端下部を支点に図４に実線で示す状態に変位して、針押え２６を弾性変形させる。

これにより、各プローブ２２の先端３４は、先端３４が電極１６に対しプローブ２２の長手方向に変位しかつ導電性部３２へのプローブ２２の接触箇所が先端３４の側に変化するから、電極１６の表面に存在する酸化膜の一部を削除する擦り作用（又は掻き取り作用）を生じる。

上記のように、被検査体１２が上記押圧体により押し下げられると、各プローブ２２が導電性部３２に押圧されるから、電気的接続装置に組み立てられた状態又は被検査体１２が押圧体により押し下げられない状態において、各プローブ２２が針押え２６により導電性部３２に押圧されていないようにしてもよい。

接続装置１０によれば、上記したように、プローブ２２の形状が単純であり、プローブ２２が廉価になるのみならず、プローブ２２の電気的有効長さが小さく、高周波試験に適しており、しかもプローブ２２が安定に維持されるにもかかわらず、接続装置の製作が容易である。また、被検査体１２が接続装置１０に自然に正しく配置され、被検査体１２の電極１６がプローブ２２の先端３４に確実に接触し、しかもプローブ２２が針押え２６を弾性変形させることにより、電極１６に擦り作用が効果的に生じる。さらに、針押え２６の構造が単純であり、プローブ２２同士の電気的短絡が確実に防止される。

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、種々変更することができる。

Claims (7)

1. 被検査体の電極と基板に形成された導電性部とを電気的に接続する装置であって、
   それぞれが前記電極と前記導電性部とを電気的に接続する板状の複数のプローブであって前記電極に押圧される先端を当該プローブの一端側に有すると共に湾曲された外面を当該プローブの幅方向の一方に有し、さらに前記一方の側に開放する第１の凹所を有する複数のプローブと、該プローブが厚さ方向に間隔をおきかつ前記先端が前記基板と反対側に突出した状態に、前記プローブを前記基板に組み付ける組み付け装置とを含み、
   前記組み付け装置は、前記プローブの配列方向へ伸びて前記基板の側に開放する第２の凹所を有するカバーと、前記プローブの配列方向へ伸びる状態に前記第２の凹所に配置された脱落防止部材であって前記プローブが前記カバーから脱落することを防止すべく前記第１の凹所に締り嵌めの状態に嵌合された脱落防止部材と、前記プローブの配列方向へ伸びる針押えであって前記プローブの前記外面を前記導電性部に接触させるように前記第２の凹所に配置された針押えとを備え、前記プローブは前記脱落防止部材及び前記針押えにより挟まれている、電気的接続装置。
2. 前記脱落防止部材は、前記第１の凹所に締まり嵌めの状態に受け入れられている、請求項１に記載の電気的接続装置。
3. 前記プローブは、さらに、幅方向における他方側に開放する第３の凹所を他端側に有し、前記針押えの少なくとも一部は前記第３の凹所に嵌合されている、請求項１又は２に記載の電気的接続装置。
4. 前記カバーは、さらに、前記第２の凹所に連通されていると共に前記基板の側及びそれと反対側に開放する複数のスロットであって前記プローブの配列方向に間隔をおいた複数のスロットを有し、前記プローブは、前記スロット内を伸びて前記先端を前記スロットから前記基板と反対側に突出させている、請求項１から３のいずれか１項に記載の電気的接続装置。
5. 前記カバーは、さらに、前記被検査体を受け入れるべく前記基板と反対側に開放しかつ前記スロットに連通する第４の凹所を有し、前記プローブは、前記先端を前記第４の凹所に突出させている、請求項４に記載の電気的接続装置。
6. 前記プローブは、前記針押えにより前記導電性部に押圧されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の電気的接続装置。
7. 前記プローブは、前記第２の凹所を形成する面に他端側を当接させている、請求項１から６のいずれか１項に記載の電気的接続装置。

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