JP4488438B2 - コネクタハウジングブロック、インターフェイス部材および電子部品試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品試験装置においてテストヘッド本体とソケットとを電気的に接続するためのインターフェイスに使用されるコネクタハウジングブロック、ならびにそのコネクタハウジングブロックを備えたインターフェイス部材および電子部品試験装置に関するものである。

従来、ＩＣデバイス等の電子部品の性能や機能を試験するための電子部品試験装置として、信号を処理する信号モジュールが収容されたテストヘッド本体と、電子部品が着脱可能に装着されるソケットが設けられたパフォーマンスボードと、テストヘッドの信号モジュールとパフォーマンスボードとを電気的に接続するために、両者の間に設けられたインターフェイス部材とを備えたものが知られている。

上記電子部品試験装置において、周波数や電力等が互いに異なる試験信号をそれぞれ処理する複数種類の信号モジュールが用いられることがある。この場合に、インターフェイス部材に設けられるコネクタピンは、それぞれの試験信号に対応したものを使用する必要がある。そのため、インターフェイス部材には複数種類のコネクタピンを設ける必要がある。コネクタピンとしては、例えば、数十ＧＨｚでも所望の伝送品質が要求される超高周波用の同軸タイプのものが多数本必要となる場合がある。

一方で、被試験電子部品のＩＣリードの配置・本数、必要とされる信号の種類等は、被試験電子部品の品種毎に異なる。従って、インターフェース部材にどのような種類のコネクタピンをどこに何本配置するかは、被試験電子部品の品種毎に異なる。そのため、上記電子部品試験装置においては、被試験電子部品が異なる毎に、所定の種類・本数のコネクタピンをインターフェース部材の所定の位置へ配設する必要があるが、その配設作業は煩雑であった。

かかる問題を解決する方法として、複数のコネクタピンを備えた種類の異なるコネクタハウジングを複数のブロックベースにそれぞれ複数個保持させ、種類の異なる被試験電子部品に応じて、コネクタハウジングまたはコネクタハウジングがブロックベースに保持されたコネクタハウジングブロックを適宜交換することが考えられる。この方法によれば、コネクタピンを一括して取り替えることが可能である。

ところで、インターフェース部材に設けられたコネクタピンには、パフォーマンスボードのコネクタピンが接続されるが、パフォーマンスボードをインターフェース部材に取り付ける場合、インターフェース部材のコネクタとパフォーマンスボードのコネクタとを嵌合させるときに両コネクタ間に位置誤差が生じることがある。この位置誤差を吸収してインターフェース部材のコネクタピンとパフォーマンスボードのコネクタピンとを確実に接続させるために、従来は、インターフェース部材の各コネクタピンをコイルスプリングによって支持してフローティング状態にし、各コネクタピンをそれぞれ独立してＸ軸・Ｙ軸・Ｚ軸方向に可動にさせていた。

図８および図９に、コネクタハウジング２４０Ｐにて各コネクタピン２４２Ｐをコイルスプリング２４６Ｐによって支持し、そのコネクタハウジング２４０Ｐをブロックベース２３０Ｐにネジ２４５Ｐで固定する構造の一例を示す。

しかしながら、上記のように各コネクタピン２４２Ｐをコイルスプリング２４６Ｐによるフローティング構造で独立可動にすると、部品点数が多くなり、製造コストがかさむという問題がある。また、近年は電子部品の多ピン化が進んでいるため、それに伴ってインターフェース部材に設けるコネクタピン２４２Ｐの数も増加しているが、各コネクタピン２４２Ｐにコイルスプリング２４６Ｐを設けると、各コネクタピン２４２Ｐを相互に近づけることができず、高密度に実装することが困難である。また、コネクタピン２４２Ｐの実装密度を制限することになるため、インターフェース部材が大きくなってしまうという問題がある。

本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、高密度にコネクタピンを配設可能で、かつ簡易な構造でコネクタハウジングの位置誤差の吸収が可能なコネクタハウジングブロック、インターフェイス部材および電子部品試験装置置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１に本発明は、電子部品試験装置においてテストヘッド本体とソケットとを電気的に接続するためのインターフェイスに使用されるコネクタハウジングブロックであって、コネクタハウジングと、ブロックベースとを備えており、前記コネクタハウジングには、複数のコネクタピンが非フローティング状態で設けられており、前記コネクタハウジングは、前記ブロックベースにフローティング状態で取り付けられていることを特徴とするコネクタハウジングブロックを提供する（発明１）。

上記発明（発明１）によれば、コネクタハウジングと当該コネクタハウジングに嵌合されるコネクタとの間に位置誤差が生じたとしても、フローティング状態にあるコネクタハウジングが適宜動いて、その位置誤差が吸収され、両者が位置決めされた状態で嵌合される。かかるコネクタハウジングブロックでは、各コネクタピンは、従来のようなスプリング等を使用して個々にフローティング状態にする必要性がないため、コネクタハウジングの部品点数は少なくなり、簡易な構造でコネクタハウジングを製造することが可能となる。さらに、各コネクタピンに従来のようなスプリングとその配設空間が不要になる結果、複数のコネクタピンを近接して配置することが可能となり、高密度に実装することができる。

上記発明（発明１）において、前記コネクタハウジングと前記ブロックベースとの間には、弾性体が介在していることが好ましい（発明２）。

上記発明（発明２）において、前記弾性体は、コイルスプリングであることが好ましい（発明３）。

上記発明（発明１）において、前記コネクタハウジングには、当該コネクタハウジングと当該コネクタハウジングに接続される部材との位置決めが可能なガイド部が設けられていることが好ましい（発明４）。

上記発明（発明４）によれば、コネクタハウジングと当該コネクタハウジングに嵌合されるコネクタとの嵌合時に、両者がガイド部によって案内され得るため、両者の嵌合をより的確に行うことができる。

上記発明（発明４）において、前記ガイド部は、前記コネクタハウジングに接続される部材に形成されたガイド孔又はガイドピンに嵌合可能なガイドピン又はガイド孔であることが好ましい（発明５）。

上記発明（発明４）において、前記コネクタハウジングに接続される部材は、パフォーマンスボードであることが好ましい（発明６）。

上記発明（発明１）において、前記コネクタピンは、高周波用の同軸構造を有するものであってもよい（発明７）。

上記発明（発明１）において、前記ブロックベースは、平面視略円弧状の形状を有することが好ましい（発明８）。かかるブロックベースを備えたコネクタハウジングブロックを複数組み合わせて環状に配置し、その中心に対応する位置にソケットを配置することにより、コネクタハウジングブロックの各コネクタピンとソケットとの間の信号路の長さを略同じにすることができ、試験に悪影響を及ぼし難い良好な信号路を構成することができる。

第２に本発明は、上記コネクタハウジングブロック（発明１〜８）を備えたことを特徴とするインターフェイス部材を提供する（発明９）。

上記発明（発明９）においては、前記コネクタハウジングブロックが環状に配置されていることが好ましい（発明１０）。

第３に本発明は、上記インターフェイス部材（発明９）を備えたことを特徴とする電子部品試験装置を提供する（発明１１）。

第４に本発明は、被試験電子部品を装着するソケットを有する第１の基板と、テストヘッド本体に接続されて前記第１の基板と電気的に接続する第２の基板とを備えたコネクタ嵌合装置であって、前記第１の基板は、複数のコネクタピンを有する第１のコネクタを備えており、前記第１のコネクタは、嵌合を規定する第１のガイド孔または第１のガイドピンを備えており、前記第２の基板は、前記第１の基板の第１のコネクタに対応する位置に、複数のコネクタピンを有する第２のコネクタを備えており、前記第２のコネクタは、前記第１のコネクタの第１のガイド孔または第１のガイドピンに嵌合して両コネクタを位置決めする第２のガイドピンまたは第２のガイド孔を備えるとともに、前記第２の基板に対して揺動可能に設けられていることを特徴とするコネクタ嵌合装置を提供する（発明１２）。

上記発明（発明１２）において、前記第１の基板はパフォーマンスボードであり、前記第２の基板はインターフェイス部材であることが好ましい（発明１３）。

第５に本発明は、上記コネクタ嵌合装置（発明１２）を備えたことを特徴とする電子部品試験装置を提供する（発明１４）。

本発明によれば、コネクタハウジングの部品点数を少なくすることができるとともに、コネクタピンの実装密度を向上させること、すなわちコネクタピンを高密度に配設することができる。また、コネクタハウジングをフローティング状態で取り付けることにより、コネクタハウジングを嵌合する時の位置誤差の吸収が可能である。

本発明の一実施形態に係る電子部品試験装置におけるテストヘッドの断面図である。 図１において二点鎖線で囲まれた領域を拡大した図である。 同実施形態におけるパフォーマンスボードの側面図である。 同実施形態におけるインターフェイス部材の分解斜視図である。 同実施形態におけるインターフェイス部材の平面図である。 同実施形態におけるコネクタハウジングの斜視図である。 同実施形態におけるコネクタハウジングの断面図である。 背景技術におけるコネクタハウジングの斜視図である。 背景技術におけるコネクタハウジングの断面図である。

符号の説明

１…テストヘッド
１０…ＩＣデバイス（電子部品）
１００…テストヘッド本体
２００…インターフェイス部材
２３０…ブロックベース
２４０…コネクタハウジング
２４１…ハウジング本体
２４２…コネクタピン
２４３…ガイドピン（ガイド部）
２５０…コイルスプリング（弾性体）
２６０…コネクタハウジングブロック
３００…パフォーマンスボード
３４０…コネクタ
３４１…コネクタピン
３４２…ガイド孔

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態における電子部品試験装置は、図１に示すテストヘッド１と、図示しないハンドラおよびテスタとを備えている。ハンドラは、ＩＣデバイス１０（電子部品の一例）を取り廻してテストヘッド１に装着させるものであり、テスタは試験用の電気信号を生成してテストヘッド１との間で電気信号を送受信するものである。

テストヘッド１は、図１に示すように、試験信号を入出力するテストヘッド本体１００と、ＩＣデバイス１０が着脱可能に装着されるパフォーマンスボード３００と、テストヘッド本体１００およびパフォーマンスボード３００を電気的に接続するインターフェイス部材２００とを備えている。なお、パフォーマンスボード３００は、他に例えばロードボード、回路ボードとも呼ばれ、また、インターフェイス部材２００は、他に例えばハイフィックス、試験ヘッドシャーシ、テストフィクスチャ、トッププレートとも呼ばれる。

図１に示すように、テストヘッド本体１００は、試験信号を処理する信号モジュール１１０（信号モジュール１１２，１１４）を収容している。信号モジュール１１２，１１４には、信号モジュールの種類に応じてそれぞれコネクタ１４２，１４６が設けられており、コネクタ１４２，１４６には、テストヘッド本体１００の上面部に設けられたコネクタ１２９，１４４がそれぞれ嵌合し、互いに電気的に接続されている。そして、コネクタ１２９にはケーブル１２６、コネクタ１４４には同軸ケーブル１２２が電気的に接続されている。なお、図１および図２では、説明のために、コネクタ１４２とコネクタ１２９、コネクタ１４６とコネクタ１４４は離れた状態で描かれているが、実際の使用時にはそれらコネクタ対は嵌合されている。

図２および図３に示すように、パフォーマンスボード３００は、ボード本体３１０と、ボード本体３１０の略中央に配置されてＩＣデバイス１０が着脱可能に装着されるソケット３２０と、ソケット３２０から延伸している信号線３３０，３３１と、信号線３３０，３３１にそれぞれ電気的に接続されてボード本体３１０を貫通するビア３３２，３３３と、ビア３３２にケーブル３３６を介して電気的に接続されたコネクタ３３８と、ビア３３３に電気的に接続されたコネクタ３４０とを備えている。なお、図３では、信号線３３０，３３１はそれぞれ１本ずつ描かれているが、実際にはＩＣデバイス１０の外部端子の数およびソケット３２０の数に応じて、信号線３３０，３３１は多数設けられる。

図３および図７に示すように、コネクタ３４０には、後述するコネクタハウジング２４０のコネクタピン２４２と嵌合し得るコネクタピン３４１が設けられているとともに、コネクタハウジング２４０のガイドピン２４３と嵌合し得るガイド孔３４２が形成されている。

図４および図５に示すように、インターフェイス部材２００は、中央部に窪みを有し全体的に略皿状になっている本体プレート２１０を備えている。本体プレート２１０の窪みには、パフォーマンスボード３００のコネクタ３３８と嵌合する平面視円弧状のインナーコネクタ２２０が４つ環状に設けられている。各インナーコネクタ２２０は、例えば一列に並んだコネクタピン２２２を備えており、各コネクタピン２２２には、図２に示すように、テストヘッド本体１００の信号モジュール１１２に繋がっているケーブル１２６が電気的に接続されている。

図４および図５に示すように、本体プレート２１０におけるインナーコネクタ２２０の外側には、パフォーマンスボード３００のコネクタ３４０と嵌合するコネクタハウジング２４０を備えたコネクタハウジングブロック２６０が４つ環状に設けられている。本体プレート２１０の各コネクタハウジングブロック２６０の取り付け位置には、コネクタハウジング２４０のコネクタピン２４２に繋がっている同軸ケーブル１２２が貫通するための穴２１２が形成されている。

各コネクタハウジングブロック２６０は、ブロックベース２３０と、複数（本実施形態では３個）のコネクタハウジング２４０と、コネクタハウジング２４０およびブロックベース２３０の間に設けられた２つのコイルスプリング２５０とを備えて構成される。

ブロックベース２３０は、円弧板状の形状を有しており、その円弧に沿って３個のコネクタハウジング２４０が取り付けられるようになっている。各コネクタハウジング２４０の取り付け位置には、コネクタハウジング２４０のコネクタピン２４２に繋がっている同軸ケーブル１２２が貫通するための穴２３２が形成されている。また、ブロックベース２３０の両端部には、貫通孔２２９が形成されており、ネジ２２７がこの貫通孔２２９を通って本体プレート２１０のネジ穴２１２に螺合されることにより、ブロックベース２３０（コネクタハウジングブロック２６０）が本体プレート２１０に固定される。

図４および図６に示すように、本実施形態におけるコネクタハウジング２４０は、略四角柱状の形状を有している。このコネクタハウジング２４０のハウジング本体２４１には、図６および図７に示すように、複数（本実施形態では１２本）のコネクタピン２４２が設けられている。本実施形態のコネクタピン２４２は、高周波用の同軸タイプのコネクタピンであり、パフォーマンスボード３００のコネクタ３４０に設けられているコネクタピン３４１と嵌合して互いに電気的に接続されるようになっている。

コネクタピン２４２は、ハウジング本体２４１に形成されている孔に挿入された後、支持プレート２４４がハウジング本体２４１に取り付けられることによって、ハウジング本体２４１に非フローティング状態で固定されている。各コネクタピン２４２には、図１および図７に示すように、テストヘッド本体１００の信号モジュール１１４に繋がっている同軸ケーブル１２２が電気的に接続されている。

ハウジング本体２４１の上面の両端部には、パフォーマンスボード３００のコネクタ３４０に形成されているガイド孔３４２に嵌合し得るガイドピン２４３が設けられている。

コネクタハウジング２４０は、２つのコイルスプリング２５０を介してブロックベース２３０に取り付けられている。すなわち、コイルスプリング２５０は、各コネクタハウジング２４０の下側の両端部に設けられており、コイルスプリング２５０の上端がコネクタハウジング２４０の底面に固定され、コイルスプリング２５０の下端がブロックベース２３０に固定されている。

このようにコネクタハウジング２４０とブロックベース２３０との間にコイルスプリング２５０が設けられることにより、コネクタハウジング２４０がブロックベース２３０に対してフローティング状態となる。このようなフローティング構造により、パフォーマンスボード３００をインターフェース部材２００に取り付けるときに、パフォーマンスボード３００のコネクタ３４０とインターフェース部材２００のコネクタハウジング２４０との間に位置誤差が生じたとしても、ガイド孔３４２にガイドピン２４３が挿入されるに従って、フローティング状態にあるコネクタハウジング２４０がＸ軸・Ｙ軸・Ｚ軸方向に動いて、その位置誤差が吸収され、パフォーマンスボード３００のコネクタ３４０とインターフェース部材２００のコネクタハウジング２４０とが位置決めされた状態で嵌合される。すなわち、パフォーマンスボード３００のコネクタ３４０にはガイド孔３４２、インターフェース部材２００のコネクタハウジング２４０にはガイドピン２４３が設けられているため、コネクタハウジング２４０のガイドピン２４３がコネクタ３４０のガイド孔３４２に案内されることにより、コネクタハウジング２４０とコネクタ３４０との嵌合をより的確に行うことが可能となっている。上記の結果、パフォーマンスボード３００のコネクタ３４０のコネクタピン３４１とインターフェース部材２００のコネクタハウジング２４０のコネクタピン２４２とが確実に接続される。

したがって、コネクタハウジング２４０の各コネクタピン２４２は、従来のようなスプリング等を使用して個々にフローティング状態にする必要性がなくなる。この結果、コネクタハウジング２４０の部品点数は少なくなり、低コストでコネクタハウジング２４０を製造することが可能となる。さらに、各コネクタピン２４２に従来のようなスプリングとその配設空間が不要になる結果、複数のコネクタピン２４２を近接して配置することが可能となり、高密度に実装することができる。これにより、コネクタハウジング２４０、ひいてはインターフェース部材２００を小型化することができる。

ここで、１個のコネクタハウジング２４０におけるコネクタピン２４２の数は、実装密度や製造ばらつき等を考慮すると、例えば８〜２４本程度が好ましい。

上記コネクタハウジングブロック２６０を備えたインターフェース部材２００にパフォーマンスボード３００を取り付けて、パフォーマンスボード３００のコネクタ３４０およびコネクタ３３８をそれぞれインターフェース部材２００のコネクタハウジング２４０およびインナーコネクタ２２０と嵌合させ、パフォーマンスボード３００上のソケット３２０をテストヘッド本体１００の信号モジュール１１０と電気的に接続した上で、ソケット３２０にＩＣデバイス１０を装着することにより、ＩＣデバイス１０の試験が可能となる。

なお、前述したように、コネクタハウジングブロック２６０およびインナーコネクタ２２０は、インターフェイス部材２００において環状に配置されているが、かかる構造により、コネクタハウジングブロック２６０およびインナーコネクタ２２０の各コネクタピン２４２，２２２とソケット３２０（ＩＣデバイス１０）との間の信号路の長さを略同じにすることができ、試験に悪影響を及ぼし難い良好な信号路を構成することができる。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

例えば、コネクタハウジング２４０をフローティング状態にするために、コイルスプリング２５０の替わりに、ゴムや熱可塑性エラストマー等の材料からなる弾性体や、空気圧または油圧を利用したデバイスなどを使用することもできる。また、コイルスプリング２５０の数は特に限定されるものではなく、例えば、コネクタハウジング２４０の各角部に合計４個設けられてもよい。また、上記実施形態では、ブロックベース２３０として、円弧状のものを例示したが、例えば長方形状のものであってもよい。

本発明は、コネクタハウジングブロック、ひいてはインターフェイス部材およびテストヘッドの低コスト化および小型化に有用である。

Claims (14)

1. 電子部品試験装置においてテストヘッド本体とソケットとを電気的に接続するためのインターフェイスに使用されるコネクタハウジングブロックであって、
   コネクタハウジングと、ブロックベースとを備えており、
   前記コネクタハウジングには、複数のコネクタピンが非フローティング状態で設けられており、
   前記コネクタハウジングは、前記ブロックベースにフローティング状態で取り付けられている
   ことを特徴とするコネクタハウジングブロック。
2. 前記コネクタハウジングと前記ブロックベースとの間には、弾性体が介在していることを特徴とする請求項１に記載のコネクタハウジングブロック。
3. 前記弾性体は、コイルスプリングであることを特徴とする請求項２に記載のコネクタハウジングブロック。
4. 前記コネクタハウジングには、当該コネクタハウジングと当該コネクタハウジングに接続される部材との位置決めが可能なガイド部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のコネクタハウジングブロック。
5. 前記ガイド部は、前記コネクタハウジングに接続される部材に形成されたガイド孔又はガイドピンに嵌合可能なガイドピン又はガイド孔であることを特徴とする請求項４に記載のコネクタハウジングブロック。
6. 前記コネクタハウジングに接続される部材は、パフォーマンスボードであることを特徴とする請求項４に記載のコネクタハウジングブロック。
7. 前記コネクタピンは、高周波用の同軸構造を有することを特徴とする請求項１に記載のコネクタハウジングブロック。
8. 前記ブロックベースは、平面視略円弧状の形状を有することを特徴とする請求項１に記載のコネクタハウジングブロック。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載のコネクタハウジングブロックを備えたことを特徴とするインターフェイス部材。
10. 前記コネクタハウジングブロックが環状に配置されていることを特徴とする請求項９に記載のインターフェイス部材。
11. 請求項９に記載のインターフェイス部材を備えたことを特徴とする電子部品試験装置。
12. 被試験電子部品を装着するソケットを有する第１の基板と、テストヘッド本体に接続されて前記第１の基板と電気的に接続する第２の基板とを備えたコネクタ嵌合装置であって、
    前記第１の基板は、複数のコネクタピンを有する第１のコネクタを備えており、
    前記第１のコネクタは、嵌合を規定する第１のガイド孔または第１のガイドピンを備えており、
    前記第２の基板は、前記第１の基板の第１のコネクタに対応する位置に、複数のコネクタピンを有する第２のコネクタを備えており、
    前記第２のコネクタは、前記第１のコネクタの第１のガイド孔または第１のガイドピンに嵌合して両コネクタを位置決めする第２のガイドピンまたは第２のガイド孔を備えるとともに、前記第２の基板に対して揺動可能に設けられている
    ことを特徴とするコネクタ嵌合装置。
13. 前記第１の基板はパフォーマンスボードであり、
    前記第２の基板はインターフェイス部材である、ことを特徴とする請求項１２に記載のコネクタ嵌合装置。
14. 請求項１２に記載のコネクタ嵌合装置を備えたことを特徴とする電子部品試験装置。

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