JP4571640B2 - 接触子ブロック及び電気的接続装置 - Google Patents

Description

本発明は、集積回路のような半導体デバイスの通電試験に用いる接触子ブロック及び電気的接続装置に関し、特にケルビン接続が可能の接触子ブロック及び電気的接続装置に関する。

パッケージ又はモールドされた半導体デバイス、特に集積回路（ＩＣ）の電気的特性の検査すなわち試験は、一般に、半導体デバイスを着脱可能に装着する検査ソケットすなわち試験ソケットのような電気的接続装置を検査用補助装置として利用することにより行われる。
この種の電気的接続装置として、電気的接続装置や通電試験装置内の回路抵抗、接触子と導電性部及びリード電極との接触抵抗等をキャンセルして測定精度を向上させるケルビン接続により半導体デバイスを試験するもの（特開平３−１７６６７６号公報）と、ほぼＪ字状に曲げられた複数の接触子を用いるもの（特開２００３−１２３８７４号公報）とがある。
前者の装置において、各接触子は、それぞれが第１及び第２の接触部（リード部）を有する一対の接触子片（ソケットリード）を用い、各第２の接触部側が配線基板のような基板の対応する穴に差し込まれることにより、基板の対応する導電性部に接触される。
しかし、前者の装置では、各接触子の両接触子片が互いに独立しているから、接触子片の交換時にその接触子片を相手の接触子片及び隣の接触子に対し正しく位置決めることが難しい。したがって、接触子の交換作業が面倒である。
後者の装置において、各接触子は、ほぼＪ字状の薄い電気絶縁体をほぼＪ字状に曲げられた板状の一対の接触子片の間に配置して、サンドウィッチ型の３層構造を有する。接触子は、カバーに一方向に間隔をおいて並列的に配置されていると共に、針先部をカバーに形成されたスリットに通されており、カバーが基板に組み付けられた状態においてカバーに配置されたゴムのような棒状の弾性体の湾曲部を基板の対応する導電性部に押圧されている。
しかし、後者の装置では、接触子の交換時に、カバーを基板から分離しなければならない。そのように分離すると、弾性体による基板の導電性部に対する全ての接触子の押圧が解除されて、多くの接触子がカバーから脱落することを避けることができない。このため、カバーを基板に再度組み付ける際に、脱落している接触子をカバーに一方向に間隔をおいた状態に並列的に配置し直さなければならない。したがって、接触子の交換作業が面倒である。

本発明の目的は、接触子の交換を容易にすることにある。

本発明に係る接触子ブロックは、間隔をおいた一対の接触子片を含む接触子と、該接触子片を結合する電気絶縁性の結合ブロックとを含む。各接触子片は、折り返された折り返し端部と該折り返し端部から上下方向に間隔をおいて伸びる一対のアーム部とを有する横Ｕ字状又は横Ｖ字状の中間領域と、一方の前記アーム部の先端部から下方に伸びる第１の先端領域と、他方の前記アーム部の先端部から上方に伸びる第２の先端領域とを備えている。両接触子片の前記折り返し端部は前記結合ブロック内に埋没されており、両接触子片の残部は前記結合ブロックから突出されている。
上記の接触子ブロックにおいて、両接触子片の少なくとも前記第１の先端領域の先端は、被検査体の導電性部に共通に接触可能に接近されていてもよい。
上記の接触子ブロックにおいて、前記中間領域の未埋没部分は、前記結合ブロックから片持ち梁状に伸びていてもよい。
上記の接触子ブロックにおいて、一方の接触子片の前記中間領域は、他方の接触子片の前記中間領域の外側に位置していてもよい。この場合、一方の接触子片の前記第１及び第２の先端領域は、それぞれ、他方の接触子片の前記第１及び第２の先端領域より前記第１及び第２のアーム部の長手方向に離間されていてもよい。
本発明に係る接触子ブロックは、さらに、複数の前記接触子を含み、前記結合ブロックは、それらの接触子をこれらが一方向に間隔をおいた状態に結合していてもよい。
本発明に係る電気的接続装置は、上記のような少なくとも１つの接触子ブロックと、互いに重ねられて接触子ブロックを収容する空間を形成する第１及び第２の板状部材と、前記接触子ブロックを前記第１又は第２の板状部材に取り付ける取付部材とを含む。前記第１の板状部材は、前記接触子の両第１の先端領域を受け入れている複数の第１の長穴であって前記アーム部の長手方向と交差する方向に間隔をおいて前記アーム部の長手方向へ伸びる複数の第１の長穴を備える。前記第２の板状部材は、被検査体を受け入れる開口と、前記接触子の前記第２の先端領域が受け入れられた第２の長穴であって前記アーム部の長手方向と交差する方向に間隔をおいて前記アーム部の長手方向へ伸びる複数の第２の長穴とを備える。
前記取り付け部材は、前記複数の接触子ブロックの前記結合ブロックを貫通して伸びていてもよい。
上記電気的接続装置は、さらに、前記接触子の前記第１及び第２の先端領域が接触される導電性部を備える配線基板であって前記第１及び第２の板状部材が結合される配線基板を含むことができる。

折り返された折り返し端部と該折り返し端部から上下方向に間隔をおいて伸びる一対のアーム部とを有する横Ｕ字状又は横Ｖ字状の中間領域と、一方の前記アーム部の先端部から上方に伸びる第１の先端領域と、他方の前記アーム部の先端部から下方に伸びる第２の先端領域とを備える一対の接触子片を用い、両接触子片の少なくとも折り返し端部を結合ブロック内に埋没させて、両接触子片の残部を結合ブロックから突出させた接触子ブロックを用いると、これが電気的接続装置に組み立てられた状態において、隣り合う接触子は結合ブロックにより位置決められる。このため、接触子の交換時には接触子ブロックを交換すればよく、したがって接触子の交換作業が容易になる。

図１は、本発明に係る電気的接続装置の一実施例を示す平面図であって配線基板を除去した状態で示す。
図２は、図１に示す電気的接続装置の底面図であって配線基板を除去した状態で示す。
図３は、図１における３−３線に沿って得た拡大断面図である。
図４は、図１における４−４線に沿って得た断面図である。
図５は、本発明に係る接触子ブロックの一実施例を示す斜視図である。
図６は、第１の板状部材における長穴付近の拡大平面図である。
図７は、第２の板状部材における長穴付近の拡大底面図である。
図８は、各接触子の電気的接続状態を示す図である。
図９は、本発明に係る接触子ブロック及び結合ブロックの他の実施例を示す斜視図である。
図１０は、図８に示す接触子ブロック及び結合ブロックを用いた電気的接続装置の一部を示す縦断面図である。

符号の説明

１０ 電気的接続装置
１２ 被検査体
１６ 電極
２０ 配線基板
２２，２４ 第１及び第２の板状部材
２６，８０ 接触子ブロック
２８ 配線
３０ 接触子片
３２ 結合ブロック
３４中間領域
３６，３８ 第１及び第２の先端領域
４０ 折り返し端部
４２，４４ アーム部
５０，５２ 第１及び第２の空間
５４，５８ 第１及び第２の長穴
５６ 開口
６０，６２ 第１及び第２の凹所
６８，７０ ボルト
８２ 斜面
８４ 穴
８６ ピン
８８ 当て部材
９０ 押しねじ

図１〜図７を参照するに、電気的接続装置１０は、半導体デバイスを被検査体１２とする通電試験に用いられる。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板状の本体１４と、本体１４の下面に形成された複数の電極１６とを含む。
それらの電極１６は、矩形の４つの辺に個々に対応する４つの電極グループであってそれぞれが対応する辺の方向に間隔をおいて配列された電極グループに分けられている。各電極１６は、対応する辺の内側の箇所に位置されており、また対応する辺と直交する方向に伸びる板状とされている。
電気的接続装置１０は、ベースプレートとして作用する配線基板２０と、配線基板２０に重ねられた第１の板状部材２２と、第１の板状部材２２に重ねられた第２の板状部材２４と、第１及び第２の板状部材２２及び２４に配置された複数の接触子ブロック２６とを含む。
配線基板２０は、これの上面に形成された複数の配線２８を有している。それらの配線２８は、被検査体１２の電極グループに（すなわち、矩形の４つの辺に）１対１の関係に対応された４つの配線グループに分けられている。各配線グループの配線２８は、配線基板２０の中心側から対応する辺に向けて伸びており、また対応する辺に直角の方向に間隔をおいている。
図示の例において、各電極１６は第１の導電性部として作用し、各配線２８は第２の導電性部として作用する。
図示の例では、被検査体１２の電極グループ及び配線グループの組み合わせに１対１の関係に対応された４つの接触子ブロック２６が第１及び第２の板状部材２２及び２４の中心の周りに等角度間隔に配置されている。
各接触子ブロック２６は、複数対の接触子片３０と、両接触子片３０を結合する電気絶縁性の結合ブロック３２とを含む。対をなす両接触子片３０は、類似の形状を有しており、また１つの接触子として共同して作用する。
各接触子片３０は、一対の先端部を有する横Ｕ字状（又は、横Ｖ字状）の中間領域３４と、中間領域３４の一方の先端部から下方に伸びる第１の先端領域３６と、中間領域３４の他方の先端部から上方に伸びる第２の先端領域３８とを備える、矩形波状のパルスの形を有している。
中間領域３４のうち、折り返された領域は折り返し端部４０とされており、また折り返し端部４０から上下方向に間隔をおいて平行に伸びる一対の領域はアー
ム部４２及び４４とされている。
第１の先端領域３６は一方のアーム部４２の先端部から下方に伸びており、第２の先端領域３８は他方のアーム部４４の先端部から上方に伸びている。
接触子片３０の折り返し端部４０とアーム部４２及び４４の基端部とは、結合ブロック３２内に埋没されている。接触子片３０の残部は、結合ブロック３２から突出されて、片持ち梁状の上側針領域及び下側針領域として作用する。
各接触子の両接触子片３０は、アーム部４２及び４４の長手方向と直交する方向における位置は同じであるが、一方の接触子片３０の中間領域３４が他方の接触子片３０の中間領域３４の外側となり、かつ全体的にアーム部４２，４４の長手方向に間隔をおくように、結合ブロック３２により維持されている。
各接触子の両第２の先端領域３８の先端は、被検査体１２の電極１６に共通に接触可能に接近されている。各接触子の両第２の先端領域３８の先端部は、先端が水平面内をアーム部４４の長手方向と直角の方向へ伸びるように、厚さ寸法が先端側ほど小さくなるくさび状の形状とされている。
これに対し、各接触子の両第１の先端領域３６の先端は、配線基板２０の配線２８に共通に接触可能とされており、また下方に凸の弧面とされている。
各接触子ブロック２６の接触子片３０は、それらの第１の先端領域３６の高さ位置同士及び第２の先端領域３８の高さ位置同士がそれぞれ同じになり、アーム部４２，４４の長手方向における第１の先端領域３６の先端位置同士及び第２の先端領域３８の先端位置同士がそれぞれ同じになるように、アーム部４２，４４の長手方向と直角の方向に間隔をおいた状態に、結合ブロック３２により結合されている。
結合ブロック３２は、合成樹脂を用いる成形加工により、接触子片３０の折り返し端部４０とアーム部４２及び４４の基端部とを包含する立方体状に形成されている。結合ブロック３２は、これを上下方向に貫通するねじ穴４６を有している。
第１及び第２の板状部材２２及び２４は、合成樹脂のような電気絶縁材料で同じ大きさの四角い平面形状に製作されている。
第１の板状部材２２は上方に開放する第１の空間５０を有しており、第２の板状部材２４は下方に開放する第２の空間５２を有している。第１及び第２の空間５０及び５２は、接触子ブロック２６を収容する空間として作用する。
第１の板状部材２２は、また、接触子の両第１の先端領域３６を受け入れた複数の第１の長穴５４を接触子ブロック２６毎に備えている。各第１の長穴５４は、第１の空間５０と、第１の板状部材２２の下方の空間とに連通されている。
第１の長穴５４は、対応する接触子ブロック２６のグループ毎に、アーム部４２，４４の長手方向と直角の方向に間隔をおいてそのアーム部４２，４４の長手方向に伸びている。
第２の板状部材２４は、また、被検査体１２を受け入れるように上方に開放する開口５６と、接触子の両第２の先端領域３８を受け入れた複数の第２の長穴５８を接触子ブロック２６毎に備えている。各第２の長穴５８は、第２の空間５２と開口５６とに連通されている。
第２の長穴５６は、対応する接触子ブロック２６のグループ毎に、アーム部４２，４４の長手方向と直角の方向に間隔をおいてそのアーム部４２，４４の長手方向に伸びている。開口５６の上半部は、被検査体１２を接触子に対し正しく案内するように、傾斜面とされている。
第１の板状部材２２は、さらに、接触子ブロック２６に個々に対応されて対応する接触子ブロック２６の結合ブロック３２が嵌合された複数の第１の凹所６０を備える。各第１の凹所６０は、空間５０に開放しており、また対応する接触子ブロック２６の結合ブロック３２の下部を受け入れている。
第２の板状部材２４は、さらに、接触子ブロック２６に個々に対応されて対応する接触子ブロック２６の結合ブロック３２が嵌合された複数の第２の凹所６２を備える。各第２の凹所６２は、空間５２に開放していると共に第１の凹所６０に対向されており、また対応する接触子ブロック２６の結合ブロック３２の上部を受け入れている。
第１及び第２の板状部材２２及び２４のうち、第１及び第２の長穴５４及び５８より中央側の箇所６４及び６６は、それぞれ、隣り合う第１の長穴５４の間の箇所及び隣り合う第２の長穴５８の間の箇所により、第１及び第２の長穴５４及び５８より外側の箇所と一体とされている。
上記の電気的接続装置１０は、以下のように組み立てることができる。
先ず、各接触子ブロック２６の結合ブロック３２が第２の板状部材２４の凹所６０に嵌合され、第２の板状部材２４を貫通して結合ブロック３２のねじ穴４６に螺合されたボルト６８により各接触子ブロック２６が第２の板状部材２４に取り付けられる。
次いで、第１及び第２の板状部材２２及び２４が、重ねられて、第２の板状部材２４を貫通して第１の板状部材２２に螺合されたボルト７０により互いに結合される。
次いで、第１の板状部材２２が下側とされた状態に第１及び第２の板状部材２２及び２４が配線基板２０に載置され、第１及び第２の板状部材２２及び２４がボルトのような適宜な取付部材により配線基板２０に取り付けられる。
上記のようなボルト７０及び取付部材を用いる代わりに、第１及び第２の板状部材２２及び２４を貫通して配線線基板２０に螺合されたボルトにより、第１及び第２の板状部材２２及び２４を相互に及び配線基板２０に取り付けてもよい。
上記のように組み立てられた電気的接続装置１０において、各接触子の両第１の先端領域３６は、先端を配線基板２０の対応する配線２８に共通に接触されている。各接触子の第２の針先領域３８は、第２の長穴５８から上方へわずかに突出されている。
電気的接続装置１０においては、各接触子の下側針領域が片持ち梁状に結合ブロック３２に支持されているから、各接触子の両第１の先端領域３６を第１の長穴５４から下方にわずかに突出させた状態で、第１及び第２の板状部材２２及び２４を配線基板２０に取り付けるならば、各接触子の下側針領域が弾性変形して、各接触子の第１の先端領域３６が配線２８に確実に押圧される。そのため、第１の先端領域３６の高さ位置に多少の差があっても、各第１の先端領域３６が配線２８に確実に接続される。
被検査体１２は、図３及び図８に示すように、開口５６に配置されて、電極１６を第２の先端領域３８に押圧され、その状態で被検査体１２に通電されて、その被検査体１２の通電試験が行われる。
そのような通電試験は、各接触子の両第１の先端領域３６及び両第２の先端領域３８が、それぞれ、配線２８及び電極１６に共通に接触しているから、ケルビン接続の状態で行われる。
電気的接続装置１０においては、各接触子の上側針領域が片持ち梁状に結合ブロック３２に支持されているから、電極１６を第２の先端領域３８に押圧されることにより、各接触子の上側針領域が弾性変形して、各接触子の第２の先端領域３８が電極１６に確実に押圧される。そのため、第２の先端領域３８の高さ位置に多少の差があっても、各第２の先端領域３８が電極１６に確実に接続される。
上記のような形状及び構造を有する接触子片を用いる接触子ブロックにおいて、隣り合う接触子は結合ブロック３２により位置決められる。このため、接触子の交換時には接触子ブロック２６を交換すればよく、したがって接触子の交換作業が容易になる。
電気的接続装置１０において、矩形の各辺に配置された電極１６の数が多いときは、複数の接触子ブロック２６を接触子の配列に並べて配置してもよい。
また、複数の接触子を各接触子ブロック２６に配置する代わりに、図９及び１０に示すように、１つの接触子備えた複数の接触子ブロック８０を接触子の配列方向に並べて配置してもよい。
図９及び１０に示す実施例において、各接触子ブロック８０の結合ブロック３２は、板状とされており、また後端状部を面取り状の傾斜面８２とされており、さらに結合ブロック３２を厚さ方向に貫通する穴８４を有する。
第１及び第２の板状部材２２及び２４への組み付けには、丸棒状のピン８６と、直角三角形状の断面形状を有する柱状の当て部材８８と、少なくとも１つの押しねじ９０とが用いられる。ピン８６、当て部材８８及び押しねじ９０は、金属材料製とすることができる。
接触子ブロック８０は、以下のように、互いに結合されて、第１及び第２の板状部材２２及び２４に取り付けられる。
先ず、穴８４が整合するように複数の接触子ブロック８０が結合ブロック３２の厚さ方向に重ね合わされ、結合ピン８６が穴８４に通される。これにより、接触子ブロック８０は、互いに結合されて、接触子ブロック組立体が形成される。
次いで、接触子ブロック組立体の状態で、結合ブロック３２の下部及び上部がそれぞれ第１及び第２の凹所６０及び６２に受け入れられた状態に、接触子ブロック８０が第１及び第２の板状部材２２及び２４に配置される。当て部材８８は、これの斜面が傾斜面８２に接触した状態に、第２の凹所６２に配置される。
次いで、接触子ブロック組立体が第１及び第２の板状部材２２及び２４に対し変位することができる程度に、第１及び第２の板状部材２２及び２４が緩く結合される。
次いで、接触子ブロック組立体が第１及び第２の板状部材２２及び２４に対し変位不能になるまで、押しねじ９０が第２の板状部材２４に螺合される。これにより、接触子ブロック８０が第１及び第２の板状部材２２及び２４に対して位置決められる。
その後、第１及び第２の板状部材２２及び２４が堅固に結合される。

電気的接続装置１０は、これの上下が逆になるように用いてもよいし、第１及び第２の先端領域３６及び３８の長手方向が斜めとなるように傾斜させて用いてもよい。
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 (9)

1. 間隔をおいた一対の接触子片を含む接触子と、該接触子片を結合する電気絶縁性の結合ブロックとを含み、
   各接触子片は、折り返された折り返し端部と該折り返し端部から上下方向に間隔をおいて伸びる一対のアーム部とを有する横Ｕ字状又は横Ｖ字状の中間領域と、一方の前記アーム部の先端部から下方に伸びる第１の先端領域と、他方の前記アーム部の先端部から上方に伸びる第２の先端領域とを備えており、
   両接触子片の前記折り返し端部は前記結合ブロック内に埋没されており、両接触子片の残部は前記結合ブロックから突出されている、接触子ブロック。
2. 両接触子片の少なくとも前記第２の先端領域の先端は、被検査体の導電性部に共通に接触可能に接近されている、請求項１に記載の接触子ブロック。
3. 前記中間領域の未埋没部分は、前記結合ブロックから片持ち梁状に伸びている、請求項１及び２のいずれか１項に記載の接触子ブロック。
4. 一方の接触子片の前記中間領域は、他方の接触子片の前記中間領域の外側に位置し、
   一方の接触子片の前記第１及び第２の先端領域は、それぞれ、他方の接触子片の前記第１及び第２の先端領域より前記第１及び第２のアーム部の長手方向に離間されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の接触子ブロック。
5. さらに、複数の前記接触子を含み、前記結合ブロックは、それらの接触子をこれらが一方向に間隔をおいた状態に結合している、請求項１から４のいずれか１項に記載の接触子ブロック。
6. 請求項１から４のいずれか１項に記載された複数の接触子ブロックと、互いに重ねられて前記接触子ブロックを収容する空間を形成する第１及び第２の板状部材と、前記接触子ブロックを前記第１又は第２の板状部材に取り付ける取付部材とを含み、
   前記第１の板状部材は、前記接触子の両第１の先端領域を受け入れている複数の第１の長穴であって前記アーム部の長手方向と交差する方向に間隔をおいて前記アーム部の長手方向へ伸びる複数の第１の長穴を備え、
   前記第２の板状部材は、被検査体を受け入れる開口と、前記接触子の前記第２の先端領域が受け入れられた第２の長穴であって前記アーム部の長手方向と交差する方向に間隔をおいて前記アーム部の長手方向へ伸びる複数の第２の長穴とを備える、電気的接続装置。
7. 請求項５に記載された少なくとも１つの接触子ブロックと、互いに重ねられて接触子ブロックを収容する空間を形成する第１及び第２の板状部材と、前記接触子ブロックを前記第１又は第２の板状部材に取り付ける取付部材とを含み、
   前記第１の板状部材は、前記接触子の両第１の先端領域を受け入れている複数の第１の長穴であって前記アーム部の長手方向と交差する方向に間隔をおいて前記アーム部の長手方向へ伸びる複数の第１の長穴を備え、
   前記第２の板状部材は、被検査体を受け入れる開口と、前記接触子の前記第２の先端領域が受け入れられた第２の長穴であって前記アーム部の長手方向と交差する方向に間隔をおいて前記アーム部の長手方向へ伸びる複数の第２の長穴とを備える、電気的接続装置。
8. 前記取り付け部材は、前記複数の接触子ブロックの前記結合ブロックを貫通して伸びている、請求項６に記載の電気的接続装置。
9. さらに、前記接触子の前記第１の先端領域が接触される導電性部を備える配線基板であって前記第１及び第２の板状部材が結合される配線基板を含む、請求項６から８のいずれか１項に記載の電気的接続装置。

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