JP5134803B2 - 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、特に基板に形成された導電性部と被検査体の電極とを電気的に接続する装置に関する。

集積回路のような半導体デバイスは、複数の電極をデバイス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（検査）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、上下方向に開放する複数のスリットを並列的に有する板状のハウジングと、スリットに配置された複数の接触子と、接触子の配列方向に伸びる状態にハウジングに配置された棒状の針押えとを含む。各接触子は、湾曲された外面を有する。

ハウジングは、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る。接触子は、ハウジングが基板に取り付けられた状態において、湾曲された外面を針押えにより基板の配線パターンのような導電性部に押圧されている。

各接触子は、これの先端（針先）が被検査体の電極に押圧されることにより、電極の一部を削り取り、被検査体の電極を基板の導電性部に電気的に接続する。この状態で、被検査体の通電試験が行われる。

しかし、上記の電気的接続装置では、いずれも、各接触子をこれの先端がスリットの上方に位置する状態にハウジングに配置しているから、接触子の先端により削り取られた屑がスリットを介して基板に達して基板の隣り合う導電性部を電気的に短絡させることがある。

本発明の目的は、接触子の先端により削り取られた屑がスリットを介して基板に達することを防止することにある。

本発明に係る電気的接続装置は、被検査体の電極に接続すべき導電性部を有する基板と平行の面内を第１の方向へ伸びて下方に開放する第１の凹所と、前記第１の方向に間隔をおいて前記面内を前記第１の方向と交差する第２の方向に伸びる複数のスリットとを有し、各スリットが、これの長手方向における一端部において前記第１の凹所に連通されていると共に、少なくとも上方に開放されている、ハウジングと、前記導電性部と前記電極とを電気的に接続する板状の複数の接触子であってそれぞれが前記電極に押圧される先端を有すると共に湾曲された外面を有し、また前記外面を下方の側とした状態で前記第１の凹所内から前記スリット内を伸びる状態に前記ハウジングに配置された複数の接触子と、前記第１の凹所に配置された針押えであって前記接触子の前記外面を前記導電性部に接触させるように前記接触子の前記外面と反対側の箇所に当接する針押えとを含む。

各接触子の前記先端は、平面的に見て、前記スリットから該スリットの長手方向に離間されている。

前記ハウジングは、さらに、上方に開放しかつ前記スリットの他端部に連通された第２の凹所を有することができる。

各スリットは、さらにこれの他端部の側において前記第２の凹所に連通されていてもよい。

各接触子は、前記スリット内を斜め上方に伸びていると共に前記スリット内を該スリットの長手方向の他端部に向けて水平に伸び、さらに前記第２の凹所内を斜め上方に伸びていてもよい。

電気的接続装置が、さらに、前記スリットの他端部をその上方において閉鎖すべく前記第１の方向に伸びるゴム部材であって前記第２の凹所に配置されて、少なくとも前記接触子の先端が被検査体の電極に押圧されたとき、前記接触子により弾性変形されたゴム部材を含むことができる。

前記ハウジングは、さらに、前記第２の凹所内を前記第１の方向に伸びて前記スリットに連通されていると共に上方に開放する第３の凹所を有することができ、また前記ゴム部材は前記第３の凹所に配置されていてもよい。

電気的接続装置は、さらに、前記第２の凹所に配置されたガイド板であって被検査体をその電極が前記接触子の先端に当接するように案内する第４の凹所を有するガイド板を含むことができる。

前記第１の凹所を形成している面は、前記接触子が前記第１の凹所から脱落することを前記接触子の後端部と共同して防止する脱落防止部を後端部に有することができる。

各接触子は、前記脱落防止部に係合可能に後方に突出する凸部を後端部に有することができる。

各接触子は、前記先端を前記ハウジングの上方に突出させていてもよい。

本発明によれば、各接触子を、その先端が平面的に見てスリットから該スリットの長手方向に離間する位置まで延在させているから、接触子の先端により削り取られた屑はスリット以外の箇所に落下する。このため、接触子の先端により削り取られた屑がスリットを介して基板に達することを防止される。

［用語について］

本発明においては、図２において、左右方向をＸ方向といい、紙背方向をＹ方向といい、上下方向を上下方向又はＺ方向という。しかし、それらの方向は、被検査体を検査装置に配置する姿勢により異なる。

したがって、上記の方向は、実際の検査装置に応じて、Ｘ方向及びＹ方向が、水平面、水平面に対し傾斜する傾斜面、及び水平面に垂直の垂直面のいずれかの面内となるように決定してもよいし、それらの面の組み合わせとなるように決定してもよい。

また、本発明においては、接触子の針先の側を先端といい、それと反対の側を後端という。

図１〜図７を参照するに、電気的接続装置１０は、平板状被検査体１２の通電試験（すなわち、検査）に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、パッケージ及びモールドをされない集積回路等、半導体デバイスである。

被検査体１２は、矩形の板のような形状を有する本体１４と、本体１４の一方の面にあって矩形の各辺に設けられた複数の電極１６とを有する。電極１６は、短冊状の形状を有しており、また本体１４の矩形の辺に一対一の形に対応された４つの電極群に分けられて電極群毎に並列的に配置されている。

電気的接続装置１０を組み付ける配線基板のような基板２０は、図６及び図７に示すように、導電性の配線パターンをガラス入りエポキシ樹脂のような電気絶縁材料製の板材２２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、それぞれが被検査体１２の電極１６に一対一の形に対応された帯状の複数の配線部すなわち導電性部２４を板材２２の一方の面に有する。

各導電性部２４は、配線パターンの一部である。導電性部２４は、被検査体１２の本体１４の矩形の辺に一対一の形に対応された４つの導電性部群に分けられており、また対応する辺の近傍において、対応する辺と交差する方向へ伸びてその辺の長手方向に離間した状態に、導電性部群毎に並列的に形成されている。

基板２０は、一般に、被検査体１２の通電試験を行うユーザーにおいて被検査体１２の種類に応じて製作される。しかし、基板２０は接続装置１０の製造業者の側で製作してもよい。

図１〜図７に示すように、接続装置１０は、基板２０に組み付けられる矩形の板状をしたハウジング２６と、ハウジング２６に並列的に配置されて電極１６と導電性部２４との組に一対一の形に対応された板状の複数の接触子２８と、接触子２８に接触するようにハウジング２６に配置された長尺の複数の針押え３０と、ハウジング２６に配置された長尺の複数のゴム部材３２と、ハウジング２６に配置されたガイド板３４とを含む。

ハウジング２６は、基板２０と平行の水平面内を第１の方向（Ｘ方向）又は第１の方向と交差する第２の方向（Ｙ方向）へ伸びて下方に開放する４つの第１の凹所３６と、第１又は第２の方向（Ｘ方向又はＹ方向）に間隔をおいて前記水平面内を第２又は第１の方向（Ｙ方向又はＸ方向）に伸びる複数のスリット３８と、ハウジング２６の中央領域に設けられて上方に開放する第２の凹所４０と、第２の凹所４０内を第１又は第２の方向に伸びて上方に開放する４つの第３の凹所４２とを有する。

第１の凹所３６は、本体１４の矩形の辺に一対一の形に対応されており、また対応する辺の長手方向（第１又は第２の方向）に伸びている。各第１の凹所３６を形成している面のうち、後端側内向き面は、接触子２８が第１の凹所から脱落することを接触子２８の後端部と共同して防止すべく後退した脱落防止部４４を奥部に有する。

各第１の凹所３６の先端側の上隅角部は、弧面とされている。各第１の凹所３６の両端部の幅寸法は中間領域の箇所のそれより小さくされており、また中間領域は対応するスリット群のスリット３８の配置領域の長さ以上の長さ領域とされている。

第１の凹所３６の各端部は、これに針押え３０の端部を締まり嵌めの状態に嵌合させるように、第1の凹所３６の中間領域の箇所の幅寸法の２分の１より小さい幅寸法又は曲率半径と、先端側上隅角部の弧面の曲率中心と一致する中心又は曲率中心とを有する。

ハウジング３６の中央領域は、平面的に見て矩形の形状を有する板状部４８とされている。

スリット３８は、矩形の辺及び第１の凹所３６の組に一対一の形に対応された４つのスリット群に分けられており、また対応する辺及び第１の凹所３６の長手方向に間隔をおいて対応する辺と交差する方向へ伸びている。各スリット群の隣り合うスリット３８の間は、隔壁４６とされている。

各スリット３８は、ハウジング２６の上下に開放されており、また長手方向における一端側（後端側）の下部において対応する第１の凹所３６の先端側の下部に連通されていると共に、長手方向における他端側（先端側）の上部において第２の凹所４０に連通されている。

第２の凹所４０は、平面的に見て、ハウジング２６の板状部４８の周りの小さい第１の凹所領域と、第１の凹所領域の上部に続きかつ第１の凹所領域より大きい第２の凹所領域とを有する。

第１及び第２の凹所領域は、平面的に見て、被検査体１２の本体１４と相似の矩形の形状を有しており、また同軸的に及び相似形に形成されている。スリット３８は、その先端側をスリット群毎に第１の凹所領域の矩形の１つの辺に開口させている。

ハウジング２６の板状部４８の周りの領域は、第２の凹所４０の第１の凹所領域により、第２の凹所領域より低くされている。

第３の凹所４２は、矩形の辺に一対一の形に対応されており、また対応する辺の長手方向（Ｘ又はＹ方向）に伸びている。各第３の凹所４２は、ハウジング２６の板状部４８の外側の上隅角部から隔壁４６の先端上部に達する幅寸法を有しており、また弧状の奥底面を有する。

第３の凹所４２の幅寸法は、その長さ範囲にわたってほぼ同じである。しかし、後に説明するように、第３の凹所４２の両端部の幅寸法を他の箇所のそれより小さくしてもよい。この場合、両端部の間の中間領域は対応するスリット群のスリットの配置領域以上の長さ領域とされている。

上記のようなハウジング２６は、合成樹脂のような電気的に絶縁性の材料から形成することができる。

各接触子２８は、電極１６に押圧される弧状の先端（すなわち、針先）５０を先端側に有すると共に、湾曲された外面５２を有し、さらに上方に開放する弧状の凹所５４を後端側に有する。

各接触子２８は、その外面５２を下方の側とした状態で第１の凹所３６内からスリット３８内及び第２の凹所４０の第１の凹所領域内を伸びて先端５０がハウジング２６の上方に突出する状態に、ハウジング２６に配置されている。

各接触子２８の後端部は、第１の凹所３６内に位置されており、また第１の凹所３６の脱落防止部４４に係止されるように後端面の上部から後方へ突出する凸部５６を後端面の上部に有する。各接触子２８の後端縁の下の隅角部は、曲率半径の小さい弧面とされている。

各接触子２８のうち、後端部の前側の領域（後端前側領域）とその後端前側領域より先端側の領域（先端領域）とは、被検査体１２の電極１６が先端５０に押圧されたとき、弾性変形するアーム部として作用する。

このアーム部は、図示の例では、後端部からスリット３８内を斜め上方に伸びると共に、スリット３８内をスリット３８の長手方向における他端部に向けて水平に伸び、さらに第２の凹所４０内を斜め上方に伸びている。

各接触子２８の後端面は、凸部５６と後端縁の下の隅角部とを除いて、第１の凹所３６を形成している面のうちの後端側内向き面の上端から後方に後退する傾斜面に接触されている。

針押え３０は、シリコーンゴムのような弾性変形可能の弾性部材により断面円形の棒状の形状を有しており、また矩形の辺及び第１の凹所３６の組に一対一の形に対応されている。このため、各針押え３０は、対応する第１の凹所３６内を対応する第１の凹所３６の長手方向へ伸びている。

各針押え３０の両端部は、対応する第１の凹所３６の両端部に締まり嵌めの状態に嵌合されている。これにより、各針押え３０はハウジング２６からの脱落を防止されている。

各針押え３０の両端部の間の中間領域は、第１の凹所３６の先端側の上隅角部の弧面に接触されていると共に、対応する接触子群の接触子２８の凹所５４に当接されている。

ゴム部材３２も、シリコーンゴムのような弾性変形可能の弾性部材により断面円形の棒状の形状を有しており、また矩形の辺及び第３の凹所４２の組に一対一の形に対応されている。このため、各ゴム部材３２は、一部を対応する第３の凹所４２内に受け入れられて、その第３の凹所４２の長手方向へ伸びている。

図示の例では、各ゴム部材３２は、全長さ範囲にわたってほぼ同じ直径寸法を有しており、また対応する接触子群の接触子２８のアーム部の下方に位置されている。

しかし、既に述べたように、第３の凹所４２の両端部の幅寸法を他の領域のそれより小さくするか、ゴム部材３２の両端部の直径寸法を中間領域のそれより大きくして、ゴム部材３２の両端部を対応する第３の凹所４２の両端部に締まり嵌めの状態に嵌合させてもよい。この場合、各ゴム部材３２の中間領域は、対応するスリット群の長さ範囲以上の長さ寸法とされる。

ガイド板３４は、第２の凹所４０と相似矩形の形状を有しており、また第２の凹所４０内に配置されている。ガイド板３４は、被検査体１２をその電極１６が接触子２８の先端５０に当接するように受け入れる矩形の凹所５８を有する。

凹所５８は、被検査体１２よりやや大きくかつ被検査体１２の本体１４と相似の矩形の平面形状を有する。凹所５８の内向きの面は、被検査体１２を案内するように、ガイド板３４の外側から中心側へ向きかつ下方ほど小さい傾斜面とされている。

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、各針押え３０が第１の凹所３６に配置され、ゴム部材が第３の凹所４２に配置される。

次いで、各接触子群の接触子２８が対応する第１の凹所３６からアーム部を対応するスリット３８に通されて、先端５０を第２の凹所４０の第１の凹所領域に突出させた状態に配置される。これにより、接触子２８は、その後端部においてハウジング２６と針押え３０とに保持されると共に、脱落防止部４４と凸部５６とによりハウジング２６からの脱落を防止される。

次いで、ガイド板３４が第２の凹所４０の第２の凹所領域に配置される。ガイド板３４は、これを厚さ方向に貫通してハウジング２６に螺合された複数のねじ部材６０によりハウジング２６に取り外し可能に固定される。

上記により、接続装置１０は分解可能に組み立てられる。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。

接続装置１０に組み立てられた状態において、各接触子２８のアーム部は、図６に示すように、ゴム部材３２から上方に離間されている。

また、各接触子２８は、その先端５０をハウジング２６の上端面より上方に突出させている。しかし、被検査体１２が凹所５８内に受け入れられるから、各接触子２８は、先端５０が凹所５８内に位置する形状を有していてもよい。

組み立てられた接続装置１０は、ハウジング２６を貫通して基板２０に螺合する複数のねじ部材６２により、基板２０に分離可能に組み付けられる。

上記のように接続装置１０が基板１２に組み付けられた状態において、接触子２８は、外面５２の一部において針押え３０により基板２０の導電性部２４に接触されて、その状態に維持される。これにより、ハウジング２６からの接触子２８の脱落が確実に防止され、接触子２８と導線性部２４とが電気的に確実に接続される。

上記のように、針押え３０の両端部が第１の凹所３６の両端部に締まり嵌めの状態に嵌合されかつ針押え３０の中央領域が接触子２８の凹所５４に当接されていると、ハウジング２６に対する接触子２８の位置が安定し、ハウジング２６からの接触子２８の脱落がより確実に防止される。

検査時、被検査体１２は、上方からガイド板３４の凹所５８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、凹所５８の傾斜面に当接し、その傾斜面により凹所５８の中央に案内される。これにより、被検査体１２は、電極１６が接触子２８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、各接触子２８は、オーバードライブ作用を受けて図７に点線で示す状態から実線で示す状態に弾性変形されて、ゴム部材３２に押圧される。このとき、接触子２８をその外面５２に沿って後退させる力が接触子２８に作用する。

しかし、各接触子２８の後端が第１の凹所３６の後端側内向き面に直接的に接触しているから、各接触子２８は、後端下部を支点に図７に実線で示す状態に変位して、針押え３０を弾性変形させる。

これにより、各接触子２８の先端５０は、先端５０が電極１６に対し接触子２８の長手方向に変位しかつ導電性部２４への接触子２８の接触箇所が先端５０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り取る擦り作用（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ことにより、各接触子２８が導電性部２４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、各接触子２８が針押え３０により導電性部２４に押圧されていないように、接触子２８と導電性部２４との間に間隙が存在していてもよい。

図示の例では、接続装置１０に組み立てられた状態において、接触子２８とゴム部材３２とが離間しているが、接触子２８のアーム部とゴム部材３２とを接触させてもよいし、ゴム部材３２を接触子２８のアーム部により弾性変形させてもよい。

接続装置１０によれば、以下のような効果を奏する。

各接触子２８を、その先端５０が平面的に見てスリット３８からそのスリット３８の長手方向に離間する位置まで延在させているから、接触子２８の先端５０により削り取られた屑はスリット３８以外の箇所に落下する。このため、接触子２８の先端により削り取られた屑がスリット３８を介して基板に達することを防止される。

接触子２８の先端により削り取られた屑は、また、ゴム部材３２がスリット３６の先端側上部を閉鎖していることにより、その屑がスリット３８を介して基板に達することをより確実に防止される。

接触子２８が安定に維持されるにもかかわらず、接続装置１０の製作が容易である。被検査体１２が接続装置１０に自然に正しく配置される。被検査体１２の電極１６が接触子２８の先端５０に確実に接触する。接触子２８が針押え３０及びゴム部材３２を弾性変形させることにより、所定の針圧を導電性部２４と接触子２８との間に作用させることができ、電極１６に擦り作用が効果的に生じる。針押え３０及びゴム部材３２の構造が単純であるにもかかわらず、接触子２８同士の電気的短絡が確実に防止される。

図示の例では、接触子２８は、先端５０が電極１６に押圧されたとき、ゴム部材３２への接触箇所に凹所６４を有している。しかし、そのような凹所６４を接触子２８に設けなくてもよい。

先端５０が電極１６に押圧された状態において接触子２８をゴム部材３２から離間させる代わりに、図８に示すように接触子２８をゴム部材３２に接触させていてもよいし、ゴム部材３２を接触子２８により適度に弾性変形させてもよい。

断面円形のゴム部材３２を用いる代わりに、図９に示すような矩形の断面形状を有するゴム部材３２、図１０に示すようなかまぼこ形又は三角形の断面形状を有するゴム部材３２等、他の断面形状を有するゴム部材を用いてもよい。

産業上の利用の可能性

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。例えば、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。

図１は、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における２−２線に沿って得た断面図である。 図１に示す電気的接続装置のガイド板を外した平面図である。 図１に示す電気的接続装置の接触子近傍の拡大平面図である。 図１に示す電気的接続装置の接触子近傍の拡大底面図である。 図１に示す電気的接続装置の接触子近傍の拡大断面図であって、被検査体の電極が接触子の先端に押圧されない状態を示す図である。 図１に示す電気的接続装置の接触子近傍の拡大断面図であって、被検査体の電極が接触子の先端に押圧された状態を示す図である。 本発明に係る電気的接続装置で用いるゴム部材の第２の実施例を示す、接触子近傍の拡大断面図である。 本発明に係る電気的接続装置で用いるゴム部材の第３の実施例を示す、接触子近傍の拡大断面図である。 本発明に係る電気的接続装置で用いるゴム部材の第４の実施例を示す、ゴム部材近傍の拡大断面図である。

符号の説明

１０ 電気的接続装置
１２ 被検査体
１４ 本体
１６ 電極
２０ 基板
２２ 板材
２４ 導電性部
２６ ハウジング
２８ 接触子
３０ 針押え
３２ ゴム部材
３４ ガイド板
３６ 第１の凹所
３８ スリット
４０ 第２の凹所
４２ 第３の凹所
４４ 脱落防止部
４６ 隔壁
４８ 板状部
５０ 接触子の先端
５２ 接触子の外面
５４，６４ 接触子の凹所
５６ 接触子の凸部
５８ ガイド板の凹所

Claims (6)

1. 基板に組み付けられる、該基板に形成された導電性部と被検査体の電極とを電気的に接続する電気的接続装置であって、
   前記基板と平行の面内を第１の方向へ伸びて下方に開放する第１の凹所と、前記第１の方向に間隔をおいて前記面内を前記第１の方向と交差する第２の方向に伸びる複数のスリットとを有するハウジングであって、各スリットがこれの長手方向における一端部において前記第１の凹所に連通されていると共に少なくとも上方に開放されているハウジングと、
   前記導電性部と前記電極とを電気的に接続する板状の複数の接触子であってそれぞれが前記電極に相対的に押圧される先端を有すると共に湾曲された外面を有し、また前記外面を下方の側とした状態で前記第１の凹所内から前記スリット内を伸びる状態に前記ハウジングに配置された複数の接触子と、
   前記第１の凹所に配置された針押えであって前記接触子の前記外面を前記導電性部に接触させるように前記接触子の前記外面と反対側の箇所に当接する針押えとを含み、
   前記ハウジングは、さらに、上方に開放しかつ前記スリットの他端部に連通された第２の凹所を有し、
   前記電気的接続装置は、さらに、前記スリットの他端部をその上方において閉鎖すべく前記第１の方向に伸びる弾性部材であって前記第２の凹所に配置されて、少なくとも前記接触子の先端が被検査体の電極に押圧されたとき、前記接触子により弾性変形される弾性部材を含み、
   各接触子の前記先端は、平面的に見て、前記スリットから該スリットの長手方向に離間されており、前記スリットから該スリットの長手方向へ前記弾性部材を越えて該弾性部材の上方へ伸びている、電気的接続装置。
2. 各接触子は、前記スリット内を斜め上方に伸びていると共に前記スリット内を該スリットの長手方向の他端部に向けて水平に伸び、さらに前記第２の凹所内を斜め上方に伸びている、請求項１に記載の電気的接続装置。
3. 前記ハウジングは、さらに、前記第２の凹所内を前記第１の方向に伸びて前記スリットに連通されていると共に上方に開放する第３の凹所を有し、前記弾性部材は前記第３の凹所に配置されている、請求項１に記載の電気的接続装置。
4. さらに、前記第２の凹所に配置されたガイド板であって被検査体をその電極が前記接触子の先端に当接するように案内する第４の凹所を有するガイド板を含む、請求項３に記載の電気的接続装置。
5. 前記第１の凹所を形成している面は、前記接触子が前記第１の凹所から脱落することを前記接触子の後端部と共同して防止する脱落防止部を後端部に有する、請求項１に記載の電気的接続装置。
6. 各接触子は、前記脱落防止部に係合可能に後方に突出する凸部を後端部に有する、請求項５に記載の電気的接続装置。

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