JP5261325B2 - 電気的接続体 - Google Patents

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Description

本発明は、電気的接続体に関する。
従来、電気的接続体としては、対向する電極の一方に接続される第1の接点を有する第1のビームと、対向する電極の他方に接続される第2の接点を有する第2のビームとを有する接続子が担体を挟持して保持するように構成するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1に記載された電気的接続体では、担体に段差部を設け、接続子に屈曲部を形成し、接続子のビームを押圧することにより接続子の屈曲部が担体の段差部を挟持して保持する。このため、簡易な保持構造であり、容易に接続子の配置数を増大させたり狭ピッチ化することができる。
特開2007−294384号公報(図12)
しかしながら、この特許文献1に記載された電気的接続体では、接続子の屈曲部が担体の段差部をより確実に挟持させる必要があり、段差部や屈曲部に対して高い加工精度が要求されることがあった。また、対向するデバイスにより第1及び第2のビームを押圧して接続子の屈曲部が担体の段差部を挟持させる場合では、接続体の作製時に、接続子のスプリングバックの影響により、接続子と担体との固定が十分でない場合が生じることがあった。また、スプリングバック回避のため、接続子に折曲部や屈曲部などを設け、複雑に折れ曲がった形状の接続子を用いた場合などには、担体に形成した貫通孔に挿入しにくい問題があった。
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、接続子と担体との固定をより確実に行うと共に、より作製しやすい電気的接続体を提供することを主目的とする。
本発明は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
即ち、本発明の電気的接続体は、
2つのデバイス間で対向する電極を電気的に接続する接続体であって、
貫通孔と、該貫通孔の近傍に該貫通孔の形成方向に立設された壁部と、を有する担体と、
前記対向する電極の一方に接続される第1の接点を有する第1のビームと、前記対向する電極の他方に接続される第2の接点を有する第2のビームと、一端に前記第1のビームが配設され他端に前記第2のビームが配設された連結部と、前記連結部に配設され前記壁部に当接し前記連結部の移動を規制する規制部と、を有し、前記担体の異なる面から前記第1ビーム及び前記第2ビームのそれぞれを突出させた状態で前記貫通孔に前記連結部が挿入される接続子と、を備え、
前記規制部が前記壁部に当接することにより前記接続子の軸回転を規制するものである。
この電気的接続体は、担体には貫通孔と立設された壁部とが形成され、接続子には、連結部の両端にそれぞれ第1及び第2のビームが配設されると共に、規制部が配設されている。この電気的接続体は、規制部が壁部に当接することにより接続子の軸回転が規制されている。したがって、規制部と壁部とにより接続子の軸回転がより強固に規制されるため、接続子と担体との固定をより確実に行うことができ、また、連結部に規制部を配設すればよいため、電気的接続体をより作製しやすい。
このとき、前記接続子は、前記連結部に対して屈曲して前記第1のビーム及び第2のビームの少なくとも一方が前記貫通孔の開口部に当接することにより前記接続子の前記貫通孔の形成方向への移動を規制するものとしてもよい。こうすれば、貫通孔に挿入された接続子のビームを屈曲させることにより(屈曲力の分力により貫通孔に)接続子が接触固定されるため、貫通孔の形成方向の寸法精度がより緩和されるし、より簡便に接続子を固定することができる。
本発明の電気的接続体において、前記担体は、前記壁部が前記貫通孔の両脇に形成されており、前記接続子は、板状体である規制部が前記連結部の両脇に配設されているものとしてもよい。こうすれば、貫通孔の両脇で規制部が壁部に当接するため、より確実に接続子の軸回転を抑制することができる。ここで「両脇」とは、例えば、貫通孔の左右両側としてもよいし、連結部の左右両側としてもよい。このとき、前記接続子は、前記板状体が前記連結部から前記壁部へ向かって傾斜して配設されているものとしてもよい。こうすれば、規制部がより壁部を押圧しやすいため、一層確実に接続子の軸回転を抑制することができる。また、規制部の貫通孔方向の長さが接続子の軸回転のみならず軸方向の移動抑制効果を発揮する。本発明の電気的接続体において、前記接続子は、前記連結部と前記規制部とが一体成形されているものとしてもよい。こうすれば、接続子をより作製しやすい。
本発明の電気的接続体において、前記接続子は、前記規制部が前記連結部の前記第1ビーム側に配設されており、前記連結部側の前記第2ビームがS字形状に屈曲し該S字形状の少なくとも一部が前記貫通孔内に入り込んだ状態で前記貫通孔の開口部に当接しているものとしてもよい。こうすれば、例えばビームのスプリングバックの影響などをより抑制することができるため、接続子と担体との固定を一層確実に行うことができる。
本発明の電気的接続体において、前記接続子は、前記規制部が前記連結部の前記第1ビーム側に配設されており、前記第2ビームと前記連結部とが前記貫通孔への挿入前には略平板状に形成されているものとしてもよい。こうすれば、貫通孔に接続子をより挿入しやすいため、電気的接続体をより一層作成しやすい。
本発明の電気的接続体において、前記接続子は、前記規制部が前記連結部の前記第1ビーム側に配設されており、前記担体は、前記第1ビームの配設される側の前記貫通孔の開口部が前記第2ビームの配設される側の開口部よりも大きく形成されているものとしてもよい。こうすれば、貫通孔の開口部の広い側から狭い側に向かって、規制部が形成されていない側の第2ビームを貫通孔に挿入可能であるため、貫通孔に接続子をより挿入しやすく、電気的接続体をより一層作成しやすい。また、狭い側の開口部に挿入された第2ビームを屈曲してこの第2ビームと開口部とが当接するため、接続子と担体とを固定しやすい。このとき、前記担体は、前記貫通孔が複数の段階的に開口幅が形成されることにより第1ビームの配設される側の開口部が第2ビームの配設される側の開口部よりも大きく形成されるものとしてもよいし、前記担体は、前記貫通孔がテーパ状に形成されることにより第1ビームの配設される側の開口部が第2ビームの配設される側の開口部よりも大きく形成されるものとしてもよい。
あるいは、本発明の電気的接続体において、前記接続子は、前記担体に立設された壁部にバネ力を付与して前記連結部の移動を規制するコイル状の規制部を有しているものとしてもよい。こうすれば、コイル状の規制部によるバネ力を用いて接続子と担体との固定をより確実に行うことができる。また、コイル状の規制部とすることにより、接続子をより作製しやすい。このとき、前記接続子は、前記第1のビーム、前記第2のビーム、前記連結部及び前記規制部が1本の線材で形成されているものとしてもよい。こうすれば、一層接続子を作製しやすい。また、前記接続子は、前記担体の異なる面から直線形状の前記第1ビーム及び直線形状の前記第2ビームのそれぞれを突出させているものとしてもよい。こうすれば、第1及び第2ビームが直線状に形成されているから、貫通孔への挿入や貫通孔からの取り外しがより容易である。
本発明の電気的接続体において、前記第1ビームの第1接点及び前記第2ビームの第2接点は接続する電極側に向かって突出した円弧形状に形成されているものとしてもよい。こうすれば、接続子と電極との接続を行いやすい。
本発明の電気的接続体において、前記担体は、前記貫通孔の一部にかかるように設けられた溝部の壁面により前記壁部が形成されているものとしてもよい。こうすれば、溝部を形成することにより、貫通孔の形成方向に立設された壁部を形成することができるため、比較的容易に壁部を形成することができ、電気的接続体を一層作成しやすい。
本発明の電気的接続体において、前記担体は、前記貫通孔が複数形成されており該複数の貫通孔の各々に前記接続子が挿入されているものとしてもよい。このとき、前記担体の少なくとも一方の面に突出される、複数個備えられる接続子のビームは互いに該担体の中央を指向して対向させることができる。また、この接続体において、少なくとも一方のビームは、半田ボールと、該半田ボールを備えられるランド部とを有することもできる。
本発明の電気的接続体において、前記接続子と前記担体との間には接着層を備えているものとすることもできる。なお、本発明の電気的接続体は、規制部と壁部とが当接することにより接続子の回転を抑制可能であるため、該接着層を設けなくてもよい。
本発明の電気的接続体において、前記接続子の前記第1のビームおよび前記第2のビームは、それぞれ前記担体からカンチレバー状に突出されていることが好ましい。この態様において、前記第1のビーム及び前記第2のビームのビーム角度はそれぞれ15°以上50°以下であることが好ましい。また、ビーム幅とビーム長さの比が1以上18以下であることも好ましい。さらに、ビーム厚みとビーム幅の比が2以上40以下であることも好ましい。
本発明の電気的接続体において、前記接続子は、ベリリウム銅、チタン銅、銅・ニッケル・錫合金、銅・ニッケル・シリコン合金及びニッケルベリリウムから選択されるいずれかを含む導電性材料を主体とすることが好ましい。また、前記担体は、エラストマー、セラミックス及びエンジニアリングプラスチックから選択されるいずれかを含む絶縁性材料を主体とすることが好ましい。この担体は、剛性体であってもよいし、弾性体であってもよい。
本発明の電気的接続体において、前記デバイスは、アレイ状に配列された前記電極を備えることが好ましい。また、本発明の電気的接続体は、ソケット又はインターポーザーであることが好ましい。本発明の電気的接続体において、本発明によれば、上記いずれかの接続体を備える電子機器も提供される。こうした電子機器としては、プローブカード、半導体やチップの検査装置が挙げられる。即ち、本発明の電気的接続体は、プローブカード、半導体やチップの検査又は実装に関し電子デバイスの電極間を接続するものとしてもよい。
本発明の一実施形態である電気的接続体10の構造の概略を表す断面図。 電気的接続体10の平面図。 電気的接続体10の一部を断面とした斜視図。 電気的接続体10が備える接続子30の説明図。 接続子30を担体20へ組み付けて電気的接続体10を作製する各工程の説明図。 別の実施形態である電気的接続体110の構造の概略を表す断面図。 電気的接続体110が備える接続子130の説明図。 接続子130を担体120へ組み付けて電気的接続体110を作製する各工程の説明図。 電気的接続体210の構造の概略を表す断面図。 別の実施形態の担体320及び接続子330の説明図。 別の実施形態の電気的接続体410の説明図。 別の実施形態の電気的接続体510の説明図。 別の実施形態の電気的接続体10Bの説明図。 電気的接続体610の構造の概略を表す断面図。 電気的接続体610の構造の概略を表す断面図。 電気的接続体710の構造の概略を表す断面図。 接続子830の説明図
(第1実施形態)
次に、本発明を実施するための第1実施形態を図面を用いて説明する。図1は、本発明の一実施形態である電気的接続体10の構造の概略を表す断面図であり、図2は、電気的接続体10の平面図であり、図3は、電気的接続体10の一部を断面とした斜視図であり、図4は、電気的接続体10が備える接続子30の説明図である。図1に示すように、電気的接続体10は、第1デバイス12にアレイ状に形成された複数の第1電極14と、第2デバイス16にアレイ状に形成され第1電極14に対向する複数の第2電極18とを電気的に接続するよう構成されている。この電気的接続体10は、第1デバイス12と第2デバイス16との間に配置される担体20と、担体20に配設され第1電極14と第2電極18とを電気的に接続する複数の接続子30とを備えている。この電気的接続体10は、第1デバイス12と第2デバイス16との電気的な接続状態を検査する検査装置に装着されて用いられる。検査するデバイスとしては、プローブカード、半導体やチップなどが挙げられる。
担体20は、全体が絶縁性材料で形成された矩形状の板状体であり、接続子30を保持する部材である。この担体20は、例えば、エラストマー、プラスチック材料及びセラミックス材料などの絶縁性材料を用いることが好ましい。こうした絶縁性材料としては、特に限定しないが、シリコンエラストマーや、FR4などのガラス繊維含有エポキシ樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などのエンジニアリングプラスチックのほか、アルミナやジルコニアなど各種セラミックスが挙げられる。この担体20は、剛性体であってもよいし、弾性体であってもよいが、剛性体である方が、デバイスの接続性や、担体20の平坦性や寸法精度を容易に確保する観点から好ましい。
この担体20には、行及び列からなるマトリックス状に形成された複数の貫通孔21と、担体20の上面側の貫通孔21の一部にかかるように貫通孔21の各列ごとに設けられた溝部24と、が形成されている。貫通孔21は、担体20を左右に2分割するような中央部の両側に対称的に形成されている。この貫通孔21は、後述する接続子30の規制部36の形成されている側(図1における担体20の上面側)の第1開口部22が、規制部36の形成されていない側(図1における担体20の下面側)の第2開口部23に比してその開口径が大きく形成されている。ここでは、貫通孔21は、2段階の径で形成されることにより、第1開口部22が第2開口部23に比してその開口径が大きく形成されている。この貫通孔21は、図1及び図2に示すように、個々の接続子30に対して個別に形成されているが、例えば、一列に整列される複数個の接続子10を一括して保持できるようにスリット状等に形成するものとしてもよい。溝部24は、各列ごとの貫通孔21の上面側を連通する、その断面が矩形状の空間として形成されている。この溝部24は、接続子30の第1ビーム32が向く方向と直交する方向に設けられている。そして、溝部24が貫通孔21の一部にかかるように形成されているため、溝部24の貫通孔21側の壁部25は、貫通孔21の形成方向に、貫通孔21の両脇、即ち貫通孔の左右両側にそれぞれ立設して設けられている(図3参照)。
接続子30は、カンチレバー状の略C字状に屈曲した形状を有する導電性の板状体であり、各デバイス間の電極を電気的に接続する部材である。接続子30は、ベリリウム銅、チタン銅、銅・ニッケル・錫合金、銅・ニッケル・シリコン合金及びニッケルベリリウムから選択されるいずれかを含む導電性材料を主体とすることが好ましく、このうち、導電性と耐久性の観点からベリリウム銅を用いることが好ましい。なお、こうした材料の表面は、ニッケルなどの下地メッキなどを施した後金メッキを施してもよい。この接続子30は、平板を所定の形状に打ち抜きしたりあるいはエッチングにより部分的に除去することにより所定形状に加工し(図4の上側の図参照)、その後目的とする形状に折り曲げ加工することによって得ることができる(図4の下側の図参照)。この接続子30において、板厚がバネ厚に対応する平板状カンチレバーや板幅がバネ厚に対応する平板状カンチレバーがあるが、好ましくは、板厚がバネ厚に対応する平板状カンチレバーとすることが好ましい。こうした平板状カンチレバーによれば、十分な断面積を容易に確保することができるため、導体抵抗を低く維持できる。接続子30では、板厚は、0.01mm以上0.08mm以下であることが好ましい。この範囲であると、板厚がバネ厚に対応するとき、適切な弾性ないし可撓性を得ることができるとともに、バネ幅との関係で良好な導電性を得やすいからである。この板厚は、より好ましくは、0.02mm以上0.06mm以下である。
この接続子30には、図1〜3に示すように、第1接点32aを有する第1ビーム32と、第2接点35aを有する第2ビーム35と、第1ビーム32を一端側に第2ビーム35を他端側に配設し貫通孔21に挿入される連結部31と、連結部31の第1ビーム32側且つ両脇に配設された規制部36と、が形成されている。接続子30のビームは、互いに担体20の中央を指向して対向して配設されている(図1,2参照)。この第1ビーム32及び第2ビーム35は、接続子30の中央側から先端側に向かってビーム幅が狭くなるように形成されていることが好ましい。ビーム幅が狭くなることで、接続子30の表面応力をビームの長さ方向にわたって均一にしつつ大きな変位を付与することができる。この第1ビーム32及び第2ビーム35は、それぞれのビーム角度が15°以上50°以下であることが好ましい。ビーム角度が15°以上であると、ビームの倒れる方向のビームとの距離を確保でき、隣り合うビームが干渉するのを回避して必要な変位を得ることができる。また、ビーム角度が50°以下であると、電極と接触してビームに変位が生じたときの荷重のうち垂直成分の増加を抑制することができ、接点が電極と接触して滑る際の摩擦によって過度な力がかかるのを抑制してビームの変形を抑制できる。また、50°以下であると、同じ変位量に対する接点の水平方向へのスライド量の増加を抑制できるため、ピッチが小さい場合であっても接点を電極に確実に接触させておくことができる。より好ましくは、ビーム角度は30°以上40°以下である。また、ビーム幅とビーム長さの比(ビーム長さ/ビーム幅)が1以上18以下であることが好ましい。この比が1以上であると、ビーム形状を方形状におおよそ維持できるため、曲げ加工時においても寸法精度を確保しやすく、また、18以下であれば板厚がバネ厚に対応する平板状カンチレバーの縦長化を抑制して導体抵抗の増大を抑制できる。この比は、より好ましくは2以上12以下であり、さらに好ましくは3以上8以下である。なお、ビーム長は、ビームが担体20の表面に当接する部分から先端までの長さをいうものとする。さらに、ビーム厚みとビーム幅の比(ビーム幅/ビーム厚み)が2以上40以下であることも好ましい。この比が2以上であれば、断面積の増大による導体抵抗の低下の優位性を得られやすく、また、40以下であれば、ビーム幅をハンドリング可能な板厚に対して許容範囲内に維持でき、接続子30の固定化ピッチを一定以下に維持することができる。ビーム厚みとビーム幅の比は、より好ましくは3以上20以下であり、さらに好ましくは4以上15以下である。また、ビーム幅は、0.15mm以上0.70mm以下であることが好ましい。この範囲であると前記の板厚との関係において良好な導電性を得られやすいからである。より好ましくは、0.15mm以上0.50mm以下である。ビーム長は、貫通孔21の形成ピッチを超えて形成でき、貫通孔21のピッチにもよるが、好ましくは貫通孔21の形成ピッチに対して120%以上であり、より好ましくは150%以上とすることができ、さらに好ましくは、180%以上であり、一層好ましくは200%以上とすることができる。さらにまた、360%以上とすることができる。なお、本発明において担体20における貫通孔21の形成ピッチは、好ましくは0.5mm以上2.54mm以下であり、より好ましくは0.8mm以上1.6mm以下である。また、第1接点32a及び第2接点35aは、接続する電極側に向かって突出した円弧形状に形成されていることが好ましい。こうすれば、接続子30と電極との接続を行いやすい。
第1ビーム32の連結部31に配設されている部分は、屈曲した折曲部33となっている。この折曲部33は、第1開口部22(開口縁)に当接して接続子30が貫通孔21の下方側へ移動してしまうのを規制している。また、第2ビーム35の連結部31に配設されている部分は、その断面がS字形状に屈曲したS字部34となっている。このS字部34は、その少なくともその一部が第2開口部23から貫通孔21の内部に入り込んでいる。この第2ビーム35のS字部34は、第2開口部23(開口縁)に当接することにより接続子30が貫通孔21の上方側へ移動してしまうのを規制している。
規制部36は、連結部31の両脇、即ち左右両側にそれぞれ配設されている可撓性のある板状体であり、連結部31から溝部24の壁部25へ向かって傾斜して配設されており、連結部31を壁部25から離間する方向に押圧する部材である。この規制部36は、その可撓性によりバネの特徴を有し、貫通孔21の両脇に形成された壁部25に当接しこれを押圧することにより、平板状の連結部31を壁部25の形成方向と平行となるように固定し、接続子30が軸方向に回転してしまうのを規制している。この接続子30は、図4に示すように、連結部31と第1ビーム32と第2ビーム35と規制部36とが一体成形され、各部材が折り曲げられることにより形成されている。なお、規制部36は、壁部25と当接して接続子30を固定するものとすればよく、可撓性を有さずバネの働きをしないものとしてもよい。
次に、電気的接続体10の作製方法について説明する。図5は、接続子30を担体20へ組み付けて電気的接続体10を作製する各工程の説明図である。この電気的接続体10では、まず、図4の上側の図に示す形状の平板を加工し、この平板を折り曲げ加工して図4の下側の図に示すような接続子30を作製する。この担体20へ組み付ける前の接続子30は、下端側の先端には緩やかなカーブを描く第2接点35aが形成され、第2ビーム35の連結部31との配設部分にはU字状に屈曲した折曲部35bが形成されているが、連結部31と第2ビーム35とは総じて略平板状になっている。次に、担体20に貫通孔21を形成すると共に、溝部24を形成する。ここでは、貫通孔を穿設したあと、穿設した貫通孔よりも外径の大きな孔を担体20を貫通しない中間位置まで形成させる。こうして、第2開口部23よりも開口径の大きな第1開口部22を形成させるのである。次に、連結部31が貫通孔21に挿入されたときに規制部36が壁部25を押圧可能な位置に、溝部24を形成する。このとき、接続子30の貫通孔21の形成方向の位置精度が接続子30の折曲部33やS字部34で調整可能であるから、溝部24の深さ方向の加工精度は、比較的低くても構わない。このように形成した接続子30を担体20へ挿入する(図5の左から1番目の図参照)。このとき、規制部36が形成されていない第2ビーム35の先端を開口径の大きな第1開口部22へ挿入する。すると、連結部31が貫通孔21に配置されると共に、規制部36が壁部25に当接する(図5左2番目の図)。接続子30を固定位置に挿入すると、第2ビーム35を折り曲げる(図5左3番目の図)。このとき、折曲部35bによりS字部34が、貫通孔21の内部に入り込むように形成される。また、S字部34の端部が第2開口部23に当接する。次に、第1ビーム32を折り曲げ、折曲部33の端部が第1開口部22に当接する。このとき、規制部36が壁部25を押圧し、連結部31が壁部25から離間する方向に付勢される(図5左4番目の図)。こうして、規制部36が壁部25に当接することにより接続子30の軸回転を規制すると共に、連結部31に対して屈曲して第1ビーム32及び第2ビーム35が貫通孔21の第1開口部22及び第2開口部23に当接することにより接続子30の貫通孔の形成方向への移動を規制することにより、接続子30が担体20に確実に固定されるのである。
以上説明した本実施形態の電気的接続体10によれば、担体20には貫通孔21と、溝部24による貫通孔21の両脇に立設した壁部25とが形成され、接続子30には、連結部31の一端に第1ビーム32他端に第2ビーム35が配設されると共に、第1ビーム32側の両脇に規制部36が配設されており、規制部36が壁部25に当接することにより接続子30の軸回転が規制され、連結部31に対して屈曲して第1ビーム32及び第2ビーム35が貫通孔21の開口部にそれぞれ当接することにより接続子30の貫通孔の形成方向への移動が規制されている。このように、規制部36と壁部25とにより接続子30の軸回転がより強固に規制される。また、貫通孔21に挿入された接続子30のビームを屈曲させることにより接続子30が固定されるため、貫通孔の形成方向の寸法精度がより緩和されるし、ビームを屈曲させるという加工によって、より簡便に接続子30を固定することができる。したがって、接続子30と担体20との固定をより確実に行うことができ、電気的接続体10をより作製しやすい。また、溝部24を形成することにより、貫通孔の形成方向に立設された壁部25を形成可能であるため、比較的容易に壁部25を形成することができる。また、貫通孔21の一部にかかるように溝部24を形成するため、貫通孔21の両脇に壁部25を形成しやすい。したがって、電気的接続体を一層作成しやすい。
また、貫通孔21の両脇で規制部36が壁部25に当接するため、より確実に接続子30の軸回転を抑制することができる。更に、規制部36が連結部31から壁部25へ向かって傾斜して配設されているため、規制部36がより壁部25を押圧しやすく、一層確実に接続子30の軸回転を抑制することができる。更にまた、連結部31側の第2ビーム35がS字形状に屈曲したS字部34であり、このS字部34の少なくとも一部が貫通孔21の内部に入り込んだ状態で第2開口部23に当接しているため、例えばビームのスプリングバックの影響などをより抑制可能であり、接続子と担体との固定を一層確実に行うことができる。そして、第2ビーム35の先端が挿入される第1開口部22は第2開口部23よりも開口径が大きいため、貫通孔21に接続子30をより挿入しやすく、電気的接続体10をより一層作成しやすい。また、開口径の小さい第2開口部23に挿入された第2ビーム35を屈曲してこの第2ビーム35と第2開口部23とが当接するため、接続子30と担体20とを固定しやすい。そしてまた、複数の段階的に貫通孔21の開口径が形成されるため、開口径の異なる貫通孔をより容易に作成することができる。そして更に、接続子30は、比較的簡易な折り曲げにより形成することが可能であり、且つ比較的簡易な折り曲げにより担体20へ固定可能であるため、スプリングバックを低減する括れ部などを形成しなくても済み、接続子の加工がより簡易であり、接続子の歩留まりを向上することができる。そして更にまた、接続子30は、折曲部33及びS字部34により貫通孔21の形成方向への移動を規制するため、壁部25の深さ方向について接続子30や担体20の加工精度が、より要求されず、作製しやすい。また、連結部31と第1ビーム32と第2ビーム35と規制部36とが一体成形されているため、接続子30を作製しやすい。
上述した第1実施形態では折曲部35bを設けS字部34を形成して接続子30の移動を規制するものとしたが、例えば、図6〜8に示すように、折曲部35bを設けずに、S字部34の形成を省略すると共に、屈曲部134を設けることにより接続子30の移動を規制するものとしてもよい。図6は、別の実施形態である電気的接続体110の構造の概略を表す断面図であり、図7は、電気的接続体110が備える接続子130の説明図であり、図8は、接続子130を担体120へ組み付けて電気的接続体110を作製する各工程の説明図である。なお、以下には、上述した第1実施形態と同一の構成に対しては同一の符号を付し、その説明を省略する。なお、ここでは、開口径が変わらない貫通孔121を用いて説明する。すなわち、上述した第1実施形態では、開口径の異なる貫通孔21を形成するものとしたが、開口径が同じである貫通孔21を形成するものとしてもよい。図6に示すように、電気的接続体110は、担体20と、S字形状ではない屈曲部134を有する接続子130とを備えている。この電気的接続体110では、上述した第1実施形態と同様に、規制部136が壁部125に当接して接続子130が軸回転するのを規制し、屈曲部134と第2開口部123とが当接して接続子130の上側への移動を規制すると共に、規制部136が溝部124の底面に当接するか、又は折曲部133が第1開口部122に当接することにより接続子130の下側への移動を規制する。
この電気的接続体110の製造方法について図8を用いて説明する。この電気的接続体110では、まず、図7の上側の図に示す形状の平板を加工し、この平板を折り曲げ加工して図7の下側の図に示すような接続子130を作製する。この担体120へ組み付ける前の接続子130は、上端側の先端には緩やかなカーブを描く第1接点132aが形成され、下端側の先端には緩やかなカーブを描く第2接点135aが形成されているが、連結部131と第2ビーム235とは略平板状に形成されている。担体20には、貫通孔121の第1開口部122の一部にかかるように溝部124が形成されている。このとき、接続子130の貫通孔121の形成方向の位置精度が接続子130の屈曲部134などで対応可能であるから、溝部124の深さ方向の加工精度は、比較的低くても構わない。このように形成した接続子130を担体120へ挿入し(図8の左から1番目の図参照)、連結部31を貫通孔121内部に配置すると共に、規制部136を壁部125に当接させる(図8左2番目の図)。接続子130を固定位置に挿入すると、第2ビーム135を折り曲げる(図8左3番目の図)。このとき、屈曲部134の端部が第2開口部123に当接する。次に、第1ビーム132を折り曲げ、規制部136の下端部が溝部124の底面に当接する。このとき、規制部136が壁部125を押圧し、連結部131が壁部125から離間する方向に付勢される(図8左4番目の図)。こうして、規制部136が壁部125に当接することにより接続子130の軸回転を規制し、規制部36が溝部124の底面に当接すると共に、連結部131に対して屈曲して第2ビーム135が貫通孔121の第2開口部123に当接することにより接続子130の貫通孔の形成方向への移動を規制することにより、接続子130が担体120に確実に固定されるのである。このように、接続子130と担体120との固定をより確実に行うことができ、電気的接続体110をより作製しやすい。また、図7に示すように、接続子130は、第2ビーム135と連結部131とが貫通孔121への挿入前には平板状に形成されているため、貫通孔121に接続子130をより挿入しやすく、電気的接続体をより一層作成しやすい。
また、上述した第1実施形態では、貫通孔21が2段階の径で形成されることにより、第1開口部22が第2開口部23に比してその開口径が大きくなっているものとしたが、第1開口部22が第2開口部23と異なる大きさになるものとすれば特にこれに限定されず、例えば3段階以上の径で形成されるものとしてもよいし、貫通孔21がテーパ状に形成されるものとしてもよい。
上述した第1実施形態では、第1ビーム32と第2ビーム35とが同一方向に折り曲げられた接続子30を有する電気的接続体10としたが、特にこれに限定されず、図9に示すように、第1ビーム232と第2ビーム235とが異なる方向に折り曲げられた接続子230を有する電気的接続体210としてもよい。こうしても、規制部136と壁部125とが当接して接続子230の回転を抑制し、第2ビーム235と第2開口部123とが当接して接続子130の上側への移動を規制可能であり、接続子230と担体120との固定をより確実に行うことができ、電気的接続体210をより作製しやすい。
上述した第1実施形態では、第1ビーム32の折り曲げられる方向に規制部36が連結部31に対して壁部25の方向に傾斜して配設され、第1ビーム32は、この傾斜方向と同じ方向に折り曲げられた接続子30としたが、特にこれに限定されず、例えば図10に示すように規制部36の傾斜方向と異なる方向に第1ビーム332が折曲部333で折り曲げられた接続子330としてもよい。図10は、別の実施形態の担体320及び接続子330の説明図である。こうしても、接続子330と担体320との固定をより確実に行うことができ、電気的接続体をより作製しやすい。
上述した第1実施形態では、溝部24を形成することにより貫通孔21の形成方向に壁部25を立設させる担体20としたが、貫通孔の形成方向に壁部を立設させるものとすれば特にこれに限定されず、例えば図10に示すように、貫通孔21の一部にかかる部分を盛り上げる凸部を形成することにより、壁部25を形成するものとしてもよい。こうしても、壁部25と規制部36とが当接することにより、接続子330が軸方向に回転してしまうのを抑制することができる。
上述した第1実施形態では、第1ビーム32の向く方向に直交するように溝部24を設け、この溝部24の壁部25に当接するように規制部36を配設した電気的接続体10としたが、図11に示すような電気的接続体410としてもよいし、図12に示すような電気的接続体510としてもよい。図11に示す電気的接続体410は、貫通孔21の一部にかかるように貫通孔21の中央を横切るように第1ビーム32の向く方向と同じ方向に溝部424を設けた担体420と、連結部431の両脇から溝部424の形成方向へ向かって、この溝部424により立設された壁部425,425にそれぞれ当接する規制部436を配設した接続子430と、を備えている。この接続子430は、連結部431の左右両側に規制部436がそれぞれ同じ方向に向かって設けられている。こうしても、規制部436が壁部425に当接することにより接続子430の軸回転が規制され、接続子430と担体420との固定をより確実に行うことができ、電気的接続体410をより作製しやすい。あるいは、図12に示す電気的接続体510は、貫通孔21の一部にかかるように貫通孔21の中央を横切るように第1ビーム32の向く方向と同じ方向に溝部524を設けた担体520と、連結部531の両脇から溝部524の形成方向へ向かって、この溝部524により立設された壁部525,525にそれぞれ当接する規制部536を配設した接続子530と、を備えている。この接続子530は、連結部531の左右両側の規制部536が互いに異なる方向に向かって設けられている。こうしても、規制部536が壁部525に当接することにより接続子530の軸回転が規制され、接続子530と担体520との固定をより確実に行うことができ、電気的接続体510をより作製しやすい。
上述した第1実施形態では、連結部31、第1ビーム32、第2ビーム35及び規制部36が一体成形された接続子30としたが、特にこれに限定されず、2以上の部材を接合したものとしても構わない。このとき、第1ビーム32や第2ビーム35を別部材としてもよいし、規制部36を別部材としてもよい。
上述した第1実施形態では、連結部31から溝部24の壁部25へ向かって傾斜して配設されている規制部36としたが、壁部25と当接して接続子30を固定するものであれば特に限定されず、平板状で傾斜していない規制部としてもよいし、壁部25から連結部31へ向かって傾斜して配設されている規制部としてもよい。なお、連結部31から溝部24の壁部25へ向かって傾斜して配設されている方が、接続子30の固定性の観点からは好ましい。また、規制部36は平板状であるとしたが、他の形状、例えば棒状であってもよい。また、規制部36は連結部31の両脇(左右の端部)に形成されているものとしたが、特にこれに限定されず、連結部31の両脇以外の部分に形成されていてもよい。また、規制部36の形成数は1つの接続子30あたり2個としたが、1個以上であればいくつでも構わない。
上述した第1実施形態では、格子状に形成された貫通孔21のこの格子の辺に沿って溝部24を設けた担体20としたが、図13に示すように、貫通孔21の格子の辺に沿わずに溝部24Bを設けた担体20Bを備えた電気的接続体10Bとしてもよい。図13は、別の実施形態の電気的接続体10Bの説明図である。電気的接続体10Bでは、貫通孔21の格子の対角線に沿って溝部24Bを形成している。また、電気的接続体10Bは、溝部24Bの壁部25に直交する方向に接続子30の第1ビーム32及び第2ビーム35が配設されている。こうすれば、各接続子30のビームの重なりを抑えることが可能であり、例えば接続子30の破損時などにより交換しやすい。
上述した第1実施形態では、連結部31に対して屈曲して第1ビーム32及び第2ビーム35の少なくとも一方が貫通孔21の開口部に当接することにより、貫通孔21の形成方向への移動を規制する接続子30を備えるものとしたが、特にこれに限定されず、第1ビーム32や第2ビーム35が貫通孔21の開口部に当接しないものとしてもよい。こうしても、規制部36が壁部25に当接することによって、接続子30の移動を規制することができる。このとき、規制部36が壁部25を押圧することによって、貫通孔21の形成方向への接続子30の移動を規制するものとしてもよい。なお、第1ビーム32や第2ビーム35が貫通孔21の開口部に当接するものとした方が、接続子30の移動を抑制する観点からは好ましい。
上述した第1実施形態では、緩やかなカーブを描く第1接点32a及び第2接点35aにより第1デバイス12及び第2デバイス16と接続するものとしたが、第1ビーム32及び第2ビーム35の少なくとも一方、好ましくはいずれか一方の接点として、半田ボールを備えるものとしてもよい。半田ボールを接点として備えるときには、半田ボールを固定化するためのランド部を第1又は第2ビームの先端部に備えていることが好ましい。ランド部を備える場合、ランド部を備えるビームは必ずしも元のビームと同じ長さである必要は無く、ランド部が屈曲部(ビームの基部)に隣接していてもよい。
上述した第1実施形態では説明しなかったが、接続子30と担体20との間には接着層を備えているものとすることもできる。なお、本発明の電気的接続体10は、規制部36と壁部25とが当接することにより接続子30の回転を抑制可能であるため、この接着層を設けなくてもよい。
(第2実施形態)
次に、本発明を実施するための第2実施形態を図面を用いて説明する。図14、15は、本発明の一実施形態である電気的接続体610の構造の概略を表す断面図である。図14には、電気的接続体610の平面図と、接続子630の説明図を示した。なお、上述した実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。電気的接続体610は、図14、15に示すように、担体20と接続子630とを備えている。この接続子630は、対向する電極の一方に接続される第1接点632aを有する第1ビーム632と、対向する電極の他方に接続される第2接点635aを有する第2ビーム635と、第1ビーム632と第2ビーム635とが配設された連結部631と、担体20の壁部25,25に当接し移動を規制する規制部636と、を有している。この電気的接続体610では、担体20の異なる面から第1ビーム632及び第2ビーム635のそれぞれを突出させた状態で貫通孔21に連結部635が挿入されている。また、接続子630は、担体20の異なる面から直線形状の第1ビーム632及び直線形状の第2ビーム635のそれぞれを突出させており、それぞれの先端が第1接点632a及び第2接点635aを形成している。
この接続子630は、第1ビーム632、第2ビーム635、連結部631及び規制部636とが1本の線材を加工して形成されている。このため、第1ビーム632及び第2ビーム635は断面が円形の棒状体で形成されており、連結部631は第1ビーム632と第2ビーム635とを接続している範囲をいうものとする。接続子630を形成する材料としては、導電性の高い材質が好ましく、例えば、上述した第1実施形態と同等の導電性材料を主体とすることが好ましい。接続子630を形成する線材の直径は、0.015mm以上0.3mm以下とすることが好ましく、0.08mm以上0.2mm以下の範囲がより好ましい。線材の直径が0.08mm以上では、形状安定性をより高めることができ、0.2mm以下では、接続子630の配置間隔をより小さくすることができる。また、接続子630は、第2ビーム635からの巻き方向と異なる方向に第1ビーム632が形成されている。即ち、接続子630は、規制部636のコイルの一端側で下方側に向かって第2ビーム635が形成され、一端側と対角に位置する他端側で上方側に向かって第1ビーム632が形成されている。
規制部636は、担体20に立設された壁部25,25にバネ力を付与するコイルとして形成されている。即ち、接続子630は、溝部24の内部に配設されており、1本の線材を捲回してコイル状の規制部636を形成すると共に、一端側を第1ビーム632とし、他端側を第2ビーム635として作製されている。そして、規制部636が壁部25,25に当接することにより接続子630の軸回転を規制すると共に、接続子630の貫通孔21の形成方向の移動も規制している。この規制部636のコイルの巻数は、接続子630の移動を規制可能なバネ力を有するような数であればよく、例えば2回以上6回以下としてもよい。このコイルの巻数は、溝部24の幅と接続子630を形成する線材の直径とにより、コイルが溝部24に挿入可能な数に設定するものとしてもよい。なお、溝部24の幅は、接続子630の配置間隔や加工精度などに基づいて定められる。また、規制部636のコイルの直径Rは、例えば、溝部24の溝深さL以下の大きさとすることが好ましく、溝深さLの2/3程度の大きさとすることが接続子630の抜けを防止する観点からは好ましい。
このように形成された電気的接続体610は、図15に示すように、第1デバイス12と第2デバイス16との間に配置され、第1ビーム32側が第1デバイス12と接続し、第2ビーム35側が第2デバイス16と接続することにより、第1デバイス12の第1電極14と第2デバイス16の第2電極18とを電気的に接続する。電気的接続体610では、第1デバイス12と第2デバイス16とを拘束すると、第1ビーム632及び第2ビーム635が撓みつつ、第1接点632aと第1電極14とが電気的に接続すると共に、第2接点635aと第2電極18とが電気的に接続する。
以上説明した電気的接続体610では、規制部636のコイルがそのバネ力により壁部25,25を押圧し、接続子630の軸回転がより強固に規制されると共に、接続子630の貫通孔21の形成方向への移動も規制される。また、コイル状の規制部36により接続子630が固定されるため、貫通孔の形成方向の寸法精度がより緩和されるし、コイルの捲回加工によって、より簡便に接続子630を固定することができる。このように、コイル状の規制部636によるバネ力を用いて接続子630と担体20との固定をより確実に行うことができる。また、コイル状の規制部636とすることにより、線材の捲回加工により接続子630を作製可能である。したがって、接続子630と担体20との固定をより確実に行うことができ、電気的接続体610をより作製しやすい。また、接続子630は、第1ビーム632、第2ビーム635、連結部361及び規制部636が1本の線材で形成されているため、一層接続子を作製しやすい。また、接続子30の作製時に、余分な材料の排出をより抑制することができる。更に、第1ビーム632及び第2ビーム635が直線状に形成されているから、貫通孔21への挿入や貫通孔からの取り外しがより容易である。このため、例えば破損時の接続子630の個別の取り替えが極めて容易である。更にまた、接続子631は、比較的簡易な捲回により形成することが可能であり、且つ比較的簡易なバネ力により担体20へ固定可能であるため、スプリングバックを低減する括れ部などを形成しなくても済み、接続子の加工がより簡易であり、接続子の歩留まりを向上することができる。そして、接続子630は、導電性向上のためなどにメッキ加工を行うことがあるが、線材を用いているため、メッキ加工もしやすい。そしてまた、溝部24を形成することにより、貫通孔の形成方向に立設された壁部25を形成可能であるため、比較的容易に壁部25を形成することができる。また、貫通孔21の一部にかかるように溝部24を形成するため、貫通孔21の近傍に壁部25を形成しやすい。したがって、電気的接続体を一層作成しやすい。
上述した第2実施形態では、第2ビーム635からの巻き方向と異なる方向に第1ビーム632が形成されているものとしたが、図16に示すように、第2ビーム735からの巻き方向と同じ方向に第1ビーム732が形成されている規制部736を備えた接続子730としてもよい。図16は、電気的接続体710の構造の概略を表す断面図である。こうしても、接続子と担体との固定をより確実に行うと共に、より作製しやすい電気的接続体を提供することができる。
上述した第2実施形態では、担体20の異なる面から直線形状の第1ビーム632及び直線形状の第2ビーム635のそれぞれを突出させているものとしたが、図17に示すように、第1ビーム832の第1接点832a及び第2ビーム835の第2接点835aが、接続する電極側に向かって突出した円弧形状に形成されているものとしてもよい。図17は、接続子830の説明図である。こうすれば、接続子と電極との接続状態を安定化させ易いと共に、電極へ過剰な力が働いたとしても電極へ与えるダメージをより少なくすることができる。
上述した第2実施形態では、接続子630は1本の線材で形成されているものとしたが、特にこれに限定されず、2本以上の線材が接続されているものとしてもよいし、線材と平板とで形成されているものとしてもよい。また、第1ビーム32や第2ビーム35は棒状に形成されているものとしたが、上述した第1実施形態と同様に、平板状に形成されているものとしてもよいし、コイル状の規制部636を備えたカンチレバー状の略C字状に屈曲した形状を有する接続子としてもよい。
上述した第2実施形態では、コイル状の規制部636のばね力により接続子30の移動を規制するものとしたが、特にこれに限定されず、板ばね状の規制部のばね力により接続子の移動を規制するものとしてもよい。こうしても、接続子と担体との固定をより確実に行うと共に、より作製しやすい電気的接続体を提供することができる。
上述した実施形態の電気的接続体は、第1デバイス12と第2デバイス16との電気的な接続状態を検査する検査装置に装着されて用いられるものとしたが、第1デバイスと第2デバイスとの間を電気的に接続するものとしてであれば特にこれに限定されずに用いることができる。
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。また、第1実施形態の構成と第2実施形態の構成とを適宜組み合わせるものとしてもよい。
10,110,210,410,510,610,710 電気的接続体、12 第1デバイス、14 第1電極、16 第2デバイス、18 第2電極、20,20B,120,320,420,520 担体、21,121 貫通孔、22,122 第1開口部、23,123 第2開口部、24,24B,124,424,524 溝部、25,125,425,525 壁部、30,130,230,330,430,530,630,730,830 接続子、31,131,431,531,631,731 連結部、32,132,232,332,632,732 第1ビーム、32a,632a,732a,832a 第1接点、33,133,333 折曲部、34 S字部、35,135,235,635,735 第2ビーム、35a,135a,635a,735a,835a 第2接点、35b 折曲部、36,136,436,536,636,736 規制部、134 屈曲部。

Claims (13)

  1. 2つのデバイス間で対向する電極を電気的に接続する接続体であって、
    貫通孔と、該貫通孔の近傍に該貫通孔の形成方向に立設された壁部と、を有する担体と、
    前記対向する電極の一方に接続される第1の接点を有する第1のビームと、前記対向する電極の他方に接続される第2の接点を有する第2のビームと、一端に前記第1のビームが配設され他端に前記第2のビームが配設された連結部と、前記連結部に配設され前記壁部に当接し前記連結部の移動を規制する規制部と、を有し、前記担体の異なる面から前記第1ビーム及び前記第2ビームのそれぞれを突出させた状態で前記貫通孔に前記連結部が挿入される接続子と、を備え、
    前記規制部が前記壁部に当接することにより前記接続子の軸回転を規制する、電気的接続体。
  2. 前記接続子は、前記連結部に対して屈曲して前記第1のビーム及び第2のビームの少なくとも一方が前記貫通孔の開口部に当接することにより前記接続子の前記貫通孔の形成方向への移動を規制する、請求項1に記載の電気的接続体。
  3. 前記担体は、前記壁部が前記貫通孔の両脇に形成されており、
    前記接続子は、板状体である規制部が前記連結部の両脇に配設されている、請求項2に記載の電気的接続体。
  4. 前記接続子は、前記板状体が前記連結部から前記壁部へ向かって傾斜して配設されている、請求項3に記載の電気的接続体。
  5. 前記接続子は、前記規制部が前記連結部の前記第1ビーム側に配設されており、前記連結部側の前記第2ビームがS字形状に屈曲し該S字形状の少なくとも一部が前記貫通孔内に入り込んだ状態で前記貫通孔の開口部に当接している、請求項2〜4のいずれか1項に記載の電気的接続体。
  6. 前記接続子は、前記規制部が前記連結部の前記第1ビーム側に配設されており、前記第2ビームと前記連結部とが前記貫通孔への挿入前には略平板状に形成されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の電気的接続体。
  7. 前記接続子は、前記規制部が前記連結部の前記第1ビーム側に配設されており、
    前記担体は、前記第1ビームの配設される側の前記貫通孔の開口部が前記第2ビームの配設される側の開口部よりも大きく形成されている、請求項1〜6のいずれか1項に記載の電気的接続体。
  8. 前記接続子は、前記担体に立設された壁部にバネ力を付与して前記連結部の移動を規制するコイル状の規制部を有している、請求項1に記載の電気的接続体。
  9. 前記接続子は、前記第1のビーム、前記第2のビーム、前記連結部及び前記規制部が1本の線材で形成されている、請求項8に記載の電気的接続体。
  10. 前記接続子は、前記担体の異なる面から直線形状の前記第1ビーム及び直線形状の前記第2ビームのそれぞれを突出させている、請求項8又は9に記載の電気的接続体。
  11. 前記第1ビームの第1接点及び前記第2ビームの第2接点は接続する電極側に向かって突出した円弧形状に形成されている、請求項1〜10のいずれか1項に記載の電気的接続体。
  12. 前記担体は、前記貫通孔の一部にかかるように設けられた溝部の壁面により前記壁部が形成されている、請求項1〜11のいずれか1項に記載の電気的接続体。
  13. 前記担体は、前記貫通孔が複数形成されており該複数の貫通孔の各々に前記接続子が挿入されている、請求項1〜12のいずれか1項に記載の電気的接続体。
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