JPWO2006006248A1 - 電気的接続装置 - Google Patents

Abstract

電気的接続装置は、被検査体をこれの電極が接触子の先端に接触するように案内すると共に被検査体を接触子に対して位置決める第１の空間を有する第１のガイドを接触子が配置された板状の下ベースに配置し、被検査体を第２のガイドにより第１の空間に案内して接触子の先端に受けさせると共に押圧する。これにより、上ベース及び第２のガイドの変位に起因する被検査体の変位を防止する。

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補助装置として用いる電気的接続装置に関する。

パッケージやモールド等により封止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の１つとして、複数のリード電極を有する被検査体としてのＩＣを保持可能のＩＣ保持体と、複数の接触子（プローブ針）をそれらの先端が前記リード電極の配列に対応された状態に配置した接触子支持体とを含み、ＩＣを保持したＩＣ支持体を接触子支持体に位置決め可能に装着することによりリード電極を接触子に接触させるものがある（特許文献１）。
［特許文献１］ 特開平７−２２９９４９号公報
上記従来の装置において、ＩＣ支持体は、ＩＣを受ける受け座と、ＩＣ支持体にこれの上方から供給されるＩＣを受け座に向けて案内する平坦な上部案内面を有する一対の上部ガイドと、上部ガイドにより案内されるＩＣをさらに受け座に正確に案内する弧状の下部案内面を有する一対の下部ガイドとを備えている。
両上部ガイドは、ＩＣ支持体が接触子支持体の方向に押し下げられたとき、上部案内面の機能が発揮するように開放され、かつＩＣ支持体が接触子支持体に対し上昇されたとき、ＩＣのリード電極に接触してリード電極を接触子の先端に押圧するように、弧状の下部案内面に沿って揺動される。
ＩＣは、ＩＣ支持体と共に移動され、またＩＣ支持体が最下降位置付近に下降されたときから上部ガイドによりリード電極を接触子の先端に押圧され始め、ＩＣ自体が受け座に押圧されるか、又はリード電極が接触子の先端に押圧されることにより、接触子に対する移動すなわち変位を阻止される。
しかし、上記のような装置では、受け座及び下部ガイドが接触子支持体に対して上下動するＩＣ支持体に設けられているから、受け座に受けられているＩＣがＩＣ支持体の移動や下部ガイドの角度的回転等に起因する振動により受け座に対して変位し、その状態でＩＣのリード電極が接触子の先端に押圧されるおそれがある。そのような場合、ＩＣのリード電極が接触子の先端に正確に接触しなくなるから、正確な試験が行われない。
上記問題点を解決するために、上記従来の装置では、下部ガイドを、これがＩＣを受け座ひいては接触子に対して位置決める構造としている。
しかし、封止されたＩＣの寸法精度は、パッケージやモールド等に用いる金型の寸法精度のような種々の要因により若干の差を有しており、したがって同種のＩＣでも寸法がわずかに異なる。
そのようなＩＣの試験を上記従来の装置で行うと、ＩＣ支持体の移動にともなって接触子に対して変位するＩＣが存在してしまう。

本発明の目的は、接触子に対する被検査体の変位を防止することにある。

本発明に係る電気的接続装置は、板状の下ベースと、被検査体の複数の電極に個々に接触される先端を備える複数の接触子であって前記下ベースに配置された接触子と、前記下ベースに配置された第１のガイドであって前記被検査体をこれの電極が前記接触子の先端に接触するように案内すると共に前記被検査体を前記接触子に対して位置決める空間を有する第１のガイドと、前記下ベースに上下動可能に結合された板状の上ベースであって前記被検査体の通過を許す開口を有する上ベースと、前記第１のガイドの上方に対向して配置された一対の第２のガイドであって前記上ベースが前記下ベースに対し下降されたとき前記開口を介して供給される被検査体を前記空間に案内し、前記上ベースが前記下ベースに対し上昇されたとき前記空間内の被検査体を前記接触子の先端に押圧する第２のガイドとを含む。前記複数の接触子は、それらの先端を前記第１の空間に露出させている。

本発明においては、第１のガイドが下ベースに配置され、被検査体が接触子の先端に受けられる。このため、上ベースや第２のガイドが下ベースに対し変位しても、第１のガイド及び接触子ひいては被検査体が変位せず、その結果被検査体は上ベースや第２のガイドの変位に起因する変位を防止される。
前記第１のガイドは、前記下ベースに取り外し可能に取り付けられていてもよい。そのようにすれば、被検査体の寸法精度のバラツキの度合いに応じて最適な第１のガイドに交換することができるし、第１のガイドをこれと異なる寸法を有する他の第１のガイドに交換することにより、寸法の異なる他の被検査体の試験に用いることができる。
前記下ベースは、上方に開放する第１の凹所を有していてもよいし、前記第１のガイドは板状の形状を有しかつ前記第１の凹所に配置されていてもよい。
本発明に係る電気的接続装置は、さらに、前記下ベースに取り外し可能に配置された台座であって前記下ベースを上下方向に貫通してこれの上端を前記空間に突出させた台座を含むことができる。そのようにすれば、前記空間への台座の突出量を変更するか、台座を空間への突出量が異なる他の台座に交換することにより、オーバードライブ量を変更することができる。
前記下ベースは、さらに、前記複数の接触子がこれらの先端を前記空間に露出させた状態に個々に貫通する複数のスロットを有することができる。そのようにすれば、隣り合う接触子の接触が防止されて、接触子が安定する。
前記一対の第２のガイドは、水平方向へ伸びる軸線の周りの枢軸運動可能に前記下ベース及び前記上ベースに連結されていると共に、前記軸線と交差する方向へ水平に移動可能に前記上ベースに連結されていてもよい。そのようにすれば、上ベースの昇降にともなって、第２のガイドが確実に変位する。
前記上ベースは、さらに、下方に開放すると共に前記開口に連通する第２の凹所を有していてもよいし、前記第２のガイドは、これの上端部が前記第２の凹所に位置されて該上端部において前記上ベースに連結されていてもよい。そのようにすれば、第２の凹所を第２のガイドの大部分を受け入れる空間として利用することができる。
本発明に係る電気的接続装置は、さらに、前記上ベースを前記下ベースに対し上方へ付勢する複数の弾性体を含むことができる。
前記接触子は、弧状に湾曲された外側面を有していてもよいし、Ｊ字状の形状を有していてもよい。
本発明に係る電気的接続装置は、さらに、複数の導電性部を上面に有する配線基板であって前記下ベースが取り付けられた配線基板と、前記外側面を前記導電性部に接触させた状態に前記接触子を押圧すべく前記下ベースに配置された弾性体とを含むことができる。

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正面図である。
図３は、図１に示す電気的接続装置の右側面図である。
図４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５は、図１における５−５線に沿って得た断面図であって、（Ａ）は上ベースが下降した状態を示し、（Ｂ）は上ベースが上昇した状態を示す。
図６は、図１における６−６線に沿って得た断面図である。
図７は、第１のガイド及び接触子の配置箇所付近の平面図である。
図８は、図７における８−８線に沿って得た断面図である。

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 配線基板
２２ 下ベース
２４ 台座
２６ 接触子
２８ 第１のガイド
３０ 上ベース
３２ 第２のガイド
３４，４６ 第１及び第２の凹所
３８ スロット
４４，７６ 第１及び第２の空間
４８ 開口
５０ ガイドピン
５２ 弾性体
５４ 支えピン
５６ 揺動部
５８ ガイド部
６０，６２ シャフト
６６ 長穴
７０ ガイド面
７２ 押圧部
７４ ガイドピン

図１〜図８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、パッケージ又はモールドにより矩形の平面形状にされた板状の本体１４と、本体１４の下面に形成された複数の電極１６（図８参照）とを含む。
それらの電極１６は、矩形の対向する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に沿う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に重ねられた板状の下ベース２２と、下ベース２２に配置された台座２４と、下ベース２２に配置された複数の接触子２６と、下ベース２２に配置された第１のガイド２８と、下ベース２２の上方に上下動可能に配置された板状の上ベース３０と、上下の両ベース２２及び３０に連結された一対の第２のガイド３２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（図示せず）を有している。それらの配線は、被検査体１２の電極グループに（すなわち、矩形の対向する一対の辺に）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は、配線基板２０の中央側から対応する辺に向けて平行に伸びており、また対応する辺に直角の方向に間隔をおいている。
下ベース２２は、矩形の平面形状を有しており、また上方に開放する第１の凹所３４を有している。第１の凹所３４は、浅い箱の内部空間のような形状を有しており、また平坦な底面を有している。
下ベース２２は、下ベース２２を貫通して配線基板２０に螺合された複数のねじ部材３５により、図示しない複数の位置決めピンで配線基板２０に対して位置決められた状態に、配線基板２０に取り外し可能に取り付けられている。
台座２４は、下ベース２２の中央を下方から上方に貫通して、上端部を第１の凹所３４に突出させている。台座２４は、下ベース２２が配線基板２０に取り付けられていることにより、下ベース２２からの脱落を防止されている。
下ベース２２は、また、下方に開放する４つの溝３６と、第１の凹所３４と溝３６とに連通された複数のスロット３８とを有している。
溝３６は、矩形の辺に個々に対応するように台座２４の周りに位置決められており、また対応する辺と直角の方向に間隔をおいて対応する辺に沿う方向に伸びている。各溝３６は、電極グループ及び配線グループの組み合わせに１対１の関係に対応されている。
スロット３８は、それぞれが同じ溝３６に連通された４つのスロットグループに分けられている。各スロットグループは、電極グループ、配線グループ及び溝３６の組み合わせに１対１の関係に対応されている。各スロットグループのスロット３８は、対応する辺に沿う方向に間隔をおいて対応する辺に直角の方向に伸びている。
各接触子２６は、これの先端側から後端側にわたって弧状に湾曲された外側面を有していると共に、ほぼＪ字状の形状を有している。各接触子２６は、その後端部が対応する溝３６に位置され、先端部がスロット３８に通されて、先端が第１の凹所３４に突出された状態に、下ベース２２に配置されている。このため、隣り合う接触子２６の接触が防止されて、接触子２６が安定する。
接触子２６も、電極グループ、配線グループ、溝及びスロットグループの組み合わせに１対１の関係に対応された２つの接触子グループに分けられている。各接触子グループの接触子２４は、それらの先端（針先）を対向する接触子グループに向けていると共に、弧状の外側面を配線基板２０に向けており、さらに対応する辺に沿う方向に間隔をおいている。
接触子２６は、接触子グループ毎に、対応する溝３６の底に配置された弾性部材４０により、下ベース２２が配線基板２０に取り付けられた状態において、弧状の外側面の一部を配線基板２０の配線に押圧されて、下ベース２２からの脱落を防止されている。弾性部材４０は、シリコーンゴムのようにゴム材により棒状に製作されており、また溝３６内を溝３６の長手方向に伸びている。
第１のガイド２８は、ほぼ矩形の板の形状を有しており、また第１の凹所３４に配置されている。第１のガイド２８は、図示しない複数の位置決めピンにより下ベース２２に対して位置決められた状態で、第１のガイド２８を貫通して下ベース２２に螺合された複数のねじ部材４２により、下ベース２２に取り外し可能に取り付けられている。
第１のガイド２８は、上方から供給される被検査体１２を受け入れるように矩形の平面形状をした第１の空間４４を中央に有している。下ベース２２を貫通しているスロット３８は第１の空間４４に開放しており、台座２４及び接触子２６はそれらの先端（上端）を第１の空間４４に露出させている。
第１の空間４４を形成している内側面のうち、上半部は供給される被検査体１２を接触子２６の先端に対して正しい位置に案内するガイド面とされており、下半部は被検査体１２を接触子２６の先端に対して位置決める位置決め面とされている。このため、第１の空間４４は、被検査体１２の案内と位置決めとを行う案内位置決め空間として作用する。
上ベース３０は、下ベース２２とほぼ同じ大きさの矩形の平面形状を有しており、また下方に開放する第２の凹所４６と、第２の凹所４６を上方の空間に連通させる開口４８とを有している。
第２の凹所４６は、浅い箱の内部空間のような形状を有しており、また平坦な底面を有している。第２の凹所４６は、第１の凹所３４より大きく、かつ深い。
開口４８は、被検査体１２より大きい矩形の平面形状を有している。開口４８を形成している内側面は、上方から供給される被検査体１２を第２のガイド３２に正しく案内するガイド面とされている。
上ベース３０は、下ベース２２から上方へ伸びる状態に下ベース２２に取り付けられた複数のガイドピン５０により下ベース２２に上下動可能に結合されており、また下ベース２２と上ベース３０との間に配置された複数の弾性体５２により上方に付勢されている。
弾性体５２は、図示の例では圧縮コイルばねであり、下ベース２２から上方へ伸びる状態に下ベース２２に取り付けられた支えピン５４の上部を受け入れている。
第２のガイド３２は、第１のガイド２８と開口４８との間にあって水平面内における一方向に間隔をおいて互いに対向した状態に配置されている。各第２のガイド３２は、Ｌ字状に曲げられた一対の揺動部５６と、両揺動部５６を相互に接続しているガイド部５８とを備える。
対をなす揺動部５６は、各一端部を水平面内における他方向に貫通するシャフト６０により各一端部において下ベース２２に揺動可能に連結されており、他端部を水平面内における他方向に貫通する貫通するシャフト６２により他端部において上ベース３０に揺動可能に連結されている。
シャフト６０は、下ベース２２に取り付けられて対をなす両揺動部５６を揺動可能に支持しており、また一対の止めリング６４により下ベース２２からの脱落を防止されている。
これに対し、シャフト６２は、上ベース３０に形成された長穴６６に移動可能に受けられており、また一対の止めリング６８により上ベース３０からの脱落を防止されている。
各長穴６６は、水平面内における一方向（両第２のガイド３２の離間方向）に伸びており、また相手側の第２のガイド３２の側（上ベース３０の中央側）の端部を下方に曲げられている。すなわち、図５（Ａ）において、左方の長穴６６は右端部を下方に曲げられており、右方の長穴６６は左端部を下方に曲げられている。
第２のガイド３２をシャフト６０又は６２により枢軸支持する代わりに、枢軸ピンを用いて第２のガイド３２を枢軸支持するようにしてもよい。
各第２のガイド３２のガイド部５８は、水平面内における他方向に伸びており、また両揺動部５６と一体的に揺動される。
各第２のガイド３２のガイド部５８は、開口４８を介して供給される被検査体１２を第１の空間４４に案内するガイド面７０と、第１の空間４４内の被検査体１２をその電極１６が接触子２６の先端に接触するように押し下げる押圧面７２とを有している。
電気的接続装置１０は、さらに、被検査体１２を搬送するキャリア（図示せず）と当該電気的接続装置１０との間の位置決めをする一対のガイドピン７４を含む。各ガイドピン７４は、下ベース２２から上下方向へ伸びる状態に下ベース２２に取り付けられており、また上ベース３０を貫通して上端部を上ベース３０の上方に突出させている。
電気的接続装置１０において、図５（Ｂ）に示すように、上ベース３０は弾性体５２の付勢力により常時上昇されている。このため、第２のガイド３２は、シャフト６２の端部が長穴６６の下方に傾斜された端部に受け入れられていることにより、ガイド部５８を第２の凹所４６から下方に突出させて、第２の空間７６を閉じてガイド面７０が機能しない状態に傾斜されている。
しかし、上ベース３０が弾性体５２のばね力すなわち付勢力に抗して下降されると、第２のガイド３２は、シャフト６２の端部が、先ず長穴６６の下方に傾斜された端部から上昇し、次いで長穴６６内を水平に移動するように、角度的に回転される。
これにより、第２のガイド３２は、最終的に、図５（Ａ）に示すように、ガイド面７０が被検査体１２を第１の空間に向けて案内するように、第２の空間７６を開放する。
試験時、先ず、被検査体１２を搬送するキャリアは、電極１６を下方に向けた状態に被検査体１２を保持し、その状態で電気的接続装置１０の上方に移動される。
次いで、キャリアは、ガイドピン７４を自身の位置決め穴に受け入れる。これにより、キャリアと電気的接続装置１０とが位置決められる。
次いで、キャリアは、これに備えられたプッシャにより、上ベース３０を弾性体５２の付勢力に抗して押し下げる。これにより、第２のガイド３２は、シャフト６２の端部が、先ず長穴６６の下方に傾斜された端部から上昇し、次いで長穴６６内を水平に移動するように、角度的に回転される。
これにより、第２のガイド３２は、最終的に、図５（Ａ）に示すように、ガイド面７０がその機能を確実に発揮するように、第２の空間７６を開放する。この状態において、第２のガイド３２のガイド部５８は、第２の凹所４６に収容される。
上記状態において、被検査体１２がキャリアから解放される。これにより、被検査体１２は、落下して、開口４８を介してガイド面７０に受けられて、ガイド面７０により第１の空間４４に案内される。
その被検査体１２は、第１の空間４４内において、電極１６が接触子２６の先端に接触するように案内されると共に、接触子２６に対して位置決められ、最終的に接触子２６の先端に受けられる。
次いで、キャリアは上部エース３０の押し下げを解除する。これにより、図５（Ｂ）に示すように、上ベース３０が弾性体５２により上昇されるから、第２のガイド３２は、ガイド面７０の機能を喪失させるように角度的に回転されて、第２の空間７６を閉じると共に、被検査体２６をガイド部７２により押し下げる。
上記のように、上ベース３０が上昇されて、第２のガイド３２が角度的に回転されるとき、被検査体１２が接触子２６の先端に受けられているから、第１のガイド２８及び接触子２６ひいては被検査体１２が変位しない。このため、被検査体１２は上ベース３０や第２のガイド３２の変位に起因する変位を防止される。
上記の結果、被検査体１２は、その電極１６を接触子２６の先端に正しく押圧され、その状態で通電されて、試験をされる。
被検査体１２が第２のガイド３２により押し下げられた状態において、オーバードライブが接触子２６に作用する。そのオーバードライブ量は、主として、弾性体５２の付勢力により定まる。しかし、オーバードライブ量は、予め、第１の空間４４への台座２４の突出量を変更するか、台座２４を第１の空間４４への突出量が異なる他の台座に交換することにより、調整することができる。
被検査体１２の寸法精度のバラツキが大きい場合、バラツキの度合いに応じて最適な第１のガイド２８が予め下ベース２２に取り付けられる。また、寸法の異なる被検査体の試験を行う場合には、新たな被検査体の寸法に応じた寸法を有する第１のガイド２８が予め下ベース２２に取り付けられる。
上記電気的接続装置１０においては、両第２のガイド３２が枢軸運動可能に下ベース２２と上ベース３０とに連結されていると共に、両第２のガイド３２が離間する方向に移動可能に上ベース３０に連結されているから、上ベース３０の昇降にともなって、第２のガイド３２が確実に変位する。

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、ガイドピン７４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 (10)

1. 板状の下ベースと、
   被検査体の複数の電極に個々に接触される先端を備える複数の接触子であって前記下ベースに配置された接触子と、
   前記下ベースに配置された第１のガイドであって前記被検査体をこれの電極が前記接触子の先端に接触するように案内すると共に前記被検査体を前記接触子に対して位置決める空間を有する第１のガイドと、
   前記下ベースに上下動可能に結合された板状の上ベースであって前記被検査体の通過を許す開口を有する上ベースと、
   前記第１のガイドの上方に対向して配置された一対の第２のガイドであって前記上ベースが前記下ベースに対し下降されたとき前記開口を介して供給される被検査体を前記空間に案内し、前記上ベースが前記下ベースに対し上昇されたとき前記空間内の被検査体を前記接触子の先端に押圧する第２のガイドとを含み、
   前記複数の接触子は、それらの先端を前記空間に露出させている、電気的接続装置。
2. 前記第１のガイドは、前記下ベースに取り外し可能に取り付けられている、請求項１に記載の電気的接続装置。
3. 前記下ベースは、上方に開放する第１の凹所を有し、前記第１のガイドは、板状の形状を有しかつ前記第１の凹所に配置されている、請求項１又は２に記載の電気的接続装置。
4. さらに、前記下ベースに取り外し可能に配置された台座であって前記下ベースを上下方向に貫通してこれの上端を前記空間に突出させた台座を含む、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. 前記下ベースは、さらに、前記複数の接触子がこれらの先端を前記空間に露出させた状態に個々に貫通する複数のスロットを有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の電気的接続装置。
6. 前記一対の第２のガイドは、水平方向へ伸びる軸線の周りの枢軸運動可能に前記下ベース及び前記上ベースに連結されていると共に、前記軸線と交差する方向へ水平に移動可能に前記上ベースに連結されている、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. 前記上ベースは、さらに、下方に開放すると共に前記開口に連通する第２の凹所を有し、前記第２のガイドは、これの上端部が前記第２の凹所に位置されて該上端部において前記上ベースに連結されている、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。
8. さらに、前記上ベースを前記下ベースに対し上方へ付勢する複数の弾性体を含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の電気的接続装置。
9. 前記接触子は、弧状に湾曲された外側面を有すると共に、Ｊ字状の形状を有する、請求項１から８のいずれか１項に記載の電気的接続装置。
10. さらに、複数の導電性部を上面に有する配線基板であって前記下ベースが取り付けられた配線基板と、前記外側面を前記導電性部に接触させた状態に前記接触子を押圧すべく前記下ベースに配置された弾性体とを含む、請求項９に記載の電気的接続装置。

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