TWI677686B - 接觸器 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題在於提供一種製造容易且可確保較長行程之接觸器。接觸器1係包括：可撓性基板10；複數個接點部20，係設於可撓性基板10；複數個彈簧30，係將各個接點部20往檢查對象裝置7彈推；以及外殼40，係收容複數個彈簧30。彈簧30係至少在接點部20側之端部具有平坦捲部31，且在本身的長度方向的中間部具有傾斜緊密捲部32，並在開放狀態中於平坦捲部31與傾斜緊密捲部32之間存在有間隙G。

Description

接觸器
本發明係關於適合用於半導體裝置等的被測定裝置的檢查之接觸器。
就用於半導體裝置等檢查對象物的檢查之接觸器而言，如下述專利文獻1所示，已知有將複數個接觸探針插入外殼的貫穿孔內之構造的插座(socket)。各接觸探針係具有彈簧以及被前述彈簧往突出方向彈推之插塞。在近年來，半導體裝置的動作頻率係變得更高，為了測定該高頻率，趨向使用長度較短之接觸探針。
就別的構造的接觸器而言，有設有金屬線埋設片材之構造的接觸裝置，該金屬線埋設片材係在具有複數個凸塊(bump)之接觸片材的下方，將金屬細線埋入聚矽氧樹脂片材等具有彈性之材料中(下述專利文獻2)。金屬線埋設片材係除了電性連接以外，亦具有吸收凸塊的高度不均及檢查對象的非平坦性之作用。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2009-186210號公報
專利文獻2：日本特開2000-180506號公報
在專利文獻1之情形中，在為了對應高頻而使長度變短時，接觸探針的使用就變得困難。具體而言，接觸探針自身的組裝及將接觸探針插入外殼的貫穿孔等作業變得困難，而有需要高度的熟練技術及耗費的工時之問題。再者，插塞的加工亦變得困難，而有要花費大量時間及成本之問題。另一方面，專利文獻2之構造的情形中，行程(stroke)因與金屬線埋設片材的彈性變形量相依而無法加長，而有會因被測定裝置的共面性而不能獲得穩定的接觸之問題。
本發明係有鑑於上述狀況而研創者，目的在於提供製造容易且能夠確保較長的行程之接觸器。
本發明之一種態樣為接觸器。該接觸器係包括：可撓性基板；複數個接點部，係設於前述可撓性基板；複數個彈簧，係將各個接點部往對象物側彈推；以及外殼，係收容前述複數個彈簧。
亦可為：各個彈簧至少在前述接點部側之端部具有平坦捲部。
亦可為：各個彈簧在本身的長度方向的中間部具有傾斜緊密捲部。
亦可為：各個彈簧至少在前述接點部側之端部具有平坦捲部，且在本身的長度方向的中間部具有傾斜緊密捲部，並在開放狀態中於前述平坦捲部及前述傾斜緊密捲部之間存在有間隙。
亦可為：在前述各個彈簧被壓縮預定長度時，前述間隙消失且前述平坦捲部及前述傾斜緊密捲部互相接觸。
亦可為：前述各個接點部具有延伸至前述彈簧的內側之對位用凸部。
亦可為：藉由前述對位用凸部與前述彈簧之卡合，而產生防止前述接點部從前述彈簧脫落之防脫落力。
亦可為：前述外殼具有貫穿前述可撓性基板而從前述可撓性基板的一面側往另一面側延伸之擋止凸部。
亦可為：前述可撓性基板在各個接點部的周圍具有用以防止因前述接點部的接觸對象的高低差所導致之本身的彎曲之貫穿孔。
亦可為：具有複數個定位銷，該定位銷係設於前述外殼並貫穿前述可撓性基板，且將前述可撓性基板對於前述外殼定位，前述可撓性基板係以可往與本身的面垂直之方向移動之方式被前述複數個定位銷支撐。
亦可為：前述可撓性基板具有供各個定位銷插通之複數個長孔，各個長孔係在短邊方向為與前述定位銷大致相同尺寸，而在長邊方向為比前述定位銷更大之尺 寸。
另外，將以上構成要素之任意的組合、及本發明之表現方式在方法或系統等之間轉換而成者，就本發明之態樣而言亦屬有效。
依據本發明，可提供製造容易且可確保較長行程之接觸器。
1‧‧‧接觸器
5‧‧‧檢查用基板
7‧‧‧檢查對象裝置
8‧‧‧凸塊(電極)
10‧‧‧可撓性基板
11‧‧‧銷插通孔
12‧‧‧擋止用孔
13‧‧‧貫穿孔
20‧‧‧接點部
21‧‧‧本體部
21a‧‧‧鍔部
22‧‧‧接觸用凸部
23‧‧‧對位用凸部(腳部)
30‧‧‧彈簧
31‧‧‧平坦捲部
32‧‧‧傾斜緊密捲部
33‧‧‧聯絡部
40‧‧‧外殼
41‧‧‧貫穿孔
42‧‧‧擋止凸部
50‧‧‧導引件
51‧‧‧導引孔
60‧‧‧定位銷
G‧‧‧間隙
第1圖係本發明實施形態之接觸器1的彈簧開放狀態之概略剖面圖。
第2圖係接觸器1的彈簧壓縮狀態之概略剖面圖。
第3圖係第1圖之可撓性基板10的接點部20附近的擴大剖面圖。
第4圖(A)係第1圖的主要部擴大剖面圖，第4圖(B)係第2圖的主要部擴大剖面圖。
第5圖係可撓性基板10的俯視圖(從檢查對象物側觀看之圖)。
第6圖係第5圖之主要部擴大圖。
以下，參閱圖式一同詳細說明本發明之較佳實施形態。另外，於各圖式所示之相同或同等之構成要素、構件等係賦予相同符號，並適當省略重複之說明。再者，實施形態並非限定發明而僅是例示，實施形態所記述之所 有特徵及其組合亦不一定是發明的本質。
於第1圖中，定義上下左右各方向。再者，將第1圖之與紙面垂直之方向定義為前後方向。如第1圖及第2圖所示，本實施形態之接觸器1係用於半導體裝置(IC封裝)等檢查對象裝置7之檢查者，係進行未圖示之檢查裝置側之檢查用基板5與檢查對象裝置7之間之電源及訊號的傳送。另外，第1圖及第2圖所示之檢查用基板5及檢查對象裝置7並非接觸器1的構成要素。接觸器1係具備可撓性基板10、接點部20、彈簧30、外殼40、及導引件50。
可撓性基板10係用以形成接點部20之基材(聚醯亞胺等)，係面向導引件50的導引孔51的開口，並在外殼40及導引件50之間的空間延伸。如第5圖所示，可撓性基板10係於各個接點部20的周圍具有貫穿孔13。在第5圖之例中，係設為對於1個接點部20以4個貫穿孔13圍繞。另外，相鄰接之接點部20係共用貫穿孔13。各個貫穿孔13具有的作用，係用以防止因接點部20的接觸對象(第2圖之檢查對象裝置7的凸塊8)的高低差(高度不均)所導致之檢查時之可撓性基板10的非預期之彎曲(波浪起伏)。
可撓性基板10係藉由複數個(於此係4支)定位銷60而決定前後左右方向之位置，且以可往上下方向(與本身的面垂直之方向)移動之方式被支撐。用以供各個定位銷60插通之可撓性基板10的複數個銷插通孔11分別 為長孔，形成為能夠容許可撓性基板10的上下移動時之彎曲。另外，在第5圖中，為了顯示銷插通孔11與定位銷60的大小關係，係以虛線虛擬性地顯示銷60。各銷插通孔11係在短邊方向為與定位銷60大致相同尺寸，而在長邊方向則為比定位銷60更大之尺寸。如第5圖所示，設於可撓性基板10的左右各部之銷插通孔11係往左右方向延長之長孔，設於前後各部之銷插通孔11為朝前後方向延長之長孔，藉由4支定位銷60，係容許彎曲並正確進行可撓性基板10的前後方向之定位。
可撓性基板10係具有用以供第1圖所示之外殼40的擋止凸部42貫穿之複數個(於此為4個)擋止用孔12(第5圖)。各擋止用孔12與擋止凸部42的大小關係和各銷插通孔11與定位銷60的大小關係相同，而成為可藉由擋止凸部42而容許可撓性基板10的上下移動時之彎曲。
接點部20係為金屬體且例如為藉由電鑄而在可撓性基板10上設有複數個(多數個)，並在檢查時與檢查對象裝置7的凸塊(電極)8接觸。如第3圖及第4圖(A)、(B)所示，接點部20係具有本體部21、接觸用凸部22、對位用凸部(腳部)23。本體部21係圓柱形狀且於上下端部分別具有鍔部21a，並在鍔部21a之間夾住可撓性基板10。於可撓性基板10的上表面側，接觸用凸部22係從本體部21的上表面側的鍔部21a的上表面例如往上方突出成圓柱狀，並如第6圖所示於1個接點部例如設有4個。於可撓性基板10的下表面側，對位用凸部23係如第3圖所示從 本體部21的下表面側的鍔部21a的下表面中心部例如往下方突出成圓柱狀，且如第4圖(A)、(B)所示，延伸(進入)至彈簧30的內側。對位用凸部23係在接觸器1的組裝時用於接點部20及彈簧30之相互的對位，並且藉由與彈簧30之卡合(例如輕壓入)，而產生用以防止接點部20從彈簧30脫落之防脫落力。
彈簧30係由設成與接點部20相同數量之導電性材料所構成之線圈彈簧，將各個接點部20往檢查對象物側彈推。藉由彈簧30從下方支撐接點部20，可撓性基板10係在從外殼40的配置可撓性基板10的面浮起之狀態下被支撐。可撓性基板10係不以相對於外殼40固定之方式被支撐。如第4圖(A)、(B)所示，各個彈簧30係在兩端部分別具有平坦捲部31，且在本身的長度方向的中間部具有傾斜緊密捲部32。上端側的平坦捲部31的內側係嵌入(輕壓入)有接點部20的對位用凸部23。如第4圖(A)所示，於各個彈簧30的開放狀態下，平坦捲部31與傾斜緊密捲部32之間係存在有間隙G。具體而言，於各個彈簧30中連接平坦捲部31與傾斜緊密捲部32之間之聯絡部33的傾斜，係在彈簧30的開放時變成比傾斜緊密捲部32更加陡峭，而藉此形成比前述間隙G。另一方面，如第4圖(B)所示，在各個彈簧30被壓縮預定長度時，間隙G消失且平坦捲部31與傾斜緊密捲部32係互相接觸。另外，將彈簧30的平坦捲部31設成比傾斜緊密捲部32更小徑之目的在於，即便在平坦捲部31因接點部20的對位用凸部23的壓 入而膨脹亦可確實地收進外殼40的貫穿孔41內，以及防止平坦捲部31從檢查用基板5的未圖示之電極跑出。
外殼40係例如為絕緣樹脂製，收容各個彈簧30。具體而言，外殼40係具有與彈簧30相同數量之貫穿孔41，並將彈簧30一個一個地收容在各個貫穿孔41。外殼40係具有複數個(於此為4個)擋止凸部(硬擋止)42，該擋止凸部42係貫穿可撓性基板10而從可撓性基板10的下表面側往上表面側延伸。如第2圖所示，擋止凸部42係決定在檢查時之檢查對象裝置7的下限位置。設計成在檢查對象裝置7下降並接觸到擋止凸部42的上表面而轉移至檢查時的狀態為止之期間，彈簧30之第4圖(A)所示之間隙G會消失之尺寸設計。
導引件50例如為絕緣樹脂製，於檢查時決定檢查對象裝置7的前後左右方向的位置，並具有以可往上下方向移動之方式支撐檢查對象裝置7之導引孔51。外殼40及導引件50係藉由未圖示之螺絲等而被互相固定。定位銷60之下端側係藉由朝外殼40壓入等而被固定，上端側係藉由朝導引件50壓入等而被固定，並在外殼40及導引件50之間的空間貫穿可撓性基板10的銷插通孔11。
接觸器1的組裝係例如以下述步驟進行。首先，在外殼40的各個貫穿孔41插入彈簧30，並將定位銷60壓入固定於外殼40。另一方面，於可撓性基板10藉由電鑄等一次形成多數個接點部20，使定位銷60通過銷插通孔11並將該可撓性基板10配置於彈簧30上，使接點部 20的對位用凸部23進入(嵌入)彈簧30的上端部的平坦捲部31的內側。接著，將導引件50藉由固定螺絲等固定於外殼40上。
由接觸器1進行之檢查，係例如以下述步驟進行。將接觸器1藉由固定螺絲等固定於檢查用基板5上。並且，如第1圖所示將檢查對象裝置7插入導引件50的導引孔51，並如第2圖所示將檢查對象裝置7往接點部20推壓。如此，檢查對象裝置7的凸塊8與接點部20接觸，而接點部20係對抗彈簧30的彈推力而後退(下降)。藉此，在凸塊8與接點部20之間獲得必要且充分的接觸力，並在此狀態下進行檢查對象裝置7的檢查。
依據本實施形態，可達成下述功效。
(1)由於可藉由例如電鑄技術而在可撓性基板10一次形成多數個接點部20，故無需將插塞個別插入外殼40的貫穿孔41之作業，製造容易且無須耗費工時，而且成本低廉。
(2)由於為接點部20被彈簧30彈推之構成，故相較於專利文獻2之藉由具有彈性之金屬線埋設片材支撐接點部之構成，可確保較長之行程，因此即便檢查對象裝置7的凸塊8的共面性不均亦可得到穩定的接觸。
(3)於專利文獻2中構成金屬線埋設片材之聚矽氧橡膠片材因高溫、低溫導致硬度變化，故有推壓力會在高溫、低溫之環境下變化而無法得到穩定的接觸之問題，惟在本實施形態中係藉由彈簧30進行彈推，故在高 溫、低溫之環境下亦可獲得穩定的推壓力，接觸的穩定性更高。再者，與專利文獻2的構成不同地，由於不會有橡膠的彈性疲勞之壽命問題，可承受多次數之使用。
(4)彈簧30之與接點部20卡合之上端部係形成平坦捲部31，而可藉由彈簧30之彈推抑制接點部20的平坦度的惡化。另一方面，彈簧30本身的長度方向的中間部係形成傾斜緊密捲部32，而可確保行程長度並同時縮短電流路徑(電長度)。於此，在彈簧30的開放狀態中，如第4圖(A)所示，平坦捲部31與傾斜緊密捲部32之間由於存在有間隙G，故相較於沒有存在間隙G之情形，可更進一步確保較長行程。另外，在第4圖(B)所示之檢查時，由於彈簧30的壓縮而使間隙G消失，亦無因間隙G導致電長度變長之問題。藉由通過緊密捲部來傳達電訊號，電長度會變短，而可對於檢查用基板5高品質地傳送檢查對象裝置7的高速訊號。
以上，雖以實施形態為例說明了本發明，惟本發明所屬技術領域中具有通常知識者亦了解實施形態之各種構成要素及各處理程序，係可在申請專利範圍所記載之範圍內進行各種變形。以下針對變形例概略說明。
可撓性基板10的貫穿孔13、接點部20、接觸用凸部22、彈簧30、平坦捲部31的捲數、擋止凸部42、及定位銷60等之個數並不限定於實施形態所示之具體的數值，可配合各個製品的設計上的需求及狀況而適當設定。另外，在將平坦捲部31設為捲繞複數次時，較佳為至 少在彈簧30的壓縮時會互相緊靠。
依據所要求之規格，亦可設為不在彈簧30設置傾斜緊密捲部32或平坦捲部31之構成、不在平坦捲部31與傾斜緊密捲部32之間設置間隙G之構成、不在可撓性基板10設置貫穿孔13之構成、不在外殼40設置擋止凸部42之構成、不在接點部20設置接觸用凸部22或對位用凸部23之構成等。

Claims (10)

  1. 一種接觸器，係包括：可撓性基板；複數個接點部，係設於前述可撓性基板；複數個彈簧，係將各個接點部往對象物側彈推；以及外殼，係收容前述複數個彈簧，前述外殼具有：擋止凸部，係貫穿前述可撓性基板而從前述可撓性基板的一面側往另一面側延伸。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之接觸器，其中，各個彈簧至少在前述接點部側之端部具有平坦捲部。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之接觸器，其中，各個彈簧在本身的長度方向的中間部具有傾斜緊密捲部。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之接觸器，各個彈簧至少在前述接點部側之端部具有平坦捲部，且在本身的長度方向的中間部具有傾斜緊密捲部，並在開放狀態中於前述平坦捲部及前述傾斜緊密捲部之間存在有間隙。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之接觸器，其中，在各個彈簧被壓縮預定長度時，前述間隙消失且前述平坦捲部及前述傾斜緊密捲部係互相接觸。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之接觸器，其中，各個接點部具有：對位用凸部，係延伸至前述彈簧的內側。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之接觸器，其中，藉由前述對位用凸部與前述彈簧之卡合，而產生防止前述接點部從前述彈簧脫落之防脫落力。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之接觸器，其中，前述可撓性基板係在各個接點部的周圍具有用以防止因前述接點部的接觸對象的高低差所導致之本身的彎曲之貫穿孔。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之接觸器，更具有：複數個定位銷，係設於前述外殼並貫穿前述可撓性基板，且將前述可撓性基板對於前述外殼定位；前述可撓性基板係以可往與本身的面垂直之方向移動之方式被前述複數個定位銷支撐。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之接觸器，其中，前述可撓性基板具有供各個定位銷插通之複數個長孔，各個長孔係在短邊方向為與前述定位銷大致相同尺寸，而在長邊方向為比前述定位銷更大之尺寸。
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