JP2000147005A - コンタクトユニット及び電気的接続装置 - Google Patents

コンタクトユニット及び電気的接続装置

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JP2000147005A
JP2000147005A JP10324071A JP32407198A JP2000147005A JP 2000147005 A JP2000147005 A JP 2000147005A JP 10324071 A JP10324071 A JP 10324071A JP 32407198 A JP32407198 A JP 32407198A JP 2000147005 A JP2000147005 A JP 2000147005A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 有効な擦り作用が生じるにもかかわら
ず、目的とする接触圧が得られること 【解決手段】 コンタクトユニットは、可撓性を有する
電気接続体を板状の支持体に配置している。電気接続体
は、支持体の外面に配置された薄いベース部材に複数の
配線部を間隔をおいて配置し、コンタクト部を各配線部
に設けている。支持体は、コンタクト部が被接触箇所に
押圧されたとき、コンタクト部近傍の部位のうち、第1
及び第2の面のいずれか一方の側部位が他方側の部位よ
り大きく変形するように、弾性変形する弾性変形部を備
える

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路のような
被検査体の電気的特性試験に用いるコンタクトユニット
及びこれを用いた電気的接続装置に関する。
【0002】
【従来の技術】集積回路の通電試験に用いる電気的接続
装置の1つとして、電気絶縁性及び可撓性を有するフィ
ルムの一方の面に複数の電気配線を形成し、各電気配線
に半球状の突起(バンプ電極)を形成したプローブシー
トを用いたフィルムタイプのプローブカードがある。こ
の電気的接続装置において、バンプ電極は集積回路のパ
ッド電極のような被接触箇所に押圧される。
【0003】この電気的接続装置は、各電気配線に突起
を形成し、その電気配線の一部及びフィルムの対応する
部分をプローブ要素として利用することから、金属線を
プローブとして用いないから、プローブシートの製作が
容易になり、廉価になる、という利点を有する。
【0004】しかし、従来のこの種の電気的接続装置で
は、隣り合うプローブ要素が独立していないため、バン
プ電極と集積回路の被接触箇所とを相対的に押圧したと
きのプローブ要素の変形量が少なく、その結果被接触箇
所に有効な擦り作用を与えることができず、良好な接触
状態が得られない。
【0005】隣り合うプローブ要素間にスリットを形成
してフィンガー状プローブ要素とした電気的接続装置が
提案されている。しかし、この電気的接続装置では、プ
ローブ要素がそれ自体のばね性により弾性変形をするに
すぎないから、バンプ電極と被接触箇所との間に目的と
する接触圧が得られない。
【0006】
【解決しようとする課題】それゆえに、この種の電気的
接続装置においては、有効な擦り作用が生じるにもかか
わらず、目的とする接触圧が得られることが重要であ
る。
【0007】
【解決手段、作用、効果】本発明のコンタクトユニット
は、表裏方向の第1及び第2の面並びに該両面と交差す
る側面の第3の面を有する板状の支持体と、前記支持体
に配置された電気接続体とを含む。
【0008】前記電気接続体は、少なくとも前記第1及
び第3の面にわたって配置された薄いベース部材と、前
記ベース部材に間隔をおいて配置された複数の配線部で
あってそれぞれが少なくとも前記第1及び第3の面にわ
たって伸びる配線部と、前記第3の面に対応する各配線
部の箇所に設けられ、前記配線部から前記ベース部材と
反対側に突出するコンタクト部とを備える。
【0009】前記支持体は、コンタクト部が被接触箇所
に押圧されたとき、前記コンタクト部近傍の部位のう
ち、前記第1及び第2の面のいずれか一方の側部位が他
方側の部位より大きく変形するように、弾性変形する弾
性変形部を備える。
【0010】本発明の電気的接続装置は、上記のような
複数のコンタクトユニットと、前記コンタクトユニット
が前記コンタクト部を下方とした状態に並列的に配置さ
れた開口を有するフレームと、前記コンタクトユニット
に個々に対応されて対応するコンタクトユニットを前記
フレームに取り付ける複数対の取付板であってそれぞれ
が対応するコンタクトユニットを介して対向した状態に
前記開口に配置された複数対の取付板とを含み、前記コ
ンタクトユニットは前記第3の面の側を前記フレームか
ら下方に突出させている。
【0011】電気接続体のうち、各コンタクト部の近傍
はプローブ要素として作用する。コンタクト部の先端が
集積回路の電極部のような被接触箇所に押圧されたと
き、弾性変形部がプローブ要素と共に弾性性変形して、
コンタクト部と被接触箇所との間に所定の接触圧が得ら
れる。
【0012】また、支持体の厚さ方向における一方側の
部位が他方側の部位より大きく変形するように、各プロ
ーブ要素がコンタクト部により変形するから、コンタク
ト部が被接触箇所に対し傾き、コンタクト部と被接触箇
所との間に有効な擦り作用が生じる。
【0013】上記のように、本発明によれば、コンタク
ト部が被接触箇所に押圧されたとき、前記コンタクト部
近傍の部位のうち、第1及び第2の面のいずれか一方の
側の部位が他方の側の部位より大きく変形するように、
弾性変形する弾性変形部を支持体に設けたから、有効な
擦り作用を生じるにもかかわらず、目的とする接触圧が
得られる。
【0014】前記弾性変形部は、前記第3の面の側にあ
って前記第1及び第2の面のいずれか一方の面の側に偏
心して配置された弾性部材とすることができる。この場
合、弾性部材は、前記第3の面の側に形成されて少なく
とも前記第1及び第2の面のいずれか一方の面及び前記
第3の面に開放する切欠部に配置することができる。
【0015】上記の代わりに、前記弾性変形部は、前記
第3の面の側にあって前記第1及び第2の面のいずれか
一方の面に開放する切欠部により形成される部位として
もよい。
【0016】前記弾性変形部及び前記電気接続体は、少
なくとも前記第3の面に開放するスリットを隣り合うコ
ンタクト部の間に有することができる。このようにすれ
ば、隣り合うプローブ要素の動き(変形)が独立するか
ら、擦り作用がより確実に生じ、より良好な接触が得ら
れる。
【0017】前記支持体は、前記第1、第2及び第3の
面並びに前記弾性変形部を有する板状部と、該板状部の
前記第3の面と反対側に配置されて前記第3の面と反対
側の第4の面を形成する弾性体とを備え、前記ベース部
材及び前記各配線部はそれぞれ前記第2の面に対応する
部位からさらに前記第4の面に伸びる延長部を有してお
り、前記コンタクトユニットはさらに各配線部の前記延
長部に対応する部位に設けられた突起電極を備えること
ができる。
【0018】上記のようなコンタクトユニットを用いる
電気的接続装置は、さらに、前記コンタクトユニットに
個々に対応されて対応するコンタクトユニットの前記突
起電極に対向する状態に前記フレームに配置された複数
の接続基板を含み、各接続基板は、前記突起電極に個々
に対応されて対応する突起電極に接触された複数の接続
ランドを一方の面に備え、また前記接続ランドに個々に
対応されて対応する接続ランドに接続された導電性の複
数のスルーホールを備えることができる。このようにす
れば、スルーホールにさし込まれるピンを有するコネク
タ及びこのコネクタに接続されたフラットケーブルによ
り突起電極をテスタに接続することができる。
【0019】各取付板は、前記コンタクトユニットの端
面に係合する複数の部材を有しており、また止めねじに
より前記フレームに組み付けられており、さらに前記止
めねじを間にして間隔をおいた複数の調整ねじにより前
記コンタクトユニットの姿勢を調整可能にすることがで
きる。このようにすれば、コンタクトユニットの高さ及
び平行度のばらつきを止めねじ及び調整ねじにより修正
し、調整することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】図1、図2及び図3を参照する
に、コンタクトユニット10は、長方形の板の形をした
支持体12と、支持体12の外周面に配置された可撓性
を有する薄い電気接続体14とを含む。
【0021】支持体12は、細長い板状部16の幅方向
の一端部に弾性部材18を板状部16の厚さ方向におけ
るいずれか一方側に偏位させて設け、幅方向の他端部に
弾性体20を配置し、板状部16の長手方向の各端部面
に突出部22を形成している。
【0022】板状部16及び突出部22は、セラミック
のような電気絶縁材料により一体的に製作されている。
弾性変形部18及び弾性体20は、図示の例では、シリ
コーンゴムのように三次元方向へ弾性変形可能の弾性部
材により形成されている。
【0023】弾性変形部18を形成する弾性部材は、板
状部16の幅方向の一端部側に形成されて少なくとも板
状部16の厚さ方向のいずれか一方の面と板状部16の
幅方向の一端面とに開放する切欠部23に配置されてお
り、板状部16の長手方向に伸びる。
【0024】弾性体20は、板状部16の長手方向に伸
びる。各突出部22は、板状部16の幅方向へ伸びてお
り、また端面に開放する半球状の凹所24を長手方向に
間隔をおいた複数箇所(図示の例では、2箇所)に有す
る。
【0025】電気接続体14は、ポリイミドのような電
気絶縁性樹脂で製作された筒状のフィルム部材26の外
面に複数の配線部28を有し、各配線部28の一端部に
コンタクト部30を有し、バンプ電極のような突起電極
32を各配線部28の他端部に有する。
【0026】配線部28は、印刷配線技術のような適宜
な手法でベース部材26に形成された配線パターンであ
り、また互いに接触しないように支持体12の長手方向
に伸びている。図示の例では、配線部28を、コ字状に
形成しているが、支持体12の周りを伸びるリング状に
形成してもよい。
【0027】電気接続体14は、複数の配線部28を平
坦なフィルム部材26の一方の面に形成し、コンタクト
部30及び突起電極32を各配線部28に形成し、その
フィルム部材26を、コンタクト部30及び突起電極3
2がそれぞれ支持体12の幅方向の一端面及び他端面と
なりかつ配線部28がコ字状に伸びるように、支持体1
2の外面に筒状に巻き付けて接着のような適宜な手法に
より支持体12に取り付けることができる。
【0028】各コンタクト部30及び突起電極32は、
ニッケルのような導電性の金属材料から形成されてお
り、また配線部28から支持体12と反対側に突出して
いる。各コンタクト部30は、これをプローブとして作
用させるように突起電極32よりやや長い突起状の電極
である。
【0029】コンタクトユニット10は、また、その幅
方向一端部から電気接続体14及び支持体12に形成さ
れたスリット34を隣り合う配線部28間に有する。ス
リット34は、支持体12の幅方向一端面から電気接続
体14、板状部16及び弾性変形部18にわたる。この
ため、隣り合う配線部28の一部及びその近傍の部分、
特にコンタクト部30の近傍の部分は、独立して弾性変
形可能のプローブ要素として作用する。
【0030】図示の例では、試験すべき被検査体36は
集積回路であり、被接触箇所38はパッド電極である。
各コンタクトユニット10は、被接触箇所38の配置パ
ターンと同じパターンになるように、製作されており、
配置されている。被検査体すなわち集積回路36は、複
数の電極パッドを被接触箇所38として一方の面に有す
る。そのような集積回路36の1つとして、半導体ウエ
ーハ上の未切断のICがある。
【0031】図4から図6を参照するに、電気的接続装
置40は、上記のような複数のコンタクトユニット10
と、セラミックのような電気絶縁材料により円板状に形
成されたフレーム42と、コンタクトユニット10に個
々に対応されて対応するコンタクトユニット10をフレ
ーム42に取り付ける複数の取付板44と、コンタクト
ユニット10に個々に対応されて対応するコンタクトユ
ニット10の突起電極32に対向する状態にフレーム4
2に配置された細長い複数の接続基板46とを含む。
【0032】コンタクトユニット10は、突起電極32
が上方となり、コンタクト部30の側が下方となり、厚
さ方向が同じ方向となる状態に、一対の取付板44によ
りフレーム42に並列的に配置されている。
【0033】フレーム42は、コンタクトユニット10
を受け入れる矩形の開口48を中央に有し、下方に伸び
る開口壁50を開口48の周りに有し、開口48に突出
する矩形の内向きフランジ52を上部に有する。各コン
タクトユニット10は、コンタクト部30の側の部位を
フレーム42から下方へ突出させている。
【0034】各取付板44は、開口壁50を厚さ方向に
貫通する止めねじ54により、対応するコンタクトユニ
ット10の端面と対向する状態に開口壁50に組み付け
られている。各取付板44は、上下方向に間隔をおいた
一対のボールプランジャ56を有する。
【0035】ボールプランジャ56は、その具体的な構
造を示していないが、ボールと圧縮コイルばねとを筒状
部材内に配置し、筒状部材の一端部を蓋のような適宜な
手段により閉鎖し、ボールを圧縮コイルばねによりボー
ルの一部が筒状部材の他端部から突出した状態に付勢す
る構造を有する公知の係止具である。
【0036】ボールプランジャ56は、ボールの側を内
側とした状態に、対応するコンタクトユニット10の凹
所24に対向する箇所に配置されている。
【0037】各コンタクトユニット10は、対向する一
対の取付板44間に下方からさし込まれて、凹所24に
おいてボールプランジャ56のボールに解除可能に係合
される。これにより、各コンタクトユニット10は、対
向する一対の取付板44に把持される。
【0038】各取付板44は、また、フレーム42のフ
ランジ52を上下方向に貫通する止めねじ58と、一対
のガイドピン60と、一対の調整ねじ62とにより、フ
ランジ52に組み付けられている。止めねじ58は四角
形の中心位置に配置されており、ガイドピン60及び調
整ねじ62はそれぞれ止めねじ58を間にして四角形の
対角線の方向に間隔をおいて配置されている。
【0039】止めねじ58はフランジ52を貫通して取
付板44に螺合されている。ガイドピン60は、取付板
44及びフランジ52のいずれか一方に固定されてお
り、他方を貫通している。調整ねじ62は、フランジ5
2に螺合されており、また取付板44の上面に接触して
いる。このため、止めねじ58を緩めた状態で、調整ね
じ62のねじ込み量を調整することにより、コンタクト
ユニット10の姿勢を調整可能にすることができるか
ら、コンタクトユニット10の高さ及び平行度のばらつ
きを修正し、調整することができる。
【0040】各接続基板46は、その幅方向に間隔をお
いた一対の止めねじ64と、両止めねじ間に設けられた
ガイドピン66とにより、各端部において取付板44の
上に取り付けられている。各止めねじ64は、接続基板
46を貫通して取付板44に螺合されている。ガイドピ
ン66は、取付板44及び接続基板46のいずれか一方
に設けられており、また他方を滑動可能に嵌合されてい
る。
【0041】各接続基板46は、コンタクトユニット1
0の突起電極32に個々に対応された複数の接続ランド
68を一方の面に有し、また接続ランド68に個々に対
応されて対応する接続ランドに接続された導電性のスル
ーホール70を有する。各接続基板46は、接続ランド
68を突起電極32に接触させた状態に、取付板44に
取り付けられている。各止めねじ66は、コンタクトユ
ニット10の姿勢を調整するとき、緩められる。
【0042】電気的接続装置40は、例えば、各取付板
44を止めねじ54により開口壁50に緩く組み付ける
と共に、止めねじ58によりフランジ52に緩く組み付
け、各接続基板46を止めねじ64により取付板44に
緩く組み付け、次いで各コンタクトユニット10を下方
から開口48にさし込み、次いで各コンタクトユニット
10の姿勢を調整して止めねじ54,60をきつく締め
付け、その後止めねじ64をきつく締め付けることによ
り、組み立てられる。
【0043】電気的接続装置40に組み立てられた状態
において、各コンタクトユニット10は、フレーム42
及び取付板44に対し、ボールプランジャ56のばね力
に抗してわずかに変位可能である。
【0044】各スルーホール70には、コネクタ72の
接続ピン74が差し込まれる。コネクタ72は、各コン
タクトユニット10をテスタのテストヘッドに接続する
フラットケーブル76の一端部に設けられている。
【0045】電気的接続装置40は、テスタの検査ステ
ーションに配置され、各コンタクトユニット10を複数
のフラットケーブル76によりテスタのテストヘッドに
接続される。集積回路36は、テスタの検査テーブル上
に配置される。
【0046】通電試験時、コンタクト部30が集積回路
36のパッド電極38に押圧される。これにより、集積
回路36は、コンタクト部30、配線部28、突起電極
32、接続ランド68、スルーホール70、コネクタ7
2及びフラットケーブル76によりテスタのテストヘッ
ドに電気的に接続される。
【0047】コンタクト部30がパッド電極38に押圧
されると、弾性変形部18が弾性性変形して、コンタク
ト部18と集積回路36のパッド電極38との間に所定
の接触圧が得られる。また、弾性変形部18が支持体1
2の厚さ方向における一方側に変位されているから、各
プローブ要素は図3に示すように支持体12の厚さ方向
における一方側の部位が他方側の部位より大きく変形す
るように凹み、その結果コンタクト部30がパッド電極
38に対し傾き、コンタクト部30とパッド電極38と
の間に有効な擦り作用が生じる。
【0048】電気的接続装置40においては、各コンタ
クトユニット10がフレーム42及び取付板44に対し
てボールプランジャ56のばね力に抗してわずかに変位
可能であるから、全体的に熱的に伸縮しても、コンタク
トユニット10相互の位置的関係が大きく変化するおそ
れがない。
【0049】また、被接触箇所38の配置パターンが異
なる被検査体の通電試験をするときは、コンタクト部3
0を被接触箇所の配置パターンに対応した状態に配置し
た他のコンタクトユニットに交換すればよい。
【0050】なお、弾性変形部をゴムのような弾性部材
を用いた弾性変形部18とする代わりに、図7に示すよ
うに、板状部16の一端部の側にあって支持体12の厚
さ方向における一方の面に開放する切欠部80により形
成される部位を弾性変形部82としてもよい。
【0051】図7に示す実施例において、弾性変形部8
2は、コンタクト部30がパッド電極38に押圧されて
いないと、図7(A)に示す状態にあるが、コンタクト
部30がパッド電極38に押圧されると、図7(B)に
示すように、支持体12の幅方向の一方側が大きく変形
するように弾性変形する。これにより、コンタクト部3
0は電極部に効果的な擦り作用を与える。
【0052】なお、図2に示すように、配線部28を覆
う電気絶縁層84を電気接続体10に設けてもよい。こ
のようにすれば、複数のコンタクトユニット10を重ね
ても、隣り合うコンタクトユニット10の配線部28の
電気的接触が防止される。
【0053】また、コンタクト部30を配線部28に予
め形成しておく代わりに、電気的接続装置40に組み立
てた後に、電気的接続装置40の全コンタクト部を配線
部に形成してもよい。このようにすれば、コンタクト部
を被接触箇所の配置パターンに正確に対応した配置に容
易に形成することができる。
【0054】本発明は、上記実施例に限定されない。例
えば、本発明は、プローブカードをテスタのテストヘッ
ドに接続するインターフェース及びこれに用いるコンタ
クトユニットに適用することができる。また、本発明
は、集積回路の通電試験に用いるコンタクトユニット及
び電気的接続装置のみならず、液晶基板のような他の平
板状被検査体の通電試験に用いるコンタクトユニット及
び電気的接続装置にも適用することができる。それゆえ
に、本発明は、その趣旨を逸脱しない限り、種々変更す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るコンタクトユニットの一実施例を
示す正面図である。
【図2】図1に示すコンタクトユニットの左側面図であ
る。
【図3】図1に示すコンタクトユニットの作用を説明す
るための一部を拡大した断面図である。
【図4】図1に示すコンタクトユニットを用いた電気的
接続装置の一実施例を示す平面図であって、フラットケ
ーブルを除去した状態の平面図である。
【図5】図4の5−5線に沿って得た断面図である。
【図6】図4の6−6線に沿って得た断面図である。
【図7】コンタクトユニットの他の使用例を示す断面図
であって、(A)はコンタクト部が被接触箇所に押圧さ
れていない状態を示し、(B)はコンタクト部が被接触
箇所に押圧されている状態を示す。
【符号の説明】
10 コンタクトユニット 12 支持体 14 電気接続体 16 板状部 18,82 弾性変形部 20 弾性体 23,80 切欠部 26 ベース部材 28 配線部 30 コンタクト部 32 突起電極 34 スリット 36 被検査体(集積回路) 38 被接触箇所(パッド電極) 40 電気的接続装置 42 フレーム 44 取付板 46 接続基板 48 開口 54,58,64 止めねじ 56 ボールプランジャ 62 調整ねじ 60,66 ガイドピン 68 接続ランド 70 スルーホール 72 コネクタ 74 接続ピン 76 フラットケーブル

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表裏方向の第1及び第2の面並びに該両
    面と交差する側面の第3の面を有する板状の支持体と、
    前記支持体に配置された電気接続体とを含み、 前記電気接続体は、少なくとも前記第1及び第3の面に
    わたって配置された薄いベース部材と、前記ベース部材
    に間隔をおいて配置された複数の配線部であってそれぞ
    れが少なくとも前記第1及び第3の面にわたって伸びる
    配線部と、前記第3の面に対応する各配線部の箇所に設
    けられ、前記配線部から前記ベース部材と反対側に突出
    するコンタクト部とを備え、 前記支持体は、コンタクト部が被接触箇所に押圧された
    とき、前記コンタクト部近傍の部位のうち、前記第1及
    び第2の面のいずれか一方側の部位が他方側の部位より
    大きく変形するように、弾性変形する弾性変形部を備え
    る、コンタクトユニット。
  2. 【請求項2】 前記弾性変形部は、前記第3の面の側に
    あって前記第1及び第2の面のいずれか一方の面の側に
    偏心して配置された弾性部材である、請求項1に記載の
    コンタクトユニット。
  3. 【請求項3】 前記弾性変形部は、前記第3の面の側に
    あって前記第1及び第2の面のいずれか一方の面に開放
    する切欠部により形成される部位である、請求項1に記
    載のコンタクトユニット。
  4. 【請求項4】 前記弾性変形部及び前記電気接続体は、
    少なくとも前記第3の面に開放するスリットを隣り合う
    コンタクト部の間に有する、請求項1,2又は3に記載
    のコンタクトユニット。
  5. 【請求項5】 前記支持体は、前記第1、第2及び第3
    の面並びに前記弾性変形部を有する板状部と、該板状部
    の前記第3の面と反対側に配置されて前記第3の面と反
    対側の第4の面を形成する弾性体とを備え、前記ベース
    部材及び前記各配線部はそれぞれ前記第2の面に対応す
    る部位からさらに前記第4の面に伸びる延長部を有して
    おり、前記コンタクトユニットはさらに各配線部の前記
    延長部に対応する部位に設けられた突起電極を備える、
    請求項1,2,3又は4に記載のコンタクトユニット。
  6. 【請求項6】 請求項1から5のいずれか1項に記載さ
    れた複数のコンタクトユニットと、前記コンタクトユニ
    ットが前記コンタクト部を下方とした状態に並列的に配
    置された開口を有するフレームと、前記コンタクトユニ
    ットに個々に対応されて対応するコンタクトユニットを
    前記フレームに取り付ける複数対の取付板であってそれ
    ぞれが対応するコンタクトユニットを介して対向した状
    態に前記開口に配置された複数対の取付板とを含み、前
    記コンタクトユニットは前記第3の面の側を前記フレー
    ムから下方に突出させている、電気的接続装置。
  7. 【請求項7】 各取付板は、前記コンタクトユニットの
    端面に係合する複数の部材を有しており、また止めねじ
    により前記フレームに組み付けられており、さらに前記
    止めねじを間にして間隔をおいた複数の調整ねじにより
    前記コンタクトユニットの姿勢を調整可能である、請求
    項6に記載の電気的接続装置。
  8. 【請求項8】 前記コンタクトユニットは請求項5に記
    載されたコンタクトユニットであり、電気的接続装置、
    さらに、前記コンタクトユニットに個々に対応されて対
    応するコンタクトユニットの前記突起電極に対向する状
    態に前記フレームに配置された複数の接続基板を含み、
    各接続基板は、前記突起電極に個々に対応されて対応す
    る突起電極に接触された複数の接続ランドを一方の面に
    備え、また前記接続ランドに個々に対応されて対応する
    接続ランドに接続された導電性の複数のスルーホールを
    備える、請求項7に記載の電気的接続装置。
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