JP2004257831A

JP2004257831A - 接触子及び電気的接続装置

Info

Publication number: JP2004257831A
Application number: JP2003048014A
Authority: JP
Inventors: Moritomo Oosato; 衛知大里
Original assignee: Micronics Japan Co Ltd
Current assignee: Micronics Japan Co Ltd
Priority date: 2003-02-25
Filing date: 2003-02-25
Publication date: 2004-09-16

Abstract

【課題】接続箇所に対する両ピンの押圧力を個々に調整可能にすることにある。
【解決手段】接触子は、スリーブ及び該スリーブの一端に配置された第１の接触片を備える第１のピンと、スリーブの他端部にこれの軸線方向へ移動可能に受け入れられた軸部及び該軸部に続きかつスリーブからこれの他端側に突出する第２の接触片を備える第２のピンと、少なくとも第１の接触片を第２の接触片から離す方向に付勢する第１のばねと、スリーブ内に配置されて第１及び第２の接触片を相離れる方向へ付勢する第２のばねとを含む。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線基板や半導体集積回路等に備えられた突起電極に接触される接触子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】
配線基板、接続基板、半導体集積回路、表示用基板、電子部品等の被接続体は、一般に、検査装置の電気回路、配線基板、接続ランド又は配線を有する他の配線基板、配線基板を他の接続体に接続する接続基板等、相手側の接続体に電気的に接続される複数の突起電極を備えている。
【０００３】
この種の突起電極は、球状、円錐状、角錐状、球状の頂部を有する円錐状又は角錐状等の形状を有しており、相手側の接続体に電気的に接続されるか、プローブ、プローブ要素等の接触子を用いて相手側の接続体に電気的に接続される。
【０００４】
上記のような接触子の１つとして、スリーブと、このスリーブ内にこれの軸線方向に間隔をおいて配置された第１及び第２のピンと、第１及び第２のピンをそれらの先端がスリーブから反対側に突出する方向に付勢するようにスリーブに配置されたばねとを備えたものがある（特許文献１）。
【０００５】
特許文献１：特開平６−２１６２０５号公報
【０００６】
上記のような接触子を複数用いた電気的接続装置は、それらの接触子を板状の支持体に、各接触子の第１及び第２のピンの先端がそれぞれ上方及び下方に突出した状態に、組み付けている。
【０００７】
そのような電気的接続装置は、第１及び第２のピンのいずれか一方を他の接続体側の接続箇所に常時押圧しておき、第１及び第２のピンの他方を被接続体側の接続箇所に押圧することにより、両接続体の接続箇所を電気的に接続する。
【０００８】
【解決しようとする課題】
しかし、上記従来の接触子では、第１及び第２のピンを共通のばねにより互いに反対方向に付勢しているから、被接続体と他の接続体との間の押圧力が両ピンに分割されてしまい、接続箇所に対する両ピンの押圧力を個々に調整することができない。
【０００９】
そのような接触子では、被接続体の接続箇所に対する押圧力を増大させるべくばね力の大きいばねを用いても、被接続体の接続箇所に対する押圧力はばね力の増加分の２分の１だけ増加するにすぎない。
【００１０】
さらに、上記従来の接触子では、被接続体の接続箇所に対する押圧力が接触子毎に異なり、その結果接触の安定性が低い。
【００１１】
本発明の目的は、接続箇所に対する両ピンの押圧力を個々に調整可能にすることにある。
【００１２】
【解決手段、作用、効果】
本発明に係る接触子は、スリーブ及び該スリーブの一端に配置された第１の接触片を備える第１のピンと、前記スリーブの他端部にこれの軸線方向へ移動可能に受け入れられた軸部及び該軸部に続きかつ前記スリーブからこれの他端側に突出する第２の接触片を備える第２のピンと、少なくとも前記第１の接触片を前記第２の接触片から離す方向に付勢する第１のばねと、前記スリーブ内に配置されて前記第１及び第２の接触片を相離れる方向へ付勢する第２のばねとを含む。
【００１３】
第１のピンは第１のばねにより同じ方向に付勢されている。これに対し、第２のピンは第２のばねにより第１のピンとは逆の方向に付勢されている。このため、上記接触子は、第１及び第２のピンのいずれか一方を被接続体に接触させ、他方を他の接続体に接触させるように使用される。
【００１４】
第１のばねのばね力を変更すると、第１のピンによる押圧力が変化する。第２のばねのばね力を変更すると、第１のピンが第１のばねにより既に付勢されていることから、主として第２のピンによる押圧力が変化する。このため、第１及び第２のピンによる押圧力を個々に調整することができる。
【００１５】
前記第１及び第２の接触片のそれぞれは、前記第１及び第２のばねによる付勢方向側に突出する少なくとも１つの突起を含むことができる。そのようにすれば、それらの突起を接続体への接触箇所とすることができる。
【００１６】
前記スリーブと前記第１の接触片とは別部材で構成されており、前記スリーブはこれの一端部を前記第１の接触片に嵌合されていてもよい。そのようにすれば、スリーブと第１の接触片とを別々に製作することができ、スリーブ及び第１の接触片の製造が容易になる。
【００１７】
前記第１のばねは前記スリーブの周りに配置された第１のコイルばねを含み、前記第２のばねは前記スリーブ内に配置された第２のコイルばねを含むことができる。そのようにすれば、ゴムのような他の筒状弾性体をばねとして用いる場合に比べ、接触子を小さくすることができる。
【００１８】
前記第２の接触片は、これの軸線周りに角度的間隔をおいた複数の突起を含むことができる。そのようにすれば、第２の接触片が当接する接触箇所がバンプ電極のような突起電極であっても、それらの突起が突起電極の頂部に接触しないから、それらの突起で突起電極の頂部を損傷するおそれが少ない。
【００１９】
本発明に係る電気的接続装置は、複数の貫通穴を備える板状のホルダと、上記のような複数の接触子とを含む。各接触子は、前記第１及び第２の接触片が前記貫通穴から互いに逆方向に突出した状態に前記貫通穴に配置されている。この電気的接続装置においても、接触子は、上記のように作用するから、上記のような効果を奏する。
【００２０】
前記ホルダは互いに重ねられた第１及び第２の板状部材を含み、前記第１及び第２の板状部材は、それぞれ、互いに連通されて前記貫通穴を形成する第１及び第２の穴を備え、前記第１の穴は前記第２の穴より大きい横断面積を有することができる。そのようにすれば、第１及び第２のピンの突出量を規制するストッパ部を有する貫通穴を容易に形成することができる。
【００２１】
前記第１のばねは、前記第１の接触片を前記第２の板状部材に対して付勢すべく前記スリーブの周りにあって前記第１の穴に配置されている。
【００２２】
電気的接続装置は、さらに、被接続体を収容する空間を形成すべく前記ホルダの前記第２の接触片の側に重ねられたフレームを含むことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１〜図３を参照するに、電気的接続装置１０は、被検査体１２としての集積回路のような半導体デバイスの通電試験に用いるソケットに構成されている。被検査体１２は、平面的に見て矩形をした板状の本体すなわちベース１４の一方の面に複数の電極１６をマトリクス状に備えている。
【００２４】
この実施例において、被検査体１２は被接続体として作用し、電極１６は被接続体の接続箇所として作用する。電極１６は、図示の例では、球状の突起電極であるが、リードのような平坦な電極であってもよい。
【００２５】
電気的接続装置１０は、基板２０と、基板２０の上に重ねられた第１の板状部材２２と、第１の板状部材２２に重ねられた第２の板状部材２４と、第２の板状部材２４に重ねられたフレーム２６と、第１及び第２の板状部材２２及び２４に配置された複数の接触子２８とを含む。接触子２８は、被検査体１２の電極１６と同じ配置状態に配置されて、電極１６に個々に対応されている。
【００２６】
基板２０は、接触子２８に個々に対応された導電性の複数のランド部３０を、ガラス入りエポキシのように電気絶縁性を有する平板状の板部材３２の上面に配置した配線基板の形に構成されている。ランド部３０は、接触子２８，ひいては被検査体１２の電極１６に個々に対応されており、また他の被接続体の接続箇所として作用する。
【００２７】
基板２０は、図示してはいないが、テスターの電気回路に接続される複数のテスターランドを板部材３２の外周縁部に備えている。各テスターランドはランド部３０に電気的に接続されている。基板２０の平面形状は、矩形、円形、長円形等、任意な形状とすることができる。
【００２８】
第１及び第２の板状部材２２及び２４は、それぞれ、第１及び第２の板状部材２２及び２４を厚さ方向に貫通する複数の第１及び第２穴３６及び３８を備えている。
【００２９】
図３に示すように、第１の穴３６は、直径寸法が大きい上部３６ａと、この上部３６ａの下方に続く截頭円錐形部３６ｂと、この截頭円錐形部３６ｂの下方に続きかつ直径寸法が小さい下部３６ｃとを有している。
【００３０】
これに対し、第２の穴３８は、直径寸法が小さい上部３８ａと、この上部３８ａの下方に続く截頭円錐形部３８ｂと、この截頭円錐形部３８ｂの下方に続きかつ直径寸法が大きい下部３８ｃとを有している。
【００３１】
上部３６ａの直径寸法は下部３８ｃのそれより大きい。これに対し、下部３６ｃの直径寸法は上部３８ａのそれより小さい。第１及び第２の穴３６及び３８の軸線は、第１及び第２の板部材２２及び２４が電気的接続装置１０に組み立てられた状態において、一致している。
【００３２】
第１及び第２の板状部材２２及び２４は、電気絶縁材料により製作されており、また接触子２８を支持するホルダを共同して形成している。このため、対をなす穴３６及び３８は、ランド部３０、ひいては接触子２８及び電極１６に個々に対応された貫通穴を形成している。各接触子２８は、第１及び第２の穴３６及び３８により形成される貫通穴に収容されている。
【００３３】
フレーム２６は、被検査体１２のベース１４を収容することができる大きさを有する矩形の開口すなわち空間４０を備えている。空間４０を形成する内面のうち、上部は被検査体１２を空間４０の中央側に正しく案内する斜め上向きの斜面４２とされている。
【００３４】
基板２０、第１及び第２の板状部材２２及び２４並びにフレーム２６は、上記のように重ねられた状態で複数のピン４４により相対的な位置決めをされており、また複数のねじ部材４６により分解可能に結合されている。
【００３５】
図３に示すように、各接触子２８は、第１及び第２の穴３６及び３８により形成される貫通穴に上下方向へ移動可能に配置された第１及び第２のピン５０及び５２を含む。
【００３６】
第１のピン５０は、第１及び第２の穴３６及び３８により形成される貫通穴に上下方向へ移動可能に配置された導電性のスリーブ５４と、第１の穴３６に上下方向へ移動可能に配置された導電性の第１の接触片５６とを備えている。
【００３７】
スリーブ５４と第１の接触片５６とは、別部材で構成されており、スリーブ５４の下端部を第１の接触片５６に嵌合させている。しかし、スリーブ５４と第１の接触片５６とを一体に製作してもよい。第１の接触片５６は、第１の穴３６の下部３６ｃを貫通して下方に突出する突起５８を有している。突起５８の下面は円錐形とされている。
【００３８】
第２のピン５２は、スリーブ５４の上端部にこれの軸線方向へ移動可能に受け入れられた導電性の軸部６０と、軸部６０の上端に続く導電性のフランジ部６２と、フランジ部６２の上端に続きかつスリーブ５４からこれの上端側に突出する導電性の第２の接触片６４とを一体的に備えている。
【００３９】
第２の接触片６４は、これの軸線周りに角度的間隔をおいて上方に突出する複数の突起６６を備えている。各突起６６は、角錐形の形状を有しており、また角錐形の斜面又は稜線を第２の接触片６４の軸線に向けている。
【００４０】
第１の接触片５６は、スリーブ５４の下端部の周りに配置された圧縮コイルばね６８により下方に付勢されている。第１及び第２のピン５０及び５２は、スリーブ５４内に配置された圧縮コイルばね７０により離間する方向に付勢されている。
【００４１】
第１及び第２の穴３６及び３８の截頭円錐径部３６ｂ及び３８ｂは、それぞれ、第１の接触片５６及びスリーブ５４が下方及び上方へ抜け出ることを防止するストッパとして作用する。スリーブ５４の上端部及び下端部は、それぞれ、フランジ部６２及びコイルばね７０が当接するストッパとして作用するように内側に曲げられている。
【００４２】
電気的接続体１０に組み立てられた状態において、第１のピン５０は、コイルばね６８により下方に付勢されて、突起５８をランド部３０に押圧されている。これにより、第１のピン５０は、突起５８がランド部３０に接触した状態に維持される。第２のピン５２はコイルばね７０により上方に付勢されて、少なくとも突起６６を第２の板状部材２４から上方に突出させている。
【００４３】
被検査体の試験時、被検査体１２がその電極１６を下方とした状態で、空間４０に配置され、電極１６と突起６６とが相対的に押圧される。この際、突起６６が第２の接触片６４の軸線の周りに角度的間隔をおいており、しかも角錐形の斜面又は稜線を第２の接触片６４の軸線に向けているから、電極１６が球状のバンプ電極であっても、突起６６が電極１６の頂部に接触せず、その結果突起６６で電極１６の頂部を損傷するおそれがない。
【００４４】
電極１６と突起６６とが相対的に押圧されると、第２のピン５２は、コイルばね７０を下方に変位する。これにより、コイルばね７０がその下端が下方へ変位することを阻止された状態で圧縮されるから、コイルばね７０の反力が突起６６と電極１６とに作用し、突起６６と電極１６とが確実に接触する。
【００４５】
電極１６と突起６６との押圧が解除されると、第２のピン５２はコイルばね７０に力により上方へ変位される。
【００４６】
コイルばね６８のばね力を変更すると、第１のピン５０による押圧力が変化する。コイルばね７０のばね力を変更すると、第１のピン５０，特に第１の接触片５６がコイルばね６８により既に下方に付勢されていることから、主として第２のピン５２による押圧力が変化する。このため、第１及び第２のピン５０及び５２による押圧力を個々に調整することができる。
【００４７】
上記のようにスリーブ５４と第１の接触片５６とを別部材で構成すれば、両者を別々に製作することができるから、スリーブ５４及び第１の接触片５６の製造が容易になる。しかし、スリーブ５４と第１の接触片５６とを一体ものとして製作してもよいし、スリーブ５４と第１のばね４８とを一体ものとしてもよく、さらには第１の接触片自体５６又はスリーブ５４自体に第１のばねの作用をもたせてもよい。
【００４８】
コイルばね６８及び７０の代わりにゴムのような他の筒状又はブロック状の弾性体を用いてもよい。しかし、コイルばね６８及び７０を用いると、他の弾性体を用いる場合に比べ、接触子を小さくすることができる。
【００４９】
本発明は、第１及び第２のピン５０及び５２を、それぞれ、ランド部３０及び電極１６に押圧するように用いるのみならず、逆に第１及び第２のピン５０及び５２を、それぞれ、電極１６及びランド部３０に押圧するように用いてもよい。
【００５０】
本発明は、また、電気的接続装置１０が被検査体１２の上側及び下側のいずれとなる状態で使用してもよいし、電気的接続装置１０を斜めにした状態で使用してもよい。また、本発明は、半導体デバイスのみならず、液晶表示パネルのような他の平板状被検査体の電気的接続装置にも適用することができる。
【００５１】
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。
【図面の簡単な説明】
【図１】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る。
【図２】図１における２−２線に沿って得た断面図である。
【図３】本発明に係る接触子の一実施例を示す断面図であって、（Ａ）荷重を作用させた状態を示し、（Ｂ）は荷重を作用させない状態を示す。
【符号の説明】
１０接触子
１２被検査体（被接続体）
１４ベース
１６電極（接続箇所）
２０基板（他の接続体）
２２，２４第１及び第２の板状部材
２６フレーム
２８接触子
３０ランド部（接続箇所）
３２板部材
３６，３８第１及び第２の穴（貫通穴）
４０空間
５０，５２第１及び第２のピン
５４スリーブ
５６，６４第１及び第２の接触片
５８，６６突起
６０軸部
６２フランジ部
６８，７０コイルばね

Claims

スリーブ及び該スリーブの一端に配置された第１の接触片を備える第１のピンと、前記スリーブの他端部にこれの軸線方向へ移動可能に受け入れられた軸部及び該軸部に続きかつ前記スリーブからこれの他端側に突出する第２の接触片を備える第２のピンと、少なくとも前記第１の接触片を前記第２の接触片から離す方向に付勢する第１のばねと、前記スリーブ内に配置されて前記第１及び第２の接触片を相離れる方向へ付勢する第２のばねとを含む、接触子。
前記第１及び第２の接触片のそれぞれは、前記第１及び第２のばねによる付勢方向側に突出する少なくとも１つの突起を含む、請求項１に記載の接触子。
前記スリーブと前記第１の接触片とは別部材で構成されており、前記スリーブはこれの一端部を前記第１の接触片に嵌合されている、請求項１又は２に記載の接触子。
前記第１のばねは前記スリーブの周りに配置された第１のコイルばねを含み、前記第２のばねは前記スリーブ内に配置された第２のコイルばねを含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の接触子。
前記第２の接触片は、これの軸線周りに角度的間隔をおいた複数の突起を含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の接触子。
複数の貫通穴を備える板状のホルダと、請求項１から５のいずれか１項に記載の複数の接触子とを含み、
各接触子は、前記第１及び第２の接触片が前記貫通穴から互いに逆方向に突出した状態に前記貫通穴に配置されている、電気的接続装置。
前記ホルダは互いに重ねられた第１及び第２の板状部材を含み、前記第１及び第２の板状部材は、それぞれ、互いに連通されて前記貫通穴を形成する第１及び第２の穴を備え、前記第１の穴は前記第２の穴より大きい横断面積を有する、請求項６に記載の電気的接続装置。
前記第１のばねは、前記第１の接触片を前記第２の板状部材に対して付勢すべく前記スリーブの周りにあって前記第１の穴に配置されている、請求項７に記載の電気的接続装置。
さらに、被接続体を収容する空間を形成すべく前記ホルダの前記第２の接触片の側に重ねられたフレームを含む、請求項６から８のいずれか１項に記載の電気的接続装置。