JP4505342B2 - 電気的接続装置 - Google Patents

Description

本発明は、集積回路のような平板状の被検査体の通電試験に用いる電気的接続装置に関する。

パッケージ又はモールドされた半導体デバイスは、複数のリードすなわち電極をパッケージ又はモールドされたデバイス本体から突出させている。この種の半導体デバイスは、ソケットと称されている電気的接続装置を用いて、通電試験をされる。この種の電気的接続装置の１つとして、特許文献１に記載されたものがある。

特開平１１−３１５６６号公報

特許文献１に記載された電気的接続装置は、湾曲部を有する複数のプローブと、該プローブが第１の方向に間隔をおいて該第１の方向と直交する第２の方向へ延びる状態に少なくとも一列に並列的に配置されたカバーと、第１の方向に延びる状態にカバーに配置された棒状の針押えとを含む。

カバーは、配線基板のような基板に複数のねじ部材により取り付けられている。プローブは、カバーが基板に取り付けられた状態において、湾曲部の外側面を針押えにより基板の導電性部に押圧されている。

被検査体は、その電極がプローブの先端（針先）に押圧されることにより、プローブにより基板の電極に電気的に接続される。

しかし、上記のような電気的接続装置では、プローブの長手方向におけるプローブと導電性部との接触箇所が同じであるため、プローブの長手方向における位置が異なる導電性部を有する基板に用いることができない。

本発明の目的は、プローブの長手方向における位置が異なる導電性部を有する基板に適用可能とすることにある。

本発明にかかる電気的接続装置は、被検査体の電極を通電回路に電気的に接続する装置として用いられる。

本発明にかかる第１の電気的接続装置は、それぞれが前記電極に押圧される先端を有する複数のプローブと、板状のカバーであって、第１の方向に間隔をおいて該第１の方向と交差する第２の方向に延びて厚さ方向に貫通する複数のスロットを有するカバーと、前記プローブに個々に対応された複数の接続片であって、それぞれが前記第２の方向へ延びるベース部、該ベース部から前記カバーと反対側に延びる端子部、及び前記ベース部の長手方向における各端部に少なくとも前記カバーの側に開放する第１の切欠部を有する複数の接続片と、前記カバーが重ねられた板状体であって、前記第１の方向に前記スロットと同じ間隔をおいて前記第２の方向に延びて前記カバーの側に開放する複数の溝、前記溝の底から前記カバーと反対の側に貫通する複数の第１の貫通穴、及び前記第１の切欠部に対応されかつ前記カバーの側に開放する２対の第２の切欠部を有する板状体と、前記プローブの配列方向へ延びる状態に前記カバーに配置されて前記プローブを前記ベース部に押圧する針押えと、前記第１の切欠部に配置されかつ前記第２の切欠部に嵌合された少なくとも２つの脱落防止部材とを含む。

本発明にかかる第２の電気的接続装置は、それぞれが前記電極に押圧される先端を有する複数のプローブと、板状のカバーであって、第１の方向に間隔をおいて該第１の方向と交差する第２の方向に延びて厚さ方向に貫通する複数のスロットを有するカバーと、
前記プローブに個々に対応された複数の接続片であって、それぞれが前記第２の方向へ延びるベース部、該ベース部から前記カバーと反対側に延びる端子部、及び前記ベース部の長手方向における中央部に前記カバーの側に開放する第３の切欠部を有する複数の接続片と、前記カバーが重ねられた板状体であって、前記第１の方向に前記スロットと同じ間隔をおいて前記第２の方向に延びて前記カバーの側に開放する複数の溝、前記溝の底から前記カバーと反対の側に貫通する複数の第１の貫通穴、及び前記第３の切欠部に対応されかつ前記カバーの側に開放する第４の切欠部とを有する板状体と、前記プローブの配列方向へ延びる状態に前記カバーに配置されて前記プローブを前記ベース部に押圧する針押えと、前記第３の切欠部に配置されかつ前記第４の切欠部に嵌合された少なくとも１つの脱落防止部材とを含む。

本発明にかかる第３の電気的接続装置は、それぞれが前記電極に押圧される先端を有する複数のプローブと、板状のカバーであって、第１の方向に間隔をおいて該第１の方向と交差する第２の方向に延びて厚さ方向に貫通する複数のスロットを有するカバーと、前記プローブに個々に対応された複数の接続片であって、それぞれが前記第２の方向へ延びるベース部、及び該ベース部から前記カバーと反対側に延びる端子部を有する複数の接続片と、 前記カバーが重ねられた板状体であって、前記第１の方向に前記スロットと同じ間隔をおいて前記第２の方向に延びて前記カバーの側に開放する複数の溝、前記溝の底から前記カバーと反対の側に貫通する複数の第１の貫通穴、及び前記ベース部の長手方向における両端部に対応する箇所のそれぞれに前記カバーの側及び前記溝の側に開放する第５の切欠部を有する板状体と、前記プローブの配列方向へ延びる状態に前記カバーに配置されて前記プローブを前記ベース部に押圧する針押えと、
前記第５の切欠部に配置されかつ前記ベース部の長手方向の端部に当接された脱落防止部材とを含む。

各プローブは、前記先端を前記厚さ方向における一方側に突出させた状態に前記スロットに配置されている。各接続片は、前記ベース部が前記溝に位置しかつ前記端子部が前記第１の貫通穴を貫通する状態に配置されている。

後に説明するように、カバーに配置されたプローブは、板状のベース部から突出する端子部を備える接続片を介して基板の導電性部に接続される。このため、隣り合う接続片の端子部の位置をプローブの長手方向に異ならせることにより、カバー、プローブ及び針押えの組立体をプローブの長手方向における位置が異なる導電性部を有する基板に適用することができる。

前記ベース部は、板状の形状を有していると共に、また該ベース部の幅方向が前記第１及び第２の方向と交差する第３の方向となる状態に前記溝に配置されており、前記端子部は前記ベース部の幅方向の一端縁から伸びていてもよい。

前記第１の方向に隣り合う接続片の前記端子部は、前記第２の方向に間隔をおいていてもよい。

電気的接続装置は、さらに、前記通電回路に接続される導電性の複数の第２の貫通穴が前記第１の方向に間隔をおいた複数列の形に形成された基板と、前記接続片の端子部が前記第２の貫通穴に差し込まれた状態に前記カバー及び前記板状体を前記基板に組み付ける組み付け部材とを含み、前記針押えはその外側面を前記ベース部に押圧しており、各接続片の各端子部は前記第２の貫通穴に差し込まれていてもよい。

図１〜図６を参照するに、電気的接続装置１０は、平板状被検査体１２の検査すなわち試験に用いる補助装置として用いられる。被検査体１２は、図示の例では、パッケージ又はモールドをされた集積回路のような半導体デバイスである。

被検査体１２は、矩形の平面形状にパッケージ又はモールドをされたデバイス本体１４と、図示の例では本体１２の矩形の各辺に対応する部位に複数の電極１６とを有する。電極１６は、本体１４の矩形の辺毎に対応された複数の電極グループに分けられており、また電極グループ毎に対応する辺の長手方向に間隔をおいて配置されている。

接続装置１０は、配線基板のような基板２０と、基板２０に重ねられた接続片組立体２２と、接続片組立体２２に重ねられたプローブ組立体２４と、プローブ組立体２４に重ねられたフレーム２６とを含む。

基板２０は、配線パターンを電気絶縁材料製の板材２８の一方の面（上面）に印刷配線技術により形成している。基板２０は、また、それぞれが帯状の複数の導電性部（図示の例では、配線）３０を上面に有していると共に、導電性の貫通穴３２を各導電性部３０の端部に対応する箇所に有している。

各導電性部３０は、配線パターンの一部であり、したがって図示の例では帯状に印刷された配線である。導電性部３０は、被検査体１２の本体１４の矩形の辺に個々に対応された４つの導電性部グループに分けられており、また導電性グループ毎に並列的に配置されている。

本体１４の対向する一対の辺に対応された２つの導電性グループの導電性部３０は、導電性グループ毎に、基板２０と平行の面内における第１の方向に間隔をおいて、第１の方向と交差する第２の方向に延びており、またそれら導電性部３０の端部が第２の方向に間隔をおいた３つのサブグループに分けられている。

本体１４の対向する他の一対の辺に対応された２つの導電性グループの導電性部３０は、導電性部グループ毎に、第２の方向に間隔をおいて第１の方向に延びており、またそれら導電性部３０の端部が第１の方向に間隔をおいた３つのサブグループに分けられている。

各貫通穴３２は、板材２８及び対応する導電性部３０の端部を貫通している。このため、複数の貫通穴３２も、被検査体１２の本体１４の矩形の辺に個々に対応された４つの貫通穴グループに分けられており、また貫通穴グループ毎に３つのサブグループに分けられている。

隣り合う導電性部３０の端部は、それらの長手方向（第１又は第２の方向）に間隔をおいている。このため、隣り合う貫通穴３２も、対応する導電性部３０の長手方向に間隔をおいている。

接続片組立体２２は、基板２０の上側に重ねられた板状体３４と、板状体３４に配置された複数の接続片３６と、板状体３４からの接続片３６の脱落を防止する複数の脱落防止部材３８とを含む。

板状体３４は、第１又は第２の方向に間隔をおいて第２又は第１の方向に延びてプローブ組立体２４の側に開放する複数の溝４０を本体１４の辺に対応する箇所のそれぞれに有している。

各溝４０は、対応する辺の長手方向（第１又は第２の方向）に間隔をおいてそれと直交する方向（第２又は第１の方向）に延びている。複数の溝４０も、被検査体１２の本体１４の矩形の辺に個々に対応された４つの溝ループに分けられている。第１又は第２の方向における溝４０の位置は、溝グループ毎に一致されている。

板状体３４は、また、これを各溝４０の底から基板２０の側に貫通して基板２０の貫通穴３２と対向する貫通穴４２を有していると共に、上方に開放する切欠部４４を溝グループ毎に溝４０の長手方向の端部に対応する箇所のそれぞれに有している。

各切欠部４４は、隣り合う溝４０を仕切っている仕切壁４５を経て延びている。切欠部４４の各端部の幅寸法は、それらの中央領域の幅寸法より小さい。

各接続片３６は、溝４０に配置された板状のベース部４６と、ベース部４６から下方に突出して貫通穴４２を貫通して貫通穴３２に差し込まれた端子部４８とを有している。

各接続片３６は、ベース部４６の幅方向を上下方向とされている。接続片３６も、被検査体１２の本体１４の矩形の辺に個々に対応された４つの接続片ループに分けられている。

各ベース部４６の各端部には、切欠部５０が形成されている。各切欠部５０は、対応するベース部４６の長手方向外方と上方とに向く段部であり、ベース部４６が溝４０に配置された状態において板状体３４の切欠部４４と対向する。

各脱落防止部材３８は、シリコンゴムのようなゴム材から製作されており、また各端部が切欠部４４の端部に締まり嵌めの状態に嵌合されかつ中央領域が仕切壁４５の切欠部４４の箇所及び接続片３６の切欠部５０に嵌合されて接続片３６を基板２０の側に押圧していることにより、接続片３６の脱落を防止している。

プローブ組立体２４は、接続片組立体２２の上に重ねられた板状のカバー５２と、被検査体１２の電極１６に個々に対応されかつカバー５２に配置された板状の複数の接触子すなわちプローブ５４と、プローブ５４を接続片３６に押圧するようにカバー５２に配置された長尺の複数の針押え５６とを含む。

カバー５２は、これを厚さ方向に貫通して第２又は第１の方向へ延びる複数のスロット５８と、スロット５８に連通しかつ第１又は第２の方向へ延びさらに下方に開放する凹所６０とを有している。このようなカバー５２は、合成樹脂のような非導電性材料から形成することができる。

各スロット５８は、接続片組立体２２の溝４０に対応されている。このため、スロット５８は、少なくともプローブ５４の先端部及び中央部を収容するスロットであり、またプローブ５４と同数設けられている。

スロット５８も、被検査体１２の本体１４の矩形の辺に個々に対応された４つのスロットグループに分けられている。第１又は第２の方向におけるスロット５８の位置は、スロットグループ毎に一致されている。

スロット５８は、本体１４を形成する矩形の辺に個々に対応された４つのスロットグループに分けられており、またスロットグループ毎にプローブ５４の配列方向（第１又は第２の方向）に間隔をおいている。

各プローブ５４は、導電性金属材料によりJ字状に製作されている。各プローブ５４は、電極１６に押圧される先端６２及び凹所６０に位置する後端６４をそれぞれ一端側及び後端側に有すると共に、湾曲された外側面６６及び内側面６８をそれぞれ幅方向における一方及び他方に有している。

各プローブ５４の先端６２は、針先として作用するように、弧状に湾曲されていると共に、後端６４より小さい幅寸法とされている。外側面６６及び内側面６８は、プローブ５４の後端部から先端６２にわたる領域に形成されている。

各プローブ５４の後端６４は、プローブ５４の幅方向へ延びる直線状とされている。しかし、各プローブ５４の後端６４の上下の隅角部は、曲率半径の小さい弧面とされている。

各プローブ５４は、幅方向が上下方向となりかつ先端６２がスロット５８から上方へ突出された状態に、スロット５８に配置されている。プローブ５４は、被検査体１２の本体１４の矩形の辺に個々に対応された４つのプローブグループに分けられている。

各凹所６０は、隣り合うスロット５８を仕切っている仕切壁７０を経て第１又は第２の方向に延びている。凹所６０の各端部の幅寸法は、それらの中央領域の幅寸法より小さい。

各針押え５６は、シリコンゴムのようなゴム材から製作されており、また各端部が凹所６０の端部に締まり嵌めの状態に嵌合されかつ中央領域が仕切壁７０の凹所６０の箇所に嵌合されてプローブ５４の内側面の後端部に当接していると共に、プローブ５４を接続片３６に押圧している。

導電性部グループ、接続片グループ及びプローブグループは、被検査体１２の電極グループに対応されている。このため、導電性部３０、接続片３６及びプローブ５４の組は、被検査体１２の電極１６に個々に対応されている。

フレーム２６は、被検査体１２を収容するように上下に開放する開口すなわち凹所７２を中央に有する。凹所７２は、被検査体１２の本体１４と相似の矩形の平面形状を有している。凹所７２の上部は、外側から中心側へ向く傾斜とされている。

フレーム２６、プローブ組立体２４及び接続片組立体２２は、ほぼ同じ大きさの平面形状を有している。

接続装置１０は、以下のように組み立てることができる。

先ず、接続片３６及び脱落防止部材３８が板状体３４に配置され、その状態で接続片組立体２２が基板２０の上に重ねられる。これにより、各接続片３６の端子部４８は、基板２０の貫通穴３２に差し込まれて、その先端において導電性部３０に半田付けされる。

次いで、プローブ５４及び針押え５６がカバー５２に配置され、その状態でプローブ組立体２４が接続片組立体２２の上に重ねられる。これにより、各プローブ５４は、針押え５６により押されて、外側面６６の一部を対応する接続片３６のベース部４６の上面に当接される。

次いで、フレーム２６がプローブ組立体２４の上に重ねられる。

次いで、複数のボルト７４がフレーム２６、プローブ組立体２４及び接続片組立体２２を貫通して基板２０のねじ穴に螺合される。これにより、フレーム２６、プローブ組立体２４及び接続片組立体２２は基板２０に組み付けられる。

組み立てられた接続装置１０を分解するときは、上記と逆の作業が行われる。

検査時、被検査体１２は、上方から凹所７２に入れられる。このとき、接続装置１０に対する被検査体１２の位置がずれていると、被検査体１２は、凹所７２の傾斜面に当接し、傾斜面により凹所７２の中央に案内される。これにより、被検査体１２は、電極１６がプローブ５４の先端に当接した状態に、接続装置１０に収容される。

接続装置１０に配置された被検査体１２が図示しない押圧体により押し下げられると、各プローブ５４は、オーバードライブ作用を受けて弾性変形される。これにより、プローブ５４は、接続片３６により強く押圧される。

接続装置１０によれば、上記したように、プローブ５４の形状が単純であり、プローブ５４が廉価になる。また、プローブ５４が安定に維持されるにもかかわらず、接続装置１０の製作が容易である。さらに、被検査体１２が接続装置１０に自然に正しく配置され、被検査体１２の電極１６がプローブ５４の先端６２に確実に接触する。

上記の接続装置１０においては、基板２０の第１又は第２の方向における端子部４８の位置、特に隣り合う接続片３６の端子部４８の位置を異ならせることにより、カバー５２、プローブ５４及び針押え５６を備えるプローブ組立体を第１又は第２の方向における位置が異なる導電性部３０を有する基板２０に適用することができる。

脱落防止部材３８の配置位置は上記実施例に限定されず、脱落防止部材３８は適宜な部材及び位置に配置することができる。例えば、脱落防止部材３８を、板状体の他の箇所に設けてもよいし、カバー５２の側に設けてもよい。

図７は、上方に開放する切欠部５０を各ベース部４６の長手方向における中央に形成すると共に、切欠部５０対応されかつカバー５２の側に開放する切欠部４４を板状体３４に形成し、切欠部４４及び５０に脱落防止部材３８を配置している。

図８は、カバー５２の側及び溝４０の側に開放する切欠部４４を板状体３４に形成し、各切欠部４４に脱落防止部材３８を配置し、両脱落防止部材３８でベース部４６の長手方向の端面を押圧して、両脱落防止部材３８によりベース部４６を挟んでいる。

各接続片３６のベース部４６は、必ずしも、板状である必要はなく、例えば角柱状や円柱状等の棒状又は他の形状を有していてもよい。

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。

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１における２−２線に沿って得た断面図である。 図２の一部を拡大して示す断面図である。 図１に示す電気的接続装置における基板の平面図である。 図１に示す電気的接続装置における接続片組立体の平面図である。 図１に示す電気的接続装置における接続片組立体を断面して示す斜視図である。 脱落防止部材の他の配置例を示す断面図である。 脱落防止部材のさらに他の配置例を示す断面図である。

１０ 電気的接続装置
１２ 被検査体
１４ デバイス本体
１６ 電極
２０ 基板
２２ 接続片組立体
２４ プローブ組立体
２６ フレーム
２８ 板材
３０ 導電性部
３２ 導電性の貫通穴
３４ 板状体
３６ 接続片
３８ 脱落防止部材
４０ 溝
４２ 貫通穴
４４，５０ 切欠部
４５ 溝の仕切壁
４６ 接続片のベース部
４８ 接続片の端子部
５２ カバー
５４ プローブ
５６ 針押え
５８ スロット
６０ 凹所
６２ プローブの先端
６４ プローブの後端
６６ プローブの外側面
６８ プローブの内側面
７０ スロットの仕切壁
７２ フレームの凹所
７４ ボルト

Claims (6)

1. 被検査体の電極を通電回路に電気的に接続する装置であって、
   それぞれが前記電極に押圧される先端を有する複数のプローブと、
   板状のカバーであって、第１の方向に間隔をおいて該第１の方向と交差する第２の方向に延びて厚さ方向に貫通する複数のスロットを有するカバーと、
   前記プローブに個々に対応された複数の接続片であって、それぞれが前記第２の方向へ延びるベース部と、該ベース部から前記カバーと反対側に延びる端子部と、前記ベース部の長手方向における各端部に少なくとも前記カバーの側に開放する第１の切欠部とを有する複数の接続片と、
   前記カバーが重ねられた板状体であって、前記第１の方向に前記スロットと同じ間隔をおいて前記第２の方向に延びて前記カバーの側に開放する複数の溝と、前記溝の底から前記カバーと反対の側に貫通する複数の第１の貫通穴と、前記第１の切欠部に対応されかつ前記カバーの側に開放する２対の第２の切欠部とを有する板状体と、
   前記プローブの配列方向へ延びる状態に前記カバーに配置されて前記プローブを前記ベース部に押圧する針押えと、
   前記第１の切欠部に配置されかつ前記第２の切欠部に嵌合された少なくとも２つの脱落防止部材とを含み、
   各プローブは、前記先端を前記板状体の側と反対の側に突出させた状態に前記スロットに配置されており、
   各接続片は、前記ベース部が前記溝に位置しかつ前記端子部が前記第１の貫通穴を貫通する状態に配置されている、電気的接続装置。
2. 被検査体の電極を通電回路に電気的に接続する装置であって、
   それぞれが前記電極に押圧される先端を有する複数のプローブと、
   板状のカバーであって、第１の方向に間隔をおいて該第１の方向と交差する第２の方向に延びて厚さ方向に貫通する複数のスロットを有するカバーと、
   前記プローブに個々に対応された複数の接続片であって、それぞれが前記第２の方向へ延びるベース部と、該ベース部から前記カバーと反対側に延びる端子部と、前記ベース部の長手方向における中央部に前記カバーの側に開放する第３の切欠部とを有する複数の接続片と、
   前記カバーが重ねられた板状体であって、前記第１の方向に前記スロットと同じ間隔をおいて前記第２の方向に延びて前記カバーの側に開放する複数の溝と、前記溝の底から前記カバーと反対の側に貫通する複数の第１の貫通穴と、前記第３の切欠部に対応されかつ前記カバーの側に開放する第４の切欠部とを有する板状体と、
   前記プローブの配列方向へ延びる状態に前記カバーに配置されて前記プローブを前記ベース部に押圧する針押えと、
   前記第３の切欠部に配置されかつ前記第４の切欠部に嵌合された少なくとも１つの脱落防止部材とを含み、
   各プローブは、前記先端を前記板状体の側と反対の側に突出させた状態に前記スロットに配置されており、
   各接続片は、前記ベース部が前記溝に位置しかつ前記端子部が前記第１の貫通穴を貫通する状態に配置されている、電気的接続装置。
3. 被検査体の電極を通電回路に電気的に接続する装置であって、
   それぞれが前記電極に押圧される先端を有する複数のプローブと、
   板状のカバーであって、第１の方向に間隔をおいて該第１の方向と交差する第２の方向に延びて厚さ方向に貫通する複数のスロットを有するカバーと、
   前記プローブに個々に対応された複数の接続片であって、それぞれが前記第２の方向へ延びるベース部と、該ベース部から前記カバーと反対側に延びる端子部とを有する複数の接続片と、
   前記カバーが重ねられた板状体であって、前記第１の方向に前記スロットと同じ間隔をおいて前記第２の方向に延びて前記カバーの側に開放する複数の溝と、前記溝の底から前記カバーと反対の側に貫通する複数の第１の貫通穴と、前記ベース部の長手方向における両端部に対応する箇所のそれぞれに前記カバーの側及び前記溝の側に開放する第５の切欠部とを有する板状体と、
   前記プローブの配列方向へ延びる状態に前記カバーに配置されて前記プローブを前記ベース部に押圧する針押えと、
   前記第５の切欠部に配置されかつ前記ベース部の長手方向の端部に当接された脱落防止部材とを含み、
   各プローブは、前記先端を前記板状体の側と反対の側に突出させた状態に前記スロットに配置されており、
   各接続片は、前記ベース部が前記溝に位置しかつ前記端子部が前記第１の貫通穴を貫通する状態に配置されている、電気的接続装置。
4. 前記ベース部は、板状の形状を有していると共に、また該ベース部の幅方向が前記第１及び第２の方向と交差する第３の方向となる状態に前記溝に配置されており、前記端子部は前記ベース部の幅方向の一端縁から延びている、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. 前記第１の方向に隣り合う接続片の前記端子部は、前記第２の方向に間隔をおいている、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。
6. さらに、前記通電回路に接続される導電性の複数の第２の貫通穴が前記第１の方向に間隔をおいた複数列の形に形成された基板と、前記接続片の端子部が前記第２の貫通穴に差し込まれた状態に前記カバー及び前記板状体を前記基板に組み付ける組み付け部材とを含み、
   前記針押えはその外側面を前記ベース部に押圧しており、各接続片の各端子部は前記第２の貫通穴に差し込まれている、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。

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