JP5548339B2 - Electrical connection device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体ウエハに集合的に形成された集積回路のような平板状の被検査体の電気的試験に用いるのに好適な電気的接続装置に関する。 The present invention relates to an electrical connection apparatus suitable for use in an electrical test of a flat test object such as an integrated circuit formed collectively on a semiconductor wafer.
従来のこの種の装置に、例えば特許文献1および2に記載の電気的接続装置がある。この電気的接続装置の要部が図5に示されている。前記電気接続装置は、テスタ(図示せず)に接続される配線路1a(図6参照)が内部に設けられ、また中央開口1bが設けられたリジッド配線基板1と、該リジッド配線基板の一方の面で中央開口1bを覆うように配置され、リジッド配線基板1に固定される支持板2とを備える。中央開口1b内には、該開口を横切る板状のばね部材3が配置されている。このばね部材3の縁部は、取付け機構4の環状取付板4aおよび環状挟持板4bにより挟持され、これによりばね部材3は、支持板2に支持されている。中央開口1bに位置するばね部材3の中央部には、ブロック5が支持されている。ブロック5は、フレキシブル多層配線基板6の接触子領域6aを裏面で弾性支持する。各配線路1aは、図6においては明瞭化のために実線で示されている。
As a conventional device of this type, for example, there are electrical connection devices described in
接触子領域6aの表面には、被検査体(図示せず)の対応する電極パッドに接触可能の多数の接触子7が設けられている。接触子領域6aからフレキシブル多層配線基板6の張出領域6bがブロック5の縁部を越えてリジッド配線基板1に向けて角度的に伸長する。接触子領域6aおよび張出領域6bには、各接触子7に対応する導電路が形成され、該導電路はフレキシブル多層配線基板6bでリジッド配線基板1の対応する前記配線路に接続されている。この配線路は、図示しないが、リジッド配線基板1の前記表面に設けられたソケットのような電気接続部を経てテスタに接続される。したがって、ばね部材3の弾性により、各接触子7が前記被検査体の前記電極パッドに好適に押圧されると、該電極は、フレキシブル多層配線基板6bの前記導電路、該導電路に接続されたリジッド配線基板1の前記配線路および前記ソケットを経て、前記テスタの電気回路に接続される。
On the surface of the contact area 6a, a large number of contacts 7 that can contact the corresponding electrode pads of an object to be inspected (not shown) are provided. An
しかし、図5に示したように、ばね部材3を好適に保持するために、リジッド配線基板1の中央に比較的大径の中央開口1bを形成する必要がある。そのため、図6に示されているように、リジッド配線基板1に設けられる配線路1aは、中央開口1bを避けてとり回す必要があることから、配線路1aの自由度に強い制限を受ける。また、比較的大径の中央開口1bを避けて配線路1aが形成されることから、該配線路の配置密度が部分的に高まることがある。交流信号を用いたテストでは、前記高密度配置部分で近接する配線路1a間で容量ノイズを生じる虞があることから、部分的にも高密度配置を避けることが望ましい。
However, as shown in FIG. 5, it is necessary to form a central opening 1 b having a relatively large diameter at the center of the rigid wiring board 1 in order to hold the spring member 3 appropriately. Therefore, as shown in FIG. 6, since the
そこで、本発明の目的は、電気的接続装置のリジッド配線基板内の配線路の配置密度の部分的な増大を抑制し、該配線の取り回しの自由度を高めることにある。 Therefore, an object of the present invention is to suppress a partial increase in the arrangement density of the wiring paths in the rigid wiring board of the electrical connection device and to increase the degree of freedom of the wiring.
本発明に係る電気的接続装置は、一方の面にテスタへの接続部を有し、また該接続部に対応した配線路を有するリジッド配線基板と、該リジッド配線基板のほぼ中央部で該リジッド配線基板の前記一方の面に対向して配置され、該配線基板に固定される支持板と、該支持板に取付け機構を介して支持された板ばね部材と、該板ばね部材に取り付けられ、該板ばね部材を介して、前記リジッド配線基板の他方の面の側で該リジッド配線基板の板厚方向へ変位可能に弾性支持される支持ブロックと、該支持ブロックに裏面で支持されまた表面に複数の接触子が形成された接触子領域および該接触子領域から前記リジッド配線基板に向けて伸び該リジッド配線基板に結合される張出領域を有し、前記接触子を対応する前記リジッド配線基板の前記配線路に接続するための導電路が形成されたフレキシブルプローブシートとを備える。 An electrical connection device according to the present invention includes a rigid wiring board having a connection portion to a tester on one surface and a wiring path corresponding to the connection portion, and the rigid wiring board at a substantially central portion of the rigid wiring board. A support plate that is disposed to face the one surface of the wiring board and is fixed to the wiring board, a leaf spring member that is supported by the support plate via an attachment mechanism, and is attached to the leaf spring member. A support block that is elastically supported on the other surface side of the rigid wiring board via the leaf spring member so as to be displaceable in the thickness direction of the rigid wiring board, and is supported on the back surface by the support block. A contact region in which a plurality of contacts are formed, and a projecting region extending from the contact region toward the rigid wiring substrate and coupled to the rigid wiring substrate, and the corresponding rigid wiring substrate corresponding to the contact The arrangement of And a flexible probe sheet conductive path for connecting to the road is formed.
本発明に係る前記電気的接続装置の前記リジッド配線基板には、前記支持ブロックの外方で該支持ブロックを取り巻く周方向へ相互に間隔を置いて複数の貫通孔が形成され、前記支持板には、対応する前記貫通孔に沿って該貫通孔内を伸長する複数の支持部が一体的に形成され、前記板ばね部材は、前記ブロックの前記変位を可能とすべく前記配線基板の前記他方の面から間隔を置いて、前記取付け機構により前記支持部に支持されている。前記リジッド配線基板の中央部には前記配線路の少なくとも一部が直線状に配置されている。 In the rigid wiring board of the electrical connection device according to the present invention, a plurality of through holes are formed at intervals in the circumferential direction surrounding the support block outside the support block. Are integrally formed with a plurality of support portions extending along the corresponding through-holes, and the leaf spring member is formed on the other side of the wiring board to enable the displacement of the block. The mounting portion is supported by the support portion at a distance from the surface. At least a part of the wiring path is linearly arranged at the center of the rigid wiring board.
本発明に係る前記電気的接続装置では、前記板ばね部材は、前記リジッド配線基板に設けられた前記貫通孔のそれぞれに伸びる前記支持部に、前記取付け機構を介して前記リジッド配線基板の前記他方の面から間隔をおいて支持されている。そのため、前記リジッド配線基板の中央に前記板ばねを受け入れる従来のような大径の開口が不要となる。また、前記貫通孔は前記支持部を受け入れるが、板ばねを受け入れる従来の中央開口に比較して極めて小口径である。 In the electrical connection device according to the present invention, the leaf spring member is connected to the other end of the rigid wiring board via the mounting mechanism to the support portion extending to each of the through holes provided in the rigid wiring board. It is supported at a distance from the surface. Therefore, the conventional large-diameter opening for receiving the leaf spring at the center of the rigid wiring board becomes unnecessary. Moreover, although the said through-hole receives the said support part, it is a very small aperture compared with the conventional center opening which receives a leaf | plate spring.
そのため、リジッド配線基板内に形成される前記配線路の設計で、従来のような大径の中央開口を避けるような取り回しは、不要となり、また大径の中央開口が不要となることから、実質的に配線領域の面積が増大し、前記配線路の取り回しの自由度が増す。さらに、前記配線路が大径の中央開口を避ける必要がないことから、前記配線路に前記中央開口を避けるような大きな曲線部を設けることなく、従来に比較して直線的に配線路を敷設することができるので、配線路の短縮化が可能となる。この短縮化は、信号ノイズ(SN)比の増大に有利である。また、前記配線路の配線領域の面積の増大に伴い、配線密度の低減を図ることができるので、交流信号に対するノイズ低減効果をも期待することができる。 Therefore, in the design of the wiring path formed in the rigid wiring board, it is not necessary to carry out the operation to avoid the large-diameter central opening as in the prior art, and the large-diameter central opening is unnecessary. In particular, the area of the wiring region is increased, and the degree of freedom in handling the wiring path is increased. Furthermore, since it is not necessary for the wiring path to avoid a central opening having a large diameter, the wiring path is laid in a straight line as compared with the prior art without providing a large curved portion that avoids the central opening in the wiring path. Therefore, the wiring path can be shortened. This shortening is advantageous in increasing the signal noise (SN) ratio. Further, since the wiring density can be reduced as the area of the wiring region of the wiring path increases, it is also possible to expect a noise reduction effect on the AC signal.
前記貫通孔を貫通して前記支持部を伸長させることにより、該支持部に前記リジッド配線基板の前記他方の面より突出した終端を形成することができる。この場合、前記終端に前記板ばね部材が前記取付け機構により結合される。 By extending the support portion through the through hole, a terminal end protruding from the other surface of the rigid wiring board can be formed on the support portion. In this case, the leaf spring member is coupled to the end by the attachment mechanism.
前記貫通孔として、前記支持ブロックを取り巻く周方向へ互いに120度の角度を置いて3つの貫通孔を形成することができる。この場合、前記支持部材には、前記各貫通孔に対応して3つの前記支持部が形成される。 As the through holes, three through holes can be formed at an angle of 120 degrees with respect to the circumferential direction surrounding the support block. In this case, the support member is formed with the three support portions corresponding to the through holes.
前記取付け機構は、ねじ部材を介して前記支持部の前記終端に結合される環状のベース部材と、該ベース部材と共同して前記板ばね部材の縁部を挟持すべく前記ベース部材に取り外し可能に結合される環状の挟持板と、該挟持板および前記ベース部材を取り外し可能に結合するねじ部材とで構成することができる。 The attachment mechanism is removable to the base member so as to clamp an edge of the leaf spring member in cooperation with the annular base member coupled to the terminal end of the support portion via a screw member and the base member And an annular clamping plate that is coupled to the screw plate, and a screw member that removably couples the clamping plate and the base member.
前記取付け機構に、前記板ばね部材の前記リジッド配線基板への支持姿勢を調整するための平行調整部を設けることができる。 The attachment mechanism may be provided with a parallel adjustment portion for adjusting a support posture of the leaf spring member to the rigid wiring board.
本発明に係る電気的接続装置10が図1ないし図4に示されている。図1は電気的接続装置10の縦断面図を示し、図2は電気的接続装置10を分解して示す斜視図である。電気的接続装置10は、図1および図2に示すように、リジッド配線基板12と、該リジッド配線基板に板状のばね部材14を介して弾性支持される支持ブロック16と、フレキシブル多層配線基板からなるプローブシート20とを備える。プローブシート20は、ポリイミド樹脂フィルムのような電気絶縁性を有する可撓性フィルムの積層体を基材として、リジッド配線基板12内に形成された複数の配線路18(図3参照)に電気的にそれぞれ接続される従来よく知られた複数の導電路(図示せず)が組み込まれている。
An
リジッド配線基板12は、従来よく知られているように、例えばガラス繊維を分散させたポリイミド樹脂板に配線路18を形成した円形のプリント配線基板からなる。リジッド配線基板12の一方の面である上面12aには、図面の簡素化のために省略されているが、従来よく知られているように、各配線路18に対応してこれに接続されたテスタランドあるいはソケットがリジッド配線基板12の縁部に沿って配列されている。またリジッド配線基板12の他方の面である下面12bには、各配線路18の他端が露出する。各配線路18は、図3においては明瞭化のために実線で示されている。
As is well known in the art, the
リジッド配線基板12の下面12bの中央部の下方には、ばね部材14を介して、後述するように、支持ブロック16が弾性支持されている。また、リジッド配線基板12には、この支持ブロック16を取り巻く周方向に相互に間隔をおいて、複数の貫通孔22が形成されている。
A
各貫通孔22は、図示の例では、リジッド配線基板12の平面図を示す図3から明らかなように、リジッド配線基板12の中心点12cを中心とする仮想円24の外方で該仮想円に接するように配置されている。また、各貫通孔22が120度の角度範囲で相互に間隔を置くように、したがって、3つの貫通孔22が正三角形の頂点上に位置するように、配置されている。
In the illustrated example, each through
仮想円24は、支持ブロック16の平面形状の最大外形をほぼ内接させるに十分な半径を有する。したがって、電気的接続装置10をリジッド配線基板12の上面12aから透視したとき、各貫通孔22は、支持ブロック16の外方に位置する。また、図示の例では、各貫通孔22は、仮想円24の半径方向を長軸方向とする長円形の断面形状を有する。
The
リジッド配線基板12の中央部で上面12aには、図示の例では、円形平面形状を有する支持板26が配置されている。リジッド配線基板12の前記上面12aに対向する支持板26の面には、図1および図4に示すように、貫通孔22に対応して各貫通孔22内に伸びる柱状の3本の支持部26aが形成されている。各支持部26aは貫通孔22に対応した長円の横断面形状を有し、各支持部26aには、図1に明確に示されているように、支持板26の板厚方向へ貫通するねじ穴28およびボルト30の挿通を許す貫通孔32が長軸方向に整列して形成されている。
In the illustrated example, a
支持板26は、図1に示すように、各支持部26aが対応する貫通孔22内に伸びるように、リジッド配線基板12に配置され、先端がリジッド配線基板12に螺合する取付けボルト34によりリジッド配線基板12に固定される。図1に示す例では、支持部26aの終端すなわち先端は、リジッド配線基板12の下面12bを越えてリジッド配線基板12の外方に位置する。図3のリジット配線基板12においては取付けボルト34用のねじ穴は明瞭化のために省略されている。
As shown in FIG. 1, the
図1に明確に示されているように、各支持部26aの下端には、ばね部材14の縁部が取付け機構36により、結合されている。取付け機構36は、図示の例では、支持部26aの終端面すなわち下端面に当接して配置される環状のベース部材36aと、該ベース部材と共同してばね部材14の縁部を挟持するための環状の挟持板36bと、両部材36a、36b間にばね部材14の縁部を位置させた状態で両部材36a、36bを締め付けるべく先端がベース部材36aに螺合するねじ部材36cとを備える。図2には、簡素化のためにベース部材36aが省略されており、また挟持板36bは、周方向に分割された弧状部材の組合せで示されている。
As clearly shown in FIG. 1, the edge of the
ばね部材14は、図2に明確に示されているように、平板のばね材料からなり、支持ブロック16が取り付けられる十字状の中央部14aと、該中央部を取り巻く環状の外縁部14bとを備える。ばね部材14は、前記したように、外縁部14bで取付け機構36を介して支持板26の支持部26aに支持されている。ばね部材14の14aには、支持ブロック16が取り付けられている。図2に示す例では、支持ブロック16は、全体に正8角形の平面形状を有する本体部16aと、該本体部の上端に連なる正方形の平面形状を有する取付部16bと、該取付け部と共同してばね部材14の中央部14aを挟持する取付板16cとを備える。取付板16cは、該取付板と取付部16bとの間にばね部材14の中央部14aを位置させた状態で、先端が取付部16bに螺合するねじ部材16dにより、取付部16bに締め付けられる。これにより、支持ブロック16は、リジッド配線基板12の下面12bから間隔を置いて弾性支持されることから、ばね部材14の中央部14aの撓み変形に応じて、下面12bに近づきまた離れるように、リジッド配線基板12の板厚方向へ弾性的に変位可能である。
As clearly shown in FIG. 2, the
プローブシート20は、従来よく知られているように、この支持ブロック16の本体部16aに支持される8角形状の接触子領域38a(図1参照)と、該接触子領域の各辺からリジッド配線基板12の上面12aに向けて伸長する張出領域38bとを備える。接触子領域38aは、プローブシート20の裏面で、支持ブロック16の本体部16aの下面に固着されている。またプローブシート20の表面の接触子領域38a、すなわち接触子領域38aの表面には、従来よく知られた例えばプローブのような接触子40(図1参照)が、図示しない半導体ウエハのような被検査体に集合的に形成された各ICの電極パッドに対応して設けられている。
As is well known in the art, the
各接触子40は、従来よく知られているように、プローブシート20の可撓性樹脂フィルム内に埋設された前記導電路に接続されている。張出領域38bの端部のリジッド配線基板12に対向する裏面の先端部には、前記導電路の接続端部(図示せず)が設けられている。
Each
プローブシート20の張出領域38bの表面を覆うようには、環状のシリコンゴムシートのような弾性部材42aおよび環状の押さえ板42bが配置されている。弾性部材42aおよび押さえ板42bは、先端がリジッド配線基板12に螺合するボルト44の締め付けにより、張出領域38bをリジッド配線基板12の下面12bに押し付ける。これにより、プローブシート20の前記導電路の接続端部がリジッド配線基板12の対応する前記配線路18の前記他端に接続されることから、各接触子40は、プローブシート20の前記導電路およびリジッド配線基板12の対応する配線路18を経て、前記テスタランドに接続される。したがって、前記各テスタランドに前記テスタの配線を接続することにより、各接触子40を前記テスタに接続することができる。また、接触子40が前記被検査体に押圧されるときに支持ブロック16の弾性変位を拘束しないように、プローブシート20の張出領域38bは、撓み変形が可能なように僅かな弛みを与えられている。
An
また、図示の例では、その図1に明確に示されているように、プローブシート20の接触子領域38aと、リジッド配線基板12とが正しく平行になるように調整するための平行調整部46が取付け機構36に関連して設けられている。この調整部46は、支持部26aに設けられた前記ねじ穴28に螺合する調整ねじ部材46aを含む。調整ねじ部材46aの下端は、支持部26aの下端から突出可能であり、これにより、ベース部材36aのベース部材36aに当接可能である。したがって、ボルト30を緩めた状態で、調整ねじ部材46aの回転操作により、その下端が支持部26aの下端から突出する量を調整した後、ボルト30を締め付けることにより、ばね部材14の支持ブロック16を保持する姿勢を調整することができ、これにより、プローブシート20の接触子領域38aに設けられた各接触子40の針先面を所定の水平面に合わせるべく、その傾斜姿勢を補正することができる。
Further, in the illustrated example, as clearly shown in FIG. 1, the
本発明に係る電気的接続装置10では、前記したように、プローブシート20の接触子領域38aを支持する支持ブロック16を弾性支持するための板状のばね部材14は、取付け機構36を介して、リジッド配線基板12に設けられた貫通孔22のそれぞれに伸びる支持部26aに好適に支持されている。そのため、リジッド配線基板12の中央に板ばね14を受け入れる従来のような大径の開口が不要となる。リジッド配線基板12には、図3に示したように、支持部26aを受け入れる複数の貫通孔22が形成されるが、各貫通孔22は、板ばね14を受け入れる従来の中央開口に比較して極めて小口径である。また複数の貫通孔22は相互に間隔をおいて分散され、連続もしくは近接しては、設けられていない。
In the
そのため、図3に示すように、リジッド配線基板12に形成される配線路18は、従来のような大径の中央開口を避ける必要はなく、実質的にリジッド配線基板12の配線領域の面積が増大することから、配線路18の取り回しの自由度が増す。さらに、配線路18が大径の中央開口を避ける必要がないことから、配線路18に従来の中央開口を避けるような大きな曲線部を設けることなく、したがって、従来に比較して直線的に配線路を敷設することができる。そのため、配線路の短縮化が可能となり、信号ノイズ(SN)比の増大に有利となる。また、配線路18の配線領域の面積の増大に伴い、配線路18の配線密度の低減を図ることができるので、交流信号に対するノイズ低減効果をも図ることができる。
Therefore, as shown in FIG. 3, the
前記したところでは、支持部26aの下端をリジッド配線基板12の下面12bより突出させた例を示したが、支持部26aの下端を貫通孔22内で終端させ、該終端に当接可能の突起をベース部材36aに設けることができる。このベース部材36aのスペーサ機能によって、ばね部材14をリジッド配線基板12の下面12bから所定の間隔を置くように、保持することができる。
As described above, the example in which the lower end of the
3個の貫通孔22および支持部26aをそれぞれ設けた例を示したが、少なくとも2個の貫通孔22および支持部26aをそれぞれ仮想円24の直径方向に配列することができる。しかしながら、ばね部材14の安定した支持のためには、図示のとおり、3個の貫通孔22および支持部26aを正三角の各頂点に配置することが望ましい。もちろん、4個以上の貫通孔22および支持部26aを設けることができるが、リジッド配線基板12の配線路18のための配線領域の低減の防止、取付け機構36の簡素化、調整部46による平行度調整等の点から、図示の例が好ましい。
Although the example in which the three through
また、取付け機構36として、ベース部材36aおよび挟持板36bを備える挟持機構を示した。これに代えて、リジッド配線基板12の下面12bから突出する支持板26の支持部26aの突出寸法を増大させることにより、スペーサ機能を果たすベース部材36aおよび挟持板36bを不要とすることができる。この場合、ばね部材14の外縁部14bを例えばねじ部材36cにより、直接支持部26aの下端面に結合することができる。
Moreover, the clamping mechanism provided with the
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、種々に変更することができる。例えば、必要に応じて、支持板26とリジッド配線基板12との間に、該リジッド配線基板の補強作用をなす補強板を挿入することができる。
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, a reinforcing plate that reinforces the rigid wiring board can be inserted between the
10 電気的接続装置
12 リジッド配線基板
14 ばね部材
16 支持ブロック
18 配線路
20 プローブシート
22 貫通孔
26 支持板
36 取付け機構
38a 接触子領域
38b 張出領域
40 接触子
46 調整部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記リジッド配線基板には、前記支持ブロックの外方で該支持ブロックを取り巻く周方向へ相互に間隔を置いて複数の貫通孔が形成され、前記支持板には、対応する前記貫通孔に沿って該貫通孔内を伸長する複数の支持部が形成され、
前記支持部は、前記貫通孔を貫通して伸長し、前記リジッド配線基板の前記他方の面より突出した終端を有し、該終端に前記板ばね部材が前記取付け機構により結合されており、
前記取付け機構は、ねじ部材を介して前記支持部の前記終端に結合される環状のベース部材と、該ベース部材と共同して前記板ばね部材の縁部を挟持すべく前記ベース部材に取り外し可能に結合される環状の挟持板と、該挟持板および前記ベース部材を取り外し可能に結合するねじ部材とを備え、
前記板ばね部材は、前記支持ブロックの前記変位を可能とすべく前記配線基板の前記他方の面から間隔を置いて、前記取付け機構により前記支持部に支持されており、
前記リジッド配線基板の中央部に前記配線路の少なくとも一部が直線状に配置されている、電気的接続装置。 A rigid wiring board having a connection portion to a tester on one side and a wiring path corresponding to the connection portion, and facing the one surface of the rigid wiring board at a substantially central portion of the rigid wiring board. A support plate that is disposed and fixed to the wiring board, a leaf spring member that is supported by the support plate via an attachment mechanism, and the rigid plate that is attached to the leaf spring member via the leaf spring member. A support block that is elastically supported so as to be displaceable in the plate thickness direction of the rigid wiring board on the other surface side of the wiring board, and a contact that is supported on the back surface by the support block and has a plurality of contacts formed on the surface A region extending from the contact region toward the rigid wiring substrate and an overhang region coupled to the rigid wiring substrate, and a conductive layer for connecting the contact to the wiring path of the corresponding rigid wiring substrate The road is shaped An electrical connecting device and a flexible probe sheets,
The rigid wiring board is formed with a plurality of through holes spaced apart from each other in the circumferential direction surrounding the support block outside the support block, and the support plate is formed along the corresponding through hole. A plurality of support portions extending in the through hole are formed,
The support portion extends through the through hole and has an end protruding from the other surface of the rigid wiring board, and the leaf spring member is coupled to the end by the mounting mechanism.
The attachment mechanism is removable to the base member so as to clamp an edge of the leaf spring member in cooperation with the annular base member coupled to the terminal end of the support portion via a screw member and the base member An annular sandwiching plate coupled to the screw, and a screw member that removably couples the sandwiching plate and the base member,
The leaf spring member is supported by the support portion by the attachment mechanism at a distance from the other surface of the wiring board to allow the displacement of the support block.
The electrical connection device, wherein at least a part of the wiring path is linearly arranged at a central portion of the rigid wiring board.
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