JP6372208B2 - 基板接続用コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、複数の接触子を有する基板接続用コネクタに関する。

ＩＣテスター等の電子機器においては、例えば、特許文献１にも示されるように、複数のプリント基板からなるテストボード（特許文献１においては、ソケットボード、ベースボードと呼称されている）、および、基板接続用コネクタを介して披検査物としての半導体素子と検査装置本体部とが電気的に接続されている。そのような基板接続用コネクタは、検査装置本体部のピンカードに設けられており、ベースボードの電極に押し当てられる複数本のポゴピンを備えている。接触子としてのポゴピンは、例えば、特許文献２にも示されるように、金属製の円筒体の両端に突出する一対のピンと、一対のピンを互いに離隔する方向に付勢する弾性部材とを含んで構成されている。

このような電子機器においては、半導体素子と検査装置本体部との間の伝送路における高周波数帯域の試験信号の伝送特性が良好であることが要望される。従って、伝送路における特性インピーダンスの整合、および、クロストークの抑制等の対策が必要とされる場合がある。

特開平１０−２２７８３０号公報 特開２００７−３３２１５号公報

上述のような基板接続用コネクタにおいて、接触子としてのポゴピンの相互間距離を変更することなく、伝送路における高周波数帯域の試験信号の伝送特性を向上させるようにクロストークを抑制することが要望される場合、基板接続用コネクタの大幅な設計変更を要する虞がある。

以上の問題点を考慮し、本発明は、複数の接触子を有する基板接続用コネクタであって、複数の接触子の相互間距離を変更することなく、伝送路における高周波数帯域の試験信号の伝送特性を向上させることができる基板接続用コネクタを提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明に係る基板接続用コネクタは、取り外し可能な第１の基板の電極群に当接する複数のコンタクトピンを有する第１のコネクタ部と、第１の基板に連結される第２の基板に配され、第１のコネクタ部に対し着脱可能とされる第２のコネクタ部であって、複数のコンタクトピンにそれぞれ着脱可能に接続される一対の可動片と、第２の基板に固定される１本の固定端子部と、一対の可動片の結合部と固定端子部とを連結する連結部とをそれぞれ有する複数の信号用コンタクト端子、および、複数のコンタクトピンにそれぞれ着脱可能に接続される一対の可動片と、第２の基板に固定される２本の固定端子部と、一対の可動片の結合部と固定端子部とを連結する連結部とをそれぞれ有する複数の接地用コンタクト端子を有する第２のコネクタ部と、を備え、信号用コンタクト端子の１本の固定端子部が、接地用コンタクト端子の連結部の端部に形成される互いに離隔した２本の固定端子部相互間に配されるように、第２のコネクタ部が、第２の基板に配されることを特徴とする。

また、コンタクトピンは、一対の接触ピン、および、一対の接触ピンを離隔する方向に付勢する弾性部材を含むものであってもよい。信号用コンタクト端子の連結部は、接地用コンタクト端子の連結部と第２のコネクタ部の背面部との間に配置されてもよい。

本発明に係る基板接続用コネクタによれば、信号用コンタクト端子の１本の固定端子部が、接地用コンタクト端子の連結部の端部に形成される互いに離隔した２本の固定端子部相互間に配されるように、第２のコネクタ部が、第２の基板に配されるので複数の接触子の相互間距離を変更することなく、伝送路における高周波数帯域の試験信号の伝送特性を向上させることができる。

本発明に係る基板接続用コネクタの一例の外観を、雄型コネクタから見て示す斜視図である。 図１に示される例における平面図である。 図１に示される例における側面図である。 図１におけるＡ部を拡大して示す斜視図である。 図２におけるＶ−Ｖ線に沿って示される断面図である。 図１に示される基板接続用コネクタが配線基板およびテストボードに固定された状態を示す斜視図である。 図６に示される例における正面図である。 図６に示される例における側面図である。 図６に示される例におけるテストボードを示す平面図である。 本発明に係る基板接続用コネクタの一例を分解して示す斜視図である。 図１０における平面図である。 図１０における側面図である。 図１０における下面から見た斜視図である。 本発明に係る基板接続用コネクタの一部を構成する雄型コネクタを示す斜視図である。 図１４に示される例における平面図である。 （Ａ）は、図１４に示される例における背面図であり、（Ｂ）は、図１４に示される例における正面図である。 図１４に示される例における側面図である。 図１５におけるＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿って示される断面図である。 本発明に係る基板接続用コネクタの一部を構成する雌型コネクタを示す斜視図である。 図１９に示される例における背面図である。 図１９におけるＸＸＩ−ＸＸＩ線に沿って示される断面図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、信号用コンタクト端子の斜視図であり、（Ｃ）は、（Ａ）の平面図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、接地用コンタクト端子の斜視図であり、（Ｃ）は、（Ａ）の平面図である。 本発明に係る基板接続用コネクタの一例の外観を、雌型コネクタから見て示す斜視図である。 図２４に示される雄型コネクタから雌型コネクタが取り外される状態を示す斜視図である。 （Ａ）および（Ｄ）は、それぞれ、図２４および図２５に示される部分ＸＸＶＩＡ、部分ＸＸＶＩＤの拡大された斜視図であり、（Ｂ）および（Ｃ）は、図２４に示される雄型コネクタから雌型コネクタを取り外す手順の説明に供される部分的な斜視図である。

図６は、本発明に係る基板接続用コネクタの一例を、テストボードとともに概略的に示す。

基板接続用コネクタ１６は、図示が省略される検査装置本体に配される配線基板１２の複数の伝送路とそれらに対応するテストボード１０の複数の伝送路とを電気的に接続するものとされる。図６におけるＸ座標軸に平行な配線基板１２の実装面１２Ａの両端には、それぞれ、角型スペーサＳＰを介してテストボード１０を配線基板１２に連結するＬ字型の連結片１４の一端が固定されている。これにより、テストボード１０は、図８に示されるように、配線基板１２の実装面１２Ａに対し略垂直となり、図６および図７におけるＺ座標軸に沿って広がるように配されることとなる。テストボード１０の両端は、角型スペーサＳＰを介して各連結片１４の他端に対し取り外し可能に連結されている。これにより、例えば、複数種類のテストボード１０が用意されている場合、複数種類のテストボード１０のいずれか一つが、選択的に角型スペーサＳＰを介して各連結片１４の他端に対し連結されることとなる。

テストボード１０の両端には、それぞれ、図９に示されるように、例えば、小ネジ（不図示）が挿入される孔１０ｄ、孔１０ｃが形成されている。テストボード１０は、その小ネジが孔１０ｄ、１０ｃ、角型スペーサＳＰの孔を介して各連結片１４の他端の雌ねじ孔にねじ込まれることにより、各連結片１４の他端に固定されることとなる。

テストボード１０は、被検査物としての半導体素子が搭載されるソケット（不図示）を備えている。図６におけるＹ座標軸に平行なテストボード１０の両端には、それぞれ、複数個の取付孔１０ａ，１０ｂが、所定の間隔で形成されている。

テストボード１０の中央部には、後述する複数のコンタクトピンの接点部が当接するコンタクトパッド群が形成されている。コンタクトパッド群は、図６におけるＹ座標軸に沿って延びる直線上に所定の間隔で形成されるコンタクトパッド１０ｇｉ，１０ｓｉ（ｉ＝１〜２０）から構成されている。コンタクトパッド１０ｇｉの列とコンタクトパッド１０ｓｉの列とは、互いに平行に向かい合って二列に形成されている。コンタクトパッド１０ｇｉの列は、テストボード１０における接地ライン用導電パターンに導通しており、コンタクトパッド１０ｓｉの列は、テストボード１０における信号ライン用導電パターンに導通している。

なお、上述のテストボード１０および配線基板１２は、図８に示されるように、各連結片１４およびスペーサＳＰにより互いに連結され、テストボード１０が配線基板１２の実装面１２Ａに対し略垂直に支持されているが、斯かる例に限られることなく、例えば、テストボード１０、および、配線基板１２が、それぞれ、互いに連結されることなく、個別に他の装置に支持されるように構成され、テストボード１０が配線基板１２の実装面１２Ａに対し略垂直に配置されるように構成されてもよい。

基板接続用コネクタ１６は、図１０乃至図１３に示されるように、互いに着脱可能に連結される第１のコネクタ部としての雄型コネクタ２２と、第２のコネクタ部としての雌型コネクタ２０とを含んで構成されている。

雄型コネクタ２２は、例えば、樹脂材料で成形され、図１４および図１５に示されるように、後述するコンタクトピン２４ａｉ（ｉ＝１〜４０）を内側に収容し保持するコンタクトピン保持部２２Ａと、一端が上述のテストボード１０におけるコンタクトパッド群に当接されるコンタクトピン２４ａｉと、コンタクトピン保持部２２Ａの端部に接合され雌型コネクタ２０に接続される接続部２２Ｂとを含んで構成されている。

コンタクトピン２４ａｉは、例えば、燐青銅、あるいは、ベリリューム銅で作られている。コンタクトピン２４ａｉは、所謂、ポゴピンと同様な構造を有しており、図１８に拡大されて示されるように、一対の接触ピンＰ１，Ｐ２と、一対の接触ピンＰ１，Ｐ２を互いに離隔する方向に付勢する弾性部材としてのコイルスプリングＳとを含んで構成されている。

コンタクトピン保持部２２Ａは、図１８に示されるように、接触ピンＰ１、および、コイルスプリングＳを移動可能に収容する孔２２ａｉ，２２ｂｉ（ｉ＝１〜２０）を有している。孔２２ａｉ，２２ｂｉは、それぞれ、図１９に示されるように、Ｙ座標軸に沿った直線上に上述のテストボード１０のコンタクトパッド１０ｇｉ，１０ｓｉの間隔に対応して形成されている。孔２２ａｉの列は、孔２２ｂｉの列の上方に位置している。孔２２ａｉ，２２ｂｉは、互いに同一の構造を有しているので孔２２ａｉについて説明し、孔２２ｂｉの説明を省略する。孔２２ａｉは、接触ピンＰ１の基部、および、コイルスプリングＳを収容する大径部と、大径部に連通し接触ピンＰ１の先端部が挿入される小径部とから構成されている。

接続部２２Ｂにおける接触ピンＰ２が突出する端面における両端には、図１５に示されるように、ガイドピン２２Ｐが一体に形成されている。各ガイドピン２２Ｐは、図１７に示されるように、上述の端面に対し略垂直に所定の長さだけ延びている。雄型コネクタ２２が雌型コネクタ２０に接続される場合、各ガイドピン２２Ｐは、後述する雌型コネクタ２０の孔２０Ｒに嵌合される。また、接続部２２Ｂにおける接触ピンＰ２が突出する端面におけるガイドピン２２Ｐ相互間には、ガイド片２２ｎ１および２２ｎ２が所定の間隔をもって一体に端面に形成されている。Ｚ座標軸に沿ったガイド片２２ｎ１および２２ｎ２の位置は、図１６（Ａ）、（Ｂ）および図１７に示されるように、ガイドピン２２Ｐの位置よりも高い位置とされる。さらに、接続部２２Ｂの両側面には、雄型コネクタ２２が雌型コネクタ２０に接続される場合、後述する雌型コネクタ２０のロック金具２０Ｒｅおよび２０Ｌｅにそれぞれ、係止される係止用爪部２２Ｒｎ、２２Ｌｎが形成されている。Ｚ座標軸に沿った係止用爪部２２Ｒｎ、２２Ｌｎの位置は、ガイドピン２２Ｐの位置と略同一に設定されている。接続部２２Ｂにおけるコンタクトピン保持部２２Ａの孔２２ａｉ，２２ｂｉに向かい合う位置には、それぞれ、コイルスプリングＳの他端、および、接触ピンＰ２を移動可能に収容する孔が形成されている。その各孔は、接触ピンＰ２の基部、および、コイルスプリングＳの他端を収容する大径部と、大径部に連通し接触ピンＰ２の先端部が挿入される小径部とから構成されている。

雌型コネクタ２０は、例えば、樹脂材料で成形され、図１９および図２０に示されるように、後述する信号用コンタクト端子３２Ｓｉおよび接地用コンタクト端子３２Ｇｉ（ｉ＝１〜２０）を内側に収容し保持するコンタクト端子保持部２０Ａと、一端が上述のコンタクトピン２４ａｉの接触ピンＰ２にそれぞれ接続される信号用コンタクト端子３２Ｓｉおよび接地用コンタクト端子３２Ｇｉと、コンタクト端子保持部２０Ａの両端部に一体に形成され配線基板１２に固定される固定部２０Ｂとを含んで構成されている。

コンタクトピン２４ａｉの接触ピンＰ２に接続される信号用コンタクト端子３２Ｓｉは、図２２（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、例えば、燐青銅、あるいは、ベリリューム銅で作られている。信号用コンタクト端子３２Ｓｉは、接触ピンＰ２を協働して挟持する一対の可動片３２ａおよび３２ｂと、配線基板１２の信号ライン用電極部に半田付け固定される１本の固定端子部３２ｆと、一対の可動片３２ａおよび３２ｂの結合部と固定端子部３２ｆとを連結する連結部３２ｄとから構成されている。

弾性を有する一対の可動片３２ａおよび３２ｂは、それぞれ、接点部３２ａｃ，３２ｂｃを先端部に有している。図２２（Ｃ）に示される接点部３２ａｃおよび接点部３２ｂｃの相互間距離Ｄａは、コンタクトピン２４ａｉの接触ピンＰ２の直径よりも若干小に設定されている。可動片３２ａおよび３２ｂの基部には、それぞれ、孔２０ｂｉの内周部に係止される係止片３２ａｎ，３２ｂｎが一体に形成されている。

コンタクトピン２４ａｉの接触ピンＰ２に接続される接地用コンタクト端子３０Ｇｉは、図２３（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、例えば、燐青銅、あるいは、ベリリューム銅で作られている。接地用コンタクト端子３０Ｇｉは、接触ピンＰ２を協働して挟持する一対の可動片３０ａおよび３０ｂと、配線基板１２の接地ライン用電極部に半田付け固定される固定端子部３０ｆ１および３０ｆ２と、一対の可動片３０ａおよび３０ｂの結合部と固定端子部３０ｆ１および３０ｆ２とを連結する連結部３０ｄとから構成されている。

弾性を有する一対の可動片３０ａおよび３０ｂは、それぞれ、接点部３０ａｃ，３０ｂｃを先端部に有している。図２３（Ｃ）に示される接点部３０ａｃおよび接点部３０ｂｃの相互間距離Ｄｂは、コンタクトピン２４ａｉの接触ピンＰ２の直径よりも若干小に設定されている。可動片３０ａおよび３０ｂの基部には、それぞれ、孔２０ａｉの内周部に係止される係止片３０ａｎ，３０ｂｎが一体に形成されている。固定端子部３０ｆ１および３０ｆ２は、互いに所定距離、離隔して連結部３０ｄの端部の両端に一体に形成されている。これにより、配線基板１２の実装面において、信号用コンタクト端子３２Ｓｉの固定端子部３２ｆが、接地用コンタクト端子３０Ｇｉの固定端子部３０ｆ１および３０ｆ２相互間に配置されることとなる。

各固定部２０Ｂは、貫通孔２０ａを中央部に有している。貫通孔２０ａには、雌型コネクタ２０を配線基板１２に固定するための小ネジが挿入される。各固定部２０Ｂにおける雄型コネクタ２２に向かい合う端部には、ガイドピン２０Ｐが嵌合される孔２０Ｒが開口している。孔２０Ｒの周縁には、図１９および図２１に示されるように、ロック金具２０Ｒｅおよび２０Ｌｅが設けられている。ロック金具２０Ｒｅおよび２０Ｌｅは、それぞれ、孔２０ｄを有している。孔２０ｄの周縁には、雄型コネクタ２２が雌型コネクタ２０に接続される場合、上述の雄型コネクタ２２の係止用爪部２２Ｒｎ、２２Ｌｎが係止される。

コンタクト端子保持部２０Ａは、図１９、図２１に示されるように、接地用コンタクト端子３０Ｇｉ、信号用コンタクト端子３２Ｓｉをそれぞれ収容する孔２０ａｉ，２０ｂｉ（ｉ＝１〜２０）を有している。孔２０ａｉ，２０ｂｉは、それぞれ、Ｙ座標軸に沿った直線上に上述の接触ピンＰ２の間隔に対応して形成されている。孔２０ａｉの列は、孔２０ｂｉの列の上方に位置している。孔２０ａｉ，２０ｂｉは、互いに同一の構造を有しているので孔２０ａｉについて説明し、孔２０ｂｉの説明を省略する。孔２０ａｉは、接地用コンタクト端子３０Ｇｉの可動片３０ａおよび３０ｂが挿入され、係止片３０ａｎ，３０ｂｎが開口端に圧入されるように構成されている。その際、図４に示されるように、接地用コンタクト端子３０Ｇｉの連結部３０ｄが、信号用コンタクト端子３２Ｓｉの連結部３２ｄを覆うようにコンタクト端子保持部２０Ａの背面部に形成される仕切壁相互間に配置される。

コンタクト端子保持部２０Ａの上面部には、雄型コネクタ２２のガイド片２２ｎ１および２２ｎ２が挿入される溝２０ｇ１および２０ｇ２が形成されている。また、コンタクト端子保持部２０Ａの下面部には、図１３、図２０に示されるように、配線基板１２の孔（不図示）に嵌合される位置決めピン２０Ｐが２箇所に形成されている。

斯かる構成において、基板接続用コネクタ１６を配線基板１２の実装面に実装するにあたり、先ず、信号用コンタクト端子３２Ｓｉおよび接地用コンタクト端子３２Ｇｉが装着された雌型コネクタ２０が配線基板１２の実装面に上述の小ネジで固定される。その際、図４に拡大されて示されるように、半田付け固定された信号用コンタクト端子３２Ｓｉの固定端子部３２ｆが、接地用コンタクト端子３０Ｇｉの固定端子部３０ｆ１および３０ｆ２相互間に配置されることとなる。これにより、基板接続用コネクタ１６の大幅な設計変更を伴うことなく、高速信号伝送路におけるクロストークが抑制されることとなる。

次に、図１０および図１３に示されるように、雄型コネクタ２２のガイドピン２２Ｐ、ガイド片２２ｎ１および２２ｎ２が、それぞれ、向かい合わされた雌型コネクタ２０の溝２０ｇ１，２０ｇ２、孔２０Ｒに挿入される。これにより、図１に示されるように、雄型コネクタ２２の係止用爪部２２Ｒｎ、２２Ｌｎが、ロック金具２０Ｒｅおよび２０Ｌｅの孔２０ｄの周縁に係止される。従って、雄型コネクタ２２と雌型コネクタ２０とが接続され、基板接続用コネクタ１６の組み立てが完了することとなる。その際、雄型コネクタ２２におけるコンタクトピン２４ａｉは、信号用コンタクト端子３２Ｓｉ、および、接地用コンタクト端子３０Ｇｉの半田付け作業による熱影響を受ける虞がないのでコンタクトピン２４ａｉの耐熱性が必要とされない。

そして、図６に示されるように、雄型コネクタ２２におけるコンタクトピン２４ａｉに押し付けられたテストボード１０が、連結片１４およびスペーサＳＰを介して配線基板１２に連結される。

一方、図２４に示されるように組み立てられた基板接続用コネクタ１６における雄型コネクタ２２と雌型コネクタ２０とを分解する場合、先ず、図２６（Ａ）に示されるように、プラスドライバー等の工具Ｔの先端が、ロック金具２０Ｒｅと係止用爪部２２Ｒｎとを互いに引き離すように、その相互間に押し付けられ、図２６（Ｂ）に示されるように、ロック金具２０Ｒｅの一端が、その弾性力に抗して側方に移動せしめられる。その際、図２６（Ｃ）に示されるように、工具Ｔの先端でロック金具２０Ｒｅの一端が押さえられながら、雄型コネクタ２２の係止用爪部２２Ｒｎがロック金具２０Ｒｅの開口端の周縁から取り外される。次に、工具Ｔの先端が、ロック金具２０Ｌｅと係止用爪部２２Ｌｎとを引き離すように、その相互間に押し付けられ、ロック金具２０Ｌｅの一端が、その弾性力に抗して側方に移動せしめられる。その際、工具Ｔの先端でロック金具２０Ｌｅの一端が押さえられながら、図２６（Ｄ）に示されるように、雄型コネクタ２２の係止用爪部２２Ｌｎがロック金具２０Ｌｅの開口端の周縁から取り外される。これにより、図２５に示されるように、板接続用コネクタ１６における雄型コネクタ２２と雌型コネクタ２０とが分解され、互いに引き離し可能な状態となる。

なお、本発明に係る基板接続用コネクタの一例においては、テストボードと配線基板とを接続するものとされたが、斯かる例に限られることなく、他の電子機器に用いられる複数のプリント配線基板を接続するために用いられるように適用されてもよいことは勿論である。

１０ テストボード
１２ 配線基板
１６ 基板接続用コネクタ
２０ 雌型コネクタ
２０Ｒｅ、２０Ｌｅ ロック金具
２２ 雄型コネクタ
２２Ｒｎ、２２Ｌｎ 係止用爪部
３２Ｓｉ 信号用コンタクト端子
３２ｆ 固定端子部
３０Ｇｉ 接地用コンタクト端子
３０ｆ１、３０ｆ２ 固定端子部

Claims (3)

1. 取り外し可能な第１の基板の電極群に当接する複数のコンタクトピンを有する第１のコネクタ部と、
   前記第１の基板に連結される第２の基板に配され、前記第１のコネクタ部に対し着脱可能とされる第２のコネクタ部であって、前記複数のコンタクトピンにそれぞれ着脱可能に接続される一対の可動片と、該第２の基板に固定される１本の固定端子部と、前記一対の可動片の結合部と前記固定端子部とを連結する連結部とをそれぞれ有する複数の信号用コンタクト端子、および、前記複数のコンタクトピンにそれぞれ着脱可能に接続される一対の可動片と、該第２の基板に固定される２本の固定端子部と、前記一対の可動片の結合部と前記固定端子部とを連結する連結部とをそれぞれ有する複数の接地用コンタクト端子を有する第２のコネクタ部と、を備え、
   前記信号用コンタクト端子の１本の固定端子部が、前記接地用コンタクト端子の連結部の端部に形成される互いに離隔した２本の固定端子部相互間に配されるように、前記第２のコネクタ部が、前記第２の基板に配されることを特徴とする基板接続用コネクタ。
2. 前記コンタクトピンは、一対の接触ピン、および、該一対の接触ピンを離隔する方向に付勢する弾性部材を含むことを特徴とする請求項１記載の基板接続用コネクタ。
3. 前記信号用コンタクト端子の連結部は、前記接地用コンタクト端子の連結部と前記第２のコネクタ部の背面部との間に配置されることを特徴とする請求項１記載の基板接続用コネクタ。

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