(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路チップをテストするための電気機械的装置であって、
フレーム（１１ｅ，１１ｆ）と、前記フレームによってそれぞれ離れた互いに対して平行な場所に保持される平坦な基板（１２ａ）の第１の組と、
前記フレームによって、前記第１の組と交互に配置されるそれぞれの場所に保持される平坦な基板（１３ａ）の第２の組とを含み、
前記第１の組の各基板（１２ａ）は、テストされるべき前記チップ（１２ｃ）を保持する一方の面（１２ａ−１）と、それらのチップのためのすべての電力およびすべての信号を搬送する第１の電気的コンタクト（１２ｄ）を備えた反対の面（１２ａ−２）とを有し、
前記第２の組の各基板（１３ａ）は、前記第１の電気的コンタクト（１２ｄ）と整列される嵌め合い電気的コンタクト（１３ｂ）を備えた一方の面（１３ａ−１）と、反対の面とを有し、さらに
前記組のうちの１つの前記基板のすべてを、それらの面に対して直交する方向に同時に移動させ、前記第１の電気的コンタクトを前記嵌め合い電気的コンタクトと係合または係合解除させる移動するための手段（１５ａ−１５ｇ）と、
前記第２の組における各基板の前記反対の面上の複数のパワーコンバータとを含み、
前記複数のパワーコンバータは１つの電圧での電力を、前記第１の電気的コンタクトおよび前記嵌め合い電気的コンタクトを通って前記チップに直接送られる、異なった電圧での電力に変換する、電気機械的装置。
【請求項２】
前記パワーコンバータ（１３ｃ）は、前記第２の組の基板（１３ａ）の前記反対の面（１３ａ−２）上の、前記チップ（１２ｃ）に近接して整列した場所に保持される、請求項１に記載の電気機械的装置。
【請求項３】
前記第１の組の各基板（１２ａ）に隣接して前記フレーム内に保持され、前記第１の電気的コンタクト（１２ｄ）が前記嵌め合いコンタクト（１３ｂ）と係合する間に、前記移動するための手段（１５ａ−１５ｇ）によって前記チップ（１２ｃ）に抗して移動される温度調節モジュール（１４ａ−１４ｃ）の組をさらに含む、請求項１に記載の電気機械的装置。
【請求項４】
前記移動するための手段（１５ａ−１５ｇ）は、各温度調節モジュール（１４ａ−１４ｃ）と直接接触して移動させ、各温度調節モジュールは、前記第１の組のそれぞれの基板（１２ａ）に直接接触して移動させる、請求項３に記載の電気機械的装置。
【請求項５】
前記第２の組の基板（１３ａ）は、固定された場所で前記フレーム内に保持され、前記第１の組の基板（１２ａ）は前記移動するための手段（１５ａ−１５ｇ）によって移動され、前記第１の電気的コンタクト（１２ｄ）を前記嵌め合い電気的コンタクト（１３ｂ）と係合および係合解除させる、請求項１に記載の電気機械的装置。
【請求項６】
前記第１の組の基板（１２ａ）は、固定された場所で前記フレーム内に保持され、前記第２の組の基板（１３ａ）は前記移動するための手段（１５ａ−１５ｇ）によって移動され、前記第１の電気的コンタクト（１２ｄ）を前記嵌め合い電気的コンタクト（１３ｂ）と係合および係合解除させる、請求項１に記載の電気機械的装置。
【請求項７】
前記１つの組となっている特定の基板ごとに、前記移動するための手段は、
１つの滑動可能ジョイントを有する第１のアームと、回動ジョイントによって前記第１のアームに結合される第２のアームと、アクチュエータとを含み、
前記アクチュエータは前記滑動可能ジョイントによって前記第１のアームに結合されて、前記第１のアームを前記アーム間の角度が大きい開放位置から前記角度が小さいが定められた範囲内で可変である閉鎖位置へと滑動させ、
前記２つのアームは、前記第１のアームが前記閉鎖位置にある場合に力Ｆｙおよび前記小さな角度が前記範囲にわたって小さくなるにつれて増大する機械的拡大率Ｆｙ／Ｆｘで前記第１の電気的コンタクトおよび前記嵌め合い電気的コンタクトがともにプレスされるように、前記特定の基板に結合され、
前記移動するための手段はさらに、
ばねを含み、前記ばねは前記アームのうちの１つに結合されて、前記小さな角度が前記範囲にわたって小さくなるにつれて前記力Ｆｘが減少するように、前記力Ｆｘで前記アームを共に付勢する、請求項１に記載の電気機械的装置。
【請求項８】
前記１つの組となっている特定の基板ごとに、前記移動するための手段は、
第１の回動ジョイントによって前記フレームに結合される第１のアームと、
第２の回動ジョイントによって前記第１のアームに結合される第２のアームと、
アクチュエータとを含み、
前記アクチュエータは前記第１のアームに結合されて、前記前記第１のアームを第１の回動ジョイント上で、前記アーム間の角度が大きい開放位置から前記角度が小さいが定められた範囲内で可変である閉鎖位置へと回動させ、
前記第２のアームは、前記第２の回動ジョイントから離れた位置で、前記特定の基板に結合されて、前記第１のアームが前記閉鎖位置にある場合に力Ｆ２ｙおよび前記小さな角度が前記範囲にわたって小さくなるにつれて増大する機械的拡大率Ｆ２ｙ／Ｆｘで前記第１の電気的コンタクトおよび前記嵌め合い電気的コンタクトがともにプレスされるような結合関係に結合され、
前記移動するための手段はさらに、
ばねを含み、前記ばねは前記アームのうちの１つに結合されて、前記小さな角度が前記範囲にわたって小さくなるにつれて前記力Ｆｘが減少するように、前記力Ｆｘで前記アームを共に付勢する、請求項１に記載の電気機械的装置。
【請求項９】
前記第１の組の各基板（１２ａ）および前記第２の組の各基板（１３ａ）は、プリント回路基板である、請求項１に記載の電気機械的装置。
【請求項１０】
前記第１の組の各基板（１２ａ）および前記第２の組の各基板（１３ａ）は、前記フレームによって水平面に保持される、請求項１に記載の電気機械的装置。
【請求項１１】
前記第１の組の各基板（１２ａ）および前記第２の組の各基板（１３ａ）は、前記フレームによって垂直面に保持される、請求項１に記載の電気機械的装置。
【請求項１２】
各組の基板（１２ａ，１３ａ）の総数は５から２５である、請求項１に記載の電気機械的装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】
この発明は集積回路チップをテストするための電気機械的装置に関する。より特定的には、この発明は、チップ保持サブアセンブリ、パワーコンバータサブアセンブリ、および温度調節サブアセンブリが、それぞれのプレス機構によって多数の組にともに圧搾されるチップテスト装置に関し、このプレス機構は装置内のいくつものダイメンションのばらつきにも関わらず実質的に一定の力を作用させるものである。
【０００２】
典型的には、単一のＩＣチップは１００，０００個以上のトランジスタを含む。よって、ＩＣチップ製造者は顧客に販売する前に、チップをテストして適切な動作を確実なものにしなければならない。このテストは通常、以下のように行なわれる。
【０００３】
最初に、テストされるべき１群のチップが、いくつかのプリント回路基板に搭載されたそれぞれのソケットに配置される。各プリント回路基板はボードの一方端にエッジコネクタを有する。これらのコネクタは、ソケット内のチップのためにテスト信号とＤＣ電力とを搬送する。
【０００４】
チップがソケット内に配置された後で、プリント回路基板は電気機械的装置の固定ソケットに挿入され、ここでチップテストが行なわれる。各プリント回路基板がスロットに差込まれると、ボード上のエッジコネクタはスロット内に設けられる嵌め合いコネクタに差込まれる。
【０００５】
通常、いくつかのプリント回路基板は、互いから離れて水平方向の行でスロット内に保持される。これに代えて、いくつかのプリント回路基板は、互いから離れて垂直方向の列でスロット内に保持されてもよい。
【０００６】
チップテスト装置内に、スロット内のコネクタからテスト信号コントローラに延在する多数の信号ラインが設けられる。このコントローラはチップに信号を送り、チップから応答を受けることによりチップをテストする。また、スロット内のコネクタから１つ以上の電源に延在する電気ラインが、チップテスト装置内に設けられる。
【０００７】
たいていは、「バーンイン」テストをチップに行なうことが望ましいが、これはチップがテストの間に高温に保持されるものである。先行技術においては、これはチップテスト装置を炉に入れ、その内部にファンを設けてチップのテストの間にこれらの間に熱気が流れるよう循環させることにより行なわれた。
【０００８】
しかしながら、上述の先行技術のチップテスト装置における１つの欠点は、チップをテストする温度を正確に調節できないことである。この不正確さの一部は、各チップに流れる空気の温度および速度のばらつきによって引き起こされる。また、この不正確さはチップがテストされている間に生じる、チップ電力散逸のばらつきによっても引き起こされるが、この問題は電力のばらつきの大きさが増大するにつれ悪化する。
【０００９】
チップが永久的に保持されている製品、たとえばコンピュータなどにおけるＩＣチップの温度を正確に調節するための１つの先行技術の機構は、トゥスタニウスキー（Tustaniwskyj）他の、「低応力液体冷却アセンブリ（Low Stress Liquid Cooling Assembly）」と題する米国特許第４，８０９，１３４号に記載される。このアセンブリは、液体冷却剤を担持する中空ジャケットを含み、ジャケットは各ＩＣチップに接触する。こうして、チップの温度は伝導によって正確に調節される。
【００１０】
しかしながら、上述の‘１３４アセンブリにおいては、ジャケットは梁によってチップの定位置に保持される。すなわち、いくつかのボルトを除去しなければジャケットをチップからはずすことができない。そのようなアセンブリをチップテスト環境で用いるのは、ジャケットを１組のチップからはずし別の組のチップに装着することを繰り返さなければならないので、実際的ではない。
【００１１】
また上述の先行技術のチップテスト装置の別の欠点は、プリント回路板の行列配列のために、テストするチップと、チップへの電源との間に元来大きな距離があることである。これらの大きな距離により、寄生抵抗、寄生インダクタンス、寄生容量が元来大きい。よって、チップのテストの間にチップ電力散逸が急速に変化する間、チップ電圧を一定に保つことがより困難になる。
【００１２】
先行技術において、米国特許第４，７７９，０４７号は、「キャリアテープに搭載された集積回路のためのバーンイン装置（Burn-In Apparatus for Integrated Circuits Mounted on A Carrier Tape）」を開示し、米国特許第５，１４８，００３号は、「モジュラーテストオーブン（Modular Test Oven）」を開示し、欧州特許出願ＥＰＯ８４１５７１Ａ２は、「水準バーンインベースユニット基板およびアセンブリ（Water Level Burn-In Base Unit Substrate and Assembly）」を開示する。しかしながら、これらの文書はいずれも、ここに開示されクレームされる特定の構造特徴を有する集積回路チップをテストするための電気機械的装置を示唆しない。
したがって、この発明の第１の目的は、上述の欠点をなくす、ＩＣチップテストのための向上した電気機械的装置を提供することである。
【００１３】
【発明の簡約】
クレームされるこの発明は、チップ保持サブアセンブリ、パワーコンバータサブアセンブリ、および温度調節サブアセンブリがそれぞれのプレス機構によって多数の組にともに圧搾される、集積回路チップをテストするための電気機械的装置の構造を含む。この電気機械的装置によって得られる主な利点は、温度調節サブアセンブリをチップ保持サブアセンブリに押しつけることにより、熱が伝導によってチップに加えられるか、またはチップから除去されることであり、よってチップの温度を正確に調節できることである。この電気機械的装置によって得られる別の主な利点は、パワーコンバータサブアセンブリをチップ保持サブアセンブリに押しつけることにより、テストされるチップとこれらのチップへの電源との間の距離が短くなることである。したがって、チップがテストされる場合にチップ電力散逸が急速に変化する一方、チップ電圧を容易に一定に保持することができる。
【００１４】
一実施例においては、チップ保持サブアセンブリおよびパワーコンバータサブアセンブリおよび温度調節サブアセンブリは、垂直方向の積層状でフレーム内に保持される。各チップ保持サブアセンブリの上には、そのパワーコンバータサブアセンブリが位置し、各チップ保持サブアセンブリの下にはその温度調節サブアセンブリが位置する。サブアセンブリをともにプレスするために、プレス機構が温度調節サブアセンブリを上方向に移動させ、ここで最初にそれらのチップ保持サブアセンブリに接触し、次いでプレス機構はチップ保持サブアセンブリと温度調節サブアセンブリとの両方をさらに上方向の「閉鎖」位置に移動させ、ここでこれらはパワーコンバータサブアセンブリと接触する。
【００１５】
閉鎖位置においてサブアセンブリがともにプレスされている間に、すべてのチップがテストされる。その後、テストが完了した後で、プレス機構は温度調節サブアセンブリとチップ保持サブアセンブリとを下方向の「開放」位置に移動させる。ここで、チップ保持サブアセンブリは簡単にフレームから滑り出て、テストされるべき新しいチップの組を装着され、フレーム内に滑るように戻される。
【００１６】
プレス機構のすべては、単一のアクチュエータに応答して同時に動作する。したがって、温度調節サブアセンブリとチップ保持サブアセンブリとパワーコンバータサブアセンブリとの間の物理的接触は迅速に行なわれ、迅速に解除される。この迅速な接続／切断特徴はチップテスト環境において非常に有用なものである。
【００１７】
【詳細な説明】
図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃおよび図２を参照して、この発明の好ましい一実施例を説明する。この実施例は、多数のプリント回路基板上のＩＣチップをテストするための電気機械的装置１０であって、これは垂直方向の積層状に保持され、チップへの／チップからのすべての電力および信号を搬送するプレスされた電気的コンタクトを備えた面を有する。
【００１８】
装置１０は異なった６種類のサブアセンブリ１１−１６からなり、各サブアセンブリはいくつかの構成要素を含む。ある特定のサブアセンブリの構成要素はすべて、同じ参照番号に異なった文字を付与して識別する。たとえば、構成要素１１ａ−１１ｇは、サブアセンブリ１１に存在する。各アセンブリ１１−１６およびそれぞれの構成要素を説明する。
【００１９】
サブアセンブリ１１は、構成要素１１ａ−１１ｇを含むフレームである。構成要素１１ａはフレームの水平方向の基部であり、基部１１ａに剛性を持って接続されるいくつかの脚１１ｂを有する。構成要素１１ｃ−１１ｆは、基部１１ａに剛性を持って接続される４つの垂直柱である。構成要素１１ｇは、柱１１ｃ−１１ｆに剛性を持って接続されるフレームの頂部である。
【００２０】
サブアセンブリ１２は、構成要素１２а−１２ｄを含むチップ保持サブアセンブリである。これらのチップ保持サブアセンブリ１２の１から１４は、フレーム１１によって保持される。構成要素１２ａは、一方の面１２ａ−１と反対側の面１２ａ−２とを有するプリント回路基板である。面１２ａ−１は図２にしか示されず、これにはＮ個のソケット１２ｂが装着され、その各々がテストされるべきＩＣチップ１２ｃを１つ保持する。ここで、Ｎはどのような所望の数字であってもよく、たとえば１６または３０であってもよい。面１２ａ−２に装着されるのは、Ｎ組の電気的コンタクト１２ｄであって、各組がチップ１２ｃの１つへのすべての電力およびすべての信号を搬送する。各ソケット１２ｂは、プリント回路基板１２ａを通る微細な導体（microscopic conductor）（図示せず）によって１組のコンタクト１２ｄに接続される。
【００２１】
サブアセンブリ１３は、構成要素１３ａ−１３ｃを含むパワーコンバータサブアセンブリである。各チップ保持サブアセンブリ１２上に、別々のパワーコンバータサブアセンブリ１３がフレーム１１によって保持される。構成要素１３ａは、一方の面１３ａ−１と反対側の面１３ａ−２とを有するプリント回路基板である。面１３ａ−１は図２にしか示されず、これにはＮ組のソケット１３ｂが装着され、その各々がチップ保持サブアセンブリ１２上の１組のコンタクト１２ｄと嵌め合う。面１３ａ−２に装着されるのは、Ｎ個のＤＣ−ＤＣパワーコンバータ１３ｃである。各パワーコンバータ１３ｃが１組のコンタクト１３ｂへ電力を供給するが、これはプリント回路基板１３ａを通る微細な導体（図示せず）によってこれらのコンタクトに接続される。
【００２２】
サブアセンブリ１４は、構成要素１４ａ−１を含む温度調節サブアセンブリである。各チップ保持サブアセンブリ１２下に、別々の温度調節サブアセンブリ１４が、フレーム１１によって保持される。構成要素１４ａは、一方の面１４ａ−１と反対側の面１４ｂ−２とを有する平坦な剛性プレートである。面１４ａ−１にはＮ個の弾性的構成要素１４ｂが装着され、各弾性的構成要素１４ｂが、１つの温度調節構成要素１４ｃを、チップ保持サブアセンブリ１２における１つのチップ１２ｃと位置合わせされるよう保持する。
【００２３】
各温度調節構成要素１４ｃはヒートシンクなどの、伝導によりチップ１２ｃから熱を除去する種類のものであり得る。または、電気抵抗などの、伝導によりチップ１２ｃに熱を加える種類のものであり得る。または、これは両者の組み合わせであっても良い。いくつかのストップ１４ｄが面１４ａ−２に装着されるが、これらはチップ保持サブアセンブリ１２におけるソケット１２ｂの間の空間に位置合わせされる。
【００２４】
これらのストップ１４ｄは、温度調節構成要素１４ｃがチップ１２ｃに押しつけられる力を制限する。これは、サブアセンブリ１２−１４がともに圧搾される場合に、弾性的構成要素１４ｂが圧縮される量を制限することにより達成される。好ましくはストップ１４ｄは、温度調節構成要素１４ｃが上または下に調節できる力でチップ１２ｃに押しつけられるよう、予め定められた範囲で選択可能な長さを有する。
【００２５】
サブアセンブリ１５は、サブアセンブリ１２、１３、１４をともにプレスするプレス機構である。これらのサブアセンブリ１２−１４をともにプレスするために、パワーコンバータサブアセンブリ１３はフレーム内で静止して保持され、プレス機構１５は温度調節サブアセンブリ１４を上に移動させる。この上方向の移動により、チップ保持サブアセンブリ１２が温度調節サブアセンブリ１４とパワーコンバータサブアセンブリ１３との間で圧搾される。
【００２６】
フレーム１１内に保持される各チップ保持サブアセンブリ１２ごとに、２つのプレス機構１５が設けられる。１つは柱１１ｃおよび１１ｄによってフレーム内に保持されるのに対し、他方は柱１１ｅおよび１１ｆによってフレーム内に保持される。図２から図１９と関連付けて、ここでプレス機構１５のいくつもの異なった実施例を説明する。
【００２７】
サブアセンブリ１６はフレーム１１内のすべてのプレス機構１５に対するアクチュエータであって、構成要素１６ａ−１６ｆを含む。構成要素１６ａは、柱１１ｃと１１ｄとの間でフレーム内で上下に移動するプレートである。構成要素１６ｂはプレート１６ａと同様のものであり、柱１１ｅと１１ｆとの間でフレーム内で上下に移動する。プレート１６ａはフレーム柱１１ｃおよび１１ｄによって保持されるプレス機構１５ごとに別々のスロット対１６ａ−１を有し、プレート１６ｂはフレーム柱１１ｃおよび１１ｆによって保持されるプレス機構１５ごとに別々のスロット対１６ｂ−１を有する。
【００２８】
プレート１６ａおよび１６ｂが移動するにつれて、スロット１６ａ−１および１６ｂ−１がすべてのプレス機構１５を移動させるトラックとして作用する。プレート１６ａおよび１６ｂが下に移動すると、プレス機構１５は開放位置に移動し、ここでサブアセンブリ１２、１３、および１４は離される。反対に、プレート１６ａおよび１６ｂが上に移動すると、プレス機構１５は閉鎖位置に移動し、ここでサブアセンブリ１２、１３、および１４はともにプレスされる。
【００２９】
構成要素１６ｃは電気モータである。構成要素１６ｄはモータ１６ｃとプレート１６ａとの間のリンク仕掛けであり、構成要素１６ｅはモータ１６ｃとプレート１６ｂとの間のリンク仕掛けである。これらの構成要素１６ｃ−１６ｅは、相互に動作する制御スイッチ（図示せず）からの導体１６ｆからモータ１６ｃへ送られる制御信号に応答して、プレート１６ａと１６ｂとを上下に移動させる。
【００３０】
図２に、チップ保持サブアセンブリ１２、パワーコンバータサブアセンブリ１３、温度調節サブアセンブリ１４、およびプレス機構１５が、フレーム１１によって互いに対してどのように保持されているかを概略的に示す。さらに、図２にはどのようにプレス機構１５がチップ保持サブアセンブリ１２をパワーコンバータサブアセンブリ１３と温度調節サブアセンブリ１４との間に圧搾するかを示す。
【００３１】
図２のプレス機構１５に含まれるのは構成要素１５ａ−１５ｇである。構成要素１５ａは、フレーム柱１１ｅおよび１１ｆに剛性を持って装着されるレールである。このレール１５ａは、温度調節サブアセンブリ１４の下に位置し、プレート１４ａの面１４ａ−１と平行である。構成要素１５ｂと１５ｃとは、プレート１４ａの面１４ａ−１に押しつけられる回動ジョイント１５ｄでともに結合される一対のアームである。これらのアーム１５ｂおよび１５ｃは、レール１５ａ上で滑動する滑動可能ジョイント１５ｅおよび１５ｆをも有する。構成要素１５ｇは、滑動可能ジョイント１５ｆとフレーム１１との間で結合されるばねである。構成要素１５ｂ−１５ｇのすべてが、図２に示すようにプレス機構１５内に繰り返して設けられている。
【００３２】
滑動可能ジョイント１５ｅの両方が、プレート１６ｂ内の１対のスロット１６ｂ−１内に嵌まる。各対のスロット１６ｂ−１は頂部で接近しており、下部で離れている。こうして、プレート１６ｂが下に移動するにつれて、ジョイント１５ｅは互いに近づいて「開放」位置に滑動する。ここで、各アーム対１５ｂおよび１５ｃの間の角度「Ａ」は大きい。よって回動ジョイント１５ｄは下に移動している。したがって、３つのサブアセンブリ１２、１３、および１４は互いから離れている。
【００３３】
反対に、プレート１６ｄが上に移動するにしたがって、ジョイント１５ｅは互いから遠ざかって「開放」位置へ滑動する。ここで、各アーム対の間の角度「Ａ」は小さい。よって回動ジョイント１５ｄは上に移動している。したがって、３つのサブアセンブリ１２、１３、および１４はともに圧搾されている。
【００３４】
アーム１５ｂが閉鎖位置にある場合、各アーム対１５ｂおよび１５ｃの間の角度「Ａ」は単一の値を有さない。そのかわりに、閉鎖位置の角度「Ａ」はＡ１からＡ２の範囲の変数である。この理由を図３に示す。
【００３５】
図３において、ダイメンションＹ１はプレス機構１５におけるレール１５ａの頂部から構成要素１３ａの面１３ａ−１までの距離である。構成要素１１ｅおよび１１ｆにおけるさまざまな製造許容差により、ダイメンションＹ１は最小のＹ１ＭＩＮから最大のＹ１ＭＡＸにわたり得る。
【００３６】
また図３において、ダイメンションＹ２は、構成要素１３ｂ、１２ｄ、１２ａおよび１４ａの厚さを組合せたものに構成要素１４ｄの長さを加えたものである。製造許容差により、構成要素１３ｂ、１２ｄ、１２ａおよび１４ａの厚さは変動し得る。構成要素１４ｄの長さは、温度調節構成要素１４ｃがチップｃに押しつけられる力を調節するよう選択可能である。こうしてダイメンションＹ２は、最小のＹ２ＭＩＮから最大のＹ２ＭＡＸまで変動し得る。
【００３７】
Ｙ１が最大値を有し、Ｙ２が最小値を有する場合、閉鎖位置にあるアーム１５ｂと１５ｃとの間の角度Ａは、最小値である角度Ａ１を有する。反対に、Ｙ１が最小値を有し、Ｙ２が最大値を有する場合、閉鎖位置にあるアーム１５ｂと１５ｃとの間の角度Ａは、最大値である角度Ａ２を有する。
【００３８】
アーム１５ｂと１５ｃとの間の角度Ａが、角度Ａ１から角度Ａ２に増大するにつれて、ばね１５ｇの圧縮される量は増大する。こうして、角度Ａが、角度Ａ１から角度Ａ２に増大するにつれて、ばね１５ｇは滑動ジョイント１５ｆに単調に変化する力を作用させる。
【００３９】
しかしながら、プレス機構１５の１つの特徴にしたがうと、回動ジョイント１５ｄがサブアセンブリ１２−１４をともに圧搾する力は、アーム１５ｂと１５ｃとの間の角度Ａが角度Ａ１から角度Ａ２に増大する場合に、単調に増大しない。そうではなく、この力は最初に増大し、次いで減少する。この理由を図４から図８に関連して説明する。
【００４０】
図４において、アーム１５ｂと１５ｃとはここでも図３と同じ状態で示される。しかしながら、図４においては、滑動ジョイント１５ｆに抗して押圧する力ベクトルＦｘが示されており、この力ベクトルはばね１５ｇによって引き起こされる。同様に、図４においては、回動ジョイント１５ｄに抗して押圧する力ベクトルＦｙが示されており、この力ベクトルは回動ジョイント１５ｄによってサブアセンブリ１２−１４が圧縮されることにより生じるものである。こうして、アーム１５ｂと１５ｃとの両方が圧縮される。
【００４１】
また図４においては、２つの角度Ｂ１およびＢ２が示される。これらはそれぞれ、図３に示される角度Ａ１およびＡ２の２分の１に等しい。全部の角度Ａ１およびＡ２ではなく、これらの半分の角度Ｂ１およびＢ２が図４に示されているのは、図５に示されるいくつかの方程式によって行なわれた解析においてより有用であったからである。
【００４２】
方程式１においては、ばね１５ｇのばね定数Ｋに対する数式が与えられる。方程式１は、ばね定数Ｋが、ばね１５ｇによって角度Ｂ２において作用する力から、ばね１５ｇによって角度Ｂ１において作用する力を減算し、距離Δｘで除算したものに等しいことを示す。図４に示されるこの距離Δｘは、角度ＢがＢ１からＢ２に増大するにしたがってばね１５ｇが圧縮される距離である。
【００４３】
方程式２によって、距離Δｘに対する数式が与えられる。ここで、パラメータＬはアーム１５ｂおよび１５ｃの各々の長さである。方程式２は、図４のジオメトリから求められる。次いで、方程式３は方程式２を方程式１に代入することにより求められる。
【００４４】
方程式３を見ると、分子がばね１５ｇによって作用する力Ｆｘを表す２つの項を含むことがわかる。次いで、方程式４から方程式１０によって、２つの力項Ｆｘは、回動ジョイント１５ｄによってサブアセンブリ１２−１４に作用する対応の直交力Ｆｙに変換される。
【００４５】
上述の変換を開始するにあたって、方程式４は回動ジョイント１５ｄに対して作用する力Ｆｙが、アーム１５ｂまたは１５ｃの各々によって作用される力Ｆａに、角度Ｂのコサインを乗算し、「２」を乗算したものに等しいことを示す。方程式４は、回動ジョイント１５ｄ上の垂直方向「ｙ」における力を合計することにより求められる。力Ｆａは各アームの長手方向の軸に平行に作用し、このｙ方向における成分はコサイン項によって与えられる。また、「２」の因数（factor）は方程式４において生じるが、これはアーム１５ｂおよび１５ｃの各々が回動ジョイント１５ｄを同じ力Ｆａで押し上げるからである。
【００４６】
次に、方程式５はアーム１５ｂおよび１５ｃによって作用される力Ｆａを、ばね１５ｇによって作用される力Ｆｘに関連付ける。方程式５にしたがうと、ばね力Ｆｘは、力Ｆａに角度Ｂのサインを乗算したものに等しい。方程式５は、滑動可能ジョイント１５ｆに水平方向「ｘ」で生じる力を合計して求められる。
【００４７】
方程式４を方程式５によって除算することにより、方程式６が求められる。この除算において、分子の力Ｆａは分母の力Ｆａで約される。次いで、方程式６は、方程式７に書き換えられ得るが、これは力Ｆｘが、角度Ｂのタンジェントの２分の１に力Ｆｙを乗算したものに等しいことを示す。
【００４８】
角度Ｂが特定の角度Ｂ１に等しい場合、方程式７は方程式８に書き換えられ得る。同様に、角度Ｂが特定の値Ｂ２を有する場合、方程式７は方程式９に書き換えられ得る。次いで、方程式８および方程式９は方程式３の分子に代入することができ、その結果、方程式１０によって与えられるばね定数Ｋに対する新しい数式が求められる。
【００４９】
方程式１０を見ると、分母がアーム１５ｂおよび１５ｃの各々の長さであるパラメータＬを含むことがわかる。しかしながら、方程式１１および１２を用いると、パラメータＬは方程式１０から除去することができ、別のパラメータΔｙによって置換される。
【００５０】
方程式１１において、Δｙは回動ジョイント１５ｄが角度ＢのＢ１からＢ２への変化につれて移動する垂直方向の距離である。方程式１１は、図４に示されるジオメトリから求められる。方程式１１の項を並べ替えることにより、方程式１２に示されるようにＬに対する数式が求められる。次いで、方程式１２を方程式１０に代入することにより、方程式１３が求められる。
【００５１】
方程式１３はばね１５ｇのばね定数Ｋに対する複素数式（complex expression）である。この数式はＦｙ（Ｂ１）とＦｙ（Ｂ２）との２つの力項を含む。方程式１４において、これらの力項の両方が同じ力Ｆｙ（ＭＩＮ）に等しいと設定される。次いで、方程式１４を方程式１３に代入することにより、方程式１５が求められる。方程式１５にしたがってばね定数Ｋを選択することにより、Ｆｙ（Ｂ１）がＦｙ（Ｂ２）と等しいという結果が求められる。
【００５２】
これは、図４に示されるようにアーム１５ｂとアーム１５ｃとの間の角度がＢ１またはＢ２のいずれかである場合に、回動ジョイント１５ｄがサブアセンブリ１２−１４を同じ力Ｆｙ（ＭＩＮ）でともにプレスすることを意味する。ばね１５ｇが角度Ｂ１およびＢ２において２つの異なった量で圧縮される場合においてさえも、この結果が生じる。
【００５３】
方程式１５を満たすようにプレス機構１５を構築するために、図６に挙げられるステップＳ１−Ｓ５が行なわれ得る。最初に、ステップＳ１において、方程式１５における力Ｆｙ（ＭＩＮ）が１つの設計制約として選択され、方程式１５における距離Δｙが別の設計制約として選択される。
【００５４】
ここで、力Ｆｙ（ＭＩＮ）は嵌め合いコンタクト１２ｄおよび１３ｂがともにプレスされるのに必要である最小の力に基づいて選択される。たとえば、コンタクト１２ｄの総数が１１０であり、各コンタクト１２ｄが対応のコンタクト１３ｂに２ポンドの最小力によって押し付けられることが必要であると仮定する。また、サブアセンブリ１２および１４は各々１０ポンドの重量であると仮定する。すると４つのジョイント１５ｄの各々によって作用されなければならない力Ｆｙ（ＭＩＮ）は、１１０×２＋２０を４で除算したもの、または６０ポンドに等しく設定される。
【００５５】
同様に、距離Δｙは、図３に関連して説明された、製造許容差と選択可能長さ変動とに基づいて選択される。たとえば、もしストップ１４ｄが０．１７インチ変動する選択可能長さを有し、構成要素１１ｆ，１３ｂ，１２ｄ，１２ａおよび１４ａが組合された許容差である０．０３インチを有していれば、距離Δｙは０．２０インチに等しく設定される。
【００５６】
次に、方程式１５に対して角度Ｂ１およびＢ２が選択される。図６のステップＳ２において、角度Ｂ１およびＢ２は、ばね１５ｇによって角度Ｂ１およびＢ２の各々で回動ジョイント１５ｆに作用する力Ｆｘが、回動ジョイント１５ｄによってサブアセンブリ１２−１４に対して作用する力Ｆｙよりも小さいように選択される。この制約を満たすために、方程式８および９が角度Ｂ１およびＢ２の各々で力Ｆｘを力Ｆｙに関連付けるので用いられる。
【００５７】
ステップＳ２を行なうことにより、プレス機構１５のすべての滑動可能ジョイント１５ｅを開放位置から閉鎖位置に移動するためにアクチュエータ１６によって与える必要のある合計の力を減じる機械的拡大率が得られる。この機械的拡大率の大きさは、ＦｙをＦｘで除算したものに等しい。ここでＦｘは滑動可能ジョイント１５に対してばね１５ｇにより作用する力であり、この力Ｆｘはその大きさが、アクチュエータスロット１６ａ−１によって滑動可能ジョイント１５ｅに対して作用しなければならない力に等しい。
【００５８】
方程式８および方程式９において、角度Ｂ１およびＢ２のタンジェントは、これらの角度が小さくなるにつれて減じられる。これは、角度Ｂ１およびＢ２が機械的拡大率を最大化するために可能な限り小さいべきことを示唆する。しかしながら、角度Ｂ１およびＢ２が小さくなるにつれて、ジョイント１５ｄが角度Ｂ１およびＢ２の変化する度（degree）ごとに垂直方向に移動する量は小さくなる。こうして、Δｙの設計制約を満たすために、角度Ｂ１およびＢ２は小さすぎてはならない。好ましくは角度Ｂ１およびＢ２は１０°から４０°になるよう選択される。
【００５９】
たとえば、角度Ｂ１が２０°で、角度Ｂ２が２９°になるよう選択されたと仮定する。すると、角度Ｂ１＝２０°に対し、機械的拡大率はＦｙ（２０°）をＦｘ（２９°）で除算したものであり、これは方程式８によって５．４９に等しいと計算され得る。同様に、角度Ｂ２＝２９°における機械的拡大率は、Ｆｙ（２９°）をＦｘ（２９°）で除算したものであり、これは方程式９によって３．６１に等しいと計算され得る。
【００６０】
次に、図６のステップＳ３にしたがって、ばね定数ｋは、ステップＳ１およびＳ２において選択されたパラメータであるＦｙ（ＭＩＮ）、Δｙ、Ｂ１およびＢ２を用いることにより方程式１５から計算される。また、これらの同じパラメータを、アーム１５ｂおよび１５ｃの各々の長さＬを計算するために方程式１２で用いることができるが、これは図６のステップＳ４において行なわれる。
【００６１】
ステップＳ４の後に行われなければならないのは、角度ＢがＢ１に等しい場合にばね１５ｇが圧縮されなければならない量を求めることであり、これは図６のステップＳ５において行なわれる。ここで、角度Ｂが角度Ｂ１に等しい場合にばね１５ｇによって作用される力は方程式８から求められる。この力は、ばね定数ｋに距離Δｘ０を乗算したものに等しく設定され、これはばね１５ｇが角度Ｂ１において圧縮される距離である。この距離Δｘ０はステップＳ５において生じる唯一の未知の項である。よって、これは他のすべての項によって計算することができる。
【００６２】
上述のステップＳ１−Ｓ５の数値例を図７に示す。ここで、ステップＳ１において、最小力Ｆｙ（ＭＩＮ）は６０ポンドに等しく設定され、パラメータΔｙは０．２０インチに等しく設定される。また、ステップＳ２において、角度Ｂ１およびＢ２はそれぞれ２０°および２９°に等しく設定される。
【００６３】
上の選択を用いて、ステップＳ３およびＳ４が行なわれ、それによりばね定数ｋはインチごとに６．４５ポンドであり、かつアーム１５ｂおよび１５ｃの各々の長さＬは３．１インチであると計算される。次いで、ステップＳ５によって、ばね１５ｇが角度Ｂ１において圧縮される距離Δｘ０は１．６９３インチであると求められる。
【００６４】
プレス機構１５が図７に示されるパラメータで構築されている場合、さまざまな角度Ｂに対して生じる力ＦｘおよびＦｙを図８に示す。ここで角度Ｂに対する単位は度（degree）であり、力ＦｘおよびＦｙに対する単位はポンドである。図８の考察は、Ｂ１＝２０°およびＢ２＝２９°の各角度で、回動ジョイント１５ｂによって作用される力Ｆｙは所望の最小力である６０ポンドに等しいことが示される。これは、角度Ｂ１＝２０°でばね１５ｇによって作用される力Ｆｘが、角度Ｂ２＝２９°でばね１５ｇによって作用される力Ｆｘと全く異なっている場合であっても、生じるものである。
【００６５】
図８を見るとまた、角度Ｂが角度Ｂ２から角度Ｂ１に減じるにつれて、力Ｆｘは単調に減少する一方、力Ｆｙは最初に増大して減少することがわかる。この、力Ｆｙが最初に増大した後に減少することは、サブアセンブリ１２−１４がプレスして併される最大力を減じるので重要であり、これはいずれかのサブアセンブリ構成要素に過大応力が加えられ永久的に損傷を与えることを回避する。たとえば、もし力Ｆｙが大きくなりすぎると、プリント回路基板１２ａおよび１４ａは曲がってしまうおそれがある。
【００６６】
図８を見るとさらに、角度Ｂが角度Ｂ１から角度Ｂ２に減少するにつれ、アクチュエータ１６が滑動可能ジョイント１５ｅを移動させる機械的拡大率が単調に増大することがわかる。この機械的拡大率は、上述のようにＦｙ／Ｆｘに等しい。しかしながら、角度ＢがＢ１からＢ２に減じるにつれ、ばね１５ｇがアームをともにプレスする力Ｆｘは単調に減じる。この力Ｆｘの減少は、機械的拡大率の増大を妨げ、よって力Ｆｙを最初の増大の後で減少させる。
【００６７】
次に図９を参照して、プレス機構１５の第２の実施例を説明する。このプレス機構１５の第２の実施例は、図２から図８を参照して説明した第１の実施例に類似する。類似点は図２と図９とを比較することにより理解されるであろう。
【００６８】
図９のプレス機構においては、図２からの構成要素１５ａ−１５ｇのすべてが繰り返されるが、ばね１５ｇへの結合が変化している。より特定的には、図９のプレス機構において、レール１５ａに剛性を持って結合される別の部材１５ｈが含まれており、ばね１５ｇはこの部材１５ｈと、アーム１５ｃの滑動可能ジョイント１５ｆとの間に結合されている。
【００６９】
動作においては、ばね１５ｇはアーム１５ｂが開放位置から閉鎖位置に移動するにつれて増大する量で伸長される。比較すると、図２の実施例においてはばね１５ｇはアーム１５ｂが開放位置から閉鎖位置に移動するにつれて増大する量で圧縮される。
【００７０】
図５の方程式１−１５によって得られた解析のすべては、図９のプレス機構についても適用される。したがって、（ばね１５ｇによって作用される）力Ｆｘが単調に増大するのに対し、（サブアセンブリ１２−１４をともに圧搾する）力Ｆｙが最初に増大し次いで減少するように図９のプレス機構を構築するために、図６のステップＳ１−Ｓ５のすべてが行なわれるべきである。
【００７１】
次に、図１０Ａと図１０Ｂとを参照して、プレス機構１５の第３および第４の実施例を説明する。これら両方の実施例において、図２からの構成要素１５ａ−１５ｇのすべてが再び繰り返されるが、ばね１５ｇへの結合と、両方のジョイント１５ｅ，１５ｆへの結合とが変更されている。
【００７２】
特定的には、図１０Ａおよび図１０Ｂの実施例は各々レール１５ａに剛性を持って装着される部材１５ｉを含み、ジョイント１５ｆは回動可能であるが滑動不能であるようにこの部材１５ｉに押し付けられる。さらに、図１０Ａおよび図１０Ｂの実施例においては、ばね１５ｇはアーム１５ｂのジョイント１５ｅとアクチュエータ１６のスロット１６ａ−１のうちの１つとの間に結合される。図１０Ａの実施例においては、ばね１５ｇはアクチュエータがばねを開放位置から閉鎖位置に移動させるにつれて増大する量で圧縮される一方、図１０Ｂの実施例においては、ばね１５ｇはアクチュエータがばねを開放位置から閉鎖位置に移動させるにつれて増大する量で伸長される。
【００７３】
図５の方程式１−１５によって行なわれる解析のすべては、図１０Ａおよび図１０Ｂの実施例にも適用される。したがって、（ばね１５ｇによって作用される）力Ｆｘが単調に増大するのに対し、（サブアセンブリ１２−１４をともに圧搾する）力Ｆｙが最初に増大し次いで減少するよう、図１０Ａおよび図１０Ｂの実施例を構築するために、図６のステップＳ１−Ｓ５のすべてが行なわれるべきである。
【００７４】
次に、図１１を参照して、プレス機構１５の第５の実施例を説明する。この図１１の第５の実施例は、図９の第２の実施例に類似し、類似点は図９と図１１とを比較することにより理解されるであろう。
【００７５】
図９の実施例と図１１の実施例との間の１つの違いは、図１１の実施例においては単一のばね１５ｇが、２つの異なったアーム対１５ｂおよび１５ｃの、１つのアーム１５ｃと、別のアーム１５ｃとの間で伸長する。図９の実施例と比較すると、単一のばね１５ｇが各アーム対ごとにアーム１５ｃと部材１５ｈとの間で伸長する。こうして、図１１の実施例は、図９の実施例の半分の数のばね１５ｇを有する。
【００７６】
また、図１１の実施例はアーム１５ｂおよび１５ｃが異なった長さＬ１およびＬ２を有する別の変形例を示す。この変形例は、図１１の実施例に対してだけではなく、図２、図９、図１０Ａおよび図１０Ｂの各実施例に対しても援用可能である。
【００７７】
アーム１５ｂおよび１５ｃが異なった長さＬ１およびＬ２を有する場合、図５の方程式１５によって与えられるばね定数ｋに対する数式は修正されなければならない。この変形例は図１１Ａの方程式１５’によって得られる。方程式１５’は、異なったアーム長さを反映するように長さＬ１およびＬ２を用いて、図５の方程式１−１４を生成した同じプロセスにしたがうことにより、導出される。
【００７８】
図１１Ａの方程式１５’は４つの新しい変数であるＢ１ａ、Ｂ１ｂ、Ｂ２ａおよびＢ２ｂを含む。これらすべての角度は図１１Ｂに示されるように定義される。たとえば、角度Ｂ１ａは、閉鎖位置におけるアーム１５ｂと１５ｃとの間の全角度が最小値Ａ１を有する場合の、アーム１５ｃの垂直軸Ｙに対する角度である。同様に、角度Ｂ２ａは、閉鎖位置におけるアーム１５ｂと１５ｃとの間の全角度が最大値Ａ２を有する場合の、アーム１５ｃの垂直軸Ｙに対する角度である。
【００７９】
次に図１２を参照して、プレス機構の第６の実施例を説明する。この実施例は構成要素１７ａ−１７ｈを含み、図２から図１１の実施例とは実質的に異なる。図１２に示される残りの構成要素のすべては、図２に関連して示され説明されたものと同様であり、上述の参照番号によって識別される。
【００８０】
構成要素１７ａ，１７ｂは、回動ジョイント１７ｃによってともに結合される１対のアームである。ばね１７ｄが、回動ジョイント１７ｃと、上述のアクチュエータ１６のスロット１６−ａの１つとの間に結合される。アクチュエータが開放位置から閉鎖位置に移動するにつれて、ばね１７ｄは単調に増大する量で伸長する。
【００８１】
アーム１７ａは、フレーム柱１１ｆに結合される回動ジョイント１７ｅを有し、アーム１７ｂは垂直方向に可動である基部部材１７ｇに結合される回動ジョイント１７ｆを有する。アクチュエータ１６が開放位置にある場合、基部部材１７ｇは、フレーム柱１１ｅとフレーム柱１１ｆとの間に剛性を持って結合されるレール１７ｈ上に位置する。
【００８２】
フレーム１１の４つのコラム１１ｃ−１１ｆごとに、すべての構成要素１７ａ−１７ｆが繰り返される。図１２は、２セットの構成要素１７ａ−１７ｆがフレーム柱１１ｅおよび１１ｆにどのように結合されるかを示す。他方の２セットの構成要素１７ａ−１７ｆは、同様の態様でフレーム柱１１ｃおよび１１ｄに結合される。
【００８３】
図１２のプレス機構１７を図２から図１１の上述のプレス機構と比較すると、４つの主な違いが見出される。第１に、図１２のプレス機構１７においては、各アームジョイント１７ｃ、１７ｅおよび１７ｆが回動するが、これらのジョイントはいずれも滑動しない。第２に、図１２のプレス機構１７においては、ばね１７ｄは、単一のアームの滑動ジョイントに結合されるのではなく、アーム１７ａと１７ｂとの間で回動ジョイント１７ｃに結合される。第３に、図１２のプレス機構１７においては、サブアセンブリ１２−１４は基部部材１７ｇを垂直に持ち上げる単一のアーム１７ｂによってともに圧搾される。第４に、サブアセンブリが圧搾される場合に、両方のアームが圧縮されるのではなく、アーム１７ｂには張力がかかりアーム１７ａは圧縮される。
【００８４】
図１２においては、プレス機構１７は、サブアセンブリ１２−１４が互いから離れている開放位置で示される。アクチュエータスロット１６ａ−１がプレス機構１７を開放位置から閉鎖位置に移動させるにつれ、ばね１７ｄが伸長される量は単調に増大する。これにより、ばね１７ｄによって回動ジョイント１７ｃに作用する力Ｆｘは単調に増大し、こうして基部１７ｇは上に移動してサブアセンブリ１２−１４をともに圧搾する。
【００８５】
ここで、基部１７ｇが開放位置から閉鎖位置に移動する距離は固定されていない。そのかわりに、距離は図１３に示すように変数である。ここで、回動ジョイント１７ｆは開放位置から閉鎖位置まで最小の距離であるＹｏだけ移動し、開放位置から閉鎖位置まで最大距離であるＹｏ＋Δｙだけ移動する。距離Δｙはストップ１４ｄの長さにおける選択可能な変動値と、構成要素１１ｅ、１１ｆ、１３ｂ、１２ｄ、１２ａおよび１４ａの製造許容差とによって生じる。
【００８６】
上述の変動値Δｙのために、ジョイント１７ｃは閉鎖位置において図１３に示すように１つのポイント「ａ」から別のポイント「ｂ」の範囲にわたる可変位置を有する。ジョイント１７ｃがポイント「ａ」に位置する場合、アーム１７ａと１７ｂとの間に生じる角度Ｃは値Ｃａを有するのに対し、ジョイント１７ｃがポイント「ｂ」に位置する場合、角度Ｃは値Ｃｂを有する。
【００８７】
同様に、回動ジョイント１７ｃがポイント「ａ」に位置する場合、アーム１７ａと垂直軸Ｙとの間に生じる角度Ｄは値Ｄａを有し、アーム１７ｂと垂直軸との間に生じる角度Ｅは値Ｅａを有する。比較すると、回動ジョイント１７ｃがポイント「ｂ」に位置する場合、アーム１７ａと垂直軸との間に生じる角度Ｄは値Ｄｂを有し、アーム１７ｂと垂直軸との間に生じる角度Ｅは値Ｅｂを有する。
【００８８】
ジョイント１７ｃがポイント「ｂ」からポイント「ａ」にに移動するにつれて、ばね１７ｄは増大する量で伸長する。こうして、ジョイント１７ｃがポイント「ｂ」からポイント「ａ」に移動するにつれて、ばね１７ｄは単調に増大する力をジョイント１７ｃに作用させる。しかしながら、プレス機構１７の１つの特徴にしたがうと、サブアセンブリ１２−１４をともに圧搾する力はジョイント１７ｃがポイント「ｂ」からポイント「ａ」に移動するにつれて単調に増大しない。その代わりに、力は最初に増大し、次いで減少する。この理由を、図１４Ａおよび図１４Ｂの方程式と併せて説明する。
【００８９】
図１４Ａの方程式２１は、ばね１７ｄのばね定数ｋに対する数式を与える。この数式は、ばね定数ｋが、１つの力Ｆｘａから別の力Ｆｘｂを減算し、距離Δｘによって除算したものに等しいことを意味する。ここで、Ｆｘａは、ジョイント１７ｃがポイント「ａ」にある場合に、ばね１７ｄによってジョイント１７ｃに作用する力である。Ｆｘｂは、ジョイント１７ｃがポイント「ｂ」にある場合に、ばね１７ｄによってジョイント１７ｃに作用する力である。距離Δｘは、水平方向におけるポイント「ｂ」とポイント「ａ」との間の距離であり、これはばね１７ｄがポイント「ｂ」からポイント「ａ」に移動するときに伸長される付加的な量である。
【００９０】
距離Δｘに対する数式は、方程式２２によって与えられる。ここで、項Ｌ１、Ｄａ、およびＤｂは上に説明され、図１３に示された項である。方程式２２は、図１３のジオメトリから求められる。次いで、方程式２３は、方程式２２を方程式２１に代入することにより求められる。
【００９１】
次に、方程式２４から方程式３８によって、方程式２３における２つの力項ＦｘａおよびＦｘｂが、対応の直交力Ｆ２ｙａおよびＦ２ｙｂに変換される。その結果は方程式３９によって与えられる。力Ｆ２はアーム１７ｂによって、その長手軸に沿ってジョイント１７ｃおよび１７ｂに対して作用する。アーム１７ｂには張力がかかり、こうして力Ｆ２は図１３に示される方向に生じる。
【００９２】
力Ｆ２ｙａは、ジョイント１７ｃがポイント「ａ」にある場合の力Ｆ２の垂直成分であり、力Ｆ２ｙｂは、ジョイント１７ｃがポイント「ｂ」にある場合の力Ｆ２の垂直成分である。これらの垂直力Ｆ２ｙａおよびＦ２ｙｂは、ジョイント１７ｆによって基部部材１７ｇに作用し、これはサブアセンブリ１２−１４をともに圧搾する。
【００９３】
上述の変換を開始するにあたって、力Ｆ２は２つの成分、Ｆ２ｘおよびＦ２ｙに区切られ、これらはそれぞれＸ軸とＹ軸とに対して平行である。方程式２４は、力Ｆ２ｘは力Ｆ２に角度Ｅのサインを乗算したものに等しいことを意味する。同様に、方程式２５は力Ｆ２ｙが、力Ｆ２に角度Ｅのコサインを乗算したものに等しいことを意味する。これらの方程式２４および２５は、図１３のアーム１７ｂのジオメトリから求められる。
【００９４】
方程式２４を方程式２５で除算することにより、方程式２６が求められる。この除算において、分子における力Ｆ２は、分母における力Ｆ２によって約される。すると、方程式２６は方程式２７に書き換えることができ、これは力Ｆ２ｘが、力Ｆ２ｙに角度Ｅのタンジェントを乗算したものに等しいことを意味し、この方程式２７は続いて方程式３５において用いられる。
【００９５】
次に、方程式２８により、回動ジョイント１７ｃに作用する力は垂直方向Ｙにおいて合計される。アーム１７ａは、長手軸に沿って生じ垂直成分Ｆ１ｙを有する力Ｆ１をジョイント１７ｃに作用させる。アーム１７ａは圧縮され、こうして力Ｆ１は図１３に示される方向において生じる。同様に、アーム１７ｂは垂直成分Ｆ２ｙを有する力Ｆ２をジョイント１７ｃに作用させる。項Ｆ１ｙとＦ２ｙとを方程式２８に代入することにより、方程式２９が得られ、方程式２９は続いて方程式３３において用いられる。
【００９６】
次に、力Ｆ１は２つの成分、Ｆ１ｘおよびＦ１ｙに区切られ、これらはそれぞれＸ軸とＹ軸とに対して平行である。方程式３０は、力Ｆ１ｘが力Ｆ１に角度Ｄのサインを乗算したものに等しいことを意味する。同様に、方程式３１は、力Ｆ１ｙが力Ｆ１に角度Ｄのコサインを乗算したものに等しいことを意味する。これらの方程式３０および３１は、図１３のアーム１７ａのジオメトリから求められる。
【００９７】
方程式３０を方程式３１で除算することにより、方程式３２が求められる。この除算において、分子の力Ｆ１は分母の力Ｆ１で約される。すると、方程式３２は方程式３３に書き換えることができる。
【００９８】
しかしながら、方程式３３における力Ｆ１ｙは、方程式２９によって力Ｆ２ｙに関連付けられる。こうして、方程式２９が方程式３３に代入される場合、方程式３４の結果が求められ、方程式３４は続いて方程式３５において用いられる。
【００９９】
次に方程式３５によって、回動ジョイント１７ｃに作用する力は水平方向Ｘにおいて合計される。方程式３５は、力Ｆｘが、力Ｆ１ｘから力Ｆ２ｘを除算したものに等しいことを意味する。ここで、Ｆｘはばね１７ｄによってジョイント１７ｃに作用する力であり、Ｆ１ｘはアーム１７ａの長手軸に沿って生じる力の水平成分であり、Ｆ２ｘはアーム１７ｂの長手軸に沿って生じる力の水平成分である。
【０１００】
力Ｆ１ｘに対する数式は方程式３４によって与えられ、力Ｆ２ｘに対する数式は方程式２７によって与えられる。こうして、方程式３４と２７とを方程式３５に代入することにより、方程式３６が求められる。
【０１０１】
方程式３６を用いて、２つの別の方程式３７および３８が求められる。方程式３７は、回動ジョイント１７ｃがポイント「ａ」にある特定の場合にのみ当てはまるという点を除いては、方程式３６と同様である。同様に、方程式３８は、回動ジョイント１７ｃがポイント「ｂ」にある特定の場合にのみ当てはまるという点を除いては、方程式３６と同様である。
【０１０２】
次に、２つの方程式３７と３８とを方程式２３に代入することにより方程式３９が求められる。方程式３９において、ばね１７ｄのばね定数Ｋに対する数式が与えられる。この数式において、力Ｆ２ｙａおよびＦ２ｙｂのみが力項として生じる。力Ｆ２ｙａは、ジョイント１７ｃがポイント「ａ」にある場合に、ジョイント１７ｆによってサブアセンブリ１２−１４に作用し、力Ｆ２ｙｂは、ジョイント１７ｃがポイント「ｂ」にある場合に、ジョイント１７ｆによってサブアセンブリ１２−１４に作用する。
【０１０３】
次に、方程式４０によって、両方の力Ｆ２ｙａとＦ２ｙｂとが、予め定められた力であるＦ２ｙ（ＭＩＮ）に等しいと設定される。この力Ｆ２ｙ（ＭＩＮ）は、嵌め合いコンタクト１２ｄと１３ｂとの間の適切な電気的接続を確実にするために、各ジョイント１７ｆによってサブアセンブリ１２−１４が圧搾されるべき最小の力である。こうして、方程式４０を方程式３９に代入することにより、方程式４１が得られる。
【０１０４】
方程式４１にしたがってばね１７ｄに対するばね定数Ｋを選択することにより、Ｆ２ｙａとＦ２ｙｂとがＦ２ｙ（ＭＩＮ）に等しいという結果が得られる。これは、アーム１７ａと１７ｂとの間の角度が図１３に示されるようにＣａまたはＣｂのいずれかである場合、図１２のプレス機構１７で、各ジョイント１７ｆが同じ力Ｆ２ｙ（ＭＩＮ）でサブアセンブリ１２−１４をともにプレスすることを意味する。この結果は、ばね１７ｄが角度ＣａとＣｂとにおいて２つの異なった量で伸長される場合においてさえも生じるものである。
【０１０５】
方程式４１は、図１５に示される一連のステップＳ１１−Ｓ１７を行なうことにより、プレス機構１７を構築するために用い得る。最初に、ステップＳ１１において、方程式４１における力Ｆ２ｙ（ＭＩＮ）は１つの設計制約として選択され、図１３に示される距離Δｙが別の設計制約として選択される。
【０１０６】
ここで、力Ｆ２ｙ（ＭＩＮ）は嵌め合い電気的コンタクト１２ｄおよび１３ｂがプレスして併されるのに必要である最小の力に基づいて選択される。このステップの、力Ｆｙ（ＭＩＮ）が６０ポンドに等しく設定される例は、図６に関連してすでに説明した。
【０１０７】
同様に、距離Δｙはストップ１４ｄの長さにおいて生じ得る選択可能変数と、構成要素１１ｅ、１１ｆ、１３ｂ、１２ｄ、１２ａ、および１４ａの製造許容差とに基づいて選択される。このステップの例も、Δｙが０．２０インチに等しく設定されるものを、図６に関連してすでに説明した。
【０１０８】
次に、図１５のステップＳ１２が行なわれる。ここで、角度ＥａおよびＤａは、ばね１７ｄによってジョイント１７ｃにポイント「ａ」で作用する力Ｆｘａが、ジョイント１７ｆによってサブアセンブリ１２−１４に作用する力Ｆ２ｙａよりも小さくなるよう、選択される。Ｆｘａが力Ｆ２ｙａよりも小さいという制約を満たすことにより、サブアセンブリ１２−１４はポイント「ａ」で、Ｆ２ｙａをＦｘａで除算したものに等しい機械的拡大率によってともに圧搾される。力Ｆｘａが力Ｆ２ｙａよりも小さくなるよう角度ＥａとＤａとを選択するために、方程式３７が用いられる。この方程式は、角度Ｅａのタンジェントから角度Ｄａのタンジェントを減算したものが１未満である限り、力Ｆｘａが力Ｆ２ｙａよりも小さいことを示す。
【０１０９】
次に、図１５のステップＳ１３が行なわれ、これによりアーム１７ａの長さＬ１およびアーム１７ｂの長さＬ２が選択される。これらの長さの選択において満たされるべき１つの制約とは、アーム１７ａはジョイント１７ｅをフレーム柱１１ｃ−１１ｆの１つに結合するのに十分な長さを有し、アーム１７ｂはジョイント１７ｆを垂直方向可動基部部材１７ｇに結合するのに十分な長さを有すべきことである。
【０１１０】
上述のステップＳ１１、Ｓ１２、およびＳ１３を行なうことにより、図１３における以下のパラメータが確立される：１）ポイント「ａ」の場所、２）ポイント「ａ」から延在するアーム１７ａおよび１７ｂの長さ、３）これらのアームがポイント「ａ」から延在するそれぞれの角度ＤａおよびＥａ。こうして、ジョイント１７ｆを距離Δｙ分だけ上に移動させるために、アーム１７ａがジョイント１７ｅにおいて反時計回りに回動しなければならない角度が計算される。図１３に示されるその角度は、角度Ｄａから角度Ｄｂを減算したものである。これは図１３のジオメトリからステップＳ１４において計算される。
【０１１１】
もし長さＬ１がステップＳ１３において極度に短く選択されると、ジョイント１７ｃを距離Δｙ分だけ移動させることができないおそれがある。同様に、もし角度ＤａがステップＳ１２において極度に小さく選択されると、ジョイント１７ｃを距離Δｙ分だけ移動させることができないおそれがある。しかしながら、これらの問題は、異なったアーム長さＬ１およびＬ２および異なった角度Ｄａについて相互作用的な態様で、ジョイント１２ｆが距離Δｙだけ移動するまで、ステップＳ１１−Ｓ１３の１つ以上を繰り返すことにより簡単に克服される。
【０１１２】
次に、ステップＳ１５によって、図１３における角度ＤｂおよびＥｂが計算される。角度Ｄｂは単純に、角度ＤａからステップＳ１４で計算された角度を減算したものである。ついで、角度Ｄｂが求められると、角度Ｅｂは、ジョイント１７ｃがポイント「ｂ」にある場合に生じるアーム１７ａおよび１７ｂのジオメトリから求められる。
【０１１３】
上述のステップにしたがって、値がばね１７ｄのばね定数Ｋに対して計算されるステップＳ１６が行なわれる。この計算は、図１４ｂの方程式４１を用いて行なわれる。方程式４１の右側はすべてのパラメータＦ２ｙ（min）、Ｄａ、Ｄｂ、Ｅａ、Ｅｂ、およびＬ１を含む。これらのパラメータに対する値は、上述のステップＳ１１−Ｓ１６によって与えられる。
【０１１４】
最後に、ジョイント１７ｃがポイント「ｂ」にある場合にばね１７ｄが伸長されるべき量を求めるための計算が行なわれる。この計算は、図１５のステップＳ１７において行なわれる。ここで、Δｘ０は、ばね１７ｄが伸長されるべき量を示す。これは、Ｆｘｂ＝ＫΔｘ０の方程式によって求められる。この方程式において、未知のものはΔｘ０のみであるが、これは力Ｆｘｂに対する値は方程式３８から求められ、ばね定数Ｋに対する値はステップＳ１６において計算されているからである。
【０１１５】
上述のステップＳ１１−Ｓ１７の数値例を図１６に示す。ここで、ステップＳ１１によって、最小力Ｆ２ｙ（ｍｉｎ）は６０ポンドに等しく設定され、距離Δｙは０．２０インチに等しく設定される。次に、ステップＳ１２において、角度ＤａおよびＥａはそれぞれ２９°および２．７２２°に等しく設定される。次いで、ステップＳ１３によって、アーム長さＬ１およびＬ２は、それぞれ３インチと４インチとに選択される。これらの選択により、ジョイント１７ｅとジョイント１７ｆとの間の水平方向オフセットは１．２６８インチである。
【０１１６】
次に、ステップＳ１４によって、ＤａからＤｂを除算した角度が計算される。この角度は、ジョイント１７ｆを距離Δｙ分だけ上に移動させるために、アーム１７ａが反時計回りに回動しなければならない角度である。ステップＳ１４において、ＤａからＤｂを除算した角度は９．０７７°であると計算される。次いで、ステップＳ１５によって、角度ＤａおよびＥｂががそれぞれ２０°と−３．４６８°とに計算される。ここで、負の角度は図１３のポイント「ｂ」がジョイント１７ｆの左に位置することを示す。
【０１１７】
次に、ばね１７ｄに対するばね定数Ｋが計算されるステップＳ１６が行なわれる。この計算は、パラメータＦ２ｙ（ｍｉｎ）、Ｄａ、Ｄｂ、Ｅａ、Ｅｂ、およびＬ１に対する上述の値を方程式４１に代入することにより行なわれる。この計算により、ばね定数Ｋはインチごとに１１．６６ポンドに等しく設定される。次いで、ステップＳ１７でジョイント１７ｃがポイント「ｂ」にある場合にばね１７ｄが伸長するべき量が計算される。ステップＳ１７によって、Δｘ０は２．１８４インチと計算される。
【０１１８】
プレス機構１７が図１６で与えられるパラメータを有する場合、さまざまなアーム位置に対して生じ得る力ＦｘおよびＦ２ｙが図１７に示される。角度ＤおよびＥに対する単位は度であり、力ＦｘおよびＦ２ｙに対する単位はポンドである。図１７を見ると、角度ＤａおよびＤｂの各々で、ジョイント１７ｆによって作用する力Ｆ２ｙは所望の最小力である６０ポンドに等しいことが示される。これは、角度Ｄａでばね１７ｄによって作用する力Ｆｘが、角度Ｄｂでばねによって作用する力Ｆｘと全く異なっていたとしても、生じるものである。
【０１１９】
図１７を見るとまた、角度Ｄが角度Ｄａから角度Ｄｂに減じるにつれ、力Ｆｘが単調に減少するのに対し、力Ｆ２ｙは最初に増大し次いで減少することが示される。この力Ｆ２ｙが最初に増大した後に減少することは重要であるが、これはサブアセンブリ１２−１４がプレスして併される最大力を減じるからである。
【０１２０】
図１７を見るとさらに、角度Ｄが角度Ｄａから角度Ｄｂに減少するにつれ、アクチュエータ１６が回動ジョイント１７ｅを移動させる機械的拡大率が単調に増大することが示される。この機械的拡大率は、力Ｆ２ｙをＦｘで除算したものに等しい。しかしながら、角度Ｄが角度Ｄａから角度Ｄｂに減じるにつれ、ばね１７ｄがアームを引いて併せる力Ｆｘは単調に減じる。この力Ｆｘの減少は、機械的拡大率の増大に反作用し、力Ｆ２ｙを最初の増大の後で減少させる。
【０１２１】
次に図１８を参照して、プレス機構の第７の実施例を説明する。この第７の実施例は構成要素１７ａ−１７ｊを含み、図１２の実施例を修正することにより得られる。
【０１２２】
図１８のプレス機構における１つの変更は、２つのアーム１７ａおよび１７ｂが上向きではなく、それぞれのジョイント１７ｅおよび１７ｆから下向きに延在していることである。したがって、図１８においては、２つのアームを接続するジョイント１７ｃは、他の２つのジョイント１７ｅおよび１７ｆの両方より下にあるのに対し、図１２においては、ジョイント１７ｃは、他の２つのジョイント１７ｅおよび１７ｆの両方より上にある。
【０１２３】
図１８のプレス機構における別の変更は、プレス機構がジョイント１７ｃとアクチュエータスロット１６ａ−１との間のカップリングで生じることである。これは図１８において見出されるが、図１８においてはａ）各ジョイント１７ｃは滑車１７ｉに接続され、ｂ）単一のばね１７ｄが滑車１７ｉ対の各々の間に場所決めされ、ｃ）ばね１７ｇは、ケーブル１７ｊによって伸長されるが、これは滑車のまわりに約半分巻きついて、アクチュエータスロット１６ａ−１によって引かれる。
【０１２４】
図１２の実施例に対して図１３、図１４Ａおよび図１４Ｂで提供された解析はすべて、図１８の実施例に適用できるよう簡単に修正できる。これを行なうために、図１３においてばねによりジョイント１７ｃに作用するのが示される力ＦｘａおよびＦｘｂは、滑車１７ｉによってジョイント１７ｃに作用する力ＦｘａおよびＦｘｂに修正される。
【０１２５】
ケーブル１７ｊは滑車１７ｉの上から下まで延在し、こうしてケーブル１７ｉは滑車１７ｉに対して２つの等しい大きさの力を作用させる。こうして、ジョイント１７ｃに作用する力ＦｘａおよびＦｘｂの約半分がケーブル１７ｊ内で生じる。ばね１７ｄはケーブル１７ｊによって伸長され、よって力ＦｘａおよびＦｘｂの約半分がばね１７ｄによって作用する。またジョイント１７ｃは、ケーブル１７ｉがアクチュエータスロット１６ａ−１によって移動する距離の半分だけ移動する。そのほかのすべての点について、図１３、図１４Ａおよび図１４Ｂの解析が図１８のプレス機構に直接適用される。こうして、図１４Ｂの方程式４１はばね１７ｄのばね定数ｋを求めるために用い得る。同様にステップＳ１−Ｓ１７はＦ２ｙ（ＭＩＮ）、ΔＹ、Ｄａ、Ｅａ、Ｌ１、Ｌ２、Ｄｂ、Ｅｂ、およびΔｘｏの、他のすべてのパラメータを選択するために用い得る。
【０１２６】
次いで、図１９を参照して、プレス機構の第８の実施例を説明する。図１９の本実施例は、ばね１７ｄがなくされ、代わりに異なった場所に異なったばね１７ｋが設けられている点以外では、図１２の実施例について説明されたものと同様である。
【０１２７】
より特定的には、図１９の実施例においては、ばね１７ｋはねじりばね（torsion spring）であり、示されるようにジョイント１７ｅとアクチュエータのスロット１６−ａとの間に結合される。アクチュエータが開放位置から閉鎖位置に移動するにつれ、ばね１７ｋによりジョイント１７ｅに作用するトルクは単調に増大する。増大したトルクは、基部１７ｇを上に移動させ、サブアセンブリ１２−１４をともに圧搾する。
【０１２８】
この発明のいくつもの好ましい実施例を細部にわたって説明してきた。しかしながら、この発明の性質および精神から逸脱することなく、さらに以下の変更および修正をこれらの細部に対して行なうことが可能である。
【０１２９】
１つの修正例の説明を助けるために、再び図７および図８を参照する。これらの図は、嵌め合い電気的コンタクト１２ｄおよび１３ｂが、アームの間の角度Ｂが閉鎖位置に対する２つの限界Ｂ１およびＢ２にある場合に、最小の力であるＦｙ（ｍｉｎ）によってプレスされて合わされる、プレス機構１５の実施例を示す。閉鎖位置限界Ｂ１およびＢ２において最小力が生じることが所望であるのは、これが力の最大値であるＦｙを、Ｂ１とＢ２との中間点に近接して生じさせるからであり、かつ、これはサブアセンブリ１２−１４がプレスして合わされる最小力と最大力との間の差を最小化する傾向があるからである。
【０１３０】
しかしながらこれに代えて、最大Ｆｙ力が生じる角度Ｂは角度Ｂ１または角度Ｂ２のいずれかに向かってシフトすることができる。事実、最大Ｆｙ力が生じる角度Ｂは角度Ｂ１または角度Ｂ２を超えてシフトしてもよい。そのようなシフトは、ばね１５ｇが角度Ｂ１で圧縮される量Δｘｏを変更し、かつ／または、図６のステップ３３および３５において求められた好ましい値から、ばね定数Ｋを変えることにより、簡単に達成される。
【０１３１】
上述のシフトが行なわれる場合、Ｆｙ／Ｆｘの機械的拡大率は、アームの間の角度ＢがＢ２からＢ１に減少しても、増大する。この機械的拡大率における増大は、それでも、角度ＢがＢ２からＢ１に変化するにつれた力Ｆｘの減少により反作用される。したがって、ＦｙがＢ２からＢ１に変化する合計量は、それでも減少する。
【０１３２】
図８の実施例に対する上述の修正は、示された他のすべての実施例に対して援用可能である。たとえば図１６および図１７においては、閉鎖位置における角度ＤはＤａからＤｂに変動し、これらの角度限界（angular limits）の各々において、力Ｆ２ｙは最小力のＦ２ｙ（ｍｉｎ）に等しい。こうして、力Ｆ２ｙの最大値は角度ＤａとＤｂとの中間に近接して生じる。しかしながら、修正例として、最大値力Ｆ２ｙが生じる角度Ｄは、角度Ｄｂに向かって、または角度Ｄａに向かって、またはこれらの角度を超えてシフトしてもよい。このシフトは、ばね１７ｄが位置Ｄｂで伸長される量Δｘｏを変更し、かつ／または、図１５のＳ１６およびＳ１７において求められた好ましい値からばね定数Ｋを変えることにより、簡単に達成される。
【０１３３】
次に、別の修正例の説明を助けるために、図２を参照する。ここで、プレス機構１５においてジョイント１５ｄは温度調節サブアセンブリ１４に押し付けられ、サブアセンブリ１２−１４をともにプレスする。しかしながら、ある種のチップ１２ｃがテストされる場合、それらの温度は調節される必要がない可能性がある。よってその場合、温度調節サブアセンブリ１４をなくしてもよい。すると、プレス機構１５のジョイント１５ｄが直接、チップ担持サブアセンブリ１２に押し付けられて、嵌め合い電気的コンタクト１２ｄと１３ｂとをともにプレスする。この修正は、示されるほかのすべての実施例に対して行なうことが可能である。
【０１３４】
次に、別の修正例の説明を助けるために、再び図２を参照する。ここで、ばね１５ｇが滑動可能ジョイント１５ｆに直接装着されるのが示されている。しかしながら、修正例として、ばね１５ｇは他のどのポイントでアーム１５ｃに結合されてもよい。この修正はまた、図９から図１１のすべての実施例に適用可能である。同様に、図１２の実施例において、ばね１７ｄは直接ジョイント１７ｃに装着されるのが示されている。しかしながら、修正例として、ばね１７ｄは他のどのポイントでアーム１７ａに結合されてもよい。この修正はまた、図１８の実施例にも適用可能である。
【０１３５】
次に、別の修正例の説明を助けるために、再び図２を参照する。ここで、ストップ１４ｄが、温度調節サブアセンブリ１４内の部材１４ａに装着されるのが示されている。しかしながら、修正例として、ストップ１４ｄはチップ保持サブアセンブリ１２の部材１２ａに装着されてもよい。この修正はまた、図１８の実施例にも適用可能である。
【０１３６】
次に、別の修正例の説明を助けるために、図１Ａを参照する。ここでアクチュエータ１６が、導体１６ｆに送られる制御信号に応答して動作する電気モータ１６ｃを含むのが示されている。これらの制御信号は、手動で動作される制御スイッチ（図示せず）によって生成されるものとして説明した。しかしながら、修正例として、モータ１６ｃに対する制御信号は他のどのようなソースから生成されてもよい。たとえば、制御プログラムを備えたデジタルコンピュータが自動的に導体１６ｆ上の制御信号を生成し得る。
【０１３７】
次に、別の修正例の説明を助けるために、図２を参照する。ここで、サブアセンブリ１２内で保持されるチップ１２ｃごとに別々のＤＣ−ＤＣパワーコンバータ１３ｃが、サブアセンブリ１２内に示されている。しかしながら、もしチップ１２ｃが比較的小さな量の電力を用いるのであれば、各ＤＣ−ＤＣパワーコンバータ１２ｃは１つ以上のチップに電力を供給し得る。逆に、もしチップ１２ｃが比較的大きな量の電力を用いるのであれば、２つ以上のＤＣ−ＤＣパワーコンバータが各チップに電力を供給し得る。さらに、パワーコンバータ１３ｃはＤＣ−ＤＣパワーコンバータに限定されるものではなく、これに代えて、ＡＣ電力をＤＣ電力に変換するどのような回路であってもよい。
【０１３８】
次に、別の修正例の説明を助けるために、図１Ｂを参照する。この図は、上下に移動するプレート１６ａおよび１６ｂと、プレス機構１５内のジョイント１５ｅを滑動させるプレート内のスロット１６ａ−１とを示す。図１Ｂにおいて、スロット１６ａ−１はジョイント１５ｅが滑動する方向に対して約４５°の位置にあるように示される。しかしながら、修正例として、スロット１６ａ−１の角度は増大されても減少されてもよい。スロット１６ａ−１の角度がジョイント１５ｅが滑動する方向に対して小さくなると、モータ１６ｃがプレート１６ｂを移動させるために作用させなくてはならない力が小さくなる。しかしながら、スロット１６ａ−１の角度が小さくなると、モータ１６ｃがコンタクト１２ｄおよび１３ｂを開放するためにプレート１６ａおよび１６ｂを移動させなければならない距離が増大する。
【０１３９】
次に、別の修正例の説明を助けるために、図１１Ａおよび図１１Ｂを参照する。図１１Ｂは、脚１５ｂおよび１５ｃがそれぞれ異なった長さＬ１およびＬ２を有するプレス機構１５の実施例を示し、図１１Ａは図１１Ｂにおいて示されるさまざまなパラメータの意味でばね定数ｋを表す方程式１５’を提供する。図１１Ｂを見ると、２つの滑動可能ジョイント１５ｅおよび１５ｆが単一の軸１５ｘで滑動することが示される。しかしながら修正例として、ジョイント１５ｅと１５ｆとは離れていて互いに対し平行である別々の軸上で滑動し得る。この修正例に対し、ばね１５ｇに対するばね定数ｋを計算するために、図６のステップＳ１−Ｓ５と関連して、図１１Ａの方程式１５’をやはり用いることができる。
【０１４０】
次に、別の修正例の説明を助けるために、図１Ｃおよび図２を参照する。これらの図は、図２から図１９におけるプレス機構のいずれか１つによってプレスされて合わされる嵌め合い電気的コンタクト１２ｄおよび１３ｂを示す。コンタクト１２ｄおよび１３ｂは商業的に入手可能なプレスされた電気的コンタクトのどのようなタイプのものであってもよい。たとえば各コンタクト１３ｂは「ファズボタン（fuzz-button）」のような弾性的コンタクトであってもよく、各コンタクト１２ｄは対応のファズボタンに対する非弾性的金属パッドであってもよい。これに代えて、各コンタクト１２ｄが弾性的コンタクトであって、各コンタクト１３ｂが非弾性的金属パッドであってもよい。
【０１４１】
また、嵌め合い電気的コンタクト１２ｄおよび１３ｂが搭載される平面部材１２ａおよび１３ａは、プリント回路基板に限定されない。そうではなく、平面部材１２ａおよび１３ａは、セラミックまたはプラスチックまたはエポキシガラスなどのどのような電気的絶縁体から作られていてもよい。コンタクト１２ｄおよび１３ｂに信号を搬送する電気的導体は、平面部材１２ａおよび１３ａに一体化される印刷導体（printed conductors）か、または平面部材に装着される別々のワイヤであってもよい。
【０１４２】
好ましくは、各電気的コンタクト１２ｄおよび１３ｂは、コンタクトをわたって無視できるほどの抵抗降下しか起こさない非常に小さなコンタクト抵抗を有する。そのような低いコンタクト抵抗を有することは、チップに電力を搬送するコンタクトには特に重要である。これは、ある高パワーチップはたとえば５０アンペアほどの大電流を引く可能性があるためである。コンタクト１２ｄまたは１３ｂの抵抗を減じるためには、コンタクトが基板１２ａおよび１３ａの面に占める面積を増大させるべきである。所望のようにコンタクト面積を増大させるために、多くの余地が基板１２ａおよび１３ａにあるが、これを図１Ｃおよび図２に見ることができる。
【０１４３】
次に、別の修正例の説明を助けるために、図６を参照する。ここで、ステップＳ５において、ばね１５ｇが角度Ｂ１で圧縮される（または伸長される）量Δｘｏは、方程式Ｆｘ（Ｂ１）＝ｋΔｘｏから求められる。しかしながら、修正例として、ばね１５ｇはＦｏの初期力がばねに必ず作用して、ばねの圧縮（または伸長）を開始させるように「余荷重（preload）」で構築されてもよい。この場合、ステップＳ５は、ΔｘｏがＦｘ（Ｂ１）−Ｆｏ＝ｋΔｘｏから求められるように修正される。同様に、この同じ修正が図５のステップＳ１７に対しても援用される。
【０１４４】
次に、別の修正例の説明を助けるために、図１Ａおよび図１Ｂを参照する。ここで、サブアセンブリ１２−１５はフレーム１１によって垂直積層状に保持されているのが示される。しかしながら、修正例として、図１Ａおよび図１Ｂのフレーム１１は９０°倒されてもよい。この修正により、サブアセンブリ１２−１５はフレーム１１によって水平方向の列に保持される。
【０１４５】
次に、別の修正例の説明を助けるために、図２を参照する。ここで、パワーコンバータサブアセンブリ１３がフレーム１１内に静止して保持され、チップ保持サブアセンブリ１２および温度調節サブアセンブリ１４はプレス機構１５によって移動されるのが示される。しかしながら、修正例として、図２におけるすべてのサブアセンブリ１２−１４は図の平面上で１８０°回転されてもよい。この修正により、プレス機構１５はパワーコンバータサブアセンブリ１３を押圧して移動させ、温度調節サブアセンブリ１４はフレーム１１によって静止して保持される。この修正は、温度調節サブアセンブリ１４をなくした上述の修正例と組合せても行なうことができる。この場合、プレス機構１５はパワーコンバータサブアセンブリ１３をプレスして移動させ、チップ保持サブアセンブリ１２がフレーム１１によって静止して保持される。
【０１４６】
次に、別の修正例の説明を助けるために、図２を参照する。ここで、プレス機構１５のジョイント１５ｄはサブアセンブリ１２−１４をともにプレスするために温度調節サブアセンブリ１４をプレスする。しかしながら、従来の態様でチップ保持基板１２ａ上のエッジコネクタを介してチップに電力が供給されていたとしても、温度調節サブアセンブリ１４をチップ保持サブアセンブリ１２に押し付けるためにプレス機構１５を用い得る。この場合、パワーコンバータサブアセンブリはなくされる。この修正は、示されるほかのすべての実施例に対して行ない得る。
【０１４７】
したがって、上述の修正例を鑑みて、この発明は示される好ましい実施例のいずれの細部にも限定されるものではなく、前掲の特許請求の範囲によって定義されることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】  この発明の１つの好ましい実施例を構成する、ＩＣチップのテストのための電気機械的装置の上部の図である。
【図１Ｂ】  図１Ａの電気機械的装置の下部の図である。
【図１Ｃ】  図１Ａおよび図１Ｂの電気機械的装置内に垂直積層状で多数保持される、チップ保持サブアセンブリ、パワーコンバータサブアセンブリ、および温度調節サブアセンブリの図である。
【図２】  図１Ａおよび図１Ｂの電気機械的装置内の図１Ｃの３つのサブアセンブリおよび、３つのサブアセンブリをともに圧搾するプレス機構の概略図である。
【図３】  図２のプレス機構が、その２つのアームの間の角度がＡ１からＡ２の範囲に及び得る閉鎖位置にあるのを示す、プレス機構の図である。
【図４】  図２のプレス機構のアームが図３に示される２つの異なった閉鎖位置にある場合に、プレス機構に生じるさまざまな力を示す図である。
【図５】  図４から導出され、図２のプレス機構におけるあるパラメータを関連付ける１組の方程式を示す図である。
【図６】  図５の方程式を用いて図２のプレス機構のためのパラメータを選択する１組のステップを示す図である。
【図７】  図６のステップによって選択されるパラメータの数値例を示す図である。
【図８】  図２のプレス機構が図７におけるパラメータを有する場合、この機構における角度範囲をわたって、２つの力ＦｘおよびＦｙがどのように変化するかを示す図である。
【図９】  図２のプレス機構にいくらか類似するプレス機構の第２の実施例を示す図である。
【図１０Ａ】  図２のプレス機構にいくらか類似するプレス機構の第３の実施例を示す図である。
【図１０Ｂ】  図２のプレス機構にいくらか類似するプレス機構の第４の実施例を示す図である。
【図１１】  図２のプレス機構にいくらか類似するプレス機構の第５の実施例を示す図である。
【図１１Ａ】  図１１のプレス機構におけるあるパラメータを関連付ける方程式を示す図である。
【図１１Ｂ】  図１１Ａの方程式におけるさまざまなパラメータを示す図である。
【図１２】  図２、図９、図１０Ａ、図１０Ｂ、および図１１のプレス機構とは実質的に異なるプレス機構の第６の実施例を示す図である。
【図１３】  図１２のプレス機構のアームが２つの異なった閉鎖位置にある場合にプレス機構に生じるさまざまな力を示す図である。
【図１４Ａ】  図１３から導出され、図１２のプレス機構のあるパラメータを関連付ける１組の方程式を示す図である。
【図１４Ｂ】  図１３から導出され、図１２のプレス機構のあるパラメータに関連する１組の方程式を示す図である。
【図１５】  図１４Ａおよび図１４Ｂの方程式を用いて図１２のプレス機構のためのパラメータを選択する１組のステップを示す図である。
【図１６】  図１５におけるステップで選択されるパラメータの数値例を示す図である。
【図１７】  図１２のプレス機構が図１６のパラメータを有する場合、プレス機構の角度範囲に対してどのように２つの力ＦｘおよびＦ２ｙが変化するかを示す図である。
【図１８】  図１２のプレス機構にいくらか類似するプレス機構の第７の実施例を示す図である。
【図１９】  図１２のプレス機構にいくらか類似するプレス機構の第８の実施例を示す図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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