(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコンタクトプローブと、各コンタクトプローブを貫通穴で支持する相互に積層固定されたピンブロック及びリテーナとを備え、
前記リテーナが前記ピンブロックに凹凸嵌合しており、
前記凹凸嵌合の側縁は、前記貫通穴に係らないように、隣接する前記貫通穴の間を縫うように延びる、ソケット。
【請求項２】
前記ピンブロックに対する前記リテーナの凹凸嵌合が、圧入による固定である、請求項１に記載のソケット。
【請求項３】
前記リテーナは、前記ピンブロックとの凹凸嵌合部に、嵌合方向とは異なる方向に押し潰される段差部又はテーパー部を有する、請求項２に記載のソケット。
【請求項４】
前記リテーナが樹脂製であり、前記ピンブロックが金属製である、請求項１から３のいずれか一項に記載のソケット。
【請求項５】
前記ピンブロックは、前記リテーナとの凹凸嵌合のための凹部を有し、前記凹部が、高周波信号用のコンタクトプローブを支持する貫通穴が形成されていない領域に設けられている、請求項４に記載のソケット。
【請求項６】
前記リテーナと前記ピンブロックが、一方に設けられた環状の凹部と他方に設けられた環状の凸部とによって相互に凹凸嵌合している、請求項１から５のいずれか一項に記載のソケット。
【請求項７】
各コンタクトプローブは、スプリングにより相互に離間する方向に付勢された２つのプランジャーを有する、請求項１から６のいずれか一項に記載のソケット。
【請求項８】
各コンタクトプローブの検査対象物側のプランジャーが、前記リテーナの表面から突出する、請求項７に記載のソケット。
【請求項９】
前記凹凸嵌合の側縁が、前記貫通穴を囲んで１周している、請求項１から８のいずれか一項に記載のソケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体集積回路等の被測定デバイスの検査に使用される、複数のコンタクトプローブを備えたソケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路等の検査対象物の検査を行う場合において、検査対象物と測定器側の検査用基板とを電気的に接続するために、複数のコンタクトプローブを備えたソケットが使用される。この種のソケットは、貫通穴を有するピンブロックとリテーナにより各コンタクトプローブを支持する。各コンタクトプローブは、スプリングにより相互に離間する方向に付勢された２つのプランジャーを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３２５３０５号公報
【特許文献２】特開２００４−３２５３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
検査前の準備としてソケットを検査用基板に取り付けると、検査用基板によって一方のプランジャが引っ込められ、スプリングが圧縮される。スプリングの復元力は、コンタクトプローブの抜止めとなるリテーナが受け止める。多数のコンタクトプローブを備えるソケットの場合、スプリングの復元力によってリテーナに加わる力（プリロード）が大きくなり、リテーナが反りやすくなる。ここで、例えばコンタクトプローブの配置領域の中央部でリテーナをピンブロックにネジ止めすることができれば、プリロードによるリテーナの反りを抑制することができる。しかし、現実的には、コンタクトプローブの配置領域内にネジ止めのためのスペースを設けるのは難しい。
【０００５】
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、プリロードによるリテーナの反りを抑制することの可能なソケットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様は、ソケットであり、
複数のコンタクトプローブと、各コンタクトプローブを貫通穴で支持する相互に積層固定されたピンブロック及びリテーナとを備え、
前記リテーナが前記ピンブロックに凹凸嵌合しており、
前記凹凸嵌合の側縁は、前記貫通穴に係らないように、隣接する前記貫通穴の間を縫うように延びる。
【０００７】
前記ピンブロックに対する前記リテーナの凹凸嵌合が、圧入による固定であってもよい。
【０００８】
前記リテーナは、前記ピンブロックとの凹凸嵌合部に、嵌合方向とは異なる方向に押し潰される段差部又はテーパー部を有してもよい。
【０００９】
前記リテーナが樹脂製であり、前記ピンブロックが金属製であってもよい。
【００１０】
前記ピンブロックは、前記リテーナとの凹凸嵌合のための凹部を有し、前記凹部が、高周波信号用のコンタクトプローブを支持する貫通穴が形成されていない領域に設けられていてもよい。
【００１１】
前記リテーナと前記ピンブロックが、一方に設けられた環状の凹部と他方に設けられた環状の凸部とによって相互に凹凸嵌合していてもよい。
【００１２】
各コンタクトプローブは、スプリングにより相互に離間する方向に付勢された２つのプランジャーを有してもよい。
【００１３】
各コンタクトプローブの検査対象物側のプランジャーが、前記リテーナの表面から突出してもよい。
前記凹凸嵌合の側縁が、前記貫通穴を囲んで１周してもよい。
【００１４】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、プリロードによるリテーナの反りを抑制することの可能なソケットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係るソケット１の分解斜視図。
【図２】ソケット１の斜視図。
【図３】図２のＡ−Ａ拡大断面図。
【図４】図３と同じ切断面における、ソケット１をテスター側の検査用基板５上にセットした状態での断面図。
【図５】図５（Ａ）は、図１のリテーナ３０をピンブロック２０側から見たリテーナ３０の底面図。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＢ−Ｂ断面図。
【図６】図５（Ｂ）のＣ部拡大断面図。
【図７】図７（Ａ）は、図１のピンブロック２０をリテーナ３０側から見たピンブロック２０の平面図。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＤ−Ｄ断面図。
【図８】図６に示すリテーナ３０の凸部３２の段差部３２ａをテーパー部３２ｂに変更した断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態に係るソケット１の分解斜視図である。なお、図１では、多数のコンタクトプローブ５０のうち１本のみを現し、他のコンタクトプローブ５０の図示は省略している。図２は、ソケット１の斜視図である。図３は、図２のＡ−Ａ拡大断面図である。図４は、図３と同じ切断面における、ソケット１をテスター側の検査用基板５上にセットした状態での断面図である。図５（Ａ）は、図１のリテーナ３０をピンブロック２０側から見たリテーナ３０の底面図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図６は、図５（Ｂ）のＣ部拡大断面図である。図７（Ａ）は、図１のピンブロック２０をリテーナ３０側から見たピンブロック２０の平面図である。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【００１９】
ソケット１は、例えば半導体集積回路等の被測定デバイスの検査に使用されるものであって、複数の（多数の）コンタクトプローブ５０を備える。ソケット１において、テスター側（検査装置側）から順に、絶縁性のピンプレート１０、金属製のピンブロック２０、及び絶縁性のリテーナ３０が積層され、その積層体が各コンタクトプローブ５０を支持するための複数の（多数の）貫通穴を有している。
【００２０】
ピンプレート１０は、例えば樹脂製の板により略正方形に形成され、ピンブロック２０のテスター側の面に、図示の例では８本のネジ１０１により固定される。ネジ止め前の位置決めは、２本の位置決めピン１２によって行われる。ピンプレート１０は、各コンタクトプローブ５０を通すための複数の（多数の）貫通穴１１を有する。ピンブロック２０は、金属製であり、ノイズを遮断するシールドとして機能する。ピンブロック２０は、ピンプレート１０よりも厚い板状で、ピンプレート１０と略同じ大きさで略正方形に形成される。ピンブロック２０は、後述するリテーナ３０よりも一回り大きく形成され、検査対象物側の面には、リテーナ３０よりも若干大きく形成されてリテーナを収容するように一段窪んでいるリテーナ載置部２０ａが形成されている。ピンブロック２０のリテーナ載置部２０ａは、外周に後述するリテーナ３０をネジ止めするためのネジ穴を有し、外周を除いた内側の領域に各コンタクトプローブ５０を通すための複数の（多数の）貫通穴２１を有する。
【００２１】
リテーナ３０は、例えば樹脂製の板により略正方形に形成され、外周にネジ１０２を通すネジ通し穴を有し、ピンブロック２０の検査対象物側の面のリテーナ載置部２０ａに、図示の例では１６本のネジ１０２により固定される。リテーナ３０は、外周を除いた内側の領域に各コンタクトプローブ５０を通すための複数の（多数の）貫通穴３１を有する。ピンプレート１０の貫通穴１１と、ピンブロック２０の貫通穴２１と、リテーナ３０の貫通穴３１とが、積層状態で互いに連なって各コンタクトプローブ５０を支持する１つの貫通穴を成す（図３）。各コンタクトプローブ５０は、後述するように第１プランジャー５１と第２プランジャー５２が相互に離間する方向に付勢されて、導電性チューブ５３の両端から突出するように構成され、リテーナ３０の貫通穴３１は、第１プランジャー５１の先端側を通す小径部と、コンタクトプローブ５０の抜け出しを防止するように導電性チューブ５３を保持する大径部とを備え、ピンプレート１０の貫通穴１１は、第２プランジャー５２の先端側を通す小径部と、コンタクトプローブ５０の抜け出しを防止するように導電性チューブ５３を保持する大径部とを備えている。
【００２２】
図４に示すように、ソケット１をテスター側の検査用基板５にセットすると、各コンタクトプローブ５０の第２プランジャー５２がスプリング５４の付勢力に抗して後退し、スプリング５４が圧縮される。このとき圧縮されたスプリング５４の復元力（プリロード）によって、第１プランジャー５１側の導電性チューブ５３がリテーナ３０の貫通穴３１を付勢して、リテーナ３０をピンブロック２０から離間させるように（反らせるように）作用する。ねじ１０２によってピンブロック２０に固定されるリテーナ３０の外周は反ることはないが、外周から離れた箇所、特に中央付近においては、反りが発生し、これによって、各コンタクトプローブ５０の第１プランジャー５１の先端位置がバラつき、測定上問題が起こり得る。
【００２３】
本実施の形態では、リテーナ３０の中央付近の反り対策として、面中央部付近においてリテーナ３０をピンブロック２０に凹凸嵌合させている。具体的には、図１に示すピンブロック２０のリテーナ３０側の面に設けられた環状の凹部２２と、図５（Ａ）,（Ｂ）に示すリテーナ３０のピンブロック２０側の面に設けられた環状の凸部３２とが相互に嵌合し、嵌合部での保持力によってリテーナ３０がピンブロック２０に対して固定される。
【００２４】
リテーナ３０の凸部３２は、所定幅の突条が矩形となるように環状に形成され、リテーナ３０のコンタクトプローブ５０の配置領域（貫通穴３１の配置領域）における中央を囲むように設けられる。ピンブロック２０の凹部２２は、リテーナ３０の凸部３２が嵌り込むように、所定幅の溝が矩形となるように環状に形成され、ピンブロック２０のコンタクトプローブ５０の配置領域（貫通穴２１の配置領域）における中央を囲むように設けられる。また、図５（Ａ）,（Ｂ）及び図７（Ａ）,（Ｂ）に示すように、凹部２２及び凸部３２の側縁は、貫通穴２１,３１に係らないように隣接する貫通穴の間を縫うように延びる。図６に示すように、凸部３２は、側面に段差部３２ａを有し、基部側が先端側より幅広となっている。凸部３２の段差部３２ａの幅は、対応する位置における凹部２２の幅よりも若干大きく形成され、凸部３２の段差部３２ａより先端側の幅は、対応する位置における凹部２２の幅よりも若干小さく形成されている。これによって、凸部３２が凹部２２と嵌合する際には、凹部２２によって凸部３２の段差部３２ａが嵌合方向（図６の横方向）と異なる方向（図６の上下方向）に押し潰されて（凸部３２が凹部２２に圧入されて）、リテーナ３０がピンブロック２０に固定される。なお、圧入に先だって段差部３２ａの境界面が凹部２２に乗った状態（凸部３２の段差部３２より先端側の部分が凹部に挿入された状態）で、リテーナ３０がピンブロック２０に対して平行となり、平行状態からリテーナ３０をピンブロック２０に圧入させることができる。
【００２５】
以上のように、リテーナ３０の凸部３２をピンブロック２０の凹部２２に嵌合させることで、プリロードによるリテーナ３０の反りを抑制することができる。凹部２２の深さは、ピンブロック２０の厚みの半分を越えた深さとなっており、凸部３２の突出長さはこれに対応する長さとなっている。これによって、リテーナ３０の凸部３２をピンブロック２０の凹部２２で確実に保持することができる。また、凹部２２及び凸部３２の幅方向には少なくとも貫通穴が２つ以上形成されることが凹部２２及び凸部３２の強度を確保する上で望ましい。
【００２６】
ガイド部材４０は、中央に開口部４１を有する例えば絶縁樹脂製の枠状体であり、ピンブロック２０の検査対象物側の面に、図示の例では６本のネジ１０３により固定される。ガイド部材４０には、検査対象物を保持、搬送する不図示のハンドラに対する位置決め用の２本のピン４２が、ネジ１０４によって取り付けられる。６本のネジ１０５は、ガイド部材４０、ピンブロック２０、及びピンプレート１０を貫通し、不図示のテスター側に螺合する。これにより、ソケット１がテスター側の検査用基板５に対して固定される。
【００２７】
図３に示すように、各コンタクトプローブ５０は、検査対象物との接続用の第１プランジャー５１と、テスター側の検査用基板５（図４）との接続用の第２プランジャー５２と、導電性チューブ５３と、スプリング５４とを有する。第１プランジャー５１は、基端側が導電性チューブ５３内にあり、先端側がリテーナ３０の検査対象物側の面から突出する。第２プランジャー５２は、基端側が導電性チューブ５３内にあり、先端側がピンプレート１０のテスター側の面から突出する。スプリング５４は、導電性チューブ５３内にあり、第１プランジャー５１及び第２プランジャー５２を相互に離間する方向に付勢する。
【００２８】
図３に現れる５本のコンタクトプローブ５０のうち、一番左側のコンタクトプローブ５０は高周波信号用（例えばＧＨｚ単位の無線周波数信号用）であり、左から二、三番目のコンタクトプローブ５０は低周波信号用あるいは電源用であり、左から四、五番目のコンタクトプローブ５０はグランド用である。高周波信号用のコンタクトプローブ５０が貫通するピンブロック２０の貫通穴２１は、他の貫通穴２１より大径となっている。グランド用のコンタクトプローブ５０が貫通するピンブロック２０の貫通穴２１は、導電性チューブ５３とほぼ同径であって導電性チューブ５３の側面と接触している。低周波信号用及び電源用のコンタクトプローブ５０が貫通するピンブロック２０の貫通穴２１は、導電性チューブ５３の側面と接触しない（ショートしない）ように導電性チューブ５３よりも大径で、且つ、高周波信号用のコンタクトプローブ５０が貫通する貫通穴２１よりも小径となっている。
【００２９】
本実施の形態では、ピンブロック２０の凹部２２を、高周波信号用のコンタクトプローブ５０を支持する貫通穴２１が形成されていない領域に設けている。これにより、高周波信号用のコンタクトプローブ５０を配置する領域ではピンブロック２０の厚みの全てをコンタクトプローブ５０を軸芯にして同軸構造を構成する要素として使用することができ、高周波信号用のコンタクトプローブ５０に対するピンブロック２０のシールド効果が低下することを防止できる。また、高周波信号用のコンタクトプローブ５０を支持する貫通穴２１と、これに隣接する貫通穴２１との間隔が狭く、凹部２２を形成することが難しいため、高周波信号用のコンタクトプローブ５０を支持する貫通穴２１に隣接しない領域に凹部２２を設けている。
【００３０】
本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。
【００３１】
(1) リテーナ３０はコンタクトプローブ５０の配置領域内（貫通穴３１の配置領域内）に凸部３２を有し、凸部３２がピンブロック２０の凹部２２と嵌合しているため、嵌合部での保持力によってプリロードによるリテーナ３０の反りを抑制することができる。
【００３２】
(2) リテーナ３０の凸部３２とピンブロック２０の凹部２２との凹凸嵌合が圧入による固定であるため、嵌合部に高い保持力を得ることができる。
【００３３】
(3) リテーナ３０の凸部３２とピンブロック２０の凹部２２が共に環状であるため、保持力の元になる表面積（凸部３２の段差部３２ａの表面積）を大きく確保することができ、高い保持力を得ることができる。
【００３４】
(4) リテーナ３０の凸部３２は、コンタクトプローブ５０の配置領域の中央を囲むように設けられるため、反りの発生しやすい位置でピンブロック２０の凹部２２との嵌合による保持力を得ることができ、リテーナ３０の反りを効果的に抑制することができる。
【００３５】
(5) プリロードによるリテーナ３０の反りを防止するためにリテーナ３０の面中央付近でネジ止め等による固定を行う場合、ネジ止め部にコンタクトプローブ５０を配置できず、コンタクトプローブ５０の配置が制約されるが、本実施の形態では、上述のとおりリテーナ３０をピンブロック２０に凹凸嵌合させる構成のため、コンタクトプローブ５０の配置に制約を与えることなくプリロードによるリテーナ３０の反りを抑制することができる。
【００３６】
(6) ピンブロック２０の凹部２２を、高周波信号用のコンタクトプローブ５０を支持する貫通穴２１が形成されていない領域に設けているため、凹部２２を設ける構成であっても高周波信号用のコンタクトプローブ５０に対するピンブロック２０のシールド効果を高く保つことができる。
【００３７】
以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。
【００３８】
図８は、図６に示すリテーナ３０の凸部３２の段差部３２ａをテーパー部３２ｂに変更した断面図である。このようにリテーナ３０の段差部３２ａはテーパー部３２ｂに変更してもよく、この場合も、テーパー部３２ｂがピンブロック２０の凹部２２に押し潰され、プリロードによるリテーナ３０の反りを抑制する保持力を得ることができる。
【００３９】
実施の形態では、ピンブロック２０の凹部２２を設け、リテーナ３０の凸部３２を設けた構成を説明したが、凹凸の関係は逆であってもよい。すなわち、ピンブロック２０に凸部を設け、リテーナ３０に凹部を設けてもよい。また、凹部２２と凸部３２の形状は、環状に限定されず、例えば、角柱とこれを嵌合する角穴でもよいし、矩形に限定されず、円形であってもよいし、単純な形状ではなく、例えば、矩形の辺がジグザグに形成されるような形状であってもよく、必要な保持力に応じて任意に決定すればよい。また、凹部２２と凸部３２の数は、１つに限定されず、複数であってもよい。
【００４０】
実施の形態では、絶縁性のピンプレート１０、導電性のピンブロック２０、及び絶縁性のリテーナ３０の三層構造でコンタクトプローブ５０を支持する構成を説明したが、絶縁性のピンブロックと絶縁性のリテーナの二層構造でコンタクトプローブ５０を支持する構成であってもよい。本発明は、プリロードによりリテーナに反りが発生し得るソケット全般に適用可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１  ソケット、５  検査用基板
１０  ピンプレート、１１  貫通穴
２０  ピンブロック、２１  貫通穴、２２  凹部、
３０  リテーナ、３１  貫通穴、３２  凸部、３２ａ  段差部、３２ｂ  テーパー部、
４０  ガイド部材、４１  開口部、４２  位置決めピン、
５０  コンタクトプローブ
１０１〜１０５  ネジ
【図１】
0006480798.tif 000002
【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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