(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表裏方向の第１及び第２の面並びに該両面と交差する側面の第３の面を有する板状の支持体と、前記支持体に配置された電気接続体とを含み、
前記電気接続体は、少なくとも前記第１及び第３の面にわたって配置された薄いベース部材と、前記ベース部材に間隔をおいて配置された複数の配線部であってそれぞれが少なくとも前記第１及び第３の面にわたって伸びる配線部と、前記第３の面に対応する各配線部の箇所に設けられ、前記配線部から前記ベース部材と反対側に突出するコンタクト部とを備え、
前記支持体は、前記第１及び第２の面のいずれか一方と前記第３の面とに開放する切欠部と、該切欠部に配置された弾性部材であって、コンタクト部が被接触箇所に押圧されたとき、前記コンタクト部近傍の部位のうち、前記第１及び第２の面のいずれか一方側の部位が他方側の部位より大きく変形するように、弾性変形する弾性部材とを備える、コンタクトユニット。
【請求項２】
前記弾性部材及び前記電気接続体は、少なくとも前記第３の面に開放するスリットを隣り合うコンタクト部の間に有する、請求項１に記載のコンタクトユニット。
【請求項３】
前記支持体は、前記第１、第２及び第３の面、前記切欠部並びに前記弾性部材を有する板状部と、該板状部の前記第３の面と反対側に配置されて前記第３の面と反対側の第４の面を形成する弾性体とを備え、前記ベース部材及び前記各配線部はそれぞれ前記第１の面に対応する部位からさらに前記第４の面に伸びる延長部を有しており、前記コンタクトユニットはさらに各配線部の前記延長部に対応する部位に設けられた突起電極を備える、請求項１又は２に記載のコンタクトユニット。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載された複数のコンタクトユニットと、前記コンタクトユニットが前記コンタクト部を下方とした状態に並列的に配置された開口を有するフレームと、前記コンタクトユニットに個々に対応されて対応するコンタクトユニットを前記フレームに取り付ける複数対の取付板であってそれぞれが対応するコンタクトユニットを介して対向した状態に前記開口に配置された複数対の取付板とを含み、前記コンタクトユニットは前記第３の面の側を前記フレームから下方に突出させている、電気的接続装置。
【請求項５】
各取付板は、前記コンタクトユニットの端面に係合する複数の部材を有しており、また止めねじにより前記フレームに組み付けられており、さらに前記止めねじを間にして間隔をおいた複数の調整ねじにより前記コンタクトユニットの姿勢を調整可能である、請求項４に記載の電気的接続装置。
【請求項６】
前記コンタクトユニットは請求項３に記載されたコンタクトユニットであり、電気的接続装置、さらに、前記コンタクトユニットに個々に対応されて対応するコンタクトユニットの前記突起電極に対向する状態に前記フレームに配置された複数の接続基板を含み、各接続基板は、前記突起電極に個々に対応されて対応する突起電極に接触された複数の接続ランドを一方の面に備え、また前記接続ランドに個々に対応されて対応する接続ランドに接続された導電性の複数のスルーホールを備える、請求項５に記載の電気的接続装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集積回路のような被検査体の電気的特性試験に用いるコンタクトユニット及びこれを用いた電気的接続装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
集積回路の通電試験に用いる電気的接続装置の１つとして、電気絶縁性及び可撓性を有するフィルムの一方の面に複数の電気配線を形成し、各電気配線に半球状の突起（バンプ電極）を形成したプローブシートを用いたフィルムタイプのプローブカードがある。この電気的接続装置において、バンプ電極は集積回路のパッド電極のような被接触箇所に押圧される。
【０００３】
この電気的接続装置は、各電気配線に突起を形成し、その電気配線の一部及びフィルムの対応する部分をプローブ要素として利用することから、金属線をプローブとして用いないから、プローブシートの製作が容易になり、廉価になる、という利点を有する。
【０００４】
しかし、従来のこの種の電気的接続装置では、隣り合うプローブ要素が独立していないため、バンプ電極と集積回路の被接触箇所とを相対的に押圧したときのプローブ要素の変形量が少なく、その結果被接触箇所に有効な擦り作用を与えることができず、良好な接触状態が得られない。
【０００５】
隣り合うプローブ要素間にスリットを形成してフィンガー状プローブ要素とした電気的接続装置が提案されている。しかし、この電気的接続装置では、プローブ要素がそれ自体のばね性により弾性変形をするにすぎないから、バンプ電極と被接触箇所との間に目的とする接触圧が得られない。
【０００６】
【解決しようとする課題】
それゆえに、この種の電気的接続装置においては、有効な擦り作用が生じるにもかかわらず、目的とする接触圧が得られることが重要である。
【０００７】
【解決手段、作用、効果】
本発明のコンタクトユニットは、表裏方向の第１及び第２の面並びに該両面と交差する側面の第３の面を有する板状の支持体と、前記支持体に配置された電気接続体とを含む。
【０００８】
前記電気接続体は、少なくとも前記第１及び第３の面にわたって配置された薄いベース部材と、前記ベース部材に間隔をおいて配置された複数の配線部であってそれぞれが少なくとも前記第１及び第３の面にわたって伸びる配線部と、前記第３の面に対応する各配線部の箇所に設けられ、前記配線部から前記ベース部材と反対側に突出するコンタクト部とを備える。
【０００９】
前記支持体は、前記第１及び第２の面のいずれか一方と前記第３の面とに開放する切欠部と、該切欠部に配置された弾性部材であって、コンタクト部が被接触箇所に押圧されたとき、前記コンタクト部近傍の部位のうち、前記第１及び第２の面のいずれか一方の側部位が他方側の部位より大きく変形するように、弾性変形する弾性部材とを備える。
【００１０】
本発明の電気的接続装置は、上記のような複数のコンタクトユニットと、前記コンタクトユニットが前記コンタクト部を下方とした状態に並列的に配置された開口を有するフレームと、前記コンタクトユニットに個々に対応されて対応するコンタクトユニットを前記フレームに取り付ける複数対の取付板であってそれぞれが対応するコンタクトユニットを介して対向した状態に前記開口に配置された複数対の取付板とを含み、前記コンタクトユニットは前記第３の面の側を前記フレームから下方に突出させている。
【００１１】
電気接続体のうち、各コンタクト部の近傍はプローブ要素として作用する。コンタクト部の先端が集積回路の電極部のような被接触箇所に押圧されたとき、弾性部材がプローブ要素と共に弾性変形して、コンタクト部と被接触箇所との間に所定の接触圧が得られる。
【００１２】
また、支持体の厚さ方向における一方側の部位が他方側の部位より大きく変形するように、各プローブ要素がコンタクト部により変形するから、コンタクト部が被接触箇所に対し傾き、コンタクト部と被接触箇所との間に有効な擦り作用が生じる。
【００１３】
上記のように、本発明によれば、第１及び第２の面のいずれか一方と第３の面とに開放する切欠部と、該切欠部に配置された弾性部材であって、コンタクト部が被接触箇所に押圧されたとき、前記コンタクト部近傍の部位のうち、第１及び第２の面のいずれか一方の側の部位が他方の側の部位より大きく変形するように、弾性変形する弾性部材とを支持体に設けたから、有効な擦り作用を生じるにもかかわらず、目的とする接触圧が得られる。
【００１６】
前記弾性部材及び前記電気接続体は、少なくとも前記第３の面に開放するスリットを隣り合うコンタクト部の間に有することができる。このようにすれば、隣り合うプローブ要素の動き（変形）が独立するから、擦り作用がより確実に生じ、より良好な接触が得られる。
【００１７】
前記支持体は、前記第１、第２及び第３の面、前記切欠部並びに前記弾性部材を有する板状部と、該板状部の前記第３の面と反対側に配置されて前記第３の面と反対側の第４の面を形成する弾性体とを備え、前記ベース部材及び前記各配線部はそれぞれ前記第１の面に対応する部位からさらに前記第４の面に伸びる延長部を有しており、前記コンタクトユニットはさらに各配線部の前記延長部に対応する部位に設けられた突起電極を備えることができる。
【００１８】
上記のようなコンタクトユニットを用いる電気的接続装置は、さらに、前記コンタクトユニットに個々に対応されて対応するコンタクトユニットの前記突起電極に対向する状態に前記フレームに配置された複数の接続基板を含み、各接続基板は、前記突起電極に個々に対応されて対応する突起電極に接触された複数の接続ランドを一方の面に備え、また前記接続ランドに個々に対応されて対応する接続ランドに接続された導電性の複数のスルーホールを備えることができる。このようにすれば、スルーホールにさし込まれるピンを有するコネクタ及びこのコネクタに接続されたフラットケーブルにより突起電極をテスタに接続することができる。
【００１９】
各取付板は、前記コンタクトユニットの端面に係合する複数の部材を有しており、また止めねじにより前記フレームに組み付けられており、さらに前記止めねじを間にして間隔をおいた複数の調整ねじにより前記コンタクトユニットの姿勢を調整可能にすることができる。このようにすれば、コンタクトユニットの高さ及び平行度のばらつきを止めねじ及び調整ねじにより修正し、調整することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１、図２及び図３を参照するに、コンタクトユニット１０は、長方形の板の形をした支持体１２と、支持体１２の外周面に配置された可撓性を有する薄い電気接続体１４とを含む。
【００２１】
支持体１２は、細長い板状部１６の幅方向の一端部に弾性部材１８を板状部１６の厚さ方向におけるいずれか一方側に偏位させて設け、幅方向の他端部に弾性体２０を配置し、板状部１６の長手方向の各端部面に突出部２２を形成している。
【００２２】
板状部１６及び突出部２２は、セラミックのような電気絶縁材料により一体的に製作されている。弾性変形部１８及び弾性体２０は、図示の例では、シリコーンゴムのように三次元方向へ弾性変形可能の弾性部材により形成されている。
【００２３】
弾性変形部１８を形成する弾性部材は、板状部１６の幅方向の一端部側に形成されて少なくとも板状部１６の厚さ方向のいずれか一方の面と板状部１６の幅方向の一端面とに開放する切欠部２３に配置されており、板状部１６の長手方向に伸びる。
【００２４】
弾性体２０は、板状部１６の長手方向に伸びる。各突出部２２は、板状部１６の幅方向へ伸びており、また端面に開放する半球状の凹所２４を長手方向に間隔をおいた複数箇所（図示の例では、２箇所）に有する。
【００２５】
電気接続体１４は、ポリイミドのような電気絶縁性樹脂で製作された筒状のフィルム部材２６の外面に複数の配線部２８を有し、各配線部２８の一端部にコンタクト部３０を有し、バンプ電極のような突起電極３２を各配線部２８の他端部に有する。
【００２６】
配線部２８は、印刷配線技術のような適宜な手法でベース部材２６に形成された配線パターンであり、また互いに接触しないように支持体１２の長手方向に伸びている。図示の例では、配線部２８を、コ字状に形成しているが、支持体１２の周りを伸びるリング状に形成してもよい。
【００２７】
電気接続体１４は、複数の配線部２８を平坦なフィルム部材２６の一方の面に形成し、コンタクト部３０及び突起電極３２を各配線部２８に形成し、そのフィルム部材２６を、コンタクト部３０及び突起電極３２がそれぞれ支持体１２の幅方向の一端面及び他端面となりかつ配線部２８がコ字状に伸びるように、支持体１２の外面に筒状に巻き付けて接着のような適宜な手法により支持体１２に取り付けることができる。
【００２８】
各コンタクト部３０及び突起電極３２は、ニッケルのような導電性の金属材料から形成されており、また配線部２８から支持体１２と反対側に突出している。各コンタクト部３０は、これをプローブとして作用させるように突起電極３２よりやや長い突起状の電極である。
【００２９】
コンタクトユニット１０は、また、その幅方向一端部から電気接続体１４及び支持体１２に形成されたスリット３４を隣り合う配線部２８間に有する。スリット３４は、支持体１２の幅方向一端面から電気接続体１４、板状部１６及び弾性変形部１８にわたる。このため、隣り合う配線部２８の一部及びその近傍の部分、特にコンタクト部３０の近傍の部分は、独立して弾性変形可能のプローブ要素として作用する。
【００３０】
図示の例では、試験すべき被検査体３６は集積回路であり、被接触箇所３８はパッド電極である。各コンタクトユニット１０は、被接触箇所３８の配置パターンと同じパターンになるように、製作されており、配置されている。被検査体すなわち集積回路３６は、複数の電極パッドを被接触箇所３８として一方の面に有する。そのような集積回路３６の１つとして、半導体ウエーハ上の未切断のＩＣがある。
【００３１】
図４から図６を参照するに、電気的接続装置４０は、上記のような複数のコンタクトユニット１０と、セラミックのような電気絶縁材料により円板状に形成されたフレーム４２と、コンタクトユニット１０に個々に対応されて対応するコンタクトユニット１０をフレーム４２に取り付ける複数の取付板４４と、コンタクトユニット１０に個々に対応されて対応するコンタクトユニット１０の突起電極３２に対向する状態にフレーム４２に配置された細長い複数の接続基板４６とを含む。
【００３２】
コンタクトユニット１０は、突起電極３２が上方となり、コンタクト部３０の側が下方となり、厚さ方向が同じ方向となる状態に、一対の取付板４４によりフレーム４２に並列的に配置されている。
【００３３】
フレーム４２は、コンタクトユニット１０を受け入れる矩形の開口４８を中央に有し、下方に伸びる開口壁５０を開口４８の周りに有し、開口４８に突出する矩形の内向きフランジ５２を上部に有する。各コンタクトユニット１０は、コンタクト部３０の側の部位をフレーム４２から下方へ突出させている。
【００３４】
各取付板４４は、開口壁５０を厚さ方向に貫通する止めねじ５４により、対応するコンタクトユニット１０の端面と対向する状態に開口壁５０に組み付けられている。各取付板４４は、上下方向に間隔をおいた一対のボールプランジャ５６を有する。
【００３５】
ボールプランジャ５６は、その具体的な構造を示していないが、ボールと圧縮コイルばねとを筒状部材内に配置し、筒状部材の一端部を蓋のような適宜な手段により閉鎖し、ボールを圧縮コイルばねによりボールの一部が筒状部材の他端部から突出した状態に付勢する構造を有する公知の係止具である。
【００３６】
ボールプランジャ５６は、ボールの側を内側とした状態に、対応するコンタクトユニット１０の凹所２４に対向する箇所に配置されている。
【００３７】
各コンタクトユニット１０は、対向する一対の取付板４４間に下方からさし込まれて、凹所２４においてボールプランジャ５６のボールに解除可能に係合される。これにより、各コンタクトユニット１０は、対向する一対の取付板４４に把持される。
【００３８】
各取付板４４は、また、フレーム４２のフランジ５２を上下方向に貫通する止めねじ５８と、一対のガイドピン６０と、一対の調整ねじ６２とにより、フランジ５２に組み付けられている。止めねじ５８は四角形の中心位置に配置されており、ガイドピン６０及び調整ねじ６２はそれぞれ止めねじ５８を間にして四角形の対角線の方向に間隔をおいて配置されている。
【００３９】
止めねじ５８はフランジ５２を貫通して取付板４４に螺合されている。ガイドピン６０は、取付板４４及びフランジ５２のいずれか一方に固定されており、他方を貫通している。調整ねじ６２は、フランジ５２に螺合されており、また取付板４４の上面に接触している。このため、止めねじ５８を緩めた状態で、調整ねじ６２のねじ込み量を調整することにより、コンタクトユニット１０の姿勢を調整可能にすることができるから、コンタクトユニット１０の高さ及び平行度のばらつきを修正し、調整することができる。
【００４０】
各接続基板４６は、その幅方向に間隔をおいた一対の止めねじ６４と、両止めねじ間に設けられたガイドピン６６とにより、各端部において取付板４４の上に取り付けられている。各止めねじ６４は、接続基板４６を貫通して取付板４４に螺合されている。ガイドピン６６は、取付板４４及び接続基板４６のいずれか一方に設けられており、また他方を滑動可能に嵌合されている。
【００４１】
各接続基板４６は、コンタクトユニット１０の突起電極３２に個々に対応された複数の接続ランド６８を一方の面に有し、また接続ランド６８に個々に対応されて対応する接続ランドに接続された導電性のスルーホール７０を有する。各接続基板４６は、接続ランド６８を突起電極３２に接触させた状態に、取付板４４に取り付けられている。各止めねじ６６は、コンタクトユニット１０の姿勢を調整するとき、緩められる。
【００４２】
電気的接続装置４０は、例えば、各取付板４４を止めねじ５４により開口壁５０に緩く組み付けると共に、止めねじ５８によりフランジ５２に緩く組み付け、各接続基板４６を止めねじ６４により取付板４４に緩く組み付け、次いで各コンタクトユニット１０を下方から開口４８にさし込み、次いで各コンタクトユニット１０の姿勢を調整して止めねじ５４，６０をきつく締め付け、その後止めねじ６４をきつく締め付けることにより、組み立てられる。
【００４３】
電気的接続装置４０に組み立てられた状態において、各コンタクトユニット１０は、フレーム４２及び取付板４４に対し、ボールプランジャ５６のばね力に抗してわずかに変位可能である。
【００４４】
各スルーホール７０には、コネクタ７２の接続ピン７４が差し込まれる。コネクタ７２は、各コンタクトユニット１０をテスタのテストヘッドに接続するフラットケーブル７６の一端部に設けられている。
【００４５】
電気的接続装置４０は、テスタの検査ステーションに配置され、各コンタクトユニット１０を複数のフラットケーブル７６によりテスタのテストヘッドに接続される。集積回路３６は、テスタの検査テーブル上に配置される。
【００４６】
通電試験時、コンタクト部３０が集積回路３６のパッド電極３８に押圧される。これにより、集積回路３６は、コンタクト部３０、配線部２８、突起電極３２、接続ランド６８、スルーホール７０、コネクタ７２及びフラットケーブル７６によりテスタのテストヘッドに電気的に接続される。
【００４７】
コンタクト部３０がパッド電極３８に押圧されると、弾性変形部１８が弾性性変形して、コンタクト部１８と集積回路３６のパッド電極３８との間に所定の接触圧が得られる。また、弾性変形部１８が支持体１２の厚さ方向における一方側に変位されているから、各プローブ要素は図３に示すように支持体１２の厚さ方向における一方側の部位が他方側の部位より大きく変形するように凹み、その結果コンタクト部３０がパッド電極３８に対し傾き、コンタクト部３０とパッド電極３８との間に有効な擦り作用が生じる。
【００４８】
電気的接続装置４０においては、各コンタクトユニット１０がフレーム４２及び取付板４４に対してボールプランジャ５６のばね力に抗してわずかに変位可能であるから、全体的に熱的に伸縮しても、コンタクトユニット１０相互の位置的関係が大きく変化するおそれがない。
【００４９】
また、被接触箇所３８の配置パターンが異なる被検査体の通電試験をするときは、コンタクト部３０を被接触箇所の配置パターンに対応した状態に配置した他のコンタクトユニットに交換すればよい。
【００５０】
なお、弾性変形部をゴムのような弾性部材を用いた弾性変形部１８とする代わりに、図７に示すように、板状部１６の一端部の側にあって支持体１２の厚さ方向における一方の面に開放する切欠部８０により形成される部位を弾性変形部８２としてもよい。
【００５１】
図７に示す実施例において、弾性変形部８２は、コンタクト部３０がパッド電極３８に押圧されていないと、図７（Ａ）に示す状態にあるが、コンタクト部３０がパッド電極３８に押圧されると、図７（Ｂ）に示すように、支持体１２の幅方向の一方側が大きく変形するように弾性変形する。これにより、コンタクト部３０は電極部に効果的な擦り作用を与える。
【００５２】
なお、図２に示すように、配線部２８を覆う電気絶縁層８４を電気接続体１０に設けてもよい。このようにすれば、複数のコンタクトユニット１０を重ねても、隣り合うコンタクトユニット１０の配線部２８の電気的接触が防止される。
【００５３】
また、コンタクト部３０を配線部２８に予め形成しておく代わりに、電気的接続装置４０に組み立てた後に、電気的接続装置４０の全コンタクト部を配線部に形成してもよい。このようにすれば、コンタクト部を被接触箇所の配置パターンに正確に対応した配置に容易に形成することができる。
【００５４】
本発明は、上記実施例に限定されない。例えば、本発明は、プローブカードをテスタのテストヘッドに接続するインターフェース及びこれに用いるコンタクトユニットに適用することができる。また、本発明は、集積回路の通電試験に用いるコンタクトユニット及び電気的接続装置のみならず、液晶基板のような他の平板状被検査体の通電試験に用いるコンタクトユニット及び電気的接続装置にも適用することができる。それゆえに、本発明は、その趣旨を逸脱しない限り、種々変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコンタクトユニットの一実施例を示す正面図である。
【図２】図１に示すコンタクトユニットの左側面図である。
【図３】図１に示すコンタクトユニットの作用を説明するための一部を拡大した断面図である。
【図４】図１に示すコンタクトユニットを用いた電気的接続装置の一実施例を示す平面図であって、フラットケーブルを除去した状態の平面図である。
【図５】図４の５−５線に沿って得た断面図である。
【図６】図４の６−６線に沿って得た断面図である。
【図７】コンタクトユニットの他の使用例を示す断面図であって、（Ａ）はコンタクト部が被接触箇所に押圧されていない状態を示し、（Ｂ）はコンタクト部が被接触箇所に押圧されている状態を示す。
【符号の説明】
１０  コンタクトユニット
１２  支持体
１４  電気接続体
１６  板状部
１８，８２  弾性変形部
２０  弾性体
２３，８０  切欠部
２６  ベース部材
２８  配線部
３０  コンタクト部
３２  突起電極
３４  スリット
３６  被検査体（集積回路）
３８  被接触箇所（パッド電極）
４０  電気的接続装置
４２  フレーム
４４  取付板
４６  接続基板
４８  開口
５４，５８，６４  止めねじ
５６  ボールプランジャ
６２  調整ねじ
６０，６６  ガイドピン
６８  接続ランド
７０  スルーホール
７２  コネクタ
７４  接続ピン
７６  フラットケーブル
【図１】
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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】
0004662587.tif 000008