(57)【要約】本発明は、半導体デバイスのような平板状被検査体の通電試験に用いる電気的接続装置に関する。本発明の電気的接続装置は、板状でありその厚さ方向に貫通して接続ランドに個々に開放する複数の第１の貫通穴（５４）を備える弾性体（２６）と、第１の貫通穴に連通された第２の貫通穴（６２）を備えた弾性変形可能な複数の座（６３）と、前記第１および第２の貫通穴に収容された第１の部位（３６）および座に当接可能のフランジ部（４２）を備える複数の第１のピン（２０）と、前記第１のピンに対し前記第１の貫通穴の軸線方向に隣り合って前記第１の貫通穴に収容された複数の第２のピン（２２）とを含み、前記第１および第２のピンの少なくとも一方は、さらに、前記第１の貫通穴の軸線に対して角度を有する面領域を他方の側に備え、前記第１および第２のピンの他方は前記面領域に当接可能の箇所を前記一方の側に備える。
2004070890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の弾性体であって当該弾性体をその厚さ方向に貫通して前記接続ランドに個々に開放する複数の第１の貫通穴を備える弾性体と、
前記第１の貫通穴に個々に対応されて前記弾性体に配置された、弾性変形可能の複数の座であってそれぞれが当該座をその厚さ方向に貫通して対応する第１の貫通穴に連通された第２の貫通穴を備える複数の座と、
前記第１及び第２の貫通穴に収容された第１の部位、前記第２の貫通穴から突出した第２の部位並びに前記座に当接可能のフランジ部を備える複数の第１のピンと、
前記第１のピンに対し前記第１の貫通穴の軸線方向に隣り合って前記第１の貫通穴に収容された複数の第２のピンとを含み、
前記第１及び第２のピンの少なくとも一方は、さらに、前記第１の貫通穴の軸線に対して角度を有する面領域を他方の側に備え、前記第１及び第２のピンの他方は前記面領域に当接可能の箇所を前記一方の側に備える、電気的接続装置。
【請求項２】
さらに、前記第１の貫通穴に個々に対応された複数の接続ランドを備える配線基板を含む、請求項１に記載の電気的接続装置。
【請求項３】
前記第２のピンは、前記第１のピンと反端側の端部を球状面とされていると共に、前記球状面の一部において前記接続ランドに当接されている、請求項２に記載の電気的接続装置。
【請求項４】
前記第１及び第２のピンは、いずれも、前記面領域を備えている、請求項１から３のいずれか１項に記載の電気的接続装置。
【請求項５】
前記第１及び第２のピンのいずれか一方の前記面領域は凸状の横断面形状を有し、他方の面領域は前記一方の面領域が相対的変位可能に嵌合された凹状の横断面形状を有する、請求項４に記載の電気的接続装置。
【請求項６】
前記複数の座は、前記複数の第２の貫通穴を備えるシート状部材であって前記弾性体に重ねられたシート状部材に一体的に形成されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の電気的接続装置。
【請求項７】
前記シート状部材は、さらに、隣り合う第２の貫通穴の周りのシート状領域を、前記座として作用させるべく、それらシート状領域が部分的に続くように、区画する複数のスリットを備える、請求項６に記載の電気的接続装置。
【請求項８】
さらに、隣り合う第１の貫通穴の周りの弾性領域を区画すべく前記弾性体内に配置された格子を含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の電気的接続装置。
【請求項９】
前記格子は、縦横に組み合わされた複数の帯状部材であって前記弾性領域をそれら弾性領域が部分的に続くように区画する複数の帯状部材を含む、請求項８に記載の電気的接続装置。
【請求項１０】
さらに、前記複数の座に重ねられた押え板を含み、該押え板は、前記第１のピンの第２の部位をその先端部が突出した状態に個々に受け入れた複数の穴と、該穴に連通されて前記フランジ部を個々に受け入れた複数の凹所とを備える、請求項１から９のいずれか１項に記載の電気的接続装置。
【請求項１１】
前記第１のピンは、さらに、前記第２の部位からさらに突出する１以上の角錐形の突起を備える、請求項１から１０のいずれか１項に記載の電気的接続装置。
【請求項１２】
前記弾性体は、さらに、前記第１の貫通穴の周りにあって前記シート状部材の側に開放する凹所を備える、請求項１から１１のいずれか１項に記載の電気的接続装置。
【請求項１３】
前記第２のピンは、前記面領域を備えると共に、さらに前記面領域の下部にＬ字状の段部を備え、前記弾性体は、さらに、前記第１の貫通穴内に突出して前記第２のピンを前記段部において押える押え部を備え、前記第１のピン及び前記段部は前記第１及び第２のピンが相対的に押圧されたときに前記第１のピンの逃げとなる空間を前記第１の貫通穴にあって前記押え部の上方に形成している、請求項１から１２のいずれか１項に記裁の電気的接続装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、半導体デバイスのような平板状被検査体の通電試験に用いる電気的接続装置に関する。
【背景技術】  半導体デバイスのように複数の電極を備える平板状被検査体の通電試験は、一般に、プローブカード、プローブユニット、プローブブロック等の電気的接続装置を用いて行われる。
この種の電気的接続装置の１つとして、円筒状の弾性体と、この弾性体の貫通穴部に配置された第１及び第２のコンタクトピンとを備えたものがある（特許文献１）。
特許文献１：特開２００１−２５０６００号公報
この従来の装置において、第１及び第２のピンは、貫通穴部の軸線方向に隣り合って配置されていると共に、貫通穴部の軸線に対し傾斜する傾斜面において当接されており、さらに弾性板の面に接触するフランジ状の基台を傾斜面と反対側の端部に備えている。
この従来の装置においては、第１及び第２のピンは、両者が相寄る方向への付勢力が作用したとき、当接している傾斜面に沿って変位して弾性体を、貫通穴の軸線方向に圧縮変形させると共に、貫通穴を押し広げる方向に圧縮変形させ、付勢力が第１及び第２のピンに作用しなくなったとき、弾性体の弾性力により元の状態に戻される。
しかし、上記従来の電気的接続装置では、上記付勢力が第１及び第２のピンに作用したときに、弾性体を軸線方向に弾性変形させるにもかかわらず、弾性体をこれの軸線方向へ圧縮変形させる部分がフランジ状の基台にすぎない。このため、弾性体をこれの軸線方向へ圧縮変形させ力が貫通穴を押し広げる力により大きく減殺されて、上記付勢力による弾性体の圧縮変形量が著しく少ない。また、弾性体をこれの軸線方向へ圧縮変形させる力が不足する。
また、上記従来の電気的接続装置では、貫通穴を押し広げる方向に弾性体を圧縮変形させた力は、付勢力が第１及び第２のピンに作用しなくなったとき、貫通穴の軸線方向へ戻ろうとする第１のピンに摩擦抵抗力として作用する。このため、弾性体を貫通穴の軸線方向へ圧縮変形させた力に起因して第１のピンに作用する復元力が貫通穴を押し広げた力に起因して第１のピンに作用する復元力により大きく減殺されてしまう。
上記の結果、従来の電気的接続装置では、付勢力が第１及び第２のピンに作用しなくなったときに、第１及び第２のピンを基の状態に戻す復元力、特に第１のピンを第２のピンに対し離間させる方向へ変位させる力が不足する。
【発明の開示】
本発明の目的は、第１のピンを第２のピンに対し離間させるように第１のピンに作用する力を大きくすることにある。
本発明に係る電気的接続装置は、板状の弾性体であって当該弾性体をその厚さ方向に貫通して前記接続ランドに個々に開放する複数の第１の貫通穴を備える弾性体と、前記第１の貫通穴に個々に対応されて前記弾性体に配置された、弾性変形可能の複数の座であってそれぞれが当該座をその厚さ方向に貫通して対応する第１の貫通穴に連通された第２の貫通穴を備える複数の座と、前記第１及び第２の貫通穴に収容された第１の部位、前記第２の貫通穴から突出した第２の部位並びに前記座に当接可能のフランジ部を備える複数の第１のピンと、前記第１のピンに対し前記第１の貫通穴の軸線方向に隣り合って前記第１の貫通穴に収容された複数の第２のピンとを含む。前記第１及び第２のピンの少なくとも一方は、さらに、前記第１の貫通穴の軸線に対して角度を有する面領域を他方の側に備え、前記第１及び第２のピンの他方は前記面領域に当接可能の箇所を前記一方の側に備える。
電気的接続装置は、例えば、弾性体を配線基板に、該配線基板に備えられた複数の接続ランドが第１の貫通穴に個々に開放された状態に組み付けられて、使用される。通電試験時、半導体デバイスのような平板状被検査体の電極を第１のピンの第１の部位側の端部に接触させた状態で、通電試験装置と被検査体とが相対的に押圧される。
これにより、第１のピンが第２のピンを押すから、第１及び第２のピンが相対的に変位する。その結果、第１のピンは、対応する座を弾性変形させつつ少なくとも第１の貫通穴の軸線方向に変位されて、弾性体をフランジ部により座を介して厚さ方向に圧縮変形させる。これに対し、第２のピンは、面領域が第１の貫通穴の軸線に対し角度を有するから、主として第１の貫通穴を押し広げる方向に圧縮変形させる。
上記の圧縮変形時、弾性体をこれの厚さ方向に圧縮させる力は、この力がシート状部材を介して弾性体に作用するから、弾性体をフランジ部により直接変形させる場合及び第１のピンによって第１の貫通穴を押し広げる場合等に比べて大きい。
第１及び第２のピンの押圧が解除されると、第１及び第２のピンは弾性体の弾性力（復元力）により元の状態に戻される。このとき、第１のピンはシート状部材に案内されて主として第１の貫通穴の軸線方向に変位され、また第１のピンを第１の貫通穴の軸線方向に戻す力はシート状部材を介してフランジ部に作用する。さらに、第１のピンが第１の貫通穴の軸線方向に戻るときの第１のピンと弾性体との間の摩擦抵抗は、従来装置に比べ、第１のピンが第１の貫通穴を押し広げるように弾性体を圧縮変形させる力が小さいから、著しく小さい。
上記の結果、本発明によれば、従来装置に比べ、弾性体を圧縮変形させる圧縮力及び第１のピンを第１の貫通穴の軸線方向に戻す復元力が大きくなり、第１及び第２のピンが元の状態に確実に戻る。
電気的接続装置は、さらに、前記第１の貫通穴に個々に対応された複数の接続ランドを備える配線基板を含むことができる。そのようにすれば、弾性体を配線基板に組み付けることができる。
前記第２のピンは、前記第１のピンと反端側の端部を球状面とされていると共に、前記球状面の一部において前記接続ランドに当接されていてもよい。そのようにすれば、第１及び第２のピンが相対的に押圧されたとき、、第２のピンが接続ランドに押圧されることと、第１及び第２のピンが第１の貫通穴の軸線と交差する面領域において当接していることとがあいまって、第２のピンが球状面に沿って容易に傾き、その結果第１のピンが第１の貫通穴の軸線方向に容易に変位しやすくなる。
前記第１及び第２のピンは、いずれも、前記面領域を備えていてもよい。そのようにすれは、第１及び第２のピンが相対的に押圧されたとき、第１及び第２のピンの接触面積が大きくなるから、第１及び第２のピンの電気的接触抵抗が小さくなる。また、第１及び第２のピンが相対的に押圧されたとき及びその押圧が解除されたとき、第１のピンは第１の貫通穴の軸線方向に確実に変位する。
前記第１及び第２のピンのいずれか一方の前記面領域は凸状の横断面形状を有し、他方の面領域は前記一方の面領域が相対的変位可能に嵌合された凹状の横断面形状を有することができる。そのようにすれば、第１及び第２のピンが横断面方向への相対的な変位が防止される。
前記複数の座は、前記複数の第２の貫通穴を備えるシート状部材であって前記弾性体に重ねられたシート状部材に一体的に形成されていてもよい。そのようにすれば、座と弾性体との位置決めが容易になり、また第１のピンが第２の貫通穴に案内されて主として第１の貫通穴の軸線方向に確実に変位する。
前記シート状部材は、さらに、隣り合う第２の貫通穴の周りのシート状領域を前記座として作用させるべく、それらシート状領域が部分的に続くように、区画する複数のスリットを備えることができる。そのようにすれば、第１及び第２のピンが相対的に押圧されたとき及びその押圧が解除されたときに、各シート状領域が独立して確実に変形するから、第１のピンが第１の貫通穴の軸線方向に確実に移動される。
電気的接続装置は、さらに、隣り合う第１の貫通穴の周りの弾性領域を区画すべく前記弾性体内に配置された格子を含むことができる。そのようにすれば、第１及び第２のピンが相対的に押圧されたとき及びその押圧が解除されたときに、弾性体の各弾性領域が独立して変形するから、第１のピンが第１の貫通穴の軸線方向に確実に移動される。
前記格子は、縦横に組み合わされた複数の帯状部材であって前記弾性領域をそれら弾性領域が部分的に続くように区画する複数の帯状部材を含むことができる。そのようにすれば、第１及び第２のピンが相対的に押圧されたこと及びその押圧が解除されたことの繰り返しに起因する、隣り合う各弾性領域の分離が防止される。
電気的接続装置は、さらに、前記座に重ねられた押え板を含み、該押え板は、前記第１のピンの第２の部位をその先端部が突出した状態に個々に受け入れた複数の穴と、該穴に連通されて前記フランジ部を個々に受け入れた複数の凹所とを備えることができる。そのようにすれば、第１及び第２の貫通穴からの第１のピンの脱落が防止される。
前記第１のピンは、さらに、前記第２の部位からさらに突出する１以上の角錐形の突起を備えることができる。そのようにすれば、被検査体の電極と第１のピンとが確実に接触する。
前記弾性体は、さらに、前記第１の貫通穴の周りにあって前記シート状部材の側に開放する凹所を備えることができる。そのようにすれば、第１及び第２のピンが相対的に押圧されたときに、第２のピンが傾きやすくなるから、第１のピンが第１の貫通穴の軸線方向に変位しやすくなる。
前記第２のピンは、前記面領域を備えると共に、さらに前記面領域の下部にＬ字状の段部を備え、前記弾性体は、さらに、前記第１の貫通穴内に突出して前記第２のピンを前記段部において押える押え部を備え、前記第１のピン及び前記段部は前記第１及び第２のピンが相対的に押圧されたときに前記第１のピンの逃げとなる空間を前記第１の貫通穴にあって前記押え部の上方に形成していてもよい。そのようにすれば、被検査体に作用させるオーバードライブ量を大きくして、第１及び第２のピンの接触圧及び第２のピンと接続ランドとの接触圧を高めることができるし、それらの接触箇所における電気的な接触抵抗を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】  第１図は、本発明に係る電気的接続装置の一実施例を示す、配線基板を省略した平面図である。
第２図は、第１図における２−２線に沿って得た断面図である。
第３図は、第１図に示す電気的接続装置のフレーム及び押え板を取り除いた平面図である。
第４図は、第１図に示す電気的接続装置のフレーム、押え板及びシート状部材を取り除いた平面図である。
第５図は、第１図に示す電気的接続装置の配線基板以外の部材の分解斜視図である。
第６図は、第１図に示す電気的接続装置における弾性体及び格子の製造方法の一実施例を説明するための斜視図である。
第７図は、第１図に示す電気的接続装置における第１及び第２のピンの近傍の平面図である。
第８図は、第１図に示す電気的接続装置で用いる第１及び第２のピンの一実施例を示すピンの斜視図である。
第９図は、第１図に示す電気的接続装置の動作を説明するための第１及び第２のピンの近傍を示す縦断面図であって、（Ａ）はオーバードライブを作用させないときの状態を示す、（Ｂ）オーバードライブを作用させたときの状態を示す。
第１０図は、電気的接続装置の他の実施例の一部を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦断面図である。
第１１図は、電気的接続装置の他の実施例の一部を示す図であって、（Ａ）はオーバードライブを作用させないときの状態を示す、（Ｂ）オーバードライブを作用させたときの状態を示す。
第１２図は、第１及び第２のピンの面領域の各種の実施例を示す横断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  図１〜図９を参照するに、電気的接続装置１０は、半導体デバイス、特に集積回路のような平板状被検査体１２が仕様書通りに機能するか否かの通電試験において、被検査体１２とテスターとを電気的に接続するために用いられる。
被検査体１２は、半田バンプのように半球状の形状を有する複数の突起電極１４を矩形の形状を有する板状のベース１６にマトリクス状に配置している。各突起電極１４は、ベース１６内の回路に電気的に接続されている。
電気的接続装置１０は、複数の第１のピン２０と、第１のピン２０に一対一の形に対応された複数の第２のピン２２と、配線基板２４と、配線基板２４の上に重ねられた弾性体２６と、弾性体２６内に配置された格子２８と、弾性体２６の上に重ねられたシート状部材３０と、シート状部材３０の上に重ねられた押え板３２と、押え板３２の上に重ねられた矩形のフレーム３４とを含む。
各第１のピン２０は、図８及び図９に示すように、棒状の第１の部位３６と、第１の部位３６の上端に一体的に続く第２の部位３８と、第２の部位３８の上端に一体的に形成された角錐形の複数の突起４０と、第２の部位３８の下端部の外周部に一体的に形成されたフランジ部４２とを備えている。
第１及び第２の部位３６及び３８は、同じ直径寸法を有している。複数の突起４０は、それらが突起電極１４と接触する接触部として作用するように、第１のピン２０の軸線の周りに間隔をおいており、また頂部を第１の部位３６と反対側に突出させている。
各第２のピン２２は、図８及び図９に示すように、第１のピン２０の第１及び第２の部位３６及び３８とほぼ同じ直径寸法を有しており、下端部を球状面とされている。第１及び第２のピン２０及び２２は、それらの軸線を一致させた状態にそれらの軸線方向に隣り合って配置されており、またそれぞれ隣り合う箇所を互いに当接可能の面領域４６及び４８とされている。
面領域４６及び４８は、第１及び第２のピン２０及び２２の軸線に対し所定の角度θ傾斜している。角度θは、６０度以下、好ましくは４５度以下、より好ましくは３０度以下とすることができる。
配線基板２４は、図２に示すように、第１及び第２のピン２０及び２２の対に個々に対応された複数の接続ランド５０と、隣り合う接続ランド５０の間に位置された複数のアース用ランド５２とを厚さ方向における一方の面（上面）に備えている。接続ランド５０及びアース用ランド５２は、印刷配線技術等、公知の手法により形成することができる。
弾性体２６は、三次元的に圧縮変形可能に、シリコーンゴムのような電気絶縁性のゴム材により製作されており、また第１及び第２のピン２０及び２２の対に個々に対応された複数の貫通穴５４を有している。貫通穴５４は、弾性体２６をこれの厚さ方向に貫通している。第１及び第２のピン２０及び２２は、それらが上下方向に隣り合いかつ第２のピン２２の球状面４４を対応する接続ランド５０に当接させた状態に、貫通穴５４に配置されている。
格子２８は、導電性の金属材料から製作されている。図示の例では、格子２８は、図２、図４、図５及び図６に示すように、弾性体２６の各貫通穴５４の周りの弾性領域を隣りの弾性領域から区画すべく、弾性体２６の厚さ寸法とほぼ同じ幅寸法と導電性とを有する複数の帯状部材５６をそれらの幅方向を弾性体２６の厚さ方向（上下方向）とした状態に縦横に組み合わせている。
各帯状部材５６は、図６に示すように、隣り合う弾性領域を部分的に連続させる複数の穴５８を備えている。しかし、格子２８は複数の帯状部材５６が縦横に一体的に組み合わされた一体物として製作してもよく、また帯状部材５６に穴５８を形成しなくてもよい。
格子２８は、図６に示すように、複数の帯状部材５６を上方に開放する箱状の型枠６０内に縦横に組み合わせて配置し、型枠６０内にゴム材を帯状部材が浸漬しないように所定深さまで流し込んで、そのゴム材を硬化させることにより、弾性体２６内に配置することができる。
上記のように製作された格子２８は、各帯状部材５６の幅方向の両端面を弾性体２６から露出させている。弾性体２６及び格子２８の一体物は、貫通穴５４が対応する接続ランド５０に開放し、各帯状部材５６の幅方向における一端面（下面）が少なくとも１つのアース用ランド５２に接触するように、配線基板２４の上面に重ね合わされている（図２参照）。
シート状部材３０は、電気絶縁性の樹脂又は金属、好ましくは、ポリイミドのような樹脂により製作されている。シート状部材３０は、図２及び図３に示すように、シート状部材３０を厚さ方向に貫通する複数の貫通穴６２と、隣り合う貫通穴６２の周りのシート状領域６３を、それらシート状領域６３が部分的に続くように、区画する複数のスリット６４とを備えている。
各シート状部材３０の各シート領域６３は、第１のピン２０のフランジ部より広く、また座として作用する
各貫通穴６２は、貫通穴５４に個々に対応されて、対応する貫通穴５４に開放している。各シート状領域６３は、弾性体２６の弾性領域に一対一の関係に対応されている。シート状部材３０は、各貫通穴６２が対応する貫通穴５４に開放し、各スリット６４が帯状部材５６に対向するように、弾性体２６及び格子２８に重ねられている。
押え板３２は、シート状部材３０と同様に、電気絶縁性の樹脂又は金属により製作されている。押え板３２は、第１のピン２０の第２の部位３８をその先端部が突出した状態に個々に受け入れている複数の穴６６と、穴６６に個々に連通されてフランジ部４２を個々に受け入れている複数の凹所６８とを備えている。
各穴６６及び各凹所６８は、同軸とされており、またシート状部材３０の貫通穴６２に一対一の関係に対応されている。押え板３２は、各穴６６及び各凹所６８が貫通穴６２と同軸となるように、シート状部材３０に重ね合わされている。
フレーム３４は、被検査体１２のベース１６を収容することができる大きさを有する矩形の開口７０を備えている。開口７０を形成する内面のうち、上部は被検査体１２を開口７０の中央側に正しく案内する斜め上向きの斜面７２とされている。フレーム３４は、全ての第１のピン２０が平面的に見て開口７０内に入るように、押え板３２に重ね合わされている。
第１のピン２０は、面領域４６が下方となり、第２の部位３８が押え板３２の穴６６を貫通して上方へ突出し、フランジ部４２が押え板３２の凹所６８に収容された状態に、第１の部位３６をシート状部材３０の貫通穴６２及び弾性体２６の貫通穴５４に挿し込まれている。
第２のピン２２は、面領域４８が上方となって第１のピン２０の面領域４６と対向するように、弾性体２６の貫通穴５４に差し込まれている。第１のピン２０の第１の部位３６と第２のピン２２の直径寸法は、貫通穴５４及び６２の直径寸法とほぼ同じとすることができる。これにより、両面領域４６、４８は面接触しており、第２のピン２２の球状面４４は接続ランド５０に接触している。
第１及び第２のピン２０及び２２を上記のように配置するには、例えば、弾性体２６を配線基板２４に重ねると共に、シート状部材３０を弾性体２６に重ね、それらに複数の位置決めピン７４を通してそれらを位置決めた状態で、第２のピン２２を貫通穴５４に差し込み、次いで、第１のピン２０の第１の部位３６を貫通穴５４、６２に通し、その後位置決めピン７４を押え板３２に通して押え板３２をシート状部材３０に重ねればよい。
上記の結果、第１及び第２のピン２０及び２２は、配線基板２４、弾性体２６、シート状部材３０及び押え板３２を積層した積層物に配置され、貫通穴５４及び６２からの脱落を防止される。
電気的接続装置１０は、その後、位置決めピン７４をフレーム３４に通して、フレーム３４を積層物に重ね、配線基板２４、弾性体２６、シート状部材３０、押え板３２及びフレーム３４を複数のねじ部材７６により分解可能に結合させることにより、容易に組み立てることができる。
位置決めピン７４が配線基板２４に組み付けられている場合には、先ず弾性体２６が配線基板２４に重なると共に、シート状部材３０が弾性体２６に重なるように、位置決めピン７４が、弾性体２６、配線基板２４及びシート状部材３０の穴に受け入れられ、次いで第１及び第２のピン２０及び２２が上記のように配置され、次いで押え板３２がシート状部材３０に重なるように、位置決めピン７４が押え板３２の穴に受け入れる。これにより、上記積層物が形成される。
その後、フレーム３４が積層物に重なるように、位置決めピン７４をフレーム３４の穴に受け入れ、最終的に、積層物及びフレーム３４が複数のねじ部材７６により結合される。
電気的接続装置１０は、貫通穴５４、６２の軸線方向が上下方向となる状態に検査装置に配置される。その状態において、先ず被検査体１２が突起電極１４を下方とした状態で電気的接続装置１０の開口７０に配置される。この時点においては、第１及び第２のピン２０及び２２は、図９（Ａ）に示すように、それらの軸線が上下方向へ伸びる状態に維持されている。
次いで、被検査体１２と電気的接続装置１０とが相寄る方向へ押圧される。これにより、突起電極１４と角錐形の突起４０とが押圧されて、突起電極１４と第１のピン２０とが電気的に確実に接触する。
突起電極１４と第１のピン２０とが押圧されると、第１のピン２０が第２のピン２２を押すから、第１及び第２のピン２０及び２２が相対的に変位する。これにより、弾性体２６及びシート状部材３０は、それぞれ、隣り合う貫通穴５４及び６２の周りの弾性領域及びシート状領域６３が独立して変形するから、確実に弾性変形する。
また、突起電極１４と第１のピン２０とが押圧されると、面領域４６及び４８が貫通穴５４の軸線に対して傾斜していることと、各第１のピン２０がシート状部材３０の貫通穴６２に案内されことと、シート状領域６３がスリット６４により離されていることとから、各第１のピン２０は、図９（Ｂ）に示すように、主として貫通穴５４の軸線方向に確実に変位されて、シート状部材３０のシート領域６３をフランジ部４４により弾性変形させて、弾性体２６の弾性領域を厚さ方向に圧縮変形させる。
これに対し、第２のピン２２は、面領域４６、４８が貫通穴５４の軸線に対し傾斜していることと、球状面４４が接続ランド５０に押圧されていることとから、図９（Ｂ）に示すように、球状面４４に沿って傾き、それにより主として貫通穴５４を押し広げる方向に弾性体２６の弾性領域を圧縮変形させる。
上記のような圧縮変形時、弾性体２６をこれの厚さ方向に圧縮させる力は、この力がシート状部材３０を介して弾性体２６に作用することと、弾性体２６の弾性領域及びシート状部材３０のシート領域６３が独立して変形することとから、弾性体２６をフランジ部４２により直接変形させる場合及び第１のピン２０によって貫通穴５４を押し広げる場合等に比べ、著しく大きい。
上記状態において、被検査体１２に通電される。この際、接続ランド５０はテスターの信号ラインに接続され、アース用ランド５２はアースに接続される。
通電試験時、第１及び第２のピン２０及び２２が貫通穴５４の軸線に対して傾斜する面領域４６及び４８において押圧されているから、第１及び第２のピン２０及び２２の接触面積が大きくなり、第１及び第２のピン２０及び２２の電気的接触抵抗が小さい。
通電試験の間、第１及び第２のピン２０及び２２の各対が、それらの周りにあってアース用ランド５２に電気的に接続された帯状部材５６によりシールドされるから、第１及び第２のピン２０及び２２への雑音の混入が抑制される。
被検査体１２が取り除かれて、第１及び第２のピン２０及び２２の押圧が解除されると、第１及び第２のピン２０及び２２は弾性体２６の弾性力により元の状態に戻される。
この際、弾性体２６及びシート状部材３０は、それぞれ、隣り合う貫通穴５４及び６２の周りの弾性領域及びシート状領域６３が独立して変形するから、元の状態に確実に戻り、第１及び第２のピン２０及び２２を元の状態に確実に戻す。
また、各第１のピン２０は、面領域４６及び４８が貫通穴５４の軸線に対して傾斜していることと、各第１のピン２０がシート状部材３０の貫通穴６２に案内されこととから、主として貫通穴５４の軸線方向に確実に変位される。
さらに、第１のピン２０を貫通穴５４の軸線方向に戻す力はシート状部材３０を介してフランジ部に確実に作用し、第１のピン２０が貫通穴５４の軸線方向に戻るときの第１のピン２０と弾性体２６との間の摩擦抵抗は、従来装置に比べ、著しく小さい。
上記のように、電気的接続装置１０によれば、従来装置に比べ、弾性体２６を貫通穴５４の軸線方向に圧縮変形させる圧縮力及び第１のピン２０を貫通穴５４の軸線方向に戻す復元力が大きくなり、第１及び第２のピン２０及び２２が元の状態に確実に戻る。
図１０に示すように、弾性体２６は、さらに、貫通穴５４の周りにあってシート状部材３０の側に開放する弧状の凹所７８を備えていてもよい。凹所７８を弾性体２６に形成すると、第１及び第２のピン２０及び２２が相対的に押圧されたときに、第２のピン２２が貫通穴５４の軸線に対し傾きやすくなるから、第１のピン２０が貫通穴５４の軸線方向に変位しやすくなる。
図１１に示すように、第２のピン２２をその面領域４８の下部においてＬ字状に切除して、上向きの段部８０を第２のピン２２に形成し、弾性体２６から貫通穴５４内に突出して第２のピン２２を段部８０において押える押え部８２を弾性体２６に形成し、第１及び第２のピン２０及び２２が相対的に押圧されたときに第１のピン２０の逃げ部として作用する空間８４を押え部８２の上方に形成してもよい。
上記のように段部８０及び押え部８２をそれぞれ第２のピン２２及び弾性体２６に備えるならば、被検査体に作用させるオーバードライブ量を大きくして、第１のピン２０を突起電極１４により第２のピンに向けて押圧すると、弾性体２６の弾性領域が大きく圧縮変形して、第２のピン２２が接続ランド５０に強く押圧される。
上記の結果、オーバードライブ量を大きくして、第１及び第２のピン２０及び２２の接触圧及び第２のピン２２と接続ランド５０との接触圧を高めることができるし、それらの接触箇所における電気的な接触抵抗を小さくすることができる。
面領域４６及び４８は、以下のような形状とすることができる。また、第１及び第２のピンのいずれか一方に面領域を形成し、他方に前記面領域に当接する凸部を形成してもよい。
図１２（Ａ）に示すように、面領域４６及び４８がいずれも平坦面であってもよい。
しかし、図１２（Ｂ）に示すように、一方の面領域４６がく字状の横断面形状を有する凸状面領域とし、他方を前記のような凸状面領域に相対的変位可能に嵌合されたく字状の横断面形状を有する凹状面領域としてもよい。
また、図１２（Ｃ）に示すように、一方の面領域４６が前記のような凸状面領域が嵌合されるコ字状の横断面形状を有する凸状面領域とし、他方を前記のような凸状面領域が相対的変位可能に嵌合されるコ字状の横断面形状を有する凹状面領域としてもよい。
さらに、図１２（Ｄ）に示すように、一方の面領域４６が弧状の横断面形状を有する凸状面領域とし、他方を前記のような凸状面領域が部分的に当接する平坦面領域としてもよい。
面領域４６及び４８を図１２（Ｂ）又は（Ｃ）に示すような横断面形状の面領域にすれば、第１及び第２のピン２０及び２２が横断面方向への相対的な変位が防止される。
シート状部材３０にスリット６４を形成して座として作用するシート領域６３を形成する代わりに、スリット６４をシート状部材３０に形成することなく連続する一体的なシート領域のそれぞれを座として用いてもよい。また、シート領域を完全に分離されて独立した座としてもよい。
本発明は、電気的接続装置１０が被検査体１２の上側及び下側のいずれとなる状態で使用してもよいし、電気的接続装置１０を斜めにした状態で使用してもよい。また、本発明は、半導体デバイスのみならず、液晶表示パネルのような他の平板状被検査体の電気的接続装置にも適用することができる。
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、種々変更することができる。
【図１】
2004070890.tif 000003
【図２】
2004070890.tif 000004
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年12月8日(2005.12.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の弾性体であって当該弾性体をその厚さ方向に貫通する複数の第１の貫通穴を備える弾性体と、
前記第１の貫通穴に個々に対応されて前記弾性体に配置された、弾性変形可能の複数の座であってそれぞれが当該座をその厚さ方向に貫通して対応する第１の貫通穴に連通された第２の貫通穴を備える複数の座と、
前記第１及び第２の貫通穴に収容された第１の部位、前記第２の貫通穴から突出した第２の部位並びに前記座に当接可能のフランジ部を備える複数の第１のピンと、
前記第１のピンに対し前記第１の貫通穴の軸線方向に隣り合って前記第１の貫通穴に収容された複数の第２のピンとを含み、
前記第１及び第２のピンの少なくとも一方は、さらに、前記第１の貫通穴の軸線に対して角度を有する面領域を他方の側に備え、前記第１及び第２のピンの他方は前記面領域に当接可能の箇所を前記一方の側に備える、電気的接続装置。
【請求項２】
さらに、前記第１の貫通穴に個々に対応された複数の接続ランドを備える配線基板を含む、請求項１に記載の電気的接続装置。
【請求項３】
前記第２のピンは、前記第１のピンと反端側の端部を球状面とされていると共に、前記球状面の一部において前記接続ランドに当接されている、請求項２に記載の電気的接続装置。
【請求項４】
前記第１及び第２のピンは、いずれも、前記面領域を備えている、請求項１から３のいずれか１項に記載の電気的接続装置。
【請求項５】
前記第１及び第２のピンのいずれか一方の前記面領域は凸状の横断面形状を有し、他方の面領域は前記一方の面領域が相対的変位可能に嵌合された凹状の横断面形状を有する、請求項４に記載の電気的接続装置。
【請求項６】
前記複数の座は、前記複数の第２の貫通穴を備えるシート状部材であって前記弾性体に重ねられたシート状部材に一体的に形成されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の電気的接続装置。
【請求項７】
前記シート状部材は、さらに、隣り合う第２の貫通穴の周りのシート状領域を、前記座として作用させるべく、それらシート状領域が部分的に続くように、区画する複数のスリットを備える、請求項６に記載の電気的接続装置。
【請求項８】
さらに、隣り合う第１の貫通穴の周りの弾性領域を区画すべく前記弾性体内に配置された格子を含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の電気的接続装置。
【請求項９】
前記格子は、縦横に組み合わされた複数の帯状部材であって前記弾性領域をそれら弾性領域が部分的に続くように区画する複数の帯状部材を含む、請求項８に記載の電気的接続装置。
【請求項１０】
さらに、前記複数の座に重ねられた押え板を含み、該押え板は、前記第１のピンの第２の部位をその先端部が突出した状態に個々に受け入れた複数の穴と、該穴に連通されて前記フランジ部を個々に受け入れた複数の凹所とを備える、請求項１から９のいずれか１項に記載の電気的接続装置。
【請求項１１】
前記第１のピンは、さらに、前記第２の部位からさらに突出する１以上の角錐形の突起を備える、請求項１から１０のいずれか１項に記載の電気的接続装置。
【請求項１２】
前記弾性体は、さらに、前記第１の貫通穴の周りにあって前記座の側に開放する凹所を備える、請求項１から１１のいずれか１項に記載の電気的接続装置。
【請求項１３】
記第２のピンは、前記面領域を備えると共に、さらに前記面領域の下部にＬ字状の段部を備え、前記弾性体は、さらに、前記第１の貫通穴内に突出して前記第２のピンを前記段部において押える押え部を備え、前記第１のピン及び前記段部は前記第１及び第２のピンが相対的に押圧されたときに前記第１のピンの逃げとなる空間を前記第１の貫通穴にあって前記押え部の上方に形成している、請求項１から１２のいずれか１項に記載の電気的接続装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスのような平板状被検査体の通電試験に用いる電気的接続装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスのように複数の電極を備える平板状被検査体の通電試験は、一般に、プローブカード、プローブユニット、プローブブロック等の電気的接続装置を用いて行われる。
【０００３】
この種の電気的接続装置の１つとして、円筒状の弾性体と、この弾性体の貫通穴部に配置された第１及び第２のコンタクトピンとを備えたものがある（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２５０６００号公報
【０００５】
この従来の装置において、第１及び第２のピンは、貫通穴部の軸線方向に隣り合って配置されていると共に、貫通穴部の軸線に対し傾斜する傾斜面において当接されており、さらに弾性板の面に接触するフランジ状の基台を傾斜面と反対側の端部に備えている。
【０００６】
この従来の装置においては、第１及び第２のピンは、両者が相寄る方向への付勢力が作用したとき、当接している傾斜面に沿って変位して弾性体を、貫通穴の軸線方向に圧縮変形させると共に、貫通穴を押し広げる方向に圧縮変形させ、付勢力が第１及び第２のピンに作用しなくなったとき、弾性体の弾性力により元の状態に戻される。
【０００７】
しかし、上記従来の電気的接続装置では、上記付勢力が第１及び第２のピンに作用したときに、弾性体を軸線方向に弾性変形させるにもかかわらず、弾性体をこれの軸線方向へ圧縮変形させる部分がフランジ状の基台にすぎない。このため、弾性体をこれの軸線方向へ圧縮変形させる力が貫通穴を押し広げる力により大きく減殺されて、上記付勢力による弾性体の圧縮変形量が著しく少ない。また、弾性体をこれの軸線方向へ圧縮変形させる力が不足する。
【０００８】
また、上記従来の電気的接続装置では、貫通穴を押し広げる方向に弾性体を圧縮変形させた力は、付勢力が第１及び第２のピンに作用しなくなったとき、貫通穴の軸線方向へ戻ろうとする第１のピンに摩擦抵抗力として作用する。このため、弾性体を貫通穴の軸線方向へ圧縮変形させた力に起因して第１のピンに作用する復元力が貫通穴を押し広げた力に起因して第１のピンに作用する復元力により大きく減殺されてしまう。
【０００９】
上記の結果、従来の電気的接続装置では、付勢力が第１及び第２のピンに作用しなくなったときに、第１及び第２のピンを基の状態に戻す復元力、特に第１のピンを第２のピンに対し離間させる方向へ変位させる力が不足する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、第１のピンを第２のピンに対し離間させるように第１のピンに作用する力を大きくすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る電気的接続装置は、板状の弾性体であって当該弾性体をその厚さ方向に貫通する複数の第１の貫通穴を備える弾性体と、前記第１の貫通穴に個々に対応されて前記弾性体に配置された、弾性変形可能の複数の座であってそれぞれが当該座をその厚さ方向に貫通して対応する第１の貫通穴に連通された第２の貫通穴を備える複数の座と、前記第１及び第２の貫通穴に収容された第１の部位、前記第２の貫通穴から突出した第２の部位並びに前記座に当接可能のフランジ部を備える複数の第１のピンと、前記第１のピンに対し前記第１の貫通穴の軸線方向に隣り合って前記第１の貫通穴に収容された複数の第２のピンとを含む。前記第１及び第２のピンの少なくとも一方は、さらに、前記第１の貫通穴の軸線に対して角度を有する面領域を他方の側に備え、前記第１及び第２のピンの他方は前記面領域に当接可能の箇所を前記一方の側に備える。
【発明の効果】
【００１２】
電気的接続装置は、例えば、弾性体を配線基板に、該配線基板に備えられた複数の接続ランドが第１の貫通穴に個々に開放された状態に組み付けられて、使用される。通電試験時、半導体デバイスのような平板状被検査体の電極を第１のピンの第１の部位側の端部に接触させた状態で、通電試験装置と被検査体とが相対的に押圧される。
【００１３】
これにより、第１のピンが第２のピンを押すから、第１及び第２のピンが相対的に変位する。その結果、第１のピンは、対応する座を弾性変形させつつ少なくとも第１の貫通穴の軸線方向に変位されて、弾性体をフランジ部により座を介して厚さ方向に圧縮変形させる。これに対し、第２のピンは、面領域が第１の貫通穴の軸線に対し角度を有するから、主として第１の貫通穴を押し広げる方向に圧縮変形させる。
【００１４】
上記の圧縮変形時、弾性体をこれの厚さ方向に圧縮させる力は、この力が座を介して弾性体に作用するから、弾性体をフランジ部により直接変形させる場合及び第１のピンによって第１の貫通穴を押し広げる場合等に比べて大きい。
【００１５】
第１及び第２のピンの押圧が解除されると、第１及び第２のピンは弾性体の弾性力（復元力）により元の状態に戻される。このとき、第１のピンは座に案内されて主として第１の貫通穴の軸線方向に変位され、また第１のピンを第１の貫通穴の軸線方向に戻す力は座を介してフランジ部に作用する。さらに、第１のピンが第１の貫通穴の軸線方向に戻るときの第１のピンと弾性体との間の摩擦抵抗は、従来装置に比べ、第１のピンが第１の貫通穴を押し広げるように弾性体を圧縮変形させる力が小さいから、著しく小さい。
【００１６】
上記の結果、本発明によれば、従来装置に比べ、弾性体を圧縮変形させる圧縮力及び第１のピンを第１の貫通穴の軸線方向に戻す復元力が大きくなり、第１及び第２のピンが元の状態に確実に戻る。
【００１７】
電気的接続装置は、さらに、前記第１の貫通穴に個々に対応された複数の接続ランドを備える配線基板を含むことができる。そのようにすれば、弾性体を配線基板に組み付けることができる。
【００１８】
前記第２のピンは、前記第１のピンと反端側の端部を球状面とされていると共に、前記球状面の一部において前記接続ランドに当接されていてもよい。そのようにすれば、第１及び第２のピンが相対的に押圧されたとき、第２のピンが接続ランドに押圧されることと、第１及び第２のピンが第１の貫通穴の軸線と交差する面領域において当接していることとがあいまって、第２のピンが球状面に沿って容易に傾き、その結果第１のピンが第１の貫通穴の軸線方向に容易に変位しやすくなる。
【００１９】
前記第１及び第２のピンは、いずれも、前記面領域を備えていてもよい。そのようにすれば、第１及び第２のピンが相対的に押圧されたとき、第１及び第２のピンの接触面積が大きくなるから、第１及び第２のピンの電気的接触抵抗が小さくなる。また、第１及び第２のピンが相対的に押圧されたとき及びその押圧が解除されたとき、第１のピンは第１の貫通穴の軸線方向に確実に変位する。
【００２０】
前記第１及び第２のピンのいずれか一方の前記面領域は凸状の横断面形状を有し、他方の面領域は前記一方の面領域が相対的変位可能に嵌合された凹状の横断面形状を有することができる。そのようにすれば、第１及び第２のピンが横断面方向への相対的な変位が防止される。
【００２１】
前記複数の座は、前記複数の第２の貫通穴を備えるシート状部材であって前記弾性体に重ねられたシート状部材に一体的に形成されていてもよい。そのようにすれば、座と弾性体との位置決めが容易になり、また第１のピンが第２の貫通穴に案内されて主として第１の貫通穴の軸線方向に確実に変位する。
【００２２】
前記シート状部材は、さらに、隣り合う第２の貫通穴の周りのシート状領域を前記座として作用させるべく、それらシート状領域が部分的に続くように、区画する複数のスリットを備えることができる。そのようにすれば、第１及び第２のピンが相対的に押圧されたとき及びその押圧が解除されたときに、各シート状領域が独立して確実に変形するから、第１のピンが第１の貫通穴の軸線方向に確実に移動される。
【００２３】
電気的接続装置は、さらに、隣り合う第１の貫通穴の周りの弾性領域を区画すべく前記弾性体内に配置された格子を含むことができる。そのようにすれば、第１及び第２のピンが相対的に押圧されたとき及びその押圧が解除されたときに、弾性体の各弾性領域が独立して変形するから、第１のピンが第１の貫通穴の軸線方向に確実に移動される。
【００２４】
前記格子は、縦横に組み合わされた複数の帯状部材であって前記弾性領域をそれら弾性領域が部分的に続くように区画する複数の帯状部材を含むことができる。そのようにすれば、第１及び第２のピンが相対的に押圧されたこと及びその押圧が解除されたことの繰り返しに起因する、隣り合う各弾性領域の分離が防止される。
【００２５】
電気的接続装置は、さらに、前記座に重ねられた押え板を含み、該押え板は、前記第１のピンの第２の部位をその先端部が突出した状態に個々に受け入れた複数の穴と、該穴に連通されて前記フランジ部を個々に受け入れた複数の凹所とを備えることができる。そのようにすれば、第１及び第２の貫通穴からの第１のピンの脱落が防止される。
【００２６】
前記第１のピンは、さらに、前記第２の部位からさらに突出する１以上の角錐形の突起を備えることができる。そのようにすれば、被検査体の電極と第１のピンとが確実に接触する。
【００２７】
前記弾性体は、さらに、前記第１の貫通穴の周りにあって前記座の側に開放する凹所を備えることができる。そのようにすれば、第１及び第２のピンが相対的に押圧されたときに、第２のピンが傾きやすくなるから、第１のピンが第１の貫通穴の軸線方向に変位しやすくなる。
【００２８】
前記第２のピンは、前記面領域を備えると共に、さらに前記面領域の下部にＬ字状の段部を備え、前記弾性体は、さらに、前記第１の貫通穴内に突出して前記第２のピンを前記段部において押える押え部を備え、前記第１のピン及び前記段部は前記第１及び第２のピンが相対的に押圧されたときに前記第１のピンの逃げとなる空間を前記第１の貫通穴にあって前記押え部の上方に形成していてもよい。そのようにすれば、被検査体に作用させるオーバードライブ量を大きくして、第１及び第２のピンの接触圧及び第２のピンと接続ランドとの接触圧を高めることができるし、それらの接触箇所における電気的な接触抵抗を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１〜図９を参照するに、電気的接続装置１０は、半導体デバイス、特に集積回路のような平板状被検査体１２が仕様書通りに機能するか否かの通電試験において、被検査体１２とテスターとを電気的に接続するために用いられる。
【００３０】
被検査体１２は、半田バンプのように半球状の形状を有する複数の突起電極１４を矩形の形状を有する板状のベース１６にマトリクス状に配置している。各突起電極１４は、ベース１６内の回路に電気的に接続されている。
【００３１】
電気的接続装置１０は、複数の第１のピン２０と、第１のピン２０に一対一の形に対応された複数の第２のピン２２と、配線基板２４と、配線基板２４の上に重ねられた弾性体２６と、弾性体２６内に配置された格子２８と、弾性体２６の上に重ねられたシート状部材３０と、シート状部材３０の上に重ねられた押え板３２と、押え板３２の上に重ねられた矩形のフレーム３４とを含む。
【００３２】
各第１のピン２０は、図８及び図９に示すように、棒状の第１の部位３６と、第１の部位３６の上端に一体的に続く第２の部位３８と、第２の部位３８の上端に一体的に形成された角錐形の複数の突起４０と、第２の部位３８の下端部の外周部に一体的に形成されたフランジ部４２とを備えている。
【００３３】
第１及び第２の部位３６及び３８は、同じ直径寸法を有している。複数の突起４０は、それらが突起電極１４と接触する接触部として作用するように、第１のピン２０の軸線の周りに間隔をおいており、また頂部を第１の部位３６と反対側に突出させている。
【００３４】
各第２のピン２２は、図８及び図９に示すように、第１のピン２０の第１及び第２の部位３６及び３８とほぼ同じ直径寸法を有しており、下端部を球状面とされている。第１及び第２のピン２０及び２２は、それらの軸線を一致させた状態にそれらの軸線方向に隣り合って配置されており、またそれぞれ隣り合う箇所を互いに当接可能の面領域４６及び４８とされている。
【００３５】
面領域４６及び４８は、第１及び第２のピン２０及び２２の軸線に対し所定の角度θ傾斜している。角度θは、６０度以下、好ましくは４５度以下、より好ましくは３０度以下とすることができる。
【００３６】
配線基板２４は、図２に示すように、第１及び第２のピン２０及び２２の対に個々に対応された複数の接続ランド５０と、隣り合う接続ランド５０の間に位置された複数のアース用ランド５２とを厚さ方向における一方の面（上面）に備えている。接続ランド５０及びアース用ランド５２は、印刷配線技術等、公知の手法により形成することができる。
【００３７】
弾性体２６は、三次元的に圧縮変形可能に、シリコーンゴムのような電気絶縁性のゴム材により製作されており、また第１及び第２のピン２０及び２２の対に個々に対応された複数の貫通穴５４を有している。貫通穴５４は、弾性体２６をこれの厚さ方向に貫通している。第１及び第２のピン２０及び２２は、それらが上下方向に隣り合いかつ第２のピン２２の球状面４４を対応する接続ランド５０に当接させた状態に、貫通穴５４に配置されている。
【００３８】
格子２８は、導電性の金属材料から製作されている。図示の例では、格子２８は、図２、図４、図５及び図６に示すように、弾性体２６の各貫通穴５４の周りの弾性領域を隣りの弾性領域から区画すべく、弾性体２６の厚さ寸法とほぼ同じ幅寸法と導電性とを有する複数の帯状部材５６をそれらの幅方向を弾性体２６の厚さ方向（上下方向）とした状態に縦横に組み合わせている。
【００３９】
各帯状部材５６は、図６に示すように、隣り合う弾性領域を部分的に連続させる複数の穴５８を備えている。しかし、格子２８は複数の帯状部材５６が縦横に一体的に組み合わされた一体物として製作してもよく、また帯状部材５６に穴５８を形成しなくてもよい。
【００４０】
格子２８は、図６に示すように、複数の帯状部材５６を上方に開放する箱状の型枠６０内に縦横に組み合わせて配置し、型枠６０内にゴム材を帯状部材が浸漬しないように所定深さまで流し込んで、そのゴム材を硬化させることにより、弾性体２６内に配置することができる。
【００４１】
上記のように製作された格子２８は、各帯状部材５６の幅方向の両端面を弾性体２６から露出させている。弾性体２６及び格子２８の一体物は、貫通穴５４が対応する接続ランド５０に開放し、各帯状部材５６の幅方向における一端面（下面）が少なくとも１つのアース用ランド５２に接触するように、配線基板２４の上面に重ね合わされている（図２参照）。
【００４２】
シート状部材３０は、電気絶縁性の樹脂又は金属、好ましくは、ポリイミドのような樹脂により製作されている。シート状部材３０は、図２及び図３に示すように、シート状部材３０を厚さ方向に貫通する複数の貫通穴６２と、隣り合う貫通穴６２の周りのシート状領域６３を、それらシート状領域６３が部分的に続くように、区画する複数のスリット６４とを備えている。
【００４３】
各シート状部材３０の各シート領域６３は、第１のピン２０のフランジ部より広く、また座として作用する
【００４４】
各貫通穴６２は、貫通穴５４に個々に対応されて、対応する貫通穴５４に開放している。各シート状領域６３は、弾性体２６の弾性領域に一対一の関係に対応されている。シート状部材３０は、各貫通穴６２が対応する貫通穴５４に開放し、各スリット６４が帯状部材５６に対向するように、弾性体２６及び格子２８に重ねられている。
【００４５】
押え板３２は、シート状部材３０と同様に、電気絶縁性の樹脂又は金属により製作されている。押え板３２は、第１のピン２０の第２の部位３８をその先端部が突出した状態に個々に受け入れている複数の穴６６と、穴６６に個々に連通されてフランジ部４２を個々に受け入れている複数の凹所６８とを備えている。
【００４６】
各穴６６及び各凹所６８は、同軸とされており、またシート状部材３０の貫通穴６２に一対一の関係に対応されている。押え板３２は、各穴６６及び各凹所６８が貫通穴６２と同軸となるように、シート状部材３０に重ね合わされている。
【００４７】
フレーム３４は、被検査体１２のベース１６を収容することができる大きさを有する矩形の開口７０を備えている。開口７０を形成する内面のうち、上部は被検査体１２を開口７０の中央側に正しく案内する斜め上向きの斜面７２とされている。フレーム３４は、全ての第１のピン２０が平面的に見て開口７０内に入るように、押え板３２に重ね合わされている。
【００４８】
第１のピン２０は、面領域４６が下方となり、第２の部位３８が押え板３２の穴６６を貫通して上方へ突出し、フランジ部４２が押え板３２の凹所６８に収容された状態に、第１の部位３６をシート状部材３０の貫通穴６２及び弾性体２６の貫通穴５４に挿し込まれている。
【００４９】
第２のピン２２は、面領域４８が上方となって第１のピン２０の面領域４６と対向するように、弾性体２６の貫通穴５４に差し込まれている。第１のピン２０の第１の部位３６と第２のピン２２の直径寸法は、貫通穴５４及び６２の直径寸法とほぼ同じとすることができる。これにより、両面領域４６、４８は面接触しており、第２のピン２２の球状面４４は接続ランド５０に接触している。
【００５０】
第１及び第２のピン２０及び２２を上記のように配置するには、例えば、弾性体２６を配線基板２４に重ねると共に、シート状部材３０を弾性体２６に重ね、それらに複数の位置決めピン７４を通してそれらを位置決めた状態で、第２のピン２２を貫通穴５４に差し込み、次いで、第１のピン２０の第１の部位３６を貫通穴５４、６２に通し、その後位置決めピン７４を押え板３２に通して押え板３２をシート状部材３０に重ねればよい。
【００５１】
上記の結果、第１及び第２のピン２０及び２２は、配線基板２４、弾性体２６、シート状部材３０及び押え板３２を積層した積層物に配置され、貫通穴５４及び６２からの脱落を防止される。
【００５２】
電気的接続装置１０は、その後、位置決めピン７４をフレーム３４に通して、フレーム３４を積層物に重ね、配線基板２４、弾性体２６、シート状部材３０、押え板３２及びフレーム３４を複数のねじ部材７６により分解可能に結合させることにより、容易に組み立てることができる。
【００５３】
位置決めピン７４が配線基板２４に組み付けられている場合には、先ず弾性体２６が配線基板２４に重なると共に、シート状部材３０が弾性体２６に重なるように、位置決めピン７４が、弾性体２６、配線基板２４及びシート状部材３０の穴に受け入れられ、次いで第１及び第２のピン２０及び２２が上記のように配置され、次いで押え板３２がシート状部材３０に重なるように、位置決めピン７４が押え板３２の穴に受け入れられる。これにより、上記積層物が形成される。
【００５４】
その後、フレーム３４が積層物に重なるように、位置決めピン７４をフレーム３４の穴に受け入れ、最終的に、積層物及びフレーム３４が複数のねじ部材７６により結合される。
【００５５】
電気的接続装置１０は、貫通穴５４、６２の軸線方向が上下方向となる状態に検査装置に配置される。その状態において、先ず被検査体１２が突起電極１４を下方とした状態で電気的接続装置１０の開口７０に配置される。この時点においては、第１及び第２のピン２０及び２２は、図９（Ａ）に示すように、それらの軸線が上下方向へ伸びる状態に維持されている。
【００５６】
次いで、被検査体１２と電気的接続装置１０とが相寄る方向へ押圧される。これにより、突起電極１４と角錐形の突起４０とが押圧されて、突起電極１４と第１のピン２０とが電気的に確実に接触する。
【００５７】
突起電極１４と第１のピン２０とが押圧されると、第１のピン２０が第２のピン２２を押すから、第１及び第２のピン２０及び２２が相対的に変位する。これにより、弾性体２６及びシート状部材３０は、それぞれ、隣り合う貫通穴５４及び６２の周りの弾性領域及びシート状領域６３が独立して変形するから、確実に弾性変形する。
【００５８】
また、突起電極１４と第１のピン２０とが押圧されると、面領域４６及び４８が貫通穴５４の軸線に対して傾斜していることと、各第１のピン２０がシート状部材３０の貫通穴６２に案内されことと、シート状領域６３がスリット６４により離されていることとから、各第１のピン２０は、図９（Ｂ）に示すように、主として貫通穴５４の軸線方向に確実に変位されて、シート状部材３０のシート領域６３をフランジ部４４により弾性変形させて、弾性体２６の弾性領域を厚さ方向に圧縮変形させる。
【００５９】
これに対し、第２のピン２２は、面領域４６、４８が貫通穴５４の軸線に対し傾斜していることと、球状面４４が接続ランド５０に押圧されていることとから、図９（Ｂ）に示すように、球状面４４に沿って傾き、それにより主として貫通穴５４を押し広げる方向に弾性体２６の弾性領域を圧縮変形させる。
【００６０】
上記のような圧縮変形時、弾性体２６をこれの厚さ方向に圧縮させる力は、この力がシート状部材３０を介して弾性体２６に作用することと、弾性体２６の弾性領域及びシート状部材３０のシート領域６３が独立して変形することとから、弾性体２６をフランジ部４２により直接変形させる場合及び第１のピン２０によって貫通穴５４を押し広げる場合等に比べ、著しく大きい。
【００６１】
上記状態において、被検査体１２に通電される。この際、接続ランド５０はテスターの信号ラインに接続され、アース用ランド５２はアースに接続される。
【００６２】
通電試験時、第１及び第２のピン２０及び２２が貫通穴５４の軸線に対して傾斜する面領域４６及び４８において押圧されているから、第１及び第２のピン２０及び２２の接触面積が大きくなり、第１及び第２のピン２０及び２２の電気的接触抵抗が小さい。
【００６３】
通電試験の間、第１及び第２のピン２０及び２２の各対が、それらの周りにあってアース用ランド５２に電気的に接続された帯状部材５６によりシールドされるから、第１及び第２のピン２０及び２２への雑音の混入が抑制される。
【００６４】
被検査体１２が取り除かれて、第１及び第２のピン２０及び２２の押圧が解除されると、第１及び第２のピン２０及び２２は弾性体２６の弾性力により元の状態に戻される。
【００６５】
この際、弾性体２６及びシート状部材３０は、それぞれ、隣り合う貫通穴５４及び６２の周りの弾性領域及びシート状領域６３が独立して変形するから、元の状態に確実に戻り、第１及び第２のピン２０及び２２を元の状態に確実に戻す。
【００６６】
また、各第１のピン２０は、面領域４６及び４８が貫通穴５４の軸線に対して傾斜していることと、各第１のピン２０がシート状部材３０の貫通穴６２に案内されこととから、主として貫通穴５４の軸線方向に確実に変位される。
【００６７】
さらに、第１のピン２０を貫通穴５４の軸線方向に戻す力はシート状部材３０を介してフランジ部に確実に作用し、第１のピン２０が貫通穴５４の軸線方向に戻るときの第１のピン２０と弾性体２６との間の摩擦抵抗は、従来装置に比べ、著しく小さい。
【００６８】
上記のように、電気的接続装置１０によれば、従来装置に比べ、弾性体２６を貫通穴５４の軸線方向に圧縮変形させる圧縮力及び第１のピン２０を貫通穴５４の軸線方向に戻す復元力が大きくなり、第１及び第２のピン２０及び２２が元の状態に確実に戻る。
【００６９】
図１０に示すように、弾性体２６は、さらに、貫通穴５４の周りにあってシート状部材３０の側に開放する弧状の凹所７８を備えていてもよい。凹所７８を弾性体２６に形成すると、第１及び第２のピン２０及び２２が相対的に押圧されたときに、第２のピン２２が貫通穴５４の軸線に対し傾きやすくなるから、第１のピン２０が貫通穴５４の軸線方向に変位しやすくなる。
【００７０】
図１１に示すように、第２のピン２２をその面領域４８の下部においてＬ字状に切除して、上向きの段部８０を第２のピン２２に形成し、弾性体２６から貫通穴５４内に突出して第２のピン２２を段部８０において押える押え部８２を弾性体２６に形成し、第１及び第２のピン２０及び２２が相対的に押圧されたときに第１のピン２０の逃げ部として作用する空間８４を押え部８２の上方に形成してもよい。
【００７１】
上記のように段部８０及び押え部８２をそれぞれ第２のピン２２及び弾性体２６に備えるならば、被検査体に作用させるオーバードライブ量を大きくして、第１のピン２０を突起電極１４により第２のピンに向けて押圧すると、弾性体２６の弾性領域が大きく圧縮変形して、第２のピン２２が接続ランド５０に強く押圧される。
【００７２】
上記の結果、オーバードライブ量を大きくして、第１及び第２のピン２０及び２２の接触圧及び第２のピン２２と接続ランド５０との接触圧を高めることができるし、それらの接触箇所における電気的な接触抵抗を小さくすることができる。
【００７３】
面領域４６及び４８は、以下のような形状とすることができる。また、第１及び第２のピンのいずれか一方に面領域を形成し、他方に前記面領域に当接する凸部を形成してもよい。
【００７４】
図１２（Ａ）に示すように、面領域４６及び４８がいずれも平坦面であってもよい。
【００７５】
しかし、図１２（Ｂ）に示すように、一方の面領域４６がく字状の横断面形状を有する凸状面領域とし、他方を前記のような凸状面領域に相対的変位可能に嵌合されたく字状の横断面形状を有する凹状面領域としてもよい。
【００７６】
また、図１２（Ｃ）に示すように、一方の面領域４６が前記のような凸状面領域が嵌合されるコ字状の横断面形状を有する凸状面領域とし、他方を前記のような凸状面領域が相対的変位可能に嵌合されるコ字状の横断面形状を有する凹状面領域としてもよい。
【００７７】
さらに、図１２（Ｄ）に示すように、一方の面領域４６が弧状の横断面形状を有する凸状面領域とし、他方を前記のような凸状面領域が部分的に当接する平坦面領域としてもよい。
【００７８】
面領域４６及び４８を図１２（Ｂ）又は（Ｃ）に示すような横断面形状の面領域にすれば、第１及び第２のピン２０及び２２が横断面方向への相対的な変位が防止される。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
シート状部材３０にスリット６４を形成して座として作用するシート領域６３を形成する代わりに、スリット６４をシート状部材３０に形成することなく連続する一体的なシート領域のそれぞれを座として用いてもよい。また、シート領域を完全に分離されて独立した座としてもよい。
【００８０】
本発明は、電気的接続装置１０が被検査体１２の上側及び下側のいずれとなる状態で使用してもよいし、電気的接続装置１０を斜めにした状態で使用してもよい。また、本発明は、半導体デバイスのみならず、液晶表示パネルのような他の平板状被検査体の電気的接続装置にも適用することができる。
【００８１】
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、種々変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明に係る電気的接続装置の一実施例を示す、配線基板を省略した平面図である。
【図２】第１図における２−２線に沿って得た断面図である。
【図３】第１図に示す電気的接続装置のフレーム及び押え板を取り除いた平面図である。
【図４】第１図に示す電気的接続装置のフレーム、押え板及びシート状部材を取り除いた平面図である。
【図５】第１図に示す電気的接続装置の配線基板以外の部材の分解斜視図である。
【図６】第１図に示す電気的接続装置における弾性体及び格子の製造方法の一実施例を説明するための斜視図である。
【図７】第１図に示す電気的接続装置における第１及び第２のピンの近傍の平面図である。
【図８】第１図に示す電気的接続装置で用いる第１及び第２のピンの一実施例を示すピンの斜視図である。
【図９】第１図に示す電気的接続装置の動作を説明するための第１及び第２のピンの近傍を示す縦断面図であって、（Ａ）はオーバードライブを作用させないときの状態を示す、（Ｂ）オーバードライブを作用させたときの状態を示す。
【図１０】電気的接続装置の他の実施例の一部を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦断面図である。
【図１１】電気的接続装置の他の実施例の一部を示す図であって、（Ａ）はオーバードライブを作用させないときの状態を示す、（Ｂ）オーバードライブを作用させたときの状態を示す。
【図１２】第１及び第２のピンの面領域の各種の実施例を示す横断面図である。
【国際調査報告】
2004070890.tif 000015
2004070890.tif 000016
2004070890.tif 000017
2004070890.tif 000018