(57)【要約】【課題】  集積回路素子のリードを検査装置の対応するロードボードパッドと電気的に接続するコンタクトアセンブリを提供する。【解決手段】  このアセンブリは、素子のリードおよびロードボードパッドを分離する筐体を貫通するチャンバ内に着座した導電性フレームを含む。フレームには、その内部を軸線方向に延びる受容部が形成されており、導電性のコンタクトピンが、軸線方向に往復運動可能に受容部内に受容されている。コンタクトピンは、素子のリードによって係合可能な第１軸線端部と、導電性スプリングによって係合可能な第２軸線端部とを有する。スプリングは、コンタクトピンを素子のリードに向けて付勢する。更に、アセンブリは、スプリングをコンタクトピンから絶縁する手段も含む。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路素子のリードを、検査装置の対応するロードボードパッドと電気的に接続するコンタクトアセンブリであって、
前記素子のリードと前記ロードボードパッドとの間に介在する筐体であって、内部を貫通するチャンバを有する、筐体と、
前記チャンバ内に着座し、前記素子のリードおよび対応するロードボードパッドがほぼ整合される軸線を規定する導電性フレームであって、その内部を軸線方向に延びるように形成された受容部を備える、フレームと、
前記受容部内に軸線方向に往復運動可能に受容された導電性コンタクトピンであって、前記素子のリードと係合可能な第１軸線端部を有する、コンタクトピンと、
前記スプリングを前記コンタクトピンから電気的に絶縁する手段とを備えていることを特徴とするコンタクトアセンブリ。
【請求項２】
請求項１記載のコンタクトアセンブリにおいて、前記コンタクトピンは、足部を規定する第２軸線端部を含み、前記スプリングを前記コンタクトピンおよび前記フレームから電気的に絶縁する手段は、前記コンタクトピンに最も近い前記スプリングのコイルを覆うキャップを備えていることを特徴とするコンタクトアセンブリ。
【請求項３】
請求項２記載のコンタクトアセンブリにおいて、前記足部は、前記軸線に対して第１の角度を形成する表面を有し、前記キャップは、前記足部の前記表面と係合可能な表面を有する略円錐形の要素を備え、該要素が、前記軸線に対して前記第１角度に近似する第２の角度を形成することを特徴とするコンタクトアセンブリ。
【請求項４】
第１電気素子を、該第１電気素子から離間した第２電気素子に、内部を貫通するチャンバを備えた筐体によって電気的に接続するコンタクトアセンブリであって、
前記チャンバ内に着座し、前記電気素子がほぼ整合する軸線を規定する導電性フレームであって、内部を軸線方向に延びるように形成された受容部を備える、フレームと、
前記受容部内に、軸線方向に往復運動可能に受容されている導電性コンタクトピンであって、前記第１電気素子によって係合可能な第１軸線端部を有する、コンタクトピンと、
前記受容部内に受容され、前記コンタクトピンを前記第１電気素子に向けて軸線方向に付勢する導電性スプリングと、
前記第１電気素子に最も近い前記スプリングのコイルを覆うキャップとを備えていることを特徴とするコンタクトアセンブリ。
【請求項５】
請求項４記載のコンタクトアセンブリにおいて、前記コンタクトピンは、前記軸線に対して第１の角度を形成する表面を有する足部を規定する第２軸線端部を有し、前記キャップは、前記足部の前記表面と係合可能な表面を有する、ほぼ円錐形の要素を備え、該要素が、前記軸線に対して前記第１角度に近似する第２の角度を形成することを特徴とするコンタクトアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００４年７月１９日に３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．ァ１１１（ｂ）に基づいて既に出願した仮出願第６０／５８９９，０５４号の、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．ァ１１９（ｅ）（１）に基づく優先権を主張する、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．ァ１１１（ａ）に基づいて出願した通常出願である。
【０００２】
本発明は、広義には、１つの電気半導体素子のＩ／Ｏチャネルと、その半導体素子から離間された別の素子のＩ／Ｏチャネルとの相互接続に関する。しかしながら、更に狭義には、本発明は、集積回路素子のリードを検査装置の対応するロードボードのパッドと電気的に接続するアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００３】
当技術分野では、離間した電気回路を接続する種々の形式のコネクタが公知である。一形式においては、スプリングピンコネクタを用いている。かかるコネクタは、単一の摺動棒を有し、この棒の外径が、筐体内に取り付けられているバレルの内径と接触する。かかる構成により、摩擦嵌めが行われる。しかしながら、かかる構成では、予荷重は掛けられない。予荷重がないために、摺動棒とバレルとの間の連続性が失われることになる。その結果、全体的なコンタクトピンの抵抗に大きなばらつきが生じる。
【０００４】
種々の解決手段が提案されてきているが、適当な解決手段には満たないものばかりであった。十分に適した解決手段に至ることができなかった理由の１つとしては、比較的短い伝達経路を維持しなければならないことが挙げられる。一定の長さの伝達経路は必然的に伴うが、殆どの解決手段では、コンタクトピンを半導体素子の１つに向かう方向に付勢するほぼ螺旋状に巻回されたスプリングの長さを伝達経路内に含めなければならないことに苦慮している。集積回路素子のリードがロードボードのパッドと対をなす用途では、通常では商業的には、金属製のスプリングを用いることのみが実現可能である。これは、コストおよびその他の要因のためである。
【０００５】
しかしながら、金属製スプリングは導電性であるため、不都合が生じる。先に論じたように、回路リードとロードボードパッドとの間の伝達経路は、スプリングが本来螺旋状であるために長くなる。この経路は、２つの素子が直接じかに接している場合の経路よりも遥かに長くなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来技術のこのような不都合に対応するものである。本発明は、これらの問題を未然に防止することを意図した解決手段を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、離間した電気半導体素子間でＩ／Ｏチャネルを相互接続するためのコンタクトアセンブリである。好適な実施形態では、本発明は、集積回路素子のリードを、検査装置の対応するロードボードパッドと電気的に接続する。このアセンブリは、前記素子のリードの検査位置とロードボードパッドとの間に介挿された筐体を用いる。筐体の内部にはチャンバが形成されており、このチャンバは筐体の厚さ方向において該筐体を完全に貫通する。導電性フレームがチャンバ内に着座し、フレームは、前記素子のリードおよび対応するロードボードパッドが全体的に一直線状となる軸線を規定する。フレーム内には受容部が形成されており、この受容部はフレーム内全体にわたって軸線方向に延びている。フ
レーム内に形成された受容部内には、導電性コンタクトピンが受容される。コンタクトピンは、受容部内で軸線方向に往復可能に配置されている。コンタクトピンは、集積回路が検査用位置内に移動すると、集積回路素子のリードによって係合可能となる軸線端部を有する。コンタクトアセンブリは、更に、導電性スプリングも含む。スプリングは、該スプリングがコンタクトピンを前記素子のリードに向けて付勢するような位置でセプタクル内に受容されている。スプリングをコンタクトピンおよびフレームから電気的に絶縁する手段が設けられている。
【０００８】
好適な実施形態では、コンタクトピンは、足部を規定する第２軸線端部を有する。電気的絶縁手段は、コンタクトピンに最も近いスプリングのコイルを覆うキャップを備えている。
【０００９】
好適な実施形態では、足部は、軸線に対して第１の角度を形成する表面を備えることができる。更に、キャップは、足部の表面が係合し得る表面を有するほぼ円錐形の要素を備え、前記表面は、軸線に対して第２の角度を形成する。第２の角度は、第１の角度と大きさが近いことが望ましい。
【００１０】
このように、本発明は、離間した電気半導体素子間のチャネルを電気的に接続するためのコンタクトアセンブリを改良したものである。これらの特徴を考慮して得られる、更に具体的な特徴および利点は、本発明の詳細な説明、添付した特許請求の範囲、および添付した図面を参照することにより、明白となろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
これより図面を参照するが、複数の図にわたって、同様の参照番号は同様の要素を示すものとする。図１は、例えば、集積回路素子（図示せず）と検査装置のロードボードパッド（図示せず）との間の筐体１３内に取り付けられた装置１０を示す。筐体１３は、コンタクトピン１２を含む少なくとも１つのコンタクトアセンブリ１１を支持する。次いで、ピン１２は、コンタクトフレーム１４によって支持される。ピン１２の軸線方向における端部は、Ｖ字型側面２４を有するように示されている。Ｖ字型側面２４は、集積回路素子のリードの外部形状に適合する、有心の外側開口によって形成されている。
【００１２】
ピン１２の反対側の軸線方向端部は、「Ｖ」形状を規定する１対の脚部２８を有するように示されている。一方、各脚部２８は、「Ｖ」字状のコンタクトピン足部３０を有する。各足部３０は、スプリング１６の軸線端部にあるコイルを圧迫している。
【００１３】
ピン１２およびコンタクトフレーム１４は、異なる高導電性貴金属合金で製造され、高導電性支承ピンおよびシャフトを形成し、低磨耗の支承面をなしている。これは、これらの要素の各々の低摩擦係数に鑑みても正しい。集積回路素子のリードが、フレーム１４の内壁に沿ってピン１２に係合すると、各ピン足部３０が移動する。おわかりのように、種々の面に摩擦作用がもたらされ、ある程度の磨耗が生じるであろう。
【００１４】
コンタクトピン１２の脚部２８は、静止した停止位置にあるときには、下方および外側に広がる。また、脚部２８は、コンタクトピンの中心線２４から離れるように下方に広がるとともに、コンタクトピンのフレーム１４内を通過してフレーム１４の内壁４２に接する。コンタクトピンの脚部２８は、ピン１２がフレーム１４内に受容されると、内側に圧縮される。コンタクトピンの脚部２８に加わる圧縮量は、脚部２８の互いの内面間における予荷重距離によって制御される。見て分かるように、かかる予荷重より、それがない場合の脚部２８の互いからの離間距離が更に広げられる。予荷重力は、脚部２８の各々の底面において、足部３０から並進する。
【００１５】
ピン１２がフレーム１４に沿って軸線方向に摺動するに連れて、コンタクトピン１２とフレーム１４との間で抵抗が変化する。抵抗の変化は、コンタクトピンフレーム１４の内壁面４２に対して足部３０を押圧するコンタクトピンの脚部２８上の予荷重の量によって、静的動作モードおよび動的動作モードにて制御される。２本の脚部２８は、可撓性の梁として作用し、各脚部の軸線方向長さにわたって予荷重ひずみをほぼ等しく維持する。各脚部２８の全体的な弾性は、その長さに沿った張力に線形比例する。
【００１６】
コンタクトピンフレーム１４は、膨張、亀裂、またはそれ以外の破損が起こらない程度に十分な強度を有する。更に、コンタクトピンフレーム１４は、形状を変化させることなく、応力を受けたコンタクトピンの脚部２８の荷重を支えるのに十分な強度を有する。したがって、ピンの脚部２８は、外側に圧迫され、所望の予荷重が得られる。脚部２８上における予荷重の量は、半径方向の偏位による歪みによって生ずる応力の変化率の小さな歪みに対する限界以内である。
【００１７】
予荷重は、フレーム１４の表面とコンタクトピンの足部３０の表面との間の連続性を確保する。尚、フレーム１４は、ピン１２の脚部２８が、脚部２８を製造した材料の可塑限界未満では変形が生ずるのを防ぐような内径寸法を有することは理解されよう。
【００１８】
脚部２８が圧縮される構成は、表面の摩擦による磨耗を補償する。かかる磨耗補償は、足部３０がフレーム１４の内面を摩擦する際に、コンタクトピン１２の足部３０の間において行われる。この表面の摩擦磨耗に対する補償により、ピン１２がフレーム１４に対して軸線方向に移動するときに、コンタクトピンアセンブリの抵抗の変動が殆ど生じないか、または全く生じないことが保障される。かかるコンタクトピンアセンブリの抵抗は、多数回のコンタクトピンの作動で反復可能である。
【００１９】
図１の実施形態では、ピン１２の足部２０がコンタクトスプリング１６と係合することを意図している。この係合は、足部３０によって生ずるフレーム１４に沿った磨耗に係わらず維持されることが望ましい。更に、足部３０が外方向に偏倚してフレーム１４と接触すると、スプリング１６の過剰な圧縮を防止するのに役立つこともわかる。
【００２０】
Ｙ方向に径方向に偏位することができるのは、アセンブリ１１の中央線軸線から鋭角に脚部２８を配置したためである。各脚部２８は、接触している素子のＩ／Ｏの球状リードの相互作用力を取り除くと、その構造を真の位置に戻そうとする、それ自身の弾性付勢力を有する。
【００２１】
コンタクトピン１２、スプリング１６、およびフレーム１４は、全体でＺ字型圧縮可能相互接続構造として機能する。尚、Ｉ／Ｏの球状リードと係合したピン１２の軸線端部のＶ字形状は、Ｘ方向におけるあらゆる位置ずれを補償するように機能することは理解されよう。上側のＶ字部分と球状Ｉ／Ｏリードとの間の偏向が、ピン１２の往復運動の間に生ずる。
【００２２】
コンタクトピンフレーム保持部３４を用いて、ピン１２をフレーム１４内に保持することができる。かかる保持部３４は、ピン１２を内部に保持しているフレーム１４の軸線端に位置する。
【００２３】
フレーム１４の下端は、ロードボードパッド（図示せず）には全く損傷を加えない。これは、ロードボードがフレーム１４直下に直接置かれるように意図されている場合でも言える。かかる構造は、伝送線損失、伝送線戻り損失、および印刷ロードボード回路信号のクロストークを低減することがわかる。結果的に、信号の歪みが減少する。
【００２４】
例えば、集積回路のリードとロードボードの対応するパッドとを接続する相互接続アセンブリは、素子をピン１２の軸線端と係合した場合における、素子のリードとロードボードパッドとの間の間隔に対応する寸法を有する筐体１３を有する。尚、本発明によるアセンブリ１１は、種々のサイズの素子を接触させるために用いることを意図していることは理解されよう。かかる用途では、筐体１３は、筐体全域に形成されている多数のチャンバ（図示せず）の各々に、単一のアセンブリ１１を収容することは理解されよう。チャンバは、所望の種類の集積回路を収容するように、筐体１３中においてしかるべき場所に位置付ける。
【００２５】
これより図２を参照すると、Ｘ−Ｙ平面において集積回路素子のリードが多方向に位置ずれすることを考慮した代替実施形態を示す。図２に示すアセンブリ１１’の構造全体は、図１のデバイスと実質的に同様である。アセンブリ１１’は、図１のアセンブリ１１の場合と同様、チャンバ内に受容されることを意図している。しかしながら、図２は、実質的に環状となっているアセンブリ１１’を示す。フレーム１４’内には、全体的に円筒形をなす受容部１８が形成されている。受容部１８は、螺旋状スプリング１６’を受容し、ピン１２’をその非係合位置に偏倚する。即ち、スプリング１６’は、ピン１２’が検査対象の集積回路のリードによって係合されていない場合に占める位置に、ピン１２’を付勢する。
【００２６】
ピン１２’の上側軸線端部は、内部にピン１２’の中心線軸線４０を有するように規定されるいずれの平面においてもＶ字状をなしている。これによって、ピン１２’は、その上側軸線端部に、略円錐形状の溝４２を画定する。かかる溝４２は、素子の球状リードが該溝４２入ると、球状リードがピン１２’の軸線と整合する適当な位置に素子を付勢する。
【００２７】
図３は、図１のアセンブリに非常に類似したアセンブリ１１ｃを示す。しかしながら、図３では、構造は、スプリング１６’’をコンタクトピン１２’’から電気的に絶縁する手段を含む。図示の実施形態では、略円錐形のキャップ４４を用い、その脚部２８’’および足部３０’’をスプリングから分離することによって、この絶縁機能が達成される。尚、足部３０’’の最下面４６’’は、アセンブリ１１’’の中心線軸線５０に対して角度をなしていることに気が付かれよう。この角度付けは、キャップ４４の円錐面５２の角度付けを近似している。その結果、集積回路のリードをピン１２’’と係合させると、スプリング１６’’がキャップ４４に対して与える上向きの圧力が、脚部２８’’を半径方向外側に付勢するようにも機能し、脚部２８’’とフレーム１４’’の内壁との間で一層効率的に接続が行われる。
【００２８】
図３の実施形態は、多数の理由から、従来技術において公知の構造に対して、動作を改善するように作用する。最初に、先に論じたように、脚部２８’’とフレーム１４’’の内壁との間で行われる接続が改良され、しかも一層効率的となる。しかしながら、恐らく更に重要なのは、アセンブリ１１’’に沿った伝達経路が著しく短縮したことである。図１におけるような実施形態では、脚部２８の足部３０は直接スプリング１６に係合することができ、そうしているが、図３の実施形態は、このスプリング１６を形成する螺旋経路に沿った有意の伝達を排除し、経路は実質的にピン１２’’およびフレーム１４’’の長さのみを含むに過ぎない。
【００２９】
この開示は、多くの観点において、例示に過ぎないことは理解されよう。詳細、特に、形状、大きさ、材料、および部品の配置に関しては、本発明の範囲を超過することなく、変更も可能である。したがって、本発明の範囲は、添付した特許請求の範囲の文言で規定されることとする。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明において用いられるようなコンタクトアセンブリの側面図。
【図２】三次元的輪郭を得るための構造を示す、図１に類似した図。
【図３】スプリングを他の導電性要素から絶縁する構造を示す、図１に類似した図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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