(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体と、該支持体に組み付けられた板ばねと、該板ばねの前記支持体と反対側に配置されたフィルム状基板とを含み、
前記フィルム状基板は、前記板ばねの前記支持体と反対側に位置する状態に前記支持体に組み付けられた電気絶縁性のシートと、該シートの前記板ばねと反対側の面に形成された複数の導電性領域と、前記導電性領域に片持ち梁状に装着された複数の接触子ユニットとを含む、電気的接続装置。
【請求項２】
前記支持体は少なくとも一方の面に開口する凹所を有し、前記板ばねは前記凹所の開口の少なくとも一部を覆うように前記支持体に組み付けられている、請求項１に記載の電気的接続装置。
【請求項３】
前記フィルム状基板は仮想的な矩形の領域において交差する十字状の形状を有しており、各接触子ユニットは前記矩形の辺から該矩形の中央に向けて伸びている、請求項１又は２に記載の電気的接続装置。
【請求項４】
各接触子ユニットは、前記導電性領域に片持ち梁状に装着された板状部材と、該板状部材の先端から前記シートと反対側に突出する接触子とを備える、請求項１，２又は３に記載の電気的接続装置。
【請求項５】
前記接触子は円錐形又は角錐形の突起電極を含む、請求項４に記載の電気的接続装置。
【請求項６】
各導電性領域は、前記シートに形成された帯状の配線と、該配線の一端部に装着された長方形の座とを含み、前記接触子ユニットは前記座に装着されている、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】
さらに、前記板ばねと前記シートとの間にあって前記板ばねに組み付けられた台であって截頭四角錐形の凸面を前記シートの側に有する台を含み、前記フィルム状基板は前記凸面の少なくとも一部を覆いかつ前記接触子ユニットが前記凸面の頂部を伸びるように前記基板に組み付けられている、請求項１から６のいずれか１項に記載の電気的接続装置。
【請求項８】
前記支持体は、複数の配線と該配線に個々に接続された接続ランドとを電気絶縁板に形成した配線基板を含み、前記フィルム状基板は、さらに、前記導電性領域に個々に接続された複数の突起であって前記接続ランドに接触された複数の突起を含む、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】
前記板ばねは、前記凹所の開口の少なくとも一部を覆う矩形の中央領域と、前記矩形の各辺から外方へ突出する装着領域とを備え、また前記装着領域において前記支持体に組み付けられている、請求項項１から８のいずれか１項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、集積回路や表示用基板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。
【０００２】
【従来の技術】
集積回路や表示用基板等の平板状被検査体は、プローブカードのような電気的接続装置を用いて通電試験をされる。通電試験の際、被検査体は、その電極に電気的接続装置の接触子を押圧され、その状態で通電される。
【０００３】
この種の電気的接続装置の１つとして、電気絶縁性のシートに複数の配線を形成し、各配線に突起電極を形成したフィルム状基板を用い、フィルム状基板を電気絶縁性の支持体に組み付けた技術がある。
【０００４】
この従来技術においては、各突起電極と、この突起電極近傍の配線及フィルムの領域とを被検査体の電極に押圧させる接触子ユニットとしており、また突起電極が被検査体の電極に押圧されたときに各接触子ユニットを弾性変形させる構造としている。
【０００５】
【解決しようとする課題】
しかし、フィルム状基板を用いた従来の電気的接続装置では、被検査体に対する接触子ユニットの突出高さが不揃いになることや、装置と被検査体とが相対的に傾くことを避けることができず、その結果被検査体の電極への押圧力が不均一になり、正確な通電試験が行われない。
【０００６】
本発明の目的は、被検査体の電極への押圧力を均一にすることにある。
【０００７】
【解決手段、作用、効果】
本発明の係る電気的接続装置は、支持体と、該支持体に組み付けられた板ばねと、該板ばねの前記支持体と反対側に配置されたフィルム状基板とを含む。前記フィルム状基板は、前記板ばねの前記支持体と反対側に位置する状態に前記支持体に組み付けられた電気絶縁性のシートと、該シートの前記板ばねと反対側の面に形成された複数の導電性領域と、前記導電性領域に片持ち梁状に装着された複数の接触子ユニットとを含む。
【０００８】
接触子ユニットが被検査体の電極に押圧されると、片持ち梁状の接触子ユニットは、弾性変形して、被検査体に対する接触子ユニットの突出高さの不揃いを吸収する。また、接触子ユニットが被検査体の電極に押圧されると、板ばねは、フィルム状基板の接触子ユニット配置領域により弾性変形されて、電気的接続装置と被検査体との相対的な傾きを吸収する。それらの結果、被検査体の電極への押圧力が均一になる。
【０００９】
前記支持体は少なくとも一方の面に開口する凹所を有し、前記板ばねは前記凹所の開口の少なくとも一部を覆うように前記支持体に組み付けられていることができる。そのようにすれば、板ばねが凹所に向けて弾性変形可能であるから、板ばねの弾性変形が安定する。
【００１０】
前記フィルム状基板は仮想的な矩形の領域において交差する十字状の形状を有しており、各接触子ユニットは前記矩形の辺から該矩形の中央に向けて伸びていることができる。そのようにすれば、接触子ユニット及びフィルム状基板が確実に弾性変形するから、被検査体の電極への押圧力がより均一になる。
【００１１】
各接触子ユニットは、前記導電性領域に片持ち梁状に装着された板状部材と、該板状部材の先端から前記シートと反対側に突出する接触子とを備えることができる。そのようにすれば、接触子の先端が導電性領域から大きく離れるから、導電性領域が被検査体に接触し難くなり、その結果接触子が被検査体の電極に確実に接触する。
【００１２】
前記接触子は円錐形又は角錐形の突起電極を含むことができる。そのようにすれば、接触子ユニットが弾性変形することにより、突起電極が被検査体の電極に対し滑って電極表面の酸化膜のような電気絶縁性の膜を削り取り、突起電極と被被検査体の電極との電気的接続が改善される。
【００１３】
各導電性領域は、前記シートに形成された帯状の配線と、該配線の一端部に装着された長方形の座とを含み、前記接触子ユニットは前記座に装着されていることができる。そのようにすれば、接触子の先端が導電性領域から大きく離れるから、導電性領域が被検査体に接触し難くなり、その結果接触子が被検査体の電極に確実に接触する。
【００１４】
電気的接続装置は、さらに、前記板ばねと前記シートとの間にあって前記板ばねに組み付けられた台であって截頭四角錐形の凸面を前記シートの側に有する台を含み、前記フィルム状基板は前記凸面の少なくとも一部を覆いかつ前記接触子ユニットが前記凸面の頂部を伸びるように前記基板に組み付けられていることができる。そのようにすれば、フィルム状基板の接触子ユニット配置領域の変形が板ばねに確実に伝達され、また接触子ユニットが被検査体の電極に接触しやすくなる。
【００１５】
前記支持体は、複数の配線と該配線に個々に接続された接続ランドとを電気絶縁板に形成した配線基板を含み、前記フィルム状基板は、さらに、前記導電性領域に個々に接続された複数の突起であって前記接続ランドに接触された複数の突起を含むことができる。そのようにすれば、接触子ユニットを、配線基板を介して電気回路に接続することができる。
【００１６】
前記板ばねは、前記凹所の開口の少なくとも一部を覆う矩形の中央領域と、前記矩形の各辺から外方へ突出する装着領域とを備え、また前記装着領域において前記支持体に組み付けられていることができる。そのようにすれば、板ばねが不規則に弾性変形可能になるから、装置と被検査体との相対的な傾きが大きくても、そのような傾きが吸収され、被検査体の電極への押圧力が均一になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
電気的接続装置１０は、矩形をした集積回路１２（図９参照）の通電試験にプローブカードと同様に用いられる。集積回路１２は、矩形の各辺に該辺の方向に所定のピッチで配置された複数の電極１４を有している。
【００１８】
図１〜図９を参照するに、電気的接続装置１０は、円板状の支持体２０と、支持体の下面に配置されたステンレス板のような板ばね２２と、板ばね２２の下面に装着された台２４と、台２４の下側に配置されたフィルム状基板２６と、フィルム状基板２６を支持体２０に組み付けているリング状の押え板２８とを含む。
【００１９】
支持体２０は、円板状の配線基板３０の中央領域を上部及び下部補強板３２及び３４によりサンドイッチ状に挟んで補強している。配線基板２０は、矩形の断面形状を有する貫通穴３６と、貫通穴３６の周りを伸びる下向きの円形の凹所すなわち段部３８とを中央領域に有している。
【００２０】
下部補強板３４は、円形の段部３８に配置されており、また貫通穴３６に対向する貫通穴４０と、この貫通穴４０の周りの凹所すなわち段部４２（図４参照）とを有している。段部４２は、貫通穴４０に続きかつ下方に向く矩形の段部である。この実施例においては、貫通穴３６，４０並びに段部３８，４２は、板ばね２２の弾性変形を容易にする凹所として作用する。
【００２１】
上部補強板３２及び下部補強板３４は、上部補強板３２及び配線基板３０を貫通して下部補強板３４にねじ込まれた複数のねじ部材４４により配線基板３０に組み付けられている。
【００２２】
配線基板３０は、複数の接続ランド４６を段部３８の周りの下面に有していると共に、通電試験用の電気回路に電気的に接続される複数のテスターランド（図示せず）を上面外周部に有しており、接続ランド４６とテスターランドとを配線４８により一対一の関係に電気的に接続している。
【００２３】
板ばね２２は、矩形の段部４２よりやや小さい矩形の形状を有する中央領域５０と、中央領域５０の各辺から外方へ突出する矩形の装着領域５２とにより、中央領域５０において交差する十字状に形成されている。板ばね２２は、中央領域５０が矩形の段部４２と同軸となるように、各装着領域５２において長方形のばね押え５４と複数のねじ部材５６とにより下部補強板３４の下面に組み付けられている。
【００２４】
台２４は、その下面側を截頭四角錐形の凸面とされており、また板ばね２２の中央領域５０を矩形の組み付け板５８と共同してサンドイッチ状に挟んだ状態に複数のねじ部材６０により板ばね２２の下面に組み付けられている。台２４の凸面の頂部６２は、試験すべき集積回路の形状に類似した長方形の平坦面とされている。
【００２５】
図５に示すように、頂部６２には、下方に開口する凹所６４と、凹所６４の周りを伸びる下向きの溝６６とが形成されている。凹所６４は台２４の頂部６２よりやや小さい長方形の形状を有している。
【００２６】
フィルム状基板２６は、ポリイミドのような電気絶縁性のシート７０の一方の面に帯状をした複数の配線７２を形成し、各配線７２に長方形の座７４を半田のような導電性接着剤により接着し、各座７４に接触子ユニット７６を装着し、シート７０の他方の面に半球状をした複数の突起７８を形成している。
【００２７】
各配線７２は、台２４の頂部６２と相似の矩形の中央領域から外方へ伸びており、中央領域側の端部に座７４を装着している。配線７２は、仮想的な矩形の辺毎の群に分けられており、配線群毎にほぼ同じ方向へ伸びている。各座７４は、導電性の金属材料により配線７２とほぼ同じ幅寸法に形成されている。座７４を用いることなく接触子ユニット７６を配線７２に装着してもよい。
【００２８】
各接触子ユニット２６は、半田のような導電性接着剤により座７４に装着された導電性の板状部材８０と、板状部材８０の先端からシート７０と反対側（下方側）に突出する導電性の接触子８２とを備えており、板状部材８０が頂部６２の中央側に向けて伸びかつ接触子８２が板状部材８０の先端側（頂部６２の中央側）となる状態に座７４に片持ち梁状に装着されている。
【００２９】
各接触子８２は、図示の例では四角錐状の突起電極であるが、円錐形、半球状、棒状等、他の形状の突起電極であってもよい。各接触子８２は、また、図５及び図７に示すように板状部材８０に直接形成されていてもよいし、図９に示すように導電性の座８４を介して板状部材８０に形成されていてもよい。いずれの場合も、接触子８２は板状部材８０と一体的に形成されていてもよいし、別部材として形成されていてもよい。
【００３０】
各突起７８は、配線基板３０の接続ランド４６及びフィルム状基板２６の配線７２に対応されており、また対応する接続ランド４６に対向する箇所に形成されていると共に、対応する配線７２に電気的に接続されている。各突起７８は、半田のような導電性金属材料で形成することができる。各突起も、角錐形、円錐形、棒状等、他の形状を有していてもよい。
【００３１】
フィルム状基板２６は、シート７０が隣り合う配線群の間の箇所において切除されていることにより、台２４の頂部６２に対応する仮想的な矩形の領域において交差する十字状の形状を有している。
【００３２】
フィルム状基板２６は、図５に示すように台２４の凹所６４に接着剤８６を収容した状態で、接触子ユニット７６が座７４から仮想的な矩形の中央側に向けて片持ち梁状の伸びる状態にシート７０の中央領域において台２４の頂部６２に接着される。
【００３３】
フィルム状基板２６は、また、各突起７８が対応する接続ランド４６に接触された状態で、押え板２８が複数のねじ部材８８により配線基板３０の下面に組み付けられることにより、支持体２０に緩みのない状態に装着される。
【００３４】
シート７０を台２４に接着するとき、余分な接着剤は台２４の溝６６に流れ込み、それによりフィルム状基板２６が台２４に不規則に接着されることが防止される。
【００３５】
フィルム状基板２６が上記のように台２４及び支持体２０に装着された状態において、各接触子８２は、板状部材８０、座７４、配線７２、突起７８、接続ランド４６、配線４８を介して配線基板のテスターランドに電気的に接続される。
【００３６】
配線基板３０、上部補強板３２、下部補強板３４、台２４、押え板２８は、セラミック、合成樹脂、電気絶縁性金属材料等の電気絶縁材料により形成される。ばね押え５４、組み付け板５８は、同様の電気絶縁材料により形成してもよいし、金属のような導電性材料で形成してもよい。
【００３７】
電気的接続装置１０は、図９（Ａ）に示すように、接触子ユニット７６の配置領域が集積回路１２の配置領域の上方となりかつ各接触子８２が集積回路１２の電極１４と対向する状態に通電試験装置に組み付けられ、配線基板３０のテスターランドを通電試験用の電気回路に接続される。これにより、各接触子８２は通電試験用の電気回路に電気的に接続される。
【００３８】
通電試験時、電気的接続装置１０と集積回路１２とが相寄る方向に相対的に移動される。これにより、図９（Ｂ）に示すように、各接触子８２は対応する電極１４に押圧される。
【００３９】
各接触子８２が電極１４に押圧されると、片持ち梁状の接触子ユニット２６は、オーバードライブにより板状部材８０においてわずかに弧状に弾性変形して、集積回路１２に対する接触子ユニットの突出高さの不揃いを吸収する。これにより、電極１４への接触子８２の押圧力が均一になる。
【００４０】
また、接触子８２が電極１４に押圧されると、板ばね２２はフィルム状基板２６の接触子ユニット７６の配置領域である中央領域の反力体として作用する。その結果、板ばね２２は、フィルム状基板２６及び台２４によりわずかに弾性変形されて、電気的接続装置１０と集積回路１２との相対的な傾きを吸収する。これによっても、電極１４への接触子８２の押圧力が均一になる。
【００４１】
截頭角錐状の凸面を有する台２４はフィルム状基板２６の中央領域の変形を板ばね２２に確実に伝達し、貫通穴３６，４０並びに段部４２は板ばね２２がそれらの側へ容易に弾性変形することを許す。これにより、板ばね２２及びフィルム状基板２６の弾性変形が安定化し、接触子８２は電極１４に接触しやすくなる。
【００４２】
十字状の板ばね２２は、不規則に弾性変形可能であり、それにより電気的接続装置１０と集積回路１２との相対的な傾きが大きくても、そのような傾きを吸収し、電極１２への接触子８２の押圧力がより均一になる。
【００４３】
台２４の頂部６２に対応する矩形の領域において交差する十字状の形状を有するフィルム状基板２６は、十字状の形状を有していない場合に比べ、容易にかつ確実に弾性変形し、それにより電極１４への接触子８２の押圧力がより均一になる。また、矩形の各辺から該矩形の中央に向けて伸びる接触子ユニット７６も、容易にかつ確実に弾性変形し、それにより電極１４への接触子８２の押圧力がより均一になる。
【００４４】
フィルム状基板２６の中央領域が弾性変形すると、接触子８２が電極１４に対し滑って電極表面の酸化膜のような電気絶縁性の膜を削り取り、突起電極と被被検査体の電極との電気的接続が改善される。また、各接触子８４は、集積回路１２の電極１４に押圧されることにより、電極１４表面の酸化膜を貫通して電極１４に突き刺さり、接触子８４は確実に電極１４に電気的に接続される。
【００４５】
座７４は、接触子８２の先端をシート７０から大きく離す。これにより、シート７０が集積回路１２に接触し難くなり、その結果接触子８２が電極１４に確実に接触する。
【００４６】
同様に、フィルム状基板２６の板状部材８０及び座８４は、接触子８２の先端を配線７２及び座７４から大きく離す。これにより、配線７２及び座７４が集積回路１２に接触し難くなり、その結果接触子８２が電極１４に確実に接触する。また、座８４は、接触子８２が電極１４に大きく差し込まれたとき、電極１４に接触するストッパとして作用し、これにより電極１４と板状部材８０とが直接接触することに起因する電極１４の潰れや板状部材の破損を防止する。
【００４７】
本発明は、集積回路の通電試験のみならず、液晶表示パネルやそのガラス基板等、他の平板状被検査体の通電試験に用いる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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電気的接続装置の一実施例を示す底面図である。
【図２】図１に示す電気的接続装置においてフィルム状基板及び押え板を除去した状態の底面図である。
【図３】図１における３−３線に沿って得た断面図である。
【図４】図３における主要部を拡大して示す断面図である。
【図５】台の頂部及び接触子ユニットの配置領域をさらに拡大して示す断面図である。
【図６】図５における領域の底面図である。
【図７】接触子ユニットの配置領域の一部を拡大して示す斜視図である。
【図８】フィルム状基板を配線基板に組み付ける領域の一部の拡大断面図である。
【図９】接触子ユニットの動作を説明するための図であって、（Ａ）は接触子を電極に押圧しない状態を示し、（Ｂ）は接触子を電極に押圧した状態を示す。
【符号の説明】
１０  電気的接続装置
１２  集積回路
１４  集積回路の電極
２０  支持体
２２  板ばね
２４  台
２６  フィルム状基板
２８  押え板
３０  配線基板
３２，３４  補強板
３６，４０貫通穴
３８，４２  下向きの段部
４６  接続ランド
４８  配線基板の配線
５０  板ばねの中央領域
５２  板ばねの装着領域
５４  ばね押え
５８  組み付け板
６２  台の頂部
６４  台の凹所
６６  台の溝
７０  フィルム状基板のフィルム
７２  フィルム状基板の配線
７４，８４  フィルム状基板の座
７６  フィルム状基板の接触子ユニット
７８  フィルム状基板の突起
８０  板状部材
８２  接触子
８６  接着剤
【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】
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【図８】
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【図９】
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