(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品に設けられた球状接触子と直接に接触する渦巻き状の接触片を有する接続装置において、
前記接触片は、巻き始端部が外周側に位置し巻き終端部が前記巻き始端部よりも内周側に位置して１周以上の周長を有する渦巻き形状であり、前記巻き始端部から前記巻き終端部にかけて一定の幅寸法で形成され、または前記巻き始端部からの長さに対応して変化する幅寸法で形成されており、
前記接触片の前記巻き始端部と前記巻き終端部との間には、前記巻き始端部から１周分の前記接触片で囲まれた中央部に向けて突出して前記球状接触子に直接に接触する凸部が一体に形成されていることを特徴とする接続装置。
【請求項２】
前記凸部は前記中央部に向く角部を有する請求項１記載の接続装置。
【請求項３】
前記凸部が、前記接触片の前記巻き終端部の近傍に設けられている請求項１または２記載の接続装置。
【請求項４】
前記接触片を前記巻き始端部を含む領域と、前記巻き始端部を含まない領域の２つの領域に分けたときに、前記凸部が前記巻き始端部を含まない領域に設けられている請求項１ないし３のいずれかに記載の接続装置。
【請求項５】
前記凸部が、渦巻き状の前記接触片の中心を挟んで前記巻き始端部とは逆側の位置に設けられている請求項４記載の接続装置。
【請求項６】
前記球状接触子が前記接触片の上に設置されると、前記凸部が前記球状接触子の表面に接触する請求項１ないし５のいずれかに記載の接続装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体などの電子部品が装着される検査用ソケット内の接続装置に係わり、特に電子部品側の接続端子と検査用ソケットの接続端子との間の電気的接続が安定して行われるようにした接続装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されている半導体検査装置は、半導体を外部の回路基板などに電気的に仮接続させるものである。半導体の背面側には格子状またはマトリックス状に配置された多数の球状接触子が設けられており、これに対向する絶縁基板上には多数の凹部が設けられ、この凹部内にスパイラル接触子が対向配置されている。
【０００３】
前記半導体の背面側を前記絶縁基板に向けて押圧すると、前記球状接触子の外表面に前記スパイラル接触子が螺旋状に巻き付くように接触するため、個々の球状接触子と個々のスパイラル接触子との間の電気的接続が確実に行われるようになっている。
【特許文献１】特開２００２−１７５８５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような半導体検査装置では、半導体の特性を高精度に測定する必要があり、そのためには半導体検査装置側の個々のスパイラル接触子と半導体側の個々の球状接触子との電気的な接続が安定して行われるようにする必要がある。
【０００５】
しかし、例えば個々のスパイラル接触子に塑性的な変形が生じたり、あるいは半導体の形状などの制約により部分的に異なる加圧力が生じる場合があり、このような場合例えばある球状接触子との間ではスパイラル接触子の基端部付近に電気的な接点が形成され、またある球状接触子との間ではスパイラル接触子の先端部付近で電気的な接点が形成されるというように、球状接触子とスパイラル接触子の各組ごとに接点の箇所が異なり、電気的に安定した接続を確保することが困難であるという問題がある。
【０００６】
一方、半導体自体の加圧力を増大して球状接触子とスパイラル接触子との間の個々の接点圧を増強すれば安定した電気的接続を得ることが可能と思われがちである。
【０００７】
しかし、半導体に加えることが可能な加圧力には限界があり、むしろ半導体の破損等を考慮すればより少ない加圧力の方が好ましいこと、および接点数が増えるとそれだけ１つの接点圧が小さくなり、個々の接点に十分な接点圧を与えるのにも限界があることなどの理由から、半導体に加える加圧力を増大するという方法は必ずしも良策とはいえるものではない。
【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、検査装置側の個々のスパイラル接触子と半導体など電子部品側の個々の球状接触子との間の接点圧を少なくした状態で、この間の電気的な接続を安定させることを可能とした接続装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、電子部品に設けられた球状接触子と直接に接触する渦巻き状の接触片を有する接続装置において、
前記接触片は、巻き始端部が外周側に位置し巻き終端部が前記巻き始端部よりも内周側に位置して１周以上の周長を有する渦巻き形状であり、前記巻き始端部から前記巻き終端部にかけて一定の幅寸法で形成され、または前記巻き始端部からの長さに対応して変化する幅寸法で形成されており、
前記接触片の前記巻き始端部と前記巻き終端部との間には、前記巻き始端部から１周分の前記接触片で囲まれた中央部に向けて突出して前記球状接触子に直接に接触する凸部が一体に形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の接続装置では、スパイラル状の接触片に設けられた凸部が、優先的に球状接触子に接触するため、接触片と球状接触子との間の電気的特性を一定とすることができる。すなわち、複数配列された接触片と同じく複数配列された球状端子との間に生じる電気的特性が個々の接点ごとに大きく異なるのを防止することができる。よって、半導体の検査用ソケットとして使用した場合に、半導体を高い信頼性で検査することが可能となる。
【００１３】
上記において、前記凸部が、前記接触片の前記巻き終端部の近傍に設けられているものが好ましい。
【００１４】
また前記接触片を前記巻き始端部を含む領域と、前記巻き始端部を含まない領域の２つの領域に分けたときに、前記凸部が前記巻き始端部を含まない領域に設けられているもの、または前記凸部が、渦巻き状の前記接触片の中心を挟んで前記巻き始端部とは逆側の位置に設けられているものが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の接続装置では、接続装置側のスパイラル接触子に形成された不連続接点である凸部が、半導体側の球状接触子に局所的に接触することにより、両者間の電気的な接続を確保することができる。特に、スパイラル接触子と球状接触子との接続が前記凸部を介して行われるようになるため、この間の電気的な接続を安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は電子部品の動作を確認するための試験に用いられる検査用ソケットを示す斜視図、図２は図１の２−２線における断面図を示し、検査用ソケット内部に電子部品が装着された状態を示す断面図である。
【００２１】
図１に示すように、検査用ソケット１０は基台１１と、この基台１１の一方の縁部に設けられたひんじ部１３を介して回動自在に支持された蓋体１２とで構成されている。前記基台１１および蓋体１２は絶縁性の樹脂材料などで形成されており、前記基台１１の中心部には図示Ｚ２方向に凹となる装填領域１１Ａが形成されている。そして、前記装填領域１１Ａ内に半導体などの電子部品１が装着できるようになっている。また基台１１の他方の縁部には、被ロック部１４が形成されており、蓋体１２には前記被ロック部１４に係合するロック部１５が設けられている。
【００２２】
図２に示すように、この検査用ソケット１０は、下面に多数の球状接触子（外部接続端子）１ａがマトリックス状（格子状または碁盤の目状ともいう）に配置された電子部品１を検査対象とするものである。
【００２３】
図２に示すように、前記装填領域１１Ａには所定の径寸法からなり、装填領域１１Ａの表面から基台１１の裏面に貫通する複数の凹部（スルーホール）１１ａが、前記電子部品１の球状接触子１ａに対応して設けられている。前記凹部１１ａの上面（装填領域１１Ａの表面）には、接触子が渦巻き状に形成されたスパイラル接触子（接続端子）２０が設けられている。
【００２４】
前記凹部１１ａの内壁面にはメッキを施した導通部１７が形成されている（図４Ｂ参照）。なお、導通部１７の上端と前記スパイラル接触子２０の前記基部２１とは、例えば導電性接着材で接続されている。そして、前記凹部１１ａの下方の開口端は前記導通部１７に接続された接続端子１８で塞がれている。
【００２５】
図２に示すように、前記基台１１の下方には複数の配線パターンやその他の回路部品を有するプリント基板３０が設けられており、前記基台１１はこのプリント基板３０上に固定されている。前記プリント基板３０の表面には前記基台１１の底面に設けられた接続端子１８に対向する対向電極３１が設けられており、前記各接続端子１８が各対向電極３１にそれぞれ接触することにより、電子部品１とプリント基板３０とが検査用ソケット１０を介して電気的に接続されている。
【００２６】
一方、検査用ソケット１０の蓋体１２の内面の中央の位置には、電子部品１を図示下方に押し付ける凸形状の押圧部１２ａが前記装填領域１１Ａに対向して設けられている。また前記ひんじ部１３と逆側となる位置にはロック部１５が形成されている。
【００２７】
前記蓋体１２の内面と押圧部１２ａとの間には前記押圧部１２ａを蓋体１２の内面から遠ざかる方向に付勢するコイルスプリングなどからなる付勢部材が設けられている（図示せず）。従って、電子部品１を前記凹部１１ａ内に装着して蓋体１２を閉じて前記被ロック部１４にロック部１５を係合させてロックすると、電子部品１を装填領域１１Ａの表面に接近する方向（Ｚ２方向）に弾性的に押し付けることが可能とされている。
【００２８】
前記基台１１の装填領域１１Ａの大きさは、前記電子部品１の外形とほぼ同じ大きさであり、電子部品１を前記装填領域１１Ａに装着して蓋体１２をロックすると、電子部品１側の各球状接触子１ａと検査用ソケット１０側の各スパイラル接触子２０とが正確に対応して位置決めできるようになっている。
【実施例１】
【００２９】
図３は本発明の主要部としてスパイラル接触子の第１の実施の形態を示す平面図、図４はスパイラル接触子と球状接触子との間を部分的に拡大して示す図３のａ−ａ線断面図であり、Ａは接続前の状態、Ｂは接続後の状態を示している。
【００３０】
図３に示すように、スパイラル接触子２０Ａの外方向には前記スパイラル接触子２０Ａを四角形状に囲んで支持する基部２１を有している。そして、前記基部２１が前記凹部１１ａの上方の開口端の縁部に固定されている。
【００３１】
図３に示すように、スパイラル接触子２０Ａは巻き始端部２２が前記基部２１側に設けられており、この巻き始端部２２から渦巻き状に延びた接触片２２ａの先端側の巻き終端部２３が前記スパイラル接触子２０Ａの中心Ｏに位置している。スパイラル接触子２０Ａは、図４Ａに実線で示すような同一平面形状または図４Ａに点線で示すような中心の巻き終端部２３が凸状に突出する立体形状で形成されている。
【００３２】
第１の実施の形態として図３に示されるスパイラル接触子２０Ａは、前記巻き始端部２２の幅寸法がＷ０で形成されており、巻き終端部２３の幅寸法は前記幅寸法Ｗ０よりも若干狭い幅寸法Ｗ１で形成されている（Ｗ０＞Ｗ１）。前記スパイラル接触子２０Ａの接触片２２ａの幅寸法は、全体として巻き始端部２２の幅寸法Ｗ０から巻き終端部２３の幅寸法Ｗ１に向かって前記接触片２２ａの長さに比例し一定の割合で徐々に狭くなるように連続的に形成されている。
【００３３】
なお、スパイラル接触子２０の巻き始端部２２と巻き終端部２３との間の接触片２２ａの全長をＬ、巻き始端部２２から巻き終端部２３に向かった接触片２２ａ上の任意の位置までの長さをＸ（ただし、０≦Ｘ≦Ｌ）とすると、前記任意の位置Ｘにおけるスパイラル接触子２０の幅寸法Ｗは以下の数１で示される。
【００３４】
【数１】
0004354828.tif 000002
【００３５】
ただし、前記第１の実施の形態に示されるスパイラル接触子２０Ａでは、前記巻き始端部２２と巻き終端部２３との間に前記数１に基づいて一定の割合で形成される幅寸法とは異なる幅寸法で形成された不連続接点部２４が前記巻き終端部２３の近傍に設けられている。すなわち、前記不連続接点部２４は、スパイラル接触子２０Ａの前記接触片２２ａの側部から中心方向に突出する凸部として形成されている（内周凸構造）。
【００３６】
なお、スパイラル接触子２０の前記接触片２２ａの幅寸法Ｗは上記のようなものであってもよいが、本発明はこれに限られるものではなく、巻き始端部２２の幅寸法Ｗ０と巻き終端部２３の幅寸法Ｗ１とが全体的に一定の幅寸法（Ｗ０＝Ｗ１）で形成されたものであってもよい。さらにＺ方向への弾性強度を維持することが可能であるならば、全体としての形状がＷ０＜Ｗ１で形成された前記接触片２２ａを有するスパイラル接触子を除くものではない。
【００３７】
図４Ｂに示すように、蓋体１２のロック部１５が基台１１の被ロック部１４にロックされると、電子部品１が前記押圧部１２ａによって図示下方に押し付けられるため、前記各球状接触子１ａが各スパイラル接触子２０Ａを凹部１１ａの内部方向（図示下方）に押し下げる。同時に、前記接触片２２ａの外形は、前記巻き終端部２３から巻き始端部２２方向（渦巻きの中心から外周方向）に押し広げられるように変形し、前記球状接触子１ａの外表面を抱き込むように巻き付いて各球状接触子１ａと各スパイラル接触子２０Ａの接触片２２ａとが電気的に接続される。
【００３８】
すなわち、前記各球状接触子１ａと各スパイラル接触子２０とは、電子部品１とプリント基板３０上の他の電子回路とを電気的に接続する接続装置を構成している。
【００３９】
このとき、前記スパイラル接触子２０Ａの不連続接点部２４は幅方向に突出形成されているため、優先的に前記不連続接点部２４の先端の角部を前記球状接触子１ａの表面に接触させることができる。すなわち、スパイラル接触子２０Ａの接触片２２ａと球状接触子１ａとは、常に不連続接点部２４の先端の角部と前記球状接触子１ａの表面との接点Ｐを介して電気的に接続することが可能となり、巻き始端部２２と前記接点Ｐまでの距離を一定とすることができる。よって、スパイラル接触子２０Ａと球状接触子１ａの組合わせごとに異なりやすい接触抵抗などの電気的特性の変動を小さく抑えることが可能となるため、個々のスパイラル接触子２０Ａと個々の球状接触子１ａとの間の電気的な接続を安定させることができる。
【００４０】
なお、この場合における前記接点Ｐの接触部分の大きさは直径１００μｍ以下が好ましい。
【００４１】
また前記不連続接点部２４の形成位置は巻き終端部２３の近傍が好ましく、より好ましくはスパイラル接触子２０Ａの巻き終端部２３から見て最後の一巻き以内である。ただし、巻き終端部２３の近傍以外の部分、すなわち巻き始端部２２の近傍である周辺部側に不連続接点部２４を形成したものを排除するものではない。
【００４２】
さらに巻き始端部２２とスパイラル接触子２０Ａの中心Ｏを結ぶ仮想線ａ１−ａ１に直交するとともに前記中心Ｏを通る仮想線ａ２−ａ２により、前記スパイラル接触子２０を巻き始端部２２を含む左半分の領域２０Ｌと、巻き始端部２２を含まない右半分の領域２０Ｒとの２つの領域に分けたときに、前記不連続接点部２４は前記巻き始端部２２を含まない右半分の領域２０Ｒに形成されているのが好ましく。より好ましくは前記不連続接点部２４が、前記中心Ｏを挟んで前記巻き始端部２２とは逆側となる位置に形成されていることである。
【００４３】
あるいは、図３に示すように、前記中心Ｏを介して前記不連続接点部２４と対向する前記巻き始端部２２を含む左半分の領域２０Ｌまたは前記中心Ｏを挟んで前記巻き始端部２２とは逆側にあり、且つ前記不連続接点部２４よりも半巻き分だけ外周側となる接触片２２ａ上の位置に、前記スパイラル接触子２０Ａの通常の接触片２２ａの幅寸法（前記数１に基づいて一定の割合で形成される幅寸法Ｗ又は前記一定の幅寸法）よりも狭い幅寸法からなる狭幅領域Ｓを形成しておくことが好ましい。
【００４４】
上記のように、不連続接点部２４を前記巻き始端部２２を含まない右半分の領域２０Ｒに、または前記不連続接点部２４を前記巻き始端部２２とは逆側となる位置に、若しくは前記狭幅領域Ｓを形成しておくと、球状接触子１ａがスパイラル接触子２０Ａの表面に接触したときに、図４Ｂに示すように先ず巻き始端部２２を含む左半分の領域２０Ｌに位置する接触片２２ａ、または前記巻き始端部２２側に位置する接触片２２ａ、若しくは前記狭幅領域Ｓは、その内周側が外周側よりも図示Ｚ２方向に押し下げられて傾いた傾斜姿勢に設定される。このとき前記左半分の領域２０Ｌに位置する接触片２２ａ、または前記巻き始端部２２側に位置する接触片２２ａ、若しくは前記狭幅領域Ｓには、図示時計回り方向のねじりモーメントＭが加えられる。そして、これらと前記中心Ｏを挟んで対向する部分にも、前記同様のねじりモーメントＭが図示反時計回り方向に生じるため、前記不連続接点部２４を有する接触片２２ａについても前記同様に内周側が下がった傾斜姿勢に設定することができる。
【００４５】
よって、図４Ｂに示すように前記不連続接点部２４は、その先端の角部が前記球状接触子１ａの表面に接触しやすくなり、前記不連続接点部２４の先端の角部と前記球状接触子１ａの表面との間に接点Ｐを形成することが可能となる。よって、スパイラル接触子２０Ａの接触片２２ａと球状接触子１ａとの間の接点圧が少ない場合、すなわち電子部品１に設けられた多数の球状接点部と検査用ソケット１０に設けられた多数のスパイラル接触子２０Ａとの間で接続が行われる場合でも、個々の球状接触子１ａと個々のスパイラル接触子２０Ａとはそれぞれの間に形成される接点Ｐを介して接触するようになるため、これらの間の電気的接続を安定させることができる。
【実施例３】
【００５４】
また上記実施の形態では、検査用ソケット側の接触子として球状接触子（ＢＧＡ；Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）を用いて説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えばＬＧＡ（Ｌａｎｄ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）、あるいは楕円体型、円錐又は多角錐型の接触子を用いたものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】電子部品の動作を確認するための試験に用いられる検査用ソケットを示す斜視図、
【図２】図１の２−２線における断面図を示し、検査用ソケット内部に電子部品が装着された状態を示す断面図、
【図３】本発明の主要部としてスパイラル接触子の第１の実施の形態を示す平面図、
【図４】スパイラル接触子と球状接触子との間を部分的に拡大して示す図３のａ−ａ線断面図であり、Ａは接続前の状態、Ｂは接続後の状態、
【符号の説明】
【００５６】
１  電子部品
１ａ  球状接触子（外部接続端子）
１０  検査用ソケット
１１  基台
１１Ａ  装填領域
１１ａ  凹部（スルーホール）
１２  蓋体
１３  ひんじ部
２０，２０Ａ  スパイラル接触子
２１  基部
２２  巻き始端部
２２ａ  接触片
２３  巻き終端部
２４  不連続接点部（凸部）
Ｏ  スパイラル接触子の中心
Ｐ  接点
Ｓ  狭幅領域
【図１】
0004354828.tif 000003
【図２】
0004354828.tif 000004
【図３】
0004354828.tif 000005
【図４】
0004354828.tif 000006