JP4589952B2 - 電気接続部材、ｉｃ検査用ソケット - Google Patents

Description

本発明は、電気接続部材および電気接続部材を有するＩＣ検査用ソケットに関する。

ＩＣ等の電子デバイスは、コンピュータ等の情報機器に広く用いられている。

ここで、ＩＣは出荷前に所望の特性を有しているか否かの検査を行う場合が多い。

検査には種々の検査があるが、その１つとして、高温ファンクションテストがある。

高温ファンクションテストは、ＩＣを所定の温度に加熱した状態で動作確認を行う試験であり、ＩＣを検査用ソケットに挿入して検査装置と電気的に接続し、ＩＣを加熱した状態で検査装置からＩＣに、検査用の信号や電流を付加することにより行う。

ここで、検査の際には、検査用ソケットのコンタクト（電気接続部材）とＩＣのリードを接触させて電気的に接続する必要がある。

電気接続部材としては、例えばピン状の金属からなるのもの（特許文献１、２）、エラストマシートに電極を埋め込んだもの（特許文献３、４）がある。

一方、電気接続部材の構造は、リードと安定した電気接続が可能で、かつリードとの接触の際にリードを傷つけないような構造である必要がある。

しかし、特許文献１、２の構造では、リードを傷つける恐れがあり、また、特許文献３、４のような構造では、安定した電気接続が困難な場合がある。

そこで、電気接続部材として、弾性体に導電パターンを巻き付けた構造が提案されている。

例えば特許文献５の図１には、表面に導電パターンとしての金属薄膜を形成した絶縁シートを、弾性材に巻きつけることにより形成された粘着式コネクタ（電気接続部材）が記載されている（特許文献５）。

このような構造にすることにより、リードと電気接続部材が接触すると、弾性体がリードの形状に対応して弾性変形し、導電パターンも弾性体の変形に追従して変形する。

そのため、特許文献１〜４と比べると、より小さい接触荷重で、より大きな接触面積を得ることができ、安定した電気接続が可能で、かつリードを傷つけずに検査が可能となる。

特開平１１−３３９９１６号公報 特開平８−８０１７号公報 特開２００５−３００２７９号公報 特開２００４−１７１９０５号公報 特許３９０９７７１号公報

特許文献５のような構造は、安定した電気接続が可能で、かつリードを傷つけずに検査が可能であるという点で有用な構造である。

しかしながら、上記構造では、従来の構造よりも接触面積が増大することにより、リードとコンタクトの間の接触熱抵抗が小さくなるため、高温ファンクションテストにおいて、ＩＣに加えられた熱が、コンタクトを通して外部に逃げやすくなる。

そのためテスト中にＩＣを所定の温度に保つためには、より構造を工夫する必要があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、安定した電気接続が可能で、リードを傷つけずに検査が可能であり、かつ高温ファンクションテスト時の熱の逃げを最小限にすることができる電気接続部材を提供することにある。

前述した目的を達成するために、第１の発明は、２つの接続対象物を電気的に接続する電気接続部材であって、弾性体と、前記弾性体に巻きつけられた絶縁シートと、前記絶縁シートの外側の面に設けられ、前記２つの接続対象物間を接続する導電パターンと、を有し、前記導電パターンには、欠損部が設けられていることを特徴とする電気接続部材である。

前記欠損部は、前記導電パターンの表面の、前記２つの接続対象物のうち、少なくとも１つの接続対象物と接触する接触部分に設けられている。

前記欠損部は、穴部またはスリットである。

第２の発明は、２つの接続対象物を電気的に接続する電気接続部材であって、弾性体と、前記弾性体に巻きつけられた絶縁シートと、前記絶縁シートに設けられ、前記２つの接続対象物間を接続する導電パターンと、を有し、前記導電パターンは、前記絶縁シートの外側の面に設けられ、前記２つの接続対象物にそれぞれ接触される２つの接触部分と、前記絶縁シートの内側の面に設けられ、前記２つの接触部分の間を連結する連結部分と、からなることを特徴とする電気接続部材である。

第３の発明は、第１の発明または第２の発明記載の電気接続部材を有することを特徴とするＩＣ検査用ソケットである。

第１の発明では、電気接続部材が前記弾性体に巻きつけられた絶縁シートと、絶縁シートの外側の面に設けられた導電パターンを有しており、導電パターンには、接続対象物との接触部分に欠損部が設けられている。

そのため、接続対象物（リード）と導電パターンが接触したときの接触面積が従来よりも小さくなり、高温ファンクションテスト時に、接続対象物に加えられた熱が電気接続部材を通して逃げる熱量が少なくなる。

第２の発明では、電気接続部材が弾性体に巻きつけられた絶縁シートと、絶縁シートに設けられた導電パターンを有しており、導電パターンは、接続対象物との接触部分が絶縁シートの外側の面に、接触部分間を連結する連結部分が絶縁シートの内側の面にそれぞれ設けられている。

そのため、絶縁シートの外側の面には、接続対象物との接触に必要な最小限の面積の導電パターンを設ければよく、接続対象物（リード）と導電パターンが接触したときの接触面積が従来よりも小さくなり、高温ファンクションテスト時に、電気接続部材を通して逃げる熱量が少なくなる。

第３の発明では、ＩＣ検査用ソケットの電気接続部材に、第１の発明または第２の発明の電気接続部材が用いられている。

そのため、ＩＣ検査用ソケットを用いた高温ファンクションテスト時に、電気接続部材を通して逃げる熱量が少なくなる。

本発明によれば、安定した電気接続が可能で、リードを傷つけずに検査が可能であり、かつ高温ファンクションテスト時の熱の逃げを最小限にすることができる電気接続部材を提供することができる。

以下、図面に基づいて本発明に好適な実施形態を詳細に説明する。

まず、図１を参照して、本実施形態に係る電気接続部材１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを備えたＩＣ検査用ソケット３の概略構成を説明する。

ここでは、ＩＣ検査用ソケット３として、高温ファンクションテスト用のＩＣ検査用ソケットが例示されている。

図１に示すように、ＩＣ検査用ソケット３は、基板５、ソケット７、プッシャーガイド９、プッシャー１１を有している。

図１に示すように、ＩＣ検査用ソケット３は、土台となる基板５を有している。

基板５上にはテストの際にＩＣ１３が挿入されるソケット７が設けられている。

ソケット７はプラスチック等の絶縁体で形成される。

また、ソケット７と対向するようにして、テストの際にＩＣ１３を加熱し、またＩＣ１３のリード１５を押圧するプッシャー１１が設けられている。

プッシャー１１はプラスチック等の絶縁体で形成される。

また、ソケット７とプッシャー１１の間には、後述するソケット７の高さ寸法１０ａと、プッシャー１１のガイド溝深さ１０ｂが適切な関係にない場合には、プッシャーガイド９が設けられる。

プッシャーガイド９はプラスチック等の絶縁体で形成される。

次に、図１〜図５を参照して、ソケット７、プッシャー１１、プッシャーガイド９の構造について、詳細に説明する。

まず、ソケット７の構造について説明する。

図１に示すように、ソケット７は上面に、ＩＣ１３が挿入される凹部１７が設けられている。

また図２に示すように、ソケット７の底面には、溝部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄが設けられ、溝部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄには接続対象物たるＩＣ１３のリード１５と基板５の接続パッド（図示せず）に接触し、これらの間を接続する電気接続部材１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが設けられている。

なお、図３に示すように、溝部１９ａ、１９ｄは、その一部が凹部１７側（ソケット７の上面側）に貫通して設けられており、貫通した部分は開口部２１ａ、２１ｄを形成している。

凹部１７内の開口部２１ａ、２１ｄの周囲には、ＩＣ１３を挿入する際の位置決めに用いられる位置決め片２３が複数個設けられている。

なお、溝部１９ｂ、１９ｃおよび周囲の構造も溝部１９ａ、１９ｄと同様である。

次に、プッシャー１１の構造について説明する。

図１、図４および図５に示すように、プッシャー１１は板状の本体２５を有し、本体２５の底面には、ＩＣ１３を加熱するためのヒータ２７が設けられている。

また、本体２５の底面の、ヒータ２７の周囲には、ＩＣ１３のリード１５を押圧するためのリード押さえ片２９が設けられている。

さらに、本体２５の側面には、ソケット７またはプッシャーガイド９と接触するフランジ２５ａが設けられている。

次に、電気接続部材１ａの構造について、図６〜図１０を参照して説明する。

なお、電気接続部材１ｂ、１ｃ、１ｄの構造は、電気接続部材１ａの構造と同様であるため、説明を省略する。

図６〜図８に示すように、電気接続部材１ａは、骨組となる板状の基材３０を有し、
基材３０の一方の側の両面には、シリコンゴムやゲル等の弾性材料からなる弾性体３１が設けられている。

弾性体３１の周囲にはポリイミドやポリアミド等の絶縁性材料からなる絶縁シート３３の中間部が巻きつけられている。

また、絶縁シート３３の外側の面には、金属薄膜からなる導電パターン３５が設けられている。

導電パターン３５は、弾性体３１の上側および下側の絶縁シート３３上に位置する接触部分３５ａ、３５ｂと、絶縁シート３３の弾性体巻き付け部分に位置し、接触部分３５ａ、３５ｂ間を連結する連結部分３５ｃからなる。後述するように、接触部分３５ａは、接続対象物の１つとしてのＩＣ１３のリード１５と接続される。また、接触部分３５ｂは、接続対象物の１つとしての基板５の接続パッド（図示せず）に接続される。

図９に示すように、導電パターン３５には、欠損部としてのスリット４１が複数設けられている。

なお、スリット４１は、導電パターン３５において、少なくとも接続対象物としてのＩＣ１３のリード１５と接触する接触部分３５ａに設けられる。

詳細は後述するが、導電パターン３５にスリット４１を設けることにより、導電パターン３５の表面とリード１５が接触した際に、スリット４１を設けない場合と比べて、導電パターン３５とリード１５の接触面積を小さくし、ＩＣ１３に加えられた熱の逃げを小さくすることができる。

なお、図９では欠損部の形状をスリット４１のように、導電パターン３５の長手方向に沿ったスリット状としているが、欠損部を設けない場合と比べて、リード１５との接触の際の接触面積を小さくできる形状であれば、上記の形状に限定されるものではない。

例えば図１０（ａ）に示すスリット４１ａのように、導電パターン３５の長手方向と交差するようなスリット形状でもよいし、図１０（ｂ）に示す穴部４１ｂのように、穴状の形状としてもよい。

一方、図７に示すように、絶縁シート３３の一端は両面粘着シート３７ａと両面粘着シート３７ｂに挟みこまれて固定され、他の端部は両面粘着シート３７ｃと片面粘着シート３９に挟み込まれて固定されている。

そして、両面粘着シート３７ｂと両面粘着シート３７ｃを基材３０の他側の両面に貼着することにより、絶縁シート３３を基材３０に固定している。

以上のように構成した電気接続部材１ａは、両面粘着シート３７ａの、絶縁シート３３と接触している面と反対側の面をソケット７の溝部１９ａに貼り付けることにより、ソケット７に固定される。この時、絶縁シート３３の弾性体３１への巻き付け部分は、開口部２１ａ内に収納され、導電パターン３５のリード１５との接触部分３５ａは凹部１７内に突出し、基板５の接続パッドとの接触部分３５ｂはソケット７の底面から突出している。

同様にして、電気接続部材１ｂ、１ｃ、１ｄも溝部１９ｂ、１９ｃ、１９ｄに固定されている。

プッシャーガイド９は、ソケット７の凹部１７と略同じ大きさの穴を有する枠状をなしている。

次に、ＩＣ検査用ソケット３を用いてＩＣ１３に対して高温ファンクションテストを行う際の手順について図１、図４および図５を参照して説明する。

まず、基板５上の所定位置にソケット７、プッシャーガイド９を重ね合わせ、これらの四隅に貫通形成した穴９ａ、７ａ（基板の穴は図示しない）にねじ（図示しない）を通し、締め付け固定する。このとき、導電パターン３５の接触部分３５ｂは基板５の接続パッド（図示しない）に弾性的に接触する。基板５の接続パッドは配線パターンを介して図示しない検査装置に接続される。

このようにして基板５上に取り付けたソケット７の凹部１７に、被検査体としてのＩＣ１３を挿入する。

この際、位置決め片２３をガイドにして、リード１５が電気接続部材１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの導電パターン３５の接触部分３５ａと接触するようにする。

次に、図示しないアクチュエータを用いてプッシャー１１を図４のＡ１の向きに移動させ、ＩＣ１３の上面をヒータ２７と接触させる。

また、図５に示すように、リード押さえ片２９をリード１５と接触させ、リード１５を導電パターン３５の接触部分３５ａに押圧させる。

ここで、図４に示すように、ソケット７の高さである高さ寸法１０ａと、プッシャー１１のフランジ２５ａの底面からリード押さえ片２９の端部までの距離であるガイド溝深さ１０ｂは、リード押さえ片２９によるリード１５の導電パターン３５の接触部分３５ａに対する適切な押圧力が得られるような関係である必要がある。

具体的には、プッシャー１１のガイド溝深さ１０ｂと電気接続部材１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの高さを足した高さが、ソケット７の高さ寸法１０ａよりも若干大きい程度の関係が望ましい。

このような関係とすることにより、ソケット７と、プッシャー１１を組み合わせた際に、リード１５の、導電パターン３５の接触部分３５ａに対する適切な押圧（接触）力が得られる。

もし、適切な押圧（接触）力が得られない関係である場合は、ソケット７とプッシャー１１の間にプッシャーガイド９を挟み込む。

適切な押圧（接触）力が得られるような関係である場合は、プッシャーガイド９は不要である。

即ち、ソケット７をある特定のＩＣ専用のソケットとして設計した時は、プッシャーガイド９は不要である。

ここではソケット７を標準化しており、プッシャーガイド９を交換するだけで、高さやリード長さの異なる様々なＩＣに適用可能に構成している。

この状態では、ＩＣ１３は電気接続部材１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、基板５を介して図示しない検査装置と電気的に接続されている。

ここで、電気接続部材１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの弾性体３１はリード１５に押圧されており、リード１５の形状に応じた形状に変形している。

また、導電パターン３５も弾性体３１の変形に追従してリード１５の形状に応じた形状に変形している。

そのため、電気接続部材１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄはピンやエラストマシートを用いた構造よりも小さい接触荷重で、大きな接触面積を得ることができ、安定した電気接続が可能で、かつリード１５を傷つける恐れもない。

次に、図示しない電源に接続されたヒータ２７を作動させ、ＩＣ１３を所定の温度、例えば１２０〜１３０℃程度に加熱する。

次に、図示しない検査装置を用いて、ＩＣ１３に、基板５、電気接続部材１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを介して電気信号や電流を加えて、動作の確認試験を行う。

ここで、高温ファンクションテスト中のＩＣ検査用ソケット３内において、最も温度が高い部分は、ヒータ２７およびヒータ２７に加熱されたＩＣ１３である。

一方、最も温度が低い部分は、土台となる基板５である。

そのため、ヒータ２７によってＩＣ１３に加えられた熱は、基板５との温度勾配により、基板５側に逃げようとする。

この際、熱の逃げる経路としては２つの経路がある。

１つは図５のＢ１経路のような、リード１５→リード押さえ片２９（プッシャー１１）→プッシャーガイド９→ソケット７→基板５、という経路である。

もう１つは、図５のＣ１経路のような、リード１５→電気接続部材１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ（導電パターン３５）→基板５、という経路である。

Ｂ１経路とＣ１経路を比較すると、Ｂ１経路は、経路を構成するリード押さえ片２９（プッシャー１１）、プッシャーガイド９、ソケット７がプラスチック等の絶縁体で形成されているが、Ｃ１経路は、経路を構成する導電パターン３５が金属で形成されている。

プラスチックは金属と比べて熱伝導率が低いため、Ｃ１経路のほうが、Ｂ１経路よりも熱が通りやすい。

そのため、ヒータ２７によってＩＣ１３に加えられた熱は主として、Ｂ１経路よりも熱が通りやすいＣ１経路を介して基板５に逃げることになる。

しかし、前述のように、電気接続部材１ａの導電パターン３５には、欠損部としてのスリット４１が複数設けられている。

そのため、電気接続部材１ａは、欠損部を有さない従来の電気接続部材と比べてリード１５と導電パターン３５の接触面積が小さくなり、熱の逃げを小さくすることができる。

即ち、ＩＣ検査用ソケット３は従来よりも高温ファンクションテスト中に温度を一定に保ちやすい。

検査が終了すると、ヒータ２７による加熱を停止し、図示しないアクチュエータを用いてプッシャー１１を図４のＡ２の向きに移動させ、ＩＣ１３とヒータ２７の接触を解除する。

また、リード押さえ片２９とリード１５の接触も解除する。

そして、ＩＣ１３を、ソケット７の凹部１７から取り出す。

このように、第１の実施形態によれば、ＩＣ検査用ソケット３に用いられる電気接続部材１ａが、弾性体３１、弾性体３１に巻き付けられた絶縁シート３３、絶縁シート３３の外側の面に形成された導電パターン３５を有し、導電パターン３５には欠損部としてのスリット４１が設けられている。

そのため、従来の電気接続部材と比べてリード１５と導電パターン３５の接触面積が小さくなり、安定した電気接続が可能で、リード１５を傷つけずに検査が可能であり、かつ従来よりも高温ファンクションテスト時の熱の逃げを小さくすることができる。

次に、第２の実施形態に係る電気接続部材５１ａを有するＩＣ検査用ソケット３ａについて、図１１および図１２を参照して説明する。

なお、第２の実施形態において、第１の実施形態と同様の機能を果たす要素については同一の番号を付し、説明を省略する。

また、第１の実施形態に係るＩＣ検査用ソケット３と異なるところは電気接続部材５１ａのみであり、電気接続部材５１ａ以外のＩＣ検査用ソケット３ａの構造は第１の実施形態に係るＩＣ検査用ソケット３の構造と同様であるため、記載を省略している。

図１１および図１２に示すように、電気接続部材５１ａは、導電パターン３５を構成するＩＣ１３のリード１５との接触部分３５ａと基板５のパッドとの接触部分３５ｂが絶縁シート３３の外側の面に設けられ、これら接触部分３５ａ、３５ｂを連結する連結部分３５ｃが絶縁シート３３の内側の面に設けられている。

接触部分３５ａ、３５ｂと連結部分３５ｃとの間は絶縁シート３３を貫通するベア（スルーホール）３５ｄで接続されている。

その他の構成は、第１の実施形態に係る電気接続部材１ａと同様である。

このような構造にすることにより、接触部分３５ａ、３５ｂを、リード１５や基板５の接続パッドとの接触に必要な最小限の面積に形成することができるので、従来の電気接続部材よりもリード１５と導電パターン３５の接触面積が小さくなり、安定した電気接続が可能で、リード１５を傷つけずに検査が可能であり、かつ従来よりも高温ファンクションテスト時の熱の逃げを小さくすることができる。

このように、第２の実施形態によれば、ＩＣ検査用ソケット３ａに用いられる電気接続部材５１ａが、弾性体３１、弾性体３１に巻き付けられた絶縁シート３３、絶縁シート３３に形成された導電パターン３５を有し、導電パターン３５は、接続対象物と接触する接触部分３５ａ、３５ｂを絶縁シート３３の外側の面に設け、接触部分３５ａ、３５ｂ間を連結する連結部分３５ｃを絶縁シート３３の内側の面に設けている。

従って、第１の実施形態と同様の効果を奏する。

上記した実施形態では、本発明をＩＣの検査用ソケットに適用した場合について説明したが、本発明は、何等、これに限定されることなく、２つの接続対象物を、熱を逃がさないように電気的に接続する必要がある全ての機器に用いることができる。

ＩＣ検査用ソケット３を示す分解斜視図である。 図１のソケット７を裏返した状態を示す斜視図である。 図１の領域Ｂの拡大図である。 図１において、ＩＣ検査用ソケット３の構成部材を組み合わせた状態でのＣ−Ｃ断面図である。 図４の領域Ｄの拡大図である。 電気接続部材１ａを示す斜視図である。 図６のＥ方向矢視図である。 図６の電気接続部材１ａの端部の拡大図である。 図９（ａ）は、図６のＦ方向矢視図であって、図９（ｂ）は図９（ａ）のＦ２−Ｆ２断面図の一部である。 導電パターン３５の変形例を示す図である。 電気接続部材５１ａの側面図である。 図１２（ａ）は、図１１のＧ方向矢視図であって、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＨ−Ｈ断面図の一部である。

符号の説明

１ａ………電気接続部材
３…………ＩＣ検査用ソケット
５…………基板
７…………ソケット
９…………プッシャーガイド
１１………プッシャー
１３………ＩＣ
１５………リード
１７………凹部
１９ａ……溝部
２１ａ……開口部
２３………位置決め片
２５………本体
２７………ヒータ
２９………リード押さえ片
３０………基材
３１………弾性体
３３………絶縁シート
３５………導電パターン
３５ａ……接触部分
３５ｂ……接触部分
３５ｃ……連結部分
３５ｄ……ベア
３７ａ……両面粘着シート
３９………片面粘着シート
４１………スリット
５１ａ……電気接続部材

Claims (2)

1. ２つの接続対象物を電気的に接続する電気接続部材であって、
   弾性体と、
   前記弾性体に巻きつけられた絶縁シートと、
   前記絶縁シートの外側の面に設けられ、前記２つの接続対象物間を接続する導電パターンと、
   を有し、
   前記導電パターンには、欠損部が設けられており、
   前記欠損部は、前記導電パターンの表面の、前記２つの接続対象物のうち、少なくとも１つの接続対象物と接触する接触部分に設けられている穴部またはスリットであることを特徴とする電気接続部材。
2. 請求項１に記載の電気接続部材を有することを特徴とするＩＣ検査用ソケット。

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