JP5991823B2 - 電気的接続装置及びその組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、電気回路の電気的検査のために、被検査体である例えば集積回路とその電気的検査を行うテスタとの電気的接続に用いられるプローブカードのような電気的接続装置及びその組立方法に関する。

従来のこの種の電気的接続装置Ａは、図５に示されているように、例えばプリント配線基板（ＰＣＢ）からなる配線基板１と、該配線基板の下面から間隔をおいて配置され、配線基板１に対向する面と反対側の下面に多数のプローブ２ａが設けられたプローブ基板２とを備える（例えば、特許文献１参照）。配線基板１とプローブ基板２との間には、ポゴピン組立体のような弾性接続器からなるインタポーザ３が配置され、該インタポーザを経て、プローブ基板２の各プローブ２ａは、配線基板１に設けられたソケット（図示せず）に電気的に接続されている。前記電気的接続装置は、このソケットでテスタ本体（図示せず）に接続されている。配線基板１の上面には、配線基板１の反りを抑制するための補強板４が設けられている。これら補強板４、配線基板１、インタポーザ３及びプローブ基板２は、補強板４の側から挿入されるボルト５の締め付けにより、一体的に結合されている。

より具体的には、補強板４の上面から挿入されたボルト５の先端がプローブ基板２に設けられたアンカ部２ｂに螺合して締め付けられる。またボルト５には、筒状のスペーサ部材６が装着されており、このスペーサ部材６は、ボルト５が締め付けられたとき、該ボルトの先端が螺合する前記アンカ部２ｂと共同して、各プローブ２ａの針先位置が揃う仮想平面Ｐの高さ位置を定める。

プローブカードのような前記した電気的接続装置Ａは、被検査体７の電気試験では、図示しないテスタのテストヘッドに設けられたカードホルダ８の縁部上面に配線基板１の縁部が載せられ、各プローブ２ａの針先が試料台Ｙ上の被検査体７の対応する電極７ａに当接される。このとき、各プローブ２ａが均等かつ適切な押圧力で対応する電極７ａに接触するように、前記カードホルダ８の前記縁部上面から各プローブ２ａの針先が揃う仮想平面Ｐまでの距離が所定の値Ｌとなるように、例えば配線基板１の厚さ寸法Ｌ１の製造誤差に応じて、各スペーサ部材６の長さＬ３が選択される。

また、配線基板１と補強板４との間に挿入されるシム９の厚さ調整により、各プローブ２ａの針先が揃う仮想平面Ｐの高さ位置が微調整される。

特開２００８−１３４１６９号公報

ところで、前記電気的接続装置Ａの多数のプローブ２ａのうちの少なくとも一本が例えば欠損を生じて前記電気的接続装置Ａの正常な使用に支障が生じると、プローブ２ａに欠損を生じたプローブ基板２を欠損のないプローブ２ａが設けられた新たなプローブ基板２に取り替える必要がある。

従来の前記電気的接続装置Ａでは、プローブ基板２の取り替えのためにボルト５をアンカ部２ｂから解除すると、配線基板１、シム９及び補強板４の組み付けが分解される。そのため、新たなプローブ基板２を組み込んで所定の仮想平面Ｐを実現するためには、この新たなプローブ基板２を組み込んだ状態で再び所定の値Ｌを正しく設定する必要が生じる。この所定値Ｌの設定のためには、新たなプローブ基板２のアンカ部２ｂの高さ寸法Ｌ２に応じて適正な長さＬ３のスペーサ部材６を試行錯誤により選択し、さらに微調整のために、適正な厚さのシム９を試行錯誤により選択し、これらを組み合わせた状態でボルト５を適正な締め付け力で対応するアンカ部２ｂに結合する必要が生じる。

このような試行錯誤を伴う適正な長さのスペーサ部材６の選択やシム９の選択による仮想平面Ｐの微調整の作業をユーザが行うことは、煩雑で微妙な判定作業を必要とするので、たとえ新たなプローブ基板２を入手したとしても、このプローブ基板２の取り替え作業は容易ではない。

そのため、プローブ２ａに欠損が生じると、ユーザはプローブカードＡを分解することなく、そのプローブカードＡの全体をメーカに返送し、該メーカでプローブ基板２の取り替え及び前記した調整作業が行われていた。

したがって、本発明の目的は、プローブ基板の取り替えに際してシムや筒状スペーサの選択を伴う煩雑で熟練を要する調整作業が不要な電気的接続装置及びその組立方法を提供することにある。

本発明に係る電気的接続装置は、相対する一方の面及び他方の面を有する補強板と、一方の面が前記補強板の前記一方の面に当接すべく前記補強板と結合され、また他方の面に複数の第１の電気接続部が設けられた配線基板と、該配線基板の前記他方の面に対向する一方の面に、前記第１の電気接続部に対応する第２の電気接続部が設けられ、他方の面に、前記第２の電気接続部のそれぞれに電気的に接続された多数のプローブが設けられたプローブ基板と、前記プローブ基板の前記一方の面の前記第２の接続部が設けられていない領域にそれぞれ形成され、頂部に開放するねじ穴がそれぞれ設けられた複数のアンカ部と、各アンカ部に対応して前記配線基板及び補強板のそれぞれに、それらの板厚方向へ互いに整合して形成された複数の貫通孔と、一端が対応する各アンカ部の前記頂面に取り外し可能にねじ結合され、他端の内周面にねじ溝が形成され、前記配線基板及び補強板の前記貫通孔内に配置された複数の筒状スペーサと、各筒状スペーサに対応して前記補強板の前記他方の面に配置される複数の基準プレートであって対応する各筒状スペーサの他端を受ける基準面を前記補強板の前記他方の面に対向する面に有し、それぞれが前記補強板にねじ部材を介して取り外し可能に結合される複数の基準プレートと、各基準プレートと前記補強板との間に挿入された複数のシムと、前記基準プレートの他方の面に載る頭部及び該頭部から前記基準プレート及び対応する前記シムを貫通し、先端部が前記筒状スペーサの前記ねじ溝に螺合する軸部を有するボルトとを含む。

前記配線基板の前記他方の面の縁部はテストヘッドの環状カードホルダの縁部の上面に載せることができ、前記各筒状スペーサは、前記プローブの針先が整列する仮想平面と前記配線基板の前記一方の面との間隔を所定の値に保持するように選択することができる。

前記シムは、前記配線基板の前記他方の面から前記プローブの針先が位置する前記仮想平面までの間隔の微調整及び前記カードホルダの前記上面に関する前記仮想平面の傾斜の補正のために厚さ寸法又は積み重ね枚数を選択することができる。

前記筒状スペーサの前記一端には、その端面から当該筒状スペーサの軸線方向へ突出する雄ねじ部が形成され、該雄ねじ部をその対応する前記アンカ部の前記ねじ穴へ螺合することにより、前記端面を対応する前記アンカ部の前記頂面に当接することができる。

前記配線基板の前記他方の面と前記プローブ基板の前記一方の面との間に、互いに対応する前記第１及び第２の電気的接続部を電気的に接続する弾性接続器を挿入することができる。

前記プローブ基板には、その厚さ方向への変形が導入されており、該プローブ基板の変形を保持した状態で前記プローブはその針先を前記仮想平面上に配置されている場合、前記筒状スペーサは、前記アンカ部と共同して、前記プローブの針先を前記仮想平面に保持すべく前記プローブ基板の前記変形を保持することができる。

前記した電気的接続装置の組立方法は、前記配線基板に前記補強板及び前記基準プレートを結合した後、前記筒状スペーサを前記配線基板及び補強板の前記貫通孔に適用して該筒状スペーサに前記ボルトを螺合するに先立ち、所定の長さ寸法を有する筒状の標準スペーサ部材を前記配線基板及び補強板の各貫通孔に適用して各標準スペーサ部材の一端に形成されたねじ穴に対応する前記ボルトを螺合して該ボルトを締め付けること、前記ボルトの締め付け後、各標準スペーサ部材の他端の高さ位置を測定すること、各標準スペーサ部材の前記他端の高さ位置について測定値に適正値からばらつきがあったとき、このばらつきを無くすように前記補強板と前記基準プレートとの間に適正な厚さ寸法の前記シムを適用すること、前記シムを適用した後、前記補強板と前記基準プレートとを前記ねじ部材により結合すること、前記標準スペーサ部材に代えて、該標準スペーサ部材の長さから対応する前記アンカ部の高さを差し引いた長さを有する前記筒状スペーサの前記一端を対応する前記アンカ部に結合すること、前記筒状スペーサの他端を対応する前記基準プレートの前記基準面に当接させるように前記ボルトを前記基準プレート及び対応する前記シムを貫通させて該ボルトの前記軸部を対応する前記筒状スペーサの前記他端の前記ねじ溝に螺合して前記補強板、前記配線基板及び前記プローブ基板を結合することを含む。

前記標準スペーサ部材を適用するに先立ち、前記補強板及び前記基準プレート間に前記シムを予め介在させ、前記標準スペーサ部材の適用後、該標準スペーサ部材の前記他端の高さ位置についての適正値からばらつきがあったとき、このばらつきを無くすように前記シムの厚さ寸法の選択のために少なくとも一部の前記シムを取り替えることができる。

前記標準スペーサ部材の前記他端の高さ位置についての各測定値にばらつきがあったとき、各標準スペーサ部材の前記他端の最も高い高さ位置に各標準スペーサ部材の前記他端の高さ位置が揃うように各シムの厚さ寸法を選択することができる。

前記シムの厚さ寸法の選択は、前記ばらつきを無くすに適正な厚さ寸法を有する一枚のシムの選択によりなすことができる。

前記シムの厚さ寸法の選択は、前記ばらつきを無くすに適正な総厚さ寸法を有する複数枚のシムの選択によりなすことができる。

本発明によれば、前記配線基板の製造誤差による厚さのばらつきに拘わらず、前記基準プレートの前記基準面から前記配線基板の前記他方の面までの距離が所定の値となるように、所定長の前記標準スペーサ部材を用いて各シムを適正に設定することができる。この適正に設定されシムは、前記ねじ部材により前記基準プレートと前記補強板との間に保持される。

前記シムが適正に保持されると、前記標準スペーサ部材の長さ情報に基づいて、前記プローブ基板の各アンカ部の高さと各アンカ部に対応する前記筒状スペーサの長さとの和が前記標準スペーサ部材の長さに一致するように、前記筒状スペーサが選択される。選択された前記筒状スペーサを前記プローブ基板の対応するアンカ部に適正に締め付け、この筒状スペーサを前記プローブ基板と共に、前記配線基板及び前記補強基板に組み込み、この組み込み状態で対応する前記筒状スペーサに前記ボルトを螺合して適正に締め付けることができる。これにより、従来のような筒状スペーサやシムの設定に試行錯誤を伴うことなく、比較的容易に前記電気的接続装置の組立を行うことができる。

また、前記シムの設定に関して、各シムは前記ボルトに対応して複数の箇所に適用されることから、各箇所に適用されるシムの厚さを適宜選択することにより、例えば前記配線基板の製造誤差による該配線基板の両面の相対的な傾きを補正することができる。

また、適正に設定されたシムは、前記したように、前記ねじ部材によって前記基準プレートと前記補強板との間に保持される。したがって、前記プローブ基板の取り替えのために前記ボルトが対応する前記筒状スペーサから取りはずされても、前記基準プレートの前記基準面の前記補強板に関する関係は保持される。このことから、新たなプローブ基板の各アンカ部に適用される筒状スペーサとして、対応する前記アンカ部の高さとの和が前記した標準スペーサ部材の長さに一致する長さの筒状スペーサを選択し、これを新たなプローブ基板の対応するアンカ部に組み付け、これらと共に、前記シムが適正に組み付けられた前記補強板及び前記配線基板を前記ボルトを用いて組み付けることにより、従来のような複雑な調整作業を必要とすることなく、前記プローブの針先が適正な仮想平面に揃った前記電気的接続装置を比較的容易に再組立することができる。

すなわち、前記プローブ基板の取り替えのために該プローブ基板の前記アンカ部に結合された前記筒状スペーサと前記ボルトとの結合を解除した後、新たなプローブ基板のための筒状スペーサとして、前記標準スペーサ部材の所定の長さから前記新たなプローブ基板のアンカ部の高さを差し引いた長さの筒状スペーサを適用することができる。

そのため、プローブに欠損を生じたプローブ基板を取り替える必要がユーザに生じても、その電気的接続装置を従来のようにメーカに返送することなく、ユーザは、前記標準スペーサ部材に基づいて選択された適正な筒状スペーサを試行錯誤することなく適正に選択することができ、この適正な筒状スペーサを用いた再組立作業によって容易に前記電気的接続装置を適正に再組立することができる。

本発明によれば、前記したようにシム及び筒状スペーサの適正な設定に試行錯誤を伴うことなく組み立てることができる電気的接続装置を提供することができる。

また、ユーザは、従来のような前記シム及び前記筒状スペーサの適正な設定に手間取ることなく、迅速に適正なプローブを有するプローブ基板を組み込むことができるので、プローブの欠損の度に電気的接続装置をメーカに返送する必要はなくなる。

さらに、本発明によれば、前記シムの調整によって前記配線基板の前記両面の傾斜を補正することができるので、前記プローブの針先が揃う仮想平面の水平度をより高精度で修正することができる。

本発明に係る電気的接続装置の縦断面図である。 図１に示した電気的接続装置の一部を拡大して示す縦断面図である。 図１に示した電気的接続装置の配線基板集合部の組立工程を示す縦断面図である。 図３に示した配線基板集合部とプローブ基板集合部との組み付け工程を示す縦断面図である。 従来の電気的接続装置を示す縦断面図である。

本発明に係る電気的接続装置１０が図１に示されている。この電気的接続装置１０は、図５に示したような例えばテスタの試料台を構成する従来よく知られた真空チャックＹ上に配置された半導体ウエハ７の電気検査に用いられる。半導体ウエハ７には、図示しないが、多数のＩＣ回路が作り込まれており、それらＩＣ回路の電気的検査のために、それらの各接続パッドを前記テスタのテスタ本体（図示せず）の電気回路に接続するのに電気的接続装置１０が用いられる。

この電気的接続装置１０は、図１に示されているように、前記テスタのテスタヘッド（図示せず）に設けられた環状のカードホルダ１２への取付け面となる下面１４ａを有する円形平板状の配線基板１４と、該配線基板の上面１４ｂに取り付けられる円形平板状の補強板１６と、配線基板１４の下面１４ａから間隔をおいて配置されるプローブ基板１８と、配線基板１４の下面１４ａ及び該下面に対向するプローブ基板１８の上面１８ａ間に配置される弾性接続器２０とを備える。

配線基板１４は、従来におけると同様なプリント配線基板（ＰＣＢ）からなり、その上面１４ｂの補強板１６から露出する領域には、図示しないが従来よく知られた前記テスタへの電気接続部のための多数のソケットが整列して配置されている。図１では、図面の簡素化のために、前記ソケットが省略されている。

配線基板１４の下面１４ａには、各ソケットにそれぞれ対応する第１の電気接続部２２が形成されている。各電気接続部２２は、配線基板１４に形成された、従来よく知られた導電路（図示せず）を経て対応する前記ソケットの各接点に接続されている。

プローブ基板１８は、図１に示す例では、配線基板１４に対向して配置されるセラミック板２６と該セラミック板に接合された可撓性を有する配線板２８とを有する。セラミック板２６の上面２６ａは、配線基板１４の下面１４ａに対向して配置され、これにより配線基板１４に対向するプローブ基板１８の上面を構成する。この上面２６ａには、配線基板１４の電気接続部２２に対応する第２の電気接続部２４が形成されている。

配線板２８は、その上面２８ａをセラミック板２６の下面２６ｂに接合させて配置されており、これにより、その下面２８ｂでプローブ基板１８の下面が構成されている。このプローブ基板１８の下面すなわち配線板２８の下面２８ｂには、半導体ウエハ７（図５参照）の前記接続パッド７ａ（図５参照）に対応する多数のプローブ３０が設けられている。

プローブ基板１８を構成するセラミック板２６及び配線板２８には、図示しないが従来におけると同様な導電路が形成されており、該導電路を経て、各プローブ３０は対応する第２の電気接続部２４に接続されている。また、プローブ基板１８の上面すなわちセラミック板２６の上面２６ａにおける第２の電気接続部２４が設けられていない領域には、所定の高さ寸法を有する例えば円柱状のアンカ部３２が間隔をおいて立ち上がる。各アンカ部３２の頂面には、該アンカ部の軸線方向に伸びるねじ穴３４が開放する。

プローブ基板１８には、前記した導電路の形成工程、その他の工程において熱的あるいは機械的な歪み応力が加えられることから、一般的にその板厚さ方向への反り返りあるいは波状のような板厚方向への変形が導入される。この変形の一部は、プローブ基板１８に負荷が作用しない状態で残留してしまう。各プローブ３０の針先３０ａは、このプローブ基板１８の残留した無負荷変形を保持した状態で、図１に示されているように、仮想平面Ｐ上に揃うように形成されている。また、各アンカ部３２の頂面は、これらの頂面を通る仮想面が前記仮想平面Ｐから所定の間隔をおいて平行となるように、平坦な研磨を受けることが望ましい。

図１に示す例では、各プローブ３０には、該プローブを保持する従来よく知られた非導電材料から成るホルダ３６が、各プローブ３０の貫通を許すように装着されている。また、配線基板１４とプローブ基板１８との間には前記した弾性接続器２０が配置されており、該弾性接続器は、図１に示す例では、従来よく知られたインタポーザの一つであるポゴピン組立体である。このポゴピン組立体２０は、配線基板１４及びプローブ基板１８間に挿入されるポゴピンブロック２０ａと、該ポゴピンブロックに組み込まれる複数のポゴピン２０ｂとを備え、各第１の電気接続部２２及びこれに対応する第２の電気接続部２４を電気的に相互に接続する。

補強板１６は、その下面１６ａを配線基板１４の上面１４ｂに当接させて該上面上に配置されており、下面１６ａに対向して平行する上面１６ｂの中央部には、図示の例では、平坦な底面３８を有する座ぐり部４０が形成されている。

図２は、座ぐり部４０の一部を拡大して示す。図２に示されているように、座ぐり部４０の底面３８には、例えば円形平面形状を有する基準プレート４２を受け入れる円形の開口４４が各アンカ部３２に対応して形成されている。基準プレート４２は、平坦な下面４２ａを有し該下面を開口４４の底面４４ａに向けて配置されている。基準プレート４２の上面４２ｂには、ボルト４６の頭部４６ａを受け入れる中央凹部４８が形成され、該中央凹部にはボルト４６の軸部４６ｂの挿通を許す中央開口４８ａが形成されている。

配線基板１４及び補強板１６には、アンカ部３２及び後述する筒状スペーサ５０を受け入れる貫通孔１４ｃ及び１６ｃが互いに整合してそれぞれの板厚方向に形成されている。補強板１６の貫通孔１６ｃは開口４４の底面４４ａに開放する。

配線基板１４及び補強板１６の貫通孔１４ｃ及び１６ｃ内には、例えば円形横断面形状を有する筒状スペーサ５０がその上端を各基準プレート４２の下面４２ａに当接して配置されている。筒状スペーサ５０の前記上端には、ボルト４６の軸部４６ｂに螺合するねじ溝５０ａが形成されている。また、筒状スペーサ５０の下端はアンカ部３２の前記頂面に当接し、筒状スペーサ５０の下端面には該筒状スペーサの軸線方向に突出する雄ねじ部５０ｂが形成されており、雄ねじ部５０ｂは、筒状スペーサ５０の前記下端面とアンカ部３２の前記頂面との当接を許すように、該アンカ部のねじ穴３４に螺合する。

補強板１６の底面４４ａと、基準プレート４２の基準面となる下面４２ａとの間には、シム５２が配置されている。各シム５２には、中央開口４８ａに軸線を一致させる開口５２ａが形成されている。該開口５２ａは、筒状スペーサ５０の前記上端と基準プレート４２の基準面４２ａとの当接を許すように、筒状スペーサ５０を受け入れるに十分に大きな口径を有する。このようなシム５２として、例えば１００μｍの厚さ寸法を有するステンレス板のような導電性板部材あるいはポリイミドフィルムのような非導電性板部材を用いることができる。

基準プレート４２の上面４２ｂから挿入されかつ補強板１６に螺合するねじ部材５４により、各シム５２は、補強板１６の底面４４ａと、基準プレート４２の基準面４２ａとの間で、該基準プレートと共に補強板１６に取り外し可能に固定されている。

ボルト４６は、該ボルトに螺合する筒状スペーサ５０及び該筒状スペーサに螺合するプローブ基板１８のアンカ部３２を経て、補強板１６、配線基板１４及びプローブ基板１８を一体に結合する。また、図１に示されている例では、補強板１６及び配線基板１４は複数のねじ部材５６で結合され、プローブ基板１８の縁部は、該縁部を受ける従来よく知られた固定リング部材５８で支持されている。固定リング部材５８は、配線基板１４を貫通し先端が補強板１６に螺合するねじ部材６０で配線基板１４に結合されており、この固定リング部材５８のためのねじ部材６０によっても、補強板１６及び配線基板１４は一体的に結合されている。

電気的接続装置１０は、図１に示すように、配線基板１４の下面１４ａがカードホルダ１２の縁部上面１２ａに載せられて使用される。電気的接続装置１０は、カードホルダ１２に載せられた状態で、各プローブ３０の針先３０ａが図５に示したような対応する被検査体７の電極７ａに接触されると、該電極はプローブ基板１８の前記導電路、ポゴピン組立体２０、配線基板１４の前記導電路を経て、前記ソケットから前記テスタの本体に接続される。

電気的接続装置１０に組み込まれた筒状スペーサ５０は、この電気的接続装置１０の使用状態で各プローブ３０が適正な押圧力で対応する前記電極７ａに接触するように、筒状スペーサ５０の上端面が当接する基準プレート４２の基準面４２ａから該筒状スペーサの下端面が当接するアンカ部３２までの間隔を適正に維持する。また、各シム５２は、補強板１６の製造誤差による基準面４２ａの傾きや前記間隔の微調整の調整に用いられている。

以下、図３及び図４に沿って電気的接続装置１０の組立方法について説明する。図３に示されている例では、前記したように、基準プレート４２が、ねじ部材５４により、補強板１６の開口４４内に固定されており、各基準プレート４２と開口４４の底面４４ａとの間に所定厚さを有するシム５２が適用されている。

さらに、補強板１６の下面１６ａには、配線基板１４がその上面１４ｂを当接させ、両板１６及び１４がねじ部材５６により固定されており、これにより配線基板集合部６２Ａが形成される。

この配線基板集合部６２Ａには、所定の長さ寸法を有する筒状の標準スペーサ部材すなわち標準筒状スペーサ６４が組み込まれる。この標準筒状スペーサ６４の一端には、ボルト４６の軸部４６ｂとの螺合を許すねじ溝５０ａと同様なねじ溝６４ａが形成されている。またその下端は平坦面６４ｂである。標準筒状スペーサ６４がそのねじ溝６４ａにボルト４６の軸部４６ｂを受け入れた状態で、ボルト４６は適正な締め付けトルクで標準筒状スペーサ６４へ締め付けられる。

その後、各標準筒状スペーサ６４の平坦面６４ｂから、例えば配線基板１４の下面１４ａまでの各高さｈが測定される。この平坦面６４ｂの高さの位置（ｈ）にばらつきがあると、例えばすべての標準筒状スペーサ６４の平坦面６４ｂが最下端にある平坦面６４ｂに一致するように、各シム５２の厚さ寸法が選択される。

これに代えて、すべての標準筒状スペーサ６４の平坦面６４ｂが最上端にある平坦面６４ｂに一致するように、各シム５２の厚さ寸法を選択することができる。要は、すべての標準筒状スペーサ６４の平坦面６４ｂを一平坦面上に一致することにある。

したがって、所定厚さを有するシム５２が予め基準プレート４２と補強板１６との間に適用されておらず、両者が直接当接している場合も、同様にすべての標準筒状スペーサ６４の平坦面６４ｂが例えば最上端にある平坦面６４ｂに一致するように、ねじ部材５４の脱着により、適宜適正な厚さ寸法のシム５２を適用することができる。

これらのシム５２の厚さ寸法の選択のために、基準プレート４２毎に、前記した標準筒状スペーサ６４の平坦面６４ｂの高さ位置のばらつきを無くすに適正な厚さ寸法を有する一枚のシム５２を選択することができる。また、これに代えて、基準プレート４２毎に、前記ばらつきを無くすに適正な総厚さ寸法を有する複数枚のシム５２を重ねて使用することができる。またシム５２は、配線基板１４の下面１４ａからプローブ３０の針先３０ａが位置する前記仮想平面までの間隔ｌの微調整のために用いることができる。

すべての標準筒状スペーサ６４の平坦面６４ｂを揃えるようにシム５２を調整し、ねじ部材５４を締め付けた後、各ボルト４６から標準筒状スペーサ６４が取り外される。

標準筒状スペーサ６４を取り外した後、図４に示すように、配線基板集合部６２Ａには、その配線基板１４の下面１４ａに、従来と同様に、ポゴピン組立体から成る弾性接続器２０が組み付けられる。

また、ホルダ３６により保持されたプローブ３０を有するプローブ基板１８の各アンカ部３２には、後述する適正な長さ寸法を有する筒状スペーサ５０の雄ねじ部５０ｂが螺合され、これによりプローブ基板集合部６２Ｂが形成される。

プローブ基板集合部６２Ｂは、各筒状スペーサ５０が対応する配線基板１４の貫通孔１４ｃ及び補強板１６の貫通孔１６ｃ内に挿入され、対応するボルト４６の軸部４６ｂを基準プレート４２の中央開口４８ａを経て各筒状スペーサ５０のねじ溝５０ａに螺合することにより、配線基板集合部６２Ａに結合される。また、固定リング部材５８が配線基板１４を経て補強板１６に螺合され、これにより電気的接続装置１０が組み立てられる。

電気的接続装置１０の組立時に用いられる筒状スペーサ５０は、基本的には、
前記した標準筒状スペーサ６４の高さ寸法に基づいて選択される。

すなわち、アンカ部３２の高さ寸法と該アンカ部に対応する筒状スペーサ５０との和が標準筒状スペーサ６４の高さ寸法に一致するように、各筒状スペーサ５０が選択される。

例えば、プローブ基板１８に反り返りや波状の変形が導入された状態で各プローブ３０の針先３０ａが同一仮想面上に揃えられている場合、各スペーサ５０の長さ寸法と対応するアンカ部３２の高さ寸法との和が標準筒状スペーサ６４の高さ寸法に一致するように同一寸法の筒状スペーサ５０を選択することにより、プローブ基板１８の反り返りや波状の変形を保持した状態で、プローブ３０の針先３０ａを図１に示した仮想平面Ｐ上に整列させることができる。

また、プローブ３０の針先３０ａが同一平面上に揃えられている限り、複数のアンカ部３２間でその高さにばらつきがあっても、各アンカ部３２の高さと各アンカ部に対応する筒状スペーサ５０との高さとが標準筒状スペーサ６４の高さ寸法に一致するように、各アンカ部に対応する筒状スペーサ５０の長さを選択することにより、プローブ３０の針先３０ａを適正な同一平面Ｐ上に揃えることができる。

前記したように、本発明に係る電気的接続装置１０によれば、配線基板１４の製造誤差による厚さのばらつきに拘わらず、所定長の標準筒状スペーサ６４を用い、試行錯誤によらず、該標準筒状スペーサ６４の平坦面６４ｂの測定値に基づいて各シム５２を適正に設定することができる。

また、適正に設定されたシム５２はねじ部材５４により基準プレート４２と共に補強板１６に確実に保持されることから、図４に示したように、配線基板集合部６２Ａからプローブ基板集合部６２Ｂを取り外しても、配線基板１４に関して基準プレート４２の基準面４２ａは保持される。

そのため、前記したように、欠損したプローブ３０を含むプローブ基板１８を新たなプローブ基板１８に取り替える場合においても、従来のようなシムの再設定の必要はない。また、この新たなプローブ基板１８のアンカ部３２に筒状スペーサ５０を組み付けて形成した新たなプローブ基板集合部６２Ｂを配線基板集合部６２Ａと組み合わせるについて、適切な筒状スペーサ５０を従来のような試行錯誤によって選択する必要はなく、標準筒状スペーサ６４の長さ寸法と対応する各アンカ部３２の高さ寸法に基づいて選択することができる。したがって、ユーザは欠損を生じた電気的接続装置１０をメーカに返送することなく、プローブ３０の針先３０ａが適正な仮想平面Ｐ上に揃った電気的接続装置１０を従来のような試行錯誤を伴うシム５２や筒状スペーサ５０の設定作業を伴うことなく、比較的容易に再組立することができる。

また、本発明に係る電気的接続装置１０では、各シム５２の厚さ寸法の選択により、配線基板１４の部分的な厚さ寸法のばらつきや配線基板１４毎の製造誤差による厚さ寸法のばらつきを補償することができるので、より高精度の電気的接続装置１０を製造することができる。

前記したところでは、インタポーザとして、ポゴピン組立体２０から成る弾性接続器を用いた例を示したが、これに限らず従来よく知られた弾性ワイヤ接続器のような種々の弾性接続器を用いることができる。また、本発明は弾性接続器２０を不要とする電気的接続装置に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、種々に変更することができる。

１０ 電気的接続装置
１４ 配線基板
１６ 補強板
１８ プローブ基板
２０ 弾性接続器（ポゴピン組立体）
２２、２４ 電気接続部
３０ プローブ
３０ａ 針先
３２ アンカ部
３４ アンカ部のねじ穴
４２ 基準プレート
４２ａ 基準プレートの基準面
４６ ボルト
５０ 筒状スペーサ
５２ シム
５４ ねじ部材
６２Ａ 配線基板集合部
６２Ｂ プローブ基板集合部

Claims (10)

1. 相対する一方の面及び他方の面を有する補強板と、一方の面が前記補強板の前記一方の面に当接すべく前記補強板と結合され、また他方の面に複数の第１の電気接続部が設けられた配線基板と、該配線基板の前記他方の面に対向する一方の面に、前記第１の電気接続部に対応する第２の電気接続部が設けられ、他方の面に、前記第２の電気接続部のそれぞれに電気的に接続された多数のプローブが設けられたプローブ基板と、前記プローブ基板の前記一方の面の前記第２の電気接続部が設けられていない領域にそれぞれ形成され、頂部に開放するねじ穴がそれぞれ設けられた複数のアンカ部と、各アンカ部に対応して前記配線基板及び補強板のそれぞれに、それらの板厚方向へ互いに整合して形成された複数の貫通孔と、一端が対応する各アンカ部の前記頂部に取り外し可能にねじ結合され、他端の内周面にねじ溝が形成され、前記配線基板及び補強板の前記貫通孔内に配置された複数の筒状スペーサと、各筒状スペーサに対応して前記補強板の前記他方の面に配置される複数の基準プレートであって対応する各筒状スペーサの他端を受ける基準面を前記補強板の前記他方の面に対向する面に有し、それぞれが前記補強板にねじ部材を介して取り外し可能に結合される複数の基準プレートと、各基準プレートと前記補強板との間に挿入された複数のシムと、前記基準プレートの他方の面に載る頭部及び該頭部から前記基準プレート及び対応する前記シムを貫通し、先端部が前記筒状スペーサの前記ねじ溝に螺合する軸部を有するボルトとを含む、電気的接続装置。
2. 前記シムは、前記配線基板の前記一方の面から前記プローブの針先が位置する仮想平面までの間隔の微調整のために厚さ寸法又は積み重ね枚数を選択される、請求項１に記載の電気的接続装置。
3. 前記筒状スペーサの前記一端には、その端面から当該筒状スペーサの軸線方向へ突出する雄ねじ部が形成され、該雄ねじ部がその対応する前記アンカ部の前記ねじ穴へ螺合されることにより、前記端面が対応する前記アンカ部の前記頂部に当接する、請求項１に記載の電気的接続装置。
4. 前記配線基板の前記他方の面と前記プローブ基板の前記一方の面との間には互いに対応する前記第１の電気接続部および前記第２の電気接続部を電気的に接続する弾性接続器が挿入されている、請求項１に記載の電気的接続装置。
5. 前記プローブ基板には、その厚さ方向への変形が導入されており、該プローブ基板の変形を保持した状態で前記プローブはその針先を前記仮想平面上に配置されており、前記筒状スペーサは、前記アンカ部と共同して、前記プローブの針先を前記仮想平面に保持すべく前記プローブ基板の前記変形を保持する、請求項２に記載の電気的接続装置。
6. 請求項１に記載の電気的接続装置の組立方法であって、前記配線基板に前記補強板及び前記基準プレートを結合した後、前記筒状スペーサを前記配線基板及び補強板の前記貫通孔に適用して該筒状スペーサに前記ボルトを螺合するに先立ち、所定の長さ寸法を有する筒状の標準スペーサ部材を前記配線基板及び補強板の各貫通孔に適用して各標準スペーサ部材の一端に形成されたねじ穴に対応する前記ボルトを螺合して該ボルトを締め付けること、
   前記ボルトの締め付け後、各標準スペーサ部材の他端の高さ位置を測定すること、
   各標準スペーサ部材の前記他端の高さ位置について測定値に適正値からばらつきがあったとき、このばらつきを無くすように前記補強板と前記基準プレートとの間に適正な厚さ寸法の前記シムを適用すること、
   前記シムを適用した後、前記補強板と前記基準プレートとを前記ねじ部材により結合すること、
   前記標準スペーサ部材に代えて、該標準スペーサ部材の長さから対応する前記アンカ部の高さを差し引いた長さを有する前記筒状スペーサの前記一端を対応する前記アンカ部に結合すること、
   前記筒状スペーサの他端を対応する前記基準プレートの前記基準面に当接させるように前記ボルトを前記基準プレート及び対応する前記シムを貫通させて該ボルトの前記軸部を対応する前記筒状スペーサの前記他端の前記ねじ溝に螺合して前記補強板、前記配線基板及び前記プローブ基板を結合することを含む、電気的接続装置の組立方法。
7. 前記標準スペーサ部材を適用するに先立ち、前記補強板及び前記基準プレート間に前記シムを介在させ、前記標準スペーサ部材の適用後、該標準スペーサ部材の前記他端の高さ位置についての適正値からばらつきがあったとき、このばらつきを無くすように前記シムの厚さ寸法の選択のために少なくとも一部の前記シムを取り替えることを含む、請求項６に記載の組立方法。
8. 前記標準スペーサ部材の前記他端の高さ位置についての各測定値にばらつきがあったとき、各標準スペーサ部材の前記他端の最も高い高さ位置に各標準スペーサ部材の前記他端の高さ位置が揃うように各シムの厚さ寸法が選択される、請求項６に記載の組立方法。
9. 前記プローブ基板の取り替えのために該プローブ基板の前記アンカ部に結合された前記筒状スペーサと前記ボルトとの結合を解除した後、新たなプローブ基板のための筒状スペーサとして、前記標準スペーサ部材の所定の長さから前記新たなプローブ基板のアンカ部の高さを差し引いた長さの筒状スペーサを適用する、請求項６に記載の組立方法。
10. 前記プローブ基板の取り替えは、ユーザが行うことを特徴とする請求項９に記載の組立方法。

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