专利名称：半导体装置用电连接装置及该电连接装置使用的触头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将半导体晶圆、裸芯片(bare chip)、集成电路封装体、液晶显示面板等作为第一被接触物的半导体装置与作为第二被接触物的布线基板之间电连接从而进行电测试的半导体装置用电连接装置和该电连接装置使用的触头(contact)。
背景技术：
在半导体晶圆、裸芯片、集成电路封装体(也叫“IC封装体”)、液晶显示面板(也叫“LCD面板”)等半导体装置的制造工序中，为了检查该半导体装置是否存在不良，能进行各种试验。作为这些试验中的1种，公知的检查有，将测试信号发送给作为被检查物的半导体装置而检查半导体装置的电气特性。通常，借助用于电连接被检查物和测试板(test board)那样的布线基板的半导体装置用电连接装置(以下简称为“IC插座”)来进行该种试验。作为该种IC插座，例如公知日本特开2004-152495号公报(专利文献1)公开的IC 插座。专利文献1 日本特开2004-152495号公报在专利文献1公开的IC插座中，使用具有插杆和螺旋弹簧的触头，利用冲压加工将金属薄板冲裁成规定形状而形成该插杆，该螺旋弹簧用于对该插杆弹性施力。插杆以能够在形成于构成IC插座的插座基板的绝缘基板内的具有小径部和大径部的通孔内上下移动的方式收容在该通孔内。另外，插杆具有用于与半导体装置的(通常形成为焊锡球)外部接点接触的端子部，该插杆以其端子部顶端自通孔向上方突出的方式收容在通孔内。但是，如专利文献1所公开的那样，构成触头的插杆只是利用冲压加工将金属薄板冲裁成规定形状而形成的。因而，该插杆形成为平板状，不具有能限制板厚方向的构造。 而且，用于与作为被接触物的半导体装置接触的端子部也是以与该半导体装置的对应外部接点在两处接触的方式形成。由于构成触头的插杆形成为上述那样，因此其容易相对于形成于构成IC插座的绝缘基板内的通孔倾斜，从而插杆的端子部的位置精度不稳定。即，当搭载在IC插座上的半导体装置与触头接触时，触头的插杆在倾斜的状态下被按压，从而压缩用于支承该插杆的螺旋弹簧。在该情况下，由于插杆是倾斜的，所以插杆的端子部与半导体装置的外部接点的接触位置可能不稳定。因此，当未在规定的接触位置接触的情况下，触头的位移量不足， 可能不能在端子部与外部接点之间获得规定的接触压力。由此，与本来应能获得正常结果的IC封装体的电气特性相关的检查结果将变为不良，使得IC封装体的成品率下降。另外，例如在作为被接触物的半导体装置是BGA(Ball Grid Array，球栅阵列封装)型IC封装体的情况下，由于插杆相对于通孔倾斜，所以插杆的端子部可能与IC封装体的作为外部接点的球状端子(也叫“焊锡球”)的侧面接触。由于这种插杆与焊锡球的侧面接触，也可能在该焊锡球的侧面留下插杆的接触划痕。由于焊锡球的侧面带有插杆的接触划痕，所以在半导体装置的外观检查中将本来应能被判定为正常的IC封装体判定为不良， 在该情况下，也会使IC封装体的成品率下降。
此外，当在不是规定位置的位置、特别是IC封装体的焊锡球的顶面留下接触划痕的那样的情况下，各焊锡球的高度可能不同。因此，在将IC封装体安装在电子设备上时，可能不能准确地进行安装。为了防止插杆倾斜，也可以考虑如上述专利文献1启示的那样将绝缘基板的通孔的截面形状形成为矩形。但是，近年来，形成在IC封装体那样的半导体装置上的多个外部接点间的间距趋于微细化，形成矩形的通孔是非常困难的。
发明内容
鉴于上述那样的问题，本发明的目的在于，提供能够提高插杆的用于与作为被接触物的半导体装置接触的端子部的位置精度、且能与半导体装置稳定地接触的半导体装置用电连接装置和该电连接装置使用的触头。为了达到上述目的，本发明的半导体装置用电连接装置所使用的触头由插杆和螺旋弹簧单元构成，该插杆由金属薄板构成，该螺旋弹簧单元由用于将该插杆保持在其之上的金属丝构成，该触头的特征在于，插杆包括至少一个上方接触片，其在上端部具有至少三个接点；宽幅部，其具有比该上方接触片的宽度大的宽度；至少一个下方接触片，其具有比该宽幅部的宽度小的宽度，且具有两个各自在下端部具有接点的接触片，螺旋弹簧单元包括弹簧部，其能够沿上下方向伸缩自如地弹性变形；漏斗状的紧密卷绕部分，其包括引入部和细绕部，该细绕部在下端部具有接点，且比弹簧部的外径小地设定该细绕部的外径， 比弹簧部的内径小地设定该细绕部的内径，设置在至少一个上方接触片上的至少三个接点以具有平面分布的方式隔开间隔地配置，设置在至少一个下方接触片的两个接触片上的两个接点相面对地隔开间隔地配置，且能相对于彼此弹性变形，比弹簧部的内径小且比细绕部的内径大地设定该两个接点的间隔，当向下方按下插杆时，螺旋弹簧单元的弹簧部压缩， 下方接触片的上述两个接点与细绕部的内周面弹性接触。另外，本发明的半导体装置用电连接装置是用于电连接作为第一被接触物的半导体装置和第二被接触物的半导体装置用电连接装置，其特征在于，该半导体装置用电连接装置包括第一基体构件，其具备多个第一通孔和能收容半导体装置的载置凹部；第二基体构件，其具备用于收容该第一基体构件的收容凹部和与多个第一通孔分别对应地形成的多个第二通孔；上述触头，其以各自被压缩了的状态保持于由第一通孔和上述第二通孔形成的多个触头收容空间内，第一通孔具备小径部、肩部和大径部，第二通孔具备大径部、肩部和小径部，触头的插杆的宽幅部与第一通孔的肩部抵接，触头的螺旋弹簧单元的引入部与第二通孔的肩部抵接，从而将触头保持在触头收容空间内，设置于触头的插杆的上方接触片的接点用于与第一被接触物的外部接点接触，设置在触头的螺旋弹簧单元的细绕部上的接点用于与第二被接触物的外部接点接触。在本发明的触头中，通过在插杆的下方接触片上设置两个能弹性变形的接触片， 从而在按下插杆时，该两个接触片能够与螺旋弹簧单元的细绕部的内周面可靠地接触。因而，在将该种触头装入到电连接装置中的情况下，在触头处形成短路的路径，能够减小该路径的阻抗，并且能够高速地传输信号，由此能够提供可靠的电连接装置。另外，由于至少三个接点以具有平面分布的方式隔开间隔地配置在插杆的上方接触片的上端，因此该至少三个接点能够与作为第一被接触物的半导体装置的外部接点可靠地电连接。此外，通过在上方接触片的上端以具有平面分布的方式隔开间隔地配置至少三个接点，在将触头装入到电连接装置中时，能够抑制该触头倾斜。由此，能够提高上方接触片的至少三个接点的位置精度，从而能够使该接点与将要接触的第一被接触物的外部接点可靠地接触，并且也不会损坏该外部接点。此外，由于仅通过对金属薄板进行冲裁、弯曲加工就能形成用于构成触头的插杆， 因此该插杆容易制造，因而能够电连接装置的生产成本抑制得较低。
图1是本发明的触头的一实施例的立体图。图2A是图1的触头的俯视图。图2B是图1的触头的主视图。图2C是图1的触头的仰视图。图2D是图1的触头的侧视图。图3是图2B的用点划线III圈画起来的部分的局部放大图。图4A是用于说明触头能够自行修正姿势的图，是表示触头处于自由状态下的、图 2D中的用点划线IV圈画起来的部分的局部放大图。图4B是表示触头处于被按压过程中的、与图4A相同的部分的局部放大图。图4C是表示触头修正姿势而处于被准确地按下的状态的、与图4A相同的部分的局部放大图。图5是装入有图1所示的触头的本发明的IC插座的概略剖视图。图6A是图5所示的IC插座的局部放大剖视图。图6B是图5所示的IC插座的局部放大剖视图，是从与图6A正交的方向观察的剖视图。图7A是将IC插座安装在布线基板上的状态下的IC插座的局部放大剖视图。图7B是图7A所示的IC插座的局部放大剖视图，是从与图7A正交的方向观察的剖视图。图8A是基于图7A的状态进一步安装了 IC封装体的状态下的IC插座的局部放大剖视图。图8B是图8A所示的IC插座的局部放大剖视图，是从与图8A正交的方向观察的剖视图。图9A是用于说明本发明的触头和以往的触头的倾斜的图，是以往的触头的与图 6A相同的部分的局部放大剖视图。图9B是用于说明本发明的触头和以往的触头的倾斜的图，是本发明的触头的与图6A相同的部分的局部放大剖视图。图IOA是用于说明本发明的触头和以往的触头的、下方接触片与螺旋弹簧单元间的接触的图，是以往的触头的与图IOB相同的部分的局部放大剖视图。图IOB是用于说明本发明的触头和以往的触头的、下方接触片与螺旋弹簧单元间的接触的图，是本发明的触头的沿图8A的X-X线的局部放大剖视图。图IOC是用于说明本发明的触头和以往的触头的、下方接触片与螺旋弹簧单元间的接触的图，表示本发明的触头的变形例，是与图IOB相同的局部放大剖视图。
图IlA是图1所示的触头的变形例的侧视图。
图IlB是图11所示的触头的主视图。
图12A是本发明的第二实施例的触头的俯视图。
图12B的图12A所示的触头的主视图。
图12C是图12A所示的触头的仰视图。
图12D是图12A所示的触头的侧视图。
图13A是本发明的第三实施例的触头的俯视图。
图13B是图13A所示的触头的主视图。
图13C是图13A所示的触头的仰视图。
图13D是图13A所示的触头的侧视图。
图14A是本发明的第四实施例的触头的俯视图。
图14B是图14A所示的触头的主视图。
图14C是图14A所示的触头的仰视图。
图14D是图14A所示的触头的侧视图。
具体实施例方式下面，参照
本发明的半导体装置用电连接装置(IC插座)和该电连接装置使用的触头的若干优选实施例。第一实施例首先，说明本发明的IC插座的第一实施例。图5表示本发明的IC插座的概略图。如图5所示，本发明中的IC插座10大致包括第一基体构件20、第二基体构件和多个触头40。另外，附图标记80表示与IC插座10的触头40接触的第二被接触物，是供IC 插座10安装的测试板那样的布线基板。附图标记90表示将要与IC插座10的触头40接触的第一被接触物，是将要搭载在IC插座10上的IC封装体。作为第一被接触物的IC封装体90借助IC插座10与作为第二被接触物的布线基板80电连接。在本实施例中，作为第一被接触物的IC封装体90包括模制主体91和焊锡球92，该焊锡球92作为外部接点呈矩阵状排列。第一基体构件20由绝缘性的合成树脂材料成形而成，其大致呈长方体，且收容在收容凹部31内，该收容凹部31形成在第二基体构件30中。当组装成IC插座10而将第一基体构件20收容在收容凹部31内时，优选第一基体构件20的上表面20a与第二基体构件 30的上表面30a大致齐平，但并不限定于此。在第一基体构件20的上表面20a的中央部分形成有朝向上方开口的载置凹部21， IC封装体90收容、保持在该载置凹部21内。载置凹部21具有与所收容的IC封装体90的水平截面形状(通常为矩形)相似的水平截面。载置凹部21包括四个侧面21a、21b和底面21c。载置凹部21的四个侧面分别包括倾斜面21b和铅垂面21a。更详细而言，为了容易地引导并收容IC封装体90，该载置凹部21以趋向上方扩开的方式使其上方部分形成倾斜面21b，载置凹部21的下方部分形成为铅垂面21a。另外，附图标记21d表示设置在载置凹部21的下方部分的、相邻的侧面交差的部分处的退避部，退避部21d共形成有四个，且分别配置在IC封装体90的相对应的四角处。在第一基体构件20的下表面20b与载置凹部21的底面21c之间，与设置在所搭载的IC封装体90上的多个焊锡球92相对应地形成有多个第一通孔25。第一通孔25与设置在后述的第二基体构件30上的对应的第二通孔35 —起形成用于收容后述的触头40的触头收容空间。多个第一通孔25与IC封装体90的多个焊锡球92的排列方式相同地呈矩阵状排列。如图6A所示，各第一通孔25自上方具备圆筒状的小径部25a、肩部2 和圆筒状的大径部25c。小径部2 用于收容构成触头40的插杆41的两个上方接触片42、43。因而，小径部2 具有比各个该上方接触片42、43的宽度Wl或该上方接触片42、43的间隔W5 稍大的直径D1。另外，比构成触头40的插杆41的上方接触片42、43的长度短地设定小径部25a的长度L9。大径部25c用于收容构成触头40的插杆41的两个宽幅部44、45和构成触头40的螺旋弹簧单元51的弹簧部分53。因而，大径部25c具有比各个宽幅部分44、45 的宽度W2和螺旋弹簧单元51的外径D5稍大的直径D2。在小径部25a与大径部25c之间形成有肩部25b，因而该小径部2 和大径部25c借助肩部2 呈台阶状地连续。肩部2 是平坦的，其在相对于通孔25的中心线0-0正交的平面内、即在与第一基体构件20的下表面20b和载置凹部21的底面21c平行的平面内延伸。在如图5所示地组装成IC插座10 时，肩部25b与触头40的插杆41的宽幅部44、45抵接，从而将以将触头40稍稍压缩了的状态将该触电40保持在触头收容空间内。另外，附图标记27是向下方开口的用于收容一部分定位销60的定位用孔，其在适当的位置上形成有多个。定位孔27的中心轴线与形成在第二基体构件30中的对应的定位孔37的中心轴线相同，并且定位孔27具有与定位孔37大致相同的直径。另外，定位孔27 和定位孔37并不限定于形成为大致相同的直径，也可以是不同的直径。第二基体构件30与第一基体构件相同，由绝缘性的合成树脂材料成形而成，且大致呈长方体。在第二基体构件30的上表面30a的中央部分形成有长方体形状的收容凹部 31，该收容凹部31向上方开口，且包括底面31c和四个侧面31b。如上所述在该收容凹部 31内收容有第一基体构件20，使用螺栓等固定构件固定第一基体构件20。收容凹部31的侧面31b的高度与第一基体构件20的高度大致相等，底面31c的尺寸(面积)与第一基体构件20的尺寸(底面积)大致相等。在第二基体构件30的下表面30b与收容凹部31的底面31c之间，与设置在所收容的第一基体构件20中的多个第一通孔25相对应地形成有多个第二通孔35。第二通孔 35如上所述与设置在第一基体构件20中的对应的第一通孔25 —起形成用于收容触头40 的触头收容空间。因而，第二通孔35的中心线与对应的第一通孔25的中心线相同，并且多个第二通孔35呈矩阵状排列。如图6A所示，各第二通孔35自上方起具备圆筒状的大径部35a、肩部3 和圆筒状的小径部35c。大径部3 具有与对应的第一通孔25的大径部25c大致相同的直径Dl， 且大致用于收容构成触头40的螺旋弹簧单元51的弹簧部分53的下方部分和紧密卷绕部分55的引入部55a。另外，大径部3 和大径部25c并不限定于是大致相同的直径，也可以是不同的直径。小径部35c用于收容构成触头40的螺旋弹簧单元51的细绕部55b。因而，小径部35c具有比该细绕部55b的外径D6稍大的直径D4，比细绕部55b的长度(紧密卷绕部分55的长度L5-引入部55a的长度)短地设定该小径部35c的长度LlO。在大径部 35a与小径部35c之间形成有肩部35b，因而该大径部3 和小径部35c借助肩部3 呈台阶状地连续。第二通孔35的肩部3 与第一通孔25的肩部2 相同，也是平坦的，且在相对于通孔35的中心线0-0正交的平面内，即在与第二基体构件30的下表面30b和收容凹部31的底面31c平行的平面内延伸。当如图5所示地组装成IC插座10时，第二通孔35 的肩部3 与构成触头40的螺旋弹簧单元51的紧密卷绕部分55的引入部5 抵接，从而将触头40保持在触头收容空间内。另外，附图标记37是贯穿第二基体构件30的下表面30b与收容凹部31的底面 31c之间的、用于收容一部分定位销60的定位用孔，与设置在第一基体构件20中的定位用孔相对应地形成有多个定位用孔37。因而，如上所述，该定位孔37的中心轴线与形成在第一基体构件20中的对应的定位孔27的中心轴线相同，并且定位孔37具有与定位孔27大致相同的直径。另外，附图标记38是插入在通孔81内，用于将IC插座10定位于布线基板 80上的定位销，上述通孔81设置在布线基板80中，定位销38自第二基体构件30的下表面 30b向下方突出地设置在适当的位置。在第二基体构件30上还设置有盖构件，该盖构件具有用于将收容在第一基体构件20的载置凹部21内的IC封装体90按压于触头40的按压体，该盖构件未图示。另外， 可以在第二基体构件30上设置用于保持该盖构件的保持构件、用于将IC插座10固定在布线基板80上的安装构件等。接下来，参照图1 图IlB说明作为本发明的主要部分的触头40的一实施例。图 1是本发明的触头的一实施例的立体图，图2A 图2D是图1的触头的详细图，图2A是俯视图，图2B是主视图，图2C是仰视图，图2D是侧视图。图3是图2B中的用点划线III圈画起来的部分的局部放大图，图4A 图4C是用于说明触头能够自行修正姿势的图，图4A 是表示触头处于自由状态的、图2D中的用点划线IV圈画起来的部分的局部放大图，图4B 是表示触头处于被按下的中途的、与图2A相同的部分的局部放大图，图4C是表示触头修正姿势而处于被准确地按下的状态的、与图2A相同的部分的局部放大图。图5是装入有图1 所示的触头的本发明的IC插座的概略剖视图。图6A和6B是图5所示的IC插座的局部放大剖视图，图6A是与图5相同的剖视图，图6B是从与图6A正交的方向看去的剖视图。图 7A和7B表示IC插座安装在布线基板上的状态下的IC插座的局部放大剖视图，图7A是与图6A相同的剖视图，图7B是与图6B相同的剖视图。图8A和8B是自图7A的状态进一步安装了 IC封装体的状态下的IC插座的局部放大剖视图，图8A是与图6A相同的剖视图，图 8B是与图6B相同的剖视图。图9A和9B是用于说明本发明的触头和以往的触头的倾斜的图，图9A是以往的触头的与图6A相同的部分的局部放大剖视图，图9B是本发明的触头的与图6A相同的部分的局部放大剖视图。图IOA 图IOC是用于说明本发明的触头和以往的触头的、下方接触片与螺旋弹簧单元的接触的图，图IOA是以往的触头的与图IOB相同的部分的局部放大剖视图，图IOB是本发明的触头的沿图8A的X-X线的局部放大剖视图，图 IOC是本发明的触头的变形例的与图IOB相同的部分的局部放大剖视图。图IlA和图IlB 是表示图1所示的触头的变形例的图，图IlA是侧视图，图IlB是主视图。如图1所示，触头40具备插杆41和螺旋弹簧单元51。当如图5所示地组装成IC 插座10时，触头40的大部分被收容在触头收容空间内。
本实施例中的插杆41包括第一部分，其自上方起具备上方接触片42、宽幅部44 和下方接触片47 ；第二部分，其同样自上方起具备上方接触片43、宽幅部45和下方接触片 48 ；连结部46，其用于连结第一部分和第二部分。在本实施例中，连结部46具有与宽幅部 44、45大致相同的长度L2，且将宽幅部44、45连接在一起。构成插杆41的两个上方接触片 42,43具有相同的长度Ll和相同的宽度Wl，两个宽幅部44、45具有相同的长度L2和相同的宽度W2，两个下方接触片47、48也具有相同的长度L3和相同的宽度W4。插杆41在展开状态时，上述第一部分和第二部分以连结部46为中心左右对称地配置，例如利用冲压加工对由铜合金构成的厚度为t的金属薄板进行冲裁而形成插杆41。 如图2A 图2D所示，以连结部46作为底边而将冲裁后的构件大致弯折成二字形，且使第一部分和第二部分具有间隔W5地配置，从而形成插杆41。即，第一部分和第二部分彼此平行且彼此相对地配置。在本实施例中，如上所述，构成插杆41的两个上方接触片42、43的一部分配置在第一通孔25的小径部25a内，其上方部分自该小径部25a向上方突出。因而，比第一通孔 25的小径部25a的长度L9大地设定用于构成插杆41的两个上方接触片42、43的长度Li。 图2B中，上方接触片42在左右侧具有两个接点42a、42b，上方接触片43在左右侧具有两个接点43a、43b，因而触头40具有四个接点。形成在两个上方接触片42、43的上端的四个接点4加、42b、43a、4 用于与收容在载置凹部21内的IC封装体90的对应的一个焊锡球92 接触。根据图2A能够理解四个接点4h、42b、43a、43b不是像以往例那样呈线状地配置， 而是前后左右分布地配置。因而，在本实施例中，四个接点42a、42b、43a、4 包围焊锡球92 的球状面地与该焊锡球92接触。另外，构成插杆41的两个上方接触片42、43可以分别设置有向外侧(在图2D中是朝向左右方向)突出的、用于加强的突条部42c、43c。如图8A和图8B所示，在本实施例中，由于利用四个接点42a、42b、43a、4;3b与一个具有球面的焊锡球92接触，因此能够获得更加可靠的电连接。另外，如图9B所示，由于插杆41的两个上方接触片42、43隔开间隔地配置，因此其在第一通孔25的小径部25a内的自由度较小。因而，能够抑制本实施例中的插杆41像图9A所示的以往例那样地沿板厚方向倾斜，由此能够防止与焊锡球的接触不稳定。此外，在图9A所示的以往的触头40’中，倾斜的插杆41’的上方接触片42’因IC封装体90的接触而被强制按下时，上方接触片42’ 被向下方压入，有时可能被弯折成 < 字形。在本实施例中，由于能够上述那样地抑制倾斜， 因此不会发生上述弯折。另外，两个上方接触片42、43如图8A或图8B所示，以规定的接触压力与IC封装体90的焊锡球92接触。此时，以作为被接触物的IC封装体90不会与第一基体构件20彼此干涉地设定两个上方接触片42、43的长度Li。本实施例中的构成插杆41的宽幅部44在左右具有上肩部44a、44b，宽幅部45在左右具有上肩部45a、45b，因而插杆41总共具有四个上肩部44a、44b、45a、45b。借助这四个上肩部44a、44b、45a、45b，对应的上方接触片42、43呈台阶状地连续。在组装成IC插座 10时，两个宽幅部44、45的各自的左右的上肩部44a、44b和45a、^b与第一通孔25的肩部 25a抵接，从而将触头40保持在触头收容空间内。另外，本实施例中的构成插杆41的宽幅部44和宽幅部45中，宽幅部44在左右具有下肩部44c、44d，宽幅部45在左右具有下肩部45c、45d，因而插杆41总共具有四个下肩部44c、44d、45c、45d。借助这四个下肩部44c、44d、45c、45d，宽幅部与对应的下方接触片47、48呈台阶状地连续。在组装成IC插座10时，两个宽幅部44、45的各自的左右的下肩部 Mc、44d和45c、45d与构成螺旋弹簧单元51的弹簧部分53的支承部52抵接。由此，比弹簧部分53的内径d5大地设定两个宽幅部44、45的宽度W2。通过使下肩部44c、44d、45c、 45d与支承部52抵接，插杆41在触头收容空间内上下动作自如地被螺旋弹簧单元51支承。 由此，优选两个宽幅部44、45的宽度W2与弹簧部分53的外径D5大致相同。本实施例中的构成插杆41的两个下方接触片47、48配置在构成螺旋弹簧单元51 的弹簧部分53内。构成插杆41的下方接触片47在接点47a所在的下方部分能沿前后方向(在图2D中为左右方向)弹性位移，构成插杆41的下方接触片48在接点48a所在的下方部分能沿该前后方向弹性位移。如图8A所示，当按下整个插杆41时，下方接触片47的接点47a和下方接触片48的接点48a与构成螺旋弹簧单元51的紧密卷绕部分55的细绕部55b的内周面弹性接触。由此，插杆41在IC封装体90的焊锡球92与布线基板80的外部接点之间，绕过弹簧部分53的螺旋状路径而形成短路的电路径(信号电路)。因而，本实施例中的构成插杆41的两个下方接触片47、48的各自的长度L3如下设定。当将在IC插座10上安装了 IC封装体90时的插杆41的位移量设定为S (参照图8A 和图8B)时，需要比从构成螺旋弹簧单元51的弹簧部分53的长度L4中减去该位移量S后得到的长度大地设定上述长度L3。另外，如图IlA和图IlB的变形例所示，也可以使下方接触片47、48的下端部位于紧密卷绕部分55的引入部55a的位置地设定下方接触片47、48 的长度L3。通过像图IlA和图IlB那样地构成下方接触片47、48，能够缩短触头40的上下方向的长度，实现IC插座的扁平化。此外，下方接触片47、48的下端不会进入到弹簧部53 的线材间，能够使后述的触头40更加顺利地自行修正姿势。另外，如上所述，利用冲压加工对金属薄板进行冲裁、弯折后形成插杆41。因此，如图IOB所示，接点47a、48a所形成的面形成为金属薄板本身的平滑的表面，而非由冲压形成的剪切面。因而，不会因接点47a、48a的上下移动而损坏细绕部分55b的内周面。S卩，如图 IOA所示，当仅利用金属薄板的冲裁来形成插杆时，插杆的接点47a’、48a’形成为由冲压形成的剪切面。在该情况下，含有毛边等的粗糙的剪切面沿细绕部分5 的内周面上下滑动， 可能损坏该内周面。但是，本实施例中的插杆41的下方接触片47的接点47a和下方接触片48的接点48a不会发生上述问题。此外，如图IOC所示，通过压扁接点47a、48a的角部而在接点47a、48a的角部形成斜面，从而能够使接点47a、48b更加顺利地沿细绕部分5 的内周面滑动。另外，本实施例中的构成插杆41的两个下方接触片47、48配置在弹簧部分53内， 因此当然要比弹簧部分53的内径d5小地设定该两个下方接触片47、48的宽度W4。但是， 优选下方接触片47与宽幅部44相连接的连接部分47b和下方接触片48与宽幅部45相连接的连接部分48b的宽度W3 (参照图3)设定为与弹簧部分53的内径d5大致相同、或稍小于该内径d5的程度。此外，优选在连接部分47b、48b的上端的前后(在图2B中为左右) 侧设置供弹簧部53的支承部52嵌入的那样的凹部。通过形成为这样的结构，弹簧部分53 的支承部52能够稳定地支承插杆41，并且在组装成触头40时，插杆41不会自螺旋弹簧单元51脱出。另外，详见图4A所示，优选将下方接触片47的接点47a的附近的下端部和下方接触片48的接点48a的附近的下端部以趋向下方厚度变薄的方式形成为锥形。通过上述那样地构成两个下方接触片47、48，如图4B所示，即使插杆41倾斜，下方接触片47、48的下端部也几乎不会勾挂于弹簧部分53、紧密卷绕部分55。当进一步按下插杆41时，下方接触片47、48的下端部的斜面被紧密卷绕部分55的倾斜的引入部55a引导，由此插杆41本身的姿势被准确地修正。接下来，构成触头40的螺旋弹簧单元51例如由不锈钢、钢琴线形成，其大致包括弹簧部分53和紧密卷绕部分55。构成螺旋弹簧单元51的弹簧部分53利用形成于该弹簧部分53的上端的支承部 52支承插杆41，使该插杆41上下动作自如。为了稳定地支承该插杆41，优选如图2B和图 2D所示大致绕2圈左右地紧密状地形成弹簧部分53的支承部52，但本发明并不限定于此。 弹簧部分53作为压缩螺旋弹簧能够进行伸缩，如图5所示在组装成IC插座10时，弹簧部分53在触头收容空间内压缩，向上方对插杆41施力，并且向下方对紧密卷绕部分55施力。 在本实施例中，弹簧部53的长度(未施加由负荷的处于自由状态时的长度)L4形成为比构成插杆41的两个下方接触片47、48的长度L3长。但是，如上所述，例如弹簧部53的长度 L4也可以像图IlA和图IlB中本实施例的变形例那样，是与插杆41的下方接触片47、48的长度L3大致相同的长度。构成螺旋弹簧单元51的紧密卷绕部分55与弹簧部分53连续地形成，其线圈呈螺旋状地紧密卷绕，紧密卷绕部分阳不是作为弹簧发挥功能的部分。紧密卷绕部分阳大致形成为漏斗状，包括圆锥状的引入部分5 和圆筒状的细绕部55b。引入部分55a是从弹簧部53的直径D5至细绕部分5 的呈圆锥状地缩径直径D6 的部分。如上所述，引入部分5 与第二通孔35的肩部3 抵接，将螺旋弹簧单元51保持在触头收容空间内，并且防止螺旋弹簧单元51自该空间脱出。另外，引入部分5 具有如下功能，即，当按下插杆41时，在插杆与该按下动作相对应地发生倾斜的情况下，该引入部分5 修正插杆41的姿势。细绕部55b收容在第二基体构件30的第二通孔35的小径部35c内，细绕部5 的下端部作为接点55c而与布线基板80的外部接点电连接。如图2A和图2D所示，优选细绕部55b的构成接点55c的末端部分稍向上方卷起。通过形成为这样的结构，在与布线基板80的外部接点接触时，产生于细绕部55b的末端部的剖切面不会损坏该外部接点。比第二通孔35的小径部35c的长度LlO大地设定紧密卷绕部分55的长度L5。另外，比第二通孔35的小径部35c的直径D 4稍小地设定紧密卷绕部分55的细绕部分55c 的外径D6，比插杆41的第一部分与第二部分的间隔W5稍小地设定该细绕部分55c的内径 D6。在组装成图5所示的IC插座10的状态下，第一通孔25和第二通孔35形成为自第一基体构件20的载置凹部21的底面21c贯穿至第二基体构件30的下表面30b的连续的一个通孔。并且，该一个通孔作为用于收容触头40的触头收容空间发挥功能。触头40 详见图6A和6B所示，在使该螺旋弹簧单元51的弹簧部分53稍稍压缩了的状态下配置在该通孔内。因而，比触头40的插杆41的宽幅部分44或45的长度、加上弹簧部分53的长度、从弹簧部分53到引入部分55a的与第二通孔35的肩部3 抵接的部分的长度L15而得到的长度短地设定第一通孔25的大径部25c和第二通孔35的大径部35a的长度之和。 即，使L7+L8 = L6 < L2+L4+L15地设定各个部分的长度。
接下来，简单地说明具有上述结构的、第一实施例的IC插座10的组装以及使IC 封装体90与布线基板80电连接的动作。在组装IC插座10时，首先，将插杆41的两个下方接触片47、48自螺旋弹簧单元 51的支承部52嵌入到弹簧部53内，从而如图1所示地组装成触头40。然后，使第一基体构件20处于与图5所示的状态上下颠倒的状态，使插杆41的两个上方接触片42、43朝下，插入触头40。此时，两个上方接触片42、43被插入到第一基体构件20的第一通孔25的小径部25a内。接着，使第二基体构件30处于与图5所示的状态上下颠倒的状态，将第一基体构件20收容在第二基体构件30的收容凹部31内。此时，螺旋弹簧单元51的细绕部5 被插入到第二基体构件30的小径部35c内。然后，使用螺栓等固定构件固定第一基体构件20和第二基体构件，从而如图5或图6A、图6B所示，组装成IC 插座10。如图6B所示，在构成螺旋弹簧单元51的弹簧部53稍稍被压缩的状态下，触头40 除一部分以外，都收容在触头收容空间内。具体而言，构成插杆41的两个上方接触片42、43 上下动作自如地收容在设置于第一基体构件20中的第一通孔25的小径部25a内。但是， 两个上方接触片42、43的包括四个接点42a、42b、43a、4;3b在内的上方部分自小径部25a 向上方突出。另外，构成螺旋弹簧单元51的紧密卷绕部分55的细绕部5 上下动作自如地收容在设置于第二基体构件30中的第二通孔35的小径部35c内。但是，细绕部55b的包括接点55c在内的下方部分自小径部35c向下方突出。此外，插杆41的宽幅部44的上肩部44a、44b和宽幅部45的上肩部45a、45b与第一通孔25的肩部2 抵接，螺旋弹簧单元51的引入部5 与第二通孔35的肩部3 抵接。由此，将触头40保持在由第一基体构件20的第一通孔和第二基体构件30的第二通孔35形成的触头收容空间内。图7A和7B表示IC插座10安装在测试台那样的布线基板80上的状态。在该状态下，构成触头40的螺旋弹簧单元51的细绕部分55b的接点55c与布线基板80的外部接点(未图示)接触，并且被布线基板80上推，使弹簧部53进一步稍稍压缩。接下来，图8A和8B表示在如图7A和7B所示地安装于布线基板80的IC插座10 的载置凹部21中安装了 IC封装体90的状态。在该状态下，利用未图示的按压体将在触头 40之上受到引导的IC封装体90自上方朝向触头40地向下方按下规定量S。构成触头40 的插杆41的两个上方接触片42、43的四个接点42a、42b及43a、43b以包围作为IC封装体 90的外部接点的焊锡球92的下方部分的方式在4处与该焊锡球92接触。构成触头40的插杆41向下方位移与IC封装体90的按下量相当的距离S，从而压缩构成触头40的螺旋弹簧单元51的弹簧部53。由于螺旋弹簧单元51的弹簧部53被压缩，所以利用该弹簧部53 的回弹力决定四个接点4加、42b、43a、4 与焊锡球92接触的接触压力以及接点55c与布线基板80的外部接点接触的接触压力。另外，如图8A所示，构成插杆41的下方接触片47 的接点47a和下方接触片48的接点48a与螺旋弹簧单元51的细绕部55b的内周面弹性接触，形成较短的电气路径(信号电路)。由此，能够在布线基板80与IC封装体90之间高速地传输信号。其他实施例图12A 图14D分别表示本发明的第二实施例 第四实施例的触头。这些触头与上述第一实施例的触头40相比，实际上不同点仅在于插杆的结构，螺旋弹簧单元具有相同的结构。另外，配备这些触头的IC插座的构造也是相同的。下面，说明各实施例。图12A 图12D表示本发明的第二实施例的触头，图12A是俯视图，图12B是主视图，图12C是仰视图，图12D是侧视图。图13A 图13D表示本发明的第三实施例的触头，图13A是俯视图，图1 是主视图，图13C是仰视图，图13D是侧视图。 图14A 图14D表示本发明的第四实施例的触头，图14A是俯视图，图14B是主视图，图14C 是仰视图，图14D是侧视图。图12A 图12D所示的作为第二实施例的触头140具备插杆141和螺旋弹簧单元 51。如上所述，构成本实施例的触头140的螺旋弹簧单元51与第一实施例的螺旋弹簧单元相同，因此省略对其说明。另外，由于配备这些触头的IC插座的构造也与第一实施例相同， 因此也省略说明。构成本实施例的触头140的插杆141与第一实施例不同，利用冲压加工对板厚为 t的金属薄板进行冲裁、弯曲加工，从而形成该插杆141。插杆141包括上方接触片142、宽幅部143和包括两个接触片145、146的下方接触片。此外，构成插杆141的上方接触片142被分成在上端部各自具有接点的三个接触片14加、142b、142c。配置在两侧部的两个接触片142a、142c如图12D所示，向前或向后且沿同一方向弯曲加工成大致L字形。另一方面，配置在中间的接触片142b沿与两个接触片 142a、142c相反的方向且隔开间隔W14地以面对这些接触片14h、142c的方式弯曲加工成 L字形。因而，在本实施例中，三个接触片14加、142b、142c的各自的位于上端的总共为三个的接点也是像第一实施例那样地配置为在平面上前后左右分布。通过形成为这样的结构， 与上述第一实施例相同，能够使三个接触片14加、142b、142c的各自的位于上端的总共为三个的接点以包围IC封装体90的焊锡球92的下方部分的方式与焊锡球92接触。另外， 以能够将三个接触片14加、142b、142c的下方部分收容在第一通孔25的小径部25a内的方式充分大地设定这些接触片的宽度W11、长度Lll和间隔W14，从而能够抑制插杆141倾斜。构成插杆141的宽幅部143大致与上述第一实施例相同，包括上肩部143a、14;3b 和下肩部143c、143d。宽幅部143的上肩部143a、143b与第一通孔25的肩部25b抵接，下肩部143c、143d与形成在螺旋弹簧单元51的上端部的支承部52抵接。与第一实施例相同， 比第一通孔25的大径部25c的直径稍小且与螺旋弹簧单元51的外径D5大致相等地设定本实施例中的宽幅部143的宽度W12。构成插杆141的下方接触片包括连接部144和沿宽度方向(在图12B中为左右方向)配置的两个接触片145、146。两个接触片145、146彼此平行地形成，并且具有沿前后方向(在图12D中为左右方向)彼此面对的圆弧状接点14fe、146a。两个圆弧状接点145a、 146a形成为能够朝向彼此弹性变形。比螺旋弹簧单元51的弹簧部53的内径d5小地设定两个接触片145、146的宽度W13，比螺旋弹簧单元51的细绕部5 的内径d6稍大地设定两个圆弧状接点145a、146a的顶点间的宽度W15。通过上述那样地形成下方接触片，两个圆弧状接点14fe、146a的与细绕部55b的内周面接触的部分与第一实施例相同，形成在金属薄板的表面侧，而非金属薄板的由冲裁产生的剪切面。因而，即使两个圆弧状接点145a、146a 在细绕部55b的内周面内滑动，也不会勾挂于该内周面而损坏该内周面，使电接触不良。图13A 图13D所示的作为第三实施例的触头240具备插杆241和螺旋弹簧单元 51。如上所述，构成本实施例的触头240的螺旋弹簧单元51与上述第实施例和第二实施例相同，因此省略对其说明。另外，在本实施例中，配备这些触头的IC插座的构造也与第一实施例和第二实施例相同，因此也省略说明。构成本实施例的触头MO的插杆241与上述第二实施例的插杆相同，也是通过用冲压加工对板厚为t的金属薄板进行冲裁、弯曲加工而形成的。插杆241包括上方接触片 M2、宽幅部243和具备两个接触片245、246的下方接触片。本实施例的插杆241与上述第二实施例的插杆141相比，不同之处仅在于上方接触片242的构造，其他构造与第二实施例的插杆141的构造完全相同。这里，仅对插杆241 的上方接触片242的构造进行说明，省略其余部分的说明。利用弯曲加工将自宽幅部243连续的平坦的金属板加工成圆筒状，从而形成用于构成本实施例中的插杆242的上方接触片M2。在本实施例中，沿形成为圆筒状的上方接触片M2的上端的圆周形成有四个接点对加。因而，在本实施例中，四个接点对加也如第一实施例那样配置为在平面上前后左右分布。比第一通孔25的小径部25a的直径Dl稍小地设定上方接触片M2的直径D11。由此，与上述第一实施例相同，能够抑制插杆241倾斜。图14A 图14D所示的作为第四实施例的触头340具备插杆341和螺旋弹簧单元 51。如上所述，构成本实施例的触头340的螺旋弹簧单元51与上述第一实施例 第三实施例的螺旋弹簧单元相同，因此省略对其说明。另外，在本实施例中，由于配备这些触头的IC 插座的构造也与第一实施例 第三实施例相同，因此也省略说明。构成本实施例的触头340的插杆341与上述第二实施例和第三实施例相同，也是通过用冲压加工对板厚为t的金属薄板进行冲裁、弯曲加工而形成的。插杆341包括上方接触片342、宽幅部343和具备两个接触片345、346的下方接触片。本实施例的插杆341与上述第二实施例的插杆141相比，不同之处仅在于上方接触片342的构造，其他构造与第二实施例的插杆141的构造完全相同。这里，仅对插杆341 的上方接触片342的构造进行说明，省略其余部分的说明。利用弯曲加工将自宽幅部343连续的平坦的金属板加工成俯视大致为L字形的形状，从而形成用于构成本实施例中的插杆342的上方接触片342。即，本实施例的上方接触片342由第一片34 和第二片342b形成，该第一片34 与宽幅部343连续且与宽幅部 343平行，第二片342b自该第一片34 弯折成直角或锐角，且沿上下方向延伸。此外，在本实施例中，在形成为L字形的上方接触片342的上端形成有三个接点342c。在本实施例中，在第一片34 的上端设置有两个接点、在第二片342b的上端设置有一个接点，但并不限定于此。因而，在本实施例中，三个接点342c如第一实施例那样配置为在平面上前后左右分布。上方接触片342的第一片34 和第二片342b的宽度W16相同，且比第一通孔25 的小径部2 的直径Dl小地设定该宽度W16。由此，与上述第一实施例相同，能够抑制插杆 341倾斜。另外，第一片34 和第二片342b的宽度也可以不同。总之，设定成能抑制插杆 341倾斜的大小即可。
权利要求
1.一种触头，其由插杆和螺旋弹簧单元构成，该插杆由金属薄板构成，该螺旋弹簧单元由用于将该插杆保持在该螺旋弹簧之上的金属丝构成，该触头的特征在于，插杆包括至少一个上方接触片，其在上端部具有至少三个接点；宽幅部，其具有比该上方接触片的宽度大的宽度；至少一个下方接触片，其具有比该宽幅部的宽度小的宽度，且具有两个分别在下端部具有接点的接触片，螺旋弹簧单元包括弹簧部，其能够沿上下方向伸缩自如地弹性变形；漏斗状的紧密卷绕部分，其包括引入部和细绕部，该细绕部在下端部具有接点，且设定该细绕部的外径小于上述弹簧部的外径，设定该细绕部的内径小于上述弹簧部的内径；设置在上述至少一个上方接触片上的上述至少三个接点以平面分布的方式隔开间隔地配置；设置在上述至少一个下方接触片的上述两个接触片上的上述两个接点以相面对的方式隔开间隔地配置，且该两个接点能相对于彼此弹性变形，该两个接点的间隔设定为比上述弹簧部的内径小且比上述细绕部的内径大；上述插杆被向下方按下时，上述螺旋弹簧单元的弹簧部被压缩，上述下方接触片的上述两个接点与上述细绕部的内周面弹性接触。
2.根据权利要求1所述的触头，其特征在于，上述插杆包括连结部和具有各自包括尺寸相同的上方接触片、宽幅部和下方接触片的两个部分，该两个部分以该连结部为中心被弯折形成为该两个部分以该连接部为中心彼此平行且相面对地配置。
3.根据权利要求1所述的触头，其特征在于，上述插杆的上方接触片为一个，该上方接触片进一步被分割成分别在上端具有接点的三个接触片，两侧的接触片沿前后方向突出地弯折成L字形，中间的接触片以与两侧的接触片面对且隔开间隔地配置的方式沿与上述两侧的接触片相反的方向突出地弯折形成为L字形。
4.根据权利要求1所述的触头，其特征在于，上述插杆的上方接触片为一个，该上方接触片进一步形成为圆筒状，且沿该上方接触片的上端圆周设置有至少三个接点。
5.根据权利要求1所述的触头，其特征在于，上述插杆的上方接触片为一个，该上方接触片进一步弯折形成为俯视呈L字形的形状，在该L字形的上端设置有至少三个接点。
6.根据权利要求1 5中任意一项所述的触头，其特征在于，对于用于将上述插杆保持在其之上的上述螺旋弹簧单元，以紧密卷绕的方式形成用于构成该螺旋弹簧单元的弹簧部的上端部分。
7.根据权利要求1 6中任意一项所述的触头，其特征在于，构成上述螺旋弹簧单元的细绕部分的下端部末端向上卷起。
8.一种半导体装置用电连接装置，其用于电连接作为第一被接触物的半导体装置和第二被接触物，其特征在于， 该电连接装置包括第一基体构件，其具备多个第一通孔和用于收容上述半导体装置的载置凹部； 第二基体构件，其具备收容该第一基体构件的收容凹部和与上述多个第一通孔分别对应地形成的多个第二通孔；权利要求1 7中任意一项所述的多个触头，该多个触头各自以被压缩了的状态保持于由上述第一通孔和上述第二通孔形成的多个触头收容空间内， 上述第一通孔具备小径部、肩部和大径部； 上述第二通孔具备大径部、肩部和小径部；上述触头的上述插杆的上述宽幅部与上述第一通孔的肩部抵接，上述触头的上述螺旋弹簧单元的上述引入部与上述第二通孔的肩部抵接，从而将上述触头保持在上述触头收容空间内；设置在上述触头的上述插杆的上述上方接触片上的上述接点用于与上述第一被接触物的外部接点接触，设置在上述触头的上述螺旋弹簧单元的上述细绕部上的上述接点用于与上述第二被接触物的外部接点接触。
全文摘要
本发明提供一种半导体装置用电连接装置及该电连接装置使用的触头。能够提高用于与半导体装置接触的插杆的接点的位置精度，并且能够实现与半导体装置稳定地接触。触头由插杆和用于将该插杆保持在其上方的螺旋弹簧单元构成，插杆包括上方接触片、宽幅部和下方接触片，该上方接触片在上端部具有多个接点，该下方接触片具有两个分别在下端部具有接点的接触片，螺旋弹簧单元包括弹簧部和漏斗状的紧密卷绕部分，该紧密卷绕部分包括引入部和在下端部具有接点的细绕部，设置在上方接触片上的多个接点以具有平面分布的方式隔开间隔地配置，设置在下方接触片的两个接触片上的接点能够相对于彼此弹性变形地形成。
文档编号H01R13/24GK102224641SQ20098014701
公开日2011年10月19日 申请日期2009年10月30日 优先权日2008年12月26日
发明者铃木威之, 铃木胜己 申请人:山一电机株式会社