(57)【要約】【課題】小型化されたＢＧＡ型半導体装置の半田ボールを確実に接続できる上に傷付けにくく、高周波特性の測定精度が高いＢＧＡパッケージ用ガイド付きコネクタを提供する。【解決手段】本発明のボールグリッドアレイパッケージ用ガイド付きコネクタ１は、シート状のコネクタ１０と、絶縁体製のシート状の半田ボールガイド２０とを具備し、コネクタ１０は、絶縁ゴムおよび導電粒子１１ａを含有し、導電粒子１１ａが半導体装置の半田ボールに対応する部分に偏在して導電部１１を形成し、導電部１１は、半導体装置が接続される側が突出した突出部１１ｂを有し、半田ボールガイド２０は、コネクタ１０の導電部１１の突出部１１ｂが挿入された半田ボール誘導用貫通孔２１が形成され、半田ボール誘導用貫通孔２１内にコネクタ１０の導電部１１の突出部１１ｂの先端が配置されている。【選択図】図１
2010157472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールグリッドアレイパッケージの半導体装置を検査用電極に接続する際に用いるガイド付きコネクタにおいて、
シート状のコネクタと、絶縁体製のシート状の半田ボールガイドとを具備し、
コネクタは、絶縁ゴムおよび導電粒子を含有し、該導電粒子が前記半導体装置の半田ボールに対応する部分に偏在して導電部を形成し、該導電部は、半導体装置が接続される側が突出した突出部を有し、
半田ボールガイドは、コネクタの導電部の突出部が挿入された半田ボール誘導用貫通孔が形成され、
半田ボール誘導用貫通孔内にコネクタの導電部の突出部の先端が配置されていることを特徴とするボールグリッドアレイパッケージ用ガイド付きコネクタ。
【請求項２】
半田ボールガイドの半田ボール誘導用貫通孔が、コネクタ側に向かって縮径していることを特徴とする請求項１に記載のボールグリッドアレイパッケージ用ガイド付きコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールグリッドアレイパッケージの半導体装置を検査装置に接続する際に使用されるボールグリッドアレイパッケージ用ガイド付きコネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の多ピン化や小型化を実現するためのパッケージの一つとして、半導体素子を収納するパッケージの裏面に半田ボールを外部電極として設けたボールグリッドアレイパッケージ（以下、ＢＧＡパッケージという。）が知られている。
このＢＧＡパッケージの半導体装置（以下、ＢＧＡ型半導体装置という。）の内部回路を検査する際には、ＢＧＡ型半導体装置の半田ボールが、コネクタを介して検査装置と圧縮接続される。その際に用いられるコネクタとして、特許文献１には、ＢＧＡ型半導体装置の半田ボールに対応する位置に穴を有し、各穴の中に、半田ボールに接触させるためのコンタクトピンの先端部が配置されているものが記載されている。コンタクトピンには、ピン先端を半田ボールに密着させるための付勢手段であるスプリングが内蔵されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１４４４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のコンタクトピンは内部にスプリングが配置されているため、長くなっている。そのため、コンタクトピンを用いると、半田ボールから検査装置までの導電部が長くなって、高周波特性の測定精度が低くなる傾向にあった。また、コンタクトピンとしては、通常、金属製のものが使用されるため、接触する半田ボールを傷付けてしまうことがあった。
また、近年、ＢＧＡ型半導体装置の小型化によって半田ボールも小型化されている。半田ボールが小型化されると、ＢＧＡ型半導体装置をコネクタ上に載せた際に、コンタクトピンに届かなくなることもある。そのため、コネクタにおいては、小型化されたＢＧＡ型半導体装置の半田ボールであっても確実に接続することが求められている。
そこで、本発明は、小型化されたＢＧＡ型半導体装置の半田ボールを確実に接続できる上に傷付けにくく、また、高周波特性の測定精度が高いＢＧＡパッケージ用ガイド付きコネクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下の構成を有する。
［１］  ボールグリッドアレイパッケージの半導体装置を検査用電極に接続する際に用いるガイド付きコネクタにおいて、
シート状のコネクタと、絶縁体製のシート状の半田ボールガイドとを具備し、
コネクタは、絶縁ゴムおよび導電粒子を含有し、該導電粒子が前記半導体装置の半田ボールに対応する部分に偏在して導電部を形成し、該導電部は、半導体装置が接続される側が突出した突出部を有し、
半田ボールガイドは、コネクタの導電部の突出部が挿入された半田ボール誘導用貫通孔が形成され、
半田ボール誘導用貫通孔内にコネクタの導電部の突出部の先端が配置されていることを特徴とするボールグリッドアレイパッケージ用ガイド付きコネクタ。
［２］  半田ボールガイドの半田ボール誘導用貫通孔が、コネクタ側に向かって縮径していることを特徴とする［１］に記載のボールグリッドアレイパッケージ用ガイド付きコネクタ。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のＢＧＡパッケージ用ガイド付きコネクタは、ＢＧＡ型半導体装置の半田ボールを確実に接続できる上に傷付けにくく、しかも高周波特性の測定精度を高くできる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明のガイド付きコネクタの一実施形態例を示す断面図である。
【図２】図１に示すガイド付きコネクタの使用例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明のＢＧＡパッケージ用ガイド付きコネクタ（以下、ガイド付きコネクタと略す。）の一実施形態例について説明する。
図１に、本実施形態例のガイド付きコネクタを示す。このガイド付きコネクタ１は、ＢＧＡ型半導体装置を検査装置の電極に接続する際に用いるものであり、シート状のコネクタ１０と、半田ボール誘導用貫通孔２１が形成されたシート状の半田ボールガイド２０とを具備する。
【０００９】
コネクタ１０は、絶縁ゴムおよび導電粒子を含有するシートである。
コネクタ１０を構成する絶縁ゴムとしては、例えば、シリコーンゴム、天然ゴム、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、クロロプレゴム、エチレン−プロピレンゴム、ウレタンゴムなどが挙げられる。これらの中でも、耐環境特性、耐熱性、耐寒性の点から、シリコーンゴムが好ましい。
【００１０】
導電粒子１１ａとしては、例えば、鉄粒子、ニッケル粒子、コバルト粒子等の磁性金属の粒子、これらの粒子に金、銀等をめっきした粒子などが挙げられる。また、非磁性粒子に、鉄、ニッケル、コバルトをめっきした粒子を用いることもできる。
導電部１１の体積抵抗率は１０−２Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。導電部１１の体積抵抗率が１０−４Ω・ｃｍ以下であれば、充分な導電性を有する。
【００１１】
コネクタ１０では、導電粒子１１ａが半導体装置の半田ボールに対応する部分に偏在して導電部１１を形成している。
導電部１１は、半導体装置が接続される側が、非導電部１２より突出している。以下、導電部１１の突出している部分のことを突出部１１ｂという。突出部１１ｂの先端は半田ボール誘導用貫通孔２１内に配置されている。
【００１２】
導電部１１の全体の長さは１００〜２０００μｍであることが好ましく、５００〜１０００μｍであることがより好ましい。導電部１１の全体の長さが１００μｍ以上であれば、コネクタ１０を容易に形成でき、２０００μｍ以下であれば、ＢＧＡ型半導体装置の高周波特性の測定精度をより向上させることができる。
突出部１１ｂの突出高さは５０〜１０００μｍであることが好ましい。突出部１１ｂの突出高さが５０μｍ以上であれば、半田ボールが小型化されても、半田ボールにより確実に接触させることができ、１０００μｍ以下であれば、半田ボールが圧縮接続された際に突出部１１ｂが折れて破損することを防止できる。
【００１３】
コネクタ１０の表面に沿って切断した際の導電部１１の断面形状は、円形状であってもよいし、多角形状（例えば、四角形状、六角形状等）であってもよいが、成形が容易である点では、円形状が好ましい。
導電部１１の断面が円形状である場合、その直径は１００〜１０００μｍであることが好ましく、２００〜５００μｍであることがより好ましい。導電部１１の断面の直径が１００μｍ以上であれば、半田ボールとの接続をより確実なものにでき、１０００μｍ以下であれば、小型化により容易に対応できる。
【００１４】
非導電部１２の体積抵抗率は１０１２Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。非導電部１２の体積抵抗率が１０１２Ω・ｃｍ以上であれば、充分な絶縁性が得られる。
【００１５】
本実施形態におけるコネクタ１０は、半導体装置が接続される側と反対側（検査装置が接続される側）の面１０ａが平面になっている。
【００１６】
コネクタ１０の硬度（ＪＩＳ  Ｋ６２５３  タイプＡ）は２０〜８０であることが好ましく、耐久性を考慮すると、３０〜６０がより好ましい。
【００１７】
コネクタ１０は、例えば、絶縁ゴムに導電粒子を配合し、金型を用いてシート状に成形すると同時に、半導体装置の半田ボールに対応する部分にて厚さ方向に磁場をかけ、磁場をかけた部分に導電粒子を移動させることによって得られる。
【００１８】
半田ボールガイド２０は絶縁体からなる。半田ボールガイド２０を構成する絶縁体としては、例えば、シリコーンゴムまたはシリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等のエラストマ性の熱硬化性樹脂、合成ゴムまたはポリエチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、軟質塩化ビニル樹脂等のエラストマ性の熱可塑性樹脂などが挙げられる。
【００１９】
半田ボールガイド２０の厚さは１００〜２０００μｍであることが好ましく、２００〜２０００μｍであることがより好ましい。半田ボールガイド２０の厚さが１００μｍ以上であれば、半田ボールを確実に位置決めでき、２０００μｍ以下であれば、小型化された半田ボールをより確実に導電部１１に誘導させることができる。
【００２０】
半田ボールガイド２０の半田ボール誘導用貫通孔２１には、コネクタ１０の導電部１１の突出部１１ｂが挿入されている。本実施形態例における半田ボール誘導用貫通孔２１は、円形に開口し、コネクタ１０側に向かって縮径している孔である。
半田ボール誘導用貫通孔２１のコネクタ１０側の孔径の下限値は導電部１１の突出部１１ｂを挿入可能な孔径であり、上限値は、（導電部１１の突出部１１ｂの直径＋１００）μｍ以下であることが好ましく、（導電部１１の突出部１１ｂの直径＋１５０）μｍ以下であることが好ましい。半田ボール誘導用貫通孔２１のコネクタ１０側の孔径の上限値が（導電部１１の突出部１１ｂの直径＋１００）μｍ以上であれば、半田ボールガイド２０の位置ずれを防止でき、半田ボールを確実に導電部１１に接触するように誘導できる。
【００２１】
本実施形態例では、半田ボールガイド２０がコネクタ１０よりも大きく、コネクタ１０が隣接していない半田ボールガイド２０の端部には、ガイド付きコネクタ１を固定して位置決めするガイドピンを挿入するためのガイドピン挿入用貫通孔２２が形成されている。
【００２２】
半田ボールガイド２０の体積抵抗率は１０１２Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。半田ボールガイド２０の体積抵抗率は１０１２Ω・ｃｍ以上であれば、充分な絶縁性が得られる。
【００２３】
次に、上記ガイド付きコネクタの使用方法の一例について説明する。
本使用例は、図２に示すように、ＢＧＡ型半導体装置１００の半田ボール１１０に対応する位置に設けられた電極２ａが上面２ｂに設けられた検査装置２にガイド付きコネクタ１を接続して、ＢＧＡ型半導体装置１００を検査する例である。
本使用例では、検査装置２に設けられたガイドピン２ｃによって、コネクタ１０と同一の厚さの高さ調整用部材３と、ガイド付きコネクタ１と、ＢＧＡ型半導体装置１００の面積より大きく開口している半導体装置ガイドフレーム４とが固定されている。
ガイドピン２ｃによる高さ調整用部材３の固定は、高さ調整用部材３に形成された貫通孔３ａにガイドピン２ｃを挿入することにより行われている。
ガイドピン２ｃによるガイド付きコネクタ１の固定は、ガイド付きコネクタ１に形成されたガイドピン挿入用貫通孔２２にガイドピン２ｃを挿入することにより行われている。
ガイドピン２ｃによる半導体装置ガイドフレーム４の固定は、半導体装置ガイドフレーム４に形成されたガイドピン挿入用穴４ａにガイドピン２ｃを挿入することにより行われている。
上記のように、高さ調整用部材３とガイド付きコネクタ１と半導体装置ガイドフレーム４とを固定した状態で、真空吸引手段２１０を備えた搬送用アーム２００を用いて、ＢＧＡ型半導体装置１００をガイド付きコネクタ１上に搬送する。その際、ＢＧＡ型半導体装置１００の半田ボール１１０がガイド付きコネクタ１の導電部１１に概ね対向するように配置する。
その後、ＢＧＡ半導体装置１００をガイド付きコネクタ１に接触させる。ここで、コネクタ１０の導電部１１の直上に半田ボール１１０が位置していなかった場合には、半田ボールガイド２０の半田ボール誘導用貫通孔２１の内面２１ａに半田ボール１１０が接し、半田ボール誘導用貫通孔２１の内面２１ａに沿って滑りながら下方に移動する。そのため、半田ボール１１０は半田ボール誘導用貫通孔２１の中心に向かって移動するから、半田ボール誘導用貫通孔２１に挿入された導電部１１の突出部１１ｂに誘導されるようになっている。
コネクタ１０の導電部１１の直上に半田ボール１１０が位置していた場合には、半田ボール誘導用貫通孔２１の内面２１ａに接することなく、半田ボール１１０を導電部１１に接触させることができる。
そして、ＢＧＡ型半導体装置１００を下方に向かって押圧してＢＧＡ型半導体装置１００の半田ボール１１０をガイド付きコネクタ１の導電部１１に圧縮接続しながら検査装置２によって検査する。検査後、ＢＧＡ型半導体装置１００は、搬送用アーム２００によって引き上げられて、次の工程に送られる。
【００２４】
以上説明したガイド付きコネクタ１では、半田ボールに接触する導電部１１が、ＢＧＡ型半導体装置が接続される側に突出しているため、小型化されたＢＧＡ型半導体装置１００の半田ボール１１０を確実に接続できる。
また、半田ボール１１０に接触する導電部１１が絶縁ゴムを含むため、硬度が低く、接続時に半田ボール１１０を傷付けにくくなっている。
また、ガイド付きコネクタ１のコネクタ１０はゴムを含有するため、ＢＧＡ型半導体装置１００を圧縮接続した際に、スプリングが内蔵されたコンタクトピンを用いなくても、ゴム弾性を利用して導電部１１の突出部１１ｂを半田ボールに密着させることができる。コンタクトピンを用いずにシート状のコネクタ１０を用いることにより、半田ボール１１０から検査装置２までの導電部１１を短くできる。したがって、ガイド付きコネクタ１を用いることにより、ＢＧＡ型半導体装置１００の高周波特性の測定精度を高くできる。
【００２５】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されない。
例えば、コネクタ１０は、ＢＧＡ型半導体装置１００が接続される側と反対側（検査装置２が接続される側）の面においても、導電部１１が突出していてもよい。
また、半田ボール誘導用貫通孔２１は同一の孔径の孔であってもよい。しかし、半田ボールを導電部１１に誘導しやすいことから、コネクタ１０側に向かって縮径している孔であることが好ましい。
【符号の説明】
【００２６】
１  ガイド付きコネクタ
２  検査装置
２ａ  電極
２ｃ  ガイドピン
３  高さ調整用部材
４  半導体装置ガイドフレーム
１０  コネクタ
１１  導電部
１１ａ  導電粒子
１１ｂ  突出部
１２  非導電部
２０  半田ボールガイド
２１  半田ボール誘導用貫通孔
１００  半導体装置
１１０  半田ボール
【図１】
2010157472.tif 000003
【図２】
2010157472.tif 000004