(57)【要約】【課題】  半導体装置の信頼性の高い測定を実現可能なＩＣソケットを提供する。【解決手段】  コンタクトピン１０２は、主に、可撓性を有する材料である導電ゴムにより構成されているため、図２中、上下方向だけでなく、左右方向など他の方向への可動性を向上させることができる。そのため、図２に示すように、半田ボール１０６の左右方向など他の方向への動きに応じて、コンタクトピン１０２も左右方向など他の方向へ動くことができる。したがって、半田ボール１０６とコンタクトピン１０２との電気的接続の信頼性を向上させることができる。【選択図】  図１
2006107977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、
前記本体に設けられ、半導体素子上のバンプに接触するコンタクトピンと、
を備えるＩＣソケットであって、
前記コンタクトピンは、その一方の端部が前記本体に固定されるとともに、前記バンプと接触する他方の端部が前記本体から延出しており、
前記コンタクトピンは、導電性と可撓性とを有する材料から主としてなることを特徴とするＩＣソケット。
【請求項２】
請求項１に記載のＩＣソケットにおいて、
前記コンタクトピンは、前記本体に固定された箇所を支点として、前記バンプの位置のずれに追随可能に構成されていることを特徴とするＩＣソケット。
【請求項３】
請求項１または２に記載のＩＣソケットにおいて、
前記材料は、導電ゴムであることを特徴とするＩＣソケット。
【請求項４】
請求項３に記載のＩＣソケットにおいて、
前記導電ゴム中に金属性物質が埋設されたことを特徴とするＩＣソケット。
【請求項５】
請求項４に記載のＩＣソケットにおいて、
前記金属性物質が金属粒子であることを特徴とするＩＣソケット。
【請求項６】
請求項４に記載のＩＣソケットにおいて、
前記金属性物質が金属配線であることを特徴とするＩＣソケット。
【請求項７】
請求項４乃至６いずれかに記載のＩＣソケットにおいて、
前記導電ゴム中に前記金属性物質が分散されていることを特徴とするＩＣソケット。
【請求項８】
請求項１乃至７いずれかに記載のＩＣソケットにおいて、
前記コンタクトピンの他方の端部は、曲面を含むことを特徴とするＩＣソケット。
【請求項９】
請求項１乃至８いずれかに記載のＩＣソケットにおいて、
前記コンタクトピンは、相対的に径が大きな領域と相対的に径が小さな領域とを含むことを特徴とするＩＣソケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣソケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
パッケージの薄型化・小型化、半田ボールサイズの縮小化が進む中で、半田ボール表面の外観を損なわずに高信頼度の測定を行うことができるソケットが求められている。この種の技術として、特許文献１記載のものがある。図６に示す特許文献１記載のソケットは、貫通孔が形成された剛性の高いソケット本体１と、ソケット本体１に設けられた貫通孔に充填された導電ゴム４を有し、導電ゴム４はその一方の端面と他方の端面とを導電接続する。このため、導電ゴム４は上下方向以外の動きが制限されていた。ここで、ＩＣの導通テストは、ＩＣと電気的に接続された半田ボール８０４と導電ゴム４とを接続し、導電ゴム４と電気的に接続されたリード線２とＩＣとにテスターなどを当てることによって行われる。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３２０７１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１記載の技術においては、ソケットのコンタクトピンは、剛性の高いソケット本体１に設けられた貫通孔に導電ゴム４が充填されている構造を有するため、左右方向など他方向への動きが制限されていた。そのため、半田ボールの左右方向など他方向への動きに対する追従性に課題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、本体と、前記本体に設けられ、半導体素子上のバンプに接触するコンタクトピンと、を備えるＩＣソケットであって、前記コンタクトピンは、その一方の端部が前記本体に固定されるとともに、前記バンプと接触する他方の端部が前記本体から延出しており、前記コンタクトピンは、導電性と可撓性とを有する材料から主としてなることを特徴とするＩＣソケットが提供される。
【０００６】
この発明によれば、コンタクトピンは、導電性と可撓性とを有する材料から主としてなり、コンタクトピンの他方の端部が本体から延出しているため、コンタクトピンの可動性を向上させることができる。そのため、バンプとコンタクトピンとの電気的接続の信頼性を向上させることができる。したがって、半導体装置の信頼性の高い測定を実現可能なＩＣソケットを提供することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、コンタクトピンは、導電性と可撓性とを有する材料から主としてなり、コンタクトピンの他方の端部が本体から延出しているため、半導体装置の信頼性の高い測定を実現可能なＩＣソケットが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０００９】
図１を用いて、本実施形態に係るＩＣソケット１００を説明する。
【００１０】
半導体装置試験用ソケットであるＩＣソケット１００は、半導体素子であるＩＣ１０８が搭載された基板１０９と、基板１０９の内部に設けられた配線（不図示）によりＩＣ１０８に導電接続された半田ボール１０６（バンプ）とを備えた半導体装置の導通試験などの際に用いられる。
【００１１】
ＩＣソケット１００は、コンタクトピン１０２と、ＩＣソケット１００の本体であるハウジング１０４から構成される。
【００１２】
コンタクトピン１０２は、主に導電ゴムにより構成されており、導電ゴムは、図５に示すように、母材１１０と母材１１０内に埋設された導電材料により構成されており、導電性と可撓性を有している。
【００１３】
導電性を有するとは、後述するテストボードを用いた測定が可能な範囲で導通することであり、具体的には、０．００１〜１（Ω・ｃｍ）であることをさす。また、可撓性を有するとは、テストボードを用いた測定の際に、半田ボールの移動に伴ってコンタクトピンが変形しても、破壊されずに元の形状に戻る性質を有することをいう。
【００１４】
母材１１０としては、たとえば、シリコーンゴムなどのゴム、オレフィン系エラストマーなどが用いられ、導電材料としては、たとえば、カーボン粉、カーボンファイバーなどのカーボン、銅、アルミニウムなどの金属粉などが用いられる。また、図５（ａ）に示すように、コンタクトピン１０２の内部には、コンタクトピン１０２の上面（他方の端部）と下面（一方の端部）との間に、銅やアルミニウムなどの金属粒子１１２などの金属性物質が分散されて埋め込まれている。コンタクトピン１０２中、導電ゴムの重量含有率は、たとえば、７０％〜８０％程度、金属性物質の重量含有率は、たとえば、２０％〜３０％程度である。
【００１５】
コンタクトピン１０２は、図１中、上面（他方の端部）において半田ボール１０６の下面と接触している。ここで、コンタクトピン１０２の上部は、ハウジング１０４から延出するように設けられており、ハウジング１０４の外部で半田ボール１０６の下面と接触している。コンタクトピン１０２の下面（一方の端部）は、ハウジング１０４に固定されており、導通試験用のテストボードの配線と電気的に接続されている。また、コンタクトピン１０２の上面と下面とは電気的に接続されている。
【００１６】
コンタクトピン１０２は、図１に示すように、ハウジング１０４の開口部に入り込む領域の径が、図１中、上部および下部の径よりも相対的に小さい形状である。つまり、コンタクトピン１０２の上部および下部は相対的に径が大きな領域であり、ハウジング１０４の開口部に入り込む領域は相対的に径が小さな領域である。コンタクトピン１０２は、主に導電ゴムにより構成され、導電ゴムは導電性と可撓性を有する。そのため、コンタクトピン１０２は、ハウジング１０４に固定された箇所を支点として、半田ボール１０６の位置のずれに追随可能に構成され、上下方向だけでなく左右方向など他方向への可動性を有する。なかでも、相対的に径が小さな領域であるハウジング１０４の開口部に入り込む領域は、コンタクトピン１０２の上部および下部よりも相対的に左右方向など上下方向以外の方向への可動性が大きい。この理由は以下のとおりであると考えられる。上部および下部と比較して相対的に径が小さいため、その領域の肉厚が相対的に小さい。そのため、コンタクトピン１０２が左右方向などに曲げられる際に、コンタクトピン１０２自身の存在によって生じる曲げ抵抗を、より低減することができる。したがって、相対的に径が大きい領域と比較して、左右方向など上下以外の方向にも曲がりやすくなるからである。
【００１７】
ハウジング１０４は、たとえば、ポリカーボネートなどのプラスチックスなどにより構成されており、コンタクトピン１０２を収納する機能を有する。
【００１８】
半田ボール１０６は、主に鉛フリー半田などにより構成されており、表面に酸化膜を有している。
【００１９】
ＩＣソケット１００は、ハウジング１０４の材料として上述のプラスチックスなど、コンタクトピン１０２の材料として上述の導電ゴム、金属粒子などを用いて製造される。
【００２０】
ここで、コンタクトピン１０２は、導電ゴムに金属粒子などを混ぜあわせることによって形成される。
【００２１】
ＩＣソケット１００を用いた基板１０９とＩＣ１０８とにより構成される半導体装置の試験は、信号線が設けられたテストボードにコンタクトピン１０２の下部を装着し、ＩＣ１０８との間を電気的に接続させることによって行われる。こうすることにより、上記半導体装置に印加される電圧や通電する電流量を測定することができる。なお、図２に示すように、測定に用いられるコンタクトピン１０２の数が増加するほど試験の信頼性が向上する。
【００２２】
以下、本実施形態におけるＩＣソケット１００の効果について説明する。
【００２３】
コンタクトピン１０２は、ハウジング１０４から延出するように設けられており、また、可撓性を有する材料である導電ゴムを主として構成されているため、図２中、上下方向だけでなく、ハウジング１０４に固定される箇所を支点として、左右方向など他の方向への可動性を向上させることができる。そのため、図２に示すように、半田ボール１０６の左右方向など他の方向への動きに応じて、コンタクトピン１０２も左右方向など他の方向へ動くことができる。したがって、半田ボール１０６とコンタクトピン１０２との電気的接続の信頼性を向上させることができる。
【００２４】
また、特許文献１記載のソケットでは、半田ボール表面の酸化膜を削ることが難しく、接触圧力のみで半田ボールと接触するため、導電性を確保することが難しかった。これに対して、ＩＣソケット１００のコンタクトピン１０２は、金属粒子などの金属性物質が内部に埋め込まれて、導電性が向上された導電ゴムなどの比較的導電性の高い材料により構成されている。そのため、半田ボール１０６の表面を覆う酸化膜を削り、コンタクトピン１０２と半田ボール１０６との導電性を、より確実に確保することができる。すなわち、導電性の高いコンタクトピン１０２が半田ボール１０６の表面と接することとなるからである。したがって、コンタクトピン１０２と半田ボール１０６との電気的接触の精度を向上させることができる。
【００２５】
また、コンタクトピン１０２がハウジング１０４に入り込む領域の径は、コンタクトピン１０２の上部および下部の径より相対的に小さいので、左右方向への可動性を、より高めることができる。そのため、半田ボール１０６の左右方向への動きに対する追従性を、より効果的に高めることができる。したがって、半田ボール１０６とコンタクトピン１０２との電気的接続の信頼性を、より効率的に向上させることができる。
【００２６】
また、図７（ａ）、（ｂ）に示すような金属製のプローブピンタイプのコンタクトピン３を用いる場合、コンタクトピン３と半田ボール８０４との間の電気的接続の信頼度が高い一方で、コンタクトピン３の硬度が大きいため、コンタクトピン３と接触する面である半田ボール８０４表面の外観形状が損なわれることがあった。これに対して、ＩＣソケット１００のコンタクトピン１０２は、主に導電ゴムにより構成されるため、半田ボール１０６の表面と接するコンタクトピンの上面の柔軟性を向上させることができる。そのため、半田ボール１０６表面の外観形状を向上させることができる。
【００２７】
また、図７（ｃ）に示すような挟み込みタイプのコンタクトピン３を用いる場合、半田ボール８０４のピッチが狭い形態に対応することが難しいことがあった。コンタクトピン３が半田ボール８０４を挟む必要があるために、半田ボール８０４のピッチ方向にコンタクトピン３の厚みのぶんだけ、スペースを必要とするからである。これに対して、ＩＣソケット１００においては、コンタクトピン１０２の上面と半田ボール１０６の下面とが接触する。そのため、コンタクトピン１０２の半田ボール１０６のピッチ方向における省スペース化を図ることができ、半田ボール１０６のピッチが狭い形態に対応することができる。
【００２８】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【００２９】
たとえば、上記実施形態においては、コンタクトピン１０２の上面の形状が平面である形態について説明したが、図３に示すように、コンタクトピン１０２の上面は、すり鉢状などの曲面を含んでいてもよい。こうすることにより、半田ボール１０６の左右方向の中心位置とコンタクトピン１０２の左右方向の中心位置とのズレを自動補正（セルフアライメント）することができる。そのため、半田ボール１０６とコンタクトピン１０２との接触面積をほぼ一定にすることができ、よりよい状態で半田ボール１０６とコンタクトピン１０２とをコンタクトさせることが可能となる。したがって、ＩＣソケット１２０自身の自動補正機能（セルフアライメント機能）による、ＩＣソケット１２０と半田ボール１０６との間の、よりよいコンタクトを実現させることができる。この結果、ＩＣソケット１２０と半田ボール１０６との間の電気的接続の信頼性を、より効果的に高めることができる。
【００３０】
また、上記実施形態と同様、図４に示すように、コンタクトピン１０２は左右方向など他方向にも可動性を有している。そのため、半田ボール１０６の他方向への動きに応じて、コンタクトピン１０２も他方向へ動くことができる。したがって、半田ボール１０６とコンタクトピン１０２との電気的接続の信頼性を、さらに効率的に向上させることができる。
【００３１】
また、上記実施形態においては、コンタクトピン１０２の母材１１０に金属粒子１１２を埋め込んだ形態について説明したが、図５（ｂ）に示すように、金属配線１１４など他の金属性物質を埋め込んでもよい。
【００３２】
また、上記実施形態においては、コンタクトピン１０２のうち、ハウジング１０４の開口部に入り込む領域の径が小さくなる形状について説明したが、左右方向への可動性を有するのであれば、コンタクトピンの形状は円柱状など他の形状であってもよい。
【００３３】
また、上記実施形態においては、コンタクトピン１０２を構成する材料として、導電ゴムを用いた形態について説明したが、導電性と可撓性を有し、上記実施形態の効果と同様の効果を得られる材料であればよい。
【００３４】
また、上記実施形態においては、コンタクトピン１０２内に金属粒子などの金属性物質が埋め込まれている形態について説明したが、コンタクトピン１０２と半田ボール１０６との電気的接続の信頼性を向上させることができる形態であればよい。たとえば、金属性物質が埋め込まれていない形態も有効である。
【００３５】
また、上記実施形態においては、コンタクトピン１０２中、導電ゴムの重量含有率は７０％〜８０％程度、金属性物質の重量含有率は２０％〜３０％程度である形態について説明したが、上記実施形態の効果を奏することができる範囲の重量含有率であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施の形態に係るソケットを模式的に示した断面図である。
【図２】実施の形態に係るソケットを模式的に示した断面図である。
【図３】実施の形態に係るソケットを模式的に示した断面図である。
【図４】実施の形態に係るソケットを模式的に示した断面図である。
【図５】実施の形態に係るコンタクトピンを模式的に示した図である。
【図６】従来の技術に係るソケットを模式的に示した断面図である。
【図７】従来の技術に係るコンタクトピンを模式的に示した断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１００      ＩＣソケット
１０２      コンタクトピン
１０４      ハウジング
１０６      半田ボール
１０８      ＩＣ
１０９      基板
１１０      母材
１１２      金属粒子
１１４      金属配線
１２０      ＩＣソケット
【図１】
2006107977.tif 000003
【図２】
2006107977.tif 000004
【図３】
2006107977.tif 000005
【図４】
2006107977.tif 000006
【図５】
2006107977.tif 000007
【図６】
2006107977.tif 000008
【図７】
2006107977.tif 000009