(57)【要約】【課題】  ソケット本体を介してプリント配線基板に作用する全操作力が所定値以上となる場合であってもプリント配線基板の不所望な撓みを回避できること。【解決手段】  ソケット本体２６が、プリント配線基板３４の孔３４ａを介して基台部Ｂａの表面に他端が当接する脚部３０を備えるもの。【選択図】  図１
2006294265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台上に設けられ開口部を有する配線基板に配され、半導体装置を着脱可能に収容するとともにコンタクト端子群を介して該半導体装置の端子を該配線基板の導体層に電気的に接続する半導体装置収容部を有するソケット本体と、
前記ソケット本体に移動可能に支持され前記半導体装置の前記半導体装置収容部への着脱に応じて駆動伝達機構を介して前記コンタクト端子群の接点部を該半導体装置の端子に対し当接または離隔させるカバー部材と、
前記ソケット本体に一端が固定され、他端が前記配線基板の開口部を介して前記基台の表面に当接する一対の脚部と、
を具備して構成される半導体装置用ソケット。
【請求項２】
前記一対の脚部が、複数個の前記ソケット本体とともに前記配線基板に、縦横に配されることを特徴とする請求項１記載の半導体装置用ソケット。
【請求項３】
所定の隙間が、前記配線基板の両端を支持する支持体の端面と前記基台の表面との間に形成されることを特徴とする請求項１記載の半導体装置用ソケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試験に供される半導体装置をプリント配線基板に電気的に接続するための半導体装置用ソケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器などに実装される半導体装置において、一般に、実装される以前の段階でその潜在的欠陥を除去するために例えば、初期動作不良集積回路の除去に有効とされるバーンイン（ｂｕｒｎ  ｉｎ）試験が半導体装置用ソケットを介してなされる。
【０００３】
このような試験に供される半導体装置用ソケットは、一般に、ＩＣソケットと称され、例えば、特許文献１にも示されるように、所定の試験電圧が供給されるとともに被検査物としての半導体装置からの短絡等をあらわす異常検出信号を送出する入出力部を有するプリント配線基板（テストボード）上に配される。
【０００４】
半導体装置用ソケットが配されるプリント配線基板４の両端は、例えば、図９に示されるように、その試験機における基台部２の表面に基板支持体６を介して下面側から所定の間隔をもって支持されている。
【０００５】
半導体装置用ソケット８は、例えば、オープントップ・タイプの場合、半導体装置を電気的にプリント配線基板に接続するコンタクト端子群（不図示）を収容するソケット本体８Ｂと、ソケット本体８Ｂ内におけるコンタクト端子群に対し上方の位置に配され半導体装置が装着される半導体装置収容部を有する位置決め部材（不図示）と、位置決め部材の周囲に配され半導体装置を位置決め部材の半導体装置収容部に対し選択的に保持する一対の押え部材を有するラッチ機構と、駆動機構を介して押え部材を動作させるようにラッチ機構に作用される操作力を伝達するとともに、コンタクト端子群に電気的接続を選択的に行わせるカバー部材８Ａとを含んで構成されている。
【０００６】
位置決め部材は、ソケット本体８Ｂに固定され、その半導体装置収容部内に装着された半導体装置の外周部を位置決めすることにより、その半導体装置の端子のコンタクト端子群に対する相対位置を位置決めするものとされる。
【０００７】
ラッチ機構における一対の押え部材は、それぞれ、半導体装置収容部を挟んで相対向して配されている。押え部材は、ソケット本体８Ｂに回動可能に支持され上述の駆動機構に連結される基端部と、半導体装置の外周部に選択的に当接または離隔する当接部と、基端部と当接部とを連結する連結部とを含んで構成されている。
【０００８】
半導体装置が位置決め部材の半導体装置収容部内に装着される場合、押え部材の当接部は、半導体装置に干渉しないように半導体装置収容部内に対し離隔した待機位置をとり、また、半導体装置が半導体装置収容部内に装着された後、押え部材の当接部は、位置決め部材の半導体装置収容部内に侵入し半導体装置を保持する保持位置をとるものとされる。
【０００９】
カバー部材８Ａは、ソケット本体８Ｂに対し昇降動可能に配され、駆動機構（不図示）に連結されている。額縁状のカバー部材８Ａは、半導体装置の位置決め部材の半導体装置収容部に対する着脱のとき、半導体装置が通過する開口部を中央部に有している。また、カバー部材８Ａは、ソケット本体８Ｂに設けられるコイルスプリングにより、ソケット本体８Ｂに対し離隔する方向に付勢されている。
駆動機構は、例えば、カバー部材８Ａとラッチ機構の押え部材の基端部とを連結しカバー部材８Ａの昇降動に応じて押え部材を回動させるリンク機構またはカム機構とされる。
【００１０】
かかる構成において、半導体装置がカバー部材８Ａの開口部を通じて位置決め部材の半導体装置収容部に装着される場合、カバー部材８Ａがソケット本体８Ｂおよび位置決め部材に対して上方の位置から下方に向けて所定のストロークだけコイルスプリングの付勢力、およびコンタクト端子群の弾性力に抗して押圧され保持されることにより、上述の一対の押え部材の当接部が位置決め部材の半導体装置収容部に対し互いに離隔して待機位置をとるので半導体装置の半導体装置収容部への装着が可能となる。
【００１１】
次に、カバー部材８Ａが保持された状態から解放されることによって、カバー部材８Ａがコイルスプリングの付勢力およびコンタクト端子の復元力で上昇せしめられ初期の位置に戻されることにより、押え部材の当接部が待機位置から位置決め部材の半導体装置収容部に対し互いに近接されるとともに、位置決め部材により位置決めされた半導体装置の端子を保持位置でコンタクト端子群に向けて押圧することとなる。従って、半導体装置が位置決め部材の半導体装置収容部に対し保持されることとなる。
【００１２】
【特許文献１】特開２００２−３５９０４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
多数の半導体装置を同時に試験するために上述のような半導体装置用ソケット８が図９に示されるように、プリント配線基板４上に複数個、縦横に配される場合、各半導体装置用ソケット共通の押圧部材１０が各半導体装置用ソケット８の真上に配される。押圧部材１０は図示が省略される搬送ロボットに昇降動可能に設けられ、即ち、各半導体装置用ソケット８のカバー部材８Ａに対し、近接または離隔可能に配されている。押圧部材１０は、基台部２およびプリント配線基板４の表面に対し略平行な押圧面部１０Ｐを有している。押圧面部１０Ｐは、複数の半導体装置用ソケット８のカバー部材８Ａに跨って配されている。
【００１４】
各半導体装置が各半導体装置用ソケット８のカバー部材８Ａの開口部を通じて位置決め部材の半導体装置収容部に装着されるとき、各半導体装置用ソケット８のカバー部材８Ａは、共通の押圧部材１０により、上述のコイルスプリングの付勢力およびコンタクト端子群の弾性力に抗して略同時に押圧されることとなる。その際、プリント配線基板４には、すべてのソケット本体８Ｂを介して各カバー部材８Ａの操作力が合計された圧力が直接的に作用することとなる。これにより、図９に示されるように、カバー部材８Ａの全操作力（押圧部材１０の操作力）が所定値以上となるとき、両端が支持されるプリント配線基板４の略中央部の撓みが下側に向かって凸状になるように湾曲せしめられる場合がある。特に、試験に供される半導体装置の端子およびコンタクト端子群の数量が増大するにつれてその全操作力が増大するのでプリント配線基板４の撓みが顕著となる傾向がある。その際、各カバー部材８Ａに対する１回の押圧操作により、プリント配線基板４の略中央部に位置する半導体装置用ソケット８のカバー部材８Ａの上面全体と押圧面部１０Ｐとは、隙間無く密着しているのに対し、一方、プリント配線基板４の両端にそれぞれ位置する半導体装置用ソケット８のカバー部材８Ａの上面における中央側よりの一部と押圧面部１０Ｐとの間には、僅かな隙間ＣＬが形成される場合がある。これにより、共通の押圧部材１０によるカバー部材８Ａの押圧操作が頻繁に繰り返されることによって、隙間ＣＬ側に対応したコンタクト端子の固定側端子が半田付け固定されるプリント配線基板４の導電層（導体パターン）に、板厚方向の力、および圧縮力または引張力が繰り返し作用する。その結果、導体パターンの剥離が生じる虞がある。
【００１５】
このような場合の対策として、プリント配線基板４自体の曲げ剛性を高めるためにプリント配線基板４の板厚をより厚くすることも考えられる。しかし、プリント配線基板４の板厚は、コンタクト端子の固定側端子におけるソケット本体８Ｂの底部からの突出長さに依存し、また、その突出長さがインピーダンス整合（高周波数特性）を良好にするために短くなる傾向にある。即ち、プリント配線基板４の板厚が薄くなる傾向にあるのでプリント配線基板４の板厚をより厚くすることには限界がある。
【００１６】
以上の問題点を考慮し、本発明は、試験に供される半導体装置をプリント配線基板に電気的に接続するための半導体装置用ソケットであって、ソケット本体を介してプリント配線基板に作用する全操作力が所定値以上となる場合であってもプリント配線基板の不所望な撓みを回避できる半導体装置用ソケット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】
【００１７】
上述の目的を達成するために、本発明に係る半導体装置用ソケットは、基台上に設けられ開口部を有する配線基板に配され、半導体装置を着脱可能に収容するとともにコンタクト端子群を介して半導体装置の端子を配線基板の導体層に電気的に接続する半導体装置収容部を有するソケット本体と、ソケット本体に移動可能に支持され半導体装置の半導体装置収容部への着脱に応じて駆動伝達機構を介してコンタクト端子群の接点部を半導体装置の端子に対し当接または離隔させるカバー部材と、ソケット本体に一端が固定され、他端が配線基板の開口部を介して基台の表面に当接する一対の脚部と、を備えて構成される。
【発明の効果】
【００１８】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る半導体装置用ソケットによれば、一対の脚部の他端が配線基板の開口部を介して基台の表面に当接することにより操作力が配線基板に作用することなく直接的に基台に作用することとなるのでソケット本体を介してプリント配線基板に作用する全操作力が所定値以上となる場合であってもプリント配線基板の不所望な撓みを回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図２は、本発明に係る半導体装置用ソケットの一例がプリント配線基板上に縦横に複数個配列された状態を示す。
【００２０】
各半導体装置用ソケット２０は、所定の板厚を有するプリント配線基板３４に形成される導体パターンにおける所定位置にそれぞれ配されている。その導体パターンにおける所定位置には、図６に示されるように、後述するコンタクト端子の固定側端子が挿入され半田付け固定されるめっきスルーホール３４ｂｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）が複数個、縦横に形成されている。また、各めっきスルーホール３４ｂｉ群の周辺における４箇所には、図１および図６に示されるように、後述するソケット本体の脚部３０がそれぞれ貫通する孔３４ａが形成されている。
【００２１】
プリント配線基板３４の下面における全周縁は、図１および図３に示されるように、基台Ｂａの表面上に基板支持体３６ｂで受け止められている。これにより、所定の空間が、プリント配線基板３４の下面と基台Ｂａの表面との間に形成されることとなる。各基板支持体３６ｂの下端面と基台Ｂａの表面との間には、僅かな隙間ＣＬが形成されている。
【００２２】
半導体装置用ソケット２０は、図４および図５に示されるように、上述のプリント配線基板３４上に固定されるソケット本体２６と、ソケット本体２６内の中央のコンタクト収容部に配され後述する半導体装置とプリント配線基板３４の導体パターンとを電気的に接続する複数のコンタクト端子２８ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）と、ソケット本体２６に昇降動可能に支持され後述するラッチ機構に操作力を伝達するカバー部材２２と、ソケット本体２６に着脱可能に支持され試験に供される被検査物としての半導体装置ＤＶを収容するとともに半導体装置ＤＶの電極部のコンタクト端子に対する相対位置を位置決めする位置決め部材２４と、位置決め部材２４内に収容された半導体装置ＤＶの各電極部を複数のコンタクト端子に向けて押圧するとともに保持する押え部材４２Ａおよび４２Ｂを含んでなるラッチ機構とを主な要素として含んで構成されている。
【００２３】
斯かる半導体装置用ソケットに供される半導体装置ＤＶは、例えば、ＢＧＡ型またはＬＧＡ型の略正方形の半導体素子とされ、複数の電極部が縦横に形成される電極面を有している。
【００２４】
ソケット本体２６は、後述するカバー部材２２が下降せしめられるとき、そのアーム部の下端、押え部材４２Ａおよび４２Ｂの基端部が侵入する凹部（不図示）を相対向する端部にそれぞれ、有している。また、ソケット本体２６の内部の中央には、複数のコンタクト端子が半導体装置ＤＶの電極部に対応して配される凹部が形成されている。各コンタクト端子は、プリント配線基板３４の表面に対し略直交する方向に延びている。その凹部の周囲には、位置決め部材２４が載置され固定される固定面が形成されている。
【００２５】
その固定面には、係合される押え部材４２Ａおよび４２Ｂのガイドピンを移動可能に案内する内溝（不図示）が形成されている。その内溝は、その一端が凹部に向けて開口し、その固定面に略平行に形成されている。
【００２６】
コンタクト端子２８ａｉは、例えば、細い円筒状の管の両端にそれぞれ移動可能に支持される２個の細い接触子と、管内における２個の接触子の相互間に配された２個の接触子を外側に向けて付勢するコイルスプリングとを含んで構成されている。図５においては、ソケット本体２６の底部から所定長さだけ突出するコンタクト端子２８ａｉにおける固定側端子部を示す。コンタクト端子２８ａｉにおける固定側端子部は、めっきスルーホール３４ｂｉに半田付け固定される。
なお、コンタクト端子は、斯かる例に限られることなく、例えば、弾性のある薄板状の金属材料で作られ、２個の接触子を互いに連結する湾曲部を有するものであってもよい。
【００２７】
位置決め部材２４は、半導体装置ＤＶを収容するとともに、半導体装置ＤＶの電極部のコンタクト端子の接触子に対する位置決めを行うガイド部２４ａを有する半導体装置収容部を備えている。その半導体装置収容部内には、コンタクト端子の接触子が突出している。半導体装置収容部を形成する相対向する壁部には、それぞれ、押え部材４２Ａおよび４２Ｂがそれぞれ通過する開口部が形成されている。
【００２８】
カバー部材２２は、半導体装置ＤＶの着脱のとき、半導体装置ＤＶが通過する開口部２２ａを中央に有している。カバー部材２２は、その複数の脚部がそれぞれ、ソケット本体２６の外周部に形成される各溝に案内されて昇降動可能に支持されている。また、カバー部材２２における位置決め部材２４に対向する内面とソケット本体２６との間には、カバー部材２２を上方に、即ち、カバー部材２２を位置決め部材２４に対し離隔する方向に付勢するコイルスプリング（不図示）が複数個設けられている。その際、カバー部材２２の脚部の先端に設けられる爪部が溝の端部に係合されることにより、図１に示されるように、カバー部材２２が最上端位置に保持されることとなる。なお、図１は、カバー部材２２が最上端位置に保持された状態を示す。
【００２９】
カバー部材２２は、押え部材４２Ａおよび４２Ｂの基端部にそれぞれ連結ピンを介して連結されるアーム部（不図示）を上述の凹部に対向して有している。
【００３０】
また、矩形のソケット本体２６の外周面における各隅には、それぞれ、脚部３０の一端が連結ピン３２により固定されている。脚部３０の一端は、カバー部材２２の内周部とソケット本体２６の外周面との間に所定の隙間をもって位置することとなる。一方、脚部３０の他端は、プリント配線基板３４の孔３４ａを介して基台Ｂａの表面に当接している。
脚部３０におけるソケット本体２６の底部から突出する部分の長さＬは、上述したように、各基板支持体３６ｂの下端面と基台Ｂａの表面との間に僅かな隙間ＣＬが形成されるように設定されている。これにより、各カバー部材２２に作用される押圧力は、プリント配線基板３４に作用することなく、各脚部３０を介して基台Ｂａに直接的に作用することとなる。
【００３１】
なお、脚部３０の一端は、連結ピン３２によりソケット本体２６の外周面に固定されているが、斯かる例に限られることなく、脚部３０の一端がソケット本体２６の外周面と一体に形成されてもよい。脚部３０の本数は、４本に限られることなく、例えば、一対の脚部３０、即ち、２本の脚部３０が点対称となるようにソケット本体２６に設けられてもよい。
【００３２】
各半導体装置用ソケット２０の真上となる位置には、図７に示されるように、カバー部材２２を昇降させる各半導体装置用ソケット共通の押圧部材４０が配されている。押圧部材４０は、図示が省略される搬送ロボットに昇降動可能に設けられており、即ち、各半導体装置用ソケット２０のカバー部材２２に対し、近接または離隔可能に配されている。
押圧部材４０は、カバー部材２２の上面、基台部Ｂａおよびプリント配線基板３４の表面に対し略平行な押圧面部４０Ｐを有している。押圧面部４０Ｐは、図２に示されるすべての半導体装置用ソケット２０のカバー部材２２に跨って配されている。
【００３３】
斯かる構成において、半導体装置ＤＶの試験を行うにあたっては、先ず、図８に示されるように、図示が省略される搬送ロボットに設けられる押圧部材４０の押圧面部４０Ｐがカバー部材２２の上面に当接されて上述のコイルスプリングの付勢力およびコンタクト端子２８の弾性力等に抗して下方に向けて所定のストロークで押圧される。
【００３４】
これにより、押え部材４２Ａおよび４２Ｂが互いに離隔し開放状態とされる。また、例えば、被検査物としての半導体素子ＤＶが、図示が省略される搬送ロボットの搬送アームにより吸引保持されてカバー部材２２の開口部２２ａおよび位置決め部材２４の真上となる位置まで搬送される。
【００３５】
その際、カバー部材２２に作用される押圧力は、プリント配線基板３４に作用することなく、ソケット本体２６および各脚部３０を介して基台部Ｂａに直接的に伝達されることとなる。従って、カバー部材２２に作用される押圧力が所定値以上に増大した場合であっても、プリント配線基板３４が不所望に過度に撓み、その結果、その導体パターンが損傷する虞がない。
【００３６】
次に、搬送アームにより吸引保持された半導体装置ＤＶは、カバー部材２２の開口部２２ａを通じて下降せしめられて位置決め部材２４の半導体装置収容部に位置決めされ装着される。続いて、カバー部材２２は、押圧部材４０の押圧面部４０Ｐがカバー部材２２の上面に当接された状態で上昇されるとき、上述のコイルスプリングの付勢力等により開放位置から最上端位置まで上昇せしめられる。
【００３７】
その際、押え部材４２Ａおよび４２Ｂの当接部は、それぞれ、略同一のタイミングで、回動され、半導体素子ＤＶをコンタクト端子２８ａｉに向けて押圧することとなる。
【００３８】
そして、カバー部材２２が最上端位置に維持されるもとでプリント配線基板３４の入出力部に検査信号が供給されるとき、コンタクト端子２８ａｉを通じてその検査信号が半導体装置ＤＶに供給されるとともにその回路の異常が検出されるとき、半導体装置ＤＶからの異常検出信号が入出力部を通じて外部の故障診断装置に供給されることとなる。
【００３９】
半導体装置ＤＶの検査が終了した場合、その半導体装置ＤＶを取り出し、新たな半導体装置ＤＶを装着するために押圧部材４０の押圧面部４０Ｐが上述と同様に、カバー部材２２の上面に当接されてコイルスプリングの付勢力等に抗して下方に向けて押圧される。試験された半導体装置ＤＶは、搬送アームにより取り出され、また、試験される新たな半導体装置ＤＶは、上述と同様に、装着されることとなる。
【００４０】
上述の例においては、脚部３０の他端は、プリント配線基板３４の各孔３４ａを介して基台部Ｂａの表面に当接しているが、斯かる例に限られることなく、一つの共通の開口部が、プリント配線基板３４のめっきスルーホール３４ｂｉ群の回りに導体パターンを回避して形成されるもとで、脚部３０の他端がその一つの共通の開口部を介して基台部Ｂａの表面に当接する構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る半導体装置用ソケットの一例の外観を、プリント配線基板および基台部とともに示す正面図である。
【図２】本発明に係る半導体装置用ソケットの一例が縦横に複数個、プリント配線基板上に配置された状態を示す平面図である。
【図３】図２に示される例において、正面から見た外観図である。
【図４】本発明に係る半導体装置用ソケットの一例の平面図である。
【図５】図４に示される例における正面図である。
【図６】図２に示される例に用いられるプリント配線基板の要部を部分的に示す平面図である。
【図７】図２に示される例に備えられる押圧部材の動作説明に供される図である。
【図８】図２に示される例に備えられる押圧部材の動作説明に供される図である。
【図９】従来の装置における押圧部材の動作説明に供される図である。
【符号の説明】
【００４２】
２０    半導体装置用ソケット
２２    カバー部材
２６    ソケット本体
３０    脚部
３４    プリント配線基板
３４ａ    孔
Ｂａ    基台部
【図１】
2006294265.tif 000003
【図２】
2006294265.tif 000004
【図３】
2006294265.tif 000005
【図４】
2006294265.tif 000006
【図５】
2006294265.tif 000007
【図６】
2006294265.tif 000008
【図７】
2006294265.tif 000009
【図８】
2006294265.tif 000010
【図９】
2006294265.tif 000011