(57)【要約】  電気絶縁材料の基体部材（１３０）と、ソケット装置に嵌合されるボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）の端子ボール構成に対応した構成で基体部材内に位置する電気接点（１６０）のペアのアレイと、前記基体部材における滑動可能な動きのために位置する第１のプレート部材（１１２）であって、第１のプレート部材（１１２）から延びるとともに、電気接点のペアのアレイを通過するように構成された複数の平行な延長部材（１５０）を含む、第１のプレート部材（１１２）と、前記基体部材における滑動可能な動きのために位置する第２のプレート部材（１１４）であって、第２のプレート部材（１１４）から延びるとともに、電気接点のペアのアレイを通過するように構成された複数の平行な延長部材（１５０）を含み、前記第１のプレート部材の複数の平行な延長部材が前記第２のプレート部材の複数の平行な延長部材の間に位置する、第２のプレート部材（１１４）と、電気接点のペアの前記アレイに対応したアレイを形成する小塊を含む各延長部材上に位置する複数の絶縁小塊（１４０）とを含み、第１のプレート部材および第２のプレート部材が、前記基体部材において互いに対して可動であることにより、複数の絶縁小塊が、対応する電気接点をソケット内においてＢＧＡのボールと電気的に接触して係合させる、前記ＢＧＡ（１７０）のボールを把持するためのソケット装置（１００）が開示される。
2019515439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）のボールを把持するためのソケット装置であって、
電気絶縁材料の基体部材と、
ソケット装置に嵌合される前記ＢＧＡの端子ボール構成に対応した構成で基体部材内に位置する電気接点のペアのアレイと、
前記基体部材における滑動可能な動きのために位置する第１のプレート部材であって、第１のプレート部材から延びるとともに、電気接点のペアのアレイを通過するように構成された複数の平行な延長部材を含む、第１のプレート部材と、
前記基体部材における滑動可能な動きのために位置する第２のプレート部材であって、第２のプレート部材から延びるとともに、電気接点のペアのアレイを通過するように構成された複数の平行な延長部材を含み、前記第１のプレート部材の複数の平行な延長部材が前記第２のプレート部材の複数の平行な延長部材の間に位置する、第２のプレート部材と、
電気接点のペアの前記アレイに対応したアレイを形成する小塊を含む各延長部材上に位置する複数の絶縁小塊と、を備え、
第１のプレート部材および第２のプレート部材が、前記基体部材において互いに対して可動であることにより、複数の絶縁小塊が、対応する電気接点をソケット内においてＢＧＡのボールと電気的に接触して係合させる、ソケット装置。
【請求項２】
前記第１のプレート部材の複数の平行な延長部材が、前記第２のプレート部材の複数の平行な延長部材と交互配置された、請求項１に記載のソケット装置。
【請求項３】
延長部材および小塊が、絶縁材料から作られた、請求項１または請求項２に記載のソケット装置。
【請求項４】
電気接点のペアが、小塊が接触したときに曲がる可撓性の伝導体から作られた、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のソケット装置。
【請求項５】
電気接点のペアが、ソケット内においてＢＧＡのボールに接触する凹面を含む、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のソケット装置。
【請求項６】
複数の小塊が、複数の小塊列をなして延び、電気接点のペアが、複数の電気接点列をなして延び、小塊列が、電気接点列と交互配置され、小塊が、電気接点のペアの１つの列からの１つの電気接点に係合するとともに、電気接点のペアの別の列からの別の電気接点に係合する、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のソケット装置。
【請求項７】
ＢＧＡのボールが、対応する電気接点により印加される横方向の力によりソケット装置に固定される、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のソケット装置。
【請求項８】
ソケットにボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）を固定する方法であって、
ソケットが、
電気絶縁材料の基体部材と、
ソケットに嵌合される前記ＢＧＡの端子ボール構成に対応した構成で基体部材内に位置する電気接点のペアのアレイと、
前記基体部材における滑動可能な動きのために位置する第１のプレート部材であって、電気接点のペアのアレイを通過するように延び、電気接点のペアのアレイを通過するように構成された複数の平行な延長部材を含む、第１のプレート部材と、
前記基体部材における滑動可能な動きのために位置する第２のプレート部材であって、第２のプレート部材から延びるとともに、電気接点のペアのアレイを通過するように構成された複数の平行な延長部材を含み、前記第１のプレート部材の複数の平行な延長部材が前記第２のプレート部材の平行な延長部材の間に位置する、第２のプレート部材と、
電気接点のペアの前記アレイに対応したアレイを形成する小塊を含む各延長部材上に位置する複数の絶縁小塊と、を備え、
第１のプレート部材および第２のプレート部材が、前記基体部材において互いに対して可動であることにより、複数の絶縁小塊が対応する電気接点をソケット内においてＢＧＡのボールと電気的に接触して係合させ、
方法が、
ソケット内にＢＧＡを配置することと、
第１のプレート部材と第２のプレート部材とを互いに対して動かして、対応する電気接点をＢＧＡのボールに電気的に接触して係合させ、ソケットにＢＧＡを固定することと、
を含む、方法。
【請求項９】
第１のプレート部材および第２のプレート部材のうちの少なくとも一方が、カム部材およびねじ部材のうちの一方を使用して動かされる、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
第１のプレート部材および第２のプレート部材のうちの少なくとも一方が、ねじ部材を使用して動かされる、請求項８または請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載の実施形態は、概して集積回路の分野に関し、より具体的には、ソケットにボールグリッドアレイパッケージ（ＢＧＡ：ｂａｌｌ  ｇｒｉｄ  ａｒｒａｙ）を搭載する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロセッサ、メモリデバイス、および他の集積回路を含む集積回路デバイスのパッケージングにおいて、ＢＧＡの使用は、高密度な相互接続を可能にすることにより、益々一般的になりつつある。ＢＧＡは、比較的薄いパッケージ外形を提供し、改善された電気的特性を提供する非常に短い導線長をもつ。ＢＧＡは、複数のチップデバイスにおいて使用され得る。通常、ＢＧＡのボールまたはバンプ（ＢＧＡボール）は、他の回路に延びた導線への永久的接続のためにプリント回路基板上のパッドのアレイにはんだ付けされる。しかし、多くの例において、特に試作品のデバッグまたはバーンイン中に、ＢＧＡは、試験または動作のためにソケット内に取り外し可能に配置され得る。
【０００３】
ＢＧＡソケットは、何年にもわたって利用されている。通常、これらのソケットは、その表面に導電パッドのアレイを含むプリント回路基板を含む。パッドは、挿入されるＢＧＡにおけるＢＧＡボールの構成に適合する。ＢＧＡは、次に、ソケット内に配置されて、パッケージ自体に垂直な力によりパッドのアレイに対して縦方向に押圧される。電気的接触を保証するために、接点に印加される典型的に要求される圧力荷重は接点当たり約５０から１００グラムである。従って、多数のＢＧＡボールが存在するとき、一様な力を印加する機構は大きく煩わしいものであり得る。ＢＧＡボールの寸法のわずかな変動が、ＢＧＡボールのすべてを下にあるパッドに接触させるために、ＢＧＡボールを変形させるのに十分な特に過剰な力を必要とし得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
様々な実施形態の概要が以下に提示される。いくつかの簡潔化および省略が以下の概要においてなされ得、このことは、様々な実施形態のいくつかの態様を強調および導入するように意図されるが、本発明の範囲を限定しないことが意図される。当業者が発明の概念を製造および使用することを可能にすることに適した実施形態の詳細な説明が、後のセクションにおいて続く。
【０００５】
本明細書に記載の様々な実施形態は、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）のボールを把持するためのソケット装置であって、電気絶縁材料の基体部材と、ソケット装置に嵌合される前記ＢＧＡの端子ボール構成に対応した構成で基体部材内に位置する電気接点のペアのアレイと、前記基体部材における滑動可能な動きのために位置する第１のプレート部材であって、第１のプレート部材から延びるとともに、電気接点のペアのアレイを通過するように構成された複数の平行な延長部材を含む、第１のプレート部材と、前記基体部材における滑動可能な動きのために位置する第２のプレート部材であって、第２のプレート部材から延びるとともに、電気接点のペアのアレイを通過するように構成された複数の平行な延長部材を含み、前記第１のプレート部材の複数の平行な延長部材が前記第２のプレート部材の複数の平行な延長部材の間に位置する、第２のプレート部材と、電気接点のペアの前記アレイに対応したアレイを形成する小塊を含む各延長部材上に位置する複数の絶縁小塊とを含み、第１のプレート部材および第２のプレート部材が前記基体部材において互いに対して可動であることにより、複数の絶縁小塊が対応する電気接点をソケット内においてＢＧＡのボールと電気的に接触して係合させる、ソケット装置に関係する。
【０００６】
前記第１のプレート部材の複数の平行な延長部材は、前記第２のプレート部材の複数の平行な延長部材と交互配置され得る。
【０００７】
延長部材および小塊は、絶縁材料から作られ得る。
【０００８】
滑動可能な動きは、延長部材の長手方向に沿ったものであり得る。
【０００９】
電気接点のペアは、小塊が接触したときに曲がる可撓性の伝導体から作られ得る。
【００１０】
電気接点のペアは、ソケット内におけるＢＧＡのボールに接触する凹面を含み得る。
【００１１】
複数の小塊は、複数の小塊列をなして延び得、電気接点のペアは、複数の電気接点列をなして延び、小塊列は、電気接点列と交互配置される。小塊は、電気接点のペアの１つの列からの１つの電気接点に係合し得るとともに、電気接点のペアの別の列からの別の電気接点に係合する。
【００１２】
カム部材は、延長部材から基体部材の反対側に搭載され得、カム部材は、第１のプレート部材と第２のプレート部材とを互いに離れるように押すように構成される。
【００１３】
少なくとも１つのねじ部材が、第１のプレート部材および第２のプレート部材のうちの少なくとも一方を互いに対して動かすために、ソケット装置に取り付けられ得る。
【００１４】
ＢＧＡのボールは、対応する電気接点により印加される横方向の力によりソケット装置に固定され得る。
【００１５】
小塊は、実質的に丸いものであり得る。小塊は、実質的に三角形であり得る。
【００１６】
本明細書に記載の様々な実施形態は、ソケットにボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）を固定する方法であって、ソケットが、電気絶縁材料の基体部材と、ソケットに嵌合される前記ＢＧＡの端子ボール構成に対応した構成で基体部材内に位置する電気接点のペアのアレイと、前記基体部材における滑動可能な動きのために位置する第１のプレート部材であって、電気接点のペアのアレイを通過するように延び、電気接点のペアのアレイを通過するように構成された複数の平行な延長部材を含む第１のプレート部材と、前記基体部材における滑動可能な動きのために位置する第２のプレート部材であって、第２のプレート部材から延びるとともに、電気接点のペアのアレイを通過するように構成された複数の平行な延長部材を含み、前記第１のプレート部材の複数の平行な延長部材が前記第２のプレート部材の平行な延長部材の間に位置する、第２のプレート部材と、電気接点のペアの前記アレイに対応したアレイを形成する小塊を含む各延長部材上に位置する複数の絶縁小塊とを含み、第１のプレート部材および第２のプレート部材が前記基体部材において互いに対して可動であることにより、複数の絶縁小塊が対応する電気接点をソケット内においてＢＧＡのボールと電気的に接触して係合させ、方法が、ソケット内にＢＧＡを配置することと、第１のプレート部材と第２のプレート部材とを互いに対して動かして、対応する電気接点をＢＧＡのボールに電気的に接触して係合させ、ソケットにＢＧＡを固定することとを含む、方法に関する。
【００１７】
第１のプレート部材および第２のプレート部材のうちの少なくとも一方が、カム部材を使用して動かされ得る。
【００１８】
第１のプレート部材および第２のプレート部材のうちの少なくとも一方が、ねじ部材を使用して動かされ得る。
【００１９】
方法は、対応する電気接点により印加される横方向の力によりソケットにＢＧＡのボールを固定することを含み得る。
【００２０】
滑動可能な動きは、延長部材の長手方向に沿ったものであり得る。
【００２１】
本方法は、電気接点に小塊が接触したときに電気接点を曲げることを含む。
【００２２】
延長部材および小塊は、絶縁材料から作られ得る。
【００２３】
本発明の追加的な目的および特徴が、図面とあわせて考慮されたときに以下の詳細な説明および添付の特許請求の範囲からより容易に明らかとなる。いくつかの実施形態が例示および説明されるが、図の各々において同様の参照符号は同様な部分を識別する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本明細書に記載の実施形態による、開位置においてＢＧＡボールの下方に位置するソケット装置の平面図である。
【図２】本明細書に記載の実施形態による、閉位置においてＢＧＡボールの下方に位置する図１に示すソケット装置を示す図である。
【図３】本明細書に記載の実施形態による、ＢＧＡパッケージの輪郭とペアにされたプレートと延長部材とを含むソケット装置の上面図である。
【図４】本明細書に記載の実施形態による、図３に示すソケット装置に対するカム部材の開始位置を示す図である。
【図５】図３に示すソケット装置に対するカム部材の係合位置を示す図である。
【図６】本明細書に記載の実施形態による、図３に示すソケット装置のプレートを動かすための代替的な実施形態を示す図である。
【図７】本明細書に記載の実施形態による、ＢＧＡボールの下方に位置するソケット装置の別の一実施形態を示す図である。
【図８】本明細書に記載の実施形態による、小塊および延長部材上の小塊の代替的な形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図は概略図に過ぎず、一定の縮尺で描かれていないことを理解されたい。同一または類似の部分を示すために、複数の図にわたって同じ参照符号が使用されることも理解され得るはずである。
【００２６】
説明および図面は、様々な例示的な実施形態の原理を示す。従って、当業者が、本明細書において明示的に説明も提示もされないが、本発明の原理を具現化する、およびその範囲内に含まれる様々な構成を考案することができることが理解される。さらに、本明細書に記載されるすべての例は、当技術分野を発展させるように発明者が寄与する本発明の原理および概念を理解する際に読み手を補助するための教育目的であることが主に明示的に意図され、このような具体的に記載された例および条件に限定されないと解釈される。さらに、本明細書において使用される「または」という用語は、他の意味（例えば、「排他的論理和としてのまたは」または「代替的な意味でのまたは」）であることが示されない限り、非排他的論理和（すなわち、および／または）を表す。さらに、いくつかの実施形態が１つまたは複数の他の実施形態と組み合わされて、新しい実施形態を形成し得るので、本明細書に記載の様々な実施形態は相互に排他的とは限らない。本明細書において使用される場合、「コンテキスト（ｃｏｎｔｅｘｔ）」および「コンテキストオブジェクト（ｃｏｎｔｅｘｔ  ｏｂｊｅｃｔ）」という用語は、他の意味であることが示されない限り、同義語であると理解される。「第１の」、「第２の」、「第３の」などの用語は、読み手を補助する指標として使用され、用語を限定することを意味せず、一般的に入れ替えられ得る。
【００２７】
本明細書における「行」および「列」用という語は、交換可能であり、参照のためにのみ使用され、ソケット装置１００のコンポーネントに対して方向的構成を永久的に規定することを意味せず、いかなる手法によっても本明細書に記載の概念を減じることも制限することも意味しない。同じことが、「壁」または「プレート」などの本明細書に記載の他の特徴に対して成り立つ。特徴をより限定することにより別様に説明されない限り、このような用語は交換可能であり、１つのデバイスコンポーネントを別のデバイスコンポーネントから区別する際に読み手を補助するために使用されるにすぎない。
【００２８】
プリント回路基板（ＰＣＢ：ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｂｏａｒｄ）にＢＧＡパッケージをはんだ付けすることは、追加的な機械的なオーバーヘッドを最小化しながら電気接続を達成する手法である。ＰＣＢまたは下にある基板材料にはんだ付けされた後、特殊な工場ベースの機器がＢＧＡを除去または交換するために必要とされ、従ってこれらの交換は組立体の熱的、機械的、および電気的な劣化に起因して、多くの場合において少数の除去／交換サイクルに制限される。その結果、製品の修理およびアップグレードを含めて、製品開発を通して追加的な時間およびコストが必要とされる。
【００２９】
１つの解決策はソケット内にＢＧＡチップを配置し、このことが、ＢＧＡチップと縦方向クランプ力装置を使用して一体的に保持されたソケットとの間にはんだ付けされない電気接続を提供することにより、この欠点を克服する。その結果、ＢＧＡは、単純な手工具の使用により、任意の時点で除去および交換され得る。それらが、無はんだ接続、迅速なチップ交換、アップグレード、および現場での交換など、製品設計者に多くの顕著な利点を提示する一方で、ソケットパッケージに使用される縦方向圧縮搭載スキームは、同じ数の欠点をもたらすことにより、それらの使用を非常に狭い産業分野に追いやる。
【００３０】
底部ボルスタープレートと上部プレートまたはヒートシンクとの間にＢＧＡを挟み込むことによりソケットにＢＧＡを本質的に圧縮する縦方向圧縮スキームは、パッケージ中に経路を設ける必要のあるＢＧＡチップの平面に垂直な十分な力をもたらす。個々の接触力が比較的無視できる程度である場合であっても、より大きなＢＧＡにおけるかなり多くのＢＧＡボール（１０００、２０００、またさらには３０００を越える）により乗算したとき、力は、かなり大きくなり得る（２００−３００ｌｂ）。
【００３１】
これらの制約をともなうことから、チップベンダーは、信頼性などの有益なデバイス特性を無効にするおそれがあるこの大きさの力をパッケージに印加することを懸念している。従って、ユーザーにより想定されるあらゆるリスクをともなって、信頼性を検証するために別の大がかりな試験または評価が必要とされる。さらに、このような大きな力を生成および維持するために、底側ボルスタープレートにねじマウントなどの十分なハードウェアが必要とされる。このハードウェアは、ボルスタープレート自体のせいで、ねじに必要な孔に起因した内部経路のための領域と、底側領域の膨大な部分との両方を消費する。底側領域は、チップデカップリングコンデンサおよび終端抵抗器への直接のコストとなり、これは過去の評価で許容できないことが明らかにされていることである。
【００３２】
本明細書に記載の実施形態は、横方向荷重機構を使用することにより、縦方向圧縮搭載の欠点をともなわずに、従来のＢＧＡソケットの利点を提供するソケット装置を含む。縦方向ではなく側方からＢＧＡボールにクランプすることにより、ＢＧＡボールのいずれかの側において２つの接触点が使用され得、ＢＧＡパッケージにおける正味の応力または荷重効果を打ち消す。このように、ＢＧＡパッケージの信頼性が妥協せずに保たれる。ＢＧＡチップの底側にソケット装置をつなぎ留めるために、縦方向の荷重、ダイエリア上に荷重が必要なく、また最小のハードウェアしか必要とされず、このことにより、（回路カードの内部と回路カードの反対側の外側との両方で）ＢＧＡ直下の領域に対するあらゆる影響が取り除かれる。
【００３３】
図１は、本明細書に記載の実施形態による、開位置においてＢＧＡボール１７０の下方に位置するソケット装置１００の平面図を示す。ソケット装置１００は、平行な形態でソケット装置１００の両側に位置する第１のプレート１１２と第２のプレート１１４とを含み得る。第１のプレート１１２および第２のプレート１１４に隣接して壁１２０がある。第１のプレート１１２および第２のプレート１１４ならびに壁１２０は、電気絶縁材料の基体部材１３０に搭載され得、ソケット装置１００の周辺部を形成し得る。第１のプレート１１２と第２のプレート１１４との間に位置するのは、例えばポリマー、エラストマなどの絶縁性非伝導材料から作られた複数の小塊１４０である。小塊１４０は、第１のプレート１１２および第２のプレート１１４ならびに壁１２０の間において、基準線１３５に沿ってソケット装置１００にわたって位置し得る。ソケット装置１００は、ペアで構成され得て基体部材１３０に柔軟に装着された複数の電気接点部材１６０をさらに含み得る。従って、電気接点部材１６０のペアは、小塊１４０が接触したときに曲がる可撓性の伝導体から作られ得る。ペアが、ＢＧＡボール１７０を載せる空所またはギャップの形態で接点エリア１６５を形成する。接点エリアは、ギャップまたは空所とも呼ばれ得る。電気接点部材１６０は、接点エリア１６５を囲む接点のペアを含み得、それぞれ互いに伝導可能に結合されるが、他の接点ペアには伝導可能に結合されない。
【００３４】
ソケット装置１００は、交互に平行な交互配置手法で第１のプレート１１２および第２のプレート１１４に固定的に装着された複数の延長部材１５０を含み得る。延長部材１５０は、ロッドとも呼ばれ得る。延長部材１５０は、また、第１のプレート１１２および第２のプレート１１４と一体化されて形成され得る。延長部材１５０は、非伝導材料から作られ得、小塊１４０と同じ材料により形成され得る。延長部材１５０は、第１のプレート１１２に装着された第１のセットの延長部材１５２と、第２のプレート１１４に接続された第２のセットの延長部材１５４とを含み得る。
【００３５】
ＢＧＡチップまたはパッケージがソケット装置１００に挿入または搭載されたとき、ソケット装置１００の小塊１４０が、電気接点部材１６０を押して、または押圧してＢＧＡボール１７０に物理的および電気的に接触させるために、基準線１３５に沿って長手方向に動かされ得る。本明細書に記載の実施形態において、小塊１４０の数は、ソケット装置１００内における接点エリア１６５の数より大きなものであり得る。
【００３６】
小塊１４０が電気接点部材１６０に対して押圧されたとき、ＢＧＡボール１７０が装着されたＢＧＡパッケージは、ＢＧＡボール１７０の側部に印加される横方向の圧縮または横方向の力を使用して固く保持され、中にチップを含むＢＧＡパッケージの上部に有害な力を加え得る縦方向クランプを使用する必要性を無くす。さらに、ＢＧＡボール１７０の各々に印加された横方向の力は、相互に反対であり得るので、実質的に互いに打ち消し合う。これは、非常に小さい横方向の力からゼロの横方向の力が、ＢＧＡボール１７０に印加されることをもたらす。
【００３７】
図１は、限られた数の延長部材１５０、小塊１４０、電気接点部材１６０、およびＢＧＡボール１７０を示す。本明細書に記載の設計は、集積回路の複雑さおよび集積回路に対する接続数に応じて、何百から何千に達するＢＧＡボールを含むＢＧＡパッケージおよびソケットのために使用され得ることを理解されたい。
【００３８】
本明細書に記載の実施形態において、ＢＧＡパッケージまたはチップがソケット装置１００上に載せられた後、隣接した列内の小塊１４０が列方向に沿って互いに向けて動かされるように、第１の延長部材１５２をともなう第１のプレート１１２が、第２の延長部材１５４をともなう第２のプレート１１４に向けて、または、第２の延長部材１５４をともなう第２のプレート１１４から離れるように動かされる。図１に示されるように、小塊１４０は延長部材１５０の一部に固定的に装着されるか、または延長部材１５０の一部を形成する。
【００３９】
図２は、本明細書に記載の実施形態による、閉位置においてＢＧＡボール１７０の下方に位置する図１に示すソケット装置１００を示す。本明細書に記載の実施形態は、ＢＧＡチップのＢＧＡボール１７０に横方向保持力を印加する。これを実行するために、いくつかの機械的装置および方法が、電気接点部材１６０に接触させて小塊１４０をくさび留めするために、第１のプレート１１２と第２のプレート１１４とを引き離すために使用され得る。図１と図２とを比べると、小塊１４１が第２のプレート１１４により引かれて、接点部材１６１とＢＧＡボール１７１との間に物理的な、および電気的な接触をもたらす。同様に、小塊１４２が第１のプレート１１２により引かれて、接点部材１６２とＢＧＡボール１７１との間に物理的な、および電気的な接触をもたらす。従って、第１の延長部材１５２と第２の延長部材１５４とは、長手方向に小塊１４０に力を供給する。小塊１４０は、これらの力を、電気接点部材１６０に、および、続いて電気接点部材１６０からＢＧＡボール１７０に印加される横方向の力に変換する。ＢＧＡボールは、電気接点部材により印加される機械力により固定される。図２に示されるように、第１のプレート１１２と第２のプレート１１４とは、延長部材１５０の動きを容易化するために壁１２０に沿って滑動するように構成される。
【００４０】
図１と図２とに示されるように、電気接点部材１６０はソケット装置１００における列および行内に位置する。電気接点部材１６０のレイアウトは、対応するＢＧＡボール１７０に一致するように設計される。第１のプレート１１２と第２のプレート１１４とが互いに向けて、または互いから離れるように動かされたとき、単一の小塊１４０が、１つの接点ペア列内における１つの電気接点部材１６０に接触し、別の接点ペア列内における別の電気接点部材１６０に接触するような手法で、ソケット装置１００の小塊１４０および電気接点部材１６０が配置される。
【００４１】
図１と図２とに示されるように、電気接点部材１６０の形状は、電気接点部材１６０のうちＢＧＡボール１７０に直接的に隣接し、ＢＧＡボール１７０に当接した側において凹であり、小塊１４０に隣接し、小塊１４０に当接した電気接点部材１６０の側において凸である。小塊１４０によりＢＧＡボール１７０に接触するように押されたとき、電気接点部材１６０のペアは、ＢＧＡボール１７０の周囲を部分的に包んで、密接した接触を形成して、ＢＧＡボール１７０と試験回路またはデバイスに搭載された下にあるプリント回路基板との間に信頼性の高い電気接続を確立し得る。
【００４２】
図１と図２とに示されるように、電気接点部材１６０は、開位置にあるときに、電気接点部材１６０の間にＢＧＡボール１７０を収容するのに十分に離間している。一連の延長部材１５０は、電気接点部材ペアの隣接した列間に延びたロッドとして構成され得、延長部材１５０は、延長部材１５０の上に形成された、または延長部材１５０から形成された小塊を含み得る。延長部材１５０および小塊１４０は、基体部材１３０の上方に持ち上げられ得るか、または、トラックまたは溝内において基体部材１３０に沿って案内され得る。これらのロッド１５０の終端部は、第１のプレート１１２および第２のプレート１１４への接続と列ごとに交互に位置するので、第１のロッドが第１のプレート１１２において終端する場合、第２の隣接したロッドが第２のプレート１１４に対して反対側において終端する。各ロッド１５０は、ＢＧＡボール１７０ごとに少なくとも１つの小塊１４０が存在するように、ＢＧＡボール１７０のピッチに対応するその長手方向に沿って小塊１４０を支持するように構築され得る。
【００４３】
小塊１４０の形状は、ＢＧＡボール１７０の荷重力プロファイルに直接影響し、他のデバイスに現れる縦方向の荷重の代わりに横荷重を生成するために使用され得る。本明細書に記載の実施形態において、ロッド１５０上の小塊１４０は、図１に示される非接触位置から図２に示される接触位置に動かされる。図２において、小塊１４０を動かして、ＢＧＡボール１７０に対して電気接点部材１６０を押圧するために、第１のプレート１１２または第２のプレート１１４のうちのいずれか１つが、対向するプレートから離れるように動かされ得る一方で、対向するプレートは静止して保持される。また、第１のプレート１１２と第２のプレート１１４との両方が、小塊１４０を動かしてＢＧＡボール１７０に対して電気接点部材１６０を押圧するために、互いに向けて動かされ得る。この押圧することが、ＢＧＡパッケージとプリント回路基板または類似の装置に搭載されたソケット装置１００との間における電気的接触を確立する。さらに、上述のように、第１のプレート１１２と第２のプレート１１４との両方が、互いから離れるように動かされて、ＢＧＡボール１７０との電気的接触を確立するために電気接点部材１６０に対して小塊１４０を動かし得る。
【００４４】
電気接点部材１６０は、ソケット装置１００の基体部材１３０を通して、ソケット装置１００の底部における追加的な電子コンポーネントに電気的に接続されて、ＢＧＡパッケージと下にある回路基板などとの間に電気的接触を確立し得る。
【００４５】
図３は、本明細書に記載の実施形態による、ＢＧＡパッケージの輪郭３１０とペアにされたプレートと延長部材とを含むソケット装置の上面図を示す。図３は、第１のプレート１１２および第２のプレート１１４ならびに延長部材１５０が基体部材１３０の上方に現れた状態で、第１のプレート１１２および第２のプレート１１４ならびに延長部材１５０を含むソケット装置１００の上面図を示す。本明細書に記載の実施形態によると、様々な異なる機構が存在し、第１のプレート１１２と第２のプレート１１４とを引き離すために、または、それらを一緒に押して小塊を所定の位置にくさび留めするために使用され得る。
【００４６】
図４は、本明細書に記載の実施形態による、図３に示すソケット装置のためのカム部材４１０の開始位置を示す。図４に示される初期位置において、小塊（図示されない）は、電気接点部材ペアに力を印加しない。カム部材４１０は、カム部材をユーザーが操作して、基体部材のうちの延長部材の反対の側４３０に固定された当接部材４２０に対してカム部材４１０を回すことを可能にする蝶ねじ４１５を含み得る。図５に示されるように、カム部材４１０は、ＢＧＡボール１７０が小塊１４０により所定の位置に固く保持されるまで調節され得る。
【００４７】
図５は、図５に示すソケット装置のためのカム部材４１０の係合位置を示す。図５において、第１のプレート１１２と第２のプレート１１４とは互いから距離を置き、小塊１４０は、図２を参照してここまでに説明されるように導電接触するようにされる。
【００４８】
図６は、本明細書に記載の実施形態による、図３に示すソケット装置の第１のプレート１１２と第２のプレート１１４とをＢＧＡボール１７０に係合する位置に動かす代替的な実施形態を示す。図６に示されるように、スレッド６０５をもつねじ山付ねじ部材６１０のペアが、ソケット装置１００のハウジング６３０内に挿入され得る。延長部材１５０に装着された小塊（この図に示されない）が本明細書において説明されるようにＢＧＡボールに係合し得るように、ねじ山付ねじ部材６１０の回転が第１のプレート１１２および第２のプレート１１４を定位置に運ぶように、ハウジング６３０が第１のプレート１１２および第２のプレート１１４のうちの一方に取り付けられる。ねじ山付ねじ部材６１０は、第１のプレート１１２および第２のプレート１１４を互いに対して押すまたは引くために使用され得る。カム部材４１０およびねじ部材６１０などの機械的装置に加えて、第１のプレート１１２および第２のプレート１１４は、また、それぞれの電気接点ペア上を押圧する小塊の機構を介して印加されるＢＧＡボール１７０に対する十分な横方向の力を達成するために、当技術分野において知られている任意の他の機械的装置または方法により動かされ得ることが想定される。
【００４９】
図７は、本明細書に記載の実施形態による、ＢＧＡボールの下方に位置するソケット装置７００の別の一実施形態を示す。図７は、ＢＧＡボール７７０当たり単一の電気接点部材７６０を含むソケット装置７００を示す。ソケット装置７００は、複数の三角形のくさび７４０を含む。くさび７４０は、狭部７４４まで続くテーパ状の幅広い端部７４２を含み得る。プレート部材７１０が矢印７１５の方向に引かれたとき、くさび７４０は、ＢＧＡパッケージのＢＧＡボール７７０をソケット装置７００の基体部材７３０に搭載された電気接点部材７６０に押し得る。代替的に、ＢＧＡボール７７０の代わりに電気接点部材７６０が横方向に動くくさび部材７４０により押圧されるように、電気接点部材７６０が基体部材７３０上で１８０度回転させられ得る。
【００５０】
図８は、本明細書に記載の実施形態による、小塊および延長部材上の小塊の代替的な形状を示す。図１と図２とに示されるように、小塊１４０は、実質的に円形、または実質的に丸い形状をとり得るが、本明細書に記載の実施形態はそれに限定されない。小塊１４０は、実質的にダイヤモンド形８１０、実質的に三角形のくさび形８２０をとり得、この両方が、ロッド８５０に搭載されて、代替的な延長部材の組み合わせ８１５および８２５を形成し得る。小塊はまた、電気接点の湾曲に沿い得る湾曲形状８３０をとり得、および延長部材８５０と組み合わさって構造物８３５を形成し得る。小塊１４０を動かすこと、およびＢＧＡボール１７０に対して電気接点部材１６０を押圧することの所望の効果を達成するために、他の形状が当業者により検討され得る。
【００５１】
図１および図２を参照して、ソケット装置１００にＢＧＡパッケージを搭載する方法が、以下で説明される。ＢＧＡボール１７０のピッチをソケット装置１００の基体部材１３０における接点エリア１６５に一致させるように決定または設計がなされた後、ＢＧＡチップがソケット装置１００の上方において所定の位置に保持される。各ＢＧＡボール１７０が電気接点部材１６０間に位置する状態で、ＢＧＡがソケット装置１００の上に配置された後、対向する第１のプレート１１２と第２のプレート１１４とが引き離されて（または、一緒にされて）、隣接した電気接点部材１６０間において小塊１４０を駆動して、閉位置において、ＢＧＡボール１７０の側部に対して電気接点部材１６０の個々の接点をくさび留めする。
【００５２】
本明細書に記載の実施形態によれば、プリント回路基板に垂直ではなくプリント回路基板自体に平行な荷重が印加されるソケット装置１００が提供される。個々のＢＧＡボールの各々が、ソケット装置１００の基体部材１３０上に位置する電気接点部材１６０と電気的に接触する。１つまたは複数の電気接点部材１６０が、ＢＧＡボール１７０の側部に対して弾性的に追い立てられ得る。
【００５３】
全体的なパッケージは非常に薄型であり得、機械的クランプに対応するためにシステムを変更することなく、試作品システム環境においてソケットが使用されることを可能にする。さらに、パッケージの上部は、ＢＧＡのための通常の試験およびバーンインソケットと異なり、遮蔽されていない。従って、製造ヒートシンクがパッケージに直接使用され得る。さらに、本明細書に記載の実施形態は、コンポーネントの簡単な交換を可能にする製造システムにおいて使用され得る。
【００５４】
本明細書に記載の実施形態は、横方向搭載機構を使用することにより、縦方向圧縮搭載により導入される問題を回避するソケット装置１００を含む。
【００５５】
集積回路のためのＢＧＡパッケージのための試験ソケットが説明される。ソケットは、２つの電気接点間にＢＧＡボールを受けるパッケージを含む。ＢＧＡボールはさらに、少なくとも１つの電気接点と少なくとも１つの非伝導性部材との間に受けられ得る。受け部は、プレート間に接続された延長部材をともなう対向するプレートを含み、反対側に位置するプレートの一方または両方が、延長部材の長手方向に動く。ＢＧＡボールに電気接点を物理的に、および電気的に接続するために、１つまたは２つのプレートが非伝導性部材を電気接点に押圧する。次に、他のデバイスパッケージにおいて使用される縦方向の力ではなく横方向の力を使用して、ＢＧＡがソケットに固く固定される。
【００５６】
本明細書に記載の実施形態によれば、ソケット上の占有領域の大きさが増やされ得、縦方向搭載装置およびクランプのためにこれまで使用されてきた装着機構を必要としない。より広いソケット空間がより多数の伝導ペアが形成されることを可能にし、本明細書に記載の設計を使用してより大きなＢＧＡがソケット装置に装着されることを可能にし得る。さらに、縦方向装着機構はもはや必要とされなくなり得るので、ＢＧＡの上部はヒートシンクを実現するものにより直接的に接続され得、ヒートシンクは、本明細書に記載の横方向荷重型ＢＧＡソケットを使用して熱放散を増やし、回路の動作温度を下げ得る。
【００５７】
様々な例示的な実施形態がその特定の例示的な態様を特に参照しながら詳細に説明されてきたが、本発明が他の実施形態もとり得ることと、その詳細事項が様々な明らかな点で変更可能であることとが理解される。当業者に容易に明らかとなるように、変形および変更がなされ得、本発明の趣旨および範囲内に留まる。従って、前述の開示、説明、および図は例示のみを目的とし、いかなる手法によっても本発明を限定せず、本発明は請求項のみにより規定される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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