(57)【要約】ソケット（２０）は、単一の部材で構成され、ＤＵＴ（３０）の半田ボール（３１）に当接するプランジャ（２１）と、プランジャ（２１）を保持するハウジング（２５）と、弾性変形可能であると共に、プランジャ（２１）と配線基板（１６）のパッド（１７）との間に介在して、プランジャ（２１）とパッド（１７）とを電気的に接続する異方導電性ゴムシート（２８Ａ）と、を備えている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一の部材で構成され、被試験電子部品の端子に当接する当接部材と、
前記当接部材を保持するハウジングと、
弾性変形可能であると共に、前記当接部材と配線基板のパッドとの間に介在して、前記当接部材と前記パッドとを電気的に接続する導電性弾性部材と、を備えたことを特徴とするソケット。
【請求項２】
請求項１に記載のソケットであって、
前記導電性弾性部材は、前記配線基板のパッドに直接接触することを特徴とするソケット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のソケットであって、
前記当接部材は、前記ハウジングに対して前記当接部材の長手方向に沿って相対的に移動可能に、前記ハウジングに保持されていることを特徴とするソケット。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載のソケットであって、
前記当接部材は、
前記被試験電子部品の前記端子に当接する先端部と、
前記導電性弾性部材に接触する後端部と、
前記先端部と前記後端部との間に位置する本体部と、を有しており、
前記ハウジングは、
前記本体部を保持する収容部と、
前記先端部が挿入された第１の貫通孔と、
前記後端部が挿入された第２の貫通孔と、を有することを特徴とするソケット。
【請求項５】
請求項４に記載のソケットであって、
前記本体部は、前記第１の貫通孔及び前記第２の貫通孔よりも大きな外径を有することを特徴とするソケット。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載のソケットであって、
前記導電性弾性部材は、
ゴムシートと、
前記ゴムシート内に埋設された金属粒子と、を有する異方導電性ゴムシートであることを特徴とするソケット。
【請求項７】
請求項１〜５の何れかに記載のソケットであって、
前記導電性弾性部材は、
ゴムシートと、
前記ゴムシート内に埋設された金属細線と、を有する異方導電性ゴムシートであることを特徴とするソケット。
【請求項８】
請求項１〜５の何れかに記載のソケットであって、
前記導電性弾性部材は、金属製のスプリングであることを特徴とするソケット。
【請求項９】
請求項１〜８の何れかに記載のソケットと、
前記当接部材に対応するように配置されたパッドを有する配線基板と、を有することを特徴とするソケットボード。
【請求項１０】
請求項９記載のソケットボードを有するテストヘッドと、
前記テストヘッドが電気的に接続されたテスタと、
前記ソケットボードのソケットに被試験電子部品を押圧するハンドラと、を備えたことを特徴とする電子部品試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路素子等の電子部品（以下、ＤＵＴと称する。）の試験に用いられるソケット、並びに、それを備えたソケットボード及び電子部品試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ソケットを構成するプローブピンとして、金属製のチューブと、チューブの一端に固定された固定プランジャと、チューブの他端に設けられた可動プランジャと、固定プランジャと可動プランジャとの間に位置するようにチューブ内に設けられたコイルバネと、から構成されたものが知られている（例えば特許文献１（第５〜６頁および図５〜図７）参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第０１／０３７３８１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
同時測定数（同時にテストを行うことが可能なＤＵＴの数）が増加するとソケットの数やプローブピンの数も増加するため、これらのコストはＤＵＴのテストコストを圧迫しかねない。しかしながら、上記のソケットでは構成部品点数が多いため、コストを低減し難いという問題がある。【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、部品点数を削減することでコスト低減を図ることが可能なソケット、ソケットボード、及び電子部品試験装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［１］本発明に係るソケットは、単一の部材で構成され、被試験電子部品の端子に当接する当接部材と、前記当接部材を保持するハウジングと、弾性変形可能であると共に、前記当接部材と配線基板のパッドとの間に介在して、前記当接部材と前記パッドとを電気的に接続する導電性弾性部材と、を備えたことを特徴とする。【０００７】
［２］上記発明において、前記導電性弾性部材は、前記配線基板のパッドに直接接触してもよい。【０００８】
［３］上記発明において、前記当接部材は、前記ハウジングに対して前記当接部材の長手方向に沿って相対的に移動可能に、前記ハウジングに保持されていてもよい。【０００９】
［４］上記発明において、前記当接部材は、前記被試験電子部品の前記端子に当接する先端部と、前記導電性弾性部材に接触する後端部と、前記先端部と前記後端部との間に位置する本体部と、を有しており、前記ハウジングは、前記本体部を保持する収容部と、前記先端部が挿入された第１の貫通孔と、前記後端部が挿入された第２の貫通孔と、を有してもよい。【００１０】
［５］上記発明において、前記本体部は、前記第１の貫通孔及び前記第２の貫通孔よりも大きな外径を有してもよい。【００１１】
［６］上記発明において、前記導電性弾性部材は、ゴムシートと、前記ゴムシート内に埋設された金属粒子と、を有する異方導電性ゴムシートであってもよい。【００１２】
［７］上記発明において、前記導電性弾性部材は、ゴムシートと、前記ゴムシート内に埋設された金属細線と、を有する異方導電性ゴムシートであってもよい。【００１３】
［８］上記発明において、前記導電性弾性部材は、金属製のスプリングであってもよい。【００１４】
［９］本発明に係るソケットボードは、上記のソケットと、前記プランジャに対応するように配置されたパッドを有する配線基板と、を有することを特徴とする。【００１５】
［１０］本発明に係る電子部品試験装置は、上記のソケットボードを有するテストヘッドと、前記テストヘッドが電気的に接続されたテスタと、前記ソケットボードのソケットに被試験電子部品を押圧するハンドラと、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、導電性弾性部材によってストロークを確保することとし、当接部材を単一の部材で構成している。そのため、ソケットの構成部品点数を削減することができ、ソケットのコスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施形態における電子部品試験装置の全体構成を示す概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態におけるソケットの全体構成を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態におけるソケットの分解断面図であり、図２のIII部の拡大図である。
【図４】図４は、図３に示すソケットのプランジャの上面図である。
【図５】図５は、図３に示すソケットの異方導電性ゴムシートを示す図であり、V部の拡大断面図である。
【図６】図６は、異方導電性ゴムシートの変形例を示す図である。
【図７】図７は、本発明の他の実施形態におけるソケットを示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態におけるソケットの作用を示す図（その１）である。
【図９】図９は、本発明の実施形態におけるソケットの作用を示す図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は本実施形態における電子部品試験装置の全体構成を示す概略断面図である。
【００２０】
本実施形態における電子部品試験装置１は、図１に示すように、ＤＵＴを取り廻すためのハンドラ２と、テスト時にＤＵＴに電気的に接続されるテストヘッド４と、テストヘッド４を介してＤＵＴに対して試験信号を送出し、ＤＵＴのテストを実行するテスタ本体（メインフレーム）３と、を備えている。この電子部品試験装置１は、ＤＵＴに高温又は低温の熱ストレスを印加した状態でＤＵＴの電気的特性等を試験し、当該試験結果に応じてＤＵＴを分類する。
【００２１】
図１に示すように、テストヘッド４の上部には、ＤＵＴとテストヘッド４との間の電気的な接続を中継するハイフィックス（ＨＩＦＩＸ：High Fidelity Tester Access Fixture）１０が装着されている。さらに、このハイフィックス１０の上部には、ソケット２０が実装されたソケットボード１５が設けられている。
【００２２】
同図に示すように、ソケット２０は、ハンドラ２に形成された開口２ａを介してハンドラ２の内部に臨んでおり、ハンドラ２内を搬送されてきたＤＵＴがこのソケット２０に押しつけられ、ソケット２０にＤＵＴが電気的に接続される。なお、図１では、ソケット２０を２つのみ図示しているが、実際には６４個、１２８個といった多数のソケット２０が設けられている。また、ハンドラ２としては、ヒートプレートタイプやチャンバタイプのものを用いることができる。
【００２３】
図２及び図３は本実施形態におけるソケットを示す断面図、図４はプランジャの上面図、図５は異方導電性ゴムシートの断面図、図６は異方導電性ゴムシートの変形例を示す断面図、図７は他の実施形態におけるソケットを示す断面図である。
【００２４】
本実施形態におけるソケット２０は、図２及び図３に示すように、ＤＵＴ３０の半田ボール３１に当接する多数のプランジャ２１と、プランジャ２１を保持するハウジング２５と、プランジャ２１と回路基板１６の間に介装された異方導電性ゴムシート２８Ａと、を備えている。
【００２５】
プランジャ２１は、全体として略棒形状を有しており、図３に示すように、ＤＵＴ３０の半田ボール３１に当接する先端部２２と、異方導電性ゴムシート２８Ａに接触する後端部２４と、先端部２２と後端部２４との間に位置する本体部２３と、から構成されている。本実施形態では、このプランジャ２１は、例えばベリリウム銅等の銅系合金からなる単一の部材で構成されている。
【００２６】
先端部２２は、図３及び図４に示すように、本体部２３から延在する円柱状の第１の小径部２２１と、第１の小径部２２１の先端に形成された４つの突起２２２と、を有している。４つの突起２２２は、同一円周上に実質的に等間隔に配置されている。各突起２２１は、鋭角な頂点を持つ円錐形状を有しており、ＤＵＴ３０の半田ボール３１と良好に接触することが可能となっている。
【００２７】
後端部２４は、図３に示すように、本体部２３から延在する円柱状の第２の小径部２４１を有している。第２の小径部２４１の後端には、異方導電性ゴムシート２８Ａに直接接触する平坦な接触面２４２が形成されている。
【００２８】
本体部２３は、先端部２２と後端部２４との間に位置して、先端部２２と後端部２４とを繋げている。本体部２３は、先端部２２の第１の小径部２２２よりも大きな外径を有しており、本体部２３と先端部２２との間には第１の段差２２３が形成されている。同様に、本体部２３の外形は、後端部２４の第２の小径部２４１よりも大きくなっており、本体部２３と後端部２４との間には第２の段差２４３が形成されている。
【００２９】
以上に説明したプランジャ２１はハウジング２５に保持されている。ハウジング２５は、図２に示すように、有底角筒状のハウジング本体２６と、ハウジング本体２６の開口２６２を閉塞する蓋体２７と、を有している。
【００３０】
ハウジング本体２６には、図２に示すように、プランジャ２１の本体部２３を収容することが可能な収容部２６１を有している。この収容部２６１の上端は底部２６３によって閉塞されている。一方、収容部２６１の下端は開口２６２となっており、この開口２６２も蓋体２７によって閉塞されている。
【００３１】
図３に示すように、ハウジング本体２６の底部２６３には、当該底部２６３を貫通する第１の貫通部２６５と、第１の貫通部２６５よりも大きな内径を持つ第１のザグリ部２６６と、を有する第１の貫通孔２６４が形成されている。第１の貫通孔２６４は、ＤＵＴ３０の半田ボール３１に対応するように、ハウジング本体２６の底部２３に例えばマトリクス状に配置されている。なお、ハウジング２５における第１の貫通孔２６４の配置は、ＤＵＴの半田ボールの配置に応じて設定され、上記のものに特に限定されない。
【００３２】
第１の貫通部２６５は、プランジャ２１の先端部２２の外径よりも大きく、且つ、本体部２３よりも小さな内径を持っている。一方、第１のザグリ部２６６は、プランジャ２１の本体部２３よりも大きな内径を有している。そのため、プランジャ２１の先端部２２が第１の貫通部２６５を貫通してハウジング２５から突出していると共に、プランジャ２１の第１の段差２２３が第１のザグリ部２６６に係止可能となっている。
【００３３】
ハウジング２５の蓋体２７にも、当該蓋体２７を貫通する第２の貫通部２７２と、第２の貫通部２７２よりも大きな内径を持つ第２のザグリ部２７３と、を有する第２の貫通孔２７１が形成されている。この第２の貫通孔２７１は、第１の貫通孔２６４に対向するように蓋体２７にマトリクス状に配置されており、ＤＵＴ３０の半田ボール３１に対応している。なお、ハウジング２５における第２の貫通孔２７１の配置も、第１の貫通孔２６５と同様に、ＤＵＴの半田ボールの配置に応じて設定され、上記のものに特に限定されない。
【００３４】
第２の貫通部２７２は、プランジャ２１の後端部２４の外形よりも大きく、且つ、本体部２３よりも小さな内径を持っている。一方、第２のザグリ部２７３は、プランジャ２１の本体部２３よりも大きな内径を有している。そのため、プランジャ２１の後端部２４が第２の貫通部２７２を貫通して、ハウジング２５から突出していると共に、プランジャ２１の第２の段差２４３が第２のザグリ部２７３に係止可能となっている。
【００３５】
以上に説明したハウジング２５は、次にようにプランジャ２１を保持している。すなわち、先端部２２をハウジング本体２６の第１の貫通孔２６４に挿入すると共に、後端部２４を蓋体２７の第２の貫通孔２７１に挿入するように、ハウジング本体２６の開口２６２に蓋体２７を嵌め合わせる。これにより、本体部２３がハウジング本体２６と蓋体２７との間に挟み込まれて収容部２６１に収容されて、プランジャ２１がハウジング２５に保持される。
【００３６】
なお、プランジャ２１の本体部２３よりも、第１及び第２のザグリ部２６６，２７３間の間隔の方が長いので、プランジャ２１は、ハウジング２５に対して相対的に若干の上下動が可能となっている。
【００３７】
異方導電性ゴムシート２８Ａは、図５に示すように、弾性変形可能なシリコーンゴム等から構成されるゴムシート２８１と、ゴムシート２８１内に埋設された多数の金属粒子２８２と、を有している。
【００３８】
同図に示すように、金属粒子２８２は、ゴムシート２８１の厚み方向に沿って整列されており、その金属粒子２８２の列が実質的に等ピッチで配列されている。こうした異方導電性ゴムシート２８Ａとしては、例えばＪＳＲ株式会社製のＰＣＲ（登録商標）等を例示することができる。
【００３９】
プランジャ２１の接触面２４２がゴムシート２８１に押圧されると、厚み方向に沿って金属粒子２８２が導通し、これによってプランジャ２１と配線基板１６のパッド１７とが電気的に接続される。本実施形態では、コイルスプリング等の弾性部材を廃してプランジャ２１を単一の部材で構成したため、この異方導電性ゴムシート２８Ａによって、ソケット２０の寸法誤差やＤＵＴ３０の半田ボール３１の高さ誤差を吸収する。
【００４０】
なお、プランジャ２１と回路基板１６のパッド１７との間の介在物は、導電性と弾性とを有していれば、上記の異方導電性ゴムシート２８Ａに特に限定されない。
【００４１】
例えば、異方導電性ゴムシート２８Ａに代えて、図６に示すような異方導電性ゴムシート２８Ｂを用いてもよい。この異方導電性シート２８Ｂは、弾性変形可能なシリコーンゴム等から構成されるゴムシート２８３と、ゴムシート２８３内に埋設された多数の金属細線２８４と、を有している。
【００４２】
同図に示すように、金属細線２８４は、ゴムシート２８３の厚み方向に対して若干傾斜するように実質的に等ピッチで配列されている。プランジャ２１の接触面２４２がゴムシート２８３に押圧されると、金属細線２８４を介してプランジャ２１と配線基板１６のパッド１７とが電気的に導通する。こうした異方導電性ゴムシート２８Ｂとしては、例えば信越ポリマー株式会社製のＭＴタイプコネクタ等を例示することができる。
【００４３】
因みに、オーバーストロークは、異方導電性シート２８Ａ，２８ＢやＤＵＴ３０の破損につながるので、異方導電性シート２８Ａ，２８Ｂが破損しない位置でプランジャ２１の上下動を機械的に制限するか、異方導電性ゴムシート２８Ａ，２８Ｂの適正ストロークに対応した荷重でＤＵＴ３０をソケット２０に押しつけることが好ましい。
【００４４】
なお、図７に示すように、異方導電性シート２８Ａ、２８Ｂに代えて、金属製の小さなコイルスプリング２８Ｃをプランジャ２１と配線基板１６のパッド１７との間に介在させて、コイルスプリング２８Ｃによってプランジャ２１とパッド１７とを電気的に導通させてもよい。
【００４５】
本実施形態におけるソケットボード１５は、図２に示すように、以上に説明したソケット２０と、このソケット２０が実装される配線基板１６と、から構成されている。このソケットボード１５は次のように組み立てられる。すなわち、配線基板１６の上に異方導電性ゴムシート２８Ａを積層し、さらにその異方導電性ゴムシート２８Ａの上に、プランジャ２１を収容したハウジング２５を載置する。この際、プランジャ２１の接触面２４２が、異方導電性ゴムシート２８Ａを介して、配線基板１６上のパッド１７に対向するように、ハウジング２５を異方導電性ゴムシート２８Ａ上に載置する。このように積層されたハウジング２５及び異方導電性ゴムシート２８Ａは、ガイド１８を介して配線基板１６に例えばネジ等を用いて固定される。
【００４６】
次に作用について説明する。
【００４７】
図８及び図９は本実施形態におけるソケットの作用を示す図である。
【００４８】
ソケット２０がソケットボード１５に実装されると、図８に示すように、プランジャ２１の第１の段差２２３がハウジング本体２６の第１のザグリ部２６６に係止して、ハウジング２５の蓋体２７から突出しているプランジャ２１の接触面２４２が、異方導電性ゴムシート２８Ａを押圧する。この状態において、異方導電性ゴムシート２８Ａは、プランジャ２１とパッド１との間で押圧されているので、プランジャ２１とパッド１７とを電気的に導通させる。
【００４９】
そして、図９に示すように、ＤＵＴ３０がソケット２０に接近して、半田ボール３１がプランジャ２１の先端部２２に当接すると、プランジャ２１が半田ボール３１の押圧によってハウジング２５に対して相対的に下方に移動して、プランジャ２１の後端部２４がハウジング２５から更に突出する。このプランジャ２１の相対移動によって、ソケット２０の寸法誤差やＤＵＴ３０の半田ボール３１の高さ誤差が許容される。なお、このプランジャ２１の相対移動は、異方導電性ゴムシート２８Ａの圧縮によって吸収される。そして、半田ボール３１とプランジャ２１とが当接した状態で、テスタ３がテストヘッド４を介してＤＵＴ３０に試験信号を入出力することで、ＤＵＴ３０の試験が実行される。
【００５０】
以上のように、本実施形態では、異方導電性ゴムシート２８Ａによって上下方向のストロークを確保することとして、プランジャ２１を単一の部材で構成している。このため、ソケット２０の構成部品点数を削減することができ、ソケット２０のコスト低減を図ることができる。特に、同時測定数の増加に伴ってこの効果は特に顕著となる。
【００５１】
また、ソケットの一般的な寿命は半田付着による抵抗悪化に起因するものであるが、本実施形態では、ソケット２０全体を交換するのではなく、半田が付着したプランジャ２１とハウジング２５のみを交換し、異方導電性シート２８Ａはそのまま使用することができるので、ソケット２０のコスト低減をさらに図ることができる。この際、プランジャ２１がコイルスプリング等の弾性部材を有しない単一の円柱部材で構成されているので、交換部分のコストが特に抑えられている。
【００５２】
また、異方導電性ゴムシート２８ＡをＤＵＴ３０の半田ボール３１に直接接触させると、接触と離脱を繰り返すため、異方導電性ゴムシート２８Ａの寿命が顕著に短くなるが、本実施形態では、プランジャ２１の接触面２４２が異方導電性ゴムシート２８Ａに常時接触しており圧力が変動するだけであるので、異方導電性ゴムシート２８Ａの長寿命化を図ることができる。
【００５３】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００５４】
１…電子部品試験装置
１５…ソケットボード
１６…配線基板
１７…パッド
２０…ソケット
２１…プランジャ（当接部材）
２２…先端部
２３…本体部
２４…後端部
２５…ハウジング
２６…ハウジング本体
２６１…収容部
２６４…第１の貫通孔
２７…蓋体
２７１…第２の貫通孔
２８Ａ、２８Ｂ…異方導電性ゴムシート
２８１…ゴムシート
２８２…金属粒子
３０…ＤＵＴ
３１…半田ボール（端子）
【図１】
2011077555.tif 000003
【図２】
2011077555.tif 000004
【図３】
2011077555.tif 000005
【図４】
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【図５】
2011077555.tif 000007
【図６】
2011077555.tif 000008
【図７】
2011077555.tif 000009
【図８】
2011077555.tif 000010
【図９】
2011077555.tif 000011
【国際調査報告】
2011077555.tif 000012
2011077555.tif 000013
2011077555.tif 000014