(57)【要約】【課題】  ＩＣパッケージに形成された半田ボールとの電気的接続が形成されるコンタクト部に対する物理的衝撃の緩和が可能なＩＣソケットを提供する。【解決手段】  ＩＣパッケージ７の表面に形成された半田ボール６を受け入れ電気的に接触可能な凹部を上部領域に有する導電性のコンタクトピン４と、加圧により変形自在な緩衝材５と、を有してなり、緩衝材５が、ＩＣパッケージ７の非装着時には、コンタクトピン４の少なくとも上部領域の先端部を覆うように形成されており、ＩＣパッケージ７の装着時に半田ボール６が上方より接触すると、当該半田ボール６からの加圧に応じて前記半田ボール６とコンタクトピン４の凹部とが接触可能となるように変形する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ＩＣが搭載されたＩＣパッケージを装着して前記半導体ＩＣの電気的検査を行うためのＩＣソケットであって、
前記ＩＣパッケージの表面に形成された半田ボールを受け入れ電気的に接触可能な凹部を上部領域に有する導電性のコンタクトピンと、
加圧により変形自在な緩衝材と、を有してなり、
前記緩衝材が、
前記ＩＣパッケージの非装着時には、前記コンタクトピンの少なくとも上部領域の先端部より突出して形成されており、
前記ＩＣパッケージの装着時に前記半田ボールが上方より接触すると、当該半田ボールからの加圧に応じて前記半田ボールが前記凹部と接触可能に変形することを特徴とするＩＣソケット。
【請求項２】
前記緩衝材が、前記コンタクトピンの外側に円筒形状を有して形成されており、
前記ＩＣパッケージの装着時に前記半田ボールからの加圧に応じて弾性的に拡径変形することで前記コンタクトピンの上部領域の先端部を露出させることを特徴とする請求項１に記載のＩＣソケット。
【請求項３】
前記緩衝材が、前記コンタクトピンの外側に円筒形状を有して形成されており、前記コンタクトピンの上部領域において前記凹部に近づくほど径が小さくなるテーパ形状を前記円筒形状の内側に有する構造であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＩＣソケット。
【請求項４】
前記緩衝材が、
前記半田ボールからの加圧に応じて変形した後、前記半田ボールからの加圧状態が解除されると、自動的に前記ＩＣパッケージの非装着時における初期形状に復元することを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のＩＣソケット。
【請求項５】
前記コンタクトピン及び前記緩衝材が、弾力性のある台座部の上部に載置されていることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のＩＣソケット。
【請求項６】
前記緩衝材が着脱自在に構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のＩＣソケット。
【請求項７】
請求項１に記載のＩＣソケットに半導体ＩＣが搭載されたＩＣパッケージを装着して前記半導体ＩＣと前記ＩＣソケットとの電気的接続を行うコンタクト方法であって、
前記ＩＣパッケージの位置決めを行って前記ＩＣパッケージの表面に形成された半田ボールを前記ＩＣソケットが有する前記凹部に対向させた後、
前記ＩＣパッケージを上方から加圧することで前記半田ボールを介して前記緩衝材を加圧し、
前記緩衝材が加圧されることで変形して前記コンタクトピンの上部領域の先端部を露出させ、
前記半田ボールが前記凹部に接触することで前記ＩＣパッケージと前記ＩＣソケットとの電気的接続を行うことを特徴とするコンタクト方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ＩＣが搭載されたＩＣパッケージを装着して前記半導体ＩＣの電気的検査を行うためのＩＣソケットに関し、特に当該ＩＣソケットのコンタクト部に関するものである。又、本発明は、ＩＣソケットとＩＣパッケージとを電気的に接続する際のコンタクト方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣパッケージの実装側の面に半田ボールを多数配列したＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）型集積回路（以下、「半導体ＩＣ」と称する）の電気的特性を測定するために必要とするＩＣソケット（コンタクタとも称される）については、従来から種々の構造のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の従来のＩＣソケットは、電気的コンタクト部として金属薄板を有しており、半田ボールの位置に合わせて配置されている当該金属薄板にＩＣパッケージの半田ボールを接触させることでコンタクトが行われる構成である。当該ＩＣソケットとＩＣパッケージとの電気的接続を行う場合には、ＩＣパッケージをＩＣソケット上部の所定の位置に配置した後、ＩＣソケット方向へ下方に移動させる。これによって、ＩＣパッケージの表面に形成されている半田ボールがＩＣソケットが有する金属薄板と接触し、電気的接続が形成される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−０４３１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の方法の場合、ＩＣパッケージの下方移動によって半田ボールと金属薄板とが点接触状態となるため、適切なコンタクト抵抗を得るためにはＩＣパッケージを金属薄板方向に加圧して半田ボールを金属薄板へ押し付ける必要があるが、当該加圧動作によって金属薄膜やＩＣパッケージの外観に傷が生じたり形が変形する等の問題が顕在化している。又、ＩＣパッケージの配置位置や、ＩＣパッケージ又はＩＣソケットの加工精度等によって、上記問題が更に顕著化する恐れがある。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑み、ＩＣパッケージの装着時に、ＩＣパッケージに形成された半田ボールとの電気的接続が形成されるコンタクト部に対する物理的衝撃の緩和が可能なＩＣソケットを提供することを目的とする。又、本発明は、半導体ＩＣが搭載されたＩＣパッケージとＩＣソケットとの電気的接続を行うコンタクト方法であって、ＩＣソケットが有するコンタクト部に対する物理的衝撃の緩和が可能なコンタクト方法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】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係るＩＣソケットは、半導体ＩＣが搭載されたＩＣパッケージを装着して前記半導体ＩＣの電気的検査を行うためのＩＣソケットであって、前記ＩＣパッケージの表面に形成された半田ボールを受け入れ電気的に接触可能な凹部を上部領域に有する導電性のコンタクトピンと、加圧により変形自在な緩衝材と、を有してなり、前記緩衝材が、前記ＩＣパッケージの非装着時には、前記コンタクトピンの少なくとも先端部より突出して形成されており、前記ＩＣパッケージの装着時に前記半田ボールが上方より接触すると、当該半田ボールからの加圧に応じて前記半田ボールが前記凹部と接触可能に変形することを第１の特徴とする。
【０００８】
本発明に係るＩＣソケットの上記第１の特徴構成によれば、ＩＣパッケージを本発明に係るＩＣソケットに搭載する場合、ＩＣパッケージが有する半田ボールは、緩衝材に接触して接触による衝撃を吸収された後にコンタクトピンに接触されるため、コンタクトピン及び半田ボールの双方に対する物理的衝撃を大きく緩和することができる。これによって、コンタクトピン及び半田ボールに対する傷や変形等を低減し、実装時の信頼性の向上を図ることが可能になると共に、外観不良の発生を抑制することができる。
【０００９】
又、本発明に係るＩＣソケットは、上記第１の特徴構成に加えて、前記緩衝材が、前記コンタクトピンの外側に円筒形状を有して形成されており、前記ＩＣパッケージの装着時に前記半田ボールからの加圧に応じて弾性的に拡径変形することで前記コンタクトピンの上部領域の先端部を露出させることを第２の特徴とする。
【００１０】
又、本発明に係るＩＣソケットは、上記第１又は第２の特徴構成に加えて、前記緩衝材が、前記コンタクトピンの外側に円筒形状を有して形成されており、前記コンタクトピンの上部領域において前記凹部に近づくほど径が小さくなるテーパ形状を前記円筒形状の内側に有する構造であることを第３の特徴とする。
【００１１】
本発明に係るＩＣソケットの上記第３の特徴構成によれば、コンタクトピンの上部領域において、緩衝材によって外周方向から円筒軸方向に向けて下り方向のテーパ面が形成されることとなり、当該テーパ面に半田ボールが接触すると、半田ボールからの加圧によって当該半田ボールを緩衝材５の円筒軸方向、即ちコンタクトピンの凹部方向へ導くことができる。即ち、半田ボールがコンタクトピンに対向する位置に配置されていれば、緩衝材の構造によって半田ボールがコンタクトピンの凹部に誘引されるため、厳密な位置決め制御が不要となる。
【００１２】
又、本発明に係るＩＣソケットは、上記第１〜第３の何れか一の特徴構成に加えて、前記緩衝材が、前記半田ボールからの加圧に応じて変形した後、前記半田ボールからの加圧状態が解除されると、自動的に前記ＩＣパッケージの非装着時における初期形状に復元することを第４の特徴とする。
【００１３】
本発明に係るＩＣソケットの上記第４の特徴構成によれば、異なる半導体ＩＣに対して連続的に電気的検査を行うことが可能となる。
【００１４】
又、本発明に係るＩＣソケットは、上記第１〜第４の何れか一の特徴構成に加えて、前記コンタクトピン及び前記緩衝材が、弾力性のある台座部の上部に載置されていることを第５の特徴とする。
【００１５】
本発明に係るＩＣソケットの上記第５の特徴構成によれば、ＩＣパッケージが有する半田ボールの大きさのバラツキに起因するコンタクトレベルの相違や、半田ボールからコンタクトピンに対する加圧が水平レベルで均等に行われないことによるコンタクトレベルの相違等が生じた場合、台座部の弾力性によって半田ボールのコンタクトレベルの差を吸収するように動作することができるため、半田ボールのコンタクトレベルを均等化することができ、これによって均一で良好なコンタクト性を得ることが可能となる。又、台座部を弾力性を有する材料で構成することにより、台座部にバネ等の弾性体を設ける必要がなく、低インピーダンスの電気的特性を持つＩＣソケットを実現することができる。
【００１６】
又、本発明に係るＩＣソケットは、上記第１〜第５の何れか一の特徴構成に加えて、前記緩衝材が着脱自在に構成されていることを第６の特徴とする。
【００１７】
本発明に係るＩＣソケットの上記第６の特徴構成によれば、緩衝材の弾性力低下等により、半田ボールとの接触状態が解除された後も初期の形状に戻らなくなったり、コンタクトピンと半田ボールとの接触状態が悪化する等の不備が発生した場合においても、当該緩衝材のみを取り替えることで再度本来の機能を取り戻すことができるため、故障修理時における労力や費用を抑制する効果が期待できる。
【００１８】
又、本発明に係るコンタクト方法は、上記第１の特徴構成を有するＩＣソケットに半導体ＩＣが搭載されたＩＣパッケージを装着して前記半導体ＩＣと前記ＩＣソケットとの電気的接続を行うコンタクト方法であって、前記ＩＣパッケージの位置決めを行って前記ＩＣパッケージの表面に形成された半田ボールを前記ＩＣソケットが有する前記凹部に対向させた後、前記ＩＣパッケージを上方から加圧することで前記半田ボールを介して前記緩衝材を加圧し、前記緩衝材が加圧されることで変形して前記コンタクトピンの上部領域の先端部を露出させ、前記半田ボールが前記凹部に接触することで前記ＩＣパッケージと前記ＩＣソケットとの電気的接続を行うことを特徴とする。
【００１９】
本発明に係るコンタクト方法の上記特徴によれば、ＩＣパッケージをＩＣソケットに搭載する場合、ＩＣパッケージが有する半田ボールは、緩衝材に接触して接触による衝撃を吸収された後にコンタクトピンに接触されるため、コンタクトピン及び半田ボールの双方に対する物理的衝撃を大きく緩和することができる。これによって、コンタクトピン及び半田ボールに対する傷や変形等を低減し、実装時の信頼性の向上を図ることが可能になると共に、外観不良の発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の構成によれば、ＩＣパッケージを本発明に係るＩＣソケットに搭載する場合、ＩＣパッケージが有する半田ボールは、緩衝材に接触して接触による衝撃を吸収された後にコンタクトピンに接触されるため、コンタクトピン及び半田ボールの双方に対する物理的衝撃を大きく緩和することができる。これによって、コンタクトピン及び半田ボールに対する傷や変形等を低減し、実装時の信頼性の向上を図ることが可能になると共に、外観不良の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下において、本発明に係るＩＣソケット（以下、適宜「本発明装置」と称する）、及び本発明に係るコンタクト方法（以下、適宜「本発明方法」と称する）の実施形態について図１〜図３を参照して説明する。
【００２２】
尚、本発明に係るＩＣソケットは、電気的検査を行う対象となる半導体ＩＣを搭載したＩＣパッケージを装着して、当該半導体ＩＣに対して検査のための電気信号を与える目的のものであり、以下では、ＩＣパッケージには検査対象たる半導体ＩＣが搭載されているものとして説明を行う。
【００２３】
図１は、本発明装置の概略断面図を半導体ＩＣが搭載されたＩＣパッケージ（以下、単に「ＩＣパッケージ」と略称する）と共に図示したものである。
【００２４】
図１に示される本発明装置１は、弾力性を有する台座部２、位置決めガイド３、導電性材料で構成されるコンタクトピン４、及び加圧されることで変形自在な特性を有する材料で構成される緩衝材５を備える。又、ＩＣパッケージ７は、表面に導電性の半田ボール６が所定の間隔で複数形成されている。
【００２５】
図１に示されるように、弾力性を有する台座部２の上にコンタクトピン４及び緩衝材５が所定の間隔で複数載置されている。又、コンタクトピン４は、上部領域に凹部を有する形状であり、当該凹部によって半田ボール６を受け入れ可能な構成となっている。そして、コンタクトピン４の外部に緩衝材５が形成されており、当該緩衝材５は半田ボール６と接触していないとき（図１の状態）においてはコンタクトピン４の上部領域の先端部より突出して形成されている（以下、かかる形成状態を「初期形状」と称する）。尚、緩衝材５において、コンタクトピン４の上部領域の先端部より突出して形成される部分の円筒の内径は、半田ボール６の径よりも小さい寸法で構成されるものとする。このとき、図１では、コンタクトピン４の上部領域の先端部を覆うように緩衝材５が形成されているものとして図示されているが、必ずしも先端部を覆う必要はなく、あくまで先端部より突出した形状であれば良い。
【００２６】
又、図２は、コンタクトピン４及び当該コンタクトピン４の外周部に形成される緩衝材５を上から見たときの概略図である。緩衝材５はコンタクトピン４の外周部に円筒形状を有して配置されており、凹部に近づくほど径が小さくなるようなテーパ形状（テーパ面）を円筒形状の内側に有する構造である。
【００２７】
ＩＣパッケージ７は、位置決めガイド３によって大まかな位置決めが行われ、所定の間隔で配置された複数の半田ボール６夫々が、本発明装置１が有する複数のコンタクトピン４（及び緩衝材５）夫々と対向する位置に配置される。
【００２８】
半田ボール６とコンタクトピン４とが対向位置に配置されると、ＩＣパッケージ７を下方に移動させることで半田ボール６をコンタクトピン４及び緩衝材５に接近させる。このとき、緩衝材５は、上述のようにコンタクトピン４の上部領域の先端部より突出して形成されており、又、当該箇所において緩衝材５が形成する円筒形状の内径が半田ボール６の径より小さい寸法であるため、半田ボール６は、まず緩衝材５の当該突出部分と接触することとなる。尚、緩衝材５は凹部に近づくほど径が小さくなるようなテーパ形状を有する構造であるため、具体的には円筒形状の内側のテーパ面に半田ボール６が接触する。
【００２９】
図３は、ＩＣパッケージ７を本発明装置１に近接したときの状態を示す概略図であり、図３（ａ）が半田ボール６と緩衝材５が接触した直後の状態図、図３（ｂ）が半田ボール６からの加圧によって緩衝材５が変形することで半田ボール６とコンタクトピン４とが接触したときの状態図を夫々示している。
【００３０】
半田ボール６が緩衝材５と接触した後、更にＩＣパッケージ７が下方への移動を試みると、緩衝材５は半田ボール６から下方向への力が与えられることで、当該緩衝材５が有する弾力性に起因して形状を緩やかに変化させる。具体的には、半田ボール６から与えられる下向きの力が、円筒形状を有する緩衝材５の外周方向へと分散されることで円筒の径が拡大する。テーパ面は、外周方向から円筒軸方向に向けて下り方向の傾斜が形成されているため、緩衝材５の前記拡径変形によって半田ボール６を緩衝材５の円筒軸方向、即ちコンタクトピン４の凹部方向へ導くことができ、半田ボール６とコンタクトピン４とが接触可能な状態となる（図２（ｂ））。
【００３１】
このような状態の下、更にＩＣパッケージ７を下方向に移動させることで、半田ボール６はコンタクトピン４が有する凹部内に収容され、コンタクトピン４と半田ボール６との間で電気的接続が形成される。
【００３２】
前記電気的接続が形成されると、本発明装置１を介してＩＣパッケージ７に搭載される半導体ＩＣに対して電気信号を与えて検査を行う。当該検査終了後は、ＩＣパッケージ７を上方に移動させて半田ボール６とコンタクトピン４との接触状態、更には半田ボール６と緩衝材５との接触状態を解除する。
【００３３】
緩衝材５は、ＩＣパッケージ７の上方への移動に伴って、半田ボール６から与えられる下方向への力が減少すると、緩衝材５が有する弾力性に起因して形状を緩やかに変化させる。その後、完全に半田ボール６との接触状態が完全に解除されると、緩衝材５はコンタクトピン４の上部領域の先端部を覆う初期形状に自動的に復元する。
【００３４】
このように構成されるとき、ＩＣパッケージ７を本発明に係るＩＣソケット１に搭載する場合、ＩＣパッケージ７が有する半田ボール６は、緩衝材５に接触して接触による衝撃を吸収された後にコンタクトピン４に接触されるため、コンタクトピン４及び半田ボール６の双方に対する物理的衝撃を大きく緩和することができる。これによって、コンタクトピン４及び半田ボール６に対する傷や変形等を低減し、実装時の信頼性の向上を図ることが可能になると共に、外観不良の発生を抑制することができる。
【００３５】
又、緩衝材５が内側にテーパ面を有する円筒形状を形成することにより、半田ボール６がコンタクトピン４に対向する位置に配置されていれば、緩衝材５のテーパ面に半田ボール６がまず接触した後、テーパ面の傾斜によって半田ボール６がコンタクトピン４の凹部に構造的に誘引されるため、厳密な位置決め制御が不要となる。又、半導体ＩＣの組み立て精度の差異に起因してＩＣパッケージ７と半田ボール６の位置ずれが発生した場合でも、上記誘因効果によってコンタクトピン４と半田ボール６を正しい位置でコンタクトさせることが可能となる。
【００３６】
又、コンタクトピン４の下部に設置される台座部２についても、緩衝材５と同様に弾力性を有する材料で構成することにより、ＩＣパッケージ７が有する複数の半田ボール６の大きさのバラツキに起因するコンタクトレベルの相違や、半田ボール６からコンタクトピン４に対する加圧が水平レベルで均等に行われないことによるコンタクトレベルの相違等が生じた場合、台座部２の弾力性によって各半田ボール４のコンタクトレベルの差を吸収するように動作することができるため、各半田ボール４のコンタクトレベルを均等化することができ、これによって均一で良好なコンタクト性を得ることが可能となる。
【００３７】
＜別実施形態＞
以下、別実施形態について説明する。
【００３８】
本発明装置１において、緩衝材５を着脱可能な構成であるものとしても良い。このように構成することにより、緩衝材５の弾性力低下等により、半田ボール６との接触状態が解除された後も初期の形状に戻らなくなったり、コンタクトピン４と半田ボール６との接触状態が悪化する等の不備が発生した場合においても、当該緩衝材５のみを取り替えることで再度本来の機能を取り戻すことができるため、故障修理時における労力や費用を抑制する効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係るＩＣソケットの概略断面図をＩＣパッケージと共に図示したもの
【図２】コンタクトピン及び当該コンタクトピンの外周部に形成される緩衝材を上から見たときの概略図
【図３】ＩＣパッケージを本発明に係るＩＣソケットに近接したときの状態を示す概略図
【符号の説明】
【００４０】
１：    本発明に係るＩＣソケット
２：    台座部
３：    位置決めガイド
４：    コンタクトピン
５：    緩衝材
６：    半田ボール
７：    ＩＣパッケージ
【図１】
2008047341.tif 000003
【図２】
2008047341.tif 000004
【図３】
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