(57)【要約】【課題】実装される半導体装置の電極数が増大する場合であっても、半導体装置の着脱操作が容易であり、かつ、信号路のインダクタンスを低減することができること。【解決手段】半導体装置１０がカバー部材８および１２によってその押込量を複数の段階に分けることによりコンタクト端子２０に対し押圧され、しかも、コンタクト端子２０が可動側端子部２２および固定側端子部２４からなるもの。【選択図】        図１
2004335182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の受部と、該受部の相互間距離を変更可能に該受部を支持する腕部とを有し半導体装置が電気的に接続されるべき配線基板の電極面に電気的に接続される固定側端子部と、
前記半導体装置の電極面を電気的に接続する第１の接続部と、該第１の接続部に連結されて形成され前記受部の相互間距離の変更に応じて前記配線基板の電極面に対し近接または離隔可能に前記一対の受部に係合する第２の接続部とを有する可動側端子部と、
前記半導体装置の電極面の前記可動側端子部の第１の接続部に対する押込量を押圧動作ごとに設定し該半導体装置の電極面を連続的に小刻みに押圧する押圧手段と、
前記可動側端子部を前記押圧手段の押圧方向に沿って移動可能に支持する整列部材と、
を具備して構成される半導体装置用ソケット。
【請求項２】
前記固定側端子部は、さらに半田ボールを一端に備え、該半田ボールは配線基板の電極面に電気的に接続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】
前記可動側端子部の第２の接続部は、円錐台部を有し、前記固定側端子部は、該円錐台部に係合する一対の受部を有す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４】
前記押圧手段は、相対回転可能に互いに重ねられて連結される複数のカバー部材と、前記複数のカバー部材のうちの一方のカバー部材の一端を回動可能に支持するカバー部材支持部と、該一方のカバー部材が回動され前記半導体装置に対し載置されるとき、前記複数のカバー部材のうちの他方のカバー部材の端部に設けられる係合部に係合し該係合部を回動可能に支持する回動支持部と、を含んでな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５】
前記配線基板は、前記押圧手段により作用される押圧力に応じて該配線基板を補強する補強板に連結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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の配線基板に実装される半導体装置を着脱可能に収容することができる半導体装置用ソケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置は、一般に半導体装置用ソケットを介してディスクトップ型パーソナルコンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ、および、ＰＤＡ等の電子機器の配線基板上に実装される場合がある。半導体装置として、例えば、ＬＧＡ形のパッケージの半導体素子が位置決めされ着脱可能に収容される収容部を有する半導体装置用ソケットは、所謂、実装用ソケットと呼称されている。その実装用ソケットは、例えば、特許文献１にも示されるように、所定の信号が供給されるとともに半導体装置からの信号を送出する入出力部を有するプリント配線基板上に配されている。そのような実装用ソケットは、例えば、プリント配線基板上に固定され半導体装置を着脱可能に収容する収容部を有する本体部と、本体部の収容部内に配され半導体装置の各電極およびプリント配線基板の電極部に対応した複数のコンタクト端子を備える保持板と、その本体部に設けられ装着された半導体装置を選択的に保持板に対し保持する保持手段とを含んで構成されている。
【０００３】
その保持手段は、弾性を有する一対の保持片がそれぞれ半導体装置のパッケージの双方の肩部に係合することにより、保持するものとされる。一方、半導体装置を保持板および本体部から取り外すにあたっては、その各保持片が外側に向けて押し広げられることにより、半導体装置が取外し可能とされる。
【０００４】
また、このような実装用ソケットにおいては、半導体装置の各電極とプリント配線基板の電極部とを電気的に接続するコンタクト端子における高周波数帯域特性を改善すべく、特許文献２にも示されるように、薄板状のコンタクト端子が、弾性を有するＷ字状の湾曲部と、その湾曲部の一端および他端にそれぞれ形成される直線部とを含んで一体に構成されているものが提案されている。
【０００５】
その直線部は、プリント配線基板の電極部の形成面および半導体装置の電極部の形成面に略直交するように湾曲部の一端および他端にそれぞれ形成されている。そのコンタクト端子の湾曲部は、半導体装置の電極部とプリント配線基板の電極部との間において各直線部を互いに離隔する方向に付勢するように、その中間部分がプリント配線基板の電極部の形成面に略平行となるように配置されている。このような構成において、各直線部の先端同士が接触することによって、プリント配線基板の電極部およびプリント配線基板の電極部の相互間における最短の信号路が形成されるのでそのインダクタンスが低減され、従って、高周波数帯域特性が改善されることとなる。
【０００６】
さらに、特許文献３にも示されるように、ピンコンタクトを備えるインシュレータを容易に実装するにあたり、半田ボールがプリント配線基板の電極部にそれぞれ予め形成された後、そのピンコンタクトの電極が各半田ボールに接続されることにより、インシュレータがプリント配線基板に実装される方法が提案されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−１４３８４０号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平１０−１２５４２８号公報
【０００９】
【特許文献３】
特許第３２７０９９７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように弾性を有する一対の保持片が半導体装置のパッケージの双方の肩部に係合することによる保持方法では、実装される半導体装置の電極数が増大するにつれて保持片の押圧力も増大させることが必要となる。従って、着脱のとき、保持片の操作力が比較的大となるので半導体装置の着脱操作が困難となる虞がある。
【００１１】
また、薄板状のコンタクト端子が上述のように弾性を有するＷ字状の湾曲部を備える場合、半導体装置の電極部とプリント配線基板の電極部との相互間距離をさらに短くするにも一定の限界があるので信号路のインダクタンスをさらに低減することも容易でない。
【００１２】
以上の問題点を考慮し、本発明は、所定の配線基板に実装される半導体装置を着脱可能に収容することができる半導体装置用ソケットであって、実装される半導体装置の電極数が増大する場合であっても、半導体装置の着脱操作が容易であり、かつ、信号路のインダクタンスを低減することが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。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
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、一対の受部と、受部の相互間距離を変更可能に受部を支持する腕部とを有し半導体装置が電気的に接続されるべき配線基板の電極面に電気的に接続される固定側端子部と、半導体装置の電極面を電気的に接続する第１の接続部と、第１の接続部に連結されて形成され受部の相互間距離の変更に応じて配線基板の電極面に対し近接または離隔可能に一対の受部に係合する第２の接続部とを有する可動側端子部と、半導体装置の電極面の可動側端子部の第１の接続部に対する押込量を押圧動作ごとに設定し半導体装置の電極面を連続的に小刻みに押圧する押圧手段と、可動側端子部を押圧手段の押圧方向に沿って移動可能に支持する整列部材とを備えて構成される。
固定側端子部は、さらに半田ボールを一端に備え、半田ボールは配線基板の電極面に電気的に接続されるものでもよい。
【００１４】
可動側端子部の第２の接続部は、円錐台部を有し、固定側端子部は、円錐台部に係合する一対の受部を有するものでもよい。
【００１５】
押圧手段は、相対回転可能に互いに重ねられて連結される複数のカバー部材と、複数のカバー部材のうちの一方のカバー部材の一端を回動可能に支持するカバー部材支持部と、一方のカバー部材が回動され半導体装置に対し載置されるとき、複数のカバー部材のうちの他方のカバー部材の端部に設けられる係合部に係合し係合部を回動可能に支持する回動支持部と、を含んでなるものでもよい。
【００１６】
配線基板は、押圧手段により作用される押圧力に応じて配線基板を補強する補強板に連結されるものでもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明に係る半導体装置用ソケットの一例の外観を、装着された半導体装置とともに示す。
【００１８】
半導体装置用ソケットは、例えば、ディスクトップ型パーソナルコンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ、または、ＰＤＡ等の電子機器内に実装される。半導体装置用ソケットは、図２において、その下面に補強板２を備えるプリント配線基板４上に設けられている。プリント配線基板４は、図１に示されるように、後述する各コンタクト端子の電極部に対応して複数のパッド部４ＰＡを一方の表層部に有している。また、パッド部４ＰＡ群の周囲における４隅には、それぞれ、後述するビスＢＳが挿入される孔４ａが形成されている。所定の厚さを有する板状部材である補強板２は、ビスＢＳがねじ込まれる雌ねじ孔２Ｓをプリント配線基板４の孔４ａに対応して有している。
【００１９】
半導体装置用ソケットは、上述のプリント配線基板４上に固定されコンタクト端子群を支持するソケット本体部６と、ソケット本体部６内に配されコンタクト端子群の各コンタクト端子２０を整列させるとともに、半導体装置１０のランド１０ａｉのコンタクト端子２０に対する位置決めを行う整列板１４と、整列板１４内で位置決めされた半導体装置１０の各ランド１０ａｉを各コンタクト端子２０に対し所定の圧力で協働して押圧するカバー部材８および１２とを主な要素として含んで構成されている。
【００２０】
半導体装置１０は、例えば、ＬＧＡ形のパッケージにより形成される中央演算処理装置（ＣＰＵ）用半導体素子とされ、その下面に電極群としての複数のランド１０ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）を格子状に有している。
【００２１】
半導体装置１０は、半導体チップ格納部１０Ｍの周囲に張り出す板状配線部１０Ｆを有している。板状配線部１０Ｆにおける相対向する２箇所には、位置決め用の切欠部１０Ｃが形成されている。半導体装置１０が整列板１４の内周部に装着されるとき、各切欠部１０Ｃは、後述する整列板１４の内周部の突起部１４Ｃにそれぞれ係合するものとされる（図７参照）。
【００２２】
カバー部材８は、図２および図５に示されるように、例えば、薄板金属材料でプレス加工により作られ中央部分に半導体装置１０の半導体チップ格納部１０Ｍが通過し得る開口部８ａを有している。カバー部材８における折曲部とされる両側面部には、それぞれ、図４に示されるように、後述するカバー部材１２の係合片が挿入される長孔８ｂが一端に相対向して設けられている。長孔８ｂは、開口部８ａが形成される平坦面に対し直交するように延びている。また、被係合部としての爪部８Ｎがその各一端における角部に長孔８ｂに隣接して形成されている。爪部８Ｎは、後述するソケット本体部６の回動支持部６Ｅに係合するものとされる。カバー部材８における長孔８ｂから離隔した他方の端部には、フック部８Ｆが形成されている。図２に示されるように、カバー部材８が半導体装置１０を覆うとき、フック部８Ｆの開口部８ｆの周縁は、ソケット本体部６の爪部６Ｎに係合される。また、フック部８Ｆの開口部８ｆの周縁が強制的に弾性変位せしめられることにより、フック部８Ｆはソケット本体部６の爪部６Ｎに対し非係合状態とされる。
【００２３】
カバー部材１２は、図５および図７に示されるように、例えば、薄板金属材料でプレス加工により作られ中央部分に半導体装置１０の半導体チップ格納部１０Ｍが通過し得る開口部１２ａを有している。カバー部材１２における折曲部とされる両側面部には、それぞれ、図５に示されるように、支持軸１６が挿入される孔１２ｂが一端に相対向して設けられている。その支持軸１６は、その両端が所定量だけ突出するようにソケット本体部６の透孔６ｂに挿入される。カバー部材８の両側面における孔１２ｂから離隔した他方の各端部には、上述のカバー部材８の長孔８ｂに係合される係合片１２Ｋが一体に形成されている。
【００２４】
ソケット本体部６は、その中央部に整列板１４を収容する収容部６Ａを有している。収容部６Ａを形成する外壁部における４隅には、それぞれ、ビスＢＳが挿入される孔６ｄが形成されている。外壁部における一方の端部には、上述の支持軸１６が挿入される孔６ｂが形成されている。孔６ｂは、両側面を連通させるように貫通している。従って、ソケット本体部６は、ビスＢＳが孔６ｄおよびプリント配線基板４の孔４ａを介して補強板２の雌ねじ孔２Ｓにねじ込まれることにより、プリント配線基板４上に固定されることとなる。また、カバー部材１２は、支持軸６を中心軸として回動可能に支持されることとなる。その際、カバー部材８は、カバー部材１２の係合片１２Ｋを中心軸としてカバー部材１２に対し相対的回動可能に支持されることとなる。
【００２５】
外壁部における孔６ｂから離隔した他方の端部の両側面には、回動支持部６Ｅが形成されている。回動支持部６Ｅには、図８に示されるように、カバー部材８の端面が係合される斜面部６Ｅｓを有している。
【００２６】
ソケット本体部６における収容部６Ａの底部には、後述するコンタクト端子２０がそれぞれ収容される複数の孔６ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）が上述の半導体装置１０のランド１０ａｉの配列に対応して所定の間隔で形成されている。各孔６ａｉは、図６に二点鎖線で示されるように、略Ｔ字状に形成されている。各孔６ａｉの一方の開口端部近傍には、後述する可動端子部２２の移動量を規制する突起部６Ｐが内周部に形成されている。
【００２７】
ソケット本体部６の外壁部の一方の端部の外面部には、上述のカバー部材８のフック部８Ｆに係合される爪部６Ｎが形成されている。
【００２８】
コンタクト端子２０は、図６に示されるように、プリント配線基板４における電極部４ＰＡに電気的に接続される半田ボール部２８と、半田ボール部２８に半田付け固定される連結部２４Ｂを有する固定側端子部２４と、固定側端子部２４のクリップ２４Ｃ１および２４Ｃ２に係合せしめられる可動側端子部２２とを含んで構成されている。
【００２９】
固定側端子部２４は、例えば、りん青銅製薄板でプレス加工により一体に作られている。固定側端子部２４は、ソケット本体部６の孔６ａｉに圧入され保持される固定部２４Ａと、固定部２４Ａの一端から折り曲げられて連なり上述の連結部２４Ｂを一端に有する湾曲部２４Ｄと、固定部２４Ａの他端から折り曲げられて連なる一対のクリップ２４Ｃ１および２４Ｃ２とを含んで構成されている。
【００３０】
湾曲部２４Ｄの連結部２４Ｂは、例えば、クリーム半田あるいはワックス等により半田ボール部２８に半田付け固定されている。湾曲部２４Ｄの連結部２４Ｂと半田ボール部２８とは、その中心軸線を互いに一致させるように固定されている。固定部２４Ａの両側面部には、それぞれ、孔６ａｉの周縁に係合される突起部２４Ｐが形成されている。
【００３１】
腕部としてのクリップ２４Ｃ１および２４Ｃ２は、その下端部で互いに連結されている。その下端部は、固定部２４Ａに連結されている。また、クリップ２４Ｃ１および２４Ｃ２は、それぞれ、縦長のスリット２４Ｓを有している。クリップ２４Ｃ１および２４Ｃ２の先端には、それぞれ、所定の角度で傾斜した受部２４Ｓ１および２４Ｓ２が形成されている。受部２４Ｓ１および２４Ｓ２の受け面が互いになす先細状の角度は、可動側端子部２２の円錐台部２２Ｄのテーパ角度にほぼ対応している。従って、クリップ２４Ｃ１および２４Ｃ２は、可動側端子部２２の円錐台部２２Ｄを協働して支持することとなる。また、クリップ２４Ｃ１および２４Ｃ２は、可動側端子部２２の円錐台部２２Ｄの固定側端子部２４への移動に応じて互いに離隔し、一方、可動側端子部２２の円錐台部２２Ｄが固定側端子部２４から離隔する方向に移動せしめられるとき、クリップ２４Ｃ１および２４Ｃ２は、その弾性力により互いに近接することとなる。
【００３２】
可動側端子部２２は、例えば、快削銅で作られ、クリップ２４Ｃ１および２４Ｃ２に係合される円錐台部２２Ｄと、円錐台部２２Ｄの一端に形成されるフランジ部２２Ａと、フランジ部２２Ａに設けられ、整列板１４の孔１４ａｉに所定の隙間をもって挿入される軸部２２Ｂとを含んで構成されている。例えば、０．３５乃至０．４ｍｍ程度の直径を有する軸部２２Ｂの一端には、半導体装置１０のランド１０ａｉに当接する円弧状の接点部２２Ｃが第１の接続部として形成されている。接点部２２Ｃの中心位置は、軸部２２Ｂの中心軸線との共通軸線上に配されている。なお、接点部２２Ｃの中心位置は、斯かる例に限られることなく、例えば、軸部２２Ｂの中心軸線との共通軸線に対し一方に所定量、偏倚した位置であってもよい。
【００３３】
また、第２の接続部としての円錐台部２２Ｄの中心軸線は、クリップ２４Ｃ１および２４Ｃ２との間の中央位置に一致するものとされる。
【００３４】
従って、可動側端子部２２および固定側端子部２４からなるコンタクト端子２０は、半導体装置１０のランド１０ａｉとプリント配線基板４の電極部４ＰＡとの間を電気的に接続することとなる。
【００３５】
その際、半導体装置１０のランド１０ａｉとプリント配線基板４の電極部４ＰＡとの間に形成される信号路の全長は、半導体装置１０が押圧されていないとき、可動側端子部２２の全長とクリップ２４Ｃ１および２４Ｃ２の全長および半田ボール部２８の直径とを加算した長さにほぼ相当する。しかし、半導体装置１０が押圧される場合、図１に示されるように、クリップ２４Ｃ１および２４Ｃ２の受部２４Ｓ１および２４Ｓ２が互いに離隔する方向に押し広げられるとともに、可動側端子部２２の円錐台部２２Ｄがさらに半田ボール部２８に近接することとなるのでその信号路の全長が実質的により短くなる。
【００３６】
従って、その信号路の実質的な全長がさらに短くなるのでコンタクト端子２０におけるインダクタンスが特許文献１および２に示されるような従来のコンタクト端子のインダクタンスに比べてより低減されることとなる。
【００３７】
整列板１４は、図５に示されるように、中央部に半導体装置１０を収容し位置決めする収容部１４Ａを有している。整列板１４は、収容部６Ａ内に圧入されている。整列板１４の底面の外面には、段差部１４Ｈが各辺に、即ち、４箇所に形成されている。これにより、図１に示されるように、収容部６Ａの底面と整列板１４の底面の外面との間に所定の隙間ＣＬ１が形成されることとなる。
【００３８】
その際、半導体装置１０が整列板１４の収容部１４Ａ内に装着されるとき、可動側端子部２２のフランジ部２２Ａと整列板１４の底面の外面との間にも隙間ＣＬ２が形成されるので可動側端子部２２は、上述の半導体装置１０が取り外されたとき、クリップ２４Ｃ１および２４Ｃ２の付勢力により、上方に向けて、即ち、整列板１４の底面の外面に当接するまで移動せしめられることとなる。
【００３９】
収容部１４Ａを形成する壁部には、上述の半導体装置１０の切欠部１０Ｃに係合する突起部１４Ｃが相対向して一対形成されている。収容部１４Ａの底部には、上述のコンタクト端子２０の可動側端子部２２がそれぞれ移動可能に挿入される孔１４ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）がソケット本体部６の孔６ａｉに対応して形成されている。
【００４０】
なお、整列板１４は、斯かる例に限られることなく、ソケット本体部６と一体に形成されてもよい。また、図２においては、一つの半導体装置用ソケットがプリント配線基板４上に代表して示されているが、斯かる例に限られることなく、複数個の半導体装置用ソケットが所定の大きさの一つのプリント配線基板４上に設けられてもよい。
【００４１】
斯かる構成において、半導体装置１０を整列板１４の収容部１４Ａに装着するにあたっては、図７に示されるように、カバー部材１２およびカバー部材８がその収容部１４Ａの位置から離隔し待機状態とされる。
【００４２】
次に、半導体装置１０の切欠部１０Ｃが整列板１４の突起部１４Ｃに係合されるとともに、半導体装置１０が整列板１４の収容部１４Ａに装着される。
【００４３】
続いて、図８に二点鎖線で示されるように、カバー部材１２の折り曲げられた辺がプリント配線基板４の平面に略平行となる位置までカバー部材１２が回動されるとともに、図８に一点鎖線で示されるように、カバー部材８の爪部８Ｎが回動支持部６Ｅに係合され、かつその端面が斜面部６Ｅｓに当接される。これにより、半導体装置１０は、最大の押込量に満たない所定の小さな押込量をもって、即ち、比較的小なる操作力により押圧されることとなる。
【００４４】
続いて、カバー部材８が図８に一点鎖線で示される位置からさらに回動支持部６Ｅを中心として回動されカバー部材１２の全体を覆った後、図２に示されるように、カバー部材８のフック部８Ｆがソケット本体部６の爪部６Ｎに係合される。その際、カバー部材８が比較的小なる操作力をもって、上述の所定の押込量から最大の押込量まで半導体装置１０が押圧されることとなる。
【００４５】
従って、半導体装置１０の電極数が、例えば、７００個以上となり、すべてのコンタクト端子２０の反発力の合計が比較的大なる場合であっても、押込み量を二段階に分けて半導体装置１０を押圧することにより、比較的小なる操作力により操作されることとなる。
【００４６】
一方、半導体装置１０を整列板１４の収容部１４Ａから取り外すにあたっては、カバー部材８のフック部８Ｆが弾性変形せしめられることにより、フック部８Ｆがソケット本体部６の爪部６Ｎに対し非係合状態とされ、上述とは逆の手順に従いカバー部材１２およびカバー部材８がその収容部１４Ａの位置から離隔し待機状態とされる。これにより、半導体装置１０が整列板１４の収容部１４Ａから取り外すことが可能となる。
【００４７】
【発明の効果】
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、一対の受部と、受部の相互間距離を変更可能に該受部を支持する腕部とを有し半導体装置が電気的に接続されるべき配線基板の電極面に電気的に接続される固定側端子部と、半導体装置の電極面を電気的に接続する第１の接続部と、第１の接続部に連結されて形成され受部の相互間距離の変更に応じて配線基板の電極面に対し近接または離隔可能に前記一対の受部に係合する第２の接続部とを有する可動側端子部とが設けられるので配線基板の電極面と半導体装置の電極面との間に形成される信号路がより短く形成されるので信号路のインダクタンスを低減することができる。
【００４８】
また、押圧手段が、半導体装置の電極面の可動側端子部の第１の接続部に対する押込量を押圧動作ごとに設定し半導体装置の電極面を連続的に小刻みに押圧するので操作力が低減され、従って、実装される半導体装置の電極数が増大する場合であっても、半導体装置の着脱操作が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る半導体装置用ソケットの一例の要部を拡大して示す部分断面図である。
【図２】本発明に係る半導体装置用ソケットの一例の外観を示す斜視図である。
【図３】図２に示される例における平面図である。
【図４】図３に示される例における正面図である。
【図５】図２に示される例における分解斜視図である。
【図６】本発明に係る半導体装置用ソケットの一例に用いられるコンタクト端子の構成を示す斜視図である。
【図７】図２に示される例における動作説明に供される斜視図である。
【図８】図２に示される例における動作説明に供される正面図である。
【符号の説明】
４    プリント配線基板
４ＰＡ    電極部
６    ソケット本体部
８    カバー部材
１０    半導体装置
１０ａｉ    ランド
１２    カバー部材
１４    整列板
１４Ａ    収容部
２０    コンタクト端子
２２    可動側端子部
２４    固定側端子部
【図１】
2004335182.tif 000003
【図２】
2004335182.tif 000004
【図３】
2004335182.tif 000005
【図４】
2004335182.tif 000006
【図５】
2004335182.tif 000007
【図６】
2004335182.tif 000008
【図７】
2004335182.tif 000009
【図８】
2004335182.tif 000010