(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体集積回路の複数の端子と電気的に接触する複数の接続ピンと、
前記接続ピンが貫通する複数の貫通孔であって、内面が絶縁層で覆われた貫通孔が穿孔された金属製の本体と、
前記本体の上方に弾性部材を介して配置され、前記接続ピンが貫通する複数の貫通孔が穿孔され、前記貫通孔および上面が絶縁層で覆われた金属製の保持板と、
前記本体の底面に配置され、前記半導体集積回路のアース端子以外の端子に接触する前記接続ピンと電気的に接触するランドを有するプリント基板と、
前記本体と前記プリント基板の間に配置され、前記半導体集積回路のアース端子に接触する前記接続ピンおよび前記本体の底面と電気的に接触する導体板で覆われ、前記プリント基板に接触する前記接続ピンが貫通する内面が絶縁層で覆われた貫通孔が穿孔されたアース基板と、を含む半導体集積回路用ソケット。
【請求項２】
前記保持板に穿孔された貫通孔が、上方に向かって拡径するロート形状である請求項１に記載の半導体集積回路用ソケット。
【請求項３】
前記本体が、複数の板状体を積層した積層構造である請求項１または請求項２に記載の半導体集積回路用ソケット。
【請求項４】
前記保持板の上面および貫通孔内面ならびに前記本体の貫通孔内面の絶縁層が、陽極酸化処理膜およびフッ素含浸処理膜である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の半導体集積回路用ソケット。
【請求項５】
前記プリント基板のランドがスルーホールに挿入される中空リベットである請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の半導体集積回路用ソケット。
【請求項６】
前記プリント基板のリベット中空部ならびに前記アース基板、前記本体および前記保持板の貫通孔を介して前記半導体集積回路の端子面に負圧を供給し、前記半導体集積回路を前記保持板に吸着する吸着手段を備える請求項５に記載の半導体集積回路用ソケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体集積回路用ソケットに係り、特に、ＢＧＡ（Ball Grid Array）パッケージタイプの半導集積回路に適用可能な半導体集積回路用ソケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路（以下ＩＣと記す）の高機能化・高速化に伴い、製品の信頼性を確保する上で製品に装着する前のＩＣの動作試験の重要性が増大している。
【０００３】
ＩＣの動作試験においては試験装置（ＩＣテスタ）とＩＣとをソケットを介して電気的に接続する必要があるため、電気的特性だけでなく耐久性をも考慮したＩＣ用ソケットが既に提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００４】
特許文献１に開示されているＩＣソケットは、ＩＣを枠状のホルダ中に挿入することによりＩＣの端子とソケットの対応する接続ピンとを直接接触させる構造となっている。
【０００５】
また、引用文献２に開示されているＩＣソケットは、ＩＣを枠状のホルダ中に挿入することにより、ＩＣ端子の損傷を防ぐために端子の高さより僅かに小さい厚さのストッパを介してＩＣの端子とソケットの対応する接続ピンとを接触させる構造となっている。
【０００６】
即ち、ＩＣソケットの接続ピンをホルダの内面を基準として配置し、ＩＣをホルダに挿入することによりＩＣ端子の位置を決めるようになっている。
【特許文献１】特開２００２−００８８１０号公報
【特許文献２】特開２００３−２７２７８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、実際にはＩＣの端子はＩＣの外縁を基準として配置されていない。
【０００８】
図５はＢＧＡパッケージタイプのＩＣの斜視図であって、ＩＣ１０の底面には半球状の半田ボール１０１がアレイ状に配置されている。そして、半田ボール１０１間のＸ軸方向のピッチＰＸおよびＹ軸方向のピッチＰＹは規格で定められているものの、半田ボール１０１のＩＣの外縁からの距離ＬＸおよびＬＹは規格では定められていない。
【０００９】
このため、上記提案に係るＩＣ用ソケットでは、ＩＣの端子と接続ピンとの確実な接触は保証されないという課題があった。
【００１０】
さらに、上記提案に係るＩＣ用ソケットでは、ＩＣ用ソケット内部の信号伝送経路の信号伝達特性については特に配慮されていないため、高速で動作するＩＣを試験する場合にはＩＣソケット内部で信号の損失が発生し得るという課題もあった。
【００１１】
本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであって、ＩＣ端子とソケットのコンタクタを確実に接触させることができるだけでなく、ソケット内での信号の損失を低減することのできる半導体集積回路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】
【００１２】
本発明の半導体集積回路用ソケットは、半導体集積回路の複数の端子と電気的に接触する複数の接続ピンと、前記接続ピンが貫通する複数の貫通孔であって内面が絶縁層で覆われた貫通孔が穿孔された金属製の本体と、前記本体の上方に弾性部材を介して配置され前記接続ピンが貫通する複数の貫通孔が穿孔され前記貫通孔および上面が絶縁層で覆われた金属製の保持板と、前記本体の底面に配置され前記半導体集積回路のアース端子以外の端子に接触する前記接続ピンと電気的に接触するランドを有するプリント基板と、前記本体と前記プリント基板の間に配置され前記半導体集積回路のアース端子に接触する前記接続ピンおよび前記本体の底面と電気的に接触する導体板で覆われ前記プリント基板に接触する前記接続ピンが貫通する内面が絶縁層で覆われた貫通孔が穿孔されたアース基板とを含む構成を有している。
【００１３】
この構成により、ＩＣ端子が接続ピン位置に正確に位置決めされるだけでなく、各接続ピンが絶縁層を介して金属でシールドされることとなる。
【００１４】
本発明の半導体集積回路用ソケットは、前記保持板に穿孔された貫通孔が上方に向かって拡径するロート形状である構成を有している。
【００１５】
この構成により、ＩＣの端子と接続ピンとが正確に位置決めされることとなる。
【００１６】
本発明の半導体集積回路用ソケットは、前記本体が複数の板状体を積層した積層構造である構成を有している。
【００１７】
この構成により、貫通孔内面の絶縁層の形成が容易となるだけでなく、ソケット自体の組み立てが容易となる。
【００１８】
本発明の半導体集積回路用ソケットは、前記保持板の上面および貫通孔内面ならびに前記本体の貫通孔内面の絶縁層が、陽極酸化処理膜およびフッ素含浸処理膜である構成を有している。
【００１９】
この構成により、保持板および本体を金属製としても、保持板の上面および貫通孔内面ならびに本体の貫通孔内面に確実に絶縁層が形成されることとなる。
【００２０】
本発明の半導体集積回路用ソケットは、前記プリント基板のランドがスルーホールに挿入される中空リベットである構成を有している。
【００２１】
この構成により、接続ピンとランドとが確実に接触するだけでなく、ランドの摩耗を防ぐことが可能となる。
【００２２】
本発明の半導体集積回路用ソケットは、前記プリント基板のリベット中空部ならびに前記アース基板、前記本体および前記保持板の貫通孔を介して前記半導体集積回路の端子面に負圧を供給し、前記半導体集積回路を前記保持板に吸着する吸着手段を備える構成を有している。
【００２３】
この構成により、ＩＣの端子と接続ピンとが一層確実に接触することとなる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、本体の上方に保持板を設けることによりＩＣ端子と接続ピンを確実に接触させることができるだけでなく、本体および保持板を金属製としてソケット自体を同軸ケーブル構造とすることにより信号の損失を低減できるという効果を有するＩＣソケットを提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明に係るＩＣソケットの実施形態について、図面を用いて説明する。
【００２６】
本発明に係るＩＣソケット１は、図１の斜視図に示すように、半導体集積回路の端子と電気的に接触する複数の接続ピン１１と、接続ピン１１が貫通する複数の貫通孔であって内面が絶縁層で覆われた貫通孔が穿孔された金属製の本体１２と、本体１２の上方に弾性部材を介して配置され接続ピン１１が貫通する複数の貫通孔が穿孔された金属製の保持板１３と、本体１２の底面に対向配置され半導体集積回路のアース端子以外の端子に接触する接続ピン１１と電気的に接触するランドを有するプリント基板１４と、本体１２とプリント基板１４の間に配置され半導体集積回路アース端子に接触する接続ピン１１および金属製本体１２の底面と電気的に接触する導体板で覆われプリント基板１４に接触する接続ピン１１が貫通する貫通孔が穿孔されたアース基板１５とを含む。
【００２７】
図２は本発明に係るＩＣソケット１のＺ−Ｚ断面図であって、保持板１３、本体１２、アース基板１５およびプリント基板１４が順に積層された構成を有する。
【００２８】
本体１２は、貫通孔内面に絶縁層を形成したアルミニウム製とすることが望ましい。
【００２９】
保持板１３は、弾性部材１６を介して本体１２の上面に配置されるが、上面および貫通孔内面に絶縁層を形成したアルミニウム製とすることが望ましい。また、保持板１３の貫通孔は４５度以上の大きい角度で上方に向かって拡径させることが望ましい。弾性部材１６としては導電性を有する弾性材であればよく、バネ、導電性ゴム等を使用することができる。
【００３０】
本体１２および保持板１３の絶縁層は、陽極酸化処理およびフッ素含浸処理によって形成することが望ましい。
【００３１】
本体１２の貫通孔の中には接続ピン１１（４本の接続ピン１１１，１１２，１１３および１１４が図示されている）が格納されている。なお、接続ピン１１１は断面図として図示されている。
【００３２】
即ち、接続ピン１１は、中空円筒の中間部１１ａと、中間部の両端に挿入される上部ピン１１ｂおよび下部ピン１１ｃ、ならびに中間部１１ａに格納され上部ピン１１ｂおよび下部ピン１１ｃを付勢するバネ１１ｄとから構成される。
【００３３】
上部ピン１１ｂの下端部は、中間部１１ａの上端に挿入され、上部ピン１１ｂの上端部は保持板１３の貫通孔の中を貫通するように配置されている。
【００３４】
下部ピン１１ｃの上端部は中間部１１ａの下端に挿入され、下部ピン１１ｃの下端部はアース基板１５の導体板１５１に接触するか、または、アース基板１５の貫通孔を貫通してプリント基板１４のランド１４１と接触する。
【００３５】
そして、本体１２は、接続ピン１１の格納および絶縁膜の形成が容易がとなるように、複数層の積層体構造とする。本実施形態においては、本体１２は、ＩＣを挿入するための凹部が形成された上部層１２１、中間層１２２および下部層１２３の３層構造としている。
【００３６】
図３は保持板１３の貫通孔内面を陽極酸化処理するための陽極酸化処理装置２の断面図であって、電解槽２０の中の電解液２１中に保持板１３を浸漬する。保持板１３の貫通孔にワイヤー電極２２を配置し、ワイヤー電極２２の上端部を導電体２３で、下端部を絶縁体２４で把持し、ワイヤー電極２２が保持板１３の貫通孔内面に接触しないように張力を加える。
【００３７】
この状態で、保持板１３を直流電源２５の正極に、導電体２３を直流電源２５の負極に接続すれば、保持板１３の貫通孔内面を均一に陽極酸化処理することが可能となる。
【００３８】
本体１２の貫通孔も同一方法で陽極酸化処理できるが、本実施例のように、本体を上部層１２１、中間層１２２および下部層１２３の３層構造とすることにより、装置を大規模化することなく貫通孔内面を均一に陽極酸化処理することが容易となる。
【００３９】
接続ピン１１が接触するプリント基板１４のランドは、プリント基板１４を貫通するスルーホールに挿入される中空リベットで構成することが、接触抵抗の軽減および接触圧によるランドの摩耗防止の観点から望ましい。
【００４０】
プリント基板１４は多層プリント基板であり、中空リベットはプリント基板１４の内部に形成されている導体パターンと接続する。
【００４１】
以下に本発明に係るＩＣソケットの動作について、図４の本発明に係るソケット１にＩＣ１０を装着したときの断面図を参照しつつ、説明する。
【００４２】
まず、ＩＣ１０を、端子側を保持板１３に向けて保持板１３の上に搭載し、ＩＣ１０を適宜の方法により押下する。
【００４３】
すると、保持板１３の貫通孔は上方に向かって拡径しているため、ＩＣ１０の半田端子は斜面に沿って貫通孔内に導入される。これにより、半田端子１０１と接続ピン１１とを正確に対向させることが可能となる。
【００４４】
ＩＣ１０の押下により弾性部材１６が圧縮され、ＩＣ１０および保持板１３が降下し、ＩＣ１０の端子と接続ピン１１の上部ピン１１ｂの上端とが接触する。
【００４５】
下部ピン１１ｃはバネ１１ｄにより下方に付勢されて、アース基板１５の導体板あるいはプリント基板１４のランドと接触する。
【００４６】
さらに、プリント基板１４の底面から、プリント基板１４の中空リベット、アース基板１５、本体１２および保持板１３の貫通孔を介して負圧を供給して、ＩＣ１０の底面をソケット１に吸着することにより、ＩＣ１０と接続ピン１１および接続ピン１１とアース基板１５またはプリント基板１４との接触を一層確実なものとすることもできる。
【００４７】
また、保持板１３および本体１２は金属製であり、ＩＣ１０および接続ピン１１との対向面には絶縁膜が形成されているため、本発明に係るソケットは接続ピン１１が絶縁膜を介して導体で囲まれる同軸ケーブル構造となり、超高速で動作するＩＣに適用した場合であっても接続ピン１１を伝搬する信号の損失を低減することが可能となる。
【００４８】
さらに、本体１２の底面は直接アース基板１５の導電板と接触しているので、導電板をプリント基板１４のアースラインと１点あるいは複数点で接続することにより、ＩＣソケット内部のアース電位差を最小にすることも可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上のように、本発明に係る半導体集積回路用ソケットは、ＩＣの端子とプリント基板とを確実に接続できるだけでなく、ソケット内部での信号の損失を低減できるという効果を有し、半導体集積回路の試験装置用として有効である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態の半導体集積回路ソケットの分解斜視図
【図２】本発明の実施形態の半導体集積回路ソケットの断面図（半導体集積回路非搭載時）
【図３】陽極酸化処理装置の断面図
【図４】本発明の実施形態の半導体集積回路ソケットの断面図（半導体集積回路搭載時）
【図５】ＢＧＡパッケージの斜視図
【符号の説明】
【００５１】
１...ＩＣソケット
１１，１１１，１１２，１１３，１１４...接続ピン
１２...本体
１２１...上部層
１２２...中間層
１２３...下部層
１３...保持板
１４...プリント基板
１５...アース基板
１６...弾性部材
【図１】
0004611367.tif 000002
【図２】
0004611367.tif 000003
【図３】
0004611367.tif 000004
【図４】
0004611367.tif 000005
【図５】
0004611367.tif 000006