JP2009031111A - 半導体集積装置ソケットモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】半田ボールを再実装することなく、短時間に不具合解析をすることができる半導体集積装置ソケットモジュールを提供する。
【解決手段】半導体集積装置１２の端子１２０に残存する残り半田１３と電気的に接続させるためのポゴピン２を配設した半導体集積装置ソケットモジュール１において、ポゴピン２に熱を加える加熱機構を具備し、加熱機構は、熱膨張率が異なる２つの金属９ａ・９ｂが接合されたバイメタル構造の熱伝導部材４と、熱伝導部材４を取り付けたヒートプレート３ａ（又は３ｂ）と、を備え、ポゴピン２は、ヒートプレート３ａ（又は３ｂ）を貫通し、熱伝導部材４を介してヒートプレート３ａ（又は３ｂ）から熱を加えられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体集積装置ソケットモジュールに関し、半導体集積装置の迅速な解析に好適な半導体集積装置ソケットモジュールに関するものである。

従来の半導体集積装置ソケットを図８ないし図１０に基づいて説明すると以下の通りである。すなわち、図８は、従来の一般的なチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）の解析に用いるソケットの要部構成の断面図を示す。図９は、従来の一般的なＣＳＰの側面図および裏面図の一例を示す。図１０は、製品基板から取り外した半導体集積装置の端子に残存した残り半田の一例を示す。

図８および図９に基づいて、従来の半導体集積装置に用いるソケット２２を説明する。従来のソケット２２には、両主面に対して垂直に貫通した穴１６ａがマトリックス状に配置されており、穴１６ａには略ピン状のポゴピン１８が貫通している。そして、ポゴピン１８は、ソケット２２の両主面から露出している。なお、ポゴピンは、一般的に、半導体集積装置の機能を検査する際に電極として用いられる。

図８に示すように、ソケット２２の上側主面は、バネなどの係合物２３を介して台座１７の下面と接続している。その台座１７の上側主面にはＣＳＰ１４が載置される。図９に示すように、ＣＳＰ１４の裏面には半球状の半田ボール１５がマトリックス状に取り付けられている。台座１７には、図８で示すように、半田ボール１５と同じレイアウトに並んだ穴１６ｂが形成されており、その穴１６ｂは、台座１７の両主面に対して垂直に貫通している。半田ボール１５は、それぞれが穴１６ｂに収納されている。そして、ポゴピン１８は、その先端部が半田ボール１５と接触するように配置されている。つまり、穴１６ａ・１６ｂは、向かい合った台座１７およびソケット２２の同じ位置に形成されており、ポゴピン１８は、穴１６ａを貫通し、さらに穴１６ｂの内部を通って半田ボール１５と接触するように配設されている。

このように構成されたソケット２２の動作を図８に基づいて説明する。

ポゴピン１８は、ソケット２２に形成された穴１６ａを貫通し、さらに台座１７に形成された穴１６ｂの内部を通って半田ボール１５と接触するように配設されている。さらに、台座１７に載置されたＣＳＰ１４の裏面には、半田ボール１５が、台座１７に形成された穴１６ｂと同じレイアウトで並んでいる。この状態において、ＣＳＰ１４をソケット２２に向かって押し付けると、ＣＳＰ１４、およびＣＳＰ１４を載置する台座１７が下方に下がり、半田ボール１５がポゴピン１８と接触する。その結果、ポゴピン１８と半田ボール１５が電気的に接続し、ポゴピン１８を介してＣＳＰ１４を解析することができる。なお、ポゴピン１８と半田ボール１５が穴１６ｂに納まることにより、ソケット２２に対するＣＳＰ１４の位置決めが同時に行われている。

近年、半導体集積装置は、製品への搭載面積を小さくするために、図８に示すようなチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）１４が主流となっている。製品へ実装する場合は半田ボール１５を加熱し、基板に溶着させる。製品に実装されたＣＳＰ１４に不具合が発生した場合、ＣＳＰ１４を製品基板から取り外し、解析する必要がある。ＣＳＰ１４を取り外すには、基板と半田ボール１５の溶着部分を加熱し、再度半田ボール１５を溶かさなければならない。取り外したＣＳＰ１４の半田ボール１５は、いちど基板に実装したために原形をとどめておらず、そのままでは図８のようにソケット２２に挿入して解析するのが難しい。それを図１０に基づいて説明する。図１０は、製品基板から取り外した半導体集積装置２１の端子１９に残存する残り半田２０の例を示す。再加熱して製品基板を取り外した後の半導体集積装置２１に残存する残り半田２０の形状は、図１０に示すように、端子１９ごとに異なっている。このような残り半田２０に対しすべてのポゴピン１８を接触させるのは極めて困難である。従って、このままでは、ポゴピン１８を介して半導体集積装置２１を解析することができない。

その対応策として、新たな半田ボール１５を半導体集積装置２１に実装することにより、半導体集積装置２１の解析が行われていた。この実装作業には専用の装置が必要であり、また、新たな半田ボール１５を搭載するために半導体集積装置２１の端子１９に残存する残り半田２０の除去やクリーニングといった作業も必要となり、時間もかかっていた。特に近年の半導体集積装置は端子数も多くなり、上記の作業に必要な時間も長くなっている。車載用途の半導体集積装置などは、ユーザーから高品質が求められているため、不具合発生報告時点から原因解析結果の回答期限が定められており、迅速な解析が必要である。従って、半田ボール１５を半導体集積装置２１に再実装するために時間をかけることはできない。

この問題を解決するために、特許文献１は、半導体集積装置２１に半田ボール１５を再実装することなく、半導体集積装置２１の解析が可能なソケットを提案している。半導体集積装置は、半田ボールの配置が同じであっても、その外形サイズがメーカごと及び製造バージョンごとに異なっており、そのため外形サイズが異なる半導体集積装置ごとにソケットを準備する必要があった。このため、単純に半導体集積装置の外周側面を基準に位置決めするソケットでは、新たな外形サイズの半導体集積装置に生じた不具合品解析を行うたびにソケットを製作しなければならず、半導体集積装置の不具合品解析を迅速、かつ廉価なコストで行うことができないという問題が残されていた。

そこで、特許文献１は、取り外した半導体集積装置２１の端子１９に残存する残り半田２０をある程度均一に均したうえで、ソケット２２に設けられた側部固定部により半導体集積装置２１の外周側面部を固定し位置決めしている。その状態でポゴピン１８と端子１９とを接触させ、半田ボール１５を再実装することなく半導体集積装置２１の解析を可能にしている。あるいは、半田ボール１５がない場合にも、電子部品の外周側面を基準として電子部品の位置決めを行っている。さらに、外形サイズが異なる電子部品に対しては、ソケット２２に設けられた側部固定部の位置決め調整により、半導体集積装置２１の外周側面部の位置決めをすることが可能な電子部品用のソケット２２を提供している。
特開２０００−２３５０６０号公報（平成１２年８月２９日（２０００．８．２９）公開）

しかしながら、不具合等が発生した半導体集積装置２１を解析する場合、製品基板に実装するために溶着した半田を再度加熱し、半田を溶融させたうえで半導体集積装置２１を取り外さなければならず、これにより、図１０に示すように、取り外された半導体集積装置２１の端子１９には残り半田２０が残存した。この残り半田２０は、残存量が端子１９ごとに異なり、その表面には様々な凹凸があり均一ではなかった。このような半導体集積装置２１の端子１９に、特許文献１が示す方法により通常のポゴピン１８を接触させようとしても、様々な形状をした残り半田２０が接触の邪魔をし、すべてのポゴピン１８が良好な接触を得ることができないという問題があった。特許文献１では、残り半田２０を接触の問題がない程度に均しているが、そのため半田ボール１５を再度搭載する時に行った、半導体集積装置２１の端子１９の残り半田２０の除去やクリーニングといった作業が必要となり、時間もかかるという問題があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、製品に実装された半導体集積装置に不具合が発生した場合でも、製品基板から取り外した半導体集積装置に半田ボールを再実装する必要がなく、不具合解析に費やす時間を短縮することができる半導体集積装置ソケットモジュールを実現することにある。

本発明に係わる半導体集積装置ソケットモジュールは、半導体集積装置の端子に残存する残り半田と電気的に接続させるためのポゴピンを配設した半導体集積装置ソケットモジュールにおいて、前記ポゴピンに熱を加える加熱機構を具備し、前記加熱機構は、熱膨張率が異なる２つの金属が接合されたバイメタル構造の熱伝導部材と、前記熱伝導部材を取り付けたヒートプレートと、を備え、前記ポゴピンは、前記ヒートプレートを貫通し、前記熱伝導部材を介して前記ヒートプレートから熱を加えられることを特徴としている。

前記の構成によれば、前記半導体集積装置ソケットモジュールに配設された前記ポゴピンに熱が加わることにより、前記半導体集積装置の端子に残存する残り半田に前記ポゴピンの熱が伝わり、その熱によって前記残り半田が溶融し、その結果、前記残り半田と前記ポゴピンとが電気的に接続し、前記半導体集積装置の解析を行うことができる。また、前記ヒートプレートの熱が、前記熱伝導部材を介して前記ポゴピンに伝わるため、前記ヒートプレートと絶縁した状態で前記ポゴピンを加熱することができ、前記ポゴピン同士の接触を回避することによって前記ポゴピン同士がショートすることもない。さらに、前記熱伝導部材が前記ポゴピンと接触し、あるいは離れることによって、前記ポゴピンへの伝熱を制御することができる。

本発明に係わる半導体集積装置ソケットモジュールでは、前記ヒートプレートは、電気もしくは発熱体によって加熱される端子を有し、前記端子に加えられた熱が前記熱伝導部材に伝わることが好ましい。

前記ヒートプレートが、電気あるいは発熱体によって加熱されることにより、その熱を前記ポゴピンに加えることができる。

本発明に係わる半導体集積装置ソケットモジュールでは、前記ヒートプレートは、前記ポゴピンが貫通する穴の周囲および内壁が絶縁材料で覆われていることが好ましい。

前記ヒートプレートに形成された穴の周囲および内壁が絶縁材料で覆われていることにより、前記ポゴピンが前記穴の周囲および内壁に接触した場合にも、前記ヒートプレート及び前記ポゴピンは互いに絶縁を保つことができる。

本発明に係わる半導体集積装置ソケットモジュールでは、前記熱伝導部材は、加熱されると前記ポゴピンと接触し、冷却されると前記ポゴピンから離れることが好ましい。

前記熱伝導部材がバイメタル構造を有することにより、前記熱伝導部材を加熱することにより前記熱伝導部材と前記ポゴピンとを接触させることができ、前記熱伝導部材を冷却することにより前記熱伝導部材と前記ポゴピンとを離すことができ、このようにして前記ポゴピンへの熱伝達を制御することができる。

本発明に係わる半導体集積装置ソケットモジュールでは、前記ポゴピンは、先端部に半田メッキが施されていることが好ましい。

前記ポゴピンの先端部に半田メッキが施されていることにより、前記ポゴピンの先端部の半田メッキと、形状および量が不均一な前記半導体集積装置の端子に残存する残り半田、あるいは前記半導体集積装置の端子との接触の機会が増え、前記ポゴピンの先端部の半田メッキが溶融することにより、前記ポゴピンと前記半導体集積装置の端子に残存する残り半田との溶着が容易になる。

本発明に係わる半導体集積装置ソケットモジュールでは、前記ポゴピンの先端部は、溶融した半田が流れ込む開口あるいは溝を有することが好ましい。

前記ポゴピンの先端部が、溶融した半田が流れ込む開口あるいは溝を有することにより、半導体集積装置の端子に残存する残り半田量が多い場合に、溶融した半田が開口あるいは溝の中に流れ込み、それにより隣の端子あるいはポゴピンとショートするのを防ぐことができる。

本発明に係わる半導体集積装置ソケットモジュールでは、前記半導体集積装置ソケットモジュールは、前記ポゴピンを加熱した状態において、前記半導体集積装置を下方に下げ、あるいは上方に引き上げることによって、前記ポゴピンと前記半導体集積装置の端子に残存する残り半田とが溶着あるいは離れることが好ましい。

前記ポゴピンを加熱した状態において、前記ポゴピンと前記半導体集積装置の端子に残存する半田ボールとが溶着あるいは離れる位置まで前記半導体集積装置を下方に下げ、あるいは引き離すことによって、前記半導体集積装置を前記半導体集積装置ソケットモジュールに挿入し、前記ポゴピンと前記半導体集積装置の端子に残存する半田ボールとを溶着させることができ、また、前記半導体集積装置を前記半導体集積装置ソケットモジュールから取り外す場合に、再度前記ヒートプレートを加熱して溶着した半田を再溶融し、前記ポゴピンと前記半導体集積装置の端子とを引き離すことによって、前記ポゴピンを取り外すことができる。

本発明に係る半導体集積装置ソケットモジュールは、以上のように、半導体集積装置の端子に残存する残り半田と電気的に接続させるためのポゴピンを配設した半導体集積装置ソケットモジュールにおいて、前記ポゴピンに熱を加える加熱機構を具備し、前記加熱機構は、熱膨張率が異なる２つの金属が接合されたバイメタル構造の熱伝導部材と、前記熱伝導部材を取り付けたヒートプレートと、を備え、前記ヒートプレートを貫通し、半導体集積装置の端子に残存する残り半田と電気的に接続するために配設されたポゴピンは、前記熱伝導部材を介して前記ヒートプレートから熱を加えられるため、製品に実装された前記半導体集積装置に不具合が発生した場合でも、製品基板から取り外した前記半導体集積装置に半田ボールを再実装する必要がなく、不具合解析に費やす時間を短縮することが可能となるという効果を奏する。

本実施の形態に係る半導体集積装置ソケットモジュールについて、図１ないし図７に基づいて説明すると以下の通りである。

すなわち、図１は、本実施の形態である半導体集積装置ソケットモジュール１の要部構成の断面図を示す。半導体集積装置ソケットモジュール１は、板状の熱伝導部材４と板状のヒートプレート３ａを備え、略ピン状のポゴピン２がヒートプレート３ａを貫通している。ポゴピン２の先端部には、図５に示すように、半田メッキ１０が一様に施されている。

図１および図２に基づいて、さらに半導体集積装置ソケットモジュール１を説明する。ヒートプレート３ａは、図２の右側端面に電気を流す端子５ａを二つ設けている。端子５ａは、端面に対して垂直に取り付けられている。また、ヒートプレート３ａには、両主面に対して垂直に貫通した穴６が形成され、穴６の近傍には、それぞれ熱伝導部材４が取り付けられている。ポゴピン２は、ヒートプレート３ａに形成された穴６を貫通し、ヒートプレート３ａの両主面から露出している。

半導体集積装置１２は所定の位置に端子１２０を有し、端子１２０には、半導体集積装置１２を基板から取り外した時に残存する残り半田１３が付着している。その半導体集積装置１２は台座１１０上に載置されている。台座１１０は、半導体集積装置１２の端子１２０と同じレイアウトに並んだ穴１００を有しており、穴１００は、台座１１０の両主面に対して垂直に貫通している。そして、ポゴピン２は、先端部に施された半田メッキ１０が各端子１２０に残存する残り半田１３と接触する位置に配設されている。つまり、ポゴピン２は、台座１１０に形成された穴１００およびヒートプレート３ａに形成された穴６を貫通して、半導体集積装置１２の端子１２０に残存する残り半田１３と接触するように配設されている。従って、図１に示すように、ポゴピン２は、台座１１０の上側主面から突出し、半導体集積装置１２の端子１２０に残存する残り半田１３と接触する。

次に、図２に基づきヒートプレート３ａの構成を説明する。図２は、図１のヒートプレート３ａの上面図を表す。ヒートプレート３ａは距形に形成されている。その主面には、穴６がマトリックス状に配置されている。穴６は、その周囲および内壁が耐熱性の樹脂あるいはセラミックなどの絶縁材料７で覆われている。ヒートプレート３ａは電気を流す端子５ａを端面に有し、端子５ａに通電することによりヒートプレート３ａが加熱される構造となっている。

図３は、他のヒートプレートの構成を示す。ヒートプレート３ａは電気によって加熱したが、図３に示すヒートプレート３ｂは、電気を使用せずに加熱する構造となっている。ヒートプレート３ｂには、例えば半田ごてのような発熱体８を接触させるための直方形状の端子５ｂを図面右側の端面に有し、発熱体８を端子５ｂに接触させることによりヒートプレート３ｂが加熱する構造となっている。ヒートプレート３ｂの他の構成は、図２を参照して前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付しているため、これらの構成要素の詳細な説明は省略する。

図４（ａ）および（ｂ）は、ヒートプレート３ａ（又は３ｂ）に設けられた熱伝導部材４の模式図である。ヒートプレート３ａ（又は３ｂ）は、マトリックス状に配置された穴６の近傍にそれぞれ熱伝導部材４を有する。熱伝導部材４は、熱膨張率の大きい金属９ａと熱膨張率が金属９ａよりも小さい金属９ｂが接合したバイメタル構造で形成されている。熱伝導部材４は、ポゴピン２に近い側に熱膨張率の低い金属９ｂを、遠い側に熱膨張率の高い金属９ａを配置している。そして、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、熱伝導部材４は、その長手方向の一方の端面がヒートプレート３ａ（又は３ｂ）に固定されている。もう一方の端面は、熱伝導部材４が加熱されると、バイメタルを構成する金属９ａ・９ｂが励起する屈曲変位によって、熱伝導部材４がポゴピン２に接触する位置に位置決めされている。

図５はポゴピン２の先端部を示すが、その他の先端部の例を、図６（ａ）〜（ｃ）に示す。図６（ａ）は、ポゴピン２の先端部をカップ形状１１ａにした例である。図示するように、ポゴピン２の先端部がカップ形状になっており、その先端部の端面３０は環状に形成されている。環状に形成された端面３０には半田メッキが施されている。そして、カップ形状によって形成された開口が半導体集積装置１２の端子１２０に対して向いている。また、カップ形状に形成されたポゴピン２の先端部の内壁３１には溝３２が刻設されている。図６（ｂ）は、カップ形状１１ａを有するポゴピン２の先端部の斜視図である。楔状の溝３２が内壁３１に三箇所刻設されている。溝３２は、それぞれ、端面３０から内壁３１に沿って、上方から下方に向かって刻設されている。図６（ｃ）は、ポゴピン２の先端部が溝１１ｃを有する例である。図中の太線で示す箇所が溝１１ｃに該当し、直方体形状に形成されたポゴピン２の先端部の主面に、中心点を合わせた大小二つの相似形の長方形を描き、所定の深さを有する溝をその重なり合わない領域に刻設している。これらは、後述する用途に応じて使い分けることができる。

図７は、半導体集積装置ソケットモジュール１と半導体集積装置１２との接触を表す模式図である。図７（ａ）は、半導体集積装置１２が半導体集積装置ソケットモジュール１に挿入された直後の状態を示す。図７（ｂ）は、ヒートプレート３ａを加熱した状態を示す。図７（ｃ）は、ヒートプレート３ａが冷却された状態を示す。

図７（ａ）では、ヒートプレート３ａはまだ加熱されておらず、ポゴピン２の先端の半田メッキ１０と、半導体集積装置１２の端子１２０に残存する残り半田１３とは溶着していない。図７（ｂ）は、ヒートプレート３ａを加熱すると、後述する動作によって熱伝導部材４とポゴピン２とが接触し、その接触によってポゴピン２に熱が伝わり、半導体集積装置１２を下方（ヒートプレート３ａ側）に押し付けることによって、ポゴピン２の先端の半田メッキ１０と半導体集積装置１２の端子１２０に残存する残り半田１３とが接触および溶着し、それにより、ポゴピン２と端子１２０が電気的に接触した状態を示す。図７（ｃ）は、ヒートプレート３ａが、加熱された後に冷却した状態を表す。後述する動作により熱伝導部材４はポゴピン２から離れるものの、ポゴピン２の先端部は半導体集積装置１２の端子１２０と溶着した状態にあり、ポゴピン２と端子１２０の電気的接触は保たれている。

上記構成において、半導体集積装置ソケットモジュール１の動作を、図４（ａ）および（ｂ）、および図７（ａ）ないし（ｃ）に基づいて説明すると、以下の通りである。

図４（ａ）および（ｂ）は、熱伝導部材４の模式図を表す。図４（ａ）は、常温状態における熱伝導部材４の状態を示す。図４（ｂ）は、加熱状態における熱伝導部材４の状態を示す。つまり、図４（ａ）は、ヒートプレート３ａ（又は３ｂ）が加熱されていない状態、あるいは加熱後に冷却された状態を示しており、このとき熱伝導部材４とポゴピン２とは接触していない。一方、図４（ｂ）は、ヒートプレート３ａ（又は３ｂ）が加熱され、前記説明したように、バイメタル構造である熱伝導部材４がポゴピン２に向かって屈曲し、ポゴピン２と熱伝導部材４とが接触した状態を表している。

より具体的に、図７（ａ）ないし（ｃ）に基づいて、ポゴピン２の先端部にある半田メッキ１０と半導体集積装置１２の端子１２０に残存する残り半田１３とが溶着する動作を説明する。

まず、図７（ａ）は、半導体集積装置１２が半導体集積装置ソケットモジュール１に挿入された直後の状態を示す。この状態では、まだヒートプレート３ａは加熱されておらず、熱伝導部材４は、そのバイメタル構造による屈曲が励起されていない。

次に、図７（ｂ）に基づいて、熱伝導部材４とポゴピン２とが接触する動作を説明する。図７（ｂ）は、ヒートプレート３ａを加熱した状態を示す。つまり、端子５ａに通電してヒートプレート３ａを加熱すると、その熱が熱伝導部材４に加わる。そして、前記説明したように、バイメタル構造である熱伝導部材４はポゴピン２に向かって屈曲し、そのままポゴピン２と接触する。このように、ヒートプレート３ａの端子５ａに加えられた熱が熱伝導部材４を介してポゴピン２に伝わる加熱構造となっている。そして、ポゴピン２に加わった熱は、ポゴピン２の先端部にある半田メッキ１０に伝わり、その熱によって半田メッキ１０が溶融する。そして、半田メッキ１０と半導体集積装置１２の端子１２０に残存する残り半田１３とが互いに接触することにより、半田メッキ１０の溶融熱が残り半田１３に伝達し、残り半田１３も徐々に溶融してゆく。このようにして、半田メッキ１０と残り半田１３が溶着する。

次に、図７（ｃ）に基づいて、ヒートプレート３ａの加熱後の動作を説明する。図７（ｃ）は、ヒートプレート３ａが冷却された状態を示す。ヒートプレート３ａに対する加熱が終わると、熱伝導部材４は徐々に冷却してゆく。その結果、ポゴピン２と接触していた熱伝導部材４は、そのバイメタル構造により、加熱時に屈曲した方向とは逆の方向、つまりポゴピン２から遠ざかる方向に変位する。熱伝導部材４とポゴピン２が離れると、ポゴピン２への伝熱が終了する。しかし、前記説明したとおり、すでに半田メッキ１０と残り半田１３は互いに溶着しているため、ポゴピン２と熱伝導部材４が離れた後も、半田メッキ１０と残り半田１３は接触状態を保ち、電気的にも接続された状態を保っている。

このように、すべてのポゴピン２は、ヒートプレート３ａ（又は３ｂ）を加熱することによって熱伝導部材４を介して加熱され、その結果、図７（ｂ）に示すように、加熱されたポゴピン２の先端部にある半田メッキ１０が半導体集積装置１２の端子１２０の残り半田１３と溶着する。そして、ヒートプレート３ａ（又は３ｂ）の加熱後も、半田メッキ１０と残り半田１３とは電気的に接続された状態を保っている。

上記構成において、半導体集積装置ソケットモジュール１の効果を、図２ないし図７に基づき説明すると、以下の通りである。

図２および図３で示すように、ヒートプレート３ａ（又は３ｂ）に形成された穴６は、ヒートプレート３ａ（又は３ｂ）とポゴピン２が接触してもショートしないように、その周囲および内壁が耐熱性の樹脂あるいはセラミックなどの絶縁材料７で覆われている。また、ポゴピン２の移動を容易にするために、ヒートプレート３ａ（又は３ｂ）とポゴピン２との間には隙間があけられている。つまり、ポゴピン２は、直接ヒートプレート３ａ（又は３ｂ）から熱を加えられることはなく、熱伝導部材４を介して熱を加えられる。ヒートプレート３ａ（又は３ｂ）の熱が熱伝導部材４を介してポゴピン２に伝わるため、ヒートプレート３ａ（又は３ｂ）から絶縁された状態でポゴピン２を加熱することができる。加熱後は、熱伝導部材４がポゴピン２から離れる。ポゴピン２は互いに接触することがないよう配設されているため、ポゴピン同士の接触によるショートは発生しない。

なお、図４（ａ）・（ｂ）では、熱伝導部材４は穴６の近傍に１箇所設けられているが、ポゴピン２を挟むように２箇所、あるいはポゴピン２を囲うように４箇所取り付けるなど、複数個の熱伝導部材４を配設することもできる。これによりポゴピン２および半田メッキ１０の加熱に要する時間を短縮することができる。また、熱伝導部材４は、略ピン状のポゴピン２との接触面積を増やすため、ポゴピン２との接触面を半円柱状の窪み状にしてもよい。あるいは接触面の厚みを十分にとっても良い。このように熱伝導部材４の形状をポゴピン２と接触しやすいように加工することにより、あるいはポゴピン２との接触面積を増やすことにより、ポゴピン２および半田メッキ１０を加熱するのに要する時間を短縮することもできる。

図５で示すように、ポゴピン２の先端部は半田メッキ１０が施されている。ポゴピン２が加熱されると半田メッキ１０と半導体集積装置１２の端子１２０の残り半田１３とが溶着するため、半田メッキ１０と残り半田１３は電気的に接続する。上記説明したように、残り半田１３の形状と残存量は、端子１２０ごとに異なっている。従って、ポゴピン２の先端部に半田メッキ１０を施すことにより、半田メッキ１０が施されていない場合に比べ、残り半田１３とポゴピン２の溶着はより容易になる。

図６（ａ）〜（ｃ）は、ポゴピン先端部の形状例を示している。残り半田１３の残存量が多い場合、溶融した半田が広がってしまい、隣の端子あるいは隣のポゴピンとショートを起こす可能性がある。従って、ポゴピン２の先端部を、溶融した半田が広がらない形状にすることによって、広がった半田によるショートを回避することができる。

図６（ａ）は、ポゴピン２の先端部をカップ形状１１ａにした例である。溶融した半田はカップ形状の開口の内部へ流れ込むため、隣の端子あるいは隣のポゴピンとショートを起こすことがない。図６（ｂ）は、カップ形状１１ａを有するポゴピン２の先端部の斜視図である。半導体集積装置１２の端子１２０に残存する残り半田１３の量が多い場合、ポゴピン２の先端部を残り半田１３に近づけると、ポゴピン２の先端部に施された半田メッキ１０と残り半田１３の距離（クリアランス）は非常に小さくなり、ついに両者は接触する。そのような状態において、ポゴピン２の熱が、半田メッキ１０を介して残り半田１３に伝わり、半田メッキ１０及び残り半田１３が溶融する。残り半田１３の残存量が多い場合には、溶融した半田が、カップ形状１１ａを有するポゴピン２の先端部の端面３０を伝ってカップ形状の開口の外側に流れ出すことがある。しかしながら、溝３２が端面３０から内壁３１に沿って刻設されていると、溶融した半田が溝３２の中に流れ込み、開口の外側に流れ出すのを防ぐ役割を果たす。それによって、溶融した半田が隣の端子あるいは隣のポゴピンに広がるのを防ぐことができる。図６（ｃ）は、平らなポゴピン２の先端面に溝１１ｃを設けた例である。溝１１ｃの内側に半田メッキを施すと、溶着時に広がった半田は溝１１ｃの中に流れ込み、隣の端子あるいは隣のポゴピンまで広がっていくことはない。その他、ポゴピン２の先端形状が、半田が広がることを防ぐ形状であれば、先端部の形状は図６（ａ）〜（ｃ）に限定されることはない。また、図６（ａ）・（ｂ）では、楔状の溝３２が内壁３１に三箇所刻設されているが、溝の数は特に限定されない。

図７は、本実施の形態における半導体集積装置ソケットモジュール１と半導体集積装置１２の接触例を示している。図７（ｃ）は、ヒートプレート３ａが冷却された状態を表している。熱伝導部材４はポゴピン２から離れているが、上記説明したように、ポゴピン２の先端部が半導体集積装置１２の端子１２０と溶着した状態にあり、電気的接触は保たれている。ヒートプレート３ａとポゴピン２は絶縁され、熱伝導部材４もポゴピン２から離れており、またポゴピン同士が接触によるショートを起こすこともない。この状態において半導体集積装置１２の電気的試験等の解析が可能となる。半導体集積装置１２を半導体集積装置ソケットモジュール１から取り外す場合は、再度ヒートプレート３ａを加熱し、図７（ｂ）の状態にすると半田が溶融するため、半導体集積装置１２を上方に引き上げてポゴピン２を取り外すことができる。

本発明は、半導体集積装置ソケットモジュールに関し、半導体集積装置の迅速な解析に好適な半導体集積装置ソケットモジュールに適用することができる。

本発明の実施の形態を示すものであり、半導体集積装置ソケットモジュールの要部構成を示す断面図である。 上記半導体集積装置ソケットモジュールにおけるヒートプレートの構成を示す上面図である。 上記半導体集積装置ソケットモジュールにおける他のヒートプレートの構成を示す上面図である。 上記半導体集積装置ソケットモジュールにおける熱伝導部材の模式図であり、（ａ）は、常温状態における熱伝導部材の状態を、（ｂ）は、加熱状態における熱伝導部材の状態を説明する図である。 ポゴピンの先端部の断面図である。 （ａ）は、カップ形状を有したポゴピンの先端部を示す模式図であり、（ｂ）は、カップ形状を有するポゴピンの先端部の斜視図であり、（ｃ）は、先端部表面に溝を有したポゴピンの先端部を示す模式図である。 ソケットと半導体集積装置との接触例を表す模式図であり、（ａ）は、半導体集積装置がソケットに挿入された直後の状態を、（ｂ）は、ヒートプレートを加熱した状態を、（ｃ）は、ヒートプレートが冷却された状態を説明する模式図である。 従来の、一般的なＣＳＰの解析に用いるソケットの要部構成を示す断面図である。 従来の、一般的なＣＳＰの側面図および裏面図である。 製品基板から取り外した半導体集積装置の端子に残存した残り半田の一例である。

符号の説明

１ 半導体集積装置ソケットモジュール
２、１８ ポゴピン
３ａ、３ｂ ヒートプレート（加熱機構）
４ 熱伝導部材（加熱機構）
５ａ、５ｂ ヒートプレートに設けられた端子（加熱機構）
６ ヒートプレートに形成された穴
７ 絶縁材料（加熱機構）
８ 発熱体
９ａ 熱膨張率の大きい金属（加熱機構）
９ｂ 熱膨張率の小さい金属（加熱機構）
１０ 半田メッキ
１１ａ、１１ｃ ポゴピンの先端部の形状
１２、２１ 半導体集積装置
１３、２０ 残り半田
１４ ＣＳＰ（半導体集積装置）
１５ 半田ボール
１６ａ ソケットに形成された穴
１６ｂ、１００ 台座に形成された穴
１７、１１０ 台座
１９、１２０ 半導体集積装置の端子
２２ ソケット
２３ 係合物
３０ 端面
３１ 内壁
３２ 溝

Claims (7)

1. 半導体集積装置の端子に残存する残り半田と電気的に接続させるためのポゴピンを配設した半導体集積装置ソケットモジュールにおいて、
   前記ポゴピンに熱を加える加熱機構を具備し、
   前記加熱機構は、
   熱膨張率が異なる２つの金属が接合されたバイメタル構造の熱伝導部材と、
   前記熱伝導部材を取り付けたヒートプレートと、を備え、
   前記ポゴピンは、前記ヒートプレートを貫通し、前記熱伝導部材を介して前記ヒートプレートから熱を加えられることを特徴とする半導体集積装置ソケットモジュール。
2. 前記ヒートプレートは、電気もしくは発熱体によって加熱される端子を有し、前記端子に加えられた熱が前記熱伝導部材に伝わることを特徴とする請求項１に記載の半導体集積装置ソケットモジュール。
3. 前記ヒートプレートは、前記ポゴピンが貫通する穴の周囲および内壁が絶縁材料で覆われていることを特徴とする請求項１に記載の半導体集積装置ソケットモジュール。
4. 前記熱伝導部材は、加熱されると前記ポゴピンと接触し、冷却されると前記ポゴピンから離れることを特徴とする請求項１に記載の半導体集積装置ソケットモジュール。
5. 前記ポゴピンは、先端部に半田メッキが施されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体集積装置ソケットモジュール。
6. 前記ポゴピンの先端部は、溶融した半田が流れ込む開口あるいは溝を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体集積装置ソケットモジュール。
7. 前記半導体集積装置ソケットモジュールは、前記ポゴピンを加熱した状態において、前記半導体集積装置を下方に下げ、あるいは上方に引き上げることによって、前記ポゴピンと前記半導体集積装置の端子に残存する残り半田とが溶着あるいは離れることを特徴とする請求項１に記載の半導体集積装置ソケットモジュール。

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