JP2012098219A - 半導体装置用ソケット - Google Patents

Abstract

【課題】半導体装置の電極密度が高密度化された場合であっても、コンタクト端子の配列における狭ピッチ化に容易に対応しインピーダンス整合を図ることができ、しかも、大幅な設計変更することなくコンタクト端子ごとの配置の変更も容易にできること。
【解決手段】信号ラインに対応した金属製アッパハウジング１０のセル１０ａｉにおいて、電気絶縁性を有するアダプタ２４の端部と電気絶縁性を有するロアハウジング１２の内面との間には、環状の空気層Ａｉが互いに同一の構成を有するコンタクト端子２０ａｉのスリーブ２０Ｓの周囲に形成され、また、接地ラインに対応したセル１０ａｉにおいては、コンタクト端子２０ａｉの接点部２０ＣＴ２がロアハウジング１２の透孔１２ａｉに挿入され、その接点部２０ＣＴ１がセル１０ａｉの内面に当接する導電性のカラー２２の小径孔２２ｂに挿入されるもの。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置用ソケットに関する。

電子機器などに実装される電子装置としての半導体装置において、一般に、実装される以前の段階でその潜在的欠陥を除去するための試験が半導体装置用ソケットを介してなされる。このような試験、または、実装に供される半導体装置用ソケットは、一般に、ＩＣソケットと称され、例えば、特許文献１にも示されるように、プリント配線基板（テストボード、または、実装基板）上に配される。

半導体装置用ソケットが、比較的高周波数帯域、例えば、１ＧＨｚ以上のＲＦ信号が伝送される伝送路内に設けられる場合、ＩＣソケットにおいて比較的高周波数帯域の信号の伝送性能を高めるためにインピーダンス整合を図るとともに、コンタクト端子の可動端子部における接点部とその半田付け固定端子部の基端部との間の長さをより短くしインダクタンスを減少させることにより、比較的高周波数帯域の信号の伝送性能が高められることが知られている。

また、ＩＣソケットにおいては、例えば、特許文献１における図９にも示されるように、互いに重ね合わされた第１基板および第２基板からなるホルダ基板と、第１基板および第２基板内の各開口部に収容される複数の接触子とを含んで構成されるものが提案されている。

斯かる構成においては、ホルダ基板は、表面処理が施された導電性材料で作られている。また、所謂、スプリングプローブ等からなる各信号用接触子が、例えば、被検査物としての半導体装置における所定の信号ラインに対応し、ホルダ基板においてその厚さ方向に貫通する各開口部に、絶縁性パイプ部材を介して個別に収容されている。これにより、各信号用接触子の外径を大きくすることができるので伝送信号の減衰が抑制されるとともに、高周波電気信号を伝送する信号ラインのインピーダンスが所定の値に調整されることとなる。その際、各信号用接触子が収容される各開口部に対し所定の間隔をもって隣接した位置には、半導体装置における所定の接地ラインおよび電源ラインに対応した各開口部が形成されている。各開口部内には、信号用接触子の最大直径よりも大なる最大直径を有するアース用接触子、および、信号用接触子の直径と同一の直径を有する給電用接触子が収容されている。

アース用接触子は、導電性パイプ部材を介して開口部内に収容されている。また、給電用接触子は、絶縁性パイプ部材を介して開口部内に収容されている。アース用接触子の最大直径は、上述したように、信号用接触子および給電用接触子の最大直径に比して大に設定されている。

さらに、特許文献１における図２および図８にも示されるように、互いに同一の直径を有する信号用接触子、アース用接触子、および、給電用接触子のみが各開口部に収容されるもの、あるいは、互いに同一の直径を有する信号用接触子、アース用接触子、および、給電用接触子が、それぞれ、インピーダンス補正部材を介して各開口部に収容されるものも提案されている。

インピーダンスが不整合となる場合がある第１基板および第２基板の厚さは、極力薄く製作されることが要望されるとともに、第１基板および第２基板の曲げ剛性の大きさは、半導体装置の電極部の電極数の増大に応じて接触子の数量が増大する場合、複数個の接触子の位置精度を低下させず、かつ、第１基板および第２基板が撓まないような値であることが要望される。

特開２００５−１５６５３０号公報

近年、半導体装置においては、半導体装置の電極部における電極間ピッチが狭小とされ、その電極部の高密度化の傾向がある。従って、半導体装置の電極部の高密度化に伴い、例えば、ＩＣソケットにおけるコンタクト端子の数量が約１０００本を越える場合がある。

このような場合、特許文献１に示されるように、互いに同一の直径を有する信号用接触子、アース用接触子、および、給電用接触子が、それぞれ、インピーダンス補正部材を介して各開口部に収容される場合、信号ライン、電源ライン、および、接地ラインすべてにおいて共通のインピーダンス補正部材が用いられているのでインピーダンス補正部材の材質に高い絶縁性と耐熱性が要される。即ち、その最適な材料選定において、制限が多くなる。また、アース用接触子の周囲は絶縁性の部材に取り囲まれているため、ホルダ基板を導電性部材とした場合でもホルダ基板とグランド導通させることができず、インピーダンスの調整が困難となる虞がある。

また、絶縁性を有する共通のインピーダンス補正部材の材料として一般的な樹脂材料およびセラミックス等が用いられた場合には、比誘電率が大きくなりインピーダンスの設定値を比較的大きくできない。さらに、電源ラインの電流容量を増大させるように、接触子の先端が通過するホルダ基板の孔径を比較的大に設定した場合もインピーダンスの設定値を比較的大きくできない。

仮に、上述のインピーダンスの設定値を大きくした場合、接触子の配置間隔をより狭くできないので半導体装置の電極部における高密度化に対応できないという問題を伴う。

さらに、半導体装置における信号ライン、電源ライン、および、接地ラインの設計変更に伴うＩＣソケットにおける信号用接触子、アース用接触子、および、給電用接触子の配置の変更が要求される場合、特許文献１に示されるような構成においては信号用接触子ごとの交換は困難なので対応できないという問題も伴う。

以上の問題点を考慮し、本発明は、半導体装置用ソケットであって、半導体装置の電極密度が高密度化された場合であっても、コンタクト端子の配列における狭ピッチ化に容易に対応しインピーダンス整合を図ることができ、しかも、大幅な設計変更することなくコンタクト端子ごとの配置の変更も容易に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。

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、構成が互いに同一とされるコンタクト端子が通過する開口端を有し、コンタクト端子が接続される半導体装置における少なくとも信号ラインおよび接地ラインに対応したコンタクト端子を個別に収容するコンタクト端子用セルを複数個有するコンタクト端子収容部を備える導電性材料製のアッパハウジングと、コンタクト端子用セルの開口端を覆うようにアッパハウジングに配され、コンタクト端子の一端が挿入される孔をコンタクト端子用セルに対応させて有する電気的絶縁性材料製のロアハウジングと、信号ラインに対応したコンタクト端子用セルにおけるコンタクト端子の周囲に形成される空気層と、接地ラインに対応したコンタクト端子用セルにおける前記コンタクト端子の外面とコンタクト端子用セルの内面との間に内面に当接するように配される導電性のカラー部材と、を備え、信号ラインに対応したコンタクト端子用セルにおけるインピーダンスが、空気層の容積に応じて設定されることを特徴とする。

本発明に係る半導体装置用ソケットによれば、電気的絶縁性材料製のロアハウジングと、導電性材料製のアッパハウジングとを備え、アッパハウジングが、構成が互いに同一とされるコンタクト端子が通過する開口端を有し、コンタクト端子が接続される半導体装置における少なくとも信号ラインおよび接地ラインに対応したコンタクト端子を個別に収容するコンタクト端子用セルを複数個有するコンタクト端子収容部を有し、また、信号ラインに対応したコンタクト端子用セルにおけるインピーダンスが、コンタクト端子の周囲に形成される空気層の容積に応じて設定されるので半導体装置の電極密度が高密度化された場合であっても、コンタクト端子の配列における狭ピッチ化に容易に対応しインピーダンス整合を図ることができ、しかも、大幅な設計変更することなくコンタクト端子ごとの配置の変更も容易にできる。

本発明に係る半導体装置用ソケットの第１実施例の要部を示す部分断面図である。 図１に示される例における変形例の要部を示す部分断面図である。 本発明に係る半導体装置用ソケットの第１実施例の要部を示す図４におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って示される一部断面図を含む外観図である。 図３に示される例における平面図である。 図３に示される例におけるアッパハウジングを示す正面図である。 比較例における要部を示す部分断面図である。 本発明に係る半導体装置用ソケットの第２実施例の要部を示す一部断面図を含む外観図である。 図７における一部を拡大して示す部分断面図である。 図７に示される例に備えられる押圧機構ユニットを示す正面図である。 図９に示される例における平面図である。 本発明に係る半導体装置用ソケットの第３実施例の要部を示す図１２におけるＸＩ−ＸＩ線に沿って示される一部断面図を含む外観図である。 図１１に示される例における平面図である。 図１１に示される例におけるアッパハウジングを示す正面図である。 本発明に係る半導体装置用ソケットの第４実施例の要部を示す一部断面図を含む外観図である。

図３は、本発明に係る半導体装置用ソケットの第１実施例の要部を示す。

図３において、半導体装置用ソケットは、例えば、テストボードとしてのプリント配線基板ＰＢ上に複数個、配置されている。なお、図３においては、代表的に、プリント配線基板ＰＢ上における１個の半導体装置用ソケットが示されている。

プリント配線基板ＰＢは、例えば、ガラスエポキシ樹脂で作られ、後述するコンタクト端子２０ａｉの配置に対応し格子状に形成される複数の電極パッドからなる電極群（不図示）を一方の表面部の略中央部に有している。その周囲には、後述する小ねじＢＳ１が挿入される透孔が４箇所に形成されている。

半導体装置用ソケットは、プリント配線基板ＰＢ上に、上述の４本の小ねじＢＳ１と４個のナットＮｕおよびスプリングワッシャＳＷで締結されることにより固定され、コンタクト端子２０ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）を協働して内側に収容するアッパハウジング１０およびロアハウジング１２と、後述する各コンタクト端子２０ａｉの接点部に対し装着される半導体装置ＤＶの各電極部ＤＶａを位置決めする位置決めプレート１４と、プリント配線基板ＰＢの裏面側に配されアッパハウジング１０およびロアハウジング１２と協働してプリント配線基板ＰＢを狭持する補強板１８と、を主な要素として構成されている。

アッパハウジング１０は、導電性金属材料、例えば、銅合金、または、アルミニウム合金材料で作られている。アッパハウジング１０は、図４に示されるように、位置決めプレート１４が昇降動可能に配される凹部１０ＡＲをその略中央部に有している。凹部１０ＡＲの周囲における各角部の４箇所には、小ネジＢＳ１が挿入される透孔１０ａが形成されている。相対向する一対の透孔１０ａ相互間には、それぞれ半導体装置ＤＶが後述する半導体装置載置部１４Ａに載置されているか否かをセンサなどで確認する際に用いられる、略十字状に交差した浅い溝が形成されている。また、アッパハウジング１０における一方の相対向する辺において、その溝と透孔１０ａとの間には、後述する小ねじがねじ込まれる雌ねじ孔１０ｆｓが形成されている。さらに、後述するベース部材３０の孔に嵌合される位置決めピン１０ＰＡが、アッパハウジング１０における一方の相対向する辺における溝に隣接して、設けられている。

位置決めプレート１４は、その中央部に、被検査物としての半導体装置ＤＶが着脱可能に載置される半導体装置載置部１４Ａを有している。半導体装置載置部１４Ａには、位置決め用窪み１４Ｇｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）が所定の深さで形成されている。各位置決め用窪み１４Ｇｉの底部を形成する部分には、後述するコンタクト端子２０ａｉの接点部が移動可能に挿入される細孔１４Ｇａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）が形成されている。

半導体装置ＤＶは、例えば、ＢＧＡ型のパッケージ内に集積回路を備えるものとされる。半導体装置ＤＶの底部には、複数個の電極部ＤＶａ（図１および図８参照）が縦横に形成されている。半導体装置ＤＶが半導体装置載置部１４Ａに位置決めされるとき、図１に拡大されて示されるように、半導体装置ＤＶの各電極部ＤＶａが、半導体装置載置部１４Ａに形成される各位置決め用窪み１４Ｇｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）内に挿入される。

位置決めプレート１４における半導体装置載置部１４Ａの周辺とアッパハウジング１０の凹部１０ＡＲを形成する底部との間には、位置決めプレート１４をその底部に対し離隔する方向に付勢するコイルスプリング１６が、例えば、４箇所に設けられている。また、位置決めプレート１４は、複数本の小ネジＢＳ２が位置決めプレート１４の孔を介してアッパハウジング１０の雌ねじ孔にねじ込まれることにより、凹部１０ＡＲを形成する底部から所定の高さの位置に維持される。これにより、位置決めプレート１４は、複数本の小ネジＢＳ２に案内され、昇降動可能に支持されることとなる。

プリント配線基板ＰＢの表面に当接されるアッパハウジング１０のコンタクト端子収容部１０Ｃの周囲を形成する底部には、ロアハウジング１２の連結部が挿入される凹部１０ＢＲが開口している。アッパハウジング１０の凹部１０ＢＲの周囲を形成する底面には、図５に示されるように、複数本の位置決めピン１０ＰＢが所定の間隔をもって形成されている。

ロアハウジング１２は、例えば、樹脂材料で成形されており、凹部１０ＢＲに挿入される連結部１２Ｂと、連結部１２Ｂに連なりアッパハウジング１０のコンタクト端子収容部１０Ｃの底部に当接されるコンタクト端子整列部１２Ａとから構成されている。

ロアハウジング１２における連結部１２Ｂは、小ネジＢＳ３がねじ込まれる雌ねじ孔を有している。これにより、図３に示されるように、小ネジＢＳ３がアッパハウジング１０の孔を介してロアハウジング１２の雌ねじ孔にねじ込まれることにより、ロアハウジング１２がアッパハウジング１０に固定される。

コンタクト端子整列部１２Ａは、図１に部分的に拡大して示されるように、コンタクト端子収容部１０Ｃのセル１０ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）に対応した透孔１２ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）を有している。透孔１２ａｉは、コンタクト端子２０ａｉのスリーブ２０Ｓの端部を受け止める大径部と、大径部に連なりコンタクト端子２０ａｉの接点部２０ＣＴ２が通過する小径部とからなる。

アッパハウジング１０のコンタクト端子収容部１０Ｃ内には、図１に拡大して示されるように、半導体装置ＤＶの電極部ＤＶａに対応した所定の間隔でセル１０ａｉが縦横に形成されている。各セル１０ａｉの中心軸線は、プリント配線基板ＰＢの表面に対し略垂直方向に延びている。セル１０ａｉの下端は、プリント配線基板ＰＢの表面に向けて開口し、また、セル１０ａｉの上端は、その中間部分の直径よりも小なる直径を有する細孔１０ｂを有している。略円柱状の各セル１０ａｉは、互いに同一構造を有している。

また、各セル１０ａｉに収容されるコンタクト端子２０ａｉも互いに同一の構造を有している。

コンタクト端子２０ａｉは、半導体装置ＤＶの電極部ＤＶａに対し選択的に当接する接点部２０ＣＴ１と、プリント配線基板ＰＢのコンタクトパッドに当接する接点部２０ＣＴ２と、接点部２０ＣＴ１の基端部と接点部２０ＣＴ２の基端部とを互いに離隔する方向に付勢するコイルスプリング（不図示）を収容し、接点部２０ＣＴ１と接点部２０ＣＴ２を互いに近接または離隔可能に連結するスリーブ２０Ｓとを含んで構成されている。

図１において、アッパハウジング１０の各セル１０ａｉにおいて、コンタクト端子２０ａｉは、その左端から順次、例えば、２本の信号ライン、２本の電源ライン、２本の接地ラインの伝送路の一部を構成する。

２本の信号ラインにおいては、それぞれ、コンタクト端子２０ａｉの接点部２０ＣＴ２がロアハウジング１２の透孔１２ａｉに挿入され、その接点部２０ＣＴ１がインピーダンス調整部材としてのアダプタ２４の小径孔２４ｂに挿入されている。これにより、接点部２０ＣＴ１の先端は、後述するアダプタ２４の大径孔２４ａおよび小径孔２４ｂを介して
位置決めプレート１４の位置決め用窪み１４Ｇｉ内に挿入されている。一方、接点部２０ＣＴ２の先端は、アッパハウジング１０およびロアハウジング１２がプリント配線基板ＰＢに対し固定されていない場合、図１に拡大して示されるように、ロアハウジング１２の透孔１２ａｉを通じてプリント配線基板ＰＢのコンタクトパッドに向けて所定量、突出している。

アダプタ２４は、電気的絶縁材料、例えば、樹脂材料で円筒状に成形され、異径断面部を有している。アダプタ２４は、接点部２０ＣＴ１が挿入される小径孔２４ｂと、小径孔２４ｂに連通されスリーブ２０Ｓの一端部が嵌合される大径孔２４ａとを内側に有している。また、アダプタ２４の外周部は、セル１０ａｉの内周面に当接し、セル１０ａｉの上端部に形成される細孔１０ｂに嵌合する段差部を先端部に有している。アダプタ２０における中心軸線に沿った長さは、コンタクト端子２０ａｉの接点部２０ＣＴ１およびスリーブ２０Ｓの端部を支持できる所定の長さに設定されている。

信号ラインに対応したセル１０ａｉにおいて、アダプタ２４の端部とロアハウジング１２の内面との間には、環状の空気層Ａｉがスリーブ２０Ｓの周囲に形成されている。

セル１０ａｉにおいて、アダプタ２４におけるインピーダンスの値Ｚｏは、式（１）により得られる値に設定される。
Ｚｏ＝６０（Ｅｒ）^−１／２ｌｏｇ_ｅｄ１／ｄ２ …（１）

但し、Ｅｒは、樹脂材料の比誘電率、ｄ１は、大径孔２４ａおよび小径孔２４ｂの直径、ｄ２は、アダプタ２４の外径である。

また、セル１０ａｉにおいて、環状の空気層Ａｉにおけるインピーダンスの値Ｚｏは、式（１）におけるＥｒが１．０、ｄ１、ｄ２が、それぞれ、セル１０ａｉの内径の値、スリーブ２０Ｓの外径の値が代入されて算出される。

アッパハウジング１０が金属材料により形成されているのでアダプタ２４の材質は、比誘電率を優先した材料選定が可能となり、従って、簡易的なインピーダンス値の調整が可能となる。

２本の電源ラインにおいては、それぞれ、コンタクト端子２０ａｉの接点部２０ＣＴ２がロアハウジング１２の透孔１２ａｉに挿入され、その接点部２０ＣＴ１がインピーダンス調整部材としてのアダプタ２４の小径孔２４ｂに挿入されている。セル１０ａｉにおいて、アダプタ２４の端部とロアハウジング１２の内面との間には、組み合わせチューブがスリーブ２０Ｓの周囲に巻装されていてもよい。組み合わせチューブの外周部とセル１０ａｉの内周面との間には、所定の隙間が形成されている。組み合わせチューブは、Ｃｕ、Ａｌ等の導電性材料から形成された導電性チューブ２８の外周部に、ポリイミド、テフロン（登録商標）、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等の絶縁材料等から形成される絶縁性チューブ２６が嵌合されたものとされる。

電源ピン等の伝送特性を重視しないピンに導電性チューブ２８を設けることで、導体抵抗を下げ、電流容量を向上させる事が可能となる。絶縁性チューブ２６を導電性チューブ２８の外周に被せる事で、アッパハウジング１０との絶縁性を強化する事が可能となる。なお、絶縁性チューブ２６のかわりに導電性チューブ２８の外周に絶縁膜を形成させても良い。

２本の接地ラインにおいては、コンタクト端子２０ａｉの接点部２０ＣＴ２がロアハウジング１２の透孔１２ａｉに挿入され、その接点部２０ＣＴ１が後述するカラー２２の小径孔２２ｂに挿入されている。これにより、接点部２０ＣＴ１の先端は、カラー２２の大径孔２２ａおよび小径孔２２ｂを介して位置決めプレート１４の位置決め用窪み１４Ｇｉ内に挿入されている。一方、接点部２０ＣＴ２の先端は、アッパハウジング１０およびロアハウジング１２がプリント配線基板ＰＢに対し固定されていない場合、図１に拡大して示されるように、ロアハウジング１２の透孔１２ａｉを通じてプリント配線基板ＰＢのコンタクトパッドに向けて所定量、突出している。

カラー２２は、例えば、導電性金属材料で円筒状に成形され、異径断面部を有している。カラー２２は、接点部２０ＣＴ１が挿入される小径孔２２ｂと、小径孔２２ｂに連通されスリーブ２０Ｓの一端部が嵌合される大径孔２２ａとを内側に有している。また、カラー２２の外周部は、セル１０ａｉの内周面に当接し、セル１０ａｉの上端部に形成される細孔１０ｂに嵌合する段差部を先端部に有している。カラー２２における中心軸線に沿った長さは、アダプタ２４の長さよりも長く、ロアハウジング１２の内面に近接するような所定の長さに設定されている。

斯かる構成において、各コンタクト端子２０ａｉを収容するアッパハウジング１０およびロアハウジング１２がプリント配線基板ＰＢに対し固定される場合、各コンタクト端子２０ａｉの接点部２０ＣＴ２の先端がプリント配線基板ＰＢのコンタクトパッドに当接することにより、接点部２０ＣＴ２がスリーブ２０Ｓ内に押し込まれる。これにより、各コンタクト端子２０ａｉのコイルスプリングによる反力の合力がアッパハウジング１０全体で受け止めるのでコイルスプリングによる反力の合力によってアッパハウジング１０の反りが生じる虞がなく、各コンタクト端子２０ａｉの位置精度が比較的高精度に保たれる。

一方、比較例として、例えば、図６に示されるように、複数個のスプリングプローブとしてのコンタクト端子２ａｉ、コンタクト端子４ａｉが、複数個の透孔６ａｉを有する上部支持板６および複数個の透孔１ａｉを有する下部支持板１と、円柱状のセルを縦横に有する中間部材８とからなるハウジングにより収容される場合がある。上部支持板６および下部支持板１とは、それぞれ、樹脂材料で比較的薄く成形され、中間部材８が導電性材料で成形されている。

このような場合にあっては、各コンタクト端子２ａｉを収容する上部支持板６および下部支持板１と、中間部材８とがプリント配線基板ＰＢに対し固定される場合、各コンタクト端子２ａｉの一方の接点部の先端がプリント配線基板ＰＢのコンタクトパッドに当接することにより、一方の接点部がスリーブ内に押し込まれる。これにより、各コンタクト端子２ａｉのコイルスプリングによる反力の合力が上部支持板６に作用するので破線で示されるように、上部支持板６が反る虞がある。

上述の本発明に係る半導体装置用ソケットにおいて、半導体装置ＤＶを位置決めプレート１４の半導体装置載置部１４Ａに装着するにあたっては、例えば、図示が省略されるロボットハンドにより保持され半導体装置ＤＶが、半導体装置載置部１４Ａに載置される。これにより、半導体装置ＤＶの電極部ＤＶａがコンタクト端子の接点部２０ＣＴ１に対し位置決めされる。その後、半導体装置ＤＶがロボットハンドによりコンタクト端子のコイルスプリングの付勢力に抗して所定量、下降せしめられ保持される。

そして、所定の雰囲気の中で、所定の検査信号が、プリント配線基板ＰＢおよびコンタクト端子群を通じて半導体装置ＤＶに供給されることにより、半導体装置ＤＶに対する試験が実行される。

さらに、使用済みのコンタクト端子２０ａｉを新たなコンタクト端子に交換する場合、あるいは、信号ライン、電源ライン、および、接地ラインの設計変更に伴いコンタクト端子を交換するにあたっては、先ず、アッパハウジング１０、ロアハウジング１２、および、補強板１８が、スプリングワッシャＳＷおよびナットＮｕに対し小ネジＢＳ１が外されることにより、プリント配線基板ＰＢから取り外された後、次に、ロアハウジング１２がアッパハウジング１０から取り外される。これにより、コンタクト端子２０ａｉがアッパハウジング１０のセル１０ａｉから取り外し可能となる。そして、新たなコンタクト端子２０ａｉがアッパハウジング１０のセル１０ａｉに挿入された後、再度、アッパハウジング１０、ロアハウジング１２、および、補強板１８が、上述したように、スプリングワッシャＳＷおよびナットＮｕ、小ネジＢＳ１でプリント配線基板ＰＢに取付けられることにより、コンタクト端子２０ａｉの交換が容易に完了することとなる。

なお、上述のカラー２２の長さは、斯かる例に限られることなく、例えば、図２に拡大されて示されるように、カラー２２´における中心軸線に沿った長さが、コンタクト端子２０ａｉの接点部２０ＣＴ１およびスリーブ２０Ｓの端部を支持できる所定の長さに設定されてもよい。カラー２２´の小径孔には、コンタクト端子２０ａｉの接点部２０ＣＴ１が挿入されている。これにより、コンタクト端子２０ａｉの接点部２０ＣＴ１の先端が位置決めプレート１４の細孔１４Ｇａｉ内に挿入されている。

斯かる場合においては、セル１０ａｉにおけるカラー２２´の下方には、環状の空気層Ａｉが形成されることとなる。なお、図２において、図１に示される例において同一の構成要素について同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。

従って、本実施例においては、アッパハウジングおよびロアハウジングの穴は、コンタクト端子の種別に関わらず同一形状とする事が可能となり、コンタクト端子に流す信号種別によりコンタクト用収容穴や使用するコンタクト端子の作り分けを行う必要がなくなり、設計・加工・組立が容易となる。また、上述のアダプタ、カラー、チューブは、共通化可能な部品であり、金型成形等の生産性の高い手法にて、事前に大量生産を行う事も可能となる。アッパハウジングに関しても、グリットアレイ等の標準的なピン配置の製品に対しては、金型成形等の生産性の高い手法にて、事前に大量生産を行う事も可能となる。

図７は、本発明に係る半導体装置用ソケットの第２実施例の要部を示す。

図７に示される例においては、図３に示される半導体装置用ソケットに加えて、所謂、図９および図１０に示されるような、クラムシェルタイプの押圧機構ユニットを備えるものとされる。

なお、図７に示される例、および、後述する他の実施例においては、図３に示される例において同一とされる構成要素について同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。

図７においては、ベース部材３０およびリッド部材３２を含んでなる押圧機構部が、上述のアッパハウジング１０の上端面に固定される。従って、クラムシェルタイプの押圧機構ユニットを備えるＩＣソケットにおいて、図３に示される半導体装置用ソケットを共用することができる。

押圧機構部は、図９および図１０に示されるように、アッパハウジング１０の上端面に載置されるベース部材３０と、ベース部材３０の端部に回動可能に支持され装着された半導体装置の電極面を上述のコンタクト端子２０ａｉ群に対して押圧する押圧体３６を移動可能に有するリッド部材３２とを含んで構成されている。

ベース部材３０の外形寸法は、アッパハウジング１０の外形寸法と略同一となるように設定されている。ベース部材３０の中央部には、上述の位置決めプレート１４の半導体装置載置部１４Ａに連通している開口部３０Ａが形成されている。開口部３０Ａの周辺における４隅には、それぞれ、固定用小ネジ（不図示）が挿入される孔３０ａがアッパハウジング１０の雌ねじ孔１０ｆｓに対応して設けられている。これにより、ベース部材３０は、固定用小ネジが孔３０ａを介して雌ねじ孔１０ｆｓにねじ込まれることにより、アッパハウジング１０に固定されることとなる。

リッド部材３２は、その一端部で支持軸４４を介してベース部材３０に回動可能に支持されている。その支持軸４４には、リッド部材３２の他端部をベース部材３０から離隔する方向に付勢するねじりコイルバネ４２が巻装されている。リッド部材３２の他端部には、図７に示されるように、リッド部材３２をベース部材３０に保持する状態、あるいは、図９に示されるように、リッド部材３２を解放状態とするラッチ部材３４が回動可能に設けられている。ラッチ部材３４は、その一端部がリッド部材３２に回動可能に支持され、その他端が選択的にベース部材３０の係止部３０Ｎに係合される。ラッチ部材３４は、図９において時計回り方向にコイルスプリングで付勢されている。

リッド部材３２の内面側における中央部の開口部内には、押圧体３６が小ネジＢＳ４により支持され、移動可能に設けられている。押圧体３６は、その開口部内に配される複数のコイルスプリング４０により、その外部の先端がリッド部材３２から離隔する方向に付勢されている。押圧体３６における中央部には、押圧用突起部３６Ｐが形成されている。

斯かる構成において、半導体装置を試験するにあたっては、先ず、図９に示される状態において、半導体装置ＤＶがベース部材３０の開口部３０Ａを通じて位置決めプレート１４の半導体装置載置部１４Ａに装着されることとなる。次に、図７に示されるように、リッド部材３２が開口部３０Ａに対し閉められた状態において、図８に拡大されて示されるように、押圧用突起部３６Ｐにより半導体装置ＤＶがコンタクト端子２０ａｉ群に対して押圧せしめられ保持される。そして、所定の試験が実行されることとなる。

図１１は、本発明に係る半導体装置用ソケットの第３実施例の要部を示す。

図３に示される第１実施例においては、アッパハウジング１０のコンタクト端子収容部１０Ｃが、アッパハウジング１０と一体に成形されているのに対し、一方、図１１に示される例においては、後述するコンタクト端子収容部を有するコンタクト端子用カートリッジが互いに嵌め合わされるアッパリッド部材１０´ＵＬ、および、ベース部材１０´Ｄからなるハウジング１０´に対し着脱可能に配されるものとされる。 なお、図１１、図１２および図１３においては、図３に示される例における同一の構成要素について同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。

半導体装置用ソケットは、プリント配線基板ＰＢ上に配されコンタクト端子２０ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）を協働して内側に収容するアッパハウジング５０およびロアハウジング１２´からなるコンタクト端子用カートリッジと、各コンタクト端子２０ａｉの接点部に対し装着される半導体装置ＤＶの各電極部ＤＶａを位置決めする位置決めプレート１４と、ハウジング１０´およびコンタクト端子用カートリッジと協働してプリント配線基板ＰＢを狭持する補強板１８と、を主な要素として構成されている。

ハウジング１０´におけるアッパリッド部材１０´ＵＬ、および、ベース部材１０´Ｄは、導電性金属材料、例えば、銅合金、アルミニウム合金や、または、絶縁性材料、例えば、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）などで作られている。ハウジング１０´のベース部材１０´Ｄは、図１１に示されるように、コンタクト端子用カートリッジが着脱可能に配される開口部１０´ＡＲをその略中央部に有している。ハウジング１０´のベース部材１０´Ｄの底面には、図１３に示されるように、複数本の位置決めピン１０´ＰＢが所定の間隔をもって形成されている。

ベース部材１０´Ｄにおける開口部１０´ＡＲの周囲において、各角部の４箇所には、小ネジＢＳ１の頭部が挿入される透孔１０´ａが形成されている。相対向する一対の透孔１０´ａ相互間には、それぞれ、半導体装置ＤＶが後述する半導体装置載置部１４Ａに載置されているか否かをセンサなどで確認する際に用いられる、略十字状に交差する浅い溝が形成されている。

また、ベース部材１０´Ｄにおける一方の相対向する辺において、その溝と透孔１０´ａとの間には、後述する小ねじがねじ込まれる雌ねじ孔１０´ｆｓが形成されている。さらに、ベース部材３０の孔に嵌合される位置決めピン１０´ＰＡが、ハウジング１０´のベース部材１０´Ｄにおける一方の相対向する辺における溝に隣接して、設けられている。

後述するコンタクト端子用カートリッジの上部周縁を覆うアッパリッド部材１０´ＵＬの外周部は、開口部１０´ＡＲ内に所定の隙間をもって配されている。アッパリッド部材１０´ＵＬは、その中央部に位置決めプレート１４が露出する開口部を有している。

また、アッパリッド部材１０´ＵＬにおける各角部には、透孔が形成されている。各透孔には、図１２に示されるように、アッパリッド部材１０´ＵＬおよびコンタクト端子用カートリッジを介してベース部材１０´Ｄの雌ねじ孔にねじ込まれる小ネジＢＳ６が挿入される。

コンタクト端子用カートリッジは、図１１および図１２に示されるように、開口部１０´ＡＲを形成する内面に対し所定の隙間をもって配され、アッパハウジング５０およびロアハウジング１２´を含んで構成されている。アッパハウジング５０におけるコンタクト端子収容部５０Ｃの周囲を形成する底部には、ロアハウジング１２´の連結部が挿入される凹部が開口している。

ロアハウジング１２´は、例えば、樹脂材料で成形されており、上述の凹部に挿入される連結部１２´Ｂと、連結部１２´Ｂに連なりアッパハウジング５０のコンタクト端子収容部５０Ｃの底部に当接されるコンタクト端子整列部１２´Ａとから構成されている。

ロアハウジング１２´における連結部１２´Ｂは、小ネジＢＳ５がねじ込まれる雌ねじ孔を有している。これにより、図１１に示されるように、小ネジＢＳ５がアッパハウジング５０の孔を介してロアハウジング１２の雌ねじ孔にねじ込まれることにより、コンタクト端子用カートリッジが、一体化される。また、一体化されたコンタクト端子カートリッジは、上述の４本の小ネジＢＳ６がアッパリッド部材１０´ＵＬの透孔（不図示）、コンタクト端子カートリッジの孔（不図示）を通じて雌ねじ孔にねじ込まれるによりベース部材１０´Ｄに固定される。従って、アッパリッド部材１０´ＵＬにより一部が覆われるコンタクト端子カートリッジは、プリント配線基板ＰＢ上におけるベース部材１０´Ｄの開口部１０´ＡＲ内に固定されることとなる。

コンタクト端子整列部１２´Ａは、コンタクト端子収容部５０Ｃのセル５０ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）にそれぞれ対応した透孔を複数個有している。各透孔は、コンタクト端子２０ａｉのスリーブ２０Ｓの端部を受け止める大径部と、大径部に連なりコンタクト端子２０ａｉの接点部２０ＣＴ２が通過する小径部とからなる。

アッパハウジング５０のコンタクト端子収容部５０Ｃ内には、半導体装置ＤＶの電極部ＤＶａに対応した所定の間隔でセル５０ａｉが縦横に形成されている。各セル５０ａｉの中心軸線は、プリント配線基板ＰＢの表面に対し略垂直方向に延びている。セル５０ａｉの下端は、プリント配線基板ＰＢの表面に向けて開口し、また、セル５０ａｉの上端は、その中間部分の直径よりも小なる直径を有する細孔５０ｂを有している。略円柱状の各セル５０ａｉは、互いに同一構造を有している。

また、各セル５０ａｉに収容されるコンタクト端子２０ａｉも互いに同一の構造を有している。

図１１において、アッパハウジング５０の各セル５０ａｉにおいて、コンタクト端子２０ａｉは、半導体装置ＤＶの電極部ＤＶａの伝送路に対応した例えば、２本の信号ライン、２本の電源ライン、２本の接地ラインの伝送路の一部を構成する。信号ライン、電源ライン、接地ラインにおける各コンタクト端子２０ａｉと共に用いられるアダプタ２４、組み合わせチューブ、カラー２２の構成は、それぞれ、図１に示される例における構成と同一とされる。

斯かる構成において、各コンタクト端子２０ａｉを収容するアッパハウジング５０およびロアハウジング１２‘からなるコンタクト端子用カートリッジがプリント配線基板ＰＢに対し固定される場合、各コンタクト端子２０ａｉの接点部２０ＣＴ２の先端がプリント配線基板ＰＢのコンタクトパッドに当接することにより、接点部２０ＣＴ２がスリーブ２０Ｓ内に押し込まれる。これにより、各コンタクト端子２０ａｉのコイルスプリングによる反力の合力がアッパハウジング５０全体で受け止めるのでコイルスプリングによる反力の合力によってアッパハウジング５０の反りが生じる虞がなく、各コンタクト端子２０ａｉの位置精度を比較的高精度に保たれる。

また、使用済みのコンタクト端子２０ａｉを新たなコンタクト端子に交換する場合、あるいは、信号ライン、電源ライン、および、接地ラインの設計変更に伴いコンタクト端子を交換するにあたっては、先ず、コンタクト端子用カートリッジが、アッパリッド部材１０´ＵＬが取り外されることにより、プリント配線基板ＰＢ上のハウジング１０´のベース部材１０´Ｄから取り外された後、次に、ロアハウジング１２´がアッパハウジング５０から取り外される。これにより、コンタクト端子２０ａｉがアッパハウジング５０のセル５０ａｉから取り外し可能となる。そして、新たなコンタクト端子２０ａｉがアッパハウジング５０のセル５０ａｉに挿入された後、再度、アッパハウジング５０、ロアハウジング１２´が互いに組みつけられたコンタクト端子用カートリッジが、上述したように、アッパリッド部材１０´ＵＬがコンタクト端子用カートリッジを介してベース部材１０´Ｄに対し固定されることによって、コンタクト端子用カートリッジがプリント配線基板ＰＢ上のハウジング１０´に固定されることにより、コンタクト端子の交換が容易に完了することとなる。

図１４は、本発明に係る半導体装置用ソケットの第４実施例の要部を示す。

図１４に示される例においては、図１１に示される半導体装置用ソケットに加えて、所謂、上述した図９および図１０に示される例のような、クラムシェルタイプの押圧機構ユニットを備えるものとされる。

なお、図１４に示される例においては、図９、および、図１０、図１１に示される例において同一とされる構成要素について同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。

１０、５０ アッパハウジング
１０Ｃ コンタクト端子収容部
１０ａｉ セル
１２、１２´ ロアハウジング
１４ 位置決めプレート
２０ａｉ コンタクト端子
２２ カラー
２４ アダプタ
２６ 銅製チューブ
２８ 樹脂製チューブ
Ａｉ 空気層

Claims (5)

1. 構成が互いに同一とされるコンタクト端子が通過する開口端を有し、該コンタクト端子が接続される半導体装置における少なくとも信号ラインおよび接地ラインに対応した該コンタクト端子を個別に収容するコンタクト端子用セルを複数個有するコンタクト端子収容部を備える導電性材料製のアッパハウジングと、
   前記コンタクト端子用セルの開口端を覆うように前記アッパハウジングに配され、前記コンタクト端子の一端が挿入される孔を該コンタクト端子用セルに対応させて有する電気的絶縁性材料製のロアハウジングと、
   前記信号ラインに対応したコンタクト端子用セルにおける前記コンタクト端子の周囲に形成される空気層と、
   前記接地ラインに対応したコンタクト端子用セルにおける前記コンタクト端子の外面と該コンタクト端子用セルの内面との間に該内面に当接するように配される導電性のカラー部材と、を備え、
   前記信号ラインに対応したコンタクト端子用セルにおけるインピーダンスが、前記空気層の容積に応じて設定されることを特徴とする半導体装置用ソケット。
2. 前記信号ラインに対応したコンタクト端子用セルのインピーダンスは、前記コンタクト端子の外面と該コンタクト端子用セルの内面との間に、電気的絶縁性を有し該コンタクト端子を位置決めするアダプタおよび前記空気層の比誘電率に応じて所定値に設定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。
3. 前記半導体装置における電源ラインに対応したコンタクト端子用セルに配されたコンタクト端子は、該コンタクト端子用セルの内面に対向する絶縁層および該絶縁層に被覆された導電性部材を介して該コンタクト端子用セル内に配されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体装置用ソケット。
4. 前記アッパハウジングは、前記ロアハウジングの材質の強度よりも大なる強度を有する金属材料で成形され、該アッパハウジングにおけるコンタクト端子用セルに配されたコンタクト端子の中心軸線に沿った厚さは、該ロアハウジングの厚さよりも大に設定されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちのいずれかに記載の半導体装置用ソケット。
5. 前記半導体装置は、前記アッパハウジングの端面に対向して配される位置決めプレートの半導体装置載置部に着脱可能に配されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちのいずれかに記載の半導体装置用ソケット。

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