JP2017518489A - 半導体素子テスト用ソケット装置 - Google Patents
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Abstract
Description
一般に広く用いられているICの中でも、BGA(Ball Grid Array)型ICは、ICの下面全体にIC端子、すなわちボール(Ball)を配列してICのサイズおよび厚さを革新的に減らしたものである。
一方、LGA(Land Grid Array)型ICは、BGA型ICの中でも、パッド(PAD)(或いはLand)にボール(Ball)が付いていない状態のICである。
ここで、コンタクトの上部端子は、ソケットにローディング(Loading)されるICの端子と接触するように形成し、電気的に安定した接触のためにICを下向きに押圧する加圧装置がソケットに備えられていなければならない。
参考までに、加圧装置によってICの上面に加えられる物理的力をコンタクト数で割ると、一つのコンタクトあたり加えられる物理的力を算出することができる。
さらに詳しくは、コンタクトに加えられる物理的力は、一つのコンタクトあたり10(gf)程度であり、例えばIC端子が500個である場合、5.0(Kgf)程度の強力な物理的力を加えなければならないことが分かる。
したがって、ICをテストするためのソケットは、上述した強力な物理的力を効果的にICに印加することができる加圧手段を備えなければならない。
図1の(a)(b)(c)を参照すると、半導体素子1の上面には微細な突起2が設けられて紙やすりの面と同様に処理されており、下面には半導体素子の端子として多数のボール3が配列される。
このような半導体素子の厚さは今後0.25mmまで薄くなり、端子のピッチは0.30mm、0.25mm、0.2mmと極小ピッチ化し、端士の数も500〜約1000個である。
図2の(a)(b)を参照すると、従来の半導体素子テスト用ソケット装置10は、屈曲形状を有する多数のコンタクト12が設けられたソケット本体11と、ソケット本体11の上部に上下遊動可能なカバー13と、カバー13の上下移動に連動して半導体素子20を固定または固定解除するようにソケット本体11に回動自在に組み立てられるラッチ14とを含む。
ラッチ14はガイドスロット14aを有し、このガイドスロット14aにはガイドピン15aが締結される。このガイドピン15aは、一端がカバー13とヒンジ締結される駆動リンク15に固定される。カバー13はコイルスプリング16によって弾性支持される。
通常、約5万回前後のテスト時点でラッチ先端の摩耗によってもはやテストを行うことができない時点になっている。
また、本発明は、半導体素子の端子の数が増加し、端子のピッチが極小ピッチ化され、その厚さがさらに薄くなる半導体素子をより効果的にテストすることができる極小ピッチ多ピン用ソケット装置を提供することができるという効果がある。
よって、本明細書に記載された実施例および図面に示された構成は、本発明の好適な一例に過ぎず、本発明の技術的思想をすべて代弁するものではない。このため、本出願時点においてこれらを代替することができる様々な均等物および変形例があり得ることを理解すべきである。
以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図6を参照すると、コンタクト400は、上方に突出した上側尖端部411を有する上側頭部410と、上側頭部410から下方に延びた上側肩部412から円筒状に曲げられたストリップからなる圧縮部420と、圧縮部420の下端から延びた下側肩部432から下方に延設され、下端に下側尖端部431を有する下側頭部430とを有する。
圧縮部420は、コイルばねであってもよく、長さ方向の弾性力を有する圧縮性コンタクトであって、板材を一体型に打ち抜き(stamping)して加工した一体型コンタクトである。
また、本発明のコンタクトの下側接触部がテスト基板に圧縮接触するようにソケット本体をテスト基板にスクリュー固定する方式を主に採用するが、下側プレートの下側に、コンタクトリーダーをガイドするコンタクトリーダーガイドホールが設けられたリーダーガイドプレートをさらに備え、コンタクトの下側接触部がさらに延びてPCBに半田付けされることを特徴とするソケット構造も可能であり、これは本発明の変形実施例である。
好ましくは、フローティングプレート300は、下部に多数のフック310が設けられ、ソケット本体100は各フック310に対応する係止段110が突設されることにより、ソケット本体100の上部で上下遊動可能なフローティングプレート300は上方移動高さが制限されて第1弾性体S1によって弾性支持される。
図7は本発明の半導体素子テスト用ソケット装置における可動要素の好適な実施例を示す断面構成図である。
図8を参照すると、ソケットカバー600は、ソケット本体と同じサイズの長方形または正方形の構造を有し、中央には半導体素子が挿入するように開口部601が設けられる。
好ましくは、ソケットカバー600の内側面には壁面構造物として開き突起610が突設され、開き突起610は半導体素子加圧部の開放動作を補助する。一方、このような壁面構造物は、内側平面から突出した構造であってもよく、ソケットカバーの内側面の下端部によって半導体素子加圧部の開きカム711に対する押し操作が行われてもよいことを理解すべきであり、これについては関連図面を参考にして再び具体的に説明する。
ソケットカバー600は、下端から垂直に延びて第1ヒンジ孔631付きヒンジブラケット630が設けられ、ヒンジピンを介してラッチの下部が回動自在に組み立てられる。
プッシャープレート710は、半導体素子の上面と面接触して半導体素子を加圧し、左右二つのプッシャープレートが半導体素子の上面全体をほぼ覆うようにして、なるべくプッシャープレートと半導体素子との接触面積を大きくすることが好ましい。
ラッチ720は、一端がソケットカバー600とヒンジ結合され、他端はプッシャープレート710とヒンジ結合される。
リンク730は、一端がソケット本体100とヒンジ結合され、他端はラッチ720とヒンジ結合される。
好ましくは、プッシャープレート710とラッチ720のヒンジ軸は第1トーションばねSS1によって弾性支持され、ソケット本体100とリンク730のヒンジ軸は第2トーションばねSS2によって弾性支持される。第1トーションばねSS1と第2トーションばねSS2は、プッシャープレート710が閉(close)状態を維持するようにする。
次に、半導体素子加圧部の主要構成について具体的に説明する。
図9を参照すると、リンク730は、一対の平行に設けられたリンクプレート731、732と、二つのリンクプレート731、732を互いに固定するための固定プレート733とから構成できる。
リンクプレートは、上端と下端にそれぞれ第2ヒンジ孔732aと第3ヒンジ孔732bが設けられ、第2ヒンジ孔732aはヒンジピンによってラッチに組み立てられ、第3ヒンジ孔732bはヒンジピンによってソケット本体100に組み立てられる。
固定プレート733は、第2トーションばねSS2の一端を固定するための固定孔732cが設けられてもよい。
図10を参照すると、プッシャープレート710は、ラッチとのヒンジ組み立てのための軸孔712が設けられ、ヒンジピン713によってラッチに回動自在に組み立てられる。
軸孔712の後端には上方に突出した開きカム711が設けられ、開きカム711はプッシャープレート710の開放動作時にソケットカバー600の開き突起610が開きカム711を相対的に加圧してプッシャープレート710の開放回転角を大きくすることができる。
プッシャープレート710は、半導体素子と直接接触する底部加圧面にプッシャープレート710の回動方向に沿って多数の凹凸715が設けられ、プッシャープレート710と半導体素子とが接触して半導体素子を加圧する過程で摩擦力の発生を減らすことができる。
また、プッシャープレート710は、ラッチと接触してプッシャープレート710の回動角を制限するようにして回動停止面716が形成でき、好ましくは、プッシャープレート710の回動角の制限は半導体素子のローディング過程でプッシャープレート710が半導体素子を加圧する初期にプッシャープレート710の端部がまず半導体素子の上面を押しながら加圧されるようにすることができる。
図11の(a)を参照すると、半導体素子(IC)がローディングされた後、プッシャープレート710が回転して半導体素子(IC)を加圧する初期には、第1トーションばね(SS1)の弾性力によってプッシャープレート710の回動停止面716がラッチ720と接触した状態で、プッシャープレート710の端部が下方を指向した状態で回転が行われてプッシャープレート710の端部が先に半導体素子ICと接触する。
このように、半導体素子の初期加圧時にプッシャープレート710全体が半導体素子と接触するのと比較して、プッシャープレート710の前端部が先に半導体素子と接触しながら加圧が行われることにより、ローディングされる半導体素子の厚さ差が発生しても、安定的に半導体素子の固定が行われ得る。
図12の(a)はソケットの自然状態を示しており、第1弾性体S1と第2弾性体S2によってソケットカバー600とフローティングプレート300は上端に位置する。
図12の(b)はソケットカバー600を加圧した状態を示しており、このとき、ソケットカバー600とヒンジ締結されたラッチ720の下端が一緒に下方に移動しながら、ソケット本体100とヒンジ締結されたリンク730の下端を固定回転軸として、リンク730が回転して、プッシャープレート710はソケットの中央から外方に回転する。
図12の(c)はソケットカバー600を最大に押した状態であり、このとき、プッシャープレート710はラッチ720の上端とヒンジ締結された軸を回転軸として、開きカム711がソケットカバー600の開き突起610によって押されながら外方に最大限回転して広げられる。
101 第1収容孔
110 係止段
200 下側プレート
201 第2収容孔
300 フローティングプレート
301 貫通孔
310 フック
400 コンタクト
500 アダプタープレート
600 ソケットカバー
610 開き突起
700 半導体素子加圧部
710 プッシャープレート
711 開きカム
720 ラッチ
730 リンク
S1 第1弾性体
S2 第2弾性体
SS1 第1トーションばね
SS2 第2トーションばね
Claims (13)
- コンタクト挿入のための多数の第1収容孔が設けられたソケット本体と;
前記ソケット本体の下部に備えられ、前記コンタクトの下側接触部がPCB端子に電気的接触するように前記第1収容孔に連通する多数の第2収容孔が穿設された下側プレートと;
前記ソケット本体の上部に複数の第1弾性体によって弾性支持されて上下遊動可能に設けられ、上面が半導体素子の装着面として提供され、各コンタクトの上側接触部が貫いて位置する多数の貫通孔が設けられたフローティングプレートと;
前記第1収容孔および前記第2収容孔に挿入され、下側接触部がPCBの端子に接触し、上側接触部が前記貫通孔を介して半導体素子の端子に接触する多数のコンタクトと;
前記フローティングプレートの上部に備えられ、半導体素子が前記フローティングプレートに装着位置できるようにガイド斜面を有するアダプタープレートと;
複数の第2弾性体によって弾性支持されて前記ソケット本体の上部に上下遊動可能に複数のフックによって前記ソケット本体と組み立てられ、半導体素子が前記ガイド斜面に案内されてローディング可能に開口部が設けられ、該開口部の内側壁面に開き突起が突設されたソケットカバーと;
前記ソケットカバーの上下位置に連動して前記フローティングプレートに装着位置する半導体素子を加圧固定する半導体素子加圧部と;を含み、
前記半導体素子加圧部は、
前記開き突起の下端に配置され、前記開き突起との接触が可能な開きカムを含んで半導体素子の上面を面接触して加圧するプッシャープレートと;
一端が前記ソケットカバーとヒンジ結合され、他端が前記プッシャープレートとヒンジ結合されるラッチと;
一端が前記ソケット本体とヒンジ結合され、他端が前記ラッチとヒンジ結合されるリンクと;を含む、半導体素子テスト用ソケット装置。 - コンタクトが挿着される本体要素と;
半導体素子の端子と前記コンタクトの上端とが接触するように半導体素子が装着位置し、前記本体要素に弾性支持されて設定高さの範囲内で上下移動可能に設けられる可動要素と;
前記可動要素の上部に組み立てられ、前記本体要素に上下弾性的に組み立てられるソケットカバーと;
前記ソケットカバーの上下位置に連動して前記可動要素に装着位置する半導体素子を加圧固定する半導体素子加圧部と;を含み、
前記半導体素子加圧部は、
前記ソケットカバーの内側壁面構造物の下端に位置し、ソケットカバーの下方移動時に接触が可能な開きカムを含んで半導体素子の上面を面接触して加圧するプッシャープレートと;
一端が前記ソケットカバーとヒンジ結合され、他端が前記プッシャープレートとヒンジ結合されるラッチと;
一端が前記本体要素とヒンジ結合され、他端が前記ラッチとヒンジ結合されるリンクと;を含む、半導体素子テスト用ソケット装置。 - 前記プッシャープレートと前記ラッチのヒンジ軸は、第1トーションばねによって弾性支持されることを特徴とする、請求項1または2に記載の半導体素子テスト用ソケット装置。
- 前記ソケット本体と前記リンクのヒンジ軸は、第2トーションばねによって弾性支持されることを特徴とする、請求項1に記載の半導体素子テスト用ソケット装置。
- 前記本体要素と前記リンクのヒンジ軸は第2トーションばねによって弾性支持されることを特徴とする、請求項2に記載の半導体素子テスト用ソケット装置。
- 前記プッシャープレートは、前記ラッチと接触して回動角が制限されるように回動停止面を含んで半導体素子への加圧の初期に先端部が先に半導体素子の上面と接触するようにすることを特徴とする、請求項3に記載の半導体素子テスト用ソケット装置。
- 前記フローティングプレートは、半導体素子の装着面に前記貫通孔と連通して半導体素子の端子が収容されるように凹設されたボールカップが形成されることを特徴とする、請求項1に記載の半導体素子テスト用ソケット装置。
- 前記リンクは、
上端と下端にそれぞれラッチおよびソケット本体とヒンジピンによって組み立てられるようにヒンジ孔が穿設され、平行に設けられた2つのリンクプレートと;
2つのリンクプレートを互いに固定し、前記第2トーションばねの一端を固定する固定孔が穿設された固定プレートとから構成されることを特徴とする、請求項4に記載の半導体素子テスト用ソケット装置。 - 前記コンタクトは、板材に打ち抜いて一体型に加工されたものであって、
上方に突設された上側尖端部を有する上側頭部と;
上側頭部から下方に延びた上側肩部から円筒状に曲げられたストリップからなる圧縮部と;
圧縮部の下端から延びた下側肩部から下方に延設され、下端に下側尖端部を有する下側頭部と;を含むことを特徴とする、請求項1または2に記載の半導体素子テスト用ソケット装置。 - 前記圧縮部はコイルばねであることを特徴とする、請求項9に記載の半導体素子テスト用ソケット装置。
- 前記プッシャープレートは、半導体素子と直接接触する底部加圧面にプッシャープレートの回動方向に沿って多数の凹凸が設けられることを特徴とする、請求項1または2に記載の半導体素子テスト用ソケット装置。
- 前記ソケット本体は、テストボードと複数のスクリューによって装着され、前記コンタクトは、圧縮性をもって下側尖端部がテストボードの端子と圧縮されて接触することを特徴とする、請求項1に記載の半導体素子テスト用ソケット装置。
- 前記下側プレートの下側に、コンタクトを案内するコンタクトガイドホールが穿設されたガイドプレートをさらに備え、前記コンタクトは、圧縮性をもって下側尖端部がテストボードの端子と半田付けされることを特徴とする、請求項1に記載の半導体素子テスト用ソケット装置。
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