JP3578708B2

JP3578708B2 - Ｉｃソケット

Info

Publication number: JP3578708B2
Application number: JP2000257653A
Authority: JP
Inventors: 友子河口
Original assignee: Ｎｅｃセミコンダクターズ九州株式会社
Priority date: 2000-08-28
Filing date: 2000-08-28
Publication date: 2004-10-20
Anticipated expiration: 2020-08-28
Also published as: JP2002075570A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体パッケージの電気的特性試験を行う測定装置において、半導体集積回路（ＩＣ）パッケージを装填することによりＩＣパッケージのリードと測定装置の測定回路とを電気的に接続を行なうためのＩＣソケットに関し、特にフラットパック型ＩＣパッケージのＩＣソケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来の一例を示すフラットパック型のＩＣパッケージのＩＣソケットの断面部分図である。図７に示すように、ＩＣソケットは、ソケットベース２００と、ソケットベース２００に装着され、ソケットベース２００の表面より突出して横方向にＵ字型に折り曲げられ、さらに上方鉛直に折り曲げられて先端部にフラットパック型のデバイス２０５のリード２０３と接触させるための接触部が設けられたソケットピン２０１と、デバイス２０５をソケットベース２００のデバイス載置部にセット後、デバイス２０５を押圧してソケットピン２０１にリード２０３を接触させるためのソケット蓋２０２とから構成されている。この種のＩＣソケットは、さらにテストボード（表示していない）にソケットピン２０１を挿入するようにして実装されて使用される。このＩＣソケットは、通常の周波数領域で使用されるＩＣパッケージ用として使用されている。
【０００３】
高周波ＩＣパッケージ用のＩＣソケットとして、特開平８―２３６２３７号公報にはコンタクト線長を小さくするためにＳ字形接触子を使用する技術が開示されている。図８は、このＳ字形接触子を使用したＩＣソケット要部斜視図である。図８に示すように、このＩＣソケットは、リード３０を形成したデバイス２０（ＩＣパッケージ）を載置するソケットベース４０を有し、電極パッドを備えたテストボード５１ａにこのソケットベース４０本体５ａを搭載する構造を有している。特に、ソケットベース４０は、Ｓ字形接触子７０と、このＳ字形接触子７０を保持するために、上下にそれぞれ２本固定されるエラストマとを有し、Ｓ字形接触子７０はソケットベース４０に加工されたスロット溝８０に挿入されている。
【０００４】
ソケットベース４０はテストボード５１ａにネジ等で固定され、その際、Ｓ字形接触子７０はソケットベース４０の底面より０．２ｍｍほど飛び出しており、テストボード５１ａへの固定時には、下部のエラストマを変形させ、この変形で与えられた負荷により、Ｓ字形接触子７０をテストボード５１ａの電極パッドに接触保持させる。デバイス２０のリード３０をＳ字形接触子７０の上面に載せて適正な接触圧力をかけると、Ｓ字形接触子７０はエラストマを変形させながら回転を行う。これにより、Ｓ字形接触子７０はデバイス２０のリード３０の接触面とテストボード５１ａの電極パッドの双方の接触面を擦りながら相互接続が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の図７のＩＣソケットでは、デバイス２０５のリード２０３とソケットピン２０１の先端部が確実に接触できるものの、ソケットピン２０１の先端部とリード２０３との接触部の間ですべりが生じリード２０３のはんだめっき面に傷がつきやすく、またソケットピン２０１の先端部にはんだが転写されやすい。ＩＣソケットの使用回数の増加とともに、ソケットピン２０１の先端部に転写されたはんだは酸化され、ソケットピン２０１の先端部の表面抵抗を増加させてＩＣソケトとデバイスのリード２０３との接触不良を生じさせる原因となっていた。
【０００６】
図８のＩＣソケットにおいても、デバイス２０のリード３０の表面でＳ字形接触子７０が摺動したり、回転動作を行うため、リード３０のはんだめっき面が削れてＳ字形接触子７０の表面に転写され、図７のＩＣソケットと同様に転写されたはんだの酸化によってＳ字形接触子７０とリード３０の間の接触抵抗増加によって両者間の接触不良が生ずる問題があった。
【０００７】
従って、本発明の目的は、上記の従来のＩＣソケット（コンタクト装置）の欠点を解決し、フラットパック型のＩＣパッケージのリードの傷の発生が抑制でき、安価で寿命の向上したＩＣソケットを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の構成のＩＣソケットは、ソケットベースと、検査するフラットパック型半導体集積回路パッケージのリードの先端部に対応する位置の前記ソケットベースに設けられた貫通孔に装着され、一端が前記ソケットベースの裏面から突出するテストボード挿入部を有し、他端が前記ソケットベースの表面に露出した平坦面を有するソケットピンと、前記ソケットベース上に載置され、前記ソケットベースの前記貫通孔に対応した位置に貫通した溝を有し、該溝部で前記ソケットピンの前記露出面を上方から固定し、表面に前記パッケージの搭載部を有するソケット台と、前記溝中に前記ソケットピンと接触するように設置された自由に回転することができ、上方からの押圧によってたわみが生じるＯ字リング状の接触子と、前記ソケット台上に載置され、下面に前記パッケージの前記リードの先端部を押圧し、前記接触子に前記パッケージの前記リードを接触させるリード押え部を有するソケット蓋とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の第２の構成のＩＣソケットは、検査するフラットパック型半導体集積回路パッケージのリードの先端部に対応する位置に貫通した溝と表面に前記パッケージの搭載部を有するソケットベースと、前記ソケットベースの裏面に配置され、前記溝に対応した位置にパッドを有するテストボードと、前記溝に前記パッドに接触するように配置された自由に回転することができ、上方からの押圧によってたわみが生じるＯ字リング状の接触子と、前記ソケットベース上に載置され、下面に前記パッケージの前記リードの先端部を押圧し、前記接触子に前記リードを接触させるリード押え部を有するソケット蓋とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
上記の本発明の第１および第２の構成において、前記Ｏ字リング状の接触子の一部に該接触子を幅方向に切断する切欠きを設けることもできる。また、Ｏ字リング状の前記接触子のリング内部に導電性樹脂を充填し、接触子の電気抵抗を低減することもできる。
【００１１】
本発明は、上記の第１および第２の構成のように、ＩＣソケット内にＯ字リング状の接触子を設けたことを大きな特徴とする。こ接触子は溶接やはんだ付けでＩＣソケット内には固定されるものではなく、単にソケットピン（第１の構成）またはテストボードのパッド（第２の構成）に接触するように配置され、上方からフラットパック型半導体集積回路パッケージ（以下、単にデバイスという）のリードが該接触子に押圧されて接触した場合に、リードに加えられた横方向の力によって回転し、該リードとの摺動を低減することができる。その結果、デバイスのリードのはんだめっきの削れと接触子表面への転写が防止でき、従来のＩＣソケットにおける転写はんだによる接触不良事故発生を防止できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施の形態のＩＣソケットの要部断面図であり、図２は図１のＩＣソケットの平面図である。図１は図２のＡ―Ａ’線に沿った断面図である。このＩＣソケットは、図１に示すように、絶縁材料で成形されたソケットベース１と、載置するデバイス２０のリード３０の先端部と対応する位置のソケットベース１に設けられた貫通孔３ａにその一方の先端がソケットベースの裏面から突出し、その他端が平坦面を有し、該平坦面がソケットベース１の表面に露出するように装着された導電性のソケットピン３と、ソケットベース１上に載置され、ソケットベース１の貫通孔３ａに対応した位置に溝６を有し、溝６部でソケットピン３の先端部を上方から固定し、表面にデバイス２０の搭載部を有する絶縁材料で成形されたソケット台２と、溝６中にソケットピン３に接触するように設置されたＯ字形のリング状の導電性の接触子１０と、ソケット台２上に載置され、その下面にソケット台２上に載置されるデバイス２０のリード３０の先端部を押圧する突状のリード押え部５ａを有する絶縁材料で成形されたソケット蓋５とから構成されている。
【００１４】
図１のように、本実施の形態のＩＣソケットは、ソケット台２の溝６部にリング状の接触子１０を載置し、この接触子１０を介してデバイス２０のリード３０とソケットピン３を電気的に接触させるようにしたことに大きな特徴を有している。この接触子１０ははんだ付けや溶接等によってはソケットピン３に接合されずに、単にソケットピン３の先端部の平坦面に置いた状態であり、そのために接触子１０は自由に回転することができるためにデバイス２０をＩＣソケットに組込みリード押え部５ａでリード３０を押圧して接触子１０とリード３０が接触する際に摺動がないためにリード３０のはんだめっきの削れと接触子１０へのはんだめっきの転写を防止できる。そのために、従来のＩＣソケットのようなはんだめっき転写による接触不良発生を防止できる。なお、接触子１０と溝６の側壁とのクリアランスは接触子１０を回転させるために２００μｍ以上必要である。
【００１５】
接触子１０のリング径は自由に決めることができるが、通常は１〜２ｍｍ程度である。また、接触子１０のリング幅は０．１〜０．３ｍｍ程度である。接触子１０の材料としてはＢｅ―Ｃｕ合金が使用され、Ｎｉが厚さ１〜５μｍ、Ａｕが厚さ０．２〜１μｍめっきされる。接触子１０のバネ定数は０．０３〜０．０５ｋｇｆ／ｃｍ程度として上方からの押圧によって十分たわみが生じるようにする。図５（ａ）に図１の接触子１０の斜視図を示した。
【００１６】
次に本発明の第２の実施の形態のＩＣソケットについて図面を参照して説明する。図３は本発明の第２の実施の形態のＩＣソケットの要部断面図である。本実施の形態では図１の接触子１０の代わりにリングの一部に幅方向にリングを切断する切欠きを設けた接触子１０ｂを用いた場合である。接触子１０ａの材料としては、図１の接触子１０と同様なＢｅ―Ｃｕ合金を使用できるが、バネ定数は０．１ｋｇｆ／ｃｍ程度のものが使用される。接触子１０ａの表面にも図１の接触子１０と同様にＮｉ／Ａｕめっきが施される。本実施の形態でも接触子１０ａは、上記の第１の実施の形態と同様に、はんだ付けや溶接等によってはソケットピン３に接合されずに、単にソケットピン３の先端部の平坦面上に載置される。そのために接触子１０ａは自由に回転することができるためにデバイス２０をＩＣソケットに組込みリード押え部５ａでリード３０を押圧して接触子１０ａとリード３０が接触する際に摺動がないためにリード３０のはんだめっきの削れと接触子１０ａへのはんだめっきの転写を防止でき、ＩＣソケットの使用回数増加によるデバイス２０のリード３０と接触子１０ａの接触不良発生を防止できる。図５（ｂ）に図３の接触子１０ａの斜視図を示した。
【００１７】
次に本発明の第３の実施の形態のＩＣソケットについて図面を参照して説明する。図４は本発明の第３の実施の形態のＩＣソケットの要部断面図である。本実施の形態では図１の接触子１０の代わりにリングの内部にゴム弾性の導電性樹脂１００を充填した接触子１０ｂを使用した場合である。本接触子１０ｂでは図１の接触子１０よりも接触子の電気抵抗を下げることができる。導電性樹脂１００としてはポリウレタン樹脂にＣｕ，Ａｇ，Ａｕなどの金属粒子を充填した材料を使用することができる。接触子１０ｂはＢｅ―Ｃｕ合金リングにＮｉめっきとＡｕめっきを施した後、リング内部に導電性樹脂１００を充填することによって調製されるが、円柱状の導電性樹脂成形体に無電解銅めっき、無電解ニッケルめっき、無電解金めっきを順次形成した後、所定のリング幅（例えば０．３ｍｍ）に切断して調製することもできる。なお、後者の調製方法の場合には、導電性樹脂１００中に上述のＣｕ，ＡｇまたはＡｕの金属粒子の他に無電解めっきの析出を促進させるためにＰｄ金属粒子を添加することが望ましい。本実施の形態のＩＣソケットについても上記の本発明の第１の実施の形態のＩＣソケットと同様な効果が得られる。図４の接触子１０ｂの斜視図を図５（ｃ）に示した。
【００１８】
次に本発明の第４の実施の形態のＩＣソケットについて図面を参照して説明する。図６は本発明の第４の実施の形態のＩＣソケットの要部断面図である。
【００１９】
上記の第１〜第３の実施の形態のＩＣソケットは、ソケットベース１から突出したソケットピン３の部分をさらにテストボード（表示していない）に装着して使用されるが、図６のＩＣソケットでは、ソケット台を兼ねるソケットベース６０を直接テストボード上に装着し、接触子１０をテストボード５０のパッド５１と直接接触するようにした場合である。本実施の形態のＩＣソケットでは、上記の第１の実施の形態のＩＣソケットにおけると同様な効果の他に、リード３０とテストボード５０のパッド５１間の電気抵抗を低減することができ、高周波デバイスに適したＩＣソケットを提供できる。図６では図１と同じ接触子１０が使用されているが、図５（ｂ）、図５（ｃ）と同様な接触子も使用することができることはいうまでもない。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のＩＣソケットでは次の効果が得られる。
（１）フラットパック型のＩＣパッケージのリードと接触する接触子が回転でき、リードのはんだめっきの削れが抑制でき、接触子へのリードのはんだ転写を防止できる。
（２）その結果、デバイスのリードと接触子の接触抵抗の上昇が防止でき、ＩＣソケットの寿命を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のＩＣソケットの要部断面図である。
【図２】図１のＩＣソケットの平面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態のＩＣソケットの要部断面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態のＩＣソケットの要部断面図である。
【図５】本発明の第１〜第３の実施の形態のＩＣソケットに使用される接触子の斜視図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態のＩＣソケットの要部断面図である。
【図７】従来の一例のＩＣソケットの要部断面図である。
【図８】従来の他例のＩＣソケットの要部斜視図である。
【符号の説明】
１，４０，６０，２００ソケットベース
２ソケット台
３，２０１ソケットピン
３ａ貫通孔
５，２０２ソケット蓋
５ａリード押え部
６溝
１０，１０ａ，１０ｂ接触子
２０，２０５デバイス
３０，２０３リード
５０，５１ａテストボード
５１パッド
７０Ｓ字形接触子
８０スロット溝
１００導電性樹脂

Claims

ソケットベースと、検査するフラットパック型半導体集積回路パッケージのリードの先端部に対応する位置の前記ソケットベースに設けられた貫通孔に装着され、一端が前記ソケットベースの裏面から突出するテストボード挿入部を有し、他端が前記ソケットベースの表面に露出した平坦面を有するソケットピンと、前記ソケットベース上に載置され、前記ソケットベースの前記貫通孔に対応した位置に貫通した溝を有し、該溝部で前記ソケットピンの前記露出面を上方から固定し、表面に前記パッケージの搭載部を有するソケット台と、前記溝中に前記ソケットピンと接触するように設置された自由に回転することができ、上方からの押圧によってたわみが生じるＯ字リング状の接触子と、前記ソケット台上に載置され、下面に前記パッケージの前記リードの先端部を押圧し、前記接触子に前記パッケージの前記リードを接触させるリード押え部を有するソケット蓋とを備えたことを特徴とするＩＣソケット。
検査するフラットパック型半導体集積回路パッケージのリードの先端部に対応する位置に貫通した溝と表面に前記パッケージの搭載部を有するソケットベースと、前記ソケットベースの裏面に配置され、前記溝に対応した位置にパッドを有するテストボードと、前記溝に前記パッドに接触するように配置された自由に回転することができ、上方からの押圧によってたわみが生じるＯ字リング状の接触子と、前記ソケットベース上に載置され、下面に前記パッケージの前記リードの先端部を押圧し、前記接触子に前記リードを接触させるリード押え部を有するソケット蓋とを備えたことを特徴とするＩＣソケット。
前記接触子の一部に該接触子を幅方向に切断する切欠きが設けられていることを特徴とする請求項１または２記載のＩＣソケット。
前記接触子の前記リング内部に導電性樹脂が充填されていることを特徴とする請求項１または２記載のＩＣソケット。
前記接触子がＢｅ―Ｃｕ合金をベースとして、その表面にＮｉめっきおよびＡｕめっきが順次施されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＩＣソケット。
前記接触子の前記リング内部に充填された導電性樹脂が、ポリウレタン樹脂とＣｕ，ＡｇまたはＡｕ金属粒子を含有することを特徴とする請求項４記載のＩＣソケット。
前記接触子は円柱状の導電性樹脂成形体に無電解銅めっき、無電解ニッケルめっき、無電解金めっきを順次施した後、所定のリング幅に切断されて調製されたものであることを特徴とする請求項４または６記載のＩＣソケット。
前記導電性樹脂成形体が、ポリウレタン樹脂とＣｕ，ＡｇまたはＡｕ金属粒子を含有することを特徴とする請求項７記載のＩＣソケット。
前記接触子のバネ定数が０．０３〜０．０５ｋｇｆ／ｃｍであることを特徴とする請求項１または２記載のＩＣソケット。
前記接触子のバネ定数が略０．１ｋｇｆ／ｃｍであることを特徴とする請求項３記載のＩＣソケット。