JPH0734590U - Ｉｃソケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＩＣパッケージ１或はＩＣチップのリード２
或いは電極と、微細電極４又は電極との接続を確実にす
るＩＣソケットを提供する。 【構成】 微細電極４又は電極は粒径１５μｍ以下の高
硬度粒子と共にニッケルを複合鍍金し、その上に金鍍金
を施してなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、多端子のＩＣパッケージ或はシリコンのＩＣチップの実装或はバー ン・イン試験等に使用されるＩＣソケットに関するもので、通常パッケージ状態 ・チップ状態のどちらでもエージングする為のソケットである。

【０００２】

【従来の技術】

現在、ＩＣソケットにおいてはＩＣリードフレーム（材質４２合金又は、銅合 金の表面に半田メッキされている）と、ソケット内に組み込まれたプレスで打ち 抜かれたコンタクトピン（材質BeCuの表面にNiメッキ２〜３μｍ、その上に金メ ッキを０．２〜０．３μｍ）とが接触することにより電路を形成している。 一方、ＩＣパッケージ或はシリコンチップのリードは高密度化の傾向にある。 ＩＣパッケージ或はシリコンチップの実装或は試験等を行うためのＩＣソケット のコンタクトピンも、これに合わせて高密度化をしなければならない。例えば図 ４に示すようにシリコンのＩＣチップ１ａの電極２ａはアルミニウムをベースと してなり、そのピッチは０．２ｍｍ以下のピッチとなり、ＩＣソケット側の微細 電極４のピッチもそれに合わせて縮少させなければならない。 ＩＣパッケージ１或はＩＣチップ１ａの微細ピッチ化傾向に伴うＩＣソケット の微細化ピッチの為各リード２，電極２ａと微細電極４との間の良好な電気的接 続は困難となる。特にＩＣチップ１ａの各リード２，電極２ａと微細電極４がア ルミニウムの場合、その表面に酸化アルミニウムの被膜ができるので、接触不良 を起し易い。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

このため、従来は表面の酸化物被膜を破るためにダイヤモンド粉を用いるもの が知られているが、そのダイヤモンド粉の粒径は２２μｍ〜２７μｍと大きいた め、接触抵抗値は大きく、また抵抗値のバラツキが大きく、接触圧力も大きい欠 点がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案はかかる課題を解決するもので、ＩＣパッケージ或いはＩＣチップを装 填するＩＣソケットのＩＣソケット本体１０において、ＩＣパッケージ或いはＩ Ｃチップを装填する部分の下方にはＩＣパッケージ或いはＩＣチップのリード２ 或いは電極２ａと外部回路６とを接続する弾性を有するコンタクト部材１６が配 設され、このコンタクト部材１６の前記リード２或いは電極２ａと接する電極４ ｂは粒径１５μｍ以下の高硬度粒子１４と共にニッケルを複合鍍金し、その上に 金鍍金１５を施してなるものである。 また、ＩＣパッケージ或はＩＣチップを装填するＩＣソケットのＩＣソケット 本体１０において、ＩＣパッケージ１或はＩＣチップ１ａを装填する部分の下方 には弾性体７があり、その上には絶縁性フィルム５があり、この絶縁性フィルム の表面には上記ＩＣパッケージ１或はＩＣチップ１ａのリード２或は電極２ａに 接する微細電極４，４ａを有する回路６があり、この微細電極４，４ａは粒径１ ５μｍ以下の高硬度粒子１４と共にニッケルを複合鍍金し、その上に金鍍金１５ を施してなるＩＣソケットである。 また、ＩＣパッケージ或はＩＣチップを装填するＩＣソケットのＩＣソケット 本体１０において、ＩＣパッケージ１或はＩＣチップ１ａを装填する部分の下方 には弾性のあるコンタクトピン１６があり、このコンタクトピン１６には上記Ｉ Ｃパッケージ１或はＩＣチップ１ａのリード２或は電極２ａと接する電極４ｂを 有し、この電極４ｂは粒径１５μｍ以下の高硬度粒子１４と共にニッケルを複合 鍍金し、その上に金鍍金１５を施してなるＩＣソケットである。

【０００５】

【作 用】

押圧部３がリード２或は電極２ａを押圧すると高硬度粒子１４は金鍍金１５の 金と共にリード２或は電極２ａ内に喰い込み、リード２或は電極２ａを回路６に 確実に接続する。

【０００６】

【実施例】 図１は本考案の一実施例の押圧型のＩＣソケットの縦断面図を示すもので、Ｉ Ｃパッケージ１を用いているが、シリコンのＩＣチップ１ａを用いる場合にも通 用しうることは勿論である。 この実施例が示すＩＣパッケージ１はリードがガルウイン形状のＩＣパッケー ジで、そのリード２は４２鉄ニッケル合金又は銅合金にハンダ鍍金をしたもので ある。 ＩＣソケット本体１０は直方体状でその上面中央にＩＣパッケージ１を入れる 開口を有する。このカバー１２にはＩＣパッケージ１のリード２を下方に押圧す る押圧部３を有する。 ＩＣソケット本体１０内において上記開口の下方の位置には１５０℃以上の耐 熱性シリコンゴム材料によって構成されている弾性体７があり、その上にはポリ イミド樹脂或はポリエーテルサルフォン等よりなる柔軟な絶縁性フィルム５があ り、この絶縁性フィルム５の表面には上記リード２に接する高密度に形成された 微細電極４を有する銅箔などで作られた柔軟性の回路６が設けられている。この 回路６はＩＣソケット本体１０の底部に植設した端子１３，１３・・・に接続さ れる。

【０００７】 図２はその微細電極４の拡大図を示すもので、その微細電極４はダイヤモンド 粒１４と共にニッケルを複合鍍金し、その上に金鍍金１５をしたものである。ダ イヤモンド粒１４の粒径は１５μｍ以下のものである。金鍍金１５の厚さはニッ ケルメッキが酸化しない程度とする。 次にこの装置の動作を説明する。ＩＣソケット本体１０の上面中央の開口内に ＩＣパッケージ１を装填し、カバー１２を覆せて上方より下方に押圧すると押圧 部３は図２矢印のようにリード２を下方に押圧する。これによってダイヤモンド 粒１４は金鍍金１５の金と共にリード２内に喰い込み、リード２を微細電極４と 回路６、そして端子１３に接続する。ダイヤモンド粒子が食い込む深さは約５ミ クロンから１０ミクロン程度であると思われる。 ＩＣチップ１ａを用いたときにはダイヤモンド粒１４はその電極２ａの酸化ア ルミニウムの被膜を割りながら内部のアルミニウムに突き刺さり、接続が良好と なる。

【０００８】 図３は本考案の他の実施例の回転押圧型のＩＣソケットの縦断面図を示すもの で、上記実施例と同じ部分は同じ符号を用いて説明する。 図において１はＩＣパッケージ本体、２はＩＣパッケージのリード、３はリー ド２を押圧するための押圧部、４ａはリード２と接続するための多数の接点が高 密度に形成された微細電極、５は微細電極４ａを表面に設けた柔軟性を有するポ リイミドなどで作られた絶縁性フィルム、６は絶縁性フィルム５の表面に設けら れた微細電極４ａと電気的に接続が可能な状態にある銅箔などで作られた柔軟性 を有する回路、７は微細電極４ａの下方部分全体にわたって配設されており、絶 縁性フィルム５に下から接するゴム等の弾性体、８は回転軸９によってＩＣソケ ット本体１０に対して上下に揺動可能に取り付けられたブロック、１１は一端を ＩＣソケット本体１０に、他の一端をブロック８に取り付けられたばね、１２は ＩＣソケットに回動可能に取り付けられた押圧部３を有するカバー、１３は回路 ６と接続状態にある、ＩＣパッケージの実装試験等を行うための回路基板と接続 するために、回路基板の接続部分のピッチに合わせてＩＣソケット本体１０に取 り付けられた端子である。

【０００９】 かくして、ＩＣパッケージを装着するに際しカバー１２を開け、ＩＣパッケー ジ１をＩＣソケット本体１０に装填すると、リード２が微細電極４ａの上に載る 。微細電極４ａは、ＩＣパッケージのリード２のピッチと同じピッチで、絶縁性 フィルム５の表面に設けられている。ブロック８は、ばね１１の弾性力によって 、ＩＣソケット本体１０に対して上方向の力を受けている。カバー１２を閉じる と、押圧部３がリード２をＩＣソケット本体１０に対して下方向へ押圧する。す ると、まず弾性体７が弾性変形しはじめ、次にブロック８が回転軸９を中心に左 旋し、ばね１１を変形させる。このとき、微細電極４ａも回転軸９を中心に回転 し、リード２を擦り、ワイピング作用が行われる。そして、リード２と回路６が 確実に接続され、更に端子１３を通じて、図示されていない回路基板と接続され る。

【００１０】 而して、リード２と微細電極４ａの擦れ合う距離は、リード２を押圧部３によ って押圧したときのブロック８の回転量によって決まることになる。従って、回 転量を多くすることによって、リード２と微細電極４ａのワイピング効果はより 確実に得られる。但し、ブロック８の回転可能範囲は、リード２を曲げる危険性 のない範囲としなければならない。 尚、上記実施例においては、微細電極にダイヤモンド粒と共にニッケルを複合 鍍金した例を示したが、ダイヤモンド粒に代えて炭化硅素、シリカ、チタンウイ スカ、セラミックスなど酸化金属被膜を破壊しうるような高硬度粒子であればよ い。

【００１１】 〔実験例〕 (測定の目的) アルミをベースとした蒸着膜と今後ソケットに使用されるで あろうと思われる様々な接触物質と蒸着膜との接触特性がどうなのか、また、様 々な接触物質の中でどれが一番良い接触特性を得られるかの試（実）験を行った 。 (試験方法) 当社で設計・製作した接触特性試験治具を使用し、Siチップ上 のAlをベースとした蒸着膜に対し、接触圧と接触抵抗との関係がどうなのか試験 (実験) する。 図５のように、様々な接触物質２０とシリコンチップ２１上に蒸着したアルミ ニウムをベースとした蒸着膜２２と接触させ、接触物質裏面よりスプリング２３ を介した通称ポゴピンと呼ばれているピン２４で先端部２５を押す。そして、そ の押す力を徐々に強く押していく。その力はロードセル２６（Ｐ／Ｅセンサ）で 測定する。そして接触物質２のアルミニウムをベースとした蒸着膜２２の各々の 一端から四端子測定法に則ってその間の抵抗値の変化を測定する（市販の「Low Ohm Meter 」を使用し、その測定電流は５０μＡである）。 尚、ポゴピン２４の先端部は丸・平２種類各々測定を行った。抵抗値と圧力と の関係は図６に示す。 従来公知の２つの資料と本考案の２つの資料の抵抗値を表１に示し、接触圧力 を表２に示し、総合評価を表３に示す。これによれば、軽い接触圧で接触抵抗は 小さくなり、総合的に良好な結果が得られたことがわかる。これは軽い接触圧で 、酸化被膜への食い込み量が小さいため、逆に金鍍金とリードとの接触面積が大 きく保たれるためと考えられる。

【００１２】

【表１】

【００１３】

【表２】

【００１４】

【表３】

【００１５】 （結果） 総合評価の結果、ニッケルメッキにダイヤモンドをまぶした「フリ ーカット」の接触特性が良いことが判明した。その中でもその上に金メッキを施 したものが良い。ダイヤモンド粒子の大きさはアルミ蒸着膜に対しては３〜１５ μｍ程度の厚さの範囲がよいことが判明した。

【００１６】 図７は本考案の更に他の実施例を示すもので、前述の実施例と同じ部分は同じ 符号を用いて説明する。 ＩＣパッケージ１或はＩＣチップ１ａを装填する部分の下方には弾性のあるコ ンタクトピン１６があり、このコンタクトピン１６には上記ＩＣパッケージ１或 はＩＣチップ１ａのリード２或は電極２ａと接する電極４ｂを有し、この電極４ ｂは粒径１５μｍ以下の高硬度粒子１４と共にニッケルを複合鍍金し、その上に 金鍍金１５を施してなるものである。なお、図中１７はソケット本体１０に設け たコンタクトピン１６間を離間する仕切壁、１８はコンタクトピン１６を上下に 撓み易いようにする湾曲部である。 この装置において、リード２或いは電極２ａを電極４ｂに向けて押圧すると、 ダイヤモンド粒１４は金鍍金１５の金と共にリード２或いは電極２ａ内に喰い込 み、リード２或いは電極２ａを回路に確実に接続する。

【００１７】

【考案の効果】

以上のように本考案ではこの微細電極４，４ａ又は電極４ｂは高硬度粒子１４ と共にニッケル鍍金し、その上に金鍍金１５を施しているので、押圧部３がリー ド２或は電極２ａを押圧すると高硬度粒子１４は金鍍金１５の金と共にリード２ 或は電極２ａ内に喰い込み、リード２或は電極２ａを回路６に確実に接続するも のであるが、高硬度粒子１４の粒径は１５μｍ以下と小さいので、接触抵抗値は 小さく、その抵抗値のバラツキも小さく、接触圧も小さくてすむものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の概要を示す壁を押圧型のＩ
Ｃソケットの縦断面図である。

【図２】その要部の拡大図である。

【図３】本考案の他の実施例の回転押圧型のＩＣソケッ
トの縦断面図である。

【図４】シリコンチップのリードを示す裏面図である。

【図５】実験例の説明図である。

【図６】抵抗値と圧力の関係を示すグラフである。

【図７】本考案の更に他の実施例の要部の斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ ＩＣパッケージ １ａ ＩＣチップ ２ リード ２ａ 電極 ４ 微細電極 ４ａ 微細電極 ４ｂ 電極 ５ 絶縁性フィルム ６ 回路 ７ 弾性体 １０ ＩＣソケット本体 １４ 高硬度粒子 １５ 金鍍金 １６ コンタクトピン

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＩＣパッケージ或いはＩＣチップを装填
   するＩＣソケットのＩＣソケット本体（１０）におい
   て、ＩＣパッケージ或いはＩＣチップを装填する部分の
   下方にはＩＣパッケージ或いはＩＣチップのリード
   （２）或いは電極（２ａ）と外部回路（６）とを接続す
   る弾性を有するコンタクト部材（１６）が配設され、こ
   のコンタクト部材（１６）の前記リード（２）或いは電
   極（２ａ）と接する電極（４ｂ）は粒径１５μｍ以下の
   高硬度粒子（１４）と共にニッケルを複合鍍金し、その
   上に金鍍金（１５）を施してなるＩＣソケット。
2. 【請求項２】 ＩＣパッケージ或はＩＣチップを装填す
   るＩＣソケットのＩＣソケット本体（１０）において、
   ＩＣパッケージ（１）或はＩＣチップ（１ａ）を装填す
   る部分の下方には弾性体（７）があり、その上には絶縁
   性フィルム（５）があり、この絶縁性フィルムの表面に
   は上記ＩＣパッケージ（１）或はＩＣチップ（１ａ）の
   リード（２）或は電極（２ａ）と接する微細電極（４，
   ４ａ）を有する回路（６）があり、この微細電極（４，
   ４ａ）は粒径１５μｍ以下の高硬度粒子（１４）と共に
   ニッケルを複合鍍金し、その上に金鍍金（１５）を施し
   てなるＩＣソケット。
3. 【請求項３】 ＩＣパッケージ或はＩＣチップを装填す
   るＩＣソケットのＩＣソケット本体（１０）において、
   ＩＣパッケージ（１）或はＩＣチップ（１ａ）を装填す
   る部分の下方には弾性のあるコンタクトピン（１６）が
   あり、このコンタクトピン（１６）には上記ＩＣパッケ
   ージ（１）或はＩＣチップ（１ａ）のリード（２）或は
   電極（２ａ）と接する電極（４ｂ）を有し、この電極
   （４ｂ）は粒径１５μｍ以下の高硬度粒子（１４）と共
   にニッケルを複合鍍金し、その上に金鍍金（１５）を施
   してなるＩＣソケット。
4. 【請求項４】 前記高硬度粒子（１４）は、ダイヤモン
   ド、炭化硅素、シリカ、チタンウイスカ、セラミックス
   のうちのいずれか、又はこれらのうちの複数種を含むも
   のからなるものであることを特徴とする請求項１、２又
   は３のいずれかに記載のＩＣソケット。