JPH11176547A - ボールグリッドアレイ用ソケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボールグリッドアレイに有する半田ボールと
これに接触する導電性部材との接触関係を適正化して半
田ボールの損傷や電気的接触状態を良好に維持できる構
成を備えたボールグリッドアレイ用ソケットを提供す
る。 【解決手段】 表面にて格子状に配列された半田ボール
３Ａを有するボールグリッドアレイを備えたＩＣパッケ
ージ３を対象としてその半田ボール３Ａに対向当接可能
な接触部材４を備えたソケット１であって、上記ＩＣパ
ッケージ３を装填可能な受け部１Ｃを備え、その受け部
１Ｃには上記半田ボール３Ａの露出部１Ｄが形成され、
その露出部１Ｄは、上記半田ボール３Ａのうちで最外側
に位置する半田ボール３Ａ１と当接可能な大きさ（Ｐ）
に形成され、上記最外側に位置する半田ボール３Ａ１を
露出部１Ｄ内縁に当接させることで半田ボール３Ａとこ
の半田ボール３Ａに対向する接触部材４とを位置決めす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボールグリッドア
レイ用ソケットに関し、さらに詳しくは、ボールグリッ
ドアレイを備えたＩＣパッケージの製品検査の際に用い
られるソケットに関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、電子機器への半導体等の
電子部品の実装技術においては電子機器の高機能化ある
いは高密度化に対応することが望まれてきている。一
方、上記した電子機器の高機能化あるいは高密度化を実
現する場合には、それに伴って配線の小型化も望まれて
きており、従来では、この要求に応える方式として、プ
リント回路基板の多層化が行われている。

【０００３】多層プリント回路基板に実装されるＩＣ等
の電子部品においても高密度化されることで多ピン化さ
れる傾向にあり、このため、ＩＣパッケージの一つとし
て、従来のような外部端子をプリント回路基板に実装す
るのでなく、半田ボールを格子状に配列したボールグリ
ッドアレイ（以下、ＢＧＡという）が用いられる場合が
ある。ＢＧＡは、片面にて格子状に配列されている半田
ボールに対して弾性付勢されて接触するコネクタを介し
て多層プリント回路基板の導体層と電気的に接続させら
れるようになっている。

【０００４】上記ＢＧＡを用いたＩＣパッケージの通電
検査などをはじめとした製品検査を行う場合には、ＢＧ
Ａに有する半田ボールの配列ピッチに対応してコンタク
トピンを配列したプローブが装備されている専用ソケッ
トを用いることがあり、この場合には、ソケット内にＩ
Ｃパッケージを装填し、半田ボールとプローブのコンタ
クトピンとを接触させるようになっている。図４は、上
記製品検査に用いられるソケットの構成を示す模式図で
あり、同図において検査用ソケットＡは、検査対象とな
るＩＣパッケージＢの外形寸法に対応したパッケージ装
填用凹部Ａ１が形成されている。パッケージ装填用凹部
Ａ１には、ＩＣパッケージＢの半田ボールＢ１の配列ピ
ッチに合わせた開口部が形成され、その開口部には半田
ボールＢ１に当接可能なコンタクトピンＣ１を有するプ
ローブＣが配置されている。なお、図４において、符号
Ｄは、プローブＣに有するコンタクトピンＣ２が接触す
る端子部を有した検査回路基板を示している。上記構成
を備えた検査用ソケットＡは、パッケージ装填用凹部Ａ
１内に装填されるＩＣパッケージＢの外周部を基準とし
て半田ボールＢ１とプローブＣに有するコンタクトピン
Ｃ１との位置決めが行われる。つまり、ＩＣパッケージ
Ｂの外周部をソケット装填用凹部Ａ１の内壁面に当接さ
せることで各半田ボールＢ１の中心位置（Ｌ１）と各コ
ンタクトピンＣ１の中心、つまりプローブＣの中心位置
（Ｓ１）とを整合させるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した検査用ソケッ
トを用いた場合には次のような問題がある。つまり、Ｉ
Ｃパッケージにおいては、外形寸法の誤差によって外周
部と半田ボールとの間の距離が異なることがある。この
場合には、図５に示すように、ＩＣパッケージＢの外周
部をパッケージ装填用凹部Ａ１の内壁面に突き当てても
半田ボールＢ１の中心位置（Ｌ１）とプローブＣの中心
位置（Ｓ１）とが整合しないで、符号Ｇで示すようにず
れを生じてしまうことがある。例えば、プラスチック−
ＢＧＡ等の場合には、外形寸法において±０．１〜０．
２ｍｍ程度の誤差があり、特に、０．５あるいは０．４
ｍｍピッチ等の半田ボールの配列ピッチを有するＩＣパ
ッケージでは、上記誤差が存在することが原因して半田
ボールＢ１とプローブＣとの対応中心位置がずれてしま
うことがある。このように中心位置がずれてしまってい
ると、例えば、図４，図５に示すコンタクトピンＣ１の
先端形状が鋭角に切り削がれているような場合、その先
端周縁部に半田ボールＢ１の中心部以外の面が当たると
先端周縁によって半田ボールＢ１が傷つけられてしまっ
たり、あるいは僅かな接触状態しか得られなくなること
により接触不良を起こして電気的な導通状態が不安定と
なる不具合が生じる。コンタクトピンＣ１の先端形状
は、半田ボールＢ１が先端へ入り込んでくる際に誘導し
て互いの中心位置を整合させるために設定されている。

【０００６】本発明の目的は、上記従来のボールグリッ
ドアレイ用ソケットにおける問題に鑑み、ボールグリッ
ドアレイに有する半田ボールとこれに接触する導電性部
材との接触関係を適正化して半田ボールの損傷を防止す
ると共に電気的接触状態を良好に維持できる構成を備え
たボールグリッドアレイ用ソケットを提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、表面にて格子状に配列され
た半田ボールを有するボールグリッドアレイを備えたＩ
Ｃパッケージを対象としてその半田ボールに対向当接可
能な接触部材を備えたソケットであって、上記ＩＣパッ
ケージを装填可能な受け部を備え、その受け部には上記
半田ボールの露出部が形成され、その露出部は、上記半
田ボールのうちで最外側に位置する半田ボールと当接可
能な大きさに形成され、上記最外側に位置する半田ボー
ルを露出部内縁に当接させることで半田ボールとこの半
田ボールに対向する接触部材とを位置決めすることを特
徴としている。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載のボ
ールグリッドアレイ用ソケットにおいて、上記露出部
は、上記接触部材が配置されているソケット本体に対し
て浮動可能に支持されて昇降可能なパッケージ保持部材
に形成された開口部で構成され、その開口部の内壁面が
上記半田ボールのうちの最外側の半田ボールと当接可能
であることを特徴としている。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１記載のボ
ールグリッドアレイ用ソケットにおいて、上記接触部材
は、筒体内に端子を配置したプローブで構成され、上記
端子は上記筒体の軸方向両端にそれぞれ配置され、上記
筒体内に配置されている弾性体によって突出習性を有
し、その一方が上記半田ボールに当接することを特徴と
している。

【００１０】

【作用】請求項１記載の発明では、受け部に形成されて
いる露出部がＩＣパッケージにおける最外側に位置する
半田ボールと当接可能な大きさに形成されているので、
最外側の半田ボールを露出部の内縁に当接させるだけで
この半田ボールに対向する接触部材との位置決めが行え
る。これにより、ＩＣパッケージの外形と最外側に位置
する半田ボールとの位置関係に誤差が生じていても、配
列ピッチの基準となる最外側の半田ボールと露出部内縁
との位置関係を規定するだけで露出部を有するソケット
に設けられている接触部材との対向位置関係が正確に割
り出される。

【００１１】請求項２記載の発明では、露出部に開口部
を設け、この開口部の内壁面を最外側の半田ボールに当
接可能な関係とすることで、簡単な構造によって半田ボ
ールと接触部材との位置関係を規定することができる。

【００１２】請求項３記載の発明では、接触部材とし
て、筒体の軸方向両端に端子を備えたプローブが用いら
れ、それら端子が筒体内部に配置されている弾性体によ
り突出することができるので、最外側の半田ボールと露
出部の内縁との当接により位置決めされた半田ボールに
対して容易に良好な接触を行わせることができる。

【００１３】

【実施例】以下、図示実施例により本発明の詳細を説明
する。図１は、本発明実施例によるボールグリッドアレ
イ用ソケットの模式図であり、同図においてボールグリ
ッドアレイ（以下、便宜上、ＢＧＡと称する）用ソケッ
ト１は、検査用回路基板２と一体化されているソケット
本体１Ａと、パッケージ保持部材１Ｂとを備えている。
ソケット本体１Ａおよびパッケージ保持部材１Ｂとは共
に電気絶縁性の樹脂材で形成されており、ソケット本体
１Ａには、検査対象となるＩＣパッケージ３に有する半
田ボール３Ａの配列ピッチに合わせて配置した接触部材
をなすプローブ４が設けられている。

【００１４】上記プローブ４は、図２に示す構成とされ
ている。図２においてプローブ４は筒体４Ａを備えてお
り、その筒体４Ａの内部には、軸方向両端に抜け止めさ
れた状態で端子４Ａ１，４Ａ２が挿嵌されている。端子
のうち、ＩＣパッケージ３の半田ボール３Ａと対向する
側に位置する端子４Ａ１は、先端部が鋭角に切り削が
れ、半田ボール３Ａを受け入れ可能な形状とされてい
る。上記端子４Ａ１，４Ａ２の間には、コイルバネ４Ｂ
が装填されており、端子４Ａ１、４Ａ２に対して突出習
性を付与している。これにより、端子４Ａ１は半田ボー
ル３Ａに対して圧接し、また、端子部４Ａ２は検査用回
路基板２の端子に対して圧接することで接触不良が起こ
りにくくされている。

【００１５】上記プローブ４は、後述するパッケージ保
持部材１Ｂにおける受け部１Ｃに形成されている露出部
１Ｄの内縁から最外側に位置するプローブ（便宜上、符
号４’で示す）の配置位置に至る距離が予め決められて
おり、最外側のプローブ４’を基準として半田ボール３
の配列ピッチに合わせた配列ピッチで残りのプローブ４
が配置されている。

【００１６】パッケージ保持部材１Ｂは、ソケット本体
１Ａに植設されたガイドピン５により摺動可能に支持さ
れ、底面とソケット本体１Ａ側との間に配置されたバネ
６によって浮動状態に維持されるようになっている。こ
のパッケージ保持部材１Ｂには、ＩＣパッケージ３を載
置するための凹部からなる受け部１Ｃが形成されてお
り、その受け部１Ｃには、ＩＣパッケージ３の半田ボー
ル３Ａをプローブ４に向け露出させるための露出部１Ｄ
が形成されている。本実施例では、上記露出部１Ｄが開
口によって構成されている。露出部１Ｄは、図３に示す
ように、ＩＣパッケージ３の半田ボール３Ａのうちで最
外側に位置する半田ボール（便宜上、符号３Ａ１で示
す）と当接可能な大きさ（Ｐ）により形成されている。
なお、図示しないが、ＩＣパッケージ３の半田ボール３
Ａは、縦横の配列ピッチが同じにされて同数設けられて
いるので、図３における大きさ（Ｐ）は紙面に直角な方
向でも同じとされている。

【００１７】本実施例は以上のような構成であるから、
ＩＣパッケージ３の製品検査を行う場合には、半田ボー
ル３Ａをソケット１に配置されているプローブ４に向け
た状態で検査対象であるＩＣパッケージ３をパッケージ
保持部材１Ｂの受け部１Ｃに載置する。パッケージ保持
部材１Ｂの受け部１Ｃに載置されたＩＣパッケージ３
は、図３に示すように、半田ボール３Ａのうちの最外側
に位置する半田ボール３Ａ１を露出部１Ｄを構成する開
口の内縁に当接させた状態とされる。半田ボール３Ａの
うちの最外側に位置する半田ボール３Ａ１が露出部１Ｄ
をなす開口内縁に当接させられると、その半田ボール３
Ａ１を基準として予め配列ピッチが決められている各半
田ボール３Ａの中心位置とソケット本体１Ａに配置され
ているプローブ４の中心位置とが整合される。つまり、
ソケット１におけるプローブ４は、パッケージ保持部材
１Ｂの露出部１Ｄを構成する開口内縁を基準として最外
側に位置するプローブ４’の位置が決められているの
で、露出部１Ｄをなす開口内縁に当接した位置を基準と
する半田ボール３との対向位置関係は同じ露出部１Ｄを
なす開口内縁を位置決め基準としていることで整合させ
ることができる。このため、ＩＣパッケージ３における
外周部から最外側に位置する半田ボール３Ａ１までの距
離が機械的な誤差により異なっていても、半田ボール３
とプローブ４との位置関係はずれることなく整合される
ことになる。

【００１８】最外側に位置する半田ボール３Ａ１を露出
部１Ｄをなす開口内縁に当接させることで必然的にプロ
ーブ４の位置と整合されたＩＣパッケージ３は、バネ６
の習性に抗してソケット本体１Ａ側に押し込まれること
により半田ボール３Ａをプローブ４に当接させることが
でき、このときの中心位置（図４において符号Ｌ１、Ｓ
１で示す位置）が互いに一致した状態で当接し、検査に
必要な電気的導通状態が設定される。プローブ４は、コ
イルバネ４Ｂによって突出習性が付与されているので、
露出部１Ｄの内縁によって位置決めされた半田ボール３
Ａに対して端子部４Ａ１が圧接し、そして、端子部４Ａ
２が検査用回路基板２の端子部に圧接することで検査用
回路基板２からＩＣパッケージ３への通電路が途中で接
触不良を起こすことなく確保されることになる。

【００１９】

【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように、請
求項１記載の発明によれば、受け部に形成されている露
出部がＩＣパッケージにおける最外側に位置する半田ボ
ールと当接可能な大きさに形成されているので、最外側
の半田ボールを露出部の内縁に当接させるだけでこの半
田ボールに対向する接触部材との位置決めが行える。こ
れにより、ＩＣパッケージの外形と最外側に位置する半
田ボールとの位置関係に誤差が生じていても、配列ピッ
チの基準となる最外側の半田ボールと露出部内縁との位
置関係を規定するだけで露出部を有するソケットに設け
られている接触部材との対向位置関係が正確に割り出さ
れるので、プローブによる半田ボールへの損傷が防止で
きるとともに、電気的な接触関係を阻害しないようにす
ることが可能になる。

【００２０】請求項２記載の発明によれば、露出部に開
口部を設け、この開口部の内壁面を最外側の半田ボール
に当接可能な関係とすることで、簡単な構造によって半
田ボールと接触部材との位置関係を規定することができ
る。これにより、特別な位置決め機構を設けることなく
半田ボールとプローブとの間の位置関係をＩＣパッケー
ジの外形誤差に関係なく規定することが可能になる。

【００２１】請求項３記載の発明によれば、接触部材と
して、筒体の軸方向両端に端子を備えたプローブが用い
られ、それら端子が筒体内部に配置されている弾性体に
より突出することができるので、最外側の半田ボールと
露出部の内縁との当接により位置決めされた半田ボール
に対して容易に良好な接触を行わせることができる。こ
れにより、位置関係の整合に加えて接触状態をも改善す
ることにより接触不良を略確実に防止することが可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例によるボールグリッドアレイ用ソ
ケットの構成を説明するための模式図である。

【図２】図１に示したボールグリッドアレイに用いられ
るプローブの構造を説明するための断面図である。

【図３】図１に示したボールグリッドアレイ用ソケット
の作用を説明するための模式図である。

【図４】ボールグリッドアレイの従来構造の一例を説明
するための模式図である。

【図５】図４に示したボールグリッドアレイにおける問
題点を説明するための模式図である。

【符号の説明】

１ ボールグリッドアレイ用ソケット １Ａ ソケット本体 １Ｂ パッケージ保持部材 １Ｃ 凹部で構成された受け部 １Ｄ 開口で構成された露出部 ３ ＩＣパッケージ ３Ａ 半田ボール ３Ａ１ 最外側に位置する半田ボール ４ 接触部材をなすプローブ ４Ａ 筒体 ４Ａ１ 半田ボールに対向する端子部 ４Ａ２ 検査用回路基板の端子部に対向する端子部 ４Ｂ 弾性体であるコイルバネ ６ 露出部を昇降可能にするバネ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面にて格子状に配列された半田ボール
   を有するボールグリッドアレイを備えたＩＣパッケージ
   を対象としてその半田ボールに対向当接可能な接触部材
   を備えたソケットであって、 上記ＩＣパッケージを装填可能な受け部を備え、その受
   け部には上記半田ボールの露出部が形成され、 上記露出部は、上記半田ボールのうちで最外側に位置す
   る半田ボールと当接可能な大きさに形成され、上記最外
   側に位置する半田ボールを露出部内縁に当接させること
   で半田ボールとこの半田ボールに対向する接触部材とを
   位置決めすることを特徴とするボールグリッドアレイ用
   ソケット。
2. 【請求項２】 請求項１記載のボールグリッドアレイ用
   ソケットにおいて、 上記露出部は、上記接触部材が配置されているソケット
   本体に対して浮動可能に支持されているパッケージ保持
   部材に形成された開口部で構成され、その開口部の内壁
   面が上記半田ボールのうちの最外側の半田ボールと当接
   可能であることを特徴とするボールグリッドアレイ用ソ
   ケット。
3. 【請求項３】 請求項１記載のボールグリッドアレイ用
   ソケットにおいて、 上記接触部材は、筒体内に端子を配置したプローブで構
   成され、上記端子は上記筒体の軸方向両端にそれぞれ配
   置され、上記筒体内に配置されている弾性体によって突
   出習性を有し、その一方が上記半田ボールに当接するこ
   とを特徴とするボールグリッドアレイ用ソケット。