WO2013080675A1 - 半導体素子用ソケット - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a semiconductor element socket provided with a contact probe used for inspection of an IC element or the like.
- a contact probe is provided as a connector for electrically connecting a semiconductor element such as an IC (integrated circuit) package having a solder ball or solder bump as an electrode part and an inspection circuit board of an inspection apparatus.
- Semiconductor device sockets are provided.
- the conventional semiconductor device socket 100 shown in FIG. 8 includes a first substrate 102 having a flat bottom shape, a second substrate 104 provided on the first substrate, and guide pins on the second substrate 104. And a movable base 103 urged upward by a coil spring, and an inspection device for performing a continuity inspection of a BGA (Ball Grid Array) type IC element 101 is known (for example, , See Patent Document 1).
- BGA All Grid Array
- a large number of contact probes 110 having a full length L1 are erected in a matrix.
- One contact portion 113 of the contact probe 110 can protrude from the upper surface of the second substrate 104 by a length H1.
- the other contact portion 114 of the contact probe 110 can protrude from the lower surface of the first substrate 102.
- a coil spring is accommodated between the contact portions 113 and 114 in the contact probe 110 to urge both contact portions 113 and 114 in the axial direction.
- a large number of through holes 105 into which the contact probes 110 can be inserted are formed in a matrix.
- a pressing plate (not shown) for pressing the mounted IC element 101 from above is disposed above the IC element 101 so as to be movable up and down.
- the contact probe 110 is fixedly disposed on the first substrate 102, and an appropriate stroke amount is obtained before the bottom surface of the movable base 103 on which the IC element 101 is placed contacts the second substrate 104.
- the protruding length H1 at which the probe tip protrudes from the upper surface of the second substrate 104 is relatively long.
- H2 is the protruding length of the contact probe 110 from the upper surface of the second substrate 104 at the end of the inspection.
- An object of the present invention is to provide a socket for a semiconductor element capable of ensuring an appropriate stroke amount of a contact probe and reducing the size of the contact probe.
- the socket for a semiconductor element of the present invention capable of solving the above-described problems is provided on a wiring board, a contact terminal for electrically connecting the electrode part of the semiconductor element supported by the support member and the electrode part of the wiring board, and a contact
- a socket for a semiconductor element including a base member having a receiving hole for receiving a terminal, and disposed on the base member so as to be movable in a vertical direction by a first elastic member attached to the base member.
- the movable base member has a movable base member, and the movable base member moves downward when the support member moves downward on the movable base member.
- the first elastic member attached to the base member supports the semiconductor element on the movable base member, the movable base member disposed on the base member so as to be movable in the vertical direction. Since the movable base member is moved downward by moving the supporting member to be moved downward, the movable base member of the contact probe is moved by an amount corresponding to the downward movement against the urging force of the first elastic member of the movable base member. The amount of protrusion from the upper surface of the substrate can be shortened. Thereby, the length of the contact probe can be shortened while ensuring an appropriate stroke amount of the contact probe, and the contact probe can be reduced in size. Therefore, the impedance of the contact probe can be lowered.
- FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a main part in which a semiconductor element socket in FIG. 2 is mounted on a wiring board and accommodates a semiconductor element.
- finish Comprising: (a) is sectional drawing before the press of a semiconductor element, (b) is sectional drawing at the time of the press start of a semiconductor element, (c) is a semiconductor element (D) is sectional drawing at the time of completion
- FIG. It is sectional drawing which shows the stroke amount in FIG. It is a fragmentary sectional view of the principal part which shows another embodiment of the socket for semiconductor elements which concerns on this invention. It is sectional drawing at the time of the completion
- the semiconductor element socket 10 includes a contact probe 11, a stopper member 14, a base member 20, a movable base member 30, and a movable base 40.
- the contact probe 11 is a large number of contact terminals that electrically connect the electrode portion of the IC package 50 that is a semiconductor element to be inspected and the electrode portion of the test board 19 that is a wiring board on the inspection apparatus side, on the base member 20. They are arranged in a matrix.
- the base member 20 is disposed on the test board 19, and a rectangular recess 24 is formed at the center of the substrate 21.
- a large number of first probe receiving holes 23 for receiving the lower part of the contact probe 11 are formed in a rectangular matrix on the bottom surface 25 of the recess 24.
- a first insertion hole 22 for the stopper member 14 is provided in the vicinity of the inner corner of the group of rectangular probe housing holes 23. Between the pair of insertion holes 22, two pairs of movable base springs 12, which are first elastic members, and two pairs of base springs 13, which are second elastic members, face each other along the group of probe housing holes 23. Is arranged.
- the movable base member 30 has a plurality of second probe accommodation holes 32 corresponding to the first probe accommodation holes 23 of the base member 20 along the outer periphery of the rectangular substrate 31.
- a bottom plate 33 which is thinner than the substrate 31, is formed inside the substrate 31 in which the second probe accommodation hole 32 is formed.
- the bottom plate 33 is provided with a second insertion hole 34 for the stopper member 14 in the vicinity of a corner corresponding to the first insertion hole 22 of the base member 20.
- Two pairs of through holes 35 through which the pedestal spring 13 passes are provided at positions corresponding to the pedestal spring 13 between the second insertion holes 34.
- the movable base spring 12 is in contact with the lower surface of the movable base member 30.
- the movable base member 30 disposed on the base member by the movable base spring 12 and attached to the base member can move in the vertical direction.
- a concave portion 36 that is recessed from the outer peripheral substrate 31 is formed on the bottom plate 33 of the movable base member 30, and the movable base 40 is incorporated in the concave portion 36.
- the movable pedestal 40 is a support member on which the IC package 50 is placed on the upper surface 43, and the first insertion hole 22 of the base member 20 and the second insertion of the movable base member 30 are near the corners of the rectangular base 41.
- a third insertion hole 42 for the stopper member 14 corresponding to the hole 34 is provided.
- a base spring 13 attached to the base member 20 is in contact with the lower surface 45 of the movable base 40 through the through hole 35 of the movable base member 30. The movable pedestal 40 can be moved in the vertical direction on the movable base member 30 by the pedestal spring 13.
- the movable pedestal 40 moves downward by a pressing force from above, the lower surface 45 abuts against the bottom plate 33 of the movable base member 30, and can move downward together with the movable base member 30. .
- the movable base member 30 can be moved downward by an appropriate stroke amount, and a stable and appropriate stroke of the contact probe can be realized.
- the stopper member 14 has a positioning function and a stopper function, and a head portion 14a, a large diameter portion 14b, a medium diameter portion 14c, and a small diameter portion 14d are formed in order from the top.
- the stopper member 14 is inserted in the order of the third insertion hole 42 of the movable base 40, the second insertion hole 34 of the movable base member 30, and the first insertion hole 22 of the base member 20 during assembly.
- the movable base member 30 and the movable base 40 are guided by the stopper member 14 in the vertical direction while the lateral movement of the base member 20 is suppressed by the stopper member 14.
- the head portion 14 a of the stopper member 14 completely enters the third insertion hole 42, and the lower surface of the head portion 14 a comes into contact with the step portion 42 a of the third insertion hole 42.
- the large diameter portion 14 b is inserted into the third insertion hole 42, and the lower surface of the large diameter portion 14 b abuts on the stepped portion 34 a of the second insertion hole 34.
- the intermediate diameter portion 14 c is inserted into the second insertion hole 34, and the lower surface of the intermediate diameter portion 14 c abuts on the bottom surface 25 of the base member 20 that is the upper edge of the first insertion hole 22.
- the small diameter portion 14 d is engaged in the first insertion hole 22.
- the contact probe 11 includes a barrel 15, a first plunger 16 and a second plunger 17.
- the barrel 15 is a conductive metal cylinder.
- the first plunger 16 is mounted so as to protrude from the upper side of the barrel 15, and has an upper contact portion 16 a that comes into contact with a solder ball 52 that is an electrode portion formed on the lower surface of the substrate 51 of the IC package 50 at the upper end. Yes.
- the second plunger 17 is housed on the lower side of the barrel 15 and has a lower contact portion 17 a that is electrically connected to the electrode portion of the test board 19 at the lower end.
- a coil spring 18 is interposed between the first plunger 16 and the second plunger 17 in the barrel 15. The coil spring 18 urges the first plunger 16 and the second plunger 17 to be separated along the axial direction.
- FIG. 1 a procedure for assembling the semiconductor element socket 10 will be described.
- a large number of contact probes 11 are inserted from above the base member 20 into first probe receiving holes 23 formed in a matrix in the recess 24. Accordingly, the barrel 15 and the first plunger 16 above the contact probe 11 are arranged in a state of being exposed from the base member 20. Further, the lower contact portion 17 a of the second plunger 17 disposed at the lower end protrudes from the lower surface of the base member 20. Thereafter, the movable base spring 12 is disposed at a predetermined position inside the probe accommodating hole group 23.
- the movable base member 30 is mounted in the recess 24.
- the lower end of the positioning pin is inserted into the first insertion hole 22 on the base member 20 with a positioning pin (not shown) inserted into the second insertion hole 34 of the movable base member 30.
- the base spring 13 is inserted into the through hole 35 of the movable base member 30 from above.
- the movable base member 30 has the bottom plate 33 incorporated in the recess 24 of the base member 20 with the substrate 31 protruding from the base member 20.
- the third insertion hole 42 of the movable base 40 is inserted into the positioning pin from above the movable base member 30.
- the movable pedestal 40 is incorporated in the recess 36 of the movable base member 30 with the upper surface 43 protruding.
- one positioning pin is removed from the third insertion hole 42 and the stopper member 14 is inserted into the third insertion hole 42.
- the positioning pin located on the diagonal line of the inserted stopper member 14 is pulled out, and the next stopper member 14 is inserted. In this way, all the positioning pins are pulled out and the stopper member 14 is sequentially inserted to complete the assembly operation of the semiconductor element socket 10.
- FIG. 4A As shown in FIG. 4A, at the start of the inspection, the IC package 50 with the solder ball 52 underneath is placed on the upper surface of the movable base 40. A pressing force F is applied to the upper surface of the IC package 50 by a pressing plate (not shown). The second plunger 17 of the contact probe 11 is in contact with the electrode portion on the test board 19 side.
- the IC package 50 and the movable pedestal 40 are united by the pressing force F and lowered against the urging force of the pedestal spring 13, so that the solder ball 52 is contacted with the contact probe 11.
- the first plunger 16 is contacted.
- the solder ball 52 of the IC package 50 and the electrode part on the test board 19 side are electrically connected.
- the pressing force F is released, and the movable base member 30 and the movable base 40 are raised to the inspection start position by the repulsive force of the movable base spring 12 and the base spring 13. Further, the first plunger 16 of the contact probe 11 protrudes from the upper surface of the movable base member 30 by a predetermined length by the repulsive force of the coil spring 18. Thereby, the inspection work of the IC package 50 is completed.
- the movable base member 30 can be moved in the vertical direction by the movable base spring 12 as shown in FIG.
- the protrusion length H3 of the contact probe 11 from the movable base member 30 at the start of the inspection on the left side in the drawing is made shorter than the protrusion length H1 of the conventional contact probe 110 shown in FIG.
- H4 on the right side in the drawing is a protruding length of the contact probe 11 from the upper surface of the movable base member 30 at the end of the inspection.
- the IC package 50 is mounted on a carrier member 70 that is a support member on the inspection apparatus side without having a movable base.
- Other configurations are the same as those of the semiconductor element socket 10, and the detailed description is simplified by giving the same reference numerals in the drawing to the same configurations as the semiconductor element socket 10.
- a carrier member 70 provided on the inspection apparatus side has an opening at the lower end of a carrier body 71, and an IC is formed inside the opening.
- a holding portion 72 dedicated to the package 50 is formed.
- the holding portion 72 holds the IC package 50 having the solder balls 52 on the lower surface in a horizontal state.
- the carrier member 70 is movable to predetermined positions in the horizontal direction and the vertical direction above the inspection apparatus.
- the carrier member 70 is a support member on which the IC package 50 is placed.
- the first insertion hole 22 of the base member 20 and the second insertion hole 34 of the movable base member 30 are near the corners of the rectangular base.
- a third insertion hole 73 for the stopper member 84 corresponding to is provided.
- the stopper member 84 has a positioning function and a stopper function, and a large diameter portion 84b, a medium diameter portion 84c, and a small diameter portion 84d are formed in order from the top.
- the stopper member 84 is inserted in the order of the third insertion hole 73 of the carrier member 70, the second insertion hole 34 of the movable base member 30, and the first insertion hole 22 of the base member 20 during assembly. Thereby, the movable base member 30 and the carrier member 70 are restrained from being laterally shaken with respect to the base member 20 by the stopper member 84.
- the movable base member 30 is positioned in the vertical direction by the stopper member 84.
- the carrier member 70 stops at a predetermined position above the movable base member 30 while the IC package 50 with the solder ball 52 underneath is held by the holding portion 72.
- the carrier member 70 is lowered together with the IC package 50 until it comes into contact with the contact portion 16a of the first plunger 16 by a driving device (not shown).
- the solder ball 52 of the IC package 50 is electrically connected to the electrode part on the test board 19 side.
- the first plunger 16 a protrudes from the upper surface of the movable base member 30 by the protrusion length H3.
- the carrier member 70 is lowered and stopped until the contact portion 16a of the first plunger 16 reaches the protruding length H4 ( ⁇ H3).
- the lower surface of the carrier member 70 comes into contact with the upper surface of the movable base member 30, and the IC package 50, the carrier member 70 and the movable base member 30 are integrally lowered against the urging force of the movable base spring 12.
- the first plunger 16 of the contact probe 11 descends while compressing the coil spring 18 in the barrel 15, and the contact portion 17 a of the second plunger 17 below the contact probe 11 is moved by the urging force of the coil spring 18. It is pressed against 19 electrode parts.
- an appropriate stroke amount of the contact probe 11 required for inspection is achieved, and the solder ball 52 of the IC package 50 and the electrode portion of the test board 19 are surely conducted through the contact probe 11, and the IC package 50 is conducted. A check is performed.
- the movable base member 30 is returned to the inspection start position by the repulsive force of the movable base spring 12 by raising the carrier member 70 to a predetermined position. Further, the first plunger 16 of the contact probe 11 protrudes from the upper surface of the movable base member 30 by the protrusion length H3 due to the repulsive force of the coil spring 18. Thereby, the inspection work of the IC package 50 by the carrier member 70 is completed.
- the movable base spring 12 attached to the base member 20 is movable on the base member 20 so as to be movable in the vertical direction.
- the amount of protrusion H3 of the contact probe 11 from the upper surface of the movable base member 30 can be shortened by an amount corresponding to the downward movement against the urging force of the movable base spring 12 of the movable base member 30.
- the entire length L2 of the contact probe 11 can be shortened while ensuring an appropriate stroke amount S of the probe 11, and the contact probe 11 can be downsized. Therefore, the impedance of the contact probe can be lowered.
- the movable pedestal 40 is movably disposed on the movable base member 30, and is disposed on the movable base member 30 by a pedestal spring 13 attached to the base member 20.
- the IC package 50 is placed on the movable pedestal 40 and pressed from above by a pressing plate or the like, so that the IC package 50 is lowered together with the movable pedestal 40 and the movable base member 30, whereby the contact probe 11.
- the appropriate stroke amount S can be ensured.
- the movable base 40 or the movable base member 30 is guided in the vertical direction by the stopper members 14 and 84, the lateral movement is suppressed, and stable vertical movement can be realized.
- the movable base member 30 has the concave portion 36 into which the movable base 40 enters, at least a part of the movable base 40 is incorporated in the concave portion 36 of the movable base member 30.
- the downsizing in the vertical direction can be achieved.
- the carrier member 70 integrally holds the IC package 50 and is movably disposed on the movable base member 30, the IC package 50 can be stably moved in the vertical direction.
- the semiconductor element socket of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately modified and improved.
- the contact probe 11 provided with the plungers 16 and 17 and the coil spring 18 in the barrel 15 is illustrated.
- the contact probe can also be used.
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Abstract
本発明の目的の一つは、コンタクトプローブの適正なストローク量を確保すると共にコンタクトプローブの小型化を図ることができる半導体素子用ソケットを提供することである。 半導体素子用ソケット(10)は、ベース部材(20)に取り付けられた可動ベース用ばね(12)によりベース部材(20)上に上下方向に移動可能に配置された可動ベース部材(30)と、可動ベース部材(30)上に配置され、ICパッケージ(50)を支持する可動台座(40)とを備え、可動台座(40)が下方に移動することで、可動ベース部材(30)を下方向に移動させることができる。
Description
本発明は、IC素子などの検査に用いるコンタクトプローブを備えた半導体素子用ソケットに関する。
従来、電極部として半田ボールや半田バンプを有するIC(集積回路)パッケージなどの半導体素子と、検査装置の検査回路基板との間を、電気的に接続する接続子としてコンタクトプローブが配設された、半導体素子用ソケットが提供されている。
図8に示した従来の半導体素子用ソケット100としては、平坦な底面形状をなす第1基板102と、この第1基板上に設けられた第2基板104と、第2基板104上にガイドピンに沿って上下に移動可能に設けられ、コイルばねによって上方へ付勢された可動台座103を備え、BGA(Ball Grid Array)型IC素子101の導通検査を行う検査装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
図8に示した従来の半導体素子用ソケット100としては、平坦な底面形状をなす第1基板102と、この第1基板上に設けられた第2基板104と、第2基板104上にガイドピンに沿って上下に移動可能に設けられ、コイルばねによって上方へ付勢された可動台座103を備え、BGA(Ball Grid Array)型IC素子101の導通検査を行う検査装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
第1基板102には、全長L1のコンタクトプローブ110が多数本マトリクス状に立設されている。コンタクトプローブ110の一方の接触部113は、第2基板104の上面から長さH1だけ突出可能となっている。また、コンタクトプローブ110の他方の接触部114は、第1基板102下面から突出可能となっている。このコンタクトプローブ110内の接触部113、114間には、コイルばねが収容されており、両接触部113、114を軸方向に付勢している。第1基板102および第2基板104には、各コンタクトプローブ110を挿入させ得る貫通孔105がマトリクス状に多数形成されている。さらに、載置されたIC素子101を上方から押圧するための押圧板(不図示)が、IC素子101の上方に昇降可能に配置されている。
上記半導体素子用ソケット100は、コンタクトプローブ110が第1基板102に固定配置されており、IC素子101が載置された可動台座103の底面が第2基板104に当接する前に適正なストローク量S(=H1-H2)を確保するために、第2基板104の上面からプローブ先端が突出する突出長さH1が比較的長くなっている。なお、H2は検査終了時のコンタクトプローブ110の第2基板104の上面からの突出長さである。
ところで、近年、半導体素子の検査スピードが高速化しており、コンタクトプローブの小型化が望まれている。また、高周波信号での測定を行いたい要求があり、そのためコンタクトプローブのインピーダンスを低くすることが望まれる。
しかしながら、上記構成の半導体素子用ソケット100では、コンタクトプローブ110の適正なストローク量Sを確保するために、先端の突出長さH1を短くすることが困難であった。
しかしながら、上記構成の半導体素子用ソケット100では、コンタクトプローブ110の適正なストローク量Sを確保するために、先端の突出長さH1を短くすることが困難であった。
本発明の目的は、コンタクトプローブの適正なストローク量を確保すると共にコンタクトプローブの小型化を図ることができる半導体素子用ソケットを提供することにある。
上記課題を解決することのできる本発明の半導体素子用ソケットは、支持部材により支持される半導体素子の電極部と配線基板の電極部とを導通させるコンタクト端子と、配線基板上に配置され、コンタクト端子を収容する収容孔を有するベース部材と、を備えた半導体素子用ソケットであって、ベース部材上に配置され、ベース部材に取り付けられた第1弾性部材により上下方向に移動可能に配置された可動ベース部材を有し、可動ベース部材上で、支持部材が下方へ移動することで、可動ベース部材が下方向へ移動することを特徴としている。
本発明の半導体素子用ソケットによれば、ベース部材に取り付けられた第1弾性部材によりベース部材上に上下方向に移動可能に配置された可動ベース部材と、可動ベース部材上で、半導体素子を支持する支持部材が下方へ移動することで、可動ベース部材を下方向へ移動させるので、可動ベース部材の第1弾性部材の付勢力に抗して下方向へ移動する分だけコンタクトプローブの可動ベース部材の上面からの突出量を短くすることができる。これにより、コンタクトプローブの適正なストローク量を確保しつつ、コンタクトプローブの長さを短くすることができ、コンタクトプローブの小型化を図ることができる。よって、コンタクトプローブのインピーダンスを低くすることができる。
以下、本発明に係る半導体素子用ソケットの第1の実施形態を図1~図5を参照して説明する。
図1~図3に示すように、半導体素子用ソケット10は、コンタクトプローブ11、ストッパ部材14、ベース部材20、可動ベース部材30および可動台座40を備えている。コンタクトプローブ11は、検査される半導体素子であるICパッケージ50の電極部と、検査装置側の配線基板であるテストボード19の電極部とを導通させる多数のコンタクト端子であり、ベース部材20上にマトリクス状に配置されている。
ベース部材20は、テストボード19上に配置され、基板21の中心部に四角形の凹部24が形成されている。この凹部24の底面25には、コンタクトプローブ11の下方部を収容する多数の第1プローブ収容孔23が四角形のマトリクス状に形成されている。四角形状のプローブ収容孔23群の内側の角部付近には、ストッパ部材14用の第1挿通孔22が設けられている。この一対の挿通孔22間には、プローブ収容孔23群に沿って第1弾性部材である2対の可動ベース用ばね12と、第2弾性部材である2対の台座用ばね13が対向位置に配置されている。
可動ベース部材30は、四角形の基板31の外周に沿ってベース部材20の第1プローブ収容孔23に対応する多数の第2プローブ収容孔32が形成されている。この第2プローブ収容孔32が形成された基板31の内側には、基板31より薄板の底板33が形成されている。底板33には、ベース部材20の第1挿通孔22に対応する角部付近にストッパ部材14用の第2挿通孔34が設けられている。この第2挿通孔34間の台座用ばね13に対応した位置には、台座用ばね13が貫通する2対の貫通孔35が設けられている。
可動ベース部材30の下面に可動ベース用ばね12が当接している。この可動ベース用ばね12によりベース部材上に配置され、ベース部材に取り付けられた可動ベース部材30は上下方向に移動可能となる。また、可動ベース部材30の底板33上は、外周の基板31より窪んだ凹部36が形成されており、この凹部36内に可動台座40が組み込まれる。
可動台座40は、その上面43にICパッケージ50が載置される支持部材であり、四角形の基部41の角部付近に、ベース部材20の第1挿通孔22および可動ベース部材30の第2挿通孔34に対応するストッパ部材14用の第3挿通孔42が設けられている。可動台座40の下面45にベース部材20に取り付けられた台座用ばね13が可動ベース部材30の貫通孔35を貫通して当接している。可動台座40は、この台座用ばね13により可動ベース部材30上で上下方向に移動可能となる。
また、可動台座40は、上方からの押圧力により下方に移動して、下面45が可動ベース部材30の底板33に当接し、さらに可動ベース部材30と一体となって下方に移動することができる。これにより、可動ベース部材30を適正なストローク量だけ下方向に移動させることができ、コンタクトプローブの安定した適正量のストロークが実現できる。
ストッパ部材14は、位置決め機能とストッパ機能を有しており、上から順に頭部14a、大径部14b、中径部14cおよび小径部14dが形成されている。ストッパ部材14は、組み付け時に可動台座40の第3挿通孔42、可動ベース部材30の第2挿通孔34、ベース部材20の第1挿通孔22の順に挿通される。これにより、可動ベース部材30および可動台座40は、ストッパ部材14によってベース部材20に対して横方向へのブレが抑えられると共に上下方向へガイドされる。
詳しくは、ストッパ部材14の頭部14aは、第3挿通孔42内に完全に入り込み、頭部14a下面が第3挿通孔42の段部42aに当接する。大径部14bは、第3挿通孔42内に挿通され、大径部14b下面が第2挿通孔34の段部34aに当接する。中径部14cは、第2挿通孔34内に挿通され、中径部14c下面が第1挿通孔22の上端縁であるベース部材20の底面25に当接する。小径部14dは、第1挿通孔22内に係合される。
コンタクトプローブ11は、バレル15、第1プランジャ16および第2プランジャ17を備えている。バレル15は、導電性を有する金属筒である。第1プランジャ16は、バレル15の上部側から突出するように装着され、上端にICパッケージ50の基板51下面に形成された電極部である半田ボール52に接触する上部接触部16aを有している。第2プランジャ17は、バレル15の下部側に収容され、下端にテストボード19の電極部と導通する下部接触部17aを有している。また、バレル15内の第1プランジャ16と第2プランジャ17との間にはコイルばね18が介在している。このコイルばね18は、第1プランジャ16と第2プランジャ17を軸方向に沿って離反させるように付勢している。
次に、上記半導体素子用ソケット10の組み付け手順を説明する。
図1に示すように、先ず多数のコンタクトプローブ11がベース部材20の上方から凹部24内のマトリクス状に形成された第1プローブ収容孔23内に挿入される。これにより、コンタクトプローブ11の上方のバレル15と第1プランジャ16がベース部材20上から露出した状態で配置される。また、下端に配置された第2プランジャ17の下部接触部17aがベース部材20の下面から突出する。その後、プローブ収容孔23群の内側の所定位置に可動ベース用ばね12が配置される。
図1に示すように、先ず多数のコンタクトプローブ11がベース部材20の上方から凹部24内のマトリクス状に形成された第1プローブ収容孔23内に挿入される。これにより、コンタクトプローブ11の上方のバレル15と第1プランジャ16がベース部材20上から露出した状態で配置される。また、下端に配置された第2プランジャ17の下部接触部17aがベース部材20の下面から突出する。その後、プローブ収容孔23群の内側の所定位置に可動ベース用ばね12が配置される。
次に、ベース部材20上に露出した各コンタクトプローブ11に対応する各第2プローブ収容孔32がベース部材20の上方で位置合わせされてから、可動ベース部材30が凹部24内に装着される。このとき、不図示の位置決めピンを可動ベース部材30の第2挿通孔34内に挿通させた状態で、位置決めピンの下端をベース部材20上の第1挿通孔22内に挿入する。次に、台座用ばね13が上方から可動ベース部材30の貫通孔35内に挿入される。
これにより、ベース部材20に対する可動ベース部材30の位置合わせと同時に、各コンタクトプローブ11の第1プランジャ16を可動ベース部材30の各第2プローブ収容孔32内に一括挿入することができる。また、可動ベース部材30は、その基板31がベース部材20から突出した状態で、底板33がベース部材20の凹部24内に組み込まれる。
次に、可動ベース部材30に位置決めピンを装着した状態で、可動台座40の第3挿通孔42が可動ベース部材30の上方から位置決めピンに挿通される。これにより、可動台座40は、その上面43を突出させた状態で、可動ベース部材30の凹部36内に組み込まれる。
最後に、第3挿通孔42から位置決めピンを1本抜いて、その第3挿通孔42内にストッパ部材14を挿入する。次に、挿入したストッパ部材14の対角線上に位置する位置決めピンを抜いて、次のストッパ部材14を挿入する。このように全ての位置決めピンを抜いて、ストッパ部材14を順次挿入することで半導体素子用ソケット10の組み付け作業は終了する。
次に、上記半導体素子用ソケット10によってICパッケージ50を検査する手順を説明する。
図4の(a)に示すように、検査開始時は、半田ボール52を下面したICパッケージ50が可動台座40の上面に載置される。そして、不図示の押圧板によりICパッケージ50上面に押圧力Fが付加される。なお、コンタクトプローブ11の第2プランジャ17はテストボード19側の電極部と接触している。
図4の(a)に示すように、検査開始時は、半田ボール52を下面したICパッケージ50が可動台座40の上面に載置される。そして、不図示の押圧板によりICパッケージ50上面に押圧力Fが付加される。なお、コンタクトプローブ11の第2プランジャ17はテストボード19側の電極部と接触している。
図4の(b)に示すように、押圧力FによりICパッケージ50と可動台座40が一体となって台座用ばね13の付勢力に抗して下降することで、半田ボール52がコンタクトプローブ11の第1プランジャ16に接触する。これにより、ICパッケージ50の半田ボール52とテストボード19側の電極部と導通する。
図4の(c)に示すように、さらにICパッケージ50が下方へ押圧されると、コンタクトプローブ11の第1プランジャ16がバレル15内のコイルばね18(図3参照)を圧縮しながら下降する。このとき、コイルばね18の付勢力によりコンタクトプローブ11の下方の第2プランジャ17がテストボード19の電極部に押し付けられる。そして、可動台座40の下面が可動ベース部材30の上面に当接して、ICパッケージ50、可動台座40および可動ベース部材30が一体となって下降を開始する。
図4の(d)に示すように、さらにICパッケージ50が下方へ押圧されると、ICパッケージ50、可動台座40および可動ベース部材30は、可動ベース用ばね12および台座用ばね13の付勢力に抗して所定の距離だけ下降する。このとき、検査上必要なコンタクトプローブ11の適正ストローク量を達成することができる。これにより、ICパッケージ50の電極部である半田ボール52とテストボード19の電極部とがコンタクトプローブ11を介して確実に導通され、ICパッケージ50の導通検査が実行される。
検査終了後、押圧力Fを解除することで可動ベース用ばね12および台座用ばね13の反発力により可動ベース部材30および可動台座40が検査開始位置に上昇する。また、コンタクトプローブ11の第1プランジャ16がコイルばね18の反発力により可動ベース部材30の上面から所定長さ突出する。これにより、ICパッケージ50の検査作業が終了する。
上述したように本実施形態の半導体素子用ソケット10によれば、図5に示すように、可動ベース部材30が可動ベース用ばね12によって上下方向へ移動可能である。これにより、図中左側の検査開始時のコンタクトプローブ11の可動ベース部材30からの突出長さH3を、図8に示した従来のコンタクトプローブ110の突出長さH1と比較して、短くしても適正なストローク量S(=H3-H4)を確保することができる。したがって、コンタクトプローブ11の全長L2を短くすることができる。なお、図中右側のH4は、検査終了時のコンタクトプローブ11の可動ベース部材30の上面からの突出長さである。
次に、本発明に係る半導体素子用ソケットの第2の実施形態を図6~図7を参照して説明する。
上記第1の実施形態の半導体素子用ソケット10との相異点は、可動台座を備えてなく、ICパッケージ50が検査装置側の支持部材であるキャリア部材70に装着されている点である。その他の構成は、上記半導体素子用ソケット10と同じであり、半導体素子用ソケット10と同一構成には図中同一符号を付すことで詳細な説明は簡略化する。
図6に示すように、本実施形態の半導体素子用ソケット60は、検査装置側に設けられているキャリア部材70がキャリア本体71の下端に開口部を有しており、この開口部内側にICパッケージ50専用の保持部72が形成されている。この保持部72に半田ボール52を下面に有するICパッケージ50が水平状態で保持される。また、キャリア部材70は、検査装置の上方で水平方向および上下方向の所定位置に移動自在である。キャリア部材70は、その上面にICパッケージ50が載置される支持部材であり、四角形の基部の角部付近に、ベース部材20の第1挿通孔22および可動ベース部材30の第2挿通孔34に対応するストッパ部材84用の第3挿通孔73が設けられている。
ストッパ部材84は、位置決め機能とストッパ機能を有しており、上から順に大径部84b、中径部84cおよび小径部84dが形成されている。ストッパ部材84は、組み付け時にキャリア部材70の第3挿通孔73、可動ベース部材30の第2挿通孔34、ベース部材20の第1挿通孔22の順に挿通される。これにより、可動ベース部材30およびキャリア部材70は、ストッパ部材84によってベース部材20に対して横方向へのブレが抑えられる。また、可動ベース部材30は、ストッパ部材84によって、上下方向の位置決めをされる。
ストッパ部材84は、位置決め機能とストッパ機能を有しており、上から順に大径部84b、中径部84cおよび小径部84dが形成されている。ストッパ部材84は、組み付け時にキャリア部材70の第3挿通孔73、可動ベース部材30の第2挿通孔34、ベース部材20の第1挿通孔22の順に挿通される。これにより、可動ベース部材30およびキャリア部材70は、ストッパ部材84によってベース部材20に対して横方向へのブレが抑えられる。また、可動ベース部材30は、ストッパ部材84によって、上下方向の位置決めをされる。
ICパッケージ50の検査開始時は、半田ボール52を下面したICパッケージ50が保持部72に保持された状態で、可動ベース部材30上方の所定位置にキャリア部材70が停止する。次に、ICパッケージ50と共にキャリア部材70を不図示の駆動装置により第1プランジャ16の接触部16aに接触するまで下降させる。このとき、ICパッケージ50の半田ボール52とテストボード19側の電極部と導通する。また、第1プランジャ16aは、可動ベース部材30の上面から突出長さH3だけ突出している。
次に、図7に示すように、第1プランジャ16の接触部16aが突出長さH4(<H3)になるまでキャリア部材70を下降させて停止する。このとき、キャリア部材70の下面が可動ベース部材30の上面に当接して、ICパッケージ50、キャリア部材70および可動ベース部材30が一体となって可動ベース用ばね12の付勢力に抗して下降する。また、コンタクトプローブ11の第1プランジャ16がバレル15内のコイルばね18を圧縮しながら下降すると共に、コイルばね18の付勢力によりコンタクトプローブ11の下方の第2プランジャ17の接触部17aがテストボード19の電極部に押し付けられる。これにより、検査上必要なコンタクトプローブ11の適正ストローク量が達成され、ICパッケージ50の半田ボール52とテストボード19の電極部とがコンタクトプローブ11を介して確実に導通され、ICパッケージ50の導通検査が実行される。
検査終了後、キャリア部材70を所定位置まで上昇させることで、可動ベース用ばね12の反発力により可動ベース部材30が検査開始位置に戻る。また、コンタクトプローブ11の第1プランジャ16がコイルばね18の反発力により可動ベース部材30の上面から突出長さH3だけ突出する。これにより、キャリア部材70によるICパッケージ50の検査作業が終了する。
以上説明したように、上記実施形態に係る半導体素子用ソケット10,60によれば、ベース部材20に取り付けられた可動ベース用ばね12によりベース部材20上に上下方向に移動可能に配置された可動ベース部材30と、可動ベース部材30上で、少なくともICパッケージ50を支持する可動台座40またはキャリア部材70が下方へ移動することで、可動ベース部材30を下方向へ移動させる。
これにより、可動ベース部材30の可動ベース用ばね12の付勢力に抗して下方向へ移動する分だけコンタクトプローブ11の可動ベース部材30の上面からの突出量H3を短くすることができ、コンタクトプローブ11の適正なストローク量Sを確保しつつ、コンタクトプローブ11の全長さL2を短くすることができ、コンタクトプローブ11の小型化を図ることができる。よって、コンタクトプローブのインピーダンスを低くすることができる。
また、可動台座40は、可動ベース部材30上に移動可能に配置されており、ベース部材20に取り付けられた台座用ばね13により可動ベース部材30上に配置されている。これにより、ICパッケージ50は、可動台座40上に載置され、押圧板等により上方から押圧されることで、可動台座40および可動ベース部材30と一体となって下降させることで、コンタクトプローブ11の適正なストローク量Sを確保することができる。
また、少なくとも可動台座40または可動ベース部材30がストッパ部材14,84によって上下方向にガイドされるので、横方向へのブレが抑えられ、安定した上下方向への移動を実現できる。
また、可動ベース部材30が可動台座40の入り込む凹部36を有しているので、少なくとも可動ベース部材30の凹部36内に可動台座40の一部が組み込まれるので、半導体素子用ソケット10,60の縦方向のコンパクト化を図ることができる。
さらに、キャリア部材70がICパッケージ50を一体的に保持し、可動ベース部材30上に移動可能に配置されるので、ICパッケージ50の上下方向への安定した移動を実現できる。
なお、本発明の半導体素子用ソケットは、上述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。例えば、上記半導体素子用ソケット10,60では、バレル15内にプランジャ16,17とコイルばね18を備えたコンタクトプローブ11を例示したが、プローブ収容孔23,32内に収容可能であれば別形態のコンタクトプローブを用いることもできる。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、2011年11月30日出願の日本特許出願・出願番号2011-261213に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
本出願は、2011年11月30日出願の日本特許出願・出願番号2011-261213に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
10,60:半導体素子用ソケット、11:コンタクトプローブ(コンタクト端子)、12:可動ベース用ばね(第1弾性部材)、13:台座用ばね(第2弾性部材)、14,84:ストッパ部材、15:バレル、16:第1プランジャ、17:第2プランジャ、18:コイルばね、19:テストボード(配線基板)、20:ベース部材、22:第1挿通孔、23:第1プローブ収容孔、30:可動ベース部材、32:第2プローブ収容孔、34:第2挿通孔、35:貫通孔、36:凹部、40:可動台座(支持部材)、42:第3挿通孔、50:ICパッケージ(半導体素子)、52:半田ボール(電極部)、70:キャリア部材(支持部材)
Claims (5)
- 支持部材により支持される半導体素子の電極部と配線基板の電極部とを導通させるコンタクト端子と、前記配線基板上に配置され、前記コンタクト端子を収容する収容孔を有するベース部材と、を備えた半導体素子用ソケットであって、
前記ベース部材上に配置され、前記ベース部材に取り付けられた第1弾性部材により上下方向に移動可能に配置された可動ベース部材を有し、
前記可動ベース部材上で、前記支持部材が下方に移動することで、前記可動ベース部材が下方向へ移動することを特徴とする半導体素子用ソケット。 - 請求項1に記載の半導体素子用ソケットであって、
前記支持部材は、前記可動ベース部材上に移動可能に配置された可動台座であり、
前記可動台座は、前記ベース部材に取り付けられた第2弾性部材により前記可動ベース部材上に配置されていることを特徴とする半導体素子用ソケット。 - 請求項2に記載の半導体素子用ソケットであって、
前記可動台座が、ストッパ部材によって上下方向にガイドされることを特徴とする半導体素子用ソケット。 - 請求項2又は3に記載の半導体素子用ソケットであって、
前記可動ベース部材が、ストッパ部材によって上下方向にガイドされることを特徴とする半導体素子用ソケット。 - 請求項2から4のいずれかに記載の半導体素子用ソケットであって、
前記可動ベース部材が、前記可動台座の入り込む凹部を有していることを特徴とする半導体素子用ソケット。
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