CN1226758A - 测试用集成电路插座 - Google Patents

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森阳一
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Abstract

一种用于测试网格阵列封装的IC插座,该IC插座具有可装配于在测试板上安装的适配器插座中的结构,该IC插座包括IC插座本体、多个触点和固定板,IC插座本体具有底板,在底板上形成穿透底板且以短阵形式排列的多个接触固定孔,多个触点分别带有接触端部,弹簧部分,固定基座部分和接触管脚且各部分按顺序排列,各触点的固定基座部分从底板的上侧插入IC插座本体的对应接触固定孔,固定板有多个对应数量的固定孔。

Description

测试用集成电路插座
本发明涉及集成电路(IC)插座，特别涉及用于测试网格阵列(grid array)封装的IC插座。
一般来说，IC插座包括树脂本体和多个金属触点，各触点包括与对应的引线或半导体封装凸点电连接的连接端和与连接端一体地形成的引线，并适合插入印刷电路板的对应通孔中。图9A和图9B是表示常规IC插座结构的剖视图。如图所示，通过将触点1用力插入IC插座本体2的接触固定孔3中，组装IC插座。
近来，出现了多种半导体封装，例如具有在封装的下表面上以矩阵形式形成的多个构成封装电触点的焊料凸点15的球栅阵列(BGA)封装，如图11A和图11B所示，网格插针阵列(PGA)封装和网格凸台阵列(LGA)封装，由于网格阵列封装可以代替方形平面封装(QFP)以相对低的成本使用，所以为了使半导体封装的尺寸最小，封装已从如图10所示的包括从封装本体12周边向外延伸的多个引线13的方形平面封装(QFP)逐渐转向这些网格阵列封装。
用于测试网格阵列封装例如BGA、PGA和LGA封装电特性的IC插座有弹簧结构的触点，以便触点与封装的电触点例如引线或焊料凸点产生压力接触。由于IC插座的触点与封装的引线或焊料凸点为压力接触，所以会出现封装电触点的材料被转移到IC插座触点上的现象，其结果使电接触条件变差，因此必须频繁更换IC插座。
在现有技术中，如图12所示，通常将从IC插座本体2延伸的接触管脚1d从测试板6一个表面插入测试板6的通孔6a中，然后利用焊料19焊接从测试板6另一表面伸出的接触管脚1d的顶端部分，于是将IC插座2固定在测试板6上。但是，由于在这种惯例情况下难以更换IC插座，所以如图13所示，已经提出使IC插座可拆卸的以下建议：设置带有对应数管脚插座8的适配插座7，并用焊料19将管脚插座8焊接到测试板6上，另一方面，把IC插座本体2的接触管脚1d插入管脚插座8，以便通过管脚插座8内部的接触弹簧8a夹紧接触管脚1d。
可是，在图13所示的IC插座中，如果用于IC插座中触点1的固定和夹紧力低于当IC插座本体2被固定于适配插座7上时使接触管脚1d插入管脚插座8的插入压力，那么接触管脚常常会与其相互分离，在极端情况下，触点将离开IC插座本体。图14是触点1和IC插座本体2的局部放大图。当把触点1插入并固定在IC插座本体2的接触固定孔3上时，如图15所示，固定和夹紧力F0从触点固定孔3作用在触点1上，插入压力F1从下部位置作用在触点1上。当这些力之间的关系变为F0＜F1时，如图16中参考序号20所示，触点1从IC插座本体2中脱落。
为了防止触点的脱落，日本未审查专利申请公开No.JP-A-07-058250披露了一种技术，其中如JP-A-07-058250的图2所示，在接触管脚10的各相对侧表面上形成倒刺10b，以致接触管脚10被插入IC插座本体9的通孔中时，通过倒刺10b的楔形效应作用，防止接触管脚10从IC插座本体9中脱落。但是，在该申请中，不能更换触点。
还公开过作为防止触点从IC插座本体中脱落的另一种用于平面封装的IC插座的方法，例如用于带有从封装周边向外延伸的多个连接引线的QFP的IC插座，该IC插座的构造可以通过固定保持(hold-down)板牢固地固定触点。
例如，日本实用新型申请未审查公开No.JP-A-07U025594披露了包括上板部件、下板部件并具有下述结构的IC插座，如JP-A-07U025594中图3所示，具有要插入印刷电路板61通孔中的引线32且呈楔形的固定触点31被嵌入下板部件11中，另一方面，上板部件21设有可移动的触点35，该触点35可以根据IC封装的种类独立地移动。
但是，这种IC插座中，利用上板部件21，通过按压可移动触点35的稳定接触部分36的相对端部，可实现由上板部件21来固定可移动触点35。因此，可移动触点的尺寸变大，结果，这种IC插座不能用于网格阵列封装例如BGA封装的IC插座。
日本实用新型申请已审查公开No.JP-B-04U000553披露了一种IC插座，其具有如JP-B-04U000553的图2所示的结构，在基板1上排列和对准多个转动接触管脚5，将保持板7放在转动接触管脚5的基准部位上，用本体部件3按压保持板7，以便通过保持板7的中间部分用本体部件3固定接触管脚5。但是，这种IC插座仅可以用于平面封装，而不能用于高密度封装，例如具有排列在封装底表面上的多个触点的网格阵列封装。
因此，本发明的目的在于提供克服现有技术上述问题的IC插座。
本发明的另一目的在于提供用于测试网格阵列封装例如BGA封装的IC插座。
根据本发明通过测试网格阵列封装的IC插座实现本发明的以上目的和其它目的，该IC插座具有可装配于在测试板上安装的适配插座中的结构，该IC插座包括IC插座本体、多个触点和固定板，IC插座本体具有底板，在底板上形成穿透底板且以矩阵形式排列的多个接触固定孔，多个触点分别带有接触端部，弹簧部分，固定基座部分和接触管脚且各部分按顺序排列，各触点的固定基座部分从底板的上侧插入IC插座本体的对应接触固定孔，固定板有多个对应数量的固定孔并通过将触点分别穿过固定孔而固定于IC插座本体底板的上表面上，触点的固定基座部分被固定在IC插座本体的底板和固定板的固定孔的边缘部分之间。
在IC插座的优选实施例中，各固定孔包括插入部分和固定部分，该插入部分在高于固定基座部分的水平位置上大于触点的最大水平部分，以允许触点的接触端部和弹簧部分穿过，该固定部分连接插入部分，并小于固定基座部分的水平部分。利用这种配置，通过将触点穿过固定孔的插入部分，把固定板放在IC插座本体底板的上表面上，然后，通过相对于IC插座本体的底板移动固定板，使触点移入固定孔的固定部分，结果在IC插座本体的底板和固定板固定孔的固定部分的边缘部分之间固定触点的固定基座部分。
按照本发明的另一方面，提供测试网格阵列封装的IC插座，该IC插座具有可装配于在测试板上安装的适配插座中的结构，该IC插座包括IC插座本体、多个触点和固化树脂壳，IC插座本体具有底板，在底板上形成穿透底板且以矩阵形式排列的多个接触固定孔，多个触点分别带有接触端部，弹簧部分，固定基座部分和接触管脚且各部分按命名的顺序排列，各触点的固定基座部分插入IC插座本体的对应接触固定孔，固化树脂壳覆盖IC插座本体的底板的上表面，以便把触点的固定基座部分固定在IC插座本体的底板和固化树脂壳之间。
按照本发明的另一方面，提供测试网格阵列封装的IC插座，该IC插座具有可装配于在测试板上安装的适配插座中的结构，该IC插座包括IC插座本体、多个触点和固定板，IC插座本体具有底板，在底板上形成穿透底板且以矩阵形式排列的多个接触固定孔，多个触点分别带有接触端部，弹簧部分，固定基座部分和接触管脚且各部分按顺序排列，各触点的固定基座部分从底板的下侧插入IC插座本体的对应接触固定孔，固定板有多个对应数量的固定孔并通过将触点分别穿过固定孔而固定于IC插座本体底板的上表面上，触点的固定基座部分被固定在IC插座本体的底板和固定板的固定孔的边缘部分之间。
利用上述配置，由于触点的固定基座部分被装入在IC插座本体底板中形成的接触固定孔中，并被固定在IC插座本体底板和在固定板中形成的固定孔的边缘部分之间，所以当触点插入管脚插座时，触点既不会从IC插座本体中脱落，也不会偏离接触管脚的轴向方向。因此，可以提高网格阵列封装的IC测试的可靠性。
参照附图，根据本发明优选实施例的以下说明，本发明的以上目的和其它目的、特性和优点将更明显。
图1是本发明第一实施例的IC插座的局部剖视图；
图2是图1所示的IC插座中使用的固定板的平面图；
图3A是表示触点的固定基座部分和固定板的固定孔之间第一位置关系的局部平面图；
图3B是沿图3A中A-A线剖切的剖面图；
图4A是表示触点的固定基座部分和固定板的固定孔之间第二位置关系的局部平面图；
图4B是沿图4A中B-B线剖切的剖面图；
图5是测试板和IC插座的部分剖视图，说明把本发明第一实施例的IC插座组装在测试板中的方法；
图6是当本发明的第一实施例的IC插座被组装在测试板上时测试板和IC插座的部分剖视图；
图7是本发明第二实施例的IC插座的主要部分的局部剖视图；
图8是本发明第三实施例的IC插座的主要部分的局部剖视图；
图9A和图9B是说明普通IC插座结构的剖视图；
图10是说明四方形平面封装(QFP)的一个实例的透视图；
图11A是说明球栅阵列(BGA)封装的一个实例的侧视图；
图11B是图11A所示的球栅阵列(BGA)封装的底视图；
图12是表示现有技术中一般习惯把IC插座固定在测试板上的一个实例的局部剖视图；
图13是表示现有技术中一般习惯把IC插座固定在测试板上的另一个实例的局部剖视图；
图14是表示当把触点完全地插入IC插座本体时触点和IC插座本体的局部放大剖视图；
图15是表示当把触点部分地插入IC插座本体时触点和IC插座本体的局部放大剖视图；和
图16是表示在一个触点从IC插座中脱落，以致接触管脚不再与适配插座的管脚插座电连接条件下的局部剖视图。
参照图1，图1表示在IC插座的触点固定的条件下，本发明第一实施例的IC插座主要部分的局部剖视图。
如图1所示，一般用参考序号1表示各触点，各触点包括接触端部1a、弹簧部分1b、固定基座部分1c和接触管脚1d，它们按所述顺序排列并形成为单一的整体部件。在测试中，接触端部1a与网格阵列封装的相应触点接触，例如，与BGA封装的相应凸点接触。附图中，接触管脚1d从固定基座部分1c的下表面直接向下延伸，弹簧部分1b延伸至勾划出从形成于固定基座部分1c的上表面上的直立连接柱1e的顶部向上的弧形。在弹簧部分1b的顶端形成接触端部1a。接触管脚1d的直径远小于在与接触管脚1d轴向方向垂直的水平方向上的固定基座部分1c的尺寸。在图中的水平方向上，直立连接柱1e的尺寸远小于固定基座部分1c的尺寸。此外，观察一下平面图，接触端部1a和弹簧部分1b被完全包括在固定基座部分1c的轮廓中，因而接触端部1a和弹簧部分1b可以穿过允许固定基座部分1c通过的孔。
把各触点1固定在形成于IC插座本体2的底板2a中的接触固定孔3中，使将要按多行和多列的矩阵形式排列的多个触点1固定于IC插座本体2中。因此，按水平方向和垂直方向上的预定位置固定各触点1。接触固定孔3有形成于IC插座本体2底板2a的上表面上且用于装入触点1的固定基座部分1c的凹槽3a，和形成于凹槽3a中心且穿透IC插座本体2的底板2a的通孔3b，以便触点1的接触管脚1d穿过通孔3b，并使接触管脚1d的顶端从IC插座本体2底板2a的下表面伸出。
为了防止因来自附图中IC插座下侧的负荷或力，致使触点1从IC插座本体2的底板2a在附图中向上脱落，利用螺钉5将固定板4安装在IC插座本体2的底板2a上表面上。
在正常情况下，IC插座本体2由高度绝缘树脂构成，固定板4由高绝缘硬树脂例如环氧树脂和聚酰亚胺树脂构成。但是，如果需要热阻特性，那么固定板4可由陶瓷材料或如印刷电路板中的玻璃纤维增强树脂构成。
参照图2，其表示固定板4的平面图。为了在触点1的接触管脚1d的轴向方向上不可移动地固定各触点1的固定基座部分1c，该固定板4有与固定于IC插座本体2上的多个触点1的数量对应的固定孔9。固定板4有通过螺钉5将固定板4固定在IC插座本体2上的螺孔10。
如图3A所示，各固定孔9由包括其尺寸大于触点1的固定基座部分1c水平部分尺寸的圆形孔9a的复合(composite)孔构成，以便允许触点1的固定基座部分1c以及接触端部1a和弹簧部分1b穿过圆形孔9a，而矩形孔9b与圆形孔9a连接，并有小于触点1的固定部分1c的水平尺寸，以便触点1的固定基座部分1c不能穿过矩形孔9b，结果，触点1的固定基座部分1c被保持并牢固地固定在IC插座本体1和固定板4的矩形孔9b的边缘之间。因此，在本说明书中把圆形孔9a称为固定孔9的“插入部分”，把矩形孔9b称为固定孔9的“固定部分”。实际上，如果固定孔9的插入部分9a允许接触端部1a和弹簧部分1b穿过圆形孔9a，那么固定孔9的插入部分就不必一定大于触点1固定部分1c的水平部分。换句话说，如果固定孔9的插入部分9a在高于固定基座部分1c的水平面上大于触点的最大水平部分，允许触点1的接触端部1a和弹簧部分1b通过，那么就足够了。
下面，参照图3A、图3B、图4A和图4B说明把固定板4固定在IC插座本体2上的方法。如图3A所示，它是表示触点1固定基座部分1c和固定板4的固定孔9之间第一位置关系的局部平面图，而图3B中，表示沿图3A中A-A线剖切的剖视图，说明使触点1的接触端部1a和弹簧部分1b穿过固定孔9的插入部分9a，将触点1完全插入IC插座本体2之后，使触点1的固定基座部分1c固定在接触固定孔3的凹槽3a上并且使接触管脚1d从IC插座2的底板2a下表面伸出，然后将固定板4放在IC插座本体2的底板2a的上表面。随后，如图4A所示，它表示在触点1的固定基座部分1c和固定板4的固定孔9之间第二位置关系的局部平面图，使固定板4相对于IC插座本体2的底板2a位移，以将触点1的直立连接柱1e移入固定孔9的固定部分9b。结果，如图4B所示，它表示沿图4A中B-B线剖切的剖视图，触点1的固定基座部分1c被固定在IC插座2的底板2a和固定板4的固定孔9的固定部分9b的边缘部分之间。就是说，触点1不能够再沿触点1的接触管脚1d的轴向方向移动。
参照图5，它表示测试板和IC插座的局部剖视图，展示把本发明第一实施例的IC插座组装在测试板上的方法。图5中，用参考序号6表示测试板。把组装在适配插座7中的各管脚插座8的引线8b插入穿透测试板6形成的对应通孔6a中，利用焊料19焊接从测试板6伸出的各管脚插座8的引线8b的顶端，从而将可移动的适配插座7固定于测试板6上。如图6所示，该图表示当本发明第一实施例的IC插座被组装在测试板上时测试板和IC插座的局部剖视图，通过把固定于IC插座本体1中的各触点1的接触管脚1d插入适配插座7的对应管脚插座8中，用适配插座7组装IC插座。
因此，通过用力F把触点1的接触管脚1d插入管脚插座8，该力大于由形成于管脚插座8内部的弹簧接触片8a的弹簧作用产生的反作用力，于是利用弹簧接触片8a的弹簧作用，使接触管脚1d与弹簧接触片8a电接触，由弹簧接触片8a牢固地机械固定触点1的接触管脚1d。在这种情况下，即使由弹簧接触片8a的弹簧作用产生的力较大，但由于用固定板4把触点1固定到IC插座2中，所以触点没有从IC插座2脱落的可能。另一方面，如果移动固定板4，那么可以自由地单独更换触点1。
在上述实施例中，固定孔9的插入部分9a是圆形孔，但只要插入部分可允许触点1的接触端部1a和弹簧部分1b通过，那么插入部分9a可以是椭圆孔或矩形孔。
下面，参照图7说明本发明IC插座的第二实施例，图7表示本发明IC插座第二实施例的主要部分的局部剖视图。图7中，与图1所示元件对应的元件被标以相同的参考序号，为了简化将省略其说明。
从图1和图7的比较中可以看出，本发明IC插座第二实施例与本发明IC插座第一实施例的不同仅在于用树脂壳(coating)11替换了固定板4，以覆盖IC插座2的底板2a的上表面，从而防止各触点在图中从IC插座2的底板2a向上脱落。
树脂壳11由任何材料例如粘合剂材料或随时间固化的材料构成，具有可以从液态转变为固态的材料属性。树脂壳11最好由热固化环氧树脂或紫外线固化环氧树脂构成。
下面，参照图8说明本发明IC插座的第三实施例，图8表示本发明IC插座第三实施例的主要部分的局部剖视图。图8中，与图1所示元件对应的元件被附以相同的参考序号，为了简化将省略其说明。
在第一和第二实施例中，把固定板4或树脂壳11设置在IC插座本体2的底板2a的上表面上，即在IC插座本体2的内部。在第三实施例中，从IC插座本体2的下侧，将触点1插入IC插座本体2的底板2a，然后把固定板4固定在底板2a的下表面上。
简单地说，在IC插座本体2的底板2a上形成的接触固定孔3有凹槽3c和通孔3d，凹槽3c形成在IC插座本体2的底板2a上以在其中装入触点1的固定基座部分1c，通孔3d形成在凹槽3c的中心且穿透IC插座本体的底板2a，以便触点1的接触端部1a和弹簧部分1b穿过通孔3d，但固定基座部分1c不能穿过通孔3d。因此，由于通孔3d必须允许接触端部1a和弹簧部分1b通过，所以通孔3d显然大于第一和第二实施例中的通孔3b。另一方面，形成于固定板4上的固定孔9有仅允许触点1的接触管脚1d通过的尺寸。
利用这种配置，在IC插座本体2的下侧，由于触点1可以单独插入IC插座本体2的底板2a和从IC插座本体2的底板2a中拆除，所以可以单独更换触点1。
从以上看出，在本发明的IC插座中，由于触点的固定基座部分被装入形成于IC插座本体的底板上的接触固定孔中，并被固定在IC插座本体底板和形成在固定板中的固定孔的边缘部分之间，所以当触点插入管脚插座时，触点既不会从IC插座本体中脱落，也不会偏离接触管脚的轴向方向。因此，可以提高网格阵列封装的IC测试的可靠性。
参照特定的实施例已经图示和说明了本发明。但是，应该指出，本发明并不限于所说明结构的细节方式，在权利要求所限定的范围内可以进行变更和改进。

Claims (7)

1．一种用于测试网格阵列封装的集成电路插座，该集成电路插座具有可装配于在测试板上安装的适配插座中的结构，该集成电路插座包括集成电路插座本体、多个触点和固定板，所述集成电路插座本体具有底板，在所述底板上形成穿透所述底板且以矩阵形式排列的多个接触固定孔，多个触点分别带有接触端部，弹簧部分，固定基座部分和接触管脚且各部分按命名顺序排列，所述各触点的所述固定基座部分从所述底板的上侧插入所述集成电路插座本体的对应接触固定孔，固定板有多个对应数量的固定孔并通过将所述触点分别穿过所述固定孔而固定于所述集成电路插座本体底板的上表面上，所述触点的所述固定基座部分被固定在所述集成电路插座本体的所述底板和所述固定板的所述固定孔的边缘部分之间。
2．如权利要求1的集成电路插座，其特征在于，所述各固定孔包括插入部分和固定部分，该插入部分在高于所述固定基座部分的水平位置上大于所述触点的最大水平部分，以允许所述触点的所述接触端部和所述弹簧部分穿过，该固定部分连接所述插入部分，并小于所述固定基座部分的水平部分，以致所述触点的所述固定基座部分被固定在所述集成电路插座本体的所述底板和所述固定板的所述固定孔的所述固定部分的边缘部分之间。
3．如权利要求2的集成电路插座，其特征在于，所述固定板由环氧树脂板、聚酰亚胺树脂板、陶瓷板和玻璃纤维增强树脂板组成的一组材料中选择的一种材料构成。
4．一种测试网格阵列封装的集成电路插座，该集成电路插座具有可装配于在测试板上安装的适配插座器中的结构，该集成电路插座包括集成电路插座本体、多个触点和固化树脂壳，集成电路插座本体具有底板，在所述底板上形成穿透所述底板且以矩阵形式排列的多个接触固定孔，多个触点分别带有接触端部，弹簧部分，固定基座部分和接触管脚且各部分按所述顺序排列，所述各触点的所述固定基座部分插入所述集成电路插座本体的对应接触固定孔，固化树脂壳覆盖所述集成电路插座本体的所述底板的上表面，以便把所述触点的所述固定基座部分固定在所述集成电路插座本体的所述底板和所述固化树脂壳之间。
5．如权利要求4的集成电路插座，其特征在于，所述固化树脂壳由热固化环氧树脂和紫外线固化环氧树脂构成的组中选择的材料构成。
6．一种测试网格阵列封装的集成电路插座，该集成电路插座具有可装配于在测试板上安装的适配插座中的结构，该集成电路插座包括集成电路插座本体、多个触点和固定板，集成电路插座本体具有底板，在所述底板上形成穿透所述底板且以矩阵形式排列的多个接触固定孔，多个触点分别带有接触端部，弹簧部分，固定基座部分和接触管脚且各部分按所述顺序排列，所述各触点的所述固定基座部分从所述底板的下侧插入所述集成电路插座本体的对应接触固定孔，固定板有多个对应数量的固定孔并通过将所述触点分别穿过所述固定孔而固定于所述集成电路插座本体底板的上表面上，所述触点的所述固定基座部分被固定在所述集成电路插座本体的所述底板和所述固定板的所述固定孔的边缘部分之间。
7．如权利要求6的集成电路插座，其特征在于，所述固定板由环氧树脂板、聚酰亚胺树脂板、陶瓷板和玻璃纤维增强树脂板构成的组中选择的材料构成。
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