JP2001522523A - フレキシブルコネクタシート上に集積回路を配置するソケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 一方の面に端子を備えた集積回路チップを導電性エラストマー上に配置実装するためのソケットで、チップをエラストマーに配置させるためのベースを備えている。チップからは離れ、またチップをソケットに取り付けられるようにする開放位置と、作動部材がチップの一方の面に当接してチップに力を加えてエラストマーに端子を埋め込む閉鎖位置との間で、カム部材をベースに対して移動可能にし、これにより端子とエラストマーとを電気的に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】 フレキシブルコネクタシート上に集積回路を配置するソケット 本発明は、集積回路チップの端子と試験基板とを電気的に接続するフレキシブ ルコネクタシートを有する試験基板上に集積回路チップを配置実装するためのソ ケットに関する。 近年、集積回路チップはさらに小さくなり、５０ｍｍ²以下の小ささで、チッ プと電気接続する極度に細い端子が必要とされている。必要な密度で端子を設け る１つの方法は、いわゆるボール格子アレイ、または“ＢＧＡ”端子であり、合 金の半球突起が集積回路チップの片面上に配列されている。製造後に、これらの チップは、欠陥がないことを確認するために試験する必要がある。この試験は、 試験回路基板にチップの端子を仮接続して行われる。最先端技術の集積回路に必 要な非常に高密度な端子アレイのため、同じ試験基板を繰り返して使用して複数 のチップを試験する上で、端子と回路試験基板との接続が困難になっていいる。 しかしながら、米国特許第５，５００，２８０号（Yamazaki et al.）に示され ているような、フレキシブルコネクタシートが最近利用可能になっている。フレ キシブルコネクタシートは、多重ワイヤセグメントが埋め込まれている１枚のフ レキシブルエラストマーシートである。従って、フレキシブルエラストマーの接 続シートのセグメントはプリント回路基板に取り付けられて、適宜なワイヤセグ メントが回路基板の導体に接続される。エラストマーは相応な柔軟性があり、端 子アレイを有するチップがコネクタシートに押圧されたときに、シートが撓んで アレイの端子ボールとワイヤセグメントとの適切な電気接触を可能にしている。 チップを試験してコネクタシートから取り外すとき、エラストマーに弾力性があ るため、コネクタシートが元の状態に戻る。チップは適切な位置に取り付け、適 切な力をチップに加えてエラストマーに端子アレイの端子を押し込む必要がある 。 本発明は、フレキシブルコネクタシート上に集積回路チップを配置実装するた めの試験ソケットを提供するもので、コネクタシートの適正な位置に回路を取り 付け、適度な力をチップに加えて端子をエラストマーに確実に埋め込むので、端 子は適宜なワイヤセグメントに正確に電気接続される。ソケットは圧力パッドの ある１組のレバーを含み、開放位置から、レバーにより運ばれる圧力パッドがチ ップの表面を端子アレイを有する面の反対側に当接させる閉鎖位置へ移動および 回転する。 本発明の上記した利点およびその他の利点は、添付図面を参照した以下の説明 から明らかになるであろう。 図１は、本発明の教示によるソケット構造の斜視図である。 図２は、図１に示したソケットの斜めから見た分解図である。 図３は、図１に示したソケットの平面図であり、レバーによって運ばれる圧力 パッドが、端子アレイが設けられた表面の反対側にチップの表面を当接させる閉 鎖位置にあるレバーを示している。 図４は、図３のＡ−Ａ線断面図である。 図５は、図３のＢ−Ｂ線断面図である。 図６は、図３のＣ−Ｃ線断面図である。 図７は、図３のＤ−Ｄ線断面図である。 図８は、図３と同様の平面図であるが、ソケットのレバーが、レバーによって 運ばれる圧力パッドがチップから離れる開放位置にある点が異なる。 図９は、図８のＥ−Ｅ線断面図である。 図１０乃至図１４は、レバーを、集積回路チップから移動された開放位置から レバーが集積回路チップに力を加える閉鎖位置まで移動する方法を模式的に示す 拡大断面図である。 図面を参照して説明すると、一般に１０で示すソケットを使用して、一般に１ ８で示す集積回路チップの片面１６に設けられたボール格子端子アレイ(ＢＧＡ) の端子１４を一般に２０で示すコネクタシートに埋め込む。コネクタシート２０ は、平行なワイヤセグメント２２が離散間隔で埋め込まれている比較的柔軟なエ ラストマーから成る。ワイヤセグメント２２は、接続シート２０の上下面間に上 記米国特許第５，５００，２８０号に詳しく説明されている角度で伸びている。 接続シート２０は、従来のプリント配線（ＰＣ）基板２４に取り付けられ、ワイ ヤセグメント２２の一部またはすべてがＰＣ基板２４の対応導体に接触する。そ こで、集積回路チップ１８と適当な試験装置（図示せず）とが電気的に接続され る。集積回路チップ１８は、以下に説明するように、端子１４を適宜なワイヤ２ ２と電気的に接触するようにコネクタシート２０に埋め込ませた態様で集積回路 チップ１８をコネクタシート２０に取り付けるべくソケット１０の部品を当接さ せる、表面１６に対抗する表面２６を有する。 ソケット１０は、一般に３０で示す下部ベースプレートと一般に３２で示す上 部ベースプレートとを備える。下部ベースプレート３０は、接続シート２０を受 ける凹部３４を備え、集積回路チップ１８を受ける凹部３４の直上の空洞３６を 備えている。突出部材３８、３９は、接続シート２０が凹部３４で受けられたと きに接続シート２０に対してチップ１８を正確に配置するため、チップ１８の縁 を当接させるために空洞３６の各側面から内側へ突出する。下部ベースプレート ３０はさらにその各角に穴４２を有するコラム４０を備える。それぞれの穴４２ は、コイル状バネ４４を受ける。下部ベースプレート３０の対向面は、配置突起 部４６が伸びる隆起コラム４５を備えている。コラム４５は、半月部４８とその 下端部の肩部５０を備えている。コラム４５は、外側表面５２と上面５４とを形 成する壁部によってそれらの隣接コラム４０に接続されている。上面５４はコラ ム４５の頂部より低くなっている。 下部ベースプレート３０と上部ベースプレート３２は、一般に５６で示される カム部材を摺動可能に支持する。このカム部材５６は、コラム４５が入り込む凹 部６０のある対向壁部５８を備える。肩部６１は、その下端部に隣接して凹部６ ０内に突出する。壁部５８は、対応する摺動表面５２に対して滑る内部摺動表面 ６６をさらに備える。傾斜カムスロット６８が、各表面６６に設けられている。 壁部５８は側壁部７０によって相互結合されている。凹部７２が側壁部７０それ ぞれにより形成され、制御面７４が凹部７２それぞれの下端部を形成している。 制御面７４について、以下に詳細に説明する。穴部４２で受けられた端部に対向 するバネ４４の端部を受ける穴７６が、壁部５８と７０との間の角部の接合部に 設けられている。穴部７６の端部は、カム部材５８が完全に下げられた位置に移 動されたときにカム部材５８の下向きの動きを止めるためにコラム４０の対応停 止面７９に当接する停止面７７（図１、４）を形成する。従って、バネ４４はカ ム部材５６を動かして下部ベースプレート３０から遠ざける。上部ベースプレー ト３２は有孔タブ８０が突出した対向壁部７８を備えている。有孔タブ８０はフ ァスナ８４を受ける開口部８２を備えている。このファスナ８４は、ＰＣ基板２ ４へのソケット１０の固定に使用される。肩部８１（図２、７）が、タブ８０の 下端部に形成され、カム部材５８の肩部６１に当接して、バネ４４がカム部材５ ８を最上位に移動させるときにカム部材５８用のストッパとして作用する。 脚部８６がタブ８０から下方へ伸び、ソケットが組み立てられるときに肩部５ ０に係合するようになっている鉤部８８で終端する。壁部７８は、その下端部に アンダーカット９０があり、上部ベースプレート３２が下部ベースプレート３０ と組み立てられたときに表面５４と協働する。上部ベースプレート３２はさらに 、ソリッドタブ９６が伸びる端壁部９４を備えている。 タブ８０がカム部材５６の凹部６０内に受け取られ、脚部８６がコラム４５に 実質的に平行な凹部６０の底部を通って伸び、鉤部８８が肩部５０と係合する。 従って、ソリッドタブ９６はカム部材５６の凹部７２内に受け取られる。従って 、上部ベースプレート３２と下部ベースプレート３０とが協働して、カム部材５ ６が下部ベースプレート３０に対して接近や分離するときにカム部材５６を誘導 する。このカム部材５６の最上位置が図１に示してあり、バネ４４の作用によっ て押し上げられる。 １組のレバー９８は対向端部１００、１０２を備えている。それぞれのレバー ９８の端部１０２は、チップ１８がソケットを通過するときに、チップ１８を案 内する表面１０３（図８、９）を備えている。凹部１０４は、レバー９８それぞ れの端部１００に形成される。コイルバネ１０６の一端部は、それぞれのレバー ９８の凹部１０４で受けられ、バネ１０６の他端部は、上部ベースプレート３２ の壁部９４の下部面１０８に摺動可能に当接する。さらに、端部１００は、カム 部材５６が中間位置から図１に示されるその最上位置に移動するときに、カム部 材５６の制御面７４に摺動および揺動可能に接する湾曲表面１１０を備えている 。ピン１１２が、レバー９８の端部１００、１０２の中間で反対の縁からそれぞ れ伸びている。各ピン１１２は、対応するスロット９２を通って、カム部材５６ のカムスロット６８の対応する１つへと伸びている。各レバー９８のもどり止め １１４がストッパとして作用して、カム部材５６が下方位置へ移動され、制御面 ７４がレバー９８の湾曲面１１０から遠のくときに、バネ１０６がもどり止め１ １ ４を表面５４に押し付ける。 一般に、１１６で示す圧力パッドは、レバー９８の端部１０２に取り付けられ ている。圧力パッド１１６は、上記のようにチップ１８に当接するようになって いる。圧力パッド１１６は、一方の面にクラウン１１７（図１０乃至１４）を、 対向面に平坦面１１９を備えている。さらに圧力パッド１１６は、レバー９８に 対するパッド１１６の揺動運動を制限するために凹部１２０内で揺動可能に受け られるハンガ１１８を備えている。また、ハンガ１１８は、チップ１８上のパッ ド１１６を介して圧力が加えられる前に、パッド１１６に対応したレバー９８の 相対的なドキュメント運動を可能にする。さらにパッド１１６は、レバーによっ て圧力パッドが集積回路チップ１８と接するように動かされるときに突起部３９ を収容するようになっている部分１２２を有する。レバー９８は、部分１２２を 収容するための凹部１２５を備える。 操作時に、チップ１８は、上部ベースプレート３２の開口部１２４を通してソ ケット１０取り付けられる。次に、チップは、レバー９８の端部１０３（図８） 間を通過して空洞３６に入る。従って、チップ１８はソケットを通って空洞３６ に入るので、３つの異なったレベルの位置合わせ通過する。最初のレベルの位置 合わせは開口部１２４で行われ、２番目のレベルの位置合わせはレバー９８の端 面部１０３により行われ、最後の位置合わせは突起部３８、３９によって行われ る。バネ４４は、図１乃至６に示す最上位置へカム部材５６を押し上げる。この 位置で、図４を参照すると、ピン１１２はカムスロット６８の最低位置に配置さ れる。カム部材５６と、ピン１１２と、レバー９８と、スロット９２と、圧力パ ッド１１６とを介して作用するバネ４４が必要な挿入力を加えることで、端子１ ４がエラストマー接続シート２０に十分埋め込まれ、端子１４のワイヤセグメン ト２２との適切な電気接触を確実にする。ワイヤセグメント２２はＰＣ基板２４ の適切な導体（図示せず）に接続される。従って、適切な試験装置（図示せず） を使用してしてチップを試験できる。 試験の終了後にチップ２６は、図中下方へカム部材５６を押し下げることでリ リースされる。カム部材５６が下げられることで、バネ１０６がピン１１２およ び表面１１０の周囲にレバー９８を揺動させる。したがって、カムスロット６８ はピン１１２を表面５４に沿ってソケットの対応縁部方向へ強制的に移動させて 、その結果、レバー９８を互いに離れさせる。カム部材５６が下方に移動される と、カム部材５６が下向きに図６に示される完全上昇位置と図９に示される完全 下降位置との中間位置に移動されるまでは、バネ１０６が表面１１０と表面７４ とを摺動揺動当接状態に維持する。次に、ピン１１２に隣接したレバー９８のも どり止めすなわちストッパ１１４は、バネ１０６により摺動面５４に当接し、そ の結果、カム部材５６が、図９に示す中間位置と完全下降位置との間を下げられ て、レバー９８のそれ以上の下方への揺動運動が防止される。図９から分かるよ うに、カム部材５６が中間位置と完全下降位置との間を移動するので、カムスロ ット６８は、摺動面５４に沿ってまたは対してレバー９８とそれらのピン１１２ を摺動し続ける。この後、バネ１０６も図９に示す位置になるまで表面１０８に 沿って摺動する。カム部材５６がバネ４４のバイアスに抗してその完全下降位置 になり、レバーが相互に離れると、チップ１６は真空抽出などの適切な方法によ り、上部ベースプレート部材の開口部１２４から排出できる。 次に、図１０乃至１４を参照して説明すると、図９、１０に示す完全開放位置 と図６、１４に示す完全閉鎖位置との間でレバー９８が圧力パッド１１６を移動 させる方法を模式的に示すもので、図１０は定位置のソケット１０の様々な部品 を示し、カム部材５６がバネ４４の力に抗して完全に押されるときの配置であっ て、レバーは図９に示す位置にある。上部ベースプレート３２の開口部１２４を 通してチップ１８を挿入することでチップ１８が接続シート２０上に載せられる 。 図１１は、カム部材５６が中間位置に移動されたときの様々な部品の位置を示 し、制御面７４が表面１１０に当接している。この位置では、カム部材５６は、 ピン１１２がカムスロット６８の先細部分を下へ移動した位置へ上げられるので 、圧力パッド１１６がチップ１８上に配置される。圧力パッド１１６は、空洞３ ６の縁の突起３８と当接するようになっている。突起３８がその隣接する突起部 １２６と協働して、パッド１１６がチップ１８と適切に当接するようにパッド１ １６を正しい方向へ案内する。上記のように、パッド１１６とレバー９８との間 の限定揺動運動より、パッド１１６は突起部３８と１２６により案内される。こ の突起部３８、１２６は圧力パッド１１６を案内して、平坦面１１９がチップ１ ８ を全面１１９に当節させる。チップ１８は壊れやすく、チップ１８に対する点ま たは線圧は避ける必要がある。クラウン１１７とレバー９８の間にクリアランス があるので、パッド１１６の揺動運動は、突起３８と１２６によって案内される ようになっている。図１２では、圧力パッド１１６は、ピボットピン１１２がち ょうどスロット６８の１２８の垂直部分に入ったところで、チップ１８の上面２ ６に当接する。図１３、１４では、端子がコネクタシートに適切な深さで埋め込 まれるように、圧力パッド１１６がチップをコネクタシートに取り付ける。した がって、圧力パッド１１６の表面１１９がチップ１８に当接し、クラウン１１７ とレバー９８との空隙がなくなるので、圧力パッド１１６を介してレバー９８に よってチップ１８に圧力が加えられる。図１４では、完全結合状態で、圧力が圧 力パッド１１６を介してチップ１８に十分に加えられている。したがって、端子 が接続シートに適切な深さで埋め込まれワイヤセグメントとの優れた電気接触を 確実なものとする。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｋ 7/10 Ｈ０５Ｋ 7/10 Ｅ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．一方の面に端子を有する集積回路チップを導電性エラストマーに配置実装す るソケットであって、 前記エラストマーを受容するための凹部を有するベースと、 前記凹部にチップを合わせるために前記ベースに設けられた手段と、 前記チップから離脱した開放位置と前記一方の面に対向する前記チップの他方 の面に当接する閉鎖位置との間で前記ベースに対して可動である作動部材と、 前記作動部材が前記閉鎖位置にあるときに前記作動部材を介して前記チップに 力を加えて前記端子を前記エラストマーに埋め込み、これにより前記端子と前記 エラストマーとを電気的に接続する挿入手段とを備えることを特徴とするソケッ ト． ２．前記挿入手段が、前記ベースに摺動可能に取り付けられたカム機構を備え、 前記作動部材が、前記ベースおよび前記カム機構に対応して動作するように前記 カム機構に作動部材を接続する接続部材を備え、前記カム機構の作動により前記 作動部材が前記開放位置と閉鎖位置間を移動するようにしたことを特徴とする請 求項１記載のソケット。 ３．前記カム機構が、前記接続部材を受けるカムスロットを備え、前記ベースに 対応する前記カム機構の動作により前記接続部材が前記スロットに沿って移動す るようにしたことを特徴とする請求項２記載のソケット。 ４．前記挿入手段が、前記カム部材にバイアスをかけて前記作動部材を前記閉鎖 位置へ移動させるための第一バネを備えたことを特徴とする請求項３記載のソケ ット。 ５．前記挿入手段が、前記作動部材と前記ベースとの間に第二バネを備えたこと を特徴とする請求項４記載のソケット。 ６．前記作動部材がレバーであり、前記接続手段は前記スロットに係合するため に前記レバーの対向面から伸びるピンであり、前記ピンと前記レバーとが前記カ ム部材に関して前記スロットに沿って移動すると、前記レバーが前記ピンを中心 に揺動することを特徴とする請求項５記載のソケット。 ７．前記カム部材は制御面を備え、前記レバーは前記ピンが前記レバーから前記 端部の中間で伸びている１組の対向端部を備え、前記作動部材が閉鎖位置にある ときに前記端部の一方が前記チップに当接し、前記レバーの他端が前記制御面に 当接することを特徴とする請求項５記載のソケット。 ８．前記第一バネは、前記制御面が前記レバーの前記他端から離れた初期位置か ら前記制御面が前記レバーの前記他端と当接する中間位置まで、さらに前記中間 位置から前記レバーが前記閉鎖位置へ移動される最終位置まで、前記カム部材を 押して、前記第一バネが前記カム部材を前記中間位置から前記最終位置へ押すと きに、前記レバーの前記他端が前記制御面に対応して揺動及び摺動することを特 徴とする請求項７記載のソケット。 ９．前記レバーはもどり止を備え、前記第二バネは、前記カム部材が前記初期位 置と前記中間位置との間を移動されるとき、前記もどり止が前記ベースと当接す る位置に前記レバーを押すことを特徴とする請求項８記載のソケット。 １０．圧力パッドが前記レバーに対応する移動のため前記レバーに取り付けられ 、前記圧力パッドは前記レバーが前記閉鎖位置に移動するときに前記チップの他 方の面に当接することを特徴とする請求項６記載のソケット。 １１．前記カム部材は制御面を備え、前記作動部材は１組の対向端部を備え、前 記作動部材が前記閉鎖位置にあるときに前記端部の一方が前記チップに当接し、 前記レバーの他端が前記制御面に当接することを特徴とする請求項１記載のソケ ット。 １２．前記挿入手段が、前記制御面が前記作動機構の前記他端から離れた初期位 置から前記制御面が前記作動機構の前記他端と当接する中間位置まで、さらに前 記中間位置から前記作動機構が前記閉鎖位置へ移動される最終位置まで、前記カ ム部材を押す第一バネを備え、前記第一バネが前記カム部材を前記中間位置から 前記最終位置へ押すときに、前記レバーの前記他端が前記制御面に対応して揺動 及び摺動することを特徴とする請求項７記載のソケット。 １３．前記挿入手段が、前記作動部材と前記ベースとの間に第二バネを備えるこ とを特徴とする請求項１２記載のソケット。 １４．前記レバーはもどり止を備え、前記第二バネは、前記カム部材が前記初期 位置と前記中間位置との間を移動されるとき、前記もどり止が前記ベースに当接 する位置に前記レバーを押すことを特徴とする請求項１３記載のソケット。 １５．圧力パッドは前記作動部材に対応する移動のために前記作動部材に取り付 けられ、前記作動部材が前記閉鎖位置に移動するときに前記チップの前記他方の 面に当接することを特徴とする請求項１記載のソケット。 １６．一方の面に端子を有する集積回路チップを導電性エラストマーに配置実装 するソケットであって、 前記エラストマーを受容するために凹部を有するベースと、 前記凹部にチップを合わせるために前記ベースに設けられた手段と、 前記一方の面に対向する前記チップの他方の面に当接し、前記チップに力を加 えて前記端子を前記エラストマーに埋め込むため前記ベースに関して可動である 挿入部材とから成ることを特徴とするソケット。 １７．カム機構が、前記挿入部材を前記チップから遠ざける開放位置から前記挿 入部材が前記力を前記チップに加える閉鎖位置へ前記挿入部材を移動させるため に前記ベースに取り付けられていることを特徴とする請求項１６記載のソケット 。 １８．前記カム機構は、前記ベースに対応して前記カム機構を押す押し出し部材 と前記挿入部材に当接するための制御面とを備え、前記押し出し部材は、前記制 御面が前記挿入部材から離れた初期位置から前記制御面が前記挿入部材に当接す る中間位置へ、さらに前記中間位置から前記挿入部材が前記チップに前記力を加 える最終位置へ前記カム機構を押すことを特徴とする請求項１７記載のソケット 。 １９．前記カム機構が、前記挿入部材が前記チップから離される開放位置と前記 挿入部材が前記チップに前記力を加える閉鎖位置との間で前記挿入部材を案内す るために前記挿入部材から延びるフォロアーを受けるカムスロットを備えること を特徴とする請求項１６記載のソケット。 ２０．前記制御面が、前記ベースに可動に取り付けられたレバーで支持され、前 記制御面が前記チップに当接する閉鎖位置および前記チップが前記ベースの開口 部を通して前記ソケットに取り付けられる開放位置から移動可能で、前記チップ を合わせる手段は、前記開口部と、前記レバーが前記開放位置にあるとき前記ソ ケットを介して前記チップを案内する前記レバーに設けられた縁部と、前記チッ プが前記凹部で受けられるとき前記チップに当接する突起部とを備えることを特 徴とする請求項１８記載のソケット。