JP2002334761A - Ｉｃソケット用コンタクトピン及びｉｃソケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボールタイプパッケージの電気的特性試験に
おけるボール端子との電気的接触を確実に行なう。 【解決手段】 コンタクトピン本体１の一端側の内部に
導電性材料からなる台座が固定されており、その台座に
ボール端子接触用コンタクト５が固定されている。ボー
ル端子接触用コンタクト５は、内径がそれぞれ異なる複
数のバネ体が内径の小さいものから順に内部に配置され
て構成されている。それらのバネ体は巻き方向が異なる
ものが交互に配置されている。本体１の他端側に電極接
触用コンタクト７が摺動可能に配置されている。ボール
端子接触用コンタクト５にボールタイプパッケージのボ
ール端子が接触されると、ボール端子接触用コンタクト
５の中央側に配置されたバネ体が収縮し、複数のバネ体
がボール端子の表面に接触し、ボール端子との電気的接
触を確実に行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＢＧＡ（ボールグ
リットアレイ）やＣＳＰ（チップサイズパッケージ）な
ど、一平面に複数個のボール端子が配列された半導体装
置と、半導体装置の電気的特性試験を行なうための試験
装置との電気的な接続を行なうためのＩＣソケット及び
それに用いるＩＣソケット用コンタクトピンに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】ＢＧＡやＣＳＰなど、一平面に複数個の
ボール端子が配列された半導体装置（以下、このような
半導体装置をボールタイプパッケージという）の電気的
特性試験を行なう際、ボール端子と試験装置の電極との
電気的な接続を行なうためのＩＣソケットが使用され
る。ＩＣソケットにはボール端子に対応する位置にコン
タクトピンが配列されており、それらのコンタクトピン
によってボール端子と試験装置の電極が電気的に接続さ
れる。

【０００３】図７は、ボールタイプパッケージの一例を
示す側面図である。ボールタイプパッケージ１０９の実
装面１０９ａに半田ボール（ボール端子）１１１がマト
リックス状に配列されている。

【０００４】図８は、従来のＩＣソケットのコンタクト
ピンの一例を示す構成図であり、（Ａ）は全体を示す側
面図、（Ｂ）はボール端子と接触する部分をボール端子
と接触した状態で拡大して示す断面図である。コンタク
トピン１０１は、コンタクトピン本体１０３と、本体１
０３の一端に設けられたボール端子接触用コンタクト１
０５と、本体１０３の他端に設けられた電極接触用コン
タクト１０７により構成される。ボール端子接触用コン
タクト１０５には、ボールタイプパッケージ１０９の半
田ボール（ボール端子）１１１と接触する部分にテーパ
ー状の半田ボール接触部１０５ａが形成されている。ボ
ール端子接触用コンタクト１０５と電極接触用コンタク
ト１０７は本体１０３内で電気的に接続されている。

【０００５】パッケージ１０９の電気的特性試験の際に
は、電極接触用コンタクト１０７と試験装置の電極が電
気的に接続され、半田ボール１１１がボール端子接触用
コンタクト１０５の半田ボール接触部１０５ａ内に収容
されて半田ボール１１１とボール端子接触用コンタクト
１０５が電気的に接続される。ここで、ボール端子接触
用コンタクト１０５と半田ボール１１１の接触面１１３
は円状の線接触になる（（Ｂ）参照）。これにより、半
田ボール１１１は、ボール端子接触用コンタクト１０
５、本体１０３及び電極接触用コンタクト１０７を介し
て、試験装置の電極と電気的に接続される。

【０００６】図９は、従来のＩＣソケットのコンタクト
ピンの他の例を示す構成図であり、（Ａ）は全体を示す
側面図、（Ｂ）はボール端子と接触する部分をボール端
子と接触した状態で拡大して示す断面図である。コンタ
クトピン１１５は、コンタクトピン本体１０３と、本体
１０３の一端に設けられたボール端子接触用コンタクト
１１７と、本体１０３の他端に設けられた電極接触用コ
ンタクト１０７により構成される。ボール端子接触用コ
ンタクト１１７には、パッケージ１０９の半田ボール１
１１と接触する部分に半球状の半田ボール接触部１１７
ａが形成されている。ボール端子接触用コンタクト１１
７と電極接触用コンタクト１０７は本体１０３内で電気
的に接続されている。

【０００７】パッケージ１０９の電気的特性試験の際に
は、電極接触用コンタクト１０７と試験装置の電極が電
気的に接続され、半田ボール１１１がボール端子接触用
コンタクト１１７の半田ボール接触部１１７ａ内に収容
されて半田ボール１１１とボール端子接触用コンタクト
１１７が電気的に接続される（（Ｂ）参照）。これによ
り、半田ボール１１１は、ボール端子接触用コンタクト
１１７、本体１０３及び電極接触用コンタクト１０７を
介して、試験装置の電極と電気的に接続される。

【０００８】図１０は、従来のＩＣソケットのコンタク
トピンのさらに他の例を示す構成図であり、（Ａ）は全
体を示す側面図、（Ｂ）はボール端子と接触する部分を
拡大して示す斜視図である。コンタクトピン１２１は、
パッケージ１０９の電気的特性試験に際して半田ボール
１１１と接触するバネ体（ボール端子接触用コンタク
ト）１２３と、バネ体１２３の一方端に接続されたコン
タクトピン本体１２５により構成される。コンタクト１
２３は、バネ性を有した導体線で形成され、本体１２５
に接続された一方端から螺旋を描いて広がった形状であ
り、広がりの程度は半田ボール１１１の表面に接しなが
らボールを覆うように設計されている（特開平８−２８
８０３６号公報参照）。

【０００９】パッケージ１０９の電気的特性試験の際に
は、本体１２５のバネ体１２３とは反対側端と試験装置
の電極が電気的に接続され、半田ボール１１１がバネ体
１２３内に収容されて半田ボール１１１とバネ体１２３
が電気的に接続される（（Ｂ）参照）。これにより、半
田ボール１１１は、バネ体１２３及び本体１２５を介し
て、試験装置の電極と電気的に接続される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図８に示した従来技術
では、ボール端子接触用コンタクト１１７と半田ボール
１１１が接触している接触面１１３はある円状の線接触
となるので、接触面積が小さく、接触抵抗が非常に高く
なるという問題があった。

【００１１】図９に示した従来技術では、（Ｂ）に示す
ように半田ボール接触部１１７ａの半径と半田ボール１
１１の半径が等しいとき接触面積は大きいが、例えば図
１１に示すように半田ボール１１１の半径が半田ボール
接触部１１７ａの半径よりも大きい場合にはボール端子
接触用コンタクト１１７と半田ボール１１１の接触面は
ある円状の線接触になるので接触面積が小さくなる。こ
のように、半田ボール１１１自体の変形や寸法公差（半
田ボール１１１の大きさ）や位置度（半田ボール１１１
の取付け位置）のバラツキを吸収することができず、図
８の従来技術と同様に接触抵抗が非常に高くなるという
問題があった。

【００１２】図１０に示した従来技術では、ボールとバ
ネ体１２３はある円状の線接触になるので、図８及び図
９の従来技術と同様に、半田ボール自体の変形や寸法公
差のバラツキを吸収できないという問題があった。さら
に、１本の渦巻き状のバネ体１２３では耐久性がないと
いう問題もあった。

【００１３】このように、従来技術では、半田ボール自
体の変形や、寸法公差や位置度のバラツキにより、半田
ボール全面にコンタクトピンを接触させることは非常に
困難であり、コンタクト不良の発生や接触抵抗の問題な
どの不具合を発生させるという問題があった。このよう
な不具合は、例えば大電流を流して試験する場合、ボー
ル端子接触用コンタクトと半田ボールの接触抵抗値のバ
ラツキに起因して、安定した試験が行なえないという不
具合を招く虞れがあった。

【００１４】また、電気的特性試験では、多くは高速で
動作するハンドリングマシンを使用しているが、ＩＣソ
ケットへ収納する際、パッケージに配置された全ての半
田ボールの中心をコンタクトピンの中心に合わせて接触
させることは現状設備の搬送精度では非常に困難であ
る。例えば図８の従来技術では、図１２に示すように、
ボール端子接触用コンタクト１０５の中心位置と半田ボ
ール１１１の中心位置に若干のズレが生じただけで１点
接触となり（（Ａ）参照）、コンタクト不良の発生や接
触抵抗の問題などの不具合を発生させるという問題があ
った。また、（Ｂ）に示すように、（Ａ）のような状態
で接触した半田ボール１１１の表面に三日月状の傷１１
９が残るという問題もあった。

【００１５】そこで本発明は、ボールタイプパッケージ
のボール端子との電気的接触を確実に行なうことがで
き、接触抵抗値のバラツキによる不安定要素を無くし、
安定した電気的特性試験を行なうことができるＩＣソケ
ット用コンタクトピン及びＩＣソケットを提供すること
を目的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明にかかるＩＣソケ
ット用コンタクトピンは、導電性を有し、内径がそれぞ
れ異なる複数のバネ体を備え、それらのバネ体が内径の
小さいものから順に内部に配置されてなるボール端子接
触用コンタクトを備えたものである。

【００１７】本発明にかかるＩＣソケットは、本発明の
ＩＣソケット用コンタクトピンを１又は複数備えたもの
である。

【００１８】複数のバネ体により構成されるボール端子
接触用コンタクトにより、ボール端子表面に複数のバネ
体が接触するので、ボール端子との接触抵抗が安定す
る。ボール端子自体の変形や、寸法公差や位置度のバラ
ツキ、ハンドリングマシンでの搬送ズレが発生しても、
電気的特性試験において、上記のボール端子接触用コン
タクトにより、ボール端子表面に複数のバネ体を接触さ
せることが可能となり、コンタクト不良の発生を防止で
きる。さらに、大電流を流して試験する場合には、接触
抵抗値のバラツキによる不安定要素を無くすことがで
き、安定した試験を行なうことができる。さらに、電気
的特性試験においてバネ体の伸縮が繰り返されるが、複
数のバネ体を使用することにより耐久性を向上させるこ
とができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明のＩＣソケット用コンタク
トピンにおいて、上記ボール端子接触用コンタクトを構
成する上記複数のバネ体は、巻き方向が異なるものが交
互に配置されていることが好ましい。その結果、ボール
端子と接触して伸縮した際に隣接するバネ体同士が絡み
合うのを防止することができる。

【００２０】本発明のＩＣソケットにおいて、上記ボー
ル端子接触用コンタクトと、筒状の絶縁性部材と、上記
絶縁性部材の一端側の内部に支持され、その一方の端面
に上記ボール端子接触用コンタクトが接触する導電性部
材と、上記絶縁性部材の他端側に摺動可能に配置された
電極接触用コンタクトと、上記絶縁性部材の内部で、上
記導電性部材の他方の端面と上記電極接触用コンタクト
との間に圧縮状態で挿入された導通用バネ体とを備えて
いることが好ましい。その結果、上記絶縁性部材の一端
側に上記導電性部材を配置することにより、上記絶縁性
部材内に汚れが入り込むのを防止することができ、ボー
ル端子接触用コンタクトと電極接触用コンタクトの電気
的接続の安定化を図ることができる。

【００２１】

【実施例】図１は、ＩＣソケット用コンタクトピンの一
実施例を示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）はその
ボール端子接触用コンタクト部分を拡大して示す斜視
図、（Ｃ）は上面図である。図２は、その実施例のボー
ル端子接触用コンタクトを示す分解斜視図である。図３
は、その実施例を一部斜視図で示す断面図である。図１
から図３を用いてＩＣソケット用コンタクトピンの一実
施例を説明する。

【００２２】絶縁性材料からなる筒状のコンタクトピン
本体（絶縁性部材）１の一端側の内部に本体１の一端側
の開口を封止するように、導電性材料からなる台座（導
電性部材）３が支持されている。台座３の一方の端面
（本体１の外部側の端面）にボール端子接触用コンタク
ト５が電気的に接続されて固定されている。ボール端子
接触用コンタクト５は、内径がそれぞれ異なる複数のバ
ネ体が内径の小さいものから順に内部に配置されて構成
されている。それらのバネ体は、巻き方向が異なるもの
が交互に配置されている（図２参照）。ボール端子接続
用コンタクト５を構成するバネ体は導電性材料、例えば
下地としてニッケルメッキ、表面に金メッキ又はロジウ
ムメッキを施したＳＷＰ（ピアノ線）により形成され
る。ピアノ線は一般的にバネ体の材料としてよく用いら
れる。表面のメッキ材料には接触抵抗が低い金や、金よ
りも若干接触抵抗は高くなるが半田の転写が起こりにく
いロジウムなどを用いることが好ましい。表面のメッキ
を剥がれにくくするために下地メッキを施すことが好ま
しい。

【００２３】本体１の他端側の内部に、導電性部材から
なる電極接触用コンタクト７が摺動可能に配置されてい
る。半導体装置の電気的特性試験の際、電極接触用コン
タクト７の本体１外の端部は、半導体装置の電気的特性
試験を行なうための試験装置の電極と接触される。本体
１の内部には、台座３の他方の端面（本体１の内部側の
端面）と電極接触用コンタクト７を電気的に接続するた
めの導通用バネ体９が圧縮状態で挿入されている。導通
用バネ体９は電極接触用コンタクト７を導電性材料３と
は反対側（試験装置の電極側）に付勢する役割も果た
す。

【００２４】図４は、ＩＣソケットの一実施例を示す斜
視図である。ＩＣソケット１１には、ボールタイプパッ
ケージのボール端子の配置に対応してボール端子接触用
コンタクト５が位置するように、図１から図３に示した
ＩＣソケット用コンタクトピンが配置されている。

【００２５】ＩＣソケット１１を用いてボールタイプパ
ッケージの電気的特性試験を行なう際、ボールタイプパ
ッケージをそのボール端子がボール端子接触用コンタク
ト５に接触するようにＩＣソケット１１内に配置する。
ボールタイプパッケージを収容したＩＣソケット１１を
コンタクトピンの電極接触用コンタクト７が試験装置の
電極に接触するように試験装置に配置する。

【００２６】半田ボール１１１の直径より大きい直径を
もつボール端子接触用コンタクト５を用いた場合、図５
に示すように、ボール端子接触用コンタクト５の中央側
に配置されたバネ体が収縮し、複数のバネ体が半田ボー
ル１１１の表面に接触する。このとき、ボール端子接触
用コンタクト５では複数のバネ体が巻き方向を交互に代
えて配置されているので、半田ボール１１１と接触して
伸縮した際にバネ体同士の絡みを防止することができ
る。

【００２７】複数のバネ体がボール端子１１１の表面に
接触するので、半田ボール１１１自体の変形や寸法公差
のバラツキを吸収することができ、コンタクト不良の発
生や接触抵抗の問題などの不具合を防止できる。特に大
電流を流して試験を行なう場合、ボール端子接触用コン
タクト５と半田ボール１１１の接触抵抗値のバラツキを
低減でき、安定した試験を行なうことができる。

【００２８】さらに、半田ボール１１１自体の位置度
（ボール端子の取付け位置）やハンドリングマシンでの
ズレに関しては、ボール端子接触用コンタクト５が複数
のバネ体で構成されているので、図６のように、半田ボ
ール１１１の位置に合わせてフレキシブルに首を振った
形で接触させることができ、ボール端子接触用コンタク
ト５と半田ボール１１１の安定した電気的接触を実現で
きる。

【００２９】このように、本発明のＩＣソケット用コン
タクトピン及びＩＣソケットによれば、ボールタイプパ
ッケージのボール端子との電気的接触を確実に行なうこ
とができ、接触抵抗値のバラツキによる不安定要素を無
くし、ボールタイプパッケージの安定した電気的特性試
験を行なうことができる。また、ボール端子接触用コン
タクト５として複数のバネ体を使用することにより、伸
縮を繰り返す電気的特性試験では非常に耐久性に優れて
いる。

【００３０】また、電気的特性試験では、大量の試験を
行なうことで、半田ボールの半田材がボール端子接触用
コンタクト側に転写し、半田材、例えばＰｂ／Ｓｎ（鉛
とすずの合金）が付着し、さらに酸素や不純物等の付着
によりボール端子接触用コンタクトに付着した半田材の
酸化が進み絶縁物に変わるケースも少なくない。従来技
術では、そのような絶縁物により導通が取れなくなるコ
ンタクト不良が発生することが懸念されるが、本発明の
ＩＣソケット用コンタクトピンのボール端子接触用コン
タクトでは、複数のバネ体が伸縮しながらボール端子と
接触するので、ボール端子からの半田材の転写を複数の
バネ体の表面に受けながらそれらのバネ体の伸縮動作に
よって隣り合うバネ体がこすれ合うことにより、互いに
転写された半田を除去する効果も得られる。

【００３１】さらに、上記のＩＣソケット用コンタクト
ピンの実施例では、本体１のボール端子接触用コンタク
ト５側の内部に台座３が配置されているので、本体１内
へ汚れが入り込むのを防止することができ、ボール端子
接触用コンタクト５と電極接触用コンタクト７の電気的
接続の安定化を図ることができる。

【００３２】本発明は、上記の実施例に限定されるもの
ではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内
で種々の変更が可能である。例えば上記のＩＣソケット
用コンタクトピンの実施例では、ボール端子接触用コン
タクト５は台座３及び導通用バネ体９を介して電極接触
用コンタクトと電気的に接続されているが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、ボール端子接触用コンタ
クトと電極接触用コンタクトが直接電気的に接続されて
いる構成であってもよい。

【００３３】

【発明の効果】本発明のＩＣソケット用コンタクトピン
では、導電性を有し、内径がそれぞれ異なる複数のバネ
体を備え、それらのバネ体が内径の小さいものから順に
内部に配置されてなるボール端子接触用コンタクトを備
えているようにしたので、ボールタイプパッケージのボ
ール端子との電気的接触を確実に行なうことができ、接
触抵抗値のバラツキによる不安定要素を無くし、特に大
電流を用いる電気的特性試験において安定した試験を行
なうことができる。さらに、ボール端子接触用コンタク
トとして複数のバネ体を使用しているので、多数のボー
ルタイプパッケージの電気的特性試験を行なう際にも耐
久性に優れている。さらに、隣接するバネ体がこすれ合
うことにより、バネ体表面に転写した半田材などを除去
する効果も得られる。

【００３４】本発明のＩＣソケットでは、本発明のＩＣ
ソケット用コンタクトピンを備えているようにしたの
で、ボールタイプパッケージのボール端子との電気的接
触を確実に行なうことができ、接触抵抗値のバラツキに
よる不安定要素を無くし、安定した電気的特性試験を行
なうことができる。

【００３５】本発明のＩＣソケット用コンタクトピンに
おいて、上記ボール端子接触用コンタクトを構成する上
記複数のバネ体は、巻き方向が異なるものが交互に配置
されているようにすれば、ボール端子と接触して伸縮し
た際に隣接するバネ体同士が絡み合うのを防止すること
ができる。

【００３６】本発明のＩＣソケットにおいて、上記ボー
ル端子接触用コンタクトと、筒状の絶縁性部材と、上記
絶縁性部材の一端側の内部に支持され、その一方の端面
に上記ボール端子接触用コンタクトが接触する導電性部
材と、上記絶縁性部材の他端側に摺動可能に配置された
電極接触用コンタクトと、上記絶縁性部材の内部で、上
記導電性部材の他方の端面と上記電極接触用コンタクト
との間に圧縮状態で挿入された導通用バネ体とを備えて
いるようにすれば、上記絶縁性部材内に汚れが入り込む
のを防止することができ、ボール端子接触用コンタクト
と電極接触用コンタクトの電気的接続の安定化を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＩＣソケット用コンタクトピンの一実施例を示
す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）はそのボール端子
接触用コンタクト部分を拡大して示す斜視図、（Ｃ）は
上面図である。

【図２】同実施例のボール端子接触用コンタクトを示す
分解斜視図である。

【図３】同実施例を一部斜視図で示す断面図である。

【図４】ＩＣソケットの一実施例を示す斜視図である。

【図５】同実施例のボール端子接触用コンタクトと半田
ボールの接触状態の一例を示す断面図である。

【図６】同実施例のボール端子接触用コンタクトと半田
ボールの接触状態の一例を示す側面図である。

【図７】ボールタイプパッケージの一例を示す側面図で
ある。

【図８】従来のＩＣソケットのコンタクトピンの一例を
示す構成図であり、（Ａ）は全体を示す側面図、（Ｂ）
はボール端子と接触する部分をボール端子と接触した状
態で拡大して示す断面図である。

【図９】従来のＩＣソケットのコンタクトピンの他の例
を示す構成図であり、（Ａ）は全体を示す側面図、
（Ｂ）はボール端子と接触する部分をボール端子と接触
した状態で拡大して示す断面図である。

【図１０】従来のＩＣソケットのコンタクトピンのさら
に他の例を示す構成図であり、（Ａ）は全体を示す側面
図、（Ｂ）はボール端子と接触する部分を拡大して示す
斜視図である。

【図１１】図９の実施例のボール端子接触用コンタクト
と半田ボールの接触状態の一例を示す断面図である。

【図１２】（Ａ）は図８の実施例のボール端子接触用コ
ンタクトと半田ボールの接触状態の一例を示す斜視図で
あり、（Ｂ）は接触後の半田ボール表面を示す平面図で
ある。

【符号の説明】

１ コンタクトピン本体 ３ 台座 ５ ボール端子接触用コンタクト ７ 電極接触用コンタクト ９ 導通用バネ体 １１ ＩＣソケット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G003 AA07 AG01 AG12 AH00 AH05 2G011 AA02 AA04 AB01 AB04 AB07 AB08 AC14 AE03 AF02 5E024 CB05

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性を有し、内径がそれぞれ異なる複
   数のバネ体を備え、それらのバネ体が内径の小さいもの
   から順に内部に配置されてなるボール端子接触用コンタ
   クトを備えたことを特徴とするＩＣソケット用コンタク
   トピン。
2. 【請求項２】 前記ボール端子接触用コンタクトを構成
   する前記複数のバネ体は、巻き方向が異なるものが交互
   に配置されている請求項１に記載のＩＣソケット用コン
   タクトピン。
3. 【請求項３】 前記ボール端子接触用コンタクトと、筒
   状の絶縁性部材と、前記絶縁性部材の一端側の内部に支
   持され、その一方の端面に前記ボール端子接触用コンタ
   クトが接触する導電性部材と、前記絶縁性部材の他端側
   に摺動可能に配置された電極接触用コンタクトと、前記
   絶縁性部材の内部で、前記導電性部材の他方の端面と前
   記電極接触用コンタクトとの間に圧縮状態で挿入された
   導通用バネ体とを備えている請求項１又は２に記載のＩ
   Ｃソケット用コンタクトピン。
4. 【請求項４】 請求項１から３に記載のＩＣソケット用
   コンタクトピンを１又は複数備えたことを特徴とするＩ
   Ｃソケット。