JP2005519307A

JP2005519307A - 電子パッケージと試験機器をインターフェースするための装置

Info

Publication number: JP2005519307A
Application number: JP2003575130A
Authority: JP
Inventors: ジョーン，エム．ウィンター，; ラーレ，エイチ．ネルソン，; ジョーン，シー．ベーゲロン，; ローリー，エム．サルシオネ，
Original assignee: リカデンシアメリカ，インコーポレイテッド
Priority date: 2002-03-05
Filing date: 2003-03-05
Publication date: 2005-06-30
Anticipated expiration: 2023-03-05
Also published as: DE60315813D1; DE60315813T2; JP3899075B2; EP1488245B1; ATE371196T1; TW200305028A; US20050146341A1; KR20040087341A; AU2003220023A1; EP1488245A1; US20030218472A1; TWI262314B; WO2003076957A1; US7362114B2; US6992496B2; EP1488245A4

Abstract

ＩＣなどの電気デバイスを試験するための試験装置（１０）が提供される。試験装置はＤＵＴボード（１４）に装着された試験ソケット（１２）を含み、そこではコンタクトプランジャアセンブリ（２０）が少なくとも部分的に配置される。

Description

本開示は、一般的に、集積回路のような電子パッケージの試験に使用される機器に関し、さらに詳しくは、電子パッケージと試験機器をインターフェースするための装置に関する。

ここに、米国特許法第１１９条（ｅ）項に基づき、本願と同一人が所有する同時係属中の２００２年３月５日に出願した米国仮特許出願第６０／３６１８８２号および２００２年９月１３日に出願した米国仮特許出願第６０／４１０１２１号の優先権を主張し、それらの各々を参照によってそっくりそのまま本書に組み込む。

一般的に、集積回路（ＩＣ）パッケージ（被試験デバイス）は、一般的に被試験デバイスまたはＤＵＴボードと呼ばれる回路基板に実装されたソケットに着脱自在に装着される。ソケットは、被試験デバイスの各端子をＤＵＴボード上の個々の回路パスに電気的に接続するための個々のコンタクトを装着する。ＤＵＴボードは次にコンピュータ化された試験機器に接続される。この構成は、トップローディングおよびアンローディングをもたらす試験を促進し、様々なＩＣ用に容易に適用されるが、特定の制約がある。一つのそのような制約は、インタフェース装置すなわちソケットに要求される高さに関係する。被試験デバイスの端子と、ＤＵＴボード上のそれぞれの回路パスとの相互接続の位置との間の距離は、そこを通過する電気信号の忠実度を最大化する重要なパラメータである。距離は概して制御されないインピーダンスおよび高いクロストークを有するので、電気信号の忠実度は傷つき易い。

コッヘルの米国特許第６５１２３８９号は、ばね試験プローブがマザーボードのボア内に配置されて成る、マザーボードとドータボードとの間に試験信号を通すための装置を開示している。

試験機器から被試験デバイスまで通過する電気信号の忠実度を改善するための改善された方法および装置の必要性が当業界に存在する。

本開示は、電子パッケージとパッケージ用の試験機器をインタフェースするための装置に向けられる。該装置は、第一および第二対向面を有する印刷回路板を含む。印刷回路板には予め定められたパターンで複数のビアを形成することができ、各ビアは上下端および内径を有する。装置はまた、印刷回路板の第一面にかぶさる試験ソケットをも含み、該試験ソケットは第一プレートおよび該第一プレートにかぶさる第二プレートを含む。第一および第二プレートは各々、印刷回路板のビアに対応する複数のボアを含む。装置はまた、各ビアに配置された導電性スリーブ部材をも含む。該スリーブ部材は上端および下端を有する。装置はまた、導電性スリーブ部材の下端に着座した付勢部材をも含む。該付勢部材は、導電性スリーブ部材の内径より小さい外径を有し、かつ導電性スリーブ部材内で可動である。装置はまた、外方に延出する環状フランジを含む略円筒形の本体を有するプランジャをも含む。プランジャはさらに、本体から上方に延びる第一ロッド部および本体から下方に延びる第二ロッド部を含む。第一ロッド部は選択されたコンタクト部を画定する上面を含み、導電性スリーブ部材内に付勢部材に隣接して少なくとも部分的に受容することができる。本体は第二プレートのボア内に受容することができる。上部ロッド部は第一プレートのボア内に少なくとも部分的に受容することができる。装置が動作位置にあるときに、プランジャは上方に付勢されてパッケージの端子と電気的接触を行なう。

別の実施形態では、装置は、第一および第二対向面を有する印刷回路板を含む。印刷回路版に予め定められたパターンで複数のビアを形成することができ、各ビアは上下端および内径を有する。装置はまた、印刷回路基板の第一面にかぶさる試験ソケットをも含み、該試験ソケットは第一プレートおよび該第一プレートにかぶさる第二プレートを含む。第一および第二プレートは各々、印刷回路板のビアに対応する複数のボアを含む。装置はまた、各ビアに配置された導電性スリーブ部材をも含む。該スリーブ部材は上端および下端を有する。装置はまた、実質的に円筒ロッド状の形状を有しそこから外方に延出する環状フランジ付きのプランジャをも含む。第一ロッド部は環状フランジから上方に延び、第二ロッド部は環状フランジから下方に延びる。第一ロッド部は選択されたコンタクト領域を画定する上面を含む。本実施形態では、第二ロッド部の周りに付勢部材を配置し、印刷回路板の上面および環状フランジの下面に着座させることができる。装置が動作位置にあるときに、第一ロッド部は第一プレートのボア内に少なくとも部分的に受容され、環状フランジは第二プレートのボア内に受容され、第二ロッド部は導電性スリーブ部材内に少なくとも部分的に受容され、プランジャは上方に付勢されてパッケージの端子と電気的接触を行なう。

開示の上記およびその他の目的、特徴、および利点は、添付の図面に図示する、開示の好適な実施形態についての以下のより詳細な説明から明らかになるであろう。図中、同様の参照符号は様々な図全体を通して同一の部品を指し示す。図面は必ずしも定尺ではなく、むしろ開示の原理を分かりやすく示すことに重点が置かれている。この開示の原理および特徴は、開示の範囲から逸脱することなく、様々な多数の実施形態に使用することができる。

図面の簡単な記述
図面は単なる例証の目的で提示するものであって、開示の範囲を規定する意図はないことを理解されたい。本書に記載する実施形態の上記およびその他の目的および利点は、以下の詳細な説明を添付の図面と併せて参照することにより明らかになるであろう。
図１は、試験ソケットのボアおよびＤＵＴボードのビアに配置されたコンタクトプランジャアセンブリを示す、ＤＵＴボードに実装された本開示に係るＩＣ受容ソケットの斜視図である。
図２は、図１に示したＩＣ受容ソケットおよびＤＵＴボードの組立分解図である。
図３は、試験ソケットのボアおよびＤＵＴボードのビア内を伸長するコンタクトプランジャアセンブリを示し、ＩＣパッケージがソケット上にわずかに間隔を置いて配置された状態で示される、図１〜２に示したＩＣ受容ソケットおよびＤＵＴボードの断面図である。
図４は、図３に示したＤＵＴボードからの単一のＩＣ受容ソケットの断面図である。
図５は、図３に示した単一のコンタクトプランジャアセンブリの拡大断面図である。
図６は、図５に示したコンタクトプランジャアセンブリの組立分解図である。
図７は、コンタクトプランジャアセンブリが配置された状態の図４に示した単一のＩＣ受容ソケットの断面図である。
図８は、様々な組立段階にある幾つかのコンタクト位置を含む、図１に示したＩＣ受容ソケットおよびＤＵＴボードの拡大部分切欠き断面図である。
図９は、ＰＧＡＩＣパッケージがソケット上にわずかに間隔を置いて配置された状態で示される、本実施形態に係るＩＣ受容ソケットおよびＤＵＴボードの別の実施形態の断面図である。
図１０は、図９に示したＩＣ受容ソケットおよびＤＵＴボードの拡大断面図である。
図１１は、ＩＣパッケージが完全装着位置にある状態で示される、図９〜１０に示したＩＣ受容ソケットおよびＤＵＴボードの断面図である。
図１２は、図１１に示したＩＣ受容ソケットおよびＤＵＴボードの拡大断面図である。
図１３は、図９〜１２に示した単一のコンタクトプランジャアセンブリの拡大断面図である。
図１４は、図１３に示したコンタクトプランジャアセンブリの組立分解図である。
図１５は、様々な組立段階にある幾つかのコンタクト位置を含む、図９に示したＩＣ受容ソケットおよびＤＵＴボードの拡大部分切欠き断面図である。
図１６は、ソケット上にわずかに間隔を置いて配置されたＢＧＡＩＣパッケージを示す、本開示に従って作成されたＩＣ受容ソケットおよびコンタクトプランジャアセンブリの代替実施形態の一部分の拡大部分切欠き断面図である。
図１７〜２４は、付勢部材がＤＵＴボードの外側にある、本開示に係る試験装置の代替実施形態の断面図である。
図２５〜２９は、同じく付勢部材がＤＵＴボードの外側にある、本開示に係る試験装置のさらなる代替実施形態の断面図である。

本開示は、試験機器からＩＣパッケージまたは被試験デバイス（以下、ＤＵＴ）に通す電気信号の忠実度を、試験機器とＤＵＴの端子との間の距離を低減することによって、最大化するための装置に向けられる。該装置は、印刷回路板（以下「ＤＵＴボード」）に従来の方法で装着された、ＤＵＴを保持するための試験ソケットを含む。ＤＵＴボードは複数のボアを含み、その中にコンタクトプランジャアセンブリが受容され、試験機器とＤＵＴとの間の相互接続を形成する。

図１〜８は、ひとまとめにしてみたとき、本開示に係る装置１０の一実施形態を示す。図１〜３に示すように、装置１０はＤＵＴボード１４に従来の方法で装着された試験ソケット１２を含む。本開示ではＤＵＴ（図示せず）を搭載するＰＧＡパッケージである電子またはＩＣパッケージ（以下、パッケージ）１６は、従来の方法で試験ソケット１２に装着される。パッケージ１６は、ＤＵＴに対応する予め定められたパターンの端子ピン１７を含む。ＤＵＴボード１４は対向する上下面１４ａ、ｂ、およびＤＵＴの端子ピンのパターンに対応する予め定められたパターンに配置され、頂面１４ａから底面１４ｂまで延長する複数のビアホール（以下、ビア）１８を含む。ビア１８は一般的に、例えば錫はんだのような導電性材料でめっきされる。

試験ソケット１２は上下プレート１２ａ、ｂを含み、各々が各プレート１２ａ、ｂを完全に貫通し、パッケージ１６の端子ピン１７のパターンに対応する予め定められたパターンに配列される、対応するパターンのボア１３、１５それぞれを含む。

図４は、上下端１８ａ、ｂを有する単一のビア１８を示す。本実施形態では、各ビア１８はＤＵＴボード１４を上面１４ａから下面１４ｂまで貫通する。本実施形態では、各ビア１８は上下端１８ａ、ｂの各々にショルダ１８ｓを含む。ビア１８は一定の内径を持つか、あるいは、各ビア１８が各端１８ａ、ｂで内径ｄ_２より大きい内径ｄ_１を持つ本実施形態の場合のように、変化する内径を持つことができる。

図５〜６は、コンタクトプランジャアセンブリ２０をより詳細に示す。各コンタクトプランジャアセンブリ２０はスリーブ部材２２、付勢部材２４、およびプランジャ２６を含む。付勢部材２４は例えば接触力コイルばねとすることができ、本実施形態ではこれが好ましい。付勢部材２４は、金めっき硬化ベリリウム銅または鋼など、任意の適切な導電性材料から形成することができる。本実施形態では、スリーブ部材２２は上下スリーブ部材部２８、３０、およびその中を貫通する軸方向ボア３３を含む。上部スリーブ部材部２８は上下端２８ｕ、ｌを有し、下部スリーブ部材部３０は上下端３０ｕ、ｌを有する。組み立てられた形状構成で、スリーブ部材２２は、ビア１８の内径と実質的に一致する外径を持ち、それらの間で締まり嵌めを形成することが好ましい。本開示では、スリーブ部材２２は一体構成または多部品構成とすることができ、底端を開閉することができる。

上部スリーブ部材部２８は、ＤＵＴボード１４のビア１８と締まり嵌めを形成するように選択された第一外径ｄ_３を有する上端２８ｕの短軸長部２８ｃと、ショルダ２８ｚによって画定され、直径ｄ_３より小さい第二外径ｄ_４を有する第二長軸長部２８ｄとを持つ。上部スリーブ部材部２８の上端２８ｕは開口しているが、本実施形態では、上部スリーブ部材部２８の下端２８ｌは狭窄または閉止され、それによって内部ばね座２８ｓが形成される。上部スリーブ部材部２８の上端２８ｕは、半径方向に外方に延出するフランジ２８ｆを含む。

下部スリーブ部材部３０もまた、ＤＵＴボード１４のビア１８と締まり嵌めを形成するように選択された第一外径ｄ_５を有する下端３０ｌの短軸長部３０ｃと、直径ｄ_５より小さい第二外径ｄ_６を有する第二長軸長部３０ｄとを持つ。下部スリーブ部材部３０の下端３０ｂは、半径方向に外方に延出するフランジ３０ｆを含む。

フランジ２８ｆ、３０ｆは、各スリーブ部材部２８、３０と一体的に形成することができ、あるいはＤＵＴボード１４の頂および底面１４ａ、ｂに受容され、スリーブ部材２２に電気的に接続される別個の部品とすることができる。スリーブ部材２２またはスリーブ部材部２８、３０は、好ましくは金をめっきした銅合金のような適切な導電性材料から形成することができる。

さらに図５〜６を参照すると、プランジャ２６は略長手円筒形を持ち、本体３２と、本体３２の両端からプランジャ２６の長手軸「Ａ」に沿って延びる第一および第二ロッド部３４、３６とを含む。第一ロッド部３４は第二ロッド部３６より大きい直径を有し、その上端に選択されたコンタクト構造３８を含む。本実施形態では、選択されたコンタクト構造３８は四点クラウンであるが、どんなコンタクト構造でも使用することができることを理解されたい。第一ロッド部３４の外径は、後述する理由のため、本体３２のそれより多少小さくなるように選択する。第二の長手ロッド部３６は本体３２から下方に延び、部分２８ｄの領域のスリーブ部材２２のボア３３に緊密かつ摺動的に受容される大きさに作られる。本体３２は、第二ロッド部３６に隣接して半径方向に外方に延出する、周方向に延びるリング部３２ｒを持つことが好ましい。

図７は、ＤＵＴボード１４のビア１８に配置されたコンタクトプランジャアセンブリ２０を、端子１７がプランジャ２６のコンタクト３８に接触した状態で示す。

図８は、装置１０の組立の様々な段階を示す。ＰＯＳ１に示す通り、下部スリーブ部材３０は手動または自動的にそれぞれのビア１８の下端１８ｂ内に、フランジ３０ｆがＤＵＴボード１４の底面１４ｂに押し当たるか押し付けられるまで、押し込むことができる。下部スリーブ部材３０はＤＵＴボード１４のビア１８と締まり嵌めを形成し、それによって所定の位置に確実に保持され、部分的にビアの内側のめっき材料のおかげもあって、それとの良好な電気的係合を達成する。同様に、上部スリーブ部材２８は手動または自動的に、ビア１８の対応する上端１８ａ内に、および下部スリーブ部材３０内にも、フランジ２８ｆがＤＵＴボード１４の上面１４ａに確実に押し付けられるまで、押し込むことができる。上部スリーブ部材２８はＤＵＴボード１４のビア１８および下部スリーブ部材３０と締まり嵌めを形成し、それによって所定の位置に確実に保持され、下部スリーブ部材３０およびＤＵＴボード１４との良好な電気的係合を達成する。

したがって、本開示の一態様は、ＤＵＴボードから手動で取り外すことができる、スリーブ部材をはじめとする導電性プランジャアセンブリの誤動作要素の比較的単純かつ迅速な交換の方法を提供する装置である。例えば、導電性スリーブ部材２２を交換したいときに、スリーブまたはスリーブ部分をビア１８の底面から引き出すことができる。

次いで、試験ソケット１２の下部プレート１２ｌをＤＵＴボード１４に、ボア１５がビア１８と実質的に整列するように、装着することができる。次いで付勢部材２４をスリーブ部材２２内に、それが座２２ｓに押し当たるまで挿入することができる。プランジャ２６はスリーブ１８のボア３３内に、下部ロッド部３６の下端３６ｌがばね２４に押し当たるまで、挿入することができる。下部プレート１２ｂのボア１５は、リング部３２ｒが底に緊密かつ摺動的に受容されるように、プランジャ２６の本体３２を収容するように選択された直径を有する。したがって、組み立てられたときに、プランジャ２６の下部３６は少なくとも部分的にスリーブ部材２２の部分２８ｄ内に延在し、そこに緊密に保持されるが、部分２８ｃ、ｄの内径の相違のため、スリーブ部材２２の部分２８ｃからは間隔を置いて配置される。

次いで、ボア１３を対応するボア１５およびビア１８と実質的に整列させた状態で、上部プレート１２ａを下部プレート１２ｂの上に配置することができる。ボア１３の直径は、プランジャ２６の本体部３２の外径よりわずかに小さく、かつプランジャ２６の上部ロッド部３４のそれよりわずかに大きくなるように選択する。ボア１３、１５の直径の相違により、プランジャ２６は初期固定位置に押し込まれ、例えば１０グラムの第一の選択された力が呈示される。ボア１３の直径は、パッケージ１６のそれぞれの端子部材１７のみならず上部ロッド部３４をも摺動的に受容するように選択する。ボア１３は、端子ピン１７のボア１３内への誘導を促進するために、任意選択的円錐台形口部１３ａを含むことができる。

図９〜１５はひとまとめにしてみたときに、従来の方法でＤＵＴボード１４上に装着された試験ソケット１２、および代替的コンタクトプランジャアセンブリ２０′を含む装置１０′の別の実施形態を示す。ＤＵＴボード１４は前の実施形態のＤＵＴボードと実質的に同様であり、同じ詳細な説明は繰り返さない。

図９〜１０は、動作位置に装着される前の試験ソケット１２から間隔を置いて配置された、ＤＵＴ（図示せず）を搭載するＰＧＡパッケージ１６を示す。図１１〜１２で、ＰＧＡパッケージ１６は動作位置に装着された状態で示され、端子ピン１７がプランジャ２６のコンタクト３８に接触し、よってそれらが圧迫されて、例えば２１グラムの接触力がもたらされる。

前の実施形態の場合と同様に、ＤＵＴボード１４の各ビア１８は、内径ｄ_２より大きい内径ｄ_１を各端１８ａ、ｂに有するが、ｄ_１とｄ_２の間の差は前の実施形態より小さく、その結果として、ショルダ１８ｓは前の実施形態ほど顕著ではない。

図１３〜１４は、スリーブ部材２２、付勢手段２４、およびプランジャ２６を含む代替コンタクトプランジャアセンブリ２０′をより詳細に示す。付勢手段２４およびプランジャ２６は、前の実施形態と実質的に同一であり、説明は繰り返さない。本実施形態では、スリーブ部材２２は二つの部分を含まない。したがって、スリーブ部材２２は上下端２２ｕ、ｌ、およびＤＵＴボード１４のビア１８と締まり嵌めを形成するように選択された第一直径ｄ_７を有する上端２２ｕの短軸長部２２ｃを持つ。スリーブ２２はまた、直径ｄ_７より小さい第二直径ｄ_８を有する第二長軸長部２２ｄをも持つ。スリーブ部材２２の上端２２ｕは開口し、スリーブ部材２２の下端２２ｌは狭窄または閉止されており、それによって内部ばね座２２ｓを形成する。スリーブ部材２２の上端２２ｕは、半径方向に外方に延出するフランジ２２ｆを含む。フランジ２２ｆはスリーブ部材２２と一体的に形成することができ、あるいはＤＵＴボード１４の頂面および底面１４ａ、ｂに受容され、かつスリーブ部材２２に電気的に接続される別個の部品とすることができる。スリーブ部材２２は銅合金のように適切な導電性材料から形成することが好ましく、金めっきすることが好ましい。

今、図１５に関連して説明すると、装置１０′は、スリーブ部材２２をそれぞれのビア１８内に、フランジ２２ｆがＤＵＴボード１４の上面１４ａに押し当たるまで、押し込むことによって組み立てることができる。スリーブ部材２２はＤＵＴボード１４のビア１８と締まり嵌めを形成し、そこで所定の位置に確実に保持され、ＤＵＴボード１４との良好な電気的係合を達成する。

位置ＰＯＳ１で、ボア１３、１５およびビア１８がそれぞれ上部プレート１２ａ、下部プレート１２ｂ、およびＤＵＴボード１４に、さらなる構造無しで示される。

ＰＯＳ２は、フランジ２２ｆがＤＵＴボード１４の上面１４ａに着座または押し当てられている状態で、ビア１８の所定の位置にプレス嵌めされたスリーブ部材２２を示す。

ＰＯＳ３は、プランジャ２６の本体３２が下部プレート１２ｂのボア１５内に配置され、下部ロッド部３６がボア３３内に配置された状態で、スリーブ部材２２内に配置された付勢部材２４を示す。この方法で、上部プレート１２ａはプランジャ２６の初期固定位置への上方移動を制限する。

ＰＯＳ４は、ＰＧＡパッケージ２６の端子ピン１７が動作前にコンタクトポイント３８の上に配置された状態で、ＰＯＳ３と同位置にあるプランジャ２６を示す。

ＰＯＳ５およびＰＯＳ６は両方とも、ＰＧＡパッケージ１６の端子ピン１７と電気的に係合した状態で、動作位置にあるプランジャ２６を切欠き図で示す。

図１６〜２４は、ひとまとめにしてみたとき、従来の方法でＤＵＴボード１４に装着された代替試験ソケット１１、および付勢部材２４がＤＵＴボードの外側にあるさらに別の代替コンタクトプランジャアセンブリ２０″を含む装置１０′′′のさらに別の実施形態を示す。

図１６に示す通り、ＤＵＴボード１４に装着されたソケット１１は上下プレート１１ａ、ｂを含む。上部プレート１１ａはそこを貫通するボア１３を含み、その各々が上部小径部１３ｂおよび下部大径部１３ｃを有し、それらの間に棚１３ｓが形成される。ボア１３は、試験のためにＢＧＡＩＣパッケージ１６のソルダボール１７を受容するように適応させることができ、任意選択的に円錐台形部分１３ａを含むことができる。下部プレート１１ｂは、そこを貫通し、かつ上部プレート１２ａの下部大径部１３ｃと実質的に同一の直径を有するボア１５を含む。ＢＧＡパッケージ１０′′′は単に例証として示しただけであって、開示は例えばＬＧＡパッケージなど様々な型の電子パッケージに使用することができることは理解されるであろう。

図示する通り、組み立てられた形状構成で、ボア１３および１５はＤＵＴボード１４のビア１８と整列することが好ましく、そこに導電性スリーブ部材２２を受容することが好ましい。スリーブ部材２２は、ＤＵＴボード１４の下端１４ｂから延出する閉じた下端２２ｌ、およびスリーブ部材２２の上端２２ｕのフランジ２２ｆを持つことが好ましい。フランジ２２ｆはスリーブ部材２２と一体的に形成することができ、あるいはＤＵＴボード１４の頂面１４ａに受容される別個の部品とすることができ、スリーブ部材２２に電気的に接続することができる。上述した通り、ビア１８は一般的に導電性材料をめっきされ、スリーブ部材２２はめっき材料と導電関係にその中に緊密に受容される。

依然として図１６に関連して説明すると、プランジャ２６′は略長手円筒形を持ち、第一および第二ロッド部３４、３６、ならびに第一および第二ロッド部３４、３６の間に配置された半径方向に外方に延出するフランジ４０を含む。第一および第二ロッド部３４、３６はフランジ４０の両端から長手軸「Ａ」に沿って延びる。本実施形態では、ロッド部３４、３６の外径は実質的に同一である。第一ロッド部３４は、その上端に選択されたコンタクト構造３８を含み、それは本実施形態では四点クラウンである。どんなコンタクト構造でも使用できることを理解されたい。第二ロッド部３６はフランジ４０から下方に延び、スリーブ部材２２のボア３３内に緊密かつ摺動的に受容される大きさに形成される。ロッド３６の下端３６ａは、本実施形態のように尖らせることができ、スリーブ部材２２の下端２２ｌおよびＤＵＴボード１４の下端１４ｂから間隔を置いて配置することが好ましい。フランジ４０は、プレート１２ａのより大きい直径のボア部１３ｃ内に自由に嵌合するように選択した外径を持つが、小径ボア部１３ｂよりは大きく、よって棚１３ｓとの係合によりフランジ４０の移動を制限する。棚１３ｓはまた、フランジ４０とスリーブ部材２２のフランジ２２ｆとの間に受容される付勢部材２４のための平坦壁ばね座を提供する。フランジ２２ｆは、後述する目的のために、対向平坦壁を形成する。第二ロッド部３６は、各スリーブ部材２２内に緊密かつ摺動的に受容される。

装置の組立時に、スリーブ部材２２は、ＤＵＴボード１４のビア１８内に配置され、ソケット１２の底部プレート１２ｂは、ボア１５がビア１８と実質的に整列するように配置される。プランジャ２６は、付勢部材２４が第二ロッド部３６を取り巻く状態で組み立てられ、次いで両方がスリーブ部材２２のボア３３内に落とし込まれる。ソケット１２の頂部プレート１２ａは次いで、ボア１３が実質的にボア１５と整列するように、かつフランジ４０を付勢部材２４の付勢に抗して押圧することによってプランジャ２６が所定の位置に維持されるように、配置される。

使用中、パッケージ１６が従来の方法でソケット１２に装填されるときに、パッケージ１６の端子１７はコンタクト部３８に係合し、プランジャ２６を付勢部材２４の力に抗して押圧する。

装置１０″の個々のコンタクトを修理または交換するために、頂部プレート１２ａを取り外して、コンタクトプランジャアセンブリ２０″を露出させることができる。修理または交換する各コンタクトプランジャアセンブリ２０″は次いで、修理または交換のために個別にそれぞれのスリーブ部材から外に引き上げられる。

図１７〜２４は、例えばビア１８および／または試験ソケット１２に小さい変更を加えて、上述した実施形態のいずれかで使用することができる、コンタクトプランジャアセンブリ２０″の様々な代替実施形態を示す。

図１７は、コンタクトプランジャアセンブリ２０″と実質的に同様の構造を有するコンタクトプランジャアセンブリ４１を示す。コンタクトプランジャアセンブリ４１は、プランジャ２６に回転力を加えて下部ロッド３６の自由遠端をスリーブ部材２２に対して付勢させるために、ばね端２４ａ、ｂが下部ロッド３６の直径方向に対向する側に配置されるように、ばね２４がｎ＋０．５回の巻き数を持つという、追加の特徴を有する。これは、ばね２４がフランジ２２ｆ、４０の平坦面を非対称に押圧するときに、スリーブ部材２２との電気的係合を促進または改善し、好ましくは、フランジ２２ｆ、４０はプランジャ２６およびスリーブ部材２２の長手軸に概して垂直な面内にある。

図１８は、再びコンタクトプランジャアセンブリ２０′′′と実質的に同様の構造を有するコンタクトプランジャアセンブリ４３を示す。コンタクトプランジャアセンブリ４１は、傾斜した付勢頂面（図示せず）が形成されたくさび形インサート４２によって、ばね２４の係合の非対称な態様が提供されあるいは増大されるという追加の特徴を有する。

図１９は、コンタクトプランジャアセンブリ４１と実質的に同様の構造を有し、プランジャ２６の下部ロッド３６に二つのアーム４６ａ、ｂを画定する長手方向のスロット４４を追加的に含むコンタクトプランジャアセンブリ４５を示す。アーム４６ａ、ｂはわずかに離れるように屈曲させて、半径方向に外向きのばね力をもたらし、スリーブ部材２２との締まり嵌めを形成することが好ましい。したがって、アーム４６ａ、ｂは、直径方向に配置されたばね端２４ａ、ｂによってもたらされる回転付勢に追加したとき、またはそれと置き換えたときに、スリーブ部材２２との電気的係合力のさらなる改善をもたらす。スロットプランジャを含むコンタクトプローブの例は、本願と同一出願人が所有する米国特許第６１５９０５６号に示されており、その内容をこの参照によってここに組み込む。

図２０は、コンタクトプランジャアセンブリ４１と実質的に同様の構造を有するコンタクトプランジャアセンブリ４７を示す。本実施形態では、スリーブ部材２２はその上端２２ｕに、二つのアーム５２ａ、ｂを画定する長手方向に延びるスロット５０が形成された延長部４８をさらに含む。アーム５２ａ、ｂはばね力を提供するためにわずかに屈曲させることが好ましく、それによって下部ロッド３６との良好な電気的係合を達成するためにスリーブ部材２２との締まり嵌めが形成される。

図２１は、非対称なばね端２４ａ、ｂを含む、コンタクトプランジャアセンブリ４１と実質的に同様の構造を有するコンタクトプランジャアセンブリ４９を示す。本実施形態では、ソケット１１は、スリーブ部材にプランジャロッド部を押圧する増大した非対称な力を提供するために、底部プレート１１ｂのそれぞれの下部直径ボア部１５内に配置されたくさび形のまたは斜めに傾斜した頂面（図示せず）を有する下敷きプレート５４を含むように変形されている。

図２２は、非対称なばね端２４ａ、ｂを含む、コンタクトプランジャアセンブリ４１と実質的に同様の構造を有するコンタクトプランジャアセンブリ５１を示す。コンタクトプランジャアセンブリ５１は、スリーブ部材２２内の下部ロッド３６の下端３６ａとスリーブ部材２２の閉鎖端２２ｌとの間に配置された、追加の付勢部材２７をさらに含む。追加のばね２７は、パッケージ１６のソルダボール１７との係合のために追加の接触力を提供する。

図２３は、非対称なばね端２４ａ、ｂを含む、コンタクトプランジャアセンブリ４１と実質的に同様の構造を有するコンタクトプランジャアセンブリ５３を示す。コンタクトプランジャアセンブリ５３のスリーブ部材２２は、下部閉鎖端２２ｌに低減直径のテーパ部２２ｔを含み、それは組立およびはんだ付けを容易にする。

図２４は、ばね端２４ａ、ｂの非対称部が下部ロッド３６に非対称な力を提供する、コンタクトプランジャアセンブリ４１と実質的に同様の構造を有するコンタクトプランジャアセンブリ５５を示す。本実施形態では、ばね２４のばね端２４ａは、第一の巻きがばねの静止位置で基本的に３６０度着座面と係合するように平坦化される一方、ばねの対向端２４ｂは、静止位置でばねの自由遠端だけが着座面に係合される。そのような構成は、ばねの二つの自由遠端の相対的角位置に関係なく、所望の回転力をもたらす。

図２５〜２９は、ビア１８および／または試験ソケット１２に小さい変更を加えて、上述した実施形態のいずれかで使用することができる、さらなる代替的ＤＵＴボード構造およびコンタクトプランジャアセンブリを示す。

図２５は、第一スリーブ部材２３および第二スリーブ部材２２を含むコンタクトプランジャアセンブリ６０を示す。スリーブ部材２３は、スリーブ部材２２のフランジ２２ｆと同様の半径方向に外方に延出するフランジ２３ｆが形成された第一開口端２３ａを有する。スリーブ部材２３もまた同じく開口している第二対向端２３を有し、それは回路基板１４の下面１４ｂから突出するように示されている。希望するならば、スリーブ部材２３はスリーブ部材２２と同じ長さを持つことができる。スリーブ部材２３はまた、円錐台形で示された拡大直径部２５ａが形成された中間軸長部２５をも含み、それはビア１８との締まり嵌めを形成または増強する。スリーブ部材２２は、スリーブ部材２３のフランジ２３ｆに当接するように構成された、半径方向に外方に延出するフランジ２２ｆが形成された開口端（図示せず）を有する。スリーブ部材２２は閉鎖された第二端２２ｌを有し、それは付勢部材２４のためのばね座２２ｓとして役立つと共に、汚染物質の進入を防止する。

プランジャ２４は、本体３２から外方に延出する半径方向フランジ３２ｒを持つ本体部３２を含む。プランジャ２４はまた、フランジ３２ｒに隣接して本体３４から上方に延びる上部ロッド部３４、および本体３２から下方に延びる下部ロッド部３６をも含む。プランジャ２４は任意の適切なコンタクト構造３８を持つことができ、それは本実施形態では丸先である。

組み立てるために、スリーブ部材２３は最初にビア１８内に押し込まれて締まり嵌めを形成する。次いでスリーブ部材２２はスリーブ部材２３のボア内に、フランジ２２ｆがスリーブ部材２３のフランジ２３ｆに押し当たるまで、挿入される。その後、付勢部材２４がスリーブ部材２２のボア（図示せず）内に挿入され、その後に、下部ロッド３６が付勢部材２４に押し当たるまで、プランジャ２６が挿入される。

図２６は、コンタクトアセンブリ６０と同じ第一および第二スリーブ部材を有するが、付勢部材２４の直径および位置が異なるコンタクトアセンブリ７０を示す。付勢部材はＤＵＴボード１４の外に、フランジ２２ｆとフランジ３２ｒとの間に配置される。また、本実施形態ではコイルばねである付勢部材２４の底の巻きは、プランジャ２４の長手軸に基本的に直角の平面内に存する一方、頂部の巻きは非９０度の角度を形成し、それは長手軸に対してプランジャ２４に回転力を加え、プランジャロッド３６とスリーブ部材２２との間の電気的接触を増強する。

組み立てるために、スリーブ部材２３は最初にビア１８内に押し込まれて締まり嵌めを形成する。次いでスリーブ部材２２はスリーブ部材２３のボア内に、フランジ２２ｆがスリーブ部材２３のフランジ２３ｆに押し当たるまで、挿入される。その後、付勢部材３４がプランジャ２６の下部ロッド２４に摺動的に受容され、その後、下部ロッド２４がスリーブ部材２２のボア（図示せず）内に、底部コイルがフランジ２２ｆに押し当たり、かつ上部コイルがフランジ３２ｒに押し当たるまで、挿入される。

図２７は、ビア１８内に嵌合された単一のスリーブ部材２３だけを有するコンタクトアセンブリ８０を示す。プランジャ２６は、下部ロッド３６がより大きい直径を持つので、スリーブ部材２３のボア内に緊密かつ摺動的に嵌合することを除き、図２５〜２６に示したプランジャ２４と実質的に同じ構造を有する。ソルダボールのようなボール８２は、スリーブ部材２３の下端２３ｌに配置され、汚染物質および類似物を排除する。

図２８は、ソルダボール８２を持たず、スリーブ部材２３の下端２３ｌが開口したままであることを除き、コンタクトアセンブリ８０と実質的に同様の構造を有するコンタクトアセンブリ９０を示す。

図２９は、スリーブ部材２３が閉鎖した下端２３ｌと、改善された締まり嵌めをもたらすＲが付けられた部分または膨らみ部分として構成される拡大直径部２５ａを有することを除き、コンタクトアセンブリ９０と実質的に同様の構造を有するコンタクトアセンブリ１００を示す。スリーブ部材２３は、希望するならば、開口下端２３ｌを持つことができることは理解されるであろう。

図２５〜２９に示したコンタクトアセンブリの動作は前述した実施形態のそれと同様である。

この開示を特にその好適な実施形態に関連して示しかつ説明したが、請求の範囲に記載する開示の精神および範囲から逸脱することなく、形態および詳細に様々な変形を施すことができることを、当業者は理解されるであろう。

試験ソケットのボアおよびＤＵＴボードのビアに配置されたコンタクトプランジャアセンブリを示す、ＤＵＴボードに実装された本開示に係るＩＣ受容ソケットの斜視図である。図１に示したＩＣ受容ソケットおよびＤＵＴボードの組立分解図である。試験ソケットのボアおよびＤＵＴボードのビア内を伸長するコンタクトプランジャアセンブリを示し、ＩＣパッケージがソケット上にわずかに間隔を置いて配置された状態で示される、図１〜２に示したＩＣ受容ソケットおよびＤＵＴボードの断面図である。図３に示したＤＵＴボードからの単一のＩＣ受容ソケットの断面図である。図３に示した単一のコンタクトプランジャアセンブリの拡大断面図である。図５に示したコンタクトプランジャアセンブリの組立分解図である。コンタクトプランジャアセンブリが配置された状態の図４に示した単一のＩＣ受容ソケットの断面図である。様々な組立段階にある幾つかのコンタクト位置を含む、図１に示したＩＣ受容ソケットおよびＤＵＴボードの拡大部分切欠き断面図である。ＰＧＡＩＣパッケージがソケット上にわずかに間隔を置いて配置された状態で示される、本実施形態に係るＩＣ受容ソケットおよびＤＵＴボードの別の実施形態の断面図である。図９に示したＩＣ受容ソケットおよびＤＵＴボードの拡大断面図である。ＩＣパッケージが完全装着位置にある状態で示される、図９〜１０に示したＩＣ受容ソケットおよびＤＵＴボードの断面図である。図１１に示したＩＣ受容ソケットおよびＤＵＴボードの拡大断面図である。図９〜１２に示した単一のコンタクトプランジャアセンブリの拡大断面図である。図１３に示したコンタクトプランジャアセンブリの組立分解図である。様々な組立段階にある幾つかのコンタクト位置を含む、図９に示したＩＣ受容ソケットおよびＤＵＴボードの拡大部分切欠き断面図である。ソケット上にわずかに間隔を置いて配置されたＢＧＡＩＣパッケージを示す、本開示に従って作成されたＩＣ受容ソケットおよびコンタクトプランジャアセンブリの代替実施形態の一部分の拡大部分切欠き断面図である。付勢部材がＤＵＴボードの外側にある、本開示に係る試験装置の代替実施形態の断面図である。付勢部材がＤＵＴボードの外側にある、本開示に係る試験装置の代替実施形態の断面図である。付勢部材がＤＵＴボードの外側にある、本開示に係る試験装置の代替実施形態の断面図である。付勢部材がＤＵＴボードの外側にある、本開示に係る試験装置の代替実施形態の断面図である。付勢部材がＤＵＴボードの外側にある、本開示に係る試験装置の代替実施形態の断面図である。付勢部材がＤＵＴボードの外側にある、本開示に係る試験装置の代替実施形態の断面図である。付勢部材がＤＵＴボードの外側にある、本開示に係る試験装置の代替実施形態の断面図である。付勢部材がＤＵＴボードの外側にある、本開示に係る試験装置の代替実施形態の断面図である。付勢部材がＤＵＴボードの外側にある、本開示に係る試験装置のさらなる代替実施形態の断面図である。付勢部材がＤＵＴボードの外側にある、本開示に係る試験装置のさらなる代替実施形態の断面図である。付勢部材がＤＵＴボードの外側にある、本開示に係る試験装置のさらなる代替実施形態の断面図である。付勢部材がＤＵＴボードの外側にある、本開示に係る試験装置のさらなる代替実施形態の断面図である。付勢部材がＤＵＴボードの外側にある、本開示に係る試験装置のさらなる代替実施形態の断面図である。

Claims

電子パッケージとパッケージ用の試験機器をインタフェースするための装置であって：
第一および第二対向面を有する印刷回路板であって、前記印刷回路板には予め定められたパターンで複数のビアが形成され、各ビアは上下端および内径を有する印刷回路板；
印刷回路板の第一面にかぶさり、かつ接続される試験ソケットであって、前記試験ソケットは第一プレートおよび前記第一プレートにかぶさる第二プレートを含み、第一および第二プレートは各々、印刷回路板のビアに対応する複数のボアを含む試験ソケット；
各ビアに配置された導電性スリーブ部材であって、上端および下端を有するスリーブ部材；
導電性スリーブ部材の下端に着座した付勢部材であって、導電性スリーブ部材の内径より小さい外径を有し、かつ導電性スリーブ部材内で可動である付勢部材；および
実質的に円筒形の本体を有するプランジャであって、前記本体は外方に延出する環状フランジを含み、前記プランジャはさらに、本体から上方に延びる第一ロッド部および本体から下方に延びる第二ロッド部を含み、前記第一ロッド部は選択されたコンタクト部を画定する上面を含み、前記第一ロッド部は導電性スリーブ部材内に少なくとも部分的に受容され、かつ付勢部材に押し当てるようになっており、本体は第二プレートのボア内に受容され、上部ロッド部は第一プレートのボア内に少なくとも部分的に受容されるプランジャ；
を含み、前記装置が動作位置にあるときに、プランジャは上方に付勢されてパッケージの端子と電気的接触を行なう装置。
導電性スリーブ部材が上部スリーブ部材部分および下部スリーブ部材部分を含み、前記上部スリーブ部材部分の少なくとも一部は第二スリーブ部材部分の内径より小さい外径を有し、第一スリーブ部材部分の少なくとも一部は第二スリーブ部材部分内に受容される請求項１に記載の装置。
試験ソケットの第一プレートのボアが第二プレートのボアの直径より小さい直径を有し、装置が動作位置にあるときに、プランジャの上方への移動は第一プレートの下面により制限される請求項１に記載の装置。
付勢部材が上部スリーブ部材部分の底面に着座している請求項２に記載の装置。
電子パッケージとパッケージ用の試験機器をインタフェースするための装置であって：
第一および第二対向面を有する印刷回路板であって、前記印刷回路板には複数のビアが形成され、かつ第一面に予め定められたパターンを形成し、各ビアは上下端および内径を有する印刷回路板；
印刷回路板の第一面にかぶさり、かつ接続される試験ソケットであり、前記試験ソケットは第一プレートおよび前記第一プレートにかぶさる第二プレートを含み、第一および第二プレートは各々、印刷回路板のビアに対応する複数のボアを含む試験ソケット；
各ビアに配置された導電性スリーブ部材であって、開口上端および閉鎖下端を有するスリーブ部材；
ロッドから外方に延出する環状フランジを含むプランジャであって、フランジはロッドを環状フランジから上方に延びる第一ロッド部、および環状フランジから下方に延びる第二ロッド部に分割し、第一ロッド部は選択されたコンタクト領域を画定する上面を含むプランジャ；および
第二ロッド部の周りに配置される付勢部材であって、印刷回路板の上面および環状フランジの下面に着座した付勢部材；
を含み、前記装置が動作位置にあるときに、第一ロッド部は第一プレートのボア内に少なくとも部分的に受容され、環状フランジは第二プレートのボア内に受容され、第二ロッド部は導電性スリーブ部材内に少なくとも部分的に受容され、プランジャは上方に付勢されてパッケージの端子と電気的接触を行なう装置。