JP2008058288A - 半導体デバイスの電気テスト用ソケットおよび接触子ピッチ矯正用ネジ - Google Patents

Abstract

【課題】 センタープレートの寸法バラツキや累積公差を矯正でき、接触子と半田ボールの位置ズレが生じない半導体デバイスの電気テスト用ソケットを提供すること。
【解決手段】突起部を有する丸穴部が中央に設けられた、少なくとも片面に接触子保持部を有する複数のセンタープレート、該接触子保持部に保持された複数の接触子および各センタープレートの該丸穴部を貫通して挿入されたピッチ矯正用ネジからなる半導体デバイスの電気テスト用ソケット。
【選択図】図５

Description

この発明は、半導体デバイスの電気テスト用ソケットおよび該ソケットに用いられる接触子のピッチを矯正するネジに関する。

ＢＧＡやＣＳＰ等の半導体デバイスの外部端子には、直径が０．４ｍｍ前後の半田ボールが１．２５ｍｍ〜０．５ｍｍの間隔で百個から千個を超えて配置されている。これらの半導体の電気テストに用いられるソケットには、半田ボールのピッチや配列数に対応してポゴピンやプレス技術で打ち抜いた、各種構造・材質の接触子などが組み立てられている。接触子の整列には、ピッチや配列数に対応したセンタープレートと呼ばれる成型された板が使用され、一列ごとに接触子をはさみながら積み重ねて組み立てられる。またセンタープレートの上下両端、すなわち接触子の半田ボール側と基板側には、ＩＣガイドとロケーターと呼ばれる成型部品が配置される。

接触子の整列方法に関して、従来技術で最も基本的な問題は、センタープレート自体が成型時のソリやバリを含め、寸法上のバラツキを持ち、数十枚を重ね合わせる結果として累積公差が許容限界を超える危険性が大きいことである。ＩＣガイドとロケーターは、半導体パッケージのピッチや配列に対応した成型部品が用いられるが、これらはセンタープレートの累積公差を矯正する働きは弱い。センタープレートの累積公差を積極的にピッチ矯正しない結果として、接触子は半田ボールへの位置ズレを起こしやすい。その結果、半田ボールに接触痕やダメージを与える確率が高い。これは半導体の歩留りを低下させており、また将来の半導体の多極化や狭ピッチ化への妨げとなっているのが現状である。

本発明の目的は、上述の問題を解決し、センタープレートの寸法バラツキや累積公差を矯正でき、接触子と半田ボールの位置ズレが生じない半導体デバイスの電気テスト用ソケットを提供することである。

本発明者は、センタープレート毎の寸法のバラツキや数十枚を重ね合わせたときに生じる累積公差をピッチ矯正用のネジ部品を用いて解決されることを見出し、本発明を完成したものである。
即ち、本発明は以下の発明を提供する。
（１）突起部を有する丸穴部が中央部に設けられた、少なくとも片面に接触子保持部を有する複数のセンタープレート、該接触子保持部に保持された複数の接触子および各センタープレートの該丸穴部を貫通して挿入されたピッチ矯正用ネジからなる半導体デバイスの電気テスト用ソケット。
（２）所定の数のネジ溝が所定のピッチで設けられ、少なくとも一本の挿入用溝が各ネジ溝を貫通して長さ方向に設けられ、ネジ溝の幅が挿入溝に向かって大きくなっており、頭部に回転用溝が設けられている接触子ピッチ矯正用ネジ。

（イ）本発明の接触子ピッチ矯正用のネジを用いることにより、センタープレートと接触子を規定のピッチに確実に整列させることが可能となる。積極的にピッチを矯正しない従来の技術と比較した場合、半田ボールへの位置ズレによる接触不良や接触痕などを回避できる。
（ロ）本発明は、半田ボールに限らず、その他の半導体のリード形状に対しても上記と同様の効果がある。

図５は本発明の半導体デバイスの電気テスト用ソケットの要部の斜視図であり、該電気テスト用ソケットの要部は接触子ピッチ矯正用ネジ１０、センタープレート２０および接触子３０からなっている。

接触子は各種構造・材質の接触子が知られており、本発明においても、これらの公知の接触子を含めて如何なる構造・材質の接触子でも用いることができる。
図２はセンタープレートと接触子の関係を示す斜視図である。センタープレートの少なくとも片面には、例えば溝からなる接触子の保持部２３が設けられている。この保持部は接触子の種類や形状によって変化する。

センタープレートの中央部には、ピッチ矯正用のネジを収容するために、ネジの後述する挿入部外径に対応した丸穴部２１を設け、丸穴部に少なくとも一つの突起部２２を設ける。センタープレートの突起部およびこれに対応するネジ溝は、それぞれ上下に二つ設けることが好ましい。センタープレートの上下両端、すなわち接触子の半田ボール側と基板側のピッチを矯正するためである。
突起部は後述するピッチ矯正用ネジのネジ溝に収容される。突起部は機械的な強度が必要なため、ピッチ方向（厚み）は例えば０．１〜０．２ｍｍ、高さ・幅方向はそれぞれ０．２〜０．３ｍｍが好ましい。

図１は、ピッチ矯正用ネジ１０の一例である。ネジの材料に関しては、センタープレートと同じ材料を使用することが、製造・品質管理などの面から好ましい。ネジやセンタープレートの材料には、ソケットが使用される温度や環境に合わせて、ＰＥＩ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、ＬＣＰなどの樹脂から選択される。
該ピッチ矯正用ネジは挿入部１１と頭部１２から構成されている。挿入部にはピッチ矯正用ネジをセンタープレートの丸穴部に円滑に挿入するために、丸穴部に設けられた突起部が収まるように挿入ガイド溝１３が長さ方向に設けられている。挿入部は機械的強度が必要なため、外径は少なくとも１．５以上ｍｍが好ましい。また頭部の外径はセンタープレートの丸穴の径より大きく、挿入部がセンタープレートの丸穴部に挿入されたとき、頭部によって止まるようになっている。
テストする半導体デバイスのピッチに合わせたネジ溝１４が挿入部に設けられている。ネジ溝の数は半導体パッケージの配列数に応じて変化する。

ネジ溝の入口部（挿入ガイド溝への開口部）は、センタープレートの寸法のバラツキを吸収できるように、幅を広く取ってある。これはセンタープレートを重ね合わせたときの累積公差を許容し、センタープレートの突起部をネジ部品のネジ溝に確実に収容するためである。ネジ溝の最奥部１５のピッチは半導体デバイスのピッチに合わせて用意される。ネジ溝の最奥部の幅はセンタープレート丸穴部の突起部の厚みに合わせる。
ネジ部品の頭部には、例えばマイナス・ドライバで回転させる回転用溝１６を設ける。この回転用溝はネジ部品を回転させることにより、センタープレート（と接触子）のピッチを矯正するためのものである。

組み立ての方法については、図３に示したようにセンタープレート２０を一枚づつ重ね合わせながら接触子３０を配列していく。所定の配列数を全て組み上げたのち、図４に示したようにピッチ矯正用ネジ部品の挿入部をセンタープレートの丸穴に挿入し貫通する。ネジ挿入部に設けた挿入ガイド溝１３に倣ってセンタープレート（と突起部）は整列される。
図４の時点では仮止めであり、センタープレート自体の寸法のバラツキと数十枚を重ね合わせたときの累積公差は矯正されていない。ピッチ矯正用の部品を使用しない従来の技術の場合はこの時点で組み立て工程が終了であり、ピッチの精度はこの仮止めの状態といえる。
本発明においては、ピッチ矯正の最終工程として、図５に示したようにネジ部品の頭部に設けた回転用ネジ溝１６を利用してピッチ矯正用ネジ１０を回転させることにより、突起部２２をネジ溝の最奥部に定めたピッチに誘導する。
突起部を介してセンタープレート（と接触子）は所定のピッチに矯正される。図５は従来の技術では使用されていなかったピッチ矯正用のネジ部品を組み込み、本発明の特徴を表わす図である。

本発明の接触子ピッチ矯正用ネジ部品を用いた電気テスト用ソケットは、センタープレート自体の寸法バラツキや累積公差を矯正できるので、半田ボールと接触子の位置ずれがなくなり接触不良や接触痕などが回避され、産業上の利用価値は極めて大きい。

本発明の接触子ピッチ矯正用ネジ部品の一例を示す斜視図 接触子ピッチ矯正用ネジとセンタープレートの関係を示す斜視図 接触子を仮組みしたセンタープレートの丸穴部にピッチ矯正用ネジを挿入する図 接触子を仮組みしたセンタープレートにピッチ矯正用ネジを挿入した斜視図 ピッチ矯正用ネジを回転し、接触子のピッチが矯正された状態を示す斜視図

符号の説明

１０はピッチ矯正用のネジ
１１は挿入部
１２は頭部
１３は挿入ガイド溝
１４はピッチ矯正用のネジ溝
１５はネジ溝の最奥部
１６はネジ回転用の溝
２０はセンタープレート
２１はセンタープレートの丸穴部
２２はセンタープレートの突起部
２３は接触子の保持部
３０は接触子

Claims (2)

1. 突起部を有する丸穴部が中央に設けられた、少なくとも片面に接触子保持部を有する複数のセンタープレート、該接触子保持部に保持された複数の接触子および各センタープレートの該丸穴部を貫通して挿入されたピッチ矯正用ネジからなる半導体デバイスの電気テスト用ソケット。
2. 所定の数のネジ溝が所定のピッチで設けられ、少なくとも一本の挿入用溝が各ネジ溝を貫通して長さ方向に設けられ、ネジ溝の幅が挿入ガイド溝に向かって大きくなっており、頭部に回転用溝が設けられている接触子ピッチ矯正用ネジ。

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