JP2022058499A - 半導体デバイステスト用コンタクト及びテストソケット装置 - Google Patents
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Abstract
Description
テストソケットは、個別デバイスが正確な位置へ移動してテストボードとの正確な接触が行われる機械的接触、及び信号伝達の際に接触点で信号歪みなく伝達することができるように安定した電気的接触特性が求められる。
このようなテストソケットは、反復的なテスト工程によって機械的、電気的特性が低下する消耗部品であるため、その寿命を延長して使用可能な回数を増やすことにより、テスト工程のコスト削減が切実に求められる。
一方、テストソケットの寿命を決定する最大の原因としては、二つが挙げられる。第一の原因として、機械的部分での不安定な接触によりソケットが破損してしまうという問題があり、第二の原因として、持続的な接触により接触部位の汚染が接触抵抗を上昇させて電気的特性を不安定にするという問題がある。
図1の(a)、(b)はそれぞれ、一般的なピンタイプとラバータイプのテストソケットの断面構成図である。
コンタクトピン12は、上下方向に弾性を有し、デバイスの端子とテスト装置のパッドとを電気的に接続する役割を果たし、デバイスの端子とテスト装置のパッドの材質と形状に応じて様々なコンタクトピンが提案されており、例えば、プランジャー、バレル及びスプリングからなるポゴピンがある。
ラッチ14にはガイドスロット14aが設けられ、このガイドスロット14aにはガイドピン15aが締結され、このガイドピン15aは、一端がカバー13とヒンジ締結される駆動リンク15に固定される。カバー13は、コイルバネ16によって弾性支持される。
このように構成されたピンタイプのテストソケット10は、カバー13を押すと、ラッチ14が外側に広がりながらデバイス20のロードが可能であり、カバー13を放すと、コイルバネ16の弾性復元力によってラッチ14がデバイス20の上部を押圧して固定が行われる。
しかし、このようなピンタイプのテストソケットは、コンタクトピン12が弾性を有するために螺旋型または曲線型の構造を持つことにより、通電路(電流パス、current path)が長くなり信号損失の問題があるだけでなく、超高周波帯域で不利な構造である。また、ファインピッチのテストソケットでは、コンタクトピン12が収納されるハウジング構造の製造過程が複雑になり、コストが大幅に増加するという問題点がある。
このようなラバータイプのテストソケットの製造方法を説明すると、絶縁性粉末と導電性粉末とが所定の割合で混合されたシリコン混合物を金型内に入れて溶融させた後、導電性シリコン部32が形成されるべき位置に通電をさせると、シリコン混合物の導電性粉末が通電位置に集まるようになり、最終的に、溶融されたシリコン混合物を固形化させて導電性シリコン部32の形成されたテストソケット30を得る。
このように製作されたテストソケット30は、テスト装置が下部に位置して、導電性シリコン部32の下端はパッドに接触し、導電性シリコン部32の上端はデバイス20が上端から所定の圧力で加圧されて半田ボール21と電気的に接触する。
このようなラバータイプのテストソケット30は、ソフトな素材で弾性を有するため、導電性シリコン部32の上面は半田ボール21を包みながら、安定した電気的接触が行われる。この時、導電性シリコン部32は、中心部分が凸状に膨張する。
しかし、このようなラバータイプのテストソケット30は、反復的なテスト過程で弾性力が失われて使用寿命が著しく低下するという欠点がある。よって、使用回数が短く頻繁な交換によるコスト増加が発生する。
具体的には、ファインピッチのデバイス用テストソケットでは、導電性シリコン部32間の距離が非常に短くなる場合に導電性シリコン部32間の十分な絶縁距離Lの確保が非常に重要である。
しかし、前述したように、ラバータイプのテストソケット30は、絶縁性粉末と導電性粉末とが混合されたシリコン混合溶融物に電圧を印加して通電路(current path)に沿って導電性粉末が集まって導電性シリコン部32を形成する。よって、通電路に沿って集まる導電性粉末は正確に定義されたサイズd内に分布せず、導電性粉末の密度Dは連続的に減少する区間δを有する。
したがって、ラバータイプのテストソケット30は、導電性シリコン部32が正確に定義された直径dではない一定の減衰区間δを有し、隣接する導電性シリコン部32間の絶縁距離Lは相当短くなるという問題点がある。これは、ファインピッチ用テストソケットに使用するには相当不利である。
また、ラバータイプのテストソケットは、製造プロセス中にシリコン混合溶融物に電圧を印加して通電路に沿って十分な導電性粉末の密度を得るためには相当の時間の間に電圧を印加しなければならないので、製作工程が長くなるという欠点がある。
また、本発明は、このようなファインピッチのデバイス用テストソケット装置に適した構造を持つコンタクトを提供しようとする。
よって、本明細書に記載された実施形態及び図面に示された構成は、本発明の好適な一つの実施形態に過ぎず、本発明の技術的思想をすべて代弁するものではない。このため、本出願時点においてこれらを代替することができる様々な均等物及び変形例があり得ることを理解すべきである。
本発明は、金属板材を打ち抜きして形成されたストリップを円筒状にローリングして一体に構成されたコンタクトと、このコンタクトを基材にして円筒状の構造内に充填される導電性の弾性充填部からなるハイブリッドタイプのコンタクトを技術上の特徴とする。
以下、本発明の好適な実施形態に係るコンタクトを添付図面に基づいて詳細に説明する。
(第1実施形態)
(第2実施形態)
(第3実施形態)
(第4実施形態)
(第5実施形態)
(第6実施形態)
(第7実施形態)
(第8実施形態)
(第9実施形態)
(第10実施形態)
(第1実施形態)
(第2実施形態)
110、210、310、410、510、610、710、810 上側頭部
120、220、320、420、520、620、720、820、910、920、1110、1120 弾性部
130、230、330、430、530、630、730、830 下側頭部
111、211、311、411、511、611、711、811、941、1141 上側尖端部
131、231、331、431、531、631、731、831、951、1151 下側尖端部
123、415、522、930、1130 折曲ノード
2100、2200 テストソケット
2210 ハイブリッドコンタクト
2120、2220 マウント部
2130、2230 絶縁体部
Claims (34)
- 金属板材を打ち抜きし、円筒状にローリングして一体に構成されたコンタクトであって、
上方に突出する上側尖端部が設けられ、円筒状からなる上側頭部と、
前記上側頭部から側下方に傾斜をもって延び、らせん状の円筒形状に曲げられたストリップからなり、前記上側頭部と同一軸上に設けられる弾性部と、
下方に突出する下側尖端部が設けられ、前記弾性部の下側先端から垂直に延びて前記弾性部と同一軸上に設けられる下側頭部とを含む、コンタクト。 - 前記弾性部は、延長区間中に少なくとも一つのノードを有することを特徴とする、請求項1に記載のコンタクト。
- 前記弾性部は、
前記ノードを基準に前記上側頭部から延びる第1弾性部と、
前記ノードを基準に前記下側頭部から延びる第2弾性部とを含む、請求項2に記載のコンタクト。 - 前記第1弾性部と前記第2弾性部は同一方向に延び、前記第1弾性部の巻取り方向と前記第2弾性部の巻取り方向とは同じ方向であることを特徴とする、請求項3に記載のコンタクト。
- 前記第1弾性部と前記第2弾性部は互いに異なる方向に延び、前記第1弾性部の巻取り方向と前記第2弾性部の巻取り方向とは互いに反対方向であることを特徴とする、請求項3に記載のコンタクト。
- 前記弾性部は、前記ストリップの区間中に局所的に角度が不連続的に変わりながら前記ストリップの長さ方向に沿って幅の差を有する折曲ノードを含む、請求項1に記載のコンタクト。
- 前記弾性部は、前記ストリップの区間中に局所的に角度が連続的に変わる曲線ノードを含む、請求項1に記載のコンタクト。
- 前記弾性部は、前記ストリップが同一方向に延びる区間中に段差をもって前記ストリップの長さ方向に沿って幅の差を有する継ぎ合わせノードを含む、請求項1に記載のコンタクト。
- 前記下側頭部は、前記弾性部の下側先端から一体に延びて円筒形状であることを特徴とする、請求項1に記載のコンタクト。
- 前記上側尖端部は、上方に突出する複数の歯形からなることを特徴とする、請求項1に記載のコンタクト。
- 前記上側尖端部は、前記複数の歯形が円錐形状を構成することを特徴とする、請求項10に記載のコンタクト。
- 前記上側尖端部は、ぜんまい状に1回転以上巻き取られた円筒形状であることを特徴とする、請求項10に記載のコンタクト。
- 前記下側尖端部は、下方に突出する複数の歯形からなることを特徴とする、請求項9に記載のコンタクト。
- 前記下側尖端部は、前記複数の歯形が円錐形状を構成することを特徴とする、請求項13に記載のコンタクト。
- 前記下側尖端部は、ぜんまい状に1回転以上巻き取られた円筒形状であることを特徴とする、請求項14に記載のコンタクト。
- 金属板材を打ち抜きし、円筒状にローリングして一体に構成されたコンタクトであって、
複数の同一サイズの閉ループストリップが第1ノードによって直列に連結され、円筒状に曲げられた第1弾性部と、
前記閉ループストリップと同じサイズを有する複数の閉ループストリップが第2ノードによって直列に連結され、円筒状に曲げられた第2弾性部と、
前記第1ノードと前記第2ノードよりもさらに長い幅及び長さを有し、前記第1弾性部と前記第2弾性部のそれぞれの最下端と最上端の閉ループストリップを直列に連結する折曲ノードと、
上方に突出する上側尖端部が設けられ、前記第1弾性部の最上端から延びて円筒状に曲げられる上側頭部と、
下方に突出する下側尖端部が設けられ、前記第2弾性部の最下端から延びて円筒状に曲げられる下側頭部とを含む、コンタクト。 - 前記上側尖端部は、上方に突出する複数の歯形からなることを特徴とする、請求項16に記載のコンタクト。
- 前記上側尖端部は、前記複数の歯形が円錐形状を構成することを特徴とする、請求項17に記載のコンタクト。
- 前記上側頭部は、ぜんまい状に1回転以上巻き取られた円筒形状であることを特徴とする、請求項16に記載のコンタクト。
- 前記下側尖端部は、下方に突出する複数の歯形からなることを特徴とする、請求項16に記載のコンタクト。
- 前記下側尖端部は、前記複数の歯形が円錐形状を構成することを特徴とする、請求項20に記載のコンタクト。
- 前記下側頭部は、ぜんまい状に1回転以上巻き取られた円筒形状であることを特徴とする、請求項16に記載のコンタクト。
- 金属板材を打ち抜きし、円筒状にローリングして一体に構成されたコンタクトであって、
水平ストリップと、前記水平ストリップの一端から垂直に延び、前記水平ストリップよりは長さが短い垂直ストリップとからなる単位ストリップがジグザグ状に連結されて円筒状に曲げられる第1弾性部と、
前記第1弾性部と同じ構造及びサイズを持つ単位ストリップがジグザグ状に連結されて円筒状に曲げられる第2弾性部と、
前記第1弾性部と前記第2弾性部を構成する垂直ストリップよりもさらに長い幅及び長さを有し、前記第1弾性部と前記第2弾性部のそれぞれの最下端と最上端の水平ストリップの中央を垂直に連結する折曲ノードと、
上方に突出する上側尖端部が設けられ、前記第1弾性部の最上端から延びて円筒状に曲げられる上側頭部と、
下方に突出する下側尖端部が設けられ、前記第2弾性部の最下端から延びて円筒状に曲げられる下側頭部とを含む、コンタクト。 - 前記上側尖端部は、上方に突出する複数の歯形からなることを特徴とする、請求項23に記載のコンタクト。
- 前記上側尖端部は、前記複数の歯形が円錐形状を構成することを特徴とする、請求項24に記載のコンタクト。
- 前記上側頭部は、ぜんまい状に1回転以上巻き取られた円筒形状であることを特徴とする、請求項23に記載のコンタクト。
- 前記下側尖端部は、下方に突出する複数の歯形からなることを特徴とする、請求項23に記載のコンタクト。
- 前記下側尖端部は、前記複数の歯形が円錐形状を構成することを特徴とする、請求項27に記載のコンタクト。
- 前記下側頭部は、ぜんまい状に1回転以上巻き取られた円筒形状であることを特徴とする、請求項23に記載のコンタクト。
- 少なくとも前記上側頭部と前記下側頭部との間のコイル部区間に円筒状に充填されて導電性と弾性を有するフィラーをさらに含む、請求項1乃至29のいずれか一項に記載のコンタクト。
- 請求項1乃至29のいずれか一項に記載のコンタクトを含むテストソケットであって、
デバイスの端子と対応して、前記コンタクトが収納位置する複数の貫通ホールが設けられたマウント部と、
前記コンタクトを前記マウント部と一体に固定する弾性を有する絶縁体部とを含む、テストソケット。 - 前記コンタクトは、前記下側尖端部が前記貫通ホールの外側に突出位置し、前記上側尖端部が前記デバイスと対面する前記絶縁体部の上面の外側に突出位置することを特徴とする、請求項31に記載のテストソケット。
- 請求項30に記載のコンタクトを含むテストソケットであって、
デバイスの端子と対応して、前記コンタクトが収納位置する複数の貫通ホールが設けられたマウント部と、
前記コンタクトを前記マウント部と一体に固定する弾性を有する絶縁体部とを含む、テストソケット。 - 前記コンタクトは、前記下側尖端部が前記貫通ホールの外側に突出位置し、前記上側尖端部が前記デバイスと対面する前記絶縁体部の上面の外側に突出位置することを特徴とする、請求項33に記載のテストソケット。
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