JP2899543B2 - 半導体パッケージ接続用ソケット - Google Patents
半導体パッケージ接続用ソケットInfo
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Description
続用ソケット、特に、表面実装型の半導体パッケージと
電子回路基板との接続に適した半導体パッケージ接続用
ソケットに関する。
子回路基板との接続には、一般に、ICソケットが用い
られている。このようなICソケットとしては、従来、
本体に半導体パッケージが装填可能な装填穴を形成し、
この装填穴に電極端子を、本体の底部や側部に電極端子
と導線によって接続されたリードやピンを固設するとと
もに、装填穴の底面にゴムやばねを設けたものが知られ
る。このようなICソケットにあっては、本体の側部の
リードを設けたものはリードを回路基板に半田やハンド
ラーにより接続することで、また、本体の底部にピンを
設けたものはピンを回路基板のスルーホールに挿通して
接続することで回路基板に取り付け、本体の装填穴に半
導体パッケージをばね等により弾性的に装着し、半導体
パッケージの電極を装填穴の電極端子と接触させる。
た従来のICソケットにあっては、本体の装填穴に電極
端子を、本体の外側にリードやピンを設けなければなら
ず、部品点数が多く、組立も煩雑であるという問題があ
る。特に、この問題は、近年の半導体パッケージの電極
のピッチが細密化する傾向にあるため、その解決が強く
望まれている。また、この従来のICソケットにあって
は、回路基板への半田付けが不可欠で工程が増加すると
いう問題があり、特に、ピンを設けた場合は回路基板に
スルーホールを形成しなければならず、回路基板の設計
が煩雑になるという問題もあった。
は、本体の装填穴の底部にばねやゴムを設けて半導体パ
ッケージの電極と装填穴の電極端子との接続の安定化を
図ることが不可欠であるため、半導体パッケージの電極
と回路基板の電極との間の接続距離が長くなり、高周波
特性が低下するという問題もあった。また、半導体パッ
ケージの形状や大きさが異なるごとに、ICソケットも
それに合わせたものを用いなければならずコストも増大
し、かつ準備作業も煩雑であった。この発明は、上記問
題に鑑みてなされたもので、少ない部品点数で容易に製
造でき、回路基板への半田付けが不要で、回路基板の設
計も容易に行え、さらに、優れた高周波特性が得られ、
かつ異なる形状や大きさの半導体パッケージを接続でき
る半導体パッケージ接続用ソケットを提供することを目
的とする。
め、この発明にかかる半導体パッケージ接続用ソケット
は、半導体パッケージを位置決めして着脱自在に装着可
能な装填穴が表裏を貫通して形成された絶縁性のソケッ
ト本体に、回路基板に嵌合して該回路基板に対してソケ
ット本体の位置決めをする位置決め部材を設けるととも
に、絶縁性のゴム様弾性材からなるシート体に厚み方向
に複数の導電性線状体を斜めに貫通させて異方導電性シ
ートを構成し、該異方導電性シートを前記ソケット本体
と前記回路基板の電極端子との間に介設して少なくとも
一部を前記装填穴に臨ませるとともに前記回路基板の電
極端子と接触させ、該装填穴に表面側開口から装着した
前記半導体パッケージの電極端子を前記異方導電性シー
トに圧接させて該異方導電性シートを介し前記回路基板
の電極端子と接続する半導体パッケージ接続用ソケット
であって、外周部が前記ソケット本体の装填穴に位置決
めされて嵌合し、内周部に異なる形状若しくは大きさの
半導体パッケージを位置決めして装着可能な装填穴が形
成されたサイズアダプタ部材を備えることを特徴とす
る。
トは、半導体パッケージを位置合わせして装着可能な装
填穴が形成されたソケット本体に裏面側に突出する位置
決め部材を設け、このソケット本体に異方導電性シート
を組み付けることで構成され、少ない部品点数で容易に
設計、製造することができ、また、回路基板に半田付け
を行うこと無く、回路基板に半導体パッケージのリード
やピン用のスルホールを形成する必要がなく、回路基板
の設計、製造が容易であり、さらに、回路基板への取付
も容易に行えるのみならずソケットを再利用することも
できる。そして、半導体パッケージの電極端子と回路基
板の電極端子とは異方導電性シートの導電性線状体を介
して接続するため、接続距離を短くでき、高周波特性の
低下も防止できる。そして、ソケット本体の装填穴に嵌
合するサイズアダプタ部材を用いることで、異なる大き
さ、形状の半導体パッケージにも対応でき、高い汎用性
が得られる。
明する。図1から図4はこの発明の第1実施例にかかる
半導体パッケージ接続用ソケットを示し、図1が分解斜
視図、図2が異なる大きさの半導体パッケージに用いる
場合の分解斜視図、図3が分解した状態の断面図、図4
が半導体パッケージと回路基板とを接続する異方導電性
シートの一部拡大断面図である。
d flat pack−type))の半導体パッケ
ージ、20は回路基板、30はソケット、40はサイズ
アダプタ部材(図2)を表す。半導体パッケージ10
は、周知のように、四角板状の本体11の4辺にそれぞ
れ複数のリード(電極端子)12が所定ピッチで設けら
れる。回路基板20は、ソケット30の後述する装填穴
と対応した表面の矩形領域に複数の電極端子21が対角
線により仕切られる4群に分離されてパターン印刷等に
より形成され、また、矩形領域の廻りに角部と対応した
位置で取付穴22が、対向する辺の中央位置でそれぞれ
位置決め孔23が貫通形成される。電極端子21は、長
さが異なる線(帯)状をなし、各群で山状に平行に配列
される。
填穴33が形成された絶縁性樹脂の矩形枠板状の本体3
1と、この本体31の裏面側に固着された略三角形状の
4枚の異方導電性シート32とを有する。本体31は、
エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ
フェニレンスルフィド樹脂あるいはポリエーテルサルフ
ォン樹脂等を用い、射出成形または樹脂ブロックの切削
加工等により成形される。この本体31は、装填穴33
が半導体パッケージ10のリード12の先端の包絡線で
規定される寸法よりも微小寸法だけ大きく半導体パッケ
ージ10を回路基板20の平面方向に位置決めして着脱
自在に装填可能、換言すれば、装填穴33の壁面にリー
ド12の先端が当接可能な形状を有し、装填穴33の裏
面側開口の4辺部分にそれぞれ段差部39が形成され
る。
32が1辺部分を段差上面に接着剤等で固着される。図
3に明示するように、これら段差部39は、高さhが異
方導電性シート32の厚みtと同等、あるいは、厚みt
より0.2mm小さくなるように(t−0.2mm≦h
≦t)、その幅wが0.2mm〜5mm程度の寸法に形
成される。また、接着剤としては、速乾性に富み、異方
導電性シート32や本体31に化学変化を生じさせない
ものが用いられ、例えば、アクリル系、シアノ系、シア
ノアクリレート系等の接着剤から選択される。
を貫通する取付孔34が、裏面の対向する1対の辺に位
置決めピン35が固着される。位置決めピン35は、本
体31と一体に射出成形等で、あるいは、金属製のピン
を植設することにより設けられる。この本体31は、取
付孔34に挿通したボルト等の固定部材を回路基板20
の取付穴22に通してナット等で締結することで回路基
板20に取り付けられ、また、位置決めピン35が回路
基板20の位置決め孔23に嵌入して電極端子21に対
する位置合わせがなされる。
填穴33の表面側開口を開閉する蓋部材をヒンジ等によ
って取り付け、蓋部材で装填穴33開口を閉止した場
合、装填穴33に装填された半導体パッケージ10を蓋
部材により上方から押さえて半導体パッケージ10のリ
ード12を異方導電性シート32に圧接するように構成
することも可能である。そして、望ましくは、蓋部材の
裏面にはゴムやスプリングの弾性部材を設け、弾性部材
により半導体パッケージ10を弾性的に押圧するように
構成する。
すように、ゴム弾性を有する絶縁性材料からなるシート
体32aに金細線等の複数の導電性線状体32bを所定
角度θ傾斜させて貫通埋設して構成され、導電性線状体
32bの両端にレーザー加工等によって球状端子部が形
成される。具体的な寸法の一例を挙げれば、導電性線状
体32bは、100本/mm2程度の配列密度で均一に
配列すると接続最小電極面積が0.03mm2に対して
1電極当たり3本以上が接続でき、安定した接続が達成
される。ただし、導電性線状体32bの配列密度は必要
な箇所を部分的に高くし、他の部分の配列密度を低く、
あるいは全く配列しないようにすることもできる。ま
た、傾斜角度θは、導電性線状体32bの座屈の防止と
シート体32aの圧縮変形の容易化のため5°以上に、
また、導電性線状体32b端部(球状端子部)を電極端
子21やリード12に適正な接触圧力で確実に接触させ
るため60°以下が好ましい。
の支持と弾性変形とを両立させるためショアA硬度が2
0°H以上60°H末満、望ましくは、繰り返しに対す
る耐久性を考慮してショアA硬度が30°H以上60°
H未満とする。このシート体32aを構成するゴム様弾
性材料としては、スチレンブタジエンゴム、アクリロニ
トリルブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴ
ム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチ
ルゴム、シリコーンゴム、フッソゴム、ウレタンゴム、
アクリルゴム等のスチレン系、オレフィン系、ウレタン
系あるいはエステル系等の熱可塑性エラストマから適宜
目的に応じて選択される。
規則性をもって配列される。この導電性線状体32bに
は導電性の高いものを適宜用いることができるが、例を
挙げれば、ニッケル、金、銀、銅、タングステン、銅合
金、スズ合金等の金属細線から選択でき、また、銅や銅
合金の細線であればニッケルめっきを施してニッケルめ
っき上に金めっきをさらに施した細線、他の金属細線で
あれば直接に金めっきを施した細線等を用いることがで
きる。そして、上記金めっきを施す場合は高い密着力が
得られる電解めっきが望ましく、また、そのめっき厚さ
は導電性の改善とめっき膜の剥離等の防止の両立を図る
観点から0.1μm以上0.5μm以下が望ましい。
例を述べると、先ず、所定の厚さ(例えば、0.03m
m、以下、数値は全て例示である)にシーティングした
上述のゴム様弾性材料に導電性線状体を所定間隔(0.
1mm)で配置し、該導電性線状体上に所定厚さ(0.
03mm)にシーティングしたゴム様弾性材料を積層
し、加硫して配線シート(0.06mm厚さ)を得る。
次いで、この配線シート上に液状シリコーンゴムを所定
厚さ(0.03mm)に塗布して別の配線シートを導電
性線状体が互いに平行となるように接着し、以下同様に
配線シートを所定厚さ(50mm)まで接着積層してブ
ロック状とし、このブロック体を前述した角度に傾斜さ
せて所定の厚さ(1.0mm)に切断し、異方導電性シ
ート32が得られる。上述した各例示寸法に従えば、導
電性線状体32bが表面に対して45°の角度で傾斜
し、0.1mm×0.1mmの間隔で配置(100本/
mm2)される異方導電性シート32が得られる。
電極端子21の群に対応した三角形状を有し、1辺部分
を本体31の段差部39に接着剤で接着される。これら
異方導電性シート32は、本体31に取り付けられた状
態で4枚が全体として矩形状をなし、表面に半導体パッ
ケージ10のリード12が接触し、裏面が回路基板20
の電極端子21と接触し、シート体32aを弾性変形さ
せて導電性線状体32bによりリード12と電極端子2
1とを導通する。
うに、表裏を貫通する装填穴43が形成された矩形枠板
状を有し、上述した本体31と同様のエポキシ樹脂等、
望ましくは、本体31と同一の樹脂から射出成形等によ
って成形される。サイズアダプタ部材40は、その外形
状(寸法)が前記本体31の装填穴33に位置決めされ
て着脱(嵌合)可能に、また、本体31の装填穴33と
同様に、装填穴43が異なる種類、大きさの半導体パッ
ケージ10(図2に例示する図1の半導体パッケージよ
り小さな半導体パッケージ、便宜上、10’で特定す
る)を位置決めして着脱自在に装填可能な形状(寸法)
に形成される。
は本体31の取付孔34と回路基板20の取付穴22と
に挿通したボルトとナット等により回路基板20に固定
され、また、位置決めピン35が回路基板20の位置決
め孔23に嵌合して回路基板20の電極端子21に対す
る位置合わせがなされる。そして、本体31の装填穴3
3に半導体パッケージ10が位置決めされて装填され、
リード12が異方導電性シート32に圧接し、半導体パ
ッケージ10はリード12がそれぞれ回路基板20の対
応する電極端子21と異方導電性シート32の導電性線
状体32bを介して接続する。
に半導体パッケージ10のリード12が圧接してシート
体32aが圧縮変形し、導電性線状体32bがリード1
2と電極端子21とに接触して接続する。したがって、
ソケット30は本体31にリード等を設けること無く簡
素な構造で半導体パッケージ10と回路基板20とを接
続でき、その組立等が簡単に行え安価に製造することが
できる。
された位置決めピン35が回路基板20の位置決め孔2
3に嵌合して本体31の装填穴33が回路基板20の電
極端子21に対して規定の位置に位置し、また、本体3
1が取付孔34と回路基板20の取付穴22とに挿通し
たボルト等によって回路基板20に取り付けられる。し
たがって、ソケット30の取付や接続に半田付けを行う
必要もなく、また、回路基板20にスルホールを形成す
る必要もなく、ソケット30の取付が回路基板20にス
ルホールを形成すること無く簡単に行える。
示すように、本体31の装填穴33にサイズアダプタ部
材40を嵌着し、このサイズアダプタ部材40の装填穴
43に外形が小さな半導体パッケージ10’を装填し、
この小さな半導体パッケージ10’を回路基板20に接
続することができる。すなわち、サイズアダプタ部材4
0は本体31の装填穴33に嵌着して回路基板20の電
極端子21に対して位置決めされ、また、回路基板20
の電極端子21は装填穴33(装填穴43)の辺に対し
て直角に延在する帯状で複数が山型をなすように配列さ
れる。このため、小さな半導体パッケージ10’もその
リード12が対応する電極端子21と異方導電性シート
32を介して接続する。したがって、異なるサイズの半
導体パッケージに対してもソケット30を共用でき、高
い汎用性が得られる。
かかる半導体パッケージ接続用ソケットを示し、図5が
分解斜視図、図6が断面図である。なお、この第2実施
例および後述する他の実施例においては前述した第1実
施例と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略す
る。
極19が配列して設けられたBGA(Ball Gli
t Allay)型の半導体パッケージ10に適用した
ものであり、本体31の装填穴33は裏面側の断面形状
が一定の真直部分(位置合わせ部)33aと表面側のテ
ーパ部分(案内部)33bとを有し、真直部分33aの
裏面側開口に段差部39が形成され、この段差部39に
1枚の異方導電性シート32が4辺部分を接着剤により
接着されて設けられる。また、回路基板20は半導体パ
ッケージ10の点状電極19と対応して複数の点状の電
極端子21が行列状に設けられる。装填穴33は、真直
部分33aが半導体パッケージ10が着脱自在に嵌合可
能な半導体パッケージ10の外形状と略一致した断面形
状を有し、テーパ部分33bが真直部分33aの端部か
ら表面側に向かって拡径(装填穴の断面積が拡大)す
る。
填穴33が真直部分33aとテーパ部分33bを有し、
半導体パッケージ10はテーパ部分33bにより案内さ
れて真直部分33a内に装填される。そして、半導体パ
ッケージ10は、周面が真直部分33aの壁面と係合し
て位置決めされ、点状電極19が異方導電性シート32
を介して回路基板20の電極端子21と接続する。この
ため、半導体パッケージ10の装填が容易かつ確実に行
え、ロボット等による装填も容易かつ高い信頼性をもっ
て行える。
かかる半導体パッケージ接続用ソケットを示し、図7が
斜視図、図8が断面図である。この第3実施例は、上述
した第2実施例をJ型に屈曲したリード12を有するP
LCC(Plastic Leaded Chip C
arrier)型の半導体パッケージ10に適用したも
のである。この第3実施例は、回路基板20の電極端子
21を略点状に形成して矩形状に配列する。
した第2実施例のソケット30は回路基板20の電極端
子21の配列を変更するのみで、BGA型の半導体パッ
ケージのみならずPLCC型の半導体パッケージ10に
も対応でき、高い汎用性が得られる。
体パッケージ接続用ソケットを示す分解斜視図である。
この第4実施例は、本体31の装填穴33の4隅にそれ
ぞれ中心に向かって延出する突起38を形成し、矩形の
1枚の異方導電性シート32をその4隅部分を突起部3
8の裏面に接着して固着する。突起38は、先端内側に
位置合わせ面38aを、上部に傾斜面38bを有し、ま
た、上述したように、下面が平坦で下面に異方導電性シ
ート32が接着剤等により固着される。
差部39と同様に、本体31の裏面と同一平面、あるい
は、本体31の裏面より0.2mm以下の寸法を隔て、
かつ、装填穴33の辺から2mm〜5mmの長さに延出
する。傾斜面38bは、装填穴33の対角線と一致する
線で折曲した先端側が下向きに傾斜する2面からなり、
半導体パッケージ10の角部を位置合わせ部38aに案
内する案内部として機能する。位置合わせ面38aは直
角に折曲した2面を有し、各位置合わせ面38aの各面
相互の間隔が装填される半導体パッケージ10の寸法に
等しく、それぞれに半導体パッケージ10の角部が嵌合
する。
体31の裏面に接着剤等で1枚の異方導電性シート32
を固着することでソケット30が構成され、ソケット3
0を容易かつ安価に構成することができる。そして、本
体31の装填穴33に半導体パッケージ10をその角部
を突起38の位置合わせ面38aに係合させて装填する
ことで位置合わせされ、半導体パッケージ10の点状電
極19が異方導電性シート32の導電性線状体32bを
介して回路基板20の電極端子21と接続する。したが
って、取付に際して半田付け等が不要であり、ソケット
30の回路基板20への取付も容易である。
にかかる半導体パッケージ接続用ソケットを示し、図1
0が斜視図、図11が正断面図、図12が平面図であ
る。この第5実施例は、上述した第4実施例にQFP型
の半導体パッケージ10を用いたものであり、本体31
の装填穴33の4隅に突起38を一体に形成し、これら
突起38の裏面に接着して装填穴33の各辺に沿ってそ
れぞれ帯状の異方導電性シート32を設け、また、回路
基板20の電極端子21を矩形4辺状に配列して構成さ
れる。
傾斜面38bと位置合わせ面38aとを上下に有し、ま
た、裏面に上述した第3実施例と同様の接着面を有す
る。傾斜面38bは半導体パッケージ10のリード12
を2つの突起38の位置合わせ面38a間に案内する案
内部として機能し、位置合わせ面38aは半導体パッケ
ージ10の各辺の端のリード12と係合してリードの位
置を規定する。
付孔34等に挿通したボルト等によて回路基板20に取
り付けられ、半導体パッケージ10を装填穴33に装填
すると、4辺のリード12がそれぞれ各突起38間に位
置して異方導電性シート32を介して回路基板20の電
極端子21と接続する。したがって、前述した各実施例
と同様に、半田付け等を行うこと無く回路基板20に取
り付けることができ、また、簡単な構造で達成され、安
価かつ容易に製造することができる。
導体パッケージ接続用ソケットを示す斜視図である。こ
の第6実施例は、本体31は、装填穴33の各辺の中央
にそれぞれ平面視矩形のブロック状の突起37が一体に
突設され、これら突起37の裏面に接着剤等で各縁部を
接着されて1枚の異方導電性シート32が固着される。
突起37はそれぞれ、上部に先端に向かって下向きに傾
斜する傾斜面(案内部)37bを、先端(下側)に垂直
な位置合わせ面37aを有し、また、異方導電性シート
32と接着した裏面が平坦面をなす。
方導電性シート32を接着剤等で固着するのみでソケッ
ト30が達成でき、ソケット30を容易かつ安価に製造
でき、また、ソケット30は本体31の取付孔34等を
挿通したボルト等によって回路基板20に取り付けら
れ、本体31の装填穴33に装填した半導体パッケージ
10は異方導電性シート32を介して回路基板20の端
子電極21と接続するため、ソケット30は回路基板2
0へ半田付け等を行うこと無く取り付けることができ
る。
においては、本体31の装填穴33に装填された半導体
パッケージ10を押圧する機構を開示しないが、上述し
た第1実施例と同様にヒンジ等で本体31に蓋部材等を
設けて該蓋部材により半導体パッケージ10のリード1
2や電極19を異方導電性シート32に圧接するように
構成することも可能である。
31の回路基板20への取付を本体31の取付孔34と
回路基板20の取付穴22とに挿通させたボルト等によ
り行うが、本体31に一体形成したピン部を回路基板2
0の取付穴22に貫通させた後に先端を溶融すること
で、あるいは、リベット等を用いて行うことも可能であ
る。さらに、上述した各実施例においては、本体31の
裏面に一体形成された円柱状の2本の位置決めピン35
により位置合わせを行うが、3本以上の円柱状ピンを用
いることもでき、また、三角や四角等の断面角形の1本
のピンにより位置合わせを行うこともでき、さらに、こ
れら位置決めピン35を用いて本体31を回路基板20
に固定、すなわち、位置決めピンを固定用部材として用
いることも可能である。
半導体パッケージ接続用ソケットによれば、本体に表裏
を貫通して半導体パッケージが装填可能な装填穴を形成
し、この装填穴に半導体パッケージの位置合わせ部を設
けるとともに、絶縁性エラストマからなるシート体に複
数の導電性線状体を厚み方向に貫通してなる異方導電性
シートをソケット本体の装填穴の裏面側開口に固着し、
ソケット本体に回路基板に対する位置合わせ用の位置合
わせ部材を設けているので、半田付け等を行うこと無
く、かつ、回路基板にスルホールを形成すること無く容
易に取り付けることができ、さらに、短い接続距離で接
続でき優れた高周波特性が得られるとともに、外周部が
ソケット本体の装填穴に位置決めされて嵌合し、内周部
に異なる形状、大きさの半導体パッケージを位置決めし
て収容可能なサイズアダプタ部材を備えるので、種々の
形状や大きさの半導体パッケージに対応することがで
き、高い汎用性が達成される。
ジ接続用ソケットの斜視図である。
ソケットにおいて異なる半導体パッケージを装填する場
合を示す斜視図である。
ソケットの分解した状態の断面図である。
ソケットの主要部品である異方導電性シートの一部を拡
大した断面図である。
ジ接続用ソケットの斜視図である。
ソケットの断面図である。
ジ接続用ソケットの斜視図である。
ソケットの断面図である。
ジ接続用ソケットの斜視図である。
ージ接続用ソケットの斜視図である。
用ソケットの正断面図である。
用ソケットの平面図である。
ージ接続用ソケットの斜視図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 半導体パッケージを位置決めして着脱自
在に装着可能な装填穴が表裏を貫通して形成された絶縁
性のソケット本体に、回路基板に嵌合して該回路基板に
対してソケット本体の位置決めをする位置決め部材を設
けるとともに、絶縁性のゴム様弾性材からなるシート体
に厚み方向に複数の導電性線状体を斜めに貫通させて異
方導電性シートを構成し、該異方導電性シートを前記ソ
ケット本体と前記回路基板の電極端子との間に介設して
少なくとも一部を前記装填穴に臨ませるとともに前記回
路基板の電極端子と接触させ、該装填穴に表面側開口か
ら装着した前記半導体パッケージの電極端子を前記異方
導電性シートに圧接させて該異方導電性シートを介し前
記回路基板の電極端子と接続する半導体パッケージ接続
用ソケットであって、 外周部が前記ソケット本体の装填穴に位置決めされて嵌
合し、内周部に異なる形状若しくは大きさの半導体パッ
ケージを位置決めして装着可能な装填穴が形成されたサ
イズアダプタ部材を備えることを特徴とする半導体パッ
ケージ接続用ソケット。
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