JP3015654U - Ｑｆｐ検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】表面実装型ＬＳＩ、特にはカルウィング状のリ
ード端子を備えたＱＦＰの実装時機能の検査に有用な、
機械的強度に優れリード端子の変形やリード端子への不
必要な応力がなく外部からの高周波の影響を受けにくく
した検査装置を提供するにある。 【構成】ＱＦＰ３と検査用基板１とを検査用コネクタ２
を介してＱＦＰ３の機能検査を行う装置であって、検査
用コネクタ２が絶縁性エラストマー４の中央部にＱＦＰ
本体３ａを収容可能な空所５を備え、その周囲に周辺部
上面より底面に至る金属細線６をＱＦＰのリード端子３
ｂと等ピッチで同数貫設し、絶縁性エラストマー４を介
した金属細線６の上端部にリード端子３ｂの肩部との接
点７を設けると共に、金属細線６の下端部に検査用基板
１との接点８を設けたもの。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、表面実装型ＬＳＩの、特にリード端子の形状がガルウィング状をし たＱＦＰ（Quarter Flat Package）型半導体素子（以下、単にＱＦＰとする）の 実装時機能の検査に際し、ＱＦＰの検査用基板との接続または取り外しを、リー ド端子を変形させることなく容易かつ迅速に行うのに有用な、検査用コネクタを 用いるＱＦＰ検査装置に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、表面実装型ＬＳＩのＱＦＰの検査には、図３（ａ）に示すように、ソケ ット用端子ａを、ＱＦＰｂのリード端子ｃの実装取付部と同じピッチで、検査用 ソケットｄにインサート成形し、これをピッチ変換基板ｅに接続して実用的なピ ッチに変換し、変換端子ｆで検査用基板ｇに接続する装置が用いられ、この検査 用ソケットｄにＱＦＰｂを挿入し、抑え具ｈで圧接保持してＱＦＰの検査を行っ ていた。 また、図示していないが、プローブを用いてＱＦＰの２つのリード端子間の抵 抗値あるいは容量を測定していた。 さらに、図３（ｂ）に示すように、ＱＦＰｂのリード端子ｃと同数のプローブ ｉを検査基板ｊよりたたせて、このプローブｉ上にＱＦＰｂを設置する、いわゆ るプローブカードによる検査をしていた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、図３（ａ）に示す検査装置では、リード端子ｂのピッチが広い場合に は対応できるが、 0.3mmまたは 0.5mmと低ピッチになると、ソケットを高精細に 製作できなくなり、またピッチ変換基板も高精度に作ることが困難になる。 プローブを用いる方法は、ＱＦＰのように四辺から出ているリード端子をすべ て測定しなければならないので、測定に時間がかかり、効率のよい検査ができな い。 また機械的に測定するには、リード端子にダメージがないようなソフトなコン タクト技術が必要で、その際のプローブの高位置精度制御が困難である。 さらに、図３（ｂ）に示すプローブカードによる方法は、検査装置自体が高価 であり、しかも高周波対策ができない。 このようにＱＦＰｂから検査用基板ｇまで、ソケット用端子ａ、ピッチ変換基 板ｅ、変換端子ｆあるいはプローブｉというように、導通経路が長く、外部から の高周波による影響もあり、精度のよい的確な検査ができないという問題があっ た。 したがって、本考案の目的は、表面実装型ＬＳＩ、特にはカルウィング状のリ ード端子を備えたＱＦＰの実装時機能の検査に有用な、機械的強度に優れ、リー ド端子を変形させたりリード端子に不必要な応力を与えることがなく、しかも外 部からの高周波の影響を受けにくくした検査装置を提供するにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案によるＱＦＰ検査装置は、ＱＦＰと検査用基板とを検査用コネクタを介 してＱＦＰの機能検査を行う装置であって、検査用コネクタが、絶縁性エラスト マーの中央部にＱＦＰ本体を収容可能な凹所または貫通孔等の空所を備え、その 周囲に周辺部上面より底面に至る金属細線をＱＦＰのリード端子と等ピッチで同 数貫設し、絶縁性エラストマーを介した金属細線の上端部にリード端子の肩部と の接点を設けると共に、金属細線の下端部に検査用基板との接点を設けたもので あることを特徴とするものである。 また、上記金属細線は、絶縁性エラストマーの両表面で露出し、その上端部は ＱＦＰのリード端子と同ピッチで配設され、上端部より下端部に向け放射状に配 設されていることを好適とする。

【０００５】 以下、本考案のＱＦＰ検査装置の詳細を、例示した図１〜図２に基づいて説明 する。 図１は本考案のＱＦＰ検査装置にＱＦＰを装着し検査をしているときの状態を 示す縦断面図、図２は図１に示した本考案のＱＦＰ検査装置における検査用コネ クタに係り、その（ａ）は斜視図、（ｂ）は図（ａ）のＢ−Ｂ矢視線に添う縦断 面図である。 本考案のＱＦＰ検査装置は、図１に示すように、検査用基板１の上に検査用コ ネクタ２を置き、その上にＱＦＰ３を置いてＱＦＰの機能検査を行うもので、こ の検査用コネクタ２は、絶縁性エラストマー４の中央部にＱＦＰ本体３ａが収容 可能な大きさ・形状の貫通孔（または凹所）からなる空所５を備え、その周囲の 周辺部上面より底面まで下方、好ましくは斜め下方に多数の金属細線６が絶縁性 エラストマー４を貫通して放射状に設けられている。なお、金属細線６の上端部 はＱＦＰ３のリード端子３ｂと等ピッチで配設されている。 絶縁性エラストマー４を介した金属細線６の上端部には球状をした接点７が設 けられていて、ＱＦＰ３のパッケージ上面を下側にして、ＱＦＰ本体３ａを貫通 孔（または凹所）からなる空所５に挿入・載置したときに、ＱＦＰのリード端子 ３ｂの肩部が、この接点７に接触するようになっている。他方、金属細線６の下 端部には接点８が設けられていて、検査用基板１に接続できるようになっている 。

【０００６】 これらの金属細線６は導電体として低インピーダンスとする必要から、金、銀 、銅、アルミニウムあるいはパラジウムを含有した金合金等が用いられるが、耐 腐食性、低抵抗値とする必要から金ワイヤーが最も好ましい。 金属細線６の直径は、ＱＦＰのリード端子３ｂのピッチが 0.3mmまたは 0.5mm というように低ピッチ化が進んでいることから、できるだけ細い直径の、例えば 0.02〜 0.1mmのもの、特には0.03〜0.05mmのものがよい。この範囲内の直径であ れば接触の安定性および電流容量の上で実用上使用可能である。しかし、使用上 、特に必要とあれば、他の直径のものを用いてもよい。 金属細線６は、前述したように、絶縁性エラストマー４内を斜め下方へ向け放 射状に貫通させるのが好ましく、これにより低ピッチのリード端子３ｂと接続す る低ピッチの接点７から、検査用基板１と接続する接点８のピッチを、例えば、 1.0、1.27、 1.5、 2.0または2.54mm等のより広いピッチへと変換できるように なるほか、低荷重による圧縮接続を可能とし、実用上一層使用し易く接続の確実 性が向上する。

【０００７】 検査用コネクタ２は、金属細線６を所定のパターン（下端部は検査用基板パタ ーン、上端部はＱＦＰのリード端子配列）に配置した後、絶縁性エラストマー４ で固定することで作製される。金属細線６が直線的に最短で配列されているので 、外部からの高周波の影響を受けにくい検査用コネクタ２となる。 なお、高周波の影響をより一層受けないようにするためには、絶縁性エラスト マー４の外周にシールド層等を設けるのが好ましい。 金属細線６の上下両端部における接点７、８はそれぞれリード端子３ｂおよび 検査用基板１と接続することから、また精度よく配列させる必要から、公知のワ イヤーボンダーによりボンディング加工し、特にリード端子３ｂの肩部に接続す る接点７は接続し易いようにレーザー光により球状に加工するのが好ましい。

【０００８】 本考案のＱＦＰ検査装置では検査用基板１に検査用コネクタ２を介してＱＦＰ ３を装着すればよく、検査用コネクタ２の上から圧縮抑え９で僅かに圧縮するこ とで接続がより確実に行われる。 圧縮抑え９は冠状または逆Ｕ字状をしていて貫通孔（または凹所）からなる空 所５の周囲のリード端子３ｂの肩部を（図示しないスプリング等の適宜の方法に より）抑えることにより、金属細線６の上端部における接点７とリード端子３ｂ の肩部との導通をより完全なものにする。 ＱＦＰ本体３ａおよび／またはリード端子３ｂに負荷をかけずに圧縮接続させ るには、絶縁性エラストマー４が柔らかく撓み性を持つことが要求され、その硬 度が20〜70°Ｈであることが好ましい。これが70°Ｈを超えると、本考案の検査 装置に検査用基板１とＱＦＰ３とを装着するときに、必要以上の圧縮力をかけな ければ良好な電気的な接続が難しくなり、また20°Ｈ未満では撓み易く、かつ圧 縮方向に対して横方向に移動し易く、リークまたは異なった接続箇所への接続と いった不具合を生じ易い。

【０００９】 このような特性を付与する絶縁性エラストマー４の材料としては、シリコーン 樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、合成ゴムまたはポリエチレン、ＡＢＳ、 ポリカーボネート樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられるが、これらの内でも、十分 な撓み性、圧縮特性（永久歪）、環境特性、耐熱性等が付与され、さらに加工性 もよいことから、液状シリコーン樹脂が好ましい。 なお、絶縁性エラストマー４が柔らか過ぎて取り扱いにくいときは、絶縁性エ ラストマー４の外周にフレームを設けてもよい。フレームの材料としては、ポリ イミド、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂あるい はポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ＡＢＳ等の熱可塑性樹脂の中から適宜選 択すればよい。 また、前述したシールド層の形成材料としては、上記フレームの材料に導電物 として、黄銅、アルミニウム、鉄等の短繊維状の金属ファイバーやカーボンファ イバーを含有させてもよいし、フレームに金、銅、ニッケル、アルミニウムなど でメッキあるいは蒸着させてもよい。

【００１０】

【作用】

本考案のＱＦＰ検査装置を用いてＱＦＰ３の機能検査を行うには、図１に示す ように、検査用基板１の上に検査用コネクタ２を載せ、ＱＦＰ３のパッケージ上 面側を下にして、ＱＦＰ本体３ａを検査用コネクタ２の空所５に挿入すると共に 、リード端子３ｂの肩部をこれと同一配列ピッチの検査用コネクタ２の接点７と 接続する。 これにより検査用基板１とＱＦＰのリード端子３ｂとは、金属細線６を介して 容易に、しかも余分な荷重をかけることなく導通し、ＱＦＰ本体３ａの内部破壊 やリード端子３ｂの変形を起こさずにＱＦＰ３の機能検査ができる状態となる。

【００１１】

【実施例】

ワイヤボンダに金属細線をボンドする位置およびボンド後の金属細線の端部位 置を入力して、厚さ 0.4mmの銅製の形成用基板上に直径0.04mmの金製の金属細線 を 160本、各金属細線の先端部を1.27mmピッチで一辺が40本づつになるように正 方形状に金属ボンドした。 各金属細線の他端を求心状に斜め上方に向けて、一辺が 0.5mmピッチで40本の 正方形状に（全体として立体的に）配列した後、 0.5mmピッチ側の金属細線の上 端部にレーザー光を照射して溶融し、球状の接点を形成した。 立体的に配列した金属細線の周囲に、２液性シリコーンゴム KE-109A/B（信越 化学工業社製商品名）のＡ液とＢ液を等量の割合で配合した絶縁性エラストマー 材を、球状接点が半ば露出する程度に充填し、 130℃に加熱して硬化させ、厚さ 3.0mm、外形85mm×85mm、金属細線の上端部の接点内側の中央部に22mm×22mmの 正方形の貫通孔を備えた絶縁性エラストマーを形成して、金属細線を固定保持し た。 銅製の形成用基板を塩化第二鉄によりエッチング除去して金属細線の下端 部のボンド端部を露出させ、ここに下端部の接点を形成し、上端部の接点と下端 部の接点の配列ピッチの異なった検査用コネクタを得た。 この検査用コネクタを、その下端部の接点（ピッチ1.27mm）と同一配列の接点 を備えた検査用基板上に重ね、ＱＦＰのパッケージ上面側を下にして、ＱＦＰ本 体を検査用コネクタの貫通孔に挿入すると共に、リード端子の肩部を検査用コネ クタの上端部の接点（ピッチ 0.5mm）に位置合わせし、この肩部に圧縮抑えで荷 重をかけて圧縮したところ、良好な接続ができ、ＱＦＰの検査が外部からの高周 波の影響を受けずに精度よく容易にできた。

【００１２】

【考案の効果】

本考案のＱＦＰ検査装置によれば、 1)繊細なリード端子を持つＱＦＰを、僅かな圧縮力で確実に接続できるので、検 査の際にＱＦＰのパッケージやリード端子を損なうことがない。 2)検査時間や組込み時間も少なく効率的に容易に検査ができる。 3)検査用コネクタが薄く導通部分が短いため、検査時に外部からの高周波による 影響を受けにくいことから、ＱＦＰの誤動作、検査エラー等がない精度のよい検 査ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のＱＦＰ検査装置にＱＦＰを装着し検査
をしているときの状態を示す縦断面図である。

【図２】図１に示した本考案のＱＦＰ検査装置における
検査コネクタに係り、その図（ａ）は斜視図、図（ｂ）
は図（ａ）のＢ−Ｂ矢視線に添う縦断面図である。

【図３】図（ａ）は従来のＱＦＰ検査装置の縦断面図、
図（ｂ）は従来のプローブカードによるＱＦＰ検査装置
の縦断面図である。

【符号の説明】

１‥検査用基板、 ２‥検査
用コネクタ、３‥ＱＦＰ、
３ａ‥ＱＦＰ本体、３ｂ‥ＱＦＰのリード端子、
４‥絶縁性エラストマー、５‥（貫通孔
または凹所からなる）空所、 ６‥金属細線、７、８
‥接点、 ９‥圧縮抑
え。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ＱＦＰと検査用基板とを検査用コネクタを
   介してＱＦＰの機能検査を行う装置であって、検査用コ
   ネクタが、絶縁性エラストマーの中央部にＱＦＰ本体を
   収容可能な空所を備え、その周囲に周辺部上面より底面
   に至る金属細線をＱＦＰのリード端子と等ピッチで同数
   貫設し、絶縁性エラストマーを介した金属細線の上端部
   にリード端子の肩部との接点を設けると共に、金属細線
   の下端部に検査用基板との接点を設けたものであること
   を特徴とするＱＦＰ検査装置。
2. 【請求項２】金属細線は、絶縁性エラストマーの両表面
   で露出し、その上端部はＱＦＰのリード端子と同ピッチ
   で配設され、上端部より下端部に向け放射状に配設され
   ていることを特徴とする請求項１記載のＱＦＰ検査装
   置。