JP3084434B2 - Bgaソケット - Google Patents

Bgaソケット

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JP3084434B2
JP3084434B2 JP08304897A JP30489796A JP3084434B2 JP 3084434 B2 JP3084434 B2 JP 3084434B2 JP 08304897 A JP08304897 A JP 08304897A JP 30489796 A JP30489796 A JP 30489796A JP 3084434 B2 JP3084434 B2 JP 3084434B2
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bga
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bga package
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茂憲 伊藤
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    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/11Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K1/111Pads for surface mounting, e.g. lay-out
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    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/325Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by abutting or pinching, i.e. without alloying process; mechanical auxiliary parts therefor
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/40Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/4007Surface contacts, e.g. bumps

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  • Connecting Device With Holders (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ボールグリッド
アレイ(Ball Grid Array BGA)ソケットに関し、特
に、BGAパッケージ内のLSIと接続するハンダボー
ルとプリント配線基板とを接続するBGAソケットに関
する。
【0002】
【従来の技術】図3を参照してBGAパッケージを簡単
に説明しておく。BGAパッケージ10内のLSIを外
部に電気的に引き出す端子或は電極をハンダより成るボ
ール12により構成し、これをBGAパッケージ10の
LSI実装基板13の底面にマトリックス状に2次元的
に配列、取り付けるものである。BGAパッケージ10
のLSIは11により示されるモールドにより封止さ
れ、基板13に形成されるプリント配線を介してハンダ
ボール12に電気接続している。ここで、上述の通りの
BGAパッケージ10をICテスタにより試験するに際
して、BGAパッケージ10のハンダボール12とIC
テスタ側とは電気的に接続されなければならない。この
接続は、一般に、BGAパッケージ10は搭載されるプ
リント基板200に直接ハンダ付けされるが、テスト用
或いはバーンイン用にはICソケットが使用される。し
かし、ハンダのリフロー時にソルダーブリッジ、ポップ
コーン現象による不具合が発生し、その後も熱に起因す
る劣化も発生するところから、実装用にICソケットを
使用する場合もある。
【0003】ここで、図4(a)を参照してBGAパッ
ケージ測定用ソケットの従来例を説明する。10はBG
Aパッケージ、20はICテスタ側の一部を構成するプ
リント配線基板であり、両者はBGAパッケージ測定用
ソケット30を介して電気的に相互接続される。プリン
ト配線基板20には開孔21が穿設されている。開孔2
1はBGAパッケージ10下面にマトリックス状に配列
設置されるハンダボール12に対応して同様に多数配列
穿設される。ハウジング31の上面にはBGAパッケー
ジが試験に際して装着される装着凹部32が形成され
る。33は装着凹部32からハウジング31下面近傍に
達する収容孔である。収容孔33は装着凹部32に装着
されるBGAパッケージ10下面にマトリックス状に配
列設置されるハンダボール12に対応して同様に配列穿
設されている。34は収容孔33に配置されるコンタク
トピンである。図4(b)はコンタクトピン34の斜視
図である。コンタクトピン34はベリリウム銅、リン青
銅の如きバネ性を有する板金を原材料としてプレス加工
により屈曲変形加工せしめられる。そして、341 はB
GAパッケージのハンダボール12に接触する接触部、
342 はコンタクトピン34に上下方向にバネ性を付与
する湾曲部、343 はICテスタ側の一部を構成するプ
リント配線基板20に穿設される開孔21に嵌合する端
子部である。コンタクトピン34はその端子部343
上部をハウジング31下部に一体成形することによりハ
ウジング31に固定される。コンタクトピン34の接触
部341には、図4(b)に示される如く、円形孔が穿
設されている。
【0004】ここで、ソケット30はICテスタ側の一
部を構成するプリント配線基板20に対してコンタクト
ピン34の端子部343 先端をプリント配線基板20の
開孔21に挿通嵌合した状体において載置され、コンタ
クトピン34の端子部343先端と開孔21近傍のプリ
ント配線とはハンダ付される。この状体において、BG
Aパッケージ10をBGAパッケージ測定用ソケット3
0の装着凹部32に装着し、BGAパッケージ10を下
向きに押圧保持し、BGAパッケージ10下面のハンダ
ボール12をBGAパッケージ測定用ソケット30のコ
ンタクトピン34の接触部341 の円形孔に係合圧接状
体にする。圧接状体にする力はBGAパッケージ10を
下向きに押圧することに起因するコンタクトピン34の
湾曲部342 による反作用により生ずる。この様に、B
GAパッケージ10下面のハンダボール12をBGAパ
ッケージ測定用ソケット30のコンタクトピン34の接
触部341に圧接したところで、BGAパッケージ10
はICテスタ側に電気的に接続したこととなり、ここに
おいて試験を実施することができる。この圧接に際し
て、コンタクトピン34に微小なワイピングを生じさせ
てハンダボール12の表面の酸化膜を除去し、確実な接
触を得ながらハンダボールの変形を防ぎその後の試験或
はハンダ付け性を確保している。
【0005】他の従来例を図5を参照して説明する。B
GAパッケージ10は試験に際してハウジング31の上
面に装着される。33は上面からハウジング31下面近
傍に達する収容孔である。収容孔33は上面に装着され
るBGAパッケージ10下面にマトリックス状に配列設
置されるハンダボール12に対応して配列穿設されてい
る。36は収容孔33に収容配置される分岐コンタクト
ピンである。分岐コンタクトピン36は、バネ性を有す
るベリリウム銅、リン青銅の如きバネ性を有する板金を
音叉状に打ち抜き形成したものである。ここで、コネク
タをICテスタ側の一部を構成するプリント配線基板2
0に挿入固定した状態において、BGAパッケージ10
をソケット30の上面に装着し、BGAパッケージ10
を下向きに押圧保持し、BGAパッケージ10下面のハ
ンダボール12をBGAパッケージ測定用ソケット30
の分岐コンタクトピン36の接触部361 に係合圧接状
体にする。圧接状体にする力はBGAパッケージ10を
下向きに押圧することに起因する分岐コンタクトピン3
6の弾性分岐部の内向きの反作用により生ずる。この様
に、BGAパッケージ10下面のハンダボール12をソ
ケット30の分岐コンタクトピン36の接触部に圧接し
たところで、BGAパッケージ10はICテスタ側に電
気的に接続したこととなり、試験を実施することができ
る。この従来例も、先の従来例と同様に、コンタクトピ
ン36に微小なワイピングを生じさせてハンダボール1
2の表面の酸化膜を除去し、確実な接触を得ながらハン
ダボールの変形を防ぎその後の試験或はハンダ付け性を
確保している。
【0006】図6を参照して更に他の従来例を説明する
に、これはC形状のコンタクトピン34によりハンダボ
ール12とプリント基板20を接続するものである。以
上の3従来例は何れもコンタクトにより微小なワイピン
グを生じさせハンダボール12の表面の酸化膜を除去
し、確実な接触を得ながらハンダボールの変形を防ぎそ
の後のハンダ付け性を確保している。
【0007】更なる従来例は、ポリイミド絶縁基板の両
面に銅のパッドを設け、表裏両面のパッドをスルーホー
ルに形成される導電膜を介して接続し、パッド表面にパ
ラジウムをメッキしてパラジウムのデンドライト、即ち
樹枝状突起を形成することにより、圧接されるハンダボ
ール12の表面の酸化膜をこの樹枝状突起により破壊し
て除去して確実な接触をるものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】以上の図4ないし図6
の従来例は、何れも、BGAパッケージ10下面のハン
ダボール12とコンタクトピンの接触部との間の圧接力
を得、コンタクトピンにより微小なワイピング動作を生
じさせてハンダボール12の表面の酸化膜を除去するに
は、コンタクトピンに変形動作を生じさせ必要上コンタ
クト長を或る一定限度以下に短くすることはできない。
従って、インダクタンスが大きくならざるを得ず、高周
波特性が劣化するに到る。
【0009】更なる従来例は、スルーホールに形成され
る導電膜がコンタクトピンに相当するものであってこれ
は短くされるが、パラジウムのデンドライトを銅のパッ
ド表面に形成するに際してパルス電流を供給して電気メ
ッキするものであり、孤立する銅のパッド全部を電気的
に接続する必要があること、デンドライト形成自体に数
10分程度の比較的に長いメッキ時間を必要とする。
【0010】この発明は、上述の問題を解消したBGA
ソケットを提供するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】スルーホールが穿設され
る絶縁基板5を具備し、スルーホール6内面およびここ
から絶縁基板5表裏面のスルーホール6周辺部に亘って
施される無電解メッキを具備し、絶縁基板5表裏面のス
ルーホール6周辺部に施されたニッケルメッキ7の部分
であるランド部分8に導電性セラミックスを溶射して形
成された無数の突起を具備するBGAソケットを構成し
た。
【0012】そして、ランド部分8のニッケルメッキ7
は予め施された銅メッキ表面に施されたものであるBG
Aソケットを構成した。また、無数の突起は絶縁体のセ
ラミックスを溶射により付着し、ニッケルメッキを施し
て形成されたものであるBGAソケットを構成した。更
に、無数の突起は予め金属の無電解メッキを施して表面
を導電性にした絶縁体のセラミックス粒子を溶射により
付着して形成されたものであるBGAソケットを構成し
た。
【0013】
【発明の実施の形態】スルーホールを形成した絶縁基板
の両面のランド部分に硬質材料を溶射することにより突
起を形成し、この突起に更にメッキを施して表面処理し
たランド部分をBGAのハンダボールと絶縁基板に接し
てスルーホールを介して電気的に接続する。
【0014】
【実施例】この発明によるBGAソケットの実施例を図
1を参照して説明する。図1において、5は絶縁基板を
示す。6は絶縁基板5に穿設されるスルーホールであ
る。このスルーホール6内面およびここから絶縁基板5
表裏面のスルーホール6周辺部に亘って通常のアディテ
ィブ法により無電解銅メッキを施し、この無電解銅メッ
キ表面に更に無電解ニッケルメッキを施す。銅メッキ表
面に施されたニッケルメッキには参照符号を7を付して
これを示している。
【0015】ここで、図2を参照するに、絶縁基板5表
裏面のスルーホール6周辺部に施されたニッケルメッキ
7の部分であるランド部分8表面全面にセラミックスを
溶射して無数の突起9を形成する。このセラミックスと
してはタングステンカーバイトその他の高硬度のセラミ
ックスを採用することができる。ランド部分8に溶射に
より形成されたセラミックスの突起9の表面に無電解ニ
ッケルメッキを施し、このニッケルメッキ表面に更に無
電解スズメッキを施す。図2(a)は完全に絶縁体のセ
ラミックスを使用する場合である。ニッケルメッキ7の
ランド部分8に溶射によりセラミックスが付着され、次
いで無電解ニッケルメッキを施す。このニッケルメッキ
により横方向に導通を得ることができる。図2(b)は
絶縁体のセラミックス粒子に予め金属の無電解メッキを
施して粒子表面を導電性にしておき、これをランド部分
8に溶射により付着せしめる。図2(c)はセラミック
スが或る程度導電性を有している場合であり、金属粒子
と同様に無電解メッキ処理を施すことができる。
【0016】以上の通りのBGAソケットの実施例にお
いては、コンタクトピンは銅メッキ表面に施されたニッ
ケルメッキ7、絶縁基板5表裏面のスルーホール6周辺
部に施されたニッケルメッキ7の部分であるランド部分
8、ランド部分8に溶射により形成されたセラミックス
の突起9、突起9の表面に施された無電解ニッケルメッ
キ、このニッケルメッキ表面に更に施された無電解スズ
メッキにより構成されている。そして、絶縁基板5はコ
ンタクトピン保持部に相当する。
【0017】
【発明の効果】以上の通りであって、この発明によるB
GAソケットは、ランド部分にパラジウムメッキではな
く硬質材料を溶射することにより、その硬質材料により
ハンダボールの酸化膜を破壊すると共に、低インダクタ
ンス化により優れた高周波特性を実現するものである。
【0018】即ち、上述のBGAソケットにおいてラン
ド部分にデンドライトを形成するには、現在はパルス電
流源によりパラジウムメッキする仕方しか実用化されて
いないが、この発明によれば以下の通りの効果を奏する
に到る。ハンダボールの酸化膜を破壊するに必要な突起
を形成する時間をパラジウムメッキの場合と比較して1
/10以下にすることができる。
【0019】そして、高価なパラジウムを使用する必要
はなく、廉価で硬度の高いタングステンカーバイトの如
きセラミックス或いは金属を使用して溶射により突起を
形成することができる。また、パラジウムをパルス電流
によりメッキするのとは異なり、メッキ工程はすべて無
電解メッキとすることができ、メッキするに際して各コ
ンタクトの電気的接続を不要としてメッキ工程を簡略化
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例を説明する図。
【図2】溶射による突起形成を説明する図。
【図3】BGAパッケージを説明する図。
【図4】BGAソケットの従来例を説明する図。
【図5】BGAソケットの他の従来例を説明する図。
【図6】BGAソケットの更に他の従来例を説明する
図。
【符号の説明】
5 絶縁基板 6 スルーホール 7 ニッケルメッキ 8 ランド部分 9 突起 10 BGAパッケージ 11 モールド 12 ハンダボール 13 LSI実装基板 20 絶縁基板 21 開孔 30 BGAパッケージ測定用ソケット 31 ハウジング 32 装着凹部 33 収容孔 34 コンタクトピン 36 分岐コンタクトピン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01R 24/06 H01R 23/02 H (56)参考文献 特開 平10−228969(JP,A) 特開 平8−306416(JP,A) 特開 平8−96865(JP,A) 特開 平7−235359(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01R 33/00 - 33/975 H01R 13/03 H01R 43/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スルーホールが穿設される絶縁基板を具
    備し、 スルーホール内面およびここから絶縁基板表裏面のスル
    ーホール周辺部に亘って施される無電解メッキを具備
    し、 絶縁基板表裏面のスルーホール周辺部に施されたニッケ
    ルメッキの部分であるランド部分に導電性セラミックス
    を溶射して形成された無数の突起を具備することを特徴
    とするBGAソケット。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載されるBGAソケットに
    おいて、 ランド部分のニッケルメッキ7は予め施された銅メッキ
    表面に施されたものであることを特徴とするBGAソケ
    ット。
  3. 【請求項3】 請求項1および請求項2の内の何れかに
    記載されるBGAソケットにおいて、 無数の突起は絶縁体のセラミックスを溶射により付着
    し、ニッケルメッキを施して形成されたものであること
    を特徴とするBGAソケット。
  4. 【請求項4】 請求項1および請求項2の内の何れかに
    記載されるBGAソケットにおいて、 無数の突起は予め金属の無電解メッキを施して表面を導
    電性にした絶縁体のセラミックス粒子を溶射により付着
    して形成されたものであることを特徴とするBGAソケ
    ット。
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US6474997B1 (en) 1999-09-30 2002-11-05 Ngk Insulators, Ltd. Contact sheet
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KR101452366B1 (ko) * 2013-04-17 2014-10-22 주식회사 아이에스시 전기접속용 커넥터의 제조방법

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