JP3233195B2

JP3233195B2 - 半導体素子検査用ソケット

Info

Publication number: JP3233195B2
Application number: JP18995596A
Authority: JP
Inventors: 浩一山崎; 博登小松
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Priority date: 1996-07-02
Filing date: 1996-07-02
Publication date: 2001-11-26
Anticipated expiration: 2016-07-02
Also published as: JPH1022024A; US5975915A; EP0922964A1; EP0922964B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、半導体素子検査用ソ
ケット、特に、側部に複数のリードを備えるＱＦＰ（Qu
ad Flat Package ），ＳＯＰ（Small Outline Package
），ＰＬＣＣ（Plastic Leaded Chip Carrier ），Ｌ
ＣＣ（Leadless Chip Carrier ）等の表面実装型半導体
パッケージの検査に適した半導体素子検査用ソケットに
関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体パッケージのバーンイン試験等に
際しては、半導体パッケージの電極とＩＣ検査用基板の
電極端子との接続に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、ソケット本体に
半導体パッケージが装填可能な装填部を形成し、この装
填部に電極端子を、本体の側部や底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、
装填部の表面側開口を開閉する蓋部材をヒンジ等によっ
て取り付けたものが知られる。

【０００３】このようなＩＣソケットは、蓋部材により
装填部の開口を閉止した場合、装填部内に装填された半
導体パッケージを蓋部材により表側から押さえて半導体
パッケージの電極を装填部内のリードやピンに圧接する
ように、あるいは、蓋部材の裏面側にゴムやスプリング
の弾性部材を設け、弾性部材により半導体パッケージを
弾性的に装填部内のリードやピンに押圧するように構成
される。そして、このようなＩＣソケットは、ソケット
本体の側部にリードを設けたものはリードを回路基板に
半田により接続することで、また、ソケット本体の底部
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られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のＩＣソケットにあっては、本体の装填部に電極
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。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。この発明は、上記問題に鑑みな
されたもので、部品点数が少なく構造が簡単で、回路基
板の設計等に大きな自由度が得られ、また、高周波特性
にも優れた半導体素子検査用ソケットを提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、素子本体の外側にリードまたは電極を
有する半導体素子の検査に用いられ、前記リードまたは
電極を回路基板の電極端子に導通する半導体素子検査用
ソケットであって、前記回路基板に位置決めして取り付
けられ、前記半導体素子の素子本体を位置決めして着脱
自在に装着可能な装填部を有するソケット本体と、該ソ
ケット本体と前記回路基板との間に介設され、該回路基
板側の面に前記ソケット本体の装填部内に前記半導体素
子のリードまたはリードと接触可能に延出する接続導片
を有するリードフレームと、絶縁性のゴム製弾性材料か
らなるエラストマシートに複数の導電性線状体を厚み方
向に垂直または斜めに貫通させて構成され、前記リード
フレームと前記回路基板との間に介設されて両面がそれ
ぞれ前記回路基板の電極および前記リードフレームの接
続導片の接続部と接触するエラストマコネクタと、を備
える。

【０００６】そして、この発明にかかる半導体素子検査
用ソケットは、前記リードフレームを絶縁性樹脂からな
るベースフィルムの一面にパターン形成されたフレキシ
ブル配線基板から構成する態様（請求項２）に、また、
前記リードフレームの接続導片をばね性を有するリン青
銅やベリリウム銅から構成して前記装填部内に略弓状に
湾曲させて延出させた態様（請求項３）に構成すること
ができる。

【０００７】さらに、この発明にかかる半導体素子検査
用ソケットは、前記リードフレームの接続導片が前記半
導体素子のリードまたは電極と接触する部分に粗化ある
いは鋭利な皮膜破壊部を有する態様（請求項４）に、ま
たさらに、半導体素子のリードまたは電極をリードフレ
ームの接続導片に向けて押圧し、該接続導片とリードま
たは電極とを所定の接触荷重で接触させる押さえ部材を
設ける態様（請求項６）に構成することができる。

【０００８】また、この発明にかかる半導体素子検査用
ソケットは、前記エラストマシートが前記エラストマシ
ートを硬度２０°Ｈ〜６０°Ｈの絶縁性エラストマシー
ト、前記導電性線状体を１０^-1Ω・ｃｍ以下の体積抵抗
率を有する直径２０μｍ〜９０μｍの金属細線で構成
し、該金属細線を前記エラストマシート中に１０μｍ〜
１２５μｍの間隔、かつ、両端が前記エラストマシート
の平面方向にその厚みの０〜１／２のオフセット量を生
ずる傾斜で貫通配置してなる態様（請求項５）に構成す
ることができる。

【０００９】この発明にかかる半導体素子検査用ソケッ
トは、前述したＱＦＰ，ＳＯＰ，ＰＬＣＣＬＣＣ等の半
導体パッケージ、すなわち、特に、側部にリードまたは
電極を有する半導体素子の検査に適する。ソケット本体
は、半導体素子の位置決め機能を有し、着脱を繰り返し
て使用するため、−６０°Ｃ〜１５０°Ｃ環境下での使
用に耐え、かつ、滑性に優れた樹脂、例えば、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、ポリエーテルサルフォン樹脂あるい
はポリエーテルイミド樹脂等を用い、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。このソケッ
ト本体は、位置決めピン等により回路基板に位置決めし
て取り付け、望ましくは着脱自在に取り付けられる。こ
のソケット本体の装填部は、半導体パッケージの本体
（モールド部や装着基板）と対応した形状・寸法の穴や
凹部から、あるいは、半導体パッケージの本体と当接す
る位置決め部を有する穴や凹部等からなる。

【００１０】また、ソケット本体には、装填部内の半導
体素子自体および／または半導体素子のリードまたは電
極（以下、リードで総称する）のみを回路基板の電極端
子とリードフレームの接続導片とがエラストマコネクタ
を介して電気的に接続されるようにエラストマコネクタ
を圧縮・押圧する構造とし、押圧する押さえ部材や蓋体
が必要に応じて適宜設けられる。押さえ部材は、自重あ
るいは別個に設けられたスプリングやゴムにより半導体
素子（リード）をそのリードがリードフレームの接続導
片と接触する方向に押圧、付勢するように構成される。
蓋体は、ヒンジ等で一側部をソケット本体に回動自在に
取り付けることで、あるいは、ソケット本体と完全に分
離した別個に成形して爪等でソケット本体に係止可能に
構成される。この蓋体は、ソケット本体と同様の樹脂に
より成形される。そして、この蓋体は、ソケット本体に
スプリング等を介して取り付けて直接に半導体素子（お
よび／またはリード）を押圧するように、また、内面に
固着されたゴム等を介して半導体パッケージを押圧する
ように、さらに、半導体パッケージを上述した押さえ部
材を介して押圧するように組み付け、半導体パッケージ
のリードとリードフレームの接続導片とを適正な接触圧
で当接させる。

【００１１】リードフレームは、樹脂からなるシート
（ベースフィルム）または板の一面に複数の接続導片を
露呈させて形成し、これら複数の接続導片が装填部に延
出、望ましくは、弓状に湾曲して延出する。具体的な一
例を述べれば、このリードフレームは、樹脂のベースフ
ィルムに銅等の導電性金属で接続導片を一体にパターン
形成したフレキシブル基板等が用いられる。このリード
フレームに用いられる樹脂としては、−６０°Ｃ〜１５
０°Ｃの環境下での使用に耐え、かつ、滑性に優れた樹
脂、例えば、液晶ポリマポリイミド系樹脂、ポリアミド
系樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルサルフ
ァイド樹脂等が挙げられる。接続導片は、ベリリウム銅
合金やリン青銅等の導電性ばね材を用いて、厚みが１５
０μｍ、幅が０．２ｍｍ程度に形成される。

【００１２】望ましい態様としては、このリードフレー
ムには、ベースフィルムの他面（接続導片と反対の面）
に導電層を設け、この導電層を接地することで電磁波の
シールド性を改善でき、また、この導電層と電源ライン
と間にチップコンデンサを介在させることで電源電圧の
安定化が図れ、さらに、インピーダンスの設定も容易で
ある。具体的な一例を述べれば、このリードフレームの
インピーダンスは、検査用の信号（高周波電流）に対し
て５０Ω程度に設定する。さらに、接続導片には、金や
銀等のめっきを施すこと、また、半導体素子のリードと
接触した時にリード表面の酸化膜等を除去する皮膜破壊
部を設けることが望ましい。めっきの具体的な一例を述
べれば、この接続導片には、０．５〜３μｍ程度の厚み
のニッケル下地めっきを施した後、このニッケル下地め
っき上に０．０５〜５μｍ程度の金めっきを施す。皮膜
破壊部は、接続導片の表面をサンドブラスト等によって
やすりのように粗面化することで、あるいは、鋭利な突
起を突設すること等により構成される。

【００１３】エラストマコネクタは、エラストマシート
がシリコーン樹脂、エポキシ樹脂に代表されるエラスト
マ性の熱硬化性樹脂、合成ゴム若しくはポリエチレン樹
脂、ポリウレタン樹脂、ＡＢＳ樹脂、軟質塩化ビニル樹
脂等の熱可塑性樹脂からなり、金属細線が純金線、金合
金線、金めっき線、半田線、半田めっき線あるいは銅合
金線等からなる。エラストマシートは、０．３〜２．０
ｍｍ程度の厚みで、体積抵抗率が１０¹²Ω・ｃｍ以上、
かつ、硬度（ＪＩＳＪ６３０１Ａ型）が２０〜６０°
Ｈ、望ましくは、３０〜６０°Ｈのものが用いられる。

【００１４】金属細線は、線径が２０〜９０μｍ（望ま
しくは、２０〜７０μｍ）で、体積抵抗率が１０^-1Ω・
ｃｍ以下のものが用いられる。この金属細線は、７０〜
１０００本／ｍｍ²程度の配線密度、望ましくは、１０
０〜１０００本／ｍｍ²程度の配線密度、かつ、１０〜
１２５μｍ程度の間隔でエラストマシート中に平行に傾
斜して貫通配設される。この金属細線は、エラストマシ
ートの両面に露呈、好ましくは、５〜５０μｍ、より好
ましくは５〜３０μｍ程度が突出し、また、両端部がエ
ラストマシートの平面方向にエラストマシートの厚みの
０〜１／２程度のずれ（オフセット量ｘ）を生じる傾斜
角度でエラストマシートを貫通する。

【００１５】

【作用】この発明にかかる半導体素子接続用ソケット
は、ソケット本体やリードフレームを位置決めピン等に
より位置決めして回路基板に取り付け、リードフレーム
の接続導片と回路基板の電極端子との間にエラストマコ
ネクタを介装して構成される。このため、少ない部品点
数、かつ、簡単な構造で達成でき、また、回路基板への
取り付けに際しての半田付け等が不要で回路基板への取
付も容易に行え、さらに、回路基板にスルーホール等を
形成する必要もなく、回路基板の設計等が大きな自由度
をもって行える。

【００１６】そして、ソケット本体の装填部内に半導体
パッケージ（半導体素子）が位置決めされて所定の位置
に装填され、この半導体パッケージのリードがリードフ
レームの接続導片と接触して導通し、エラストマコネク
タを介し回路基板の電極端子と導通する。すなわち、半
導体パッケージはリードがリードフレームの接続導片を
弾性的に撓ませて個別的に当接し、半導体パッケージの
リードとリードフレームの接続導片とが電気的に導通
し、リードフレームは接続導片の接続部を介してエラス
トマコネクタの導電性線状体と導通する。このため、半
導体パッケージはリードがリードフレームとエラストマ
コネクタの導電性線状体とを介してエラストマコネクタ
の設定されたオフセット量ｘ分だけオフセットされた回
路基板の電極端子と導通する。

【００１７】特に、請求項２に記載の発明は、リードフ
レームがフレキシブル回路基板により構成されるため、
フレキシブル回路基板に実施されている設計ルールを採
用することで優れた高周波特性が得られる。また、請求
項３に記載の発明は、リードフレームの接続導片を銅系
合金の導電性ばね材から構成するため、接続導片の撓み
に適度な弾性が得られて半導体パッケージのリードとの
電気的な導通がより確実に得られ、また、優れた耐久性
が得られる。

【００１８】さらに、請求項４に記載の発明は、リード
フレームの接続導片が皮膜破壊部を有するため、半導体
パッケージのリードに半田酸化膜等が形成されていた場
合でも、この半田酸化膜を皮膜破壊部で破壊、除去で
き、電気的な導通がより確実に得られる。またさらに、
請求項５に記載の発明は、エラストマコネクタに適正な
弾性と優れた耐久性が得られ、回路基板の電極端子とリ
ードフレームの回路とを確実に導通させることができ
る。さらに、リードフレームの接続導片の接続部に対し
て複数の電極端子を回路基板に並設することにより、複
数の種類の信号を用いた検査が可能で、検査を効率的に
行える。

【００１９】

【実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図面を参
照して説明する。図１から図８はこの発明の一の実施の
形態にかかる半導体素子接続用ソケットを示し、図１が
分解斜視図、図２が分解断面図、図３が図２のＡ−Ａ矢
視図、図４が一部を拡大した断面図、図５が同一部の模
式裏面図、図６ａ〜ｅが同一部の他の態様を示す模式平
面図、図７がエラストマコネクタの模式断面図、図８
ａ，ｂ，ｃが同エラストマコネクタの他の態様を示す一
部拡大模式断面図である。

【００２０】図中、１０は平面四角型の半導体パッケー
ジ（ＱＦＰ）、２０は回路基板、３０はソケット本体、
４０はリードフレーム、５０はエラストマコネクタ、６
０は押さえ部材、７０は蓋体を表す。半導体パッケージ
１０は、周知のように、四角板状のモールド部１１の４
辺側部にそれぞれ複数のリード１２が設けられる。これ
らリード１２は、モールド部１１の側部に一定の間隔を
隔て配置され、略鉤形状に屈曲して側方へ延出する。

【００２１】回路基板２０は、ソケット本体３０の後述
する装填穴と対応した矩形領域の４辺部分にそれぞれ複
数の電極端子２１が一定間隔を隔て形成され、また、矩
形領域の角部にそれぞれ取付穴２２が、対向する一対の
辺に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、半導体パッケージ１０のリード１
２と対応し、このリード１２に対してエラストマコネク
タ５０の後述するオフセット量ｘに対応した寸法だけ偏
位した位置に形成される。なお、後述するように、取付
穴２２にはソケット本体３０の取付用のボルト等が挿通
されて裏面側でナット等と螺合し、また、位置決め孔２
３には後述する位置決めピン３３（図１参照）が嵌挿す
る。

【００２２】ソケット本体３０は、略矩形板状の部材か
らなり、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、ポリエーテルサル
フォン樹脂あるいはポリエーテルイミド樹脂等を用いて
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。ソケット本体３０には、中央に表側（回路基板２
０と反対側）に開口する装填凹部（装填部）３１が、ま
た、裏面に装填凹部３１の４辺周縁で取付凹部３９が切
欠形成され、これら取付凹部３９にそれぞれリードフレ
ーム４０とエラストマコネクタ５０が位置合わせされて
ビス等により一体的に設けられる（図４参照）。装填凹
部３１は、断面形状が半導体パッケージ１０のモールド
部１１と対応した矩形状であって、半導体パッケージ１
０が着脱自在に装填される。この装填凹部３１には、４
隅にそれぞれ位置決め部３５が形成され、底部に位置決
め部３５間でそれぞれ矩形の接続穴３６が貫通形成され
ている。

【００２３】位置決め部３５は、互いに対向する側にそ
れぞれテーパ面３５ａと平行位置決め面３５ｂを、ま
た、対角線方向に平面視直角な位置決め切欠部３５ｃを
有する。テーパ面３５ａは、互いの間隔が装填凹部３１
の開口側で拡がるように傾斜し、装填凹部３１内に装填
される半導体パッケージ１０のリード１２を接続穴３６
上に案内する。平行位置決め面３５ｂは、互いの間隔が
半導体パッケージ１０の１辺のリード１２の配列長さと
略等しく、接続穴３６上のリード１２の位置を規定す
る。位置決め切欠部３５ｃは、角間の間隔が半導体パッ
ケージ１０のモールド部１１の対角線の長さと略等し
く、モールド部１１を位置決めする。

【００２４】また、このソケット本体３０には、対向す
る一対の辺部の裏面（回路基板２０側の面）にそれぞれ
位置決めピン３３が植設され、他の対向する一対の辺部
の外側に係止切欠部３７が、装填凹部３１の外側の４隅
にそれぞれ取付孔３２が形成される。位置決めピン３３
は回路基板２０の位置決め孔２３に嵌合し、取付孔３２
にそれぞれ取付用のボルトが挿通し、係止切欠部３７に
蓋体７０の爪片が係止する。このソケット本体３０は、
位置決めピン３３により位置決めされ、取付孔３２およ
び回路基板２０の取付孔２２を貫通するボルトにより回
路基板２０に取り付けられる。

【００２５】図４に示すように、リードフレーム４０
は、ポリイミドやポリエステル等のベースフィルム４１
の一面（回路基板２０側の面）に複数の接続導片４２が
所定の間隔を隔て平行に設けられ、他面が導電層４３に
より被覆される。図中明示しないが、導電層４３は、周
知の銅箔等からなり、電気的に接地され、また、電源ラ
インとの間にチップコンデンサが介装される。なお、こ
のリードフレーム４０はフレキシブル配線基板の製造に
周知の方法、例えば、パターニング等で製造される。

【００２６】接続導片４２は、幅が０．２ｍｍ程度、厚
みが１５０μｍ程度の帯（線）状であって、ベリリウム
銅やリン青銅等の導電性ばね材からなる。これら接続導
片４２は、基板部分にベースフィルム４１と固着した接
続部４２ａを有し、先端部分が接続穴３６上に弾性撓み
可能に延出する。図５に詳示するように、接続部４２ａ
は径が先端部分より大きな円形であって、各接続導片４
２の接続部４２ａが千鳥状に配列される。図６ａに示す
ように、接続導片４２には先端部分に先端が鋭利な突起
（皮膜破壊部）４２ｂが半導体パッケージ１０のリード
１２と接触する部分に形成される。この突起４２ｂは、
半導体パッケージ１０のリード１２と接触した際にリー
ド１２の表面に形成された酸化膜等を破壊し（突き破
り）、リード１２と接続導片４２を確実に導通させる。
これら接続導片４２は、先端部分に３０ｇｆ程度の荷重
を負荷した時に０．３〜０．５ｍｍ程度の弾性撓みを生
じる特性に形成される。

【００２７】なお、接続導片４２に形成する皮膜破壊部
は上述した突起４２ｂに限られるものではなく、図６ｂ
〜ｅに示すようなものを形成することも可能である。す
なわち、図６ｂに示すようにリード１２と接触する部分
にパーティクル４２ｆを設けること、図６ｃに示すよう
にバリ４２ｇを立ち上げること、図６ｄや図６ｅに示す
ように接続導片４２の先端の端面やエッジでリード１２
と接触させること、また、図示しないがリード１２と接
触する部分の面をサンドブラスト等で粗面化することも
可能である。

【００２８】また、図示しないが、接続導片４２にはニ
ッケル下地めっきと金めっきが施される。ニッケル下地
めっきは２〜６μｍ程度の厚みに形成され、金めっきは
ニッケル下地めっき上に０．０３〜１．０μｍ程度の厚
み、より具体的には、ニッケル下地めっきは３．０μｍ
程度の厚み、金めっきは０．５μｍ程度の厚みに形成さ
れる。なお、述べるまでもないと解するが、めっきを施
すか否か、皮膜破壊部を形成するか否かは任意であり、
また、接続部４２ａは円形に限らず種々の形状を選択で
き、また、その大きさや配列も任意に選択できる。

【００２９】エラストマコネクタ５０は、例えば、図７
に示すように、エラストマシート５１に多数の金属細線
（導電性線状体）５２を斜めに平行に埋入貫通させて構
成され、前述した取付凹部３９内に接着剤等により取り
付けられて回路基板２０の電極端子２１と接触する。エ
ラストマシート５１は、厚みが０．３ｍｍ〜２．０ｍｍ
のシートであり、体積抵抗率が１０¹²Ω・ｃｍ以上で、
硬度（ＪＩＳＪ６３０１Ａ型）が２０°Ｈ〜６０°Ｈ
（好ましくは、３０°Ｈ〜６０°Ｈ）のエラストマから
構成される。このエラストマシートを構成するエラスト
マとしては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等のエラス
トマ性の熱硬化性樹脂、合成ゴムまたはポリエチレン樹
脂、ポリウレタン樹脂、ＡＢＳ樹脂、軟質塩化ビニル樹
脂等の熱可塑性樹脂等が挙げられるが、耐環境特性と耐
熱性等に優れた絶縁性のシリコーンゴムが望ましい。

【００３０】金属細線５２は、線径が２０μｍ〜９０μ
ｍ（望ましくは、２０〜７０μｍ）で、体積抵抗率が１
０^-1Ω・ｃｍ以下の材質の線材、具体的には、純金線、
金合金線、金めっき線、半田線、半田めっき線、銅合金
線等からなる。この金属細線５２は、７０〜１０００本
／ｍｍ²、望ましくは、１００〜１０００本／ｍｍ²の
配線密度で、相互に１０〜１２５μｍ程度の間隔、望ま
しくは、５０〜１００μｍの間隔を隔てエラストマシー
ト５１中に垂直または斜めに平行に埋入され、エラスト
マシート５１の表裏に露呈する端部がシート５１の平面
方向にズレ（オフセット量ｘ）を生じる。この金属細線
５２の傾斜角度は、オフセット量ｘがエラストマシート
５１の厚みの０〜１／２程度となるように設定される。
なお、このエラストマコネクタ５０の一例として詳細を
本出願人が先に提出した特願平７−３２１３８７号に記
載されているため、一部の説明は割愛している。

【００３１】ただし、上述したエラストマコネクタ５０
は、図８ａ，ｂ，ｃに示すような態様に構成することも
可能である。図８ａに示す態様は、エラストマシート５
１から突出する金属細線５２の先端を折り曲げてエッジ
部５２ａを構成する。この態様は、エッジ部５２ａがリ
ードフレーム４０の接続部４２ａの酸化膜等を突き破る
ことができるため、接続部４２ａと金属細線５２とを確
実に導通させることができる。

【００３２】また、図８ｂに示す態様のエラストマコネ
クタ５０は、エラストマシート５１から突出した金属細
線５２の端部にレーザ加工等を施して球状の端子部５２
ｂを形成する。この端子部５２ｂは、金属細線５２より
も大径に成形することが好ましい。さらに、図８ｃに示
す態様のエラストマコネクタ５０は、エラストマシート
５１の表面に露呈する金属細線５２の端面に半田等を肉
盛り、あるいは、端面に金めっきを施して略半球状の端
子部５２ｃを成形する。これら図８ａ，ｂ，ｃの態様の
エラストマコネクタ５０は、エラストマシート５１から
エッジ部５２ａ（端子部５２ｂ，５２ｃ）が突出するた
め、リードフレーム４０の接続部４２ａとの接触圧が小
さくても確実に導通させることができる。

【００３３】押さえ部材６０は、板材６１の一面に４つ
の押さえ板６２を略四角形状に半導体パッケージ１０の
４辺のリード１２と対応した位置で固着して構成され、
これら板材６１および押さえ板６２が前述したソケット
本体３０と同様の樹脂から成形される。この押さえ部材
６０は、装填凹部３１内の半導体パッケージ１０上に載
せられ、押さえ板６２の先端が半導体パッケージ１０の
リード１２と当接して接続導片４２側に押圧する。な
お、６３は押さえ部材６０に貫通形成されたガイド孔で
あり、これらガイド孔６３には蓋体７０の後述するガイ
ドピンが摺動自在に挿通する。

【００３４】蓋体７０は、略矩形平板状をなし、対向す
る一対の側辺部にそれぞれ略矩形平板状の係止爪７１が
取り付けられる。係止爪７１は、中間部が図示しない支
持ピンにより回動自在に蓋体７０に支持され、裏面側縁
部に上述したソケット本体３０の係止切欠部３７に係止
可能な爪部７１ａが、反対側の縁部に滑り止め用の突条
７１ｂが形成される。これら係止爪７１は、支持ピンの
周りに設けられたトーションスプリングにより爪部７１
ａが接近する方向に付勢される。

【００３５】また、蓋体７０には、４つのスプリングピ
ン７２が表裏を貫通して裏面側への突出長さを調節可能
に螺合し、裏面の対向する辺部にそれぞれガイドピン７
３が植設される。図示および詳細な説明は割愛するが、
スプリングピン７２は、蓋体７０に螺合した六角穴付き
の殻体内にスプリングにより付勢されたプランジャを収
容して構成され、プランジャが蓋体７０に押さえ部材６
０に均一に当接するように配置される。これらスプリン
グピン７２は、プランジャが蓋体７０の裏面から押さえ
部材６０を押圧可能に突出し、殻体の螺合長さをレンチ
等を用いて調節することでプランジャの突出長さが調節
される。

【００３６】ガイドピン７３は、金属ピン等からなり、
蓋体７０の裏面に対称的に配列される。これらガイドピ
ン７３は、上述した押さえ部材６０のガイド孔６３に摺
動自在に挿通し、押さえ部材６０の移動を案内する。な
お、この実施の形態にあっては、蓋体７０を設けて押さ
え部材６０を押圧するが、蓋体７０は不可欠ではない。
すなわち、半導体パッケージ１０のリード１２とリード
フレーム４０の接続導片４２との接触荷重は１本のリー
ド１２に付いて（１組のリード１２，４２当たり）３０
ｇｆ程度で足りるため、この接触荷重が押さえ部材６０
の自重により確保されれば、蓋体７０は不要である。

【００３７】この実施の形態にかかる半導体素子検査用
ソケットは、回路基板２０への取付に際しては、先ず、
ソケット本体３０にリードフレーム４０を位置決めし
て、また、エラストマコネクタ５０を取り付ける。すな
わち、リードフレーム４０の接続導片４２をソケット本
体３０の接続穴３６に延出させ、また、リードフレーム
４０の接続部４２ａをエラストマコネクタ５０の一面に
接触させる。次いで、ソケット本体３０の位置決めピン
３３を回路基板２０の位置決め孔２３に挿通するととも
に、ソケット本体３０の取付孔３２と回路基板２０の取
付穴２２にボルトを挿通し、このボルトによりソケット
本体３０を回路基板２０に取り付ける。このため、半田
付けを行うこと無く回路基板２０に実装でき、また、リ
ードフレーム４０やエラストマコネクタ５０が劣化ある
いは損傷した場合には、回路基板２０から取り外すこと
ができ、回路基板２０を繰り返し使用することができ
る。

【００３８】そして、半導体パッケージ１０のバーンイ
ン等の試験に際しては、ソケット本体３０の装填凹部３
１内に半導体パッケージ１０を装填し、この装填凹部３
１内の半導体パッケージ１０上に押さえ部材６０を載せ
て蓋体７０をソケット本体３０の上部に取り付ける。こ
こで、半導体パッケージ１０は、位置決め部３５等によ
り位置合わせされ、リード１２がそれぞれ蓋体７０のス
プリングピン７２等により付勢されて適正な荷重（３０
ｇｆ程度）でリードフレーム４０の接続導片４２と接触
する。このため、半導体パッケージ１０は、リード１２
がリードフレーム４０およびエラストマコネクタ５０を
経て回路基板２０の電極端子２１と接続する。

【００３９】ここで、リードフレーム４０の接続導片４
２には半導体パッケージ１０のリード１２と接触する面
に突起４２ｂ形成され、半導体パッケージ１０は装填さ
れる際にリード１２が２〜２０μｍの範囲を接続導片４
２と摺接する（マイクロワイピング）。このため、半導
体パッケージ１０のリード１２に酸化膜等の電気的な導
通を阻害する膜が形成されていても、接続導片４２は突
起４２ｂが酸化膜を突起４２ｂが突き破り破壊してリー
ド１２と導通するため、電気的な導通を確実に得られ
る。

【００４０】また、リードフレーム４０には回路基板２
０と反対側の面に導電層４３が設けられ、この導電層４
３が接地され、また、導電層４３と電源ラインとの間に
チップコンデンサが介装されている。このため、電磁波
の遮蔽特性が改善され、また、電源電圧の安定化が図
れ、高周波信号を用いた検査も高い信頼性をもって行え
る。さらに、リードフレーム４０はフレキシブル配線基
板の製造に周知の方法で形成されるため接続導片４２の
インピーダンス等の設定の自由度が大きく、また、接続
部４２ａの配置や大きさの選択の自由度も大きくなるた
め回路基板２０の設計も容易となり、回路基板２０の共
通化も図れる。

【００４１】図９はこの発明の他の実施の形態にかかる
半導体素子検査用ソケットを示し、その一部拡大断面図
である。なお、上述した実施の形態と同一の部分には同
一の番号を付して図示と説明を省略する。

【００４２】この実施の形態は、リードフレーム４０の
１つの接続部４２ａに対して複数（２つ）の電極端子２
１ａ，２１ｂを回路基板２０に設け、これら電極端子２
１ａ，２１ｂをエラストマコネクタ５０を介して接続部
４２ａに並列に接続する。この実施の形態では、回路基
板２０の電極端子２１ａ，２１ｂを切り換えること等に
よって２種類の信号を用いた検査（評価）が可能であ
り、半導体パッケージ１０の検査を効率的に行える。

【００４３】なお、上述した各実施の形態では、半導体
パッケージ１０としてＱＦＰを例示するが、ＳＯＰやＰ
ＬＣＣの半導体パッケージにも適用できることは述べる
までもない。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明にかかる
半導体素子接続用ソケットによれば、半導体パッケージ
を着脱自在に位置決めして収容可能な装填部が形成され
たソケット本体を回路基板に位置決めして取り付けると
ともに、導電回路および該導電回路と導通して装填部内
に延出する接続導片を備えるリードフレームをソケット
本体に位置決めして取り付け、このリードフレームの導
電回路と回路基板の電極端子との間にエラストマコネク
タを介装して電気的に導通させ、装填部内に装填された
半導体パッケージのリードをリードフレームの接続導片
と接触させて回路基板の電極端子と接続するため、少な
い部品点数、かつ、半田付けを必要としない簡単な構造
で構成でき、また、安定した接続が長期にわたって得ら
れ、さらに、半導体パッケージの傷付き等も防止でき
る。

【００４５】そして、請求項４に記載の発明にかかる半
導体素子検査用ソケットは、リードフレームの接続導片
に皮膜破壊部を形成し、接続導片が半導体パッケージの
リードと接触した時にリード表面の酸化膜等を破壊する
ため、より安定的に接続でき、高い信頼性が得られる。

【００４６】また、この発明にかかる半導体素子検査用
ソケットは、リードフレームのベースフィルム他面側に
導電層を形成し、この導電層を接地することで電磁波の
シールド性が改善でき、また、導電層と電源ラインとの
間にチップコンデンサを介装することにより優れた高周
波特性と電源電圧の安定化が図れる。

【００４７】さらに、請求項５に記載の発明にかかる半
導体素子検査用ソケットは、エラストマコネクタによる
リードフレームと回路基板との接続が高い信頼性をもっ
て、また、優れた耐久性をもって行えるという効果が得
られる。またさらに、リードフレームの１つの接続部に
対して複数の電極端子を回路基板に設け、これら電極端
子をリードフレームの１つの接続部に並列に接続するた
め、複数の種類の信号を用いた検査が効率的に行え、検
査時間の短縮が図れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一の実施の形態にかかる半導体素子
検査用ソケットの分解斜視図である。

【図２】同半導体素子検査用ソケットの分解した状態の
断面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ矢視図である。

【図４】同半導体素子検査用ソケットの一部を拡大した
模式断面図である。

【図５】同半導体素子検査用ソケットのリードフレーム
の底面図である。

【図６】ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅがそれぞれ同リードフレー
ムの他の態様を示す一部拡大断面図である。

【図７】同半導体素子検査用ソケットのエラストマコネ
クタの模式断面図である。

【図８】ａ，ｂ，ｃがそれぞれ同エラストマコネクタの
他の態様を示す一部拡大断面図である。

【図９】この発明の他の実施の形態にかかる半導体素子
検査用ソケットの一部を拡大した模式断面図である。

【符号の説明】

１０半導体パッケージ（半導体素子）１１モールド部（本体）１２リード２０回路基板２１電極端子２１ａ電極端子２１ｂ電極端子３０ソケット本体３１装填凹部（装填部）３２取付孔３３位置決めピン３５位置決め部３６接続穴４０リードフレーム４１ベースフィルム４２接続導片４２ａ接続部４２ｂ突起（皮膜破壊部）４３導電層５０エラストマコネクタ５１シート体５２金属細線６０押さえ部材７０蓋体７２スプリングピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平９−161870（ＪＰ，Ａ) 特開平９−17535（ＪＰ，Ａ) 特開平８−335486（ＪＰ，Ａ) 特開平８−55648（ＪＰ，Ａ) 特開平６−300815（ＪＰ，Ａ) 特開平６−180344（ＪＰ，Ａ) 特開平６−177286（ＪＰ，Ａ) 特開平６−119960（ＪＰ，Ａ) 特開平４−95883（ＪＰ，Ａ) 特開平１−248650（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01R 11/01 H01R 33/76 G01R 31/26 H01L 23/32

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】素子本体の外側にリードまたは電極を有
する半導体素子の検査に用いられ、前記リードまたは電
極を回路基板の電極端子に導通する半導体素子検査用ソ
ケットであって、前記回路基板に位置決めして取り付けられ、前記半導体
素子の素子本体を位置決めして着脱自在に装着可能な装
填部を有するソケット本体と、該ソケット本体と前記回路基板との間に介設され、該回
路基板側の面に前記ソケット本体の装填部内に前記半導
体素子のリードまたは電極と接触可能に延出する接続導
片を有するリードフレームと、絶縁性のゴム製弾性材料からなるエラストマシートに複
数の導電性線状体を厚み方向に垂直または斜めに貫通さ
せて構成され、前記リードフレームと前記回路基板との
間に介設されて両面がそれぞれ前記回路基板の電極およ
び前記リードフレームの接続導片と接触するエラストマ
コネクタと、を備えることを特徴とする半導体素子検査
用ソケット。
【請求項２】前記リードフレームが、絶縁性樹脂から
なるベースフィルムの一面にパターン形成したフレキシ
ブル配線基板である請求項１に記載の半導体素子検査用
ソケット。
【請求項３】前記リードフレームの接続導片が、ばね
性を有するリン青銅またはベリリウム銅からなり、前記
装填部内で略弓状に湾曲するものである請求項１または
請求項２に記載の半導体素子検査用ソケット。
【請求項４】前記リードフレームの接続導片が、前記
半導体素子のリードまたは電極と接触する部分に粗化あ
るいは鋭利な皮膜破壊部を有する請求項１、請求項２ま
たは請求項３に記載の半導体素子検査用ソケット。
【請求項５】前記エラストマシートは、前記エラスト
マシートが硬度２０°Ｈ〜６０°Ｈの絶縁性エラストマ
シート、前記導電性線状体が１０^-1Ω・ｃｍ以下の体積
抵抗率を有する直径２０μｍ〜９０μｍの金属細線であ
って、該金属細線を前記エラストマシート中に１０μｍ
〜１２５μｍの間隔、かつ、両端が前記エラストマシー
トの平面方向にその厚みの０〜１／２のオフセット量を
生ずる傾斜で貫通配置してなる請求項１から請求項４の
いずれか１項に記載の半導体素子検査用ソケット。
【請求項６】前記半導体素子のリードを前記リードフ
レームの接続導片に向けて押圧して所定の接触荷重を付
与する押さえ部材を設けた請求項１から請求項７のいず
れか１項に記載の半導体素子検査用ソケット。