JP3342789B2 - 導電性接触子 - Google Patents
導電性接触子Info
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Description
査用のコンタクトプローブ、及びLSIチップまたはL
SIチップを搭載したパッケージの検査用ソケットや製
品用ソケットに用いられる導電性接触子に関するもので
ある。
ジには種々のものがあるが、表面実装に用いられている
パッケージの主流であるQFPには、近年の多端子化と
小型化とに対応するべくリードピッチの狭小化が行われ
てきた。さらに、より一層の多端子化に対応すべく、P
GA(ピン・グリッド・アレイ)からLGA(ランド・
グリッド・アレイ)やBGA(ボール・グリッド・アレ
イ)、さらにCSP(チップ・サイズ・パッケージ)な
どのパッケージが用いられている。なお、これらパッケ
ージのピンのピッチは、同一サイズのLSIに対して、
PGAが2.54mm、LGAが1.27mm、BGA
が略0.8mm、CSPが略0.5mmのようになる。
1aに示されるように、ウェハから切り出したLSIチ
ップ21をパッケージ22に搭載するが、その取り付け
には、ピンに相当する小径の半田ボールなどを介して直
接パッケージ22に取り付けるフリップチップタイプを
採用していた。そして、LSIチップ21を搭載された
パッケージ22を図11bに示されるように基板23に
取り付けていた。このフリップチップにあっては、基板
を小さくして小型化できると共に、導通経路長が短く高
速化できるため高性能になるという効果がある。
パッケージには専用ソケットが用いられているが、BG
A及びCSPやフリップチップタイプには使用できるソ
ケットがなく、直接半田付けしていたため、交換が困難
であり、専門家(メーカの技術者など)に作業してもら
う必要があるという問題があった。
ピッチ(パターン間300μm以下)の格子配置に対応
し得ること、接触相手のパターン面の反りや凹凸に対応
するべく大きく変位(たわみやストローク)し得るこ
と、接触抵抗の安定化、高周波信号に対応可能であるこ
と、及び許容電流値(数百mA)が高いこと、の各条件
を満たすことが求められている。
て、BGA及びCSPやフリップチップタイプに使用可
能なソケットを構成し得ると共に、高周波信号に対応し
得ると共に許容電流を大きくし得る導電性接触子を実現
するために、本発明に於いては、ホルダと、前記ホルダ
に設けた貫通孔に軸線方向に伸縮可能に支持されたコイ
ル状ばねとを有し、前記コイル状ばねに同軸的に円筒状
をなす導電性金属膜を略全長に渡って一体的に形成した
ものとした。特に、前記導電性金属膜が、導電性の箔か
らなると良い。また、半導体素子と基板との間に介装さ
れる絶縁板状体と、前記板状体にその板厚方向に貫通さ
せて設けた貫通孔に軸線方向に伸縮可能に支持された非
金属弾性体とを有し、前記非金属弾性体の表面全体に導
電性金属膜を一体的に形成すると良い。
例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明す
る。
ソケットを示す第1の具体例である。本ソケットにあっ
ては、従来例のLSIチップ21をパッケージ22に搭
載する際に両者間に介装して用いるのに適し、ホルダと
しての絶縁板状体1には、小径部及び大径部を同軸的に
形成してなる貫通孔2が板厚方向に貫通して設けられて
いる。
に受容されている。コイルばね3の中間部3aは、軸線
方向両端部側部分よりも半径方向外向きに膨出するよう
にされており、その中間部3aの一端を貫通孔2の大径
部と小径部との境界である肩部に係合させるように貫通
孔2の大径部側に受容されている。すなわち、コイルば
ね3は、貫通孔2の大径部側から挿入させて組み付けら
れ、自然状態で絶縁板状体1の表裏面よりも所定長突出
するようにされている。
蛇腹状の導電性金属膜を形成するように、コイルの素線
及び素線間にメッキなどにより厚さ数μm(1〜8μ
m)の薄膜4を一体的に形成して、導電性接触子5が形
成されている。この薄膜4の材質には金や白金などの貴
金属が用いられると良いが、導電性金属であれば良く、
その材質を限定するものではない。また、本ソケット
は、コイルばね3の軸線方向両端からなる接触子5a・
5bを従来例で示したLSIチップ21のリードピンと
パッケージ22の端子とにそれぞれ接触させて使用す
る。
度補償テスト(120〜150℃の雰囲気で数時間〜数
十時間、加熱した後、機能チェックを行う)であるバー
ンインテストを行う際のソケットに用いるのに適する。
従来は、本テストの際には適当なソケットがないため、
LSIチップを半田付けし、テスト後に半田を取り除い
ていたため、製品コストが高騰化しかつ発展しない原因
となっていた。それに対して、本発明の導電接触子構造
を有するソケットによれば、上記テスト時のソケットに
容易に使用可能であり、繰り返しの使用に耐え得る。
22との間に介装して使用する場合にはコイルばね3が
圧縮変形し、また検査用ソケットに用いた場合にはテス
トに使用する度に伸縮を繰り返すことから、その変形時
に薄膜4にひびが生じたり、一部が脱落したりする虞が
ある。そのようなひびや脱落を防止するためには、薄膜
4の表面に、さらに樹脂の薄膜を設けると良い。
触部に直接接触させるようにしたものを示したが、本発
明のソケットにあっては上記図示例に限定されるもので
はなく、図2及び図3に第2及び第3の具体例を示す。
なお、前記図示例と同様の部分には同一の符号を付して
その詳しい説明を省略する。図2及び図3に示されるよ
うにコイルばね3の両端部に種々の形状の接触端子を設
けて各導電性接触子6・7を形成しても良い。図2にお
けるコイルばね3の両端部に設けた両接触端子8は、同
軸的に形成されたボス部をコイルばね3の端部に挿着さ
れて一体化されていると共に、鋭角断面形状による環状
接触子8aを有するように円錐形状に凹設されて形成さ
れている。
の一方の端部に図2と同様に設けられた接触端子9が円
錐屋根形状の接触子9aを有するように形成され、コイ
ルばね3の他方の端部に設けられた接触端子10が半球
形状の接触子10aを有するように形成されている。こ
のようにして種々の形状の接触端子を有する導電性接触
子を構成することにより、被接触部の形状や材質の違い
に好適に対応し得る。
うにコイルばね3を用いることに限定されるものではな
い。例えば図4a・4bに示したものでは、前記コイル
ばね3の代わりにゴム系または樹脂系で成形された非金
属弾性体11を棒状に形成し、かつその中間部11aを
半径方向外向きにある程度膨出させ、軸線方向両端部及
び中間部を球の曲面状になるように形成している。この
非金属弾性体11の表面に、前面を覆うように金や白金
などの貴金属をメッキして薄膜4を形成し、導電性接触
子12を形成している。
と同様の絶縁板状体1の貫通孔2に、その大径部側から
導電性接触子12を挿入し、中間部9aを大径部と小径
部との境界である肩部に係合させるように導電性接触子
12を貫通孔2に組み付ける。このようにしてなるソケ
ットも、非金属弾性体9の両端の半球形状からなる各接
触子12a・12bを被接触部に接触させて、前記図示
例と同様に半導体素子の検査用または製品用ソケットに
用いることができる。
イルばねを用いたタイプのものに対して、製造が容易で
あり、大量生産に好適である。また、許容電流及び低イ
ンダクタンス化にも有利である。
の第1変形例であり、軸心に直交する断面形状が図6b
に示されるように略十字形になるように形成されてい
る。図7に示される導電接性触子14は、図5の第2変
形例であり、軸心に直交する断面形状が図7bに良く示
されるように一部を扇形に切除して、軸線方向に延在す
るV字溝14aを有する形状に形成されている。図8に
示される導電性接触子15は、図5の第3変形例であ
り、軸線方向に貫通する軸心孔15aを有するように、
軸心に直交する断面形状が図8bに良く示されるように
円筒形状をなすように形成されている。これら図6乃至
8に示される導電性接触子13〜15にあっては、表面
積すなわち薄膜4の断面積が大きくなるため、低抵抗化
による許容電流の増大に有効である。
に、図1と同様のコイルばね3の中間部3aを除いた各
小径巻線部に導電性の円筒状箔16を巻き付けるように
設けても良い。これによれば、量産に好適である。この
図示例では中間部3aを除いて箔16を巻き付けている
が、中間部3aは密着巻き部分であることから、軸線方
向に電流が流れ得るため何ら問題がないためである。な
お、中間部3aを覆うように全長に渡って箔を巻き付け
るようにしても良い。
タイプのコイルばね17の両端部に各接触端子18を図
2と同様に半田付けなどにて固着して、そのコイルばね
17の外周全体に導電性の円筒状箔19を巻き付けても
良い。この場合にも、上記と同様に量産に好適である。
したようにLGA・BGA・CSPなどのパッケージと
基板との間に介装する中継用ソケットや、LSIチップ
などのウェハとパッケージとの中継用ソケットとして使
用するのに好適であるが、コンタクトブローブとして用
いることもできる。なお、コイルばねを用いたものにあ
っては、繰り返し使用される検査工程用に好適であり、
非金属弾性体を用いたものにあっては、コイルばねのも
のよりは耐久性に劣ることから使用回数の少ない製品用
ソケット(コンピュータの内部部品など)などに使い分
けると良い。
イルばね及び非金属弾性体の軸線方向中間部を半径方向
外向きに膨出させた形状にしているが、このようにする
ことにより、組み立てる際に軸線方向両端部のどちらを
先に貫通孔に挿入しても何ら問題なく組み立てることが
できる。さらに、貫通孔2を軸線方向の一方の側に小径
部を他方の側に大径部を同軸的に形成した形状にした
が、中央に小径部を設け、軸線方向両端側にそれぞれ大
径部を設けた上下対称にしても良い。
ねに導電性金属膜あるいは導電性の箔を略全長に渡って
設けることにより、半導体素子の検査や製品としての使
用時における電流がコイル状に流れることなく、軸線方
向に流れ得るため、インダクタンスを好適に小さくで
き、数十MHz以上の高周波信号に対してインダクタン
スが大きすぎることがない。また、導体の断面積を広
く、導体長を短くし得るため、抵抗が低く、許容電流を
増大し得る。また、LSIチップをパッケージに搭載す
る際に両者間に介装するソケットとしても用いることが
でき、コンパクトな構造であることから、リードピン間
のピッチが0.2mm程度のものにも適用し得る。
す側断面図。
断面図であり、(b)は(a)の矢印IV線から見た上面
図。
1と同様の図。
図であり、(b)は(a)の矢印VIb線から見た上面
図。
図であり、(b)は(a)の矢印VIIb線から見た上面
図。
図であり、(b)は(a)の矢印VIIIb線から見た上面
図。
の搭載要領を示す模式的斜視図であり、(b)はパッケ
ージを基板に取り付けた状態を示す模式的斜視図。
Claims (3)
- 【請求項1】 ホルダと、前記ホルダに設けた貫通孔に
軸線方向に伸縮可能に支持されたコイル状ばねとを有
し、 前記コイル状ばねに同軸的に円筒状をなす導電性金属膜
を略全長に渡って一体的に形成したことを特徴とする導
電性接触子。 - 【請求項2】 前記導電性金属膜が、導電性の箔からな
ることを特徴とする請求項1に記載の導電性接触子。 - 【請求項3】 ホルダと、前記ホルダに設けた貫通孔に
軸線方向に伸縮可能に支持された非金属弾性体とを有
し、 前記非金属弾性体の表面全体に導電性金属膜を一体的に
形成したことを特徴とする導電性接触子。
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