JP4081309B2

JP4081309B2 - ELECTRONIC COMPONENT SOCKET, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND MOUNTING STRUCTURE USING ELECTRONIC COMPONENT SOCKET

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Publication number: JP4081309B2
Application number: JP2002181385A
Authority: JP
Inventors: 満晴清水; 一成今井; 正宏経塚; 晶紀白石
Original assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date: 2002-02-01
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2022-06-21
Also published as: JP2003297507A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子部品用ソケット及びその製造方法並びに電子部品用ソケットを用いた実装構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子を実装基板に実装する方法としてもっとも広く行われている方法は、リードフレームあるいは回路基板（半導体パッケージ）等に半導体素子を搭載し、アウターリードあるいは外部接続端子といった実装用の接続端子を備えた半導体装置を形成し、この半導体装置を実装基板に実装する方法である。半導体装置としてはきわめて多様な製品が提供されているが、半導体素子を実装するためにリードフレームや回路基板を使用する方法は、製造コストがかかることから、より簡便に低コストで実装する方法が求められるようになってきた。
【０００３】
半導体素子を簡便に実装する方法としては、たとえば、ウエハ段階で、チップサイズで搭載可能な実装用の端子を備えた形態にまで形成し、ウエハから個片化した半導体素子をそのまま実装する方法、あるいは単なる接続電極のみを備えた半導体素子をソケットにセットし、ソケットごと実装基板に実装する方法等がある。もちろん、ソケットを利用する方法には半導体素子を回路基板等に搭載した半導体装置をソケットに搭載して実装するという方法もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１０は、ソケットを利用して半導体素子を搭載する従来の実装構造を示す（特開平11-126800号公報）。この実装構造は、プリント基板からなる実装基板１０にはんだボール１４を介してソケット１２を接合し、ソケット１２に半導体装置１６を搭載したものである。ソケット１２は枠体状に形成したフレーム１８の底部に樹脂基板からなる支持基板２０を接合して上部が開口した形状に形成されている。支持基板２０にはスルーホール２２が設けられ、支持基板２０の上面にスルーホール２２に接続して設けたランドには接触端子２４が設けられ、支持基板２０の下面に設けたランドにははんだボール１４が接合されている。接触端子２４はワイヤの基端をランドにボンディングし、ワイヤを屈曲させて上方に延出させている。
【０００５】
ソケット１２に半導体装置１６を搭載する場合は、ソケット１２の上方から半導体装置１６を挿入し、半導体装置１６を支持基板２０に向けて弾性的に押圧するようにバネクリップ２６をフレーム１８に取り付けることによって行う。接触端子２４は半導体装置１６の基板の下面に設けられているランド・グリッド・アレイ型の平面電極１６ａと同一の平面配置に設けられており、バネクリップ２６により半導体装置１６を下方に押圧することによって平面電極１６ａが接触端子２４の頂部に圧接され、半導体装置１６とソケット１２とが電気的に接続される。
【０００６】
図１０に示すソケット１２を利用した実装構造は、半導体装置１６を着脱可能に実装することができ、半導体装置１６を簡単に実装することができるとともに、ソケット１２に半導体装置１６をセットして半導体装置１６を試験することも可能である。
しかしながら、図１０に示す従来のソケットでは支持基板２０にスルーホール２２を設け、スルーホール２２の両端に形成したランドにはんだボール１４と接触端子２４とを接合する構造としたことでソケット１２の構成が複雑となり、製造コストがかかるという問題がある。また、ソケット１２を製造する工程で接触端子２４の弾性を確保するために２５０℃程度に加熱する熱処理を行う場合は、支持基板２０としてポリイミド樹脂等の耐熱性の高い樹脂を使わなければならず、これによって製造コストがかかるという問題もある。
【０００７】
なお、電子部品用ソケットを用いた実装構造において、電子部品用ソケットは実装基板と半導体素子とを電気的に接続するインターポーザとして作用している。図１０に示す実装構造では、支持基板２０の一方の面に接触端子２４を、他方の面にはんだボール１４を設けて、支持基板２０の一方の面側でのみ弾性的にパッド等の接続部に押接できるようにしているが、支持基板２０の他方の面にも接触端子２４を設けることにより、支持基板２０の両面でパッド等の接続部を弾性的に押接して電気的に接続させるように形成することができる。このような構成の電子部品用ソケットは、電子部品の中間に介在して相互に電気的に接続するインターポーザとして使用することが可能である。しかしながら、支持基板２０の両面に接触端子２４を形成することは、通常の方法では困難であり、特別の治具を用意しなければならないといった製造上の問題があった。
【０００８】
そこで、本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、半導体装置等を着脱可能に実装することができ、電子部品間を電気的に接続するインターポーザとしても利用することができるとともに、量産が可能で、電気的特性も優れた電子部品用ソケット及びその製造方法並びに電子部品用ソケットを用いた実装構造を提供するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、半導体素子あるいは半導体装置等の電子部品と実装基板との間に介在して電子部品を着脱可能に装着するとともに、電子部品と実装基板とを電気的に接続する電子部品用ソケットであって、樹脂からなるソケット本体の実装面側に、ソケット本体と一体にソケット本体から突出して設けられた樹脂バンプの外面に導体膜が被着して形成された接続端子が設けられ、前記導体膜の内面に基端が接合され、基端側が前記樹脂バンプおよび前記ソケット本体に埋没して封止されるとともに、先端側が前記ソケット本体の実装面とは反対面側から屈曲形状に延出して形成された接触端子が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
また、前記接続端子に、外部接続端子が接合されていることを特徴とする。
また、前記電子部品用ソケットが、接続端子を互いに対向して組み合わされ、前記接続端子が一体に接合されて電気的に接続されていることを特徴とする。また、前記ソケット本体の外周縁に、ソケット本体と一体にソケット本体を支持する支持枠が設けられていることを特徴とする。
また、接触端子が、ワイヤによって形成されていることを特徴とする。なお、前記ワイヤとしては鉄ワイヤ、銅ワイヤ、白金ワイヤ等が使用でき、ワイヤに弾性をもたせるためにワイヤに剛性めっきを施すことも有効である。
また、前記接触端子が、リード片によって形成されていることを特徴とする。リード片は金属板をプレス加工あるいはエッチング加工して形成することができる。
【００１１】
また、前記電子部品用ソケットを電子部品と実装基板間に介在させ、電子部品と実装基板とを電気的に接続した電子部品用ソケットを用いた実装構造であって、前記電子部品の電極端子と前記電子部品用ソケットの接触端子とを位置合わせするとともに、電子部品を前記電子部品用ソケットに向けて弾性的に押圧し、電子部品の電極端子と前記電子部品用ソケットの接触端子とを電気的に接続したことを特徴とする。
【００１２】
また、半導体素子あるいは半導体装置等の電子部品と実装基板との間に介在して電子部品を着脱可能に装着するとともに、電子部品と実装基板とを電気的に接続する電子部品用ソケットの製造方法であって、金属板の両面を絶縁被膜により被覆し、該金属板の一方の面の絶縁被膜を電子部品用ソケットの接触端子を形成する部位が露出するレジストパターンに形成する工程と、前記レジストパターンをマスクとして金属板の露出部分をエッチングして金属板の一方の面に凹部を形成する工程と、前記凹部の内面に、金属板をエッチングする際に使用するエッチング液によっては溶解されない金属からなる導体膜を形成する工程と、前記凹部の内底面を被覆する導体膜に基端が接合され、中途部が屈曲されて先端側が凹部から延出された接触端子を、前記各々の凹部に起立した状態に形成する工程と、前記金属板の一方の面に、電子部品用ソケットのソケット本体となる領域を囲む支持枠を接合する工程と、前記支持枠によって囲まれた前記凹部を含む領域内に樹脂を充填し、樹脂を硬化させて前記接触端子の基端側を樹脂によって封止する工程と、前記接触端子の基端側を樹脂によって封止した後、前記金属板の他方の面に被着している絶縁被膜を除去し、次いで、前記金属板をエッチングして除去する工程とを備えることを特徴とする。なお、前記金属板としては銅板等の適宜金属材料が使用できる。
【００１３】
また、前記ワイヤの基端を凹部の内底面を被覆する導体膜に接合し、ワイヤを屈曲させながら引き上げ、ワイヤの引き上げ端を溶断して接触端子を形成することを特徴とする。
また、前記接触端子を形成した後、接触端子の基端側を樹脂によって封止する工程の前に、前記接触端子に剛性めっきを施すことを特徴とする。
また、前記剛性めっきを施した後、接触端子の基端側を樹脂によって封止する工程の前に、前記接触端子の弾性を高めるための熱処理を施すことを特徴とする。
また、前記金属板をエッチングして除去した後、金属板の一方の面に被着されていたレジストパターンを除去することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面にしたがって詳細に説明する。
本実施形態の電子部品用ソケットの製造方法は、ワイヤ状に形成される接触端子を支持するために製造段階で使用する基材として金属板を使用し、最終的には接触端子を樹脂によって支持して電子部品用ソケットとすることを特徴とする。図１は金属材として銅板３０を使用し、銅板３０を基材として電子部品用ソケットを製造する製造方法の一実施形態を示す。
【００１５】
図１(a)は製造段階で基材として使用する銅板３０を示す。この銅板３０は接触端子等の支持体として使用するとともに、電子部品用ソケットを形成する際に実装基板に接合する接続端子をバンプ状に形成する目的で使用する。銅板３０の厚さは適宜選択可能であるが、通常は０．１〜０．５ｍｍ程度の厚さのものでよい。実際の製造工程では、個片の電子部品用ソケットが多数個形成できる大判の銅板３０をワークとし、ワーク全体に露光および現像等の処理を施して製造する。図１では、説明上、単一の電子部品用ソケットの部分について製造工程を示している。
【００１６】
図１(b)は、銅板３０の両面を絶縁被膜となる感光性レジストにより被覆し、露光および現像を施してレジストパターン３２ａ、３２ｂを形成した状態を示す。銅板３０の上面（一方の面）に形成するレジストパターン３２ａは、電子部品用ソケットで接触端子を形成する部位、すなわち電子部品用ソケットで実装用の接続電極が形成される部位に対応する部位を露出させて形成したものである。図でＡ部分が接触端子を形成する部位に相当する。接触端子は銅板３０の上面に形成するから、銅板３０の下面は全体にわたってレジストパターン３２ｂにより被覆されている。なお、本実施形態では、銅板３０の端部にガイド孔を形成するため、ガイド孔の形成部位（Ｂ部分）を露出させるようにレジストパターン３２ａ、３２ｂを形成しているが、ガイド孔は必要に応じて設ければよい。
【００１７】
図１(c)は、銅板３０の両面に設けたレジストパターン３２ａ、３２ｂをマスクとして銅板３０の露出部分を化学的にエッチングし、銅板３０の上面に凹部３４を形成した状態を示す。この凹部３４は電子部品用ソケットを形成した際に、実装用の接続電極がバンプ状に形成される部位となる。凹部３４の深さも適宜選択することができる。通常は０．１〜０．３ｍｍ程度でよい。このエッチング処理により、銅板３０の上面には平面配置で縦横に一定間隔で整列した状態に凹部３４が形成される。
【００１８】
図１(d)は、凹部３４の内面にワイヤボンディングによって接触端子を形成する前工程としてめっきにより導体膜３６を形成した状態を示す。この導体膜３６はワイヤボンディングによって接触端子を形成する際に良好なボンディング性が得られる金属、たとえばパラジウム等によって形成するのがよい。銅板３０は最終的に化学的にエッチングして除去し、導体膜３６は電子部品用ソケットの接続電極として外面に露出する部位となる。したがって、導体膜３６は銅板３０を化学的にエッチングするエッチング液によって溶解されない金属によって形成する必要がある。
これらの点でパラジウムは導体膜３６を形成する金属として適するものであるが、接続電極として外面に露出すること等を考慮し、たとえば、パラジウムめっき、金めっきをこの順に施して導体膜３６を複数の層構成とするといったことも可能である。
【００１９】
図１(e)は、次に、銅板３０の上面に支持枠３８を接合した状態を示す。支持枠３８は単一の電子部品用ソケットを形成する領域ごとに平面形状で矩形の枠状に形成して銅板３０に接合する。この支持枠３８は電子部品用ソケットの外周部を保形して支持する作用をなすものであり、一定の強度、保形性を有するものであればとくに材質が限定されるものではない。本実施形態ではガラスエポキシ材からなる枠体を銅板３０の上面に接着して取り付けた。また、支持枠３８は、電子部品用ソケットのソケット本体を形成する樹脂材をポッティングする際のダムとしても作用する。したがって、電子部品用ソケットのソケット本体の厚さ寸法を考慮して所定の厚さの支持枠３８を使用する。
なお、支持枠３８を銅板３０の上面に接着する操作は、めっきにより導体膜３６を形成する工程の前に行ってもよく、以下で説明する、接触端子４０を形成する工程の後に行うこともできる。
【００２０】
図１(f)は、銅板３０に形成した凹部３４に接触端子４０を形成した状態を示す。接触端子４０は金ワイヤを用いたワイヤボンディング法によって形成する。すなわち、凹部３４の内底面に金ワイヤの基端をボンディングし、凹部３４から金ワイヤを引き上げ、金ワイヤを操作するキャピラリをいったん横方向に移動させて金ワイヤをＬ字形に曲げた後、再度上方に曲げて金ワイヤを溶断する。これによって、図１(f)に示すような、横方向に屈曲した形状の接触端子４０を得ることができる。金ワイヤをＬ字形に曲げて接触端子４０を形成しているのは、接触端子４０が上下方向に曲がりやすくして弾性をもたせるためである。
【００２１】
金ワイヤを屈曲させて形成した状態では、接触端子４０として十分な弾性を備えていないから、すべての凹部３４に接触端子４０を形成した後、本実施形態では接触端子４０の表面にニッケル−コバルトめっきと金めっきをこの順に施して接触端子４０に弾性（復元性）を付与するようにした。ニッケル−コバルトめっきは金ワイヤの剛性を高めるために施す剛性めっきであり、金めっきは接触端子４０の耐候性を付与するための保護めっきである。
【００２２】
なお、ニッケル−コバルトめっきを施した後、熱処理を施すことにより接触端子４０の弾性がさらに有効になる。この熱処理はニッケル−コバルトめっきを施した後、後述する樹脂４２によって接触端子４０を封止する前に行えばよい。本実施形態では基材に銅板３０を使用し、樹脂４２によって接触端子４０を封止する前工程で熱処理を行うから、樹脂４２に耐熱性の高い材料を使用する必要がないという利点がある。なお、この熱処理は樹脂４２によって接触端子４０の基端側を封止する工程での加熱温度によっては、この封止工程における加熱を利用することで同時に行うこともできる。本実施形態では接触端子４０の剛性を高める剛性めっきとしてニッケル−コバルトめっきを施したが、これ以外のめっきによることも可能である。
【００２３】
図２は、銅板３０に形成した凹部３４に接触端子４０を形成した状態を銅板３０の上面側から見た状態を示す。本実施形態では、図のように、凹部３４は縦横方向に一定間隔で整列して配置され、各々の凹部３４から同じ向きにＬ字状に屈曲して起立した形状に接触端子４０が設けられている。凹部３４の内面にはパラジウムめっき等によりボンディング性の良い導体膜３６が形成されているから、接触端子４０は導体膜３６に確実に接合される。
【００２４】
図１(g)は、凹部３４の内底面に起立させて金ワイヤをボンディングし、金ワイヤに剛性めっきを施して接触端子４０を形成した後、支持枠３８によって囲まれた領域内にポッティングにより樹脂４２を充填して樹脂４２を硬化させた状態を示す。支持枠３８によって囲まれた領域内に樹脂４２を塗布することによって、樹脂４２は銅板３０の上面に形成された凹部３４に充填され、接触端子４０の基端側が樹脂４２中に埋没して封止される。本実施形態では支持枠３８の上面と同一の高さ位置まで樹脂４２を充填して樹脂４２を硬化させ、硬化した樹脂４２と支持枠３８とを一体化した。接触端子４０は樹脂４２によって封止された外側にＬ字形に屈曲した部位が延出する。
【００２５】
図１(h)は、図１(g)の銅板３０の下面（他方の面）に被着しているレジストパターン３２ｂをエッチングして除去し、さらに銅板３０をエッチングして除去することにより、電子部品用ソケット５０を形成した状態を示す。
レジストパターン３２ｂと銅板３０をエッチングすることにより、導体膜３６によって外面が被覆された樹脂バンプが、ソケット本体５１と一体に形成された電子部品用ソケット５０が得られる。
前述したように、導体膜３６にはパラジウム等の、銅板３０をエッチングして除去するエッチング液によっては侵されない金属を使用しているから、銅板３０をエッチングすることによって、樹脂バンプの外面に導体膜３６が露出し、樹脂バンプの外面に導体膜３６が被着した接続端子５２が得られる。
なお、接続端子５２を除くソケット本体５１の下面にはレジストパターン３２ａが付着し、ソケット本体５１はソケット本体５１の外周縁にソケット本体５１と一体に設けられた支持枠３８によって保持されている。
【００２６】
図３(a)は、電子部品用ソケットの別の実施形態として、図１(h)で示した電子部品用ソケット５０のソケット本体５１の下面に付着しているレジストパターン３２ａをエッチングにより除去した電子部品用ソケット５０を示す。
この電子部品用ソケットも、図１(h)に示す電子部品用ソケット５０と同様に、ソケット本体５１の外周縁が支持枠３８によって支持され、ソケット本体５１と一体にソケット本体５１から突出する樹脂バンプ５１ａが設けられ、樹脂バンプ５１ａの外面に導体膜３６が被着されて接続端子５２が形成されている。
【００２７】
図４に、電子部品用ソケット５０の接続端子５２の構成を拡大して示す。樹脂バンプ５１ａはソケット本体５１と一体に形成されて突起状に形成された部位であり、導体膜３６は樹脂バンプ５１ａの実装基板に対向する外面を被覆している。金ワイヤをワイヤボンディングして形成した接触端子４０は、基端が導体膜３６の内面に接合され、接触端子４０の基端側が樹脂バンプ５１ａとソケット本体５１により封止されて保持されている。導体膜３６としてパラジウムめっきと金めっきとを施した場合は、接続端子５２の導体膜３６の外面にパラジウムめっき層が露出する。
【００２８】
図５は、図３(a)に示す個片に形成した電子部品用ソケット５０の平面図である。支持枠３８によってソケット本体５１の外周縁が支持され、ソケット本体５１に封止されて支持されている接触端子４０のＬ字状に屈曲する先端側が、縦横方向に一定間隔をあけてソケット本体５１から突出して配置されている。
なお、上記製造工程では、上述したように大判のワークを使用して各工程の処理を行っており、最終的にワークを個片に切断することによって個片の電子部品用ソケット５０を得るものである。
【００２９】
図３(b)は、図３(a)に示す電子部品用ソケット５０の接続端子５２に外部接続端子５４としてはんだボールを接合した状態を示す。各々の接続端子５２に外部接続端子５４を印刷や塗布などにより形成し、リフローによって各々の接続端子５２に外部接続端子５４を接合することができる。接続端子５２に外部接続端子５４を接合しておくことにより、電子部品用ソケット５０に半導体素子等を搭載した状態で容易に実装基板に実装することができる。
【００３０】
上述したように、電子部品用ソケット５０を製造する方法として、本実施形態では、接触端子４０を形成するための基材として銅板３０を使用している。銅板３０は後工程でエッチングにより除去するが、ポリイミド等の樹脂材とくらべると材料コストとしてははるかに低廉であり、この点で電子部品用ソケットの製造コストを効果的に引き下げることが可能になる。
【００３１】
また、上述した製造方法によって得られる電子部品用ソケット５０は、図３(b)に示すように、導体膜３６を挟んで接触端子４０と外部接続端子５４とが接続される構成となることから、接触端子４０と外部接続端子５４とが最短距離で接続され、これによって実装時の電気的特性を良好にすることが可能になるという利点がある。また、接触端子４０が樹脂バンプ５１ａに基端側が埋没されて封止されることから接触端子４０の実質的な高さを低くすることができ、電子部品用ソケットの薄型化を図ることが可能になる。
【００３２】
なお、図１(h)および図３に示した電子部品用ソケット５０は支持枠３８によってソケット本体５１の外周縁を支持したことで電子部品用ソケット５０を補強しているが、ソケット本体５１自体で十分な強度を有する場合には、支持枠３８によってソケット本体５１を保持するように構成しなくてもよい。この場合は、支持枠３８は樹脂４２を充填する際のダムとして作用する。
【００３３】
上記実施形態の電子部品用ソケット５０では、凹部３４の内定面に設けた導体膜３６に金ワイヤをワイヤボンディングして接触端子４０を形成したが、ワイヤボンディングで使用するワイヤは金ワイヤに限るものではなく、鉄ワイヤ、銅ワイヤ、白金ワイヤ等を使用することができる。ワイヤの材質によってはとくに剛性めっきを施すことなく所要の弾性を備えることができる。また、図６に示すように、ワイヤにかえて金属板をプレス加工あるいはエッチング加工等して形成したリード片４１を、凹部３４の内定面に設けた導体膜３６に接合して接触端子４０とすることも可能である。
【００３４】
図７は、図３(b)に示す電子部品用ソケット５０を利用して半導体素子６０を実装する実装構造を示す。この実装構造では、電子部品用ソケット５０を矩形の枠体７０の下部側の開口部に接着して固定し、枠体７０の内面をガイド面として半導体素子６０を枠体７０内に挿入し、キャップ７２により半導体素子６０を接触端子４０に押圧して実装している。７４はキャップ７２の内面に取り付けた弾性押圧片であり、キャップ７２を枠体７０に係止することにより、弾性押圧片７４を介して半導体素子６０が押圧され、電子部品用ソケット５０の接触端子４０に半導体素子６０の電極端子６２が弾性的に押接される。
【００３５】
電子部品用ソケット５０の接触端子４０は弾性を有しており、キャップ７２により半導体素子６０を弾性的に押圧することによって接触端子４０が若干たわんで接触端子４０と電極端子６２との接続がなされる。接触端子４０の高さ寸法が若干ばらついたり半導体素子６０の電極端子６２の高さ位置が若干ばらついたりした場合でも、接触端子４０のたわみによって、これらのばらつきが吸収され、半導体素子６０の各々の電極端子６２と接触端子４０とを確実に接続することができる。もちろん、半導体素子６０の電極端子６２と電子部品用ソケット５０の接触端子４０とはあらかじめ配置位置が一致するように設計されている。
本実施形態では、枠体７０、キャップ７２等が半導体素子６０を電子部品用ソケット５０に位置合わせして装着し、半導体素子６０と電子部品用ソケット５０とを電気的に接続する支持手段（押圧手段）を構成している。押圧手段としては図１０に示すようなバネクリップ２６を用いることもできる。
【００３６】
図７で８０は実装基板であり、８２は実装基板８０の表面に形成されている接続電極である。電子部品用ソケット５０は、接続電極８２に外部接続端子５４を介して接続電極８２とはんだ接合することによって実装基板８０に接合することができる。
本実施形態の電子部品用ソケット５０を使用して半導体素子を実装した実装構造は、接触端子４０と外部接続端子５４とが最短距離で接続されることから、電気的特性のすぐれた実装構造として提供することができる。
【００３７】
なお、図７に示す実施形態では、電子部品用ソケット５０を利用して半導体素子６０を実装しているが、電子部品用ソケット５０には半導体素子のかわりにチップサイズパッケージのような半導体装置を実装することも可能である。この場合には電子部品用ソケット５０はインターポーザ的な作用をなす。
また、本実施形態では電子部品用ソケット５０を枠体７０に固定して枠体７０に半導体素子６０を収容するようにしたが、枠体７０やキャップ７２等の構成は上記実施形態の構成に限るものではなく適宜変更可能である。
【００３８】
半導体素子６０を実装する方法としては、実装基板８０にあらかじめ電子部品用ソケット５０を接合しておき、電子部品用ソケット５０が接合された、いわばソケット付きの実装基板に半導体素子あるいは半導体装置を実装することも可能である。
また、ソケット付きの実装基板の場合には、半導体素子の良否を判定する検査用として使用することもできる。すなわち、検査用基板にあらかじめ電子部品用ソケットを実装しておき、このソケットに半導体素子をセットして半導体素子の良否を判定することができる。
【００３９】
半導体素子が小型化するとともに、半導体素子の電極端子の配置間隔がきわめて狭くなってくる。従来のコンタクトピンを使用した検査装置ではピン間隔をある程度以上狭くすることが困難で、電極端子の配置間隔が一定以上に狭くなった半導体素子の検査ができなくなる場合がある。これに対して、本実施形態の電子部品用ソケットを使用した検査装置の場合は、ワイヤ状の接触端子４０を半導体素子６０の電極端子６２に押接して検査する構成としているから、電極端子６２の配置間隔が狭くなっても電極端子６２の配置に合わせて接触端子４０を配置することが可能であり、電極端子６２の配置間隔がきわめて狭い半導体素子についても確実に検査することが可能である。
【００４０】
図８は、上述した電子部品用ソケット５０を使用してインターポーザ用として使用する電子部品用ソケットを形成する方法および電子部品用ソケットの構成を示す。
この電子部品用ソケットは平板状に形成されたソケット本体９１の両面に各々接触端子４０を配置し、ソケット本体９１を挟んで対称位置にある接触端子４０を電気的に導通させて設けたものである。
【００４１】
本実施形態の電子部品用ソケット９０は、図３(a)に示す電子部品用ソケット５０を、接続端子５２を対向させるように向かい合わせ（図８(a)）、対向位置の接続端子５２を接合して一体化したものである。
接続端子５２を電気的に接続して接合するには、接続端子５２にはんだペーストを塗布し、治具を用いて接続端子５２が互いに当接するように電子部品用ソケット５０を支持し、リフローにより接続端子５２を接合すればよい。接続端子５２の外面には導体膜３６が露出しているから、はんだによって接続端子５２を簡単に接合することができる。なお、はんだ以外に導電性を有する接着剤等を使用して接続端子５２を接合することも可能である。
【００４２】
ソケット本体９１を挟んでソケット本体９１の一方と他方の面で対称位置に配置された接触端子４０は、導体膜３６およびはんだ９２を介して電気的に接続される。
図８(b)に示すように、本実施形態の電子部品用ソケット９０は、電気的絶縁性を有する樹脂からなる平板状に形成されたソケット本体９１の両面に、各々Ｌ字状に屈曲する接触端子４０の先端部が露出した形態に形成される。本実施形態では、接触端子４０が屈曲する向きをソケット本体９１の両面で同じ向きにしているが、接触端子４０の屈曲方向は適宜選択可能である。接触端子４０は、図５に示したと同様に、ソケット本体９１の平面領域内で縦横方向に所定間隔をあけて配列されている。
【００４３】
電子部品用ソケット５０は、前述したように、基材として銅板３０を使用して容易に製造することが可能であり、電子部品用ソケット５０を組み合わせて、ソケット本体９１の両面に接触端子４０を備えた電子部品用ソケット９０を製造することも容易である。
なお、上記実施形態では、電子部品用ソケット９０を形成する際に、図３(a)に示す電子部品用ソケット５０を使用しているが、図１(h)に示す、ソケット本体５１の下面にレジストパターン３２ａが付着している電子部品用ソケット５０を使用してもよい。
【００４４】
図９は、上記電子部品用ソケット９０の使用例として試験装置を形成した例である。同図で１００が検査用の基板、１００ａが検査用の基板１００の電極端子である。９３が被検査体である半導体素子、９３ａが半導体素子９３の電極端子である。電子部品用ソケット９０は半導体素子９３と検査用の基板１００との間に弾性押圧片７４により弾性的に挟圧されて支持されている。電子部品用ソケット９０に設けた接触端子４０は、弾性押圧片７４の圧縮力により、半導体素子９３の電極端子９３ａと検査用の基板１００の電極端子１００ａに若干たわんで押接され、半導体素子９３と検査用の基板１００とを確実に電気的に接続することができる。
【００４５】
本実施形態の試験装置は、接触端子４０の弾性を利用して接続部と電気的に接続させるから、試験時に検査用の基板１００や半導体素子９３が若干たわんだような場合でも、たわみに追随して的確に電気的な接続を行うことができる。なお、本試験装置は、被検査体として半導体素子に限らず、基板に半導体素子を搭載した半導体装置も検査対象とすることができる。
本実施形態の実装構造は、電子部品用ソケット９０をインターポーザとして半導体素子等の試験装置として構成した例を示すが、電子部品用ソケット９０は電子部品の中間に介在して電気的接続を中継するインターポーザとして種々の形態で利用することが可能である。
【００４６】
【発明の効果】
本発明に係る電子部品用ソケットは半導体素子あるいは半導体装置を実装基板に実装するソケットとして好適に使用することができ、薄型でコンパクトなソケットとして提供することができ種々の用途に利用することが可能である。また、本発明に係る電子部品用ソケットの製造方法によれば、基材に銅板を使用して製造することによって、低コストで製造することが可能となり電子部品用ソケットを効率的に量産することができる。また、本発明に係る電子部品用ソケットを使用した実装構造によれば、半導体素子あるいは半導体装置を簡単に実装することができ、電気的特性のすぐれた実装構造として提供することができる等の著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子部品用ソケットの製造方法を示す説明図である。
【図２】銅板に接触端子をボンディングした状態の平面図である。
【図３】本発明に係る電子部品用ソケットの構成を示す断面図である。
【図４】接続端子の構成を拡大して示す断面図である。
【図５】電子部品用ソケットを接触端子を形成した面側から見た平面図である。
【図６】接触端子としてリード片を使用した場合の説明図である。
【図７】電子部品用ソケットを使用して半導体素子を実装した実装構造を示す断面図である。
【図８】電子部品用ソケットの他の実施形態の構成を示す説明図である。
【図９】電子部品用ソケットをインターポーザとして使用する例を示す説明図である。
【図１０】電子部品用ソケットの従来の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
平面電極
１２ソケット
３０銅板
３２ａ、３２ｂレジストパターン
３４凹部
３６導体膜
３８支持枠
４０接触端子
４２樹脂
５０電子部品用ソケット
５１ソケット本体
５１ａ樹脂バンプ
５２接続端子
５４外部接続端子
６０半導体素子
６２電極端子
７０枠体
７２キャップ
７４弾性押圧片
８０実装基板
８２接続電極
９０電子部品用ソケット
９１ソケット本体
９３半導体装置
１００検査用の基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic component socket, a method for manufacturing the same, and a mounting structure using the electronic component socket.
[0002]
[Prior art]
The most widely used method for mounting a semiconductor element on a mounting board is to mount the semiconductor element on a lead frame or a circuit board (semiconductor package), and to provide connection terminals for mounting such as outer leads or external connection terminals. In this method, a semiconductor device is formed, and the semiconductor device is mounted on a mounting substrate. Although a wide variety of products are provided as semiconductor devices, the method of using a lead frame or a circuit board to mount a semiconductor element is expensive to manufacture, so that a method of mounting more simply and at low cost is available. It has come to be required.
[0003]
As a method for simply mounting a semiconductor element, for example, a method of mounting a semiconductor element separated from a wafer as it is formed into a form having a mounting terminal mountable in a chip size at the wafer stage, Alternatively, there is a method of setting a semiconductor element having only a connection electrode in a socket and mounting the socket together with a mounting substrate. Of course, a method using a socket includes a method in which a semiconductor device having a semiconductor element mounted on a circuit board or the like is mounted on the socket and mounted.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 10 shows a conventional mounting structure in which a semiconductor element is mounted using a socket (Japanese Patent Laid-Open No. 11-126800). In this mounting structure, a socket 12 is joined to a mounting board 10 made of a printed board via a solder ball 14, and a semiconductor device 16 is mounted on the socket 12. The socket 12 is formed in a shape in which a support substrate 20 made of a resin substrate is bonded to the bottom of a frame 18 formed in a frame shape and an upper portion is opened. The support substrate 20 is provided with a through hole 22, a contact terminal 24 is provided on a land provided on the upper surface of the support substrate 20 and connected to the through hole 22, and a solder ball is provided on a land provided on the lower surface of the support substrate 20. 14 is joined. In the contact terminal 24, the base end of the wire is bonded to the land, and the wire is bent and extended upward.
[0005]
When the semiconductor device 16 is mounted on the socket 12, the semiconductor device 16 is inserted from above the socket 12, and the spring clip 26 is attached to the frame 18 so as to elastically press the semiconductor device 16 toward the support substrate 20. To do. The contact terminals 24 are provided in the same plane arrangement as the land-grid-array type planar electrodes 16a provided on the lower surface of the substrate of the semiconductor device 16, and the semiconductor device 16 is pressed downward by the spring clip 26. Thus, the planar electrode 16a is pressed against the top of the contact terminal 24, and the semiconductor device 16 and the socket 12 are electrically connected.
[0006]
In the mounting structure using the socket 12 shown in FIG. 10, the semiconductor device 16 can be detachably mounted, the semiconductor device 16 can be easily mounted, and the semiconductor device 16 is set in the socket 12 to provide a semiconductor. It is also possible to test the device 16.
However, in the conventional socket shown in FIG. 10, the through hole 22 is provided in the support substrate 20, and the solder ball 14 and the contact terminal 24 are joined to the lands formed at both ends of the through hole 22. However, there is a problem that the manufacturing cost is increased. Further, in the process of manufacturing the socket 12, when heat treatment is performed at about 250 ° C. in order to ensure the elasticity of the contact terminal 24, a resin having high heat resistance such as polyimide resin must be used as the support substrate 20. As a result, there is a problem that the manufacturing cost is increased.
[0007]
In the mounting structure using the electronic component socket, the electronic component socket functions as an interposer that electrically connects the mounting substrate and the semiconductor element. In the mounting structure shown in FIG. 10, contact terminals 24 are provided on one surface of the support substrate 20, and solder balls 14 are provided on the other surface, and a connection portion such as a pad is elastically only on one surface side of the support substrate 20. However, by providing contact terminals 24 on the other surface of the support substrate 20, the connection portions such as pads are elastically pressed and electrically connected on both surfaces of the support substrate 20. Can be formed. The socket for electronic components having such a configuration can be used as an interposer that is interposed between the electronic components and electrically connected to each other. However, it is difficult to form the contact terminals 24 on both surfaces of the support substrate 20 by a normal method, and there is a manufacturing problem that a special jig must be prepared.
[0008]
Therefore, the present invention has been made to solve these problems, and the object of the present invention is to be able to detachably mount a semiconductor device or the like, and also as an interposer for electrically connecting electronic components. It is an object of the present invention to provide an electronic component socket that can be used, mass-produced, and excellent in electrical characteristics, a manufacturing method thereof, and a mounting structure using the electronic component socket.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has the following configuration in order to achieve the above object.
That is, an electronic component socket that is detachably mounted between an electronic component such as a semiconductor element or a semiconductor device and a mounting substrate, and that electrically connects the electronic component and the mounting substrate. The mounting surface of the socket body made of resin is provided with a connection terminal formed by depositing a conductor film on the outer surface of a resin bump provided integrally with the socket body so as to protrude from the socket body. The base end is joined to the inner surface, the base end side is buried and sealed in the resin bump and the socket main body, and the front end side is formed in a bent shape from the side opposite to the mounting surface of the socket main body. The contact terminal is provided.
[0010]
In addition, an external connection terminal is joined to the connection terminal.
In the electronic component socket, connection terminals are combined so as to face each other, and the connection terminals are integrally joined and electrically connected. The outer peripheral edge of the socket body may be provided with a support frame that supports the socket body integrally with the socket body.
Further, the contact terminal is formed of a wire. Note that iron wires, copper wires, platinum wires and the like can be used as the wires, and it is also effective to apply rigid plating to the wires in order to give the wires elasticity.
Further, the contact terminal is formed of a lead piece. The lead piece can be formed by pressing or etching a metal plate.
[0011]
Also, the electronic component socket may be an electronic component. And mounting board Interposed between electronic components And mounting board A mounting structure using a socket for an electronic component electrically connected to each other, wherein the electrode terminal of the electronic component and the contact terminal of the socket for the electronic component are aligned, and the electronic component is used as the socket for the electronic component. The electrode terminal of the electronic component is electrically connected to the contact terminal of the socket for electronic component.
[0012]
Also, a method of manufacturing a socket for an electronic component, wherein the electronic component is detachably mounted between an electronic component such as a semiconductor element or a semiconductor device and the mounting substrate, and the electronic component and the mounting substrate are electrically connected. The metal plate is coated on both sides with an insulating coating, and the insulating coating on one side of the metal plate is formed into a resist pattern in which a portion for forming a contact terminal of an electronic component socket is exposed, and the resist Etching the exposed portion of the metal plate using the pattern as a mask to form a recess on one surface of the metal plate, and from the metal that is not dissolved by the etching solution used when etching the metal plate on the inner surface of the recess A contact end in which a base end is joined to a conductor film covering an inner bottom surface of the recess, a middle portion is bent, and a distal end side extends from the recess And a step of joining a support frame surrounding a region to be a socket body of a socket for electronic components to one surface of the metal plate, and a step surrounded by the support frame. Filling the resin in the region including the recessed portion, curing the resin and sealing the base end side of the contact terminal with the resin, and sealing the base end side of the contact terminal with the resin; A step of removing the insulating film deposited on the other surface of the metal plate, and then etching and removing the metal plate. As the metal plate, an appropriate metal material such as a copper plate can be used.
[0013]
Further, the base end of the wire is joined to a conductor film covering the inner bottom surface of the recess, the wire is pulled up while being bent, and the contact end is formed by fusing the pulled end of the wire.
Moreover, after forming the said contact terminal, before the process of sealing the base end side of a contact terminal with resin, rigid plating is given to the said contact terminal, It is characterized by the above-mentioned.
In addition, after the rigid plating is performed, a heat treatment for increasing the elasticity of the contact terminal is performed before the step of sealing the base end side of the contact terminal with a resin.
Further, the resist pattern deposited on one surface of the metal plate is removed after the metal plate is etched away.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
The method for manufacturing a socket for electronic parts according to this embodiment uses a metal plate as a base material used in the manufacturing stage to support a contact terminal formed in a wire shape, and finally supports the contact terminal with a resin. Thus, a socket for electronic parts is provided. FIG. 1 shows an embodiment of a manufacturing method in which a copper plate 30 is used as a metal material and a socket for electronic parts is manufactured using the copper plate 30 as a base material.
[0015]
Fig.1 (a) shows the copper plate 30 used as a base material in a manufacture stage. The copper plate 30 is used as a support for contact terminals and the like, and is used for the purpose of forming connection terminals to be bonded to the mounting board in the form of bumps when forming a socket for electronic components. Although the thickness of the copper plate 30 can be selected as appropriate, the thickness may normally be about 0.1 to 0.5 mm. In an actual manufacturing process, a large-sized copper plate 30 capable of forming a large number of individual electronic component sockets is used as a workpiece, and the entire workpiece is subjected to processing such as exposure and development. In FIG. 1, for the sake of explanation, the manufacturing process is shown for a single electronic component socket portion.
[0016]
FIG. 1B shows a state in which both surfaces of the copper plate 30 are covered with a photosensitive resist serving as an insulating film, and exposed and developed to form resist patterns 32a and 32b. The resist pattern 32a formed on the upper surface (one surface) of the copper plate 30 has a portion corresponding to a portion where the contact terminal is formed by the electronic component socket, that is, a portion corresponding to the portion where the connection electrode for mounting is formed by the electronic component socket. It is formed by exposing. In the figure, the portion A corresponds to the portion where the contact terminal is formed. Since the contact terminals are formed on the upper surface of the copper plate 30, the entire lower surface of the copper plate 30 is covered with the resist pattern 32b. In this embodiment, since the guide hole is formed in the end portion of the copper plate 30, the resist patterns 32a and 32b are formed so as to expose the formation portion (B portion) of the guide hole, but the guide hole is necessary. It may be provided according to.
[0017]
FIG. 1 (c) shows a state in which the exposed portions of the copper plate 30 are chemically etched using the resist patterns 32 a and 32 b provided on both surfaces of the copper plate 30 as masks, and a recess 34 is formed on the upper surface of the copper plate 30. The recess 34 is a part where the connection electrode for mounting is formed in a bump shape when the socket for electronic parts is formed. The depth of the recessed part 34 can also be selected suitably. Usually, it may be about 0.1 to 0.3 mm. By this etching process, the concave portions 34 are formed on the upper surface of the copper plate 30 in a state of being arranged in a plane arrangement at regular intervals in a plane arrangement.
[0018]
FIG. 1D shows a state in which the conductor film 36 is formed by plating as a pre-process for forming contact terminals on the inner surface of the recess 34 by wire bonding. The conductor film 36 is preferably formed of a metal, such as palladium, that provides good bonding properties when forming contact terminals by wire bonding. The copper plate 30 is finally removed by chemical etching, and the conductor film 36 becomes a portion exposed to the outer surface as a connection electrode of the electronic component socket. Therefore, the conductor film 36 needs to be formed of a metal that is not dissolved by an etching solution that chemically etches the copper plate 30.
In these respects, palladium is suitable as a metal for forming the conductor film 36. However, considering that it is exposed on the outer surface as a connection electrode, for example, palladium plating and gold plating are performed in this order to form a plurality of conductor films 36. It is also possible to have a layer structure of
[0019]
FIG. 1 (e) next shows a state where the support frame 38 is joined to the upper surface of the copper plate 30. The support frame 38 is formed in a rectangular frame shape in a planar shape for each region where a single electronic component socket is formed, and is joined to the copper plate 30. The support frame 38 functions to retain and support the outer peripheral portion of the electronic component socket, and the material is not particularly limited as long as it has a certain strength and shape retention. In the present embodiment, a frame made of a glass epoxy material is attached to the upper surface of the copper plate 30 and attached. The support frame 38 also functions as a dam when potting a resin material forming the socket body of the electronic component socket. Therefore, the support frame 38 having a predetermined thickness is used in consideration of the thickness dimension of the socket body of the electronic component socket.
The operation of bonding the support frame 38 to the upper surface of the copper plate 30 may be performed before the step of forming the conductor film 36 by plating, or may be performed after the step of forming the contact terminals 40 described below. it can.
[0020]
FIG. 1 (f) shows a state in which the contact terminals 40 are formed in the recesses 34 formed in the copper plate 30. The contact terminal 40 is formed by a wire bonding method using a gold wire. That is, the base end of the gold wire is bonded to the inner bottom surface of the concave portion 34, the gold wire is pulled up from the concave portion 34, the capillary for manipulating the gold wire is once moved laterally, and the gold wire is bent into an L shape, and then again. Bend upward to melt the gold wire. Thereby, a contact terminal 40 having a shape bent in the lateral direction as shown in FIG. 1 (f) can be obtained. The reason why the contact terminal 40 is formed by bending the gold wire into an L shape is that the contact terminal 40 is easily bent in the vertical direction and has elasticity.
[0021]
In a state where the gold wire is bent, the contact terminal 40 does not have sufficient elasticity. Therefore, after the contact terminals 40 are formed in all the recesses 34, in this embodiment, nickel-cobalt is formed on the surface of the contact terminals 40. Plating and gold plating were applied in this order to give elasticity (restorability) to the contact terminal 40. The nickel-cobalt plating is a rigid plating applied to increase the rigidity of the gold wire, and the gold plating is a protective plating for imparting the weather resistance of the contact terminals 40.
[0022]
In addition, the elasticity of the contact terminal 40 becomes more effective by performing the heat treatment after the nickel-cobalt plating. This heat treatment may be performed after nickel-cobalt plating and before sealing the contact terminals 40 with a resin 42 described later. In the present embodiment, the copper plate 30 is used as the base material, and the heat treatment is performed in the previous step of sealing the contact terminal 40 with the resin 42. Therefore, there is an advantage that it is not necessary to use a material having high heat resistance for the resin 42. Note that this heat treatment can be performed simultaneously by using the heating in the sealing step depending on the heating temperature in the step of sealing the proximal end side of the contact terminal 40 with the resin 42. In the present embodiment, nickel-cobalt plating is applied as the rigid plating for increasing the rigidity of the contact terminal 40, but plating other than this can also be used.
[0023]
FIG. 2 shows a state in which the contact terminals 40 are formed in the recesses 34 formed in the copper plate 30 as viewed from the upper surface side of the copper plate 30. In the present embodiment, as shown in the figure, the recesses 34 are arranged at regular intervals in the vertical and horizontal directions, and the contact terminals 40 are provided in the shape of being bent upright from the respective recesses 34 in the same direction. ing. Since the conductor film 36 with good bonding property is formed on the inner surface of the recess 34 by palladium plating or the like, the contact terminal 40 is reliably bonded to the conductor film 36.
[0024]
FIG. 1 (g) shows a structure in which a gold wire is bonded while standing on the inner bottom surface of the recess 34, and the gold wire is subjected to rigid plating to form a contact terminal 40. A state in which the resin 42 is filled and the resin 42 is cured is shown. By applying the resin 42 in the region surrounded by the support frame 38, the resin 42 is filled in the recess 34 formed on the upper surface of the copper plate 30, and the base end side of the contact terminal 40 is buried in the resin 42 and sealed. Stopped. In this embodiment, the resin 42 is filled up to the same height as the upper surface of the support frame 38 to cure the resin 42, and the cured resin 42 and the support frame 38 are integrated. In the contact terminal 40, a portion bent in an L-shape extends outside sealed by the resin 42.
[0025]
In FIG. 1 (h), the resist pattern 32b deposited on the lower surface (the other surface) of the copper plate 30 of FIG. 1 (g) is removed by etching, and the copper plate 30 is further removed by etching. The state which formed the socket 50 for electronic components is shown.
By etching the resist pattern 32 b and the copper plate 30, the electronic component socket 50 in which the resin bumps whose outer surfaces are covered with the conductor film 36 is formed integrally with the socket body 51 is obtained.
As described above, the conductor film 36 is made of metal, such as palladium, that is not affected by the etching solution that etches and removes the copper plate 30. Therefore, by etching the copper plate 30, a conductor is formed on the outer surface of the resin bump. The film 36 is exposed, and the connection terminal 52 having the conductor film 36 deposited on the outer surface of the resin bump is obtained.
A resist pattern 32 a is attached to the lower surface of the socket body 51 excluding the connection terminals 52, and the socket body 51 is held by a support frame 38 that is provided integrally with the socket body 51 on the outer periphery of the socket body 51.
[0026]
FIG. 3A shows another embodiment of the electronic component socket, in which the resist pattern 32a adhering to the lower surface of the socket body 51 of the electronic component socket 50 shown in FIG. 1H is removed by etching. An electronic component socket 50 is shown.
Similarly to the electronic component socket 50 shown in FIG. 1 (h), this electronic component socket is also a resin in which the outer peripheral edge of the socket body 51 is supported by the support frame 38 and protrudes from the socket body 51 together with the socket body 51. Bumps 51a are provided, and a conductive film 36 is deposited on the outer surface of the resin bumps 51a to form connection terminals 52.
[0027]
FIG. 4 shows an enlarged configuration of the connection terminal 52 of the electronic component socket 50. The resin bump 51a is a part formed integrally with the socket body 51 and formed in a protruding shape, and the conductor film 36 covers the outer surface of the resin bump 51a facing the mounting substrate. A contact terminal 40 formed by wire bonding of a gold wire has a base end bonded to the inner surface of the conductor film 36, and a base end side of the contact terminal 40 is sealed and held by a resin bump 51 a and a socket body 51. When palladium plating and gold plating are applied as the conductor film 36, the palladium plating layer is exposed on the outer surface of the conductor film 36 of the connection terminal 52.
[0028]
FIG. 5 is a plan view of the electronic component socket 50 formed in the individual piece shown in FIG. The outer peripheral edge of the socket main body 51 is supported by the support frame 38, and the front end side of the contact terminal 40 bent and shaped in the L shape is sealed and supported by the socket main body 51 with a certain interval in the vertical and horizontal directions. It is arranged to protrude from.
In the above manufacturing process, as described above, a large-format work is used to perform each process, and the work is finally cut into individual pieces to obtain individual electronic component sockets 50. It is.
[0029]
FIG. 3B shows a state in which solder balls are joined as the external connection terminals 54 to the connection terminals 52 of the electronic component socket 50 shown in FIG. The external connection terminals 54 can be formed on each connection terminal 52 by printing or coating, and the external connection terminals 54 can be joined to each connection terminal 52 by reflow. By bonding the external connection terminal 54 to the connection terminal 52, it is possible to easily mount the electronic component socket 50 on the mounting board in a state where a semiconductor element or the like is mounted.
[0030]
As described above, as a method of manufacturing the electronic component socket 50, in the present embodiment, the copper plate 30 is used as a base material for forming the contact terminals 40. The copper plate 30 is removed by etching in a later process, but the material cost is much lower than that of a resin material such as polyimide, and in this respect, the manufacturing cost of the socket for electronic parts can be effectively reduced. .
[0031]
Further, the electronic component socket 50 obtained by the above-described manufacturing method has a configuration in which the contact terminal 40 and the external connection terminal 54 are connected with the conductor film 36 interposed therebetween, as shown in FIG. The contact terminal 40 and the external connection terminal 54 are connected at the shortest distance, which has the advantage that the electrical characteristics during mounting can be improved. Further, since the contact terminal 40 is sealed with the base end embedded in the resin bump 51a, the substantial height of the contact terminal 40 can be reduced, and the electronic component socket can be made thinner. become.
[0032]
The electronic component socket 50 shown in FIGS. 1 (h) and 3 reinforces the electronic component socket 50 by supporting the outer peripheral edge of the socket main body 51 by the support frame 38, but the socket main body 51 itself. In the case of sufficient strength, the socket body 51 may not be configured to be held by the support frame 38. In this case, the support frame 38 acts as a dam when filling the resin 42.
[0033]
In the electronic component socket 50 of the above embodiment, the contact terminal 40 is formed by wire bonding a gold wire to the conductor film 36 provided on the inner surface of the recess 34. However, the wire used in the wire bonding is limited to the gold wire. Instead, iron wire, copper wire, platinum wire, or the like can be used. Depending on the material of the wire, the required elasticity can be provided without particularly applying rigid plating. Further, as shown in FIG. 6, a lead piece 41 formed by pressing or etching a metal plate instead of a wire is joined to a conductor film 36 provided on the inner surface of the recess 34 to connect the contact terminal 40 and It is also possible to do.
[0034]
FIG. 7 shows a mounting structure in which the semiconductor element 60 is mounted using the electronic component socket 50 shown in FIG. In this mounting structure, the electronic component socket 50 is bonded and fixed to the opening on the lower side of the rectangular frame 70, and the semiconductor element 60 is inserted into the frame 70 with the inner surface of the frame 70 as a guide surface. The semiconductor element 60 is pressed against the contact terminal 40 by the cap 72 and mounted. Reference numeral 74 denotes an elastic pressing piece attached to the inner surface of the cap 72. By locking the cap 72 to the frame body 70, the semiconductor element 60 is pressed via the elastic pressing piece 74, and the contact terminal of the electronic component socket 50 is obtained. The electrode terminal 62 of the semiconductor element 60 is elastically pressed against 40.
[0035]
The contact terminal 40 of the electronic component socket 50 has elasticity. When the semiconductor element 60 is elastically pressed by the cap 72, the contact terminal 40 is slightly bent and the contact terminal 40 and the electrode terminal 62 are connected. The Even when the height dimension of the contact terminal 40 varies slightly or the height position of the electrode terminal 62 of the semiconductor element 60 slightly varies, the deflection of the contact terminal 40 absorbs these variations, and each of the semiconductor elements 60 The electrode terminal 62 and the contact terminal 40 can be reliably connected. Of course, the electrode terminals 62 of the semiconductor element 60 and the contact terminals 40 of the electronic component socket 50 are designed in advance so that their arrangement positions coincide.
In the present embodiment, the frame body 70, the cap 72, and the like are mounted so that the semiconductor element 60 is aligned with the electronic component socket 50, and the semiconductor element 60 and the electronic component socket 50 are electrically connected. Means). As the pressing means, a spring clip 26 as shown in FIG. 10 can be used.
[0036]
In FIG. 7, reference numeral 80 denotes a mounting substrate, and reference numeral 82 denotes a connection electrode formed on the surface of the mounting substrate 80. The electronic component socket 50 can be joined to the mounting substrate 80 by soldering the connection electrode 82 to the connection electrode 82 via the external connection terminal 54.
The mounting structure in which the semiconductor element is mounted using the electronic component socket 50 according to the present embodiment is such that the contact terminal 40 and the external connection terminal 54 are connected in the shortest distance. Can be provided.
[0037]
In the embodiment shown in FIG. 7, the semiconductor element 60 is mounted using the electronic component socket 50, but a semiconductor device such as a chip size package is used instead of the semiconductor element in the electronic component socket 50. It can also be implemented. In this case, the electronic component socket 50 functions as an interposer.
In this embodiment, the electronic component socket 50 is fixed to the frame body 70 and the semiconductor element 60 is accommodated in the frame body 70. However, the configuration of the frame body 70, the cap 72, and the like is the same as that of the above embodiment. It is not limited and can be changed as appropriate.
[0038]
As a method of mounting the semiconductor element 60, the electronic component socket 50 is bonded to the mounting substrate 80 in advance, and the semiconductor component or the semiconductor device is mounted on the mounting substrate with the socket in which the electronic component socket 50 is bonded. It is also possible to do.
Further, in the case of a mounting board with a socket, it can also be used for inspection for determining the quality of a semiconductor element. That is, a socket for electronic components is mounted in advance on the inspection board, and a semiconductor element can be set in the socket to determine whether the semiconductor element is good or bad.
[0039]
As the semiconductor element becomes smaller, the arrangement interval of the electrode terminals of the semiconductor element becomes extremely narrow. In a conventional inspection apparatus using contact pins, it is difficult to reduce the pin interval to a certain extent, and it may be impossible to inspect a semiconductor element whose electrode terminal arrangement interval is narrower than a certain value. In contrast, in the case of the inspection apparatus using the electronic component socket according to the present embodiment, the wire-like contact terminal 40 is pressed against the electrode terminal 62 of the semiconductor element 60 for inspection. The contact terminals 40 can be arranged in accordance with the arrangement of the electrode terminals 62 even if the arrangement interval of the electrode terminals is reduced, and it is possible to surely inspect a semiconductor element having an extremely small arrangement interval of the electrode terminals 62. .
[0040]
FIG. 8 shows a method of forming an electronic component socket to be used for an interposer by using the electronic component socket 50 described above, and a configuration of the electronic component socket.
This socket for electronic parts is provided by disposing contact terminals 40 on both surfaces of a socket body 91 formed in a flat plate shape, and electrically connecting the contact terminals 40 at symmetrical positions with the socket body 91 interposed therebetween. is there.
[0041]
In the electronic component socket 90 of the present embodiment, the electronic component socket 50 shown in FIG. 3 (a) is faced to face the connection terminal 52 (FIG. 8 (a)), and the connection terminal 52 at the opposite position is placed. They are joined and integrated.
In order to electrically connect and join the connection terminals 52, solder paste is applied to the connection terminals 52, and the electronic component socket 50 is supported by using a jig so that the connection terminals 52 come into contact with each other. The connection terminal 52 may be joined. Since the conductor film 36 is exposed on the outer surface of the connection terminal 52, the connection terminal 52 can be easily joined by solder. In addition, it is also possible to join the connection terminal 52 using the adhesive agent etc. which have electroconductivity other than solder.
[0042]
The contact terminals 40 arranged symmetrically on one side and the other side of the socket body 91 with the socket body 91 interposed therebetween are electrically connected via the conductor film 36 and the solder 92.
As shown in FIG. 8 (b), the electronic component socket 90 of this embodiment is bent in an L shape on both sides of a socket body 91 formed in a flat plate shape made of resin having electrical insulation properties. The tip of the contact terminal 40 is formed in an exposed form. In this embodiment, the contact terminal 40 is bent in the same direction on both surfaces of the socket body 91, but the bending direction of the contact terminal 40 can be appropriately selected. As shown in FIG. 5, the contact terminals 40 are arranged at predetermined intervals in the vertical and horizontal directions within the plane area of the socket main body 91.
[0043]
As described above, the electronic component socket 50 can be easily manufactured by using the copper plate 30 as a base material. The electronic component socket 50 is combined with the contact terminals 40 on both surfaces of the socket body 91. It is also easy to manufacture the electronic component socket 90 provided.
In the above embodiment, when the electronic component socket 90 is formed, the electronic component socket 50 shown in FIG. 3A is used, but the lower surface of the socket main body 51 shown in FIG. Alternatively, the electronic component socket 50 having the resist pattern 32a attached thereto may be used.
[0044]
FIG. 9 shows an example in which a test apparatus is formed as an example of use of the electronic component socket 90. In the figure, reference numeral 100 denotes an inspection substrate, and reference numeral 100a denotes an electrode terminal of the inspection substrate 100. Reference numeral 93 denotes a semiconductor element which is a test object, and reference numeral 93 a denotes an electrode terminal of the semiconductor element 93. The electronic component socket 90 is elastically sandwiched and supported by the elastic pressing piece 74 between the semiconductor element 93 and the inspection substrate 100. The contact terminal 40 provided in the electronic component socket 90 is slightly bent and pressed into contact with the electrode terminal 93 a of the semiconductor element 93 and the electrode terminal 100 a of the inspection substrate 100 by the compressive force of the elastic pressing piece 74. And the inspection substrate 100 can be reliably electrically connected.
[0045]
Since the test apparatus of the present embodiment uses the elasticity of the contact terminal 40 to electrically connect to the connection portion, even when the test substrate 100 and the semiconductor element 93 are slightly bent during the test, the test apparatus follows the deflection. Thus, the electrical connection can be made accurately. Note that this test apparatus is not limited to a semiconductor element as an object to be inspected, and a semiconductor device having a semiconductor element mounted on a substrate can also be an inspection target.
The mounting structure of the present embodiment shows an example in which an electronic component socket 90 is used as an interposer as a test device for a semiconductor element or the like. However, the electronic component socket 90 is interposed between electronic components and relays electrical connection. It can be used in various forms as an interposer.
[0046]
【The invention's effect】
The socket for electronic parts according to the present invention can be suitably used as a socket for mounting a semiconductor element or a semiconductor device on a mounting board, and can be provided as a thin and compact socket, and can be used for various applications. It is. In addition, according to the method for manufacturing an electronic component socket according to the present invention, by using a copper plate as a base material, it is possible to manufacture the socket at a low cost and efficiently mass-produce the electronic component socket. Can do. Further, according to the mounting structure using the electronic component socket according to the present invention, a semiconductor element or a semiconductor device can be easily mounted, and can be provided as a mounting structure having excellent electrical characteristics. It is effective.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing a method of manufacturing an electronic component socket according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a state in which contact terminals are bonded to a copper plate.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of an electronic component socket according to the present invention.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a configuration of a connection terminal.
FIG. 5 is a plan view of the electronic component socket as viewed from the surface side on which the contact terminals are formed.
FIG. 6 is an explanatory diagram when a lead piece is used as a contact terminal.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a mounting structure in which a semiconductor element is mounted using an electronic component socket.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a configuration of another embodiment of an electronic component socket.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example in which an electronic component socket is used as an interposer.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a conventional configuration of a socket for electronic components.
[Explanation of symbols]
Planar electrode
12 socket
30 copper plate
32a, 32b resist pattern
34 recess
36 Conductor film
38 Support frame
40 Contact terminal
42 resin
50 Socket for electronic parts
51 Socket body
51a Resin bump
52 Connection terminal
54 External connection terminal
60 Semiconductor elements
62 Electrode terminal
70 frame
72 cap
74 Elastic pressing piece
80 Mounting board
82 Connection electrode
90 Socket for electronic parts
91 Socket body
93 Semiconductor devices
100 Substrate for inspection

Claims

An electronic component socket for detachably mounting an electronic component interposed between an electronic component such as a semiconductor element or a semiconductor device and a mounting substrate, and electrically connecting the electronic component and the mounting substrate,
On the mounting surface side of the socket body made of resin, a connection terminal formed by attaching a conductive film to the outer surface of the resin bump provided integrally with the socket body and protruding from the socket body is provided.
The base end is joined to the inner surface of the conductor film, the base end side is buried and sealed in the resin bump and the socket body, and the distal end side extends in a bent shape from the surface opposite to the mounting surface of the socket body. A socket for electronic parts, characterized in that a contact terminal formed out is provided.

2. The electronic component socket according to claim 1, wherein an external connection terminal is joined to the connection terminal.

The electronic component socket according to claim 1, wherein the connection terminals are combined so as to face each other, and the connection terminals are integrally joined and electrically connected.

4. The electronic component socket according to claim 1, wherein a support frame for supporting the socket body integrally with the socket body is provided on an outer peripheral edge of the socket body.

5. The electronic component socket according to claim 1, wherein the contact terminal is formed of a wire.

5. The electronic component socket according to claim 1, wherein the contact terminal is formed of a lead piece.

A electronic component socket according to any one of claims 1 to 6 is interposed between the electronic component and the mounting substrate, in the mounting structure using the electronic component socket for electrically connecting the electronic component and the mounting board And
The electrode terminal of the electronic component and the contact terminal of the socket for the electronic component are aligned, and the electronic component is elastically pressed toward the socket for the electronic component, and the electrode terminal of the electronic component and the socket for the electronic component A mounting structure using a socket for electronic parts, wherein the contact terminal is electrically connected.

A method of manufacturing a socket for an electronic component in which an electronic component is detachably mounted between an electronic component such as a semiconductor element or a semiconductor device and a mounting substrate, and the electronic component and the mounting substrate are electrically connected. And
Covering both surfaces of the metal plate with an insulating coating, and forming the insulating coating on one surface of the metal plate in a resist pattern exposing a portion for forming a contact terminal of the socket for electronic components;
Etching the exposed portion of the metal plate using the resist pattern as a mask to form a recess on one surface of the metal plate; and
Forming a conductive film made of metal that is not dissolved by an etching solution used when etching the metal plate on the inner surface of the recess; and
Forming a contact terminal whose base end is joined to the conductor film covering the inner bottom surface of the recess, the middle portion is bent, and the distal end side is extended from the recess, in a standing state in each recess;
Joining one side of the metal plate to a support frame surrounding a region to be a socket body of a socket for electronic components;
Filling a resin in a region including the recess surrounded by the support frame, curing the resin, and sealing the base end side of the contact terminal with the resin;
A step of sealing the base end side of the contact terminal with a resin, removing an insulating film deposited on the other surface of the metal plate, and then etching and removing the metal plate. A method of manufacturing a socket for an electronic component characterized by the above.

9. The electronic component according to claim 8, wherein the base end of the wire is joined to a conductor film covering the inner bottom surface of the recess, the wire is pulled up while being bent, and the pulling end of the wire is melted to form a contact terminal. Manufacturing method for a socket.

10. The manufacturing of the electronic component socket according to claim 8, wherein after the contact terminal is formed, the contact terminal is subjected to rigid plating before the step of sealing the base end side of the contact terminal with a resin. Method.

11. The electronic component socket according to claim 10, wherein after the rigid plating is performed, a heat treatment for increasing the elasticity of the contact terminal is performed before the step of sealing the base end side of the contact terminal with resin. Manufacturing method.

12. The method of manufacturing a socket for an electronic component according to claim 8, wherein the resist pattern deposited on one surface of the metal plate is removed after removing the metal plate by etching. .