JP4086843B2

JP4086843B2 - コンタクトピンモジュール、および、それを備える半導体装置用ソケット

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Publication number: JP4086843B2
Application number: JP2004371441A
Authority: JP
Inventors: 栄治小堀; 亮氏家
Original assignee: Yamaichi Electronics Co Ltd
Current assignee: Yamaichi Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-12-22
Filing date: 2004-12-22
Publication date: 2008-05-14
Anticipated expiration: 2024-12-22
Also published as: JP2006179306A

Description

本発明は、半導体装置の試験に用いられるコンタクトピンモジュールおよびそれを備える半導体装置用ソケットに関する。

バーンイン試験等に用いられる半導体装置用ソケットは、一般に、ＩＣソケットと称され、例えば、特許文献１にも示されるように、半導体装置の各端子とプリント配線基板の各電極とをそれぞれ、電気的に相互に接続するコンタクトピンの集合体としてのコンタクトピンモジュールを内部に備えている。そのようなコンタクトピンモジュールは、例えば、半導体装置の各端子に電気的に接続されるコンタクトピン群と、プリント配線基板の各電極に電気的に接続されるコンタクトピン群とが同一平面上に相対向して連なって一体に形成されるリードフレームと、積層される各リードフレーム相互間に配される絶縁部材と、積層された各リードフレームおよび絶縁部材をまとめて挟持する二枚のサイドプレートと、を含んで構成されている。

このようなコンタクトピンモジュールを組み立てるにあたっては、先ず、所定枚数のリードフレームが絶縁部材を介してその厚さ方向に順次、積み重ねられた後、次に、積層されたリードフレームおよび絶縁部材が相対向してサイドプレート相互間に配置され、そして、締結部材により、サイドプレート、リードフレームおよび絶縁部材が一体化されることにより、その組み立てが完了することとなる。これにより、上述のコンタクトピン群が半導体装置の各端子に対応して格子状に形成されることとなる。

また、ＩＣソケットにおいては、組立て作業の簡略化の観点から例えば、特許文献２にも示されるように、複数のコンタクトユニットをソケット本体内に配置する方法が提案されている。この方法は、複数のコンタクトユニットをソケット本体内に収容するにあたり、各コンタクトユニットの薄板間隔片が個別にソケット本体の内壁面に所定の間隔をもって形成される各差込み溝に挿入されることにより、絶縁部材を介すことなく、各コンタクトユニットがソケット本体内に所定の間隔をもって所定の方向に配列されるものである。

特開２００２−２０２３４４号公報特開２００３−４５５９４号公報

上述のようなコンタクトピンモジュールにおいては、製造コストの低減を図るために構成部品の部品点数、および組み立て工数をより低減することが要望される。

しかしながら、従来の組み立て方法のような、絶縁部材を介してリードフレームを積み重ねる作業は、自動化が困難なので手作業であり、かつ、目視により薄板状のリードフレームの必要枚数の確認を伴う煩雑な作業である。また、リードフレームおよび絶縁部材における厚さ方向の製造誤差が累積することにより、組み立て完了したコンタクトピンモジュールがソケット本体内に組み込まれるとき、組み込み調整作業が必要とされる場合がある。

以上の問題点を考慮し、本発明は、半導体装置の試験に用いられるコンタクトピンモジュールおよびそれを備える半導体装置用ソケットであって、コンタクトピンモジュールの組み立て作業を簡略化でき、しかも、コンタクトピンモジュールの組み立ての自動化も容易に図ることができるコンタクトピンモジュールおよびそれを備える半導体装置用ソケットを提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明に係るコンタクトピンモジュールは、複数の端子部を有する第１の接続部と、第１の接続部の各端子部に連なり第１の接続部の各端子部と一体に形成される複数の端子部を有する第２の接続部と、第１の接続部の各端子部と第２の接続部の各端子部との間の中間部分に配され、複数の中間部分を共通の平面上に支持する支持部材と、を含むリードフレームと、リードフレームにおける第１の接続部の端子部が通過するスリットと、スリットに連通するリードフレーム収容部と、リードフレーム収容部を形成する内壁部にスリットに向かって形成されリードフレームの支持部材の係止片部の一部分が係合される溝部とを有するミディアムガイド部材を含んでなる案内部材ユニットと、リードフレームにおける第２の接続部の端子部が貫通される複数の透孔を案内部材ユニットのミディアムガイド部材におけるスリットに対応して有するとともに、内壁部における透孔の列における少なくとも一方の端部近傍に、リードフレームの支持部材における共通の係止片部の他の部分が係合される溝部をミディアムガイド部材における溝部に向かい合って有し、案内部材ユニットのミディアムガイド部材と連結されてリードフレームを内側に収容するベース部材と、を備えて構成される。

本発明に係る半導体装置用ソケットは、上述のコンタクトピンモジュールと、コンタクトピンモジュールを収容するソケット本体と、を備えて構成される。

以上の説明から明らかなように、本発明に係るコンタクトピンモジュールおよびそれを備える半導体装置用ソケットによれば、ベース部材が、リードフレームにおける第２の接続部の端子部が貫通される複数の透孔を案内部材ユニットのミディアムガイド部材におけるスリットに対応して有するとともに、内壁部における透孔の列における少なくとも一方の端部近傍に、リードフレームの支持部材における共通の係止片部の他の部分が係合される溝部をミディアムガイド部材における溝部に向かい合って有し、案内部材ユニットのミディアムガイド部材と連結されてリードフレームを内側に収容するのでリードフレームの支持部材における共通の係止片部をミディアムガイド部材における溝部、および、ベース部材の溝部に係合させた後、ベース部材とミディアムガイド部材とを連結することによりコンタクトピンモジュールの組み立てが完了する。
従って、コンタクトピンモジュールの組み立て作業を簡略化でき、しかも、コンタクトピンモジュールの組み立ての自動化も容易に図ることができる。

図２および図３は、それぞれ、本発明に係るコンタクトピンモジュールの一例を備える半導体装置用ソケットの外観を概略的に示す。

図３においては、半導体装置用ソケットは、所定の試験電圧が供給されるとともに装着された半導体装置からの短絡等をあらわす異常検出信号をそれぞれ送出する入出力部を有するプリント配線基板３２上における所定の位置に縦横に複数個配されている。なお、図３においては、代表して、１個の半導体装置用ソケットが示され、他の半導体装置用ソケットの図示が省略されている。

半導体装置用ソケットは、プリント配線基板３２上に配され被検査物としての半導体装置が１個づつ装着される収容部を有するソケット本体３６と、ソケット本体３６の内部に配され半導体装置とプリント配線基板３２とを電気的に接続するコンタクトピンモジュール３４と、コンタクトピンモジュール３４の上面に載置され、半導体装置３８の各電極のコンタクトピンモジュール３４の端子部に対する位置合わせを行うとともに半導体装置３８を保持する位置決め部材４０と、ソケット本体部３６において、位置決め部材４０の上方にコンタクトピンモジュール３４を包囲するように、昇降動可能に配され後述する押圧部材４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、および４２Ｄを選択的に回動させるカバー部材４４と、カバー部材４４の上昇動作に応じて半導体装置３８の各端子を位置決め部材４０を介してコンタクトピンモジュール３４に対して押圧する押圧部材４２Ａおよび４２Ｂとを主な要素として含んで構成されている。

被検査物としての半導体装置３８は、ＢａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ型（以下、ＢＧＡ型ともいう）であり、例えば、略正方形の半導体素子とされる。半導体装置３８において後述する位置決め部材４０に対向する面には、位置決め部材４０の透孔を介してコンタクトピンモジュール３４に電気的に接続されるべきボール形の電極が端子として全面にわたって所定の相互間隔で複数個形成されている。

ソケット本体部３６は、例えば、耐熱性のあるプラスチック材料で成形されている。
ソケット本体部３６の下面部は、プリント配線基板３２上の所定位置に載置され、例えば、プリント配線基板３２の透孔を介して固定用ビスがソケット本体部３６の雌ねじ孔にねじ込まれることにより、固定されている。ソケット本体部３６の下部には、図４および図５に示される下方側整列板／位置決め板７０が嵌合される凹部が形成されている。

ソケット本体部３６における略中央部分には、コンタクトピンモジュール３４が収容されるモジュール収容部３６Ｍが形成されている。モジュール収容部３６Ｍの周囲には、図４および図５に示されるように、押圧部材４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃおよび４２Ｄに対応して相対向して凹部３６Ａおよび３６Ｂがそれぞれ設けられている。凹部３６Ａおよび３６Ｂ内には、それぞれ、図４および図５に示されるように、後述するカバー部材４４のアーム部材４４Ａおよび４４Ｂの下端と、押圧部材４２Ａおよび４２Ｂ、４２Ｃおよび４２Ｄの基端部とが挿入される。また、図３において、凹部３６Ａにおける紙面に垂直方向の両端部には、それぞれ、コイルスプリング４６の一端が配されるスプリング受け部３６ＡＳが形成されている。凹部３６Ｂにおける紙面に垂直方向の両端部には、それぞれ、コイルスプリング４６の一端が配されるスプリング受け部３６ＢＳが形成されている。

凹部３６Ａとモジュール収容部３６Ｍとの間には、凹部３６Ａに連通する切欠部を形成する一対のガイド部材３６ＴＡが形成されている。ガイド部材３６ＴＡは、押圧部材４２Ａが移動可能に配される切欠部を挟んで相対向する壁部を有している。各壁部には、それぞれ、後述する押圧部材４２Ａの案内ピンを案内する溝が所定角度傾いて形成されている。

凹部３６Ｂとモジュール収容部３６Ｍとの間には、押圧部材４２Ｂが移動可能に配される切欠部を形成する一対のガイド部材３６ＴＢが形成されている。ガイド部材３６ＴＢは、その切欠部を挟んで相対向する壁部を有している。各壁部には、それぞれ、後述する押圧部材４２Ｂの案内ピンを案内する溝が所定角度傾けられて形成されている。

なお、押圧部材４２Ｃおよび４２Ｄに対応する凹部３６Ａおよび３６Ｂの構造、またはその周辺の構造は、上述の押圧部材４２Ａおよび４２Ｂに対応する凹部３６Ａおよび３６Ｂの構造等と同様とされるのでその重複説明を省略する。

モジュール収容部３６Ｍは、小径部３６ｍａおよび大径部３６ｍｂから構成されている。小径部３６ｍａおよび大径部３６ｍｂは、それぞれ、ソケット本体部３６における略正方形の開口部３６Ｅに連通し収容されるコンタクトピンモジュール３４のソケット本体部３６の開口部３６Ｅに対する相対位置を位置決めする。なお、開口部３６Ｅ、小径部３６ｍａおよび大径部３６ｍｂは、それぞれ、共通の中心軸線上に形成されている。

小径部３６ｍａには、コンタクトピンモジュール３４のミディアムガイド部材１２の頭部が所定の隙間をもって係合される。また、大径部３６ｍｂには、ミディアムガイド部材１２の基部およびベース部材１４の外周部が所定の隙間をもって係合される。さらに、小径部３６ｍａと大径部３６ｍｂとの境界部分に形成される段部には、ミディアムガイド部材１２の基部と頭部との間に形成される段部が係合される。従って、コンタクトピンモジュール３４および端子部６０ｄは、そのソケット本体部３６の開口部３６Ｅの周縁および位置決め部材４０に対して位置決めされることとなる。

また、下方側整列板／位置決め板７０は、コンタクトピンモジュール３４におけるプリント配線基板３２側の端子部１６ｂおよび１８ｂを整列しかつ支持している。即ち、下方側整列板／位置決め板７０は、プリント配線基板３２側の端子部１６ｂおよび１８ｂに対応して複数の貫通孔を有するとともに、プリント配線基板３２の孔に嵌合される位置決めピンを有している。これにより、プリント配線基板３２側の端子部１６ｂおよび１８ｂとプリント配線基板３２の電極パッドとの相対位置が位置決めされる。その際、プリント配線基板３２側の端子部１６ｂおよび１８ｂは、例えば、プリント配線基板３２がソケット本体部３６に対し固定用ビスで固定されるとき、プリント配線基板３２側の端子部１６ｂおよび１８ｂの先端は、所定の接触力でプリント配線基板３２の電極パッドに接触することとなる。なお、プリント配線基板３２の構造は、斯かる例に限られることなく、端子部１６ｂおよび１８ｂの先端が挿入される穴が形成される貫通接続または層間接続可能な構造を有するプリント配線基板であってもよい。

位置決め部材４０は、図２に示されるように、半導体装置３８の４隅を支持する位置決め部と、その位置決め部の中心線と共通の中心軸線上に形成される平板状部とを含んで構成されている。

その平板状部には、半導体装置３８の各端子にそれぞれ対応して比較的小なる凹部が縦横に内部に形成されている。また、その凹部は、コンタクトピンモジュール３４の端子部１６ａおよび１８ａが移動可能に挿入される透孔に連通している。その凹部とその透孔とは、共通の中心軸線上にあるように平板状部の内部に形成されている。

従って、その凹部により、半導体装置３８の各端子の平板状部に対する相対位置が位置決めされ、かつ、半導体装置３８の各端子のコンタクトピンモジュール３４の端子部１６ａおよび１８ａに対する相対位置が位置決めされることとなる。

位置決め部材４０は、図示が省略される支持機構により、押圧部材４２Ａおよび４２Ｂの押圧方向に沿った所定の範囲内で移動可能に支持されている。その支持機構は、位置決め部材４０を上方に向けて付勢するスプリングを含んで構成されている。

図３において、ソケット本体部３６における紙面に垂直方向の両端部には、それぞれ、カバー部材４４における８個の爪部４４Ｎが移動可能に係合される溝３６Ｇがカバー部材４４の移動方向に沿って形成されている。また、各溝３６Ｇの端部には、それぞれ、図３に示されるような、カバー部材４４が最上端位置をとるとき、その爪部４４Ｎの先端が係止されている。なお、図３においては、カバー部材４４が最上端位置に静止したときの状態を示す。

枠状のカバー部材４４は、図２に示されるように、半導体装置３８またはガイド部材３６ＴＡおよび３６ＴＢの上端部の外周が通過する開口部４４ａを中央部に有している。カバー部材４４における上述の凹部３６Ａおよび３６Ｂに対向する面には、アーム部材４４Ａおよび４４Ｂが、それぞれ凹部３６Ａおよび３６Ｂに向けて垂直に突出している。

アーム部材４４Ａは、押圧部材４２Ａの基端部を挟持するように所定距離、離隔して一対設けられている。各アーム部材４４Ａは、アーム部材４４Ａと押圧部材４２Ａとを結合する結合ピンＣＰが挿入される孔を有している。

アーム部材４４Ｂも、押圧部材４２Ｂの基端部を挟持するように所定距離、離隔して一対設けられている。各アーム部材４４Ｂは、アーム部材４４Ｂと押圧部材４２Ｂとを結合する結合ピンＣＰが挿入される孔を有している。

カバー部材４４における両端部には、それぞれ、図３に示されるように、ソケット本体部３６の溝３６Ｇに係合される爪部４４Ｎがソケット本体部３６に向けて突出している。

また、カバー部材４４においてソケット本体部３６におけるスプリング受け部３６ＡＳおよび３６ＢＳに対向する部分には、それぞれ、スプリング受け部が４箇所に設けられている。スプリング受け部には、カバー部材４４をソケット本体部３６から離隔する方向に付勢するコイルスプリング４６の他端が配されている。即ち、スプリング受け部とスプリング受け部３６ＡＳおよび３６ＢＳとの間には、それぞれ、コイルスプリング４６が配されている。

押圧部材４２Ａは、結合ピンＣＰが回動可能に挿入される孔４２ａｈを有する基端部と、半導体装置３８の上面に選択的に当接される押圧面部４２ＡＰと、基端部と押圧面部４２ＡＰとを連結する連結部とを含んで構成されている。

押圧部材４２Ａの連結部には、上述の双方の溝（不図示）に移動可能に係合するガイドピン（不図示）が設けられている。

押圧部材４２Ｂは、結合ピンＣＰが回動可能に挿入される孔４２ｂｈを有する基端部と、半導体装置３８の上面に選択的に当接される押圧面部４２ＢＰと、基端部と押圧面部４２ＢＰとを連結する連結部とを含んで構成されている。

押圧部材４２Ｂの連結部には、上述の双方の溝（不図示）に移動可能に係合するガイドピン（不図示）が設けられている。

従って、カバー部材４４が、コイルスプリング４６の付勢力に抗してソケット本体部３６に近接するように押圧される場合、押圧部材４２Ａおよび４２Ｂの基端部がそれぞれ、同期して下降せしめられるとともに、各ガイドピンが溝に案内され移動されることにより、押圧部材４２Ａおよび４２Ｂの押圧面部４２ＡＰおよび４２ＢＰが、互いに離隔されるように押圧部材４２Ａおよび４２Ｂが回動される。即ち、ソケット本体部３６のモジュール収容部３６Ｍの上方、即ち、位置決め部材４０の上方が開放されることとなる。

一方、カバー部材４４が、コイルスプリング４６の付勢力により、上昇せしめられる場合、押圧部材４２Ａおよび４２Ｂの基端部がそれぞれ、同期して上昇せしめられるとともに、各ガイドピンが溝に案内され移動されることにより、押圧部材４２Ａおよび４２Ｂの押圧面部４２ＡＰおよび４２ＢＰが、互いに近接されるように押圧部材４２Ａおよび４２Ｂが回動される。即ち、押圧部材４２Ａおよび４２Ｂの押圧面部４２ＡＰおよび４２ＢＰが、それぞれ、ソケット本体部３６の位置決め部材４０内に進入されることとなる。

なお、押圧部材４２Ｃおよび４２Ｄの構成は、それぞれ、その幅寸法が押圧部材４２Ａおよび４２Ｂの幅寸法に比して大とされる点を除き、押圧部材４２Ａおよび４２Ｂの構造および動作と同様とされる。

コンタクトピンモジュール３４は、図１および図７に示されるように、互いに略平行となるように内部に配される複数のリードフレーム２２と、後述する各リードフレーム２２の端子部１６ａおよび１８ａをそれぞれ案内する透孔１０ａを複数個有するアッパガイド部材１０と、リードフレーム２２の支持プレート２０の両端を支持するベース部材１４と、アッパガイド部材１０とベース部材１４との間に配されアッパガイド部材１０とベース部材１４とを連結するミディアムガイド部材１２とを主な要素として含んで構成されている。

各リードフレーム２２は、図７、図８および図９に示されるように、半導体装置３８の端子に電気的に接続される第１の接続部としての第１のコンタクトピン群と、第１のコンタクトピン群と同一の平面上に形成されプリント配線基板３２の電極に電気的に接続される第２の接続部としての第２のコンタクトピン群と、第１のコンタクトピン群と第２のコンタクトピン群との中間の連結部に設けられ、その連結部を支持する支持プレート２０とを含んで形成されている。

リードフレーム２２における第１のコンタクトピン群および第２のコンタクトピン群は、複数のコンタクトピン１６ａｉ，１８ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）を含んで構成されている。コンタクトピン１６ａｉ，１８ａｉは、それぞれ、点対称となるように配されている。コンタクトピン１６ａｉ，１８ａｉの構造は、互いに同一とされるのでコンタクトピン１６ａｉについて説明し、コンタクトピン１８ａｉについての説明を省略する。

リードフレーム２２における第１のコンタクトピン群および第２のコンタクトピン群の一部を形成するコンタクトピン１６ａｉは、それぞれ、１本のリードから構成されている。なお、コンタクトピン１６ａｉの数量は、半導体装置３８の端子数および配列形式、または、プリント配線基板３２の電極パッドの数量に応じて設定される。コンタクトピン１６ａｉの相互間距離も半導体装置３８の端子相互間のピッチ、プリント配線基板３２の電極パッド相互間のピッチに応じて設定されている。

コンタクトピン１６ａｉは、第１のコンタクトピン群の端子群の一部を形成する端子部１６ａと、支持プレート２０に支持される連結線部と、端子部１６ａと連結線部とを連結する湾曲部と、第２のコンタクトピン群の端子群の一部を形成する端子部１６ｂと、端子部１６ｂと上述の連結線部とを連結する直線部とを含んで構成されている。

その湾曲部は、半導体装置３８の端子と端子部１６ａの先端との間の適正な接触力に応じて板厚、幅、曲率半径が設定される。従って、湾曲部の曲げ剛性（ばね定数）、即ち、湾曲部の変位により生じる弾性力が半導体装置３８の端子と端子部１６ａの先端との間の適正な接触力に応じて設定されることとなる。その際、互いに隣接するコンタクトピン１６ａｉの湾曲部の曲率半径は、各端子部１６ａの接触力を略同一とするために略同一に設定されている。その連結線部は、端子部１６ｂと略同一直線上に直線状に形成されている。

樹脂材料で成形される支持プレート２０は、連結線部の外周を被覆するように形成されている。また、支持プレート２０は、中央部に開口部を有している。さらに、支持プレート２０の両端部には、それぞれ、各リードフレーム２２に対し共通の結合ピン５８が挿入される透孔２０ａが形成されている。各透孔２０ａの周囲には、後述するベース部材１４の溝部に挿入される係止片部２０ｂが形成されている。係止片部２０ｂの厚さは、他の部分の厚さに比して薄く設定されている。

リードフレーム２２を製造するにあたっては、上述の特許文献１にも示されるような、薄板状のフレーム部材素材に対する所定のエッチング処理、および、樹脂の被覆処理等の加工が施される工程を含む一連の工程により同様に製造される。

アッパガイド部材１０は、例えば、樹脂材料により成形され、図６および図９に示されるように、各リードフレーム２２の各端子部１６ａ、１８ａに対応して形成され上述のリードフレーム２２の各端子部１６ａ、１８ａを案内する透孔１０ａを平坦面部に有している。従って、図６および図９に示されるように、透孔１０ａは、縦横に複数個形成されることとなる。なお、図９においては、代表して、１個のリードフレーム２２を示し、他のリードフレーム２２の図示が省略されている。

各透孔１０ａの周縁には、各端子部１６ａ、１８ａを誘い込むすり鉢状部、即ち、所定の勾配のテーパ部を有する断面が形成されている。

アッパガイド部材１０の長辺側の一方の端面には、後述するミディアムガイド部材１２の突起部１２Ｐａが係合される凹部１０Ｒａが所定の間隔で形成されている。また、アッパガイド部材１０の長辺側の他方の端面には、後述するミディアムガイド部材１２の突起部１２Ｐａおよび１２Ｐｂがそれぞれ、係合される凹部１０Ｒａ，凹部１０Ｒｂが所定の間隔で形成されている。アッパガイド部材１０の長辺側の一方の端面における凹部１０Ｒａに隣接して連結部材としての爪部１０Ｎが一体に４箇所に形成されている。各爪部１０Ｎは、図８に示されるように、後述するミディアムガイド部材１２の凹部１２Ｒ内に設けられる爪部１２ＮＢに係合するものとされる。

同様に、アッパガイド部材１０の長辺側の他方の端面における凹部１０Ｒａに隣接して連結部材としての爪部１０Ｎが一体に２箇所に形成されている。その爪部１０Ｎは、上述のミディアムガイド部材１２の凹部１２Ｒに相対向して設けられる凹部１２Ｒ内に設けられる爪部１２ＮＢに係合するものとされる。

アッパガイド部材１０の短辺側の両端面には、リードフレーム２２の両端におけるコンタクトピン１６ａｉ、１８ａｉが挿入されるスリット１０ｓが透孔１０ａの各列に対応してそれぞれ、形成されている。

例えば、樹脂材料で作られるベース部材１４の長辺側の両端部には、それぞれ、後述するミディアムガイド部材１２における位置決め部としての円弧部１２Ａが係合される凹部１４Ｒが所定の間隔で２箇所に形成されている。各長辺における凹部１４Ｒと凹部１４Ｒとの間には、図８に示されるミディアムガイド部材１２の各凹部１２Ｒ内に設けられる爪部１２ＮＡにそれぞれ係合される連結部材としての爪部１４Ｎが設けられている。

ベース部材１４の短辺側の両端部には、それぞれ、装着されるリードフレーム２２の支持プレート２０の係止片部２０ｂが挿入される溝１４ｇが所定の間隔で形成されている。

各溝１４ｇ相互間は、隔壁１４ｗにより仕切られている。これにより、装着されるリードフレーム２２相互間には、所定の隙間が形成されることとなる。なお、図８は、リードフレーム２２の中心軸線に沿った断面形状を示す。

ベース部材１４における各溝１４ｇが形成される部分よりもさらに内側部分には、各リードフレーム２２の第２のコンタクトピン群が通過する凹部１４ｂを内部に有している。凹部１４ｂを形成する底部には、挿入される各端子部１６ｂおよび１８ｂを案内する透孔１４ａが、縦横に形成されている。ベース部材１４の内側において、各透孔１４ａの周縁には、端子部１６ｂおよび１８ｂを誘い込むすり鉢状部、即ち、所定の勾配のテーパ部を有する断面が形成されている。

例えば、樹脂材料で作られるミディアムガイド部材１２における長辺側の一方の端部には、図９に示されるように、アッパガイド部材１０の凹部１０Ｒａに係合される突起部１２Ｐａが所定の間隔で形成されている。また、ミディアムガイド部材１２における長辺側の他方の端部には、その突起部１２Ｐａに対向して突起部１２Ｐａおよび１２Ｐｂが形成されている。突起部１２Ｐｂの幅は、突起部１２Ｐａの幅に比して小とされる。このように突起部１２Ｐｂの幅と、突起部１２Ｐａの幅とが異なるのは、組み立て作業のとき、誤った組み付け方向の組み付けを回避するためである。

各長辺における突起部１２Ｐａおよび突起部１２Ｐｂに隣接して凹部１２Ｒが形成されている。各凹部１２Ｒを形成する内壁には、上述の爪部１０Ｎおよび１４Ｎがそれぞれ、係合される突起片１２ＮＢおよび１２ＮＡが形成されている。突起片１２ＮＢおよび１２ＮＡは、所定の間隔をもって上下方向に形成されている。

上述の各凹部１２Ｒに隣接した下端部には、それぞれ、円弧部１２Ａが形成されている。円弧部１２Ａから所定距離、離隔した位置には、上述の結合ピン５８が挿入される透孔１２ｈが形成されている。

ミディアムガイド部材１２の頭部における平坦面部１２ＵＳには、上述のアッパガイド部材１０の透孔１０ａ、および、ベース部材１４の透孔１４ａに対応して複数のスリット１２ＳＡおよび１２ＳＢが形成されている。即ち、一組のスリット１２ＳＡおよび１２ＳＢは、それぞれ、その長辺に対して略平行に一直線上に形成されている。隣接するスリット１２ＳＡ相互間は、比較的薄い隔壁により仕切られている。隔壁には、図８に示されるように、端子部１６ａを誘い込む所定の勾配のテーパが形成されている。

隣接スリット１２ＳＢ相互間も同様に比較的薄い隔壁により仕切られている。その隔壁にも端子部１８ａを誘い込む所定の勾配のテーパが形成されている。

図７に示されるように、スリット１２ＳＡには、コンタクトピン１８ａｉが挿入され、一方、スリット１２ＳＢには、コンタクトピン１８ｂが挿入されている。各スリット１２ＳＡと各スリット１２ＳＢとの間には、補強のための仕切壁１２ｗが相対向する隔壁を連結するように形成されている。仕切壁１２ｗは、最も内側に対向配置されるコンタクトピン１６ａｉとコンタクトピン１８ａｉとの間となる位置に形成されている。

ミディアムガイド部材１２における平坦面部１２ＵＳの下方となる基部の内部には、スリット１２ＳＡおよび１２ＳＢに連通するリードフレーム収容部１２ｂが形成されている。複数のリードフレーム２２を収容するリードフレーム収容部１２ｂを形成する壁部のうち短辺側の内壁面の下部には、図１１に示されるように、それぞれ、溝部１２ｇが、ベース部材１４の溝部１４ｇに対向して複数個形成されている。各溝部１２ｇには、図１３に示されるように、各リードフレーム２２の支持プレート２０の各係止片部２０ｂが挿入される。なお、図１１においては、１個のリードフレーム２２を代表して示す。

従って、アッパガイド部材１０およびミディアムガイド部材１２により、リードフレーム２２の第１の接続部を案内する案内部材ユニットが形成されることとなる。

なお、案内部材ユニットは、斯かる例に限られることなく、アッパガイド部材１０およびミディアムガイド部材１２が、射出成形等により、一体に形成されるものでもよい。

次に、コンタクトピンモジュール３４を組立てるにあたっては、図１０および１１に示されるように、先ず、アッパガイド部材１０およびミディアムガイド部材１２が、その平坦部と平坦面部１２ＵＳとが互いに平行に近接せしめられ、爪部１０Ｎが突起片部１２ＮＢに係合されるとともに、突起部１２Ｐａおよび１２Ｐｂが凹部１０Ｒａおよび１０Ｒｂに係合されることにより、連結される。その際、図８に示されるように、アッパガイド部材１０の下端面がミディアムガイド部材１２の平坦面部１２ＵＳに当接している。

次に、所定数のリードフレーム２２がそれぞれ、合体されたミディアムガイド部材１２のリードフレーム収容部１２ｂ内に配置される。その際、各リードフレーム２２の端子部１６ａおよび１８ａの先端が、ミディアムガイド部材１２の平坦面部１２ＵＳに対し略垂直となるように内側からスリット１２ＳＡおよび１２ＳＢを介して透孔１０ａに挿入される。また、図１３に示されるように、各リードフレーム２２の支持プレート２０の各係止片部２０ｂが各溝１２ｇに挿入される。即ち、リードフレーム２２のミディアムガイド部材１２に対する挿入方向は、アッパガイド部材１０とミディアムガイド部材１２とを互いに組み付ける方向と同一方向となる。

これにより、各リードフレーム２２の端子部１６ａおよび１８ａの先端が、図１２に示されるように、透孔１０ａを介して所定長さだけ突出する。

そして、図１および図１４に示されるように、円弧部１２Ａが凹部１４Ｒに係合されるとともに、ベース部材１４の爪部１４Ｎがミディアムガイド部材１２の突起片部１２ＮＡに係合されることにより、ベース部材１４が、合体されたミディアムガイド部材１２に対して連結されるのでコンタクトピンモジュール３４についての組み立てが完了する。その際、各リードフレーム２２の支持プレート２０の各係止片部２０ｂが、溝部１４ｇに挿入され、また、端子部１６ｂおよび１８ｂがそれぞれ、透孔１４ａに挿入される。これにより、図１４に示されるように、各リードフレーム２２の端子部１６ｂおよび１８ｂの先端が、透孔１４ａを介して所定長さだけ突出する。なお、図１４においては、代表して、複数個のリードフレーム２２のうちの１個のリードフレーム２２の端子部１６ｂおよび１８ｂの先端を示す。

従って、従来の方法のような各リードフレーム２２を互いに積み重ね、締結する作業が必要とされず、しかも、リードフレーム２２の所定枚数を誤ることもなく、確実にコンタクトピンモジュール３４を組み立てることができることとなる。

上述のように、リードフレーム２２の端子部１６ｂおよび１８ｂのベース部材１４の透孔１４ａに対する挿入方向は、アッパガイド部材１０とミディアムガイド部材１２とを互いに組み付ける方向と同一方向となる。従って、コンタクトピンモジュール３４を構成する各構成部品の組み付け方向が互いに同一とされるのでコンタクトピンモジュール３４の自動組み立ても容易に可能となる。

組み立てられたコンタクトピンモジュール３４は、図３に示されるように、ソケット本体３６のコンタクトモジュール収容部３６Ｍ内に配置された後、各結合ピン５８が、ソケット本体３６の孔、および、ミディアムガイド部材１２の透孔１２ｈ、支持プレート２０の透孔２０ａを介して一方向から挿入されることにより、コンタクトピンモジュール３４は、図４および図５に示されるように、ソケット本体３６と結合される。

かかる構成において、半導体装置３８の試験を行うにあたっては、先ず、図示が省略される作業ロボットのアームの先端がカバー部材４４の上面に当接されてコイルスプリング４６の付勢力に抗して下方に向けて押圧される。これにより、押圧部材４２Ａおよび４２Ｂが開放状態とされる。また、半導体装置３８が、図示が省略される搬送ロボットの搬送アームにより吸引保持されてカバー部材４４の開口部４４ａおよび位置決め部材４０の位置決め部の真上となる位置まで搬送される。

次に、搬送アームＨＡにより吸引保持された半導体装置３８は、押圧部材４２Ａおよび４２Ｂの間に形成された空間を通じて下降せしめられて位置決め部を通じて平板状部に位置決めされ装着される。その際、半導体装置３８の各端子は、平板状部の凹部内にそれぞれ配されている。

続いて、カバー部材４４は、作業ロボットの先端がカバー部材４４の上面に当接された状態で上昇されるとき、コイルスプリング４６の付勢力により開放位置から試験位置まで上昇せしめられる。

その際、押圧部材４２Ａおよび４２Ｂにおける押圧面部４２ＡＰ、４２ＢＰは、それぞれ、略同一のタイミングで、回動されて半導体装置３８をコンタクトピンモジュール３４に向けて押圧することとなる。これにより、半導体装置３８は、押圧部材４２Ａおよび４２Ｂにおける押圧面部４２ＡＰ、４２ＢＰにより押圧され、その結果、半導体装置３８は平板状部に向けて所定の圧力で均等に押圧されることとなる。また、コンタクトピンモジュール３４の端子部１６ａおよび１８ａが変位せしめられ、所定の接触力で半導体装置３８の端子に当接することとなる。その際、その作用される押圧力は、コンタクトピンモジュール３４の端子部１６ｂおよび１８ｂには伝達されない。

そして、カバー部材４４が試験位置に維持されるもとでプリント配線基板３２の入出力部に検査信号が供給されるとき、コンタクトピンモジュール３４を通じてその検査信号が半導体装置３８に供給されるとともにその回路の異常が検出されるとき、半導体装置３８からの異常検出信号が入出力部を通じて外部の故障診断装置に供給されることとなる。

半導体装置３８の検査が終了した場合、その半導体装置３８を取り出し、新たな半導体装置３８を装着するために作業ロボットにおけるアームの先端が、上述と同様に、カバー部材４４の上面に当接されてコイルスプリング４６の付勢力に抗して下方に向けて押圧される。試験された半導体装置３８は、位置決め部材４０から搬送アームＨＡにより取り出され、また、試験される新たな半導体装置３８は、上述と同様に、装着されることとなる。

なお、上述の例においては、コンタクトピンモジュール３４を構成するミディアムガイド部材１２およびベース部材１４には、それぞれ、溝部１２ｇ、および、１４ｇが設けられているが、斯かる例に限られることなく、ミディアムガイド部材１２およびベース部材１４のうちの少なくとも一方に支持プレート２０の保持用の溝部が設けられてもよい。

本発明における上述の一例においては、被検査物としての半導体装置３８は、ＢａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ型とされるが、斯かる例に限られることなく、例えば、ＬＧＡ型の半導体装置においても適用され得る。

本発明に係るコンタクトピンモジュールの一例の外観を示す斜視図である。本発明に係るコンタクトピンモジュールの一例を備える半導体装置用ソケットの平面図である。図２に示される例における正面図である。図２に示される例における部分断面図である。図２に示される例における部分断面図である。図１に示される例における平面図である。図１に示される例における部分断面図である。図１に示される例における部分断面図である。図１に示される例における各構成部品を分解して示す斜視図である。図１に示される例における組み立ての説明に供される斜視図である。図１に示される例における組み立ての説明に供される斜視図である。図１に示される例における組み立ての説明に供される斜視図である。図１に示される例における組み立ての説明に供される斜視図である。図１に示される例において底面部側から見た斜視図である。

符号の説明

１０アッパガイド部材
１２ミディアムガイド部材
１４ベース部材
２２リードフレーム
３２プリント配線基板
３６ソケット本体

Claims

複数の端子部を有する第１の接続部と、該第１の接続部の各端子部に連なり該第１の接続部の各端子部と一体に形成される複数の端子部を有する第２の接続部と、前記第１の接続部の各端子部と前記第２の接続部の各端子部との間の中間部分に配され、複数の該中間部分を共通の平面上に支持する支持部材と、を含むリードフレームと、
前記リードフレームにおける第１の接続部の端子部が通過するスリットと、該スリットに連通するリードフレーム収容部と、該リードフレーム収容部を形成する内壁部に該スリットに向かって形成され前記リードフレームの支持部材の係止片部の一部分が係合される溝部とを有するミディアムガイド部材を含んでなる案内部材ユニットと、
前記リードフレームにおける第２の接続部の端子部が貫通される複数の透孔を前記案内部材ユニットのミディアムガイド部材におけるスリットに対応して有するとともに、内壁部における該透孔の列における少なくとも一方の端部近傍に、該リードフレームの支持部材における共通の前記係止片部の他の部分が係合される溝部を前記ミディアムガイド部材における溝部に向かい合って有し、該案内部材ユニットのミディアムガイド部材と連結されて前記リードフレームを内側に収容するベース部材と、
を具備して構成されるコンタクトピンモジュール。
前記第１の接続部の複数の端子部は、半導体装置の端子に電気的に接続され、且つ、前記第２の接続部の複数の端子部は、該半導体装置への検査信号が入出力される信号入出力部に接続される基板の電極部に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載のコンタクトピンモジュール。
前記案内部材ユニットは、さらに、前記リードフレームにおける第１の接続部の端子部が貫通される透孔を複数個有し、前記ミディアムガイド部材に連結されるアッパガイド部材を備えることを特徴とする請求項１または２記載のコンタクトピンモジュール。
前記ミディアムガイド部材におけるスリット相互間を仕切る隔壁は、挿入される前記第１の接続部の端子部を案内するテーパ部を有することを特徴とする請求項１記載のコンタクトピンモジュール。
複数の端子部を有する第１の接続部と、該第１の接続部の各端子部に連なり該第１の接続部の各端子部と一体に形成される複数の端子部を有する第２の接続部と、前記第１の接続部の各端子部と前記第２の接続部の各端子部との間の中間部分に配され、複数の該中間部分を共通の平面上に支持する支持部材と、を含むリードフレームと、
前記リードフレームにおける第１の接続部の端子部が通過するスリットと、該スリットに連通するリードフレーム収容部と、該リードフレーム収容部を形成する内壁部に該スリットに向かって形成され前記リードフレームの支持部材の係止片部の一部分が係合される溝部とを有するミディアムガイド部材と、
前記リードフレームにおける第１の接続部の端子部が貫通される複数の透孔と、前記ミディアムガイド部材と連結する連結部材とを有するアッパガイド部材と、
前記ミディアムガイド部材におけるスリットに対応して形成され前記リードフレームにおける第２の接続部の端子部が貫通される複数の透孔と、内壁面部における該透孔の列における少なくとも一方の端部近傍に、前記ミディアムガイド部材における溝部に向かい合って形成され該リードフレームの支持部材における共通の前記係止片部の他の部分が係合される溝部と、該ミディアムガイド部材と連結する連結部材とを有し、前記リードフレームを内側に収容するベース部材と、
を具備して構成されるコンタクトピンモジュール。
請求項１または請求項５記載のコンタクトピンモジュールと、
前記コンタクトピンモジュールを収容するソケット本体と、
を具備して構成される半導体装置用ソケット。
前記ソケット本体は、半導体装置に対して検査信号を前記コンタクトピンモジュールを介して供給するとともに該半導体装置からの出力信号を該コンタクトピンモジュールを介して送出する信号入出力部における該コンタクトピンモジュールの接続部、および、該半導体装置の接続端子に対し該コンタクトピンモジュールを収容することを特徴とする請求項６記載の半導体装置用ソケット。