JP4097647B2 - Ｂｇａ用ケット - Google Patents

Description

本発明は、２次元的に端子が配列された半導体パッケージ用ソケットに関し、特に、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）パッケージあるいはＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅｄ Ｐａｃｋａｇｅ）用のソケットに関する。

従来のＢＧＡパッケージ用ソケットは、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１のソケットは、ベース部材と、ベース部材に対して接近もしくは離間する方向に往復動可能に取付けられたカバー部材と、ベース部材に固定された一端と該一端と他端との間に弾性変形部とを有する複数のコンタクトと、ベース部材に設けられ、複数のコンタクトの他端の位置を規制するコンタクト規制手段と、コンタクト規制手段に対して接近もしくは離間する方向に往復動可能であり、ＢＧＡパッケージを載置する載置面を提供し、載置面には複数のコンタクトに対応する位置に複数の貫通孔が形成され、複数の貫通孔が各コンタクトの他端をそれぞれ案内可能とするアダプターとを有している。アダプターがコンタクト規制手段に向けて移動されたとき、アダプターに載置されたＢＧＡパッケージの各端子がアダプターの各貫通孔から突出した各コンタクトの他端と接続するようになっている。このソケットでは、アダプターの載置面から突出するコンタクトの最大高さを制限することで、ＢＧＡのはんだボールの変形量を一定以下にすることを可能にしている。

特許文献２は、ＢＧＡやＣＳＰのような表面実装型の半導体装置を含む電子装置を適切に着脱することが可能なソケットを提供する。特許文献２によれば、ソケットは、ベース部材と、カバー部材と、複数のコンタクトと、ベース部材に対して接近もしくは離間する方向に移動が可能でありかつＢＧＡの載置面を提供するアダプターと、ベース部材に回転可能に取り付けられたラッチ部材と、カバー部材の移動に連動して移動可能な位置決め機構とを含む。位置決め機構の位置決め部は、アダプターの載置面上を対角線方向に移動可能であり、載置されたＢＧＡを位置決めしかつ保持する。そして、位置決め機構によりＢＧＡパッケージを保持した状態で、はんだボールをコンタクトの他端から引き離すようにし、ＢＧＡパッケージが載置面上で飛び跳ねることを防止し、これによりＢＧＡパッケージのソケットへの自動装着の効率化を向上している。

特許第３５６６６９１号 特開２００４−１５２５５４号

ＢＧＡパッケージの端子を形成する、はんだボールの組成には、Ｐｂ（鉛）フリータイプと、鉛（Ｐｂ）と錫（Ｓｎ）の共晶タイプがある。共晶タイプよりも鉛フリータイプの方が硬いため、コンタクトによって安定した電気的接続を得るには、鉛フリータイプの方がより大きな接触力を必要とする。従って、鉛フリータイプと共晶タイプとを共用するソケットの場合、鉛フリータイプに合わせた接触力が生じるように、アダプター（フローティング部材）の厚さを選択し、接圧を調整していた。しかしながら、それには次のような課題がある。

共晶タイプのはんだボールは、１００℃〜１５０℃雰囲気の耐熱試験中において、鉛フリーのはんだボールより柔らかい状態になる。このため、コンタクト先端部のはんだボールへの接触によって、はんだボールの変形量が大きくなってしまう。図１３（ａ）は、はんだボールの変形を平面的に示した図であり、図１３（ｂ）ははんだボールとコンタクトとの接触状態を側面から示した図である。はんだボール３００がコンタクト３１０と接触するとき、コンタクト先端に形成された一対の突起３１２がはんだボール３００内に食い込み、変形したはんだボール部分３０２がはんだボールの外形からはみ出してしまう。図１３(ａ)、（ｃ）のハッチング部分３１２ａは、コンタクトの突起３１２の食い込み領域である。

また、図１３（ｃ）に示すように、はんだボール３００の最下点部３０４へのコンタクトの接触は禁じられているため、最下点部３０４を除いたエリアにコンタクトを接触させなければならない。はんだボールの位置精度やコンタクトの位置精度を考慮すると、コンタクト先端の突起３１２の間隔Ｓは、比較的大きくする必要があるが、間隔Ｓが大きくなると、変形したはんだボール部分３０２がはんだボール外形からはみ出し易くなってしまう。はんだボール３００の外形から変形したはんだボール部分３０２がはみ出すことは、はんだボール最下点部３０４への接触と同様に禁じられており、製品検査時に不良とされていた。

さらに、はんだボール３００とコンタクト３１０との接触を得るために、ＢＧＡパッケージはラッチ部材によって上方から押圧されるが、鉛フリーに合わせたコンタクト接圧にしている場合には、はんだボールの端子数またはコンタクト数に比例してソケットの操作力が大きくなり、取り扱いに支障が生じてしまうという課題がある。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決し、半導体パッケージの端子の変形を極力小さくしつつ端子との電気的接続を確実にすることが可能なソケットを提供することを目的とする。
さらに本発明は、比較的低操作力で半導体パッケージを取り付けまたは取り外しが可能なソケットを提供することを目的とする。

本発明に係るソケットは、ベース部材と、複数のコンタクトであって、各コンタクトはベース部材に固定された一端と、前記一端と他端との間に弾性変形部とを有し、各コンタクトの他端には、一対の鋭角状の突起が形成されている、前記複数のコンタクトと、ベース部材上に取り付けられたフローティング部材であって、当該フローティング部材は、半導体パッケージを載置する載置面を有し、載置面には複数のコンタクトの他端に対応する位置に複数の貫通孔が形成されている、前記フローティング部材とを有し、半導体パッケージがフローティング部材の載置面に載置されたとき、各コンタクトの他端の一対の突起が、前記貫通孔を介して半導体パッケージの端子に接触可能である。

好ましくは前記一対の鋭角状の突起の間には、半導体パッケージの端子との接触を避けるための窪み状の逃げ部が形成されている。この窪み状の逃げ部は、半導体パッケージの端子形状に対応する形状である。例えば、端子が球形状であれば、逃げ部は、球形状、円筒状またはＵ字状である。

好ましくは前記一対の突起の角度は、４５度以下である。角度を鋭角にすることで、端子に突起が食い込んだとき、端子の変形量を制限し、端子の外形からのはみ出しを抑制することができる。

好ましくは前記一対の突起は、板厚方向に互いに平行な直線状の稜線を含み、当該稜線はコンタクトの軸方向の中心線に関し対称である。対称の稜線を端子に接触させることで、端子への接圧を均等にすることができる。また、直正状の稜線とすることで、突起の食い込み量を制限することができる。

好ましくは前記一対の突起は、コンタクト側面から内側にオフセットされて形成される。好ましくは前記一対の突起の間隔をｄ、半導体パッケージの端子の外径をＰとしたとき、Ｐ／２＜ｄ＜Ｐである。これにより、端子の最外形よりも幾分内側を突起が接触することができる。例えば、０．５ｍｍピッチのＢＧＡパッケージの場合、Ｐ＝０．３ｍｍ、ｄ＝０．１６ｍｍ、０．６５ｍｍピッチのＢＧＡパッケージの場合、Ｐ＝０．３５ｍｍ、ｄ＝０．１６ｍｍ、０．８ｍｍピッチのＢＧＡパッケージの場合、Ｐ＝０．４ｍｍ、ｄ＝０．２１ｍｍとすることができる。

好ましくは前記コンタクトの他端は、先端に向けて板厚を薄くなるように加工される。あるいは前記コンタクトの他端は、先端の板厚方向に面取りが施されている。これにより、突起が端子へ食い込んだとき、その食い込みよって変形される量を小さくすることができ、ひいては端子の変形を極力小さくすることができる。

好ましくはソケットは、共晶タイプおよび鉛フリータイプのいずれの端子の半導体パッケージに使用可能である。鉛フリーの端子は、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ（Ａｕ）系、Ｓｕ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｓｂ系などである。例えば、Ｓｎ（錫）：Ａｇ（銀）：Ｃｕ（銅）＝９６．５：３：０．５である。

本発明のソケットによれば、コンタクトの他端に一対の鋭角状の突起を形成することで、コンタクトの他端と半導体パッケージの端子とが接触されたとき、端子の変形を最小限にすることができる。これにより半導体パッケージが、バーインテストにおいて不良品化するのを抑制することができる。さらに、一対の突起を端子に接触させることで、従来より小さな接圧でコンタクトと端子間の電気的接続を確実に行うことができるため、共晶タイプと鉛フリータイプの双方に適用されるソケットの場合、鉛フリータイプに接圧を合わせたとして、その接圧が小さくなるためにソケットの操作力を低減させることができる。

本発明に係るソケットは、ＢＧＡパッケージを加熱試験（バーンインテスト）するときに用いられるバーンイン・テストソケットにおいて好適に実施される。以下、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例に係るソケットの平面図、図２（ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図、図２（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線断面図、図３はＢＧＡパッケージを示す図である。図３に示すように、ＢＧＡパッケージ１は、その底面２に二次元的に配列されたボール状の端子（はんだボール）３が形成されている。はんだボール３は、外周に０．５ミリピッチで４列で整列されている。パッケージ下面から約０．２５ミリメートル突出し、パッケージの全体の高さは約０．９ミリメートルである。本実施例に係るソケット１０は、ＢＧＡパッケージ用に開発されたものであり、鉛フリータイプのはんだボールおよび共晶タイプのはんだボールのいずれのＢＧＡパッケージの使用を可能にするものである。鉛フリーのはんだボールの組成は、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ（Ａｕ）系、Ｓｕ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｓｂ系などであり、例えば、Ｓｎ（錫）：Ａｇ（銀）：Ｃｕ（銅）＝９６．５：３：０．５とすることができる。

ソケット１０は、ベース部材２０、ベース部材２０に対して接近しまたは離れる方向に往復動可能なカバー部材３０、ベース部材２０に植え込まれる複数のコンタクト４０を含んでいる。ベース部材２０およびカバー部材３０は、例えば高耐熱樹脂ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）を射出成形することにより形成される。ＰＥＳ以外にもポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリサルホン樹脂（ＰＳＦ）、ポリアリレート樹脂（ＰＡＲ）などを用いることができる。なお、本実施例に係るソケット１０の構成および動作は、コンタクトの構成を除き、実質的に先の特許文献２に記載のソケットと同様である。

ベース部材２０のほぼ中央にはコンタクト４０を植え込み保持するための矩形状の空間２１が形成される。空間２１内には、一列に整列されたコンタクト４０と絶縁性材からなるシート状のセパレーター２２とが交互に図１のＸ−Ｘ線方向と平行に配される。コンタクト４０の各列、すなわちＹ方向は、セパレーター２２によって電気的に絶縁される。こうしてコンタクト４０とセパレーター２２とが積層され、コンタクト４０のＸ方向およびＹ方向の位置決めおよび電気的絶縁がなされたコンタクトユニット２５が形成され、コンタクト４０が二次元的にマトリックスアレイ状に配列される。

コンタクトユニット２５は、ストッパー部材５０によって固定され、その状態でベース部材２０の上方から空間２１内に収容される。ストッパー部材５０は、一面に開口された矩形状の窓とその窓の各辺から垂直方向に延在する脚部５１とを有する。ストッパー部材５０の窓は、コンタクトユニット２５の上面サイズに対応する大きさを有し、コンタクト４０の他端が窓を介してさらに上方のアダプター６０へ延びる。脚部５１はセパレーター２２と係合することでコンタクトユニット２５を固定する。コンタクトユニット２５と空間２１との間隙に脚部５１を介在させることでコンタクトユニット２５がベース部材２０にしっかりと固定される。このとき、コンタクトユニット２５の下面が、ベース部材２０の底面と一致し、そこからコンタクト４０の一端が突出される。なお、装着されるＢＧＡの端子数や端子のピッチに応じて、セパレーター２２を他の大きさに変更することが可能である。

コンタクト４０は、図４に示すように板状のベリリウム銅などの金属板を打ち抜くことによって形成される。コンタクト４０の一端４１は、ベース部材２０の底面あるいはセパレーター２２の溝２４から突出し、回路基板（図中省略）の導電接点にはんだ等によって接続される。コンタクト４０には幅広部４３が形成され、幅広部４３がセパレーター２２の溝２４と係止することで、コンタクトの一端４１の突出量が制限される。コンタクトの他端４２は、ＢＧＡパッケージ１のはんだボール３と電気的に接続される。コンタクトの一端４１と他端４２との間には湾曲された弾性変形部４４が形成される。弾性変形部４４は、コンタクトの他端４２がはんだボール３と接触し、コンタクト４０の軸方向に座屈加重が加えられたときそれに抗する弾性力を生じさせ、他端４２とはんだボール３との間に必要な接圧を生じさせる。弾性変形部４４と他端４２との間には、幅広のストッパー４５が形成される。ストッパー４５はセパレーター２２の上部に形成された溝２３と係止することで、コンタクト４０の他端４２のセパレーター２２からの突出量を一定に規制している。幅広部４３およびストッパー４５とがセパレーター２２の溝２３、２４と係止されるとき、コンタクト４０の弾性変形部４４に一定の予圧（プリロード）が与えられている。

図５（ａ）は、コンタクト４０の他端４２の拡大平面図、図５（ｂ）はその斜視図である。他端４２の先端には、一対の鋭角状の突起４６ａ、４６ｂが形成されている。一対の突起４６ａ、４６ｂの形状は、コンタクトの軸方向の中心線に関し対称である。一対の突起４６ａ、４６ｂは、他端４２の両側面４７ａ、４７ｂと接続された水平な面を有する肩部４８ａ、４８ｂを介して上方に傾斜し、その傾斜面は、頂部または稜線において約４５度の角度で下方に傾斜している。下方に傾斜する面は、ほぼ鉛直方向に延び、円筒形状の窪みを有する逃げ部４９に接続されている。逃げ部４９は、後述するように、はんだボール３の最下点部を変形させないように窪んでおり、これによりはんだボール３との間に非接触空間を提供している。なお、本明細書におけるコンタクトの他端とは、必ずしもコンタクトの先端のみに限られるのではなく、その先端を含む他端側の一定の部分である。

好ましくは、突起４６ａ、４６ｂは、肩部４８ａ、４８ｂの水平面から０．０５ミリの高さで突出している。突起４６ａ、４６ｂの距離ｄは０．１６ミリ、側面４７ａ、４７ｂの距離は０．３２ミリ、肩部４８ａ、４８ｂの水平面の内側へ向かう距離は０．０３ミリである。逃げ部４９は、曲率半径が０．０８ミリであり、逃げ部４９の深さは、突起４６ａ（１３８ｂ）の稜線から０．１２ミリである。好ましくは、はんだボール３の外径をＰとするとき、Ｐ／２＜ｄ＜Ｐである。これにより、一対の突起４６ａ、４６ｂを、はんだボールの最外形よりも内側であって最下点部より外側で接触させることができる。

アダプター６０(フローティング部材)は、ＢＧＡパッケージを載置するための載置面６１と、載置面の各コーナー部に設けられたガイド部６２と、各ガイド部６２を連結し後述するラッチ部材７０と係合可能なラッチ係合部６３とを含む。載置面６１には、コンタクト４０の位置に対応した複数の貫通孔６５が形成されている。複数の貫通孔６５は、アダプター６０が上下方向に移動されるときにコンタクト４０の他端４２をガイドする。４つのガイド６２部の内の一つのガイド部６２（図１では右上のガイド部）には、位置決め機構１００が取り付けられている。そして、位置決め機構１００の位置決め部材１１０が摺動自在に溝６６内に収容されている。載置面６１は、ほぼ正方形状の面であり、溝６６は載置面６１の一つの対角線方向と平行に延び、その断面はほぼ矩形状である。

アダプター６０は、ストッパー部材５０上を上下方向に移動可能であり、かつ、コイルスプリング５４によってストッパー部材５０から離れる方向に常に付勢されている(図６（ｂ）を参照)。アダプター６０は、ベース部材２０の各コーナーに形成された係止部と係止することで停止し、このとき、アダプター６０がストッパー部材５０から最も離れた位置ある。

アダプター６０がコイルスプリング５４によって最も離間された位置に付勢されているとき、アダプター６０とセパレーター２２との間には一定の間隔が形成され、コンタクトの他端４２は載置面６１から突出することなく貫通孔６５内に収容されている。アダプター６０にコイルスプリング５４に勝る大きな力が加えられた場合、アダプター６０はコイルスプリング５４に抗して下降し、コンタクトの他端４２が貫通孔６５に案内されて載置面６１から突出する。アダプター６０は、最大でストッパー部材５０に当接するまで下降することができる。

位置決め機構１００は、図６(ａ)に示すようにアダプター６０のガイド部６２から対角線方向に突出可能な位置決め部材１１０を有する。位置決め部材１１０は、常にコイルスプリング１１７によって、溝６６から載置面６１の対角線方向に突出するように付勢される。付勢された位置決め部材１１０は、図示しないストッパーにより係止され突出量を規制されている。

カバー部材３０の各コーナーには下方に直立するポストが形成され、このポストはベース部材２０の各コーナーに形成された収容孔（図中省略）に挿入される。カバー部材３０とベース部材２０との間には一対のコイルスプリング３１が介挿され（図２参照）、スプリング３１によってカバー部材３０はベース部材２０から離れる方向へ常時付勢されている。カバー部材３０には、図示しない一対のフックが設けられ、該フックをベース部材２０に係合させたときにカバー部材３０がベース部材２０から最も離れた位置にあり、カバー部材３０のベース部材２０からの抜けが防止される。カバー部材３０のほぼ中央にはほぼ矩形状の開口３２が形成され、ＢＧＡパッケージ１の着脱は開口３２を介して行われる（図１参照）。

アダプター６０の周囲には４つのラッチ部材７０が回転軸７１を介してベース部材２０に回動可能に取付けられている。ラッチ部材７０の端部にはリンク８０が配され、リンク８０の一端は、軸８２によりラッチ部材７０の長穴７３内に収容され、かつベース部材２０に形成された溝２７を摺動する。リンク８０の他端は、軸８４によってカバー部材３０に回転可能に支持される。ラッチ部材７０の長穴７３を形成する外周は、円弧状の外周面７４を有し、リンクの軸８２が溝２７内を移動するとき、外周面７４は溝２７のカム面２８上を摺動する。ラッチ部材７０にはまた、もう一つの突起状の支点７５が設けられ、該支点７５はベース部材２０と係合し、ラッチ部材７０が押圧可能位置から退避位置へ向けて回転されるときに回転中心として働く。

カバー部材３０がスプリング３１に抗してベース部材２０に向かって移動すると、リンク８０が下方に下がり、長穴７３内の軸８２によってラッチ部材７０が支点７５を中心に回転し始める。さらにカバー部材３０が押し下げられると、長穴７３内を軸８２が摺動するとともに円弧状外周面７４がカム面２８に当接し、リンク８０は軸８４を中心に回転し、ラッチ部材７０の押圧部７２はアダプター６０の載置面６１から離れる方向に移動する。カバー部材３０がフルストロークあるいは十分なくらい押し下げられたとき、ラッチ部材７０の押圧部７２は、ＢＧＡパッケージ１の挿入に干渉しない位置、すなわち退避位置へと移動される。

次に本実施例のソケットの動作について説明する。ＢＧＡパッケージ１を装着する前、アダプター６０に装着された位置決め機構１００の位置決め部材１１０がスプリングによってアダプター６０から突出した状態にある。この状態を図６に示す。

ＢＧＡパッケージ１を装着するとき、カバー部材３０を上方からベース部材２０に接近する方向に押し下げる。図２に示す状態からカバー部材３０を押し下げると、カバー部材３０の移動に応答してリンク８０が回転し、リンク８０の回転によりラッチ部材７０が回転し、ラッチ部材の先端部（押圧部）７２が載置面６１から退避した位置へ移動される。このとき、アダプター６０は、コイルスプリング５４により上方に持ち上げられており、コンタクトの他端４２は、載置面６１から突出せず、貫通孔６５内に留まっている。従って、ＢＧＡパッケージ１がアダプター６０の載置面６１に着座しても、他端４２がはんだボール３に接触しない。この状態を図７に示す。

さらにカバー部材３０が押し下げられたことで、カバー部材の突起３０ａが、位置決め機構１００のスライダー１２０の開口１２５内に挿入され、スライダー１２０がコイルスプリング１１７に抗して外側に移動される。この移動により、位置決め部材１１０がガイド面６２から溝６６内に収容され、載置面６１においてＢＧＡパッケージ１を受け入れる準備が整えられる。この状態を図８に示す。

カバー部材３０を押し下げた状態で、ＢＧＡパッケージ１をカバー部材３０の開口３２から落とし込む。ＢＧＡパッケージ１は、アダプター６０及び位置決め部材１１０によって誘い込まれ、アダプター６０の載置面６１に着座する。その後、カバー部材３０を押している力を徐々に減らし、カバー部材３０が上方に移動を開始すると、リンク８０も上方に移動し、それによりラッチ部材７０が回転し、その押圧部７２が内側方向に移動する。また、カバー部材３０の突起３０ａがスライダー１２０の開口１２５から離脱することで、溝６６内に収容されていた位置決め部材１１０がスプリング１１７によって押し戻され、ガイド面６２から突出する。そして、ラッチ部材７０の押圧部７２がＢＧＡパッケージ１の上面に接触する前に、ＢＧＡパッケージ１を対角方向に移動させる。

さらにカバー部材３０が上方に移動すると、ラッチ部材７０はＢＧＡパッケージ１をさらに押し下げる。これにより、はんだボール３がコンタクト４０の他端４２に接触する。この状態を図９（ａ）に示す。さらに、ラッチ部材７０は、ベース部材２０を中心に回転し、カバー部材３０を押し上げているバネ力とコンタクト４０の接触力がバランスする位置、またはアダプター６０がストッパー部材５０に接触するまでＢＧＡパッケージ１を押し下げる。コンタクト４０は、ラッチ部材７０により押し下げられている力、または押し下げられた量に応じて撓むことで接圧を生じさせ、はんだボール３と電気的に接続される。このとき、コンタクトのストッパー４５は溝２３から離れた状態になる。この状態を図９（ｂ）に示す。

ＢＧＡパッケージ１は、図９（ｂ）に示す状態で、耐熱試験を実施される。特に、共晶タイプの場合、１００〜１５０℃ではんだボール３が軟化し、コンタクトの他端４２が徐々にはんだボール３を変形させる。本実施例では、コンタクトの他端４２に形成された一対の鋭角状の突起４６ａ、４６ｂがはんだボール３に食い込む。この状態を図１０に示す。一対の突起４６ａ、４６ｂは鋭角状であるため、はんだボール３へ食い込む体積が制限され、はんだボール３の変形量も僅かである。はんだボール３の変形量が僅かであるため、変形されたはんだ部分が、はんだボール３の外形を越えて飛び出すことが抑制される。また、一対の突起４６ａ、４６ｂとの間の逃げ部４９により、はんだボール３の最下点部がコンタクトと接触し、変形することはない。なお、ハッチング領域４６ａ’、４６ｂ’は、突起４６ａ、４６ｂの食い込んだ部分である。

さらに、一対の突起４６ａ、４６ｂは、直線状の稜線がコンタクトの中心線に関し対称であるため、コンタクト４０がはんだボール３に適切に位置決めされた状態であれば、はんだボール３に均等に接圧が加わり、はんだボール３に均等な変形を与え、局所的な荷重によってはんだボール３に著しい不均等な変形を与えることが抑止される。さらに、一対の突起４６ａ、４６ｂは、直線状の稜線を有するため、突起４６ａ、４６ｂが必要以上にはんだボール３内に食い込むことが制限される。また、突起４６ａ、４６ｂが一定以上食い込んだところで、平らな面を持つ肩部４８ａ、４８ｂがはんだボール３に接触するため、肩部４８ａ、４８ｂを食い込みを停止用のストッパーとして働かせることも可能である。

耐熱試験などが終了し、ＢＧＡパッケージ１をソケットから抜去する際、ＢＧＡパッケージ１の装着時と同様にカバー部材３０を上方から下方に押し下げる。これにより、リンク８０とラッチ部材７０の動作により、ＢＧＡパッケージ１に対するラッチ部材７０の押し下げ力が開放され、それに伴い、コンタクト４０の反力により、ＢＧＡパッケージ１が押し上げられる。これと同時にアダプター６０もスプリング５４により押し上げられる。さらにカバー部材３０を押し下げると、ラッチ部材７０の押圧部７２がＢＧＡパッケージ１の上面から離れるが、耐熱試験によりはんだボール３とコンタクト他端４２は融着している。このため、ＢＧＡパッケージ１はアダプター６０のスプリングによって押し上げられず、図１１に示す状態となる。

カバー部材３０の押下がさらに続けられると、ラッチ部材の押圧部７２がアダプター６０のラッチ係合部６３と接触し、ラッチ部材７０により強制的にアダプター６０が持ち上げられる。アダプター６０が強制的に上昇されることで、コンタクト４０の他端４２とはんだボール３との融着が解離される。その際、ＢＧＡパッケージ１は、位置決め機構１００の位置決め部材１１０により、アダプター６０の片側に押し付けられたままであり、はんだボール３がコンタクト他端４２から離れた後に、位置決め部材１１０がＢＧＡパッケージ１から離れるようにする。これにより、アダプター６０のスプリング５４によってＢＧＡパッケージが飛び跳ねるといった現象を防いでいる。位置決め機構１００は、ＢＧＡパッケージ１から離れ、ＢＧＡパッケージ１は、バキューム装置によりカバー部材３０の開口３２から取り除かれる。

次に、本発明の第２の実施例について説明する。図１２に示すように、コンタクト４０の他端４２は、境界２００より先端に向けて板厚を薄くするような面取り加工２０２が施されている。他端４２の板厚を薄くすることで、他端４２の一対の突起４６ａ、４６ｂがはんだボール３へ食い込む量をさらに低減させることができる。面取り加工２０２は、一様に板厚を薄くするものでもよいし、あるいは段階的に板厚を薄くするようにしてもよい。

以上説明したように、本実施例では、コンタクト４０の他端４２に鋭角状の突起４６ａ、４６ｂを形成し、はんだボール３へのコンタクトの食い込み量を制限することで、はんだボール３の変形が小さくなり、変形されたはんだ部分がはんだボール外形からはみ出すことを防止することができる。これにより、バーンインテストなどの耐熱試験により、ＢＧＡパッケージが不良品化することが抑制される。さらに、一対の突起を鋭角にすることで、硬い鉛フリーのはんだボールに対して小さな接触力でも食い込ませることが可能になり、安定した電気的接触を得ることができる。これによって、鉛フリーのはんだボールのＢＧＡパッケージを使用するソケットであっても、小さな接触力ですむため、その結果ソケットの操作力を低くすることができる。さらに、コンタクトの他端の全ての領域を鋭角状の突起にするのではなく、はんだボール３に食い込む部分のみを突起としたことで、コンタクトの他端４２の剛性等が弱くなるのを防ぎ、コンタクト製作時の打ち抜き加工の際、コンタクト先端部の変形を少なくし、生産を容易にすることができる。

本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。上記実施例では、一対の突起４６ａ、４６ｂの角度を鋭角としたが、その角度は、設計事項に応じて適宜変更することが可能である。また、突起４６ａ、４６ｂの形状は、必ずしも直線状の稜線ができる必要はなく、多少の曲率があってもよい。コンタクトの加工精度によっては、必ずしも突起４６ａ、４６ｂが直線状の稜線とならないからである。さらに、上記したソケットは、好ましい構成の一例であって、これ以外のソケットに本実施例のコンタクトを適用することも可能である。

本発明に係るソケットは、ＢＧＡ、ＣＳＰ等の２次元状に端子を配列した半導体パッケージ用のソケットとして利用される。

図１は本発明の実施例に係るソケットの平面図である。 図２（ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図、図２（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線断面図である。 図３はＢＧＡパッケージを示す図である。 コンタクトを示す図である。 図５(ａ)はコンタクトの他端の拡大平面図、図５(ｂ)はコンタクトの他端の斜視図である。 ＢＧＡパッケージ装着前の位置決め部材の状態を示す図であり、図６(ａ)は、位置決め機構の平面図、図６(ｂ)はＡ１−Ａ１線断面図である。 ＢＧＡパッケージを着座させた状態を示す拡大断面図である。 ＢＧＡパッケージの位置決めを説明する図であり、図８(ａ)は、位置決め機構の平面図、図８(ｂ)はＡ２−Ａ２線断面図である。 図９(ａ)は、コンタクトの他端とはんだボールの接触を示す図、図９(ｂ)はコンタクトのストッパーがストッパー部材から離れた状態を示す図である。 コンタクトの一対の突起がはんだボールに食い込んだ状態を示す図である。 はんだボールとコンタクトの他端との融着状態を示す図である。 第２の実施例に係るコンタクトを示す図であり、図１２(ａ)はコンタクトの他端の平面図、図１２（ｂ）はその斜視図である。 従来のソケットの課題を説明する図であり、図１３（ａ）、（ｃ）は、はんだボールの変形を平面的に示した図であり、図１３（ｂ）、（ｄ）ははんだボールとコンタクトの接触状態を側面から示した図である。

符号の説明

１０：ソケット ２０：ベース部材
３０：カバー部材 ４０：コンタクト
４１：一端 ４２：他端
４４：弾性変形部 ４５：ストッパー
４６ａ、４６ｂ：一対の突起 ４７ａ、４７ｂ：側面
４８ａ、４８ｂ：肩部 ４９：逃げ部
５０：ストッパー部材 ６０：アダプター
７０：ラッチ部材 ８０：リンク
２０２：面取り加工

Claims (10)

1. 半導体パッケージ用ソケットであって、
   ベース部材と、
   複数のコンタクトであって、各コンタクトはベース部材に固定された一端と、前記一端と他端との間に弾性変形部とを有し、各コンタクトの他端には、一対の鋭角状の突起が形成されている、前記複数のコンタクトと、
   ベース部材上に取り付けられたフローティング部材であって、当該フローティング部材は、半導体パッケージを載置する載置面を有し、載置面には複数のコンタクトの他端に対応する位置に複数の貫通孔が形成されている、前記フローティング部材とを有し、
   半導体パッケージがフローティング部材の載置面に載置されたとき、各コンタクトの他端の一対の突起が、前記貫通孔を介して半導体パッケージの端子に接触可能であり、
   前記コンタクトは金属板を打ち抜いて形成され、前記コンタクトの他端は、両側面に接続された水平な面を有する一対の肩部と、前記一対の肩部から上方に突出する前記一対の突起と、前記一対の突起の間に形成された逃げ部とを含み、
   前記一対の突起は、板厚方向に互いに平行な直線状の稜線を含み、当該稜線はコンタクトの軸方向の中心線に関し対称であり、
   前記逃げ部は、半導体パッケージの端子形状に対応した窪みであって前記端子の最下点部との接触を避ける、
   ソケット。
2. 前記一対の突起の角度は、４５度以下である、請求項１に記載のソケット。
3. 前記一対の突起の間隔をｄ、半導体パッケージの端子の外径をＰとしたとき、Ｐ／２＜ｄ＜Ｐである、請求項１または２に記載のソケット。
4. 前記コンタクトの他端は、先端に向けて板厚を薄くする、請求項１ないし３いずれか１つに記載のソケット。
5. 前記コンタクトの他端は、先端の板厚方向に面取りが施されている、請求項１ないし４いずれか１つに記載のソケット。
6. 耐熱試験時に前記コンタクトの他端が半導体パッケージの端子と接触し、前記一対の突起が前記端子内に食い込む、請求項１ないし５いずれか１つに記載のソケット。
7. 前記半導体パッケージの端子は、はんだボールである、請求項１ないし６いずれか１つに記載のソケット。
8. 前記はんだボールは、錫（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）を含む、請求項７に記載のソケット。
9. 前記ソケットはさらに、ベース部材に対して接近若しくは離間する方向に往復動可能に取り付けられたカバー部材を含み、前記カバー部材の往復動に応答してフローティング部材が移動可能である、請求項１ないし８いずれか１つに記載のソケット。
10. 前記ソケットはさらに、ラッチ部材を含み、前記カバー部材の往復動に応答してラッチ部材が半導体パッケージを押圧する、請求項１ないし９いずれか１つに記載のソケット。

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