JP4607926B2 - Ｂｇａパッケージ用治具 - Google Patents

Description

本発明は、ＢＧＡパッケージ用治具に関し、特に測定待ちのＢＧＡパッケージを位置決めする治具に関する。

近年、装置の小型化に伴い、益々多くなる集積回路実装製品はＢＧＡ型（ボールグリッドアレイ型）の半導体パッケージにされる。ＢＧＡ型パッケージは、同一表面に位置する複数の半田ボールや球状端子を介して外部に表面接合を行って多ピン数とサイズ微小化等の利点を得る。例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）やフラッシュメモリ（Flash Memory）等のＢＧＡ型パッケージは半田ボール隙間に共通の規格を有するが、基板サイズ、半田ボール数量、半田ボール配置等の規格が異なるので、製品測定の前に各製品に対応する専用規格を有する測定治具を時々入れ替えなければいけないことにより、測定速度の低下、測定治具の種類が多すぎる等の問題がある。

図１に示すように、従来の測定待ちのＢＧＡパッケージを位置決めする一般型嵌合治具２００は、主にウインドーオープン（Window open）型基盤２１０を有する。ウインドーオープン型基盤２１０の素子収容溝の内には位置決め板２１１を有し、図２に示すように、その位置決め板２１１サイズを測定待ちのＢＧＡ型パッケージ１０の基板サイズ（即ち側辺１３）に照準させる。位置決め板２１１における内壁は位置限定枠２１２となり、ＢＧＡ型パッケージ１０の側辺１３を制限する役割を伴い、ＢＧＡ型パッケージ１０のボール植入表面１１に位置する複数の半田ボール１４全数を単一の位置決め板２１１に露出させる。

この位置限定枠２１２の上縁はＢＧＡ型パッケージ１０を誘導しまたは位置決めすることを容易にするためガイド面となっている。位置決め板２１１の内には複数の支持フィンガー２１４が形成され、これらの支持フィンガー２１４により、ＢＧＡ型パッケージ１０の支持且つ脱出防止をすることができる。他に、搭載板（図に示していない）と結合するようにウインドーオープン型基盤２１０の両端にそれぞれ結合部２１５は形成される。故に、同一種類のＢＧＡ型パッケージ１０製品にしても、基板サイズは一致しないと、同一の一般型嵌合治具２００は通用することができない。一方、異なる種類のＢＧＡ型パッケージ１０には、基板サイズが一致しないことを除き、半田ボール数量と半田ボール配置とも異なれば、一般型嵌合治具２００の再購入若しくは再開発をしなければならなくなる。

本発明者は特許文献1に一種の治具を開示した。このような治具には、ウインドーオープン型基盤の素子収容溝の内に位置決め板が設置され、この位置決め板サイズは測定待ちのＢＧＡパッケージの半田ボール群の配置区外縁に照準されるが、基板サイズよりも小さくなる。この治具は、同一種類のＢＧＡ型パッケージ製品を位置決めすることが可能であり、基板サイズに限らず且つ支持フィンガーが省略されることができる。しかしながら、異なる種類のＢＧＡ型パッケージ製品には、半田ボール数量と半田ボール配置に差異があるため、上述の治具を用いて位置決めと支持固定を行うことが不可能であって通用性が未だ不充分である。

中華民国特許Ｉ２５３７０５号

本発明の主な目的は、測定待ちのＢＧＡパッケージを位置決めする治具を提供することである。
本発明のもう１つの目的は、ＢＧＡ型パッケージの封止体の偏りを許容し、測定待ちのＢＧＡパッケージを基盤の底面に緊密させることが可能なＢＧＡパッケージ用治具を提供することにある。

上述目的を達成するための本発明によるＢＧＡパッケージ用治具は、ネット型基盤、少なくとも一つのラッチ及び複数のピンを有する。このネット型基盤は素子収容穴と加圧測定表面を有する。この素子収容穴の内にマトリックス且つ等間隔に配列する複数の位置決め孔を形成する。一部若しくは全部の位置決め孔群は、接触ピンで測定を実行するためＢＧＡ型パッケージの複数の半田ボールに一対一に位置決めされ、加圧測定表面と連通している。ラッチはネット型基盤の内に設置されてＢＧＡ型パッケージを押圧している。それらのピンは伸縮自在にネット型基盤の加圧測定表面の周辺に突出できるように設けられている。。
このＢＧＡパッケージ用治具は、汎用型治具として、集積回路を測定する際、基板サイズと半田ボール端子数が一致しないＢＧＡパッケージを保持することができる。
このような治具は、ＢＧＡ型パッケージの基板サイズ、半田ボール数量及び半田ボール配置に限らず、多種な規格と均等な半田ボール間隔とを有するＢＧＡ型パッケージを位置決めすることができる。更に、集積回路の測定装置を入れ替える過程で治具の入れ替わり回数を減らすことが可能となり、測定効率を向上し且つ嵌合治具の品名種類を簡略する利点がある。

上述目的を達するために本発明では、更に他の技術的手段を採用して説明する。
上述汎用型治具において、それらの位置決め孔は更に複数の第１位置決め孔と複数の第２位置決め孔とに分けられ、第２位置決め孔群の深度は第１位置決め孔群の深度よりも浅くなる。
上述汎用型治具において、加圧測定表面と対応する素子収容穴の底面に少なくとも一つの凹部が形成され、第２位置決め孔群はその凹部内に配列されている。

上述汎用型治具において、その凹部は帯状にしてもよい。
上述汎用型治具において、その凹部は素子収容穴の底面の側辺に位置してもよい。
上述汎用型治具において、第２位置決め孔群の口径は第１位置決め孔群の口径よりも大きくなってもよい。
上述汎用型治具において、更に基盤蓋を有し、その基盤蓋はネット型基盤に設置されて素子収容穴を被覆しない。

上述汎用型治具において、基盤蓋とネット型基盤との間に更に複数の作動ばねが設置されている。
上述汎用型治具において、素子収容穴の内に更に中央孔を形成し、この中央孔は位置決め孔群の配置領域の中央に位置している。
上述汎用型治具において、ネット型基盤は電気的に絶縁されている。

本発明の一実施例を図３から図８までを参照して説明する。図７及び図８に示すように、ＢＧＡ型パッケージ１０はボール植入表面１１、ボール植入表面１１と反対方向の背面１２及びボール植入表面１１と背面１２との間にある側辺１３を有する。複数の半田ボール１４若しくは球状端子は、ＢＧＡ型パッケージ１０の内に位置する集積回路チップの外部との接続用としてボール植入表面１１に設置される。異なる実装細部構造によれば、ＢＧＡ型パッケージ１０のボール植入表面１１の中央或いは周辺に少なくとも一つの突起状の封止体１５が形成される。

図３、図４及び図５を参照する。汎用型治具１００は、ネット型基盤１１０、少なくとも一つのラッチ１２０及び複数のピン１３０を有する。そのネット型基盤１１０は素子収容穴１１１と加圧測定表面１１２とを有し、図７に示すように、その素子収容穴１１１は測定待ちのＢＧＡ型パッケージ１０を収納するようにしている。集積回路を測定する際に、加圧測定表面１１２は複数の接触ピン２１を有する測定槽２０に加圧接触する。それらの接触ピン２１もポゴピン（POGO pin 登録商標）と称される。

図６に示すように、素子収容穴１１１の内にマトリックス且つ等間隔に配列する複数の位置決め孔１１３、１１４を有している。本実施例では、それらの位置決め孔１１３、１１４は１３×２９のマトリックス配列である。「等間隔に配列する」とは、各位置決め孔１１３、１１４は隣同士の間の中心点から中心点の間隔距離が皆一致して約０．８５mmである。図７及び図８に示すように、一部若しくは全部の位置決め孔１１３、１１４群は、接触ピン２１で測定を実行するため測定待ちのＢＧＡ型パッケージ１０の複数の半田ボール１４に一対一に位置決めされ、加圧測定表面と連通している。

具体的に言えば、位置決め孔群は更に複数の第１位置決め孔１１３と複数の第２位置決め孔１１４に分けることができ、第２位置決め孔群１１４の深度は第１位置決め孔群１１３の深度よりも浅くなる。加圧測定表面１１２と対応する素子収容穴１１１の底面に少なくとも凹部１１５を形成することができれば好ましくなり、封止体１５は凹部１１５へ偏移することにより、ＢＧＡ型パッケージ１０のボール植入表面１１は押圧されて素子収容穴１１１の底面と緊密になっている。そして、凹部１１５の内に第２位置決め孔群１１４が配列されている。

本実施例では、その凹部１１５は帯状のようにし、素子収容穴１１１の底面の側辺若しくは中央に位置することができる。再び図７に示すように、第１位置決め孔群１１３は第１孔径Ｄ１を有し、第２位置決め孔群１１４も第２孔径Ｄ２を有し、第２孔径Ｄ２は第１孔径Ｄ１よりも大きくするのが好ましい。それ故に、素子収容穴１１１の底面の側辺により大きな誤差許容を持たせて、ネット型基盤１１０と測定待ちのＢＧＡ型パッケージ１０との間に生じた熱膨張差異により第２位置決め孔群１１４と周辺の半田ボール群１４は位置偏移になってお互いに照準ができず嵌合不可能となる問題を避けられる。一方、ある程度大きな反り量を許容するＢＧＡ型パッケージ１０の回路測定も実行可能である。

図２及び図６に示すように、素子収容穴１１１の内に更に中央孔１１６を設置しても好ましいことであり、この中央孔１１６は位置決め孔群１１３、１１４の配置区中央に位置してＢＧＡ型パッケージ１０の位置決めが正確かを確認することができる。
一般に、ネット型基盤１１０は電気絶縁となり、若しくは絶縁層に被覆されることにより、半田ボール群１４は位置決め孔群１１３、１１４と接触してネット型基盤１１０に電気ショートが起きる問題を避ける。

図５に示すように、ラッチ１２０は、ネット型基盤１１０の内に設置され、素子収容穴１１１に突入する押し柄１２１（図６に示すよう）を有し、且つラッチばね１２２と連結することで押圧弾力を提供している。また、図７に示すように、ラッチ１２０は、ＢＧＡ型パッケージ１０の半田ボール群１４が対応する位置決め孔群１１３、１１４から脱出することをさせないようにＢＧＡ型パッケージ１０の背面１２を押圧している。

図４、図５及び図７を参照して、それらのピン１３０は、伸縮ばねからの突出弾力を介して伸縮自在にネット型基盤１１０の加圧測定表面１１２の周辺まで突出することができる。再び図７を参照して、集積回路の測定過程において、それらのピン１３０は測定槽２０の位置決め孔群と嵌合することより、測定槽２０の接触ピン群２１は精確にネット型基盤１１０の位置決め孔群１１３、１１４と照準し得る。

図５及び図６に示すように、本実施例には、その汎用型治具１００は更に基盤蓋１４０を有し、その基盤蓋１４０はネット型基盤１１０に嵌合されて素子収容穴１１１を覆わない。基盤蓋１４０とネット型基盤１１０との間に更に複数の作動ばね１４１を有し、それらの作動ばね群１４１によってその汎用型治具１００は伸縮可能で測定装置と結合している。結合方式は、汎用型治具１００の両端にそれぞれ耳状な結合部１１７を形成すればよい、このような結合部１１７は結合用孔１１８を有する。

以上説明したように、本実施例の汎用型治具１００は、位置決め孔群１１３、１１４を一対一に半田ボール群に位置決めする方式で測定待ちのＢＧＡ型パッケージを位置決めしている。半田ボール群１４の間隔距離は等しくなると、基板サイズ、半田ボール数量及び半田ボール配置に限らず、異なる種類のＢＧＡ型パッケージ製品の位置決めや固定をすることができ、治具の汎用性を大幅に増加させ、更に集積回路の測定装置を入れ替わる過程に治具の入れ替わり回数を減ることも可能になり、測定効率の向上且つ嵌合治具の品名種類の簡略をし得る。
以上、本発明をその好適な実施例に基づいて説明したが、本発明の保護範囲は特許請求範囲で限定され、この保護範囲を基準として、本発明の要旨と特許請求の範囲内に属するどんな変更や修正も本発明の保護範囲に属する。

従来の一般型嵌合治具を示す平面図である。 従来の一般型嵌合治具の使用状態を示す断面図である。 本発明の一実施例による汎用型治具を示す斜視図である。 本発明の一実施例による汎用型治具を示す斜視図である。 本発明の一実施例による汎用型治具を示す斜視図である。 本発明の一実施例による汎用型治具を示す平面図である。 本発明の一実施例による汎用型治具の使用状態を示す断面図である。 本発明の一実施例による汎用型治具の使用状態を示す平面図である。

符号の説明

１０：ＢＧＡ型パッケージ、１１：ボール植入表面、１２：背面、１３：側辺、１４：半田ボール、１５：封止体、２０：測定槽、２１：接触ピン、１００：汎用型治具、１１０：ネット型基盤、１１１：素子収容穴、１１２：加圧測定表面、１１３：第１位置決め孔、１１４：第２位置決め孔、１１５：凹部、１１６：中央孔、１１７：結合部、１１８：結合孔、１２０：ラッチ、１２１：押し柄、１２２：ラッチばね、１３０：ピン、１３１：伸縮ばね、１４０：基盤蓋、１４１：作動ばね、Ｄ１：第１孔径、Ｄ２：第２孔径

Claims (10)

1. 素子収容穴と加圧測定表面とを有し、前記素子収容穴の内に行列状に且つ等間隔に配列する複数の位置決め孔を形成し、一部若しくは全部の位置決め孔群は、接触ピンで測定を実行するためＢＧＡ型パッケージの複数の半田ボールに一対一に位置決めされ、加圧測定表面と連通しているネット型基盤と、
   ネット型基盤の内に設置されてＢＧＡ型パッケージを押圧している少なくとも一つのラッチと、
   ネット型基盤の加圧測定表面側の外壁から、ネット型基盤の加圧測定表面の周辺に伸縮自在に突出可能な複数のピンと、
   を有することを特徴とするＢＧＡパッケージ用治具。
   
2. 前記位置決め孔は更に複数の第１位置決め孔と複数の第２位置決め孔とに分けられ、第２位置決め孔群の深度は第１位置決め孔群の深度よりも浅くなることを特徴とする請求項１に記載のＢＧＡパッケージ用治具。
3. 加圧測定表面と対応する素子収容穴の底面に少なくとも一つの凹部が形成され、第２位置決め孔群は前記凹部内に配列されていることを特徴とする請求項２に記載のＢＧＡパッケージ用治具。
4. 前記凹部は帯状になっていることを特徴とする請求項３に記載のＢＧＡパッケージ用治具。
5. 前記凹部は素子収容穴の底面の側辺に位置していることを特徴とする請求項３に記載のＢＧＡパッケージ用治具。
6. 第２位置決め孔群の口径は第１位置決め孔群の口径よりも大きくなっていることを特徴とする請求項５に記載のＢＧＡパッケージ用治具。
7. 更に基盤蓋を有し、前記基盤蓋はネット型基盤に設置されて素子収容穴を露出することを特徴とする請求項１に記載のＢＧＡパッケージ用治具。
8. 更に基盤蓋とネット型基盤との間に複数の作動ばねが設置されていることを特徴とする請求項７に記載のＢＧＡパッケージ用治具。
9. 更に素子収容穴の内に中央孔を設置し、前記中央孔は位置決め孔群の配置区の中央に位置していることを特徴とする請求項１に記載のＢＧＡパッケージ用治具。
10. ネット型基盤は電気絶縁となっていることを特徴とする請求項１に記載のＢＧＡパッケージ用治具。

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