JP4611367B2 - Socket for semiconductor integrated circuit - Google Patents
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Description
本発明は半導体集積回路用ソケットに係り、特に、BGA(Ball Grid Array)パッケージタイプの半導集積回路に適用可能な半導体集積回路用ソケットに関する。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit socket, and more particularly to a semiconductor integrated circuit socket applicable to a BGA (Ball Grid Array) package type semiconductor integrated circuit.
半導体集積回路(以下ICと記す)の高機能化・高速化に伴い、製品の信頼性を確保する上で製品に装着する前のICの動作試験の重要性が増大している。 As semiconductor integrated circuits (hereinafter referred to as ICs) have become more functional and faster, the importance of operation tests of ICs prior to mounting on products is increasing in order to ensure product reliability.
ICの動作試験においては試験装置(ICテスタ)とICとをソケットを介して電気的に接続する必要があるため、電気的特性だけでなく耐久性をも考慮したIC用ソケットが既に提案されている(例えば、特許文献1および特許文献2参照)。
In an IC operation test, it is necessary to electrically connect a test device (IC tester) and an IC through a socket, and therefore an IC socket that has considered durability as well as electrical characteristics has already been proposed. (For example, see
特許文献1に開示されているICソケットは、ICを枠状のホルダ中に挿入することによりICの端子とソケットの対応する接続ピンとを直接接触させる構造となっている。
The IC socket disclosed in
また、引用文献2に開示されているICソケットは、ICを枠状のホルダ中に挿入することにより、IC端子の損傷を防ぐために端子の高さより僅かに小さい厚さのストッパを介してICの端子とソケットの対応する接続ピンとを接触させる構造となっている。 Further, the IC socket disclosed in the cited document 2 is inserted through a stopper having a thickness slightly smaller than the height of the terminal in order to prevent damage to the IC terminal by inserting the IC into a frame-shaped holder. The terminal and the corresponding connection pin of the socket are in contact with each other.
即ち、ICソケットの接続ピンをホルダの内面を基準として配置し、ICをホルダに挿入することによりIC端子の位置を決めるようになっている。
しかしながら、実際にはICの端子はICの外縁を基準として配置されていない。 However, actually, the terminals of the IC are not arranged with reference to the outer edge of the IC.
図5はBGAパッケージタイプのICの斜視図であって、IC10の底面には半球状の半田ボール101がアレイ状に配置されている。そして、半田ボール101間のX軸方向のピッチPXおよびY軸方向のピッチPYは規格で定められているものの、半田ボール101のICの外縁からの距離LXおよびLYは規格では定められていない。
FIG. 5 is a perspective view of a BGA package type IC, and
このため、上記提案に係るIC用ソケットでは、ICの端子と接続ピンとの確実な接触は保証されないという課題があった。 For this reason, the IC socket according to the above-described proposal has a problem that reliable contact between the IC terminal and the connection pin is not guaranteed.
さらに、上記提案に係るIC用ソケットでは、IC用ソケット内部の信号伝送経路の信号伝達特性については特に配慮されていないため、高速で動作するICを試験する場合にはICソケット内部で信号の損失が発生し得るという課題もあった。 Further, in the IC socket according to the above proposal, since the signal transmission characteristic of the signal transmission path inside the IC socket is not particularly considered, when testing an IC that operates at high speed, the signal loss inside the IC socket There was also a problem that could occur.
本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであって、IC端子とソケットのコンタクタを確実に接触させることができるだけでなく、ソケット内での信号の損失を低減することのできる半導体集積回路用ソケットを提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the conventional problems, and it is possible not only to reliably contact the contactor of the IC terminal and the socket, but also to reduce the signal loss in the socket. An object is to provide a socket for an integrated circuit.
本発明の半導体集積回路用ソケットは、半導体集積回路の複数の端子と電気的に接触する複数の接続ピンと、前記接続ピンが貫通する複数の貫通孔であって内面が絶縁層で覆われた貫通孔が穿孔された金属製の本体と、前記本体の上方に弾性部材を介して配置され前記接続ピンが貫通する複数の貫通孔が穿孔され前記貫通孔および上面が絶縁層で覆われた金属製の保持板と、前記本体の底面に配置され前記半導体集積回路のアース端子以外の端子に接触する前記接続ピンと電気的に接触するランドを有するプリント基板と、前記本体と前記プリント基板の間に配置され前記半導体集積回路のアース端子に接触する前記接続ピンおよび前記本体の底面と電気的に接触する導体板で覆われ前記プリント基板に接触する前記接続ピンが貫通する内面が絶縁層で覆われた貫通孔が穿孔されたアース基板とを含む構成を有している。 The socket for a semiconductor integrated circuit according to the present invention includes a plurality of connection pins that are in electrical contact with a plurality of terminals of the semiconductor integrated circuit, and a plurality of through holes through which the connection pins pass, the inner surface of which is covered with an insulating layer. A metal main body having holes formed therein, and a plurality of through holes that are disposed above the main body via elastic members and through which the connection pins pass, and the through holes and the upper surface are covered with an insulating layer. A printed circuit board having a land that is disposed on the bottom surface of the main body and is in electrical contact with the connection pins that are in contact with terminals other than the ground terminal of the semiconductor integrated circuit, and is disposed between the main body and the printed circuit board. The inner surface of the semiconductor integrated circuit that is in contact with the ground terminal and the inner surface through which the connection pin that is in contact with the printed circuit board is covered with the conductive plate that is in electrical contact with the bottom surface of the main body. Through hole is covered with an insulating layer has a structure including a ground substrate drilled.
この構成により、IC端子が接続ピン位置に正確に位置決めされるだけでなく、各接続ピンが絶縁層を介して金属でシールドされることとなる。 With this configuration, the IC terminal is not only accurately positioned at the connection pin position, but each connection pin is shielded with metal through the insulating layer.
本発明の半導体集積回路用ソケットは、前記保持板に穿孔された貫通孔が上方に向かって拡径するロート形状である構成を有している。 The socket for a semiconductor integrated circuit according to the present invention has a configuration of a funnel shape in which a through hole drilled in the holding plate expands upward.
この構成により、ICの端子と接続ピンとが正確に位置決めされることとなる。 With this configuration, the IC terminal and the connection pin are accurately positioned.
本発明の半導体集積回路用ソケットは、前記本体が複数の板状体を積層した積層構造である構成を有している。 The socket for a semiconductor integrated circuit according to the present invention has a configuration in which the main body has a laminated structure in which a plurality of plate-like bodies are laminated.
この構成により、貫通孔内面の絶縁層の形成が容易となるだけでなく、ソケット自体の組み立てが容易となる。 This configuration not only facilitates the formation of the insulating layer on the inner surface of the through hole, but also facilitates assembly of the socket itself.
本発明の半導体集積回路用ソケットは、前記保持板の上面および貫通孔内面ならびに前記本体の貫通孔内面の絶縁層が、陽極酸化処理膜およびフッ素含浸処理膜である構成を有している。 The socket for a semiconductor integrated circuit of the present invention has a configuration in which the upper surface of the holding plate, the inner surface of the through hole, and the insulating layer on the inner surface of the through hole of the main body are an anodized film and a fluorine impregnated film.
この構成により、保持板および本体を金属製としても、保持板の上面および貫通孔内面ならびに本体の貫通孔内面に確実に絶縁層が形成されることとなる。 With this configuration, even if the holding plate and the main body are made of metal, an insulating layer is reliably formed on the upper surface of the holding plate, the inner surface of the through hole, and the inner surface of the through hole of the main body.
本発明の半導体集積回路用ソケットは、前記プリント基板のランドがスルーホールに挿入される中空リベットである構成を有している。 The semiconductor integrated circuit socket according to the present invention has a configuration in which a land of the printed circuit board is a hollow rivet inserted into a through hole.
この構成により、接続ピンとランドとが確実に接触するだけでなく、ランドの摩耗を防ぐことが可能となる。 With this configuration, it is possible not only to make sure that the connection pin and the land come into contact with each other but also prevent the land from being worn.
本発明の半導体集積回路用ソケットは、前記プリント基板のリベット中空部ならびに前記アース基板、前記本体および前記保持板の貫通孔を介して前記半導体集積回路の端子面に負圧を供給し、前記半導体集積回路を前記保持板に吸着する吸着手段を備える構成を有している。 The socket for a semiconductor integrated circuit according to the present invention supplies a negative pressure to a terminal surface of the semiconductor integrated circuit through a rivet hollow portion of the printed circuit board and a through hole of the ground substrate, the main body, and the holding plate. It has the structure provided with the adsorption | suction means which adsorb | sucks an integrated circuit to the said holding plate.
この構成により、ICの端子と接続ピンとが一層確実に接触することとなる。 With this configuration, the terminals of the IC and the connection pins are more reliably brought into contact.
本発明は、本体の上方に保持板を設けることによりIC端子と接続ピンを確実に接触させることができるだけでなく、本体および保持板を金属製としてソケット自体を同軸ケーブル構造とすることにより信号の損失を低減できるという効果を有するICソケットを提供することができるものである。 In the present invention, not only can the IC terminals and the connection pins be brought into contact with each other by providing a holding plate above the main body, but also the signal can be transmitted by making the main body and the holding plate made of metal and the socket itself a coaxial cable structure. An IC socket having an effect of reducing loss can be provided.
以下、本発明に係るICソケットの実施形態について、図面を用いて説明する。 Embodiments of an IC socket according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
本発明に係るICソケット1は、図1の斜視図に示すように、半導体集積回路の端子と電気的に接触する複数の接続ピン11と、接続ピン11が貫通する複数の貫通孔であって内面が絶縁層で覆われた貫通孔が穿孔された金属製の本体12と、本体12の上方に弾性部材を介して配置され接続ピン11が貫通する複数の貫通孔が穿孔された金属製の保持板13と、本体12の底面に対向配置され半導体集積回路のアース端子以外の端子に接触する接続ピン11と電気的に接触するランドを有するプリント基板14と、本体12とプリント基板14の間に配置され半導体集積回路アース端子に接触する接続ピン11および金属製本体12の底面と電気的に接触する導体板で覆われプリント基板14に接触する接続ピン11が貫通する貫通孔が穿孔されたアース基板15とを含む。
As shown in the perspective view of FIG. 1, the
図2は本発明に係るICソケット1のZ−Z断面図であって、保持板13、本体12、アース基板15およびプリント基板14が順に積層された構成を有する。
FIG. 2 is a ZZ cross-sectional view of the
本体12は、貫通孔内面に絶縁層を形成したアルミニウム製とすることが望ましい。
The
保持板13は、弾性部材16を介して本体12の上面に配置されるが、上面および貫通孔内面に絶縁層を形成したアルミニウム製とすることが望ましい。また、保持板13の貫通孔は45度以上の大きい角度で上方に向かって拡径させることが望ましい。弾性部材16としては導電性を有する弾性材であればよく、バネ、導電性ゴム等を使用することができる。
The
本体12および保持板13の絶縁層は、陽極酸化処理およびフッ素含浸処理によって形成することが望ましい。
The insulating layers of the
本体12の貫通孔の中には接続ピン11(4本の接続ピン111,112,113および114が図示されている)が格納されている。なお、接続ピン111は断面図として図示されている。
A connection pin 11 (four
即ち、接続ピン11は、中空円筒の中間部11aと、中間部の両端に挿入される上部ピン11bおよび下部ピン11c、ならびに中間部11aに格納され上部ピン11bおよび下部ピン11cを付勢するバネ11dとから構成される。
That is, the
上部ピン11bの下端部は、中間部11aの上端に挿入され、上部ピン11bの上端部は保持板13の貫通孔の中を貫通するように配置されている。
The lower end portion of the
下部ピン11cの上端部は中間部11aの下端に挿入され、下部ピン11cの下端部はアース基板15の導体板151に接触するか、または、アース基板15の貫通孔を貫通してプリント基板14のランド141と接触する。
The upper end portion of the
そして、本体12は、接続ピン11の格納および絶縁膜の形成が容易がとなるように、複数層の積層体構造とする。本実施形態においては、本体12は、ICを挿入するための凹部が形成された上部層121、中間層122および下部層123の3層構造としている。
The
図3は保持板13の貫通孔内面を陽極酸化処理するための陽極酸化処理装置2の断面図であって、電解槽20の中の電解液21中に保持板13を浸漬する。保持板13の貫通孔にワイヤー電極22を配置し、ワイヤー電極22の上端部を導電体23で、下端部を絶縁体24で把持し、ワイヤー電極22が保持板13の貫通孔内面に接触しないように張力を加える。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the anodizing apparatus 2 for anodizing the inner surface of the through hole of the
この状態で、保持板13を直流電源25の正極に、導電体23を直流電源25の負極に接続すれば、保持板13の貫通孔内面を均一に陽極酸化処理することが可能となる。
In this state, if the
本体12の貫通孔も同一方法で陽極酸化処理できるが、本実施例のように、本体を上部層121、中間層122および下部層123の3層構造とすることにより、装置を大規模化することなく貫通孔内面を均一に陽極酸化処理することが容易となる。
The through hole of the
接続ピン11が接触するプリント基板14のランドは、プリント基板14を貫通するスルーホールに挿入される中空リベットで構成することが、接触抵抗の軽減および接触圧によるランドの摩耗防止の観点から望ましい。
The land of the
プリント基板14は多層プリント基板であり、中空リベットはプリント基板14の内部に形成されている導体パターンと接続する。
The printed
以下に本発明に係るICソケットの動作について、図4の本発明に係るソケット1にIC10を装着したときの断面図を参照しつつ、説明する。
The operation of the IC socket according to the present invention will be described below with reference to a cross-sectional view when the
まず、IC10を、端子側を保持板13に向けて保持板13の上に搭載し、IC10を適宜の方法により押下する。
First, the
すると、保持板13の貫通孔は上方に向かって拡径しているため、IC10の半田端子は斜面に沿って貫通孔内に導入される。これにより、半田端子101と接続ピン11とを正確に対向させることが可能となる。
Then, since the diameter of the through hole of the holding
IC10の押下により弾性部材16が圧縮され、IC10および保持板13が降下し、IC10の端子と接続ピン11の上部ピン11bの上端とが接触する。
By pressing the
下部ピン11cはバネ11dにより下方に付勢されて、アース基板15の導体板あるいはプリント基板14のランドと接触する。
The
さらに、プリント基板14の底面から、プリント基板14の中空リベット、アース基板15、本体12および保持板13の貫通孔を介して負圧を供給して、IC10の底面をソケット1に吸着することにより、IC10と接続ピン11および接続ピン11とアース基板15またはプリント基板14との接触を一層確実なものとすることもできる。
Further, negative pressure is supplied from the bottom surface of the printed
また、保持板13および本体12は金属製であり、IC10および接続ピン11との対向面には絶縁膜が形成されているため、本発明に係るソケットは接続ピン11が絶縁膜を介して導体で囲まれる同軸ケーブル構造となり、超高速で動作するICに適用した場合であっても接続ピン11を伝搬する信号の損失を低減することが可能となる。
In addition, since the holding
さらに、本体12の底面は直接アース基板15の導電板と接触しているので、導電板をプリント基板14のアースラインと1点あるいは複数点で接続することにより、ICソケット内部のアース電位差を最小にすることも可能となる。
Further, since the bottom surface of the
以上のように、本発明に係る半導体集積回路用ソケットは、ICの端子とプリント基板とを確実に接続できるだけでなく、ソケット内部での信号の損失を低減できるという効果を有し、半導体集積回路の試験装置用として有効である。 As described above, the semiconductor integrated circuit socket according to the present invention has an effect that not only can the terminal of the IC and the printed circuit board be securely connected, but also the signal loss inside the socket can be reduced. It is effective for the test equipment.
1...ICソケット
11,111,112,113,114...接続ピン
12...本体
121...上部層
122...中間層
123...下部層
13...保持板
14...プリント基板
15...アース基板
16...弾性部材
1 ...
Claims (6)
前記接続ピンが貫通する複数の貫通孔であって、内面が絶縁層で覆われた貫通孔が穿孔された金属製の本体と、
前記本体の上方に弾性部材を介して配置され、前記接続ピンが貫通する複数の貫通孔が穿孔され、前記貫通孔および上面が絶縁層で覆われた金属製の保持板と、
前記本体の底面に配置され、前記半導体集積回路のアース端子以外の端子に接触する前記接続ピンと電気的に接触するランドを有するプリント基板と、
前記本体と前記プリント基板の間に配置され、前記半導体集積回路のアース端子に接触する前記接続ピンおよび前記本体の底面と電気的に接触する導体板で覆われ、前記プリント基板に接触する前記接続ピンが貫通する内面が絶縁層で覆われた貫通孔が穿孔されたアース基板と、を含む半導体集積回路用ソケット。 A plurality of connection pins in electrical contact with a plurality of terminals of the semiconductor integrated circuit;
A plurality of through-holes through which the connection pin passes, and a metal main body in which a through-hole whose inner surface is covered with an insulating layer is perforated,
A metal holding plate disposed above the main body via an elastic member, in which a plurality of through-holes through which the connection pin passes are perforated, and the through-holes and the upper surface are covered with an insulating layer;
A printed circuit board having a land disposed on the bottom surface of the main body and in contact with the connection pin that contacts a terminal other than the ground terminal of the semiconductor integrated circuit;
The connection pin disposed between the main body and the printed circuit board, covered with the connection pin contacting the ground terminal of the semiconductor integrated circuit and the conductive plate electrically contacting the bottom surface of the main body, and contacting the printed circuit board A semiconductor integrated circuit socket, comprising: a grounding substrate having a through-hole in which an inner surface through which a pin passes is covered with an insulating layer;
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