JP4615151B2 - 半導体パッケージ用ソケット - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、格子状に配置された複数のはんだボールを有する半導体パッケージ用ソケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、格子状に配置された複数のはんだボールを有する半導体パッケージ用ソケットとして、図１３に示すものが知られている。この試験評価用ソケット３００は、半導体パッケージ３５０のはんだボールＳの配置に対応して格子状に配置された複数のコンタクト３０１・・・と、各コンタクト３０１を装備するソケット本体３０２と、半導体パッケージ３５０が載置される載置プレート３０３とを備えている。各コンタクト３０１の先端には、はんだボールＳにその両側から挟み込む形態で接触し得る第１および第２接触片３０４、３０５が設けられている。
【０００３】
上記構成のソケット３００に、開口３０６を介して半導体パッケージ３５０を挿入し、半導体パッケージ３５０のはんだボールＳを第１接触片３０４と第２接触片３０５との間に位置させて、スライダ３０６を図中上方に移動させると、スライダー３０６の側面に設けられた傾斜部３０６ａ、３０６ｂが第１および第２接触片３０４、３０５の傾斜部３０４ａ、３０５ａにそれぞれ当接する。これによって、第１および第２接触片３０４、３０５が相互に近接する方向に変位させられ、はんだボールＳにその両側から挟み込む形態で接触する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成のソケット３００では、第１および第２接触片３０４、３０５の先端が載置プレート３０３の上面（載置面）まで達しているため、半導体パッケージ３５０の挿入に際してそのはんだボールＳが第１および第２接触片３０４、３０５に引っかかるなどして、はんだボールＳを第１接触片３０４と第２接触片との間に位置させることが困難であるという問題がある。この問題は、狭ピッチ、フルグリッドではんだボールが配置されているＩＣパッケージにおいて特に顕著となる。
【０００５】
上記問題は、半導体パッケージ３５０の挿入に際してはんだボールＳと第１および第２接触片３０４、３０５とを精度よく対応させれば解消され得るが、そのように精度よく対応させるには相当の作業時間を要するため、半導体パッケージの試験又は評価を迅速に行うことが困難になるという別の問題を生ずる。
【０００６】
本発明の課題は、半導体パッケージの挿入に際してはんだボールを第１接触片と第２接触片との間に迅速に位置させることができ、半導体パッケージの試験又は評価を迅速に行うことが可能な半導体パッケージ用ソケットを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、本発明は、格子状に配置された複数のはんだボールを底面に有する半導体パッケージ用ソケットであって、前記各はんだボールの配置に対応して格子状に配置され、各はんだボールにその両側から挟み込む形態で接触し得る第１および第２接触片を有する複数のコンタクトと、前記各コンタクトを装備するソケット本体と、前記半導体パッケージの各はんだボールが前記第１および第２接触片に接触することなく載置される半導体パッケージ載置位置と該載置された半導体パッケージの各はんだボールが前記第１接触片と第２接触片に接触し得る接触位置との間を移動させられる載置プレートとを備える構成とした。
【０００８】
このようにすれば、半導体パッケージ載置位置において半導体パッケージの各はんだボールが前記第１および第２接触片に接触することなく載置可能になる。したがって、半導体パッケージの挿入に際して第１および第２接触片に引っかかることなく第１接触片と第２接触片との間にはんだボールを迅速に位置させることができ、半導体パッケージの試験又は評価を迅速に行うことが可能になる。
【０００９】
前記半導体パッケージ載置位置は、前記第１および第２接触片から少なくとも前記はんだボールの直径寸法に相当する長さ寸法だけ前記ソケット本体（つまりは、半導体パッケージ用ソケット）の高さ方向に離れた位置に設定する。このようにすれば、半導体パッケージを載置する際にはんだボールが第１および第２接触片に接触することがない。
【００１０】
上記半導体パッケージ用ソケットは、前記ソケット本体に対して前記ソケット本体（つまりは、半導体パッケージ用ソケット）の高さ方向に移動可能なソケットカバーと、前記ソケットカバーの移動に連動して、前記載置プレートを前記半導体パッケージ載置位置と前記接触位置との間で前記ソケット本体（つまりは、半導体パッケージ用ソケット）の高さ方向に移動させる移動手段とを備えることができる。このようにすれば、公知の機械装置などによってソケットカバーを移動させることが可能となり、半導体パッケージの試験又は評価を自動化できる。
【００１１】
上記半導体パッケージ用ソケットは、前記ソケットカバーの移動に連動して、前記半導体パッケージを前記載置プレートに固定する固定手段を備えることができる。このようにすれば、半導体パッケージの浮き上がりを防止し得るためより安定した接触を得ることが可能になる。
【００１２】
上記半導体パッケージ用ソケットは、前記ソケットカバーの移動に連動して、前記第１および第２接触片を変位させる変位手段を備えることができる。このようにすれば、公知の機械装置などによってソケットカバーを移動させて第１および第２接触片をはんだボールに対する接触位置と非接触位置との間を変位させることが可能となり、半導体パッケージの試験又は評価を自動化できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態である半導体パッケージ用ソケット（以下単にソケットという）について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１、図３、図４は、本発明に係るソケットの正面図である。図２、図５、図６は、本発明に係るソケットの側面図である。図７は、半導体パッケージ載置位置に位置する載置プレート１３と各コンタクト１１との位置関係を説明するための図である。図８は、接触位置に位置する載置プレート１３と各コンタクト１１との位置関係を説明するための図である。
【００１５】
図１、図２に示すように、ソケット１０は、格子状に配置された複数のはんだボールＳ・・・を底面に有する半導体パッケージ５０の試験評価用ソケットであり、複数のコンタクト１１・・・と、それらの各コンタクト１１を装備するソケット本体１２と、半導体パッケージ５０が載置される載置プレート（アダプターともいう）１３と、スライダ１４とを備える。
【００１６】
また、ソケット１０は、スライダ１４をソケット１０の高さ方向（図１中上下方向、以下、上下方向とする）に移動させるためのスライダ昇降機構２０と、載置プレート１３に載置された半導体パッケージ５０を同プレート１３に固定すると共に、ソケットカバー２１の移動に連動して載置プレート１３を移動させるための固定機構３０とを備える。なお、固定機構３０が主に本発明の移動手段、固定手段に相当し、スライダ昇降機構２０が主に本発明の変位手段に相当する。
【００１７】
各コンタクト１１は、はんだボールＳの配置に対応して格子状に配置されている。各コンタクト１１は、図１、図７に示すように、プレス打ち抜きされた導電性金属板から形成され、ソケット本体１２に固定されるコンタクト基部１１ｃと、そのコンタクト基部１１ｃの先端から傾斜部１１ｄ、１１ｅを介して上方に延び、各はんだボールＳにその両側から挟み込む形態で接触し得る第１および第２接触片１１ａ、１１ｂとを有する。
【００１８】
各コンタクト１１の傾斜部１１ｄ、１１ｅにはスライダ１４がソケット１０の高さ方向の上方（図７中上方向、以下、上方とする）に移動しスライダ１４に設けられた傾斜部１４ａ、１４ｂが当接して、第１接触部１１ａと第２接触部１１ｂとを相互に近接する方向に変位させる（図８参照）。これにより、第１および第２接触片１１ａ、１１ｂが載置プレート１３に載置された半導体パッケージ５０のはんだボールＳにその両側から挟み込む形態で接触する。
【００１９】
コンタクト１１はバネ性を有しているため、スライダー１４が下方に移動しコンタクト１１に対する当接が解除されると、第１および第２接触片１１ａ、１１ｂが元の形状に復帰する（図７参照）。この復帰時の第１接触片１１ａと第２接触片１１ｂの間隔は、はんだボールＳの直径よりも若干大きくなるように設定されている。
【００２０】
載置プレート１３は、半導体パッケージ５０の各はんだボールＳが第１および第２接触片１１ａ、１１ｂに接触することなく載置される半導体パッケージ載置位置（図１および図７に示す載置プレート１３の位置）と該載置された半導体パッケージ５０の各はんだボールＳが第１接触片１１ａと第２接触片１１ｂに接触し得る接触位置（図３および図８に示す載置プレート１３の位置）との間を移動させられる。
【００２１】
半導体パッケージ載置位置は、図７に示すように、第１および第２接触片１１ａ、１１ｂの先端から少なくともはんだボールＳの直径寸法に相当する長さ寸法Ｈ１だけ上方に離れた位置に設定されている。このようにすれば、各はんだボールＳが各コンタクト１１の第１および第２接触片１１ａ、１１ｂに接触することなく、半導体パッケージ５０を載置できる。
【００２２】
載置プレート１３は平面略長方形のプレート形状に形成され、その上面には半導体パッケージ５０が載置される載置面１３ａが設けられている。載置プレート１３の底面の四隅には先端に係合爪１３ｂが設けられた脚部１３ｆがソケット１０の中心線Ｃ１、Ｃ２に対してそれぞれ対象となるように形成されている。各係合爪１３ｂはソケット本体１２の内壁に形成された上下方向に延びる４つの溝１２ａに係合しており、載置プレート１３のソケット本体１２に対する移動方向が案内されるようになっている。
【００２３】
載置プレート１３とソケット本体１２の間には図示しないスプリングが軸方向（図１中上下方向）に縮んだ状態で配置されている。載置プレート１３は、そのスプリングの元の形状に復帰しようとする力によって押し上げられ上方に移動する。載置プレート１３が所定量上方に移動すると、係合爪１３ｂがソケット本体１２に形成された溝１２ａの上端面に当接するので、載置プレート１３のそれ以上の上方への移動が阻止され停止する。この停止位置が半導体パッケージ載置位置となる。
【００２４】
載置プレート１３の上面の四隅には、ソケット１０の上方から挿入される半導体パッケージ５０を載置面１３ａに誘導するための半導体パッケージ誘導部１３ｃが設けられている。半導体パッケージ誘導部１３ｃには、半導体パッケージ５０が載置面１３ａ上の所定位置に誘導されるように、載置プレート１３の載置面１３ａに対して傾斜した傾斜面１３ｄが形成されている。
【００２５】
挿入される半導体パッケージ５０は、その周縁が少なくとも一つの傾斜面１３ｄに沿って載置面１３ａに向けて滑り下りる。これにより、半導体パッケージ５０は、載置面１３ａ上の所定位置に載置される。
【００２６】
載置プレート１３には、図７に示すように、その載置面１３ａから底面に貫通し、同図中左右方向に長く延びるはんだボール挿入穴１３ｅが形成されている。
【００２７】
スライダ１４は、ソケット本体１２にスプリング２３を介して支持されている。スライダ１４には、コンタクト１１の傾斜部１１ｄ、１１ｅに当接する傾斜部１４ａ、１４ｂが設けられている。
【００２８】
次に、スライダ昇降機構２０について説明する。図１、図２に示すように、スライダ昇降機構２０は、主に、ソケットカバー２１と、交錯リンク２２と、スプリング２３とによって構成されている。
【００２９】
ソケットカバー２１は、ソケット本体１２に対して上下方向に移動可能なようにソケット本体１２に取り付けられている。交錯リンク２２は、載置プレート１４の両側に配置されている。
【００３０】
交錯リンク２２は、交錯した一対のレバー２２ａ、２２ｂを備えている。レバー２２ａ、２２ｂは、それらの各末端に設けられ、中心線Ｃ１に対して対象の位置にある回転軸２２ｃがソケット本体１２に形成された軸穴（図示せず）に挿入されており、各回転軸２２ｃを中心に揺動可能となっている。
【００３１】
レバー２２ａ、２２ｂの末端側には側面からフランジ状に張りだした中心線Ｃ１に対して対象の位置にある各スライダ本体押圧部２２ｄが設けられている。各スライダ本体押圧部２２ｄは、スライダ１４の上面に当接し、レバー２２ａ、２２ｂのそれ以上の揺動が阻止されている。レバー２２ａ、２２ｂの先端にはソケットカバー２１の内側上面２１ａに沿って摺動する中心線Ｃ１に対して対象の位置にある円弧状の各摺動部２２ｅが設けられている。
【００３２】
ソケットカバー２１は、その内側上面２１ａにレバー２２ａ、２２ｂの各摺動部２２ｅが当接した状態でソケット本体１２に取り付けられている。
【００３３】
次に、スライダ昇降機構２０の動作について図１から図６を参照しながら説明する。
【００３４】
図１、図２は、スライダ１４およびソケットカバー２１が上限位置に位置している状態を示している。ソケットカバー２１を機械装置などによって上限位置から押し下げ、図１、図２中下方に移動させると、レバー２２ａ、２２ｂの各摺動部２２ｅがソケットカバー２１の内側上面２１ａに沿って摺動する。これと共に、レバー２２ａ、２２ｂが各回転軸２２ｃを中心に揺動し、各スライダ本体押圧部２２ｄがスライダ１４を押し下げ図１中下方の下限位置へ移動させる。図３、図５は、スライダ１４およびソケットカバー２１が下限位置に位置している状態を示している。図４、図６は、スライダ１４およびソケットカバー２１が上限位置と下限位置の間に位置している状態を示している。
【００３５】
スライダ１４の上限位置から下限位置への移動によって、スライダ１４とソケット本体１２との間に配置されたスプリング２３が軸方向（図１中上下方向）に縮められる。ソケットカバー２１を押し下げるために加えていた力を除去すると、スプリング２３の元の形状に復帰しようとする力によって、スライダ１４が押し上げられ上限位置へ移動する。
【００３６】
次に、固定機構３０について説明する。図１、図２に示すように、固定機構３０は、主に、プッシャー３１と、プッシャー押圧部材３２と、スプリング３３とによって構成されている。
【００３７】
プッシャー３１は、載置プレート１４の両側に配置されている。プッシャー３１は、その回転軸３１ａがソケット本体１２に形成された軸穴（図示せず）に挿入されており、同軸３１ａを中心に揺動可能となっている。プッシャー３１の末端３１ｂとソケット本体１２との間には軸方向に縮んだ状態のスプリング３３が配置されている。
【００３８】
プッシャー３１は、スプリング３３の元の形状に復帰しようとする力によって載置プレート１３側に揺動し、その先端３１ｃが載置プレート１３の上面に当接し、さらに同一方向へ揺動しようとする。このため、載置プレート１３の載置面１３ａに半導体パッケージ５０が載置されている場合には、プッシャー３１の先端３１ｃと載置プレート１３との間に半導体パッケージ５０が挟持される。このようにして、半導体パッケージ５０が載置プレート１３に固定される。
【００３９】
また、上記のようにプッシャー３１の先端３１ｃが載置プレート１３上（半導体パッケージ５０が載置されている場合にはその上面）に当接し、さらに同一方向へ揺動しようとすることにより、載置プレート１３が押し下げられソケット１０の高さ方向の下方（図７中下方向、以下、下方）に移動する。
【００４０】
載置プレート１３が所定量下方に移動すると、載置プレート１３の下面がソケット本体１２に形成された図示しない凸部に当接するので、載置プレート１３のそれ以上の下方への移動が阻止され停止する。この停止位置が接触位置となる。また、載置プレート１３の下方への移動によって、載置プレート１３とソケット本体１２との間に配置された図示しないスプリングが軸方向に縮められる。
【００４１】
次に、固定機構３０の動作について図１から図６を参照しながら説明する。
【００４２】
図１、図２は、載置プレート１３が接触位置（下限位置）に位置しており、および、ソケットカバー２１が上限位置に位置している状態を示している。ソケットカバー２１を機械装置などによって上限位置から押し下げ、図１、図２中下方に移動させると、ソケットカバー２１の内側上面２１ａから下方に延びるプッシャー押圧部材３２の先端がプッシャー３１の末端３１ｃに当接する。この状態でさらに、ソケットカバー２１を押し下げると、プッシャー３１が回転軸３１ａを中心に揺動する。
【００４３】
これにより、プッシャー３１の載置プレート１３に対する固定が解除され、載置プレート１３とソケット本体１２との間に配置された図示しないスプリングの元の形状に復帰しようとする力によって載置プレート１３が押し上げられ半導体パッケージ載置位置（上限位置）へ移動する。また、このプッシャー３１の揺動によってプッシャー３１の末端３１ｂがスプリング３３を軸方向に縮める。図３、図５は、載置プレート１３が半導体パッケージ載置位置（上限位置）に位置している状態を示している。図４、図６は、接触位置（下限位置）と載置プレート１３が半導体パッケージ載置位置（上限位置）との間に位置している状態を示している。
【００４４】
ソケットカバー２１を押し下げるために加えていた力が除去されると、スプリング３３の元の形状に復帰しようとする力によって、プッシャー３１がこれまでの揺動方向とは反対の方向に揺動させられて元の位置に復帰する。
【００４５】
次に、ソケット１０に半導体パッケージ５０を挿入する動作を説明する。図９から図１２は、本発明に係る半導体パッケージ用ソケットに半導体パッケージを挿入して載置されるまでの過程を説明するための図である。
【００４６】
図３、図５に示すように、ソケットカバー２１を下限位置まで押し下げると、スライダ１４がスライダ昇降機構２０によって押し下げられ下限位置に移動し、スライダ１４のコンタクト１１に対する当接が解除される。このため、コンタクト１１の第１及び第２接触片１１ａ、１１ｂが元の形状に復帰し、第１接触片と第２接触片との間にはんだボールＳの直径よりも若干大きい間隔が形成される。
【００４７】
また、ソケットカバー２１を下限位置まで押し下げると、プッシャー３１の載置プレート３１に対する固定が固定機構３０によって解除されるので、載置プレート１３とソケット本体１２との間に配置された図示しないスプリングの作用によって載置プレート１３が押し上げられソケット本体１２の溝１２ａに沿って半導体プレート載置位置（上限位置）に移動する。
【００４８】
このように載置プレート１３が半導体プレート載置位置に位置した状態でソケット１０の上方から半導体パッケージ５０を挿入すると、図９から図１１に示すように、半導体パッケージ５０の周縁が半導体パッケージ誘導部１３ｃを構成する傾斜面１３ｄ沿って載置面１３ａに向けて滑り下りる。これにより、半導体パッケージ５０のはんだボールＳが載置プレート１３に形成されたはんだボール挿入穴１３ｅに挿入され、半導体パッケージ５０が載置面１３ａ上の所定位置に載置される（図１２参照）。
【００４９】
半導体プレート載置位置は、第１および第２接触片１１ａ、１１ｂから少なくともはんだボールＳの直径寸法に相当する長さ寸法Ｈ１だけ上方に離れた位置に設定されている。このため、半導体パッケージ５０の挿入に際して、はんだボールＳが第１および第２接触片１１ａ、１１ｂに接触することがない。
【００５０】
次に、ソケットカバー２１を押し下げるために加えていた力を除去すると、プッシャー３１が固定機構６０を構成するスプリング３３の作用によって載置プレート１３側に揺動する。載置面１３ａには半導体パッケージ５０が載置されているので、プッシャー３１の先端３１ｃと載置プレート１３との間に半導体パッケージ５０が狭持される。このようにして、半導体パッケージ５０が載置プレート１３に固定される。
【００５１】
また、プッシャー３１はその先端３１ａが半導体パッケージ５０の上面に当接後もさらに同一方向へ揺動しようとするため、載置プレート１３が押し下げられソケット本体１２の溝１２ａに沿って接触位置（下限位置）に移動する（図８参照）。接触位置においては、載置プレート１３に載置された半導体パッケージ５０のはんだボールが第１接触片１１ａと第２接触片１１ｂの間に位置することになる。第１接触片と第２接触片１１ｂとの間隔ははんだボールＳの直径よりも若干大きく設定されているため、比較的スムーズにはんだボールが挿入される。
【００５２】
これに若干遅れて、スライダ１４がスライダ昇降機構２０によって押し上げられ上限位置に移動してコンタクト１１に接触する。具体的には、スライダ１４に設けられた傾斜部１４ａ、１４ｂがコンタクト１１の傾斜部１１ｄ、１１ｅに当接して、第１接触部１１ａと第２接触部１１ｂとを相互に近接する方向に変位させる（図８参照）。
【００５３】
これにより、第１および第２接触片１１ａ、１１ｂが接触位置に位置した載置プレート１３に載置された半導体パッケージ５０のはんだボールＳにその両側から挟み込む形態で接触する。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、半導体パッケージの挿入に際してはんだボールを第１接触片と第２接触片との間に迅速に位置させることができ、半導体パッケージの試験又は評価を迅速に行うことが可能な半導体パッケージ用ソケットを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る半導体パッケージ用ソケットの正面図である。
【図２】本発明に係る半導体パッケージ用ソケットの側面図である。
【図３】本発明に係る半導体パッケージ用ソケットの正面図である。
【図４】本発明に係る半導体パッケージ用ソケットの正面図である。
【図５】本発明に係る半導体パッケージ用ソケットの側面図である。
【図６】本発明に係る半導体パッケージ用ソケットの側面図である。
【図７】半導体パッケージ載置位置に位置する載置プレート１３と各コンタクト１１との位置関係を説明するための図である。
【図８】接触位置に位置する載置プレート１３と各コンタクト１１との位置関係を説明するための図である。
【図９】本発明に係る半導体パッケージ用ソケットに半導体パッケージを挿入して載置されるまでの過程を説明するための図である。
【図１０】本発明に係る半導体パッケージ用ソケットに半導体パッケージを挿入して載置されるまでの過程を説明するための図である。
【図１１】本発明に係る半導体パッケージ用ソケットに半導体パッケージを挿入して載置されるまでの過程を説明するための図である。
【図１２】本発明に係る半導体パッケージ用ソケットに半導体パッケージを挿入して載置されるまでの過程を説明するための図である。
【図１３】本発明に係る半導体パッケージ用ソケットの従来例の問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
１０ ソケット（半導体パッケージ用ソケット）
１１ コンタクト
１１ａ 第１接触片
１１ｂ 第２接触片
１１ｃ コンタクト基部
１１ｄ 傾斜部
１１ｅ 傾斜部
１２ ソケット本体
１２ａ 溝
１３ 載置プレート
１３ａ 載置面
１３ｂ 係合爪
１３ｃ 半導体パッケージ誘導部
１３ｄ 傾斜面
１３ｅ はんだボール挿入穴
１３ｆ 脚部
１４ スライダ
１４ａ 傾斜部
１４ｂ 傾斜部
２０ スライダ昇降機構
２１ ソケットカバー
２１ａ 内側上面
２２ 交錯リンク
２２ａ レバー
２２ｂ レバー
２２ｃ 回転軸
２２ｄ スライダ押圧部
２２ｅ 摺動部
２３ スプリング
３０ 固定機構
３１ プッシャー
３１ａ 回転軸
３１ｂ 末端
３１ｃ 先端
３２ プッシャー押圧部材
３３ スプリング
５０ 半導体パッケージ
Ｓ はんだボール
【発明の属する技術分野】
本発明は、格子状に配置された複数のはんだボールを有する半導体パッケージ用ソケットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、格子状に配置された複数のはんだボールを有する半導体パッケージ用ソケットとして、図１３に示すものが知られている。この試験評価用ソケット３００は、半導体パッケージ３５０のはんだボールＳの配置に対応して格子状に配置された複数のコンタクト３０１・・・と、各コンタクト３０１を装備するソケット本体３０２と、半導体パッケージ３５０が載置される載置プレート３０３とを備えている。各コンタクト３０１の先端には、はんだボールＳにその両側から挟み込む形態で接触し得る第１および第２接触片３０４、３０５が設けられている。
【０００３】
上記構成のソケット３００に、開口３０６を介して半導体パッケージ３５０を挿入し、半導体パッケージ３５０のはんだボールＳを第１接触片３０４と第２接触片３０５との間に位置させて、スライダ３０６を図中上方に移動させると、スライダー３０６の側面に設けられた傾斜部３０６ａ、３０６ｂが第１および第２接触片３０４、３０５の傾斜部３０４ａ、３０５ａにそれぞれ当接する。これによって、第１および第２接触片３０４、３０５が相互に近接する方向に変位させられ、はんだボールＳにその両側から挟み込む形態で接触する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成のソケット３００では、第１および第２接触片３０４、３０５の先端が載置プレート３０３の上面（載置面）まで達しているため、半導体パッケージ３５０の挿入に際してそのはんだボールＳが第１および第２接触片３０４、３０５に引っかかるなどして、はんだボールＳを第１接触片３０４と第２接触片との間に位置させることが困難であるという問題がある。この問題は、狭ピッチ、フルグリッドではんだボールが配置されているＩＣパッケージにおいて特に顕著となる。
【０００５】
上記問題は、半導体パッケージ３５０の挿入に際してはんだボールＳと第１および第２接触片３０４、３０５とを精度よく対応させれば解消され得るが、そのように精度よく対応させるには相当の作業時間を要するため、半導体パッケージの試験又は評価を迅速に行うことが困難になるという別の問題を生ずる。
【０００６】
本発明の課題は、半導体パッケージの挿入に際してはんだボールを第１接触片と第２接触片との間に迅速に位置させることができ、半導体パッケージの試験又は評価を迅速に行うことが可能な半導体パッケージ用ソケットを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、本発明は、格子状に配置された複数のはんだボールを底面に有する半導体パッケージ用ソケットであって、前記各はんだボールの配置に対応して格子状に配置され、各はんだボールにその両側から挟み込む形態で接触し得る第１および第２接触片を有する複数のコンタクトと、前記各コンタクトを装備するソケット本体と、前記半導体パッケージの各はんだボールが前記第１および第２接触片に接触することなく載置される半導体パッケージ載置位置と該載置された半導体パッケージの各はんだボールが前記第１接触片と第２接触片に接触し得る接触位置との間を移動させられる載置プレートとを備える構成とした。
【０００８】
このようにすれば、半導体パッケージ載置位置において半導体パッケージの各はんだボールが前記第１および第２接触片に接触することなく載置可能になる。したがって、半導体パッケージの挿入に際して第１および第２接触片に引っかかることなく第１接触片と第２接触片との間にはんだボールを迅速に位置させることができ、半導体パッケージの試験又は評価を迅速に行うことが可能になる。
【０００９】
前記半導体パッケージ載置位置は、前記第１および第２接触片から少なくとも前記はんだボールの直径寸法に相当する長さ寸法だけ前記ソケット本体（つまりは、半導体パッケージ用ソケット）の高さ方向に離れた位置に設定する。このようにすれば、半導体パッケージを載置する際にはんだボールが第１および第２接触片に接触することがない。
【００１０】
上記半導体パッケージ用ソケットは、前記ソケット本体に対して前記ソケット本体（つまりは、半導体パッケージ用ソケット）の高さ方向に移動可能なソケットカバーと、前記ソケットカバーの移動に連動して、前記載置プレートを前記半導体パッケージ載置位置と前記接触位置との間で前記ソケット本体（つまりは、半導体パッケージ用ソケット）の高さ方向に移動させる移動手段とを備えることができる。このようにすれば、公知の機械装置などによってソケットカバーを移動させることが可能となり、半導体パッケージの試験又は評価を自動化できる。
【００１１】
上記半導体パッケージ用ソケットは、前記ソケットカバーの移動に連動して、前記半導体パッケージを前記載置プレートに固定する固定手段を備えることができる。このようにすれば、半導体パッケージの浮き上がりを防止し得るためより安定した接触を得ることが可能になる。
【００１２】
上記半導体パッケージ用ソケットは、前記ソケットカバーの移動に連動して、前記第１および第２接触片を変位させる変位手段を備えることができる。このようにすれば、公知の機械装置などによってソケットカバーを移動させて第１および第２接触片をはんだボールに対する接触位置と非接触位置との間を変位させることが可能となり、半導体パッケージの試験又は評価を自動化できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態である半導体パッケージ用ソケット（以下単にソケットという）について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１、図３、図４は、本発明に係るソケットの正面図である。図２、図５、図６は、本発明に係るソケットの側面図である。図７は、半導体パッケージ載置位置に位置する載置プレート１３と各コンタクト１１との位置関係を説明するための図である。図８は、接触位置に位置する載置プレート１３と各コンタクト１１との位置関係を説明するための図である。
【００１５】
図１、図２に示すように、ソケット１０は、格子状に配置された複数のはんだボールＳ・・・を底面に有する半導体パッケージ５０の試験評価用ソケットであり、複数のコンタクト１１・・・と、それらの各コンタクト１１を装備するソケット本体１２と、半導体パッケージ５０が載置される載置プレート（アダプターともいう）１３と、スライダ１４とを備える。
【００１６】
また、ソケット１０は、スライダ１４をソケット１０の高さ方向（図１中上下方向、以下、上下方向とする）に移動させるためのスライダ昇降機構２０と、載置プレート１３に載置された半導体パッケージ５０を同プレート１３に固定すると共に、ソケットカバー２１の移動に連動して載置プレート１３を移動させるための固定機構３０とを備える。なお、固定機構３０が主に本発明の移動手段、固定手段に相当し、スライダ昇降機構２０が主に本発明の変位手段に相当する。
【００１７】
各コンタクト１１は、はんだボールＳの配置に対応して格子状に配置されている。各コンタクト１１は、図１、図７に示すように、プレス打ち抜きされた導電性金属板から形成され、ソケット本体１２に固定されるコンタクト基部１１ｃと、そのコンタクト基部１１ｃの先端から傾斜部１１ｄ、１１ｅを介して上方に延び、各はんだボールＳにその両側から挟み込む形態で接触し得る第１および第２接触片１１ａ、１１ｂとを有する。
【００１８】
各コンタクト１１の傾斜部１１ｄ、１１ｅにはスライダ１４がソケット１０の高さ方向の上方（図７中上方向、以下、上方とする）に移動しスライダ１４に設けられた傾斜部１４ａ、１４ｂが当接して、第１接触部１１ａと第２接触部１１ｂとを相互に近接する方向に変位させる（図８参照）。これにより、第１および第２接触片１１ａ、１１ｂが載置プレート１３に載置された半導体パッケージ５０のはんだボールＳにその両側から挟み込む形態で接触する。
【００１９】
コンタクト１１はバネ性を有しているため、スライダー１４が下方に移動しコンタクト１１に対する当接が解除されると、第１および第２接触片１１ａ、１１ｂが元の形状に復帰する（図７参照）。この復帰時の第１接触片１１ａと第２接触片１１ｂの間隔は、はんだボールＳの直径よりも若干大きくなるように設定されている。
【００２０】
載置プレート１３は、半導体パッケージ５０の各はんだボールＳが第１および第２接触片１１ａ、１１ｂに接触することなく載置される半導体パッケージ載置位置（図１および図７に示す載置プレート１３の位置）と該載置された半導体パッケージ５０の各はんだボールＳが第１接触片１１ａと第２接触片１１ｂに接触し得る接触位置（図３および図８に示す載置プレート１３の位置）との間を移動させられる。
【００２１】
半導体パッケージ載置位置は、図７に示すように、第１および第２接触片１１ａ、１１ｂの先端から少なくともはんだボールＳの直径寸法に相当する長さ寸法Ｈ１だけ上方に離れた位置に設定されている。このようにすれば、各はんだボールＳが各コンタクト１１の第１および第２接触片１１ａ、１１ｂに接触することなく、半導体パッケージ５０を載置できる。
【００２２】
載置プレート１３は平面略長方形のプレート形状に形成され、その上面には半導体パッケージ５０が載置される載置面１３ａが設けられている。載置プレート１３の底面の四隅には先端に係合爪１３ｂが設けられた脚部１３ｆがソケット１０の中心線Ｃ１、Ｃ２に対してそれぞれ対象となるように形成されている。各係合爪１３ｂはソケット本体１２の内壁に形成された上下方向に延びる４つの溝１２ａに係合しており、載置プレート１３のソケット本体１２に対する移動方向が案内されるようになっている。
【００２３】
載置プレート１３とソケット本体１２の間には図示しないスプリングが軸方向（図１中上下方向）に縮んだ状態で配置されている。載置プレート１３は、そのスプリングの元の形状に復帰しようとする力によって押し上げられ上方に移動する。載置プレート１３が所定量上方に移動すると、係合爪１３ｂがソケット本体１２に形成された溝１２ａの上端面に当接するので、載置プレート１３のそれ以上の上方への移動が阻止され停止する。この停止位置が半導体パッケージ載置位置となる。
【００２４】
載置プレート１３の上面の四隅には、ソケット１０の上方から挿入される半導体パッケージ５０を載置面１３ａに誘導するための半導体パッケージ誘導部１３ｃが設けられている。半導体パッケージ誘導部１３ｃには、半導体パッケージ５０が載置面１３ａ上の所定位置に誘導されるように、載置プレート１３の載置面１３ａに対して傾斜した傾斜面１３ｄが形成されている。
【００２５】
挿入される半導体パッケージ５０は、その周縁が少なくとも一つの傾斜面１３ｄに沿って載置面１３ａに向けて滑り下りる。これにより、半導体パッケージ５０は、載置面１３ａ上の所定位置に載置される。
【００２６】
載置プレート１３には、図７に示すように、その載置面１３ａから底面に貫通し、同図中左右方向に長く延びるはんだボール挿入穴１３ｅが形成されている。
【００２７】
スライダ１４は、ソケット本体１２にスプリング２３を介して支持されている。スライダ１４には、コンタクト１１の傾斜部１１ｄ、１１ｅに当接する傾斜部１４ａ、１４ｂが設けられている。
【００２８】
次に、スライダ昇降機構２０について説明する。図１、図２に示すように、スライダ昇降機構２０は、主に、ソケットカバー２１と、交錯リンク２２と、スプリング２３とによって構成されている。
【００２９】
ソケットカバー２１は、ソケット本体１２に対して上下方向に移動可能なようにソケット本体１２に取り付けられている。交錯リンク２２は、載置プレート１４の両側に配置されている。
【００３０】
交錯リンク２２は、交錯した一対のレバー２２ａ、２２ｂを備えている。レバー２２ａ、２２ｂは、それらの各末端に設けられ、中心線Ｃ１に対して対象の位置にある回転軸２２ｃがソケット本体１２に形成された軸穴（図示せず）に挿入されており、各回転軸２２ｃを中心に揺動可能となっている。
【００３１】
レバー２２ａ、２２ｂの末端側には側面からフランジ状に張りだした中心線Ｃ１に対して対象の位置にある各スライダ本体押圧部２２ｄが設けられている。各スライダ本体押圧部２２ｄは、スライダ１４の上面に当接し、レバー２２ａ、２２ｂのそれ以上の揺動が阻止されている。レバー２２ａ、２２ｂの先端にはソケットカバー２１の内側上面２１ａに沿って摺動する中心線Ｃ１に対して対象の位置にある円弧状の各摺動部２２ｅが設けられている。
【００３２】
ソケットカバー２１は、その内側上面２１ａにレバー２２ａ、２２ｂの各摺動部２２ｅが当接した状態でソケット本体１２に取り付けられている。
【００３３】
次に、スライダ昇降機構２０の動作について図１から図６を参照しながら説明する。
【００３４】
図１、図２は、スライダ１４およびソケットカバー２１が上限位置に位置している状態を示している。ソケットカバー２１を機械装置などによって上限位置から押し下げ、図１、図２中下方に移動させると、レバー２２ａ、２２ｂの各摺動部２２ｅがソケットカバー２１の内側上面２１ａに沿って摺動する。これと共に、レバー２２ａ、２２ｂが各回転軸２２ｃを中心に揺動し、各スライダ本体押圧部２２ｄがスライダ１４を押し下げ図１中下方の下限位置へ移動させる。図３、図５は、スライダ１４およびソケットカバー２１が下限位置に位置している状態を示している。図４、図６は、スライダ１４およびソケットカバー２１が上限位置と下限位置の間に位置している状態を示している。
【００３５】
スライダ１４の上限位置から下限位置への移動によって、スライダ１４とソケット本体１２との間に配置されたスプリング２３が軸方向（図１中上下方向）に縮められる。ソケットカバー２１を押し下げるために加えていた力を除去すると、スプリング２３の元の形状に復帰しようとする力によって、スライダ１４が押し上げられ上限位置へ移動する。
【００３６】
次に、固定機構３０について説明する。図１、図２に示すように、固定機構３０は、主に、プッシャー３１と、プッシャー押圧部材３２と、スプリング３３とによって構成されている。
【００３７】
プッシャー３１は、載置プレート１４の両側に配置されている。プッシャー３１は、その回転軸３１ａがソケット本体１２に形成された軸穴（図示せず）に挿入されており、同軸３１ａを中心に揺動可能となっている。プッシャー３１の末端３１ｂとソケット本体１２との間には軸方向に縮んだ状態のスプリング３３が配置されている。
【００３８】
プッシャー３１は、スプリング３３の元の形状に復帰しようとする力によって載置プレート１３側に揺動し、その先端３１ｃが載置プレート１３の上面に当接し、さらに同一方向へ揺動しようとする。このため、載置プレート１３の載置面１３ａに半導体パッケージ５０が載置されている場合には、プッシャー３１の先端３１ｃと載置プレート１３との間に半導体パッケージ５０が挟持される。このようにして、半導体パッケージ５０が載置プレート１３に固定される。
【００３９】
また、上記のようにプッシャー３１の先端３１ｃが載置プレート１３上（半導体パッケージ５０が載置されている場合にはその上面）に当接し、さらに同一方向へ揺動しようとすることにより、載置プレート１３が押し下げられソケット１０の高さ方向の下方（図７中下方向、以下、下方）に移動する。
【００４０】
載置プレート１３が所定量下方に移動すると、載置プレート１３の下面がソケット本体１２に形成された図示しない凸部に当接するので、載置プレート１３のそれ以上の下方への移動が阻止され停止する。この停止位置が接触位置となる。また、載置プレート１３の下方への移動によって、載置プレート１３とソケット本体１２との間に配置された図示しないスプリングが軸方向に縮められる。
【００４１】
次に、固定機構３０の動作について図１から図６を参照しながら説明する。
【００４２】
図１、図２は、載置プレート１３が接触位置（下限位置）に位置しており、および、ソケットカバー２１が上限位置に位置している状態を示している。ソケットカバー２１を機械装置などによって上限位置から押し下げ、図１、図２中下方に移動させると、ソケットカバー２１の内側上面２１ａから下方に延びるプッシャー押圧部材３２の先端がプッシャー３１の末端３１ｃに当接する。この状態でさらに、ソケットカバー２１を押し下げると、プッシャー３１が回転軸３１ａを中心に揺動する。
【００４３】
これにより、プッシャー３１の載置プレート１３に対する固定が解除され、載置プレート１３とソケット本体１２との間に配置された図示しないスプリングの元の形状に復帰しようとする力によって載置プレート１３が押し上げられ半導体パッケージ載置位置（上限位置）へ移動する。また、このプッシャー３１の揺動によってプッシャー３１の末端３１ｂがスプリング３３を軸方向に縮める。図３、図５は、載置プレート１３が半導体パッケージ載置位置（上限位置）に位置している状態を示している。図４、図６は、接触位置（下限位置）と載置プレート１３が半導体パッケージ載置位置（上限位置）との間に位置している状態を示している。
【００４４】
ソケットカバー２１を押し下げるために加えていた力が除去されると、スプリング３３の元の形状に復帰しようとする力によって、プッシャー３１がこれまでの揺動方向とは反対の方向に揺動させられて元の位置に復帰する。
【００４５】
次に、ソケット１０に半導体パッケージ５０を挿入する動作を説明する。図９から図１２は、本発明に係る半導体パッケージ用ソケットに半導体パッケージを挿入して載置されるまでの過程を説明するための図である。
【００４６】
図３、図５に示すように、ソケットカバー２１を下限位置まで押し下げると、スライダ１４がスライダ昇降機構２０によって押し下げられ下限位置に移動し、スライダ１４のコンタクト１１に対する当接が解除される。このため、コンタクト１１の第１及び第２接触片１１ａ、１１ｂが元の形状に復帰し、第１接触片と第２接触片との間にはんだボールＳの直径よりも若干大きい間隔が形成される。
【００４７】
また、ソケットカバー２１を下限位置まで押し下げると、プッシャー３１の載置プレート３１に対する固定が固定機構３０によって解除されるので、載置プレート１３とソケット本体１２との間に配置された図示しないスプリングの作用によって載置プレート１３が押し上げられソケット本体１２の溝１２ａに沿って半導体プレート載置位置（上限位置）に移動する。
【００４８】
このように載置プレート１３が半導体プレート載置位置に位置した状態でソケット１０の上方から半導体パッケージ５０を挿入すると、図９から図１１に示すように、半導体パッケージ５０の周縁が半導体パッケージ誘導部１３ｃを構成する傾斜面１３ｄ沿って載置面１３ａに向けて滑り下りる。これにより、半導体パッケージ５０のはんだボールＳが載置プレート１３に形成されたはんだボール挿入穴１３ｅに挿入され、半導体パッケージ５０が載置面１３ａ上の所定位置に載置される（図１２参照）。
【００４９】
半導体プレート載置位置は、第１および第２接触片１１ａ、１１ｂから少なくともはんだボールＳの直径寸法に相当する長さ寸法Ｈ１だけ上方に離れた位置に設定されている。このため、半導体パッケージ５０の挿入に際して、はんだボールＳが第１および第２接触片１１ａ、１１ｂに接触することがない。
【００５０】
次に、ソケットカバー２１を押し下げるために加えていた力を除去すると、プッシャー３１が固定機構６０を構成するスプリング３３の作用によって載置プレート１３側に揺動する。載置面１３ａには半導体パッケージ５０が載置されているので、プッシャー３１の先端３１ｃと載置プレート１３との間に半導体パッケージ５０が狭持される。このようにして、半導体パッケージ５０が載置プレート１３に固定される。
【００５１】
また、プッシャー３１はその先端３１ａが半導体パッケージ５０の上面に当接後もさらに同一方向へ揺動しようとするため、載置プレート１３が押し下げられソケット本体１２の溝１２ａに沿って接触位置（下限位置）に移動する（図８参照）。接触位置においては、載置プレート１３に載置された半導体パッケージ５０のはんだボールが第１接触片１１ａと第２接触片１１ｂの間に位置することになる。第１接触片と第２接触片１１ｂとの間隔ははんだボールＳの直径よりも若干大きく設定されているため、比較的スムーズにはんだボールが挿入される。
【００５２】
これに若干遅れて、スライダ１４がスライダ昇降機構２０によって押し上げられ上限位置に移動してコンタクト１１に接触する。具体的には、スライダ１４に設けられた傾斜部１４ａ、１４ｂがコンタクト１１の傾斜部１１ｄ、１１ｅに当接して、第１接触部１１ａと第２接触部１１ｂとを相互に近接する方向に変位させる（図８参照）。
【００５３】
これにより、第１および第２接触片１１ａ、１１ｂが接触位置に位置した載置プレート１３に載置された半導体パッケージ５０のはんだボールＳにその両側から挟み込む形態で接触する。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、半導体パッケージの挿入に際してはんだボールを第１接触片と第２接触片との間に迅速に位置させることができ、半導体パッケージの試験又は評価を迅速に行うことが可能な半導体パッケージ用ソケットを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る半導体パッケージ用ソケットの正面図である。
【図２】本発明に係る半導体パッケージ用ソケットの側面図である。
【図３】本発明に係る半導体パッケージ用ソケットの正面図である。
【図４】本発明に係る半導体パッケージ用ソケットの正面図である。
【図５】本発明に係る半導体パッケージ用ソケットの側面図である。
【図６】本発明に係る半導体パッケージ用ソケットの側面図である。
【図７】半導体パッケージ載置位置に位置する載置プレート１３と各コンタクト１１との位置関係を説明するための図である。
【図８】接触位置に位置する載置プレート１３と各コンタクト１１との位置関係を説明するための図である。
【図９】本発明に係る半導体パッケージ用ソケットに半導体パッケージを挿入して載置されるまでの過程を説明するための図である。
【図１０】本発明に係る半導体パッケージ用ソケットに半導体パッケージを挿入して載置されるまでの過程を説明するための図である。
【図１１】本発明に係る半導体パッケージ用ソケットに半導体パッケージを挿入して載置されるまでの過程を説明するための図である。
【図１２】本発明に係る半導体パッケージ用ソケットに半導体パッケージを挿入して載置されるまでの過程を説明するための図である。
【図１３】本発明に係る半導体パッケージ用ソケットの従来例の問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
１０ ソケット（半導体パッケージ用ソケット）
１１ コンタクト
１１ａ 第１接触片
１１ｂ 第２接触片
１１ｃ コンタクト基部
１１ｄ 傾斜部
１１ｅ 傾斜部
１２ ソケット本体
１２ａ 溝
１３ 載置プレート
１３ａ 載置面
１３ｂ 係合爪
１３ｃ 半導体パッケージ誘導部
１３ｄ 傾斜面
１３ｅ はんだボール挿入穴
１３ｆ 脚部
１４ スライダ
１４ａ 傾斜部
１４ｂ 傾斜部
２０ スライダ昇降機構
２１ ソケットカバー
２１ａ 内側上面
２２ 交錯リンク
２２ａ レバー
２２ｂ レバー
２２ｃ 回転軸
２２ｄ スライダ押圧部
２２ｅ 摺動部
２３ スプリング
３０ 固定機構
３１ プッシャー
３１ａ 回転軸
３１ｂ 末端
３１ｃ 先端
３２ プッシャー押圧部材
３３ スプリング
５０ 半導体パッケージ
Ｓ はんだボール
Claims (5)
- 格子状に配置された複数のはんだボール（Ｓ）を底面に有する半導体パッケージ（５０）用ソケットであって、
前記各はんだボール（Ｓ）の配置に対応して格子状に配置され、各はんだボール（Ｓ）にその両側から挟み込む形態で接触し得る第１および第２接触片（１１ａ、１１ｂ）を有する複数のコンタクト（１１）と、
前記各コンタクト（１１）を装備するソケット本体（１２）と、
前記ソケット本体（１２）に対して前記ソケット本体（１２）の高さ方向に移動可能なソケットカバー（２１）と、
前記半導体パッケージ（５０）が載置される載置プレート（１３）と、
前記ソケットカバー（２１）の移動に連動して、前記載置プレート（１３）を前記ソケット本体（１２）の高さ方向において上方の半導体パッケージ載置位置とそれよりも下方の接触位置との間で移動させる移動手段（３０）と、
前記載置プレート（１３）の下方に上限位置と下限位置との間を移動可能に設けられ、前記第１および第２接触片（１１ａ、１１ｂ）をそれらの外側から変位させる傾斜部（１４ａ、１４ｂ）を有するスライダ（１４）とを備え、
前記スライダ（１４）が、前記載置プレート（１３）が下降し前記接触位置に達した後に前記上限位置に移動することで、前記傾斜部（１４ａ、１４ｂ）が前記コンタクト（１１）の傾斜部（１１ｄ、１１ｅ）に当接して前記第１および第２接触片（１１ａ、１１ｂ）を相互に近接する方向に変位させ、前記第１および第２接触片（１１ａ、１１ｂ）が前記各はんだボール（Ｓ）に両側から挟み込む形態で接触する半導体パッケージ用ソケット。 - 前記半導体パッケージ載置位置は、前記第１および第２接触片（１１ａ、１１ｂ）から少なくとも前記はんだボール（Ｓ）の直径寸法に相当する長さ寸法だけ前記ソケット本体（１２）の高さ方向に離れた位置に設定されている請求項１に記載の半導体パッケージ用ソケット。
- 前記半導体パッケージ（５０）の周縁が接触し、前記半導体パッケージ（５０）を前記載置プレート（１３）の載置面（１３ａ）へ誘導する傾斜面（１３ｄ）を有する誘導部（１３ｃ）を更に備える請求項１又は２に記載の半導体パッケージ用ソケット。
- 前記ソケットカバー（２１）の移動に連動して、前記半導体パッケージ（５０）を前記載置プレート（１３）に固定する固定手段（３０）を更に備える請求項１から３の何れか１項に記載の半導体パッケージ用ソケット。
- 前記ソケットカバー（２１）の移動に連動して、前記スライダ（１４）を前記上限位置と前記下限位置との間で移動させる変位手段（２０）を更に備える請求項１から４の何れか１項に記載の半導体パッケージ用ソケット。
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