JP4628291B2

JP4628291B2 - Ｉｃソケット

Info

Publication number: JP4628291B2
Application number: JP2006075687A
Authority: JP
Inventors: 宏敬地天
Original assignee: Espec Corp
Current assignee: Espec Corp
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2026-03-17
Also published as: JP2007250475A

Description

本発明は、半導体デバイスの環境試験を行う試験装置において、半導体デバイスの該試験装置への装着を介助するために使用されるＩＣソケットに関するものである。

半導体デバイスを市場に流通させる前には、様々な条件下においても製品の品質を確保できるかどうかの環境試験が行われるのが一般的である。前記環境試験を行う際、被試験体となる半導体デバイスと試験装置との電気接続を介助するために、しばしばＩＣソケットが用いられる。すなわち、前記環境試験を行う試験装置では、半導体デバイスの抜き差しが容易に行えるように差込型のＩＣソケットを介して半導体デバイスが該試験装置に装着される。前記ＩＣソケットにおける接触部材には、耐久性等の観点から、金メッキ等が施された接触金具がよく用いられる。ここにおいて、環境試験とは、電気部品等の様々な工業製品について温度・湿度・圧力・光などの環境因子による影響を分析・評価し、製品の品質を確保するための試験をいう。

従来のＩＣソケットの構成を図４および図５を参照して以下に説明する。

図４に示すＩＣソケット１０は、その上面をデバイス装着面としており、半導体デバイス２０のコンタクトピン２１を差し込むためのピン挿入孔１１を有している。また、ＩＣソケット１０は、ピン挿入孔１１の配置パターンがコンタクトピン２１の配置パターンと一致しているものが使用される。

各ピン挿入孔１１の内部には、半導体デバイス２０が装着されたときに、差し込まれたコンタクトピン２１との電気的接続を得るための接触金具１２（図５参照）が備えられている。

接触金具１２は、図５（ａ）に示すように、１枚の金属板を折り曲げて両側からコンタクトピン２１を挟み込む構造で形成されたものであり、２枚の板バネ部１２Ａ・１２Ｂを有している。板バネ部１２Ａ・１２Ｂのそれぞれは、ピン挿入孔１１の内側に突出したデバイス側接触端子１２Ｃ・１２Ｄを有している。

ＩＣソケット１０に半導体デバイス２０を装着した場合は、図５（ｂ）に示すように、半導体デバイス２０のコンタクトピン２１が、デバイス側接触端子１２Ｃ・１２Ｄにより両側から挟み込まれることによって電気的接続が得られる。この時の接触圧は板バネ部１２Ａ・１２Ｂの弾性力によって得られる。

また、ＩＣソケット１０の下面は試験装置との接続面となっており、装置側接触端子(図示せず)が所定の配置パターンにて設けられている。装置側接触端子は、ＩＣソケット１０の内部で接触金具１２と電気接続されている。尚、図５では、板バネ部１２Ａ・１２Ｂにおいてその両方が稼動可能な構造となっているが、図６に示すように、一方の板バネ部１２Ｂをピン挿入孔１１の内壁に対して接触固定し、片側の板バネ部１２Ａのみを稼動させる構造となっているものもある。

しかしながら、上記従来の構成では、冷熱試験等の急な温度変化が与えられる試験において、以下の問題が生じる。

図５（ｂ）に示すように、ＩＣソケット１０に半導体デバイス２０が装着されている状態では、デバイス側接触端子１２Ｃ・１２Ｄの間は、挿入されたコンタクトピン２１によって開いた状態となっている。この状態で接触金具１２が高温環境下におかれると、板バネ部１２Ａ・１２Ｂの弾性力低下が生じ、デバイス側接触端子１２Ｃ・１２Ｄが開いた状態から元に戻りにくくなり、コンタクトピン２１との接触圧が低下する。すなわち、高温環境下での環境試験に用いられるＩＣソケット１０では、接触金具１２と半導体デバイス２０との良好な接触状態を長期間にわたって維持することが困難となるといった問題が生じる。

また、コンタクトピン２１の厚みによっては、コンタクトピン２１を挟み込むための圧力に違いが出て、適切な接触圧を得ることができなくなる。例えば、ある厚みを有するコンタクトピンを挿入した状態で最適な接触圧が得られる設定となっている場合、それよりも細いコンタクトピンを挿入すると、十分な接触圧を得られずに接触不良を起こす可能性がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、被試験体である半導体デバイスとの電気接続を、板バネによる接触圧から得るＩＣソケットにおいて、接触金具と半導体デバイスとの良好な接触状態を長期間にわたって維持すること、また、厚みの異なるコンタクトピンに対しても適切な接触圧を維持することができるＩＣソケットを実現することにある。

本発明のＩＣソケットは、上記課題を解決するために、半導体デバイスの試験装置への装着を介助するために使用されるＩＣソケットであって、半導体デバイスが装着されたときに、該半導体デバイスのコンタクトピンが差し込まれるピン挿入孔を有するソケット本体と、上記各ピン挿入孔の内部には、半導体デバイスが装着されたときに、上記コンタクトピンとの電気的接続を得るための接触金具と、上記コンタクトピンと上記接触金具との接触を補助する補助部材とを備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、ＩＣソケットは、ピン挿入孔内に上記接触金具と上記補助部材とを備えており、コンタクトピンと接触金具との接触圧が、上記補助部材によって補助されるようになっている。このため、上記補助部材を交換することによってコンタクトピンと接触金具との接触圧を調整することが可能である。

したがって、接触金具の弾性力低下が生じたとしても、これに応じて補助部材を適切なものに交換することで、接触金具と半導体デバイスのコンタクトピンとの良好な接触状態を維持することができる。また、補助部材を交換することにより、ＩＣソケットの寿命を延ばすことも可能となる。

また、上記ＩＣソケットでは、上記補助部材は、半導体デバイスが装着されたときに弾性変形を生じ、その弾性力によって上記コンタクトピンと上記接触金具との接触を補助する弾性部材である構成とすることが好ましい。

上記の構成によれば、上記補助部材を簡易な構成にて安価に提供することができる。

本発明に係るＩＣソケットは、以上のように、ピン挿入孔内に上記接触金具と上記補助部材とを備えており、コンタクトピンと接触金具との接触圧が、上記補助部材によって補助されるようになっている。このため、上記補助部材を交換することによってコンタクトピンと接触金具との接触圧を調整することが可能である。

本発明の実施の一形態について、図１から図４に基づいて、以下に説明する。

本ＩＣソケットは、冷熱試験等の環境試験を行う試験装置において、半導体デバイスの該試験装置への装着を介助するために使用されるものである。上記試験装置の構成および、試験装置とＩＣソケットとの接続構造については、従来と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

図１は、本実施の形態におけるＩＣソケット３０の概略構成を示す断面図である。

ＩＣソケット３０の外観は、図４に示した従来のＩＣソケット１０とほぼ同じであり、その上面をデバイス装着面として、半導体デバイス２０のコンタクトピン２１を差し込むためのピン挿入孔３２を有している。

図１に示すように、ＩＣソケット３０は、ピン挿入孔３２を有するソケット本体３１を有している。各ピン挿入孔３２は、自身の内部に、半導体デバイス２０を装着する際に差し込まれたコンタクトピン２１との電気的接続を得るための接触金具３３と、コンタクトピン２１と接触金具３３との接触圧を補助するための補助ピン（補助部材）３４とを備えている。ソケット本体３１は、高温環境（例えば４００℃以上）に対する耐性を有するように、セラミックスもしくは高耐熱樹脂等の材料が用いられることが好ましい。特に高耐熱樹脂を用いれば、安価で加工性もよいため好適である。

本実施の形態におけるＩＣソケット３０は、コンタクトピン２１と接触金具３３との接触圧を、接触金具３３の弾性力および補助ピン３４の弾性力によって得ることを特徴としている。以下に、ＩＣソケット３０における接触圧について詳細に説明する。また、ＩＣソケット３０において、その他の構成については公知の構成を適用することが可能であるため、ピン挿入孔３２以外の構成については詳細な説明を省略する。

接触金具３３は、従来と同様、１枚の金属板を折り曲げて形成されたものであり、２枚の板バネ部３３Ａ・３３Ｂを有している。板バネ部３３Ａ・３３Ｂのそれぞれは、ピン挿入孔３２の内側に突出したデバイス側接触端子３３Ｃ・３３Ｄを有している。図１（ｂ）に示すように、半導体デバイス２０が挿入されている場合、コンタクトピン２１は、デバイス側接触端子３３Ｃ・３３Ｄによって両側から挟みこまれる構造となっている。尚、上記接触金具３３は、高温に耐えることができ、弾性力の大きい金属材、例えばＳＵＳ材で形成されることが好ましい。また、上記接触金具３３は、表面に金メッキ処理を施し、コンタクトピン２１との導通性を向上させても良い。

補助ピン３４は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、ピン挿入孔３２の内部で、接触金具３３の一方の板バネ部に対して、コンタクトピン２１との接触側とは反対側に配置される。また、補助ピン３４は、弾性力を有する板状部材を、例えば弓形形状に形成して具備される。補助ピン３４の材質は、適度な弾性力を有するものであれば特に限定されるものでないが、温度環境の変化によっても弾性力の低下が生じにくい材質を用いることが好ましい。また、補助ピン３４の形状についても、上記例のようなピン形状、弓形形状に限られものではなく、コンタクトピン２１の挿入時に弾性変形を生じる形状であれば棒状、板状などの他の形状であってもよい。

ＩＣソケット３０のピン挿入孔３２にコンタクトピン２１が挿入されると、図１（ｂ）に示すように、接触金具３３のデバイス側接触端子３３Ｃ・３３Ｄの間が、挿入されたコンタクトピン２１によって開く。この時、板バネ部３３Ａ・３３Ｂの弾性力が、デバイス側接触端子３３Ｃ・３３Ｄをコンタクトピン２１側に付勢する接触圧として作用する。

さらに、コンタクトピン２１の挿入は、接触金具３３を介して補助ピン３４にも弾性変形を生じさせるため、補助ピン３４の弾性力もデバイス側接触端子３３Ｃ・３３Ｄをコンタクトピン２１側に付勢する接触圧として作用する。したがって、ＩＣソケット３０では、コンタクトピン２１と接触金具３３との接触圧が、接触金具３３の弾性力および補助ピン３４の弾性力によって得られることとなる。

ＩＣソケット３０において、コンタクトピン２１をピン挿入孔３２に挿入した状態で、急激な温度変化が加えられた場合（特に、高熱環境下に置かれた場合）には、接触金具３３の弾性力低下が生じることがある。

補助ピンを備えていない従来のＩＣソケットにおいては、挿入されるコンタクトピンは接触金具の弾性力のみによって把持され、接触金具との接触圧が保たれる。よって、接触金具の弾性力低下が起こった場合には、コンタクトピンと接触金具との接触圧が低下し、接触不良に至る可能性が高くなる。

一方、本実施の形態におけるＩＣソケット３０では、補助ピン３４を備えているため、コンタクトピン２１には接触金具３３の弾性力だけでなく、補助ピン３４による弾性力も働く。また、補助ピン３４の機能はコンタクトピン２１への接触圧を作用させることのみにあり、接触金具３３のようにＩＣソケット３０内部での電気的接続は要求されない。このため、補助ピン３４は、その交換が容易な部材である。

したがって、接触金具３３自体の弾性力が低下した場合には、補助ピン３４をより弾性力の大きいもの（コンタクトピン２１に作用させる接触圧が大きいもの）に交換すれば、接触金具３３の弾性力低下を補助ピン３４によって補うことができる。すなわち、本実施の形態におけるＩＣソケット３０では、接触金具３３の弾性力低下が生じたとしても、これに応じて補助ピン３４を適切なものに交換することで、接触金具３３と半導体デバイスのコンタクトピン２１との良好な接触状態を維持することができる。また、補助ピンを交換することにより、ＩＣソケットの寿命を延ばすことも可能となる。尚、補助ピン３４をより弾性力の大きいものに交換する場合には、例えば、補助ピン３４の板厚を大きいものにすることなどが考えられる。

また、接触金具３３の弾性力低下が生じない場合であっても、挿入されるコンタクトピン２１の太さが異なれば、コンタクトピン２１と接触金具３３との接触圧は変化する。ＩＣソケット３０では、このようにコンタクトピン２１の径に応じても、補助ピン３４を交換してコンタクトピン２１と接触金具３３との接触圧を調整することができるので、良好な接触状態を得ることができる。

図１（ａ）（ｂ）におけるＩＣソケット３０では、接触金具３３のデバイス側接触端子３３Ｃ・３３Ｄにおけるコンタクトピン２１との接触点は、コンタクトピン２１の長手方向において同位置となっている（一点接触）。しかしながら、本発明において、接触金具３３の形状はこれに限定されるものではない。

例えば、図２（ａ）（ｂ）に示すように、接触金具３３のデバイス側接触端子３３Ｃ・３３Ｄのそれぞれにおいて、コンタクトピン２１と接触する２つの接触点が同一水平線上に備えられておらず、挿入されるコンタクトピン２１の長手方向に対する位置をずらして備えられている（二点接触）構成としてもよい。

尚、本実施の形態では、図１に示すように接触金具３３を１枚の金属板を折り曲げてコンタクトピン２１を両側で挟む構造としているが、本発明はこれに限定させるものではない。例えば、図３に示すように、接触金具３３を１枚の金属板のみからなり、自身とピン挿入孔３２の側壁とでコンタクトピン２１を挟む構造としてもよい。

また、本実施の形態では、ピン挿入孔３２の片方の側面側のみに補助ピン３４を備えることとしているが、本発明はこれに限られるものではない。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。

本発明のＩＣソケットは、環境試験及び測定試験に適用することができる。例えば、冷熱試験等に利用可能である。

本実施の形態におけるＩＣソケットの概略構成を示す図であり、（ａ）はコンタクトピンが挿入されていない状態を示す図であり、（ｂ）はコンタクトピンが挿入されている状態を示す図である。図１とは異なる形状の接触金具を用いたＩＣソケットの概略構成を示す図であり、（ａ）はコンタクトピンが挿入されていない状態を示す図であり、（ｂ）はコンタクトピンが挿入されている状態を示す図である。図１とは異なる形状の接触金具を用いたＩＣソケットの概略構成を示す図である。ＩＣソケットの外観を示す斜視図である。図５（ａ）（ｂ）は、ＩＣソケットに備えられる従来の接触金具の一例を示す図である。図５とは異なるＩＣソケットに備えられる従来の接触金具の一例を示す図である。

符号の説明

２０半導体デバイス
２１コンタクトピン
３０ＩＣソケット
３１ソケット本体
３２ピン挿入孔
３３接触金具
３３Ａ・３３Ｂ板バネ部
３３Ｃ・３３Ｄデバイス側接触端子
３４補助ピン（補助部材）

Claims

半導体デバイスの試験装置への装置を介助するために使用されるＩＣソケットであって、
上記半導体デバイスが装着されたときに、該半導体デバイスのコンタクトピンが差し込まれるピン挿入孔を有するソケット本体と、
上記各ピン挿入孔の内部には、
上記半導体デバイスが装着されたときに、上記コンタクトピンとの電気的接続を得るための接触金具と、
上記コンタクトピンと上記接触金具との接触を補助する弓形形状の補助部材とを備え、
上記補助部材は、上記接触金具の一方側であって、上記接触金具に対して、上記接触金具が上記コンタクトピンと接触する側とは反対側で、上記接触金具と上記ピン挿入孔の側壁との間で、その一端が上記ピン挿入口より突出する状態で配置され、
上記補助部材は、上記半導体デバイスが装着されたときに、弾性変形を生じ、その弾性力によって上記コンタクトピンと上記接触金具との接触を補助する弾性部材であることを特徴とするＩＣソケット。