JPH0562748A - Ｉｃソケツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】微細なピッチの外部端子リードを有する半導体
装置のバーンインテストおよび測定がリード変形を生じ
させずに、正確に行えるようになり、かつ、ＩＣソケッ
トの交換が容易におこなえる。 【構成】半導体装置の外部端子リードのピッチに対応し
た突起電極を形成した回路基板をＩＣソケットと一体と
し、この突起電極を外部端子リードとの接触子とし、か
つ、ＩＣソケット押さえ板側には外部端子リードを個別
に加圧するスプリングを配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外部端子リードが樹脂
封止部の側面から突設された半導体装置の測定もしくは
バーンインテストに用いられるＩＣソケット、特にフラ
ットパッケージ型半導体装置のソケットに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体チップの高集積化、高機
能化にともない半導体装置の外部端子リード（以降、単
にリードと称する。）の多端子化は加速されてきてお
り、同時に、表面実装技術の要求により、半導体装置の
リードの形状はＳＯＰ、ＱＦＰパッケージに見られるよ
うなガルウィングと呼ばれる形状に加工されている。特
に近年、コンピュータ、ワークステーション、パーソナ
ルコンピュータ、ワードプロセッサ、携帯電話、小型携
帯カムコーダなどの機器の小型化、軽量化への進展は著
しく、これらの機器に搭載される半導体装置の小型化、
軽量化に対する要求は増大している。この結果、リード
のピッチが０．３ｍｍ〜０．２ｍｍというような、端子
密度の高い半導体装置が強く要望されるようになってき
ている。

【０００３】半導体装置は電気特性上、または機能上の
不良品を除去するためにＩＣテスタで測定され、さらに
初期不良率が低い、高信頼性の半導体装置を提供するた
めに潜在不良品を不良品として顕在化させるためのバー
ンインテストが行われるのが一般的であり、半導体装置
を測定回路やバーンインテスト用基板に接続するために
図７に示されるようなＩＣソケットが使用されてきた。

【０００４】従来のＩＣソケット１は図７に示すよう
に、半導体装置５を搭載するＩＣソケット本体２と、半
導体装置５のガルウィング状のリード６の先端部に接触
するようにＩＣソケット本体２に埋設されたコンタクト
ピン３を備え、かつ、リード６の先端部をコンタクトピ
ン３に押し付けて電気的接触を得るためのＩＣ押さえ板
４を備えるものであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述したようなリード
６のピッチが狭い半導体装置５では、リード６も極めて
細くなる。このために、リード６自身の機械的強度が弱
くなり、リード６が外力の影響を受けてリード曲がりな
どの変形を生じやすい。一方、狭いピッチのリード６と
電気的接触を得るためのＩＣソケット１のコンタクトピ
ン３の厚さも非常に薄く、ＩＣソケット本体２から上方
へ突出したコンタクトピン３は左右方向にたわみ易く、
上方からＩＣ押さえ板４によりリード６をコンタクトピ
ン３に押さえ付けたときに、コンタクトピン３の上面が
湾曲していたり、コンタクトピン３が垂直に挿入されて
いないときに、コンタクトピン３の接触面へのＩＣ押さ
え板４によるリード６の加圧が不均一となり、その結
果、リード６がコンタクトピン３から脱落しコンタクト
ピン３の間にはまり込んでリード６先端に変形が生じ、
正確な測定ができないことがたびたびあった。また、リ
ード６がコンタクトピン３から脱落まではせずに、ある
程度正常な電気的接触が得られたとしても、コンタクト
ピン３の接触部は加圧方向へ変位するためにリード６の
先端部も変位による変形応力が加わり、リード６によっ
ては元の位置に戻らずに結果としてリード６の先端部の
平坦性が損われやすいという欠点を有していた。前述の
ような、リード６の変形が生じていると、機器に収納す
る回路基板へ半導体装置５を実装するときに半田未接合
や半田ブリッジといった半田付け不良を起こす原因とな
り、リード６の変形は表面実装技術の進展にともない重
要な品質管理項目となっている。

【０００６】一方、従来のＩＣソケット１で数多くの半
導体装置５を測定したとき、度重なるコンタクトピン３
先端部はくり返される変位によって弾性が失われ、正常
な電気的接触が得られなくなることから、通常、ＩＣソ
ケット１はコンタクト回数に制約が設けられ、この制約
のために定期的にＩＣソケット本体２を新品と交換しな
ければならなかった。また、ＩＣソケット本体２の交換
時にはＩＣソケット本体２の裏面から突設されたコンタ
クトピン３と測定回路とを人手により一本づつ半田付け
により結線を行う作業を必要とした。

【０００７】本発明は、リード６のピッチが狭い半導体
装置５であっても、測定やバーンインテストにおいて、
ＩＣソケット１と半導体装置５との電気的接触が安定し
て得られるようにすることとリード６の変形が生じない
ようにすることであり、さらには、正常な電気的接触が
得られなくなったＩＣソケット１と新しいＩＣソケット
１との交換が容易にできるようにすることを目的として
いる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のＩＣソケット
は、前述のような課題を解決したものであって、その概
要を説明すれば、次のとおりである。すなわち、本発明
は上面にパターンおよびパターンの先端部に突起電極を
形成した回路基板をＩＣソケット本体内に載置して、Ｉ
Ｃソケット上部に設けた突起電極とＩＣ押さえ板上に一
定間隔で設けられ、隣接部との間が絶縁された弾性突起
体と、突起電極とで半導体装置のリードを狭持させ、回
路基板およびその上に載置されるリードフレームを支持
する絶縁体がＩＣソケット本体と一体成形され、かつ、
絶縁体には開口部が設けられ回路基板と第２の回路基板
とがＩＣソケット本体内で結線させられるように構成し
たものである。

【０００９】

【作用】前述の手段によれば、回路基板上の突起電極は
固定された接触点となるために半導体装置のリードは変
位せず、安定した電気的接触を得るための接触圧はＩＣ
押さえ板上に一定間隔で設けられた弾性突起体により供
給されるようになる。また、突起電極は回路基板上に正
確なピッチで、かつ、上面平坦面が正確に形成されるた
めに接触面への加圧は均一になり、接触時においてリー
ドが突起電極から脱落することはなくなる。さらには、
突起電極の高さはリードの高さよりも低く、突起電極間
の隙間もリード幅よりも小さくできるために、リードが
突起電極間にはまり込むこともなくなる。この結果、測
定またはバーンインテストにおいて、くり返しＩＣソケ
ットへの半導体装置の着脱を行っても、その前後におけ
るリード変形を生じさせるトラブルやリード先端部の平
坦性を損なうトラブルは起こらなくなり、かつ、正確な
電気的接触を得ることにより正確な測定やバーンインテ
ストが行えることになる。

【００１０】また、回路基板の上面に複数の半導体装置
が係合されたリードフレームを載置した状態で、電気的
接触を得るために前述のように突起電極とＩＣ押さえ板
上に設けられた弾性突起体とが各半導体装置のリードを
狭持するので、リードフレーム状態で個々の半導体装置
の測定やバーンインが可能となる。

【００１１】さらには、回路基板およびリードフレーム
を支持する絶縁体がＩＣソケット本体と一体成形され、
かつ、この絶縁体には開口部が設けられているために、
絶縁体開口部に露出した回路基板の裏面に形成された電
極パッドと第２の回路基板とがＩＣソケット内で結線で
きるようになる。そして第２の回路基板上に電極パッド
位置に対応させたスプリングピンを配設して回路基板の
背面と接触させるように組立てることにより、人手に頼
る半田付けによる結線作業を行うことなしに、電気的接
触が得られなくなったＩＣソケットを取り外して新しい
ＩＣソケットと付け替えるだけでＩＣソケットの交換が
できるようになる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例について、図
１、図２および図３にもとづいて説明する。図１は第１
の実施例のＩＣソケットの斜視図であり、ＩＣソケット
の構造およびＩＣコンタクト方法を示している。図２は
第１の実施例のＩＣソケットの断面図であり、図３は第
１の実施例の要部を示す接触状態におけるＩＣコンタク
ト部の斜視図である。

【００１３】ＩＣソケット本体２とＩＣ押さえ板４とは
ヒンジ機構７により軸支されており、各ＩＣ押さえ板４
は個々に可動するように分離され、かつ、ヒンジ軸８に
設けられたバネ（図示せず）によりつねに上方向に跳ね
上げる力が加えられている。また、各ＩＣ押さえ板４の
端面に設けられたカギ状のフック９は同一円軌道上のＩ
Ｃソケット本体２端面に設けられたストッパ１０とかみ
合うことによりＩＣ押さえ板４はＩＣソケット本体２へ
固定される。ＩＣソケット本体２の内側には、射出成形
法により絶縁体１１がＩＣソケット本体２と同一平面板
となるように一体成形されており、この絶縁体１１には
各ＩＣ押さえ板４に対応するように、その中央には正方
形の開口部１２が、そして、正方形の各辺に隣接して４
つの台形状の開口部１２が設けられている。絶縁体１１
が成す同一平面板上には両面プリント回路基板１３が載
置後に固定されており、その大きさはＩＣソケット本体
２内壁面で形成される大きさとほぼ同一である。さら
に、この両面プリント回路基板１３上の上には複数の半
導体装置５が係合されたリードフレーム２４が載置され
て、両面プリント回路基板１３上に形成された均一なし
かも５０μｍ程度の高さを有するＡｕバンプにより形成
された突起電極１４上に半導体装置５のリード６の付け
根平坦部が載置されて、両面プリント回路基板１３とリ
ードフレーム２４とは絶縁体１１に埋設された位置決め
ピン１５と両面プリント回路基板１３に形成された位置
決め穴１６とリードフレーム２４に形成された位置決め
穴２５により位置決めがなされている。また、狭いピッ
チのリード６を有する半導体装置５を係合したリードフ
レーム２４の場合には、光学的画像認識法を用いて、リ
ード６の画像と突起電極１４のＡｕバンプの画像とのマ
ッチングにより、リード６と突起電極１４のより高精度
の位置決めを行うことも可能である。なお、両面プリン
ト回路基板１３は写真製版技術、エッチング技術、メッ
キ技術などを用いて突起電極１４、スルーホール１７お
よびＣｕパターン１８による配線が形成されている。突
起電極１４については直方体の形状をなすように形成さ
れている。

【００１４】このようにＩＣソケット本体２に載置され
たリードフレーム２４に係合された半導体装置５には突
起電極１４と良好な電気的接触を得るために荷重が加え
られることになるが、図１ではＩＣ押さえ板４下面の中
央部に半導体装置５の樹脂封止部の上面を押さえるため
のモールド押さえ１９が設けられ、このモールド押さえ
１９は半導体装置５の樹脂厚みにより所定の突起量とな
るように一体成形にて形成されている。また、モールド
押さえ１９の周囲にはリード６のピッチに合わせてスプ
リングピン２０が埋設され、ＩＣ押さえ板４に固定され
ている。また、スプリングピン２０の先端平面部はＩＣ
押さえ板４がＩＣソケット本体２に固定されたときに半
導体装置５の側面から配設されたリード６の付け根平坦
部、すなわち、突起電極１４を加圧するようにスプリン
グピン２０が配置されている。また、接触面への荷重の
均一性を考慮して、スプリングピン２０の先端径がリー
ド６の幅よりも大きくなるようにしている。これらのス
プリングピン２０の用途は従来測定用回路基板に用いら
れていたポゴピンの用途とは本質的に異なることは自明
である。なお、隣接スプリングピン２０同士は短絡しな
いことが重要であり、リード６のピッチが狭くて隣接ス
プリングピン２０同士が短絡する可能性がある場合には
スプリングピン２０先端に絶縁被履膜を樹脂膜により形
成するか、絶縁部材でスプリングピン２０先端部を構成
する必要が生ずる。

【００１５】また、ＩＣソケット本体２の下面には、両
面プリント回路基板１３の背面に形成された電極パッド
２１と電気的接触を得るための第２のスプリングピン２
２が配設された第２のプリント回路基板２３が装着され
ており、第２のスプリングピン２２は前述したＩＣソケ
ット本体２内の絶縁体１１に形成された台形状の開口部
１２を貫通して電極パッド２１に接触している。一方、
ＩＣソケット本体２に載置されたリードフレーム２４上
の半導体装置５は４本の対角線上に設けられたサポート
バー２６のみによりリードフレーム２４と係合され、半
導体装置５から配設されたリード６はガルウィング状に
加工されている。また、リードフレーム２４の載置面は
ガルウィング状のリード６先端平坦部が上方になるよう
に反転している。

【００１６】図２によれば、各ＩＣ押さえ板４に形成さ
れたモールド押さえ１９の中心と半導体装置５の中心と
両面プリント回路基板１３の中心と第２のプリント回路
基板２３の中心は一致するように成形および組立が行わ
れており、両面プリント回路基板１３の中心部には半導
体装置５の樹脂封止部の下面が両面プリント回路基板１
３の上面と干渉しないように開口部が形成されており、
両面プリント回路基板１３の上面に形成された突起電極
１４とその背面に形成された電極パッド２１とはＣｕパ
ターン１８およびスルーホール１７により導通してい
る。また、Ｃｕパターン１８は放射状に形成されている
ためスルーホール１７のピッチはより大きく一列に形成
され、また、スルーホール１７のピッチに充分な距離が
確保できない場合には、スルーホール１７の配列を千鳥
状にすることにより見かけのピッチを大きくすることが
できる。なお、第２のプリント回路基板２３は、測定に
用いる場合にはＩＣテスタのテストヘッド上に用いるテ
ストボードと結線するための中継ボードとなり、バーン
インテストに用いる場合にはバーンインボードとなる。
このような構成にすれば、良好な電気的接触が得られな
くなった場合に、その原因毎に、第２のプリント回路基
板２３を交換するか、ＩＣソケット本体２内の両面プリ
ント回路基板１３を交換するか、ＩＣ押さえ板４を交換
するだけで良く、ＩＣソケット１の交換が非常に容易に
行えることになる。

【００１７】図３は接触状態におけるＩＣコンタクト部
を示しており、両面プリント回路基板１３の上面に形成
された突起電極１４とＩＣ押さえ板４に埋設および固定
されたスプリングピン２０により半導体装置５のリード
６の付け根平坦部が狭持されることにより良好な電気的
接触を得ており、実装時に半田付けを施すリード６先端
部には全く接触していない。また、ＩＣ押さえ板４に突
設されたモールド押さえ１９の先端には高弾性ゴム２７
が接着されており、過大な荷重が半導体装置５及びリー
ド６へかかることを防止している。なお、図３では図示
していないが、両面プリント回路基板１２上には上面の
突起電極１４、背面の電極パッド２１を除いてソルダー
レジストが塗布されており、各端子間の絶縁性を確保し
ている。

【００１８】次に、本発明の第２の実施例を図４、第３
の実施例を図５にもとづいて説明する。図４は第２の実
施例のＩＣソケットの断面図である。第２の実施例のＩ
Ｃソケット１の基本構成は第１の実施例と同様にリード
フレーム２４の状態で使用するものであるが、半導体装
置５のリード６への良好な電気的接触を得るための加圧
手段を異ならせたものである。また、リードフレーム２
４の載置面は、第１の実施例と異なり、ガルウィング状
のリード６先端平坦部が下方となっており、両面プリン
ト回路基板１３上の突起電極１４との接触はリード６先
端平坦部で行っている。図４におけるリード６への加圧
手段は従来のＩＣソケット１に用いられているコンタク
トピン２８と呼ばれる弾性を有した金属ピンをＩＣ押さ
え板４に挿入した後に固定することにより得ている。図
５は第３の実施例のＩＣソケットの断面図である。図５
における第３の実施例のＩＣソケット１の基本構成は第
１の実施例と同様にリードフレーム２４の状態で使用す
るものであるが、半導体装置５のリード６への良好な電
気的接触を得るための加圧手段を異ならせたものであ
る。第３の実施例の加圧手段は別体として成形された２
つの第２の絶縁体２９の間にバネ３０および加圧ピン３
１を狭み込んだ後に固定ピン３２で固定して組み立て、
この加圧手段をＩＣ押さえ板４に取りつ付けるとにより
得ている。なお、図５において、バネ３０の代わりに、
弾性を有するゴム板を用いても同様な効果が得られるこ
とは明らかである。第２の実施例および第３の実施例で
は、実装時に半田付けを施すリード６の先端部は固定さ
れた接触点となる突起電極１４に支持されながら電気的
接触を得ているため、リード６先端の接触時における変
位は生せず、従って、リード６先端部の平坦性が損なわ
れることもない。

【００１９】最後に本発明の第４の実施例を図６にもと
づいて説明する。図６は第４の実施例のＩＣソケットの
斜視図である。第４の実施例は、前述のようなリードフ
レーム２４状態で使用するＩＣソケット１ではなく、単
体の半導体装置５を完成した状態で使用するＩＣソケッ
ト１である。図６によれば突起電極１４が形成された両
面プリント回路基板１３上に、リード６と突起電極１４
との位置決めが画像処理によりなされた後に、半導体装
置５が載置され、ＩＣコンタクトを行う例を示してい
る。

【００２０】以上説明してきたように、本発明のＩＣソ
ケット１によれば、半導体装置５のリード６は両面プリ
ント回路基板１３に設けられた突起電極１４にスプリン
グピン２０により均一な接触荷重が得られるように加圧
される。両面プリント回路基板１３に設けられた突起電
極１４は撓むことがなく、半導体装置５のリード６はス
プリングピン２０により均一に加圧されるのでリード６
の変形を防止することができる。また、ＩＣソケット１
の交換は、ＩＣ押さえ板４、両面プリント回路基板１２
あるいは第２のプリント回路基板２２のブロック毎の交
換により行うことができ、ＩＣソケット１の交換を容易
に行うことができるようになる。

【００２１】

【発明の効果】本発明のＩＣソケットを使用することに
より、測定時もしくはバーンイン時にＩＣ押さえ板を閉
止しても、半導体装置のリードに機械的な変形応力が殆
ど加わらないために、リード変形を生じさせるトラブル
やリード先端部の平坦性を損なうトラブルは回避できる
ようになり、以下に説明するような効果が得られる。リ
ード変形にともなう半導体装置の実装時における半田付
け不良を減少させることができる。測定もしくはバーン
インテスト後における半導体装置のリード変形不良の検
査が簡素化できるようになるとともに、高品質かつ高信
頼性の半導体装置を提供することができる。さらに、リ
ードと接触子となる突起電極との接触面における加圧が
均一になり、かつ、確実な接触が得られるようになった
ことにより正確な測定およびバーンインテストができる
ようになり、接触不良もしくは接触不安定性に起因した
測定不良が減少し、リードが接触子から脱落するトラブ
ルも回避できるようになり、同時に、測定ボードやバー
ンインボードの作製およびメンテナンスも容易になり、
連続使用により疲幣したＩＣソケットの交換が簡単にで
きるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例のＩＣソケットの斜視図。

【図２】第１の実施例のＩＣソケットの断面図。

【図３】第１の実施例の要部を示す接触状態におけるＩ
Ｃコンタクト部の斜視図。

【図４】第２の実施例のＩＣソケットの断面図。

【図５】第３の実施例のＩＣソケットの断面図。

【図６】第４の実施例のＩＣソケットの斜視図。

【図７】従来例のＩＣソケットの断面図である。

【符号の説明】

１ ＩＣソケット ２ ＩＣソケット本体 ３ コンタクトピン ４ ＩＣ押さえ板 ５ 半導体装置 ６ リード ７ ヒンジ機構 ８ ヒンジ軸 ９ フック １０ ストッパ １１ 絶縁体 １２ 開口部 １３ 両面プリント回路基板 １４ 突起電極 １５ 位置決めピン １６ 位置決め穴 １７ スルーホール １８ Ｃｕパターン １９ モールド押さえ ２０ スプリングピン ２１ 電極パッド ２２ 第２のスプリングピン ２３ 第２のプリント回路基板 ２４ リードフレーム ２５ 位置決め穴 ２６ サポートバー ２７ 高弾性ゴム ２８ コンタクトピン ２９ 第２の絶縁体 ３０ バネ ３１ 加圧ピン ３２ 固定ピン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部端子リードを有する半導体装置を測
   定もしくはバーンインテストに供するＩＣソケットにお
   いて、 上面にパターンおよび該パターンの先端部に突起電極を
   形成した回路基板を、前記ＩＣソケットの本体内部に載
   置し、 前記ＩＣソケットの上部に設けたＩＣ押さえ板上に、一
   定間隔で設けられ、かつ、隣接部との間が絶縁された弾
   性突起体と、 前記突起電極とで前記外部端子リードを狭持することを
   特徴とするＩＣソケット。
2. 【請求項２】 複数の半導体装置が係合されたリードフ
   レームを前記回路基板の上部に載置し、 前記リードフレームを支持するようになされた前記ＩＣ
   ソケットの本体と、該本体と一体成形された絶縁体を備
   え、 該絶縁体には開口部が設けられていることを特徴とする
   特許請求項１記載のＩＣソケット。
3. 【請求項３】 前記回路基板の下面に形成された電極パ
   ッドと、第２の回路基板とを前記ＩＣソケットの本体内
   で結線し、 前記ＩＣソケットと前記第２の回路基板とを一体に組立
   てたことを特徴とする特許請求項１記載のＩＣソケッ
   ト。