JPH07335353A - Ｉｃソケット構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ＩＣソケットを分割構造にして、
不良ピンを分割したコンタクトブロック単位で交換でき
る構造にし、かつ、多種多様なＤＵＴに対応できる汎用
性のあるＩＣソケット構造とすることを目的とする。 【構成】 コンタクトブロック３０を装着する複数のブ
ロック溝２２を形成したブロックハウジング２０を設
け、デバイス５０のピッチに対応したピッチで、複数の
コンタクトピン３２を１列に配列し収容したコンタクト
ブロック３０を設ける構成手段。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、半導体試験装置にお
いて、多ピンのＢＧＡ（Ball grid array）パッケージ
型のデバイス等を繰り返し着脱するＩＣソケットの構造
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＢＧＡパッケージとは、デバイス（ＤＵ
Ｔ）５０のリード線が半球形状の半田ボールの端子とな
っているＩＣパッケージである。ピン数は、１００〜３
００ピンがあり、またピン間隔は、１．２７ｍｍや１．
０ｍｍ等がある。ＩＣ試験装置では、ＤＵＴ５０を各種
電気試験をして特性測定／良否検査をする。この為に、
ＤＵＴ５０は、ＩＣソケットに装着して電気試験を実施
し、試験後、ＩＣソケットから外される。ＩＣ試験装置
では、多数のＤＵＴ５０を検査する為に、ＩＣソケット
は、繰り返し頻度の多い着脱が行われる。この為、ＤＵ
Ｔ５０とＩＣソケットの端子間の接触は、だんだんと接
触不良を起こしたり接触圧が低下して接触不安定になっ
てくる。

【０００３】従来技術のＢＧＡパッケージ型のデバイス
の検査に使用するＩＣソケットのコンタクト部の構造例
について、図３と図４を示して以下に説明する。テスト
ヘッド部の構成は、図３に示すデバイス押さえ機構６８
と、ＩＣソケットと、図４に示すコンタクトボード７０
とで構成している。

【０００４】ＩＣソケットは、ソケットハウジング６２
と、複数のコンタクトピン６４で構成している。このＩ
Ｃソケットは、コンタクトボード７０上に搭載されて、
押さえ機構によりＤＵＴ５０を上から押さえて電気的接
触を与えている。コンタクトピン６４は板バネ状のピン
を使用し、このピンの上部側端子部は、ＤＵＴのピン５
１の半田バンプの半球面との間の加圧接触で電気的接続
を形成し、コンタクトピン６４の下部側端子部は、コン
タクトボード７０表面の端子パターン７２部と加圧接触
で電気的接続を形成している。コンタクトピン６４全体
は、中央部分をへの字状に湾曲してあり、上下部の電気
的接触圧を保持するスプリング性を持たせている。この
コンタクトピン６４は、ソケットハウジング６２と一体
構造になっている。これら各ピンは、ＤＵＴの各ピン５
１に対応した位置に格子状に配列されていて、各ピンの
直下の対応する端子パターン７２と接触して電気的接続
を形成してコンタクトボード７０下部からデバイス試験
装置８０側に接続される。

【０００５】デバイス押さえ機構６８は、ＩＣソケット
に装着されたＤＵＴの全コンタクトピン６４を確実に接
触させるものであり、ＤＵＴの上から手動あるいは空気
圧等による押さえ機構を有していている。この押さえ圧
は、ピン５１の半球面形状の端子の全ピンを確実に接触
させる為に、かなり強い押し圧で押さえている。この
為、ＩＣソケットのスプリング力のへたりが発生し易
い。このためコンタクトピン６４の中には接触不良や接
触不安定を来すピンがでてくる。この状態となったＩＣ
ソケットは、直ちに交換される。また、一定回数あるい
は一定期間使用毎に交換する場合もあり、消耗品となっ
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記説明のように、Ｉ
Ｃ試験装置でＤＵＴ５０を電気試験するＩＣソケット
は、繰り返し着脱が行われる為に、１本のコンタクトピ
ン６４でも接触不良や接触不安定となるピンがあれば、
高価なＩＣソケット全体を交換する必要があった。ま
た、ＤＵＴ５０のピン数や配列やピッチは、多種多様で
ある為、これに対応したＩＣソケットを個別に用意する
必要があり、汎用性がない難点があった。

【０００７】そこで、本発明が解決しようとする課題
は、ＩＣソケットを分割構造にして、不良ピンを分割し
たコンタクトブロック単位で交換できる構造にし、か
つ、多種多様なＤＵＴに対応できる汎用性のあるＩＣソ
ケット構造とすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決する為の手段】第１図は、本発明による第
１の解決手段を示している。上記課題を解決するため
に、本発明の構成では、コンタクトブロック３０を装着
する複数のブロック溝２２を形成したブロックハウジン
グ２０を設け、デバイス５０のピッチに対応したピッチ
で、複数のコンタクトピン３２を１列に配列し収容した
コンタクトブロック３０を設ける構成手段にする。これ
により、コンタクトブロック３０が分割されて、取り外
しできる構造となったことで、不良のコンタクトブロッ
ク３０のみを容易に交換できる構造を実現できる。

【０００９】第１図と第２図は、本発明による第２の解
決手段を示している。上記課題を解決するために、本発
明の構成では、コンタクトブロック３０ｂを装着する複
数のブロック溝２２を形成したブロックハウジング２０
を設け、ゴム状弾性体であるコア材３６の表面上に狭ピ
ッチの平行した導体パターンを形成した導電フィルム３
８を巻き付けたコンタクトブロック３０ｂを設ける構成
手段である。これにより、コンタクトブロック３０ｂが
分割されて、取り外しできる構造となったことで、不良
のコンタクトブロック３０ｂのみを容易に交換でき、か
つ、ＤＵＴ５０のピン間ピッチに無関係に同一のコンタ
クトブロック３０ｂを使用可能な構造とする。

【００１０】また、上記ブロックハウジング２０に、デ
バイス５０のピン５１をコンタクトブロック３０にある
コンタクトピン３２直下へ位置決め案内するパッケージ
ホルダ１０を設ける構成手段がある。パッケージホルダ
１０とブロックハウジング２０とを分離してＤＵＴ５０
を案内する支持構造とする構造により、パッケージホル
ダ１０側のみをＤＵＴ５０の外形寸法に対応させればＤ
ＵＴ５０を装着できる場合があり、ブロックハウジング
２０を共用化利用する構造とする。

【００１１】

【作用】分割構造にしたパッケージホルダ１０は、同一
ピン数／ピン配列／ピン間隔であっても、品種やメーカ
毎にデバイス外形が異なる場合があり、この場合は、パ
ッケージホルダ１０のみを変更すれば他の部分は共通使
用できる役割をもつ。分割構造にしたブロックハウジン
グ２０は、コンタクトピン３２の接触不良や接触不安定
が発生した場合は、コンタクトブロック３０単位で交換
できる役割をもつ。分割構造にしたコンタクトブロック
３０は、一列のピン数が同じか又はそれ以下のＤＵＴ５
０であれば共通に利用できる作用がある。３分割したパ
ッケージホルダ１０とブロックハウジング２０とコンタ
クトブロック３０を組み合わせて使用することで、様々
なＤＵＴ５０のパッケージ外形／ピン数／ピン配列／ピ
ン間隔に容易に対応できる汎用性の高いＩＣソケット構
造になる。導電性エラストマを使用したコンタクトブロ
ック３０ｂの場合では、ＤＵＴ５０のピッチに無関係に
同一のコンタクトブロック３０ｂを使用できる為、汎用
性の高いコンタクトブロック構造にできる。

【００１２】

【実施例】

（実施例１）本発明の実施例は、板バネをピンに使用し
た場合の構造例である。これについて、図１を参照して
説明する。ＩＣソケットの構成は、パッケージホルダ１
０と、ブロックハウジング２０と、コンタクトブロック
３０とに分割した構成になっている。

【００１３】パッケージホルダ１０は、ＤＵＴを対応す
るコンタクトピン３２の直下に正しく位置決めする為の
案内構造であり、４角のパッケージガイド１４で案内を
形成している。デバイスの外形は、同一ピン数／ピン配
列／ピン間隔であっても、品種やメーカ毎に異なる場合
がある。この為、これら異なる外形に対応する為に分割
構造としている。このパッケージホルダ１０のハウジン
グ装着孔１２は、ブロックハウジング２０を下から入れ
て装着し、コンタクトボード７０とで挟んだ後、４角の
ねじ止めにより押し付け固定する構造となっている。

【００１４】ブロックハウジング２０は、複数のブロッ
ク溝２２と、ボス２４と、ブロック押さえ２６とで構成
している。ブロック溝２２は、コンタクトブロック３０
を装着する溝である。この複数のブロック溝２２のブロ
ック溝数と溝の長さと配列ピッチは、ＤＵＴ５０の品種
毎に、ｘ方向のピン数Ｎに対応したＮ列のブロック溝数
と、ｙ方向のピン数Ｍに対応した溝の長さと、ピン間隔
に対応したブロック溝２２のピッチＰに形成している。
ボス２４は、ＤＵＴを上から押したときの高さの位置決
めをする突起面であり、ＤＵＴのストッパーとして機能
している。図では４つの直方体形状であるが、この他に
円柱状や、三角柱状等にして複数カ所に設けても良い。
これにより、コンタクトピン３２側に過度な押し圧が加
わって変形をするのを防止している。ブロック押さえ２
６は、前記パッケージホルダ１０に装着して固定すると
きの押さえる為の辺である。

【００１５】コンタクトブロック３０は、複数のコンタ
クトピン３２を１列に配列し収容した構造物である。各
コンタクトピン３２は、従来と同様に板バネ状のピンで
あり、コンタクトブロック３０と一体構造になってい
て、ｙ方向のピン数Ｍに対応してＭ個以上のコンタクト
ピン３２が対応するピン間隔で取り付けられている。

【００１６】上記説明のように３分割構造とすること
で、次の例に示すような汎用性のあるＩＣソケットの組
み合わせ方を実現できる。第１例としては、Ｎ＝１５列
でＭ＝８ピンの１２０ピンのＤＵＴ（Ａ）があり、Ｎ＝
１５列でＭ＝１２ピンの１８０ピンのＤＵＴ（Ｂ）があ
ると仮定する。この２種類のＤＵＴに共通したブロック
ハウジング２０はＮ＝１５列で１２ピンに対応したブロ
ック溝２２のブロックハウジング２０を使用し、コンタ
クトブロック３０は１２ピンのものを１５本使用する。
後は、２種類のＤＵＴの外形に対応したパッケージホル
ダ１０を個別に用意すれば良い。即ち、この例では、ブ
ロックハウジング２０とコンタクトブロック３０を全く
共通部品として使用できることとなる。

【００１７】第２例としては、Ｎ列と、Ｍピンの両方が
異なる場合の例を示す。例えば、Ｎ＝１５列でＭ＝８ピ
ンの１２０ピンのＤＵＴ（Ａ）があり、Ｎ＝２０列でＭ
＝１２ピンの２２０ピンのＤＵＴ（Ｄ）があると仮定す
る。この２種類のＤＵＴに共通したブロックハウジング
２０はＮ＝２０列で１２ピンに対応したブロック溝２２
のブロックハウジング２０を使用し、コンタクトブロッ
ク３０は１２ピンのものを２０本使用する。後は、２種
類のＤＵＴの外形に対応したパッケージホルダ１０を個
別に用意すれば良い。このように、同一ピッチのＤＵＴ
であれば、殆どの場合、ブロックハウジング２０とコン
タクトブロック３０を共通化することが可能となること
を示している。

【００１８】（実施例２）本発明の実施例は、コンタク
トブロック３０に使用するコンタクトピンの構造を導電
性エラストマ（Elastomer）を使用したコンタクトブロ
ック３０ｂの場合の例である。これについて、図２を参
照して説明する。パッケージホルダ１０と、ブロックハ
ウジング２０の構造は、実施例１と同様である。

【００１９】コンタクトブロック３０ｂは、導電性エラ
ストマ構造であり、コア材３６と導電フィルム３８とで
構成している。コア材３６は、円柱状のゴム状弾性体で
ある。導電フィルム３８は、コア材３６に１周するよう
に薄い柔軟なポリイミドフィルムが巻き付けてあり、こ
のフィルムの表面には、多数の狭ピッチの平行した金メ
ッキ処理した銅パターンがコア材３６を環状に形成して
いる。これを、図１に示すブロックハウジング２０のブ
ロック溝２２に装着する。このときのブロックハウジン
グ２０は、コンタクトブロック３０ｂの接触子がショー
トしない様にする為に、樹脂等の絶縁材料の構造物を使
用する。ここで、接触子とは、電気的接触を行う環状導
電パターンとする。

【００２０】個々の環状パターンである接触子３９の寸
法例は、例えば、導体幅０．０８ｍｍであり、接触子間
のピッチは０．１８ｍｍピッチで、絶縁した独立した平
行な配列を形成している。このように接触子３９を狭ピ
ッチで多数の形成される為に、ＤＵＴ５０側のピン間ピ
ッチに無関係に同一のコンタクトブロック３０ｂを使用
することが可能となる。即ち、ピン５１のピッチと接触
子３９のピッチが異なっていても、ピン５１の直下に
は、複数の接触子３９があり、これらの内の何れか１個
以上の接触子３９が確実にＤＵＴ５０のピンに接触する
こととなる。

【００２１】上記実施例１、２では、ＤＵＴ５０をピン
５１の端子形状、あるいは格子状に配列したピン配列の
場合で説明したが、他の端子形状やピン配列の場合でも
３分割構造にすることで同様にして適用可能である。

【００２２】上記説明の狭ピッチ接触子３９を形成する
ことで、異ピッチのＤＵＴに対してもコンタクトブロッ
ク３０ｂを共通化できる。例えば、デバイスのピン間の
ピッチが１．２７ｍｍのＤＵＴ（Ｅ）の場合と、１．０
０ｍｍのＤＵＴ（Ｆ）の場合でＭ＝２０ピンと仮定した
とき、ＤＵＴ（Ｅ）側に合わせて１．２７ｍｍ×２０＝
２５．４ｍｍのコンタクトブロック３０ｂを用いる。Ｄ
ＵＴ（Ｆ）側では、余分な部分は、使用しなければ良
い。この説明例から分かるように、コンタクトブロック
３０ｂの長さは、ＤＵＴ５０の最大ピン数の長さに対応
したものを１種類用意すれば全てのＤＵＴ５０に対応可
能であり、共通化可能なことを示している。

【００２３】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、下記に記載されるような効果を奏する。コ
ンタクトブロック３０を取り外しできる構造とすること
で、１カ所のコンタクトピン３２の接触不良や接触不安
定が発生した場合は、そのピン位置にある１本のコンタ
クトブロック３０のみを交換すれば良いこととなり、高
価なＩＣソケット全体を交換する必要が無くなり、交換
部品コストの低減が計れる利点がある。また、３分割構
造としたＩＣソケットとすることで、各部品を組み合わ
せることにより、多種多様なＤＵＴのピン数や外形に、
最小の品揃え構成で対応できる利点がある。例えば、同
一ピン数／ピン配列／ピン間隔であれば、パッケージ外
形に対応したパッケージホルダ１０のみを交換すること
で対応できる。これに加えて、ｙ方向のピン数Ｍが異な
る場合にもブロックハウジング２０とコンタクトブロッ
ク３０をそのまま利用することが可能である。またこれ
に加えて、ｘ方向のピン数Ｎが異なる場合にも、パッケ
ージホルダ１０のみを交換することで対応することがで
きる。このように部品の共通使用が可能であり、汎用性
の高いＩＣソケット構造とすることが出来、品種毎に個
別にＩＣソケットを準備する必要が無くなり適用範囲が
広がる大きなメリットがある。同時にＩＣソケットの品
揃え在庫の品種も大幅に減少できる効果がある。

【００２４】導電性エラストマを使用したコンタクトブ
ロック３０ｂの場合では、１本のコア材３６上にフィル
ムが巻き付けた接触子構造の為に、高さのばらつきのな
い一定した接触子が形成される利点がある。この結果、
ＤＵＴ５０をコンタクトしたときの段差がなくなり、同
程度の接触圧が加わって安定した接触を実現できる利点
が得られる。また、接触子が狭ピッチで多数形成されて
いる為に、ＤＵＴ５０の半田バンプのピン間ピッチに無
関係に同一のコンタクトブロック３０ｂを使用でき、共
通化できる利点がある。また、構造が簡単である為、安
価に製作でき、部品コストの低減もできる。

【００２５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の、パッケージホルダ１０と、ブロック
ハウジング２０と、コンタクトブロック３０とに３分割
したＩＣソケットの構造図である。

【図２】本発明の、導電性エラストマを使用した場合の
コンタクトブロック３０ｂの構造図である。

【図３】ＢＧＡパッケージと、従来のデバイスの検査に
使用するＩＣソケットの概観図である。

【図４】従来の、板バネをピンに使用した場合のＩＣソ
ケットと、コンタクトボード７０の断面構造図の例であ
る。

【符号の説明】

１０ パッケージホルダ １２ ハウジング装着孔 １４ パッケージガイド ２０ ブロックハウジング ２２ ブロック溝 ２４ ボス ２６ ブロック押さえ ３０、３０ｂ コンタクトブロック ３２ コンタクトピン ３６ コア材 ３８ 導電フィルム ３９ 接触子 ５０ デバイス（ＤＵＴ） ５１ ピン ６２ ソケットハウジング ６４ コンタクトピン ６８ デバイス押さえ機構 ７０ コンタクトボード ７２ 端子パターン ８０ デバイス試験装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被試験デバイス（５０）を繰り返し着脱
   して各種電気試験するＩＣソケットの構造において、 コンタクトブロック（３０）を装着する複数のブロック
   溝（２２）を形成したブロックハウジング（２０）を設
   け、 デバイス（５０）のピッチに対応したピッチで、複数の
   コンタクトピン（３２）を１列に配列し収容したコンタ
   クトブロック（３０）を設け、 以上を具備していることを特徴としたＩＣソケット構
   造。
2. 【請求項２】 被試験デバイス（５０）を繰り返し着脱
   して各種電気試験するＩＣソケットの構造において、 コンタクトブロック（３０ｂ）を装着する複数のブロッ
   ク溝（２２）を形成したブロックハウジング（２０）を
   設け、 ゴム状弾性体であるコア材（３６）の表面上に狭ピッチ
   の平行した導体パターンを形成した導電フィルム（３
   ８）を巻き付けたコンタクトブロック（３０ｂ）を設
   け、 以上を具備していることを特徴としたＩＣソケット構
   造。
3. 【請求項３】 請求項１および請求項２記載のＩＣソケ
   ット構造に、 デバイス（５０）のピン（５１）をコンタクトブロック
   （３０）にあるコンタクトピン（３２）直下へ位置決め
   案内するパッケージホルダ（１０）を設けたことを特徴
   としたＩＣソケット構造。