JPH09330777A

JPH09330777A - 半導体素子検査用ソケット

Info

Publication number: JPH09330777A
Application number: JP8165135A
Authority: JP
Inventors: Koichi Yamazaki; 浩一山崎; Hiroto Komatsu; 博登小松
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1996-06-06
Filing date: 1996-06-06
Publication date: 1997-12-22
Anticipated expiration: 2016-06-06
Also published as: JP3233193B2

Abstract

(57)【要約】【目的】少ない部品点数で容易に製造でき、回路基板
への半田付けが不要で、回路基板の設計も容易に行え、
さらに、電気的な導通が確実に得られ、平面電極や陥没
電極に対しても高い信頼性をもって接続することができ
る半導体素子検査用ソケットを提供する。【構成】ソケット本体３０に半導体パッケージ１０を
位置決めして着脱自在に収容する装填穴３１を形成し、
この装填凹部３１の底部開口に複数の挿通孔４３が形成
された絶縁性のホルダ部材４０を設け、挿通孔４３に上
端が装填穴３１内の半導体パッケージ１０の電極１２と
当接可能に導電性の針状部材４５を摺動自在に挿通する
とともに、絶縁性のゴム様弾性材からなるエラストマシ
ート５１に複数の導電性の金属細線５２を斜めに貫通さ
せてエラストマコネクタ５０を構成し、このエラストマ
コネクタ５０をホルダ部材４０と回路基板２０との間に
針状部材４５と当接可能かつ回路基板２０の電極と接触
させて介設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、半導体素子検査用ソ
ケット、特に、底面に複数の電極を備えるＢＧＡ(Ball
Grid Array) 等の表面実装型半導体パッケージの検査に
適した半導体素子検査用ソケットに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体パッケージのバーンイン試験等に
際しては、半導体パッケージの電極とＩＣ検査用基板の
電極端子との接続にＩＣソケットが用いられている。こ
のようなＩＣソケットとしては、従来、ソケット本体に
半導体パッケージが装填可能な装填部を形成し、この装
填部に電極端子を、本体の側部や底部に電極端子と導線
によって接続されたリードやピンを固設するとともに、
装填部の表面側開口を開閉する蓋部材をヒンジ等によっ
て取り付けたものが知られる。

【０００３】このようなＩＣソケットは、蓋部材により
装填部の開口を閉止した場合、装填部内に装填された半
導体パッケージを蓋部材により表側から押さえて半導体
パッケージの電極を装填部内のリードやピンに圧接する
ように、あるいは、蓋部材の裏面側にゴムやスプリング
の弾性部材を設け、弾性部材により半導体パッケージを
弾性的に装填部内のリードやピンに押圧するように構成
される。そして、このようなＩＣソケットは、本体の側
部のリードを設けたものはリードを回路基板に半田によ
り接続することで、また、本体の底部にピンを設けたも
のはピンを回路基板のスルーホールに挿通して接続する
ことで回路基板に取り付けられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のＩＣソケットにあっては、本体の装填部に電極
端子を、本体の外側にリードやピンを設けなければなら
ず、部品点数が多く、組立も煩雑であるという問題があ
る。また、この従来のＩＣソケットにあっては、回路基
板への半田付けが不可欠で工程が増加するという問題が
あり、特に、ピンを設けた場合は回路基板にスルーホー
ルを形成しなければならず、回路基板の設計が煩雑にな
るという問題もあった。

【０００５】そこで、本出願人にあっては、先に、エラ
ストマコネクタを用いたソケットを提案した（平成８年
４月３０日提出、整理番号ＰＫ６０４３０２）。このソ
ケットは、シリコーンゴム等のエラストマシート中に金
等の金属細線を貫通してエラストマコネクタを構成し、
このエラストマコネクタをソケット本体の装填部の回路
基板側開口に設けて回路基板の電極端子と接触させ、装
填部に装填された半導体パッケージのリードや電極をエ
ラストマコネクタを介して回路基板の電極端子と導通さ
せるものである。

【０００６】ところが、上述した先願にかかる半導体素
子検査用ソケットにあっては、エラストマコネクタの金
属細線が半導体パッケージの裏面のレジスト層を傷付け
るおそれがあり、また、半導体パッケージの電極の削れ
による半田粉がエラストマコネクタに付着して接続不良
等を引き起こし、さらに、エラストマシートから浸出す
るシリコーンオイルが半導体パッケージに付着して後の
半田実装時の半田濡れ性を悪化させるという欠点が判明
した。

【０００７】またさらに、上述した先願にかかる半導体
素子検査用ソケットにあっては、ＬＧＡ(Land Grid Arr
ay) やＬＣＣ(Leadless Chip Carrier) 等の電極が平面
状の半導体パッケージに用いる場合は半導体パッケージ
の電極とエラストマコネクタの接触圧が高くなりやす
く、また、電極が陥没した半導体パッケージに対しては
接続が不安定になりやすいという欠点も判明した。

【０００８】一方、導電性線状体と異方導電性ゴム体か
らなる導電性接触子も特開平７−１７４７８８号公報に
提案されている。この導電性接触子は、支持ブロックの
厚さ方向に貫通する支持孔を形成し、支持孔内に導電性
針状体を同軸的に往復動自在に設け、さらに導電性粒子
をゴムマトリックス中に互いに離間して分散させてなる
異方導電性ゴム体を受容し、異方導電性ゴム体を介して
導電性針状体の同軸線上にＴＡＢの端子パターンを位置
させるものである。

【０００９】しかしながら、この特開平７−１７４７８
８号公報の導電性接触子では、圧縮、特に、異方導電性
の発現する感圧異方導電体は、圧縮量を大きく取った場
合にのみ導電性が実現するため、半導体パッケージの圧
縮量を大きく設定する必要がある。したがって、接続時
の荷重が高い繰り返し使用の場合、耐久性が低いばかり
か導電整流子がゴムマトリックスから離脱して短絡を生
じやすいという問題、また、半導体パッケージの電極密
度が高い場合に異方導電体全面が加圧されるため電極間
ショートが発生するという問題があった。この発明は、
上述した従来の問題、また、先願の欠点に鑑みなされた
もので、部品点数が少なく構造が簡単で、接続不良や半
田濡れ性の悪化、短絡等を招くことがなく、さらに、平
面電極や陥没電極の半導体パッケージの接続も高い信頼
性をもって行える半導体素子検査用ソケットを提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、素子本体の底面に電極を有する
半導体素子の検査に用いられ、前記電極を回路基板の電
極端子に導通する半導体素子検査用ソケットにおいて、
前記半導体素子の素子本体を位置決めして着脱自在に装
着可能な装填部が貫通形成されたソケット本体を前記回
路基板に位置決めして取り付け、該回路基板に前記ソケ
ット本体との間で複数の挿通孔が形成された絶縁性のホ
ルダ部材を取り付けて前記装填部の回路基板側開口を閉
止するとともに、絶縁性のゴム製弾性材料からなるエラ
ストマシートに複数の導電性線状体を厚み方向に斜めに
貫通させてエラストマコネクタを構成し、該エラストマ
コネクタを前記ホルダ部材と前記回路基板との間に該回
路基板の電極端子と接触させて設け、前記ホルダ部材の
挿通孔にそれぞれ、下端が前記エラストマコネクタと当
接して上端が前記装填部内の半導体素子の電極と接触可
能な導電性の針状部材を摺動自在に挿通した。

【００１１】また、請求項２の発明は、前記半導体素子
の素子本体を位置決めして着脱自在に装着可能な装填凹
部および該装填凹部の底面に開口する複数の挿通孔が貫
通形成されたソケット本体を前記回路基板に位置決めし
て取り付け、前記挿通孔にそれぞれ一端が前記装填凹部
内の半導体素子の電極と当接する針状部材を摺動自在に
挿通するとともに、絶縁性のゴム製弾性材料からなるエ
ラストマシートに複数の導電性線状体を厚み方向に斜め
に貫通させてエラストマコネクタを構成し、該エラスト
マコネクタを前記ソケット本体と前記回路基板との間に
前記針状部材の他端と接触可能かつ前記回路基板の電極
端子と接触させて介設した。

【００１２】本発明にかかる半導体素子検査用ソケット
はパッケージ本体の裏面に電極を有する半導体素子（半
導体パッケージ）に適し、この半導体素子としては前述
したＢＧＡ、ＬＧＡ、ＰＧＡ(Pin Grid Array)等が挙げ
られる。ソケット本体は、エポキシ樹脂、アクリル樹
脂、ポリエステル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹
脂、ポリエーテルサルフォン樹脂あるいはポリエーテル
イミド樹脂等を用い、射出成形または樹脂ブロックの切
削加工等により成形される。このソケット本体は、位置
決めピン等により回路基板に位置決めして取り付けら
れ、また、装填穴や装填凹部（以下、必要に応じて装填
部で代表する）を半導体パッケージの本体と対応した形
状・寸法に形成すること、あるいは、装填部の周壁等に
装填される半導体パッケージの本体と当接する位置決め
部を形成することで、装填部の半導体パッケージを位置
決めする。

【００１３】また、ソケット本体には必要に応じて装填
部内の半導体素子を押圧する押さえ部材や蓋体が設けら
れる。押さえ部材は、自重あるいは別個に設けられたス
プリングやゴムにより半導体素子を電極が針状部材と当
接する方向に押圧、付勢するように構成される。蓋体
は、ヒンジ等で一側部をソケット本体に回動自在に取り
付けることで、あるいは、ソケット本体と完全に分離し
た別個に成形して爪等でソケット本体に係止可能に構成
される。この蓋体は、ソケット本体と同様の樹脂により
成形される。そして、この蓋体は、ソケット本体にスプ
リング等を介して取り付けて直接に半導体素子を押圧す
るように、また、内面に固着されたゴムを介して半導体
パッケージを押圧するように、さらに、半導体パッケー
ジを上述した押さえ部材を介して押圧するように組み付
け、半導体パッケージの電極と針状部材を適正な接触圧
で当接させる。

【００１４】ホルダ部材は、−６０°Ｃ〜１５０°Ｃの
環境下での使用に耐え、かつ、滑性に優れた樹脂、例え
ば、液晶ポリマポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、
ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルサルファイド樹
脂等の板状部材から、また、装填部を凹部としてソケッ
ト本体と一体に複合成形等により、さらに、ソケット本
体と同一の樹脂により一体成形して構成される。針状部
材は、導電性に優れた銅系の合金等、例えば、ベリリウ
ム銅から構成される。この針状部材の半導体パッケージ
の電極と接触する上端は、検査対象である半導体パッケ
ージ等に応じて、電極を傷付けることのない球状等の形
状、逆に、電極の表面の酸化膜等を破壊する鋭利な皮膜
破壊部が形成された形状、また、電極と大きな面積若し
くは小さな面積で接触する形状等に成形される。

【００１５】エラストマコネクタは、エラストマシート
がシリコーン樹脂、エポキシ樹脂に代表されるエラスト
マ性の熱硬化性樹脂、合成ゴム若しくはポリエチレン樹
脂、ポリウレタン樹脂、ＡＢＳ樹脂、軟質塩化ビニル樹
脂等の熱可塑性樹脂からなり、金属細線が純金線、金合
金線、金めっき線、半田線、半田めっき線あるいは銅合
金線等からなる。エラストマシートは、０．３〜２．０
ｍｍ程度の厚みで、体積抵抗率が１０¹²Ω・ｃｍ以上、
かつ、硬度（ＪＩＳＪ６３０１Ａ型）が２０〜６０°
Ｈ、望ましくは、３０〜６０°Ｈのものが用いられる。

【００１６】金属細線は、線径が２０〜９０μｍ（望ま
しくは、２０〜７０μｍ）で、体積抵抗率が１０^-1Ω・
ｃｍ以下のものが用いられる。この金属細線は、７０〜
１０００本／ｍｍ²程度の配線密度、望ましくは、１０
０〜１０００本／ｍｍ²程度の配線密度、かつ、１０〜
１２５μｍ程度の間隔でエラストマシート中に平行に傾
斜して貫通配設される。この金属細線は、エラストマシ
ートの両面に露呈、好ましくは、５〜５０μｍ、より好
ましくは５〜３０μｍ程度が突出し、また、両端部がエ
ラストマシートの平面方向にエラストマシートの厚みの
１／５〜１／２程度のずれ（オフセット量）を生じる角
度でエラストマシートを貫通する。

【００１７】

【作用】この発明にかかる半導体素子接続用ソケット
は、ソケット本体の装填部内に半導体パッケージが装填
され、挿通孔に挿通された針状部材の上端が半導体パッ
ケージの電極に、下端がエラストマコネクタに当接す
る。すなわち、針状部材は、エラストマコネクタの弾性
で上端が半導体パッケージの電極とエラストマコネクタ
の導電性線状体と当接し、半導体パッケージの電極とエ
ラストマコネクタの導電性線状体とを導通する。このた
め、半導体パッケージの電極は針状部材とエラストマコ
ネクタの導電性線状体とを介してエラストマコネクタの
設定されたオフセット量ｘ分だけオフセットされた回路
基板の電極端子と導通する。

【００１８】そして、半導体パッケージの電極は針状部
材と接触して針状部材を介し回路基板の電極端子と導通
するため、確実に導通させることができ、また、半導体
パッケージの電極が傷付けられることもなく、半導体パ
ッケージの電極が陥没していても確実に導通させること
ができる。すなわち、前述した先願にかかるソケット
は、半導体パッケージとエラストマコネクタとを直接に
接触させるため、エラストマシートから浸出するシリコ
ーンオイル等の影響でゴミの付着や半田粉の付着等によ
る接続不良が発生しやすいが、この発明のソケットは半
導体パッケージの電極に針状部材を接触させるためシリ
コーンオイルが半導体パッケージの電極等に付着するこ
ともなく、また、半田粉等が針状部材に付着しても通常
のプローブ等と同様に清掃することができる。

【００１９】特に、請求項３に記載の発明のソケット
は、針状部材の上端に鋭利な皮膜破壊部を形成するた
め、半導体パッケージの電極表面に電気的な導通を阻害
する酸化膜等が形成されていても、この酸化膜等を破壊
でき、より高い信頼性をもって接続することができる。
また、請求項４に記載の発明のソケットは、エラストマ
コネクタにより適正な弾性力を針状部材に一様に付与で
き、より安定した接続を得られる。

【００２０】

【実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図面を参
照して説明する。図１から図７はこの発明の一の実施の
形態にかかる半導体素子接続用ソケットを示し、図１が
要部の平面図、図２が一部を断面とした分解した状態の
正面図、図３が断面した側面図、図４が一部を拡大した
断面図、図５がエラストマコネクタの模式断面図、図６
ａ，ｂ，ｃがエラストマコネクタの他の態様を示す一部
拡大断面図、図７ａ，ｂ，ｃ，ｄが針状部材の他の態様
を示す模式断面図である。

【００２１】図中、１０は四角平面型（ＢＧＡ）の半導
体パッケージ、２０は回路基板、３０はソケット本体、
４０はホルダ部材、５０はエラストマコネクタ、６０は
押さえ部材を表す。半導体パッケージ１０は、周知のよ
うに、四角板状のＩＣ基板１３の底部にそれぞれ複数の
電極１２が設けられる。これら電極１２は、ＩＣ基板１
３の底面に行列状に配列され、ＩＣ基板１３の底面から
半球状に突出する。

【００２２】図中明示しないが、回路基板２０は、ソケ
ット本体３０の後述する装填穴と対応した矩形領域に複
数の電極端子が行列状に形成され、また、矩形領域の角
部にそれぞれ取付穴が、対向する一対の辺に中央位置で
それぞれ位置決め孔が貫通形成される。後述するよう
に、取付穴にはソケット本体３０の取付用のボルト等が
挿通され、また、位置決め孔には後述する位置決めピン
３３（図２，３，４参照）が嵌挿する。

【００２３】ソケット本体３０は、エポキシ樹脂、アク
リル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリフェニレンスルフィ
ド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂あるいはポリエー
テルイミド樹脂等を用い、射出成形または樹脂ブロック
の切削加工等により成形される。ソケット本体３０は、
４角に脚部３０ａが形成された略矩形板状をなし、半導
体パッケージ１０を着脱自在に装填可能な装填穴（装填
部）３１が表裏を貫通して形成される。装填穴３１は、
回路基板２０と逆側（以下、表側と称する）の開口縁部
にテーパ部３１ａが形成され、また、断面寸法が半導体
パッケージ１０のモールド部１１あるいはＩＣ基板１３
と対応する。この装填穴３１は、各内壁面が半導体パッ
ケージ１０の位置決め部として機能し、半導体パッケー
ジ１０を位置決めして着脱自在に収容する。

【００２４】また、このソケット本体３０には、４角の
脚部３０ａにそれぞれ取付孔３２が貫通形成され、対向
する辺部にそれぞれ表裏を貫通する位置決め孔３３ａが
形成され、これら位置決め孔３３ａに位置決めピン３３
が嵌挿し、裏面（回路基板２０側の面）に対向する脚部
３０ａ間で取付溝３８が形成される。取付孔３２にはソ
ケット本体３０を回路基板２０に取り付けるボルトが挿
通し、取付溝３８にホルダ部材４０が取り付けられる。
位置決めピン３３はホルダ部材４０を嵌挿して回路基板
２０の位置決め孔に嵌合する。このソケット本体３０
は、位置決めピン３３により位置決めされ、取付孔３２
および回路基板２０の取付孔２２を貫通するボルトによ
り回路基板２０に取り付けられる。

【００２５】ホルダ部材４０は、液晶ポリマーポリイミ
ド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエーテルイミド（Ｐ
ＥＩ）、ポリエーテルサルファイド（ＰＥＳ）等の樹脂
から構成される。このホルダ部材４０は、略矩形板状を
有し、対向する一対の側辺部にそれぞれ位置決め孔４９
が形成される。このホルダ部材４０は、位置決め孔４９
に上述した位置決めピン３３が嵌挿してソケット本体３
０と回路基板２０に対して位置決めされ、ソケット本体
３０と回路基板２０との間に挟着される。

【００２６】また、このホルダ部材４０は、裏面にソケ
ット本体３０の装填穴３１開口と対応して矩形の取付凹
部４１が、また、この取付凹部４１の底面に該凹部４１
と略相似形状の凹部４２が段差状に形成され、さらに、
この凹部４２に開口する複数の挿通孔４３が表裏を貫通
して形成される。取付凹部４１にはエラストマコネクタ
５０が取り付けられ、また、挿通孔４３にはそれぞれ針
状部材４５が摺動自在に挿通される。

【００２７】針状部材４５は、ベリリウム銅等の銅合金
からなり、エラストマコネクタ５０側の端部（下端部）
に半球状の当接部４５ａが形成された略プローブ（針）
形状をなす。後述するが、この針状部材４５は、当接部
４５ａがエラストマコネクタ５０と当接し、このエラス
トマコネクタ５０の弾性により上端が半導体パッケージ
１０の電極１２と接触する。

【００２８】なお、針状部材４５は、周知のプローブと
同等の形状のもの、また、図７ａ，ｂ，ｃに示すような
ものを用いることも可能である。すなわち、この針状部
材４５は、図７ａに示すように半導体パッケージ１０の
電極１２と接触する上端部を略半球状に成形することも
でき、図７ｂに示すように上端部に電極１２表面の酸化
膜等を除去・破壊する鋭利な皮膜破壊部４５ｃを形成す
ることもでき、図７ｃに示すように上端部に電極１２を
受け止めて大きな面積で接触する半球状の凹部４５ｄを
形成することもでき、図７ｄに示すように半導体パッケ
ージ１０の電極１２が陥没していれば上端部をテーパ状
に成形することも可能である。

【００２９】エラストマコネクタ５０は、図５に示すよ
うに、エラストマシート５１に多数の金属細線（導電性
線状体）５２を斜めに平行に埋入貫通させて構成され、
前述した取付凹部４１内に接着剤等により取り付けられ
て回路基板２０の電極端子と接触する。エラストマシー
ト５１は、厚みが０．３ｍｍ〜２．０ｍｍのシートであ
り、体積抵抗率が１０¹²Ω・ｃｍ以上で、硬度（ＪＩＳ
Ｊ６３０１Ａ型）が２０°Ｈ〜６０°Ｈ（好ましく
は、３０°Ｈ〜６０°Ｈ）のエラストマから構成され
る。このエラストマシートを構成するエラストマとして
は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等のエラストマ性の
熱硬化性樹脂、合成ゴムまたはポリエチレン樹脂、ポリ
ウレタン樹脂、ＡＢＳ樹脂、軟質塩化ビニル樹脂等の熱
可塑性樹脂等が挙げられるが、耐環境特性と耐熱性等に
優れた絶縁性のシリコーンゴムが望ましい。

【００３０】金属細線５２は、線径が２０μｍ〜９０μ
ｍ（望ましくは、２０〜７０μｍ）で、体積抵抗率が１
０^-1Ω・ｃｍ以下の材質の線材、具体的には、純金線、
金合金線、金めっき線、半田線、半田めっき線、銅合金
線等からなる。この金属配線５２は、７０〜１０００本
／ｍｍ²、望ましくは、１００〜１０００本／ｍｍ²の
配線密度で、相互に１０〜１２５μｍ程度の間隔、望ま
しくは、５０〜１００μｍの間隔を隔てエラストマシー
ト５１中に斜めに平行に埋入され、エラストマシート５
１の表裏に露呈する端部がシート５１の平面方向にズレ
（オフセット量ｘ）を生じる。この金属細線５２の傾斜
角度は、オフセット量ｘがエラストマシート５１の厚み
の１／５〜１／２程度となるように設定される。なお、
このエラストマコネクタ５０の詳細は本出願人が先に提
出した特願平７−３２１３８７号に記載されているた
め、一部の説明は割愛している。

【００３１】ただし、上述したエラストマコネクタ５０
は、図６に示すような態様に構成することも可能であ
る。図６ａに示す態様は、エラストマシート５１から突
出する金属細線５２の先端を折り曲げてエッジ部５２ａ
を形成する。この態様は、エッジ部５２ａが針状部材４
５の当接部４５ａの酸化膜等を突き破ることができるた
め、針状部材４５とエラストマコネクタ５０の金属細線
５２とを確実に導通させることができる。

【００３２】また、図６ｂに示す態様のエラストマコネ
クタ５０は、エラストマシート５１から突出した金属細
線５２の端部にレーザ加工等を施して球状の端子部５２
ｂを形成する。この端子部５２ｂは、金属細線５２より
も大径に成形することが望ましい。さらに、図６ｃに示
す態様のエラストマコネクタ５０は、エラストマシート
５１の表面に露呈する金属細線５２の端面に半田等を肉
盛り、あるいは、端面に金めっきを施して略半球状の端
子部５２ｃを成形する。これら図６ａ，ｂ，ｃの態様の
エラストマコネクタ５０は、エラストマシート５１から
エッジ部５２ａ（端子部５２ｂ，５２ｃ）が突出するた
め、針状部材４５をエラストマコネクタ５０に向けて押
圧する力が小さくても針状部材４５と金属細線５２を確
実に導通させることができる。

【００３３】押さえ部材６０は、前述したソケット本体
３０と同様の樹脂からなり、装填穴３１に嵌合可能な略
角柱状の押圧部６１の一端にソケット本体３０の上面に
係止可能な鍔部６２が一体に形成される。この押さえ部
材６０は、押圧部６１の先端（下端）が装填穴３１内の
半導体パッケージ１０のモールド部１１上面と当接し、
自重により電極１２を針状部材４５側に押圧する。

【００３４】なお、上述した押さえ部材６０は自重によ
り半導体パッケージ１０を押さえるものを例示するが、
内面にゴム等の弾性材を設けてヒンジ等によりソケット
本体３０に支持し、装填穴３１を閉止した状態で弾性材
の弾性を利用して装填穴３１内の半導体パッケージ１０
を付勢することも可能である。

【００３５】この実施の形態にかかるソケットは、回路
基板２０への取付に際しては、先ず、ホルダ部材４０の
挿通孔４３に針状部材４５を裏面側から挿通して取付凹
部４１にエラストマコネクタ５０を固定し、このエラス
トマコネクタ５０が設けられたホルダ部材４０をソケッ
ト本体３０の取付溝３８に嵌め込む。次いで、位置決め
ピン３３をホルダ部材３０の位置決め孔３３ａおよびホ
ルダ部材４０の位置決め孔４９を嵌挿させた後に回路基
板２０の位置決め孔に嵌合させ、ホルダ部材３０とホル
ダ部材４０を回路基板２０の電極端子に対して位置合わ
せする。そして、ソケット本体３０をその取付孔３２と
回路基板２０の取付孔に挿通したボルトにより回路基板
２０に固定し、エラストマコネクタ５０を回路基板２０
の電極端子に接触させる。

【００３６】ここで、ソケット本体３０は位置決めピン
３３により回路基板２０に対して、エラストマコネクタ
５０のオフセット量ｘ分だけオフセットされ位置合わせ
がなされ、取付孔３２を挿通するボルトにより回路基板
２０に取り付けられ、針状部材４５と回路基板２０の電
極端子がエラストマコネクタ５０により電気的に導通さ
れる。このため、ソケット本体３０にリード等を設ける
必要がなく、回路基板２０にスルーホールを形成する必
要もなく、また、ソケット本体３０の取付に際しての半
田付けが不要である。このため、ソケット本体３０の構
造が簡素化でき、また、その取付が容易であり、製造コ
ストを低減できる。

【００３７】そして、半導体パッケージ１０の検査に際
しては、半導体パッケージ１０を装填穴３１内に装填し
た後、この半導体パッケージ１０の上に押さえ部材６０
を載せて押さえ部材６０の重さで半導体パッケージ１０
をホルダ部材４０側に押圧、すなわち、半導体パッケー
ジ１０の電極１２が針状部材４５の上端と圧接するよう
に押圧する。このため、半導体パッケージ１０の電極１
２は針状部材４５の上端と相当の接触圧をもって確実に
当接し、半導体パッケージ１０の電極１２は針状部材４
５とエラストマコネクタ５０を介して回路基板２０の電
極端子と接続する。したがって、半導体パッケージ１０
のＩＣ基板１３が針状部材４５により傷付けられること
もなく、また、電極１２にシリコーンオイル等が付着す
ることもない。

【００３８】また、半導体パッケージ１０の装填穴３１
内へ装填する場合は半導体パッケージ１０はモールド部
１１あるいはＩＣ基板１３がテーパ面３１ａにより案内
され、装填された状態では半導体パッケージ１０のモー
ルド部１１あるいはＩＣ基板１３の外縁部が装填穴３１
の内壁面と係合して位置合わせがなされる。このため、
半導体パッケージ１０の装填作業が容易であり、半導体
パッケージ１０の検査工数が低減される。

【００３９】さらに、検査を繰り返し行って、半導体パ
ッケージ１０の電極１２の削れ等による半田粉等が針状
部材４５に付着しても、この付着した半田粉等は容易に
清掃・除去できる。このため、安定した接続を高い信頼
性をもって得ることができ、また、清掃を行うことで長
期にわたって使用でき、ランニングコストが低減され
る。

【００４０】図８はこの発明にかかる半導体素子検査用
ソケットの他の態様を示す分解断面図である。なお、こ
の態様は主要な部分が前述した図１から図５に示すソケ
ットとほぼ同一の構成であるため、同一の部分には同一
の番号を付し、以下、その説明と図示を省略する。

【００４１】このソケットは、蓋体９０を備え、この蓋
体９０をソケット本体３０の対向する外側壁に形成した
係止部３７に係止する。蓋体９０は、略平板状をなし、
対向する一対の側辺部にそれぞれ係止爪９１が、また、
複数のスプリングピン９２とガイドピン９４が表裏を貫
通して取り付けられる。係止爪９１は、略矩形平板状を
なし、一端に爪部９１ａが、他端に滑り止め用の突起９
１ｂが形成される。この係止爪９１は、中間部がピン９
３により蓋体９０に回動自在に取り付けられ、また、ピ
ン９３と同軸的に設けられたトーションスプリング（図
示せず）により互いの爪部９１ａが接近する方向に付勢
される。

【００４２】図中明示しないが、スプリングピン９２
は、蓋体９０に螺合した殻体内にスプリングで付勢され
たプランジャを収容した周知のものが用いられる。これ
らスプリングピン９２は、半導体パッケージ１０を均等
に押圧できるように配列され、レンチ等により蓋体９０
の裏面側への突出長さが調節される。ガイドピン９４は
押さえ部材６０に形成されたガイド孔６６に嵌挿可能に
構成される。

【００４３】この態様のソケットは、半導体パッケージ
１０を装填穴３１に装填した後、係止爪９１の爪部９１
ａをソケット本体３０の係止部３７に係止させて蓋体９
０を取り付け、蓋体９０のスプリングピン９２により押
さえ部材６０を押圧する。このため、半導体パッケージ
１０は押さえ部材６０を介しスプリングピン９２の弾性
力により付勢されて電極１２が針状部材４５と当接し、
電極１２を比較的大きな接触圧で針状部材４５と接触さ
せることができる。

【００４４】図９および図１０はこの発明にかかる半導
体素子検査用ソケットの他の態様を示し、図９が一部を
破断した分解斜視図、図１０が一部を拡大した斜視図で
ある。なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一
の番号を付して説明と図示を省略する。

【００４５】この実施の形態は、ＰＧＡ型の半導体パッ
ケージ１０に適用するソケットを示す。周知のように、
ＰＧＡ型の半導体パッケージ１０は、モールド部１１の
裏面に複数のピン状電極１７が行列状に突設される。

【００４６】そして、ソケット本体３０には、表面に平
面視矩形状の装填凹部３９が、裏面に取付凹部３７が形
成され、これら凹部３９間、すなわち、凹部３９の底面
に複数の挿通孔４３が貫通形成される。装填凹部３９
は、表側開口周縁にテーパ面３９ａが形成され、半導体
パッケージ１０のモールド部１１が着脱自在かつ位置決
めして装填される。取付凹部３７にはフレーム５７に保
持されたエラストマコネクタ５０が取り付けられる。

【００４７】図１０に示すように、挿通孔４３は、両端
が凹部３７，３９の底面にそれぞれ開口し、表側端部に
テーパ部４３ａが、裏側部分に大径部４３ｂが形成され
る。これら挿通孔４３は、半導体パッケージ１０の電極
１７と応した位置に行列状に形成され、それぞれ針状部
材４５が摺動自在に嵌挿される。

【００４８】針状部材４５は、上端に略円形状の当接部
４５ａを、下側部分に大径部４５ｂを有し、大径部４５
ｂに抜け止め用のフランジ部４５ｃが形成される。この
針状部材４５は、大径部４５ｂを挿通孔４３の大径部４
３ｂ内に摺動自在に位置させ、また、大径部４３ｂ内に
段差部分と当接可能にフランジ部４５ｃが位置し、当接
部４５ａに装填凹部３９内の半導体パッケージ１０の電
極１７が当接する。

【００４９】なお、図中明示しないが、エラストマコネ
クタ５０はフレーム５７により位置決めされてソケット
本体３０に取り付けられ、ソケット本体３０も位置決め
ピン等より位置決めされて回路基板２０に取り付けら
れ、また、装填凹部３９内に装填された半導体パッケー
ジ１０は前述した押さえ部材６０等により押圧されるこ
とは述べるまでもない。

【００５０】この実施の形態にあっても、針状部材４５
は下端がエラストマコネクタ５０に当接し、装填凹部３
９内に半導体パッケージ１０が装填されると、針状部材
４５の上端の当接部４５ａがエラストマコネクタ５０の
弾性で半導体パッケージ１０のピン状電極１７と当接す
る。このため、前述した実施の形態と同様に、半導体パ
ッケージ１０の電極１７と回路基板２０の電極とを安定
して接続でき、また、半田粉等の清掃・除去も容易で長
期にわたって用いることができる。特に、この実施の形
態は、ソケット本体３０に直接に挿通孔４３を形成し、
これら挿通孔４３に針状部材４５を挿通するため、前述
した実施の形態と比較してホルダ部材が不要で部品点数
の削減が図れる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明にかかる
半導体素子接続用ソケットによれば、ソケット本体に半
導体パッケージを着脱自在に位置決めして収容可能な装
填部を形成し、ソケット本体の装填部の回路基板側部
分、あるいは、ソケット本体の装填部の回路基板側部分
に設けたホルダ部材に複数の挿通孔を形成し、挿通孔に
装填部内の半導体パッケージの電極と接触可能に針状部
材を摺動自在に挿通するとともに、ゴム様弾性材からな
るエラストマシートに複数の導電性線状体を厚み方向に
斜めに貫通させてエラストマコネクタを構成し、このエ
ラストマコネクタをホルダ部材と回路基板との間に針状
部材と当接可能、かつ、回路基板の電極と接触させて介
設するため、少ない部品点数、かつ、半田付けを必要と
しない簡単な構造で構成でき、また、安定した接続が長
期にわたって得られ、さらに、半導体パッケージの傷付
き等も防止できる。

【００５２】そして、請求項３に記載の発明にかかる半
導体素子検査用ソケットは、針状部材に鋭利な皮膜破壊
部を形成し、針状部材が半導体パッケージの電極と当接
した時に電極の表面の酸化膜等を破壊するため、より安
定的に接続でき、高い信頼性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一の実施の形態にかかる半導体素子
検査用ソケットの平面図である。

【図２】同半導体素子検査用ソケットの分解した状態の
正面図である。

【図３】同半導体素子検査用ソケットの分解した状態の
側断面図である。

【図４】図３の一部を拡大した断面図である。

【図５】同半導体素子検査用ソケットのエラストマコネ
クタの模式断面図である。

【図６】ａ，ｂ，ｃがそれぞれ同エラストマコネクタの
他の態様を示す一部拡大断面図である。

【図７】ａ，ｂ，ｃ，ｄが同半導体素子検査用ソケット
の針状部材を他の態様を示す模式断面図である。

【図８】同半導体素子検査用ソケットの他の態様を示す
分解断面図である。

【図９】この発明の他の実施の形態にかかる半導体素子
検査用ソケットの一部を破断した分解斜視図である。

【図１０】同半導体素子検査用ソケットの一部を拡大し
た模式斜視図である。

【符号の説明】

１０半導体パッケージ（半導体素子）１１モールド部（本体）１２電極１７電極２０回路基板３０ソケット本体３１装填穴（装填部）３３位置決めピン３９装填凹部４０ホルダ部材４３挿通孔４５針状部材５０エラストマコネクタ５１シート体５２金属細線６０押さえ部材９０蓋体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】素子本体の底面に電極を有する半導体素
子の検査に用いられ、前記電極を回路基板の電極端子に
導通する半導体素子検査用ソケットであって、前記半導体素子の素子本体を位置決めして着脱自在に装
着可能な装填穴が形成されたソケット本体を前記回路基
板に位置決めして取り付け、該回路基板に前記ソケット
本体との間で複数の挿通孔が形成された絶縁性のホルダ
部材を取り付けて前記装填穴の回路基板側開口を閉止す
るとともに、絶縁性のゴム製弾性材料からなるエラストマシートに複
数の導電性線状体を厚み方向に斜めに貫通させてエラス
トマコネクタを構成し、該エラストマコネクタを前記ホ
ルダ部材と前記回路基板との間に該回路基板の電極端子
と接触させて設け、前記ホルダ部材の挿通孔にそれぞれ、下端が前記エラス
トマコネクタと当接して該エラストマコネクタの弾性に
より上端が前記装填穴内の半導体素子の電極と接触可能
な導電性の針状部材を摺動自在に挿通したことを特徴と
する半導体素子検査用ソケット。
【請求項２】素子本体の底面に電極を有する半導体素
子の検査に用いられ、前記電極を回路基板の電極端子に
導通する半導体素子検査用ソケットであって、前記半導体素子の素子本体を位置決めして着脱自在に装
着可能な装填凹部および該装填凹部の底面に開口する複
数の挿通孔が貫通形成されたソケット本体を前記回路基
板に位置決めして取り付け、前記挿通孔にそれぞれ一端
が前記装填凹部内の半導体素子の電極と当接する針状部
材を摺動自在に挿通するとともに、絶縁性のゴム製弾性材料からなるエラストマシートに複
数の導電性線状体を厚み方向に斜めに貫通させてエラス
トマコネクタを構成し、該エラストマコネクタを前記ソ
ケット本体と前記回路基板との間に前記針状部材の他端
と接触可能かつ前記回路基板の電極端子と接触させて介
設したことを特徴とする半導体素子検査用ソケット。
【請求項３】前記針状部材の上端に鋭利な皮膜破壊部
を形成した請求項１または請求項２に記載の半導体素子
検査用ソケット。
【請求項４】前記エラストマコネクタは、前記エラス
トマシートが硬度２０°Ｈ〜６０°Ｈの絶縁性エラスト
マシート、前記導電性線状体が１０^-1Ω・ｃｍ以下の体
積抵抗率を有する直径２０μｍ〜９０μｍの金属細線で
あって、該金属細線を前記エラストマシート中に１０μ
ｍ〜１２５μｍの間隔、かつ、両端が前記エラストマシ
ートの平面方向にその厚みの１／５〜１／２のオフセッ
ト量を生ずる傾斜で貫通配置してなる請求項１、請求項
２または請求項３に記載の半導体素子検査用ソケット。