JPH10112365A - Ｉｃソケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大きさが微妙に異なる一つ一つの半田ボール
に合わせて、接点が伸縮、変形して包み込むため、半田
ボール形状のばらつきに影響されること無く、均一な接
触状態を保つ。 【解決手段】ＢＧＡパッケージ１の実装時、半田ボール
２がソケット接点である嵌合子５を下に押し下げ、バネ
６を介して嵌合子５を閉じ、半田ボール２を包み込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣソケットに関
し、特にＢＧＡ（Ball Grid Array）タイプのパッケー
ジを備えた高密度集積回路装置を着脱する際に用いられ
る試験用のＩＣソケットに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＢＧＡタイプのパッケージは、外部リー
ドを極めて多数必要とする例えば６４ビット並列処理を
行うＣＰＵ（中央処理装置）や演算処理部等を組み込ん
だＩＣ（集積回路）装置のパッケージとしても使用され
ている。

【０００３】この種のパッケージの一例が図５に平面図
として示されている。図５を参照すると、パッケージ３
０には、内部に所定の回路機能を備えた半導体基板が組
み込まれ、その外部は合成樹脂で覆われており、一主表
面（裏面）には、半導体基板のパッド等と電気的に接続
された多数の半田ボール３１が露出している。この半田
ボール３１は、格子状の交点に多数配列されて必要な外
部との連結を確保している。半田ボール３１の他の配列
が図６に示されている。図６を参照すると、パッケージ
３２の半田ボール３３は、格子状配列ではなく、正三角
形の角部にそれぞれ半田ボール３３を配列している。

【０００４】このようなパッケージを備えたＩＣは、直
接実装基板に実装される場合もあるが、実装基板に既に
実装された専用のＩＣソケットに装着される場合が多
い。

【０００５】かかるＩＣソケットの斜視図が図７に示さ
れている。図７を参照すると、図５や図６の半田ボール
３１、３３が配列されたＢＧＡパッケージ３４が用意さ
れる。パッケージ３４の裏面側（下側）に、半田ボール
が配列されている。このＩＣソケットは、本体３７と、
本体３７に蝶番４２で回動自在に接続された可動部４３
とを備える。本体３７の上主面には、半田ボールのそれ
ぞれを嵌合する嵌合子３６が配列され、ＢＧＡパッケー
ジ３４を所定位置に位置定めをして載置するための４箇
所の位置定めブロック４０が設けられ、下主面には嵌合
子３６と電気的に接続されたリード３５が配列されてい
る。

【０００６】上蓋となる可動部４３には、ＢＧＡパッケ
ージ３４の上面を押圧する押圧面３９がこの可動部４３
と弾力的に接続されており、パッケージ３４の厚さが変
化しても対応できるようになっている。また、可動部４
３には、ロック部４１が設けられ、本体３７側に設けら
れた凹部との間で嵌合する構造を有し、手動により嵌合
状態が解除される。このＩＣソケットは、例えば多層配
線された実装基板に実装され、リード３５が実装基板の
配線と電気的に接続される。

【０００７】パッケージ３４が可動部４３で押圧され
て、本体３７に装置された時の嵌合子３６、リード３５
の内部構成の断面図が図８に示されている。図８を参照
すると、嵌合子３６は中空の円筒形を呈し、リード３５
とは一体に形成されている。

【０００８】ここで、半田ボール５０は、嵌合子３６と
良好な電気的接続状態が確保されているが、半田ボール
４８、４９は一部が欠けているため、電気的接続ができ
ない。また、半田ボール４６は上下方向の厚さが周囲の
半田ボール４５、４７よりも大きいため、この半田ボー
ル４６の電気的接続は得られるが、この周囲の半田ボー
ル４５、４７の電気的接続は不良となる。

【０００９】また、良好な電気的接続関係を確保するた
めには、半田ボールの表面の酸化膜を除去することが好
ましく、このため嵌合子３６によって上記酸化膜を部分
的に削除するように、角部が嵌合子３６に設けられてい
る。このように酸化膜を破ることで、電気的接続を維持
していたため、試験のため何度も着脱を繰り返している
うちに、半田ボールの傷が深くなり、やがて接触不良を
起こすようになってしまう。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、半田
ボール４５〜４９すべてについて良好な電気的接続関係
を確保することは、極めて難しい。特に、内部の接続状
態が外部から視認できないという欠点があり、また半田
ボールは柔軟であるため、取り扱い上の不注意により、
誤って塑性変形させてしまうという欠点がある。

【００１１】実開平４ー６１８９０号公報に開示されて
いるＩＣソケットは、ＳＯＰ（Small Outline Packag
e）タイプもしくはＤＩＰ（Dual Inline Package）タイ
プのものを対象とするものであり、ＢＧＡタイプのよう
に、高密度に多数配列された半田ボール等のような形状
には適合しないし、当然変形した半田ボールの電気的接
続をいかに取り扱うかについても開示はない。

【００１２】そこで、本発明の目的は、半田ボールがあ
る程度変形しても良好な電気的接続を維持でき、ＢＧＡ
タイプのパッケージの頻繁な着脱に対しても良好な電気
的接続を維持でき、半田ボールの変形を最小限に抑える
ＩＣソケットを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明によるＩＣソケットは、ボール・グリッド・
アレイ・タイプのパッケージの一主面に配列された半田
ボールと各々電気的に接続する嵌合子を備えたＩＣソケ
ットにおいて、前記半田ボールを双方から包み込むよう
に接続する嵌合子を備えて構成される。

【００１４】また、本発明の他の態様によるＩＣソケッ
トは、ボール・グリッド・アレイ・タイプのパッケージ
の一主面に配列された半田ボールと各々電気的に接続す
る嵌合子を備えたＩＣソケットにおいて、前記半田ボー
ルを双方から包み込むように接触する嵌合子と、前記嵌
合子を弾力的に下動させる第１のバネと、前記嵌合子の
下動により前記半田ボールを双方から包み込むように作
用する第２のバネとを備えて構成される。

【００１５】ここで、前記第１のバネは板バネであり、
第２のバネはコイルバネとされ、また、前記嵌合子には
突起部が形成されて成る。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を示す図
１、図２を参照する。図１はＩＣソケットの本体３にＢ
ＧＡパッケージ１を装着する直前の状態、図２は装着後
の状態をそれぞれ示す断面図である。本実施の形態のＩ
Ｃソケットは、本体３内部の接続構造が従来と相違し、
図７と共通した構造については、改めて図示しない。

【００１７】図１、図２において、本実施の形態のＩＣ
ソケットは、一対の嵌合子５が、先端を丸くえぐられた
形状に加工されており、板バネ６による左右からの力に
より閉じたり開いたりする。また、嵌合子５は、上から
押されてもコイルバネ８によって上下に伸縮するよう
に、リード４軸上に上下自在に固定されている。今、Ｂ
ＧＡパッケージ１を搭載すると、半田ボール２が嵌合子
５を下に押し込む。嵌合子５が押し込まれると、板バネ
６によって嵌合子５は閉じる方向に変形し、半田ボール
２を包み込むように接触する。ここで、コイルバネ８、
板バネ６によって半田ボール２にかかる圧力が適度に保
たれる。このような接触形態にすることで、半田ボール
２と嵌合子５との接触面積を増やすことができ、半田ボ
ール２に傷を付けなくても高い電気的接触を維持でき
る。

【００１８】不良解析などで一度実装したＢＧＡパッケ
ージ１を取り外して試験を行う場合、いくら半田ボール
２の形状整形を行っても、実装前のように均一にするこ
とは非常に困難であり、変形していたりして不均一にな
って直らないことがある。

【００１９】このように変形した半田ボールを装着した
場合の一例が図３に断面図で示されている。図３を参照
すると、半田ボール９は大きな切り欠きがあるが、嵌合
子５が包み込みようにして接触するため、正常な半田ボ
ールと同様に、確実な接触を維持できる。従って、図８
の半田ボール４８、４９に見られるような不良接触が生
じる心配がない。コイルバネ８は本体３とストッパ７と
の間で圧縮バネとして作用する。

【００２０】また、嵌合子５の上下動は、コイルバネ８
によって行われ、近傍の嵌合子とは互いに独立して上下
動するから、図８の半田ボール４５、４７のように、半
田ボール４６のために不良接触となるような心配もな
い。

【００２１】このように、本実施の形態によれば、図８
の半田ボール４９のように嵌合子３６との接触点よりも
大きくつぶれている場合、嵌合子３６とは非接触になっ
てしまうようなことはなく、また半田ボール４８のよう
に一部分が欠けているような場合は、嵌合子３６と接触
する２点のうち１点でしか接触できていない為、非常に
不安定な接触状態になるようなこともなく、更に大きさ
が不均一な半田ボール４６があった場合、その周囲の半
田ボール４５、４７は完全に浮いてしまい、嵌合子３６
とは接触しなくなってしまう心配もなく、しかも半田ボ
ールには必要以上の過重圧が、加わって変形を起こして
しまうようなこともない。

【００２２】また、上述したＢＧＡパッケージの他に、
大きめの半田ボールを持つＢＧＡパッケージを搭載させ
たときは、嵌合子が半田ボールの各々の大きさに合わせ
下方向に縮み、過剰な圧力がかかるのを防ぐと共に、周
囲の半田ボールに影響することなく、他の半田ボールと
同等な接触状態を維持できる。

【００２３】次に本発明の他の実施の形態を示す図４の
断面図を参照すると、この実施の形態の嵌合子は先端部
分に突起物１５が３箇所設けられており（左右一対で合
計６箇所）、こうすることによって、半田ボールが厚い
酸化膜に被われていても確実な電気的接触を維持できる
ようになる。しかも、傷が付く場所は半田ボールの側面
部分のみであるため、基板実装時に影響を与える半田ボ
ール先端部分は変形しない。この他の構造は、上述した
一実施の形態と共通する。

【００２４】以上のように、上述実施の形態は、次の
乃至のような特徴を有する。 半田ボールに傷を付けなくても良好な電気的接触状態
が得られるように、嵌合子を丸くえぐられた形状にする
ことで、半田ボールとの接触面積を増やした。 ＩＣの着脱を繰り返しても、半田ボールを変形させな
いように、両脇から嵌合子が包み込んで接触するような
構造にした。 半田ボールが、変形等で大きさや形等が異なっていて
も、嵌合子が上下に伸縮する上、半田ボールを挟み込む
ようにする構造にすることで、半田ボール１つ１つの形
状に対応し、確実な接触状態が維持できる。 半田ボールと嵌合子との接触面積を増やすだけでは良
好な電気的接触が得られない場合は、半田ボール側面に
小さな傷が付くような突起を嵌合子に設けることで改善
できる。この場合、傷が付くのは半田ボールの側面なの
で、基板実装時に於ける半田付け品質への影響はほとん
ど無い。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＩＣソケ
ットでは、半田ボールを双方から包み込むように接触す
る嵌合子を設けたため、半田ボールを変形させることが
なく、また嵌合子を弾力的に下動させるバネを設けた場
合等には、近傍の半田ボールに不良接触を生じる心配等
がなく、上述した課題が悉く達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のパッケージ装着直前の
状態を示す断面図である。

【図２】本発明の一実施の形態のパッケージ装着直後の
状態を示す断面図である。

【図３】切り欠きのある半田ボールの嵌合状態を示す断
面図である。

【図４】本発明の他の実施の形態の嵌合子を示す断面図
である。

【図５】従来のＢＧＡパッケージの一例を示す平面図で
ある。

【図６】従来のＢＧＡパッケージの他例を示す平面図で
ある。

【図７】従来のＩＣソケットを示す斜視図である。

【図８】図７のＩＣソケット本体の内部構造を示す断面
図である。

【符号の説明】

１、３０、３２、３４ ＢＧＡパッケージ ２、９、３１、３３、５０ 半田ボール ３、３７ 本体 ４、３５ リード ５、３６ 嵌合子 ６ 板バネ ７ ストッパ ８ コイルバネ １５ 突起物 ３９ 押圧面 ４０ 位置定めブロック ４１ ロック部 ４２ 蝶番 ４３ 可動部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボール・グリッド・アレイ・タイプのパッ
   ケージの一主面に配列された半田ボールと各々電気的に
   接続する嵌合子を備えたＩＣソケットにおいて、 前記半田ボールを双方から包み込むように接続する嵌合
   子を備えて成ることを特徴とするＩＣソケット。
2. 【請求項２】ボール・グリッド・アレイ・タイプのパッ
   ケージの一主面に配列された半田ボールと各々電気的に
   接続する嵌合子を備えたＩＣソケットにおいて、 前記半田ボールを双方から包み込むように接触する嵌合
   子と、前記嵌合子を弾力的に下動させる第１のバネと、
   前記嵌合子の下動により前記半田ボールを双方から包み
   込むように作用する第２のバネとを備えて成ることを特
   徴とするＩＣソケット。
3. 【請求項３】前記第１のバネは板バネであり、前記第２
   のバネはコイルバネである請求項２に記載のＩＣソケッ
   ト。
4. 【請求項４】前記嵌合子には突起部が形成されて成る請
   求項１または２に記載のＩＣソケット。