JPH11297440A - Ｉｃ用ソケットとその操作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＩＣのすべての半田バンプの高さを、バラツ
キのない、一定のフラット性に造形して、プリント基板
との良好な半田付けを可能とする。 【解決手段】 ＩＣ２の半田バンプ２ａに対応する先端
部が、複数の分割片３ｅに形成されている上下動可能の
複数のコンタクトピン３と、このコンタクトピンの先端
部の分割片が貫通する穴６ａを配設した上下動可能のガ
イド板６と、このガイド板を、先端に一定の長さをおい
てその中間位置で水平に支持する支柱７とを備えたもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、チップスケール
パッケージ（ＣＳＰ）型のＩＣなどの、半田バンプを有
するＩＣについて、そのテスト及びバーンイン時に使用
されるＩＣ用ソケット及びその操作方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】最近の携帯機器用として、ＩＣチップの
外形に限りなく近い寸法のＣＳＰやＢＧＡのＩＣが採用
され始めている。それは、小型軽量薄型の電子機器に適
しているということで、今後ますます増加すると考えら
れている。そして、これらのパッケージのＩＣは、プリ
ント基板に実装する場合、ＩＣの一部を構成している半
田バンプをプリント基板の所定の位置に置き、リフロー
することによって半田付け固定される。図１０は、従来
技術における、ＣＳＰ型ＩＣのバンプにＩＣソケットの
コンタクトピンを当てて電気的テストを行なう時の、コ
ンタクト部分とコンタクト状況を説明するための図であ
り、同図(ａ)において、１は、ＩＣソケット内で複数個
並設されているうちの一個のコンタクトピンを表してお
り、スリープと呼ばれる筒１ａの中にスプリング１ｂを
入れてバネ性のプランジャ１ｃを構成した型の概要を示
している。なお、このプランジャ１ｃの先端には、円錐
形状の凹穴１ｄが設けられている。次に、同図(ｂ)は、
上記コンタクトピン１がＣＳＰ型ＩＣ２の半田バンプ
（半田ボール）（高さｈ）２ａにコンタクトする直前の
状態を図示した図であり、同図(ｃ)と(ｄ)は、上記コン
タクトピン１が半田バンプ２ａにコンタクトした状態
と、コンタクト後の半田バンプの形状を図示したもの
で、半田バンプ２ａは、変形してその高さＨは初期の高
さｈと異なっている。次に同図ｅは、複数（図では３
本）列設されたコンタクトピンが各々コンタクトした複
数の半田バンプの形状を示した図で、コンタクトピン１
のバネ力のバラツキ、半田バンプの物理的な特性のバラ
ツキ、半田バンプの温度環境のバラツキ等により、図示
のように、その高さＨにはバラツキが生じている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上に示し
たようなＣＳＰ型ＩＣの半田付けを良好に行なうために
は、上記に示したＩＣの複数個の半田バンプが、同時に
プリント基板に接触しなければならない。即ち、複数個
の半田バンプを半田付けするためには、半田バンプの高
さのバラツキ、換言すれば、フラット性に対する要求
は、一般的には、５０μｍ以下が必要であると言われて
いる。ところが、前述のように、ＣＳＰ型ＩＣを製造す
る過程に、テスト及びバーンインの工程があり、そして
このいずれの工程でも、このＩＣの半田バンプにコンタ
クトピンを接触させ電気信号を与えてテスト又はバーン
インを行なうが、その各々の工程の温度環境は、一般的
に、テストの場合は、室温の２５℃や高温の８０℃であ
り、また、バーンインの場合は、１２５℃である。そこ
で、コンタクトピンを半田バンプに接触させてテストす
る場合、半田バンプの環境温度が、上記のバーンインの
場合のように、１２５℃のように高温であればあるほ
ど、半田バンプに付く傷やへこみ等の変形度合いが大き
い。この種の半田バンプに使用される半田は、いわゆる
共晶半田を含めて元来軟らかく、高温では、更に軟らか
くなる性質を持ち、傷、へこみ、変形が大きくなる。即
ち、半田バンプは、テストとバーンインのコンタクト時
に変形することの認識が必要である。

【０００４】以上のように、ＣＳＰ型ＩＣの半田バンプ
が、特に、高温のバーンイン時のコンタクトで変形し、
ＩＣ全体の半田バンプの高さのバラツキが許容範囲外に
なって、半田付けの不具合が発生し、ＩＣとプリント基
板との接触不良が発生し易い状況になっていた。

【０００５】この発明は、以上のような問題点を解決す
るためになされたもので、ＩＣのテストとバーンインの
コンタクト時に、変形する半田バンプの高さを一定のフ
ラット性を確保して全体の高さのバラツキを許容範囲内
におさめることによって、プリント基板との良好な半田
付けができるように、半田バンプの矯正機能を有するソ
ケットを提供せんとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
るＩＣ用ソケットは、半田バンプに対向する先端部が複
数の分割片に形成されている上下動可能のコンタクトピ
ンと、このコンタクトピンの先端部の分割片が貫通する
同形の穴を配設した上下動可能のガイド板と、このガイ
ド板を、先端に一定の長さをおいてその中間位置で水平
に支持するガイド板支柱とを備えたものである。

【０００７】この発明の請求項２に係るＩＣ用ソケット
は、複数のコンタクトピンが、各々弾性体を内蔵した筒
と、この筒に挿入されたプランジャとからなり、上記各
筒部がガイド板と平行に配置された共通のピン支え板で
支持されている。

【０００８】この発明の請求項３に係るＩＣ用ソケット
は、コンタクトピンの分割片、及びこれが貫通するガイ
ド板の貫通穴は、それぞれ円の中心に対して対称的に配
設されている。

【０００９】この発明の請求項４に係るＩＣ用ソケット
は、コンタクトピンの２個の分割片、及びこれが貫通す
る２個の貫通穴は、それぞれ縦方向に相対するように対
称的に配設されている。

【００１０】この発明の請求項５に係るＩＣ用ソケット
は、コンタクトピンの分割片、及びこれが貫通するガイ
ド板の貫通穴は、それぞれ円の中心に対して円周上均等
に３分割されている。

【００１１】この発明の請求項６に係るＩＣ用ソケット
の操作方法は、まず、ガイド板支柱の先端をＩＣに当て
ることで、ガイド板がすべての半田バンプの高さ方向の
先端に当接され、その後、コンタクトピンがさらにガイ
ド板から半田バンプ方向へ飛び出すことでその先端が半
田バンプに圧接するようにしたものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態を図について説明する。図１〜図７はこの発
明の実施の形態１を説明するための図である。まず、図
１において、２はＣＳＰ等のＩＣ、２ａはその半田バン
プである。３はＩＣソケット内に列設された複数個（図
では３個）のコンタクトピンを示しており、スリープと
呼ばれる筒３ａの中にスプリング３ｂを介してバネ性の
プランジャ３ｃを構成しており、このプランジャ３ｃの
先端（上端）部は、図６にも示す如く、円の中心に対し
て対称的な２個以上の分割片３ｅをもつ如く構成されて
いる。即ち、本実施の形態では、円筒体を上端から相対
する２個の切込み３ｄを入れて対称的な２個の分割弧状
凸起３ｅに形成されている。なお、このコンタクトピン
３の長さ(Ｌ)は５〜１０ｍｍであり、プランジャの上端
径は０.４ｍｍφ程度のものである。次に、４はＩＣソ
ケットの一部であって、上記３個のコンタクトピン３の
筒部３ａを共に固定し保持しているピン支え板、５は後
述するガイド板６の支え台、７はこの支え台５上に立設
された両側支柱であり、ガイド板６は、上記ガイド板支
柱７の上部の中間位置に水平に支持されており、かつ、
図７に示す如く、上記コンタクトピン３の位置決めをす
ると同時に、コンタクトピン３の先端の分割弧状凸起３
ｅを貫通させるべくそれに見合う２個の分割弧状穴６ａ
（貫通穴）を設けてある。なお、上記ガイド板支柱７
は、ガイド板６を支えると同時にＩＣ２の底面とガイド
板６との距離を一定にするためにガイド板６の支持部よ
り上方へ一定の長さ突出した突出部７ａを有している。

【００１３】次に動作について説明する。図１は、コン
タクトピン３がＩＣ２の半田バンプ２ａにコンタクトす
る前の状態を示しており、図２は、これから、ＩＣソケ
ットの点線の枠内が、図では上側へ移動して、ガイド板
支柱７の先端がＩＣ２の底面に当り、全ての半田バンプ
（半田ボール）の下面にガイド板６の上面が接した状態
を示している。そして、次の図３は、更にＩＣソケット
の点線の枠内、即ちコンタクトピン３とピン支え板４と
が図では上側へ移動して、コンタクトピン３が半田バン
プ２に電気的接続が得られるに必要な応力が与えられる
ことで、半田バンプが変形した状態を示しており、図４
と図５は、テスト又はバーンインが終了して、ＩＣソケ
ットをＩＣより取外した状態と、そのときの半田バンプ
の変形状態を示したものである。ここにおいて、図３の
複数の半田バンプ２ａは、その側面をコンタクトピン３
により削られたり、食い込まれたりして、周囲方向とそ
の先端は、下方向に変形する動作をしようとするが、下
方向へはガイド板６にバンプの先頭が当たることによっ
て規制されており、図５のように複数のバンプの高さＨ
は一様にフラットに揃う形態となる。以上のように、半
田バンプの変形は、高さ方向にはガイド板６の存在によ
って発生しないものの、一方、周囲方向には大きくつぶ
れる度合いになるが、しかし、前述したように、プリン
ト基板にＩＣを半田付けする時には一旦溶けてしまうた
め、高さが一様で、フラットであれば、半田バンプが多
少横方向へ大きくつぶされてもさしつかえはない。

【００１４】実施の形態２．上記実施の形態１では、図
７に示すように、ガイド板６に２つの分割弧状穴６ａ
を、横方向に相対するように対称的に配設したものを示
したが、本実施の形態２では、分割弧状穴６ｂを、図８
に示すように、上記図７の穴に対し、これを９０°回転
させて縦方向に相対するように対称的に配設したもので
ある。また、これに伴って、この穴を貫通するプランジ
ャ２の先端も配置変えすることはいうまでもない。以上
のように構成することにより、コンタクトピン間の絶縁
距離(ａ)が大きくとれ、より小形化が図られることにな
る。

【００１５】実施の形態３．また、上記実施の形態１，
２では、プランジャ２の先端を２分割するものについて
説明したが、図９に示すように、分割弧状穴６ｃを、円
周上均等配分的に３分割するように構成してもよい。こ
うすることで、半田バンプに対する応力が分散され半田
バンプのコンタクト時の変形を極力少なくする。

【００１６】

【発明の効果】請求項１乃至３及び請求項６の発明によ
れば、先端に複数の分割片を有するコンタクトピンを、
上記分割片と同形の貫通穴を有するガイド板に通し、こ
のガイド板を両側支柱の所定の中間位置に支持させたの
で、ＩＣ全体の半田バンプの高さを一様にフラットに形
成でき、半田バンプの適正な矯正機能を発揮する効果が
ある。

【００１７】請求項４の発明によれば、コンタクトピン
の２個の分割片が貫通するガイド板の２個の穴は、縦方
向に相対するように対称的に配設されているので、コン
タクトピン間の絶縁距離が大きくとれ、より小形化が図
られる。

【００１８】請求項５の発明によれば、ガイド板の貫通
穴を３分割することにより、半田バンプに対する応力か
ら分散されて半田バンプのコンタクト時の変形を極力少
なくする効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１によるＩＣ用ソケッ
トの正面図である。

【図２】 この発明の実施の形態１によるＩＣ用ソケッ
トの動作説明図である。

【図３】 この発明の実施の形態１によるＩＣ用ソケッ
トの動作説明図である。

【図４】 この発明の実施の形態１によるＩＣ用ソケッ
トの動作説明図である。

【図５】 この発明の実施の形態１による半田バンプの
形状を示す正面図である。

【図６】 この発明の実施の形態１によるＩＣ用ソケッ
トのうちのプランジャの先端形状を示すための平面図で
ある。

【図７】 この発明の実施の形態１によるＩＣ用ソケッ
トのうちのガイド板を示す平面図である。

【図８】 この発明の実施の形態２によるＩＣ用ソケッ
トのうちのガイド板を示す平面図である。

【図９】 この発明の実施の形態３によるＩＣ用ソケッ
トのうちのガイド板を示す平面図である。

【図１０】 (ａ)は従来のＩＣ用ソケットの１本のコン
タクトピンをとり出して示した断面図であり、(ｂ)〜
(ｅ)はＩＣの半田バンプの形成工程を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

２ ＩＣ、２ａ 半田バンプ、３ コンタクトピン、３
ａ 筒部、３ｂ スプリング、３ｃ プランジャ、３ｄ
切込み、３ｅ 分割片、４ ピン支え板、６ガイド
板、６ａ 貫通穴、７ 支柱、７ａ 突出部。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半田バンプを有するＩＣ用ソケットにお
   いて、上記半田バンプに対向する先端部が、複数の分割
   片に形成されている上下動可能の複数のコンタクトピン
   と、このコンタクトピンの先端部の分割片が貫通する穴
   を配設した上下動可能のガイド板と、このガイド板を、
   先端に一定の長さをおいてその中間位置で水平に支持す
   る支柱とを備えたことを特徴とするＩＣ用ソケット。
2. 【請求項２】 複数のコンタクトピンは、各々弾性体を
   内蔵した筒と、この筒に挿入されたプランジャとからな
   り、上記各筒部がガイド板と平行に配置された共通のピ
   ン支え板で支持されていることを特徴とする請求項１記
   載のＩＣ用ソケット。
3. 【請求項３】 コンタクトピンの先端分割片、及びこれ
   が貫通するガイド板の貫通穴は、それぞれ円の中心に対
   して対称的に配設されていることを特徴とする請求項１
   または２記載のＩＣ用ソケット。
4. 【請求項４】 コンタクトピンの２個の分割片、及びこ
   れが貫通するガイド板の２個の貫通穴は、それぞれ縦方
   向に相対するように対称的に配設されていることを特徴
   とする請求項３記載のＩＣ用ソケット。
5. 【請求項５】 コンタクトピンの分割片、及びこれが貫
   通するガイド板の貫通穴は、それぞれ円の中心に対して
   円周上均等に３分割されていることを特徴とする請求項
   ３記載のＩＣ用ソケット。
6. 【請求項６】 請求項１のＩＣ用ソケットの操作方法で
   あって、まず、ガイド板支柱の先端をＩＣに当てること
   で、ガイド板がすべての半田バンプの高さ方向の先端に
   当接されるようにし、その後、コンタクトピンをガイド
   板から半田バンプの方向へさらに飛び出させてその先端
   を半田バンプに圧接せしめることを特徴とするＩＣ用ソ
   ケットの操作方法。