半導体素子用ソケット
【課題】組み立てが容易で、半導体素子の電極部との安定した接触および半導体素子の電極部をワイピングすることが可能な半導体素子用ソケットを提供する。
【解決手段】コンタクトプローブ１１は、半導体素子７３の電極部７２が接触される接点部１６を有するプランジャ１２と、プランジャ１２を半導体素子７３の電極部７２に向けて付勢するコイルスプリング２５とを備え、接点部１６は、プランジャ１２に設けられプローブ収容孔６１の軸方向に延びた片持形状の接触片１５の先端に設けられ、接触片１５は、プローブ収容孔６１より接点部１６側の位置に軸方向と直交する方向に突出した突起部１８を有し、突起部１８の頂点１８ａの位置が、軸方向で見てプローブ収容孔６１より外側にある。
【解決手段】コンタクトプローブ１１は、半導体素子７３の電極部７２が接触される接点部１６を有するプランジャ１２と、プランジャ１２を半導体素子７３の電極部７２に向けて付勢するコイルスプリング２５とを備え、接点部１６は、プランジャ１２に設けられプローブ収容孔６１の軸方向に延びた片持形状の接触片１５の先端に設けられ、接触片１５は、プローブ収容孔６１より接点部１６側の位置に軸方向と直交する方向に突出した突起部１８を有し、突起部１８の頂点１８ａの位置が、軸方向で見てプローブ収容孔６１より外側にある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンタクトプローブを備えた半導体素子用ソケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電極部として半田ボールや半田バンプを有するＩＣ（集積回路）パッケージなどの半導体素子と検査装置の検査回路基板との間を電気的に接続する接続子としてコンタクトプローブが配設された半導体素子用ソケットが提供されている。この種の半導体素子用ソケットに配設されたコンタクトプローブとしては、ＩＣパッケージの半田ボールに接触するプランジャと、半田ボールに所定の圧力で接触させるための弾性付勢力をプランジャに与えるコイルバネとから構成されるものが用いられている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
電極部とコンタクトプローブとの間で良好な電気的接続を得るためには、電極部表面に存在する酸化被膜を除去する必要がある。このため、コンタクトプローブは、金属薄板からプレス加工により所定の形状に打抜かれた板状（特許文献１参照）、または円柱状（特許文献２参照）に形成されたプランジャの先端に、複数の鋭利な接点部を有する接触子を備えている。そして、コイルバネによる弾性付勢力によりプランジャの接触子が電極部に点接触して突き刺さることにより酸化被膜が破られて良好な接続を得ることができるようになっている。
【０００４】
また、一対の接点部を有する上プランジャと下プランジャを有し、上プランジャの開口内に下プランジャの接点拡大部が位置するよう組み立てられるものも知られている（例えば、特許文献３参照）。特許文献３の技術では、上プランジャが降下することに伴い、接点拡大部によって一対の接点部が開かれ、接触対象である電極部へ接点部が接圧を与えながらワイピングを行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１５２４９５号公報
【特許文献２】特開２００３−１６７００１号公報
【特許文献３】特開２００９−１２８２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、半導体素子の電極部は、略球状の半田ボールからなるバンプであったり、平板状のパッドであったりとその形態は様々である。特に、バンプとなる略球状の半田ボールは、その形状も真の球形とは限らず、また、位置精度や大きさのばらつきもある。
このため、特許文献１，２に記載の技術のように、プランジャの接触子を電極部に点接触させて突き刺す構造では、プランジャの接触子に設けられた複数の接点部が半田ボールに均一に接触することは稀であり、接触にばらつきが生じ易く不安定となる傾向がある。
また、電極部の表面は、酸化被膜で覆われているだけでなく、異物が付着していることもあるため、電極部に接触子を安定的に接触させるためには、大きな圧力を付与して電極部に接触子を食い込ませなければならず、電極部を損傷させてしまうおそれもある。
【０００７】
また、コンタクト時の圧力により電極部の半田ボールにプランジャの鋭利な接触子を食い込ませると、プランジャの接触子に電極部の半田や異物が転写されることがあるが、これらの付着した半田や異物は除去が困難であった。特に、コンタクト動作を繰り返した場合、プランジャの接触子に転写された半田の表面にも酸化被膜が形成されることがある。そのため、酸化被膜による接触抵抗が増大し、良好な電気的接続が維持できなくなるおそれがある。
【０００８】
また、特許文献３に記載の技術におけるプローブピンは、組み立てが複雑であり、近年のプローブピンの小型化により複雑さが顕著になる。また、一対の接点部が下プランジャの接点拡大部を挟む力により、一対の接点部と接点拡大部との間に摩擦力が生じる。すると、その摩擦力が、上プランジャを上方に戻すスプリングコイルの付勢力より強くなって、上プランジャが下プランジャに引っ掛かり、初期位置に戻らなくなるおそれがある。
【０００９】
本発明の目的は、組み立てが容易で、半導体素子の電極部との安定した接触および半導体素子の電極部をワイピングすることが可能な半導体素子用ソケットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決することのできる本発明の半導体素子用ソケットは、半導体素子の電極部と基板の電極部とを導通させるコンタクトプローブと、
前記コンタクトプローブを収容する収容孔が形成されたプローブ収容ブロックと、を備えた半導体素子用ソケットであって、
前記コンタクトプローブは、前記半導体素子の電極部が接触される接点部を有するプランジャと、前記プランジャを前記半導体素子の電極部に向けて付勢する弾性部材とを備え、
前記接点部は、前記プランジャに設けられ前記収容孔の軸方向に延びた片持形状の接触片の先端に設けられ、
前記接触片は、前記収容孔より前記接点部側の位置に前記軸方向と直交する方向に突出した突起部を有し、前記突起部の頂点の位置が、前記軸方向で見て前記収容孔より外側にあり、
前記プランジャが前記弾性部材の付勢力に対抗して前記軸方向に変位すると、前記突起部が前記収容孔の縁部に対して接触して摺動することにより、前記接触片が前記軸方向と直交する方向に変位されることを特徴とする。
【００１１】
本発明の半導体素子用ソケットにおいて、前記突起部は、前記接点部側から前記収容孔側に向かって前記突出した長さが短くなる傾斜部を備えていることが好ましい。
【００１２】
本発明の半導体素子用ソケットにおいて、前記プランジャには、前記接触片が一対並設され、各前記突起部の突出方向が逆であることが好ましい。
【００１３】
本発明の半導体素子用ソケットにおいて、前記プランジャには、前記接触片より短い補助片が前記接触片と並んで設けられていることが好ましい。
【００１４】
本発明の半導体素子用ソケットにおいて、前記補助片は、前記収容孔より前記接点部側の位置に前記軸方向と直交する方向に突出した補助片突起部を有し、前記補助片突起部の突出方向は、前記接触片の前記突起部の突出方向と逆であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のコンタクトプローブによれば、プランジャの接触片に突起部が設けられていることで、半導体素子の電極部と接触したプランジャが下降すると、突起部が収容孔に対して摺動して接触片が孔内方（軸に接近する方向）に変位する。それにより、接点部が半導体素子の電極部の表面をワイピングするので、電極部の表面または接点部の表面が酸化被膜で覆われていたり、電極部の表面または接点部の表面に異物が付着したりしていたとしても、酸化被膜や異物を確実に除去することができる。これにより、電極部とコンタクトプローブの接点部とを確実かつ安定的に導通させることができる。
【００１６】
また、収容孔に収容されたコンタクトプローブは、弾性部材にプランジャを重ねて配置するだけの構造とすることができ、これにより、組み立てを容易にすることができる。また、プランジャの接触片の突起部が収容孔の縁部に対して接触して摺動する構成であり、突起部の頂点が収容孔より外側にあるのでプランジャが下降しても収容孔内に完全に入ってしまうことがなく、突起部が収容孔内に挟まれてロックされてしまうような不具合を防止することができ、これにより、プランジャを確実に初期位置に戻すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る半導体素子用ソケットの一実施形態を示す断面図である。
【図２】半導体素子用ソケットに用いられるコンタクトプローブを示す図であって、（ａ）は半導体素子の押圧前における断面図、（ｂ）は半導体素子の押圧時における断面図である。
【図３】半導体素子用ソケットに用いられるコンタクトプローブの斜視図である。
【図４】半導体素子用ソケットに用いられるコンタクトプローブの他の形態例を示す図であって、（ａ）は半導体素子の押圧前における断面図、（ｂ）は半導体素子の押圧時における断面図である。
【図５】半導体素子用ソケットに用いられるコンタクトプローブの他の形態例を示す図であって、（ａ）は半導体素子の押圧前における断面図、（ｂ）は半導体素子の押圧時における断面図である。
【図６】半導体素子用ソケットに用いられるコンタクトプローブの他の形態例を示す図であって、（ａ）は半導体素子の押圧前における断面図、（ｂ）は半導体素子の押圧時における断面図である。
【図７】半導体素子用ソケットに用いられるコンタクトプローブの他の形態例を示す図であって、（ａ）は半導体素子の押圧前における断面図、（ｂ）は半導体素子の押圧時における断面図である。
【図８】本発明に係る半導体素子用ソケットの他の実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る半導体素子用ソケットの実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
図１に示すように、半導体素子用ソケット４１は、複数のコンタクトプローブ１１を収容したプローブ収容ブロック４３を有し、検査装置の検査回路基板や、電子機器の回路基板などの基板４２上に、位置決めピン（図示省略）によって位置決めされて締結ボルト４５によって固定されている。
【００１９】
プローブ収容ブロック４３は、それぞれ絶縁性を有する整列板５１とハウジング５２とから構成されている。ハウジング５２には、その下面側に、整列板収容凹部５３が形成されており、この整列板収容凹部５３に整列板５１が嵌め込まれ、位置決めピン５４で位置決めされてビス５５で締結固定されている。
【００２０】
ハウジング５２には、複数のプローブ収容孔６１が形成されており、これらのプローブ収容孔６１には、下方側からコンタクトプローブ１１が挿し込まれて収容されている。ハウジング５２には、その上面側に、ビス５５によって、上下方向へ移動可能に支持された位置決め板６５が設けられている。この位置決め板６５とハウジング５２の上面との間には、複数のスプリング６６が設けられており、位置決め板６５が上方へ付勢されている。位置決め板６５には、プローブ収容孔６１と同軸の複数の電極部収容孔６７が形成されており、これらの電極部収容孔６７には、コンタクトプローブ１１の先端部が収容されている。また、電極部収容孔６７は、その上方側が大径部６７ａ（図２参照）とされている。
【００２１】
位置決め板６５には、その上面側に、ソケット凹部６８が形成されており、このソケット凹部６８には、半田ボール７１を有する複数の電極部７２が下面側に設けられた半導体素子７３が上方側から収容可能とされている。このソケット凹部６８に半導体素子７３を収容すると、半導体素子７３の球状に形成された半田ボール７１からなる電極部７２が電極部収容孔６７の大径部６７ａ内に収容される。なお、半田ボール７１は、球状のボールタイプに限らず、ランドタイプやリードタイプなどもある。
【００２２】
また、整列板５１には、各プローブ収容孔６１と連通する複数の接触子保持孔７５が形成されている。これらの接触子保持孔７５には、各プローブ収容孔６１に収容されたコンタクトプローブ１１の下端部が挿入されている。これにより、コンタクトプローブ１１の下端部が、接触子保持孔７５によって保持されて基板４２の所定位置に配置されている。基板４２には、コンタクトプローブ１１の下方位置に、電極部（図示省略）が設けられており、それぞれのコンタクトプローブ１１が導通接触されている。
【００２３】
図２及び図３に示すように、コンタクトプローブ１１は、導電性を有する金属板に対してプレス加工及び曲げ加工を施すことにより形成されたプランジャ１２を備えている。このプランジャ１２には、その上端である先端側に上部接触子１３を有している。上部接触子１３は、プローブ収容孔６１の軸方向に延びた片持形状の一対の接触片１５を有している。これらの接触片１５の先端部には、電極部収容孔６７の大径部６７ａに収容された半田ボール７１に接触する接点部１６が形成されている。これらの接点部１６は、先端へ向かって次第に電極部収容孔６７の径方向外方へ傾斜する摺接面１７を有している。
【００２４】
また、接触片１５は、プローブ収容孔６１より接点部１６側の位置に軸方向と直交する方向に突出した突起部１８を有している。この突起部１８は、接触片１５における接点部１６の先端部１６ａと反対側、つまり、摺接面１７側に形成されている。これらの突起部１８は、その突出方向が互いに逆方向とされており、それぞれの突起部１８の頂点１８ａの位置が、軸方向で見てプローブ収容孔６１より外側に配置されている。また、突起部１８は、接点部１６側からプローブ収容孔６１側に向かって、突出した長さが短くなる傾斜部１９を備えている。
【００２５】
また、プランジャ１２は、その中間部よりも下方側に、一対のガイド棒部２１が形成されており、これらのガイド棒部２１が下方へ延在されている。また、プランジャ１２は、その中間部に、外方へ突出するフランジ部２２を有している。
【００２６】
コンタクトプローブ１１は、プランジャ１２の下方側に、バネ鋼から形成されたコイルスプリング（弾性部材）２５を備えている。このコイルスプリング２５は、その下端部に、巻き径を小さくしつつ軸方向へ密着させて棒状にした下部接触子２６を有している。コイルスプリング２５は、その上端部分が、プランジャ１２のフランジ部２２に係止されている。また、このコイルスプリング２５内には、プランジャ１２のガイド棒部２１が挿入されている。
【００２７】
プローブ収容孔６１は、その軸方向の中間部に段部６２を有しており、この段部６２を境として、上方側がプランジャ１２のフランジ部２２よりも小径に形成され、下方側がプランジャ１２のフランジ部２２よりも僅かに大径に形成されている。これにより、プローブ収容孔６１へ、その下方側から挿し込まれたコンタクトプローブ１１は、プランジャ１２のフランジ部２２が段部６２に係合し、上方側への移動が規制されている。
【００２８】
上記構造の半導体素子用ソケット４１で半導体素子７３を検査する場合は、ハウジング５２に設けられた位置決め板６５のソケット凹部６８へ半導体素子７３を収容させる。すると、図２（ａ）に示すように、半導体素子７３の電極部７２を構成する各半田ボール７１が、位置決め板６５の電極部収容孔６７の大径部６７ａに収容された状態となる。
【００２９】
この状態で、押圧体７４で半導体素子７３を下方へ押圧すると、半導体素子７３とともに位置決め板６５がスプリング６６の付勢力に抗して押し込まれる。これにより、図２（ｂ）に示すように、電極部７２を構成する各半田ボール７１が、対応するコンタクトプローブ１１の上部接触子１３に近接し、これらの上部接触子１３を構成する接触片１５の接点部１６に接触する。
【００３０】
さらに、半導体素子７３が下方へ押圧されると、コンタクトプローブ１１には、軸方向に沿う圧縮力が付与され、コイルスプリング２５が圧縮され、プランジャ１２が押し下げられてプローブ収容孔６１に押し込められる。すると、上部接触子１３の各接触片１５の突起部１８がプローブ収容孔６１の縁部に接触して摺動する。
【００３１】
これにより、各接触片１５がプローブ収容孔６１の内方にある軸に接近する方向へ変位され、各接触片１５が、その基端部分を中心として軸方向と直交する方向へ円弧状に変位される。すると、接点部１６も基端部分を中心として軸方向と直交する径方向外方へ円弧状に変位することとなり、接点部１６の摺接面１７が、半導体素子７３の電極部７２を構成する各半田ボール７１の表面に摺接し、半田ボール７１の表面がワイピングされる。
【００３２】
したがって、半田ボール７１の表面または接点部１６の表面が酸化被膜で覆われていたり、半田ボール７１の表面または接点部１６の表面に異物が付着したりしていたとしても、半田ボール７１と接点部１６とが互いに摺動することで、酸化被膜や異物が除去される。よって、半田ボール７１と接点部１６とが確実かつ安定的に導通される。これにより、半導体素子７３の電極部７２と基板４２の電極部とがコンタクトプローブ１１を介して確実に導通され、半導体素子７３の検査が可能となる。
【００３３】
検査終了後、半導体素子７３を半導体素子用ソケット４１から取り外すと、押し込まれていたコンタクトプローブ１１のプランジャ１２が、スプリング２５の付勢力によって上昇する。
【００３４】
プランジャ１２の各接触片１５の突起部１８は、プローブ収容孔６１の縁部に対して接触して摺動する構成であり、また、頂点１８ａがプローブ収容孔６１より外側にあるので、プランジャ１２が下降してもプローブ収容孔６１内に突起部１８が完全に入ってしまうことがない。また、突起部１８がプローブ収容孔６１内に挟まれてロックされてしまうようなことがない。したがって、半導体素子７３が半導体素子用ソケット４１から取り外されると、各コンタクトプローブ１１では、そのプランジャ１２がスプリング２５の付勢力によって確実に初期の位置に戻る。
【００３５】
以上説明したように、上記実施形態に係る半導体素子用ソケット４１によれば、プランジャ１２の接触片１５に突起部１８が設けられていることで、半導体素子７３の電極部７２を構成する半田ボール７１と接触したプランジャ１２が下降すると、突起部１８がプローブ収容孔６１に対して摺動し、接触片１５が孔内方（軸に接近する方向）に変位する。それにより、接点部１６が半導体素子７３の半田ボール７１の表面をワイピングするので、半田ボール７１の表面または接点部１６の表面が酸化被膜で覆われていたり、半田ボール７１の表面または接点部１６の表面に異物が付着したりしていたとしても、酸化被膜や異物を確実に除去することができる。したがって、半田ボール７１と接点部１６とを確実かつ安定的に導通させることができる。
【００３６】
また、プローブ収容孔６１に収容されたコンタクトプローブ１１は、コイルスプリング２５にプランジャ１２を重ねて配置するだけの構造とすることができ、これにより、容易に組み立てを行うことができる。また、プランジャ１２の接触片１５の突起部１８がプローブ収容孔６１の縁部に対して接触して摺動する構成であり、突起部１８の頂点１８ａがプローブ収容孔６１より外側にあるので、プランジャ１２が下降してもプローブ収容孔６１内に完全に入ってしまうことがない。そのため、突起部１８がプローブ収容孔６１内に挟まれてロックされてしまうような不具合を防止することができる。これにより、プランジャ１２を確実に初期位置に戻すことができる。
【００３７】
また、突起部１８が、接点部１６側からプローブ収容孔６１側に向かって突出した長さが短くなる傾斜部１９を備えているので、傾斜部１９によって突起部１８がプローブ収容孔６１の縁部に対して円滑に摺動する。これにより、コンタクトプローブ１１のプランジャ１２を円滑に昇降させることができ、プランジャ１２を、より確実に初期位置に戻すことができる。
【００３８】
さらに、コンタクトプローブ１１のプランジャ１２に形成された接触片１５が一対で並設され、各接触片１５の突起部１８の突出方向が逆にされているので、プローブ収容孔６１からバランス良く反力を受けることとなる。これにより、プローブ収容孔６１に対するプランジャ１２の傾きを抑制でき、電極部７３に対する接点部１６での安定した接触を図ることができる。また、プランジャ１２の傾きを抑制することで、プランジャ１２とプローブ収容孔６１との間で過度な摩擦力が生じず、それにより、プランジャ１２の安定した状態での円滑な昇降が可能となる。しかも、各接触片１５にそれぞれ接点部１６が設けられているので、電極部７３に対してより確実に導通させることができる。
【００３９】
次に、半導体素子用ソケット４１に用いられるコンタクトプローブの他の形態例について説明する。
図４（ａ）に示すものは、プランジャ１２の接触片１５の突出部１８を、接点部１６の先端部１６ａ側、つまり、摺接面１７と反対側に形成したコンタクトプローブ１１Ａである。
【００４０】
図４（ｂ）に示すように、このコンタクトプローブ１１Ａを備えた半導体素子用ソケット４１の場合も、プランジャ１２が押し下げられて突起部１８がプローブ収容孔６１の縁部に接触して摺動すると、各接触片１５がプローブ収容孔６１の内方にある軸に接近する方向へ変位され、各接触片１５が、その基端部分を中心として軸方向と直交する方向へ円弧状に変位される。
【００４１】
すると、接点部１６は、基端部分を中心として軸方向と直交する径方向内方へ円弧状に変位することとなり、接点部１６の摺接面１７が、半導体素子７３の電極部７２を構成する各半田ボール７１の表面に摺接し、半田ボール７１の表面がワイピングされて酸化被膜が除去される。よって、半田ボール７１と接点部１６とが確実かつ安定的に導通される。
【００４２】
図５（ａ）に示すものは、プランジャ１２の接触片１５に、側面視台形状の突起部３０が設けられたコンタクトプローブ１１Ｂである。そして、この突起部３０は、その台形状の上底部分が頂点３０ａとされ、プローブ収容孔６１側の側辺部分が傾斜部３０ｂとされている。突起部３０は、接点部１６の先端部１６ａ側、つまり、摺接面１７と反対側に形成されている。また、このコンタクトプローブ１１Ｂを備えた半導体用ソケット４１では、プローブ収容孔６１の開口縁に、内周側へ突出する突出部６１ａを有している。
【００４３】
図５（ｂ）に示すように、このコンタクトプローブ１１Ｂを備えた半導体素子用ソケット４１の場合、プランジャ１２が押し下げられると、突起部３０がプローブ収容孔６１の縁部に形成された突出部６１ａに接触して摺動する。これにより、各接触片１５がプローブ収容孔６１の内方にある軸に接近する方向へ変位され、各接触片１５が、その基端部分を中心として軸方向と直交する方向へ円弧状に変位される。
【００４４】
すると、接点部１６は、基端部分を中心として軸方向と直交する径方向内方へ円弧状に変位することとなり、接点部１６の摺接面１７が、半導体素子７３の電極部７２を構成する各半田ボール７１の表面に摺接し、半田ボール７１の表面がワイピングされて酸化被膜が除去される。よって、半田ボール７１と接点部１６とが確実かつ安定的に導通される。
【００４５】
また、このコンタクトプローブ１１Ｂでは、プランジャ１２の突起部３０を側面視台形状としているので、接触片１５の形状の簡素化によるコストダウンを図ることができる。また、プローブ収容孔６１の縁部に突出部６１ａをすることにより、突起部３０の高さを小さくすることができ、接触片１５の形状のさらなる簡素化を図ることができる。
【００４６】
図６（ａ）に示すものは、プランジャ１２に、一つの接触片１５が形成され、さらに、この接触片１５よりも短い補助片３１が接触片１５と並んで設けられたコンタクトプローブ１１Ｃである。
【００４７】
図６（ｂ）に示すように、このコンタクトプローブ１１Ｃを備えた半導体素子用ソケット４１の場合、プランジャ１２が押し下げられると、一つの接触片１５に形成された突起部１８がプローブ収容孔６１の縁部に接触して摺動する。すると、接触片１５がプローブ収容孔６１の内方にある軸に接近する方向へ変位され、接触片１５が、その基端部分を中心として軸方向と直交する方向へ円弧状に変位される。
【００４８】
すると、接点部１６は、基端部分を中心として軸方向と直交する径方向内方へ円弧状に変位することとなり、接点部１６の摺接面１７が、半導体素子７３の電極部７２を構成する各半田ボール７１の表面に摺接し、半田ボール７１の表面がワイピングされて酸化被膜が除去される。よって、半田ボール７１と接点部１６とが確実かつ安定的に導通される。
【００４９】
また、このコンタクトプローブ１１Ｃでは、プランジャ１２が傾こうとしたときに補助片３１がプローブ収容孔６１に接触するので、プランジャ１２がプローブ収容孔６１内で大きく傾くことを防止できる。これにより、プランジャ１２を安定して昇降させることができ、プランジャ１２を確実に初期位置に戻すことができる。
【００５０】
図７（ａ）に示すものは、プランジャ１２に、一つの接触片１５が形成され、さらに、この接触片１５よりも短い補助片３１が接触片１５と並んで設けられたコンタクトプローブ１１Ｄである。また、補助片３１は、プローブ収容孔６１より先端側の位置に軸方向と直交する方向に突出した補助片突起部３２を有し、補助片突起部３２の突出方向が、接触片１５の突起部１８の突出方向と逆とされている。また、この補助片突起部３２も、その頂点３２ａがプローブ収容孔６１の外側に配置され、プローブ収容孔６１側に向かって、突出した長さが短くなる傾斜部３３を有している。
【００５１】
図７（ｂ）に示すように、このコンタクトプローブ１１Ｄを備えた半導体素子用ソケット４１の場合、プランジャ１２が押し下げられると、接触片１５及び補助片３１に形成された突起部１８及び補助片突起部３２がプローブ収容孔６１の縁部に接触して摺動する。すると、接触片１５及び補助片３１がプローブ収容孔６１の内方にある軸に接近する方向へ変位され、接触片１５及び補助片３１が、その基端部分を中心として軸方向と直交する方向へ円弧状に変位される。
【００５２】
すると、接触片１５では、接点部１６が、基端部分を中心として軸方向と直交する径方向内方へ円弧状に変位することとなり、接点部１６の摺接面１７が、半導体素子７３の電極部７２を構成する各半田ボール７１の表面に摺接し、半田ボール７１の表面がワイピングされて酸化被膜が除去される。よって、半田ボール７１と接点部１６とが確実かつ安定的に導通される。
【００５３】
また、このコンタクトプローブ１１Ｄでは、プランジャ１２が傾こうとしたときに補助片３１がプローブ収容孔６１に接触するので、プランジャ１２が大きく傾くことを防止できる。特に、補助片３１は、接触片１５の突起部１８の突出方向と逆へ突出した補助片突起部３２を有しているので、プローブ収容孔６１からバランス良く反力を受けることとなり、プランジャ１２の傾きをより確実に防止できる。これにより、プランジャ１２を安定して昇降させることができ、プランジャ１２を確実に初期位置に戻すことができる。
【００５４】
次に、異なる構造の半導体素子用ソケットについて説明する。
図８に示すように、この半導体素子用ソケット８１では、複数のコンタクトプローブ１１を収容したプローブ収容ブロック８３を有している。このプローブ収容ブロック８３は、検査装置の検査回路基板や、電子機器の回路基板などの基板８２上に、位置決めピン８４を位置決め穴８５へ嵌合させることによって位置決めされて固定される。
【００５５】
プローブ収容ブロック８３は、それぞれ絶縁性を有する第１ハウジング８６と第２ハウジング８７とから構成されている。第１ハウジング８６には、その上面に、保持凹部８８が形成されており、この保持凹部８８に、第２ハウジング８７が嵌め込まれて保持されている。第１ハウジング８６と第２ハウジング８７とは、位置決めピン９０で位置決めされてビス８９で締結固定されている。
【００５６】
第２ハウジング８７には、複数のプローブ収容孔９１が形成されており、これらのプローブ収容孔９１には、下方側からコンタクトプローブ１１が挿し込まれて収容されている。
【００５７】
第２ハウジング８７には、その上面側に、ソケット凹部９２が形成されており、このソケット凹部９２には、半田ボール７１を有する複数の電極部７２が下面側に設けられた半導体素子７３が上方側から収容可能とされている。このソケット凹部９２に半導体素子７３を収容すると、半導体素子７３の半田ボール７１からなる電極部７２がプローブ収容孔９１から突出したコンタクトプローブ１１の接点部１６上に配置される。
【００５８】
また、第１ハウジング８６には、各プローブ収容孔９１と連通する複数の接触子保持孔９３が形成されている。これらの接触子保持孔９３には、各プローブ収容孔９１に収容されたコンタクトプローブ１１の下端部が挿入されている。これにより、コンタクトプローブ１１の下端部が、接触子保持孔９３によって保持されて基板８２の所定位置に配置されている。基板８２には、コンタクトプローブ１１の下方位置に、電極部（図示省略）が設けられており、それぞれのコンタクトプローブ１１が導通接触されている。
【００５９】
上記構造の半導体素子用ソケット８１で半導体素子７３を検査する場合は、第２ハウジング８７のソケット凹部９２へ半導体素子７３を収容させる。すると、半導体素子７３の各半田ボール７１が、プローブ収容孔９１から突出されたコンタクトプローブ１１の接点部１６上に配置された状態となる。
【００６０】
この状態で、押圧体７４で半導体素子７３を下方へ押圧すると、コンタクトプローブ１１には、軸方向に沿う圧縮力が付与され、コイルスプリング２５が圧縮され、プランジャ１２が押し下げられてプローブ収容孔９１に押し込められる。すると、上部接触子１３の各接触片１５の突起部１８がプローブ収容孔９１の縁部に接触して摺動する。
【００６１】
これにより、各接触片１５がプローブ収容孔９１の内方にある軸に接近する方向へ変位され、各接触片１５が、その基端部分を中心として軸方向と直交する方向へ円弧状に変位される。すると、接点部１６も基端部分を中心として軸方向と直交する径方向外方へ円弧状に変位することとなり、接点部１６の摺接面１７が、半導体素子７３の電極部７２を構成する各半田ボール７１の表面に摺接し、半田ボール７１の表面がワイピングされる。
【００６２】
したがって、半田ボール７１の表面または接点部１６の表面が酸化被膜で覆われていたり、半田ボール７１の表面または接点部１６の表面に異物が付着したりしていたとしても、半田ボール７１と接点部１６とが互いに摺動することで、酸化被膜や異物が除去される。よって、半田ボール７１と接点部１６とが確実かつ安定的に導通される。これにより、半導体素子７３の電極部７２と基板８２の電極部とがコンタクトプローブ１１を介して確実に導通され、半導体素子７３の検査が可能となる。
【００６３】
検査終了後、半導体素子７３を半導体素子用ソケット８１から取り外すと、押し込まれていたコンタクトプローブ１１のプランジャ１２が、スプリング２５の付勢力によって上昇する。
【００６４】
ここで、プランジャ１２の各接触片１５の突起部１８は、プローブ収容孔９１の縁部に対して接触して摺動する構成であり、頂点１８ａがプローブ収容孔９１より外側にあるのでプランジャ１２が下降してもプローブ収容孔９１内に突起部１８が完全に入ってしまうことがなく、突起部１８がプローブ収容孔９１内に挟まれてロックされてしまうようなことがない。したがって、半導体素子７３が半導体素子用ソケット８１から取り外されると、各コンタクトプローブ１１は、そのプランジャ１２がスプリング２５の付勢力によって確実に初期の位置に戻る。
【００６５】
なお、上記の半導体素子用ソケット８１では、コンタクトプローブ１１を備えたものを例示したが、この半導体素子用ソケット８１においても、他のコンタクトプローブ１１Ａ〜１１Ｄを用いることができる。
【００６６】
また、上記実施形態では、半導体素子７３を検査する場合を例示して説明したが、本発明の半導体素子用ソケット４１，８１は、各種の機器等への半導体素子７３の実装時の実装用ソケットとしても用いることができる。その場合、半導体素子用ソケット４１，８１は、実装用基板からなる基板４２，８２に取り付けられる。
【符号の説明】
【００６７】
１１，１１Ａ〜１１Ｄ：コンタクトプローブ、１２：プランジャ、１５：接触片、１６：接点部、１８，３０：突起部、１８ａ，３０ａ，３２ａ：頂点、１９，３０ｂ，３３：傾斜部、２５：コイルスプリング（弾性部材）、３１：補助片、３２：補助片突起部、４１，８１：半導体素子用ソケット、４２，８２：基板、４３，８３：プローブ収容ブロック、６１，９１：プローブ収容孔（収容孔）、７２：電極部、７３：半導体素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンタクトプローブを備えた半導体素子用ソケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電極部として半田ボールや半田バンプを有するＩＣ（集積回路）パッケージなどの半導体素子と検査装置の検査回路基板との間を電気的に接続する接続子としてコンタクトプローブが配設された半導体素子用ソケットが提供されている。この種の半導体素子用ソケットに配設されたコンタクトプローブとしては、ＩＣパッケージの半田ボールに接触するプランジャと、半田ボールに所定の圧力で接触させるための弾性付勢力をプランジャに与えるコイルバネとから構成されるものが用いられている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
電極部とコンタクトプローブとの間で良好な電気的接続を得るためには、電極部表面に存在する酸化被膜を除去する必要がある。このため、コンタクトプローブは、金属薄板からプレス加工により所定の形状に打抜かれた板状（特許文献１参照）、または円柱状（特許文献２参照）に形成されたプランジャの先端に、複数の鋭利な接点部を有する接触子を備えている。そして、コイルバネによる弾性付勢力によりプランジャの接触子が電極部に点接触して突き刺さることにより酸化被膜が破られて良好な接続を得ることができるようになっている。
【０００４】
また、一対の接点部を有する上プランジャと下プランジャを有し、上プランジャの開口内に下プランジャの接点拡大部が位置するよう組み立てられるものも知られている（例えば、特許文献３参照）。特許文献３の技術では、上プランジャが降下することに伴い、接点拡大部によって一対の接点部が開かれ、接触対象である電極部へ接点部が接圧を与えながらワイピングを行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１５２４９５号公報
【特許文献２】特開２００３−１６７００１号公報
【特許文献３】特開２００９−１２８２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、半導体素子の電極部は、略球状の半田ボールからなるバンプであったり、平板状のパッドであったりとその形態は様々である。特に、バンプとなる略球状の半田ボールは、その形状も真の球形とは限らず、また、位置精度や大きさのばらつきもある。
このため、特許文献１，２に記載の技術のように、プランジャの接触子を電極部に点接触させて突き刺す構造では、プランジャの接触子に設けられた複数の接点部が半田ボールに均一に接触することは稀であり、接触にばらつきが生じ易く不安定となる傾向がある。
また、電極部の表面は、酸化被膜で覆われているだけでなく、異物が付着していることもあるため、電極部に接触子を安定的に接触させるためには、大きな圧力を付与して電極部に接触子を食い込ませなければならず、電極部を損傷させてしまうおそれもある。
【０００７】
また、コンタクト時の圧力により電極部の半田ボールにプランジャの鋭利な接触子を食い込ませると、プランジャの接触子に電極部の半田や異物が転写されることがあるが、これらの付着した半田や異物は除去が困難であった。特に、コンタクト動作を繰り返した場合、プランジャの接触子に転写された半田の表面にも酸化被膜が形成されることがある。そのため、酸化被膜による接触抵抗が増大し、良好な電気的接続が維持できなくなるおそれがある。
【０００８】
また、特許文献３に記載の技術におけるプローブピンは、組み立てが複雑であり、近年のプローブピンの小型化により複雑さが顕著になる。また、一対の接点部が下プランジャの接点拡大部を挟む力により、一対の接点部と接点拡大部との間に摩擦力が生じる。すると、その摩擦力が、上プランジャを上方に戻すスプリングコイルの付勢力より強くなって、上プランジャが下プランジャに引っ掛かり、初期位置に戻らなくなるおそれがある。
【０００９】
本発明の目的は、組み立てが容易で、半導体素子の電極部との安定した接触および半導体素子の電極部をワイピングすることが可能な半導体素子用ソケットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決することのできる本発明の半導体素子用ソケットは、半導体素子の電極部と基板の電極部とを導通させるコンタクトプローブと、
前記コンタクトプローブを収容する収容孔が形成されたプローブ収容ブロックと、を備えた半導体素子用ソケットであって、
前記コンタクトプローブは、前記半導体素子の電極部が接触される接点部を有するプランジャと、前記プランジャを前記半導体素子の電極部に向けて付勢する弾性部材とを備え、
前記接点部は、前記プランジャに設けられ前記収容孔の軸方向に延びた片持形状の接触片の先端に設けられ、
前記接触片は、前記収容孔より前記接点部側の位置に前記軸方向と直交する方向に突出した突起部を有し、前記突起部の頂点の位置が、前記軸方向で見て前記収容孔より外側にあり、
前記プランジャが前記弾性部材の付勢力に対抗して前記軸方向に変位すると、前記突起部が前記収容孔の縁部に対して接触して摺動することにより、前記接触片が前記軸方向と直交する方向に変位されることを特徴とする。
【００１１】
本発明の半導体素子用ソケットにおいて、前記突起部は、前記接点部側から前記収容孔側に向かって前記突出した長さが短くなる傾斜部を備えていることが好ましい。
【００１２】
本発明の半導体素子用ソケットにおいて、前記プランジャには、前記接触片が一対並設され、各前記突起部の突出方向が逆であることが好ましい。
【００１３】
本発明の半導体素子用ソケットにおいて、前記プランジャには、前記接触片より短い補助片が前記接触片と並んで設けられていることが好ましい。
【００１４】
本発明の半導体素子用ソケットにおいて、前記補助片は、前記収容孔より前記接点部側の位置に前記軸方向と直交する方向に突出した補助片突起部を有し、前記補助片突起部の突出方向は、前記接触片の前記突起部の突出方向と逆であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のコンタクトプローブによれば、プランジャの接触片に突起部が設けられていることで、半導体素子の電極部と接触したプランジャが下降すると、突起部が収容孔に対して摺動して接触片が孔内方（軸に接近する方向）に変位する。それにより、接点部が半導体素子の電極部の表面をワイピングするので、電極部の表面または接点部の表面が酸化被膜で覆われていたり、電極部の表面または接点部の表面に異物が付着したりしていたとしても、酸化被膜や異物を確実に除去することができる。これにより、電極部とコンタクトプローブの接点部とを確実かつ安定的に導通させることができる。
【００１６】
また、収容孔に収容されたコンタクトプローブは、弾性部材にプランジャを重ねて配置するだけの構造とすることができ、これにより、組み立てを容易にすることができる。また、プランジャの接触片の突起部が収容孔の縁部に対して接触して摺動する構成であり、突起部の頂点が収容孔より外側にあるのでプランジャが下降しても収容孔内に完全に入ってしまうことがなく、突起部が収容孔内に挟まれてロックされてしまうような不具合を防止することができ、これにより、プランジャを確実に初期位置に戻すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る半導体素子用ソケットの一実施形態を示す断面図である。
【図２】半導体素子用ソケットに用いられるコンタクトプローブを示す図であって、（ａ）は半導体素子の押圧前における断面図、（ｂ）は半導体素子の押圧時における断面図である。
【図３】半導体素子用ソケットに用いられるコンタクトプローブの斜視図である。
【図４】半導体素子用ソケットに用いられるコンタクトプローブの他の形態例を示す図であって、（ａ）は半導体素子の押圧前における断面図、（ｂ）は半導体素子の押圧時における断面図である。
【図５】半導体素子用ソケットに用いられるコンタクトプローブの他の形態例を示す図であって、（ａ）は半導体素子の押圧前における断面図、（ｂ）は半導体素子の押圧時における断面図である。
【図６】半導体素子用ソケットに用いられるコンタクトプローブの他の形態例を示す図であって、（ａ）は半導体素子の押圧前における断面図、（ｂ）は半導体素子の押圧時における断面図である。
【図７】半導体素子用ソケットに用いられるコンタクトプローブの他の形態例を示す図であって、（ａ）は半導体素子の押圧前における断面図、（ｂ）は半導体素子の押圧時における断面図である。
【図８】本発明に係る半導体素子用ソケットの他の実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る半導体素子用ソケットの実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
図１に示すように、半導体素子用ソケット４１は、複数のコンタクトプローブ１１を収容したプローブ収容ブロック４３を有し、検査装置の検査回路基板や、電子機器の回路基板などの基板４２上に、位置決めピン（図示省略）によって位置決めされて締結ボルト４５によって固定されている。
【００１９】
プローブ収容ブロック４３は、それぞれ絶縁性を有する整列板５１とハウジング５２とから構成されている。ハウジング５２には、その下面側に、整列板収容凹部５３が形成されており、この整列板収容凹部５３に整列板５１が嵌め込まれ、位置決めピン５４で位置決めされてビス５５で締結固定されている。
【００２０】
ハウジング５２には、複数のプローブ収容孔６１が形成されており、これらのプローブ収容孔６１には、下方側からコンタクトプローブ１１が挿し込まれて収容されている。ハウジング５２には、その上面側に、ビス５５によって、上下方向へ移動可能に支持された位置決め板６５が設けられている。この位置決め板６５とハウジング５２の上面との間には、複数のスプリング６６が設けられており、位置決め板６５が上方へ付勢されている。位置決め板６５には、プローブ収容孔６１と同軸の複数の電極部収容孔６７が形成されており、これらの電極部収容孔６７には、コンタクトプローブ１１の先端部が収容されている。また、電極部収容孔６７は、その上方側が大径部６７ａ（図２参照）とされている。
【００２１】
位置決め板６５には、その上面側に、ソケット凹部６８が形成されており、このソケット凹部６８には、半田ボール７１を有する複数の電極部７２が下面側に設けられた半導体素子７３が上方側から収容可能とされている。このソケット凹部６８に半導体素子７３を収容すると、半導体素子７３の球状に形成された半田ボール７１からなる電極部７２が電極部収容孔６７の大径部６７ａ内に収容される。なお、半田ボール７１は、球状のボールタイプに限らず、ランドタイプやリードタイプなどもある。
【００２２】
また、整列板５１には、各プローブ収容孔６１と連通する複数の接触子保持孔７５が形成されている。これらの接触子保持孔７５には、各プローブ収容孔６１に収容されたコンタクトプローブ１１の下端部が挿入されている。これにより、コンタクトプローブ１１の下端部が、接触子保持孔７５によって保持されて基板４２の所定位置に配置されている。基板４２には、コンタクトプローブ１１の下方位置に、電極部（図示省略）が設けられており、それぞれのコンタクトプローブ１１が導通接触されている。
【００２３】
図２及び図３に示すように、コンタクトプローブ１１は、導電性を有する金属板に対してプレス加工及び曲げ加工を施すことにより形成されたプランジャ１２を備えている。このプランジャ１２には、その上端である先端側に上部接触子１３を有している。上部接触子１３は、プローブ収容孔６１の軸方向に延びた片持形状の一対の接触片１５を有している。これらの接触片１５の先端部には、電極部収容孔６７の大径部６７ａに収容された半田ボール７１に接触する接点部１６が形成されている。これらの接点部１６は、先端へ向かって次第に電極部収容孔６７の径方向外方へ傾斜する摺接面１７を有している。
【００２４】
また、接触片１５は、プローブ収容孔６１より接点部１６側の位置に軸方向と直交する方向に突出した突起部１８を有している。この突起部１８は、接触片１５における接点部１６の先端部１６ａと反対側、つまり、摺接面１７側に形成されている。これらの突起部１８は、その突出方向が互いに逆方向とされており、それぞれの突起部１８の頂点１８ａの位置が、軸方向で見てプローブ収容孔６１より外側に配置されている。また、突起部１８は、接点部１６側からプローブ収容孔６１側に向かって、突出した長さが短くなる傾斜部１９を備えている。
【００２５】
また、プランジャ１２は、その中間部よりも下方側に、一対のガイド棒部２１が形成されており、これらのガイド棒部２１が下方へ延在されている。また、プランジャ１２は、その中間部に、外方へ突出するフランジ部２２を有している。
【００２６】
コンタクトプローブ１１は、プランジャ１２の下方側に、バネ鋼から形成されたコイルスプリング（弾性部材）２５を備えている。このコイルスプリング２５は、その下端部に、巻き径を小さくしつつ軸方向へ密着させて棒状にした下部接触子２６を有している。コイルスプリング２５は、その上端部分が、プランジャ１２のフランジ部２２に係止されている。また、このコイルスプリング２５内には、プランジャ１２のガイド棒部２１が挿入されている。
【００２７】
プローブ収容孔６１は、その軸方向の中間部に段部６２を有しており、この段部６２を境として、上方側がプランジャ１２のフランジ部２２よりも小径に形成され、下方側がプランジャ１２のフランジ部２２よりも僅かに大径に形成されている。これにより、プローブ収容孔６１へ、その下方側から挿し込まれたコンタクトプローブ１１は、プランジャ１２のフランジ部２２が段部６２に係合し、上方側への移動が規制されている。
【００２８】
上記構造の半導体素子用ソケット４１で半導体素子７３を検査する場合は、ハウジング５２に設けられた位置決め板６５のソケット凹部６８へ半導体素子７３を収容させる。すると、図２（ａ）に示すように、半導体素子７３の電極部７２を構成する各半田ボール７１が、位置決め板６５の電極部収容孔６７の大径部６７ａに収容された状態となる。
【００２９】
この状態で、押圧体７４で半導体素子７３を下方へ押圧すると、半導体素子７３とともに位置決め板６５がスプリング６６の付勢力に抗して押し込まれる。これにより、図２（ｂ）に示すように、電極部７２を構成する各半田ボール７１が、対応するコンタクトプローブ１１の上部接触子１３に近接し、これらの上部接触子１３を構成する接触片１５の接点部１６に接触する。
【００３０】
さらに、半導体素子７３が下方へ押圧されると、コンタクトプローブ１１には、軸方向に沿う圧縮力が付与され、コイルスプリング２５が圧縮され、プランジャ１２が押し下げられてプローブ収容孔６１に押し込められる。すると、上部接触子１３の各接触片１５の突起部１８がプローブ収容孔６１の縁部に接触して摺動する。
【００３１】
これにより、各接触片１５がプローブ収容孔６１の内方にある軸に接近する方向へ変位され、各接触片１５が、その基端部分を中心として軸方向と直交する方向へ円弧状に変位される。すると、接点部１６も基端部分を中心として軸方向と直交する径方向外方へ円弧状に変位することとなり、接点部１６の摺接面１７が、半導体素子７３の電極部７２を構成する各半田ボール７１の表面に摺接し、半田ボール７１の表面がワイピングされる。
【００３２】
したがって、半田ボール７１の表面または接点部１６の表面が酸化被膜で覆われていたり、半田ボール７１の表面または接点部１６の表面に異物が付着したりしていたとしても、半田ボール７１と接点部１６とが互いに摺動することで、酸化被膜や異物が除去される。よって、半田ボール７１と接点部１６とが確実かつ安定的に導通される。これにより、半導体素子７３の電極部７２と基板４２の電極部とがコンタクトプローブ１１を介して確実に導通され、半導体素子７３の検査が可能となる。
【００３３】
検査終了後、半導体素子７３を半導体素子用ソケット４１から取り外すと、押し込まれていたコンタクトプローブ１１のプランジャ１２が、スプリング２５の付勢力によって上昇する。
【００３４】
プランジャ１２の各接触片１５の突起部１８は、プローブ収容孔６１の縁部に対して接触して摺動する構成であり、また、頂点１８ａがプローブ収容孔６１より外側にあるので、プランジャ１２が下降してもプローブ収容孔６１内に突起部１８が完全に入ってしまうことがない。また、突起部１８がプローブ収容孔６１内に挟まれてロックされてしまうようなことがない。したがって、半導体素子７３が半導体素子用ソケット４１から取り外されると、各コンタクトプローブ１１では、そのプランジャ１２がスプリング２５の付勢力によって確実に初期の位置に戻る。
【００３５】
以上説明したように、上記実施形態に係る半導体素子用ソケット４１によれば、プランジャ１２の接触片１５に突起部１８が設けられていることで、半導体素子７３の電極部７２を構成する半田ボール７１と接触したプランジャ１２が下降すると、突起部１８がプローブ収容孔６１に対して摺動し、接触片１５が孔内方（軸に接近する方向）に変位する。それにより、接点部１６が半導体素子７３の半田ボール７１の表面をワイピングするので、半田ボール７１の表面または接点部１６の表面が酸化被膜で覆われていたり、半田ボール７１の表面または接点部１６の表面に異物が付着したりしていたとしても、酸化被膜や異物を確実に除去することができる。したがって、半田ボール７１と接点部１６とを確実かつ安定的に導通させることができる。
【００３６】
また、プローブ収容孔６１に収容されたコンタクトプローブ１１は、コイルスプリング２５にプランジャ１２を重ねて配置するだけの構造とすることができ、これにより、容易に組み立てを行うことができる。また、プランジャ１２の接触片１５の突起部１８がプローブ収容孔６１の縁部に対して接触して摺動する構成であり、突起部１８の頂点１８ａがプローブ収容孔６１より外側にあるので、プランジャ１２が下降してもプローブ収容孔６１内に完全に入ってしまうことがない。そのため、突起部１８がプローブ収容孔６１内に挟まれてロックされてしまうような不具合を防止することができる。これにより、プランジャ１２を確実に初期位置に戻すことができる。
【００３７】
また、突起部１８が、接点部１６側からプローブ収容孔６１側に向かって突出した長さが短くなる傾斜部１９を備えているので、傾斜部１９によって突起部１８がプローブ収容孔６１の縁部に対して円滑に摺動する。これにより、コンタクトプローブ１１のプランジャ１２を円滑に昇降させることができ、プランジャ１２を、より確実に初期位置に戻すことができる。
【００３８】
さらに、コンタクトプローブ１１のプランジャ１２に形成された接触片１５が一対で並設され、各接触片１５の突起部１８の突出方向が逆にされているので、プローブ収容孔６１からバランス良く反力を受けることとなる。これにより、プローブ収容孔６１に対するプランジャ１２の傾きを抑制でき、電極部７３に対する接点部１６での安定した接触を図ることができる。また、プランジャ１２の傾きを抑制することで、プランジャ１２とプローブ収容孔６１との間で過度な摩擦力が生じず、それにより、プランジャ１２の安定した状態での円滑な昇降が可能となる。しかも、各接触片１５にそれぞれ接点部１６が設けられているので、電極部７３に対してより確実に導通させることができる。
【００３９】
次に、半導体素子用ソケット４１に用いられるコンタクトプローブの他の形態例について説明する。
図４（ａ）に示すものは、プランジャ１２の接触片１５の突出部１８を、接点部１６の先端部１６ａ側、つまり、摺接面１７と反対側に形成したコンタクトプローブ１１Ａである。
【００４０】
図４（ｂ）に示すように、このコンタクトプローブ１１Ａを備えた半導体素子用ソケット４１の場合も、プランジャ１２が押し下げられて突起部１８がプローブ収容孔６１の縁部に接触して摺動すると、各接触片１５がプローブ収容孔６１の内方にある軸に接近する方向へ変位され、各接触片１５が、その基端部分を中心として軸方向と直交する方向へ円弧状に変位される。
【００４１】
すると、接点部１６は、基端部分を中心として軸方向と直交する径方向内方へ円弧状に変位することとなり、接点部１６の摺接面１７が、半導体素子７３の電極部７２を構成する各半田ボール７１の表面に摺接し、半田ボール７１の表面がワイピングされて酸化被膜が除去される。よって、半田ボール７１と接点部１６とが確実かつ安定的に導通される。
【００４２】
図５（ａ）に示すものは、プランジャ１２の接触片１５に、側面視台形状の突起部３０が設けられたコンタクトプローブ１１Ｂである。そして、この突起部３０は、その台形状の上底部分が頂点３０ａとされ、プローブ収容孔６１側の側辺部分が傾斜部３０ｂとされている。突起部３０は、接点部１６の先端部１６ａ側、つまり、摺接面１７と反対側に形成されている。また、このコンタクトプローブ１１Ｂを備えた半導体用ソケット４１では、プローブ収容孔６１の開口縁に、内周側へ突出する突出部６１ａを有している。
【００４３】
図５（ｂ）に示すように、このコンタクトプローブ１１Ｂを備えた半導体素子用ソケット４１の場合、プランジャ１２が押し下げられると、突起部３０がプローブ収容孔６１の縁部に形成された突出部６１ａに接触して摺動する。これにより、各接触片１５がプローブ収容孔６１の内方にある軸に接近する方向へ変位され、各接触片１５が、その基端部分を中心として軸方向と直交する方向へ円弧状に変位される。
【００４４】
すると、接点部１６は、基端部分を中心として軸方向と直交する径方向内方へ円弧状に変位することとなり、接点部１６の摺接面１７が、半導体素子７３の電極部７２を構成する各半田ボール７１の表面に摺接し、半田ボール７１の表面がワイピングされて酸化被膜が除去される。よって、半田ボール７１と接点部１６とが確実かつ安定的に導通される。
【００４５】
また、このコンタクトプローブ１１Ｂでは、プランジャ１２の突起部３０を側面視台形状としているので、接触片１５の形状の簡素化によるコストダウンを図ることができる。また、プローブ収容孔６１の縁部に突出部６１ａをすることにより、突起部３０の高さを小さくすることができ、接触片１５の形状のさらなる簡素化を図ることができる。
【００４６】
図６（ａ）に示すものは、プランジャ１２に、一つの接触片１５が形成され、さらに、この接触片１５よりも短い補助片３１が接触片１５と並んで設けられたコンタクトプローブ１１Ｃである。
【００４７】
図６（ｂ）に示すように、このコンタクトプローブ１１Ｃを備えた半導体素子用ソケット４１の場合、プランジャ１２が押し下げられると、一つの接触片１５に形成された突起部１８がプローブ収容孔６１の縁部に接触して摺動する。すると、接触片１５がプローブ収容孔６１の内方にある軸に接近する方向へ変位され、接触片１５が、その基端部分を中心として軸方向と直交する方向へ円弧状に変位される。
【００４８】
すると、接点部１６は、基端部分を中心として軸方向と直交する径方向内方へ円弧状に変位することとなり、接点部１６の摺接面１７が、半導体素子７３の電極部７２を構成する各半田ボール７１の表面に摺接し、半田ボール７１の表面がワイピングされて酸化被膜が除去される。よって、半田ボール７１と接点部１６とが確実かつ安定的に導通される。
【００４９】
また、このコンタクトプローブ１１Ｃでは、プランジャ１２が傾こうとしたときに補助片３１がプローブ収容孔６１に接触するので、プランジャ１２がプローブ収容孔６１内で大きく傾くことを防止できる。これにより、プランジャ１２を安定して昇降させることができ、プランジャ１２を確実に初期位置に戻すことができる。
【００５０】
図７（ａ）に示すものは、プランジャ１２に、一つの接触片１５が形成され、さらに、この接触片１５よりも短い補助片３１が接触片１５と並んで設けられたコンタクトプローブ１１Ｄである。また、補助片３１は、プローブ収容孔６１より先端側の位置に軸方向と直交する方向に突出した補助片突起部３２を有し、補助片突起部３２の突出方向が、接触片１５の突起部１８の突出方向と逆とされている。また、この補助片突起部３２も、その頂点３２ａがプローブ収容孔６１の外側に配置され、プローブ収容孔６１側に向かって、突出した長さが短くなる傾斜部３３を有している。
【００５１】
図７（ｂ）に示すように、このコンタクトプローブ１１Ｄを備えた半導体素子用ソケット４１の場合、プランジャ１２が押し下げられると、接触片１５及び補助片３１に形成された突起部１８及び補助片突起部３２がプローブ収容孔６１の縁部に接触して摺動する。すると、接触片１５及び補助片３１がプローブ収容孔６１の内方にある軸に接近する方向へ変位され、接触片１５及び補助片３１が、その基端部分を中心として軸方向と直交する方向へ円弧状に変位される。
【００５２】
すると、接触片１５では、接点部１６が、基端部分を中心として軸方向と直交する径方向内方へ円弧状に変位することとなり、接点部１６の摺接面１７が、半導体素子７３の電極部７２を構成する各半田ボール７１の表面に摺接し、半田ボール７１の表面がワイピングされて酸化被膜が除去される。よって、半田ボール７１と接点部１６とが確実かつ安定的に導通される。
【００５３】
また、このコンタクトプローブ１１Ｄでは、プランジャ１２が傾こうとしたときに補助片３１がプローブ収容孔６１に接触するので、プランジャ１２が大きく傾くことを防止できる。特に、補助片３１は、接触片１５の突起部１８の突出方向と逆へ突出した補助片突起部３２を有しているので、プローブ収容孔６１からバランス良く反力を受けることとなり、プランジャ１２の傾きをより確実に防止できる。これにより、プランジャ１２を安定して昇降させることができ、プランジャ１２を確実に初期位置に戻すことができる。
【００５４】
次に、異なる構造の半導体素子用ソケットについて説明する。
図８に示すように、この半導体素子用ソケット８１では、複数のコンタクトプローブ１１を収容したプローブ収容ブロック８３を有している。このプローブ収容ブロック８３は、検査装置の検査回路基板や、電子機器の回路基板などの基板８２上に、位置決めピン８４を位置決め穴８５へ嵌合させることによって位置決めされて固定される。
【００５５】
プローブ収容ブロック８３は、それぞれ絶縁性を有する第１ハウジング８６と第２ハウジング８７とから構成されている。第１ハウジング８６には、その上面に、保持凹部８８が形成されており、この保持凹部８８に、第２ハウジング８７が嵌め込まれて保持されている。第１ハウジング８６と第２ハウジング８７とは、位置決めピン９０で位置決めされてビス８９で締結固定されている。
【００５６】
第２ハウジング８７には、複数のプローブ収容孔９１が形成されており、これらのプローブ収容孔９１には、下方側からコンタクトプローブ１１が挿し込まれて収容されている。
【００５７】
第２ハウジング８７には、その上面側に、ソケット凹部９２が形成されており、このソケット凹部９２には、半田ボール７１を有する複数の電極部７２が下面側に設けられた半導体素子７３が上方側から収容可能とされている。このソケット凹部９２に半導体素子７３を収容すると、半導体素子７３の半田ボール７１からなる電極部７２がプローブ収容孔９１から突出したコンタクトプローブ１１の接点部１６上に配置される。
【００５８】
また、第１ハウジング８６には、各プローブ収容孔９１と連通する複数の接触子保持孔９３が形成されている。これらの接触子保持孔９３には、各プローブ収容孔９１に収容されたコンタクトプローブ１１の下端部が挿入されている。これにより、コンタクトプローブ１１の下端部が、接触子保持孔９３によって保持されて基板８２の所定位置に配置されている。基板８２には、コンタクトプローブ１１の下方位置に、電極部（図示省略）が設けられており、それぞれのコンタクトプローブ１１が導通接触されている。
【００５９】
上記構造の半導体素子用ソケット８１で半導体素子７３を検査する場合は、第２ハウジング８７のソケット凹部９２へ半導体素子７３を収容させる。すると、半導体素子７３の各半田ボール７１が、プローブ収容孔９１から突出されたコンタクトプローブ１１の接点部１６上に配置された状態となる。
【００６０】
この状態で、押圧体７４で半導体素子７３を下方へ押圧すると、コンタクトプローブ１１には、軸方向に沿う圧縮力が付与され、コイルスプリング２５が圧縮され、プランジャ１２が押し下げられてプローブ収容孔９１に押し込められる。すると、上部接触子１３の各接触片１５の突起部１８がプローブ収容孔９１の縁部に接触して摺動する。
【００６１】
これにより、各接触片１５がプローブ収容孔９１の内方にある軸に接近する方向へ変位され、各接触片１５が、その基端部分を中心として軸方向と直交する方向へ円弧状に変位される。すると、接点部１６も基端部分を中心として軸方向と直交する径方向外方へ円弧状に変位することとなり、接点部１６の摺接面１７が、半導体素子７３の電極部７２を構成する各半田ボール７１の表面に摺接し、半田ボール７１の表面がワイピングされる。
【００６２】
したがって、半田ボール７１の表面または接点部１６の表面が酸化被膜で覆われていたり、半田ボール７１の表面または接点部１６の表面に異物が付着したりしていたとしても、半田ボール７１と接点部１６とが互いに摺動することで、酸化被膜や異物が除去される。よって、半田ボール７１と接点部１６とが確実かつ安定的に導通される。これにより、半導体素子７３の電極部７２と基板８２の電極部とがコンタクトプローブ１１を介して確実に導通され、半導体素子７３の検査が可能となる。
【００６３】
検査終了後、半導体素子７３を半導体素子用ソケット８１から取り外すと、押し込まれていたコンタクトプローブ１１のプランジャ１２が、スプリング２５の付勢力によって上昇する。
【００６４】
ここで、プランジャ１２の各接触片１５の突起部１８は、プローブ収容孔９１の縁部に対して接触して摺動する構成であり、頂点１８ａがプローブ収容孔９１より外側にあるのでプランジャ１２が下降してもプローブ収容孔９１内に突起部１８が完全に入ってしまうことがなく、突起部１８がプローブ収容孔９１内に挟まれてロックされてしまうようなことがない。したがって、半導体素子７３が半導体素子用ソケット８１から取り外されると、各コンタクトプローブ１１は、そのプランジャ１２がスプリング２５の付勢力によって確実に初期の位置に戻る。
【００６５】
なお、上記の半導体素子用ソケット８１では、コンタクトプローブ１１を備えたものを例示したが、この半導体素子用ソケット８１においても、他のコンタクトプローブ１１Ａ〜１１Ｄを用いることができる。
【００６６】
また、上記実施形態では、半導体素子７３を検査する場合を例示して説明したが、本発明の半導体素子用ソケット４１，８１は、各種の機器等への半導体素子７３の実装時の実装用ソケットとしても用いることができる。その場合、半導体素子用ソケット４１，８１は、実装用基板からなる基板４２，８２に取り付けられる。
【符号の説明】
【００６７】
１１，１１Ａ〜１１Ｄ：コンタクトプローブ、１２：プランジャ、１５：接触片、１６：接点部、１８，３０：突起部、１８ａ，３０ａ，３２ａ：頂点、１９，３０ｂ，３３：傾斜部、２５：コイルスプリング（弾性部材）、３１：補助片、３２：補助片突起部、４１，８１：半導体素子用ソケット、４２，８２：基板、４３，８３：プローブ収容ブロック、６１，９１：プローブ収容孔（収容孔）、７２：電極部、７３：半導体素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子の電極部と基板の電極部とを導通させるコンタクトプローブと、
前記コンタクトプローブを収容する収容孔が形成されたプローブ収容ブロックと、を備えた半導体素子用ソケットであって、
前記コンタクトプローブは、前記半導体素子の電極部が接触される接点部を有するプランジャと、前記プランジャを前記半導体素子の電極部に向けて付勢する弾性部材とを備え、
前記接点部は、前記プランジャに設けられ前記収容孔の軸方向に延びた片持形状の接触片の先端に設けられ、
前記接触片は、前記収容孔より前記接点部側の位置に前記軸方向と直交する方向に突出した突起部を有し、前記突起部の頂点の位置が、前記軸方向で見て前記収容孔より外側にあり、
前記プランジャが前記弾性部材の付勢力に対抗して前記軸方向に変位すると、前記突起部が前記収容孔の縁部に対して接触して摺動することにより、前記接触片が前記軸方向と直交する方向に変位されることを特徴とする半導体素子用ソケット。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体素子用ソケットであって、
前記突起部は、前記接点部側から前記収容孔側に向かって前記突出した長さが短くなる傾斜部を備えていることを特徴とする半導体素子用ソケット。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体素子用ソケットであって、
前記プランジャには、前記接触片が一対並設され、各前記突起部の突出方向が逆であることを特徴とする半導体素子用ソケット。
【請求項４】
請求項１または２に記載の半導体素子用ソケットであって、
前記プランジャには、前記接触片より短い補助片が前記接触片と並んで設けられていることを特徴とする半導体素子用ソケット。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体素子用ソケットであって、
前記補助片は、前記収容孔より前記接点部側の位置に前記軸方向と直交する方向に突出した補助片突起部を有し、前記補助片突起部の突出方向は、前記接触片の前記突起部の突出方向と逆であることを特徴とする半導体素子用ソケット。
【請求項１】
半導体素子の電極部と基板の電極部とを導通させるコンタクトプローブと、
前記コンタクトプローブを収容する収容孔が形成されたプローブ収容ブロックと、を備えた半導体素子用ソケットであって、
前記コンタクトプローブは、前記半導体素子の電極部が接触される接点部を有するプランジャと、前記プランジャを前記半導体素子の電極部に向けて付勢する弾性部材とを備え、
前記接点部は、前記プランジャに設けられ前記収容孔の軸方向に延びた片持形状の接触片の先端に設けられ、
前記接触片は、前記収容孔より前記接点部側の位置に前記軸方向と直交する方向に突出した突起部を有し、前記突起部の頂点の位置が、前記軸方向で見て前記収容孔より外側にあり、
前記プランジャが前記弾性部材の付勢力に対抗して前記軸方向に変位すると、前記突起部が前記収容孔の縁部に対して接触して摺動することにより、前記接触片が前記軸方向と直交する方向に変位されることを特徴とする半導体素子用ソケット。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体素子用ソケットであって、
前記突起部は、前記接点部側から前記収容孔側に向かって前記突出した長さが短くなる傾斜部を備えていることを特徴とする半導体素子用ソケット。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体素子用ソケットであって、
前記プランジャには、前記接触片が一対並設され、各前記突起部の突出方向が逆であることを特徴とする半導体素子用ソケット。
【請求項４】
請求項１または２に記載の半導体素子用ソケットであって、
前記プランジャには、前記接触片より短い補助片が前記接触片と並んで設けられていることを特徴とする半導体素子用ソケット。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体素子用ソケットであって、
前記補助片は、前記収容孔より前記接点部側の位置に前記軸方向と直交する方向に突出した補助片突起部を有し、前記補助片突起部の突出方向は、前記接触片の前記突起部の突出方向と逆であることを特徴とする半導体素子用ソケット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２５２８９３（Ｐ２０１２−２５２８９３Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２４９２４（Ｐ２０１１−１２４９２４）
【出願日】平成２３年６月３日（２０１１．６．３）
【出願人】（０００１７７６９０）山一電機株式会社 (233)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月３日（２０１１．６．３）
【出願人】（０００１７７６９０）山一電機株式会社 (233)
【Ｆターム（参考）】
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