キャリアソケット構造体

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【発明の名称】	キャリアソケット構造体
【発明者】	【氏名】新開昇
【要約】	【課題】被検査物のランド部がファインピッチ化しても充分に対応できるキャリアソケット構造体を提供する。【解決手段】このキャリアソケット構造体は、被検査物の押え蓋１、その被検査物のランド部と接触するバンプ端子２Ｂを有するキャリア基板２、キャリア基板２を位置決めして配設するキャリア基板配設用ベース３、およびキャリア基板配設用ベースを搭載するソケットベース４がこの順序で重ね合わされている分解可能な組立構造体であって、押え蓋１の中心部には、小孔１Ａが形成され、キャリア基板配設用ベース３には、その中心部にキャリア基板２のバンプ端子２Ｂの配列を包含する広さの空孔３Ａが形成され、かつその端部には押え蓋１の上から当該押え蓋１とキャリア基板２とを押圧して固定する係止具３Ｃ，３Ｃ，３Ｃ，３Ｃが装着され、ソケットベース４にはその端部に押え蓋１の上から当該押え蓋１とキャリア基板２とキャリア基板配設用ベース３とを押圧して固定する係止具４Ｅ，４Ｅが装着されている。

【特許請求の範囲】
【請求項１】被検査物の押え蓋、前記被検査物のランド部と接触するバンプ端子を有するキャリア基板、前記キャリア基板を位置決めして配設するキャリア基板配設用ベース、および前記キャリア基板配設用ベースを搭載するソケットベースがこの順序で重ね合わされている分解可能な組立構造体であって、前記キャリア基板配設用ベースには、その中心部にキャリア基板の前記バンプ端子の配列を包含する広さの空孔が形成され、かつ端部には押え蓋の上から当該押え蓋とキャリア基板とを押圧して固定する係止具が装着され、前記ソケットベースにはその端部に押え蓋の上から当該押え蓋とキャリア基板とキャリア基板配設用ベースとを押圧して固定する係止具が装着されていることを特徴とするキャリアソケット構造体。
【請求項２】前記押え蓋の中心部には小孔が形成されている請求項１のキャリアソケット構造体。
【請求項３】前記キャリア基板には、各辺部が独立して上下動可能な舌片部になっている四角形状の窓部が形成されており、かつ、前記舌片部に前記バンプ端子の配列が形成されている請求項１のキャリアソケット構造体。
【請求項４】前記ソケットベースの中心部には、前記キャリア基板配設用ベースの前記空孔から前記キャリア基板の前設バンプ端子を押圧する台座が形成されている請求項１のキャリアソケット構造体。
【請求項５】前記キャリア基板配設用ベースの空孔の周縁には、前記キャリア基板のバンプ端子を押圧する台座が形成されている請求項１のキャリアソケット構造体。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ベアチップタイプのＩＣやＬＳＩ、またはパッケージタイプのＬＳＩなどの障害点の有無を検査するときに用いるキャリアソケット構造体に関し、更に詳しくは、上記したような被検査物のランド部がファインピッチ化していても、これら被検査物との電気接続を安定かつ高い信頼性をもって行うことができ、しかも従来のキャリアソケットに比べてその製造コストが安価である新規なキャリアソケット構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】ベアチップのＩＣやＬＳＩ、またはパッケージタイプのＬＳＩ（以後、これらを一括して被検査物という）などの障害点の有無を検査するときには、従来からキャリアソケット構造体が用いられている。例えば、次のようなキャリアソケット構造体が知られている。
【０００３】第１のタイプは、一側に開閉式の押え蓋が取り付けられているベースソケットの中にキャリア基板配設用ベースが一体構造をなして配設され、後述するキャリア基板が前記キャリア基板配設用ベースの所定位置に配置されているものである。そして、前記開閉式押え蓋に被検査物を外形合わせで固定し、その開閉式押え蓋を閉じてベースソケットに組み付けることにより、被検査物のランド部とキャリア基板の信号検出端子とを接触させる構造のものである。
【０００４】第２のタイプは、同じくベースソケットとキャリア基板配線用ベースとの一体構造物の前記キャリア基板配設用ベースの上にキャリア基板を位置決めして配置し、一方、被検査物を外形合わせで固定した基板を前記キャリア基板の上に配置し、その基板を押え板で押圧することにより、被検査物のランド部とキャリア基板の信号検出端子とを接触させる構造のものである。
【０００５】勿論、キャリア基板の信号検出端子はキャリア基板配設用ベースの信号端子と接続し、その信号端子はベースソケットに配列されている信号取り出し端子を介して信号取り出し線と接続しており、被検査物からの信号は前記信号取り出し線から取り出せるようになっていることはいうまでもない。ここで、キャリア基板は、被検査物からの信号を取り出すための信号回路が配線され、前記した被検査物のランド部と接触すべき箇所には複数個の信号検出端子が通常は全体として平面的に四角形状をなして形成されている回路基板である。そして、前記した信号検出端子としては、従来からスプリング付きのコンタクトプローブが採用されていたが、最近ではバンプ端子形式のものが主流になっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従来のキャリアソケットには、いずれも、次のような問題がある。まず、第１の問題は、被検査物とキャリア基板との位置合わせが被検査物の外形合わせで開閉式押え蓋へ固定する（第１のタイプの場合）、また同じく外形合わせで基板へ固定する（第２のタイプの場合）という態様に基づいて行われることである。
【０００７】すなわち、被検査物の外形寸法は、例えばベアチップの場合、±１５μｍ程度の誤差をもっているので、仮にキャリア基板の信号検出端子間のピッチ幅が設計基準どおりの正規寸法になっていたとしても、被検査物のランド部（大きさは６０μｍ角～８０μｍ角）とキャリア基板の信号検出端子とが正確に接触しないということも起こり得る。とくに、第１のタイプの場合には、開閉式押え蓋の取り付け位置も設計基準値に比べて±２０μｍ程度の誤差を有しているので、前記ランド部と前記信号検出端子間で位置ずれを起こす場合が多くなる。
【０００８】とりわけ、最近、被検査物のランド部間のピッチ幅はファイン化しているので、上記した位置ずれは頻発しやすくなる。そのため、分解構造とした押え蓋に被検査物を固定し、そのときの被検査物におけるランド部の位置とキャリア基板の信号検出端子との位置を別々に計測して両者の位置ずれを確認し、その確認した値の分だけ両者間の位置を補正して位置合わせをするということが行われている。しかしながら、その場合には、その確認作業や用いる装置が必要となり、構成されたキャリアソケットは高価なものになってしまうとともに、ランド部のピッチ幅がファイン化している場合にはこれらランド部とキャリア基板の信号検出端子の位置合わせは非常に困難になる。
【０００９】また、例えばキャリア基板の信号検出端子がバンプ端子であった場合、一般に、そのバンプ端子の高さは±３μｍ程度ばらついているので、全てのバンプ端子が被検査物のランド部と接触しないこともあり得る。そして、従来のキャリア基板の場合、前記バンプ端子が配列している箇所は上下動しないので、上記した非接触箇所におけるバンプ端子と非検査物のランド部とを接触させることができず、正確な信号検出はできないことになる。
【００１０】本発明は、前記した第１タイプや第２タイプのキャリアソケット構造体における上記した問題を解決することができ、ランド部のピッチ幅がファイン化している場合でも被検査物とキャリア基板との間で安定かつ信頼性の高い接触状態を実現することができ、しかも製造コストも安価になる新規構造のキャリアソケット構造体の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成するために、本発明においては、被検査物の押え蓋、前記被検査物のランド部と接触するバンプ端子を有するキャリア基板、前記キャリア基板を位置決めして配設するキャリア基板配設用ベース、および前記キャリア基板配設用ベースを搭載するソケットベースがこの順序で重ね合わされている分解可能な組立構造体であって、前記キャリア基板配設用ベースには、その中心部にキャリア基板の前記バンプ端子の配列を包含する広さの空孔が形成され、かつ端部には押え蓋の上から当該押え蓋とキャリア基板とを押圧して固定する係止具が装着され、前記ソケットベースにはその端部に押え蓋の上から当該押え蓋とキャリア基板とキャリア基板配設用ベースとを押圧して固定する係止具が装着されていることを特徴とするキャリアソケット構造体が提供される。
【００１２】とくに、前記キャリア基板には、各辺部が独立して上下動可能な舌片部になっている四角形状の窓部が形成されており、かつ、前記舌片部に前記バンプ端子の配列が形成されており、そして、前記ソケットベースの中心部には、前記キャリア基板配設用ベースの前記空孔から前記キャリア基板の前設バンプ端子を押圧する台座が形成されているキャリアソケット構造体が提供される。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に本発明のキャリアソケット構造体の１例を、その分解斜視図である図１に基づいて説明する。このキャリアソケット構造体は、組み込むキャリア基板の信号検出端子がバンプ端子で形成されている場合のものである。そして、このキャリアソケット構造体は、まず、押え蓋１，キャリア基板２，キャリア基板配設用ベース３，およびソケットベース４をもって構成された組立構造体になっている。
【００１４】押え蓋１は、通常、四角形状をした平板であって、その中心部には後述する作用効果を発揮する小孔１Ａが形成されている。そして、この小孔１Ａを塞ぐようにして、当該押え蓋１の裏面には検査対象の被検査物が取り付けられる。キャリア基板２は、図２で示したように、その平面形状は通常四角形であり、その中心部には、四隅に切り込み２ａを有する四角形状をした窓部２Ａが形成されている。そして、この窓部２Ａは、図２のIII－III線に沿う断面図である図３に示したように、その四辺はいずれも薄い舌片部２ｂになっていて、各舌片部２ｂの上には配線回路２ｃが形成され、その先端に被検査物のランド部と接触すべき複数個のバンプ端子２Ｂの配列が信号検出端子として形成されている。
【００１５】そして、これらバンプ端子２Ｂからの検査信号は配線回路２ｃを通って、キャリア基板２の縁部に位置する出力端子２Ｃから取り出される。したがって、出力端子２Ｃのピッチ幅は舌片部２ｂにおけるバンプ端子２Ｂのピッチ幅に比べて大幅に広くなっている。また、このキャリア基板２の四隅と一方の対角線上の所定箇所には、後述するキャリア基板配設用ベース３への位置決め配置の際に、そのキャリア基板配設用ベース３に突設されている位置決めピン３ａに嵌め込まれる位置決め用穴２ｄが形成されている（図では６個）。
【００１６】このキャリア基板２の場合、窓部２Ａにおける舌片部２ｂは上記したように薄くなっているので弾性的に上下への微小な湾曲運動をすることができる。例えばこの舌片部２ｂを上方に押圧すれば上方に湾曲するので、先端部に位置するバンプ端子２Ｂは、その上方に位置する被検査物のランド部と圧接することができる。そのため、仮にバンプ端子２Ｂの高さがばらついていた場合であっても、上記舌片部２ｂを上方に押圧することにより、全てのバンプ端子２Ｂを被検査物のランド部と接触させることができる。
【００１７】なお、上記した舌片部２ｂの上に配列している複数個のバンプ端子の相互の間に細いスリットを切り込み、個々のバンプ端子がそれぞれ独立して上下動できるようにすると、被検査物のランド部との接触をより安定して行うことができるので好適である。キャリア基板配設用ベース３は、全体として前記押え蓋１よりも若干広い四角形状をなし、その中心部には、後述する作用効果を発揮する空孔３Ａが形成されている。そして、四隅の端部は囲み壁構造３Ｂになっていて、ここに、例えばばね機構（図示しない）によって図１の矢印ｐ方向に開閉駆動する係止具３Ｃが装着されている。また、前記４つの囲み壁構造３Ｂの内側と一方の対角線上の所定箇所には、前記キャリア基板２の位置決め穴２ｄと対応する位置決めピン３ａ（図では６個）が突設されている。
【００１８】なお、前記した空孔３Ａは、通常、キャリア基板２の窓部２Ａと略相似形をした四角形状をしており、その大きさは、前記キャリア基板２の舌片部２ｂにおけるバンプ端子２Ｂが配列している部分を包含できるような大きさになっている。したがって、キャリア基板配設用ベース３の上にキャリア基板２を位置決めして配設すると、キャリア基板の窓部２Ａにおける４つの舌片部２ｂは、空孔３Ａの箇所に平面的に突き出た状態で位置することになる。
【００１９】ソケットベース４は、前記キャリア基板配設用ベース３の全体を収容できる大きな四角形の凹部４Ａを有しており、その周囲を取り囲む土堤状の周縁部４Ｂの上には、キャリア基板２の出力端子２Ｃと接続してバンプ端子２Ｂからの検査信号を取り出すための信号取り出し端子４Ｃが配設され、これらは信号取り出し線４Ｄと接続されている。この信号取り出し端子４Ｃは、例えば、従来から採用されているばね系端子やスプリングつきのコンタクトプローブで形成することができる。
【００２０】そして、周縁部４Ｂの少なくとも２側辺には、例えばばね機構によって図１の矢印ｑ方向に開閉駆動する係止具４Ｅが装着されている。また、凹部４Ａの中心部には、前記したキャリア基板配設用ベース３の空孔３Ａの大きさよりも少し小さい平面形状をした台座４ａが突設されている。このキャリアソケット構造体は次のようにして組み立てることができる。
【００２１】まず、係止具３Ｃを開状態にしてキャリア基板配設用ベース３の位置決めピン３ａに、キャリア基板２の位置決め穴２ａを嵌め込むことにより、キャリア基板２をキャリア基板配設用ベース３の上に位置決め配置する。その結果、図４で示したように、キャリア基板配設用ベースの上には、キャリア基板２がその四隅も囲み壁構造３Ｂで確保された状態で配置される。このとき、キャリア基板配設用ベース３の空孔３Ａの上には、キャリア基板３の窓部２Ａにおける薄い舌辺部２ｂが四方から平面的に突き出し、それぞれの先端部の上面にバンプ端子２Ｂの配列が位置することになる。
【００２２】一方、押え蓋１の小孔１Ａの上に真空ノズル５を配置し、また小孔１Ａの下に検査対象の被検査物６を配置して真空ノズル５で真空引きする。小孔１Ａの大きさは被検査物の大きさよりも小さいので、被検査物６は、図４で示したように、押え蓋１の裏面１ｂに吸引される。ついで、真空ノズル５で吸引されている被検査物６が前記したキャリア基板２に配列しているバンプ端子２Ｂの略直上に位置するように真空ノズル５を移動したのちそれを降下してバンプ端子２Ｂの配列と被検査物６のランド部とを軽く接触させる。
【００２３】そして、キャリア基板配設用ベース３の空孔３Ａの直下に配置した例えば顕微鏡やＣＣＤカメラのような監視手段７を用い、かつ真空ノズル５を平面的に微小移動させながら、バンプ端子２Ｂの配列と被検査物６のランド部（図示しない）との平面的な位置合わせを行い、位置合わせが完了した時点で、四隅の係止具３Ｃを閉状態にして押え蓋１をその上面１ａから押圧したのち真空ノズル５の動作を解除する。
【００２４】その結果、図５で示したように、キャリア基板配設用ベース３の上には、キャリア基板２と被検査物６と押え蓋１とが係止具３Ｃの働きで固定されていて、かつ、キャリア基板２のバンプ端子２Ｂと被検査物６のランド部とは平面的に位置合わせされている一体構造物Ａ１が得られる。なお、上記一体構造物Ａ１の組立てにおいて、押え蓋１の外形寸法をキャリア基板配設用ベース３における四隅の囲み壁構造３Ｂで囲まれている部分の寸法よりも例えば１mm程度小さくしておくと、前記したバンプ端子２Ｂの配列と被検査物６のランド部との位置合わせを行うときに、調整の自由度が大きくなるので好適である。
【００２５】また、被検査物のランド部が大きいかまたはピッチ幅が広い場合には、押え蓋１としては中心部に小孔１Ａが形成されているものでなくてもよく、例えば、裏面に被検査物を固定するばね機構などを備えているものであってもよい。その場合には、前記したような真空ノズルを使用することを必要としないが、その押え蓋１を３次元的に微小移動させることができる手段に取り付けたのち、その手段を移動させながら、同じく、キャリア基板配設用ベース３の空孔３Ａの下から監視手段７を用いることによりバンプ端子２Ｂとその上に位置する被検査物６のランド部との位置合わせを行なえばよい。
【００２６】ついで、周縁部４Ｂに装着されている係止具４Ｅを開状態にして、ソケットベース４の凹部４Ａの中に上記した一体構造物Ａ１を挿入したのち係止具４Ｅを閉状態にし、当該係止具４Ｅで押え蓋１を押圧する。その結果、キャリア基板２の四つの縁部に配列している出力端子２Ｃとソケットベース４の周縁部４Ｂの上に配列している信号取り出し端子４Ｃとが接触し、同時に、凹部４Ａの台座４ａはキャリア基板配設用ベース３の空孔３Ａに嵌まり込み、キャリア基板２の舌辺部２ｂを上方に押し上げるので、仮にバンプ端子２Ｂの高さがばらついていたとしても、これらバンプ端子２Ｂの全てと被検査物のランド部との接触を確実に実現することができる。
【００２７】以上説明したようにして本発明のキャリアソケット構造体は組み立てられる。したがって、前記した一体構造物Ａ１の組立過程で、キャリア基板２のバンプ端子２Ｂと被検査物のランド部との平面的な位置合わせが実現している。その一体構造物Ａ１をソケットベース４に固定する過程で、キャリア基板の出力端子２Ｃとソケットベース４の信号取り出し端子４Ｃとの接触は確実に実現する。そして、ソケットベース４の係止具４Ｅによる固定状態を解除することによりソケットベース４と一体構造物Ａ１に分解することができ、更に係止具３Ｃによる固定状態を解除することにより一体構造物Ａ１をキャリア基板配設用ベース３とキャリア基板２と押え蓋１に分解することができる。
【００２８】なお、前記した一体構造物Ａ１は、それ自体を１個の独立した部材として取り扱うことができる。したがって、例えば検査装置のメインボードの上に複数個のソケットベース４を実装しておき、それらソケットベースに別工程で組み立てておいた一体構造物Ａ１を組み込んで検査に供するということもできる。その場合、キャリア基板２の出力端子のピッチ幅は被検査物のランド部のピッチ幅よりも広くなっているので、その出力端子とソケットベースの端子との接続は手動でも容易に行うことができる。
【００２９】図６は、本発明の構造体におけるキャリア基板配設用ベースの別の態様を示す斜視図である。このキャリア基板配設用ベース３は、中心部の空孔３Ａの４つの縁部のそれぞれに４つの土堤状台座３ｂが突設された構造になっている。このキャリア基板配設用ベース３を用いて図５で示したような一体構造物Ａ１を組み立てると、前記した４つの台座３ｂがキャリア基板２の窓部２Ａにおける舌片部２ｂを上方に押し上げるので、全てのバンプ端子２Ｂと被検査物のランド部との接触が実現する。
【００３０】したがって、図６で示したキャリア基板配設用ベースを用いてキャリアソケット構造体を組み立てる場合には、相手材であるソケットベース４には、図１で示したような台座４ａを設けることは不要になる。図７は、本発明の構造体におけるソケットベースの好適例４’を示す断面図である。
【００３１】このソケットベース４’は、その信号取り出し端子がピン方式ではなくバンプ方式になっているものである。具体的には、凹部４Ａを取り囲む４つの周縁部４Ｂの内側に可撓性を備えた導体回路シート８を装着し、周縁部４Ｂの上面に所定配列のバンプ端子８ａを信号取り出し端子として形成し、また周縁部４Ｂの下面には例えばはんだバンプ８ｂが形成されているものである。
【００３２】この導体回路シート８は、図８で示したように、可撓性を備えた絶縁シート８ｄの片面に所定パターンの導体回路８ｃを形成し、その導体回路８ｃのそれぞれの端部にバンプ端子８ａとはんだバンプ８ｂを、例えばバンプ端子８ａの場合は選択エッチングやめっきバンプで、またはんだバンプ８ｂの場合ははんだめっき法で形成したものである。
【００３３】そして、このソケットベース４’は、ソケットベース４’における周縁部４Ｂの立ち上がり基部に当該周縁部の長手方向に所定のスリット９を刻設し、そのスリット９に上記導体回路シート８を通したのち、周縁部４Ｂの内側に沿わせて曲げて固定することにより製造することができる。本発明の構造体を組み立てるときには、キャリア基板の出力端子２Ｃが上記導体回路シート８のバンプ端子８ａと接触し、またはんだバンプ８ｂは、この構造体が搭載されるマザーボードの端子と溶融接続される。
【００３４】このソケットベース４’の場合は、信号取り出し端子が高価なピン方式ではないため構造体全体の価格を低廉化することができ、また、多信号の検出にとってもピン方式の場合より有利となる。
【００３５】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明のキャリアソケット構造体は、全体が分解可能な組立構造体になっていて、被検査物のランド部とキャリア基板のバンプ端子との平面的な位置合わせはキャリア基板配設用ベースの空孔から監視手段を用いて行うことができ、またソケットベース（またはキャリア基板配設用ベース）の台座によってバンプ端子を上方に押し上げることにより当該バンプ端子の全てと被検査物のランド部とを確実に接触させることができる。したがって、被検査物のランド部のファインピッチ化に対しても、有効に対処することができる。
【００３６】また、別工程で図５で示したような一体構造物Ａ１を組み立ててそれを保管しておき、実際の検査時には、その一体構造物をソケットベースに組み込むという態様で検査工程を進めることができる。

【出願人】	【識別番号】５９５１４５４０７【氏名又は名称】株式会社マシーンアクティヴコンタクト
【出願日】	平成１０年（１９９８）３月２５日
【代理人】	【弁理士】【氏名又は名称】長門侃二
【公開番号】	特開平１１－２７１３９２
【公開日】	平成１１年（１９９９）１０月８日
【出願番号】	特願平１０－７８０８１