CN1281965C - 半导体封装的插座和端子 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一个插座连接器(TS)，其具有与设在半导体封装的一侧上的若干个焊接球(S)相接触的若干个端子，一个设有一安装孔(11)以安装各个端子(10)的插座本体(15)，一个刺穿过插座本体的高度方向的通孔以及一个端子支撑孔(13)。每个端子(10)设有一个沿着通孔延伸的直立部(101)，一个从插入到通孔内的直立部的近基端部延伸的支撑部，以及一个形成在直立部的自由端以与焊接球相接触的接触部。每个接触部所设的高度使得它从插座本体的表面突出。一个导向凸块(14)位于与每个端子的接触部相面对的位置处。所述接触部和所述导向凸块以一定的间隔设置使得焊接球能与所述接触部和所述导向凸块都接触。

Description

半导体封装的插座和端子

技术领域

本发明是关于半导体封装的一个插座，该插座设有若干个端子以与设在半导体封装的一侧上的若干个焊接球相接触，以及关于这些端子。

背景技术

近来，因为信息处理设备的微型化及其性能的高速化，减少集成电路的间距一直在发展。对应于这种需求，实际的安装方法正从通孔型向表面安装型转变并且端子的设置也从外围设置变为阵列设置。而且，在这种阵列设置中，一种球状栅格阵列(BGA)，其中的焊接球以阵列的方式设在封装的表面，成为封装的一种主要类型，其中这些端子可以安装在封装的表面。

在插座使用在BGA型集成电路和基片之间的情况下，该插座在一些场合实际是安装在基片上来与集成电路互换，加上通过使用一种测试插座来对集成电路进行老化测试或高频测试的情况。在该插座内，有必要通过集成电路上的端子和形成在基片上的端子与插座内所有端子进行完全的接触来保持充分的电性传导。

另一方面，因为集成电路的密度或运行速度的增加，就要求减少相对于高速脉冲的自感应。为了满足这种要求，有必要使得通过端子内(接触部之间的间隔)电流的路径长度尽可能的小，其中所述端子设置在集成电路的端子和基片的端子之间。

通常，例如，日本专利公开号平8-222335揭示了一个半导体封装的插座，该插座具有若干个以阵列方式设置的焊接球。

如图12至图14所示，该申请公开的插座300设有一个端子305。该端子305是由一个金属板冲制而成，并设有一个基体302，该基体302在其两侧设有侧壁301并大致具有“U”型的截面，以及大致具有“C”型的接触片303，该接触片303具有弹性并自基体302的底部向着侧壁301突出并延伸到基体302的上方，一个设在接触片的末端的邻近处以与集成电路的焊接球S相接触的接触部303a，一个自基体302的底端部沿着相反于接触片303的方向而凸伸的接触部304。

在这种测试插座内，为了焊接球S挤压地与接触部303接触，接触片303形成具有弧形的片簧。基于该理由，缩短从接触部303a到接触部304之间导电路径的长度是困难的。因此，就不可能减少自感应。这就导致了一个问题，即在高频范围内不能实现对半导体封装的高精度的测试或鉴定。另外，因为端子片303的一侧的大部分是被压地与挤压入口的内壁接触，使得端子进行弹性变形就会困难。

为了试图解决上述问题，一种如图15所示的插座问世了。一个大致具有U型的端子310为压入配合式并固定到插座主体311上，并且除了固定部312以外，直立片313的部分可以弹性变形。这样，当接触部314与焊接球315接触时，直立片313会弹性变形以避免损坏焊接球315。而且，可以减少插座的高度(厚度)。

然而，仍然有如下的问题有待解决。即，这些问题是与进一步减少插座的高度的要求有关的。如图15所示的插座内，由于固定部312的存在而缩短了可以弹性变形的直立片313的长度。基于这种原因，就产生了一个问题，即进一步减少其高度就比较困难。而且，因为端子310的最大尺寸拉长了，就不可能进一步减少自感应。

尤其是关于插座的高度的减少，如果因为进一步减少插座的高度而将可以弹性变形的直立片313的部分缩短，那么弹性就会降低使得加在焊接球315上的负载增加而导致了破坏焊接球315的问题。

减少插座的高度作为一项技术，日本专利公告2001-167857号描述了一种端子片，其中一个弹性端子由若干个具有球状端子固持部的悬臂形成。

在该公布的端子片中，因为所有的悬臂相对于端子片是设在一个平面上，就不可能确保进一步减少高度的优势，却出现了不可能将其以高密度设置的问题。即，因为若干个悬臂为水平的设置在所述平面上，每个弹性端子所占的面积就会增加。结果，就不可能具有高密度的设置方式。

同样，通常，因为端子本身的形状复杂，并且一个球状端子利用了若干个悬臂，这样就带来了安装工时长并且成本增加的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一个半导体封装的插座，该插座可以通过降低插座的高度而减少自感应并能获得高密度的排列设置，并且该插座也考虑到降低成本和端子接触部的接触的可靠性。

本发明采用了如下结构来解决上述问题。根据本发明的一个半导体封装的插座包括与设在所述半导体封装的一侧上的若干个焊接球相接触的若干个端子以及一个设有若干个安装孔以安装各自的端子的插座本体。每个安装孔设有刺穿插座本体的高度方向的通孔和一个端子支撑孔。每个端子设有一个沿着通孔延伸的直立部，一个从插入到通孔内的直立部的近基端部延伸的支撑部，以及一个形成在直立部的自由端以与焊接球相接触的接触部。每个接触部所设的高度使得它从插座本体的表面突出延伸。一个导向凸块设在插座本体的表面上并位于与每个端子的接触部相面对的位置处。所述接触部和导向凸块以一定的间隔设置使得焊接球能与所述接触部和所述导向凸块都接触。

根据本发明，端子的安装孔设有所述通孔和支撑孔，并且所述端子设有沿着通孔延伸的直立部和沿着直立部延伸以插入支撑孔内的支撑部。因此，该直立部是支撑到支撑部上使得它可以弹性变形。结果，就有可能有效利用直立部的全长作为可以弹性变形的一部分。这样，就有可能通过进一步降低插座的高度而减少自感应。同样，因为直立部沿着通孔延伸，相对于端子以水平方式排列的情况，它有可能实现高密度的排列。同样，导向凸块是设置在面对着每个设在插座本体的上表面上的端子的接触部处。所述接触部和所述导向凸块以一定的间隔设置使得焊接球能与所述接触部和所述导向凸块都接触。由于导向凸块是形成在插座本体上，故端子本身可以形成一个简单的结构，因而有可能降低成本。

优选的是，上述通孔所设的尺寸使得直立部可以在通孔的内部移位。因此，因为该直立部可以在通孔的内部移位，所以就允许直立部以一个整体作移动的自由，而不受限制，以便提高每个直立部的独立性。这样，就有可能形成这样一个端子，即通过利用有效弹性部分的长度作为直立部的全长而使得端子持久耐用。

优选的是，一个具有朝向通孔的向下斜坡的斜面形成在上述导向凸块上，并且端子的接触部的表面形成弯曲表面并在其朝着直立部的自由端延伸时沿着远离该斜面的方向而延伸。在所述斜面和弯曲表面以这种方式设置的情况下，使得它们作为导向面而将焊接球平滑的导入所需要的相关位置。尤其，因为接触部的弯曲表面可以被球形的焊接球容易地滑过，这就能够获得低摩擦力的接触。因此，就有可能实现接触的可靠性的提高和降低焊接球上的负载。

优选的是一个用来防止从支撑孔内脱落的防脱落凸块设置在支撑部上。就可能通过该防脱落凸块而可靠的将该支撑部固定到支撑孔内。

优选的是，该插座本体形成一个平面形状，所述每个端子的接触部设置在它的表面上，每个端子的近基端部设在基片安装表面上并且近基端部从基片安装表面上突出延伸。有了这种设置，因为每个端子的近基端部从插座本体的基片安装表面上突出延伸，所以就有可能之间利用该近基端部作为一个端子。例如，就有可能采用这种结构，即插座安装在电路基片上并且每个端子的近基端部于设在电路基片的表面上的端子相接触。这样，就有可能有效利用直立部的全长。这也有助于减少高度。

有可能采用这样的结构，其中插座本体的表面设有一个具有同一深度的凹陷部，并且每个端子的接触部暴露在该凹陷部内。该凹陷部设在插座本体的上表面的一侧上以便暴露每个端子的接触部，因而给予各接触部的移位更多自由度。所以，可能使得通孔更小。

优选的是，一个弯曲成U形的弯曲部形成在端子的直立部和支撑部之间。该弯曲部显示了使得直立部能够弹性变形的效果以及使得支撑部大致平行于直立部的效果。这样，就有可能获得一种方便支撑部安装到支撑孔的结构。

另外一方面，根据本发明的一个端子，用来安装到插座本体上并与设置在半导体封装的一个表面上的若干个焊接球相接触，该端子可以通过加工一个导电的金属板而形成并设有一个直立部，一个形成于直立部的自由端部与焊接球相接触的接触部，一个从直立部的近基端部延伸的支撑部使得直立部支撑到插座本体上，以及一个设置在支撑部和直立部之间的U形弯曲部。

根据本发明的端子，其设有直立部和支撑部。支撑部从直立部的近基端部延伸。因此，直立部支撑到支撑部上使得它可以弹性变形。结果，就有可能有效利用直立部的全长作为弹性变形的部分。这样，就有可能通过进一步减少插座的高度而减少自感应。因为该U形弯曲部是形成在支撑部和直立部之间，所以该直立部被支撑部所支撑以便可以弹性变形，并且同时保持了支撑部和直立部之间的间隔。

优选的是，上述接触部形成了一个弯曲表面，该弯曲表面在其朝着直立部的自由端延伸时沿着进一步远离该焊接球的方向延伸。因为接触部的弯曲表面可以被球形的焊接球容易的滑过，所以它有可能获得低摩擦力的接触。这样，就有可能实现提高接触部的接触可靠性以及减少焊接球上的负载。

有可能采用这种结构，其中端子设有一个反作用部，该反作用部是形成在弯曲成倒U形的接触部和直立部的自由端之间，并且该自由端与插座本体相接触并支撑到插座本体上，因而在反作用部内产生一个反作用力。通过这种设置，就可能提高接触部相对于焊接球的接触力。

附图说明

通过以下参见附图的描述，将能更好地了解本发明的结构的构成和方式，更好地了解本发明的操作，附图中相同的数字指示相同的零部件，附图中：

图1是根据本发明的测试插座的平面图；

图2是沿着图1中X-X线的剖视图；

图3是沿着图1中Y-Y线的剖视图；

图4是根据本发明的端子的放大立体图；

图5是根据本发明的端子的视图，其中(a)是平面图，(b)是前视图，以及(c)是它的右侧视图；

图6是根据本发明的插座本体的平面视图；

图7是沿着图6中X1-X1线的剖视图；

图8是沿着图6中Y1-Y1线的剖视图；

图9是根据本发明的测试插座的部分立体图；

图10是根据本发明的测试插座的基片安装表面侧的立体图；

图11是根据本发明的另一实施例的测试插座的部分放大剖视图；

图12是常规测试插座的剖视图；

图13是一个安装于常规测试插座的端子的前视图；

图14是一个安装于常规测试插座的端子的侧视图；以及

图15是常规测试插座的部分放大剖视图。

具体实施方式

虽然本发明可以允许不同形式的实施例，但一个特定的实施例显示在图中并将会详细描述如下，同时应该明白本发明的揭露只是看作本发明的精神的一个范例，而不是要将本发明限于所解释和描述的范围之内。

图1是本发明实施例的半导体封装的插座(测试插座)的平面图。图2是沿着图1中X-X线的剖视图。图3是沿着图1中Y-Y线的剖视图。图4是端子的放大立体图。

显示在这些图中的检测插座TS为一个半导体封装1的球状栅格阵列型的测试和鉴定插座，该封装具有若干个以阵列形式排列其表面(下表面)一侧上的焊接球S。

该测试插座TS设有若干个以阵列形式排列的端子10，并以对应于半导体封装1的焊接球S的方式设置，以及一个设有若干个安装孔11的插座本体(壳体)15，所述对应端子10安装在这些安装孔11内。所述安装孔11设有刺穿过插座本体15的高度方向的通孔12和用于端子10的支撑孔13。所述支撑孔13独自的设在通孔12的旁边并开口于插座本体15的基片安装表面15b上。

然后，每个端子10设有一个沿着通孔12延伸的直立部101以及一个从直立部101延伸以插入到支撑孔13内的支撑部102。在直立部101的自由端(上端部)形成一个用来与焊接球S相接触的接触部103。该支撑部102自直立部101的近基端部(下端部)而延伸。

每个接触部103所设的高度使得它从插座本体15的表面15a突出。一个导向凸块14设在插座本体15的表面15a上并位于与每个端子10的接触部103相面对的位置处。所述接触部103和导向凸块14以一定的间隔设置使得焊接球S能与两者都接触。

一个朝着通孔向下倾斜延伸的斜面141设在每个导向凸块14上。接触部103的位于面对该斜面141位置处的表面形成弯曲表面，并在其朝着直立部101的自由端(上端)延伸时沿着远离该斜面141的方向延伸。更具体地，它形成一个朝着斜面141扩张的弧形面。

其表面弯曲的接触部103和斜面141就以这种方式设置来获得这样的效果，使得它们作为导向面而将焊接球S平滑的导入所需要的相对位置。尤其，因为接触部103的弯曲表面可以被具有球形表面的焊接球S容易地滑过，这就能够形成低摩擦力的接触。因此，就有可能获得接触的可靠性的提高和与焊接球S的低负载的接触。

关于安装孔11的通孔12，它的尺寸设为直立部101可以在其内部移位。也就是，如图6至图8所示，通孔12本身的形状比直立部12的截面形状大得多。该直立部101适合于在通孔12的内部作容易的移位，因此允许直立部101以一个整体作移动的自由，而不受限制，以便提高每个直立部101的独立性。

因此，就有可能形成这样一个端子，其通过利用直立部101的全长作为有效弹性部分的长度而具有高耐用性。同样，这样，弹性就增加了，因此，一旦接触于焊接球S，焊接球S上的负载就会减少，同时，就有可能克服在沿着插座本体15的厚度(高度)方向上焊接球高度的不一致性。

用来防止从支撑孔13内脱落的防脱落凸块105设置在支撑部102上。该支撑部102通过该防脱落凸块105而可靠地固定到支撑孔103内，同时可以容易地将支撑部102安装到支撑孔103内，这样也有助于制造的容易度。

如图6至图8所示，插座本体15形成一个具有绝缘性能的合成树脂的平面形状。所述每个端子10的接触部103设在本体15的表面15a的一侧上(见图9)。端子10的近基端部104设在基片安装表面15b的一侧上(见图10)。每个近基端部104从基片安装表面15b上突出。

也就是说，端子10的近基端部104从插座本体15的基片安装表面15b上突出，使得近基端部104可以作为一个端子而直接使用。在这种情况下，该测试插座TS是设置在电路基片20上，使得每个端子10的近基端部104与设在电路基片20的表面上的端子21接触。因此，就有可能有效利用直立部101的全长。这也对高度的减少作出了贡献。

插座本体15的表面15a设有一个具有同一深度的凹陷部16，并且至少每个端子10的接触部103暴露在该凹陷部16内。该凹陷部16设在插座本体15的表面15a的一侧以便暴露每个端子10的接触部103并且可能给予各接触部103的移位的更多自由度。所以，可能使得通孔更小。

如图4和5所示，一个弯曲成U形的弯曲部106形成在端子10的直立部102和支撑部102之间。该弯曲部106用来使得直立部101能够弹性变形并使得支撑部102大致平行于直立部101。在这种情况下，直立部101弹性变形的方式包括，例如，在直立部101本身为弯曲的情况下，接触部103会沿着水平或垂直方向移位。

在插座本体15的基片安装表面15b内的支撑孔13和通孔12之间的间隔比直立部和支撑部102之间的间隔要小些。这样设置间隔的原因是，通过避免直立部101与通孔12的内壁接触而增加直立部101的自由度。

因为焊接球S是球形的，所以当面对着斜面141的接触部103与焊接球S相接触时，该接触部会由于直立部101的弹性而远离斜面141。在这种情况下，接触部103具有自然的反作用力，该反作用力试图使得接触部103接近斜面141。因此，通过利用端子的弹性，就有可能提高确保接触部103与焊接球S相接触的可靠性。

如图10所示，在各个端子10安装于相关的安装孔11内的情形下，各端子10的近基端部104稍微突出于插座本体15的基片安装面15b上以形成与电路基片20的端子21相接触的接触部。

在本实施例中，因为当端子10安装在插座本体15的安装孔11内时，支撑部102是压入配合到支撑孔13内，故直立部101可以稍微的上下移位。因此，就有可能吸收与电路基片20形成接触部的近基端部(尾部)104的位置的不一致性。

顺便提及，图9和图10是在端子10安装于本体15的所有安装孔11内的情况下的测试插座TS的立体图。在这之外，图10是为了便于理解而显示基片安装表面的一侧的立体图。

图11是根据本发明另外一个实施例的主要部分的放大剖视图。

在本实施例中，端子10A的形状有点变化。除此之外其结构大致与上述实施例的端子结构相同。因此，相同的参考标号用来指示相同的元件并且省略其解释。

和上述端子10一样，端子10A设有一个直立部101，支撑部102，接触部103，近基端部104，防脱落凸块105和U形弯曲部106。此外，端子10A另设一个反作用部108。该反作用部108是通过将接触部103弯曲成倒U形并将直立部101的自由端109延伸到通孔的内壁而成。该自由端109是设置为与通孔的内壁相接触以便具有反作用力。

当焊接球S设置在接触部103和斜面141之间时，端子10A会沿着图11中的点化线作弹性变形。在这种情况下，由于直立部101加之U形弯曲部106的弹性变形，反作用部108的反作用力也追加为反作用力。所以，在端子与焊接球S之间的接触力小于所需要的接触力的情况下，这种结构可以被采用。

顺便提及，本发明并不限于如前所述的球形栅栏阵列式的测试插座，而可以用于半导体封装的任何插座，如CSP(芯片尺寸封装)型插座。

如上所述，根据本发明，端子的安装孔设有通孔和支撑孔，端子设有沿着通孔延伸的直立部和自直立部延伸而插入到支撑孔的支撑部。因此，直立部支撑到支撑部上使得它可以弹性变形。结果，就有可能有效利用直立部的全长作为弹性变形的部分。这样，就有可能通过进一步减少插座的高度而减少自感应。

同样，因为直立部采用的形式使得它沿着通孔延伸，相对于端子以水平方式排列的情况，它有可能实现高密度的排列。同样，由于端子的有效弹性部分为纵长的构型，故端子不是整个的插入到插座本体内而仅仅是其支撑部压入配合，等等，对于直立部作为一个整体的移动就有可能获得一个自由度，并有可能提高接触部的接触的可靠性。

而且，因为接触部和导向凸块是与一个焊接球接触，并且导向凸块是形成在插座本体内，故端子本身可以形成一个简单的结构，因此而有可能降低成本。

虽然已显示和描述了本发明的实施例，但可以预想，在不脱离本发明的所附权利要求的范围和基本原则的前提下，一般技艺人士可以对本发明设计出多样的更改。

Claims (15)

1.一个半导体封装的插座，包括与设在所述半导体封装的一侧上的若干个焊接球相接触的若干个端子以及一个插座本体，所述插座本体设有若干个安装孔以安装各自的端子，其中每个所述安装孔设有刺穿插座本体的高度方向的通孔和一个端子支撑孔，其特征在于：

每个端子设有一个沿着通孔延伸的直立部，一个从插入到通孔内的直立部的近基端部延伸的支撑部，以及一个形成在直立部的自由端以与焊接球相接触的接触部；

每个接触部所设的高度使得它从插座本体的表面突出，以及一个导向凸块设在插座本体的表面上并位于与每个端子的接触部相面对的位置处；以及

所述接触部和导向凸块以一定的间隔设置使得焊接球能与所述接触部和所述导向凸块都接触。

2.根据权利要求1所述的半导体封装的插座，其中所述通孔的尺寸设置使得直立部可以在其内移位。

3.根据权利要求1所述的半导体封装的插座，其中在所述凸块上形成有一个具有朝向通孔的向下斜坡的斜面。

4.根据权利要求1所述的半导体封装的插座，其中端子的接触部的表面形成一个沿着远离导向凸块的方向延伸的弯曲表面。

5.根据权利要求1所述的半导体封装的插座，其中所述支撑部包括一个用以收容在支撑孔内的防脱落凸块。

6.根据权利要求1所述的半导体封装的插座，其中插座本体形成一个平面形状，所述每个端子的接触部突出在插座本体的表面之上。

7.根据权利要求1所述的半导体封装的插座，其中每个端子的近基端部设在插座本体的基片安装表面上，每个近基端部从基片安装表面上突出。

8.根据权利要求1所述的半导体封装的插座，其中一个具有同一深度的凹陷部设置在插座本体的表面一侧上，并且每个端子的接触部暴露在该凹陷部内。

9.根据权利要求1所述的半导体封装的插座，其中一个弯曲成U形的弯曲部形成在端子的直立部和支撑部之间。

10.根据权利要求1所述的半导体封装的插座，其中每个端子包括一个沿着接触部延伸的反作用部。

11.一个用来安装到插座本体上并与设置在半导体封装的一个表面上的若干个焊接球中的每一个相接触的端子，其特征在于：

所述端子包括一个直立部，一个形成于直立部的自由端部与焊接球相接触的接触部，一个从直立部的近基端部延伸的支撑部使得直立部支撑到插座本体上，一个设置在支撑部和直立部之间的U形弯曲部。

12.根据权利要求11所述的端子，其中所述接触部形成一个弯曲表面，在朝向直立部的自由端延伸时，该弯曲表面沿着远离焊接球的方向延伸。

13.根据权利要求11所述的端子，其中所述端子设有一个自接触部延伸的反作用部。

14.根据权利要求11所述的端子，其中所述端子包括一个形成在接触部和直立部的自由端之间的反作用部。

15.根据权利要求11所述的端子，其中所述端子设有一个反作用部，该反作用部是形成在弯曲呈倒U形的接触部与直立部的自由端之间，所述自由端与插座本体相接触并支撑到其上，因而在反作用部上产生反作用力。

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