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JP4254911B2 - Socket for land grid array type package - Google Patents

Socket for land grid array type package Download PDF

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JP4254911B2
JP4254911B2 JP32097499A JP32097499A JP4254911B2 JP 4254911 B2 JP4254911 B2 JP 4254911B2 JP 32097499 A JP32097499 A JP 32097499A JP 32097499 A JP32097499 A JP 32097499A JP 4254911 B2 JP4254911 B2 JP 4254911B2
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wiring board
electrode group
package
flexible wiring
socket
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Molex LLC
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アレイ状の端子電極を有するランドグリッドアレイ型パッケージを基板に実装する際に好適に用いられるソケットの技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、それぞれ異なる熱膨張係数を有する二つの基板上に形成された電極群どうしを、相互に対向させて信頼性良く接続することは、困難であることが知られている。そのため、半導体をプリント配線基板に実装する作業を行う場合、従来から次のような方法が採用されていた。
【0003】
即ち、半導体パッケージをプリント配線基板上に搭載し電気的に接続する作業を行う場合、例えば半導体チップを長いリードのあるQFP(クオードフラットパッケージ)の形に作り、このパッケージをプリント配線基板上に搭載することが行われていた。この方法によれば、周囲温度の変化による半導体とプリント配線基板との寸法差を、リードによって吸収させることが可能である。
【0004】
また、電子機器の小型化及び高速動作等を目的として、半導体のパッケージの形態を、BGA(ボールグリッドアレイ)やLGA(ランドグリッドアレイ)などのような形態とすることが従来から行われている。これは、パッケージの裏側に、リードの代わりにグリッドアレイ状の端子電極を設けたものである。
【0005】
しかし、長いリードを有するパッケージを用いた場合、パッケージが大きくなり、またリードが長いために信号が遅れ、高速信号処理ができないなどの問題を有していた。また、BGAやLGA等のパッケージをプリント配線基板上に搭載し、半田付けする場合、プリント配線基板とパッケージの熱膨張の差により発生する応力を吸収できず、接続の信頼性が得られないという問題を有していた。
【0006】
この点の解決策として、LGA型パッケージ用ソケットを使用する技術が開発されている。
図7は、LGA型パッケージをプリント配線基板上に実装する際に用いるソケットの例を示す分解斜視図である。このソケット301は、ソケット本体302と、カバー303とを備える。ソケット本体302には、半導体パッケージ304が装着される装着部305が設けられている。
【0007】
装着部305には、パッケージ304の裏側のグリッドアレイ状の端子電極群と、プリント配線基板306上の電極とを電気的に接続するためのコンタクト310(図8参照)が設けられている。コンタクト310の接触力は、カバー303でパッケージ304をソケット本体302に押し付ける力によって得られる構成としている。カバー303でパッケージ304を押し付ける力は、ボルト307によってカバー303をソケット本体302に取り付けた状態で作用するスプリング308の反発力によって得られる。309はプリント配線基板306に裏当てするスティフナーである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、こような従来のLGA型パッケージ用ソケットでは、以下のような点で解決すべき課題がある。
【0009】
第1に、カバー303のスプリング308によって、パッケージ304をソケット本体302側へ押し付ける力の分布の問題である。スプリング308は、カバー303の周囲付近に配置している。従って、パッケージ304を押し付ける力はパッケージ304の周辺部に作用する。そのため、パッケージ304には、コンタクト310の反発力により、中央部が上方へ膨らむように湾曲する偏った力が作用する。その結果、パッケージ304の端子電極群とプリント配線基板306の電極群との接触強さが、パッケージ304の中央部と周辺部とで相異する問題が生じる。この問題は、パッケージ304の薄型化を図るほど顕著になる。なぜなら、パッケージ304が薄くなるほど撓み易くなるからである。
【0010】
第2に、弾性変形するコンタクト310をソケット本体302に多数設ける構成のソケット301では、コンタクト310の存在がソケット301の小型化を図る妨げとなる問題である。この点を考慮し、パッケージ304の端子電極群とプリント配線基板306上の電極との間に、電極接続用のフレキシブルプリント配線板(FPC)を介在させて電極どうしを接続する技術も考えられている。この技術では、フレキシブルプリント配線板を用いるため、接続用電極を微小にして高密度化することで、半導体の小型化、高密度化に対応するパッケージ用ソケットとして構成することができる。しかし、この技術は、フレキシブルプリント配線板の両面の相対する位置に接続用の電極を設ける考え方を採用しているだけであるため、これだけでは高い接続信頼性を得るには十分でなく、更なる改良を加える必要性があった。
【0011】
よって、本発明の課題は、ランドグリッドアレイ型パッケージの端子電極群と基板上の電極群との高い接続信頼性を得ることができ、しかも、半導体パッケージの薄型化、小型化、高密度化にも対応可能なランドグリッドアレイ型パッケージ用ソケットを提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用した。
本発明の第1の手段は、ランドグリッドアレイ型パッケージを基板に実装するためのソケットであって、前記パッケージのアレイ状の端子電極群と接続される第1電極群が一方の面に設けられ、他方の面に基板上の電極群と接続される第2電極群が設けられたフレキシブル配線板と、そのフレキシブル配線板が装着されたソケット本体と、前記パッケージを前記ソケット本体側へ押さえ付けるカバーとを備え、
前記第1電極群の各電極と、前記第2電極群の各電極とは、そのフレキシブル配線板の厚さ方向において互いに重ならないように配置されていることを特徴とする。
【0013】
この手段によれば、フレキシブル配線板の第1電極群の各電極と、第2電極群の各電極とが、フレキシブル配線板の厚さ方向において互いに重ならないように配置されている。このため、パッケージ及びフレキシブル配線板をカバーで押さえ付けて加圧すると、第1電極群の各電極と、第2電極群の各電極との間のフレキシブル配線板の部分が加圧方向に弾性的に湾曲してバネを形成する。このバネは、パッケージと基板との熱膨張の差による応力を緩和する作用を発揮する。さらに、電極どうしの接続強さを高める作用も発揮する。これにより、パッケージの端子電極群と基板上の電極群との高い接続信頼性を得ることができる。
【0014】
本発明の第2の手段は、第1の手段における前記基板上の電極群と接続される第2電極群の各電極を半田ボールにより構成した。このようにすれば、基板上の電極群とフレキシブル配線板の第2電極群とを半田フロー技術を用いて容易に接続することができる。
【0015】
本発明の第3の手段は、前記第1電極群及び第2電極群をそれぞれ金属バンプで構成した。このようにすれば、各電極群を、高密度化及び高精度化できるプリント技術で製作するフレキシブルプリント配線板を用いるのに好適な構成とすることができる。
【0016】
本発明の第4の手段は、前記ソケット本体と前記フレキシブル配線板との間に、そのフレキシブル配線板を前記カバーにより加圧する方向と直交する方向に引っ張る力を与えるテンション装置を設けた構成とした。このようにテンション装置を設けた場合、フレキシブル配線板の表面に張力が生じるので、フレキシブル配線板の平坦度を向上させることができる。これにより、電極どうしの接触状態をより均一にすることができる。また、テンション装置の引っ張り強さを調整することで、フレキシブル配線板の柔軟性や弾力性等を電極どうしの接続に最適な状態に調整することが可能になる。
【0017】
本発明の第5の手段は、前記パッケージの表面に対向する前記カバーの裏面部分に、前記パッケージの表面に直接又はラバーを介して接触させる複数の突起を設ける構成とした。このようにすれば、カバーに設けた複数の突起でパッケージの表面に直接又は間接的に複数箇所で点接触させることができる。
【0018】
本発明の第6の手段は、前記複数の突起が前記カバーの裏面部分に沿って格子状に配列されており、それら各突起の高さは、中央付近に位置する突起から周辺に位置する突起に向かうにしたがって低くなるように設定されている構成とした。このようにすれば、各突起の突出長を設定するだけで、パッケージの表面を均一な力で押し付けることができる。したがって、パッケージの湾曲を防止し、電極どうしの接触強さの均一性を高めることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
図1に本発明の実施の形態に係るランドグリッドアレイ型パッケージ用ソケット1の分解斜視図を示した。図2にカバーの裏面を示す斜視図を、図3に突起の断面図を示した。また、図4にフレキシブル配線板の第1電極群と第2電極群の拡大斜視図を示した。
【0020】
このランドグリッドアレイ型パッケージ用ソケット1は、図1に示すように、ポジショナーとしてのソケット本体2と、パッケージ4を搭載する電極接続用のフレキシブル配線板30と、基板(ボード)6の裏当てに用いるスティフナー9と、カバー3と、それら各部材の組立及び基板6への固定に用いる複数の止めネジ7とを備えている。基板6にはプリント配線板が用いられている。
【0021】
ソケット本体2は平面正方形の板状に形成され、その中央部分にフレキシブル配線板30を装着するための装着部21が設けられている。装着部21は、中央に設けた正方形の開口部分22と、その開口部分22の四隅に位置する形態となるように、ソケット本体2の表面側に設けた位置決め凹部23とを有する。したがって、位置決め凹部23は4箇所に設けられているが、図1では3箇所しか示されていない。
【0022】
フレキシブル配線板30は、半導体パッケージ4の裏側のグリットアレイ状の端子電極群(図示せず)と、基板6上の電極群(図示せず)とを電気的に接続する際の接続信頼性を高めるために設けられる。したがって、このフレキシブル配線板30を含むソケット1には幾つかの特別な工夫が凝らされている。
【0023】
第1の工夫はフレキシブル配線板30の電極配置を相異させた点であり、第2の工夫はフレキシブル配線板30にテンションを与えるテンション装置を設けた点であり、第3の工夫はカバー3の裏面にパッケージ4の表面を均一に加圧するための複数の突起3aを設けた点である。
【0024】
まず、第1の工夫について説明する。フレキシブル配線板30の一方の面には図3に示すように第1電極群31が設けられ、他方の面には第2電極群32が設けられている。第1電極群31は半導体パッケージ4の端子電極群にそれぞれ接続され、第2電極群32は基板6上の電極群にそれぞれ接続される。第1電極群31と第2電極群32の各電極は、フレキシブル配線板30をその厚さ方向に貫通するホール31aを通るリード31bによって接続されている。しかし、この第1電極群31の各電極と第2電極群32の各電極とは、フレキシブル配線板30の厚さ方向において互いに重ならないように配置されている。
【0025】
即ち、図3(b)に示すように、第1電極群31はフレキシブル配線板30の表面側に格子状に配列され、第2電極群32はフレキシブル配線板30の裏面側に同じく格子状に配列されているが、電極どうしが上下に重なることがないように互いにずらした千鳥の配置としている。31cはフレキシブル配線板30の補強パターンである。
【0026】
図4及び図5に、フレキシブル配線板30の電極配置の例を断面図で模式的に示している。図4の例は第1電極群31を半田バンプで構成し、第2電極群32を半田ボールで構成したものである。図5の例は、第1電極群31及び第2電極群32の双方を半田バンプで構成したものである。これらの第1電極群31と第2電極群32は互いに千鳥の配置関係であるため、各電極の周囲には矢印で示す加圧方向の違いによって弾性変形しやすい弾性部分30bが形成される。これにより、フレキシブル配線板30の各電極は、その周囲にあたかもバネを備えているかのような構成となる。
【0027】
次に、第2の工夫について説明する。フレキシブル配線板30にテンションを与えるテンション装置は、図1に示すように、バネ部材40を主体としている。テンション装置は、バネ部材40をフレキシブル配線板30とソケット本体2との間に設けるためのピン41を有する。フレキシブル配線板30とソケット本体2には、図1及び図6に示すように、ピン41を通す孔35と長孔25がそれぞれ設けられている。
【0028】
フレキシブル配線板30は、ソケット本体2の装着部21と略同じ平面形状に形成されている。フレキシブル配線板30の中央部分36は開口部分22内に収まる。中央部分36の四隅から十字状に延びる4つの突出片37の部分は、それぞれ対応する位置決め凹部23内に収まる。その状態でバネ部材40とピン41がセットされる(図6参照)。このとき、バネ部材40は、その両端が位置決め凹部23から延びるスリット24内に進入した状態で固定される。この際、バネ部材40のバネの力によってフレキシブル配線板30を四方から引っ張るテンションが加わるように設定される。
【0029】
次に第3の工夫について説明する。近年の半導体パッケージ4は小型軽量化が図られている関係で薄い形状のものが多くなってきている。そのため、パッケージ4を不均一な力で加圧した場合、パッケージ4に微小な湾曲が生じ易くなっている。この微小な湾曲を無くす目的で、パッケージ4を押さえ付けるカバー3の裏面に、図2に示すような複数の突起3aを設けている。突起3aが存在する領域は、パッケージ4の表面の平坦部分4aに対応する領域である。
【0030】
これらの突起3aは、カバー3が金属板で構成されている場合にはプレス加工等により形成され、樹脂製の場合にはその成形時に形成することできる。そうした突起3aの成形時等において、各突起3aの高さを異ならせた構成とすることが好ましい。図2では、各突起3aの高さについて、中央に位置する突起3aから周辺に位置する突起3aに向かうにしたがって、次第に低くなるように形成されている。中央部分の突起3aと周辺部分の突起3aとの高さの違いは、パッケージ4の種類や大きさ、材質等の違いによりパッケージ4が湾曲する曲率によって左右される。さらに、カバー3が湾曲する場合もあるので、このカバー3の湾曲率も考慮される。何れにしても、パッケージ4の表面の平坦部分4aの領域を均等に加圧することができるように設定される。
【0031】
パッケージ4の平坦部分4a上には、合成ゴムや合成樹脂等からなるラバー5が配置される。このラバー5は、パッケージ5の平坦部分4aを保護する機能を有する。ラバー5はさらに、複数の突起3aにより平坦部分4aを加圧する力を均等に分散させる機能も発揮する。
【0032】
図1において、3b、2b、6bは止めネジ7の通し孔であり、9bは止めネジ7をねじ込むネジ孔である。また、6cはピン41のために基板6に設けた逃げ孔を示している。
【0033】
このような構成のソケット1によれば、ソケット本体2にフレキシブル配線板30がバネ部材40によって装着され、フレキシブル配線板30上にパッケージ4及びラバー5が搭載される。その上からカバー3が載せられ、カバー3、ソケット本体2、スティフナー9が止めネジ7によって基板6に固定される。カバー3でパッケージ4を押し付ける力は止めネジ7のねじ込み強さによって調整される。パッケージ4の端子電極群と第1電極群31、及び第2電極群32と基板6上の電極群とは半田フロー技術等により接続される。
【0034】
基板6にパッケージ4が実装された状態においては、パッケージ4及びフレキシブル配線板30がカバー3で押さえ付けられる。フレキシブル配線板30の第1電極群31の各電極と、第2電極群32の各電極とが、フレキシブル配線板30の厚さ方向において互いに重ならないように配置されているため、第1電極群31の各電極と、第2電極群32の各電極との間のフレキシブル配線板30の弾性部分30bが加圧方向に弾性的に湾曲してバネを形成する。このバネは、パッケージ4と基板6との熱膨張の差による応力を緩和する作用を発揮する。さらに、電極どうしの接続強さを高める作用も発揮する。これにより、パッケージの端子電極群と基板上の電極群との高い接続信頼性を得ることができる。
【0035】
また、バネ部材40を主体とするテンション装置を設けたことで、フレキシブル配線板30の表面に張力が生じる。その結果、フレキシブル配線板30の平坦度が向上する。これにより、電極どうしの接触状態をより均一にすることができる。また、テンション装置の引っ張り強さを調整することで、フレキシブル配線板30の柔軟性や弾力性等を電極どうしの接続に最適な状態に調整することも可能になる。
【0036】
また、パッケージ4の表面の平坦部4aに対向するカバー3の裏面部分に、パッケージ4の平坦部4aにラバー5を介して接触させる複数の突起3aを設けることによって、その複数の突起3aでパッケージ4の表面に間接的に複数箇所で点接触させることができる。勿論、ラバー5を用いないで突起3aを平坦面4aに直接接触させることもできる。
【0037】
また、複数の突起3aがカバー3の裏面部分に沿って格子状に配列されており、それら各突起3aの高さは、中央付近に位置する突起3aから周辺に位置する突起3aに向かうにしたがって低くなる設定とすることによって、各突起3aの突出長を設定するだけでパッケージ4の表面を均一な力で押し付けることができる。したがって、パッケージ4の湾曲を防止し、電極どうしの接触強さの均一性を高めることができる。
【0038】
【発明の効果】
以上のように、本発明のランドグリッドアレイ型パッケージ用ソケットによれば、パッケージの端子電極群と基板上の電極との高い接続信頼性を得ることができ、しかも、半導体パッケージの薄型化、小型化、高密度化にも対応可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るランドグリッドアレイ型パッケージ用ソケットの分解斜視図。
【図2】本発明に係るソケットのカバーを示すもので、図2(a)はカバーの裏面を示す斜視図、図2(b)はカバーの突起の断面図。
【図3】本発明に係るソケットの要部を示すもので、図3(a)はフレキシブル配線板とその上下の部材関係を示す斜視図、図3(b)は図3(a)の円イで囲む部分の拡大斜視図。
【図4】本発明に係るフレキシブル配線板の電極配置を断面で示す模式図。
【図5】本発明に係るフレキシブル配線板の電極配置を断面で示す模式図。
【図6】本発明に係るテンション装置のバネ部材と位置決め凹部との関係を示す拡大斜視図。
【図7】従来のRGA型パッケージ用ソケットを示す分解斜視図。
【図8】従来のソケットのコンタクト搭載部分を拡大した部分断面図。
【符号の説明】
1 ソケット
2 ソケット本体
3 カバー
3a 突起
4 パッケージ
5 ラバー
6 基板(プリント配線板)
7 止めネジ
9 スティフナー
21 装着部
22 開口部分
23 位置決め凹部
24 スリット
25 長孔
30 フレキシブル配線板
30b 弾性部分
31 第1電極群
31a ホール
31b リード
32 第2電極群
35 孔
36 中央部分
37 突出片
40 バネ部材
41 ピン
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a socket technique that is suitably used when a land grid array type package having arrayed terminal electrodes is mounted on a substrate.
[0002]
[Prior art]
In general, it is known that it is difficult to reliably connect electrode groups formed on two substrates having different thermal expansion coefficients so as to face each other. For this reason, the following method has been conventionally employed in the operation of mounting a semiconductor on a printed wiring board.
[0003]
That is, when a semiconductor package is mounted on a printed wiring board and electrically connected, for example, a semiconductor chip is formed into a QFP (quad flat package) with long leads and the package is mounted on the printed wiring board. It was done. According to this method, a dimensional difference between the semiconductor and the printed wiring board due to a change in ambient temperature can be absorbed by the leads.
[0004]
Further, for the purpose of downsizing and high-speed operation of electronic devices, it has been conventionally performed to form semiconductor packages such as BGA (ball grid array) and LGA (land grid array). . In this example, a grid array terminal electrode is provided on the back side of the package instead of the lead.
[0005]
However, when a package having a long lead is used, the package becomes large, and since the lead is long, a signal is delayed and high-speed signal processing cannot be performed. Also, when a package such as BGA or LGA is mounted on a printed wiring board and soldered, the stress generated by the difference in thermal expansion between the printed wiring board and the package cannot be absorbed, and connection reliability cannot be obtained. Had a problem.
[0006]
As a solution of this point, a technique using an LGA type package socket has been developed.
FIG. 7 is an exploded perspective view showing an example of a socket used when an LGA type package is mounted on a printed wiring board. The socket 301 includes a socket main body 302 and a cover 303. The socket body 302 is provided with a mounting portion 305 to which the semiconductor package 304 is mounted.
[0007]
The mounting portion 305 is provided with contacts 310 (see FIG. 8) for electrically connecting the grid array-like terminal electrode group on the back side of the package 304 and the electrodes on the printed wiring board 306. A contact force of the contact 310 is obtained by a force that presses the package 304 against the socket body 302 with the cover 303. The force for pressing the package 304 with the cover 303 is obtained by the repulsive force of the spring 308 acting in a state where the cover 303 is attached to the socket main body 302 with the bolt 307. Reference numeral 309 denotes a stiffener for backing the printed wiring board 306.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a conventional LGA type package socket has problems to be solved in the following points.
[0009]
First, there is a problem of the distribution of force that presses the package 304 toward the socket body 302 by the spring 308 of the cover 303. The spring 308 is disposed near the periphery of the cover 303. Accordingly, the force pressing the package 304 acts on the periphery of the package 304. Therefore, a biased force that curves so that the central portion swells upward acts on the package 304 due to the repulsive force of the contact 310. As a result, there arises a problem that the contact strength between the terminal electrode group of the package 304 and the electrode group of the printed wiring board 306 is different between the central portion and the peripheral portion of the package 304. This problem becomes more prominent as the package 304 is made thinner. This is because the thinner the package 304 is, the easier it is to bend.
[0010]
Secondly, in the socket 301 having a configuration in which a large number of elastically deforming contacts 310 are provided in the socket main body 302, the presence of the contacts 310 hinders the miniaturization of the socket 301. Considering this point, a technique of connecting electrodes by interposing a flexible printed wiring board (FPC) for electrode connection between the terminal electrode group of the package 304 and the electrode on the printed wiring board 306 is also considered. Yes. Since this technique uses a flexible printed wiring board, it can be configured as a package socket corresponding to miniaturization and high density of semiconductors by miniaturizing the connection electrodes and increasing the density. However, since this technology only adopts the idea of providing connection electrodes at opposite positions on both sides of the flexible printed wiring board, this alone is not sufficient to obtain high connection reliability. There was a need to make improvements.
[0011]
Therefore, the object of the present invention is to obtain high connection reliability between the terminal electrode group of the land grid array type package and the electrode group on the substrate, and also to reduce the thickness, size and density of the semiconductor package. Another object is to provide a socket for a land grid array type package.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
A first means of the present invention is a socket for mounting a land grid array type package on a substrate, and a first electrode group connected to the arrayed terminal electrode group of the package is provided on one surface. A flexible wiring board provided with a second electrode group connected to the electrode group on the substrate on the other surface, a socket body on which the flexible wiring board is mounted, and a cover for pressing the package against the socket body side And
Each electrode of the first electrode group and each electrode of the second electrode group are arranged so as not to overlap each other in the thickness direction of the flexible wiring board.
[0013]
According to this means, each electrode of the first electrode group of the flexible wiring board and each electrode of the second electrode group are arranged so as not to overlap each other in the thickness direction of the flexible wiring board. For this reason, when the package and the flexible wiring board are pressed by the cover and pressed, the portion of the flexible wiring board between each electrode of the first electrode group and each electrode of the second electrode group is elastic in the pressing direction. To form a spring. This spring exerts an action of relieving stress due to a difference in thermal expansion between the package and the substrate. Furthermore, the effect which raises the connection strength of electrodes is exhibited. Thereby, high connection reliability between the terminal electrode group of the package and the electrode group on the substrate can be obtained.
[0014]
In the second means of the present invention, each electrode of the second electrode group connected to the electrode group on the substrate in the first means is constituted by a solder ball. If it does in this way, the electrode group on a board | substrate and the 2nd electrode group of a flexible wiring board can be easily connected using a solder flow technique.
[0015]
According to a third means of the present invention, each of the first electrode group and the second electrode group is composed of metal bumps. If it does in this way, each electrode group can be set as a suitable structure for using the flexible printed wiring board manufactured with the printing technique which can be densified and highly accurate.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, a tension device is provided between the socket main body and the flexible wiring board to provide a force for pulling the flexible wiring board in a direction perpendicular to the direction in which the flexible wiring board is pressed by the cover. . When the tension device is provided in this way, tension is generated on the surface of the flexible wiring board, so that the flatness of the flexible wiring board can be improved. Thereby, the contact state of electrodes can be made more uniform. Further, by adjusting the tensile strength of the tension device, the flexibility and elasticity of the flexible wiring board can be adjusted to an optimum state for connecting the electrodes.
[0017]
According to a fifth aspect of the present invention, a plurality of protrusions that are brought into contact with the surface of the package directly or via rubber are provided on the back surface of the cover that faces the surface of the package. In this way, it is possible to make point contact with the surface of the package directly or indirectly at a plurality of locations with a plurality of protrusions provided on the cover.
[0018]
According to a sixth means of the present invention, the plurality of protrusions are arranged in a lattice pattern along the back surface portion of the cover, and the height of each protrusion is from the protrusion located near the center to the protrusion located near the center. It was set as the structure set so that it might become low as heading to. If it does in this way, the surface of a package can be pressed with uniform force only by setting up the projection length of each projection. Therefore, it is possible to prevent the package from being bent and to improve the uniformity of the contact strength between the electrodes.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an exploded perspective view of a land grid array type package socket 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing the back surface of the cover, and FIG. 3 is a sectional view of the protrusion. FIG. 4 shows an enlarged perspective view of the first electrode group and the second electrode group of the flexible wiring board.
[0020]
As shown in FIG. 1, the land grid array package socket 1 is used to back a socket body 2 as a positioner, an electrode-connecting flexible wiring board 30 on which the package 4 is mounted, and a substrate (board) 6. A stiffener 9 to be used, a cover 3, and a plurality of set screws 7 used for assembling and fixing the respective members to the substrate 6 are provided. A printed wiring board is used for the substrate 6.
[0021]
The socket body 2 is formed in a planar square plate shape, and a mounting portion 21 for mounting the flexible wiring board 30 is provided at the center portion thereof. The mounting portion 21 includes a square opening portion 22 provided in the center and positioning recesses 23 provided on the surface side of the socket body 2 so as to be positioned at the four corners of the opening portion 22. Accordingly, although the positioning recesses 23 are provided at four places, only three places are shown in FIG.
[0022]
The flexible wiring board 30 provides connection reliability when electrically connecting a grid array terminal electrode group (not shown) on the back side of the semiconductor package 4 and an electrode group (not shown) on the substrate 6. Provided to enhance. Therefore, the socket 1 including the flexible wiring board 30 has some special ideas.
[0023]
The first contrivance is that the electrode arrangement of the flexible wiring board 30 is different, the second contrivance is that a tension device that applies tension to the flexible wiring board 30 is provided, and the third contrivance is the cover 3. This is that a plurality of protrusions 3a for uniformly pressing the surface of the package 4 are provided on the back surface.
[0024]
First, the first device will be described. As shown in FIG. 3, a first electrode group 31 is provided on one surface of the flexible wiring board 30, and a second electrode group 32 is provided on the other surface. The first electrode group 31 is connected to the terminal electrode group of the semiconductor package 4, and the second electrode group 32 is connected to the electrode group on the substrate 6. Each electrode of the first electrode group 31 and the second electrode group 32 is connected by a lead 31b passing through a hole 31a penetrating the flexible wiring board 30 in the thickness direction. However, the electrodes of the first electrode group 31 and the electrodes of the second electrode group 32 are arranged so as not to overlap each other in the thickness direction of the flexible wiring board 30.
[0025]
That is, as shown in FIG. 3B, the first electrode group 31 is arranged in a grid pattern on the front surface side of the flexible wiring board 30, and the second electrode group 32 is also arranged in a grid pattern on the back surface side of the flexible wiring board 30. Although they are arranged, they are arranged in a staggered manner so that the electrodes do not overlap each other. 31 c is a reinforcing pattern of the flexible wiring board 30.
[0026]
4 and 5 schematically show examples of electrode arrangement of the flexible wiring board 30 in cross-sectional views. In the example of FIG. 4, the first electrode group 31 is composed of solder bumps, and the second electrode group 32 is composed of solder balls. In the example of FIG. 5, both the first electrode group 31 and the second electrode group 32 are configured by solder bumps. Since the first electrode group 31 and the second electrode group 32 are in a staggered arrangement with each other, an elastic portion 30b that is easily elastically deformed is formed around each electrode due to the difference in the pressing direction indicated by the arrows. Thereby, each electrode of the flexible wiring board 30 becomes a structure as if it had a spring around it.
[0027]
Next, the second device will be described. The tension device for applying tension to the flexible wiring board 30 is mainly composed of a spring member 40 as shown in FIG. The tension device has a pin 41 for providing the spring member 40 between the flexible wiring board 30 and the socket body 2. As shown in FIGS. 1 and 6, the flexible wiring board 30 and the socket body 2 are respectively provided with a hole 35 and a long hole 25 through which the pin 41 passes.
[0028]
The flexible wiring board 30 is formed in substantially the same planar shape as the mounting portion 21 of the socket body 2. The central portion 36 of the flexible wiring board 30 is accommodated in the opening portion 22. The portions of the four protruding pieces 37 extending in a cross shape from the four corners of the central portion 36 are respectively accommodated in the corresponding positioning recesses 23. In this state, the spring member 40 and the pin 41 are set (see FIG. 6). At this time, the spring member 40 is fixed in a state where both ends thereof enter the slit 24 extending from the positioning recess 23. At this time, the tension of pulling the flexible wiring board 30 from four directions is applied by the spring force of the spring member 40.
[0029]
Next, the third device will be described. In recent years, the number of thin semiconductor packages 4 is increasing due to the reduction in size and weight. For this reason, when the package 4 is pressed with a non-uniform force, the package 4 is likely to be slightly bent. For the purpose of eliminating this minute curvature, a plurality of protrusions 3a as shown in FIG. The region where the protrusion 3 a exists is a region corresponding to the flat portion 4 a on the surface of the package 4.
[0030]
These protrusions 3a are formed by pressing or the like when the cover 3 is made of a metal plate, and can be formed when the cover 3 is made of resin. It is preferable that the projections 3a have different heights when forming such projections 3a. In FIG. 2, the height of each protrusion 3 a is formed so as to gradually decrease from the protrusion 3 a located in the center toward the protrusion 3 a located in the periphery. The difference in height between the central projection 3a and the peripheral projection 3a depends on the curvature of the package 4 due to the type, size, material, and the like of the package 4. Furthermore, since the cover 3 may be curved, the curvature rate of the cover 3 is also taken into consideration. In any case, it is set so that the region of the flat portion 4a on the surface of the package 4 can be evenly pressurized.
[0031]
On the flat portion 4a of the package 4, a rubber 5 made of synthetic rubber or synthetic resin is disposed. The rubber 5 has a function of protecting the flat portion 4 a of the package 5. The rubber 5 further exhibits a function of evenly distributing the force for pressing the flat portion 4a by the plurality of protrusions 3a.
[0032]
In FIG. 1, 3 b, 2 b, 6 b are through holes for the set screw 7, and 9 b is a screw hole into which the set screw 7 is screwed. Reference numeral 6 c denotes an escape hole provided in the substrate 6 for the pin 41.
[0033]
According to the socket 1 having such a configuration, the flexible wiring board 30 is mounted on the socket body 2 by the spring member 40, and the package 4 and the rubber 5 are mounted on the flexible wiring board 30. The cover 3 is placed thereon, and the cover 3, the socket body 2, and the stiffener 9 are fixed to the substrate 6 with a set screw 7. The force for pressing the package 4 with the cover 3 is adjusted by the screwing strength of the set screw 7. The terminal electrode group of the package 4 and the first electrode group 31, and the second electrode group 32 and the electrode group on the substrate 6 are connected by a solder flow technique or the like.
[0034]
In a state where the package 4 is mounted on the substrate 6, the package 4 and the flexible wiring board 30 are pressed by the cover 3. Since each electrode of the first electrode group 31 of the flexible wiring board 30 and each electrode of the second electrode group 32 are arranged so as not to overlap each other in the thickness direction of the flexible wiring board 30, the first electrode group The elastic portion 30b of the flexible wiring board 30 between each electrode 31 and each electrode of the second electrode group 32 is elastically curved in the pressurizing direction to form a spring. This spring exerts an action of relieving stress due to a difference in thermal expansion between the package 4 and the substrate 6. Furthermore, the effect which raises the connection strength of electrodes is exhibited. Thereby, high connection reliability between the terminal electrode group of the package and the electrode group on the substrate can be obtained.
[0035]
Further, by providing a tension device mainly composed of the spring member 40, tension is generated on the surface of the flexible wiring board 30. As a result, the flatness of the flexible wiring board 30 is improved. Thereby, the contact state of electrodes can be made more uniform. Further, by adjusting the tensile strength of the tension device, it is possible to adjust the flexibility and elasticity of the flexible wiring board 30 to an optimum state for the connection between the electrodes.
[0036]
Further, by providing a plurality of protrusions 3a that are in contact with the flat portion 4a of the package 4 via the rubber 5 on the back surface portion of the cover 3 that faces the flat portion 4a of the front surface of the package 4, the plurality of protrusions 3a can be used to It is possible to make point contact with the surface of 4 indirectly at a plurality of locations. Of course, the protrusion 3a can be brought into direct contact with the flat surface 4a without using the rubber 5.
[0037]
A plurality of protrusions 3a are arranged in a lattice pattern along the back surface portion of the cover 3, and the height of each protrusion 3a increases from the protrusion 3a located near the center toward the protrusion 3a located near the periphery. By setting it to be low, the surface of the package 4 can be pressed with a uniform force only by setting the protrusion length of each protrusion 3a. Therefore, it is possible to prevent the package 4 from being bent and improve the uniformity of the contact strength between the electrodes.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the land grid array type package socket of the present invention, high connection reliability between the terminal electrode group of the package and the electrode on the substrate can be obtained, and the semiconductor package can be made thin and small. It is possible to cope with the increase in density and density.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a land grid array type package socket according to the present invention.
2A and 2B show a cover of a socket according to the present invention, in which FIG. 2A is a perspective view showing a back surface of the cover, and FIG. 2B is a sectional view of a protrusion of the cover.
3A and 3B show a main part of the socket according to the present invention, in which FIG. 3A is a perspective view showing a relation between a flexible wiring board and its upper and lower members, and FIG. 3B is a circle of FIG. The expansion perspective view of the part enclosed with i.
FIG. 4 is a schematic view showing the electrode arrangement of the flexible wiring board according to the present invention in cross section.
FIG. 5 is a schematic view showing the electrode arrangement of the flexible wiring board according to the present invention in cross section.
FIG. 6 is an enlarged perspective view showing the relationship between a spring member and a positioning recess of the tension device according to the present invention.
FIG. 7 is an exploded perspective view showing a conventional socket for an RGA type package.
FIG. 8 is an enlarged partial cross-sectional view of a contact mounting portion of a conventional socket.
[Explanation of symbols]
1 Socket 2 Socket body 3 Cover 3a Protrusion 4 Package 5 Rubber 6 Board (Printed wiring board)
7 Set screw 9 Stiffener 21 Mounting portion 22 Opening portion 23 Positioning recess 24 Slit 25 Long hole 30 Flexible wiring board 30b Elastic portion 31 First electrode group 31a Hole 31b Lead 32 Second electrode group 35 Hole 36 Central portion 37 Projecting piece 40 Spring Member 41 pin

Claims (7)

ランドグリッドアレイ型パッケージを基板上に実装するためのソケットであって、
前記パッケージのアレイ状の端子電極群と接続される第1電極群が一方の面に設けられ、他方の面に基板上の電極群と接続される第2電極群が設けられ他フレキシブル配線板と、
そのフレキシブル配線板が装着されたソケット本体と、
前記パッケージを前記ソケット本体側へ押さえ付けるカバーとを備え、
前記第1電極群の各電極と、前記第2電極群の各電極とは、そのフレキシブル配線板の厚さ方向において互いに重ならないように配置され、該フレキシブル配線板の厚さ方向に貫通するホールを通るリードによって接続されている、ランドグリッドアレイ型パッケージ用ソケット。
A socket for mounting a land grid array type package on a substrate,
The first electrode group connected to the arrayed terminal electrode group of the package is provided on one surface, the second electrode group connected to the electrode group on the substrate is provided on the other surface, and the other flexible wiring board ,
A socket body to which the flexible wiring board is attached;
A cover for pressing the package against the socket body side;
Each electrode of the first electrode group and each electrode of the second electrode group are arranged so as not to overlap each other in the thickness direction of the flexible wiring board, and are holes that penetrate in the thickness direction of the flexible wiring board Socket for land grid array type package connected by lead passing through .
前記基板側の電極と接続される第2電極群の各電極が半田ボールにより構成されている、請求項1記載のランドグリッドアレイ型パッケージ用ソケット。  2. The land grid array type package socket according to claim 1, wherein each electrode of the second electrode group connected to the substrate-side electrode is formed of a solder ball. 前記第1電極群及び第2電極群がそれぞれ金属バンプで構成されている、請求項1又は2記載のランドグリッドアレイ型パッケージ用ソケット。  The land grid array type package socket according to claim 1 or 2, wherein each of the first electrode group and the second electrode group is formed of a metal bump. 前記フレキシブル配線板は、前記第1電極群及び前記第2電極群をプリントにより形成したフレキシブルプリント配線板により構成されている、請求項1〜3の何れかに記載のランドグリッドアレイ型パッケージ用ソケット。  The land grid array type package socket according to any one of claims 1 to 3, wherein the flexible wiring board is constituted by a flexible printed wiring board in which the first electrode group and the second electrode group are formed by printing. . 前記ソケット本体と前記フレキシブル配線板との間に、そのフレキシブル配線板を前記カバーにより加圧する方向と直交する方向であって、該フレキシブル配線板を四方向に引っ張る力を与えるテンション装置が設けられている、請求項1〜4の何れかに記載のランドグリッドアレイ型パッケージ用ソケット。A tension device is provided between the socket body and the flexible wiring board in a direction perpendicular to the direction in which the flexible wiring board is pressed by the cover , and applies force to pull the flexible wiring board in four directions. The land grid array type package socket according to any one of claims 1 to 4. 前記フレキシブル配線板は、略矩形状の中央部分と、該中央部分の四隅から十字状に延びる4つの突出片とを有し、The flexible wiring board has a substantially rectangular central portion and four projecting pieces extending in a cross shape from the four corners of the central portion,
前記テンション装置は、前記突出片に設けられ、該テンション装置には、前記フレキシブル配線板を四方向から引っ張るテンションが加わるように設定されている、請求項5に記載のランドグリッドアレイ型パッケージ用ソケット。The land grid array type package socket according to claim 5, wherein the tension device is provided on the projecting piece, and the tension device is set to apply tension to pull the flexible wiring board from four directions. .
前記パッケージの表面に対向する前記カバーの裏面部分に、前記パッケージの表面に直接又はラバーを介して接触させる複数の突起が設けられ、前記複数の突起は、前記カバーの裏面部分に沿って格子状に配列されており、それら各突起の高さは、中央付近に位置する突起から周辺に位置する突起に向かうにしたがって低くなるように設定され、前記パッケージに生じる湾曲を低減する、請求項1記載のランドグリッドアレイ型パッケージ用ソケット。 A plurality of protrusions that are brought into contact with the surface of the package directly or via rubber are provided on the back surface portion of the cover that faces the surface of the package, and the plurality of protrusions are arranged in a lattice pattern along the back surface portion of the cover. 2. The height of each of the protrusions is set so as to decrease from a protrusion located near the center toward a protrusion located near the center to reduce a curvature generated in the package. Socket for land grid array type package.
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