JP2000266810A - Icハンドラ - Google Patents

Icハンドラ

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JP2000266810A
JP2000266810A JP11070780A JP7078099A JP2000266810A JP 2000266810 A JP2000266810 A JP 2000266810A JP 11070780 A JP11070780 A JP 11070780A JP 7078099 A JP7078099 A JP 7078099A JP 2000266810 A JP2000266810 A JP 2000266810A
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JP
Japan
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socket
contactor
pressure
handler
pressure sensor
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JP11070780A
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English (en)
Inventor
Tadashi Takemoto
正 竹本
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Fukuoka Nippon Denki Kk
NEC Fukuoka Ltd
Original Assignee
Fukuoka Nippon Denki Kk
NEC Fukuoka Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ICソケットのコンタクタの弾性が長年の使
用によって変化した際に接触抵抗が増大するようなこと
のないICハンドラを提供すること。また試験される半
導体装置の押し込み高さを常に最適となるように的確に
制御し、制御に使用する圧力センサを特定の位置に装着
して、ICハンドラの保守性をさらに向上させること。 【解決手段】 ICデバイスの電気特性を測定する際
に、ICソケットへICデバイスを押し込む測定ハンド
において、前記ICソケット外の測定ハンドのシャフト
部分に圧力センサを備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の電気
的特性試験を行う際に使用されるICハンドラおよびそ
の部品に関する。
【0002】
【従来の技術】近年の半導体装置の高速応答性に伴い、
IC等の半導体装置の電気的特性試験を行って、半導体
装置を評価することが重要となっている。この特性試験
に使用されるICソケットの構造は、ICの多様化にし
たがい多種多様な構造となっている。
【0003】このようなICソケットにおいて、試験時
に電気的な導通特性を最良としないと、ICなどの半導
体構造に電気的欠陥があるのか、あるいはICソケット
と、半導体装置との電気的導通が不良のために導通不良
が発生しているのか不明となり、IC等の電気的特性を
的確に試験せずにIC等の半導体構造を不良と判断され
る虞があるなど、半導体装置の特性試験を的確に行うこ
とができない。
【0004】このため、ICソケットへの最適な押し込
み高さを設定してICソケットと、半導体装置との導通
を管理していく必要がある。また一般に、表面実装型I
Cの電気特性を計測するために使用されているICソケ
ットは、ICのリード線に対するダメージを回避するた
めに、コンタクトピン(接触子)に対して最適な押し込
み高さになるように、コンタクトピンが弾性を有する湾
曲形に形成されており、ICハンドラにおいてはこの押
し込み高さをコンタクトピンの弾性によって任意に設定
することにより、安定した電気特性の計測を実現するよ
うな構造となっている。
【0005】従来、ICのリード部分の変形を回避する
ために、ICソケットへ圧力センサを有し、その圧力を
制御する手段を備える最適圧力を得るようにしたICハ
ンドラも知られている。
【0006】従来知られているような上記したようなI
Cソケットのコンタクタ(ICソケットのIC等のリー
ドフレームと導通接触を行う部分:コンタクトピンな
ど)と、ICのリードフレームとの接触を繰り返した場
合、弓型の弾性を有するコンタクタでは、経時変化と共
にその初期弾性が変化し、押し込み高さが変化してしま
う。
【0007】このため、コンタクタとICリードフレー
ム間の接触抵抗が増加し、電気特性に影響を与えること
となる。たとえば特開平5−259242号公報に記載
されているようなICハンドラ構造では、ICソケット
毎に圧力センサを有するため、使用するICソケット全
てに圧力センサを備える必要があり、ICハンドラは高
価なものとなっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ICソケッ
トのコンタクタの弾性が長年の使用によって変化した際
に接触抵抗が増大するようなことのないICハンドラを
提供することを目的としたものであって、試験される半
導体装置の押し込み高さを常に最適となるように的確に
制御し、制御に使用する圧力センサを特定の位置に装着
して、ICハンドラの保守性をさらに向上させることの
できるようなICハンドラを提供することを目的として
いる。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上述したよ
うな従来技術に鑑み、上記課題が、ICハンドラの測定
部のみに圧力センサを1 個配置することで解決を図るよ
うにしたことにある。すなわち、本発明者は、圧力セン
サからの出力信号により最適圧力となる押し込み高さ
を、測定ハンド高さのモーター制御によって設定するこ
とで解決される点に着目し、本発明を完成するに至っ
た。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照しつつ、詳細に説明する。まず図1を参照しつ
つ、ICハンドラの構成を説明する。
【0011】ICハンドラ 図1に示すように、本発明に係るICハンドラは、測定
ハンド1の下端にワーク押え2が取り付けられ、測定ハ
ンド1を支えるシャフト8に圧力センサ3が組み込ま
れ、圧力センサ3は、好ましくはシャフト8の中間位置
近傍に設けられている。
【0012】また、IC5はテストボード7に実装され
たICソケット6に搬送されて、測定ハンド1が下降し
てIC5の電気特性試験が行われることになる。電気特
性試験を行うには、IC5に印可される圧力を、シャフ
ト中央部に位置する圧力センサ3により検出し、出力信
号として押し込み高さ制御部10に入力され、そこから
の出力信号が更に出力モーター4に入力され、印加圧力
を的確かどうかを的確に測定し、印加圧がある範囲内の
下で特性試験が行われる。
【0013】ICハンドラは、図1 に示すように、測定
ハンド1と、ワーク押え2と、ICソケット外のシャフ
ト部に備えられた圧力センサ3と、圧力センサからの入
力信号を入力して適正な圧力を保持するように制御する
制御部10と、制御部からの制御信号により圧力を駆動
する駆動手段(モータ)4と、ICソケット6およびテ
ストボード7とを有している。駆動手段は、好ましくは
図1に示すように、駆動伝達手段(ベルト)9を介し
て、シャフト部と連結されている。
【0014】コンタクタ 本発明のICハンドラ用のコンタクタ11は、半導体装
置のリード部分と電気的に接触する(オーミック接触す
る)部分であり、ICハンドラを構成するICソケット
6を形成するのに使用される。このコンタクタ11は、
図4(a)に示すように、底部100と、柱状部110
と、柱頭部120とからなっている。
【0015】底部100は、各リード線からの圧力を、
下記に詳説するSMM(異方導電性シート)に使用さ
れ、この異方導電性シート部分を印圧して導通を確保
し、また、該SMMに印圧される圧力を分散する形状と
なっている。この底部100は、下方向に位置するSM
Mに印加圧を伝達するように、移動可能に設計されてい
る。
【0016】また柱頭部120は、図4(b)に示すよ
うに、半導体装置のリードと接触して導通を確実にとる
ように、ニードルタイプ(1点接触型:略鉛筆状)、ク
ラウンタイプ(多点接触型)およびラウンドタイプ(連
続点接触型:中空状)となっている。なお本発明におい
ては、好ましくはニードルタイプが使用される。
【0017】このようなコンタクタは、測定するIC等
の半導体装置のリード配列に従ってICソケットに配置
される。このようなコンタクタの配置例を図4(a)に
示す。この図4(a)に示すように、一辺あたり、40
ピンのコンタクタが正方形状に全部で160個埋設され
ている。なおコンタクタの埋設本数および埋設形状は、
単に縫い例示にすぎず、これらコンタクタの埋設本数お
よび埋設形状は適宜設定可能である。このように本発明
に係るコンタクタは、従来公知のコンタクタあるいはコ
ンタクタピンに比較して、設計の適用範囲が極めて広
い。本発明に係るコンタクタは、IC等の半導体装置の
リードと、電気的に測定する装置等を電気的に連結する
治具として、広範囲に利用可能である。
【0018】このように、本発明に係るICハンドラに
使用されるコンタクタは、リードから印圧される圧力
を、直接的に点状あるいは面状にほぼ鉛直に受ける構造
となっている。そして受けた圧力は、SMMに直接的に
印加されるため、接触圧を位置情報として的確に捉える
ことが可能となっている。
【0019】しかも受けた圧力は、等方的に設置された
コンタクタに、均一に印可されるため、後述するSMM
が劣化した場合には、後述する図7に示すような再帰曲
線にしたがって制御されるよう設定可能な本発明にかか
るICハンドラにおいては、限度を越える圧力印加をリ
ード線にかける虞がない。なお柱頭部120、底部10
0などの他の導通部材と接触する部位に、さらに導通を
確保するために、金などで鍍金してもよく、さらに、異
方導電材料を設けてもよい。さらに、柱頭部120先端
部は、リード線に印加される圧力を緩和するような形状
にすることもでき、場合によっては、さらに先鋭にして
もよい。
【0020】異方導電性シート(SMM) 本発明に係るICハンドラに使用されるSMM(表面実
装マトリクス)は、前記したコンタクタと、テストボー
ドの間に設けられる。このSMMには、異方導電性シー
トが使用される。好ましくは、このような異方導電性シ
ートは、コンタクタと接触する近傍に該コンタクタと、
テストボードとの間に電気的導通が生じるように略垂直
に設けられる。
【0021】このような異方導電性シートは、弾性を有
する弾性基材と、導電性基材とを有してなっている。圧
力が印加されない場合には、この異方導電性シートは、
電気的に導通しない不良導体となっているが、ある一定
以上の圧力が印加されると、印加された向きに対して導
体として電気的に振舞うようになっている。
【0022】たとえば導電性基材としては、微小金属線
(微小金線)が挙げられ、弾性基材としてはゴム状弾性
体樹脂が挙げられる。SMMの厚さとしては、特に制限
されないが、たとえば0.1〜5mm程度である。この
ようなSMMは、前記コンタクタからの圧力が印加され
ると、略印加方向(略上下方向)に導通可能となり、半
導体装置のリードと、ICハンドラとを電気的に接続す
る。
【0023】前述したように、本発明に係るICハンド
ラは、前記したコンタクタおよびSMMを有している。
このようなICハンドラの動作について、以下に詳説す
る。図2のICハンドラ動作のフローチャートに示すよ
うに、設定高さによるICソケットへのコンタクト(接
触)を、通常動作として実行する(ステップS1)。
【0024】この場合、測定ハンド1はあらかじめ設定
された押し込み高さのデータに基づき、モーター4によ
って下降する。このような押し込み高さのデータの一例
を図6に示す。図6に示すように、下降した測定ハンド
1の下端にワーク押え2があり、IC5がICソケット
6に押し込まれ、テストがスタートする(ステップS
2)。
【0025】連続不良が発生しない場合には(ステップ
S3)、次のICがハンドラによって搬送され(ステッ
プS5)、前回の設定高さを維持したままで、テストが
続行される。
【0026】ここで、連続不良とは、たとえば検査する
IC半導体の数をNとしたとき、ICハンドラにより特
性試験されたときに、連続して2 回以上不良となること
をいう。この不良が連続して多数回続いた場合、製品歩
留まりによるエラー(歩留まりの統計的なエラー)をは
るかに越えた場合などは、製造されたICそのものが電
気的特性において不良ではないと推定できる(ただし、
製造ラインに何らかの異常があって、不良なICが製造
された場合を除く。)。このような場合には、ICハン
ドラのコンタクタと、ICとのコンタクト(接触)状態
を変える以下の制御が行われる。
【0027】すなわちテストにて連続不良が多発した場
合には(ステップS2)、押し込み高さ制御が実行され
る(ステップS4)。
【0028】図3の押し込み高さ制御のフローチャート
に示すように、圧力センサ3の出力信号取り込みが実行
され(ステップS6)、直前の設定圧力以下かどうかを
判断する(ステップS7)。
【0029】設定圧力以上の場合にはアラーム停止とな
るが(ステップS11)、設定圧力未満の場合には設定
した押し込み高さの判定を実施する(ステップS8、ス
テップS9)。
【0030】あらかじめ設定しておいた押し込み高さの
下限リミットを越えていた場合には、アラーム停止とな
るが(ステップS10)、下限リミット以内である場合
にはコンタクト高さの変更(より低いデータへ設定)を
実施する(ステップS11)。このデータの変更を受け
て、モーター4へのデータ出力により(ステップS
5)、再度テストを実施することとなる(ステップS
2)。なお、本実施の形態において、前記接触圧の最適
値算出は、図7(b)に示す回帰法により、算出され
る。この方法により算出された一例を示す。
【0031】
【発明の効果】ICハンドラの測定部のみに圧力センサ
を配置することで、ICソケットがICパッケージの違
いによって変更された際にも共用化でき、複数の圧力セ
ンサを組み込んだICソケットは不要である。
【0032】また、圧力センサーの出力結果により最適
な押し込み高さか否かが常時判定出来ることより、IC
ソケットのコンタクタの弾性が低下した際に、より押し
込み高さをより低く設定することで安定した接触が得ら
れ、コンタクタに対してダメージを与えない押し込み高
さリミットを設定することで、コンタクタそのものへの
ダメージを回避することができる。
【0033】本発明により、押し込み高さを制御するこ
とによりより安定したコンタクト条件を得ることがで
き、製品の歩留まり向上とICソケットへのダメージ回
避ができる。
【0034】また、ソケットそのものの経時変化等によ
る異常についても、アラーム停止する事によりリアルタ
イムに検出できるメリットがある。
【0035】さらに、ICハンドラの測定ハンドへの圧
力センサ組み込みにより、よりシンプルな構造が実現で
き、たとえICソケットに圧力センサを有していても本
発明のICハンドラは、メンテナンス性がはるかに向上
している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成図である。
【図2】図1におけるICハンドラ動作のフローチャー
トである。
【図3】図2の押し込み高さ制御のフローチャートであ
る。
【図4】本発明に使用されるコンタクタとSMMの構成
例を示す図であり、(a)は、ICハンドラに装着され
た場合の一例を示す部分拡大図であり、(b)は、コン
タクタの形状を表した図であり、(c)は、SMMの構
成を示す図である。
【図5】コンタクタを埋設したICソケットの一部を示
す表面図である。
【図6】接触合格領域(PASS領域)と、ストローク
量(位置量)との関係を示す図である。
【図7】(a)は、接触圧力と、ストローク量(位置
量)との相関関係を示すグラフであり、(b)は、接触
圧の最適値を算出する回帰式の一例を示す図である。
【符号の説明】
1 測定ハンド 2 ワーク押え 3 圧力センサ 4 モーター 5 IC 6 ICソケット 7 テストボード 8 シャフト 9 ベルト 10 押し込み制御部 11 コンタクタ 21 SMM 100 底部 110 柱状部 120 柱頭部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ICデバイスの電気特性を測定する際
    に、ICソケットへICデバイスを押し込む測定ハンド
    において、前記ICソケット外の測定ハンドのシャフト
    部分に圧力センサを備えたことを特徴とするICハンド
    ラ。
  2. 【請求項2】 前記の圧力センサで取得された押し圧に
    よって、測定ハンドの停止高さを制御することを特徴と
    する請求項1に記載のICハンドラ。
  3. 【請求項3】 略柱状に設けられたことを特徴とするI
    Cハンドラ用コンタクタ。
  4. 【請求項4】 前記コンタクタは、略鉛直に印加された
    圧力を、略鉛直の方向そのままに印加圧力を伝達するよ
    うにしたことを特徴とする請求項3に記載のコンタク
    タ。
  5. 【請求項5】 印加された圧力の方向に対して略同方向
    に同通させて、コンタクタの圧力が印加される近傍に少
    なくとも設けられたICハンドラ用異方導電性シート。
  6. 【請求項6】 請求項3〜4に記載のコンタクタおよび
    /または請求項4に記載の異方導電性シートをさらに有
    することを特徴とする請求項1または2に記載のICハ
    ンドラ。
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Effective date: 20001024