JP2001083207A - テストソケット、チェンジキット及びテスト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、フリップチップタイプの
半導体チップのテスト装置において、様々な品種の半導
体チップについて短時間で品種換えができ、またすぐに
量産モードで半導体チップをテストできるようにするこ
とにある。 【解決手段】 半導体チップのテスト装置において、テ
ストすべき半導体チップの品種換えで最も調整時間を要
していたテストソケットとチェンジキットのうち、テス
トソケットを例にすれば、半導体チップ３０のボールバ
ンプ３２と同一のピッチでマトリックス配置され、且つ
そのボールバンプ３２と電気的に接続し得る充分な個数
の端子３４から成る端子群２８が形成された端子プレ−
ト２２と、マトリックス配置された端子群２８が形成す
る四角形の４辺のそれぞれと平行を成す辺を規定する内
壁４０を備え、端子プレート２２に着脱可能に配設され
るガイド部材４１から成る取付けガイド２４とを含んで
テストソケット２０を構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はテストソケット、チ
ェンジキット及びテスト装置に関し、より詳しくは半導
体チップを自動的にテストするためのテスト装置とそれ
に使用される交換部品の交換を容易にする技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】今日、高密度実装を行なうために、ＢＧ
Ａ( Ball Grid Array ) 、ＣＳＰ( Chip Size Package
) 、ＬＧＡ( Land Grid Array ) などのフリップチッ
プタイプの半導体チップが多数用いられるようになって
きた。この種の半導体チップは図１９に示すように、パ
ッケージ１の底面にボールバンプ２をマトリックス配置
したものである。このボールバンプ２は、パッケージ１
の底面全体に配設されている場合のほか、同図に示すよ
うに、パッケージ１の底面の中央部を除く周囲に配設さ
れている場合などがある。また、ボールバンプ２のピッ
チは１．２７mmが主流であったが、今日１．０mm、０．
８mm、０．５mmへと挟ピッチ化して、複数種類存在して
いる。さらに、パッケージ１の外形寸法は規格で定めら
れているが、ボールバンプ２の数などに対応して、複数
種類存在する。

【０００３】このような半導体チップについて、その動
作確認などのテストを自動で行なうとき、ハンドラー装
置と称されるテスト装置を用いてテストが行なわれる。
このハンドラー装置は図２０に概念図を示すように、半
導体チップ３が収納された供給用トレー４を載置し、そ
の供給用トレー４からバキューム式の搬送装置を用いて
一つずつ取り出された半導体チップ３を供給シャトル５
に供給する。その後、半導体チップ３は供給シャトル５
からコンタクト供給６に移動させられた後、このコンタ
クト供給６からテストソケット７に半導体チップ３を移
載して、その半導体チップ３をテストする。その後、テ
ストソケット７から収納シャトル８に半導体チップ３を
移した後、その半導体チップ３を良否振り分けて収納ト
レー９，９に収納して、回収するように構成されてい
る。

【０００４】このハンドラー装置において、新しいパッ
ケージ１の半導体チップ３についてテストを行なう場
合、そのパッケージ１のサイズ、あるいはボールバンプ
２のマトリックス及びピッチに適合したテストソケット
７を用意しなければならなかった。また、半導体チップ
３の量産体制に備えて、そのテストを効率的に行なうた
めに、ハンドラー装置のチェンジキットを準備しなけれ
ばならなかった。

【０００５】すなわち、テストソケット７は図２１に示
すように、半導体チップ３のマトリックス配置されたボ
ールバンプ２に対応させて形成された半球状の窪み形状
の端子１０を備えるとともに、その端子１０に半導体チ
ップ３のボールバンプ２を嵌合させたとき、その半導体
チップ３のパッケージ１が嵌合させられる矩形形状の凹
陥部１１を成すフレーム１２を備えて構成されている。
したがって、半導体チップ３が異なる種類になれば、パ
ッケージ１の寸法やあるいはボールバンプ２のマトリッ
クス数が変わることになるため、新たにテストソケット
７を作る必要があった。

【０００６】また、チェンジキットは、供給シャトル５
と、収納シャトル８と、テストソケット７を固定するた
めのソケットアタッチメントなどから構成されている。
これらのうち、供給シャトル５は、製品である半導体チ
ップ３が収納された供給用トレー４よりその半導体チッ
プ３を取り出して、テストソケット７の端子１０に半導
体チップ３のボールバンプ２を正確に挿入するために、
位置決めする目的で使用される。また、収納シャトル８
は、半導体チップ３のテスト終了後に、テストソケット
７より収納トレー９に半導体チップ３を収納するのに際
し、動作を効率的に行なうとともに、位置決めする目的
で使用される。

【０００７】これら供給シャトル５や収納シャトル８
は、いずれもテストソケット７とほぼ同様に、半導体チ
ップ３の外形に沿わせて嵌合させられる矩形形状の凹陥
部を成すフレームを備えて構成されている。したがっ
て、これら供給シャトル５や収納シャトル８について
も、半導体チップ３の種類が異なれば、新たな専用のシ
ャトルに取り換えなければならなかった。さらに、テス
トソケット７を固定するためのソケットアタッチメント
は、半導体チップ３のボールバンプ２の数、すなわちテ
ストソケット７の端子１０の数に対応させて、本体の装
置に接続される配線の接続部を含んでいる。したがっ
て、半導体チップ３の種類が異なれば、配線の接続から
やり直さなければならなかった。

【０００８】テストすべき半導体チップ３の品種換えを
行なう度に、上述の煩雑な交換作業をしなければならな
い。この交換作業に長時間を要し、装置の稼働率が低い
という問題があった。しかも、半導体チップの品種の数
だけチェンジキットなどを揃える必要があり、そのコス
トが高く付くなどの問題があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、フリ
ップチップタイプの半導体チップのテスト装置におい
て、様々な品種の半導体チップについて短時間で品種換
えができ、またすぐに量産モードで半導体チップをテス
トできるようにすることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは上
記目的を達成するため、半導体チップのテスト装置につ
いて鋭意検討した結果、本発明に至ったのである。本発
明に係るテストソケットの要旨とするところは、パッケ
ージの底面にマトリックス配置されたボールバンプを備
えた半導体チップをテストするためのテストソケットに
おいて、前記半導体チップのボールバンプと同一のピッ
チでマトリックス配置され、且つ該ボールバンプと電気
的に接続し得る充分な個数の端子から成る端子群が形成
された端子プレ−トと、前記マトリックス配置された端
子群が形成する四角形の４辺のそれぞれと平行を成す辺
を規定する内壁を備え、前記端子プレートに着脱可能に
配設されるガイド部材から成る取付けガイドとを含むこ
とにある。このテストソケットによれば、まず半導体チ
ップのボールバンプのピッチと同じピッチで端子が形成
された端子群を備えた端子プレートが用いられる。この
端子プレートに取付けガイドが取り付けられ、その取付
けガイドの内壁が形成する寸法が半導体チップのパッケ
ージの寸法と同じになるようにされる。１つのサイズの
半導体チップについてのテストが終了し、他のサイズの
半導体チップについてテストをするとき、端子プレート
から取付けガイドが取り外され、代わりに新しい半導体
チップのサイズになるような新しい取付けガイドが端子
プレートに取り付けられる。このとき、端子プレートの
端子群の一部が取付けガイドによって覆われて、端子と
して機能しないようにされる。

【００１１】また、本発明に係るチェンジキットの要旨
とするところは、半導体チップの位置決めをする供給シ
ャトルと収納シャトルとを含むチェンジキットにおい
て、前記供給シャトル又は収納シャトルのいずれかが、
基盤と、該基盤に移動可能に取り付けられ、前記半導体
チップの底面外周部を載置する受け台と該半導体チップ
の側面と接触させられる内壁を備えた位置決め部品とを
含むことにある。このチェンジキットにおける供給シャ
トル又は収納シャトルによれば、テストすべき半導体チ
ップの外周に合わせて位置決め部品を基盤に対して移動
させて、半導体チップの底面外周部を受け台に載置する
とともに、内壁を半導体チップの外周に合わせて固定す
る。この操作により供給シャトル又は収納シャトルの調
整が終了するので、直ちにテスト装置を稼動させること
ができる。特に、位置決め部品の受け台及び内壁を複数
段形成することにより、半導体チップのサイズ換えある
いは品種換えをするときにおいても、それぞれの段の受
け台及び内壁に適合する半導体チップについては位置決
め部品の調整をすることなく、供給シャトル又は収納シ
ャトルを使用することができる。

【００１２】次に、本発明に係るテスト装置の要旨とす
るところは、上記テストソケット又はチェンジキットの
いずれか一方又は双方を備えたことにある。半導体チッ
プをテストするテスト装置において、半導体チップを別
の種類のものなどに変更するとき、調整を必要とするも
ののなかで時間を要するのは、テストソケットとチェン
ジキットにかかる箇所のみである。したがって、上述の
調整作業をほとんど必要としないテストソケットあるい
は供給シャトル又は収納シャトルを用いたテスト装置
は、半導体チップのサイズ換えあるいは品種換えなどに
伴って生じる調整作業を前述したように簡単に終えるこ
とができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係るテストソケッ
ト、チェンジキット及びテスト装置の実施の形態を図面
に基づいて詳しく説明する。

【００１４】まず、半導体チップを導通テストするため
のテスト装置に用いられているテストソケットについて
説明する。図１に拡大平面図を示すように、テストソケ
ット２０は、端子プレ−ト２２と２対の取付けガイド２
４とを含んで構成されている。

【００１５】このうち、端子プレ−ト２２は、平坦な絶
縁体から成るプレート２６に端子群２８が形成されて、
主要部が構成されている。端子群２８は、図２に示すよ
うな半導体チップ３０の導通テストを行うために、その
半導体チップ３０のマトリックス配置されたボールバン
プ３２と電気的に接続させられるものである。したがっ
て、端子群２８は、半導体チップ３０のボールバンプ３
２と同一のピッチで端子３４がマトリックス配置された
ものであり、且つその端子３４はボールバンプ３２と電
気的に接続し得る充分な個数を備えて構成されている。
端子３４のマトリックスの個数はｎ×ｎの正方形である
のが好ましいが、ｍ×ｎの長方形であってもよく、半導
体チップ３０のボールバンプ３２のマトリックスによっ
て決定される。したがって、半導体チップ３０のボール
バンプ３２が千鳥状に形成されたものがあれば、それに
適合するように端子プレートの端子群が形成されること
になる。ここで、端子３４が充分な個数であるとは、少
なくとも現存する半導体チップ３０に形成されているボ
ールバンプ３２の最大個数又はそれ以上であるのが好ま
しく、将来予定されるボールバンプ３２の最大個数又は
それ以上であってもよい。

【００１６】端子３４は、半導体チップ３０の半球状の
ボールバンプ３２と嵌合させられるように、半球状の凹
面３６で形成されているのが好ましい。この場合、半球
状の凹面３６がテスト装置本体の判定装置などに電気的
に接続されることになる。また、半導体チップ３０のボ
ールバンプ３２は高さが一定ではなく、若干のばらつき
があることから、端子３４の内部にバネなどの付勢手段
によって付勢された可動端子３８を設けるのも好まし
い。このようにすれば、ボールバンプ３２に当接した可
動端子３８は適宜押し下げられることになり、確実にボ
ールバンプ３２と可動端子３８は電気的に接続させられ
る。この例においては、可動端子３８がテスト装置本体
の判定装置などに電気的に接続されることになる。いず
れにおいても、全ての端子３４の個々はテスト装置本体
の判定装置などに電気的に接続されていて、装置内部の
配線をプログラムなどによって変更することにより、テ
ストする端子３４の選定などが行なわれる。

【００１７】一方、取付けガイド２４は、直角をなす内
壁４０を有するガイド部材４１を４個備えている。そし
て、これらのガイド部材４１は、端子３４がマトリック
ス配置された端子群２８が形成する形状の対角方向の４
隅に配置され、端子プレ−ト２２に螺子４２などにより
着脱可能に固定されている。この取付けガイド２４は、
半導体チップ３０のボールバンプ３２を端子プレ−ト２
２の所定の端子３４に接続させるために、半導体チップ
３０のパッケージ３１をガイドして位置決めするもので
ある。このため、４個のガイド部材４１の内壁４０によ
って囲まれた枠内に供給されてきた半導体チップ３０の
ボールバンプ３２が端子群２８と適切に接続させられる
ように、ガイド部材４１の内壁４０と半導体チップ３０
のパッケージ３１とのクリアランスが調整される。した
がって、供給されてきた半導体チップ３０に若干の位置
ずれが生じたとしても、取付けガイド２４によって矯正
され、ボールバンプ３２は端子群２８と適切に接続させ
られる。

【００１８】以上、説明したところから明らかなよう
に、端子プレ−ト２２には端子群２８が形成されてい
て、その端子群２８のうち使用する端子３４の範囲を取
付けガイド２４によって設定することができる。図１に
示すように、取付けガイド２４により７×７から成るマ
トリックスの端子群２８が設定されたテストソケット２
０に、７×７から成るマトリックスの半導体チップ３０
のボールバンプ３２を接続して導通テストを行なう場
合、図３に示すように、全ての端子３４とボールバンプ
３２とが接続されることになる。なお、図中に、端子３
４とボールバンプ３２とが接続している箇所を黒丸で示
す。

【００１９】また、パッケージ３１の外径やボールバン
プ３２のピッチは前記図３に示す半導体チップ３０と同
じであるが、図４に示すように、マトリックスが異なる
半導体チップ４４の場合についても、図１に示すテスト
ソケット２０を利用することができる。この場合、半導
体チップ４４のボールバンプ３２と接続させられない端
子３４（図中、白丸で示す）については、テスト装置本
体内の判定装置などの設定が変更させられ、動作しない
ようにされる。このように、パッケージ３１の外径やボ
ールバンプ３２のピッチが同じであれば、マトリックス
のパターンが異なっていても、端子３４の電気的接続を
選択するのみでテストをすることができる。

【００２０】次に、半導体チップのボールバンプ３２の
ピッチは同じであるが、パッケージの外径が異なる場
合、図５に示すように、前述とは異なる取付けガイド４
６が端子プレート２２に取り付けられる。すなわち、取
付けガイド４６のガイド部材４７の幅が広く形成され、
その直角を成す内壁４８の対向する間隔が図６に示すよ
うに、半導体チップ５０のパッケージ５２の幅になるよ
うに設定される。このとき、ガイド部材４７の取付け位
置は、図１に示す取付けガイド２４と同じ位置であり、
螺子４２などによって着脱可能に固定されるのが好まし
い。ガイド部材４７が端子プレート２２に取り付けられ
ることによって、端子群２８のうち外周の一部の端子３
４の上部がガイド部材４７で覆われ、ボールバンプ３２
が接続できないようにされる。その結果、元々の端子プ
レート２２の端子群２８が７×７のマトリックスである
のに対して、取付けガイド４６を取り付けることによ
り、５×５のマトリックスから成る端子群５４が形成さ
れる。

【００２１】上述のテストソケットは端子プレートに４
個のガイド部材から成る取付けガイドを取り付け、半導
体チップの４隅をガイドしていたが、次に説明するよう
に、２個のガイド部材から成る取付けガイドを取り付け
るだけでも足りる。すなわち、図７に示すように、端子
プレート２２に形成された端子群２８が構成する正方形
の一方の対角線上に対向させてその両端部に、直角を成
す内壁５６を備えたガイド部材５７を配置し、端子プレ
ート２２に螺子４２などにより着脱可能に固定するよう
にしてもよい。この実施形態においては、図８に示すよ
うに、１対のガイド部材５７から成る取付けガイド５８
の間に半導体チップ３０を嵌め込んだとき、ガイド部材
５７の直角を成す内壁５６に半導体チップ３０のパッケ
ージ３１の角部が挟まれ、位置決めをすることことがで
きる。

【００２２】この実施形態において、ガイド部材５７の
内壁５６と半導体チップ３０のパッケージ３１とのクリ
アランスが比較的大きいときは、ガイド部材５７の直角
を成す内壁５６の長さを長くし、パッケージ３１の側面
と接触する接触面積を大きくするのが好ましい。逆に、
ガイド部材５７の内壁５６と半導体チップ３０のパッケ
ージ３１とのクリアランスが比較的小さいときは、ガイ
ド部材５７の内壁５６の長さを短くしても、安定してボ
ールバンプ３２と端子３４とを接続させることができ
る。

【００２３】また、上述の実施形態と同様に、図９に示
すように、１対のガイド部材６０の幅を広くした取付け
ガイド６１を端子プレート２２に取り付け、その直角を
成す内壁６２の対向する間隔を狭めることができる。こ
のようにして、サイズの小さい半導体チップ５０のパッ
ケージ５２の幅になるように設定することも可能であ
る。

【００２４】さらに、図１０に示すように、取付けガイ
ド６４を構成するガイド部材６５において、そのガイド
部材６５の直角２方向に延び出す部材６６，６８の幅を
それぞれ異に形成することも可能である。このように部
材６６，６８の幅をそれぞれ異に形成することにより、
半導体チップ７０のパッケージ７２が長方形のものに
も、直ちに対応することができる。その結果、元々の端
子プレート２２の端子群２８が７×７のマトリックスで
あるのに対して、取付けガイド６４を取り付けることに
より、５×７のマトリックスから成る端子群７４が形成
される。

【００２５】また同様に、部材６６，６８の幅が異なる
ガイド部材６５についても、２対設ける必要は必ずしも
なく、１対でも足りる。さらに、たとえば図１１に示す
ように、ガイド部材７６，７８は少なくとも端子群２８
が形成する形状の対角方向の両端部にそれぞれ配設され
ていればよく、それぞれのガイド部材７６，７８の形状
は同一である必要はない。たとえば同図に示すように、
ガイド部材７６は、端子プレート２２の７×７のマトリ
ックスから成る端子群２８のうち２列の端子３４の一部
を覆う。一方、ガイド部材７８は、端子群２８の反対側
の端子３４の１列の一部を覆う。このようにして、４×
７のマトリックスから成る端子群８０を構成することが
できる。このように、ガイド部材７６，７８を適宜構成
することにより、半導体チップのパッケージの形状やボ
ールバンプのマトリックスに適合したテストソケットを
直ちに構成することができる。

【００２６】次に、図１２に示すように、取付けガイド
８２を、直角を成す内壁８３を有するガイド部材８４
と、直線状の内壁８５を有するガイド部材８６の２個と
から構成することも可能である。この実施形態において
は、ガイド部材８４は、マトリックス配置された端子群
２８の角部に着脱可能に配設される。また、ガイド部材
８６は、端子群２８が形成する四角形の１辺と平行を成
すように、その内壁８５が配置され、端子プレート２２
に着脱可能に配設される。この実施形態においても、個
々のガイド部材８４，８６，８６の幅を適宜変更するこ
とにより、半導体チップのパッケージの形状やボールバ
ンプのマトリックスに適合したテストソケットを直ちに
構成することができる。

【００２７】また、図１３に示すように、取付けガイド
８８を、直線状の内壁８５を有するガイド部材８６のみ
から構成することも可能である。このガイド部材８６を
端子群２８が形成する四角形の４辺のそれぞれに、その
１辺と平行を成すように、その内壁８５を配置し、端子
プレート２２に着脱可能に配設してもよい。この実施形
態においても、個々のガイド部材８６の幅を適宜変更す
ることにより、半導体チップのパッケージの形状やボー
ルバンプのマトリックスに適合したテストソケットを直
ちに構成することができる。

【００２８】以上、本発明に係るテストソケットの実施
形態を種々図示して説明したが、本発明のテストソケッ
トは図示した例示に限定されるものではなく、たとえば
上述の各種の例示を任意に組み合わせて実施することも
好ましい。また、ガイド部材は端子プレートに対して同
じ位置に固定されるのが好ましいが、ガイド部材を平行
移動させることができるように構成することも可能であ
る。但し、ガイド部材を端子プレートに固定したとき、
微調整を極力必要としないように構成するのが好まし
い。

【００２９】また、複数のガイド部材から成る取付けガ
イドが取り付けられる端子プレートは、端子のピッチに
対応させて、各種準備しておくのが好ましい。さらに、
端子プレートに形成される端子は平坦な面で形成されて
いてもよい。特に、半導体チップのボールバンプの高さ
がほぼ一定で、平坦な端子群の上に載置するだけで、個
々のボールバンプと端子が電気的に接続されるのであれ
ば、端子群は平坦に形成されるのが好ましい。

【００３０】次に、本発明のテスト装置に用いられるチ
ェンジキットは、半導体チップの位置決めをする供給シ
ャトルと収納シャトルなどを含んで構成されている。こ
れら供給シャトルと収納シャトルは同一の構造であって
もよいことから、以下の説明においては供給シャトルを
例にする。

【００３１】図１４及び図１５に示すように、供給シャ
トル９０は、基盤９２と、その基盤９２に移動可能に取
り付けられ、半導体チップ３０の底面外周部を載置する
受け台９４と、その半導体チップ３０の側面と接触させ
られる内壁９６を備えた位置決め部品９８とを含んで構
成されている。このうち、基盤９２は図示しないテスト
装置本体に固定されている。この基盤９２には、直角を
成す方向に長孔９３が４ヶ所設けられていて、それぞれ
の長孔９３に位置決め部品９８が螺子９９などにより取
り付けられる。

【００３２】位置決め部品９８の受け台９４及び内壁９
６は、いずれも直角を成す方向に形成されていて、受け
台９４及び内壁９６は半導体チップ３０の角部を支持す
るように構成されている。受け台９４の奥行き寸法は、
半導体チップ３０の外周側壁からボールバンプが形成さ
れている箇所までとされ、半導体チップ３０のボールバ
ンプと受け台９４とが干渉しないようにされているのが
好ましい。但し、半導体チップ３０の外周側壁からボー
ルバンプが形成されている箇所までの間隔が狭い場合に
は、受け台９４の奥行き寸法は充分な寸法とされるのが
好ましい。また、内壁９６は勾配をもって形成されてい
るのが好ましく、搬送装置１００によって搬送されてき
た半導体チップ３０が位置ズレしていたときでも、その
内壁９６に沿って正しい位置に導かれるようにされてい
る。

【００３３】ここで、搬送装置１００は、半導体チップ
３０を吸引して吸着するバキューム式のカップ１０１
と、半導体チップ３０を上下させるエアシリンダ１０２
と、そのエアシリンダ１０２を所定の位置と位置との間
を往復駆動させる図示しない駆動装置を備えて構成され
ている。この駆動装置は、アームを円弧状に揺動させる
ものであってもよく、あるいはＸ−Ｙ軸ローダーなどで
あってもよく、特に限定されない。

【００３４】以上の構成に係るチェンジキットにおける
供給シャトル９０は、処理しようとする半導体チップ３
０をもとにして、位置決め部品９０を基盤９２の長孔９
３に沿わせて移動させ、適切な位置で４つの位置決め部
品９０を基盤９２に螺子９９などを締め付けて固定する
のである。また、半導体チップ３０のサイズを変更する
ときにおいても、螺子９９を緩めた後、４つの位置決め
部品９０を基盤９２の長孔９３に沿わせて移動させ、半
導体チップ３０のサンプルを基に適切な位置で４つの位
置決め部品９０を基盤９２に螺子９９などを締め付けて
固定するのである。このように、非常に簡単な作業で半
導体チップ３０のサイズに応じた供給シャトル９０の変
更が可能となる。また、この変更に伴い、半導体チップ
３０の厚みがほぼ一定であれば、搬送装置１００の調整
を必要としないので、作業時間を非常に短縮することが
できる。

【００３５】次に、図１６及び図１７に示すように、供
給シャトル１０４の位置決め部品１０６において、その
受け台１０８，１１０と内壁１１２，１１４とをそれぞ
れ２段、あるいはそれ以上の段を備えて形成するのも好
ましい。半導体チップ１１６は一般に、縦横のサイズが
大きくなるのに伴い、その厚みも厚くなる。また、半導
体チップ１１６の種類が異なると、その厚みが大きく変
化する。そこで、代表的な半導体チップ１１６，１１８
のサイズを選定し、１つの位置決め部品１０６に半導体
チップ１１６用の受け台１０８と内壁１１２を構成する
とともに、さらに半導体チップ１１８用の受け台１１０
と内壁１１４を構成する。このように構成することによ
り、半導体チップ１１６と半導体チップ１１８相互間の
サイズ換えあるいは品種換えにおいて、供給シャトル１
０４の調整作業をほとんどなくすことができる。

【００３６】さらに、この実施形態における位置決め部
品１０６において、図１７に示すように、下の相対向す
る内壁１１２の間隔が半導体チップ１１６の幅であると
き、その上の相対向する内壁１１４の間隔が他の半導体
チップ１１８の幅となるように、内壁１１２，１１４が
形成されているのが好ましい。このように構成すること
により、半導体チップ１１６と半導体チップ１１８相互
間のサイズ換えあるいは品種換えにおいて、供給シャト
ル１０４の調整作業をなくすことができる。

【００３７】またさらに、この実施形態における位置決
め部品１０６において、図１７及び図１８に示すよう
に、下の受け台１０８の高さとその上の受け台１１０の
高さを、それぞれの受け台１０８，１１０に半導体チッ
プ１１６，１１８を載置したとすれば、双方の半導体チ
ップ１１６，１１８の上面がほぼ一定となるように、形
成することも可能である。このように構成することによ
り、半導体チップ１１６と半導体チップ１１８相互間の
サイズ換えあるいは品種換えにおいて、供給シャトル１
０４の調整作業だけでなく、搬送装置の調整作業をなく
すことができ、一層、作業効率が向上する。

【００３８】上述の各実施形態において、受け台の段数
を増加させて、位置決め部品１０６の調整作業をほとん
どなくすように構成することも可能であるが、この場
合、たとえば半導体チップの供給用トレーの高さと、供
給シャトルの高さが変化してしまう。このため、搬送装
置の半導体チップ３０を上下させるエアシリンダ１０２
のピストンロッドの突出量を適宜調整し得るようにする
ことにより、半導体チップの搬送を安定して行なうこと
ができる。あるいは、基盤９２又は供給用トレーの高さ
を適宜調整し得るようにして両者の高さをほぼ一定にす
ることにより、搬送装置の調整をすることなく、半導体
チップの搬送を安定して行なうことができる。

【００３９】また、本発明に係る供給シャトル又は収納
シャトルの構成において、位置決め部品の平面形状とし
て、上述の実施形態に限らず、前述のテストソケットに
おいて説明したのと同様の平面構成（たとえば、図７、
図１２又は図１３）を採用することができ、図示した例
示に限定されない。

【００４０】次に、本発明に係るテストソケットやチェ
ンジキットは、従来の図２０で示したテスト装置にその
まま使用することができるものである。すなわち、従来
のテスト装置において、各種の半導体チップをテストを
するのに際して、その主要な交換部品であったテストソ
ケットやチェンジキットにおける供給シャトル及び収納
シャトルについて、前述の本発明に係る各種のテストソ
ケットや供給シャトル又は収納シャトルを用いることが
できる。すなわち、本発明に係る前述の各種のテストソ
ケットや供給シャトル又は収納シャトルのうちいずれか
１つ以上を従来のテスト装置に採用することにより、調
整時間の短縮を図ることができ、稼働率を向上させるこ
とができる。特に、テスト装置に本発明に係るテストソ
ケット、供給シャトル及び収納シャトルの全てを採用す
ることにより、一層の効果が得られる。

【００４１】半導体チップのテスト装置は、常温でテス
トをすることがほとんどであるが、製品の仕様によって
は高温試験あるいは低温試験を必要とする場合がある。
このため、テスト装置は、その搬送装置部分に予熱装置
（冷却装置）を備えているのがほとんどである。この半
導体チップの予熱装置を例に説明すれば、ヒーターを内
蔵したプレート（ヒートプレート）に複数の半導体チッ
プを並べて規定温度にまで上昇させるようにしたり、あ
るいはプレート上に半導体チップを並べた後、それを炉
内に入れて昇温させるようにしている。一方、冷却装置
においても同様にして、液体窒素などを用いて半導体チ
ップを冷却している。

【００４２】いずれにおいても、半導体チップが並べら
れるプレートは、前述の供給シャトル又は収納シャトル
と同様の構成を備えている。そして、半導体チップのサ
イズや品種に適合させて位置決め部品を調整し、半導体
チップを保持し得るように構成されている。半導体チッ
プについて予熱又は予冷を必要としない場合にも、この
プレートは位置決め装置として機能させられることか
ら、このプレートはチェンジキットの一つとして備えら
れているのが好ましい。本発明においては、このプレー
トは供給シャトルの概念に含まれるものである。供給シ
ャトルなどと同様のプレートを備えることにより、調整
作業をほとんどすることなく、半導体チップのサイズ換
えなどが容易にできる。

【００４３】なお、前述のヒートプレートに代えて、１
つの半導体チップ毎に位置決め機能を有するヒートブロ
ックについても、本発明に係る供給シャトルなどと同様
の構成とするのが好ましい。

【００４４】また、本発明に係るテストソケット、供給
シャトル及び収納シャトルなどを含むチェンジキット、
あるいはこれらを含むテスト装置において、これらを構
成する材質は設計事項であり限定されない。その他、本
発明はその趣旨を逸脱しない範囲内で、当業者の知識に
基づき種々なる改良、修正、変形を加えた態様で実施し
得るものである。

【００４５】

【発明の効果】本発明に係るテストソケットによれば、
テストをすべき半導体チップのボールバンプのピッチと
同一のピッチで端子が形成された端子群を備えた端子プ
レートに、取付けガイドを取り付けて、半導体チップの
パッケージを固定するように構成している。このため、
半導体チップのパッケージサイズが異なる場合には、適
切なサイズ用の取付けガイドを端子プレートに取り付け
るのみで、直ちにテストを行うことができるようにな
る。また、テストすべき半導体チップのボールバンプの
ピッチが異なる場合には、そのピッチと同一のピッチで
端子が形成された端子群を備えた端子プレートを用いる
ことになる。このように基本的には取付けガイドを交換
するだけで、品種換えによるテストソケットの調整作業
が終了するため、テスト装置の稼働率が向上することに
なる。

【００４６】また、本発明に係るチェンジキットにおけ
る供給シャトル又は収納シャトルなどによれば、テスト
すべき半導体チップの外周に合わせて位置決め部品を基
盤に対して移動させて、半導体チップの底面外周部を受
け台に載置するとともに、内壁を半導体チップの外周に
合わせて固定することにしている。このため、この操作
により供給シャトル又は収納シャトルの調整が終了する
ので、直ちにテスト装置を稼動させることができ、テス
ト装置の稼働率が大幅に向上する。特に、位置決め部品
の受け台及び内壁を複数段形成することにより、半導体
チップのサイズ換えあるいは品種換えをするときにおい
ても、それぞれの段の受け台及び内壁に適合する半導体
チップについては位置決め部品の調整をすることなく、
供給シャトル又は収納シャトルを使用することができ
る。この場合は、さらにテスト装置の稼働率が向上する
ことになる。

【００４７】半導体チップをテストするテスト装置にお
いては、半導体チップを別の種類のものなどに変更する
とき、調整を必要とするもののなかで時間を要するの
は、テストソケットとチェンジキットにかかる箇所のみ
である。したがって、上述のテストソケットあるいは供
給シャトル又は収納シャトルを用いたテスト装置は、半
導体チップのサイズ換えあるいは品種換えなどに伴って
生じる調整作業を前述したように簡単に終えることがで
きる。このため、テスト装置の稼働率が飛躍的に向上す
ることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るテストソケットを拡大して示す平
面模式図である。

【図２】図１に示すテストソケットの正面断面模式図で
ある。

【図３】図１に示すテストソケットの１つの作動を示す
平面模式図である。

【図４】図１に示すテストソケットの他の作動を示す平
面模式図である。

【図５】図１に示すテストソケットの他の実施形態を示
す平面模式図である。

【図６】図４に示すテストソケットの１つの作動を示す
平面模式図である。

【図７】本発明に係るテストソケットの他の実施形態を
示す平面模式図である。

【図８】図７に示すテストソケットの１つの作動を示す
平面模式図である。

【図９】図７に示すテストソケットの他の実施形態を示
す平面模式図である。

【図１０】図１に示すテストソケットの更に他の実施形
態を示す平面模式図である。

【図１１】図７に示すテストソケットの更に他の実施形
態を示す平面模式図である。

【図１２】本発明に係るテストソケットの更に他の実施
形態を示す平面模式図である。

【図１３】本発明に係るテストソケットの更に他の実施
形態を示す平面模式図である。

【図１４】本発明に係るチェンジキットにおける供給シ
ャトル又は収納シャトルの１実施形態を示す平面模式図
である。

【図１５】図１４に示すチェンジキットにおける供給シ
ャトル又は収納シャトルの正面断面模式図である。

【図１６】本発明に係るチェンジキットにおける供給シ
ャトル又は収納シャトルの他の実施形態を示す平面模式
図である。

【図１７】図１６に示すチェンジキットにおける供給シ
ャトル又は収納シャトルの正面断面模式図である。

【図１８】図１６に示すチェンジキットにおける供給シ
ャトル又は収納シャトルの他の作動を示す正面断面模式
図である。

【図１９】本発明に用いられる半導体チップの一例を拡
大して示す図であり、（ａ）は底面図、（ｂ）は正面図
である。

【図２０】本発明が適用される従来のテスト装置の１例
を示す平面模式図である。

【図２１】従来のテストソケットの１例を示す平面模式
図である。

【符号の説明】

４：供給用トレー ５：供給シャトル ６：コンタクト供給 ７：テストソケット ８：収納シャトル ９：収納トレー ２０：テストソケット ２２：端子プレート ２４，４６，５８，６１，６４，８２，８８：取付けガ
イド ２６：プレート ２８，５４，７４，８０：端子群 ３０，４４，５０，７０，１１６，１１８：半導体チッ
プ ３２：ボールバンプ ３４：端子 ３８：可動端子 ４０，４８，５６，６２，８３，８５：内壁 ４１，４７，５７，６０，６５，７６，７８，８４，８
６：ガイド部材 ４２：螺子 ５２，７２：パッケージ ９０，１０４：供給シャトル ９２：基盤 ９４，１０８，１１０：受け台 ９６，１１２，１１４：内壁 ９８，１０６：位置決め部品 １００：搬送装置

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年７月１８日（２０００．７．１
８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは上
記目的を達成するため、半導体チップのテスト装置につ
いて鋭意検討した結果、本発明に至ったのである。本発
明に係るテストソケットの要旨とするところは、外形寸
法の異なる複数個のパッケージの底面にマトリックス配
置されたボールバンプを備えたサイズの異なる複数個の
半導体チップをテストするためのテストソケットにおい
て、前記半導体チップのボールバンプと同一のピッチで
マトリックス配置され、且つ最大外形寸法のパッケージ
の該ボールバンプと電気的に接続し得る充分な個数の端
子から成る端子群が形成された端子プレ−トと、前記マ
トリックス配置された端子群が形成する四角形の４辺の
それぞれと平行を成す辺を規定する内壁を備え、前記端
子プレートに選択的に着脱可能に配設される種類の異な
る複数個のガイド部材から成る取付けガイドとを含むこ
とにある。このテストソケットによれば、まず半導体チ
ップのボールバンプのピッチと同じピッチで端子が形成
された端子群を備えた端子プレートが用いられる。この
端子プレートに取付けガイドが取り付けられ、その取付
けガイドの内壁が形成する寸法が半導体チップのパッケ
ージの寸法と同じになるようにされる。１つのサイズの
半導体チップについてのテストが終了し、他のサイズの
半導体チップについてテストをするとき、端子プレート
から取付けガイドが取り外され、代わりに新しい半導体
チップのサイズになるような新しい取付けガイドが端子
プレートに取り付けられる。このとき、端子プレートの
端子群の一部が取付けガイドによって覆われて、端子と
して機能しないようにされる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】また、本発明に係るチェンジキットの要旨
とするところは、サイズの異なる複数個の半導体チップ
を載置する供給シャトルと収納シャトルとを含むチェン
ジキットにおいて、前記供給シャトル又は収納シャトル
のいずれかが、基盤と、前記半導体チップのサイズに合
わせて該基盤に固定され、前記半導体チップのボールバ
ンプの存在しない底面外周部を載置する受け台と該受け
台から連なって上方に向かって拡がった勾配を持ち且つ
該半導体チップの側面と接触させられる内壁を備えた位
置決め部品とを含むことにある。このチェンジキットに
おける供給シャトル又は収納シャトルによれば、テスト
すべき半導体チップの外形に合わせて位置決め部品を基
盤に固定する。この操作により供給シャトル又は収納シ
ャトルの調整が終了するので、直ちにテスト装置を稼動
させることができる。特に、位置決め部品の受け台及び
内壁を複数段形成することにより、半導体チップのサイ
ズ換えあるいは品種換えをするときにおいても、それぞ
れの段の受け台及び内壁に適合する半導体チップについ
ては位置決め部品の調整をすることなく、供給シャトル
又は収納シャトルを使用することができる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】位置決め部品９８の受け台９４及び内壁９
６は、いずれも直角を成す方向に形成されていて、受け
台９４及び内壁９６は半導体チップ３０の角部を支持す
るように構成されている。受け台９４の奥行き寸法は、
半導体チップ３０の外周側壁からボールバンプが形成さ
れている箇所までとされ、半導体チップ３０のボールバ
ンプと受け台９４とが干渉しないようにされているのが
好ましい。但し、半導体チップ３０の外周側壁からボー
ルバンプが形成されている箇所までの間隔が狭い場合に
は、受け台９４の奥行き寸法は充分な寸法とされるのが
好ましい。また、内壁９６は上方に向かって拡がった勾
配をもって形成されているのが好ましく、搬送装置１０
０によって搬送されてきた半導体チップ３０が位置ズレ
していたときでも、その内壁９６に沿って正しい位置に
導かれるようにされている。

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１７】

フロントページの続き (72)発明者 徳宮 孝弘 滋賀県野洲郡野洲町大字市三宅800番地 日本アイ・ビー・エム株式会社 野洲事業 所内 (72)発明者 北岡 正幸 滋賀県野洲郡野洲町大字市三宅800番地 日本アイ・ビー・エム株式会社 野洲事業 所内 Ｆターム(参考） 2G003 AA07 AG01 AG16 AH04 5E024 CA18 CB01

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パッケージの底面にマトリックス配置さ
   れたボールバンプを備えた半導体チップをテストするた
   めのテストソケットにおいて、 前記半導体チップのボールバンプと同一のピッチでマト
   リックス配置され、且つ該ボールバンプと電気的に接続
   し得る充分な個数の端子から成る端子群が形成された端
   子プレートと、 前記マトリックス配置された端子群が形成する四角形の
   ４辺のそれぞれと平行を成す辺を規定する内壁を備え、
   前記端子プレートに着脱可能に配設されるガイド部材か
   ら成る取付けガイドとを含むテストソケット。
2. 【請求項２】 前記取付けガイドは、前記マトリックス
   配置された端子群の少なくとも１つの対角方向の両端部
   における端子プレートに着脱可能に配設される、直角を
   成す内壁を有するガイド部材を含む請求項１に記載する
   テストソケット。
3. 【請求項３】 前記直角を成す内壁を有するガイド部材
   が、前記マトリックス配置された端子群の４隅に配置さ
   れた請求項２に記載するテストソケット。
4. 【請求項４】 前記取付けガイドの相対向するガイド部
   材の内壁の間隔が、選択的に前記半導体チップの幅とし
   得る請求項１乃至請求項３のいずれかに記載するテスト
   ソケット。
5. 【請求項５】 前記端子プレートの端子群における個々
   の端子は、独立して半導体チップのボールバンプと接触
   する方向又はその逆方向に可動とされ且つ付勢されてい
   る請求項１乃至請求項４のいずれかに記載するテストソ
   ケット。
6. 【請求項６】 半導体チップの位置決めをする供給シャ
   トルと収納シャトルとを含むチェンジキットにおいて、 前記供給シャトル又は収納シャトルのいずれかが、 基盤と、 該基盤に移動可能に取り付けられ、前記半導体チップの
   底面外周部を載置する受け台と該半導体チップの側面と
   接触させられる内壁を備えた位置決め部品とを含むチェ
   ンジキット。
7. 【請求項７】 前記位置決め部品において、該受け台と
   内壁とが複数形成されている請求項６に記載するチェン
   ジキット。
8. 【請求項８】 前記位置決め部品において、任意の下の
   受け台の高さとその上の受け台の高さが、それぞれの受
   け台に載置された半導体チップの上面がほぼ一定となる
   ように、形成された請求項７に記載するチェンジキッ
   ト。
9. 【請求項９】 前記基盤に固定された位置決め部品にお
   いて、任意の下の相対向する内壁の間隔が半導体チップ
   の幅であるとき、その上の相対向する内壁の間隔が他の
   半導体チップの幅となるように、各段の内壁が形成され
   ている請求項７又は請求項８に記載するチェンジキッ
   ト。
10. 【請求項１０】 パッケージの底面にマトリックス配置
    されたボールバンプを備えた半導体チップをテストする
    ためのテストソケットを含むテスト装置において、 前記テストソケットが、 前記半導体チップのボールバンプと同一のピッチでマト
    リックス配置され、且つ該ボールバンプと電気的に接続
    し得る充分な個数の端子から成る端子群が形成された端
    子プレートと、 前記マトリックス配置された端子群が形成する四角形の
    ４辺のそれぞれと平行を成す辺を規制する内壁を備え、
    前記端子プレートに着脱可能に配設されるガイド部材か
    ら成る取付けガイドとを含むテスト装置。
11. 【請求項１１】 パッケージの底面にマトリックス配置
    されたボールバンプを備えた半導体チップをテストする
    ために、該半導体チップの位置決めをする供給シャトル
    と収納シャトルとを含むチェンジキットを備えたテスト
    装置において、 前記チェンジキットにおける供給シャトル又は収納シャ
    トルのいずれかが、基盤と、該基盤に移動可能に取り付
    けられ、前記半導体チップの底面外周部を載置する受け
    台と該半導体チップの側面と接触させられる内壁を備え
    た位置決め部品とを含むテスト装置。
12. 【請求項１２】 パッケージの底面にマトリックス配置
    されたボールバンプを備えた半導体チップをテストする
    ためのテストソケットと、該半導体チップの位置決めを
    する供給シャトルと収納シャトルとを含むチェンジキッ
    トを備えたテスト装置において、 前記テストソケットが、 前記半導体チップのボールバンプと同一のピッチでマト
    リックス配置され、且つ該ボールバンプと電気的に接続
    し得る充分な個数の端子から成る端子群が形成された端
    子プレートと、 前記マトリックス配置された端子群が形成する四角形の
    ４辺のそれぞれと平行を成す辺を規制する内壁を備え、
    前記端子プレートに着脱可能に配設されるガイド部材か
    ら成る取付けガイドとを含み、 前記チェンジキットにおける供給シャトル又は収納シャ
    トルのいずれかが、 基盤と、 該基盤に移動可能に取り付けられ、前記半導体チップの
    底面外周部を載置する受け台と該半導体チップの側面と
    接触させられる内壁を備えた位置決め部品とを含むテス
    ト装置。