JP2004325197A

JP2004325197A - 半導体装置の試験用ソケット基板

Info

Publication number: JP2004325197A
Application number: JP2003119006A
Authority: JP
Inventors: Keiichiro Shimada; 圭一郎島田; Hisashi Mizuno; 悠水野
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2003-04-23
Filing date: 2003-04-23
Publication date: 2004-11-18

Abstract

【課題】半導体装置の試験用ソケット基板において、選別試験時に半導体装置の電極と試験用ソケット基板のソケット端子との接触不良の検出と、導通回復のための清掃、洗浄には人手による作業が必要で、時間とコストの削減が望まれていた。
【解決手段】本発明の一実施例によれば、半導体装置の個々の電極に対するソケット端子を分割し、分割したソケット端子間に導通確認手段を設け、また、ソケット端子に回転、振動手段を付与し、更に、分割ソケット端子の間隙に、エアーの噴出又は吸引機構を設け、導通確認機能、導通回復機能、及びソケット端子の付着物、堆積物を効率的に除去する機能を実現した。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置を試験するための試験用ソケット基板に係り、特に、試験用ソケット端子の構造に特徴のある試験用ソケット基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体装置の試験では、半導体装置の一つの電極端子に対して一つの試験用電極端子（ソケット）を接触して試験を行っている。しかし、接点に異物が付着したり、端子が酸化して酸化膜が形成されることによる接触不良を生じても、試験器では接触不良の検出ができない。また、導通回復のための清掃、洗浄は人手による作業が必要となる。
【０００３】
そこで、試験用電極端子を分割し、複数の突起部を持たせることにより、酸化膜の破壊の効果と同時に、複数の突起部のどれかが接触を果たすとしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、このような手段では、半導体装置の電極がＢＧＡ（ＢａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ）パッケージのように、はんだバンプで形成されている場合は、突起部によって電極が傷つけられてしまう。また、接触不良の検出および導通回復のためのソケットの清掃、電極端子の洗浄作業は人手に依らざるを得ないなどの不都合があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１８０４７２号公報（Ａ）（第４頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は半導体装置の試験における、試験用電極端子の接触不良とそれに伴う種々の問題を解決するための技術を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される第一の手段は、絶縁性基板の第一表面に、半導体装置の複数の電極端子に対応する複数のソケット端子が配置され、該電極端子の各一個に対応して、該ソケット端子は、少なくとも２以上の互いに絶縁された分割ソケット端子を含み、該分割ソケット端子の各々は、該ソケット端子の対応する該電極端子の各一個に個別に接触部を有し、該ソケット端子の各々に属する該分割ソケットに導通確認手段を接続する端子を有することを特徴とする半導体装置の試験用ソケット基板。
【０００７】
第二の手段は、前記導通確認手段を接続する端子に電圧印加手段が接続されていることを特徴とする第一の手段記載の半導体装置の試験用ソケット基板。
第三の手段は、前記ソケット端子は、回転手段によって前記半導体装置の前記電極端子を中心として回転することを特徴とする第一の手段記載の半導体装置の試験用ソケット基板。
【０００８】
第四の手段は、前記ソケット端子は、振動手段よって振動することを特徴とする第一の手段記載の半導体装置の試験用ソケット基板。
また、第五の手段は、前記ソケット端子間には開口部が設けられ、該開口部には気体の噴出又は吸引手段が接続されていることを特徴とする第一の手段乃至第四の手段記載の半導体装置の試験用ソケット基板。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例の図面において、同一部材に対する符号は、異なる実施例においても共通して使用される。
実施例１
図１は、本発明の実施例１によるソケット要部上面図（Ａ），（Ｂ）及び断面図（Ｃ）を示す。図１（Ａ）及び（Ｂ）は、その分割ソケット端子の接触面を上部から見たもので、図１（Ａ）及び（Ｂ）は、各々二分割及び四分割の例である。
【００１０】
ＢＧＡ（ＢａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ）電極を有するパッケージの半導体装置１の電気的試験では、はんだバンプで形成されている個々の電極に対して、本発明の試験用ソケット端子は、絶縁性基板６０の上面に設けられ、半球状に窪み、且つ分割された接触面を有している。一つの分割ソケットの各分割ソケット端子の接触面、図１（Ａ）では接触面３と４、図１（Ｂ）では接触面３から６は、互いに電気的に絶縁されている。図１（Ｃ）は、図１（Ａ）及び（Ｂ）のＸＸ’又はＹＹ’での分割ソケット端子の切断面を示しており、半導体装置１の下面のはんだバンプ電極２に、分割ソケット端子７と８が各接触面３と４で接触している状態を表している。更に、分割ソケット端子７と８は端子電極９と１０を別々に備え、半導体装置１をソケット端子７、８に接触させた状態において、導通確認をすることができる。
実施例２
図２は、本発明の実施例２によるソケット要部断面図を示し、実施例１において、分割ソケット端子７、８の端子電極９と１０に、導通確認用回路を接続した例である。接触面３と４が良好である場合は、直流電源Ｅの電圧は、スイッチＳ１、分割ソケット端子８、はんだバンプ電極２、分割ソケット端子７、スイッチＳ３を経由して、抵抗Ｒに現れるので、抵抗Ｒの両端の電圧を測ることにより導通確認ができる。若し、抵抗Ｒに電圧が現れなければ、接触面３と４のいずれかが接触不良であることを示す。選択スイッチＳ２は、導通確認用回路自身のチェックと、四分割などの多分割ソケット端子の場合に、どの一対の分割ソケット端子間に、導通確認用電圧を印加するかを決める機能を有する選択スイッチを模式的に表現したものである。分割ソケット端子の対を切り替えることによって、どの分割ソケット端子の接触面が接触不良なのかを知ることも可能になる。
【００１１】
尚、図２は、電気的な導通を説明するものであり、ソケット端子７、８から端子電極９、１０までの間の機械的構造はここでは省略してある。
実施例３
図３は、本発明の実施例３によるソケット要部断面図を示すし、分割ソケット端子７、８部分は、実施例１と同じであるが、絶縁性基板６０は省略されている。実施例１において、分割ソケット端子７、８の底部に絶縁膜１２を介して、超音波振動子を接続したものである。はんだバンプ電極２との接触面３、４に接触不良を生じた際には、この超音波振動子により、分割ソケット端子７、８を振動させ付着物を接触面３、４より剥離させると共に、分割ソケット端子７、８間の隙間を延長し、ゴミが落下するような仕組みを持たせておけば、接触面に付着するゴミを除去する機能をも有する。本実施例では、縦孔１６へこのゴミを落下させるので、ソケットの接触面にゴミの堆積を防ぐことができる。
【００１２】
超音波振動子は、超音波振動子の電極１３、１５間に焦電体又は圧電体１４を挟んだ構造からなり、（１）ソケットの端子毎、（２）幾つか纏めたソケットの端子毎、または（３）ソケットの全体、で少なくとも一つ実装するものとする。実施例４
図４は、本発明の実施例４によるソケット要部断面図を示す。分割ソケット端子７、８部分は、実施例１と同じであるが、絶縁性基板６０は省略されている。実施例１において、分割ソケット端子７、８が、半導体装置１のはんだバンプ電極２を軸として、はんだバンプ電極２の周りに回転できるように、分割ソケット端子７、８の底部に回転運動の伝達用の滑車１７を接続する。滑車１７の回転軸１８は、分割ソケット端子の基板に固定されており、また、その回転軸１８の芯部には、ゴミを落下させる縦孔１６が設けられている。分割ソケット端子７、８境界部の段差を利用して、これを回転運動によってＢＧＡパッケージのはんだバンプ電極２へ擦りつけることにより、接触を妨げる酸化膜などの付着物を掻き落とす効果が得られる。更に、縦孔１６に、エアーの噴出又は吸引機構を設けることにより、ソケット端子の付着物、堆積物を効率的に除去することができる。
尚、図４は、機械的な構造を説明するものであり、可動部であるソケット端子７、８とソケット本体は、導通切片によって接触または柔軟性のある導通ワイヤ等によって接続されているが、本図ではこの導通手段は省略されている。
実施例５
図５は、本発明の実施例５による回転運動伝達機構要部上面図を示す。行または列方向に配置された、実施例４で示した分割ソケット端子群２４、２５、２６、２７の各の滑車１７に、行方向ベルト２９、３０を掛け、中間滑車２１、２２を介して、列方向ベルト２８によってモーター２０などの回転動力源から回転運を連続して伝達することが出来る。更に、各ベルトを滑車に対し襷掛けにしたり、滑車間にテンション用補助滑車を配置することにより、ベルトと滑車間の運動伝達を確実にさせることができる。このように、ソケット端子毎の回転運動をベルト等の伝達手段によって分配することにより、回転動力源を１箇所に集約することが出来る。更に、上記回転運動は、滑車とベルトの代わりに歯車の組み合わせによっても伝達することが可能である。
実施例６
図６は、本発明の実施例６によるＢＧＡソケット基板斜視図（Ａ）及び要部断面図（Ｂ）を示す。図６（Ａ）は、本発明のＢＧＡ用ソケット基板４０の斜視図であり、ソケット基板４０の表面に分割ソケット端子４１、４２を有する複数のソケットが配置されている。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＸＸ’での断面図である。ソケット基板４０の貫通孔内にチューブ４７に格納されスプリング４６と、それに接続する上部プランジャー４５と下部プランジャー４３または４４が設けられ、各プランジャー４５上に、分割ソケット端子４１、４２が接続する。スプリング４６の伸縮により、分割ソケット端子４１、４２は、はんだバンプ電極２に、また、下部プランジャー４３または４４は、ソケット基板４０が搭載されるテストボードの電極４９に、各々適切な圧力で押し付けられる。導通確認は、テストボードの電極４９によって行うことができる。
【００１３】
実施例７
図７は、本発明の実施例７によるＱＦＰソケット基板要部斜視図（Ａ）及び要部拡大図（Ｂ）を示す。図７（Ａ）は、本発明のＱＦＰ（ＱｕａｄＦｌａｔＰａｃｋａｇｅ）ソケット基板５０の斜視図であり、ソケット基板５０の表面に分割ソケット端子を有する複数のソケットが配置されている。点線の楕円５３内が一つのソケット端子であり、図７（Ｂ）に拡大したものを示す。分割ソケット端子５１、５２の上端は、ＱＦＰのＬ字状リードピン５４の底面に個別に接触し、下端はソケット基板５０の裏面にまで達し、分割ソケット端子５１、５２間に導通確認用の電圧を印加したり、水平方向の振動を与える機構（図示せず）に接続されている。
【００１４】
（付記１）絶縁性基板の第一表面に、半導体装置の複数の電極端子に対応する複数のソケット端子が配置され、該電極端子の各一個に対応して、該ソケット端子は、少なくとも２以上の互いに絶縁された分割ソケット端子を含み、該分割ソケット端子の各々は、該ソケット端子の対応する該電極端子の各一個に個別に接触部を有し、該ソケット端子の各々に属する該分割ソケットに導通確認手段を接続する端子を有することを特徴とする半導体装置の試験用ソケット基板。
【００１５】
（付記２）前記導通確認手段を接続する端子に電圧印加手段が接続されていることを特徴とすることを特徴とする付記１記載の半導体装置の試験用ソケット基板。
（付記３）前記ソケット端子は、回転手段によって前記半導体装置の前記電極端子を中心として回転することを特徴とする付記１記載の半導体装置の試験用ソケット基板。
【００１６】
（付記４）前記ソケット端子は、振動手段よって振動することを特徴とする付記１記載の半導体装置の試験用ソケット基板。
（付記５）前記ソケット端子間には開口部が設けられ、該開口部には気体の噴出又は吸引手段が接続されていることを特徴とする付記１乃至付記４記載の半導体装置の試験用ソケット基板。
【００１７】
（付記６）前記接触部は、前記絶縁性基板の第一表面において、対応する前記電極端子と面接触し、前記分割ソケット端子は、該絶縁性基板の第一表面に対向する第二表面において、該接触部に個別に電気的に接続する各端子電極を有することを特徴とする付記１記載の半導体装置の試験用ソケット基板。
（付記７）前記ソケット端子の各々に属する前記分割ソケット端子は、前記絶縁性基板を貫通する貫通孔によって、互いに、離間していることを特徴とする付記１記載の半導体装置の試験用ソケット基板。
【００１８】
（付記８）前記電圧印加手段は、前記ソケット端子の各々に属する前記分割ソケット端子の各々に設けた端子電極間に電圧を印加することにより、前記接触部の導通状態を検知することを特徴とする付記１記載の半導体装置の試験用ソケット基板。
（付記９）前記電極端子の表面形状は回転対称軸を有し、前記分割ソケット端子の接触部は、該回転対称軸の周りに軸対称に配置され、前記ソケット端子は該回転対称軸の周りに自転可能な構造を有することを特徴とする付記１記載の半導体装置の試験用ソケット基板。
【００１９】
（付記１０）前記ソケット端子は、絶縁体を介して超音波振動子と機械的に接続していることを特徴とする付記１記載の半導体装置の試験用ソケット基板。
（付記１１）前記ソケット端子には、対応する前記電極端子の前記回転対称軸を回転軸とする滑車又は歯車が備えられ、該滑車又は歯車の回転により、該ソケット端子が前記自転を行うことを特徴とする付記７記載の半導体装置の試験用ソケット基板。
【００２０】
（付記１２）前記貫通孔は、前記気体の噴出又は吸引手段の一部をなすことを特徴とする付記５記載の半導体装置の試験用ソケット基板。
（付記１３）前記絶縁性基板の第一表面に、前記ソケット端子は、行と列に沿って配置され、該第一表面に垂直な回転軸を有する少なくとも一つの回転動力源と、該行と列のいずれかの一端に各行又は列毎に該第一表面に垂直な回転軸を有する中間滑車とが配置され、該行又は列毎と該行と列のいずれかの一端の該中間滑車とを連結するベルトと、該中間滑車と該回転動力源とを連結するベルトとによって、該回転動力源の回転運動が、該中間滑車の各々を介して、該行と列に沿って配置された該ソケット端子の各々に該回転運動が伝達されることを特徴とする付記９記載の半導体装置の試験用ソケット基板。
【００２１】
（付記１４）前記絶縁性基板の第一表面に、前記ソケット端子がＱＦＰのＬ字状リードピンに対応して配置され、前記分割ソケット端子の各々の上端は、該Ｌ字状リードピンの底面に個別に接触し、下端は該絶縁性基板の裏面にまで達し、該分割ソケット端子間に導通確認用の電圧を印加すると共に、振動を与える機構に接続されていることを特徴とする付記１記載の半導体装置の試験用ソケット基板。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、半導体装置の試験用ソケット端子を分割し、分割ソケット端子間に、導通確認機能を有する構造を設けたことにより、試験時における接触不良を検出することを可能にした。また、ソケット端子に運動機構を設けたことにより、ソケット端子の付着物を除去し、更に、分割ソケット端子の間隙を利用して、エアーの噴出又は吸引機構を設けることにより、ソケット端子の付着物、堆積物を効率的に除去することを可能にした。この結果、試験時における接触不良の確認やソケット端子の洗浄の作業とコストの削減が実現可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１によるソケット要部上面図（Ａ），（Ｂ）及び断面図（Ｃ）
【図２】本発明の実施例２によるソケット要部断面図
【図３】本発明の実施例３によるソケット要部断面図
【図４】本発明の実施例４によるソケット要部断面図
【図５】本発明の実施例５による回転運動伝達機構要部上面図
【図６】本発明の実施例６によるＢＧＡソケット基板斜視図（Ａ）及び要部断面図（Ｂ）
【図７】本発明の実施例７によるＱＦＰソケット基板要部斜視図（Ａ）及び要部拡大図（Ｂ）
【符号の説明】
１、半導体装置
２、はんだバンプ電極
３、４、５、６、分割ソケットの接触面
７、８、４１、４２、分割ソケット端子
９，１０、端子電極
１２、絶縁膜
１３、１５、超音波振動子の電極
１４、焦電体又は圧電体
１６、縦孔
１７、滑車
１８、回転軸
２０、モーター
２４、２５、２６、２７、分割ソケット端子群
２１、２２、中間滑車
２８、列方向ベルト
２９、３０、行方向ベルト
４０、ソケット基板
４３、４４、下部プランジャー
４５、上部プランジャー
４６、スプリング
４７、チューブ
４９、テストボードの電極
５０、ＱＦＰ用ソケット基板
５１、５２ＱＦＰ用分割ソケット端子
５３、楕円
５４、Ｌ字状リードピン
６０、絶縁性基板

Claims

絶縁性基板の第一表面に、半導体装置の複数の電極端子に対応する複数のソケット端子が配置され、該電極端子の各一個に対応して、該ソケット端子は、少なくとも２以上の互いに絶縁された分割ソケット端子を含み、該分割ソケット端子の各々は、該ソケット端子の対応する該電極端子の各一個に個別に接触部を有し、該ソケット端子の各々に属する該分割ソケットに導通確認手段を接続する端子を有することを特徴とする半導体装置の試験用ソケット基板。
前記導通確認手段を接続する端子に電圧印加手段が接続されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の試験用ソケット基板。
前記ソケット端子は、回転手段によって前記半導体装置の前記電極端子を中心として回転することを特徴とする請求項１記載の半導体装置の試験用ソケット基板。
前記ソケット端子は、振動手段よって振動することを特徴とする請求項１記載の半導体装置の試験用ソケット基板。
前記ソケット端子間には開口部が設けられ、該開口部には気体の噴出又は吸引手段が接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の半導体装置の試験用ソケット基板。