JP2005180922A - 検査装置用ケーブルの配線構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＩＣソケットのコンタクト端子と検査装置用ケーブルの端部とのインピーダンス整合を高精度に向上させることができ、しかも、その配線作業を簡略化することができること。
【解決手段】 同軸ケーブル２４ａｉの一端が導電層２０Ｇを有する接続基板２０に支持されるもとで、その外部導体２４Ｉが導電層２０Ｇに接続され、かつ、同軸ケーブル２４ａｉの内部導体２４ＣがＩＣソケット１０におけるコンタクト端子１４ａｉの下端に直接的に接続されるもの。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＩＣソケットと半導体装置用検査装置とを電気的に接続する検査装置用ケーブルの配線構造に関する。

電子機器などに実装される半導体装置は、実装される以前の段階で種々の試験が行われその潜在的欠陥が除去される。その試験は、例えば、半導体装置が装着される半導体装置載置部を有する半導体装置用ソケットが、検査装置としてのテスターにおける配線基板に電気的に接続される状態で行われる。そのようなテスターと半導体装置用ソケットとは、例えば、特許文献１にも示されるように、図示が省略されるテスターに接続されるテスト用基板（ボード本体）と、そのテスト用基板に同軸ケーブルにより電気的に接続され、半導体装置用ソケットを着脱自在に支持するピンソケットとによって接続されている。

上述のようなピンソケットにおいては、所謂、拡張基板が設けられている。その拡張基板には、半導体装置用ソケットに設けられるコンタクト端子群における各コンタクト端子の相互間距離よりも大なる相互間距離を有する接続端子が形成されている。その拡張基板の各接続端子の一方側には、半導体装置用ソケットにおけるコンタクト端子の下端が接続され、その拡張基板の各接続端子の他方側には、図６に示されるように、同軸ケーブル２ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）の一端がそれぞれ、接続されている。

図６において、拡張基板４には、例えば、半導体装置用ソケットのコンタクト端子の数量に対応した数量の接続端子４ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）が所定の間隔で一列に形成されている。各接続端子４ａｉの相互間距離は、半導体装置用ソケットにおけるコンタクト端子の相互間距離に比して大に設定されている。また、その各接続端子４ａｉの配列の一端に隣接して接地用電極パッド４ＥＰが形成されている。接地用電極パッド４ＥＰは、例えば、所定数の接続端子４ａｉあたりに１個形成され、拡張基板４における接地用導電層に接続されている。

一つの接地用電極パッド４ＥＰには、図６に示されるように、複数の同軸ケーブル２ａｉにおける網目状の外部導体部２Ｓが半田付け固定により集中して接続されている。また、各同軸ケーブル２ａｉの内部導体部２ａの一端は、半田付け固定により各接続端子４ａｉに接続されている。

なお、拡張基板４において、複数の同軸ケーブル２ａｉにおける網目状の外部導体部２Ｓを接地用電極パッド４ＥＰに配線する方法の他の例としては、図７に示されるように、拡張基板４’において、接地用電極パッド４’ＥＰが、接続端子４ａｉの配列の両端にそれぞれ形成されるもとで、並列された同軸ケーブル２ａｉにおける網目状の外部導体部２Ｓが、その配列方向に沿って跨って延在するグランドバー６を介して電気的に接続される場合がある。導電体であるグランドバー６の両端は、半田付け固定により接地用電極パッド４’ＥＰに接続されている。

上述のような接続方法において、比較的高周波数帯域の信号の伝送が行なわれる場合、波形の歪の一因となるクロストークあるいは信号の反射等を抑制する対策として電子機器およびコネクタ間のインピーダンス整合を図ることが要望される。

特許第２９８０２００号公報

上述のように、図６において、複数の同軸ケーブル２ａｉにおける網目状の外部導体部２Ｓが半田付け固定により集中して一つの接地用電極パッド４ＥＰに接続される場合、その接地用電極パッド４ＥＰに近い同軸ケーブル２ａｉにおける網目状の外部導体部２Ｓの接地用電極パッド４ＥＰまでの長さと、その接地用電極パッド４ＥＰから最も遠く離れた同軸ケーブル２ａｉにおける網目状の外部導体部２Ｓの接地用電極パッド４ＥＰまでの長さが異なるのでインピーダンス整合を高精度に図ることが困難となる場合がある。

図７に示される例においても、その配列の中央に位置する同軸ケーブル２ａｉにおける網目状の外部導体部２Ｓの接地用電極パッド４’ＥＰまでの距離とその接地用電極パッド４’ＥＰに隣接した同軸ケーブル２ａｉにおける網目状の外部導体部２Ｓの接地用電極パッド４’ＥＰまでの距離が異なるので同様な不都合が生じる場合がある。

また、上述のように複数の同軸ケーブル２ａｉにおける網目状の外部導体部２Ｓが半田付け固定により集中して一つの接地用電極パッド４ＥＰに接続される場合、検査される半導体装置の端子数の増大および半導体装置の端子間の距離が微小となるにつれて同軸ケーブル２ａｉにおける網目状の外部導体部２Ｓの半田付け作業が困難となる場合がある。

以上の問題点を考慮し、本発明は、ＩＣソケットと半導体装置用検査装置とを電気的に接続する検査装置用ケーブルの配線構造であって、検査される半導体装置の端子の密度が高密度化される場合であっても、ＩＣソケットのコンタクト端子と検査装置用ケーブルの端部とのインピーダンス整合を高精度に向上させることができ、しかも、その配線作業を簡略化することができる検査装置用ケーブルの配線構造を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明に係る検査装置用ケーブルの配線構造は、検査される半導体装置が載置され、半導体装置の端子にそれぞれ電気的に接続されるコンタクト端子群とを備える半導体装置載置部と、コンタクト端子群の各コンタクト端子の一端が挿入される透孔が複数個形成され、半導体装置載置部を支持する支持部材と、支持部材の各透孔に対応した透孔と、透孔の一方の開口端周縁に広がり接地用ラインに接続される導電層とを有し、接続ケーブルの一端の外部導体部を導電層に電気的に接続するケーブル接続用基板と、を備え、接続ケーブルの一端の内部導体部が、支持部材の透孔に挿入されるコンタクト端子の一端に電気的に接続されることを特徴とする。

以上の説明から明らかなように、本発明に係る検査装置用ケーブルの配線構造によれば、透孔の一方の開口端周縁に広がり接地用ラインに接続される導電層とを有し、接続ケーブルの一端の外部導体部を導電層に電気的に接続するケーブル接続用基板を備え、接続ケーブルの一端の内部導体部が、支持部材の透孔に挿入されるコンタクト端子の一端に電気的に接続されるので検査される半導体装置の端子の密度が高密度化される場合であっても、ＩＣソケットのコンタクト端子と検査装置用ケーブルの端部とのインピーダンス整合を高精度に向上させることができ、しかも、その配線作業を簡略化することができる。

図２は、本発明に係る検査装置用ケーブルの配線構造の一例が適用されたテストユニットの構成を、テストユニットが接続される検査装置とともに概略的に示す。
図２において、後述するテストユニットが電気的に接続される検査装置の接続部には、複数のプローブピン３０ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）を有する接続基板３２が設けられている。プローブピン３０ａｉの数量は、検査される半導体装置の端子数に応じた後述するテストユニットにおけるテスト用基板２８の下面に形成される電極の数量に対応して設定されている。また、プローブピン３０ａｉにおける接続基板３２の表面に沿った相互間距離は、後述するテストユニットにおけるテスト用基板２８の下面に形成される電極群に対応して設定されている。

テストユニットは、検査される半導体装置が着脱可能に装着されるＩＣソケット１０と、ＩＣソケット１０を支持する支持部材としての支持板１６と、同軸ケーブル２４ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）の一端が接続され、支持板１６と協働して積層される２枚の絶縁基板１８を挟持する接続基板２０と、ＩＣソケット１０を伴って支持板１６、絶縁基板１８、および、接続基板２０を支持する４本の支柱部材２２と、同軸ケーブル２４ａｉの他端が接続される同軸コネクタ２６ａｉおよび支柱部材２２が設けられるテスト用基板２８とを含んで構成されている。

テストユニットの最下端部を形成するテスト用基板２８は、その下面に形成される電極群が上述の各プローブピン３０ａｉの一端部に対して接触状態または非接触状態となるように接続基板３２に対し着脱可能に支持されている。

例えば、樹脂材料で作られるテスト用基板２８の上面には、同軸コネクタ２６ａｉが所定の間隔で縦横に配置されている。各同軸コネクタ２６ａｉと上述の電極群とは、図示が省略される導体層を介して電気的に接続されている。また、その上面における均等に離隔した４箇所には、支柱部材２２の下端が、その軸線がその上面に対して略垂直となるように固定されている。

支柱部材２２の上端には、支持板１６、２枚の絶縁基板１８、および、接続基板２０が順次積層されたものが固定されている。

所定の板厚を有する接続基板２０は、樹脂材料、例えば、ガラスエポキシ樹脂（規格記号ＦＲ４）または、ポリミド樹脂等で作られ、図１に部分的に拡大されて示されるように、透孔２０ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）を所定の相互間隔で複数個有している。透孔２０ａｉは、後述するＩＣソケット１０におけるコンタクト端子群に対向した位置に形成されている。透孔２０ａｉの内径は、同軸ケーブル２４ａｉの外被覆２４Ｈの外径よりも大なる寸法に設定されている。各透孔２０ａｉの一方の開口端の周縁には、接地用の導電層２０Ｇがその下面全体に広がっている。所定の膜厚、例えば、１８〜３５μｍの膜厚を有する導電層２０Ｇは、図示が省略される接地ラインに電気的に接続されている。その透孔２０ａｉ群の周囲における４箇所には、ビス２４が挿入される透孔（不図示）が支柱部材２２に対応して形成されている。

各透孔２０ａｉには、各同軸ケーブル２４ａｉの一端が接続されている。なお、図１においては、説明を容易にするために検査信号用の各同軸ケーブル２４ａｉの一端を示し、接地ライン用の同軸ケーブル２４ａｉの一端については図示が省略されている。

その際、各同軸ケーブル２４ａｉの一端は、外被覆２４Ｈの一部が除去されるとともに、その露出した内部導体２４Ｃが支持板１６、および、２枚の絶縁基板１８の透孔内に挿入されている。その外部導体２４Ｉは、透孔２０ａｉ内に挿入され半田Ｓｏにより半田付け固定されている。外部導体２４Ｉは、例えば、テフロン（登録商標）製の絶縁体２４Ｔを介し内部導体２４Ｃの外側に形成されている。また、その外部導体２４Ｉの外周部は、半田付け固定により導電層２０Ｇに接続されている。従って、各同軸ケーブル２４ａｉの外部導体２４Ｉの電位は、各同軸ケーブル２４ａｉの配置位置に関係なく同一電位となるのでインピーダンス整合が容易となる。

絶縁基板１８は、接続基板２０が同様な材料で図３に拡大されて示されるように、接続基板２０の厚さよりも薄い薄板状に形成され、透孔１８ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）を透孔２０ａｉに対応して有している。透孔１８ａｉは、透孔２０ａｉの内径とほぼ等しい内径を有している。また、絶縁基板１８は、透孔１８ａｉ群の周囲の４箇所に支柱部材２２に対応して長孔１８ｂを有している。２枚の絶縁基板１８が接続基板２０上に積み重ねられる場合、２枚の絶縁基板１８は、図１に示されるように、挿入される内部導体２４Ｃを二つの透孔１８ａｉの周縁で挟持するように図１において互いに左右反対方向に所定距離だけ移動させた状態で固定されている。これにより、内部導体２４Ｃの一部が二つの絶縁基板１８により支持されることとなる。

所定の厚さを有する支持板１６は、樹脂材料、例えば、ガラスエポキシ樹脂（規格記号ＦＲ４）または、ポリミド樹脂等で作られ、その上面に固定されるＩＣソケット１０のコンタクト端子１４ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）に対応した透孔１６ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）を有している。透孔１６ａｉの中心間距離は、コンタクト端子１４ａｉの相互間距離と略同一に設定されている。

その透孔１６ａｉの内径は、同軸ケーブル２４ａｉの内部導体２４Ｃおよびコンタクト端子１４ａｉの下端が挿入され、半田付け固定され得るような内径に設定されており、即ち、接続基板２０の透孔２０ａｉの内径よりも大に設定されている。

その透孔１６ａｉには、同軸ケーブル２４ａｉの内部導体２４Ｃおよびコンタクト端子１４ａｉの下端が互いに近接した状態で挿入されている。また、その内部導体２４Ｃおよびコンタクト端子１４ａｉの下端は、半田Ｓｏにより透孔１６ａｉ内に半田付け固定されている。

支持板１６上に固定されるＩＣソケット１０は、既知の構造を有するオープントップタイプのものとされる。ＩＣソケット１０は、支持板１６上に支持され、検査される半導体装置が着脱可能に装着される載置部を内部に備えるソケット本体１４と、その載置部の下方に配され、半導体装置の電極部と上述の同軸ケーブル２４ａｉの内部導体２４Ｃとを電気的に接続するコンタクト端子１４ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）と、ソケット本体１４に昇降動可能に支持され、装着された半導体装置を選択的に保持するラッチ機構（不図示）を動作制御するカバー部材１２とを含んで構成されている。

カバー部材１２は、ソケット本体１４との間に配されるコイルスプリングＳＰにより、ソケット本体１４から離隔する方向に付勢されている。

金属性のコンタクト端子１４ａｉは、装着される半導体装置の電極の相互間距離に一致した所定の相互間距離でソケット本体１４に配置されている。各コンタクト端子１４ａｉの下端部は、ソケット本体１４の下端から外部に向けて突出し、支持板１６の各透孔１６ａｉ内に挿入されている。

ＩＣソケット１０の各コンタクト端子１４ａｉの下端と支持板１６、絶縁基板１８、接続基板２０、および各同軸ケーブル２４ａｉの一端とを連結するにあたっては、先ず、ＩＣソケット１０が図示が省略されるビスにより支持板１６の所定位置に固定される。その際、各コンタクト端子１４ａｉの下端が支持板１６の透孔１６ａｉに挿入されている。次に、外被覆２４Ｈおよび外部導体２４Ｉの一部が切除された同軸ケーブル２４ａｉの内部導体２４Ｃの先端が、それぞれ、コンタクト端子１４ａｉの下端に近接して支持板１６の透孔１６ａｉに挿入された状態で第１回目の半田付け固定により支持板１６に固定される。

続いて、２枚の絶縁基板１８、および、接続基板２０は、その透孔１８ａｉおよび透孔２０ａｉが互いに一致するように支持板１６の下面上に順次、積み重ねられる。その際、同軸ケーブル２４ａｉが絶縁基板１８の透孔１８ａｉ、および、接続基板２０の透孔２０ａｉに挿入される。

続いて、各同軸ケーブル２４ａｉの外部導体２４Ｉが接続基板２０の透孔２０ａｉ内に挿入され、外部導体２４Ｉが導体層２０Ｇに接触した状態で第２回目の半田付け固定により、各同軸ケーブル２４ａｉの一端が接続基板２０に固定されることとなる。

続いて、絶縁基板１８が図１において互いに左右反対方向に移動された後、各ビス２４がスプリングワッシャＳＷおよびワッシャＷａを介し支持板１６の透孔、絶縁基板１８の長孔１８ｂ、接続基板２０の透孔を通じてテスト用基板２８に固定された支持部材２２の雌ねじ孔にねじ込まれることにより、ＩＣソケット１０、支持板１６、および、接続基板２０等が４本の支持部材２２の一端に支持されることとなる。これにより、ＩＣソケット１０の各コンタクト端子１４ａｉの下端と支持板１６、絶縁基板１８、接続基板２０、および各同軸ケーブル２４ａｉの一端とが連結されることとなる。

そして、各同軸ケーブル２４ａｉの他端は、同軸コネクタ２６ａｉに接続されることによりテストユニットの組み立てが完了する。

従って、従来の方法で用いられるような所謂、拡張基板を用いることなく、各同軸ケーブル２４ａｉの外部導体２４Ｉが共通の導体層２０Ｇに直接的に接続され、かつ、比較的短い長さで確実に接続できるのでＩＣソケットのコンタクト端子と検査装置用ケーブルの端部とのインピーダンス整合を高精度に向上させることができ、しかも、同軸ケーブル２４ａｉの外部導体２４Ｉの半田付け作業は、従来の方法に比べてその外部導体２４Ｉの配線作業が簡略されるのでその配線作業を簡略化することができることとなる。

図４は、本発明に係る検査装置用ケーブルの配線構造の一例に用いられる絶縁基板の他の例を示す。なお、図４においては、図１に示される例における同一の構成要素について同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。

図１に示される例においては２枚の絶縁基板１８により同軸ケーブル２４ａｉの内部導体２４Ｃが支持されているが、その代わりに、図４に示される例においては、絶縁シート３４の弾性力により、同軸ケーブル２４ａｉの内部導体２４Ｃが支持されるものとされる。

絶縁シート３４は、図５に示されるように、電気的絶縁性を有する弾性材料、例えば、シリコンゴムで薄板状に作られ、透孔３４ａｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは正の整数）を透孔２０ａｉに対応して有している。透孔３４ａｉは、透孔２０ａｉの内径よりも小なる内径を有している。透孔３４ａｉの周縁には、略十字状に交叉するスリット３４Ｓが形成されている。これにより、同軸ケーブル２４ａｉの外被覆２４Ｈが、透孔３４ａｉを容易に通過することとなる。

絶縁シート３４は、図１に示される例と同様に、支持板１６と接続基板２０との間に挟持され、その弾性力により同軸ケーブル２４ａｉの内部導体２４Ｃを支持するものとされる。

上述の例においては、オープントップタイプのＩＣソケットが支持板１６上に配置されているが、斯かる例に限られることなく、例えば、クラムシェルタイプ等の他の形式のＩＣソケットが配置されてもよいことは勿論である。

本発明に係る検査装置用ケーブルの配線構造の一例の要部を拡大して示す部分断面図である。 本発明に係る検査装置用ケーブルの配線構造の一例が適用されたテストユニットの全体構成を、テストユニットが接続される検査装置とともに概略的に示す構成図である。 図１に示される例に用いられる絶縁基板の平面図である。 本発明に係る検査装置用ケーブルの配線構造の一例に用いられる絶縁基板の他の例を示す部分断面図である。 図４に示される例において用いられる絶縁基板の平面図である。 従来の装置の基板における同軸ケーブルの配線状態を概略的に示す平面図である。 従来の装置の基板における同軸ケーブルの配線状態を概略的に示す平面図である。

符号の説明

１０ ＩＣソケット
１４ ソケット本体
１４ａｉ コンタクト端子
１６ 支持板
１８ 絶縁基板
２０ 接続基板
２４ａｉ 同軸ケーブル
２４Ｃ 内部導体
２８ テスト用基板
３４ 絶縁シート

Claims (3)

1. 半導体装置が載置され、該半導体装置の端子にそれぞれ電気的に接続されるコンタクト端子群とを備える半導体装置載置部と、
   前記コンタクト端子群の各コンタクト端子の一端が挿入される透孔が複数個形成され、前記半導体装置載置部を支持する支持部材と、
   前記支持部材の各透孔に対応した透孔と、該透孔の一方の開口端周縁に広がり接地用ラインに接続される導電層とを有し、接続ケーブルの一端の外部導体部を該導電層に電気的に接続するケーブル接続用基板と、を備え
   前記接続ケーブルの一端の内部導体部が、前記支持部材の透孔に挿入されるコンタクト端子の一端に電気的に接続されることを特徴とする検査装置用ケーブルの配線構造。
2. 前記接続ケーブルの他端が接続され、前記半導体装置の検査装置に電気的に接続されるテスト用基板をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の検査装置用ケーブルの配線構造。
3. 前記接続ケーブルの一端の内部導体部を支持する絶縁部材が前記支持部材と前記ケーブル接続用基板との間に配されることを特徴とする請求項１記載の検査装置用ケーブルの配線構造。

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