JP2005241426A - 電子部品検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品の外部電極のはんだ部分の酸化膜を除去して、良好なコンタクト性能を得る。
【解決手段】加圧装置３０により蓋を介してＢＧＡパッケージ２２に対して第１の荷重を加えた時点で、両接触端子１１ａ，１１ｂがはんだボール２３と接触する。そして接触端子１１ａ，１１ｂに電圧印加装置３１により電圧を印加することによって、はんだボール２３の表面における酸化膜を除去する。その後、加圧装置３０により第２の荷重を加えると、接触端子１１ａ，１１ｂに設けられた弾性体１６が縮み、筒体１４の上部の端子部１２がはんだボール２３に接触し、下部の端子部１３が電気検査装置３２と電気的に接続するため電気検査が行われる。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子部品の外部電極に接触して、該外部電極端子などに対する検査を行うためのプローブピンあるいはコンタクトシートを備えた電子部品検査装置に関するものである。

従来の表面実装型パッケージとして、ＱＦＰ（Quad Flat Package）、ＳＯＰ（Small Outline Package）などが用いられているが、これらのパッケージは、パッケージ周辺部に外部端子を配列するものであるため、高機能化によるピン数増加に対して対応しきれなくなっている。

そのためパッケージの一つとして、従来のように外部端子を周辺に配列するものでなく、パッケージ下面に外部端子を格子状に配置したランドグリッドアレイパッケージ、あるいは外部端子にボールを接合したグリッドアレイ型のボールグリッドアレイパッケージ（ＢＧＡパッケージ）が用いられるケースが多くなってきている。

前記ＢＧＡパッケージの導通検査などを始めとする製品検査を行う際、ＢＧＡパッケージにおけるはんだボールの配列ピッチに対応して、端子部を配列したプローブピンあるいはコンタクトシートが装填されている専用のＩＣソケットが用いられる。この専用ＩＣソケットは、ソケット内にＢＧＡパッケージを装填し、はんだボールとプローブピンあるいはコンタクトシートの接触端子部とを接触させる構造となっている。

図６は従来の電子部品検査装置における専用ＩＣソケット部分の構造を示す断面図である。

図６に示すように、ＩＣソケット本体６０に設けられた孔６１に挿入されたプローブピン６４の下端は、電流／電圧装置の電極、あるいは検査回路基板の電極６５に接触し、またプローブピン６４の上端は、検査対象物であるＢＧＡパッケージ６６の外部電極に形成されたはんだボール６３に接触するようになっている。

前記従来の専用ＩＣソケットにおけるプローブピン６４の構造は、特許文献１にも示されているが、図７に示すようになっている。

図７において、プローブピン６４は筒体７１を備えており、その筒体７１の内部には、縦方向に抜け止めされた端子部７２，７３が嵌め込まれている。この端子部のうち、ＢＧＡパッケージの半田ボールと接触する側に位置する上部の端子部７２は、王冠，鏃，円錐などの形状となっている。また端子部７２，７３間には導電性のコイルバネ７４が装填されており、端子部７２，７３を外方に突出させる付勢力を与える構造となっている。

これにより、ＢＧＡパッケージ６６側から押圧力を加えることにより、上部の端子部７２がはんだボール６３に接触し、下部の端子部７３が電圧／電流装置あるいは検査装置の電極６５と接触し、検査状態になる。
特開２００１−２５５３４０号公報

しかしながら、前記従来のプローブピンを使用したＩＣソケットにおいて、電子部品の外部端子であるはんだボールに接触させて電気検査を行う場合、はんだボール表面の酸化膜が接触抵抗の上昇など、コンタクト性能を不安定なものとさせる原因となっている。

また、近年の鉛フリー化により、はんだボールが硬くなることにより酸化膜を破るためにコンタクト荷重を増加させる必要に迫られている。

電子部品の外部電極であるはんだボールとＩＣソケットの接触端子とにおいて、良好なコンタクト性能を得るに際し、例えば電圧を印加して酸化膜を除去した状態にすればよいが、従来のプローブピンでは、その構造上から電圧を印加し、はんだボール表面の酸化膜を除去することはできなかった。

また、これらのことは、プローブピンだけでなくシート状の検査用具であるコンタクトシートにおいても同様の課題として挙げられる。

本発明の目的は、前記従来の技術の課題を解決し、電子部品の外部電極のはんだ部分の酸化膜を除去して、良好なコンタクト性能が得られるようにした電子部品検査装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の電子部品検査装置は、検査対象である電子部品の外部電極に接触する筒状の第１の電極と、前記第１の電極と絶縁され、前記第１の電極の周辺に配設されて前記電子部品の外部電極に接触する第２の電極と、前記第２の電極を前記電子部品の外部電極に接触させて通電し、一定時間をおいた後に、前記第１の電極を電子部品の外部電極に接触させて検査を行わせる制御部とを備えたものである。

前記構成の電子部品検査装置によって、電子部品の外部電極に先に接触する一方の電極により、外部電極におけるはんだ表面に電圧を印加して、はんだ表面の酸化膜を除去し、良好なコンタクト性能が得られる状態にした後に、他の電極により検査／測定を行うことができるようになる。

本発明によれば、第１の電極と第２の電極とが時間をおいて検査部のはんだに接触することにより、先に接触した電極を介して電圧をはんだに印加して、はんだ表面の酸化膜を除去することが可能となる。したがって、はんだと検査用具とにおける接触が低荷重で行えるようになり、しかも検査用具への酸化物の付着を低減することができ、接触端子の高寿命化が図れ、高精度の検査／測定が可能になる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１を説明するためのＢＧＡパッケージ検査用ＩＣソケットのプローブピンの構成を示す断面図である。

図１において、プローブピン１０は第２の電極としての接触端子１１ａと接触端子１１ｂとを備えており、接触端子１１ａ，１１ｂは互いに絶縁された状態である。接触端子１１ａ，１１ｂ内には、縦方向両端に抜け止めされ、かつ接触端子１１ａ，１１ｂとは絶縁された状態で端子部１２，１３が内蔵された第１の電極としての筒体１４が配設されている。端子部１２，１３間にはコイルバネ１５が装填されており、両端子部１２，１３を外方に付勢している。また接触端子１１ａ，１１ｂには、バネなどの伸縮自在で導電性のある弾性体１６が設けられている。

図２は実施の形態１に係る電子部品検査装置の構成を示す断面図であり、前記プローブピン１０を使用したＢＧＡパッケージ検査用ＩＣソケットを使用した例を示している。

図２において、ＢＧＡパッケージ検査用ＩＣソケットは、ＩＣソケット本体２０とＢＧＡパッケージ２２に上方向から荷重を加えるための蓋２１を備えている。ＩＣソケット本体２０と蓋２１とは共に絶縁性の樹脂材で形成されており、ＩＣソケット本体２０には、検査対象となるＢＧＡパッケージ２２における半田ボール２３の配列と同じピッチに配置されたプローブピン１０が設けられている。ＩＣソケット本体２０の下部には、プローブピン１０の接触部が露出しており、後述する電圧印加装置あるいは電気検査装置などの電極２４と接続している。

図３（ａ），（ｂ）は、実施の形態１の動作および制御系の構成を示すブロック図である。

図３（ａ），（ｂ）において、３０はソケット本体２０とＢＧＡパッケージ２２に上方向から荷重をかけるための蓋２１を駆動する加圧装置、３１は接触端子１１ａ，１１ｂに電圧を印加する電圧印加装置、３２はプローブピン１０に電気低に接続され測定信号を受ける電気検査装置、３３は、加圧装置３０の加圧制御，電圧印加装置３１の電圧印加、および電気検査装置３２への検査／測定信号の出力制御などをコントロールするＣＰＵ（中央演算制御ユニット）からなる制御部である。

図３（ａ）に示すように、ＢＧＡパッケージ２２をＩＣソケット本体２０に装着した時点、あるいは加圧装置３０により蓋２１を介して第１の荷重を加えた時点で、両接触端子１１ａ，１１ｂがはんだボール２３と接触する。そして接触端子１１ａ，１１ｂに電圧印加装置３１により電圧を印加することによって、はんだボール２３の表面における酸化膜を除去する。

その後、図３（ｂ）に示すように、加圧装置３０により第２の荷重を加えると、接触端子１１ａ，１１ｂに設けられた弾性体１６が縮み、筒体１４の上部の端子部１２が、はんだボール２３に接触し、かつ筒体１４の下部の端子部１３が電気検査装置３２と電気的に接続するため電気検査が行われる。

この電気検査時には、接触端子１１ａ，１１ｂには電圧の印加を行っていないものとする。検査終了後、加圧装置３０の荷重を解除して、ＢＧＡパッケージ２２をＩＣソケット本体２０から取り出すことにより、弾性体１６が復元し、接触端子１１ａ，１１ｂは元の状態に戻る。

（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２を説明するためのＢＧＡパッケージ検査用ＩＣソケットのコンタクトシートの構成を示す断面図である。なお、図１〜図３にて説明した部材に対応する部材には同一符号を付して詳しい説明は省略する。

図４において、コンタクトシート４０は、第１の電極としての可撓性を有する検査用の接触端子４３の周辺に、第２の電極としての電圧印加用の接触端子４１ａ，４１ｂを配設した構造になっている。接触端子４１ａ，４１ｂは、互いに電気的に絶縁関係にあり、かつ検査用の接触端子４３に対しても絶縁関係にある。

図５は実施の形態２に係る電子部品検査装置の構成を示す断面図であり、前記コンタクトシート４０を使用したＢＧＡパッケージ検査用ＩＣソケットの例を示している。

図５において、ＢＧＡパッケージ検査用ＩＣソケットはソケット本体５０とＢＧＡパッケージ２２を上方向から荷重をかけるための蓋２１を備えている。

ＩＣソケット本体５０と蓋５１とは共に絶縁性の樹脂材で形成されており、ＩＣソケット本体５０には検査対象となるＢＧＡパッケージ２２におけるはんだボール２３の配列と同じピッチに接触端子が配置されたコンタクトシート４０が設けられている。また、ＩＣソケット本体５０の下部には、検査用の接触端子４３が露出しており、電気検査装置３２などの電極２４と接続している。

ＢＧＡパッケージ２２をＩＣソケット本体５０に装着した時点、あるいは加圧装置３０により蓋２１を介して第１の荷重を加えた時点で、コンタクトシート４０の接触端子４１ａ，４１ｂがはんだボール２３と接触し、接触端子４１ａ，４１ｂに電圧印加装置３１から電圧を印加することによって、はんだボール２３の表面における酸化膜を除去する。

その後、加圧装置３０により第２の荷重を加えると、接触端子４１ａ，４１ｂの先端部４４が、はんだボール２３に押されることで外側に開き、検査用の接触端子４３にはんだボール２３が接触するため、電気検査装置３２に電気的に接続し、電気検査が行われる。

この電気検査時には、接触端子４１ａ，４１ｂには電圧の印加を行っていないものとする。検査終了後、加圧装置３０の荷重を解除して、ＢＧＡパッケージ２２をＩＣソケット本体５０から取り出すことにより、接触端子４１ａ，４１ｂの先端部４４は元の状態に戻る。

本発明は、半導体装置の複数の外部電極端子が二次元的に配置されたグリッドアレイ型のボールグリッドアレイパッケージの検査装置に適用され、特にＢＧＡパッケージの外部電極端子と接触部を形成するプローブピンおよびコンタクトシートを用いて、電気検査における接触抵抗の安定化を図り、接触端子への酸化膜が付着することを要求される電子部品検査装置に用いて有効である。

本発明の実施の形態１を説明するためのＢＧＡパッケージ検査用ＩＣソケットのプローブピンの構成を示す断面図 実施の形態１に係る電子部品検査装置の構成を示す断面図 実施の形態１の動作および制御系の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２を説明するためのＢＧＡパッケージ検査用ＩＣソケットのコンタクトシートの構成を示す断面図 実施の形態２に係る電子部品検査装置の構成を示す断面図 従来の電子部品検査装置における専用ＩＣソケット部分の構造を示す断面図 従来のプローブピンを示す断面図

符号の説明

１０ プローブピン
１１ａ，１１ｂ，４１ａ，４１ｂ，４３ 接触端子
１２，１３ 端子部
１４ 筒体
１５ コイルバネ
１６ 弾性体
２０，５０ ＩＣソケット本体
２１ ソケットの蓋
２２ ＢＧＡパッケージ
２３ はんだボール
２４ 電極
３０ 加圧装置
３１ 電圧印加装置
３２ 電気検査装置
３３ 制御部
４０ コンタクトシート

Claims (5)

1. 検査対象である電子部品の外部電極に接触する筒状の第１の電極と、前記第１の電極と絶縁され、前記第１の電極の周辺に配設されて前記電子部品の外部電極に接触する第２の電極と、前記第２の電極を前記電子部品の外部電極に接触させて通電し、一定時間をおいた後に、前記第１の電極を電子部品の外部電極に接触させて検査を行わせる制御部とを備えたことを特徴とする電子部品検査装置。
2. 前記第１の電極が筒状をなし、前記第２の電極を前記第１の電極の外周部に配設したことを特徴とする請求項１記載の電子部品検査装置。
3. 前記第２の電極が、電圧を測定または印加する装置、あるいは電流を測定または印加する装置に接続されることを特徴とする請求項１または２記載の電子部品検査装置。
4. 前記電子部品の外部電極が、はんだボールであることを特徴とする請求項１または２記載の電子部品検査装置。
5. 前記第１の電極に通電して、前記外部電極におけるはんだ表面の酸化膜を除去することを特徴とする請求項１または２記載の電子部品検査装置。

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