JP2006017527A - Automatic testing apparatus of semiconductor device, conveyer, and test board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、メモリ素子等の半導体デバイスの自動試験方法に関し、更には多種類のパッケージサイズの半導体デバイスにも対応可能な搬送機構を有し、連続的な試験が可能な半導体デバイスの自動試験装置、及び半導体デバイスのテストボードに関する。 The present invention relates to an automatic test method for a semiconductor device such as a memory element, and further includes an automatic test apparatus for a semiconductor device having a transport mechanism that can handle various types of semiconductor devices of package sizes and capable of continuous testing. And a test board for semiconductor devices.
図4は、従来の半導体デバイスの自動試験装置を示すものであり、図5は、図4の自動試験装置に使用されるテストボードの構造を示す側面図である。図4において、1は自動試験装置、2は搬送装置、3はコントローラ、4はテストボード、5は半導体試験装置、6はテストボード収納棚である。自動試験装置1は、搬送装置2と搬送装置2を制御するコントローラ3とから構成され、半導体試験装置5と接続される。半導体試験装置5は、半導体デバイスの電気的試験、機能試験等の動作試験を自動的に行うものである。
FIG. 4 shows a conventional automatic test apparatus for semiconductor devices, and FIG. 5 is a side view showing the structure of a test board used in the automatic test apparatus of FIG. In FIG. 4, 1 is an automatic test device, 2 is a transfer device, 3 is a controller, 4 is a test board, 5 is a semiconductor test device, and 6 is a test board storage shelf. The
搬送装置2は、主として試験対象の半導体デバイス(以下、ICと略称する)の1サイクルの試験を行う上でのハンドリングと、順次、多数・多品種のICの試験を行う上でのハンドリングを行う装置である。コントローラ3は半導体試験装置5の動作試験とのタイミングを取りながら、搬送装置2への動作指令を行うものであり、いわば半導体自動試験システム全体のコントロールをするものである。
The
図5は搬送装置2の中のテストボード4の側面図であり、10は半導体試験装置5との接続機構、11はソケット基板部、12はソケット部である。図示しないが、ソケット部12の上には被試験ICが装着され、ソケット部12にはプローブコンタクトとしての端子が組み込まれており、ICのパッケージ底面のボールバンプが、ソケット部12の端子と電気的に接続されるようになっている。
FIG. 5 is a side view of the
ところで今日、プリント基板への高密度実装を行うために、BGA(Ball Grid Array)タイプなどのICが多数用いられるようになってきた。これらのBGAパッケージのICは、パッケージの底面にボールバンプをマトリックス状に配置したものとなっており、以下、このタイプの半導体デバイスをBGAパッケージと称する。パッケージの小型化が可能なBGAパッケージは、高密度実装とパッケージ内での良質な波形伝送が期待できるため、表面実装タイプのICが主流になってきた。 By the way, in order to perform high-density mounting on a printed circuit board, many ICs such as a BGA (Ball Grid Array) type have come to be used today. These BGA package ICs have ball bumps arranged in a matrix on the bottom surface of the package. Hereinafter, this type of semiconductor device is referred to as a BGA package. Since BGA packages that can be downsized can be expected to provide high-density mounting and high-quality waveform transmission within the package, surface-mount type ICs have become mainstream.
これらBGAパッケージを素子レベルで試験するためには、BGAパッケージ底面の全てのボールバンプが、テストボード4の個々のプローブコンタクトの端子と電気的に接続されることが必要である。通常、テスト用にはこのプローブコンタクトの端子として開発された部品であるポゴピンが使用される。従って、個々のBGAパッケージに対応した位置に、所用数のプローブコンタクトとしてのポゴピンとポゴピンソケットが埋め込まれたテストボード4とすることが一般的であった。
In order to test these BGA packages at the element level, it is necessary that all ball bumps on the bottom surface of the BGA package are electrically connected to terminals of individual probe contacts of the
一方、昨今のこれらBGAパッケージの半導体デバイスは、品種が多数あると共に、同一品種でもメーカ毎にパッケージサイズが異なっている。例えば、図3に示すように、A社は5×7列、B社は7×7列、C社は7×5列といった具合に、BGAの配置が相違している。そこで、従来はこれらBGAパッケージサイズ毎に、個々にテストボード4を作成して対応してきたが、これらのテストボード4の開発には相当の費用がかかっていた。また、品種やメーカが変わる毎に自動試験を一旦中断し、図4の4のテストボード(A)をテストボード収納棚6のテストボード(B),(C),(D)等から作業者がBGAに該当するテストボードに交換する必要があった。多種類のテストボードを自動選択して連続的に試験をする自動試験装置は知られている(例えば、特許文献1)が、いずれもこれらテストボード4は、BGAパッケージ毎に高価なポゴピン部品を使用したソケットとしており、非常に高価なテストボードとなっていた。
本発明は、BGAパッケージのソケット本体部分を各種類のパッケージで共通となるように作成し、ソケットカバーのみを異なるBGAパッケージ毎に製作するように構成することにより、テストボードのコストダウンとテストの効率化を図ることを目的とする。 In the present invention, the socket body portion of the BGA package is created so as to be common to each type of package, and only the socket cover is manufactured for each different BGA package. The purpose is to improve efficiency.
本発明は、BGAパッケージの底面に所定ピッチで配置されたボールバンプを備えた半導体デバイスと同一のピッチで、複数種類の半導体デバイスの全てのボールバンプに対応してマトリックス状に配置され、該ボールバンプと電気的に接続され得る端子群からなるソケット本体と、前記ソケット本体に前記半導体デバイスの全てのボールバンプと適切に接続され得る位置に前記半導体デバイスを配設するガイド機能を果たすソケットカバーとを有し、前記ソケット本体は複数種類のBGAパッケージで共用とし、前記ソケットカバーのみをBGAパッケージ毎に用意するように半導体デバイスの自動試験装置のテストボードを構成する。 The present invention is arranged in a matrix corresponding to all the ball bumps of a plurality of types of semiconductor devices at the same pitch as that of a semiconductor device having ball bumps arranged at a predetermined pitch on the bottom surface of the BGA package. A socket body composed of a group of terminals that can be electrically connected to the bumps, and a socket cover that serves as a guide for disposing the semiconductor device at a position where all the ball bumps of the semiconductor device can be appropriately connected to the socket body. The socket body is shared by a plurality of types of BGA packages, and the test board of the automatic test device for semiconductor devices is configured so that only the socket cover is prepared for each BGA package.
本発明のソケット本体とソケットカバーを分離したソケットカバー方式によれば、高価なソケット本体を共通化でき、ソケットカバーのみを半導体デバイスに対応して用意すれば良く、大幅なコストダウンになる。また、1枚のテストボードで、複数の試験が可能になり、更に、本ソケットを使用することにより、異なるBGAパッケージの連続試験が可能になるという利点がある。 According to the socket cover system in which the socket body and the socket cover of the present invention are separated, an expensive socket body can be used in common, and only the socket cover needs to be prepared corresponding to the semiconductor device, which greatly reduces the cost. In addition, a plurality of tests can be performed with one test board, and further, by using this socket, there is an advantage that it is possible to continuously test different BGA packages.
メーカ毎、素子毎に相違するBGAパッケージ用のテストボードを種類毎に開発していたものを、高価なソケット本体部分を共通化し、ソケットカバーのみを個別に用意することで、テストボードのコストダウンを実現した。 BGA package test boards that differ for each manufacturer and element have been developed for each type. By sharing the expensive socket body and preparing only the socket cover separately, the cost of the test board can be reduced. Realized.
図1、図2は、本発明のテストボードの実施例を説明するものであり、図1は本発明の自動試験装置の構成図、図2は本発明のソケット部分の詳細を示すテストボードの側面図である。図1において、図4、図5と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図5におけるソケット部12は、本発明では、図1に示すように、ソケット本体13、ソケットカバー14に分離される。また、図2において、15はソケット本体13に装着されたICを上方から圧接させる押さえ板であり、16は搬送装置2のハンド部のピストンシリンダであり、押さえ板15をさらに上方から押さえてICのパッケージ底面のボールバンプをソケット本体のポゴピンと接触させるものである。
1 and 2 illustrate an embodiment of a test board according to the present invention. FIG. 1 is a configuration diagram of an automatic test apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a diagram of a test board showing details of a socket portion according to the present invention. It is a side view. 1, the same components as those in FIGS. 4 and 5 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In the present invention, the
ソケット本体には、図3に例示したA社、B社、C社等のBGAパッケージサイズの全てに対応できるようにポゴピンがマトリックス状に埋め込まれる。即ち、図2に示すように、ソケット本体13に埋め込まれたポゴピン17と、ソケット基板11に埋め込まれたポゴピンソケット18と、ソケット基板11の内部配線を通して同軸ケーブルとでテストボード4に接続され、更には、半導体試験装置5に接続される。即ち、テストボード4上のICは、あたかも半導体試験装置5内のICソケットに装着されたと同等の状態で試験を行うことが可能となるようになっている。
In the socket body, pogo pins are embedded in a matrix so as to be compatible with all BGA package sizes such as Company A, Company B and Company C illustrated in FIG. That is, as shown in FIG. 2, the
図6は、本発明のテストボードを使用した搬送装置2の概略動作説明図である。図6において、20は供給用ICトレー、21は不良品箱である。試験に先立ち、ハンド部は被試験BGAパッケージに該当するソケットカバー14をテストボード4のソケット本体13の所定位置に配設する。供給用ICトレー20には、同一の種類の多数の被試験半藤体デバイスが搭載されており、このICトレー20が複数段、重ねて収納されており、最上段のICトレー20から、順次ICをテストボード4のソケット本体13にセットし、その上でソケット押さえ板15でICを上方から押さえてポゴピンに接触させることにより、電気的導通をはかる。試験済の良品は、同一ICトレイー20に再度戻され、不良品は不良品箱21に移されるようになっている。また、1つの供給用ICトレー20のICの全数が試験終了すると、該トレーは試験済ICトレー20として所定の場所に移され、順次下段に搭載されている試験待ちの複数の供給用ICトレー20の最上段のICトレー20上のICの試験に入る。
FIG. 6 is a schematic operation explanatory view of the
被試験ICをICトレー20から掴んだり、ソケット本体13上に置くときなどには、搬送装置2のハンド部により操作する。図7は搬送装置のハンドリング部平面図、図8は搬送装置のハンドリング部側面図を示し、図6で説明した搬送装置の概略動作の補足説明をする。搬送装置のハンド部24はX軸ロボット22、Y軸ロボット23の移動を組み合わせて所定位置に移動する。ロボットのハンド部24は垂直方向に動作し、選択したソケットカバー14をソケット本体13の上に搬送するハンドリング機構や、ICトレー20から掴んだICをソケット上に置くときなどに、エアーでICを吸引するゴムパット25や、押さえ板15でICを押さえるピストンシリンダー16が連動して動作するようになっている。
When the IC under test is gripped from the
図9は、本発明のコントローラの1サイクル動作を示すフローチャートである。コントローラ3は、半導体試験装置5と連動して、各種BGAパッケージの被試験ICをハンドリングしながら、機械的制御タイミングと機能試験タイミングとの連携をとって動作する。まず、ハンドリング部は該当するソケットカバー14をソケット本体13上の所定位置にセットする(ステップS1)。次にハンドリング部はICトレー20から被試験ICをエアーで吸引しながら取り出し、ソケット本体13上に搬送し(ステップS2)、更にソケット上の装着されたICを押さえ板15で押さえる(ステップS3)。ソケット部へ低温の送風を開始(ステップS4)し、更に電気的試験を行う(ステップS5)。その後、送風を中止し(ステップS6)、押さえ板15を真上に上げ(ステップS7)、試験済ICを元のICトレー20か不良品箱21に移し(ステップS8)1サイクルの試験が終了する。
FIG. 9 is a flowchart showing one-cycle operation of the controller of the present invention. The
1 自動試験装置
2 搬送装置
3 コントローラ
4 テストボード
5 半導体試験装置
6 テストボード収納棚
6〜9 欠番
10 接続機構
11 ソケット基板
12 ソケット部
13 ソケット本体
14 ソケットカバー
15 押さえ板
16 ピストンシリンダー
17 ポゴピン
18 ポゴピンソケット
19 ボールバンプ
20 ICトレー
21 不良品箱
22 X軸ロボット
23 Y軸ロボット
24 ハンド部
25 ゴムパッド
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記半導体デバイスのパッケージの種類毎に用意され、前記半導体デバイスの全てのボールバンプが適切に接続され得る前記ソケット本体上の位置に、前記半導体デバイスを案内するソケットカバーと、
被試験対象の前記半導体デバイスを供給する供給用トレーと、
所定位置に配置された前記半導体デバイスを、前記半導体デバイスの上方から押さえる押え板と、
被試験対象の前記半導体デバイスの種類に応じて担持されている、前記一以上のソケットカバーから選択されたソケットカバーを、前記ソケット本体上の所定位置に移動させ、供給用トレーから被試験対象の半導体デバイスを前記ソケットカバーの案内でソケット本体上の所定位置に配置し、前記押え板を半導体デバイスに圧接させ前記ソケット本体の端子群と接触させて半導体デバイスの試験を開始し、試験済の半導体デバイスは試験結果の良否に応じて所定トレーに移設し、同様の手順で順次被試験対象の半導体デバイスの供給を行う搬送制御部と、
からなることを特徴とする半導体デバイスの自動試験装置。 It is arranged in a matrix corresponding to all the ball bumps of one or more kinds of semiconductor devices at the same pitch as the semiconductor device having ball bumps arranged at a predetermined pitch on the bottom surface of the package. A socket body composed of a group of terminals arranged to be connected to each other,
A socket cover that guides the semiconductor device to a position on the socket body that is prepared for each type of package of the semiconductor device, and where all the ball bumps of the semiconductor device can be properly connected;
A supply tray for supplying the semiconductor device to be tested;
A holding plate for pressing the semiconductor device disposed at a predetermined position from above the semiconductor device;
A socket cover selected according to the type of the semiconductor device to be tested, selected from the one or more socket covers, is moved to a predetermined position on the socket body, and the test target is removed from the supply tray. The semiconductor device is arranged at a predetermined position on the socket body by the guide of the socket cover, the pressing plate is pressed against the semiconductor device and brought into contact with the terminal group of the socket body, and the test of the semiconductor device is started. The device is moved to a predetermined tray according to the quality of the test result, and a transport control unit that sequentially supplies semiconductor devices to be tested in the same procedure,
An automatic test apparatus for semiconductor devices, comprising:
前記半導体デバイスのパッケージの種類毎に用意され、前記半導体デバイスの全てのボールバンプが適切に接続され得る前記ソケット本体上の位置に、前記半導体デバイスを案内するソケットカバーと、
所定位置に配置された前記半導体デバイスを、前記半導体デバイスの上方から押さえる押え板と、
を有し、被試験対象の半導体デバイスを順次、試験可能に供給することを特徴とする搬送装置。 It is arranged in a matrix corresponding to all the ball bumps of one or more kinds of semiconductor devices at the same pitch as the semiconductor device having ball bumps arranged at a predetermined pitch on the bottom surface of the package. A socket body composed of a group of terminals arranged to be connected to each other,
A socket cover that guides the semiconductor device to a position on the socket body that is prepared for each type of package of the semiconductor device, and where all the ball bumps of the semiconductor device can be properly connected;
A holding plate for pressing the semiconductor device disposed at a predetermined position from above the semiconductor device;
And sequentially supplying the semiconductor devices to be tested so that they can be tested.
前記半導体デバイスと同一のピッチで、一以上の半導体デバイスの全てのボールバンプに対応してマトリックス状に配置され、該ボールバンプと電気的に接続され得るように配設された端子群からなるソケット本体と、
前記ソケット本体に前記半導体デバイスの全てのボールバンプと適切に接続され得る位置に前記半導体デバイスを案内するソケットカバーと、
を有し、前記ソケット本体は複数種類のボールバンプを備えた半導体デバイスで共用とし、前記ソケットカバーをボールバンプの配列に応じてパッケージの種類毎に用意することを特徴とする半導体デバイスの試験装置のテストボード。
A test board for a test apparatus for testing a semiconductor device having ball bumps arranged at a predetermined pitch on the bottom surface of a package,
A socket comprising a group of terminals arranged in a matrix corresponding to all ball bumps of one or more semiconductor devices at the same pitch as the semiconductor device, and arranged so as to be electrically connected to the ball bumps The body,
A socket cover for guiding the semiconductor device to a position where it can be properly connected to all ball bumps of the semiconductor device to the socket body;
The socket body is shared by a plurality of types of semiconductor devices having ball bumps, and the socket cover is prepared for each type of package according to the arrangement of the ball bumps. Test board.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004194018A JP2006017527A (en) | 2004-06-30 | 2004-06-30 | Automatic testing apparatus of semiconductor device, conveyer, and test board |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009058237A (en) * | 2007-08-30 | 2009-03-19 | Renesas Technology Corp | Defect analysis tool for semiconductor integrated circuit device |
CN105873474A (en) * | 2014-01-08 | 2016-08-17 | 世义窠株式会社 | Toothbrush head for electric toothbrush |
-
2004
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