JP2006032034A

JP2006032034A - Ｉｃソケット

Info

Publication number: JP2006032034A
Application number: JP2004206788A
Authority: JP
Inventors: Katsutomo Mae; 勝知前
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2004-07-14
Filing date: 2004-07-14
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2024-07-14
Also published as: US7059870B2; JP4290088B2; US20060014401A1

Abstract

【課題】ＩＣソケットの接触用端子の尖端位置調整を容易に行なう。
【解決手段】パッケージ収容部２０を備えたパッケージ案内部材１７、半導体装置がパッケージ収容部２０に収容されたときの半導体装置の外部接続端子の位置に対応して尖端が配置されている接触用端子１１ａ、パッケージ案内部材２０とは分離して設けられ、接触用端子１１ａを支持するためのコンタクトユニット１１及びコンタクトユニット支持部７、接触用端子１１ａの電気的接続をとるためのポゴピン２２、パッケージ案内部材１７に対するコンタクトユニット支持部７の位置を調整及び固定するための調整用ネジ７及び固定用ネジ２４をもつプローブユニットと、ポゴピン２２に対応して電極４７ａをもち、試験用配線基板に固定される配線ユニットベース５、配線基板４７及びリード配線４９からなる配線ユニットとを備え、上記プローブユニットと上記配線ユニットは着脱可能に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置と、半導体装置の電気的特性試験を行なうための試験装置との電気的な接続を行なうためのＩＣソケットに関するものである。
本発明のＩＣソケットは、例えばＢＧＡ（Ball Grid Array）やＣＳＰ（Chip Size Package）など、一平面に複数個の外部接続端子が配列された半導体装置の電気的特性試験に用いられ、特に、微細な外部接続端子の配列を有するウェハレベルＣＳＰに有用である。

例えばＢＧＡやＣＳＰなど、一平面に複数個の外部接続端子が配列された半導体装置の電気的特性試験を行なう際、半導体装置の外部接続端子と試験装置の電極との電気的な接続を行なうためにＩＣソケットが使用される。ＩＣソケットには外部接続端子に対応する位置に接触用端子が配列されている。
半導体装置の電気的特性試験を行なう際、ＩＣソケットは試験用配線基板、例えばＤＵＴ（Device Under Test）ボード上に搭載され、接触用端子がＤＵＴボードを介して試験装置に電気的に接続される。そして、ＩＣソケットの所定の位置に半導体装置が配置されて半導体装置の外部接続端子とＩＣソケットの接触用端子が接触され、その状態で試験装置からＤＵＴボード及び接触用端子を介して半導体装置に試験信号が供給される。

半導体装置の電気的特性試験において、正確に試験を行なうためには半導体装置の外部接続端子とＩＣソケットの接触用端子を正確に接触させる必要がある。
外部接続端子と接触用端子を正確に接触させるための機能を備えた従来のＩＣソケットとして、例えば、ソケット本体と、ソケット蓋と、ソケット本体の内部に収納されその上に半導体素子（半導体装置）が搭載される基板とを備え、ソケット本体はソケット本体の内底面に露出しソケット本体の底面部を通ってソケット本体の外側に引き出されているソケットピン（接触用端子）を有し、基板はこのソケットピンと半導体素子の電極（外部接続端子）とを電気的に接続する配線層を有し基板は半導体素子の２つの辺に接触するように一体成形されている壁部を有し、ソケット本体は２つの辺と対向する半導体素子の２辺に接触して加圧する加圧手段を有するものがある（例えば特許文献１参照。）。

また、他のＩＣソケットとして、半導体チップ（半導体装置）の電極（外部接続端子）に対応する位置に接触電極としてのプローブ（接触用端子）の尖端位置を特定する実質的な針穴をもつようにされた針ガイド板と、上記針穴に先端部分が挿入されるとともに中間部が固定されたバネ性をもつ細い線条からなる複数のプローブ（接触用端子）を取り付け、チップガイドによって上記プローブの先端の位置に半導体チップの電極を位置合わせし、チップ押さえにより上記半導体チップをプローブに押し付ける機能をもつＩＣソケットがある（例えば特許文献２参照。）。

また、最近では、ウェハレベルＣＳＰがある（例えば特許文献３参照。）。ウェハレベルＣＳＰはチップのダイシング前に外部接続端子を作り込んだＣＳＰである。ウェハレベルＣＳＰの大きさは例えば外形寸法が１ｍｍ（ミリメートル）程度、厚みが０.４ｍｍ程度であり、外部接続端子の大きさは直径が０.２ｍｍ程度である。

特開平９−２１１０６７号公報特開平５−２４９１８２号公報特開２０００−２６０９１０号公報

例えば特許文献２に記載されているような針状の外部接続端子を用いる場合、ＩＣソケットの組立て段階で外部接続端子の尖端の位置調整が行なわれる。接触用端子の尖端位置調整が完了したＩＣソケットはＤＵＴボードに固定され、半導体装置の電気的特性試験に使用される。
ＤＵＴボードに搭載されたＩＣソケットにおいて、使用などにより接触用端子の尖端位置にズレが生じることがあり、その場合には接触用端子の尖端位置を再調整する必要がある。しかし、接触用端子の尖端位置を調整するには、ＩＣソケットのＤＵＴボードからの取外し、ＩＣソケットの分解、接触用端子の尖端位置調整、ＩＣソケットの組立て、ＤＵＴボードへの搭載という工程が必要であり、接触用端子の尖端位置調整に多くの工程及び時間が必要になるという問題があった。

そこで本発明は、接触用端子の尖端位置調整を容易に行なうことができるＩＣソケットを提供することを目的とするものである。

本発明にかかるＩＣソケットは、一平面に複数個の外部接続端子が配列された半導体装置を所定の位置に配置するためのパッケージ収容部を備えたパッケージ案内部材と、半導体装置が上記外部接続端子を下側にして上記パッケージ収容部に収容されたときの上記外部接続端子の位置に対応して尖端が配置されている接触用端子と、上記パッケージ案内部材とは分離して設けられ、上記接触用端子を支持するための接触用端子支持部材と、上記接触用端子の電気的接続をとるための配線部材と、上記パッケージ案内部材に対する上記接触用端子支持部材の位置を調整及び固定するための位置調整機構とをもつプローブユニットと、上記配線部材に対応して電極をもち、試験用配線基板に固定される配線ユニットとを備え、上記プローブユニットと上記配線ユニットは着脱可能に設けられており、上記位置調整機構は上記プローブユニットを分解することなく上記接触用端子支持部材の位置を調整及び固定するものである。
プローブユニットと配線ユニットを着脱可能に設けることにより、配線ユニットを試験用配線基板に固定したままでプローブユニットを取り外すことができる。さらに、取り外したプローブユニットに対して、上記位置調整機構を用いて、プローブユニットを分解することなくパッケージ案内部材に対する接触用端子支持部材の位置を調整及び固定することができる。

また、電気的特性試験の対象となる半導体装置が略半球形の凸状の外部接続端子をもつものである場合、外部接続端子の先端部に外部接触端子の尖端を接触させると外部接続用端子の先端部が損傷し、試験後の半導体装置について実装不良を招くという問題があった。
そこで、本発明のＩＣソケットにおいて、上記パッケージ収容部に収容される半導体装置が略半球形の凸状の外部接続端子をもつものである場合、上記接触用端子の尖端は、半導体装置が上記外部接続端子を下側にして上記パッケージ収容部に収容されたときの上記外部接続端子の側面の位置に対応して配置されていることが好ましい。これにより、半導体装置の試験時において、接触用端子の尖端は外部接続端子の側面に接触される。

また、上記位置調整機構は、上記接触用端子支持部材を位置調整するための調整用ネジと、上記接触用端子支持部材を位置固定するための固定用ネジを備えている例を挙げることができる。
調整用ネジにより位置調整された接触用端子支持部材は固定用ネジにより位置固定される。固定用ネジにより接触用端子支持部材が位置固定されている状態では、調整用ネジを緩めることができる。

さらに、上記パッケージ収容部に収容された半導体装置を重量により下側に付勢するための付勢部材を備えているようにしてもよい。

さらに、上記付勢部材を、上記パッケージ収容部に収容された半導体装置に接触させない状態で上記パッケージ収容部の上方位置に一旦配置した後、徐々に下降させて半導体装置に接触させる付勢部材支持機構をさらに備えているようにしてもよい。

上記付勢部材支持機構の一例として、上記付勢部材を上記パッケージ収容部の上方位置で鉛直方向又は略鉛直方向に移動可能に配置する付勢部材支持部材と、上記付勢部材を半導体装置に接触させない状態では上記付勢部材を上段部で支持し、上記付勢部材を半導体装置に接触させる際には上記上段部から下方側へ傾斜している傾斜部で支持して上記付勢部材を徐々に下降させるスライド部材により構成されるものを挙げることができる。
また、付勢部材による半導体装置への加圧位置のずれを生じないようにするために、付勢部材支持部材は、付勢部材のスライド部材とは反対側の端部側を回転軸として支持するものであることが好ましい。
付勢部材をスライド部材の上段部で支持する位置にスライド部材を配置した状態で、付勢部材支持部材により付勢部材をパッケージ収容部材の上方位置に配置する。このとき、付勢部材とスライド部材の上段部は接触するが、付勢部材と半導体装置は接触しない。その後、付勢部材がスライド部材の傾斜部と接触する側にスライド部材をスライドさせることにより、付勢部材がスライド部材の傾斜部に沿って徐々に下がり、付勢部材と半導体装置が接触し、付勢部材により半導体装置が徐々に付勢される。

さらに、上記付勢部材は、上記スライド部材に対応する位置に、上記付勢部材と上記スライド部材の摩擦を低減するための回転部材を備えているようにしてもよい。

さらに、上記付勢部材支持部材は上記パッケージ案内部材を覆うための蓋部材内に配置されているようにしてもよい。

さらに、上記蓋部材が上記パッケージ案内部材を覆っている状態で上記蓋部材を固定するための蓋固定部材をさらに備え、上記蓋固定部材と上記スライド部材は一体化されており、上記蓋固定部材は上記スライド部材の上記上段部と上記付勢部材が接触している状態では上記蓋部材を開放し、上記パッケージ収容部に収容された半導体装置と上記付勢部材が接触している状態では上記蓋部材を固定するようにスライドするようにしてもよい。

本発明のＩＣソケットでは、パッケージ収容部を備えたパッケージ案内部材、接触用端子、接触用端子支持部材、配線部材、位置調整機構とをもつプローブユニットと、上記配線部材に対応して電極をもち、試験用配線基板に固定される配線ユニットとを備え、上記プローブユニットと上記配線ユニットは着脱可能に設けられているようにしたので、配線ユニットを試験用配線基板に固定したままでプローブユニットを容易に取り外すことができ、さらに、取り外したプローブユニットに対して、上記位置調整機構を用いてプローブユニットを分解することなく前記接触用端子支持部材の位置を調整及び固定できるので、接触用端子の尖端位置調整を容易に行なうことができる。
さらに、例えばウェハレベルＣＳＰのように微細な外部接続端子を有する半導体装置を試験するためのＩＣソケットにおいて接触用端子の尖端位置の微調整をするには測長機能を備えた顕微鏡を見ながら調整する必要があるが、本発明のＩＣソケットでは配線ユニットを取り外した状態でプローブユニットのみを顕微鏡に配置することができるので、配線ユニットも含めたＩＣソケットに比べて、顕微鏡に配置するＩＣソケット部分の寸法、例えば高さ寸法を小さくすることができる。

さらに、上記パッケージ収容部に収容される半導体装置が略半球形の凸状の外部接続端子をもつものである場合、上記接触用端子の尖端は、半導体装置が上記外部接続端子を下側にして上記パッケージ収容部に収容されたときの上記外部接続端子の側面の位置に対応して配置されているようにすれば、半導体装置の試験時において接触用端子の尖端を外部接続端子の側面に接触させることができるので、半導体装置の外部接続端子の先端部に外部接触端子の尖端が接触して外部接続用端子の先端部が損傷するのを防止することができ、試験後の半導体装置について実装の信頼性を向上させることができる。

さらに、上記位置調整機構は、上記接触用端子支持部材を位置調整するための調整用ネジと、上記接触用端子支持部材を位置固定するための固定用ネジを備えているようにすれば、接触用端子支持部材を調整用ネジにより位置調整した後、固定用ネジにより位置固定することができるので、位置調整後に接触用端子支持部材が位置移動するのを防止することができる。さらに、固定用ネジにより接触用端子支持部材を位置固定した後は調整用ネジにより接触用端子支持部材を位置決めし続ける必要はないので、接触用端子支持部材に対する調整用ネジの圧力を緩めることができる。

さらに、上記パッケージ収容部に収容された半導体装置を重量により下側に付勢するための付勢部材を備えているようにすれば、
付勢部材の重量により半導体装置を付勢することにより、単一面積当たりの加圧力を一定量与えることができる。これにより、電気的特性試験を行なう対象が例えばウェハレベルＣＳＰのように微小な半導体装置であっても、半導体装置の外部接続端子の損傷やチップ欠け、チップ割れなどの不具合を防止することができる。

さらに、上記付勢部材を、上記パッケージ収容部に収容された半導体装置に接触させない状態で上記パッケージ収容部の上方位置に一旦配置した後、徐々に下降させて半導体装置に接触させる付勢部材支持機構をさらに備えているようにすれば、
半導体装置への急激な加圧を防止することができ、半導体装置の外部接続端子の損傷やチップ欠け、チップ割れなどの不具合を防止することができる。

さらに、上記付勢部材支持機構は、上記付勢部材を上記パッケージ収容部の上方位置で鉛直方向又は略鉛直方向に移動可能に配置する付勢部材支持部材と、上記付勢部材を半導体装置に接触させない状態では上記付勢部材を上段部で支持し、上記付勢部材を半導体装置に接触させる際には上記上段部から下方側へ傾斜している傾斜部で支持して上記付勢部材を徐々に下降させるスライド部材とを備えているようにすれば、
付勢部材により半導体装置を徐々に付勢することができ、半導体装置への急激な加圧を防止することができ、半導体装置の外部接続端子の損傷やチップ欠け、チップ割れなどの不具合を防止することができる。

さらに、上記付勢部材は、上記スライド部材に対応する位置に、上記付勢部材と上記スライド部材の摩擦を低減するための回転部材を備えているようにすれば、
付勢部材をスライド部材の傾斜部に沿って滑らかに下降させることができるとともに、付勢部材とスライド部材間の摩擦を低減してスライド部材の摩耗を低減することができる。

さらに、上記付勢部材支持部材は上記パッケージ案内部材を覆うための蓋部材内に配置されているようにすれば、
半導体装置をパッケージ収容部に収容する際に付勢部材支持部材及び付勢部材を作業範囲内から排除することができ、半導体装置をパッケージ収容部に収容する際の作業効率を向上させることができる。

さらに、上記蓋部材が上記パッケージ案内部材を覆っている状態で上記蓋部材を固定するための蓋固定部材をさらに備え、上記蓋固定部材と上記スライド部材は一体化されており、上記蓋固定部材は上記スライド部材の上記上段部と上記付勢部材が接触している状態では上記蓋部材を開放し、上記パッケージ収容部に収容された半導体装置と上記付勢部材が接触している状態では上記蓋部材を固定するようにスライドするようにすれば、
付勢部材が半導体装置を付勢しているときに、付勢部材に外力などの変動圧力が一時的に加わることによる半導体装置及び付勢部材の破損などの不具合を回避することができる。

図１は一実施例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ’位置での断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＹ−Ｙ’位置での断面図である。
ＩＣソケット１は略直方体状のプローブユニットベース３と、配線ユニットベース５を備えている。プローブユニットベース３には上面から下面に貫通する空間が形成されており、その空間内に、位置調整を行なえるように水平面方向でプローブユニットベース３とは間隔をもってコンタクトユニット支持部７が配置されている。
プローブユニットベース３の側面には、２組の対向する側面ごとに、３点支持によりコンタクトユニット支持部７の水平面方向の位置及び傾きの微量な調整を行なうための調整用ネジ９が設けられている。

コンタクトユニット支持部７の上面側にコンタクトユニット１１が配置されている。コンタクトユニット支持部７の上面には、コンタクトユニット１１の外周部を覆ってコンタクトユニット１１をコンタクトユニット支持部７に固定するためのカバー１３が設けられている。
プローブユニットベース３の上面に、コンタクトユニット支持部７、コンタクトユニット１１及びカバー１３を覆うようにカバーシャーシ１５が設けられている。カバーシャーシ１５には中央部に開口部が形成されており、その開口部内に位置決めガイド（パッケージ案内部材）１７が配置されている。

図２は位置決めガイドを示す斜視図である。図２を参照して位置決めガイド１７について説明する。
位置決めガイド１７には凹部１９が形成されている。凹部１９の底部に、測定対象であるウェハレベルＣＳＰの外形寸法よりもわずかに大きい平面形状をもつ凹部からなるパッケージ収容部２０が形成されている。パッケージ収容部２０の平面形状の四隅には加工逃がしが形成されている。パッケージ収容部２０の底部に、測定対象であるウェハレベルＣＳＰの外部接続端子の配置に対応して貫通穴２０ａが形成されている。

この実施例では、例えばパッケージ収容部２０に４つの貫通穴２０ａが形成されており、加工逃がしを除くパッケージ収容部２０の寸法は、長さが１.００ｍｍ、幅が１.００ｍｍ、深さが０.６０ｍｍ、底部の厚みが０.２０ｍｍであり、貫通穴２０ａは直径が０.３５ｍｍであり、０.５０ｍｍピッチで縦横に配置されている。
位置決めガイド１７の材料としては例えばジルコニア系のセラミックを挙げることができる。ただし、本発明においてパッケージ案内部材の形状、材料、寸法及び機能などは位置決めガイド１７に限定されるものではない。

図３に、測定対象であるウェハレベルＣＳＰの一例の底面図を示す。
ウェハレベルＣＳＰ２３はチップのダイシング前に外部接続端子２３ａを作り込んだＣＳＰである。ウェハレベルＣＳＰ２３は例えば外形寸法が０.８２×０.８２ｍｍ、厚みが０.４０ｍｍである。ウェハレベルＣＳＰ２３の底面２３ｂには４つの外部接続端子２３ａが縦横に配列されている。外部接続端子２３ａは例えば直径が０.１８ｍｍ、高さが０.０８ｍｍである。縦横に並ぶ外部接続端子２３ａの間隔は例えば０.５０ｍｍである。

図４に、パッケージ収容部を拡大して示す斜視図を示す。
パッケージ収容部２０は測定対象であるウェハレベルＣＳＰの水平面方向位置及び鉛直方向位置を位置決めする。
パッケージ収容部２０の下方位置には、貫通穴２０ａ及びウェハレベルＣＳＰ２３の外部接続端子２３ａの配列に対応して、コンタクトユニット１１に設けられた、接触用端子の一例としての接触用端子１１ａが配置されている。接触用端子１１ａの尖端は貫通穴２０ａ内に配置されており、その尖端の直径は例えば０.０２５ｍｍである。接触用端子１１ａの尖端はウェハレベルＣＳＰ２３が外部接続端子２３ａを下側にしてパッケージ収容部２０に収容されたときの外部接続端子２３ａの側面の位置に対応して配置されている。

図５はコンタクトユニットを概略的に示す斜視図である。
コンタクトユニット１１において、接触用端子１１ａは、半導体装置の電気的特性試験における接触用端子１１ａと外部接続端子２３ａの接触抵抗を無くすために、１つの外部接続端子２３ａに対して２本ずつ設けられている。コンタクトユニット１１は、例えば基材がガラスやガラスエポキシなどの材料により形成され、信号銅線を配した基板（図示は省略）が装着されてなる。コンタクトユニット１１において、各接触用端子１１ａの電気的接続は、信号銅線を介して、コンタクトユニット１１の接触用端子１１ａを支持する面とは反対側の面に導かれている。
コンタクトユニット支持部７及びコンタクトユニット１１は本発明のＩＣソケットの接触用端子支持部材を構成する。

図６に、ウェハレベルＣＳＰの外部接続端子に接触用端子を接触させた状態を下方側から見た平面図を示す。接触用端子１１ａが２本１組となって外部接続端子２３ａに接触する。このような接触方法はケルビンコンタクト（Kelvin Contact）と呼ばれ、接触用端子１１ａでの電気抵抗を下げる上で有効である。

図１に戻ってＩＣソケット１の説明を続ける。
コンタクトユニット支持部７には、コンタクトユニット１１に設けられた信号配線に対応して貫通穴７ａが形成されている。
コンタクトユニット支持部７のコンタクトユニット１１とは反対側にピンベース２１が配置されている。ピンベース２１には貫通穴７ａに対応して貫通穴２１ａが形成されている。ピンベース２１はコンタクトユニット支持部７に固定されている。
コンタクトユニット支持部７の貫通穴７ａ内及びピンベース２１の貫通穴２１ａ内に導電性材料からなるポゴピン２２が脱落しないようにして配置されている。ポゴピン２２の一端はコンタクトユニット１１の信号銅線に当接されており、ポゴピン２２は信号銅線を介して接触用端子１１ａと電気的に接続されている。
コンタクトユニット１１の信号銅線とポゴピン２２は本発明のＩＣソケットの配線部材を構成する。

カバーシャーシ１５にはコンタクトユニット支持部７の四隅部分に対応して開口部が形成されており、その開口部に対応してコンタクトユニット支持部７の四隅部分にネジ穴がそれぞれ形成されている。カバーシャーシ１５の開口部を介してコンタクトユニット支持部７のネジ穴に固定用ネジ２４が螺合されて、コンタクトユニット支持部７はカバーシャーシ１５に固定されている。カバーシャーシ１５の開口部は固定用ネジ２４のネジ部の直径よりも小さく、かつ固定用ネジ２４の頭部よりも大きい寸法で形成されており、固定用ネジ２４により、調整用ネジ９によって位置調整されたコンタクトユニット支持部７を調整後の位置で固定できるようになっている。これにより、コンタクトユニット支持部７を調整用ネジ９により位置調整した後、位置調整後にコンタクトユニット支持部７が位置移動するのを防止することができる。さらに、固定用ネジ２４によりコンタクトユニット支持部７を位置固定した後は調整用ネジ９によりコンタクトユニット支持部７を位置決めし続ける必要はないので、調整用ネジ９を取り外したり緩めたりしてコンタクトユニット支持部７に対する調整用ネジ９の圧力をなくしたり緩めたりすることができる。
調整用ネジ９及び固定用ネジ２４は本発明のＩＣソケットの位置調整機構を構成する。

プローブユニットベース３、コンタクトユニット支持部７、調整用ネジ９、コンタクトユニット１１、接触用端子１１ａ、カバー１３、カバーシャーシ１５、位置決めガイド１７、ピンベース２１及びポゴピン２２は、本発明のＩＣソケットのプローブユニットを構成する。

カバーシャーシ１５の上面にシャフト支持台２５が固定されている。シャフト支持台２５には水平面に平行にシャフト２７が設けられている。
シャフト２７を支点として回動するように、カバー（蓋部材）２９及び分銅３１が設けられている。図１はカバー２９を閉じた状態を示している。図７にカバー２９を開いた状態を示す。
カバー２９と分銅３１はシャフト２７を共通の回動軸としているが、互いに固定されておらず、それぞれ独立して回動できるようにシャフト２７に取り付けられている。分銅３１はカバー２９の内側に配置されており、カバー２９に取り付けられた下げ幅調節ネジ３３によってカバー２９を閉じた際の下げ幅を制限されている。
カバー２９はシャフト２７に固定されており、シャフト２７の一端にシャフト２７及びカバー２９の開閉速度を制限するための油圧ダンパ３６が設けられている。油圧ダンパ３６は、カバー２９が急速に閉じてＩＣソケット１に振動が生じてパッケージ収容部２０からウェハレベルＣＳＰ２３が飛び出すのを防止する。カバー２９の開閉速度を制限する機構は油圧ダンパ３６に限定されるものではなく、他の機構であってもよい。

分銅３１にはパッケージ収容部２０に対応する位置に加圧ヘッド３５が設けられている。加圧ヘッド３５はパッケージ収容部２０内に配置されたウェハレベルＣＳＰの外部接続端子が配列された面とは反対側の面を下方側に付勢するためのものである。加圧ヘッド３５の先端には樹脂製のボール部材が設けられており、そのボール部材がウェハレベルＣＳＰと接触する。加圧ヘッド３５の内部には弾性体、例えば巻きバネが収納されている。その巻きバネは、収縮することによりウェハレベルＣＳＰの破壊を防止するとともに押し圧を一定量以上になるように調節する。

分銅３１には、シャフト２７とは反対側の端部側の下面にボール部材３７が配置されている。分銅３１、加圧ヘッド３５及びボール部材３７は本発明のＩＣソケットの付勢部材を構成する。
カバーシャーシ１５の上面には、位置決めガイド１７を挟んでシャフト支持台２５とは反対側にカバー固定部材（蓋固定部材）３９も配置されている。カバー固定部材３９にはシャフト２７に平行に長穴４１が形成されている。長穴４１内にはカバーシャーシ１５に固定されたピン４３が配置されている。カバー固定部材３９は長穴４１をガイドとして水平面内でシャフト２７に平行にスライド可能に配置されている。

図８にカバー固定部材３９周辺の平面図を拡大して示す。（Ａ）はカバー２９を固定している状態を示し、（Ｂ）はカバー２９を固定していない状態を示す。図１（Ａ）では、カバー固定部材３９の実線で示す位置はカバー２９を固定している状態を示し、２点鎖線で示す位置はカバー２９を固定していない状態を示している。
カバー固定部材３９には突起部３９ａが設けられている。カバー２９には突起部３９ａに対応して凹部２９ａと段差部２９ｂが形成されている。

カバー２９を閉じる際、図８（Ｂ）に示すように、カバー固定部材３９の突起部３９ａがカバー２９の凹部２９ａに対応する位置に配置されるようにカバー固定部材３９を位置させる（カバー開放位置）。
カバー２９を閉じた後、図８（Ａ）に示すように、カバー固定部材３９の突起部３９ａがカバー２９の段差部２９ｂ上に位置するようにカバー固定部材３９をスライドさせる（カバー固定位置）。
このようにして、カバー固定部材３９によりカバー２９を固定する。

また、カバー２９が開いた状態でカバー固定部材３９がカバー固定位置（図８（Ａ）参照）に位置しているとき、カバー２９を閉じようとしてもカバー２９の段差部２９の部分がカバー固定部材３９の突起部３９ａに接触し、カバー２９が閉じない構造になっている。これにより、パッケージ収容部２０内に配置されたウェハレベルＣＳＰに誤って過大な力が作用するのを防止している。

図９は、図１（Ａ）のＤ−Ｄ’位置での断面を拡大して示す図である。図９に示すように、カバー固定部材３９には分銅３１のボール部材３７に対応する位置にボール接触台（スライド部材）４５が設けられている。ボール接触台４５には、上段部４５ａと、上段部４５ａから下方側へ傾斜している傾斜部４５ｂと、傾斜部４５ｂに連続して上段部４５ａよりも低い位置に設けられた下段部４５ｃが形成されている。
シャフト２７及び下げ幅調節ネジ３３は本発明のＩＣソケットの付勢部材支持部材を構成し、シャフト２７及び下げ幅調節ネジ３３からなる付勢部材支持部材ならびにボール接触台（スライド部材）４５は本発明のＩＣソケットの付勢部材支持機構を構成する。

次に配線ユニットについて説明する。
配線ユニットは配線ユニットベース５と配線基板４７により構成されている。配線ユニットベース５には上面から下面に貫通する空間が形成されており、配線ユニットベース５の上面に配線基板４７が固定されている。配線基板４７の上面（プローブユニット側の面）にはポゴピン２２に対応して電極４７ａが形成されている。電極４７ａの電位は配線基板４７の裏面（プローブユニットとは反対側の面）に導かれ、リード配線４９によりＩＣソケットの外部に導かれている。
プローブユニットと配線ユニットは、配線基板４７の上面に突出して設けられた柱状のピン（図示は省略）に、そのピンに対応してプローブユニットベース３に設けられた穴が嵌合されて位置合わせされており、容易に着脱できるようになっている。

図１０はこの実施例をＤＵＴボード（試験用配線基板）に搭載した状態を示す断面図であり、（Ａ）は配線ユニット上にプローブユニットを搭載した状態、（Ｂ）は配線ユニットからプローブユニットを取り外した状態を示す。
ＤＵＴボード５１上に配線ユニットベース５が例えばネジ（図示は省略）によって固定されている。配線基板４７側の端部とは反対側のリード配線４９の端部はＤＵＴボード５１に設けられた電極（図示は省略）に接続されている。

（Ａ）に示すように、使用時には配線ユニット上にプローブユニットが搭載され、ポゴピン２２が配線基板４７の電極４７ａに接触される。これにより、接触用端子１１ａとＤＵＴボード５１の電極は、プローブユニット１１に設けられた信号配線、ポゴピン２２、電極４７ａ及びリード配線４９を介して電気的に接続される。この実施例では、ＩＣソケットの使用時には調整用ネジ９（図１参照。）は取り外されている。

接触用端子１１ａの位置調整や交換の際には、（Ｂ）に示すように、プローブユニットが配線ユニットから取り外される。プローブユニットは、配線基板４７の上面に突出して設けられた柱状のピン５３に、そのピンに対応してプローブユニットベース３に設けられた穴が嵌合されて配線ユニット上に搭載されているので、容易に取り外すことができる。

取り外したプローブユニットに対して接触用端子１１ａの尖端の位置調整を行なう操作について図１を参照して説明する。プローブユニットベース３に調整用ネジ９を螺合させて調整用ネジ９によってコンタクトユニット支持部７を支持できる状態にした後、固定用ネジ２４を緩める。測長機能を備えた顕微鏡にプローブユニットを配置し、顕微鏡で確認しながら調整用ネジ９を回転させてコンタクトユニット支持部７を移動させ、接触用端子１１ａの尖端を所定の位置に移動させる。接触用端子１１ａの尖端の調整が完了した後、固定用ネジ２４を締めてコンタクトユニット支持部７の位置を固定する。このとき、接触用端子１１ａの尖端位置にずれが生じないかを顕微鏡で確認しながら固定用ネジ２４を締めることが好ましい。

このように、調整用ネジ９及び固定用ネジ２４を用いてプローブユニットを分解することなくコンタクトユニット支持部７の位置を調整及び固定できるので、接触用端子１１ａの尖端位置調整を容易に行なうことができる。
さらに、配線ユニットを取り外した状態でプローブユニットのみを顕微鏡に配置することができるので、配線ユニットも含めたＩＣソケットに比べて、顕微鏡に配置するＩＣソケット部分の寸法、例えば高さ寸法を小さくすることができる。

次に、ＩＣソケットに測定対象であるウェハレベルＣＳＰを収容するときの操作について説明する。
図７に示したようにカバー２９を開け、パッケージ収容部２０にウェハレベルＣＳＰを収容した後、カバー２９を閉じる。図９の２点鎖線及び図８（Ｂ）に示すように、カバー固定部材３９がカバー開放位置に配置されてカバー２９を固定していない状態のとき、ボール接触台４５の上段部４５ａが分銅３１のボール部材３７に対応する位置に配置され、ボール部材３７が上段部４５ａに接触する。

図１１に、図１（Ａ）のＸ−Ｘ位置での、カバー２９を閉じ、カバー固定部材３９がカバー２９を固定していない状態での断面図を示す。
この状態では分銅３１のボール部材３７がボール接触台４５の上段部４５ａに接触しており（図９の２点鎖線も参照）、分銅３１は上段部４５ａとシャフト２７により支持された状態になる。このとき、加圧ヘッド３５の先端部はパッケージ収容部２０に収容されたウェハレベルＣＳＰには接触していない。

図８（Ｂ）に示すカバー開放位置から図８（Ａ）に示すカバー固定位置側にカバー固定部材３９をスライドさせると、分銅３１のボール部材３７がボール接触台４５上で回転して、ボール接触台４５上の上段部４５ａから傾斜部４５ｂに順次接触し、ボール部材３７の鉛直方向での位置が徐々に下降する。それに伴って分銅３１及び加圧ヘッド３５も徐々に下降し、加圧ヘッド３５がパッケージ収容部２０に収容されたウェハレベルＣＳＰに接触し、ウェハレベルＣＳＰを下方側へ徐々に加圧する。分銅３１の重量は適当な大きさに調整されており、分銅３１の重量により徐々に加圧することにより、ウェハレベルＣＳＰの外部接続端子の損傷やチップ欠け、チップ割れなどの不具合の発生を防止することができる。

カバー固定部材３９をカバー固定位置に位置させた状態では、分銅３１はシャフト２７、下げ位置調節ネジ３３及びウェハレベルＣＳＰによって支持され、加圧ヘッド３５によりウェハレベルＣＳＰを適当な圧力で加圧する。このとき、ウェハレベルＣＳＰの押下げ量はパッケージ収容部２０の底面により制限される。これにより、ウェハレベルＣＳＰの外部接続端子とコンタクトユニット１１の接触用端子１１ａが良好な接触状態をもって電気的に接続される。

ウェハレベルＣＳＰの電気的特性試験を行なった後、パッケージ収容部２０からウェハレベルＣＳＰを取り出すとき、図８（Ａ）に示すカバー固定位置から図８（Ｂ）に示すカバー開放位置側にカバー固定部材３９をスライドさせる。これにより、分銅３１のボール部材３７がボール接触台４５の傾斜部４５ｂから上段部４５ａに順次接触し、分銅３１が上昇するとともに加圧ヘッド３５も上昇し、ウェハレベルＣＳＰは加圧状態から開放される。その後、カバー２９を開け、パッケージ収容部２０からウェハレベルＣＳＰを取り出す。

以上説明した、位置決めガイド及びＩＣソケットの実施例では、図５に示したウェハレベルＣＳＰを測定対象としているが、本発明が測定対象とする半導体装置はこれに限定されるものではなく、パッケージ収容部の大きさ及び接触用端子の配置を変更することにより、種々の半導体装置に適用することができる。

また、この実施例では、ウェハレベルＣＳＰの１つの外部接続端子に対して２本の接触用端子を設けたケルビンコンタクトを採用しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、１つの外部接続端子に対して１本又は３本以上の接触用端子を設けてもよい。

また、この実施例では、図６に示したように接触用端子１１ａの尖端を外部接続端子２３ａの側面に接触させているが、本発明はこれに限定されるものではなく、接触用端子１１ａを外部接続端子２３ａのいかなる部分に接触させてもよい。

また、この実施例では、本発明のＩＣソケットを構成するプローブユニットの配線部材をプローブユニットに配置した信号配線及びポゴピン２２により構成しているが、配線部材はこれに限定されるものではなく、配線ユニットに設けられた電極に着脱可能に接触できる構成であればどのような構成であってもよい。
例えば、図１２に示すように、ピンベース２１をコンタクトユニット支持部７ではなく配線基板４７に固定するようにしてもよい。この場合、ピンベース２１及びポゴピン２２は本発明のＩＣソケットの配線ユニットの一部を構成し、ポゴピン２２は配線ユニットの電極を構成する。

また、この実施例では、位置調整機構として調整用ネジ９及び固定用ネジ２４を備えているが、本発明のＩＣソケットはこれに限定されるものではなく、位置調整機構は、例えば調整用ネジ９のみを備えたものなど、プローブユニットを分解することなくコンタクトユニット支持部７（接触用端子支持部材）の位置調整及び固定をすることができる機能を備えたものであれば、どのような構成であってもよい。

また、この実施例では、加圧ヘッド３５として、内部に弾性部材を備えたものを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば単なる棒状部材など、パッケージ収容部に収容された半導体装置を分銅３１の重量により加圧することができる部材であればどのような部材であってもよい。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、形状、材料、配置などは一例であり、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。

一実施例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ’位置での断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＹ−Ｙ’位置での断面図である。同実施例を構成する位置決めガイドの一例を示す斜視図である。測定対象であるウェハレベルＣＳＰの一例の底面図を示す。同実施例を構成するパッケージ収容部を拡大して示す斜視図を示す。同実施例を構成するコンタクトユニットを概略的に示す斜視図である。ウェハレベルＣＳＰの外部接続端子に接触用端子を接触させた状態を下方側から見た平面図を示す。同実施例のカバーが開いた状態を示す断面図である。同実施例を構成するカバー固定部材の周辺を示す平面図であり、（Ａ）はカバーを固定している状態、（Ｂ）はカバーを固定していない状態を示す。図１（Ａ）のＤ−Ｄ’位置での断面を拡大して示す図である。同実施例を試験用配線基板に搭載した状態を示す断面図であり、（Ａ）は配線ユニット上にプローブユニットを搭載した状態、（Ｂ）は配線ユニットからプローブユニットを取り外した状態を示す。同実施例においてカバーを閉じ、カバー固定部材がカバーを固定していない状態を示す断面図である。他の実施例を示す断面図である。

符号の説明

１ＩＣソケット
３プローブユニットベース
５配線ユニットベース
７コンタクトユニット支持部
７ａ貫通穴
９調整用ネジ
１１コンタクトユニット
１３カバー
１５カバーシャーシ
１７位置決めガイド
１９凹部
２０パッケージ収容部
２０ａ貫通穴
２１ピンベース
２１ａ貫通穴
２２ポゴピン
２３ウェハレベルＣＳＰ
２３ａ外部接続端子
２３ｂ底面
２４固定用ネジ
２５シャフト支持台
２７シャフト
２９カバー
２９ａ凹部
２９ｂ段差部
３１分銅
３３下げ幅調節ネジ
３５加圧ヘッド
３６油圧ダンパ
３７ボール部材
３９カバー固定部材
３９ａ突起部
４１長穴
４３ピン
４５ボール接触台
４５ａ上段部
４５ｂ傾斜部
４５ｃ下段部
４７配線基板
４７ａ電極
４９リード配線
５１ＤＵＴボード
５３ピン

Claims

一平面に複数個の外部接続端子が配列された半導体装置を所定の位置に配置するためのパッケージ収容部を備えたパッケージ案内部材と、半導体装置が前記外部接続端子を下側にして前記パッケージ収容部に収容されたときの前記外部接続端子の位置に対応して尖端が配置されている接触用端子と、前記パッケージ案内部材とは分離して設けられ、前記接触用端子を支持するための接触用端子支持部材と、前記接触用端子の電気的接続をとるための配線部材と、前記パッケージ案内部材に対する前記接触用端子支持部材の位置を調整及び固定するための位置調整機構とをもつプローブユニットと、
前記配線部材に対応して電極をもち、試験用配線基板に固定される配線ユニットとを備え、
前記プローブユニットと前記配線ユニットは着脱可能に設けられており、
前記位置調整機構は前記プローブユニットを分解することなく前記接触用端子支持部材の位置を調整及び固定するものであるＩＣソケット。
前記パッケージ収容部に収容される半導体装置は略半球形の凸状の外部接続端子をもつものであり、前記接触用端子の尖端は、半導体装置が前記外部接続端子を下側にして前記パッケージ収容部に収容されたときの前記外部接続端子の側面の位置に対応して配置されている請求項１に記載のＩＣソケット。
前記位置調整機構は、前記接触用端子支持部材を位置調整するための調整用ネジと、前記接触用端子支持部材を位置固定するための固定用ネジを備えている請求項１又は２に記載のＩＣソケット。
前記パッケージ収容部に収容された半導体装置を重量により下側に付勢するための付勢部材を備えている請求項１から３のいずれかに記載のＩＣソケット。
前記付勢部材を前記パッケージ収容部に収容された半導体装置に接触させない状態で前記パッケージ収容部の上方位置に一旦配置した後、徐々に下降させて半導体装置に接触させる付勢部材支持機構を備えている請求項４に記載のＩＣソケット。
前記付勢部材支持機構は、前記付勢部材を前記パッケージ収容部の上方位置で鉛直方向又は略鉛直方向に移動可能に配置する付勢部材支持部材と、前記付勢部材を半導体装置に接触させない状態では前記付勢部材を上段部で支持し、前記付勢部材を半導体装置に接触させる際には前記上段部から下方側へ傾斜している傾斜部で支持して前記付勢部材を徐々に下降させるスライド部材とを備えている請求項５に記載のＩＣソケット。
前記付勢部材は、前記スライド部材に対応する位置に、上記付勢部材と上記スライド部材の摩擦を低減するための回転部材を備えている請求項６に記載のＩＣソケット。
前記付勢部材支持部材は前記パッケージ案内部材を覆うための蓋部材内に配置されている請求項６又は７に記載のＩＣソケット。
前記蓋部材が前記パッケージ案内部材を覆っている状態で前記蓋部材を固定するための蓋固定部材をさらに備え、前記蓋固定部材と前記スライド部材は一体化されており、前記蓋固定部材は前記スライド部材の前記上段部と前記付勢部材が接触している状態では前記蓋部材を開放し、前記パッケージ収容部に収容された半導体装置と前記付勢部材が接触している状態では前記蓋部材を固定するようにスライドする請求項８に記載のＩＣソケット。