JP2010008388A - Ｉｃソケット - Google Patents

Abstract

【課題】プローブを交換しながら使用する場合において、より長期間に亘り使用することのできるＩＣソケットの提供。
【解決手段】プローブ３０は、一方側に湾曲するとともに、湾曲部３１外方側に凸部３２を突設し、サイドブロック２０は、端面にプローブ３０の凸部３２が嵌入する凹部２１を形成し、メインブロック１０は、端面にプローブ３０の湾曲部内側面を押圧する突片１２を形成しており、プローブ３０をメインブロック１０とサイドブロック２０との間に挟持した際に、プローブ３０の凸部３２がサイドブロック２０の凹部２１に嵌入するとともに、メインブロック１０の突片１２とサイドブロック２０の端面とによってプローブ３０の湾曲部３１が挟持された状態となることを特徴とするＩＣソケット１。
【選択図】図４

Description

本発明は、半導体装置の電気的試験を行う際に用いられる、検査装置の端子と半導体装置の端子とをプローブを介して電気的に接続するＩＣソケットに関するものであり、特に、プローブを交換して長期間使用する場合において、より長期間に亘り使用することのできるＩＣソケットに関するものである。

従来より、半導体装置の電気的特性評価の検査を行う場合には、専用の検査装置から半導体装置へ検査用信号を入力し、半導体装置から検査装置へ入力される応答信号を当該検査装置で解析することによって、半導体装置の電気的特性に関する良否を判定していた。

ＩＣソケットは、この検査装置の端子と半導体装置の端子とを電気的に接続するための装置であり、一端を検査装置の端子と接触させるとともに他端を半導体装置の端子と接触させるプローブと、当該プローブを保護するためのプローブガードとを備えて構成される（例えば、特許文献１参照。）。

また、このＩＣソケットは、プローブの劣化や設計変更等が生じた場合は、新たなプローブと取り替えることができ、これにより、長期間に亘る使用が可能となっている。
特開２０００−４６８７１号公報

上記のようなＩＣソケットにおいて、プローブは、検査装置の端子あるいは半導体装置の端子との接触位置がずれないようにプローブガード或いはその他の部材に固定しておく必要がある。

しかしながら、特許文献１に記載のＩＣソケットは、プローブの端部をプローブガード内に埋め込むことによって当該プローブを固定する構成としているため、プローブを交換しながらの長期使用に適したものではなかった。

すなわち、特許文献１に記載のＩＣソケットでは、プローブを取り替える度に当該プローブを埋め込むための穴をプローブガードに新たに形成しなければならないため、プローブガードの劣化が激しく、また、一度形成した穴に再度プローブを埋め込むようにしたとしても、プローブの度重なる交換によって穴が広がりプローブとプローブガードとの一体性が弱まるため、プローブの端部と検査装置の端子あるいは半導体装置の端子との接触位置がずれてしまうおそれもあった。

そこで、本発明は、プローブを交換しながら長期間使用する場合において、より長期間に亘り使用することのできるＩＣソケットを提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、半導体装置の電気的試験を行うために、検査装置の端子と半導体装置の端子とをプローブを介して電気的に接続するＩＣソケットにおいて、半導体装置を載置するメインブロックと、メインブロックの外周に対峙して配置したサイドブロックと、メインブロックとサイドブロックとの間に介設したプローブとにより構成し、プローブは、一方側に湾曲するとともに、湾曲部外方側に凸部を突設し、サイドブロックは、端面にプローブの凸部が嵌入する凹部を形成し、メインブロックは、端面にプローブの湾曲部内側面を押圧する突片を形成したことを特徴とする。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、プローブをメインブロックとサイドブロックとの間に挟持した際に、プローブの凸部がサイドブロックの凹部に嵌入するとともに、メインブロックの突片とサイドブロックの端面とによってプローブの湾曲部が挟持された状態となることを特徴とする。

また、請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、プローブの湾曲部は、一部直線状に形成されていることを特徴とする。

また、請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の発明において、メインブロックにおける中心位置から突片の先端までの距離と、プローブにおける凸部を除く湾曲部の幅との総和は、一定であることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、半導体装置の電気的試験を行うために、検査装置の端子と半導体装置の端子とをプローブを介して電気的に接続するＩＣソケットにおいて、半導体装置を載置するためのメインブロックと、メインブロックの外周に対峙して配置したサイドブロックと、メインブロックとサイドブロックとの間に介設したプローブとにより構成し、プローブは、一方側に湾曲するとともに、湾曲部外方側に凸部を突設し、サイドブロックは、端面にプローブの凸部が嵌入する凹部を形成し、メインブロックは、端面にプローブの湾曲部内側面を押圧する突片を形成しており、プローブをメインブロックとサイドブロックとの間に挟持した際に、プローブの凸部がサイドブロックの凹部に嵌入するとともに、メインブロックの突片とサイドブロックの端面とによってプローブの湾曲部が挟持された状態となるように構成したため、メインブロック或いはサイドブロックにプローブを埋め込むことなく当該プローブを固定することができる。したがって、プローブの交換によるメインブロックやサイドブロックの劣化を可及的になくすことができ、より長期間に亘って使用することができる。

しかも、プローブに突設した凸部にサイドブロックの凹部を嵌入させることにより、プローブの端部と検査装置の端子或いは半導体装置の端子とを接触させた際のプローブの上下動を抑制することができる。

請求項２に記載の発明によれば、メインブロックの突片とサイドブロックの端面とによってプローブの湾曲部を挟持することにより、プローブの一方側の端部の動きと他方側の端部の動きとを独立させることができるため、プローブの端部と検査装置の端子或いは半導体装置の端子との接触位置のずれをより確実に防止することができる。

請求項３に記載の発明によれば、プローブの湾曲部を一部直線状に形成することとしたため、プローブの湾曲部における、メインブロックの突片とサイドブロックの端面とによって挟持される部分の面積をより大きくすることができ、プローブをより確実に固定することができる。

請求項４に記載の発明によれば、メインブロックにおける中心位置から突片の先端までの距離と、凸部を除くプローブの湾曲部の幅との総和を一定としたため、設計変更を行う場合であっても、最も製作コストのかかるサイドブロックを作り変えることなくそのまま使用することができる。

以下に、本発明に係るＩＣソケットの一実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。図１は本実施形態にかかるＩＣソケットの全体斜視図であり、図２は本実施形態にかかるメインブロックの概略図であって、図２（ａ）は全体斜視図、図２（ｂ）はその断面図であり、図３は本実施形態にかかるプローブのメインブロック及びサイドブロックへの取り付け方法を説明するための図であり、図４は本実施形態にかかるＩＣソケットの側断面図であり、図５はメインブロックの突片の厚さを変更して、プローブをメインブロックの突片とサイドブロックの当接面とによって挟持するように構成した場合のＩＣソケットの側断面図である。

図１に示すように、本実施形態にかかるＩＣソケット１は、半導体装置を載置するためのメインブロック１０と、当該メインブロック１０の外周に対峙して配置した四つのサイドブロック２０と、メインブロック１０とサイドブロック２０との間に介設した複数のプローブ３０とを有しており、さらに、これらメインブロック１０、サイドブロック２０及びプローブ３０の底部以外を覆うとともに半導体装置を載置するスペースとなる載置部１１及びプローブ３０の先端のみを露出させるための窓部を設けたガイドブロック（図示せず）を設けて構成される。

このＩＣソケット１は、検査装置上に載置して当該検査装置の端子とプローブ３０の一端を接触させるとともに、載置部１１に半導体装置を載置して当該半導体装置の端子とプローブ３０の他端を接触させることにより、これら検査装置と半導体装置とを電気的に接続するものである。

メインブロック１０は、図２（ａ）に示すように、半導体装置を載置するための載置部１１を中心に設け、この載置部１１の端面から外方へ向けて突出する突片１２を形成し、さらに、メインブロック１０に検査装置やサイドブロック２０を取り付けるための固定部１３を四隅に設けて構成される。

この固定部１３は、メインブロック１０の四隅に設けられたブロック体であり、上面にはメインブロック１０と検査装置とをネジ止めするためのネジ穴１４が形成されており、また、側面にはメインブロック１０とサイドブロック２０とをネジＳによりネジ止めするためのネジ穴１５が形成されている。

なお、ネジＳは、後述するサイドブロック２０に形成されたネジ穴２８の長さよりも長く、メインブロック１０に所定距離だけ挿入されるように形成されており、その長さＬは一定である。換言すれば、メインブロック１０の中心位置からサイドブロック２０の後端面までの距離は、このネジＳの長さＬによって規定されるものである。

突片１２は、載置部１１の周側面の略中央に突設された板状部材である。この突片１２の上面は、載置部１１の載置面よりも所定高さ低くなっており、この段差を後述するプローブ３０の上部収納空間１６としている。

また、図２（ｂ）に示すように、突片１２の底面は、載置部１１の底面よりも所定高さ高く、この段差が後述するプローブ３０の下部収納空間１７となる。

また、メインブロック１０には、突片１２及び当該突片１２の左右に位置する固定部１３により所定の空間が形成されており、この空間が後述するサイドブロック２０の挟持部２１の挿入空間となっている。

プローブ３０は、図３に示すように、銅合金の薄板をエッチングにより加工して形成される弾性部材であり、一方側に湾曲するとともに、この湾曲部３１の外方側に凸部３２を突設して形成されている。

具体的には、湾曲部３１は、中途部が直線状に形成されており、この直線状に形成された部分の外方側に凸部３２が形成されている。このように、プローブ３０の湾曲部３１を一部直線状とすることにより、後述するように、メインブロック１０の突片１２によりプローブ３０の湾曲部３１内をより確実に押圧することができる。

また、プローブ３０は、先端部近傍で上方（半導体装置側）に向かって折曲するとともに、先端を尖鋭部３３としており、半導体装置をメインブロック１０の載置部１１に載置した際に、この尖鋭部３３が半導体装置の端子に対して略垂直に当接するようにしている。

また、プローブ３０の他端側も同様に上方に向かって湾曲しており、この湾曲部の頂部を検査装置の端子と当接する当接部３４としている。

なお、このプローブ３０は各種設計変更を可能としている。例えば、プローブ３０自体の幅を変更したり、或いは、プローブ３０に硬質メッキを施して厚みや硬度を変更したりすることにより荷重を調整することができる。

また、尖鋭部３３や当接部３４の形状や曲げ方向を変更して荷重又は接触安定性を高めることも可能である。特に、本実施形態にかかるプローブ３０は、プローブ３０の先端部近傍を上方に向けて折曲させるとともに先端に尖鋭部３３を形成しているため、半導体装置との接触圧を高めることができ、また、プローブ３０の後端側を上方に向かって湾曲させているため、検査装置の端子との接触安定性を高めることができる。

サイドブロック２０は、メインブロック１０の突片１２との間でプローブ３０を挟持するための挟持部２１と、サイドブロック２０をメインブロック１０に取り付けるための固定部２２，２２とにより構成される略凸状部材である。

挟持部２１は、プローブ３０の凸部３２が嵌入する凹部２３と、プローブ３０の湾曲部３１周辺をガイドするプローブガイド部２４とを有している。

凹部２３は、挟持部２１におけるメインブロック１０と対峙する端面に形成された、左右方向に伸延する溝である。

プローブガイド部２４は、挟持部２１におけるメインブロック１０と対峙する端面から同メインブロック１０に向けて突出させた櫛歯状部であり、このプローブガイド部２４によって形成される複数の空間をプローブ３０の湾曲部３１の収納空間２５とし、プローブ３０の凸部３２をサイドブロック２０の凹部２３に嵌入させた状態のときに、プローブ３０の湾曲部３１周辺がこの収納空間２５内に収納されることにより、プローブ３０の両側がこのプローブガイド部２４によってガイドされた状態となる。

このように、サイドブロック２０にプローブガイド部２４を設けることにより、サイドブロック２０に複数のプローブ３０を取り付ける際のプローブ３０の位置決めが容易となるばかりでなく、プローブ３０の左右方向の移動が規制されるため、プローブ３０における半導体装置の端子との接触位置がずれたり、プローブ３０同士が接触したりするのを防止することもできる。

なお、本実施形態にかかるプローブガイド部２４は、プローブ３０の湾曲部３１を収納する収納空間２５を８箇所設けた構成としたが、収納空間の数はこれに限ったものではなく、取り付けるプローブ３０の数に応じて適宜変更することができる。

固定部２２，２２は、挟持部２１の両側面の後端部から左右方向に向けて伸延する部材であり、各固定部２２，２２には、それぞれサイドブロック２０をメインブロック１０にネジ止めするためのネジ穴２８，２８が形成されている。

メインブロック１０、サイドブロック２０及びプローブ３０は以上のように構成されており、これらを一体的に組み付ける際は、サイドブロック２０のプローブガイド部２４に形成された各収納空間２５内にプローブ３０を差し入れた後に、メインブロック１０の突片１２をサイドブロック２０に取り付けられたプローブ３０の湾曲部３１内に差し入れて、メインブロック１０とサイドブロック２０との間にプローブ３０が介設された状態とする。

そして、メインブロック１０のネジ穴１５にネジＳをサイドブロック２０のネジ穴２８を介して貫装することによって、メインブロック１０、サイドブロック２０及びプローブ３０を一体的に組み付けた状態とする（図１参照。）。

ここで、かかる状態において、プローブ３０の凸部３２は、図４（ａ）に示すように、サイドブロック２０の凹部２３に嵌入した状態となっており、また、メインブロック１０の突片１２によってプローブ３０の湾曲部３１が押圧された状態となっている。

そして、このＩＣソケット１を検査装置に取り付けるとともに、メインブロック１０の載置部１１に半導体装置Ｐを載置すると、プローブ３０の一端および他端は、図４（ｂ）に示すように、それぞれ湾曲部３１内方側へと押圧されて、上部収納空間１６及び下部収納空間１７内に収納された状態となる。このように、弾性力を有するプローブ３０の一端及び他端を当該弾性力に抗して押圧して検査装置の端子Ｔ及び半導体装置Ｐの端子と接触させることにより、これら端子とプローブ３０とをより確実に接触させることができる。

このように、本実施形態にかかるＩＣソケット１は、メインブロック１０或いはサイドブロック２０にプローブ３０を埋め込むことなく当該プローブ３０を固定することができるため、プローブ３０の交換によるメインブロック１０やサイドブロック２０の劣化を可及的になくすことができ、より長期間に亘って使用することが可能となる。

また、本実施形態にかかるＩＣソケット１は、プローブ３０に凸部３２を設けるとともに、この凸部３２をサイドブロック２０に形成された凹部２３に嵌入する構成としたため、プローブ３０の尖鋭部３３或いは当接部３４を検査装置の端子Ｔ或いは半導体装置Ｐの端子と接触させた際のプローブ３０の上下動を抑制することができる。

なお、サイドブロック２０の凹部２３の溝の深さ（図３における当接面２７から凹部２３の内壁２６までの深さ）は、プローブ３０の凸部３２の突出長さよりもわずかに深くなるように形成されている。これにより、凸部３２の先端から基端までが完全に凹部２３内に嵌入するため、プローブ３０の湾曲部３１とサイドブロック２０の当接面２７とをより確実に当接させることができ、したがって、プローブ３０の挟持状態をより確実なものとすることができる。

また、本実施形態にかかるＩＣソケット１は、図４（ｂ）に示すように、メインブロック１０における中心位置Ｃから突片１２の先端までの距離Ｂと、プローブ３０における凸部３２を除く湾曲部３１の幅Ａとの総和が一定となるようにしている。

すなわち、上述したように、メインブロック１０の中心位置からサイドブロック２０の後端面までの距離は、このネジＳの長さＬによって規定されるものであり、また、本実施形態にかかるＩＣソケット１の各部材のうち、最も製作コストの高い部材はサイドブロック２０であるため、例えば、設計変更により太い（幅Ａの広い）プローブ３０を使用することとなった場合には、サイドブロック２０は変えることなく、メインブロック１０の突片１２の長さを変更することで、最も製作コストの高いサイドブロック２０を作り変えることなく設計変更することができ、当該設計変更の際にかかるコストを可及的に低減することができる。

また、図４（ｂ）に示すように、Ａ＋Ｂの距離は、メインブロック１０の中心位置Ｃから当接面２７，２７までの距離と同等である。この距離をメインブロック１０の中心位置Ｃからプローブ３０の尖鋭部３３（又は当接部３４）までの距離と、尖鋭部３３（又は当接部３４）から当接面２７，２７までとに分けると、前者は半導体装置の大きさで決まり、後者はプローブ３０の湾曲部３１上部のばね設計に起因する距離となる。

ここで、プローブ３０の横方向（半導体装置Ｐの載置面と平行方向）の幅は、半導体装置Ｐの端子間隔の制約を受けるため自由に設計変更することができず、また、当接面２７，２７から尖鋭部３３までの距離やプローブ３０の上部収納空間１６の高さは、短すぎたり長すぎたりするとプローブ３０の電気抵抗が高くなったり耐久性との兼ね合いで必要なストロークが得られなかったりするため自由に設計変更することができず、また、材質もばね特性（引っ張り強度）と低体積抵抗を兼ね備えている必要があるため自由に設計変更することができない。

したがって、プローブ３０の湾曲部３１上部の幅（すなわち、湾曲部３１の幅Ａ）だけが自由に設計変更することができる要素となるため、半導体装置Ｐの端子間隔、必要荷重、必要ストロークが決められている場合には、Ａ＋Ｂを一定とすることにより自由な設計変更が可能となるのである。

ところで、本実施形態にかかるＩＣソケット１は、図５に示すように、メインブロック１０に設けられた突片１２の厚さをサイドブロック２０に形成された凹部２３の上下幅よりも厚くすることにより、プローブ３０をメインブロック１０の突片１２とサイドブロック２０の当接面２７，２７とによって挟持するように構成することもできる。

このように、メインブロック１０の突片１２とサイドブロック２０の当接面２７とによってプローブ３０の湾曲部３１を挟持する構成ことにより、プローブ３０の一方側の端部の動きと他方側の端部の動きとを独立させることができ、プローブ３０の端部と検査装置の端子或いは半導体装置の端子との接触位置のずれをより確実に防止することができる。

しかも、プローブ３０の湾曲部３１を一部直線状としたため、メインブロック１０の突片１２及びサイドブロック２０の当接面２７、２７により挟持される湾曲部３１の面積をより大きくすることができ、プローブ３０をより確実に固定することができる。

なお、本実施形態においては湾曲部３１の一部を直線状としたが、当該直線状の部分が形成されていなくても、プローブ３０をメインブロック１０の突片１２とサイドブロック２０の当接面２７、２７とにより挟持することは可能である。

上述してきた実施形態により、以下のＩＣソケットが実現できる。

半導体装置（Ｐ）の電気的試験を行うために、検査装置の端子（Ｔ）と半導体装置（Ｐ）の端子とをプローブ（３０）を介して電気的に接続するＩＣソケットにおいて、半導体装置（Ｐ）を載置するメインブロック（１０）と、メインブロック（１０）の外周に対峙して配置したサイドブロック（２０）と、メインブロック（１０）とサイドブロック（２０）との間に介設したプローブ（３０）とにより構成し、プローブ（３０）は、一方側に湾曲するとともに、湾曲部（３１）外方側に凸部（３２）を突設し、サイドブロック（２０）は、端面（例えば、当接面２７）にプローブ（３０）の凸部（３２）が嵌入する凹部（２３）を形成し、メインブロック（１０）は、端面にプローブ（３０）の湾曲部（３２）内側面を押圧する突片（１２）を形成したＩＣソケット（１）。

プローブ（３０）をメインブロック（１０）とサイドブロック（２０）との間に挟持した際に、プローブ（３０）の凸部（３２）がサイドブロック（２０）の凹部（２３）に嵌入するとともに、メインブロック（１０）の突片（１２）とサイドブロック（２０）の端面（例えば、当接面２７）とによってプローブ（３０）の湾曲部（３２）が挟持された状態となるＩＣソケット（１）。

プローブ（３０）の湾曲部（３２）は、一部直線状に形成されていることを特徴とするＩＣソケット（１）。

メインブロック（１０）における中心位置（ｃ）から突片（１２）の先端までの距離（Ｂ）と、メインブロック（１０）の突片（１２）及びサイドブロック（２０）の端面（例えば、当接面２７，２７）によって挟持されるプローブ（３０）の幅（Ａ）との総和は、一定であるＩＣソケット（１）。

上述した本発明の好ましい実施の形態は、例示の目的のために開示されたものであり、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形、及び変更をすることが可能であり、このような置換、変更なども特許請求の範囲に属するものである。

例えば、本実施形態にかかるサイドブロック２０には必ずしもプローブガイド部２４を設ける必要はない。特に、このプローブガイド部２４は、櫛歯状の細かい溝を多数形成するための微細加工が必要となるため、プローブガイド部２４を設けない構成とすることにより、サイドブロック２０の製作コストを抑えることができる。

本実施形態にかかるＩＣソケットの全体斜視図である。 本実施形態にかかるメインブロックの概略図であって、図２（ａ）は全体斜視図であり、図２（ｂ）はその断面図である。 本実施形態にかかるプローブのメインブロック及びサイドブロックへの取り付け方法を説明するための図である。 本実施形態にかかるＩＣソケットの側断面図である。 メインブロックの突片の厚さを変更して、プローブをメインブロックの突片とサイドブロックの当接面とによって挟持するように構成した場合のＩＣソケットの側断面図である。

符号の説明

１ ＩＣソケット
１０ メインブロック
１１ 載置部
１２ 突片
２０ サイドブロック
２１ 凹部
３０ プローブ
３１ 湾曲部
３２ 凸部
Ｐ 半導体装置
Ｔ 検査装置の端子

Claims (4)

1. 半導体装置の電気的試験を行うために、検査装置の端子と半導体装置の端子とをプローブを介して電気的に接続するＩＣソケットにおいて、
   半導体装置を載置するための載置部を有するメインブロックと、
   メインブロックの外周に対峙して配置したサイドブロックと、
   メインブロックとサイドブロックとの間に介設したプローブとにより構成し、
   プローブは、一方側に湾曲するとともに、湾曲部外方側に凸部を突設し、
   サイドブロックは、端面にプローブの凸部が嵌入する凹部を形成し、
   メインブロックは、端面にプローブの湾曲部内側面を押圧する突片を形成した
   ことを特徴とするＩＣソケット。
2. プローブをメインブロックとサイドブロックとの間に挟持した際に、
   プローブの凸部がサイドブロックの凹部に嵌入するとともに、メインブロックの突片とサイドブロックの端面とによってプローブの湾曲部が挟持された状態となる
   ことを特徴とする請求項１に記載のＩＣソケット。
3. プローブの湾曲部は、一部直線状に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＩＣソケット。
4. メインブロックにおける中心位置から突片の先端までの距離と、プローブにおける凸部を除く湾曲部の幅との総和は、一定であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のＩＣソケット。

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