JP2012145454A - 半導体試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外部端子と導電性接触子との良好な接触を取りつつ外部荷重を軽減できる半導体試験装置を提供すること。
【解決手段】半導体装置２の外部端子３に向かって伸縮可能であるとともに、外部端子３に対して弾性的に接触可能な複数の導電性接触子１０と、導電性接触子１０を保持する非導電性の保持部材２１と、保持部材２１に保持されるとともに、導電性接触子のうち試験に必要な導電性接触子を通過させる第１貫通孔２２ｂを有し、第１貫通孔２２ｂよりも孔径が小さく、かつ、導電性接触子のうち試験に必要でない導電性接触子を通過させない第２貫通孔２２ａを有する非導電性のガイドプレート２２と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体集積回路装置等の半導体装置の電気的試験を行う半導体試験装置に関し、特に、外部荷重を低減して検査が行える半導体試験装置に関する。

半導体試験装置は、半導体集積回路装置等の半導体装置の端子にプローブ、ポゴピン等の接触子を接触させて電気的試験を行う（例えば、特許文献１、２参照）。半導体装置は、微細化、高集積化が進むにつれて端子（電極）数が多くなっている。そのため、試験時に端子と接触子との良好な接触を取るためには、過大な力（荷重）を要し、半導体装置を破壊してしまうおそれがある。

そこで、このような半導体装置の破壊を避けるために、例えば、特許文献２では、可動部材が導電性接触子を収容する収容孔において深さが深い収容孔と深さの浅い収容孔とを任意の位置で有し、半導体装置の外部電極に全ての導電性接触子の端子形状突出部が当接した状態から、半導体装置の位置を維持させたまま、可動部材のみ固定部材に近づけることで、可動部材の深さが浅い収容孔でこの奥端部が導電性接触子の筒体に接触し、さらに可動部材を固定部材方向に近づけると、可動部材の深さが浅い収容孔で、導電性接触子が検査回路基板側に短縮し、半導体装置の外部電極と導電性接触子の端子形状突出とが離間し、電気的接続が切断される検査装置が開示されている。

特開昭６１−４９７０号公報 特開２００８−１７５７００号公報

しかしながら、特許文献２に記載の検査装置では、導電性接触子において可動部材で受けられる筒体と検査回路基板で受けられるプランジャとの間に圧縮バネが入っており、半導体装置の各外部電極に対して非接触の導電性接触子も、接触する導電性接触子も共に可動部材で押し下げる必要があるため、導電性接触子の全本数分の反発力を抑えるための外部荷重が必要となり、外部荷重の全体量を減らせない。

本発明の主な課題は、外部端子と導電性接触子との良好な接触を取りつつ外部荷重を軽減できる半導体試験装置を提供することである。

本発明の一視点においては、半導体試験装置において、半導体装置の外部端子に向かって伸縮可能であるとともに、前記外部端子に対して弾性的に接触可能な複数の導電性接触子と、前記複数の導電性接触子を保持する非導電性の保持部材と、前記保持部材に保持されるとともに、前記複数の導電性接触子のうち試験に必要な導電性接触子を通過させる第１貫通孔を有し、前記第１貫通孔よりも孔径が小さく、かつ、前記複数の導電性接触子のうち試験に必要でない導電性接触子を通過させない第２貫通孔を有する非導電性のガイドプレートと、を備えることを特徴とする。

本発明の前記半導体試験装置において、前記導電性接触子は、末端部が塞がれた筒状に形成されるとともに前記保持部材に保持される導電性の筒状部材と、前記筒状部材内にスライド可能に挿入される導電性の柱状部材と、前記筒状部材内に収容されるとともに前記柱状部材を前記外部端子に向かって付勢する導電性の弾性部材と、を備え、前記柱状部材は、先端部に前記外部端子に接触する接触端子部を有するとともに、中間部の側壁面から突出した突起部を有し、前記突起部は、前記第１貫通孔を通過し、かつ、前記第２貫通孔を通過しないように設定されていることが好ましい。

本発明の前記半導体試験装置において、前記半導体装置を前記保持部材側に押し付けることで、前記試験に必要でない導電性接触子と対応する前記外部端子とを接触させないように、対応する前記外部端子と接触する前記試験に必要な導電性接触子を押し付ける蓋部材を備えることが好ましい。

本発明の前記半導体試験装置において、前記ガイドプレートを前記保持部材に固定させるネジを備えることが好ましい。

本発明によれば、大小２種類の径の貫通孔を有するガイドプレートを保持部材に保持することで、試験に必要のない導電性接触子の反発力は、保持部材とガイドプレートにて吸収することができ、少ない荷重にて、試験に必要な導電性接触子と半導体装置の外部端子との良好な電気的接触が得られる。また、ガイドプレートを交換することによって、試験に必要のない導電性接触子を簡単に切り替えることができる。

本発明の実施例１に係る半導体試験装置の構成を模式的に示した断面図である。 本発明の実施例１に係る半導体試験装置におけるガイドプレートの構成を模式的に示した部分平面図である。 本発明の実施例１に係る半導体試験装置における導電性接触子の構成を模式的に示した断面図である。

本発明の実施形態に係る半導体試験装置では、半導体装置（図１の２）の外部端子（図１の３）に向かって伸縮可能であるとともに、前記外部端子に対して弾性的に接触可能な複数の導電性接触子（図１の１０）と、前記複数の導電性接触子を保持する非導電性の保持部材（図１の２１）と、前記保持部材に保持されるとともに、前記複数の導電性接触子のうち試験に必要な導電性接触子を通過させる第１貫通孔（図１の２２ｂ）を有し、前記第１貫通孔よりも孔径が小さく、かつ、前記複数の導電性接触子のうち試験に必要でない導電性接触子を通過させない第２貫通孔（図１の２２ａ）を有する非導電性のガイドプレート（図１の２２）と、を備える。

なお、本出願において図面参照符号を付している場合は、それらは、専ら理解を助けるためのものであり、図示の態様に限定することを意図するものではない。

本発明の実施例１に係る半導体試験装置について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施例１に係る半導体試験装置の構成を模式的に示した断面図である。図２は、本発明の実施例１に係る半導体試験装置におけるガイドプレートの構成を模式的に示した部分平面図である。図３は、本発明の実施例１に係る半導体試験装置における導電性接触子の構成を模式的に示した断面図である。なお、図１における半導体試験装置１には、半導体装置２及び外部端子３は含まれない。

半導体試験装置１は、片面に複数の外部端子３（例えば、バンプ）を有する半導体装置２（例えば、半導体集積回路装置）の電気的試験を行う装置（例えば、ＩＣソケット、治工具）である。半導体試験装置１は、主な構成部として、導電性接触子１０と、保持部材２１と、ガイドプレート２２と、ネジ２３と、蓋部材２４と、を有する。

導電性接触子１０は、半導体装置２の外部端子３に弾性的に接触するポゴピン方式の導電性端子である。導電性接触子１０は、筒状部材１２内にコイルスプリング１３が配されており、柱状部材１１の末端部が筒状部材１２内にてスライド可能に配されており、コイルスプリング１３によって柱状部材１１が外部端子３側に付勢された構成となっている。導電性接触子１０は、筒状部材１２にて保持部材２１によって保持（固定）されている。導電性接触子１０は、筒状部材１２の出力端子部１２ｂにて配線（図示せず）を介してテスタ（図示せず）に電気的に接続される。

柱状部材１１は、半導体装置２の外部端子３に接触する柱状の導電性部材である。柱状部材１１は、筒状部材１２内にてスライド可能に配されており、コイルスプリング１３によって外部端子３側に付勢されている。柱状部材１１は、先端部に半導体装置２の外部端子３に接触する接触端子部１１ａを有する。接触端子部１１ａは、先端面にて複数の凸部が突出したクラウン形状に形成されている。柱状部材１１は、中間部の側壁面から突出した突起部１１ｂを有する。突起部１１ｂは、ガイドプレート２２を保持部材２１に装着したときに、ガイドプレート２２の小径貫通孔２２ａの周縁部に当たることで、柱状部材１１を外部端子３側に伸びきらないように規制するためのものである。突起部１１ｂは、ガイドプレート２２の大径貫通孔２２ｂ内を挿通可能である。柱状部材１１は、末端部にコイルスプリング１３の付勢力を受ける鍔部１１ｃを有する。鍔部１１ｃは、筒状部材１２内にてスライド可能であり、筒状部材１２のストッパ部１２ａによって柱状部材１１が外部端子３側に伸びきらないように規制される。

筒状部材１２は、末端部が塞がれた筒状の導電性部材である。筒状部材１２は、内部にコイルスプリング１３を収容し、コイルスプリング１３の一端を支持する。筒状部材１２は、開口部側から柱状部材１１の鍔部１１ｃがスライド可能に挿入されている。筒状部材１２は、柱状部材１１が外部端子３側に伸びきらないように規制するためのストッパ部１２ａを有する。ストッパ部１２ａは、柱状部材１１の鍔部１１ｃが当たることで柱状部材１１の外部端子３側へのスライドを規制する。筒状部材１２は、末端部の塞がれた部分の外部側の面から突出した出力端子部１２ｂを有する。出力端子部１２ｂは、配線（図示せず）を介してテスタ（図示せず）に電気的に接続される。筒状部材１２は、保持部材２１に保持（固定）される。

コイルスプリング１３は、柱状部材１１を半導体装置２の外部端子３側に付勢する導電性の弾性部材である。コイルスプリング１３は、筒状部材１２内に収容され、一端が筒状部材１２の末端部の塞がれた部分に支持され、他端が柱状部材１１の鍔部１１ｃに当接している。

保持部材２１は、各導電性接触子１０の筒状部材１２、及び、ガイドプレート２２を保持（固定）する非導電性の部材である。保持部材２１は、嵌合、接着等により筒状部材１２を保持する。保持部材２１は、ネジ２３（その他の手段でも可）によってガイドプレート２２が保持（固定）される。

ガイドプレート２２は、複数の導電性接触子１０のうち所定の導電性接触子１０を半導体装置２の外部端子３に接触しないようにガイドするための非導電性のプレートである。ガイドプレート２２は、保持部材２１に保持されている。ガイドプレート２２は、大小２種類の径の貫通孔２２ａ、２２ｂを有し、テストに必要ない導電性接触子１０と外部端子３との接触を規制する複数の小径貫通孔２２ａと、テストに必要な導電性接触子１０と外部端子３との接触を許容する複数の大径貫通孔２２ｂと、を有する。小径貫通孔２２ａは、導電性接触子１０における柱状部材１１の接触端子部１１ａが挿入されるが、柱状部材１１の突起部１１ｂが挿入されないように設定された小径の貫通孔である。ガイドプレート２２における小径貫通孔２２ａの周縁部に、対応する柱状部材１１の突起部１１ｂが引っ掛かる。大径貫通孔２２ｂは、導電性接触子１０における柱状部材１１の突起部１１ｂが挿通可能に設定された大径の貫通孔である。ガイドプレート２２は、保持部材２１に固定されたときに、小径貫通孔２２ａに対応する導電性接触子１０が縮んだ状態とし、大径貫通孔２２ｂに対応する導電性接触子１０が伸びた状態とする。このような構成とすることにより、テストに必要ない導電性接触子１０はガイドプレート２２に引っかかり、容易に押し下げられ、少ない荷重にて外部端子３と導電性接触子１０との良好な電気的接触が得られる。また、ガイドプレート２２を交換することにより、テストが必要な導電性接触子１０を容易に変更できるため、特に、多ピン半導体集積回路において、複数回に分けて試験を行う場合に有効である。

ネジ２３は、ガイドプレート２２を保持部材２１に固定するための部材である。

蓋部材２４は、複数の導電性接触子１０の先端上に載置された半導体装置２を保持部材２１側に押付けるための部材である。蓋部材２４は、半導体装置２を保持部材２１側に押付けてガイドプレート２２に当接したときに、半導体装置２の外部端子３が小径貫通孔２２ａに対応する導電性接触子１０と接触せず、大径貫通孔２２ｂに対応する導電性接触子１０を少し縮めさせて接触する。これにより、蓋部材２４が半導体装置２を保持部材２１側に押付ける力は、大径貫通孔２２ｂに対応する導電性接触子１０におけるコイルスプリングの本数分の付勢力に対抗する力のみですむ。

実施例１によれば、大小２種類の径の貫通孔２２ａ、２２ｂを有するガイドプレート２２を保持部材２１とネジ２３で固定することで、テストに必要のない非接触となった導電性接触子１０の反発力は、保持部材２１とガイドプレート２２にて吸収することができ、少ない荷重にてテストに必要な導電性接触子１０と半導体装置２の外部端子３との良好な電気的接触が得られる。また、ガイドプレート２２を交換することによって、テストに使用しない導電性接触子１０を簡単に切り替えることができる。

なお、本発明の全開示（請求の範囲及び図面を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲及び図面を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。

１ 半導体試験装置
２ 半導体装置
３ 外部端子
１０ 導電性接触子
１１ 柱状部材
１１ａ 接触端子部
１１ｂ 突起部
１１ｃ 鍔部
１２ 筒状部材
１２ａ ストッパ部
１２ｂ 出力端子部
１３ コイルスプリング
２１ 保持部材
２２ ガイドプレート
２２ａ 小径貫通孔（第２貫通孔）
２２ｂ 大径貫通孔（第１貫通孔）
２３ ネジ
２４ 蓋部材

Claims (4)

1. 半導体装置の外部端子に向かって伸縮可能であるとともに、前記外部端子に対して弾性的に接触可能な複数の導電性接触子と、
   前記複数の導電性接触子を保持する非導電性の保持部材と、
   前記保持部材に保持されるとともに、前記複数の導電性接触子のうち試験に必要な導電性接触子を通過させる第１貫通孔を有し、前記第１貫通孔よりも孔径が小さく、かつ、前記複数の導電性接触子のうち試験に必要でない導電性接触子を通過させない第２貫通孔を有する非導電性のガイドプレートと、
   を備えることを特徴とする半導体試験装置。
2. 前記導電性接触子は、
   末端部が塞がれた筒状に形成されるとともに前記保持部材に保持される導電性の筒状部材と、
   前記筒状部材内にスライド可能に挿入される導電性の柱状部材と、
   前記筒状部材内に収容されるとともに前記柱状部材を前記外部端子に向かって付勢する導電性の弾性部材と、
   を備え、
   前記柱状部材は、先端部に前記外部端子に接触する接触端子部を有するとともに、中間部の側壁面から突出した突起部を有し、
   前記突起部は、前記第１貫通孔を通過し、かつ、前記第２貫通孔を通過しないように設定されていることを特徴とする請求項１記載の半導体試験装置。
3. 前記半導体装置を前記保持部材側に押し付けることで、前記試験に必要でない導電性接触子と対応する前記外部端子とを接触させないように、対応する前記外部端子と接触する前記試験に必要な導電性接触子を押し付ける蓋部材を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体試験装置。
4. 前記ガイドプレートを前記保持部材に固定させるネジを備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の半導体試験装置。

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