JP2806817B2 - Ｉｃソケットの異物除去装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＩＣソケットの異物除去
装置に関し、特に樹脂封止済の半導体集積回路装置（以
後単にＩＣと呼ぶ）の電気的特性試験に使用される試験
用ＩＣソケットに付着した異物の除去装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】樹脂封止型のパッケージに収納されて最
終製品形態となったＩＣは、半導体製造工程の最終段階
や出荷段階等で、所望の動作機能を備えたものになって
いるか否かをＩＣ単体として試験する必要がある。

【０００３】この際に、使用されるのが試験用のＩＣソ
ケットである。試験用ソケットは、ＩＣのリードとプリ
ント配線基板の所定の配線とを電気的に接続するため、
このプリント配線基板上に固定され、プリント配線基板
からコネクタを介して試験器に電気的に接続される。試
験器からは、ＩＣへ電源電圧や試験パターン等が印加さ
れ、このＩＣから得られた出力パターンを、試験器内に
用意された期待値パターンと比較し、良否の判定が得ら
れる。判定が終了すると、このＩＣは取り出され、新た
に次のＩＣが装着されて各リードが試験用ソケットのコ
ンタクトピンと電気的に接続される。以上の動作が何回
も繰り返される。

【０００４】以上のように、ＩＣの着脱を繰り返し行う
試験用ＩＣソケットには、以下に述べるような固有の問
題点があることが判明した。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したような試験用
ＩＣソケットは、最終装置に組み込む際に使用される製
品用ＩＣソケットと相違し、可能なかぎり繰り返し使用
に耐える電気的及び機械的構造が要求されるが、ＩＣの
リードとＩＣソケットのコンタクトピンとの接触不良事
故短絡事故等が発生し、このため良品のＩＣであるにも
かかわらず、接触不良等により、このＩＣを不良品と認
定してしまうことが少なくなかった。

【０００６】このような接触不良事故の直接的間接的発
生原因を解明してみると、ＩＣソケットに付着した異物
によるものが主因であることが判明した。この種の異物
の発生は、前工程中にあり、異物の成分を調査してみる
と、樹脂を封止する工程で発生する「バリ」や細かな離
断片等の樹脂屑があり、半田付け工程で発生する球状乃
至チップ状の半田屑やフラックス屑等があり、この他に
パッケージ，リードやソケットのコンタクトピン等の擦
過傷により発生する屑が大部分であった。空気中にただ
よう塵埃が、この最終工程では直接問題となることは少
ないが、このような塵埃が集積して、直径１００ミクロ
ンを超えるような塊となれば、やはり接触不良事故が発
生することが判明した。

【０００７】次にこのような異物が混入する場所を明ら
かにするため、特にフラットパッケージ型のＩＣを試験
するＩＣソケットの構成を示す図３の側面図を参照する
と、このＩＣソケット３０は、多数のコンタクトピン２
１を備えている。このコンタクトピン２１の下端は脚部
２２となっており、この脚部２２はプリント配線基板２
３を貫通して、半田固定され、反対側の上端部２２′は
ＩＣのリードに接触する部分となっている。配線基板２
３には、コンタクトピン２１と電気的に接続した配線が
設けられ、図示しない試験装置にまで導かれる。

【０００８】このようなコンタクトピン２１は、紙面と
垂直な方向に例えば１９本配列され、これと対称的にコ
ンタクトピン２４も１９本配列される。コンタクトピン
２１同士は、スペーサ２９により、上下，左右移動可能
な状態で固定されている。紙面と平行な面に沿って、合
計１３本のコンタクトピン２５が配列され、これと対称
的に紙面の後方に１３本のコンタクトピン２６が形成さ
れている。

【０００９】コンタクトピン２５，２６の側面形状は、
コンタクトピン２１と共通するが、上端部２２′を内方
に向けて対称的に設けられる。

【００１０】以上のコンタクトピン２１，２４，２５，
２６を配列した平面は、方形をなし、これは検査対称と
なるフラットパッケージ型のＩＣのリード配列に応じ
て、すべてのリードとコンタクトピンとが接触するよう
にレイアウトされている。コンタクトピンのピッチは、
０．８ｍｍ乃至１．０ｍｍの程度である。従って、コン
タクトピンに付着する異物が０．１ｍｍを越える直径の
ものでは、重大なダメージを与えかねない。

【００１１】ＩＣソケット３０の上面には、一対のカイ
ドピン２０，２０′が設けられており、正確にＩＣを位
置合わせするために必要である。また略中央部分には、
方形の開口部２７が上下を貫く形で設けられている。

【００１２】このような構造をなすＩＣソケット３０の
異物の存在場所を調査してみると、スペーサ２９の右方
のポケット部分１０，コンタクトピン２１から右方に屈
曲した部分１２，コンタクトピン２１の上端部２２′の
下方でスペーサ２９の間の部分１１，上記屈曲した部分
１２の右側部分１３，コンタクトピン間でかつスペーサ
２９の上の部分１４，スペーサ２９とコンタクトピンと
の間の隙間部分１５等である。

【００１３】各部分１０乃至１５の異物は、特に０．１
ｍｍを越えてくると、問題が生じる。部分１１，１２の
異物は、上端部２２′の弾力的上下動を阻害し、コンタ
クトピンの変形や破損等をともなう。部分１０の異物
は、脱着した場合等に他の場所に移動し、上端部２２′
のリードとの接触を阻害することがある。部分１４の異
物も良好な接触を阻害する。部分１５の異物は、コンタ
クトピン２６のピッチ方向の変形をともない、接触不良
を招く。部分１６の異物１６は、位置合わせするための
ガイドピン２０，２０′に付着するもので、擦過傷によ
って生じるものが多い。

【００１４】このような異物は、ブラシにより手作業で
除去していたが、この作業中は検査がストップしてしま
うという欠点があった。また、上方から単にエアを吹き
付ける方法では、特に部分１０，１１，１２，１５の比
較的大きな異物が除去されないことが判明した。除去さ
れない場合は、あとから混入した他の異物と互いに付着
し合って、次第に大きくなり、ＩＣソケット３０に致命
的な損傷を与えてしまうことも判明した。

【００１５】半導体製造工程で使用されるエアーの吹き
付け手段を示す特開昭６４−７４２号公報を参照する
と、図５に示すように、研磨台６０を備えたノズル６１
を用いて下方から上方に向かって、プローブカード６４
のプローブ針６３にエアーを吹き付ける構成となってい
る。ここで、対象となるプローブカードは、半導体ウェ
ハの段階でこれに直接接続する構成のものであり、本発
明が対象としている完成品の試験用ＩＣソケットではな
く、また飛散した異物が再度付着してしまう等の欠点が
あり、このような吹き付け方法ではＩＣソケットの異物
は除去できない。

【００１６】この他の公知例として強いて挙げれば、特
開平１−１７１２３５号公報があるが、テープキャリア
の直上から真下に向けて単にエアーを吹きつけているだ
けであり、このような構成では、上述したように異物の
除去は困難である。

【００１７】以上のような知見及び諸問題点に鑑み、本
発明は次の課題を掲げる。

【００１８】（１）特に０．１ｍｍを越え、１．０乃至
２．０ｍｍまでの異物までも、よく除去できるようにす
ること。

【００１９】（２）異物の直接的及び間接的作用によ
り、コンタクトピンとリードとの接触不良事故が発生し
ないようにすること。

【００２０】（３）エアポケットに異物が集積してしま
わないように、エアの吹き付け方向やエアの流れ，排気
流等を工夫すること。

【００２１】（４）ＩＣソケットを使用した試験工程が
中断されないようにすること。

【００２２】（５）ＩＣの着脱回数が増加しても、異物
に起因する接触不良事故が生じないようにする。

【００２３】（６）良品のＩＣが不良品と認定されてし
まうな事故を未然に防止すること。

【００２４】（７）異物除去装置の主な除去対象は、試
験用のＩＣソケットに被着する異物、特にフラットパッ
ケージ型のＩＣを試験するために繰り返し使用されるＩ
Ｃソケットに付着する異物とすること。

【００２５】（８）飛散した異物が再度付着しないよう
に配慮すること。

【００２６】（９）付着した微細な異物同士が集積し
て、大きな直径になるまでに除去するようにすること。

【００２７】（１０）ＩＣの製造歩留りを向上するこ
と。

【００２８】（１１）ＩＣソケットを使用した試験結果
の信頼性を向上すること。

【００２９】（１２）ＩＣの脱着を自動的に行う吸着プ
ッシャの移動範囲内を避けるように、異物検査装置をレ
イアウトすること。

【００３０】

【課題を解決するための手段】本発明の構成は、半導体
集積回路装置のリードにそれぞれ接触するコンタクトピ
ンを備え方形の各辺に配置された複数の試験用ＩＣソケ
ットに付着した異物を除去するＩＣソケットの異物除去
装置において、前記各コンタクトピンの配列に対してこ
れら各コンタクトピンの配置面から所定の傾斜角度を持
ってそれぞれ送風する複数の送風口を、前記配列毎に設
けたことを特徴とする。特に傾斜角度が、各コンタクト
ピンの配列方向に対してこれら各コンタクトピンの配置
面から５°〜２０°であり、送風口からの送風が、１回
の送風で数回断続的に行われ、またＩＣソケット及びこ
のＩＣソケットを固定した配線基板の中央に、この板面
の上下を貫通して前記送風口からの送風を排気する排気
孔が設けられていることを特徴とする。

【００３１】

【００３２】

【実施例】本発明の第１の実施例の異物除去装置を示す
図１の側面図を参照すると、この異物除去装置の一部を
なす第１乃至第４の送風口１乃至４が、除去対象となる
図３で示したＩＣソケット３０及び開口部２８を備えた
配線基２３と共に示されている。

【００３３】第１の送風口１は、所定圧の送風５０が流
入し、コンタクトピンの配列方向に沿って楕円状に変形
した開口部を備え、この開口部からの流出風は、コンタ
クトピン２５の１３本の配列群をカバーするように、矢
印４０，４１間の風域を有する。第１の送風口１の中心
の風域は、垂直面に対して、水平線と５°乃至２０°、
より好ましくは１０°内外でなる角度θ１を有する。

【００３４】第１の送風口１の構造は、第２，第３，第
４の送風口２，３，４と共通する。第２の送風口２は、
コンタクトピン２４の１９本の配列群をカバーすると共
にガイドピン２０もカバーするように、矢印４４，４５
間の風域を有する。第３の送風口３は、コンタクトピン
２６の１３本の配列群をカバーすると共にもうひとつの
ガイドピン２０′をカバーするように、矢印４２，４５
間の風域を有する。第４の送風口４は、コンタクトピン
２１の１９本の配列群をカバーするように、矢印４６，
４７の風域を有する。

【００３５】以上の第１乃至第４の送風口１乃至４に
は、図示していない送風器により等量等圧の送風５０が
導入されるが、少なくともＩＣを装着している間は送風
５０が止められる。試験されたＩＣが離脱して、次のＩ
Ｃが装着されるまでの空時間に、毎回送風を行うことが
好ましいが、異物除去効果が十分な場合には、毎回行わ
ずともＩＣの１０回の着脱乃至１００回の着脱毎に、一
回の送風を行ってもよい。一回の送風は、連続的に行っ
てもよいが、２乃至５回、断続的に行う方がエアポケッ
トの深い時には除去効率が向上する場合がある。

【００３６】この実施例で用意される配線基板２３の略
中央に方形又は円形の開口部２８があり、この開口部２
８はＩＣソケット３０の中央部にある開口部２７（図
３）に対応して、上下が貫通するように、排気孔として
形成される。異物等を含む流出風の大部分が、この開口
部２７，２８を貫通する排気風４８となる。開口部２８
下には、図示はしないが、メッシュ状等のフィルタが設
けられ、さらに強制吸気口を設けて、排気してもよい。
ＩＣソケット３０に開口部２８が存在しない場合には、
周囲のコンタクトピンの固定に影響を与えない範囲で可
能な限り大きい寸法の開口部を形成することが好まし
い。

【００３７】上記実施例の送風口は、いずれも送風口よ
りも送出口の方が大きい断面積となっているが、流出口
から流出速度を増加したい場合には、流出口をさらに絞
るか相対的に送風口を大きくすることが好ましい。

【００３８】図１の第１乃至第４の送風口１乃至４の平
面上のレイアウトを示す図２を参照すると、コンタクト
ピン２５の１３本の配列群と直交するように第１の送風
口１を配置せず、この配列群と交差する角度θ２は、１
０度乃至６０度，より好ましくは２０度乃至３０度であ
る。第２乃至第４の送風口２乃至４も、共通する。第
２，第３の送風口２，３は、それぞれガイドピン２０，
２１分にも吹き付ける風域を備えている。

【００３９】以上のようにレイアウトされた第１乃至第
４の送風口１乃至４から、秒速２ｍ乃至４ｍの風速で同
時にＩＣソケット３０に吹き付けることにより、付着し
た異物はことごとく吹き飛ばされ、大部分は開口部２７
内に落下することが判明した。コンタクトピンの配列群
に直交するような方向ではなく、斜方向に吹き付けるこ
とにより、エアポケットや停滞スポット等が局所的に生
じることがないため、また図２の中心５１の位置に渦流
の眼が発生するため、この眼の部分に大部分の異物が集
まり直ちに落下していくため、除去効果が極めて高いも
のになることが判明した。

【００４０】ちなみに、ＩＣの歩留りは、適宜ハケの手
作業で行った場合に比較して、０．６％乃至１．０％向
上した。また、再選実施率（選別歩留りが９７％を下回
るロットの割合で、９７％を下回る場合には再度選択を
実施する）は、従来に比較して０．９％乃至１８％低下
した。さらに、再選良品率は従来の２分の１乃至４分の
１まで低下した。

【００４１】本発明に関連する異物除去装置として、図
４の側面図を参照すると、この異物除去装置は、上下左
右方向に制御される移動機構６５の一側端に固定したブ
ラシ５４からなる。また、この移動機構６５は、試験済
のＩＣ５９を吸着して、上方及び右方へ移動し、収納部
５８の上方からこの中にＩＣ５９を放す収納ハンド５３
を、他の側端に固定している。機構６５の矢印の移動方
向５２に沿った移動にともない、ブラシ５４は、基板５
６上に固定された図３と共通するＩＣソケット５７の表
面を左右方向にブラッシングする。ブラシ５４には、３
ｃｍ乃至６ｃｍの長さの動物性の剛毛が植立されている
ことが、静電気を発生しない点で好ましい。

【００４２】

【００４３】

【００４４】

【００４５】なお本実施例では、方形の四辺上にそれぞ
れコンタクトピンが配列された場合を示したが、この辺
に方形の一つの対向辺にのみコンタクトピンが配列され
たものや、方形の一辺にのみコンタクトピンが配列され
たもの等があるが、この場合には対応する送風口を省く
ことも可能である。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
試験用ＩＣソケットに付着した異物を除去するため、所
定の角度で吹き付ける送風口を備えているため、異物の
除去が極めて良好に行え、試験時間を増大させることも
なく、ＩＣの歩留り等を向上させ、上述した（１）乃至
（１２）の各課題をことごとく達成した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の送風口を示す側面図で
ある。

【図２】図１の送風口の水平面のレイアウトを示す上面
図である。

【図３】検査対象となるＩＣソケット及び基板を示す側
面図である。

【図４】本発明に関連する異物除去装置を示す側面図で
ある。

【図５】従来のプローブ装置を示す側面図である。

【符号の説明】

１，２，３，４ 送風口 １０乃至１６ 部分 ２０，２０′ ガイドピン ２１，２４，２５，２６ コンタクトピン ２２ 脚部 ２２′ 上端部 ２３ 配線基板 ２７，２８ 開口部 ２９ スペーサ ３０，５７ ＩＣソケット ４０，４１，４２，４４，４５，４６，４７ 風域を
示す矢印 ４８ 排気風 ５０ 送風 ５１ 中心 ５２ 移動方向 ５３ 収納ハンド ５４ ブラシ ５６ 基板 ５８ 収納部 ５９ ＩＣ ６０ 研磨台 ６１ ノズル ６２ 矢印 ６３ プローブ針 ６４ プローブカード ７０ プッシャ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01R 33/76 H01L 23/32 G01R 31/26

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体集積回路装置にリードにそれぞれ
   接触するコンタクトピンを備え方形の各辺に配置された
   複数の試験用ＩＣソケットに付着した異物を除去するＩ
   Ｃソケットの異物除去装置において、前記各コンタクト
   ピンの配列に対してこれら各コンタクトピンの配置面か
   ら所定の第１の傾斜角度（θ１）をもつとともに前記各
   コンタクトピンの配列の方向に対して直行する方向では
   なく斜めの第２の傾斜角度（θ２）をもってそれぞれ送
   風する送風口を、前記配置列毎に設けたことを特徴とす
   るＩＣソケットの異物除去装置。
2. 【請求項２】 前記第１の傾斜角度が、各コンタクトピ
   ンの配列方向に対してこれら各コンタクトピンの配置面
   から５°〜２０°であり、前記第２の傾斜角度が前記各
   コンタクトピンの配列の方向に対して１０°〜６０°で
   ある請求項１記載のＩＣソケットの異物除去装置。
3. 【請求項３】 送風口からの送風が、１回の送風で数回
   断続的に行われる請求項１記載のＩＣソケットの異物除
   去装置。
4. 【請求項４】 ＩＣソケット及びこのＩＣソケットを固
   定した配線基板の中央に、この板面の上下を貫通して前
   記送風口からの送風を排気する排気孔が設けられている
   請求項１記載のＩＣソケットの異物除去装置。