JP3722321B2 - 検査治具 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部に電子回路を有する被検査物における電子回路の非破壊試験に用いられる検査治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器などに実装される半導体集積回路は、実装される以前の段階で種々の試験が行われその潜在的欠陥が除去される。その試験は、熱的および機械的環境試験などに対応した電圧ストレス印加、高温動作、高温保存などにより非破壊的に実施される。その種々の試験のうちで初期動作不良集積回路の除去に有効とされる試験としては、高温条件のもとで一定時間の動作試験を行うバーンイン（ｂｕｒｎ ｉｎ）試験が行われている。
【０００３】
このバーンイン試験に用いられる検査治具４は、例えば、図６および図７に示されるように、フレーム６上に配され所定の試験電圧が供給されるとともに被検査物からの短絡等をあらわす異常検出信号を送出する入出力部２Ａを有するプリント配線基板２と、プリント配線基板２上における所定の位置に配され被検査物としての半導体集積回路が収容される、例えば、表面実装形のＱＦＰ（ｑｕａｄｆｌａｔ ｐａｃｋａｇｅ）型の半導体素子１２が装着される収容部を有する被検査物収容部材１０と、半導体素子１２の上面に当接し所定の圧力で押圧する当接部８ａを有し、被検査物収容部材１０の上部を覆うカバー部材８と、カバー部材８および被検査物収容部材１０双方に係合しカバー部材８を被検査物収容部材１０に固定するフック部材１６とを含んで構成されている。
【０００４】
カバー部材８の一端部は、被検査物収容部材１０の一方の端縁部に設けられる支持軸１０ａにより回動可能に支持され被検査物収容部材１０に連結されている。これにより、カバー部材８は、フック部材１６が非係合状態とされるとき、被検査物収容部材１０に対して開閉可能に支持されることとなる。
【０００５】
また、カバー部材８の内面側部分における半導体素子１２に対向する部分には、半導体素子１２の外殻に当接し所定の圧力で下方に向けて押圧する当接部８ａが設けられている。
【０００６】
被検査物収容部材１０の内部に装着される略正方形状の半導体素子１２における各辺からそれぞれ四方に伸びる各端子は、プリント配線基板２の各接続端子２ａに当接されて位置決めされている。また、各接続端子２ａにおける半導体素子１２の端子に接触する部分は円弧状に形成され弾性を有している。
【０００７】
さらに、各接続端子２ａは、図示が省略されるプリント配線網を介して入出力部２Ａに接続されている。これにより、カバー部材８が被検査物収容部材１０の収容室を覆うとき、半導体素子１２における各端子に所定の付勢力が作用されるもとで、半導体素子１２の端子とプリント配線基板２における各接続端子２ａとが電気的に導通状態とされることとなる。
【０００８】
かかる構成のもとで、半導体素子１２が被検査物収容部材１０の内部に装着され、かつ、カバー部材８が閉状態とされてフック部材１６が係合され半導体素子１２の端子とプリント配線基板２における各接続端子２ａとが導通状態とされるとき、所定の試験電圧がプリント配線基板２の入出力部２Ａに供給されて例えば、バーンイン試験が行われることとなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように半導体素子１２における各端子に所定の付勢力が作用されてその各端子の先端とプリント配線基板２における各接続端子２ａとが接触される場合、カバー部材８は、上述のように被検査物収容部材１０に対して開閉可能に支持されているので先ず、カバー部材８の当接部８ａの端縁部が半導体素子１２の被押圧面部としての上面の一部に当接され、次に、カバー部材８の当接部８ａにおける残りの当接面が半導体素子１２の上面に当接されることがある。このような場合、その当接部８ａの一部が半導体素子１２の外殻に偏って当接されることにより、付勢力が各端子に均等に作用しないので半導体素子１２の端子とプリント配線基板２の各接続端子２ａとの接触面にせん断力がその接触面に作用せしめられ半導体素子１２の端子を傷つける虞があるとともに安定した導通状態が得られない虞がある。
【００１０】
また、半導体素子１２の端子の高密度化に伴い、円弧状に形成され弾性を有している各接続端子２ａをプリント配線基板２に微少な相互間隔をもって設けることも容易ではなく、製造コストも嵩むこととなる。
【００１１】
以上の問題点を考慮し、本発明は、内部に電子回路を有する被検査物における電子回路の非破壊試験に用いられる検査治具であって、装着された半導体素子の各端子と基板の端子との接触面に不所望なせん断力を作用させることなく圧力を半導体素子の各端子に均等に加えることができ、しかも、高密度の端子を有する半導体素子についても容易に試験を行うことができる検査治具を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る検査治具は、内部に電子回路を有する略長方形のチップの端子に電気的に接続される接点、および、入力信号が入力されるとともに出力信号が送出される入出力部を有する基板と、基板の接点と略長方形のチップの端子との間に配され、接点および該端子に対応して設けられるシリコーンゴムおよび金属粒子からなる異方性導電ゴムにより形成され、所定の圧力が作用されるとき選択的に導通状態とする接続部を略中央部に有し、接続部を介して前記端子と前記接点とを選択的に導通状態とする選択導電基板と、選択導電基板上に配される略長方形のチップの端子と基板の接点とを導通状態とすべく略長方形のチップにおける被押圧面部に所定の圧力をもって当接する当接部を有する押圧部材と、押圧部材の当接部が選択導電基板上に配された略長方形のチップの被押圧面部に対して略鉛直方向に沿って近接もしくは離隔可能となるように、押圧部材を貫通し案内するとともに、当接部の略長方形のチップの被押圧面部に対する相対位置を規制する案内部を有する支持軸と、押圧部材における当接部に対向する部位に、略長方形のチップにおける被押圧面部に対して略平行な方向に沿って摺動可能に支持され、押圧部材を貫通する支持軸の一端部に対し選択的に係合状態とすることにより、押圧部材における当接部に、略長方形のチップの被押圧面部に対して加圧状態をとらせるとともに保持し、もしくは、支持軸の一端部に対し非係合状態とすることにより、当接部に、解放状態をとらせるスライド部材と、を備えて構成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明に係る検査治具の一例の構成を概略的に示す。図２においては、所定の試験電圧が供給されるとともに被検査物からの短絡等をあらわす異常検出信号を送出する入出力部２０Ａを有するプリント配線基板２０と、プリント配線基板２０上における所定の位置に縦横に複数個配され被検査物としての半導体素子が装着される収容室を有する被検査物収容部材２２とを含んで構成されている。
【００１５】
被検査物としての半導体素子２４は、例えば、ウェーハに形成された複数の半導体集積回路がダイシングの工程を経てそれぞれ分割されて得られた略長方形のチップとされる。半導体素子２４において後述する選択導電基板３４に対向する面には、選択導電基板３４の端子部に接続されるべき電極が全周にわたって複数個形成されている。
【００１６】
被検査物収容部材２２は、図１に示されるように、プリント配線基板２０上における所定の位置に配されプリント配線基板２０の各端子部にそれぞれ接続される入出力端子部３６Ａを有する基台３６と、基台３６の上部に形成される凹部３６ａの内部に配される基板部３５における入出力端子部３６Ａと半導体素子２４の各電極とを選択的に導通状態とする選択導電基板３４と、基台３６の上縁部および選択導電基板３４の上面に載置され、半導体素子２４の各電極の選択導電基板３４の端子部に対する位置合わせを行うとともに半導体素子２４を収容する位置決め部材３２と、位置決め部材３２の上方に対向して配され半導体素子２４の各電極を選択導電基板３４の端子部に対して押圧させる押圧体３８を有し選択的に位置決め部材３２に対し近接もしくは離隔する状態をとる押圧体支持部２８と、押圧体支持部２８における押圧体３８に半導体素子２４に対して加圧する状態もしくは半導体素子２４に対して離隔しその加圧力を解放する状態をとらせるスライド部材２６とを含んで構成されている。
【００１７】
基台３６において例えば、黄銅、ベリリュウム銅、もしくは、金で作られる入出力端子部３６Ａの一端は、例えば、図４に示されるように、基台３６の凹部３６ａ内に設けられる基板部３５の表面部に到達されている。入出力端子部３６Ａは凹部３６ａの全内周縁部を取り囲むように設けられている。入出力端子部３６Ａの各端子は、所定の相互間隔、例えば、約１．２７ｍｍ間隔で縦横に複数個配列されて設けられている。
【００１８】
また、基板部３５における中央部には、選択導電基板３４の端子部に接触される電極群３５Ｂが選択導電基板３４の端子部に対応して設けられている。電極群３５Ｂにおける各電極は、図示が省略される導体を通じて各入出力端子部３６Ａに接続されている。これにより、入出力端子部３６Ａからの信号が電極群３５Ｂを通じて選択導電基板３４の端子部に供給され、また、選択導電基板３４の端子部からの信号が電極群３５Ｂを通じて入出力端子部３６Ａに送出されることとなる。
【００１９】
基板部３５における４隅には、それぞれ、後述する位置決め部材３２の位置を規制するとともに後述する押圧体支持部２８の移動の案内を行う支持軸３０が設けられている。円柱状の支持軸３０は、図１に示されるように、基台３６に固定される案内部３０ａと、スライド部材２６に選択的に係合される被係合部３０ｃと、案内部３０ａと被係合部３０ｃとを連結する連結部３０ｂとから構成されている。連結部３０ｂの直径は、案内部３０ａおよび被係合部３０ｃの直径に比して小なるものとされる。
【００２０】
樹脂材料で薄板状に作られた選択導電基板３４における略中央部には、押圧されることにより選択的に導通状態とする端子部３４ａが半導体素子２４の電極、および、基台３６の電極群３６Ｂに対応して配されている。
【００２１】
選択導電基板３４の端子部３４ａは、複合導電材料、例えば、シリコーンゴムと金属粒子からなるもので作られ設けられている。複合導電材料としては、異方性導電ゴムが用いられる。異方性導電ゴムは、その厚み方向に導電性を有し平面に沿った方向には導電性を有しない材料である。また、異方性導電ゴムには、導電部が絶縁性を有するゴムの中に分散している分散タイプと、導電部が部分的に複数個偏在している偏在タイプがあり、いずれのタイプが用いられても良い。端子部３４ａがこのような異方性導電ゴムで作られることにより半導体素子２４の各端子と端子部３４ａとが面接触により接続されるので接触不良が回避されるとともに半導体素子２４の電極との接触による損傷が回避されることとなる。
【００２２】
なお、選択導電基板３４は、上述の例においては基台３６ごとに１個設けられているが、かかる例に限られることなく、各基台３６が互いに連結されるもとで、複数個の基台３６に跨って１個設けられるように構成されてもよい。
【００２３】
選択導電基板３４における４隅には、それぞれ、図４に示されるように、支持軸３０の案内部３０ａが嵌合される透孔３４ｂが設けられている。このように選択導電基板３４が支持軸３０により位置規制されることにより、選択導電基板３４における端子部３４ａの基板部３５の電極群３５Ｂに対する位置決めが適切に行われることとなる。
【００２４】
選択導電基板３４の上面部に載置される位置決め部材３２は、図１に示されるように、半導体素子２４が収容される略正方形状の開口部３２ａが中央部分に設けられている。開口部３２ａは、半導体素子２４がその周縁部と半導体素子２４の外周面との間に所定の隙間をもってはめ合わされるように形成されている。また、位置決め部材３２における４隅には、支持軸３０の案内部３０ａが嵌合される透孔３２ｂが選択導電基板３４の透孔３４ｂに対応して設けられている。
【００２５】
これにより、半導体素子２４の電極の選択導電基板３４の端子部３４ａに対する位置決めが適切に行われることとなる。
【００２６】
押圧体支持部２８は、図１に示されるように、互いに平行な上面部および下面部を有している。押圧体支持部２８の下面部における位置決め部材３２の開口部３２ａに対向する位置には、押圧体３８が収容される窪み２８ｄが設けられている。また、押圧体支持部２８の上部には、所定の深さを有する凹部２８ａが形成されている。凹部２８ａの底部には、押圧体３８を窪み２８ｄ内に固定するためのビスＢＳ１が挿入される透孔２８ｅが設けられている。押圧体３８は、ビスＢＳ１の先端がはめ合わされる雌ねじ部を有している。これにより、押圧体３８はビスＢＳ１により押圧支持部材２８に固定されることとなる。押圧体３８は、弾性材料、例えば、ゴム材料で作られている。また、押圧体３８は、半導体素子２４の上面に当接されて加圧されるとき、図１に実線で示されるように太鼓型に変形し、その加圧力が解放されるとき、図１に二点鎖線で示されるように、元の状態に戻される。
【００２７】
押圧体支持部２８における４隅には、それぞれ、支持軸３０が摺動可能に嵌合される透孔２８ｂが設けられている。また、相対向する透孔２８ｂ間には、それぞれ、図１および図３に示されるように、ビスＢＳ２の先端がはめ合わされる雌ねじ部２８ｃが相対向して設けられている。
【００２８】
押圧体支持部２８の上面部には、スライド部材２６が図１および図３において左右方向に沿って所定の距離内において摺動可能に設けられている。スライド部材２６は、耐熱性プラスチック材料であるＰＥＳ（ポリエチレンスルホン）樹脂、ＰＥＩ（ポリエチレンイミド）樹脂、もしくは、ＰＰＳ樹脂などで、平板状に作られている。スライド部材２６には、図３において左右方向に伸びる長孔２６ｄが押圧体支持部２８における各雌ねじ部２８ｃに対応する位置に、それぞれ、設けられている。各長孔２６ｄの周縁部には、ビスＢＳ２の頭部が摺動可能に係合される段部２６ｅが形成されている。また、スライド部材２６には、各支持軸３０の係合部３０ｃに対応して係合孔４０がそれぞれ長孔２６ｄに略平行に設けられている。
【００２９】
係合孔４０は、図３に示されるように、支持軸３０の係合部３０ｃが収容される長孔４０ａと、支持軸３０の連結部３０ｂが挿入される切欠部４０ｂを有し支持軸３０の係合部３０ｃを保持する係止片４０ｃとから構成されている。
【００３０】
係止片４０ｃの一端部側には、支持軸３０の係合部３０ｃが貫通される透孔４０ｄが設けられている。係止片４０ｃは、透孔４０ｄの周縁部に連なって形成されている。
【００３１】
係止片４０ｃは、支持軸３０の連結部３０ｂがその切欠部４０ｂに係合されるとき、図３に実線で示されるように、スライド部材２６の移動方向を左右方向に沿うように規制するとともに押圧体３８の弾性力に基づく付勢力によって押圧体支持部２８を位置決め部材３２および基台３６に対して固定することとなる。その際、半導体素子２４は押圧体３８により下方に向けて加圧されることとなる。
【００３２】
また、スライド部材２６が図１に二点鎖線で示されるように、移動されて支持軸３０の連結部３０ｂがその切欠部４０ｂに非係合状態とされ透孔４０ｄに配されるとき、スライド部材２６および押圧体支持部２８は、押圧体３８の復元力に基づく付勢力によって図１に二点鎖線で示される位置まで上昇せしめられる。これにより、スライド部材２６および押圧体支持部２８は、位置決め部材３２および基台３６に対して離隔し、解放状態となる。
【００３３】
かかる構成のもとで、半導体素子２４の試験を行うにあたっては、先ず、スライド部材２６および押圧体支持部２８が、位置決め部材３２および基台３６に対して離隔した状態において、半導体素子２４が、図１に示されるように、その外周部が位置決め部材３２の開口部３２ａに嵌合されることにより位置決めされて選択導電基板３４上に装着される。その際、半導体素子２４の各電極は、選択導電基板３４の各端子部３４ａにそれぞれ当接されている。
【００３４】
次に、押圧体支持部２８の押圧体３８が半導体素子２４の上方に対向配置されるもとで、各支持軸３０により押圧体支持部２８が案内されるとともに下方に向けて移動されることにより押圧体支持部２８の押圧体３８の先端が半導体素子２４の上面に当接されて、押圧体支持部２８が図１に二点鎖線で示されるように、位置決め部材３２に対向配置されることとなる。
【００３５】
続いて、スライド部材２６が支持軸３０により案内されるもとで、さらに下方に向けて押圧され、かつ、スライド部材２６が押圧体支持部２８の上面部において、図１に二点鎖線で示される位置から実線で示される位置まで摺動される。これにより、スライド部材２６の各係止片４０ｃが各支持軸３０の連結部３０ｂに係合される。スライド部材２６は、押圧体３８の弾性力に応じた支持軸３０の係合部３０ｃ相互の摩擦力によって押圧体支持部２８上に保持されることとなる。その際、半導体素子２４の電極が所定の圧力で選択導電基板３４の各端子部３４ａに対して加圧される状態が維持されることとなる。
【００３６】
従って、半導体素子２４が位置決め部材３２の開口部３２ａに装着されてから半導体素子２４の電極が選択導電基板３４の各端子部３４ａに対して加圧されるまでの一連の工程中において、押圧体支持部２８が各支持軸３０により案内され半導体素子２４の各電極に対して略鉛直方向に沿って均等に押圧され、かつ、スライド部材２６が押圧体支持部２８の上面部に摺接されることによりスライド部材２６の各係止片４０ｃが各支持軸３０の係合部３０ｃに係合されるので半導体素子２４の各電極と選択導電基板３４の各端子部３４ａとの間には、不所望なせん断力が作用しないこととなる。その結果、選択導電基板３４の各端子部３４ａおよび半導体素子２４の電極が損傷することが回避されることとなる。
【００３７】
また、半導体素子２４の上面に均等に圧力が作用されることとなるので半導体素子２４の各電極を介して選択導電基板３４の各端子部３４ｂに加わる押圧力が、均等に付与され、その結果、各電極および各端子部３４ｂと基板３５の入出力端子部３６Ａとの間が導通状態とされることとなる。また、異方性導電ゴムで作られた端子部を有する選択導電基板３４が用いられることにより高密度の端子を有する半導体素子についても容易に試験を行うことができることとなる。
【００３８】
そして、所定の雰囲気中において、プリント配線基板２０の入出力部２０Ａを介して試験電圧が供給されて試験が行われる。また、入出力部２０Ａから得られる出力信号に基づいて図示が省略される診断装置により半導体素子２４の潜在的欠陥が判断されることとなる。
【００３９】
図５は、本発明に係る検査治具の他の一例を示す。図５に示される例においては、図１に示される例では、押圧体３８が弾性部材により作られているが、その代わりに、押圧体５０が、耐熱性プラスチック材料であるＰＥＳ（ポリエチレンスルホン）樹脂、ＰＥＩ（ポリエチレンイミド）樹脂、ＰＰＳ樹脂、あるいは、アルミニウム合金材料で作られ、かつ、押圧体５０を所定の圧力で下方に向けて付勢する板ばね５２が押圧体支持部２８の凹部２８ａ内に設けられている。なお、図５においては、図１に示される例において同一の構成要素とされるものについては、同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。
【００４０】
かかる構成のもとで、半導体素子２４の試験を行うにあたっては、先ず、スライド部材２６および押圧体支持部２８が位置決め部材３２および基台３６に対して離隔した状態において、半導体素子２４が、図５に示されるように、その外周部が位置決め部材３２の開口部３２ａに嵌合されることにより位置決めされて選択導電基板３４上に装着される。その際、半導体素子２４の各電極は、選択導電基板３４の各端子部３４ａにそれぞれ当接されている。
【００４１】
次に、押圧体支持部２８の押圧体５０が半導体素子２４の上方に対向配置されるもとで、各支持軸３０により押圧体支持部２８が案内されるとともに下方に向けて移動されることにより押圧体支持部２８の押圧体５０の先端が半導体素子２４の上面に当接されて、押圧体支持部２８が図５に一点鎖線で示されるように、位置決め部材３２に対向配置されることとなる。
【００４２】
続いて、スライド部材２６が支持軸３０により案内されるもとで、板ばね５２の付勢力に抗してさらに下方に向けて押圧され、かつ、スライド部材２６が図５に二点鎖線で示される位置から実線で示される位置まで摺動される。これにより、スライド部材２６の各係止片４０ｃが各支持軸３０の連結部３０ｂに係合される。スライド部材２６は、板ばね５２の弾性力に応じた支持軸３０の係合部３０ｃ相互間の摩擦力によって押圧体支持部２８上に保持されることとなる。その際、半導体素子２４の電極が板ばね５２の撓み量に応じた所定の圧力で選択導電基板３４の各端子部３４ａに対して押圧される状態が維持されることとなる。
【００４３】
従って、上述の例と同様な作用効果が得られることとなる。また、図５においては、押圧体５０が比較的耐久性のある材料で作られ、かつ、板ばね５２による付勢力により半導体素子２４を押圧するように構成されているので検査治具の耐久性が向上することとなる。
【００４４】
なお、上述の例においては、スライド部材２６は、図１もしくは図５においては、左右方向に沿った往復動により支持軸３０の係合部３０ｃに対して選択的に係合状態もしくは非係合状態がとられるように構成されているが、必ずしもこのように構成される必要はなく、例えば、支持軸３０の係合部３０ｃに対応する円弧状の長孔がスライド部材２６に設けられるもとで、スライド部材２６が順方向もしくは逆方向の回転せしめられることにより支持軸３０の係合部３０ｃに対して選択的に係合状態もしくは非係合状態がとられるように構成されてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る検査治具によれば、略長方形のチップの被押圧面部に対して均等に圧力を押圧部材により作用させるにあたり、押圧部材の当接部が選択導電基板上に配された略長方形のチップの被押圧面部に対して略鉛直方向に沿って近接もしくは離隔可能となるように、押圧部材を貫通し案内するとともに、当接部の略長方形のチップの被押圧面部に対する相対位置を規制する案内部を有する支持軸と、スライド部材とを備え、スライド部材が、押圧部材における当接部に対向する部位に、略長方形のチップにおける被押圧面部に対して略平行な方向に沿って摺動可能に支持され、押圧部材を貫通する支持軸の一端部に対し選択的に係合状態とすることにより、押圧部材における当接部に、略長方形のチップの被押圧面部に対して加圧状態をとらせるとともに保持し、もしくは、支持軸の一端部に対し非係合状態とすることにより、当接部に、解放状態をとらせるので装着された半導体素子の各端子と選択導電基板の接続部との接触面に不所望なせん断力を作用させることなく均等に圧力を半導体素子の各端子に加えることができる。
また、選択導電基板が備えられるので高密度の端子を有する半導体素子についても容易に試験を行うことができるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る検査治具の一例の要部を示す断面図である。
【図２】本発明に係る検査治具の一例の概略構成を示す平面図である。
【図３】本発明に係る検査治具の一例を示す平面図である。
【図４】図３に示される例における要部を示す平面図である。
【図５】本発明に係る検査治具の他の一例の要部を示す断面図である。
【図６】従来の検査治具の概略の構成を示す平面図である。
【図７】図６に示される検査治具を示す断面図である。
【符号の説明】
２０ プリント配線基板
２４ 半導体素子
２６ スライド部材
２８ 押圧体支持部
３０ 支持軸
３４ 選択導電基板
３５ 基板部
３６Ａ 入出力端子部
３８、５０ 押圧体
５２ 板ばね
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部に電子回路を有する被検査物における電子回路の非破壊試験に用いられる検査治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器などに実装される半導体集積回路は、実装される以前の段階で種々の試験が行われその潜在的欠陥が除去される。その試験は、熱的および機械的環境試験などに対応した電圧ストレス印加、高温動作、高温保存などにより非破壊的に実施される。その種々の試験のうちで初期動作不良集積回路の除去に有効とされる試験としては、高温条件のもとで一定時間の動作試験を行うバーンイン（ｂｕｒｎ ｉｎ）試験が行われている。
【０００３】
このバーンイン試験に用いられる検査治具４は、例えば、図６および図７に示されるように、フレーム６上に配され所定の試験電圧が供給されるとともに被検査物からの短絡等をあらわす異常検出信号を送出する入出力部２Ａを有するプリント配線基板２と、プリント配線基板２上における所定の位置に配され被検査物としての半導体集積回路が収容される、例えば、表面実装形のＱＦＰ（ｑｕａｄｆｌａｔ ｐａｃｋａｇｅ）型の半導体素子１２が装着される収容部を有する被検査物収容部材１０と、半導体素子１２の上面に当接し所定の圧力で押圧する当接部８ａを有し、被検査物収容部材１０の上部を覆うカバー部材８と、カバー部材８および被検査物収容部材１０双方に係合しカバー部材８を被検査物収容部材１０に固定するフック部材１６とを含んで構成されている。
【０００４】
カバー部材８の一端部は、被検査物収容部材１０の一方の端縁部に設けられる支持軸１０ａにより回動可能に支持され被検査物収容部材１０に連結されている。これにより、カバー部材８は、フック部材１６が非係合状態とされるとき、被検査物収容部材１０に対して開閉可能に支持されることとなる。
【０００５】
また、カバー部材８の内面側部分における半導体素子１２に対向する部分には、半導体素子１２の外殻に当接し所定の圧力で下方に向けて押圧する当接部８ａが設けられている。
【０００６】
被検査物収容部材１０の内部に装着される略正方形状の半導体素子１２における各辺からそれぞれ四方に伸びる各端子は、プリント配線基板２の各接続端子２ａに当接されて位置決めされている。また、各接続端子２ａにおける半導体素子１２の端子に接触する部分は円弧状に形成され弾性を有している。
【０００７】
さらに、各接続端子２ａは、図示が省略されるプリント配線網を介して入出力部２Ａに接続されている。これにより、カバー部材８が被検査物収容部材１０の収容室を覆うとき、半導体素子１２における各端子に所定の付勢力が作用されるもとで、半導体素子１２の端子とプリント配線基板２における各接続端子２ａとが電気的に導通状態とされることとなる。
【０００８】
かかる構成のもとで、半導体素子１２が被検査物収容部材１０の内部に装着され、かつ、カバー部材８が閉状態とされてフック部材１６が係合され半導体素子１２の端子とプリント配線基板２における各接続端子２ａとが導通状態とされるとき、所定の試験電圧がプリント配線基板２の入出力部２Ａに供給されて例えば、バーンイン試験が行われることとなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように半導体素子１２における各端子に所定の付勢力が作用されてその各端子の先端とプリント配線基板２における各接続端子２ａとが接触される場合、カバー部材８は、上述のように被検査物収容部材１０に対して開閉可能に支持されているので先ず、カバー部材８の当接部８ａの端縁部が半導体素子１２の被押圧面部としての上面の一部に当接され、次に、カバー部材８の当接部８ａにおける残りの当接面が半導体素子１２の上面に当接されることがある。このような場合、その当接部８ａの一部が半導体素子１２の外殻に偏って当接されることにより、付勢力が各端子に均等に作用しないので半導体素子１２の端子とプリント配線基板２の各接続端子２ａとの接触面にせん断力がその接触面に作用せしめられ半導体素子１２の端子を傷つける虞があるとともに安定した導通状態が得られない虞がある。
【００１０】
また、半導体素子１２の端子の高密度化に伴い、円弧状に形成され弾性を有している各接続端子２ａをプリント配線基板２に微少な相互間隔をもって設けることも容易ではなく、製造コストも嵩むこととなる。
【００１１】
以上の問題点を考慮し、本発明は、内部に電子回路を有する被検査物における電子回路の非破壊試験に用いられる検査治具であって、装着された半導体素子の各端子と基板の端子との接触面に不所望なせん断力を作用させることなく圧力を半導体素子の各端子に均等に加えることができ、しかも、高密度の端子を有する半導体素子についても容易に試験を行うことができる検査治具を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る検査治具は、内部に電子回路を有する略長方形のチップの端子に電気的に接続される接点、および、入力信号が入力されるとともに出力信号が送出される入出力部を有する基板と、基板の接点と略長方形のチップの端子との間に配され、接点および該端子に対応して設けられるシリコーンゴムおよび金属粒子からなる異方性導電ゴムにより形成され、所定の圧力が作用されるとき選択的に導通状態とする接続部を略中央部に有し、接続部を介して前記端子と前記接点とを選択的に導通状態とする選択導電基板と、選択導電基板上に配される略長方形のチップの端子と基板の接点とを導通状態とすべく略長方形のチップにおける被押圧面部に所定の圧力をもって当接する当接部を有する押圧部材と、押圧部材の当接部が選択導電基板上に配された略長方形のチップの被押圧面部に対して略鉛直方向に沿って近接もしくは離隔可能となるように、押圧部材を貫通し案内するとともに、当接部の略長方形のチップの被押圧面部に対する相対位置を規制する案内部を有する支持軸と、押圧部材における当接部に対向する部位に、略長方形のチップにおける被押圧面部に対して略平行な方向に沿って摺動可能に支持され、押圧部材を貫通する支持軸の一端部に対し選択的に係合状態とすることにより、押圧部材における当接部に、略長方形のチップの被押圧面部に対して加圧状態をとらせるとともに保持し、もしくは、支持軸の一端部に対し非係合状態とすることにより、当接部に、解放状態をとらせるスライド部材と、を備えて構成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明に係る検査治具の一例の構成を概略的に示す。図２においては、所定の試験電圧が供給されるとともに被検査物からの短絡等をあらわす異常検出信号を送出する入出力部２０Ａを有するプリント配線基板２０と、プリント配線基板２０上における所定の位置に縦横に複数個配され被検査物としての半導体素子が装着される収容室を有する被検査物収容部材２２とを含んで構成されている。
【００１５】
被検査物としての半導体素子２４は、例えば、ウェーハに形成された複数の半導体集積回路がダイシングの工程を経てそれぞれ分割されて得られた略長方形のチップとされる。半導体素子２４において後述する選択導電基板３４に対向する面には、選択導電基板３４の端子部に接続されるべき電極が全周にわたって複数個形成されている。
【００１６】
被検査物収容部材２２は、図１に示されるように、プリント配線基板２０上における所定の位置に配されプリント配線基板２０の各端子部にそれぞれ接続される入出力端子部３６Ａを有する基台３６と、基台３６の上部に形成される凹部３６ａの内部に配される基板部３５における入出力端子部３６Ａと半導体素子２４の各電極とを選択的に導通状態とする選択導電基板３４と、基台３６の上縁部および選択導電基板３４の上面に載置され、半導体素子２４の各電極の選択導電基板３４の端子部に対する位置合わせを行うとともに半導体素子２４を収容する位置決め部材３２と、位置決め部材３２の上方に対向して配され半導体素子２４の各電極を選択導電基板３４の端子部に対して押圧させる押圧体３８を有し選択的に位置決め部材３２に対し近接もしくは離隔する状態をとる押圧体支持部２８と、押圧体支持部２８における押圧体３８に半導体素子２４に対して加圧する状態もしくは半導体素子２４に対して離隔しその加圧力を解放する状態をとらせるスライド部材２６とを含んで構成されている。
【００１７】
基台３６において例えば、黄銅、ベリリュウム銅、もしくは、金で作られる入出力端子部３６Ａの一端は、例えば、図４に示されるように、基台３６の凹部３６ａ内に設けられる基板部３５の表面部に到達されている。入出力端子部３６Ａは凹部３６ａの全内周縁部を取り囲むように設けられている。入出力端子部３６Ａの各端子は、所定の相互間隔、例えば、約１．２７ｍｍ間隔で縦横に複数個配列されて設けられている。
【００１８】
また、基板部３５における中央部には、選択導電基板３４の端子部に接触される電極群３５Ｂが選択導電基板３４の端子部に対応して設けられている。電極群３５Ｂにおける各電極は、図示が省略される導体を通じて各入出力端子部３６Ａに接続されている。これにより、入出力端子部３６Ａからの信号が電極群３５Ｂを通じて選択導電基板３４の端子部に供給され、また、選択導電基板３４の端子部からの信号が電極群３５Ｂを通じて入出力端子部３６Ａに送出されることとなる。
【００１９】
基板部３５における４隅には、それぞれ、後述する位置決め部材３２の位置を規制するとともに後述する押圧体支持部２８の移動の案内を行う支持軸３０が設けられている。円柱状の支持軸３０は、図１に示されるように、基台３６に固定される案内部３０ａと、スライド部材２６に選択的に係合される被係合部３０ｃと、案内部３０ａと被係合部３０ｃとを連結する連結部３０ｂとから構成されている。連結部３０ｂの直径は、案内部３０ａおよび被係合部３０ｃの直径に比して小なるものとされる。
【００２０】
樹脂材料で薄板状に作られた選択導電基板３４における略中央部には、押圧されることにより選択的に導通状態とする端子部３４ａが半導体素子２４の電極、および、基台３６の電極群３６Ｂに対応して配されている。
【００２１】
選択導電基板３４の端子部３４ａは、複合導電材料、例えば、シリコーンゴムと金属粒子からなるもので作られ設けられている。複合導電材料としては、異方性導電ゴムが用いられる。異方性導電ゴムは、その厚み方向に導電性を有し平面に沿った方向には導電性を有しない材料である。また、異方性導電ゴムには、導電部が絶縁性を有するゴムの中に分散している分散タイプと、導電部が部分的に複数個偏在している偏在タイプがあり、いずれのタイプが用いられても良い。端子部３４ａがこのような異方性導電ゴムで作られることにより半導体素子２４の各端子と端子部３４ａとが面接触により接続されるので接触不良が回避されるとともに半導体素子２４の電極との接触による損傷が回避されることとなる。
【００２２】
なお、選択導電基板３４は、上述の例においては基台３６ごとに１個設けられているが、かかる例に限られることなく、各基台３６が互いに連結されるもとで、複数個の基台３６に跨って１個設けられるように構成されてもよい。
【００２３】
選択導電基板３４における４隅には、それぞれ、図４に示されるように、支持軸３０の案内部３０ａが嵌合される透孔３４ｂが設けられている。このように選択導電基板３４が支持軸３０により位置規制されることにより、選択導電基板３４における端子部３４ａの基板部３５の電極群３５Ｂに対する位置決めが適切に行われることとなる。
【００２４】
選択導電基板３４の上面部に載置される位置決め部材３２は、図１に示されるように、半導体素子２４が収容される略正方形状の開口部３２ａが中央部分に設けられている。開口部３２ａは、半導体素子２４がその周縁部と半導体素子２４の外周面との間に所定の隙間をもってはめ合わされるように形成されている。また、位置決め部材３２における４隅には、支持軸３０の案内部３０ａが嵌合される透孔３２ｂが選択導電基板３４の透孔３４ｂに対応して設けられている。
【００２５】
これにより、半導体素子２４の電極の選択導電基板３４の端子部３４ａに対する位置決めが適切に行われることとなる。
【００２６】
押圧体支持部２８は、図１に示されるように、互いに平行な上面部および下面部を有している。押圧体支持部２８の下面部における位置決め部材３２の開口部３２ａに対向する位置には、押圧体３８が収容される窪み２８ｄが設けられている。また、押圧体支持部２８の上部には、所定の深さを有する凹部２８ａが形成されている。凹部２８ａの底部には、押圧体３８を窪み２８ｄ内に固定するためのビスＢＳ１が挿入される透孔２８ｅが設けられている。押圧体３８は、ビスＢＳ１の先端がはめ合わされる雌ねじ部を有している。これにより、押圧体３８はビスＢＳ１により押圧支持部材２８に固定されることとなる。押圧体３８は、弾性材料、例えば、ゴム材料で作られている。また、押圧体３８は、半導体素子２４の上面に当接されて加圧されるとき、図１に実線で示されるように太鼓型に変形し、その加圧力が解放されるとき、図１に二点鎖線で示されるように、元の状態に戻される。
【００２７】
押圧体支持部２８における４隅には、それぞれ、支持軸３０が摺動可能に嵌合される透孔２８ｂが設けられている。また、相対向する透孔２８ｂ間には、それぞれ、図１および図３に示されるように、ビスＢＳ２の先端がはめ合わされる雌ねじ部２８ｃが相対向して設けられている。
【００２８】
押圧体支持部２８の上面部には、スライド部材２６が図１および図３において左右方向に沿って所定の距離内において摺動可能に設けられている。スライド部材２６は、耐熱性プラスチック材料であるＰＥＳ（ポリエチレンスルホン）樹脂、ＰＥＩ（ポリエチレンイミド）樹脂、もしくは、ＰＰＳ樹脂などで、平板状に作られている。スライド部材２６には、図３において左右方向に伸びる長孔２６ｄが押圧体支持部２８における各雌ねじ部２８ｃに対応する位置に、それぞれ、設けられている。各長孔２６ｄの周縁部には、ビスＢＳ２の頭部が摺動可能に係合される段部２６ｅが形成されている。また、スライド部材２６には、各支持軸３０の係合部３０ｃに対応して係合孔４０がそれぞれ長孔２６ｄに略平行に設けられている。
【００２９】
係合孔４０は、図３に示されるように、支持軸３０の係合部３０ｃが収容される長孔４０ａと、支持軸３０の連結部３０ｂが挿入される切欠部４０ｂを有し支持軸３０の係合部３０ｃを保持する係止片４０ｃとから構成されている。
【００３０】
係止片４０ｃの一端部側には、支持軸３０の係合部３０ｃが貫通される透孔４０ｄが設けられている。係止片４０ｃは、透孔４０ｄの周縁部に連なって形成されている。
【００３１】
係止片４０ｃは、支持軸３０の連結部３０ｂがその切欠部４０ｂに係合されるとき、図３に実線で示されるように、スライド部材２６の移動方向を左右方向に沿うように規制するとともに押圧体３８の弾性力に基づく付勢力によって押圧体支持部２８を位置決め部材３２および基台３６に対して固定することとなる。その際、半導体素子２４は押圧体３８により下方に向けて加圧されることとなる。
【００３２】
また、スライド部材２６が図１に二点鎖線で示されるように、移動されて支持軸３０の連結部３０ｂがその切欠部４０ｂに非係合状態とされ透孔４０ｄに配されるとき、スライド部材２６および押圧体支持部２８は、押圧体３８の復元力に基づく付勢力によって図１に二点鎖線で示される位置まで上昇せしめられる。これにより、スライド部材２６および押圧体支持部２８は、位置決め部材３２および基台３６に対して離隔し、解放状態となる。
【００３３】
かかる構成のもとで、半導体素子２４の試験を行うにあたっては、先ず、スライド部材２６および押圧体支持部２８が、位置決め部材３２および基台３６に対して離隔した状態において、半導体素子２４が、図１に示されるように、その外周部が位置決め部材３２の開口部３２ａに嵌合されることにより位置決めされて選択導電基板３４上に装着される。その際、半導体素子２４の各電極は、選択導電基板３４の各端子部３４ａにそれぞれ当接されている。
【００３４】
次に、押圧体支持部２８の押圧体３８が半導体素子２４の上方に対向配置されるもとで、各支持軸３０により押圧体支持部２８が案内されるとともに下方に向けて移動されることにより押圧体支持部２８の押圧体３８の先端が半導体素子２４の上面に当接されて、押圧体支持部２８が図１に二点鎖線で示されるように、位置決め部材３２に対向配置されることとなる。
【００３５】
続いて、スライド部材２６が支持軸３０により案内されるもとで、さらに下方に向けて押圧され、かつ、スライド部材２６が押圧体支持部２８の上面部において、図１に二点鎖線で示される位置から実線で示される位置まで摺動される。これにより、スライド部材２６の各係止片４０ｃが各支持軸３０の連結部３０ｂに係合される。スライド部材２６は、押圧体３８の弾性力に応じた支持軸３０の係合部３０ｃ相互の摩擦力によって押圧体支持部２８上に保持されることとなる。その際、半導体素子２４の電極が所定の圧力で選択導電基板３４の各端子部３４ａに対して加圧される状態が維持されることとなる。
【００３６】
従って、半導体素子２４が位置決め部材３２の開口部３２ａに装着されてから半導体素子２４の電極が選択導電基板３４の各端子部３４ａに対して加圧されるまでの一連の工程中において、押圧体支持部２８が各支持軸３０により案内され半導体素子２４の各電極に対して略鉛直方向に沿って均等に押圧され、かつ、スライド部材２６が押圧体支持部２８の上面部に摺接されることによりスライド部材２６の各係止片４０ｃが各支持軸３０の係合部３０ｃに係合されるので半導体素子２４の各電極と選択導電基板３４の各端子部３４ａとの間には、不所望なせん断力が作用しないこととなる。その結果、選択導電基板３４の各端子部３４ａおよび半導体素子２４の電極が損傷することが回避されることとなる。
【００３７】
また、半導体素子２４の上面に均等に圧力が作用されることとなるので半導体素子２４の各電極を介して選択導電基板３４の各端子部３４ｂに加わる押圧力が、均等に付与され、その結果、各電極および各端子部３４ｂと基板３５の入出力端子部３６Ａとの間が導通状態とされることとなる。また、異方性導電ゴムで作られた端子部を有する選択導電基板３４が用いられることにより高密度の端子を有する半導体素子についても容易に試験を行うことができることとなる。
【００３８】
そして、所定の雰囲気中において、プリント配線基板２０の入出力部２０Ａを介して試験電圧が供給されて試験が行われる。また、入出力部２０Ａから得られる出力信号に基づいて図示が省略される診断装置により半導体素子２４の潜在的欠陥が判断されることとなる。
【００３９】
図５は、本発明に係る検査治具の他の一例を示す。図５に示される例においては、図１に示される例では、押圧体３８が弾性部材により作られているが、その代わりに、押圧体５０が、耐熱性プラスチック材料であるＰＥＳ（ポリエチレンスルホン）樹脂、ＰＥＩ（ポリエチレンイミド）樹脂、ＰＰＳ樹脂、あるいは、アルミニウム合金材料で作られ、かつ、押圧体５０を所定の圧力で下方に向けて付勢する板ばね５２が押圧体支持部２８の凹部２８ａ内に設けられている。なお、図５においては、図１に示される例において同一の構成要素とされるものについては、同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。
【００４０】
かかる構成のもとで、半導体素子２４の試験を行うにあたっては、先ず、スライド部材２６および押圧体支持部２８が位置決め部材３２および基台３６に対して離隔した状態において、半導体素子２４が、図５に示されるように、その外周部が位置決め部材３２の開口部３２ａに嵌合されることにより位置決めされて選択導電基板３４上に装着される。その際、半導体素子２４の各電極は、選択導電基板３４の各端子部３４ａにそれぞれ当接されている。
【００４１】
次に、押圧体支持部２８の押圧体５０が半導体素子２４の上方に対向配置されるもとで、各支持軸３０により押圧体支持部２８が案内されるとともに下方に向けて移動されることにより押圧体支持部２８の押圧体５０の先端が半導体素子２４の上面に当接されて、押圧体支持部２８が図５に一点鎖線で示されるように、位置決め部材３２に対向配置されることとなる。
【００４２】
続いて、スライド部材２６が支持軸３０により案内されるもとで、板ばね５２の付勢力に抗してさらに下方に向けて押圧され、かつ、スライド部材２６が図５に二点鎖線で示される位置から実線で示される位置まで摺動される。これにより、スライド部材２６の各係止片４０ｃが各支持軸３０の連結部３０ｂに係合される。スライド部材２６は、板ばね５２の弾性力に応じた支持軸３０の係合部３０ｃ相互間の摩擦力によって押圧体支持部２８上に保持されることとなる。その際、半導体素子２４の電極が板ばね５２の撓み量に応じた所定の圧力で選択導電基板３４の各端子部３４ａに対して押圧される状態が維持されることとなる。
【００４３】
従って、上述の例と同様な作用効果が得られることとなる。また、図５においては、押圧体５０が比較的耐久性のある材料で作られ、かつ、板ばね５２による付勢力により半導体素子２４を押圧するように構成されているので検査治具の耐久性が向上することとなる。
【００４４】
なお、上述の例においては、スライド部材２６は、図１もしくは図５においては、左右方向に沿った往復動により支持軸３０の係合部３０ｃに対して選択的に係合状態もしくは非係合状態がとられるように構成されているが、必ずしもこのように構成される必要はなく、例えば、支持軸３０の係合部３０ｃに対応する円弧状の長孔がスライド部材２６に設けられるもとで、スライド部材２６が順方向もしくは逆方向の回転せしめられることにより支持軸３０の係合部３０ｃに対して選択的に係合状態もしくは非係合状態がとられるように構成されてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る検査治具によれば、略長方形のチップの被押圧面部に対して均等に圧力を押圧部材により作用させるにあたり、押圧部材の当接部が選択導電基板上に配された略長方形のチップの被押圧面部に対して略鉛直方向に沿って近接もしくは離隔可能となるように、押圧部材を貫通し案内するとともに、当接部の略長方形のチップの被押圧面部に対する相対位置を規制する案内部を有する支持軸と、スライド部材とを備え、スライド部材が、押圧部材における当接部に対向する部位に、略長方形のチップにおける被押圧面部に対して略平行な方向に沿って摺動可能に支持され、押圧部材を貫通する支持軸の一端部に対し選択的に係合状態とすることにより、押圧部材における当接部に、略長方形のチップの被押圧面部に対して加圧状態をとらせるとともに保持し、もしくは、支持軸の一端部に対し非係合状態とすることにより、当接部に、解放状態をとらせるので装着された半導体素子の各端子と選択導電基板の接続部との接触面に不所望なせん断力を作用させることなく均等に圧力を半導体素子の各端子に加えることができる。
また、選択導電基板が備えられるので高密度の端子を有する半導体素子についても容易に試験を行うことができるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る検査治具の一例の要部を示す断面図である。
【図２】本発明に係る検査治具の一例の概略構成を示す平面図である。
【図３】本発明に係る検査治具の一例を示す平面図である。
【図４】図３に示される例における要部を示す平面図である。
【図５】本発明に係る検査治具の他の一例の要部を示す断面図である。
【図６】従来の検査治具の概略の構成を示す平面図である。
【図７】図６に示される検査治具を示す断面図である。
【符号の説明】
２０ プリント配線基板
２４ 半導体素子
２６ スライド部材
２８ 押圧体支持部
３０ 支持軸
３４ 選択導電基板
３５ 基板部
３６Ａ 入出力端子部
３８、５０ 押圧体
５２ 板ばね
Claims (1)
- 内部に電子回路を有する略長方形のチップの端子に電気的に接続される接点、および、入力信号が入力されるとともに出力信号が送出される入出力部を有する基板と、
前記基板の接点と前記略長方形のチップの端子との間に配され、該接点および該端子に対応して設けられるシリコーンゴムおよび金属粒子からなる異方性導電ゴムにより形成され、所定の圧力が作用されるとき選択的に導通状態とする接続部を略中央部に有し、該接続部を介して前記端子と前記接点とを選択的に導通状態とする選択導電基板と、
前記選択導電基板上に配される前記略長方形のチップの端子と前記基板の接点とを導通状態とすべく該略長方形のチップにおける被押圧面部に所定の圧力をもって当接する当接部を有する押圧部材と、
前記押圧部材の当接部が前記選択導電基板上に配された前記略長方形のチップの被押圧面部に対して略鉛直方向に沿って近接もしくは離隔可能となるように、該押圧部材を貫通し案内するとともに、該当接部の該略長方形のチップの被押圧面部に対する相対位置を規制する案内部を有する支持軸と、
前記押圧部材における前記当接部に対向する部位に、前記略長方形のチップにおける被押圧面部に対して略平行な方向に沿って摺動可能に支持され、該押圧部材を貫通する前記支持軸の一端部に対し選択的に係合状態とすることにより、該押圧部材における当接部に、前記略長方形のチップの被押圧面部に対して加圧状態をとらせるとともに保持し、もしくは、該支持軸の一端部に対し非係合状態とすることにより、該当接部に、解放状態をとらせるスライド部材と、
を具備して構成される検査治具。
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