JP3850144B2 - Contactor for semiconductor devices - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体素子のコンタクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＬＳＩやＶＬＳＩ等の半導体素子の高集積化、高密度化の勢いは著しく、半導体素子の端子も微細化される。半導体素子を製造したら、半導体素子を試験する。半導体素子の試験装置は、半導体素子を取り付けるソケットを含み、ソケットに設けた電極に通電しながら半導体素子の試験を行う。
【０００３】
半導体素子が直接にソケットに取付けられない場合には、半導体素子をコンタクタ（又はキャリヤ）に取り付け、半導体素子をコンタクタごとソケットに取り付ける。しかし、半導体素子の電極が微細化するにつれて、コンタクタの供給は大変困難なものとなってきており、半導体素子の開発と同時に適合するコンタクタを準備しておかなければならなくなってきている。
【０００４】
パッケージングされていない状態の半導体素子（ベアチップ）を機器の基板に実装する方向にある。例えば、携帯機器（携帯電話、携帯端末、テレビ一体型ビデオ等）は小型、軽量化のためにベアチップを使用する場合が多い。また、高速性能の観点からも、複数の半導体素子を組み込んだ半導体素子パッケージであるＭＣＭ（マルチチップモジュール）化が進んでいる。このため、パッケージングされていない状態の半導体素子、すなわちベアチップやウエハの状態の半導体素子を試験すること（ＫＧＤ Known Good Die）が避けて通れない。
【０００５】
しかしながら、パッケージングされていない状態の半導体素子の端子はパッケージングされた状態の半導体素子の端子と比べて著しく小さく、狭いピッチであるため、従来のパッケージングされた状態の半導体素子のために開発されたソケットをそのまま使用することができない。また、パッケージングされた半導体素子デバイスも、ＣＳＰ（Chip Size Package）等は今後さらに端子の狭いピッチ化が進むことが予想され、同様な課題を有している。
【０００６】
コンタクタは、半導体素子の端子が接触すべきコンタクト電極を有するコンタクタベースと、コンタクタベースに配置された半導体素子をコンタクタベースに向かって押圧するためのカバーとを備える。狭いピッチのコンタクト電極の配置自体が上記したように難しいが、コンタクト電極が仮に問題なく配置されたとしても、半導体素子の端子をコンタクタベースのコンタクト電極に正確に位置合わせするのが難しく、なおかつ、一旦位置合わせしても、試験を行う間に受ける外部からの振動や衝撃に対して両者の位置関係を維持するのは非常に難しい。
【０００７】
図３０は従来の半導体素子のコンタクタの一例を示している。図３０において、従来の半導体素子のコンタクタは、コンタクタベース１とカバー５とを備える。コンタクタベース１はコンタクト電極２とガイド壁３とを有し、半導体素子４の端子がコンタクト電極２と接触するようになっている。カバー５は半導体素子４をコンタクタベース１に向かって矢印で示されるように押しつけ、よって半導体素子４の端子が大きな接触圧で確実にコンタクト電極２と接触するようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ガイド壁３は半導体素子４の外形に嵌合するような形状を有し、半導体素子４をガイド壁３に沿って挿入すれば、半導体素子４の端子がコンタクト電極２と位置合わせされるようになっている。しかしながら、上記したように、半導体素子４の端子の微細化が進んでいる状況では、半導体素子４の外形を利用しての機械的な位置合わせでは、半導体素子４の端子を精度よく位置合わせすることが難しい。例えば、ベアチップやＫＧＤ用のコンタクタでも、この方法を採用している事例はあるが、下記のような課題を指摘されている。
【０００９】
（ａ）半導体素子４の外形を精度よくカットする必要があるため、半導体素子４のダイシング工程で通常の半導体素子チップよりも装置、ツールの厳しい管理が必要であり、ダイシングコストが高くなる。具体的には、ダイサーの刃であるブレードの磨耗管理が必要になる。あるいは、ブレードが少しでも磨耗すると、まだカットは可能であるにもかかわらずブレードを交換しなければならないため、高コストになる。
【００１０】
（ｂ）ガイド壁と半導体素子の外形の間には必ずガタ（クリアランス）が存在するため、半導体素子４を支持したコンタクタベース１にカバー５を装着する際に、あるいはカバー５を外す際に、カバー５から半導体素子４に少しでも横方向の力がかかると、半導体素子４がコンタクタベース１に対してずれて、端子の接触位置がずれるため、コンタクト傷（圧痕）が大きくなり、試験後の実装に不利になる可能性がある。
【００１１】
そこで、例えば図３１において、半導体素子４とコンタクタベース１の両方の位置を画像で認識し、両者の位置を補正して位置合わせして、この状態で真空導入孔６から真空を導入しながら両者の位置を保持しながら、カバー５を装着して半導体素子４をコンタクタベース１に押圧保持する方法がある。しかしながら、この方法も次の問題がある。
【００１２】
（ａ）半導体素子４とコンタクタベース１を位置合わせしてカバー５を装着するときに、カバー５装着の衝撃で半導体素子４の位置がずれてしまう。特に、カバー５を矢印で示されるように枢動運動して取付ける場合には、この傾向は著しい。また、カバー５を装着する前に真空導入孔６に真空が導入して半導体素子４をコンタクタベース１に保持させておいても、半導体素子４とコンタクタベース１との間が密閉空間にならないので真空レベルが上がらない。すなわち、コンタクト電極２が凸部となっていて、半導体素子４とコンタクタベース１との間に隙間ができるため、真空圧があまり上がらない。そのため、半導体素子４をコンタクタベース１に保持するための保持力は大きくならない。そこで、カバー５をコンタクタベース１に向かって押圧するとき、大きな横方向の力が半導体素子４にかかると、半導体素子４の位置がずれやすい。
【００１３】
（ｂ）また、最終的には、半導体素子４はカバー５による押圧力によってコンタクタベース１に保持される。カバー５が半導体素子４を押しつける力は、半導体素子４の端子とコンタクト電極２との接触圧と等しく、あまり大きくすることはできない。そこで、コンタクタにこの押圧力よりも大きい力が加わると、半導体素子４の位置ずれを起こす可能性がある。
【００１４】
本発明の目的は、半導体素子をコンタクタに確実に保持することができ、且つコンタクタのカバーをコンタクタベースに押圧する力が半導体素子の端子の接触圧とは独立的に定められるようにした半導体素子のコンタクタを提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明による半導体素子のコンタクタは、半導体素子の端子が接触すべきコンタクト電極と第１の突き当て部分とを有するコンタクタベースと、半導体素子を保持するための保持部分と、該第１の突き当て部分と当接可能な第２の突き当て部分とを有するカバーと、該第１の突き当て部分と該第２の突き当て部分とが互いに当接した状態で該カバー及び該保持部分をコンタクタベースにロックするラッチ機構とを備え、該保持部分は該カバーに可動に取付けられ且つ該コンタクタベースに向かう方向に弾性体によって付勢されており、該弾性体は、ばねの圧縮がすすむとばね定数が高くなるような非線型ばねであると共に、前記第１の突き当て部分と第２の突き当て部分とが互いに当接した状態で圧縮状態にあって、コンタクト電極と半導体素子の端子との接触を確実なものとすることを特徴とする。
【００１６】
この構成においては、半導体素子をカバーの保持部分に保持させ、半導体素子の端子がコンタクト電極に対応した位置に位置するように、半導体素子をコンタクタベースに対して位置合わせする。それから、カバーをコンタクタベースへ向かって動かす。最初に、半導体素子の端子がコンタクト電極に接触し、カバーを押し続けると、半導体素子の端子がコンタクト電極に接触する接触圧が大きくなる。
【００１７】
半導体素子の端子がコンタクト電極に適切な接触力で接触した後、第１の突き当て部分と第２の突き当て部分とが互いに当接するようになっている。第１の突き当て部分と第２の突き当て部分とが互いに当接すると、カバーがコンタクタベースに向かってさらに動かされることができない。よって、半導体素子の端子とコンタクト電極との間の接触圧は、コンタクト電極又はカバーの保持部分の弾性力、並びに第１の突き当て部分と第２の突き当て部分との互いの当接の時点で定められる適切な値となる。
【００１８】
そこで、ラッチ機構が、第１の突き当て部分と第２の突き当て部分とが互いに当接した状態でカバーをコンタクタベースにロックする。ラッチ機構はこの状態のままでカバーをコンタクタベースに対して所定のロック力で保持する。こうして、半導体素子の端子とコンタクト電極との間の接触圧は、カバーをコンタクタベースにロックするロック力とは独立的である。カバーをコンタクタベースにロックするロック力は、カバーとコンタクタベースとの間にずれが生じないように十分に大きな値とすることができる。
さらに、保持部分は該カバーに可動に取付けられ且つコンタクタベースに向かう方向に弾性体によって付勢されており、該弾性体は、ばねの圧縮がすすむとばね定数が高くなるような非線型ばねである。半導体素子とコンタクト電極が接触しはじめたときは、非線型ばねのばね定数が低く、もし両者の平行度が傾いていた場合でも保持部分が容易に傾きを補正するように動けるため、接触圧が特定の半導体素子の端子及びコンタクト電極に集中するのを軽減し、半導体素子あるいはコンタクタベースを損傷するのを防止する。
【００１９】
好ましくは、該ラッチ機構は、該カバー及び該コンタクタベースの一方に設けられ、該カバーをコンタクタベースにロックするために弾性変形可能なラッチ部材と、該カバー及び該コンタクタベースの他方に設けられ、該ラッチ部材を係止する係止部材とを含む。
この場合、該ラッチ部材はその端部に設けられた爪を含み、該ラッチ部材が弾性変形する間に該爪が該係止部材に係合する構成とすることができる。また、該係止部材は間隔をあけて配置された２つの爪からなり、該ラッチ部材の爪は該係止部材の２つの爪の間を通る部分と該２つの爪に係合する部分とを含む構成とすることができる。
【００２０】
好ましくは、該コンタクト電極は弾性を有し、該カバーが該コンタクタベースに向かって動かされるときに、最初に半導体素子の端子がコンタクト電極に接触し、その後で該コンタクト電極が弾性変形しつつ該第１の突き当て部分と該第２の突き当て部分とが互いに当接し、よって半導体素子の端子がコンタクト電極に圧力下で接触した状態に維持されるようになっている。
【００２１】
この場合、該保持部分は該カバーに一体的に設けられる構成とすることができる。
好ましくは、該保持部分は該カバーに可動に取付けられ且つ該コンタクタベースに向かう方向に弾性体によって付勢されており、該カバーが該コンタクタベースに向かって動かされるときに、最初に半導体素子の端子がコンタクト電極に接触し、その後で該弾性体が弾性変形しつつ該第１の突き当て部分と該第２の突き当て部分とが互いに当接し、よって半導体素子の端子がコンタクト電極に圧力下で接触した状態に維持されるようになっている。
【００２２】
この場合、該コンタクト電極は該コンタクタベースの上に設けられた絶縁性の薄膜の上に設けられ、さらに該コンタクト電極に接続された配線が該絶縁性の薄膜の上に設けられている構成とすることができる。また、該第１の突き当て部分は該コンタクト電極と該配線の外端部に設けられる外部端子との間に位置する構成とすることができる。
【００２３】
好ましくは、該保持部分は半導体素子を該保持部分に保持させるための保持手段を含む。この場合、該保持手段は該保持部分に設けられた真空導入孔を含み、該真空導入孔を介して導入された真空により半導体素子を該保持部分に保持する構成とすることができる。また、該保持部分は、真空導入孔を有する板からなり、該カバーが吸着ヘッドを通すヘッド導入孔を有する構成とすることができる。
【００２４】
好ましくは、該ラッチ機構は、該カバーに設けられ、該カバーを該コンタクタベースにロックするために弾性変形可能なラッチ部材と、該コンタクタベースに設けられ、該ラッチ部材を係止する係止部材とを含み、該ラッチ部材は中央部分と両脚部分とからなる断面Π形の部材からなり、該中央部分が該カバーに保持され、該脚部分が該係止部材に係合される。
【００２５】
好ましくは、該保持部分は該カバーに可動に取付けられ且つ該コンタクタベースに向かう方向に弾性体によって付勢されており、該保持部分は中央部分と両脚部分とからなる断面逆Π形の部材からなり、該脚部分が該カバーに保持され、該中央部分が半導体素子を保持する。
さらに好ましくは、該ラッチ機構は、該カバーに設けられ、該カバーを該コンタクタベースにロックするために弾性変形可能なラッチ部材と、該コンタクタベースに設けられ、該ラッチ部材を係止する係止部材とを含み、該ラッチ部材は中央部分と両脚部分とからなる断面Π形の部材からなり、該中央部分が該カバーに保持され、該脚部分が該係止部材に係合され、
該保持部分は該カバーに可動に取付けられ且つ該コンタクタベースに向かう方向に弾性体によって付勢されており、該保持部分は中央部分と両脚部分とからなる断面逆Π形の部材からなり、該脚部分が該カバーに保持され、該中央部分が半導体素子を保持する。
【００２７】
好ましくは、該保持部分の脚部分は該カバーに設けられたガイド穴に挿入され、異なった大きさの部分を有する。あるいは、該保持部分は少なくとも部分的に摩擦係数の高い材料で作られることができる。
あるいは、該第１及び第２の突き当て部分の少なくとも一方は表面を粗くする表面処理を施されている。あるいは、保持部分の少なくとも半導体素子の接触するエリアは、摩擦係数の高い材料及び熱伝導性の高い材料の１つを含むことができる。あるいは、該ラッチ機構が、カバーとコンタクタベースの位置を拘束することのないものである。
【００３３】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は本発明の基本的な構成例による半導体素子のコンタクタを示す図である。コンタクタ１０は、半導体素子１２の端子１４が接触すべきコンタクト電極１６と第１の突き当て部分１８とを有するコンタクタベース２０を備える。この例では、コンタクト電極１６は弾性変形可能なピンで形成されている。
【００３４】
さらに、コンタクタ１０は、半導体素子１２を保持するための保持部分２２と第１の突き当て部分１８と当接可能な第２の突き当て部分２４とを有するカバー２６を備える。この例では、保持部分２２はカバー２６と一体的な部分として形成される。第１の突き当て部分１８はコンタクタベース２０の表面に形成され、第２の突き当て部分２４はコンタクタベース２０と対向するカバー２６の表面に形成される。
【００３５】
保持部分２２は半導体素子１２の保持手段として真空導入孔２８を有し、吸着ヘッド３０によって真空導入孔２８に真空を導入し、半導体素子１２をカバー２６の保持部分２２に真空吸着し、保持させることができる。なお、保持部分２２は半導体素子１２の端子１４とは反対側の平坦な表面を吸着するので、図３１を参照して説明した場合よりも真空の逃げる量が少なく、より大きな保持力で半導体素子１２を保持することができる。こうして、半導体素子１２をカバー２６と実質的に一体の物として動かすことができる。
【００３６】
さらに、コンタクタ１０は、第１の突き当て部分１８と第２の突き当て部分２４とが互いに当接した状態でカバー２６をコンタクタベース２０にロックするラッチ機構３２を備える。ラッチ機構３２は、カバー２６に設けられ、カバー２６をコンタクタベース２０にロックするために弾性変形可能なラッチ部材３４と、コンタクタベース２０に設けられ、ラッチ部材３４を係止する係止部材３６とを含む。より詳細には、ラッチ部材３４はその端部に設けられた爪３５を含み、ラッチ部材３４が弾性変形する間に爪３５が係止部材３６に係合するようになっている。
【００３７】
第１の突き当て部分１８及び第２の突き当て部分２４、並びにコンタクト電極１６及び保持部分２２は、下記の関係で作られている。すなわち、カバー２６がコンタクタベース２０に向かって動かされるときに、保持部分２２に保持された半導体素子１２の端子１４がコンタクト電極１６に接触し、カバー２６がコンタクタベース２０に向かってさらに動かされるときに半導体素子１２の端子１４がコンタクト電極１６に接触した状態で第１の突き当て部分１８と第２の突き当て部分２４が互いに当接し、カバー２６がコンタクタベース２０に向かってさらに動かされるのを阻止する。
【００３８】
つまり、コンタクト電極１６が第１の突き当て部分１８の上面よりもわずかに上側にあり、半導体素子１２の下面は第２の突き当て部分２４の下面とほぼ同一の高さにあるので、カバー２６がコンタクタベース２０に向かって動かされるときに、最初に保持部分２２に保持された半導体素子１２の端子１４がコンタクト電極１６に接触する。カバー２６がコンタクタベース２０に向かってさらに動かされると、コンタクト電極１６が弾性変形しながら半導体素子１２の端子１４がコンタクト電極１６に接触し続ける。それから、第１の突き当て部分１８と第２の突き当て部分２４とが互いに当接し、カバー２６がコンタクタベース２０に向かってさらに動かされるのを阻止する。従って、半導体素子１２の端子１４とコンタクト電極１６との間の接触圧は、コンタクト電極１６の弾性変形量によって定められる。
【００３９】
ラッチ機構３２のラッチ部材３４は図２に示されるように破線で示される初期の形状から実線で示されるように弾性変形した状態で爪３５が係止部材３６に係合する。カバー２６はラッチ機構３２のラッチ部材３４のこのロック力によってコンタクタベース２０に対してロックされる。このロック力は半導体素子１２の端子１４とコンタクト電極１６との間の接触圧とは独立的である。
【００４０】
従って、半導体素子１２の端子１４とコンタクト電極１６との接触圧は一定の値に維持され、且つカバー２６がコンタクタベース２０に対して所定のロック力でロックされた状態で、半導体素子１２はコンタクタ１０内に保持される。コンタクタ１０は半導体素子１２を保持した状態で移動されることができ、例えばコンタクタ１０を試験装置のソケットに運ぶことができる。カバー２６をコンタクタベース２０にロックするロック力は、カバー２６とコンタクタベース２０との間にずれが生じないように十分に大きな値とすることができる。
【００４１】
図３は、図１及び図２のカバー２６の変形例を示す図である。図１のカバー２６の保持部分２２は真空導入孔２８を有し、真空吸着により半導体素子１２を保持部分２２に保持させたのに対し、図３のカバー２６の保持部分２２はそのような真空導入孔２８の代わりに弾性変形可能な爪２８ａを備えている。半導体素子１２は弾性変形可能な爪２８ａによって図３のカバー２６の保持部分２２に保持される。
【００４２】
図４は本発明の基本的な構成例による半導体素子のコンタクタを示す図である。コンタクタ１０は、コンタクタベース２０と、カバー２６と、ラッチ機構３２とを備えている。コンタクタベース２０は省略的に示されているが、図１のものと同様に構成される。すなわち、コンタクタベース２０はコンタクト電極１６と第１の突き当て部分１８とを有する。
【００４３】
カバー２６は、半導体素子１２を保持するための保持部分２２と第１の突き当て部分１８と当接可能な第２の突き当て部分２４とを有する。この例においては、保持部分２２は、カバー２６とは別の部材として形成され、カバー２６に可動に取付けられる。保持部分２２はコンタクタベース２０に向かう方向に弾性体３８によって付勢されている。
【００４４】
保持部分２２に保持された半導体素子１２の端子１４は第２の突き当て部分２４の下面よりもわずかに下側に位置するので、カバー２６がコンタクタベース２０に向かって動かされるときに、最初に半導体素子１２の端子１４がコンタクト電極１６に接触する。この場合、弾性体３８が弾性変形して半導体素子１２の端子１４のコンタクト電極１６に対する接触圧を提供する。
【００４５】
従って、コンタクタベース２０のコンタクト電極１６は図１及び図２に示すように弾性変形するピンでなくてもよい。この場合、コンタクト電極１６は後で説明するメンブレンコンタクト（図１５）として形成されることができる。メンブレンコンタクトは接触によるたわみ量が小さいが、図４の構成により適切な保持力を設定することができる。
【００４６】
より詳細には、保持部分２２は、中央部分２２ａと両脚部分２２ｂとからなる断面逆Π形の部材からなる。中央部分２２ａは板状の部材であって、半導体素子１２はこの中央部分２２ａに保持される。脚部分２２ｂは柱状の部材であって、カバー２６に設けた穴４０に移動可能に且つ抜け止め４１をして保持される。弾性体３８は各脚部分２２ｂのまわりに配置されたコイルバネからなる。
【００４７】
半導体素子１２が保持部分２２に保持された状態では半導体素子１２は第２の突き当て部分２４の下面よりも下に突き出ており、カバー２６をコンタクタベース２０に向かって動かすと、半導体素子１２の端子１４がコンタクト電極１６に接触する。カバー２６をさらに動かすと、弾性体３８がたわみつつ、半導体素子１２の端子１４がコンタクト電極１６に接触し続ける。
【００４８】
真空導入孔２８はこの中央部分２２ａに設けられる。一方は、カバー２６は吸着ヘッド３０（図１）を通すヘッド導入孔４２を有する。つまり、吸着ヘッド３０はカバー２６のヘッド導入孔４２を通って中央部分２２ａにあてがわれることができる。
図５から図７は、保持部分２２及び半導体素子１２を取り除いた状態でラッチ機構３２のラッチ部材３４を示す図である。図４から図７に示されるように、ラッチ機構３２のラッチ部材３４は、中央部分３４ａと両脚部分３４ｂとからなる断面Π形の部材からなる。中央部分３４ａは穴３４ｃを有し、カバー２６に設けた突起４４が穴３４ｃにスナップフィットされる。こうして、中央部分３４ａはカバー２６に保持され、脚部分３４ｂがコンタクタベース２０の係止部材３６に係合される。
【００４９】
図６に示されるように、第１の突き当て部分１８と第２の突き当て部分２４とが互いに当接したときの中央部分３４ａとコンタクタベース２０の係止部材３６との間の距離ｌ1 は、中央部分３４ａと脚部分３４ｂの爪３５との間の距離ｌ2 よりも大きい。従って、図７に示されるように、ラッチ部材３４の脚部分３４ｂの爪３５がコンタクタベース２０の係止部材３６に係合したときには、ラッチ部材３４が大きく弾性変形し、カバー２６をコンタクタベース２０に保持する。カバー２６はラッチ部材３４の変形を吸収するスロット２６ｓを有する。この場合にも、カバー２６をコンタクタベース２０に対してロックするラッチ機構３２のロック力は、半導体素子１２の端子１４とコンタクト電極１６との間の接触圧とは独立的である。
【００５０】
図８から図１０は図４の保持部分２２の変形例を示す図である。図８は保持部分２２の斜視図、図９は保持部分２２を取付けたカバー２６の平面図、図１０は保持部分２２及びカバー２６の断面図である。保持部分２２は、中央部分２２ａと両脚部分２２ｂとからなり、これらの部分は板金により一体的な構造として形成されている。従って、保持部分２２は放熱性が優れ、半導体素子１２の試験中に発生する熱を放散することができる。
【００５１】
脚部分２２ｂの端部は抜け止め用フック２２ｃを有する。脚部分２２ｂは隣接する２つを互いに近接させながら長穴として形成されたカバー２６の穴４０に挿入され、隣接する２つの脚部分２２ｂが元に戻るときに抜け止め用フック２２ｃが脚部分２２ｂがカバー２６の穴４０から抜けるのを防止する。図９には、ラッチ部材３４を止めるための突起４４、及び孔２８、４２が示されている。
【００５２】
図１１は脚部分２２ｂの変形例を示す図である。２つの脚部分２２ｂは互いに角度をつけて形成されている。抜け止め用フック２２ｃがカバー２６の表面に係合している状態では、脚部分２２ｂの側壁はカバー２６の穴４０の側壁に弾性的に係合し、抜け止め用フック２２ｃがカバー２６の表面から離れるにつれて、破線で示されるように脚部分２２ｂの側壁はカバー２６の穴４０の側壁に弾性的に係合しなくなる。これは、後で説明する非線型バネと同様の作用をする。
【００５３】
図４から図１１のコンタクタ１０の基本的な作用は図１及び図２のコンタクタ１０の作用と同様である。
図１２は本発明の基本的な構成例による半導体素子のコンタクタを示す図である。コンタクタ１０は、前の実施例と同様に、コンタクタベース２０と、カバー２６と、ラッチ機構３２とを備えている。図１２の実施例が前の実施例と異なる点は、ラッチ機構３２のラッチ部材３４がコンタクタベース２０に設けられ、ラッチ部材３４の爪３５と係合する係止部材３６がカバー２６に設けられていることである。この実施例のコンタクタ１０の基本的な作用は前の実施例のコンタクタ１０の作用と同様である。
【００５４】
図１３はラッチ機構３２の爪の変形例を示す図である。係止部材３６は間隔をあけて配置された２つの爪３６ａからなり、ラッチ部材３４の爪３５は係止部材３６の２つの爪３６ａの間を通る部分と２つの爪３６ａに係合する部分とを含む。従って、ラッチ部材３４の爪３５は例えば図１に示される爪３５のように鋭角的な鉤形状を必要とせず、よって作りやすく且つ磨耗しにくい。
【００５５】
図１４及び図１５はコンタクタベース２０に設けられたコンタタクト電極１６を形成するメンブレンコンタクトの例を示す図である。メンブレンコンタクトはコンタクタベース２０の上に設けられたＰＩ等の絶縁性の薄膜４６の上に設けられた銅等の配線４８を有する。配線４８の内端部にメッキ等により導体の突部を設けてコンタタクト電極１６とする。配線４８の外端部５０は外部端子になる。メンブレンコンタクトは狭いピッチで精度よく配線４８及びコンタタクト電極１６を形成できる。メンブレンコンタクトのコンタタクト電極１６は上下移動量が少ないので、図４に示したようにバネ負荷されて移動可能な保持部分２２をもった構成とともに使用されるのが好ましい。
【００５６】
メンブレンコンタクトを使用する場合、第１の突き当て部分１８はコンタクト電極１６と配線４８の外端部に設けられる外部端子５０との間に位置するようにする。それによって、試験装置の端子が第１の突き当て部分１８に邪魔されることなく外部端子５０に接触せしめられることができる。
図１６は半導体素子１２を保持したカバー２６とコンタクタベース２０との位置合わせ装置の概略を示す図である。コンタクタベース２０は微細送り機構５２上に配置される。微細送り機構５２はＸステージ、Ｙステージ、θステージを含む。カバー２６はＺステージを含む送り機構（図示せず）に取付けられる。
【００５７】
最初に、半導体素子１２をカバー２６の保持部分２２に保持させる。図示の実施例においては、吸着ヘッド３０が真空導入孔２８にあてがわれ、真空を導入することにより半導体素子１２をカバー２６の保持部分２２に保持させる。なお、吸着ヘッド３０がカバー２６全体を支持できる場合には、吸着ヘッド３０をＺステージに取付けておけばよい。
【００５８】
ＣＣＤカメラ等を含む画像認識装置５４がカバー２６とコンタクタベース２０との間に配置される。画像認識装置５４はカバー２６とコンタクタベース２０とを結ぶ線上に進出でき、また同線上から退いた位置へ退避できる。画像認識装置５４のヘッドはハーフミラーを備え、あるいは回転可能であり、カバー２６に支持された半導体素子１２の端子１４とコンタクタベース２０のコンタクト電極１６を検出することができる。従って、画像認識装置５４の出力に応じて微細送り機構５２を作動させて、カバー２６とコンタクタベース２０とを位置合わせすることができる。位置合わせが終了したら、画像認識装置５４を退避させる。
【００５９】
それから、位置合わせした位置関係を維持しながら、カバー２６をコンタクタベース２０に向かって移動させる。吸着ヘッド３０が真空導入孔２８に真空を導入し続け、半導体素子１２は真空吸引によってカバー２６の保持部分２２に保持され続ける。上記したように、半導体素子１２の平坦面がカバー２６の保持部分２２に吸着されるので、吸着力は比較的に大きい。
【００６０】
カバー２６をコンタクタベース２０に向かって移動させると、最初に半導体素子１２の端子１４がコンタクト電極１６に接触し、端子１４は弾性体のばね力で定められる保持力でコンタクト電極１６に接触する。このように、カバー２６とコンタクタベース２０とを位置合わせした状態でカバー２６をコンタクタベース２０に向かって移動させるので、半導体素子１２の端子１４はコンタクト電極１６に正確に接触する。
【００６１】
それから第１の突き当て部分１８と第２の突き当て部分２４とを互いに強く当接させ、カバー２６のコンタクタベース２０に向かう運動を停止される。そこで、ラッチ機構３２を係止部材３６に係合させ、カバー２６を所定のロック力でコンタクタベース２０にロックさせる。ラッチ機構３２を操作するときに、コンタクタ１０に衝撃がくわわるが、第１の突き当て部分１８と第２の突き当て部分２４とを互いに強く当接させているので、内部の保持部分２２や半導体素子１２には衝撃はあまり伝わらず、位置ずれは生じない。
【００６２】
この後、吸着ヘッド３０の真空を解除し、吸着ヘッド３０をカバー２６の保持部分２２から離す。半導体素子１２の端子１４は弾性体のばね力で定められる保持力でコンタクト電極１６に保持されている。
このように、半導体素子１２の位置合わせは半導体素子１２をカバー２６と一体化させた状態で行い、それからラッチ完了まで、一度も半導体素子１２とカバー２６と吸着ヘッド３０との位置関係が変わらないので、非常に正確な位置合わせができる。また、カバー２６はラッチ機構３２の弾性力でコンタクタベース２０に強く保持されるので、その後の試験工程でコンタクタ１０に振動や衝撃がくわわっても、位置ずれは生じない。
【００６３】
図１７は位置合わせしたカバー２６をコンタクタベース２０から取り外す工程を示す図である。カバー２６をコンタクタベース２０から取り外す工程は図１６を参照して説明した工程の逆を行うことになる。まず、吸着ヘッド３０で半導体素子１２カバー２６の保持部分２２に吸着し、ラッチ機構３２を解除する。このとき、第１の突き当て部分１８と第２の突き当て部分２４とを互いに強く当接させておいて、治具５６を用いてラッチを解除する。
【００６４】
それから、半導体素子１２とカバー２６と吸着ヘッド３０とをコンタクタベース２０に対して移動させる。こうして、半導体素子１２がずれたり、落下したりすることなく、カバー２６をコンタクタベース２０から分離することができる。それから、吸着ヘッド３０の真空を解除し、半導体素子１２をカバー２６から取り外すことができる。
【００６５】
図１８は図１６の実施例の変形例を示す図である。この実施例では、画像認識装置５４の代わりにガイドを用いる。すなわち、半導体素子１２の端子１４をコンタクタベース２０のコンタクト電極１６と位置合わせする工程は、半導体素子１２を保持部分２２に保持した状態でカバー２６をガイドに沿ってコンタクタベース２０に向かって移動させる。
【００６６】
図１８においては、コンタクタベース２０は位置決めガイドピン５８を有し、保持部分２２は位置決め穴６０を有する。こうして、カバー２６をコンタクタベース２０に向かって移動させると、半導体素子１２の端子１４とコンタクト電極１６を正しく位置合わせできる。位置決めガイドピン５８と位置決め穴６０は逆でもよい。また、ガイドは位置決めガイドピン５８や位置決め穴６０に限らない。
【００６７】
図１９は非線型ばねを含むカバーの例を示す図である。図１９（Ａ）に示されるように、カバー２６の保持部分２２に取付けられた弾性体３８はばね定数の異なる第１部分３８ａ及び第２部分３８ｂからなる非線型のコイルスプリングである。非線型のコイルスプリング３８は第１部分３８ａ及び第２部分３８ｂが一体的な構造のものでもよく、これらが別体の構造のものでもよい。また、非線型のコイルスプリング３８は２つの部分だけでなく、３つ以上の部分からなるようにしてもよい。
【００６８】
非線型のコイルスプリング３８は、ばねの圧縮がすすむとばね定数が高くなるような非線型ばねである。すなわち、図１９（Ｂ）、（Ｃ）に示されるように、カバー２６がコンタクタベース２０に近づく初期の段階ではばねの圧縮が小さく、主としてばね定数が小さい第２部分３８ｂが大きく変形し、図１９（Ｄ）に示されるように、カバー２６がコンタクタベース２０に近づく最終の段階ではばねの圧縮が大きくなり、ばね定数が大きい第１部分３８ａも大きく変形するようになる。
【００６９】
非線型のコイルスプリング３８は、例えばカバー２６を吸着ヘッド６２で保持してコンタクタベース２０に向かって動かすときに、カバー２６が傾きながらコンタクタベース２０に向かって動く場合に有利である。すなわち、図１９（Ｂ）に示されるように、カバー２６が傾きながらコンタクタベース２０に向かって動く場合には、特定の半導体素子１２の端子１４とコンタクト電極１６とが集中的に接触する可能性がある。
【００７０】
図１９（Ｃ）に示されるように、非線型のコイルスプリング３８の第２部分３８ｂは小さな力がかかっても大きく変形しやすいため、半導体素子１２の端子１４がコンタクト電極１６に接触するときにカバー２６が傾きを補正するように容易に動けるため、カバー２６がコンタクタベース２０に対して平行になった状態で半導体素子１２の端子１４とコンタクト電極１６とが接触する。従って、特定の半導体素子１２の端子１４がコンタクト電極１６に集中的に接触するのを軽減し、半導体素子１２あるいはコンタクタベース２０（特にコンタクト電極１６）を損傷するのを防止する機能を有する。カバー２６の第２の突き当て部分２４がコンタクタベース２０の第１の突き当て部分１８に当接するような時点では、非線型のコイルスプリング３８は半導体素子１２の端子１４とコンタクト電極１６との接触を維持する十分に大きな保持力を提供する。
【００７１】
図２０及び図２１は突き当て部分の表面を粗くする表面処理を施されている例を示す図である。カバー２６の第２の突き当て部分２４の突き当て面を粗くし、細かい凹凸を設けてある。こうすれば、第１の突き当て部分１８と第２の突き当て部分２４との間に滑りが起こり難くなり、カバー２６とコンタクタベース２０との間で横ずれが生じにくくなる。特に、コンタクタベース２０の表面に設けたメンブレンコンタクトが設けてある場合、第２の突き当て部分２４が第１の突き当て部分１８の位置する絶縁性の薄膜４６の部分に食い込み、横ずれが生じにくくなる。
【００７２】
図２２及び図２３はカバーの保持部分の脚部分が異なった大きさの部分を有する例を示す図である。この例では、図４の場合と同様に、保持部分２２の脚部分２２ｂはカバー２６の穴４０に挿入され、弾性体３８によって付勢され、抜け止め４１をしてある。保持部分２２の脚部分２２ｂは、異なった大きさの第１の部分２２ｘ及び第２の部分２２ｙを有する。
【００７３】
保持部分２２がカバー２６に対して最下方の位置にあるときには（図２２）、保持部分２２の脚部分２２ｂの第２の部分２２ｙがカバー２６の穴４０にガタなく嵌まり、保持部分２２がカバー２６に対して横方向には移動できない状態になっている。保持部分２２がカバー２６に近づくと、脚部分２２ｂの第２の部分２２ｙがカバー２６の穴４０から抜け、脚部分２２ｂの第１の部分２２ｘがカバー２６の穴４０に入る。脚部分２２ｂの第１の部分２２ｘがカバー２６の穴４０との間に隙間が生じて、保持部分２２がカバー２６に対して微動可能になる。
【００７４】
従って、保持部分２２の脚部分２２ｂの第２の部分２２ｙがカバー２６の穴４０にガタなく嵌まって状態で、半導体素子１２を保持部分２２に吸着することにより、半導体素子１２はカバー２６に対して正確な位置に保持されることができる。この状態で、半導体素子１２は位置認識され、それからカバー２６がコンタクタベース２０に向かって移動される。半導体素子１２の端子１４とコンタクト電極１６とが接触するときに、保持部分２２がコンタクタベース２０に傾いていても、前の非線型バネを用いた場合と同様に保持部分２２が動くことができ、特定の半導体素子１２の端子１４とコンタクト電極１６とが集中的に接触するのを防止できる。
【００７５】
また、図１１に示した例でも、保持部分２２が最下方の位置にあるときには、保持部分２２の脚部分２２ｂがカバー２６の穴４０にきつく接触し、保持部分２２がコンタクタベース２０に向かって移動さされた場合には、保持部分２２の脚部分２２ｂがカバー２６の穴４０にゆるく接触する。従って、この場合にも、図２２及び図２３と同様の作用が得られる。
【００７６】
図２４は保持部分の少なくとも半導体素子の接触するエリアに摩擦係数の高い材料を張りつけた例を示す図である。つまり、摩擦係数の高い材料の層６４が保持部分２２の下面に取付けられている。摩擦係数の高い材料の層６４は、シリコンゴムとすることができ、これを保持部分２２の下面に張りつけたり、コーティングしたりする。こうすれば、保持部分２２と半導体素子１２との間のすべりをできるだけ防止する。
【００７７】
図２５は保持部分の少なくとも半導体素子の接触するエリアに熱伝導性の高い材料６６を張りつけた例を示す図である。さらに、保持部分２２を熱伝導性の高い材料で作ることもできる。半導体素子１２は試験時に熱を発生するので、保持部分２２を放熱フィンとして使用することにより、半導体素子１２の過熱を防止することができる。
【００７８】
図２６及び図２７はラッチ機構の変形例を示す図である。図２６は、ラッチ機構３２のラッチ部材３４の一部及び係止部材３６を示し、図２７は図２６の係止部材３６の部分の平面図である。カバー２６に取付けたラッチ部材３４の爪３５はコンタクタベース２０の係止部材３６に係合するようになっている。係止部材３６はコンタクタベース２０の側面の一部を半円形状にすることにより形成されている。
【００７９】
ラッチ機構３２とコンタクタベース２０との間に角度ずれがある場合に、通常はラッチ機構３２はカバー２６とコンタクタベース２０との間で相対回転運動をさせようにし、カバー２６とコンタクタベース２０との間で位置ずれが生じるが、上記した半円形状を採用することにより、ラッチ機構３２とコンタクタベース２０との間で半円経路に沿った位置ずれがあったとしても、カバー２６とコンタクタベース２０との間では実質的に位置ずれが生じない。従って、半導体素子１２の端子１４とコンタクト電極１６とは前に正確に位置合わせされた状態に維持される。
【００８０】
図２８は、ラッチ機構の変形例を示す図である。図２６及び図２７の係止部材３６がコンタクタベース２０のコーナー部に設けられているのに対して、図２８の係止部材３６はコンタクタベース２０の辺部に設けられている。
このように、ラッチ機構３４の係止部材３６がカバー２６か、又はコンタクタベース２０に一体化して具備されている場合には、水平方向には微動可能な構造を有し、特に回転方向については、ラッチ機構３２の接触部が線接触にならずに、点接触になるように、係止部材３６の係止突起部を球状、又は半円状にするとよい。
【００８１】
図２９は、半導体素子のコンタクタのセット装置の例を示す図である。コンタクタ１０は上記した例で説明した通りのカバー２６、保持部分２２、及びコンタクタベース２０を備えたものである。
コンタクタのセット（及びリセット）装置は、半導体素子１２を保持部分２２に一時的に吸着保持するための吸着ヘッド３０と、位置合わせのための画像認識装置５４とを備える。さらに、コンタクタのセット（及びリセット）装置は、半導体素子１２を保持部分２２に供給し且つ保持部分２２から取り出すための素子供給装置７０と、カバー２６を保持してコンタクタベース２０に向かって動かすためのカバー把持装置７２と、ラッチ機構３２を係止部材３６に係合させるためのラッチ操作機構７４と、ラッチ機構３２を係止部材３６から解除するためのラッチ解除装置７６とを含む。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、半導体素子をコンタクタに確実に保持することができ、且つコンタクタのカバーをコンタクタベースに押圧する力が半導体素子の端子の接触圧とは独立的に定められることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の基本的な構成例による半導体素子のコンタクタを示す図である。
【図２】ロックされた状態にある図１のコンタクタを示す図である。
【図３】図１のカバーの変形例を示す図である。
【図４】 本発明の基本的な構成例による半導体素子のコンタクタを示す図である。
【図５】ラッチ部材の詳細な例を示す図である。
【図６】図５のラッチ部材の部分拡大図である。
【図７】図６のラッチ部材の変形時を示す図である。
【図８】図４の保持部分の変形例を示す図である。
【図９】図８の保持部分を取付けたカバーの平面図である。
【図１０】図８の保持部分及びカバーの断面図である。
【図１１】図８の保持部分の変形例を示す図である。
【図１２】 本発明の基本的な構成例による半導体素子のコンタクタを示す図である。
【図１３】ラッチ機構の爪の変形例を示す図である。
【図１４】コンタタクト電極を形成するメンブレンコンタクトを示す側面図である。
【図１５】図１４のメンブレンコンタクトを示すコンタクタベースの斜視図である。
【図１６】半導体素子を保持したカバーとコンタクタベースとの位置合わせ装置の概略を示す図である。
【図１７】カバーをコンタクタベースから取り外す工程を示す図である。
【図１８】位置合わせの変形例を示す図である。
【図１９】非線型ばねを含むカバーの例を示す図である。
【図２０】突き当て部分の表面を粗くする表面処理を施されている例を示す図である。
【図２１】図２０の丸枠内の部分の拡大図である。
【図２２】保持部分の脚部分が異なった大きさの部分を有する例を示す図である。
【図２３】図２２の保持部分が異なった位置にあるところを示す図である。
【図２４】保持部分の少なくとも半導体素子の接触するエリアに摩擦係数の高い材料を張りつけた例を示す図である。
【図２５】保持部分の少なくとも半導体素子の接触するエリアに熱伝導性の高い材料を張りつけた例を示す図である。
【図２６】ラッチ機構の変形例を示す図である。
【図２７】図２６のラッチ部材の部分の平面図である。
【図２８】ラッチ機構の変形例を示す図である。
【図２９】半導体素子のコンタクタのセット装置の例を示す図である。
【図３０】従来の半導体素子のコンタクタの一例を示す図である。
【図３１】従来の半導体素子のコンタクタの他の例を示す図である。
【符号の説明】
１０…コンタクタ
１２…半導体素子
１４…端子
１６…コンタクト電極
１８…第１の突き当て部分
２０…コンタクタベース
２２…保持部分
２４…第２の突き当て部分
２６…カバー
２８…真空導入孔
３０…吸着ヘッド
３２…ラッチ機構
３４…ラッチ部材
３５…爪
３６…係止部材
３８…弾性体
４０…穴
４２…ヘッド導入孔
４４…突起
４６…薄膜
４８…配線
５０…外端部
５２…微細送り機構
５４…画像認識装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to semiconductor device components.TactaRelated.
[0002]
[Prior art]
In recent years, semiconductor devices such as LSIs and VLSIs have been increasingly integrated and densified, and the terminals of the semiconductor devices have been miniaturized. Once the semiconductor element is manufactured, the semiconductor element is tested. The semiconductor element testing apparatus includes a socket for mounting a semiconductor element, and tests the semiconductor element while energizing an electrode provided in the socket.
[0003]
When the semiconductor element cannot be directly attached to the socket, the semiconductor element is attached to the contactor (or carrier), and the semiconductor element is attached to the socket together with the contactor. However, as the electrodes of semiconductor devices become finer, the supply of contactors has become very difficult, and it has become necessary to prepare suitable contactors simultaneously with the development of semiconductor devices.
[0004]
  A semiconductor element (bare chip) in an unpackaged state is in a direction to be mounted on a substrate of the device. For example, mobile devices (such as mobile phones, mobile terminals, and TV-integrated videos) often use bare chips to reduce size and weight. Also, from the viewpoint of high-speed performance, MCM (multi-chip module), which is a semiconductor element package incorporating a plurality of semiconductor elements, is progressing. For this reason, testing unpackaged semiconductor elements, ie, bare chip or wafer state semiconductor elements (KGD  Known Good Die) cannot be avoided.
[0005]
  However, since the terminals of the unpackaged semiconductor element are significantly smaller and narrower than the terminals of the packaged semiconductor element, they have been developed for conventional packaged semiconductor elements. The socket that was used cannot be used as it is. In addition, packaged semiconductor element devices are also used for CSP (Chip Size).Package) And the like are expected to have a narrower terminal pitch in the future and have similar problems.
[0006]
The contactor includes a contactor base having a contact electrode to be contacted by a terminal of the semiconductor element, and a cover for pressing the semiconductor element disposed on the contactor base toward the contactor base. Although it is difficult to arrange the contact electrodes with a narrow pitch as described above, even if the contact electrodes are arranged without any problem, it is difficult to accurately align the terminals of the semiconductor element with the contact electrodes of the contactor base, and Once aligned, it is very difficult to maintain the positional relationship between the two against external vibrations and shocks received during the test.
[0007]
FIG. 30 shows an example of a conventional contactor of a semiconductor element. In FIG. 30, a conventional contactor of a semiconductor element includes a contactor base 1 and a cover 5. The contactor base 1 has a contact electrode 2 and a guide wall 3, and a terminal of the semiconductor element 4 is in contact with the contact electrode 2. The cover 5 presses the semiconductor element 4 toward the contactor base 1 as indicated by an arrow, so that the terminal of the semiconductor element 4 is reliably in contact with the contact electrode 2 with a large contact pressure.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The guide wall 3 has a shape that fits into the outer shape of the semiconductor element 4. When the semiconductor element 4 is inserted along the guide wall 3, the terminals of the semiconductor element 4 are aligned with the contact electrode 2. It has become. However, as described above, in the situation where the terminals of the semiconductor element 4 are being miniaturized, the mechanical alignment using the outer shape of the semiconductor element 4 aligns the terminals of the semiconductor element 4 with high accuracy. It is difficult. For example, there are cases in which this method is adopted even in contactors for bare chips and KGDs, but the following problems are pointed out.
[0009]
(A) Since it is necessary to cut the outline of the semiconductor element 4 with high accuracy, the dicing process of the semiconductor element 4 requires stricter management of the apparatus and tool than a normal semiconductor element chip, and the dicing cost is increased. Specifically, it is necessary to manage the wear of a blade that is a blade of a dicer. Alternatively, if the blade is worn even a little, it becomes expensive because the blade must be replaced even though it can still be cut.
[0010]
(B) Since there is always a backlash (clearance) between the guide wall and the outer shape of the semiconductor element, when the cover 5 is attached to the contactor base 1 that supports the semiconductor element 4 or when the cover 5 is removed, When a slight lateral force is applied from the cover 5 to the semiconductor element 4, the semiconductor element 4 is displaced with respect to the contactor base 1, and the contact position of the terminal is shifted, so that contact scratches (indentations) increase, May be disadvantageous for implementation.
[0011]
Therefore, for example, in FIG. 31, both the positions of the semiconductor element 4 and the contactor base 1 are recognized by an image, both positions are corrected and aligned, and both are introduced while introducing a vacuum from the vacuum introduction hole 6 in this state. There is a method in which the semiconductor element 4 is pressed and held on the contactor base 1 by attaching the cover 5 while maintaining the position of the contactor base 1. However, this method also has the following problems.
[0012]
  (A) When the cover 5 is mounted after aligning the semiconductor element 4 and the contactor base 1, the position of the semiconductor element 4 is shifted due to the impact of the cover 5 mounting. In particular, this tendency is remarkable when the cover 5 is pivotally attached as indicated by an arrow. Further, even if a vacuum is introduced into the vacuum introduction hole 6 and the semiconductor element 4 is held on the contactor base 1 before the cover 5 is mounted, the space between the semiconductor element 4 and the contactor base 1 does not become a sealed space. The vacuum level does not increase. That is, contactGSince the electrode 2 is a convex portion and a gap is formed between the semiconductor element 4 and the contactor base 1, the vacuum pressure does not increase so much. Therefore, the holding force for holding the semiconductor element 4 on the contactor base 1 does not increase. Therefore, when the cover 5 is pressed toward the contactor base 1, if a large lateral force is applied to the semiconductor element 4, the position of the semiconductor element 4 tends to shift.
[0013]
  (B) Finally, the semiconductor element 4 is held on the contactor base 1 by the pressing force of the cover 5. The force with which the cover 5 presses the semiconductor element 4 is contacted with the terminals of the semiconductor element 4.GIt is equal to the contact pressure with the electrode 2 and cannot be increased too much. Therefore, when a force larger than this pressing force is applied to the contactor, the semiconductor element 4 may be displaced.
[0014]
  An object of the present invention is to provide a semiconductor element in which the semiconductor element can be securely held by the contactor, and the force for pressing the contactor cover against the contactor base is determined independently of the contact pressure of the terminal of the semiconductor element. ConTactaIs to provide.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
  The semiconductor device according to the inventionCoThe contactor is capable of contacting a contactor base having a contact electrode to be contacted by a terminal of the semiconductor element and a first abutting portion, a holding portion for holding the semiconductor element, and the first abutting portion. A cover having a second abutting portion, and a latch mechanism for locking the cover and the holding portion to the contactor base in a state where the first abutting portion and the second abutting portion are in contact with each other. The holding portion is movably attached to the cover and is urged by an elastic body in a direction toward the contactor base, and the elastic body has a non-elasticity that increases a spring constant when the spring is compressed. In addition to being a linear spring, the first abutting portion and the second abutting portion are in contact with each other and are in a compressed state to ensure contact between the contact electrode and the terminal of the semiconductor element. Characterized by as.
[0016]
In this configuration, the semiconductor element is held by the holding portion of the cover, and the semiconductor element is aligned with the contactor base so that the terminal of the semiconductor element is located at a position corresponding to the contact electrode. Then move the cover toward the contactor base. First, when the terminal of the semiconductor element comes into contact with the contact electrode and continues to push the cover, the contact pressure at which the terminal of the semiconductor element comes into contact with the contact electrode increases.
[0017]
After the terminal of the semiconductor element contacts the contact electrode with an appropriate contact force, the first butting portion and the second butting portion come into contact with each other. When the first butting portion and the second butting portion contact each other, the cover cannot be moved further toward the contactor base. Therefore, the contact pressure between the terminal of the semiconductor element and the contact electrode is determined by the elastic force of the contact electrode or the holding portion of the cover and the point of contact between the first butting portion and the second butting portion. Appropriate value determined by.
[0018]
  Accordingly, the latch mechanism locks the cover to the contactor base in a state where the first butting portion and the second butting portion are in contact with each other. In this state, the latch mechanism holds the cover with a predetermined locking force against the contactor base. Thus, the contact pressure between the terminal of the semiconductor element and the contact electrode is independent of the locking force that locks the cover to the contactor base. The locking force for locking the cover to the contactor base can be set to a sufficiently large value so that no deviation occurs between the cover and the contactor base.
  Further, the holding portion is movably attached to the cover and is urged by an elastic body in a direction toward the contactor base, and the elastic body is a non-linear spring whose spring constant increases as the spring compression proceeds. is there. When the semiconductor element and the contact electrode begin to contact, the spring constant of the non-linear spring is low, and even if the parallelism of both is inclined, the holding part can easily move to correct the inclination, so the contact pressure is reduced. It reduces concentration on the terminals and contact electrodes of a specific semiconductor element and prevents damage to the semiconductor element or the contactor base.
[0019]
Preferably, the latch mechanism is provided on one of the cover and the contactor base, and is provided on the other of the cover and the contactor base, an elastically deformable latch member for locking the cover to the contactor base, And a locking member for locking the latch member.
In this case, the latch member can include a claw provided at an end thereof, and the claw can be engaged with the locking member while the latch member is elastically deformed. The locking member includes two claws arranged at intervals, and the claw of the latch member includes a portion passing between the two claws of the locking member and a portion engaging with the two claws. It can be set as the structure containing.
[0020]
Preferably, the contact electrode has elasticity, and when the cover is moved toward the contactor base, the terminal of the semiconductor element first contacts the contact electrode, and then the contact electrode is elastically deformed while the contact electrode is elastically deformed. The first butting portion and the second butting portion are in contact with each other, so that the terminal of the semiconductor element is maintained in contact with the contact electrode under pressure.
[0021]
In this case, the holding portion may be provided integrally with the cover.
Preferably, the holding portion is movably attached to the cover and biased by an elastic body in a direction toward the contactor base, and when the cover is moved toward the contactor base, the The terminal comes into contact with the contact electrode, and then the first butted portion and the second butted portion come into contact with each other while the elastic body is elastically deformed. It is designed to be kept in contact with.
[0022]
In this case, the contact electrode is provided on the insulating thin film provided on the contactor base, and the wiring connected to the contact electrode is provided on the insulating thin film. can do. The first abutting portion may be positioned between the contact electrode and an external terminal provided at the outer end of the wiring.
[0023]
Preferably, the holding portion includes holding means for holding the semiconductor element on the holding portion. In this case, the holding means may include a vacuum introduction hole provided in the holding portion, and the semiconductor element may be held in the holding portion by a vacuum introduced through the vacuum introduction hole. Further, the holding portion can be made of a plate having a vacuum introduction hole, and the cover can have a head introduction hole through which the suction head passes.
[0024]
Preferably, the latch mechanism is provided on the cover and is elastically deformable to lock the cover to the contactor base, and a latch member provided on the contactor base and locking the latch member. The latch member is formed of a member having a cross-sectional shape having a central portion and both leg portions, the central portion is held by the cover, and the leg portion is engaged with the locking member.
[0025]
Preferably, the holding portion is movably attached to the cover and is urged by an elastic body in a direction toward the contactor base, and the holding portion is formed from a member having an inverted cross-section having a central portion and both leg portions. The leg portion is held by the cover, and the central portion holds the semiconductor element.
More preferably, the latch mechanism is provided on the cover and is elastically deformable for locking the cover to the contactor base, and a latch provided on the contactor base for locking the latch member. The latch member is formed of a member having a cross-sectional shape having a central portion and both leg portions, the central portion is held by the cover, and the leg portion is engaged with the locking member;
The holding portion is movably attached to the cover and is urged by an elastic body in a direction toward the contactor base, and the holding portion is formed of a member having an inverted cross-sectional shape including a central portion and both leg portions, The leg portion is held by the cover, and the central portion holds the semiconductor element.
[0027]
Preferably, the leg portion of the holding portion is inserted into a guide hole provided in the cover and has different sized portions. Alternatively, the retaining part can be made at least partially of a material with a high coefficient of friction.
Alternatively, at least one of the first and second abutting portions is subjected to a surface treatment for roughening the surface. Alternatively, at least the area where the semiconductor element contacts the holding portion can include one of a material having a high coefficient of friction and a material having a high thermal conductivity. Alternatively, the latch mechanism does not restrain the positions of the cover and the contactor base.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  1 and 2 show the present invention.Basic configurationIt is a figure which shows the contactor of the semiconductor element by an example. The contactor 10 includes a contactor base 20 having a contact electrode 16 to which the terminal 14 of the semiconductor element 12 is to contact and a first abutting portion 18. In this example, the contact electrode 16 is formed of an elastically deformable pin.
[0034]
Further, the contactor 10 includes a cover 26 having a holding portion 22 for holding the semiconductor element 12 and a second abutting portion 24 that can come into contact with the first abutting portion 18. In this example, the holding portion 22 is formed as an integral part of the cover 26. The first butting portion 18 is formed on the surface of the contactor base 20, and the second butting portion 24 is formed on the surface of the cover 26 that faces the contactor base 20.
[0035]
The holding portion 22 has a vacuum introduction hole 28 as a holding means for the semiconductor element 12, and a vacuum is introduced into the vacuum introduction hole 28 by the suction head 30, and the semiconductor element 12 is vacuum-sucked and held by the holding portion 22 of the cover 26. be able to. Since the holding portion 22 adsorbs the flat surface opposite to the terminal 14 of the semiconductor element 12, the amount of escape of the vacuum is smaller than that described with reference to FIG. 12 can be held. In this way, the semiconductor element 12 can be moved as a substantially integral object with the cover 26.
[0036]
Further, the contactor 10 includes a latch mechanism 32 that locks the cover 26 to the contactor base 20 in a state where the first butting portion 18 and the second butting portion 24 are in contact with each other. The latch mechanism 32 is provided on the cover 26 and is elastically deformable to lock the cover 26 to the contactor base 20. The latch mechanism 32 is provided on the contactor base 20 and locks the latch member 34. including. More specifically, the latch member 34 includes a claw 35 provided at an end thereof, and the claw 35 is engaged with the locking member 36 while the latch member 34 is elastically deformed.
[0037]
The first butting portion 18 and the second butting portion 24 as well as the contact electrode 16 and the holding portion 22 are made in the following relationship. That is, when the cover 26 is moved toward the contactor base 20, the terminal 14 of the semiconductor element 12 held by the holding portion 22 contacts the contact electrode 16, and the cover 26 is further moved toward the contactor base 20. In the state where the terminal 14 of the semiconductor element 12 is in contact with the contact electrode 16, the first abutting portion 18 and the second abutting portion 24 abut each other, and the cover 26 is further moved toward the contactor base 20. Stop.
[0038]
  That is, the contact electrode 16 is slightly above the upper surface of the first abutting portion 18, and the lower surface of the semiconductor element 12 is the same as the lower surface of the second abutting portion 24.AlmostSince they are at the same height, when the cover 26 is moved toward the contactor base 20, the terminal 14 of the semiconductor element 12 first held by the holding portion 22 contacts the contact electrode 16. When the cover 26 is further moved toward the contactor base 20, the terminal 14 of the semiconductor element 12 continues to contact the contact electrode 16 while the contact electrode 16 is elastically deformed. Then, the first butting portion 18 and the second butting portion 24 abut against each other, preventing the cover 26 from being moved further toward the contactor base 20. Therefore, the contact pressure between the terminal 14 of the semiconductor element 12 and the contact electrode 16 is determined by the amount of elastic deformation of the contact electrode 16.
[0039]
As shown in FIG. 2, the latch member 34 of the latch mechanism 32 is engaged with the locking member 36 in a state where the latch member 34 is elastically deformed from the initial shape shown by the broken line as shown by the solid line. The cover 26 is locked to the contactor base 20 by this locking force of the latch member 34 of the latch mechanism 32. This locking force is independent of the contact pressure between the terminal 14 of the semiconductor element 12 and the contact electrode 16.
[0040]
  Therefore, the contact pressure between the terminal 14 of the semiconductor element 12 and the contact electrode 16 is maintained at a constant value, and the semiconductor element 12 is contacted with the cover 26 locked to the contactor base 20 with a predetermined locking force.T10 is held. The contactor 10 can be moved while holding the semiconductor element 12, for example, the contactor 10 can be carried to a socket of a test apparatus. The locking force for locking the cover 26 to the contactor base 20 can be set to a sufficiently large value so that no deviation occurs between the cover 26 and the contactor base 20.
[0041]
  FIG. 3 is a view showing a modification of the cover 26 of FIGS. 1 and 2. The holding portion 22 of the cover 26 in FIG. 1 has a vacuum introduction hole 28, and the semiconductor element 12 is held by the holding portion 22 by vacuum suction, whereas the holding portion 22 of the cover 26 in FIG. Instead of the introduction hole 28, an elastically deformable claw 28a is provided. The semiconductor element 12 is illustrated by an elastically deformable claw 28a.3Is held by the holding portion 22 of the cover 26.
[0042]
  FIG. 4 illustrates the present invention.Basic configurationIt is a figure which shows the contactor of the semiconductor element by an example. The contactor 10 includes a contactor base 20, a cover 26, and a latch mechanism 32. Although the contactor base 20 is omitted, it is configured in the same manner as that of FIG. That is, the contactor base 20 has the contact electrode 16 and the first abutting portion 18.
[0043]
The cover 26 includes a holding portion 22 for holding the semiconductor element 12 and a second abutting portion 24 that can come into contact with the first abutting portion 18. In this example, the holding portion 22 is formed as a member different from the cover 26 and is movably attached to the cover 26. The holding portion 22 is urged by the elastic body 38 in the direction toward the contactor base 20.
[0044]
  Since the terminal 14 of the semiconductor element 12 held by the holding portion 22 is located slightly below the lower surface of the second abutting portion 24, when the cover 26 is moved toward the contactor base 20, The terminal 14 of the semiconductor element 12 is a contact electrode16To touch. In this case, the elastic body 38 is elastically deformed to provide a contact pressure with respect to the contact electrode 16 of the terminal 14 of the semiconductor element 12.
[0045]
  Therefore, the contact electrode of the contactor base 20161 and FIG. 2 do not have to be elastically deformed pins. In this case, the contact electrode16Is a membrane contact which will be explained laterG(FIG. 15). Membrane contactGAlthough the amount of deflection due to contact is small, an appropriate holding force can be set by the configuration of FIG.
[0046]
More specifically, the holding portion 22 is made of a member having an inverted cross-section having a central portion 22a and both leg portions 22b. The central portion 22a is a plate-like member, and the semiconductor element 12 is held by the central portion 22a. The leg portion 22b is a columnar member, and is held in a hole 40 provided in the cover 26 so as to be movable and with a stopper 41. The elastic body 38 is formed of a coil spring disposed around each leg portion 22b.
[0047]
  In a state where the semiconductor element 12 is held by the holding portion 22, the semiconductor element 12 protrudes below the lower surface of the second abutting portion 24. When the cover 26 is moved toward the contactor base 20, Terminal 14 is a contact electrode16To touch. When the cover 26 is further moved, the elastic body 38 bends and the terminal 14 of the semiconductor element 12 becomes the contact electrode.16Continue to touch.
[0048]
The vacuum introduction hole 28 is provided in the central portion 22a. On the other hand, the cover 26 has a head introduction hole 42 through which the suction head 30 (FIG. 1) passes. That is, the suction head 30 can be applied to the central portion 22 a through the head introduction hole 42 of the cover 26.
5 to 7 are views showing the latch member 34 of the latch mechanism 32 with the holding portion 22 and the semiconductor element 12 removed. As shown in FIGS. 4 to 7, the latch member 34 of the latch mechanism 32 is formed of a member having a bowl-shaped cross section including a central portion 34 a and both leg portions 34 b. The central portion 34a has a hole 34c, and a protrusion 44 provided on the cover 26 is snap-fitted into the hole 34c. Thus, the central portion 34 a is held by the cover 26, and the leg portion 34 b is engaged with the locking member 36 of the contactor base 20.
[0049]
As shown in FIG. 6, the distance l between the central portion 34 a and the locking member 36 of the contactor base 20 when the first butting portion 18 and the second butting portion 24 are in contact with each other.1Is the distance l between the central portion 34a and the claw 35 of the leg portion 34b.2Bigger than. Accordingly, as shown in FIG. 7, when the claw 35 of the leg portion 34 b of the latch member 34 is engaged with the locking member 36 of the contactor base 20, the latch member 34 is greatly elastically deformed, and the cover 26 is moved to the contactor base 20. Hold on. The cover 26 has a slot 26 s that absorbs deformation of the latch member 34. Also in this case, the locking force of the latch mechanism 32 that locks the cover 26 with respect to the contactor base 20 is independent of the contact pressure between the terminal 14 of the semiconductor element 12 and the contact electrode 16.
[0050]
8 to 10 are views showing modifications of the holding portion 22 of FIG. FIG. 8 is a perspective view of the holding portion 22, FIG. 9 is a plan view of the cover 26 to which the holding portion 22 is attached, and FIG. 10 is a sectional view of the holding portion 22 and the cover 26. The holding portion 22 includes a central portion 22a and both leg portions 22b, and these portions are formed as an integral structure by sheet metal. Accordingly, the holding portion 22 has excellent heat dissipation and can dissipate heat generated during the test of the semiconductor element 12.
[0051]
The end of the leg portion 22b has a retaining hook 22c. The leg portion 22b is inserted into the hole 40 of the cover 26 formed as an elongated hole with the two adjacent portions close to each other, and when the two adjacent leg portions 22b return to their original positions, the retaining hook 22c is inserted into the leg portion 22b. Is prevented from coming out of the hole 40 of the cover 26. FIG. 9 shows a protrusion 44 and holes 28 and 42 for stopping the latch member 34.
[0052]
FIG. 11 is a view showing a modification of the leg portion 22b. The two leg portions 22b are formed at an angle to each other. In a state where the retaining hook 22 c is engaged with the surface of the cover 26, the side wall of the leg portion 22 b is elastically engaged with the sidewall of the hole 40 of the cover 26, and the retaining hook 22 c is engaged with the surface of the cover 26. As it moves away from, the side wall of the leg portion 22b does not elastically engage the side wall of the hole 40 of the cover 26, as indicated by the broken line. This acts in the same manner as a non-linear spring described later.
[0053]
  The basic operation of the contactor 10 of FIGS. 4 to 11 is the same as that of the contactor 10 of FIGS.
  FIG.Basic configurationIt is a figure which shows the contactor of the semiconductor element by an example. The contactor 10 includes a contactor base 20, a cover 26, and a latch mechanism 32 as in the previous embodiment. 12 differs from the previous embodiment in that the latch member of the latch mechanism 3234Is provided on the contactor base 20, and a latch member34Locking with the claw 35Member 36Is provided on the cover 26. The basic operation of the contactor 10 of this embodiment is the same as that of the contactor 10 of the previous embodiment.
[0054]
FIG. 13 is a view showing a modification of the claw of the latch mechanism 32. The locking member 36 includes two claws 36a that are spaced apart from each other. The claw 35 of the latch member 34 includes a portion that passes between the two claws 36a and a portion that engages with the two claws 36a. Including. Therefore, the claw 35 of the latch member 34 does not require an acute hook shape like the claw 35 shown in FIG. 1, for example, and is thus easy to make and hard to wear.
[0055]
14 and 15 are views showing examples of membrane contacts forming the contact electrodes 16 provided on the contactor base 20. The membrane contact has a wiring 48 made of copper or the like provided on an insulating thin film 46 such as PI provided on the contactor base 20. A conductor protrusion is provided on the inner end of the wiring 48 by plating or the like to form the contact electrode 16. The outer end portion 50 of the wiring 48 becomes an external terminal. The membrane contact can form the wiring 48 and the contact electrode 16 with a narrow pitch and high accuracy. Since the contact electrode 16 of the membrane contact has a small amount of vertical movement, it is preferably used with a structure having a holding portion 22 that is movable by being loaded with a spring as shown in FIG.
[0056]
When the membrane contact is used, the first abutting portion 18 is positioned between the contact electrode 16 and the external terminal 50 provided at the outer end portion of the wiring 48. Thereby, the terminal of the test apparatus can be brought into contact with the external terminal 50 without being obstructed by the first abutting portion 18.
FIG. 16 is a diagram showing an outline of an alignment device for the cover 26 holding the semiconductor element 12 and the contactor base 20. The contactor base 20 is disposed on the fine feed mechanism 52. The fine feed mechanism 52 includes an X stage, a Y stage, and a θ stage. The cover 26 is attached to a feed mechanism (not shown) including a Z stage.
[0057]
First, the semiconductor element 12 is held by the holding portion 22 of the cover 26. In the illustrated embodiment, the suction head 30 is applied to the vacuum introduction hole 28, and the semiconductor element 12 is held by the holding portion 22 of the cover 26 by introducing a vacuum. If the suction head 30 can support the entire cover 26, the suction head 30 may be attached to the Z stage.
[0058]
An image recognition device 54 including a CCD camera or the like is disposed between the cover 26 and the contactor base 20. The image recognizing device 54 can advance on a line connecting the cover 26 and the contactor base 20 and can retreat to a position retracted from the same line. The head of the image recognition device 54 includes a half mirror or is rotatable, and can detect the terminal 14 of the semiconductor element 12 supported by the cover 26 and the contact electrode 16 of the contactor base 20. Accordingly, the fine feed mechanism 52 can be operated in accordance with the output of the image recognition device 54 to align the cover 26 and the contactor base 20. When the alignment is completed, the image recognition device 54 is retracted.
[0059]
Then, the cover 26 is moved toward the contactor base 20 while maintaining the aligned positional relationship. The suction head 30 continues to introduce a vacuum into the vacuum introduction hole 28, and the semiconductor element 12 continues to be held on the holding portion 22 of the cover 26 by vacuum suction. As described above, since the flat surface of the semiconductor element 12 is attracted to the holding portion 22 of the cover 26, the attracting force is relatively large.
[0060]
When the cover 26 is moved toward the contactor base 20, first, the terminal 14 of the semiconductor element 12 contacts the contact electrode 16, and the terminal 14 contacts the contact electrode 16 with a holding force determined by the spring force of the elastic body. Thus, since the cover 26 is moved toward the contactor base 20 in a state where the cover 26 and the contactor base 20 are aligned, the terminal 14 of the semiconductor element 12 comes into contact with the contact electrode 16 accurately.
[0061]
  Then, the first abutting portion 18 and the second abutting portion 24 are brought into strong contact with each other, and the movement of the cover 26 toward the contactor base 20 is stopped. Therefore, the latch mechanism 32 is engaged with the locking member 36, and the cover 26 is locked to the contactor base 20 with a predetermined locking force. When operating the latch mechanism 32, an impact is applied to the contactor 10, but the first abutting portion 18 and the second abutting portion 24 are in strong contact with each other.soThe impact is not transmitted so much to the internal holding portion 22 and the semiconductor element 12, and no positional deviation occurs.
[0062]
  Thereafter, the vacuum of the suction head 30 is released, and the suction head 30 is separated from the holding portion 22 of the cover 26. The terminal 14 of the semiconductor element 12 is held by the contact electrode 16 with a holding force determined by the spring force of the elastic body.
  As described above, the alignment of the semiconductor element 12 is performed in a state where the semiconductor element 12 is integrated with the cover 26.OrSince the positional relationship among the semiconductor element 12, the cover 26, and the suction head 30 does not change until the latch is completed, very accurate alignment can be performed. Further, since the cover 26 is strongly held by the contactor base 20 by the elastic force of the latch mechanism 32, even if vibration or impact is applied to the contactor 10 in the subsequent test process, the position shift does not occur.
[0063]
FIG. 17 is a diagram illustrating a process of removing the aligned cover 26 from the contactor base 20. The process of removing the cover 26 from the contactor base 20 is the reverse of the process described with reference to FIG. First, the suction head 30 sucks the holding portion 22 of the semiconductor element 12 cover 26 to release the latch mechanism 32. At this time, the first butting portion 18 and the second butting portion 24 are brought into strong contact with each other, and the latch is released using the jig 56.
[0064]
Then, the semiconductor element 12, the cover 26, and the suction head 30 are moved with respect to the contactor base 20. In this way, the cover 26 can be separated from the contactor base 20 without the semiconductor element 12 being displaced or dropped. Then, the vacuum of the suction head 30 can be released and the semiconductor element 12 can be removed from the cover 26.
[0065]
FIG. 18 is a diagram showing a modification of the embodiment of FIG. In this embodiment, a guide is used instead of the image recognition device 54. That is, in the step of aligning the terminal 14 of the semiconductor element 12 with the contact electrode 16 of the contactor base 20, the cover 26 is moved toward the contactor base 20 along the guide while the semiconductor element 12 is held by the holding portion 22. .
[0066]
In FIG. 18, the contactor base 20 has positioning guide pins 58, and the holding portion 22 has positioning holes 60. Thus, when the cover 26 is moved toward the contactor base 20, the terminal 14 of the semiconductor element 12 and the contact electrode 16 can be correctly aligned. The positioning guide pins 58 and the positioning holes 60 may be reversed. Further, the guide is not limited to the positioning guide pin 58 or the positioning hole 60.
[0067]
FIG. 19 is a view showing an example of a cover including a non-linear spring. As shown in FIG. 19A, the elastic body 38 attached to the holding portion 22 of the cover 26 is a non-linear coil spring including a first portion 38a and a second portion 38b having different spring constants. The non-linear coil spring 38 may have a structure in which the first portion 38a and the second portion 38b are integrated, or may have a separate structure. Further, the non-linear coil spring 38 may be composed of not only two portions but also three or more portions.
[0068]
The non-linear coil spring 38 is a non-linear spring whose spring constant increases as the compression of the spring proceeds. That is, as shown in FIGS. 19B and 19C, in the initial stage when the cover 26 approaches the contactor base 20, the compression of the spring is small, and the second portion 38b having a small spring constant is largely deformed. As shown in FIG. 19D, in the final stage where the cover 26 approaches the contactor base 20, the compression of the spring increases, and the first portion 38a having a large spring constant also deforms greatly.
[0069]
The non-linear coil spring 38 is advantageous, for example, when the cover 26 moves toward the contactor base 20 while being tilted when the cover 26 is held by the suction head 62 and moved toward the contactor base 20. That is, as shown in FIG. 19B, when the cover 26 moves toward the contactor base 20 while tilting, there is a possibility that the terminal 14 of the specific semiconductor element 12 and the contact electrode 16 are in intensive contact with each other. There is.
[0070]
As shown in FIG. 19C, since the second portion 38b of the non-linear coil spring 38 is easily deformed greatly even when a small force is applied, the terminal 14 of the semiconductor element 12 is in contact with the contact electrode 16. Since the cover 26 can easily move so as to correct the tilt, the terminal 14 of the semiconductor element 12 and the contact electrode 16 are in contact with the cover 26 in parallel with the contactor base 20. Therefore, it has a function of reducing the concentrated contact of the terminals 14 of the specific semiconductor element 12 with the contact electrode 16 and preventing the semiconductor element 12 or the contactor base 20 (particularly the contact electrode 16) from being damaged. When the second abutting portion 24 of the cover 26 contacts the first abutting portion 18 of the contactor base 20, the non-linear coil spring 38 is in contact with the terminal 14 of the semiconductor element 12 and the contact electrode 16. Provide a sufficiently large holding force to maintain.
[0071]
20 and 21 are diagrams showing an example in which a surface treatment for roughening the surface of the abutting portion is performed. The abutting surface of the second abutting portion 24 of the cover 26 is roughened to provide fine irregularities. By so doing, slippage is unlikely to occur between the first butting portion 18 and the second butting portion 24, and lateral displacement is unlikely to occur between the cover 26 and the contactor base 20. In particular, when the membrane contact provided on the surface of the contactor base 20 is provided, the second abutting portion 24 bites into the portion of the insulating thin film 46 where the first abutting portion 18 is located, and the lateral displacement is unlikely to occur. Become.
[0072]
22 and 23 are diagrams showing examples in which the leg portions of the holding portion of the cover have different sizes. In this example, as in the case of FIG. 4, the leg portion 22 b of the holding portion 22 is inserted into the hole 40 of the cover 26, is urged by the elastic body 38, and has a stopper 41. The leg portion 22b of the holding portion 22 has a first portion 22x and a second portion 22y having different sizes.
[0073]
When the holding portion 22 is at the lowermost position with respect to the cover 26 (FIG. 22), the second portion 22y of the leg portion 22b of the holding portion 22 fits into the hole 40 of the cover 26 without a backlash, so that the holding portion 22 is The cover 26 cannot move laterally. When the holding portion 22 approaches the cover 26, the second portion 22y of the leg portion 22b comes out of the hole 40 of the cover 26, and the first portion 22x of the leg portion 22b enters the hole 40 of the cover 26. A gap is formed between the first portion 22 x of the leg portion 22 b and the hole 40 of the cover 26, so that the holding portion 22 can be finely moved with respect to the cover 26.
[0074]
Accordingly, the semiconductor element 12 is attached to the cover 26 by adsorbing the semiconductor element 12 to the holding portion 22 in a state where the second portion 22y of the leg portion 22b of the holding portion 22 is fitted in the hole 40 of the cover 26 without looseness. On the other hand, it can be held in an accurate position. In this state, the position of the semiconductor element 12 is recognized, and then the cover 26 is moved toward the contactor base 20. Even when the holding portion 22 is inclined to the contactor base 20 when the terminal 14 of the semiconductor element 12 and the contact electrode 16 are in contact with each other, the holding portion 22 can move in the same manner as in the case of using the previous non-linear spring. The terminal 14 and the contact electrode 16 of the specific semiconductor element 12 can be prevented from being intensively contacted.
[0075]
Also in the example shown in FIG. 11, when the holding portion 22 is at the lowermost position, the leg portion 22 b of the holding portion 22 comes into tight contact with the hole 40 of the cover 26, and the holding portion 22 faces the contactor base 20. When moved, the leg portion 22 b of the holding portion 22 loosely contacts the hole 40 of the cover 26. Therefore, in this case as well, the same action as in FIGS. 22 and 23 can be obtained.
[0076]
  FIG. 24 is a diagram showing an example in which a material having a high coefficient of friction is attached to at least the area where the semiconductor element contacts the holding portion.The OneIn other words, a layer 64 of a material having a high coefficient of friction is attached to the lower surface of the holding portion 22. The layer 64 of high coefficient of friction material can be silicon rubber, which isProtectionIt is attached to the lower surface of the holding portion 22 or coated. In this way, slipping between the holding portion 22 and the semiconductor element 12 is prevented as much as possible.
[0077]
  FIG. 25 shows a material having a high thermal conductivity in at least an area where the semiconductor element contacts the holding portion.66It is a figure which shows the example which stuck. Further, the holding portion 22 can be made of a material having high thermal conductivity. Since the semiconductor element 12 generates heat during the test, the semiconductor element 12 can be prevented from being overheated by using the holding portion 22 as a radiation fin.
[0078]
26 and 27 are diagrams showing a modification of the latch mechanism. 26 shows a part of the latch member 34 and the locking member 36 of the latch mechanism 32, and FIG. 27 is a plan view of a portion of the locking member 36 of FIG. The claw 35 of the latch member 34 attached to the cover 26 is adapted to engage with the locking member 36 of the contactor base 20. The locking member 36 is formed by making a part of the side surface of the contactor base 20 into a semicircular shape.
[0079]
When there is an angular deviation between the latch mechanism 32 and the contactor base 20, the latch mechanism 32 normally causes relative rotation between the cover 26 and the contactor base 20, and the Even if there is a position shift along the semicircular path between the latch mechanism 32 and the contactor base 20 by adopting the above-described semicircular shape, the cover 26 and the contactor base 20 are displaced. There is substantially no displacement between the two. Accordingly, the terminal 14 and the contact electrode 16 of the semiconductor element 12 are maintained in a state of accurate alignment before.
[0080]
FIG. 28 is a view showing a modification of the latch mechanism. 26 and 27 is provided at the corner portion of the contactor base 20, whereas the locking member 36 of FIG. 28 is provided at the side portion of the contactor base 20.
As described above, when the locking member 36 of the latch mechanism 34 is integrated with the cover 26 or the contactor base 20, it has a structure that can be finely moved in the horizontal direction, particularly in the rotational direction. The locking protrusion of the locking member 36 may be spherical or semicircular so that the contact portion of the latch mechanism 32 is not a line contact but a point contact.
[0081]
FIG. 29 is a diagram showing an example of a contactor setting device for a semiconductor element. The contactor 10 includes the cover 26, the holding portion 22, and the contactor base 20 as described in the above example.
The contactor setting (and resetting) device includes a suction head 30 for temporarily holding the semiconductor element 12 on the holding portion 22 and an image recognition device 54 for alignment. Further, the contactor setting (and resetting) device supplies the semiconductor element 12 to the holding portion 22 and moves it toward the contactor base 20 while holding the cover 26 and the device supply device 70 for taking out from the holding portion 22. Cover holding device 72, a latch operation mechanism 74 for engaging latch mechanism 32 with locking member 36, and a latch release device 76 for releasing latch mechanism 32 from locking member 36.
[0082]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the semiconductor element can be securely held by the contactor, and the force for pressing the contactor cover against the contactor base is determined independently of the contact pressure of the terminal of the semiconductor element. Can be done.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 of the present inventionBasic configurationIt is a figure which shows the contactor of the semiconductor element by an example.
FIG. 2 shows the contactor of FIG. 1 in a locked state.
FIG. 3 is a view showing a modified example of the cover of FIG. 1;
FIG. 4 of the present inventionBasic configurationIt is a figure which shows the contactor of the semiconductor element by an example.
FIG. 5 is a diagram showing a detailed example of a latch member.
6 is a partially enlarged view of the latch member of FIG. 5;
7 is a view showing a state of deformation of the latch member of FIG. 6. FIG.
FIG. 8 is a view showing a modification of the holding portion of FIG. 4;
FIG. 9 is a plan view of a cover to which the holding portion of FIG. 8 is attached.
10 is a cross-sectional view of the holding portion and the cover of FIG.
11 is a view showing a modification of the holding portion of FIG.
FIG. 12 shows the present invention.Basic configurationIt is a figure which shows the contactor of the semiconductor element by an example.
FIG. 13 is a view showing a modified example of the claw of the latch mechanism.
FIG. 14 is a side view showing a membrane contact for forming a contact electrode.
15 is a perspective view of a contactor base showing the membrane contact of FIG.
FIG. 16 is a diagram showing an outline of an apparatus for aligning a cover holding a semiconductor element and a contactor base.
FIG. 17 is a view showing a process of removing the cover from the contactor base.
FIG. 18 is a diagram illustrating a modification example of alignment.
FIG. 19 is a view showing an example of a cover including a non-linear spring.
FIG. 20 is a diagram showing an example in which a surface treatment is performed to roughen the surface of the abutting portion.
FIG. 21 is an enlarged view of a portion within a round frame in FIG. 20;
FIG. 22 is a diagram showing an example in which the leg portion of the holding portion has portions of different sizes.
FIG. 23 is a diagram showing the holding portion of FIG. 22 at a different position.
FIG. 24 is a diagram showing an example in which a material having a high friction coefficient is attached to at least an area where a semiconductor element is in contact with a holding portion.
FIG. 25 is a diagram illustrating an example in which a material having high thermal conductivity is attached to at least an area of the holding portion that is in contact with the semiconductor element.
FIG. 26 is a view showing a modification of the latch mechanism.
27 is a plan view of a portion of the latch member of FIG. 26. FIG.
FIG. 28 is a view showing a modification of the latch mechanism.
FIG. 29 is a diagram showing an example of a contactor setting device for a semiconductor element.
FIG. 30 is a diagram showing an example of a contactor of a conventional semiconductor element.
FIG. 31 is a diagram showing another example of a conventional contactor of a semiconductor device.
[Explanation of symbols]
10 ... Contactor
12 ... Semiconductor element
14 ... Terminal
16 ... Contact electrode
18 ... first butting part
20 ... Contactor base
22 ... holding part
24. Second abutting portion
26 ... Cover
28 ... Vacuum introduction hole
30 ... Suction head
32 ... Latch mechanism
34 ... Latch member
35 ... nail
36 ... locking member
38 ... Elastic body
40 ... hole
42 ... Head introduction hole
44 ... Protrusions
46 ... Thin film
48 ... Wiring
50 ... Outer end
52 ... Fine feed mechanism
54. Image recognition device

Claims (19)

半導体素子の端子が接触すべきコンタクト電極と第１の突き当て部分とを有するコンタクタベースと、
半導体素子を保持するための保持部分と、
該第１の突き当て部分と当接可能な第２の突き当て部分とを有するカバーと、
該第１の突き当て部分と該第２の突き当て部分とが互いに当接した状態で該カバー及び該保持部分をコンタクタベースにロックするラッチ機構とを備え、
該保持部分は該カバーに可動に取付けられ且つ該コンタクタベースに向かう方向に弾性体によって付勢されており、該弾性体は、ばねの圧縮がすすむとばね定数が高くなるような非線型ばねであると共に、前記第１の突き当て部分と第２の突き当て部分とが互いに当接した状態で圧縮状態にあって、コンタクト電極と半導体素子の端子との接触を確実なものとすることを特徴とする半導体素子のコンタクタ。A contactor base having a contact electrode to be contacted by a terminal of the semiconductor element and a first abutting portion;
A holding portion for holding the semiconductor element;
A cover having a second butting portion that can come into contact with the first butting portion;
A latch mechanism for locking the cover and the holding portion to the contactor base in a state where the first butting portion and the second butting portion are in contact with each other;
The holding portion is movably attached to the cover and is urged by an elastic body in a direction toward the contactor base, and the elastic body is a non-linear spring whose spring constant increases as the compression of the spring proceeds. In addition , the first abutting portion and the second abutting portion are in contact with each other and are in a compressed state to ensure contact between the contact electrode and the terminal of the semiconductor element. A contactor for a semiconductor device. 該ラッチ機構は、該カバー及び該コンタクタベースの一方に設けられ、該カバーをコンタクタベースにロックするために弾性変形可能なラッチ部材と、該カバー及び該コンタクタベースの他方に設けられ、該ラッチ部材を係止する係止部材とを含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体素子のコンタクタ。The latch mechanism is provided on one of the cover and the contactor base and is elastically deformable to lock the cover to the contactor base, and is provided on the other of the cover and the contactor base. Con data Kuta semiconductor device according to claim 1, characterized in that it comprises a locking member for locking the. 該ラッチ部材はその端部に設けられた爪を含み、該ラッチ部材が弾性変形する間に該爪が該係止部材に係合することを特徴とする請求項２に記載の半導体素子のコンタクタ。3. The semiconductor element connector according to claim 2, wherein the latch member includes a claw provided at an end thereof, and the claw engages with the locking member while the latch member is elastically deformed. data Kuta. 該係止部材は間隔をあけて配置された２つの爪からなり、該ラッチ部材の爪は該係止部材の２つの爪の間を通る部分と該２つの爪に係合する部分とを含むことを特徴とする請求項３に記載の半導体素子のコンタクタ。The locking member includes two claws spaced apart from each other, and the claw of the latch member includes a portion passing between the two claws of the locking member and a portion engaging with the two claws. Con data Kuta semiconductor device according to claim 3, characterized in that. 該コンタクト電極は弾性を有し、該カバーが該コンタクタベースに向かって動かされるときに、最初に半導体素子の端子がコンタクト電極に接触し、その後で該コンタクト電極が弾性変形しつつ該第１の突き当て部分と該第２の突き当て部分とが互いに当接し、よって半導体素子の端子がコンタクト電極に圧力下で接触した状態に維持されるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子のコンタクタ。The contact electrode has elasticity, and when the cover is moved toward the contactor base, first, the terminal of the semiconductor element contacts the contact electrode, and then the contact electrode is elastically deformed and the first electrode 2. The abutting portion and the second abutting portion are in contact with each other, so that the terminal of the semiconductor element is maintained in contact with the contact electrode under pressure. Con data Kuta semiconductor device according. 該保持部分は該カバーに可動に取付けられ且つ該コンタクタベースに向かう方向に弾性体によって付勢されており、該カバーが該コンタクタベースに向かって動かされるときに、最初に半導体素子の端子がコンタクト電極に接触し、その後で該弾性体が弾性変形しつつ該第１の突き当て部分と該第２の突き当て部分とが互いに当接し、よって半導体素子の端子がコンタクト電極に圧力下で接触した状態に維持されるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子のコンタクタ。 The holding portion is movably attached to the cover and is urged by an elastic body in a direction toward the contactor base, and when the cover is moved toward the contactor base, the terminal of the semiconductor element is first contacted. The first abutting portion and the second abutting portion are in contact with each other while the elastic body is elastically deformed, and the terminal of the semiconductor element is in contact with the contact electrode under pressure. Con data Kuta semiconductor device according to claim 1, characterized that it is so is kept. 該コンタクト電極は該コンタクタベースの上に設けられた絶縁性の薄膜の上に設けられ、さらに該コンタクト電極に接続された配線が該絶縁性の薄膜の上に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の半導体素子のコンタクタ。 The contact electrode is provided on an insulating thin film provided on the contactor base, and a wiring connected to the contact electrode is provided on the insulating thin film. Con data Kuta semiconductor device according to claim 6. 該第１の突き当て部分は該コンタクト電極と該配線の外端部に設けられる外部端子との間に位置することを特徴とする請求項７に記載の半導体素子のコンタクタ。Con data Kuta semiconductor device according to claim 7 abutting portions of said first, characterized in that positioned between the external terminals provided on an outer end portion of the contact electrode and wiring. 該保持部分は半導体素子を該保持部分に保持させるための保持手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体素子のコンタクタ。Con data Kuta semiconductor device according to claim 1, wherein said retaining portion, characterized in that it comprises a holding means for holding the semiconductor element by the holding portion. 該保持手段は該保持部分に設けられた真空導入孔を含み、該真空導入孔を介して導入された真空により半導体素子を該保持部分に保持することを特徴とする請求項９に記載の半導体素子のコンタクタ。 The semiconductor device according to claim 9 , wherein the holding means includes a vacuum introduction hole provided in the holding portion, and holds the semiconductor element in the holding portion by a vacuum introduced through the vacuum introduction hole. Con data Kuta element. 該保持部分は、真空導入孔を有する板からなり、該カバーが吸着ヘッドを通すヘッド導入孔を有することを特徴とする請求項１０に記載の半導体素子のコンタクタ。 The holding part is a plate having a vacuum inlet hole, Con data Kuta as claimed in claim 10, characterized in that it comprises a head introduction hole which the cover through the suction head. 該ラッチ機構は、該カバーに設けられ、該カバーを該コンタクタベースにロックするために弾性変形可能なラッチ部材と、該コンタクタベースに設けられ、該ラッチ部材を係止する係止部材とを含み、該ラッチ部材は中央部分と両脚部分とからなる断面Π形の部材からなり、該中央部分が該カバーに保持され、該脚部分が該係止部材に係合されることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子のコンタクタ。 The latch mechanism includes a latch member provided on the cover and elastically deformable to lock the cover to the contactor base, and a latch member provided on the contactor base and locking the latch member. The latch member is formed of a member having a cross-sectional shape having a central portion and both leg portions, the central portion being held by the cover, and the leg portion being engaged with the locking member. Con data Kuta semiconductor device according to claim 1. 該保持部分は該カバーに可動に取付けられ且つ該コンタクタベースに向かう方向に弾性体によって付勢されており、該保持部分は中央部分と両脚部分とからなる断面逆Π形の部材からなり、該脚部分が該カバーに保持され、該中央部分が半導体素子を保持することを特徴とする請求項１に記載の半導体素子のコンタクタ。 The holding portion is movably attached to the cover and is urged by an elastic body in a direction toward the contactor base, and the holding portion is formed of a member having an inverted cross-sectional shape including a central portion and both leg portions, leg portion is retained in the cover, Con data Kuta semiconductor device according to claim 1 wherein said central portion is characterized by holding the semiconductor element. 該ラッチ機構は、該カバーに設けられ、該カバーを該コンタクタベースにロックするために弾性変形可能なラッチ部材と、該コンタクタベースに設けられ、該ラッチ部材を係止する係止部材とを含み、該ラッチ部材は中央部分と両脚部分とからなる断面Π形の部材からなり、該中央部分が該カバーに保持され、該脚部分が該係止部材に係合され、
該保持部分は該カバーに可動に取付けられ且つ該コンタクタベースに向かう方向に弾性体によって付勢されており、該保持部分は中央部分と両脚部分とからなる断面逆Π形の部材からなり、該脚部分が該カバーに保持され、該中央部分が半導体素子を保持することを特徴とする請求項１に記載の半導体素子のコンタクタ。 The latch mechanism includes a latch member provided on the cover and elastically deformable to lock the cover to the contactor base, and a latch member provided on the contactor base and locking the latch member. The latch member is formed of a member having a cross-sectional shape having a central portion and both leg portions, the central portion is held by the cover, and the leg portions are engaged with the locking members;
The holding portion is movably attached to the cover and is urged by an elastic body in a direction toward the contactor base, and the holding portion is formed of a member having an inverted cross-sectional shape including a central portion and both leg portions, leg portion is retained in the cover, Con data Kuta semiconductor device according to claim 1 wherein said central portion is characterized by holding the semiconductor element. 該保持部分の脚部分は該カバーに設けられたガイド穴に挿入され、異なった大きさの部分を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体素子のコンタクタ。 Leg portions of the holding portion is inserted into the guide holes formed in the cover, Con data Kuta as claimed in claim 1, characterized in that it comprises a portion of different sizes. 該保持部分は少なくとも部分的に摩擦係数の高い材料で作られることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子のコンタクタ。Con data Kuta semiconductor device according to claim 1, wherein said retaining portion, characterized in that it is made at least partially in a high coefficient of friction material. 該第１及び第２の突き当て部分の少なくとも一方は表面を粗くする表面処理を施されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子のコンタクタ。Con data Kuta semiconductor device according to claim 1, characterized in that at least one of said first and second abutment parts are subjected to a surface treatment for roughening the surface. 該保持部分の少なくとも半導体素子の接触するエリアは、摩擦係数の高い材料及び熱伝導性の高い材料の１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体素子のコンタクタ。 Area which contacts at least a semiconductor element of said retaining portion, con data Kuta as claimed in claim 1, characterized in that it comprises one of the high high material and thermal conductivity coefficient of friction material. 該ラッチ機構が、カバーとコンタクタベースの位置を拘束することのないものであることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子のコンタクタ。 The latch mechanism, cover and con motor Kuta as claimed in claim 1, characterized in that the contactor-based position is intended not to restrain.
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