JP4115023B2 - 検査装置 - 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装置に関する。
【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は、例えば、特開平７−３８０１７号公報にも示されるように、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を有するプリント配線基板と、被検査物としての半導体集積回路が収容される、例えば、ＢＧＡ型（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）の半導体装置が装着される収容部を有する被検査物収容部材と、半導体装置の上面に当接し所定の圧力で押圧する押圧部を有し、被検査物収容部材の上部を覆うカバー部材と、カバー部材に回動可能に支持され被検査物収容部材に係合しカバー部材を被検査物収容部材に固定するフック部材とを含んで構成されている。
【０００４】
半導体装置は、プリント配線基板に電気的に接続される複数のコンタクトピン群に接続される接続基板おける所定の位置に位置決めされて配されている。
【０００５】
カバー部材の一端部は、被検査物収容部材の一方の端縁部に設けられる支持軸により回動可能に被検査物収容部材に連結されている。また、半導体装置の被押圧面に当接し所定の圧力で下方に向けて押圧する押圧部が、そのカバー部材の内面側部分における半導体装置に対向する部分に設けられている。その押圧部は、その姿勢がカバー部材に対して変動しないように拘束されている。
【０００６】
接続基板は、コンタクトピン群と接続基板との間に配される弾性部材の付勢力により、下方側から半導体装置の端子に向けて付勢されている。
【０００７】
半導体装置が被検査物収容部材の収容部に装着される場合、あるいは、試験された半導体装置が被検査物収容部材の収容部から取り外される場合、フック部材が非係合状態とされ、カバー部材は開状態とされる。
【０００８】
一方、カバー部材が閉状態とされ被検査物収容部材の収容室を覆うとき、半導体装置における各端子に所定の付勢力が作用されるもとで、フック部材が係合状態とされて半導体装置の端子と接続基板の接点とが電気的に導通状態とされることとなる。その際、試験中、あるいは、半導体装置装着時、確実な導通状態を得るためには、押圧部が半導体装置の全部の端子を接続基板に対して均等に押圧することが要求されることとなる。
【０００９】
かかる構成のもとで、半導体装置が被検査物収容部材の収容部に装着され、所定の試験電圧がプリント配線基板の入出力部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。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように半導体装置における各端子の先端と接続基板の接点とが接触されて各端子に所定の付勢力が作用される場合、半導体装置の端子数が比較的多く、半導体装置の被押圧面の面積が比較的大となるとき、必要となる付勢力が比較的大となるのでフック部材が係合状態とされてカバー部材が閉状態とされるときの操作力が比較的大となり、その操作性が悪くなる虞がある。
【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装置であって、半導体装置の端子数が比較的多くなる場合であっても操作性が悪化することなく、しかも、被検査物の各端子に均等に圧力を加えることができる検査装置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、本発明に係る検査装置は、内部に電子回路を有する被検査物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被検査物からの出力信号が送出される入出力部を有する基板に併設される基台と、一端部が基台に回動可能に支持され基板に対して近接した位置または離隔した位置に配される回動部材と、回動部材の案内孔に移動可能に配され、被検査物の被押圧面部に対して所定の勾配をもって形成される傾斜面を有し傾斜面に沿って往復操作される操作部材と、回動部材の案内孔の周辺に回動可能に配され、操作部材の外周面に摺接する第１のローラ部材と、操作部材の傾斜面に係合されるとともに、第１のローラ部材と協働して操作部材を移動可能に支持する第２のローラ部材を有し、複数の弾性部材を収容すると共に操作部材の操作に応じて複数の弾性部材を変位させる伝達部を備え、回動部材が基台に対して近接した位置とされる場合、操作部材の傾斜面および第２のローラ部材を介して伝達される操作力に比して大なる押圧力を、基板上に配される被検査物の端子と基板の接点とを接触させるべく被検査物における被押圧面部に伝達する弾性部材収容体と、を備えて構成される。
【００１３】
また、請求項２に係る検査装置は、基板の接点と被検査物の端子との間を選択的に導通状態とする導電性シート部材が基板の接点と被検査物の端子との間に設けられてもよい。
【００１４】
請求項３に係る検査装置は、請求項２記載の検査装置において、被検査物の外周部が係合される収容部を有し被検査物の端子の導電性シート部材の導電部に対する位置決めを行う被検査物位置決め部材と、導電性シート部材の導電部の基板の接点に対する位置決めを行うシート部材位置決め部材とを加えて備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に係る検査装置は、請求項２記載の検査装置において、導電性シート部材の導電部における被検査物の端子に対向する面は、略平坦面とされ、導電性シート部材の導電部における基板の接点に対向する面は、基板の接点に対応した凸部が形成されることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に係る検査装置は、請求項４記載の検査装置において、被検査物の端子の相互間距離が０．５（ｍｍ）である場合、導電性シート部材の導電部の直径が０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であり、凸部の基端部から頂点までの高さが１０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする。
【００１７】
請求項６に係る検査装置は、請求項２記載の検査装置において、導電性シート部材は、導電部の被検査物の端子に対する位置決めを行う複数の透孔が設けられる金属部を導電部の周囲に有し、複数の透孔のうち少なくとも一つが長孔であることを特徴とする。
【００１８】
請求項７に係る検査装置は、請求項１記載の検査装置において、弾性部材の押圧力は、弾性部材の一端を保持する弾性部材受けと、弾性部材受けと当接される押圧板とを介して被検査物における被押圧面部に伝達されることを特徴とする。
【００２０】
請求項８に係る検査装置は、請求項７記載の検査装置において、弾性部材受けと押圧板とは、互いに係合される断面形状が球状の凹凸部を介して当接されることを特徴とする。
【００２１】
請求項９に係る検査装置は、請求項８記載の検査装置において、押圧板の凹部の曲率半径が、弾性部材受けの凸部の曲率半径に比して０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲で大に設定されることを特徴とする。
【００２２】
請求項１０に係る検査装置は、請求項７記載の検査装置において、弾性部材受けと押圧板とは、互いに係合される断面形状が円錐状の凹凸部を介して当接されることを特徴とする。
【００２３】
請求項１１に係る検査装置は、請求項１０記載の検査装置において、押圧板は、被検査物における被押圧面部に対して位置調整可能に配されることを特徴とする。
【００２４】
請求項１２に係る検査装置は、請求項１１記載の検査装置において、押圧板は、被検査物における被押圧面部に対して１ｍｍ以上、位置調整可能に配されることを特徴とする。
【００２５】
請求項１３に係る検査装置は、請求項１記載の検査装置において、弾性部材のばね定数は、４．８（ｋｇ／ｍｍ）以上７．２（ｋｇ／ｍｍ）以下であることを特徴とする。
【００２６】
請求項１４に係る検査装置は、請求項１記載の検査装置において、操作部材の傾斜面は、異なる勾配をそれぞれ有する複数の斜面が連なって形成されることを特徴とする。
【００２７】
請求項１５に係る検査装置は、請求項３記載の検査装置において、被検査物の外周部が係合される収容部を有し被検査物の端子の導電性シート部材の導電部に対する位置決めを行う被検査物位置決め部材は、導電部の被検査物の端子に対する位置決めを行う複数の透孔が設けられる金属部を導電部の周囲に有する導電性シート部材の少なくとも２個の透孔を利用して位置決めを行うことを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明に係る検査装置の一例の全体構成を概略的に示す。
【００２９】
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縦横に複数個配され被検査物としての半導体装置が装着される収容室を有する被検査物収容部材４とを含んで構成されている。
【００３０】
プリント配線基板２の接点群２Ｂは、複数の接点、例えば、２０００〜３０００個の接点が縦横に所定の相互間隔、例えば、０．５（ｍｍ）間隔で配列形成されている。
【００３１】
また、接点群２Ｂは、図８に示されるように、後述する導電性シート部材４８の端子部４８ａに対応して設けられている。接点群２Ｂにおける各接点は、図示が省略される導体を通じて入出力部２Ａにそれぞれ接続されている。これにより、入出力部２Ａからの信号が接点群２Ｂを通じて導電性シート部材４８の端子部４８ａに供給され、また、導電性シート部材４８の端子部４８ａからの信号が接点群２Ｂを通じて入出力部２Ａに送出されることとなる。
【００３２】
プリント配線基板２の各接点群２Ｂが形成される表面に対向する裏面側には、プリント配線基板２の剛性を高める受圧板６が各被検査物収容部材４ごとに設けられている。
【００３３】
被検査物収容部材４は、図３、図４、および、図５に示されるように、プリント配線基板２の各接点群２Ｂにそれぞれ対応して固定され被検査物収容部材４の下部を形成する基台８と、一端が基台８に回動可能に支持され後述するスプリングケース１６および押圧板４２を基台８に対して近接状態または離隔状態とする回動板としてのガイドブロック部材１０とを主要な要素として含んで構成されている。
【００３４】
基台８は、図６に示されるように、プリント配線基板２の各接点群２Ｂに対向し配され、４箇所の透孔８ｂを介してそれぞれ固定孔８ｐに嵌合される位置決めピンＬＰ１により、プリント配線基板２に位置決めされている。
【００３５】
基台８における一方の側端部には、図４に示されるように、ガイドブロック部材１０の連結部１０ＦＡが回動可能に連結される連結支持部８Ｆが設けられている。各連結支持部８Ｆは、支持軸２６が挿入される透孔８ｆを有している。透孔８ｆの中心軸線は、図５においてプリント配線基板２に対して平行であって紙面に対して垂直方向に延びている。また、基台８における他方の側端部には、図５に示されるように、後述するフック部材２２の係合部２２ｂが係合される被係合部８ａが設けられている。
【００３６】
基台８における接点群２Ｂに対向する下端部には、図８に示されるように、接点群２Ｂに対して開口し後述する位置決めプレート３４を収容する凹部８Ｋが形成されている。また、凹部８Ｋは、開口部８ｊを通じて後述する保持プレート１４が所定の隙間をもって対向配置される平坦部に連通している。
【００３７】
樹脂材料、例えば、ガラスエポキシ樹脂またはステンレス鋼板で薄板状に作られた導電性シート部材４８における略中央部には、図１３の（Ａ）に示されるように、押圧されることにより選択的に導通状態とする端子部４８ａが後述する半導体装置３８の電極、および、接点群２Ｂに対応して形成されている。端子部４８ａの周囲は、薄板状の金属製のフレーム４８ｆにより囲まれている。端子部４８ａの周縁部は、正方形のフレーム４８ｆの内周縁に形成される複数の微小な透孔に固着されることにより、フレーム４８ｆと結合されている。フレーム４８ｆは、その外周部４８ｍと一体に成形されている。また、導電性シート部材４８は、図１３の（Ａ）および図９に示されるように、プリント配線基板２上の所定位置に接点群２Ｂを挟んで相対向して設けられる２本の位置決めピン３６がそれぞれ嵌合される透孔４８ｂｘおよび４８ｂｙをフレーム４８ｆ内に有している。透孔４８ｂｘは、所定の直径を有する円形状の孔とされ、また、透孔４８ｂｙは、例えば、所定長さの長孔とされる。これにより、導電性シート部材４８の端子部４８ａの接点群２Ｂに対する位置決めが精度よく行われることとなる。外周部４８ｍには、位置決めピンＬＰ１がそれぞれ挿入される透孔４８ｐが４箇所に設けられている。
【００３８】
導電性シート部材４８の端子部４８ａは、複合導電材料、例えばシリコーンゴムと金属粒子とからなるもので作られている。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よい。導電部の直径は、例えば、約０．２ｍｍ以上約０．４ｍｍ以下である。
【００３９】
端子部４８ａ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装置３８の各電極と端子部４８ａ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装置３８の電極との接触による損傷が回避されることとなる。
【００４０】
なお、導電性シート部材４８は、上述の例においては基台８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８が互いに連結されるもとで、複数個の基台８に跨って１個設けられるように構成されてもよい。
【００４１】
端子部４８ａにおいて後述する押圧板４２に対向する面は、図１３の（Ｂ）に示されるように、平坦な面とされ、一方、端子部４８ａにおいて半導体装置３８の各電極に対向する面には、接点群２Ｂの各接点に対応した導電部としての各凸部がそれぞれ突出する凸部群４８ｎが形成されている。各凸部の基端部は、端子部４８ａに一体に形成されている。また、凸部群４８ｎの基端部から先端までの高さは、例えば、１０以上１００以下（μｍ）とされる。
【００４２】
例えば、ＢＧＡ型とされる半導体装置３８は、ウエハーに形成された複数の半導体集積回路がダイシング、組立工程を経て、得られた略正方形の半導体装置とされる。
【００４３】
半導体装置３８において導電性シート部材４８に対向する面には、導電性シート部材４８の端子部４８ａに電気的に接続されるべき球状の電極が全面にわたって複数個形成されている。その電極の相互間距離は、例えば、約０．５（ｍｍ）程度とされる。
【００４４】
導電性シート部材４８上には、図６および図８に示されるように、被検査物としての半導体装置３８を収容し、その半導体装置３８の電極の導電性シート部材４８の端子部４８ａに対する位置決めを行う位置決めプレート３４が設けられている。
【００４５】
板状の位置決めプレート３４は、導電性シート部材４８の端子部４８ａに対向する位置に被検査物の収容部としての略正方形の開口部３４ａを有している。開口部３４ａの周縁における各隅には、それぞれ、円弧部が形成されている。また、開口部３４ａの周囲における相対向する２箇所には、位置決めピン３６がそれぞれ嵌合される透孔３４ｂが設けられている。
【００４６】
これにより、開口部３４ａに装着された半導体装置３８の電極の導電性シート部材４８の端子部４８ａに対する位置決めが精度よく行われることとなる。
【００４７】
ガイドブロック部材１０は、図１および図３に示されるように、位置決めプレート３４の開口部３４ａに対向した位置に、その開口部３４ａよりも大なる案内孔１０ａを有している。案内孔１０ａは、ガイドブロック部材１０が半導体装置３８に対向した位置をとるとき、その中心軸線が半導体装置３８の被押圧面に対して略垂直に交わるように形成されている。また、案内孔１０ａの周縁部における一対の向かい合う端部には、それぞれ、後述する操作フレーム部材１２が挿入される貫通孔１０ｓが設けられている。長方形の断面形状とされる貫通孔１０ｓは、案内孔１０ａの中心軸線に対して略直交する方向に沿って形成されている。貫通孔１０ｓの周縁部の両端部には、それぞれ、上端面と貫通孔１０ｓとを連通させる切欠部１０ｎが設けられている。各切欠部１０ｎには、操作フレーム部材１２に摺接されるローラ１３が設けられている。各ローラ１３は、操作フレーム部材１２の挿入方向に対して略直交する方向に延びる各支持軸１５の一端に回動可能に支持されている。各支持軸１５の他端側は、ガイドブロック部材１０の内部を貫通し、止め輪により係止されている。
【００４８】
ガイドブロック部材１０における基台８の連結支持部８Ｆ相互間に対応した位置には、支持軸２６を介して連結される一対の連結端１０ＦＡが支持軸２６の軸線方向に沿って所定の間隔をもって設けられている。各連結端１０ＦＡは、連結支持部８Ｆの透孔８ｆとの共通中心軸線上に支持軸２６が挿入される透孔１０ｆａを有している。支持軸２６の両端部には、それぞれ、ガイドブロック部材１０を図１０の矢印の示す方向、即ち、時計回り方向に付勢するコイルスプリング２８が巻装されている。コイルスプリング２８の一端は、図４に示されるように、ガイドブロック部材１０に設けられる溝に係合され、他端は基台８の溝８ｎに係合されている。
【００４９】
また、ガイドブロック部材１０における一対の連結端１０ＦＡに対向する一方の端部側には、図３に示されるように、支持軸２４の両端部をそれぞれ支持する支持部１０ＦＢが設けられている。支持部１０ＦＢは、支持軸２４の一端が挿入される透孔１０ｆｂを有している。支持軸２４の両端部はスナップリングＳＬにより係止されている。
【００５０】
支持部１０ＦＢ相互間には、支持軸２４に支持されるフック部材２２が配されている。フック部材２２は、図１および図３に示されるように、一方の端部に基台８の被係合部８ａに係合される係合部２２ｂを有している。また、フック部材２２は、他方の端部に支持軸２４が挿入される透孔２２ａを透孔１０ｆｂの共通中心軸線上に有している。これにより、フック部材２２は支持軸２４により回動可能に支持されることとなる。フック部材２２の他方の端部の先端には、フック部材２２の係合部２２ｂが被係合部８ａに対して非係合状態とされるとき、操作される操作部２２ｄが設けられている。フック部材２２の内面側に形成される凹部２２ｇには、フック部材２２の係合部２２ｂを被係合部８ａに対して係合させる方向に付勢するコイルスプリング３０が設けられている。そのコイルスプリング３０は、支持軸２４に巻装されている。
【００５１】
従って、基台８の被係合部８ａ、フック部材２２の係合部２２ｂ、コイルスプリング３０、および、支持軸２４により、ガイドブロック部材１０を基台８に対して選択的に保持するロック／アンロック機構が形成されることとなる。
【００５２】
ガイドブロック部材１０の案内孔１０ａに摺動可能に支持されるスプリングケース１６は、図１および図７に示されるように、透孔１６ａを有し操作フレーム部材１２の内周面に係合される本体部１６Ａと、本体部１６Ａの両端部にそれぞれ連なって押圧力伝達部材の一部として形成される伝達部１６Ｂとを含んで構成されている。
【００５３】
本体部１６Ａは、図７および図８に示されるように、１２個のコイルスプリング４０を収容する収容室を有している。
【００５４】
各コイルスプリング４０は、その一端が本体部１６Ａの天井部の内側に形成される窪み１６ｇに係合され、他端が後述するスプリンク受け４４の窪み４４ｇに係合されることにより、支持されている。各コイルスプリング４０は、比較的高温下においてもばね定数の変化しない耐熱性材料で作られている。各コイルスプリング４０のばね定数は、導電性シート部材４８の端子部４８ａと半導体装置３８の電極との接触が不安定とならず、かつ、半導体装置３８の電極の損傷に繋がらない値に設定される。コイルスプリング４０のばね定数は、例えば、４．８（ｋｇ／ｍｍ）以上７．２（ｋｇ／ｍｍ）以下に設定されている。
【００５５】
ばね定数がこのような範囲に設定されるのは、４．８（ｋｇ／ｍｍ）未満の場合、導電性シート部材４８の端子部４８ａと半導体装置３８の電極との接触が不安定となり、また、７．２（ｋｇ／ｍｍ）を越える場合、半導体装置３８の電極の損傷に繋がる虞があるからである。
【００５６】
各伝達部１６Ｂは、図５に示されるように、操作フレーム部材１２の斜面部１２Ｅおよび１２Ｆにそれぞれ摺接されるローラ１６Ｄａおよび１６Ｄｂを有している。ローラ１６Ｄａおよび１６Ｄｂは、各伝達部１６Ｂに回動可能に支持されている。各伝達部１６Ｂにおけるローラ１６Ｄａおよび１６Ｄｂに対応した位置には、図１に示されるように、それぞれ、支持軸２０が挿入される透孔１６ｆが設けられている。これにより、各伝達部１６Ｂは、支持軸２０を介してケースホルダ１８に連結されることとなる。
【００５７】
ケースホルダ１８は、図８に示されるように、その略中央部に略正方形の開口部１８ａを有している。また、ケースホルダ１８におけるスプリングケース１６の伝達部１６Ｂの切欠部に係合される部分には、図５に示されるように、支持軸２０を支持する一対の支持部１８Ｆが所定の間隔をもって支持軸２０の軸線に沿って形成されている。各支持部１８Ｆは、共通軸線上に支持軸２０が挿入される透孔１８ｆを有している。従って、ケースホルダ１８は、支持軸２０が透孔１８ｆおよび１６ｆに挿入されることにより、スプリングケース１６の伝達部１６Ｂに連結されることとなる。
【００５８】
さらに、ケースホルダ１８の各支持部１８Ｆの下面側部分には、図１に示されるように、各コイルスプリング３２の一端側が係合される凹部１８ｇがそれぞれ設けられている。
【００５９】
スプリング受け４４は、図８および図９に示されるように、スプリングケース１６の内面に対向してケースホルダ１８に載置されている。スプリング受け４４は、スプリングケース１６の凹部１６ｇにそれぞれ対向する位置に、コイルスプリング４０の他端が係合される凹部４４ｇを有している。これにより、スプリング受け４４は、コイルスプリング４０の付勢力により、ケースホルダ１８の内側の表面に押しつけられることとなる。
【００６０】
スプリング受け４４におけるケースホルダ１８の開口部１８ａに挿入される略正方形の加圧部４４ｐの中央部には、押圧板４２の凹面部４２ａに係合される球状部４６が形成されている。その加圧部４４ｐの外周部と開口部１８ａの周縁部との間には、所定の隙間が形成されている。
【００６１】
ガイドブロック部材１０の下端部には、図８および図９に示されるように、４個のコイルスプリング３２および押圧板４２を保持する保持プレート１４がビスＢＳ２およびナットＮｕによりガイドブロック部材１０に締結されている。
【００６２】
ガイドブロック部材１０と基台８との間に配され後述する押圧板４２を包囲する保持プレート１４は、ケースホルダ１８の凹部１８ｇに対向する位置にそれぞれコイルスプリング３２の他端側が係合される凹部１４ｇを有している。また、保持プレート１４は、ケースホルダ１８の開口部１８ａおよび位置決めプレート３４の開口部３４ａに対応して略正方形の開口部１４ａを有している。開口部１４ａの周縁部には、押圧板４２の当接部の周囲を保持する保持部１４ｂが形成されている。開口部１４ａには、押圧板４２の当接部が所定の隙間をもって挿入されている。
【００６３】
押圧板４２には、スプリング受け４４の加圧部４４ｐに対向する部分の略中央部に、球状部４６の先端が係合される凹面部４２ａを有した受圧板４２Ａが嵌合されている。金属材料で作られた受圧板４２Ａは、焼き入れ処理が施されて所定の硬度を有している。凹面部４２ａの曲率半径は、例えば、球状部４６の曲率半径に比して約０．５（ｍｍ）以上約１．０（ｍｍ）以下の範囲内で大に設定されている。凹面部４２ａおよび球状部４６の断面形状は、球状に限られることなく、略円錐状とされてもよい。
【００６４】
押圧板４２とスプリング受け４４との間には、所定の隙間が形成されている。
【００６５】
これにより、ガイドブロック部材１０の案内孔１０ａの中心軸線が押圧板４２の中心軸線に対して所定の角度傾いた状態で組み立てられた場合であっても球状部４６および凹面部４２ａを介して押圧されるので押圧板４２の当接部は半導体装置３８の被押圧面全体に均等に当接されることとなる。
【００６６】
また、図８に示されるように、ガイドブロック部材１０が基台８に固定される場合、所定の隙間、例えば、約１ｍｍ程度の隙間が、押圧板４２の当接部の周囲と開口部１４ａの周縁部との間に形成されることとなる。これにより、押圧板４２の位置調整が容易となる。
【００６７】
一方、図１０に示されるように、ガイドブロック部材１０が基台８に対して離隔した状態においては、コイルスプリング４０の付勢力により押圧されて押圧板４２の当接部の周囲が開口部１４ａの周縁部の保持部１４ｂに係合されることとなる。
【００６８】
操作フレーム部材１２は、図１２に示されるように、スプリングケース１６の本体部１６Ａの外周面に摺接される内周面１２ａを有している。操作フレーム部材１２の一対の向かい合う長辺におけるスプリングケース１６の伝達部１６Ｂに対向する面側には、斜面部１２Ｅおよび１２Ｆが、それぞれ、ローラ１６Ｄａおよび１６Ｄｂに対応して形成されている。斜面部１２Ｅは、一方側の短辺近傍に連なる円弧部１２Ｅａと、円弧部１２Ｅａに連なり所定の勾配を有する急斜面１２Ｅｂと、急斜面１２Ｅｂに連なり急斜面１２Ｅｂの勾配よりも操作フレーム部材１２の上面に対して近ずく方向に緩やかな勾配をもって形成されている緩斜面１２Ｅｃとから構成されている。
【００６９】
斜面部１２Ｆは、斜面部１２Ｅに対して所定の間隔をもって形成されており、斜面部１２Ｅと同様な円弧部１２Ｆａ、急斜面１２Ｆｂ、および、緩斜面１２Ｆｃとから形成されている。斜面部１２Ｆと斜面部１２Ｅとの間は、操作フレーム部材１２の上面に対して略平行な面により連結されている。従って、係合されるローラ１６Ｄａおよび１６Ｄｂは、操作フレーム部材１２の移動に応じてコイルスプリング３２の付勢力に抗して徐々に下方に向けて移動されることとなる。
【００７０】
操作フレーム部材１２が、図１に実線で示される状態から矢印の示す方向に向けて操作されるとき、斜面部１２Ｅおよび１２Ｆの円弧部１２Ｅａおよび１２Ｆａが、図１２に示されるように、ローラ１６Ｄａおよび１６Ｄｂからそれぞれ離れ、操作フレーム部材１２の先端が図１１に実線で示される位置および図１に一点鎖線で示される位置まで移動されるとき、ローラ１６Ｄａおよび１６Ｄｂが緩斜面１２Ｅｃおよび１２Ｆｃに係合される。
【００７１】
その際、ローラ１６Ｄａおよび１６Ｄｂが操作フレーム部材１２の緩斜面１２Ｅｃおよび１２Ｆｃに係合されるとき、スプリングケース１６内の各コイルスプリング４０の撓み量が最大となり所定の押圧力が押圧板４２に作用されることとなる。
【００７２】
斜面部１２Ｅおよび１２Ｆの勾配は、円弧部１２Ｅａおよび１２Ｆａの最大移動量のとき、即ち、各コイルスプリング４０の撓み量が最大となるとき、操作フレーム部材１２が図１に二点鎖線で示され位置まで例えば、約１．５ｋｇｆで操作されるとき、その操作力に比して大なる約２６．６４ｋｇｆの全押圧力が得られる程度の値に設定されている。これにより、操作フレーム部材１２の操作力に比して大なる押圧力が半導体装置３８に作用されることとなる。
【００７３】
従って、倍力機構部が、ガイドブロック部材１０に案内される操作フレーム部材１２と、その斜面部１２Ｅおよび１２Ｆと、スプリングケース１６と、そのローラ１６Ｄａおよび１６Ｄｂと、コイルスプリング４０と、スプリング受け４４とにより形成されることとなる。
【００７４】
かかる構成のもとで、半導体装置３８を検査をするにあたっては、先ず、ガイドブロック部材１０が図１０に示されるように、倒立状態とされ、半導体装置３８が位置決めプレート３４の開口部３４ａに装着される。その際、操作フレーム部材１２の円弧部１２Ｅａ、および、１２Ｆａがそれぞれローラ１６Ｄａおよび１６Ｄｂに係合されている。
【００７５】
次に、ガイドブロック部材１０が倒立された状態から位置決めプレート３４に対して近接する方向にコイルスプリング２８の付勢力に抗して回動される。
【００７６】
続いて、ガイドブロック部材１０がさらに回動されるとき、図１および図５に示されるように、押圧板４２の当接部は、ガイドブロック部材１０の中心の回動軌跡に対して垂直となり、その結果、押圧板４２の当接部と半導体装置３８の被押圧面とが互いに略平行となった状態で半導体装置３８にその当接部が当接されることとなる。また、フック部材２２の係合部２２ｂが被係合部８ａに係合されることとなり、ガイドブロック部材１０が基台８に対して固定されることとなる。その際、半導体装置３８は、未だ押圧されていない状態なのでフック部材２２の係合部２２ｂが被係合部８ａに対して容易に係合されることとなる。
【００７７】
続いて、操作フレーム部材１２が、図１１に示されるように、ガイドブロック部材１０の貫通孔１０ｓに案内されて操作されることにより、スプリングケース１６が下方に向けて移動せしめられ、その操作力に比して大なる全コイルスプリング４０の付勢力が押圧力として押圧板４２の当接部を介して半導体装置３８に作用されることとなる。その際、導電性シート部材４８の端子部４８ａは導通状態とされる。これにより、半導体装置３８の電極とプリント配線基板２の電極群２Ｂとが電気的に接続されることとなる。
【００７８】
そして、所定の雰囲気中において、プリント配線基板２の入出力部２Ａ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２Ａ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装置３８の潜在的欠陥が判断されることとなる。
【００７９】
従って、操作フレーム部材１２の比較的小さい操作力によってその操作力に比して大なる十分な押圧力が半導体装置３８に作用され、しかも、導電性シート部材４８が用いられることにより高密度の端子を有する半導体装置についても容易に試験を行うことができる。
【００８０】
半導体装置３８の検査終了後、操作フレーム部材１２が元の状態に戻され、また、フック部材２２の操作部２２ｄが操作されてフック部材２２がコイルスプリング３０の付勢力に抗して時計回り方向に回転されることにより、フック部材２２の係合部２２ｂが被係合部８ａに対して非係合状態とされる。そして、ガイドブロック部材１０は、コイルスプリング２８およびコイルスプリング３２の付勢力により、図１０に示されるように、元の状態に戻されることとなる。
【００８１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る検査装置によれば、回動部材の案内孔に移動可能に配され、被検査物の被押圧面部に対して所定の勾配をもって形成される傾斜面を有し傾斜面に沿って往復操作される操作部材と、回動部材の案内孔の周辺に回動可能に配され、操作部材の外周面に摺接する第１のローラ部材と、操作部材の傾斜面に係合されるとともに、第１のローラ部材と協働して操作部材を移動可能に支持する第２のローラ部材を有し、複数の弾性部材を収容すると共に操作部材の操作に応じて複数の弾性部材を変位させる伝達部を備え、回動部材が基台に対して近接した位置とされる場合、操作部材の傾斜面および第２のローラ部材を介して伝達される操作力に比して大なる押圧力を、基板上に配される被検査物の端子と基板の接点とを接触させるべく被検査物における被押圧面部に伝達する弾性部材収容体と、を備えるので半導体装置の端子数が比較的多くなる場合であっても操作性が悪化することなく、しかも、被検査物の各端子に均等に圧力を加えることができる。
また、仮に、被検査物の端子数が比較的多くなり、操作部材の操作力に比して大なる押圧力を増大させる必要がある場合であっても、例えば、複数の弾性部材のばね定数または個数の変更により押圧力を増大させることができる。
さらに、操作部材が回動部材の案内孔に移動可能に支持されるものなので検査装置の小型化を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る検査装置の一例の要部を示す断面図である。
【図２】本発明に係る検査装置の一例の全体構成を示す概略構成図である。
【図３】図１に示される例における要部の外観の平面図である。
【図４】図１に示される例における要部の外観の側面図である。
【図５】図１に示される例における要部の外観の正面図である。
【図６】図１に示される例におけるＶＩ−ＶＩ線に沿って示す断面図である。
【図７】図１に示される例におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿って示す断面図である。
【図８】図３におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿って示される断面図である。
【図９】図３におけるＩＸ−ＩＸ線に沿って示される断面図である。
【図１０】図１に示される例における動作説明に供される正面図である。
【図１１】図１に示される例における動作説明に供される断面図である。
【図１２】図１に示される例における動作説明に供される部分断面図である。
【図１３】（Ａ）は、図１に示される例に用いられる導電性シート部材の平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）において示される導電性シート部材の断面図である。
【符号の説明】
２ プリント配線基板
８ 基台
１０ ガイドブロック部材
１２ 操作フレーム部材
１２Ｅ，１２Ｆ 斜面部
１６ スプリングケース
１６Ｄａ，１６Ｄｂ ローラ
３４ 位置決めプレート
３６ 位置決めピン
３８ 半導体装置
４０ コイルスプリング
４２ 押圧板
４４ スプリング受け
４８ 導電性シート部材
ＬＰ１ 位置決めピン
【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装置に関する。
【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は、例えば、特開平７−３８０１７号公報にも示されるように、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を有するプリント配線基板と、被検査物としての半導体集積回路が収容される、例えば、ＢＧＡ型（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）の半導体装置が装着される収容部を有する被検査物収容部材と、半導体装置の上面に当接し所定の圧力で押圧する押圧部を有し、被検査物収容部材の上部を覆うカバー部材と、カバー部材に回動可能に支持され被検査物収容部材に係合しカバー部材を被検査物収容部材に固定するフック部材とを含んで構成されている。
【０００４】
半導体装置は、プリント配線基板に電気的に接続される複数のコンタクトピン群に接続される接続基板おける所定の位置に位置決めされて配されている。
【０００５】
カバー部材の一端部は、被検査物収容部材の一方の端縁部に設けられる支持軸により回動可能に被検査物収容部材に連結されている。また、半導体装置の被押圧面に当接し所定の圧力で下方に向けて押圧する押圧部が、そのカバー部材の内面側部分における半導体装置に対向する部分に設けられている。その押圧部は、その姿勢がカバー部材に対して変動しないように拘束されている。
【０００６】
接続基板は、コンタクトピン群と接続基板との間に配される弾性部材の付勢力により、下方側から半導体装置の端子に向けて付勢されている。
【０００７】
半導体装置が被検査物収容部材の収容部に装着される場合、あるいは、試験された半導体装置が被検査物収容部材の収容部から取り外される場合、フック部材が非係合状態とされ、カバー部材は開状態とされる。
【０００８】
一方、カバー部材が閉状態とされ被検査物収容部材の収容室を覆うとき、半導体装置における各端子に所定の付勢力が作用されるもとで、フック部材が係合状態とされて半導体装置の端子と接続基板の接点とが電気的に導通状態とされることとなる。その際、試験中、あるいは、半導体装置装着時、確実な導通状態を得るためには、押圧部が半導体装置の全部の端子を接続基板に対して均等に押圧することが要求されることとなる。
【０００９】
かかる構成のもとで、半導体装置が被検査物収容部材の収容部に装着され、所定の試験電圧がプリント配線基板の入出力部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。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように半導体装置における各端子の先端と接続基板の接点とが接触されて各端子に所定の付勢力が作用される場合、半導体装置の端子数が比較的多く、半導体装置の被押圧面の面積が比較的大となるとき、必要となる付勢力が比較的大となるのでフック部材が係合状態とされてカバー部材が閉状態とされるときの操作力が比較的大となり、その操作性が悪くなる虞がある。
【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装置であって、半導体装置の端子数が比較的多くなる場合であっても操作性が悪化することなく、しかも、被検査物の各端子に均等に圧力を加えることができる検査装置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、本発明に係る検査装置は、内部に電子回路を有する被検査物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被検査物からの出力信号が送出される入出力部を有する基板に併設される基台と、一端部が基台に回動可能に支持され基板に対して近接した位置または離隔した位置に配される回動部材と、回動部材の案内孔に移動可能に配され、被検査物の被押圧面部に対して所定の勾配をもって形成される傾斜面を有し傾斜面に沿って往復操作される操作部材と、回動部材の案内孔の周辺に回動可能に配され、操作部材の外周面に摺接する第１のローラ部材と、操作部材の傾斜面に係合されるとともに、第１のローラ部材と協働して操作部材を移動可能に支持する第２のローラ部材を有し、複数の弾性部材を収容すると共に操作部材の操作に応じて複数の弾性部材を変位させる伝達部を備え、回動部材が基台に対して近接した位置とされる場合、操作部材の傾斜面および第２のローラ部材を介して伝達される操作力に比して大なる押圧力を、基板上に配される被検査物の端子と基板の接点とを接触させるべく被検査物における被押圧面部に伝達する弾性部材収容体と、を備えて構成される。
【００１３】
また、請求項２に係る検査装置は、基板の接点と被検査物の端子との間を選択的に導通状態とする導電性シート部材が基板の接点と被検査物の端子との間に設けられてもよい。
【００１４】
請求項３に係る検査装置は、請求項２記載の検査装置において、被検査物の外周部が係合される収容部を有し被検査物の端子の導電性シート部材の導電部に対する位置決めを行う被検査物位置決め部材と、導電性シート部材の導電部の基板の接点に対する位置決めを行うシート部材位置決め部材とを加えて備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に係る検査装置は、請求項２記載の検査装置において、導電性シート部材の導電部における被検査物の端子に対向する面は、略平坦面とされ、導電性シート部材の導電部における基板の接点に対向する面は、基板の接点に対応した凸部が形成されることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に係る検査装置は、請求項４記載の検査装置において、被検査物の端子の相互間距離が０．５（ｍｍ）である場合、導電性シート部材の導電部の直径が０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であり、凸部の基端部から頂点までの高さが１０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする。
【００１７】
請求項６に係る検査装置は、請求項２記載の検査装置において、導電性シート部材は、導電部の被検査物の端子に対する位置決めを行う複数の透孔が設けられる金属部を導電部の周囲に有し、複数の透孔のうち少なくとも一つが長孔であることを特徴とする。
【００１８】
請求項７に係る検査装置は、請求項１記載の検査装置において、弾性部材の押圧力は、弾性部材の一端を保持する弾性部材受けと、弾性部材受けと当接される押圧板とを介して被検査物における被押圧面部に伝達されることを特徴とする。
【００２０】
請求項８に係る検査装置は、請求項７記載の検査装置において、弾性部材受けと押圧板とは、互いに係合される断面形状が球状の凹凸部を介して当接されることを特徴とする。
【００２１】
請求項９に係る検査装置は、請求項８記載の検査装置において、押圧板の凹部の曲率半径が、弾性部材受けの凸部の曲率半径に比して０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲で大に設定されることを特徴とする。
【００２２】
請求項１０に係る検査装置は、請求項７記載の検査装置において、弾性部材受けと押圧板とは、互いに係合される断面形状が円錐状の凹凸部を介して当接されることを特徴とする。
【００２３】
請求項１１に係る検査装置は、請求項１０記載の検査装置において、押圧板は、被検査物における被押圧面部に対して位置調整可能に配されることを特徴とする。
【００２４】
請求項１２に係る検査装置は、請求項１１記載の検査装置において、押圧板は、被検査物における被押圧面部に対して１ｍｍ以上、位置調整可能に配されることを特徴とする。
【００２５】
請求項１３に係る検査装置は、請求項１記載の検査装置において、弾性部材のばね定数は、４．８（ｋｇ／ｍｍ）以上７．２（ｋｇ／ｍｍ）以下であることを特徴とする。
【００２６】
請求項１４に係る検査装置は、請求項１記載の検査装置において、操作部材の傾斜面は、異なる勾配をそれぞれ有する複数の斜面が連なって形成されることを特徴とする。
【００２７】
請求項１５に係る検査装置は、請求項３記載の検査装置において、被検査物の外周部が係合される収容部を有し被検査物の端子の導電性シート部材の導電部に対する位置決めを行う被検査物位置決め部材は、導電部の被検査物の端子に対する位置決めを行う複数の透孔が設けられる金属部を導電部の周囲に有する導電性シート部材の少なくとも２個の透孔を利用して位置決めを行うことを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明に係る検査装置の一例の全体構成を概略的に示す。
【００２９】
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縦横に複数個配され被検査物としての半導体装置が装着される収容室を有する被検査物収容部材４とを含んで構成されている。
【００３０】
プリント配線基板２の接点群２Ｂは、複数の接点、例えば、２０００〜３０００個の接点が縦横に所定の相互間隔、例えば、０．５（ｍｍ）間隔で配列形成されている。
【００３１】
また、接点群２Ｂは、図８に示されるように、後述する導電性シート部材４８の端子部４８ａに対応して設けられている。接点群２Ｂにおける各接点は、図示が省略される導体を通じて入出力部２Ａにそれぞれ接続されている。これにより、入出力部２Ａからの信号が接点群２Ｂを通じて導電性シート部材４８の端子部４８ａに供給され、また、導電性シート部材４８の端子部４８ａからの信号が接点群２Ｂを通じて入出力部２Ａに送出されることとなる。
【００３２】
プリント配線基板２の各接点群２Ｂが形成される表面に対向する裏面側には、プリント配線基板２の剛性を高める受圧板６が各被検査物収容部材４ごとに設けられている。
【００３３】
被検査物収容部材４は、図３、図４、および、図５に示されるように、プリント配線基板２の各接点群２Ｂにそれぞれ対応して固定され被検査物収容部材４の下部を形成する基台８と、一端が基台８に回動可能に支持され後述するスプリングケース１６および押圧板４２を基台８に対して近接状態または離隔状態とする回動板としてのガイドブロック部材１０とを主要な要素として含んで構成されている。
【００３４】
基台８は、図６に示されるように、プリント配線基板２の各接点群２Ｂに対向し配され、４箇所の透孔８ｂを介してそれぞれ固定孔８ｐに嵌合される位置決めピンＬＰ１により、プリント配線基板２に位置決めされている。
【００３５】
基台８における一方の側端部には、図４に示されるように、ガイドブロック部材１０の連結部１０ＦＡが回動可能に連結される連結支持部８Ｆが設けられている。各連結支持部８Ｆは、支持軸２６が挿入される透孔８ｆを有している。透孔８ｆの中心軸線は、図５においてプリント配線基板２に対して平行であって紙面に対して垂直方向に延びている。また、基台８における他方の側端部には、図５に示されるように、後述するフック部材２２の係合部２２ｂが係合される被係合部８ａが設けられている。
【００３６】
基台８における接点群２Ｂに対向する下端部には、図８に示されるように、接点群２Ｂに対して開口し後述する位置決めプレート３４を収容する凹部８Ｋが形成されている。また、凹部８Ｋは、開口部８ｊを通じて後述する保持プレート１４が所定の隙間をもって対向配置される平坦部に連通している。
【００３７】
樹脂材料、例えば、ガラスエポキシ樹脂またはステンレス鋼板で薄板状に作られた導電性シート部材４８における略中央部には、図１３の（Ａ）に示されるように、押圧されることにより選択的に導通状態とする端子部４８ａが後述する半導体装置３８の電極、および、接点群２Ｂに対応して形成されている。端子部４８ａの周囲は、薄板状の金属製のフレーム４８ｆにより囲まれている。端子部４８ａの周縁部は、正方形のフレーム４８ｆの内周縁に形成される複数の微小な透孔に固着されることにより、フレーム４８ｆと結合されている。フレーム４８ｆは、その外周部４８ｍと一体に成形されている。また、導電性シート部材４８は、図１３の（Ａ）および図９に示されるように、プリント配線基板２上の所定位置に接点群２Ｂを挟んで相対向して設けられる２本の位置決めピン３６がそれぞれ嵌合される透孔４８ｂｘおよび４８ｂｙをフレーム４８ｆ内に有している。透孔４８ｂｘは、所定の直径を有する円形状の孔とされ、また、透孔４８ｂｙは、例えば、所定長さの長孔とされる。これにより、導電性シート部材４８の端子部４８ａの接点群２Ｂに対する位置決めが精度よく行われることとなる。外周部４８ｍには、位置決めピンＬＰ１がそれぞれ挿入される透孔４８ｐが４箇所に設けられている。
【００３８】
導電性シート部材４８の端子部４８ａは、複合導電材料、例えばシリコーンゴムと金属粒子とからなるもので作られている。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よい。導電部の直径は、例えば、約０．２ｍｍ以上約０．４ｍｍ以下である。
【００３９】
端子部４８ａ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装置３８の各電極と端子部４８ａ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装置３８の電極との接触による損傷が回避されることとなる。
【００４０】
なお、導電性シート部材４８は、上述の例においては基台８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８が互いに連結されるもとで、複数個の基台８に跨って１個設けられるように構成されてもよい。
【００４１】
端子部４８ａにおいて後述する押圧板４２に対向する面は、図１３の（Ｂ）に示されるように、平坦な面とされ、一方、端子部４８ａにおいて半導体装置３８の各電極に対向する面には、接点群２Ｂの各接点に対応した導電部としての各凸部がそれぞれ突出する凸部群４８ｎが形成されている。各凸部の基端部は、端子部４８ａに一体に形成されている。また、凸部群４８ｎの基端部から先端までの高さは、例えば、１０以上１００以下（μｍ）とされる。
【００４２】
例えば、ＢＧＡ型とされる半導体装置３８は、ウエハーに形成された複数の半導体集積回路がダイシング、組立工程を経て、得られた略正方形の半導体装置とされる。
【００４３】
半導体装置３８において導電性シート部材４８に対向する面には、導電性シート部材４８の端子部４８ａに電気的に接続されるべき球状の電極が全面にわたって複数個形成されている。その電極の相互間距離は、例えば、約０．５（ｍｍ）程度とされる。
【００４４】
導電性シート部材４８上には、図６および図８に示されるように、被検査物としての半導体装置３８を収容し、その半導体装置３８の電極の導電性シート部材４８の端子部４８ａに対する位置決めを行う位置決めプレート３４が設けられている。
【００４５】
板状の位置決めプレート３４は、導電性シート部材４８の端子部４８ａに対向する位置に被検査物の収容部としての略正方形の開口部３４ａを有している。開口部３４ａの周縁における各隅には、それぞれ、円弧部が形成されている。また、開口部３４ａの周囲における相対向する２箇所には、位置決めピン３６がそれぞれ嵌合される透孔３４ｂが設けられている。
【００４６】
これにより、開口部３４ａに装着された半導体装置３８の電極の導電性シート部材４８の端子部４８ａに対する位置決めが精度よく行われることとなる。
【００４７】
ガイドブロック部材１０は、図１および図３に示されるように、位置決めプレート３４の開口部３４ａに対向した位置に、その開口部３４ａよりも大なる案内孔１０ａを有している。案内孔１０ａは、ガイドブロック部材１０が半導体装置３８に対向した位置をとるとき、その中心軸線が半導体装置３８の被押圧面に対して略垂直に交わるように形成されている。また、案内孔１０ａの周縁部における一対の向かい合う端部には、それぞれ、後述する操作フレーム部材１２が挿入される貫通孔１０ｓが設けられている。長方形の断面形状とされる貫通孔１０ｓは、案内孔１０ａの中心軸線に対して略直交する方向に沿って形成されている。貫通孔１０ｓの周縁部の両端部には、それぞれ、上端面と貫通孔１０ｓとを連通させる切欠部１０ｎが設けられている。各切欠部１０ｎには、操作フレーム部材１２に摺接されるローラ１３が設けられている。各ローラ１３は、操作フレーム部材１２の挿入方向に対して略直交する方向に延びる各支持軸１５の一端に回動可能に支持されている。各支持軸１５の他端側は、ガイドブロック部材１０の内部を貫通し、止め輪により係止されている。
【００４８】
ガイドブロック部材１０における基台８の連結支持部８Ｆ相互間に対応した位置には、支持軸２６を介して連結される一対の連結端１０ＦＡが支持軸２６の軸線方向に沿って所定の間隔をもって設けられている。各連結端１０ＦＡは、連結支持部８Ｆの透孔８ｆとの共通中心軸線上に支持軸２６が挿入される透孔１０ｆａを有している。支持軸２６の両端部には、それぞれ、ガイドブロック部材１０を図１０の矢印の示す方向、即ち、時計回り方向に付勢するコイルスプリング２８が巻装されている。コイルスプリング２８の一端は、図４に示されるように、ガイドブロック部材１０に設けられる溝に係合され、他端は基台８の溝８ｎに係合されている。
【００４９】
また、ガイドブロック部材１０における一対の連結端１０ＦＡに対向する一方の端部側には、図３に示されるように、支持軸２４の両端部をそれぞれ支持する支持部１０ＦＢが設けられている。支持部１０ＦＢは、支持軸２４の一端が挿入される透孔１０ｆｂを有している。支持軸２４の両端部はスナップリングＳＬにより係止されている。
【００５０】
支持部１０ＦＢ相互間には、支持軸２４に支持されるフック部材２２が配されている。フック部材２２は、図１および図３に示されるように、一方の端部に基台８の被係合部８ａに係合される係合部２２ｂを有している。また、フック部材２２は、他方の端部に支持軸２４が挿入される透孔２２ａを透孔１０ｆｂの共通中心軸線上に有している。これにより、フック部材２２は支持軸２４により回動可能に支持されることとなる。フック部材２２の他方の端部の先端には、フック部材２２の係合部２２ｂが被係合部８ａに対して非係合状態とされるとき、操作される操作部２２ｄが設けられている。フック部材２２の内面側に形成される凹部２２ｇには、フック部材２２の係合部２２ｂを被係合部８ａに対して係合させる方向に付勢するコイルスプリング３０が設けられている。そのコイルスプリング３０は、支持軸２４に巻装されている。
【００５１】
従って、基台８の被係合部８ａ、フック部材２２の係合部２２ｂ、コイルスプリング３０、および、支持軸２４により、ガイドブロック部材１０を基台８に対して選択的に保持するロック／アンロック機構が形成されることとなる。
【００５２】
ガイドブロック部材１０の案内孔１０ａに摺動可能に支持されるスプリングケース１６は、図１および図７に示されるように、透孔１６ａを有し操作フレーム部材１２の内周面に係合される本体部１６Ａと、本体部１６Ａの両端部にそれぞれ連なって押圧力伝達部材の一部として形成される伝達部１６Ｂとを含んで構成されている。
【００５３】
本体部１６Ａは、図７および図８に示されるように、１２個のコイルスプリング４０を収容する収容室を有している。
【００５４】
各コイルスプリング４０は、その一端が本体部１６Ａの天井部の内側に形成される窪み１６ｇに係合され、他端が後述するスプリンク受け４４の窪み４４ｇに係合されることにより、支持されている。各コイルスプリング４０は、比較的高温下においてもばね定数の変化しない耐熱性材料で作られている。各コイルスプリング４０のばね定数は、導電性シート部材４８の端子部４８ａと半導体装置３８の電極との接触が不安定とならず、かつ、半導体装置３８の電極の損傷に繋がらない値に設定される。コイルスプリング４０のばね定数は、例えば、４．８（ｋｇ／ｍｍ）以上７．２（ｋｇ／ｍｍ）以下に設定されている。
【００５５】
ばね定数がこのような範囲に設定されるのは、４．８（ｋｇ／ｍｍ）未満の場合、導電性シート部材４８の端子部４８ａと半導体装置３８の電極との接触が不安定となり、また、７．２（ｋｇ／ｍｍ）を越える場合、半導体装置３８の電極の損傷に繋がる虞があるからである。
【００５６】
各伝達部１６Ｂは、図５に示されるように、操作フレーム部材１２の斜面部１２Ｅおよび１２Ｆにそれぞれ摺接されるローラ１６Ｄａおよび１６Ｄｂを有している。ローラ１６Ｄａおよび１６Ｄｂは、各伝達部１６Ｂに回動可能に支持されている。各伝達部１６Ｂにおけるローラ１６Ｄａおよび１６Ｄｂに対応した位置には、図１に示されるように、それぞれ、支持軸２０が挿入される透孔１６ｆが設けられている。これにより、各伝達部１６Ｂは、支持軸２０を介してケースホルダ１８に連結されることとなる。
【００５７】
ケースホルダ１８は、図８に示されるように、その略中央部に略正方形の開口部１８ａを有している。また、ケースホルダ１８におけるスプリングケース１６の伝達部１６Ｂの切欠部に係合される部分には、図５に示されるように、支持軸２０を支持する一対の支持部１８Ｆが所定の間隔をもって支持軸２０の軸線に沿って形成されている。各支持部１８Ｆは、共通軸線上に支持軸２０が挿入される透孔１８ｆを有している。従って、ケースホルダ１８は、支持軸２０が透孔１８ｆおよび１６ｆに挿入されることにより、スプリングケース１６の伝達部１６Ｂに連結されることとなる。
【００５８】
さらに、ケースホルダ１８の各支持部１８Ｆの下面側部分には、図１に示されるように、各コイルスプリング３２の一端側が係合される凹部１８ｇがそれぞれ設けられている。
【００５９】
スプリング受け４４は、図８および図９に示されるように、スプリングケース１６の内面に対向してケースホルダ１８に載置されている。スプリング受け４４は、スプリングケース１６の凹部１６ｇにそれぞれ対向する位置に、コイルスプリング４０の他端が係合される凹部４４ｇを有している。これにより、スプリング受け４４は、コイルスプリング４０の付勢力により、ケースホルダ１８の内側の表面に押しつけられることとなる。
【００６０】
スプリング受け４４におけるケースホルダ１８の開口部１８ａに挿入される略正方形の加圧部４４ｐの中央部には、押圧板４２の凹面部４２ａに係合される球状部４６が形成されている。その加圧部４４ｐの外周部と開口部１８ａの周縁部との間には、所定の隙間が形成されている。
【００６１】
ガイドブロック部材１０の下端部には、図８および図９に示されるように、４個のコイルスプリング３２および押圧板４２を保持する保持プレート１４がビスＢＳ２およびナットＮｕによりガイドブロック部材１０に締結されている。
【００６２】
ガイドブロック部材１０と基台８との間に配され後述する押圧板４２を包囲する保持プレート１４は、ケースホルダ１８の凹部１８ｇに対向する位置にそれぞれコイルスプリング３２の他端側が係合される凹部１４ｇを有している。また、保持プレート１４は、ケースホルダ１８の開口部１８ａおよび位置決めプレート３４の開口部３４ａに対応して略正方形の開口部１４ａを有している。開口部１４ａの周縁部には、押圧板４２の当接部の周囲を保持する保持部１４ｂが形成されている。開口部１４ａには、押圧板４２の当接部が所定の隙間をもって挿入されている。
【００６３】
押圧板４２には、スプリング受け４４の加圧部４４ｐに対向する部分の略中央部に、球状部４６の先端が係合される凹面部４２ａを有した受圧板４２Ａが嵌合されている。金属材料で作られた受圧板４２Ａは、焼き入れ処理が施されて所定の硬度を有している。凹面部４２ａの曲率半径は、例えば、球状部４６の曲率半径に比して約０．５（ｍｍ）以上約１．０（ｍｍ）以下の範囲内で大に設定されている。凹面部４２ａおよび球状部４６の断面形状は、球状に限られることなく、略円錐状とされてもよい。
【００６４】
押圧板４２とスプリング受け４４との間には、所定の隙間が形成されている。
【００６５】
これにより、ガイドブロック部材１０の案内孔１０ａの中心軸線が押圧板４２の中心軸線に対して所定の角度傾いた状態で組み立てられた場合であっても球状部４６および凹面部４２ａを介して押圧されるので押圧板４２の当接部は半導体装置３８の被押圧面全体に均等に当接されることとなる。
【００６６】
また、図８に示されるように、ガイドブロック部材１０が基台８に固定される場合、所定の隙間、例えば、約１ｍｍ程度の隙間が、押圧板４２の当接部の周囲と開口部１４ａの周縁部との間に形成されることとなる。これにより、押圧板４２の位置調整が容易となる。
【００６７】
一方、図１０に示されるように、ガイドブロック部材１０が基台８に対して離隔した状態においては、コイルスプリング４０の付勢力により押圧されて押圧板４２の当接部の周囲が開口部１４ａの周縁部の保持部１４ｂに係合されることとなる。
【００６８】
操作フレーム部材１２は、図１２に示されるように、スプリングケース１６の本体部１６Ａの外周面に摺接される内周面１２ａを有している。操作フレーム部材１２の一対の向かい合う長辺におけるスプリングケース１６の伝達部１６Ｂに対向する面側には、斜面部１２Ｅおよび１２Ｆが、それぞれ、ローラ１６Ｄａおよび１６Ｄｂに対応して形成されている。斜面部１２Ｅは、一方側の短辺近傍に連なる円弧部１２Ｅａと、円弧部１２Ｅａに連なり所定の勾配を有する急斜面１２Ｅｂと、急斜面１２Ｅｂに連なり急斜面１２Ｅｂの勾配よりも操作フレーム部材１２の上面に対して近ずく方向に緩やかな勾配をもって形成されている緩斜面１２Ｅｃとから構成されている。
【００６９】
斜面部１２Ｆは、斜面部１２Ｅに対して所定の間隔をもって形成されており、斜面部１２Ｅと同様な円弧部１２Ｆａ、急斜面１２Ｆｂ、および、緩斜面１２Ｆｃとから形成されている。斜面部１２Ｆと斜面部１２Ｅとの間は、操作フレーム部材１２の上面に対して略平行な面により連結されている。従って、係合されるローラ１６Ｄａおよび１６Ｄｂは、操作フレーム部材１２の移動に応じてコイルスプリング３２の付勢力に抗して徐々に下方に向けて移動されることとなる。
【００７０】
操作フレーム部材１２が、図１に実線で示される状態から矢印の示す方向に向けて操作されるとき、斜面部１２Ｅおよび１２Ｆの円弧部１２Ｅａおよび１２Ｆａが、図１２に示されるように、ローラ１６Ｄａおよび１６Ｄｂからそれぞれ離れ、操作フレーム部材１２の先端が図１１に実線で示される位置および図１に一点鎖線で示される位置まで移動されるとき、ローラ１６Ｄａおよび１６Ｄｂが緩斜面１２Ｅｃおよび１２Ｆｃに係合される。
【００７１】
その際、ローラ１６Ｄａおよび１６Ｄｂが操作フレーム部材１２の緩斜面１２Ｅｃおよび１２Ｆｃに係合されるとき、スプリングケース１６内の各コイルスプリング４０の撓み量が最大となり所定の押圧力が押圧板４２に作用されることとなる。
【００７２】
斜面部１２Ｅおよび１２Ｆの勾配は、円弧部１２Ｅａおよび１２Ｆａの最大移動量のとき、即ち、各コイルスプリング４０の撓み量が最大となるとき、操作フレーム部材１２が図１に二点鎖線で示され位置まで例えば、約１．５ｋｇｆで操作されるとき、その操作力に比して大なる約２６．６４ｋｇｆの全押圧力が得られる程度の値に設定されている。これにより、操作フレーム部材１２の操作力に比して大なる押圧力が半導体装置３８に作用されることとなる。
【００７３】
従って、倍力機構部が、ガイドブロック部材１０に案内される操作フレーム部材１２と、その斜面部１２Ｅおよび１２Ｆと、スプリングケース１６と、そのローラ１６Ｄａおよび１６Ｄｂと、コイルスプリング４０と、スプリング受け４４とにより形成されることとなる。
【００７４】
かかる構成のもとで、半導体装置３８を検査をするにあたっては、先ず、ガイドブロック部材１０が図１０に示されるように、倒立状態とされ、半導体装置３８が位置決めプレート３４の開口部３４ａに装着される。その際、操作フレーム部材１２の円弧部１２Ｅａ、および、１２Ｆａがそれぞれローラ１６Ｄａおよび１６Ｄｂに係合されている。
【００７５】
次に、ガイドブロック部材１０が倒立された状態から位置決めプレート３４に対して近接する方向にコイルスプリング２８の付勢力に抗して回動される。
【００７６】
続いて、ガイドブロック部材１０がさらに回動されるとき、図１および図５に示されるように、押圧板４２の当接部は、ガイドブロック部材１０の中心の回動軌跡に対して垂直となり、その結果、押圧板４２の当接部と半導体装置３８の被押圧面とが互いに略平行となった状態で半導体装置３８にその当接部が当接されることとなる。また、フック部材２２の係合部２２ｂが被係合部８ａに係合されることとなり、ガイドブロック部材１０が基台８に対して固定されることとなる。その際、半導体装置３８は、未だ押圧されていない状態なのでフック部材２２の係合部２２ｂが被係合部８ａに対して容易に係合されることとなる。
【００７７】
続いて、操作フレーム部材１２が、図１１に示されるように、ガイドブロック部材１０の貫通孔１０ｓに案内されて操作されることにより、スプリングケース１６が下方に向けて移動せしめられ、その操作力に比して大なる全コイルスプリング４０の付勢力が押圧力として押圧板４２の当接部を介して半導体装置３８に作用されることとなる。その際、導電性シート部材４８の端子部４８ａは導通状態とされる。これにより、半導体装置３８の電極とプリント配線基板２の電極群２Ｂとが電気的に接続されることとなる。
【００７８】
そして、所定の雰囲気中において、プリント配線基板２の入出力部２Ａ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２Ａ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装置３８の潜在的欠陥が判断されることとなる。
【００７９】
従って、操作フレーム部材１２の比較的小さい操作力によってその操作力に比して大なる十分な押圧力が半導体装置３８に作用され、しかも、導電性シート部材４８が用いられることにより高密度の端子を有する半導体装置についても容易に試験を行うことができる。
【００８０】
半導体装置３８の検査終了後、操作フレーム部材１２が元の状態に戻され、また、フック部材２２の操作部２２ｄが操作されてフック部材２２がコイルスプリング３０の付勢力に抗して時計回り方向に回転されることにより、フック部材２２の係合部２２ｂが被係合部８ａに対して非係合状態とされる。そして、ガイドブロック部材１０は、コイルスプリング２８およびコイルスプリング３２の付勢力により、図１０に示されるように、元の状態に戻されることとなる。
【００８１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る検査装置によれば、回動部材の案内孔に移動可能に配され、被検査物の被押圧面部に対して所定の勾配をもって形成される傾斜面を有し傾斜面に沿って往復操作される操作部材と、回動部材の案内孔の周辺に回動可能に配され、操作部材の外周面に摺接する第１のローラ部材と、操作部材の傾斜面に係合されるとともに、第１のローラ部材と協働して操作部材を移動可能に支持する第２のローラ部材を有し、複数の弾性部材を収容すると共に操作部材の操作に応じて複数の弾性部材を変位させる伝達部を備え、回動部材が基台に対して近接した位置とされる場合、操作部材の傾斜面および第２のローラ部材を介して伝達される操作力に比して大なる押圧力を、基板上に配される被検査物の端子と基板の接点とを接触させるべく被検査物における被押圧面部に伝達する弾性部材収容体と、を備えるので半導体装置の端子数が比較的多くなる場合であっても操作性が悪化することなく、しかも、被検査物の各端子に均等に圧力を加えることができる。
また、仮に、被検査物の端子数が比較的多くなり、操作部材の操作力に比して大なる押圧力を増大させる必要がある場合であっても、例えば、複数の弾性部材のばね定数または個数の変更により押圧力を増大させることができる。
さらに、操作部材が回動部材の案内孔に移動可能に支持されるものなので検査装置の小型化を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る検査装置の一例の要部を示す断面図である。
【図２】本発明に係る検査装置の一例の全体構成を示す概略構成図である。
【図３】図１に示される例における要部の外観の平面図である。
【図４】図１に示される例における要部の外観の側面図である。
【図５】図１に示される例における要部の外観の正面図である。
【図６】図１に示される例におけるＶＩ−ＶＩ線に沿って示す断面図である。
【図７】図１に示される例におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿って示す断面図である。
【図８】図３におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿って示される断面図である。
【図９】図３におけるＩＸ−ＩＸ線に沿って示される断面図である。
【図１０】図１に示される例における動作説明に供される正面図である。
【図１１】図１に示される例における動作説明に供される断面図である。
【図１２】図１に示される例における動作説明に供される部分断面図である。
【図１３】（Ａ）は、図１に示される例に用いられる導電性シート部材の平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）において示される導電性シート部材の断面図である。
【符号の説明】
２ プリント配線基板
８ 基台
１０ ガイドブロック部材
１２ 操作フレーム部材
１２Ｅ，１２Ｆ 斜面部
１６ スプリングケース
１６Ｄａ，１６Ｄｂ ローラ
３４ 位置決めプレート
３６ 位置決めピン
３８ 半導体装置
４０ コイルスプリング
４２ 押圧板
４４ スプリング受け
４８ 導電性シート部材
ＬＰ１ 位置決めピン
Claims (15)
- 内部に電子回路を有する被検査物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該被検査物からの出力信号が送出される入出力部を有する基板に併設される基台と、
一端部が前記基台に回動可能に支持され前記基板に対して近接した位置または離隔した位置に配される回動部材と、
前記回動部材の案内孔に移動可能に配され、前記被検査物の被押圧面部に対して所定の勾配をもって形成される傾斜面を有し該傾斜面に沿って往復操作される操作部材と、
前記回動部材の案内孔の周辺に回動可能に配され、前記操作部材の外周面に摺接する第１のローラ部材と、
前記操作部材の傾斜面に係合されるとともに、前記第１のローラ部材と協働して前記操作部材を移動可能に支持する第２のローラ部材を有し、複数の弾性部材を収容すると共に前記操作部材の操作に応じて該複数の弾性部材を変位させる伝達部を備え、前記回動部材が前記基台に対して近接した位置とされる場合、該操作部材の傾斜面および第２のローラ部材を介して伝達される操作力に比して大なる押圧力を、前記基板上に配される前記被検査物の端子と前記基板の接点とを接触させるべく該被検査物における被押圧面部に伝達する弾性部材収容体と、
を具備して構成される検査装置。 - 前記基板の接点と前記被検査物の端子との間を選択的に導通状態とする導電性シート部材が、前記基板の接点と前記被検査物の端子との間に設けられることを特徴とする請求項１記載の検査装置。
- 前記被検査物の外周部が係合される収容部を有し前記被検査物の端子の前記導電性シート部材の導電部に対する位置決めを行う被検査物位置決め部材と、該導電性シート部材の導電部の前記基板の接点に対する位置決めを行うシート部材位置決め部材とを加えて備えることを特徴とする請求項２記載の検査装置。
- 前記導電性シート部材の導電部における前記被検査物の端子に対向する面は、略平坦面とされ、該導電性シート部材の導電部における前記基板の接点に対向する面は、該基板の接点に対応した凸部が形成されることを特徴とする請求項２記載の検査装置。
- 前記被検査物の端子の相互間距離が０．５（ｍｍ）である場合、前記導電性シート部材の導電部の直径が０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であり、前記凸部の基端部から頂点までの高さが１０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする請求項４記載の検査装置。
- 前記導電性シート部材は、前記導電部の前記被検査物の端子に対する位置決めを行う複数の透孔が設けられる金属部を該導電部の周囲に有し、該複数の透孔のうち少なくとも一つが長孔であることを特徴とする請求項２記載の検査装置。
- 前記弾性部材の押圧力は、該弾性部材の一端を保持する弾性部材受けと、該弾性部材受けと当接される押圧板とを介して前記被検査物における被押圧面部に伝達されることを特徴とする請求項１記載の検査装置。
- 前記弾性部材受けと前記押圧板とは、互いに係合される断面形状が球状の凹凸部を介して当接されることを特徴とする請求項７記載の検査装置。
- 前記押圧板の凹部の曲率半径が、前記弾性部材受けの凸部の曲率半径に比して０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲で大に設定されることを特徴とする請求項８記載の検査装置。
- 前記弾性部材受けと前記押圧板とは、互いに係合される断面形状が円錐状の凹凸部を介して当接されることを特徴とする請求項７記載の検査装置。
- 前記押圧板は、前記被検査物における被押圧面部に対して位置調整可能に配されることを特徴とする請求項１０記載の検査装置。
- 前記押圧板は、前記被検査物における被押圧面部に対して１ｍｍ以上、位置調整可能に配されることを特徴とする請求項１１記載の検査装置。
- 前記弾性部材のばね定数は、４．８（ｋｇ／ｍｍ）以上７．２（ｋｇ／ｍｍ）以下であることを特徴とする請求項１記載の検査装置。
- 前記操作部材の傾斜面は、異なる勾配をそれぞれ有する複数の斜面が連なって形成されることを特徴とする請求項１記載の検査装置。
- 前記被検査物の外周部が係合される収容部を有し前記被検査物の端子の前記導電性シート部材の導電部に対する位置決めを行う被検査物位置決め部材は、前記導電部の前記被検査物の端子に対する位置決めを行う複数の透孔が設けられる金属部を該導電部の周囲に有する前記導電性シート部材の少なくとも２個の透孔を利用して位置決めを行うことを特徴とする請求項３記載の検査装置。
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