JPH06180347A - 半導体試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 テストピン１の先端部及び試験用基板８の接
触リング８ａに付着しているゴミや汚れを、上記試験用
基板８のテストヘッド４への装着時等に除去でき、これ
によりテストピン１と試験用基板８との接触不良を回避
する。 【構成】 試験用基板８とテストヘッド４とを電気的に
接続するピン形式接続体１０を、その内周面に回転ガイ
ド溝６ａを形成した円筒形ピン支持体２と、その外周面
に上記回転ガイド溝６ａと係合してこれに沿って移動す
る回転ガイド突起５ａを形成した接触ピン１とから構成
し、上記試験用基板８のテストヘッド側への押圧時、上
記接触ピン１が回転しながら没入する構造とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は半導体試験装置に関
し、特に半導体パッケージ等を試験用基板に装着し、さ
らにこの試験用基板をテストヘッドに装着して、半導体
パッケージの機能テストを行うようにした半導体試験装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来の半導体試験装置の概略構成
を説明するための図であり、図３(a)，図３(b) はそれ
ぞれ外観斜視図、及び分解斜視図である。図において、
４は半導体チップが搭載された半導体パッケージ（被測
定半導体素子）１１へのテスト信号のアクセスを行うた
めのテストヘッド、８は上記半導体パッケージ１１をこ
れとの電気的な接続がなされるよう装着可能な構造の試
験用基板で、上記テストヘッド４の上面には上記試験用
基板８を載置する、外周面にネジ加工が施された円盤状
の基板載置部１４が形成されている。また９はテストヘ
ッド４の基板載置部１４上に載置された試験用基板８を
押圧保持する、その内周面がネジ加工された基板押えリ
ングで、上記基板載置部１４と螺合可能な構造となって
おり、上記基板押えリング９と基板載置部１４とから基
板保持機構が構成されている。

【０００３】また１４ａは上記基板載置部１４の周縁部
に形成された、上記試験用基板８を位置決めするための
位置決め用穴で、上記試験用基板８の周縁部に形成され
た位置決め用穴８ｂを上記載置台１４の位置決め用穴１
４ａに位置合わせし、位置決めピン９ａをこれらの穴１
４ａ，８ｂに差し込むことにより、上記試験用基板８の
位置決めが行われるようになっている。

【０００４】さらに１４ｂは上記テストヘッド４の基板
載置部１４上に設定された環状の領域で、この領域１４
ｂには、上記試験用基板８がテストヘッド４に保持され
た保持状態で該試験用基板８とテストヘッド４との電気
的な接続を行う接続機構（図示せず）が配置されてい
る。

【０００５】図４は上記半導体試験装置のテストヘッド
の上面部分の構造を拡大して示す平面図、図６は上記接
続機構の詳細な構造を示す断面図であり、図中１０は上
記接続機構としてのピン形式接続体で、上記基板載置部
１４の環状の領域１４ｂ内に所定の配列に従って複数配
置されている。またこのピン形式接続体１０は、図６に
示すように上記試験用基板８の保持状態にて、該試験用
基板８の所定部位と当接する接触ピン（以下テストピン
ともいう。）１と、上記テストヘッド４の基板載置部１
４上に配設され、上記接触ピン１を突出方向に付勢する
バネ部材３を有し、上記接触ピン１を出没自在に保持す
る円筒形ピン支持体２とから構成されており、上記接触
ピン１の下端にはテスト信号を上記接触ピン１に与える
ための信号線７が接続されている。

【０００６】なお８ａは上記試験用基板８の所定部位に
取付けられ、上記接触ピン１と接触する接触リングで、
この接触リング８ａは、上記試験用基板８の表面に形成
された配線層（図示せず）により、該基板８上に装着さ
れた半導体パッケージ１１のリードピンと接触する接触
端子（図示せず）と電気的に接続されている。

【０００７】次に従来の半導体試験装置を用いて半導体
パッケージの試験を行う方法を説明する。まず試験用基
板８に半導体パッケージ１１を装着した後、該試験用基
板８を、その位置決め用穴８ｂをテストヘッド側の位置
決め用穴１４ａに位置合わせして上記テストヘッド４の
基板載置台１４上に配置し（図５(a) ）、上記位置決め
用穴８ｂ及び１４ａに位置決め用ピン９ａを差し込ん
で、上記試験用基板８がテストヘッド１４の基板載置台
１４に対して位置ズレしないようにする。この状態で
は、上記接触ピン１の先端は上記試験用基板８の接触リ
ング８ａにその中心に突き刺さるようにして接触してい
る。

【０００８】そして上記基板押えリング９を上記基板載
置台１４に螺着して、上記試験用基板８を押圧保持する
（図５(b) ）。この時上記接触ピン１は、上記試験用基
板８から受けるその突出方向と逆方向に押圧力により、
上記バネ部材３の付勢力に抗して押し下げられて円筒状
ピン支持体２内に没入する。

【０００９】この状態でテスト装置（図示せず）からテ
スト用信号を上記テストヘッド４に供給すると、このテ
スト用信号は上記信号線７を介して上記接触ピン１に印
加され、さらに上記試験用基板８の接触リング８ａを介
して半導体パッケージ１１に与えられる。

【００１０】そして上記半導体パッケージ１１のテスト
の完了後、上記基板押えリング９をテストヘッド４の基
板載置部１４から取り外すと、上記接触ピン１は上記バ
ネ部材３の付勢力により押し戻され、円筒状ピン支持体
２から突出した状態となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体試験装置
は以上のように構成されているので、接触ピン１の先端
部あるいは試験用基板８の接触リング８ａの内周縁部が
汚れていたり、これらの部分にゴミ等が付着していたり
する場合には、両者の間で接触不良が生じやすいという
問題点があった。

【００１２】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、接触ピンの先端部、及び試験用
基板の該接触ピンが接触する部分に付着しているゴミや
汚れを、上記試験用基板のテストヘッドへの装着時に除
去することができ、これにより接触ピンと試験用基板と
の接触不良を回避することができる半導体試験装置を得
ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体試
験装置は、被測定半導体素子を装着する試験用基板と、
上記被測定半導体素子へテスト信号を供給するテストヘ
ッドとを電気的に接続する接続機構を、上記試験用基板
の所定部位と当接する接触ピンと、上記テストヘッドの
上面に配設され、上記接触ピンを突出方向に付勢して出
没自在に保持する円筒形ピン支持体とから構成し、かつ
上記円筒形ピン支持体の内周面、あるいは接触ピンの外
周面に螺旋状ガイド部位を、上記接触ピンの外周面、あ
るいは円筒形ピン支持体の内周面に上記螺旋状ガイド部
位と係合してこれに沿って移動する係合部位を形成し、
上記試験用基板のテストヘッド側への押圧時、上記接触
ピンが回転しながら没入するようにしたものである。

【００１４】この発明は上記半導体試験装置において、
上記基板保持機構を、上記テストヘッドの上面上に形成
され、上記試験用基板を載置する、外周面にネジ加工が
施された円盤状の基板載置部と、上記基板載置部に載置
された試験用基板を押圧保持する、上記基板載置部と螺
合可能となるようその内周面にネジ加工が施された基板
押えリングとから構成したものである。

【００１５】

【作用】この発明においては、試験用基板とテストヘッ
ドとの接続機構を構成する円筒形ピン支持体の内周面、
あるいは接触ピンの外周面に螺旋状ガイド部位を形成
し、上記接触ピンの外周面、あるいは円筒形ピン支持体
の内周面に上記螺旋状ガイド部位と係合してこれに沿っ
て移動する係合部位を形成し、上記試験用基板のテスト
ヘッド側への押圧，及び押圧解除の際、上記接触ピンが
回転しながら没入，及び突出するようにしたから、試験
用基板のテストヘッドへの装着時、上記接触ピンの先端
部、及び試験用基板の該接触ピンが接触する部分に付着
しているゴミや汚れが上記接触ピンの回転により擦り取
られることとなり、上記接触ピンと試験用基板との接触
不良を回避することができる。

【００１６】また、上記接触ピンが円筒形ピン支持体に
対して回転しながら没入する構成は、上記螺旋状ガイド
部位及びこれに沿って移動する係合部位を用いた構造で
あるため、上記螺旋状ガイド部位及び係合部位をそれぞ
れ、上記円筒形ピン支持体の内周面及び接触ピンの外周
面に、あるいは上記接触ピンの外周面及び円筒形ピン支
持体の内周面に形成するだけで簡単に実現することがで
きる。

【００１７】この発明においては、上記基板保持機構
を、上記テストヘッドの上面に形成され、上記試験用基
板を載置する、外周面にネジ加工が施された円盤状の基
板載置部と、上記基板載置部に載置された試験用基板を
押圧保持する、上記基板載置部と螺合可能となるようそ
の内周面にネジ加工が施された基板押えリングとから構
成したので、上記基板保持機構を、テストヘッドの他に
は基板押えリングのみで実現できる部品点数の少ない構
造とできる。

【００１８】

【実施例】

実施例１．図１はこの発明の第１の実施例による半導体
試験装置を説明するための図であり、該装置のピン形式
接続体の詳細な構成を示す断面図である。図において、
１０ａは本実施例の半導体試験装置に用いられているピ
ン形式接続体（接続機構）で、上記接触ピン１と円筒形
ピン支持体２とからなり、ここでは、上記円筒形ピン支
持体２の内周面に螺旋状の回転ガイド溝（螺旋状ガイド
部位）６ａを形成し、上記接触ピン１の外周面に上記回
転ガイド溝６ａと係合してこれに沿って移動する回転ガ
イド突起（係合部位）を形成し、上記試験用基板８のテ
ストヘッド側への押圧，及び押圧解除の際、上記接触ピ
ン１が回転しながら没入，及び突出する構造としてい
る。その他の構成は従来の装置におけるピン形式接続体
１０と同一である。

【００１９】次に作用効果について説明する。まず試験
用基板８を上記テストヘッド４の基板載置台１４上に配
置し、位置決め用ピン９ａにより、上記試験用基板８が
テストヘッド１４の基板載置台１４に対して位置ズレし
ないように位置決めした後、上記基板押えリング９を上
記基板載置台１４に被せてねじ込んでいくと、上記試験
用基板８が上記接触ピン１をテストヘッド側に押圧する
こととなり、これにより上記接触ピン１はバネ部材３の
付勢力に抗してテストヘッド側に移動するが、この際上
記接触ピン１の回転ガイド突起５ａが上記円筒形ピン支
持体２の内周面の回転ガイド溝６ａに沿って移動するた
め、上記接触ピン１は所定方向に回転しながら没入す
る。

【００２０】またこの時、上記接触ピン１はその先端部
が試験用基板８の接触リング８ａの内周縁部に接触した
状態で回転することとなるため、上記接触ピンの先端部
や試験用基板８の接触リング８ａに付着しているゴミや
汚れが上記接触ピン１の回転により擦り取られ、上記接
触ピン１と試験用基板８とが良好に接触した状態とな
る。

【００２１】この状態でテスト装置（図示せず）からテ
スト用信号を上記テストヘッド４に供給すると、このテ
スト用信号は上記信号線７を介して上記接触ピン１に印
加され、さらに上記試験用基板８の接触リング８ａを介
して半導体パッケージ１１に与えられる。

【００２２】そして上記半導体パッケージ１１のテスト
の完了後、上記基板押えリング９をテストヘッド４の基
板載置部１４から取り外すと、上記接触ピン１は上記バ
ネ部材３の付勢力により押し戻され、この際上記接触ピ
ン１はその回転ガイド突起５ａが上記円筒状ピン支持体
２の内周面の回転ガイド溝６ａに沿って移動するため回
転しながら突出することとなる。この際の接触ピン１の
回転によっても上記接触ピン１の先端部や試験用基板８
の接触リング８ａに付着しているゴミや汚れが擦り取ら
れる。

【００２３】このように本実施例では、試験用基板８と
テストヘッド４とを電気的に接続するピン形式接続体１
０を、その内周面に螺旋状の回転ガイド溝６ａを形成し
た円筒形ピン支持体２と、その外周面に上記回転ガイド
溝６ａと係合してこれに沿って移動する回転ガイド突起
５ａを形成した接触ピン１とから構成し、上記試験用基
板８のテストヘッド側への押圧時及び押圧解除時、上記
接触ピン１が回転しながら没入及び突出する構造とした
ので、試験用基板８のテストヘッド４への装着や取外し
の際、上記接触ピン１の先端部や試験用基板８の接触リ
ング８ａに付着しているゴミや汚れが上記接触ピン１の
回転により擦り取られることとなる。このため上記接触
ピン１と試験用基板８との接触不良を回避でき、さらに
これらの接触部分での電気抵抗を低減することができ、
この結果接触不良による半導体試験における誤判定を防
止して精度の高い半導体装置の試験を行うことができる
効果がある。

【００２４】また、上記接触ピン１を円筒形ピン支持体
２に対して回転しながら没入，突出させるための構造
は、上記螺旋状ガイド溝と、これと係合して該溝に沿っ
て移動する係合突起とを用いたものであるため、上記回
転ガイド溝６ａを円筒形ピン支持体２の内周面に、また
回転ガイド突起５ａを上記接触ピン１の外周面に形成す
るだけで簡単に実現することができる。

【００２５】また、上記テストヘッド４の円盤状の基板
載置部１４の外周面にネジ加工を施し、上記基板載置部
１４に載置された試験用基板８を、その内周面にネジ加
工が施された基板押えリング９を上記基板載置部１４に
螺合させて押圧保持するようにしたので、上記試験用基
板８の押圧保持を基板押えリング９のみにより簡単に行
うことができる。

【００２６】実施例２．図２は本発明の第２の実施例に
よる半導体試験装置のピン形式接続体を示す断面図であ
り、図中１０ｂは本実施例の半導体試験装置に用いてい
るピン形式接続体で、この実施例では、上記接触ピン１
の外周面に螺旋状の回転ガイド溝５ｂを形成し、上記円
筒形ピン支持体２の内周面に上記回転ガイド溝６ｂと係
合してこれに沿って相対的に移動する回転ガイド突起６
ｂを形成し、上記試験用基板８のテストヘッド側への押
圧，及び押圧解除の際、上記接触ピン１が回転しながら
没入，及び突出する構造としており、その他の構成は上
記第１実施例と同一である。

【００２７】このような構成の本発明の第２の実施例に
おいても、上記実施例と同様、上記試験用基板８のテス
トヘッド側への押圧時及び押圧解除時、上記接触ピン１
が回転しながら没入及び突出することとなり、これによ
り上記接触ピン１の先端部や試験用基板８の接触リング
８ａに付着しているゴミや汚れが上記接触ピン１の回転
により擦り取られることとなり、上記接触ピン１と試験
用基板８との接触不良を回避することができる。

【００２８】また上記接触ピン１を円筒形ピン支持体２
に対して回転しながら没入，突出させるための構造を、
上記実施例と同様、上記回転ガイド溝５ｂを接触ピン１
の外周面に、また回転ガイド突起６ｂを上記円筒形ピン
支持体２の内周面に形成するだけで簡単に実現すること
ができ、さらに試験用基板８の押圧保持を基板押えリン
グ９のみで簡単に行うことができる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、この発明に係る半導体試
験装置によれば、試験用基板の所定部位に接触する接触
ピンの外周面、あるいは該接触ピンを支持する円筒状ピ
ン支持体の内周面に螺旋状ガイド部位を形成し、上記接
触ピンの外周面、あるいは円筒形ピン支持体の内周面に
上記螺旋状ガイド部位と係合してこれに沿って移動する
係合部位を形成し、上記試験用基板のテストヘッド側へ
の押圧時、上記接触ピンが回転しながら円筒状ピン支持
体内に没入するようにしたので、試験用基板のテストヘ
ッドへの装着の際、上記接触ピンの先端部、及び試験用
基板の該接触ピンが接触する部分に付着しているゴミや
汚れが上記接触ピンの回転により擦り取られることとな
り、上記接触ピンと試験用基板との接触不良を回避する
ことができる。この結果接触不良による半導体試験にお
ける誤判定を防止して精度の高い半導体試験を行うこと
ができるという効果がある。

【００３０】また、上記接触ピンが円筒形ピン支持体に
対して回転しながら没入する構成は、上記螺旋状ガイド
部位及びこれに沿って移動する係合部位を用いた構造で
あるため、上記螺旋状ガイド部位及び係合部位をそれぞ
れ、上記接触ピンの外周面及び円筒形ピン支持体の内周
面、あるいは上記円筒形ピン支持体の内周面及び接触ピ
ンの外周面に形成するだけで簡単に実現することができ
るという効果もある。

【００３１】またこの発明によれば上記半導体試験装置
において、上記基板保持機構を、上記テストヘッドの上
面に形成され、上記試験用基板を載置する、外周面にネ
ジ加工が施された円盤状の基板載置部と、上記基板載置
部に載置された試験用基板を押圧保持する、上記基板載
置部と螺合可能となるようその内周面にネジ加工が施さ
れた基板押えリングとから構成したので、上記基板保持
機構を、テストヘッドの他には基板押えリングのみで実
現できる部品点数の少ない構造とできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例による半導体試験装置
のピン形式接続体の構造を示す断面図である。

【図２】この発明の第２の実施例による半導体試験装置
のピン形式接続体の構造を示す断面図である。

【図３】従来の半導体試験装置の概略構成を説明するた
めの斜視図である。

【図４】従来の半導体試験装置のテストヘッドを示す平
面図である。

【図５】従来の半導体試験装置に試験用基板を装着する
方法を説明するための側面図である。

【図６】上記テストヘッドの上面に配設されているピン
形式接続体の構造を説明するための断面図である。

【符号の説明】

１ 接触ピン ２ 円筒形ピン支持体 ３ バネ部材 ４ テストヘッド ５ａ，６ｂ 回転ガイド突起（係合部位） ５ｂ，６ａ 回転ガイド溝（螺旋状ガイド部位） ７ 信号線 ８ 試験用基板 ８ａ 接触リング ８ｂ 基板位置決め用穴 ９ 基板押えリング（基板保持機構） １０ａ，１０ｂ ピン形式接続体（接続機構） １４ 基板載置部（基板保持機構） １４ａ 基板位置決め用穴

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定半導体素子へのテスト信号のアク
   セスを行うためのテストヘッドと、上記被測定半導体素
   子をこれとの電気的な接続がなされるよう装着可能な構
   造の試験用基板と、上記試験用基板をテストヘッド上面
   上に着脱自在に押圧保持する基板保持機構と、上記試験
   用基板がテストヘッドに保持された保持状態で、該試験
   用基板とテストヘッドとの電気的な接続を行う接続機構
   とを備えた半導体試験装置において、 上記接続機構は、 上記試験用基板の保持状態にて該試験用基板の所定部位
   と当接する接触ピンと、上記テストヘッドの上面に配設
   され、上記接触ピンを突出方向に付勢して出没自在に保
   持する円筒形ピン支持体とから構成され、 かつ上記円筒形ピン支持体の内周面、あるいは接触ピン
   の外周面に螺旋状ガイド部位が形成され、上記接触ピン
   の外周面、あるいは円筒形ピン支持体の内周面に上記螺
   旋状ガイド部位と係合してこれに沿って移動する係合部
   位が形成され、 上記試験用基板のテストヘッド側への押圧時、上記接触
   ピンが回転しながら没入するものであることを特徴とす
   る半導体試験装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の半導体試験装置におい
   て、 上記基板保持機構は、 上記テストヘッドの上面上に形成され、上記試験用基板
   を載置する、外周面にネジ加工が施された円盤状の基板
   載置部と、 上記基板載置部に載置された試験用基板を押圧保持す
   る、上記基板載置部と螺合可能となるようその内周面に
   ネジ加工が施された基板押えリングとから構成されてい
   ることを特徴とする半導体試験装置。