JPH09211067A - 半導体装置の試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】基板パッドとはんだバンプとの位置のずれを防
止することができる半導体装置の試験装置を提供する。 【解決手段】ソケット本体１と、ソケット蓋２と、ソケ
ット本体１の内部に収納されその上に半導体素子10が搭
載される基板20とを具備し、ソケット本体１はソケット
本体１の内底面に露出しソケット本体１の底面部を通っ
てソケット本体１の外部に引き出されているソケットピ
ン３を有し、基板20はこのソケットピン３と半導体素子
10の電極とを電気的に接続する配線層５を有し、基板20
は半導体素子10の２つの辺に接触するように一体成形さ
れている壁部20´を有し、本体１は２つの辺と対向する
半導体素子10の２辺に接触して加圧する加圧手段14を有
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子の電気
的な試験を行うために使用されるソケットを具備する半
導体装置の試験装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子の信頼性等を電気的に試験す
る場合、通常は半導体素子を樹脂封止型パッケージに収
納して試験を行う。すなわち、半導体素子をリードフレ
ーム上に搭載し、例えばワイヤーボンディングにより半
導体素子上の電極とリードとを接続した後、樹脂を封止
する。さらに、この樹脂封止型パッケージの外部リード
と接触するようにピンが形成されているソケットを用
い、外部リードとソケットのピンとを接触させて試験を
行う。

【０００３】また、はんだバンプにより電極が構成され
ている半導体素子を試験する場合には、樹脂封止せずに
試験を行う。ここで、半導体素子のはんだバンプと上記
のソケットのピンとを接続する配線を有する基板を用い
ることにより、上記のソケットを用いて、試験すること
が可能となる。すなわち、この基板を半導体素子とソケ
ットとの間に設置して、試験を行う。

【０００４】図４に、前述のような基板を有する従来の
ソケットの構造を示す。図４の（ａ）は従来のソケット
の断面図、図４の（ｂ）は上面図である。従来のソケッ
トは、本体１と蓋２とから構成されている。本体１は、
前述のように、樹脂パッケージの外部リードに対応する
位置に、ピン３を有している。また、本体１の内部に基
板４が設置され、この基板４上に半導体素子１０が搭載
される。

【０００５】ここで、基板４は、ソケットのピン３と、
半導体素子１０の電極を構成するはんだバンプ１１とを
接続する配線５を備えている。すなわち、この配線５
は、ソケットのピン３およびはんだバンプ１１に対応す
る位置において基板４から露出されて、それぞれ基板パ
ッド６および７を構成している。

【０００６】さらに、基板パッド７とはんだバンプ１１
との位置を合わせるため、基板４上に位置決め用の壁８
が接着されている。また、蓋２は、ばね１３により蓋２
と接続されている板部１２を具備する。

【０００７】このような従来のソケットを具備する半導
体装置の試験装置では、半導体素子１０を基板４上に載
せて、位置決め用の壁８をガイドとして、はんだバンプ
１１を基板パッド７の位置に合わせる。次に、蓋２を閉
めて、板部１２により半導体素子１１を固定して、試験
を行う。

【０００８】このように、従来の半導体装置の試験装置
では、基板４を使用することにより、樹脂封止されてい
ない、はんだバンプを電極とする半導体素子と、樹脂封
止された半導体素子とを、同一のソケットを用いて試験
することができる。このようにすることにより、新しい
型のソケットを製造する必要がなくなるため、製造コス
トを低減することができる。

【０００９】しかし、このような位置決め用の壁８を具
備する基板４では、位置合わせの精度および加工精度を
考慮して、位置決め用の壁８と半導体基板１０との間に
例えば１００μｍ程度の余裕が形成されるように、位置
決め用の壁８は接着されている。このため、蓋２を閉め
る時に、図４の（ｂ）に示すように、半導体素子１０が
回転して、基板パッド７に対するはんだバンプ１１の位
置がずれるという問題があった。

【００１０】例えば、一般に、はんだバンプ１１は１０
０μｍ程度の幅と１００μｍ程度の間隔を有するように
形成されているため、前述の余裕に起因して１００μｍ
程度位置がずれた場合には、はんだバンプ１１が基板パ
ッド７に接触せず、電気的な試験ができないという問題
が生じる。

【００１１】このため、このような問題を解決するため
に、図５に示すような半導体装置の試験装置が提案され
ている。ここでは、位置決め用の壁８が半導体素子１０
の２辺に接するように形成されている。また、位置決め
用の壁８が設置されていない部分では、本体の側壁にば
ね１５を介して板部１４が設置されている。

【００１２】このような図５に示す半導体装置の試験装
置では、板部１４により、半導体素子１０を位置決め用
の壁８に押し付けることにより、位置合わせを行う。し
かし、一般に、基板４は例えばポリイミド等の高分子化
合物を主成分とする樹脂により形成されるため、その膜
厚を厚くすることができない。このため、位置決め用の
壁８は、別に形成された部品を基板４に接着することに
より、形成される必要がある。この時に、位置決め用の
壁８を基板パッド７に対して精度良く位置を合わせて接
着することは非常に困難である。

【００１３】また、信頼性の試験を行う時には、一般に
１５０℃程度の温度で試験を行う。このため、ポリイミ
ド等の樹脂により形成されている基板４が変形して、基
板パッド７とはんだバンプ１１との位置がずれてしまう
可能性があった。このため、信頼性試験により発見され
た不良が、半導体素子に起因するものであるか、基板パ
ッド７とはんだバンプ１１との位置のずれに起因するも
のであるのか、判断できないという問題がある。

【００１４】さらに、ばね力が十分でない場合には、前
述と同様に、蓋２を閉める時に半導体素子１０に力が加
わり、図５の（ｂ）に示すように、半導体素子１０が回
転する可能性がある。特に、図５に示すように、ソケッ
ト本体１のばね１５が設置されている側壁側を開閉軸２
１として蓋２を閉じる場合、半導体素子１０には位置決
め用の壁８と逆の方向に圧力がかかるため、ばね１５の
ばね力のみでは半導体素子１０を支持することができな
い。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】このように、位置決め
用の壁が基板上に接着されている従来の半導体装置の試
験装置では、蓋の開閉時または試験中に、基板パッドと
はんだバンプとの位置がずれて、試験を行うことが不可
能になるという問題があった。本発明の目的は、基板パ
ッドとはんだバンプとの位置のずれを防止することがで
きる半導体装置の試験装置を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明による半導体装置の試験装置
は、ソケット本体と、ソケット蓋と、前記ソケット本体
の内部に収納されその上に半導体素子が搭載される基板
とを具備し、前記ソケット本体はソケット本体の内側底
面に露出し前記ソケット本体の底面部を通って前記ソケ
ット本体の外部に引き出されているソケットピンを有
し、前記基板はこのソケットピンと前記半導体素子の電
極とを電気的に接続する配線層を有する半導体装置の試
験装置において、前記基板は前記半導体素子の２つの辺
に接触するように一体成形されている壁部を有し、前記
本体は前記２つの辺と対向する半導体素子の２辺に接触
して加圧する加圧手段を有することを特徴とする。

【００１７】また、本発明による半導体装置の試験装置
は、上記の半導体装置の試験装置において、前記基板が
セラミックにより形成されていることを特徴とする。ま
た、前述の半導体装置の試験装置において、前記蓋は、
前記蓋を閉じる時に前記基板の壁部に向かう方向に前記
半導体素子に対して圧力が加わるような開閉構造を具備
することも可能である。

【００１８】さらに、前述の半導体装置の試験装置にお
いて、前記蓋は前記本体の上面に設置された開閉軸を中
心として回転することにより開閉し、この開閉軸は前記
壁部に隣接している前記本体の側壁面上に位置するよう
に構成されていることを可能である。

【００１９】このように、本発明による半導体装置の試
験装置では、基板が半導体素子の２つの辺に接触するよ
うに一体成形されている壁部を有し、本体は前記２つの
辺と対向する半導体素子の２辺に接触して半導体素子を
加圧する加圧手段を有するため、この半導体素子を加圧
手段により壁部に押しつけて位置合わせを行うことがで
きる。

【００２０】ここで、この壁部が基板と一体成形されて
いるため、別の部品を基板上に接着して位置決め用の壁
を構成する従来に比べて、壁部と基板パッドとの間の位
置合わせの精度を向上することができる。このため、半
導体装置の電極と基板パッドとの間の位置合わせの精度
を向上することができる。

【００２１】また、壁部と基板とが一体成形されている
ため、別の部品を基板上に接着して位置決め用の壁を構
成する従来に比べて、圧力に対する強度を向上すること
ができる。このため、ばねの力を増大することが可能と
なり、半導体素子に対してさまざまな方向に働く圧力に
より、半導体素子の位置がずれることを防止することが
できる。これにより、半導体素子の電極と基板パッドの
位置がずれることを防止することができる。

【００２２】また、セラミックにより基板を構成する上
記の半導体装置の試験装置では、一般にセラミックは温
度変化による形状の変化が小さく、高温においても変形
しにくいため、高温の信頼性試験等において、基板が変
形することを防止することができる。このため、基板の
変形により、電極と基板パッドの間の位置がずれること
を防止することができる。

【００２３】さらに、蓋を閉じる時に基板の壁部に向か
う方向に半導体素子に対して圧力が加わるような開閉構
造を蓋が具備している前述の半導体装置の試験装置で
は、蓋を閉じる時に、半導体素子が壁部に押し付けられ
るように、半導体素子に対して圧力が働くため、半導体
素子がずれることを防止することができる。これによ
り、電極と基板パッドの間の位置がずれることを防止す
ることができる。

【００２４】また、上記の半導体装置の試験装置におい
て、蓋が本体の上面に設置された開閉軸を中心として回
転することにより開閉し、この開閉軸は前記壁部に隣接
している前記本体の側壁面上に位置するように構成され
ている場合には、蓋を閉じる時に壁部に向かう方向に半
導体素子に対して圧力が加わるため、半導体素子が壁部
に押し付けられることにより、半導体素子がずれること
を防止することができる。これにより、電極と基板パッ
ドの間の位置がずれることを防止することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１の（ａ）は、本発明の
第１の実施の形態による半導体装置の試験装置の構造を
示す断面図、図１の（ｂ）は、その本体の上面図であ
る。

【００２６】従来の試験装置と同様に、本実施の形態に
よる半導体装置の試験装置は、本体１と蓋２とから構成
されているソケットと、本体１の内部の設置されてその
上に半導体素子１０が搭載される基板２０とにより構成
される。

【００２７】本体１は、従来と同様に、樹脂パッケージ
の外部リードに対応する位置に、ピン３を有している。
また、本体１の２つの側面に、ばね１５を介して板部１
４が設置されている。

【００２８】基板２０は、従来と同様に、ソケットのピ
ン３と、半導体素子１０の電極を構成するはんだバンプ
１１とを接続する配線５を備えている。すなわち、この
配線５は、ソケットのピン３およびはんだバンプ１１に
対応する位置において基板４から露出されて、それぞれ
基板パッド６および７を構成している。

【００２９】さらに、基板４上に位置決め用の壁８が接
着されていた従来のものと異なり、本実施の形態の基板
２０は、一体成形された壁部２０´を具備している。こ
のような基板２０は、例えばセラミックにより形成する
ことができる。

【００３０】また、蓋２は、従来と同様に、ばね１３に
より蓋２と接続されている板部１２を具備するが、ばね
１５が設置されている側壁面側を軸として開閉するよう
に構成されていた従来と異なり、壁部２０´と接触する
側壁面側を軸２１として開閉されるように、本体１に設
置されている。

【００３１】このような本実施の形態による半導体装置
の試験装置では、半導体素子１０を壁部２０´に接触す
るように基板２０上に載せて、ばね１５の圧力により、
板部１４を用いて半導体素子１０を壁部２０´に押し付
けることにより、はんだバンプ１１と基板パッド７との
間の位置合わせを行う。次に、蓋２を閉めて、板部１２
により半導体素子１１を固定する。この時、ばね１３の
圧力により、半導体素子１０が基板２０に、基板２０が
本体１に押し付けられる。このようにして、はんだバン
プ１１と基板パッド７との間の電気的接続性と、基板パ
ッド６とソケットピン３との間の電気的接続性とを向上
させて、試験を行う。

【００３２】以上のように、本実施の形態では、例えば
セラミック等により一体成形された壁部２０´を有する
基板２０を具備することが特徴である。このため、別の
部品により位置決め用の壁８を形成し、基板４上に接着
していていた従来のものに比べて、半導体素子１０が接
触する壁部２０´と基板パッド７との位置合わせの精度
を向上することができる。これにより、半導体素子１０
のはんだバンプ１１と基板パッド７との位置合わせの精
度を向上することができる。

【００３３】また、従来の半導体装置の試験装置では、
位置決め用の壁８を基板４上に接着していたため、圧力
に対する接着強度が十分でなく、ばね１５の力が大きく
することが困難であった。このため、半導体素子１０を
ばね１５により位置決め用の壁８に押し付けて固定した
場合にも、例えば蓋２を閉じる時に、半導体素子１０に
加わる圧力により、半導体素子１０の位置がずれるとい
う問題があった。しかし、本実施の形態では、壁部２０
´を基板２０と一体成形しているため、ばね１５の力を
十分に強くすることができ、半導体素子１０の位置がず
れることを防止することができる。

【００３４】さらに、一般に、セラミックは温度による
形状の変化が少なく、また、高温においても変形しにく
い。このため、高温で信頼性等の試験を行う時に、基板
２０が変形してはんだバンプ１１と基板パッド７との間
の位置、または基板パッド６とソケットピン３との間の
位置がずれることを防止することができる。このため、
高温試験により、これらの位置のずれに起因した不良が
発生しないため、半導体素子に起因する不良を、より確
実に発見することが可能となる。

【００３５】また、一般にセラミックは圧力に対して変
形しにくい。基板４を樹脂により形成していた従来の半
導体装置の試験装置では、基板４が変形しやすいため、
ばね１３の力を大きくすることが困難である。これによ
り、はんだバンプ１１と基板パッド７との間の電気的接
触、または基板パッド６とソケットピン３との間の電気
的接触が不十分となり、これに起因した不良が観測され
る可能性があった。これに対して、本実施の形態では、
ばね１３の力を増大することができるため、半導体素子
１０と基板２０および基板２０とソケットとの間の電気
的接触不良により、不良が観測されることを防止するこ
とができる。

【００３６】また、樹脂により基板４を形成する従来の
半導体装置の試験装置では、基板４の配線層５をエッチ
ングにより形成するため、配線層５の間隔を狭くするこ
とが非常に困難である。これに対して、本実施の形態で
は、セラミックにより基板２０を形成するため、このセ
ラミック上に印刷技術を用いて配線層５を形成すること
ができる。一般に、エッチング技術を用いた場合には、
例えば１００μｍ程度の間隔を有する配線層を形成する
ことが限界であるが、印刷技術では例えば８０μｍ程度
の、エッチングに比べてより間隔の狭い配線層を形成す
ることができる。このように、本実施の形態による半導
体装置の試験装置では、はんだバンプの間隔がより狭い
半導体素子を試験することが可能となる。

【００３７】さらに、樹脂により基板４を形成する従来
の半導体装置の試験装置では、基板４が変形しやすいた
め、基板４を積層して多層配線層を形成することが非常
に困難である。このため、例えば図２の（ａ）に示すよ
うに、はんだバンプ１１が周囲に一列に配置されている
半導体素子１０のみを試験することが可能であった。こ
れに対して本実施の形態では、セラミックにより基板２
０を形成するため、配線層を多層にすることが可能であ
る。このため、図２の（ｂ）に示すように、半導体素子
１０の周辺に加えて中央部分にも、はんだバンプ１１を
有する半導体素子１０の試験を行うことが可能となる。

【００３８】また、図１に示すように、蓋２の開閉軸２
１が壁部２０´と接する側壁側に位置するように、蓋２
を本体１に設置することが望ましい。このようにするこ
とにより、蓋２を閉める時に、半導体素子１０に対して
壁部２０´の方向に圧力がかかるため、半導体素子１０
が回転することを防止して、はんだバンプ１１と基板パ
ッド７との間の位置がずれることを防止することができ
る。

【００３９】次に、本発明の第２の実施の形態につい
て、図３を用いて説明する。図３は、本発明の第２の実
施の形態による半導体装置の試験装置の構造を示す上面
図である。

【００４０】本実施の形態による半導体装置の試験装置
は、前述の第１の実施の形態と同様に、本体１と蓋２と
基板２０と半導体素子１０とにより構成される。また、
基板２０は、セラミックにより一体成形された壁部２０
´を具備している。

【００４１】ここで、本実施の形態による半導体装置の
試験装置では、第１の実施の形態と異なり、基板２０の
壁部２０´と、これに対向する板部１４とが、蓋２の開
閉軸２１に対して、斜めに設置されている。

【００４２】このような構造にすることにより、上記第
１の実施の形態において述べた効果に加えて、本実施の
形態では、蓋２を閉じる時に、半導体素子１０に対し
て、壁部２０´の角部ａに向かう方向に圧力が加わるた
め、半導体素子１０が角部ａに押し込まれ、半導体素子
１０が回転することを防止することができる。

【００４３】なお、前述の２つの実施の形態において、
蓋２の開閉軸２１が壁部２０´側に設置されているが、
蓋２の構造および開閉軸の方向はこれに限らず、例えば
半導体素子１０の上表面に対して、垂直に移動させるこ
とにより開閉を行うような構造の蓋２を用いることも可
能である。このような構造とすることにより、蓋２の開
閉により半導体素子１０が回転することを考慮する必要
をなくすことができる。

【００４４】このように、前述のような一体成形の壁部
を有する基板２０を用いることにより、従来と同様のソ
ケットを用いて、例えばはんだバンプを電極とする半導
体素子等、様々な構造を有する半導体素子の試験を行
い、不良を精度良く発見することが可能となる。このた
め、新たなソケットを製造する必要がなく、製造コスト
を低減することができる。

【００４５】

【発明の効果】以上のように、本発明による半導体装置
の試験装置では、基板パッドとはんだバンプとの間の位
置のずれを防止し、試験を確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による半導体装置の
試験装置の構造を示す断面図および上面図。

【図２】本発明による効果を説明する半導体素子の底面
図。

【図３】本発明の第２の実施の形態による半導体装置の
試験装置の構造を示す上面図。

【図４】従来の半導体装置の試験装置の構造を示す断面
図および上面図。

【図５】従来の半導体装置の試験装置の構造を示す断面
図および上面図。

【符号の説明】

１…ソケット本体、 ２…ソケット蓋、 ３…ソケットピン、 ４、２０…基板、 ５…配線層、 ６、７…基板パッド、 ８…位置決め用壁、 １０…半導体素子、 １１…はんだバンプ、 １２、１４…板部、 １３、１５…ばね、 ２１…蓋の開閉軸。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ソケット本体と、ソケット蓋と、前記ソ
   ケット本体の内部に収納されてその上に半導体素子が搭
   載される基板とを具備し、前記ソケット本体はソケット
   本体の内側底面に露出し前記ソケット本体の底面部を通
   って前記ソケット本体の外部に引き出されているソケッ
   トピンを有し、前記基板はこのソケットピンと前記半導
   体素子の電極とを電気的に接続する配線層を有する半導
   体装置の試験装置において、前記基板は前記半導体素子
   の２つの辺に接触するように一体成形されている壁部を
   有し、前記本体は前記２つの辺と対向する半導体素子の
   ２辺に接触して加圧する加圧手段を有することを特徴と
   する半導体装置の試験装置。
2. 【請求項２】 前記基板はセラミックにより形成されて
   いる請求項１記載の半導体装置の試験装置。
3. 【請求項３】 前記蓋は、前記蓋を閉じる時に前記基板
   の壁部に向かう方向に前記半導体素子に対して圧力が加
   わるような開閉構造を具備する請求項１または２記載の
   半導体装置の試験装置。
4. 【請求項４】 前記蓋は前記本体の上面に設置された開
   閉軸を中心として回転することにより開閉し、この開閉
   軸は前記壁部に隣接している前記本体の側壁面上に位置
   するように構成されている請求項３記載の半導体装置の
   試験装置。