JPH11176548A - 半導体集積回路接続ソケットと検査機能配線板との接続方法および半導体集積回路検査装置 - Google Patents

半導体集積回路接続ソケットと検査機能配線板との接続方法および半導体集積回路検査装置

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JPH11176548A
JPH11176548A JP9345556A JP34555697A JPH11176548A JP H11176548 A JPH11176548 A JP H11176548A JP 9345556 A JP9345556 A JP 9345556A JP 34555697 A JP34555697 A JP 34555697A JP H11176548 A JPH11176548 A JP H11176548A
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integrated circuit
semiconductor integrated
wiring board
inspection
connector
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JP9345556A
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Haruhide Ishida
治英 石田
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MITSUI BUSSAN MACHINERY KK
TECHNO SEMU KENKYUSHO KK
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MITSUI BUSSAN MACHINERY KK
TECHNO SEMU KENKYUSHO KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 接続用端子に接続不良が発生することなく、
また接続端子の配列ピッチが小さい場合でも対応する。 【解決手段】 半導体集積回路接続ソケット11と、接
続端子3に対向配置され、半導体集積回路2の特性検査
をなす検査用回路6を有する検査機能配線板7とを接続
する。半導体集積回路接続ソケット11に、互いに離間
する方向に付勢されて半導体集積回路接続ソケット11
から突出する第一、第二の接続子12,13を配設し、
第一の接続子12に、半導体集積回路2の接続端子3を
接触させて、第二の接続子13に、検査機能配線板7の
表面に形成され、且つ検査用回路6に接続された電極1
0を接触させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、バンプ電極、ラン
ド電極を含むボールグリッド方式の半導体集積回路接続
ソケットと検査機能配線板との接続方法および半導体集
積回路検査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、集積回路等の電子部品において
は、その特性の経時変化を調べるために、いわゆるエー
ジングが行われており、この種のエージングには、炉内
で上記電子部品を加熱または冷却して所定温度に維持す
るバーンイン装置が多く使用されている。
【0003】従来、集積回路素子を保護、格納して所望
の動作をさせ、かつ外部配線板との接続端子を有する集
積回路パッケージの形式は、図5に示すDIP型あるい
は図6に示すQFP型に代表されるSMD型が主流にな
っている。一方、回路の高集積化が進展し、極小化され
たパッケージに極力多くの接続端子を付与させたいとい
う欲求が強く、この流れに呼応してボールグリッド型パ
ッケージ(以下BGAと称する)に形成された集積回路
が普及し始めている。
【0004】図7にBGA型集積回路の一例の外観を、
図8にBGAの拡大断面を、そして図9にボールグリッ
ドの外観を示す。BGA型集積回路31は、基板32の
一方の面に成形樹脂34に封入されて搭載された集積回
路33が、他方の面に形成されたボールグリッド35
と、スルーホール36を経由して接続されるものであ
る。
【0005】これら各種のパッケージに格納された集積
回路は、製造の後工程において検査やエージング試験に
より動作確認が行われるが、数十から数百本に及ぶ接続
端子を確実に検査機と電気的に接続するために、電気信
号の授受を行う配線板に接続目的のソケットを取り付け
ることが行われている。
【0006】図10、図11、図12、従来のQFP型
集積回路の測定用に供されてきたソケット40のそれぞ
れ平面図、断面図、裏面図であり、これらの図において
符号37はコンタクトピン、符号38は配線板に接続さ
れる実装ピンである。QFP型集積回路43の接続端子
39は、図6に示したように、一列に密集して配置され
ており、それに対応するソケット40のコンタクトピン
37も図10に示すように一列に密集して配置されてい
る。
【0007】然るに本ソケットを上記の配線板に搭載し
て給電を行うために、その下面に突出された配線板への
実装ピン38は、図12に示すように、3列になってい
る。以下に、実装ピン38を3列に分散して配置した理
由を説明する。図13は、ソケット40の下面に突出さ
れた実装ピン38を挿入してハンダ付けの上、電気的に
接続するための配線板スルーホール41を示す外観斜視
図である。また、図14は、4層配線板42に加工され
たスルーホール41の一例を示す断面図である。
【0008】図6に示すQFP型集積回路43の接続端
子39の間隔(ピッチ)P1は、通常0.8mm程度で
あり、さらに0.65mmや0.5mm或いはこれらよ
りさらに狭隘なパッケージが普及しつつある。今、ピッ
チP1が0.8mmの接続端子を有する集積回路を接続
するためのソケット40の実装ピン38を一列で下面に
突出させると、その実装ピン38を実装ハンダ付けする
図13に示すスルーホール41のピッチP1も0.8m
mになる。実装ピン38の直径が0.3mmとするとF
RP(Fibre Reinfoced Plasti
c)に穿ける円孔径は、例えば、0.4mm程度であ
り、銅壁の厚みを30μmとすると銅壁内径は0.34
mmとなる。
【0009】銅壁の上下端には、ハンダの熔着を助ける
フランジ44(以下ランドと称する)があり、この直径
dは通常0.6mm程度である。その結果、ランド44
と隣接するランド44の隙間(クリアランス)Cは、
0.2mmになってしまい、この200μmのクリアラ
ンスに100μmの配線を通すことが困難になる。
【0010】この欠点を是正するために、従来の方法は
下面に突出する実装ピン38を3列に分散することによ
り、ピッチを3倍の2.4mmを確保していた。その結
果、図13のdが、0.6mmであってもクリアランス
Cは、1.8mmが確保され、ランド44とランド44
との間の配線が、図15に示すが如く可能であった。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の半導体集積回路接続ソケットと検査機能
配線板との接続方法には、以下のような問題が存在す
る。最近のBGA型集積回路31においては、パッケー
ジの接続端子が図7ないし図9に示すように、半球端子
の敷き詰めになっているため、これに対応するソケット
40のコンタクトピン37が多列となり、その結果、ソ
ケット40の下面に突出する実装ピン38は、図10な
いし図12に示すが如く列数を増加させてピッチの増大
を計ることが不可能となり、半球端子の直下に延長突出
させるのが唯一の方法であった。
【0012】一方、ボールグリッド35のピッチも1m
m以上から0.8mm、さらには0.65mmと狭隘化
されつつあり、図15に示すように、ランド44間を配
線が行き交うことが不可能になっている。また、ソケッ
ト40が取り付けられる配線板42は、図14の如く多
層配線の構造になっているが、2層目および3層目の配
線も、貫通するスルーホール41に邪魔されて同じくス
ルーホール41を配線が行き交うことが不可能になって
いる。
【0013】本発明は、この問題に着目し、ソケットの
構造と、ソケットを配線板に実装接続する方法とに、新
規な技術を用いて配線板内の配線を自由に行わしめるた
めになされたものであり、その骨子は、従来の方法では
ソケットの実装ピンが信号の送受信用配線板のスルーホ
ールに挿入され、ハンダ付けによって電気的に接続され
る方式のために生じる重大な欠点に着目し、スルーホー
ルのない配線板にソケットの実装ピンを電気的に安定し
て接続できる半導体集積回路接続ソケットと検査機能配
線板との接続方法および半導体集積回路検査装置を新規
に発案、提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、以下の構成を採用している。請求項1記
載の半導体集積回路接続ソケットと検査機能配線板との
接続方法は、半導体集積回路を搭載して該半導体集積回
路の接続端子と電気的に接続される半導体集積回路接続
ソケットと、前記接続端子に対向配置され、前記半導体
集積回路の特性検査をなす検査用回路を有する検査機能
配線板とを接続する方法であって、前記半導体集積回路
接続ソケットに、互いに離間する方向に付勢されて該半
導体集積回路接続ソケットから突出する第一、第二の接
続子を配設し、該第一の接続子に、前記半導体集積回路
の接続端子を接触させて、前記第二の接続子に、前記検
査機能配線板の表面に形成され、且つ前記検査用回路に
接続された電極を接触させることを特徴とするものであ
る。
【0015】従って、本発明の半導体集積回路接続ソケ
ットと検査機能配線板との接続方法によれば、半導体集
積回路の接続端子と検査用回路とを、半導体集積回路接
続ソケットの第一、第二の接続子および電極を介して、
付勢されることによる圧接状態で接続することができ
る。このとき、検査用回路に接続された電極は、検査機
能配線板の表面に形成されているので、スルーホールの
場合のように接続子の直径より大きくする必要がない。
また、第二の接続子は、上記電極に接触するだけなの
で、接続子を検査機能配線板にハンダ付けする必要がな
い。
【0016】請求項2記載の半導体集積回路接続ソケッ
トと検査機能配線板との接続方法は、請求項1記載の半
導体集積回路接続ソケットと検査機能配線板との接続方
法において、前記半導体集積回路の接続端子と前記第一
の接続子とを接触させる際に、該第一の接続子を軸線回
りに回転させることを特徴とするものである。
【0017】従って、本発明の半導体集積回路接続ソケ
ットと検査機能配線板との接続方法によれば、第二の接
続子は、電極に対して付勢された状態で接続され、第一
の接続子は半導体集積回路の接続端子に対して回転しな
がら付勢された状態で接続される。この回転により、接
続端子表面の酸化膜や塵埃を排除した状態で接続するこ
とができる。
【0018】請求項3記載の半導体集積回路検査装置
は、接続端子を有する半導体集積回路を検査対象とし
て、前記接続端子に対向配置され、前記半導体集積回路
の特性検査をなす検査用回路を有する検査機能配線板
と、該検査用回路および前記接続端子を接続する半導体
集積回路接続ソケットとを備えた半導体集積回路検査装
置において、前記検査機能配線板の表面には、前記接続
端子に対向配置され、前記検査用回路に接続される電極
が配設され、前記半導体集積回路接続ソケットは、前記
接続端子および前記電極に対向する方向に順次列設され
る第一、第二の接続子と、該第一、第二の接続子間に配
設され、該第一、第二の接続子を接続させると共にこれ
らを互いに離間させるように付勢する付勢部材とを備え
ることを特徴とするものである。
【0019】従って、本発明の半導体集積回路検査装置
によれば、半導体集積回路の接続端子と検査用回路と
を、半導体集積回路接続ソケットの第一、第二の接続子
および電極を介して、付勢されることによる圧接状態で
接続することができる。このとき、検査用回路に接続さ
れた電極は、検査機能配線板の表面に形成されているの
で、スルーホールの場合のように接続子の直径より大き
くする必要がない。また、第二の接続子は、上記電極に
接触するだけなので、接続子を検査機能配線板にハンダ
付けする必要がない。
【0020】請求項4記載の半導体集積回路検査装置
は、請求項3記載の半導体集積回路検査装置において、
前記第一の接続子は、前記接続端子に圧接されたとき
に、軸線回りに回転する構成とされていることを特徴と
するものである。
【0021】従って、本発明の半導体集積回路検査装置
によれば、第一の接続子を軸線回りに回転させながら半
導体集積回路の接続端子に圧接することができる。この
回転により、接続端子表面の酸化膜や塵埃を排除した状
態で接続することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体集積回路接
続ソケットと検査機能配線板との接続方法および半導体
集積回路検査装置の実施の形態を、図1ないし図3を参
照して説明する。これらの図において、従来例として示
した図5ないし図15と同一の構成要素には同一符号を
付し、その説明を簡略化する。
【0023】図1において、符号1は集積回路検査装置
(半導体集積回路検査装置)であり、符号2は集積回路
である。集積回路検査装置1は、集積回路2の接続端子
3にそれぞれ対向配置されるランド(電極)10が表面
に形成された検査機能配線板7と、集積回路2および検
査機能配線板7の間に設けられたソケット(半導体集積
回路接続ソケット)11とを備えるものであり、ランド
10には集積回路2の特性検査をなす検査用回路6が接
続されている。
【0024】ソケット11は、検査用回路6と接続端子
3とを接続するものであって、接続端子3、ランド10
にそれぞれ対向配置される端子接続子(第一の接続子)
12、ランド接続子(第二の接続子)13と、端子接続
子12、ランド接続子13間に配設され、これらを互い
に離間するように当接して付勢する鋼製のコイルスプリ
ング(付勢部材)14と、端子接続子12、コイルスプ
リング14およびランド接続子13を順次列設させて保
持するハウジング15と、検査機能配線板7に形成され
た雌ネジ16に螺着して、ハウジング15を検査機能配
線板7に装着させるネジ部材17とから構成されてい
る。
【0025】図2に示すように、端子接続子12は、先
端がハウジング15から突出する突出軸21と、突出軸
21より大径の基端部22とから構成されており、突出
軸21の外周面には、螺旋溝23が軸線回りに形成され
ている。
【0026】ハウジング15の接続端子3に臨む面に
は、端子接続子12の突出軸21が上記方向に移動自在
に摺動する摺動孔18が、ランド10に臨む面にはラン
ド接続子13が上記方向に移動自在に摺動する摺動孔1
9がそれぞれ形成されており、摺動孔18,19間に
は、摺動孔18,19よりも大径の大径部20が形成さ
れている。
【0027】また、摺動孔18には、該摺動孔18内に
突出して、端子接続子12の螺旋溝23に摺動自在に嵌
合する突出部24が形成されている。一方、摺動孔18
と大径部20との間には、端子接続子12の基端部22
が係合する段部25が形成されている。
【0028】上記の構成の集積回路検査装置により集積
回路と検査機能配線板とを接続する手順について以下に
説明する。まず、図1に示すように、ハウジング15に
端子接続子12、コイルスプリング14、ランド接続子
13を順次列設して保持させる。このとき、端子接続子
12の突出軸21およびランド接続子13の先端は、コ
イルスプリング14に付勢されてハウジング15から突
出している。
【0029】次に、ランド接続子13とランド10とが
対向する状態でネジ部材17を検査機能配線板7の雌ネ
ジ16に螺着させて締結させることにより、ハウジング
15を検査機能配線板7に密接して装着する。これによ
り、ランド接続子13のハウジング15からの突出量が
ゼロとなり、コイルスプリング14に、突出量に対応し
た付勢力Pが加わる。そして、ランド接続子13とラン
ド10とは、コイルスプリング14に付勢されて圧接接
続される。
【0030】また、端子接続子12も同様に、コイルス
プリング14の付勢力Pにより、基端部22が段部25
に係合すると共に突出軸21の先端がハウジング15か
ら突出する。続いて、集積回路押さえ部材26に支持さ
れた集積回路2をハウジング15に接近させて、その接
続端子3と端子接続子12の突出軸21とを対向する状
態で当接させる。
【0031】さらに、コイルスプリング14の付勢力P
に抗して接近を進めると、接続端子3と端子接続子12
とは付勢力Pで圧接接続されると共に、端子接続子12
が上記方向のハウジング15に没する方向に移動する。
このとき、端子接続子12の突出軸21は、その螺旋溝
が突出部24に摺動自在に嵌合しているため軸線回りに
回転する。
【0032】かくして、端子接続子12、コイルスプリ
ング14、ランド接続子13およびランド10を順次介
して、集積回路2の接続端子3と、検査機能配線板7の
検査用回路6とが接続され、検査用回路6により集積回
路2の特性検査をなすことができる。
【0033】一方、図3は、検査機能配線板7の表面に
形成されたランド10を含むパターンを示す平面図であ
る。符号10はランドであり、その中心10aにランド
接続子13が押圧されて電気的接続が達成される。
【0034】符号46は、検査機構配線板7上に形成さ
れる銅配線であり、通常100〜200μm幅にエッチ
ングにより形成される。ランド10の直径は、図13に
示すスルーホール41がないため、ランド10間のピッ
チP2が0.8mmの場合は、0.3mm程度の寸法が
採れる。
【0035】その結果、ランド10間には、0.5mm
の隙間が確保され100μmの銅配線が二本通せるよう
になる。また、多層配線を達成するためのスルーホール
47は、銅配線を導出後ソケット11の直下からはずれ
た位置に必要なピッチP3を離して設置でき、且つこの
スルーホール47には実装ピン等の部品のリードを挿入
する必要がないため、その直径が0.2mm程度にまで
小径化でき、図14に示す多層配線板の2層、3層或い
は4層に配線を設けるための支障になることはない。
【0036】図4は、別の実施の形態を示す断面図であ
る。この図において、符号48はポリエステルやポリイ
ミドで構成された数十ミクロン程度の絶縁薄板である。
絶縁薄板48には、ランド10に対応する正確な位置
に、ランド10と同一形状の孔49が設けられている。
【0037】この絶縁薄板48を介して、検査機能配線
板7とソケット11とを締結すれば、ランド10の周囲
には絶縁薄板48の厚みに対応する囲壁が形成されるこ
とになり、ランド接続子13とランド10との機械的接
続が一層安定したものとなる。
【0038】本実施の形態の半導体集積回路接続ソケッ
トと検査機能配線板との接続方法および半導体集積回路
検査装置によれば、ランド接続子13が検査機能配線板
7のランド10に圧接接続されるので、この部分のスル
ーホールが不要となり、集積回路2の接続端子3のピッ
チが、例えば、0.3mm程度まで小さくなったり、ま
た接続端子3が格子状に配列されても十分に対応可能で
あることに加えて、検査機能配線板7を容易に製作する
ことができる。
【0039】また製作時、ランド10を他の回路をプリ
ントする際に形成すればよいので、従来のように、接続
ピンをスルーホールに挿入してハンダで固定する手間も
省ける。そして、検査機能配線板7に多層の配線を施す
ためのスルーホールをランド10から一定距離を隔て
て、また分散して設けることができるため、検査機能配
線板7の内層配線に対して十分な配線余地を確保するこ
とができ、内層配線層の層数を低減することができる。
【0040】一方、集積回路2の接続端子3と端子接続
子12との圧接接続時、接続端子3の表面に酸化膜が形
成されていたり塵埃が付着していても、端子接続子12
の突出軸21が軸線回りに回転するので、これらを排除
した状態で接続することができる。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に係る半
導体集積回路接続ソケットと検査機能配線板との接続方
法によれば、半導体集積回路接続ソケットに、半導体集
積回路接続ソケットから突出する第一、第二の接続子を
配設し、第一の接続子に半導体集積回路の接続子を接触
させて、第二の接続子に検査機能配線板の表面に形成さ
れ、且つ検査用回路に接続された電極を接触させる構成
となっている。
【0042】これにより、検査機能配線板にスルーホー
ルを形成する必要がなくなり、また、第二の接続子が検
査機能配線板の電極に圧接接続されるので、半導体集積
回路の接続端子のピッチが、相当小さくなったり、また
接続端子が格子状に配列されても十分に対応可能である
と共に、検査機能配線板を容易に製作することができる
という優れた効果を奏するものである。
【0043】また、BGA型集積回路のソケットとの電
気的結合が安定するのみならず、ソケットに、高度機能
を有する集積回路に対応した高密度配線板への接続が可
能となる。その結果、適用可能な用途として (1)集積回路機能テスト用変換ソケットボード(通
称、DUTボード) (2)集積回路機能検査ロボット用接触子(通称、テス
トハンドラー用接触子) (3)集積回路エージング用多並列搭載板(通称、バー
ンイン用DUTボード) が主として考えられるが、高度機能集積回路を試験機と
電気的に接続仲介する部分には、総じて応用出来、絶大
な効果を得ることができる。
【0044】請求項2に係る半導体集積回路接続ソケッ
トと検査機能配線板との接続方法によれば、半導体集積
回路の接続端子と第一の接続子とを接触させる際に、第
一の接続子を軸線回りに回転させる構成となっている。
これにより、接続端子の表面に酸化膜が形成されていた
り塵埃が付着していても、これらを排除した状態で接続
することができるため、接続に対する信頼性が向上する
という優れた効果を奏するものである。
【0045】請求項3に係る半導体集積回路検査装置に
よれば、検査機能配線板の表面に検査用回路に接続され
る電極が配設され、半導体集積回路接続ソケットに、接
続端子および電極にそれぞれ第一、第二の接続子が付勢
部材を間にして対向配置される構成となっている。これ
により、検査機能配線板のスルーホールが不要となり、
接続端子のピッチが、小さくなっても容易に対応するこ
とができると共に、検査機能配線板の製作コストも低減
できるという優れた効果を奏するものである。
【0046】請求項4に係る半導体集積回路検査装置に
よれば、第一の接続子が、接続端子に圧接されたときに
軸線回りに回転する構成となっている。これにより、接
続端子の表面に酸化膜が形成されていたり塵埃が付着し
ていても、これらを排除した状態で接続することができ
るため、接続に対する信頼性が向上するという優れた効
果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態を示す図であって、集積
回路と検査機能配線板との間にソケットが配設された断
面図である。
【図2】 ソケットの要部の断面図である。
【図3】 本発明の実施の形態を示す図であって、検査
機能配線板の表面に形成されたパターンを示す平面図で
ある。
【図4】 本発明の別の実施の形態を示す断面図であ
る。
【図5】 DIP型集積回路の一例を示す外観斜視図で
ある。
【図6】 QFP型集積回路の一例を示す外観斜視図で
ある。
【図7】 BGA型集積回路の一例を示す外観斜視図で
ある。
【図8】 図7における要部の断面図である。
【図9】 ボールグリッドの一例を示す外観斜視図であ
る。
【図10】 QFP型集積回路測定用に用いられた従来
のソケットの一例を示す平面図である。
【図11】 図10における断面図である。
【図12】 図10における裏面図である。
【図13】 従来の配線板スルーホールを示す外観斜視
図である。
【図14】 従来の4層配線板に加工されたスルーホー
ルの一例を示す断面図である。
【図15】 ランドとランドとの間に配線が施された平
面図である。
【符号の説明】
1 集積回路検査装置(半導体集積回路検査装置) 2 集積回路(半導体集積回路) 3 接続端子 6 検査用回路 7 検査機能配線板 10 ランド(電極) 11 ソケット(半導体集積回路接続ソケット) 12 端子接続子(第一の接続子) 13 ランド接続子(第二の接続子) 14 コイルスプリング(付勢部材)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体集積回路を搭載して該半導体集積
    回路の接続端子と電気的に接続される半導体集積回路接
    続ソケットと、 前記接続端子に対向配置され、前記半導体集積回路の特
    性検査をなす検査用回路を有する検査機能配線板とを接
    続する方法であって、 前記半導体集積回路接続ソケットに、互いに離間する方
    向に付勢されて該半導体集積回路接続ソケットから突出
    する第一、第二の接続子を配設し、 該第一の接続子に、前記半導体集積回路の接続端子を接
    触させて、 前記第二の接続子に、前記検査機能配線板の表面に形成
    され、且つ前記検査用回路に接続された電極を接触させ
    ることを特徴とする半導体集積回路接続ソケットと検査
    機能配線板との接続方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体集積回路接続ソケ
    ットと検査機能配線板との接続方法において、 前記半導体集積回路の接続端子と前記第一の接続子とを
    接触させる際に、該第一の接続子を軸線回りに回転させ
    ることを特徴とする半導体集積回路接続ソケットと検査
    機能配線板との接続方法。
  3. 【請求項3】 接続端子を有する半導体集積回路を検査
    対象として、 前記接続端子に対向配置され、前記半導体集積回路の特
    性検査をなす検査用回路を有する検査機能配線板と、 該検査用回路および前記接続端子を接続する半導体集積
    回路接続ソケットとを備えた半導体集積回路検査装置に
    おいて、 前記検査機能配線板の表面には、前記接続端子に対向配
    置され、前記検査用回路に接続される電極が配設され、 前記半導体集積回路接続ソケットは、前記接続端子およ
    び前記電極に対向する方向に順次列設される第一、第二
    の接続子と、 該第一、第二の接続子間に配設され、該第一、第二の接
    続子を接続させると共にこれらを互いに離間させるよう
    に付勢する付勢部材とを備えることを特徴とする半導体
    集積回路検査装置。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の半導体集積回路検査装置
    において、 前記第一の接続子は、前記接続端子に圧接されたとき
    に、軸線回りに回転する構成とされていることを特徴と
    する半導体集積回路検査装置。
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