WO2017145656A1 - 半導体装置の着脱方法、および、その方法が用いられる半導体装置の着脱装置 - Google Patents

半導体装置の着脱方法、および、その方法が用いられる半導体装置の着脱装置 Download PDF

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holding
socket body
socket
plate
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松岡　則行
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山一電機株式会社
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    • H01R33/00—Coupling devices specially adapted for supporting apparatus and having one part acting as a holder providing support and electrical connection via a counterpart which is structurally associated with the apparatus, e.g. lamp holders; Separate parts thereof
    • H01R33/74—Devices having four or more poles, e.g. holders for compact fluorescent lamps
    • H01R33/76—Holders with sockets, clips, or analogous contacts adapted for axially-sliding engagement with parallely-arranged pins, blades, or analogous contacts on counterpart, e.g. electronic tube socket

Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor device attaching / detaching method and a semiconductor device attaching / detaching device using the method.
  • an attachment / detachment device for a semiconductor device includes an IC socket operating member that moves up and down a cover member of a semiconductor device socket, a material handling unit of a transfer robot, an IC socket operating member, And a control unit that controls the operation of the material handling unit.
  • the IC socket actuating member is supported so as to be movable up and down by a lifting mechanism provided around the semiconductor device socket.
  • the material handling unit includes one suction pipe having a suction pad that holds the semiconductor device, a floating member that supports the suction pipe, and a floating portion support shaft that movably supports the floating member.
  • the electrodes of the semiconductor device as described above are arranged at a fine pitch (narrow pitch), and the semiconductor device is reduced in weight and its thickness tends to be reduced.
  • the semiconductor device when the semiconductor device is reduced in weight and thinned, when the semiconductor device naturally falls from directly above the positioning member, the semiconductor device may collide with the guide wall in the semiconductor device housing portion and rebound. As a result, the semiconductor device may not be installed at a proper position in the semiconductor device housing portion and may not be reliably electrically connected to the contact terminal.
  • warping of the device may occur as the semiconductor device becomes lighter and its thickness becomes thinner.
  • the semiconductor device is not pressed evenly, and all the electrodes of the semiconductor device are all.
  • the present invention relates to a method for attaching and detaching a semiconductor device, and a device for attaching and detaching a semiconductor device to which the method is used, in which the semiconductor device is reduced in weight and thickness is reduced.
  • an object of the present invention is to provide a method for attaching and detaching a semiconductor device that can be reliably attached to and detached from the semiconductor device housing portion without warping the semiconductor device, and a semiconductor device attaching and detaching device using the method.
  • a method for attaching and detaching a semiconductor device includes providing a semiconductor device and a hole in a suction means of a transfer robot that holds or releases the semiconductor device with respect to a socket body from which the semiconductor device is attached and detached.
  • a contact terminal provided on the socket body for moving the semiconductor device and the transfer robot holding the plate-like member, and moving the plate-like member and the electrode portion of the semiconductor device to the socket body.
  • the method for attaching and detaching a semiconductor device includes the step of holding the semiconductor device to the suction means of the transfer robot that holds or releases the semiconductor device with respect to the socket body to which the semiconductor device is attached and detached, and attaches and detaches the semiconductor device; After moving the transfer robot holding the semiconductor device and positioning the electrode portion of the semiconductor device with respect to the contact portion of the contact terminal provided on the socket body, the electrode portion of the semiconductor device is contacted with the contact terminal provided on the socket body. And a step of causing the holding member of the latch mechanism in the socket body to perform an operation of holding the semiconductor device on the socket body while being stopped in the vicinity of the portion.
  • a semiconductor device attaching / detaching device includes a semiconductor device and a plate disposed on a pressing member of a latch mechanism that is arranged on a socket body from which the semiconductor device is attached and detached and holds the semiconductor device and a plate-like member having a hole.
  • Latch mechanism drive control mechanism section for holding or releasing the holding member in the socket body housing section, and the suction means of the transfer robot for holding or releasing the semiconductor device and the plate-like member and attaching to and detaching from the socket body
  • the suction means of the transfer robot performs the operation of holding the semiconductor device and the plate-like member, and the transfer robot
  • the suction means is moved so that the plate member and the electrode portion of the semiconductor device are connected to the contact terminal provided in the housing portion of the socket body.
  • a control unit that causes the latch mechanism drive control mechanism unit to perform an operation of holding the plate-like member and the semiconductor device in the housing unit of the socket body while being stopped in the vicinity of the unit.
  • the semiconductor device attaching / detaching device includes an operation of holding the semiconductor device in the housing portion of the socket body in the holding member of the latch mechanism that is disposed in the socket body from which the semiconductor device is attached / detached and holds the semiconductor device, Alternatively, a latch mechanism drive control mechanism for performing the releasing operation, a suction means of the transfer robot that holds or releases the semiconductor device and attaches / detaches to / from the socket body, and an electrode portion of the semiconductor device held by the suction means of the transfer robot; An optical positioning means for optically positioning with respect to a contact portion of a contact terminal provided in a housing portion of the socket body, and a suction means of a transfer robot holding the semiconductor device are moved, and an electrode of the semiconductor device is moved to the optical positioning means.
  • the holding member of the latch mechanism in the socket body and the latch mechanism drive control mechanism portion perform the operation of holding the semiconductor device in the housing portion of the socket body. And a control unit.
  • the semiconductor device can be securely attached to and detached from the semiconductor device housing portion without warping the semiconductor device.
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a semiconductor device attaching / detaching apparatus to which a first embodiment of a semiconductor device attaching / detaching method according to the present invention is applied;
  • FIG. FIGS. 3A and 3B are diagrams used for explaining the operation in the pickup station of the semiconductor device attaching / detaching apparatus shown in FIG. It is a figure with which it uses for operation
  • FIGS. 5A and 5B are diagrams used for explaining the operation in the socket station of the semiconductor device attaching / detaching device shown in FIG. It is a figure with which it uses for operation
  • FIGS. 8A and 8B are diagrams used for explaining operations in the example shown in FIG.
  • FIG. 2 schematically shows the overall configuration of a semiconductor device attaching / detaching apparatus to which the first embodiment of the semiconductor device attaching / detaching method according to the present invention is applied.
  • the semiconductor device socket 2 used for the burn-in test is attached to and detached from the semiconductor device socket 2.
  • a plurality of semiconductor device sockets 2 are fixed on a wiring pitch expansion board PCB1 which is arranged in a plurality of vertical and horizontal directions on a predetermined printed wiring board PCB2.
  • the wiring pitch expansion board PCB1 is electrically connected to the printed wiring board PCB2 via the board connection connector BC.
  • a single semiconductor device socket 2 is shown as a representative of the socket station.
  • the semiconductor device socket 2 is, for example, an open top type socket, and is disposed on a socket body 30 fixed on the wiring pitch expansion board PCB1 and a semiconductor device housing portion 30a in the center of the socket body 30 and will be described later.
  • a contact terminal group 36 composed of a plurality of contact terminals for electrically connecting the device 16 and the conductive layer of the wiring pitch expansion substrate PCB1 and the semiconductor device 16 mounted in the semiconductor device housing portion 30a are selectively contact terminals.
  • the main mechanism includes a latch mechanism 32 that holds the group 36 and a cover member 34 that is supported by the socket body 30 so as to be movable up and down and controls the operation of the latch mechanism 32.
  • the semiconductor device 16 is, for example, a relatively thin BGA type substantially square or rectangular semiconductor element, and has an electrode surface 16E in which a plurality of electrode portions are formed at predetermined intervals in the vertical and horizontal directions.
  • the plurality of electrode portions are formed, for example, at intervals of 0.2 mm.
  • the semiconductor device 16 is not limited to such an example, and may be, for example, an LGA type semiconductor element.
  • the electrode group is formed at a predetermined position on the wiring pitch expansion board PCB1 so as to correspond to a plurality of contact terminals constituting the contact terminal group 36 of the socket body 30.
  • the electrode group is electrically connected through a conductor layer to a connector connecting end connected to the board connecting connector BC.
  • the electrode group is connected to fixed terminal portions of a plurality of contact terminals provided on the socket body 30 arranged on the wiring pitch expansion board PCB1.
  • the socket body 30 is formed of, for example, a resin material.
  • the movable contact parts of the plurality of contact terminals are projected at a predetermined mutual interval, for example, 0.2 mm.
  • Each contact terminal is formed of, for example, a thin plate metal material and is formed corresponding to each electrode portion of the semiconductor device 16 to be mounted, a fixed terminal portion fixed to the wiring pitch expansion board PCB1, It consists of a connecting part (both not shown) that connects the movable contact part and the fixed terminal part.
  • the contact terminal is not limited to such an example, and may be a so-called pogo pin (registered trademark) or a probe pin, for example.
  • the latch mechanism 32 is provided facing each other at the peripheral edge of the semiconductor device housing portion 30a of the socket body 30.
  • the latch mechanism 32 includes a pressing member 32P as disclosed in Patent Document 1, for example.
  • Each pressing member 32P has a base end portion that is rotatably supported by a wall portion that forms the semiconductor device housing portion 30a of the socket body 30, and an abutment that selectively abuts or separates from the outer peripheral portion of the semiconductor device 16. Part, and the connection part which connects a base end part and a contact part.
  • the base end portion is formed with a protruding piece that engages with the lower end of the cover member 34 when the cover member 34 is in the lowest end position. Yes.
  • each pressing member 32P is close to the contact terminal side.
  • a coil spring (not shown) for urging is provided.
  • the latch mechanism drive control mechanism is formed by the cover member 34 and the coil spring.
  • the contact portion of the pressing member 32P is the semiconductor device. 16 and the plate-like member 14 so as to be separated from the semiconductor device housing portion 30a and wait.
  • the contact portion of the pressing member 32P enters the semiconductor device housing portion 30a as shown in FIG. The holding position for holding the semiconductor device 16 is assumed.
  • the distance DA between them is set to be equal to or less than the total thickness of the stacked semiconductor device 16 and plate-like member 14.
  • the cover member 34 has an opening 34a through which the semiconductor device 16 and the plate-like member 14 pass.
  • the cover member 34 is supported by the socket body 30 so as to be movable up and down with respect to the socket body 30.
  • a coil spring (not shown) that urges the cover member 34 away from the socket body 30, that is, upward, is provided between a plurality of recesses provided around the opening 34 a and the recesses of the socket body 30. ) Is provided.
  • an inserter head 10 of an inserter is disposed above the socket 2 for a semiconductor device.
  • the inserter head 10 includes a plurality of suction pipes 12A to 12C having suction pads for selectively holding the semiconductor device 16 and the plate-like member 14 while causing the cover member 34 to move up and down.
  • the latch drive control mechanism is formed by the inserter head 10 and the cover member 34.
  • the inserter is fixed to the arm of the transfer robot (not shown).
  • the transfer robot moves between the socket station described above and a predetermined pickup station described later along a movement path according to a predetermined program.
  • the pickup station has a tray 6 on which a predetermined number of semiconductor devices 16 to be used for testing are arranged, and the same number as the number of semiconductor devices 16.
  • a tray 4 on which the plate-like member 14 is disposed.
  • the number of the semiconductor devices 16 in the tray 6 and the number of the plate-like members 14 in the tray 4 may be different without being limited to such an example.
  • the inserter head 10 can be moved up and down along the Z coordinate axis by a head driving unit 10D provided in the inserter.
  • the inserter head 10 is movable along the X coordinate axis and the Y coordinate axis parallel to the arrangement direction of the semiconductor device sockets 2 arranged vertically and horizontally in a common plane.
  • the Z coordinate axis is set along the direction in which the semiconductor device 16 and the plate member 14 are attached to and detached from the socket body 30.
  • the inserter head 10 can be rotated around the Z coordinate axis with the suction pipes 12A to 12C by the head driving unit 10D.
  • the suction pipes 12A to 12C are supported by the inserter head 10 so as to be movable relative to the inserter head 10 by a floating mechanism (not shown).
  • suction pads are respectively provided.
  • the suction pad holds or releases one plate-like member 14 and holds or releases one semiconductor device 16 through the hole 14 a of the plate-like member 14.
  • the suction pipes 12A, 12B, 12C are arranged in a line with a predetermined interval.
  • Each suction pad is made of, for example, an elastic material, and has a suction surface that sucks the semiconductor device 16 and the plate-like member on one end face. Further, the suction pad has a through hole that constitutes a part of the suction passage of the suction pipes 12A to 12C and opens to the suction surface. The other end of the suction pad is coupled to one end of the suction pipes 12A to 12C. The other ends of the suction pipes 12A to 12C are connected to an air pressure adjusting unit 12D including a suction pump (not shown). The operation of the air pressure adjusting unit 12D is controlled by a control unit described later.
  • the semiconductor device 16 and the plate-like member 14 subjected to the test are sucked and held by the suction surface of the suction pad through the suction passage made up of the suction pipes 12A to 12C when the suction pump is activated. .
  • the plate-like member 14 is formed of a heat-resistant resin material such as polycarbonate or polyetherimide and has substantially the same dimensions as the external dimensions of the semiconductor device 16.
  • the plate-like member 14 has a thickness of about 1 mm, and has a small hole 14a at a substantially central portion. The position of the hole 14a may be appropriately set according to the position of the suction pad of the suction pipe 12B.
  • the inserter further includes a mobile imaging device for imaging the alignment mark of the semiconductor device 16 and the alignment mark of the socket 2 for the semiconductor device.
  • the mobile imaging device includes a half mirror unit 20 and a CCD camera 22, and is interposed between the inserter head 10 shown in FIG. 2 and the cover member 34 of the semiconductor device socket 2 via the imaging device moving mechanism 24. And a predetermined standby position in the inserter.
  • the mobile imaging device is inserted between the inserter head 10 and the cover member 34 of the semiconductor device socket 2 along the direction indicated by the arrow F in FIG. 2, and also along the direction indicated by the arrow B in FIG. Then, it is retracted from between the inserter head 10 and the cover member 34 of the semiconductor device socket 2.
  • the operation of the imaging device moving mechanism 24 is controlled by a control unit described later.
  • the half mirror unit 20 has a ring illumination lamp 20L1 facing the inserter head 10 and a ring illumination lamp 20L2 facing the cover member 34 of the semiconductor device socket 2 at the upper and lower ends of the housing.
  • a half mirror 20HM is disposed on a predetermined optical axis inside the half mirror unit 20.
  • the alignment marks of the semiconductor device 16 are provided facing each other at two predetermined locations on the periphery of the electrode surface 16E.
  • the alignment marks of the semiconductor device socket 2 are provided, for example, at two predetermined locations around the contact terminal group 36 so as to face each other. Instead of the alignment mark, a mark such as a protrusion that can be recognized by the CCD camera 22 may be used.
  • the ring illumination lamp 20L1 when the ring illumination lamp 20L1 is turned on, the reflected light from the electrode surface 16E of the semiconductor device 16 is guided to the imaging unit of the CCD camera 22 through the half mirror 20HM, and the ring illumination lamp 20L1 is turned off.
  • the ring illumination lamp 20L2 When the ring illumination lamp 20L2 is turned on, the reflected light from the periphery of the contact terminal group 36 in the semiconductor device socket 2 is guided to the imaging unit of the CCD camera 22 through the half mirror 20HM.
  • the inserter includes a control unit that performs up-and-down movement of the inserter head 10, suction operation of the suction pad, and drive control of the imaging device moving mechanism unit 24 to adjust the relative position of the alignment mark described above. 50 is further provided.
  • the control unit 50 includes imaging data IPD representing the positions of the alignment marks of the semiconductor device 16 and the semiconductor device socket 2 from the CCD camera 22. Is supplied.
  • the control unit 50 performs predetermined image extraction and image conversion processing based on the imaging data IPD, compares the data obtained by the image conversion processing with the coordinate data and image data of each registered alignment mark, A central processing unit that forms a position adjustment control signal and supplies it to the head drive unit 10D, an inserter, a mobile imaging device, an imaging device moving mechanism unit 24, and a program for operation control of the air pressure adjustment unit 12D
  • the storage unit 50M stores data, data representing the type and quantity of the semiconductor device 16 to be tested, coordinate data of each registered alignment mark, and image data.
  • the storage unit 50M also stores data such as the position and orientation along the trajectory designated in advance by predetermined teaching regarding the above-described transfer robot and inserter.
  • the data input unit is, for example, an input unit including a keyboard, and a control command data group including mounting command data, test start command data, test end command data, and the like of the semiconductor device 16 and the plate-like member 14 is set at a predetermined timing. To the control unit 50.
  • a display unit (not shown) is connected to the control unit 50.
  • the display unit displays the semiconductor device 16 in the arbitrary semiconductor device socket 2 and the mounting state of the plate-like member 14 based on the display signal from the central processing unit, and the semiconductor device 16 in the arbitrary semiconductor device socket 2. A display indicating that the removal is complete is performed.
  • the control unit 50 when the semiconductor device 16 is mounted in the semiconductor device socket 2, the control unit 50 first moves the tray 4 from the predetermined home position at the pickup station as shown in FIG. The inserter head 10 descends to a predetermined position toward the plate-like member 14 in the tray 4 on the basis of a control command data group representing a mounting command, and the suction pads of the suction pipes 12A and 12C are moved. The plate member 14 is adsorbed. Next, the control unit 50 forms control signals Ca and Cb and supplies them to the head driving unit 10D and the air pressure adjusting unit 12D. At that time, the suction pad of the suction pipe 12B is brought into contact with the peripheral edge of the hole 14a so as to communicate with the hole 14a of the plate-like member 14.
  • the inserter head 10 is lowered to a predetermined position, and the suction pump is operated to hold the plate-like member 14 with the suction pads of the suction pipes 12A and 12C.
  • the transfer robot with the inserter is transferred to a position directly above the tray 6.
  • the inserter head 10 descends toward the semiconductor device 16 in the tray 6 while holding the plate-like member 14. At that time, the plate-like member 14 and the semiconductor device 16 are aligned so as to overlap each other.
  • the suction pump is operated, and the semiconductor device 16 is sucked and held by the plate-like member 14 through the hole 14a of the plate-like member 14 and the suction pad of the suction pipe 12B.
  • the inserter head 10 is raised.
  • the transfer robot with the inserter is transferred to a position directly above the semiconductor device socket 2 in the socket station. Note that when the semiconductor device 16 is placed on the tray 6 in a dead bug state (when the electrode surface 16E faces the suction pad), the semiconductor device 16 may be first placed in a live bug state.
  • the control unit 50 first adjusts the relative position of the alignment mark. That is, as shown in FIG. 2, in order to move the half mirror unit 20 of the mobile imaging device between the semiconductor device 16 and the cover member 34 of the semiconductor device socket 2, a control signal Cc is formed, Is supplied to the imaging device moving mechanism 24. As a result, the half mirror unit 20 of the mobile imaging device is moved between the semiconductor device 16 and the cover member 34.
  • the control unit 50 performs predetermined image extraction and image conversion processing based on the imaging data IPD, and compares the data obtained by the image conversion processing with the coordinate data and image data of each registered alignment mark.
  • the position adjustment control signal is formed so that the relative position of the alignment mark (centroid of the alignment mark) of the semiconductor device 16 with respect to the alignment mark (centroid of the alignment mark) in the semiconductor device socket 2 is matched. Is supplied to the head driving unit 10D. Thereby, the alignment of each electrode portion on the electrode surface 16E of the semiconductor device 16 and the contact portion of the contact terminal constituting the contact terminal group 36 in the semiconductor device socket 2 is completed.
  • the inserter head 10 is lowered in the direction indicated by the arrow D, that is, toward the semiconductor device socket 2, and the inserter head 10 is brought into contact with the upper surface of the cover member 34.
  • the cover member 34 is attached to the coil spring as shown in FIG.
  • the control signal Ca is generated to be lowered by a predetermined amount against the urging force and held at the lowermost end, and is supplied to the head driving unit 10D.
  • the plate-like member 14 and the semiconductor device 16 follow the operation of the inserter head 10 by a floating device (not shown), and the electrode surface 16E of the semiconductor device 16 Stopped at a position near the movable contact portion of the contact terminal.
  • the inserter head 10 causes the cover member 34 to be separated from the socket body 30.
  • the contact portion of each pressing member 32 ⁇ / b> P becomes the plate-like member 14. Abutting on the outer peripheral surface of the head, the holding position is taken.
  • the control unit 50 stops supplying the control signal Cb. Note that both or any of the suction states of the suction pipes 12A and 12C may be stopped.
  • each electrode portion of the electrode surface 16E of the semiconductor device 16 is electrically connected to the movable contact portion of the contact terminal without being displaced with respect to the normal position. Therefore, even if the semiconductor device 16 is light, there is no bounce in the seating and it can be reliably pressed by the latch. When the semiconductor device 16 is warped, even if one of the latches comes into contact with the semiconductor device 16 first, the other portion does not jump up and can be stably suppressed by the latch.
  • the transfer robot with the inserter is returned to the position just above the tray 4 as described above.
  • the other remaining plate members 14 in the tray 4 are sequentially held by the suction pads of the suction pipes 12A and 12C.
  • the remaining semiconductor device 16 in the tray 6 is repeatedly sucked and held on the plate-like member 14 through the suction pad and the hole 14a of the suction pipe 12B, and the other remaining semiconductor devices in the socket station. Also for the socket 2, the mounting of the semiconductor device 16 and the plate member 14 is repeated in the same procedure as described above.
  • the inserter head 10 is lowered toward the semiconductor device socket 2 and the inserter head 10 is moved to the semiconductor device socket.
  • the socket 2 is brought into contact with the upper surface of the cover member 34.
  • the cover member 34 is lowered by a predetermined amount against the urging force of the coil spring in order to separate the contact portion of the pressing member 32P of the latch mechanism 32 from the plate-like member 14 and take the standby position.
  • a control signal Ca is formed to be held at the lowermost end, and is supplied to the head driving unit 10D.
  • the suction pads of the suction pipes 12A to 12C follow the operation of the inserter head 10 and come into contact with the plate member 14 by a floating device (not shown).
  • the control unit 50 forms a control signal Cb so that the suction pad holds the plate-like member 14 and the tested semiconductor device, and supplies it to the air pressure adjusting unit 12D.
  • a control signal Ca is generated and supplied to the head drive unit 10D. Thereby, the plate-like member 14 and the semiconductor device 16 are held by the suction pads of the suction pipes 12A to 12C.
  • the inserter head 10 is raised so that the cover member 34 of the socket 2 for a semiconductor device is separated from the socket body 30.
  • the removal of the tested semiconductor device and the plate-like member 14 from the semiconductor device socket 2 is completed.
  • the plate-like member 14 held by the suction pads of the suction pipes 12A and 12C is returned to the tray 4 and reused by the transfer robot.
  • the tested semiconductor device is returned to the tray 6 by the transfer robot.
  • the tray 4 for storing the plate-like member 14 is provided in the pickup station.
  • the present invention is not limited to such an example.
  • the plate-like member 14 is not provided without providing the tray 4.
  • it may be arranged in advance in the semiconductor device housing portion 30a of the socket body 30 in the socket 2 for semiconductor devices at the socket station. In such a case, the following steps (1) to (3) are performed, and the plate member 14 and the semiconductor device 16 can be attached to and detached from the semiconductor device housing portion 30a of the socket body 30. (1) After the inserter moves directly above the semiconductor device socket 2, the inserter head 10 pushes down the cover member 34.
  • the plate member 14 By using the plate member 14 as in the above example, the following effects are obtained. 1) Scratches on the upper surface of the device (such as scratches caused by latches) can be prevented. The device can be prevented from being damaged and warped, and the device causing the warp can be corrected. 2) The thickness of the plate-like member can be adjusted to cope with a change in device thickness. By giving the plate-like member strength as a stiffener, damage to the device can be prevented. 3) Device deformation can be prevented. 4) By making the plate-like member with a transparent material, the mark and name of the device can be confirmed. Even if the material is not transparent, a hole may be formed to confirm the mark and name of the device. 5) Since the plate-like member has thermal conductivity, it can be used as a heat sink. 6) When the plate-like member is made of a material having electrical conductivity, when the latch or the cover has electrical conductivity, it becomes a countermeasure against static electricity.
  • FIGS. 8A and 8B schematically show the configuration of a second embodiment of a semiconductor device attaching / detaching device to which an example of the semiconductor device attaching / detaching method according to the present invention is applied.
  • FIGS. 8A and 8B the same components in the example shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof is omitted.
  • the semiconductor device 16 is held by the suction force of the suction pad of the suction pipe 12 ⁇ / b> B via the plate-like member 14, but instead, FIG. 7 and FIG.
  • the semiconductor device 16 ' is configured to be directly held by the suction pad of the suction pipe 12B.
  • the movable imaging device and the imaging device moving mechanism unit including the head driving unit 10D, the half mirror unit 20, and the CCD camera 22 described above. 24, a control unit 50, and the like.
  • the control unit 50 when mounting the semiconductor device 16 ′ in the semiconductor device socket 2, the control unit 50 first transfers the transfer robot from a predetermined home position to a position directly above the tray 6 at the pickup station. Next, the inserter head 10 is lowered to a predetermined position toward the semiconductor device 16 in the tray 6. At the same time, the suction pump is operated, and the semiconductor device 16 'is sucked and held by the suction pad of the suction pipe 12B. The inserter head 10 is raised again in the state of being sucked and held, and as shown in FIG. 7, the transfer robot with the inserter is transferred to a position just above the semiconductor device socket 2 in the socket station.
  • control unit 50 adjusts the relative position of the alignment mark in the same manner as in the above example. Thereby, the alignment of each electrode portion on the electrode surface 16′E of the semiconductor device 16 ′ and the contact portion of the contact terminal constituting the contact terminal group 36 in the semiconductor device socket 2 is completed.
  • the inserter head 10 is lowered toward the semiconductor device socket 2, and the inserter head 10 is brought into contact with the upper surface of the cover member 34 of the semiconductor device socket 2.
  • the abutting portion of the pressing member 32P of the latch mechanism 32 is separated from the semiconductor device housing portion 30a and is in a standby position (a position where the cover member 34 is lowered by a predetermined amount against the biasing force of the coil spring and held at the lowermost end) Therefore, as shown in FIG. 8A, the control signal Ca is generated and supplied to the head driving unit 10D.
  • the semiconductor device 16 ′ held by the suction pad of the suction pipe 12B follows the operation of the inserter head 10 by a floating device (not shown).
  • the electrode surface 16 ′ E of 16 ′ is stopped at a position near the movable contact portion of the contact terminals constituting the contact terminal group 36.
  • the inserter head 10 is raised so that the cover member 34 of the semiconductor device socket 2 is separated from the socket body 30. Immediately after the ascent starts, the cover member 34 is separated from the socket body 30 by the elastic force of the coil spring. At this time, the abutting portions of the pressing members 32P of the latch mechanism 32 abut on the outer peripheral surface of the semiconductor device 16 'and take the holding position.
  • the control unit 50 stops supplying the control signal Cb. Thereby, each electrode part of electrode surface 16'E of semiconductor device 16 'does not shift
  • the transfer robot with the inserter is returned to the position directly above the tray 6, and the other remaining semiconductor devices 16 in the tray 6 are sequentially placed by the suction pads of the suction pipe 12B. It is repeated that 'is sucked and held.
  • the mounting of the semiconductor device 16 ′ is repeated in the same procedure as described above for the remaining semiconductor device sockets 2 in the socket station.
  • the inserter is transferred to a position directly above the semiconductor device socket 2 in the socket station, and then the inserter is inserted.
  • the head 10 is lowered toward the semiconductor device socket 2, and the inserter head 10 is brought into contact with the upper surface of the cover member 34 of the semiconductor device socket 2.
  • the contact portion of the pressing member 32P of the latch mechanism 32 is separated from the semiconductor device, and a standby position (a position where the cover member 34 is lowered by a predetermined amount against the biasing force of the coil spring and held at the lowermost end).
  • the control signal Ca is generated and supplied to the head driving unit 10D.
  • the suction pad of the suction pipe 12B follows the operation of the inserter head 10 by a floating device (not shown) and comes into contact with the outer peripheral portion of the tested semiconductor device.
  • the control unit 50 forms a control signal Cb so that the suction pad holds the tested semiconductor device, supplies the control signal Cb to the air pressure adjusting unit 12D, and raises the inserter head 10.
  • Ca is formed and supplied to the head driving unit 10D.
  • the tested semiconductor device is held by the suction pad of the suction pipe 12B.
  • the inserter head 10 is raised such that the cover member 34 of the semiconductor device socket 2 is separated from the socket body 30. Therefore, the removal of the tested semiconductor device from the semiconductor device socket 2 is completed. Thereafter, the semiconductor device held by the suction pad of the suction pipe 12B is returned to the tray 6 by the transfer robot.
  • the device is easily maintained because the device is attracted only once from above. Further, the attaching / detaching device and the operation process are simplified. Since the semiconductor device socket does not require a suction hole, the degree of freedom in designing the semiconductor device socket is increased. Easy to use even when the socket for a semiconductor device is mounted on a printed circuit board.
  • the semiconductor device socket to which the example of the method for attaching and detaching a semiconductor device according to the present invention is applied is an open top type, but is not limited to such an example, for example, a clamshell type
  • the present invention may be applied to a semiconductor device socket.
  • the inserter may be semi-automatic or manual as well as fully automatic.

Abstract

半導体装置の着脱方法において、半導体装置が軽量化され、その厚さが薄くなる場合であっても、半導体装置が反ることなく、半導体装置を半導体装置収容部に確実に着脱できる。吸引パイプ１２Ａ～１２Ｃの吸着パッドにより保持された板状部材１４および半導体装置１６の電極面１６Ｅが、コンタクト端子群３６を構成するコンタクト端子の可動接点部近傍の位置で停止され、半導体装置用ソケット２のカバー部材３４がソケット本体３０から離隔するように、インサーターヘッド１０が上昇せしめられる直後、カバー部材３４が、コイルスプリングの弾性力により、ソケット本体３０から離隔されるとき、ラッチ機構３２の各押え部材３２Ｐの当接部が、板状部材１４の外周面に当接し保持位置をとるもの。

Description

半導体装置の着脱方法、および、その方法が用いられる半導体装置の着脱装置
　本発明は、半導体装置の着脱方法、および、その方法が用いられる半導体装置の着脱装置に関する。
　バーンイン試験に供される複数の半導体装置用ソケットの半導体装置収容部に、被検査物としての各半導体装置を着脱する場合、所定のプログラムにより制御される半導体装置の着脱装置が使用される場合がある。例えば特許文献１に示されるように、その半導体装置の着脱装置は、半導体装置用ソケットのカバー部材の昇降動を行わせるＩＣソケット作動部材と、搬送ロボットのマテリアルハンドリング部と、ＩＣソケット作動部材およびマテリアルハンドリング部の動作制御を行う制御ユニットとを含んで構成されている。ＩＣソケット作動部材は、半導体装置用ソケットの周囲に設けられる昇降機構により昇降動可能に支持されている。マテリアルハンドリング部は、半導体装置を保持する吸着パッドを有する１本の吸引パイプと、吸引パイプを支持する浮動部材と、浮動部材を移動可能に支持する浮動部支持軸とを備えている。
　斯かる構成において、吸着パッドに保持された半導体装置が半導体装置収容部に装着される場合、先ず、半導体装置用ソケットのカバー部材がＩＣソケット作動部材により最下端位置まで下降した後、吸着パッドに保持された半導体装置が位置決め部材の真上の位置で吸着パッドから解放される。これにより、半導体装置が自然落下し、半導体装置収容部内の案内壁で案内され載置される。続いて、ＩＣソケット作動部材およびカバー部材が初期の位置まで上昇することにより、半導体装置収容部への装着が終了する。これにより、半導体装置の電極部が、半導体装置収容部内に突出するコンタクト端子の接点部に電気的に接続されることとなる。
　上述のような半導体装置の電極は、近年、ファインピッチ（狭ピッチ）で配列されるとともに、半導体装置が軽量化され、その厚さが薄くなる傾向がある。
特許第４３１２６８５号公報
　上述したように、半導体装置が軽量化され、その厚さが薄くなると、半導体装置が位置決め部材の真上から自然落下した際に、半導体装置収容部内の案内壁で衝突して跳ね返る虞がある。これにより、半導体装置が、半導体装置収容部内における正規の位置に設置されず、コンタクト端子と電気的に確実に接続されない場合がある。
　また、半導体装置が軽量化され、その厚さが薄くなるにつれてデバイスの反りが発生する場合がある。このような場合、反った半導体装置が、半導体装置用ソケットに設けられるラッチ機構の一対の押圧部材により押圧された際、半導体装置が均等に押圧されずに、半導体装置のすべての電極が、すべてのコンタクト端子の接点部に確実に接触しない虞もある。
　以上の問題点を考慮し、本発明は、半導体装置の着脱方法、および、その方法が用いられる半導体装置の着脱装置であって、半導体装置が軽量化され、その厚さが薄くなる場合であっても、半導体装置が反ることなく、半導体装置を半導体装置収容部に確実に着脱できる半導体装置の着脱方法、および、その方法が用いられる半導体装置の着脱装置を提供することを目的とする。
　上述の目的を達成するために、本発明に係る半導体装置の着脱方法は、半導体装置が着脱されるソケット本体に対し半導体装置を保持または解放し着脱する搬送ロボットの吸着手段に半導体装置と孔を有する板状部材とを重ねて保持する動作を行わせる工程と、半導体装置および板状部材を保持した搬送ロボットを移動させ、板状部材および半導体装置の電極部を、ソケット本体に設けられるコンタクト端子の接点部近傍で停止させた状態でソケット本体におけるラッチ機構の押え部材に、板状部材および半導体装置をソケット本体に保持する動作を行わせる工程とを含んでなる。
　また、本発明に係る半導体装置の着脱方法は、半導体装置が着脱されるソケット本体に対し半導体装置を保持または解放し着脱する搬送ロボットの吸着手段に半導体装置を保持する動作を行わせる工程と、半導体装置を保持した搬送ロボットを移動させ、半導体装置の電極部を、ソケット本体に設けられるコンタクト端子の接点部に対し位置決めした後、半導体装置の電極部を、ソケット本体に設けられるコンタクト端子の接点部近傍で停止させた状態でソケット本体におけるラッチ機構の押え部材に、半導体装置をソケット本体に保持する動作を行わせる工程とを含んでなる。
　さらに、本発明に係る半導体装置の着脱装置は、半導体装置が着脱されるソケット本体に配され半導体装置と孔を有する板状部材とを重ねて保持するラッチ機構の押え部材に、半導体装置および板状部材をソケット本体の収容部に保持する動作、または解放する動作を行わせるラッチ機構駆動制御機構部と、半導体装置および板状部材を保持または解放しソケット本体に対し着脱する搬送ロボットの吸着手段と、ラッチ機構駆動制御機構部によりラッチ機構の押え部材がソケット本体の収容部から離隔されるとき、搬送ロボットの吸着手段に半導体装置および板状部材を保持する動作を行わせるとともに、搬送ロボットの吸着手段を移動させ、板状部材および半導体装置の電極部を、ソケット本体の収容部に設けられるコンタクト端子の接点部近傍で停止させた状態でラッチ機構の押え部材に、板状部材および半導体装置をソケット本体の収容部に保持する動作をラッチ機構駆動制御機構部に行わせる制御部と、を備えて構成される。
　さらにまた、本発明に係る半導体装置の着脱装置は、半導体装置が着脱されるソケット本体に配され半導体装置を保持するラッチ機構の押え部材に、半導体装置をソケット本体の収容部に保持する動作、または解放する動作を行わせるラッチ機構駆動制御機構部と、半導体装置を保持または解放しソケット本体に対し着脱する搬送ロボットの吸着手段と、搬送ロボットの吸着手段に保持された半導体装置の電極部とソケット本体の収容部に設けられるコンタクト端子の接点部に対し光学的に位置決めする光学的位置決め手段と、半導体装置を保持した搬送ロボットの吸着手段を移動させ、光学的位置決め手段に、半導体装置の電極部を、ソケット本体に設けられるコンタクト端子の接点部に対し位置決めする動作を行わせるとともに、半導体装置の電極部を、コンタクト端子の接点部近傍で停止させた状態でソケット本体におけるラッチ機構の押え部材に、半導体装置をソケット本体の収容部に保持する動作をラッチ機構駆動制御機構部に行わせる制御部と、を備えて構成される。
　本発明によれば、半導体装置が軽量化され、その厚さが薄くなる場合であっても、半導体装置が反ることなく、半導体装置を半導体装置収容部に確実に着脱できる。
本発明に係る半導体装置の着脱方法の第１実施例が適用された半導体装置の着脱装置を、半導体装置用ソケットとともに概略的に示す図である。 本発明に係る半導体装置の着脱方法の第１実施例が適用される半導体装置の着脱装置の全体構成を示す図である。 図３（Ａ）および（Ｂ）は、図１に示される半導体装置の着脱装置のピックアップステーションにおける動作説明に供される図である。 図１に示される半導体装置の着脱装置のソケットステーションにおける動作説明に供される図である。 図５（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、図１に示される半導体装置の着脱装置のソケットステーションにおける動作説明に供される図である。 図１に示される半導体装置の着脱装置のソケットステーションにおける動作説明に供される図である。 本発明に係る半導体装置の着脱方法の第２実施例が適用された半導体装置の着脱装置を、半導体装置用ソケットとともに概略的に示す図である。 図８（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、図７に示される例における動作説明に供される図である。
　図２は、本発明に係る半導体装置の着脱方法の第１実施例が適用される半導体装置の着脱装置の全体構成を概略的に示す。
　この実施形態において、半導体装置用ソケット２はバーンイン試験に供される半導体装置１６が着脱される。図２において、半導体装置用ソケット２は、所定のプリント配線基板ＰＣＢ２上に複数個、縦横に配列されている配線ピッチ拡張用基板ＰＣＢ１に固定されている。配線ピッチ拡張用基板ＰＣＢ１は、基板接続用コネクタＢＣを介してプリント配線基板ＰＣＢ２に電気的に接続されている。なお、図２においては、ソケットステーションにおける代表して１個の半導体装置用ソケット２を示す。
　半導体装置用ソケット２は、例えば、オープントップタイプソケットとされ、配線ピッチ拡張用基板ＰＣＢ１上に固定されるソケット本体３０と、ソケット本体３０内の中央の半導体装置収容部３０ａに配され後述する半導体装置１６と配線ピッチ拡張用基板ＰＣＢ１の導電層とを電気的に接続する複数のコンタクト端子からなるコンタクト端子群３６と、半導体装置収容部３０ａ内に装着された半導体装置１６を選択的にコンタクト端子群３６に対し保持するラッチ機構３２と、ソケット本体３０に昇降動可能に支持されラッチ機構３２の動作を制御するカバー部材３４と、を主な要素として含んで構成されている。
　半導体装置１６は、例えば、比較的薄いＢＧＡ型の略正方形、または、長方形の半導体素子とされ、複数の電極部が縦横に所定の間隔で形成される電極面１６Ｅを有している。複数の電極部は、例えば、０．２ｍｍの間隔で形成されている。なお、半導体装置１６は、斯かる例に限られることなく、例えば、ＬＧＡ型の半導体素子とされてもよい。
　配線ピッチ拡張用基板ＰＣＢ１における所定位置には、電極群が、ソケット本体３０のコンタクト端子群３６を構成する複数のコンタクト端子に対応して形成されている。その電極群は、基板接続用コネクタＢＣに接続されるコネクタ接続端部に導体層を通じて電気的に接続される。その電極群には、配線ピッチ拡張用基板ＰＣＢ１上に配されるソケット本体３０に設けられる複数のコンタクト端子の固定端子部が接続されている。
　ソケット本体３０は、例えば樹脂材料で成形されている。ソケット本体３０の半導体装置収容部３０ａには、上述の複数のコンタクト端子の可動接点部が所定の相互間隔、例えば、０．２ｍｍの間隔で突出している。
　各コンタクト端子は、例えば薄板金属材料で成形され、装着される半導体装置１６の各電極部に対応して形成される可動接点部と、配線ピッチ拡張用基板ＰＣＢ１に固定される固定端子部と、可動接点部と固定端子部とを連結する連結部（ともに図示しない）とからなる。なお、コンタクト端子は、斯かる例に限られることなく、例えば、所謂、ポゴピン（登録商標）、または、プローブピンであってもよい。
　ラッチ機構３２は、ソケット本体３０の半導体装置収容部３０ａの周縁部に互いに向き合って設けられている。ラッチ機構３２は、例えば、特許文献１にも示されるような、押え部材３２Ｐを備えている。各押え部材３２Ｐは、ソケット本体３０の半導体装置収容部３０ａを形成する壁部に回動可能に支持される基端部と、半導体装置１６の外周部に選択的に当接または離隔する当接部と、基端部と当接部とを連結する連結部とを含んで構成されている。図５（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、基端部には、カバー部材３４が最下端となる位置をとるとき、カバー部材３４の下端が係合される突起片が形成されている。また、各押え部材３２Ｐの基端部とそれに対向するソケット本体３０に形成される凹部（不図示）の底壁との間には、押え部材３２Ｐの当接部をコンタクト端子側に近接する方向に付勢するコイルスプリング（不図示）が設けられている。これにより、ラッチ機構駆動制御機構部が、カバー部材３４、および、コイルスプリングにより形成される。
　図５（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、半導体装置１６および後述する板状部材１４が、半導体装置収容部３０ａ内に装着される場合、押え部材３２Ｐの当接部は、半導体装置１６および板状部材１４に干渉しないように半導体装置収容部３０ａに対し離隔して待機する。次に、半導体装置１６および板状部材１４が半導体装置収容部３０ａ内に装着された後、図６に示されるように、押え部材３２Ｐの当接部は、半導体装置収容部３０ａ内に侵入し半導体装置１６を押え保持する保持位置をとるものとされる。
　なお、図２に示されるように、カバー部材３４が最上端となる位置をとるとき、コンタクト端子群３６を構成する複数のコンタクト端子の可動接点部の先端と押え部材３２Ｐの当接部との間の距離ＤＡは、重ねられた半導体装置１６および板状部材１４における合計の厚さ以下に設定されている。これにより、必要な可動接点部の先端の変位量が、半導体装置１６の厚さよりも大である場合であっても、コンタクト端子の可動接点部と押え部材３２Ｐの当接部とが接触する虞がないのでコンタクト端子の可動接点部の損傷が回避される。
　カバー部材３４は、半導体装置１６および板状部材１４が通過する開口３４ａを内側に有している。カバー部材３４は、ソケット本体３０に対し昇降動可能にソケット本体３０に支持されている。開口３４ａの周囲に複数個設けられる凹部とソケット本体３０の凹部との間には、それぞれ、カバー部材３４をソケット本体３０から離隔する方向、即ち、上方に向かって付勢するコイルスプリング（不図示）が設けられている。
　図２および図４に示されるように、半導体装置用ソケット２の上方には、インサーターのインサーターヘッド１０が配されている。インサーターヘッド１０は、カバー部材３４に昇降動を行わせるとともに、半導体装置１６および板状部材１４を選択的に保持する吸着パッドを有する複数の吸引パイプ１２Ａ～１２Ｃを備えている。これにより、ラッチ駆動制御機構部が、インサーターヘッド１０およびカバー部材３４により形成される。
　インサーターは、図示が省略される搬送ロボットのアーム部に固定されている。搬送ロボットは、所定のプログラムに従う移動経路に沿って上述のソケットステーションと後述する所定のピックアップステーションとの間を移動する。図３（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、ピックアップステーションには、試験に供される所定の数量の半導体装置１６が配置されているトレー６と、半導体装置１６の数量と同一の数量の板状部材１４が配置されるトレー４とが設けられている。なお、斯かる例に限られることなく、トレー６における半導体装置１６の数量とトレー４における板状部材１４の数量とは、異なっていても良い。
　図２に示される直交座標において、インサーターヘッド１０は、インサーターに設けられるヘッド駆動部１０Ｄにより、Ｚ座標軸に沿って昇降動可能とされる。またインサーターヘッド１０は、共通の平面内に縦横に配列されている半導体装置用ソケット２の配列方向に対し平行なＸ座標軸、Ｙ座標軸に沿って移動可能とされる。この実施形態において、Ｚ座標軸は、半導体装置１６および板状部材１４のソケット本体３０に対する着脱方向に沿って設定されている。また、インサーターヘッド１０は、ヘッド駆動部１０Ｄにより、吸引パイプ１２Ａ～１２Ｃを伴ってＺ座標軸を中心に回転可能とされる。また、吸引パイプ１２Ａ～１２Ｃは、図示が省略される浮動機構により、インサーターヘッド１０に対し相対的に移動可能にインサーターヘッド１０に支持されている。
　吸着手段としての吸引パイプ１２Ａおよび１２Ｃの下端には、それぞれ、吸着パッドが設けられている。吸着パッドは、１個の板状部材１４を保持または解放し、板状部材１４の孔１４ａを介して１個の半導体装置１６を保持または解放する。この実施形態において、吸引パイプ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、所定の間隔をもって一列に配置されている。
　各吸着パッドは、例えば弾性材料で作られ、一方の端面に半導体装置１６および板状部材を吸着する吸着面を有している。また、吸着パッドは、吸引パイプ１２Ａ～１２Ｃの吸引通路の一部を構成しその吸着面に開口する透孔を有している。吸着パッドの他端は、吸引パイプ１２Ａ～１２Ｃの一端に結合されている。吸引パイプ１２Ａ～１２Ｃの他端には、図示が省略される吸引ポンプを含んで構成される空気圧調整部１２Ｄに接続されている。その空気圧調整部１２Ｄは、後述する制御ユニットにより動作制御される。従って、試験に供される半導体装置１６および板状部材１４は、その吸引ポンプが作動状態とされる場合、吸引パイプ１２Ａ～１２Ｃからなる吸引通路を介して吸着パッドの吸着面により吸引保持される。
　板状部材１４は、例えば、ポリカーボネイト、ポリエーテルイミドのような耐熱性のある樹脂材料で半導体装置１６の外形寸法と略同一寸法で成形されている。板状部材１４は約１ｍｍ程度の厚さを有し、略中央部に小さい孔１４ａを有している。なお、孔１４ａの位置は、吸引パイプ１２Ｂの吸着パッドの位置に応じて適宜設定されてもよい。
　本発明に係る半導体装置の着脱装置の第１実施例において、インサーターは、さらに、半導体装置１６のアライメントマーク、および、半導体装置用ソケット２のアライメントマークを撮像する移動式撮像装置を備えている。移動式撮像装置は、ハーフミラーユニット２０、および、ＣＣＤカメラ２２からなり、撮像装置移動機構部２４を介して図2に示されるインサーターヘッド１０と半導体装置用ソケット２のカバー部材３４との間となる撮影位置と、インサーター内の所定の待機位置との間を移動可能とされる。移動式撮像装置は、図２における矢印Ｆの示す方向に沿ってインサーターヘッド１０と半導体装置用ソケット２のカバー部材３４との間に進入され、また、図２における矢印Ｂの示す方向に沿ってインサーターヘッド１０と半導体装置用ソケット２のカバー部材３４との間から後退される。撮像装置移動機構部２４は、後述する制御ユニットにより動作制御される。
　ハーフミラーユニット２０は、インサーターヘッド１０に向き合うリング照明灯２０Ｌ１と、半導体装置用ソケット２のカバー部材３４に向き合うリング照明灯２０Ｌ２とをそれぞれ、ハウジングの上下端部に有している。ハーフミラーユニット２０の内部における所定の光軸上には、ハーフミラー２０ＨＭが配置されている。半導体装置１６のアライメントマークは、例えば、電極面１６Ｅの周縁における所定の二箇所に互いに向き合って設けられている。また、半導体装置用ソケット２のアライメントマークは、例えば、コンタクト端子群３６の周辺における所定の二箇所に互いに向き合って設けられている。なお、アライメントマークの代わりに、ＣＣＤカメラ２２により認識可能な突起物のような目印であってもよい。これにより、リング照明灯２０Ｌ１が点灯したとき、半導体装置１６の電極面１６Ｅからの反射光は、ハーフミラー２０ＨＭを介してＣＣＤカメラ２２の撮像部に導かれ、また、リング照明灯２０Ｌ１が消灯され、リング照明灯２０Ｌ２が点灯したとき、半導体装置用ソケット２におけるコンタクト端子群３６周辺からの反射光は、ハーフミラー２０ＨＭを介してＣＣＤカメラ２２の撮像部に導かれることとなる。
　第１実施例において、インサーターには、インサーターヘッド１０の昇降動および吸着パッドの吸着動作、撮像装置移動機構部２４の駆動制御を行い、上述のアライメントマークの相対位置の調整を行う制御ユニット５０をさらに備えている。
　制御ユニット５０には、ＣＣＤカメラ２２からの半導体装置１６のアライメントマークおよび半導体装置用ソケット２のアライメントマークの位置をあらわす撮像データＩＰＤ
が供給される。
　制御ユニット５０は、撮像データＩＰＤに基づいて所定の画像抽出および画像変換処理を行うとともに、画像変換処理により得られたデータと登録された各アライメントマークの座標データおよび画像データとの比較を行い、位置調整制御信号を形成し、それをヘッド駆動部１０Ｄに供給する中央演算処理部と、インサーター、移動式撮像装置、撮像装置移動機構部２４、および、空気圧調整部１２Ｄの動作制御用のプログラムデータ、および、試験に供される半導体装置１６の種類、数量等をあらわすデータ、登録された各アライメントマークの座標データおよび画像データを格納する記憶部５０Ｍとを含んで構成されている。また、記憶部５０Ｍには、上述の搬送ロボットおよびインサーターに関し、予め所定のティーチングにより指定された軌道に沿った位置、姿勢等のデータも記憶されている。
　制御ユニット５０には、さらに、データ入力部（不図示）が接続されている。データ入力部は、例えば、キーボートからなる入力部とされ、半導体装置１６および板状部材１４の装着指令データ、試験開始指令データ、試験終了指令データ等を含んでなる制御指令データ群を所定のタイミングで制御ユニット５０に供給する。
　また、制御ユニット５０には、表示部（不図示）が接続されている。表示部は、中央演算処理部からの表示信号に基づいて任意の半導体装置用ソケット２における半導体装置１６および板状部材１４の装着完了状態である表示、任意の半導体装置用ソケット２における半導体装置１６の取り外し完了状態である表示等を行う。
　斯かる構成において、半導体装置用ソケット２に半導体装置１６を装着するにあたり、制御ユニット５０は、先ず、図３（Ａ）に示されるように、ピックアップステーションにおいて搬送ロボットが所定のホームポジションからトレー４の真上に移送されたとき、装着指令をあらわす制御指令データ群に基づいてインサーターヘッド１０がトレー４における板状部材１４に向けて所定位置まで下降し、吸引パイプ１２Ａおよび１２Ｃの吸着パッドが板状部材１４を吸着する。次に、制御ユニット５０は、制御信号ＣａおよびＣｂを形成し、それらをヘッド駆動部１０Ｄおよび空気圧調整部１２Ｄに供給する。その際、吸引パイプ１２Ｂの吸着パッドは、板状部材１４の孔１４ａに連通するように孔１４ａの周縁に当接される。これにより、インサーターヘッド１０が、所定位置まで下降するとともに、吸引ポンプが作動し、吸引パイプ１２Ａおよび１２Ｃの吸着パッドで板状部材１４を保持する。この状態でインサーターヘッド１０が所定位置まで上昇した後、インサーターを伴う搬送ロボットがトレー６の真上の位置まで移送される。
　次に、板状部材１４を保持した状態でインサーターヘッド１０がトレー６内の半導体装置１６に向け下降する。その際、板状部材１４と半導体装置１６とが重さなるように位置合わせされる。次に、図３（Ｂ）に示されるように、吸引ポンプが作動し、板状部材１４の孔１４ａ、および、吸引パイプ１２Ｂの吸着パッドを通じて半導体装置１６が板状部材１４に吸引保持された状態でインサーターヘッド１０が上昇する。この状態で、図４に示されるように、インサーターを伴う搬送ロボットが、ソケットステーションにおける半導体装置用ソケット２の真上の位置まで移送される。なお、半導体装置１６が、トレー６にデッドバグ状態で置かれている場合（電極面１６Ｅが吸着パッドに向き合う場合）、半導体装置１６が、先ず、ライブバグ状態にされてもよい。
　搬送ロボットが、移送された直後、制御ユニット５０は、先ず上述のアライメントマークの相対位置の調整を行う。すなわち、図２に示されるように、移動式撮像装置のハーフミラーユニット２０を、半導体装置１６と半導体装置用ソケット２のカバー部材３４との間に移動させるべく、制御信号Ｃｃを形成し、それを撮像装置移動機構部２４に供給する。これにより、移動式撮像装置のハーフミラーユニット２０が、半導体装置１６とカバー部材３４との間に移動せしめられる。続いて、リング照明灯２０Ｌ１が点灯され、半導体装置１６の電極面１６Ｅからの反射光が、ＣＣＤカメラ２２の撮像部に導かれた後、続いて、リング照明灯２０Ｌ１が消灯され、リング照明灯２０Ｌ２が点灯され、コンタクト端子群３６周辺からの反射光が、ＣＣＤカメラ２２の撮像部に導かれる。その後、移動式撮像装置は、インサーター内の待機位置に戻される。これにより、制御ユニット５０は、撮像データＩＰＤに基づいて所定の画像抽出および画像変換処理を行うとともに、画像変換処理により得られたデータと登録された各アライメントマークの座標データおよび画像データとの比較を行い、半導体装置１６のアライメントマーク（アライメントマークの図心）の半導体装置用ソケット２におけるアライメントマーク（アライメントマークの図心）に対する相対位置を一致させるように、位置調整制御信号を形成し、それをヘッド駆動部１０Ｄに供給する。これにより、半導体装置１６の電極面１６Ｅにおける各電極部と半導体装置用ソケット２におけるコンタクト端子群３６を構成するコンタクト端子の接点部との位置合わせが完了する。
　続いて、図４に示されるように、インサーターヘッド１０が矢印Ｄの示す方向、即ち、半導体装置用ソケット２に向けて下降し、インサーターヘッド１０をカバー部材３４の上面に当接させる。この状態で、ラッチ機構３２の押え部材３２Ｐの当接部を半導体装置収容部３０ａから離隔させ待機位置をとらせるべく、カバー部材３４を、図５（Ａ）に示されるように、コイルスプリングの付勢力に抗して所定量、下降させ、最下端で保持すべく制御信号Ｃａを形成し、それをヘッド駆動部１０Ｄに供給する。これにより、図５（Ｂ）に示されるように、板状部材１４および半導体装置１６が、図示が省略される浮動装置によりインサーターヘッド１０の動作に追従し、半導体装置１６の電極面１６Ｅがコンタクト端子の可動接点部近傍の位置で停止される。
　続いて、板状部材１４および半導体装置１６が、吸引パイプ１２Ａ～１２Ｃの吸着パッドにより保持され、所定位置に停止した状態で、インサーターヘッド１０は、カバー部材３４がソケット本体３０から離隔するように上昇する。その上昇開始直後、図１に示されるように、カバー部材３４が、コイルスプリングの弾性力により、ソケット本体３０から離隔されるのに伴い、各押え部材３２Ｐの当接部が、板状部材１４の外周面に当接し保持位置をとる。各押え部材３２Ｐの当接部が保持位置をとったとき、または、その直後、制御ユニット５０は、制御信号Ｃｂの供給を停止する。なお、吸引パイプ１２Ａおよび１２Ｃの吸着パッドのうち両方又はいずれかの吸着状態が、停止されてもよい。
　これにより、半導体装置１６の電極面１６Ｅの各電極部が、正規の位置に対し位置ずれなく、コンタクト端子の可動接点部に電気的に接続される。従って、半導体装置１６が軽量でも着座にバウンドが無く、確実にラッチで押圧できる。半導体装置１６の反りがある場合、一方のラッチが先に半導体装置１６に当接しても他方の部分が跳ね上がることなく、安定してラッチで抑え込める。
　そして、図６に示されるように、インサーターヘッド１０が矢印Ｕの示す方向にさらに上昇した後、インサーターを伴う搬送ロボットが、上述したように、トレー４の真上の位置に戻され、順次、トレー４内における他の残りの板状部材１４が吸引パイプ１２Ａおよび１２Ｃの吸着パッドにより保持される。吸引パイプ１２Ｂの吸着パッドおよび孔１４ａを通じて上述のトレー６内の他の残りの半導体装置１６が板状部材１４に重なって吸引保持されることが繰り返されるとともに、ソケットステーションにおける他の残りの半導体装置用ソケット２についても、上述と同様な手順で半導体装置１６および板状部材１４の装着が、繰り返される。
　一方、半導体装置用ソケット２内に半導体装置１６および板状部材１４が保持された状態でバーンイン試験された後、半導体装置用ソケット２から半導体装置１６および板状部材１４を取り出すにあたっては、インサーターを伴う搬送ロボットが、ソケットステーションにおける半導体装置用ソケット２の真上の位置まで移送された後、インサーターヘッド１０が、半導体装置用ソケット２に向けて下降し、インサーターヘッド１０を半導体装置用ソケット２のカバー部材３４の上面に当接させる。この状態で、ラッチ機構３２の押え部材３２Ｐの当接部を板状部材１４から離隔させ待機位置をとらせるべく、カバー部材３４を、コイルスプリングの付勢力に抗して所定量、下降させ、最下端で保持すべく制御信号Ｃａを形成し、それをヘッド駆動部１０Ｄに供給する。これにより、吸引パイプ１２Ａ～１２Ｃの吸着パッドが、図示が省略される浮動装置によって、インサーターヘッド１０の動作に追従し、板状部材１４に当接する。その直後、制御ユニット５０は、吸着パッドが板状部材１４および試験済みの半導体装置を保持すべく、制御信号Ｃｂを形成し、それを空気圧調整部１２Ｄに供給する。併せて、インサーターヘッド１０を上昇させるべく、制御信号Ｃａを形成し、それをヘッド駆動部１０Ｄに供給する。これにより、板状部材１４および半導体装置１６が、吸引パイプ１２Ａ～１２Ｃの吸着パッドにより保持される。この状態でインサーターヘッド１０は、半導体装置用ソケット２のカバー部材３４がソケット本体３０から離隔するように上昇される。以上により、半導体装置用ソケット２からの試験済みの半導体装置および板状部材１４の取り出しが完了する。その後、吸引パイプ１２Ａおよび１２Ｃの吸着パッドにより保持された板状部材１４は、搬送ロボットにより、上述のトレー４に戻され再利用される。試験済みの半導体装置は、搬送ロボットによりトレー６に戻される。
　なお、上述の例においては、ピックアップステーションに、板状部材１４を保管するトレー４が設けられているが、斯かる例に限られることなく、例えば、トレー４を設けることなく、板状部材１４が、予め、ソケットステーションにおいて半導体装置用ソケット２におけるソケット本体３０の半導体装置収容部３０ａ内に配置されるものであってもよい。このような場合、以下のような順序（１）～（３）で行われ、板状部材１４および半導体装置１６がソケット本体３０の半導体装置収容部３０ａに着脱可能とされる。
（１）インサーターが半導体装置用ソケット２の真上に移動した後、インサーターヘッド１０がカバー部材３４を押し下げる。次にインサーターの吸引パイプ１２Ａおよび１２Ｃの吸着パッドにより、板状部材１４が吸引保持された状態で、（２）インサーターヘッド１０の上昇とともにカバー部材３４がコイルスプリングの弾性力により上昇され、板状部材１４を吸着保持した状態でインサーターヘッド１０および搬送ロボットが、ピックアップステーションにおけるトレー６に移動し、板状部材１４を介して吸引パイプ１２Ｂの吸着パッドで半導体装置１６を保持した状態でソケットステーションにおける半導体装置用ソケット２の真上に移動し、上述した一連の板状部材１４および半導体装置１６の装着動作を行い、（３）バーンイン試験終了後、上述したように、ソケットステーションにおける半導体装置用ソケット２から試験済みの半導体装置および板状部材１４が取り出され、試験済みの半導体装置が、トレー６に戻され、板状部材１４は、半導体装置用ソケット２内に戻される。
　上述の例のように、板状部材１４を用いることにより、以下のような効果がある。
１）デバイス上面の傷（ラッチによる擦り傷など）を防止できる。デバイスの破損、反りを防止できるとともに、反りを生じているデバイスを矯正することもできる。
２）板状部材の厚みを調整し、デバイス厚みの変更に対応できる。板状部材をスティフナーとして強度を持たせることにより、デバイスの破損を防止できる。
３）デバイスの変形を防止できる。
４）板状部材を透明性のある材料で作ることにより、デバイスのマーク、名称などを確認できる。材料の透明性がなくとも、デバイスのマーク、名称などを確認するために穴が開いていても良い。
５）板状部材が、熱伝導性を有することにより、ヒートシンクとして使用できる。
６）板状部材が、電気伝導性を有する材料で作られることにより、ラッチやカバーが電気導電性を有する場合、静電気対策となる。
　図７および図８（Ａ）および（Ｂ）は、本発明に係る半導体装置の着脱方法の一例が適用される半導体装置の着脱装置の第２実施例の構成を概略的に示す。なお、図７および図８（Ａ）および（Ｂ）において、図２に示される例における同一の構成要素について同一の符合を付して示し、その重複説明を省略する。
　図２に示される例においては、半導体装置１６は、板状部材１４を介して吸引パイプ１２Ｂの吸着パッドの吸引力で保持されているが、その代わりに、図７および図８（Ａ）および（Ｂ）に示される例においては、半導体装置１６´が、吸引パイプ１２Ｂの吸着パッドで直接的に保持されるように構成される。また、図７および図８（Ａ）および（Ｂ）に示される例においても、上述のヘッド駆動部１０Ｄ、ハーフミラーユニット２０、および、ＣＣＤカメラ２２からなる移動式撮像装置、撮像装置移動機構部２４、および、制御ユニット５０等を備えるものとされる。
　斯かる構成において、半導体装置用ソケット２に半導体装置１６´を装着するにあたり、制御ユニット５０は、先ず、ピックアップステーションにおいて搬送ロボットが所定のホームポジションからトレー６の真上の位置まで移送される。次に、インサーターヘッド１０がトレー６内の半導体装置１６に向け所定位置まで下降する。併せて、吸引ポンプが作動し、吸引パイプ１２Ｂの吸着パッドで半導体装置１６´が吸引保持される。吸引保持した状態でインサーターヘッド１０が再上昇し、図７に示されるように、インサーターを伴う搬送ロボットが、ソケットステーションにおける半導体装置用ソケット２の真上の位置まで移送される。
　搬送ロボットが、移送された直後、制御ユニット５０は、上述の例と同様に、アライメントマークの相対位置の調整を行う。これにより、半導体装置１６´の電極面１６´Ｅにおける各電極部と半導体装置用ソケット２におけるコンタクト端子群３６を構成するコンタクト端子の接点部との位置合わせが完了する。
　続いて、インサーターヘッド１０が半導体装置用ソケット２に向けて下降し、インサーターヘッド１０を半導体装置用ソケット２のカバー部材３４の上面に当接させる。次に、ラッチ機構３２の押え部材３２Ｐの当接部を半導体装置収容部３０ａから離隔させ待機位置（カバー部材３４をコイルスプリングの付勢力に抗して所定量下降させ最下端で保持する位置）となるべく、図８（Ａ）に示されるように、制御信号Ｃａを形成し、それをヘッド駆動部１０Ｄに供給する。これにより、図８（Ｂ）に示されるように、吸引パイプ１２Ｂの吸着パッドにより保持された半導体装置１６´が、図示が省略される浮動装置によりインサーターヘッド１０の動作に追従し、半導体装置１６´の電極面１６´Ｅが、コンタクト端子群３６を構成するコンタクト端子の可動接点部近傍の位置で停止される。
　続いて、半導体装置１６´が吸着パッドにより保持され、所定位置に停止した状態で、インサーターヘッド１０は、半導体装置用ソケット２のカバー部材３４がソケット本体３０から離隔するように上昇される。上昇開始直後、カバー部材３４が、コイルスプリングの弾性力により、ソケット本体３０から離隔される。このとき、ラッチ機構３２の各押え部材３２Ｐの当接部は半導体装置１６´の外周面に当接し保持位置をとる。ラッチ機構３２の各押え部材３２Ｐの当接部が保持位置をとったとき、または、その直後、制御ユニット５０は、制御信号Ｃｂの供給を停止する。これにより、半導体装置１６´の電極面１６´Ｅの各電極部が、正規の位置に対し位置ずれなくなる。また、コンタクト端子群３６を構成するコンタクト端子の可動接点部に電気的に接続される。
　そして、インサーターヘッド１０がさらに上昇した後、インサーターを伴う搬送ロボットがトレー６の真上の位置に戻され、順次、吸引パイプ１２Ｂの吸着パッドによりトレー６内の他の残りの半導体装置１６´が吸引保持されることが繰り返される。併せて、ソケットステーションにおける他の残りの半導体装置用ソケット２についても、上述と同様な手順で半導体装置１６´の装着が、繰り返される。
　一方、バーンイン試験後に半導体装置用ソケット２から試験済みの半導体装置を取り出すにあたっては、インサーターを伴う搬送ロボットが、ソケットステーションにおける半導体装置用ソケット２の真上の位置まで移送された後、インサーターヘッド１０が、半導体装置用ソケット２に向けて下降し、インサーターヘッド１０を半導体装置用ソケット２のカバー部材３４の上面に当接させる。この状態で、ラッチ機構３２の押え部材３２Ｐの当接部を半導体装置から離隔させ待機位置（カバー部材３４をコイルスプリングの付勢力に抗して所定量下降させて最下端で保持する位置）をとらせるべく、制御信号Ｃａを形成し、それをヘッド駆動部１０Ｄに供給する。これにより、吸引パイプ１２Ｂの吸着パッドが、図示が省略される浮動装置によって、インサーターヘッド１０の動作に追従し、試験済みの半導体装置の外周部に当接する。その直後、制御ユニット５０は、吸着パッドが試験済みの半導体装置を保持すべく、制御信号Ｃｂを形成し、それを空気圧調整部１２Ｄに供給するとともに、インサーターヘッド１０を上昇させるべく、制御信号Ｃａを形成し、それをヘッド駆動部１０Ｄに供給する。これにより、試験済みの半導体装置が、吸引パイプ１２Ｂの吸着パッドにより保持される。インサーターヘッド１０は、半導体装置用ソケット２のカバー部材３４がソケット本体３０から離隔するように上昇される。従って、半導体装置用ソケット２からの試験済みの半導体装置の取り出しが完了する。その後、吸引パイプ１２Ｂの吸着パッドにより保持された半導体装置は、搬送ロボットにより、上述のトレー６に戻される。
　一連の装着工程によれば、デバイスの吸着が上側から１回だけなので、デバイスの位置の維持を行いやすい。また、着脱装置および操作工程が単純になる。半導体装置用ソケットに吸着用の穴が不要なので半導体装置用ソケットの設計自由度が増える。半導体装置用ソケットをプリント基板などに搭載した状態でも使用しやすい。
　なお、上述の例においては、本発明に係る半導体装置の着脱方法の一例が適用された半導体装置用ソケットが、オープントップタイプとされるが、斯かる例に限られることなく、例えばクラムシェルタイプの半導体装置用ソケットに適用されてもよい。インサーターは、全自動なものだけではなく、半自動、手動のものでもよい。
２　　半導体装置用ソケット
１０　　インサーターヘッド
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ　　吸引パイプ
１４　　板状部材
１６，１６´　　半導体装置
２０　　ハーフミラーユニット
２２　　ＣＣＤカメラ
３０　　ソケット本体
３２　　ラッチ機構
３２ａ　　押え部材
３４　　カバー部材
５０　　制御ユニット

Claims (4)

  1. 　半導体装置が着脱されるソケット本体に対し該半導体装置を保持または解放し着脱する搬送ロボットの吸着手段に前記半導体装置と孔を有する板状部材とを重ねて保持する動作を行わせる工程と、
    　前記半導体装置および板状部材を保持した搬送ロボットを移動させ、該板状部材および半導体装置の電極部を、前記ソケット本体に設けられるコンタクト端子の接点部近傍で停止させた状態で前記ソケット本体におけるラッチ機構の押え部材に、前記板状部材および半導体装置をソケット本体に保持する動作を行わせる工程と、
    　を含んでなる半導体装置の着脱方法。
  2. 　半導体装置が着脱されるソケット本体に対し該半導体装置を保持または解放し着脱する搬送ロボットの吸着手段に前記半導体装置を保持する動作を行わせる工程と、
    　前記半導体装置を保持した搬送ロボットを移動させ、該半導体装置の電極部を、前記ソケット本体に設けられるコンタクト端子の接点部に対し位置決めした後、該半導体装置の電極部を、前記ソケット本体に設けられるコンタクト端子の接点部近傍で停止させた状態で前記ソケット本体におけるラッチ機構の押え部材に、前記半導体装置をソケット本体に保持する動作を行わせる工程と、
    　を含んでなる半導体装置の着脱方法。
  3. 　半導体装置が着脱されるソケット本体に配され該半導体装置と孔を有する板状部材とを重ねて保持するラッチ機構の押え部材に、該半導体装置および板状部材をソケット本体の収容部に保持する動作、または解放する動作を行わせるラッチ機構駆動制御機構部と、
    　前記半導体装置および板状部材を保持または解放し前記ソケット本体に対し着脱する搬送ロボットの吸着手段と、
    　前記ラッチ機構駆動制御機構部によりラッチ機構の押え部材が前記ソケット本体の収容部から離隔されるとき、前記搬送ロボットの吸着手段に前記半導体装置および板状部材を保持する動作を行わせるとともに、前記搬送ロボットの吸着手段を移動させ、該板状部材および半導体装置の電極部を、前記ソケット本体の収容部に設けられるコンタクト端子の接点部近傍で停止させた状態で前記ラッチ機構の押え部材に、前記板状部材および半導体装置をソケット本体の収容部に保持する動作を前記ラッチ機構駆動制御機構部に行わせる制御部と、
    　を具備して構成される半導体装置の着脱装置。
  4. 　半導体装置が着脱されるソケット本体に配され該半導体装置を保持するラッチ機構の押え部材に、該半導体装置をソケット本体の収容部に保持する動作、または解放する動作を行わせるラッチ機構駆動制御機構部と、
    　前記半導体装置を保持または解放し前記ソケット本体に対し着脱する搬送ロボットの吸着手段と、
    　前記搬送ロボットの吸着手段に保持された前記半導体装置の電極部と前記ソケット本体の収容部に設けられるコンタクト端子の接点部に対し光学的に位置決めする光学的位置決め手段と、
    　前記半導体装置を保持した搬送ロボットの吸着手段を移動させ、前記光学的位置決め手段に、該半導体装置の電極部を、前記ソケット本体に設けられるコンタクト端子の接点部に対し位置決めする動作を行わせるとともに、該半導体装置の電極部を、前記コンタクト端子の接点部近傍で停止させた状態で前記ソケット本体におけるラッチ機構の押え部材に、前記半導体装置をソケット本体の収容部に保持する動作を前記ラッチ機構駆動制御機構部に行わせる制御部と、
    　を具備して構成される半導体装置の着脱装置。
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