(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体素子の厚さが変わってもキャリア等を交替せず、半導体素子のリード又はボールをソケットの接続ピンに一定の深さで押圧して、半導体素子及びソケットの損傷を防止し、テスト信頼性を向上させる半導体素子テスト用のソケットアセンブリを提供する。【解決手段】外部のテスト装置に電気的に連結され、半導体素子Ｓのリードと接続される複数の接続ピン１１を備えたソケットボードと、ソケットボードを覆うように設置され、半導体素子Ｓがソケットボードの接続ピン１１と接続されるように半導体素子Ｓが出入する開放部が形成されたソケットガイド２０と、ソケットボードとソケットガイド２０との間に介在し、キャリア５０の面がソケットガイド２０に接触する前にソケットガイド２０の内部へ進入した半導体素子Ｓの面と先に接触することにより、半導体素子Ｓとソケットボードとの間に所定の間隔を維持させるスペーサ１００とを備える。【選択図】  図３
2006208356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面に半導体素子を解除可能に固定するキャリアと、前記キャリアに装着された半導体素子が電気的に接続され、テストが行われるソケットアセンブリと、前記キャリアを前記ソケットアセンブリ側に押圧して、半導体素子を前記ソケットアセンブリに所定の押圧力で接続させるプレスユニットとを備えて構成された半導体素子のテストハンドラにおいて、
外部のテスト装置に電気的に連結され、半導体素子のリードと接続される複数の接続ピンを備えたソケットボードと、
前記ソケットボードを覆うように設置され、半導体素子が前記ソケットボードの接続ピンと接続されるように半導体素子が出入する開放部が形成されたソケットガイドと、
前記ソケットボードと前記ソケットガイドとの間に介在し、前記キャリアの面が前記ソケットガイドに接触する前に前記ソケットガイドの内部に進入した半導体素子の面と先に接触することにより、半導体素子と前記ソケットボードとの間に所定の間隔を維持させるスペーサと、
を備えて構成されたことを特徴とする半導体素子テスト用のソケットアセンブリ。
【請求項２】
前記スペーサは、中央部に前記ソケットボードの前記接続ピンが共に貫通する開口部が形成された所定の厚さのプレート形状からなることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子テスト用のソケットアセンブリ。
【請求項３】
前記スペーサは、前記ソケットボードの前記各接続ピンが個別に貫通する複数の貫通ホールが形成された所定の厚さのプレート形状からなることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子テスト用のソケットアセンブリ。
【請求項４】
前記スペーサは、前記ソケットボードに一体的に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子テスト用のソケットアセンブリ。
【請求項５】
前記スペーサは、複数個に分割形成されることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子テスト用のソケットアセンブリ。
【請求項６】
前記スペーサは、樹脂材質により作られることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子テスト用のソケットアセンブリ。
【請求項７】
前記ソケットガイドの内側において前記スペーサの位置を決定する位置決定ユニットをさらに備えて構成されることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子テスト用のソケットアセンブリ。
【請求項８】
前記位置決定ユニットは、前記ソケットガイドの内側に垂直に形成された少なくとも一つの位置決定ピンと、前記スペーサに前記位置決定ピンが対応して貫通するように形成された位置決定ホールと、前記ソケットボードに前記位置決定ピンが対応して挿入されるように形成された位置決定溝とを備えて構成されることを特徴とする請求項７に記載の半導体素子テスト用のソケットアセンブリ。
【請求項９】
前記位置決定ユニットは、前記ソケットボードに突出して形成され、前記スペーサの角部を支持する複数のガイド突起からなることを特徴とする請求項７に記載の半導体素子テスト用のソケットアセンブリ。
【請求項１０】
前記ソケットガイドの内側において前記各スペーサの位置を決定する位置決定ユニットをさらに備えて構成されることを特徴とする請求項５に記載の半導体素子テスト用のソケットアセンブリ。
【請求項１１】
前記位置決定ユニットは、前記ソケットボードに突出して形成され、前記各スペーサの角部を支持する複数のガイド突起からなることを特徴とする請求項１０に記載の半導体素子テスト用のソケットアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子をテストする装置に係り、より詳細には、半導体素子をテストするハンドラにより半導体素子が電気的に接続された状態でテストが行われる半導体素子テスト用のソケットアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、メモリ又は非メモリ半導体素子は、生産後、様々なテスト過程を経た後に出荷される。ハンドラは、このようなテスト工程において半導体素子を自動的に移送し、テストするのに用いられている装置である。通常、ハンドラは、半導体素子が収納されたトレイがローディングスタッカに積載されると、テストする半導体素子をピッカロボットがテストサイトに移送して、テストソケットに接続し、所定のテストを行い、テスト完了した半導体素子を再びピッカロボットがアンローディングスタッカに移送して、指定されたトレイにテスト結果別に分類する過程を連続的に繰り返して行う。
【０００３】
添付の図１は、従来のハンドラにより半導体素子がテストソケットアセンブリに接続される構造を示す図面である。
【０００４】
図１に示したように、従来のテストソケットアセンブリは、外部のテスト装置のテスタ（tester）に電気的に連結される複数の接続ピン１１が形成されたソケットボード１０と、前記ソケットボード１０の上側からソケットボード１０を覆うように結合されるソケットガイド２０とからなる。前記ソケットガイド２０の中央部には、半導体素子Ｓがソケットボード１０に接近できるように、開放部２１が形成されている。
【０００５】
半導体素子Ｓは、テストトレイ（図示せず）に一定の間隔で配置されたキャリア５０に装着された状態で前記ソケットボード１０の接続ピン１１に接続される。符号５１は、キャリア５０において半導体素子Ｓを固定及び解除するラッチである。
【０００６】
従って、別途の移送装置がテストトレイ（図示せず）を移動させ、キャリア５０をソケットアセンブリの外側に整列させると、外部のプレスユニット６０がキャリア５０を所定の力で押圧し、キャリア５０の下面がソケットガイド２０の上面に触れ、キャリア５０に装着された半導体素子Ｓがソケットボード１０に接続されてテストが行われる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の半導体素子Ｓをソケットアセンブリのソケットボード１０に接続させる構造は、次のような問題を発生させる。
【０００８】
第一に、テストする半導体素子の厚さが変わる場合、半導体素子Ｓが装着されるキャリア５０を交替しなければならず、このため、費用が大きく増大する。
【０００９】
即ち、半導体素子Ｓは、プレスユニット６０の作用によってそのボールＢがソケットアセンブリの接続ピン１１に所定の深さで押圧されて接続される。ところが、同一の種類の半導体素子といっても、製造工程で半導体素子のボディ、即ち、モールド部の厚さが厚くなったり薄くなったりする場合が発生する。このように半導体素子の厚さが変わると、半導体素子のボールが接続ピンに押圧される力が変わり、半導体素子のボール又はソケットの接続ピンの損傷又は接続不良によりテストが正確に行われない問題が生じる。
【００１０】
これに、従来においては、キャリア５０の半導体素子Ｓが装着される部分の深さを調節する方式でプレスユニットが半導体素子を押圧する力を調整したが、この場合、実質的にそれぞれのキャリアを総て加工して、その深さを調節することは不可能なので、それぞれのテストトレイのキャリアを、該当の深さを有するものに交替して使用していた。
【００１１】
通常、メモリ半導体素子をテストするハンドラの場合、一つのハンドラに１０個以上のテストトレイが用いられ、それぞれのテストトレイには、６４個のキャリアが設置されている。従って、この総てのキャリアを交替すると、その分だけ費用が増加し、交替に要する時間も多く必要となり、テスト収率を低下させる問題を引き起こす。
【００１２】
第二に、半導体素子は、その中央が周縁部よりやや膨らむように、自体にベンディング（撓み）変形がある場合が多いが、このような半導体素子のベンディング変形によって半導体素子の中央部分のボールがソケットの接続ピンと良好に接触しない問題も種々発生した。
【００１３】
これに、従来は、プレスユニットの押圧力をやや過度に与え、半導体素子の中央部のボールがソケットの接続ピンと確実に接触するようにした。
【００１４】
しかし、上記のようにプレスユニットの半導体素子への押圧力を過度にすると、半導体素子の中央部での接触は確実に行われるものの、周縁部では押圧力が過度となって、ボール又は接続ピンが損傷する問題が生じる。
【００１５】
本発明は、上記のような問題点を解決するためのもので、その目的は、テストする半導体素子の厚さが変わってもキャリアなどを交替せず、半導体素子のリード又はボールをソケットの接続ピンに一定の深さで押圧して、半導体素子及びソケットの損傷を防止し、テスト信頼性を向上させるようにした、半導体素子テスト用のソケットアセンブリを提供することにある。
【００１６】
また、半導体素子にベンディング変形が発生しても、過度な力を加えず、半導体素子をソケットに確実に接続させることのできる、半導体素子テスト用のソケットアセンブリを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明に係る半導体素子テスト用のソケットアセンブリは、一面に半導体素子を解除可能に固定するキャリアと、前記キャリアに装着された半導体素子が電気的に接続され、テストが行われるソケットアセンブリと、前記キャリアをソケットアセンブリ側に押圧して、半導体素子をソケットアセンブリに所定の押圧力で接続させるプレスユニットとを備えて構成された半導体素子のテストハンドラにおいて、外部のテスト装置に電気的に連結され、半導体素子のリードと接続される複数の接続ピンを備えたソケットボードと、前記ソケットボードを覆うように設置され、前記半導体素子がソケットボードの接続ピンと接続されるように半導体素子が出入りする開放部が形成されたソケットガイドと、前記ソケットボードと前記ソケットガイドとの間に介在し、前記キャリアの面がソケットガイドに接触する前にソケットガイドの内部に進入した半導体素子の面と先に接触することにより、半導体素子とソケットボードとの間に所定の間隔を維持させるスペーサとを備えて構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る半導体素子テスト用のソケットアセンブリによれば、次のような効果が得られる。
【００１９】
第一に、キャリアに装着された半導体素子がソケットガイドの内側に挿入され、接続ピンに接続するとき、キャリアがソケットガイドに接触する前に半導体素子がスペーサに先に接触しつつ支持されるので、半導体素子がソケットボードから常に一定の距離を維持し、これによって、半導体素子の厚さが変わっても半導体素子は常に一定の深さで接続ピンに接続されることができる。従って、半導体素子の厚さ別にキャリア等を交替する必要がなく、交替による費用及び所要時間を大幅に低減することができる。
【００２０】
第二に、半導体素子の周縁がスペーサにより支持される状態で押圧されるので、半導体素子にベンディング変形が発生しても、半導体素子が真っ直ぐ広がりつつ接続される。
【００２１】
従って、半導体素子に無理な力を加えることなく、全領域に渡って均一な力で押圧することができる利点も得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る半導体素子テスト用のソケットアセンブリの好適な実施の形態について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
参考までに、以下の実施の形態の説明において、テスト対象の半導体素子は、その一面に複数個のボールが形成されたＢＧＡタイプの半導体素子を例示しているが、本発明に係るソケットアセンブリは、その外にも多様な種類の半導体素子に同様に適用することができる。
【００２４】
本発明に係るソケットアセンブリの構成要素において従来と同一の部分には同一の参照符号を付する。
【００２５】
先ず、図２乃至図５を参照して、本発明に係る半導体素子テスト用のソケットアセンブリの実施の一形態について説明する。
【００２６】
図２及び図３に示したように、本発明に係るソケットアセンブリは、複数の接続ピン１１が形成されたソケットボード１０と、前記ソケットボード１０の上側からソケットボード１０を覆うように結合されるソケットガイド２０と、前記ソケットガイド２０とソケットボード１０との間においてソケットガイド２０の内側に進入した半導体素子Ｓと接触して支持するスペーサ１００とにより構成されている。
【００２７】
参照符号５０は、キャリアを示す。前記キャリア５０は、テストトレイ（図示せず）に所定の間隔で複数個、例えば６４個が設置され、それぞれのキャリアは、テストトレイに半導体素子Ｓを一時的に保持する役割を担う。
【００２８】
前記キャリア５０には、図面上の下部面の中央に半導体素子Ｓが載置される載置部５０ａが形成され、両側部には、前記半導体素子Ｓを固定及び解除する一対のラッチ５１と、外力によって上下に運動し、前記ラッチ５１を動作させる操作ボタン５２とが備えられている。
【００２９】
前記操作ボタン５２は、圧縮スプリング（図示せず）によって弾性的に支持される。
【００３０】
前記キャリア５０のラッチ５１は、操作ボタン５２にヒンジ軸５３を中心に回転自在な状態で結合される。また、前記ラッチ５１の中間部には、傾斜した長孔状のガイド溝５４が形成され、前記ガイド溝５４内には、ガイドピン５５がキャリアに固定されるように設置される。
【００３１】
従って、外部から前記操作ボタン５２を押すと、操作ボタン５２が圧縮スプリング（図示せず）の弾性力に抗して下降し、ラッチ５１がガイドピン５５の案内を受けて外側に回転しながら開き、半導体素子Ｓを解除する。
【００３２】
逆に、外部から前記操作ボタン５２を押していた外力が除去されると、操作ボタン５２が圧縮スプリング（図示せず）の弾性力によって元の位置に戻り、ラッチ５１は、ガイドピン５５の案内を受けて内側に回転して、半導体素子Ｓを固定できる状態となる。
【００３３】
一方、前記ソケットアセンブリのソケットガイド２０の中央部には、半導体素子Ｓがソケットボード１０に接近できるように開放部２１が形成されている。また、前記ソケットガイド２０の上部面の両角部にキャリア５０のガイドホール５６に挿入される円錐型のガイド部２２が上側に突出して形成される。前記ガイド部２２は、前記キャリア５０がソケットガイド２０に接近するとき、キャリア５０のガイドホール５６に挿入されつつ、キャリア５０がソケットガイド２０の正確な位置に導かれるようにする役割を果す。
【００３４】
そして、前記ソケットボード１０の接続ピン１１は、外部のテスト装置のテスタに電気的に連結され、半導体素子ＳのボールＢに対応する数及びピッチを有する。
【００３５】
前記スペーサ１００は、中央部に前記ソケットボード１０の接続ピン１１が共に貫通するように開口部１０１が形成されたプレート形状からなる。前記開口部１０１の両側には、前記キャリア５０のラッチ５１が挿入されるように、ラッチホール１０２が連通するようにして形成される。
【００３６】
前記スペーサ１００は、金属等、多様な材料により作られ得るが、プラスチックのように樹脂材料により作られることが好ましい。
【００３７】
前記スペーサ１００は、半導体素子Ｓをソケットボード１０の接続ピン１１に接続させるとき、キャリア５０の下面がソケットガイド２０の上面に接触する前に又は接触すると同時に半導体素子Ｓの面に接触することにより、半導体素子Ｓがソケットボード１０に対して常に一定の間隔を維持できるように、即ち、半導体素子ＳのボールＢが接続ピン１１に一定の深さで押圧されるようにする一種のハードストッパとして機能する。
【００３８】
従って、前記スペーサ１００は、半導体素子Ｓがソケットガイド２０の内側に進入したとき、半導体素子ＳのボールＢがソケットボード１０の接続ピン１１に所望の深さで押圧されると同時に、半導体素子Ｓの面と接触することができる厚さで形成されることが好ましい。
【００３９】
また、前記ソケットガイド２０と、スペーサ１００と、キャリア５０との関係は、テスト対象半導体素子のうち、最も薄い半導体素子Ｓを基準にしてキャリア５０がソケットガイド２０の面に接触すると同時に又は接触する直前にスペーサ１００が半導体素子Ｓの面と接触可能な寸法で設置されることが好ましい。
【００４０】
仮に、中間程度の厚さ又はそれより少し厚い半導体素子Ｓを基準に、キャリア５０がソケットガイド２０の面に接触すると同時に又は接触する直前にスペーサ１００が半導体素子Ｓの面と接触するように、ソケットガイド２０とスペーサ１００とキャリア５０との寸法を設定すると、該当厚さ以上の半導体素子をテストするときには、異常がなく良好に進行する。しかし、厚さの最も薄い半導体素子をテストするときには、半導体素子Ｓがスペーサ１００に接触する前にキャリア５０が先にソケットガイド２０に接触するので、半導体素子ＳのボールＢと接続ピン１１とが所望の深さで接続されないか又は全く接続が行われないこともある。
【００４１】
前記ソケットアセンブリの作用について詳細に説明する。
【００４２】
先ず、図４は、厚さの薄い半導体素子をテストするときの接続状態を示すものである。
【００４３】
別途の移送装置がテストトレイ（図示せず）を移動させ、キャリア５０をソケットアセンブリの外側に整列させると、図４に示したように、外部のプレスユニット６０がキャリア５０を所定の力で押圧し、キャリア５０に装着された半導体素子Ｓがソケットガイド２０の開放部２１を介してソケットボード１０側に進入する。
【００４４】
次いで、半導体素子ＳのボールＢがソケットボード１０の接続ピン１１と接続されると同時に、半導体素子Ｓのボール形成面の周縁部がスペーサ１００に接触しつつ支持され、半導体素子Ｓは、ソケットボード１０に対して所定の間隔を維持する。この際、キャリア５０の下面はソケットガイド２０の上面に近接する。
【００４５】
そして、図４に示した半導体素子より厚さの大きい半導体素子をテストする場合には、図５に示したように、半導体素子Ｓが接続ピン１１に接続されるとき、半導体素子Ｓの面がスペーサ１００に接触しつつ支持されるので、半導体素子Ｓとソケットボード１０との間の間隔は、図４に示したものと同一となる。即ち、半導体素子Ｓは、接続ピン１１に一定の深さで押圧される。
【００４６】
しかし、半導体素子Ｓの厚さが厚いので、キャリア５０の下面とソケットガイド２０との間のギャップｇは、素子の厚さの増加分だけさらに大きくなる。
【００４７】
このように、本発明によれば、半導体素子Ｓが接続ピン１１に接続されるとき、キャリア５０がソケットガイド２０に接触する前に半導体素子Ｓがスペーサ１００に先に接触しつつ支持されるので、半導体素子Ｓがソケットボード１０から常に一定の距離を維持し、これによって、半導体素子Ｓの厚さが変わっても前記半導体素子Ｓは常に一定の深さで接続ピン１１に接続されることができる。
【００４８】
また、図４を参照すると、半導体素子Ｓの周縁がスペーサ１００によって支持される状態で押圧されるので、半導体素子Ｓにベンディング変形が発生しても、半導体素子Ｓが真っ直ぐ広がりつつ接続される。従って、半導体素子Ｓに無理な力を加えずに、全領域に渡って均一な力で押圧することができる。
【００４９】
図６乃至図８は、本発明に係るソケットアセンブリの他の実施の形態を示す。
【００５０】
この実施の形態のソケットアセンブリは、上述した実施の形態のソケットアセンブリと同様に、複数の接続ピン１１が形成されたソケットボード１０と、前記ソケットボード１０を覆うように設置されるソケットガイド２０と、前記ソケットボード１０とソケットガイド２０との間に介在し、半導体素子Ｓの面と接触しながら支持するスペーサ１１０とを備えている。
【００５１】
この実施の形態のソケットアセンブリは、前記スペーサ１１０の構造において、上述した実施の形態のソケットアセンブリのスペーサ１００と相違点がある。即ち、この実施の形態のソケットアセンブリのスペーサ１１０には、中央部に前記接続ピン１１が個別的に挿入される複数の貫通ホール１１１が形成されている。
【００５２】
従って、図７及び図８に示したように、半導体素子Ｓがソケットボード１０に接続されるとき、半導体素子ＳのボールＢは、スペーサ１１０の各貫通ホール１１１を介して接続ピン１１に接続され、半導体素子ＳのボールＢを除いた領域がスペーサ１１０の上面に接触しながら支持されるので、半導体素子Ｓは、厚さに関係なく接続ピン１１に一定の深さで接続される。
【００５３】
また、この実施の形態のソケットアセンブリは、スペーサ１１０の各貫通ホール１１１に接続ピン１１が個別的に挿入されなければならないので、スペーサ１１０をソケットボード１０の上側に設置するとき、スペーサ１１０と、ソケットボード１０と、ソケットガイド２０との間において整列が正確に行われ、整列後のスペーサ１１０の流動を防止する必要がある。
【００５４】
そこで、本発明は、前記ソケットガイド２０の内側の対角方向の角部に垂直に形成された二つの位置決定ピン２５と、前記スペーサ１１０の対角方向の角部に前記位置決定ピン２５が対応して貫通するように形成された二つの位置決定ホール１１５と、前記ソケットボード１０の対角方向の角部に前記位置決定ホール１１５と対応するように形成された二つの位置決定溝１５とからなる位置決定ユニットを提示している。
【００５５】
前記ソケットガイド２０の位置決定ピン２５は、スペーサ１１０の位置決定ホール１１５と、ソケットボード１０の位置決定溝１５とを順次に貫通することにより、ソケットアセンブリの組立時に相互間の整列が正確に行われるようにすると共に、テスト途中、位置移動を防止する役割を果す。
【００５６】
一方、上述した実施の形態のソケットアセンブリは、スペーサが総てプレート形態で一体に形成されているが、図９に示したように、半導体素子ＳのボールＢ以外の領域に接触することができるように、スペーサ１２０が複数個に分割されて形成されていてもよい。
【００５７】
前記ソケットボード１０の上面には、前記各スペーサ１２０の設置位置をガイドするための複数個のガイド突起１８が形成されることが好ましい。
【００５８】
上述した実施の形態において、前記スペーサは、ソケットボードとは別個に形成されているが、ソケットボードに一体型に形成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】従来の半導体素子テスト用のソケットアセンブリを示す断面図である。
【図２】本発明に係る半導体素子テスト用のソケットアセンブリの実施の一形態の構造を示す分解斜視図である。
【図３】図２のソケットアセンブリの部分切開斜視図である。
【図４】図２のソケットアセンブリに相互に厚さの異なる半導体素子が接続される状態を示す要部断面図である。
【図５】図２のソケットアセンブリに相互に厚さの異なる半導体素子が接続される状態を示す要部断面図である。
【図６】本発明に係る半導体素子テスト用のソケットアセンブリの他の実施の形態の構造を示す分解斜視図である。
【図７】図６のソケットアセンブリに相互に厚さの異なる半導体素子が接続される状態を示す要部断面図である。
【図８】図６のソケットアセンブリに相互に厚さの異なる半導体素子が接続される状態を示す要部断面図である。
【図９】本発明に係る半導体素子テスト用のソケットアセンブリの他の実施の形態の構造を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  ソケットボード
１１  接続ピン
１５  位置決定溝
２０  ソケットガイド
２１  開放部
２５  位置決定ピン
５０  キャリア
５０ａ  載置部
５１  ラッチ
１００、１１０、１２０  スペーサ
１０１  開口部
１１１  貫通ホール
１１５  位置決定ホール
Ｓ    半導体素子
Ｂ    ボール
【図１】
2006208356.tif 000003
【図２】
2006208356.tif 000004
【図３】
2006208356.tif 000005
【図４】
2006208356.tif 000006
【図５】
2006208356.tif 000007
【図６】
2006208356.tif 000008
【図７】
2006208356.tif 000009
【図８】
2006208356.tif 000010
【図９】
2006208356.tif 000011