(57)【要約】     【課題】  半導体の検査時に、被検査半導体デバイスに対して、簡単な機構で４０ｋｇ／ソケット以上にも達する大きな押圧力を均一に付与できる押圧機構を備えた検査用ソケットを提供する  【解決手段】  被検査半導体を収容する凹部を有するソケット本体と検査時に前記被検査半導体上に位置するソケット蓋体とを有する半導体検査用ソケットにおいて、前記ソケット本体の周縁部の上方に嵌入制御部材を設けるとともに、水平方向に移動可能でかつ先端断面をテーパー状とした嵌入部材を前記ソケット蓋体の周縁部と前記嵌入制御部材との間に形成される隙間に押し込んで、大きな押圧力で被検査半導体をソケット本体の底面方向に押圧可能とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査半導体デバイスを収容する凹部を有するソケット本体と検査時に前記被検査半導体デバイス上に位置するソケット蓋体とを有する半導体検査用ソケットにおいて、前記ソケット本体の周縁部の上方に嵌入制御部材を設けるとともに、水平方向に移動可能でかつ先端断面をテーパー状とした嵌入部材を前記ソケット蓋体の周縁部と前記嵌入制御部材との間に形成される隙間に押し込むことにより、前記ソケット蓋体を下方に押し下げる押圧機構を備えたことを特徴とする半導体検査用ソケット。
【請求項２】
前記嵌入制御部材が、前記ソケット本体の周縁部に立設した支持部材を介して該ソケット本体周縁部の上方に設置したローラであることを特徴とする請求項１に記載の半導体検査用ソケット。
【請求項３】
前記ローラが、前記支持部材のうち隣接する１組の先端部同士を連結する水平軸を軸心とするローラであることを特徴とする請求項２に記載の半導体検査用ソケット。
【請求項４】
前記ローラの長さが、被検査半導体デバイスの一辺の長さとほぼ同じか又は一辺の長さより大きいことを特徴とする請求項３〜請求項４のいずれかに記載の半導体検査用ソケット。
【請求項５】
前記嵌入制御部材が、前記ソケット本体の周縁部に立設した棒状体の先端付近に設けた大径部である請求項１に記載の半導体検査用ソケット。
【請求項６】
前記ソケット本体の周縁部に立設した棒状体が、ソケット本体とソケット蓋体とを貫通するガイドピンであることを特徴とする請求項５に記載の半導体検査用ソケット。
【請求項７】
水平方向に移動する前記嵌入部材が先端に断面テーパー部を有する板状体であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の半導体検査用ソケット。
【請求項８】
さらに前記嵌入部材を前記ソケット蓋体の周辺部と前記嵌入部材係止部との間の隙間に向けて水平に移動させて押し込む手段を備えることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の半導体検査用ソケット。
【請求項９】
前記ソケット蓋体内部に冷却手段を内蔵することを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の半導体検査用ソケット。
【請求項１０】
被検査半導体と前記ソケット本体の凹部底面との間に、異方導電性シートを配置したことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の半導体検査用ソケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高電流・多極半導体の検査に使用するソケットに関するものである。さらに詳細には高電流・多極半導体の検査において、被検査半導体の端子と検査用回路の電極との安定した導通を確保するために、ソケット内に収容された被検査半導体を下方に押圧する新規な押圧機構を備える半導体検査用ソケットに関するものである。なお、本発明で言う「半導体」とは、半導体集積回路（ＩＣ）で代表される半導体デバイス、半導体パッケージなどを含む広い概念を意味する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路（ＩＣ）等の半導体の電気的特性を検査するに当り、多くの場合、被検査半導体集積回路（ＩＣ）を収容する凹部を有するソケットが使用されている。そして、検査時には、該半導体集積回路（ＩＣ）上部よりソケット本体の凹部底面に配置された検査用回路の電極と直接又は該底面に配置されたコンタクトシートを介して良好な接触状態
を実現するため、主にソケット蓋体の自重により上方から押圧することが行われている。
【０００３】
かかる自重以外の押圧手段としては、ソケットの蓋体にスプリングを設けて下方に押圧するもの（例えば特許文献１参照）、ソケットの蓋体の一部をねじ込み式にしてその部分を回してネジの力で下方に押圧するもの（例えば特許文献２参照）等が知られている。
ところで、最近の半導体は端子の配置密度が高く、数百個を超える多くの端子を有するものでは、かなりの力で押圧しないと良好な接触状態が保てないことが多い。特に被検査半導体の構成や検査時に使用するコンタクトシートの種類によっては、ソケット全体に４０ｋｇ／ソケットを超える力で押圧する必要がある。
しかるに、従来のソケット蓋体に押圧機構を設けたものは、上記のような大きい圧力で安定な押圧を実現することは困難であった。
高い押圧力を付与するにはソケット蓋体の上からロボットアームなどで機械的に荷重を加えて押圧することも考えられるが、被検査半導体のサイズが数ｃｍ四方程度であり上方から機械的に大きな荷重を付与することは実用的でない。
【特許文献１】特開平１０−２２０２４号公報
【特許文献２】特開平１１−１０２７６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、高電流・多極半導体の検査時に、被検査半導体に対して、簡単な機構で４０ｋｇ／ソケット以上にも達する大きな押圧力を均一に付与できる押圧機構を備えた検査用ソケットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の半導体検査用ソケットは、かかる本発明の目的を達成するものであって、被検査半導体を収容する凹部を有するソケット本体と検査時に前記被検査半導体上に位置するソケット蓋体とを有する半導体検査用ソケットにおいて、前記ソケット本体の周縁部の上方に嵌入制御部材を設けるとともに、水平方向に移動可能でかつ先端断面をテーパー状とした嵌入部材を前記ソケット蓋体の周縁部と前記嵌入制御部材との間に形成される隙間に押し込むことにより、前記ソケット蓋体を下方に押し下げる押圧機構を備えたことを特徴とする半導体検査用ソケットであり、このような押圧機構を採用することにより、簡単な機構で狭い場所でも被検査半導体に大きな力を加えてソケット底面方向に押圧できるようにしたものである。
【０００６】
本発明の好適な実施形態の１つは、前記嵌入制御部材を、前記ソケット本体の周縁部に立設した支持部材を介して該ソケット本体周縁部の上方に設置したローラで構成したものである。嵌入制御部材をローラとすることで、該ローラとソケット蓋体周縁部との間に形成される空間へ、先端断面をテーパー状とした嵌入部材を容易に押し込むことが出来、かつ該押し込みによってソケット蓋体が円滑に下方へ押し下げられるようになる。
【０００７】
前記ローラは、前記ソケット本体に立設した前記支持部材のうち隣接する１組の先端部同士を連結する水平軸を軸心とするローラであることが好ましい。また、前記ローラの長さは、被検査半導体の一辺の長さとほぼ同じか又は一辺の長さより大きいことが好ましい。
【０００８】
また、本発明では、前記ソケット本体の周縁部に立設した棒状体の先端付近に大径部（拡径胴部）を設け、これを前記嵌入制御部材とすることも出来る。この場合、前記ソケット本体の周縁部に立設した棒状体として、ソケット本体とソケット蓋体とを貫通するガイドピン（スライドピンとも称される）を当てることも可能であり、また、ガイドピンとは別の棒状体を立設してもよい。このように前記各棒状体の先端付近に大径部を設け、これを嵌入制御部材とする場合は、嵌入部材上面との摩擦を少なくするために大径部の下端断面には丸みを付けるのが好ましい。
【０００９】
本発明では、水平方向に移動する前記嵌入部材は、先端に断面テーパー部を有する板状体、すなわち先端部の厚みが最も小さく先端部から遠ざかるほど厚みが増す部分を有する板状体であることが好ましい。この板状体には、必要に応じて嵌入制御部材における支持部材やガイドピンの位置に対応する部分に切欠き部を設けて、支持部材やガイドピンの位置に影響されることなく該板状体の先端を前記空間内に十分に押し込めるようにするのがよい。前記嵌入部材としては、前記板状体に代えて先端断面をテーパー状とした棒状体を複数並列させて使用することも出来る。このように先端断面にテーパーを有する棒状体を並列させてこれを嵌入部材とするときは、前記棒状体を前記支持部材及びガイドピン以外の位置に配置するのが適当である。
【００１０】
本発明では、さらに前記嵌入部材を前記ソケット蓋体の周辺部と前記嵌入制御部材との間の隙間に向けて水平に移動させ前記空間に押し込むための手段を備えることが望ましい。かかる手段としては、前記テーパー付板状体を前記空間に向かって押し出す機能を有するものであれば何れでもよく、その形態、構造などは限定されない。
また、本発明の押圧機構を有する検査用ソケットは、大きな押圧力が必要とされる被検査半導体と前記ソケット本体の凹部底面との間に異方導電性シートを配置して測定する場合に、特に好適に採用される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、半導体の検査時に、簡単な機構で、１ソケット当り４０〜８０ｋｇ、あるいはそれ以上にも達する大きな押圧力を均一に被検査半導体に付与できる押圧機構を備えた半導体検査用ソケットが提供される。そして、この押圧機構を備えたソケットは、簡単な機構であるため装置全体をコンパクトにすることができ、しかも製造コストの低減が可能である。
【００１２】
特に、半導体の端子側表面とソケット底面との間の接触性・導通性を向上させる目的でコンタクトシートとして異方導電性シートを配置する場合は、従来の押圧手段では十分なコンタクトが難しい場合もあったが、本発明のソケットでは十分なコンタクトが実現するので、安定した検査を実施することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施形態の例を図面により説明する。
図１及び図２は、本発明の一実施形態を例示するもので、図１は本発明に係る半導体検査用ソケットの簡略化した断面図であり、（ａ）は該ソケット本体に被検査半導体デバイスを収容した後でかつ該ソケット本体の上にソケット蓋体を載せる以前の状態を示し、（ｂ）は押圧機構を利用して被検査半導体デバイスを下方（ソケット本体の底部方向）に押圧している状態を示す。また、図２は、図１（ａ）に示す検査用ソケットにおいて、ソケット本体の上にソケット蓋体を載せる以前のソケット本体及びこれに付随する押圧機構の状態を示す平面図である。
【００１４】
図１（ａ）及び図２において、１はソケット本体であり、該ソケット本体１の上部には被検査半導体デバイス（ＤＵＴ）２を収容する凹部１１が設けられている。凹部１１の底面には検査に必要な接点乃至は電極（図示せず）が配置されており、これらは基板５を通じて電気的にテスタ（図示せず）と接続可能となっている。そして基板５の下には該基板５を支承しかつ全体を補強するための補強板６が取り付けられている。また、ソケット本体１には複数のガイドピン（スライドピン）１４が設けられ、これらをソケット蓋体３の貫通孔３３に通してソケット蓋体３を載置することによりソケット本体１とソケット蓋体３が所定の位置関係になるようにしている。
ソケット本体１の周縁部の四隅には、それぞれ棒状体からなるローラ支柱１３が立設され、被検査半導体デバイス２の両側に位置するそれぞれ２本のローラ支柱１３は互いに先端部付近同士が水平竿１６で連結されている。そして、各水平竿１６にはそれぞれ嵌入制御部材としてのローラ１５ａ、１５ｂが、各水平竿１６を回転軸として回転自在に取り付けられている。各ローラ１５ａ、１５ｂはともに図２（平面図）に示すように軸方向に伸びた長尺のローラであって、各ローラ軸が被検査半導体デバイスの収容される凹部１１の端部とほぼ平行に設けられている。
【００１５】
一方、図１（ａ）及び図２における３はソケット蓋体であり、その中央部３１は、ソケット本体１の凹部１１に遊嵌し得るように下方に突出して中央部３１が被検査半導体デバイス２の上に位置するようになっている。ソケット蓋体３の周縁部の左右両側には前記凹部内１１に嵌合しない耳部３２を有し、これらの耳部３２は中央部３１に比べて肉薄に形成されている。また、このソケット蓋体３にはガイドピン１４を通す貫通孔３３が穿設されている。
【００１６】
そして、本発明のソケットは、さらに、ソケット本体１の両側に、それぞれ前記のローラ１５ａ、１５ｂとソケット蓋体３の耳部３２との間に形成される隙間状の空間Ｓａ、Ｓｂに嵌入する先端断面がテーパー（先細り）状の板状体からなる嵌入部材４が計２個（左右１対）配置されている。これらの嵌入部材４は適当な移動手段（図示せず）によってそれぞれ両側からソケット本体１の中央方向に矢印のごとく水平に移動し、前記テーパー状の先端が前記空間Ｓａ、Ｓｂに入り込むようになっている。
【００１７】
図１（ａ）及び図２に示す本発明のソケットを使用してＢＧＡ型の半導体デバイスを検査するには、まず、被検査半導体デバイス２を、端子を有する面を下にしてソケット本体１の凹部１１に収容する。この際、必要に応じ、予めソケット本体１の凹部底面にコンタクトシートとして異方導電性シート（図示せず）を設置しておいてもよい。次に、ソケット蓋体３をその中央部３１の突出部が被検査半導体デバイス２の上に位置するように載置し、ソケット本体１の凹部１１を覆うようにする。この際、ソケット蓋体３の耳部３２はソケット本体１の凹部１１内には入らずソケット本体の周縁部上に重なり合うようになる。そして、ローラ１５ａ、１５ｂとソケット蓋体３の耳部３２との間に形成される隙間状の空間Ｓａ、Ｓｂに、それぞれ先端断面がテーパー（先細り）状の板状部材からなる嵌入部材４を水平方向（図では左右方向）から挿入し中央部に向けて押し込むと、そのクサビ効果により、ソケット蓋体３の耳部３２とローラ１５ａ、１５ｂとの間隔は次第に拡大し、それにつれてソケット蓋体３は強い力で下方に押圧される。
すなわち、本発明では、このような操作によって、図１（ｂ）に示すように、ソケット蓋体３が次第に均一に下方へ押し下げられ、その結果、被検査半導体デバイス２も均一に下方に押圧さる。これに伴ってソケット蓋体２の下に位置する被検査半導デバイス２も下方に押圧され、その結果、被検査半導体デバイスの端子と検査用回路の電極等との電気的接続が確立される。
【００１８】
これらのソケット本体１及びソケット蓋体３並びに先端部断面がテーパー状の板状体からなる嵌入部材４は、何れも金属で構成されたものが適当である。一般に、前記嵌入部材４は他の部材より硬度が低い金属で構成されるのが好ましい。嵌入部材４はソケット本体１の一部としてソケット本体１に取り付けてもよく、ソケット本体１とは独立した別部材として構成し、使用時にソケット本体１の上又は近傍に設置するようにしてもよい。  
【００１９】
図３は、本発明の他の実施形態を示すもので、ソケット本体１に立設したガイドピン（スライドピン）１４の先端部付近に大径部１４ａを設け、これを嵌入制御部材としたものである。
すなわち、この実施形態では、ガイドピン１４の先端部に大径部１４ａを設け、大径部１４ａの下端とソケット蓋体３の周縁部に形成された耳部３２の表面との間に形成される空間に、先端断面がテーパー状の板状体からなる嵌入部材４を押し込むようにしてもよい。この実施形態ではガイドピン１４の大径部１４ａの下端に丸味をつけて、嵌入部材４の嵌入を容易にしてもよい。
ガイドピン１４の先端部の大径部１４ａは、ガイドピン１４の一部として一体に形成してもよく、必要に応じガイドピン１４の先端部に大径部形成部材を外嵌し旋着して形成することも出来る。
【００２０】
図１〜図３の実施形態では、嵌入部材４として先端断面がテ−パ−の板状体を使用しているが、先端断面をテーパー状にした複数の棒状体を並列して嵌入部材４を構成してもよい。また、ソケット蓋体３の内部に冷却ヘッド（図示せず）を内設してもよい。
なお、図１〜図３では半導体デバイスの端子、ソケット本体底部の電極パッドや配線などは省略しているが、通常のように設置されることは言うまでもない。また、図示の実施形態では、嵌入部材４を被検査半導体デバイス２の両側に設置した例を示しているが、被検査半導体デバイス２を囲む四方向に設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明のソケットは、上述のような種々の利点を有するため、高電流・多極半導体デバイスの検査時に大きな押圧力を要する場合に適用すると特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る押圧機構を備えるソケットの簡略化した断面図であって、（ａ）は被検査半導体デバイスをソケット本体に収容した直後でソケット蓋体は未載置の段階を示す図、（ｂ）は押圧機構を利用してソケット本体に収容した被検査半導体デバイスを下方に押圧している状態を示す図である。
【図２】図１に示すソケットにおいて、ソケット蓋体を載置する前の状態を示す平面図である。
【図３】本発明の他の実施形態を示すソケットの簡略化した断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  ソケット本体
１１  ソケット本体の凹部
１３  ローラ支柱
１４  ガイドピン（スライドピン）
１４ａ  ガイドピン（スライドピン）の大径部
１５ａ、１５ｂ  ローラ
１６  ローラ軸となる水平竿
２  被検査半導体デバイス（ＤＵＴ）
３  ソケット蓋体
３１  ソケット蓋体の中央部
３２  ソケット蓋体の耳部
３３  ソケット蓋体の貫通孔
４  先端にテーパーを有する板状体からなる嵌入部材
５  基板
６  補強板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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