(57)【要約】【課題】半田ボールの欠落、突設高さ不足を電気的に検出する。【解決手段】検査用ソケット１０は、検査用基板１４に取り付けられたソケット本体１２を有している。検査用基板１４には検査回路１６が設けられ、ソケット本体１２には、底面１２Ｄと上面１２Ｕの間を貫通する貫通孔２０が設けられている。上面１２Ｕの上方には、検査対象の半導体集積回路３４がセットされている。導電ピン１８は、貫通孔２０に挿入され、下端部１８Ｄは検査回路１６と導通され、上端部１８Ｕには、ソケット本体１２の上面１２Ｕから寸法ｈ１で突き出された停止部７０が形成されている。停止部７０の先端から寸法Ｈ２下がった位置に受け面７８が形成されている。半導体集積回路３４の検査用基板１４側には、半田ボール３６が複数形成され、半田ボール３６の突設高さはｈ３（設定値）であり、停止部７０の突き出し寸法ｈ２は設定値の下限値（許容値）とされている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象の半導体集積回路を電気的に検査する検査手段を備えた検査用基板に取り付けられ、前記検査用基板と直交する方向に複数の貫通孔が設けられたソケット本体と、
前記貫通孔に挿入され、前記検査用基板側の端部が前記検査手段と導通され、前記検査用基板と反対側で前記ソケット本体から突出された端部には、前記半導体集積回路が取り付けられた回路用基板が前記ソケット本体側に押し込まれると、前記回路用基板から突設されると共に前記半導体集積回路と導通された突設導通部が当接する、受け部が設けられている導電部材と、
前記導電部材に設けられ、前記回路用基板が前記ソケット本体側へ押し込まれても、前記突設導通部の前記回路用基板からの突設高さが設定値の下限である許容値より低い場合に、前記突設導通部と前記受け部との当接を制限する当接制限手段と、
を有する検査用ソケット。
【請求項２】
前記当接制限手段は、前記受け部よりも前記回路用基板側に突き出された停止部材であり、前記停止部材の前記受け部からの突出高さが前記許容値とされている請求項１に記載の検査用ソケット。
【請求項３】
前記導電部材は金属平板を折り曲げて形成され、前記受け部には、前記突設導通部と複数ヶ所で接触させる接触面積増大部が設けられている請求項１又は２に記載の検査用ソケット。
【請求項４】
前記導電部材の前記貫通孔に挿入された部分には、前記貫通孔の軸線方向に弾性的に伸縮可能な伸縮部が形成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の検査用ソケット。
【請求項５】
前記貫通孔の前記検査用基板と反対側の端部には、前記導電部材を支持する支持部材が挿入されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の検査用ソケット。
【請求項６】
前記当接制限手段は、金属製の前記導電部材と一体に形成されると共に、前記回路用基板との当接部が絶縁部材で覆われている請求項１〜５のいずれか１項に記載の検査用ソケット。
【請求項７】
前記導電部材は、前記受け部を除いて絶縁部材でコーティングされている請求項１〜６のいずれか１項に記載の検査用ソケット。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の検査用ソケットが取り付けられた検査用基板と、
前記検査用基板に設けられ、検査対象の半導体集積回路を電気的に検査する検査手段と、
を有し、
前記半導体集積回路がソケット本体にセットされ、押し下げ手段が、前記半導体集積回路が取り付けられた回路用基板を前記ソケット本体側に押し込んだ状態で、前記検査手段が、前記回路用基板に形成された突設導通部と前記検査手段との導通の有無に基づいて、前記突設導通部の良否を判断する半導体検査装置。
【請求項９】
検査用基板に取り付けられた検査用ソケットに検査対象の半導体集積回路をセットし、前記半導体集積回路が取り付けられた回路用基板に突設された突設導通部と、ソケット本体に設けられた導電部材の受け部とを対向させる工程と、
押し下げ手段により、前記回路用基板を前記ソケット本体側に押し込み、前記突設導通部と前記受け部とを当接させる工程と、
前記検査用基板に設けられた検査手段により、前記回路用基板を前記ソケット本体側に押し込んだ状態で、前記突設導通部と前記検査手段との導通の有無に基づいて前記突設導通部の良否が判断される工程と、
を有する半導体検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査用ソケット、半導体検査装置及び半導体検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の検査においては、検査対象の半導体集積回路を、検査用基板に取り付けられた検査用ソケットにセットして押し下げ手段で検査用基板側に押し込み、半導体集積回路が取り付けられた回路用基板に形成された半田ボールと、検査用基板に形成された検査用回路の電極パッドを検査用ソケットで導通させ、導通時の電気的特性を検査する。このとき、検査用ソケットの導通部には、スプリングピン（ポゴピン）が使用されている。ポゴピンは、バネが収納された本体の両端部に別部材とされたピン部を有し、ピン部がバネで伸縮可能とされている。
【０００３】
このため、半田ボールが欠落、又は設定値に満たない高さで回路用基板に形成されていても、検査において、ピン部が伸長して回路用基板の電極パッド又は不完全な半田ボールと当接される。この結果、半田ボールの欠落又は形状不備を検出できず、これらについては別途、顕微鏡や画像データを利用した目視観察を必要としていたという問題がある。
【０００４】
半導体集積回路の検査装置に関しては、特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１１６７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事実に鑑み、半田ボールの欠落又は形状不備を電気的に検出できる検査用ソケット、半導体検査装置及び半導体検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項1に記載の発明に係る検査用ソケットは、検査対象の半導体集積回路を電気的に検査する検査手段を備えた検査用基板に取り付けられ、前記検査用基板と直交する方向に複数の貫通孔が設けられたソケット本体と、前記貫通孔に挿入され、前記検査用基板側の端部が前記検査手段と導通され、前記検査用基板と反対側で前記ソケット本体から突出された端部には、前記半導体集積回路が取り付けられた回路用基板が前記ソケット本体側に押し込まれると、前記回路用基板から突設されると共に前記半導体集積回路と導通された突設導通部が当接する、受け部が設けられている導電部材と、前記導電部材に設けられ、前記回路用基板が前記ソケット本体側へ押し込まれても、前記突設導通部の前記回路用基板からの突設高さが設定値の下限である許容値より低い場合に、前記突設導通部と前記受け部との当接を制限する当接制限手段と、を有することを特徴としている。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、導電部材が、検査用基板に取り付けられたソケット本体に設けられた貫通孔に挿入され、導電部材の検査用基板側の端部は検査手段と導通され、検査用基板と反対側の端部には受け部が設けられている。受け部は、半導体集積回路が取り付けられた回路用基板がソケット本体側に押し込まれた状態で、回路用基板から突設された突設導通部と当接する。
【０００９】
そして、検査手段により、突設導通部と受け部が当接され、半導体集積回路と検査手段が導通された状態で、半導体集積回路が電気的に検査される。しかし、導電部材に設けられた当接制限手段で、突設導通部が受け部側へ押し込まれても、突設導通部の回路用基板からの突設高さが設定値の下限である許容値より低い場合には、突設導通部と受け部との当接が制限される。
【００１０】
この結果、突設導通部と受け部との導通の有無を測定することで、突設導通部の欠落、突設高さ不足を検出することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の検査用ソケットにおいて、前記当接制限手段は、前記受け部よりも前記回路用基板側に突き出された停止部材であり、前記停止部材の前記受け部からの突出高さが前記許容値とされていることを特徴としている。
請求項２に記載の発明によれば、停止部材が、受け部より回路用基板側に突き出されている。そして、停止部材の受け部からの突出高さは許容値とされている。
【００１２】
これにより、突設導通部の回路用基板からの突設高さが、設定値の下限である許容値より低いとき、又は突設導通部が欠落しているときは、停止部材が回路用基板と当接し、受け部の回路用基板側への移動が制限される。この結果、受け部と、突設導通部の欠落した電極パッド部、又は突設高さ不足の突設導通部とが当接することはない。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の検査用ソケットにおいて、前記導電部材は金属平板を折り曲げて形成され、前記受け部には、前記突設導通部と複数ヶ所で接触させる接触面積増大部が設けられていることを特徴としている。
請求項３に記載の発明によれば、金属平板を折り曲げて導電部材が形成され、受け部には、突設導通部と複数ヶ所で接触させる接触面積増大部が設けられている。これにより、受け部と突設導通部の接触面積を増大することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の検査用ソケットにおいて、前記導電部材の前記貫通孔に挿入された部分には、前記貫通孔の軸線方向に弾性的に伸縮可能な伸縮部が形成されていることを特徴としている。
請求項４に記載の発明によれば、導電部材は、伸縮部により、貫通孔の軸線方向に弾性的に伸縮可能とされている。これにより、突設導通部の回路用基板からの突設高さにバラツキが生じても、伸縮部で突設高さのバラツキを吸収することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の検査用ソケットにおいて、前記貫通孔の前記検査用基板と反対側の端部には、前記導電部材を支持する支持部材が挿入されていることを特徴としている。
請求項５に記載の発明によれば、支持部材が、貫通孔の検査用基板と反対側の端部に設けられている。これにより、導電部材が貫通孔の端部で支持され、導電部材の貫通孔の径方向への移動を抑制することができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の検査用ソケットにおいて、前記当接制限手段は、金属製の前記導電部材と一体に形成されると共に、前記回路用基板との当接部が絶縁部材で覆われていることを特徴としている。
請求項６に記載の発明によれば、絶縁部材により当接制限手段の回路用基板との当接部が覆われている。これにより、突設導通部がソケット本体側へ押し込まれても、金属製の当接制限手段と回路用基板の間、又は金属製の当接制限手段と突設導通部の間で導通することはない。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の検査用ソケットにおいて、前記導電部材は、前記受け部を除いて絶縁部材でコーティングされていることを特徴としている。
これにより、突設導通部と受け部の導通を確保して、導電部材と他の部材との間の導通を抑制できる。また、導電部材が接触することによる貫通孔の周壁への損傷を抑制できる。
【００１８】
請求項８に記載の発明に係る半導体検査装置は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の検査用ソケットが取り付けられた検査用基板と、前記検査用基板に設けられ、検査対象の半導体集積回路を電気的に検査する検査手段と、を有し、前記半導体集積回路がソケット本体にセットされ、押し下げ手段が、前記半導体集積回路が取り付けられた回路用基板を前記ソケット本体側に押し込んだ状態で、前記検査手段が、前記回路用基板に形成された突設導通部と前記検査手段との導通の有無に基づいて、前記突設導通部の良否を判断することを特徴としている。
【００１９】
請求項８に記載の発明によれば、半導体検査装置により、半導体集積回路が検査用ソケットにセットされ、押し下げ手段により、半導体集積回路が取り付けられた回路側基板がソケット本体側に押し込まれた状態で、回路側基板に形成された突設導通部と、検査用基板に設けられた検査手段との導通の有無が検出され、突設導通部の良否が判断される。
これにより、突設導通部の欠落、突設高さ不足を電気的に検出できる。
【００２０】
請求項９に記載の発明に係る半導体検査方法は、検査用基板に取り付けられた検査用ソケットに検査対象の半導体集積回路をセットし、前記半導体集積回路が取り付けられた回路用基板に突設された突設導通部と、ソケット本体に設けられた導電部材の受け部とを対向させる工程と、押し下げ手段により、前記回路用基板を前記ソケット本体側に押し込み、前記突設導通部と前記受け部とを当接させる工程と、前記検査用基板に設けられた検査手段により、前記回路用基板を前記ソケット本体側に押し込んだ状態で、前記突設導通部と前記検査手段との導通の有無に基づいて前記突設導通部の良否を判断する工程と、を有することを特徴としている。
【００２１】
これにより、半導体集積回路が取り付けられた回路側基板に形成された突設導通部と、検査用基板の検査手段との導通の有無に基づいて、突設導通部の欠落、突設高さ不足を電気的に検出できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、上記構成としてあるので、半田ボールの欠落、突設高さ不足を電気的に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態に係る検査用ソケット及び半導体検査装置のセット状態の基本構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る検査用ソケット及び半導体検査装置の導通状態の基本構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る検査用ソケット及び半導体検査装置の導通状態の基本構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る検査用ソケット及び半導体検査装置における導電ピンの展開例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る検査用ソケット及び半導体検査装置における平板部の展開例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１の断面図に示すように、実施の形態に係る検査用ソケット１０は、絶縁体で中央部が低い凹状に形成されたソケット本体１２を有し、ソケット本体１２は、水平に置かれたＰＣＢ製の検査用基板１４の上に取り付けられている。
【００２５】
検査用基板１４には、半導体集積回路３４を電気的に検査し判定する検査回路１６が設けられ、検査用基板１４には、検査回路１６と導通された導電ピン１８が差し込まれている。導電ピン１８は、後述する半田ボール３６に対応させて複数設けられている。
【００２６】
ソケット本体１２の中央部には、検査用基板１４と平行な底面１２Ｄと上面１２Ｕが形成され、上面１２Ｕの上方には、後述する検査対象の半導体集積回路３４が、上面１２Ｕと隙間を開けてセットされる。
【００２７】
ソケット本体１２には、検査用基板１４と直交する方向に、底面１２Ｄと上面１２Ｕの間を貫通する複数の貫通孔２０が設けられている。貫通孔２０は、複数の導電ピン１８と対応させた位置に形成され、貫通孔２０には導電ピン１８が挿入されている。
【００２８】
導電ピン１８は、金属平板（例えば板ばね）を折り曲げて形成され、導電性と弾力性を有している。導電ピン１８の下端部１８Ｄは、検査用基板１４の検査回路１６と導通され、上端部１８Ｕは、ソケット本体１２の上面１２Ｕから、検査用基板１４と反対方向に寸法ｈ１で突き出された停止部７０を形成している。
【００２９】
停止部７０はソケット本体１２側に開口するＵ字状に曲げられて形成されている。導電ピン１８は、停止部７０の先端から寸法ｈ２だけソケット本体１２側に折り返された位置で、検査用基板１４と平行な方向に曲げられることで形成された、平板状の受け面７８を有している。受け面７８は、後述する半田ボール３６と対向するように設けられている。
【００３０】
また、導電ピン１８の貫通孔２０に挿入された部分は、一部が折り畳まれてスプリング部７６が形成され、貫通孔２０の軸線方向に、弾性的に伸縮可能とされている。
ソケット本体１２の上面１２Ｕの上方には、受け面７８と隙間を開けて、検査対象の半導体集積回路３４がセットされるようになっている。半導体集積回路３４が取り付けられた回路用基板３５には、電極パッド３８が設けられ、電極パッド３８の検査用基板１４側には、半田ボール３６がグリッド状に複数形成されている。
【００３１】
半田ボール３６は回路用基板３５から突設高さｈ３で形成されている。ここに突設高さｈ３は製造目標とされた設定値であり、製造誤差によりバラツキが生じる。後の工程で、半田ボール３６を溶融させてプリント基板等に実装するときに、欠陥とならない最小限の許容高さをｈ２とすれば、許容高さｈ２は設定値ｈ３より小さい値となる。許容高さｈ２に満たない半田ボール３６を突設高さ不足と判定し、許容高さｈ２以上の半田ボール３６と区別するため、受け面７８からの停止部７０の突き出し高さをｈ２としている（ｈ３＞ｈ２）。
【００３２】
これにより、例えば、設定値ｈ３の半田ボール３６を検査するときは、受け面７８は、停止部７０が回路用基板３５に当接された状態において、半田ボール３６でソケット本体１２の方向に押し下げられ、たわみが生じる。
【００３３】
半導体集積回路３４の検査用基板１４と反対側の上方には、半導体集積回路３４を押し下げて半田ボール３６を受け面７８に押し当てる、押さえ部材４０が設けられている。押さえ部材４０は、後述する半導体検査装置６０を構成している。
【００３４】
従って、図２に示すように、押さえ部材４０を下方（矢印Ｅ方向）へ押し下げ、半導体集積回路３４を検査用基板１４側へ押し込んだとき、受け面７８と半田ボール３６が当接され、半導体集積回路３４と検査回路１６が導通する。
【００３５】
このとき、上述したように、半田ボール３６の回路用基板３５からの突設高さｈ３は、停止部７０の受け面７８からの突き出し寸法ｈ２より大きいため、受け面７８は半田ボール３６により多少、弾性的に押し下げられる。即ち、導電ピン１８の弾性力で半田ボール３６に力を加えた状態で、受け面７８と半田ボール３６が当接される。これにより、安定した導通が確保される。
【００３６】
しかし、図３に示すように、例えば半田ボール３６Ｋが欠落していた場合、半導体集積回路３４が検査用基板１４側へ押し込まれた状態において、停止部７０が回路用基板３５と当接し、受け面７８Ｋは、欠落した半田ボール３６Ｋ又は欠落した半田ボール３６Ｋの位置の電極パッド３８と導通できない。この結果、半田ボール３６Ｋと受け面７８Ｋの間がハイインピーダンスとなる。
【００３７】
従って、検査回路１６で半田ボール３６Ｋと受け面７８Ｋの間のハイインピーダンス状態を検出すれば、導通不良であると判断できる。これは、半田ボール３６Ｋが欠落でなく、突設高さの不足であっても同じである。これにより、半田ボール３６Ｋの欠落又は突設高さ不足を電気的に検出することができる。
【００３８】
次に、半導体検査装置及び半導体検査方法について説明する。
図１に示すように、半導体検査装置６０は、半導体集積回路３４を検査する検査回路１６が設けられた検査用基板１４を有し、水平に配置された検査用基板１４の上には、検査用ソケット１０が取り付けられている。検査用ソケット１０は中央部が低く形成されたソケット本体１２を有し、中央部の上面１２Ｕの上方には、上面１２Ｕと隙間を開けて、検査対象となる半導体集積回路３４がセットされる。半導体集積回路３４の上方には、半導体集積回路３４を押し下げる押さえ部材４０が設けられている。
【００３９】
図２に示すように、検査方法は、先ず準備工程を実行し、検査対象となる半導体集積回路３４を検査用ソケット１０にセットする。このとき、半導体集積回路３４の回路側基板３５に形成された半田ボール３６側を、ソケット本体１２側に向ける。
【００４０】
次に、導通工程を実行し、半導体集積回路３４と検査回路１６を導通させる。即ち、押さえ部材４０により、半導体集積回路３４を矢印Ｅの方向に押し下げて、半導体集積回路３４の半田ボール３６を受け面７８に押し当てる。
【００４１】
最後に、検査工程を実行し、半導体集積回路３４を電気的に検査する。即ち、半田ボール３６と検査回路１６が導電ピン１８を介して導通された状態で、検査回路１６によって半導体集積回路３４を電気的に検査し判定する。
【００４２】
このとき、図３に示すように、例えば半田ボール３６Ｋが欠落していた場合、停止部７０が回路用基板３５と当接するが、受け面７８Ｋは、欠落した半田ボール３６Ｋと導通できない。このため、検査回路１６は、検出された半田ボール３６Ｋがハイインピーダンス状態であるという情報から、半田ボール３６Ｋが欠落又は突設高さ不足であると判定する。
これにより、半田ボール３６Ｋが欠落又は突設高さ不足であることを、電気的に検出できる。
【００４３】
本実施の形態によれば、更に、以下の効果を有する。
即ち、導電ピン１８ごとに受け面７８が形成されており、検査により、半田ボール３６の半田が受け面７８に付着して導電ピン１８が劣化しても、導電ピン１８ごとに単独で交換ができ、メンテナンスが容易となる。
【００４４】
更に、導電部材は１枚の金属平板で形成できるため、従来のポゴピンに比べて構成が簡単で、安価に製造できる。
【００４５】
なお、以上説明した構成に限定されることはなく、以下の構成としても良い。
即ち、図４（Ａ）に示すように、貫通孔２０の導電ピン１８の停止部７０側の端部に、支持部材７４を挿入してもよい。支持部材７４は弾性を有する素材が望ましく、例えば、ゴム、高密度なスポンジ等が考えられる。これにより、導電ピン１８を貫通孔の支持部材７４の位置で支持でき、導電ピン１８の貫通孔２０の径方向への移動を抑制できる。
【００４６】
また、図４（Ｂ）に示すように、停止部７０の回路用基板３５との当接部を、絶縁部材７２で覆う構成としてもよい。これにより、突設導通部３６が受け面７８側へ押し込まれ、受け面７８と回路用基板３５が当接しても、受け面７８で回路用基板３５が傷つけられることを抑制できる。また、停止部７０が隣の半田ボール３６と接触しても、導通しない。
【００４７】
なお、図示は省略するが、導電ピン１８は受け面７８を除き、絶縁部材でコーティングしてもよい。これにより、半田ボール３６と受け面７８の導通を確保して、導電ピン１８と他の部材との間の導通を抑制できる。また、導電ピン１８による貫通孔２０の周壁への損傷を抑制できる。
【００４８】
更に、図５（Ａ）に示すように、受け面７８に、半田ボール３６を受ける凹凸部５８を形成してもよい。凹凸部５８は、滑らかな曲面で構成した凹部と、滑らかな曲面で構成した凸部を、複数連続して形成してある。これにより、半田ボール３６を凹凸部５８に押し当てれば、半田ボール３６と受け面７８の接触面積が増大され、導通性能が向上する。また、凹部に半田ボール３６の削り屑を収納できるため、導通性能が継続される。
【００４９】
また、図５（Ｂ）に示すように、受け面７８に、半田ボール３６を受ける円錐状の凹部６８を形成してもよい。凹部６８を円錐状とすることで、従来点で当接していた半田ボール３６と受け面７８の接触が、線で当接することとなり、接触面積が増大され、導通性能が向上する。このとき、図５（Ａ）で説明した凹凸部５８を、円錐状とされた凹部６８の内表面に設けてもよい。これにより、半田ボール３６と受け面７８の接触面積が更に増大される。
【００５０】
また、図５（Ｃ）に示すように、受け面７８に、半田ボール３６の一部が収納される切り欠き部６６を設け、切り欠き部６６の対向する位置に、２枚の凸状の受け部６４を形成し、受け部６４を受け面７８の表面よりも下側（半田ボール３６と反対側）に向けて傾斜させてもよい。これにより、受け部６４が半田ボール３６の外周面と当接され、半田ボール３６と受け面７８の接触面積が増大され、導通性能が向上する。このとき、図５（Ａ）で説明した凹凸部５８を、２枚の凸状の受け部６４の表面に設けてもよい。これにより、半田ボール３６と受け面７８の接触面積が更に増大される。
【符号の説明】
【００５１】
１０  検査用ソケット
１２  ソケット本体
１４  検査用基板
１６  検査回路（検査手段）
１８  導電ピン（導電部材）
２０  貫通孔
３４  半導体集積回路
３６  半田ボール（突設導通部）
３８  電極パッド
４０  押さえ部材（押さえ手段）
６０  半導体検査装置
５８  凹凸部（接触面積増大部）
６４  凸部（接触面積増大部）
６８  凹部（接触面積増大部）
７０  停止部（当接制限手段）
７６  スプリング部（伸縮部）
７８  受け面（受け部）
【図１】
2011203210.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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