(57)【要約】【課題】接続端子の先端の劣化を検知し、接続端子の交換を促すことで、被測定基板の電気的試験における接続歩留まり低下や誤測定を抑制することが出来る接続端子および半導体装置の検査方法を提供する。【解決手段】接続端子１００は、流体排出管１１２を有するプランジャーピン１１１と、プランジャーピン１１１の一方の端部のプランジャーピン排出口１０３を塞ぐように設けられた接触子１１９と、内側面においてプランジャーピン１１１の一部と接して覆い、電気的に接続されるシェルケース１０２と、プランジャーピン１１１の他方の端部に接続された開口部を有する、常圧を越える圧力で流体物が封入された流体封入容器１０５とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定基板に接触し電気的接続を得るための接続端子であって、
一方の端部から他方の端部までを貫通する流体排出管を内部に有するプランジャーピンと、
前記プランジャーピンの前記一方の端部の第１の排出口を塞ぐように設けられ、前記被測定基板に接触可能な接触子と、
外側面と、内側に内側面と天井面を含む空洞を有し、前記内側面において前記プランジャーピンの一部と接して覆い、前記プランジャーピンに電気的に接続されたシェルケースと、
前記天井面と前記プランジャーピンとの間に設けられ、前記プランジャーピンの前記他方の端部に接続された開口部を有する、常圧を越える圧力で流体物が封入された流体封入容器と、を備えることを特徴とする接続端子。
【請求項２】
前記流体封入容器が弾性体であることを特徴とする請求項１に記載の接続端子。
【請求項３】
前記シェルケースの一部に前記内側面から前記外側面までを貫通する第２の排出口を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の接続端子。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の前記接続端子を前記被測定基板に接触させて検査を行う半導体装置の検査方法であって、
前記接触子が前記検査における前記被測定基板との接触によって削れ、前記第１の排出口が露出して前記流体物が排出されることをもって、前記接触子の劣化を検知し、
前記接続端子を交換することを特徴とする、半導体装置の検査方法。
【請求項５】
請求項３記載の前記接続端子で検査を行う半導体装置の検査方法であって、
前記接触子が前記検査における前記被測定基板との接触によって削れ、前記第１の排出口が露出して前記流体物が排出されることをもって、前記接触子の劣化を検知し、
前記第２の排出口から前記流体物が排出されることをもって、前記流体封入容器の劣化を検知し、
前記接続端子を交換することを特徴とする、請求項４記載の半導体装置の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接続端子および半導体装置の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板などに形成された半導体装置は、所定の電気的特性を有するか否かの電気的試験が実施され、所定の電気的特性を有する半導体装置が選別され出荷される。このような試験は通常、配線基板と半導体基板上の半導体装置の電極に接触させるための接続端子を備えた半導体検査装置を用いて、接続端子を電極に押圧してそれらの間で電気信号のやりとりを行い、その電気信号を配線基板に伝送することで行われる。接続端子の電極への押圧による電極の損傷を緩和するために、接続端子は、弾性バネの弾性力を利用したポゴピンが広く利用されている。
【０００３】
特許文献１には、半導体検査装置を用いた半導体基板の電気的試験において電気的な接続性を向上させるために、ポゴピンの下端部が半導体装置の電極に当接した状態としない状態とで弾性力を変化させることができるポゴピンの構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１４２６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示されるポゴピンの構成では、ポゴピン先端部の磨耗などの劣化による電気的な接続性の低下を検知することが困難である。従って、このようなポゴピンなどの接続端子の劣化により電気的な接続性が悪化した場合の接続歩留まりの低下や誤測定を抑制することが困難である。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑み、接続端子の先端部の劣化により電気的な接続性が悪化した場合の接続歩留まりの低下や誤測定、及びそれに伴う低品質の半導体製品の出荷を抑制接続端子および半導体装置の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】
上記の課題を解決するために、本発明は以下のような接続端子および半導体装置の検査方法とする。
【０００８】
すなわち、被測定基板に接触し電気的接続を得るための接続端子であって、一方の端部から他方の端部までを貫通する流体排出管を内部に有するプランジャーピンと、前記プランジャーピンの前記一方の端部の第１の排出口を塞ぐように設けられ、前記被測定基板に接触可能な接触子と、外側面と、内側に内側面と天井面含む空洞を有し、前記内側面において前記プランジャーピンの一部と接して覆い、前記プランジャーピンに電気的に接続されたシェルケースと、前記天井面と前記プランジャーピンとの間に設けられ、前記プランジャーピンの前記他方の端部に接続された開口部を有する、常圧を越える圧力で流体物が封入された流体封入容器と、を備えることを特徴とする接続端子とする。
【０００９】
また、前記接続端子を被測定基板に接触させて検査を行う半導体装置の検査方法であって、前記接触子が前記検査における前記被測定基板との接触によって削れ、前記第１の排出口が露出して前記流体物が排出されることをもって、前記接触子の劣化を検知し、前記接続端子を交換することを特徴とする、半導体装置の検査方法とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、接続端子の先端部の劣化を検知し接続端子の交換を促すことで、接続端子を被測定基板に接触させて行う電気的試験における接続歩留まりの低下や誤測定、及びそれに伴う低品質の半導体製品の出荷を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る接続端子が設けられた検査装置によって、被測定基板の電気的検査を行う様子を表す模式断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る接続端子の模式断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る接続端子において、接触子が消失した直後の状態を表す模式断面図である。
【図４】第１の実施形態に係る接続端子において、流体封入容器が収縮したときの状態を表す模式断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る接続端子が設けられた検査装置によって、被測定基板の電気的検査を行う様子を表す模式断面図である。
【図６】第２の実施形態に係る接続端子の模式断面図である。
【図７】第２の実施形態に係る接続端子において、流体封入容器が収縮したときの状態を表す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を、図面を適宜参照しながら詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴を分かりやすくするために、便宜上特徴となる部分を一部透視して示している場合がある。
【００１３】
図１は、本発明の理解を容易にするために、第１の実施形態の接続端子が設置された検査装置によって被測定基板の電気的検査を行う様子を示した検査装置の模式断面図である。但し接続端子は断面ではなくその外観を示している。
【００１４】
図1に示す検査装置１０は、電極６１０を有する被測定基板６００の電気的検査を行うための装置であって、配線基板７００と、ランド部７１０を介して配線基板７００に電気的に接続された第１の実施形態の接続端子１００と、接続端子１００を支える保持基板４００及び支持基板５００と、保持基板４００及び支持基板５００とを接続するホルダ３００とを備える。
【００１５】
電気的検査を行う場合は、検査装置１０は、図１の状態から被測定基板６００の方向に移動し、被測定基板６００上の電極６１０に接続端子１００を接触させ、被測定基板６００と電気信号のやり取りを行う。
【００１６】
配線基板７００は、接続端子１００を介して被測定基板６００から伝送される電気信号を処理するための、配線を備えた基板で、接続端子１００と電気的に接続するランド部７１０を備える。
【００１７】
支持基板５００は、配線基板７００の、被測定基板６００に対向する面に設置され、接続端子１００を支持する。支持基板５００の、ランド部７１０が位置する部分には板厚方向に貫通する貫通孔５１０が設けられ、この部分が接続端子１００を支える。
【００１８】
保持基板４００は、支持基板５００から被測定基板６００の方向にはなれた位置に設置され、接続端子１００を保持する。保持基板４００も、板厚方向に貫通する貫通孔４１０が設けられ、この部分が接続端子１００を支える。
【００１９】
ホルダ３００は、検査装置１０の外周領域において、保持基板４００と支持基板５００との間に設置される。ホルダ３００は、接続端子１００を支える保持基板４００を固定する。
【００２０】
接続端子１００は、一方の端部が被測定基板６００上に形成された電極６１０と接触したときに、被測定基板６００との電気信号のやりとりを行い、他方の端部が接続されたランド部７１０にその電気信号を伝送するための端子である。この接続端子１００は、貫通孔４１０、５１０に支持され、電極６１０に対応するように多数設けられている。
【００２１】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る接続端子１００の模式断面図である。接続端子１００は、被測定基板６００上の電極６１０と、配線基板７００内のランド部７１０の間で電気信号の送やりとりを行うための導電性を備える。また、接続端子１００は、検査装置１０から被測定基板６００への押圧に対し、プランジャーピン１１１がシェルケース１０２を上下に移動することで一方の端部から他方の端部までの長さを可変できる弾力性を備える。
【００２２】
プランジャーピン１１１は、シェルケース１０２と被測定基板６００との間で電気信号をやり取りするために導電性を備える。プランジャーピン１１１の内部には、被測定基板６００に対向する一方の端部から、配線基板７００に対向する他方の端部へ貫通する円筒形の流体排出管１１２が設けられている。これは、シェルケース１０２内部からプランジャーピン排出口１０８を通して流れ込んだ流体物がプランジャーピン排出口１０３から排出されるようにするためである。プランジャーピン１１１の一方の端部には、導電性を備え、被測定基板６００上の電極６１０と接触可能な接触子１１９が設けられている。
【００２３】
接触子１１９は、三角錐の形状をなし、電極６１０に接触する電極接触点１１４から、プランジャーピン１１１に接続される磨耗限界点１１３までの長さを有し、プランジャーピン排出口１０３を塞ぐように設置されている。接触子１１９は、電極６１０との度重なる接触によって生じる磨耗が電極接触点１１４から磨耗限界点１１３に達したときにプランジャーピン排出口１０３を露出し、シェルケース１０２内部の流体物を排出する機能を有する。
【００２４】
プランジャーピン１１１の外周の側面の一部は、シェルケース１０２で覆われ、その部分においてプランジャーピン１１１を囲むように圧縮リング１１０とオイルリング１０９が設けられている。圧縮リング１１０とオイルリング１０９は、シェルケース１０２に接して圧縮され、シェルケース１０２とプランジャーピン１１１との間の気密性を保持する。
【００２５】
シェルケース１０２は、外側面１２０と、その内側に内側面１２１と天井面１２２を含む空洞を有し、内側面１２１においてプランジャーピン１１１の外周の一部を覆う。また、シェルケース１０２は導電性を有し、プランジャーピン１１１を覆う部分において、プランジャーピン１１１と接し、プランジャーピン１１１からの電気信号を、実装接触面１１５を介してランド部７１０に伝える。
【００２６】
シェルケース１０２のプランジャーピン１１１と接しない他の部分においては、プランジャーピン１１１が上下に移動できる領域を確保するためのシェルケースインナー部１１８が設けられている。シェルケースインナー部１１８の内側面１２１上方には、広がり段差１０４設けられている。この広がり段差１０４は、後に説明するように、オイルリング１０９が広がり段差１０４に達したときに、オイルリング１０９がそこから下に戻ることを抑制するストッパーの役割を果たす。
【００２７】
シェルケースインナー部１１８内には、流体封入容器１０５が、シェルケースインナー部１１８の天井面１２２及びプランジャーピン１１１の間に設置されている。流体封入容器１０５は、ゴムなどのような伸縮可能な弾性体で構成されており、内部には、不活性ガスなどの流体物が常圧より高い圧力で封入されている。また、流体封入容器１０５のプランジャーピン排出口１０８に接する部分は、開口部が設けられている。そのため、流体封入容器１０５内の流体物は、プランジャーピン排出口１０８を介して流体排出管１１２内にも満たされている。
【００２８】
シェルケースインナー部１１８内において流体封入容器１０５がシェルケースインナー部１１８の内壁と接する部分には、潤滑油１０７が封入されている。潤滑油１０７は、流体封入容器１０５とシェルケースインナー部１１８の内壁との接触による磨耗を抑制する機能を果たす。
【００２９】
以上の構成を備えた接続端子１００は、通常検査時と接続端子劣化時において以下のような働きを行う。
【００３０】
第１に通常検査時においては、図１の状態から検査装置１０が被測定基板６００の方向に移動し、被測定基板６００上の電極６１０に接続端子１００を接触させる。検査装置１０は、接続端子１００が電極６１０に接触した後も、接触性を高め接触抵抗を低減するために、さらに下側に押圧する。このとき、図２に示す接続端子１００を構成するプランジャーピン１１１は、印加される押圧に従って圧縮される流体封入容器１０５の弾性力を受けながらシェルケースインナー部１１８内を上側に移動する。そして、接続端子１００は、接触子１１９の押圧による電極６１０の損傷を緩和し、安定的な電気特性を得る。このとき、流体封入容器１０５は、従来技術におけるポゴピンの弾性バネに対応し、内部の流体物の漏れが発生しない限り一定の弾性力を発生させる。
【００３１】
第２に、接触子１１９と電極６１０との度重なる接触によって接触子１１９が削れるような、接続端子劣化時の場合について説明する。接触子１１９が過剰に削れたまま電気的検査を続けると、接触子１１９と電極６１０との間の電気的な接続性が悪化し、接続歩留まりの低下や誤測定が発生する。接続歩留まりが低下すると、再測定に伴う、スループットの低下が発生する。また、誤測定が発生すると、所定の電気的特性から外れた半導体装置が良品として選別され、低品質の半導体製品を出荷する恐れがある。
【００３２】
図３に示すように、第１の実施形態においては、接触子１１９が電極６１０との磨耗などで削れ、その削れが電極接触点１１４から磨耗限界点１１３に達すると、プランジャーピン排出口１０３が露出される。プランジャーピン排出口１０３が露出されると、流体排出管１１２内及び流体排出管１１２に接続された流体封入容器１０５内の流体物がプランジャーピン排出口１０３から排出され、常圧を越える圧力となっていた流体封入容器１０５内部の圧力が低下し、流体封入容器１０５がその弾性力に従って収縮する。
【００３３】
そして、図４に示すように、流体封入容器１０５とプランジャーピン排出口１０８を介して接続されていたプランジャーピン１１１が、流体封入容器１０５の収縮によって、シェルケース１０２の空洞内部へ引き込まれる。プランジャーピン１１１がシェルケース１０２の空洞内部へ引き込まれ、オイルリング１０９が広がり段差１０４に達すると、その空間の広がりによって広がり段差１０４の内側に接するまでオイルリング１０９の圧縮が開放される。そのため、この広がり段差１０４が、オイルリング１０９の下への移動に対するストッパーとなり、プランジャーピン１１１は、図４の状態から下への移動が妨げられる。
【００３４】
以上のような働きによって、接続端子１００が電極６１０からはなれ非接触状態が保たれるので、電気的検査が不可能となり、接触子１１９の削れによる接続端子１００の劣化が検知される。接続端子１００の劣化の検知を受けて、この劣化した接続端子を新しい接続端子に交換し、電気的検査を再開することで、電気的な接続性が悪化した場合の接続歩留まりの低下や誤測定が抑制される。
【００３５】
次に、本発明の第２の実施形態に係る接続端子について説明する。図５は、第２の実施形態の接続端子が設置された検査装置によって被測定基板の電気的検査を行う様子を示した検査装置の模式断面図である。但し、接続端子は断面ではなくその外観を示している。
【００３６】
図５に示すように、被測定基板６００の電気的試験を行う検査装置２０は、配線基板７００と、ランド部７１０を介して配線基板７００に電気的に接続された第２の実施形態の接続端子２００と、接続端子２００を支える保持基板４００及び支持基板５００と、保持基板４００及び支持基板５００とを接続するホルダ３００とを備える。第２の実施形態の接続端子２００は、第１の実施形態に対し、シェルケース排出口２２３を新たに設けている。このシェルケース排出口２２３は、支持基板５００内に設けられた溝（不図示）などによって、シェルケース内の流体物を検査装置２０の外部へ排出可能となっている。
【００３７】
電気的検査を行う場合は、検査装置２０は、図５の状態から被測定基板６００の方向に移動し、被測定基板６００上の電極６１０に接続端子２００を接触させ、被測定基板６００と電気信号のやり取りを行う。
【００３８】
図６は、本発明の第２の実施形態に係る接続端子２００の模式断面図である。接続端子２００は、一方の端部において電極６１０と接して被測定基板６００と電気信号のやり取りをし、他方の端部が接続されたランド部７１０にその電気信号を伝送する導電性を備えることは第１の実施形態と同様である。また、接続端子２００は、被測定基板６００への押圧に対し、プランジャーピン２１１がシェルケース２０２を上下に移動することで一方の端部から他方の端部までの長さを可変できる弾力性を備える。
【００３９】
プランジャーピン２１１は、導電性を備え、内部に一方の端部から、他方の端部へ貫通する円筒形の流体排出管２１２を有している。これは、シェルケース２０２内部からプランジャーピン排出口２０８を通して流体物がプランジャーピン排出口２０３から排出されるようにするためである。通常検査時は、接触子２１９がプランジャーピン排出口２０３を塞ぐように設置されるが、使用中の磨耗が電極接触点２１４から磨耗限界点２１３に達したときにはプランジャーピン排出口２０３が露出され、シェルケース２０２内部の流体物が排出される。
【００４０】
プランジャーピン２１１の外周の側面の一部は、シェルケース２０２で覆われ、その部分においてプランジャーピン２１１の外周を囲むようにオイルリング２０９と圧縮リング２１０が設けられている。オイルリング２０９と圧縮リング２１０は、シェルケース２０２に接して圧縮され、シェルケース２０２とプランジャーピン２１１との間の気密性を保持する。
【００４１】
導電性を有するシェルケース２０２は、外側面２２０と、その内側に内側面２２１と天井面２２２を含む空洞を有し、内側面２２１においてプランジャーピン２１１の一部を覆う。また、シェルケース２０２は、プランジャーピン２１１と接し、プランジャーピン２１１からの電気信号を、実装接触面２１５を介してランド部７１０に伝える。
【００４２】
シェルケース２０２のプランジャーピン２１１と接しない他の部分においては、プランジャーピン２１１が上下に移動できる領域を確保するためのシェルケースインナー部２１８が設けられ、その内側面２２１上方には、広がり段差２０４設けられている。この広がり段差２０４は、オイルリング２０９が広がり段差２０４に達したときに、オイルリング２０９がそこから下に戻ることを抑制するストッパーの役割を果たす。
【００４３】
シェルケースインナー部２１８内には、ゴムなどのような伸縮可能な弾性体で構成された流体封入容器２０５が設置され、その内部には、不活性ガスなどの流体物が常圧より高い圧力で封入されている。また、流体封入容器２０５のプランジャーピン２１１に接する部分には、プランジャーピン排出口２０８を介して流体排出管２１２に接続される開口部が設けられている。そのため、流体封入容器２０５内の流体物は、プランジャーピン排出口２０８を介して流体排出管２１２内にも満たされている。
【００４４】
シェルケースインナー部２１８内において流体封入容器２０５がシェルケースインナー部２１８の内壁と接する部分には、潤滑油２０７が封入され、流体封入容器２０５とシェルケースインナー部２１８の内壁との接触による磨耗を抑制する。
【００４５】
以上は第１の実施形態と同様であり、通常検査時においては第２の実施形態は第１の実施形態と同様な働きを行う。一方、接続端子劣化時においては、第１の実施形態に加えてシェルケース排出口２２３を備えた第２の実施形態は、以下のような働きを行う。
【００４６】
図７に示すように、このシェルケース排出口２２３は、流体封入容器２０５が破損し、内部の流体物が流出した場合にその流体物をシェルケース２０２の外部へ排出し、流体封入容器２０５を収縮させる。このようにすることで、第２の実施形態は、接触子２１９の磨耗による劣化以外の、接続端子２００の弾性力に関わる劣化の検知を可能としている。
【００４７】
流体封入容器２０５は、ポゴピンの弾性バネと同様に弾性体であるので、度重なる圧縮により磨耗し、劣化することがありうる。また、流体封入容器２０５がシェルケースインナー部２１８の内壁と接する部分に、潤滑油２０７が封入されているとはいえ磨耗によって破損することが考えられる。
【００４８】
第２の実施形態においては、シェルケース２０２にシェルケース排出口２２３を設けることで、流体封入容器２０５が破損した際に、流体封入容器２０５内部の常圧より高い圧力で封入されていた流体物がシェルケース２０２外へ排出される。そして、流体封入容器２０５がその弾性力に従って収縮すると同時にプランジャーピン２１１がシェルケース２０２内へ引き込まれ、プランジャーピン２１１側面に設置されたオイルリング２０９が広がり段差２０４から下へ移動することが妨げられる。そのような働きによって、接続端子２００が電極６１０からはなれ非接触状態となるので、電気的検査が不可能となり、流体封入容器２０５の破損による接続端子２００の劣化が検知される。
【００４９】
すなわち、第２の実施形態の接続端子２００は、接触子２１９の劣化とともに、流体封入容器２０５の破損に基づく劣化を検出し、新しい接続端子への交換を促すことで、接続歩留まりの低下や誤測定を抑制することができる。
【００５０】
本発明については、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【００５１】
これまで述べた第１、２実施形態における接続端子の劣化は、接続端子が被測定基板上の電極からはなれ非接触状態となり、電気的検査が不可能となることを以って検知されるとしたが、検知する方法はこれに限られるものではない。例えば、流体封入容器が収縮し、プランジャーピンがシェルケース内へ引き込まれた際にプランジャーピンがランド部に接触するなどして電気的な信号を発生させ、その信号を検出することで接続端子の劣化を検知する方法でも構わない。
【００５２】
また、流体封入容器に封入する流体物を、マーキング用のインクなどとし、インクの付着を後の外観検査で検出することで、接続端子の劣化を検知する方法でもよい。
【００５３】
さらに、流体封入容器１０５のプランジャーピン排出口１０８側の開口部に弁を設け、接触子１１９の磨耗による削れと同時に流体封入容器１０５の弁が開き、内部の流体物が排出される構成としてもよい。そのために例えば、流体排出管１１２内の内壁に沿って円筒形の流体排出筒を設ける。そのようにすることで、接触子１１９とプランジャーピン１１１先端の磨耗による消失によって流体排出筒の先端がシェルケース１０２側に押され、流体封入容器１０５の弁が押し開かれ、流体封入容器１０５内の流体物の排出が可能となる。
【符号の説明】
【００５４】
１０、２０  検査装置
１００、２００  接続端子
１０２、２０２  シェルケース
１０３、１０８、２０３、２０８  プランジャーピン排出口
１０４、２０４  広がり段差
１０５、２０５  流体封入容器
１０７、２０７  潤滑油
１０９、２０９  オイルリング
１１０、２１０  圧縮リング
１１１、２１１  プランジャーピン
１１２、２１２  流体排出管
１１３、２１３  磨耗限界点
１１４、２１４  電極接触点
１１５、２１５  実装接触面
１１８、２１８  シェルケースインナー部
１１９、２１９  接触子
１２０、２２０  外側面
１２１，２２１  内側面
１２２、２２２  天井面
２２３  シェルケース排出口
３００  ホルダ
４００  保持基板
５００  支持基板
４１０、５１０  貫通孔
６００  被測定基板
６１０  電極
７００  配線基板
７１０  ランド部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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