(57)【要約】      （修正有）【課題】電気部品のコンタクトピンのブラッシング清掃のためのテストラインの一時休止時期を大幅に延長し、電気部品の外部端子と接触するコンタクトピン（ポゴピン）の接触表面に酸化皮膜の生成を抑制し、コンタクト性能を長期に安定維持させ適正なテスト結果を得る有効な電気部品テスト用ソケット装置を提供する。【解決手段】基台内に、電気部品を装入して収容する電気部品収容部と、収容した電気部品の外部端子に当接するコンタクトピン（ポゴピン）とを配置し、該コンタクトピンに信号線を介して導電性テスト装置を接続した電気部品テスト用ソケット装置において、前記基台にガス供給穴を設け、ガス供給穴の入り口はガス供給管を接続し、ガス供給管は不活性ガスを主体とするガスを供給するガス供給装置に接続し、ガス供給穴の出口の開口位置は前記電気部品収容部とコンタクトピンの配置した領域に連通する位置に設定した電気部品テスト用ソケット装置。【選択図】図１
0003142677.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
基台内に、電気部品を装入して収容する電気部品収容部と、収容した電気部品の外部端子に当接するコンタクトピン（ポゴピン）とを配置し、該コンタクトピンに信号線を介して導電性テスト装置を接続した電気部品テスト用ソケット装置において、前記基台にガス供給穴を設け、ガス供給穴の入り口はガス供給管を接続し、ガス供給管は不活性ガスを主体とするガスを供給するガス供給装置に接続し、ガス供給穴の出口の開口位置は前記電気部品収容部とコンタクトピンの配置した領域に連通する位置に設定したことを特徴とする電気部品テスト用ソケット装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、電気部品テスト用ソケット装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本考案は、電気部品例えば半導体のテストに用いられるソケット装置に関し、特に、半導体の外部端子と接触するコンタクトピン（ポゴピン）の接触表面に酸化皮膜が生成することを抑制してそのコンタクト性能を長期に安定維持させ適正なテスト結果を得る有効な技術に関するものである。
【０００３】
電気部品例えば半導体の製造では、完成した半導体について、不良品の発見或いは特性の均一化或いは経時的な欠陥の発見等を目的として、製造された半導体の電気的特性を測定する特性テストが行われている。
このようなテストは、通称半導体テスト用ソケット装置と呼ばれる装置にて行われている。この半導体テスト用ソケット装置は、テスト基板に取りはすし可能に固定支持した基台に、半導体を上方から装入して収容する電気部品収容部を形成し、その底部にスプリング機構で支持した半導体用の多数のコンタクトピン（ポゴピン）を竪型に配列し、該各コンタクトピンの反コンタクト側（下端）に信号線を介して導電性テスト装置を接続したものである。  
即ち、この半導体テスト用ソケット装置での半導体テストは、ロボットアーム等により半導体を電気部品収容部に上方から装入して、半導体の下面等に設けた外部端子にコンタクトピンの先端をスプリング機構により所定圧で接触させて後、導電性テスト装置により半導体内の電気的な導通性を試験するものである。テスト後の半導体は、ロボットアーム等により電気部品収容部から上方に装出され次工程に送られる。
この半導体のテスト作業は、１個の半導体に対して通常２〜３秒掛け連続して数千回行い、その各回のテスト結果毎に適正品と再検査品に選別される。
而して、この半導体テスト用ソケット装置において、最近の課題として、コンタクトピンの通電特性の低下による誤検出による再検査率の増加である。  
コンタクトピンは、一般にベリリュウム銅を用いその強度・弾性と耐磨耗性を活かして該過酷なテストの耐用性を確保している。しかしこのコンタクトピンは、短期間中に表面に自然酸化によって絶縁性の酸化膜が薄く形成され、しかも先端からの磨耗により粉塵が付着して導電性が損なわれる。
つまり、表面の酸化膜の影響によるコンタクト抵抗が増加して結果的に半導体の導電性不良と誤検出されてしまうことが多いのである。
このコンタクト抵抗の増加による影響を低減させるために、現状ではコンタクトピンの先端の接触面を人手によりブラッシング清掃を行なう等の処置をとっているが、このような人手による作業は、テスト作業効率を著しく低下させている。このような現状を打開するためには例えばコンタクトピンを酸化皮膜が生成しない新たな材質に開発するか、新たな清掃方法を開発する等の、対策を講じる必要がある。
【特許文献１】特開２００５−６１９７８号公報
【特許文献２】特開２００３−１７８８４８号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
本考案は、半導体の外部端子と接触するコンタクトピン（ポゴピン）の接触表面に酸化皮膜が生成することを長期に抑制し、更にコンタクトピンの先端の磨耗により粉塵が付着してもそれを除去して、そのコンタクト性能を安定維持させ適正なテスト結果を得ると共に、前記のようなコンタクトピンのブラッシング清掃時期を大幅に延期させる有効な電気部品テスト用ソケット装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本考案は上記問題を解決するためになされたものでありその特徴とするところは、次の（1）〜（3）にある。
【０００６】
（1）．基台内に、電気部品を装入して収容する電気部品収容部と、収容した電気部品の外部端子に当接するコンタクトピン（ポゴピン）とを配置し、該コンタクトピンに信号線を介して導電性テスト装置を接続した電気部品テスト用ソケット装置において、前記基台にガス供給穴を設け、ガス供給穴の入り口はガス供給管を接続し、ガス供給管は不活性ガスを主体とするガスを供給するガス供給装置に接続し、ガス供給穴の出口の開口位置は前記電気部品収容部とコンタクトピンの配置した領域に連通する位置に設定したことを特徴とする電気部品テスト用ソケット装置。
【０００７】
（2）．このソケット装置によるテストは、電気部品を装入して収容する電気部品収容部と、収容した電気部品の外部端子に当接するコンタクトピン（ポゴピン）とを配置し、該コンタクトピンに信号線を介して導電性テスト装置を接続した電気部品テスト用ソケット装置は、前記基台にガス供給穴を設け、ガス供給穴の入り口はガス供給管を接続し、ガス供給管は不活性ガスを主体とするガスを供給するガス供給装置に接続し、ガス供給穴の出口の開口位置は前記電気部品収容部とコンタクトピンの配置した領域に連通する位置に設定し、前記ガス供給装置から９２％以上の不活性ガスを含むガスを基台内に供給して不活性ガスパージしながら基台内に収容セットした電気部品の導電性テストをするものである。
【０００８】
（3）．前記ガス供給装置は、窒素発生器を用い、窒素発生器で取り入れた空気から濃度９２％以上の窒素ガスを分離し、これを湿度２８％以下、温度１８〜３０℃で前記基台内に供給する。
【考案の効果】
【０００９】
本考案は、電気部品テスト用ソケット装置において、前記ガス供給管を介して前記電気部品収容部とコンタクトピン配置部に不活性ガスを主体とするガスを供給することにより、電気部品の外部端子と接触するコンタクトピン（ポゴピン）の接触表面に酸化皮膜が生成することを長期に抑制し、更にコンタクトピンの先端の磨耗により粉塵が付着してもそれを除去して、そのコンタクト性能を安定維持させ適正なテスト結果を得ると共に、前記のようなコンタクトピンのブラッシング清掃時期を大幅に延期させテスト作業効率を大幅に向上させる優れた効果を呈するものである。
これにより非常に信頼性の高い電気部品のテスト結果が得られる電気部品テスト用ソケット装置と、それにおける電気部品テスト方法を実現したものである。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１０】
（1）．電気部品を上方から挿入して収容する電気部品収容部を有し、その底部に電気部品用コンタクトピン（ポゴピン）を竪型に配置し、該電気部品用コンタクトピンに信号線を介して導電性テスト装置を接続した電気部品テスト用ソケット装置において、ガス供給装置は、不活性ガスの種類として、例えば窒素、二酸化炭素、又はこれらに若干の酸素が混入したガスを選択して、電気部品収容部とコンタクトピン配置部及びその周囲等に不活性ガスを供給して連続的に不活性ガスパージしてテスト中の外気混入を阻止して、コンタクトピンの表面の酸化防止と磨耗粉塵を除去する。更にこの上記部分の不活性ガスパージは、そこから工場内の空気環境に放出されても作業員等に悪影響を与えないようにするものである。
酸素が混入した不活性ガスを供給するガス供給装置としては、空気を取り入れこの空気から分離した濃度９２％以上の窒素ガスを、酸素濃度８％以下で製造する窒素ガス発生器等が好ましい。
この際、電気部品収容部への供給ガスの湿度を２８％以下にすることにより電気部品収容部に収容した電気部品の結露を確実に防止することが出来るものである。
また電気部品収容部への供給ガスの温度を１８〜３０℃好ましくは２５〜２７℃にすると前記湿度条件と相俟って電気部品の帯電防止効果の維持と結露防止との利点があり好ましい。
更に基台内への不活性ガス供給量は、電気部品収容部内とコンタクトピン配置領域とその周囲の不活性ガスパージが可能な必要最小の供給量とすればよく、例えば、容量が０．２cm3の電気部品収容部の場合は、２．５〜３．５L／minにすることにより、該電気部品収容部内の空気を全量不活性ガスにパージして、コンタクトピンの酸化を抑制・防止すると同時に、電気部品収容部内にセットした小型な電気部品に対して、振動、浮き上がり等の変位や外れることを確実に防止するものである。
【実施例１】
【００１１】
実施例は、電子部品テスト用ソケット装置として、公知の半導体テスト用ソケット装置の１例に本考案を適用した例であり、図面と共に詳細に説明する。
図１は、電子部品テスト用ソケット装置の実施例の全体を紹介するための側面説明図である。図２(1)、(2)は、図１の主要部を解り易く拡大し半導体300を電気部品収容部201への装入セットの状態を示す側断面説明図である。
図３は、図２の(1)に示す状態即ち、装入ステージ206に半導体300を単に載せた状態を左半分に示し、同図(2) に示す状態即ち、装入ステージ206と共に半導体300を下降させて押し込んで導電性テストをする状態を右半分に示す断面図である。
図１〜図３において、半導体テスト用ソケット装置は、テスト基板100に取り外し可能に固定支持した基台200に、電気部品収容部201を形成した装入ステージ206を内装する。装入ステージ206は圧縮状スプリング機構205により下面の四隅を支持され上面縁を基台200のストッパー280で浮き上がりを拘束し、ストッパー280と基台200のコンタクトピン支持部290の上面との間を上下昇降移動可能にしてある。装入ステージ206電気部品収容部201の底面盤201aの上に、縦・横４．５mm厚み１mmの半導体300を上方から装入して載置する。その底面盤201aには複数のコンタクトピン挿通孔210を設け、この各コンタクトピン挿通孔210にコンタクトピン202（ポゴピン）の上部を挿通支持して配列する。コンタクトピン202（ポゴピン）は、胴部にスプリング機構を内設した筒210を設け、これを基台200の下部のコンタクトピン支持部290に貫通配置し固定し、筒210内のスプリング機構により上部の微小上下動を可能にしてある。該各コンタクトピン202の下部つまり反コンタクト側（下端）は信号線203を介して導電性テスト装置204に接続したものである。また図３の（3）に示すように各コンタクトピン202の先端にはコンタクトヘッド208を装着してある。コンタクトヘッド208は先端面に３個の鋭利な鏃状（やじり状）の当接部材209が具備されている。
この半導体テスト用ソケット装置での半導体テスト方法は、電気部品収容部201に不活性ガスを供給しながら、図２の(1)と図３の(1)に示すように、ロボットアームやハンドラー600等により半導体300を装入ステージ206の電気部品収容部201に上方から矢印INのように装入して底面盤201aに当接載置する。次にハンドラー600を更に下降させて、半導体300と共に装入ステージ206を下降させて、図２の(2)と図３の(2)に示す状態にする。
この状態は、コンタクトピン202におけるコンタクトヘッド208の当接部材209が、半導体300の下面にある外部端子302に、筒210内のスプリング機構により所定圧で接触した状態である。
この状態を維持して、導電性テスト装置204により半導体300内の電気的な導通性等を試験する。テスト後の半導体300は、ハンドラー600等により電気部品収容部201から上方に装出され次工程に送られる。
この半導体300の１コースのテスト作業は、通常1ロット5000個／1ロットを連続して複数ロット行う。また適正品と再検査品の選別は、その各ロットのテスト結果毎に集約される。
而して、半導体300の装出入及び導電性テスト中に前記電気部品収容部201とコンタクトピン配置領域に不活性ガスを主体とするガスを供給するガス供給装置としては、空気を取り入れこの空気から窒素ガスを分離してその濃度を９２％以上にし、酸素混入濃度を８％以下にする窒素発生器（窒素製造供給装置）400を設置してある。
この窒素発生器400は、ガス供給管401をテスト基盤100の底面に配設しその先端を基台200に設けたガス供給穴250の入口に接続して、装入ステージ206の周囲とコンタクトピン202配置領域に酸素混入窒素ガスを２．５〜３．５L／min供給して、底面盤201aのコンタクトピン挿通孔210と、容量０．２cm3の前記電気部品収容部201内を、不活性ガスパージし、コンタクトピン202先端部の当接部材209の酸化防止と磨耗粉塵の除去をし、且つ半導体テスト用ソケット装置設置の工場内の作業空気環境に支障をきたさない。
基台200に設けたガス供給穴250は、入り口をコネクター251によりガス供給管401に脱着可能に接続し、出口を基台200の装入ステージ206を収容した部分230の側壁面220下部に開口してある。ガス供給穴250の出口の開口位置は、図２に示すように、装入ステージ206の電気部品収容部201内に半導体300を装入セットした際、その半導体300の高さレベル以下のレベルに設定してコンタクトピン支持孔210内と電気部品収容部201内の窒素ガスパージを確実なものにしコンタクトピン202の表面の酸化膜生成の抑制効果を長期に維持する。
そこで、供給ガスの湿度は、２５〜２７％にして半導体300の結露を確実に防止する。
また供給ガスの温度は、２０〜２８℃にして半導体300の帯電を確実に防止する。
【００１２】
次に、上記例の半導体テスト用ソケット装置の基台200を２基（：表１と表２のDUT１、DUT２）を設置し、窒素発生器400を交互に付設した例（表には有と表示）と取り外した例（表には無と表示）により、本考案の半導体の導電性テスト方法を実施した状況を図３〜図８と表１、表２と共に説明する。
図４〜図１１には、半導体製造ロットNo1〜No8の半導体テストを窒素発生器400を設置した上記例の半導体テスト用ソケット装置により行った結果を曲線A1〜A8に示し、比較として上記例の半導体テスト用ソケット装置から窒素発生器400のみを取り外した状態で行った結果を曲線B1〜B8に示す。
図４〜図１１において、縦軸は半導体のテスト結果で導電性不良として発生した不良発生数（pcs）であり、横軸は半導体テスト累積の測定Gross(pcs)である。○印はテスト結果が導電性不良で再検査廻しになった半導体が連続して４個以上発生したためテストを一時停止しコンタクトピン202をブラッシング清掃したメンテナンス時期を示し、太線の○印は窒素発生器400有りの曲線A1〜A8例に付し、細線の○印は窒素発生器400無しの曲線B１〜B8例に付したものである。
＜テスト結果＞
1)、図４に示す半導体製造ロットNo１では、窒素発生器400を付設した本実施例装置DUT1による半導体テスト結果は、曲線A1の如くメンテナンス回数が１回であったのに対して窒素発生器400を付設しなかった比較例装置DUT２による半導体テスト結果は、曲線B1の如く２回であった。
本実施例装置DUT1における窒素ガス供給条件は、供給量：２．８L／min、酸素混入濃度：２％である。
2)、
図５に示す半導体製造ロットNo２では、窒素発生器400を付設した本実施例装置DUT1による半導体テスト結果は、曲線A2の如くメンテナンス回数が１回であったのに対して窒素発生器400を付設しなかった比較例装置DUT２による半導体テスト結果は、曲線B2の如く２回であった。
本実施例装置DUT1における窒素ガス供給条件は、供給量：２．９L／min、酸素混入濃度：３％である。
3)、図６に示す半導体製造ロットNo３では、窒素発生器400を付設した本実施例装置DUT２による半導体テスト結果は、曲線A3の如くメンテナンス回数が２回であったのに対して窒素発生器400を付設しなかった比較例装置DUT１による半導体テスト結果は、曲線B3の如く７回であった。
本実施例装置DUT2における窒素ガス供給条件は、供給量：３．０L／min、酸素混入濃度：４％である。
4)、図７に示す半導体製造ロットNo４では、窒素発生器400を付設した本実施例装置DUT２による半導体テスト結果は、曲線A4の如くメンテナンス回数が０回であったのに対して窒素発生器400を付設しなかった比較例装置DUT1による半導体テスト結果は、曲線B４の如く３回であった。
本実施例装置DUT2における窒素ガス供給条件は、供給量：３．１L／min、酸素混入濃度：５％である。
5)、図８に示す半導体製造ロットNo５では、窒素発生器400を付設した本実施例装置DUT1による半導体テスト結果は、曲線A5の如くメンテナンス回数が３回であったのに対して窒素発生器400を付設しなかった比較例装置DUT２による半導体テスト結果は、曲線B5の如く５回であった。
本実施例装置DUT1における窒素ガス供給条件は、供給量：３．２L／min、酸素混入濃度：６％である。
6)、図９に示す半導体製造ロットNo６では、窒素発生器400を付設した本実施例装置DUT1による半導体テスト結果は、曲線A6の如くメンテナンス回数が１回であったのに対して窒素発生器400を付設しなかった比較例装置DUT２による半導体テスト結果は、曲線B６の如く５回であった。
本実施例装置DUT1における窒素ガス供給条件は、供給量：２．７L／min、酸素混入濃度：７％である。
7)、図１０に示す半導体製造ロットNo７では、窒素発生器400を付設した本実施例装置DUT２による半導体テスト結果は、曲線A7の如くメンテナンス回数が１回であったのに対して窒素発生器400を付設しなかった比較例装置DUT１による半導体テスト結果は、曲線B7の如く３回であった。
本実施例装置DUT2における窒素ガス供給条件は、供給量：３．０L／min、酸素混入濃度：８％である。
8)、図１１に示す半導体製造ロットNo８では、窒素発生器400を付設した本実施例装置DUT２による半導体テスト結果は、曲線A8の如くメンテナンス回数が１回であったのに対して窒素発生器400を付設しなかった比較例装置DUT１による半導体テスト結果は、曲線B８の如く３回であった。
本実施例装置DUT2における窒素ガス供給条件は、供給量：２．９L／min、酸素混入濃度：３％である。
以上の結果の詳細を表２に示す。
以上の結果の詳細を表１と表２に示す。
【００１３】
【表１】
0003142677.tif 000003
【００１４】
【表２】
0003142677.tif 000004
表１及び表２において、Grossとはテスト初回の総テスト半導体数のグロス単位、Passとはテスト初回での合格グロス数、Failとはテスト初回での不合格グロス数、Yieldとはテスト初回での合格Pass率（生産歩留まり）：Fail /Gross×100％、再測Pass率とは、テスト初回で半導体の製品的欠陥要因以外で不合格となった半導体の中で、再テストして合格となった半導体と、この再テストして不合格となった半導体を再々テストして合格となった半導体との合計数をテスト初回の総テスト半導体数で除し100％を乗した割合を言う。
またDUT歩留まり効果とは、本実施例装置による再測Pass率と窒素発生器400を付設しなかった場合の再測Pass率との差つまり歩留まり向上割合を言う。
【００１５】
以上のテスト結果の効果のまとめを図１２に示す。図１２には、横軸に示す半導体製造ロット毎とその平均について、再測Pass率：棒グラフ（左縦軸）とメンテナンス回数：折れ線グラフ（右縦軸）との関係を示す。
このグラフから明らかなように、本実施例装置による総合改善効果として、再測Pass率は、６．３１％であり、窒素発生器400を付設しなかった場合の１４.７５％に比し、８．４４％の改善を確認した。
またコンタクトピンのメンテナンス回数は１．２５回／1000pcsであり、窒素発生器400を付設しなかった場合の３．７５回／1000pcsに比し、２．５回／1000pcsの改善を確認した。このメンテナンス頻度は、１回／４時間であり、窒素発生器400を付設しなかった場合の１回／１時間に比し大幅に改善することができた。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本考案は、前述した効果のように、半導体等の各種の電子部品を実装するテスト用ソケット装置において、前記ガス供給管を介して前記電気部品収容部とコンタクトピン配置部に不活性ガスを主体とするガスを供給することにより、前記のようなテストラインの一時休止をすることなく、人手によりブラッシング清掃をすることなく、テスト間及びテスト中に、半導体の外部端子と接触するコンタクトピンの接触表面に酸化皮膜が生成することを抑制し、更にコンタクトピンの先端の磨耗により粉塵が付着してもそれを除去してそのコンタクト性能を長期に安定維持させ適正なテスト結果を得て再検査率を従来の３分の１以下に激減せしめる優れた効果を呈する。
これにより非常に信頼性の高い電子部品テスト用ソケット装置とテスト方法を、LSIなどの半導体その他半導体等の小型な電子部品の製造産業界に提供し大いに活用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、電子部品実装テスト用ソケット装置の実施例の全体を紹介するための側面説明図である。
【図２】図１の主要部を解り易く拡大して示す側断面説明図である。
【図３】図２の(1)の半導体を装入し押し込む前の状態を(1)に示し、図２の(2)の半導体を装入して押し込んだ後のテスト可能状態を(2)に示し、(1)の要部を拡大したものを(3)に示す断面図である。
【図４】半導体製造ロットNo１の半導体のテストを行った結果を、測定Gross（pcs）と不良発生数（pcs）との関係で示すグラフである。
【図５】半導体製造ロットNo２の半導体のテストを行った結果を、測定Gross（pcs）と不良発生数（pcs）との関係で示すグラフである。
【図６】半導体製造ロットNo３の半導体のテストを行った結果を、測定Gross（pcs）と不良発生数（pcs）との関係で示すグラフである。
【図７】半導体製造ロットNo４の半導体のテストを行った結果を、測定Gross（pcs）と不良発生数（pcs）との関係で示すグラフである。
【図８】半導体製造ロットNo５の半導体のテストを行った結果を、測定Gross（pcs）と不良発生数（pcs）との関係で示すグラフである。
【図９】半導体製造ロットNo６の半導体のテストを行った結果を、測定Gross（pcs）と不良発生数（pcs）との関係で示すグラフである。
【図１０】半導体製造ロットNo７の半導体のテストを行った結果を、測定Gross（pcs）と不良発生数（pcs）との関係で示すグラフである。
【図１１】半導体製造ロットNo８の半導体のテストを行った結果を、測定Gross（pcs）と不良発生数（pcs）との関係で示すグラフである。
【図１２】図３〜図１０に示すテスト結果の効果のまとめとして、半導体製造ロット毎とその合計について、再測Pass率とメンテナンス回数との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００１８】
100    テスト基板
200    基台
201    電気部品収容部
202    コンタクトピン
203    信号線  
204    導電性テスト装置
300    半導体    
302    外部端子
400    窒素発生器
401    ガス供給管
【図１】
0003142677.tif 000005
【図２】
0003142677.tif 000006
【図３】
0003142677.tif 000007
【図４】
0003142677.tif 000008
【図５】
0003142677.tif 000009
【図６】
0003142677.tif 000010
【図７】
0003142677.tif 000011
【図８】
0003142677.tif 000012
【図９】
0003142677.tif 000013
【図１０】
0003142677.tif 000014
【図１１】
0003142677.tif 000015
【図１２】
0003142677.tif 000016