(57)【要約】【課題】ＩＣチップの裏面を検出器側に向けてＩＣチップを装着し得るソケットを得る。【解決手段】パッケージリード１０の形状が位置決め構造６の形状に嵌合することにより、パッケージ９は、収納部２内の所定の箇所に位置決めされて収納される。パッケージ９は、裏面９ｂを上に向けて収納されている。パッケージリード１０は、ソケットリード３の頂部３ａの一端部３ａ１によって押圧されつつ、ソケットリード３と位置決め構造６の突出部６ａの上面とによって上下から挟み込まれる。その結果、ソケットリード３とパッケージリード１０とが確実に接触するとともに、パッケージ９とソケットベース１とが互いに固定される。【選択図】        図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソケットベースと、
前記ソケットベースの上面内に形成され、ＩＣチップが封止されたパッケージが、前記パッケージの裏面を上に向けて収納される収納部と、
前記収納部の周縁に沿って配設され、所定方向に弾性を有するソケットリードと、
前記ソケットリードに噛み合う一端を有するソケットレバーと、
前記ソケットレバーの他端を押圧することによって、前記ソケットリードを前記ソケットベースの外側に向けて変位させるためのソケット蓋と
を備える、ソケット。
【請求項２】
ソケットベースと、
前記ソケットベースの上面内に形成され、ＩＣチップが封止されたパッケージが収納される収納部と、
前記収納部の周縁に沿って配設され、パッケージリード方向に弾性復元するソケットリードと、
前記ソケットベースに着脱自在であり、前記ソケットリードに噛み合う一端を有するソケットレバーと、
前記ソケットベースに着脱自在であり、前記ソケットリードを前記ソケットベースの外側に向けて変位させるために、前記ソケットレバーの他端を押圧するソケット蓋と
を備える、ソケット。
【請求項３】
前記パッケージは、前記パッケージの裏面を上に向けて、前記収納部内に収納される、請求項２に記載のソケット。
【請求項４】
前記収納部内に前記パッケージが収納され、前記ソケットレバー及び前記ソケット蓋が前記ソケットベースから取り外された状態で、前記パッケージのパッケージリードは、前記ソケットリードによって押圧されつつ、前記ソケットリードと前記ソケットベースの前記上面とによって挟み込まれる、請求項２又は３に記載のソケット。
【請求項５】
前記収納部内に前記パッケージが収納され、前記ソケットレバー及び前記ソケット蓋が前記ソケットベースから取り外された状態で、前記ソケットリードは、前記パッケージのパッケージリードを、前記ソケットベースの外側から内側に向けて押圧する、請求項２又は３に記載のソケット。
【請求項６】
前記ソケットリードは複数であり、
前記ソケットは、前記ソケットベースの底面上に形成され、複数の前記ソケットリードにそれぞれ接続された複数のリード端子をさらに備える、請求項１〜５のいずれか一つに記載のソケット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体デバイスの評価装置や解析装置に用いられるソケットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体デバイスの不良解析や性能評価においては、信号発生器から半導体デバイスにテストパターンを印加することにより、半導体デバイスを実動作させ、これとともに、半導体デバイスの上面に電子ビームを照射して、上面から発生する二次電子を検出器によって検出することにより、二次電子像が観察されていた。また、発光・発熱解析やレーザ等を用いた解析も、半導体デバイスの上面からのアプローチによって実行されていた。ここで、半導体デバイスはＩＣチップ内に作り込まれており、ＩＣチップが樹脂封止されたパッケージは、パッケージの上面を上に向けて（即ち検出器側に向けて）、ソケット（以下、本明細書において「上面露出型ソケット」と称する）内に装着されていた。
【０００３】
しかし、配線層の多層化や、ＬＯＣ（Lead On Chip），ＣＳＰ（Chip Scale Package），Flip Chip ＢＧＡ等の半導体デバイスの多様化に伴って、ＩＣチップの上面からのアプローチでは正確な不良解析等が困難となってきた。そのため、近年では、ＩＣチップの裏面からのアプローチによる不良解析等が行われている。
【０００４】
なお、半導体デバイスの不良解析に関する技術は、例えば下記の特許文献１に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１１１７５９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来、ＱＦＰ（Quad Flat Package），ＳＯＰ（Small Outline Package），ＤＩＰ（Dual Inline Package）等の汎用パッケージを対象として、チップ裏面からのアプローチによって不良解析等を行う場合は、上面露出型ソケットの裏面を開口加工することによってチップ裏面を露出させる方法が行われている。しかしながら、この方法によると、ソケットリードが障害となって開口加工が困難又は不可能な場合があるという問題がある。また、たとえチップ裏面を露出できたとしても、ソケットの裏面からチップ裏面までの距離が長くなるため、近年における、ワーキングディスタンスが１ｍｍ以下の高性能な検出器を用いることができないという問題もある。
【０００７】
他の方法として、半田又はクリップを用いて、リード配線をパッケージリードに直接的に接続する方法も行われている。しかしながら、この方法によると、近年における、狭ピッチでしかも数１００ピンもあるパッケージリードの全てにリード配線を接続することは不可能であり、半導体デバイスを適切に実動作させることができないという問題がある。しかも、リード配線が多くなると、ＩＣチップ上をリード配線が覆う格好となるため、上記と同様にワーキングディスタンスが１ｍｍ以下の高性能な検出器を用いることができないという問題もある。
【０００８】
本発明はかかる問題を解決するために成されたものであり、パッケージの裏面を検出器側に向けてパッケージを装着し得るソケットを得ることを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明によれば、ソケットは、ソケットベースと、ソケットベースの上面内に形成され、ＩＣチップが封止されたパッケージが、パッケージの裏面を上に向けて収納される収納部と、収納部の周縁に沿って配設され、所定方向に弾性を有するソケットリードと、ソケットリードに噛み合う一端を有するソケットレバーと、ソケットレバーの他端を押圧することによって、ソケットリードをソケットベースの外側に向けて変位させるためのソケット蓋とを備える。
【００１０】
第２の発明によれば、ソケットは、ソケットベースと、ソケットベースの上面内に形成され、ＩＣチップが封止されたパッケージが収納される収納部と、収納部の周縁に沿って配設され、パッケージリード方向に弾性復元するソケットリードと、ソケットベースに着脱自在であり、ソケットリードに噛み合う一端を有するソケットレバーと、ソケットベースに着脱自在であり、ソケットリードをソケットベースの外側に向けて変位させるために、ソケットレバーの他端を押圧するソケット蓋とを備える。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るソケットの構造を模式的に示す斜視図である。ＩＣチップが樹脂封止されたパッケージを収納するための収納部２が、ソケットベース１の上面内に形成されている。収納部２は、ソケットベース１の上面の中央領域に形成されている。収納部２の周縁に沿って、金属製の複数のソケットリード３が配設されている。ソケットベース１の側面には、複数の溝４が形成されている。
【００１２】
図２〜８は、収納部２内にパッケージ９を収納する工程を順に示す図である。特に、図２，３，５，７，８は、図１に示した仮想面Ｐによってソケットを切断した場合を想定して、ソケットを部分的に拡大して示す断面図であり、図４は、ソケットレバー７の構造を示す斜視図であり、図６は、ソケット蓋８の構造を示す斜視図である。
【００１３】
図２を参照して、ソケットリード３は、頂部３ａ、湾曲部３ｂ、及び土台部３ｃを有している。土台部３ｃは、ソケットベース１に固定されている。湾曲部３ｂを有することによって、ソケットリード３は、所定方向（図２の左右方向）に弾性を有している。収納部２の側壁部分において、ソケットベース１には、パッケージの収納位置を規定するための位置決め構造６が形成されている。図２に示した状態において、ソケットリード３の頂部３ａの一端部３ａ１は、位置決め構造６の突出部６ａの上面に接触又は近接している。ソケットベース１の底面には、ソケットリード３に接続された、金属製のリード端子５が形成されている。
【００１４】
図３を参照して、ソケットリード３に噛み合わせてソケットレバー７を配設する。具体的に、ソケットリード３の頂部３ａの他端部３ａ２が、ソケットレバー７の一端部７ａに噛み合わされる。図１に示したように、収納部２の上面（開口面）はソケットベース１の上面内の４辺によって規定されているが、図４に示した棒状のソケットレバー７が、この４辺の各々に対応して配設される。
【００１５】
図５を参照して、ソケット蓋８によってソケットレバー７の他端部７ｂを押し下げる。すると、ソケットレバー７の一端部７ａによってソケットリード３の頂部３ａの他端部３ａ２がソケットベース１の外側方向（図５の右方向）に引っ張られ、これに伴って、ソケットリード３の頂部３ａの一端部３ａ１も、図５の右方向（厳密には右上方向）に変位する。図５に示した変位後の状態において、ソケットリード３の頂部３ａの一端部３ａ１の左端が、位置決め構造６の突出部６ａの右端よりも右側に位置するのが望ましい。
【００１６】
図６を参照して、ソケット蓋８には、ソケットベース１の溝４（図１参照）に対応して、複数の突出部８ａが形成されている。溝４によって突出部８ａが案内されることにより、ソケット蓋８はソケットベース１上の所定の箇所に被せられる。
【００１７】
図７を参照して、ＩＣチップ１５が樹脂封止されたパッケージ９を、ソケットベース１の上方側から収納部２内に収納する。パッケージ９の側面からは、金属製のパッケージリード１０が突出している。パッケージリード１０の形状が位置決め構造６の形状に嵌合することにより、パッケージ９は、収納部２内の所定の箇所に位置決めされて収納される。図７に示すように、パッケージ９は、裏面９ｂを上に向けて収納されている。機械加工や化学処理によってパッケージ９の裏面９ｂが部分的に開口されることにより、ＩＣチップ１５のチップ裏面が予め露出されている。また、チップ裏面は予め研磨されている。
【００１８】
図８を参照して、ソケットベース１からソケット蓋８及びソケットレバー７を取り外す。すると、ソケットリード３の弾性復元力によって、ソケットリード３の頂部３ａの一端部３ａ１が、図８の左方向（厳密には左下方向）に変位する。これにより、パッケージリード１０は、ソケットリード３の頂部３ａの一端部３ａ１によって押圧されつつ、ソケットリード３と位置決め構造６の突出部６ａの上面とによって上下から挟み込まれる。その結果、ソケットリード３とパッケージリード１０とが確実に接触するとともに、パッケージ９とソケットベース１とが互いに固定される。
【００１９】
図９は、本実施の形態１に係るソケットを用いて、半導体デバイスの不良解析が行われている状況を示す断面図である。不良解析の対象である半導体デバイスは、ＩＣチップ１５内に作り込まれている。パッケージ９が装着されたソケットは、テストボード基板２０上に実装されている。図示しない信号発生器から、テストボード基板２０、リード端子５、ソケットリード３、及びパッケージリード１０をこの順に介して、半導体デバイスにテストパターンが印加される。これにより、半導体デバイスが実動作される。また、これとともに、チップ裏面に電子ビームを照射して、チップ裏面から発生する二次電子を検出器（対物レンズ）２１によって検出することにより、二次電子像が観察される。
【００２０】
このように本実施の形態１に係るソケットによると、パッケージ９は、裏面９ｂを上に向けて（即ち検出器２１側に向けて）、収納部２内に収納される。従って、上面露出型ソケットの裏面を開口加工したり、半田又はクリップを用いてリード配線をパッケージリードに接続することなく、チップ裏面からのアプローチによって半導体デバイスの不良解析や性能評価を行うことができる。しかも、従来の上面露出型ソケットと同様に、全てのパッケージリード１０をソケットリード３に接続できるため、半導体デバイスを適切に実動作させることができる。
【００２１】
また、図９に示したように、ソケットベース１からソケット蓋８及びソケットレバー７が取り外された状態で、検出器２１によってチップ裏面の二次電子像が観察される。従って、ソケット蓋８及びソケットレバー７が障害となることなく、検出器２１をチップ裏面に近距離まで近付けることができる。そのため、ワーキングディスタンスが１ｍｍ以下の高性能な検出器を用いて、高精度な解析・評価を行うことができる。なお、図１０に示す変形例のように、パッケージ９の上面９ａを上に向けて載置するタイプのソケットであっても、ソケットベース１に対してソケット蓋８及びソケットレバー７を着脱自在とすることにより、この効果は得られる。
【００２２】
実施の形態２．
図１１は、図８に対応させて、本発明の実施の形態２に係るソケットの構造を示す断面図である。パッケージ９は、位置決め構造６０によって、収納部２内の所定の箇所に位置決めされて収納されている。上記実施の形態１と同様に、収納部２内にパッケージ９が収納された後、ソケットレバー７及びソケット蓋８がソケットベース１から取り外される。図１１に示すように、ソケットレバー７及びソケット蓋８が取り外されると、ソケットリード３は、弾性復元力によって、パッケージリード１０の側面を図１１の右側から左側に向けて押圧する。また、図１１には示されないパッケージ９の左端部分では、ソケットリード３は、パッケージリード１０の側面を図１１の左側から右側に向けて押圧する。
【００２３】
このように本実施の形態２に係るソケットによると、対を成すソケットリード３によってパッケージ９が左右両側から挟み込まれるため、ソケットリード３とパッケージリード１０とを確実に接触できるとともに、パッケージ９とソケットベース１とを互いに固定することができる。
【００２４】
実施の形態３．
図１２は、本発明の実施の形態３に係るソケットの底面の構造を示す平面図である。ソケットベース１の底面には、それぞれソケットリード３に接続された複数のリード端子５が、所定のレイアウトで配設されている。本実施の形態３に係るリード端子５のレイアウトは、上記実施の形態１，２に係るソケットに適用することができる。
【００２５】
図１３は、従来の上面露出型ソケットの底面の構造を示す平面図である。ソケットベース３０の底面には、それぞれソケットリードに接続された複数のリード端子３１が、所定のレイアウトで配設されている。
【００２６】
図１２と図１３とを比較すると分かるように、ソケットベース１の底面内における複数のリード端子５のレイアウトは、ソケットベース３０の底面内における複数のリード端子３１のレイアウトと同一である。
【００２７】
このように本実施の形態３に係るソケットによると、リード端子５のレイアウトを従来の上面露出型ソケットと同一とすることにより、図９に示したテストボード基板２０として、従来の上面露出型ソケットが実装されていた既存のテストボード基板を使用できる。その結果、新たなテストボード基板を開発することに起因してコストが上昇することを回避できる。
【００２８】
【発明の効果】
第１の発明によれば、上面露出型ソケットの裏面を開口加工したり、半田又はクリップを用いてリード配線をパッケージリードに接続することなく、チップ裏面からのアプローチによって半導体デバイスの不良解析や性能評価を行うことができる。しかも、全てのパッケージリードをソケットリードに接続できるため、半導体デバイスを適切に実動作させることができる。さらに、検出器をチップ裏面に近距離まで近付けることができるため、ワーキングディスタンスが１ｍｍ以下の高性能な検出器を用いて、高精度な解析・評価を行うことができる。
【００２９】
第２の発明によれば、ソケットベースからソケット蓋及びソケットレバーが取り外された状態で、検出器によってチップ裏面を観察できる。従って、検出器をチップ裏面に近距離まで近付けることができるため、ワーキングディスタンスが１ｍｍ以下の高性能な検出器を用いて、高精度な解析・評価を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るソケットの構造を模式的に示す斜視図である。
【図２】収納部内にパッケージを収納する工程を順に示す図である。
【図３】収納部内にパッケージを収納する工程を順に示す図である。
【図４】収納部内にパッケージを収納する工程を順に示す図である。
【図５】収納部内にパッケージを収納する工程を順に示す図である。
【図６】収納部内にパッケージを収納する工程を順に示す図である。
【図７】収納部内にパッケージを収納する工程を順に示す図である。
【図８】収納部内にパッケージを収納する工程を順に示す図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係るソケットを用いて、半導体デバイスの不良解析が行われている状況を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態１の変形例に係るソケットの構造を模式的に示す斜視図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係るソケットの構造を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係るソケットの底面の構造を示す平面図である。
【図１３】従来の上面露出型ソケットの底面の構造を示す平面図である。
【符号の説明】
１  ソケットベース、２  収納部、３  ソケットリード、５  リード端子、７ソケットレバー、８  ソケット蓋、９  パッケージ、１０  パッケージリード、１５  ＩＣチップ。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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