(57)【要約】【課題】半導体装置の発熱による異方導電性シートの膨張を抑えることができる半導体装置用ソケットを得る。【解決手段】異方導電性シート２を用いた半導体装置用ソケットに半導体装置１を装着する前に予め異方導電性シート２をベースプレート５内のヒーター７により加熱しておき、その後に半導体装置１を装着するようにしている。半導体装置１の装着前に異方導電性シート２を加熱するので、ソケットに装着された半導体装置１の発熱によって、半導体装置と基板に挟まれた異方導電性シート２が膨張することを抑えることができる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が載置される支持部材と、異方導電性シートと、この異方導電性シートの周囲に設けられ、半導体装置の電極端子を前記支持部材に載置された前記基板の電極端子に前記異方導電性シートを介して電気的に接続させるべく前記半導体装置を収容するガイド部材とを含む半導体装置用ソケットであって、
前記半導体装置が収容される前に前記異方導電性シートを加熱する加熱手段を含むことを特徴とする半導体装置用ソケット。
【請求項２】
前記加熱手段は、前記半導体装置が収容され動作している場合に前記半導体装置により前記異方導電性シートに与えられる熱と同程度の熱を前記異方導電性シートに与えるよう加熱するようにしたことを特徴とする請求項１記載の半導体装置用ソケット。
【請求項３】
前記加熱手段は、前記支持部材に設けられることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体装置用ソケット。
【請求項４】
半導体装置用ソケットに半導体装置を装着することにより前記半導体装置用ソケットの異方導電性シートを介して前記半導体装置の電極端子と基板の電極端子とを接続する半導体装置接続方法であって、
前記半導体装置の装着前に前記異方導電性シートを加熱するステップを含むことを特徴とする半導体装置接続方法。
【請求項５】
前記ステップは、前記半導体装置が装着され前記半導体装置が動作している場合に前記半導体装置により前記異方導電性シートに与えられる熱と同程度の熱を前記異方導電性シートに与えるよう加熱することを特徴とする請求項４記載の半導体装置接続方法。
【請求項６】
前記ステップによる加熱は、前記基板が載置される前記半導体装置用ソケットの支持部材に設けられたヒータによりなされることを特徴とする請求項４又は５記載の半導体装置接続方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置用ソケット及び半導体装置接続方法に関し、特に異方導電性シートを用いた半導体装置用ソケット及び半導体装置接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体装置の小型多ピン化が進み、それに伴いソケットも狭ピッチの端子に対応したものが必要になってきた。そこで、半導体装置の電極端子と基板の電極端子とを電気的に接続するソケットのコンタクト部に異方導電性シートを用いることが多くなってきている。
【０００３】
異方導電性シートは、厚み方向にのみ導電性を示すもの、または厚み方向に加圧されたときに厚み方向にのみ導電性を示すものであり、例えば、金属細線入りシリコンゴムシートで厚さは１ｍｍ程度と薄いため、スプリングピンを使用したソケットよりも外部からのノイズを拾いにくいので、高速なクロックスピードにも対応可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、異方導電性シートは半導体装置や基板に比べ非常に熱膨張率が大きいため、半導体装置の形態がベアチップのように端子間の間隔が非常に小さい場合は、半導体装置の発熱による異方導電性シートの熱膨張変形、それに伴う基板との位置ズレが無視できなくなっている。
【０００５】
図６は従来の半導体装置用ソケットの構造を示す断面図である。図６に示した従来のソケットは、基板３が載置されるベースプレート５（支持部材）と、半導体装置１の電極端子とベースプレート５に載置された基板３の電極端子とを電気的に接続する異方導電性シート２と、異方導電性シート２の周囲に設けられ半導体装置１を収容する半導体装置１装着用のソケット枠９（ガイド部材）と、半導体装置１をソケット枠９に沿って上から押し込むプレッシャープレート４と、ソケットの各部材を互いに固定するためのネジ６とを有している。
【０００６】
図６に示した従来のソケットでは、プレッシャープレート４とベースプレート５とにより半導体装置１と基板３を挟み込み、異方導電性シート２を介して半導体装置１の端子１０と基板上のパッド（基板の電極端子）８とをコンタクトさせる。
【０００７】
図７は図６の従来のソケットのコンタクト部分を示す拡大断面図であり、（ａ）は半導体装置１動作前の状態を示す図であり、（ｂ）は半導体装置１が動作し発熱している状態を示す図であり、（ｃ）は半導体装置１の発熱によりズレが発生した状態を示す図である。
【０００８】
図７に示したように、異方導電性シート２は、導電性線条体である金属細線１１が複数埋設されたシリコンゴムシートであり、金属細線１１により半導体装置１の端子１０と基板のパッド８とが電気的に接続される。
【０００９】
図７（ａ）を参照すると、この状態では、異方導電性シート２や基板３は加熱されておらず、半導体装置１の各端子１０とこれに対応する基板３のパッド８とが異方導電性シート２を介して正常に接続されている。
【００１０】
半導体装置１が動作し始めると半導体装置１自身の発熱により異方導電性シート２や基板３の温度が上昇する。温度が上昇すると図７（ｂ）に示したように、異方導電性シート２や基板３が膨張を始める。
【００１１】
熱膨張率は基板３に比べ異方導電性シート２の方が非常に大きいため、最終的には図７（ｃ）のように金属細線１１が基板３のパッド８に対して位置ズレを起こし、隣接端子がショートしてしまう可能性がある。特に、半導体装置１の形態がベアチップである場合は、隣接する端子１０の間隔が非常に小さいため、ズレによるショートが発生する可能性は極めて高くなる。
【００１２】
図７では、図６に示した異方導電性シート２が金属細線１１が複数埋設された弾性ゴムシートである場合について説明したが、次に、図６に示した異方導電性シート２が弾性ゴム中に導電性粒子を配置したものである場合について図８を用いて説明する。
【００１３】
図８は図６の従来のソケットのコンタクト部分を示す拡大断面図であり、（ａ）は半導体装置１動作前の状態を示す図であり、（ｂ）は半導体装置１が動作し発熱している状態を示す図であり、（ｃ）は半導体装置１の発熱によりズレが発生した状態を示す図である。
【００１４】
図８に示したように、異方導電性シート２は、シリコンゴム中に金属粒子２０が複数配置されたシリコンゴムシートであり、図６に示したプレッシャープレート４により半導体装置１を押圧することにより半導体装置１の端子１０が異方導電性シート２に押し込まれる。端子１０が上から押されてくることにより、金属粒子２０同士が接触し、半導体装置１の端子１０と基板のパッド８とが電気的に接続される。
【００１５】
図８（ａ）を参照すると、この状態では、異方導電性シート２や基板３は加熱されておらず、半導体装置１の各端子１０とこれに対応する基板３のパッド８とが異方導電性シート２を介して正常に接続されている。
【００１６】
半導体装置１が動作し始めると半導体装置１自身の発熱により異方導電性シート２や基板３の温度が上昇する。温度が上昇すると図８（ｂ）に示したように、異方導電性シート２が膨張を始める。したがって、図８（ｃ）のように金属粒子２０と基板３のパッドとの間にズレを生じ、隣接端子がショートしてしまうおそれがある。
【００１７】
本発明の目的は、半導体装置の発熱による異方導電性シートの膨張を抑えることができる半導体装置用ソケット及び半導体装置接続方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明による半導体装置用ソケットは、基板が載置される支持部材と、異方導電性シートと、この異方導電性シートの周囲に設けられ、半導体装置の電極端子を前記支持部材に載置された前記基板の電極端子に前記異方導電性シートを介して電気的に接続させるべく前記半導体装置を収容するガイド部材とを含む半導体装置用ソケットであって、前記半導体装置が収容される前に前記異方導電性シートを加熱する加熱手段を含むことを特徴とする。
【００１９】
本発明による半導体装置接続方法は、半導体装置用ソケットに半導体装置を装着することにより前記半導体装置用ソケットの異方導電性シートを介して前記半導体装置の電極端子と基板の電極端子とを接続する半導体装置接続方法であって、前記半導体装置の装着前に前記異方導電性シートを加熱するステップを含むことを特徴とする。
【００２０】
本発明の作用は次の通りである。異方導電性シートを用いた半導体装置用ソケットに半導体装置を装着する前に予め異方導電性シートを加熱しておき、その後に半導体装置を装着するようにしている。半導体装置の装着前に異方導電性シートを加熱するので、半導体装置の発熱によって、半導体装置と基板に挟まれた状態の異方導電性シートが膨張することを抑えることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施例による半導体装置用ソケットの構造を示す断面図であり、図６と同等部分は同一符号にて示している。
【００２２】
図１に示した本発明の実施例によるソケットは、基板３が載置されるベースプレート５（支持部材）と、半導体装置１の電極端子とベースプレート５に載置された基板３の電極端子とを電気的に接続する異方導電性シート２と、異方導電性シート２の周囲に設けられ半導体装置１を収容する半導体装置１装着用のソケット枠９（ガイド部材）と、半導体装置１をソケット枠９に沿って上から押し込むプレッシャープレート４と、ソケットの各部材を互いに固定するためのネジ６とを有している。そしてさらに、本発明の実施例によるソケットは、半導体装置１を装着する前から異方導電性シート２と基板３とを加熱しておくためのヒーター７をベースプレート５内に有している。
【００２３】
図１に示したソケットにおいても、図６に示した従来のソケットと同様に、プレッシャープレート４とベースプレート５とにより半導体装置１と基板３を挟み込み、異方導電性シート２を介して半導体装置１の端子１０と基板上のパッド（基板の電極端子）８とをコンタクトさせる。
【００２４】
次に、本発明の実施例による動作について図面を用いて説明する。図２は図１のソケットに半導体装置１を装着する前の状態を示す断面図であり、図１と同等部分は同一符号にて示している。
【００２５】
図２に示したように本発明の実施例によるソケットに半導体装置１を装着する前の状態において、ベースプレート５に内蔵されたヒーター７により異方導電性シート２と基板３とを予め加熱して膨張させておく。このとき、ヒーター７は、図１に示した状態で半導体装置１が動作しているときの異方導電性シート２の温度と同程度の温度に異方導電性シート２がなるよう加熱する。その後、図１に示したように、半導体装置１を装着し、ヒーター７により加熱されたことにより膨張している異方導電性シート２を介して基板３とコンタクトさせる。このようにしてコンタクトさせた状態が図１に示されている。
【００２６】
図３は本発明の実施例によるソケットのコンタクト部分を示す拡大断面図であり、（ａ）は半導体装置１装着前の常温における状態を示す図であり、（ｂ）は半導体装置１を装着する前にヒーター７により温めた状態を示す図であり、（ｃ）はヒーター７による加熱後に半導体装置１を装着し動作している状態を示す図である。
【００２７】
図３に示したように、異方導電性シート２は、導電性線条体である金属細線１１が複数埋設されたシリコンゴムシートであり、金属細線１１により半導体装置１の端子１０と基板のパッド８とが電気的に接続される。
【００２８】
図３（ａ）を参照すると、この状態では、半導体装置１は装着されておらず、また、異方導電性シート２や基板３は加熱されていない。図３（ａ）の状態で、ヒーター７により異方導電性シート２及び基板３を加熱すると、異方導電性シート２や基板３の温度が上昇する。温度が上昇すると図３（ｂ）に示したように、異方導電性シート２や基板３が膨張を始める。常温時に比べ異方導電性シート２は膨張しているが、半導体装置１が装着されていないので自由に膨張している。
【００２９】
ヒーター７によって、半導体装置１が装着され動作しているときの異方導電性シート２の温度と同程度の温度になるまで異方導電性シート２が熱せられると、ヒーター７の動作は停止され、半導体装置１がソケットに装着される。ソケットに装着された半導体装置１が動作を始め発熱しても、異方導電性シート２は既にヒーター７によって動作中の半導体装置１の温度と同じ位に温められているため、半導体装置１の発熱による異方導電性シート２の更なる温度上昇はない。したがって、図３（ｃ）に示したように、半導体装置１と基板３とに挟まれた異方導電性シート２の更なる熱膨張も起こらず、よって、位置ズレによる隣接端子間のショートを防ぐことができる。
【００３０】
図３では、図１に示した異方導電性シート２が金属細線１１が複数埋設された弾性ゴムシートである場合について説明したが、次に、図１に示した異方導電性シート２が弾性ゴム中に導電性粒子を配置したものである場合について図４を用いて説明する。
【００３１】
図４は本発明の実施例によるソケットのコンタクト部分を示す拡大断面図であり、（ａ）は半導体装置１装着前の常温における状態を示す図であり、（ｂ）は半導体装置１を装着する前にヒーター７により温めた状態を示す図であり、（ｃ）はヒーター７による加熱後に半導体装置１を装着し動作している状態を示す図である。
【００３２】
図４に示したように、異方導電性シート２は、シリコンゴム中に金属粒子２０が複数配置されたシリコンゴムシートであり、図１に示したプレッシャープレート４により半導体装置１を押圧することにより半導体装置１の端子１０が異方導電性シート２に押し込まれる。端子１０が上から押されてくることにより、金属粒子２０同士が接触し、半導体装置１の端子１０と基板のパッド８とが電気的に接続される。
【００３３】
図４（ａ）を参照すると、この状態では、異方導電性シート２や基板３は加熱されていない。図４（ａ）の状態で、ヒーター７により異方導電性シート２及び基板３を加熱すると、異方導電性シート２や基板３の温度が上昇する。温度が上昇すると図４（ｂ）に示したように、異方導電性シート２や基板３が膨張を始める。常温時に比べ異方導電性シート２は膨張しているが、半導体装置１が装着されていないので自由に膨張している。
【００３４】
ヒーター７によって、半導体装置１が装着され動作しているときの異方導電性シート２の温度と同程度の温度になるまで異方導電性シート２が熱せられると、ヒーター７の動作は停止され、半導体装置１がソケットに装着される。ソケットに装着された半導体装置１が動作を始め発熱しても、異方導電性シート２は既にヒーター７によって動作中の半導体装置１の温度と同じ位に温められているため、半導体装置１の発熱による異方導電性シート２の更なる温度上昇はない。したがって、図４（ｃ）に示したように、半導体装置１と基板３とに挟まれた異方導電性シート２の更なる熱膨張も起こらない。
【００３５】
なお、本発明の実施例による半導体装置用ソケットを半導体装置の検査設備（ＬＳＩテスタ）等に使用する場合、図５に示すように、図１のプレッシャープレート４は半導体デバイス搬送装置であるハンドラの吸着ヘッド１２に、図１のベースプレート５はステージ１３になるが、ステージ１３にヒーター７を備え付けることにより同様の効果が得られる。なお、図５において図１と同等部分は同一符号にて示している。
【００３６】
【発明の効果】
本発明による効果は、半導体装置の発熱による異方導電性シートの膨張を抑えることができることである。その理由は、異方導電性シートを用いた半導体装置用ソケットに半導体装置を装着する前に予め異方導電性シートを加熱しておき、その後に半導体装置を装着するようにしているためである。これにより、ソケットに装着された半導体装置の発熱によって、半導体装置と基板に挟まれた異方導電性シートが膨張することを抑えることができ、よって、異方導電性シートの隣接端子間のショートを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による半導体装置用ソケットの構造を示す断面図である。
【図２】図１のソケットに半導体装置１を装着する前の状態を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例によるソケットのコンタクト部分を示す拡大断面図であり、（ａ）は半導体装置１装着前の常温における状態を示す図であり、（ｂ）は半導体装置１を装着する前にヒーター７により温めた状態を示す図であり、（ｃ）はヒーター７による加熱後に半導体装置１を装着し動作している状態を示す図である。
【図４】本発明の実施例によるソケットのコンタクト部分を示す拡大断面図であり、（ａ）は半導体装置１装着前の常温における状態を示す図であり、（ｂ）は半導体装置１を装着する前にヒーター７により温めた状態を示す図であり、（ｃ）はヒーター７による加熱後に半導体装置１を装着し動作している状態を示す図である。
【図５】ＬＳＩテスタ等に使用される場合の本発明の実施例による半導体装置用ソケットの構造を示す断面図である。
【図６】従来の半導体装置用ソケットの構造を示す断面図である。
【図７】図６の従来のソケットのコンタクト部分を示す拡大断面図であり、（ａ）は半導体装置１動作前の状態を示す図であり、（ｂ）は半導体装置１が動作し発熱している状態を示す図であり、（ｃ）は半導体装置１の発熱によりズレが発生した状態を示す図である。
【図８】図６の従来のソケットのコンタクト部分を示す拡大断面図であり、（ａ）は半導体装置１動作前の状態を示す図であり、（ｂ）は半導体装置１が動作し発熱している状態を示す図であり、（ｃ）は半導体装置１の発熱によりズレが発生した状態を示す図である。
【符号の説明】
１　　半導体装置
２　　異方導電性シート
３　　基板
４　　プレッシャープレート
５　　ベースプレート
６　　ネジ
７　　ヒーター
８　　パッド
９　　ソケット枠
１０　　端子
１１　　金属細線
１２　　吸着ヘッド
１３　　ステージ
２０　　金属粒子
【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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