(57)【要約】【課題】  ＣＳＰなどの平面実装型ＬＳＩにおいて、解析用観察機器を用いたときに、ＬＳＩの表面が完全に露出した状態で電気的解析をすることができる。【解決手段】  半導体装置２を外部機器に電気的に接続する際に、半導体装置２を搭載して外部機器と電気的に接続するＩＣソケットであって、半導体装置２の外周に沿って密着する密着部位３と、半導体装置２が密着部位３に密着することで形成される密封空間と、密封空間に配置する半導体装置２の電極５と接続する接触端子６と、密封空間に配置する真空引き口７と、真空引き口７に接続された密封空間の空気圧を下げるための真空引き手段８とを備えた。これにより、ＬＳＩチップ全体が完全に露出するため、ＬＳＩチップ全体を観察することができ、焦点距離の短い解析用観察機器にも対応が可能である。また、観察対象のＬＳＩの取替えも容易に行うことができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置を外部機器に電気的に接続する際に、前記半導体装置を搭載して前記外部機器と電気的に接続するＩＣソケットであって、前記半導体装置の外周に沿って密着する密着部位と、前記半導体装置が前記密着部位に密着することで形成される密封空間と、前記密封空間に配置する前記半導体装置の電極と接続する接触端子と、前記密封空間に配置する真空引き口と、前記真空引き口に接続された前記密封空間の空気圧を下げるための真空引き手段とを備えたＩＣソケット。
【請求項２】
前記半導体装置の外周に沿って密着する密着部位は、密着密封性の高い素材を使用する請求項１記載のＩＣソケット。
【請求項３】
前記半導体装置の外周に沿って密着する密着部位に、前記半導体装置を位置決めする側壁を設けた請求項１記載のＩＣソケット。
【請求項４】
前記接触端子は、弾性を有する手段を備えた請求項１記載のＩＣソケット。
【請求項５】
前記真空引き手段は、前記真空引き口に接続された密封容器と、前記密封容器に密封度を保って挿入された弾性を有する操作部とを備え、前記操作部の出し入れで前記密封容器内の空気圧を変化させる請求項１記載のＩＣソケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、設計された半導体装置（以下ＬＳＩと称す）の電気的な検査、評価あるいは解析に使用する半導体装置用ソケット（以下ＩＣソケットと称す）に関するもので、特に、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）など、一平面に複数個の外部接続端子が配列された半導体装置に用いられる故障解析用ＩＣソケットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＳＰなど、一平面に複数個の外部接続端子が配列されたＬＳＩの電気的な検査、評価あるいは解析を行う際、ＬＳＩの外部接続端子と半導体装置の駆動装置の電極との電気的な接続を行うためにＩＣソケットが使用される。
【０００３】
図７（ａ）はＣＳＰの構造図、（ｂ）はその底面図である。
【０００４】
この図から分かるように、ＣＳＰはキャリア１４と呼ばれる基盤上にＬＳＩチップ１５を貼り付けた構造になっており、電極端子１６は、キャリア裏側に規則的に配置されている。
【０００５】
電極端子１６は、金属で平坦な円形で構成されるのが一般である。
【０００６】
ＩＣソケットには外部接続端子に対応する位置に接触用端子が配列されており、接触用端子によってＬＳＩの外部接続端子と駆動装置の電極が電気的に接続される。
【０００７】
ＬＳＩの電気的な検査、評価あるいは解析の際、ＬＳＩの外部接続端子とＩＣソケットの接触用端子の接触部分（通電部分）には電気抵抗があり、その電気抵抗は両端子間の接触圧に起因する。
【０００８】
ＩＣソケットとしては、両端子の接触部分の電気抵抗値をできる限りゼロに近く、また、その数値を安定させることができ、電気的な検査、評価あるいは解析の際の通電による電流、抵抗、容量等の測定や動作確認において妨げにならないことが要求される。
【０００９】
従来のＩＣソケットでは、ＬＳＩの外部接続端子とＩＣソケットの接触用端子の接触を安定させるために、樹脂などの部材で圧力をかけ、ＬＳＩの外部接続端子とＩＣソケットの接触用端子を接触させている。
【００１０】
例えばＬＳＩの外部接続端子とは反対側の面を樹脂などの部材によりＩＣソケットの接触用端子側へ付勢するものが挙げられる（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
このＩＣソケットの代表的な構成図を図８に示す。
【００１２】
ＬＳＩ１７は、抑え蓋１９により圧力が加えられ、ＬＳＩ１７の外部接続端子２０とＬＳＩ装着部１８の接触用端子２１を接触させている。
【００１３】
圧力を加える機構は、図８に示すように、ねじ２２で抑え蓋１９を固定し圧力を加える構造などがある。
【００１４】
このＩＣソケットをＣＳＰのシリコン裏面からの故障解析（エミッション解析などの解析用観察機器）に用いる場合について説明する。
【００１５】
図８に示したＩＣソケットでは、抑え蓋１９がＬＳＩ１７を覆っているため、観察することができない。
【００１６】
そこで、図９に示すように、抑え蓋１９に貫通口２３を開ける。
【００１７】
このとき、ＬＳＩ１７を抑える機能を残すために、ＬＳＩチップ２４のサイズより小さな貫通口を開け、ＬＳＩチップ２４の周辺に圧力を加える構成をとる。
【００１８】
これにより、開口部２３の範囲に限り、解析用観察機器２５によるＬＳＩ１７の観察が可能となる。
【００１９】
また、別手段として、図１０に示すように抑え蓋２６として光透過性の部材を用い、観察する方法もある（例えば、特許文献２参照）。
【００２０】
これにより、解析用観察機器２５によりＬＳＩ全体を観察することが可能となる。
【特許文献１】特開２０００−１３３３９７号公報（第２−６頁、第一図）
【特許文献２】特開２００２−７１７６５号公報（第３頁、第二図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、上述の従来の故障解析用ＩＣソケットでは、以下のような問題点があった。
【００２２】
第一に、図９の故障解析用ＩＣソケットにおいては、ＬＳＩチップ２４の周辺部に圧力を加える構成をとっているため、解析用観察機器から見たとき、図１１に示すように、抑え蓋１９に阻害される箇所、すなわち観察不可能な箇所２７が存在するという課題がある。
【００２３】
第二に、図９の故障解析用ＩＣソケットにおいては、抑え蓋１９により圧力を加える箇所が、ＬＳＩチップ２４の周辺のみとなるため、ＬＳＩ装着部１８とＬＳＩチップ２４の電気的接続が弱くなるという課題がある。
【００２４】
第三に、図１０の故障解析用ＩＣソケットにおいては、ＬＳＩ全体を観察することができるが、透過率が１００％の物質は存在しないため、図１２に示すように、抑え蓋２６を透過し、解析用観察機器２５に到達する観察像の情報は減衰するため、必ずしも良好な観察像を得ることができないという課題がある。
【００２５】
第四に、図９における抑え蓋１９、図１０における抑え蓋２６はある程度の厚みをもっているため、焦点距離の短い解析用観察機器での観察が不可能という課題がある。
【００２６】
第五に、ＬＳＩの交換の際、図９および図１０における抑え機構であるねじ２２を外し、図９における抑え蓋１９および図９における抑え蓋２６を取り外すという手間が発生するという課題がある。
【００２７】
したがって、この発明の目的は、上記従来の問題点を解決するもので、ＣＳＰなどの平面実装型パッケージの観察面から障害物を取り除き、良好な観察像を得ると共に、焦点距離が短い解析用観察機器にも対応し、さらにＬＳＩの取り替えを容易にすることができるＩＣソケットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
上記目的を達成するために、この発明の請求項１記載のＩＣソケットは、半導体装置を外部機器に電気的に接続する際に、前記半導体装置を搭載して前記外部機器と電気的に接続するＩＣソケットであって、前記半導体装置の外周に沿って密着する密着部位と、前記半導体装置が前記密着部位に密着することで形成される密封空間と、前記密封空間に配置する前記半導体装置の電極と接続する接触端子と、前記密封空間に配置する真空引き口と、前記真空引き口に接続された前記密封空間の空気圧を下げるための真空引き手段とを備えた。
【００２９】
請求項２記載のＩＣソケットは、請求項１記載のＩＣソケットにおいて、前記半導体装置の外周に沿って密着する密着部位は、密着密封性の高い素材を使用する。
【００３０】
請求項３記載のＩＣソケットは、請求項１記載のＩＣソケットにおいて、前記半導体装置の外周に沿って密着する密着部位に、前記半導体装置を位置決めする側壁を設けた。
【００３１】
請求項４記載のＩＣソケットは、請求項１記載のＩＣソケットにおいて、前記接触端子は、弾性を有する手段を備えた。
【００３２】
請求項５記載のＩＣソケットは、請求項１記載のＩＣソケットにおいて、前記真空引き手段は、前記真空引き口に接続された密封容器と、前記密封容器に密封度を保って挿入された弾性を有する操作部とを備え、前記操作部の出し入れで前記密封容器内の空気圧を変化させる。
【発明の効果】
【００３３】
この発明の請求項１記載のＩＣソケットによれば、半導体装置の外周に沿って密着する密着部位と、半導体装置が密着部位に密着することで形成される密封空間と、密封空間に配置する半導体装置の電極と接続する接触端子と、密封空間に配置する真空引き口と、真空引き口に接続された密封空間の空気圧を下げるための真空引き手段とを備えたので、ＣＳＰなどの平面実装型ＬＳＩにおいて、半導体装置（パッケージ）をセットした際、密封状態になるように構成し、真空引き口から真空引きすることによって、半導体装置の電極との接触を実現できる。そのため、ＬＳＩチップ全体が完全に露出するため、ＬＳＩチップ全体を観察することができ、焦点距離の短い解析用観察機器にも対応が可能である。また、観察対象のＬＳＩの取替えも容易に行うことができる。
【００３４】
請求項２では、半導体装置の外周に沿って密着する密着部位は、ゴムなどの密着密封性の高い素材を使用するので、真空引きした際、密着部位と半導体装置間の空気漏れ（リーク）を防ぐ効果がある。
【００３５】
請求項３では、半導体装置の外周に沿って密着する密着部位に、半導体装置を位置決めする側壁を設けたので、半導体装置を側壁に位置決めすることで、接触端子と半導体装置の電極が正しく接触するように設置することができる。
【００３６】
請求項４では、接触端子は、弾性を有する手段を備えたので、半導体装置の電極との接触を確実なものとすることができる。
【００３７】
請求項５では、真空引き手段は、真空引き口に接続された密封容器と、密封容器に密封度を保って挿入された弾性を有する操作部とを備え、操作部の出し入れで密封容器内の空気圧を変化させるので、操作部を押して半導体装置を搭載し、操作部を離すと密封空間の容積が大きくなることで空気圧が下がり、半導体装置は密着部位に密着される。半導体装置を取り外すときは、操作部を押すことで、密封空間の空気圧が上がるため、半導体装置を容易に取り外すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
この発明の実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態のＩＣソケットの概略図である。
【００３９】
図１に示すように、半導体装置２を外部機器に電気的に接続する際に、半導体装置２を搭載して外部機器と電気的に接続するための装着部１と、半導体装置２の外周に沿って密着する密着部位３と、半導体装置２が密着部位３に密着することで形成される密封空間と、密封空間に配置する半導体装置２の電極５と接続する接触端子６と、密封空間に配置する真空引き口７と、真空引き口７に接続された密封空間の空気圧を下げるための真空引き手段８とを備えている。
【００４０】
この場合、故障解析用ＩＣソケットを示し、ＬＳＩ装着部１にＣＳＰなどの平面実装型ＬＳＩ２の外周に沿って密着する部位３と位置合わせのための側壁４を設け、ＬＳＩ２をセットした際、密封した状態となるよう構成している。ＬＳＩ装着部１の内部には、上記のようにＬＳＩ２の電極５との接触端子６と真空引き口７を設け、真空引き口７と接続された真空引き機構８を設け、真空引きすることによって、ＬＳＩ装着部１とＬＳＩ２で囲まれた空間の空気圧が下がり、これによりＬＳＩ２が外部の空気圧により圧迫され、ＬＳＩ２の電極５と接触端子６の接触を実現する。
【００４１】
以下、各部位について説明する。
【００４２】
ＬＳＩ装着部１は、接触端子６と外部接続端子９が１対１で内部配線されている。これによって、外部駆動装置との接続が可能となる。ＬＳＩ１の外周に沿って密着する部位３は、例えば、従来より使用しているＯリング（リング状ゴム）である。
【００４３】
図２（ａ）は本発明の実施形態におけるＬＳＩとソケットの圧着部の概略図、（ｂ）はＬＳＩ装着状態の断面図である。図２に示すように、Ｏリングは、ＬＳＩ装着部１とＬＳＩ２に挟まれた形となり、真空引きをした際、空気圧でＬＳＩ装着部１とパッケージ２が圧着し、ＬＳＩ装着部１とパッケージ２の間の空気漏れ（リーク）を防ぐ効果がある。
【００４４】
側壁４は、ＬＳＩ装着部１の接触端子６とＬＳＩ２の電極５の接触位置を合わせるために設ける。接触端子６と電極５は１対１で対応しているため、必ず同一の組み合わせで接触させる必要がある。そのため、図３に示すように、側壁４は、ＬＳＩ２の外周と同じ大きさとし、接触端子６と電極５が正しく接触するように設置する。これにより、ＬＳＩ２をＬＳＩ装着部１にはめ込むのみで、接触の位置決めができることになる。
【００４５】
接触端子６は、例えば、従来より使用しているポゴピン（ばね内蔵式接触ピン）である。図４（ａ）は本発明の実施形態における接触端子の伸縮性を示す説明図、（ｂ）はその接触端子の電極との接触を示す説明図である。図４に示すように、ポゴピンは伸縮性を有するため、真空引きをした際、空気圧により抑えられたＬＳＩ２が接触端子６を押し、電極２との接触を確実なものとする効果がある。この接触端子６は、ポゴピンに限らず、導電性があり伸縮性を有す構成のものであればよい。
【００４６】
真空引き口７は、ＬＳＩ装着部１にＬＳＩ２をセットした際にできる空間に設ける。図１では、真空引き口は１個しか記載していないが、２個以上複数存在してもよい。
【００４７】
真空引き機構８は、図５に示すように、真空引き口７に接続された密封容器１０と、密封容器１０に密封度を保って挿入された弾性を有する操作部１１とを備え、操作部１１の出し入れで密封容器１０内の空気圧を変化させるものである。この場合、真空引き口７と接続した密封容器１０に穴を設け、そこに真空引きボタン（操作部）１１を設ける。密封容器１０とボタン１１は、伸張性のあるシート１２により接続され、密封容器１０内で空気漏れ（リーク）が起こらない構成とする。ボタン１１には、弾力性のある機構、例えばばね１３を設ける。
【００４８】
図６（ａ），（ｂ）は本発明の実施形態におけるＬＳＩ脱着操作の概念図である。図６（ａ）に示すように、ボタン１１を押したとき、ＬＳＩ装着部１及び密封容器１０内の容積は小さくなる。この状態で、ＬＳＩ２をＬＳＩ装着部１にセットする。そして、ボタン１１を離すと、ばね１３の復元力でボタン１１は、外部に押し出される。すると、ＬＳＩ装着部１と密封容器１０の容積が大きくなるため、ＬＳＩ装着部１内部の空気圧が下がる。この結果、ＬＳＩ２とＬＳＩ装着部１は密着され、その接触端子６と電極５を確実に接触させることができる。
【００４９】
図６（ｂ）に示すように、ＬＳＩ２を取り外すときは、ボタン１１を押すことで、ＬＳＩ装着部１及び密封容器１０内の空気圧が上がるため、ＬＳＩ２を容易に取り外すことができる。
【００５０】
以上の実施形態は、ＣＳＰについて説明したが、これ以外にも、パッケージの底面に電極を設けた平面実装型のパッケージ、例えば、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）などにも応用できる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明に係るＩＣソケットは、真空脱着機能を有することで、ＬＳＩチップ全体が完全に露出するため、ＬＳＩチップ全体を観察することができ、焦点距離の短い解析用観察機器にも対応が可能であり、また、観察対象のＬＳＩの取替えも容易に行うことができる等の効果を有し、特にＣＳＰなどの平面実装型ＬＳＩなど、一平面に複数個の外部接続端子が配列された半導体装置に用いられる故障解析用ＩＣソケットとして有用である。また、検査、評価などの用途にも応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態のＩＣソケットの概略断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施形態におけるＬＳＩとソケットの圧着部の概略図、（ｂ）はＬＳＩ装着状態の断面図である。
【図３】本発明の実施形態における位置合わせ機構の概略図である。
【図４】（ａ）は本発明の実施形態における接触端子の伸縮性を示す説明図、（ｂ）はその接触端子の電極との接触を示す説明図である。
【図５】本発明の実施形態における真空引き機構の概略図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は本発明の実施形態におけるＬＳＩ脱着操作の概念図である。
【図７】（ａ）はＣＳＰの構造図、（ｂ）はその底面図である。
【図８】従来のＩＣソケットの構造を示す概略断面図である。
【図９】従来の故障解析用ＩＣソケットの構造を示す概略断面図である。
【図１０】従来の故障解析用ＩＣソケットの構造の他の例を示す概略断面図である。
【図１１】従来の故障解析用ＩＣソケットの課題を示す説明図である。
【図１２】従来の故障解析用ＩＣソケットの課題を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  ＬＳＩ装着部
２  ＬＳＩ
３  密着する部位
４  位置合わせ用側壁
５  電極
６  接触端子
７  真空引き口
８  真空引き機構
９  外部接続端子
１０  密封容器
１１  ボタン
１２  伸縮シート
１３  ばね
１４  キャリア
１５  ＬＳＩチップ
１６  電極
１７  ＬＳＩ
１８  ＬＳＩ装着部
１９  抑え蓋
２０  電極
２１  接触端子
２２  ねじ
２３  開口部
２４  ＬＳＩチップ
２５  解析用観察機器
２６  光透過性抑え蓋
【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】
2005172671.tif 000011
【図１０】
2005172671.tif 000012
【図１１】
2005172671.tif 000013
【図１２】
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