(57)【要約】【課題】  個々のＩＣソケットの累積使用回数をそれぞれ正確に把握できるようにしたＩＣソケット及び半導体装置の検査方法を提供する。【解決手段】  ＩＣパッケージ５０の電気的特性を検査する際に当該ＩＣパッケージ５０に装着されるＩＣソケット１００であって、ＩＣパッケージ５０を装着するためのソケット本体と、このソケット本体に装着されたＩＣパッケージ５０のボール電極５２と接触して当該ボール電極５２を該ソケット本体の外へ引き出すプローブピン２０と、このプローブピン２０とボール電極５２との接触の累積回数を記憶するメモリ素子３０とを備え、このメモリ素子はソケット本体に設けられている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージで封止された半導体装置の電気的特性を検査する際に当該半導体装置に装着されるＩＣソケットであって、
前記半導体装置を装着するためのソケット本体と、
前記ソケット本体に装着された前記半導体装置の外部端子と接触して当該外部端子を該ソケット本体の外へ引き出すプローブ端子と、
前記プローブ端子と前記外部端子との接触の累積回数を格納する格納手段とを備え、前記格納手段は前記ソケット本体に設けられていることを特徴とするＩＣソケット。
【請求項２】
前記格納手段はメモリ素子であり、
前記メモリ素子は前記ソケット本体に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のＩＣソケット。
【請求項３】
前記メモリ素子に電源を供給する電池を備え、
前記電池は前記ソケット本体に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載のＩＣソケット。
【請求項４】
前記電池から電源を得て前記メモリ素子に記憶された前記接触回数を表示する表示装置を備え、
前記表示装置は前記ソケット本体に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載のＩＣソケット。
【請求項５】
前記ソケット本体は、ベース部材と、前記ベース部材上に設けられた複数個のバネ部材と、前記複数個のバネ部材を介して前記ベース部材の上方に設けられ、かつ前記半導体装置を収容してその位置を固定するための凹部を備えたプレート部材と、前記プレート部材の下面に設けられた第１接触端子と、前記ベース部材の前記第１接触端子と向かい合う位置に設けられた第２接触端子とからなり、
前記凹部底面の前記外部端子に対応した位置には前記プレート部材を貫く開口部が設けられ、かつ、前記プローブ端子は前記ベース部材に固定されると共に、当該プローブ端子の先端は前記プレート部材の前記開口部内に緩やかに通されており、
前記プローブ端子の前記先端と前記外部端子とが接触するときに、前記第１接触端子と前記第２接触端子とが接触することを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載のＩＣソケット。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れか一項に記載のＩＣソケットを用いて、前記半導体装置の電気的特性を検査することを特徴とする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、ＩＣソケット及び半導体装置の検査方法に関し、特に、樹脂パッケージ等により封止された半導体装置（以下で、ＩＣパッケージという）の電気的特性をＩＣハンドラ等を用いて検査する際に、このＩＣハンドラ等とＩＣパッケージとを電気的に中継する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
量産されたＩＣパッケージは、製品として出荷される前に、パッケージの状態で電気的特性の試験（測定検査）、バーンイン試験（所定温度、電圧条件下での検査）などが行われ良品が選別される。その際、このＩＣパッケージの外部端子を、ＩＣハンドラや、テスタ等の端子に接続させる中継部品として、ＩＣソケットが広く用いられている。
例えば、特許文献１では、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ  ）タイプ、またはＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ  ）タイプ）のＩＣパッケージが、その外部端子を下にしてソケット台座に載置される。そして、このＩＣパッケージの外部端子形成面の反対側にプッシャーが当てられ、このプッシャーによりＩＣパッケージがソケット台座に押し付けられる。これにより、ＩＣパッケージの外部端子とＩＣソケットのソケット端子とが電気的に接続される。
【０００３】
このようなＩＣソケットは、ＩＣパッケージの種類毎にその大きさや、ソケット端子の位置、ソケット端子の数等が異なる。また、ＩＣソケットのソケット端子はＩＣパッケージの外部端子と接触するので、このソケット端子は徐々に磨耗していく。そして、ＩＣソケットが数千〜数万回使用されて、そのソケット端子の磨耗が一定以上に達すると、もはやソケット端子とＩＣパッケージの外部端子との電気的接続は困難となるので、このＩＣソケットを新品に交換する必要がある。特許文献２には、このようなＩＣソケットの寿命を検出する機能を有した、寿命検出機能付きＩＣハンドラが記載されている。
【特許文献１】特開２００２−１５６４０７号公報
【特許文献２】実開平７−５０７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献２では、オペレータ等がＩＣソケットの寿命回数をソケットの種類毎に設定すると共に、新品のＩＣソケットをＩＣハンドラに取り付けていた。そして、このＩＣソケットの使用回数（実測定回数）が設定された寿命回数に達したら、ＩＣハンドラから警報等を自動的に発生させて、その寿命の到来をオペレータ等に知らせていた。ここで、少品種のＩＣパッケージを大量に生産してテストするような、いわゆる少品種大量生産型の半導体製造ラインでは、ＩＣパッケージの種類毎に専用のＩＣハンドラを使用することが一般的なので、新品のＩＣソケットをＩＣハンドラに取り付けた後は、その寿命が来るまでＩＣソケットをＩＣハンドラから取り外す機会はほとんどなく、ＩＣソケットの使用回数をＩＣハンドラ側で正確にカウントすることが可能であった。
【０００５】
しかしながら、多品種のＩＣパッケージを少量に生産してテストするような、いわゆる多品種少量生産型の半導体製造ラインでは、一台のＩＣハンドラで数種類のＩＣパッケージをテストすることが普通である。このため、ＩＣソケットの寿命が来るまえに、一のＩＣパッケージに対応したＩＣソケットをＩＣハンドラから取り外し、他のＩＣパッケージに対応したＩＣソケットをこのＩＣハンドラに取り付けることが多い。
【０００６】
このように、新品のＩＣソケットをその寿命が来る前にＩＣハンドラからひとたび取り外してしまうと、このＩＣソケットと、ＩＣハンドラ側でカウントした使用回数とが紐付けされなくなるので、特に、多品種少量生産型の半導体製造ラインでは、個々のＩＣソケット毎にその累積の使用回数を正確に把握することが難しいという問題があった。
そこで、この発明はこのような問題を解決したものであって、個々のＩＣソケットの累積使用回数をそれぞれ正確に把握できるようにしたＩＣソケット及び半導体装置の検査方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した課題を解決するために、本発明に係る第１のＩＣソケットは、パッケージで封止された半導体装置の電気的特性を検査する際に当該半導体装置に装着されるＩＣソケットであって、前記半導体装置を装着するためのソケット本体と、前記ソケット本体に装着された前記半導体装置の外部端子と接触して当該外部端子を該ソケット本体の外へ引き出すプローブ端子と、前記プローブ端子と前記外部端子との接触の累積回数を格納する格納手段とを備え、前記格納手段は前記ソケット本体に設けられていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明に係る第１のＩＣソケットによれば、ＩＣソケットのプローブ端子と半導体装置の外部端子との累積した接触回数（即ち、ＩＣソケットの累積使用回数）を、当該ＩＣソケットと共に直接持ち運びできるので、例えば多品種少量生産型の半導体製造ラインでも、個々のＩＣソケットの累積使用回数をそれぞれ正確に把握することができる。
本発明に係る第２のＩＣソケットは、上述した第１のＩＣソケットにおいて、前記格納手段はメモリ素子であり、前記メモリ素子は前記ソケット本体に着脱可能に取り付けられていることを特徴とするものである。ここで、メモリ素子とは例えば、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリのことである。
【０００９】
本発明に係る第２のＩＣソケットによれば、ソケット本体からメモリ素子を着脱できるので、寿命が来たＩＣソケットからメモリ素子を取り外し、このメモリ素子を新品のＩＣソケットに付け替えることができる。ＩＣソケットの寿命に関係なくメモリ素子を再使用することができるので、ＩＣソケットを安価にすることが可能である。
本発明に係る第３のＩＣソケットは、上述した第２のＩＣソケットにおいて、前記メモリ素子に電源を供給する電池を備え、前記電池は前記ソケット本体に着脱可能に取り付けられていることを特徴とするものである。本発明に係る第３のＩＣソケットによれば、ＩＣハンドラ等の外部から電源を得る場合と比べて、電源供給用の配線の長さを短くすることができるので、半導体装置を検査する際に生じてしまうノイズを低く抑えることが可能である。
【００１０】
本発明に係る第４のＩＣソケットは、上述した第３のＩＣソケットにおいて、前記電池から電源を得て前記メモリ素子に記憶された前記接触回数を表示する表示装置を備え、前記表示装置は前記ソケット本体に着脱可能に取り付けられていることを特徴とするものである。本発明に係る第４のＩＣソケットによれば、ＩＣソケットの累積使用回数をいつでも視認できるので、便利である。
【００１１】
本発明に係る第５のＩＣソケットは、上述した第１から第４のＩＣソケットにおいて、前記ソケット本体は、ベース部材と、前記ベース部材上に設けられた複数個のバネ部材と、前記複数個のバネ部材を介して前記ベース部材の上方に設けられ、かつ前記半導体装置を収容してその位置を固定するための凹部を備えたプレート部材と、前記プレート部材の下面に設けられた第１接触端子と、前記ベース部材の前記第１接触端子と向かい合う位置に設けられた第２接触端子とからなり、前記凹部底面の前記外部端子に対応した位置には前記プレート部材を貫く開口部が設けられ、かつ、前記プローブ端子は前記ベース部材に固定されると共に、当該プローブ端子の先端は前記プレート部材の前記開口部内に緩やかに通されており、前記プローブ端子の前記先端と前記外部端子とが接触するときに、前記第１接触端子と前記第２接触端子とが接触することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明に係る第５のＩＣソケットによれば、プレート部材の凹部内に収容された半導体装置をバネ部材の付勢力に逆らってベース部材側に押圧することにより、この半導体装置の外部端子とＩＣソケットのプローブ端子とを接触させることができる。そして、このプローブ端子と外部端子との接触を第１接触端子と第２接触端子との接触により検知することができる。例えば、この第１、第２接触端子間に所定の電圧をかけておけば、当該接触端子間の導通により、その接触を容易に検知することが可能である。
【００１３】
本発明に係る半導体装置の検査方法は、上述した第１から第５のＩＣソケットのうち、いずれか一つを用いて、前記半導体装置の電気的特性を検査することを特徴とするものである。本発明に係る半導体装置の検査方法によれば、上記の第１から第５のＩＣソケットを使用するので、例えば、多品種少量生産型の半導体製造ラインにおいて、個々のＩＣソケットの累積使用回数をそれぞれ正確に把握することができる。これにより、検査の信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るＩＣソケット及び半導体装置の検査方法について説明する。
（１）第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態に係るＩＣソケット１００の構成例を示す断面図である。このＩＣソケット１００は、例えば、ＢＧＡ（ＢＧＡ）タイプのＩＣパッケージ５０に電気的特性の試験（測定検査）や、バーンイン試験（所定温度、電圧条件下での検査）等を行う際に、このＩＣパッケージ５０を収容すると共に、そのボール電極５２を当該ＩＣソケット１００の外に引き出すものである。そして、このＩＣソケット１００は、引き出したボール電極５２を図示しないＩＣハンドラ等に電気的に接続させるものである。図１に示すように、このＩＣソケット１００は、ＩＣソケットベース１２と、プレート１４と、複数個のバネ１６と、一対の電極板１８ａ及び１８ｂと、複数本のプローブピン２０と、ＩＣハンドラ等に設けられた図示しない外部電源から電源を得るための電源端子２２ａ及び２２ｂと、ＩＣソケットベース１２に取り付けられたメモリ素子３０等から構成されている。
【００１５】
これらの中で、プレート１４には、その上面にＩＣパッケージ５０を収容するための凹部１５が設けられている。この凹部１５の内周形状は、ＩＣパッケージ５０の外周形状に略一致しており、プレート１４の上面からその底面にかけて徐々に窄まるようになっている。また、プレート１４の底面付近では、この凹部１５の内周の大きさはＩＣパッケージ５０の外周の大きさと略一致するようになっている。
【００１６】
このような形状により、ＩＣパッケージ５０のボール電極５２を凹部１５の底面に向けた状態で、このＩＣパッケージ５０を凹部１５内に配置すると、このＩＣパッケージ５０は凹部１５の内周壁に誘導されてその底面上で位置決めされる。また、この凹部１５の底面には、この底面からプレート１４の下面に至る貫通孔１３が複数設けられている。これらの貫通孔１３の形成位置は、凹部１５内で位置決めされた状態で、ＩＣパッケージ５０のボール電極５２位置にそれぞれ対応している。このプレート１４は、例えば合成樹脂等の絶縁材料で作られている。
【００１７】
ＩＣソケットベース１２は、上記のプレート１４を複数個のバネ１６を介してその下側から支持するものである。このプレート１４は、例えば合成樹脂等の絶縁材料で作られている。このＩＣソケットベース１２には、上記の貫通孔１３とそれぞれ向かい合う位置にプローブピンがそれぞれ固定されている。そして、これらのプローブピン２０の先端は、上記の貫通孔１３にそれぞれ緩やかに通されている。
【００１８】
図１に示すように、バネ１６に押圧力を与えていない状態（非押圧状態）では、ＩＣソケットベース１２とプレート１４との間には例えば１〜３［ｍｍ］程度の隙間が確保されており、プローブピン２０の先端は凹部１５底面の貫通孔１３内に隠れている。また、バネ１６に押圧力を与えて、プレート１４をＩＣソケットベース１２側へ近づけていくと、プローブピンの先端は、この凹部１５底面の貫通孔１３内から例えば最大で０．５〜１［ｍｍ］程度突出するようになっている。
【００１９】
一対の電極板１８ａ及び１８ｂは、このＩＣソケットベース１２の上面と、プレート１４の下面とにそれぞれ設けられている。図１に示すように、これらの電極板１８ａ及び１８ｂは非押圧状態では互いに接触せず、この非押圧状態で電極板１８ａ及び１８ｂ間には例えば１〜２［ｍｍ］程度の隙間が確保されている。また、バネ１６に押圧力を与えて、プレート１４をＩＣソケットベース１２側へ近づけていくと、この電極板１８ａ及び１８ｂ同士は接触するようになっている。
【００２０】
電源端子２２ａ及び２２ｂは、例えばプレート１４とＩＣソケットベース１２とに分かれて設けられており、一方の電源端子２２ａは一方の電極板１８ａと電気的に接続し、他方の電源端子２２ｂは他方の電極板１８ｂとそれぞれ電気的に接続している。また、メモリ素子３０は、例えばフラッシュメモリ等の書き込み、読み出し、消去動作可能な不揮発性メモリからなるものである。このメモリ素子３０には、電気信号を入力したり、出力したりするために、図示しない入力端子と、出力端子とがそれぞれ設けられている。
【００２１】
図１に示すＩＣソケット１００では、メモリ素子３０と電極板１８ａ及び１８ｂとの間に図示しない配線が設けられており、この配線を介して電源端子２２ａ及び２２ｂとメモリ素子３０とが接続されている。そして、このＩＣソケット１００では、上記の電極板１８ａ及び１８ｂ同士が接触すると、メモリ素子３０に電源が供給され、情報の書き込み、読み出し、消去動作を行うことができるようになっている。
【００２２】
次に、このＩＣソケット１００を用いてＩＣパッケージ５０の電気的特性を検査する方法について説明する。
まず始めに、図１に示すＩＣソケット１００を、図示しないＩＣハンドラのソケット取付台に取り付ける。また、このソケット取付台に取り付けられたＩＣソケット１００のプローブピンを、ＩＣハンドラ側の対応する端子に接続させる。また、ＩＣソケット１００の電源端子２２ａ及び２２ｂをＩＣハンドラが備える外部電源に接続させる。これ以降、テストするＩＣパッケージ５０の種類を変えるまで、このＩＣソケット１００をソケット取付台に取り付けたままにしておく。
【００２３】
次に、ＩＣパッケージ５０のボール電極５２側をＩＣソケット１００の凹部１５に向けた状態で、この凹部１５にＩＣパッケージ５０を載置させる。ここで、この凹部１５に対してＩＣパッケージ５０が多少位置ずれしていたとしても、このＩＣパッケージ５０は凹部１５の内周壁によって所定位置にガイドされ、このＩＣパッケージ５０のボール電極５２は凹部１５底面の貫通孔１３上にくる。このＩＣパッケージ５０の凹部１５内への載置は、図示しないＩＣハンドラの搬送系により行う。
【００２４】
次に、このＩＣハンドラのプッシャーを下方に移動させてＩＣパッケージ５０の上面に当て、このＩＣパッケージ５０をプレート１４側へ押圧する。すると、このＩＣパッケージ５０と共にプレート１４もバネ１６の付勢力に逆らって下方へ押圧され、プローブピンが貫通孔１３内からその外側へ出てきてＩＣパッケージ５０のボール電極５２に接触する。
【００２５】
また、このボール電極５２とプローブピンとが接触すると同時に、プレート１４下面の電極板１８ａと、ＩＣソケットベース１２上面の電極板１８ｂとが接触する。このため、電源端子２２ａ及び２２ｂから電極板１８ａ及び１８ｂを通ってメモリ素子３０に電源が供給される。そして、ボール電極５２とプローブピン２０とが接触した状態で、ＩＣパッケージ５０の電気的特性を検査する（以下で、この検査をプローブ検査という）。
【００２６】
このプローブ検査にかかる時間は、デバイスの種類やテストモードにより異なるものの、多くの場合、ＩＣパッケージ１個当たり数〜十数秒程度である。そして、このプローブ検査が行われている数〜十数秒程度の間、電極板１８ａ及び１８ｂ同士は接触したままである。従って、この電極板１８ａ及び１８ｂ同士の接触回数（即ち、外部端子間の導通回数）は、ボール電極５２とプローブピンとの接触回数に等しく、この電極板１８ａ及び１８ｂ同士の接触回数をＩＣソケット１００の使用回数と見なすことができる。そこで、この電極板１８ａ及び１８ｂ同士の接触回数をカウントする計数回路をＩＣハンドラ側、又はメモリ素子３０に持たせておく。
【００２７】
この例では、上記の計数回路は例えばＩＣハンドラ側に設けられており、この計数回路でカウントした接触回数がメモリ素子３０の入力端子（図示せず）を介して、このメモリ素子３０に記憶される。また、このメモリ素子３０は不揮発性なので、ＩＣパッケージ５０の測定が終わる度に一定間隔で電源が切られても、電極板１８ａ及び１８ｂ同士の接触回数に関する情報を信頼性高く保持し続けることが可能である。
【００２８】
このように、本発明に係るＩＣソケット１００によれば、ＩＣソケット１００のプローブピンとＩＣパッケージ５０のボール電極５２との累積した接触回数（即ち、ＩＣソケット１００の累積使用回数）を、当該ＩＣソケット１００と共に直接持ち運びできるので、ＩＣソケット１００をＩＣハンドラから取り外す機会の多い、多品種少量生産型の半導体製造ラインでも、個々のＩＣソケット１００の累積使用回数をそれぞれ正確に把握することができる。また、これにより、プローブ検査の信頼性を向上させることができる。
【００２９】
この第１実施形態では、ＩＣソケットベース１２が本発明のベース部材に対応し、バネ１６が本発明のバネ部材に対応している。また、プレート１４が本発明のプレート部材に対応し、プローブピン２０が本発明のプローブ端子に対応している。さらに、電極板１８ａが本発明の第１接触端子に対応し、電極板１８ｂが本発明の第２接触端子に対応している。また、凹部１５が本発明の凹部に対応し、貫通孔１３が本発明のプレート部材を貫く開口部に対応している。さらに、ＩＣパッケージ５０が本発明の半導体装置に対応し、ボール電極５２が本発明の半導体装置の外部端子に対応している。また、この第１実施形態では、上記のＩＣソケットベース１２と、バネ１６と、プレート１４と、電極板１８ａ及び１８ｂとにより、本発明のソケット本体を構成している。
（２）第２実施形態
図２は本発明に第２実施形態にかかるＩＣソケット２００の構成例を示す断面図である。このＩＣソケット２００において、第１実施形態で説明したＩＣソケット１００と異なる点は、メモリ素子３０に供給する電源をＩＣハンドラ等の外部ではなく、ＩＣソケット自体に設けた点である。従って、図２において、図１と同一の部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
【００３０】
図２に示すように、このＩＣソケット２００はプレート１４側に例えば電池４０等の内部電源を着脱可能に備えている。そして、プレート１４の下面にある電極板１８ａとＩＣソケットベース１２の上面にある電極板１８ｂとが接触することで、この電池４０から電極板１８ａ及び１８ｂを介してメモリ素子３０に電源が供給される。また、この電池４０から電極板１８ａ及び１８ｂを介してメモリ素子３０に至る電源供給用の配線は、プローブピンからできるだけ離れた位置を通るように引きまわされている。
【００３１】
このような構成によれば、ＩＣハンドラ等の外部から電源を得る場合と比べて、電源端子２２ａ及び２２ｂ（図１参照）を無くすことができる。また、電源からメモリ素子３０に至る配線の長さを短くできるので、ＩＣパッケージ５０を検査する際に生じてしまうノイズを低く抑えることが可能である。この第２実施形態では、電池４０が本発明の電池に対応している。
（３）第３実施形態
図３（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の第３実施形態にかかるＩＣソケット３００の構成例を示す断面図である。図３（Ａ）に示すように、このＩＣソケット３００は、第２実施形態で説明したＩＣソケット２００と同様にプレート１４側に電池４０を備え、さらに、ＩＣソケットの使用回数を表示する液晶モニタ４５をプレート１４の側面に備えたものである。
【００３２】
この液晶モニタ４５はその電源を電池４０から得る。このような構成によれば、図３（Ｂ）に示すように、液晶モニタ４５（一例として、９９９９９回を表示）を目で見ることで、このＩＣソケット３００の累積使用回数をいつでも確認できるので、便利である。この第３実施形態では、液晶モニタ４５が本発明の表示装置に対応している。
なお、上記の第１〜第３実施形態で説明したメモリ素子３０や、液晶モニタ４５は、Ｃソケット１００、２００、３００から取り外し可能なものとすると良い。また、メモリ素子３０に記憶された累積使用回数に関する古いデータは、このメモリ素子３０をＩＣソケット１００、２００、３００から取り外す際に、消去しておく。このような構成によれば、ＩＣソケットの寿命が来た後も、メモリ素子３０や液晶モニタ４５を新品のＩＣソケットに取り付けて再利用することができるので、ＩＣソケット１００、２００、３００を安価にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１実施形態に係るＩＣソケット１００の構成例を示す断面図。
【図２】第２実施形態に係るＩＣソケット２００の構成例を示す断面図。
【図３】第３実施形態に係るＩＣソケット３００の構成例を示す断面図。
【符号の説明】
【００３４】
１２  ＩＣソケットベース、１３  貫通孔、１４  プレート、１５  凹部、１６  バネと、１８ａ、１８ｂ  電極板、２０  プローブピン、２２ａ、２２ｂ  電源端子と、３０  メモリ素子、４０  電池、４５  液晶モニタ、５０  ＩＣパッケージ、５２  ボール電極、１００、２００、３００  ＩＣソケット
【図１】
2005164411.tif 000003
【図２】
2005164411.tif 000004
【図３】
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