【手続補正書】
【提出日】平成19年10月15日(2007.10.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアとソケットとテストヘッドとを備えた半導体装置の電気特性試験装置であって、
前記キャリアの位置決め部に、前記半導体装置の実装面の反対面が前記位置決め部に接触して、前記半導体装置が装着されており、
前記位置決め部の側部に設けられた溝には、前記ソケットが搭載され、前記ソケットに設けられたコンタクトピンの先端部が前記半導体装置のリードの根元の実装面と反対面側に接触するとともに、該コンタクトピンの他端が前記ソケットに設けられた配線部に接続されており、前記テストヘッドに設けられた第一の接触子が前記半導体装置の前記リードの根元の実装面側に接触し、該第一の接触子と前記コンタクトピン先端部とで前記リードの根元が狭まれた状態で、かつ前記テストヘッドの第二の接触子が前記配線部に設けられたコンタクト端子に接触して、電気特性試験が行われる構成を備えたことを特徴とする半導体装置の電気特性試験装置。
【請求項２】
前記テストヘッドと前記キャリアが所定の距離に接近した状態において、前記電気特性試験が行われるとともに、
前記テストヘッドと前記キャリアが所定の距離に離れた状態において、前記キャリアの上部に設けられた前記照明装置によって前記半導体装置の前記リードを照明するとともに、前記撮像装置で撮像することにより、前記リードの外観検査が行われる構成を兼ね備えたことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の電気特性試験装置。
【請求項３】
前記テストヘッドには、前記第一の接触子を前記リードに所定の圧力で接触させるための押圧機構が設けられており、該押圧機構のバネ定数が、前記コンタクトピンのバネ定数と等しくなるよう設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の電気特性試験装置。
【請求項４】
前記ソケットの上面には、樹脂材によって平坦面が形成されているとともに、前記コンタクトピンの先端部が突出する開口部が前記平坦面に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の電気特性試験装置。
【請求項５】
前記配線部にはパターン配線が設けられており、該パターン配線の一端は前記コンタクトピンに接続されるとともに、他端が前記半導体装置のリード間隔よりも広い間隔を有して前記コンタクト端子に接続されており、該コンタクト端子と前記テストヘッドの第二の接触子とが接触する領域の前記コンタクト端子の端部の面積が、前記第二の接触子の先端部分の面積より大きくなるよう設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の電気特性試験装置。
【請求項６】
前記コンタクト端子は、ベリリウムと銅の合金あるいは青銅のいずれかを用いるとともに、該コンタクト端子厚さを０．５〜１ｍｍ厚とした構成であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の電気特性試験装置。
【請求項７】
前記ソケットは、前記キャリアの溝から取り外し可能に搭載されていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の電気特性試験装置。
【請求項８】
前記開口部は、前記ソケットの上面から下面へ貫通して設けられているとともに、前記コンタクトピンの下面と前記ソケットの下面との間に前記貫通した開口部とつながる貫通部が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の電気特性試験装置。
【請求項９】
前記キャリアの位置決め部にはピンが設けられており、このピンに前記半導体装置に設けられた穴が挿入されることにより位置決め装着されることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の電気特性試験装置。
【請求項１０】
前記ソケット上面の樹脂材表面は、前記照明装置の照明の乱反射防止剤が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の電気特性試験装置。
【請求項１１】
前記開口部の幅は、前記リードの幅より狭いことを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の電気特性試験装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】半導体装置の電気特性試験装置
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体装置の電気特性試験を行うための電気特性試験装置と、前記電気特性試験と寸法検査等の外観検査を共用した装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置の電気特性試験を行うための装置としてのＩＣキャリアは、例えば特許文献１にあるように、リード成型後のＩＣパッケージを、リードピンのはんだ付け実装面を上にした状態でキャリアに搭載し、リードピンの形状に合わせたリード収納部、位置決めモールド部、ラッチによりＩＣパッケージを保持し、リード押え部によりコンタクトピンとの接触時、リードピンを支えている。このリードピンとコンタクトピンとの接触はリードピンの曲げている箇所、あるいはリード肩部にて行っている。また接触する時の圧力はリード曲がりを起こさない程度に設定されている。なお、位置決め用溝とコンタクタの位置決め部が合致し位置決めを行ないリードへコンタクトして電気特性試験を行なう構成が示されている。
【０００３】
また、従来のリード検査装置は例えば特許文献２に示すように、リードを有する電子部品を載せる専用の検査台と、リードの先端方向から照射する照明系と、その反射光を撮像する撮像装置を備えた構成が示されている。
【０００４】
【特許文献１】実開平０５−０６９９４９号公報（６頁  ２８〜３６行、図３）
【特許文献２】特開平０５−１７２７５４号公報（２頁  ２〜３行、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のＩＣキャリアはリード成型した半導体装置を、リードピンのはんだ付け実装面を上にした状態で搭載し、ＩＣキャリアのコンタクトピンは半導体装置のリードの根元へ下側のみからコンタクトしている。この構成ではリードに対して片側のみから荷重が掛かっておりリードを変形させる問題があることから、精度の高い電気特性試験を行うため、接触抵抗に影響されない大きな荷重を加えてコンタクトをとることはできない。つまりリードを変形させずにケルビン接続による接触抵抗に影響されない精度良い電気特性試験ができない問題点があった。
【０００６】
また、位置決めモールドを備えた蓋があることでリードが隠れ、ＣＣＤカメラ、撮像装置、照明等で構成されたリード外観検査装置による半導体装置の上面からのリード曲り、各リードの間隔測定検査ができない問題点があった。また、照明の乱反射によってリード外観検査装置が検査対象の半導体装置のリードと、ＩＣキャリアに備えたコンタクトピンやキャリアの凹凸との区別ができず誤判定する問題があった。そのため半導体装置の電気特性試験とリード外観検査が、別々のＩＣキャリアを用いて行わねばならないという問題点があった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、コンタクト不良がなく、かつリードを変形させず、接触抵抗に影響されない精度良い半導体装置の電気特性試験装置の提供および同一のＩＣキャリアを用いて前記電気特性試験と、リード曲り、リード間隔測定等の半導体装置の外観検査が共用可能な装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る半導体装置の電気特性試験装置は、キャリアとソケットとテストヘッドとを備え、キャリアの位置決め部に、半導体装置の実装面の反対面が位置決め部に接触して半導体装置が装着されており、位置決め部の側部に設けられた溝には、ソケットが搭載され、ソケットに設けられたコンタクトピンの先端部が半導体装置のリードの根元の実装面と反対面側に接触するとともに、コンタクトピンの他端がソケットに設けられた配線部に接続されており、テストヘッドに設けられた第一の接触子が半導体装置のリードの根元の実装面側に接触し、第一の接触子とコンタクトピン先端部とでリードの根元が狭まれた状態で、かつテストヘッドの第二の接触子が配線部に設けられたコンタクト端子に接触して、電気特性試験が行われる構成を備えたものである。
【０００９】
また、この発明に係る半導体装置の電気特性試験装置は、テストヘッドとキャリアが所定の距離に接近した状態において、電気特性試験が行われるとともに、テストヘッドとキャリアが所定の距離に離れた状態において、キャリアの上部に設けられた照明装置によって半導体装置のリードを照明するとともに、撮像装置で撮像することにより、リードの外観検査が行われる構成を兼ね備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の半導体装置の電気特性試験装置は、キャリア位置決め部に半導体装置が装着され、側部の溝にソケットが搭載され、ソケットに設けられたコンタクトピンの先端部が半導体装置のリードの根元の実装面と反対面側に接触し、テストヘッドの第一の接触子がリードの根元の実装面側に接触し、コンタクトピンを第一の接触子とでリード根元の上、下面を挟んだ状態で電気特性試験が行われるので、リードにコンタクトによる変形や応力を発生させることなく、また充分なコンタクト圧を与えることができるので接触抵抗を減少させ、ケルビン接続による精度良い半導体装置の電気特性試験が行える。
また、リードの根元を上下からコンタクトする構成であることから、半導体装置外形、リード間隔、リード本数が同じであれば、同じ搬送用キャリアで異なったリード長さ、リード形状の半導体装置も精度良く電気特性試験をすることができる。さらにケーブルレスであることから搬送用キャリアとしてコンベア等の搬送装置上で複数の試験を行なうことができるという効果がある。
【００１１】
この発明の半導体装置の電気特性試験装置は、テストヘッドとキャリアが所定の距離に離れた状態で、照明装置の照明と撮像装置によってリードの外観検査が行われる構成であるので、同じキャリアで半導体装置の電気特性試験とリード外観検査を行なうことができる。よって半導体装置をキャリアから電気特性試験やリード外観検査を行なう専用の検査台へ移載する搬送装置、もしくはリード外観検査をするための別に設置する専用装置が不要となり装置コストの低減ができる。また、コンベア等の同じ搬送装置上で２つ以上の試験、検査が可能になることで搬送時間の短縮による生産性の向上ができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１を図に基づいて説明する。
図１は実施の形態１による半導体装置の電気的試験を行う際の電気特性試験装置１００を示す断面図を、図２は図１のＡ−Ａ矢視の平面図を示す。
図１、２において、この電気特性試験装置１００は、搬送用のキャリア１とこのキャリア１に搭載された一体成型樹脂ソケット４とキャリア１の上部に配置されたテストヘッド１０の主要構成品よりなり、リード成型後の半導体装置２がキャリア１の位置決め部１ａに装着されている。図１に示す位置決め部１ａはキャリア１に設けた位置決め溝１ｂに相当する。
位置決め部１ａの両側に設けられたソケット搭載用溝１５にはソケット４が取り外し容易に搭載されている。このソケット４には、半導体装置２のリード３の本数およびリード間隔を同じくした複数のコンタクトピン６と、このコンタクトピン６に接続される配線部８と、この配線部８に形成され前記コンタクトピン６と接続部１２で接続され、配線部８の外側部分に設けられた複数のコンタクト端子９に接続されるパターン配線１３が設けられている。
【００１３】
また、ソケット４は図３の断面見取り図に示すように、樹脂５により一体成型され、さらに前記コンタクトピン６の上面の樹脂５は平坦面５ａが形成されていて、コンタクトピン６の先端部６ａが突出する開口部５ｂが設けられているとともに、この開口部５ｂはソケット４の上面である前記平坦面５ａから、ソケットの下面へ貫通して設けられて貫通し、かつコンタクトピン６の下面とソケット下面の間に貫通部１４が設けられている。また図１に示すようにキャリア１の上部には半導体装置２の電気特性試験を行うための複数の第一の接触子１１ａ、第二の接触子１１ｂを備えたテストヘッド１０が配置されている。
【００１４】
ここで、図１、図２に示す半導体装置２は、ＤＩＰ（Dual Inline Package）型で示したが、ＳＩＰ（Single Inline Package）型等他の形状の半導体装置であってもよい。図１に示す半導体装置２は、湾曲に成形されたリード３を有し、湾曲したリードの先端部分が実装面２ａとなる。この実装面２ａが上部すなわち前記テストヘッド１０の方向を向くようキャリア１の溝１ｂ内に搭載されている。
なお、前記リード３は図１に示すような湾曲成形されたものに限らず、例えば半導体装置２の上、下面と平行にリードを直線状に形成した半導体装置２もある。この場合は、半導体装置２に示される表示により実装面２ａが判別され、この実装面２ａを上部となるよう溝１ｂ内に搭載される。
【００１５】
ここで図２に基づき、配線部８のパターン配線１３およびコンタクト端子９の詳細を説明する。
パターン配線１３のパターン間隔は、接続部１２が接続される部分では、コンタクトピン６の間隔つまりリード３の間隔と等しい。しかし図２に示すようにコンタクト端子９が前記コンタクトピン間隔よりも広い間隔で、スタッガされて配置され、この個所につながるパターン配線１３は広い間隔のパターン形状を有している。コンタクト端子９の材質はベリリウムと銅の合金あるいは青銅とし、その厚さをパターン配線１３の厚さより数倍以上の厚さである０．５〜１ｍｍ厚とし、摩耗に対して余裕をもたせた厚さとしている。さらに電気特性試験時にコンタクト端子９とテストヘッド１０の第二の接触子１１ｂと接触する面の面積はコンタクト端子面積＞第二の接触子面積となるように設定されている。このような関係を有して第二の接触子１１ｂがコンタクト端子９に接触するので、確実な接触が行え、接触面での接触面積不足が原因の電気特性試験の誤判定を少なくし、また、コンタクト端子が充分な厚さを備えているので、摩耗が原因の接触不良を防止できる。
【００１６】
次に、リード成型後の半導体装置２のキャリア１上での電気特性試験を行う場合の状態について詳述する。
キャリア１のソケット搭載用の溝１５に搭載されたソケット４に設けられたコンタクトピン６の先端部６ａは、図４に示すように樹脂５の平坦面５ａに設けた開口部５ｂから突出している。キャリア１に搭載された半導体装置２のリード３は、半導体装置２近傍のリードの根元３ｂの実装面と反対面側において、前記コンタクトピン６の先端部６ａと接触する。この状態でキャリア１は、例えばコンベアやロボット等の搬送機器に搭載され、電気特性試験を行うエリアに運ばれる。
【００１７】
次に、図５の電気特性試験装置１００に示すように、キャリア１の上部に配置されたテストヘッド１０が所定の距離まで接近、あるいはキャリア１がテストヘッド１０に、または双方が所定の距離まで接近してテストヘッド１０に設けられた第一の接触子１１ａが前記リードの根元３ｂの実装面側に所定の荷重（接触圧力）となるように接触する。この時、コンタクトピン６の外側に接続された配線部８の外側部に設けられたコンタクト端子９にも、前記第二の接触子１１ｂが接触する。
【００１８】
ここで、リードの根元３ｂの実装面側に接触する第一の接触子１１ａと、実装面と反対面側に接触するコンタクトピン先端部６ａによって、リードの根元３ｂは挟まれた状態となる。この場合のリードの根元３ｂに印加される所定の荷重（接触圧力）は、次のようにして設定されている。
テストヘッド１０には、第一の接触子１１ａを所定の荷重でリードの根元３ｂを押圧するための図示省略したコイルバネ、皿バネ等による押圧機構が設けられている。そしてこの押圧機構の、例えばコイルバネは、コンタクトピン６のバネ定数と等しいバネ定数を有するものが設けられている。従って、電気特性試験を行うことによるリードの根元３ｂに接触する第一の接触子１１ａ荷重により、リード３が曲げ変形を生じることがなく、それに伴う複数のリード３の配列方向の変形も発生せず、リード３間のピッチも精度よく保持される。
【００１９】
なお、半導体装置２は、キャリア１の位置決め溝１ｂに搭載した例を示したが、半導体装置２の裏面に位置決め用の穴がある場合には、キャリア１に前記穴に合致するようピンを設けて、このピンが半導体装置２の穴に挿入され位置決めを行ってもよい。
【００２０】
このようにこの実施の形態１では、
（１）コンタクトピン６と第一の接触子１１ａのバネ定数を互いに等しいものに設定した構成によって、半導体装置２のリード３に変形を発生させることなく、かつ接触部の接触抵抗に影響されない、精度よい電気特性試験が行える。
（２）リードの根元３ｂを上下面から接触することから、半導体装置外形、リード間隔、リード本数が同じであれば、同じ搬送用キャリア１で異なったリード長さ、リード形状の半導体装置２も精度良く電気特性試験をすることができる。さらにケーブルレスであることから搬送用キャリア１としてコンベア等の搬送装置上で複数の試験を行なうことができる。
（３）ソケット４はキャリア１の溝１５内に搭載しているが、小さな外力、例えば人力、ロボット等により容易に取り外すことが出来る。これにより、ソケット４のコンタクトピン６が磨耗、破損した時にソケット４を交換することができ、キャリア１の再利用ができる。また、半導体装置２の外形は同じで、リード３の間隔もしくはリード本数が異なる半導体装置２の電気特性試験を行ないたい時には、試験したい半導体装置２に合わせたリード３の本数、間隔のコンタクトピン６を備えた別のソケット４に置き換えることでキャリア１を流用することができる。
（４）一体成型の樹脂５による、コンタクトピン６の先端部６ａのみ露出していることにより、コンタクトピン６間には障壁が形成され、コンタクトピン６の横振れによる接触不良や隣のコンタクトピン６へ接触するという不具合の発生が防止される。
（５）コンタクトピン６の先端部６ａを露出させている開口部５ｂは、ソケット４の上面側から下面側に貫通しており、ソケット４上に何らかの原因によって蓄る異物を落下させることができて接触不良をなくす。また例えば、エアーを吹き付けることによる異物の除去が容易である。
（６）また、ソケット４上の配線部８に充分な接触面積を有したコンタクト端子９を取り付けることで接触による磨耗を防止するとともに接触不良の発生をなくすことができる。といった従来にない顕著な効果を奏するものである。
【００２１】
実施の形態２．
次に実施の形態２による半導体装置２の外観検査装置１１０を図に基づいて説明する。
図６は、前記実施の形態１で所定の電気特性試験を完了したキャリア１に複数個搭載されたソケット４上の半導体装置２のリード３部の外観検査を、図１に示したテストヘッド１０とキャリア１とが互いに移動またはいずれか一方が移動して、所定の距離に離れた状態において行う場合を示している。図において、２０は撮像装置、２１はリング照明装置を示す。
【００２２】
先の実施の形態１の図３で述べたように、キャリア１に搭載した一体成型樹脂ソケット４はコンタクトピン６の先端部６ａのみ露出させている。それ以外の平坦面５ａの部分は、ＣＣＤカメラ等の撮像装置２０、照明装置２１等で構成されたリード外観検査装置で誤判定しないための乱反射防止剤５ｃを備えている。この乱反射防止剤は、樹脂５の平坦面５ａに塗布あるいは樹脂５そのものに着色した、例えば黒系統の色やそのつや消し色等を用いた平坦な面で覆い隠している。これによりソケット４上面の凹凸による照明の乱反射を防止した。よって半導体装置２をキャリア１に搭載した状態を維持したままでコンベア等の搬送装置を用い、同じキャリア１で電気特性試験と上面からのリード３の曲り、リード間隔測定等のリード外観検査を行なうことができる。また、半導体装置２をキャリア１から電気特性試験やリード外観検査を行なう専用の検査台へ移載する搬送装置、もしくはリード外観検査をするための別に設置する専用装置が不要となり装置コストの低減ができる。また、コンベア等の同じ搬送装置上で２つ以上の試験、検査が可能になることで搬送時間の短縮による生産性の向上ができる。さらに、ソケット４の上面が平坦面５ａをなすとともに、乱反射防止剤５ｃを設けているので、リード３の画像処理がより正確に行われる。
なお、この実施の形態２では照明をリング照明装置としたが、これに限定されるものではない。
【００２３】
実施の形態３．
先に示した図４において、キャリア１に搭載した一体成型樹脂ソケット４の上面５ａにコンタクトピン先端部６ａの開口部５ｂを設けている。この開口部５ｂの形状は長方形状としている。開口部５ｂの開口幅Ｂは半導体装置２のリード３の幅Ｃより狭い。またリード３の長さ方向に長い開口形状としている。そして、この長い開口形状はコンタクトピン６の先端部６ａがリード３によって上部方向から見通すことの出来ない寸法としている。
すなわち、リード３の外観検査を撮像装置２０によって行う際、リード３が開口部５ｂおよび開口部５ｂより突出するコンタクトピン６の先端部６ａを覆い隠すことにより、リード３の撮像をより正確に行えるようにしたものである。また開口部５ｂを長方形状で可能な限り大きくすることで、異物が落下しコンタクトピン６もしくは半導体装置２のリード３に異物が付着することによる接触不良が原因の電気特性試験の誤判定の発生をなくすことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
この発明は、半導体装置の電気特性試験や、電気的試験、外観検査共用の試験装置に利用出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態１による半導体装置の電気特性試験装置の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１による半導体装置の電気特性試験装置の部分平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１〜３によるキャリアに搭載する一体成型樹脂ソケットの断面見取り図である。
【図４】本発明の実施の形態１〜３による一体成型樹脂ソケットのコンタクトピン先端部周辺を拡大し示した斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態１による半導体装置の電気特性試験を行う状態を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２による半導体装置の外観検査を行う状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  キャリア、１ａ  位置決め部、１ｂ  位置決め溝、２  半導体装置、
２ａ  実装面、３  リード、３ｂ  リード根元、４  ソケット、５  樹脂、
５ａ  平坦面、５ｂ  開口部、５ｃ  乱反射防止剤、６  コンタクトピン、
６ａ  コンタクトピン先端部、８  配線部、９  コンタクト端子、１０  テストヘッド、
１１ａ  第一の接触子、１１ｂ  第二の接触子、１２  接続部、１３  パターン配線、
１４  貫通部、２０  撮像装置、２１  リング照明装置、１００  電気特性試験装置、
１１０  電気特性試験、外観検査共用装置。