(57)【要約】半導体装置用の試験ソケットは、案内板と、胴体部と、少なくとも１つの固定装置とを備える。案内板は、半導体装置を受け入れ可能であって、かつ、半導体装置の電気端子を基盤の電気端子と位置合わせした状態で維持可能である。胴体部は、基盤と接続可能であり、かつ、案内板を基盤の電気端子と位置合わせした状態で維持可能であると共に、基盤への通路となる開口部を有し、胴体部が基盤に接続されている場合、開口部を通して案内板を挿入および取り外しが可能である。少なくとも１つの固定装置は、胴体部に接続されると共に、半導体装置を案内板と接合させた状態で維持可能であり、かつ、半導体装置の電気端子を基盤の電気端子と接続可能である。また、試験ソケットの操作方法も開示している。
2004536324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置用の試験ソケットであって、
案内板と、胴体部と、少なくとも１つの固定装置とを備え、
上記案内板は、半導体装置を受け入れ可能であり、かつ、半導体装置の電気端子を基盤の電気端子と位置合わせした状態で維持可能であり、
上記胴体部は、基盤と接続可能であり、かつ、案内板を基盤の電気端子と位置合わせした状態で維持可能であると共に、基盤への通路となる開口部を有し、基盤に接続されている場合、開口部を通して案内板の挿入および取り外しが可能であり、
上記少なくとも１つの固定装置は、胴体部に接続されると共に、半導体装置を案内板と接合させた状態で維持可能であり、かつ、半導体装置の電気端子を基盤の電気端子と接続可能である試験ソケット。
【請求項２】
上記案内板は周縁部を備え、
開口穴は、胴体部を横断して基盤に向かって設けられていると共に、１つ以上の内側面を備え、
上記内側面は、基盤に対する案内板の大幅な横方向の動きを防止する一方、案内板が基盤から離れて開口部を通って滑り出ることができるように、案内板の周縁部と接合可能である請求項１に記載の試験ソケット。
【請求項３】
上記少なくとも１つの固定装置は、第１位置と第２位置との間を移動でき、
第１位置では、少なくとも１つの固定装置が、半導体装置を案内板と接合させた状態を維持し、かつ、半導体装置の電気端子を基盤の電気端子と接触させ、第２位置では、半導体装置を試験ソケットから取り外して、かつ、案内板を胴体部の開口部から出すことができる請求項２に記載の試験ソケット。
【請求項４】
第１位置にて、胴体部の開口部中で案内板が状態を維持するように、案内板に接続されると共に、少なくとも１つの固定装置と接合可能な少なくとも１つの停止部をさらに備えている請求項３に記載の試験ソケット。
【請求項５】
上記少なくとも１つの固定装置を第１位置へ動かすと、弾性力によって案内板が基盤の方向へ向かうように、上記少なくとも１つの停止部は、圧縮性を有する物質により形成されている請求項４に記載の試験ソケット。
【請求項６】
第１位置にて、胴体部の開口部中で案内板が状態を維持するように、案内板に接続されると共に、少なくとも１つの固定装置と接合可能な少なくとも１つの停止部をさらに備えている請求項１に記載の試験ソケット。
【請求項７】
上記少なくとも１つの固定装置は、１つ以上のレバーを備え、
各レバーは、第１位置と第２位置との間をレバーが回転できるように、蝶番により胴体部と接続されている近接端と、遠心端とを備え、
第１位置では、レバーの遠心端は、半導体装置を案内板と接合させた状態で維持し、かつ、半導体装置の電気端子を基盤の電気端子と接続させ、第２位置では、半導体装置を試験ソケットから取り外して、かつ、案内板を胴体部の開口部から出すことができる請求項６に記載の試験ソケット。
【請求項８】
上記１つ以上のレバーが第１位置にある場合、１つ以上のレバーの各遠心端は、半導体装置および案内板の少なくとも１つの停止部と接合可能である請求項７に記載の試験ソケット。
【請求項９】
上記１つ以上の各レバーは、その近接端と遠心端との間の中間位置にて、案内板の少なくとも１つの停止部と接合可能である請求項８に記載の試験ソケット。
【請求項１０】
上記基盤は、プリント回路基板である請求項１に記載の試験ソケット。
【請求項１１】
半導体装置用の試験ソケットの使用方法であって、
上記試験ソケットは基盤に接続された胴体部を備え、
胴体部は、開口部を備えると共に、案内板を基盤の電気端子と位置合わせした状態で維持可能であって、
上記方法は、
半導体装置の電気端子を基盤の電気端子と位置合わせした状態で維持可能である案内板を、胴体部を基盤から取り外すことなく、胴体部の開口部に挿入する工程と、
半導体装置を案内板に挿入する工程と、
半導体装置を案内板と接合させた状態で維持し、かつ、半導体装置の電気端子を基盤の電気端子と接触させるように、少なくとも１つの固定装置を作動させる工程とを含む方法。
【請求項１２】
半導体装置を案内板から取り外すことができるように、少なくとも１つの固定装置の使用を停止する工程と、
胴体部を基盤から取り外すことなく、胴体部の開口部から案内板を取り出す工程とをさらに含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
上記案内板は周縁部を備え、
開口部は、胴体部を横断して基盤に向かって設けられていると共に、１つ以上の内側面を備え、
上記内側面は、基盤に対する案内板の大幅な横方向の動きを防止する一方、案内板が基盤から離れて開口部を通って滑り出ることができるように、案内板の周縁部と接合可能である請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
上記少なくとも１つの固定装置は、第１位置と第２位置との間を移動でき、
第１位置では、少なくとも１つの固定装置が、半導体装置を案内板と接合させた状態で維持し、かつ、半導体装置の電気端子を基盤の電気端子と接触させ、第２位置では、半導体装置を試験ソケットから取り外して、かつ、案内板を胴体部の開口部から出すことができる請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
第１位置にて、胴体部の開口部中で案内板が状態を維持するように、案内板に接続されると共に、少なくとも１つの固定装置と接合可能な少なくとも１つの停止部をさらに備えている請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
少なくとも１つの固定装置を第１位置へ動かすと、弾性力によって案内板が基盤の方向へ向かうように、上記少なくとも１つの停止部は、圧縮性を有する物質により形成されている請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
上記少なくとも１つの固定装置は、１つ以上のレバーを備え、
各レバーは、第１位置と第２位置との間をレバーが回転できるように、蝶番により胴体部と接続されている近接端と、遠心端とを備え、
第１位置では、レバーの遠心端は、半導体装置を案内板と接合させた状態で維持し、かつ、半導体装置の電気端子を基盤の電気端子と接続させ、第２位置では、半導体装置を上記方法により取り外して、かつ、案内板を胴体部の開口部から出すことができる請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
上記１つ以上のレバーが第１位置にある場合、１つ以上のレバーの各遠心端は、半導体装置および案内板の少なくとも１つの停止部と接合可能である請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
上記１つ以上の各レバーは、その近接端と遠心端との間の中間位置にて、案内板の少なくとも１つの停止部と接合可能である請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
上記基盤は、プリンタ回路基板である請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔発明の背景〕
本発明は、ボールグリッドアレイ型半導体実装品（ball grid array semiconductor packages）、チップスケール（chip scale）型半導体実装品、集積回路装置などの半導体装置用の試験ソケット（test socket）に関するものである。より具体的には、本発明は、多くの整備行為（substantial maintenance actions）をせずに取り外しができる交換可能な案内板（guide plate）を備える試験ソケットに関するものである。
【０００２】
図１には、従来の試験ソケット１０の側面図が示されている。試験ソケット１０は、電気性能試験などの様々な品質保証試験を行うために、半導体装置１２を連続して受け入れる。また、半導体装置１２は、通常、該装置の動作回路（operative circuitry）と電気的に接続されている複数の電気端子１４を備えている。そして、最終的には、半導体装置１２の電気端子１４は、動作回路を機能させる（access functionality）ために、プリント回路基板（printed circuit board）の対応する端子（または、パッド）に半田付けされる。しかし、この半田付け処理により、半導体実装品１２の電気端子１４は、永久的に変形してしまう。したがって、半田付け処理は、品質保証試験中に使用するには不適切な処理である。さらに、露出した半導体チップまたは（ダイス）を品質保証試験する場合、半田付け処理は適切ではない。
【０００３】
上記試験ソケット１０は、半導体装置１２を解放可能なように（releasably）受け入れることができ、かつ、電気端子１４を大きく永久的に変形することなく、プリント回路基板２０の対応する端子に向かって電気端子１４を押し付ける（biasing）。つまり、任意の半導体装置１２に対して、試験ソケット１０の中にある間に品質保証試験を行い、その後、半導体装置１２は、大きく変形されることなく取り外すことができる。
【０００４】
さらに、図２には、プリント回路基板２０から取り外された試験ソケット１０が示されている。なお、この試験ソケット１０は案内板１６を備え、この案内板１６は、半導体装置１２と接合すると共に、半導体装置１２の電気端子１４を、プリント回路基板２０の対応する電気端子と位置合わせして、その状態を維持する。詳しくは、案内板１６は支持機構（support structure）１８を備えている。そして、半導体１２をプリント回路基板２０の電気端子と位置合わせして、その状態を維持するために、上記支持機構１８は半導体装置１２の周縁部（periphery）と接合する。また、支持機構１８の寸法は、半導体装置１２の寸法に一致している。それゆえ、（非標準型チップスケール半導体実装品を試験する場合にあるように）サイズの異なる半導体装置１２を試験する場合には、案内板１６を取り替えなければならない。したがって、図２において最もよく分かるように、試験ソケット１０をプリント回路基板２０から取り外す必要がある。実際には、案内板１６は、案内板１６の周辺フランジ２２と、試験ソケット１０の対応する逃げ溝（undercut）２４とによって、プリント回路基板２０の電気端子と位置合わせして、その状態が維持されている。そして、試験ソケット１０が、プリント回路基板２０に（通常は、小ネジ（図示せず）によって）接続されている場合、逃げ溝２４は、プリント回路基板２０に向かって案内板１６の周辺フランジ２２を押し付ける。
【０００５】
また、半導体装置１２の電気端子１４は、半導体装置１２と解放可能なように接合するラッチ（または、レバー）によって、プリント回路基板２０の対応する電気端子に向かって押し付けられている。
【０００６】
あいにく、プリント回路基板２０から試験ソケット１０を取り外すには、かなりの労作が必要である。なぜなら、技術者は、複数の小ネジを取り外し、試験ソケット１０を持ち上げ、案内板１６を交換し、再び部品を組み立てなければならないからである。品質保証工程に数百個のこのような試験ソケット１０を使用し、かつ、半導体装置１２の寸法の変化により、数百の組立部品に関し整備行為を行う必要のある場合、この問題は深刻なものとなる。これら整備行為の結果、時間が無駄になり、それに伴って、品質保証試験工程に関連する経費が増加する。
【０００７】
したがって、接続された（associated）ＰＣボードからの取り外し、または、他の多くの整備行為を必要とすることなく、サイズの異なる半導体装置を受け入れることのできる新しい試験ソケットが技術的に必要である。
【０００８】
〔発明の概要〕
半導体装置用の試験ソケットは、案内板と、胴体部（shell）と、少なくとも１つの固定装置とを備え、上記案内板は、半導体装置を受け入れ可能であり、かつ、半導体装置の電気端子を基盤の電気端子と位置合わせした状態で維持可能であり、上記胴体部は、基盤と接続可能であり、かつ、案内板を基盤の電気端子と位置合わせした状態で維持可能であると共に、基盤への通路となる開口部を有し、基盤に接続されている場合、開口部を通して案内板の挿入および取り外しが可能であり、上記少なくとも１つの固定装置は、胴体部に接続されると共に、半導体装置を案内板と接合させた状態で維持可能であり、かつ、半導体装置の電気端子を基盤の電気端子と接触可能である。また、基盤は、プリント回路基板であることが好ましい。
【０００９】
上記案内板は、周縁部を備えていてもよい。また、開口部は、胴体部を横断して基盤に向かって設けられていると共に、１つ以上の内側面を備え、上記内側面は、基盤に対する案内板の大幅な横方向の動きを防止する一方、案内板が基盤から離れて開口部を通って滑り出ることができるように、案内板の周縁部と接合可能であってもよい。
【００１０】
また、少なくとも１つの固定装置は、少なくとも第１位置と第２位置との間を移動でき、第１位置では、少なくとも１つの固定装置が、半導体装置を案内板と接合させた状態で維持し、かつ、半導体装置の電気端子を基盤の電気端子と接触させ、第２位置では、半導体装置を試験ソケットから取り外して、かつ、案内板を胴体部の開口部から出すことができることが好ましい。
【００１１】
さらに、試験ソケットは、第１位置にて、胴体部の開口部中で案内板が状態を維持するように、案内板に接続されると共に、少なくとも１つの固定装置と接合可能な少なくとも１つの停止部（stop member）をさらに備えていることが好ましい。また、少なくとも１つの固定装置を第１位置へ動かすと、弾性力によって案内板が基盤の方へ向かうように、少なくとも１つの停止部は圧縮性の物質によって形成されていてもよい。
【００１２】
また、少なくとも１つの固定装置は、１つ以上のレバーを備え、各レバーは、第１位置と第２位置との間をレバーが回転できるように、蝶番により胴体部と接続されている近接端と、遠心端とを備え、第１位置では、レバーの遠心端は、半導体装置を案内板と接合させた状態で維持し、かつ、半導体装置の電気端子を基盤の電気端子と接触させ、第２位置では、半導体装置を試験ソケットから取り外して、かつ、案内板を胴体部の開口部から滑り出すことができることが好ましい。また、１つ以上のレバーが第１位置にある場合、１つ以上のレバーの各遠心端は、半導体装置および案内板の少なくとも１つの停止部と接合可能でもよい。さらに、１つ以上の各レバーは、その近接端と遠心端との間の中間位置にて、案内板の少なくとも１つの停止部と接合可能でもよい。
【００１３】
また、本発明の１つ以上の他の特徴（aspect）として、半導体装置用の試験ソケットの使用方法が開示されている。ここで、上記試験ソケットは基盤に接続されている胴体部を備え、胴体部は、開口部を備えると共に、案内板を基盤の電気端子と位置合わせした状態で維持可能であって、上記方法は、半導体装置の電気端子を基盤の電気端子と位置合わせした状態で維持可能である案内板を、胴体部を基盤から取り外すことなく、胴体部の開口部に挿入する工程と、半導体装置を案内板に挿入する工程と、半導体装置を案内板と接合させた状態で維持し、かつ、半導体装置の電気端子を基盤の電気端子と接続させるように、少なくとも１つの固定装置を作動させる工程とを含んでいてもよい。
【００１４】
上記方法は、半導体装置を案内板から取り外すことができるように、少なくとも１つの固定装置の使用を停止する（deactivating）工程と、胴体部を基盤から取り外すことなく、胴体部の開口部から案内板を取り出す工程とをさらに含んでいることが好ましい。
【００１５】
本発明の他の観点、特徴および長所は、添付の図を参考にした本願の開示により明らかとなるであろう。
【００１６】
〔図面の簡単な説明〕
本発明を説明するため、現在のところ好ましい形状を図に示すが、本発明は、図示したまさにその構造（arrangements）および手段（instrumentalities）に限定されない。
【００１７】
図１は、従来技術に係る試験ソケットを用いた組立部品の側面図である。
【００１８】
図２は、図１の組立部品の分解図である。
【００１９】
図３は、本発明の１つ以上の特徴に基づく試験ソケットを用いた組立部品の側面図である。
【００２０】
図４は、作動中の本試験ソケットの１つ以上の特徴を示した、図３の組立部品の図である。
【００２１】
図５は、本発明の１つ以上の他の特徴を示した、図３の組立部品の側面図である。
【００２２】
〔詳細な説明〕
図３には、本発明の１つ以上の特徴に基づく試験ソケット１０２を備える組立部品１００が示されており、同図では、同様の番号は同様の構成要素を示している。上記試験ソケット１００は、プリント回路基板などである基盤３０と接続可能である。また、試験ソケット１０２は、案内板１０４と胴体部１０６とを備えている。そして、胴体部１０６は、例えば、ネジまたは他の適切な固定装置（図示せず）によって、基盤３０と接続可能であることが好ましい。
【００２３】
上記胴体部１０６は、案内板１０４を基盤３０の電気端子と位置合わせした状態で維持することが可能である。胴体部１０６は、（試験ソケット１０２が、基盤３０に接続されている場合）基盤３０への通路となる（in communication with）開口部１０８を備えていることが好ましく、胴体部１０６が基盤３０に接続されている場合、案内板１０４を滑らせることのできる入口および出口を備え得る。また、案内板１０４は、半導体装置１２を受け入れ、半導体装置１２の電気端子１４を、基盤３０の電気端子（または、パッド）と位置合わせした状態で維持することが可能であることが好ましい。
【００２４】
図４において最もよく分かるように、少なくとも１つ、好ましくは、２つ以上の固定装置１１０が、胴体部１０６に接続されると共に、半導体装置１２を案内板１０４と接合させた状態で維持し、かつ、半導体装置１２の電気端子１４を基盤３０の電気端子と接触させることが可能である。また、任意の数の固定装置１１０を使用しても本発明の範囲から逸れることはない。
【００２５】
上記固定装置１１０は、少なくとも第１位置と第２位置との間を移動できることが好ましい。図３は、第１位置にある固定装置１１０を示している。図４は、第２位置にある固定装置１１０を示している。第１位置にある場合、固定装置１１０は、半導体装置１２を案内板１０４と接合させた状態で維持し、かつ、電気端子１４を基盤３０の電気端子と接触させる。また一方、固定装置１１０が第２位置にある場合は、半導体装置１２を試験ソケット１０２から取り外すことができる。
【００２６】
図５において最もよく分かるように、固定装置１１０が第２位置にある場合、胴体部１０６の開口部１０８を通して案内板１０４を取り出せることが好ましい。より具体的には、胴体部１０６の開口部１０８は、胴体部１０６を横断して基盤３０に向かって設けられていることが好ましい。また、開口部１０８は、胴体部１０６の１つ以上の内側面１２２により規定されていることが好ましい。上記内側面１２２は、基盤３０に対する案内板１０４の大幅な横方向の動きを防止するために、案内板１０４の周縁部１２０と接合可能である。また一方、胴体部１０６が固定装置１１０によって固定されていないが、基盤３０には接続されている場合、開口部１０８によって、基盤３０の表面に対して横方向（例えば、図５に関し垂直に）に、（例えば、滑らせることのできる入口および出口を介して）案内板１０４を挿入または取り出すことができる。その結果、それぞれ同じまたは異なる支持機構１３０Ａ，１３０Ｂなどを有する任意の数の案内板１０４Ａ，１０４Ｂなどを置き換えられるため、非常に簡易化された、迅速で費用効果のある処理が可能となる。
【００２７】
ここで、再び図３および図４に戻ると、案内板１０４は、少なくとも１つの停止部１４０を備えていることが好ましい。固定装置１１０が第１位置にあって、案内板１０４が胴体部１０６の開口部１０８中で状態を維持している場合、停止部１４０は固定装置１１０に接触する。また、案内板１０４は、使用される固定装置１１０と同じ数の停止部１４０を備えていることが最も好ましい。必ずしも必要ではないが、停止部１４０が、適当なポリマー、短連鎖ポリマー、および、弾性部材（elastomers）などの圧縮可能な物質により形成されていることが好ましい。いずれにせよ、停止部１４０は、固定装置１１０が第１位置へ動かされるときに、弾力によって案内板１０４が基盤３０の方向へ向かうように、いくらかの弾力性があることが好ましい。
【００２８】
また、他の実施形態としては、停止部１４０が硬くてもよい。また、固定装置１１０は、弾性があっても硬いものでもよい。停止部１４０が硬い場合の実施形態では、必ずしも必要ではないが、上述のように構成部品にかかる機械的な応力が最少となるように、取り外し可能な固定装置１１０に弾力性があることが好ましい。
【００２９】
上記固定装置１１０は、レバー機構を備えていることが好ましい。このレバー機構は、蝶番により胴体部１０６と接続されている近接端１２６と半導体装置１２の周縁部と接合可能な遠心端１２８とを備えている。固定装置１１０は、固定装置１１０の遠心端１２８が半導体装置１２を基盤３０に向かわせるように、第１位置の方向へバネにより押し付けられている（spring-biased）ことが最も好ましい。また、停止部１４０は、固定装置１１０が第１位置にある場合に固定装置１１０と接合するように、大きさが決められ、かつ、形づくられていることが好ましい。さらに、停止部１４０は、固定装置１１０の近接端と遠心端１２６，１２８との間の中間位置において、固定装置１１０とそれぞれ接合することが最も好ましい。
【００３０】
ここで、再度図５を参照し、本発明の少なくとも１つ以上の観点に基づくと、試験ソケット１０２の有利な使用方法は、（ｉ）胴体部１０６を基盤３０と接続する工程と、（ｉｉ）胴体部１０６を基盤３０から取り外すことなく、案内板１０４を胴体部１０６の開口部１０８に挿入する工程と、（ｉｉｉ）半導体装置１２を、案内板１０４に（開口部１０８を介して）挿入する工程と、（ｉｖ）半導体装置１２を案内板１０４と接合させた状態で維持し、かつ、半導体装置１２の電気端子１４を基盤３０の電気端子と接触させるように、固定装置１１０を作動させる工程とを含んでいる。また、上記方法は、（ｖ）半導体装置１２を案内板１０４から取り外せるように、固定装置１１０の使用を停止する（例えば、固定装置１１０を第２位置へ動かす）工程と、（ｖｉ）胴体部１０６を基盤３０から取り外すことなく、案内板１０４を胴体部１０６の開口部１０８から取り出す工程とをさらに含んでいることが好ましい。
【００３１】
このように、本発明の長所は、胴体部１０６を基盤３０から取り外す整備行為を必要とすることなく、試験ソケット１０２の案内板１０４を交換できることである。その結果、案内板１０４を交換するというかなりの労作を行うことなく、サイズの異なる多数の半導体装置１２を試験することができる。
【００３２】
上記においては、本発明を個々の実施形態を参考にして説明してきたが、これら実施形態は、本発明の原理と適用例とを単に例示したものである。従って、従属請求項により定義されるように、本発明の精神と範囲とに反することなく、記載の実施形態に数々の変更を行ってもよく、他の構造を考案してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来技術に係る試験ソケットを用いた組立部品の側面図である。
【図２】図１の組立部品の分解図である。
【図３】本発明の１つ以上の特徴に基づく試験ソケットを用いた組立部品の側面図である。
【図４】稼働中の本試験ソケットの１つ以上の特徴を示した、図３の組立部品の側面図である。
【図５】本発明の１つ以上の他の特徴を示した、図３の組立部品の側面図である。
【国際公開パンフレット】
2004536324.tif 000003
2004536324.tif 000004
2004536324.tif 000005
2004536324.tif 000006
2004536324.tif 000007
2004536324.tif 000008
2004536324.tif 000009
2004536324.tif 000010
2004536324.tif 000011
2004536324.tif 000012
2004536324.tif 000013
2004536324.tif 000014
2004536324.tif 000015
2004536324.tif 000016
2004536324.tif 000017
2004536324.tif 000018
2004536324.tif 000019
2004536324.tif 000020
2004536324.tif 000021
2004536324.tif 000022
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004536324.tif 000023
【国際調査報告】
2004536324.tif 000024
2004536324.tif 000025