(57)【要約】【課題】扱いやすく動作確実な半導体チップテストソケットであって、特にベアチップのテストに好適なものを提供する。【解決手段】半導体チップテストソケット１は、水平面内で半導体チップ２３を二次元的に位置決めし保持するソケット受部１０と、半導体チップ２３に上方から接触する複数のプローブ４４を備えたソケット蓋部４０とにより構成される。ソケット受部１０とソケット蓋部１０には対をなすコネクタ２５Ｌ、２５Ｒ、４６Ｌ、４６Ｒを設ける。ソケット受部１０側のコネクタはテスト回路に接続し、ソケット蓋部４０側のコネクタはプローブ４４に接続する。ソケット蓋部４０をソケット受部１０に対し上方より接近させることにより、ソケット蓋部４０とソケット受部１０の嵌合がなされ、且つコネクタ２５Ｌ、２５Ｒとコネクタ４６Ｌ、４６Ｒの結合がなされる。【選択図】図１
2007121222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平面内で半導体チップを二次元的に位置決めし保持するソケット受部と、前記半導体チップに上方から接触する複数のプローブを備えたソケット蓋部からなる半導体チップテストソケットにおいて、
前記ソケット受部と前記ソケット蓋部には対をなすコネクタを設け、ソケット受部側のコネクタはテスト回路に接続し、ソケット蓋部側のコネクタは前記プローブに接続するとともに、ソケット蓋部をソケット受部に対し上方より接近させることにより、ソケット蓋部とソケット受部の嵌合が達成され、且つ前記コネクタの結合が達成されることを特徴とする半導体チップテストソケット。
【請求項２】
前記ソケット受部における半導体チップ位置決め部材の移動と、前記ソケット蓋部をソケット受部に嵌合した後のソケット蓋部の降下とが、いずれも送りネジにより遂行されることを特徴とする請求項１に記載の半導体チップテストソケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体チップテストソケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体は製造過程の様々な局面でテストされる。テストは電極端子にプローブを接触させて行う。ダイシングして個々の半導体チップに分割する前のウェハに対してはプローブカードを接触させてテストする。半導体チップをパッケージにワイヤボンディングした段階ではパッケージ側の電極端子にプローブを接触させてテストする。パッケージにボンディングする前のベアチップの状態でテストを行うこともある。
【０００３】
特許文献１にはベアチップをテストするための半導体チップ用ソケットが記載されている。この半導体チップ用ソケットでは、前後左右及び上下の移動が可能なステージにベアチップを固定し、ステージの移動により、ソケットフタに設けられたプローブにベアチップを接触させている。
【特許文献１】特開平９−８０１１６号公報（第３−４頁、図１−４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、扱いやすく動作確実な半導体チップテストソケットであって、特にベアチップのテストに好適なものを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）上記目的を達成するために本発明は、水平面内で半導体チップを二次元的に位置決めし保持するソケット受部と、前記半導体チップに上方から接触する複数のプローブを備えたソケット蓋部からなる半導体チップテストソケットにおいて、前記ソケット受部と前記ソケット蓋部には対をなすコネクタを設け、ソケット受部側のコネクタはテスト回路に接続し、ソケット蓋部側のコネクタは前記プローブに接続するとともに、ソケット蓋部をソケット受部に対し上方より接近させることにより、ソケット蓋部とソケット受部の嵌合が達成され、且つ前記コネクタの結合が達成されることを特徴としている。
【０００６】
この構成によると、ソケット蓋部はソケット受部から完全に分離されているので、プローブをセッティングする際など、ソケット蓋部を天地反転し、プローブが取り付けられるべき下面を上に向けてセッティングを行うことができ、作業がやりやすい。またソケット蓋部をソケット受部に対し上方より接近させることにより、ソケット蓋部とソケット受部の嵌合とコネクタの結合が一連の動作として実行されるから、操作手順が簡単である。しかもソケット蓋部とソケット受部の電気的接続をフラットケーブル等でなくコネクタで行うこととしたので、断線等の懸念なく確実な電気的接続を得ることができる。
【０００７】
（２）また本発明は、上記構成の半導体チップテストソケットにおいて、前記ソケット受部における半導体チップ位置決め部材の移動と、前記ソケット蓋部をソケット受部に嵌合した後のソケット蓋部の降下とが、いずれも送りネジにより遂行されることを特徴としている。
【０００８】
この構成によると、半導体チップを送りネジにより精密に位置決めすることができる。またソケット蓋部の降下も送りネジによって行われるので、プローブと電極端子に無理な力がかからないよう、ゆっくりと接触させることができる。しかも動作に空圧配管等は不要であり、複雑な駆動メカニズムを必要とせず、小型で可搬性に優れる、安価なテストソケットとすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、プローブのセッティング等の準備作業が容易であり、またプローブと半導体チップを正確に位置決めし無理なく接触させることができる半導体チップテストソケットを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下本発明の一実施形態を図１−７に基づき説明する。図１は半導体チップテストソケットの正面図、図２はソケット受部の上面図、図３は半導体チップテストソケットの側面図、図４はソケット蓋部の下面図、図５及び図６は図１と異なる状態を示す半導体チップテストソケットの正面図、図７は半導体チップテストソケットの上面図である。
【００１１】
半導体チップテストソケット１はソケット受部１０とソケット蓋部４０により構成される。まずソケット受部１０の構造から説明する。
【００１２】
ソケット受部１０の構造の中心をなすのは架台１１である。架台１１は平面形状矩形であって、図示しない脚部により、机上又は床上に水平に支持される。架台１１の上面中央にはステージ１２が設置される。ステージ１２は、直方体形状のアンビルブロック１３と、アンビルブロック１３の上面を囲む平面形状矩形の囲い１４とからなる。囲い１４の四辺のうち、架台１１の長手方向に沿って延びる辺１５と、それと直交する方向に延びる辺１６には、それぞれスライダ１７、１８が設置される（図２参照）。スライダ１７、１８は、囲い１４の外側に配置された送りネジ１９、２０に連結している。
【００１３】
ステージ１２を構成する部材には耐食性に優れた材料を用い、これに金メッキを施して、耐摩擦性の向上と帯電防止を図るのがよい。
【００１４】
スライダ１７、１８には、囲い１４の内部において、それぞれ平面形状Ｌ字形の位置決めフック２１、２２が固定される。送りネジ１９、２０を回転させると、位置決めフック２１は架台１１の長手方向（これをＸ軸方向とする）にスライドし、位置決めフック２２はそれと直交する方向（これをＹ軸方向とする）にスライドする。半導体チップ２３は位置決めフック２１、２２で囲まれる空間に入れられ、位置決めされる。
【００１５】
架台１１の上面には、ステージ１２を挟むように１対の嵌合ガイド２４Ｌ、２４Ｒが設置される。嵌合ガイド２４Ｌ、２４Ｒはいずれも、Ｙ軸方向に延びる垂直壁を２枚、Ｘ軸方向に間隔を置いて配置することにより構成される。嵌合ガイド２４Ｌ、２４Ｒの中にはコネクタ２５Ｌ、２５Ｒが設置される。コネクタ２５Ｌ、２５Ｒは後述するソケット蓋部４０側のコネクタと対をなす。コネクタ２５Ｌ、２５Ｒからは複数のプラグピン２６が垂直上方に突き出している。
【００１６】
嵌合ガイド２３の外側にはソケット蓋部４０を受けるアングル２７Ｌ、２７Ｒが配置される。架台１１上に設置された雌ネジブロック２８Ｌ、２８Ｒにネジ込まれた送りネジ２９Ｌ、２９Ｒがアングル２７Ｌ、２７Ｒに回転自在且つ軸線方向には分離不能に連結し、これを支持する。送りネジ２９Ｌ、２９Ｒには架台１１の下面においてサムホイール３０Ｌ、３０Ｒが固定されている。サムホイール３０Ｌ、３０Ｒを指で回すと送りネジ２９Ｌ、２９Ｒがナットブロック２８Ｌ、２８Ｒに対し進退、すなわち昇降する。
【００１７】
送りネジ２９Ｌ、２９Ｒにはサムホイール３０Ｌ、３０Ｒの下の箇所にタイミングプーリ３１Ｌ、３１Ｒが固定され、これにタイミングベルト３２が巻き掛けられている。この構造により、送りネジ２９Ｌ、２９Ｒは一方が回転すれば他方も同じ角度だけ回転し、アングル２７Ｌ、２７Ｒを均等に昇降させることになる。
【００１８】
アングル２７Ｌ、２７Ｒの両端からは、図３に見られるようにガイドロッド３３が垂下する。ガイドロッド３３は架台１１の上面に設置されたガイドブロック３４を上下に貫通している。この構造によりアングル２７Ｌ、２７Ｒは、送りネジ２９Ｌ、２９Ｒを中心として水平面内で回転したり、図３において左右に傾いたりすることなく、常に水平を保った状態で昇降する。
【００１９】
アングル２７Ｌ、２７Ｒの上面にはキャッチ板３５が設置される。キャッチ板３５はアングル２７Ｌ、２７Ｒに受け止められたソケット蓋部４０の上方への抜け出しを阻止するものである。図２に見られるように、キャッチ板３５にはＸ軸方向に延びる長穴３６が設けられている。長穴３６は並列に２条配置されており、各々の長穴３６を通じ植え込みボルト３７がアングル２７Ｌ、２７Ｒにネジ込まれている。この構成により、キャッチ板３５は長穴３６の長さの範囲内でＸ軸方向にスライド可能となっている。
【００２０】
続いてソケット蓋部４０の構造を説明する。ソケット蓋部４０の中心をなすのは架台１１と同じ大きさの蓋板４１である。蓋板４１の長手方向両端にはアングル２５Ｌ、２５Ｒの垂直壁部を受け入れる切欠４２が形成されている。
【００２１】
蓋板４１の下面にはプローブカード４３が取り付けられる。プローブカード４３はテスト対象である半導体チップ２２に適応する種類のものである。プローブカード４３にはストレートタイプの垂直なプローブ４４が所定の配置パターンに従って複数個取り付けられている。
【００２２】
蓋板４１の下面には、プローブカード４３を挟むように１対の嵌合ガイド４５Ｌ、４５Ｒが設置される。嵌合ガイド４５Ｌ、４５Ｒはいずれも、Ｙ軸方向に延びる垂直壁を２枚、Ｘ軸方向に間隔を置いて配置することにより構成される。嵌合ガイド４５Ｌ、４５Ｒはソケット受部１０の嵌合ガイド２４Ｌ、２４Ｒの中に入り込む。
【００２３】
嵌合ガイド４５Ｌ、４５Ｒの中にはコネクタ４６Ｌ、４６Ｒが設置される。コネクタ４６Ｌ、４６Ｒはソケット受部１０のコネクタ２５Ｌ、２５Ｒと対をなすものであり、コネクタ２５Ｌ、２５Ｒのプラグピン２６を受け入れるソケット穴を有している。
【００２４】
コネクタ４６Ｌ、４６Ｒは図４に示す印刷配線基板４７Ｌ、４７Ｒを介してプローブカード４３と電気的に接続される。コネクタ２５Ｌ、２５Ｒは図示しないテスト回路に電気的に接続されるものである。
【００２５】
半導体チップテストソケットは次のように用いる。ソケット蓋部４０を取り外し、位置決めフック２１と位置決めフック２２で囲まれる空間の中にテスト用の半導体チップ２３を入れる。送りネジ１９、２０を回し、半導体チップ２３に位置決めフック２１、２２を
接近させると、やがて位置決めフック２１が半導体チップ２３の隣接２辺に接触し、位置決めフック２２が半導体チップ２３の残り２辺に接触して、半導体チップ２３は水平面内で二次元的に位置決めされ、保持される。
【００２６】
位置決めフック２１はＸ軸方向にのみ移動し、位置決めフック２２はＹ軸方向にのみ移動するので、半導体チップ２３は特定の角が１点に落ち着くようＸ軸方向とＹ軸方向に押されることになる。図２の構成では半導体チップ２３の右下の角が特定の角であり、その角が落ち着いた点が基準点である。この基準点を指標として、ソケット蓋部４０にプローブカード４３を固定する。
【００２７】
上記のようにして半導体チップ２３をステージ１２上で二次元的に位置決めした後、ソケット蓋部４０をアングル２７Ｌ、２７Ｒに載置する。図３及び図５がこの状態に対応する。言うまでもないが、この時はキャッチ板３５を外側にスライドさせ、載置の妨げとならないようにしておく。
【００２８】
ソケット蓋部４０をアングル２７Ｌ、２７Ｒに載置すると、蓋板４１の両端の切欠４２の中にアングル２７Ｌ、２７Ｒの垂直壁部がはまり込む形になる。同時に嵌合ガイド４５Ｌ、４５Ｒが嵌合ガイド２４Ｌ、２４Ｒの中に嵌合する。これにより、ソケット蓋部４０とソケット受部１０の嵌合が達成される。
【００２９】
ソケット蓋部４０とソケット受部１０が嵌合すると、コネクタ２５Ｌ、２５Ｒのプラグピン２６もその先端部がコネクタ４６Ｌ、４６Ｒに差し込まれる。これにより、コネクタ２５Ｌ、２５Ｒとコネクタ４６Ｌ、４６Ｒの結合が達成される。
【００３０】
ソケット蓋部４０とソケット受部１０の嵌合を終えたら図６及び図７に示すようにキャッチ板３５を内側にスライドさせ、ソケット蓋部４０がアングル２７Ｌ、２７Ｒから外れないようにする。そうしておいて送りネジ２９Ｌ、２９Ｒを回転させ、アングル２７Ｌ、２７Ｒを引き下げて行く。サムホイール３０Ｌ、３０Ｒのどちらか一方を回転させれば送りネジ２９Ｌ、２９Ｒは同期回転し、アングル２７Ｌ、２７Ｒは互いの相対高さを同一に保ちつつ降下する。
【００３１】
アングル２７Ｌ、２７Ｒが降下すると、キャッチ板３５でそれに拘束されたスライド蓋部４０も降下し、コネクタ２５Ｌ、２５Ｒとコネクタ４６Ｌ、４６Ｒは結合の度合いを深める。プローブ４４が半導体チップ２３の電極端子に接触したところで送りネジ２９Ｌ、２９Ｒの回転を停止し、半導体チップ２３のテストを行う。
【００３２】
テスト終了後、送りネジ２９Ｌ、２９Ｒを逆回転させてソケット蓋部４０を押し上げ、プローブ４４を半導体チップ２３から引き離す。図３及び図５に示すレベルまでソケット蓋部４０を上昇させた後、キャッチ板３５を外側に開き、ソケット蓋部４０を抜き取る。それから送りネジ１９、２０を逆回転させて半導体チップ２３の拘束を解き、半導体チップ２３を取り出す。
【００３３】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は半導体チップテストソケットに広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】半導体チップテストソケットの正面図
【図２】ソケット受部の上面図
【図３】半導体チップテストソケットの側面図
【図４】ソケット蓋部の下面図
【図５】半導体チップテストソケットの正面図にして、図１と異なる状態を示すもの
【図６】半導体チップテストソケットの正面図にして、さらに異なる状態を示すもの
【図７】半導体チップテストソケットの上面図
【符号の説明】
【００３６】
１    半導体チップテストソケット
１０  ソケット受部
１２  ステージ
１９、２０  送りネジ
２１、２２  位置決めフック
２５Ｌ、２５Ｒ  コネクタ
２７Ｌ、２７Ｒ  アングル
２９Ｌ、２９Ｒ  送りネジ
４０  ソケット蓋部
４４  プローブ
４６Ｌ、４６Ｒ  コネクタ
【図１】
2007121222.tif 000003
【図２】
2007121222.tif 000004
【図３】
2007121222.tif 000005
【図４】
2007121222.tif 000006
【図５】
2007121222.tif 000007
【図６】
2007121222.tif 000008
【図７】
2007121222.tif 000009