(57)【要約】【課題】半導体デバイスのグラウンド電極と検査用回路基板との接地経路を短縮する技術を提供する。【解決手段】半導体デバイス１６の検査装置１は、シャーシ２と、シャーシ２上に搭載される接続基板３と、シャーシ２と接続基板３を挟んで反対側に設けられ、半導体デバイス１６を受け入れる受け部１７が形成されたテストソケット４と、接続基板３とテストソケット４を貫通することで、半導体デバイス１６のグラウンド電極１９をシャーシ２に接続する柱状のグラウンドスラグ５と、グラウンドスラグ５の外周に配置され、テストソケット４と接続基板３によって挟まれることで径方向に縮小し、グラウンドスラグ５の外周面３０に接触するグラウンド接続リング６とを備える。半導体デバイス１６のグラウンド電極１９は、グラウンドスラグ５とグラウンド接続リング６を介して接続基板３の第１素子搭載面１１に形成された回路パターン１４に接続される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性台座と、
前記導電性台座上に搭載される検査用回路基板と、
前記導電性台座と前記検査用回路基板を挟んで反対側に設けられ、半導体デバイスを受け入れる受け部が形成されたソケットと、
前記検査用回路基板と前記ソケットを貫通することで、前記半導体デバイスのグラウンド電極を前記導電性台座に接続する柱状のグラウンド電極端子と、
前記グラウンド電極端子の外周に配置され、前記ソケットと前記検査用回路基板によって挟まれることで径方向に縮小し、前記グラウンド電極端子の外周面に接触する導電性リングと、
を備え、
前記半導体デバイスの前記グラウンド電極は、前記グラウンド電極端子と前記導電性リングを介して前記検査用回路基板に接続される、
半導体デバイスの検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体デバイスの検査装置であって、
前記導電性リングは、
前記グラウンド電極端子の前記外周面に対して接触する内周面と、
前記検査用回路基板に近づくにつれて広がるテーパ外周面と、
前記検査用回路基板に対して接触する基板接触面と、
を有し、
前記導電性リングは、前記ソケットが前記テーマ外周面を押圧することで径方向に縮小する、
半導体デバイスの検査装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の半導体デバイスの検査装置であって、
前記導電性リングには、少なくとも１つのスリットが形成されている、
半導体デバイスの検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスの検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体デバイスは、バーンイン行為、エージング評価、静特性測定等、半導体単体での通電動作行為は、一定の品質を維持するためには避けられないものである。
【０００３】
この種の技術として、特許文献１は、半導体デバイスを着脱可能に装着可能な電気的接続装置を開示している。この電気的接続装置は、基板の下面に配置されるホルダと、基板を厚さ方向に貫通して半導体デバイスのアース電極板に当接可能なプッシャと、を備えている。この構成で、半導体デバイスのアース電極板は、プッシャとホルダを介して、基板のアース電位に接続されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−４５５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の特許文献１の構成では、例えばマイクロ波帯などの高周波向け半導体デバイスの電気的特性を検査するのには向いていない。なぜなら、半導体デバイスのアース電極板から基板のアース電位に至るまでの距離が長いので、電気特性上のアースとしての効果が思うように発揮されず、それ故、異常発振等の問題を誘発させるからである。この問題は基板上のバイパスコンデンサを強化したとしても根本的な解決にはならず、またソケット内にバイパスコンデンサを埋め込むことは現実的ではない。従って、高周波向け半導体デバイス用の電気的接続装置としては、特注の電気的接続装置をその都度開発して使用することが一般的となっており、コスト面で改善の余地が残されていた。
【０００６】
本願発明の目的は、半導体デバイスのグラウンド電極（アース電極）と検査用回路基板との接地経路を短縮する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明によれば、半導体デバイスの検査装置は、導電性台座と、前記導電性台座上に搭載される検査用回路基板と、前記導電性台座と前記検査用回路基板を挟んで反対側に設けられ、半導体デバイスを受け入れる受け部が形成されたソケットと、前記検査用回路基板と前記ソケットを貫通することで、前記半導体デバイスのグラウンド電極を前記導電性台座に接続する柱状のグラウンド電極端子と、前記グラウンド電極端子の外周に配置され、前記ソケットと前記検査用回路基板によって挟まれることで径方向に縮小し、前記グラウンド電極端子の外周面に接触する導電性リングと、を備える。前記半導体デバイスの前記グラウンド電極は、前記グラウンド電極端子と前記導電性リングを介して前記検査用回路基板に接続される。
【発明の効果】
【０００８】
本願発明によれば、前記半導体デバイスの前記グラウンド電極が前記検査用回路基板へ極めて短い距離で接続されることになる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、検査装置の断面図である。
【図２】図２は、検査装置の部分分解図である。
【図３】図３は、検査装置の部分分解図である。
【図４】図４は、接続リングの斜視図である。
【図５】図５は、接地経路とバイアス経路の説明図である。
【図６】図６は、比較例であって、接地経路とバイアス経路の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図１〜６を参照しつつ、本願発明の好適な実施形態を説明する。
【００１１】
図１〜３に示すように、検査装置１は、シャーシ２（導電性台座）と、接続基板３（検査用回路基板）と、テストソケット４（ソケット）と、グラウンドスラグ５（グラウンド電極端子）と、グラウンド接続リング６（導電性リング）と、コンプレッションユニット７（押圧部材）を備えて構成されている。これらの構成要素を組み付ける方向を図３に示すように組み付け方向Dと定義する。
【００１２】
（シャーシ２：図３参照）
シャーシ２は、導電性の台座である。シャーシ２には、グラウンドスラグ支持用貫通孔８とシャーシ掘り込み部９が形成されている。グラウンドスラグ支持用貫通孔８は、グラウンドスラグ５を支持するための孔であって、組み付け方向Dに沿ってシャーシ２を貫通するように形成されている。シャーシ掘り込み部９は、シャーシ２の基板搭載面１０に凹状に形成されている。
【００１３】
（接続基板３：図３参照）
接続基板３は、シャーシ２上に搭載される検査用の回路基板である。接続基板３は、第１素子搭載面１１と第２素子搭載面１２を有する。第１素子搭載面１１は、テストソケット４と対向する面である。第２素子搭載面１２は、シャーシ２と対向する面である。第１素子搭載面１１及び第２素子搭載面１２には、複数のバイパスコンデンサ１３が搭載されている。また、第１素子搭載面１１及び第２素子搭載面１２には、所望の回路パターン１４が形成されている。そして、接続基板３には、グラウンドスラグ５が貫通可能な第１グラウンドスラグ貫通孔１５が形成されている。
【００１４】
（テストソケット４：図２参照）
テストソケット４は、シャーシ２と接続基板３を挟んで反対側に設けられ、半導体デバイス１６を受け入れる受け部１７が形成されたソケットである。テストソケット４は、絶縁性を有する樹脂によって形成されている。
【００１５】
本実施形態において、半導体デバイス１６は、マイクロ波帯表面実装部品（SMD：Surface Mount Device）である。また、図２に示すように、本実施形態の半導体デバイス１６は、パッケージから突出するリードを備えない所謂QFN（Quad Flat Non-Leaded Package）タイプである。半導体デバイス１６の実装面１８には、グラウンド電極１９と電源電極２０、信号入出力電極２１等が形成されている。グラウンド電極１９は、半導体デバイス１６の実装面１８の中央に形成されており、電源電極２０や信号入出力電極２１はグラウンド電極１９を取り囲むように形成されている。
【００１６】
テストソケット４の受け部１７は、コンプレッションユニット７側に開口している。テストソケット４には、半導体デバイス１６を受け部１７内にセットし易いようにガイド面２２が形成されている。
【００１７】
テストソケット４には、組み付け方向Dに延びる第２グラウンドスラグ貫通孔２３が形成されている。第２グラウンドスラグ貫通孔２３は、受け部１７と連なるように形成されている。第２グラウンドスラグ貫通孔２３のシャーシ２側には、シャーシ２に近づくにつれて径が大きくなるように広がるテーパ押圧面２４が形成されている。テーパ押圧面２４は、第２グラウンドスラグ貫通孔２３の内周面に接続して形成されている。また、テストソケット４の基板対向面２５には、ソケット掘り込み部２６が凹状に形成されている。
【００１８】
テストソケット４には、複数のコンタクトピン２７が埋め込まれている。複数のコンタクトピン２７は、第２グラウンドスラグ貫通孔２３を取り囲うように配置されている。コンタクトピン２７は、組み付け方向Dに伸縮する圧縮バネを有して構成されている。この圧縮バネの存在により、コンタクトピン２７は組み付け方向Dにおいて短く形成することができない。
【００１９】
（グラウンドスラグ５）
グラウンドスラグ５は、接続基板３とテストソケット４を貫通することで、半導体デバイス１６のグラウンド電極１９をシャーシ２に接続する柱状の導電性グラウンド電極端子である。グラウンドスラグ５は、大径部２８と小径部２９を有する。大径部２８は、接続基板３の第１グラウンドスラグ貫通孔１５とテストソケット４の第２グラウンドスラグ貫通孔２３内に収容される部分である。大径部２８と接続基板３の第１グラウンドスラグ貫通孔１５の内周面との間には隙間が形成される。同様に、大径部２８とテストソケット４の第２グラウンドスラグ貫通孔２３の内周面との間には隙間が形成される。小径部２９は、シャーシ２のグラウンドスラグ支持用貫通孔８内に圧入される部分である。
【００２０】
（グラウンド接続リング６：図３）
グラウンド接続リング６は、グラウンドスラグ５の外周に配置され、テストソケット４と接続基板３によって挟まれることで径方向に縮小し、グラウンドスラグ５の大径部２８の外周面３０に接触する導電性の金属リングである。図４に示すようにグラウンド接続リング６は、グラウンドスラグ５の大径部２８の外周面３０に対して接触する内周面３１と、接続基板３に近づくにつれて広がるテーパ外周面３２と、接続基板３に対して接触する基板接触面３３と、を有している。グラウンド接続リング６には、本実施形態において１つのスリット３４が形成されている。このスリット３４の存在により、グラウンド接続リング６は、径方向で容易に縮小したり拡大したりできるようになっている。
【００２１】
（コンプレッションユニット７：図２）
コンプレッションユニット７は、テストソケット４の受け部１７内において、半導体デバイス１６のグラウンド電極１９をグラウンドスラグ５に押し付けて、半導体デバイス１６のグラウンド電極１９とグラウンドスラグ５との確実な接触を図るものである。コンプレッションユニット７は、半導体デバイス１６に対して接触するパッケージ接触部３５を有している。
【００２２】
（使用方法）
次に、検査装置１の使用方法を説明する。先ず、図３においてシャーシ２の上に接続基板３を載せる。このとき、シャーシ２のグラウンドスラグ支持用貫通孔８に対して、接続基板３の第１グラウンドスラグ貫通孔１５が同軸上となるように、シャーシ２に対する接続基板３の相対的な位置決めを行う。なお、接続基板３の第２素子搭載面１２に搭載されたバイパスコンデンサ１３は、シャーシ２のシャーシ掘り込み部９内に収容されることになる。
【００２３】
次に、グラウンドスラグ５を接続基板３の第１グラウンドスラグ貫通孔１５に挿入すると共に、グラウンドスラグ５の小径部２９をシャーシ２のグラウンドスラグ支持用貫通孔８に圧入する。これにより、グラウンドスラグ５は、シャーシ２によって直立した状態で支持されることになる。
【００２４】
次に、グラウンド接続リング６をグラウンドスラグ５の大径部２８の外側に嵌めつつ、接続基板３の第１素子搭載面１１上に載せる。このとき、グラウンドスラグ５の大径部２８の外周面３０と、図４に示すグラウンド接続リング６の内周面３１との間には若干の隙間が残っている。また、接続基板３の第１素子搭載面１１に形成された回路パターン１４と、図４に示すグラウンド接続リング６の基板接触面３３と、は接触して導通している。本実施形態において、グラウンド接続リング６の基板接触面３３が接触する接続基板３の回路パターン１４は、グラウンドパターンである。
【００２５】
次に、テストソケット４の第２グラウンドスラグ貫通孔２３内にグラウンドスラグ５が挿入されるように、テストソケット４をグラウンドスラグ５に嵌めて、テストソケット４をシャーシ２側に強く押し込む。すると、図２に示すテストソケット４のテーパ押圧面２４が図４に示すグラウンド接続リング６のテーパ外周面３２とテーパ係合し、グラウンド接続リング６は径方向において弾性的に縮小するように変形する。この結果、グラウンド接続リング６は、グラウンドスラグ５の大径部２８の外周面３０に対して強力に面接触すると共に、接続基板３の第１素子搭載面１１の回路パターン１４に対して確実に面接触する。即ち、グラウンドスラグ５の大径部２８が、グラウンド接続リング６を介して、接続基板３の第１素子搭載面１１の回路パターン１４と電気的に接続されることになる。
【００２６】
また、このとき、図２のテストソケット４のコンタクトピン２７が図３の接続基板３の第１素子搭載面１１の回路パターン１４に対して圧縮バネの作用により確実に接触する。
【００２７】
この状態で、テストソケット４は図示しない固定手段によりシャーシ２に対して位置固定される。
【００２８】
次に、テストソケット４の受け部１７内に半導体デバイス１６を嵌め込み、コンプレッションユニット７を用いて半導体デバイス１６をシャーシ２側へ強く押し込む。すると、半導体デバイス１６のグラウンド電極１９はグラウンドスラグ５に対して接触し、半導体デバイス１６の電源電極２０や信号入出力電極２１はテストソケット４のコンタクトピン２７に対して接触する。この結果、図５に示すように、半導体デバイス１６のグラウンド電極１９は、グラウンドスラグ５の大径部２８とグラウンド接続リング６を介して、接続基板３の第１素子搭載面１１の回路パターン１４に電気的に接続することになる。本実施形態において、半導体デバイス１６のグラウンド電極１９がグラウンドスラグ５やグラウンド接続リング６を介して接続される回路パターン１４と、半導体デバイス１６の電源電極２０がコンタクトピン２７を介して接続される回路パターン１４は、バイパスコンデンサ１３の両端に接続されている。半導体デバイス１６のグラウンド電極１９と回路パターン１４との間の経路を接地経路Gで示している。また、半導体デバイス１６の電源電極２０と回路パターン１４との間の経路をバイアス経路Bで示している。
【００２９】
ここで、比較例として、検査装置１がグラウンド接続リング６を備えない場合を説明する。この場合、図６に示すように、半導体デバイス１６のグラウンド電極１９は、グラウンドスラグ５とシャーシ２を介して接続基板３のバイパスコンデンサ１３に電気的に到達することになる。従って、接地経路Gがどうしても長くなってしまうという問題があった。
【００３０】
これに比べて、本実施形態では、図５に示すように、半導体デバイス１６のグラウンド電極１９は、グラウンドスラグ５とグラウンド接続リング６を介して接続基板３のバイパスコンデンサ１３に電気的に到達している。従って、図６の比較例と比較して、接地経路Gを飛躍的に短くすることができる。
【００３１】
以上に、本願発明の好適な実施形態を説明したが、上記実施形態は、要するに、以下の特長を有している。
【００３２】
即ち、半導体デバイス１６の検査装置１は、シャーシ２（導電性台座）と、シャーシ２上に搭載される接続基板３（検査用回路基板）と、シャーシ２と接続基板３を挟んで反対側に設けられ、半導体デバイス１６を受け入れる受け部１７が形成されたテストソケット４（ソケット）と、接続基板３とテストソケット４を貫通することで、半導体デバイス１６のグラウンド電極１９をシャーシ２に接続する柱状のグラウンドスラグ５（グラウンド電極端子）と、グラウンドスラグ５の外周に配置され、テストソケット４と接続基板３によって挟まれることで径方向に縮小し、グラウンドスラグ５の外周面３０に接触するグラウンド接続リング６（導電性リング）と、を備える。半導体デバイス１６のグラウンド電極１９は、グラウンドスラグ５とグラウンド接続リング６を介して接続基板３の第１素子搭載面１１に形成された回路パターン１４に接続される。以上の構成によれば、半導体デバイス１６のグラウンド電極１９が接続基板３へ極めて短い距離で接続されることになる。
【００３３】
また、グラウンド接続リング６を接続基板３とテストソケット４の間に挟み込むだけなので、その都度、ネジ締めや半田付けなどを行う対策と比較して簡便であり、上記実施形態の検査装置１のメンテナンス性は優れている。
【００３４】
また、接地経路Gを短くすることができたので、バイパスコンデンサ１３が有効に働くようになる。また、バイパスコンデンサ１３と半導体デバイス１６との間の接続経路の低インピーダンス化が実現されたことで、不要な高周波回りこみが防止され、検査時における電気動作の安定化が図られる。これらの効果は、特に半導体デバイス１６がマイクロ波帯SMDである場合に重宝する。即ち、その都度、専用のテストソケット４を開発することなく、汎用的なテストソケット４をそのまま利用して、グラウンド接続リング６を挟み込むだけで、異常発振等のリスクを低減することが可能となった。
【００３５】
また、グラウンド接続リング６は、グラウンドスラグ５の大径部２８の外周面３０に対して接触する内周面３１と、接続基板３に近づくにつれて広がるテーパ外周面３２と、接続基板３に対して接触する基板接触面３３と、を有する。グラウンド接続リング６は、テストソケット４のテーパ押圧面２４がテーマ外周面３０を押圧することで径方向に縮小する。
【００３６】
また、グラウンド接続リング６には、１つのスリット３４が形成されている。以上の構成によれば、グラウンド接続リング６が径方向に縮小し易くなる。
【００３７】
以上に本願発明の好適な実施形態を説明したが、上記実施形態は、例えば以下のように変更できる。
【００３８】
グラウンド接続リング６は、接続基板３とテストソケット４によって挟まれることで径方向に縮小することができるのであれば、上記実施形態のように独立して形成することに代えて、接続基板３又はテストソケット４と一体的に形成してもよい。
【００３９】
また、上記実施形態においてグラウンド接続リング６は、金属性のリングであるとしたが、これに代えて、ゴムやエラストマーで形成したリングであって、外面に導電層が形成されたものであってもよい。この場合でも、接続基板３とテストソケット４によって挟まれることで、径方向に弾性的に縮小することが可能となる。
【００４０】
また、上記実施形態においてグラウンド接続リング６には、１つのスリット３４を形成することとしたが、これに代えて、グラウンド接続リング６に複数のスリット３４を形成してもよい。また、スリット３４自体の態様は特に限定されることはない。
【００４１】
また、上記実施形態においてグラウンド接続リング６は、平面視で円形であるとしたが、これに代えて、三角形であってもよいし、矩形であってもよい。この場合、グラウンド接続リング６は、截頭三角錐や截頭四角錐となる。
【００４２】
また、上記実施形態においてグラウンド接続リング６には、テストソケット４のテーパ押圧面２４とテーパ係合するテーパ外周面３２を形成したが、これに加えて又はこれに代えて、接続基板３にテーパ押圧面を形成し、このテーパ押圧面に対してテーパ係合するテーパ外周面を形成してもよい。この場合、テーパ外周面はシャーシ２から離れるにつれて広くなるように傾斜することになる。
【符号の説明】
【００４３】
１  検査装置
２  シャーシ
３  接続基板
４  テストソケット
５  グラウンドスラグ
６  グラウンド接続リング
２４  テーパ押圧面
３２  テーパ外周面
【図１】
2012220240.tif 000003
【図２】
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【図３】
2012220240.tif 000005
【図４】
2012220240.tif 000006
【図５】
2012220240.tif 000007
【図６】
2012220240.tif 000008