(57)【要約】【課題】大気暴露中で行う半導体デバイスの低温試験において、ＤＵＴ周辺に生ずる結露は、端子間の電気的絶縁を低下させ、試験精度に悪影響を与える他、測定装置の腐食を招くなどの問題がある。【解決手段】低温時の結露の問題を解決するためにソケットを密閉構造としＤＵＴのパッケージに合わせて可能な限り空間容量の少ない状況を作り出すことが有効である。結露は大気中に含まれる水分が低温に接して凝結するものであるから、大気に曝された状況では連続して凝結が起こり結露を生じる。試験用ソケットの内部に固定されるＤＵＴの上部に、伸縮性の膜を配置し、試験用ソケットの内部空間の大気を強制排出し、前記伸縮性の膜を前記ＤＵＴの表面に密着させて前記ＤＵＴを気密に保てれば、その空間内だけの水分しか凝結しないので、発生する結露は極めてわずかで試験に影響の無い範囲に収めることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体デバイスの試験用ソケットにおいて、
前記試験用ソケットの内部に固定されるＤＵＴの上部に、伸縮性の膜を配置し、前記試験用ソケットの内部空間の大気を強制排出し、前記伸縮性の膜を前記ＤＵＴの表面に密着させて前記ＤＵＴを気密に保つことを特徴とする試験用ソケット。
【請求項２】
半導体デバイスの試験用ソケットにおいて、
前記試験用ソケットのＤＵＴと接する部分にラバーコートを設置し、前記試験用ソケットの内部空間の大気を強制排出し、前記ラバーコートを前記ＤＵＴに密着させて前記ＤＵＴを気密に保つことを特徴とする試験用ソケット。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の試験用ソケットにおいて、
前記ＤＵＴを装着するソケット本体の側壁に、前記試験用ソケットの内部空間の大気をソケット外部に強制排出する排出孔を備えたことを特徴とする試験用ソケット。
【請求項４】
請求項３に記載の試験用ソケットにおいて、
前記ソケット本体と、前記試験用ソケットが実装される基板との間に気密を目的とするパッキンを備えたことを特徴とする試験用ソケット。
【請求項５】
請求項４に記載の試験用ソケットにおいて、
前記ソケット本体および前記ソケット本体を覆うソケット蓋の全外周に断熱機構を備えたことを特徴とする試験用ソケット。
【請求項６】
半導体デバイスの試験用ソケットにおいて、
前記試験用ソケットの基板上に配置されるＤＵＴの上部に、前記ＤＵＴを覆う伸縮性の膜を配置し、前記試験用ソケットの内部空間の大気を強制排出して、前記伸縮性の膜を前記ＤＵＴの表面に密着させて前記ＤＵＴを気密に保つことを特徴とする試験用ソケット。
【請求項７】
請求項６に記載の試験用ソケットにおいて、
前記試験用ソケットの基板に前記試験用ソケットの内部空間の大気をソケット外部に強制排出する複数の貫通孔を備えたことを特徴とする試験用ソケット。
【請求項８】
請求項７に記載の試験用ソケットにおいて、
前記試験用ソケットの基板上に複数のＤＵＴを配置し、前記複数のＤＵＴの上部に前記複数のＤＵＴを覆う伸縮性の膜を配置し、前記試験用ソケットの内部空間の大気を強制排出して、前記伸縮性の膜を前記複数のＤＵＴの表面に密着させることを特徴とする試験用ソケット。
【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工程で用いられる試験用ソケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの恒温試験は、ＤＵＴ（Device
Under Test：被試験デバイス）を装着した試験ソケットを恒温槽内に置き、特定の環境条件および電気的条件を与えた上で、長期間の稼動試験を実施する。この試験はＤＵＴの初期不良を選別することを目的に行われる。
【０００３】
特に低温試験は、マイナス４０℃までＤＵＴを冷却する必要があるため、大気暴露中で冷却を行うと低温部分に多量な結露が発生し、電気的な短絡状態を招いて電機特性試験に影響を与えるという問題や、結露が凝結して凍り付きＤＵＴの着脱が困難になるなどの問題が生じる。
【０００４】
そのため従来は恒温槽の中にＤＵＴを置くか、サーモストリーマーでＤＵＴに乾燥空気を吹きつけながら試験を行うなど、ＤＵＴの周りに結露が発生させないために大規模な設備や装置が必要とされていた。例えば、特許文献１には、結露してＤＵＴやＩＣソケットなどに霜が付くのを防止するために循環気体の除湿を行う除湿器を設けることが開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、基板に簡単に着脱交換できるＩＣソケットが記載され、特許文献３には、Ｏリング及び板状パッキングを圧縮して半導体ベアチップを戴置した空間を密封したバーンイン試験治具が記載され、特許文献４には、プリント回路基板、導電ゴムコネクタ及びベヤーチップＩＣを互いに対して押圧する手段を備えたベヤーチップＩＣ用ソケットが記載されている。
【０００６】
一方、低温発生方法は様々な方式が考案され、半導体試験用ソケットに実装できるまで小型化が可能になっており、これらを用いた低温試験方法や試験ソケットが多く考案されている。
【特許文献１】特開平１０−９０３４８号公報
【特許文献２】国際公開００−０４６１０号
【特許文献３】特開平６−１３０１２２号公報
【特許文献４】特開平７−３２６６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来技術では半導体デバイスを低温にすることはできても、冷却に伴う結露の発生に対して十分な配慮がなされておらず、従来と同様に恒温槽や乾燥空気中での使用が前提となっている。
【０００８】
本発明はＤＵＴソケットに気密機構と断熱構造を改良することで、大気暴露中でＤＵＴを冷却する際に発生する結露を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の半導体デバイスの試験用ソケットは、前記試験用ソケットの内部に固定されるＤＵＴの上部に、伸縮性の膜を配置し、前記試験用ソケットの内部空間の大気を強制排出し、前記伸縮性の膜を前記ＤＵＴの表面に密着させて前記ＤＵＴを気密に保つことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、半導体デバイスの低温試験を、恒温槽などの大規模設備を用いることなく、大気暴露中で行うことが可能となる。大規模設備を用いずに低温試験が可能となれば、半導体試験全体のコストを下げることができる。また、ＤＵＴと試験装置間の物理的距離を短くでき試験品質を格段に上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明の実施例１の半導体デバイスの試験用ソケットの分解斜視図である。
【００１３】
図１において、１は試験用ソケット、２はＤＵＴ（半導体デバイス）、３は基板、４はソケット本体、５はソケット蓋、６は異方導電性シート、７はＯリング(パッキン)、８はＯリング(パッキン)、９はソケット固定ネジ、１０はスプリングワッシャ、１１はソケット固定ナット、１２はソケット蓋止めネジ、１３はデバイス押さえネジを示している。
【００１４】
低温時の結露の問題を解決する方法として、試験用ソケット１を密閉構造とし、パッケージサイズに合わせて可能な限り空間容量の少ない状況を作り出すことが有効である。結露は大気中に含まれる水分が、低温に接して凝結するものであるから、大気に曝された状況では、連続して凝結が起こり結露を生じる。パッケージを密閉された空間で囲めば、その空間内だけの水分しか凝結しないので、発生する結露は極わずかで試験に影響の無い範囲に収めることができる。また、低温状態のソケット外周に発生する結露  は、ソケット外周を断熱材で囲むことで回避可能である。
【００１５】
図１の試験用ソケット１においては、ＤＵＴ（半導体デバイス）２は、基板３上に配置されるソケット本体４の内部に戴置され、ソケット本体４とソケット蓋５により形成される密閉構造内に収納される。
【００１６】
基板３上には、異方導電性シート６及びＯリング(パッキン) ７が配置され、ソケット固定ネジ９がスプリングワッシャ１０を介してソケット固定ナット１１と結合されて、ソケット本体４と基板３とが気密状態で固定される。
【００１７】
ソケット本体４の上面には、Ｏリング(パッキン) ８が配置され、ソケット蓋止めネジによりソケット蓋５とソケット本体４とが気密状態で固定される。
【００１８】
また、ソケット蓋５には、デバイス押さえネジ１３が設けられており、デバイス押さえネジ１３によりソケット本体４の内部に戴置されたＤＵＴ（半導体デバイス）２を押さえると、ＤＵＴ（半導体デバイス）２の下面に配置された端子ピンの先端部が異方導電性シート６を押圧する。
【００１９】
異方導電性シート６の押圧された部分は上下方向に導通し、ＤＵＴ（半導体デバイス）２の端子ピンと異方導電性シート６の下に配置されている印刷配線の端子とを電気的接続して、ＤＵＴ（半導体デバイス）２の電気的な試験を行うことができる。
【００２０】
上記実施例１の気密機構を備えた試験用ソケットにおいては、Ｏリングパッキン７、８を用いて気密状態を確保している。
【実施例２】
【００２１】
図２は、本発明の実施例２の半導体デバイスの試験用ソケットの分解斜視図である。
【００２２】
図２において、１は試験用ソケット、２はＤＵＴ（半導体デバイス）、３は基板、４はソケット本体、５はソケット蓋、６は異方導電性シート、７はＯリング(パッキン)、９はソケット固定ネジ、１０はスプリングワッシャ、１１はソケット固定ナット、１２はソケット蓋止めネジ、１３はデバイス押さえネジを示している。
【００２３】
図２の実施例２では、気密機構を備えた試験用ソケット１として、ソケット蓋５とＯリングパッキン８の代わりに伸縮性の膜１４とラバーコート１６を用いている。
【００２４】
ソケット本体４内の空間に連通する排気孔１５から、ソケット本体４内の気体を排気することにより、ＤＵＴ２を装着するソケット本体４内の空間とソケット本体４の気圧差を用いてＤＵＴ２とソケット蓋５の固定を確実に行うことができる。
【００２５】
また、ソケット本体４内の空間に連通する排気孔１５から、ソケット本体４内の気体を排気してＤＵＴ２の置かれた空間内を減圧することで、ＤＵＴ２の表面に伸縮性の膜１４が密着し可能な限り空間容量の少ない状況を作り出すことができる。
【００２６】
また、ＤＵＴ２と接する部分にラバーコーティング１６を施し、ＤＵＴ２の置かれた空間内を減圧することでＤＵＴ２にラバーコート１６を密着させることにより、ＤＵＴ２をソケット本体４内に確実に固定することができる。
【実施例３】
【００２７】
図３は、本発明の実施例３の半導体デバイスの試験用ソケットの組み立て手順を示す断面図である。
【００２８】
図３において、２１は試験用ソケット、２２はＤＵＴ（ＢＧＡ：Ball Grid Array）パッケージ、２３は基板、２４は伸縮性の膜を張った枠、２５は伸縮性の膜、２６は基板２３を貫通する複数の排出孔を示している。
【００２９】
図３の実施例３では、気密機構を備えた試験用ソケット１として、ソケット蓋５とＯリングパッキン８の代わりに、伸縮性の膜２５と排出孔２６を用いている。
【００３０】
図３の（ａ）において、基板２３上にＤＵＴ（ＢＧＡ）パッケージ２２を戴置し、その上から伸縮性の膜を張った枠２４を被せる。ＤＵＴ（ＢＧＡ）パッケージ２２は下面に接続端子（ＢＧＡ端子）が配置されており基板２３上の対応する端子と接続される。
【００３１】
図３の（ｂ）において、基板２３上に戴置されたＤＵＴ（ＢＧＡ）パッケージは、伸縮性の膜２５によって覆われる。
【００３２】
図３の（ｃ）において、基板２３を貫通する排出孔２６から、空気の排出を行うことにより、ＤＵＴ（ＢＧＡ）パッケージ２２の置かれた空間内を減圧し、ＤＵＴ２２の表面に伸縮性の膜２５が密着し可能な限り空間容量の少ない状況を作り出すことができる。
【００３３】
図３の実施例では、複数のＤＵＴ２２を基板上に戴置して、全体を固定し気密状態にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本発明の実施例１の半導体デバイスの試験用ソケットの分解斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施例２の半導体デバイスの試験用ソケットの分解斜視図である。
【図３】図３は、本発明の実施例３の半導体デバイスの試験用ソケットの組み立て手順を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    試験用ソケット
２    ＤＵＴ（半導体デバイス）
３    基板
４    ソケット本体
５    ソケット蓋
６    異方導電性シート
７    Ｏリング(パッキン)
８    Ｏリング(パッキン)
９    ソケット固定ネジ
１０    スプリングワッシャ
１１    ソケット固定ナット
１２    ソケット蓋止めネジ
１３    デバイス押さえネジ
１４    伸縮性の膜
１５    排気孔
１６    ラバーコート
２１    試験用ソケット
２２    ＤＵＴ（ＢＧＡ）パッケージ
２３    基板
２４    伸縮性の膜を張った枠
２５    伸縮性の膜
２６    排出孔
【図１】
2009042028.tif 000003
【図２】
2009042028.tif 000004
【図３】
2009042028.tif 000005