JPH0590453A - 半導体装置の特性検査用ソケツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】半導体装置の特性検査用ソケットにおいて、寿
命を長くする。 【構成】一端側が面実装型半導体装置１のアウターリー
ド１Ｌに接続され、他端側がテスタ本体６に連結される
テストボード４に接続される、半導体装置の特性検査用
ソケット２において、少なくとも、前記面実装型半導体
装置１のアウターリード１Ｌが当接される領域が、フレ
キシブル性を有する樹脂系基板２０Ａの表面上に金属若
しくは合金で形成した配線２０Ｂを配置したフラット型
ケーブル２０で構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の特性検査
用ソケットに関し、特に、面実装型半導体装置の特性検
査用ソケットに適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】面実装型半導体装置、例えばＱＦＰ（Ｑ
uad Ｆlat Ｐackage）構造を採用する樹脂封止型半導体
装置は、製品完成後にハンドラにおいて電気的な特性検
査が行われ、良品、不良品のいずれかに選別が行われ
る。ハンドラは、未検査の樹脂封止型半導体装置を供給
するローダ部と、検査を行い良品として選別された検査
終了後の樹脂封止型半導体装置を収納するアンローダ部
との間において、樹脂封止型半導体装置の特性検査が行
われる。この特性検査は、テストヘッドに配置されたテ
スト用ソケットに樹脂封止型半導体装置を装着し、前記
テストヘッドに連結されたテスタ本体において行われ
る。

【０００３】前記テスト用ソケットは樹脂系材料で成型
された筐体に複数本のソケットピンを配列し構成され
る。各々のソケットピンは、一端側が樹脂封止型半導体
装置の複数本のアウターリードの各々に当接しかつ電気
的な接続が行われ、他端側がテストヘッドのテストボー
ドにワイヤを介在して電気的な接続が行われる。各々の
ソケットピンは、Ｃｕ材を母体としてその表面にＡｕメ
ッキが施され、中間領域にＵ字形状に湾曲させたばね領
域を備える。特性検査においては、テスト用ソケットに
樹脂封止型半導体装置が装着され、ソケットピンにアウ
ターリードが当接した場合、ソケットピンとアウターリ
ードとの電気的な接続を確実に行う目的で、プッシャ
（押え部材）によりアウターリードがソケットピンに押
え付けられる。つまり、テスト用ソケットのソケットピ
ンは、樹脂封止型半導体装置のアウターリードとテスト
ヘッドのテストボードとの間を連結する電気的な接続機
能の他に、プッシャの押え付けに反発しアウターリード
を支持する機械的強度の保持機能を備える。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者によれば、前述のテスト用ソケットにおいて、下記の
問題点を見出した。

【０００５】（１）前記テスト用ソケットは、ハンドラ
を使用し、１日当り数千個乃至数万個程度、樹脂封止型
半導体装置を装着し、特性検査を行う。このため、テス
ト用ソケットのソケットピンに繰返し応力が加わり、こ
の繰返し応力に基づき、ソケットピン特にばね領域に金
属疲労破壊が発生し、ソケットピンが折れる現象が多発
する。つまり、テスト用ソケットが不良品となる。

【０００６】（２）前記問題点（１）に基づき、テスト
用ソケットのソケットピンが折れた場合、新しいテスト
用ソケットをテストヘッドのテストボードに装着する必
要が生じる。テスト用ソケットのテストボードへの装着
は、ソケットピンの他端側とテストボードの端子との間
をワイヤで１本づつ連結することにより行われる。

【０００７】ところが、樹脂封止型半導体装置は、多ピ
ン化の傾向にあるので、アウターリードがファインピッ
チ化され、このアウターリードの微細な配列ピッチに対
応してテスト用ソケットのソケットピンが配列されるの
で、前述のソケットピンとテストボードの端子との接続
作業が非常に細かい取り付け作業になる。このため、こ
の取り付け作業効率が低下し、この取り付け作業中はハ
ンドラを停止し特性検査が行われないので、結果的に良
品、不良品の選別能力が低下する。

【０００８】（３）また、前記樹脂封止型半導体装置の
アウターリードは、例えばＦｅ−Ｎｉ（４２〔％〕のＮ
ｉ含む）合金を母体とし、テスト用ソケットのソケット
ピンに比べて硬度が低い。テスト用ソケットは、ソケッ
トピン１本に対して、樹脂封止型半導体装置のアウター
リードが１本当接する構造で構成されるので、両者の位
置関係にずれが生じると、硬度の軟らかい樹脂封止型半
導体装置のアウターリードに傷などの損傷が発生する。
このアウターリードに傷が発生した場合、樹脂封止型半
導体装置は外観不良検査において不良品として選別され
るので、樹脂封止型半導体装置の歩留りが低下する。

【０００９】本発明の目的は、半導体装置の特性検査用
ソケットにおいて、寿命を長くすることが可能な技術を
提供することにある。

【００１０】本発明の他の目的は、半導体装置の特性検
査用ソケットにおいて、テストヘッドに装着する際の作
業効率を向上することが可能な技術を提供することにあ
る。

【００１１】本発明の他の目的は、半導体装置の特性検
査用ソケットにおいて、装着される半導体装置の歩留り
を向上することが可能な技術を提供することにある。

【００１２】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば下
記のとおりである。

【００１４】（１）一端側が面実装型半導体装置のアウ
ターリードに接続され、他端側がテスタ本体に連結され
るテストボードに接続される、半導体装置の特性検査用
ソケットにおいて、少なくとも、前記面実装型半導体装
置のアウターリードが当接される領域が、フレキシブル
性を有する樹脂系基板の表面上に金属若しくは合金で形
成した配線を配置したフラット型ケーブルで構成され
る。

【００１５】（２）前記手段（１）のフラット型ケーブ
ルの配線は前記フレキシブル性を有する樹脂系基板に対
して薄い厚さで構成されるとともに、ウエットエッチン
グで加工され、この配線のピッチは面実装型半導体装置
のアウターリードが接続される側がテストボードに接続
される側に比べて小さく構成される。

【００１６】（３）前記手段（２）のフラット型ケーブ
ルの配線はそれに当接される面実装型半導体装置のアウ
ターリードのリード厚さに比べて薄い厚さで構成され
る。

【００１７】

【作用】上述した手段（１）によれば、前記半導体装置
の特性検査用ソケットの面実装型半導体装置のアウター
リードが当接する領域において、ソケットピンとして要
求される電気的接続機能及び機械的強度の保持機能のう
ち、後者をフレキシブル性を有する樹脂系基板で代用
し、特性検査の際に加わる繰り返し応力に基づく、疲労
破壊の要因を排除したので、半導体装置の特性検査用ソ
ケットの損傷、破壊等を防止し、半導体装置の特性検査
用ソケットの寿命を長くできる。

【００１８】上述した手段（２）によれば、前記半導体
装置の特性検査用ソケットにおいて、前記フレキシブル
性を有する樹脂系基板の配線をウエットエッチングでパ
ターンニングした場合、配線の膜厚が薄く、微細加工を
行えるので、面実装型半導体装置のアウターリードのフ
ァインピッチ化に伴い、フレキシブル性を有する樹脂系
基板の配線の一端側のピッチを縮小でき、逆に、テスト
ボードに接続される他端側のピッチを大きくし、前記半
導体装置の特性検査用ソケットをテストボードに装着す
る際（若しくは交換する際）、半導体装置の特性検査用
ソケットのケーブルの人為的取り付け作業の効率を向上
できる。

【００１９】上述した手段（３）によれば、前記フラッ
ト型ケーブルの配線の端面形状がウエットエッチング加
工に基づき緩和され（配線の角部が鈍角に形成され）、
しかも配線の断面形状が薄膜化で段差を小さくできるの
で、フラット型ケーブルの配線と面実装型半導体装置の
アウターリードとの当接時に位置ずれが発生した場合に
おいて、面実装型半導体装置のアウターリードに発生す
る損傷を防止し、面実装型半導体装置の不良品の発生率
を低減できる。

【００２０】以下、本発明の構成について、ＱＦＰ構造
を採用する樹脂封止型半導体装置を装着するテスト用ソ
ケットに本発明を適用した、一実施例とともに説明す
る。

【００２１】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。

【００２２】

【実施例】本発明の一実施例であるＱＦＰ構造を採用す
る樹脂封止型半導体装置の良品、不良品の選別を行うハ
ンドラのシステム構成を図２（概略平面図）を使用し、
簡単に説明する。

【００２３】図２に示すように、ハンドラは、ローダ部
とアンローダ部との間において、ＱＦＰ構造を採用する
樹脂封止型半導体装置１の搬送経路にテストステージ１
０が配置される。

【００２４】前記ローダ部は、未検査のＱＦＰ構造を採
用する樹脂封止型半導体装置１Ａを複数個収納するトレ
イ１３Ａが搭載され、前記樹脂封止型半導体装置１をテ
ストステージ１０に供給する。アンローダ部は、検査終
了後に良品として選別されたＱＦＰ構造を採用する樹脂
封止型半導体装置１Ｃを収納するトレイ１３Ｃ、不良品
として選別されたＱＦＰ構造を採用する樹脂封止型半導
体装置１Ｄを収納するトレイ１３Ｄの夫々を搭載する。
ローダ部とアンローダ部との間の領域は、ローダ部から
アンローダ部に空のトレイ１３Ｂを移動する領域であ
る。

【００２５】前記ローダ部に搭載されたトレイ１３Ａ中
の樹脂封止型半導体装置１Ａは、搬送用ロボット１４を
介在して一旦ストッカ及び角度変更ステージ１１に搬送
され、このストッカ及び角度変更ステージ１１から搬送
用ロボット１５を介在してテストステージ１０に搬送さ
れる。このテストステージ１０においては樹脂封止型半
導体装置１Ａの電気的な特性検査が行われる。

【００２６】また、このテストステージ１０において、
良品として選別された特性検査後の樹脂封止型半導体装
置１Ｃは、搬送用ロボット１５を介在して一旦ストッカ
及び角度変更ステージ１２に搬送され、このストッカ及
び角度変更ステージ１２から搬送用ロボット１６を介在
してアンローダ部のトレイ１３Ｃに搬送される。不良品
として選別された特性検査後の樹脂封止型半導体装置１
Ｄは、同様に、搬送用ロボット１５を介在して一旦スト
ッカ及び角度変更ステージ１２に搬送され、このストッ
カ及び角度変更ステージ１２から搬送用ロボット１６を
介在してアンローダ部のトレイ１Ｄに搬送される。

【００２７】前記テストステージ１０は、図２及び図１
（テストヘッドの概略側面図）に示すように、テスト用
ソケット２が装着される。テスト用ソケット２は、図１
に示すように、平面がリング形状のＡＴＭディスク３で
機械的な保持がなされ、複数本のワイヤを通してテスト
ヘッド５のテストボード（配線基板）４の端子に連結さ
れる。このテストボード４は、樹脂封止型半導体装置１
の電気的な特性を検査するテスタ本体６に連結される。

【００２８】前記テストステージ１０に装着されるテス
ト用ソケット２は、図３（要部断面図）に示すように、
例えば平面、断面のいずれも方形状に形成された筐体２
３内にフラット型ケーブル２０を設けて構成される。前
記筐体２３は、例えば外部応力で変形しずらく、少なく
とも表面に絶縁性を有し、加工性に優れ、しかも製品価
格が安価な硬質樹脂例えばエポキシ系樹脂で構成され
る。

【００２９】前記フラット型ケーブル２０は、図４（要
部拡大断面図）及び図５（部分平面図）に示すように、
樹脂系基板２０Ａ、この表面上に複数本配置された配線
（ケーブル）２０Ｂ及びこの配線２０Ｂを機械的かつ電
気的に保護する保護膜２０Ｃを主体に構成される。この
フラット型ケーブル２０の一端側（図３中、上側）は樹
脂封止型半導体装置１の樹脂封止体（例えばエポキシ系
樹脂）１Ｐの外部に突出し配列されたアウターリード１
Ｌに当接しかつ電気的に接続される。樹脂封止体１Ｐの
内部は例えば単結晶珪素基板で形成されかつその表面に
回路システムが搭載される半導体ペレットが封止され
る。アウターリード１Ｌは、例えばＦｅ−Ｎｉ（例えば
４２又は５０〔％〕のＮｉ含有量）合金で形成され、
０.１〜０.２〔ｍｍ〕の板厚で形成される。ＱＦＰ構造
を採用する樹脂封止型半導体装置１は、通常、４方向リ
ード配列構造で構成され、平面方形状に形成された樹脂
封止体１の各辺に沿って各辺毎に複数本のアウターリー
ド１Ｌが配列される。

【００３０】前記フラット型ケーブル２０の樹脂系基板
２０Ａは、図３及び図４に示すように、この形状に限定
はされないが、全体的にＵ字型形状に湾曲させ、少なく
とも樹脂封止型半導体装置１を当接する一端側において
フレキシブル性（弾力性）を備える。つまり、樹脂系基
板２０Ａは、従来のテスト用ソケットのソケットピンの
機械的な強度の保持機能を代用することを主体として使
用され、樹脂封止型半導体装置１のアウターリード１Ｌ
がプッシャ７で押圧され配線２０Ｂの表面に当接しかつ
電気的に接続された場合、このアウターリード１Ｌと配
線２０Ｂとの接続が確実に行える。樹脂系基板２０Ａ
は、前述のように基本的にフレキシブル性を有し、かつ
絶縁性を有する、例えばエポキシ系樹脂、ポリイミド系
樹脂等で形成され、０.２〜０.４〔ｍｍ〕程度の板厚で
形成される。

【００３１】図３に示すように、テスト用ソケット２
は、フラット型ケーブル２０のフレキシブル性の向上を
主目的として、樹脂封止型半導体装置１のアウターリー
ド１Ｌが当接される一端側において、樹脂系基板２０Ａ
の裏面を支持する弾性体ユニット２１が装着される。こ
の弾性体ユニット２１は樹脂系基板２０Ａの一端側の裏
面を支持する押え板及びこの押え板に一端が連結され他
端が樹脂系基板２０の他端側の裏面若しくは筐体２３に
連結されるスプリングで構成される。また、弾性体ユニ
ット２１はゴム材、多孔質材等の復元能力を有する他の
部材で構成してもよい。

【００３２】本実施例はＱＦＰ構造を採用する樹脂封止
型半導体装置１が４方向リード配列構造を採用するの
で、フラット型ケーブル２０は、樹脂封止型半導体装置
１の樹脂封止体１Ｐの各辺毎に対応した合計４枚の樹脂
系基板２０Ａを備える。この４枚の樹脂系基板２０Ａの
夫々は、図５に示すように、樹脂封止型半導体基板１の
アウターリード１Ｌの配列に対応した配線２０Ｂが複数
本配置される。同図５に示すように、配線２０Ｂは、基
本的に、例えば樹脂系基板２０Ａの表面にＣｕ箔を接着
し、フォトリソグラフィ技術で形成されたマスクを使用
し、前記Ｃｕ箔にウエットエッチングを施して形成され
る。この配線２０Ｂは、フラット型ケーブル２０として
の機械的な強度の保持を樹脂系基板２０Ａで代用してい
るので、電気的な接続機能を主体に構成され、樹脂系基
板２０Ａや樹脂封止型半導体装置１のアウターリード１
Ｌの厚さに比べて薄い膜厚例えば１００〜２００〔μ
ｍ〕程度で形成できる。

【００３３】前記配線２０Ｂの薄膜化は、ウエットエッ
チングで加工した場合、サイドエッチング量を低減でき
るので、微細化ができる。したがって、図５に示すよう
に、フラット型ケーブル２０の配線２０Ｂの一端側２０
ＢＦは樹脂封止型半導体装置１のアウターリード１Ｌの
ファインピッチ化に対応させて配列ピッチを小さくで
き、他端側２０ＢＴはテストボードに接続されるワイヤ
との連結作業の効率を高めるために配線ピッチを大きく
できる。また、図４に示すように、配線２０Ｂは、ウエ
ットエッチングで加工されるので側面形状が緩和され
（鈍角に形成され）、薄い膜厚で形成されるので段差形
状が小さくなり緩和され、配線２０Ｂとアウターリード
１Ｌとが当接に際し位置ずれを生じた場合においても、
アウターリード１Ｌに傷等の損傷が発生しにくい。

【００３４】前記配線２０Ｂの他端側（２０ＢＴ）は電
極２２に連結され、この電極２２はテストボード４に連
結するワイヤが例えば半田を介在して直接々続される。

【００３５】なお、配線２０Ｂは、Ｃｕに限らず、例え
ばＣｕにＮｉメッキやＡｕメッキを施した積層で、又Ａ
ｌ、Ａｌ合金、Ｃｕ系合金等を使用してもよい。

【００３６】このように、本発明の一実施例によれば、
以下の作用効果が得られる。

【００３７】（１）一端側がＱＦＰ構造を採用する樹脂
封止型半導体装置１のアウターリード１Ｌに接続され、
他端側がテスタ本体６に連結されるテストボード４に接
続される、テスト用ソケット２において、少なくとも前
記樹脂封止型半導体装置１のアウターリード１Ｌが当接
される領域が、フレキシブル性を有する樹脂系基板２０
Ａの表面上に金属若しくは合金で形成した配線２０Ｂを
配置したフラット型ケーブル２０で構成される。この構
成により、前記樹脂封止型半導体装置１のテスト用ソケ
ット２の樹脂封止型半導体装置１のアウターリード１Ｌ
が当接する領域において、ソケットピンとして要求され
る電気的接続機能及び機械的強度の保持機能のうち、後
者をフレキシブル性を有する樹脂系基板２０Ａで代用
し、特性検査の際に加わる繰り返し応力に基づく、疲労
破壊の要因を排除したので、テスト用ソケット２の損
傷、破壊等を防止し、テスト用ソケット２の寿命を長く
できる。

【００３８】（２）前記手段（１）のフラット型ケーブ
ル２０の配線２０Ｂは前記フレキシブル性を有する樹脂
系基板２０Ａに対して薄い厚さで構成されるとともに、
ウエットエッチングで加工され、この配線２０Ｂの配列
ピッチは樹脂封止型半導体装置１のアウターリード１Ｌ
が接続される一端側２０ＢＦがテストボード４に接続さ
れる他端側２０ＢＴに比べて小さく構成される。この構
成により、前記樹脂封止型半導体装置１のテスト用ソケ
ット２において、前記フレキシブル性を有する樹脂系基
板２０Ａの配線２０Ｂをウエットエッチングでパターン
ニングした場合、配線２０Ｂの膜厚が薄く、微細加工を
行えるので、樹脂封止型半導体装置１のアウターリード
１Ｌのファインピッチ化に伴い、フレキシブル性を有す
る樹脂系基板２０Ａの配線２０Ｂの一端側２０ＢＦの配
列ピッチを縮小でき、逆に、テストボード４に接続され
る他端側２０ＢＴの配列ピッチを大きくし、前記樹脂封
止型半導体装置１のテスト用ソケット２をテストボード
４に装着する際（若しくは交換する際）、テスト用ソケ
ット２のワイヤの人為的取り付け作業の効率を向上でき
る。

【００３９】（３）前記手段（２）のフラット型ケーブ
ル２０の配線２０Ｂはそれに当接される樹脂封止型半導
体装置１のアウターリード１Ｌのリード厚さに比べて薄
い厚さで構成される。この構成により、前記フラット型
ケーブル２０の配線２０Ｂの端面形状がウエットエッチ
ング加工に基づき緩和され（配線２０Ｂの角部が鈍角に
形成され）、しかも配線２０Ｂの断面形状が薄膜化で段
差を小さくできるので、フラット型ケーブル２０の配線
２０Ｂと樹脂封止型半導体装置１のアウターリード１Ｌ
との当接時に位置ずれが発生した場合において、樹脂封
止型半導体装置１のアウターリード１Ｌに発生する損傷
を防止し、樹脂封止型半導体装置１の不良品の発生率を
低減できる。

【００４０】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。

【００４１】例えば、本発明は、ＱＦＰ構造を採用する
樹脂封止型半導体装置以外の面実装型半導体装置に適用
できる。封止体としては樹脂、セラミック（ガラス封
止）のいずれであってもよい。

【００４２】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。

【００４３】半導体装置の特性検査用ソケットにおい
て、寿命を長くできる。

【００４４】半導体装置の特性検査用ソケットにおい
て、テストヘッドに装着する際の作業効率を向上でき
る。

【００４５】半導体装置の特性検査用ソケットにおい
て、装着される半導体装置の歩留りを向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例であるハンドラのテストヘ
ッドの概略側面図。

【図２】 前記ハンドラの概略平面図。

【図３】 前記テストヘッドに装着されるテスト用ソケ
ットの要部断面図。

【図４】 前記テスト用ソケットの要部拡大断面図。

【図５】 前記テスト用ソケットの部分平面図。

【符号の説明】

１…樹脂封止型半導体装置、２…テスト用ソケット、２
０…フラット型ケーブル、２０Ａ…樹脂系基板、２０Ｂ
…配線、２０Ｃ…保護膜、２１…弾性体ユニット、４…
テストボード、５…テストヘッド、６…テスト本体。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端側が面実装型半導体装置のアウター
   リードに接続され、他端側がテスタ本体に連結されるテ
   ストボードに接続される、半導体装置の特性検査用ソケ
   ットにおいて、少なくとも、前記面実装型半導体装置の
   アウターリードが当接される領域が、フレキシブル性を
   有する樹脂系基板の表面上に金属若しくは合金で形成し
   た配線を配置したフラット型ケーブルで構成されること
   を特徴とする、半導体装置の特性検査用ソケット。
2. 【請求項２】 前記請求項１に記載されるフラット型ケ
   ーブルの配線は前記フレキシブル性を有する樹脂系基板
   に対して薄い厚さで構成されるとともに、ウエットエッ
   チングで加工され、この配線のピッチは面実装型半導体
   装置のアウターリードが接続される側がテストボードに
   接続される側に比べて小さく構成される。
3. 【請求項３】 前記請求項２に記載されるフラット型ケ
   ーブルの配線はそれに当接される面実装型半導体装置の
   アウターリードのリード厚さに比べて薄い厚さで構成さ
   れる。