JPH08201466A - Ｉｃソケットの検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ＩＣの電気的液特性試験を行なう為に使用する
ＩＣソケットにおいて、このコンタクトピンの先端の変
形を容易に検出すること。 【構成】ベース４に取りつけられた基板３にコンタクト
ピンの変形許容寸法を考慮した幅で配列した電極６を有
し、ＩＣソケット１８のコンタクトピン５が対向する一
対の電極間が電気的に接続され、ＩＣソケットの全ピン
が同様な状態となった時、閉回路が形成され、電流を流
すことができる。この時、１箇所でもコンタクトピン５
の変形があれば、閉回路が形成できず、電流が流れない
ことで、ＩＣソケットのコンタクトピン５の変形を検出
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＩＣソケットの検査装置
に関し、特に多数のリードを備えたフラットパッケージ
型の半導体集積回路（ＩＣ）の前記リードに、コンタク
トピンをそれぞれ接触させて、このＩＣの動作試験を行
う際に使用する試験用ＩＣソケットの前記コンタクトピ
ン部分の検査装置に関する。

【０００２】ＩＣのフラットパッケージ型としては、Ｓ
ＯＰ（Ｓｍａｌｌ ＯｕｔｌｉｎｅＰａｃｋａｇｅ）や
ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）等があ
る。

【０００３】

【従来の技術】パッケージに収納されて最終製品形態と
なったＩＣは、半導体製造工程の最終段階や出荷段階等
で、所望の動作機能を備えたものになっているか否かを
ＩＣ単体として試験する必要がある。

【０００４】この際に、使用されるのが試験用のＩＣソ
ケットである。試験用ソケットは、ＩＣのリードとプリ
ント配線基板の所定の配線とを電気的に接続するため、
このプリント配線基板上に固定され、プリント配線基板
からコネクタを介して試験器に電気的に接続される。試
験器からは、ＩＣへ電源電圧や試験パターン等が印加さ
れ、このＩＣから得られた出力パターンを、試験器内に
用意された期待値パターンと比較し、良否の判定が得ら
れる。判定が終了すると、このＩＣは取り出され、新ら
たに次のＩＣが装着されて各リードが試験用ソケットの
コンタクトピンと電気的に接続される。以上の動作が何
回も繰り返される。

【０００５】以上のように、ＩＣの着脱を繰り返えし行
う試験用ＩＣソケットには、以下に述べるように固有の
問題点があることが判明した。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したような試験用
ＩＣソケットは、最終装置に組み込む際に使用される製
品用ＩＣソケットと相違し、可能なかぎり繰り返えし使
用に耐える電気的及び機械的構造が要求されるが、繰り
返えし応力による疲労現象、接触部の摩耗や変形等によ
り、コンタクトピンのうちＩＣのリードと接触する部分
を中心として、接触不良、所定位置外の接触、ピン同士
の短絡やピンの脱落等の事故が、ＩＣの試験回数に従っ
て増大する。しかし、この事故が発生する時期を正確に
予測することは困難であり、このためＩＣが良品である
にもかかわらず、ＩＣソケットの不良により、このＩＣ
を不良品と確定してしまうことがあった。

【０００７】所定の試験回数だけ使用した試験用ＩＣソ
ケットをすべて廃棄することも考えられるが、ＩＣの脱
着速度等の使用条件により、耐用回数に大幅なバラツキ
があり、このためまだ使用できるＩＣソケットまでも廃
棄してしまうというロスが発生している。

【０００８】また、最近のＩＣのリード数は６４を数え
るものは普通で、１００を数えるものもめずらしくな
い。このようなＩＣのリード・ピッチは１．０ｍｍ以下
となっている。従って、このリードに接触させるコンタ
クトピンのピッチに１００ミクロン・オーダの変形があ
っても、もはや正常な電気的接触が得られなくなる。し
かも、このような微細な変形を、内眼により直ちに識別
できないという問題点がある。

【０００９】このような諸問題を解決する手段と関連す
るような技術を強いて挙げれば、特開平３−１５８７７
２号公報がある。同公報を参照すると、検査対象となる
ＩＣソケットは、「ＩＣ素子等の電子部品を実装させる
ため」のいわゆる製品用のＩＣソケットであり、しかも
コンタクトピンの下端部分即ち基板との接続部分となる
「脚部」の折損や高さのばらつき等をチェックする検査
装置である。

【００１０】このようなＩＣソケットは、本発明の試験
対象となる試験用のＩＣソケットではなく、また問題と
なるコンタクトピンの上端部分即ちＩＣのリードとの接
触部の変形等をチェックする手段をなんら持ち合わせて
いないことが判明した。

【００１１】以上のような知見及び諸問題点に鑑み、本
発明は次の課題を揚げる。 （１）コンタクトピンのうちＩＣのリードに接触する部
分を中心とした変形等を容易に識別するようにするこ
と。 （２）正常な電気的接続の得られなくなったコンタクト
ピンを直ちに発見できるようにすること。 （３）良品のＩＣを不良品と判定してしまうような事故
が発生しないようにすること。 （４）コンタクトピンの微細変形でも、容易に検出でき
るようにすること。 （５）ＩＣソケットを含む試験装置の動作上の信頼性を
向上させ、ＩＣ自体の良不良判定を正確に判定できるよ
うにすること。 （６）必要に応じて適宜、ＩＣソケットをチェックでき
るようにすること。 （７）ＩＣのリード数やピッチ等のリード群の各部寸法
が変更しても、直ちに応じられるようにすること。 （８）試験装置としては、小型寸法に留め、携帯できる
ようにもすること。 （９）コンタクトピンのリード接触端の所定値以上の三
次元変形（ピッチ方向、このピッチ方向とクロスする方
向、及び上下方向）を検出できるようにすること。 （１０）多数のコンタクトピンのうち一本でも変形不良
があれば、このＩＣソケットを不良と判定できるように
すること。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の構成は、半導体
集積回路装置のリードにそれぞれ当接する接触面を備え
るコンタクトピンが多数配列されたＩＣソケットの前記
接触面に、電極がそれぞれ当接するような位置で前記接
触面が所定位置内にあるか否かを識別するＩＣソケット
の検査装置において、前記電極が一対の電極からなり、
前記接触面を介在させた場合に互いに電気的に導通する
ような離間位置に、前記一対の電極を設け、前記電極同
士の直列接続回路を設け、前記直列接続回路の導通状態
を検出する識別手段を設けることを特徴とする。

【００１３】特に前記一対の電極を備えた配線基板は、
前記識別手段を備えた配線基板と別に設けられ、互いに
コネクタにより電気的に接続されていることを特徴と
し、さらに前記一対の電極を備えた配線基板には、前記
ＩＣソケットのガイドピンの挿入される位置合わせ穴が
一対設けられていることを特徴とし、また特に前記一対
の電極を備えた配線基板の下面に、所定値以上の押上力
が印加すると前記配線基板が退避するように、弾性部材
が設けられていることを特徴とする。

【００１４】また本発明によれば、特に作業者への警報
手段と作業停止信号出力手段とを有することを特徴とす
る。

【００１５】また、特に前記一対の電極を備えた配線基
板上の前記一対の電極間に溝が形成されていることも特
徴とする。

【００１６】また、検査対象となるＩＣソケットは、特
に、フラットパッケージ型のＩＣを施兼するためのもの
であることも特徴とする。

【００１７】

【実施例】本発明の一実施例を示す図１を参照すると、
この実施例の検査装置１９が、断面図で示され、検査対
象となるＩＣソケット１８上に設定されている。

【００１８】このＩＣソケット１８は、前方左右に１３
本、後方左右に１３本，紙面に垂直な方向で左側に１９
本、紙面に垂直な方向で右側に１９本のコンタクトピン
が配列されており、それぞれを第３のコンタクトピン１
１，第４のコンタクトピン１１′，第１のコンタクトピ
ン５，第２のコンタクトピン５′の各配列に相当する。
第１，第２のコンタクトピン５，５′は互いに対称的な
構造を有し、第３，第４のコンタクトピン１１，１１′
も互いに対称的な構造を有している。総コンタクトピン
の配列形状は、平面上方形をなし、合計６４本の各コン
タクトピンに対向したリードを有するフラットパッケー
ジ型のＩＣが、試験時は図示されていないが検査装置１
９の位置に設定され、押え板１４はシャフト１５を中心
として反時計方向に９０°回転して、ストッパ１７によ
り、固定される。この時にＩＣの位置合わせとなるの
が、ＩＣソケット１８の表面右側の一対のガイドピン３
９である。この一対のガイドピン３９は、検査装置１９
を位置決めする際にも利用される。各コンタクトピンの
下端部は、プリント配線基板のコンタクトホール等に挿
入されるか、又はコネクタを介して、試験装置に電気的
に接続される。各コンタクトピンの上端部は、ＩＣのリ
ードに接触させる部分である。第１のコンタクトピン５
の一本を側面から見ると、板状のピンベース１２があ
り、この部分はＩＣソケット１８の本体に固定するため
に必要である。このピンベース１２から下方に針状に伸
びて下端部即ち脚部を形成する。ピンベース１２から上
方に伸びて左方に屈曲し、さらに上方に屈曲して、リー
ドとの接触面を有する上端部１３を形成する。上述した
本発明の主問題点となる部分は、この上端部１３であ
る。このような屈曲部は、接触面に弾力性を持たせるた
めに必要である。このような形状のコンタクトピンは、
所定のピッチで配列され、間にスペーサ５４を介在させ
ているが、上端部１３の上方動、左右動等に対して支障
とならないように、余裕を持った厚さのスペーサ１４が
設けられている。第１のコンタクトピン５の配列とクロ
スする配列の第３，第４のコンタクトピン１１′，１１
は、上端部１３が内方に位置する向きで共通した形状の
ピンが設けられ、コンタクトピン５のピンベース１２の
ぶつかり合を回避している。

【００１９】以上のようなＩＣソケット１８に対するこ
の実施例の検査装置１９は、ベース４内に第１の基板
３′，第２の基板３からなる二枚のプリント配線基板を
内蔵し、上面には作業者の片手で握って押圧するための
取手９が設けられている。

【００２０】第２の基板３の下主面には、上記６４本の
コンタクトピンの上端部１３にそれぞれ対向した電極６
が形成され、さらにこれら電極６を互いに直列接続する
配線が形成され、図示していないコネクタを介して、第
１の基板３′と電気的に接続される。

【００２１】第１，第２の基板３′，３は、左方の蓋１
６を外して、それぞれ着脱できるようになっている。第
１の基板３′の上面には、検査回路として必要な抵抗１
０，電池７，発光ダイオード８等が接続され、配線され
ている。第２の基板３は、ＩＣソケット１８のコンタク
トピン数，ピッチ配列形状等の相異なるタイプに合わせ
て、各種用意されている。即ち、試験に供されるＩＣの
フラットパッケージの種類の適合する基板が、蓋１６を
外して装着されることになる。この基板３の右方には、
ガイドピン３９の貫通するピン穴が開口しており、コン
タクトピンと電極６とが、これにより正確に位置合わせ
されて接触する。

【００２２】表示ＬＥＤとして、第１の基板３′の上面
の発光ダイオード８が設けられ、外から視認できるよう
に開孔部がベース４に形成されている。ベース４及び第
１の基板３′には、ガイドピン３９を避けるように、余
裕を持ったピン穴が形成されているが、ガイドピン３９
と位置合わせするピン穴は、第２の基板３に開口してい
る。

【００２３】図１に示した第２の基板３の下面を示す図
２の平面図を参照すると、この基板３は一部切欠４６の
ある方形をなし、挿入方向５０に添って、ベース４の中
に装着され、ベース４内のコネクタ（図示せず）４１
と、ランド４２，４３等の各ランドとが電気的に接続さ
れる。一本のコンタクトピンに対応して、一対の電極５
１，５２が用意される。即ち電極６は、すべて一対の電
極５１，５２からなる。このような一対の電極５１，５
２を一つの電極としてすべて直列接続されて、その終端
をランド４２，４３に配線している。端部には、一対の
ピン穴４０，４０′が開口しており、ガイドピン３９が
挿入されて、位置合わせされる。切欠４６は、逆方向の
挿入を防止する。

【００２４】図２に示された一対の電極５１，５２を示
す図３の平面図を参照すると、電極５１の露出面の寸法
は、ｂが位置ズレ許容寸法を考慮して０．２ｍｍ乃至
０．４ｍｍ，ｄが１．０ｍｍ乃至１．５ｍｍ，一対の電
極５１，５２間距離ａが０．１ｍｍ乃至１．０ｍｍとな
る。電極５１，５２の一部及び配線は、レジスト膜３
０，３０′で覆われており、電気的接続の必要のない部
分である。特に距離ａは、上端部１３の色々な形状に応
じるためには、０．１ｍｍ乃至０．２ｍｍがより好まし
い。このような電極５１，５２は、配列方向３２に多数
配列されている。

【００２５】図３の電極５１，５２に接触するＩＣソケ
ット１８のコンタクトピンの上端部１３を示す図４の断
面図を参照すると、この上端部１３は、半径０．４ｍｍ
の半円状を呈し、この厚さが０．５ｍｍとなっている。

【００２６】この上端部１３には、使用回数が増加する
に従い、この半円状が変形したり、左右方向３３のどち
らかに偏位したり、あるいは配列方向３２の方向に屈曲
してしまうことがある。このうち左右方向３３の偏位が
大きくなると、一対の電極５１，５２を短絡していた上
端部１３の上面が開放状態になり、電極５１，５２間が
電気的に非導通となる。このような電極は直列接続され
ているので、どこか一箇所だけでも非導通となれば、後
述する検査回路でこれを検出する。

【００２７】配列方向３２の方向に所定値以上屈曲した
上端部１３は、電極５１，５２との接触が断たれ、直列
回路が同様に非導通となる。上端部１３の半円周上の局
面が破損しても、同様に非導通となる。上端部１３の上
方向３４の偏位のうち、下方向の偏位については電極５
１，５２が直ちに非導通となり、上方向の偏位について
は導通となるが、基板３が押し上げられて近傍の電極が
非導通となり、やはり検出可能となる。

【００２８】以上のような三次元方向の変形、偏位、破
損等が組み合わされても、同様に非導通状態となり、き
わめて高精度でコンタクトピンの不良を検出することが
できる。

【００２９】図３、図４で示した不良状態を検出する回
路を配線した第２の基板３′の下面を示す図５の平面図
を参照すると、ランド４２′，４３′は図２のランド４
２，４３と図示していないコネクタで電気的に接続さ
れ、ランド４２′，４３′間には、抵抗１０，発光ダイ
オード８，電池７が直列接続される。非導通となれば、
発光ダイオード８が点燈し、正常な場合はこの回路に電
気が流れ、発光ダイオード８が点燈する。抵抗１０は導
通時の過電流を防止するために必要である。

【００３０】第２の基板３は、ベース４に固定された場
合を説明したが、この他に押圧力が１０００ｇを超える
とこのベース４が１．０ｍｍ程度上方に移動するよう
に、板バネやコイルバネ等の弾性部材を介挿することが
より好ましい。これは、図４における上端部１３の上方
偏位を検出し易くするためにも必要である。尚第２の基
板３の下面は、ＩＣソケット１８の上面３５に当接する
ことにより、これ以上深い位置で接触しないようにして
ある。

【００３１】また、発光ダイオード８を使用したが、警
報手段としてはこの他にブザーが使用されてもよく、ま
た自動製造装置をストップする作業停止信号出力を備え
てもよく、あるいはこれらが並用されてもよい。

【００３２】例にコンタクトピンの不良が検出されれ
ば、このＩＣソケットを廃棄して、新しいＩＣソケット
と交換するため、試験が一時中断されることになる。

【００３３】上記実施例では取手９を設けているが、こ
れは手動で行うことを前提としたものであって、この他
に自動で行う場合にはハンドリングの先端にこのベース
４が固定される。また自動化工程で、この検査装置を、
検査対象となるＩＣと共通した工程で流してもよい。こ
の場合は、ＩＣ１００個あるいは１，０００個ごとに、
この検査装置を介在させる。この場合の検査装置の外形
寸法は、ＩＣの形状に近いものが好ましい。

【００３４】また、コンタクトピンのうち不良ピンの位
置を所定の範囲内に特定して検出したい場合には、上述
した検出回路が複数用意される。

【００３５】検査対象となるＩＣソケット１８は、押え
板１４やストッパ１７を備えたものを示したが、このよ
うな構造に限定されるものではなく、自動化されたハン
ドリング手段が使用されるものでもよく、また６４ピン
の場合を示したが色々なコンタクトピン数やピッチ、配
列形状等に応じた第２の基板３が用意されるので、フラ
ットパッケージ型のＩＣであればどのようなものでもよ
く汎用性が確保される。

【００３６】図２におけるような電極配列に対応したコ
ンタクトピンが配列されているものの、一部のコンタク
トピンが不要のため、除去されたものがある。このよう
なＩＣソケットを検査する場合には、除去されているコ
ンタクトピンに対応する電極５１，５２をあらかじめ短
絡した基板３を用意すればよい。

【００３７】図２の電極５１，５２の直列配線は、千鳥
足状のパターンとしたが、要する直列接続となっていれ
ばよく、図６のようにスルーホール６０，６０′を形成
して、上面で近傍の左右のスルーホール同士を接続する
ような直列接続であってもよい。

【００３８】検査対象となるコンタクトピンの上端部１
３の形状は、半円形に限定されるものではなく、半球状
や放物線状，楕円形等であってもよく、要するに接触面
が凸の曲線を有していればよい。この接触面の広範な凸
部形状に備えるべく、図７に示す基板２が用意されるこ
とがより好ましい。この基板２は図４の基板３に相当す
るもので、一対の電極５１，５２間に０．１ｍ乃至０．
５ｍの深さの溝１が形成されており、上端部１３′の最
上端がこの溝１の中に入り込む状態で、一対の電極５
１，５２間が短絡する。この溝１は、レーザ加工やグラ
インダによる研磨加工等によって、形成される。

【００３９】コンタクトピンの上端部に接触する一対の
電極を設け、これらを直列接続してなる回路に電流が流
れれば、良と判断し、コンタクトピン一本でも不良があ
れば電流が流れなくなり、これを不良と判断する検査方
法は、フラットパッケージ型のＩＣソケットに限定され
るものではなく、広く一般のＩＣにも適用し得る。

【００４０】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、接
触面に対応する一対の電極を設け、電極同時の直列接続
回路を設け、この回路の導通状態を検出する識別手段を
設けているため、コンタクトピンの三次元の変形等を識
別することができ、いち早くＩＣソケットの不良を検出
することができ、実際にＩＣの歩留りが０．３％以上向
上することが判明し、また段取り時間が一回につき２０
分程度短縮するという効果が得られ、上述した各課題が
ことごとく達成された。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発の一実施例を使用状態を示す側面図であ
る。

【図２】一実施例を構成する第２の基板の下面を示す平
面図である。

【図３】第２の基板の要部を拡大して示した平面図であ
る。

【図４】第２の基板とコンタクトピンとの接触状態を示
す断面図である。

【図５】一実施例を構成する第１の基板の下面を示す平
面図である。

【図６】第２の基板の他の配線例を示す平面図である。

【図７】第２の基板と他の形状のコンタクトピンとの接
触状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 溝 ２，３，３′ 基板 ４ ベース ５．５′，１１，１１′ コンタクトピン ６，５１，５２ 電極 ７ 電池 ８ 発光ダイオード ９ 取手 １０ 抵抗 １２ ピンベース １３，１３′ 上端部 １４ 押え板 １５ シャフト １６ 蓋 １７ ストッパ １８ ＩＣソケット １９ 検出装置 ３０，３０′ レジスト膜 ３２ 配列方向 ３３ 左右方向 ３４ 上下方向 ３５ 上面 ３９ ガイドピン ４１ コネクタ ４２，４２′，４３，４３′ ランド ４０，４０′，４５ ピン穴 ４６ 切欠 ５０ 挿入方向 ６０，６０′ スルーホール

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体集積回路装置のリードにそれぞれ
   当接する接触面を備えるコンタクトピンが多数配列され
   たＩＣソケットの前記接触面に、電極をそれぞれ当接す
   るような位置に置いて前記接触面が所定の位置内にある
   か否かを識別するＩＣソケットの検査装置において、前
   記電極が一対の電極からなり、前記接触面を介在させた
   場合に互いに電気的に導通するような離間位置に、前記
   一対の電極を設け、前記電極同士の直列接続回路を設
   け、前記直列接続回路の導通状態を検出する識別手段を
   設けることを特徴とするＩＣソケットの検査装置。
2. 【請求項２】 前記一対の電極を備えた配線基板は、前
   記識別手段を備えた配線基板と別に設けられ、互いにコ
   ネクタにより電気的に接続されている請求項１記載のＩ
   Ｃソケットの検査装置。
3. 【請求項３】 前記一対の電極を備えた配線基板には、
   前記ＩＣソケットのガイドピンの挿入される位置合わせ
   穴が一対設けられている請求項２記載のＩＣソケットの
   検査装置。
4. 【請求項４】 前記一対の電極を備えた配線基板の下面
   に、所定値以上の押上力が印加すると前記配線基板が退
   避するように、弾性部材が設けられている請求項２記載
   のＩＣソケットの検査装置。
5. 【請求項５】 前記識別手段が、作業者への警報手段と
   作業停止信号出力手段とを有する請求項１記載のＩＣソ
   ケットの検査装置。
6. 【請求項６】 前記一対の電極を備えた配線基板上の前
   記一対の電極間に溝が形成されている請求項２記載のＩ
   Ｃソケットの検査装置。
7. 【請求項７】 検査対象となるＩＣソケットは、フラッ
   トパッケージ型の半導体集積回路装置を試験するコンタ
   クトピンを有する請求項１記載のＩＣソケットの検査装
   置。