JPH0933606A

JPH0933606A - 半導体素子検査用治具

Info

Publication number: JPH0933606A
Application number: JP7205136A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Komatsu; 博登小松
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1995-07-20
Filing date: 1995-07-20
Publication date: 1997-02-07

Abstract

(57)【要約】【課題】ＢＧＡ，ＬＧＡ，ＰＬＣＣ等の半導体素子を
多数装着でき、バーンインテスト等を効率的に行える半
導体素子検査用治具を提供する。【解決手段】半導体素子Ｃを位置決めして着脱自在に
装着可能な複数の装填穴１１が形成されたフレーム１０
の裏面側に回路基板２０を取り付けるとともに、ゴム弾
性を有するシート体４１に表裏を貫通する複数の導電ワ
イヤ４２を貫通させて異方導電性シート４０を構成し、
この異方導電性シート４０をフレーム１０と回路基板２
０との間に介装するとともに、フレーム１０の表側に押
圧部材３２が固着された蓋３０を設け、フレーム１０の
装填穴１１に半導体素子Ｃを装着して被蓋した蓋３０の
押圧部材３２により押圧し、半導体素子Ｃの端子Ｃａを
異方導電性シート４０に圧接させて異方導電性シート４
０を介し回路基板２０の電極２１と接続するように構成
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体素子検査
用治具に関し、特に、半導体素子（半導体パッケージ）
に熱負荷等を加えて行うバーンインテスト等に用いられ
る半導体素子検査用治具に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子の検査工程を大別すると、半
導体素子の機能を評価するファンクションテストと初期
の不良を振るい落とすためのバーンインテストとに分類
することができる。ファンクションテストは、ハンドラ
ーを用い比較的短時間で行うことが可能であり、検査時
間が比較的長いメモリーでも１個を１分程度で検査する
ことができる。これに対して、バーンインテストは信頼
性評価試験で、半導体素子に熱ストレスと電源ストレス
とを長時間（長いものでは４８時間）印加して行う。こ
のため、バーンインテストは数百〜数千個の半導体素子
を同時に評価している。

【０００３】従来、バーンインテストに際しては、検査
用治具として複数個のＩＣソケットが実装されたバーン
インボードを用い、各ＩＣソケットに半導体素子が取り
付けられた数枚〜数十枚のバーンインボードをバーンイ
ン装置（外観はオーブン）に装着する。そして、上述し
たファンクションテストに用いるハンドラーでは半導体
素子とＩＣソケットとを電気的に接続するための圧力を
ハンドラー自体で印加することができるが、バーンイン
テストではＩＣソケットにその機能を付加する必要があ
るため蓋付きのＩＣソケットを使用している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のバーンインボードにあっては、ＩＣソケットに
蓋の開閉機構や半導体素子を圧接するための機構を組み
付けなければならずＩＣソケット自体が比較的大きく、
また、このＩＣソケットには１つの半導体素子が実装で
きるに過ぎないため、１つのバーンインボードに実装で
きる半導体素子の数も少なく、バーンインテストの処理
能力を低下させる原因となっているという問題があっ
た。この発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、よ
り多くの半導体素子を装着することができる半導体素子
検査用治具を提供し、バーンインテスト等を効率的に行
えるようにすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明にかかる半導体素子検査用治具は、半導体
素子を位置決めして着脱自在に装填可能な複数の装填穴
が表裏を貫通して形成されたフレームの一面側を回路基
板に位置決めして組み付けるとともに、ゴム弾性を有す
る絶縁性のシート体に表裏を貫通する複数の導電ワイヤ
を貫通させて異方導電性シートを構成し、該異方導電性
シートを前記回路基板と前記フレームとの間に前記装填
穴開口に臨ませ、かつ、前記回路基板の電極と当接させ
て設けるとともに、前記フレームの他面側を被蓋可能な
蓋を備え、該蓋に前記装填穴内の半導体素子を前記異方
導電性シートに向けて付勢する押圧部材を設けた。

【０００６】そして、この発明にかかる半導体素子検査
用治具は、内周部に小さな半導体素子を位置決めして装
填可能な装填穴が形成された枠状のサイズアダプタ部材
を、前記フレームの装填穴に位置決めして装填可能に備
える態様（請求項２）に構成することができる。

【０００７】

【作用】請求項１記載の発明にかかる半導体素子検査用
治具によれば、フレームの各装填穴に半導体素子を装填
してフレームを蓋により被蓋することで、半導体素子が
蓋の押圧部材により異方導電性シート側へ押圧され、半
導体素子は端子が異方導電性シートに圧接し異方導電性
シートを介して回路基板の電極と接続する。そして、こ
の発明の半導体素子検査用治具は、複数の装填穴が形成
されたフレームと回路基板との間に異方導電性シートを
介設するとともに、フレームに蓋を設けることで達成さ
れるため、１つの半導体素子の装着に要するスペース
（面積）が少なく、多くの半導体素子を装着でき、バー
ンインテスト等の検査を効率的に行える。

【０００８】また、請求項２記載の発明にかかる半導体
素子検査用治具によれば、フレームの装填穴にサイズア
ダプタ部材を装填し、このサイズアダプタ部材の小装填
穴にサイズの小さな異種の半導体素子を装填でき、この
異種の半導体素子の検査も行えるため、高い汎用性が達
成される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図面を
参照して説明する。図１から図４はこの発明の一実施例
にかかるバーンインボード（半導体素子検査用治具）を
示し、図１ａが模式断面図、図１ｂが図１ａのＡ−Ａ矢
視図、図２が異方導電性シートの模式断面図、図３が回
路基板の斜視図、図４が他の半導体素子を装着した状態
の模式断面図である。

【００１０】図１，４において、１０はフレームであ
り、フレーム１０には、裏面（図中、下面）が回路基板
２０に接合され、表面に蓋３０が着脱自在に設けられ
る。フレーム１０は、セラミック等の耐熱性材料からな
り、表裏を貫通する複数の装填穴１１が行列状に整列さ
れて形成され、また、これら装填穴１１間の適宜位置に
複数の取付孔１２が表裏を貫通して形成される。取付孔
１２は回路基板２０の後述する取付孔および蓋３０の取
付孔と連続し、これら孔１２にボルト等の締結部材（図
示せず）が挿通される。

【００１１】装填穴１１は、ＰＬＣＣ等の半導体素子Ｃ
の外形より小さな相似形状である角形の平面視形状（断
面形状）を有し、ＰＬＣＣ等の半導体素子Ｃまたはサイ
ズアダプタ部材５０（図４参照）が着脱自在に装着され
る。これら装填穴１１は表側開口端の４辺部分にそれぞ
れ中心側へ向かって下向きに傾斜した案内面１１ａを有
し、これら案内面１１ａが装填穴１１内への半導体素子
Ｃ等の装着を案内する。

【００１２】また、フレーム１０には、各装填穴１１の
裏側開口端にざぐり部１１ｂが形成され、各装填穴１１
の裏側開口端に異方導電性シート４０がざぐり部１１ｂ
の段差面と接着剤等により接着されて設けられる。これ
ら異方導電性シート４０は、少なくとも一部が装填穴１
１の裏面側開口を閉止して半導体素子Ｃの端子と当接可
能に配置され、裏面側が回路基板２０の後述する電極と
電気的に導通して接触する。

【００１３】異方導電性シート４０は、図２に示すよう
に、ゴム弾性を有する絶縁性材料からなるシート体４１
に金細線等の複数の導電性線状体４２を所定角度θ傾斜
させて貫通埋設して構成される。導電性線状体４２は、
その両端に球状等に拡径する端子部４２ａ，４２ｂがレ
ーザー加工等によって形成され、これら端子部４２ａ，
４２ｂの一部あるいは全部がシート体４１表面から突出
する。この導電性線状体４２の傾斜角度θは、導電性線
状体４１の座屈の防止とシート体４１の圧縮変形の容易
化のため５°以上に、また、導電性線状体４２の端子部
４２ａ，４２ｂを回路基板２０の電極等に適正な接触圧
力で確実に接触させるため６０°以下が好ましい。な
お、導電性線状体４２は、端部に必ずしも球形の端子部
４２ａ，４２ｂを成形する必要は無く、端子部４２ａ，
４２ｂの成形は任意である。

【００１４】シート体４１は、半導体素子Ｃの支持と弾
性変形とを両立させるためショアＡ硬度が１０°Ｈ以上
６０°Ｈ未満、望ましくは、繰り返しに対する耐久性を
考慮してショアＡ硬度が２０°Ｈ以上６０°Ｈ未満とす
る。このシート体４１を構成するゴム様弾性材料として
は、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジ
エンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプ
レンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、シリ
コーンゴム、フッソゴム、ウレタンゴム、アクリルゴ
ム、スチレン系、オレフィン系、ウレタン系あるいはエ
ステル系等の熱可塑性エラストマから適宜目的に応じて
選択される。

【００１５】導電性線状体４２は、それぞれが一様に規
則性をもって配列される。この導電性線状体４２には導
電性の高いものを適宜用いることができるが、例を挙げ
れば、ニッケル、金、銀、銅、タングステン、銅合金、
スズ合金等の金属細線から選択でき、また、銅や銅合金
の細線であればニッケルめっきを施してニッケルめっき
上に金めっきをさらに施した細線、他の金属細線であれ
ば直接に金めっきを施した細線等を用いることができ
る。そして、上記金めっきを施す場合は高い密着力が得
られる電解めっきが望ましく、また、そのめっき厚さは
導電性の改善とめっき膜の剥離等の防止の両立を図る観
点から０．１μｍ以上５．０μｍ以下が望ましい。

【００１６】回路基板２０は、周知のエポキシ樹脂等か
ら構成され、フレーム１０の下面にフレーム１０に突設
された位置決めピン等を用い位置決めして組み付けられ
る。この回路基板２０には、表面（図１ａ中上面）に電
極２１がパターン印刷等によって形成され、また、表裏
を貫通して取付孔２２が形成される。電極２１は、図３
に示すように、フレーム１０の各装填穴１１と対応した
複数の矩形領域にそれぞれ二重角形状に配置され、各領
域の外側の電極２１ａが大きなサイズの半導体素子Ｃ
（図１）の端子Ｃａに、内側の電極２１ｂが小さなサイ
ズの半導体素子Ｃ’（図４）の端子Ｃａと対応する。取
付孔２２は、前述したフレーム１０の取付孔１２と同軸
的に連続し、ボルト等の締結部材が挿通する。なお、図
示および説明は割愛するが、電極２１はバーンイン装置
等に装着されるとコネクタ等を介して計測装置等に接続
される。

【００１７】蓋３０は、セラミック等の耐熱性に優れた
材料の板状部材からなり、複数の取付孔３１が表裏を貫
通して形成され、また、裏面（図中下面）に複数の押圧
部材３２がフレーム１０の装填穴１１と対応した位置に
固着される。この蓋３０は、各取付孔３１，１２，２２
を貫通したボルトやナットを用いてフレーム１０に取外
し自在に固定され、フレーム１０の上側を被蓋する。

【００１８】取付孔３１は、フレーム１０の取付孔１２
に対応して形成され、蓋３０の被蓋時に取付孔１２と連
続する。押圧部材３２は、シリコーンゴム等の合成ゴム
や熱可塑性エラストマ等の板状部材からなり、接着剤等
により蓋３０の裏面に固着される。この押圧部材３２
は、蓋３０の被蓋時においてフレーム１０の装填穴１１
内に装填された半導体素子Ｃの上面と当接して半導体素
子Ｃを押圧する。

【００１９】なお、上述した蓋３０は取付孔３１等を挿
通するボルト等によりフレーム１０に固定されてフレー
ム１０の上面を被蓋するが、蓋３０の一側部をヒンジ等
により取り付けることも可能である。また、その押圧部
材３２もゴム等の板に限らず、コイルスプリングを用い
ることも可能である。

【００２０】半導体素子Ｃ（図４に示す半導体素子Ｃ’
も同じ）は、表面実装型のＰＬＣＣであり、下部の４辺
部分に複数のＪ型の端子Ｃａを有する。ただし、この発
明の半導体素子検査用治具はＰＬＣＣに限られるもので
はなくＢＧＡやＱＦＰ等の半導体素子にも適用すること
ができるものである。そして、述べるまでもないが、こ
れらＢＧＡ等の半導体素子に適用する場合は、その端子
の配列等に応じて上述した回路基板２０の電極２１のパ
ターンも調整する。

【００２１】サイズアダプタ部材５０は、セラミック等
の耐熱性に優れた材料から平面視四角形の枠状に形成さ
れる。図４に示すように、このサイズアダプタ部材５０
は、外周部がフレーム１０の装填穴１１と相似で該装填
穴１１内に着脱自在に装着可能な寸法を有し、内周部に
図１に示す半導体素子Ｃよりも小さな半導体素子Ｃ’を
位置決めして着脱自在に装着可能な四角形状の小装填穴
５１が形成される。この小装填穴５１もフレーム１０の
装填穴１１と同様に表側開口端の４辺部分にそれぞれ傾
斜した案内面５１ａを有する。

【００２２】この実施例の半導体素子検査用治具にあっ
ては、複数の装填穴１１が形成されたフレーム１０を用
い、このフレーム１０の各装填穴１１の裏面側開口にそ
れぞれ異方導電性シート４０を固着し、フレーム１０の
裏面側に回路基板２０を、フレーム１０の表側に蓋３０
を設けることで達成され、フレーム１０に多数の装填穴
１１を形成して多数の半導体素子Ｃを装着できる。した
がって、１つの半導体素子の装着に要するスペース（面
積）が少なく、多くの半導体素子を装着でき、バーンイ
ンテスト等の検査を効率的に行える。

【００２３】そして、バーンインテストを行う場合は、
フレーム１０の各装填穴１１内にそれぞれ半導体素子Ｃ
を装着した後、蓋３０をフレーム１０の上面に被せて蓋
３０の取付孔３１、フレーム１０の取付孔１２および回
路基板２０の取付孔２２にボルトを挿通し、このボルト
にナットを螺着させてフレーム１０に蓋３０を固定、す
なわち、フレーム１０の上側を被蓋し、この状態でバー
ンイン装置内に装着する。

【００２４】ここで、フレーム１０の装填穴１１内に装
着された半導体素子Ｃは、図１に示すように、上面が蓋
３０の裏面の押圧部材３２により押圧されるため、端子
Ｃａが異方導電性シート４０に圧接して異方導電性シー
ト４０を介し回路基板２０の電極２１ａと接続する。

【００２５】また、より小さな半導体素子Ｃ’のバーン
インテストを行う場合は、図４に示すように、フレーム
１０の装填穴１１にサイズアダプタ部材５０を装着し、
このサイズアダプタ部材５０の小装填穴５１内に半導体
素子Ｃ’を装着する。そして、この半導体素子Ｃ’は、
前述した大きな半導体素子Ｃと同様に、端子Ｃａが異方
導電性シート４０を介し回路基板２０の電極２１ｂと接
続する。したがって、フレーム１０等を変えること無く
大きな半導体素子Ｃと小さな半導体素子Ｃ’のテストが
行え、優れた汎用性が得られる。

【００２６】図５および図６はこの発明の他の実施例に
かかるバーンインボードを示す分解斜視図である。な
お、上述した実施例と同一の部分には同一の番号を付し
て説明を割愛する。この実施例にあっては、回路基板２
０は表面にフレーム１０の装填穴１１と対応した複数の
矩形領域にそれぞれ複数の電極２３が対角線で仕切られ
る４群に区画されて形成される。電極２３は、各群にお
いて中央が最も長く、両側が短くなるように平行に全体
として山状をなすように複数が配置される。

【００２７】また、フレーム１０は、各装填穴１１の開
口縁部の４辺部分にそれぞれ合計４枚の異方導電性シー
ト４０が１辺部を接着剤等により接着されて設けられ
る。異方導電性シート４０は、三角形シート状をなし、
前述した実施例と同様に多数の導電性線状体４２がシー
ト体４１を斜めに表裏を貫通して構成される。これら異
方導電性シート４０は、一面を半導体素子Ｃの端子Ｃａ
と接触可能に装填穴１１の開口に望ませ、他面を回路基
板２０の電極２３と接触させて配置される。

【００２８】そして、前述した実施例と同様に、フレー
ム１０の装填穴１１は小装填穴５１を有するサイズアダ
プタ部材５０と半導体素子Ｃが着脱自在に装着可能な大
きさ（断面積）を有し、サイズアダプタ部材５０の小装
填穴５１が小さなサイズの半導体素子Ｃ’を着脱自在に
位置決めして装填可能な大きさを有する。なお、１５は
フレーム１０に形成された位置決めピン、２５は回路基
板２０に形成された位置決め孔であり、フレーム１０と
回路基板２０が組み付けられた状態でピン１５が孔２５
に嵌入する。

【００２９】この実施例にあっても、フレーム１０、回
路基板２０および異方導電性シート４０等の少ない部
品、簡単な構造でバーンインボードが構成されてバーン
インボードを安価に製造することができ、また、サイズ
アダプタ部材５０を用いることで大きさの異なる半導体
素子Ｃ，Ｃ’にも適用でき高い汎用性が得られる。特
に、この実施例は、回路基板２０の矩形領域に対角線で
仕切られる４つの三角形部分にそれぞれ長さが異なる複
数の電極２３を中央が長く、両端が短くなるように平行
に配置するため、各端子Ｃａが同一の入出力ポートで大
きさが異なる半導体素子Ｃ，Ｃ’、すなわち、大きさの
みが異なる半導体素子Ｃ，Ｃ’の検査も同一のバーンイ
ンボードを用いて行うことができる。

【００３０】なお、上述した各実施例においては、異方
導電性シート４０のフレーム１０等への取付構造の説明
を省略しているが、本出願人が先に提出した特願平７−
１６４５０４号に記載されるような構造等を採用するこ
とができる。すなわち、フレーム１０には装填穴１１の
開口縁部にざぐり部を形成し、このざぐり部の段差底面
に異方導電性シート４０の縁部をアクリル系やシアノア
クリレート系等の接着剤で接着する。そして、ざぐり部
は、段差高さ寸法が異方導電性シート４０の厚み以下
（望ましくは、異方導電性シート４０の厚みより０．２
ｍｍ小さくなるように）、段差底面幅寸法が２ｍｍ〜５
ｍｍ程度となるように形成される。

【００３１】また、上述した実施例は、バーンインテス
トへの適用例を例示するが、この発明の半導体素子検査
用治具はバーンインテストに限らずファンクションテス
ト等の種々のテストに用いることが可能である。さら
に、上述した実施例においては蓋に設けた押圧部材とし
て弾性を有するゴムやスプリングを例示するが、異方導
電性シート自体がゴム弾性を有するため、蓋に一体形成
した突起等で押圧部材を構成することも可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明にかかる
半導体素子検査用治具によれば、複数の装填穴が形成さ
れたフレームの裏面側に異方導電性シートを介装して回
路基板と組み付けるとともに、フレームの表側に押圧部
材が固着された蓋を設け、フレームの装填穴に半導体素
子を装着して被蓋した蓋の押圧部材により押圧し、半導
体素子の端子を異方導電性シートに圧接させて異方導電
性シートを介し回路基板の電極と接続するように構成し
たため、１つの半導体素子の装着に要するスペース（面
積）が少なく、多くの半導体素子を装着でき、バーンイ
ンテスト等の検査を効率的に行える。

【００３３】また、請求項２記載の発明にかかる半導体
素子検査用治具によれば、フレームの装填穴にサイズア
ダプタ部材を装填し、このサイズアダプタ部材の小装填
穴にサイズの小さな異種の半導体素子を装填できるた
め、フレーム等を代えること無く異種の半導体素子の検
査も行え、高い汎用性が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる半導体検査用治具
を示し、ａが模式断面図、ｂがａのＡ−Ａ矢視図であ
る。

【図２】同半導体検査用治具に用いられた異方導電性シ
ートの模式断面図である。

【図３】同半導体検査用治具に用いられた回路基板の一
部を模式的に示す斜視図である。

【図４】同半導体検査用治具にサイズの小さな半導体素
子を装着した状態を示す模式断面図である。

【図５】この発明の他の実施例にかかる半導体検査用治
具の一部を拡大した分解斜視図である。

【図６】同半導体検査用治具にサイズの小さな半導体素
子を装着した状態を示す分解斜視図である。

【符号の説明】

１０フレーム１１装填穴１２取付孔２０回路基板２２電極２２ａ電極２２ｂ電極２３電極３０蓋３２押圧部材４０異方導電性シート５０サイズアダプタ部材Ｃ半導体素子（半導体パッケージ）Ｃ’ 半導体素子（半導体パッケージ）Ｃａ端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体素子を位置決めして着脱自在な複
数の装填穴が表裏を貫通して形成されたフレームの一面
側を回路基板に位置決めして組み付けるとともに、ゴム
弾性を有する絶縁性のシート体に表裏を貫通する複数の
導電ワイヤを貫通させて異方導電性シートを構成し、該
異方導電性シートを前記回路基板と前記フレームとの間
に前記装填穴開口に臨ませ、かつ、前記回路基板の電極
と当接させて設けるとともに、前記フレームの他面側に
被蓋可能な蓋を備え、該蓋に前記装填穴内の半導体素子
を前記異方導電性シートに向けて付勢する押圧部材を設
けたことを特徴とする半導体素子検査用治具。
【請求項２】内周部に半導体素子を位置決めして装填
可能な装填穴が形成された枠状のサイズアダプタ部材
を、前記フレームの装填穴に位置決めして装填可能に備
える請求項１記載の半導体素子検査用治具。