JP3942823B2 - 検査装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部に電子回路を有する被検査物における電子回路の試験に用いられる検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器などに実装される半導体集積回路は、実装される以前の段階で種々の試験が行われその潜在的欠陥が除去される。その試験は、熱的および機械的環境試験などに対応した電圧ストレス印加、高温動作、高温保存などにより非破壊的に実施される。その種々の試験のうちで初期動作不良集積回路の除去に有効とされる試験としては、高温条件のもとで一定時間の動作試験を行うバーンイン（ｂｕｒｎ ｉｎ）試験が行われている。
【０００３】
このバーンイン試験に用いられる検査治具は、一般に、ICソケットと称され、例えば、特開平１０−２７５６６７号公報にも示されるように、所定の試験電圧が供給されるとともに被検査物からの短絡等をあらわす異常検出信号を送出する入出力部を有するプリント配線基板（プリント基板）と、被検査物としての半導体集積回路が収容される、例えば、ＢＧＡ型（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）の半導体素子が装着される収容部を有する被検査物収容部材（ソケット本体）と、半導体素子の上面に当接し所定の圧力で押圧する押圧部（圧力板）を有し、被検査物収容部材の上部を覆うカバー部材（蓋）と、カバー部材に回動可能に支持され被検査物収容部材に係合しカバー部材を被検査物収容部材に固定するフック部材とを含んで構成されている。
【０００４】
被検査物収容部材には、半導体素子の各端子とプリント配線基板の各電極とをそれぞれ、電気的に相互に接続するコンタクトピンの集合体としてのコンタクトピンモジュールが設けられている。そのようなコンタクトピンモジュールは、例えば、半導体素子の各端子に電気的に接続されるコンタクトピンと、プリント配線基板の各電極に電気的に接続されるコンタクトピンとが同一平面上に相対向して連なって形成されるリードフレームが複数、積み重ねられて形成されている。
【０００５】
コンタクトピンモジュール２は、例えば、図１４に示されるように、図示が省略されるソケット本体に装着される被検査物としての半導体素子６と、半導体素子６に対する検査信号の入出力を行なうプリント基板８との相互の電気的接続を行なう複数のリードフレーム４と、複数のリードフレーム４を協働して収容するアッパフレーム部材１２およびロアフレーム部材１０とを含んで構成されている。
【０００６】
なお、図１４においては、積み重ねられたリードフレーム４のうちのひとつのリードフレーム４を示し、他のものは図示が省略されている。
【０００７】
リードフレーム４は、同一平面上に所定の間隔で形成される複数のコンタクトピン４Cｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは整数）からなる。リードフレーム４およびコンタクトピン４Cｉの数量は、例えば、半導体素子６の端子の配列および数量に応じて設定される。
【０００８】
コンタクトピン４Cｉは、アッパフレーム部材１２の透孔１２ｂに移動可能に案内され半導体素子６の端子に接触する被検査物側端部４Aと、ロアフレーム部材１０の透孔１０ｂに案内されプリント基板８の電極パッドに接触する基板側端部４Bと、被検査物側端部４Aと基板側端部４Bとを連結する湾曲状の連結部４Dとから構成されている。
【０００９】
このように構成されることにより、半導体素子６が上述の押圧部によりコンタクトピン４Cｉ側に向けて押圧される場合、被検査物側端部４Aが連結部４Dの弾性力に抗して所定量、移動せしめられる。従って、その撓みに応じた連結部４Dの弾性力により、コンタクトピン４Cｉの被検査物側端部４Aおよび基板側端部４Bは、それぞれ、略同一の接触力で半導体素子６の端子、プリント基板８の電極パッドに接触することとなる。
【００１０】
また、コンタクトピンの他の例としては、一体に湾曲状に成形されるコンタクトピン４Cｉと異なり、コンタクトピン１４が、図１５に示されるように、半導体素子６の端子に接触する被検査物側接触子１８と、プリント基板８の電極パッドに接触する基板側接触子２２と、被検査物側接触子１８の一方の端部と基板側接触子２２の一方の端部との間に配され、被検査物側接触子１８の移動量に応じた付勢力を基板側接触子２２に伝達するスプリング部材２０と、スプリング部材２０と、被検査物側接触子１８の端部および基板側接触子２２の端部とを収容するケース部材１６とを含んで構成されている。
【００１１】
このようなコンタクトピン１４においても、被検査物側接触子１８の他方の端部、基板側接触子２２の他方の端部は、それぞれ、略同一の接触力で半導体素子６の端子、プリント基板８の電極パッドに接触することとなる。その際、その被検査物側接触子（端部）における適正な接触力とその基板側接触子（端部）における適正な接触力とが異なる場合、上述のようなコンタクトピンの付勢力は、単一なので被検査物側接触子（端部）における適正な接触力と、基板側接触子（端部）における適正な接触力との中間値となる接触力になるように設定されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、コンタクトピンにおける被検査物側接触子（端部）および基板側接触子（端部）において、異なる対象物相互間における確実な電気的な接続を得るためには、そのような中間値となる接触力でなく被検査物側接触子（端部）における適正な接触力、基板側接触子（端部）における適正な接触力により、コンタクトピンの両端がそれぞれ、接触することが要求される。
【００１３】
以上の問題点を考慮し、本発明は、内部に電子回路を有する被検査物における電子回路の試験に用いられる検査装置であって、被検査物の端子に対する接触力と、信号入出力部を有するプリント配線基板の電極に対する接触力とをそれぞれ個別に設定することができる検査装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る検査装置は、弾性体からなる導体で形成され電子回路を内部に含む被検査物の接続端子に電気的に接続される端子部を有する第１の接続部と、第１の接続部に連なり弾性体からなる導体により第１の接続部と一体に互いに同一平面上に形成され、被検査物のための検査信号が入出力される信号入出力部に接続される基板の電極部に電気的に接続される端子部を有する第２の接続部と、第１の接続部と第２の接続部との間の中間位置に配され、第１の接続部の端子部の接続端子に対する接触力および第２の接続部の端子部の電極に対する接触力をそれぞれ個別に設定可能に前記導体を一箇所で支持する支持部材と、第１の接続部、第２の接続部および支持部材を複数、重ね合わせて保持する保持部材とを含んでなるコンタクトピンモジュールと、コンタクトピンモジュールおよび被検査物を収容し保持して第１の接続部と第２の接続部とをそれぞれ、被検査物の接続端子と基板の電極部とに位置決めする被検査物収容部材と、コンタクトピンモジュールに載置される被検査物をコンタクトピンモジュールの第１の接続部に対し相対的に押圧する押圧機構部と、を備え、押圧機構部により被検査物の接続端子がコンタクトピンモジュールの第１の接続部に対し所定の押圧力で押圧されるとき、押圧力が該コンタクトピンモジュールの第２の接続部に作用しないことを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る検査装置は、弾性体からなる導体で複数形成され電子回路を内部に含む被検査物の複数の接続端子にそれぞれ、電気的に接続される端子部を有する第１の接続部と、第１の接続部に連なり弾性体からなる導体により第１の接続部と一体に互いに同一平面上に複数、形成され、被検査物のための検査信号が入出力される信号入出力部に接続される基板の複数の電極部にそれぞれ電気的に接続される端子部を有する第２の接続部と、第１の接続部と第２の接続部との間の中間位置に配され、第１の接続部の端子部の接続端子に対する接触力および第２の接続部の端子部の電極に対する接触力をそれぞれ個別に設定可能に導体を一箇所で支持する支持部材と、第１の接続部、第２の接続部および支持部材を複数、重ね合わせて保持する保持部材とを含むコンタクトピンモジュールと、コンタクトピンモジュールおよび被検査物を収容し保持して第１の接続部と第２の接続部とをそれぞれ、被検査物の接続端子と基板の複数の電極部とに位置決めする被検査物収容部材と、コンタクトピンモジュールに載置される被検査物をコンタクトピンモジュールの第１の接続部に対し相対的に押圧する押圧機構部と、を備え、押圧機構部により被検査物の接続端子がコンタクトピンモジュールの第１の接続部に対し所定の押圧力で押圧されるとき、押圧力がコンタクトピンモジュールの第２の接続部に作用しないことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図９は、本発明に係るコンタクトピンモジュールの一例を備える検査装置の要部の構成を概略的に示す。
【００１９】
図９においては、検査装置は、所定の試験電圧が供給されるとともに各被検査物からの短絡等をあらわす異常検出信号をそれぞれ送出する入出力部を有するプリント配線基板３２と、プリント配線基板３２上における所定の位置に縦横に複数個配され被検査物としての半導体素子が１個づつ装着される収容部を有する被検査物収容部材３０とを含んで構成されている。なお、図９においては、他の被検査物収容部材３０の図示が省略されている。
【００２０】
所謂、ICソケットとしての被検査物収容部材３０は、図９および図１０に示されるように、プリント配線基板３２の各電極パッド部（端子部）と半導体素子３８の端子とを電気的に接続するコンタクトピンモジュール３４と、プリント配線基板３２上における所定の位置に配されプリント配線基板３２の各電極パッド部（端子部）にそれぞれ接続されるコンタクトピンモジュール３４を収容するソケット本体部３６と、コンタクトピンモジュール３４の上面に載置され、半導体素子３８の各電極のコンタクトピンモジュール３４の端子部に対する位置合わせを行うとともに半導体素子３８を収容する位置決め部材としての整列板４０と、ソケット本体部３６において、整列板４０の上方にコンタクトピンモジュール３４を包囲するように、昇降動可能に配され後述する一対の押圧部材４２Aおよび４２Bを選択的に回動させる可動部材４４と、可動部材４４の上昇動作に応じて半導体素子３８の各端子を整列板４０を介してコンタクトピンモジュール３４に対して押圧する押圧部材４２Aおよび４２Bとを主要な要素として含んで構成されている。
【００２１】
被検査物としての半導体素子３８は、ＢＧＡ型であり、例えば、約１１ｍｍの正方形の半導体素子とされる。略正方形の半導体素子３８において後述する整列板４０に対向する面には、整列板４０の透孔を介してコンタクトピンモジュール３４に接続されるべきバンプ形の電極が端子として全面にわたって所定の相互間隔で複数個形成されている。
【００２２】
ソケット本体部３６は、耐熱性のあるプラスチック材料で成形されている。
ソケット本体部３６の下部には、所定の深さを有する雌ねじ孔３５ｓが４箇所に設けられている。ソケット本体部１０の下面部は、プリント配線基板３２上の所定位置に載置され、透孔３２ａを介してビスBｓが雌ねじ孔３５ｓにねじ込まれることにより、固定されている。透孔３２ａは、その雌ねじ孔３５ｓに対応してプリント配線基板３２おける所定の４箇所の位置に設けられている。また、ソケット本体部１０の下部には、その下面全体にわたって長手方向に沿って延びる凹部３２ｇが形成されている。さらに、その下部には、後述する下方側整列板／位置決め板が嵌合される凹部３２ｒが、略中央部で凹部３２ｇに交差している。
【００２３】
ソケット本体部３６における略中央部分には、コンタクトピンモジュール３４が収容されるモジュール収容部３６Mが形成されている。モジュール収容部３６Mの周囲には、相対向して凹部３６Aおよび３６Bが設けられている。凹部３６Aおよび３６B内には、それぞれ、図１１に示されるように、選択的にアーム部材４４Aおよび４４Bの下端と、押圧部材４２Aおよび４２Bの基端部とが挿入される。また、図９において、凹部３６Aにおける紙面に垂直方向の両端部には、それぞれ、後述するコイルスプリングの一端が配されるスプリング受け部３６ASが形成されている。凹部３６Bにおける紙面に垂直方向の両端部には、それぞれ、後述するコイルスプリングの一端が配されるスプリング受け部３６BSが形成されている。
【００２４】
凹部３６Aとモジュール収容部３６Mとの間には、ガイド部材３６TAが形成されている。ガイド部材３６TAは、押圧部材４２Aが移動可能に配される切欠部を有するとともに、その切欠部を挟んで相対向する壁部を有している。各壁部には、それぞれ、図９において後述する押圧部材４２Aの案内ピンを案内する溝３６ａｇが右斜め下方に向けて所定角度傾いて形成されている。
【００２５】
凹部３６Bとモジュール収容部３６Mとの間には、ガイド部材３６TBが形成されている。ガイド部材３６TBは、押圧部材４２Bが移動可能に配される切欠部を有するとともに、その切欠部を挟んで相対向する壁部を有している。各壁部には、それぞれ、後述する押圧部材４２Bの案内ピンを案内する溝３６ｂｇが溝３６ａｇの延長線と交差するように、左斜め下方に向けて所定角度傾けられて形成されている。
【００２６】
モジュール収容部３６Mは、小径部３６ｍａおよび大径部３６ｍｂから構成されている。小径部３６ｍａおよび大径部３６ｍｂは、ソケット本体部３６における略正方形の開口部３６Eに連通し収容されるコンタクトピンモジュール３４のソケット本体部３６の開口部３６Eに対する相対位置を位置決めする。なお、開口部３６E、小径部３６ｍａおよび大径部３６ｍｂは、それぞれ、共通の中心軸線上に形成されている。
【００２７】
小径部３６ｍａと開口部３６Eの周縁とに連なる面３６ｓａは、コンタクトピンモジュール３４のサイドプレート５２および５０に当接し、また、大径部３６ｍｂと小径部３６ｍａとに連なる面３６ｓｂ、および小径部３６ｍａの内面は、コンタクトピンモジュール３４のサイドプレート５２および５０の段部５２ａｅおよび５２ｂｅ，５０ａｅ，５０ｂｅに当接している。従って、コンタクトピンモジュール３４および端子部６０ｄは、そのソケット本体部３６の開口部３６Eの周縁および後述する整列板４０に対して位置決めされることとなる。
【００２８】
また、凹部３２ｒに嵌合される下方側整列板／位置決め板７０が、コンタクトピンモジュール３４におけるプリント配線基板３２側の端子部６２ｄを支持している。下方側整列板／位置決め板７０は、プリント配線基板３２側の端子部６２ｄに対応して複数の貫通孔を有するとともに、図９に示されるように、プリント配線基板３２の孔に嵌合される位置決めピンを有している。これにより、プリント配線基板３２側の端子部６２ｄとプリント配線基板３２の電極パッドとの相対位置が位置決めされる。その際、プリント配線基板３２側の端子部６２ｄは、プリント配線基板３２がソケット本体部３６に対しビスBsで固定されるとき、所定量変位せしめられる。従って、プリント配線基板３２側の端子部６２ｄは、所定の接触力でプリント配線基板３２の電極パッドに接触することとなる。
【００２９】
整列板４０は、図９に示されるように、被検査物としての半導体素子３８の４隅を支持する位置決め部４０Aと、位置決め部４０Aと共通の中心軸線上に形成される平板状部４０Bとを含んで構成されている。
【００３０】
平板状部４０Bは、半導体素子３８の各端子にそれぞれ対応して比較的小なる凹部が縦横に形成されている。また、その凹部は、コンタクトピンモジュール３４の端子部６０ｄが移動可能に挿入される透孔に連通している。従って、その凹部により、半導体素子３８の各端子の平板状部４０Bに対する相対位置が位置決めされ、かつ、半導体素子３８の各端子のコンタクトピンモジュール３４の端子部６０ｄに対する相対位置が位置決めされることとなる。
【００３１】
整列板４０は、図示が省略される支持機構により、押圧部材４２Aおよび４２Bの押圧方向に沿った所定の範囲内で移動可能に支持されている。
【００３２】
なお、上述の例においては、半導体素子３８の各端子のコンタクトピンモジュール３４の端子部６０ｄに対する相対位置を位置決めするにあたり、整列板４０が用いられたが、かかる例に限られることなく、例えば、半導体素子３８の外周部に嵌り合うように形成された開口部３６Eの周縁の壁に半導体素子３８が嵌合されることにより、半導体素子３８の各端子のコンタクトピンモジュール３４の端子部６０ｄに対する相対位置が位置決めされてもよい。
【００３３】
図９において、ソケット本体部３６における紙面に垂直方向の両端部には、それぞれ、可動部材４４における４個の爪部４４Nが移動可能に係合される溝３６Gが可動部材４４の移動方向に沿って形成されている。また、各溝３６Gの端部には、それぞれ、図９に示されるような、可動部材４４が上昇位置をとるとき、その爪部４４Nの先端が係止されている。
【００３４】
枠状の可動部材４４は、図１１に示されるように、半導体素子３８またはガイド部材３６TAおよび３６TBの上端部の外周が通過する開口部４４ａを中央部に有している。可動部材４４における凹部３６Aおよび３６Bに対向する面には、垂直にアーム部材４４Aおよび４４Bが突出している。アーム部材４４Aは、
押圧部材４２Aの基端部を挟持するように所定距離、離隔して一対設けられている。各アーム部材４４Aは、アーム部材４４Aと押圧部材４２Aとを結合する結合ピンCPが挿入される孔を有している。
【００３５】
アーム部材４４Bも、押圧部材４２Bの基端部を挟持するように所定距離、離隔して一対設けられている。各アーム部材４４Bは、アーム部材４４Bと押圧部材４２Bとを結合する結合ピンCPが挿入される孔を有している。
【００３６】
可動部材４４における長手方向の両端部には、それぞれ、ソケット本体部３６の溝３６Gに係合される爪部４４Nがソケット本体部３６に向けて突出している。
【００３７】
また、可動部材４４においてソケット本体部３６におけるスプリング受け部３６ASおよび３６BSに対向する部分には、それぞれ、スプリング受け部が４箇所に設けられている。スプリング受け部には、可動部材４４をソケット本体部３６から離隔する方向に付勢するコイルスプリング４６の他端が配されている。即ち、スプリング受け部とスプリング受け部３６ASおよび３６BSとの間には、それぞれ、コイルスプリング４６が配されている。
【００３８】
押圧部材４２Aは、結合ピンCPが回動可能に挿入される孔４２ａｈを有する基端部と、半導体素子３８の上面に選択的に当接される押圧面部４２APと、基端部と押圧面部４２APとを連結する連結部とを含んで構成されている。
【００３９】
押圧部材４２Aの連結部には、双方の溝３６ａｇに移動可能に係合するガイドピン４２ACが設けられている。
【００４０】
押圧部材４２Bは、結合ピンCPが回動可能に挿入される孔４２ｂｈを有する基端部と、半導体素子３８の上面に選択的に当接される押圧面部４２BPと、基端部と押圧面部４２BPとを連結する連結部とを含んで構成されている。
【００４１】
押圧部材４２Bの連結部には、双方の溝３６ｂｇに移動可能に係合するガイドピン４２BCが設けられている。
【００４２】
従って、可動部材４４が、図１１に示されるように、コイルスプリング４６の付勢力に抗してソケット本体部３６に近接するように押圧される場合、押圧部材４２Aおよび４２Bの基端部がそれぞれ、同期して下降せしめられるとともに、各ガイドピン４２AC、４２BCが溝３６ａｇおよび３６ｂｇに案内されることにより、押圧部材４２Aおよび４２Bの押圧面部４２APおよび４２BPが、互いに離隔される。即ち、ソケット本体部３６のモジュール収容部３６Mの上方、即ち、整列板４０の上方が開放されることとなる。
【００４３】
一方、可動部材４４が、図９に示されるように、コイルスプリング４６の付勢力により、上昇せしめられる場合、押圧部材４２Aおよび４２Bの基端部がそれぞれ、同期して上昇せしめられるとともに、各ガイドピン４２AC、４２BCが溝３６ａｇおよび３６ｂｇに案内されることにより、押圧部材４２Aおよび４２Bの押圧面部４２APおよび４２BPが、互いに近接される。即ち、押圧部材４２Aおよび４２Bの押圧面部４２APおよび４２BPが、それぞれ、ソケット本体部３６の整列板４０内に進入されることとなる。
【００４４】
コンタクトピンモジュール３４は、図１および図２に示されるように、その両端部をそれぞれ、形成するサイドプレート５０および５２と、サイドプレート５０とサイドプレート５２との間に、スペーサ５６を介して互いに略平行となるように重ねられて配される複数のリードフレーム５４とを主な要素として構成されている。
【００４５】
サイドプレート５０および５２は、例えば、プラスチック材料で作られ、互いに同一構造とされるのでサイドプレート５０について説明し、サイドプレート５２についての説明を省略する。
【００４６】
サイドプレート５０は、後述する結合ピン５８がそれぞれ挿入される切欠部５０ａｄおよび５０ｂｄを両端部に有している。結合ピン５８が嵌合される透孔５０ａが切欠部５０ａｄを挟んで２箇所に設けられている。また、同様に結合ピン５８が嵌合される透孔５０ｂが切欠部５０ｂｄを挟んで２箇所に設けられている。
【００４７】
サイドプレート５０における両端部の隅には、それぞれ、段部５０ａｅおよび５０ｂｅが形成されている。
【００４８】
薄板状の各スペーサ５６は、それぞれ、絶縁性材料で作られ、結合ピン５８が嵌合される透孔５６ａをサイドプレート５０および５２の透孔５０ａ，５０ｂ，５２ａ，５２ｂに対応して２箇所に有している。また、各スペーサ５６は、それぞれ、サイドプレート５０および５２の段部５０ａｅ，５０ｂｃ，５２ａｅ，５２ｂｃに対応して段部５６ｂを有している。
【００４９】
リードフレーム５４は、図６に示されるように、半導体素子３８の端子に電気的に接続される第１の接続部としてのコンタクトピン群６０と、コンタクトピン群６０と同一の平面上に形成されプリント配線基板３２の電極に電気的に接続される第２の接続部としてのコンタクトピン群６２と、コンタクトピン群６０とコンタクトピン群６２との中間の連結部６８に設けられ、コンタクトピン群６０および６２を支持する支持プレート６４とを含んで形成されている。
【００５０】
リードフレーム５４におけるコンタクトピン群６０および６２を形成するコンタクトピン５４ｐｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは整数）は、それぞれ、１本のリードから構成されている。なお、コンタクトピン５４ｐｉの数量は、半導体素子３８の端子数および配列形式、または、プリント配線基板３２の電極パッドの数量に応じて設定される。コンタクトピン５４ｐｉの相互間距離も半導体素子３８の端子相互間のピッチ、プリント配線基板３２の電極パッド相互間のピッチに応じて設定されている。
【００５１】
コンタクトピン５４ｐｉは、コンタクトピン群６０の端子群を形成する端子部６０ｄと、支持プレート６４に支持される連結線部６８ｆと、端子部６０ｄと連結線部６８ｆとを連結する湾曲部６０ｂと、コンタクトピン群６２の端子群を形成する端子部６２ｄと、端子部６２ｄと連結線部６８ｆとを連結する湾曲部６２ｂとを含んで構成されている。
【００５２】
直線状に形成される端子部６０ｄの先端は、例えば、半導体素子３８の端子の形状に応じて円弧状に形成されている。湾曲部６０ｂは、半導体素子３８の端子と端子部６０ｄの先端との間の適正な接触力に応じて板厚、幅、曲率半径が設定される。従って、湾曲部６０ｂの曲げ剛性（ばね定数）、即ち、湾曲部６０ｂの変位により生じる弾性力が半導体素子３８の端子と端子部６０ｄの先端との間の適正な接触力に応じて設定されることとなる。その際、互いに隣接するコンタクトピン５４ｐｉの湾曲部６０ｂの曲率半径は、各端子部６０ｄの接触力を略同一とするために略同一に設定されている。
【００５３】
連結線部６８ｆは、端子部６０ｄと略同一直線上に直線状に形成されている。
【００５４】
直線状に形成される端子部６２ｄの先端は、例えば、プリント配線基板３２の電極パッドとの電気的抵抗を低減すべく、尖塔状に形成されている。湾曲部６２ｂは、プリント配線基板３２の電極パッドと端子部６２ｄの先端との間の適正な接触力に応じて板厚、幅、曲率半径が設定される。従って、湾曲部６２ｂの曲げ剛性（ばね定数）、即ち、湾曲部６２ｂの変位により生じる弾性力がプリント配線基板３２の電極パッドと端子部６２ｄの先端との間の適正な接触力に応じて設定されることとなる。その際、互いに隣接するコンタクトピン５４ｐｉの湾曲部６２ｂの曲率半径は、各端子部６２ｄの接触力を略同一とするために略同一に設定されている。端子部６２ｄの先端から連結線部６８ｆ近傍までの長さと、端子部６０ｄの先端から連結線部６８ｆ近傍までの長さとは、略同一に設定されている。
【００５５】
樹脂材料で成形される支持プレート６４は、図７および図８に示されるように、連結線部６８ｆの外周を被覆するように形成されている。また、支持プレート６４は、中央部に開口部６４ｂを有している。さらに、支持プレート６４の両端部には、それぞれ、上述した結合ピン５８が挿入される透孔６４ａを有している。
【００５６】
即ち、コンタクトピン群６０およびコンタクトピン群６２の端子群における接触力が、それぞれ、湾曲部６０ｂおよび６２ｂの形状を変更することにより、個別に設定されることとなる。しかも、端子部６２ｄの先端から連結線部６８ｆ近傍までの長さと、端子部６０ｄの先端から連結線部６８ｆ近傍までの長さとは、略同一に設定されるもとで、湾曲部６０ｂおよび６２ｂの形状を変更することにより接触力を個別に設定できるのでコンタクトピンモジュールの小型化が容易に図られる。
【００５７】
リードフレーム５４を製造するにあたっては、図６に示されるように、例えば、先ず、薄板状のフレーム部材素材に対して所定のエッチング処理、および、樹脂の被覆処理等の加工が施されることにより一つのフレーム部材６６の複数の開口部６６H内にそれぞれ、支持プレート６４を有するリードフレーム５４が形成される。次に、リードフレーム５４と各開口部６６Hの周縁部との結合部６６a，６６B，６６ｃ，６６ｄ，６６ｅ，および６６ｆがそれぞれ切断されることにより、個々のリードフレーム５４が得られることとなる。
【００５８】
次に、コンタクトピンモジュール３４を組立てるにあたっては、図２に示されるように、得られたリードフレーム５４と一組のスペーサ５６とを交互に配置し互いに重ね合わされる。その際、一組のスペーサ５６は、その透孔５６ａとサイドプレート５０および５２の透孔５０ａ，５０ｂ、５２ａ，５２ｂとが一致し、また、リードフレーム５４の支持プレート６４の透孔６４ａとサイドプレート５０および５２の切欠部５０ａｄ，５０ｂｄ，５２ａｄ，５２ｂｄとが一致するように配される。さらに、図１、図３および図４に示されるように、リードフレーム５４の各端子部６０ｄおよび６２ｄがスペーサ５６の各凹部５６ｇにそれぞれ嵌め合わされる。
【００５９】
続いて、図２に示されるように、重ね合わされたリードフレーム５４およびスペーサ５６を挟持するようにサイドプレート５０および５２が配置される。
【００６０】
そして、リードフレーム５４およびスペーサ５６と、サイドプレート５０および５２とを一体にすべく、各結合ピン５８が透孔５０ａ，５０ｂ、５２ａ，５２ｂに挿入され、また、結合ピン５８が切欠部５０ａｄ，５０ｂｄを通じて透孔６４に挿入される。これにより、コンタクトピンモジュール３４自体が図5に示されるように、完成することとなる。
【００６１】
かかる構成において、半導体素子３８の試験を行うにあたっては、先ず、図１１に示されるように、図示が省略される作業ロボットのアームの先端が可動部材４４の上面に当接されてコイルスプリング４６の付勢力に抗して下方に向けて押圧される。これにより、押圧部材４２Aおよび４２Bが開放状態とされる。また、被検査物としての半導体素子３８が、図示が省略される搬送ロボットの搬送アームHAにより吸引保持されて可動部材４４の開口部４４ａおよび整列板４０の位置決め部４０Aの真上となる位置まで搬送される。
【００６２】
次に、搬送アームHAにより吸引保持された半導体素子３８は、押圧部材４２Aおよび４２Bの間に形成された空間を通じて下降せしめられて位置決め部４０Aを通じて平板状部４０Bに位置決めされ装着される。その際、図１２に示されるように、半導体素子３６の各端子は、平板状部４０Bの凹部にそれぞれ対応して当接されている。
【００６３】
続いて、可動部材４４は、作業ロボットの先端が可動部材４４の上面に当接された状態で上昇されるとき、図１３に示されるように、コイルスプリング４６の付勢力により開放位置から試験位置まで上昇せしめられる。
【００６４】
その際、押圧部材４２Aおよび４２Bにおける押圧面部４２AP、４２BPは、それぞれ、略同一のタイミングで、回動されて半導体素子３８をコンタクトピンモジュール３４に向けて押圧することとなる。これにより、半導体素子３８は、押圧部材４２Aおよび４２Bにおける押圧面部４２AP、４２BPにより押圧され、その結果、半導体素子３８は平板状部４０Bに向けて所定の圧力で均等に押圧されることとなる。また、コンタクトピンモジュール３４の端子部６０ｄが変位せしめられ、所定の接触力で半導体素子３８の端子に当接することとなる。その際、その作用される押圧力は、コンタクトピンモジュール３４の端子部６２ｄには伝達されない。
【００６５】
そして、可動部材４４が試験位置に維持されるもとでプリント配線基板３２の入出力部に検査信号が供給されるとき、コンタクトピンモジュール３４を通じてその検査信号が半導体素子３８に供給されるとともにその回路の異常が検出されるとき、半導体素子３８からの異常検出信号が入出力部を通じて外部の故障診断装置に供給されることとなる。
【００６６】
半導体素子３８の検査が終了した場合、その半導体素子３８を取り出し、新たな半導体素子３８を装着するために作業ロボットにおけるアームの先端が、上述と同様に、可動部材４４の上面に当接されてコイルスプリング４６の付勢力に抗して下方に向けて押圧される。試験された半導体素子３８は、整列板４０から搬送アームHAにより取り出され、また、試験される新たな半導体素子３８は、上述と同様に、装着されることとなる。
【００６７】
なお、上述の例においては、各リードフレーム５４の端子部６０ｄ、６２ｄの数量が同一とされいるが、かかる例に限られることなく、半導体素子３８の端子配列に応じて各リードフレームごとにコンタクトピンが適宜間引きされて使用されてもよいことは勿論である。
【００６８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る検査装置によれば、支持部材が第１の接続部と第２の接続部との間の中間位置に配され、第１の接続部の端子部の接続端子に対する接触力および第２の接続部の端子部の電極に対する接触力をそれぞれ個別に設定可能に導体を一箇所で支持するので被検査物の接続端子に対する接触力と基板の電極部に対する接触力とを個別に設定することができるとともにコンタクトピンモジュールの小型化を図ることができ、しかも、押圧機構部により被検査物の接続端子がコンタクトピンモジュールの第１の接続部に対し所定の押圧力で押圧されるとき、押圧力がコンタクトピンモジュールの第２の接続部に作用しないので被検査物の接続端子に対する適正な接触力と基板の電極部に対する適正な接触力とが互いに影響されることなく適正な値に個別に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る検査装置に用いられるコンタクトピンモジュールの一例の外観を示す斜視図である。
【図２】 図１に示される例における各構成要素を示す分解斜視図である。
【図３】 図１に示される例における側面図である。
【図４】 図１に示される例における平面図である。
【図５】 図１に示される例における正面図である。
【図６】 図１に示される例に用いられるリードフレームの要部を示す平面図である。
【図７】 図６に示されるリードフレームの側面図である。
【図８】 図６に示されるリードフレームを側面側から見た部分断面図である。
【図９】 本発明に係る検査装置の一例の構成を示す断面図である。
【図１０】 図９に示される例における部分断面図である。
【図１１】 図９に示される例における動作説明に供される断面図である。
【図１２】 図９に示される例における動作説明に供される断面図である。
【図１３】 図９に示される例における動作説明に供される断面図である。
【図１４】 従来のコンタクトピンモジュールの要部を概略的に示す断面図である。
【図１５】 従来のコンタクトピンの構成を概略的に示す外観図である。
【符号の説明】
３０ 被検査物収容部材
３２ プリント配線基板
３４ コンタクトピンモジュール
３８ 半導体素子
４２Ａ、４２Ｂ 押圧部材
５４ リードフレーム
６０ コンタクトピン群
６２ コンタクトピン群
６４ 支持プレート
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部に電子回路を有する被検査物における電子回路の試験に用いられる検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器などに実装される半導体集積回路は、実装される以前の段階で種々の試験が行われその潜在的欠陥が除去される。その試験は、熱的および機械的環境試験などに対応した電圧ストレス印加、高温動作、高温保存などにより非破壊的に実施される。その種々の試験のうちで初期動作不良集積回路の除去に有効とされる試験としては、高温条件のもとで一定時間の動作試験を行うバーンイン（ｂｕｒｎ ｉｎ）試験が行われている。
【０００３】
このバーンイン試験に用いられる検査治具は、一般に、ICソケットと称され、例えば、特開平１０−２７５６６７号公報にも示されるように、所定の試験電圧が供給されるとともに被検査物からの短絡等をあらわす異常検出信号を送出する入出力部を有するプリント配線基板（プリント基板）と、被検査物としての半導体集積回路が収容される、例えば、ＢＧＡ型（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）の半導体素子が装着される収容部を有する被検査物収容部材（ソケット本体）と、半導体素子の上面に当接し所定の圧力で押圧する押圧部（圧力板）を有し、被検査物収容部材の上部を覆うカバー部材（蓋）と、カバー部材に回動可能に支持され被検査物収容部材に係合しカバー部材を被検査物収容部材に固定するフック部材とを含んで構成されている。
【０００４】
被検査物収容部材には、半導体素子の各端子とプリント配線基板の各電極とをそれぞれ、電気的に相互に接続するコンタクトピンの集合体としてのコンタクトピンモジュールが設けられている。そのようなコンタクトピンモジュールは、例えば、半導体素子の各端子に電気的に接続されるコンタクトピンと、プリント配線基板の各電極に電気的に接続されるコンタクトピンとが同一平面上に相対向して連なって形成されるリードフレームが複数、積み重ねられて形成されている。
【０００５】
コンタクトピンモジュール２は、例えば、図１４に示されるように、図示が省略されるソケット本体に装着される被検査物としての半導体素子６と、半導体素子６に対する検査信号の入出力を行なうプリント基板８との相互の電気的接続を行なう複数のリードフレーム４と、複数のリードフレーム４を協働して収容するアッパフレーム部材１２およびロアフレーム部材１０とを含んで構成されている。
【０００６】
なお、図１４においては、積み重ねられたリードフレーム４のうちのひとつのリードフレーム４を示し、他のものは図示が省略されている。
【０００７】
リードフレーム４は、同一平面上に所定の間隔で形成される複数のコンタクトピン４Cｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは整数）からなる。リードフレーム４およびコンタクトピン４Cｉの数量は、例えば、半導体素子６の端子の配列および数量に応じて設定される。
【０００８】
コンタクトピン４Cｉは、アッパフレーム部材１２の透孔１２ｂに移動可能に案内され半導体素子６の端子に接触する被検査物側端部４Aと、ロアフレーム部材１０の透孔１０ｂに案内されプリント基板８の電極パッドに接触する基板側端部４Bと、被検査物側端部４Aと基板側端部４Bとを連結する湾曲状の連結部４Dとから構成されている。
【０００９】
このように構成されることにより、半導体素子６が上述の押圧部によりコンタクトピン４Cｉ側に向けて押圧される場合、被検査物側端部４Aが連結部４Dの弾性力に抗して所定量、移動せしめられる。従って、その撓みに応じた連結部４Dの弾性力により、コンタクトピン４Cｉの被検査物側端部４Aおよび基板側端部４Bは、それぞれ、略同一の接触力で半導体素子６の端子、プリント基板８の電極パッドに接触することとなる。
【００１０】
また、コンタクトピンの他の例としては、一体に湾曲状に成形されるコンタクトピン４Cｉと異なり、コンタクトピン１４が、図１５に示されるように、半導体素子６の端子に接触する被検査物側接触子１８と、プリント基板８の電極パッドに接触する基板側接触子２２と、被検査物側接触子１８の一方の端部と基板側接触子２２の一方の端部との間に配され、被検査物側接触子１８の移動量に応じた付勢力を基板側接触子２２に伝達するスプリング部材２０と、スプリング部材２０と、被検査物側接触子１８の端部および基板側接触子２２の端部とを収容するケース部材１６とを含んで構成されている。
【００１１】
このようなコンタクトピン１４においても、被検査物側接触子１８の他方の端部、基板側接触子２２の他方の端部は、それぞれ、略同一の接触力で半導体素子６の端子、プリント基板８の電極パッドに接触することとなる。その際、その被検査物側接触子（端部）における適正な接触力とその基板側接触子（端部）における適正な接触力とが異なる場合、上述のようなコンタクトピンの付勢力は、単一なので被検査物側接触子（端部）における適正な接触力と、基板側接触子（端部）における適正な接触力との中間値となる接触力になるように設定されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、コンタクトピンにおける被検査物側接触子（端部）および基板側接触子（端部）において、異なる対象物相互間における確実な電気的な接続を得るためには、そのような中間値となる接触力でなく被検査物側接触子（端部）における適正な接触力、基板側接触子（端部）における適正な接触力により、コンタクトピンの両端がそれぞれ、接触することが要求される。
【００１３】
以上の問題点を考慮し、本発明は、内部に電子回路を有する被検査物における電子回路の試験に用いられる検査装置であって、被検査物の端子に対する接触力と、信号入出力部を有するプリント配線基板の電極に対する接触力とをそれぞれ個別に設定することができる検査装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る検査装置は、弾性体からなる導体で形成され電子回路を内部に含む被検査物の接続端子に電気的に接続される端子部を有する第１の接続部と、第１の接続部に連なり弾性体からなる導体により第１の接続部と一体に互いに同一平面上に形成され、被検査物のための検査信号が入出力される信号入出力部に接続される基板の電極部に電気的に接続される端子部を有する第２の接続部と、第１の接続部と第２の接続部との間の中間位置に配され、第１の接続部の端子部の接続端子に対する接触力および第２の接続部の端子部の電極に対する接触力をそれぞれ個別に設定可能に前記導体を一箇所で支持する支持部材と、第１の接続部、第２の接続部および支持部材を複数、重ね合わせて保持する保持部材とを含んでなるコンタクトピンモジュールと、コンタクトピンモジュールおよび被検査物を収容し保持して第１の接続部と第２の接続部とをそれぞれ、被検査物の接続端子と基板の電極部とに位置決めする被検査物収容部材と、コンタクトピンモジュールに載置される被検査物をコンタクトピンモジュールの第１の接続部に対し相対的に押圧する押圧機構部と、を備え、押圧機構部により被検査物の接続端子がコンタクトピンモジュールの第１の接続部に対し所定の押圧力で押圧されるとき、押圧力が該コンタクトピンモジュールの第２の接続部に作用しないことを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る検査装置は、弾性体からなる導体で複数形成され電子回路を内部に含む被検査物の複数の接続端子にそれぞれ、電気的に接続される端子部を有する第１の接続部と、第１の接続部に連なり弾性体からなる導体により第１の接続部と一体に互いに同一平面上に複数、形成され、被検査物のための検査信号が入出力される信号入出力部に接続される基板の複数の電極部にそれぞれ電気的に接続される端子部を有する第２の接続部と、第１の接続部と第２の接続部との間の中間位置に配され、第１の接続部の端子部の接続端子に対する接触力および第２の接続部の端子部の電極に対する接触力をそれぞれ個別に設定可能に導体を一箇所で支持する支持部材と、第１の接続部、第２の接続部および支持部材を複数、重ね合わせて保持する保持部材とを含むコンタクトピンモジュールと、コンタクトピンモジュールおよび被検査物を収容し保持して第１の接続部と第２の接続部とをそれぞれ、被検査物の接続端子と基板の複数の電極部とに位置決めする被検査物収容部材と、コンタクトピンモジュールに載置される被検査物をコンタクトピンモジュールの第１の接続部に対し相対的に押圧する押圧機構部と、を備え、押圧機構部により被検査物の接続端子がコンタクトピンモジュールの第１の接続部に対し所定の押圧力で押圧されるとき、押圧力がコンタクトピンモジュールの第２の接続部に作用しないことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図９は、本発明に係るコンタクトピンモジュールの一例を備える検査装置の要部の構成を概略的に示す。
【００１９】
図９においては、検査装置は、所定の試験電圧が供給されるとともに各被検査物からの短絡等をあらわす異常検出信号をそれぞれ送出する入出力部を有するプリント配線基板３２と、プリント配線基板３２上における所定の位置に縦横に複数個配され被検査物としての半導体素子が１個づつ装着される収容部を有する被検査物収容部材３０とを含んで構成されている。なお、図９においては、他の被検査物収容部材３０の図示が省略されている。
【００２０】
所謂、ICソケットとしての被検査物収容部材３０は、図９および図１０に示されるように、プリント配線基板３２の各電極パッド部（端子部）と半導体素子３８の端子とを電気的に接続するコンタクトピンモジュール３４と、プリント配線基板３２上における所定の位置に配されプリント配線基板３２の各電極パッド部（端子部）にそれぞれ接続されるコンタクトピンモジュール３４を収容するソケット本体部３６と、コンタクトピンモジュール３４の上面に載置され、半導体素子３８の各電極のコンタクトピンモジュール３４の端子部に対する位置合わせを行うとともに半導体素子３８を収容する位置決め部材としての整列板４０と、ソケット本体部３６において、整列板４０の上方にコンタクトピンモジュール３４を包囲するように、昇降動可能に配され後述する一対の押圧部材４２Aおよび４２Bを選択的に回動させる可動部材４４と、可動部材４４の上昇動作に応じて半導体素子３８の各端子を整列板４０を介してコンタクトピンモジュール３４に対して押圧する押圧部材４２Aおよび４２Bとを主要な要素として含んで構成されている。
【００２１】
被検査物としての半導体素子３８は、ＢＧＡ型であり、例えば、約１１ｍｍの正方形の半導体素子とされる。略正方形の半導体素子３８において後述する整列板４０に対向する面には、整列板４０の透孔を介してコンタクトピンモジュール３４に接続されるべきバンプ形の電極が端子として全面にわたって所定の相互間隔で複数個形成されている。
【００２２】
ソケット本体部３６は、耐熱性のあるプラスチック材料で成形されている。
ソケット本体部３６の下部には、所定の深さを有する雌ねじ孔３５ｓが４箇所に設けられている。ソケット本体部１０の下面部は、プリント配線基板３２上の所定位置に載置され、透孔３２ａを介してビスBｓが雌ねじ孔３５ｓにねじ込まれることにより、固定されている。透孔３２ａは、その雌ねじ孔３５ｓに対応してプリント配線基板３２おける所定の４箇所の位置に設けられている。また、ソケット本体部１０の下部には、その下面全体にわたって長手方向に沿って延びる凹部３２ｇが形成されている。さらに、その下部には、後述する下方側整列板／位置決め板が嵌合される凹部３２ｒが、略中央部で凹部３２ｇに交差している。
【００２３】
ソケット本体部３６における略中央部分には、コンタクトピンモジュール３４が収容されるモジュール収容部３６Mが形成されている。モジュール収容部３６Mの周囲には、相対向して凹部３６Aおよび３６Bが設けられている。凹部３６Aおよび３６B内には、それぞれ、図１１に示されるように、選択的にアーム部材４４Aおよび４４Bの下端と、押圧部材４２Aおよび４２Bの基端部とが挿入される。また、図９において、凹部３６Aにおける紙面に垂直方向の両端部には、それぞれ、後述するコイルスプリングの一端が配されるスプリング受け部３６ASが形成されている。凹部３６Bにおける紙面に垂直方向の両端部には、それぞれ、後述するコイルスプリングの一端が配されるスプリング受け部３６BSが形成されている。
【００２４】
凹部３６Aとモジュール収容部３６Mとの間には、ガイド部材３６TAが形成されている。ガイド部材３６TAは、押圧部材４２Aが移動可能に配される切欠部を有するとともに、その切欠部を挟んで相対向する壁部を有している。各壁部には、それぞれ、図９において後述する押圧部材４２Aの案内ピンを案内する溝３６ａｇが右斜め下方に向けて所定角度傾いて形成されている。
【００２５】
凹部３６Bとモジュール収容部３６Mとの間には、ガイド部材３６TBが形成されている。ガイド部材３６TBは、押圧部材４２Bが移動可能に配される切欠部を有するとともに、その切欠部を挟んで相対向する壁部を有している。各壁部には、それぞれ、後述する押圧部材４２Bの案内ピンを案内する溝３６ｂｇが溝３６ａｇの延長線と交差するように、左斜め下方に向けて所定角度傾けられて形成されている。
【００２６】
モジュール収容部３６Mは、小径部３６ｍａおよび大径部３６ｍｂから構成されている。小径部３６ｍａおよび大径部３６ｍｂは、ソケット本体部３６における略正方形の開口部３６Eに連通し収容されるコンタクトピンモジュール３４のソケット本体部３６の開口部３６Eに対する相対位置を位置決めする。なお、開口部３６E、小径部３６ｍａおよび大径部３６ｍｂは、それぞれ、共通の中心軸線上に形成されている。
【００２７】
小径部３６ｍａと開口部３６Eの周縁とに連なる面３６ｓａは、コンタクトピンモジュール３４のサイドプレート５２および５０に当接し、また、大径部３６ｍｂと小径部３６ｍａとに連なる面３６ｓｂ、および小径部３６ｍａの内面は、コンタクトピンモジュール３４のサイドプレート５２および５０の段部５２ａｅおよび５２ｂｅ，５０ａｅ，５０ｂｅに当接している。従って、コンタクトピンモジュール３４および端子部６０ｄは、そのソケット本体部３６の開口部３６Eの周縁および後述する整列板４０に対して位置決めされることとなる。
【００２８】
また、凹部３２ｒに嵌合される下方側整列板／位置決め板７０が、コンタクトピンモジュール３４におけるプリント配線基板３２側の端子部６２ｄを支持している。下方側整列板／位置決め板７０は、プリント配線基板３２側の端子部６２ｄに対応して複数の貫通孔を有するとともに、図９に示されるように、プリント配線基板３２の孔に嵌合される位置決めピンを有している。これにより、プリント配線基板３２側の端子部６２ｄとプリント配線基板３２の電極パッドとの相対位置が位置決めされる。その際、プリント配線基板３２側の端子部６２ｄは、プリント配線基板３２がソケット本体部３６に対しビスBsで固定されるとき、所定量変位せしめられる。従って、プリント配線基板３２側の端子部６２ｄは、所定の接触力でプリント配線基板３２の電極パッドに接触することとなる。
【００２９】
整列板４０は、図９に示されるように、被検査物としての半導体素子３８の４隅を支持する位置決め部４０Aと、位置決め部４０Aと共通の中心軸線上に形成される平板状部４０Bとを含んで構成されている。
【００３０】
平板状部４０Bは、半導体素子３８の各端子にそれぞれ対応して比較的小なる凹部が縦横に形成されている。また、その凹部は、コンタクトピンモジュール３４の端子部６０ｄが移動可能に挿入される透孔に連通している。従って、その凹部により、半導体素子３８の各端子の平板状部４０Bに対する相対位置が位置決めされ、かつ、半導体素子３８の各端子のコンタクトピンモジュール３４の端子部６０ｄに対する相対位置が位置決めされることとなる。
【００３１】
整列板４０は、図示が省略される支持機構により、押圧部材４２Aおよび４２Bの押圧方向に沿った所定の範囲内で移動可能に支持されている。
【００３２】
なお、上述の例においては、半導体素子３８の各端子のコンタクトピンモジュール３４の端子部６０ｄに対する相対位置を位置決めするにあたり、整列板４０が用いられたが、かかる例に限られることなく、例えば、半導体素子３８の外周部に嵌り合うように形成された開口部３６Eの周縁の壁に半導体素子３８が嵌合されることにより、半導体素子３８の各端子のコンタクトピンモジュール３４の端子部６０ｄに対する相対位置が位置決めされてもよい。
【００３３】
図９において、ソケット本体部３６における紙面に垂直方向の両端部には、それぞれ、可動部材４４における４個の爪部４４Nが移動可能に係合される溝３６Gが可動部材４４の移動方向に沿って形成されている。また、各溝３６Gの端部には、それぞれ、図９に示されるような、可動部材４４が上昇位置をとるとき、その爪部４４Nの先端が係止されている。
【００３４】
枠状の可動部材４４は、図１１に示されるように、半導体素子３８またはガイド部材３６TAおよび３６TBの上端部の外周が通過する開口部４４ａを中央部に有している。可動部材４４における凹部３６Aおよび３６Bに対向する面には、垂直にアーム部材４４Aおよび４４Bが突出している。アーム部材４４Aは、
押圧部材４２Aの基端部を挟持するように所定距離、離隔して一対設けられている。各アーム部材４４Aは、アーム部材４４Aと押圧部材４２Aとを結合する結合ピンCPが挿入される孔を有している。
【００３５】
アーム部材４４Bも、押圧部材４２Bの基端部を挟持するように所定距離、離隔して一対設けられている。各アーム部材４４Bは、アーム部材４４Bと押圧部材４２Bとを結合する結合ピンCPが挿入される孔を有している。
【００３６】
可動部材４４における長手方向の両端部には、それぞれ、ソケット本体部３６の溝３６Gに係合される爪部４４Nがソケット本体部３６に向けて突出している。
【００３７】
また、可動部材４４においてソケット本体部３６におけるスプリング受け部３６ASおよび３６BSに対向する部分には、それぞれ、スプリング受け部が４箇所に設けられている。スプリング受け部には、可動部材４４をソケット本体部３６から離隔する方向に付勢するコイルスプリング４６の他端が配されている。即ち、スプリング受け部とスプリング受け部３６ASおよび３６BSとの間には、それぞれ、コイルスプリング４６が配されている。
【００３８】
押圧部材４２Aは、結合ピンCPが回動可能に挿入される孔４２ａｈを有する基端部と、半導体素子３８の上面に選択的に当接される押圧面部４２APと、基端部と押圧面部４２APとを連結する連結部とを含んで構成されている。
【００３９】
押圧部材４２Aの連結部には、双方の溝３６ａｇに移動可能に係合するガイドピン４２ACが設けられている。
【００４０】
押圧部材４２Bは、結合ピンCPが回動可能に挿入される孔４２ｂｈを有する基端部と、半導体素子３８の上面に選択的に当接される押圧面部４２BPと、基端部と押圧面部４２BPとを連結する連結部とを含んで構成されている。
【００４１】
押圧部材４２Bの連結部には、双方の溝３６ｂｇに移動可能に係合するガイドピン４２BCが設けられている。
【００４２】
従って、可動部材４４が、図１１に示されるように、コイルスプリング４６の付勢力に抗してソケット本体部３６に近接するように押圧される場合、押圧部材４２Aおよび４２Bの基端部がそれぞれ、同期して下降せしめられるとともに、各ガイドピン４２AC、４２BCが溝３６ａｇおよび３６ｂｇに案内されることにより、押圧部材４２Aおよび４２Bの押圧面部４２APおよび４２BPが、互いに離隔される。即ち、ソケット本体部３６のモジュール収容部３６Mの上方、即ち、整列板４０の上方が開放されることとなる。
【００４３】
一方、可動部材４４が、図９に示されるように、コイルスプリング４６の付勢力により、上昇せしめられる場合、押圧部材４２Aおよび４２Bの基端部がそれぞれ、同期して上昇せしめられるとともに、各ガイドピン４２AC、４２BCが溝３６ａｇおよび３６ｂｇに案内されることにより、押圧部材４２Aおよび４２Bの押圧面部４２APおよび４２BPが、互いに近接される。即ち、押圧部材４２Aおよび４２Bの押圧面部４２APおよび４２BPが、それぞれ、ソケット本体部３６の整列板４０内に進入されることとなる。
【００４４】
コンタクトピンモジュール３４は、図１および図２に示されるように、その両端部をそれぞれ、形成するサイドプレート５０および５２と、サイドプレート５０とサイドプレート５２との間に、スペーサ５６を介して互いに略平行となるように重ねられて配される複数のリードフレーム５４とを主な要素として構成されている。
【００４５】
サイドプレート５０および５２は、例えば、プラスチック材料で作られ、互いに同一構造とされるのでサイドプレート５０について説明し、サイドプレート５２についての説明を省略する。
【００４６】
サイドプレート５０は、後述する結合ピン５８がそれぞれ挿入される切欠部５０ａｄおよび５０ｂｄを両端部に有している。結合ピン５８が嵌合される透孔５０ａが切欠部５０ａｄを挟んで２箇所に設けられている。また、同様に結合ピン５８が嵌合される透孔５０ｂが切欠部５０ｂｄを挟んで２箇所に設けられている。
【００４７】
サイドプレート５０における両端部の隅には、それぞれ、段部５０ａｅおよび５０ｂｅが形成されている。
【００４８】
薄板状の各スペーサ５６は、それぞれ、絶縁性材料で作られ、結合ピン５８が嵌合される透孔５６ａをサイドプレート５０および５２の透孔５０ａ，５０ｂ，５２ａ，５２ｂに対応して２箇所に有している。また、各スペーサ５６は、それぞれ、サイドプレート５０および５２の段部５０ａｅ，５０ｂｃ，５２ａｅ，５２ｂｃに対応して段部５６ｂを有している。
【００４９】
リードフレーム５４は、図６に示されるように、半導体素子３８の端子に電気的に接続される第１の接続部としてのコンタクトピン群６０と、コンタクトピン群６０と同一の平面上に形成されプリント配線基板３２の電極に電気的に接続される第２の接続部としてのコンタクトピン群６２と、コンタクトピン群６０とコンタクトピン群６２との中間の連結部６８に設けられ、コンタクトピン群６０および６２を支持する支持プレート６４とを含んで形成されている。
【００５０】
リードフレーム５４におけるコンタクトピン群６０および６２を形成するコンタクトピン５４ｐｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎは整数）は、それぞれ、１本のリードから構成されている。なお、コンタクトピン５４ｐｉの数量は、半導体素子３８の端子数および配列形式、または、プリント配線基板３２の電極パッドの数量に応じて設定される。コンタクトピン５４ｐｉの相互間距離も半導体素子３８の端子相互間のピッチ、プリント配線基板３２の電極パッド相互間のピッチに応じて設定されている。
【００５１】
コンタクトピン５４ｐｉは、コンタクトピン群６０の端子群を形成する端子部６０ｄと、支持プレート６４に支持される連結線部６８ｆと、端子部６０ｄと連結線部６８ｆとを連結する湾曲部６０ｂと、コンタクトピン群６２の端子群を形成する端子部６２ｄと、端子部６２ｄと連結線部６８ｆとを連結する湾曲部６２ｂとを含んで構成されている。
【００５２】
直線状に形成される端子部６０ｄの先端は、例えば、半導体素子３８の端子の形状に応じて円弧状に形成されている。湾曲部６０ｂは、半導体素子３８の端子と端子部６０ｄの先端との間の適正な接触力に応じて板厚、幅、曲率半径が設定される。従って、湾曲部６０ｂの曲げ剛性（ばね定数）、即ち、湾曲部６０ｂの変位により生じる弾性力が半導体素子３８の端子と端子部６０ｄの先端との間の適正な接触力に応じて設定されることとなる。その際、互いに隣接するコンタクトピン５４ｐｉの湾曲部６０ｂの曲率半径は、各端子部６０ｄの接触力を略同一とするために略同一に設定されている。
【００５３】
連結線部６８ｆは、端子部６０ｄと略同一直線上に直線状に形成されている。
【００５４】
直線状に形成される端子部６２ｄの先端は、例えば、プリント配線基板３２の電極パッドとの電気的抵抗を低減すべく、尖塔状に形成されている。湾曲部６２ｂは、プリント配線基板３２の電極パッドと端子部６２ｄの先端との間の適正な接触力に応じて板厚、幅、曲率半径が設定される。従って、湾曲部６２ｂの曲げ剛性（ばね定数）、即ち、湾曲部６２ｂの変位により生じる弾性力がプリント配線基板３２の電極パッドと端子部６２ｄの先端との間の適正な接触力に応じて設定されることとなる。その際、互いに隣接するコンタクトピン５４ｐｉの湾曲部６２ｂの曲率半径は、各端子部６２ｄの接触力を略同一とするために略同一に設定されている。端子部６２ｄの先端から連結線部６８ｆ近傍までの長さと、端子部６０ｄの先端から連結線部６８ｆ近傍までの長さとは、略同一に設定されている。
【００５５】
樹脂材料で成形される支持プレート６４は、図７および図８に示されるように、連結線部６８ｆの外周を被覆するように形成されている。また、支持プレート６４は、中央部に開口部６４ｂを有している。さらに、支持プレート６４の両端部には、それぞれ、上述した結合ピン５８が挿入される透孔６４ａを有している。
【００５６】
即ち、コンタクトピン群６０およびコンタクトピン群６２の端子群における接触力が、それぞれ、湾曲部６０ｂおよび６２ｂの形状を変更することにより、個別に設定されることとなる。しかも、端子部６２ｄの先端から連結線部６８ｆ近傍までの長さと、端子部６０ｄの先端から連結線部６８ｆ近傍までの長さとは、略同一に設定されるもとで、湾曲部６０ｂおよび６２ｂの形状を変更することにより接触力を個別に設定できるのでコンタクトピンモジュールの小型化が容易に図られる。
【００５７】
リードフレーム５４を製造するにあたっては、図６に示されるように、例えば、先ず、薄板状のフレーム部材素材に対して所定のエッチング処理、および、樹脂の被覆処理等の加工が施されることにより一つのフレーム部材６６の複数の開口部６６H内にそれぞれ、支持プレート６４を有するリードフレーム５４が形成される。次に、リードフレーム５４と各開口部６６Hの周縁部との結合部６６a，６６B，６６ｃ，６６ｄ，６６ｅ，および６６ｆがそれぞれ切断されることにより、個々のリードフレーム５４が得られることとなる。
【００５８】
次に、コンタクトピンモジュール３４を組立てるにあたっては、図２に示されるように、得られたリードフレーム５４と一組のスペーサ５６とを交互に配置し互いに重ね合わされる。その際、一組のスペーサ５６は、その透孔５６ａとサイドプレート５０および５２の透孔５０ａ，５０ｂ、５２ａ，５２ｂとが一致し、また、リードフレーム５４の支持プレート６４の透孔６４ａとサイドプレート５０および５２の切欠部５０ａｄ，５０ｂｄ，５２ａｄ，５２ｂｄとが一致するように配される。さらに、図１、図３および図４に示されるように、リードフレーム５４の各端子部６０ｄおよび６２ｄがスペーサ５６の各凹部５６ｇにそれぞれ嵌め合わされる。
【００５９】
続いて、図２に示されるように、重ね合わされたリードフレーム５４およびスペーサ５６を挟持するようにサイドプレート５０および５２が配置される。
【００６０】
そして、リードフレーム５４およびスペーサ５６と、サイドプレート５０および５２とを一体にすべく、各結合ピン５８が透孔５０ａ，５０ｂ、５２ａ，５２ｂに挿入され、また、結合ピン５８が切欠部５０ａｄ，５０ｂｄを通じて透孔６４に挿入される。これにより、コンタクトピンモジュール３４自体が図5に示されるように、完成することとなる。
【００６１】
かかる構成において、半導体素子３８の試験を行うにあたっては、先ず、図１１に示されるように、図示が省略される作業ロボットのアームの先端が可動部材４４の上面に当接されてコイルスプリング４６の付勢力に抗して下方に向けて押圧される。これにより、押圧部材４２Aおよび４２Bが開放状態とされる。また、被検査物としての半導体素子３８が、図示が省略される搬送ロボットの搬送アームHAにより吸引保持されて可動部材４４の開口部４４ａおよび整列板４０の位置決め部４０Aの真上となる位置まで搬送される。
【００６２】
次に、搬送アームHAにより吸引保持された半導体素子３８は、押圧部材４２Aおよび４２Bの間に形成された空間を通じて下降せしめられて位置決め部４０Aを通じて平板状部４０Bに位置決めされ装着される。その際、図１２に示されるように、半導体素子３６の各端子は、平板状部４０Bの凹部にそれぞれ対応して当接されている。
【００６３】
続いて、可動部材４４は、作業ロボットの先端が可動部材４４の上面に当接された状態で上昇されるとき、図１３に示されるように、コイルスプリング４６の付勢力により開放位置から試験位置まで上昇せしめられる。
【００６４】
その際、押圧部材４２Aおよび４２Bにおける押圧面部４２AP、４２BPは、それぞれ、略同一のタイミングで、回動されて半導体素子３８をコンタクトピンモジュール３４に向けて押圧することとなる。これにより、半導体素子３８は、押圧部材４２Aおよび４２Bにおける押圧面部４２AP、４２BPにより押圧され、その結果、半導体素子３８は平板状部４０Bに向けて所定の圧力で均等に押圧されることとなる。また、コンタクトピンモジュール３４の端子部６０ｄが変位せしめられ、所定の接触力で半導体素子３８の端子に当接することとなる。その際、その作用される押圧力は、コンタクトピンモジュール３４の端子部６２ｄには伝達されない。
【００６５】
そして、可動部材４４が試験位置に維持されるもとでプリント配線基板３２の入出力部に検査信号が供給されるとき、コンタクトピンモジュール３４を通じてその検査信号が半導体素子３８に供給されるとともにその回路の異常が検出されるとき、半導体素子３８からの異常検出信号が入出力部を通じて外部の故障診断装置に供給されることとなる。
【００６６】
半導体素子３８の検査が終了した場合、その半導体素子３８を取り出し、新たな半導体素子３８を装着するために作業ロボットにおけるアームの先端が、上述と同様に、可動部材４４の上面に当接されてコイルスプリング４６の付勢力に抗して下方に向けて押圧される。試験された半導体素子３８は、整列板４０から搬送アームHAにより取り出され、また、試験される新たな半導体素子３８は、上述と同様に、装着されることとなる。
【００６７】
なお、上述の例においては、各リードフレーム５４の端子部６０ｄ、６２ｄの数量が同一とされいるが、かかる例に限られることなく、半導体素子３８の端子配列に応じて各リードフレームごとにコンタクトピンが適宜間引きされて使用されてもよいことは勿論である。
【００６８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る検査装置によれば、支持部材が第１の接続部と第２の接続部との間の中間位置に配され、第１の接続部の端子部の接続端子に対する接触力および第２の接続部の端子部の電極に対する接触力をそれぞれ個別に設定可能に導体を一箇所で支持するので被検査物の接続端子に対する接触力と基板の電極部に対する接触力とを個別に設定することができるとともにコンタクトピンモジュールの小型化を図ることができ、しかも、押圧機構部により被検査物の接続端子がコンタクトピンモジュールの第１の接続部に対し所定の押圧力で押圧されるとき、押圧力がコンタクトピンモジュールの第２の接続部に作用しないので被検査物の接続端子に対する適正な接触力と基板の電極部に対する適正な接触力とが互いに影響されることなく適正な値に個別に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る検査装置に用いられるコンタクトピンモジュールの一例の外観を示す斜視図である。
【図２】 図１に示される例における各構成要素を示す分解斜視図である。
【図３】 図１に示される例における側面図である。
【図４】 図１に示される例における平面図である。
【図５】 図１に示される例における正面図である。
【図６】 図１に示される例に用いられるリードフレームの要部を示す平面図である。
【図７】 図６に示されるリードフレームの側面図である。
【図８】 図６に示されるリードフレームを側面側から見た部分断面図である。
【図９】 本発明に係る検査装置の一例の構成を示す断面図である。
【図１０】 図９に示される例における部分断面図である。
【図１１】 図９に示される例における動作説明に供される断面図である。
【図１２】 図９に示される例における動作説明に供される断面図である。
【図１３】 図９に示される例における動作説明に供される断面図である。
【図１４】 従来のコンタクトピンモジュールの要部を概略的に示す断面図である。
【図１５】 従来のコンタクトピンの構成を概略的に示す外観図である。
【符号の説明】
３０ 被検査物収容部材
３２ プリント配線基板
３４ コンタクトピンモジュール
３８ 半導体素子
４２Ａ、４２Ｂ 押圧部材
５４ リードフレーム
６０ コンタクトピン群
６２ コンタクトピン群
６４ 支持プレート
Claims (5)
- 弾性体からなる導体で形成され電子回路を内部に含む被検査物の接続端子に電気的に接続される端子部を有する第１の接続部と、該第１の接続部に連なり弾性体からなる導体により該第１の接続部と一体に互いに同一平面上に形成され、前記被検査物のための検査信号が入出力される信号入出力部に接続される基板の電極部に電気的に接続される端子部を有する第２の接続部と、前記第１の接続部と前記第２の接続部との間の中間位置に配され、該第１の接続部の端子部の前記接続端子に対する接触力および前記第２の接続部の端子部の前記電極に対する接触力をそれぞれ個別に設定可能に前記導体を一箇所で支持する支持部材と、前記第１の接続部、第２の接続部および前記支持部材を複数、重ね合わせて保持する保持部材とを含んでなるコンタクトピンモジュールと、
前記コンタクトピンモジュールおよび前記被検査物を収容し保持して、前記第１の接続部と前記第２の接続部とをそれぞれ前記被検査物の接続端子と前記基板の電極部とに位置決めする被検査物収容部材と、
前記コンタクトピンモジュールに載置される被検査物を該コンタクトピンモジュールの第１の接続部に対し相対的に押圧する押圧機構部と、を備え、
前記押圧機構部により前記被検査物の接続端子が前記コンタクトピンモジュールの第１の接続部に対し所定の押圧力で押圧されるとき、該押圧力が該コンタクトピンモジュールの第２の接続部に作用しないことを特徴とする検査装置。 - 弾性体からなる導体で複数形成され電子回路を内部に含む被検査物の複数の接続端子にそれぞれ、電気的に接続される端子部を有する第１の接続部と、該第１の接続部に連なり弾性体からなる導体により該第１の接続部と一体に互いに同一平面上に複数、形成され、前記被検査物のための検査信号が入出力される信号入出力部に接続される基板の複数の電極部にそれぞれ電気的に接続される端子部を有する第２の接続部と、前記第１の接続部と前記第２の接続部との間の中間位置に配され、第１の接続部の端子部の前記接続端子に対する接触力および前記第２の接続部の端子部の前記電極に対する接触力をそれぞれ個別に設定可能に前記導体を一箇所で支持する支持部材と、前記第１の接続部、第２の接続部および前記支持部材を複数、重ね合わせて保持する保持部材とを含むコンタクトピンモジュールと、
前記コンタクトピンモジュールおよび前記被検査物を収容し保持して、前記第１の接続部と前記第２の接続部とをそれぞれ前記被検査物の接続端子と前記基板の複数の電極部とに位置決めする被検査物収容部材と、
前記コンタクトピンモジュールに載置される被検査物を該コンタクトピンモジュールの第１の接続部に対し相対的に押圧する押圧機構部と、を備え、
前記押圧機構部により前記被検査物の接続端子が前記コンタクトピンモジュールの第１の接続部に対し所定の押圧力で押圧されるとき、該押圧力が該コンタクトピンモジュールの第２の接続部に作用しないことを特徴とする検査装置。 - 前記第１の接続部および前記第２の接続部における導体が、それぞれ、湾曲部に連なるように形成されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の検査装置。
- 前記第１の接続部において互いに隣接する導体に連なる湾曲部の曲率半径が互いに略同一であり、または、前記第２の接続部において互いに隣接する導体に連なる湾曲部の曲率半径が、互いに略同一であることを特徴とする請求項２記載の検査装置。
- 前記第１の接続部および前記第２の接続部のばね定数は、互いに異なることを特徴とする請求項１または請求項２記載の検査装置。
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