特開 2017-150851 半導体装置の着脱方法、および、その方法が用いられる半導体装置の着脱装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-150851(P2017-150851A)

(43)【公開日】2017年8月31日

(54)【発明の名称】半導体装置の着脱方法、および、その方法が用いられる半導体装置の着脱装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/26 20140101AFI20170804BHJP

   H01R 33/76 20060101ALI20170804BHJP

【ＦＩ】

   G01R31/26 Z

   G01R31/26 J

   H01R33/76 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-31464(P2016-31464)

(22)【出願日】2016年2月22日

(71)【出願人】

【識別番号】000177690

【氏名又は名称】山一電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】特許業務法人 谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】松岡 則行

【テーマコード（参考）】

2G003

5E024

【Ｆターム（参考）】

2G003AA07

2G003AC01

2G003AG01

2G003AG10

2G003AG11

2G003AG16

2G003AH07

5E024CA01

(57)【要約】

【課題】半導体装置の着脱方法において、半導体装置が軽量化され、その厚さが薄くなる場合であっても、半導体装置が反ることなく、半導体装置を半導体装置収容部に確実に着脱できること。
【解決手段】吸引パイプ１２Ａ〜１２Ｃの吸着パッドにより保持された板状部材１４および半導体装置１６の電極面１６Ｅが、コンタクト端子群３６を構成するコンタクト端子の可動接点部近傍の位置で停止され、半導体装置用ソケット２のカバー部材３４がソケット本体３０から離隔するように、インサーターヘッド１０が上昇せしめられる直後、カバー部材３４が、コイルスプリングの弾性力により、ソケット本体３０から離隔されるとき、ラッチ機構３２の各押え部材３２Ｐの当接部が、板状部材１４の外周面に当接し保持位置をとるもの。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体装置が着脱されるソケット本体に対し該半導体装置を保持または解放し着脱する搬送ロボットの吸着手段に前記半導体装置と孔を有する板状部材とを重ねて保持する動作を行わせる工程と、
前記半導体装置および板状部材を保持した搬送ロボットを移動させ、該板状部材および半導体装置の電極部を、前記ソケット本体に設けられるコンタクト端子の接点部近傍で停止させた状態で前記ソケット本体におけるラッチ機構の押え部材に、前記板状部材および半導体装置をソケット本体に保持する動作を行わせる工程と、
を含んでなる半導体装置の着脱方法。

【請求項2】

半導体装置が着脱されるソケット本体に対し該半導体装置を保持または解放し着脱する搬送ロボットの吸着手段に前記半導体装置を保持する動作を行わせる工程と、
前記半導体装置を保持した搬送ロボットを移動させ、該半導体装置の電極部を、前記ソケット本体に設けられるコンタクト端子の接点部に対し位置決めした後、該半導体装置の電極部を、前記ソケット本体に設けられるコンタクト端子の接点部近傍で停止させた状態で前記ソケット本体におけるラッチ機構の押え部材に、前記半導体装置をソケット本体に保持する動作を行わせる工程と、
を含んでなる半導体装置の着脱方法。

【請求項3】

半導体装置が着脱されるソケット本体に配され該半導体装置と孔を有する板状部材とを重ねて保持するラッチ機構の押え部材に、該半導体装置および板状部材をソケット本体の収容部に保持する動作、または解放する動作を行わせるラッチ機構駆動制御機構部と、
前記半導体装置および板状部材を保持または解放し前記ソケット本体に対し着脱する搬送ロボットの吸着手段と、
前記ラッチ機構駆動制御機構部によりラッチ機構の押え部材が前記ソケット本体の収容部から離隔されるとき、前記搬送ロボットの吸着手段に前記半導体装置および板状部材を保持する動作を行わせるとともに、前記搬送ロボットの吸着手段を移動させ、該板状部材および半導体装置の電極部を、前記ソケット本体の収容部に設けられるコンタクト端子の接点部近傍で停止させた状態で前記ラッチ機構の押え部材に、前記板状部材および半導体装置をソケット本体の収容部に保持する動作を前記ラッチ機構駆動制御機構部に行わせる制御部と、
を具備して構成される半導体装置の着脱装置。

【請求項4】

半導体装置が着脱されるソケット本体に配され該半導体装置を保持するラッチ機構の押え部材に、該半導体装置をソケット本体の収容部に保持する動作、または解放する動作を行わせるラッチ機構駆動制御機構部と、
前記半導体装置を保持または解放し前記ソケット本体に対し着脱する搬送ロボットの吸着手段と、
前記搬送ロボットの吸着手段に保持された前記半導体装置の電極部と前記ソケット本体の収容部に設けられるコンタクト端子の接点部に対し光学的に位置決めする光学的位置決め手段と、
前記半導体装置を保持した搬送ロボットの吸着手段を移動させ、前記光学的位置決め手段に、該半導体装置の電極部を、前記ソケット本体に設けられるコンタクト端子の接点部に対し位置決めする動作を行わせるとともに、該半導体装置の電極部を、前記コンタクト端子の接点部近傍で停止させた状態で前記ソケット本体におけるラッチ機構の押え部材に、前記半導体装置をソケット本体の収容部に保持する動作を前記ラッチ機構駆動制御機構部に行わせる制御部と、
を具備して構成される半導体装置の着脱装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置の着脱方法、および、その方法が用いられる半導体装置の着脱装置に関する。

【背景技術】

【0002】

バーンイン試験に供される複数の半導体装置用ソケットの半導体装置収容部に、被検査物としての各半導体装置を着脱する場合、所定のプログラムにより制御される半導体装置の着脱装置が使用される場合がある。そのような半導体装置の着脱装置は、例えば、特許文献１に示されるように、半導体装置用ソケットのカバー部材の昇降動を行わせるＩＣソケット作動部材と、搬送ロボットのマテリアルハンドリング部と、ＩＣソケット作動部材およびマテリアルハンドリング部の動作制御を行う制御ユニットとを含んで構成されている。ＩＣソケット作動部材は、半導体装置用ソケットの周囲に設けられる昇降機構により昇降動可能に支持されている。マテリアルハンドリング部は、半導体装置を保持する吸着パッドを有する１本の吸引パイプと、吸引パイプを支持する浮動部材と、浮動部材を移動可能に支持する浮動部支持軸とを備えている。

【0003】

斯かる構成において、マテリアルハンドリング部の吸着パッドに保持された半導体装置が半導体装置用ソケットの半導体装置収容部に装着される場合、先ず、半導体装置用ソケットのカバー部材がＩＣソケット作動部材により最下端位置まで下降せしめられた後、次に、吸着パッドに保持された半導体装置が、半導体装置収容部を形成する位置決め部材の真上の位置で吸着パッドから解放される。これにより、半導体装置が、自然落下し、半導体装置収容部内の案内壁で案内され載置される。続いて、ＩＣソケット作動部材およびカバー部材が初期の位置まで上昇せしめられることにより、半導体装置の半導体装置収容部への装着作業が終了することとなる。これにより、半導体装置の電極部が、半導体装置収容部内に突出するコンタクト端子の接点部に電気的に接続されることとなる。

【0004】

上述のような半導体装置の電極は、近年、ファインピッチ（狭ピッチ）で配列されるとともに、半導体装置が軽量化され、その厚さが薄くなる傾向がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４３１２６８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述したように、半導体装置が軽量化され、その厚さが薄くなる場合、吸着パッドに保持された半導体装置が、半導体装置収容部を形成する位置決め部材の真上の位置で吸着パッドから解放されるとき、半導体装置が、自然落下し、半導体装置収容部内の案内壁で衝突し、跳ね返る虞がある。これにより、半導体装置が、半導体装置収容部内における正規の位置に着座せず、コンタクト端子と電気的に確実に接続されない場合がある。

【0007】

また、半導体装置が軽量化され、その厚さが薄くなるにつれてデバイスの反りが発生する場合がある。このような場合、位置決め部材の半導体装置収容部に着座した反った半導体装置が、半導体装置用ソケットに設けられるラッチ機構の一対の押圧部材により押圧されるとき、半導体装置が一対の押圧部材により略同時に均等に押圧されずに、半導体装置のすべての電極が、すべてのコンタクト端子の接点部に確実に接触しない虞もある。

【0008】

以上の問題点を考慮し、本発明は、半導体装置の着脱方法、および、その方法が用いられる半導体装置の着脱装置であって、半導体装置が軽量化され、その厚さが薄くなる場合であっても、半導体装置が反ることなく、半導体装置を半導体装置収容部に確実に着脱できる半導体装置の着脱方法、および、その方法が用いられる半導体装置の着脱装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上述の目的を達成するために、本発明に係る半導体装置の着脱方法は、半導体装置が着脱されるソケット本体に対し半導体装置を保持または解放し着脱する搬送ロボットの吸着手段に半導体装置と孔を有する板状部材とを重ねて保持する動作を行わせる工程と、半導体装置および板状部材を保持した搬送ロボットを移動させ、板状部材および半導体装置の電極部を、ソケット本体に設けられるコンタクト端子の接点部近傍で停止させた状態でソケット本体におけるラッチ機構の押え部材に、板状部材および半導体装置をソケット本体に保持する動作を行わせる工程とを含んでなる。

【0010】

また、本発明に係る半導体装置の着脱方法は、半導体装置が着脱されるソケット本体に対し半導体装置を保持または解放し着脱する搬送ロボットの吸着手段に半導体装置を保持する動作を行わせる工程と、半導体装置を保持した搬送ロボットを移動させ、半導体装置の電極部を、ソケット本体に設けられるコンタクト端子の接点部に対し位置決めした後、半導体装置の電極部を、ソケット本体に設けられるコンタクト端子の接点部近傍で停止させた状態でソケット本体におけるラッチ機構の押え部材に、半導体装置をソケット本体に保持する動作を行わせる工程とを含んでなる。

【0011】

さらに、本発明に係る半導体装置の着脱装置は、半導体装置が着脱されるソケット本体に配され半導体装置と孔を有する板状部材とを重ねて保持するラッチ機構の押え部材に、半導体装置および板状部材をソケット本体の収容部に保持する動作、または解放する動作を行わせるラッチ機構駆動制御機構部と、半導体装置および板状部材を保持または解放しソケット本体に対し着脱する搬送ロボットの吸着手段と、ラッチ機構駆動制御機構部によりラッチ機構の押え部材がソケット本体の収容部から離隔されるとき、搬送ロボットの吸着手段に半導体装置および板状部材を保持する動作を行わせるとともに、搬送ロボットの吸着手段を移動させ、板状部材および半導体装置の電極部を、ソケット本体の収容部に設けられるコンタクト端子の接点部近傍で停止させた状態でラッチ機構の押え部材に、板状部材および半導体装置をソケット本体の収容部に保持する動作をラッチ機構駆動制御機構部に行わせる制御部と、を備えて構成される。

【0012】

さらにまた、本発明に係る半導体装置の着脱装置は、半導体装置が着脱されるソケット本体に配され半導体装置を保持するラッチ機構の押え部材に、半導体装置をソケット本体の収容部に保持する動作、または解放する動作を行わせるラッチ機構駆動制御機構部と、半導体装置を保持または解放しソケット本体に対し着脱する搬送ロボットの吸着手段と、搬送ロボットの吸着手段に保持された半導体装置の電極部とソケット本体の収容部に設けられるコンタクト端子の接点部に対し光学的に位置決めする光学的位置決め手段と、半導体装置を保持した搬送ロボットの吸着手段を移動させ、光学的位置決め手段に、半導体装置の電極部を、ソケット本体に設けられるコンタクト端子の接点部に対し位置決めする動作を行わせるとともに、半導体装置の電極部を、コンタクト端子の接点部近傍で停止させた状態でソケット本体におけるラッチ機構の押え部材に、半導体装置をソケット本体の収容部に保持する動作をラッチ機構駆動制御機構部に行わせる制御部と、を備えて構成される。

【発明の効果】

【0013】

本発明に係る半導体装置の着脱方法、および、その方法が用いられる半導体装置の着脱装置によれば、半導体装置および板状部材を保持した搬送ロボットを移動させ、板状部材および半導体装置の電極部を、ソケット本体に設けられるコンタクト端子の接点部近傍で停止させた状態でソケット本体におけるラッチ機構の押え部材に、板状部材および半導体装置をソケット本体に保持する動作を行わせるので半導体装置が軽量化され、その厚さが薄くなる場合であっても、半導体装置が反ることなく、半導体装置を半導体装置収容部に確実に着脱できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明に係る半導体装置の着脱方法の第1実施例が適用された半導体装置の着脱装置を、半導体装置用ソケットとともに概略的に示す図である。

【図2】本発明に係る半導体装置の着脱方法の第1実施例が適用される半導体装置の着脱装置の全体構成を示す図である。

【図3】（Ａ）および（Ｂ）は、図１に示される半導体装置の着脱装置のピックアップステーションにおける動作説明に供される図である。

【図4】図１に示される半導体装置の着脱装置のソケットステーションにおける動作説明に供される図である。

【図5】（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、図１に示される半導体装置の着脱装置のソケットステーションにおける動作説明に供される図である。

【図6】図１に示される半導体装置の着脱装置のソケットステーションにおける動作説明に供される図である。

【図7】本発明に係る半導体装置の着脱方法の第２実施例が適用された半導体装置の着脱装置を、半導体装置用ソケットとともに概略的に示す図である。

【図8】（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、図７に示される例における動作説明に供される図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図２は、本発明に係る半導体装置の着脱方法の第1実施例が適用される半導体装置の着脱装置の全体構成を概略的に示す。

【0016】

図２において、バーンイン試験に供される半導体装置１６が着脱される半導体装置用ソケット２は、所定のプリント配線基板ＰＣＢ２上に複数個、縦横に配列されている配線ピッチ拡張用基板ＰＣＢ１に固定されている。配線ピッチ拡張用基板ＰＣＢ１は、基板接続用コネクタＢＣを介してプリント配線基板ＰＣＢ２に電気的に接続されている。なお、図２においては、ソケットステーションにおける代表して１個の半導体装置用ソケット２を示す。

【0017】

半導体装置用ソケット２は、例えば、オープントップタイプソケットとされ、配線ピッチ拡張用基板ＰＣＢ１上に固定されるソケット本体３０と、ソケット本体３０内の中央の半導体装置収容部３０Ａに配され後述する半導体装置１６と配線ピッチ拡張用基板ＰＣＢ１の導電層とを電気的に接続する複数のコンタクト端子からなるコンタクト端子群３６と、半導体装置収容部３０Ａ内に装着された半導体装置１６を選択的にコンタクト端子群３６に対し保持するラッチ機構３２と、ソケット本体３０に昇降動可能に支持されラッチ機構３２の動作を制御するカバー部材３４と、を主な要素として含んで構成されている。

【0018】

斯かる半導体装置用ソケットに供される半導体装置１６は、例えば、比較的薄いＢＧＡ型の略正方形、または、長方形の半導体素子とされ、複数の電極部が縦横に所定の間隔で形成される電極面１６Ｅを有している。複数の電極部は、例えば、０．２ｍｍの間隔で形成されている。なお、半導体装置１６は、斯かる例に限られることなく、例えば、ＬＧＡ型の半導体素子とされてもよい。

【0019】

配線ピッチ拡張用基板ＰＣＢ１における所定位置には、電極群が、ソケット本体３０のコンタクト端子群３６を構成する複数のコンタクト端子に対応して形成されている。その電極群は、基板接続用コネクタＢＣに接続されるコネクタ接続端部に導体層を通じて電気的に接続される。その電極群には、配線ピッチ拡張用基板ＰＣＢ１上に配されるソケット本体３０に設けられる複数のコンタクト端子の固定端子部が接続されている。

【0020】

ソケット本体３０は、例えば、樹脂材料で成形されている。ソケット本体３０の半導体装置収容部３０Ａには、上述の複数のコンタクト端子の可動接点部が所定の相互間隔、例えば、０．２ｍｍの間隔で突出している。

【0021】

各コンタクト端子は、図示が省略されるが、例えば、薄板金属材料で成形され、装着される半導体装置１６の各電極部に対応して形成される可動接点部と、配線ピッチ拡張用基板ＰＣＢ１に固定される固定端子部と、可動接点部と固定端子部とを連結する連結部とからなる。なお、コンタクト端子は、斯かる例に限られることなく、例えば、所謂、ポゴピン（登録商標）、または、プローブピンであってもよい。

【0022】

ラッチ機構３２は、ソケット本体３０の半導体装置収容部３０Ａの周縁部に互いに向き合って設けられている。ラッチ機構３２は、例えば、特許文献１にも示されるような、押え部材３２Ｐを備えている。各押え部材３２Ｐは、ソケット本体３０の半導体装置収容部３０Ａを形成する壁部に回動可能に支持される基端部と、半導体装置１６の外周部に選択的に当接または離隔する当接部と、基端部と当接部とを連結する連結部とを含んで構成されている。基端部には、図５（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、カバー部材３４が最下端となる位置をとるとき、カバー部材３４の下端が係合される突起片が形成されている。また、各押え部材３２Ｐの基端部とそれに対向するソケット本体３０に形成される凹部（不図示）の底壁との間には、押え部材３２Ｐの当接部をコンタクト端子側に近接する方向に付勢するコイルスプリング（不図示）が設けられている。これにより、ラッチ機構駆動制御機構部が、カバー部材３４、および、コイルスプリングにより形成される。

【0023】

半導体装置１６および後述する板状部材１４が、半導体装置収容部３０Ａ内に装着される場合、図５（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、押え部材３２Ｐの当接部は、半導体装置１６および板状部材１４に干渉しないように半導体装置収容部３０Ａに対し離隔した待機位置をとり、また、半導体装置１６および板状部材１４が半導体装置収容部３０Ａ内に装着された後、押え部材３２Ｐの当接部は、図６に示されるように、半導体装置収容部３０Ａ内に侵入し半導体装置１６を押え保持する保持位置をとるものとされる。

【0024】

なお、図２に示されるように、カバー部材３４が最上端となる位置をとるとき、コンタクト端子群３６を構成する複数のコンタクト端子の可動接点部の先端と押え部材３２Ｐの当接部との間の距離ＤＡは、重ねられた半導体装置１６および板状部材１４における合計の厚さ以下に設定されている。これにより、必要な可動接点部の先端の変位量が、半導体装置１６の厚さよりも大である場合であっても、コンタクト端子の可動接点部と押え部材３２Ｐの当接部とが接触する虞がないのでコンタクト端子の可動接点部の損傷が回避される。

【0025】

ラッチ駆動制御機構部の一部を構成するカバー部材３４は、後述する吸引パイプ１２Ａ〜１２Ｃの吸着パッドに保持される重ねられた半導体装置１６および板状部材１４が通過する開口３４ａを内側に有している。カバー部材３４は、ソケット本体３０に対し昇降動可能にソケット本体３０に支持されている。カバー部材３４の内側であって開口３４ａの周囲に複数個設けられる凹部とソケット本体３０の凹部との間には、それぞれ、カバー部材３４をソケット本体３０から離隔する方向、即ち、上方に向かって付勢するコイルスプリング（不図示）が設けられている。

【0026】

半導体装置用ソケット２の上方には、図2および図４に示されるように、カバー部材３４に昇降動を行わせるとともに、半導体装置１６および板状部材１４を選択的に保持する吸着パッドを有する複数の吸引パイプ１２Ａ〜１２Ｃを備えるインサーターのインサーターヘッド１０が配されている。これにより、ラッチ駆動制御機構部が、インサーターヘッド１０およびカバー部材３４により形成されることとなる。

【0027】

インサーターは、図示が省略される搬送ロボットのアーム部に固定されている。その搬送ロボットは、所定のプログラムに従う移動経路に沿って上述のソケットステーションと後述する所定のピックアップステーションとの間を移動するものとされる。ピックアップステーションには、図３（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、試験に供される所定の数量の半導体装置１６が配置されているトレー６と、半導体装置１６の数量と同一の数量の板状部材１４が配置されるトレー４とが、設けられている。なお、斯かる例に限られることなく、トレー６における半導体装置１６の数量とトレー４における板状部材１４の数量とは、異なっていても良い。

【0028】

インサーターヘッド１０は、図2に示される直交座標において、インサーターに設けられるヘッド駆動部１０Ｄにより、Ｚ座標軸に沿って昇降動可能とされるとともに、共通の平面内に縦横に配列されている半導体装置用ソケット２の配列方向に対し平行なＸ座標軸、Ｙ座標軸に沿って移動可能とされる。Ｚ座標軸は、半導体装置１６および板状部材１４のソケット本体３０に対する着脱方向に沿って設定されている。また、インサーターヘッド１０は、ヘッド駆動部１０Ｄにより、吸引パイプ１２Ａ〜１２Ｃを伴ってＺ座標軸の回りに回転可能とされる。また、吸引パイプ１２Ａ〜１２Ｃは、図示が省略される浮動機構により、インサーターヘッド１０に対し相対的に移動可能にインサーターヘッド１０に支持されている。

【0029】

吸着手段としての吸引パイプ１２Ａおよび１２Ｃの下端に、それぞれ、設けられる吸着パッドは、１個の板状部材１４を保持または解放し、吸引パイプ１２Ｂの下端に設けられる吸着パッドは、板状部材１４の孔１４ａを介して１個の半導体装置１６を保持または解放するものとされる。吸引パイプ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、所定の間隔をもって一列に配置されている。

【0030】

各吸着パッドは、例えば、弾性材料で作られ、一方の端面に半導体装置１６および板状部材を吸着する吸着面を有している。また、吸着パッドは、吸引パイプ１２Ａ〜１２Ｃの吸引通路の一部を構成しその吸着面に開口する透孔を有している。吸着パッドの他端は、吸引パイプ１２Ａ〜１２Ｃの一端に結合されている。吸引パイプ１２Ａ〜１２Ｃの他端には、図示が省略される吸引ポンプを含んで構成される空気圧調整部１２Ｄに接続されている。その空気圧調整部１２Ｄは、後述する制御ユニットにより動作制御される。従って、試験に供される半導体装置１６および板状部材１４は、その吸引ポンプが作動状態とされる場合、吸引パイプ１２Ａ〜１２Ｃからなる吸引通路を介して吸着パッドの吸着面により吸引保持されることとなる。

【0031】

板状部材１４は、例えば、ポリカーボネイト、ポリエーテルイミドのような耐熱性のある樹脂材料で半導体装置１６の外形寸法と略同一寸法で成形されている。約１ｍｍ程度の厚さを有する板状部材１４は、略中央部に小さい孔１４ａを有している。なお、孔１４ａの位置は、吸引パイプ１２Ｂの吸着パッドの位置に応じて適宜設定されてもよい。

【0032】

本発明に係る半導体装置の着脱装置の第１実施例において、インサーターは、さらに、半導体装置１６のアライメントマーク、および、半導体装置用ソケット２のアライメントマークを撮像する移動式撮像装置を備えている。移動式撮像装置は、ハーフミラーユニット２０、および、ＣＣＤカメラ２２からなり、撮像装置移動機構部２４を介して図2に示されるインサーターヘッド１０と半導体装置用ソケット２のカバー部材３４との間となる撮影位置と、インサーター内の所定の待機位置との間を移動可能とされる。移動式撮像装置は、図２における矢印Ｆの示す方向に沿ってインサーターヘッド１０と半導体装置用ソケット２のカバー部材３４との間に進入され、また、図２における矢印Ｂの示す方向に沿ってインサーターヘッド１０と半導体装置用ソケット２のカバー部材３４との間から後退される。撮像装置移動機構部２４は、後述する制御ユニットにより動作制御される。

【0033】

ハーフミラーユニット２０は、インサーターヘッド１０に向き合うリング照明灯２０Ｌ１と、半導体装置用ソケット２のカバー部材３４に向き合うリング照明灯２０Ｌ２とをそれぞれ、ハウジングの上下端部に有している。ハーフミラーユニット２０の内部における所定の光軸上には、ハーフミラー２０ＨＭが配置されている。半導体装置１６のアライメントマークは、例えば、電極面１６Ｅの周縁における所定の二箇所に互いに向き合って設けられている。また、半導体装置用ソケット２のアライメントマークは、例えば、コンタクト端子群３６の周辺における所定の二箇所に互いに向き合って設けられている。なお、アライメントマークの代わりに、ＣＣＤカメラ２２により認識可能な突起物のような目印であってもよい。これにより、リング照明灯２０Ｌ１が点灯したとき、半導体装置１６の電極面１６Ｅからの反射光は、ハーフミラー２０ＨＭを介してＣＣＤカメラ２２の撮像部に導かれ、また、リング照明灯２０Ｌ１が消灯され、リング照明灯２０Ｌ２が点灯したとき、半導体装置用ソケット２におけるコンタクト端子群３６周辺からの反射光は、ハーフミラー２０ＨＭを介してＣＣＤカメラ２２の撮像部に導かれることとなる。

【0034】

本発明に係る半導体装置の着脱装置の第１実施例において、加えて、インサーターヘッド１０の昇降動および吸着パッドの吸着動作、撮像装置移動機構部２４の駆動制御を行い上述のアライメントマークの相対位置の調整を行う制御ユニット５０を備えている。

【0035】

制御ユニット５０には、ＣＣＤカメラ２２からの半導体装置１６のアライメントマークおよび半導体装置用ソケット２のアライメントマークの位置をあらわす撮像データＩＰＤ
が供給される。

【0036】

制御ユニット５０は、上述の供給される撮像データＩＰＤに基づいて所定の画像抽出および画像変換処理を行うとともに、画像変換処理により得られたデータと登録された各アライメントマークの座標データおよび画像データとの比較を行い、位置調整制御信号を形成し、それをヘッド駆動部１０Ｄに供給する中央演算処理部と、インサーター、移動式撮像装置、撮像装置移動機構部２４、および、空気圧調整部１２Ｄの動作制御用のプログラムデータ、および、試験に供される半導体装置１６の種類、数量等をあらわすデータ、登録された各アライメントマークの座標データおよび画像データを格納する記憶部５０Ｍとを含んで構成されている。また、記憶部５０Ｍには、上述の搬送ロボットおよびインサーターに関し、予め所定のティーチングにより指定された軌道に沿った位置、姿勢等のデータも記憶されている。

【0037】

制御ユニット５０には、さらに、データ入力部（不図示）が接続されている。データ入力部は、例えば、キーボートからなる入力部とされ、半導体装置１６および板状部材１４の装着指令データ、試験開始指令データ、試験終了指令データ等を含んでなる制御指令データ群を所定のタイミングで制御ユニット５０に供給する。

【0038】

また、制御ユニット５０には、表示部（不図示）が接続されている。表示部は、中央演算処理部からの表示信号に基づいて任意の半導体装置用ソケット２における半導体装置１６および板状部材１４の装着完了状態である表示、任意の半導体装置用ソケット２における半導体装置１６の取り外し完了状態である表示等を行う。

【0039】

斯かる構成において、半導体装置用ソケット２に半導体装置１６を装着するにあたり、制御ユニット５０は、先ず、図３（Ａ）に示されるように、ピックアップステーションにおいて搬送ロボットが所定のホームポジションからトレー４の真上に移送されたとき、装着指令をあらわす制御指令データ群に基づいてインサーターヘッド１０がトレー４における板状部材１４に向けて所定位置まで下降し、その吸引パイプ１２Ａおよび１２Ｃの吸着パッドが板状部材１４を吸着した後、上昇すべく、制御信号ＣａおよびＣｂを形成し、それらをヘッド駆動部１０Ｄおよび空気圧調整部１２Ｄに供給する。その際、吸引パイプ１２Ｂの吸着パッドは、板状部材１４の孔１４ａに連通するように孔１４ａの周縁に当接される。これにより、インサーターヘッド１０が、所定位置まで下降せしめられるとともに、吸引ポンプが作動し、吸引パイプ１２Ａおよび１２Ｃの吸着パッドで板状部材１４を保持した状態でインサーターヘッド１０が、所定位置まで上昇せしめられた後、インサーターを伴う搬送ロボットがトレー６の真上の位置まで移送される。

【0040】

次に、板状部材１４を保持した状態でインサーターヘッド１０がトレー６内の半導体装置１６に向け板状部材１４が半導体装置１６に重さなるように所定位置まで下降せしめられるとともに、吸引ポンプが作動し、図３（Ｂ）に示されるように、板状部材１４の孔１４ａ、および、吸引パイプ１２Ｂの吸着パッドを通じて半導体装置１６が板状部材１４に吸引保持された状態でインサーターヘッド１０が上昇せしめられた後、インサーターを伴う搬送ロボットが、図４に示されるように、ソケットステーションにおける半導体装置用ソケット２の真上の位置まで移送される。なお、半導体装置１６が、トレー６にデッドバグ状態で置かれている場合（電極面１６Ｅが吸着パッドに向き合う場合）、半導体装置１６が、先ず、ライブバグ状態にされてもよい。

【0041】

搬送ロボットが、移送された直後、制御ユニット５０は、先ず、上述のアライメントマークの相対位置の調整を行うべく、図２に示されるように、移動式撮像装置のハーフミラーユニット２０を、インサーターヘッド１０における吸着パッドに板状部材１４を介して保持された半導体装置１６と半導体装置用ソケット２のカバー部材３４との間に移動させるべく、制御信号Ｃｃを形成し、それを撮像装置移動機構部２４に供給する。これにより、移動式撮像装置のハーフミラーユニット２０が、インサーターヘッド１０における吸着パッドに板状部材１４を介して保持された半導体装置１６と半導体装置用ソケット２のカバー部材３４との間に移動せしめられる。続いて、リング照明灯２０Ｌ１が点灯され、半導体装置１６の電極面１６Ｅからの反射光が、ＣＣＤカメラ２２の撮像部に導かれた後、続いて、リング照明灯２０Ｌ１が消灯され、リング照明灯２０Ｌ２が点灯され、半導体装置用ソケット２におけるコンタクト端子群３６周辺からの反射光が、ＣＣＤカメラ２２の撮像部に導かれる。その後、移動式撮像装置は、インサーター内の待機位置に戻される。これにより、制御ユニット５０は、撮像データＩＰＤに基づいて所定の画像抽出および画像変換処理を行うとともに、画像変換処理により得られたデータと登録された各アライメントマークの座標データおよび画像データとの比較を行い、半導体装置１６のアライメントマーク（アライメントマークの図心）の半導体装置用ソケット２におけるアライメントマーク（アライメントマークの図心）に対する相対位置を一致させるように、位置調整制御信号を形成し、それをヘッド駆動部１０Ｄに供給する。これにより、半導体装置１６の電極面１６Ｅにおける各電極部と半導体装置用ソケット２におけるコンタクト端子群３６を構成するコンタクト端子の接点部との位置合わせが完了する。

【0042】

続いて、図４に示されるように、インサーターヘッド１０が矢印Ｄの示す方向、即ち、半導体装置用ソケット２に向けて下降せしめられ、インサーターヘッド１０を半導体装置用ソケット２のカバー部材３４の上面に当接させた状態で、ラッチ機構３２の押え部材３２Ｐの当接部を半導体装置収容部３０Ａから離隔させ待機位置をとらせるべく、カバー部材３４を、図５（Ａ）に示されるように、コイルスプリングの付勢力に抗して所定量、下降させ、最下端で保持すべく制御信号Ｃａを形成し、それをヘッド駆動部１０Ｄに供給する。これにより、図５（Ｂ）に示されるように、吸引パイプ１２Ａ〜１２Ｃの吸着パッドにより保持された板状部材１４および半導体装置１６が、図示が省略される浮動装置によりインサーターヘッド１０の動作に追従し、半導体装置１６の電極面１６Ｅが、コンタクト端子群３６を構成するコンタクト端子の可動接点部近傍の位置で停止される。

【0043】

続いて、板状部材１４および半導体装置１６が、吸引パイプ１２Ａ〜１２Ｃの吸着パッドにより保持され、所定位置に停止した状態で、インサーターヘッド１０は、半導体装置用ソケット２のカバー部材３４がソケット本体３０から離隔するように、上昇せしめられる。その上昇開始直後、図1に示されるように、カバー部材３４が、コイルスプリングの弾性力により、ソケット本体３０から離隔されるとき、ラッチ機構３２の各押え部材３２Ｐの当接部が、板状部材１４の外周面に当接し保持位置をとる。ラッチ機構３２の各押え部材３２Ｐの当接部が保持位置をとったとき、または、その直後、制御ユニット５０は、制御信号Ｃｂの供給を停止する。なお、吸引パイプ１２Ａおよび１２Ｃの吸着パッドのうち両方又はいずれかの吸着状態が、停止されてもよい。

【0044】

これにより、半導体装置１６の電極面１６Ｅの各電極部が、正規の位置に対し位置ずれなく、コンタクト端子群３６を構成するコンタクト端子の可動接点部に電気的に接続されることとなる。従って、半導体装置１６が軽量でも着座にバウンドが無く、確実にラッチで押圧できる。半導体装置１６の反りがある場合、一方のラッチが先に半導体装置１６に当接しても他方の部分が跳ね上がることなく、安定してラッチで抑え込める。

【0045】

そして、図６に示されるように、インサーターヘッド１０が矢印Ｕの示す方向にさらに上昇せしめられた後、インサーターを伴う搬送ロボットが、上述したように、トレー４の真上の位置に戻され、順次、トレー４内における他の残りの板状部材１４が吸引パイプ１２Ａおよび１２Ｃの吸着パッドにより保持された後、吸引パイプ１２Ｂの吸着パッドおよび孔１４ａを通じて上述のトレー６内の他の残りの半導体装置１６が板状部材１４に重なって吸引保持されることが繰り返されるとともに、ソケットステーションにおける他の残りの半導体装置用ソケット２についても、上述と同様な手順で半導体装置１６および板状部材１４の装着が、繰り返される。

【0046】

一方、半導体装置用ソケット２内に半導体装置１６および板状部材１４が保持された状態でバーンイン試験された後、半導体装置用ソケット２から半導体装置１６および板状部材１４を取り出すにあたっては、インサーターを伴う搬送ロボットが、ソケットステーションにおける半導体装置用ソケット２の真上の位置まで移送された後、インサーターヘッド１０が、半導体装置用ソケット２に向けて下降せしめられ、インサーターヘッド１０を半導体装置用ソケット２のカバー部材３４の上面に当接させた状態で、ラッチ機構３２の押え部材３２Ｐの当接部を板状部材１４から離隔させ待機位置をとらせるべく、カバー部材３４を、コイルスプリングの付勢力に抗して所定量、下降させ、最下端で保持すべく制御信号Ｃａを形成し、それをヘッド駆動部１０Ｄに供給する。これにより、吸引パイプ１２Ａ〜１２Ｃの吸着パッドが、図示が省略される浮動装置によって、インサーターヘッド１０の動作に追従し、板状部材１４に当接する。その直後、制御ユニット５０は、吸着パッドが板状部材１４および試験済みの半導体装置を保持すべく、制御信号Ｃｂを形成し、それを空気圧調整部１２Ｄに供給するとともに、インサーターヘッド１０を上昇させるべく、制御信号Ｃａを形成し、それをヘッド駆動部１０Ｄに供給する。これにより、板状部材１４および半導体装置１６が、吸引パイプ１２Ａ〜１２Ｃの吸着パッドにより保持され、インサーターヘッド１０は、半導体装置用ソケット２のカバー部材３４がソケット本体３０から離隔するように、上昇せしめられる。従って、半導体装置用ソケット２からの試験済みの半導体装置および板状部材１４の取り出しが、完了する。その後、吸引パイプ１２Ａおよび１２Ｃの吸着パッドにより保持された板状部材１４は、搬送ロボットにより、上述のトレー４に戻され、再利用される。試験済みの半導体装置は、搬送ロボットにより、トレー６に戻される。

【0047】

なお、上述の例においては、ピックアップステーションに、板状部材１４を保管するトレー４が設けられているが、斯かる例に限られることなく、例えば、トレー４を設けることなく、板状部材１４が、予め、ソケットステーションにおいて半導体装置用ソケット２におけるソケット本体３０の半導体装置収容部３０Ａ内に配置されるものであってもよい。このような場合、以下のような順序（１）〜（３）で行われ、板状部材１４および半導体装置１６がソケット本体３０の半導体装置収容部３０Ａに着脱可能とされる。
（1）インサーターが半導体装置用ソケット２の真上に移動した後、インサーターヘッド１０がカバー部材３４を押し下げた後。インサーターの吸引パイプ１２Ａおよび１２Ｃの吸着パッドにより、板状部材１４が吸引保持された状態で、（２）インサーターヘッド１０の上昇とともにカバー部材３４がコイルスプリングの弾性力により上昇され、板状部材１４を吸着保持した状態でインサーターヘッド１０および搬送ロボットが、ピックアップステーションにおけるトレー６に移動し、板状部材１４を介して吸引パイプ１２Ｂの吸着パッドで半導体装置１６を保持した状態でソケットステーションにおける半導体装置用ソケット２の真上に移動し、上述した一連の板状部材１４および半導体装置１６の装着動作を行い、（３）バーンイン試験終了後、上述したように、ソケットステーションにおける半導体装置用ソケット２から試験済みの半導体装置および板状部材１４が取り出され、試験済みの半導体装置が、トレー６に戻され、板状部材１４は、半導体装置用ソケット２内に戻される。

【0048】

上述の例のように、板状部材１４を用いることにより、以下のような効果がある。
１）デバイス上面の傷（ラッチによる擦り傷など）を防止できる。デバイスの破損、反りを防止できるとともに、反りを生じているデバイスを矯正することもできる。
２）板状部材の厚みを調整し、デバイス厚みの変更に対応できる。板状部材をスティフナーとして強度を持たせることにより、デバイスの破損を防止できる。
３）デバイスの変形を防止できる。
４）板状部材を透明性のある材料で作ることにより、デバイスのマーク、名称などを確認できる。材料の透明性がなくとも、デバイスのマーク、名称などを確認するために穴が開いていても良い。
５）板状部材が、熱伝導性を有することにより、ヒートシンクとして使用できる。
６）板状部材が、電気伝導性を有する材料で作られることにより、ラッチやカバーが電気導電性を有する場合、静電気対策となる。

【0049】

図７および図８（Ａ）および（Ｂ）は、本発明に係る半導体装置の着脱方法の一例が適用される半導体装置の着脱装置の第２実施例の構成を概略的に示す。なお、図７および図８（Ａ）および（Ｂ）において、図2に示される例における同一の構成要素について同一の符合を付して示し、その重複説明を省略する。

【0050】

図2に示される例においては、半導体装置１６は、板状部材１４を介して吸引パイプ１２Ｂの吸着パッドの吸引力で保持されているが、その代わりに、図７および図８（Ａ）および（Ｂ）に示される例においては、半導体装置１６´が、吸引パイプ１２Ｂの吸着パッドで直接的に保持されるように構成される。また、図７および図８（Ａ）および（Ｂ）に示される例においても、上述のヘッド駆動部１０Ｄ、ハーフミラーユニット２０、および、ＣＣＤカメラ２２からなる移動式撮像装置、撮像装置移動機構部２４、および、制御ユニット５０等を備えるものとされる。

【0051】

斯かる構成において、半導体装置用ソケット２に半導体装置１６´を装着するにあたり、制御ユニット５０は、先ず、ピックアップステーションにおいて搬送ロボットが所定のホームポジションからトレー６の真上の位置まで移送される。次に、インサーターヘッド１０がトレー６内の半導体装置１６に向け所定位置まで下降せしめられるとともに、吸引ポンプが作動し、吸引パイプ１２Ｂの吸着パッドで半導体装置１６´が吸引保持された状態でインサーターヘッド１０が上昇せしめられた後、インサーターを伴う搬送ロボットが、図７に示されるように、ソケットステーションにおける半導体装置用ソケット２の真上の位置まで移送される。

【0052】

搬送ロボットが、移送された直後、制御ユニット５０は、上述の例と同様に、アライメントマークの相対位置の調整を行う。これにより、半導体装置１６´の電極面１６´Ｅにおける各電極部と半導体装置用ソケット２におけるコンタクト端子群３６を構成するコンタクト端子の接点部との位置合わせが完了する。

【0053】

続いて、インサーターヘッド１０が半導体装置用ソケット２に向けて下降せしめられ、インサーターヘッド１０を半導体装置用ソケット２のカバー部材３４の上面に当接させた状態で、ラッチ機構３２の押え部材３２Ｐの当接部を半導体装置収容部３０Ａから離隔させ待機位置をとらせるべく、カバー部材３４を、図８（Ａ）に示されるように、コイルスプリングの付勢力に抗して所定量、下降させ、最下端で保持すべく制御信号Ｃａを形成し、それをヘッド駆動部１０Ｄに供給する。これにより、図８（Ｂ）に示されるように、吸引パイプ１２Ｂの吸着パッドにより保持された半導体装置１６´が、図示が省略される浮動装置によりインサーターヘッド１０の動作に追従し、半導体装置１６´の電極面１６´Ｅが、コンタクト端子群３６を構成するコンタクト端子の可動接点部近傍の位置で停止される。

【0054】

続いて、半導体装置１６´が、吸引パイプ１２Ｂの吸着パッドにより保持され、所定位置に停止した状態で、インサーターヘッド１０は、半導体装置用ソケット２のカバー部材３４がソケット本体３０から離隔するように、上昇せしめられる。その上昇開始直後、カバー部材３４が、コイルスプリングの弾性力により、ソケット本体３０から離隔されるとき、ラッチ機構３２の各押え部材３２Ｐの当接部が、半導体装置１６´の外周面に当接し保持位置をとる。ラッチ機構３２の各押え部材３２Ｐの当接部が保持位置をとったとき、または、その直後、制御ユニット５０は、制御信号Ｃｂの供給を停止する。これにより、半導体装置１６´の電極面１６´Ｅの各電極部が、正規の位置に対し位置ずれなく、コンタクト端子群３６を構成するコンタクト端子の可動接点部に電気的に接続されることとなる。

【0055】

そして、インサーターヘッド１０がさらに上昇せしめられた後、インサーターを伴う搬送ロボットが、上述したように、トレー６の真上の位置に戻され、順次、吸引パイプ１２Ｂの吸着パッドによりトレー６内の他の残りの半導体装置１６´が吸引保持されることが繰り返されるとともに、ソケットステーションにおける他の残りの半導体装置用ソケット２についても、上述と同様な手順で半導体装置１６´の装着が、繰り返される。

【0056】

一方、半導体装置用ソケット２内に半導体装置１６´が保持された状態でバーンイン試験された後、半導体装置用ソケット２から試験済みの半導体装置を取り出すにあたっては、インサーターを伴う搬送ロボットが、ソケットステーションにおける半導体装置用ソケット２の真上の位置まで移送された後、インサーターヘッド１０が、半導体装置用ソケット２に向けて下降せしめられ、インサーターヘッド１０を半導体装置用ソケット２のカバー部材３４の上面に当接させた状態で、ラッチ機構３２の押え部材３２Ｐの当接部を半導体装置から離隔させ待機位置をとらせるべく、カバー部材３４を、コイルスプリングの付勢力に抗して所定量、下降させ、最下端で保持すべく制御信号Ｃａを形成し、それをヘッド駆動部１０Ｄに供給する。これにより、吸引パイプ１２Ｂの吸着パッドが、図示が省略される浮動装置によって、インサーターヘッド１０の動作に追従し、試験済みの半導体装置の外周部に当接する。その直後、制御ユニット５０は、吸着パッドが試験済みの半導体装置を保持すべく、制御信号Ｃｂを形成し、それを空気圧調整部１２Ｄに供給するとともに、インサーターヘッド１０を上昇させるべく、制御信号Ｃａを形成し、それをヘッド駆動部１０Ｄに供給する。これにより、試験済みの半導体装置が、吸引パイプ１２Ｂの吸着パッドにより保持され、インサーターヘッド１０は、半導体装置用ソケット２のカバー部材３４がソケット本体３０から離隔するように、上昇せしめられる。従って、半導体装置用ソケット２からの試験済みの半導体装置の取り出しが、完了する。その後、吸引パイプ１２Ｂの吸着パッドにより保持された半導体装置は、搬送ロボットにより、上述のトレー６に戻される。

【0057】

従って、一連の装着工程において、デバイスの吸着が、上側から１回だけなので、デバイスの位置の維持を行いやすい。また、着脱装置および操作工程が単純になる。半導体装置用ソケットに吸着用の穴が不要なので半導体装置用ソケットの設計自由度が増える。半導体装置用ソケットをプリント基板などに搭載した状態でも使用しやすい。

【0058】

なお、上述の例においては、本発明に係る半導体装置の着脱方法の一例が適用された半導体装置用ソケットが、オープントップタイプとされるが、斯かる例に限られることなく、例えば、クラムシェルタイプの半導体装置用ソケットに適用されてもよい。インサーターは、全自動なものだけではなく、半自動、手動のものでもよい。

【符号の説明】

【0059】

２ 半導体装置用ソケット
１０ インサーターヘッド
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ 吸引パイプ
１４ 板状部材
１６，１６´ 半導体装置
２０ ハーフミラーユニット
２２ ＣＣＤカメラ
３０ ソケット本体
３２ ラッチ機構
３２Ｐ 押え部材
３４ カバー部材
５０ 制御ユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】