特開 2025-14564 接触子及び半導体検査システム

(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】P2025014564

(43)【公開日】2025-01-30

(54)【発明の名称】接触子及び半導体検査システム

(51)【国際特許分類】

   G01R 1/067 20060101AFI20250123BHJP

   G01R 1/073 20060101ALI20250123BHJP

   G01R 31/26 20200101ALI20250123BHJP

   H01R 13/24 20060101ALI20250123BHJP

【ＦＩ】

G01R1/067 C

G01R1/073 B

G01R31/26 J

H01R13/24

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023117232

(22)【出願日】2023-07-19

【新規性喪失の例外の表示】新規性喪失の例外適用申請有り

(71)【出願人】

【識別番号】517384110

【氏名又は名称】ユナイテッド・プレシジョン・テクノロジーズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100166372

【弁理士】

【氏名又は名称】山内 博明

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 英樹

(72)【発明者】

【氏名】家永 賢

(72)【発明者】

【氏名】山田 信二

【テーマコード（参考）】

2G003

2G011

【Ｆターム（参考）】

2G003AG01

2G003AG03

2G003AG12

2G011AB01

2G011AB04

2G011AB05

2G011AB07

2G011AC13

2G011AF02

(57)【要約】

【課題】ワイピング機能を有する接触子が、ソケットでスタックすることを回避できるようにする。
【解決手段】ソケット本体の大径貫通孔に収容された後に、当該ソケット本体に装着されるソケット蓋の小径貫通孔に通される、上端部とばね部と下端部とを備える半導体検査用の接触子において、前記上端部は、前記ばね部が縮むときに前記小径貫通孔の角部に接触する第１斜面と、前記ばね部が伸びるときに前記小径貫通孔の角部に接触する第２斜面と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ソケット本体の大径貫通孔に収容された後に、当該ソケット本体に装着されるソケット蓋の小径貫通孔に通される、上端部とばね部と下端部とを備える半導体検査用の接触子において、
前記上端部は、
前記ばね部が縮むときに前記小径貫通孔の角部に接触する第１斜面と、
前記ばね部が伸びるときに前記小径貫通孔の角部に接触する第２斜面と、
を備える接触子。

【請求項2】

前記下端部は、
前記第１斜面に対応する第３斜面と、
前記第２斜面に対応する第４斜面と、
を備える請求項１記載の接触子。

【請求項3】

前記上端部と前記下端部とは、前記ばね部の伸縮時に、その伸縮方向を基準として逆向きに変位する請求項１記載の接触子。

【請求項4】

請求項１記載の接触子と、
前記接触子を収容する前記大径貫通孔が形成されたソケット本体と前記大径貫通孔と連通する小径貫通孔が形成されたソケット蓋とを備えるソケットと、
を有する半導体検査システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、接触子及び半導体検査システムに関し、特に、両端側の電極の表面に形成される酸化被膜や当該表面に付着した異物を除去する接触子及び半導体検査システムに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体パッケージ等の検査対象の電気特性等の検査をするための半導体検査システムは、複数の接触子とそれらを収容するソケットとを備えている。当業者にとって周知なように、検査対象の電極表面に形成される酸化被膜や当該表面に付着した異物が導通検査を阻害しかねないので、その対策が講じられている接触子がある。

【0003】

そのような接触子は、（１）その先端を鋭利形状することによって、当該先端が酸化被膜等を貫通して電極に物理的に接触できるようにするタイプのものと、（２）その先端が酸化被膜等に接した状態で、何らかの作用によって当該先端で酸化被膜等を擦って酸化被膜等を電極から物理的に除外するタイプのものと、に大別される。

【0004】

特許文献１には、上記（１）及び上記（２）の双方の特徴を有する接触子が開示されている。特許文献１の図１を見ると、接触子（プローブピン１４）は、上端部（第２プランジャ３０）の先端部（第２接触部３１）が鋭利形状をしており、更に、第２プランジャ３０の基端をテーパ形状軸部３５ｂとするとともにソケット本体１３の上部貫通孔１１ｂに大径孔部１８ａ及び小径孔部１８ｂを設けている。

【0005】

このため、プローブピン１４は、その軸心方向に沿った応力が印加されることによって、コイルスプリング５０が縮む際に、上部貫通孔１１ｂの軸心に対して幅ａだけワイピングするので、第２接触部３１が電極表面に形成された酸化被膜等を除去することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１２－１４５５９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、特許文献１に開示されている接触子は、構造上、荷重に偏りが生じて、特許文献１の第２プランジャ３０の円筒部分の対極角部（例えば図面左上側と図面右下側との角部）が、上部貫通孔１１ｂの内壁に引っ掛かり、スタックする可能性がある。

【0008】

スタックが生じたからといって電気特性等の検査が即座に実行できなくなるわけではないが、スタックが生じていない他の複数の接触子には大きな荷重がかかることになるから、接触子の耐久期間が短くなる、つまり、接触子の寿命が縮まる可能性がある。

【0009】

また、ソケットの貫通孔に上記対極角部の接触によって仮に窪みが生じると、その窪みに対極角部が納まることになってしまうという今後のスタック要因となるから、ソケット自体を交換しなければならない場合も生じ得る。

【0010】

そこで、本発明は、このような事情に鑑みて、ワイピング機能を有する接触子が、ソケットでスタックすることを回避できるようにすることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決するために、本発明は、
ソケット本体の大径貫通孔に収容された後に、当該ソケット本体に装着されるソケット蓋の小径貫通孔に通される、上端部とばね部と下端部とを備える半導体検査用の接触子において、
前記上端部は、
前記ばね部が縮むときに前記小径貫通孔の角部に接触する第１斜面と、
前記ばね部が伸びるときに前記小径貫通孔の角部に接触する第２斜面と、
を備える。

【0012】

また、前記下端部は、
前記第１斜面に対応する第３斜面と、
前記第２斜面に対応する第４斜面と、
を備えることもできる。

【0013】

さらに、前記上端部と前記下端部とは、前記ばね部の伸縮時に、その伸縮方向を基準として逆向きに変位することができる。

【0014】

またさらに、本発明の半導体検査システムは、
上記接触子と、
前記接触子を収容する大径貫通孔が形成されたソケット本体と前記大径貫通孔と連通する小径貫通孔が形成されたソケット蓋とを備えるソケットと、
を有する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施形態の半導体検査システムの説明図である。

【図2】図１に示すコンタクトピン１００の上端部１０付近の拡大図であり、上端部１０の押下状態の変遷を示す図である。

【図3】図１に示すコンタクトピン１００の上端部１０付近の拡大図であり、上端部１０の離上状態の変遷を示す図である。

【符号の説明】

【0016】

１０ 上端部
１２ 先端部
１４ 第１斜面
１６ 第２斜面
２０ ばね部
３０ 下端部
１００ コンタクトピン
２００ ソケット
２２０ ソケット蓋
２２２ 貫通孔
２２４ 第１受け部
２２６ 第２受け部
２４０ ソケット本体

【発明の実施の形態】

【0017】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態の半導体検査システム及びそのコンタクトピン１００について説明する。なお、本明細書及び本特許請求の範囲における、上・下・表・裏・前・後などの表記は、理解容易のために、図面を基準とした相対的なものであり、絶対的なものではない点に留意されたい。

【0018】

図１は、本発明の実施形態の半導体検査システムの説明図である。半導体検査システムは、半導体検査用のコンタクトピン１００と、コンタクトピン１００が収容されるソケット２００とに大別される。

【0019】

なお、図１には、１本のコンタクトピン１００及びその周辺部分を抜き出した状態を示しているが、ソケット２００には複数本のコンタクトピン１００が、例えば２次元的に配列される態様で収容できる。

【0020】

コンタクトピン１００は、例えば、図示しない検査対象の電極に接する上端部１０と、上端部１０に隣接するＳ字状のばね部２０と、ばね部２０に隣接していて基板配線に接する下端部３０と、を備える。

【0021】

コンタクトピン１００は、例えば、銅銀合金、ベリリウム銅合金などの銅合金のような、高導電性及び高強度を有する板材をエッチングすることによって製造した平面的なものとすることができる。

【0022】

なお、本実施形態の半導体検査システムにおける接触子として、コンタクトピン１００のように、上端部１０とばね部２０と下端部３０とが一体であるものを用いることもできるし、特許文献１のプローブピンのように、別パーツである第１プランジャと筒状部材と第２プランジャとが組み立てられたものを用いることもできる。

【0023】

ここでいう平面的という意味は、例えば、コンタクトピン１００の図面左右方向の幅が図面奥行方向の厚さの例えば０．５倍～２倍であること（例えば幅５０μｍ程度～５００μｍ程度、厚さ５０μｍ程度～５００μｍ程度）をいう。

【0024】

コンタクトピン１００は、少なくとも上端部１０の先端部１２（図２参照）に、ナノ銀（ナノサイズの銀）やグラフェンのような素材を付着させ、更に導電率を高めることもできる。ナノ銀等は、下端部３０の先端部に設けることもできる。また、コンタクトピン１００は、ばね部２０が螺旋状となるように加工した立体的なものとすることもできる。

【0025】

ここでいう立体的という意味は、例えば、コンタクトピン１００の図面左右方向の幅と図面奥行方向の厚さの例えば５倍～２０倍であること（例えば幅１００μｍ程度～１０００μｍ程度、厚さ１０μｍ程度～１００μｍ程度）をいう。

【0026】

ソケット２００は、コンタクトピン１００が収容されるソケット本体２４０と、ソケット本体２４０に装着されるソケット蓋２２０と、を備える。ソケット２００は、ソケット本体２４０に対してソケット蓋２２０を装着すると、コンタクトピン１００毎に連通する貫通孔２２２（図２参照）が形成される。ソケット２００は、樹脂などの非導電体からなり、コンタクトピン１００は相互に絶縁された状態となる。

【0027】

コンタクトピン１００は、ソケット本体２４０の貫通孔２２２（大径貫通孔）に収容された後に、ソケット本体２４０に装着されるソケット蓋２２０の貫通孔２２２（小径貫通孔）に通される。

【0028】

図２（ａ）～図２（ｃ）は、図１に示すコンタクトピン１００の上端部１０付近の拡大図であり、上端部１０の押下状態の変遷を示す図である。図２（ａ）には先端部１２が検査対象の電極に接触する前の状態を示し、図２（ｂ）には先端部１２が当該電極に接触して上端部１０の押下が開始した状態を示し、図２（ｃ）には当該押下が完了した状態を示している。なお、図２（ａ）～図２（ｃ）には、貫通孔２２２の軸心を一点鎖線で付記している。

【0029】

コンタクトピン１００の上端部１０は、検査対象の電極に接触する先端部１２と、先端部１２に対して一方側に位置する第１斜面１４と、先端部１２に対して他方側に位置する第２斜面１６と、を有する。また、ソケット蓋２２０は、第１斜面１４に対向する上側角部である第１受け部２２４と、第２斜面１６に対向する下側角部である第２受け部２２６と、を有する。

【0030】

第１斜面１４及び第２斜面１６は、上端部１０とソケット２００との位置関係によって、それぞれ第１受け部２２４及び第２受け部２２６に接触する部位である。具体的には、ばね部２０が縮んで上端部１０がソケット２００に対して相対的に図面左方向に変位する際に第１斜面１４が第１受け部２２４に接触し、ばね部２０が伸びて上端部１０がソケット２００に対して相対的に図面右方向に変位する際に第２斜面１６が第２受け部２２６に接触する。

【0031】

図２（ａ）の状態は、コンタクトピン１００は、先端部１２が検査対象の電極に接触していないから、ばね部２０の伸縮方向への応力が掛かっておらず、したがってばね部２０が伸びた状態である。

【0032】

そして、コンタクトピン１００は、第１斜面１４の下側が第１受け部２２４に対して接触し、また、第２斜面１６の下端側も第２受け部２２６に対して接触し、上端部１０は貫通孔２２２の軸心に対して相対的に図面右側に位置している。

【0033】

図２（ｂ）の状態は、コンタクトピン１００は、先端部１２が当該電極に接触して押下が開始するから、ばね部２０の伸縮方向への応力が掛かり、したがって、ばね部２０が縮み始めた状態である。

【0034】

そして、コンタクトピン１００は、第１斜面１４が第１受け部２２４に接触しながら接触箇所がその中央付近まで移動し、また、第２斜面１６は第２受け部２２６に対して非接触となり、上端部１０は貫通孔２２２の軸心に対して図面左側に変位する。

【0035】

図２（ｃ）の状態は、コンタクトピン１００は、先端部１２が当該電極に接触して更に押下するから、ばね部２０の伸縮方向への応力がより掛かり、したがって、ばね部２０が更に縮む状態である。

【0036】

そして、コンタクトピン１００は、第１斜面１４が第１受け部２２４に接触しながら接触箇所がその上側まで移動し、また、第２斜面１６は第２受け部２２６に対する非接触が継続し、上端部１０は貫通孔２２２の軸心に対して図面左側に更に変位する。

【0037】

このように、コンタクトピン１００の鉛直方向（ばね部２０の伸縮方向）への応力が掛かるに連れて、検査対象の電極に先端部１２が接触した直後から、上端部１０が図面左側に向けて変位していくので、先端部１２が電極表面に形成された酸化被膜や当該表面に付着した異物をワイピングによって除去することができる。

【0038】

図３（ａ）～図３（ｃ）は、図１に示すコンタクトピン１００の上端部１０付近の拡大図であり、上端部１０の離上状態の変遷を示す図である。図３（ａ）には上端部１０の押下が完了した状態（図２（ｃ）に示す状態に相当する。）を示し、図３（ｂ）には上端部１０の離上が開始した直後の状態を示し、図３（ｃ）には当該離上が完了した状態を示している。図３（ａ）～図３（ｃ）にも、貫通孔２２２の軸心を一点鎖線で付記している。

【0039】

当業者であれば、図２（ａ）～図２（ｃ）に基づく説明を踏まえれば、図３（ａ）～図３（ｃ）におけるコンタクトピン１００の挙動の概要は特定できる筈であろうが、ここで注目すべきは、図３（ｂ）に示すように、上端部１０が離上を開始した直後に、第２斜面１６が第２受け部２２６に対する接触を開始して、その状態が継続しながらばね部２０が伸びていくことによって、上端部１０が図面右側に向けて変位していくということである。

【0040】

すなわち、本実施形態では、上端部１０の離上中には、ワイピングによって電極表面に接触した先端部１２が酸化被膜等を除去することはもとより、上端部１０の図面左右方向の位置を強制的に右側に（図２（ａ）の状態に）戻すことによって、コンタクトピン１００が貫通孔２２２にてスタックすることを回避している点が着目すべき事項である。

【0041】

なお、図２（ａ）～図２（ｃ）及び図３（ａ）～図３（ｃ）を用いて説明したことは、下端部３０の側でも成立する。したがって、下端部３０の側でも、ワイピングとスタック回避との双方を実現することができる。

【0042】

ただし、図１から明らかなように、下端部３０は、コンタクトピン１００の鉛直方向に応力が掛かり、ばね部２０が縮む場合に図面右方向に変位し、その後、コンタクトピン１００の鉛直方向の応力が解放され、ばね部２０が伸びる場合に図面左方向に変位することになる。

【0043】

換言すると、下端部３０は、ばね部２０が縮んでソケット２００に対して相対的に図面右方向に変位する際に作用する第１斜面１４に対応する第３斜面と、ばね部２０が伸びてソケット２００に対して相対的に図面左方向に変位する際に作用する第２斜面１６に対応する第４斜面と、を備える。

【0044】

纏めると、ばね部２０の伸縮の際に、その伸縮方向を基準として、上端部１０と下端部３０とは逆向きに変位することになる。

【図1】

【図2】

【図3】