▶ リーノ インダストリアル インコーポレイテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-01-18
(54)【発明の名称】検査ソケット及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
G01R 1/073 20060101AFI20240111BHJP
G01R 1/067 20060101ALI20240111BHJP
G01R 31/26 20200101ALI20240111BHJP
H01R 11/01 20060101ALI20240111BHJP
H01R 13/24 20060101ALI20240111BHJP
【ＦＩ】
G01R1/073 B
G01R1/067 B
G01R31/26 J
H01R11/01 501C
H01R11/01 501A
H01R13/24
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023541553
(86)(22)【出願日】2021-12-28
(85)【翻訳文提出日】2023-07-07
(86)【国際出願番号】 KR2021019981
(87)【国際公開番号】W WO2022149783
(87)【国際公開日】2022-07-14
(31)【優先権主張番号】10-2021-0002776
(32)【優先日】2021-01-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】517040445
【氏名又は名称】リーノ インダストリアル インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100135079
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 修
(72)【発明者】
【氏名】ヤン，ウォスク
(72)【発明者】
【氏名】イ，ビョンチョル
【テーマコード（参考）】
2G003
2G011
【Ｆターム（参考）】
2G003AG01
2G003AG03
2G003AG07
2G003AG12
2G011AA16
2G011AB06
2G011AB07
2G011AB08
2G011AC14
2G011AF02
(57)【要約】
検査ソケットが開示される。検査ソケットは、複数のプローブ孔を有するベースフレーム、及び前記複数のプローブ孔に収容される導電性プローブを含む。前記導電性プローブは、前記ベースフレームの両面から突出している端子部を有し、前記ベースフレームに比べて弾性変形率が高い弾性素材と前記弾性素材中に分散している導電粒子を含む。
【選択図】 図４
【選択図】 図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
検査ソケットであって、複数のプローブ孔を有するベースフレーム；及び
前記複数のプローブ孔に収容され、前記ベースフレームの両面から突出している端子部を有し、前記ベースフレームに比べて弾性変形率が高い弾性素材と前記弾性素材中に分散している導電粒子とからなる導電性プローブを含む検査ソケット。
【請求項2】
前記弾性素材はシリコンからなる、請求項１に記載の検査ソケット。
【請求項3】
単位プローブに対して、前記導電粒子の体積が前記弾性素材の体積よりも大きい、請求項１に記載の検査ソケット。
【請求項4】
単位プローブに対して、前記導電粒子と前記弾性素材の体積比が３～６：１である、請求項１に記載の検査ソケット。
【請求項5】
前記ベースフレームは、真空吸入孔と、前記真空吸入孔の周囲を囲むシリング部材を含み、前記シリング部材は、前記ベースフレームに射出成形される、請求項１に記載の検査ソケット。
【請求項6】
検査ソケットの製造方法であって、ベースフレームを準備する段階；
前記ベースフレームに複数のプローブ孔を形成する段階；
前記ベースフレームの上面及び下面にそれぞれ位置し、前記プローブ孔の上端及び下端に対応する位置に第１端子溝及び第２端子溝をそれぞれ有する上部金型及び下部金型を準備する段階；
前記ベースフレームのプローブ孔、前記上部金型及び前記下部金型の第１端子溝及び第２端子溝に、導電粒子が含まれている弾性素材を充填する段階；及び
高温雰囲気で、前記第１端子溝と前記第２端子溝との間に磁力を加える段階を含む検査ソケットの製造方法。
【請求項7】
前記弾性素材は、前記ベースフレームに比べて弾性変形率が高い、請求項６に記載の検査ソケットの製造方法。
【請求項8】
前記第１端子溝及び前記第２端子溝の底は、クラウン形状又は三角錐形状に対応する形状に陰刻される、請求項６に記載の検査ソケットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体のような被検査体の電気的特性を検査するための検査ソケット及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体は、作製工程後に検査ソケットを用いて電気的特性を検査する。検査ソケットは、検査信号を印加する検査装置の検査回路端子と半導体の端子とを電気的に連結する伸縮可能なプローブを含んでよい。
【0003】
図１は、従来の検査ソケット１の一部を示す断面図である。図１に示すように、従来の検査ソケット１は、シリコンからなる絶縁ベース１１に複数の導電部１２が配置されている。絶縁ベース１１と導電部１２は同一のシリコン材質で作製されるが、絶縁ベース１１には導電粒子がなく、導電部１２にのみ導電粒子１３が密集している状態である。
【0004】
図２は、検査のために、図１の検査ソケット１の導電部１２に圧力を加えた状態を示す図である。図示のように、圧力を加えると、複数の導電部１２が変形されて導電粒子１３が互いに接触することによって導通状態になり、その結果、検査信号が半導体に伝達され得る。
【0005】
しかしながら、図２に示すように、複数の導電部１２が変形される時に絶縁ベース１１も変形されることにより、隣接している導電部１２の導電粒子１３が互いに近接してショートが発生し、その結果、検査の信頼性が低下することがあった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の目的は、上述した問題を解決するためのものであり、検査の信頼性を高めることができる検査ソケット及びその製造方法を提供することにある。
【0007】
本発明の他の目的は、精密な製造が可能な検査ソケット及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記の課題を達成するための検査ソケットが提供される。検査ソケットは、複数のプローブ孔を有するベースフレーム、及び前記複数のプローブ孔に収容され、前記ベースフレームの両面から突出している端子部を有し、前記ベースフレームに比べて弾性変形率が高い弾性素材と前記弾性素材中に分散された導電粒子とからなる導電性プローブを含む。
【0009】
前記弾性素材はシリコンからなり得る。
【0010】
単位プローブに対して、前記導電粒子の体積が、前記弾性素材の体積よりも大きくてよい。
【0011】
単位プローブに対して、前記導電粒子と前記弾性素材の体積比が、３～６：１であってよい。
【0012】
前記ベースフレームは、真空吸入孔と、前記真空吸入孔の周囲を囲むシリング部材を含み、前記シリング部材は前記ベースフレームに射出成形されてよい。
【0013】
本発明の実施例に係る検査ソケットの製造方法が提供される。検査ソケットの製造方法は、ベースフレームを準備する段階、前記ベースフレームに複数のプローブ孔を形成する段階、前記ベースフレームの上面及び下面にそれぞれ位置し、前記プローブ孔の上端及び下端に対応する位置に第１端子溝及び第２端子溝をそれぞれ有する上部金型及び下部金型を準備する段階、
前記ベースフレームのプローブ孔、前記上部金型及び前記下部金型の第１端子溝及び第２端子溝に、導電粒子が含まれている弾性素材を充填する段階；及び、高温雰囲気で、前記第１端子溝と前記第２端子溝との間に磁力を加える段階を含む。
前記ベースフレームのプローブ孔、前記上部金型及び前記下部金型の第１端子溝及び第２端子溝に、導電粒子が含まれている弾性素材を充填する段階；及び、高温雰囲気で、前記第１端子溝と前記第２端子溝との間に磁力を加える段階を含む。
【0014】
前記弾性素材は、前記ベースフレームに比べて弾性変形率が高くてよい。
【0015】
前記第１端子溝及び前記第２端子溝の底は、クラウン形状又は三角錐形状に対応する形状に陰刻されてよい。
【発明の効果】
【0016】
本発明の検査ソケットは、弾性変形されるプローブ同士を絶縁するベースフレームを、例えば絶縁性プラスチックで製造することにより、検査時に加えられる圧力にも拘らず、プローブ同士間のショートを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
上記の及び／又は他の側面は、添付する図面と一緒に取られた次の説明から明らかになり、且つより容易に理解されるであろう。
【0018】
【図1】従来の検査ソケットの断面の一部を示す図である。
【0019】
【0020】
【図3】本発明の検査ソケットを示す図である。
【0021】
【0022】
【0023】
【図6】本発明の実施例に係る検査ソケットの製造方法を示すフローチャートである。
【0024】
【0025】
【図8】第１端子溝又は第２端子溝の形状の例を示す図である。
【0026】
【図9】他の実施例に係る検査ソケットを製造する過程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、本発明の様々な実施例を、添付の図面を参照して記載する。ただし、これは、本発明を特定の実施形態に限定しようとするものではなく、本発明の実施例の様々な変更（ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、均等物（ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ）、及び／又は代替物（ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ）を含むものと理解されるべきである。図面の説明において、類似の構成要素には類似の参照符号が付けられてよい。図面中、同一の参照番号又は符号は実質的に同一の機能を担う構成要素を表し、各構成要素の大きさは説明の明瞭性及び便宜のために誇張されていてよい。本発明を説明するとき、本発明に関連する公知技術又は構成に関する具体的な説明が本発明の要旨を却って曖昧にさせ得ると判断される場合には、その詳細な説明を省略するものとする。
【0028】
本文書において、「有する」、「有してよい」、「含む」、又は「含んでよい」などの表現は、該当の特徴（例えば、数値、機能、動作、又は部品などの構成要素）の存在を表し、追加的な特徴の存在を排除しない。
【0029】
本文書において、「Ａ又はＢ」、「Ａ又は／及びＢのうち少なくとも一つ」、又は「Ａ又は／及びＢのうち一つ又はそれ以上」などの表現は、一緒に並べられている項目の全ての可能な組合せを含んでよい。例えば、「Ａ又はＢ」、「Ａ及びＢのうち少なくとも一つ」、又は「Ａ又はＢのうち少なくとも一つ」は、（１）少なくとも一つのＡを含む、（２）少なくとも一つのＢを含む、又は（３）少なくとも一つのＡ及び少なくとも一つのＢの両方を含むいずれの場合をも指し得る。
【0030】
本発明の実施例において、第１、第２などのように序数を含む用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的で使われるだけであり、単数の表現は、文脈において特に断らない限り、複数の表現を含む。
【0031】
また、本発明の実施例において、「上部」、「下部」、「左側」、「右側」、「内側」、「外側」、「内面」、「外面」、「前方」、「後方」などの用語は、図面を基準にして定義したものであり、これによって各構成要素の形状や位置が限定されるものではない。
【0032】
本文書で使われる表現「～するように構成された（又は、設定された）（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ ｔｏ（ｏｒ
ｓｅｔ ｔｏ））」は、状況によって、例えば、「～に適している（ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ）」、「～する能力を有する（ｈａｖｉｎｇ ｔｈｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｔｏ）」、「～するように設計された（ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔｏ）」、「～するように変更された（ａｄａｐｔｅｄ ｔｏ）」、「～するように作られた（ｍａｄｅ ｔｏ）」、又は「～ができる（ｃａｐａｂｌｅ ｏｆ）」と言い換えられてよい。用語「～するように構成された（又は、設定された）」は、ハードウェア的に「特に設計された（ｓｐｅｃｉｆｉｃａｌｌｙ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔｏ）」ものを必ずしも意味しない。その代わりに、ある状況では、「～するように構成された装置」という表現は、その装置が他の装置又は部品などと共に「～することができる」ことを意味できる。
ｓｅｔ ｔｏ））」は、状況によって、例えば、「～に適している（ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ）」、「～する能力を有する（ｈａｖｉｎｇ ｔｈｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｔｏ）」、「～するように設計された（ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔｏ）」、「～するように変更された（ａｄａｐｔｅｄ ｔｏ）」、「～するように作られた（ｍａｄｅ ｔｏ）」、又は「～ができる（ｃａｐａｂｌｅ ｏｆ）」と言い換えられてよい。用語「～するように構成された（又は、設定された）」は、ハードウェア的に「特に設計された（ｓｐｅｃｉｆｉｃａｌｌｙ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔｏ）」ものを必ずしも意味しない。その代わりに、ある状況では、「～するように構成された装置」という表現は、その装置が他の装置又は部品などと共に「～することができる」ことを意味できる。
【0033】
【0034】
【0035】
ベースフレーム１１０は、半導体のような被検査体の端子及び検査回路の端子に対応する位置に設けられたプローブ孔１１１、中央に設けられた円形の真空吸入孔１１３、及び真空吸入孔１１３の周囲に設けられたシリング部材１１４を含んでよい。
【0036】
ベースフレーム１１０は板状であり、例えば、硬質のプラスチック、又はセラミックなどの絶縁性材質からなり得る。
【0037】
真空吸入孔１１３は、検査のために検査ソケット１００上に置かれた被検査体を吸着するための通路である。
【0038】
シリング部材１１４は、真空吸入孔１１３を通じた吸入時に洩れなく被検査体に集中するようにして被検査体の吸着力を高めることができる。シリング部材１１４は、例えばゴムやシリコンリングからなり得る。シリング部材１１４はベースフレーム１１０にインサート射出によって安定して固定され得る。
【0039】
従来の検査ソケットは、ベースフレームとプローブの両方が同一のシリコン材質からなるため、シリング部材を射出成形できず、接着剤で付着させるしかなかった。このため、従来の検査ソケットは、検査時に接着剤が溶けて被検査体についたり、シリング部材が離脱したりする問題があった。
【0040】
プローブ１２０は、図４に示すように、プローブ孔１１１に充填されるポスト１２１、プローブ孔１１１の一端の外部に突出する第１端子部１２２、及びプローブ孔１１１の他端の外部に突出する第２端子部１２３を含んでよい。
【0041】
プローブ１２０は、導電粒子１２４が分散している弾性素材を、ベースフレーム１１０のプローブ孔１１１、図７の上部金型１３０の第１端子溝１３１及び下部金型１４０の第２端子溝１４１に投入して形成することができる。
【0042】
ポスト１２１は、プローブ孔１１１に形成されてよい。
【0043】
第１端子部１２２は、図７の上部金型１３０の第１端子溝１３１に形成されてよい。
【0044】
第２端子部１２３は、図７の下部金型１４０の第２端子溝１４１に形成されてよい。
【0045】
プローブ１２０を形成する弾性素材は、ベースフレームに比べて弾性変化率が高い、例えばシリコン、ゴムなどからなり得る。
【0046】
導電粒子１２４は、例えば、ニッケルなどのような磁性体に金（Ａｕ）などのような導電率の良い金属をメッキして製造されてよい。
【0047】
図５を参照すると、プローブ１２０の第１端子部１２２に被検査体の端子（図示せず）が接触し、第２端子部１２３が検査回路（図示せず）の端子に接触した状態で、検査のために被検査体が加圧されると、第１端子部１２２及び第２端子部１２３が圧縮変形され得る。この時、プローブ１２０を構成する弾性素材中に分散している導電粒子１２４が互いに接触した状態で導通状態になり得る。その結果、被検査体の端子、プローブ１２０、及び検査回路の端子が相互電気的に連結され、検査信号が伝達され得る。
【0048】
本発明の実施例に係る検査ソケット１００は、検査時の荷重によってベースフレーム１１０が変化されることなく各プローブ１２０が独立に圧縮動作するので、プローブ１２０の圧縮によって隣接しているプローブ１２０とショートする可能性がない。ただし、ベースフレーム１１０が変化しないため、従来技術に比べて相対的に弾性変化量が少ないことがある。
【0049】
したがって、独立に伸縮動作する各プローブ１２０は、小さい圧縮量だけで導通状態になり得るし、検査ソケットに要求される耐久性を満たすためには、一つのプローブ１２０を基準に、導電粒子１２４の体積を弾性素材の体積よりも大きくしてよい。好ましくは、一つのプローブ１２０に対して、導電粒子と弾性素材の体積比は３～６：１であってよい。
【0050】
弾性素材が少なすぎると、検査時にプローブ１２０の弾性が低くなり、耐久性が低下することがある。弾性素材が多すぎると、弾性は良くなるが、検査時に抵抗が大きくなりすぎて検査信頼性が低下することがある。
【0051】
上述したように、検査時の抵抗変化量及び耐久性を管理する弾性素材と導電粒子間の体積比率は、それぞれの比重を考慮した重量比に代替されてもよい。これは、弾性素材と導電粒子の比重及び体積比率を換算することによって容易に算出可能である。例えば、弾性素材と導電粒子の体積比が１：５であり、弾性素材（シリコン）と導電粒子（金メッキニッケル）の比重比が１：９であれば、弾性素材と導電粒子の重量比は１：４５であってよい。ここで、導電粒子１２４間の孔隙は無視しており、それを反映すれば導電粒子の重量は４５よりも少なくてよい。
【0052】
以下、図６及び７を参照して、本発明の実施例に係る検査ソケット１００の製造方法を説明する。
【0053】
【0054】
段階Ｓ１で、板状のベースフレーム１１０を準備する。ベースフレーム１１０は、プラスチック又はセラミックからなり得る。
【0055】
段階Ｓ２で、図７の（ａ）に示すように、板状のベースフレーム１１０にプローブ孔１１１を射出成形又はドリル加工で形成することができる。プローブ孔１１１の形成と共に中央に真空吸入孔１１３が形成され、ゴム又はシリコン材質のシリング部材１１４が真空吸入孔１１３を囲むようにインサート射出されてよい。
【0056】
段階Ｓ３で、図７の（ｂ）に示すように、ベースフレーム１１０のプローブ孔１１１に、金メッキされたニッケルからなる導電粒子１２４が分散している弾性素材を投入してプローブ１２０のポスト１２１を形成することができる。
【0057】
段階Ｓ４で、図７の（ｃ）に示すように、第１端子溝１３１及び第２端子溝１４１をそれぞれ有する上部金型１３０及び下部金型１４０を準備できる。
【0058】
段階Ｓ５で、図７の（ｄ）に示すように、第１端子溝１３１及び第２端子溝１４１に、金メッキされたニッケルからなる導電粒子１２４が分散している弾性素材を投入して第１及び第２端子部１２２，１２３を形成することができる。
【0059】
段階Ｓ６で、図７の（ｅ）に示すように、上部金型１３０及び下部金型１４０を、第１及び第２端子部１２２，１２３がポスト１２１の上端及び下端に位置するようにベースフレーム１１０の上面及び下面に配置することができる。
【0060】
段階Ｓ７で、図７の（ｅ）に示すように、Ｎ極磁石１５０及びＳ極磁石１６０をそれぞれ第１及び第２端子部１２２，１２３に対応する位置に配置した後、高温雰囲気で第１及び第２端子部１２２，１２３をポスト１２１の上端及び下端に接着させることができる。Ｎ極磁石１５０及びＳ極磁石１６０は永久磁石又は電磁石であってよい。Ｎ極磁石１５０とＳ極磁石１６０はプローブ１２０ごとに個別に形成されず、ベースフレーム１１０の上面及び下面の全体にわたって単一に形成されてよい。
【0061】
Ｎ極磁石１５０及びＳ極磁石１６０は、弾性素材中に分散している磁性体からなる導電粒子１２４に磁場を提供することができる。導電粒子１２４は、Ｎ極磁石１５０とＳ極磁石１６０との間に形成される磁力線に沿って配列されてよい。
【0062】
最終的に、図７の（ｆ）に示すような検査ソケット１００が製造されてよい。
【0063】
図８は、第１端子溝又は第２端子溝の形状の例を示す図である。
【0064】
図８の（ａ）を参照すると、被検査体の端子に接触する第１端子部１２２はクラウン形状に形成されてよい。このようなクラウン形状の第１端子部１２２は、図７の上部金型１３０に設けられた第１端子溝１３１をクラウン形状に陰刻することによって容易に製造され得る。
【0065】
図８の（ｂ）を参照すると、被検査体の端子に接触する第１端子部１２２は、円錐形状に形成されてよい。このような円錐形状の第１端子部１２２は、図７の上部金型１３０に設けられた第１端子溝１３１を円錐形状に陰刻することによって容易に製造され得る。
【0066】
同様に、第２端子部１２３は、図７の下部金型１４０に設けられた第２端子溝１４１の陰刻形状によって様々な形状に製造されてよい。
【0067】
図９は、他の実施例に係る検査ソケットを製造する過程を示す図である。
【0068】
図９の（ａ）を参照すると、ベースフレーム１１０にプローブ孔１１１を形成し、上部金型１３０及び下部金型１４０にそれぞれ第１端子溝１３１及び第２端子溝１４１を形成した後、第１端子溝１３１、プローブ孔１１１及び第２端子溝１４１が一致するように、ベースフレーム１１０の上下面に上部金型１３０及び下部金型１４０を配置することができる。
【0069】
図９の（ｂ）を参照すると、第１端子溝１３１から、金メッキされたニッケルからなる導電粒子１２４が分散している液状の弾性素材を投入した後、金型カバー１７０を覆うことができる。Ｎ極磁石１５０及びＳ極磁石１６０をそれぞれ第１及び第２端子部１２２，１２３の対応する位置に配置した後、高温雰囲気で液状の弾性素材を硬化させることができる。
【0070】
結果的に、図７の（ｆ）に示すような検査ソケット１００が製造され得る。
【0071】
本発明の検査ソケットは、弾性変形されるプローブ同士を絶縁するベースフレームを、例えば絶縁性プラスチックで製造することにより、検査時に加えられる圧力にも拘らず、プローブ同士間のショートを防止することができる。
【0072】
以上では、本発明の好ましい実施例について図示及び説明したが、本発明は、上述した特定の実施例に限定されず、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく当該発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者によって様々な変形実施が可能であり、また、それらの変形実施例は本発明の技術的思想や展望から切り離して理解されてはならない。
【符号の説明】
【0073】
１００ 検査ソケット
１１０ ベースフレーム
１１１ プローブ孔
１１３ 真空吸入孔
１１４ シリング部材
１２０ プローブ
１２１ ポスト
１２２ 第１端子部
１２３ 第２端子部
１２４ 導電粒子
１３０ 上部金型
１３１ 第１端子溝
１４０ 下部金型
１４１ 第２端子溝
１５０，１６０ 磁石
１１０ ベースフレーム
１１１ プローブ孔
１１３ 真空吸入孔
１１４ シリング部材
１２０ プローブ
１２１ ポスト
１２２ 第１端子部
１２３ 第２端子部
１２４ 導電粒子
１３０ 上部金型
１３１ 第１端子溝
１４０ 下部金型
１４１ 第２端子溝
１５０，１６０ 磁石
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【国際調査報告】