JP2007064841A

JP2007064841A - 電子部品試験装置用のキャリブレーションボード

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Publication number: JP2007064841A
Application number: JP2005252602A
Authority: JP
Inventors: 慎太郎 ▲高▼木; Shintaro Takagi; Hiroyuki Hama; 博之濱; Shin Sakiyama; 伸崎山; Shigeru Matsumura; 茂松村
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2005-08-31
Filing date: 2005-08-31
Publication date: 2007-03-15
Also published as: WO2007026563A1; EP1921459A1; US20090128172A1; TW200720662A

Abstract

【課題】コンタクト端子がハウジング内に入り込んでいるタイプのソケットを装着した電子部品試験装置のキャリブレーションを行うことを可能とするキャリブレーションボードを提供する。
【解決手段】ＩＣのボールコンタクトをソケット５０のコンタクト端子７０に電気的に接触させてＩＣのテストを行うための電子部品試験装置を校正する際に、ソケット５０に搭載されるキャリブレーションボード８０Ａは、コンタクト端子７０に電気的に接触する校正用端子８１と、絶縁性部材から構成され、校正用端子８１が設けられた基板８６と、を備え、校正用端子８１は、コンタクト端子７０の形状に対応するように基板８６からコンタクト端子７０に向かって突出している球状部材８５を有している。
【選択図】図１１

Description

本発明は、半導体集積回路素子などの各種電子部品（以下、代表的にＩＣとも称する。）をテストするための電子部品試験装置を校正する際に、ソケットのコンタクト端子に搭載される電子部品試験装置用のキャリブレーションボードに関する。

電子部品試験装置では、ハンドラ（Handler）により多数のＩＣを搬送し、テストヘッドに装着されたソケットのコンタクト端子に各ＩＣを電気的に接触させ、電子部品試験装置本体であるテスタ（Tester）によりＩＣの試験を同時に行う。

このような電子部品試験装置は、試験の精度を一定の水準に維持するためにキャリブレーション（校正）が行われる。この電子部品試験装置のキャリブレーションでは、校正専用のキャリブレーションボードをテストヘッドに搭載し、このキャリブレーションボード上に設けられた所定の測定位置にプローブを当接させ、当該プローブに接続されたオシロスコープ等に出力された信号を調整することにより電子部品試験装置を校正する。

このようなキャリブレーションの手法として、テストヘッドからソケットを取り外してソケットボード上にキャリブレーションボードを搭載する方法や、テストヘッド上にソケットを実装した状態でキャリブレーションボードをソケットに搭載し、キャリブレーションボードの下面に形成されたパッドを、ソケットのコンタクト端子に電気的に接触させて行う方法（いわゆるＨＩ−ＣＡＬ）が知られている。後者の方法では、実際のテストに最も近い状態で電子部品試験装置のキャリブレーションを行うことができる。

一方で、ＩＣの入出力端子とコンタクト端子との接触を安定させると共にＩＣの入出力端子の損傷を抑えるソケットとして、ＩＣの入出力端子より大きな直径を有する貫通穴が設けられたハウジングと、当該貫通穴に設けられ、対応する入出力端子の側部に接触するコンタクト端子と、を備えたものが従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

このようなソケットでは、コンタクト端子がハウジング内に完全に入り込んでいるので、キャリブレーションボードのパッドを当該コンタクト端子に接触させることができず、ソケットを装着した状態で電子部品試験装置のキャリブレーションを行うことができない。
国際公開第２００５／０１１０６９号パンフレット

本発明は、コンタクト端子がハウジング内に入り込んでいるタイプのソケットを装着した電子部品試験装置のキャリブレーションを可能とするキャリブレーションボードを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によれば、被試験電子部品の入出力端子をソケットのコンタクト端子に電気的に接触させて、前記被試験電子部品のテストを行うための電子部品試験装置を校正する際に、前記ソケットに搭載されるキャリブレーションボードであって、前記コンタクト端子に電気的に接触する校正用端子と、絶縁性部材から構成され、前記校正用端子が設けられた基板と、を備え、前記校正用端子は、前記コンタクト端子の形状に対応するように前記基板から前記コンタクト端子側に向かって突出している突出部を有するキャリブレーションボードが提供される（請求項１参照）。

本発明では、コンタクト端子の形状に対応するように基板からコンタクト端子側に向かって突出した突出部を校正用端子に設ける。キャリブレーション時に、この突出部がハウジング内に入り込んでコンタクト端子に電気的に接触するので、ハウジング内にコンタクト端子が入り込んでいるタイプのソケットが装着された電子部品試験装置のキャリブレーションが可能となる。

上記発明においては特に限定されないが、前記校正用端子の突出部は曲面形状を有することが好ましい（請求項２参照）。これにより、試験時にコンタクト端子の先端に転移した半田を、キャリブレーション時にその曲面で削り取ることができるので、校正用端子とコンタクト端子を安定して接続することができる。

上記目的を達成するために、本発明によれば、被試験電子部品の入出力端子をソケットのコンタクト端子に電気的に接触させて、前記被試験電子部品のテストを行うための電子部品試験装置を校正する際に、前記コンタクト端子に搭載されるキャリブレーションボードであって、前記コンタクト端子に電気的に接触する校正用端子と、絶縁性部材から構成され、前記校正用端子が設けられた基板と、を備え、前記校正用端子は、前記基板から前記コンタクト端子側に向かって曲面状に突出している突出部を有するキャリブレーションボードが提供される（請求項３参照）。

基板からコンタクト端子に向かって突出した突出部を校正用端子に設けることにより、ハウジング内にコンタクト端子が入り込んでいるタイプのソケットが装着された電子部品試験装置のキャリブレーションが可能となる。また、突出部を曲面状にすることにより、試験時にコンタクト端子の先端に転移した半田を、キャリブレーション時にその曲面で削り取ることができるので、校正用端子とコンタクト端子を安定して接続することができる。さらに、ハウジング内にコンタクト端子が入り込んでいないタイプ（例えば、通常のポゴピンタイプ）に使用した場合にも、コンタクト端子の先端に転移した半田をその曲面で削り取ることができるので有効である。

上記発明においては特に限定されないが、複数の前記校正用端子は、前記ソケットのコンタクト端子の配列と実質的に同一の配列で前記基板に設けられていることが好ましい（請求項４参照）。

上記発明においては特に限定されないが、前記突出部は、前記基板上に設けられたパッドに接合された導電性の球状部材であることが好ましい（請求項５参照）。

上記発明においては特に限定されないが、前記校正用端子は、前記基板に貫通するように設けられた導電性のピンであり、前記突出部は、前記ピンの先端に形成され、前記基板から前記コンタクト端子に向かって突出している曲面部分であることが好ましい（請求項６参照）。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の実施形態における電子部品試験装置の構成を示すブロック図である。

本実施形態に係るキャリブレーションボードについて説明する前に、当該キャリブレーションボードが適用される、ハウジング内にコンタクト端子が入り込んだソケットが装着された電子部品試験装置について概説する。

電子部品試験装置１は、複数のボールコンタクト１１０から成るＢＧＡユニットを有するＩＣ１００のテストを行う装置であり、図１に示すように、パターン発生部１０、波形整形部２０、ソケット５０、及び、判定部３０を備えている。

パターン発生部１０は、例えば半導体メモリ等のＩＣ１００に記憶させるべき試験パターンを生成して、波形整形部２０及びソケット５０を介してＩＣ１００に当該試験パターンを供給する。また、パターン発生部１０は、生成した試験パターンに応じてＩＣ１００が出力すべき期待値信号を生成し、これを判定部３０に供給する。

波形整形部２０は、試験パターンを整形して所定のタイミングでソケット５０に供給する。ソケット５０は、ＩＣ１００に電気的に接続され、ＩＣ１００と信号の授受を行う。また、ソケット５０は、ソケットボード４０を介して、波形整形部２０及び判定部３０に接続されている。ソケットボード４０には、同時測定数に対応した数（例えば、４行８列に配置された３２個）のソケット５０が装着されており、複数のＩＣ１００と平行して信号の授受を行うことが可能となっている。

判定部３０は、試験パターンに応じてＩＣ１００が出力する出力信号を、ソケット５０を介して受け取り、出力信号と期待値信号との比較結果に基づいて、ＩＣ１００の良否を判定する。

図２は図１に示す電子部品試験装置に用いられているソケットの全体斜視図、図３は図２のIII-III線に沿った断面図、図４は図２に示すソケットをハウジング表面側から見た貫通孔及びコンタクト端子の拡大平面図、図５及び図６は図２に示すソケットに用いられているコンタクト端子の断面図及び斜視図、図７はコンタクト端子にＩＣのボールコンタクトが接触した状態におけるソケットの断面図である。

ソケット５０は、図２〜図４に示すように、複数の貫通孔６２が形成されたハウジング６０と、ＩＣ１００のボールコンタクト１１０に電気的に接触する複数のコンタクト端子７０と、を有している。

ハウジング６０においてＢＧＡユニットと対向する側の表面には、ＢＧＡユニットを構成する複数のボールコンタクト１１０に対応するように、複数の貫通孔６２が形成されている。また、ハウジング６０の両側部には、ソケット５０をソケットボード４０に装着するための固定用穴６１が形成されている。

各貫通孔６２は、図３及び図４に示すように、ハウジング６０の表面６０ａに開口した円形の開口部を有し、ハウジング６０の表面６０ａから所定深さの略円錐状の孔と、当該円柱状の孔から延伸して設けられた略円柱状の孔と、から構成されている。

各貫通孔６２の開口部は、ボールコンタクト１１０の直径よりも大きな直径を有しており、ボールコンタクト１１０の一部が貫通孔６２における略円錐状の孔に進入することが可能となっている。

また、各貫通孔６２の開口部の周縁全周が面取りされて面取り部６２ａが形成されている。これにより、ボールコンタクト１１０が貫通孔６２とズレた状態で押圧された場合であっても、ボールコンタクト１１０が面取り部６２ａにより貫通孔６２内に確実に案内されるので、ボールコンタクト１１０の損傷を低減することが可能となっている。

以上のような構成の複数の貫通孔６２が、図２に示すように、垂直方向及び水平方向に沿って所定間隔でハウジング６０に配置されている。

ハウジング６０は、例えば、合成樹脂材料等の絶縁性材料から構成されている。そのため、各貫通孔６２内にコンタクト端子７０が設けられた際に、コンタクト端子７０間を電気的に絶縁することが可能となっている。ハウジング６０を構成する合成樹脂材料としては、例えばガラスエポキシ樹脂等を挙げることができる。

各コンタクト端子７０は、ハウジング６０に形成された複数の貫通孔６２の内部にそれぞれ設けられている。このコンタクト端子７０が、ＢＧＡユニットを構成する各ボールコンタクト１１０に接触することにより、ＩＣ１００とソケット５０とが電気的に接続される。

このコンタクト端子７０は、図５及び図６に示すように、係止部７１、ボール側接触部７２、弾性部７３、曲面部７４及び終端部７５を有している。

係止部７１は、ハウジング６０の裏面６０ｂに係止され、コンタクト端子７０の位置を固定する。例えば、ハウジング６０の裏面６０ｂには、図３に示すように、係止部７１と嵌合するための嵌合溝６３が設けられており、係止部７１の一部をこの嵌合溝６３に圧入することにより、ハウジング６０に対してコンタクト端子７０が固定される。

曲面部７４は、ボールコンタクト１１０の側部１１１に接触する曲面を有する。曲面部７４は、例えば、平面の導電板の一端を湾曲させた形状である。曲面部７４は、ハウジング６０からＩＣ１００に向かう方向に頂点７４ａを有しており、図４に示すように、この頂点７４ａが貫通孔６２の開口部の中心より周縁側に位置するように、コンタクト端子７０が貫通孔６２に設けられている。これに対し、ハウジング６０の表面６０ａと平行な面内における係止部７１の位置は、開口部を中心として、曲面部７４の頂点７４ａに対して反対側に設けられている。また、図３に示すように、ハウジング６０からＩＣ１００に向かう方向における曲面部７４の頂点７４ａの高さは、ハウジング６０の表面６０ａよりも低くなっており、その結果として、コンタクト端子７０がハウジング６０内に完全に入り込んでいる。

弾性部７３は、係止部７１から曲面部７４まで延伸するように設けられている。この弾性部７３は、弾性復元力を有する弾性部材で形成されている。この弾性部７３は、ボールコンタクト１１０により曲面部７４に印加された押圧力に応じて弾性変形することにより、曲面部７４を開口部の径方向に移動させることが可能となっている。

終端部７５は、曲面部７４から延伸して設けられている。また、係止部５１には、ソケットボード４０側に向かって突出したボード側接触部７２が設けられている。このボード側接触部７２は、係止部７１のうちのハウジング６０の裏面６０ｂと略平行な領域に設けられ、ソケットボード４０の端子４１と接触することにより、ソケット５０とソケットボード４０とが電気的に接続される。

以上のような構成のソケット５０を用いてＩＣ１００の試験を行う場合には、図７に示すように、先ず、ＩＣ１００のボールコンタクト１１０が貫通孔６２に進入し、次いで、当該ボールコンタクト１１０がコンタクト端子７０の曲面部７４を押圧すると、弾性部７３が当該押圧力に応じて曲面部７４を移動させ、ボールコンタクト１１０の側部１１１が曲面部７４上を摺動しながら接触する。

ボールコンタクト１１０とコンタクト端子７０とが接触する際にボールコンタクト１１０の側部１１１が曲面部７４上を摺動するので、ボールコンタクト１１０の表面に形成された酸化膜等が除去され、ボールコンタクト１１０とコンタクト端子７０との接続の信頼性を向上させることができる。

また、ボールコンタクト１１０とコンタクト端子７０とが接触する際に、ボールコンタクト１１０を曲面部７４上で摺動させることにより、接触に伴うボールコンタクト１１０の損傷を抑えることができる。

次に、本発明の実施形態に係るキャリブレーションボードについて説明する。

図８は本発明の第１実施形態に係るキャリブレーションボードをソケットに対向する側の面から見た斜視図、図９は図８のIX-IX線に沿った断面図、図１０はフレームに保持された複数のキャリブレーションボードを示す平面図、図１１は本発明の第１実施形態に係るキャリブレーションボードを用いて電子部品試験装置の校正を行っている様子を示す図、図１２は本発明の第２実施形態に係るキャリブレーションボードを示す断面図、図１３は本発明の第３実施形態に係るキャリブレーションボードを示す断面図である。

本発明の第１実施形態に係るキャリブレーションボード８０Ａは、上記に説明した電子部品試験装置１を校正する際にソケット５０上に搭載されるボードであり、いわゆるＨＩ−ＣＡＬに用いられるボードである。このキャリブレーションボード８０Ａは、図８及び図９に示すように、ソケット５０のコンタクト端子７０に電気的に接触する複数の校正用端子８１と、当該複数の校正用端子８１が設けられた基板８６と、から構成されており、複数の校正用端子８１がソケット５０のハウジング６０に形成された貫通孔６２の配列に対応するように基板８６に配置されている。なお、図８は、キャリブレーションボード８０Ａをその裏面側から見た斜視図であり、実際のキャリブレーション時には、図８に示す状態からキャリブレーションボード８０を反転させ、校正用端子８１の球状部材８５をソケット５０に対向させる。

校正用端子８１は、図９に示すように、基板８６の上面に形成された金メッキから構成される上面パッド８２と、基板８６の下面に形成された金メッキから構成される下面パッド８３と、基板８６を貫通するように設けられ、上面パッド８２と下面パッド８３とを電気的に接続しているスルーホール８４と、下面パッド８３に接合された球状部材８５と、から構成されている。

球状部材８５は略半球形状を有しており、下面パッド８３に接合され、基板８６からコンタクト端子７０側に向かって突出している。この球状部材８５は、ソケット５０のハウジング６０に形成された貫通孔６２の開口部の直径よりも小さな直径を有しており、キャリブレーションボード８０Ａがソケット５０に搭載された際に、球状部材８５が貫通孔６２内に進入して、その側部８５ａでソケット５０のコンタクト端子７０に接触することが可能となっている。

この球状部材８５は、金属材料等から成る半球状の導電性部材を核としてその外周に金メッキを施すことにより構成されており、球状部材８５がコンタクト端子７０に接触することにより、キャリブレーションボード８０Ａの校正用端子８１とソケット５０とが電気的に接続される。この球状部材８５は、下面パッド８３に半田ペーストを塗布し、その上に球状部材８５を載置した後に、加熱して半田ペーストを溶融させることにより、下面パッド８３に実装されている。なお、球状部材８５と下面パッド８３との接続は、導電性接着剤を適用する方法もある。

本発明の第２実施形態に係るキャリブレーションボード８０Ｂとして、図１２に示すように、校正用端子８１を単一のピン８７で構成しても良い。このピン８７は曲面形状の先端部８７ａを有している。このピン８７は、金属材料等の導電性材料から構成されており、その表面に金メッキが施されている。

このピン８７は、基板８６に形成された挿入孔８６ａに上方から圧入されており、ピン８７の後端に形成された段差部８７ｂが、挿入孔８６ａの上側開口部の周縁に係止している。このピン８７の先端部８７ａは、基板８６からコンタクト端子７０側に向かって突出している。

本発明の第３実施形態に係るキャリブレーションボード８０Ｃとして、図１３に示すように、曲面形状の先端部８８ａを有する単一のピン８８で校正用端子８１が構成しても良い。本実施形態では、このピン８８は基板８６に形成された挿入孔８６ａに下方から圧入されており、曲面状の先端部８８ａの後端に形成された段差部８８ｂが、挿入孔８６ａの下側開口部の周縁に係止している。このピン８８の先端部８８ａも、基板８６からコンタクト端子７０側に向かって突出している。

図８及び図９に戻り、基板８６は、合成樹脂材料等の絶縁性材料から構成されている。そのため、所定配列で基板８６に設けられた複数の校正用端子８２は、それらの間に位置している基板８６により電気的に絶縁されている。基板８６を構成する合成樹脂材料としては、例えばガラスエポキシ樹脂等を挙げることができる。

以上のような構成のキャリブレーションボード８０Ａは、図１０に示すように、個々に独立して固定され、フレーム９０に保持されている。本実施形態では、ソケットボード４０に装着されたソケット５０に対応するように、同時測定数分に対応した数（本実施形態では４行８列に配置された３２個）のキャリブレーションボード８０Ａが、フレーム９０に保持されており、当該フレーム９０により３２個のキャリブレーションボード８０Ａをソケット５０に一括して搭載することが可能となっている。そしてキャリブレーションを行う専用のＣＡＬロボットによって、複数個のコンタクト端子７０の測定が行われる。

本実施形態に係るキャリブレーションボード８０Ａを用いて電子部品試験装置１の校正を行う場合には、図１１に示す概念図のように、先ず、キャリブレーションボード８０Ａをソケット５０に搭載する。この際、校正用端子８１の球状部材８５がハウジング６０の貫通孔６２に進入し、次いで、当該球状部材８５がコンタクト端子７０の曲面部７４を押圧して、弾性部７３が当該押圧力に応じて曲面部７４を移動させ、球状部材８５の側部８５ａが曲面部７４上を摺動しながら接触する。この接触により、キャリブレーション８０Ａの校正用端子８１とソケット５０のコンタクト端子７０とが電気的に接続される。

校正用端子８１とコンタクト端子７０とが電気的に接続されたら、図１１に示すように、キャリブレーションボード８０Ａの上面パッド８２にプローブ２１０を当接させ、当該プローブ２１０に接続された波形測定装置（例えばオシロスコープ２００）に出力される信号を監視して、所定の試験精度が確保されるように調整することにより、電子部品試験装置１のキャリブレーションを行う。なお、通常はＣＡＬロボットによって自動的に実行される。これにより、コンタクト端子７０の曲面部７４の位置におけるタイミングの正確なキャリブレーションや波形品質の検査が行われる。

以上のように、本実施形態では、キャリブレーションボード８０Ａの校正用端子８１の先端を基板８６から突出させることにより、ハウジング６０内にコンタクト端子７０が入り込んでいるタイプのソケット５０を有する電子部品試験装置１のキャリブレーションを行うことが可能となる。

また、校正用端子８１の先端を曲面形状とすることにより、校正用端子８１とコンタクト端子７０とが接触する際に球状部材８５の側部８５ａが曲面部７４上を摺動するので、コンタクト端子７０に転移した半田が削り取られ、校正用端子８１とコンタクト端子７０を安定して接続することができる。

なお、本実施形態に係るキャリブレーションボード８０Ａは、ハウジング６０内にコンタクト端子が入り込んでいないタイプ（例えば、通常のポゴピンタイプ）のソケットを有する電子部品試験装置のキャリブレーションにも適用することができ、この場合にも、ポゴピンの先端に転移した判断を削り取ることができる。

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

図１は、本発明の実施形態に係る電子部品試験装置の構成を示すブロック図である。図２は、図１に示す電子部品試験装置に用いられているソケットの斜視図である。図３は、図２のIII-III線に沿ったソケットの断面図である。図４は、図２に示すソケットをハウジング表面側から見た貫通孔及びコンタクト端子の拡大平面図である。図５は、図２に示すソケットに用いられているコンタクト端子の断面図である。図６は、図２に示すソケットに用いられているコンタクト端子の斜視図である。図７は、コンタクト端子にＩＣのボールコンタクトが接触した状態におけるソケットの断面図である。図８は、本発明の第１実施形態に係るキャリブレーションボードをソケットに対向する側の面から見た斜視図である。図９は、図８のIX-IX線に沿った断面図である。図１０は、フレームに保持された複数のキャリブレーションボードを示す平面図である。図１１は、本発明の第１実施形態に係るキャリブレーションボードを用いて電子部品試験装置の校正を行っている様子を示す図である。図１２は、本発明の第２実施形態に係るキャリブレーションボードを示す断面図である。図１３は、本発明の第３実施形態に係るキャリブレーションボードを示す断面図である。

符号の説明

１…電子部品試験装置
１０…パターン発生部
２０…波形整形部
３０…判定部
４０…ソケットボード
５０…ソケット
６０…ハウジング
６２…貫通孔
７０…コンタクト端子
８０Ａ〜８０Ｃ…キャリブレーションボード
８１…校正用端子
８２…上面パッド
８３…下面パッド
８４…スルーホール
８５…球状部材
８５ａ…側部
８６…基板
８６ａ…挿入孔
８７…ピン
８７ａ…先端部
８７ｂ…段差部
８８…ピン
８８ａ…先端部
８８ｂ…段差部
１００…ＩＣ
１１０…ボールコンタクト
２００…オシロスコープ
２１０…プローブ

Claims

被試験電子部品の入出力端子をソケットのコンタクト端子に電気的に接触させて、前記被試験電子部品のテストを行うための電子部品試験装置を校正する際に、前記ソケットに搭載されるキャリブレーションボードであって、
前記コンタクト端子に電気的に接触する校正用端子と、
絶縁性部材から構成され、前記校正用端子が設けられた基板と、を備え、
前記校正用端子は、前記コンタクト端子の形状に対応するように前記基板から前記コンタクト端子側に向かって突出している突出部を有するキャリブレーションボード。
前記校正用端子の突出部は曲面形状を有する請求項１記載のキャリブレーションボード。
被試験電子部品の入出力端子をソケットのコンタクト端子に電気的に接触させて、前記被試験電子部品のテストを行うための電子部品試験装置を校正する際に、前記コンタクト端子に搭載されるキャリブレーションボードであって、
前記コンタクト端子に電気的に接触する校正用端子と、
絶縁性部材から構成され、前記校正用端子が設けられた基板と、を備え、
前記校正用端子は、前記基板から前記コンタクト端子側に向かって曲面状に突出している突出部を有するキャリブレーションボード。
複数の前記校正用端子は、前記ソケットのコンタクト端子の配列と実質的に同一の配列で前記基板に設けられている請求項１〜３の何れかに記載のキャリブレーション用テストボード。
前記突出部は、前記基板上に設けられたパッドに接合された導電性の球状部材である請求項１〜４の何れかに記載のキャリブレーションボード。
前記校正用端子は、前記基板に貫通するように設けられた導電性のピンであり、
前記突出部は、前記ピンの先端に形成され、前記基板から前記コンタクト端子に向かって突出している曲面部分である請求項１〜４の何れかに記載のキャリブレーションボード。