JP2003344480A - 半導体デバイス測定装置及び半導体デバイスの測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】テスター側の電極と半導体デバイスのリード端
子のリード電極との接触抵抗を低減し且つ、安定した接
触を得るようにする。 【解決手段】配線パターン２２が形成されたマザーボー
ド２１を有するテスターと、フレキシブルシート２５を
挟んで第１のコンタクト３２と第２のコンタクト３３が
形成された測定用シートコンタクト２３とを備え、第１
のコンタクト３３に半導体デバイスのリード電極と面接
触する表面電極が形成され、第２のコンタクト２９には
配線パターンと接触する裏面電極が形成され、第１のコ
ンタクトと第２のコンタクトとをスルーホール３４で電
気的接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波半導体デバ
イスの測定に適した半導体デバイス測定装置及び半導体
デバイスの測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】数多くの高周波半導体デバイスを量産測
定する場合に求められることは、測定する高周波半導体
デバイスのリード端子に形成されたリード電極と測定装
置側の電極との接触抵抗値及び、浮遊容量の低減と接触
の安定性と高耐久性である。

【０００３】図４は従来の一般的半導体デバイス測定装
置の模型図で、ソケット１に形成された銅合金のコンタ
クト２でもってテスターに設けられたマザーボード３に
接続すると共に、コンタクト２の上部の端子４に接続す
る。そして端子４上に計測する半導体デバイス５のリー
ド端子６を載せ、クランプ７で押圧し、リード端子６に
形成された電極と端子４を接触させて測定している。

【０００４】しかしリード端子６の電極とソケット１の
端子４とは点接触に近いため接触抵抗値が大きく、また
量産測定するときにリード端子６の電極と端子４との接
触が不安定且つ、リード端子６のハンダメッキが転写し
易く接触抵抗値が変る。さらにソケット１はマザーボー
ド３とリード端子６とを銅合金のコンタクト２で接続し
ているので、マザーボード３とリード端子６までを接続
する距離が長くなり、ライン抵抗及び、浮遊容量が大き
くなる。これらの原因によりときには正確な測定ができ
ず、数度測定をやり直す必要があった。

【０００５】そこで図５に示すように半導体デバイス測
定装置を改良し、ソケットコンタクトの代わりに測定用
シートコンタクトを用いた半導体デバイス測定装置が考
えられた。

【０００６】図６及び図７は図５の半導体デバイス測定
装置に用いた測定用シートコンタクト１０の断面図及び
平面図である。フレキシブルシート１１の両面に導電箔
１２、１３を形成し、さらに上側の導電箔１２にはリー
ド端子６の電極と接触する複数個の小円形状の電極１４
を設けている。そして上側の導電箔１２と下側の導電箔
１３とはバンプ法１５で接続している。

【０００７】下側の導電箔１３はマザーボード３の各電
極に接合される。そして測定する高周波半導体デバイス
５のリード端子６に形成された電極を上側の導電箔１２
に設けられた電極１４に接触させることにより、測定が
される。

【０００８】前記において、図４に示すソケットタイプ
のコンタクトを用いたのに比較して、コンタクトの長さ
が短くなり、ラインの抵抗及び浮遊容量が減少し測定誤
差を少なくできる。複数個の電極１４にリード端子６の
電極を押圧し接触させてリード端子の表面メッキである
半田に付着した酸化膜を除去し接触性を高めている。し
かしリード端子６の電極と電極１４とは点接触に近く接
触面積が少ないため、ハンダ転写の影響を受けやすく接
触抵抗が増大し量産測定するときに接触ムラが起こり、
測定が不安定である。

【０００９】図８は測定用ラバーシートコンタクトを用
いた前述と同様な従来の半導体デバイス装置である。

【００１０】図９及び図１０は図８の半導体デバイス測
定装置に用いた測定用ラバーシートコンタクト１６の断
面図及び平面図である。測定用ラバーシートコンタクト
１６は絶縁シリコンゴム１７に直径２０〜４０μｍ金メ
ッキベリリウム鋼線を傾斜させ且つ平行に貫通させ電極
１８を形成している。

【００１１】測定用ラバーシート１６の電極１８の下端
をマザーボード３の各電極に接合させる。そして測定す
る高周波半導体デバイス５のリード端子６を電極１８の
上端に載せ、リード端子６の電極と電極１８を接触させ
ることにより、高周波半導体デバイス５と測定装置を電
気的に接続し測定をする。

【００１２】前述同様に、ソケットタイプのコンタクト
を用いたのに比較して、コンタクトの長さが短くなりラ
イン抵抗及び浮遊容量が減少し測定誤差を少なくでき
る。しかし、リード端子６の電極と電極１８とは点接触
に近く接触面積が少ないため、ハンダ転写の影響を受け
やすく接触抵抗が増大し量産測定するときに接触ムラが
起こり、測定が不安定である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】半導体装置を製造後出
荷するにあたって各種特性の測定をするが、特に高周波
半導体デバイスでは測定するとき半導体デバイスのリー
ド端子のリード電極と測定装置側の電極間の接触抵抗が
小さく且つ浮遊容量が少ないこと、前記電極と電極が安
定して接触されることが望まれる。

【００１４】そこで従来の半導体デバイス測定装置に比
較してマザーボードと測定装置までのコンタクトを短く
できるため、フレキシブルシートに銅箔を施し、その銅
箔に複数個の電極を設けた測定用シートコンタクトある
いは、絶縁シリコンゴムに電極となる導電線を斜めに貫
通させた測定用ラバーシートコンタクトを用い、これら
測定用シートコンタクトの電極に半導体デバイスのリー
ド端子のリード電極を押圧し測定していた。

【００１５】しかし高周波半導体デバイスのリード端子
のリード電極と測定装置の電極の接触面積が小さいため
ハンダ転写の影響を受け易く接触抵抗が低減できず、ま
た接触が不安定であるため多くの高周波半導体デバイス
を量産測定するとき、中には良品であるにもかかわらず
不良品と測定されることがあった。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は半導体デバイス
のリード電極とテスター側の電極間の接触抵抗及び、浮
遊容量を減少させると共に、接触の安定化を図るもので
ある。

【００１７】本発明は配線パターンが形成されたマザー
ボードを有し、半導体デバイスの各種特性を測定するテ
スターと、配線パターンに位置され、フレキシブルシー
トを挟んで第１のコンタクトと第２のコンタクトが形成
された測定用シートコンタクトとを備え、第１のコンタ
クトには測定する半導体デバイスのリード端子に形成さ
れたリード電極と面接触する少なくとも１対の表面電極
が形成され、第２のコンタクトには配線パターンに当接
する裏面電極が表面電極に対応して形成され、第１のコ
ンタクトと第２のコンタクトとはスルーホールを介して
電気的に接続された半導体デバイスの測定装置を提供す
る。

【００１８】又本発明は配線パターンが形成されたマザ
ーボードを有し、半導体デバイスの各種特性を測定する
テスターと、フレキシブルシートを挟んで少なくとも１
対の表面電極が形成された第１のコンタクトと表面電極
に対応するの裏面電極が形成された第２のコンタクトと
よりなり、第１のコンタクトと第２のコンタクトとはス
ルーホールを介して電気的に接続された測定用シートコ
ンタクトを備え、テスターに有するマザーボードの配線
パターンに測定用シートコンタクトの裏面電極を接続
し、測定する半導体デバイスのリード電極が設けられた
リード端子を測定用シートコンタクトの表面電極に載置
し、リード電極を表面電極に全面接触させ、然る後リー
ド端子を押圧し、リード電極を表面電極に表面接触さ
せ、テスターのマザーボードと半導体デイバスとの測定
データの授受が測定用コンタクトを介して行われるよう
にし測定する半導体デバイスの測定方法を提供する。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の半導体デバイス測定装置
及び半導体デバイスの測定方法を図１から図３を参照し
て説明する。

【００２０】図１は本発明の半導体デバイス測定装置の
模型図である。半導体デバイス２０の各種特性を測定す
るテスター（図示せず）のマザーボード２１に配線パタ
ーン２２が形成されている。マザーボード２１に形成さ
れた配線パターン２２上には測定用シートコンタクト２
３が載置され、測定用シートコンタクト２３には半導体
デバイス２０のリード端子２４が圧接される。

【００２１】図１及び図２に示すように、測定用シート
コンタクト２３は絶縁性のフレキシブルシート２５を挟
んで第１のコンタクト３２と第２のコンタクト３３が形
成されている。第１のコンタクト３２は半導体デバイス
２０のリード端子２４に接触する複数の表面電極が形成
されている。又第２のコンタクト３３は表面電極に対応
し配線パターン２２に接触する複数の裏面電極が形成さ
れている。

【００２２】表面電極はフレキシブルシート２５に設け
られた銅箔２６と該銅箔２６にメッキされたニッケル２
８及び無電解金２９で形成されており、半導体デバイス
２０のリード端子２４に有する電極より充分に広く形成
されている。裏面電極もフレキシブルシート２５に設け
られた銅箔２７と該銅箔２７にメッキされたニッケル３
０と無電解金３１で形成されている。

【００２３】銅箔２６、２７は一般的なプリント基板の
銅箔では約１８ミクロンであるが、本発明では５０ミク
ロンと厚くしコンタクト部の耐久性を高めている。銅箔
２６、２７は厚くする程コンタクト部の耐久性が高まる
が、必要以上に厚くすると、測定時に圧力を加えたとき
銅箔がはみ出し隣接する銅箔に接触してしまう恐れがあ
るため１０から１００ミクロンとした。

【００２４】また表面電極及び裏面電極にニッケル２
８、３０を用いることにより銅箔２６、２７より硬質に
なり、ニッケル２８、３０上に無電解金メッキ２９、３
１を用いることにより測定するデバイス２０のリード端
子２４との接触性を向上させている。

【００２５】フレキシブルシート２３を挟んで形成した
第１のコンタクト３２と第２のコンタクト３３はスルホ
ール３４にて電気的に接続している。尚スルホール３４
は表面電極のリード端子２４が圧接する位置よりずらし
て設けることにより、測定用シートコンタクト２３の耐
久性を高めることができる。

【００２６】尚、図４に示す従来のソケット型コンタク
トが導通距離２７ｍｍであったのに対して、本発明の測
定用シートコンタクト２３は前述したように銅箔が５０
ミクロン程度であり、またニッケルが３ミクロンと無電
解金２９が０．３ミクロンさらにフレキシブルシート２
０が０．２５ｍｍであるので、合計しても僅か約０．３
５ｍｍと薄くすることができ、ライン抵抗及び浮遊容量
を小さくできる。

【００２７】本発明の半導体デバイス測定装置及び半導
体デバイス測定方法は上述する構成をなしており、高周
波半導体デバイスを測定するには測定用シートコンタク
ト２３の各裏面電極をテスター（図示せず）に有するマ
ザーボード２１の表面の配線パターン２２に接合する。
一方表面電極に測定する高周波半導体デバイス２０のリ
ード端子２４を載せ、クランプ３５で圧接する。

【００２８】各表面電極は半導体デバイス２０のリード
端子２４のリード電極より広く形成されているので、半
導体デバイス２０の各リード端子２４に有するリード電
極の全面が表面接合され接触面積は大きくなり接触抵抗
は低減でき、且つ安定した接触が得られる。

【００２９】従ってテスターから送られたデータはマザ
ーボード２１から配線パターン２２を経て測定用シート
コンタクト２３に伝達され、測定用シートコンタクト２
３に設けた表面電極からリード端子２４に伝わり、測定
する高周波半導体デバイス２０に加わる。高周波半導体
デバイス２０から加えられたデータに応じたデータが出
力され、リード端子２４から表面電極に伝達され、測定
用シートコンタクト２３に加わり、該測定用シートコン
タクト２３の裏面電極からマザーボード２１に入り測定
される。

【００３０】本発明の半導体デバイス測定装置ではリー
ド端子２４のリード電極が表面電極に全面接触し、且つ
銅箔２６、２７の厚さを５０ミクロンにした場合、測定
用シートコンタクト２３は約２０万個の高周波半導体デ
バイスを量産測定しても耐久性に問題がなかった。一方
本発明に用いた測定用シートコンタクト２３の代わりに
従来の測定用ラバーシートコンタクト１６を用いた半導
体デバイス測定装置ではリード端子のリード電極が電極
１８に点接触転写の影響に近く接点面積が少ないためハ
ンダを受け易いので、測定用ラバーシートコンタクト１
６は高周波半導体デバイスを約数千個測定したときに破
損した。

【００３１】また図３の表に示すように、本発明の半導
体デバイス測定装置ではリード端子２４のリード電極が
表面電極に充分に表面接触するので、接触抵抗が減少し
且つ接触が安定するので、量産実験結果はＡ号機では９
５．１％、Ｂ号機では９２．２％であるのに対して、測
定用シートコンタクト２３をラバーシートコンタクト１
６に変えた従来の半導体デバイス測定装置ではリード端
子のリード電極が表面電極に点接触に近い状態で接触す
るため、接触不良問題が発生したことにより、量産実験
結果はＡ号機では８５．９％、Ｂ号機では８０．０％と
低下し、本発明で測定したものと比較しＡ号機で９．２
％、Ｂ号機で１２．２％の差があった。従って本発明の
半導体デバイス測定装置で測定することにより良品を不
良品と誤測定することが少なくされ、不良再測定をする
手間を大幅に低減できる

【００３２】

【発明の効果】本発明の半導体デバイス測定装置及び半
導体デバイスの測定方法はリード端子のリード電極が測
定用シートコンタクトの表面電極に全面接触接触するよ
うにしたので、接触抵抗が低減され、且つ接触が安定に
されるので測定の歩留が向上する。

【００３３】また本発明の半導体デバイス測定装置及び
半導体デバイスの測定方法に用いた測定用シートコンタ
クトはフレキシブルシートの面に設けた銅箔を厚くした
ことにより、耐久性を高めることが出来た。

【００３４】さらに本発明の半導体デバイス測定装置及
び半導体デバイスの測定方法に用いた測定用シートコン
タクトはフレキシブルシートの堅さがマザーボードに対
して同等以下の堅さであるため、マザーボードの損傷を
低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体デバイス測定装置の模型図であ
る。

【図２】本発明の半導体デバイス測定装置及び半導体デ
バイスの測定方法に用いた測定用シートコンタクトの平
面図である。

【図３】本発明と従来の半導体デバイス測定装置で半導
体デバイスを測定方法した結果をあらわす表である。

【図４】従来の半導体デバイスの測定装置の模型図であ
る。

【図５】測定用シートコンタクトを用いた従来の半導体
デバイスの測定装置の模型図である。

【図６】従来の半導体デバイス測定装置に用いた測定用
シートコンタクトの断面図である。

【図７】図６の従来の半導体デバイス測定装置に用いた
測定用シートコンタクトの平面図である。

【図８】従来の半導体デバイスの測定装置の他の実施例
を示す模型図である。

【図９】従来の図８の半導体デバイス測定装置に用いた
測定用ラバーシートコンタクトの断面図である。

【図１０】図９の測定用ラバーシートコンタクトの平面
図である。

【符号の説明】

２０ 半導体デバイス ２１ マザーボード ２２ 配線パターン ２３ 測定用シートコンタクト ２４ リード端子 ２５ フレキシブルシート ２６ 銅箔 ２８ ニッケル ２９ 金メッキ ３２ 第１のコンタクト ３３ 第２のコンタクト ３４ スルホール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G003 AA00 AB00 AG03 AG12 AH07 2G011 AA15 AA21 AB06 AB08 AC14 AC32 AE00 AF07

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配線パターンが形成されたマザーボード
   を有し、半導体デバイスの各種特性を測定するテスター
   と、 前記配線パターンに位置され、フレキシブルシートを挟
   んで第１のコンタクトと第２のコンタクトが形成された
   測定用シートコンタクトとを備え、 前記第１のコンタクトには測定する半導体デバイスのリ
   ード端子に形成されたリード電極と面接触する少なくと
   も１対の表面電極が形成され、第２のコンタクトには前
   記配線パターンに当接する裏面電極が前記表面電極に対
   応して形成され、 前記第１のコンタクトと第２のコンタクトとはスルーホ
   ールを介して電気的に接続されたことを特徴とする半導
   体デバイス測定装置。
2. 【請求項２】前記第１のコンタクトの表面電極はリード
   電極より充分に広く且つ軟質であることを特徴とする請
   求項１記載の半導体デバイス測定装置。
3. 【請求項３】 前記表面電極はフレキシブルシートに設
   けられた銅箔と該銅箔に設けられたニッケルと無電解金
   であることを特徴とする請求項２記載の半導体デバイス
   測定装置。
4. 【請求項４】 前記銅箔の厚さを１０〜１００ミクロン
   にすることを特徴とする請求項３記載の半導体デバイス
   測定装置。
5. 【請求項５】 配線パターンが形成されたマザーボード
   を有し、半導体デバイスの各種特性を測定するテスター
   と、 前記フレキシブルシートを挟んで少なくとも１対の表面
   電極が形成された第１のコンタクトと前記表面電極に対
   応する裏面電極が形成された第２のコンタクトとよりな
   り、前記第１のコンタクトと第２のコンタクトとはスル
   ーホールを介して電気的に接続された測定用シートコン
   タクトを備え、 前記テスターに有するマザーボードの配線パターンに測
   定用シートコンタクトの裏面電極を接続し、 測定する半導体デバイスのリード電極が設けられたリー
   ド端子を測定用シートコンタクトの表面電極に載置し、
   前記リード電極を表面電極に全面接触させ、然る後前記
   リード端子を押圧し、リード電極を表面電極に均等に接
   触させ、 テスターのマザーボードと半導体デイバスとの測定デー
   タの授受が前記測定用コンタクトを介して行われるよう
   にし測定することを特徴とする半導体デバイスの測定方
   法。
6. 【請求項６】 前記半導体デバイスは高周波半導体デバ
   イスであることを特徴とする請求項５記載の測定用シー
   トコンタクトを用いた半導体デバイスの測定方法。