JP2005017275A - 半導体素子検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 テスト中に発生する半導体素子の熱を迅速かつ効果的に放出することができ、半導体素子で発生する熱の影響を受けずに半導体素子のテスト温度が一定に維持されることによって、より正確なテストが可能になる半導体素子検査装置を提供する。
【解決手段】 本発明は、半導体素子の温度に対する耐久性をテストする半導体素子検査装置に係り、マッチプレートと;前記マッチプレートに結合され、前記半導体素子で発生する熱を外部に放出させる放熱部、及び前記半導体素子のリード線を圧着するテスト部を有するコンタクトモジュールと;前記コンタクトモジュールの下側に配置され、前記半導体素子が装着された半導体素子収容部を有するインサートモジュールと；を含み、前記インサートモジュールの下側には前記半導体素子で発生する熱を外部に放出する補助放熱部材が備えられていることを特徴とする。
【選択図】 図６

Description

本発明は、半導体素子検査装置に関し、より詳しくは、テスト中に発熱する半導体素子の冷却効率が向上した半導体素子検査装置に関する。

一般に、ハンドラー装備は、半導体素子の熱的耐久性を試験する装備であって、良品の半導体素子と不良の半導体素子を選別することができるハンドラー部と、テスト温度を維持させるチャンバー部とに区分され、このチャンバー部は半導体素子のテスト温度を一定に維持する役割を果たす。

これに、ハンドラー装備を利用して製造工程で製造完了された半導体素子の特性を検査しようとするときには、半導体素子は、一般に、登録実用新案第２０-０１５７９８３号に開示されたように、テストトレイのキャリアモジュールに装着された状態で製造工程からテスト工程へ移送され、このキャリアモジュールは、キャビティが形成された本体と、キャビティに収容された素子の両側面を支持するレバーとを含む。

一方、このような従来のキャリアモジュールに装着された半導体素子は、テスト時に高温の熱を発生し、これによって電気的特性が変化するおそれがあるため、テスト時に発生する半導体素子の熱は、一般に、半導体素子の上側で接触する放熱装置によって速かに放出される。

このように、テスト時に発生する半導体素子の熱は、半導体素子の上側の放熱装置によって除去されるが、半導体素子の下側で発生する熱を適切に放出する手段がないため、半導体素子の下側が安着するキャリアモジュールに半導体素子の下側で発生する熱を適切に放出することができる手段が備えられるなら、テスト時に発熱する半導体素子を均一に効率的に冷却できるようになり、半導体素子の発熱に影響を受けずにテスト温度を維持させることができるようになって、良品の半導体素子を不良品として誤判定することによる生産性低下及び生産費用増加という問題点を解決することができる。

本発明の目的は、テスト中に発熱する半導体素子の冷却効率が向上した半導体素子検査装置を提供することである。

本発明の他の側面や長所は部分的に、後述する詳細な説明によって明らかになり、また、部分的に本発明の実際の適応によっても理解することができる。

前記目的は、本発明によって、半導体素子の温度に対する耐久性をテストする半導体素子検査装置において、マッチプレートと;前記マッチプレートに結合され、前記半導体素子で発生する熱を外部に放出させる放熱部及び前記半導体素子のリード線を圧着するテスト部を有するコンタクトモジュールと;前記コンタクトモジュールの下側に配置され、前記半導体素子が装着された半導体素子収容部を有するインサートモジュールと；を含み、前記インサートモジュールの下側には前記半導体素子で発生する熱を外部に放出する補助放熱部材が備えられていることを特徴とする半導体素子検査装置によって達成される。

ここで、前記インサートモジュールは、横隔壁及び縦隔壁によって複数の前記半導体素子収容部に区画されているのが好ましい。

そして、前記インサートモジュールは、前記半導体素子を前記半導体素子収容部に引入れる上向き開口及び前記上向き開口に対向する下向開口を有し、前記補助放熱部材は、前記下向開口を通じて前記各半導体素子収容部に収容された前記半導体素子の下部面と直接接触するように、前記インサートモジュールの下側に長さ方向に沿って配置されているのが好ましい。

また、前記各半導体素子収容部には、前記半導体素子の両側領域を支持する一対のラッチ部材が備えられているのが好ましい。

一方、前記補助放熱部材はアルミニウムを含んで備えられることができる。

そして、前記インサートモジュールと前記補助放熱部材は、相互一体として備えられるのが好ましい。

一方、前記放熱部は、ヒートシンクと;前記半導体素子に接触するコンタクトプッシャーと;前記コンタクトプッシャーと前記ヒートシンクとの間に備えられ、前記半導体素子で発生した熱を前記コンタクトプッシャーから前記ヒートシンクに伝達するヒートフラットプッシャーと；を含むことができる。

一方、前記テスト部は、前記マッチプレートと結合され、前記ヒートシンクが安着するヒートシンク安着部及び前記ヒートフラットプッシャーが貫通する貫通ホールが形成されているコンタクトブロックと;前記コンタクトブロックの下部に結合され、前記マッチプレートによる前記コンタクトブロックの乗降によって前記半導体素子のリード線を選択的に加圧するリードプッシャーと；を含むことができる。

また、前記コンタクトブロックには、前記ヒートシンク安着部に空気を流入させる空気流入口、及び前記ヒートシンク安着部に流入した空気を排出する空気排出口を形成することができる。

一方、前記ヒートフラットプッシャーの外周面上に設置され、前記コンタクトブッロク及び前記リードプッシャーを弾力的に乗降可能にする第１弾性部材と;
前記マッチプレートと前記コンタクトブッロクとの間に設置され、前記マッチプレートの乗降によって前記コンタクトブロックが弾性的に連動し、前記リードプッシャーを前記半導体素子のリード線に圧着可能にする第２弾性部材と；をさらに含むことができる。

そして、前記第１弾性部材及び前記第２弾性部材は各々スプリングであることが好ましい。

一方、前記ヒートシンク、前記コンタクトプッシャー、及び前記ヒートフラットプッシャーはアルミニウム材質を含んで備えられるのが好ましい。

以上のように、本発明によると、テスト中に発生する半導体素子の熱を迅速かつ効果的に放出することができ、半導体素子で発生する熱の影響を受けずに半導体素子のテスト温度が一定に維持されるようになるので、より正確なテストが可能となる。

このように正確なテストが行われ、テスト時に発生する半導体素子の熱によって良品の半導体素子を不良品と誤判定することが抑制されることにより、生産性向上及び費用を節減することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明について詳細に説明する。

図１は本発明による半導体素子検査装置の斜視図であり、図２は本発明による半導体素子検査装置のコンタクトモジュールを示した斜視図であり、図３は本発明による半導体素子検査装置のマッチプレート及びコンタクトモジュールの結合構造を示した断面図である。

本発明による半導体素子検査装置は、図１に示すように、昇降移動が可能なマッチプレート２０と、マッチプレート２０に設置されたコンタクトモジュール５０とを含む。

マッチプレート２０はほぼ長方形の板状であって、板面を貫通した結合ホール２２が複数個形成されており、この結合ホール２２にはコンタクトモジュール５０が結合され、半導体素子７０の温度に対する耐久性のテストが可能に、後述するコンタクトモジュール５０のテスト部４０を選択的に乗降させる役割を果たす。マッチプレート２０の構造は必要に応じて多様に変形可能である。

図２のコンタクトモジュールは、半導体素子７０と接触する放熱部３０と、半導体素子７０のリード線７２を圧着するテスト部４０とを含む。

放熱部３０はテスト中に発生する半導体素子７０の熱を外部に放出させる役割を果たし、図２及び図３に示すように放熱部３０は、ヒートシンク３２と、一側面が半導体素子７０に直接接触するコンタクトプッシャー３４と、両端がコンタクトプッシャー３４及びヒートシンク３２に各々結合され、半導体素子７０で発生した熱をコンタクトプッシャー３４からヒートシンク３２に伝達するヒートフラットプッシャー３６とを含む。

ヒートシンク３２は、半導体素子７０で発生した熱をコンタクトプッシャー３４及びヒートフラットプッシャー３６を通じて吸収して外部に放出させる放熱作用を行い、円筒形の外部面上には空気と接する断面積を相対的に広めることができるように多数個の長溝３１が形成されている。一方、ヒートシンク３２は熱伝導性及び価格の競争力に優れたアルミニウム材質またはアルミニウム材質を含んで構成されるのが好ましく、その構造は放熱効率を高めることができる範囲内で選択的に変更可能である。

コンタクトプッシャーは、一側に半導体素子７０と直接接触する平らな接触面が備えられており、他側はネジ結合によってヒートフラットプッシャー３６と連結されている。

ヒートフラットプッシャー３６は所定の長さを有する棒状で、一端がヒートシンク３２にネジ結合され、他端がコンタクトプッシャー３４にネジ結合されることによって、ヒートシンク３２、コンタクトプッシャー３４、及びヒートフラットプッシャー３６が共に放熱部３０を構成する。ヒートフラットプッシャー３６及びコンタクトプッシャー３４は、ヒートシンク３２と同様に熱伝導性及び価格の競争力に優れたアルミニウム材質またはアルミニウムを含んだ材質で備えられる。ここではコンタクトプッシャー３４、ヒートフラットプッシャー３６、及びヒートシンク３２がネジ結合によって連結されているが、ネジ結合以外の方法によってもコンタクトプッシャー、ヒートフラットプッシャー、及びヒートシンク３２を連結することができるのはもちろんである。

このような構成を有する放熱部３０によって、テスト時に発生する半導体素子７０の熱の移動経路は、まず、半導体素子７０の熱をコンタクトプッシャー３４が吸収し、吸収された熱はヒートフラットプッシャー３６を経て最終的にヒートシンク３２に到達する。

図３に示すように、コンタクトモジュール５０のテスト部４０は、マッチプレート２０に結合されるコンタクトブッロク４２と、コンタクトブッロク４２の下部に配置され、マッチプレート２０によるコンタクトブッロク４２の乗降によって半導体素子７０のリード線７２を選択的に圧着するリードプッシャー４４とを含む。

コンタクトブッロク４２は、ヒートシンク３２が安着するヒートシンク安着部４１が備えられており、ヒートシンク安着部４１の中央領域にはヒートフラットプッシャー３６が貫通設置される貫通ホール４３が貫通形成されており、側壁には、ヒートシンク安着部４１の上側に空気流入口４５を通じて流入された空気が、ヒートシンク３２に接触して熱を有して排出される空気排出口４６が形成されている。ここに、空気流入口４５を通じてコンタクトブッロク４２のヒートシンク安着部４１に流入した空気は、半導体素子７０の熱を、ヒートフラットプッシャー３６を通じて伝達を受けたヒートシンク３２に接触して、熱を有してコンタクトブッロク４２の空気排出口４６に排出される循環が可能になる。

リードプッシャー４４は、半導体素子７０のリード線７２を圧着してテスト回路線（図示せず）と電気的に連結されるようにすることにより、半導体素子７０の温度に対する耐久性テスト作業を可能にする役割を果たす。

一方、放熱部３０のヒートフラットプッシャー３６の外周面上には第１弾性部材８０が設置されており、マッチプレート２０とコンタクトブッロク４２との間には第２弾性部材９０が設置され、マッチプレート２０の乗降によってコンタクトブッロク４２が弾力的に連動して、コンタクトプッシャー３４を半導体素子７０に圧着させると同時に、リードプッシャー４４を半導体素子７０のリード線７２に圧着させる構造を持っている。

第１弾性部材８０は、コンタクトブッロク４２の乗降によって弾力的に流動して、コンタクトプッシャー３４を半導体素子７０に完全に圧着させる役割を果たす。マッチプレート２０とコンタクトブッロク４２は第２弾性部材９０によって互いに連結され弾力的に連動する。

第１弾性部材８０及び第２弾性部材９０は、弾性力を持った種々のものが可能であるが、構造が簡単でありながらも弾性力に優れたスプリングを用いるのが好ましい。

以下に、図４Ａないし図４Ｃを参照して、本発明による半導体素子検査装置の作動について説明する。
まず、半導体素子７０がチャンバー部の内部に引き入られ、半導体素子検査装置のコンタクトプッシャー３４の下部に対応するように位置する（図４Ａ参照）。

そして、マッチプレート２０が駆動されてコンタクトプッシャー３４の接触面が半導体素子７０の上側に接触する（図４Ｂ参照）。このように、半導体素子７０にコンタクトプッシャー３４の接触面が接触した後には、リードプッシャー４４が半導体素子７０のリード線７２を完全に圧着することができる程度にマッチプレート２０を下降させることにより、コンタクトブッロク４２が連動すると同時に、リードプッシャー４４がテスト回路線（図示せず）に電気的に接触してテストの実施が行われる（図４Ｃ参照）。

このようなテスト中に発生する半導体素子７０の熱を外部に放出するための放熱作用は、次の通り行われる。まず、半導体素子７０で発生する熱を半導体素子７０の上側に位置したコンタクトプッシャーが吸収し、コンタクトプッシャーに到達した熱はコンタクトプッシャーの上側のヒートフラットプッシャー３６に伝えられ、ヒートフラットプッシャー３６に到達された熱はヒートシンク３２に伝えられる。そして、このように半導体素子７０で発生して急速にヒートシンク３２に到達した熱は、空気流入口４５を通じてヒートシンク安着部４１に流入した空気がヒートシンク３２と接触することによって除去できる。つまり、空気流入口４５を通じてヒートシンク安着部４１に流入した空気がヒートシンク３２と接触した後、空気排出口を通じて外部に排出されるようになる。

一方、このような半導体素子検査装置において、前述したテスト過程を遂行して半導体素子７０の特性を検査しようとする時には、まず、製造工程で製造完了された半導体素子７０を、テストトレイ６９を利用して前述したテスト過程を遂行するテスト工程へ移送する。

図８に示すように、テストトレイ６９には、テストの対象である半導体素子７０が装着されたインサートモジュール６０が複数結合されており、このインサートモジュール６０は上向き及び下向開口６４，６５を有するほぼボックス状であり、炭素粒子を含有したプラスチック材質で備えられる。

図５に示すように、インサートモジュール６０は、複数の半導体素子７０を収容する複数の半導体素子収容部６１と、半導体素子収容部６１に半導体素子７０を引入れる上向き開口６４及び上向き開口６４に対向する下向開口６５とを含み、インサートモジュール６０の下側には補助放熱部材６８が備えられている。

インサートモジュール６０内部は、板面から突出形成された横隔壁６２及び縦隔壁６３により、複数の半導体素子収容部６１に区画され、各半導体素子収容部６１には、収容された半導体素子７０の両側領域を支持して半導体素子７０と補助放熱部材６８とが下向開口６５を通じて相互密着接触するように、一対のラッチ部材６６がインサートモジュール６０のラッチ部材設置部６７に設けられている。

半導体素子収容部６１は複数で多様に備えられることができるが、一例として図７に示すように、一つのインサートモジュール６０に四つの半導体素子７０が収容されるように半導体収容部６１が四つ備えられており、各半導体収容部６１に収容された半導体素子７０は各半導体収容部６１に一対で備えられたラッチ部材６６によって両端部領域が支持され、下向開口６５を通じて補助放熱部材６８に密着接触する。

図５の補助放熱部材６８は、熱伝逹性が高いアルミニウム材質で備えられ、各半導体素子収容部６１の下向開口を通じて各半導体素子７０の下部面に直接接触するように、インサートモジュール６０の下側に長さ方向に沿って平行に一対で配置されている。ここに、各半導体素子７０が各半導体素子収容部６１に収容されると、各半導体素子７０の下部面は補助放熱部材６８に直接接触する。

補助放熱部材６８の役割は、テスト時に半導体素子７０で発生する熱のうち、下側で発散される熱を吸収して外部に放出することである。テスト時に半導体素子７０の上側でコンタクトプッシャー３４が半導体素子７０の熱を吸収してヒートフラットプッシャー３６に伝達し、熱がヒートフラットプッシャー３６を経て最終的にヒートシンク３２を通じて外部に放出されるだけでなく、半導体素子７０の下部面に直接接触した補助放熱部材６８が、半導体素子７０の下側で発散される熱を急速に吸収して放出することにより、迅速で円滑に半導体素子７０の熱を外部に放出して冷却効率を著しく増加させることができる。

このような補助放熱部材６８をインサートモジュール６０下側に備えられるようにする方法は、最初に、補助放熱部材６８をアルミニウムで加工した後、これをインサートモジュール６０射出工程に挿入することで、インサートモジュール６０の製作を完成することである。

このように、テスト時に半導体素子７０で熱が発生するとき、前述した放熱部３０によって半導体素子７０の熱が急速に放出されるだけでなく、各半導体収容部６１に半導体素子７０が収容されたときに一対のラッチ部材６６が半導体素子７０の両端部領域を支持することによって、半導体素子７０の下側面がインサートモジュール６０の下向開口６５を通じて補助放熱部材６８と密着接触しているため、補助放熱部材６８が半導体素子７０の下側熱を急速に吸収して外部に放出させるので、従来とは異なってさらに速かに半導体素子７０で発生する熱を急速に外部に放出することができる。

本発明では、テスト中に発生する半導体素子の熱を迅速かつ効果的に放出することができ、半導体素子で発生する熱の影響を受けずに半導体素子のテスト温度が一定に維持されるようになるので、より正確なテストが可能になる。

このように正確なテストが行われ、テスト時に発生する半導体素子の熱によって良品の半導体素子を不良品と誤判定することが抑制されるようになり、本発明では 誤った不良判定によるテストの繰り返しに伴う生産性低下及び費用増加の問題点を解決し、従来より生産性向上及び費用節減という効果を提供することができる。

また、本発明における放熱部の構造は、様々なタイプの装置に適用可能なので、放熱部設計の互換性を向上させることができる。

以上、本発明のいくつかの実施例を示して説明したが、この技術分野の通常の知識を有する者であれば発明の原則や精神から外れずに本実施例を変形することができるのが分かる。発明の範囲は添付された請求項とその均等物によって決められなければならない。

本発明による半導体素子検査装置の斜視図である。 本発明による半導体素子検査装置のコンタクトモジュールを示した斜視図である。 本発明による半導体素子検査装置のマッチプレート及びコンタクトモジュールの結合構造を示した断面図である。 本発明による半導体素子検査装置の作動状態図である。 本発明による半導体素子検査装置の作動状態図である。 本発明による半導体素子検査装置の作動状態図である。 インサートモジュールの斜視図である。 図５のインサートモジュールの背面斜視図である。 図６によるインサートモジュールの側面図である。 図７によるインサートモジュールが装着されるテストトレイの斜視図である。

符号の説明

２０ マッチプレート
３０ 放熱部
３２ ヒートシンク
３４ コンタクトプッシャー
３６ ヒートフラットプッシャー
４０ テスト部
４２ コンタクトブッロク
４４ リードプッシャー
５０ コンタクトモジュール
６０ インサートモジュール
６１ 半導体素子収容部
６４，６５ 上向き開口及び下向開口
６６ ラッチ部材
６７ ラッチ部材設置部
６８ 補助放熱部材
６９ テストトレイ
７０ 半導体素子
７２ 半導体素子のリード線

Claims (12)

1. 半導体素子の温度に対する耐久性をテストする半導体素子検査装置において、
   マッチプレートと;
   前記マッチプレートに結合され、前記半導体素子で発生する熱を外部に放出させる放熱部及び前記半導体素子のリード線を圧着するテスト部を有するコンタクトモジュールと;
   前記コンタクトモジュールの下側に配置され、前記半導体素子が装着された半導体素子収容部を有するインサートモジュールと；
   を含み、
   前記インサートモジュールの下側には前記半導体素子で発生する熱を外部に放出する補助放熱部材が備えられていることを特徴とする半導体素子検査装置。
2. 前記インサートモジュールは、横隔壁及び縦隔壁によって複数の前記半導体素子収容部に区画されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子検査装置。
3. 前記インサートモジュールは、前記半導体素子を前記半導体素子収容部に引入れる上向き開口及び前記上向き開口に対向する下向開口を有し、前記補助放熱部材は、前記下向開口を通じて前記各半導体素子収容部に収容された前記半導体素子の下部面と直接接触するように、前記インサートモジュールの下側に長さ方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項２に記載の半導体素子検査装置。
4. 前記各半導体素子収容部には、前記半導体素子の両側領域を支持する一対のラッチ部材が備えられていることを特徴とする請求項３に記載の半導体素子検査装置。
5. 前記補助放熱部材はアルミニウムを含んで備えられたことを特徴とする請求項４に記載の半導体素子検査装置。
6. 前記インサートモジュールと前記補助放熱部材は相互一体として備えられたことを特徴とする請求項５に記載の半導体素子検査装置。
7. 前記放熱部は、
   ヒートシンクと;
   前記半導体素子に接触するコンタクトプッシャーと;
   前記コンタクトプッシャーと前記ヒートシンクとの間に備えられ、前記半導体素子で発生した熱を前記コンタクトプッシャーから前記ヒートシンクに伝達するヒートフラットプッシャーと；
   を含むことを特徴とする請求項１または請求項６に記載の半導体素子検査装置。
8. 前記テスト部は、
   前記マッチプレートと結合され、前記ヒートシンクが安着するヒートシンク安着部及び前記ヒートフラットプッシャーが貫通する貫通ホールが形成されているコンタクトブロックと;
   前記コンタクトブロックの下部に結合され、前記マッチプレートによる前記コンタクトブロックの乗降によって前記半導体素子のリード線を選択的に加圧するリードプッシャーと；
   を含むことを特徴とする請求項７に記載の半導体素子検査装置。
9. 前記コンタクトブロックには、前記ヒートシンク安着部に空気を流入させる空気流入口、及び前記ヒートシンク安着部に流入した空気を排出する空気排出口が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の半導体素子検査装置。
10. 前記ヒートフラットプッシャーの外周面上に設置され、前記コンタクトブッロク及び前記リードプッシャーを弾力的に乗降可能にする第１弾性部材と;
    前記マッチプレートと前記コンタクトブッロクとの間に設置され、前記マッチプレートの乗降によって前記コンタクトブロックが弾性的に連動し、前記リードプッシャーを前記半導体素子のリード線に圧着可能にする第２弾性部材と；
    をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の半導体素子検査装置。
11. 前記第１弾性部材及び前記第２弾性部材は各々スプリングであることを特徴とする請求項１０に記載の半導体素子検査装置。
12. 前記ヒートシンク、前記コンタクトプッシャー、及び前記ヒートフラットプッシャーはアルミニウム材質を含んで備えられたことを特徴とする請求項１１に記載の半導体素子検査装置。
    
    

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