JP2005017277A - 半導体素子検査装置（ｉｎｓｐｅｃｔｉｎｇａｐｐａｒａｔｕｓｆｏｒｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｄｅｖｉｃｅ） - Google Patents
半導体素子検査装置（ｉｎｓｐｅｃｔｉｎｇａｐｐａｒａｔｕｓｆｏｒｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｄｅｖｉｃｅ） Download PDFInfo
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Abstract
【課題】 半導体素子の温度に対する耐久性をテストすることによって、温度条件によって発生する半導体素子の不良率を最小化することができる半導体素子検査装置を提供する。
【解決手段】 本発明による半導体素子検査装置は、マッチプレート２０と;マッチプレート２０に結合され、半導体素子７０と接触する放熱部３０及び半導体素子７０のリード７２を圧着するテスト部４０が備えられているコンタクトモジュール５０と;半導体素子７０と接触するコンタクトモジュール５０の放熱部３０の接触面上に付着し、半導体素子７０で発生する熱をコンタクトモジュール５０の放熱部３０に伝導する熱伝導性パッド６０と；を含んで構成される。これにより、半導体素子の温度に対する耐久性テストの信頼性をより向上させることができる。
【選択図】 図３
【解決手段】 本発明による半導体素子検査装置は、マッチプレート２０と;マッチプレート２０に結合され、半導体素子７０と接触する放熱部３０及び半導体素子７０のリード７２を圧着するテスト部４０が備えられているコンタクトモジュール５０と;半導体素子７０と接触するコンタクトモジュール５０の放熱部３０の接触面上に付着し、半導体素子７０で発生する熱をコンタクトモジュール５０の放熱部３０に伝導する熱伝導性パッド６０と；を含んで構成される。これにより、半導体素子の温度に対する耐久性テストの信頼性をより向上させることができる。
【選択図】 図３
Description
本発明は、半導体素子検査装置に係り、より詳しくは、半導体素子の温度に対する耐久性をテストすることにより、温度条件によって発生する半導体素子の不良率を最小化することのできる半導体素子検査装置に関する。
一般に、ハンドラー装備は、良/不良の半導体素子を選別するハンドラー部及び半導体素子の熱的耐久性をテストするチャンバー部を含んで構成される。特に、半導体素子の熱的耐久性テストに対する信頼性を高めるためには、チャンバー部の環境が重要な役割を担当する。
このようなチャンバー部の核心技術は、半導体素子の発熱と無関係に一定のテスト温度を維持させる発熱冷却技術にある。このような発熱冷却技術は、半導体素子に空気を直接噴射させる直接冷却方式と、半導体素子に放熱体を付着させてその放熱体に空気を噴射させる間接冷却方式とに大別され、相対的に冷却効率に優れた間接冷却方式が主に用いられている。
従来の間接冷却方式を利用した半導体素子検査装置のほとんどは、半導体素子の熱的耐久性をテストするために、ヒートシンクを半導体素子に直接接触して放熱するか、或いは、別途の熱伝逹手段を通じて半導体素子で発生した熱をヒートシンクに伝達して放熱する構造を有している。
しかし、ヒートシンクを半導体素子に直接接触して放熱する場合には、マッチプレートの扁平度の誤差または半導体素子の表面不均衡によってヒートシンク及び半導体素子接触面の平行度が完全に一致しないことから、半導体素子からヒートシンクへの円滑な熱伝逹が行われないという問題が発生する。それにより、半導体素子で発生した熱の一部が、ヒートシンク及び半導体素子接触面の間の空気層を通じて漏出され、チャンバー部の温度を上昇させる結果を招き、このようなチャンバー部の温度上昇は、実際テスト温度が規定された温度より高くて半導体素子が良品であっても不良品として判定されるなど、半導体素子の温度に対する耐久性テストの信頼性を低下させる。また、ヒートシンクが半導体素子に直接接触することにより、使用上の不注意などによる半導体素子の損傷が頻繁に発生している実情である。
最近では、別途の熱伝逹手段を通じて半導体素子で発生した熱をヒートシンクに伝達して放熱する構造を有する半導体素子検査装置に対する研究が活発に進められており、これに関する技術は既に出願されて登録維持決定（登録番号:２０-０１７１４８３）を受けたことがある。しかし、前記のような構造の半導体素子検査装置は、熱伝逹手段の一種である放熱部材がキャリアモジュール上に設置されるなど放熱構造が複雑であるだけでなく、放熱部材と半導体素子とが直接接触する面積が相対的に小さいため、熱伝逹の効率性の側面から問題がある。
そして、前述したように、ヒートシンクが放熱部材に直接接触する構造を有することによって、ヒートシンク及び放熱部材の平行度問題を克服することが非常に困難で、テスト時の放熱効率を高めて半導体素子の不良率を減少させるのには限界がある。
本発明の目的は、半導体素子の温度に対する耐久性をテストすることにより、温度条件によって発生する半導体素子の不良率を最小化することのできる半導体素子検査装置を提供する。
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わかることができる。
前記のような目的を達成するために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、前記半導体素子と接触す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が備えられているコンタクトモジュールと;前記半導体素子と接触する前記コンタクトモジュールの放熱部接触面上に付着し、前記半導体素子で発生する熱を前記コンタクトモジュール放熱部に伝導する熱伝導性パッドとを；含んで構成されることにその特徴がある
前記熱伝導性パッドは、セラミック−シリコン複合材を含んで構成されるのが好ましい。
前記熱伝導性パッドは、熱伝導性の両面接着剤によって前記コンタクトモジュールの放熱部に付着するのが好ましい。
前記熱伝導性の両面接着剤はアクリルポリマーを含んで構成されるのが好ましい。
前記熱伝導性パッドは、熱伝導性の両面接着剤によって前記コンタクトモジュールの放熱部に付着するのが好ましい。
前記熱伝導性の両面接着剤はアクリルポリマーを含んで構成されるのが好ましい。
前記コンタクトモジュールの放熱部は、ヒートシンクと;前記半導体素子に接触し、その接触面上には前記熱伝導性パッドが付着しているコンタクトプッシャーと;前記コンタクトプッシャー及び前記ヒートシンクに結合され、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。
前記ヒートシンクはアルミニウム材質を含んで構成されるのが好ましい。
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構成されるのが好ましい。
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構成されるのが好ましい。
前記コンタクトモジュールのテスト部は、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の乗降にによって、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。
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の弾力的な乗降を可能にする第１弾性部材をさらに含むのが好ましい。
前記マッチプレートと前記コンタクトブロッ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力的に連動し、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弾性部材をさらに含むのが好ましい。
前記第１弾性部材及び前記第２弾性部材はスプリングを使用するのが好ましい。
以上のように、本発明によると、熱伝導性パッドを使用することにより、半導体素子の温度に対する耐久性テストの信頼性をより向上させ、半導体素子の不良率を最小化するだけでなく、テスト時発生する半導体素子の損傷を効率的に防止することができるという長所がある。
それにより、半導体素子のテスト不良及び外部的損傷によって発生する経済的費用を節減することができる。
以下、添付した図面を参照して、本発明の好ましい実施例について説明する。
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。
図面に示すように、本発明による半導体素子検査装置は、マッチプレート２０と;マッチプレート２０に結合され、半導体素子７０と接触する放熱部３０及び半導体素子７０のリード７２を圧着するテスト部４０が備えられているコンタクトモジュール５０と;半導体素子７０と接触するコンタクトモジュール５０の放熱部３０の接触面上に付着し、半導体素子７０で発生する熱をコンタクトモジュール５０の放熱部３０に伝導する熱伝導性パッド６０と；を含んで構成される。
マッチプレート２０は、多数のコンタクトモジュール５０を結合する結合ホール２２が形成されており、半導体素子７０の温度に対する耐久性をテストするように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。
コンタクトモジュール５０の放熱部３０は、ヒートシンク３２と;半導体素子７０に接触し、その接触面上には熱伝導性パッド６０が付着しているコンタクトプッシャー３４と;コンタクトプッシャー３４及びヒートシンク３２に結合され、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、円筒形の外周面上には空気と接する断面積を相対的に広めるように長溝３１が複数形成されている。そして、ヒートシンク３２は種々の材質を選択的に適用することができるが、熱伝導性及び価額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３４は半導体素子７０と直接接触する部分であって、半導体素子７０との接触時衝撃を緩和すると同時に、その接触面積を最大化してテストの際に半導体素子７０で発生する熱が外部に漏出することなく、ヒートシンク３２に効率的に伝えられるように熱伝導性パッド６０を付着する。熱伝導性パッド６０の構成及び機能に対する具体的な説明は、図４を参照して後述する。
ヒートフラットプッシャー３６は、その両端部に雄螺子タップを形成すると同時に、ヒートシンク３２及びコンタクトプッシャー３４には雄螺子タップと対応する雌螺子タップを各々形成して、ヒートシンク３２及びコンタクトプッシャー３４と一体として結合される。ヒートフラットプッシャー３６及びその結合構造は、必要に応じて多様に変更できる。
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は、ヒートシンク３２と同様に熱伝導性及び価額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い。
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と結合され、ヒートシンク３２が安着するヒートシンク安着部４１及びヒートフラットプッシャー３６が貫通する貫通ホール４３が形成されているコンタクトブロック４２と;コンタクトブロック４２の下部に結合され、マッチプレート２０によるコンタクトブロック４２の乗降によって半導体素子７０のリード７２を選択的に圧着するリードプッシャー４４と；を含む。
コンタクトのブロック４２には、空気が流入・排出される空気流入口及び空気排出口が形成されている。
リードプッシャー４４は、半導体素子７０のリード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って、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。
そして、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、マッチプレート２０とコンタクトブロック４２との間には第２弾性部材９０が各々設置され、マッチプレート２０の乗降によりコンタクトブロック４２が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７２に圧着させる構造を有している。
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て弾力的に連動する。
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て弾力的に連動する。
第１弾性部材８０及び第２弾性部材９０は、弾性力を持つ種々のものを選択的に適用することができるが、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使用するのが好ましい。
一方、半導体素子７０から放出される熱は、熱伝導性パッド６０、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の経路を通じて熱の移動が行われる。
図４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５０放熱部３０に付着した熱伝導性パッド６０の結合構造を示した断面図である。
図面に示すように、熱伝導性パッド６０は、熱伝導性、伸縮性、圧縮性、耐熱性及び絶縁性が相対的に優れたセラミック―シリコン複合材及びセラミック―シリコン複合材を含む材料を用いるのが好ましく、必要に応じて種々のものを選択的に用いることができる。熱伝導性パッド６０は１〜２ｍｍ程度の圧縮力を持てる厚さを有する。
熱伝導性パッド６０は、熱伝導性の両面接着剤６２を通じてコンタクトプッシャー３４に付着して半導体素子７０と接触し、熱伝導性の両面接着剤６２は熱伝導性はもちろんのこと、接着力をしっかり維持するために、耐熱性に優れたアクリルポリマー及びアクリルポリマーを含んだ材質を用いるのが好ましい。その厚さは、熱抵抗を相対的に減らすために０．２ｍｍ以下のものを使用する。
実際に、熱伝導性パッド６０を適用した半導体検査装置を使用してチャンバー部の温度変化を実験した結果、温度上昇がまったくないわけではないが、その上昇量がきわめて微々たるもので、従来に比べて半導体素子７０の発熱による温度上昇を画期的に減らすことができるという結論に到達した。
図５Ａ，図５Ｂ，及び図５Ｃは、本発明による半導体素子検査装置の作動状態図である。
まず、半導体素子７０がチャンバー部内部に引入されて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５Ａ参照）。
まず、半導体素子７０がチャンバー部内部に引入されて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５Ａ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が半導体素子７０の接触面上に接触する。このとき、コンタクトプッシャー３４が少し過度な力で半導体素子７０に接触しても、コンタクトプッシャー３４の接触面上に付着している熱伝導性パッド６０によって緩衝作用が可能である（図５Ｂ参照）。
最後に、半導体素子７０にコンタクトプッシャー３４の熱伝導性パッド６０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って、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が実施され、テストが終わると以前の動作を逆に行うようになる。このとき、マッチプレート２０の下降によって第２弾性部材９０が圧縮されて半導体素子７０のリード７２を圧着すると同時に、第１弾性部材８０も同時に圧縮されて熱伝導性パッド６０に接触しているコンタクトプッシャー３４を一定の力で加圧することによって、コンタクトプッシャー３４に付着している熱伝導性パッド６０が半導体素子７０に完全に圧着される（図５Ｃ参照）。
それにより、コンタクトプッシャー３４及び半導体素子７０の接触面の空気層を完全に除去することができ、テスト時半導体素子７０で発生した熱の漏れによるチャンバー部の温度変化を最小化することができる。
以上、本発明のいくつかの実施例を示して説明したが、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。
２０ マッチプレート２０
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
５０ コンタクトモジュール
６０ 熱伝導性パッド
７０ 半導体素子
７２ 半導体素子リード
８０，９０ 第１、２弾性部材
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
５０ コンタクトモジュール
６０ 熱伝導性パッド
７０ 半導体素子
７２ 半導体素子リード
８０，９０ 第１、２弾性部材
Claims (11)
- 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、前記半導体素子と接触す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が備えられているコンタクトモジュールと;
前記半導体素子と接触する前記コンタクトモジュールの放熱部接触面上に付着し、前記半導体素子で発生する熱を前記コンタクトモジュール放熱部に伝導する熱伝導性パッドとを；
含むことを特徴とする、半導体素子検査装置。 - 前記熱伝導性パッドは、セラミック−シリコン複合材を含んで構成され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。
- 前記熱伝導性パッドは、熱伝導性の両面接着剤によって前記放熱部に付着することを特徴とする、請求項１または２に記載の半導体素子検査装置。
- 前記熱伝導性の両面接着剤は、アクリルポリマーを含んで構成され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。
- 前記コンタクトモジュールの放熱部は、ヒートシンクと;前記半導体素子に接触し、その接触面上には前記熱伝導性パッドが付着しているコンタクトプッシャーと;前記コンタクトプッシャー及び前記ヒートシンクに結合され、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に記載の半導体素子検査装置。
- 前記ヒートシンクは、アルミニウム材質を含んで構成されることを特徴とする、請求項５に記載の半導体素子検査装置。
- 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構成されることを特徴とする、請求項５に記載の半導体素子検査装置。
- 前記コンタクトモジュールのテスト部は、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の乗降にによって、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５に記載の半導体素子検査装置。
- 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の弾力的な乗降を可能にする第１弾性部材をさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載の半導体素子検査装置。
- 前記マッチプレートと前記コンタクトブロッ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力的に連動し、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弾性部材をさらに含むことを特徴とする、請求項８または９に記載の半導体素子検査装置。
- 前記第１弾性部材及び前記第２弾性部材は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。
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