JP2005300285A

JP2005300285A - 結露除去付き半導体試験装置

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Publication number: JP2005300285A
Application number: JP2004114954A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Maesaki; 義博前崎; Hiroshi Teshigawara; 寛勅使河原
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2004-04-09
Filing date: 2004-04-09
Publication date: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2024-04-09
Also published as: JP4377276B2

Abstract

【課題】半導体ＩＣを低温試験するとき結露の発生を検出して自動的に結露を乾燥させる試験装置を提供すること。
【解決手段】被試験半導体装置をソケット部４に入れ、その上方に配置された押さえ板５の穴部より低温試験用の低温送風を行い低温試験を行うが、このとき被試験半導体装置のリード線に結露の発生が結露センサにより検出されたとき、前記押さえ板５を半導体装置のケースより外して、低温試験中の被試験半導体装置をソケット部４より取外し、再度押さえ板５をソケット部４に被せる。そして今度は押さえ板５の穴部より高温試験用の高温送風を、例えば規定時間行う。これによりわずかに発生した結露が除去されるので、再び半導体装置の低温試験を続行することができる。そして低温試験に合格したものに対し高温試験を行うことにより、半導体を効率よく自動的に試験を行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置を低温度試験を行う際に生ずる結露の発生を検出したとき、発生した結露を自動的に除去するようにしたものである。

例えば半導体メモリの如き半導体装置を製造後出荷前にテストすることが行われている。このとき、半導体装置に低温の風を吹付けて、例えば０℃での低温度試験を行ったり、高温の風を吹付けて例えば７５℃での高温度試験を行っている。

ところで半導体装置の試験の自動化を計画するに際し、下記の問題があった。

自動試験装置であるハンドラのソケット部に試験サンプルをセットしたあとでソケット部に対して低温送風を行って試験サンプルを設定温度に冷却後所定の試験を行うことになるが、低温送風により時間経過と共に結露で発生し、電気的にリークが起こり、自動化への大きな妨げとなっていた。また結露発生の場合、これを自動的に除去する手法がないので、ハンドラを夜間連続運転する無人運転ができなかった。

このため従来では、ソケットの背面に位置する配線ボードの少なくとも片面側に密閉空間を形成し、その密閉空間内にノズルから乾燥空気を封入し、低温に維持された試験用部品に外気が接触して結露することを防止している。
特開２０００−３５４５８号公報

このように密閉空間に乾燥空気を封入すること、特別に乾燥空気を用意するために装置が複雑化するのみならず、何らかの理由により結露が発生したときの対策ではないので、簡単な手段で結露が発生したときの対策を提供することが要望されている。

前記課題を解決するため、本発明では試験を受ける被試験半導体装置を所定位置に移動するハンド部と、被試験半導体装置のケースをソケット部に押さえるとともに送風用の孔部が形成されているソケット押さえ板と、このソケット押さえ板を移動制御するソケット押さえ板コントロール手段と、被試験半導体装置に低温の風を送風する低温送風部と、被試験半導体装置に高温の風を送風する高温送風部と、これら低温送風部と高温送風部を切替制御する送風部コントロール手段と、被試験半導体装置を試験動作したり、ソケット部における結露を検知するテストドライバー手段と、試験結果を、あらかじめ予想される判定値と比較して試験結果の良否を判別するテスタ比較手段を具備し、前記テスタ比較手段により前記ソケット部において結露発生を検出したとき、前記送風コントロール手段が低温送風を中止し、前記ソケット押さえ板コントロール手段が前記ソケット押さえ板を上方に移動制御し、前記ハンド部が被試験半導体装置をソケットより取出してこれを保持し、ソケット部の上方よりソケット押さえ板を下方に移動し、高温送風部より高温送風を行って前記結露を乾燥制御し、その後前記ハンド部で保持している被試験半導体装置をソケット部に搬送し、再び低温送風して低温試験を行い、これに合格した被試験半導体装置に対して高温試験を行うことを特徴とする結露除去付き半導体試験装置を提供する。

本発明により下記の効果を奏することができる。

（１）結露が発生する度に、ユーザが結露除去作業を実施しなくとも半導体自動試験装置側で自動的に高温送風を行い、わずかに発生した結露除去を行うので、従来のように結露による不良が発生したとき、ユーザが試験を停止させて結露を、例えばマニアルで除去し、その後高温送風を行い、完全に結露を除去した段階で試験を再開していたものに比較して、ユーザの作業を軽くすることができる。

（２）ユーザが自動の半導体試験装置に付いていなくとも、自動試験を行うことができるので、深夜での自動運転が可能となり、作業能率を非常に高めることができる。

（３）従来は結露が大きくなるまで結露の存在を検出できなかったので、半導体装置に本来は欠点がなくとも結露にもとづき不良デバイスとして検出されることが多く存在し疑似的に不良品と見放され再試験を行う場合が存在したが、結露にもとづく不良品として検出されることがなくなり、試験の効率化を図ることができる。

（４）結露の早期発見ができるので、ソケットに使用しているポゴピンなどの劣化を防止することが可能となる。

被試験半導体装置をソケット部に入れ、その上方に配置された押さえ板の穴部より低温試験用の低温送風を行い低温試験を行うが、このとき被試験半導体装置のリード線に結露の発生が結露センサにより検出されたとき、前記押さえ板を半導体装置のケースより外して、低温試験中の被試験半導体装置をソケット部より取外し、再度押さえ板をソケット部に被せる。そして今度は押さえ板の穴部より高温試験用の高温送風を、例えば規定時間行う。これによりわずかに発生した結露が除去されるので、再び半導体装置の低温試験を続行することができる。そして低温試験に合格したものに対し高温試験を行うことにより、半導体を効率よく自動的に試験を行うことができる。

本発明の一実施例を図１〜図４にもとづき説明する。図１は本発明の一実施の形態、図２は本発明のテスト状態説明図、図３は結露センサ説明図、図４は本発明の動作説明図である。

図中１はハンドラハンド部、２はハンドラコントロール部、３はトレー部、４はソケット部、５はソケット押さえ板部、６はソケット押さえ板コントロール部、７は低温送風部、８は高温送風部、９は送風コントロール部、１０はメモリーテスタドライバー部、１１はメモリーテスタ比較部、１２はメモリーテスタコントロール部、１３は制御部、２０はメモリーの如き半導体ＩＣ、２１はリード、２２はポゴピン、２３はピン頭部、２４はスプリング、２５はソケット押さえ板、２６は穴部、２７、２８はバルブ、２９はパイプ、３０は通気孔、３１は結露検出用電極である。

ハンドラハンド部１は、トレー部３に収容されている試験対象の半導体ＩＣを図示省略した真空式の吸着パットで吸着し、これをソケット部４に移送してセットしたり、ソケット部４にセットされている試験中の半導体ＩＣを吸着してソケット部４の外で保持するものである。

ハンドラコントロール部２は、前記の如きハンドラハンド部１の動作制御を行うコントロール部である。

トレー部３は、試験対象の複数の、半導体メモリーの如き半導体ＩＣを保持する保持器である。

ソケット部４は半導体ＩＣ２０を試験するときにこれをセットするものであり、後述する図２に示す如く構成されている。

ソケット押さえ板部５は、半導体ＩＣ２０を試験するときこれをソケット部４にセットする場合、半導体ＩＣ２０のリード２１がソケット部４のポゴピン２２のピン頭部２３と正確に接続するように、半導体ＩＣ２０上に位置してスプリング２４に抗してこれを押下げるものであり、図示省略したシリンダを具備し、これを上下動することによりソケット押さえ板２５を上下動可能とするものである。

ソケット押さえ板コントロール部６は、ソケット押さえ板５を上下動するときの制御を行うものである。

低温送風部７は、半導体ＩＣを例えば０℃で低温試験するとき、半導体ＩＣをこの温度に冷却するための低温度の送風を行うものである。

高温送風部８は、半導体ＩＣを例えば７５℃で高温試験するとき、半導体ＩＣをこの温度に加熱するための高温度の送風を行うものである。

送風コントロール部９は、低温送風部７や高温送風部８からの送風温度を制御したり、これらの一方からの送風制御を行うため、図２に示すバルブ２７、２８の開閉を選択制御するものである。バルブ２７、２８を設ける代わりに低温送風部７と高温送風部８の起動を選択制御することもできる。

メモリーテスタドライバー部１０は半導体メモリーの如き半導体ＩＣを試験するための試験回路が構成され、ソケット部４と接続されている。そして半導体ＩＣがソケット部４にセットされたとき、試験用のデータを送出する。またこのメモリーテスタドライバー部１０には半導体ＩＣに結露の存在を検出する結露検出手段が設けられている。

結露検出手段は、例えば図３（Ａ）に示す如く、リード２１の１本に保護ダイオードＤを接続されることにより構成されている。保護ダイオードＤは図３（Ｂ）に示す如く、結露のない状態でリード２１に電圧Ｖが印加されるとき、例えば０．３Ｖ〜０．４Ｖ程度の電圧を出力するが、結露が存在するとほぼ０Ｖにリード２１の電圧が降下するので、これをメモリーテスタ比較部１１で検出することにより結露の存在を検出することができる。結露の検出はこれに限定されるものではなく、市販の結露センサを使用してもよい。

メモリーテスタ比較部１１は、ソケット部４に配置された半導体ＩＣのテスト結果をあらかじめ保持している予定値と比較し、テスト結果の合格、不合格を判断するものである。この外に前記保護ダイオードの出力を監視して、結露の存在を検出する。

メモリーテスタコントロール部１２は試験に際して、メモリーテスタドライバー部１０、メモリーテスタ比較部１１を起動制御して試験における必要なデータを送出したり、テスト結果より合格、不合格を判断してその結果を制御部１３に通知したり、結露の存在を制御部１３に通知するものである。

制御部１３は、半導体ＩＣをテストする、図１に示す如く構成された自動機を、試験の開始から終了までの、図４に示す如き、テスト動作を後述するように総合的に制御するものである。

また前記ソケット部４は、テストを受ける半導体ＩＣ２０がセットされるものであり、ポゴピン２２が挿入される穴部２６が形成されている。ポゴピン２２はテストを行うときに半導体ＩＣ２０のリード２１と接触するピン頭部２３と、このポゴピン２２を、図２の状態で矢印方向に偏位させる偏位力を付与するスプリング２４を備えている。そしてテストのとき半導体ＩＣ２０がトレー部４に配置され、ソケット押さえ板２５により、図２に示す状態でセットされたとき、リード２１がポゴピン２２のピン頭部２３と接続するように構成されている。

なおソケット押さえ板２５は、図示省略したシリンダーが形成され、このシリンダーを下方に駆動することによりソケット押さえ板２５がスプリング２４に抗して半導体ＩＣ２０を下方に移動してポゴピン２２のピン頭部２３がリード２１と接続するようにしてセットされる。

ソケット押さえ板２５には通風孔３０が形成されて、低温送風部７、または高温送風部８から低温送風または高温送風が行われる。またソケット部４には結露検出用電極３１が設けられ、リード２１と半導体ＩＣ２０のケース部分が結露の発生により短絡されたことを、短絡にもとづく出力電圧の低下により早期に検出することができる。

図１に示す本発明装置の動作を図４に示すフローチャートにもとづき他図を参照して説明する。

Ｓ１．半導体ＩＣ２０の試験開始において、図１に示す如く構成された自動機では、制御部１３がハンドコントロール部２を制御し、ハンドラハンド部１により半導体ＩＣのトレーであるトレー部３より半導体ＩＣ２０を取り出し、試験を行うソケット部４へ搬送する。

Ｓ２．ソケット部４の所定の位置に半導体ＩＣ２０を搬送した後制御部１３は、ソケット押さえ板コントロール部６を制御して、ソケット部４の真上よりこれをソケット押さえ板５で押さえる。これにより、図２に示す如く、半導体ＩＣ２０のリード２１がポゴピン２２のピン頭部２３と正しく接触するように半導体ＩＣ２０はソケット部４にセットされる。

Ｓ３．それから制御部１３は、送風コントロール部９を制御して、低温送風部７を動作させ、バルブ２７を開きバルブ２８を閉じ、ソケット部４へ、例えば０℃の送風を開始する。

Ｓ４．そして制御部１３は、メモリーテスタコントロール部１２を制御し、メモリーテスタドライバー部１０とメモリーテスタ比較部１１を動作させ、ポゴピンのピン頭部２３とリード２１とのコンタクト状態をチェックし、このコンタクト試験で障害が発生しているかどうかチェックを行う。また低温送風により結露が発生しているかチェックする。そのチェック結果はメモリーテスタコントロール部１２で検知され、制御部１３に通知される。

Ｓ５．このチェックにより、コンタクト障害が発生しているか、あるいは結露の存在が感知されると、制御部１３は送風コントロール部９を制御し、低温送風部７側のバルブ２７を閉じてソケット部４への低温の送風を中止する。

Ｓ６．制御部１３は、それからソケット押さえ板コントロール部６を制御し、ソケット押さえ板コントロール部６はソケット押さえ板部５を制御してソケット部４の真上にソケット押さえ板２５を上げる。

Ｓ７．それから制御部１３はハンドラコントロール部２を制御し、ハンドラハンド部１に対してソケット部４の半導体ＩＣ２０を取り出し、そのハンドで例えば真空吸着により保持した状態にする。

Ｓ８．次に制御部１３は、ソケット押さえ板コントロール部６を制御し半導体１Ｃ２０がない状態のソケット部４の真上から、ソケット押さえ板２５を下方に移動させ、半導体ＩＣ２０のないソケット部４を押さえる。

Ｓ９．制御部１３は、送風コントロール部９を制御してバルブ２８を開き、高温送風部８を動作させ、ソケット部４に対して高温の送風を開始する。この高温送風は、検出された結露が乾燥できる例えば３分間の一定時間続ける。

Ｓ１０．制御部１３はハンドラコントロール部２を制御して、ハンドラハンド部１で保持していた半導体ＩＣ２０をソケット部４に搬送する。

Ｓ１１．制御部１３は、ソケット押さえ板コントロール部６を制御してソケット押さえ板部５によりソケット押さえ板２５により、この半導体ＩＣ２０を押さえる。これによりコンタクト試験で障害が発生した場合でも接続状態を改善することができる。

Ｓ１２．制御部１３は、送風コントロール部９を制御して、バルブ２８を閉じバルブ２７を開き低温送風部７を動作させ、ソケット部４へ低温の送風を再び開始する。そして前記ステップＳ４に戻る。

Ｓ１３．前記Ｓ４において障害が発生せず、また結露が発生していなければ、制御部１３は、メモリーテスタコントロール部１２を制御して、直流テスト、機能テスト、アクセステストの如き電気試験を行う。

Ｓ１４．試験結果が良好か否かをメモリーテスタ比較部１１の比較結果によりメモリーテスタコントロール部１２が不合格と判断したものはこれが制御部１３に通知され、制御部１３ではハンドラコントロール部２及びソケット押さえ板コントロール部６に対しソケット部４にセットされていた半導体ＩＣを排出指示を送出する。

Ｓ１５．これによりソケット押さえ板２５が上方に移動し、ハンドラハンド部１が不合格の半導体ＩＣをハンドで吸着保持して、排出部に転送する。

Ｓ１６．前記低温試験で良好のものに対して今度は高温試験が行われる。このため制御部１３は、送風コントロール部９に対し、バルブ２８を開き、バルブ２７を閉じ、高温送風部８を動作させる。これによりソケット部４へ高温送風される。そしてこの状態で前記Ｓ１３と同様の電気試験が行われる。

Ｓ１７．試験結果が良好でない不合格の半導体ＩＣは、前記Ｓ１５と同様にして排出処理される。

Ｓ１８．試験結果が良好のものに対しては、制御部１３はソケット部４への送風を中止させる。

Ｓ１９．それからソケット部４の真上にソケット押さえ板２５を移動させる。

Ｓ２０．制御部１３はハンドラコントロール部２を制御して、自動機のハンドラハンド部１がソケット部４の半導体ＩＣを吸着してソケット部４から取り出し、合格品を収容するトレーに搬送する。

このようにして自動機の１サイクルの試験が終了する。

これにより結露の存在をその発生量が非常に少ない状態で検出して、高温送風によりこれを自動的に除去できるのでオペレータが存在しなくとも試験動作することができるので、夜間でも自動的に試験動作させることができ、運転効果を高めることができる。

しかも、結露の早期発見が可能なのでソケットに使用されるポゴピンなどの劣化を防止できる。

なお上記説明では、半導体装置としてメモリーの例について説明したが、本発明は勿論これに限定されるものではない。

本発明の一実施の形態である。本発明のテスト状態説明図である。結露センサ説明図である。本発明の動作説明図である。

符号の説明

１ハンドラハンド部
２ハンドラコントロール部
３トレー部
４ソケット部
５ソケット押さえ板部
６ソケット押さえ板コントロール部
７低温送風部
８高温送風部
９送風コントロール部
１０メモリーテスタドライバー部
１１メモリーテスタ比較部
１２メモリーテスタコントロール部
１３制御部

Claims

試験を受ける被試験半導体装置を所定位置に移動するハンド部と、
被試験半導体装置のケースをソケット部に押さえるとともに送風用の孔部が形成されているソケット押さえ板と、
このソケット押さえ板を移動制御するソケット押さえ板コントロール手段と、
被試験半導体装置に低温の風を送風する低温送風部と、
被試験半導体装置に高温の風を送風する高温送風部と、
これら低温送風部と高温送風部を切替制御する送風部コントロール手段と、
被試験半導体装置を試験動作したり、ソケット部における結露発生を検知するテストドライバー手段と、
試験結果を、あらかじめ予想される判定値と比較して試験結果の良否を判別するテスタ比較手段を具備し、
前記テスタ比較手段により前記ソケット部において結露を検出したとき、前記送風コントロール手段が低温送風を中止し、前記ソケット押さえ板コントロール手段が前記ソケット押さえ板を上方に移動制御し、前記ハンド部が被試験半導体装置をソケット部より取出してこれを保持し、ソケット部の上方よりソケット押さえ板を下方に移動し、高温送風部より高温送風を行って前記結露を乾燥制御し、その後前記ハンド部で保持している被試験半導体装置をソケット部に搬送し、再び低温送風して低温試験を行い、これに合格した被試験半導体装置に対して高温試験を行うことを特徴とする結露除去付き半導体試験装置。