JP2006258791A - 半導体装置の高温特性測定ハンドリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可視半導体レーザダイオード等の半導体装置の高温時測定を短時間で、高精度に行うことができるとともに、温度保障も従来以上とし、安価で高効率な半導体測定ハンドリング装置を提供する。
【解決手段】半導体装置９をヒータブロック１７に付設された押しピン１９と、ヒータブロック１８上に付設された位置決め爪２４で狭持しながら加熱するヒータブロック１７、１８を備えたヒータ部４と、ヒータ部４において所定温度範囲に維持された半導体装置９の高温時特性を測定する測定部５を備える。ヒータブロック１７に付設された押しピン１９と、ヒータブロック１８上に付設された位置決め爪２４で半導体装置を狭持しながら加熱、位置決めし、所定温度範囲に維持された半導体装置９を測定部５によって高温時特性を測定するため、半導体装置９の高温特性を短時間で効率よくまた、精度よく測定することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置の高温特性測定ハンドリング装置に関し、特に、可視半導体レーザダイオード等の半導体装置の電流−光波形特性等の高温時特性を測定する装置に関する。

従来、可視半導体レーザダイオード等の半導体装置は、高温下での電流−光波形特性検査を行うにあたって、例えば、図１０に示すように、作業者又は装置によって、個々の半導体装置（製品）１０１を通電用ボード（基板）１０２へ挿入又は供給し、恒温槽１０３で恒温保管するとともに、通電してモニタ用フォトダイオード（ＰＤ）１０４を用いて高温時測定を行っていた。測定完了後は、作業者又は装置によって恒温槽１０３から通電用ボード１０２を取り出し、続いて個々の半導体装置１０１を抜去又は収納していた。

さらに、特許文献１には、作業者が単体で半導体製品を温度調節機能付きヒート媒体に装着し、通電された半導体装置の電流−光出力特性を測定した後、作業者が該半導体装置を取り外して保管することを繰り返す半導体レーザ素子の電流対光出力特性の測定装置が記載されている。
。

特開平１０−１１７０４１号公報

しかし、上記従来の測定装置においてはいくつかの問題がある。第１の問題点は、恒温槽１０３で半導体装置１０１を昇温する際に、半導体装置１０１の温度を例えば８０±１℃に維持しようとすると、半導体装置１０１の昇温に３０分程かかり、その後半導体装置１０１に通電し、高温測定を行った後、今度は降温させる必要があるため、これらの工程に２時間という長時間を要するといった問題があった。さらに、恒温槽１０３への通電用ボード１０２の挿抜と、通電用ボード１０２への半導体装置１０１の挿抜に要する時間を含めると、３時間程度を要し、非効率的であるという問題があった。

また、第２の問題点は、光波形を測定する際、光波形を演算装置（図示なし）に取り込むにあたって、光ファイバが用いられ、半導体装置１０１に対してある程度一定の相対関係、例えばα±２０μｍ程度の位置関係を保持しなければならないが、上記の従来装置では、その位置決め機構が存在せず、また恒温槽においては、該槽内の温度を適用することができず、高精度の光波形測定は不可能であった。

そこで、本発明は、半導体装置の高温時測定を短時間で、高精度に行うことを可能とするとともに、温度保障も従来以上とし、安価で高効率な半導体測定ハンドリング装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、半導体装置の高温特性測定ハンドリング装置であって、半導体装置を狭持しながら加熱するヒータブロックを備えたヒータ部と、該ヒータ部において所定温度範囲に維持された半導体装置の高温特性を測定する測定部とを備えることを特徴とする。

そして、本発明によれば、ヒータ部のヒータブロックによって半導体装置を挟持しながら加熱し、測定部によって、ヒータ部で所定温度範囲に維持された半導体装置の高温特性を測定するため、半導体装置の高温特性を短時間で効率よく、また精度よく測定することができる。さらに、装置の構成も簡易であるため、装置全体を安価に構成することができる。

前記半導体装置の高温特性測定ハンドリング装置において、前記ヒータ部の前記ヒータブロックを、上下方向に二分割することができる。

また、前記半導体装置の高温特性測定ハンドリング装置において、前記ヒータ部は、個片化された複数の半導体装置を、上部ヒータブロックに付設された押しピンと、下部ヒータブロック上に付設された位置決め爪とで狭持しながら加熱することができる。これによって複数の半導体装置の高温特性を同時に測定することができる。

さらに、前記半導体装置の高温特性測定ハンドリング装置において、前記個片化された半導体装置を複数収納可能な第１のトレイと、前記測定部で高温特性を測定した該半導体装置の良品と不良品とを各々複数収納する第２のトレイとを有する供給収納部を備えることができる。

また、前記第１のトレイから個片化された半導体装置を複数同時に吸着して搬送する吸着搬送アームと、該半導体装置を整列させ、又は他の半導体装置と置換するバッファ部と、該整列した該半導体装置を前記ヒータブロック上に移載する吸着移載アームとを備えることができる。これによって、自動的に効率よく、半導体装置を供給、測定、収納することが可能となる。

前記半導体装置は、可視半導体レーザダイオードであって、前記測定部は、該可視半導体レーザダイオードの電流−光出力特性を測定するとともに、該可視半導体レーザダイオードの電流−光波形特性を測定することができる。

以上のように、本発明によれば、短時間で高精度に半導体装置の高温特性を測定することができ、安価で高効率であるとともに、温度保障にも優れた半導体装置の高温特性測定ハンドリング装置を提供することが可能となる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明にかかる半導体装置の高温特性測定ハンドリング装置（以下、「測定装置」と略称する）の一実施の形態を示し、この測定装置１は、大別して、半導体装置９をこの測定装置１に供給する供給部２と、半導体装置９を整列させ、又は他の半導体装置９と置換するためのバッファ部３と、半導体装置９を位置決めして所定の温度範囲になるように加熱又は恒温するヒータ部４と、ヒータ部４で加熱又は恒温された半導体装置９の高温時特性を測定する測定部５と、半導体装置９を供給部２からバッファ部３へ移載する搬送部６と、バッファ部３とヒータ部４との間で半導体装置９を移載する搬送部７と、測定の完了した半導体装置９を測定装置１の外部に搬出するための収納部８とで構成される。尚、この測定装置１では、図２に示す個片の可視半導体レーザダイオード等の半導体装置９を複数同時に取り扱い、測定等の処理を行う。

図１に示した供給部２には、複数の半導体装置９を収納した供給トレイ１０が付設される。この供給トレイ１０は、半導体装置９が順次、測定装置１へ供給されて空になると、新たに別に用意された供給トレイ１０と交換される。

バッファ部３は、ヒータ部４へ移載する複数の半導体装置９と、測定済み半導体装置９とを入れ替えるため、供給ポジション１１と収納ポジション１２の２つに分かれて構成される。

図３に示すように、供給ポジション１１は、ヒータ部４へ複数の半導体装置９を移載する際に、所定の配置間ピッチに対してある程度（ここでは±０．１ｍｍ）位置決めするため、溝構造を構成する。また、溝１３には、半導体装置９の収納時に半導体装置９がすべり落ち、適切に溝１３に収まるように支持するテーパ１４が設けられる。収納ポジション１２は、測定済み半導体装置９を収納部８（図１参照）へ移載する際に、所定の配置間ピッチに対してある程度（ここでは±０．２ｍｍ）位置決めするため、供給ポジション１１の溝１３と同様の溝構造を構成する。収納ポジション１２の溝１５は、半導体装置９の収納時に半導体装置９がすべり落ち、適切に溝１５に収まるように支持するテーパ１６が設けられる。

図４に示すように、ヒータ部４は、半導体装置９を狭持して加熱するための上部ヒータブロック１７と、下部ヒータブロック１８とを備える。図４（ａ）に示すように、上部ヒータブロック１７には、半導体装置９を下部ヒータブロック１８との間で狭持するための押しピン１９が付設される。押しピン１９は、上下に移動可能で、押しピン用ばね２０の撓み量によって、半導体装置９を下部ヒータブロック１８に押し付ける圧力が適量になるように調整する。

また、ヒータ部４には、半導体装置９に通電するために用いるコンタクトピン２１が設けられ、コンタクトブロック２２に付設される。コンタクトピン２１は、上下移動可能で、コンタクトピン用ばね２３の撓み量によって、半導体装置９にコンタクトピン２１を押し付ける圧力が適量になるように調整する。

また、下部ヒータブロック１８上には、図５（ａ）に示すように半導体装置９を左右方向より狭持し、所定の位置に対して所定の範囲内で位置決めする（ここでは、±０．０２ｍｍ）位置決め爪２４が設けられる。位置決め爪２４には、可動爪２５が付設され、カム板２６とばね２７によって開閉するように構成される。位置決め爪２４は、図５（ｂ）に示すように、半導体装置９が搬送部７によりバッファ部３から下部ヒータブロック１８上に移載された後、半導体装置９の後方より位置決め爪駆動用ガイド２８を介してシリンダ等を用いて移動し、半導体装置９の左右方向より位置決めする。

次に、図４（ｂ）に示すように、上部ヒータブロック１７と、下部ヒータブロック１８とで半導体装置９を挟み込み、６０〜１２０℃の範囲内で半導体装置９の温度を±１℃以内に５秒以内で昇温させることができる。下部ヒータブロック１８は固定され、上部ヒータブロック１７は上下方向に移動するように構成され、シャフト２９を介してシリンダ等を用いて駆動し、上部ヒータブロック１７と下部ヒータブロック１８とで半導体装置９を狭持する。

図６（ａ）に示すように、測定部５は、上部ヒータブロック１７と下部ヒータブロック１８に狭持された半導体装置９の前方に測定用素子４６が所定のピッチで配置される。
測定用素子４６は、半導体装置９への戻り光を防止するために１０°〜１５°傾斜させて付設する。また、図６（ｂ）に示すように、半導体装置９からの受光角度が、水平方向で±３０°、垂直方向で±４５°以上となるように設定する。この測定用素子４６は、ガイド３０を介してシリンダ等を用いて上下方向に移動し、測定時は上方に、測定時以外は下方に位置する。

図７に示すように、搬送部６は、半導体装置９を搬送する際に半導体装置９を保持する吸着ノズル３１を備え、この吸着ノズル３１をシリンダ等を用いて上下に移動させる。また、搬送部６は、図１の搬送ガイド３２、３３を介して電動モータ等用いて前後左右に移動し、半導体装置９を供給部２からバッファ部３へ、さらに、バッファ部３から収納部８へと移載する。

図８に示すように、搬送部７は、半導体装置９を搬送する際に半導体装置９を保持する吸着ノズル３４を備え、この吸着ノズル３４をシャフト３５を介してシリンダ等を用いて上下に移動させる。また、搬送部７は、ガイド３６を介して電動モータ等用いて前後に移動し、半導体装置９をバッファ部３から下部ヒータブロック１８へ、さらに、下部ヒータブロック１８からバッファ部３へと移載する。

次に、前記構成を有する測定装置１の動作について図面を参照しながら説明する。

図１において、供給部２の供給トレイ１０に複数個収納された半導体装置９は、搬送部６の吸着ノズル３１（図７参照）によって複数（ここでは８個）同時に保持され、バッファ部３の供給ポジション１１へ移載される。次に、半導体装置９は、搬送部７の吸着ノズル３４（図８参照）によって複数同時に保持され、ヒータ部４の下部ヒータブロック１８（図４参照）上の所定位置に配され、図５（ｂ）に示すように、位置決め爪２４が後方より移動して位置決めされる。

次に、搬送部７は、図８に示すように、後方へ移動し、バッファ部３の上方付近で待機する。次に、図４に示すように、上部ヒータブロック１７が下方に移動し、半導体装置９は、ヒータブロック１７、１８に狭持された状態で昇温され、例えば、半導体装置９を７０±１℃以内、８０±１℃以内に５秒以内で恒温する。恒温と同時に、コンタクトピン２１を介して半導体装置９に通電し、図６に示す測定部５の測定用素子４６が上昇固定され、半導体装置９の印加電流が安定したところで、測定部５の測定用素子４６を用いて半導体装置９の電流−光出力特性試験を行う。ここでは、通電から昇温完了までを５秒以内で行うことができる。

次に、図４（ｂ）において、上部ヒータブロック１７が上方へ移動し、待機状態にあった搬送部７（図８参照）が下部ヒータブロック１８上へ移動し、測定を完了した半導体装置９を吸着ノズル３４で保持し、同時に、位置決め爪２４（図５参照）の可動爪２５が開いて位置決め爪２４が後方に移動し、半導体装置９は、搬送部７によって、図１に示したバッファ部３の収納ポジション１２へ移載される。

次に、搬送部６がバッファ部３の収納ポジション１２上へ移動し、半導体装置９は、図７に示した吸着ノズル３１によって保持され、図１に示した収納部８へ移載される。この時、前記測定結果に基づいて判定された良品は、良品トレイ３７へ移載され、不良品は、不良品トレイ３８へ移載されて選別される。

また、本測定装置１において、図１に示すように、半導体装置９の光波形の特性を試験する測定部３９を付加することもできる。図９に示すように、ここでは、測定部５の後方に測定部３９が配置される。測定部３９には光波形測定用ファイバ４０が付設され、ガイド４１を介して電動モータ等を用いて左右方向、所定のポジションへ移動する。ヒータ部４によって恒温、通電された半導体装置９の光波形の特性を試験する際には、測定部５の測定用素子４６は、下方へ移動していることが望ましい。また、測定部３９の位置は、測定部５の前方でも、上方でもよい。

さらに、図１に示すように、バッファ部４２と、ヒータ部４３と、光出力測定用の測定部４４と、バッファ部４２とヒータ部４３の間で半導体装置９を移載するための搬送部４５を付加することもできる。これによって、上記測定部３９が、例えば、ヒータ部４によって恒温、通電された半導体装置９の光波形の特性を試験すると同時に、搬送部６よりバッファ部４２へ移載された別の半導体装置９を搬送部４５によってヒータ部４３へ移載して恒温、通電し、測定部４４によって半導体装置９の電流−光出力特性試験を行うこともできる。

本発明にかかる高温特性測定ハンドリング装置は、自己発熱又は高温下で使用される半導体装置、例えば、長波レーザ、短波レーザ、受光素子等に適用することができる。

本発明にかかる測定装置の第１、第２及び第３の実施の形態を示す平面概略図である。 本発明にかかる測定装置によって測定される半導体装置の一例を示す平面概略図である。 図１の測定装置のバッファ部を示す平面図及び側面概略図であって、破線でヒータ部、搬送部及び半導体装置を示す。 図１の測定装置のヒータ部に設けられるヒータブロックの半導体装置狭持機構を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 図１の測定装置のヒータ部の半導体装置位置決め機構を示す平面図（ａ）と、該位置決め機構の駆動機構を示す側面図（ｂ）である。 （ａ）は、図１の測定装置の測定部を示す側面図であって、（ｂ）は、半導体装置からの所定受光量を説明するための半導体装置からの水平方向の発光角度と垂直方向の発光角度を示す図である。 図１の測定装置の供給部からバッファ部へ、さらに、バッファ部から収納部へと半導体装置を移載するための搬送部を示す正面図である。 図１の測定装置のバッファ部からヒータ部へ、さらに、ヒータ部からバッファ部へと半導体装置を移載するための搬送部を示す側面図である。 本発明にかかる測定装置の第２の実施形態の測定部と、ヒータ部と第１、第３の実施形態の測定部との位置関係を説明するための側面図である。 従来の可視半導体レーザダイオードの電流−光出力特性を測定する要領を説明するための概略図である。

符号の説明

１ 測定装置
２ 供給部
３ バッファ部
４ ヒータ部
５ 実施の形態１、３の電流−光出力測定部
６ 供給部−バッファ部−収納部の搬送部
７ バッファ部−ヒータ部の搬送部
８ 収納部
９ 半導体装置
１０ 供給トレイ
１１ バッファ部の供給ポジション
１２ バッファ部の収納ポジション
１３ バッファ部の供給ポジションの溝
１４ バッファ部の供給ポジションの溝部テーパ
１５ バッファ部の収納ポジションの溝
１６ バッファ部の収納ポジションの溝部テーパ
１７ 上部ヒータブロック
１８ 下部ヒータブロック
１９ 押しピン
２０ 押しピン用ばね
２１ コンタクトピン
２２ コンタクトブロック
２３ コンタクトピン用ばね
２４ 位置決め爪
２５ 可動爪
２６ カム板
２７ 可動爪用ばね
２８ 位置決め爪駆動用ガイド
２９ シャフト
３０ 測定駆動用ガイド
３１ 吸着ノズル
３２ 搬送ガイド
３３ 搬送ガイド
３４ 吸着ノズル
３５ シャフト
３６ ガイド
３７ 良品トレイ
３８ 不良品トレイ
３９ 電流−光波形測定部
４０ 光波形測定用ファイバ
４１ ガイド
４２ 実施の形態３のバッファ部
４３ 実施の形態３のヒータ部
４４ 実施の形態３の測定部
４５ 実施の形態３のバッファ部−ヒータ部の搬送部
４６ 測定用素子

Claims (6)

1. 半導体装置を狭持しながら加熱するヒータブロックを備えたヒータ部と、
   該ヒータ部において所定温度範囲に維持された半導体装置の高温特性を測定する測定部とを備えることを特徴とする半導体装置の高温特性測定ハンドリング装置。
2. 前記ヒータ部の前記ヒータブロックは、上下方向に二分割されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の高温特性測定ハンドリング装置。
3. 前記ヒータ部は、個片化された複数の半導体装置を、上部ヒータブロックに付設された押しピンと、下部ヒータブロック上に付設された位置決め爪とで狭持しながら加熱することを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の高温特性測定ハンドリング装置。
4. 前記個片化された半導体装置を複数収納可能な第１のトレイと、前記測定部で高温特性を測定した該半導体装置の良品と不良品とを各々複数収納する第２のトレイとを有する供給収納部を備えることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の半導体装置の高温特性測定ハンドリング装置。
5. 前記第１のトレイから個片化された半導体装置を複数同時に吸着して搬送する吸着搬送アームと、
   該半導体装置を整列させ、又は他の半導体装置と置換するバッファ部と、
   該整列した該半導体装置を前記ヒータブロック上に移載する吸着移載アームとを備えることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の高温特性測定ハンドリング装置。
6. 前記半導体装置は、可視半導体レーザダイオードであって、前記測定部は、該可視半導体レーザダイオードの電流−光出力特性を測定するとともに、該可視半導体レーザダイオードの電流−光波形特性を測定することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の半導体装置の高温特性測定ハンドリング装置。

Images