JP2007116085A - Electronic component test apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ウェハ上に形成された半導体集積回路素子等の各種電子部品(以下、代表的にICデバイスとも称する。)をプローブカードに押し付け、そのプローブカードに電気的に接続された試験装置本体によりICデバイスの電気的特性を試験するための電子部品試験装置に関する。 The present invention is a test apparatus main body in which various electronic components (hereinafter, also referred to as IC devices) such as semiconductor integrated circuit elements formed on a wafer are pressed against a probe card and electrically connected to the probe card. The present invention relates to an electronic component testing apparatus for testing electrical characteristics of an IC device.
ICデバイス等の電子部品の製造過程においては、ウェハ上に造り込まれた状態やパッケージングされた状態でICデバイスの性能や機能を試験するために電子部品試験装置が用いられている。 In the manufacturing process of electronic components such as IC devices, an electronic component testing apparatus is used to test the performance and function of IC devices in a state of being built on a wafer or packaged.
ウェハW上に形成されたICデバイスの電気的特性を試験する装置1’として、図6に示すように、プローブカード50のプローブ針51をICデバイスの電極に電気的に接触させて、プローブカード50及びテストヘッド10を介してテスタ25によりICデバイスの電気的特性を試験するものが従来から知られている。
As an
この装置1’では、プローブ針51とICデバイスの電極とを電気的に接触させるために、プローバ70の搬送アーム73によりウェハWを上昇させて、プローブカード50にウェハWを押し付ける。この際、テストヘッド10が回転装置30に保持されている構造となっているため、テストヘッド10の重量はプローバ70のヘッドプレート71に懸かっていない。このため、搬送アーム73の押付力がプローブカード50を介してプローバ70のヘッドプレート71に伝達して、当該ヘッドプレート71が上方向に向かって撓んでしまい、プローブ針51とICデバイスの電極とを正確に接触させることができない場合がある。特に、近年のプローブカード1枚当たり実装されているプローブ針の本数の増加に伴って、プローブカードに印加される荷重(針圧)が増加する傾向にあり、プローバ70のヘッドプレート71に生じる撓みも大きくなる傾向にある。
In this
さらに、プローブ針51とICデバイスの電極との接触の信頼性を向上させるために、通常、プローブ針51とICデバイスの電極とが接触した後に搬送アーム73をさらに上昇させてプローブカード50にオーバーロードを懸けている。しかしながら、このオーバーロードの際にもヘッドプレート71が上方向に向かって撓むため、オーバーロードを有効なものとすることができず、プローブ針51とICデバイスの電極との接触の信頼性の向上を図ることができない場合がある。
Furthermore, in order to improve the reliability of contact between the
本発明は、被試験電子部品とパフォーマンスボードとの電気的な接触の信頼性を向上させることが可能な電子部品試験装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an electronic component testing apparatus capable of improving the reliability of electrical contact between an electronic device under test and a performance board.
上記目的を達成するために、本発明によれば、被試験電子部品の電気的特性の試験を行う試験装置本体と、前記被試験電子部品と前記試験装置本体とを電気的に接続するパフォーマンスボードと、前記被試験電子部品と前記パフォーマンスボードとを電気的に接続するために前記被試験電子部品を前記パフォーマンスボードに押し付ける押付手段と、を備えた電子部品試験装置であって、前記試験装置本体は、前記パフォーマンスボードを前記押付手段に取り付けるために前記押付手段に形成された開口の周囲に当接する当接手段を備えている電子部品試験装置が提供される(請求項1参照)。 To achieve the above object, according to the present invention, a test apparatus main body for testing electrical characteristics of an electronic device under test, and a performance board for electrically connecting the electronic device under test and the test apparatus main body And an electronic component testing apparatus comprising: a pressing unit that presses the electronic device under test against the performance board in order to electrically connect the electronic device under test and the performance board; Is provided with an abutting means for abutting a periphery of an opening formed in the pressing means for attaching the performance board to the pressing means (refer to claim 1).
本発明では、電子部品の試験を実施する際に、押付手段の開口周囲に当接手段を当接させる。これにより、押付手段の押し付けにより押付手段の開口周囲が撓んでしまうのを防止することができ、被試験電子部品とパフォーマンスボードとの電気的な接触の信頼性を向上させることができる。 In the present invention, when the electronic component test is performed, the contact means is brought into contact with the periphery of the opening of the pressing means. Thereby, it is possible to prevent the periphery of the opening of the pressing means from being bent due to the pressing of the pressing means, and it is possible to improve the reliability of electrical contact between the electronic device under test and the performance board.
また、押付手段によりパフォーマンスボードに対してオーバーロードを懸けた場合であっても、押付手段の開口周囲が撓んでしまうのを防止することができ、オーバーロードを有効なものとすることができるので、被試験電子部品とパフォーマンスボードとの電気的な接触の信頼性をさらに向上させることができる。 Moreover, even when the overload is applied to the performance board by the pressing means, it is possible to prevent the periphery of the opening of the pressing means from being bent, and the overload can be made effective. Further, the reliability of electrical contact between the electronic device under test and the performance board can be further improved.
上記発明においては特に限定されないが、前記試験装置本体は、前記当接手段を前記開口の周囲に向かって押圧する押圧手段を備えていることが好ましい(請求項2参照)。 Although not particularly limited in the above invention, the test apparatus main body preferably includes a pressing unit that presses the contact unit toward the periphery of the opening (see claim 2).
上記発明においては特に限定されないが、前記押圧手段は、前記当接部を前記開口の周囲に向かって490[N]以上の荷重で押圧することが好ましい(請求項3参照)。 Although not particularly limited in the above invention, it is preferable that the pressing means presses the contact portion toward the periphery of the opening with a load of 490 [N] or more (see claim 3).
上記目的を達成するために、本発明によれば、被試験電子部品の電気的特性の試験を行う試験装置本体と、前記試験装置本体に電気的に接続されたトッププレートと、前記トッププレートを介して前記試験装置に電気的に接続されたパフォーマンスボードと、前記被試験電子部品と前記パフォーマンスボードとを電気的に接続するために前記被試験電子部品を前記パフォーマンスボードに押し付ける押付手段と、を備えた電子部品試験装置であって、前記試験装置本体は、前記トッププレートを当該試験装置本体側とは反対の方向に向かって付勢する付勢手段を備え、前記付勢手段は、前記トッププレートを490[N]以上の荷重で付勢する電子部品試験装置が提供される(請求項4参照)。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a test apparatus body for testing electrical characteristics of an electronic device under test, a top plate electrically connected to the test apparatus body, and the top plate A performance board electrically connected to the test device, and a pressing means for pressing the electronic device under test against the performance board in order to electrically connect the electronic device under test and the performance board. An electronic component testing apparatus comprising: the testing apparatus main body including urging means for urging the top plate in a direction opposite to the testing apparatus main body side, and the urging means includes the top There is provided an electronic component test apparatus for biasing a plate with a load of 490 [N] or more (see claim 4).
本発明では、トッププレートを試験装置本体側とは反対の方向に向かって付勢するために試験装置本体に設けられた付勢手段の荷重を490[N]以上とする。これにより、電子部品の試験を実施する際に、付勢手段によりトッププレートを介して押付手段の開口周囲を押さえつけて、押付手段の開口周囲が撓んでしまうのを防止することができ、被試験電子部品とパフォーマンスボードとの電気的な接触の信頼性を向上させることができる。 In the present invention, the load of the urging means provided in the test apparatus main body is 490 [N] or more in order to urge the top plate in the direction opposite to the test apparatus main body side. As a result, when carrying out the test of the electronic component, it is possible to prevent the periphery of the opening of the pressing means from being bent by pressing the periphery of the opening of the pressing means through the top plate by the biasing means. The reliability of electrical contact between the electronic component and the performance board can be improved.
上記発明においては特に限定されないが、前記被試験電子部品は、ウェハ上に形成された半導体デバイスであり、前記パフォーマンスボードは、前記半導体デバイスの電極に電気的に接触するプローブ針を有するプローブカードであり、前記押付手段は、前記ウェハを把持して移動させることが可能なプローバであり、前記当接手段は、前記プローバのトッププレートの開口の周囲に当接することが好ましい(請求項5参照)。 Although not particularly limited in the above invention, the electronic device under test is a semiconductor device formed on a wafer, and the performance board is a probe card having probe needles that are in electrical contact with the electrodes of the semiconductor device. Preferably, the pressing means is a prober capable of gripping and moving the wafer, and the abutting means abuts around an opening of a top plate of the prober (see claim 5). .
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の実施形態に係る電子部品試験装置の構成を示す概略断面図、図2は本発明の実施形態に係る電子部品試験装置のテストヘッドとプローバの連結部分を示す概略断面図、図3は図2のIII部の拡大断面図、図4は図2のIV部の拡大断面図、図5は図2のIV部の他の例の拡大断面図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of an electronic component test apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a connecting portion between a test head and a prober of the electronic component test apparatus according to an embodiment of the present invention. 3 is an enlarged cross-sectional view of the III part of FIG. 2, FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the IV part of FIG. 2, and FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of another example of the IV part of FIG.
本実施形態に係る電子部品試験装置1は、ウェハW上に形成されたICデバイスの電気的特性を試験するための装置である。この電子部品試験装置1は、図1及び図2に示すように、ICデバイスの試験を行うテスタ25にケーブル26を介して電気的に接続されたテストヘッド10と、ウェハW上のICデバイスとテストヘッド10とを電気的に接続するためのプローブカード50と、ウェハWをプローブカード50に押し付けるためのプローバ70と、を備えている。
The electronic
テストヘッド10は、ICデバイスとの間で信号を授受する複数のピンカード(不図示)を内蔵しており、各ピンカードはマザーボード11に着脱可能に電気的に接続されている。さらに、マザーボード11は、トッププレート40を介してプローブカード50に電気的に接続されている。テストヘッド10に内蔵されているピンカードは、例えば試験パターンに基づく試験信号をICデバイスに供給し、試験信号に基づいてICデバイスが出力する応答信号を期待値パターンに基づく期待値と比較することにより、ICデバイスの良否判断が行われる。
The
テストヘッド10は、プローバ70に対して相対的に回転可能なように回転装置30に保持されている。ウェハW上のICデバイスのテストを実施する場合には、回転装置30によりテストヘッド10を回転させて、プローバ70上にテストヘッド10を搭載した状態(図1の実線で示す状態)で、ICデバイスの電気的な動作試験が行われる。
The
これに対し、ピンカード(ピンエレクトロニクス類)を保守点検する場合や、プローブカード50を交換する場合には、回転装置30によってテストヘッド10をプローバ70に対して相対的に180度回転させた状態(図1の二点鎖線で示す状態)に変換して、点検/交換作業が実施される。
On the other hand, when the pin card (pin electronics) is inspected and / or the
プローブカード50は、図2に示すように、トッププレート40及びマザーボード11を介してテストヘッド10に接続されている。このプローブカード50は、ウェハW上に形成されたICデバイスの電極に電気的に接触するプローブ針51と、このプローブ針51が実装されたプリント基板52と、プローブカード50をトッププレート40側のコネクタ41に電気的に接続するための多数のコネクタ53と、プローブカード50を補強するためのスティフナ54と、から構成されている。なお、本実施形態におけるプローブカード50が、請求の範囲におけるパフォーマンスボードの一例に相当する。
As shown in FIG. 2, the
このプローブカード50は、プローブ針51が中央開口61を介して下方に臨むように、環状のホルダ60に支持されている。ホルダ60は、プローブカード50を支持した状態で、環状のアダプタ65に支持されており、さらにアダプタ65がプローバ70のヘッドプレート71に形成された開口72に支持されている。このアダプタ65は、被試験ウェハWの品種及びテストヘッド10の形状に対応してサイズの異なるプローブカード50を、プローバ70の開口72に適合させるためのものである。プローブカード50とトッププレート40とは、図2に示すように、トッププレート40の下面に設けられたフック42と、アダプタ65に設けられたフック66とを互いに係合させることにより、機械的に連結されている。
The
特に図示しないがトッププレート40の下面には複数のコネクタ41が円周状に配置されている。図2に示すように、各コネクタ41には同軸ケーブルが接続されている。この同軸ケーブルは、マザーボード11を介してテストヘッド10内のピンカードに電気的に接続されている。そして、トッププレート40のコネクタ41と、プローブカード50の裏面に設けられたコネクタ53とが連結することにより、テストヘッド10とプローブカード50とが電気的に接続されるようになっている。コネクタ41、53として、例えばZIF(Zero Insertion Force)コネクタ等を用いることができる。
Although not particularly illustrated, a plurality of
図2に示すように、マザーボード11には、トッププレート40とプローブカード50のXYZ方向の接続位置の再現性を確保するためにフローティングユニット12が設けられている。なお、このフローティングユニット12は、特に図示しないが、マザーボード11の下面に、プローブカード50を囲うように円周方向に沿って実質的に等間隔に4つ程度設けられている。
As shown in FIG. 2, the
このフローティングユニット12は、図3に示すように、トッププレート40の上面に当接するための当接部13と、当接部13を下方に付勢するコイルスプリング14と、当接部13及びコイルスプリング14を収容している筒体15と、から構成されている。
As shown in FIG. 3, the
当接部13は、下方に突出した凸部13aと、凸部13aから広がるように傾斜している傾斜面13bと、を備えている。
The
筒体15は、下部の開口15bで開口している内孔15aを有している。この内孔15aは、開口15bから内側に向かって広がるように傾斜している傾斜部15bと、傾斜部15bから連続して当該傾斜部15bより大きな内径を有する大径部15cと、から構成されている。
The
筒体15の内孔15aには、凸部13aが開口15bから外部に突出するように、当接部13とコイルスプリング14が収容されている。そして、無負荷状態では、コイルスプリング14の弾性力により当接部13が下方に押圧され、当接部13の傾斜面13bが内孔15の傾斜部15cに当接して、筒体15に対する当接部13の相対移動が規制されている。
The abutting
これに対し、外部から当接部13に負荷が懸かり、当接部13の傾斜面13bが内孔15の傾斜部15cから離れて大径部13cに至ると、筒体15に対して当接部13がXY方向に沿って相対移動することが可能となっている。
On the other hand, when a load is applied to the
本実施形態におけるテストヘッド10には、図2に示すように、プローバ70のヘッドプレート71の開口72の周囲(本実施形態ではアダプタ65)に荷重を加えるための押圧装置20aが設けられている。なお、特に図示しないが、この押圧装置20aは、テストヘッド10の上面に、プローブカード50を囲うように円周方向に沿って実質的に等間隔に4つ程度設けられている。
As shown in FIG. 2, the
この押圧装置20aは、図4に詳細に示すように、アダプタ65に当接する当接部材21aと、当接部材21aをプローバ70側に押圧するコイルスプリング22と、コイルスプリング22を収容している筒体23と、筒体23を支持している支持部材24と、から構成されている。
As shown in detail in FIG. 4, the
当接部材21aは、例えば板状の部材で構成されており、コイルスプリング22の一端に固定されている。コイルスプリング22は、その他端が筒体23の内孔23aの底部に固定された状態で、筒体23の内孔23aに収容されている。筒体23の上部外周面には雄ネジ部23bが形成されている。支持部材24は、一端がテストヘッド10に固定されたL字形状を有しており、他端に貫通孔24aが形成されている。この貫通孔の内周面には雌ネジが形成されており、筒体23の雄ネジ部23bが螺合可能となっている。テストヘッド10に設けられた4つの押圧装置20aは、それぞれが有するコイルスプリング22の弾性力により、合計で490[N]以上、好ましくは2000[N]以上の荷重でアダプタ65を押圧することが可能となっている。
The abutting
なお、図5に示すように、ヘッドプレート71の開口72の周囲に荷重を加えるための押圧装置を、プランジャ型の押圧装置20bとしても良い。この押圧装置20bは、同図に示すように、当接部材21bが球状であると共に、筒体23の内孔23aの開口周囲が内側に突出して突出部23cを構成している点で図4に示す押圧装置20aと相違している。無負荷状態では、コイルスプリング22の弾性力により当接部材21bが下方に押圧されて突出部23cに当接しており、この状態において当接部材21bの一部が筒体23から外部に突出している。この場合にも、テストヘッド10に設けられた4つの押圧装置20bは、それぞれに設けられたコイルスプリング22の弾性力により、合計で490[N]以上、好ましくは2000[N]以上の荷重でアダプタ65を押圧することが可能となっている。
As shown in FIG. 5, the pressing device for applying a load around the
プローバ70は、真空チャックによりウェハWを保持することが可能であると共に、この保持したウェハWをXYZ方向に移動させることが可能な搬送アーム73を有しており、ウェハWをプローバ70の外部から内部に搬送することが可能となっている。そして、試験に際して、開口72を介してプローバ70内に臨むプローブカード50に対して搬送アーム73がウェハWを対向させ押し付けた状態で、テスタ25が、ウェハW上に形成されたICデバイスに対して試験信号をテストヘッド10を介して入出力することにより、当該ICデバイスの試験が実施される。
The
本実施形態に係る電子部品試験装置1では、回転装置30によりプローバ70上にテストヘッド10を位置させた際に、押圧装置20aの当接部材21aをプローバ70のアダプタ65に当接させて、テストヘッド10及びマザーボード11の重量をプローバ70のヘッドプレート71に懸ける。これにより、ICデバイスを試験する際に、プローバ70によるウェハWの押し付けにより、ヘッドプレート71が上方に撓んでしまうのを防止することができ、ICデバイスとプローブカード50との電気的な接触の信頼性が向上する。
In the electronic
また、搬送アーム73によりプローブカード50に対してオーバーロードを懸ける際にも、ヘッドプレート71が上方に撓んでしまうのを防止することができるので、オーバーロードを有効とすることができ、ICデバイスとプローブカード50との電気的な接触の信頼性をさらに向上させることができる。
Further, even when overloading the
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 The embodiment described above is described in order to facilitate understanding of the present invention, and is not described in order to limit the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.
例えば、フローティングユニット12は、通常、トッププレート40を保持し得る程度の押付力(例えば390[N]程度)しか有していないが、このフローティングユニット12の押付力を490[N]以上、好ましくは2000[N]とすることにより、押圧装置20a、20bを設けた場合と同様の効果を得ることができる。
For example, the floating
1…電子部品試験装置
10…テストヘッド
11…マザーボード
12…フローティングユニット
20a、20b…押圧装置
25…テスタ
30…回転装置
40…トッププレート
50…プローブカード
65…アダプタ
70…プローバ
71…ヘッドプレート
72…開口
W…ウェハ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記被試験電子部品と前記試験装置本体とを電気的に接続するパフォーマンスボードと、
前記被試験電子部品と前記パフォーマンスボードとを電気的に接続するために前記被試験電子部品を前記パフォーマンスボードに押し付ける押付手段と、を備えた電子部品試験装置であって、
前記試験装置本体は、前記パフォーマンスボードを前記押付手段に取り付けるために前記押付手段に形成された開口の周囲に当接する当接手段を備えている電子部品試験装置。 A test apparatus body for testing the electrical characteristics of the electronic component under test;
A performance board for electrically connecting the electronic device under test and the test apparatus main body;
A pressing means for pressing the electronic device under test against the performance board in order to electrically connect the electronic device under test and the performance board;
The test apparatus main body includes an abutting means for abutting around an opening formed in the pressing means for attaching the performance board to the pressing means.
前記試験装置本体に電気的に接続されたトッププレートと、
前記トッププレートを介して前記試験装置に電気的に接続されたパフォーマンスボードと、
前記被試験電子部品と前記パフォーマンスボードとを電気的に接続するために前記被試験電子部品を前記パフォーマンスボードに押し付ける押付手段と、を備えた電子部品試験装置であって、
前記試験装置本体は、前記トッププレートを当該試験装置本体側とは反対の方向に向かって付勢する付勢手段を備え、
前記付勢手段は、前記トッププレートを490[N]以上の荷重で付勢する電子部品試験装置。 A test apparatus body for testing the electrical characteristics of the electronic component under test;
A top plate electrically connected to the test apparatus body;
A performance board electrically connected to the test apparatus via the top plate;
A pressing means for pressing the electronic device under test against the performance board in order to electrically connect the electronic device under test and the performance board;
The test apparatus body includes an urging means for urging the top plate in a direction opposite to the test apparatus body side,
The biasing means is an electronic component testing apparatus that biases the top plate with a load of 490 [N] or more.
前記パフォーマンスボードは、前記半導体デバイスの電極に電気的に接触するプローブ針を有するプローブカードであり、
前記押付手段は、前記ウェハを把持して移動させることが可能なプローバであり、
前記当接手段は、前記プローバのトッププレートの開口の周囲に当接する請求項1〜4の何れかに記載の電子部品試験装置。 The electronic device under test is a semiconductor device formed on a wafer,
The performance board is a probe card having a probe needle that electrically contacts an electrode of the semiconductor device,
The pressing means is a prober capable of gripping and moving the wafer,
The electronic component testing apparatus according to claim 1, wherein the abutting means abuts around an opening of a top plate of the prober.
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