JP2007198861A - デバイス検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検査により不良が検出されたとき、デバイス内部の電気回路の不良であるか、又はデバイス電極と検査装置側電極との間の電気的接続の不良であるかを判別できるデバイス検査装置の提供。
【解決手段】基板側電極３の内側の開口２０による吸盤機能により、デバイス電極と基板側電極３との接圧を十分に高くでき、ひいては両電極の電気的接続の確実性を高くできる。両電極の接圧の不足は、減圧室４の負圧不足として計測により検知できるので、その電気的接続の不良は減圧室４の負圧測定により検出される。減圧室４の負圧が足りているときに、電気的検査により不良が検出されたときは、デバイス内部の電気回路の不良であることがわかるので、両電極の間の電気的接続の不良であるか、デバイス内部の電気回路の不良であるかが判別できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、内部の電気回路に接続された複数の電極を有する半導体集積回路その他のデバイスの検査装置に関し、特に空気圧差による吸引力で該デバイスの電極（デバイス電極）を検査装置の検査用電極（検査装置側電極）側に吸着し、両電極間に適切な接圧を与え、該デバイス電極と検査装置側電極との電気的接続の確実性を向上するとともに、内部の電気回路の検査とは独立して該電気的接続の良否を検出できるようにしたデバイス検査装置に関する。

半導体デバイス（以下、単にデバイスと云う）の裏面、側面等には、グリッド状又はライン状に多数の電極（端子、リード、リード端子、電極端子等とも称されるが、本明細書では単に電極と称することとする）が配置されている。一般に、半導体デバイスの電気的特性を検査する際には、デバイス電極が検査装置側電極に電気的に確実に接続されることが求められる。然しながら、従来、デバイス電極が検査装置側電極に確実に接続されているか否かを瞬時に簡易に判断することは困難であった。デバイスの検査において、デバイス電極と検査装置側電極との電気的接続が確実にあることが不明であると、検査により不良が検出されたとき、デバイス電極に接続されたデバイス内部の電気回路の不良であるか、又は両電極の電気的接続の不良であるかを判別できない。

このようなデバイス検査時における問題に対処する従来のデバイス検査装置の一例として、特許文献１（特開2004-177329公報）には、図７に示されるように、真空吸着により、デバイス本体を計測エリアに配置されたプローブに密着させる方法が示されている。図７は、デバイス７のパッケージ側面にライン状に多数配置されたデバイス電極６を、検査装置基板１１の上面に配置された基板側電極３に接続する直前の状態を模式的に示した断面図である。この断面図は、デバイス７のパッケージ上面に直交する面にてデバイス電極６の一つを裁断した状態で描いてある。デバイス７の電気的特性の検査を行う場合には、減圧装置９で生成し、減圧用配管５により検査装置基板１１の凹部１１ａの開口１１ｂに該負圧を及ぼし、デバイス７の本体を開口１１ａ側に吸着することにより、デバイス電極６と検査装置基板１１上の基板側電極３との間の接圧が確保され、両電極間の電気的接続が確実に得られるものとしている。
特開２００４−１７７３２９公報

図７に示した従来のデバイス検査装置においては、デバイス電極６と基板側電極３との間の電気的接続を確実にするために、デバイス７の本体を検査装置基板１１に負圧で吸着している。しかしながら、図７の例では、負圧は、デバイス７本体を検査装置基板１１に圧接させる力として直接的に作用するが、多数存在するデバイス電極６を基板側電極３に各電極ごとに直接的に圧接する構造とはなっていない。従って、図７のデバイス検査装置では、デバイス電極および基板側電極に関連する寸法のバラツキなどに起因して、電極間に接圧不良を生じる惧れがある。電極間の接圧不良が発生した場合には、デバイス内部の電気回路の特性検査を行ったとしても、該特性不良が両電極間の電気的接続不良によるものか、或いはデバイス内部の電気回路の不良によるものかの判別が困難である。

本発明の目的は、デバイスの検査において、デバイス電極と検査装置側電極との電気的接続の確実性に優れ、検査により不良が検出されたとき、デバイス内部の電気回路の不良であるか、又はデバイス電極と検査装置側電極との間の電気的接続の不良であるかを判別できるデバイス検査装置の提供にある。

前述の課題を解決するために、本発明は次の手段を提供する。

（１）デバイス電極に接触する検査装置側電極は、弾性体を介して基板の表面に搭載されており、
前記基板は減圧室の壁体の一部をなし、
前記基板の裏面は該減圧室の壁面の一部をなし、
前記検査装置側電極に一方の開口を有し、前記弾性体および前記基板を貫き、該基板の裏面に他方の開口を有する穴が設けてある
ことを特徴とするデバイス検査装置。

（２）前記検査装置側電極は、前記弾性体の表面の全域又は一部領域を覆う金属膜でなることを特徴とする前記（１）に記載のデバイス検査装置。

（３）前記弾性体には、前記検査装置側電極に対応した位置に漏斗状の開口が形成してあることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載のデバイス検査装置。

上記の手段によれば、デバイスの検査において、デバイス電極と検査装置側電極との電気的接続の確実性に優れ、検査により不良が検出されたとき、デバイス内部の電気回路の不良であるか、又はデバイス電極と検査装置側電極との間の電気的接続の不良であるかを判別できるデバイス検査装置を提供できる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態のデバイス検査装置を示す断面図、図２は図１の実施形態における基板側電極３（前記検査装置側電極に相当）近傍を拡大して示す断面図、図３は図１の実施形態にインライン型電極付きデバイスを接続した状態の部分を示す斜視図、図４は図１の実施形態によりデバイスを検査する際にデバイス電極と基板側電極とを接触させる過程を示す部分断面図、図５は図１の実施の形態によりインライン型電極を有するデバイスを検査するときの構成を示す模式図、図６は図１の実施の形態によりハンダボール電極を有するデバイスを検査するときの構成を示す模式図である。図１及び図２は、図３における通孔３ａの中心を通り、基板１の表面１ａに直交する面における断面図である。図において、１は基板、１ａは基板表面、１ｂは基板裏面、２は穴付弾性体、３は基板側電極、３ａは基板側電極の通孔、３ｂは基板裏面１ｂ上の導体箔の一部、４は減圧室、５は減圧用配管、６はデバイス電極、７はデバイス、８は圧力計、９は減圧装置、１０はハンダボール電極、１２は減圧室本体である。本実施形態のデバイス検査装置は、基板１、穴付弾性体２、基板側電極３、減圧室４及び減圧室本体１２でなる。

まず、図１、図２及び図３に示す実施形態のデバイス検査装置につき説明する。基板１はプリント配線板でなり、基板１の裏面１ｂには本実施形態によりデバイスの検査をするための電子回路が電子部品およびプリント配線により形成されている。穴付弾性体２は、硬質ゴムでなり、上部に漏斗状の開口２０が形成してあり、下面が基板１の表面１ａに固着してある。開口２０の底の中央から基板１の裏面１ｂまで貫通したスルーホールが設けてある。該開口２０の周縁には基板側電極３（前述の検査装置側電極に相当）が形成されている。基板側電極３はAuなどの５０ミクロン程度の厚みの金属膜でなる。

基板側電極３をなす金属膜は、開口２０の内壁及び前記スルーホールの内壁を経て基板裏面１ｂにまで、ほぼ同じ厚みで延伸しており、基板裏面１ｂにて前記電子回路に接続されている。図では、基板側電極３から基板裏面１ｂにまで至った金属膜における基板裏面１ｂ側の端部３ｂは、楕円形に描いてあるが、該端部３ｂの断面が実際には楕円形になるのではなく、その端部３ｂは電子回路のプリント配線に接続されおり、プリント配線は図示が省略してあるので、図示の省略を表すために端部３ｂの断面を楕円形に描いた。符号３ｂで示す導体は、基板裏面１ｂ上のプリント配線の一部でもある。基板側電極３から基板裏面１ｂにまで至る金属膜は、開口２０の内壁及び前記スルーホールの内壁の全面を覆っている。開口２０の底から基板裏面１ｂにまで至るスルーホールの壁面を覆う金属膜は管を形成しており、該管の中空孔が図における通孔３ａである。通孔３ａ及び通孔３ａに繋がる開口２０は、前述の穴（前記検査装置側電極に一方の開口を有し、前記弾性体および前記基板を貫き、該基板の裏面に他方の開口を有する穴）に相当する。

減圧器本体１２は、基板１で覆われて減圧室４となる凹部を有する。基板１は減圧室４の壁体の一部をなす。減圧室４は、その凹部における５つの内面及び基板１の裏面１ｂを壁面とする。減圧室４には減圧用配管５が連接されている。減圧用配管５は、図５に示すように、減圧装置９に連接されている。減圧用配管５には圧力計８が結合され、減圧室４の圧力は圧力計８で測定される。

インライン型電極付きデバイス７を図１の実施形態で検査するとき、デバイス７は図１の実施形態に図３のように接続される。図５の構成でデバイス７を検査するときの検査方法および本実施形態の作動を、図５及び図４を参照して説明する。減圧装置９で減圧室４の圧力を低減しながら図５におけるデバイス７を本実施形態のデバイス検査装置に向けて下降させ、デバイス電極６を基板側電極３に近接させ（図４（ａ））、更に両電極を接触させると、減圧室４の負圧が通孔３ａを通って基板側電極３の内側の開口２０に至っているので、その開口２０は吸盤の作用をし、デバイス電極６を基板側電極３に向けて吸引し、その矢印１０２方向の吸引力により穴付弾性体２が圧縮されて縮み、図４（ｂ）に示す如くにデバイス電極６は基板側電極３に吸着され、デバイス電極６と基板側電極３とを電気的に接続する接圧は非常に大きく、両電極の電気的接続は確実になる。ここで、基板側電極３の内側の開口２０の壁面および開口２０の底から下方へ延びる穴付弾性体２内の穴の壁面を覆う金属膜は５０ミクロン程度と薄いので、減圧室４の圧力が大気圧より十分に低いならば、基板側電極３がデバイス側電極６で覆われたとき、該金属膜は、穴付弾性体２とともに柔軟に変形および収縮をし、金属膜で覆われた漏斗状の開口２０は、吸盤の作用をする。

上述のようにデバイス電極６と基板側電極３とが非常に大きい接圧で接触し、両電極の電気的接続が確実であるはずの状況にも拘わらず、例えば図３に示すように、折損したデバイス電極６３があると、通孔３ａから空気が減圧室に吸入されるから、圧力計８で測定される圧力が所定値まで下がらない。このように、圧力計８で測定される圧力が所定値まで下がらないことは、デバイス７におけるデバイス電極６のどれかが基板側電極３に適切な接圧で接触していないことを表す。逆に、圧力計８の表示が所定の圧力まで下がっておれば、デバイス電極６と基板側電極３との接続は適切な接圧でなされ、両電極の電気的接続は確実になされていることを表している。そこで、圧力計８の表示が所定の圧力に至ったことを確認した後に、本実施形態のデバイス検査装置で検査したデバイス７の検査データは、デバイス電極６と基板側電極３との接続不良による影響を受けないデバイス７の電気特性を表していることになる。図５のインライン型のデバイス電極６を備えるデバイスに関し述べた上記の事柄は、図６のハンダボール電極１０を備えるデバイスにそのまま適用される。

以上に詳しく説明したように、図１の実施の形態によれば、基板側電極３の内側の開口２０による吸盤機能により、デバイス電極６（又は１０）と基板側電極３との接圧が十分に高くでき、両電極の電気的接続の確実性を高くでき、その電気的接続の不良は減圧室４の圧力の計測により検知できるから、検査により不良が検出されたとき、デバイス７内部の電気回路の不良であるか、又はデバイス電極６（又は１０）と基板側電極３との間の電気的接続の不良であるかを判別できる。

以上には実施形態を挙げ、本発明を具体的に説明したが、本発明がこの実施形態に限定されるものでないことは勿論である。例えば、上記実施形態では、穴付弾性体２を貫通する穴の上部開口は漏斗状開口２０としたが、その上部開口は、減圧室４の負圧でもってデバイス電極を検査装置側電極に吸着するために設けてあるのであるから、減圧室４に通じる穴に連通しておれば足り、上部開口の形は、漏斗状であることが必須ではなく、単なる一定内径の開口であったり、或は漏斗状以外の任意の形であっても差し支えない。また、上記実施形態では、開口２０の底の中央から基板１の裏面１ｂまで貫通したスルーホールの内壁及び開口２０の内壁は金属膜で覆ってあるとしたが、基板表面１ａ上の基板側電極３と基板裏面１ｂ上のデバイス検査用電子回路との接続するためにその金属膜を設けたのであるから、該接続が可能な限りにおいて、該金属膜はスルーホールの内壁及び開口２０の内壁の全域又は一部領域にどのようなパターンで設けても差し支えないし、或はデバイス検査用電子回路が基板表面１ａ又は基板１とは別の装置に設けてあるときは、スルーホールの内壁及び開口２０の内壁を覆う金属膜は必要ではない。

本発明の一実施形態のデバイス検査装置を示す断面図である。 図１の実施形態における基板側電極３近傍を拡大して示す断面図である。 図１の実施形態にインライン型電極付きデバイスを接続した状態の部分を示す斜視図である。 図１の実施形態によりデバイスを検査する際にデバイス電極と基板側電極とを接触させる過程を示す部分断面図である。 図１の実施の形態によりインライン型電極を有するデバイスを検査するときの構成を示す模式図である。 図１の実施の形態によりハンダボール電極を有するデバイスを検査するときの構成を示す模式図である。 従来のデバイス検査装置の構成を示す模式図である。

符号の説明

１ 基板
１ａ 基板表面
１ｂ 基板裏面
２ 穴付弾性体
３ 基板側電極
３ａ 基板側電極の通孔
３ｂ 基板裏面１ｂ上の導体箔の一部
４ 減圧室
５ 減圧用配管
６ デバイス電極
７ デバイス
８ 圧力計
９ 減圧装置
１０ ハンダボール電極
１１ 検査装置基板
１１ａ 検査装置基板１１における凹部
１１ｂ 減圧用配管５に通じ、凹部１１ａの底に至る管の開口
１２ 減圧器本体
２０ 漏斗状開口

Claims (3)

1. デバイス電極に接触する検査装置側電極は、弾性体を介して基板の表面に搭載されており、
   前記基板は減圧室の壁体の一部をなし、
   前記基板の裏面は該減圧室の壁面の一部をなし、
   前記検査装置側電極に一方の開口を有し、前記弾性体および前記基板を貫き、該基板の裏面に他方の開口を有する穴が設けてある
   ことを特徴とするデバイス検査装置。
2. 前記検査装置側電極は、前記弾性体の表面の全域又は一部領域を覆う金属膜でなることを特徴とする請求項１に記載のデバイス検査装置。
3. 前記弾性体には、前記検査装置側電極に対応した位置に漏斗状の開口が形成してあることを特徴とする請求項１又は２に記載のデバイス検査装置。

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