JP2009145101A - 半導体素子の検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来、プローブを利用して半導体素子の特性を検査する装置にあっては、半導体素子の端子と接離するプローブによって、その端子が曲げられてしまう虞もあり、複数本の端子の検査時における完全な分離状態の維持が困難となってしまうという点であり、プローブの端子が剥がれる等の劣化も生じてしまう点である。
【解決手段】 半導体素子の端子に対して相互に対向して平行移動するホルダーを有し、そのホルダーに先端に接点となる金合金で形成されたプローブチップを固着し、バネ性を有するプローブを有し、前記したプローブチップで前記した端子に直接接触することとし、ターンテーブルの周縁に適宜ピッチで固着され、被検査ワークとなる半導体素子を嵌着する透孔部を形成したローディングプレートを有する半導体素子の検査装置において、前記した透孔部に下方から対向して半導体素子の端子のスペーサ部材を備えていることとする。
【選択図】 図１

Description

本発明は半導体素子、それも主として半導体発光素子、特に半導体レーザの特性を測定し、検査する半導体素子の検査装置に関する。

近時、ＣＤ、ＤＶＤや各種のゲーム装置における記録、再生の光源として半導体レーザの需要が高まっており、この光源における半導体レーザはパルス駆動によって光パルスを発生させ使用するため、この特性の検査は高速パルスの電流駆動により光出力の受光電流特性を測定することによりなされる。

上記した測定方法として、従前は被検査素子である半導体レーザの端子をソケットに嵌着させ、パルスドライブ回路からのパルス電流を定電流パルスとして取り出し、ソケットに供給して、半導体レーザのパルス発光特性を測定することが行なわれていた。

しかし、この測定方法はソケットに対する半導体レーザの着脱作業が必須のこととなり、半導体レーザの端子の曲がり等も影響して、自動化を阻害し、工程数を多くしてしまい、安定した装置の稼動ができない。

そこで、近時は直接的に半導体レーザの端子に接触することのできるプローブを利用した方法、装置が提案されている。このプローブを用いた半導体素子の検査装置は図７に示すような構成となっている。この図７にあって１は被検査用の半導体素子（半導体レーザ）を示しており、２、２はその端子である。この検査装置は通例ターンテーブル３の周縁寄りに適宜ピッチで形成されている。

ターンテーブル３には透孔４が穿設されており、その透孔４の開口縁上にプローブの保持台５が重合され、その保持台５は支持枠６により押えられている。この支持枠６の半導体素子１の挿通孔にはソケット７が設けられており、このソケット７には中心に端子２、２のガイド７ａが備えられている。

また、保持台５には端子２、２‥に対して側方からスライドして当接するサイドプローブ８、８が備えられている。このサイドプローブ８、８の先端が端子２、２に当接すると、基板９に立設固定された突き上げプローブ１０、１０が基板９と共に上昇して前記サイドプローブ８、８に当接し、電流特性を測定するようになっている。なお、１１は基板９を上下動させるためのロッドを示し、基板９には被検査素子である半導体素子１の駆動回路との連接部１２が設けられている。

しかしながら、この従来のプローブを用いた検査装置にあっては、二種の分離されたサイドプローブ８、８及びプローブ１０、１０の存在が必要となり、動作も数ステップが必要となるため、複雑で故障や誤動作も多くなる虞があり、半導体素子を駆動する電流の流れる距離が長くならざるを得ず、更に接合部分が多くなり高速パルスが通りにくくなって検査の精度にも問題が生じてしまうものとなっている。

加えて、従来の検査装置では支持枠にソケットを設けて、このソケットにガイドを備えた構成としてはいるが、このガイドは端子の挿入方向性を導くもので、端子の長さに亘って形成されてはおらず、その構造上、基端から曲がっている端子等はその先端がこのガイドに当たってしまい、ソケット内に挿入することも困難となってしまうもので、また、サイドプローブ８、８の当接衝撃でまっすぐな端子を曲げてしまう虞もある。そして、当初より曲がった端子の矯正等はなし得るものではなかった。
特開２００５−１１６９８４号公報 特願２００７−２２７３３３号出願書類

本発明が解決しようとする問題点は、従来、プローブを利用して半導体素子の特性を検査する装置にあっては、半導体素子の端子と接離するプローブによって、その端子が曲げられてしまう虞もあり、複数本の端子の検査時における完全な分離状態の維持が困難となってしまうという点であり、プローブの端子が剥がれる等の劣化も生じてしまう点である。

上記した問題点を解決するために、本発明に係る半導体素子の検査装置は半導体素子の端子に対して相互に対向して平行移動するホルダーを有し、そのホルダーに先端に接点となる金合金で形成されたプローブチップを固着し、バネ性を有するプローブを有し、前記したプローブチップで前記した端子に直接接触することを特徴とし、ターンテーブルの周縁に適宜ピッチで固着され、被検査ワークとなる半導体素子を嵌着する透孔部を形成したローディングプレートを有する半導体素子の検査装置において、前記した透孔部に下方から対向して半導体素子の端子のスペーサ部材を備えていることを特徴とし、前記したスペーサ部材は断面を山形とし、その両サイドのテーパ面を半導体素子の端子をガイドする構成として、前記テーパ面に連続する壁面は少なくとも端子の長さ以上の高さを有していることを特徴とし、前記したスペーサ部材は平行配置とされない複数本の半導体素子の端子に適応する膨出部を形成してあることを特徴とし、前記したスペーサ部材はローディングプレートに対し着脱及び変換可能とされていることを特徴としている。

本発明に係る半導体素子の検査装置は上記のように構成されている。そのため、ローディングプレートの透孔部に被検査素子である半導体素子（半導体レーザ）を嵌装する際に、その複数本の端子を正確に分離させてセッティングすることが可能となり、またプローブが当接した際にもスペーサ部材の側壁によってガードされ、衝撃で曲成してしまうという事態も未然に防止できる。

さらに、プローブには金合金によるプローブチップを接触子として固定してあるので、半導体素子の端子への当接が摺接状態となっても剥がれる等の劣化は生じることがなく製品寿命が非常に長いものとすることができる。

図として示し、実施例で説明したように構成することで実現した。

次に、本発明の好ましい実施の一例を図１乃至図６を参照して説明する。図１は本発明を実施した半導体素子の検査装置の要部を示す一部断面側面図、図２は同じく正面図、図３は同じくローディングプレートを示す平面図、図４は同じくローディングプレートとスペーサ部材とを示す斜視図、図５は半導体素子の端子が５本ある場合のスペーサ部材とその位置関係を示す平面図、図６は半導体素子として４本端子のものを示す斜視図である。

これらの図にあって、従来例と共通する部材は共通の符号を付す。図中２０はターンテーブルを示し、このターンテーブル２０はモータ駆動により、所定のピッチで回転するものとされている。このターンテーブル２０の周縁の上面には取り付け部材２１が重合設置されている。

この取り付け部材２１上には熱伝導率の異なる二枚金属プレートをセットとし、半導体素子１の良好な温度環境を保持するための断熱又は伝熱部材２２が重合載置されている。２２ａはこの断熱又は伝熱部材２２に対し、電熱を供給するリード線である。この断熱又は伝熱部材２２上には熱伝導性のよい窒化アルミニウムで成形されたローディングプレート２３が重合して取り付けられ、通常略１．０ｍｍ程度の厚さを有する断熱シートを介在させ、その断熱シートの上から支持部材２４を重合させ、この支持部材２４と断熱又は伝熱部材２２の間にローディングプレート２３に挟持された構成となっている。

このローディングプレート２３の遊端側の近くには被検査素子となる半導体素子（半導体レーザ）１の嵌着される透孔部２３ａが穿設されている。そして、この透孔部２３ａの内周には半導体素子１の落下を防止し、載置させるための受フランジ２３ｂが形成されている。また、この本実施例にあっては透孔部２３ａの左右に後述するスペーサ部材の止着用のビス穴２３ｃ、２３ｃが穿設されている。

一方、図中２５はスペーサ部材を示しており、透孔部２３ａの下方へ固着され、透孔部２３ａに嵌着される半導体素子１の端子２、２‥を分離させ、相互の接触を防止し、その端子２、２‥が曲がっている場合の矯正を行ない、後述するプローブの当接時における衝撃で端子２、２‥が曲がってしまうことを防止するバリアとしても効を奏する。

このスペーサ部材２５は両端に止着用のビス穴２５ａ、２５ａを貫通して設けた取り付け部２５ｂ、２５ｂを有しており、この取り付け部２５ｂ、２５ｂの下方からビス２６、２６をビス穴２５ａ、２５ａに螺合させ、そのビス２６、２６の先端をローディングプレート２３のビス穴２３ｃ、２３ｃに螺着させ、スペーサ部材２５をローディングプレート２３に固着し、その固着は着脱自在及び他のスペーサ部材との交換も可能としている。

また、このスペーサ部材２５の取り付け部２５ｂ、２５ｂの間にはスペーサ部２７が一体に形成され、このスペーサ部２７の頂部は本実施例にあって断面山形とされ、その頂縁は取り付け部２５ｂ、２５ｂの頂面より低い位置とされ、結果的に透孔部２３ｂの下方、換言するとローディングプレート２３の底面と間隙を形成するものとしている。

即ち、半導体素子１の端子２、２‥は透孔部２３ａに嵌着される際に、スペーサ部２７の頂縁とそれに続くテーパ面によってガイド分離され、スペーサ部２７の側壁面によってその分離状態が保持されることとなる。

さらに、図５として示す３４はスペーサ部材の変形例を示しており、このスペーサ部材３４は半導体素子１の端子２、２‥が５本存在している場合に対応する。５本の端子２、２‥を有効に分離し、保持するために、一方面に膨出部３４ａを一体に備え、この膨出部３４ａによって分離された３本の端子のうち平行配置とされない離れた位置となる１本の端子２を位置決めする。

一方、図中２８、２８及び２９、２９はプローブを示している。この各々のプローブ２８、２８、２９、２９は共に板バネで成形され、その途中で鈍角に屈成され相互に前記したスペーサ部材２５を挟んで対向された配置とされている。プローブ２８、２８、２９、２９は各々門型に形成され、プローブ２９、２９はプローブ２８、２８より小型とされ、プローブ２８の内側に位置されるものとされ、プローブ２８は端子２、２‥の上部に対応し、プローブ２９は端子の先端側に対応するものとされている。

この各プローブ２８、２８、２９、２９の先端には端子２、２‥と当接するための接点３０、３０‥が溶着等の手段で固定されている。また、この接点３０、３０‥は金合金で成形され、プローブ２８、２９のバネ性によって端子２、２‥に下方より擦り上げるように摺接しても剥がれる虞はなく、耐性がよく、製品寿命が長い。

また、前記した各プローブ２８、２８、２９、２９は高速パルスで対応する基板３１と電気的に接続され、そのプローブ２８、２８、２９、２９自体は板バネ部分を可動手段３２に固定され、この可動手段によって相対向するプローブ２８、２８、２９、２９は水平方向に接離する動作を行なう。この動作を得るため、本実施例ではエアチャック３３、３３を想定しているが、これはソレノイド等他の手段によっても代替することが可能である。

本発明に係る半導体素子の検査装置は上記のように構成されており、スペーサ部材が上記したように構成されているため、被検査素子となる半導体素子の端子は正確に分離されるほか、スペーサ部の壁面によってガードもされ、プローブ部材の接点の当接の衝撃による曲がりのほか、相互に接触してしまう虞もないものとされている。

本発明に係る半導体素子の検査装置は上述のように構成され、作用する。本実施例ではスペーサ部２７の頂縁を断面山形としたがこれにこだわらず弧面状等とすることも勿論可能で、スペーサ部材２５をビス等で固着するほか、当初よりローディングプレート２３と一体化した構成とすることも勿論可能である。

本発明を実施した半導体素子の検査装置の要部を示す一部断面側面図である。 正面図である。 ローディングプレートを示す平面図である。 ローディングプレートとスペーサ部材とを示す斜視図である。 半導体素子の端子が５本ある場合のスペーサ部材とその位置関係を示す平面図である。 半導体素子として４本端子のものを示す斜視図である。 従来例を示す図である。

符号の説明

１ 半導体素子（半導体レーザ）
２ 端子
２０ ターンテーブル
２１ 取り付け部材
２２ 断熱又は伝熱部材
２２ａ リード線
２３ ローディングプレート
２３ａ 透孔部
２３ｂ 受フランジ
２３ｃ ビス穴
２４ 支持部材
２５ スペーサ部材
２５ａ ビス穴
２５ｂ 取り付け部
２６ ビス
２７ スペーサ部
２８ プローブ
２９ プローブ
３０ 接点
３１ 基板
３２ 可動手段
３３ エアチャック
３４ スペーサ部材
３４ａ 膨出部

Claims (5)

1. 半導体素子の端子に対して相互に対向して平行移動するホルダーを有し、そのホルダーに先端に接点となる金合金で形成されたプローブチップを固着し、バネ性を有するプローブを有し、前記したプローブチップで前記した端子に直接接触することを特徴とする半導体素子の検査装置。
2. ターンテーブルの周縁に適宜ピッチで固着され、被検査ワークとなる半導体素子を嵌着する透孔部を形成したローディングプレートを有する半導体素子の検査装置において、前記した透孔部に下方から対向して半導体素子の端子のスペーサ部材を備えていることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子の検査装置。
3. 前記したスペーサ部材は断面を山形とし、その両サイドのテーパ面を半導体素子の端子をガイドする構成として、前記テーパ面に連続する壁面は少なくとも端子の長さ以上の高さを有していることを特徴とする請求項２に記載の半導体素子の検査装置。
4. 前記したスペーサ部材は平行配置とされない複数本の半導体素子の端子に適応する膨出部を形成してあることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の半導体素子の検査装置。
5. 前記したスペーサ部材はローディングプレートに対し着脱及び変換可能とされていることを特徴とする請求項２、請求項３または請求項４に記載の半導体素子の検査装置。

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