JP2011257239A - 電子装置の電気的特性検査装置及び電気的特性検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被検査体に対して均一な荷重を掛けることができると共に、検査時間を短縮することができる電気的特性検査装置及び電気的特性検査方法を提供すること。
【解決手段】電気的特性検査装置は、被検査体を検査装置に対して複数の点で同等の押圧力で押圧する押圧機構と、押圧機構によって押圧される方向から被検査体を吸着保持して搬送する搬送機構と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子装置（例えば半導体装置）の電気的特性を検査するための電気的特性検査装置及び電気的特性検査方法に関する。

電子装置、例えば半導体装置の製造工程においては、電子装置の電気的特性を検査して不良品の選別を実施している。この電気的特性検査においては、電子装置の外部端子と電気的特性検査装置のプローブとが接触するように電子装置を電気的特性検査装置にセットした後、電子装置に一定の荷重を掛けることによって電子装置と電気的特性検査装置間の導通を確保している。

電子装置等の被検査体を電気的特性検査装置に押圧する技術は、例えば特許文献１〜３に記載されている。

特許文献１に記載の半導体装置の検査用装置においては、コンタクトプッシャと半導体装置間に複数の伸縮自在なポゴピンが設置され、ポゴピンを介してコンタクトプッシャから半導体装置に対して垂直方向に均一な荷重を加えている。

特許文献２に記載のプッシャーは、パッケージで封止された半導体装置をＩＣソケットの所定部位に載せてその電気的特性を検査する際に、半導体装置の上面を押圧してその外部端子と、該ＩＣソケットのコンタクトピンとを接続させ、ＩＣソケットの所定部位の上方に配置される袋体を備え、袋体内には所定の流動物が導入されている。

特許文献３に記載の加圧装置は、半導体装置を加圧して、この半導体装置のコンタクト部とソケットピンとを接触せしめるようにし、半導体装置の加圧面に接する先端部分の形状が可変の加圧部材（伸縮性の気密膜）を含み、この加圧部材に対して流体が導入されている。

特開２００５−２８３４１７号公報 特開２００５−１７２５７６号公報 特開２００５−５５３３０号公報

以下の分析は、本発明の観点から与えられる。

被検査体を押圧する押圧面が平坦（平面）であるプッシャを用いる場合、被検査体の被押圧面が凹凸を有していたり、被検査体に反り等が生じていたりすると、プッシャと被検査体の接触箇所は局所的となる。このとき、押圧力が当該接触箇所に集中してしまうことによって被検査体が損傷したり、被試験体に不均一な荷重が加えられることによって被検査体が変形したりしてしまうことがある。

特許文献１に記載の半導体装置の検査用装置においては、バネを使用している。しかしながら、被検査体の被押圧面に凹凸がある場合、ポゴピンのバネの収縮量に差が生じることになる。バネは収縮量が異なるとその反発力も異なるため、各ポゴピンの押圧力にばらつきが生じ、被検査体全体に対して均一な荷重を掛けることができなくなる。特に、凹凸が大きいほどポゴピンの押圧力のばらつきも大きくなってしまう。また、ポゴピン間の押圧力のばらつきにより、被検査体への実荷重を適正荷重とすることができなくなるおそれがある。

特許文献２及び特許文献３に記載のプッシャにおいては、被検査体の被押圧面の全面が覆われることになる。このため、被検査体の搬送手段は、被押圧面を利用することができない。また、搬送手段は、プッシャとは別機構として設ける必要がある（例えば特許文献３のインサータ）。このため、プッシャと搬送手段を別々に動作させる必要があるので、検査時間が長くなる。特許文献３においては、加圧部材とインサータとが衝突しないようにタイマを設ける必要があるので、検査スピードが遅くならざるを得ない。したがって、生産性が悪化することになる。また、搬送手段を設けるためのスペースが必要となり、より広い検査スペースが必要となる。

本発明の第１視点によれば、被検査体を検査装置に対して複数の点で同等の押圧力で押圧する押圧機構と、押圧機構によって押圧される方向から被検査体を吸着保持して搬送する搬送機構と、を備える電気的特性検査装置が提供される。

本発明の第２視点によれば、被検査体を吸着保持しながら検査機構まで被検査体を搬送する工程と、吸着保持する方向から、複数の点で同等の荷重を被検査体に掛けて被試験体を検査機構に対して押圧する工程と、を含む電子装置の電気的特性検査方法が提供される。

本発明は、以下の効果のうち少なくとも１つを有する。

本発明によれば、被検査体の被押圧面が平坦性を有していなくとも、被検査体全体に均一かつ適切な荷重を同時に掛けることができる。これにより、被検査体への局所的な負荷を低減して、被検査体の損傷や変形を防止することができる。

本発明によれば、被検査体の搬送機構と押圧機構が一体化しているので、検査時間を短縮することができる。これにより、生産性を高めることができる。また、電気的特性検査装置の省スペース化を図ることができる。

本発明の電気的特性検査装置の概略断面図。 本発明の電気的特性検査装置の概略断面図。 本発明の電気的特性検査装置の概略断面図。

上記各視点の好ましい形態を以下に記載する。

上記第１視点の好ましい形態によれば、押圧機構は、被検査体を押圧する複数のプッシャと、各プッシャの押圧力が同等となるように複数のプッシャを制御する制御機構と、を有する。

上記第１視点の好ましい形態によれば、押圧機構は、各プッシャが個別に配されると共に、各プッシャの動作を誘導する複数の誘導路を有する。複数の誘導路は連通している。

上記第１視点の好ましい形態によれば、制御機構は、誘導路内の流体圧によって複数のプッシャの押圧力を制御する。

上記第１視点の好ましい形態によれば、複数のプッシャのうちの少なくとも一部は等間隔に配列されている。

上記第１視点の好ましい形態によれば、複数のプッシャのうちの少なくとも一部は格子状に配列されている。

上記第１視点の好ましい形態によれば、各プッシャは同一規格である。

上記第１視点の好ましい形態によれば、搬送機構は、被検査体の中心又は重心で被検査体を吸着する。

上記第１視点の好ましい形態によれば、搬送機構は、複数のプッシャの配列の中心に配置されている。

上記第１視点の好ましい形態によれば、電気的特性検査装置は、被検査体の外部端子と電気的に接続するためのプローブを有する検査機構をさらに備える。

上記第２視点の好ましい形態によれば、連通した複数の誘導路内の流体の圧力によって、各誘導路に個別に配されたプッシャを一括動作させて被検査体を押圧する。

上記第２視点の好ましい形態によれば、少なくとも一部が等間隔に配列されたプッシャで被検査体を押圧する。

上記第２視点の好ましい形態によれば、少なくとも一部が格子状に配列されたプッシャで被検査体を押圧する。

上記第２視点の好ましい形態によれば、被検査体を吸着する箇所の周囲で被検査体を押圧する。

本発明の第１実施形態に係る検査用装置について説明する。図１〜図３に、本発明の電気的特性検査装置の概略断面図を示す。図１及び図２は、被検査体を通る断面である。図３は、図１及び図２のIII−III線を通る断面図である。図１は、図３のI−I線を通る断面図である。図２は、図３のII−II線を通る断面図である。

電気的特性検査装置１は、電子装置（例えば半導体装置）等の被検査体３０の電気的特性を検査する装置である。電気的特性検査装置１は、押圧・搬送機構１０と、検査機構２０と、を備える。

押圧・搬送機構１０は、被検査体３０を検査機構２０に対して押圧する押圧機能と、被検査体３０を吸着保持して搬送する搬送機能と、を有する。

押圧・搬送機構１０は、被検査体３０を複数の点で検査機構２０方向に押圧する複数のプッシャ１２と、プッシャ１２を保持するプッシャホルダ１１と、被検査体３０に対するプッシャ１２の押圧力を制御する制御機構１３と、被検査体３０を保持・運搬するキャリア１４と、を備える。プッシャが被検査体３０を押圧する各点において掛かる荷重は同等となるように制御されている。

プッシャホルダ１１には、各プッシャを個別に収容すると共に、各プッシャの動作を誘導するための筒状の誘導路１１ａがプッシャ１２毎に形成されている。各誘導路１１ａは連通している。誘導路１１ａには、流体１６が導入されている。各プッシャ１２は、筒状の誘導路１１ａに個別に挿入されており、流体１６の作用によって誘導路１１ａに沿って摺動（往復運動）できるようになっている。誘導路１１ａとプッシャ１２との間から、誘導路１１ａ内の流体１６が漏れないような構成とする。プッシャ１２は個別に動作可能となっている。すなわち、複数のプッシャ１２の各移動量は異なることができるようになっている。

誘導路１１ａには、誘導路１１ａ内の流体１６の圧力を制御する制御機構１３が接続されている。制御機構１３が誘導路１１ａの流体１６の圧力を調節することによって、複数のプッシャ１２の被検査体３０への押圧力を任意かつ一定に一括制御することができる。このとき、各プッシャ１２の被検査体３０への押圧力が同等となるようにする。例えば、複数のプッシャ１２間において、プッシャ１２と誘導路１１ａ内の流体１６との接触面積及びプッシャ１２と被検査体３０との接触面積は同一となるようにすると好ましい。すなわち、複数のプッシャ１２の規格は同一とすると好ましい。

流体１６としては、空気、水、油等を利用することができる。流体１６として空気を使用する場合、制御機構１３としては電空レギュレータを使用することができる。図１に示す形態においては、複数の誘導路１１ａの共通の制御機構１３を示しているが、制御機構１３は、プッシャ１２毎に個別に設けることもできる。

プッシャ１２の先端形状は、曲面であると好ましく、例えば半球面状であると好ましい。プッシャ１２の先端は絶縁性を有すると好ましい。例えば、プッシャの少なくとも先端は、アルミ等の金属表面に高電気抵抗処理を施したものでもよいし、絶縁性の硬質樹脂を被覆したものでもよい。

複数のプッシャ１２は、図３に示すように、キャリア１４が配置されている領域を除き、等間隔に配置されると好ましい。また、複数のプッシャ１２は、例えば、キャリア１４が配置されている領域を除き、格子状に配置すると好ましい。これにより、被検査体３０の単位面積当たりの押圧力を同等にすることができる。図３に示す形態においては、プッシャ１２の配列の中心にキャリア１４が配されている。なお、図３において、プッシャ１２の位置は、誘導路１１ａの位置と対応する。

キャリア１４は、例えば、被検査体３０を吸着保持する。プッシャホルダ１１には、被検査体３０を吸着するための減圧路１１ｂが形成されている。図３において、キャリア１４の位置は、減圧路１１ｂの位置と対応する。減圧路１１ｂには、例えば真空ポンプ１５が接続されている。この場合、真空ポンプ１５によって減圧路１１ｂ内を減圧すると、キャリア１４は被検査体３０を吸着することができる。また、キャリア１４は、プッシャホルダ１１の動作とは関係なく被検査体３０を上下に移動できるように構成すると好ましい。

キャリア１４は、被検査体３０の中心又は重心に配置されると好ましい。また、キャリア１４は、複数のプッシャ１２の配列の中心位置に配されると好ましい。キャリア１４は、１つに限られず、複数あってもよい。

プッシャホルダ１１は、被検査体３０を保持したまま移動できるように構成する。

本発明によれば、各プッシャ１２の動作量（変位量）が異なっても、プッシャ１２間の押圧力は同等となっている。このため、被検査体３０が、例えば図１に示すように、半導体基板３１上に非平坦性のヒートシンク３３を有する半導体装置である場合であっても、ヒートシンク３３の形状に応じてプッシャ１２の各点で同等の力で被検査体３０を押圧することができる。これにより、被検査体３０の損傷や変形を防止することができる。

本発明の電気的特性検査装置１の動作及び電気的特性検査方法について説明する。

まず、真空ポンプ１５を作動し、キャリア１４によって被検査体３０を吸着保持する。キャリア１４は、被検査体の３０の中心位置又は重心位置で被検査体３０を吸着すると好ましい。

次に、プッシャホルダ１１を移動させ、被検査体３０を検査機構２０まで搬送し、被検査体３０の外部端子３２を検査機構２０のプローブ２１の位置に合わせて被検査体３０を検査機構２０に載置する。

次に、電空レギュレータ１３を作動し、連通した誘導路１１ａに所定の内圧を掛ける。誘導路１１ａの内圧によって、各プッシャ１２は、一括して、被検査体３０の外形に応じて移動し、同等の力で被検査体３０を検査機構２０方向に押圧する。これにより、被検査体３０全体において均等な力を作用させることができる。プッシャ１２で押圧する際、キャリア１４の吸着は解除してもよい。キャリア１４の吸着を解除しない場合には、プッシャ１２の押圧によって、被検査体３０を吸着したままキャリア１４を上下動作させると好ましい。キャリア１４の吸着を維持したままにすることによって、検査時間を短縮することができる。

また、被検査体３０を検査機構２０まで移動させる際に、電空レギュレータ１３を作動させ、プッシャ１２は、キャリア１４の吸着が外れない程度の力で被検査体３０を押圧させてあってもよい。このとき、検査に十分な押圧力が掛かっていれば、被検査体３０を検査機構２０に載置した後、直ちに検査に移行することができる。また、検査に十分な押圧力が掛かっていない場合には、被検査体３０を検査機構２０に載置した後、所定の押圧力まで流体１６の圧力を上げる。これにより、押圧に要する時間を短縮して検査時間を短縮することができる。

次に、検査が終了したら、キャリア１４によって被検査体３０を吸着保持して所定の位置まで搬送する。

本発明によれば、搬送と押圧を連続してタイムロスなく実施することができる。これにより、生産性を高めることができる。

本発明の電気的特性検査装置及び電気的特性検査方法は、上記実施形態に基づいて説明されているが、上記実施形態に限定されることなく、本発明の範囲内において、かつ本発明の基本的技術思想に基づいて、上記実施形態に対し種々の変形、変更及び改良を含むことができることはいうまでもない。また、本発明の請求の範囲の枠内において、種々の開示要素の多様な組み合わせ・置換ないし選択が可能である。

本発明のさらなる課題、目的及び展開形態は、請求の範囲を含む本発明の全開示事項からも明らかにされる。

１ 電気的特性検査装置
１０ 押圧・搬送機構
１１ プッシャホルダ
１１ａ 誘導路
１１ｂ 減圧路
１２ プッシャ
１３ 制御機構
１４ キャリア
１５ 真空ポンプ
１６ 流体
２０ 検査機構
２１ プローブ
２２ 弾性部材
３０ 被検査体
３１ 半導体基板
３２ 外部端子
３３ ヒートシンク

Claims (15)

1. 被検査体を検査装置に対して複数の点で同等の押圧力で押圧する押圧機構と、
   前記押圧機構によって押圧される方向から被検査体を吸着保持して搬送する搬送機構と、を備えることを特徴とする電気的特性検査装置。
2. 前記押圧機構は、被検査体を押圧する複数のプッシャと、各プッシャの押圧力が同等となるように前記複数のプッシャを制御する制御機構と、を有することを特徴とする請求項１に記載の電気的特性検査装置。
3. 前記押圧機構は、各プッシャが個別に配されると共に、各プッシャの動作を誘導する複数の誘導路を有し、
   前記複数の誘導路は連通していることを特徴とする請求項２に記載の電気的特性検査装置。
4. 前記制御機構は、前記誘導路内の流体圧によって前記複数のプッシャの押圧力を制御することを特徴とする請求項３に記載の電気的特性検査装置。
5. 前記複数のプッシャのうちの少なくとも一部は等間隔に配列されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の電気的特性検査装置。
6. 前記複数のプッシャのうちの少なくとも一部は格子状に配列されていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の電気的特性検査装置。
7. 各プッシャは同一規格であることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の電気的特性検査装置。
8. 前記搬送機構は、被検査体の中心又は重心で被検査体を吸着することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の電気的特性検査装置。
9. 前記搬送機構は、前記複数のプッシャの配列の中心に配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の電気的特性検査装置。
10. 被検査体の外部端子と電気的に接続するためのプローブを有する検査機構をさらに備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の電気的特性検査装置。
11. 被検査体を吸着保持しながら検査機構まで被検査体を搬送する工程と、
    吸着保持する方向から、複数の点で同等の荷重を被検査体に掛けて被試験体を前記検査機構に対して押圧する工程と、
    を含むことを特徴とする電子装置の電気的特性検査方法。
12. 連通した複数の誘導路内の流体の圧力によって、各誘導路に個別に配されたプッシャを一括動作させて被検査体を押圧することを特徴とする請求項１１に記載の電気的特性検査方法。
13. 少なくとも一部が等間隔に配列されたプッシャで被検査体を押圧することを特徴とする請求項１２に記載の電気的特性検査方法。
14. 少なくとも一部が格子状に配列されたプッシャで被検査体を押圧することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の電気的特性検査方法。
15. 被検査体を吸着する箇所の周囲で被検査体を押圧することを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の電気的特性検査方法。

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