JP2012198102A - 磁気センサ測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気センサの測定時間を短縮する。
【解決手段】一つの実施形態によれば、磁気センサ測定装置は、ステージ、プローブカード、及び磁気コイルが設けられる。ステージは、磁気特性が測定される磁気センサが載置される。プローブカードは、磁気センサを針当てするプローブ、プローブを支持する基板、及びプローブと離間して配置されるコイルホルダを有する。磁気コイルは、磁界を発生し、コイルホルダにより固定されてプローブカードに装着され、プローブ上に配置され、プローブカードから短時間で取り外すことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、磁気センサ測定装置に関する。

近年、磁気センサや磁気センサが設けられたＩＣ／ＬＳＩが民生用機器や産業用機器に多数採用されている。磁気センサの出荷前検査は、磁気センサ測定装置の測定部に個々に被テストデバイスを移送して、磁気コイルで発生する磁界を印加して測定している。この測定方法では、測定時間を迅速化することができないという問題点がある。

また、プローブカードを用いた磁気センサの測定では、磁界を発生する複数の磁気コイルをプローブカードに装着するスペースを確保しにくいので、磁気センサの主特性である磁束感度テストを実施するのが困難になるという問題点がある。

特開２００７−２６８０７号公報

本発明は、磁気センサの測定時間を短縮することができる磁気センサ測定装置を提供することにある。

一つの実施形態によれば、磁気センサ測定装置は、ステージ、プローブカード、及び磁気コイルが設けられる。ステージは、磁気特性が測定される磁気センサが載置される。プローブカードは、磁気センサを針当てするプローブ、プローブを支持する基板、及びプローブと離間して配置されるコイルホルダを有する。磁気コイルは、磁界を発生し、プローブ上に配置され、前記コイルホルダにより前記プローブカードに装着或いは取り外される。

第一の実施形態に係る磁気センサ測定装置の概略構成を示す図である。 第一の実施形態に係るプローブカードと磁気コイルの関係を説明する図である。 第一の実施形態に係る磁気コイルにより発生する磁界を説明する断面図である。 第一の実施形態に係る磁気コイルにより発生する磁界を説明する断面図である。 樹脂封止された複数の磁気センサデバイスの同時測定を説明する図である。 変形例の磁気センサ測定装置の概略構成を示す図である。 第二の実施形態に係る磁気センサ測定装置の概略構成を示す図である。 ウェハ状態での複数の磁気センサチップの同時測定を説明する図である。

以下本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

（第一の実施形態）
まず、本発明の第一の実施形態に係る磁気センサ測定装置について、図面を参照して説明する。図１は磁気センサ測定装置の概略構成を示す図である。図２はプローブカードと磁気コイルの関係を説明する図である。本実施形態では、磁気センサ測定装置を用いて樹脂封止された複数の磁気センサデバイスを同時に測定している。

図１に示すように、磁気センサ測定装置９０には、プローブカード１、磁気コイル２、ステージ３、リング４、シート５、磁気センサデバイス群（ＤＵＴ）６、電源７、及び計測部８が設けられる。

磁気センサ測定装置９０は、被テストデバイス（ＤＵＴ）である複数の磁気センサデバイスを同時に測定できる構成となっている。測定内容は、磁気コイルによって発生する磁界を印加しながら、磁束感度テストを含む磁気特性を測定している。磁気センサデバイスは、例えば樹脂封止された磁気センサＩＣである。ここでは、磁気センサＩＣはホールセンサＩＣであるが、ＭＲ（magneto resistance）センサＩＣ或いはＧＭＲ（giant magneto resistance）センサＩＣであってもよい。

電源７は、電源線３１或いは電源線３２を介して磁気コイル２に電流を供給する。磁気コイル２は、例えば外周形状がリング状形状をなし、中央部に中空部２１を有し、電源７から供給される電流により磁界を発生させる。

磁気センサデバイス群（ＤＵＴ）６は、シート５上に載置される。シート５は周囲にリング４が設けられ、リング４により平面状に固定されている。磁気センサデバイス群（ＤＵＴ）６が載置されるシート５は、磁気センサの測定のときにステージ３上に載置される。

プローブカード１は、計測部８と複数の信号線３３により電気的に接続される。図２に示すように、プローブカード１には、プローブ１０、基板１１、コイルホルダ１２、及び補強部１４が設けられる。

プローブ１０は基板１の中央部に複数設けられる。複数のプローブ１０と信号線３３はそれぞれ電気的に接続される。プローブ１０は基板１に支持される。プローブ１０で針当てされ、測定された磁気センサの電気信号は信号３３を介して計測部８に送信され測定が行われる。基板は、ガラエポ樹脂で構成しているが、代わりにポリイミド樹脂やエポキシ樹脂などで構成してもよい。

補強部１４は、基板１上に配置され、基板１に磁気コイル２が装着されたときの補強部材として機能する。補強部１４は、例えば非磁性を有する金属部材或いはセラミック部材から構成される。コイルホルダ１２は、補強部１４上に磁気コイル収納部１３スペースを設けるように左右に２個設けられる。コイルホルダ１２は、非磁性を有する金属部材で構成しているが、代わりに非磁性を有するセラミック部材などから構成してもよい。

磁気コイル２は、左右２個配置されるコイルホルダ１２により固定され、プローブカード１のプローブ１０上に設けられる磁気コイル収納部１３に装着される。磁気コイル２が装着されたプローブカード１により磁気センサの測定が行われる。

プローブ１０の磨耗や基板１の破損などが判明した場合、コイルホルダ１２をプローブカード１から取り外すことにより、短時間で磁気コイル２をプローブカード１から容易に取り外すことができる構造となっている。このため、プローブ１０や基板１の補修を迅速に行うことができる。また、同一仕様のプローブカードへ容易に磁気コイル２を乗せ替えることが可能となり、プローブカード１と磁気コイル１０を１対１で準備することが不要であり、プローブカード１のコストを低減化することができる。

磁気センサ測定装置９０では、単一の磁気コイル２を用いて磁気センサの測定が行われる。このため、磁界の方向や磁界の強度を容易に変更することができる。また、磁界の強度を一定に保つことが可能となる。複数の磁気コイルを用いた場合、単一の磁気コイル２を用いた場合と比較し、磁界のバランスを一定にすることが困難となる。

次に、磁気センサデバイスの測定方法について図３乃至５を参照して説明する。図３及び図４は磁気コイルにより発生する磁界を説明する断面図である。図４は磁気コイルに供給される電流の方向を図３とは逆に設定している。

図３に示すように、ステージ３上に磁気センサデバイス群（ＤＵＴ）６が載置され、複数の磁気センサデバイスが針当てされ、磁気センサデバイスの測定が準備可能状態になったとき、針当てされる複数の磁気センサデバイス、プローブ１０、及び磁気コイル２は、ステージ３に対して垂直方向に配置される。磁気コイル２に流す電流を変化させることにより、磁界の強度を変化させることができる。単一の磁気コイル２を用いているので、磁界強度が一定な領域を大きくすることができる。

このように垂直方向に配置すると、磁気センサデバイスと磁気コイル２を近接配置することができ、磁気センサの測定に使用される制御信号のレベルを低くしても精度のよい測定が可能となる。また、磁気コイル２の大きさを抑制することができる。また、単一の磁気コイル１０を用いているので被テストデバイス（ＤＵＴ）である複数の磁気センサデバイスを精度よく同時に測定することができる。なお、樹脂封止された磁気センサデバイスばかりでなく、複数の磁気センサチップを精度よく同時に測定することができる。

複数の磁気センサデバイスの測定のときに、電源線３１を介して電源７から磁気コイル２方向に電流を流し、電源線３２を介して磁気コイル２から電源７方向に電流を流すと磁気コイル２が磁界を発生する。中空部２１では、図中上部⇒プローブ１０⇒磁気センサデバイス⇒ステージ３の垂直方向に磁界が発生する。

図４に示すように、複数の磁気センサデバイスのときに、電源線３２を介して電源７から磁気コイル２方向に電流を流し、電源線３１を介して磁気コイル２から電源７方向に電流を流すと磁気コイル２が磁界を発生する。中空部２１では、ステージ３⇒磁気センサデバイス⇒プローブ１０⇒図中上部の垂直方向に磁界が発生する。つまり、電源線３１及び電源線３２に流す電流の向きを変えることにより、磁気コイル２に発生する強度が一定で大きな領域を確保できる磁界の向きを容易に変更することができる。

図５は樹脂封止された複数の磁気センサデバイスの同時測定を説明する図である。

図５に示すように、磁気センサデバイス群（ＤＵＴ）６は、マトリックス状にシート５上に載置される磁気センサデバイス（ＤＵＴ）ＭＳＤから構成される。

磁気センサデバイス（ＤＵＴ）ＭＳＤは、磁気センサが設けられる樹脂封止された磁気センサＩＣである。磁気センサデバイス（ＤＵＴ）ＭＳＤは、一端部に４つの端子４１が設けられ、他端部に４つの端子４１が設けられる。例えば、プローブ１０を用いて、隣接配置される磁気センサデバイス（ＤＵＴ）ＭＳＤ１乃至４の４つの端子４１をそれぞれ針当てし、磁気センサデバイス（ＤＵＴ）ＭＳＤ１乃至４が同時に測定される。

ここでは、８つの端子４１を有する磁気センサデバイス（ＤＵＴ）を４個同時測定しているが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、樹脂封止パッケージの裏面側に端子が設けられるリードレスパッケージ型の磁気センサデバイスにも適用することができる。この場合、リードレスパッケージ型の磁気センサデバイスの表面側をシート５上に載置し、裏面側の端子に針当てすることにより磁気センサの測定を行う。また、４個の磁気センサデバイス（ＤＵＴ）ＭＳＤを同時に測定しているが、磁気センサ測定装置９０では、プローブカードの仕様を変更することにより１個、２個、３個、或いは５個以上の測定にも対応できる構造となっている。また、プローブカードの仕様を変更することにより４つの端子への針当て以外にも対応できる構造となっている。

上述したように、本実施形態の磁気センサ測定装置では、プローブカード１、磁気コイル２、ステージ３、リング４、シート５、磁気センサデバイス群（ＤＵＴ）６、電源７、及び計測部８が設けられる。磁気コイル２は、プローブカード１のコイルホルダ１２を用いて、迅速にプローブカード１への装着及び取り外しができる。磁気センサの測定のとき、針当てされる複数の磁気センサデバイスＭＳＤ、プローブ１０、及び磁気コイル２は、ステージ３に対して垂直方向に配置される。

このため、複数の磁気センサデバイスＭＳＤを同時に精度よく測定することができ、磁気センサデバイスＭＳＤの測定時間を大幅に短縮化することができる。また、磁気コイル１０は１個ですみ、プローブカード１の補修の容易化及びコスト低減化を図ることができる。したがって、磁気センサＩＣの生産性を大幅に向上することができる。また、磁気センサ測定装置９０の設備コストを大幅に低減することができる。

なお、本実施形態では樹脂封止された磁気センサデバイス群６をシート５に載置し、シート５をリング４で固定して測定を行っているが必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、図６に示すステージ３ａを有する磁気センサ測定装置９０ａを用いて、ＴＡＢ（tape-automated bonding）テープ９上に載置された樹脂封止の磁気センサデバイス群６ａを複数個同時に測定してもよい。また、ＴＡＢテープの代わりにＣＯＦ（chip on film）テープ上に載置された磁気センサデバイス群を複数個同時に測定してもよい。

また、本実施形態では、磁気センサデバイスＭＳＤが磁気センサＩＣであるが、磁気センサ素子や磁気センサを内蔵するＬＳＩであってもよい。

（第二の実施形態）
次に、本発明の第二の実施形態に係る磁気センサ測定装置について、図面を参照して説明する。図７は磁気センサ測定装置の概略構成を示す図である。本実施形態では、ウェハ状態の磁気センサチップを複数個同時に測定している。

以下、第１の実施形態と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。

図７に示すように、磁気センサ測定装置９１には、プローブカード１、磁気コイル２、プローバステージ３ｂ、ウェハリング４ｂ、シート５ｂ、ウェハ５１、磁気センサチップ群（ＤＵＴ）５２、電源７、及び計測部８が設けられる。

磁気センサ測定装置９１は、ウェハ５１上に形成された被テストデバイス（ＤＵＴ）である複数の磁気センサチップを同時に測定できる構成となっている。磁気センサチップは、ホールセンサＩＣチップであるが、ＭＲセンサＩＣチップ或いはＧＭＲセンサＩＣチップであってもよい。

ウェハ５１上に形成された磁気センサチップ群（ＤＵＴ）５２は、シート５ｂ上に載置される。シート５ｂは周囲にウェハリング４ｂが設けられ、ウェハリング４ｂにより平面状に固定されている。磁気センサチップ群（ＤＵＴ）５２が載置されるシート５ｂは、磁気センサの測定のときにプローバステージ３ｂ上に載置される。

磁気センサ測定装置９１では、単一の磁気コイル２を用いて磁気センサチップの測定が行われる。このため、磁界の方向や磁界の強度を容易に変更することができる。また、磁界の強度を一定に保つことが可能となる。

プローバステージ３ｂ上に磁気センサチップ群（ＤＵＴ）５２が載置され、複数の磁気センサチップが針当てされ、磁気センサチップの測定が準備可能状態になったとき、針当てされる複数の磁気センサチップ、プローブ１０、及び磁気コイル２は、プローバステージ３ｂに対して垂直方向に配置される。

次に、磁気センサチップの測定方法について図８を参照して説明する。図８はウェハ状態での複数の磁気センサチップの同時測定を説明する図である。

図８に示すように、磁気センサチップ群（ＤＵＴ）５２は、素子形成領域がチップの中央部に形成され、チップの端部にボンディングパッド５３が設けられ、周囲にダイシングラインが設けられたシート５ｂ上に載置される磁気センサチップ（ＤＵＴ）ＭＳＣから構成される。

磁気センサチップ（ＤＵＴ）ＭＳＣは、一端部に４つのボンディングパッド５３が設けられ、他端部に４つのボンディングパッド５３が設けられる。例えば、プローブ１０を用いて、隣接配置される磁気センサチップ（ＤＵＴ）ＭＳＣ１乃至４の４つのボンディングパッド５３をそれぞれ針当てし、磁気センサチップ（ＤＵＴ）ＭＳＣ１乃至４が同時に測定される。

上述したように、本実施形態の磁気センサ測定装置では、プローブカード１、磁気コイル２、プローバステージ３ｂ、ウェハリング４ｂ、シート５ｂ、ウェハ５１、磁気センサチップ群（ＤＵＴ）５２、電源７、及び計測部８が設けられる。磁気センサの測定のとき、針当てされる複数の磁気センサチップＭＳＣ、プローブ１０、及び磁気コイル２は、プローバステージ３ｂに対して垂直方向に配置される。

このため、複数の磁気センサチップＭＳＣを同時に精度よく測定することができ、磁気センサチップＭＳＣの測定時間を大幅に短縮化することができる。また、磁気コイル１０は１個ですみ、プローブカード１の補修の容易化及びコスト低減化を図ることができる。したがって、磁気センサＩＣの生産性を大幅に向上することができる。また、磁気センサ測定装置９１の設備コストを大幅に低減することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

本発明は、以下の付記に記載されているような構成が考えられる。
（付記１） 磁気特性が測定される磁気センサが載置されるステージと、前記磁気センサを針当てするプローブ、前記プローブを支持する基板、及び前記プローブと離間して配置されるコイルホルダを有するプローブカードと、磁界を発生し、前記コイルホルダにより前記プローブカードに装着或いは取り外される磁気コイルとを具備し、測定される複数の磁気センサ、針当てする複数のプローブ、及び前記磁気コイルが前記ステージに対して垂直方向に直線上に配置される磁気センサ測定装置。

（付記２） 前記基板はガラエポ樹脂、ポリイミド樹脂、或いはエポキシ樹脂から構成される付記１に記載の磁気センサ測定装置。

１ プローブカード
２ 磁気コイル
３、３ａ ステージ
３ｂ プローバステージ
４ リング
４ｂ ウェハリング
５、５ｂ シート
６、６ａ 磁気センサデバイス群（ＤＵＴ）
７ 電源
８ 計測部
９ ＴＡＢテープ
１０ プローブ
１１ 基板
１２ コイルホルダ
１３ 磁気コイル収納部
１４ 補強部
２１ 中空部
３１、３２ 電源線
３３ 信号線
４１ 端子
５１ ウェハ
５２ 磁気センサチップ群（ＤＵＴ）
５３ ボンディングパッド
９０、９０ａ、９１ 磁気センサ測定装置
ＭＳＣ、ＭＳＣ１〜４ 磁気センサチップ（ＤＵＴ）
ＭＳＤ、ＭＳＤ１〜４ 磁気センサデバイス（ＤＵＴ）

Claims (5)

1. 磁気特性が測定される磁気センサが載置されるステージと、
   前記磁気センサの針当てに適用されるプローブ、前記プローブを支持する基板、及び前記プローブと離間して配置されるコイルホルダを有するプローブカードと、
   磁界を発生し、前記プローブ上に配置され、前記コイルホルダにより前記プローブカードに装着或いは取り外される磁気コイルと、
   を具備することを特徴とする磁気センサ測定装置。
2. 前記磁気センサは樹脂封止されてシート上に複数載置され、複数の前記磁気センサは前記磁気コイルにより発生される磁界が印加され、複数の前記プローブによりそれぞれ針当てされることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ測定装置。
3. 前記磁気センサはウェハ状態でシート上に複数載置され、複数の前記磁気センサは前記磁気コイルにより発生される磁界が印加され、複数の前記プローブによりそれぞれ針当てされることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ測定装置。
4. 前記磁気センサはＴＡＢテープ或いはＣＯＦテープ上に複数載置され、複数の前記磁気センサは前記磁気コイルにより発生される磁界が印加され、複数の前記プローブによりそれぞれ針当てされることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ測定装置。
5. 前記コイルホルダは非磁性を有するセラミック部材或いは金属部材から構成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の磁気センサ測定装置。

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