JP2013231624A

JP2013231624A - 半導体チップの通電検査装置

Info

Publication number: JP2013231624A
Application number: JP2012102694A
Authority: JP
Inventors: Shinsuke Hirayama; 心祐平山; Hiroyuki Yamagishi; 弘幸山岸; Yoko Yamaji; 陽子山路; Shigeto Akahori; 重人赤堀
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2012-04-27
Publication date: 2013-11-14
Anticipated expiration: 2032-04-27
Also published as: JP6063145B2

Abstract

【課題】半導体チップの表面形状によらず複数のコンタクタを該半導体チップに対して確実に当接させることができると共に部品点数の削減を図ることができ、これによって部品交換を容易に行うことができる半導体チップの通電検査装置を提供する。
【解決手段】半導体チップ２００の通電検査装置１０Ａは、半導体チップ２００に電流を流して半導体チップ２００を検査するものであって、半導体チップ２００に当接する複数のコンタクタ１６と、導電性を有して各コンタクタ１６を半導体チップ２００に向けて付勢可能な付勢部材２４と、複数のコンタクタ１６を付勢部材２４の付勢方向に沿って移動可能に支持するコンタクタ支持体１８とを備え、付勢部材２４は、各コンタクタ１６に対応して設けられた複数の弾性変形部６０と、複数の弾性変形部６０を連結する固定部６２とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体チップに電流を流して該半導体チップを検査する半導体チップの通電検査装置に関する。

従来、半導体チップをパッケージに封入してモジュール化する前に、一対の通電電極を半導体チップに当接させた状態で、これら通電電極を介して半導体チップに電流を流す通電検査が広汎に行われている。これは、モジュール化後の通電検査で半導体チップの欠陥が判明した場合には、モジュール全体が欠陥品（仕損品）となるので、半導体チップ単体の段階で通電検査を行うことにより、欠陥のある半導体チップを排除できるようにするためである。

この種の通電検査装置として、半導体チップに当接する複数のコンタクタと、各コンタクタを前記半導体チップに向けて付勢する複数のコイルばねとを有した通電電極を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような構成によれば、半導体チップの表面（半導体チップにおける通電電極との当接面）に凹凸等がある場合であっても、各コンタクタを前記半導体チップに対して片当たりすることなく当接させることができる。

特開２０１０−１４５３１２号公報

しかしながら、上述した従来技術に係る通電検査装置は、コンタクタごとにコイルばねを設けているので、通電電極の構造が複雑で壊れ易い。そのため、例えば、コンタクタが１本だけ破損した場合にその取り替えに手間がかかるおそれがある。

本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、半導体チップの表面形状によらず複数のコンタクタを該半導体チップに対して確実に当接させることができると共に部品点数の削減を図ることができ、これによって部品交換を容易に行うことができる半導体チップの通電検査装置を提供することを目的とする。

［１］本発明に係る半導体チップの通電検査装置は、半導体チップに電流を流して該半導体チップを検査する半導体チップの通電検査装置であって、前記半導体チップに当接する複数のコンタクタと、導電性を有して前記各コンタクタを前記半導体チップに向けて付勢可能な付勢部材と、前記複数のコンタクタを前記付勢部材の付勢方向に沿って移動可能に支持するコンタクタ支持部と、を備え、前記付勢部材は、前記各コンタクタに対応して設けられた複数の弾性変形部と、前記複数の弾性変形部を連結する固定部と、を有することを特徴とする。

本発明に係る半導体チップの通電検査装置によれば、付勢部材が、各コンタクタに対応して設けられた複数の弾性変形部と、前記複数の弾性変形部を連結する固定部とを有しているので、例えば、複数のコンタクタに対して付勢部材を１つだけ設けて部品点数の削減を図ることができる。これにより、部品交換を容易に行うことができる。また、前記各弾性変形部の弾発力によって前記各コンタクタを半導体チップに向けて付勢することができるので、該半導体チップの表面形状によらず前記複数のコンタクタを該半導体チップに対して確実に当接させることができる。

［２］上記の通電検査装置において、板材を凹凸状に形成することにより前記各弾性変形部が構成されていてもよい。このような構成によれば、各弾性変形部を独立して弾性変形させることができる。すなわち、ある弾性変形部が弾性変形した際に、その影響が他の弾性変形部に及ぶことを好適に抑えることができる。

［３］上記の通電検査装置において、前記コンタクタ支持部は、隣接する前記コンタクタの間に配設される仕切壁を有していてもよい。このような構成によれば、隣接するコンタクタの間に仕切壁が設けられているので、隣接するコンタクタが接触して互いに干渉することを防止することができる。

［４］上記の通電検査装置において、前記付勢部材は、プレス成形によって一体的に成形されていてもよい。このような構成によれば、付勢部材をプレス成形によって一体的に成形することができるので、該付勢部材の製造を容易に行うことができる。

［５］上記の通電検査装置において、前記各弾性変形部は、平板状に形成されており、前記付勢部材には、前記各弾性変形部の外周に沿って空間部が設けられていてもよい。

このような構成によれば、平板状に形成された各弾性変形部の外周に沿って空間部が設けられているので、前記各弾性変形部を独立して弾性変形させることができる。

本発明によれば、付勢部材が、各コンタクタに対応して設けられた複数の弾性変形部と、前記複数の弾性変形部を連結する固定部とを有しているので、半導体チップの表面形状によらず複数のコンタクタを該半導体チップに対して確実に当接させることができると共に部品点数の削減を図ることができ、これによって部品交換を容易に行うことができる。

本発明の第１実施形態に係る半導体チップの通電検査装置の一部省略断面図である。図１に示す第２通電電極の一部省略斜視図である。前記第２通電電極の分解斜視図である。図３に示す付勢部材の背面側からの斜視図である。各コンタクタを半導体チップに当接させた状態を示す一部省略断面図である。本発明の第２実施形態に係る半導体チップの通電検査装置の一部省略断面図である。図６に示す付勢部材の斜視図である。

以下、本発明に係る半導体チップの通電検査装置について、好適な実施形態を例示し、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る半導体チップ２００の通電検査装置（以下、単に「検査装置」と称する。）１０Ａは、半導体チップ２００に第１通電電極１２と第２通電電極１４とを当接させた状態でこれら通電電極１２、１４を介して該半導体チップ２００に大電流（１０００Ａ程度の電流）を流して該半導体チップ２００の電気特性を検査するための装置である。

先ず、本実施形態に係る半導体チップ２００の構成について説明する。図１に示すように、半導体チップ２００は、Ｓｉ等の半導体２０２と、半導体２０２の一方の面に形成された第１電極２０４と、半導体２０２の他方の面に形成された第２電極２０６とを有する、例えば、１ｃｍ角〜１．５ｃｍ角の半導体チップである。

第１電極２０４は、半導体２０２の一方の面における全体を覆うように形成されたＡｌ電極層、あるいは、半導体２０２に対してＡｌ層及びＮｉ層が順に積層された電極層である。一方、第２電極２０６は、半導体２０２の他方の面における中央部分を覆うように形成されたＡｌ電極層、あるいは、半導体２０２に対してＡｌ層及びＮｉ層が順に積層された電極層である。また、半導体２０２の他方の側における第２電極２０６の外側には、半導体２０２内のＰＮ接合での電界集中を緩和するためのガードリング２０８が形成されている。

上述した半導体チップ２００としては、例えば、ＩＧＢＴ又はダイオードがある。すなわち、半導体チップ２００がＩＧＢＴの場合、第１電極２０４がコレクタ電極になると共に、第２電極２０６がエミッタ電極になる。なお、本実施形態に係る図面では、ゲート電極は図示されていない。一方、半導体チップ２００がダイオードの場合、第１電極２０４がカソード電極になると共に、第２電極２０６がアノード電極になる。

以上のように構成される半導体チップ２００は、製造誤差等によって、例えば、該半導体チップ２００の他方の面（第２電極２０６の他方の面）に凸部２１０と凹部２１２が形成されることがある。なお、本実施形態に係る図面では、半導体チップ２００の他方の面に形成される凸部２１０と凹部２１２の段差を誇張して示している。

次に、本実施形態に係る通電検査装置１０Ａについて説明する。通電検査装置１０Ａは、半導体チップ２００の一方の面（第１電極２０４の一方の面）に当接する第１通電電極１２と、半導体チップ２００の他方の面に当接する第２通電電極１４とを備える。第１通電電極１２は、例えば、金属等の導電材料により構成されたブロック部材として形成されている。

図１〜図３に示すように、第２通電電極１４は、半導体チップ２００の他方の面に当接する複数（例えば、９個）のコンタクタ１６と、これらコンタクタ１６を支持するコンタクタ支持体１８と、コンタクタ支持体１８を固定するための固定ナット２０が取り付けられる電極基部２２と、各コンタクタ１６を半導体チップ２００に向けて付勢する付勢部材（導電性弾性体）２４とを有する。

各コンタクタ１６は、例えば、金属等の導電材料により構成されている。また、各コンタクタ１６は、略四角柱状に形成されており、その４つの角部がその他端部を残して面取り加工されている。すなわち、各コンタクタ１６には、４つの角部に対応して湾曲面３０が形成されている。

このようなコンタクタ１６は、例えば、金属素材からワイヤカットにより四角柱部材を切り出し、その四角柱部材の４つの角部をその他端部を残して旋盤加工により面取りすることによって容易に製造することができる。

コンタクタ支持体１８は、例えば、金属材料で構成されており、各コンタクタ１６の一端側が挿通可能な複数（９個）の挿通孔３２が形成された円柱部３４と、該円柱部３４の軸線方向略中央からその外方に突出した円環状の鍔部３６とを含む。

各挿通孔３２は、円柱部３４をその軸線方向に沿って貫通するように形成された平面視で略方形状の孔であって、各コンタクタ１６のうち湾曲面３０が形成されている部分の断面形状に対応した形状に形成されている。これにより、各コンタクタ１６の他端部の角部を円柱部３４の他端面に当接させることができるので、各コンタクタ１６が各挿通孔３２から抜け落ちることを好適に防止することができる。

図３から諒解されるように、前記複数の挿通孔３２は、３行３列で等間隔に位置している。すなわち、隣接する挿通孔３２の間には仕切壁３８が設けられている。なお、仕切壁３８の厚み寸法は、コンタクタ１６の一辺よりも十分に小さい寸法に設定されている。これにより、各コンタクタ１６を各挿通孔３２に挿通させた状態で近接させることができる。

円柱部３４の外周面と鍔部３６の外周面には、円柱部３４の軸線方向に沿って位置決め用のキー溝４０が形成されている（図３参照）。このようなコンタクタ支持体１８は、例えば、金属素材を放電加工したり、金属粉末を焼結したりすることにより容易に製造することができる。

電極基部２２は、コンタクタ支持体１８と付勢部材２４を保持するための保持部４２と、保持部４２に一体的に設けられて第２通電電極１４の主電路を構成する通電部４４とを含む。

保持部４２には、コンタクタ支持体１８の他端部が収容される円筒部４６と、前記円筒部４６の他方の開口部を塞ぐようにして該円筒部４６の他端に一体的に設けられた取付部４８と、前記円筒部４６の外周面と前記取付部４８の外周面とに固着されて固定ナット２０が螺合するねじ部５０とが設けられている。

円筒部４６の内周面には、その軸線方向に沿って位置決め用のキー溝５２が形成されている（図３参照）。取付部４８の一方の面には、付勢部材２４の一部が収容される凹部５４が形成されている。凹部５４の側壁部の一端面には、付勢部材２４を固定するためのねじ部材５６が螺合する複数（４つ）のねじ孔５８が形成されている。

図４に示すように、付勢部材２４は、例えば、金属（りん青銅）等の導電材料で構成された円板状部材であって、各コンタクタ１６に対応して設けられた複数（例えば、９個）の弾性変形部６０と、これら弾性変形部６０を連結する固定部６２とを含む。

複数の弾性変形部６０は、３行３列で等間隔に位置している。各弾性変形部６０は、凹凸状に形成されている。すなわち、各弾性変形部６０には、各コンタクタ１６の他端面に当接可能なように固定部６２の一方の側に突出して平面視で円形状に形成された当接部（凸部）６４と、当接部６４の外周と固定部６２とに連なり該固定部６２の他方の側に突出する円環部（円環凹部）６６とが設けられている。

換言すれば、各弾性変形部６０は、断面波状に形成されている（図１参照）。このように構成される各弾性変形部６０は、各コンタクタ１６の長手方向に沿って好適に撓ませることができる。

固定部６２は、平板状に形成されている。固定部６２のうち弾性変形部６０の外側の部分には、その周方向に等間隔離間して複数（４つ）の貫通孔６８が形成されている。各貫通孔６８には、付勢部材２４を取付部４８に固定するためのねじ部材５６が挿通される。また、固定部６２の縁部には、位置決め用の切欠部７０が形成されている。

このような付勢部材２４は、金属板をプレス成形することによって、各弾性変形部６０及び固定部６２等を一体的に成形することができる。これにより、該付勢部材２４を容易に製造することができる。

以上のように構成される第２通電電極１４は、例えば、次のように組み立てられる。先ず、円筒部４６のキー溝５２に位置決めキー７２を挿入した状態で、該位置決めキー７２が付勢部材２４の切欠部７０に挿入されるように、該付勢部材２４を電極基部２２に装着する。そして、各ねじ部材５６を該付勢部材２４の各貫通孔６８を通して取付部４８のねじ孔５８に締め付ける。

次いで、コンタクタ支持体１８の各挿通孔３２に各コンタクタ１６を挿通した状態で、該コンタクタ支持体１８のキー溝４０に位置決めキー７２が挿入されるように該コンタクタ支持体１８を電極基部２２に装着する。

このように位置決めキー７２を用いることにより、各コンタクタ１６を付勢部材２４の各弾性変形部６０に対して容易に対向配置させることができる。なお、このとき、コンタクタ支持体１８の鍔部３６の他端面が円筒部４６の一端面とねじ部５０の一端面に当接する。

最後に、固定ナット２０をねじ部５０に締め付けることにより前記コンタクタ支持体１８が電極基部２２に保持される。

次に、以上のように構成される通電検査装置１０Ａの作用について図５を参照しながら説明する。図５に示すように、本実施形態に係る通電検査装置１０Ａでは、例えば、第１通電電極１２に半導体チップ２００を載置した状態で、第２通電電極１４（電極基部２２）を該半導体チップ２００に対して進行させると、一部のコンタクタ１６（コンタクタ１６ａと称する。）が半導体チップ２００の凸部２１０に当接する。

次いで、一部の弾性変形部６０（弾性変形部６０ａと称する。）が前記コンタクタ１６ａの他端面に接触すると共に、残余のコンタクタ１６（コンタクタ１６ｂと称する。）が半導体チップ２００の凹部２１２に当接する。このとき、コンタクタ１６ａとコンタクタ１６ｂの間には仕切壁３８が設けられているので、コンタクタ１６ａとコンタクタ１６ｂとが接触して互いに干渉することはない。すなわち、各コンタクタ１６ａ、１６ｂは、独立して動作することができる。

そして、電極基部２２をさらに進行させると、前記弾性変形部６０ａがコンタクタ１６ａの反力によって弾性変形すると共に、コンタクタ１６ｂが残余の弾性変形部６０（弾性変形部６０ｂと称する。）に接触する。この段階で、コンタクタ１６ａは、弾性変形部６０ａの弾発力によって半導体チップ２００に向けて付勢されることとなる。

このとき、弾性変形部６０ａは、板材を凹凸状に形成することにより構成されているので、独立して弾性変形することとなる。すなわち、付勢部材２４では、弾性変形部６０ａを構成する当接部６４と円環部６６のみが弾性変形し、該円環部６６に連なる固定部６２や弾性変形部６０ｂが変形することはない。これにより、弾性変形部６０ａが弾性変形した際に、その影響が弾性変形部６０ｂに及ぶことを好適に抑えられる。

そして、各弾性変形部６０によって各コンタクタ１６が付勢された状態、換言すれば、各コンタクタ１６を半導体チップ２００に押圧させた状態で、第１通電電極１２と第２通電電極１４との間に電流を流すことにより該半導体チップ２００の電気特性が検査される。このとき、導電部材で構成されている付勢部材２４は、電極基部２２と各コンタクタ１６との電気的導通を担うこととなる。

本実施形態によれば、付勢部材２４が、各コンタクタ１６に対応して設けられた複数の弾性変形部６０と、前記複数の弾性変形部６０を連結する固定部６２とを有しているので、複数のコンタクタ１６に対して付勢部材２４を１つだけ設けて部品点数の削減を図ることができる。これにより、部品交換を容易に行うことができる。

すなわち、例えば、複数のコンタクタ１６の１本が破損した場合には、固定ナット２０を外して、破損したコンタクタ１６をコンタクタ支持体１８から抜き出して新しいコンタクタに交換し、前記固定ナット２０を締め付けることにより容易に部品交換をすることができる。

また、本実施形態によれば、上述したように、各弾性変形部６０の弾発力によって前記各コンタクタ１６を半導体チップ２００に向けて付勢することができるので、該半導体チップ２００の表面形状によらず複数のコンタクタ１６を半導体チップ２００に対して確実に当接させることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る半導体チップ２００の通電検査装置１０Ｂについて図６及び図７を参照しながら説明する。なお、第２実施形態に係る通電検査装置１０Ｂにおいて、第１実施形態に係る通電検査装置１０Ａと同一又は同様な機能及び効果を奏する要素には同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。

図６及び図７に示すように、本実施形態に係る通電検査装置１０Ｂでは、付勢部材８０の構成が上述した付勢部材２４の構成と異なっている。具体的には、付勢部材８０は、複数（９個）の平板状の弾性変形部８２と、各弾性変形部８２の外周に形成された略Ｕ字状の孔部（空間部）８４と、これら弾性変形部８２を連結する固定部８６とを有する。

図７から諒解されるように、各弾性変形部８２は、例えば、平面視で矩形状に形成されており、その一辺が固定部８６に連なり、残余の３辺が孔部８４を構成する。なお、各弾性変形部８２の形状は任意に設定してよく、例えば、平面視で円形状に形成しても構わない。固定部８６は、第１実施形態に示した固定部６２と略同様に構成されている。

本実施形態によれば、各弾性変形部８２の外周に略Ｕ字状の孔部８４を形成しているので、各弾性変形部８２を独立して弾性変形させることができる。これにより、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

本発明は、上述した実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。

１０Ａ、１０Ｂ…通電検査装置１６…コンタクタ
１８…コンタクタ支持体２４、８０…付勢部材
３８…仕切壁６０、８２…弾性変形部
６２、８６…固定部６４…当接部
６６…円環部８４…孔部（空間部）

Claims

半導体チップに電流を流して該半導体チップを検査する半導体チップの通電検査装置であって、
前記半導体チップに当接する複数のコンタクタと、
導電性を有して前記各コンタクタを前記半導体チップに向けて付勢可能な付勢部材と、
前記複数のコンタクタを前記付勢部材の付勢方向に沿って移動可能に支持するコンタクタ支持部と、を備え、
前記付勢部材は、前記各コンタクタに対応して設けられた複数の弾性変形部と、
前記複数の弾性変形部を連結する固定部と、
を有することを特徴とする半導体チップの通電検査装置。
請求項１記載の半導体チップの通電検査装置において、
板材を凹凸状に形成することにより前記弾性変形部が構成されていることを特徴とする半導体チップの通電検査装置。
請求項１又は２に記載の半導体チップの通電検査装置において、
前記コンタクタ支持部は、隣接する前記コンタクタの間に配設される仕切壁を有することを特徴とする半導体チップの通電検査装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体チップの通電検査装置において、
前記付勢部材は、プレス成形によって一体的に成形されていることを特徴とする半導体チップの通電検査装置。
請求項１、３、又は４に記載の半導体チップの通電検査装置において、
前記各弾性変形部は、平板状に形成されており、
前記付勢部材には、前記各弾性変形部の外周に沿って空間部が設けられていることを特徴とする半導体チップの通電検査装置。