JP2015072128A - 半導体装置の検査装置および半導体装置の検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】精度良く温度特性検査を行うことのできる半導体装置の検査装置および半導体装置の検査方法を提供する。【解決手段】検査装置１は、ホットプレート６と、カバー２と、昇降シリンダ５を備えている。ホットプレート６は、筐体型半導体装置３を載せるためのステージであり、ステージ用ヒータ６ａを備えている。検査装置１は、筐体型半導体装置３の温度特性検査を行うための装置である。カバー２は、カバー本体２ａを備えている。カバー本体２ａは、底部２１およびこの底部２１を囲う側面部２２を備えた箱型の構造である。底部２１および側面部２２は、凹部２ｃを形成する。カバー２の内面すなわち凹部２ｃの内面には、筐体型半導体装置３の電極端子３ａに接するべきコンタクトピン４が設けられている。カバー２におけるコンタクトピン４を設置した部位には、上方ヒータ１１ａが設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置の検査装置および半導体装置の検査方法に関する。

従来、例えば、特開平０１−１６１１７１号公報に開示されているように、半導体装置を加熱するためのヒータを内蔵した半導体装置の検査装置が知られている。この検査装置では、内蔵したヒートブロックの上面に、半導体装置のパッケージ底面が接触させられる。ヒートブロックを熱源として用いて、半導体装置を直接に所定温度にまで加熱することができる。

特開平０１−１６１１７１号公報 特開２０００−３０６９６２号公報 特開２００９−２２４７９８号公報 実開昭６２−０４７９７９号公報 特開２００２−３７２５６６号公報 特開昭６０−２５３８８４号公報 特開平０５−１７２７３５号公報 特開２０１２−１７５０４６号公報 特開平６−２０９０３９号公報

半導体装置の温度特性検査を行う場合には、半導体装置を加熱する。ここでいう温度特性検査とは、半導体装置を所定温度まで加熱した状態で、半導体装置の電気的特性を検査することである。半導体装置の加熱は、一般に、ホットプレート等のステージに内蔵したヒータで半導体装置を加熱したり、恒温槽またはリフロー炉等で半導体装置を加熱したりすることで行うことができる。

加熱により一定温度に達した半導体装置の電極端子に対して、電気的特性検査用のコンタクトピンを接触させる必要がある。このとき、コンタクトピンおよび電極端子が熱伝導経路となって半導体装置の熱が逃げてしまい、半導体装置の温度が低下してしまう。このような意図しない温度低下により、温度特性検査の精度が悪化するという問題があった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、精度良く温度特性検査を行うことのできる半導体装置の検査装置および半導体装置の検査方法を提供することを目的とする。

本発明にかかる半導体装置の検査装置は、
第１ヒータを備えたステージと、
前記ステージの上に載せられた半導体装置を覆うためのカバーと、
前記カバーの内面に設けられたコンタクトピンと、
前記カバーに設けられ前記コンタクトピンを加熱する第２ヒータと、
を備えることを特徴とする。

本発明にかかる半導体装置の検査方法は、
第１ヒータを備えたステージに半導体装置を載せるステップと、
内面に設けられたコンタクトピンと、前記コンタクトピンを加熱するヒータと、を備えたカバーを準備するステップと、
前記ステージの上に載せられた半導体装置を前記カバーで覆い、前記電極端子に前記コンタクトピンを接触させるステップと、
前記第１ヒータおよび前記第２ヒータに通電して前記半導体装置および前記コンタクトピンを加熱し、前記コンタクトピンを介して前記半導体装置の電気的測定を行うステップと、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、コンタクトピンを介して半導体装置から熱が逃げることを抑制し、精度良く温度特性検査を行うことができる。

本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の検査装置を示す図である。 本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の検査装置を示す図である。 本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の検査装置を示す図である。 本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の検査装置を示す図である。 本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の検査装置を示す図である。 本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の検査装置を示す図である。 本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の検査方法を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２にかかる半導体装置の検査装置を示す図である。 本発明の実施の形態２にかかる半導体装置の検査装置を示す図である。 本発明の実施の形態３にかかる半導体装置の検査装置を示す図である。

実施の形態１．
図１乃至６は、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の検査装置１を示す図である。図１は、検査装置１の全体を示す斜視図である。

検査装置１は、ホットプレート６と、カバー２と、昇降シリンダ５を備えている。ホットプレート６は、筐体型半導体装置３を載せるためのステージであり、ステージ用ヒータ６ａを備えている。検査装置１は、筐体型半導体装置３の温度特性検査を行うための装置である。ここでいう温度特性検査とは、筐体型半導体装置３を所定温度まで加熱した状態で、筐体型半導体装置３の電気的特性を検査することである。

検査装置１は、昇降シリンダ５を備えている。昇降シリンダ５には、アーム５ａが設けられている。アーム５ａが上下に移動することで、カバー２を上下動させることができる。昇降シリンダ５に内蔵された制御部が制御プログラムを実行することで、アーム５ａが制御される。

カバー２は、カバー本体２ａを備えている。カバー本体２ａは、底部２１およびこの底部２１を囲う側面部２２を備えた箱型の構造である。底部２１および側面部２２は、凹部２ｃを形成する。この凹部２ｃに、筐体型半導体装置３が収まるようになっている。凹部２ｃの縁がホットプレート６に接することで、凹部２ｃ内面およびホットプレート６の上面によって密閉空間が形成される。

カバー２は、温度特性検査の実行中に、ホットプレート６上に載せられた筐体型半導体装置３を覆う。カバー２の内面すなわち凹部２ｃの内面には、筐体型半導体装置３の電極端子３ａに接するべきコンタクトピン４が設けられている。コンタクトピン４は、図示しない電気測定機器（具体的には、電流計、電圧計その他の測定機器）に接続している。

カバー２におけるコンタクトピン４を設置した部位には、上方ヒータ１１ａが設けられている。具体的には、カバー本体２ａにおける底部２１の中央に、上方ヒータ１１ａが内蔵されている。上方ヒータ１１ａは、筐体型半導体装置３の温度特性検査の際に通電される。この上方ヒータ１１ａの加熱により、コンタクトピン４が加熱される。その結果、コンタクトピン４が電極端子３ａから吸熱することを防ぐことができる。

カバー２内には、上方ヒータ１１ａと離間して側面ヒータ１１ｂ、１１ｃが設けられている。側面ヒータ１１ｂは側面部２２の一方に設けられている。側面ヒータ１１ｃは、側面ヒータ１１ｂを取り付けた側面部２２とは反対側の、他方の側面部２２に設けられている。これにより、凹部２ｃで囲まれる空間の中央を挟み込むように、側面ヒータ１１ｂ、１１ｃを対向させることができる。

ステージ用ヒータ６ａ、上方ヒータ１１ａ、および側面ヒータ１１ｂ、１１ｃからなる複数のヒータを用いて、筐体型半導体装置３に対してその上下方向および左右方向からの加熱を行うことができる。よって、筐体型半導体装置３の内部温度を均一に近づけることができる。その結果、筐体型半導体装置３の内部温度がばらつくことを抑制し、より精度の高い温度特性検査を行うことができる。また、密閉空間内で加熱を行うことで筐体型半導体装置３の昇温を効率良く行うことができ、検査温度に達するまでの昇温時間を短縮することができる。

カバー２は、カバー本体２ａと、スライド枠８と、バネ９とを備えている。スライド枠８は、カバー本体２ａの縁とほぼ同じサイズを有する４角形の枠であり、断面形状がコの字状である。スライド枠８はカバー本体２ａの縁に取り付けられており、図２に示すようにスライド枠８のコの字状の断面がカバー本体２ａの縁を覆う。

スライド枠８は、カバー本体２ａに直接には固定されておらずバネ９を介して接続されており、カバー本体２ａに近づく方向と遠ざかる方向に可逆的にスライド可能である。バネ９は、カバー本体２ａの縁に設けられた凹部２ｂに収納されている。バネ９の一端は凹部２ｂの底面に固定され、バネ９の他端はスライド枠８に接続している。

図５は、スライド枠８の構成を表す拡大断面図である。カバー本体２ａの四隅にバネ９を入れてスライド式にし、スライド枠８に可動域をもたせている。これにより、筐体型半導体装置３の高さのバラつきや品種別の高さにかかわらず、密閉性を確保して昇温検査を行うことができる。

図４はカバー２とホットプレート６とが接触する位置を表す拡大断面図である。カバー２の縁、具体的にはスライド枠８に沿って、パッキン７が取り付けられている。図４のように、カバー本体２ａが下降した際に密閉用のパッキン７がホットプレート６に押付けられることで、パッキン７が変形する。

この密閉用のパッキン７は、カバー本体２ａが下降した際にカバー本体２ａとホットプレート６の間の隙間を塞ぐように働く。つまり、カバー２がホットプレート６に押し付けられたときパッキン７が密閉性を確保する。その結果、カバー本体２ａ内が密閉され、カバー本体２ａ内部への外気の流入および内気の流出の影響による筐体型半導体装置３の温度低下を防ぐことができる。

図６はカバー本体２ａを断熱材１０を用いて構成した場合の、筐体型半導体装置３への熱の伝わり方を模式的に示した図である。カバー本体２ａが外部への熱の放出を防ぎ、内部の温度低下を防ぐことができる。カバー本体２ａには、断熱材を用いることが好ましい。断熱材を用いることで、内部空間の温度低下を防ぐことができる。

図７は、本発明の実施の形態１にかかる半導体装置の検査方法を示すフローチャートである。

（ステップＳ１）
検査装置１を準備し、所定個数の筐体型半導体装置３を検査装置１の設置場所に搬入する。検査装置１はカバー２がスライド枠８を備えているので、高さの異なる複数種類の筐体型半導体装置を順次検査することもできる。

（ステップＳ２）
ステージ用ヒータ６ａを備えたホットプレート６に、筐体型半導体装置３を載せる。図示しない搬送装置や手作業により、筐体型半導体装置３を載せればよい。

（ステップＳ３）
カバー２を降下させてホットプレート６上に載せられた筐体型半導体装置３をカバー２で覆い、電極端子３ａにコンタクトピン４を接触させる。カバー２の降下は、昇降シリンダ５のアーム５ａを制御することで行われる。

（ステップＳ４）
次に、温度特性検査を行う。まず、ステージ用ヒータ６ａおよび上方ヒータ１１ａに通電する。これにより、筐体型半導体装置３およびコンタクトピン４を加熱し、コンタクトピン４を介して筐体型半導体装置３の電気的測定を行う。

（ステップＳ５）
検査終了後には、アーム５ａを制御してカバー２を上昇させる。

（ステップＳ６）
その後、検査した筐体型半導体装置３を、未検査の筐体型半導体装置３と交換する。その後リターンし、必要数が完了するまで繰り返し検査が行われる。

以上説明した実施の形態１にかかる半導体装置の試験方法によれば、コンタクトピン４を介して筐体型半導体装置３から熱が逃げることを抑制し、精度良く温度特性検査を行うことができる。

実施の形態２．
図８は、本発明の実施の形態２にかかる半導体装置の検査装置１０１を示す図である。カバー２をカバー１０２に置換した点を除き、検査装置１０１は実施の形態１にかかる検査装置１と同様である。なお、説明の簡略化のため、昇降シリンダ５は図示を省略している。

カバー１０２は、カバー本体１０２ａを備えている。カバー本体１０２ａは、実施の形態１のカバー本体２ａと同様に、底部１２１および側面部１２２を備えた箱型の構造である。底部１２１および側面部１２２により、凹部１０２ｃが形成されている。カバー本体１０２ａの縁には、パッキン７が設けられている。

なお、実施の形態１とは異なり、カバー１０２は、スライド枠８を備えていない。しかしながら本発明はこれに限られず、カバー１０２の縁に沿って実施の形態１と同様にスライド枠８およびバネ９を設けてもよい。

実施の形態１とは異なり、カバー本体１０２ａは２重構造となっている。カバー本体１０２ａは、内側部２１３および外側部２１２を備えている。カバー本体１０２ａの底部１２１および側面部１２２は、いずれも内側部２１３および外側部２１２で２重になっている。

内側部２１３はカバー本体１０２ａの内側に露出し、外側部２１２は内側部２１３より外側に設けられている。内側部２１３の熱伝導率は、外側部２１２の熱伝導率よりも高いことが好ましい。外側部２１２は断熱材からなることが、より好ましい。

上方ヒータ１１ａ、側面ヒータ１１ｂ、１１ｃが発する熱が内側部２１３全体に伝わる。そうすることで内側部２１３全体が熱源となり、広い範囲から筐体型半導体装置３を加熱することができる。また、内側部２１３で熱を一旦保持することもできるので、筐体型半導体装置３の交換時に、カバー本体２ａ内の温度低下を抑えることができる。

図９は、本発明の実施の形態２の変形例にかかる半導体装置の検査装置１５１を示す図である。検査装置１５１は、側面ヒータ１１ｂ、１１ｃを除去し、上方ヒータ１１ａおよびステージ用ヒータ６ａのみを備える。

また、内側部２１３に熱伝導性の良い素材を用いることで、熱が内側部２１３全体に伝わりやすくなる。そこで、上方ヒータ１１ａのみをカバー１０２に取り付けて、側面ヒータ１１ｂ、１１ｃを除去してもよい。このときの熱の伝わり方を、図９に示す。

図９の矢印ｈｍに示すように、上方ヒータ１１ａからの熱が側面部１２２側へと伝わり内側部２１３全体に伝わる。内側部２１３全体に伝わった熱は、内側部２１３全体から筐体型半導体装置３を取り囲むように放熱される。そこで、図９に示すように、１つの上方ヒータ１１ａで、側面ヒータ１１ｂ、１１ｃを取付けたときと同等の温度ばらつき低減効果を得ることができる。

実施の形態３．
図１０は、本発明の実施の形態３にかかる半導体装置の検査装置２０１を示す図である。カバー２をカバー２０２に置換した点を除き、検査装置２０１は実施の形態１にかかる検査装置１と同様である。なお、説明の簡略化のため、昇降シリンダ５は図示を省略している。

カバー２０２は、カバー本体１０２ａに対してダクト２１４を取り付けたものである。検査装置２０１は、熱風を送る熱風装置２５０と、ダクト２１４を備えている。ダクト２１４は、一端がカバー２の内面に開口し、他端が熱風装置２５０に接続している。

なお、実施の形態１とは異なり、カバー２０２は、スライド枠８を備えていない。しかしながら本発明はこれに限られず、カバー２０２の縁に沿って実施の形態１と同様にスライド枠８およびバネ９を設けてもよい。

筐体型半導体装置３を入れ替える際に、カバー本体１０２ａを開けることで内部の温度が低下してしまう。筐体型半導体装置３の交換後に、カバー２０２をホットプレート６に押し付けて密閉空間を形成したところに、図１０に示すようにダクト２１４から熱風ｆｌｗを送り込む。これにより、カバー２０２内部の昇温時間を短縮することができる。

１、１０１、２０１ 検査装置、２、１０２、２０２ カバー、２ａ、１０２ａ カバー本体、２ｂ 凹部、２ｃ、１０２ｃ 凹部、３ 筐体型半導体装置、３ａ 電極端子、４ コンタクトピン、５ 昇降シリンダ、５ａ アーム、６ ホットプレート、６ａ ステージ用ヒータ、７ パッキン、８ スライド枠、９ バネ、１０ 断熱材、１１ａ 上方ヒータ、１１ｂ、１１ｃ 側面ヒータ、２１、１２１ 底部、２２、１２２ 側面部、２１２ 外側部、２１３ 内側部、２１４ ダクト、２５０ 熱風装置

Claims (9)

1. 第１ヒータを備えたステージと、
   前記ステージの上に載せられた半導体装置を覆うためのカバーと、
   前記カバーの内面に設けられたコンタクトピンと、
   前記カバーに設けられ前記コンタクトピンを加熱する第２ヒータと、
   を備えることを特徴とする半導体装置の検査装置。
2. 前記カバーは、底部および前記底部を囲う側面部を備え、前記底部および前記側面部で形成される凹部を備え、
   前記側面部に第３ヒータが設けられたことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の検査装置。
3. 前記カバーは、底部および前記底部を囲う側面部を備え、前記底部および前記側面部で形成される凹部を備え、
   前記コンタクトピンは、前記凹部の内面に設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の検査装置。
4. 前記カバーの縁に沿ってパッキンが取り付けられ、
   前記カバーが前記ステージに押し付けられたとき前記パッキンが密閉空間を形成することを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の検査装置。
5. 前記カバーは、前記カバーの内側に露出する内側部および前記内側部より外側に設けられた外側部を備え、
   前記内側部の熱伝導率は、前記外側部の熱伝導率よりも高いことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置の検査装置。
6. 前記外側部は断熱材からなることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置の検査装置。
7. 前記カバーは、
   カバー本体と、
   前記カバー本体の縁に沿って前記縁を覆い、前記カバー本体に近づく方向と遠ざかる方向に可逆的にスライド可能な枠部と、
   前記カバー本体の縁と前記枠部との間に設けられたバネと、
   を含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の半導体装置の検査装置。
8. 熱風を送る熱風装置と、
   一端が前記カバーの内面に開口し、他端が前記熱風装置に接続したダクトと、
   を備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の半導体装置の検査装置。
9. 第１ヒータを備えたステージに、電極端子を備えた半導体装置を載せるステップと、
   内面に設けられたコンタクトピンと、前記コンタクトピンを加熱するヒータと、を備えたカバーを準備するステップと、
   前記ステージの上に載せられた半導体装置を前記カバーで覆いつつ前記電極端子に前記コンタクトピンを接触させるステップと、
   前記第１ヒータおよび前記第２ヒータに通電して前記半導体装置および前記コンタクトピンを加熱し、前記コンタクトピンを介して前記半導体装置の電気的測定を行うステップと、
   を備えることを特徴とする半導体装置の検査装置。

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