JP2018125507A - ウエハーレベルパッケージの試験ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】小スペースで多段構成を可能にし、且つ低コストの製作が可能になる、ウエハーレベルパッケージの試験ユニットを提供することにある。【解決手段】 前記ウエハートレー２０は、複数のウエハー位置制御機構２９を備え、前記ウエハー位置制御機構２９を個々に且つ相互に制御することで、前記ウエハーレベルパッケージ４０を所定の方向に所定の距離を移動させ、前記ウエハーレベルパッケージの端子４１と前記プローブカードのプローブピン６１ａとを高精度に位置決めし、さらに前記ウエハートレー２０に搭載したスライドガイドユニット２４と、前記プローブカード６０に設けられる前記トレー位置決めピン６３の嵌合により高精度に位置決めができる。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体デバイスのバーンイン試験装置や後工程試験装置等に使用されるテスターボードに、ウエハーレベルパッケージが搭載されるウエハートレーを搭載し、ウエハーレベルパッケージの端子とプローブカードの端子間の接触圧に、真空圧を利用して試験を実施する、ウエハーレベルパッケージの試験ユニットに関する。

ウエハーレベルパッケージの試験は、個別半導体パッケージと同様に高温或いは低温の環境下で、ストレス試験や機能試験等の電気的特性試験が行われている。
これらの試験には、前工程のウエハー試験で使用されるプローバー機構でウエハーの試験を行う、或はウエハーの切断・組立工程を経て、個別半導体パッケージとしてテストソケットに搭載され、バーンイン試験装置や後工程試験装置でそれぞれの試験が行われている。

これに対して、マルチウエハーテストを実現し、プローブカードとウエハーを真空圧により加圧接触させて、試験を行うウエハー検査装置が特許文献１に開示されている。

該特許文献１には、プローブカードとウエハーとをバキューム吸引力により加圧接触させて行われるウエハーレベルの検査において、所望のバキューム吸引力を発生させるための真空引きを高速かつ安定に行う発明が開示されている。

すなわち、特許文献１に係る発明は、ウエハーの搭載ステージに搭載されたウエハーとプローブカードの電気的接続に真空圧を利用することにより、プローバー機構の高さを低くしウエハー検査装置の多段構成を実現している。

特開２０１６−４６２８５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の発明は、プローバー機構の高さを低くすることで、ウエハー検査装置の多段構成を実現しているので、プローバー機構の高さは低くするには限界があり、３段或は４段構成が最大と思われ、コストも高くなるという課題があった。
また、高さ方向における多段構成の限界から、処理能力増を実現する為には、プローバー機構を横方向に数列設置する必要ことが考えられるが、ウエハー検査装置の横方向の大きさも大きくなり、且つコストも高くなるという課題があった。

従って、本発明の解決しようとする課題は、小スペースで多段構成を可能にし、且つ低コストの製作が可能になる、ウエハーレベルパッケージの試験ユニットを提供することにある。

本発明の課題を解決するための手段は、下記のとおりである。

第１に、
ウエハーレベルパッケージを搭載するウエハートレーを搭載し、プローブカードを搭載したテスターボードユニットを備え、
ウエハーレベルパッケージの端子とプローブカードの端子間の接触圧に、真空圧を利用して試験を実施するウエハーレベルパッケージの試験ユニットであり、
前記ウエハートレーは、
前記ウエハーレベルパッケージの外形をガイドする円形状の穴と、
該ウエハーレベルパッケージの外周の端子をガイドする穴を備え、
該ウエハーレベルパッケージが搭載される時、該ウエハーレベルパッケージを浮上りなく、所定の方向に所定の距離を移動させ、位置決めを行う複数のウエハー位置制御機構を備え、
さらに、前記ウエハートレーを前記テスターボードユニットに搭載する時、前記プローブカードに設けられた複数のトレー位置決めピンと嵌合するスライドガイドユニットを備えることを特徴とする、
ウエハーレベルパッケージの試験ユニット。
ここで、前記ウエハートレーを構成する主要部材は、前記ウエハーレベルパッケージの熱膨張率に近い熱膨張率を持つセラミック、または低熱膨張積層樹脂などを使用し、高精度に加工されることが望ましい。

第２に、
前記ウエハー位置制御機構は、
前記ウエハートレーの対向する両側に一対の構成で複数設けられ、
前記ウエハーレベルパッケージを浮上りなく、所定の方向に所定の距離を移動させるウエハー位置制御具と、前記ウエハー位置制御具に押圧力をかける駆動部を備え、
さらに、複数の前記ウエハー位置制御機構の動作により、前記ウエハーレベルパッケージの端子を所定の位置に留めることを特徴とする、
前記第１に記載のウエハーレベルパッケージの試験ユニット。
前記ウエハー位置制御機構は、前記駆動部にパルスモーターを使用する場合、直接的には前記プローブカードに設けられるプローブピンと、前記プローブピンに相対する位置の前記ウエハーレベルパッケージの端子との位置合せで位置決めを行い、スプリングを使用する場合は、前記ウエハーレベルパッケージの端子を前記ウエハートレーの端子ガイド穴の端面で止めて位置決めを行うものである。
ここで、ウエハー位置制御機構の設置場所は、正確な制御を行うためＸ軸、Ｙ軸方向の２ヵ所とすることができる。

第３に、
前記ウエハー位置制御機構は、
該ウエハー位置制御機構を制御する位置情報を得るための、１又は２個のアライメント用撮影機構を、ウエハーレベルパッケージの搬送ロボットのアームに備えることを特徴とする、
前記第２に記載のウエハーレベルパッケージの試験ユニット。

第４に、
前記アライメント用撮影機構は、
前記ウエハーレベルパッケージを搬送する搬送ロボットのアームにアライメント用カメラを備え、
さらに、前記ウエハートレーの下側に挿入される搬送ロボットのアームに２個の反射ミラーを備え、
さらに、前記反射ミラーの設置角度を可変にできることを特徴とする、
前記第３に記載のウエハーレベルパッケージの試験ユニット。

第５に、
前記スライドガイドユニットは
スライドベアリングを内蔵し、
前記スライドベアリングは、位置決めの基準となる前記スライドベアリングを除き、それぞれが所定の方向に微動可能に取り付けられ、前記プローブカードに設けられた前記トレー位置決めピンと嵌合することを特徴とする、
前記第１〜第４のいずれか一つに記載のウエハーレベルパッケージの試験ユニット。
具体的には、位置決めの基準となるスライドベアリングは微動させない、Ｘ軸方向のスライドベアリングはＸ軸方向に微動、Ｙ軸方向のスライドベアリングはＹ軸方向に微動、対角方向のスライドベアリングはＸ軸、Ｙ軸方向に微動できるように、前記スライドガイドユニットのフレームの穴の形状で対応する。

第６に、
前記プローブカードは、
プローブ基板と１ＤＵＴまたは複数ＤＵＴで構成する複数のコンタクト基板と、
前記コンタクト基板をプローブ基板に保持するコンタクト基板ホルダーと、
前記ウエハートレーとの位置決めを行う複数のトレー位置決めピンとを備え、
前記コンタクト基板は、
前記ウエハーレベルパッケージの端子と相対する位置にプローブピンと、
該コンタクト基板の表面側に前記コンタクト基板ホルダーの格子部と嵌合するスリットと、
前記コンタクト基板の裏面に前記プローブ基板の位置決め穴と嵌合する位置決めピンとを備えることを特徴とする、
前記第１〜第５のいずれか一つに記載のウエハーレベルパッケージの試験ユニット
前記コンタクト基板を１枚構成ではなく、複数枚で構成することにより、熱膨張の影響を最小化でき、且つ加工性及び組立性を改善し低コスト化も可能になる。

本発明によれば以下の効果を奏することができる。

第１の発明によれば、プローバー機構の代わりに、ウエハートレーが、複数のウエハー位置制御機構と、前記プローブカードの位置決めピンと嵌合する前記スライドガイドユニットを備えることで、前記ウエハートレーと前記ウエハーレベルパッケージとの位置決め、及び前記プローブカードとの位置決めとを高精度に行うので、小スペースで多段構成を可能にし、且つ低コストの製作が可能になる。

第２の発明によれば、前記ウエハー位置制御機構は、対向する両側に一対で構成され、前記ウエハーレベルパッケージをＸ軸，Ｙ軸の２方向から押圧し、前記ウエハーレベルパッケージの端子を、前記ウエハートレーの端子ガイド穴の所定の位置に止めて、その状態を維持させる機構を備えているので、前記ウエハートレーと前記ウエハーレベルパッケージ間の位置決めと、前記プローブカードと前記ウエハーレベルパッケージ間の位置決めとを高精度に行うことができる。
ここで、ウエハー位置制御機構の設置場所は、Ｘ軸、Ｙ軸方向の２ヵ所とすることで、正確な制御を行うことができる。

第３の発明によれば、前記ウエハー位置制御機構を制御する位置情報を得るアライメント用撮影機構を備えることで、前記ウエハーレベルパッケージの端子と前記プローブピン及び前記ウエハートレーの端子ガイド穴の正確な位置情報を得ることができる。

第４の発明によれば、前記アライメント用撮影機構は、ウエハーレベルパッケージの搬送ロボットのアームにアライメント用カメラを備え、さらに、前記ウエハートレーの下側に挿入される搬送ロボットのアームに２個の反射ミラーを備え、前記反射ミラーの設置角度を可変にすることで、一個のアライメント用カメラで前記ウエハーレベルパッケージの端子だけでなく、前記プローブピンの位置情報も得ることができる。
さらに、これらの位置情報によりフィードバック制御による高精度の位置決めができる。

第５の発明よれば、前記スライドガイドユニットは、前記プローブカードのトレー位置決めピンと嵌合する部分に、前記スライドベアリングを使用し、且つ、前記スライドベアリングは基準となるスライドベアリングを除き、それぞれ所定の方向への微動を可能にしているため、位置決めピンと前記スライドベアリング間のギャップも発生せず、位置精度を悪下することなく、熱変形等の影響も小さくし、前記ウエハートレーのスムーズな搭載・上下移動・取出しと高精度の位置決めが可能になる。

第６の発明によれば、前記プローブカードを１ＤＵＴ又は数ＤＵＴで構成される複数のコンタクト基板で構成することにより、使用材料の熱膨張による影響が小さく、材料の選択幅も増し、且つ低コストで製作することが可能になる。

本発明に係るウエハーレベルパッケージの試験ユニットの構成を示す斜視図である。 本発明に係るテスターボードユニットの構成を示す斜視図である。 本発明に係るウエハーの位置制御の駆動部に、パルスモーターを使用するウエハートレーの構成を示す斜視図である。 図３で示されるウエハートレーに、ウエハーレベルパッケージが搭載された状態を上面から透視した拡大図である。 本発明に係るアライメント用撮影機構の構成を示す断面図である。 本発明に係るウエハーの位置制御の駆動部に、スプリングを使用するウエハートレーの構成を示す斜視図である。 図６で示されるウエハートレーにウエハーレベルパッケージが搭載され、ウエハー位置制御具で押された状態における断面図で、［ａ］が押す側の断面図、［ｂ］が受ける側の断面図である。 テスターボードユニットを構成するプローブカードを示す斜視図である。 本発明に係る複数のコンタクト基板で構成されるプローブカードを示す斜視図である。 図９で示されるコンタクト基板を示す斜視図で、［ａ］が表面側の斜視図、［ｂ］が裏面側の斜視図である。 本発明に係る複数のウエハーレベルパッケージの試験ユニットが、ボードラックに搭載された状態を示す斜視図である。 本発明に係る複数のウエハーレベルパッケージの試験ユニットが搭載されるウエハー試験装置の斜視図である。 図１２で示されるウエハー試験装置の平面図である。

以下、本発明を実施するための形態を、ウエハーレベルパッケージを引用し、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。
ここで、添付図面において同一の部材には同一符号を付しており、また重複した説明は省略されている。
なお、ここでの説明は本発明が実施される一形態であることから、本発明は該当形態に限定されるものではない。

図１に示される本発明に係るウエハーレベルパッケージの試験ユニット１０は、ウエハートレー２０、テスターボードユニット３０、及び前記ウエハーレベルパッケージ４０から構成されている。
前記ウエハーレベルパッケージ４０を搭載する前記ウエハートレー２０は、前記テスターボードユニット３０に搭載・取出しができる機構になっている。

また、前記ウエハートレー２０は、前記ウエハーレベルパッケージ４０の位置決めを行う複数のウエハー位置制御機構２９を備えている。
さらに、前記テスターボードユニット３０を構成するプローブカード６０に設けられるトレー位置決めピン６３と、前記ウエハートレー２０のスライドガイドユニット２４が嵌合することで、高精度の位置決めがなされる。

図２に示される本発明に係る前記テスターボードユニット３０は、回路部品を搭載し、前記プローブカード６０との接続を行うプローブカード接続コネクター３３を搭載するテスターボード３１と、ウエハー試験装置９０（図１２）との電気的接続を行う接続コネクター３２と、押圧板７１（図１１）と前記テスターボード３１とで試験空間を構成する真空チャンバー枠３４と、前記テスターボード３１を補強するボードフレーム３５と、及び前記プローブカード６０とから構成されている。
なお、前記トレー位置決めピン６３は、前記プローブカード６０に設けられている。

図３に示される本発明に係る前記ウエハートレー２０は、トレーフレーム２１と、スライドガイドユニット２４と、及びウエハー位置制御機構２９とを備えている。
前記トレーフレーム２１は、前記ウエハーレベルパッケージ４０を搭載時、その外形をガイドするウエハーガイド穴２３と、ウエハーレベルパッケージの端子４１（図４）をガイドする端子ガイド穴２２とを備えている。

前記ウエハートレー２０は、前記ウエハー位置制御機構２９の駆動部２７に、パルスモーターを使用したものであり、ウエハーの位置制御を容易にし、前記ウエハーレベルパッケージの端子４１のボール径が小さくなっても位置制御が可能であり、ＢＧＡだけでなくＬＧＡなどの平坦な端子の位置制御も可能である。

前記ウエハー位置制御機構２９は、トレーフレーム２１上に対向してＸ、Ｙ方向に２対設けられている。
該ウエハー位置制御機構２９は、パルスモーターの回転を水平運動に変換するウエハー位置制御具２６と、駆動部２７とから構成されている。

該ウエハー位置制御具２６は、ボールネジ２７ａと連結するナット２６ａと、及びスライドピン２７ｂと嵌合するガイド穴２６ｂとを備えている。
該駆動部２７は、パルスモーターの他、前記ボールネジ２７ａと、前記スライドピン２７ｂと、及び取付板２７ｃとを備えている。

なお、前記ウエハー位置制御機構２９は、アライメント用撮影機構８４（図５）により、前記ウエハーレベルパッケージの端子４１の位置と、前記プローブカード６０のプローブピン６１ａ（図１０）の位置情報が得られ、前記ウエハー試験装置９０の制御装置（図示は省略）の制御により、前記ウエハーレベルパッケージの端子４１を浮上りなく、所定のＸ，Ｙ方向に、所定の距離を移動させ、前記プローブピン６１ａと前記ウエハーレベルパッケージの端子４１間の位置決めを高精度に行っている。

前記スライドガイドユニット２４は、前記スライドベアリング２５を内蔵し、前記トレーフレーム２１の四隅に設けられ、前記ウエハートレー２０と前記プローブカード６０間の位置決めを高精度に行い、且つ、スムーズな搭載・上下動及び取り出しを可能にしている。

図３で位置のみ示している、前記スライドベアリング２５を収容する前記スライドガイドユニットのガイド穴の形状は、次のとおりである。
２４ａは、基準となる穴でスライドベアリングとの間でギャップの無い円形状の穴である。
２４ｂは、Ｘ軸方向に微動可能な長円又は矩形状の穴である。
２４ｃは、スライドベアリングと所定のギャップを持つ円形状の穴である。
２４ｄは、Ｙ軸方向に微動可能な長円又は矩形状の穴である。

図４は、前記ウエハーレベルパッケージ４０を前記ウエハートレー２０に搭載し、前記ウエハー位置制御機構２９により、位置決めを実施した状態を上から透視拡大した図であり、前記ウエハーレベルパッケージの端子４１と前記プローブピン６１ａ及び前記端子ガイド穴２２との位置関係を表示している。

図４で示すように、前記ウエハーレベルパッケージの端子４１と前記端子ガイド穴２２は接触していない。
但し、前記ウエハーレベルパッケージ４０の回転方向の小さな傾きを補正する手段として、位置決め前に前記端子ガイド穴２２と接触させた後、位置制御することも効果的である。

図５は、前記アライメント機構８４の構成を示し、前記テスターボードユニット３０に前記ウエハーレベルパッケージ４０が搭載された前記ウエハートレー２０が搭載され、該ウエハートレー２０の上側と下側に、搬送ロボット８２（図１３）のアーム８６ａとアーム８６ｂが各々挿入された状態を示している。

前記アライメント用撮影機構８４は、前記アーム８６ａにアライメント用カメラ８４ａが設置され、前記アーム８６ｂに反射ミラー８５ａと反射ミラー８５ｂが設置される構成で、それぞれのアームに１又は２個設けられている。
以上の構成により、前記ウエハーレベルパッケージの端子４１及び前記端子ガイド穴２２の位置情報を得ることができる。

さらに、前記ウエハーレベルパッケージ４０を前記ウエハートレー２０に搭載後の位置情報が得られることで、フィードバック制御が可能になり、前記ウエハーレベルパッケージの端子４１と前記プローブピン６１ａ間の高精度の位置制御が行われる。

図６は、前記ウエハー位置制御機構２９の駆動部２７にスプリングを使用したウエハートレー２０の構成を示し、駆動部２７の起動に押圧解除ピン９４の押圧解除穴２８への挿入と抜去時のスプリングの反力を利用する機構である。

前記ウエハー位置制御具２６は、スライド用のスライド穴２６ｃを備え、下部にネジ山を有する２個のピン２６ｄでトレーフレーム２１上のスライド溝２１ａにスライド可能に取り付けられている。
なお、押圧解除ピン９４は、図示はされていないが図１３で示される搬送ロボット８２に設けられる。

ウエハー位置制御具２６の中央部には、それぞれを外側へ強制的に移動させる押圧解除穴２８が設けられ、前記解除穴２８に前記押圧解除ピン９４を挿入することにより、前記ウエハーレベルパッケージ４０の搭載或は取出しが可能になる。
この時、前記ウエハー位置制御具２６と前記駆動部２７には、前記ウエハートレー２０の中心方向（矢印方向）の反力が発生している。

前記ウエハーレベルパッケージ４０が搭載された後、前記押圧解除ピン９４が前記押圧解除穴２８から引抜かれ、前記駆動部２７の推力で、前記ウエハー位置制御具２６は中心方向（矢印方向）に押圧され、前記ウエハーレベルパッケージ４０は所定の距離を移動され、前記ウエハートレー２０の端子ガイド穴２２の端面に、前記ウエハーレベルパッケージの端子４１が接触し停止して、ウエハートレー２０との位置決めが行われる。
この時、対面側２ヵ所の前記ウエハー位置制御具２６は、先行して前記ウエハーレベルパッケージ４０の移動に備え、所定の位置に移動し待機している。

図７中のａは、前記ウエハー位置制御具２６と、前記駆動部２７と、前記プローブピン６１ａと、及び前記ウエハーレベルパッケージの端子４１との位置関係を示している。
前記ウエハー位置制御具２６は、接触箇所にテーパー部２６ｅを有し、前記駆動部２７の推力により、ウエハーレベルパッケージ４０を浮かせないように押圧し、水平方向に移動させている。

図７のｂは、対面側の前記ウエハー位置制御具２６と、前記駆動部２７と、前記プローブピン６１ａと、及び前記ウエハーレベルパッケージの端子４１との位置関係を示している。
前記ウエハー位置制御具２６は、接触箇所にテーパー部２６ｅを有し、前記駆動部２７の推力を受け、ウエハーレベルパッケージ４０の浮上りを防ぎ、前記端子ガイド穴２２の端面で受け止め、前記プローブピン６１ａとの位置決めをしている。

図８は汎用的に使用されている１枚構成のプローブカード５０の外観を示し、一般的にプローブピン５１と、フレーム５２と、プローブ基板５３とで構成されている。
本試験ユニットでの使用も可能である。

図９に示される本発明に係る前記プローブカード６０は、１ＤＵＴ又は複数ＤＵＴで構成された複数のコンタクト基板６１と、プローブ基板６２と、前記ウエハートレー２０との位置決めを行うトレー位置決めピン６３と、前記コンタクト基板６１を前記プローブ基板６２上に保持するコンタクト基板ホルダー６４と、前記テスターボード３１との信号を接続する接続ネクター６５とを備えている。

ここで、図１０中のａに示すように、前記コンタクト基板６１は、複数のプローブピン６１ａと、前記コンタクト基板ホルダー６４の格子状フレームと嵌合するスリット６６とを備え、ｂに示すように、裏面に前記プローブ基板６２上に設けられる位置決め穴（図示は省略）と嵌合する複数の位置決めピン６７を備えている。

前記ウエハートレー２０との位置決めを行う前記トレー位置決めピン６３は、本発明の主要部を構成するものであり、穴位置精度は高精度の加工が望ましい。
具体的には、トレー位置決めピン取付け穴６３ａと複数の直近コンタクト基板のプローブピン６１ａ間の距離精度、トレー位置決めピン取付け穴６３ａと水平方向のトレー位置決めピン取付け穴６３ｂ間の水平度、及びトレー位置決めピン取付け穴６３ａと垂直方向のトレー位置決めピン取付け穴６３ｄ間の垂直度について、高精度に加工することが望ましい。

図１１は、ボードラック７０に、複数の前記ウエハーレベルパッケージの試験ユニット１０が搭載された斜視図であり、前記ボードラック７０には、前記ウエハートレー２０と前記ウエハーレベルパッケージ４０を下方へ押下げる矩形状の押圧板７１が、前記ウエハートレー２０に対応する位置に設けられている。

さらに、前記ボードラック７０には、詳細は省略するが該押圧板７１を上下動させるエアーシリンダー７３が、１枚の前記押圧板７１の各角部に対応して４個ずつ取り付けられている。
前記押圧板７１には、詳細の図示は省略するが減圧用真空ポンプからの配管を接続する真空吸引口７２が１個設けられている。

なお、前記ボードラック７０に取り付けられる前記押圧板７１の下面は平板化しているので、ウエハーの大きさに対応した押圧板を準備することで、ウエハーレベルパッケージの品種に対応することができる

図１２及び図１３は、ウエハー試験装置９０の概略斜視図と平面図を示すものであり、前記ウエハー試験装置９０は、装置前面側に前記ウエハーレベルパッケージ４０を収容するウエハーカセット８１と、前記ウエハーカセット８１の奥側の搬送室８０に搬送ロボット８２が設置され、さらに、搬送室８０の奥には、前記ボードラック７０に複数の前記ウエハーレベルパッケージの試験ユニット１０が搭載されている。

前記搬送ロボット８２は、前記ウエハーレベルパッケージ４０をウエハーカセット８１から取出し、前記ウエハートレー２０への搭載を行い、試験終了後、前記ウエハートレー２０からの取り出しと前記ウエハーカセット８１への収納を行うものである。

図示は省略するが、前記搬送ロボット８２のアーム８６ａ（図５）に前記ウエハーレベルパッケージ４０のＸ、Ｙ及び回転方向の位置補正を行う機能を設けることができる。
或はウエハーカセット８１から取出した後、Ｘ、Ｙ及び回転方向の位置補正を行うアライナーユニット８３を設けても良い。

さらに図示は省略するが、前記搬送ロボット８２には図５にて説明したアライメント用撮影機構８４が設けられ、前記ウエハートレー２０の端子ガイド穴２２、前記プローブピン６１ａ、及び前記ウエハーレベルパッケージの端子４１の位置を検出し、ウエハー検査装置９０に備えられる制御ユニット（図示省略）により、図３で示されるウエハー位置制御機構２９を制御している。

次に、本発明に係るウエハーレベルパッケージの試験ユニット１０の使用例について、図１１，図１２及び図１３をベースに説明する。
ウエハーレベルパッケージの試験ユニット１０は、前記ウエハートレー２０に前記ウエハーレベルパッケージ４０を位置決めして搭載し、試験が開始される前には減圧用真空ポンプ（図示は省略）が停止し、前記ボードラック７０に取付けられた前記エアーシリンダー７３のロッド（図示は省略）の端部が上方に移動することで、該ロッドと接続する前記押圧板７１が上方に移動している。

試験開始時は、図１２に示す前記エアーシリンダー７３が前記押圧板７１を下方へ押下げることで、該押圧板７１が前記ウエハーレベルパッケージ４０と接触し、下方へ押下げられることになる。
そして、前記押圧板７１に取付けられている真空シール（図示は省略）が、真空チャンバー枠３４に接触するまで押し下げられる。

これにより、前記押圧板７１と前記テスターボード３１と真空チャンバー枠３４とで囲まれる減圧用試験空間（図示は省略）が構成される。
なお、前記真空シールの設置場所は押圧板７１でなく、真空チャンバー枠３４にその機能を付けても良い。

次に、減圧用真空ポンプ（図示省略）を稼働することで、減圧用試験空間は減圧され、前記押圧板７１が前記ウエハーレベルパッケージ４０をさらに押し下げ、ウエハーレベルパッケージの端子４１と前記プローブピン６１ａが接続され、前記ウエハーレベルパッケージ４０の試験が行われる。

試験終了時は減圧用真空ポンプを停止し、前記エアーシリンダー７３で前記押圧板７１を上方へ押し上げる。
この時前記ウエハートレー２０は、試験開始前の位置に復帰し（図示は省略）、前記搬送ロボット８２により、前記ウエハーレベルパッケージ４０が前記ウエハートレー２０から取り出される。

本発明は以上のように構成するので、具体的には、次の課題に対応が可能となる。
ウエハープローバーの位置決め方式に比較し、簡単な構造でウエハーの位置決めができ、ユニットの高さを低くできることで、特許文献１で提案されるウエハー試験装置の２倍から３倍の多段構成のウエハー試験装置が容易に実現できる。
また、後工程テスト及びバーンインテスト双方に、少量生産から多量生産まで安価なコストの試験ユニットを提供できる。

またＩＯＴデバイスが注目されている現在、半導体デバイスのパッケージもＢＧＡ，ＦＢＧＡ，ＣＳＰ、ＷＬＣＳＰと広がり、さらに新しい実装技術であるＦＯＷＬＰへと進展してきている。また、ＭＥＭＳデバイスもＦＯＷＬＰ等のウエハーレベルパッケージの開発が進展している。

従来考えられてきたウエハーのテストはプローバー装置を使用し、後工程のテストは、組立が終了し個別半導体に切断された後、後工程テスターやバーンイン装置を使用して試験が行われている。
今後ウエハーレベルパッケージの生産比率が多くなってくると考えられており、ウエハーレベルでの後工程試験とバーンイン試験が避けられなくなる。
本発明のウエハーレベルパッケージの試験ユニットは、以上の課題が対応可能である。

１０ ウエハーレベルパッケージの試験ユニット
２０ ウエハートレー
２１ トレーフレーム
２１ａ スライド溝
２２ 端子ガイド穴
２３ ウエハーガイド穴
２４ スライドガイドユニット
２４ａ ガイド穴
２４ｂ ガイド穴
２４ｃ ガイド穴
２４ｄ ガイド穴
２５ スライドベアリング
２６ ウエハー位置制御具
２６ａ ナット
２６ｂ ガイド穴
２６ｃ スライド穴
２６ｄ ピン
２６ｅ テーパー部
２７ 駆動部
２７ａ ボールネジ
２７ｂ スライドピン
２７ｃ 取付板
２８ 押圧解除穴
２９ ウエハー位置制御機構
３０ テスターボードユニット
３１ テスターボード
３２ 接続コネクター
３３ プローブカード接続コネクター
３４ 真空チャンバー枠
３５ ボードフレーム
４０ ウエハーレベルパッケージ
４１ ウエハーレベルパッケージの端子
５０ プローブカード
５１ プローブピン
５２ フレーム
５３ プローブ基板
６０ プローブカード
６１ コンタクト基板
６１ａ プローブピン
６２ プローブ基板
６３ トレー位置決めピン
６３ａ トレー位置決めピン取付け穴
６３ｂトレー位置決めピン取付け穴
６３ｃ トレー位置決めピン取付け穴
６３ｄ トレー位置決めピン取付け穴
６４ コンタクト基板ホルダー
６５ 接続コネクター
６６ スリット
６７ 位置決めピン
７０ ボードラック
７１ 押圧板
７２ 真空吸引口
７３ エアーシリンダー
８０ 搬送室
８１ ウエハーカセット
８２ 搬送ロボット
８３ アライナーユニット
８４ アライメント用撮影機構
８４ａ アライメント用カメラ
８５ａ 反射ミラー
８５ｂ 反射ミラー
８６ａ アーム
８６ｂ アーム
９０ ウエハー試験装置
９４ 押圧解除ピン

Claims (6)

1. ウエハーレベルパッケージを搭載するウエハートレーを搭載し、
   プローブカードを搭載するテスターボードユニットを備え、
   ウエハーレベルパッケージの端子とプローブカードの端子間の接触圧に、真空圧を利用して試験を実施するウエハーレベルパッケージの試験ユニットであり、
   前記ウエハートレーは、
   前記ウエハーレベルパッケージの外形をガイドする穴と、該ウエハーレベルパッケージの外周の端子をガイドする穴とを備え、
   該ウエハーレベルパッケージが搭載される時に、位置決めを行う複数のウエハー位置制御機構を備える共に、
   前記ウエハートレーを前記テスターボードユニットに搭載する時に、前記プローブカードに設けられた複数のトレー位置決めピンと嵌合する複数のスライドガイドユニットを備えることを特徴とする、ウエハーレベルパッケージの試験ユニット。
2. 前記ウエハー位置制御機構は、
   前記ウエハートレーの対向する両側に一対の構成で設けられ、
   前記ウエハーレベルパッケージを浮上りなく、所定の方向に所定の距離を移動させるウエハー位置制御具と、前記ウエハー位置制御具に押圧力をかける駆動部とを備える共に、
   複数の前記ウエハー位置制御機構の動作により、前記ウエハーレベルパッケージの端子を所定の位置に留めることを特徴とする、請求項１に記載のウエハーレベルパッケージの試験ユニット。
3. 前記ウエハー位置制御機構は、
   該ウエハー位置制御機構を制御する位置情報を得るための、１又は２個のアライメント用撮影機構を、ウエハーレベルパッケージの搬送ロボットのアームに備えることを特徴とする、請求項２に記載のウエハーレベルパッケージの試験ユニット。
4. 前記アライメント用撮影機構は、
   前記ウエハーレベルパッケージの搬送ロボットのアームにアライメント用カメラを備え、前記ウエハートレーの下側に挿入される搬送ロボットのアームに２個の反射ミラーを備えることを特徴とする、請求項３に記載のウエハーレベルパッケージの試験ユニット。
5. 前記スライドガイドユニットは、
   スライドベアリングを内蔵し、前記スライドベアリングは、位置決めの基準となる前記スライドベアリングを除き、それぞれが所定の方向に微動可能に取り付けられ、前記プローブカードに設けられた前記トレー位置決めピンと嵌合することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つに記載のウエハーレベルパッケージの試験ユニット。
6. 前記プローブカードは、
   プローブ基板と１ＤＵＴまたは複数ＤＵＴで構成する複数のコンタクト基板と、前記コンタクト基板をプローブ基板に保持するコンタクト基板ホルダーと、前記ウエハートレーとの位置決めを行う複数の前記トレー位置決めピンとを備え、
   前記コンタクト基板は、
   前記ウエハーレベルパッケージの端子と相対する位置にプローブピンと、前記コンタクト基板の表面側に前記コンタクト基板ホルダーの格子部と嵌合するスリットと、前記コンタクト基板の裏面に前記プローブ基板の位置決め穴と嵌合する位置決めピンとを備えることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つに記載のウエハーレベルパッケージの試験ユニット。

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