JP2019007800A

JP2019007800A - 検査用治具

Info

Publication number: JP2019007800A
Application number: JP2017122493A
Authority: JP
Inventors: 駿清水; Shun Shimizu; 一貴池田; Kazutaka Ikeda
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-06-22
Filing date: 2017-06-22
Publication date: 2019-01-17
Anticipated expiration: 2037-06-22
Also published as: JP6877260B2

Abstract

【課題】検査用治具のソケットへの半導体素子の挿入を容易にし、ハンドリングミスによる半導体素子の損傷を防止した検査用治具を提供する。【解決手段】レバーと、コンタクトピンと、放熱部とを含み、レバーを押すことで、コンタクトピンが弾性変形して放熱部から離れるソケット台と、ソケット台が固定された支持台とを含む治具本体と、治具本体の上に着脱可能なように取り付けられるボード部と、を含み、治具本体にボード部を取り付けることにより、ボード部がレバーを押してコンタクトピンを弾性変形させる検知用治具が、治具本体にボード部を取り付けた状態で、ソケット台のソケット内に半導体素子を挿入し、治具本体からボード部を取り外した状態で、ソケット内の半導体素子はコンタクトにより放熱部に固定され、コンタクトピンを介して半導体素子が通電される。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体素子の検査用治具に関し、特に、レーザーダイオードを含む半導体素子をバーンイン試験装置に設置するための検査用治具に関する。

半導体素子の信頼性試験の１つとしてバーンイン試験が行われる。バーンイン試験は、レーザーダイオードに長時間、電気的ストレスを与えることで、レーザーダイオードの初期不良を発見するための試験である。組立初期段階でバーンイン試験を行い、不良品を排除し、良好な半導体素子のみを組み立て工程で使用する。バーンイン試験装置では、半導体素子を収納した検査用治具がバーンイン試験装置内に設置されてバーンイン試験が行われる。

従来の検査用治具では、半導体素子を収納するソケットの内部にコンタクトピンが設けられ、発光面が上向きになるようにソケットに半導体素子を収納し、コンタクトピンが半導体素子の電極部と接触する。コンタクトピンはレバーによって開閉され、レバーを押しながら半導体素子の挿抜作業が行われる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１５０５１３号公報

しかしながら、従来のバーンイン試験装置では、ソケットに半導体素子を挿入する前に、毎回レバーの押し下げが必要であり、レバー操作のために半導体素子を持ち替えなければならず、持ち替え時にハンドリングミスが生じていた。また、半導体素子は一辺が数ミリメートル程度と小さいため、検査用治具への挿入作業において、レーザーダイオードやとサブマウントに接続されたワイヤに外力が加えられ損傷が発生していた。また、ソケットからの抜き取り時にレバーを押下げるタイミングが合わず、コンタクトピンによりサブマウントにひっかき傷をつけることもあった。このため、量産工程において、１回のバーンイン試験で複数の半導体素子の試験を行う場合に、バーンイン工程で発生する損傷により歩留が低下するという問題があった。

そこで、本発明は、検査用治具のソケットへの半導体素子の挿入を容易にし、ハンドリングミスによる半導体素子の損傷を防止した検査用治具の提供を目的とする。

本発明は、
レバーと、コンタクトピンと、放熱部とを含み、レバーを押すことで、コンタクトピンが弾性変形して放熱部から離れるソケット台と、ソケット台が固定された支持台と、を含む治具本体と、
治具本体の上に着脱可能なように取り付けられるボード部と、を含み、
治具本体にボード部を取り付けることにより、ボード部がレバーを押してコンタクトピンを弾性変形させる検知用治具であって、
治具本体にボード部を取り付けた状態で、ソケット台のソケット内に半導体素子を挿入し、
治具本体からボード部を取り外した状態で、ソケット内の半導体素子はコンタクトにより放熱部に固定され、コンタクトピンを介して半導体素子が通電されること、を特徴とする検査用治具である。

本発明にかかる検査用治具では、ボードの取り付けによりレバーを押すため、半導体素子をソケットに挿入する際、片手でレバーを押さえる必要が無くなり、挿入作業が容易になり、かつハンドリングミスによる不良発生を防止することが可能となる。

本発明の実施の形態１にかかる検査用治具の側面図である。本発明の実施の形態１にかかる検査用治具の正面図である。図２のソケット台をＡ−Ａ方向に見た場合の断面図である。検査に用いる半導体素子の概略図である。本発明の形態の形態１にかかる他のソケット台の断面図である。本発明の形態の形態１にかかる他のソケット台の断面図である。本発明の形態の形態２にかかるソケット台の断面図である。本発明の形態の形態３にかかるソケット台の断面図である。本発明の実施の形態４にかかる検査用治具の側面図である。

実施の形態１．
図１は、全体が１００で表される、本発明の実施の形態１にかかる検査用治具の側面図であり、図２は、図１の検査用治具を矢印Ａの方向から見た場合の正面図である。

図１、２に示すように、検査用治具１００は、所定の角度で傾斜した平面を有する傾斜台１０を有する。傾斜角は例えば３５度が用いられる。さらに傾斜台１０の上には、治具本体２０およびボード部４０が載置されている。

治具本体２０は、板状の支持台２１と、その上に配置された複数のソケット台３０ａを含む。図２ではソケット台３０ａは８つ設けられ、それぞれソケット台３０ａは５つのソケット３５を有し、合計で４０個のソケット３５が設けられている。

図３は、図２のＡ−Ａ方向に見た場合のソケット台３０ａの断面図である。ソケット台３０ａは、例えば樹脂からなる本体部３１と、本体部３１の上に設けられた、例えば金属からなる放熱部３２とを含む。

本体部３１の上には、金属のような導電性材料からなるコンタクトピン３３が設けられている。コンタクトピン３３の一端は、後述するように半導体素子の電極に接触し、他端は電源（図示せず）に接続されている。本体部３１には、レバー３４が例えばスライド式に可動なように取り付けられている。コンタクトピン３３の一部は突起部３３ａとなっており、レバー３４を押し下げることにより、突起部３３ａがレバー３４に押されてコンタクトピン３３が弾性変形し、例えば図５に示すように湾曲する。ソケット台３０ａは、半導体素子６０を挿入するためのソケット３５を有する。

治具本体２０の上には、ボード部４０が着脱可能なように取り付けられる。治具本体２０のソケット台３０ａの上には位置決めピン３６が設けられ、一方、ボード部４０には位置決め孔４１が設けられている。位置決め孔４１に位置決めピン３６を挿入した状態で、固定具４５により治具本体２０とボード部４０とを固定する。固定具４５は、例えばボード部４０の四隅に設けられる。

治具本体２０の上にボード部４０を固定した状態では、各ソケット台３０ａのレバー３４は、ボード部４０に設けられたブロック４６により押し下げられる。これによりコンタクトピン３３は弾性変形する。ブロック４６には、カバー４７が設けられており、図２に示すように、ソケット３５の周囲を覆う。

なお、実施の形態１にかかる検査用治具１００では、図１に示すように、ボード部４０、ブロック４６、カバー４７を異なる部材から形成したが、同じ部材から一体的に形成しても良い。他の実施の形態においても同様である。

図２に示すように、ボード部４０には開口部４２が設けられており、開口部４２を介してソケット３５等が見えるようになっている。

図４は、検査対象の半導体素子６０の概略図である。半導体素子６０は、サブマウント６２に搭載されたレーザーダイオード６１を含む。サブマウント６２は、キャリア６３の上に固定されている。レーザーダイオード６１とサブマウント６２との間、およびサブマウント６２とキャリア６３との間は、必要に応じてワイヤ６４で接続される。

なお、半導体素子６０は、レーザーダイオード６１がサブマウント６２に搭載された状態で、キャリア６３には接続されない構成でも良い。また、搭載されるのはレーザーダイオード以外のデバイスであっても良い。

図５は、全体が３０ｂで表される、本発明の形態の形態１はかかる他のソケット台の断面図である。図５のソケット台３０ｂにおいて、図３のソケット台３０ａと同一符合は、同一または相当箇所を表す。

図５のソケット台３０ｂでは、平坦なテーパ面３７ａを備えたテーパ部３７が、放熱部３２の上に設けられている。テーパ面３７ａの傾斜角は、ソケット台３０ｂが載置される傾斜台１０の傾斜角と略等しくなっている。すなわち、水平面上の傾斜台１０の上にソケット台３０ｂを載置した場合、テーパ面３７ａは水平となる。傾斜角は例えば３５度である。

テーパ面３７ａの上には、半導体素子６０をテーパ面３７ａの上を滑らせてソケット３５に入れるための位置決め用のガイド３８が設けられている。ガイド３８は、図２に示すように、半導体素子６０を滑らす経路の両側に設けられている。

次に、図５〜図７を用いて、半導体素子６０の検査方法について説明する。検査方法では、まず、治具本体２０にボード部４０を取り付けた後、傾斜台１０の上に治具本体２０を載置する。

治具本体２０にボード部４０を取り付けると、図５に示すように、ボード部４０のブロック４６によりレバー３４が押し下げられて、コンタクトピン３３が湾曲する。この結果、コンタクトピン３３がソケット３５の外に移動する。

上述のように、ボード部４０の開口部４２から、ソケット３５が見えるようになっている。このソケット３５内に半導体素子６０をセットする。

この状態では、図５に示すように、テーパ部３７のテーパ面３７ａは水平になっている。このためソケット３５内に半導体素子６０をセットする際に、ピンセット５で挟んだ半導体素子６０を、一旦、テーパ面３７ａの上に置き、半導体素子６０をガイド３８に沿ってソケット３５の方向にピンセット５で押すことで、半導体素子６０をソケット３５の中に挿入できる。半導体素子６０は、テーパ面３７ａの端部で、方向が回転してソケット３５の中に挿入される。

図６は、ソケット３５の中に半導体素子６０を挿入した状態を示す。この状態で、治具本体２０からボード部４０を取り外すと、レバー３４が上がり、コンタクトピン３３が元の位置に戻る。この結果、コンタクトピン３３が半導体素子６０を放熱部３２に押しつけて固定する。

コンタクトピン３３は、それぞれアノードとカソードの２本のピンからなり、それぞれサブマウント６２およびキャリア６３とコンタクトする。図２の検査用治具１００では、最大で４０個の半導体素子６０を同時に通電して、検査できる。例えば、所定時間、半導体素子６０に通電して電気的ストレスを与えることにより、バーンイン試験が行われる。

検査後、再び治具本体２０にボード部４０を取り付けて、レバー３４が押し下げられて、コンタクトピン３３を湾曲させる。この結果、コンタクトピン３３と半導体素子６０とのコンタクトが解除され、半導体素子６０を取り出すことができる。

取り出した半導体素子６０は、検査結果に基づいて、良品は後工程用のパレットに移され、不良品は廃棄される。

このように、本発明の実施の形態１にかかる検査用治具１００を用いることにより、半導体素子６０をピンセット５で１つずつソケット３５に挿入する際に、片手でレバー３４を毎回、押す必要が無くなる。この結果、片手が空くため作業性が向上し、半導体素子６０の損傷も防止できる。

また、治具本体２０にボード部４０を取り付け、取り外すことにより、全てのコンタクトピン３３を半導体素子６０に同時にコンタクトさせることができる。この結果、レバー３４の押下げタイミングの不一致により、サブマウント６２がコンタクトピン３３により傷付けられるのを防止できる。

さらに、傾斜台１０、テーパ部３７、およびガイド３８を合わせて使用することで、半導体素子６０を持ち替える必要がなくなり、また半導体素子６０の把持が安定し、挿入作業が容易となる。

実施の形態２．
図７は、本発明の形態の形態２にかかる検査用治具１００の一部を示す断面図である。図７中、図５と同一符合は、同一または相当箇所を示す。

図７の検査用治具では、傾斜台１５の傾斜角が、ソケット台３０ｂのテーパ面３７ａの傾斜角より小さくなっている。すなわち、水平面上の傾斜台１５の上にソケット台３０ｂを載置した場合、テーパ面３７ａは水平よりソケット３５側が下方に傾いた状態となる。他の構成は、実施の形態１の検査用治具１００と同じである。

このように、テーパ面３７ａをソケット３５側に傾斜させることで、ピンセット５で半導体素子６０を押さなくても、半導体素子６０はテーパ面３７ａの上をガイド３８に沿って滑り、ソケット３５に挿入される。この結果、ハンドリングが必要な作業は、前工程から送られてきたパレットから半導体素子６０をテーパ面３７ａの上に運搬するのみとなり、作業が容易となる。

このように、テーパ面３７ａの傾斜角と、傾斜台１０、１５の傾斜面の傾斜角との和は、９０度（実施の形態１）またはそれ未満（実施の形態２）となることが好ましい。

ここでは、傾斜角が、ソケット台３０ｂのテーパ面３７ａの傾斜角より小さい傾斜台１５を準備したが、傾斜角が可変の傾斜台を用いても構わない。なお、傾斜台１０、１５を用いる代わりに、他の手段で検査用治具を斜めに保持しても構わない。

実施の形態３．
図８は、本発明の形態の形態３にかかる検査用治具に含まれるソケット台３０ｃの断面図である。図８中、図５と同一符合は、同一または相当箇所を示す。ソケット台３０ｃでは、テーパ部３７のテーパ面３７ａが、ソケット台３０ｃの底面に対して垂直方向に設けられている（傾斜を持った、いわゆるテーパ面は設けられていない）。

本発明の実施の形態３にかかるソケット台３０ｃでは、検査用治具を垂直方向に配置し、テーパ面３７ａを水平にする。そして、テーパ面３７ａの上に半導体素子６０を置き、ピンセット５で把持しながらガイド３８に沿ってスライドさせ、ソケット３５の中に挿入する。これにより半導体素子６０が回転する必要がなくなるため、半導体素子６０の把持が安定し挿入作業が容易となる。

実施の形態４．
図９は、全体が２００で表される、本発明の実施の形態４にかかる検査用治具の側面図である。図９中、図１と同一符合は、同一または相当箇所を示す。

検査用治具２００では、図９に示すように、ボード部４０が傾斜台１０に蝶番２５で取り付けられている。

検査用治具２００では、治具本体２０を傾斜台１０の上に載せ、ボード部４０を回転させ、傾斜台１０とボード部４０に設けられた固定具４８を用いて、治具本体２０を挟むように両者を固定する。

かかる構成では、治具本体２０にボード部４０を固定する必要がなくなり、固定する手間が簡略化できる。また、従来、ソケット台に設けられていた位置決めピン、ボード部に設けられていた位置決め孔は不要となり、構成も簡略化できる。

１０傾斜台、２０治具本体、２１支持台、２５蝶番、３０ａ〜３０ｃソケット台、３１本体部、３２放熱部、３３コンタクトピン、３４レバー、３５ソケット、４０ボード部、４５固定具、４６ブロック、４７カバー、４８固定具、６０半導体素子、１００、２００検査用治具。

Claims

レバーと、コンタクトピンと、放熱部とを含み、該レバーを押すことで、該コンタクトピンが弾性変形して該放熱部から離れるソケット台と、該ソケット台が固定された支持台と、を含む治具本体と、
該治具本体の上に着脱可能なように取り付けられるボード部と、を含み、
該治具本体に該ボード部を取り付けることにより、該ボード部が該レバーを押して該コンタクトピンを弾性変形させる検知用治具であって、
該治具本体に該ボード部を取り付けた状態で、該ソケット台のソケット内に該半導体素子を挿入し、
該治具本体から該ボード部を取り外した状態で、該ソケット内の該半導体素子は該コンタクトにより該放熱部に固定され、該コンタクトピンを介して該半導体素子が通電されること、を特徴とする検査用治具。
上記ソケット台が、上記ソケット内で上記半導体素子が固定される上記放熱部の壁面に連続して、該壁面に対して所定の傾斜角で傾いたテーパ面を有することを特徴とする請求項１に記載の検査用治具。
上記テーパ面は、その上に、上記半導体素子を上記ソケット内に挿入する位置を決定するためのガイドを備えたことを特徴とする請求項２に記載の検査用治具。
上記支持台の上に複数の上記ソケット台が固定された請求項１〜３のいずれかに記載の検査用治具。
更に、上記治具本体を載置する傾斜面を有する傾斜台を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の検査用治具。
上記ボード部は、上記傾斜台に蝶番で接続されたことを特徴とする請求項５に記載の検査用治具。
上記テーパ面の傾斜角と、上記傾斜台の傾斜面の傾斜角との和は、９０度以下であることを特徴とする請求項５または６に記載の検査用治具。