JP2019211224A - アンテナ付半導体検査用装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電波暗室を用いない簡素な構成でアンテナ付半導体の検査を可能にする。【解決手段】アンテナ３を一体に有するアンテナ付半導体１を検査するアンテナ付半導体検査装置であって、アンテナ３と非接触な状態でアンテナ３が出力する電波を受信する非接触プローブ２１を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体検査工程において、アンテナ付半導体を検査するのに使用するアンテナ付半導体検査用装置に関する。

近年、携帯電話や車両搭載機器等において、ミリ波帯の電波の使用が考慮されている。無線通信の高周波化の流れの中で、半導体自体にアンテナ（例えばパッチアンテナ）を搭載することが行われるようになって来ている。

一般に、半導体を検査する場合、半導体の電源端子及び信号の入出力端子にコンタクトピンを接触させ、電気的に接続して良否判定を行っているが、アンテナ機能が付いたアンテナ付半導体を検査する場合、検査用コンタクタ全体を電波暗室の中に格納し、その中に検査用のアンテナを用意して、アンテナ付半導体からの電波を測定することでアンテナ機能の良否判定を行っている。

図４にアンテナ付半導体を検査するための従来の構成を示す。この場合、電磁波シールド板６１の内壁に不要反射を防止する電波吸収体６２を配置した電波暗室６０を用意し、コンタクトピン１１（コンタクトプローブともいう）を有する検査用コンタクタ１０全体を、電波暗室６０内に格納するとともに、電波暗室６０内に検査用アンテナ７０を設ける。検査用アンテナ７０の受信信号は検査用アンテナ接続ケーブル７１で電波暗室６０外に引き出される。

検査対象のアンテナ付半導体１は、一方の面である電気接続端子配置面１ａに設けられた電源端子及び信号の入出力端子を含む電気接続端子２と、この反対側のアンテナ配置面１ｂに設けられたアンテナ３とを有する。

アンテナ付半導体１の電気的特性及びアンテナ機能の良否を検査する場合、検査装置に接続された検査用基板８０上に検査用コンタクタ１０を載置、固定しておく。そして、検査用コンタクタ１０上側にアンテナ付半導体１を載置し、半導体押さえ機構９０でアンテナ付半導体１の周縁部を押し下げて電気接続端子２と検査用コンタクタ１０のコンタクトピン１１とを電気的に接続し、検査装置の電気信号や電源をアンテナ付半導体１に印加する。これにより、アンテナ３から電波が放射される。半導体押さえ機構９０は、アンテナ付半導体１のアンテナ３に対向する領域に貫通孔９１を有しているため、アンテナ３から放射された電波は検査用アンテナ７０で受信され電気信号に変換され、検査用アンテナ接続ケーブル７１を経由して受信信号が外部の検査装置に出力される。これらにより、アンテナ付半導体１の電気的特性及びアンテナ機能の良否を同時に検査可能である。

特開２００８−１３１１６６号公報 特許文献１は、アンテナ付半導体の一例を示し、無線通信の高周波化の流れの中で、半導体にアンテナを載せる要求がでてきていることを示している。

ところで、図４の構成によるアンテナ付半導体の検査では、検査用コンタクタ１０よりも十分広い空間を有する大掛かりな電波暗室を用意する必要があり、アンテナ付半導体の検査に膨大な費用がかかってしまうという問題がある。

本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、簡素な構造でアンテナ付半導体のアンテナ機能の検査を実施できるアンテナ付半導体検査用装置を提供することにある。

本発明のある態様は、アンテナを一体に有するアンテナ付半導体を検査するアンテナ付半導体検査用装置であって、前記アンテナと非接触な状態で前記アンテナが出力する電波を受信する非接触プローブを有することを特徴とする。

昇降自在に設けられている可動基体を有し、前記非接触プローブは、前記アンテナに非接触で対向するように前記可動基体に設けられているとよい。

前記可動基体には、前記非接触プローブを少なくとも部分的に覆う絶縁性のプローブカバーが設けられているとよい。

前記プローブカバーで前記アンテナ付半導体を全体的に押さえるとよい。

前記非接触プローブの前記アンテナ付半導体に対向する部分が、前記プローブカバーで覆われないで露出しているとよい。

前記アンテナが複数個あり、それぞれのアンテナに対応して前記非接触プローブが設けられているとよい。

前記アンテナ出力を前記非接触プローブで受信した電気信号は、電気的接続手段を介して検査用基板に伝送される構成であるとよい。

前記アンテナ付半導体の電気接続端子に電気的に接続する接触手段を有し、前記接触手段を介して前記電気接続端子と前記検査用基板とを電気的に接続する構成であるとよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、簡素な構造でアンテナ付半導体のアンテナ機能の検査を実施できる。

本発明に係るアンテナ付半導体検査用装置の実施の形態１であって、検査時を示す概略正断面図。 同じくアンテナ付半導体に荷重を掛ける前の状態を示す概略正断面図。 本発明に係るアンテナ付半導体検査用装置の実施の形態２を示す概略正断面図。 アンテナ付半導体を検査するための従来装置を示す概略正断面図。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

図１及び図２を用いて本発明に係るアンテナ付半導体検査用装置の実施の形態１を説明する。これらの図に示すように、アンテナ付半導体検査用装置１００は、アンテナ３を一体に有するアンテナ付半導体１を検査する装置であって、複数のコンタクトピン１１を有する検査用コンタクタ１０と、非接触プローブ２１及び絶縁性のプローブカバー２０が設けられた可動基体としての上側基板である可動基板３０と、を備える。

検査用コンタクタ１０は絶縁樹脂等のコンタクタ・ハウジング１２を貫通するように導体のコンタクトピン（コンタクトプローブともいう）１１を設けたものであり、コンタクト・ハウジング１２は図示しない検査装置に接続された下側基板である検査用基板８０上に載置、固定される。検査用基板８０は導体膜等のコンタクトパッド８１を主面（上面）に有し、コンタクトピン１１の基端は内蔵するばねの弾性力でコンタクトパッド８１に接触し、電気的に接続されている。コンタクトピン１１の先端は内蔵するばねの弾性力で検査対象のアンテナ付半導体１の電気接続端子配置面１ａに設けられた電気接続端子２に接触可能である。なお、アンテナ付半導体１の電気接続端子配置面１ａの反対側の面は、アンテナ３が複数個配置されたアンテナ配置面１ｂとなっている。

昇降自在な上側基板である可動基板３０の主面（アンテナ付半導体１のアンテナ配置面１ｂに対向する面）には、電磁界プローブである非接触プローブ２１及び絶縁樹脂等の絶縁性プローブカバー２０が設けられている。非接触プローブ２１はアンテナ付半導体１のアンテナ３と非接触な状態で、アンテナ３が出力する電波を受信するように、アンテナ３に非接触で対向可能な配置である。可動基板３０は、オートハンドラ等の押さえ機構４０で保持され、押さえ機構４０と共に昇降自在に支持される。非接触プローブ２１及び絶縁性プローブカバー２０の両者は可動基板３０に固定されていても良いし、非接触プローブ２１が絶縁性プローブカバー２０に固定的に保持され、絶縁性プローブカバー２０が可動基板３０に固定される構造でもよい。可動基板３０に固定された絶縁性プローブカバー２０は、非接触プローブ２１をアンテナ付半導体１のアンテナ３に対し非接触状態で対向するように、少なくとも部分的に覆う機能と、押さえ機構４０及び可動基板３０の下降時にアンテナ付半導体１をコンタクトピン１１の先端に向けて押し下げて荷重を加える機能とを有する。アンテナ付半導体１の全体に均等に荷重を加えるために、コンタクタ・ハウジング１２の凹部１２ａに対向する絶縁性プローブカバー２０の主面は平坦面である。

非接触プローブ２１は、アンテナ付半導体１のアンテナ３に対応する例えば帯状導体パターンを有する電磁界プローブであり、アンテナ付半導体１のアンテナ３から放射された電波（例えばミリ波帯）を受信する。非接触プローブ２１で受信した電気信号は、可動基板３０上に設けられた伝送線路、及び可動基板３０と検査用基板８０間を電気的に接続するフレキシブルな接続手段（伝送線路）としての接続ケーブル５０を介して検査用基板８０に伝送されるようになっている。アンテナ付半導体１のアンテナ配置面１ｂにアンテナ３が複数個配置されている場合、各アンテナ３に一対一で対応するように非接触プローブ２１を対向配置し、かつ非接触プローブ２１毎に同軸ケーブル等の接続ケーブル５０を設けることが好ましい。但し、複数のアンテナ３に対して一つの非接触プローブ２１を対応させる場合もあり得る。接続ケーブル５０として多芯ケーブルを用いることが可能であれば、接続ケーブルの本数を減らすことができる。

アンテナ付半導体検査用装置１００を用いたアンテナ付半導体１の検査は以下の手順で行う。

まず、図２のように押さえ機構４０を上昇位置として、可動基板３０及び絶縁性プローブカバー２０を検査用コンタクタ１０から離間した位置とする。そして、検査用基板８０上に載置、固定された検査用コンタクタ１０のコンタクタ・ハウジング１２の凹部１２ａにアンテナ付半導体１を配置する。コンタクタ・ハウジング１２の凹部１２ａの底面にはコンタクトピン１１の先端が突出している。

次に、図１のように押さえ機構４０を下降させて、可動基板３０及び絶縁性プローブカバー２０を検査用コンタクタ１０方向に押し下げ、アンテナ付半導体１の電気接続端子２とコンタクトピン１１とを接触させ、検査装置の電気信号や電源をアンテナ付半導体１に印加する。同時に絶縁性プローブカバー２０に設けられた非接触プローブ２１をアンテナ３に近接対向させる。

これにより、アンテナ付半導体１のアンテナ３から電波が放射され、その電波はアンテナ３に近接対向する非接触プローブ２１で受信され電気信号に変換される。非接触プローブ２１の電気信号は、可動基板３０に形成された伝送線路（図示省略）及び接続ケーブル５０を介して検査用基板８０に伝送され、検査用基板８０に接続された検査装置に送られる。同時に、電気接続端子２に電気的に接続されたコンタクトピン１１を介してアンテナ付半導体１の電気的特性は検査用基板８０に出力され、検査装置に送られる。

本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。

(1) アンテナ付半導体１の電気的特性は、電気接続端子２に接触して電気的接続を行うコンタクトピン１１を用いて検査でき、またアンテナ３の動作はこれに近接対向する非接触プローブ２１を用いて検査できる。つまり、アンテナ付半導体１の電気的特性及びアンテナ機能の良否を同時に検査可能である。

(2) 検査時において、非接触プローブ２１はアンテナ３に近接対向する配置となるから、外部の電磁界の影響を受け難く、図４の従来装置の場合に必要であった電波暗室が不要である。

(3) 図４の従来装置では、アンテナ付半導体1のアンテナ３の電波を受信するために、アンテナ付半導体１のアンテナ配置領域を避けてアンテナ付半導体１のアンテナ配置面側を検査用コンタクタ１０方向に押さえる必要があり、荷重を掛けられる領域に制限がある。このため、安定したコンタクト荷重を加えられない問題があるが、本実施の形態では、非接触プローブ２１を覆う絶縁性プローブカバー２０の主面が平坦面で全体的にかつ均等にアンテナ付半導体１のアンテナ配置面１ｂに荷重を加えることが可能であり、信頼性の高い検査が可能である。

(4) 電波暗室を用いないため、検査対象のアンテナ付半導体１の検査用コンタクタ１０への配置及び検査用コンタクタ１０からの取り出しが容易であり、多数個のアンテナ付半導体１の検査を効率的に行うことができる。

図３を用いて本発明に係るアンテナ付半導体検査用装置の実施の形態２を説明する。この場合、アンテナ付半導体検査用装置１０１は、非接触プローブ２１の保持構造が前述の実施の形態１と異なっている。すなわち、絶縁性プローブカバー２０Ａには、透孔２５が形成されており、アンテナ付半導体１のアンテナ配置面に対向する非接触プローブ２１の部分が、絶縁性プローブカバー２０Ａで覆われないで露出する構成となっている。その他の構成は前述の実施の形態１と同様である。

実施の形態２のアンテナ付半導体検査用装置１０１の場合、検査時においてアンテナ付半導体１のアンテナ３と非接触プローブ２１の対向面間に絶縁性プローブカバー２０が介在しないため、樹脂等で構成される絶縁性プローブカバー２０による電波の吸収を無くすことができ、電波の波長が短いミリ波帯での検査をより好条件で実施できる。また、絶縁性プローブカバー２０Ａの主面は透孔２５以外は平坦面であり、アンテナ付半導体１のアンテナ配置面側の全体にわたり実質的に均等に荷重を加えることができる。透孔２５の深さをアンテナ３の厚みよりも大きくすることで、アンテナ３と非接触プローブ２１間の非接触状態を確保できる。

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。

各実施の形態において、絶縁性プローブカバー２０，２０Ａと上側基板としての可動基板３０とを樹脂等で一体品として形成してもよい。

また、各実施の形態において、検査用コンタクタ１０のコンタクトピン１１の代わりに、導電ゴム等の接触手段を設けてもよい。

各実施の形態では、可動基板３０側の非接触プローブ２１の電気信号をフレキシブルな接続ケーブル５０を介して検査用基板８０に伝送したが、検査時に非接触プローブ２１を保持した絶縁性プローブカバー２０，２０Ａがアンテナ付半導体１に荷重を加えたときに、可動基板３０と検査用基板８０とを電気的に接続する接続プローブを接続ケーブル５０の代わりに設ける構造としてもよい。

１ アンテナ付半導体
２ 電気接続端子
３ アンテナ
１０ 検査用コンタクタ
１１ コンタクトピン
２０ 絶縁性プローブカバー
２１ 非接触プローブ
３０ 可動基板
４０ 押さえ機構
５０ 接続ケーブル
８０ 検査用基板
１００，１０１ アンテナ付半導体検査用装置

Claims (8)

1. アンテナを一体に有するアンテナ付半導体を検査する検査装置であって、前記アンテナと非接触な状態で前記アンテナが出力する電波を受信する非接触プローブを有することを特徴とするアンテナ付半導体検査用装置。
2. 昇降自在に設けられている可動基体を有し、前記非接触プローブは、前記アンテナに非接触で対向するように前記可動基体に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ付半導体検査用装置。
3. 前記可動基体には、前記非接触プローブを少なくとも部分的に覆う絶縁性のプローブカバーが設けられている請求項２に記載のアンテナ付半導体検査用装置。
4. 前記プローブカバーで前記アンテナ付半導体を全体的に押さえることを特徴とする請求項３に記載のアンテナ付半導体検査用装置。
5. 前記非接触プローブの前記アンテナ付半導体に対向する部分が、前記プローブカバーで覆われないで露出していることを特徴とする請求項３又は４に記載のアンテナ付半導体検査用装置。
6. 前記アンテナが複数個あり、それぞれのアンテナに対応して前記非接触プローブが設けられている請求項１乃至５のいずれか一項に記載のアンテナ付半導体検査用装置。
7. 前記アンテナ出力を前記非接触プローブで受信した電気信号は、電気的接続手段を介して検査用基板に伝送されることを特徴とする請求項１乃至6のいずれか一項に記載のアンテナ付半導体検査用装置。
8. 前記アンテナ付半導体の電気接続端子に電気的に接続する接触手段を有し、前記接触手段を介して前記電気接続端子と前記検査用基板とを電気的に接続することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のアンテナ付半導体検査用装置。