JP2020020663A - 半導体デバイスの検査治具 - Google Patents
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Abstract
Description
前記半導体デバイスの電気信号電極と対応する位置に設けられる複数のプローブと、前記プローブに接触する接触電極を有するインピーダンス整合された高周波基板と、前記電気信号電極と前記接触電極とを電気的に接続する位置に前記プローブを固定するホルダーとを備え、
前記高周波基板は、一方の面に設けられたグランド層と、他方の面に設けられた信号導体及びグランド導体と、前記信号導体及び前記グランド導体がそれぞれ接続する信号導体用出力端子及びグランド導体用出力端子と、該各信号出力端子に接続する信号出力端子部品とを有し、
前記信号出力端子部品は、金属で一体形成されたグランド部と、前記グランド部に対して絶縁されて配置された複数の中心導体ピンとを少なくとも備え、
前記グランド部及び前記中心導体ピンは、それぞれ前記グランド導体用出力端子及び前記信号導体用出力端子にはんだ付けで実装されている、ことを特徴とする。
本発明に係る半導体デバイスの検査治具10(単に「検査治具」ともいう。)は、図1及び図2に示すように、受光素子52を有する半導体デバイス50の電気特性の検査に使用され、電気特性を検査する電気信号電極51の対応位置に設けられた複数のプローブ1を電気信号電極51に接触して電気特性を検査する半導体デバイス50の検査治具10である。この検査治具10は、半導体デバイス50の電気信号電極51と対応する位置に設けられる複数のプローブ1と、プローブ1に接触する接触電極61を有するインピーダンス整合された高周波基板11と、電気信号電極51と接触電極61とを電気的に接続する位置にプローブ1を固定するホルダー14とを備えている。
図1及び図2に示す検査治具10は、受光素子52を有する半導体デバイス50の電気特性の検査に使用される検査治具である。プローブ1は、電気特性を検査する電気信号電極51の対応位置に設けられ、一方の端部をその電気信号電極51に接触し、他方の端部を高周波基板11の接触電極に接触する。高周波基板11は、プローブ1を伝送した電気信号を、高周波基板11内の信号導体で信号導体用出力端子11Sまで伝送させる。ホルダー14は、図1に示すように、プローブ1を保持するものであり、高周波基板側に設置されてプローブ1の位置を固定する高周波基板側ホルダー12と、半導体デバイス側に設置されてプローブ1の位置を固定する半導体デバイス側ホルダー13とを備え、高周波基板11、高周波基板側ホルダー12及び半導体デバイス側ホルダー13には、図1に示すように、それぞれ、受光素子52に光を到達させるための穴20が設けられており、少なくとも半導体デバイス側ホルダー13に設けられた穴20には、半導体デバイス50が有する電極54及び/又は回路パターン53等の目印(53,54)に対応した2個以上の切り欠き21が設けられている。
半導体デバイス50は、図1に示すように、本発明に係る検査治具10の検査対象である。この半導体デバイス50は、受光素子52を有するものであれば特に限定されないが、10GHz以上の高周波信号を送受信する高速デバイスである。具体的には、受光素子、発光素子及び電気信号電極等を任意に同一面に有するI/O変換機能を備えたものを好ましく挙げることができる。こうした半導体デバイス50は、10GHz以上の高周波で駆動し、受光素子と発光素子との間で光信号の送受信を行っている。また、小型化もさらに進んでおり、サイズは5mm角以下、電極ピッチは250μm以下、さらに150μm以下の狭ピッチ電極を備えたものに対して好ましく検査できる。
高周波基板11は、図1に示すように、プローブ1の位置を固定するホルダー14(高周波基板側ホルダー12と半導体デバイス側ホルダー13)に接合して一体化した検査治具10を構成している。高周波基板11は、半導体デバイス50に対して、ホルダー14を挟んだ反対側の位置に設けられている。
信号出力端子部品30は、図3〜図5に示すように、金属で一体形成されたグランド部31と、グランド部31に対して絶縁されて配置された複数の中心導体ピン32とを少なくとも備えている。そして、グランド部31と中心導体ピン32とは、高周波基板11が備えるGND導体用出力端子11G及び信号導体用出力端子11Sにそれぞれはんだ37で接続されて実装されている。
高周波基板側ホルダー12は、図1に示すように、プローブ1の位置を固定するホルダー14(高周波基板側ホルダー12と半導体デバイス側ホルダー13)のうち、高周波基板側に位置するホルダーである。高周波基板側ホルダー12は、半導体デバイス側ホルダー13と一定の距離を空けて設置されている。こうすることにより、適当なインピーダンス整合を実現しやすくなる。なお、高周波基板側ホルダー12は、加工性、絶縁性、誘電率等を考慮して選択された樹脂材料で形成されていればよい。例えば、加工性の観点では、ポリエステル系樹脂等の加工性の良い樹脂を採用でき、低誘電率の観点では、フッ素系樹脂材料等の樹脂を採用でき、インピーダンスへの影響を小さくすることができる。また、反射特性を最少とするために、厚さは薄い方が望ましい。また、インピーダンス整合のために、プローブ1が設けられる位置での高周波基板側ホルダー12と半導体デバイス側ホルダー13との間は、プローブ1の周囲に誘電体を設けないことが好ましい。
半導体デバイス側ホルダー13は、図1及び図2に示すように、プローブ1の位置を固定するホルダー14(高周波基板側ホルダー12と半導体デバイス側ホルダー13)のうち、半導体デバイス側に位置するホルダーである。半導体デバイス側ホルダー13は、適当なインピーダンス整合を実現しやすくするため、高周波基板側ホルダー12と一定の距離を空けて設置されている。例えば、高周波基板側ホルダー12と半導体デバイス側ホルダー13とは、上面からみた形状がロの字形状のプレート15を間に介して固定され、高周波基板側ホルダー12と半導体デバイス側ホルダー13との間の空間16が一定の空間距離を保つように構成されている。この半導体デバイス側ホルダー13も、高周波基板側ホルダー12と同様、加工性、絶縁性、誘電率等を考慮して選択された樹脂材料で形成されていればよい。例えば、加工性の観点では、ポリエステル系樹脂等の加工性の良い樹脂を採用でき、低誘電率の観点では、フッ素系樹脂材料等の樹脂を採用でき、インピーダンスへの影響を小さくすることができる。また、反射特性を最少とするために、厚さは薄い方が望ましい。
プローブ1は、図1及び図2に示すように、半導体デバイス50の電気特性の検査に適用され、半導体デバイス50の電気特性を検査する電気信号電極51に位置決めされたうえで接触し、電気特性を検査する。プローブ1は、既述したように、ホルダー14(高周波基板側ホルダー12と半導体デバイス側ホルダー13)で保持されている。
検査治具10で行う検査方法は、図1及び図2に示すように、高周波基板側に撮像装置40を配置し、その撮像装置40で得た画像を見ながら、半導体デバイス上の目印(電極54及び/又は回路パターン53)と、半導体デバイス側ホルダー13に少なくとも設けられた切り欠き21との位置合わせを行い、その位置合わせにより、半導体デバイス上の電極51とプローブ1とを位置合わせする。位置合わせされたプローブ1は、半導体デバイス50の電気特性を検査する電極51に接触して半導体デバイス50の電気特性を正確に検査する。
10 検査治具
11 高周波基板
11S 信号導体用出力端子
11G GND導体用出力端子
11a GND層
12 高周波基板側ホルダー
13 半導体デバイス側ホルダー
14 ホルダー
15 プレート
16 空間
17 半導体デバイス側の掘り込み部
18 高周波基板側ホルダー側の掘り込み部
20 穴
21 切り欠き
30 信号出力端子部品
31 グランド部
32 中心導体ピン
32a 先端
33 段差部
34 貫通孔
35a 高周波基板への接続部側
35b 検査器配線の接続部側
36 本体部
37 はんだ
40 撮像装置(カメラ)
50 半導体デバイス
51 プローブが接触する電気信号電極
52 受光素子(光学素子)
53 目印(回路パターン)
54 目印(電極)
55 基材
Claims (4)
- 半導体デバイスの電気特性の検査に使用される検査治具であって、
前記半導体デバイスの電気信号電極と対応する位置に設けられる複数のプローブと、前記プローブに接触する接触電極を有するインピーダンス整合された高周波基板と、前記電気信号電極と前記接触電極とを電気的に接続する位置に前記プローブを固定するホルダーとを備え、
前記高周波基板は、一方の面に設けられたグランド層と、他方の面に設けられた信号導体及びグランド導体と、前記信号導体及び前記グランド導体がそれぞれ接続する信号導体用出力端子及びグランド導体用出力端子と、該各信号出力端子に接続する信号出力端子部品とを有し、
前記信号出力端子部品は、金属で一体形成されたグランド部と、前記グランド部に対して絶縁されて配置された複数の中心導体ピンとを少なくとも備え、
前記グランド部及び前記中心導体ピンは、それぞれ前記グランド導体用出力端子及び前記信号導体用出力端子にはんだ付けで実装されている、ことを特徴とする半導体デバイスの検査治具。 - 前記グランド部には、複数の前記グランド導体用出力端子が接続され、前記中心導体ピンには、それぞれの信号導体用出力端子が接続されている、請求項1に記載の半導体デバイスの検査治具。
- 前記中心導体ピンの高さと前記グランド部の高さが同じである、請求項1又は2に記載の半導体デバイスの検査治具。
- 前記半導体デバイスは受光素子を有し、前記ホルダーは前記高周波基板側に設置されて前記プローブの位置を固定する高周波基板側ホルダーと、前記半導体デバイス側に設置されて前記プローブの位置を固定する半導体デバイス側ホルダーとを備え、前記高周波基板、前記高周波基板側ホルダー及び前記半導体デバイス側ホルダーには、それぞれ、前記受光素子に光を到達させるための穴が設けられており、少なくとも前記半導体デバイス側ホルダーに設けられた穴には、前記半導体デバイスが有する電極及び/又は回路パターン等の目印に対応した2個以上の切り欠きを有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体デバイスの検査治具。
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