JP3949256B2 - 半導体素子試験用キャリア及び半導体素子試験方法及び半導体素子試験用装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体素子試験用キャリア及び半導体素子試験方法及び半導体素子試験用装置に係り、特にメンブレン式コンタクタを用いて半導体素子（ベアチップ、ＢＧＡ(Ball Grid Array),ＳＯＰ(Small Outline Package),ＱＦＰ(Quad Flat Package）等を含む）に対して試験を行う構成とされた半導体素子試験用キャリア及び半導体素子試験方法及び半導体素子試験用装置に関する。
【０００２】
近年の電子回路は、小型化、高速化、高密度化が要求されている。
このため、これらの電子回路に配置される電極についても、小型化、高速化、高密度化に対応すべく微細化が図られ、このような電子回路に対し試験や実装を行う場合、確実に電気的な接続を得るためのコンタクタが求められている。
このようなコンタクタとしては、近年ＰＩ（ポリイミド）フィルム上に導電パターンを施した形態のメンブレン（薄膜）状コンタクタが用いられるケースが増えてきており、このようなコンタクタを備えた半導体素子、特にベアチップ用の試験用キャリアが開発されている。
【０００３】
【従来の技術】
従来のメンブレン状コンタクタを備えた半導体素子試験用キャリアは、通常被試験対象となる半導体素子をメンブレン状コンタクタの所定の位置に搭載した後、この半導体素子を前記メンブレン状コンタクタに押しつけるための加圧機構を半導体素子背面（メンブレン状コンタクタと接触させる面と反対面）に設置する構成となっている。。つまり、キャリア構造としては、下部よりメンブレン状コンタクタ−半導体素子−加圧機構という３重構造を基本としている。
【０００４】
この種の半導体素子試験用キャリアとして、例えば図１３に示すものが従来より知られている。
同図に示す半導体素子試験用キャリア１は、大略するとメンブレン式コンタクタ３，枠体４，キャップ５，加圧機構７，フェンス１０，及びクッション材１１等により構成されている。
【０００５】
メンブレン式コンタクタ３は枠体４の上面に配設されており、その外周部に形成されたテスターパッド（図示せず）にはテスター信号が供給されるよう構成されている。また、メンブレン式コンタクタ３の上部には、半導体素子２を所定の位置に収めるためのフェンス１０が設けられており、半導体素子試験用キャリア１の外部からの衝撃、振動が加わっても半導体素子２がズレないよう構成されている。
【０００６】
加圧機構７は、加圧板８及びコイルバネ９とにより構成されている。コイルバネ９の上端部は連結棒６により枠体４上に支持されたキャップ５に当接しており、またコイルバネ９の下端部は加圧板８に当接している。このコイルバネ９は、加圧板８を下方に向け付勢する弾性力を発生させる。この加圧機構７は、コイルバネ９の力により加圧板８を介して半導体素子２をメンブレン式コンタクタ３に向け加圧し、これにより半導体素子２とメンブレン式コンタクタ３との良好な電気的接続が得られるよう構成されている。
【０００７】
また、枠体4 の半導体素子２と対向する位置には凹部が形成されており、この凹部内にはクッション材１１が配設されている。このクッション材１１は、メンブレン式コンタクタ３の半導体素子搭載面と反対側の面に当接しており、前記した加圧機構７の加圧力を受ける機能を奏する。
また、半導体素子試験用キャリア１と半導体素子２との組み立て工程としては、先ず半導体素子２をメンブレン状コンタクタ３の既定位置に装着する。この際、半導体素子２の電極とメンブレン状コンタクタ３の電極が確実に接続されるよう高精度に位置決めする。その後、前記加圧機構７を装着し、半導体素子２の背面（メンブレン状コンタクタ３と接触させる面と反対面）からメンブレン状コンタクタ３に向かって半導体素子２を加圧する。このように組み立てられた半導体素子試験用キャリア１の形態で、半導体素子２に対し試験を実施する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の半導体素子試験用キャリア１は、半導体素子２をメンブレン状コンタクタ３に搭載した後に加圧機構７をセットする構成とされており、かつ加圧機構７（加圧板８）は直接半導体素子２に当接する構成とされていたため、半導体素子２をメンブレン状コンタクタ３に高精度に搭載しても、加圧機構７のセット時に加圧板８が半導体素子２に衝撃することにより、高精度に位置合わされた半導体素子２とメンブレン状コンタクタ３との間で位置ずれが発生してしまうという問題点があった。
【０００９】
また、試験工程実施中において、半導体素子試験用キャリア１に種々の衝撃・振動等が印加された場合、この衝撃・振動等は直接半導体素子２に伝わってしまい、よって半導体素子試験用キャリア１の組み立て後であっても、半導体素子２とメンブレン状コンタクタ３との間で位置ずれが発生してしまう。このように、半導体素子２とメンブレン状コンタクタ３との間で位置ずれが発生すると、電極接触部分にダメージを与え、良好な電気的接続が図れなくなるおそれがあるという問題点があった。
【００１０】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、組み立て時及び試験実施時において半導体素子とメンブレン状コンタクタとの間で位置ずれが発生することを防止しうる半導体素子試験用キャリア及び半導体素子試験方法及び半導体素子試験用装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、次の手段を講じることにより解決することができる。
請求項１記載の発明では、
被試験対象となる半導体素子の電極部と電気的な接続を行うコンタクトを備えた半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記コンタクトとして機能するメンブレン式コンタクタと、
前記半導体素子を搭載する面と反対側の面より、前記メンブレン式コンタクタを前記半導体素子に向けて加圧する加圧機構と、
前記半導体素子の前記メンブレン式コンタクタと接続する面と反対の面を保持する加圧保持体とを具備し、
前記加圧保持体には側部より延出して設けられた爪部が設けられ、
前記加圧機構には前記メンブレン式コンタクタを前記半導体素子に加圧する加圧板及び前記爪部を固定する係合部が設けられ、
前記爪部を前記係合部に固定することにより、前記半導体素子、前記メンブレン式コンタクタ、前記加圧保持体、前記加圧板及び前記加圧機構とを一体化することを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項２記載の発明では、
前記請求項１記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記メンブレン式コンタクタの外周部に、前記加圧保持体を囲繞するよう硬質材よりなる枠体を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項３記載の発明では、
前記請求項１または２記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記半導体素子の搭載位置に対応する位置に開口部が形成されると共に、上面に前記メンブレン式コンタクタが配設されるコンタクタ装着体を設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項４記載の発明では、
前記請求項３記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記コンタクタ装着体を樹脂により形成すると共に、前記メンブレン式コンタクタを前記コンタクタ装着体にインサート成形により一体的な構成としたことを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項５記載の発明では、
前記請求項３または４記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記コンタクタ装着体の熱膨張係数と前記メンブレン式コンタクタの熱膨張係数を近似させたことを特徴とするものである。
また、請求項６記載の発明では、
前記請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記加圧機構として、ブロック状の弾性体を用いたことを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項７記載の発明では、
前記請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記加圧機構として、気体を圧縮封止した構成の気体ばねを用いたことを特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項８記載の発明では、
前記 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記加圧機構として、圧縮性流体を内封した液体ばねを用いたことを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項９記載の発明では、
前記請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記加圧機構として、前記メンブレン式コンタクタの前記半導体素子を搭載する面側の圧力を真空にする真空装置を用いたことを特徴とするものである。
【００１８】
また、請求項１０記載の発明では、
前記請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記加圧機構として、一対の磁石を同極が対向するよう配置した磁石ばねを用いたことを特徴とするものである。
【００１９】
また、請求項１１記載の発明は、
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記メンブレン式コンタクタまたは前記加圧保持体の少なくとも一方に突出形成されることにより、前記半導体素子を保持した状態で前記メンブレン式コンタクタと前記加圧保持体とを当接させる当接部を設け、
該当接部が、前記半導体素子の平面方向の位置決めを行う位置決め部材として機能するよう構成したことを特徴とするものである。
【００２０】
また、請求項１２記載の発明では、
前記請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記加圧保持体を導電性材料により構成すると共に、
前記メンブレン式コンタクタに前記加圧保持体と電気的に接続される接地用パッドを設けたことを特徴とするものである。
【００２１】
また、請求項１３記載の発明では、
前記請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記加圧保持体に、放熱フィンを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項１４記載の発明では、
前記請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアを用いて、前記半導体素子に対し試験を行う半導体素子試験方法において、
前記メンブレン式コンタクタの既定位置に前記半導体素子を位置合わせして搭載する搭載工程と、
前記加圧保持体を前記メンブレン式コンタクタに装着することにより、前記半導体素子を前記メンブレン式コンタクタ上に保持する保持工程と、
前記加圧機構により、前記メンブレン式コンタクタを前記半導体素子を搭載する面と反対側の面より前記半導体素子に向けて加圧する加圧工程と、
上記各工程を実施することにより形成される半導体素子試験用キャリアをテスターを接続し、該テスターを用いて前記半導体素子に対し試験を実施する試験工程とを有することを特徴とするものである。
【００２２】
また、請求項１５記載の発明では、
前記請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアを用いて、前記半導体素子に対し試験を行う半導体素子試験方法において、
前記加圧保持体と前記半導体素子とを固定した上で、前記加圧保持体を前記メンブレン式コンタクタの既定位置に位置合わせ装着することにより、前記半導体素子を前記メンブレン式コンタクタ上に保持する保持工程と、
前記加圧機構により、前記メンブレン式コンタクタを前記半導体素子を搭載する面と反対側の面より前記半導体素子に向けて加圧する加圧工程と、
上記各工程を実施することにより形成される半導体素子試験用キャリアをテスターを接続し、該テスターを用いて前記半導体素子に対し試験を実施する試験工程とを有することを特徴とするものである。
【００２３】
更に、請求項１６記載の発明に係る半導体素子試験用装置では、
前記請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアと、
前記半導体素子試験用キャリアを構成する前記メンブレン式コンタクタを保持すると共に、前記加圧機構と対向する位置に開口部が形成されたベースと、
前記半導体素子試験用キャリアを構成する前記加圧保持体が設けられ、該加圧保持体に前記半導体素子を搭載することにより、該半導体素子を収納トレイと所定試験位置との間で搬送すると共に、前記加圧保持体を前記メンブレン式コンタクタに装着する搬送用ロボットとを具備することを特徴とするものである。
【００２４】
上記した各手段は、次のように作用する。
請求項１及び請求項１４記載の発明によれば、
加圧機構は、半導体素子を搭載する面と反対側の面より、メンブレン式コンタクタを半導体素子に向けて加圧する。即ち、加圧機構は半導体素子を直接加圧する構成とはされていない。また、加圧保持体は、半導体素子のメンブレン式コンタクタと接続する面と反対の面を保持する構成とされている。
【００２６】
また、請求項２記載の発明によれば、
メンブレン式コンタクタの外周部に、加圧保持体を囲繞するよう硬質材よりなる枠体を設けたことにより、可撓性を有することにより変形し易いメンブレン式コンタクタの外周部分の試験工程における取扱いを容易にすることができる。また、試験工程においてテスターのプローブをメンブレン式コンタクタに接続する場合も、硬質材よりなる枠体が存在することにより、プローブの接続を確実に行うことができる。
【００２７】
また、請求項３記載の発明によれば、
半導体素子の搭載位置に対応する位置に開口部が形成されると共に、上面にメンブレン式コンタクタが配設されるコンタクタ装着体を設けたことにより、可撓性を有するメンブレン式コンタクタを単体として取り扱う必要がなくなり、コンタクタ装着体に装着された状態で取り扱うことができるため、半導体素子試験用キャリアの組み立て時等におけるメンブレン式コンタクタの取り扱いを容易とすることができる。
【００２８】
また、請求項４記載の発明によれば、
コンタクタ装着体を樹脂により形成すると共に、メンブレン式コンタクタをコンタクタ装着体にインサート成形により一体的な構成としたことにより、メンブレン式コンタクタとコンタクタ装着体とを別個に用意する必要がなくなり、また両者を組み立てる工程も不要となるため、半導体素子試験用キャリアの組み立て処理を容易かつ安価に行うことができる。
【００２９】
また、請求項５記載の発明によれば、
コンタクタ装着体の熱膨張係数とメンブレン式コンタクタの熱膨張係数とを合わせたため、例えばバーンイン等の高温下で行われる試験が実施されても、コンタクタ装着体とメンブレン式コンタクタとの間に熱膨張の収縮によるずれ及び歪みが発生することを防止することができる。
【００３０】
また、請求項６記載の発明によれば、
加圧機構としてブロック状の弾性体を用いたことにより、加圧機構を安価に短手番で入手することが出来る。
また、請求項７記載の発明によれば、
加圧機構として気体を圧縮封止した構成の気体ばねを用いたことにより、半導体素子に対するメンブレン式コンタクタの加圧力分布を一様とすることが可能となる。
【００３１】
また、請求項８記載の発明によれば、
加圧機構として圧縮性流体を内封した液体ばねを用いたことにより、高圧になった際の体積ロスがなく、また高温下で実施される試験等においても加圧機構の体積変化を少なくすることができる。
また、請求項９記載の発明によれば、
加圧機構としてメンブレン式コンタクタの半導体素子を搭載する面側の圧力を真空にする真空装置を用いたことにより、メンブレン式コンタクタを半導体素子に圧着させる手段を講じるため、半導体素子試験用キャリア自体に加圧機構を準備する必要がなくなり、キャリア構成の簡素化を図ることができる。
【００３２】
また、請求項１０記載の発明によれば、
加圧機構として一対の磁石を同極が対向するよう配置した磁石ばねを用いたことにより、コイルスプリング等の機械的な圧力に比べて、加圧平面全体に一様な力を発生させることが出来る。
また、請求項１１記載の発明によれば、
当接部が半導体素子の平面方向の位置決めを行う位置決め部材として機能するよう構成したことにより、試験工程等において印加される衝撃・振動によっても半導体素子とメンブレン式コンタクタの平面方向の位置を確実に保持することができる。
【００３３】
また、請求項１２記載の発明によれば、
加圧保持体を導電性材料により構成すると共に、メンブレン式コンタクタに加圧保持体と電気的に接続される接地用パッドを設けたことにより、半導体素子試験用キャリアを組み立てた際、接地パッドが加圧保持体と電気的に接続されることにより加圧保持体は接地された状態となる。加圧保持体は半導体素子を覆うよう配設されるため、よってキャリア外部からの電磁波等の影響から被試験対象となる半導体素子を保護することができる。
【００３４】
また、請求項１３記載の発明によれば、
加圧保持体に放熱フィンを設けたことにより、試験中に半導体素子から発生する熱を効率よく放熱することができる。
また、請求項１５記載の発明によれば、
保持工程において、半導体素子の背面（メンブレン式コンタクタと接続する面と反対の面）を保持する加圧保持体と半導体素子とを固定した状態でメンブレン式コンタクタの既定位置に位置合わせ搭載するため、メンブレン式コンタクタに対する半導体素子の位置合わせ後から加圧保持体の装着までの間に半導体素子とメンブレン式コンタクタとの間に位置ずれが発生することを防止することができる。
【００３５】
更に、請求項１６記載の発明によれば、
搬送用ロボットは、半導体素子をベースに配設されたメンブレン式コンタクタ上の所定試験位置と収納トレイとの間を搬送させるため、半導体素子に対する試験の自動化を図ることができ、試験効率の向上を図ることができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
図１及び図２は、本発明の第１実施例である半導体素子試験用キャリア２０Ａを示している。図１は半導体素子試験用キャリア２０Ａの分解図であり、図２は半導体素子試験用キャリア２０Ａの組み立てた状態を示す図である。
【００３７】
各図に示されるように、半導体素子試験用キャリア２０Ａは、メンブレン式コンタクタ２４Ａ，加圧保持機構２６Ａ，及び加圧機構２８Ａ等により構成されている。
メンブレン式コンタクタ２４Ａは可撓性を有したフィルム状の部材であり、ＰＩ（ポリイミド）フィルム上に所定の導電パターンを形成した構成とされている。このメンブレン式コンタクタ２４Ａの半導体素子２２が搭載される既定位置には、半導体素子２２に形成された電極と対応するよう素子接続用パッド９８（図１０参照）が形成されている。
【００３８】
加圧保持体２６Ａは、本実施例では絶縁性を有した硬質樹脂により形成されており、その内側中央部分には半導体素子２２と対向する凹部４４が形成され、また外周部分は図中下方に向け（メンブレン式コンタクタ２４Ａに向け）突出した当接部３０Ａが形成されている。尚、凹部４４の大きさは半導体素子２２の大きさに比べて大きく設定されている。
【００３９】
また、加圧機構２８Ａは、後に詳述するように、例えばばね等を用いることにより、加圧板３６Ａを図中上方に向け（メンブレン式コンタクタ２４Ａに向け）弾性付勢しうる構成とされている。
ここで、本実施例に係る半導体素子試験用キャリア２０Ａの半導体素子２２，メンブレン式コンタクタ２４Ａ，加圧保持機構２６Ａ，及び加圧機構２８Ａの配置関係に注目すると、メンブレン式コンタクタ２４Ａの上部に先ず半導体素子２２が位置し、更にその上部に加圧保持体２６Ａが位置する構成とされている。また、加圧機構２８Ａはメンブレン式コンタクタ２４Ａの下部に位置した構成とされている。
【００４０】
従って、加圧機構２８Ａは、半導体素子２２を搭載する面（以下、表面という）と反対側の面（以下、裏面という）より、メンブレン式コンタクタ２４Ａを半導体素子２２に向けて加圧する構成となる。また、加圧保持体２６Ａは、半導体素子試験用キャリア２０Ａを組み立てた状態において、半導体素子２２の前記メンブレン式コンタクタ２４Ａと接続する面と反対の面（図中の上面）を保持する。また、この半導体素子２２を保持した状態において、加圧保持体２６Ａに設けられた当接部３０Ａは、メンブレン式コンタクタ２４Ａと当接した状態となっている。
【００４１】
上記構成とされた半導体素子試験用キャリア２０Ａを組み立てる方法としては、２種類の方法が考えられる。
一つ目の方法（以下、第１の方法という）としては、先ずメンブレン式コンタクタ２４Ａの既定位置に半導体素子２２を位置合わせして搭載する搭載工程を実施する。半導体素子２２がメンブレン式コンタクタ２４Ａ上に搭載されると、続いて加圧保持体２６Ａをメンブレン式コンタクタ２４Ａに装着することにより、半導体素子２２をメンブレン式コンタクタ２４Ａ上に保持する保持工程を実施する。この保持工程を実施した時点で、加圧保持体２６Ａに設けられている当接部３０Ａはメンブレン式コンタクタ２４Ａに当接する。
【００４２】
続いて、加圧機構２８Ａを用いてメンブレン式コンタクタ２４Ａを裏面（半導体素子２２を搭載する面と反対側の面）より、半導体素子２２に向けて加圧する加圧工程を実施する。これにより、メンブレン式コンタクタ２４Ａは半導体素子２２に加圧され、かつ半導体素子２２の上面は加圧保持体２６Ａに保持されているため、上記加圧力は半導体素子２２とメンブレン式コンタクタ２４Ａとの接続部（即ち、半導体素子２２の電極部とメンブレン式コンタクタ２４Ａの素子接続用パッド９８との接続部）に印加される。よって、半導体素子２２とメンブレン式コンタクタ２４Ａは電気的に接続される。
【００４３】
続いて、半導体素子試験用キャリア２０Ａをテスターに接続し、このテスターを用いて半導体素子２２に対し試験を実施する試験工程を実施する。もう一つの方法（以下、第２の方法という）は、先ず加圧保持体２６Ａに半導体素子２２を固定する。そして、この半導体素子２２を加圧保持体２６Ａに固定した状態を維持しつつ、加圧保持体２６Ａをメンブレン式コンタクタ２４Ａの既定位置に位置合わせ装着し、これにより半導体素子２２をメンブレン式コンタクタ２４Ａの既定位置に保持する（保持工程）。この保持工程が終了した時点で、加圧保持体２６Ａに形成された当接部３０Ａはメンブレン式コンタクタ２４Ａに当接した状態となっている。
以後の工程は、前述した工程と同様であり、加圧工程を実施することにより、メンブレン式コンタクタ２４Ａを半導体素子２２に加圧し、半導体素子２２とメンブレン式コンタクタ２４Ａとを電気的に接続する。続いて、半導体素子試験用キャリア２０Ａをテスターを接続し、このテスターを用いて半導体素子２２に対し試験を実施する試験工程を実施する。
【００４４】
前記した第１の方法と第２の方法を比較すると、第２の方法では、保持工程において半導体素子２２を固定した状態の加圧保持体２６Ａをメンブレン式コンタクタ２４Ａの既定位置に位置合わせ搭載する構成としているため、第１の方法に比べ、メンブレン式コンタクタ２４Ａに対する半導体素子２２の位置合わせ後から加圧保持体２６Ａの装着までの間に半導体素子２２とメンブレン式コンタクタ２４Ａとの間に位置ずれが発生することを防止することができるという効果を有している。
【００４５】
ここで、図２に示される組み立て状態の半導体素子試験用キャリア２０Ａに注目すると、組み立てられた状態（即ち、半導体素子２２が加圧保持体２６Ａに保持された状態）では、加圧保持体２６Ａに形成された当接部３０Ａはメンブレン式コンタクタ２４Ａと当接した構成となっている。このため、外部からの衝撃・振動等が加圧保持体２６Ａに印加されたとしても、加圧保持体２６Ａはメンブレン式コンタクタ２４Ａ上で支えられているので、半導体素子２２とメンブレン式コンタクタ２４Ａとの間で位置ずれが発生するようなことはない。
【００４６】
また、加圧保持体２６Ａに印加された衝撃・振動は、当接部３０Ａを介してメンブレン式コンタクタ２４Ａ側に逃げるため、半導体素子２２へのダメージを軽減することができる。よって、半導体素子２２とメンブレン式コンタクタ２４Ａとの接続状態を良好な状態に保つことができ、試験の信頼性の向上及び半導体素子２２の損傷を確実に防止することができる。
【００４７】
続いて、本発明の第２実施例について説明する。
図３は、第２実施例である半導体素子試験用キャリア２０Ｂの断面図である。尚、図３において、図１及び図２に示した第１実施例に係る半導体素子試験用キャリア２０Ａと同一構成については同一符号を付してその説明を省略する。
本実施例では、加圧保持体２６Ｂの側部に爪部３２を形成し、この爪部３２が加圧機構２８Ｂの下部に形成された係合部３４に係合するよう構成されている。また、メンブレン式コンタクタ２４Ａの爪部３２の形成位置に対応する位置には孔が形成されており、よってこの孔を挿通することにより爪部３２はメンブレン式コンタクタ２４Ａの下方へ延出しうる構成とされている。
【００４８】
また、加圧機構２８Ｂは、内部に形成された凹部内に上下方向に移動可能な構成で加圧板３６Ａが配設されており、かつ加圧板３６Ａの下部にはコイルスプリング３８が配設されている。このコイルスプリング３８の弾性力により、加圧板３６Ａは図中上方に向け付勢された構成とされている。
上記構成とされた加圧保持体２６Ｂ及び加圧機構２８Ｂは、メンブレン式コンタクタ２４Ａを挟んでその上部に加圧保持体２６Ｂが配設され、下部に加圧機構２８Ｂが配設される。そして、加圧保持体２６Ｂに形成された爪部３２を加圧機構２８Ｂに形成された係合部３４に係合させることにより、メンブレン式コンタクタ２４Ａ，加圧保持体２６Ｂ，及び加圧機構２８Ｂは一体化される。
【００４９】
この状態において、加圧保持体２６Ｂは半導体素子２２を保持すると共に当接部３０Ｂはメンブレン式コンタクタ２４Ａと当接している。また、加圧機構２８Ｂは、メンブレン式コンタクタ２４Ａの下側から半導体素子２２に向けメンブレン式コンタクタ２４Ａを加圧している。
よって、本実施例においても、半導体素子２２とメンブレン式コンタクタ２４Ａとの接続状態を良好な状態に保つことができ、試験の信頼性の向上及び半導体素子２２の損傷を確実に防止することができる。
【００５０】
ここで、メンブレン式コンタクタ２４Ａの外周部に注目すると、メンブレン式コンタクタ２４Ａの外周部には、加圧保持体２６Ｂを囲繞する枠体４０が配設されている。この枠体４０は枠体上部半体４１と枠体下部半体４２とにより構成されており、各半体４１，４２を接着手段或いは機械的固定手段によりメンブレン式コンタクタ２４Ａの外周部にこれを挟持するよう配設されている。この枠体４０は、絶縁性を有した硬質樹脂により形成されている。
【００５１】
本実施例のように、メンブレン式コンタクタ２４Ａの外周部に硬質材よりなる枠体４０を設けたことにより、可撓性を有することにより変形し易いメンブレン式コンタクタ２４Ａの外周部分の試験工程時における取扱いを容易にすることができる。また、試験工程においてテスターのプローブをメンブレン式コンタクタ２４Ａの外周部に接続する場合も、硬質材よりなる枠体４０が存在することによりプローブの接続を確実に行うことができる。
【００５２】
続いて、本発明の第３実施例について説明する。
図４及び図５は、第３実施例に係る半導体素子試験用キャリア２０Ｃを示している。図４は半導体素子試験用キャリア２０Ｃの分解図であり、図５（Ａ）は半導体素子試験用キャリア２０Ｃの組み立て状態を示す平面図であり、更に図５（Ｂ）は半導体素子試験用キャリア２０Ｃの組み立て状態を示す断面図である。尚、図４及び図５において、図１乃至図３に示した第１及び第２実施例に係る半導体素子試験用キャリア２０Ａ，２０Ｂと同一構成については同一符号を付してその説明を省略する。
【００５３】
本実施例で採用している加圧機構２８Ｃは、本体部５６Ａと加圧板３６Ｂとにより構成されている。本体部５６Ａの下部には爪部５８形成されると共に、上部には加圧板３６Ｂの脱落を防止する係止部６０が形成されている。
加圧板３６Ｂは本体部５６Ａに形成された凹部内を上下方向に移動可能に取り付けられており、また加圧板３６Ｂと本体部５６Ａとの間に配設されたコイルスプリング３８により図中上方向に弾性付勢された構成とされている。
【００５４】
また本実施例では、メンブレン式コンタクタ２４Ａが配設されるコンタクタ装着体４６Ａを設けたことを特徴としている。このコンタクタ装着体４６Ａは、例えば絶縁性樹脂により形成されており、半導体素子２２の搭載位置に対応する位置に開口部４８が形成されると共に、上面にメンブレン式コンタクタ２４Ａが配設される構成とされている。
【００５５】
また、コンタクタ装着体４６Ａの外周部分には鍔部５２が形成されると共に、この鍔部５２には加圧保持体２６Ｃに形成された爪部３２が挿通する貫通孔５４が形成されている。更に、開口部４８の内周所定位置には、加圧機構２８Ｃに形成された爪部５８が係合する係合部５０が形成されている。上記のように、メンブレン式コンタクタ２４Ａはコンタクタ装着体４６Ａの上面に配設されるが、本実施例では、メンブレン式コンタクタ２４Ａをコンタクタ装着体４６Ａに固定する手段としてインサート成形法を用いている。即ち、樹脂形成品であるコンタクタ装着体４６Ａを成形する際、予め金型内にメンブレン式コンタクタ２４Ａを装着しておき、その上でコンタクタ装着体４６Ａとなる樹脂を金型内にモールドする。
【００５６】
このように、メンブレン式コンタクタ２４Ａをコンタクタ装着体４６Ａにインサート成形により一体成形することにより、メンブレン式コンタクタ２４Ａとコンタクタ装着体４６Ａとを別個に形成する必要がなくなり、また両者を組み立てる工程も不要となるため、半導体素子試験用キャリア２０Ｃの製造工程を容易かつ安価に行うことができる。尚、製造工程の複雑化は伴うものの、メンブレン式コンタクタ２４Ａとコンタクタ装着体４６Ａとを接着剤を用いて接合、またはネジ等を用いて機械的に固定する方法も可能である。
【００５７】
上記構成とされた半導体素子試験用キャリア２０Ｃを組み立てるには、先ず半導体素子２２をコンタクタ装着体４６Ａに配設されたメンブレン式コンタクタ２４Ａ上の既定位置に位置決めして搭載すると共に、加圧保持体２６Ｃをメンブレン式コンタクタ２４Ａの上部よりコンタクタ装着体４６Ａに装着する。具体的には、加圧保持体２６Ｃに形成されている爪部３２を貫通孔５４内に挿入し（メンブレン式コンタクタ２４Ａの貫通孔５４と対向する位置にも孔が形成されている）、爪部３２をコンタクタ装着体４６Ａの下縁部に係合させる。
【００５８】
このように、加圧保持体２６Ｃをコンタクタ装着体４６Ａに装着した状態において、加圧保持体２６Ｃに形成された当接部３０Ｃはメンブレン式コンタクタ２４Ａと当接しており、かつ加圧保持体２６Ｃは半導体素子２２の上面と当接することにより、この半導体素子２２を保持した状態となっている。
続いて、加圧機構２８Ｃをメンブレン式コンタクタ２４Ａの裏面側からコンタクタ装着体４６Ａに装着する。そして、爪部５８が係合部５０に係合することにより、加圧機構２８Ｃはコンタクタ装着体４６Ａに装着された状態となる。この装着状態において、図５（Ｂ）に示されるように、加圧板３６Ｂはメンブレン式コンタクタ２４Ａの裏面に当接し、コイルスプリング３８の弾性力をもってメンブレン式コンタクタ２４Ａを半導体素子２２に向け押圧する。
【００５９】
この際、加圧機構２８Ｃはメンブレン式コンタクタ２４Ａの裏面に当接し、直接半導体素子２２には当接しておらず、また半導体素子２２を保持する加圧保持体２６Ｃの当接部３０Ｃはメンブレン式コンタクタ２４Ａと当接した状態を維持している。よって、本実施例の構成によっても、半導体素子２２とメンブレン式コンタクタ２４Ａとの接続状態を良好な状態に保つことができ、試験の信頼性の向上及び半導体素子２２の損傷を確実に防止することができる。
【００６０】
一方、本実施例では、前記したようにメンブレン式コンタクタ２４Ａがコンタクタ装着体４６Ａに装着された構成とされているため、可撓性を有するメンブレン式コンタクタ２４Ａを単体として取り扱う必要がなくなり、コンタクタ装着体４６Ａに装着された状態で取り扱うことができるため、半導体素子試験用キャリア２０Ｃの組み立て時等におけるメンブレン式コンタクタ２４Ａの取り扱いを容易とすることができる。
【００６１】
更に、本実施例においては、コンタクタ装着体４６Ａの熱膨張係数とメンブレン式コンタクタ２４Ａの熱膨張係数とを略等しくなるよう構成している。具体的には、前記のようにメンブレン式コンタクタ２４ＡはＰＩ（ポリエチレン）を基材とするため、コンタクタ装着体４６Ａの材料としてポリエーテルイミド（熱膨張係数：２５×１０-6／℃）を用いている。
【００６２】
このように、コンタクタ装着体４６Ａとしてポリエーテルイミドを用いた結果、常温下で行う試験、及び高温下（約１２５℃）で実施されるバーンイン試験においても、半導体素子２２とメンブレン式コンタクタ２４Ａとの間に熱膨張の収縮によるずれ及び歪みが発生することはなかった。よって、半導体素子２２とメンブレン式コンタクタ２４Ａとの接点部分にダメージが発生することはなく、良好な試験結果を得ることができた。尚、必要であれば、コンタクタ装着体４６Ａの材料として熱膨張係数：１４×１０-6／℃クラスのポリエーテルイミドを用いてもよい。
【００６３】
続いて、本発明の第４乃至第７実施例について説明する。
図６（Ａ）〜（Ｄ）は、第４乃至第７実施例に係る半導体素子試験用キャリアに設けられる加圧機構２８Ｄ〜２８Ｇを示している。尚、第４乃至第７実施例に係る半導体素子試験用キャリアは加圧機構２８Ｄ〜２８Ｇに特徴を有し、他の構成は図４及び図５に示した第３実施例に係る半導体素子試験用キャリア２０Ｃと同一であるため、加圧機構２８Ｄ〜２８Ｇのみを図示して説明するものとする。
【００６４】
図６（Ａ）は、第４実施例に係る半導体素子試験用キャリアに設けられる加圧機構２８Ｄを示している。
本実施例では、加圧機構２８Ｄとして空気６７（他の気体を用いることも可能）を袋体６６に圧縮封止した構成の気体ばね６４を用いたことを特徴とするものである。この構成の加圧機構２８Ｄを用いることにより、半導体素子２２に対するメンブレン式コンタクタ２４Ａの加圧力分布を一様とすることが可能となる。
【００６５】
また、空気６７に代えて、圧縮性流体を袋体６６に内封した液体ばねを用いることも可能である。この構成では、高圧になった際の体積ロスがなく、また高温下で実施される試験等においても体積変化を少なくすることができる。
図６（Ｂ）は、第５実施例に係る半導体素子試験用キャリアに設けられる加圧機構２８Ｅを示している。
【００６６】
本実施例では、本体部５６Ｃに移動可能な構成で配設された加圧板３６Ｃの側部にシール部材６９を設けることにより、本体部５６Ｃに対し加圧板３６Ｃが気密（液密）状態を維持しつつ移動可能な構成としたことを特徴とするものである。また、本体部５６Ｃと加圧板３６Ｃとの間に形成される空間部分には、気体或いは圧縮性流体が充填されている（図では、空気６７を充填した構成を示している）。
【００６７】
本実施例の構成によっても第４実施例と同様に、気体を用いた場合には半導体素子２２に対するメンブレン式コンタクタ２４Ａの加圧力分布を一様とすることが可能となり、また圧縮性流体を用いた場合には高圧になった際の体積ロスがなく、高温下で実施される試験等においても体積変化を少なくすることができる。
図６（Ｃ）は、第６実施例に係る半導体素子試験用キャリアに設けられる加圧機構２８Ｆを示している。
【００６８】
本実施例では、ゴム等の弾性体をブロック状とした弾性体ブロック７０を加圧機構２８Ｆとして用いたことを特徴とするものである。このような構成の弾性体ブロック７０は安価でかつ容易に入手することができる。よって、加圧機構２８Ｆを安価に短手番で入手することが可能となる。
図６（Ｄ）は、第７実施例に係る半導体素子試験用キャリアに設けられる加圧機構２８Ｇを示している。
【００６９】
本実施例では、加圧機構２８Ｇとして第１及び第２の磁石７１，７２を用いたことを特徴とするものである。第１の磁石７１は本体部５６Ｄに埋設されており、また第２の磁石７２は本体部５６Ｄに対し上下方向に移動可能とされた加圧板３６Ｄに埋設されている。また、第１及び第２の磁石７１，７２は、互いに同極が対向するよう配設されている。
【００７０】
この構成とすることにより、第１の磁石７１と第２の磁石７２との間で反発力が発生し、この反発力により加圧板３６Ｄは本体部５６Ｄに対し上動付勢され、従ってこの第１及び第２の磁石７１，７２は磁石ばねを構成することとなる。この磁石ばねを用いることにより、コイルスプリング等の機械的な弾性力に比べて加圧平面全体に一様な力を発生させることができ、安定した加圧処理を行うことが可能となる。
【００７１】
続いて、本発明の第８実施例について説明する。
図７は、第８実施例に係る半導体素子試験用キャリア２０Ｄを示す断面図である。尚、図７において、図１乃至図５に示した第１乃至第３実施例に係る半導体素子試験用キャリア２０Ａ〜２０Ｃと同一構成については同一符号を付してその説明を省略する。また、以下説明する各実施例についても同様とする。
【００７２】
本実施例に係る半導体素子試験用キャリア２０Ｄは、加圧機構２８Ｈとして、メンブレン式コンタクタ２４Ａの半導体素子２２を搭載する面側（表面側）の圧力を真空にする真空装置を用いたことを特徴とするものである。具体的には、加圧保持体２６Ｄに形成された凹部４４と連通する真空引き孔７４を設けるとともに、この真空引き孔７４に真空ポンプ７８を接続する。また、真空引き孔７４と真空ポンプ７８との間に、真空を解除するための弁体７６を設ける。
【００７３】
上記構成とされた半導体素子試験用キャリア２０Ｄを組み立てるには、先ず半導体素子２２をコンタクタ装着体４６Ｂに配設されたメンブレン式コンタクタ２４Ａ上の既定位置に位置決めして搭載すると共に、加圧保持体２６Ｄをメンブレン式コンタクタ２４Ａの上部よりコンタクタ装着体４６Ｂに装着する。この加圧保持体２６Ｄをコンタクタ装着体４６Ｂに装着した状態において、加圧保持体２６Ｄに形成された当接部３０Ｃはメンブレン式コンタクタ２４Ａと当接しており、かつ加圧保持体２６Ｄは半導体素子２２の上面と当接することにより半導体素子２２を保持した状態となっている。
【００７４】
続いて、加圧機構２８Ｈを構成する真空ポンプ７８を真空引き孔７４に接続し、真空ポンプ７８を駆動させると共に、弁体７６を操作して真空ポンプ７８と真空引き孔７４とが連通した状態とする。これにより、凹部４４内の空気は真空ポンプ７８により吸引され、凹部４４内の真空度は上昇する。一方、メンブレン式コンタクタ２４Ａの裏面には大気圧が作用した状態であるため、メンブレン式コンタクタ２４Ａは半導体素子２２を加圧保持体２６Ｄに押圧するよう変位する。
【００７５】
この際、加圧機構２８Ｈは直接半導体素子２２には当接しておらず、また半導体素子２２を保持する加圧保持体２６Ｄの当接部３０Ｃはメンブレン式コンタクタ２４Ａと当接した状態を維持している。よって、本実施例の構成によっても、半導体素子２２とメンブレン式コンタクタ２４Ａとの接続状態を良好な状態に保つことができ、試験の信頼性の向上及び半導体素子２２の損傷を確実に防止することができる。
【００７６】
一方、本実施例では、前記したように加圧機構２８Ｈとしてメンブレン式コンタクタ２４Ａの半導体素子２２を搭載する面側の圧力を真空にする真空ポンプ７８を用いた構成としている。この構成では、半導体素子試験用キャリア２０Ｄ自体に加圧機構を準備する必要がなくなり、キャリア構成の簡素化を図ることができる。即ち、コンタクト装着体４６Ｂの開口部４８には、何も配設されない構成とすることができる。
【００７７】
続いて、本発明の第９実施例について説明する。
図８は、第９実施例に係る半導体素子試験用キャリアに設けられる加圧保持体２６Ａの近傍を拡大して示す図である。本実施例では、加圧保持体２６Ａに放熱フィン７９を設けたことを特徴とするものである。
前記してきた各実施例から明らかなように、半導体素子試験用キャリアが組み立てられた状態において、加圧保持体２６Ａは半導体素子２２と当接する構成とされている。よって、この加圧保持体２６Ａに放熱フィン７９を設けることにより、試験中に半導体素子２２から発生する熱を効率よく放熱することができる。尚、この構成の場合、加圧保持体２６Ａの材質も、放熱特性の良好な材質を選定することが望ましい。
【００７８】
続いて、本発明の第１０実施例について説明する。
図９は、第１０実施例に係る半導体素子試験用キャリアに設けられる加圧保持体２６Ａ及びコンタクト装着体４６Ｃの近傍を拡大して示す図である。
本実施例では、当接部３０Ｄをメンブレン式コンタクタ２４Ｂに設けると共に、この当接部３０Ｄを半導体素子２２の平面方向の位置決めを行う位置決め部材として用いたことを特徴とするものである。この当接部３０Ｄは、メンブレン式コンタクタ２４Ｂ上に接着等により配設しても、またメッキ法を用いてメンブレン式コンタクタ２４Ｂ上に金属を成長させた構成としてもよい。
【００７９】
本実施例のように、メンブレン式コンタクタ２４Ｂに当接部３０Ｄを設ける構成とすることにより、加圧保持体２６Ｅの下面（メンブレン式コンタクタ２４Ｂと対向する面）を平坦面とすることができ、前記した各実施例のように当接部３０Ａ〜３０Ｃを加圧保持体側に形成する構成に比べ、その加工を容易に行うことができる。
【００８０】
また、前記した各実施例と同様に組み立て状態において、加圧保持体２６Ｅは当接部３０Ｄと当接することにより、当接部３０Ｄを介してメンブレン式コンタクタ２４Ｂ上に支持されており、かつこの状態において加圧保持体２６Ｅは半導体素子２２の上面と当接するよう構成されている。よって、本実施例によっても、ね半導体素子２２とメンブレン式コンタクタ２４Ａとの接続状態を良好な状態に保つことができ、試験の信頼性の向上及び半導体素子２２の損傷を確実に防止することができる。
【００８１】
更に本実施例では、当接部３０Ｄが半導体素子２２の平面方向の位置決めを行う位置決め部材として機能しているため、試験工程等において印加される衝撃・振動によって、半導体素子２２とメンブレン式コンタクタ２４Ｂの平面方向の位置を確実に保持することができる。よって、信頼性の高い試験を行うことが可能となり、かつ半導体素子２２とメンブレン式コンタクタ２４Ｂとの接合部分に応力が印加されることを防止することもできる。
【００８２】
続いて、本発明の第１１実施例について説明する。
図１０は、第１１実施例に係る半導体素子試験用キャリア２０Ｅの加圧保持体２６Ｆとメンブレン式コンタクタ２４Ｃとの接続部分を拡大して示す図である。
本実施例では、加圧保持体２６Ｆを導電性材料により形成している。具体的には、銅或いはアルミニウム等の導電性金属により加圧保持体２６Ｆを形成している。また、メンブレン式コンタクタ２４Ｃは、半導体素子２２と接続を行うための素子接続用パッド９８に加え、加圧保持体２６Ｆと電気的接続を行うための接地用パッド９６を設けた構成としている。この接地用パッド９６は、メンブレン式コンタクタ２４Ｃに形成されている接地用配線パターンに接続されている。
【００８３】
本実施例のように、加圧保持体２６Ｆを導電性材料により構成すると共に、メンブレン式コンタクタ２０Ｃに加圧保持体２６Ｆと電気的に接続される接地用パッド９６を設けたことにより、半導体素子試験用キャリア２０Ｅを組み立てた際、接地パッド９６が加圧保持体２６Ｆと電気的に接続される。
これにより、加圧保持体２６Ｆは接地された状態となる。また、加圧保持体２６Ｆは前記のように半導体素子２２を覆うよう配設されるため、半導体素子試験用キャリア２０Ｅを組み立てた状態において、外部からの電磁波等の影響から被試験対象となる半導体素子２２を保護することが可能となる。また逆に、半導体素子２２として高周波で駆動するものを用いた場合には、半導体素子２２が発する電磁波等が加圧保持体２６Ｆの外部に漏洩することを防止することができる。
【００８４】
続いて、本発明の一実施例である半導体素子試験用装置について説明する。
図１１及び図１２は、本発明の一実施例である半導体素子試験用装置８０を示しており、図１１は半導体素子試験用装置８０を側面視した要部構成図、図１２は半導体素子試験用装置８０を平面視した要部構成図である。
本実施例に係る半導体素子試験用装置８０は、前記した第１乃至第１１実施例に係る半導体素子試験用キャリア２０Ａ〜２０Ｅの何れをも適用することができるが、本実施例では第１実施例に係る半導体素子試験用キャリア２０Ａ（加圧機構２８Ｉのみ異なる）を適用した例について説明するものとする。
【００８５】
本実施例に係る半導体素子試験用装置８０は、大略するとメンブレン式コンタクタ２４Ａ，ベース８２，搬送用ロボット８４等により構成されている。ベース８２は、メンブレン式コンタクタ２４Ａを上部に保持すると共に、加圧機構２８Ｉと対向する位置には開口部８８が形成されている。
また、ベース８２の上部には、図１２に示されるように、試験前の半導体素子２２が収納される素子収納用トレイ９０，試験を実施した後に良品であると判断された半導体素子２２が収納される良品用トレイ９２，及び試験を実施した後に不良品であると判断された半導体素子２２が収納される不良品用トレイ９４が配設されている。
【００８６】
一方、搬送用ロボット８４は、先端部に加圧保持体２６Ａが配設されたアーム８６を有しており、このアーム８６を図中矢印Ｘ方向，Ｚ方向に直線移動させると共に、図中矢印θで示す方向に回転可能な構成とされている。よって、この搬送用ロボット８４を用いることにより、半導体素子２２を素子収納トレイ９０から取り出しメンブレン式コンタクタ２４Ａの既定位置に装着し試験を行い、試験終了した後は、試験結果に基づき半導体素子２２を良品用トレイ９２或いは不良品用トレイ９４に搬送することが可能となるる
また、加圧機構２８Ｉはベース８２の下部に配設されており、加圧板３６Ｅを図中矢印Ｚ方向に移動させる構成とされている。本実施例では、加圧機構２８Ｉとしてエアシリンダを用いており、よって加圧板３６Ｅの上下動を制御する事が可能な構成とされている。
【００８７】
半導体素子試験用装置８０を上記の構成とすることにより、搬送用ロボット８４は、半導体素子２２をベース８２に配設されたメンブレン式コンタクタ２４Ａ上の所定試験位置と各トレイ９０〜９４との間で搬送させることができるため、半導体素子２２に対する試験の自動化を図ることができる。よって、半導体素子２２に対する試験効率の向上を図ることができ、また人手による試験に比べて半導体素子２２のメンブレン式コンタクタ２４Ａに対する装着精度も向上し、信頼性の高い試験を実施することが可能となる。
【００８８】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、次に述べる種々の効果を実現することができる。請求項１及び請求項１４記載の発明によれば、外部からの衝撃・振動等が加圧保持体に印加されたとしても、加圧保持体はメンブレン式コンタクタ上で支えられているので、半導体素子とメンブレン式コンタクタとの間で位置ずれが発生することを防止できる。
【００８９】
また、請求項２記載の発明によれば、可撓性を有することにより変形し易いメンブレン式コンタクタの外周部分の試験工程における取扱いを容易にすることができると共に、試験工程においてテスターのプローブをメンブレン式コンタクタに接続する場合も、プローブの接続を確実に行うことができる。
また、請求項３記載の発明によれば、可撓性を有するメンブレン式コンタクタを単体として取り扱う必要がなくなり、コンタクタ装着体に装着された状態で取り扱うことができるため、半導体素子試験用キャリアの組み立て時等におけるメンブレン式コンタクタの取り扱いを容易とすることができる。
【００９０】
また、請求項４記載の発明によれば、メンブレン式コンタクタとコンタクタ装着体とを別個に用意する必要がなくなり、また両者を組み立てる工程も不要となるため、半導体素子試験用キャリアの組み立て処理を容易かつ安価に行うことができる。
また、請求項５記載の発明によれば、例えばバーンイン等の高温下で行われる試験が実施されても、コンタクタ装着体とメンブレン式コンタクタとの間に熱膨張の収縮によるずれ及び歪みが発生することを防止することができる。
【００９１】
また、請求項６記載の発明によれば、加圧機構としてブロック状の弾性体を用いたことにより、加圧機構を安価に短手番で入手することが出来る。
また、請求項７記載の発明によれば、加圧機構として気体を圧縮封止した構成の気体ばねを用いたことにより、半導体素子に対するメンブレン式コンタクタの加圧力分布を一様とすることが可能となる。
【００９２】
また、請求項８記載の発明によれば、加圧機構として圧縮性流体を内封した液体ばねを用いたことにより、高圧になった際の体積ロスがなく、また高温下で実施される試験等においても加圧機構の体積変化を少なくすることができる。
また、請求項９記載の発明によれば、半導体素子試験用キャリア自体に加圧機構を準備する必要がなくなり、キャリア構成の簡素化を図ることができる。
【００９３】
また、請求項１０記載の発明によれば、加圧機構として一対の磁石を同極が対向するよう配置した磁石ばねを用いたことにより、コイルスプリング等の機械的な圧力に比べて、加圧平面全体に一様な力を発生させることが出来る。
また、請求項１１記載の発明によれば、試験工程等において印加される衝撃・振動によっても半導体素子とメンブレン式コンタクタの平面方向の位置を確実に保持することができる。
【００９４】
また、請求項１２記載の発明によれば、半導体素子試験用キャリアを組み立てた際、接地パッドが加圧保持体と電気的に接続されることにより加圧保持体は接地された状態となり、かつ加圧保持体は半導体素子を覆うよう配設されるため、キャリア外部からの電磁波等の影響から被試験対象となる半導体素子を保護することができる。
【００９５】
また、請求項１３記載の発明によれば、加圧保持体に放熱フィンを設けたことにより、試験中に半導体素子から発生する熱を効率よく放熱することができる。
また、請求項１５記載の発明によれば、メンブレン式コンタクタに対する半導体素子の位置合わせ後から加圧保持体の装着までの間に半導体素子とメンブレン式コンタクタとの間に位置ずれが発生することを防止することができる。
【００９６】
更に、請求項１６記載の発明によれば、半導体素子に対する試験の自動化を図ることができ、試験効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例である半導体素子試験用キャリアの分解図である。
【図２】本発明の第１実施例である半導体素子試験用キャリアの組み立て状態を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施例である半導体素子試験用キャリアの断面図である。
【図４】本発明の第３実施例である半導体素子試験用キャリアの分解図である。
【図５】本発明の第３実施例である半導体素子試験用キャリアを示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は組み立て状態を示す断面図である。
【図６】本発明の第４乃至第７実施例である半導体素子試験用キャリアに組み込まれる加圧機構を説明するための図である。
【図７】本発明の第８実施例である半導体素子試験用キャリアの断面図である。
【図８】本発明の第９実施例である半導体素子試験用キャリアの加圧保持体近傍を拡大して示す図である。
【図９】本発明の第１０実施例である半導体素子試験用キャリアの要部を拡大して示す分解図である。
【図１０】本発明の第１１実施例である半導体素子試験用キャリアの要部を拡大して示す断面図である。
【図１１】本発明の第１実施例である半導体素子試験用装置の要部構成を示す側面図である。
【図１２】本発明の第１実施例である半導体素子試験用装置の要部構成を示す平面図である。
【図１３】従来の半導体素子試験用キャリアの一例を示す構成図である。
【符号の説明】
２０Ａ〜２０Ｅ 半導体素子試験用キャリア
２２ 半導体素子
２４Ａ〜２４Ｃ メンブレン式コンタクタ
２６Ａ〜２６Ｆ 加圧保持体
２８Ａ〜２８Ｉ 加圧機構
３０Ａ〜３０Ｄ 当接部
３６Ａ〜３６Ｅ 加圧板
３８ コイルスプリング
４０ 枠体
４６Ａ〜４６Ｃ コンタクタ装着体
４８ 開口部
５６Ａ〜５６Ｄ 本体部
６４ 気体ばね
６９ シール部材
７０ 弾性体ブロック
７１ 第１の磁石
７２ 第２の磁石
７４ 真空引き孔
７６ 弁体
７８ 真空ポンプ
７９ 放熱フィン
８０ 半導体素子試験用装置
８２ ベース
８４ 搬送用ロボット
８６ アーム
８８ 開口部
９０ 素子収納用トレイ
９２ 良品用トレイ
９４ 不良品用トレイ
９６ 接地用パッド
９８ 素子接続用パッド
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体素子試験用キャリア及び半導体素子試験方法及び半導体素子試験用装置に係り、特にメンブレン式コンタクタを用いて半導体素子（ベアチップ、ＢＧＡ(Ball Grid Array),ＳＯＰ(Small Outline Package),ＱＦＰ(Quad Flat Package）等を含む）に対して試験を行う構成とされた半導体素子試験用キャリア及び半導体素子試験方法及び半導体素子試験用装置に関する。
【０００２】
近年の電子回路は、小型化、高速化、高密度化が要求されている。
このため、これらの電子回路に配置される電極についても、小型化、高速化、高密度化に対応すべく微細化が図られ、このような電子回路に対し試験や実装を行う場合、確実に電気的な接続を得るためのコンタクタが求められている。
このようなコンタクタとしては、近年ＰＩ（ポリイミド）フィルム上に導電パターンを施した形態のメンブレン（薄膜）状コンタクタが用いられるケースが増えてきており、このようなコンタクタを備えた半導体素子、特にベアチップ用の試験用キャリアが開発されている。
【０００３】
【従来の技術】
従来のメンブレン状コンタクタを備えた半導体素子試験用キャリアは、通常被試験対象となる半導体素子をメンブレン状コンタクタの所定の位置に搭載した後、この半導体素子を前記メンブレン状コンタクタに押しつけるための加圧機構を半導体素子背面（メンブレン状コンタクタと接触させる面と反対面）に設置する構成となっている。。つまり、キャリア構造としては、下部よりメンブレン状コンタクタ−半導体素子−加圧機構という３重構造を基本としている。
【０００４】
この種の半導体素子試験用キャリアとして、例えば図１３に示すものが従来より知られている。
同図に示す半導体素子試験用キャリア１は、大略するとメンブレン式コンタクタ３，枠体４，キャップ５，加圧機構７，フェンス１０，及びクッション材１１等により構成されている。
【０００５】
メンブレン式コンタクタ３は枠体４の上面に配設されており、その外周部に形成されたテスターパッド（図示せず）にはテスター信号が供給されるよう構成されている。また、メンブレン式コンタクタ３の上部には、半導体素子２を所定の位置に収めるためのフェンス１０が設けられており、半導体素子試験用キャリア１の外部からの衝撃、振動が加わっても半導体素子２がズレないよう構成されている。
【０００６】
加圧機構７は、加圧板８及びコイルバネ９とにより構成されている。コイルバネ９の上端部は連結棒６により枠体４上に支持されたキャップ５に当接しており、またコイルバネ９の下端部は加圧板８に当接している。このコイルバネ９は、加圧板８を下方に向け付勢する弾性力を発生させる。この加圧機構７は、コイルバネ９の力により加圧板８を介して半導体素子２をメンブレン式コンタクタ３に向け加圧し、これにより半導体素子２とメンブレン式コンタクタ３との良好な電気的接続が得られるよう構成されている。
【０００７】
また、枠体4 の半導体素子２と対向する位置には凹部が形成されており、この凹部内にはクッション材１１が配設されている。このクッション材１１は、メンブレン式コンタクタ３の半導体素子搭載面と反対側の面に当接しており、前記した加圧機構７の加圧力を受ける機能を奏する。
また、半導体素子試験用キャリア１と半導体素子２との組み立て工程としては、先ず半導体素子２をメンブレン状コンタクタ３の既定位置に装着する。この際、半導体素子２の電極とメンブレン状コンタクタ３の電極が確実に接続されるよう高精度に位置決めする。その後、前記加圧機構７を装着し、半導体素子２の背面（メンブレン状コンタクタ３と接触させる面と反対面）からメンブレン状コンタクタ３に向かって半導体素子２を加圧する。このように組み立てられた半導体素子試験用キャリア１の形態で、半導体素子２に対し試験を実施する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の半導体素子試験用キャリア１は、半導体素子２をメンブレン状コンタクタ３に搭載した後に加圧機構７をセットする構成とされており、かつ加圧機構７（加圧板８）は直接半導体素子２に当接する構成とされていたため、半導体素子２をメンブレン状コンタクタ３に高精度に搭載しても、加圧機構７のセット時に加圧板８が半導体素子２に衝撃することにより、高精度に位置合わされた半導体素子２とメンブレン状コンタクタ３との間で位置ずれが発生してしまうという問題点があった。
【０００９】
また、試験工程実施中において、半導体素子試験用キャリア１に種々の衝撃・振動等が印加された場合、この衝撃・振動等は直接半導体素子２に伝わってしまい、よって半導体素子試験用キャリア１の組み立て後であっても、半導体素子２とメンブレン状コンタクタ３との間で位置ずれが発生してしまう。このように、半導体素子２とメンブレン状コンタクタ３との間で位置ずれが発生すると、電極接触部分にダメージを与え、良好な電気的接続が図れなくなるおそれがあるという問題点があった。
【００１０】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、組み立て時及び試験実施時において半導体素子とメンブレン状コンタクタとの間で位置ずれが発生することを防止しうる半導体素子試験用キャリア及び半導体素子試験方法及び半導体素子試験用装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、次の手段を講じることにより解決することができる。
請求項１記載の発明では、
被試験対象となる半導体素子の電極部と電気的な接続を行うコンタクトを備えた半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記コンタクトとして機能するメンブレン式コンタクタと、
前記半導体素子を搭載する面と反対側の面より、前記メンブレン式コンタクタを前記半導体素子に向けて加圧する加圧機構と、
前記半導体素子の前記メンブレン式コンタクタと接続する面と反対の面を保持する加圧保持体とを具備し、
前記加圧保持体には側部より延出して設けられた爪部が設けられ、
前記加圧機構には前記メンブレン式コンタクタを前記半導体素子に加圧する加圧板及び前記爪部を固定する係合部が設けられ、
前記爪部を前記係合部に固定することにより、前記半導体素子、前記メンブレン式コンタクタ、前記加圧保持体、前記加圧板及び前記加圧機構とを一体化することを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項２記載の発明では、
前記請求項１記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記メンブレン式コンタクタの外周部に、前記加圧保持体を囲繞するよう硬質材よりなる枠体を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項３記載の発明では、
前記請求項１または２記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記半導体素子の搭載位置に対応する位置に開口部が形成されると共に、上面に前記メンブレン式コンタクタが配設されるコンタクタ装着体を設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項４記載の発明では、
前記請求項３記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記コンタクタ装着体を樹脂により形成すると共に、前記メンブレン式コンタクタを前記コンタクタ装着体にインサート成形により一体的な構成としたことを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項５記載の発明では、
前記請求項３または４記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記コンタクタ装着体の熱膨張係数と前記メンブレン式コンタクタの熱膨張係数を近似させたことを特徴とするものである。
また、請求項６記載の発明では、
前記請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記加圧機構として、ブロック状の弾性体を用いたことを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項７記載の発明では、
前記請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記加圧機構として、気体を圧縮封止した構成の気体ばねを用いたことを特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項８記載の発明では、
前記 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記加圧機構として、圧縮性流体を内封した液体ばねを用いたことを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項９記載の発明では、
前記請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記加圧機構として、前記メンブレン式コンタクタの前記半導体素子を搭載する面側の圧力を真空にする真空装置を用いたことを特徴とするものである。
【００１８】
また、請求項１０記載の発明では、
前記請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記加圧機構として、一対の磁石を同極が対向するよう配置した磁石ばねを用いたことを特徴とするものである。
【００１９】
また、請求項１１記載の発明は、
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記メンブレン式コンタクタまたは前記加圧保持体の少なくとも一方に突出形成されることにより、前記半導体素子を保持した状態で前記メンブレン式コンタクタと前記加圧保持体とを当接させる当接部を設け、
該当接部が、前記半導体素子の平面方向の位置決めを行う位置決め部材として機能するよう構成したことを特徴とするものである。
【００２０】
また、請求項１２記載の発明では、
前記請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記加圧保持体を導電性材料により構成すると共に、
前記メンブレン式コンタクタに前記加圧保持体と電気的に接続される接地用パッドを設けたことを特徴とするものである。
【００２１】
また、請求項１３記載の発明では、
前記請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記加圧保持体に、放熱フィンを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項１４記載の発明では、
前記請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアを用いて、前記半導体素子に対し試験を行う半導体素子試験方法において、
前記メンブレン式コンタクタの既定位置に前記半導体素子を位置合わせして搭載する搭載工程と、
前記加圧保持体を前記メンブレン式コンタクタに装着することにより、前記半導体素子を前記メンブレン式コンタクタ上に保持する保持工程と、
前記加圧機構により、前記メンブレン式コンタクタを前記半導体素子を搭載する面と反対側の面より前記半導体素子に向けて加圧する加圧工程と、
上記各工程を実施することにより形成される半導体素子試験用キャリアをテスターを接続し、該テスターを用いて前記半導体素子に対し試験を実施する試験工程とを有することを特徴とするものである。
【００２２】
また、請求項１５記載の発明では、
前記請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアを用いて、前記半導体素子に対し試験を行う半導体素子試験方法において、
前記加圧保持体と前記半導体素子とを固定した上で、前記加圧保持体を前記メンブレン式コンタクタの既定位置に位置合わせ装着することにより、前記半導体素子を前記メンブレン式コンタクタ上に保持する保持工程と、
前記加圧機構により、前記メンブレン式コンタクタを前記半導体素子を搭載する面と反対側の面より前記半導体素子に向けて加圧する加圧工程と、
上記各工程を実施することにより形成される半導体素子試験用キャリアをテスターを接続し、該テスターを用いて前記半導体素子に対し試験を実施する試験工程とを有することを特徴とするものである。
【００２３】
更に、請求項１６記載の発明に係る半導体素子試験用装置では、
前記請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアと、
前記半導体素子試験用キャリアを構成する前記メンブレン式コンタクタを保持すると共に、前記加圧機構と対向する位置に開口部が形成されたベースと、
前記半導体素子試験用キャリアを構成する前記加圧保持体が設けられ、該加圧保持体に前記半導体素子を搭載することにより、該半導体素子を収納トレイと所定試験位置との間で搬送すると共に、前記加圧保持体を前記メンブレン式コンタクタに装着する搬送用ロボットとを具備することを特徴とするものである。
【００２４】
上記した各手段は、次のように作用する。
請求項１及び請求項１４記載の発明によれば、
加圧機構は、半導体素子を搭載する面と反対側の面より、メンブレン式コンタクタを半導体素子に向けて加圧する。即ち、加圧機構は半導体素子を直接加圧する構成とはされていない。また、加圧保持体は、半導体素子のメンブレン式コンタクタと接続する面と反対の面を保持する構成とされている。
【００２６】
また、請求項２記載の発明によれば、
メンブレン式コンタクタの外周部に、加圧保持体を囲繞するよう硬質材よりなる枠体を設けたことにより、可撓性を有することにより変形し易いメンブレン式コンタクタの外周部分の試験工程における取扱いを容易にすることができる。また、試験工程においてテスターのプローブをメンブレン式コンタクタに接続する場合も、硬質材よりなる枠体が存在することにより、プローブの接続を確実に行うことができる。
【００２７】
また、請求項３記載の発明によれば、
半導体素子の搭載位置に対応する位置に開口部が形成されると共に、上面にメンブレン式コンタクタが配設されるコンタクタ装着体を設けたことにより、可撓性を有するメンブレン式コンタクタを単体として取り扱う必要がなくなり、コンタクタ装着体に装着された状態で取り扱うことができるため、半導体素子試験用キャリアの組み立て時等におけるメンブレン式コンタクタの取り扱いを容易とすることができる。
【００２８】
また、請求項４記載の発明によれば、
コンタクタ装着体を樹脂により形成すると共に、メンブレン式コンタクタをコンタクタ装着体にインサート成形により一体的な構成としたことにより、メンブレン式コンタクタとコンタクタ装着体とを別個に用意する必要がなくなり、また両者を組み立てる工程も不要となるため、半導体素子試験用キャリアの組み立て処理を容易かつ安価に行うことができる。
【００２９】
また、請求項５記載の発明によれば、
コンタクタ装着体の熱膨張係数とメンブレン式コンタクタの熱膨張係数とを合わせたため、例えばバーンイン等の高温下で行われる試験が実施されても、コンタクタ装着体とメンブレン式コンタクタとの間に熱膨張の収縮によるずれ及び歪みが発生することを防止することができる。
【００３０】
また、請求項６記載の発明によれば、
加圧機構としてブロック状の弾性体を用いたことにより、加圧機構を安価に短手番で入手することが出来る。
また、請求項７記載の発明によれば、
加圧機構として気体を圧縮封止した構成の気体ばねを用いたことにより、半導体素子に対するメンブレン式コンタクタの加圧力分布を一様とすることが可能となる。
【００３１】
また、請求項８記載の発明によれば、
加圧機構として圧縮性流体を内封した液体ばねを用いたことにより、高圧になった際の体積ロスがなく、また高温下で実施される試験等においても加圧機構の体積変化を少なくすることができる。
また、請求項９記載の発明によれば、
加圧機構としてメンブレン式コンタクタの半導体素子を搭載する面側の圧力を真空にする真空装置を用いたことにより、メンブレン式コンタクタを半導体素子に圧着させる手段を講じるため、半導体素子試験用キャリア自体に加圧機構を準備する必要がなくなり、キャリア構成の簡素化を図ることができる。
【００３２】
また、請求項１０記載の発明によれば、
加圧機構として一対の磁石を同極が対向するよう配置した磁石ばねを用いたことにより、コイルスプリング等の機械的な圧力に比べて、加圧平面全体に一様な力を発生させることが出来る。
また、請求項１１記載の発明によれば、
当接部が半導体素子の平面方向の位置決めを行う位置決め部材として機能するよう構成したことにより、試験工程等において印加される衝撃・振動によっても半導体素子とメンブレン式コンタクタの平面方向の位置を確実に保持することができる。
【００３３】
また、請求項１２記載の発明によれば、
加圧保持体を導電性材料により構成すると共に、メンブレン式コンタクタに加圧保持体と電気的に接続される接地用パッドを設けたことにより、半導体素子試験用キャリアを組み立てた際、接地パッドが加圧保持体と電気的に接続されることにより加圧保持体は接地された状態となる。加圧保持体は半導体素子を覆うよう配設されるため、よってキャリア外部からの電磁波等の影響から被試験対象となる半導体素子を保護することができる。
【００３４】
また、請求項１３記載の発明によれば、
加圧保持体に放熱フィンを設けたことにより、試験中に半導体素子から発生する熱を効率よく放熱することができる。
また、請求項１５記載の発明によれば、
保持工程において、半導体素子の背面（メンブレン式コンタクタと接続する面と反対の面）を保持する加圧保持体と半導体素子とを固定した状態でメンブレン式コンタクタの既定位置に位置合わせ搭載するため、メンブレン式コンタクタに対する半導体素子の位置合わせ後から加圧保持体の装着までの間に半導体素子とメンブレン式コンタクタとの間に位置ずれが発生することを防止することができる。
【００３５】
更に、請求項１６記載の発明によれば、
搬送用ロボットは、半導体素子をベースに配設されたメンブレン式コンタクタ上の所定試験位置と収納トレイとの間を搬送させるため、半導体素子に対する試験の自動化を図ることができ、試験効率の向上を図ることができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
図１及び図２は、本発明の第１実施例である半導体素子試験用キャリア２０Ａを示している。図１は半導体素子試験用キャリア２０Ａの分解図であり、図２は半導体素子試験用キャリア２０Ａの組み立てた状態を示す図である。
【００３７】
各図に示されるように、半導体素子試験用キャリア２０Ａは、メンブレン式コンタクタ２４Ａ，加圧保持機構２６Ａ，及び加圧機構２８Ａ等により構成されている。
メンブレン式コンタクタ２４Ａは可撓性を有したフィルム状の部材であり、ＰＩ（ポリイミド）フィルム上に所定の導電パターンを形成した構成とされている。このメンブレン式コンタクタ２４Ａの半導体素子２２が搭載される既定位置には、半導体素子２２に形成された電極と対応するよう素子接続用パッド９８（図１０参照）が形成されている。
【００３８】
加圧保持体２６Ａは、本実施例では絶縁性を有した硬質樹脂により形成されており、その内側中央部分には半導体素子２２と対向する凹部４４が形成され、また外周部分は図中下方に向け（メンブレン式コンタクタ２４Ａに向け）突出した当接部３０Ａが形成されている。尚、凹部４４の大きさは半導体素子２２の大きさに比べて大きく設定されている。
【００３９】
また、加圧機構２８Ａは、後に詳述するように、例えばばね等を用いることにより、加圧板３６Ａを図中上方に向け（メンブレン式コンタクタ２４Ａに向け）弾性付勢しうる構成とされている。
ここで、本実施例に係る半導体素子試験用キャリア２０Ａの半導体素子２２，メンブレン式コンタクタ２４Ａ，加圧保持機構２６Ａ，及び加圧機構２８Ａの配置関係に注目すると、メンブレン式コンタクタ２４Ａの上部に先ず半導体素子２２が位置し、更にその上部に加圧保持体２６Ａが位置する構成とされている。また、加圧機構２８Ａはメンブレン式コンタクタ２４Ａの下部に位置した構成とされている。
【００４０】
従って、加圧機構２８Ａは、半導体素子２２を搭載する面（以下、表面という）と反対側の面（以下、裏面という）より、メンブレン式コンタクタ２４Ａを半導体素子２２に向けて加圧する構成となる。また、加圧保持体２６Ａは、半導体素子試験用キャリア２０Ａを組み立てた状態において、半導体素子２２の前記メンブレン式コンタクタ２４Ａと接続する面と反対の面（図中の上面）を保持する。また、この半導体素子２２を保持した状態において、加圧保持体２６Ａに設けられた当接部３０Ａは、メンブレン式コンタクタ２４Ａと当接した状態となっている。
【００４１】
上記構成とされた半導体素子試験用キャリア２０Ａを組み立てる方法としては、２種類の方法が考えられる。
一つ目の方法（以下、第１の方法という）としては、先ずメンブレン式コンタクタ２４Ａの既定位置に半導体素子２２を位置合わせして搭載する搭載工程を実施する。半導体素子２２がメンブレン式コンタクタ２４Ａ上に搭載されると、続いて加圧保持体２６Ａをメンブレン式コンタクタ２４Ａに装着することにより、半導体素子２２をメンブレン式コンタクタ２４Ａ上に保持する保持工程を実施する。この保持工程を実施した時点で、加圧保持体２６Ａに設けられている当接部３０Ａはメンブレン式コンタクタ２４Ａに当接する。
【００４２】
続いて、加圧機構２８Ａを用いてメンブレン式コンタクタ２４Ａを裏面（半導体素子２２を搭載する面と反対側の面）より、半導体素子２２に向けて加圧する加圧工程を実施する。これにより、メンブレン式コンタクタ２４Ａは半導体素子２２に加圧され、かつ半導体素子２２の上面は加圧保持体２６Ａに保持されているため、上記加圧力は半導体素子２２とメンブレン式コンタクタ２４Ａとの接続部（即ち、半導体素子２２の電極部とメンブレン式コンタクタ２４Ａの素子接続用パッド９８との接続部）に印加される。よって、半導体素子２２とメンブレン式コンタクタ２４Ａは電気的に接続される。
【００４３】
続いて、半導体素子試験用キャリア２０Ａをテスターに接続し、このテスターを用いて半導体素子２２に対し試験を実施する試験工程を実施する。もう一つの方法（以下、第２の方法という）は、先ず加圧保持体２６Ａに半導体素子２２を固定する。そして、この半導体素子２２を加圧保持体２６Ａに固定した状態を維持しつつ、加圧保持体２６Ａをメンブレン式コンタクタ２４Ａの既定位置に位置合わせ装着し、これにより半導体素子２２をメンブレン式コンタクタ２４Ａの既定位置に保持する（保持工程）。この保持工程が終了した時点で、加圧保持体２６Ａに形成された当接部３０Ａはメンブレン式コンタクタ２４Ａに当接した状態となっている。
以後の工程は、前述した工程と同様であり、加圧工程を実施することにより、メンブレン式コンタクタ２４Ａを半導体素子２２に加圧し、半導体素子２２とメンブレン式コンタクタ２４Ａとを電気的に接続する。続いて、半導体素子試験用キャリア２０Ａをテスターを接続し、このテスターを用いて半導体素子２２に対し試験を実施する試験工程を実施する。
【００４４】
前記した第１の方法と第２の方法を比較すると、第２の方法では、保持工程において半導体素子２２を固定した状態の加圧保持体２６Ａをメンブレン式コンタクタ２４Ａの既定位置に位置合わせ搭載する構成としているため、第１の方法に比べ、メンブレン式コンタクタ２４Ａに対する半導体素子２２の位置合わせ後から加圧保持体２６Ａの装着までの間に半導体素子２２とメンブレン式コンタクタ２４Ａとの間に位置ずれが発生することを防止することができるという効果を有している。
【００４５】
ここで、図２に示される組み立て状態の半導体素子試験用キャリア２０Ａに注目すると、組み立てられた状態（即ち、半導体素子２２が加圧保持体２６Ａに保持された状態）では、加圧保持体２６Ａに形成された当接部３０Ａはメンブレン式コンタクタ２４Ａと当接した構成となっている。このため、外部からの衝撃・振動等が加圧保持体２６Ａに印加されたとしても、加圧保持体２６Ａはメンブレン式コンタクタ２４Ａ上で支えられているので、半導体素子２２とメンブレン式コンタクタ２４Ａとの間で位置ずれが発生するようなことはない。
【００４６】
また、加圧保持体２６Ａに印加された衝撃・振動は、当接部３０Ａを介してメンブレン式コンタクタ２４Ａ側に逃げるため、半導体素子２２へのダメージを軽減することができる。よって、半導体素子２２とメンブレン式コンタクタ２４Ａとの接続状態を良好な状態に保つことができ、試験の信頼性の向上及び半導体素子２２の損傷を確実に防止することができる。
【００４７】
続いて、本発明の第２実施例について説明する。
図３は、第２実施例である半導体素子試験用キャリア２０Ｂの断面図である。尚、図３において、図１及び図２に示した第１実施例に係る半導体素子試験用キャリア２０Ａと同一構成については同一符号を付してその説明を省略する。
本実施例では、加圧保持体２６Ｂの側部に爪部３２を形成し、この爪部３２が加圧機構２８Ｂの下部に形成された係合部３４に係合するよう構成されている。また、メンブレン式コンタクタ２４Ａの爪部３２の形成位置に対応する位置には孔が形成されており、よってこの孔を挿通することにより爪部３２はメンブレン式コンタクタ２４Ａの下方へ延出しうる構成とされている。
【００４８】
また、加圧機構２８Ｂは、内部に形成された凹部内に上下方向に移動可能な構成で加圧板３６Ａが配設されており、かつ加圧板３６Ａの下部にはコイルスプリング３８が配設されている。このコイルスプリング３８の弾性力により、加圧板３６Ａは図中上方に向け付勢された構成とされている。
上記構成とされた加圧保持体２６Ｂ及び加圧機構２８Ｂは、メンブレン式コンタクタ２４Ａを挟んでその上部に加圧保持体２６Ｂが配設され、下部に加圧機構２８Ｂが配設される。そして、加圧保持体２６Ｂに形成された爪部３２を加圧機構２８Ｂに形成された係合部３４に係合させることにより、メンブレン式コンタクタ２４Ａ，加圧保持体２６Ｂ，及び加圧機構２８Ｂは一体化される。
【００４９】
この状態において、加圧保持体２６Ｂは半導体素子２２を保持すると共に当接部３０Ｂはメンブレン式コンタクタ２４Ａと当接している。また、加圧機構２８Ｂは、メンブレン式コンタクタ２４Ａの下側から半導体素子２２に向けメンブレン式コンタクタ２４Ａを加圧している。
よって、本実施例においても、半導体素子２２とメンブレン式コンタクタ２４Ａとの接続状態を良好な状態に保つことができ、試験の信頼性の向上及び半導体素子２２の損傷を確実に防止することができる。
【００５０】
ここで、メンブレン式コンタクタ２４Ａの外周部に注目すると、メンブレン式コンタクタ２４Ａの外周部には、加圧保持体２６Ｂを囲繞する枠体４０が配設されている。この枠体４０は枠体上部半体４１と枠体下部半体４２とにより構成されており、各半体４１，４２を接着手段或いは機械的固定手段によりメンブレン式コンタクタ２４Ａの外周部にこれを挟持するよう配設されている。この枠体４０は、絶縁性を有した硬質樹脂により形成されている。
【００５１】
本実施例のように、メンブレン式コンタクタ２４Ａの外周部に硬質材よりなる枠体４０を設けたことにより、可撓性を有することにより変形し易いメンブレン式コンタクタ２４Ａの外周部分の試験工程時における取扱いを容易にすることができる。また、試験工程においてテスターのプローブをメンブレン式コンタクタ２４Ａの外周部に接続する場合も、硬質材よりなる枠体４０が存在することによりプローブの接続を確実に行うことができる。
【００５２】
続いて、本発明の第３実施例について説明する。
図４及び図５は、第３実施例に係る半導体素子試験用キャリア２０Ｃを示している。図４は半導体素子試験用キャリア２０Ｃの分解図であり、図５（Ａ）は半導体素子試験用キャリア２０Ｃの組み立て状態を示す平面図であり、更に図５（Ｂ）は半導体素子試験用キャリア２０Ｃの組み立て状態を示す断面図である。尚、図４及び図５において、図１乃至図３に示した第１及び第２実施例に係る半導体素子試験用キャリア２０Ａ，２０Ｂと同一構成については同一符号を付してその説明を省略する。
【００５３】
本実施例で採用している加圧機構２８Ｃは、本体部５６Ａと加圧板３６Ｂとにより構成されている。本体部５６Ａの下部には爪部５８形成されると共に、上部には加圧板３６Ｂの脱落を防止する係止部６０が形成されている。
加圧板３６Ｂは本体部５６Ａに形成された凹部内を上下方向に移動可能に取り付けられており、また加圧板３６Ｂと本体部５６Ａとの間に配設されたコイルスプリング３８により図中上方向に弾性付勢された構成とされている。
【００５４】
また本実施例では、メンブレン式コンタクタ２４Ａが配設されるコンタクタ装着体４６Ａを設けたことを特徴としている。このコンタクタ装着体４６Ａは、例えば絶縁性樹脂により形成されており、半導体素子２２の搭載位置に対応する位置に開口部４８が形成されると共に、上面にメンブレン式コンタクタ２４Ａが配設される構成とされている。
【００５５】
また、コンタクタ装着体４６Ａの外周部分には鍔部５２が形成されると共に、この鍔部５２には加圧保持体２６Ｃに形成された爪部３２が挿通する貫通孔５４が形成されている。更に、開口部４８の内周所定位置には、加圧機構２８Ｃに形成された爪部５８が係合する係合部５０が形成されている。上記のように、メンブレン式コンタクタ２４Ａはコンタクタ装着体４６Ａの上面に配設されるが、本実施例では、メンブレン式コンタクタ２４Ａをコンタクタ装着体４６Ａに固定する手段としてインサート成形法を用いている。即ち、樹脂形成品であるコンタクタ装着体４６Ａを成形する際、予め金型内にメンブレン式コンタクタ２４Ａを装着しておき、その上でコンタクタ装着体４６Ａとなる樹脂を金型内にモールドする。
【００５６】
このように、メンブレン式コンタクタ２４Ａをコンタクタ装着体４６Ａにインサート成形により一体成形することにより、メンブレン式コンタクタ２４Ａとコンタクタ装着体４６Ａとを別個に形成する必要がなくなり、また両者を組み立てる工程も不要となるため、半導体素子試験用キャリア２０Ｃの製造工程を容易かつ安価に行うことができる。尚、製造工程の複雑化は伴うものの、メンブレン式コンタクタ２４Ａとコンタクタ装着体４６Ａとを接着剤を用いて接合、またはネジ等を用いて機械的に固定する方法も可能である。
【００５７】
上記構成とされた半導体素子試験用キャリア２０Ｃを組み立てるには、先ず半導体素子２２をコンタクタ装着体４６Ａに配設されたメンブレン式コンタクタ２４Ａ上の既定位置に位置決めして搭載すると共に、加圧保持体２６Ｃをメンブレン式コンタクタ２４Ａの上部よりコンタクタ装着体４６Ａに装着する。具体的には、加圧保持体２６Ｃに形成されている爪部３２を貫通孔５４内に挿入し（メンブレン式コンタクタ２４Ａの貫通孔５４と対向する位置にも孔が形成されている）、爪部３２をコンタクタ装着体４６Ａの下縁部に係合させる。
【００５８】
このように、加圧保持体２６Ｃをコンタクタ装着体４６Ａに装着した状態において、加圧保持体２６Ｃに形成された当接部３０Ｃはメンブレン式コンタクタ２４Ａと当接しており、かつ加圧保持体２６Ｃは半導体素子２２の上面と当接することにより、この半導体素子２２を保持した状態となっている。
続いて、加圧機構２８Ｃをメンブレン式コンタクタ２４Ａの裏面側からコンタクタ装着体４６Ａに装着する。そして、爪部５８が係合部５０に係合することにより、加圧機構２８Ｃはコンタクタ装着体４６Ａに装着された状態となる。この装着状態において、図５（Ｂ）に示されるように、加圧板３６Ｂはメンブレン式コンタクタ２４Ａの裏面に当接し、コイルスプリング３８の弾性力をもってメンブレン式コンタクタ２４Ａを半導体素子２２に向け押圧する。
【００５９】
この際、加圧機構２８Ｃはメンブレン式コンタクタ２４Ａの裏面に当接し、直接半導体素子２２には当接しておらず、また半導体素子２２を保持する加圧保持体２６Ｃの当接部３０Ｃはメンブレン式コンタクタ２４Ａと当接した状態を維持している。よって、本実施例の構成によっても、半導体素子２２とメンブレン式コンタクタ２４Ａとの接続状態を良好な状態に保つことができ、試験の信頼性の向上及び半導体素子２２の損傷を確実に防止することができる。
【００６０】
一方、本実施例では、前記したようにメンブレン式コンタクタ２４Ａがコンタクタ装着体４６Ａに装着された構成とされているため、可撓性を有するメンブレン式コンタクタ２４Ａを単体として取り扱う必要がなくなり、コンタクタ装着体４６Ａに装着された状態で取り扱うことができるため、半導体素子試験用キャリア２０Ｃの組み立て時等におけるメンブレン式コンタクタ２４Ａの取り扱いを容易とすることができる。
【００６１】
更に、本実施例においては、コンタクタ装着体４６Ａの熱膨張係数とメンブレン式コンタクタ２４Ａの熱膨張係数とを略等しくなるよう構成している。具体的には、前記のようにメンブレン式コンタクタ２４ＡはＰＩ（ポリエチレン）を基材とするため、コンタクタ装着体４６Ａの材料としてポリエーテルイミド（熱膨張係数：２５×１０-6／℃）を用いている。
【００６２】
このように、コンタクタ装着体４６Ａとしてポリエーテルイミドを用いた結果、常温下で行う試験、及び高温下（約１２５℃）で実施されるバーンイン試験においても、半導体素子２２とメンブレン式コンタクタ２４Ａとの間に熱膨張の収縮によるずれ及び歪みが発生することはなかった。よって、半導体素子２２とメンブレン式コンタクタ２４Ａとの接点部分にダメージが発生することはなく、良好な試験結果を得ることができた。尚、必要であれば、コンタクタ装着体４６Ａの材料として熱膨張係数：１４×１０-6／℃クラスのポリエーテルイミドを用いてもよい。
【００６３】
続いて、本発明の第４乃至第７実施例について説明する。
図６（Ａ）〜（Ｄ）は、第４乃至第７実施例に係る半導体素子試験用キャリアに設けられる加圧機構２８Ｄ〜２８Ｇを示している。尚、第４乃至第７実施例に係る半導体素子試験用キャリアは加圧機構２８Ｄ〜２８Ｇに特徴を有し、他の構成は図４及び図５に示した第３実施例に係る半導体素子試験用キャリア２０Ｃと同一であるため、加圧機構２８Ｄ〜２８Ｇのみを図示して説明するものとする。
【００６４】
図６（Ａ）は、第４実施例に係る半導体素子試験用キャリアに設けられる加圧機構２８Ｄを示している。
本実施例では、加圧機構２８Ｄとして空気６７（他の気体を用いることも可能）を袋体６６に圧縮封止した構成の気体ばね６４を用いたことを特徴とするものである。この構成の加圧機構２８Ｄを用いることにより、半導体素子２２に対するメンブレン式コンタクタ２４Ａの加圧力分布を一様とすることが可能となる。
【００６５】
また、空気６７に代えて、圧縮性流体を袋体６６に内封した液体ばねを用いることも可能である。この構成では、高圧になった際の体積ロスがなく、また高温下で実施される試験等においても体積変化を少なくすることができる。
図６（Ｂ）は、第５実施例に係る半導体素子試験用キャリアに設けられる加圧機構２８Ｅを示している。
【００６６】
本実施例では、本体部５６Ｃに移動可能な構成で配設された加圧板３６Ｃの側部にシール部材６９を設けることにより、本体部５６Ｃに対し加圧板３６Ｃが気密（液密）状態を維持しつつ移動可能な構成としたことを特徴とするものである。また、本体部５６Ｃと加圧板３６Ｃとの間に形成される空間部分には、気体或いは圧縮性流体が充填されている（図では、空気６７を充填した構成を示している）。
【００６７】
本実施例の構成によっても第４実施例と同様に、気体を用いた場合には半導体素子２２に対するメンブレン式コンタクタ２４Ａの加圧力分布を一様とすることが可能となり、また圧縮性流体を用いた場合には高圧になった際の体積ロスがなく、高温下で実施される試験等においても体積変化を少なくすることができる。
図６（Ｃ）は、第６実施例に係る半導体素子試験用キャリアに設けられる加圧機構２８Ｆを示している。
【００６８】
本実施例では、ゴム等の弾性体をブロック状とした弾性体ブロック７０を加圧機構２８Ｆとして用いたことを特徴とするものである。このような構成の弾性体ブロック７０は安価でかつ容易に入手することができる。よって、加圧機構２８Ｆを安価に短手番で入手することが可能となる。
図６（Ｄ）は、第７実施例に係る半導体素子試験用キャリアに設けられる加圧機構２８Ｇを示している。
【００６９】
本実施例では、加圧機構２８Ｇとして第１及び第２の磁石７１，７２を用いたことを特徴とするものである。第１の磁石７１は本体部５６Ｄに埋設されており、また第２の磁石７２は本体部５６Ｄに対し上下方向に移動可能とされた加圧板３６Ｄに埋設されている。また、第１及び第２の磁石７１，７２は、互いに同極が対向するよう配設されている。
【００７０】
この構成とすることにより、第１の磁石７１と第２の磁石７２との間で反発力が発生し、この反発力により加圧板３６Ｄは本体部５６Ｄに対し上動付勢され、従ってこの第１及び第２の磁石７１，７２は磁石ばねを構成することとなる。この磁石ばねを用いることにより、コイルスプリング等の機械的な弾性力に比べて加圧平面全体に一様な力を発生させることができ、安定した加圧処理を行うことが可能となる。
【００７１】
続いて、本発明の第８実施例について説明する。
図７は、第８実施例に係る半導体素子試験用キャリア２０Ｄを示す断面図である。尚、図７において、図１乃至図５に示した第１乃至第３実施例に係る半導体素子試験用キャリア２０Ａ〜２０Ｃと同一構成については同一符号を付してその説明を省略する。また、以下説明する各実施例についても同様とする。
【００７２】
本実施例に係る半導体素子試験用キャリア２０Ｄは、加圧機構２８Ｈとして、メンブレン式コンタクタ２４Ａの半導体素子２２を搭載する面側（表面側）の圧力を真空にする真空装置を用いたことを特徴とするものである。具体的には、加圧保持体２６Ｄに形成された凹部４４と連通する真空引き孔７４を設けるとともに、この真空引き孔７４に真空ポンプ７８を接続する。また、真空引き孔７４と真空ポンプ７８との間に、真空を解除するための弁体７６を設ける。
【００７３】
上記構成とされた半導体素子試験用キャリア２０Ｄを組み立てるには、先ず半導体素子２２をコンタクタ装着体４６Ｂに配設されたメンブレン式コンタクタ２４Ａ上の既定位置に位置決めして搭載すると共に、加圧保持体２６Ｄをメンブレン式コンタクタ２４Ａの上部よりコンタクタ装着体４６Ｂに装着する。この加圧保持体２６Ｄをコンタクタ装着体４６Ｂに装着した状態において、加圧保持体２６Ｄに形成された当接部３０Ｃはメンブレン式コンタクタ２４Ａと当接しており、かつ加圧保持体２６Ｄは半導体素子２２の上面と当接することにより半導体素子２２を保持した状態となっている。
【００７４】
続いて、加圧機構２８Ｈを構成する真空ポンプ７８を真空引き孔７４に接続し、真空ポンプ７８を駆動させると共に、弁体７６を操作して真空ポンプ７８と真空引き孔７４とが連通した状態とする。これにより、凹部４４内の空気は真空ポンプ７８により吸引され、凹部４４内の真空度は上昇する。一方、メンブレン式コンタクタ２４Ａの裏面には大気圧が作用した状態であるため、メンブレン式コンタクタ２４Ａは半導体素子２２を加圧保持体２６Ｄに押圧するよう変位する。
【００７５】
この際、加圧機構２８Ｈは直接半導体素子２２には当接しておらず、また半導体素子２２を保持する加圧保持体２６Ｄの当接部３０Ｃはメンブレン式コンタクタ２４Ａと当接した状態を維持している。よって、本実施例の構成によっても、半導体素子２２とメンブレン式コンタクタ２４Ａとの接続状態を良好な状態に保つことができ、試験の信頼性の向上及び半導体素子２２の損傷を確実に防止することができる。
【００７６】
一方、本実施例では、前記したように加圧機構２８Ｈとしてメンブレン式コンタクタ２４Ａの半導体素子２２を搭載する面側の圧力を真空にする真空ポンプ７８を用いた構成としている。この構成では、半導体素子試験用キャリア２０Ｄ自体に加圧機構を準備する必要がなくなり、キャリア構成の簡素化を図ることができる。即ち、コンタクト装着体４６Ｂの開口部４８には、何も配設されない構成とすることができる。
【００７７】
続いて、本発明の第９実施例について説明する。
図８は、第９実施例に係る半導体素子試験用キャリアに設けられる加圧保持体２６Ａの近傍を拡大して示す図である。本実施例では、加圧保持体２６Ａに放熱フィン７９を設けたことを特徴とするものである。
前記してきた各実施例から明らかなように、半導体素子試験用キャリアが組み立てられた状態において、加圧保持体２６Ａは半導体素子２２と当接する構成とされている。よって、この加圧保持体２６Ａに放熱フィン７９を設けることにより、試験中に半導体素子２２から発生する熱を効率よく放熱することができる。尚、この構成の場合、加圧保持体２６Ａの材質も、放熱特性の良好な材質を選定することが望ましい。
【００７８】
続いて、本発明の第１０実施例について説明する。
図９は、第１０実施例に係る半導体素子試験用キャリアに設けられる加圧保持体２６Ａ及びコンタクト装着体４６Ｃの近傍を拡大して示す図である。
本実施例では、当接部３０Ｄをメンブレン式コンタクタ２４Ｂに設けると共に、この当接部３０Ｄを半導体素子２２の平面方向の位置決めを行う位置決め部材として用いたことを特徴とするものである。この当接部３０Ｄは、メンブレン式コンタクタ２４Ｂ上に接着等により配設しても、またメッキ法を用いてメンブレン式コンタクタ２４Ｂ上に金属を成長させた構成としてもよい。
【００７９】
本実施例のように、メンブレン式コンタクタ２４Ｂに当接部３０Ｄを設ける構成とすることにより、加圧保持体２６Ｅの下面（メンブレン式コンタクタ２４Ｂと対向する面）を平坦面とすることができ、前記した各実施例のように当接部３０Ａ〜３０Ｃを加圧保持体側に形成する構成に比べ、その加工を容易に行うことができる。
【００８０】
また、前記した各実施例と同様に組み立て状態において、加圧保持体２６Ｅは当接部３０Ｄと当接することにより、当接部３０Ｄを介してメンブレン式コンタクタ２４Ｂ上に支持されており、かつこの状態において加圧保持体２６Ｅは半導体素子２２の上面と当接するよう構成されている。よって、本実施例によっても、ね半導体素子２２とメンブレン式コンタクタ２４Ａとの接続状態を良好な状態に保つことができ、試験の信頼性の向上及び半導体素子２２の損傷を確実に防止することができる。
【００８１】
更に本実施例では、当接部３０Ｄが半導体素子２２の平面方向の位置決めを行う位置決め部材として機能しているため、試験工程等において印加される衝撃・振動によって、半導体素子２２とメンブレン式コンタクタ２４Ｂの平面方向の位置を確実に保持することができる。よって、信頼性の高い試験を行うことが可能となり、かつ半導体素子２２とメンブレン式コンタクタ２４Ｂとの接合部分に応力が印加されることを防止することもできる。
【００８２】
続いて、本発明の第１１実施例について説明する。
図１０は、第１１実施例に係る半導体素子試験用キャリア２０Ｅの加圧保持体２６Ｆとメンブレン式コンタクタ２４Ｃとの接続部分を拡大して示す図である。
本実施例では、加圧保持体２６Ｆを導電性材料により形成している。具体的には、銅或いはアルミニウム等の導電性金属により加圧保持体２６Ｆを形成している。また、メンブレン式コンタクタ２４Ｃは、半導体素子２２と接続を行うための素子接続用パッド９８に加え、加圧保持体２６Ｆと電気的接続を行うための接地用パッド９６を設けた構成としている。この接地用パッド９６は、メンブレン式コンタクタ２４Ｃに形成されている接地用配線パターンに接続されている。
【００８３】
本実施例のように、加圧保持体２６Ｆを導電性材料により構成すると共に、メンブレン式コンタクタ２０Ｃに加圧保持体２６Ｆと電気的に接続される接地用パッド９６を設けたことにより、半導体素子試験用キャリア２０Ｅを組み立てた際、接地パッド９６が加圧保持体２６Ｆと電気的に接続される。
これにより、加圧保持体２６Ｆは接地された状態となる。また、加圧保持体２６Ｆは前記のように半導体素子２２を覆うよう配設されるため、半導体素子試験用キャリア２０Ｅを組み立てた状態において、外部からの電磁波等の影響から被試験対象となる半導体素子２２を保護することが可能となる。また逆に、半導体素子２２として高周波で駆動するものを用いた場合には、半導体素子２２が発する電磁波等が加圧保持体２６Ｆの外部に漏洩することを防止することができる。
【００８４】
続いて、本発明の一実施例である半導体素子試験用装置について説明する。
図１１及び図１２は、本発明の一実施例である半導体素子試験用装置８０を示しており、図１１は半導体素子試験用装置８０を側面視した要部構成図、図１２は半導体素子試験用装置８０を平面視した要部構成図である。
本実施例に係る半導体素子試験用装置８０は、前記した第１乃至第１１実施例に係る半導体素子試験用キャリア２０Ａ〜２０Ｅの何れをも適用することができるが、本実施例では第１実施例に係る半導体素子試験用キャリア２０Ａ（加圧機構２８Ｉのみ異なる）を適用した例について説明するものとする。
【００８５】
本実施例に係る半導体素子試験用装置８０は、大略するとメンブレン式コンタクタ２４Ａ，ベース８２，搬送用ロボット８４等により構成されている。ベース８２は、メンブレン式コンタクタ２４Ａを上部に保持すると共に、加圧機構２８Ｉと対向する位置には開口部８８が形成されている。
また、ベース８２の上部には、図１２に示されるように、試験前の半導体素子２２が収納される素子収納用トレイ９０，試験を実施した後に良品であると判断された半導体素子２２が収納される良品用トレイ９２，及び試験を実施した後に不良品であると判断された半導体素子２２が収納される不良品用トレイ９４が配設されている。
【００８６】
一方、搬送用ロボット８４は、先端部に加圧保持体２６Ａが配設されたアーム８６を有しており、このアーム８６を図中矢印Ｘ方向，Ｚ方向に直線移動させると共に、図中矢印θで示す方向に回転可能な構成とされている。よって、この搬送用ロボット８４を用いることにより、半導体素子２２を素子収納トレイ９０から取り出しメンブレン式コンタクタ２４Ａの既定位置に装着し試験を行い、試験終了した後は、試験結果に基づき半導体素子２２を良品用トレイ９２或いは不良品用トレイ９４に搬送することが可能となるる
また、加圧機構２８Ｉはベース８２の下部に配設されており、加圧板３６Ｅを図中矢印Ｚ方向に移動させる構成とされている。本実施例では、加圧機構２８Ｉとしてエアシリンダを用いており、よって加圧板３６Ｅの上下動を制御する事が可能な構成とされている。
【００８７】
半導体素子試験用装置８０を上記の構成とすることにより、搬送用ロボット８４は、半導体素子２２をベース８２に配設されたメンブレン式コンタクタ２４Ａ上の所定試験位置と各トレイ９０〜９４との間で搬送させることができるため、半導体素子２２に対する試験の自動化を図ることができる。よって、半導体素子２２に対する試験効率の向上を図ることができ、また人手による試験に比べて半導体素子２２のメンブレン式コンタクタ２４Ａに対する装着精度も向上し、信頼性の高い試験を実施することが可能となる。
【００８８】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、次に述べる種々の効果を実現することができる。請求項１及び請求項１４記載の発明によれば、外部からの衝撃・振動等が加圧保持体に印加されたとしても、加圧保持体はメンブレン式コンタクタ上で支えられているので、半導体素子とメンブレン式コンタクタとの間で位置ずれが発生することを防止できる。
【００８９】
また、請求項２記載の発明によれば、可撓性を有することにより変形し易いメンブレン式コンタクタの外周部分の試験工程における取扱いを容易にすることができると共に、試験工程においてテスターのプローブをメンブレン式コンタクタに接続する場合も、プローブの接続を確実に行うことができる。
また、請求項３記載の発明によれば、可撓性を有するメンブレン式コンタクタを単体として取り扱う必要がなくなり、コンタクタ装着体に装着された状態で取り扱うことができるため、半導体素子試験用キャリアの組み立て時等におけるメンブレン式コンタクタの取り扱いを容易とすることができる。
【００９０】
また、請求項４記載の発明によれば、メンブレン式コンタクタとコンタクタ装着体とを別個に用意する必要がなくなり、また両者を組み立てる工程も不要となるため、半導体素子試験用キャリアの組み立て処理を容易かつ安価に行うことができる。
また、請求項５記載の発明によれば、例えばバーンイン等の高温下で行われる試験が実施されても、コンタクタ装着体とメンブレン式コンタクタとの間に熱膨張の収縮によるずれ及び歪みが発生することを防止することができる。
【００９１】
また、請求項６記載の発明によれば、加圧機構としてブロック状の弾性体を用いたことにより、加圧機構を安価に短手番で入手することが出来る。
また、請求項７記載の発明によれば、加圧機構として気体を圧縮封止した構成の気体ばねを用いたことにより、半導体素子に対するメンブレン式コンタクタの加圧力分布を一様とすることが可能となる。
【００９２】
また、請求項８記載の発明によれば、加圧機構として圧縮性流体を内封した液体ばねを用いたことにより、高圧になった際の体積ロスがなく、また高温下で実施される試験等においても加圧機構の体積変化を少なくすることができる。
また、請求項９記載の発明によれば、半導体素子試験用キャリア自体に加圧機構を準備する必要がなくなり、キャリア構成の簡素化を図ることができる。
【００９３】
また、請求項１０記載の発明によれば、加圧機構として一対の磁石を同極が対向するよう配置した磁石ばねを用いたことにより、コイルスプリング等の機械的な圧力に比べて、加圧平面全体に一様な力を発生させることが出来る。
また、請求項１１記載の発明によれば、試験工程等において印加される衝撃・振動によっても半導体素子とメンブレン式コンタクタの平面方向の位置を確実に保持することができる。
【００９４】
また、請求項１２記載の発明によれば、半導体素子試験用キャリアを組み立てた際、接地パッドが加圧保持体と電気的に接続されることにより加圧保持体は接地された状態となり、かつ加圧保持体は半導体素子を覆うよう配設されるため、キャリア外部からの電磁波等の影響から被試験対象となる半導体素子を保護することができる。
【００９５】
また、請求項１３記載の発明によれば、加圧保持体に放熱フィンを設けたことにより、試験中に半導体素子から発生する熱を効率よく放熱することができる。
また、請求項１５記載の発明によれば、メンブレン式コンタクタに対する半導体素子の位置合わせ後から加圧保持体の装着までの間に半導体素子とメンブレン式コンタクタとの間に位置ずれが発生することを防止することができる。
【００９６】
更に、請求項１６記載の発明によれば、半導体素子に対する試験の自動化を図ることができ、試験効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例である半導体素子試験用キャリアの分解図である。
【図２】本発明の第１実施例である半導体素子試験用キャリアの組み立て状態を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施例である半導体素子試験用キャリアの断面図である。
【図４】本発明の第３実施例である半導体素子試験用キャリアの分解図である。
【図５】本発明の第３実施例である半導体素子試験用キャリアを示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は組み立て状態を示す断面図である。
【図６】本発明の第４乃至第７実施例である半導体素子試験用キャリアに組み込まれる加圧機構を説明するための図である。
【図７】本発明の第８実施例である半導体素子試験用キャリアの断面図である。
【図８】本発明の第９実施例である半導体素子試験用キャリアの加圧保持体近傍を拡大して示す図である。
【図９】本発明の第１０実施例である半導体素子試験用キャリアの要部を拡大して示す分解図である。
【図１０】本発明の第１１実施例である半導体素子試験用キャリアの要部を拡大して示す断面図である。
【図１１】本発明の第１実施例である半導体素子試験用装置の要部構成を示す側面図である。
【図１２】本発明の第１実施例である半導体素子試験用装置の要部構成を示す平面図である。
【図１３】従来の半導体素子試験用キャリアの一例を示す構成図である。
【符号の説明】
２０Ａ〜２０Ｅ 半導体素子試験用キャリア
２２ 半導体素子
２４Ａ〜２４Ｃ メンブレン式コンタクタ
２６Ａ〜２６Ｆ 加圧保持体
２８Ａ〜２８Ｉ 加圧機構
３０Ａ〜３０Ｄ 当接部
３６Ａ〜３６Ｅ 加圧板
３８ コイルスプリング
４０ 枠体
４６Ａ〜４６Ｃ コンタクタ装着体
４８ 開口部
５６Ａ〜５６Ｄ 本体部
６４ 気体ばね
６９ シール部材
７０ 弾性体ブロック
７１ 第１の磁石
７２ 第２の磁石
７４ 真空引き孔
７６ 弁体
７８ 真空ポンプ
７９ 放熱フィン
８０ 半導体素子試験用装置
８２ ベース
８４ 搬送用ロボット
８６ アーム
８８ 開口部
９０ 素子収納用トレイ
９２ 良品用トレイ
９４ 不良品用トレイ
９６ 接地用パッド
９８ 素子接続用パッド
Claims (16)
- 被試験対象となる半導体素子の電極部と電気的な接続を行うコンタクトを備えた半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記コンタクトとして機能するメンブレン式コンタクタと、
前記半導体素子を搭載する面と反対側の面より、前記メンブレン式コンタクタを前記半導体素子に向けて加圧する加圧機構と、
前記半導体素子の前記メンブレン式コンタクタと接続する面と反対の面を保持する加圧保持体とを具備し、
前記加圧保持体には側部より延出して設けられた爪部が設けられ、
前記加圧機構には前記メンブレン式コンタクタを前記半導体素子に加圧する加圧板及び前記爪部を固定する係合部が設けられ、
前記爪部を前記係合部に固定することにより、前記半導体素子、前記メンブレン式コンタクタ、前記加圧保持体、前記加圧板及び前記加圧機構とを一体化することを特徴とする半導体素子試験用キャリア。 - 請求項１記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記メンブレン式コンタクタの外周部に、前記加圧保持体を囲繞するよう硬質材よりなる枠体を設けたことを特徴とする半導体素子試験用キャリア。 - 請求項１または２記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記半導体素子の搭載位置に対応する位置に開口部が形成されると共に、上面に前記メンブレン式コンタクタが配設されるコンタクタ装着体を設けたことを特徴とする半導体素子試験用キャリア。 - 請求項３記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記コンタクタ装着体を樹脂により形成すると共に、前記メンブレン式コンタクタを前記コンタクタ装着体にインサート成形により一体的な構成としたことを特徴とする半導体素子試験用キャリア。 - 請求項３または４記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記コンタクタ装着体の熱膨張係数と前記メンブレン式コンタクタの熱膨張係数を近似させたことを特徴とする半導体素子試験用キャリア。 - 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記加圧機構として、ブロック状の弾性体を用いたことを特徴とする半導体素子試験用キャリア。 - 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記加圧機構として、気体を圧縮封止した構成の気体ばねを用いたことを特徴とする半導体素子試験用キャリア。 - 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記加圧機構として、圧縮性流体を内封した液体ばねを用いたことを特徴とする半導体素子試験用キャリア。 - 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記加圧機構として、前記メンブレン式コンタクタの前記半導体素子を搭載する面側の圧力を真空にする真空装置を用いたことを特徴とする半導体素子試験用キャリア。 - 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記加圧機構として、一対の磁石を同極が対向するよう配置した磁石ばねを用いたことを特徴とする半導体素子試験用キャリア。 - 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記メンブレン式コンタクタまたは前記加圧保持体の少なくとも一方に突出形成されることにより、前記半導体素子を保持した状態で前記メンブレン式コンタクタと前記加圧保持体とを当接させる当接部を設け、
該当接部が、前記半導体素子の平面方向の位置決めを行う位置決め部材として機能するよう構成したことを特徴とする半導体素子試験用キャリア。 - 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、
前記加圧保持体を導電性材料により構成すると共に、前記メンブレン式コンタクタに前記加圧保持体と電気的に接続される接地用パッドを設けたことを特徴とする半導体素子試験用キャリア。 - 請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアにおいて、前記加圧保持体に、放熱フィンを設けたことを特徴とする半導体素子試験用キャリア。
- 請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアを用いて、前記半導体素子に対し試験を行う半導体素子試験方法において、
前記メンブレン式コンタクタの既定位置に前記半導体素子を位置合わせして搭載する搭載工程と、
前記加圧保持体を前記メンブレン式コンタクタに装着することにより、前記半導体素子を前記メンブレン式コンタクタ上に保持する保持工程と、
前記加圧機構により、前記メンブレン式コンタクタを前記半導体素子を搭載する面と反対側の面より前記半導体素子に向けて加圧する加圧工程と、
上記各工程を実施することにより形成される半導体素子試験用キャリアをテスターを接続し、該テスターを用いて前記半導体素子に対し試験を実施する試験工程と
を有することを特徴とする半導体素子試験方法。 - 請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアを用いて、前記半導体素子に対し試験を行う半導体素子試験方法において、
前記加圧保持体と前記半導体素子とを固定した上で、前記加圧保持体を前記メンブレン式コンタクタの既定位置に位置合わせ装着することにより、前記半導体素子を前記メンブレン式コンタクタ上に保持する保持工程と、
前記加圧機構により、前記メンブレン式コンタクタを前記半導体素子を搭載する面と反対側の面より前記半導体素子に向けて加圧する加圧工程と、
上記各工程を実施することにより形成される半導体素子試験用キャリアをテスターを接続し、該テスターを用いて前記半導体素子に対し試験を実施する試験工程と
を有することを特徴とする半導体素子試験方法。 - 請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の半導体素子試験用キャリアと、
前記半導体素子試験用キャリアを構成する前記メンブレン式コンタクタを保持すると共に、前記加圧機構と対向する位置に開口部が形成されたベースと、
前記半導体素子試験用キャリアを構成する前記加圧保持体が設けられ、該加圧保持体に前記半導体素子を搭載することにより、該半導体素子を収納トレイと所定試験位置との間で搬送すると共に、前記加圧保持体を前記メンブレン式コンタクタに装着する搬送用ロボットと
を具備することを特徴とする半導体素子試験用装置。
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