JP4355543B2 - 半導体試験システム - Google Patents

Description

本発明は、半導体試験システムに関する。特に本発明は、半導体試験装置に電気的に接続されたパフォーマンスボードに被試験デバイスを押し付けて試験装置に電気的に接続させ、被試験デバイスの試験を行う半導体試験システムに関する。

図１は、従来技術に係る半導体試験システム１０の構成を示す。半導体試験システム１０において、パフォーマンスボード１３は、嵌合機構１９によって半導体試験装置１６に機械的に接続され、コネクタ１８を介して半導体試験装置１６に電気的に接続される。搬送アーム１１は、被試験デバイス１２をパフォーマンスボード１３の中央近辺に押し付け、パフォーマンスボード１３の側面に固着された基板補強用構造物１４を筐体１５に押し付けることによって、被試験デバイス１２をパフォーマンスボード１３に接触させて保持する。そして、被試験デバイス１２を半導体試験装置１６に電気的に接続させ、試験を行っている。

図２は、従来技術に係る半導体試験システム２０の構成を示す。半導体試験システム２０において、パフォーマンスボード２３は、嵌合機構２９によって半導体試験装置２６に機械的に接続され、コネクタ２８を介して半導体試験装置２６に電気的に接続される。また、半導体試験装置２６は、結合機構２４によって筐体２５に機械的に接続されて保持される。搬送アーム２１は、被試験デバイス２２をパフォーマンスボード２３の中央近辺に押し付けることによって、被試験デバイス２２をパフォーマンスボード２３に接触させて保持する。そして、被試験デバイス２２を半導体試験装置２６に電気的に接続させ、試験を行っている。

現時点で先行技術文献の存在を認識していないので、先行技術文献に関する記載を省略する。

しかしながら、図１に示した半導体試験システム１０では、搬送アーム１１による押し付け力を強固な筐体１５によって支持しているが、図１に矢印で示すように、押し付け力の作用点から支持点までの距離Ａが遠く、また押し付け力がパフォーマンスボード１３、基板補強用構造物１７、コネクタ１８、基板補強用構造物１４等の部品を介して支持されるので、部品間の摩擦力に起因する押し付け力の損失が発生し、押し付け力とパフォーマンスボード１３の変形量との関係に線形性を得ることが困難である。また、押し付け力とパフォーマンスボード１３の変形量との関係に線形性を得るために、パフォーマンスボード１３、基板補強用構造物１４、基板補強用構造物１７等の品種交換部を強固に、即ち重くしなくてはならない。

また、図２に示した半導体試験システム２０では、図２に矢印で示すように、搬送アーム２１による押し付け力がパフォーマンスボード２３、基板補強用構造物２７、コネクタ２８、結合機構２４等の部品を経由して筐体２５によって支持されるので、部品間の摩擦力に起因する押し付け力の損失が発生し、押し付け力とパフォーマンスボード２３の変形量との関係に線形性を得ることが困難である。そのため、被試験デバイス２２とパフォーマンスボード２３との接触圧を規定の接触圧にするための、搬送アーム２１による押し付け力を予測することができないという課題がある。

そこで本発明は、上記の課題を解決することができる半導体試験システムを提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。

本発明の形態によると、半導体試験システムは、被試験デバイスに試験信号を供給し、被試験デバイスの試験を行う半導体試験装置と、半導体試験装置と被試験デバイスとを電気的に接続するパフォーマンスボードと、被試験デバイスを搬送し、パフォーマンスボードに被試験デバイスを電気的に接続させる搬送装置とを備える。そして、搬送装置は、パフォーマンスボードを内包する筐体と、被試験デバイスを搬送して、被試験デバイスをパフォーマンスボードに押し付け、被試験デバイスを介してパフォーマンスボードを筐体の内面に押し付けることによって、パフォーマンスボードにおいて被試験デバイスが押し付けられた位置の裏面を筐体に押圧させる搬送アームとを有する。

筐体とパフォーマンスボードとの間に設けられ、パフォーマンスボードより剛性が高い基板補強用構造物をさらに備え、搬送アームは、基板補強用構造物を介して、パフォーマンスボードの裏面を筐体に押圧させてもよい。筐体は、基板補強用構造物が接触する領域に、筐体における他の部分より表面仕上げ精度が高い３つ以上の突起部を有し、基板補強用構造物は、筐体が有する３つ以上の突起部において筐体と点で接触してもよい。

パフォーマンスボードの裏面に固着された基板補強用構造物を半導体試験装置と機械的に接続する嵌合機構をさらに備え、嵌合機構は、基板補強用構造物に設けられ、側面に窪みが形成された凹部と、半導体試験装置に設けられ、凹部に挿入された後に側面から硬球を突出させて凹部の窪みに嵌合させる凸部とを有してもよい。そして、凸部は、硬球の近傍が円錐台形状に形成され、移動することにより硬球を側面から出し入れするシャフトを含み、嵌合機構は、半導体試験装置に設けられ、シャフトを移動させるカム機構をさらに有してもよい。

なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となりうる。

本発明によれば、被試験デバイスとパフォーマンスボードとの接点の接触状態を安定させる半導体試験システムを提供できる。

以下、発明の実施形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図３は、本発明の一実施形態に係る半導体試験システム１００の構成の一例を示す。半導体試験システム１００は、半導体試験装置１０２、結合機構１０４、コネクタ１０６、嵌合機構１０８、基板補強用構造物１１０、基板支持用構造物１１２、パフォーマンスボード１１４、並びに筐体１１６及び搬送アーム１１８を有する搬送装置１２０を備える。

コネクタ１０６は、半導体試験装置１０２とパフォーマンスボード１１４とを電気的に接続する。パフォーマンスボード１１４は、コネクタ１０６を介して、半導体試験装置１０２と被試験デバイス１２２とを電気的に接続する。搬送装置１２０は、被試験デバイス１２２を搬送し、パフォーマンスボード１１４の表面に被試験デバイス１２２を接触させて、パフォーマンスボード１１４の端子に被試験デバイス１２２の端子を電気的に接続させる。これにより、半導体試験装置１０２は、被試験デバイス１２２と電気的に接続され、被試験デバイス１２２に試験信号を供給し、被試験デバイス１２２の試験を行う。

筐体１１６は、高剛性の材料で形成されており、基板補強用構造物１１０及びパフォーマンスボード１１４を内包する。なお、筐体１１６の全体が高剛性の材料で形成されなくてもよく、筐体１１６の基板補強用構造物１１０と対向する面のみ、又は筐体１１６の基板補強用構造物１１０と対向する面のうち基板補強用構造物１１０が接触する領域付近のみが、高剛性の材料で形成されてもよい。

基板補強用構造物１１０は、パフォーマンスボード１１４において被試験デバイス１２２が接続される位置の裏面に固着され、筐体１１６の内面とパフォーマンスボード１１４との間に設けられる。そして、嵌合機構１０８は、筐体１１６を貫通して、半導体試験装置１０２と基板補強用構造物１１０とを機械的に接続する。嵌合機構１０８は、例えば、基板補強用構造物１１０の周辺の４カ所を、嵌合部材によって半導体試験装置１０２と接続する。なお、嵌合機構１０８は、図４に示す方法の他に、真空を利用する方法であってもよいし、モータを利用する方法であってもよい。また、基板補強用構造物１１０は、パフォーマンスボード１１４より剛性が高いことが好ましい。また、基板支持用構造物１１２は、パフォーマンスボード１１４の側面に固着され、筐体１１６の内面と接触することによって、パフォーマンスボード１１４の位置を支持する。基板補強用構造物１１０及び基板支持用構造物１１２によって、被試験デバイス１２２とパフォーマンスボード１１４とを略平行に維持することができる。

また、筐体１１６は、基板補強用構造物１１０が接触する領域に、筐体１１６における他の部分より表面仕上げ精度が高い３つ以上の突起部を有してもよく、基板補強用構造物１１０は、筐体１１６が有する３つ以上の突起部において筐体１１６と点で接触してもよい。即ち、基板補強用構造物１１０は、３つ以上の点で筐体１１６と接触することにより、筐体１１６の表面に付着した粉塵等に起因するパフォーマンスボード１１４の傾きを防止することができ、被試験デバイス１２２とパフォーマンスボード１１４とを安定して接触させることができる。

搬送アーム１１８は、被試験デバイス１２２を筐体１１６の外部から内部へ搬送し、被試験デバイス１２２をパフォーマンスボード１１４に押し付け、被試験デバイス１２２を介してパフォーマンスボード１１４を筐体１１６の内面に押し付ける。これによって、搬送アーム１１８は、パフォーマンスボード１１４において被試験デバイス１２２が押し付けられた位置の裏面を、筐体１１６の内面に基板補強用構造物１１０を介して押圧させ、被試験デバイス１２２とパフォーマンスボード１１４との接触圧を得る。

結合機構１０４は、半導体試験装置１０２に固着されたフックと、筐体１１６に固着されたフックとにより、半導体試験装置１０２と筐体１１６とを結合する。結合機構１０４は、半導体試験装置１０２と筐体１１６とが対向する領域の周辺部に設けられる。なお、本実施形態に係る半導体試験システム１００においては、パフォーマンスボード１１４を筐体１１６の内面に押し付けることで安定して保持することができるので、結合機構１０４を削除することができる。

本実施形態に係る半導体試験システム１００によれば、搬送アーム１１８による被試験デバイス１２２の押し付け力を、押し付け力の作用点直近で、高剛性の材料で形成された筐体１１６で支持することによって、押し付け力と当該押し付け力による筐体１１６の変形量との関係に線形性を持たせることができる。そのため、被試験デバイス１２２とパフォーマンスボード１１４との接触圧を規定の接触圧にするための筐体１１６の変形量を、搬送アーム１１８による押し付け力から予測することが可能になり、無用な条件出し工数を低減させることができる。さらに、規定の接触圧を容易に実現することができるので、基板補強用構造物１１０、基板支持用構造物１１２、パフォーマンスボード１１４等の品種交換部を強固で重い材料にしなくてもよく、軽量化することができる。

図４は、本実施形態に係る嵌合機構１０８の構成の一例を示す。図４（ａ）に示すように、嵌合機構１０８は、基板補強用構造物１１０に設けられた凹部２００と、半導体試験装置１０２に設けられた凸部２０２及びカム機構２０４とを有する。凸部２０２は、ロックシャフト２０６、インナーシャフト２０８、及び硬球２１０を含む。ロックシャフト２０６は、凸部２０２の外形を形成する。また、硬球２１０は、ロックシャフト２０６の側面から出し入れ可能に設けられる。また、インナーシャフト２０８は、ロックシャフト２０６と同軸であり、ロックシャフト２０６の内部に延伸方向に沿って設けられ、カム機構２０４は、ロックシャフト２０６の延伸方向に沿ってインナーシャフト２０８を移動させる。また、インナーシャフト２０８は、硬球２１０の近傍が円錐台形状に形成され、移動することにより硬球２１０をロックシャフト２０６の側面から出し入れする。また、凹部２００は、硬球２１０を嵌合する窪み２１２が側面に形成されている。

凸部２０２は、図４（ｂ）に示すように凹部２００に挿入された後に、図４（ｃ）に示すようにインナーシャフト２０８を移動させることによりロックシャフト２０６の側面から硬球２１０を突出させ、図４（ｄ）に示すように硬球２１０を凹部２００の窪み２１２に嵌合させる。

本実施形態に係る嵌合機構１０８によれば、被試験デバイス１２２を押し付けるために筐体１１６の上面を設けた場合であっても、省スペースで半導体試験装置１０２と品種交換部とを接続することができる。また、品種交換部は筐体１１６に内包されているため、手作業によって半導体試験装置１０２と品種交換部とを接続することが困難であるが、カム機構２０４を用いることによって外部から嵌合させることができる。さらに、カム機構２０４と硬球２１０とを組み合わせることによって、半導体試験装置１０２及び搬送装置１２０への動力が絶たれた場合であっても、嵌合が解除されることがない安全な構造を実現できる。

以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることができる。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

従来技術に係る半導体試験システム１０の構成を示す図である。 従来技術に係る半導体試験システム２０の構成を示す図である。 本発明に係る半導体試験システム１００の構成の一例を示す図である。 嵌合機構１０８の構成の一例を示す図である。

符号の説明

１００ 半導体試験システム
１０２ 半導体試験装置
１０４ 結合機構
１０６ コネクタ
１０８ 嵌合機構
１１０ 基板補強用構造物
１１２ 基板支持用構造物
１１４ パフォーマンスボード
１１６ 筐体
１１８ 搬送アーム
１２０ 搬送装置
１２２ 被試験デバイス
２００ 凹部
２０２ 凸部
２０４ カム機構
２０６ ロックシャフト
２０８ インナーシャフト
２１０ 硬球
２１２ 窪み

Claims (6)

1. 被試験デバイスに試験信号を供給し、前記被試験デバイスの試験を行う半導体試験装置と、
   前記半導体試験装置と前記被試験デバイスとを電気的に接続するパフォーマンスボードと、
   前記被試験デバイスを搬送し、前記パフォーマンスボードに前記被試験デバイスを電気的に接続させる搬送装置と
   を備える半導体試験システムであって、
   前記搬送装置は、
   前記パフォーマンスボードを内包する筐体と、
   前記被試験デバイスを搬送して、前記被試験デバイスを前記パフォーマンスボードに押し付け、前記被試験デバイスを介して前記パフォーマンスボードを前記筐体の内面に押し付けることによって、前記パフォーマンスボードにおいて前記被試験デバイスが押し付けられた位置の裏面を前記筐体に押圧させる搬送アームと
   を有する半導体試験システム。
2. 前記筐体と前記パフォーマンスボードとの間に設けられ、前記パフォーマンスボードより剛性が高い基板補強用構造物をさらに備え、
   前記搬送アームは、前記基板補強用構造物を介して、前記パフォーマンスボードの前記裏面を前記筐体に押圧させる請求項１に記載の半導体試験システム。
3. 前記筐体は、前記基板補強用構造物が接触する領域に、他の部分より表面仕上げ精度が高い３つ以上の突起部を有し、
   前記基板補強用構造物は、前記筐体が有する３つ以上の突起部において前記筐体と点で接触する請求項２に記載の半導体試験システム。
4. 前記基板補強用構造物は、前記被試験デバイスと前記パフォーマンスボードとを略平行に維持する請求項２に記載の半導体試験システム。
5. 前記パフォーマンスボードの前記裏面に固着された前記基板補強用構造物を前記半導体試験装置と機械的に接続する嵌合機構をさらに備え、
   前記嵌合機構は、
   前記基板補強用構造物に設けられ、側面に窪みが形成された凹部と、
   前記半導体試験装置に設けられ、前記凹部に挿入された後に側面から硬球を突出させて前記凹部の前記窪みに嵌合させる凸部と
   を有する請求項２に記載の半導体試験システム。
6. 前記凸部は、前記硬球の近傍が円錐台形状に形成され、移動することにより前記硬球を前記側面から出し入れするシャフトを含み、
   前記嵌合機構は、前記半導体試験装置に設けられ、前記シャフトを移動させるカム機構をさらに有する請求項５に記載の半導体試験システム。

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