JP4509811B2 - 検査治具 - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置用の検査治具に関するものである。

従来の半導体装置用の検査治具は、被測定物（半導体装置）の上主面を加圧ピン（押さえピン）で押さえることで、半導体装置下主面に設けられた電極と、検査治具に設けられたパターン電極とを電気的に接続している。そのため、以下の問題点があった。

まず、被測定物の上主面を加圧することで、パッケージへ機械的ダメージが与えられ、パッケージの割れ、欠け、傷などの要因となる。

また、被測定物の上主面の平坦性及び、加圧ピンの磨耗等の要因により、加圧ピンが片当たりし、被測定物に均等な荷重を与えることができなくなり、正常な測定ができなくなる。

さらに、被測定物の回路調整等を行いながら電気特性を評価する場合には、電気特性評価後に回路調整を行えるように被測定物を開封状態にする必要がある。そのため、加圧ピンによって半導体装置上主面を押さえることができるように、電気特性評価時に上面を保護するための仮フタを乗せる必要があった。

そこで、特許文献１に記載の先行技術では、検査治具基板と、この検査治具基板上に形成されたパターン電極と、検査治具基板上でパターン電極の両側に平行間隔をおいて形成された接地導体とを備えており、パターン電極の幅方向中央部と、接地導体の被測定物電極端子の接触箇所とのそれぞれに、真空吸着用の吸着口が開口されている。

また、特許文献２に記載の先行技術では、被測定物下主面と接触し、吸着面として機能する半導体装置吸着領域を載置面に設け、半導体装置下主面を真空吸引により半導体装置吸着領域に吸着させることにより、半導体装置の電極（リード部）を検査治具のパターン電極と接触させている。

何れの先行技術も半導体装置を吸着する吸着口を備えているので、半導体装置の上主面を押さえるための押さえピンが不要になる。

特開平５−３６７７２ 特開２０００−２４１５０１

しかしながら、特許文献１に記載の検査治具では、半導体装置の電極端子のみを吸着するため、半導体装置の裏面全体を均一に吸着することはできず、安定した電気的接続を確保することが難しい。

また、特許文献２に記載の検査治具では、半導体装置下主面のみを吸着するものであるため、リード部とパターン電極の電気的接続を確実にするためには、リード部を押さえるリード押さえや、押さえピンが必要となる。

そこで、本発明の目的は、半導体装置を押さえる必要なく、半導体装置と確実かつ安定した電気的接続が可能な検査治具を提供することである。

請求項１に記載の発明は、載置面に半導体装置が載置される載置台と、前記載置面に形成され、前記半導体装置の電極と電気的に接続されるパターン電極と、前記載置面に配置された真空吸着用の吸着口と、を備え、前記吸着口は、前記パターン電極の前記半導体装置の電極と電気的に接続される領域、及び前記パターン電極以外の前記半導体装置が載置される領域に配置されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、載置面に半導体装置が載置される載置台と、前記載置面に形成され、前記半導体装置の電極と電気的に接続されるパターン電極と、前記載置面に配置された真空吸着用の吸着口と、を備え、前記載置台は、前記吸着口が配置され、前記半導体装置が載置される部分載置台を有し、前記部分載置台若しくは前記載置台の前記部分載置台以外の部分の少なくとも一方が昇降可能なことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、パターン電極の半導体装置の電極と電気的に接続される領域に吸着口が配置されている。そのため、半導体装置を押さえることなく、パターン電極と半導体装置の電極を確実に接続できる。また、吸着口は、パターン電極以外の半導体装置が載置される領域にも配置されている。半導体装置を載置面に密着できるため、半導体装置を押さえることなく、安定した電気的接続が可能になる。

請求項２に記載の発明によれば、部分載置台若しくは載置台の部分載置台以外の部分の少なくとも一方が昇降可能に構成されているので、半導体装置を部分載置台の載置面に載置し易く、また電気特性測定後に取り外し易くなる。さらに、部分載置台に吸着口が設けられているので半導体装置を部分載置台の載置面に密着することができる。そのため、半導体装置を部分載置台に密着させた状態で、例えば、半導体装置の電極とパターン電極が確実に接続されるまで部分載置台を下降することができる。その結果、確実かつ安定した電気的接続が可能になる。

＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態に係る検査治具の構成を示す断面図である。図２は、検査治具の上面図を示し、図１は、図２のＡ−Ａ線断面図に対応している。また、図３は半導体装置の裏面図を示している。なお、図１は、被測定物である半導体装置１１を載置した状態を示している。

検査治具本体１２の上面に検査治具基板１３が接合されている。そして、検査治具本体１２及び検査治具基板１３により、半導体装置１１が載置される載置台を構成している。図３に示すように、半導体装置１１の裏面には、複数（図３の例では６）の電極１５が設けられている。そして、検査治具基板１２の表主面（載置面）には、半導体装置１１を載置した際、半導体装置１１の電極１５と電気的に接続される複数のパターン電極１６が形成されている。

検査治具基板１３の表面のうち半導体装置１１が載置される領域に、複数の真空吸着用の吸着口１４が配置されている。吸着口１４は、検査治具本体１２及び検査治具基板１３を連通し、検査治具本体１２の側面に設けられた吸引口から真空引きできるように構成されている。

吸着口１４は、パターン電極１６のうち、半導体装置１１裏面の電極１５（図３参照）と電気的に接続される領域に配置されている。さらに吸着口１４は、検査治具基板１３表主面のうち、パターン電極１６以外の半導体装置１１が載置される領域にも配置されている。

次に、本実施の形態に係る検査治具の使用方法について説明する。
まず、検査治具基板１３に設けた吸着口１４の上に半導体装置１１を載せる。この時、半導体装置１１の裏面の電極１５を、検査治具基板１３上に設けられたパターン電極１６に合わせるように載せる。

次に、検査治具本体１２の側面から、吸着口１４内を吸気する。半導体装置１１は、吸着口１４に吸着されることで、検査治具基板１３と密着する。この作用により、半導体装置１１の裏面に設けられた電極１５と、検査治具基板１３に設けられたパターン電極１６が電気的に接続される。

本実施の形態に係る検査治具は、吸着口１４により、半導体装置１１を真空吸着することができる。また、吸着口１４は、パターン電極１６のうち半導体装置１１の電極１５と接続される部分に配置されている。そのため、加圧ピンで半導体装置１１の上部を押さえることによる機械的ダメージを与えることなく、確実に、電極１５とパターン電極１６を電気的に接続することができる。

また、本実施の形態に係る検査治具は、半導体装置１１の電極１５以外の部分も吸着する構成となっているため、より安定した電気的接続を実現することができる。

＜実施の形態２＞
図４は、本実施の形態に係る検査治具の構成を示す断面図である。図５は、本実施の形態に係る検査治具の上面図を示している。ここで、図４は、図５のＢ−Ｂ線断面図に対応している。また、図４，５では、半導体装置１１を検査治具基板１３上に載置した状態を示している。

本実施の形態では、異方性導電シート１７を検査治具基板１３上に設けている。異方性導電シート１７は、半導体装置１１を載置する領域に設けている。また、異方性導電シート１７には、検査治具基板１３の吸着口１４に対応する位置に孔が設けられている。そして異方性導電シート１７を介して半導体装置１１を検査治具基板１３上に吸着できるように構成されている。

ここで、異方性導電シート１７は、例えばシリコン系の絶縁物からなる絶縁シートに、厚み方向に複数の金線が埋め込まれている。そして隣接する金線同士は絶縁されている。すなわち、異方性導電シート１７は厚み方向に電流を流し、面方向には電流が流れないように構成されている。異方性導電シート１７を挟んで配置される電極を電気的に接続することができる。

その他の構成は、実施の形態１と同様であり、同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施の形態に係る検査治具は、半導体装置１１と検査治具基板１３の間に、異方性導電シート１７を挿入している。その結果、半導体装置１１の裏面の凹凸が吸収でき、より安定した接続状態を得ることができる。

＜実施の形態３＞
図６は、本実施の形態に係る検査治具の構成を示す断面図である。そして図７は、本実施の形態に係る検査治具の構成を示す上面図である。また、図６は、図７のＣ−Ｃ線断面図に対応している。

本実施の形態に係る検査治具は、検査治具基板１３及び検査治具本体１２の中央部に台座ブロック（部分載置台）１８が設けられている。そして、台座ブロック１８は、上下に移動（昇降）できるように構成されている。

台座ブロック１８の半導体装置１１が載置される載置面には、吸着口１４が開口されている。そして、吸着口１４は、台座ブロック１８のうち、検査治具本体１２より下方の側面に設けられた吸引口から真空引きされるように構成されている。

その他の構成は実施の形態１と同様であり、同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

次に本実施の形態に係る検査治具の動作について説明する。
まず、台座ブロック１８を上方に移動することで、台座ブロック１８の載置面を検査治具基板１３の表面より上部に配置する。次に、台座ブロック１８上に半導体装置１１を載せる。この時、半導体装置１１裏面の電極１５が、パターン電極１６に対応する位置に配置されるように半導体装置１１を載せる。そして、吸着口１４を真空引きすることで半導体装置１１の下主面を台座ブロック１８の載置面に密着させる。

次に、台座ブロック１８に半導体装置１１を吸着させた状態で、台座ブロック１８を下降させる。そして、半導体装置１１の電極１５と検査治具基板１２のパターン電極１６とが確実に電気的に接続した段階で台座ブロック１８の下降を止める。

そして、電気特性測定が終了すると、台座ブロック１８を上昇して、真空引きを止め、半導体装置１１を取り外す。

本実施の形態に係る検査治具は、台座ブロック１８を備えているので、半導体装置１１を載置し易く、電気特性測定後には取り外し易くなる。

また、本実施の形態に係る検査治具は、電極１５のパターン電極１６との接続部分が下方に突き出しているような半導体装置１１であっても、半導体装置１１の下主面と台座ブロック１８の載置面を密着させることができる。

すなわち、電極１５のパターン電極１６との接続部と、半導体装置１１の下主面に段差がある場合であっても、導体装置１１の下主面と台座ブロック１８の載置面を密着させることができる。そして、安定した電気的接続をすることができる。

さらに、金属製の台座ブロック１８を使用した場合、被測定物の放熱性を確保することができる。

なお、本実施の形態では、台座ブロック１８にのみ、吸着口１４を設けたが、図８，９に示すように、パターン電極１６部分にも吸着口１４を設けてもよい。図８は、パターン電極１６部に吸着口１４を設けた検査治具の断面図、図９は、その上面図である。また図８は、図９のＤ−Ｄ線断面図に対応している。

パターン電極１６の半導体装置１１の電極１５と接続される部分にも吸着口１４をさらに配置することで、パターン電極１６と電極１５をより確実に電気的に接続することができる。

また、本実施の形態においては、台座ブロック１８は、ブロック状に形成したが円柱状に形成してもよい。図１０は、台座ブロック１８を円柱状に形成した検査治具の上面図である。そして、図１０のＥ−Ｅ線断面図は、図６と同一になる。このように、台座ブロック１８を円柱状にしても、ブロック状の場合と同様の効果を有する。

なお、本実施の形態においては、台座ブロック１８が上下するように構成したが、図１１に示すように、台座ブロック１８以外の部分の検査治具本体１２が上下に移動するように構成してもよい。また、台座ブロック１８、検査治具本体１２の両方が上下に移動するように構成してもよい。

＜実施の形態４＞
図１２は、本実施の形態に係る検査治具の構成を示す断面図である。
本実施の形態に係る検査治具では、台座ブロック１８が微小振動可能（振動可能）に構成されている。図１２に示すように、台座ブロック１８は、検査治具基板１２に垂直な軸に関してθ方向に微小回転できるように構成されている。この場合、台座ブロック１８は、例えば図１０に示したように、円柱状に構成されている。

次に、本実施の形態に係る検査治具の動作について説明する。
まず、台座ブロック１８を上方に移動することで、台座ブロック１８の載置面を検査治具基板１３の表面より上部に配置する。次に、台座ブロック１８上に半導体装置１１を載せる。この時、半導体装置１１裏面の電極１５が、パターン電極１６に対応する位置に配置されるように半導体装置１１を載せる。そして、吸着口１４を真空引きすることで半導体装置１１の下主面を台座ブロック１８の載置面に密着させる。

次に、台座ブロック１８に半導体装置１１を吸着させた状態で、台座ブロック１８を微小振動させながら下降させる。
そして、半導体装置１１の電極１５と検査治具基板１２のパターン電極１６とが確実に電気的接続した段階で台座ブロック１８の下降と微小振動を止める。
そして、電気特性測定が終了すると、台座ブロック１８を上昇して、真空引きを止め、半導体装置１１を取り外す。

本実施の形態は、台座ブロック１８を下降させる際、θ方向（回転方向）へ振動させることにより、半導体装置１１の電極１５とパターン電極１６が、擦り合いながら接続するため、電気的接続状態がより安定化する。

例えば、検査が長時間行われない等によって、パターン電極１６の表面に酸化物が形成されたような場合であっても、電極１５とパターン電極１６が擦り合って酸化物を除去することができる。その結果、良好に電気的接続を行うことができる。

なお、本実施の形態に係る検査治具では、台座ブロック１８が微小振動するように構成したが検査治具本体１２、あるいは台座ブロック１８と検査治具本体１２の両方が振動するように構成してもよい。

＜実施の形態５＞
図１３は、本実施の形態に係る検査治具の構成を示す断面図である。
本実施の形態においては、パターン電極１６のうち、半導体装置１１の電極１５（図３参照）との接続部（破線１９で囲んだ領域）が弾性（バネ性）を有している。
その他の構成は実施の形態１と同様であり、同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

以下、本実施の形態に係る検査治具の動作について説明する。
まず、弾性を有するパターン電極１６上に半導体装置１１の電極１５がパターン電極１６に接するように置く。次に、吸着口１４を真空引きすると、半導体装置１１の下主面にパターン電極１６の先端部が押されて矢印方向に移動し、最終的に半導体装置１１の下主面と検査治具基板１３の載置面が密着する。またこの時、パターン電極１６の弾性が作用して、半導体装置１１の電極１５と、パターン電極１６が確実に電気的に接続される。

本実施の形態では、パターン電極１６が弾性を有しているので、パターン電極１６部に吸着口１４がない場合であっても、電極１５とパターン電極１６を確実に電気的に接続することができる。

＜実施の形態６＞
図１４は、本実施の形態に係る検査治具の構成を示す断面図である。また図１５は、本実施の形態に係る検査治具の構成を示す上面図である。図１４は、図１５のＦ−Ｆ線断面図に対応している。

本実施の形態においては、載置面に載置される半導体装置１１の周囲を囲うように、ガイド２０が設けられている。

その他の構成は、実施の形態５と同様であり、同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施の形態においては、ガイド２０が設けられているため、半導体装置１１を載せる際の位置決めが容易になる。その結果、半導体装置１１の電極１５とパターン電極１６を接続できるように半導体装置１１を容易に治具基板１３上に載せることができる。
なお、本実施の形態では、ガイド２０を実施の形態５の構成に適用した例を示したが、実施の形態１から４の検査治具に適用してもよい。

実施の形態１に係る検査治具の構成を示す断面図である。 実施の形態１に係る検査治具の構成を示す上面図である。 実施の形態１に係る半導体装置を示す裏面図である。 実施の形態２に係る検査治具の構成を示す断面図である。 実施の形態２に係る検査治具の構成を示す上面図である。 実施の形態３に係る検査治具の構成を示す断面図である。 実施の形態３に係る検査治具の構成を示す上面図である。 実施の形態３に係る検査治具の構成を示す断面図である。 実施の形態３に係る検査治具の構成を示す上面図である。 実施の形態３に係る検査治具の構成を示す上面図である。 実施の形態３に係る検査治具の構成を示す断面図である。 実施の形態４に係る検査治具の構成を示す断面図である。 実施の形態５に係る検査治具の構成を示す断面図である。 実施の形態６に係る検査治具の構成を示す断面図である。 実施の形態６に係る検査治具の構成を示す上面図である。

符号の説明

１１ 半導体装置、１２ 検査治具基板、１３ 検査治具本体、１４ 吸着口、１５ 電極、１６ パターン電極、１７ 異方性導電シート、１８ 台座ブロック、２０ ガイド。

Claims (6)

1. 載置面に半導体装置が載置される載置台と、
   前記載置面に形成され、前記半導体装置の電極と電気的に接続されるパターン電極と、
   前記載置面に配置された真空吸着用の吸着口と、
   を備え、
   前記載置台は、部分載置台を有し、
   前記部分載置台は、前記吸着口が配置され、前記半導体装置が載置され、
   前記部分載置台若しくは前記載置台の前記部分載置台以外の部分の少なくとも一方が昇降可能であり、
   前記部分載置台若しくは前記載置台の前記部分載置台以外の部分の少なくとも一方が回転方向に振動可能であることを特徴とする検査治具。
2. 前記吸着口は、前記パターン電極の前記半導体装置の電極と電気的に接続される領域にさらに配置されていることを特徴とする請求項１に記載の検査治具。
3. 前記部分載置台は、金属製であることを特徴とする請求項１又は２に記載の検査治具。
4. 前記パターン電極は、前記半導体装置の前記電極と電気的に接続される領域が弾性を有することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の検査治具。
5. 前記載置台は、前記載置面に載置される前記半導体装置の周囲を囲うようにガイドを設けたことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の検査治具。
6. 前記吸着口に対応する位置に孔が設けられた異方性導電シートを前記載置面にさらに備え、
   前記半導体装置は、前記異方性導電シートを介して、前記載置面に載置されることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の検査治具。

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