JP4729025B2 - 断熱レンズセット - Google Patents

Description

本発明は、撮像素子をテストするテスト装置に関し、特に断熱レンズセットによって形成された密閉空間によりテスト対象チップの表面と光源照射面とを隔離するテスト装置に関する。

撮像素子（例：ＣＭＯＳ Ｓｅｎｓｏｒ）が低温環境で正常な機能を維持できるようにするため、撮像素子のチップのテスト段階において、これらのチップに対し低温環境のテストを実施する必要がある。

図１は、テスト装置１０の概要図であり、上半部はテスト台１１で、下半部はテスト対象チップを置くチャック１３（ｃｈｕｃｋ）である。テスト台１１は、ポゴタワー１２（ＰＯＧＯ ＴＯＷＥＲ）と、プローブカード１４（Ｐｒｏｂｅ Ｃａｒｄ）と、テストヘッド１６（Ｔｅｓｔ Ｈｅａｄ）とを含み、テストヘッド１６上にはテスト対象チップに接触するテストプローブ１８、光源を通過させることができるキャビティ１５、およびポゴタワー１２とプローブカード１４とを接続し一体化するために用いられるプローブカードホルダ１７（Ｐｒｏｂｅ Ｃａｒｄ Ｈｏｌｄｅｒ）が配置されている。

非常に明らかであるが、図１におけるポゴタワー１２、プローブカード１４およびテストヘッド１６毎には、貫通した中空ホールが１つあり、光源が中空ホールを通過し、テスト対象チップを照射するようにすることができる。図１に示したように、チップが低温状態を保つことができるようにするため、通常、テスト対象チップ（Ｄｅｖｉｃｅ Ｕｎｄｅｒ Ｔｅｓｔ；ＤＵＴ）と低温処理したチャック１３とを接触させ、撮像素子全体のテスト対象チップも既設の低温環境を保つことができるようにする。この際に、テスト装置１０上のプローブカード１４（ｐｒｏｂｅ ｃａｒｄ）と低温状態にあるテスト対象チップとの距離が近い場合、テスト対象チップの表面は低温であるが、プローブカード１４の表面は常温であり、さらに光源の照射のため、テストプローブ１８の表面は常温よりも高くなる。相対的に低温の表面と相対的に高温の表面との距離が近い場合、全体的な境界面に飽和水とも呼ばれる水気が発生する。そのため、光源の照射を続けると、光線が水分子を経ることにより、光線の反射、散乱反射または回折などの物理現象が発生し、テスト対象チップに到着する光線を錯乱させテスト結果に間違いを発生させるとともに、不要なショートを発生させ装置を故障させることがある。そのため、低温のテスト対象チップを正確かつ迅速にテストできるようにするには、テスト中に水気が生成される問題を克服する必要がある。

上記の発明の背景に鑑み、低温にある撮像素子を有効にテストできるようにするため、本発明の主な目的は、上記の従来の低温に起因する水気の問題を解決するために用いることができる断熱レンズセットを提供することである。

これに鑑み、本発明は先ず、スルーホールを有するレンズ本体およびレンズ本体のスルーホールの２つの相対端面上に２つの平行レンズを配置して気密空間を形成し、かつレンズ本体上に排気口と指示素子とを配置し、気密空間に真空状態を形成する断熱レンズセットを提供する。

本発明はさらに、テスト設備に断熱レンズセットを加え、断熱レンズセットで形成された真空空間によりテスト対象チップ表面と光源照射面とを前記ポゴタワーに入射する光線を提供する光源から熱的に隔離し、低温面と高温面が隔離されるようにするため、水気が生成しない撮像素子のテスト設備を提供する。

本発明はさらに、テスト設備に１対のレンズセットを加えてポゴタワーの中空開口部の両端に直接固装することにより気密空間を形成し、テスト設備上の排気装置により、気密空間を真空状態に保ち、低温面と高温面とを隔離させるため、水気が生成しない撮像素子のテスト設備を提供する。

すなわち、本願の第１発明は、テストヘッドを配置し、前記テストヘッド上に複数のテストプローブを配置するプローブカードと、前記プローブカードと接続し、中空開口部が設けられるポゴタワーと、前記ポゴタワーと前記プローブカードとの間に配置され、前記ポゴタワーと前記プローブカードとを接続し一体化させるプローブカードホルダと、排気装置と、前記ポゴタワーの中空開口部に配置され、かつスルーホールを設けたレンズ本体と１対の平行レンズとを含み、該レンズ本体と平行レンズとの間に真空の気密空間を形成し、更に前記排気装置と連通する排気口、及び前記気密空間の真空度を示す指示素子を含む断熱レンズセットと、テスト対象素子を載せるために用いるチャックと、を含み、前記断熱レンズセットによって、前記テスト対象素子の表面とプローブカードの光源照射面とを、前記ポゴタワーに入射する光線を提供する光源から熱的に隔離する、撮像素子のテスト装置の提供を要旨としている。

本発明がここにおいて検討する方向は、テスト装置である。本発明を完全に理解することができるようにするため、以下の説明において詳細な手順およびその構成を提供する。明らかではあるが、本発明の実施はテスト装置の当業者が習熟した特殊な詳細に限定されるものではない。また、本発明に不要な制限をもたらすことを避けるため、周知のテスト装置の構成または手順を詳細に説明していない。本発明の好適な実施例を以下に詳細に説明するが、これらの詳細な説明以外に、本発明はその他の実施例においても広範に実施することができ、かつ本発明の範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲を基準とする。

先行技術において、撮像素子のテスト対象チップ（以下、テスト対象チップ）は、低温のチャック１３と接触することにより、テスト対象チップを低温状態に保っているが、プローブカード１４の表面は光源の照射により常温よりも高いため、全体的な境界面に水気が生成され、光線が水分子を経ることにより、光線の反射、回折などの物理現象が発生し、テスト結果に間違いを発生させるとともに、不要なショートを発生させ装置を故障させることがある。このような問題を解決する好適な方法は、中空開口部内を真空の状態に保ち、異なる温度の境界面を遮断することである。

そのため、本発明の第１実施例は断熱レンズセット２０であり、図２Ａのように、レンズ本体２２と２枚のレンズ２４とを含む。レンズ本体２２にはスルーホールが設けられ、２枚のレンズ２４はレンズ本体２２のスルーホールの両端に平行に配置されているため、レンズ本体２２とこの２枚のレンズ２４との間に隔離空間が形成される。２枚のレンズ２４をレンズ本体２２に固定する方法は、嵌め込んだネジで固定することも、粘着などのその他の固定方法とすることもできる。また、レンズ本体２２は、低熱伝道性の断熱材質により構成され、断熱レンズセット２０を良好な断熱素子とすることができる。

本実施例の好適な例において、レンズ本体２２と２枚のレンズ２４との間は真空を保った密閉空間とし、レンズ本体２２内の隔離空間が真空を保った密閉空間とした場合、２枚のレンズ２４で囲まれた隔離の内空間を有効に利用して熱伝導を遮断することができる。また、本発明の他の具体的な実施例においては、レンズ本体２２と２枚のレンズ２４との間を真空でない密閉空間とすることができるが、空気を抜く方法により、２枚のレンズ２４の間の密閉空間で一定の真空度を達成し、２つのレンズで囲まれた空間を有効に利用し熱伝導を遮断することができる。

上記した断熱レンズセット２０の２枚のレンズ２４の間の密閉空間で真空度を達する方法について、本発明は制限を加えていない。例えば、図２Ａのように、断熱レンズセット２０は排気口２６および指示素子２８を含むため、排気装置（図には示されていない）により断熱レンズセット２０内の空気を抜くことができる。そのため、断熱レンズセット２０内が一定の真空度を達すると、指示素子２８は断熱レンズセット２０内に吸い込まれる。逆に、断熱レンズセット２０内の真空度が所定の閾値を下回ると、指示素子２８が浮き上がるため、使用者に空気抜きを実施して断熱レンズセット２０内を真空に保つよう指示することができる。そのため、本発明における指示素子２８は、ばね、リード、フォームなどの弾性素子または弾性材質により構成することができる。チャック１３が、例えば室温以下から摂氏マイナス１００度の温度までの低温環境を提供する際に、断熱レンズセット２０が隔離する真空密閉空間は、テスト対象チップの接触面とプローブカード１４の光源照射面とを前記ポゴタワーに入射する光線を提供する光源から熱的に隔離することにより、低温面と高温面との間が隔離されるため、水気が発生しない。また、光源がテストの対象素子の表面に達するようにする時の相位は同じであるため、２枚のレンズ２４の間が一定の平行度を達することにより、テスト光源に干渉が発生しないようにすることができる。

次に、図３は、本発明の断熱レンズセット２０とテスト装置１０とを組み合わせた概要図である。図３に示すように、上半部はテスト台１１であり、下半部はテスト対象チップを置くチャック１３である。テスト台１１は、ポゴタワー１２と、プローブカード１４と、キャビティ１５と、テストヘッド１６とを含む。テストヘッド１６上にはテスト対象チップに接触するために用いる複数のテストプローブ１８およびポゴタワー１２とプローブカード１４とを接続し一体化させるために用いられるプローブカードホルダ１７が配置されている。ポゴタワー１２は中空ホールを有し、断熱レンズセット２０はポゴタワー１２の中空ホール内に設置されている。断熱レンズセット２０のポゴタワー１２間の固定方法は、図２Ａのように、ネジ穴２１を使用して断熱レンズセット２０とポゴタワー１２とを固定することができる。また、断熱レンズセット２０は、図２Ｂのように、少なくとも１つのＯリング２３（Ｏ−Ｒｉｎｇ）を断熱レンズセット２０の本体２２に被せることによって、断熱レンズセット２０をポゴタワー１２に固定することもできる。そのため、光源がテスト装置１０のキャビティ１５を経てテストに必要な光線を提供する時に、光線がポゴタワー１２の中空ホールに入り、断熱レンズセット２０の２枚のレンズ２４および隔離空間を通過し、さらにプローブカード１４およびテストヘッド１６上の貫通ホールを経た後、テスト対象チップに照射される。光源から照射される光線による熱は、断熱レンズセット２０内の空間における真空により遮断されるため、プローブカード１４の箇所は高温面とならず水気が発生しない。

本発明の他の実施例は、図４のように、１対のレンズセット２５をポゴタワー１２の中空ホールに直接固装するものである。本発明のレンズセット２５とポゴタワー１２の両端との固装方法は制限されず、ネジを用いて固定、Ｏリングで固定または直接粘着などとすることができるが、固装後のレンズセットの間は平行および真空の状態を保たなければならない。本実施例において、真空状態を形成する方法は、テスト装置１０上の排気装置４０により実施するため、テスト装置１０の使用状況に合わせ随時空気抜きを実施し、レンズセット２５とポゴタワー１２との間の真空度を保ち、プローブカード１４は高温面とならず、プローブカード１４の箇所に水気が発生しない。

明らかに、上記実施例における説明に基づき、本発明は多くの修正と差異がある可能性がある。そのため、特許請求の範囲で理解する必要があり、上記の詳細な説明以外に、本発明はその他の実施例においても広範に実施することができる。上記は本発明の好適な実施例でしかなく、本発明の特許請求の範囲を限定するために用いられるものではない。本発明で開示された主旨を逸脱せずに完成したその他の等価の変更または修飾は、いずれも特許請求の範囲内に含まれる。

先行技術のテスト装置の概要図である。 本発明の断熱レンズセットの概要図である。 本発明の断熱レンズセットの概要図である。 本発明の具体的な実施例のテスト装置の概要図である。 本発明の具体的な実施例のテスト装置の概要図である。

１０ テスト装置
１１ テスト台
１２ ポゴタワー
１３ チャック
１４ プローブカード
１５ キャビティ
１６ テストヘッド
１７ プローブカードホルダ
１８ テストプローブ
２０ 断熱レンズセット
２１ ネジ穴
２３ Ｏリング
２２ レンズ本体
２４ レンズセット
２５ レンズセット
２６ 排気口
２８ 指示素子
４０ 排気装置

Claims (1)

1. テストヘッドを配置し、前記テストヘッド上に複数のテストプローブを配置するプローブカードと、
   前記プローブカードと接続し、中空開口部が設けられるポゴタワーと、
   前記ポゴタワーと前記プローブカードとの間に配置され、前記ポゴタワーと前記プローブカードとを接続し一体化させるプローブカードホルダと、
   排気装置と、
   前記ポゴタワーの中空開口部に配置され、かつスルーホールを設けたレンズ本体と１対の平行レンズとを含み、該レンズ本体と平行レンズとの間に真空の気密空間を形成し、更に前記排気装置と連通する排気口、及び前記気密空間の真空度を示す指示素子を含む断熱レンズセットと、
   テスト対象素子を載せるために用いるチャックと、を含み、
   前記断熱レンズセットによって、前記テスト対象素子の表面とプローブカードの光源照射面とを、前記ポゴタワーに入射する光線を提供する光源から熱的に隔離する、
   撮像素子のテスト装置。

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