JP6818527B2

JP6818527B2 - 半導体デバイスの位置決め加圧機構

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Publication number: JP6818527B2
Application number: JP2016232062A
Authority: JP
Inventors: 祥一市岡; 幸博徳
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-11-30
Filing date: 2016-11-30
Publication date: 2021-01-20
Anticipated expiration: 2036-11-30
Also published as: JP2018087790A

Description

この発明は、チップ形状の半導体デバイスの半導体試験の際に使用する位置決め加圧機構に関するものであり、特に半導体デバイスとしてパワー半導体デバイスに直流の大電流を通電する通電評価の際に使用する半導体デバイスの位置決め加圧機構に関するものである。

従来の半導体デバイスに大電流を通電する通電評価では、中央に穴が空いた位置決め板に半導体デバイスを置いて位置決めしている（例えば特許文献１参照）。
また、大電流通電ではないが、半導体デバイスの位置決め方法として、テーパ面がついた上下のフローティングプレートで位置決めするやり方がある（例えば特許文献２参照）。

特開２０１６−１１８６２号公報（６頁４８〜７頁３行、図１）特開２００６−２３４４４８号公報（４頁４８〜５頁２行、図１）

特許文献１のような大電流を通電する評価では、半導体デバイスとプローブ接触面が発熱してしまう。発熱抑制のために、プローブ（文献内では加圧板を指す）サイズを半導体デバイスよりも大きくして接触面積を増やす（全面加圧）ことで対策している。この対策により半導体デバイスに荷重が均等にかかるため、割れなどのダメージを与えない効果もある。ただし、この方法では、プローブが半導体デバイスよりサイズが大きく、位置決め板上部まで配置されるため、加圧時にプローブと干渉しないように、位置決め板高さは半導体デバイスよりも低くする必要がある。しかし半導体デバイスが薄いため（例えばｔ＝０．３ｍｍ）、半導体デバイスの厚さ以上に下げることができず、確実な解決となっていない。また本装置に半導体デバイスを搭載する際、搭載位置がずれると位置決め板に乗り上げる問題があった。

また、特許文献２のような位置決め方法では、半導体デバイスよりも上下のプローブサイズが小さいため、全面加圧ができない。解決策として、半導体デバイスよりもプローブサイズを大きくすることが容易に考えられる。そのためには、プローブと干渉しないよう下側フローティングプレートの開口部をプローブよりも広げる必要があるが、プローブは半導体デバイスよりもサイズが大きいため、開口部から半導体デバイスが落ち込んでしまい解決策とならない。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、位置決め加圧機構の部品同士の干渉が無く、半導体デバイスが周辺部品に乗り上げることも無く、半導体デバイスの位置決め及び全面加圧することができる半導体デバイスの位置決め加圧機構を提供することを目的とするものである。

この発明に係わる半導体デバイスの位置決め加圧機構は、半導体デバイスの搭載部を有するステージを固定した冷却板と、ステージの半導体デバイス搭載部に対向して配置されて、半導体デバイスをステージ上に位置決めする位置決め機構を備え、位置決め機構は、ステージに搭載される半導体デバイス側がテーパ形状にされた位置決めガイドと、位置決めガイドが固定され半導体デバイスに加圧接触するプローブと、プローブが固定されるとともにプローブを水平方向に移動可能に保持するフローティング機構を有するものである。

また、この発明に係わる半導体デバイスの位置決め加圧機構は、半導体デバイスの搭載部を有するステージを固定した冷却板と、ステージの半導体デバイス搭載部に対向して配置されて、半導体デバイスをステージ上に位置決めする位置決め機構を備え、位置決め機構は、半導体デバイスの加圧時に上下移動して半導体デバイスに加圧接触するプローブと、プローブに水平のＸＹ面を移動するよう支持され、ステージに搭載される半導体デバイス側がテーパ形状にされた複数の位置決めガイドを有するものである。

この発明によれば、位置決め加圧機構の部品同士の干渉が無く、半導体デバイスが周辺部品に乗り上げることも無く、半導体デバイスの位置決め及び全面加圧することができる半導体デバイスの位置決め加圧機構が得られる。

この発明の実施の形態１に係わる半導体デバイスの位置決め加圧機構を示す正面模式図（ａ）と、Ａ−Ａ断面図（ｂ）と、上面図（ｃ）と、Ａ−Ａ断面のフローティング機構の拡大図（ｄ）である。この発明の実施の形態１に係わる半導体デバイスの位置決め加圧機構における動作手順を示す図である。この発明の実施の形態２に係わる半導体デバイスの位置決め加圧機構のステージを示す断面図である。この発明の実施の形態３に係わる半導体デバイスの位置決め加圧機構のフローティング機構を示す断面図（ａ）と、Ｂ−Ｂ断面図（ｂ）である。この発明の実施の形態４に係わる半導体デバイスの位置決め加圧機構を示す正面模式図（ａ）と、Ａ−Ａ断面図（ｂ）である。この発明の実施の形態４に係わる半導体デバイスの位置決め加圧機構における動作手順を示す図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１に係る半導体デバイスの位置決め加圧機構を図１及び図２に基づいて説明する。
図１はこの発明の実施の形態１に係る半導体デバイスの位置決め加圧機構の構成図を示すもので、図１（ａ）は正面模式図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面を左から示す図、図１（ｃ）は上面から示す図、図１（ｄ）はＡ−Ａ断面のフローティング機構の拡大図である。

図１において、半導体デバイス１は評価の対象物であり、表面（Ｚ軸プラス側のＸＹ面）と裏面（Ｚ軸マイナス側のＸＹ面）に電極を有している。半導体デバイス１は人手もしくはハンドリング装置でステージ１１の上に置かれる。
位置決め加圧機構は、ステージ１１、冷却板１２、加圧シャフト２１、ホルダ２２、コネクタ２３、プローブ２４、位置決めガイド２５から成る。

ステージ１１はブロック形状で、半導体デバイス１の裏面側に設置される。半導体デバイス１はステージ１１の上に搭載され、ステージ１１の表面と半導体デバイス１は接触した状態である。ステージ１１のＸＹ面（水平面）サイズは半導体デバイス１のＸＹ面（水平面）サイズよりも広くする（例えばＸ・Ｙ方向にそれぞれ０．１ｍｍ長くする）。ステ
ージ１１の材質は熱伝導率が高く導電性のあるアルミや銅、カーボンなどが挙げられるが、後述する位置決めガイド２５と接触する上面角部は繰り返し擦れるため、摩耗する可能性がある。そのため、ステージ１１の上面角部は導電性を確保しつつ耐摩耗性・潤滑性を向上させるコーティング処理を施すとよい。ステージ１１の表面は半導体デバイス１との接触面積を増やすために、研磨されて面粗さを小さくしている。

ステージ１１の下には冷却板１２が固定されている。冷却板１２は、通電時に半導体デバイス１で発生した熱を、ステージ１１を介して半導体デバイス１を冷却する役割がある。そのため、ステージ１１と冷却板１２の接触面は熱伝導性を良くするために、互いの面粗さを小さくして接触面積を増やすと良い。なお、冷却板１２は通電部５１の電極端子５２（電源の正極または負極の一方の電極が接続される端子）に接続されている。冷却板１２の材質は熱伝導率が高く導電性であるアルミや銅、カーボンなどが挙げられる。なお、図１には示していないが、冷却板１２内部にはチラーで冷媒が循環しており、冷却板１２の熱を逃がしている。

半導体デバイス１の上方には、加圧シャフト２１が設けられている。加圧シャフト２１は、図１に示していないが、サーボモータなどの力を発生する駆動部品に連結してあり、Ｚ方向（垂直方向）の上下に動作する。加圧シャフト２１の下にはホルダ２２が固定されている。ホルダ２２は半導体デバイス１の真上に空間を持たせて配置されている。図１に示すホルダ２２の外形は円柱形状だが、たとえばブロック形状であっても良い。ホルダ２２の材質は加圧シャフト２１から伝わる下方向（Ｚ軸マイナス）の荷重による圧縮力（例えば５００Ｎ）に耐えうる（塑性変形しない）素材で有ればよく、例えば鉄やアルミなどの金属が挙げられる。

ホルダ２２の内部には、ＺＹ面及びＺＸ面の断面形状がＴ字形状で後述のコネクタ２３の上部が収まる空間があり、この空間にコネクタ２３の一部が収納されて保持されている。コネクタ２３は、径が異なる円柱物が二つ重なった形状で、径の大きい円柱物がホルダ２２内に収まり、径の小さい円柱物の下側一部がホルダ２２より下側に突出した構成となる。コネクタ２３はサイズの異なるブロックを二つ重ねたものでも良い。コネクタ２３を構成する下側円柱物の直径は、加圧時にプローブ２４が塑性変形せず、半導体デバイス１の全面を均等加圧できれば特に問わないが、半導体デバイス１の幅よりも大きくした方が安定して均等加圧が可能となる。コネクタ２３の材質は加圧シャフト２１から伝わる下方向（Ｚ軸マイナス）の荷重による圧縮力に耐えうる素材で有ればよく、例えば鉄やアルミなどの金属が挙げられる。

コネクタ２３は、図１（ｄ）に示すように、ホルダ２２と接触面１００ｄで接触している。コネクタ２３をホルダ２２の中心に合わせて配置すると、コネクタ２３の円周方向周囲には径の大きい方と小さい方のいずれもＹ₁ｍｍの隙間１００ａと隙間１００ｂがある
。コネクタ２３の上部にはＺ₁ｍｍの隙間１００ｃがあり、隙間１００ｃは隙間ばめ（例
えば０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍ単位）の隙間が有ればよい。これにより、コネクタ２３はホルダ２２から落下せずＸＹ方向（水平方向）に±Ｙ₁ｍｍ移動可能で、ホルダ２２とコ
ネクタ２３でフローティング機構１００を構成する。コネクタ２３の下部には、プローブ２４が固定されている。プローブ２４の外形はブロック形状をしており、ＸＹ面（水平面）のサイズは半導体デバイスのＸＹ面（水平面）のサイズよりも大きい。

プローブ２４は、加圧シャフト２１が下降（Ｚ軸マイナス方向）すると半導体デバイス１に加圧接触するよう、半導体デバイス１の真上に空間を持たせて、すなわち半導体デバイス１と対向して配置されている。プローブ２４の裏面は半導体デバイス１との接触面積を増やすために、研磨されて面粗さを小さくしている。プローブ２４の材質は、冷却板１２と同様に熱伝導率が高く導電性であり、プローブ２４の一般的な材質である炭素工具鋼よりも軟材であるアルミや銅が良い。軟材にすることで、加圧時、半導体デバイス１の表面形状（表面粗さ、平行度ズレ）に合わせて弾性域内で変形し、半導体デバイス１の表面全体に接触する。これにより接触部の電気抵抗が小さくなり安定した通電試験が行え、発熱を抑えることもできる。

プローブ２４は、通電部５１の電極端子５２（冷却板１２と接続された電極端子５２の反対の端子）に接続されている。これにより、プローブ２４を下降し半導体デバイス１と接触させると、プローブ２４と半導体デバイス１とステージ１１と冷却板１２が接触するため、通電部５１から流れる電流を半導体デバイス１に通電することができる。プローブ２４の裏面の各４辺（Ｘ軸プラス側とマイナス側、Ｙ軸プラス側とマイナス側）には位置決めガイド２５がそれぞれ固定されている。

位置決めガイド２５の外形はブロック形状をしており、上面がプローブ２４と接触している。各位置決めガイド２５は同じ形状をしているため、図１（ｂ）のＹ軸プラス側に設置された位置決めガイド２５で詳細を説明する。図１（ｂ）のＹ軸プラス側の位置決めガイド２５は、図１（ａ）では正面の位置決めガイド２５に相当し、この位置決めガイド２５のＸ方向の長さはプローブ２４のＸ方向の長さより短い。位置決めガイド２５のＺ方向長さは半導体デバイス１とステージ１１の同方向長さの和よりも短い。位置決めガイド２５のＹ方向長さは後述のテーパ面２５ａが確保でき、半導体デバイス１やステージ１１に接触時に塑性変形せず位置決め性に悪影響を及ぼさなければ特に指定しない。

位置決めガイド２５のＹ軸マイナス側の下角部はテーパ面２５ａが設けられている。テーパ面２５ａは半導体デバイス１やプローブ２４がステージ１１に対し位置ズレしている場合、それぞれを位置決めするために誘い込む役割を果たす。テーパ面２５ａの角度は、半導体デバイス１やプローブ２４が位置決めできれば特に指定しないが、例えばＸＹ面から時計方向に４５ｄｅｇ〜６０ｄｅｇが挙げられる。なお、位置決めガイド２５のＹ軸マイナス側の、ＸＺ面と平行な面においては、Ｚ方向の長さが、半導体デバイス１の厚さ以上確保できるように設けると、半導体デバイス１を精度よく位置決めが可能となる。

位置決めガイド２５の材質は特に問わないが、半導体デバイス１やステージ１１と擦れるため耐摩耗性のある金属を使用したり、軽量化を考慮する必要がある場合は、アルミに耐摩耗性を向上させるコーティング処理を施すとよい。この位置決めガイド２５を４個使用し、各位置決めガイド２５のテーパ面２５ａが、半導体デバイス１やステージ１１に接触するように、内側下部に向けた状態で設置されている。各向かい合った位置決めガイド２５の間隔は、ステージ１１の幅よりも広く設け（例えばステージ１１の幅より０．１ｍｍ長い間隔にする）、プローブ２４の中心から対称位置に取り付ける。

以上説明したフローティング機構１００とプローブ２４と位置決めガイド２５とで位置決め機構１１０が構成され、この位置決め機構１１０と加圧シャフト２１で加圧機構１２０が構成される。
通電評価は、通電部５１の電極端子５２を冷却板１２とプローブ２４に接続し、ステージ１１を介して半導体デバイス１の表面電極と裏面電極間に直流電流を流して、半導体デバイス１の電気的特性を評価する。

次に図２に基づいて半導体デバイス１やプローブ２４の位置決め手順を説明する。
図２はこの発明の実施の形態１に係わる半導体デバイスの位置決め加圧機構における動作フローを示す図であり、図２（ａ）は加圧機構１２０が上昇した位置で、ステージ１１に対し位置決め機構１１０がＹ軸マイナス方向にずれ半導体デバイス１がＹ軸プラス方向にずれた図、図２（ｂ）は位置決め機構１１０を下降し半導体デバイス１と接触した図、図２（ｃ）は位置決め機構１１０がさらに下降してステージ１１と接触した図、図２（ｄ
）は位置決め機構１１０がさらに下降して半導体デバイス１が位置決めされた図、図２（ｅ）は位置決め機構１１０がさらに下降してプローブ２４と半導体デバイス１が接触して加圧している図である。

図２（ａ）のように例えば半導体デバイス１がステージ１１に対してＹ軸プラス方向にずれて搭載され、プローブ２４がＹ軸マイナス方向にずれている場合で説明する。
まず、プローブ２４を下降させると、Ｙ軸プラス側の位置決めガイド２５のテーパ面２５ａが図２（ｂ）に示すように半導体デバイス１と接触し、半導体デバイス１がプローブ２４の中心に向かって移動開始する。さらにプローブ２４を下降させると、半導体デバイス１はそのままプローブ２４の中央に向かって移動するが、図２（ｃ）に示すようにＹ軸プラス側の位置決めガイド２５のテーパ面２５ａとステージ１１の角が接触し、プローブ２４が半導体デバイス１とともに、ステージ１１の中央に向かって移動開始する（Ｙ軸プラス方向に移動）。

そのままプローブ２４を下降させると、図２（ｄ）に示すように半導体デバイス１とプローブ２４はステージ１１の中央に位置決めされる。その後、さらにプローブ２４を下降させると、図２（ｅ）に示すようにプローブ２４の裏面と半導体デバイス１の表面が接触し、その後、ホルダ２２とコネクタ２３の隙間１００ｃが無くなり、加圧シャフト２１の下方向への押し付け荷重がホルダ２２、コネクタ２３、プローブ２４を介して、半導体デバイス１に伝わり加圧することができる。

以上説明した実施の形態１による半導体デバイスの位置決め加圧機構により、半導体デバイス１の位置がステージ１１に対してずれていても、自動で半導体デバイス１がステージ１１の中央に位置決めされ、半導体デバイス１の全面を加圧できる。また、プローブ２４についてもステージ１１のＸＹ方向（水平方向）の相対位置がずれていても、自動でプローブ２４がステージ１１の中央に移動するため、位置決め機構１１０の部品同士の干渉が無く、また半導体デバイス１が周辺部品に乗り上げることも無く半導体デバイス１の位置決め及び加圧をすることができる。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係る半導体デバイスの位置決め加圧機構を図３に基づいて説明する。
図３は実施の形態２の位置決め加圧機構におけるステージ１１と冷却板１２の断面図を示す。図３においては、ステージ１１の上面に複数の真空吸着穴１１ａを設け、冷却板１２の底側から真空吸着穴１１ａを真空にして半導体デバイス１をステージ１１の表面に吸着するようにしたものである。その他の構成は実施の形態１の図１と同じであり、説明を省略する。

半導体デバイス１の位置決め時は、位置決めガイド２５が下降するため半導体デバイス１に下向きに荷重がかかり、ステージ１１の角を中心に回転し傾く恐れがある。それを防ぐためにステージ１１に任意の直径と個数の真空吸着穴１１ａ（例えばφ１ｍｍでＸ方向に２個、Ｙ方向に２個の合計４個）を配置することで、半導体デバイス１をステージ１１に吸着して傾くのを防ぐことができる。

実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３に係る半導体デバイスの位置決め加圧機構を図４に基づいて説明する。
図４（ａ）は実施の形態３の位置決め加圧機構におけるホルダ２２とコネクタ２３の断面図を、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ断面を上から見た図である。
図４においては、コネクタ２３の径の大きい円柱形状の外周とホルダ２２の内周との間
の隙間１００ａに圧縮ばね３０をＸ軸及びＹ軸のプラス方向とマイナス方向にそれぞれ設けたものである。

圧縮ばね３０を設置するに際して、コネクタ２３とホルダ２２のＸ軸・Ｙ軸のプラス方向とマイナス方向には、それぞれ圧縮ばね３０の径より大きく、圧縮ばね３０全長の半分より浅い穴２２ａ、２３ａを設ける。そして穴２２ａ、２３ａに圧縮ばね３０のそれぞれの端部を挿入して圧縮ばね３０を取り付ける。取付けた圧縮ばね３０はいずれも圧縮荷重がかかるように、圧縮ばね３０の全長を選定する。その他の構成は実施の形態１の図１と同じであり、説明を省略する。

実施の形態１のコネクタ２３においては、コネクタ２３が円柱物を二つ重ねた形状の場合では、コネクタ２３がＺ軸を中心に回転するため、プローブ２４を介して固定された位置決めガイド２５も回転し、ステージ１１との位相がずれる可能性がある。
これを防ぐために、図４に示すように、コネクタ２３の径の大きい円柱形状の外周とホルダ２２の内周との間の隙間１００ａに圧縮ばね３０をＸ軸及びＹ軸のプラス方向とマイナス方向にそれぞれ設けることで解決できる。
なお、圧縮ばね３０の代替品として、引っ張りばねでも可能である。引っ張りばねの端部を引っかける棒状のポストをコネクタ２３とホルダ２２に設けることで同様の効果が得られる。

これにより、外力でコネクタ２３がＺ軸を中心に回転しても、外力がゼロになると各圧縮ばね３０が発生する荷重によりコネクタ２３が元の位相に戻る。また外力でコネクタ２３がＸ軸またはＹ軸方向に変位しても、変位側の圧縮ばね３０が圧縮されて反発力が増大しコネクタ２３が元の位置に戻ることができる。

実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４に係る半導体デバイスの位置決め加圧機構を図５及び図６に基づいて説明する。
図５はこの発明の実施の形態４に係る半導体デバイスの位置決め加圧機構の構成図を示すもので、図５（ａ）は正面模式図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ断面を左から示す図である。

図５において、実施の形態１のホルダ２２とコネクタ２３から成るフローティング機構１００の代わりにジョイントプレート４４を設け、このジョイントプレート４４の表面に加圧シャフト２１を、裏面にプローブ２４を固定する。
次に半導体デバイス１をステージ１１の中心位置に案内する位置決めガイド２５と位置決めガイドスライド機構４０について説明する。位置決めガイドスライド機構４０は、段付きシャフト４１と円筒形状のブッシュ４２と圧縮ばね４３とで構成され、位置決めガイド２５毎に設けられる。

位置決めガイド２５はプローブ２４の側面に４個設けられているが、いずれの位置決めガイド２５も同形状のため、図５（ｂ）のＹ軸プラス側に設置された位置決めガイド２５で詳細を説明する。位置決めガイド２５のＹ軸マイナス側の下角部は実施の形態１と同様にテーパ面２５ａが設けられている。
位置決めガイドスライド機構４０においては、段付きシャフト４１の軸が、プローブ２４のＹ軸プラス側の面に、Ｙ軸と平行になる向きで手前と奥に１本ずつ固定されている。段付きシャフト４１には、円筒形状のブッシュ４２が取り付けられた位置決めガイド２５がＹ軸マイナス側に取付けられ、Ｙ軸プラス側には圧縮ばね４３が圧縮された状態で取り付けられている。
以上説明した位置決めガイドスライド機構４０とプローブ２４と位置決めガイド２５と
で位置決め機構１１０が構成され、この位置決め機構１１０と加圧シャフト２１で加圧機構１２０が構成される。

この構成により、位置決めガイド２５は圧縮ばね４３でＹ軸マイナス側に押されプローブ２４と接触した状態となる。向かい合った位置決めガイド２５同士の間隔は、ステージ１１の幅よりも１ｍｍ〜３ｍｍ狭くする。位置決めガイド２５のＹ軸マイナス側の面においては、プローブ２４の側面と接触する面は凹ませた（Ｙ軸プラス側に段差をつける）形状をしている。この形状により、後述する位置決め動作で向かい合った位置決めガイド２５の間隔が広がっても、プローブ２４の裏面（加圧面）と位置決めガイド２５の間に隙間ができないため、半導体デバイス１を全面加圧することができる。

実施の形態１の位置決めガイド２５においては、向かい合った位置決めガイド２５同士の間隔はステージ１１の幅よりも広いため、位置決め時に位置決めガイド２５とステージ１１が接触する反対側に隙間ができる。例えば、図２の位置での位置決めでは、図２（ｃ）から半導体デバイス１が位置決めされた図２（ｄ）に移行する際、Ｙ軸マイナス側の位置決めガイド２５に押されて位置決めされる。そのため、Ｙ軸マイナス側の位置決めガイド２５とステージ１１に隙間ができる。この隙間分だけ、半導体デバイス１がステージ１１からＹ軸マイナス側にはみ出し全面加圧ができない場合がある。
これを解決するために実施の形態４の発明では、フローティング機構１００（ホルダ２２とコネクタ２３）をジョイントプレート４４に置き換え、このジョイントプレート４４にプローブ２４を固定し、このプローブ２４に位置決めガイドスライド機構４０により、位置決めガイド２５が水平方向に移動可能に支持するようにしたものである。

次に図６に基づいて半導体デバイス１やプローブ２４の位置決め手順を説明する。
図６はこの発明の実施の形態４に係わる半導体デバイスの位置決め加圧機構における動作フローを示す図であり、図６（ａ）は加圧機構１２０が上昇した位置で、ステージ１１に対し加圧機構１２０がＹ軸マイナス方向にずれ半導体デバイス１がＹ軸プラス方向にずれた図、図６（ｂ）は加圧機構１２０を下降し半導体デバイス１と片側が接触した図、図６（ｃ）は加圧機構１２０をさらに下降して半導体デバイス１の両端と接触した図、図６（ｄ）は加圧機構１２０をさらに下降して位置決めガイド２５が広がり、加圧機構１２０と半導体デバイス１が同軸上にあり位置決めガイド２５がステージ１１と接触した図、図６（ｅ）は加圧機構１２０がさらに下降して位置決めガイド２５同士がステージ１１により位置が移動し半導体デバイス１も位置が変わり位置決めされた図である。

図６の位置決め動作において、例えば図６（ａ）のように半導体デバイス１がステージ１１に対してＹ軸プラス方向にずれて搭載され、プローブ２４がＹ軸マイナス方向にずれている場合で説明する。
プローブ２４が下降して、図６（ｂ）に示すように、Ｙ軸プラス側の位置決めガイド２５のテーパ面２５ａと半導体デバイス１が接触し、半導体デバイス１がプローブ２４の中央に向けて移動開始する。さらにプローブ２４が下降すると、図６（ｃ）に示すように、Ｙ軸マイナス側の位置決めガイド２５のテーパ面２５ａとステージ１１が接触し、半導体デバイス１がプローブ２４の中央に移動する。さらにプローブ２４が下降すると、図６（ｄ）に示すように、位置決めガイド２５同士の間隔が半導体デバイス１の幅まで広がり、Ｙ軸プラス側の位置決めガイド２５がステージ１１と接触する。さらにプローブ２４が下降すると、図６（ｅ）に示すように、両側の位置決めガイド２５が隙間なくステージ１１に沿って間隔を保つため、半導体デバイス１がステージ１１にはみ出すこと無く位置決めされる。

以上のように実施の形態４の発明では、ステージ１１のサイズに合わせて位置決めガイド２５同士の距離が変わるため、ステージ１１と位置決めガイド２５の間に隙間が発生せ
ずに全面加圧でき、半導体デバイス１にダメージを与えることがない。また、プローブ２４とステージ１１の相対位置がずれていても、位置決めガイド２５がステージ１１の端面にならって水平のＸＹ面を移動するため、互いが干渉することがない。

以上、この発明の実施の形態を記述したが、この発明は実施の形態に限定されるものではなく、種々の設計変更を行うことが可能であり、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１：半導体デバイス、１１：ステージ、１１ａ：真空吸着穴、１２：冷却板、
２１：加圧シャフト、２２：ホルダ、２３：コネクタ、２４：プローブ、
２５：位置決めガイド、２５ａ：テーパ面、３０：圧縮ばね、
４０：位置決めガイドスライド機構、４１：段付きシャフト、４２：ブッシュ、
４３：圧縮ばね、４４：ジョイントプレート、５１：通電部、５２：電極端子、
１００：フローティング機構、１１０：位置決め機構、１２０：加圧機構

Claims

半導体デバイスの搭載部を有するステージを固定した冷却板と、前記ステージの半導体デバイス搭載部に対向して配置されて、前記半導体デバイスを前記ステージ上に位置決めする位置決め機構を備え、前記位置決め機構は、前記ステージに搭載される半導体デバイス側がテーパ形状にされた位置決めガイドと、前記位置決めガイドが固定され前記半導体デバイスに加圧接触するプローブと、前記プローブが固定されるとともに前記プローブを水平方向に移動可能に保持するフローティング機構を有する半導体デバイスの位置決め加圧機構。
前記プローブの外形はブロック形状で、前記プローブの前記半導体デバイスに接触する面の各４辺に前記位置決めガイドがそれぞれ固定されてなる請求項１に記載の半導体デバイスの位置決め加圧機構。
前記フローティング機構は、前記半導体デバイスの上方に空間を持たせて配置されて加圧時に上下移動されるホルダと、前記ホルダの内部空間に一部が収納されて落下しないように水平方向に移動可能に保持されて前記プローブを固定してなるコネクタとで構成された請求項１または請求項２に記載の半導体デバイスの位置決め加圧機構。
前記プローブの水平方向のサイズは、前記半導体デバイスの水平方向のサイズより大きくしたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の半導体デバイスの位置決め加圧機構。
前記ステージは、前記半導体デバイスとの接触面に半導体デバイスを真空吸着する穴を設けたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の半導体デバイスの位置決め加圧機構。
前記フローティング機構の前記ホルダと前記コネクタとの間にばねを設けたことを特徴とする請求項３に記載の半導体デバイスの位置決め加圧機構。
半導体デバイスの搭載部を有するステージを固定した冷却板と、前記ステージの半導体デバイス搭載部に対向して配置されて、前記半導体デバイスを前記ステージ上に位置決めする位置決め機構を備え、前記位置決め機構は、前記半導体デバイスの加圧時に上下移動して前記半導体デバイスに加圧接触するプローブと、前記プローブに水平のＸＹ面を移動するよう支持され、前記ステージに搭載される半導体デバイス側がテーパ形状にされた複数の位置決めガイドを有する半導体デバイスの位置決め加圧機構。
前記位置決めガイドは、前記プローブの側面に固定された段付きシャフトに圧縮された状態で取り付けられたばねにより、前記プローブの側面に水平方向に移動可能に支持された請求項７に記載の半導体デバイスの位置決め加圧機構。
前記プローブの水平方向のサイズは、前記半導体デバイスの水平方向のサイズより大きくしたことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の半導体デバイスの位置決め加圧機構。