JP7270348B2

JP7270348B2 - 電気特性検査治具

Info

Publication number: JP7270348B2
Application number: JP2018168554A
Authority: JP
Inventors: 大輔池田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-09-10
Filing date: 2018-09-10
Publication date: 2023-05-10
Anticipated expiration: 2038-09-10
Also published as: JP2020041873A; US20200081055A1; US11079426B2

Description

本願は、半導体製品の電気特性検査治具に関するものである。

従来、電気特性検査の被測定体である多ピンデバイスのピン接続における接触不良をなくすため、当該ピンをテストボードに圧接するための圧接治具を、ラバー、ラバー上に形成した、金属パターンを設けたポリイミドフィルム、などで構成したものがある（例えば、特許文献１参照）。しかし、この測定治具では、被測定体を測定治具に装着した状態で、導通時の接地インダクタンスを極力小さくし、かつ被測定体から生ずる熱を測定治具側に十分に取り出すことが難しく、被測定体の自己発熱による特性劣化を抑えることは困難であった。

また、半導体素子の電気的特性を再現性よく高精度に測定するため、半導体素子を内蔵するパッケージの接地面と測定治具の接地面との間に導電性フィルムを介在させたものがある（例えば、特許文献２参照）。しかし、この測定治具は、導電性フィルムを介して放熱を行っているため、導電性フィルムの熱抵抗、あるいはインダクタンスにより、半導体の電気的特性を正確には測定できなかった。

さらに、半導体デバイスの電気特性検査の測定治具の構成要素として、半導体デバイスの支持ブロックの他、移動可能な放熱ブロックを有して、この支持ブロックと放熱ブロックとを導電性部材を用いて電気的に接続し、測定の際、当該測定治具の電気的経路を検討したものがある（例えば、特許文献３参照）。ただし、この測定治具はリードレスの高周波半導体デバイスへの適用が前提とされている。

実開平０５－０５２７７８号公報特開２００１－３４９９２６号公報特開２０１３－２４２２２８号公報

半導体製品の電気特性検査治具は、電極としても機能するブロックを支持台として、テスト基板に形成された電極に半導体製品の電極端子(以下では、リードとも呼ぶ)をリード押さえで加圧することで、基板上の電極に押し当て、電気的接続を行う方法が一般的に用いられている。

上記構成の場合、電極端子の寸法ばらつきによっては、基板上の電極と半導体製品の電極端子(リード) 間の隙間が大きくなるため、リード押さえの加圧が弱い場合には、接触不良となることがある。また、接触状態を良くしようとして、強く加圧した場合においては、電極と電極端子は互いに接触はするものの、リードが曲がるなど、リードの変形が生ずることがあるという問題点があった。

本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、リードを有する半導体製品の電気特性を測定する際に、半導体製品のリードへのダメージを緩和し、電気特性を安定して測定できる電気特性検査治具を得ることを目的とする。

本願に開示される電気特性検査治具は、
複数のリードを有する被測定体を検査するため、第１の基板電極及び第２の基板電極が形成された基板と、
前記被測定体あるいは前記基板を移動可能に支持する導電性のあるグランドブロックと、ばねで支持され位置変更可能な導電性のある第１の押圧用電極と、前記第１の押圧用電極を覆う覆い体を内蔵するとともに、前記基板上で、前記第１の基板電極と対向する第１の位置に移動可能に配設され、前記対向する第１の位置で、前記第１の押圧用電極が前記第１の基板電極と組み合わされることにより、一の前記リードを挟むように押さえる、誘電体材料からなる一のリード押さえと、
ばねで支持され位置変更可能な導電性のある第２の押圧用電極と、前記第２の押圧用電極を覆う覆い体を内蔵するとともに、前記基板上で、前記第２の基板電極と対向する第２の位置に移動可能に配設され、前記対向する第２の位置で、前記第２の押圧用電極が前記第２の基板電極と組み合わされることにより、他の前記リードを挟むように押さえる、誘電体材料からなる他のリード押さえと、
を備え、
前記グランドブロックを移動させ、かつ、前記一のリード押さえ、および前記他のリード押さえを前記対向する第１の位置および前記対向する第２の位置に、それぞれ移動させることにより、前記被測定体を介するか、あるいは前記第１の基板電極及び前記第２の基板電極を介して、前記被測定体の各リードと前記グランドブロックとを接触させて電気的に接続し、かつ前記第１の基板電極と一の前記リードを接触させるとともに前記第２の基板電極と他の前記リードを接触させることにより、各リードと前記第１の基板電極および前記第２の基板電極とを、それぞれ電気的に接続して、前記被測定体の電気特性の検査を行うものである。

本願に開示される電気特性検査治具によれば、リードを有する半導体製品の電気特性を測定する際に、半導体製品のリードへのダメージを緩和でき、また、リードの厚さあるいは半導体製品への取付け高さがばらついている場合でも、リードと電極間の接触状態の変動を緩和することができ、さらに、基板電極および押圧用電極のいずれの電極からでも電圧を印加することができるため、電気特性を安定して測定することが可能となる。
また、リードを押さえるための電気特性検査治具全体の構造が、同軸ケーブルに近い構造となっているため、リードを電気特性検査治具で覆うことによる電気経路の状態変化を抑え、高周波素子の測定において、測定精度上、優位となる。

実施の形態１に係る電気特性検査治具の一例を示した斜視図である。実施の形態１に係る電気特性検査治具の解除状態と作動状態の一例を示す要部断面図である。実施の形態１に係る電気特性検査治具の作動状態を説明するための要部断面図である。実施の形態２に係る電気特性検査治具の一例を示す要部断面図である。実施の形態３に係る電気特性検査治具の解除状態を説明するための断面図である。実施の形態３に係る電気特性検査治具の作動状態を説明するための断面図である。実施の形態４に係る電気特性検査治具の解除状態を説明するための断面図である。実施の形態４に係る電気特性検査治具の作動状態を説明するための断面図である。実施の形態４に係る電気特性検査治具の作動状態の一例を示す要部断面図である。

実施の形態１．
以下、実施の形態１について、図に基づいて説明する。
図１は、実施の形態１に係る電気特性検査治具１００の一例を示した図である。図１において、電気特性検査治具１００は、リード押さえ１、２、第１の基板電極３、第２の基板電極４、押圧用電極５、６、基板９、グランドブロック１０等で構成されている。リード押さえ１は被測定体２００(以下では半導体製品２００とも呼ぶ)のリード７を加圧し、基板９上に形成された第１の基板電極３に接触させるための治具である。また、リード押さえ２は、被測定体２００のリード８を加圧し、基板９上に形成された第２の基板電極４に接触させるための治具である。さらに、リード押さえ１は、リード７と接触して電圧を印加するための押圧用電極５を有しており、リード押さえ２は、リード８と接触して電圧を印加するための押圧用電極６を有している。なお、基板９は、グランドブロック１０上に配置され、支持されている。

ここで、被測定体２００は、リード７が第１の基板電極３に、リード８が第２の基板電極４に、それぞれ架かる（接触する）よう、グランドブロック１０の中央位置に配置する。また、図中、矢印ｘは基板の長手方向を示し、矢印ｙは基板の幅方向を示し、矢印ｚは基板の厚さ方向を示す（以下の図でも同様）。

図２（ａ）、図２（ｂ）は、それぞれ、図１の電気特性検査治具の要部１００ａ、１００ｂを示す断面図である。これらの図は、矢印ｘで示した基板９の長手方向に直交する、リード押さえ１とリード押さえ２の各位置での一断面（ｙｚ断面、ただしグランドブロック部分を除く）を示した図であり、図１に示したリード押さえ１とリード押さえ２の作動を解除した場合（以下、この場合を解除状態と呼ぶ。図２（ａ）参照）と動作させた場合（以下、この場合を「作動状態」と呼ぶ。図２（ｂ）参照）をそれぞれ示したものである。

これらの図では、図１のリード押さえ１とリード押さえ２の内部構造が詳細に示されている。図２（ａ）においては、リード７およびリード８の厚さＨが示されている。また、白抜き矢印は、リード押さえ１、あるいはリード押さえ２が、解除状態から作動状態へ移動する場合の位置の変化の経路を概念的に示したものである。なお、リード押さえ１、２の外側の２個の接続された円弧状の曲線は、押圧用電極５および６への配線１２を示している。

図２（ｂ）に示したように、リード押さえ１、およびリード押さえ２を動作させた場合、各リード押さえに内蔵したばね１１のばね圧により（従って、この状態で、ばねは自然長より短くなっている）、リード７は第１の基板電極３と押圧用電極５に挟まれ、リード８は第２の基板電極４と押圧用電極６に挟まれ、それぞれ加圧された状態となる。

なお、図２（ａ）および図２（ｂ）において、リード押さえ１、およびリード押さえ２は、基板の長手方向（紙面に垂直な方向であるｘ方向）のリードの全長のうち、少なくとも一部分を押さえるものであればよい。

図３は、図１の電気特性検査治具の要部１００ｃの動作を説明するための断面図であり、基板９に形成された第１の基板電極３と押圧用電極５との位置関係、あるいは基板９に形成された第２の基板電極４と押圧用電極６との位置関係を説明するための図である。

この図において、押圧用電極５、および押圧用電極６は、ともに可動式となっており、それぞれ、内部にばね１１を有し、このばね１１によって支持されている。リード押さえ１、およびリード押さえ２の作動状態では、押圧用電極５と第１の基板電極３の間隔、および押圧用電極６と第２の基板電極４の間隔ｈは、それぞれ、リード７、およびリード８の厚さＨ未満となっている。

よって、リード押さえ１、およびリード押さえ２の作動状態において、押圧用電極５がリード７に接触してリード７を加圧し、また、押圧用電極６が、リード８に接触して、リード８を加圧することで、リード７を第１の基板電極３に、リード８を第２の基板電極４に押し当てる構造となっている。この構造により、押圧用電極５と第１の基板電極３、および押圧用電極６と第２の基板電極４のそれぞれの組合せにおいて、どちらの電極からでも、つまり基板電極および押圧用電極のいずれの電極からでも、電圧を印加することができる。

上述のように、押圧用電極５あるいは押圧用電極６、第１の基板電極３あるいは第２の基板電極４の４つの電極のうち、いずれの電極からでも電圧を印加することができるようにすることで、リード７、あるいはリード８の厚さ、あるいは被測定体への取付け高さのばらつきによって、第１の基板電極３とリード７の隙間が大きくなるか、あるいは、第２の基板電極４とリード８の隙間が大きくなる結果、リード７が第１の基板電極３から浮き、リード８が第２の基板電極４から浮く。

よって、それぞれ、第１の基板電極３、あるいは第２の基板電極４と接触していない状態においても、押圧用電極５、あるいは押圧用電極６と接触していれば検査が可能となり、第１の基板電極３と接触させるために、リード７に過剰な圧力を加えリード７を変形させる必要が無くなり、また、第２の基板電極４と接触させるために、リード８に過剰な圧力を加えリード８を変形させる必要が無くなるとともに、各リードと各電極間の接触状態の変動を緩和することができる。

実施の形態２．
以下、実施の形態２の電気特性検査治具の一例について、図に基づいて説明する。
図４は電気特性検査治具の要部１００ｄを示した図であり、図３の押圧用電極５および押圧用電極６と、これらを上方及び周囲から覆う覆い体１４の材質を誘電体に変更して構成した押圧用電極５ａおよび押圧用電極６ａを有する実施の形態２に係る治具を示したものである。なお、上記以外の構成は図３と同様である。

押圧用電極５ａおよび押圧用電極６ａと、上記覆い体１４に誘電体を用いることで、リード押さえ１、およびリード押さえ２の作動状態において、リードを押さえるための電気特性検査治具全体の構造が、同軸ケーブルに近い構造となっている。

上述のように、同軸ケーブルに近い構造の電気特性検査治具を用いることにより、リード７、あるいはリード８を電気特性検査治具で覆うことによる電気経路の状態変化を抑え、高周波素子の測定において、測定精度上、優位となる。

実施の形態３．
以下、実施の形態３の電気特性検査治具について、図に基づいて説明する。
図５は、実施の形態３の電気特性検査治具１０１ａの一断面（ｘｚ断面）を示す図である。この図の矢印ｘで示した基板の長手方向（図１参照）において、リード押さえ１を、リード７の先端から付け根までを覆う形状に変更し、リード押さえ２をリード８の先端から付け根までを覆う形状に変更し、かつ、半導体製品２００を配置するグランドブロック１０ａに可動部２０を設けることで、リード７およびリード８を、それぞれ、上下方向に移動できるようにしたものである。なお、図５において、白抜き矢印は、リード押さえ２が移動する様子を概念的に示したものであり、リード押さえ１も同様に移動する。また、上記以外は実施の形態１の電気特性検査治具と同様であるので説明を省略する。

リード押さえ１で半導体製品のリード７の先端から付け根までを覆うように加圧することにより、また、リード押さえ２で半導体製品のリード８の先端から付け根までを覆うように加圧することで、グランドブロック１０ａが下降し、図６（実施の形態３の電気特性検査治具１０１ｂの一断面を示す図）に示すように、リード７とグランドブロック１０ｂ上の第１の基板電極３とが接触し、リード８とグランドブロック１０ｂ上の第２の基板電極４とが接触して、電圧を印加できる状態となる。

リード７、８の加圧時にグランドブロック１０ａが可動することで、半導体製品のリード７と第１の基板電極３との接触面の高さを合わせることができ、半導体製品のリード８と第２の基板電極４との接触面の高さを合わせることができるため、リード７、あるいはリード８の厚さ、あるいは半導体製品への取付け高さがばらついている場合でも、リード７、あるいはリード８を変形させずに、第１の基板電極３、あるいは第２の基板電極４に接触させることができ、接触状態の変動を緩和することができる。

実施の形態４．
以下、実施の形態４について、図に基づいて説明する。
図７は、実施の形態３の電気特性検査治具１０２ａの一断面（ｘｚ断面）を示す図である。この図は、図５のグランドブロック１０ａの稼動部を無くし、グランドブロック１０ｃ上の第１の基板電極３の下方に可動部２１、を設け、グランドブロック１０ｄ上の第２の基板電極４の下方に可動部２２を設け、第１の基板電極３、あるいは第２の基板電極４を、図の上下方向に可動できるようにしたものである。なお、図７において、白抜き矢印は、リード押さえ２が移動する様子を概念的に示したものであり、リード押さえ１も同様に移動する。また、上記以外は実施の形態３の電気特性検査治具と同様であるので説明を省略する。

リード押さえ１で半導体製品のリード７の先端から付け根までを覆うように加圧することで第１の基板電極３を下降させ、リード押さえ２で半導体製品のリード８の先端から付け根までを覆うように加圧することで第２の基板電極４を下降させることで、図８に示した電気特性検査治具１０２ｂのように、半導体製品２００がグランドブロック１０ｅと接触し、電圧を印加できる状態となる。

リード７の加圧時に第１の基板電極３が可動することにより、半導体製品のリード７と第１の基板電極３の高さを合わせることができ、リード８の加圧時に第２の基板電極４が可動することにより、半導体製品のリード８と第２の基板電極４の高さを合わせることができるため、リード７の厚さ、あるいは半導体製品への取付け高さがばらついた場合でも、リード７を変形させずに、第１の基板電極３に接触させることができる。また、リード８の厚さ、あるいは半導体製品への取付け高さがばらついた場合でも、リード８を変形させずに、第２の基板電極４に接触させることができる。

従って、何れの場合でも、接触状態の変動を緩和することができる。また実施の形態３と比較して、グランドブロック１０ｅが固定され、大きくなっていることから、半導体製品の放熱性が向上している。

実施の形態５．
以下、実施の形態５について、図に基づいて説明する。
図９は、図５の電気特性検査治具の要部１０１ｃを示す断面図である。図９に示す電気特性検査治具では、図５のリード押さえ１、２において、リード７、８の周りを覆うリード接触周辺部１５を誘電体で構成したものである。この図に示したように、リード７、あるいはリード８の上面は、リード接触周辺部１５と接触して構成されている。なお、上記以外は実施の形態３の電気特性検査治具と同様であるので説明を省略する。

リード押さえ１、２のリード接触周辺部１５に誘電体を用いることで、リード７、あるいはリード８を加圧した際、押さえの構造が同軸ケーブルに近い構造となる。
このことにより、リード７、８を覆うことによる半導体製品の電気経路の状態変化を抑え、高周波素子を測定する際の測定精度において優位となる。

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１、２リード押さえ、３第１の基板電極、４第２の基板電極、５、６押圧用電極、５ａ、６ａ押圧用電極（誘電体製）、７、８リード、９基板、１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅグランドブロック、１１ばね、１２配線、１４覆い体、１５リード接触周辺部、２０、２１、２２可動部、１００、１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ電気特性検査治具、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１０１ｃ電気特性検査治具の要部、２００被測定体（半導体製品）

Claims

複数のリードを有する被測定体を検査するため、第１の基板電極及び第２の基板電極が形成された基板と、
前記被測定体あるいは前記基板を移動可能に支持する導電性のあるグランドブロックと、ばねで支持され位置変更可能な導電性のある第１の押圧用電極と、前記第１の押圧用電極を覆う覆い体を内蔵するとともに、前記基板上で、前記第１の基板電極と対向する第１の位置に移動可能に配設され、前記対向する第１の位置で、前記第１の押圧用電極が前記第１の基板電極と組み合わされることにより、一の前記リードを挟むように押さえる、誘電体材料からなる一のリード押さえと、
ばねで支持され位置変更可能な導電性のある第２の押圧用電極と、前記第２の押圧用電極を覆う覆い体を内蔵するとともに、前記基板上で、前記第２の基板電極と対向する第２の位置に移動可能に配設され、前記対向する第２の位置で、前記第２の押圧用電極が前記第２の基板電極と組み合わされることにより、他の前記リードを挟むように押さえる、誘電体材料からなる他のリード押さえと、
を備え、
前記グランドブロックを移動させ、かつ、前記一のリード押さえ、および前記他のリード押さえを前記対向する第１の位置および前記対向する第２の位置に、それぞれ移動させることにより、前記被測定体を介するか、あるいは前記第１の基板電極及び前記第２の基板電極を介して、前記被測定体の各リードと前記グランドブロックとを接触させて電気的に接続し、かつ前記第１の基板電極と一の前記リードを接触させるとともに前記第２の基板電極と他の前記リードを接触させることにより、各リードと前記第１の基板電極および前記第２の基板電極とを、それぞれ電気的に接続して、前記被測定体の電気特性の検査を行うことを特徴とする電気特性検査治具。
前記グランドブロックは、前記基板の厚さ方向に移動可能に設けられ、
前記リード押さえは、前記基板の長手方向において前記リードの先端から付け根までに亘って前記リードを押圧して前記被測定体の電気特性検査を行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電気特性検査治具。
前記リード押さえは、前記リードの周辺を覆うことができる誘電体でできたリード接触周辺部を内蔵していることを特徴とする請求項２に記載の電気特性検査治具。
前記グランドブロックは前記基板の厚さ方向への平行移動が可能であり、前記リード押さえは、前記対向する第１の位置、前記対向する第２の位置への回転移動、あるいは前記基板の厚さ方向への平行移動が可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電気特性検査治具。