试验用夹具、检查装置、载置装置以及试验装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201380046158.6

申请日:

2013.07.26

公开号:

CN104603626A

公开日:

2015.05.06

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01R 31/26申请日:20130726|||公开

IPC分类号:

G01R31/26(2014.01)I; H01S5/00

主分类号:

G01R31/26

申请人:

夏普株式会社

发明人:

上山明纪

地址:

日本国大阪府大阪市阿倍野区长池町22番22号

优先权:

2012-199405 2012.09.11 JP

专利代理机构:

中科专利商标代理有限责任公司11021

代理人:

吴秋明

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内容摘要

本发明提供一种试验装置,能够使用易于维护管理的夹具,进行质量不良判定时的损失为最小限度的试验。试验装置(20)针对的被试验体(1)是与基座(3)接合的半导体芯片(2),在装卸自如地配备于试验装置(20)的试验用夹具(10)中,在托架(11)上载置被试验体(1),将接触块(12)装卸自如地安装于托架(11),接触块(12)的接触部件与被试验体(1)电连接。在试验装置(20)中,控制保持被试验体(1)的试验用夹具(10)的温度环境,同时经由试验用夹具(10)的接触块(12)对由试验用夹具(10)保持的被试验体(1)供给用于驱动被试验体(1)的电力,测定响应于供电而驱动的被试验体(1)的驱动结果。

权利要求书

权利要求书1.  一种试验用夹具,其特征在于,在使供电路径与被试验体连接并 通电,进行对该被试验体的试验的试验装置中使用,该被试验体是与基座 接合的半导体芯片,所述试验用夹具包括: 托架,其载置于所述被试验体;以及 接触块,其具有接触部件,所述接触部件能够与所述被试验体电连接 并介于所述供电路径与所述被试验体之间。 2.  根据权利要求1所述的试验用夹具,其特征在于, 所述接触块装卸自如地安装于所述托架, 所述接触部件由导电性材料构成,并且在将所述接触块安装到所述托 架时,所述接触部件的一部分与载置于所述托架的所述被试验体机械接 触。 3.  根据权利要求1或2所述的试验用夹具,其特征在于, 所述接触部件是在安装到所述托架时能够按压所述被试验体的板簧。 4.  根据权利要求1~3中任一项所述的试验用夹具,其特征在于, 预先判断了各所述接触块具有能够介于所述被试验体与所述供电路 径之间的预先确定的电气特性。 5.  一种检查装置,其特征在于,检查权利要求1~4中任一项所述的 试验用夹具中使用的接触块的电气特性,所述检查装置包括: 模拟芯片,其一部分与要载置于所述试验用夹具的所述被试验体具有 相同形状; 模拟托架,其与所述试验用夹具所具备的所述托架具有相同形状,载 置所述模拟芯片,并且安装检查对象的所述接触块; 检查用电力供给部,其经由所述模拟托架上的所述接触块的接触部件 对所述模拟托架上的所述模拟芯片供电;以及 电阻测量部,其测量所述接触块的接触电阻。 6.  一种载置装置,其特征在于,用于在权利要求1~4中任一项所述 的试验用夹具的所述托架上载置所述被试验体并安装所述接触块,所述载 置装置包括: 被试验体移送部,其把持所述被试验体并向所述托架移送; 接触块移送部,其把持所述接触块并向所述托架移送;以及 移送控制部,其控制所述被试验体移送部以及所述接触块移送部,并 且 所述移送控制部: 识别所述托架内的要载置所述被试验体的预定位置, 识别所述被试验体移送部把持的所述被试验体的形状以及把持状态, 控制所述被试验体移送部,使得将该被试验体载置到所述托架上的识 别的所述预定位置的中心与所述被试验体的中心一致的位置处, 控制所述接触块移送部,使得将所述接触块安装到所述接触部件能够 与所述托架上载置的所述被试验体电连接的预先确定的基准位置处。 7.  一种试验装置,其特征在于包括: 权利要求1~4中任一项所述的试验用夹具,其用于保持所述被试验 体,所述被试验体是与基座接合的半导体芯片; 温度环境控制部,其控制保持了所述被试验体的所述试验用夹具的温 度环境;以及 试验用电力供给部,其经由所述试验用夹具的接触块,对所述试验用 夹具所保持的被试验体供给用于驱动所述被试验体的电力。 8.  根据权利要求7所述的试验装置,其特征在于, 所述试验用夹具的所述托架具有一端开口于所述托架上的载置所述 被试验体的位置的吸附孔, 所述试验装置还包括能够吸引所述吸附孔内的气体的真空吸引源。 9.  根据权利要求8所述的试验装置,其特征在于, 所述温度环境控制部包括: 恒温板,其预先确定的一个表面与所述试验用夹具的所述托架接触, 能够向所述托架进行热传导;以及 加热冷却部,其对所述恒温板进行加热冷却, 所述恒温板具有连通孔,所述连通孔开口于所述一个表面内的、与所 述托架接触时能够与所述托架的吸附孔连通的位置处, 所述真空吸引源经由所述恒温板的连通孔吸引所述托架的吸附孔内 的气体。 10.  根据权利要求7~9中任一项所述的试验装置,其特征在于, 所述被试验体的半导体芯片是激光二极管, 所述试验用电力供给部包括与所述接触块接触的外部电极, 所述试验装置还包括: 反射镜,其向预先确定的方向反射从所述被试验体的激光二极管射出 的光; 受光元件,其接收由所述反射镜反射的光; 支承基板,其支承所述外部电极和所述受光元件;以及 基板移动部,其使所述支承基板相对于所述试验用夹具接近和远离。

说明书

说明书试验用夹具、检查装置、载置装置以及试验装置
技术领域
本发明涉及在半导体装置等的预烧试验中使用的试验用夹具、检查装 置、载置装置以及试验装置。
背景技术
以往,激光二极管等半导体元件在半导体元件的制造完成后,为了判 别成品的初始故障等,进行预烧试验以及老化试验等可靠性试验。老化试 验为了确认被试验体的长时间驱动后的动作,对作为被试验体的半导体元 件长时间供给规定的电流。预烧试验为了加速被试验体的劣化以在短时间 内发现初始故障,对作为被试验体的半导体元件供给电力并同时进行加 热。
半导体元件的可靠性试验一般对完成状态的半导体元件进行。完成状 态的半导体元件包括作为与基座(submount)接合的半导体芯片的芯片部 件、以及具备端子电极的封装件。封装件由底座(stem)、框等实现。在 完成状态的半导体元件中,芯片部件密封在封装件内,芯片部件的半导体 芯片通过接合引线等与封装件的端子电极电连接。作为用于半导体元件的 可靠性试验的现有技术,举出以下的专利文献1以及专利文献2。
专利文献1中公开了半导体元件的检查用夹具以及检查装置。在该现 有技术中,检查装置是恒温槽式的预烧试验装置,将完成状态的半导体元 件作为被试验体,该完成状态的半导体元件具有在作为封装件的引线框上 载置了半导体芯片的构成。上述检查装置将保持了完成状态的半导体元件 的试验用夹具收纳于恒温槽内,在控制恒温槽内的环境温度的同时驱动试 验用夹具上的半导体元件,以检测成为完成状态的半导体元件的驱动结果 的信号。
上述试验用夹具具备:保持单元,配置在底板上,用于保持完成状态 的多个半导体元件;以及散热体,对由保持单元保持的半导体元件的驱动 热进行散热。保持单元为了保持完成状态的半导体元件而夹持该半导体元 件的引线框,并且使所保持的完成状态的半导体元件压接于散热体。
专利文献2中公开了电子部件试验装置。该现有技术是珀耳帖元件式 的预烧试验的试验装置。专利文献2的电子部件试验装置将完成状态的半 导体激光器装置作为被试验体,该完成状态的半导体激光器装置的构成 是:半导体激光器被载置在底座上,连接端子从底座背面突出。专利文献 2的电子部件试验装置将来自珀耳帖元件的热传递给搭载完成状态的半 导体激光器装置的传热板,并同时对该半导体激光器装置供给电力,以查 看该半导体激光器装置的驱动状态。
在专利文献2的电子部件试验装置中,将完成状态的半导体激光器装 置载置到传热板时,该半导体激光器装置的连接端子贯通传热板上设置的 贯通孔。已经载置了上述半导体激光器装置的传热板被安装到电子部件驱 动装置后,传热板上载置的上述半导体激光器装置的连接端子贯通传热 板,与电子部件试验装置侧的插座电连接。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利公开公报特开2008-232862号
专利文献2:日本专利公开公报特开2010-151794号
发明内容
发明要解决的课题
在上述专利文献1以及专利文献2中,将完成状态的半导体元件作为 被试验体,执行预烧试验等可靠性试验。在通过对完成状态的半导体元件 的可靠性试验从而判定出该半导体元件为质量不良品的情况下,从出货品 中除去质量不良的半导体元件。由于在对完成状态的半导体元件的可靠性 试验中发现质量不良品的情况下,从出货品中除去完成状态的质量不良的 半导体元件,所以制造成本容易变得较大。
在完成状态的半导体元件的构成要素中,由与基座接合的半导体芯片 构成的芯片部件尤其需要预烧试验等可靠性试验。例如,在半导体元件为 半导体激光器元件的情况下,作为芯片部件的激光器芯片与基座的接合状 态对半导体激光器元件自身的温度特性,尤其是半导体激光器元件的高温 特性产生影响。因此,为了能够确认芯片部件与基座的接合状态,并且使 出现质量不良时的损失为最小限度,需要一种能够进行芯片部件单体的可 靠性试验的试验装置。
如上所述的、作为与基座接合的半导体芯片的芯片部件与完成状态的 半导体元件不同,往往不具备用于从外部向半导体芯片供给电力的端子电 极。因此,为了向半导体芯片提供电力,需要使外部供电路径的电极直接 接触半导体芯片。但是,与完成状态的半导体元件相比,芯片部件明显较 小。在对芯片部件实施可靠性试验的情况下,难以使可靠性试验用的供电 路径的电极接触作为较小的芯片部件的半导体芯片,因而存在不易进行可 靠性试验的问题。
例如,在完成状态的半导体元件为半导体激光器元件的情况下,激光 器芯片的大小为100μm×500μm左右,基座的大小为500μm×500μm 左右。
在操作这种由与基座接合的激光器芯片构成的小型芯片部件时,为了 进行该芯片部件的定位,需要小型且高精度的定位机构。另外,为了使可 靠性试验用的供电路径的端子与上述小型芯片部件内的半导体芯片接触, 需要小型且高精度的端子接触机构。因此,对上述芯片部件的可靠性试验 用的试验装置需要小型且高精密的芯片部件用定位机构、以及小型且高精 度的端子接触机构,因此试验装置的构成容易变得复杂。
另外,一般而言,考虑批量生产性能,在一次试验时,同时执行对许 多芯片部件例如1000个左右的芯片部件的可靠性试验。因此,可靠性试 验用的试验装置需要分别具备许多芯片部件用的小型且高精度的定位机 构以及小型且高精密的端子接触机构,因此装置的构成变得更加复杂,从 而使装置变得昂贵。另外,在考虑了批量生产性能的上述试验装置中,在 使外部的供电路径的许多端子同时接触许多半导体芯片时,难以同时定位 供电路径的许多端子与许多半导体芯片。
另外,如上所述,在试验装置中设置了许多芯片部件用的定位机构的 情况下,用于使许多定位机构正常工作的维护管理需要较多成本。另外, 如上所述,在试验装置中许多端子接触机构设置了定位机构的情况下,为 了维护管理端子对半导体元件的接触压力等,需要较多成本。
本发明的目的在于提供一种试验用夹具、检查装置、载置装置以及试 验装置,将对被试验体的可靠性试验的质量不良判定时的损失抑制为最小 限度,并且同时使装置的维护管理较为容易,上述被试验体是与基座接合 的半导体芯片。
用于解决课题的方案
本发明是一种试验用夹具,在使供电路径与被试验体连接并通电,进 行对该被试验体的试验的试验装置中使用,该被试验体是与基座接合的半 导体芯片,所述试验用夹具的特征在于包括:
托架,载置于所述被试验体;以及
接触块,具有接触部件,所述接触部件能够与所述被试验体电连接并 介于所述供电路径与所述被试验体之间。
另外,在本发明中,优选的是,所述接触块装卸自如地安装于所述托 架,
所述接触部件由导电性材料构成,并且在将所述接触块安装到所述托 架时,所述接触部件的一部分与载置于所述托架的所述被试验体机械接 触。
另外,在本发明中,优选的是,所述接触部件是在安装到所述托架时 能够按压所述被试验体的板簧。
另外,在本发明中,优选的是,预先判断了各所述接触块具有能够介 于所述被试验体与所述供电路径之间的预先确定的电气特性。
本发明是一种检查装置,检查上述的试验用夹具中使用的接触块的电 气特性,其特征在于包括:
模拟芯片,一部分与要载置于所述试验用夹具的所述被试验体具有相 同形状;
模拟托架,与所述试验用夹具所具备的所述托架具有相同形状,载置 所述模拟芯片,并且安装检查对象的所述接触块;
检查用电力供给部,经由所述模拟托架上的所述接触块的接触部件对 所述模拟托架上的所述模拟芯片供电;以及
电阻测量部,测量所述接触块的接触电阻。
另外,本发明是一种载置装置,用于在上述的试验用夹具的所述托架 上载置所述被试验体并安装所述接触块,其特征在于包括:
被试验体移送部,把持所述被试验体并向所述托架移送;
接触块移送部,把持所述接触块并向所述托架移送;以及
移送控制部,控制所述被试验体移送部以及所述接触块移送部,并且
识别所述托架内的要载置所述被试验体的预定位置,
识别所述被试验体移送部把持的所述被试验体的形状以及把持状态,
控制所述被试验体移送部,从而将该被试验体载置到所述托架上的识 别的所述预定位置的中心与所述被试验体的中心一致的位置处,
控制所述接触块移送部,从而将所述接触块安装到所述接触部件能够 与所述托架上载置的所述被试验体电连接的预先确定的基准位置处。
另外,本发明是一种试验装置,其特征在于包括:上述的试验用夹具, 用于保持所述被试验体,所述被试验体是与基座接合的半导体芯片;
温度环境控制部,控制保持所述被试验体的所述试验用夹具的温度环 境;以及
试验用电力供给部,经由所述试验用夹具的接触块,对所述试验用夹 具所保持的被试验体供给用于驱动所述被试验体的电力。
在本发明中,优选的是,所述试验用夹具的所述托架具有一端开口于 所述托架上的载置所述被试验体的位置的吸附孔,
所述试验装置还包括能够吸引所述吸附孔内的气体的真空吸引源。
另外,在本发明中,优选的是,所述温度环境控制部包括:
恒温板,预先确定的一个表面与所述试验用夹具的所述托架接触,能 够向所述托架进行热传导;以及
加热冷却部,对所述恒温板进行加热冷却,
所述恒温板具有连通孔,所述连通孔开口于所述一个表面内的、与所 述托架接触时能够与所述托架的吸附孔连通的位置处,
所述真空吸引源经由所述恒温板的连通孔吸引所述托架的吸附孔内 的气体。
另外,在本发明中,优选的是,所述被试验体的半导体芯片是激光二 极管,
所述试验用电力供给部包括与所述接触块接触的外部电极,
所述试验装置还包括:
反射镜,向预先确定的方向反射从所述被试验体的激光二极管射出的 光;
受光元件,接收由所述反射镜反射的光;
支承基板,支承所述外部电极和所述受光元件;以及
基板移动部,使所述支承基板相对于所述试验用夹具接近和远离。
发明效果
如上所述,根据本发明,本发明的试验用夹具在用于使供电路径与被 试验体连接并通电,同时对该被试验体进行各种试验的试验装置中使用, 该被试验体是与基座接合的半导体芯片。在以后的说明中,有时将“与基 座接合的半导体芯片”称为“芯片部件”。芯片部件安装于具备端子电极 的封装件,以构成完成状态的半导体元件。
本发明的试验用夹具包括托架和具有接触部件的接触块。在本发明的 试验用夹具中,作为上述芯片部件的被试验体载置于托架上。接触块的接 触部件与托架上的被试验体分别电连接。在向托架上的被试验体供电时, 接触块的接触部件介于被试验体与供电路径之间。
由此,与供电路径直接与芯片部件电连接的现有技术的试验相比,能 够容易地进行使用本发明的试验用夹具的、针对芯片部件的试验。另外, 由此,与针对完成状态的半导体元件的现有技术的试验相比,能够容易地 进行使用本发明的试验用夹具的、针对芯片部件的试验。
其结果是,与包括针对完成状态的半导体元件的现有技术的试验的半 导体元件的制造工序相比,包括使用本发明的试验用夹具的试验的半导体 元件的制造工序能够提高完成状态的半导体元件的生产效率,抑制从全体 完成品中排除质量不良品时的制造成本。另外,在以单体对芯片部件进行 出货的情况下,通过进行使用本发明的试验用夹具的试验,能够容易并且 充分地提高出货的芯片部件的可靠性。
另外,根据本发明,在本发明的试验用夹具中,一个以上各接触块构 成为能够装卸自如地安装于托架。由此,接触块的维护管理变得容易,因 而本发明的试验用夹具的方便程度得到提高。另外,在本发明的试验用夹 具中,各接触块的接触部件由导电性材料构成,并且在将各接触块安装到 托架时,该接触部件的一部分与载置于托架的各被试验体机械接触。由此, 接触块的接触部件与被试验体的电连接变得容易,因而本发明的试验用夹 具的方便程度得到提高。由此,本发明的试验用夹具能够降低使用本发明 的试验用夹具的试验的难度。
另外,根据本发明,在本发明的试验用夹具中,接触块的接触部件由 板簧实现。其结果是,在本发明的试验用夹具中,将各接触块安装到已经 载置了被试验体的托架时,各接触块的接触部件按压各被试验体。由此, 在本发明的试验用夹具中,能够使用构成简单的接触块和托架,保持被试 验体的位置姿势,并同时容易地将外部的供电路径与被试验体进行电连 接。这样,能够提高本发明的试验用夹具的方便程度。
此外,根据本发明,在本发明的试验用夹具中,预先判断出安装于托 架的各接触块具有能够介于被试验体与供电路径之间的预先规定的电气 特性。也就是说,在本发明的试验用夹具中,在许多接触块中,预先分选 出能够介于被试验体与供电路径之间的质量良好的接触块,仅使用分选出 的质量良好的接触块来进行使用本发明的试验用夹具的试验。由此,在使 用本发明的试验用夹具的试验中,可事先防止由接触块的质量不良而引起 的试验的误判。因而,能够进一步提高本发明的试验用夹具的方便程度。
根据本发明,本发明的检查装置将与单一的被试验体具有相同形状的 模拟芯片载置到与试验用夹具的托架具有相同形状的模拟托架上,在模拟 托架上还安装作为被检查物的接触块。将接触块安装到模拟托架之后,经 由接触块的接触部件对模拟托架上的模拟芯片供电,并同时测量接触块的 接触电阻。基于测量的接触块的接触电阻,判断接触块是否质量良好。由 此,本发明的检查装置能够使用与将接触块安装到试验装置的托架的过程 同等简单的过程,来测量接触块的电气特性,因而方便程度得到提高。
另外,根据本发明,本发明的载置装置是用于在上述试验用夹具的托 架上载置上述被试验体并安装上述接触块的装置。本发明的载置装置包 括:被试验体移送部,用于把持并移送被试验体;接触块移送部,用于把 持并移送接触块;以及移送控制部,用于控制被试验体移送部以及接触块 移送部。
在本发明的载置装置中,最初,识别托架内的要载置被试验体的预定 位置、以及由被试验体移送部把持的被试验体的形状以及把持状态。接着, 将该被试验体载置到托架上的识别的预定位置的中心与被试验体的中心 一致的位置处。最后,将接触块安装到接触部件能够与托架上载置的被试 验体电连接的预先确定的基准位置处。
其结果是,在使用载置装置的情况下,不需要用于对托架、接触块、 以及被试验体进行相互定位的定位机构。由此,本发明的载置装置能够简 化本发明的试验用夹具的构成,并同时可靠地定位托架上的被试验体以及 接触块。这样,本发明的载置装置能够提高试验用夹具的方便程度。
根据本发明,本发明的试验装置通过上述试验用夹具来保持作为与基 座接合的半导体芯片的一个以上被试验体,对保持被试验体的试验用夹具 的温度环境进行控制,并同时经由各接触块对试验用夹具所保持的各被试 验体进行供电。其结果是,能够控制温度环境并同时驱动芯片部件,以进 行对该芯片部件的试验。
由此,与试验用电力供给部直接与芯片部件电连接的构成的、现有技 术的试验装置相比,使用上述试验用夹具的试验装置能够容易地进行对芯 片部件的试验。另外,由此,与针对完成状态的半导体元件的现有技术的 试验装置相比,本发明的试验装置能够容易地进行对被试验体的试验。这 样,包括利用本发明的试验装置进行的试验的半导体元件的制造工序能够 提高完成状态的半导体元件的生产效率,抑制从全体完成品中排除质量不 良品时的制造成本。另外,在以单体对芯片部件进行出货的情况下,能够 容易并且充分地提高出货的芯片部件的可靠性。
另外,根据本发明,试验用夹具的托架具有吸附孔,在与吸附孔的一 端开口重叠的位置处载置被试验体。在各被试验体载置于托架上的状态 下,吸附孔内的气体由真空吸引源吸引。其结果是,通过真空吸附来保持 试验用夹具内的被试验体的位置及姿势。
由此,不仅能够使用接触块的接触部件来保持被试验体的位置姿势, 还能够通过真空吸引来进一步保持被试验体的位置姿势。这样,试验用夹 具内的被试验体的位置姿势的保持变得更加可靠,因此试验装置的方便程 度得到提高。
另外,根据本发明,试验装置中,温度环境控制部包括:恒温板,与 托架接触并传热;以及加热冷却部,对恒温板进行加热冷却。另外,在恒 温板上形成有能够与托架的吸附孔连通的连通孔,在吸引托架的吸附孔内 的气体时也吸引连通孔内的气体。由此,托架与恒温板的接触性得到提高, 因此更加可靠地执行试验用夹具的温度控制。这样,试验装置的方便程度 得到提高。
另外,根据本发明,被试验体的半导体芯片由激光二极管形成。也就 是说,作为被试验体的芯片部件由在基座上连接了激光二极管的基座接合 激光器芯片实现,包括该芯片部件的完成状态的半导体元件由半导体激光 器元件实现。
从作为被试验体的基座接合激光器芯片射出的光由反射镜反射,引导 至受光元件。其结果是,能够与基座接合激光器芯片的光的出射方向无关 地任意设定受光元件的位置,因此提高了试验装置的构成上的自由度。
另外,本发明的试验装置中,试验用电力供给部的外部电极与受光元 件由单一的支承基板支承,外部电极以及受光元件与支承基板一起相对于 试验用夹具接近和远离。其结果是,试验用电极供给部的外部端子与检查 用的受光元件一体化地接近和远离。由此,在被试验体是基座接合激光器 芯片的情况下,试验装置使构成要素的驱动系统通用化,能够简化装置构 成。
附图说明
根据下述的详细说明和附图,本发明的目的、特色、以及优点变得更 加明确。
图1是示意性表示本发明一实施方式的使用试验用夹具的试验装置 的构成的俯视图。
图2是示意性表示图1的试验装置中使用的试验用夹具的构成的主视 图。
图3A是示意性表示图2的试验用夹具10的构成的俯视图。
图3B是接触部件13的外部接触端部32附近的放大俯视图。
图4是用于说明图2的试验用夹具10中被试验体1与接触块12的接 触部件13的机械接触状态的部分放大图。
图5是表示图2的试验用夹具10的接触块12中具备的接触部件13 的详细构成的图。
图6A是表示图2的试验用夹具10中包括的接触块12的详细构成的 主视图。
图6B是接触块12的俯视图。
图6C是接触块12的侧视图。
图7A是表示图2的试验用夹具10中包括的托架11的详细构成的俯 视图。
图7B是表示本实施方式的托架11内的后述的载置台52中被试验体 1的预定位置17附近的部分放大图。
图8A是表示基座接合激光器芯片100的构成的示意性俯视图,该基 座接合激光器芯片100是作为图1的试验装置20的被试验体的芯片部件 4的一例。
图8B是表示图8A的基座接合激光器芯片100的构成的示意性侧视 图。
图8C是表示图8A的基座接合激光器芯片100的电气符号的图。
图8D是表示半导体激光器元件的构成的示意图,该半导体激光器元 件是包括图8A的基座接合激光器芯片100的完成状态的半导体元件5。
图9A是表示用于检查图2的试验用夹具10的接触块12的电气特性 的检查装置110的构成的示意图。
图9B是表示检查装置110的电气系统的构成的图。
图10A是表示载置装置120的构成的图。
图10B是表示载置装置120的构成的图。
图10C是表示载置装置120的构成的图。
图11A是用于说明载置装置120的载置过程的示意图。
图11B是用于说明载置装置120的载置过程的示意图。
图11C是用于说明载置装置120的载置过程的示意图。
图11D是用于说明载置装置120的载置过程的示意图。
图12A是用于说明载置装置120的载置过程的流程图。
图12B是用于说明载置装置120的载置过程的流程图。
具体实施方式
图1是示意性表示本发明一实施方式的使用试验用夹具10的试验装 置20的构成的俯视图。图2是示意性表示图1的试验装置20中使用的试 验用夹具10的构成的主视图。图3A及图3B是示意性表示图2的试验用 夹具10的构成的图,图3A是从上方观察图2的试验用夹具10的俯视图, 图3B是接触部件13的外部接触端部32附近的放大俯视图。图4是用于 说明图2的试验用夹具10中被试验体1与接触块12的接触部件13的机 械接触状态的部分放大图。同时参考图1、图2、图3A、图3B以及图4, 对本实施方式的试验装置20的构成进行说明。
本实施方式的试验装置20用于使供电路径与被试验体1电连接并通 电,进行对该被试验体1的各种试验,该被试验体1是与基座3接合的半 导体芯片2。上述试验装置20中具备本实施方式的试验用夹具10。在以 下的说明中,有时包括基座3和与基座3接合的半导体芯片2而称为“芯 片部件4”。
芯片部件4是完成状态的半导体元件5的一个构成要素。完成状态的 半导体元件5包括芯片部件4、以及具备端子电极7的封装件6。封装件 6例如由底座、框等实现,内部具有芯片部件4。封装件6的端子电极7 介于芯片部件4与供电路径之间,因此在封装件6内与芯片部件4电连接。
上述试验用夹具10包括托架(パレット)11和一个以上接触块12。 各接触块12分别具有接触部件13。在上述试验用夹具10中,作为芯片 部件4的一个以上被试验体1载置在托架11上。一个以上接触块12的接 触部件13与托架11上的各被试验体1分别电连接。在向托架11上的各 被试验体1供电时,各接触块12的接触部件13介于各被试验体1与试验 用夹具10外部的供电路径之间。
在使用本实施方式的试验用夹具10的情况下,对被试验体1的供电 路径与接触块12的接触部件13电连接即可,无须与作为芯片部件4的被 试验体1直接电连接。也就是说,接触块12的接触部件13代替完成状态 的半导体元件5中的封装件6的端子电极7起作用。由此,与供电路径直 接与芯片部件4电连接的构成的、对芯片部件4的现有技术的试验相比, 能够容易地进行使用本实施方式的试验用夹具10进行的对芯片部件4的 本实施方式的试验。
尤其是,作为被试验体1的芯片部件4的大小越小,则将供电路径与 芯片部件4直接电连接越困难。本实施方式的试验用夹具10能够与芯片 部件4的大小无关,将接触部件13构成为能够容易地进行接触块12的接 触部件13与供电路径的电连接的大小。由此,与上述对芯片部件4的现 有技术的试验相比,能够容易地进行使用本实施方式的试验用夹具10的 试验。
另外,在现有技术中,将完成状态的半导体元件5作为被试验体1, 对完成状态的半导体元件5进行各种试验,该完成状态的半导体元件5 的构成是在具备端子电极7的封装件6(参考后述的图8)中安装了芯片 部件4。与此相对,使用本实施方式的试验用夹具10的试验中,即使作 为被试验体1的芯片部件4未安装于封装件6,接触块12的接触部件13 也代替封装件6的端子电极7而介于供电路径与芯片部件4之间。由此, 与对完成状态的半导体元件5的现有技术相比,能够容易地进行使用本实 施方式的试验用夹具10的试验。
以上的结果是,使用本实施方式的试验用夹具10的试验能够对芯片 部件4直接进行,该芯片部件4是与基座3接合的半导体芯片2。例如, 使用本实施方式的试验用夹具10的试验能够对芯片部件4直接确认半导 体芯片2与基座3的接合状态。
尤其是,在完成状态的半导体元件5是半导体激光器元件的情况下, 利用响应供电而发出激光的激光器芯片来实现半导体芯片2。半导体芯片 2与基座3的接合状态对半导体激光器元件自身的温度特性尤其是高温特 性产生影响。上述使用本实施方式的试验用夹具10的试验能够对在基座 3上接合了半导体芯片2而得到的芯片部件4直接进行,因而能够直接确 认半导体芯片2与基座3的接合状态。这样,能够提高芯片部件4的温度 特性的可靠性。
另外,如上所述,使用本实施方式的试验用夹具10的试验能够在将 芯片部件4安装到底座、框等封装件6之前,对芯片部件4直接进行。由 此,例如,在实施使用本实施方式的试验用夹具10的试验之后,将芯片 部件4安装到封装件6之前,基于对该芯片部件4的本实施方式的试验结 果,能够进行从许多芯片部件4中除去质量不良的芯片部件4的筛选操作。
其结果是,包括使用针对芯片部件4的本实施方式的试验用夹具10 的试验的半导体元件5的制造工序能够从要安装于封装件6的芯片部件4 中预先排除质量不良的芯片部件4。因此,与包括针对完成状态的半导体 元件5的现有技术的试验的半导体元件5的制造工序相比,包括使用本实 施方式的试验用夹具10的试验的半导体元件5的制造工序能够减少在封 装件6中安装了芯片部件4的完成状态的半导体元件5的质量不良的出现 率,因此能够提高完成状态的半导体元件5的生产效率。
这样,与包括针对完成状态的半导体元件5的现有技术的试验的半导 体元件5的制造工序相比,包括使用本实施方式的试验用夹具10的试验 的半导体元件5的制造工序能够削减最终出货的半导体元件5整体所需的 材料费和作业费。其结果是,包括本实施方式的试验的半导体元件5的制 造工序能够基于试验结果来抑制从全体完成品中排除质量不良品时的制 造成本。
另外,由与基座3接合的半导体芯片2构成的芯片部件4不仅以将芯 片部件4安装于封装件6的状态出货,有时还以芯片部件4单体的状态出 货。由于使用本实施方式的试验用夹具10的试验能够对芯片部件4直接 进行,所以能够对安装于封装件6之前的芯片部件4在出货之前直接进行 试验。这样,即使在以单体对芯片部件4进行出货的情况下,与以往相比 也能够提高出货的芯片部件4的可靠性。
另外,使用本实施方式的试验用夹具10的试验能够对芯片部件4单 体直接且简单地进行,因而在以单体对芯片部件4进行出货的情况下,对 芯片部件4的试验即使不采用抽查而是采用全体检查,也不会花费过长的 时间,能够容易地实施。由此,能够容易且充分地提高出货的芯片部件4 的可靠性。
另外,在本实施方式的试验用夹具10中,一个以上接触块12、优选 多个接触块12构成为能够装卸自如地安装在托架11上。其结果是,能够 单独地维护管理各接触块12,对多个接触块12的维护管理变得容易。由 此,本实施方式的试验用夹具10的方便程度得到提高。
在本实施方式的试验用夹具10中,例如,通过使各接触块12与托架 11装卸自如,从而容易单独地判定许多接触块12的电气特性。这样,在 本实施方式的试验用夹具10中,能够实际上仅利用质量良好的接触块12。
另外,在本实施方式的试验用夹具10中,使各接触块12与托架11 装卸自如,因而与将接触块12常设于托架11的构成的试验用夹具10相 比,本实施方式的试验用夹具10在任一接触块12发生了故障时,能够迅 速地、容易地仅更换质量不良的接触块12。由此,许多接触块12的维护 管理变得容易。
另外,在本实施方式的试验用夹具10中,各接触块12能够容易地装 卸于托架11,由此在将被试验体1载置到托架11时,能够从托架11上 取下接触块12。因此,将被试验体1载置到托架11时,能够在接触块12 或被试验体1的定位机构等干扰物在托架11内的要载置被试验体1的预 定位置17周边不存在的状态下,将被试验体1载置到托架11。由此,能 够简化将被试验体1载置到托架11的相关机构、以及将接触块12安装到 托架11的相关机构。
另外,在本实施方式的试验用夹具10中,若各接触块12与托架11 装卸自如,则能够针对被试验体1的构造相同的每个种类,事先制作构造 与被试验体1的构造相符的接触块12,在变更了被试验体1的构造时, 仅更换接触块12。由此,能够容易地应对多种被试验体1。
此外,在本实施方式的试验用夹具10中,接触块12的接触部件13 是由导电性材料构成的部件,该接触部件13具有的构成是,在将各接触 块12安装到托架11时,该接触部件13的一部分与托架11上载置的各被 试验体1机械接触。其结果是,随着将接触块12安装到已经载置了被试 验体1的托架11,通过被试验体1与由导电性材料构成的接触部件13的 机械接触,接触块12的接触部件13能够与被试验体1电连接。
由此,接触块12的接触部件13与被试验体1的电连接变得容易,因 而本实施方式的试验用夹具10的方便程度得到提高。尤其是,在使用本 实施方式的试验用夹具10的试验中,在一次试验中托架11上载置的被试 验体1的数量有许多的情况下,通过使用具有接触部件13的接触块12, 且该接触部件13的构成是在安装到托架11时与被试验体1机械接触,可 减少使各接触块12与各被试验体1电连接所需的时间和劳力。
如以上所说明,在本实施方式的试验用夹具10中,使用与托架11 装卸自如的构成的接触块12,并且在安装到托架11时由导电性材料构成 的接触部件13与被试验体1机械接触。通过这种构成,能够减少本实施 方式的试验用夹具10的操作所需的时间和劳力,降低使用本实施方式的 试验用夹具10的试验的难度。
另外,在本实施方式的试验用夹具10中,接触块12的接触部件13 由板簧实现。对于由板簧构成的接触部件13而言,在将各接触块12安装 到已经载置了被试验体1的托架11时,各接触块12的接触部件13在与 各被试验体1机械接触的同时按压该各被试验体1。由此,各接触块12 的接触部件13能够对托架11上的各被试验体1实现电连接,并同时保持 该各被试验体1的位置姿势。
这样,托架11上无须另外具备各被试验体1的位置姿势的保持机构, 因此能够简化托架11的构成。另外,接触块12无须另外具备各被试验体 1的位置姿势的保持机构,能够将用于与各被试验体1电连接的接触部件 13兼用作上述保持机构,因而可防止接触块12的构成变得复杂。其结果 是,能够使用构成简单的接触块12和托架11,保持被试验体1的位置姿 势,并同时容易地将外部的供电路径与被试验体1进行电连接。这样,能 够实现方便程度较高的试验用夹具10。
另外,在本实施方式的试验用夹具10中,具有板簧构造的接触部件 13能够通过极其简单的构成与被试验体1电连接,并同时保持被试验体1 的位置姿势。本实施方式的接触部件13的构成是简单的,因而接触块12 的维护管理也能够变得简单。由此,试验用夹具10的构成更加简化,并 且试验用夹具10的方便程度进一步得到提高。
此外,在本实施方式的试验用夹具10中,预先判断出安装于托架11 的各接触块12具有能够介于被试验体1与试验用夹具10外部的供电路径 之间的预先规定的电气特性。也就是说,在许多接触块12中,预先分选 出具有能够介于被试验体1与供电路径之间的电气特性的质量良好的接 触块12,将分选出的质量良好的接触块12安装于托架11,以进行使用本 实施方式的试验用夹具10的试验。由此,在使用本实施方式的试验用夹 具10的试验中,可事先防止由接触块12的质量不良而引起的试验的误判。 由此,本实施方式的试验用夹具10的方便程度进一步得到提高。
另外,在本实施方式的试验用夹具10中,通过使接触块12与托架 11装卸自如,从而能够在从托架11上取下接触块12的状态下检查接触 块12的电气特性。与在托架11上安装了许多接触块12的状态下检查各 接触块12的情况相比,如本实施方式这样检查从托架11取下了的接触块 12时,接触块12的检查所需的时间和劳力较少。这样,减少了接触块12 的检查所需的时间和劳力,因此本实施方式的试验用夹具10的方便程度 进一步得到提高。
再次参考图1,本实施方式的试验用夹具10装卸自如地安装于试验 装置20。使用试验用夹具10的试验装置20通过上述试验用夹具10来保 持作为与基座3接合的半导体芯片2的一个以上被试验体1,对保持各被 试验体1的试验用夹具10的温度环境进行控制,并同时经由各接触块12 对试验用夹具10所保持的各被试验体1进行供电。其结果是,试验装置 20控制温度环境并同时驱动作为芯片部件4的被试验体1,由此进行对该 芯片部件4的试验。
这样,本实施方式的试验装置20装卸自如地安装上述试验用夹具10, 将安装的试验用夹具10用于试验。由此,试验用电力供给部22无须与作 为芯片部件4的被试验体1直接电连接,试验用电力供给部22与试验用 夹具10的接触块12的接触部件13电连接即可。
由此,与试验用电力供给部22直接与芯片部件4电连接的构成的、 现有技术的试验装置20相比,上述使用试验用夹具10的试验装置20能 够容易地进行对芯片部件4的试验。另外,由此,与对完成状态的半导体 元件5的现有技术的试验相比,能够容易地进行本实施方式的试验装置 20的对芯片部件4的试验。
以上的结果是,本实施方式的试验装置20能够在控制温度环境的同 时直接进行对芯片部件4的试验,该芯片部件4是与基座3接合的半导体 芯片2。这样,包括利用本实施方式的试验装置20进行的试验的半导体 元件5的制造工序能够提高完成状态的半导体元件5的生产效率,抑制质 量不良品所导致的制造成本。另外,这样,在以单体对芯片部件4进行出 货的情况下,能够容易地进行对芯片部件4的全体检查,因而能够容易并 且充分地提高出货的芯片部件4的可靠性。
另外,在本实施方式的试验装置20中,优选的是,试验用夹具10 的托架11具有吸附孔14。在此情况下,在托架11上的与吸附孔14的一 端开口重叠的位置处载置被试验体1,在各被试验体1载置在托架11上 的状态下,通过真空吸引源23吸引吸附孔14内的气体。其结果是,通过 真空吸附来保持试验用夹具10内的被试验体1的位置姿势。
由此,在本实施方式的试验装置20中,作为托架11上的被试验体1 的位置姿势的保持机构,增加组合了试验用夹具10的托架11的吸附孔 14与真空吸引源23得到的简单构成。因而,本实施方式的试验装置20 不仅能够使用接触块12的接触部件13来保持被试验体1的位置姿势,还 能够通过真空吸引来进一步保持被试验体1的位置姿势。这样,试验用夹 具10内的被试验体1的位置姿势的保持变得更加可靠,因此本实施方式 的试验装置20的方便程度得到提高。
此外,在本实施方式的试验装置20中,温度环境控制部21包括:恒 温板74,与托架11接触并传热;以及加热冷却部75,对恒温板74进行 加热冷却。另外,在恒温板74上形成有能够与托架11的吸附孔14连通 的连通孔81,在吸引托架11的吸附孔14内的气体时也吸引连通孔81内 的气体。其结果是,在进行用于保持被试验体1的位置姿势的真空吸引时, 不仅被试验体1被吸附在托架11上,托架11也被吸附在恒温板74上。 由此,托架11与恒温板74的接触性提高,因此将恒温板74的热高效地 传递到托架11。这样,试验用夹具10的温度控制更加可靠地被执行,因 此本实施方式的试验装置20的方便程度得到提高。
作为以上说明的本实施方式的试验装置20的一例具体构成,被试验 体1的半导体芯片2由激光二极管构成。也就是说,作为本实施方式的试 验装置20的被试验体1的芯片部件4由基座接合激光器芯片实现,包括 该芯片部件4的完成状态的半导体元件5由半导体激光器元件实现,上述 基座接合激光器芯片具有在基座3上连接了激光二极管的构成。基座接合 激光器芯片响应于来自外部供电路径的供电而射出规定的光。
若被试验体1是基座接合激光器芯片,则在本实施方式的试验装置 20中,从作为被试验体1的基座接合激光器芯片射出的光由反射镜15反 射而引导至受光元件25。其结果是,能够与基座接合激光器芯片的出射 方向无关地任意设定受光元件25的位置,因此提高了本实施方式的试验 装置20的构成的自由度。例如,在本实施方式的试验装置20中,相对于 被试验体1,从基座接合激光器芯片射出的光被引导至试验用电力供给部 22具备的接触块12接触用的外部电极28所在的一侧。
在上述的本实施方式的试验装置20中,优选的是,试验用电力供给 部22的外部电极28与受光元件25由单一的支承基板26支承,外部电极 28以及受光元件25与支承基板26一起相对于试验用夹具10接近和远离。 其结果是,试验用电极供给部的外部端子与检查用的受光元件25一体化 地接近和远离。由此,在被试验体1是基座接合激光器芯片的情况下,本 实施方式的试验装置20使构成要素的驱动系统通用化,能够简化装置构 成。
例如,在将试验用夹具10装卸于试验装置20时,通过基板移动部 27使支承基板26移动至与实施试验时的位置相比更加远离温度环境控制 部21的恒温板74的待机位置处。其结果是,随着支承基板26的移动, 由支承基板26支承的受光元件25以及试验用电力供给部22的外部电极 28也远离恒温板74。
另外,例如,在将试验用夹具10安装到试验装置20之后,在实施试 验时,通过基板移动部27使上述待机位置的支承基板26从待机位置移动 至实施试验时的位置处。其结果是,随着支承基板26的移动,由支承基 板26支承的受光元件25以及试验用电力供给部22的外部电极28也比待 机位置更加接近恒温板74。
由此,在本实施方式的试验装置20中,在将试验用夹具10装卸于试 验装置20时,支承基板26与恒温板74的间隔比实施试验时更宽,因此 易于将试验用夹具10装卸于试验装置20。这样,本实施方式的试验装置 20的方便程度得到提高。
图5是表示本实施方式的试验用夹具10中接触块12中具备的一对接 触部件13的详细构成的图。一对接触部件13的基本构成相同,实际的尺 寸相互不同。因而,图5中仅记载一对接触部件13中的一者来进行说明。 在以后的说明中,将接触块12与托架11的接近远离方向定义为“Z方向”, 将后述的接触块12的接触部件13的长边方向定义为“Y方向”,将与Y 方向及Z方向正交的方向定义为“X方向”。
接触部件13由导电性材料形成。若由导电性材料形成的电极或端子 与接触部件13机械接触,则该电极或端子与接触部件13电连接。接触部 件13的详细构成只要能够实现上述功能,并不作特别限定。作为一例, 接触部件13由铍铜形成,表面施以镀金等。
接触部件13是细长板状部件的两端向板状部件的宽度方向的相反方 向分别突出的形状,整体大致呈“乙”字形状。接触部件13的长边方向 的一端的突出部与被试验体1机械接触,构成电气连接。接触部件13的 长边方向的另一端的突出部与试验用夹具10的来自外部的供电用端子机 械接触,构成电气连接。例如,在本实施方式的试验用夹具10安装于本 实施方式的试验装置20的情况下,试验用电力供给部22的外部电极28 与一对接触部件13的长边方向的另一端的突出部机械接触。
在以后的说明中,接触部件13的长边方向的两端部中,应与被试验 体1机械接触的一个端部称为“内部接触端部31”,应与试验用夹具10 的外部的各种电极机械接触的另一个端部称为“外部接触端部32”。另 外,接触部件13的除内部接触端部31及外部接触端部32以外的长边方 向中央部称为“中央弯曲部33”。
如前述的图3B所示,一对接触部件13的内部接触端部31的突出部 以在接触块12安装到托架11时能够与被试验体1的阳极阴极分别机械接 触的方式来确定形状和位置。也就是说,一对接触部件13的内部接触端 部31的突出部的形状和大小根据被试验体1的构成来确定。另外,一对 接触部件13的外部接触端部32的突出部与被试验体1的大小无关,以能 够易于与试验用夹具10外部的各种电极机械接触的方式,足够大地形成。 通过使用这样的一对接触部件13,与被试验体1的大小无关,与试验用 夹具10外部的各种电极的机械接触变得容易,因此试验用夹具10的方便 程度得到提高。
接触部件13的外部接触端部32在接触块12内固定。接触部件13 的内部接触端部31以作为固定端部的外部接触端部32为支点,在将接触 块12载置到托架11时能够在与被试验体1接近远离的Z方向上移位。 接触部件13的中央弯曲部构成为能够以外部接触端部32为支点,根据内 部接触端部31的移位而在Z方向上弯曲。
在将接触块12载置到托架11时,接触部件13的内部接触端部31 的突出部与托架11上的被试验体1接触。随着接触部件13的内部接触端 部31的突出部与被试验体1的机械接触,接触部件13的中央弯曲部33 在Z方向上弯曲。由此,接触部件13按压住被试验体1。作为一例,接 触部件13以约0.05N的力按压住被试验体1。
接触部件13通过形成板簧构造,能够使进行被试验体1的电连接和 被试验体1的保持的接触部件13的构成较为简单,因此能够减少本实施 方式的试验用夹具10的制造成本和管理维护成本。
图6A~图6C是表示本实施方式的试验用夹具10具备的接触块12 的详细构成的图,图6A是接触块12的主视图,图6B是接触块12的俯 视图,图6C是接触块12的侧视图。图7A和图7B是表示试验用夹具10 包括的托架11的详细构成的图,图7A是托架11的俯视图,图7B是表 示本实施方式的托架11内的后述的载置台52中被试验体1的预定位置 17附近的部分放大图。
以下参考图6A~图6C、图7A及图7,以下说明托架11和接触块 12的具体构成。此外,图6A~图6C所示的接触块12的详细构成和图 7A及图7B所示的托架11的详细构成是接触块12及托架11的一例详细 构成,并不限定于此。在以后的说明中,将接触块12与托架11的接近远 离方向定义为“Z”方向,将后述的接触块12的接触部件13的长边方向 定义为“Y”方向,将与Y方向及Z方向正交的方向定义为“X”方向。
接触块12具有介于被试验体1与试验用夹具10的外部部件的电连接 之间、并且将作为被试验体1的芯片部件4固定于托架11的功能。接触 块12除了包括接触部件13以外,还包括盖体41、底板42、以及块用定 位销43。托架11除了包括反射镜15以外,还包括基台51、载置台52、 固定机构53、以及镜台54。作为一例,底板42由PEEK材料等形成,盖 体41由铝等形成,块用定位销43由不锈钢等形成。
在托架11中,基台51的上表面上预先设定有应分别安装一个以上接 触块12的基准位置18。对于基台51上表面的单一的基准位置18,具备 载置台52、一对固定机构53、反射镜15、以及镜台54。此外,在图7A 及图7B的例子中,在要载置一个以上被试验体1的托架11中,仅详细 示出与单一的被试验体1有关的范围内的构成。实际的托架11具有按照 要载置的被试验体1的数量排列了图7A及图7B所示构成的构成。
在接触块12中,矩形板状的底板42的上表面上载置长方体状的盖体 41。底板42例如通过螺接固定而固定于盖体41的底面。盖体41的Y方 向的进深比底板42的Y方向的进深短。底板42以及盖体41保持接触块 12的各种构成要素。底板42将接触部件13与托架11绝缘。在移载接触 块12时,把持由阴影线所示的盖体41的侧面的一部分。
在接触块12中,盖体41的底部的中央部处形成有底部沟45。盖体 41的底部沟45开口于盖体41的底面侧,在Y方向上贯通盖体41。在底 板42上,在固定时与盖体41的底部沟45相向的位置处形成有狭缝48。 底板42的狭缝48在与盖体41的底部沟45的长边方向相同的方向上延伸, 宽度比底部沟45窄。
在接触块12中,从与Z方向平行的、底板42的法线方向观察,作 为接触部件13的长边方向的两端部的外部接触端部32以及内部接触端部 31位于盖体41之外。作为接触部件13的长边方向的中央部的中央弯曲 部33以在底板42的法线方向Z上以接触部件13的外部接触端部32为 支点自如弯曲的方式,配置在由盖体41的底部沟45以及底板42围成的 空间内。盖体41的底部沟45的Z方向的高度具有不妨碍接触部件13的 弯曲的程度的足够的高度,接触部件13的该弯曲是随着接触部件13的内 部接触端部31与被试验体1的接触而发生的。
在托架11中,载置台52是用于载置被试验体1的部件。长方体形状 的载置台52以长边方向与Y方向平行的方式固定于基台51上表面的基 准位置18内的X方向中央部。要载置被试验体1的预定位置17详细而 言设定在载置台52的上表面。
在托架11中,如图7B所示,从作为基台51的法线方向的Z方向观 察,托架11的吸附孔14的一端开口于托架11的预定位置17的中央部。 托架11的吸附孔14具体而言贯通载置台52以及基台51,吸附孔14的 另一端开口于基台51的底面。
在接触块12中,大致板状的一对接触部件13以作为接触部件13的 长边方向的另一端的外部接触端部32被固定的方式安装于底板42。安装 于底板42的一对接触部件13的中央弯曲部33的间隔比托架11的载置台 52的X方向的宽度更宽。以在将接触块12安装到托架11时托架11的载 置台52能够位于接触块12的一对接触部件13的中央弯曲部33之间的间 隙处的方式,确定一对接触部件13的接触块12内的位置、以及载置台 52相对于托架11内的各基准位置18的位置。
在托架11中,通过在基台51上表面所具备的载置台52的上表面上 载置被试验体1,从而使被试验体1的载置位置比基台51的上表面高一 级。如本实施方式这样在基台51上表面的载置台52上载置被试验体1 的构成与被试验体1直接载置于基台51上表面的构成相比,在将接触块 12安装到托架11时,响应于接触部件13的内部接触端部31与被试验体 1的机械接触,接触块12内的接触部件13充分弯曲。由此,通过接触部 件13的弯曲,从而更充分地按压住被试验体1,因此充分地保持被试验 体1的位置姿势。
接触块12中,在底板42的底面上固定一个以上的块用定位销43。 另外,在托架11中,对于每个基准位置18,在基台51的上表面上形成 有应嵌合各块用定位销43的块用嵌合凹部61。在有两根块用定位销43 的情况下,两根块用定位销43例如分别配置在底板42的对角的角落部。 此外,也可以采用在托架11侧设置块用定位销43,在接触块12侧形成 块用嵌合凹部61的构成。
块用定位销43以及块用嵌合凹部61是在将接触块12安装到托架11 时用于固定接触块12的位置的构成。将接触块12载置到托架11的规定 的基准位置18后,接触块12的块用定位销43嵌合于托架11的块用嵌合 凹部61。其结果是,防止接触块12在与基台51的上表面平行的方向上 的移动,因而将接触块12固定于托架11的基准位置18。
优选的是,块用定位销43以及块用嵌合凹部61兼用作接触块12与 托架11的定位引导件。以倒圆锥状的块用定位销43与圆筒孔状的块用嵌 合凹部61能够嵌合的方式将接触块12大致定位于托架11的规定位置后, 与块用定位销43嵌合于块用嵌合凹部61的举动相对应,自然地调整接触 块12相对于托架11的位置。因而,若设置了块用定位销43以及块用嵌 合凹部61,则在不进行详细的定位的情况下自然调整托架11与接触块12 的相对位置,因而方便程度较高。
在托架11中,在托架11上的要载置接触块12的基准位置18的X 方向的两侧,配置一对固定机构53。在接触块12中,在盖体41的X方 向的两个侧面上分别设置固定凹部46。也就是说,对于单一的接触块12, 具备相同形状的一对固定机构53以及一对固定凹部46。托架11侧的固 定机构53与接触块12侧的固定凹部46相组合,构成用于在托架11上装 卸自如地安装接触块12的安装机构56。
在托架11中,单一的固定机构53详细而言包括制动球64、球用弹 簧65、以及固定部件66。固定部件66的X方向的两个侧面中的、朝向 基准位置18侧的一个侧面上,形成开口于该一个侧面的收纳凹部67。收 纳凹部67中,以从收纳凹部67自如突出的方式收纳制动球64。另外, 球用弹簧65在X轴方向上伸缩自如地介于收纳球64与收纳凹部67的底 部之间。球用弹簧65的一端固定于收纳凹部67的底部,因此球用弹簧 65的弹簧力在将制动球64从固定部件66的收纳凹部67内部向收纳凹部 67外部推出的方向上起作用。在接触块12中,盖体41的X方向的两个 侧面的固定凹部46具有固定机构53的制动球64的一部分能够嵌合的形 状。
在力并未从外部对制动球64作用的状态下,制动球64通过球用弹簧 65以一部分从收纳凹部67突出的状态待机。从外部对制动球64施加球 用弹簧65的弹簧力以上的力后,制动球64反抗弹簧力而收纳于收纳凹部 67内部。收纳凹部67内部收纳的制动球64由于弹簧力而再次从收纳凹 部67突出一部分。
一对固定机构53的制动球64的待机时的距离比接触块12的盖体41 的X方向的两个侧面的宽度略窄。两个固定机构53的相向的、X方向的 一个侧面的距离与接触块12的X方向的宽度相同或略宽。因而,随着接 触块12向托架11的基台51的接近和远离,由接触块12的盖体41的接 触而产生的外力施加到托架11的固定机构53的制动球64从而使制动球 64的位置在X方向上移动,托架11的固定机构53的制动球64与接触块 12的盖体41的固定凹部46嵌合脱离。其结果是,将接触块12装卸自如 地安装到托架11。
例如,在将接触块12安装到托架11时,接触块12在接近托架11 的基台51的方向上移动。随着接触块12的移动,接触块12插入配置在 基准位置18的两侧的一对固定机构53之间,接触块12的盖体41的X 方向的两个侧面与一对固定机构53的制动球64接触。制动球64为球状, 因而随着接触块12的移动,盖体41的X方向的两个侧面对制动球64施 加反抗弹簧力的方向的外力,制动球64收纳于收纳凹部67内部。接触块 12的盖体41的X方向的两个侧面的固定凹部46到达与制动球64相向的 位置后,施加给制动球64的外力减少,因而制动球64的一部分从收纳凹 部67突出而进入固定凹部46。其结果是,通过一对固定机构53来固定 接触块12。
如以上所说明,将接触块12载置到托架11的规定的基准位置18后, 接触块12的块用定位销43嵌合于托架11的基台51的块用嵌合凹部61。 另外,将接触块12载置到托架11的基准位置18后,托架11的固定机构 53的制动球64嵌合于接触块12的盖体41的固定凹部46。由此,将接触 块12装卸自如地安装到托架11。
在托架11中,在被试验体1是后述的基座接合激光器芯片等发光部 件的情况下,反射镜15在规定方向上反射从被试验体1射出的光。镜台 54以与应反射从被试验体1射出的光的方向相应的角度支承反射镜15。 若通过反射镜15使光的光路弯折90度,则镜台54以相对于光的出射方 向倾斜45度的角度支承反射镜15。
在被试验体1是基座接合激光器芯片等发光部件的情况下,在本实施 方式的试验装置20中,优选的是,托架11的反射镜15相对于来自基座 接合激光器芯片的光的出射方向倾斜45度设置,向相对于光的出射方向 成90度的方向反射从基座接合激光器芯片射出的光。
在相对于基座接合激光器芯片的发光面平行地设置受光元件25的构 成中,基座接合激光器芯片的发光面的前面需要设置受光元件25的空间, 因而托架11的大小容易变得较大。通过使用相对于基座接合激光器芯片 的发光面倾斜45度的反射镜15,使光的出射方向相对于来自基座接合激 光器芯片的光出射方向弯折90度,由此能够相对于基座接合激光器芯片 的发光面垂直地设置受光元件25,因此能够使托架11以及试验装置20 小型化。
再次参考图1,以下说明本实施方式的试验装置20的详细构成。本 实施方式的试验装置20详细而言还包括控制部71和输出部72。另外, 试验用电力供给部22详细而言除了外部电极28以外还具备驱动电路29。 温度环境控制部21的加热冷却部75包括珀耳帖元件85、散热扇87、散 热片86、以及温度控制器84。温度环境控制部21的恒温板74的上表面 上,具备用于对试验用夹具10进行定位的夹具用定位销82。在试验用夹 具10的托架11的基台51的底面上,形成应嵌合夹具用定位销82的夹具 用嵌合凹部62。
控制部71为了进行对被试验体1的试验而控制试验装置20的构成要 素。控制部71例如取得在由温度环境控制部21控制的温度环境下被供电 的被试验体1的驱动结果,基于取得的驱动结果来判断被试验体1是否良 好等。被试验体1的试验结果被输出到输出部72。输出部72将被试验体 1的试验结果提示给试验装置20的利用者。另外,输出部72将试验结果 传递到具备试验装置20的制造工序的其它装置。
试验用电力供给部22的驱动电路29响应于来自试验装置20的控制 部71的控制命令,经由外部电极28对试验用夹具10内的被试验体1供 给用于驱动被试验体1的电力。另外,试验用电力供给部22的驱动电路 29介于受光元件25与控制部71之间,将来自受光元件25的信号传递给 控制部71。也就是说,试验用电力供给部22的驱动电路29作为所谓的 驱动电路工作。
在温度环境控制部21的加热冷却部75中,珀耳帖元件85的上表面 与恒温板74的底面机械接触。散热片86与珀耳帖元件85的底面机械接 触。散热扇87产生通过散热片86的气流。温度控制器84响应于来自试 验装置20的控制部71的控制信号,驱动珀耳帖元件85,从而使试验用 夹具10的温度环境达到从控制部71指示的温度环境。响应于来自温度控 制器84的控制,珀耳帖元件85的上表面以及底面中的任意的一面发热, 任意的另一面吸热。随着珀耳帖元件85的上表面的发热·吸热,珀耳帖 元件85与恒温板74之间发生热交换。珀耳帖元件85的背面的发热被传 递到散热片86。珀耳帖元件85发出的多余的热通过散热片86以及散热 扇87被排出。
夹具用定位销82以及夹具用嵌合凹部62是在将试验用夹具10安装 到试验装置20时用于固定试验用夹具10的位置的构成。将试验用夹具 10载置到试验装置20的恒温板74上的规定位置后,恒温板74的上表面 的夹具用定位销82嵌合于试验用夹具10的托架11的基台51底面的夹具 用嵌合凹部62。其结果是,防止试验用夹具10在与恒温板74的上表面 平行的方向上的移动,因而将试验用夹具10固定于试验装置20内的规定 位置。优选的是,与块用定位销43以及块用嵌合凹部61的组合同样,夹 具用定位销82以及夹具用嵌合凹部62兼用作试验用夹具10与恒温板74 的定位引导件。其结果是,试验装置20的方便程度变得更好。此外,也 可以采用在试验用夹具10侧设置夹具用定位销82,在恒温板74侧形成 夹具用嵌合凹部62的构成。
如上所述,本实施方式的试验装置20并非以完成状态的半导体元件 5为被试验体1,而是以芯片部件4单体为被试验体1,上述完成状态的 半导体元件5的构成是在具备端子电极7的封装件6中封入了芯片部件4。 另外,在本实施方式的试验装置20中,作为被试验体1的芯片部件4并 非经由封装件6的端子电极7,而是取而代之经由试验用夹具10的接触 块12的接触部件13,与试验用电力供给部22电连接。
在本实施方式的试验装置20中,在芯片部件4是激光二极管等形成 发光的构成的情况下,作为试验结果,观测芯片部件4的发光状态。当然, 芯片部件4的试验结果不限于发光状态,也可以得到电气信号的输出状态 等能够推测芯片部件4的驱动状态的输出。此外,在需要观察来自芯片部 件4的电气输出作为试验结果的情况下,本实施方式的试验装置20也可 以经由试验用夹具10的接触块12的接触部件13将来自芯片部件4的电 气输出取出到外部。
如前述的图1所说明,作为本发明的试验装置20的被试验体1的芯 片部件4包括与基座3接合的半导体芯片2。半导体芯片2是回应于供电 而发挥规定功能的部件。基座3例如是载置支承半导体芯片2的部件,与 半导体芯片2直接接合。
例如,半导体芯片2由包括半导体层的多个功能层重叠构成。作为一 例,半导体芯片2由所谓的裸芯片(die)实现,该裸芯片通过以规定形 状切断表层上制作了许多电路的晶圆而形成。基座3例如包括与半导体芯 片2的功能层机械接触的电极层、从半导体芯片2产生的热的散热层等。
完成状态的半导体元件5具有的构成是,在具备端子电极7的封装件 6中密封入芯片部件4,将芯片部件4与端子电极7电连接。封装件6例 如由后述的所谓底座101、框实现。封装件6内密封的芯片部件4与封装 件6的端子电极7例如通过粘合连接用导线8而电连接。
如上所述,从芯片部件4制作完成状态的半导体元件5时,需要包括 价格高的底座101、导线8的封装件6,并且需要用于将芯片部件4密封 入封装件6内并进行电连接的各种组装工序。因此,从芯片部件4制作完 成状态的半导体元件5时,要花费各种组装工序所需的作业时间,并且除 了芯片部件4以外,还需要封装件6等部件等的费用。
在现有技术的半导体元件5的制造工序中,制作许多完成状态的半导 体元件5,从完成的所有半导体元件5中除去质量不良的半导体元件5, 仅对质量良好的半导体元件5进行出货。在上述制造工序中,相对于全体 半导体元件5的制造所需的费用总额,成为缺陷品的质量不良的半导体元 件5的制造所需的费用是损失费用。
在上述现有技术的半导体元件5的制造工序中,对完成状态的半导体 元件5实施各种可靠性试验。因而,在完成状态的半导体元件5中发现了 由芯片部件4引起的质量不良的情况下,虽然封装件6并没有质量不良, 但不得不使完成状态的半导体元件5自身成为缺陷品。因此,在上述现有 技术的半导体元件5的制造工序中,在发现了由芯片部件4的质量不良引 起的质量不良的半导体元件5的情况下,与使芯片部件4单体为缺陷品的 情况相比,使完成状态的半导体元件5整体为缺陷品的情况下,每一批的 损失费用较多。
本实施方式的试验装置20并非对完成状态的半导体元件5,而是对 安装于封装件6之前的芯片部件4实施各种试验,因此能够判断单独的芯 片部件4是否良好。在这种包括本实施方式的试验装置20的半导体元件 5的制造工序中,在安装于封装件6之前,判断单独的芯片部件4是否良 好,从未安装封装件6的所有芯片部件4中排除质量不良的芯片部件4, 仅将质量良好的芯片部件4安装于封装件6。因而,在本实施方式的制造 工序中,事先防止如下情况出现:质量不良的芯片部件4安装于质量良好 的封装件6,从而使完成状态的半导体元件5自身变得质量不良。由此, 与包括针对完成状态的半导体元件5的试验装置20的、现有技术的制造 工序相比,包括针对芯片部件4的本实施方式的试验装置20的制造工序 能够削减由芯片部件4的质量不良产生的制造成本。
作为本实施方式的芯片部件4的一例,举出半导体芯片2由激光二极 管90实现的芯片部件4。在以后的说明中,有时将“半导体芯片2为激 光二极管90的芯片部件4”称为“基座接合激光器芯片100”。
图8A是表示基座接合激光器芯片100的构成的示意性俯视图,该基 座接合激光器芯片100是作为本实施方式的试验装置20的被试验体的芯 片部件4的一例。图8B是表示图8A的基座接合激光器芯片100的构成 的示意性侧视图。图8B是表示图8A的基座接合激光器芯片100的电气 符号的图。图8D是表示半导体激光器元件的构成的示意图,该半导体激 光器元件是包括图8A的基座接合激光器芯片100的完成状态的半导体元 件5。
作为半导体芯片2的一种的激光二极管90具有接合了P型半导体层 91与N型半导体层92的PN连接层,作为图8C的电路图所示的二极管 起作用。在PN连接层的一个半导体层侧设置阳极93(anode),在PN 连接层的另一个半导体层侧设置阴极94(cathode)作为一例,激光二极 管90包括砷化镓(Gallium_Arsenide:GaAs)的半导体层而形成。
与激光二极管90接合的基座3具备对激光二极管90发出的热进行散 热的功能。另外,上述基座3例如包括由导电性材料构成的上表面电极层 97和由绝缘体构成的下部绝缘体层98。上表面电极层97与下部绝缘体层 98的激光二极管90侧的面重叠配置。作为一例,基座3包括由氮化铝构 成的散热层而构成。
在基座接合激光器芯片100内,激光二极管90与基座3上的上表面 电极层97接合,从而使激光二极管90的阳极93以及阴极94中的某一极 与上表面电极层97机械连接且电连接。因而,用于对基座接合激光器芯 片100供电的供电路径的外部电极28经由基座3的上表面电极层97与激 光二极管90的上述某一极电连接。
在激光二极管90的阳极93以及阴极94之间供给规定的电力后,P 型半导体层91与N型半导体层92的接合边界部的发光点95发光。从基 座接合激光器芯片100的发光点95射出的光向基座接合激光器芯片100 外部射出。
作为一例,如图8D所示,包括基座接合激光器芯片100的完成状态 的半导体激光器元件具有如下构成:将作为与基座3接合的激光器芯片的 基座接合激光器芯片100粘合到由底座101、框等实现的封装件6,基座 接合激光器芯片100的阳极93、阴极94引线接合到封装件6的一对端子 电极7。
作为具体例,完成状态的半导体激光器元件具有所谓的CAN封装件 6。具有CAN封装件6的完成状态的半导体激光器元件包括具备端子电 极7的底座101和罩102。
底座101具有大致圆柱形的基部104和搭载基座接合激光器芯片100 的搭载部105。底座101的搭载部105从底座101的基部104的轴线方向 的一个表面突出。底座101具有放射从基座接合激光器芯片100产生的热 的功能。底座101由热传导性和导电性高的金属形成。从底座101的基部 104的轴线方向的另一个表面,突出一对端子电极7。
一对端子电极7包括用于供给驱动完成状态的半导体激光器元件的 电流的正极(+)侧端子电极106与接地侧端子电极107。正极侧端子电 极106经由电气绝缘性部件设置于底座101,与底座101电气绝缘。正极 侧端子电极106以及接地侧端子电极107与搭载于底座101的基座接合激 光器芯片100电连接。
罩102形成为具有露出基部104的一个表面的周缘部的大小的有底筒 状,与基部104同轴设置。有底筒状的罩102覆盖基座接合激光器芯片 100以及底座101的搭载部105,开口部在底座101的基部104的一个表 面上与基部104接合。罩102也具有放射从基座接合激光器芯片100产生 的热的功能。罩102在底部分具有透过部,该透过部透过从基座接合激光 器芯片100射出的激光。罩102的除透过部以外的部分由热传导性和导电 性高的金属形成。
半导体激光器元件的详细构成只要能够实现上述功能,并不作特别限 定。例如,半导体激光器元件可以是发出CD(Compact Disk,紧凑式光 盘)读写用或DVD(Digital Versatile Disk,数字多功能光盘)读写用的 光的构成,也可以是输出单波长或2波长的光的构成。作为基座接合激光 器芯片100的发光波长,优选400nm~1300nm的发光波长。作为基座接 合激光器芯片100使用的半导体,优选镓砷系的半导体。底座101的构成 材料不作特别限定,例如可举出铝。端子电极7的构成材料不作特别限定, 例如可举出铜等。罩102的除透过部以外的部分的构成材料不作特别限 定,例如可举出铝。
如上所述,在被试验体1是基座接合激光器芯片100的情况下,例如, 在电流控制模式(Auto Current Control:ACC,自动电流控制)驱动时以 及功率驱动模式(Auto Power Control:APC,自动功率控制)驱动时的两 者的情况下,可以反馈从基座接合激光器芯片100发出的激光,为了判定 基座接合激光器芯片100是否良好而进行测定。
图9A是表示用于检查本实施方式的试验用夹具10的接触块12的电 气特性的检查装置110的构成的示意图。图9B是表示本实施方式的检查 装置110的电气系统的结构的示意图。
图9A以及图9B的检查装置110是用于在本实施方式的试验用夹具 10中,从许多接触块12中预先分选能够介于被试验体1与供电路径之间 的质量良好的接触块12的装置。仅使用由本实施方式的检查装置110分 选的质量良好的接触块12,来进行使用本实施方式的试验用夹具10的试 验。
本实施方式的检查装置110详细而言是用于检查上述本实施方式的 试验用夹具10使用的接触块12的电气特性的装置。检查装置110包括模 拟托架111、模拟芯片112、检查用电力供给部113、以及电阻测量部114。 模拟芯片112是与本实施方式的试验用夹具10的单一的被试验体1形状 相同的电极。模拟托架111是与本实施方式的试验用夹具10的托架11 形状相同的部件。
在本实施方式的检查装置110中,模拟芯片112载置于模拟托架111 上。在已经载置了模拟芯片112的模拟托架111上,安装作为被检查物的 接触块12。检查装置110中的模拟芯片112、模拟托架111、以及接触块 12的位置关系与试验装置20中的被试验体1、托架11、以及接触块12 的位置关系相等。
在本实施方式的检查装置110中,将接触块12安装到模拟托架111 之后,经由接触块12的接触部件13对模拟托架111上的模拟芯片112 供电,并同时测量接触块12的接触电阻。基于测量的接触块12的接触电 阻,判断接触块12是否质量良好。
由此,本实施方式的检查装置110若将接触块12安装于已经载置了 模拟芯片112的模拟托架111,则能够容易地测量该接触块12的电气特 性。这样,本实施方式的检查装置110能够使用与将接触块12安装到试 验装置20的托架11的过程同等简单的过程,来测量接触块12的电气特 性。因而,本实施方式的检查装置110的方便程度较高。
参考图9A及图9B,以下说明本实施方式的检查装置110的详细构 成。在本实施方式的检查装置110中,与试验用夹具10的接触部件13 的数量相同地准备包括模拟芯片112、检查用电力供给部113、以及电阻 测量部114的电气系统。在图9A及图9B的例子中,准备2个系统的上 述电气系统。在单一的电气系统中,电阻测量部114测量检查用外部电极 117与模拟芯片112之间的电压。基于测量结果求出接触块12的接触部 件13的接触电阻。
在本实施方式的检查装置110中,检查装置110的模拟托架111与试 验用夹具10的托架11的基台51的单一接触块12的相关部分同形状地形 成。例如,在模拟托架111的上表面形成有与试验用夹具10的托架11 的基台51的块用嵌合凹部61同形状的凹部,在将接触块12安装到模拟 托架111时,接触块12的块用定位销43嵌入模拟托架111的凹部。
在本实施方式的检查装置110中,检查用电力供给部113包括恒流电 源116和检查用外部电极117。检查用电力供给部113的检查用外部电极 117与试验用夹具10的接触部件13的外部接触端部32机械接触。试验 用夹具10的接触部件13的内部接触端部31与检查装置110的模拟芯片 112的前端部机械接触。模拟芯片112的前端部的形状形成为与试验用夹 具10的托架11上载置的被试验体1同形状。另外,以模拟芯片112的前 端部相对于模拟托架111的位置关系与试验用夹具10中被试验体1相对 于托架11的位置关系相同的方式,确定模拟芯片112相对于模拟托架111 的位置。恒流电源116向包括恒流电源116、检查用外部电极117、接触 块12的接触部件13、模拟芯片112、以及电阻测量部114的电气系统供 给规定的电力。
通过上述构成,将接触块12安装于检查装置110的模拟托架111后, 接触块12的接触部件13的中央弯曲部33与将接触块12安装到托架11 时同等地弯曲,同时该接触部件13的内部接触端部31与模拟芯片112 的前端部机械接触。在安装接触块12之后,检查用外部电极117与接触 部件13的外部接触端部32电连接,测量检查用外部电极117与模拟芯片 112之间的电压。由此,检查装置110能够可靠地测量接触块12的电气 特性。
图10A~图10C是表示载置装置120的构成的示意图。图11A~图 11D是用于说明本实施方式的载置装置120中将被试验体1以及接触块 12载置于托架11的载置过程的示意图。图12A以及图12B是用于说明 载置装置120的载置过程的流程图。结合图10A~图10C、图11A~图 11D、图12A以及图12B进行说明。
本实施方式的载置装置120是用于在上述试验用夹具10的托架11 上载置上述被试验体1并安装上述接触块12的装置。如图10A所示,本 实施方式的载置装置120包括:被试验体移送部122,用于把持并移送被 试验体1;接触块移送部123,用于把持并移送接触块12;以及移送控制 部124,用于控制被试验体移送部122以及接触块移送部123。接触块移 送部123中优选包括上述接触块12的检查装置110。
在本实施方式的载置装置120中,最初,识别托架11内的要载置被 试验体1的预定位置17、以及由被试验体移送部122把持的被试验体1 的形状以及把持状态。接着,将该被试验体1载置到托架11上的识别的 预定位置17的中心与被试验体1的中心一致的位置处。最后,将接触块 12载置到接触部件13能够与托架11上载置的被试验体1电连接的预定 的基准位置18处。
其结果是,在使用本实施方式的载置装置120的情况下,载置装置 120确定被试验体1以及接触块12相对于托架11的位置,因而托架11 以及接触块12无须具备用于对托架11、接触块12、以及被试验体1进行 相互定位的定位机构。由此,能够简化本实施方式的试验用夹具10的构 成,并同时可靠地定位托架11上的被试验体1以及接触块12。
尤其是,在一次进行对许多被试验体1的试验的情况下,在托架11 以及接触块12具备上述定位机构的情况下,为了维护管理许多定位机构 的正常工作,需要花费许多成本。与此相对,在上述情况下,如本实施方 式的试验用夹具10这样托架11以及接触块12自身不具有定位机构的情 况下,无须维护管理许多定位机构,因此本实施方式的试验用夹具10的 维护管理较为简单,能够削减维护管理所需的成本。这样,本实施方式的 试验用夹具10的方便程度进一步得到提高。
本实施方式的载置装置120详细而言包括:包括被试验体移送部122 的被试验体移载机构126、托架控制机构127、以及包括接触块移送部123 的接触块移载机构128。被试验体移载机构126与被试验体1的移载有关。 托架控制机构127与托架11的位置控制等有关。接触块移载机构128与 接触块12的移载有关。
被试验体移载机构126除了包括被试验体移送部122以外,还包括芯 片板131、被试验体吸附位置修正用照相机132、以及被试验体底面识别 用照相机133。托架控制机构127包括托架位置修正用照相机134和载置 用真空吸引源135。接触块移载机构128除了包括接触块移送部123和检 查装置110以外,还包括接触块料盒136和质量不良块料盒137。
在图12A以及图12B的工序图中,步骤A1、步骤A4~步骤A6、以 及步骤A12是与被试验体移载机构126有关的工序。另外,在图12A以 及图12B的工序图中,步骤A3、步骤A7~步骤A9、步骤A11、步骤 A13、以及步骤A18是与托架控制机构127有关的工序。另外,在图12A 以及图12B的工序图中,步骤A14~步骤A17是与接触块移载机构128 有关的工序。与被试验体移载机构126有关的工序、与托架控制机构127 有关的工序、以及与接触块移载机构128有关的工序能够适当地并行实 施。
参考图10A~图10C、图11A~图11D、图12A以及图12B,以下说 明本实施方式的载置装置120中的被试验体1以及接触块12的详细的载 置过程。在图10A~图10C、图11A~图11D、图12A以及图12B的例 子中,在单一的试验用夹具10的托架11上载置多个被试验体1,在被已 经载置于托架11的各被试验体1被覆的位置处安装接触块12。
步骤A1中,将要载置于托架11的多个被试验体1以搭载于芯片板 131的状态设置到载置装置120的被试验体移载机构126。步骤A2中, 将要载置于托架11的多个接触块12以搭载于接触块料盒136的状态设置 到载置装置120的接触块移载机构128。步骤A3中,如图11A所示,将 托架11设置到载置装置120的托架控制机构127内的规定位置。
步骤A4中,被试验体移送部122把持芯片板131上的单一的被试验 体1。详细而言,被试验体吸附位置修正用照相机132拍摄芯片板131上 的载置对象的被试验体1,基于拍摄图像来识别载置对象的被试验体1的 位置。基于识别结果,被试验体移送部122通过真空吸附来把持载置对象 的被试验体1。
步骤A5中,被试验体底面识别用照相机133从被试验体移送部122 把持的被试验体1的底面侧拍摄该被试验体1。步骤A6中,基于被试验 体底面识别用照相机133的拍摄图像,识别被试验体移送部122把持的被 试验体1的形状以及把持状态。尤其是,如图11B所示,识别被试验体1 相对于被试验体移送部122的基准轴的X方向及Y方向的位置偏差等。
步骤A7中,移动托架11,使得吸附孔14的开口部位于载置装置120 的规定的搭载位置处,该吸附孔14开口于托架11上的载置对象的被试验 体1要载置的预定位置17处。步骤A8中,托架位置修正用照相机134 从托架11的基台51的平面侧拍摄该托架11的预定位置17内的吸附孔 14的开口部。步骤A9中,基于托架位置修正用照相机134内的拍摄图像, 识别托架11内的要载置被试验体1的预定位置17。尤其是,如图11B所 示,识别吸附孔14相对于搭载位置的X方向及Y方向的位置偏差等。
步骤A10中,基于被试验体移动部122把持的被试验体1的形状以 及把持状态的识别出的位置偏差、以及托架11内的要载置被试验体1的 预定位置17的识别出的位置偏差,把握托架11的X方向以及Y方向的 位置修正量。步骤A11中,修正托架11的位置,从而消除所把握的托架 11的位置修正量。例如,修正托架11的位置,使得吸附孔14位于搭载 位置的中心。
步骤A12中,如图11C所示,在托架11上的识别的预定位置17的 中心与被试验体1的中心一致的位置处,载置被试验体1。载置完成后, 托架控制机构127从步骤A12返回步骤A4,进行下一个被试验体1的移 载控制。
步骤A13中,托架11的吸附孔14内的气体由载置用真空吸引源135 吸引。吸附孔14内的气体吸引持续到后述的步骤A18。
与步骤A4~步骤A13的工序并行地实施步骤A14~步骤A16的工 序。步骤A14中,接触块移送部123从接触块料盒136中把持单一的接 触块12,并向本实施方式的检查装置110移送。
步骤A15中,在本实施方式的检查装置110中检查接触块12的电气 特性。若电气特性不良,则在步骤A16中将质量不良的接触块12设置到 质量不良块料盒。排除质量不良的接触块12后,从步骤A15返回步骤 A14,接触块移送部123把持下一个接触块12,并向本实施方式的检查装 置110移送。反复进行步骤A14~步骤A16的处理,直到得到电气特性 良好的接触块12为止。若得到电气特性良好的接触块12,则从步骤A15 前进至步骤A17。
步骤A17中,如图11D所示,接触块移送部123将电气特性良好的 接触块12安装于已经在步骤A12中载置了被试验体1的托架11。安装接 触块12后,接触块移载机构128从步骤A17返回步骤A14,进行下一个 接触块12的移载控制。
安装接触块12后,步骤A18中,托架11的吸附孔14内的气体吸引 结束。步骤A13~步骤A18期间,通过托架控制机构127的控制,吸附 孔14内的气体由真空吸引源23吸引。在进行吸附孔14内的气体吸引时, 被试验体1被真空吸附于托架11上。由此,从载置被试验体1之后到安 装接触块12的期间,防止被试验体1的位置错位。因而,提高了被试验 体1载置到托架11的载置精度。
吸引结束后,托架控制机构127从步骤A18返回步骤A7,进行与托 架11上的下一个被试验体1的下一个预定位置17有关的托架控制。
反复执行步骤A4~步骤A18的工序,直到多个被试验体1全部载置 到托架11上,并且安装了与各被试验体1对应的全部接触块12为止。全 部被试验体1的载置以及全部接触块12的安装完成后,如图10B所示, 从载置装置120中取出载置了被试验体1的试验用夹具10。
如图10C所示,将从本实施方式的载置装置120取出的已经载置了 被试验体1的试验用夹具10安装到本实施方式的试验装置20。本实施方 式的试验装置20使用上述状态的试验用夹具10,在控制试验用夹具10 的温度环境的同时,经由接触块12向试验用夹具10中载置的被试验体1 供电。测定响应于供电而驱动的被试验体的驱动结果,检查该被试验体的 特性。
在本实施方式的试验装置20的试验过程中,试验装置20中,在试验 用夹具10载置在恒温板74上的状态下,经由恒温板74的连通孔81从托 架11的吸附孔14对气体进行真空吸引。其结果是,在试验用夹具10内 固定被试验体1,并且恒温板74与托架11紧贴在一起。由此,精度良好 地执行使用试验用夹具10的试验。
在使用本实施方式20对被试验体1进行试验之后,从本实施方式的 试验装置20中取出试验用夹具10,从取出的试验用夹具10中取下被试 验体1。对于从试验用夹具中取下的被试验体,基于使用试验用夹具10 的试验的试验结果,根据各被试验体的特性进行分级并回收。通过以上过 程,完成使用本实施方式的试验装置20的被试验体的试验。
从试验用夹具10回收被试验体1的过程例如按照本实施方式的载置 装置120中将被试验体1载置到试验用夹具10的载置过程的相反过程来 进行。试验用夹具10的接触块12与托架11装卸自如,因而本实施方式 的从试验用夹具10回收被试验体的过程也是容易的。因而,本实施方式 的试验用夹具10的方便程度较高。
如以上所说明,本实施方式的试验用夹具10、试验装置20、检查装 置110、以及载置装置120是本发明的试验用夹具10、试验装置20、检 查装置110、以及载置装置120的最佳实施方式的一种。关于本实施方式 的试验用夹具10、试验装置20、检查装置110、以及载置装置120的构 成要素的详细构成,只要是能够发挥上述作用效果的构成,不限于上述构 成,也可以使用其它各种构成。
本发明能够在不脱离其精神或主要特征的情况下以其它各种方式实 施。因此,上述实施方式在所有方面仅仅为例示而已,本发明的范围是权 利要求书所示的范围,不受说明书正文的任何约束。此外,属于权利要求 书的变形、变更也全部包含在本发明的范围内。
符号说明
1  被试验体
2  半导体芯片
3  基座
4  芯片部件
5  完成状态的半导体元件
6  封装件
7  封装件的端子电极
10  试验用夹具
11  托架
12  接触块
13  接触块的接触部件
14  托架的吸附孔
17  托架上的被试验体的预定位置
18  托架上的接触块的基准位置
20  试验装置
21  温度环境控制部
22  试验用电力供给部
23  真空吸引源
25  受光元件
26  支承基板
27  基板移动部
28  试验用电力供给部的外部电极
29  试验用电力供给部的驱动电路
31  接触部件的内部接触端部
32  接触部件的外部接触端部
33  接触部件的中央弯曲部
41  接触块的盖体
42  接触块的底板
43  接触块的块用定位销
45  盖体的底部沟
46  盖体的固定凹部
48  底板的狭缝
51  托架的基台
52  托架的载置台
53  托架的固定机构
54  托架的镜台
61  块用嵌合凹部
62  夹具用嵌合凹部
64  固定机构的制动球
65  固定机构的球用弹簧
66  固定机构的固定部件
67  固定部件的收纳凹部
74  温度环境控制部的恒温板
75  温度环境控制部的加热冷却部
81  恒温板的连通孔
100  基座接合激光器芯片
110  接触块的检查装置
111  模拟托架
112  模拟芯片
113  检查用电力供给部
114  电阻测量部
117  检查用电力供给部的检查用外部电极
120  载置装置
122  被试验体移送部
123  接触块移送部
124  移送控制部

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本发明提供一种试验装置,能够使用易于维护管理的夹具,进行质量不良判定时的损失为最小限度的试验。试验装置(20)针对的被试验体(1)是与基座(3)接合的半导体芯片(2),在装卸自如地配备于试验装置(20)的试验用夹具(10)中,在托架(11)上载置被试验体(1),将接触块(12)装卸自如地安装于托架(11),接触块(12)的接触部件与被试验体(1)电连接。在试验装置(20)中,控制保持被试验体(1)。

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