JPH08213438A - 検査方法及び検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】被検査体を所定温度に加熱して電気的特性の検
査を行うにあたり、被検査体の電源端子と接地端子との
間の所定回路における電圧値を検出して、予め電圧値を
温度データに変換したものと比較して、被検査体の検査
時の温度を検出し、被検査体の設定温度に対して誤差を
少なくする検査方法及び検査装置を提供すること。 【構成】恒温槽中に電圧値を検出する電圧計が接続した
デバイスが載置され、所定温度に設定する加熱装置が備
えられる。デバイス１０が加熱された状態で、デバイス
１０に備えられた接地端子側から所定回路を通り、電源
端子側へ電流を流す。その際、デバイスに発生する電圧
降下値を温度データに変換して、デバイス検査時の検出
電圧値と対応させる基準温度とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は検査方法及び検査装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に被検査体、例えば半導体集積回路
をパッケージした半導体デバイスの検査装置としては、
デバイスプローバが知られている。この検査装置で上記
デバイスの電気的特性を検査する項目には、デバイスを
加熱した状態で行うもの、例えばバーンインテストがあ
る。この検査装置には、当然のことながらデバイスを加
熱するための加熱装置が備えられている。このデバイス
を加熱する技術の一つして、特開昭６１−１０２５６７
公報に開示された技術がある。この技術は、搬送される
デバイスの下部を所定温度に上昇させるのに必要な長さ
を有する下部加熱板と、上記搬送するデバイスの上方
で、上下方向に移動可能に設けられた、上記デバイスの
上部を加熱する上部加熱板により搬送中のデバイスを加
熱するものである。

【０００３】又、加熱された被検査物の温度検出技術と
しては、特公平６−７６９２２号や特公平６−７５００
９号に開示された技術がある。この技術は、放射温度計
を用い、被検査体の放射率から被検査体の表面温度を検
出するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、デバイ
スなどが載置台に載置された、静止時の温度の他に、実
際にデバイスが作動している状態時、例えば電子回路と
して機能している時の温度を正確に測定する技術が求め
られるようになってきた。

【０００５】本発明の目的は、デバイスを加熱又は冷却
して、電気的特性の検査を行う際に、加熱又は冷却され
たデバイスの予め定められた電気的回路における電気的
信号を検出し、前記加熱又は冷却を制御して、デバイス
を所定温度に設定して検査する検査方法および検査装置
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、所定
の電気回路を有する被検査体を加熱又は冷却し、前記所
定の電気回路の電圧値を検出する工程と、この工程によ
り検出された電圧値と、予め記憶された設定値とを比較
し、前記被検査体の温度を算出する工程と、この工程に
より得られた、前記被検査体の温度を設定温度に温度制
御し、前記被検査体の電気的特性を検査する工程とを具
備したことを特徴とする。

【０００７】請求項２の発明は、少なくとも１つの電源
端子と、少なくとも１つの接地端子とを有し、前記電源
端子と接地端子との間に、所定回路を有する被検査体を
加熱又は冷却する工程と、この工程により加熱又は冷却
された被検査体の、前記所定回路における電圧値を検出
する工程と、予め、前記所定回路の温度変化に対して求
めた電圧値を温度データに変換したものと比較する工程
と、この比較により、前記被検査体を所定温度に加熱又
は冷却して検査する工程とを具備したことを特徴とす
る。

【０００８】請求項３の発明は、少なくとも１種の被検
査体を加熱又は冷却して、前記被検査体の所定回路の検
査温度に対する電流値又は／及び電圧値を検出し、この
検出値に基づいて基準値を設定する工程と、検査される
被検査体の種類に対応した、前記基準値と、前記被検査
体を加熱又は冷却し検査する際の、前記所定回路に対す
る電流値又は／及び電圧値とを比較する工程と、この比
較により、所定以上の値の差異を検出した際、前記被検
査体を加熱又は冷却する加熱量を変化させる工程と、こ
の工程で得られる検査温度にて、前記被検査体を検査す
る工程とを具備したことを特徴とする。

【０００９】請求項４の発明は、複数の被検査体を加熱
又は冷却し、電気的に検査を行う検査装置であって、被
検査体の所定回路の温度に対する出力電圧を記憶する手
段と、この手段により記憶されたデータに基づいて被検
査体の温度を設定する加熱手段とを具備したことを特徴
とする。

【００１０】請求項５の発明は、予め定められた温度
で、被検査体の電気的特性を検査するに際し、前記温度
の設定は、前記被検査体を加熱又は冷却することによ
り、前記被検査体の予め定められた回路に発生する電気
的信号から、前記被検査体の温度を検出し、所定温度に
調整することを特徴とする。

【００１１】

【作用】被検査体を所定温度に加熱又は冷却し検査する
際に、被検査体の電源端子と接地端子との間の所定回路
における電圧値を検出して、予め電圧値を温度データに
変換したものと比較して、被検査体を所定温度に加熱す
る加熱量を制御するので、被検査体の温度バラツキをな
くし、温度管理を正確に行うことができる。更に、被検
査体を加熱する際に、被検査体の所定回路の温度に対す
る出力電圧を記憶して、その記憶したデータに基づいて
加熱手段を制御するので、予め被検査体の温度設定を行
えば、温度校正作業を簡素化することもできる。

【００１２】

【実施例】本発明の一実施例について、添付図面に基づ
いて述べる。図１及び図２に示す様に、半導体集積回路
チップをパッケージングしてなる被検査体、例えばデバ
イス１０（以下デバイス）の検査装置は、次の様に構成
されている。すなわち、上記装置の正面側（図１では裏
側）には、１個又は複数、例えば４個のトレー載置部
（１〜４）が、Ｘ軸方向に沿って配置されている。上記
各トレー載置部（１〜４）には、垂直方向（Ｚ軸方向）
に複数枚の四角形状トレー２９が重なる様に設けられて
いる。前記トレー載置部１，２の奥側には、これらに対
向して、多数の被検査デバイス１０を検査するための温
度に同時に加熱するための加熱装置５が設けられてい
る。この加熱装置５の横には、供給用整列部６及び収納
用整列部７が、一体的にＸレール８にガイドされつつ、
図示しない駆動機構により、Ｘレール８上をＸ方向に移
動する様に備えられる。この実施例では、加熱装置５は
Ｌ字状に構成され、この装置５にくい込む構成に上記収
納部６，７が位置して設けられている。そして、前記整
列部６，７は表面に被検査体を位置合わせ（整列）する
ための手段、例えば複数の凹部９を備えていて、この中
にデバイス１０が入れられると、自動的に水平姿勢で所
定の向きにデバイス１０は、アライメント（位置合わ
せ）される。上記デバイス１０がフラットパッケージ型
のＩＣの場合には、四角形状の凹部９で構成されてい
る。この凹部９は、ＩＣが搬入される受入れ口の四辺の
角部が、ＩＣの搬入が容易となる様に、拡開状にテーパ
が設けられる。

【００１３】トレー載置部１，２上のトレー内のデバイ
ス１０は、４個の吸着保持部１１を備えた搬送機構であ
るローダ１２により、４個同時に加熱装置５に移載され
て加熱される。その後、デバイスはローダ１２により供
給整列部６に搬送される。前記整列部６，７の移動領域
からトレー載置部１〜４とは反対側のＹ方向に離れた検
査位置には、円板状の保持体１３が設けられ、この保持
体１３には、図３に示すソケット部１４が配設されてい
る。このソケット部１４は、デバイス１０のリード端子
列１５が、篏合により接触して、その下方のテストヘッ
ド（図示せず）にリード端子列１５を電気的に接続す
る。即ち、プローブとしての役割を有するものである。
そして、この検査装置においては、デバイス１０をＩＣ
の上面から保持し、このソケット部１４と整列部６，７
との間で、デバイス１０を予め定められたプログラムに
より自動的に搬送する搬送機構１６を備えている。電気
的特性の検査が行われたデバイス１０は、搬送機構１６
により再び収納用整列部７に搬送される。また、前記ロ
ーダ１２と同様に４個の吸着保持部１７を備えたアンロ
ーダ１８が、検査結果、例えば良品、不良品に応じてデ
バイス１０を、予め定められたトレー載置部３，４の何
れかに搬送するために設けられている。

【００１４】次に、図３及び図４を用いながら、検査ス
テージの詳細について述べる。検査ステージには、円板
状の保持台１３が備えられている。この保持台１３は、
例えば絶縁体で構成されている。そして、前記円板状の
保持台１３の中心部には、デバイス１０が搬送機構１６
により検査ステージに運ばれた際、デバイス１０を受け
入れる凹形状のソケット部１４を備えている。この凹形
状によりデバイス１０は、恒温条件の雰囲気で温度制御
される。また、前記凹形状のソケット部１４中央には、
デバイス１０を載置する受け台３２が備えられている。
そして、凹形状のソケット部１４の内側方形状周縁の上
下方向には、前記デバイス１０が受け台３２に載置され
た際、下方に設けられたテストヘット（図示せず）と、
前記デバイス１０の各リード端子１５とが接触し、電気
的検査をするための電極３３列が設けられている。即
ち、デバイス１０が搬入された際、各リード端子１５の
列と各電極３３の列が、夫々篏合する構造に構成されて
いる。

【００１５】次に、上述の検査装置の動作について述べ
る。まず、トレー載置部１に設けられたトレー表面の予
め定められた位置に、デバイス１０を配列する。次に、
予め定められたプログラムにより自動的にＣＰＵがコン
トローラを制御し、ローダ１６に備えられた吸着保持部
１１がデバイス１０の上面を４個同時に吸着保持して、
加熱装置５の予め定められた位置に搬送する。そして、
デバイス１０が４個づつ順次、載置台２１上の総ての凹
部９に順次載置されると、吸引路（図示せず）を通しエ
アーが吸引され、吸引孔２２がデバイス１０の下面を真
空吸着する。その後、ローダ１２側の真空吸着を解除す
る。これにより、載置台２１はデバイス１０を受け取り
安定して載置する。その後、前記載置台２１は、ヒータ
２４により加温され、加温された載置台２１は、この載
置台２１上のデバイス１０を加温し、この加温されたデ
バイス１０の後述する予め定められた回路の電気的信号
と、予め校正された温度データに基づき、所定の温度、
例えば１５０℃にデバイス１０自身の温度を設定する。
そして、載置台２１の真空吸着が解除すると、前記ロー
ダ１２がデバイス１０を４個同時に吸着保持し、加熱装
置５から供給整列部６に搬送する。

【００１６】そして供給用整列部６は、加熱装置５にお
いて、概ね揃っているデバイス１０の向きを、逆角錐台
状に形成された位置合わせ用の凹部にデバイス１０を搬
入することでアライメント（位置合わせ）を行う。そし
て、搬送機構１６に設けられた吸着保持部３０が、アラ
イメントされたデバイス１０を２個吸着保持して、検査
位置へ搬送する。すなわち、デバイス１０は、搬送機構
１６により吸着保持され、円板状の保持台１３上方で停
止した後、搬送機構１６が下降する。そして、搬送機構
１６は保持台１３に設けられたソケット部１４にデバイ
ス１０を載置する。その後、搬送機構１６は、デバイス
１０を一定圧力で受け台３２に押圧し、デバイス１０の
リード端子１５とソケット部１４に設けられた電極３３
とが圧接され、電気的に接触することにより、下方のテ
ストヘット（図示せず）を介して接続されるテスタによ
り、電気的特性の検査を行う。そして、供給用整列部６
は、一端部に移動し、次段の測定を行うデバイス１０を
授受して、Ｘ方向に所定量移動し、待機する。そして、
前述のように、搬送機構１６がデバイス１０を順次検査
位置に搬送し、デバイス１０の電気的特性の検査を順次
実行する。

【００１７】次に、デバイス１０の検査時の温度検出方
法について、図面に基づいて説明する。図５は、デバイ
スの電気的特性の検査を行う構成図であり、少なくとも
１つのグランドと少なくとも１つの電源と所定回路３
４、例えばダイオードを含む所定回路を備えているデバ
イス１０が、デバイス１０内部に温度分布の違いが生じ
ない様に、例えば、熱の外部への放射のない様な断熱容
器と、内部の温度を一様にする循環装置と、設定温度を
検出する温度検出器とで構成される（図示せず）恒温槽
３７あるいはシリコンオイル中などに載置される。この
恒温槽３７には、デバイス１０を加熱するための加熱装
置３５が設けられている。また、デバイス１０のリード
端子１５には、デバイス１０の所定回路３４に電流が流
れる時の電圧値を検出する電圧計３６が設けられてい
る。又、加熱装置３５の温度を設定し、且つ、電圧計３
６での電圧値を記憶する手段３９が、電圧計３６と加熱
装置３５との間に設けられている。そして、恒温槽３７
を加熱装置３５により加熱し、一定温度、例えば１５０
℃に設定する。

【００１８】次に、デバイス１０に備えられている所定
回路３４の接地端子側から電源端子側へ微少電流、例え
ば１００μＡを流す。そしてこの時、デバイス１０の所
定回路３４に生じる電圧降下値を測定する。その際、最
も温度に対する電圧降下量が大きい接地端子と電源端子
とを選択し、この電圧降下値から基準温度を求めるため
に必要な温度関数を導くために、デバイスを加熱する温
度を変えて、例えば５０℃、１００℃、上述の測定を行
う。

【００１９】このような測定により得られたデバイス１
０の加熱温度とデバイスに電流を流した時のデバイス１
０の電圧降下値の関係を表したものが図６である。そし
て、この図６を横軸に温度をとり、縦軸に電圧降下値を
とりプロットしたものが、図７に示される。

【００２０】図７に示される様に、デバイス１０の温度
とデバイス１０の所定回路３４の電圧降下値は、一次関
数で表される。そして、この一次関数を利用すること
で、デバイス１０の電気的特性の検査を行う際、デバイ
ス１０に一定電流を流し、電圧降下値Ｖｏが生じれば、
デバイス１０の温度はＴｏであると検出できる。次に、
デバイス１０が検査位置において、実際に検査される際
の載置台の温度設定について、図面に基づいて述べる。

【００２１】図８に示す様に、デバイス１０が検査ステ
ージの中央部にある受け台３２に載置される。デバイス
１０の中心部には、予めデバイスの内部温度検出のため
の熱電対１６が埋め込まれている。また、デバイス１０
の上方には、デバイス１０の表面温度を測定するための
赤外線放射温度計が設けられている。ここで、デバイス
１０の電気時特性の検査は、デバイス１０に備えられた
リード端子１５と受け台３２の外側に設けられた電極３
３が接触し、デバイス１０の下方に設けられているテス
トヘット（図示せず）を介してテスタにより検査が行わ
れる。この検査の際、デバイス１０の温度設定をデバイ
ス１０に所定の電流を探針３８から流し、その時の電圧
値を温度変換して制御部２８に記憶させる。また、デバ
イス１０に埋め込んだ熱電対を用いて中心温度を求め、
制御部２８に記憶させる。そして、この温度データを比
較して、制御部２８により、デバイス１０を設定温度に
加熱する加熱装置３５の温度設定及び温度制御を行う。
又、この時、同時にデバイス１０の表面温度を赤外線放
射温度計を用い、放射率から表面温度を測定し、制御部
２８に記憶させて、以後のデバイスの温度校正は、表面
温度により行うようにする。こうすることで、次段から
は表面温度でのみ温度校正できるので、温度校正作業を
簡略化できる。

【００２２】このような実施例によれば、デバイス１０
の電気的特性が検査されている際に、デバイス１０のサ
イズや型などによらないで、デバイス１０の作動時のデ
バイス１０の温度を保証することができ、検査時の温度
バラツキがなく、検査における温度管理の精度が増し、
被検査体の信頼性試験を行った際、信頼性データのバラ
ツキやとびだし等がなくなる。また、加熱装置３５の温
度校正用に作製していた温度センサー等を作成せずにす
むので、作業時間を短縮でき、作業効率が向上する。更
にまた、真の被検査体回路の電気的信号から温度を検出
するので、理想的温度環境での検査が可能である。ま
た、予め、デバイスの加熱条件を設定して、制御部に記
憶させるので、次回はそのデータを利用して、デバイス
の温度設定を行えるので、加熱温度設定作業が不必要に
なるので、作業時間を短縮できる。

【００２３】本実施例では、デバイス１０の加熱にのみ
限定しているが、室温（２０℃）や冷却した際の温度設
定にも利用できる。また、所定回路を備えているのであ
れば、デバイス以外の被検査体の温度を管理する際にも
利用できる。また、上記実施例では、被検査体の温度を
検出するのに、微少電流を外部から流した例について説
明したが、光起電効果を利用できる温度であれば、外部
から電流を供給しなくてもよい。更にまた、上記実施例
では、実温度に換算する手段として、図７の一次関数的
変換の例について説明したが、直線的換算に限ることな
く、曲線的換算であってもよい。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、被検査体ごとの温度のバラツ
キがなくなり、測定精度が向上することにより、被検査
体の検査結果の信頼性を向上できる。更に、請求項４に
よれば、一度被検査体の温度設定を行えば、次段の検査
の際は記憶させたデータを使用できるので、温度校正作
業も簡素化できるので、作業性も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係わるデバイスプローバーの
斜視図

【図２】図１のデバイスプローバーの平面図

【図３】図１のデバイスプローバーの検査ステージの斜
視図

【図４】図１のデバイスプローバーの検査ステージの断
面図

【図５】図１のデバイスプローバーの温度設定方法の説
明図

【図６】図１のデバイスプローバーの温度設定工程の測
定データ

【図７】図１のデバイスプローバーの温度設定工程の測
定データ図

【図８】図１のデバイスの検査時の温度設定方法の説明
図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の電気回路を有する被検査体を加熱
   又は冷却し、前記所定の電気回路の電圧値を検出する工
   程と、この工程により検出された電圧値と、予め記憶さ
   れた設定値とを比較し、前記被検査体の温度を算出する
   工程と、この工程により得られた、前記被検査体の温度
   を設定温度に温度制御し、前記被検査体の電気的特性を
   検査する工程とを具備したことを特徴とする検査方法。
2. 【請求項２】 少なくとも１つの電源端子と、少なくと
   も１つの接地端子とを有し、前記電源端子と接地端子と
   の間に所定の回路を有する被検査体を加熱又は冷却する
   工程と、この工程により加熱又は冷却された被検査体
   の、前記所定回路における電圧値を検出する工程と、予
   め前記所定回路の温度変化に対して求めた電圧値を温度
   データに変換したものと比較する工程と、この比較によ
   り、前記被検査体を所定温度に加熱又は冷却して検査す
   る工程とを具備したことを特徴とする検査方法。
3. 【請求項３】 少なくとも１種の被検査体を加熱又は冷
   却して、前記被検査体の所定回路の検査温度に対する電
   流値又は／及び電圧値を検出し、この検出値に基づい
   て、基準値を設定する工程と、検査される被検査体の種
   類に対応した、前記基準値と、前記被検査体を加熱又は
   冷却し、検査する際の前記所定回路に対する電流値又は
   ／及び電圧値とを比較する工程と、この比較により、所
   定以上の値の差異を検出した際、前記被検査体を加熱又
   は冷却する加熱量を変化させる工程と、この工程で得ら
   れる検査温度にて、前記被検査体を検査する工程とを具
   備したことを特徴とする検査方法。
4. 【請求項４】 複数の被検査体を加熱又は冷却して電気
   的に検査を行う検査装置であって、被検査体の所定回路
   の温度に対する出力電圧を検出し記憶する手段と、この
   手段により記憶されたデータに基づいて、被検査体の温
   度を設定する加熱手段とを具備したことを特徴とする検
   査装置。
5. 【請求項５】 予め定められた温度で、被検査体の電気
   的特性を検査するに際し、前記温度の設定は、前記被検
   査体を加熱又は冷却することにより、前記被検査体の予
   め定められた回路に発生する電気的信号から、前記被検
   査体の温度を検出し、所定の温度に調整することを特徴
   とする検査方法。