專利名稱：用于半導(dǎo)體特性測定的夾具及其制造方法和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測定半導(dǎo)體芯片動作特性的裝置上所使用的夾具及其制造方法和使用方法。
一旦終端機及使用了個人計算機的電子儀器決定了新的規(guī)格，接著就要進行詳細的設(shè)計，進行使用了計算機的邏輯設(shè)計，并為了實現(xiàn)電路而進行必要的大規(guī)模集成電路(LSI)的設(shè)計。
現(xiàn)在，這樣的LSI并不使用市場上銷售的把各種門電路組合到各個集成電路中去而構(gòu)成的LSI，更多的是制造像可編程門陣列那樣的符合用途的專用的用戶半導(dǎo)體芯片。
在這樣的半導(dǎo)體芯片以及大量使用的存儲器半導(dǎo)體芯片的測試中，通常應(yīng)用用于測定其工作特性的LSI測試儀。
作為這樣的測試儀器，已開發(fā)出向半導(dǎo)體芯片的各個端子上供給電源、以一定的時序產(chǎn)生信號或讀取來自半導(dǎo)體芯片的信號以測定芯片是否按設(shè)計而工作的儀器，例如，已知有如刊登在工業(yè)調(diào)查會平成5年11月20日發(fā)行的雜志1994年版電子材料別冊《超LSI制造、試驗裝置》第165頁-197頁上的種種測試儀器，對于這樣的半導(dǎo)體特性測定裝置一般應(yīng)用由計算機產(chǎn)生信號及讀取信號并進行測試的方法。
在這樣的測試儀器中，多使用載有半導(dǎo)體芯片并用于與測試儀器連接的變換板(以下稱為DUT)。這樣的變換板如在特開昭63-36166號公報所公開的那樣，載有半導(dǎo)體芯片用插座、電源、接地線和信號線必要時還帶有電阻、繼電器等電子部件，把半導(dǎo)體所用插座配置在中心，從該插座呈放射狀配置信號線，變換板的主要部分為圓狀。
另外，作為配線板的測試儀器已知有如特開昭63-78076號公報公開的那樣，用具有彈性的接觸端子使其與配線板的連接部分相接觸以進行電氣測試的儀器。
然而，該DUT必須根據(jù)半導(dǎo)體裝置的種類來制作，另外，試驗速度也要達到100MHz以上的高速，因此，在配線圖形的特性阻抗和串音方面要求嚴格的條件，因而，即使是作成配線板價格也相當高。
還有，在測試不同種類的半導(dǎo)體裝置時，必須逐個交換DUT，在接線方面也很費時間。
本發(fā)明的目的在于提供一種經(jīng)濟且交換作業(yè)效率高的用于半導(dǎo)體裝置測定的夾具及其制造方法和使用方法。
本發(fā)明的用于半導(dǎo)體裝置測定的夾具的特征是它由電路基板1、中間板2和電路基板3構(gòu)成。電路基板1由連接到測試器或電源等上去的接續(xù)端子群11、連接到電路基板3上去的接續(xù)端子群13以及把各端子群11和13進行電氣連接的配線導(dǎo)體群12構(gòu)成。電路基板3由在對應(yīng)于電路基板1的端子群13的位置上連往電路基板1的接續(xù)端子群31、至少連往裝在電路基板3上的半導(dǎo)體裝置或連往與半導(dǎo)體裝置進行連接的插座的接續(xù)端子群33以及把各端子群31和33進行電氣連接的布線導(dǎo)體群32構(gòu)成。中間板2在對應(yīng)于上述端子群13和端子群31的位置上，具有絕緣板，該絕緣板上有多個內(nèi)壁已金屬化了的孔21，在這些孔21的內(nèi)部還具有與孔的內(nèi)壁相互絕緣并有彈性的插銷22。
這時，如果在設(shè)置于中間板2上的孔21內(nèi)的內(nèi)壁與插銷22之間設(shè)置絕緣材料，則能夠把由插銷22和內(nèi)壁金屬層構(gòu)成的同軸線結(jié)構(gòu)的特性阻抗限制在一定的范圍之內(nèi)而令人滿意。
本發(fā)明的中間板2上，由于能夠使用多個在絕緣基板201上開孔21并把孔內(nèi)壁金屬化了的板，并能夠加大絕緣基板201的孔徑/孔長比(以下稱為縱橫比)，改善了電鍍的四周附著性，所以令人滿意。
還有，該中間板2使用多個在絕緣基板201上開有孔21，并把孔內(nèi)壁金屬化了的板和金屬板202共同構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，用螺栓緊固電路基板1和中間板2的金屬板202，能夠使測試穩(wěn)定，故令人滿意。
進而，代替中間板2，能夠使用金屬板92，也能夠使用在對應(yīng)于端子群13及端子群31的位置上具有多個孔、同時在該多個孔的內(nèi)部具有與該孔內(nèi)壁相互絕緣的插銷22的板。
插銷22還能夠預(yù)先用錫焊等方法固定在電路基板1上。由于使用該金屬板92作中間板使測試夾具變重，因此這是不希望的。但因在進行測試的LSI的端子板少時金屬板92上插銷通過的通孔21的數(shù)少，故能夠把支持著通孔21的部位以外的金屬切除掉以減輕重量。此外，能夠只在加工金屬板時制作，故可節(jié)省經(jīng)費。
電路基板1中，端子群11和端子群13之間的配線導(dǎo)體中，至少信號配線導(dǎo)體12的每一個最好都形成等長，由于能夠使信號間的延遲相等，故提高測試的可靠性。
同樣，電路基板3中，端子群31和端子群33之間的配線導(dǎo)體32中，至少信號配線導(dǎo)體的每一個最好都形成等長。
在孔21內(nèi)壁形成的金屬層或中間板2，為抑制串音及噪聲或為了使由銷引起的線路的特性阻抗恒定，最好接電源或接地。
這種用于半導(dǎo)體測試的夾具的制造能按如下步驟進行做電路基板1，在該板上形成連接測試儀器或電源等的連接端子群11、連接電路基板3的連接端子群13以及把各端子群11和13進行電氣連接的配線導(dǎo)體群12，做電路基板3，在該板上形成連接電路基板1的連接端子群31，該端子群位于對應(yīng)電路基板1的端子群13的位置上，在該板上還形成至少連接安裝在電路基板3上的半導(dǎo)體裝置或連接與半導(dǎo)體裝置進行連接的插座的連接端子群33，另外，該板上還形成把各端子群31和33進行電氣連接的配線導(dǎo)體群32，然后，做在對應(yīng)于上述端子群13以及端子群31的位置上開孔并將孔內(nèi)壁金屬化的中間板2，再把多個插銷22固定在電路基板1的端子群13上，把中間板2固定在電路基板1上并使多個彈性插銷22不接觸孔21。
這里應(yīng)用的電路基板1及/或電路基板3能夠使用按美國專利3，674，914號所公開的方法制造出來的基板，在絕緣基板的表面或在具有內(nèi)層電路的基板被絕緣化了的表面上，設(shè)置粘接劑層，在該表面上，邊用超聲波活化該粘接劑，邊把具有粘接劑的絕緣被復(fù)電線固定為所希望的形狀。
還有，作為把中間板2固定時使多個插銷22不接觸孔21的方法，最好在插銷22的周圍設(shè)具有與孔21幾乎相同或稍小直徑的絕緣性塑料制的襯套，另外，在把中間板2固定于電路基板1之后，也可以在插銷22和孔21的內(nèi)壁之間充填絕緣性塑料40。作為這種絕緣性塑料，最好使用高頻特性穩(wěn)定的四氟(代)乙烯。
各準備1塊電路基板1和中間板2，根據(jù)測試半導(dǎo)體裝置的種類做成電路基板3，在保持把測試儀器或電源等連接電路基板1的狀態(tài)下，交換電路基板3，則用這樣的用于半導(dǎo)體測試的夾具就能夠測試2種以上的半導(dǎo)體裝置。


圖1A是說明本發(fā)明一實施例的概略分解斜視圖，圖1B是概略斷面圖。
圖2A是給出本發(fā)明一實施例部分結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖;
圖2B為示出另一實施例的側(cè)視圖;
圖3A為圖2A一部分的放大斷面圖;
圖3B為圖2B一部分的放大斷面圖;
圖4A是示出本發(fā)明一實施例的電路基板1的頂視圖;
圖4B是將圖4A的(4B)部分放大后的頂視圖;
圖5A是示出本發(fā)明一實施例的電路基板3的頂視圖;
圖5B是將圖5A的(5B)部分放大后的頂視圖;
圖6是示出本發(fā)明一實施例的中間板2部分環(huán)形板的頂視圖;
圖7是示出本發(fā)明一實施例的中間板2部分隔離圈的頂視圖。
(實施例1)實施例1如圖1A所示，本實施例的DUT由作為電路基板1的性能板、作為中間板2的環(huán)形板和作為電路基板3的插座板構(gòu)成。
電路基板1(性能板)如圖4所示，作為多線路布線板由連接測試儀器或電源等的接續(xù)端子群11、連接電路基板3的接續(xù)端子群13以及把各端子群11和13進行電氣連接的配線導(dǎo)體群12構(gòu)成，是在絕緣基板或在具有內(nèi)層電路的基板絕緣化了的表面上設(shè)置粘接劑，用超聲波邊活化該粘接劑邊把具有粘接劑的絕緣被復(fù)電線固定為所希望的形狀而制造的，并在端子群11和端子群13之間的配線導(dǎo)體中至少每一根信號配線導(dǎo)體形成等長。
電路基板3(插座板)如圖5A和5B所示，也和電路板1同樣使用多線路布線板，由在對應(yīng)于電路基板1的端子群13的位置上連接電路基板1的連接端子群31、至少連接安裝在電路基板3上的半導(dǎo)體裝置或連接與半導(dǎo)體裝置進行連接的插座的連接端子33群以及把各端子群31和33進行電氣連接的配線導(dǎo)體群32構(gòu)成，端子群31和端子群33間的配線導(dǎo)體中至少每根信號配線導(dǎo)體形成等長。
中間板2如圖2所示，由4片環(huán)形板201和1片隔離圈202構(gòu)成，環(huán)形板如圖6所示，分別以絕緣基板為主要材料，在彈性插銷的位置上以大于該銷的直徑開孔21，在該孔的內(nèi)壁以及全表面上形成鍍銅及鍍錫，隔離圈202如圖7所示，通過鉆孔、銑削加工或打眼工序挖去裝在電路基板3上的插座和電子部件的那些部分，和上述環(huán)形板一樣，在插銷的位置上開孔21。該隔離圈由鋁合金制成，其上還進一步設(shè)有為固定電路基板1和中間板2、或者電路基板3和中間板2的陰螺紋。
在這樣制成的電路基板1的預(yù)定位置上如圖1B所示錫焊固定著彈性插銷22，如圖3A所示，配置四氟(代)乙烯制的襯套以便把該銷的周圍包圍起來，在其上面一片片地迭放4片環(huán)形板，最后，再迭放上1片隔離圈，從電路基板1的背面插入螺栓204，與設(shè)在隔離圈上的陰螺紋吻合、固定。
這時，如圖2所示，彈性插銷稍突出隔離圈，如用手指按壓，就退縮到同隔離圈一樣的高度。
電路基板3根據(jù)要測試的半導(dǎo)體裝置做成若干種，借助于設(shè)在隔離板上的引導(dǎo)插銷迭放，而且也是用螺栓203穿過電路基板3上的孔與設(shè)在隔離板上的陰螺紋吻合、固定。
這時，電路基板1的端子群13和該電路基板3的連接端子群31用彈性插銷電氣相連。
設(shè)在電路基板1的端子連接測試儀器的端子進行試驗。其結(jié)果，由于中間板2和插銷形成同軸線路，因此，特性阻抗值的偏差要低于設(shè)定值的±10%，另外，串音也要在0.5%以下。
實施例2同實施例1一樣，只是在這里控制內(nèi)層電路和絕緣電線之間絕緣層的厚度，使其特性阻抗為50Ω±5Ω的范圍而做成電路基板1(性能板)和電路基板3(插座板)。
中間板2考慮到四氟(代)乙烯襯套，插銷的直徑、環(huán)形板的孔徑，并設(shè)定特性阻抗為50Ω±5Ω的厚度。上述環(huán)形板和隔離圈與電路基板1和電路基板3的接地層電氣連接。
把測試儀器的端子連到設(shè)在電路基板1的端子上進行試驗。其結(jié)果，由于中間板2和插銷形成同軸線路，所以，特性阻抗值的偏差對于設(shè)定值50Ω要低于±3Ω，另外，串音在0.5%以下。
實施例3中的DUT由作為電路基板1的性能板、作為中間板2的環(huán)形板和作為電路基板3的插座板構(gòu)成。
電路基板1(性能板)作為多層印刷配線板由連接測試器或電源等的接續(xù)端子群11，連接電路基板3的接續(xù)端子群13以及把各端子群11和13分別進行電氣連接的配線導(dǎo)體群12構(gòu)成，該多層印刷配線板是如下制成的交替重迭多片具有信號層、電源層、接地層的內(nèi)層電路和聚酯膠片，加熱加壓疊層為一個整體，再通過開孔、鍍銅、刻蝕去除不必要的銅等形成配線導(dǎo)體。在端子群11和端子群13之間的配線導(dǎo)體中，至少每一根信號配線導(dǎo)體都形成等長。
電路基板3(插座板)也同電路基板1一樣，使用多層印刷配線板，由位于與電路基板1的端子群13對應(yīng)位置上且連接電路基板1的連接端子群31至少連接安裝在電路基板3的半導(dǎo)體裝置或連接與半導(dǎo)體裝置進行連接的插座的連接端子群33以及把各端子群31和33進行電氣連接的配線導(dǎo)體群32構(gòu)成，端子群31和端子群33之間的配線導(dǎo)體至少每根信號配線導(dǎo)體形成等長。
中間板2由一片鋁合金制的環(huán)形板和一片隔離圈構(gòu)成，環(huán)形板在彈性插銷的位置上以大于銷的直徑開孔，隔離板把搭載于電路基板3的插座和電子部件的那部分挖掉，還和上述環(huán)形板一樣，在銷的位置上開孔。
在這樣制成的電路基板1的規(guī)定位置上錫焊固定彈性銷，配置四氟(代)乙烯制的襯套圍住該銷的周圍，在該基板1上一片片地迭放4片環(huán)形板，最后迭放隔離板，從電路基板1的背面插入螺栓，與設(shè)在隔離板上的陰螺紋吻合、固定。
這時，彈性銷稍突出隔離板，若用手指按壓，就退縮到同隔離板一樣的高度。
電路基板3根據(jù)要進行測試的半導(dǎo)體裝置做成若干種，借助于設(shè)在隔離板上的導(dǎo)銷進行迭放，而且也通過電路基板的孔用螺栓吻合設(shè)在隔離板上的陰螺紋而固定。
這時，電路基板1的端子群13和電路基板3的連接端子群31通過彈性插銷電氣相連。
把測試儀器的端子連到設(shè)在電路基板1的端子上進行試驗。其結(jié)果，由于中間板2和銷之間形成同軸線，所以特性阻抗值的偏差低于設(shè)定值的±10%，另外，串音也在0.5%以下。
如以上所說明的，根據(jù)本發(fā)明，即使半導(dǎo)體裝置的種類不同也能夠以僅交換電路基板3的作業(yè)進行全部試驗。另外，由于中間板2和銷能夠構(gòu)成同軸線，所以沒有串音，也沒有各信號線上延遲時間的分散，還有，能夠高效地做成這樣的夾具。
權(quán)利要求
1.半導(dǎo)體特性測試用夾具，其特征在于由電路基板1、中間板2和電路基板3構(gòu)成，其中，電路基板1由連接測試儀器或電源等的連接端子11、連接電路基板3的連接端子13以及把各端子群11和13進行電氣接續(xù)的配線導(dǎo)體群12構(gòu)成；電路基板3由位于與電路基板1的端子群13對應(yīng)的位置且連接電路基板1的接續(xù)端子群31、至少連接安裝在電路基板3上的半導(dǎo)體芯片或連接與半導(dǎo)體芯片進行連接的插座的連接端子群33以及把各端子群31和33進行電氣連接的配線導(dǎo)體群32構(gòu)成；中間板2具有絕緣板，該絕緣板在對應(yīng)上述端子群13以及端子群31的位置上有多個其內(nèi)壁被金屬化了的孔21，在多個這樣的孔21內(nèi)部有與孔內(nèi)壁相互絕緣且具有彈性的插銷22。
2.權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體測試用夾具，其特征在于設(shè)于中間板2的孔21的內(nèi)部、內(nèi)壁和插銷22之間有絕緣材料。
3.權(quán)利要求1或2中所述的半導(dǎo)體測試用夾具，其特征在于中間板2是在絕緣基板201上開設(shè)多個孔21，并把孔內(nèi)壁金屬化。
4.權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體測試用夾具，其特征在于中間板2由多片絕緣基板201和金屬板202構(gòu)成，絕緣基板201上開設(shè)孔21并把其內(nèi)壁金屬化，電路基板1和中間板2的金屬板202由螺栓固定。
5.權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體測試用夾具，其特征在于用金屬板92，代替中間板2，在對應(yīng)于端子群13及端子群31的位置上具有多個孔21，同時，在這些孔的內(nèi)部有與孔內(nèi)壁相互絕緣的插銷22。
6.權(quán)利要求1-5的任一項中所述的半導(dǎo)體測試用夾具，其特征在于所述插銷預(yù)先固定在電路基板1上。
7.權(quán)利要求1-6的任一項中所述的半導(dǎo)體測試用夾具，其特征在于電路基板1中，端子群11和端子群13之間的配線導(dǎo)體至少每根信號配線導(dǎo)體形成等長。
8.權(quán)利要求1-7的任一項中所述的半導(dǎo)體測試用夾具，其特征在于電路基板3中，端子群31和端子群33之間的配線導(dǎo)體至少每根信號配線導(dǎo)體形成等長。
9.權(quán)利要求1-8的任一項中所述的半導(dǎo)體測試用夾具，其特征在于形成于孔21內(nèi)壁的金屬層或金屬板92連接于電路的電源或接地。
10.權(quán)利要求1-9的任一項中所述的半導(dǎo)體測試用夾具，其特征在于使電路基板1及電路基板3上的配線導(dǎo)體的特性阻抗與中間板2中插銷的特性阻抗匹配。
11.半導(dǎo)體特性測試用夾具的制造方法，其特征在于形成電路基板1，其上形成有連接測試儀器或電源等的連接端子群11、連接電路基板3的連接端子群13以及把各端子群11和13進行電氣連接的配線導(dǎo)體群12;形成電路基板3，其上形成有位于與電路基板1的端子群13對應(yīng)的位置且連接電路基板1的連接端子群31、至少連接安裝在電路基板3上的半導(dǎo)體裝置或連接與半導(dǎo)體裝置進行連接的插座的連接端子群33以及把各端子群31和33進行電氣連接的配線導(dǎo)體群32;形成中間板2，其上對應(yīng)于上述端子群13及端子群31的位置開孔21并將其內(nèi)壁金屬化;把多個彈性插銷22固定在電路基板1的端子群13上;把中間板2固定在電路基板1上，并使多個插銷22不與孔21接觸。
12.權(quán)利要求11中所述的半導(dǎo)體特性測試用夾具的制造方法，其特征在于電路基板1及/或電路基板3是在絕緣基板或具有內(nèi)層電路的基板被絕緣化了的表面上，設(shè)粘接劑層，然后一邊用超聲波活化該粘接劑一邊按所希望的形狀把具有粘接劑層的絕緣被覆電線固定在該板的表面上而制作出來的。
13.權(quán)利要求11或12中所述的半導(dǎo)體測試用夾具的制造方法，其特征在于作為使多個插銷22不與孔21接觸而制做中間板2的方法是在插銷22的周圍設(shè)置直徑和孔21幾乎相同或稍小的絕緣塑料制的襯套。
14.權(quán)利要求11或12中所述的半導(dǎo)體測試用夾具的制造方法，其特征在于作為使多個插銷22不與孔21接觸而制造中間板2的方法是在把中間板2固定于電路基板1之后，把絕緣性塑料充填到插銷22和孔21的內(nèi)壁之間。
15.權(quán)利要求13或14中所述的半導(dǎo)體測試用夾具的制造方法，其特征在于所述絕緣性塑料是四氟(代)乙烯。
16.半導(dǎo)體特性測試用夾具的使用方法，其特征在于分別各準備1片電路基板1和中間板2，根據(jù)待測試的半導(dǎo)體裝置的種類制成電路基板3，在保持把測試電路或電源電路連接到電路基板1的狀態(tài)下，通過交換電路基板3測試兩種以上的半導(dǎo)體裝置。
全文摘要
一種經(jīng)濟且交換作業(yè)效率高的半導(dǎo)體裝置測試用夾具，由電路基板1、中間板2和電路基板3構(gòu)成。其制造方法是制成電路基板1、中間板2和電路基板3，把多個與孔21內(nèi)壁絕緣的彈性插銷22固定在電路基板1的端子群13上，把中間板2固定在電路基板1上。其使用方法是準備好電路基板1和中間板2后，根據(jù)所測半導(dǎo)體裝置的種類制作電路基板3，并在保持電路基板1與測試電路或電源連接的狀態(tài)下交換電路基板3以測試兩種以上的半導(dǎo)體裝置。
文檔編號G01R1/073GK1112683SQ9510098
公開日1995年11月29日 申請日期1995年3月7日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月7日
發(fā)明者橫家泰彥, 山崎升, 中村光夫, 蓮田秀一, 生井榮作, 山田修藏 申請人:日立化成工業(yè)株式會社, 山田電音株式會社