試驗(yàn)用夾具、檢查裝置、載置裝置以及試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體裝置等的預(yù)燒試驗(yàn)中使用的試驗(yàn)用夾具、檢查裝置、載置裝置以及試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，激光二極管等半導(dǎo)體元件在半導(dǎo)體元件的制造完成后，為了判別成品的初始故障等，進(jìn)行預(yù)燒試驗(yàn)以及老化試驗(yàn)等可靠性試驗(yàn)。老化試驗(yàn)為了確認(rèn)被試驗(yàn)體的長(zhǎng)時(shí)間驅(qū)動(dòng)后的動(dòng)作，對(duì)作為被試驗(yàn)體的半導(dǎo)體元件長(zhǎng)時(shí)間供給規(guī)定的電流。預(yù)燒試驗(yàn)為了加速被試驗(yàn)體的劣化以在短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)初始故障，對(duì)作為被試驗(yàn)體的半導(dǎo)體元件供給電力并同時(shí)進(jìn)行加熱。
[0003]半導(dǎo)體元件的可靠性試驗(yàn)一般對(duì)完成狀態(tài)的半導(dǎo)體元件進(jìn)行。完成狀態(tài)的半導(dǎo)體元件包括作為與基座(submount)接合的半導(dǎo)體芯片的芯片部件、以及具備端子電極的封裝件。封裝件由底座(stem)、框等實(shí)現(xiàn)。在完成狀態(tài)的半導(dǎo)體元件中，芯片部件密封在封裝件內(nèi)，芯片部件的半導(dǎo)體芯片通過(guò)接合引線等與封裝件的端子電極電連接。作為用于半導(dǎo)體元件的可靠性試驗(yàn)的現(xiàn)有技術(shù)，舉出以下的專利文獻(xiàn)I以及專利文獻(xiàn)2。
[0004]專利文獻(xiàn)I中公開了半導(dǎo)體元件的檢查用夾具以及檢查裝置。在該現(xiàn)有技術(shù)中，檢查裝置是恒溫槽式的預(yù)燒試驗(yàn)裝置，將完成狀態(tài)的半導(dǎo)體元件作為被試驗(yàn)體，該完成狀態(tài)的半導(dǎo)體元件具有在作為封裝件的引線框上載置了半導(dǎo)體芯片的構(gòu)成。上述檢查裝置將保持了完成狀態(tài)的半導(dǎo)體元件的試驗(yàn)用夾具收納于恒溫槽內(nèi)，在控制恒溫槽內(nèi)的環(huán)境溫度的同時(shí)驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)用夾具上的半導(dǎo)體元件，以檢測(cè)成為完成狀態(tài)的半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)結(jié)果的信號(hào)。
[0005]上述試驗(yàn)用夾具具備:保持單元，配置在底板上，用于保持完成狀態(tài)的多個(gè)半導(dǎo)體元件；以及散熱體，對(duì)由保持單元保持的半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)熱進(jìn)行散熱。保持單元為了保持完成狀態(tài)的半導(dǎo)體元件而夾持該半導(dǎo)體元件的引線框，并且使所保持的完成狀態(tài)的半導(dǎo)體元件壓接于散熱體。
[0006]專利文獻(xiàn)2中公開了電子部件試驗(yàn)裝置。該現(xiàn)有技術(shù)是珀耳帖元件式的預(yù)燒試驗(yàn)的試驗(yàn)裝置。專利文獻(xiàn)2的電子部件試驗(yàn)裝置將完成狀態(tài)的半導(dǎo)體激光器裝置作為被試驗(yàn)體，該完成狀態(tài)的半導(dǎo)體激光器裝置的構(gòu)成是:半導(dǎo)體激光器被載置在底座上，連接端子從底座背面突出。專利文獻(xiàn)2的電子部件試驗(yàn)裝置將來(lái)自珀耳帖元件的熱傳遞給搭載完成狀態(tài)的半導(dǎo)體激光器裝置的傳熱板，并同時(shí)對(duì)該半導(dǎo)體激光器裝置供給電力，以查看該半導(dǎo)體激光器裝置的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。
[0007]在專利文獻(xiàn)2的電子部件試驗(yàn)裝置中，將完成狀態(tài)的半導(dǎo)體激光器裝置載置到傳熱板時(shí)，該半導(dǎo)體激光器裝置的連接端子貫通傳熱板上設(shè)置的貫通孔。已經(jīng)載置了上述半導(dǎo)體激光器裝置的傳熱板被安裝到電子部件驅(qū)動(dòng)裝置后，傳熱板上載置的上述半導(dǎo)體激光器裝置的連接端子貫通傳熱板，與電子部件試驗(yàn)裝置側(cè)的插座電連接。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:日本專利公開公報(bào)特開2008-232862號(hào)
[0011]專利文獻(xiàn)2:日本專利公開公報(bào)特開2010-151794號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]發(fā)明要解決的課題
[0013]在上述專利文獻(xiàn)I以及專利文獻(xiàn)2中，將完成狀態(tài)的半導(dǎo)體元件作為被試驗(yàn)體，執(zhí)行預(yù)燒試驗(yàn)等可靠性試驗(yàn)。在通過(guò)對(duì)完成狀態(tài)的半導(dǎo)體元件的可靠性試驗(yàn)從而判定出該半導(dǎo)體元件為質(zhì)量不良品的情況下，從出貨品中除去質(zhì)量不良的半導(dǎo)體元件。由于在對(duì)完成狀態(tài)的半導(dǎo)體元件的可靠性試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)質(zhì)量不良品的情況下，從出貨品中除去完成狀態(tài)的質(zhì)量不良的半導(dǎo)體元件，所以制造成本容易變得較大。
[0014]在完成狀態(tài)的半導(dǎo)體元件的構(gòu)成要素中，由與基座接合的半導(dǎo)體芯片構(gòu)成的芯片部件尤其需要預(yù)燒試驗(yàn)等可靠性試驗(yàn)。例如，在半導(dǎo)體元件為半導(dǎo)體激光器元件的情況下，作為芯片部件的激光器芯片與基座的接合狀態(tài)對(duì)半導(dǎo)體激光器元件自身的溫度特性，尤其是半導(dǎo)體激光器元件的高溫特性產(chǎn)生影響。因此，為了能夠確認(rèn)芯片部件與基座的接合狀態(tài)，并且使出現(xiàn)質(zhì)量不良時(shí)的損失為最小限度，需要一種能夠進(jìn)行芯片部件單體的可靠性試驗(yàn)的試驗(yàn)裝置。
[0015]如上所述的、作為與基座接合的半導(dǎo)體芯片的芯片部件與完成狀態(tài)的半導(dǎo)體元件不同，往往不具備用于從外部向半導(dǎo)體芯片供給電力的端子電極。因此，為了向半導(dǎo)體芯片提供電力，需要使外部供電路徑的電極直接接觸半導(dǎo)體芯片。但是，與完成狀態(tài)的半導(dǎo)體元件相比，芯片部件明顯較小。在對(duì)芯片部件實(shí)施可靠性試驗(yàn)的情況下，難以使可靠性試驗(yàn)用的供電路徑的電極接觸作為較小的芯片部件的半導(dǎo)體芯片，因而存在不易進(jìn)行可靠性試驗(yàn)的問(wèn)題。
[0016]例如，在完成狀態(tài)的半導(dǎo)體元件為半導(dǎo)體激光器元件的情況下，激光器芯片的大小為100 ymX500 μ m左右，基座的大小為500 μ mX500 μπι左右。
[0017]在操作這種由與基座接合的激光器芯片構(gòu)成的小型芯片部件時(shí)，為了進(jìn)行該芯片部件的定位，需要小型且高精度的定位機(jī)構(gòu)。另外，為了使可靠性試驗(yàn)用的供電路徑的端子與上述小型芯片部件內(nèi)的半導(dǎo)體芯片接觸，需要小型且高精度的端子接觸機(jī)構(gòu)。因此，對(duì)上述芯片部件的可靠性試驗(yàn)用的試驗(yàn)裝置需要小型且高精密的芯片部件用定位機(jī)構(gòu)、以及小型且高精度的端子接觸機(jī)構(gòu)，因此試驗(yàn)裝置的構(gòu)成容易變得復(fù)雜。
[0018]另外，一般而言，考慮批量生產(chǎn)性能，在一次試驗(yàn)時(shí)，同時(shí)執(zhí)行對(duì)許多芯片部件例如1000個(gè)左右的芯片部件的可靠性試驗(yàn)。因此，可靠性試驗(yàn)用的試驗(yàn)裝置需要分別具備許多芯片部件用的小型且高精度的定位機(jī)構(gòu)以及小型且高精密的端子接觸機(jī)構(gòu)，因此裝置的構(gòu)成變得更加復(fù)雜，從而使裝置變得昂貴。另外，在考慮了批量生產(chǎn)性能的上述試驗(yàn)裝置中，在使外部的供電路徑的許多端子同時(shí)接觸許多半導(dǎo)體芯片時(shí)，難以同時(shí)定位供電路徑的許多端子與許多半導(dǎo)體芯片。
[0019]另外，如上所述，在試驗(yàn)裝置中設(shè)置了許多芯片部件用的定位機(jī)構(gòu)的情況下，用于使許多定位機(jī)構(gòu)正常工作的維護(hù)管理需要較多成本。另外，如上所述，在試驗(yàn)裝置中許多端子接觸機(jī)構(gòu)設(shè)置了定位機(jī)構(gòu)的情況下，為了維護(hù)管理端子對(duì)半導(dǎo)體元件的接觸壓力等，需要較多成本。
[0020]本發(fā)明的目的在于提供一種試驗(yàn)用夾具、檢查裝置、載置裝置以及試驗(yàn)裝置，將對(duì)被試驗(yàn)體的可靠性試驗(yàn)的質(zhì)量不良判定時(shí)的損失抑制為最小限度，并且同時(shí)使裝置的維護(hù)管理較為容易，上述被試驗(yàn)體是與基座接合的半導(dǎo)體芯片。
[0021]用于解決課題的方案
[0022]本發(fā)明是一種試驗(yàn)用夾具，在使供電路徑與被試驗(yàn)體連接并通電，進(jìn)行對(duì)該被試驗(yàn)體的試驗(yàn)的試驗(yàn)裝置中使用，該被試驗(yàn)體是與基座接合的半導(dǎo)體芯片，所述試驗(yàn)用夾具的特征在于包括:
[0023]托架，載置于所述被試驗(yàn)體；以及
[0024]接觸塊，具有接觸部件，所述接觸部件能夠與所述被試驗(yàn)體電連接并介于所述供電路徑與所述被試驗(yàn)體之間。
[0025]另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，所述接觸塊裝卸自如地安裝于所述托架，
[0026]所述接觸部件由導(dǎo)電性材料構(gòu)成，并且在將所述接觸塊安裝到所述托架時(shí)，所述接觸部件的一部分與載置于所述托架的所述被試驗(yàn)體機(jī)械接觸。
[0027]另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，所述接觸部件是在安裝到所述托架時(shí)能夠按壓所述被試驗(yàn)體的板簧。
[0028]另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，預(yù)先判斷了各所述接觸塊具有能夠介于所述被試驗(yàn)體與所述供電路徑之間的預(yù)先確定的電氣特性。
[0029]本發(fā)明是一種檢查裝置，檢查上述的試驗(yàn)用夾具中使用的接觸塊的電氣特性，其特征在于包括:
[0030]模擬芯片，一部分與要載置于所述試驗(yàn)用夾具的所述被試驗(yàn)體具有相同形狀；
[0031]模擬托架，與所述試驗(yàn)用夾具所具備的所述托架具有相同形狀，載置所述模擬芯片，并且安裝檢查對(duì)象的所述接觸塊；
[0032]檢查用電力供給部，經(jīng)由所述模擬托架上的所述接觸塊的接觸部件對(duì)所述模擬托架上的所述模擬芯片供電；以及
[0033]電阻測(cè)量部，測(cè)量所述接觸塊的接觸電阻。
[0034]另外，本發(fā)明是一種載置裝置，用于在上述的試驗(yàn)用夾具的所述托架上載置所述被試驗(yàn)體并安裝所述接觸塊，其特征在于包括:
[0035]被試驗(yàn)體移送部，把持所述被試驗(yàn)體并向所述托架移送；
[0036]接觸塊移送部，把持所述接觸塊并向所述托架移送；以及
[0037]移送控制部，控制所述被試驗(yàn)體移送部以及所述接觸塊移送部，并且
[0038]識(shí)別所述托架內(nèi)的要載置所述被試驗(yàn)體的預(yù)定位置，
[0039]識(shí)別所述被試驗(yàn)體移送部把持的所述被試驗(yàn)體的形狀以及把持狀態(tài)，
[0040]控制所述被試驗(yàn)體移送部，從而將該被試驗(yàn)體載置到所述托架上的識(shí)別的所述預(yù)定位置的中心與所述被試驗(yàn)體的中心一致的位置處，
[0041]控制所述接觸塊移送部，從而將所述接觸塊安裝到所述接觸部件能夠與所述托架上載置的所述被試驗(yàn)體電連接的預(yù)先確定的基準(zhǔn)位置處。
[0042]另外，本發(fā)明是一種試驗(yàn)裝置，其特征在于包括:上述的試驗(yàn)用夾具，用于保持所述被試驗(yàn)體，所述被試驗(yàn)體是與基座接合的半導(dǎo)體芯片；
[0043]溫度環(huán)境控制部，控制保持所述被試驗(yàn)體的所述試驗(yàn)用夾具的溫度環(huán)境；以及
[0044]試驗(yàn)用電力供給部，經(jīng)由所述試驗(yàn)用夾具的接觸塊，對(duì)所述試驗(yàn)用夾具所保持的被試驗(yàn)體供給用于驅(qū)動(dòng)所述被試驗(yàn)體的電力。
[0045]在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，所述試驗(yàn)用夾具的所述托架具有一端開口于所述托架上的載置所述被試驗(yàn)體的位置的吸附孔，
[0046]所述試驗(yàn)裝置還包括能夠吸引所述吸附孔內(nèi)的氣體的真空吸引源。
[0047]另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，所述溫度環(huán)境控制部包括:
[0048]恒溫板，預(yù)先確定的一個(gè)表面與所述試驗(yàn)用夾具的所述托架接觸，能夠向所述托架進(jìn)行熱傳導(dǎo)；以及
[0049]加熱冷卻部，對(duì)所述恒溫板進(jìn)行加熱冷卻，
[0050]所述恒溫板具有連通孔，所述連通孔開口于所述一個(gè)表面內(nèi)的、與所述托架接觸時(shí)能夠與所述托架的吸附孔連通的位置處，
[0051]所述真空吸引源經(jīng)由所述恒溫板的連通孔吸引所述托架的吸附孔內(nèi)的氣體。
[0052]另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，所述被試驗(yàn)體的半導(dǎo)體芯片是激光二極管，
[0053]所述試驗(yàn)用電力供給部包括與所述接觸塊接觸的外部電極，
[0054]所述試驗(yàn)裝置還包括:
[0055]反射鏡，向預(yù)先確定的方向反射從所述被試驗(yàn)體的激光二極管射出的光；
[0056]受光元件，接收由所述反射鏡反射的光；
[0057]支承基板，支承所述外部電極和所述受光元件；以及
[0058]基板移動(dòng)部，使所述支承基板相對(duì)于所述試驗(yàn)用夾具接近和遠(yuǎn)離。
[0059]發(fā)明效果
[0060]如上所述，根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明的試驗(yàn)用夾具在用于使供電路徑與被試驗(yàn)體連接并通電，同時(shí)對(duì)該被試驗(yàn)體進(jìn)行各種試驗(yàn)的試驗(yàn)裝置中使用，該被試驗(yàn)體是與基座接合的半導(dǎo)體芯片。在以后的說(shuō)明中，有時(shí)將“與基座接合的半導(dǎo)體芯片”稱為“芯片部件”。芯片部件安裝于具備端子電極的封裝件，以構(gòu)成完成狀態(tài)的半導(dǎo)體元件。
[0061]本發(fā)明的試驗(yàn)用夾具包括托架和具有接觸部件的接觸塊。在本發(fā)明的試驗(yàn)用夾具中，作為上述芯片部件的被試驗(yàn)體載置于托架上。接觸塊的接觸部件與托架上的被試驗(yàn)體分別電連接。在向托架上的被試驗(yàn)體供電時(shí)，接觸塊的接觸部件介于被試驗(yàn)體與供電路徑之間。
[0062]由此，與供電路徑直接與芯片部件電連接的現(xiàn)有技術(shù)的試驗(yàn)相比，能夠容易地進(jìn)行使用本發(fā)明的試驗(yàn)用夾具的、針對(duì)芯片部件的試驗(yàn)。另外，由此，與針對(duì)完成狀態(tài)的半導(dǎo)體元件的現(xiàn)有技術(shù)的試驗(yàn)相比，能夠容易地進(jìn)行使用本發(fā)明的試驗(yàn)用夾具的、針對(duì)芯片部件的試驗(yàn)。
[0063]其結(jié)果是，與包括針對(duì)完成狀態(tài)的半導(dǎo)體元件的現(xiàn)有技術(shù)的試驗(yàn)的半導(dǎo)體元件的制造工序相比，包括使用本發(fā)明的試驗(yàn)用夾具的試驗(yàn)的半導(dǎo)體元件的制造工序能夠提高完成狀態(tài)的半導(dǎo)體元件的生產(chǎn)效率，抑制從全體完成品中排除質(zhì)量不良品時(shí)的制造成本。另夕卜，在以單體對(duì)芯片部件進(jìn)行出貨的情況下，通過(guò)進(jìn)行使用本發(fā)明的試驗(yàn)用夾具的試驗(yàn)，能夠容易并且充分地提高出貨的芯片部件的可靠性。
[0064]另外，根據(jù)本發(fā)明，在本發(fā)明的試驗(yàn)用夾具中，一個(gè)以上各接觸塊構(gòu)成為能夠裝卸自如地安裝于托架。由此，接觸塊的維護(hù)管理變得容易，因而本發(fā)明的試驗(yàn)用夾具的方便程度得到提高。另外，在本發(fā)明的試驗(yàn)用夾具中，各接觸塊的接觸部件由導(dǎo)電性材料構(gòu)成，并且在將各接觸塊安裝到托架時(shí)，該接觸部件的一部分與載置于托架的各被試驗(yàn)體機(jī)械接觸。由此，接觸塊的接觸部件與被試驗(yàn)體的電連接變得容易，因而本發(fā)明的試驗(yàn)用夾具的方便程度得到提高。由此，本發(fā)明的試驗(yàn)用夾具能夠降低使用本發(fā)明的試驗(yàn)用夾具的試驗(yàn)的難度。
[0065]另外，根據(jù)本發(fā)明，在本發(fā)明的試驗(yàn)用夾具中，接觸塊的接觸部件由板簧實(shí)現(xiàn)。其結(jié)果是，在本發(fā)明的試驗(yàn)用夾具中，將各接觸塊安裝到已經(jīng)載置了被試驗(yàn)體的托架時(shí)，各接觸塊的接觸部件按壓各被試驗(yàn)體。由此，在本發(fā)明的試驗(yàn)用夾具中，能夠使用構(gòu)成簡(jiǎn)單的接觸塊和托架，保持被試驗(yàn)體的位置姿勢(shì)，并同時(shí)容易地將外部的供電路徑與被試驗(yàn)體進(jìn)行電連接。這樣，能夠提高本發(fā)明的試驗(yàn)用夾具的方便程度。
[0066]此外，根據(jù)本發(fā)明，在本發(fā)明的試驗(yàn)用夾具中，預(yù)先判斷出安裝于托架的各接觸塊具有能夠介于被試驗(yàn)體與供電路徑之間的預(yù)先規(guī)定的電氣特性。也就是說(shuō)，在本發(fā)明的試驗(yàn)用夾具中，在許多接觸塊中，預(yù)先分選出能夠介于被試驗(yàn)體與供電路徑之間的質(zhì)量良好的接觸塊，僅使用分選出的質(zhì)量良好的接觸塊來(lái)進(jìn)行使用本發(fā)明的試驗(yàn)用夾具的試驗(yàn)。由此，在使用本發(fā)明的試驗(yàn)用夾具的試驗(yàn)中，可事先防止由接觸塊的質(zhì)量不良而引起的試驗(yàn)的誤判。因而，能夠進(jìn)一步提高本發(fā)明的試驗(yàn)用夾具的方便程度。
[0067]根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明的檢查裝置將與單一的被試驗(yàn)體具有相同形狀的模擬芯片載置到與試驗(yàn)用夾具的托架具有相同形狀的模擬托架上，在模擬托架上還安裝作為被檢查物的接觸塊。將接觸塊安裝到模擬托架之后，經(jīng)由接觸塊的接觸部件對(duì)模擬托架上的模擬芯片供電，并同時(shí)測(cè)量接觸塊的接觸電阻?；跍y(cè)量的接觸塊的接觸電阻，判斷接觸塊是否質(zhì)量良好。由此，本發(fā)明的檢查裝置能夠使用與將接觸塊安裝到試驗(yàn)裝置的托架的過(guò)程同等簡(jiǎn)單的過(guò)程，來(lái)測(cè)量接觸塊的電氣特性，因而方便程度得到提高。
[0068]另外，根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明的載置裝置是用于在上述試驗(yàn)用夾具的托架上載置上述被試驗(yàn)體并安裝上述接觸塊的裝置。本發(fā)明的載置裝置包括:被試驗(yàn)體移送部，用于把持并移送被試驗(yàn)體；接觸塊移送部，用于把持并移送接觸塊；以及移送控制部，用于控制被試驗(yàn)體移送部以及接觸塊