JP2009128188A - 素子試験装置及び素子試験方法 - Google Patents
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Description
本発明は素子試験装置及び素子試験方法に関し、特に、半導体素子の電気的特性を評価する素子試験装置及び素子試験方法に関する。
車両機器等で用いられる電力用スイッチング素子として、低損失且つ高速スイッチングが可能なパワー半導体素子が用いられている。
車両機器では、作動させる電流容量が大きいことから、例えば、縦型のIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)素子を並列接続して、所謂パワーモジュールとして用いるのが一般的である。
車両機器では、作動させる電流容量が大きいことから、例えば、縦型のIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)素子を並列接続して、所謂パワーモジュールとして用いるのが一般的である。
このパワーモジュールの出荷試験では、モジュール化前に、パワー半導体素子単体でのゲート遮断時の漏れ電流測定、瞬時最大電流値でのスイッチング試験等を行ない、不良素子を事前に排除している。
このようなパワー半導体素子を検査する試験装置について以下に説明する。
例えば、図12にはIGBT素子の要部図を示し、図13には素子試験装置の要部斜視図を示している。ここで、図12には、試験用に用いるIGBT素子の上面と、その側面が示され、図13には、瞬時最大電流値でのスイッチング試験が可能な素子試験装置の要部構成が示されている。
例えば、図12にはIGBT素子の要部図を示し、図13には素子試験装置の要部斜視図を示している。ここで、図12には、試験用に用いるIGBT素子の上面と、その側面が示され、図13には、瞬時最大電流値でのスイッチング試験が可能な素子試験装置の要部構成が示されている。
図12に示すように、IGBT素子100は、例えば、縦型のパワー半導体素子であり、その主面(上面側)の一部にゲート電極101が配置されている。そして、ゲート電極101以外の部分にエミッタ電極102を配置している。また、ゲート電極101とエミッタ電極102との間には絶縁層103が設けられ、ゲート電極101とエミッタ電極102間の絶縁を確保している。更に、ゲート電極101とエミッタ電極102が配置されている主面の反対側(裏面側)には、コレクタ電極104を配置している。
そして、上記のIGBT素子100を、図13に示す如く、素子試験装置200の基体201上に載置する。
ここで、素子試験装置200にあっては、上述した基体201と、金属製の支持台202と、多数の接触子(コンタクトピン)を配置した接触子部203とを含む構成としている。そして、当該支持台202に電圧を印加することにより、コレクタ電極104に所定の電圧が印加される。
ここで、素子試験装置200にあっては、上述した基体201と、金属製の支持台202と、多数の接触子(コンタクトピン)を配置した接触子部203とを含む構成としている。そして、当該支持台202に電圧を印加することにより、コレクタ電極104に所定の電圧が印加される。
また、素子試験装置200にあっては、接触子部203を矢印の方向に降下させ、接触子部203の夫々の先端をIGBT素子100のゲート電極101及びエミッタ電極102に接触させる。
そして、ゲート電極101には、接触子部203の中の接触子203gを接触させ、接触子203gを介し、ゲート電極101にゲート信号を入力する。
また、エミッタ電極102に接触した接触子は接地させ、エミッタ電極102を接地電位とする。
また、エミッタ電極102に接触した接触子は接地させ、エミッタ電極102を接地電位とする。
素子試験装置200に、このような多数の接触子を配置する理由は、エミッタ電極102上での局部的な電流集中を回避するためである。
例えば、数本の接触子のみをエミッタ電極102に接触させた場合、エミッタ電極102側においては、当該接触子の先端が点接触するため、当該先端に電流が集中する。そして、かかる電流集中により、IGBT素子100内で、局部的な発熱が生じ、IGBT素子100が破損する場合がある。
例えば、数本の接触子のみをエミッタ電極102に接触させた場合、エミッタ電極102側においては、当該接触子の先端が点接触するため、当該先端に電流が集中する。そして、かかる電流集中により、IGBT素子100内で、局部的な発熱が生じ、IGBT素子100が破損する場合がある。
このような電流集中を回避するために、多数の接触子をエミッタ電極102に接触させ、各々の接触子に電流を分散させる。これにより、IGBT素子100は、局部的な発熱を有することなく、許容発熱温度以下を維持する。
このような素子試験装置200を用いて、IGBT素子100のエミッタ電極102とコレクタ電極104との間に電圧を印加し、ゲート電極101にゲート信号を入力する。そして、IGBT素子100のエミッタ電極102とコレクタ電極104間の導通または遮断状態を繰り返させ、例えば、スイッチング特性を評価する(例えば、特許文献1参照)。
特開2006−337247号公報(第10図)
しかしながら、被検体である半導体素子が良品であれば問題はないが、不良のIGBT素子を検査した場合には、短絡によりIGBT素子100自体が破壊し、支持台202の表面または接触子の先端部に、IGBT素子100の溶融物(例えば、シリコン片、金属片等)が付着してしまう。また、損傷が著しいときは、基体201にまで損傷を与えたり、上記溶融物が付着してしまう。
このような溶融物が付着した状態で、新規のIGBT素子を評価すると、当該IGBT素子が前に付着した溶融物を噛んだ状態で、接触子により押し付けられる。これにより、当該IGBT素子に形成された絶縁層が破損してしまう。このため、当該IGBT素子が良品であったとしても、評価を開始する時点で、当該IGBT素子が不良品となってしまう。
従前においては、かかる事態を回避するために、溶融物が付着する毎に、支持台202、基体201及び接触子部203を素子試験装置200から取り外し、溶融物を薬液で除去するか、あるいは研磨により除去する等の作業を行なっていた。
しかし、このような交換作業または除去作業に費やされる時間、費用は膨大である。また、溶融物を除去しても、基体201または支持台202の平坦性が完全に回復するとは限らない。特に、溶融物が結晶化すると、基体201または接触子部203から完全に除去させることは難しい。
以上のような理由から、微量の溶融物が付着した状態でも、支持台202、基体201及び接触子部203の全交換を要される場合もある。
このように、上述した従前の素子試験では、半導体装置の高生産または低コスト化を実現することができないという問題があった。
このように、上述した従前の素子試験では、半導体装置の高生産または低コスト化を実現することができないという問題があった。
本発明は、上記の問題を解決するものであり、半導体装置の高生産または低コスト化を図ることのできる素子試験装置及び素子試験方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の一態様では、支持台と、前記支持台上に載置され、前記半導体素子の第1の主電極に接触する第1の金属箔と、前記半導体素子の第2の主電極上に配置する第2の金属箔と、前記第2の主電極上に配置した前記第2の金属箔に接触する、少なくとも一つの第1の接触子と、前記半導体素子の制御用電極に接触する、少なくとも一つの第2の接触子と、を有することを特徴とする素子試験装置が提供される。
また、本発明の別の一態様では、支持台と、前記支持台上に配置され、前記半導体素子の第1の主電極に接触させる第1の金属箔を選択的に形成した第1の樹脂フィルムと、前記第1の樹脂フィルムに対向するように配置され、前記半導体素子の第2の主電極に接触させる第2の金属箔を選択的に形成した第2の樹脂フィルムと、前記第2の金属箔に接触する、少なくとも一つの第1の接触子と、前記半導体素子の制御用電極に接触する、少なくとも一つの第2の接触子と、を有することを特徴とする素子試験装置が提供される。
また、本発明の更に別の一態様では、支持台上に、第1の金属箔を載置するステップと、前記第1の金属箔上に、半導体素子の第1の電極が接触するように、前記半導体素子を載置するステップと、前記半導体素子の第2の電極上に、第2の金属箔を載置するステップと、前記第2の金属箔に、少なくとも一つの第1の接触子を接触し、前記半導体素子の制御用電極に、少なくとも一つの第2の接触子を接触するステップと、を有することを特徴とする素子試験方法が提供される。
また、本発明の更に別の一態様では、支持台上に、第1の樹脂フィルムに選択的に形成された第1の金属箔を配置するステップと、前記第1の金属箔上に、前記半導体素子の第1の主電極が接触するように、前記半導体素子を載置するステップと、前記半導体素子の第2の主電極上に、第2の樹脂フィルムに選択的に形成された第2の金属箔を位置させるステップと、前記第2の主電極を前記第2の金属箔を介して少なくとも一つの第1の接触子により押圧すると共に、制御用電極と少なくとも一つの第2の接触子とを接触するステップと、を有することを特徴とする素子試験方法が提供される。
本発明によれば、半導体装置の高生産または低コスト化を図ることのできる素子試験装置及び素子試験方法が実現する。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
<第1の実施の形態>
図1は第1の実施の形態の素子試験装置を説明するための要部斜視図である。この図には、被検体である半導体素子20が併せて図示されている。
<第1の実施の形態>
図1は第1の実施の形態の素子試験装置を説明するための要部斜視図である。この図には、被検体である半導体素子20が併せて図示されている。
素子試験装置1は、セラミックまたは樹脂で構成された基体10と、基体10上に固定された支持台11と、支持台11上に配置された金属箔21cと、半導体素子20上面に配置された金属箔21g,21eと、接触子部30を含む構成としている。
支持台11上は、銅(Cu)を主たる成分とする材質で構成され、その上面が平坦性よく研磨されている。また、支持台11上には、金属箔21cを介して、半導体素子20が載置されている。
ここで、半導体素子20は、例えば、図13に例示する縦型のIGBT素子100であり、その上面側に、制御用電極であるゲート電極と、主電極であるエミッタ電極とを配置している。
また、半導体素子20の上面側とは反対の主面、即ち裏面側に於いては、他の主電極であるコレクタ電極が配置されている。
そして、半導体素子20のゲート電極上には、金属箔21gが配置され、エミッタ電極上には、金属箔21eが配置されている。
そして、半導体素子20のゲート電極上には、金属箔21gが配置され、エミッタ電極上には、金属箔21eが配置されている。
即ち、素子試験装置1では、被検体としてIGBT素子を用いた場合、半導体素子20の上面側においては、金属箔21gがゲート電極と面接触し、金属箔21eがエミッタ電極と面接触する構造をなしている。また、半導体素子20の裏面側においては、金属箔21cがコレクタ電極と面接触する構造をなしている。
尚、ここで用いた半導体素子20は、縦型のIGBT素子に限ることはない。縦型のパワーデバイスであれば適用が可能であり、例えば、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)またはダイオードであってもよい。ただし、ダイオードの場合は、ゲート電極20とこれに対応する部分がないものとなる。
また、素子試験装置1にあっては、半導体素子20の上方に、金属箔21g、金属箔21eと電気的な接触を図る接触子部30が配置されている。
ここで、接触子部30は、棒状の接触子(コンタクトピン)を複数本、配置した構造をなしている。このような接触子部30を、矢印の方向に降下させ、接触子部30の中、少なくとも1本の接触子(例えば、接触子30g)を、金属箔21g上面に接触させる。また、接触子30g以外の接触子は、金属箔21e上面に接触させる。
ここで、接触子部30は、棒状の接触子(コンタクトピン)を複数本、配置した構造をなしている。このような接触子部30を、矢印の方向に降下させ、接触子部30の中、少なくとも1本の接触子(例えば、接触子30g)を、金属箔21g上面に接触させる。また、接触子30g以外の接触子は、金属箔21e上面に接触させる。
尚、素子試験装置1には、接触子部30を半導体素子20の主面に押し付ける加重機構(図示しない)が備えられている。従って、接触子部30を構成する接触子の夫々の先端を金属箔21g,21eに抗するように接触させることができる。
そして、接触子部30を金属箔21g,21eに接触させた後においては、支持台11と金属箔21eとの間に、対応する接触子を通じて所定の電圧を印加する。また、金属箔21gには、対応する接触子を通じて所定の電圧信号を印加する。
このような素子試験装置1を用いて、半導体素子20の素子試験が遂行される。
次に、上述した素子試験装置1の構成を、より深く理解するために、素子試験装置1の断面模式図を用いて、その構造を詳細に説明する。
次に、上述した素子試験装置1の構成を、より深く理解するために、素子試験装置1の断面模式図を用いて、その構造を詳細に説明する。
尚、以下に例示する全ての図面においては、同一の部材に同一の符号を付し、一度説明した部材についての詳細な説明は省略する。
図2は第1の実施の形態の素子試験装置を説明するための要部断面模式図である。この図では、接触子部30を構成する各接触子の先端を金属箔21g,21eに接触させた状態が示されている。
図2は第1の実施の形態の素子試験装置を説明するための要部断面模式図である。この図では、接触子部30を構成する各接触子の先端を金属箔21g,21eに接触させた状態が示されている。
図示するように、素子試験装置1にあっては、基体10上に、支持台11を設置・固定している。支持台11上には、半導体素子20の下面(コレクタ電極20c側)の面積より大きい上面を有する金属箔21cを配置している。
また、金属箔21c上には、被検体である半導体素子20を載置している。これにより、半導体素子20のコレクタ電極20cと支持台11とが、金属箔21cを介し導通する。
また、素子試験装置1にあっては、半導体素子20の上面側に配設したゲート電極20g上に、金属箔21gを配置している。また、半導体素子20の上面側に配設したエミッタ電極20e上に金属箔21eを配置している。
尚、金属箔21g,21e,21cは、例えば、銅(Cu)を主たる成分とする材質により構成され、その厚みは、10〜100μmである。従って、金属箔21g,21e,21cの主面は容易に変形する。特にその厚みが薄くなるほど、フレキシブル性が向上する。
また、金属箔21gの下面の幅(面積)は、ゲート電極20gの上面の幅(面積)と等しいか若干小さい構造をなしている。また、金属箔21eの下面の幅(面積)は、エミッタ電極20eの上面の幅(面積)と等しいか若干小さい構造をなしている。これは、チップサイズの制約などからゲート電極20gとエミッタ電極20eとの間の距離を、最低限必要な絶縁距離より十分大きくとることができない場合があり、電極サイズより大きな金属箔を用いると、最低限必要な絶縁距離を確保できないからである。
そして、素子試験装置1には、接触子部30を構成する各々の接触子の先端を、半導体素子20の主面に押し付ける加重機構が備えられている(図示しない)。
このような加重機構による加重手段が実行されると、例えば、接触子部30中の接触子30gは、金属箔21gを介してゲート電極20gを押し付ける。また、接触子30eは、金属箔21eを介してエミッタ電極20eを押し付ける。
このような加重機構による加重手段が実行されると、例えば、接触子部30中の接触子30gは、金属箔21gを介してゲート電極20gを押し付ける。また、接触子30eは、金属箔21eを介してエミッタ電極20eを押し付ける。
ここで、接触子30eは、金属箔21eの上面に略垂直となるように配置されている。また、接触子30e同士は、互いに等間隔で配置している。
従って、金属箔21eの上面においては、その全面に渡り、接触子30eが均等の間隔で接触している。また、夫々の接触子30eは、金属箔21eを介し、エミッタ電極20eを均等の荷重で押し付ける。
従って、金属箔21eの上面においては、その全面に渡り、接触子30eが均等の間隔で接触している。また、夫々の接触子30eは、金属箔21eを介し、エミッタ電極20eを均等の荷重で押し付ける。
これにより、金属箔21eの下面とエミッタ電極20eの上面とが隙間なく接触することになる。また、金属箔21eの上面においては、等間隔で配置された接触子30eの先端が均等の荷重で接触している。
また、上述した支持台11は、平坦性よく研磨されている。従って、上記の加重手段が実行されると、金属箔21cの下面と支持台11の上面とが隙間なく密着することになる。また、金属箔21cの上面とコレクタ電極20cの下面とが隙間なく密着することになる。
このように、第1の実施の形態では、半導体素子20のエミッタ電極20eに直接的に接触子30eを接触させるのではなく、エミッタ電極20eに隙間なく密着させた金属箔21eを介し、接触子30eをエミッタ電極20eに接触させている。
従って、接触子30gから、ゲート信号をゲート電極20gに入力し、エミッタ−コレクタ電極間を通電状態にしても、半導体素子20の主電極の特定領域に電流集中が生じることがない。即ち、主電極間に通電する電流が金属箔21eにおいて分散される。
その結果、素子試験中には、半導体素子20内部に並列に配置された各セルに、均等に電流が通電する。従って、半導体素子20の電気的特性試験を安定して実施することができる。
次に、素子試験装置1を用いた具体的な素子試験方法をより詳細に説明する。
先ず、図1に示すように、支持台11上に、ハンドラ(図示しない)によって金属箔21cを載置する。
先ず、図1に示すように、支持台11上に、ハンドラ(図示しない)によって金属箔21cを載置する。
次に、金属箔21c上に、ハンドラによって半導体素子20を載置する。これにより、半導体素子20の下面が金属箔21cに接触する。また、半導体素子20のゲート電極と、エミッタ電極の夫々の上にハンドラによって金属箔21g,21eを載置する。
この段階で、半導体素子20のコレクタ電極20cと支持台11とが金属箔21cを介して導通する。また、半導体素子20のゲート電極と金属箔21gとが導通する。更に、半導体素子20のエミッタ電極と金属箔21eとが導通する。
そして、半導体素子20の上方にて、接触子部30の位置あわせを行い、接触子部30の先端を金属箔21g及び金属箔21eに対向させる。
次に、図2に示すように、接触子部30を、金属箔21g及び金属箔21eに向かい降下させ、接触子部30の先端を金属箔21g,21eに接触させる。そして、接触子部30に備えられた加重機構(図示しない)を用いて、接触子部30の先端により金属箔21g,21eを上方から押圧・加重する。
次に、図2に示すように、接触子部30を、金属箔21g及び金属箔21eに向かい降下させ、接触子部30の先端を金属箔21g,21eに接触させる。そして、接触子部30に備えられた加重機構(図示しない)を用いて、接触子部30の先端により金属箔21g,21eを上方から押圧・加重する。
このような接触子部30による押し付けにより、半導体素子20のゲート電極20gと金属箔21g、半導体素子20のエミッタ電極20eと金属箔21eとが隙間なく密着する。また、半導体素子20の下部においては、金属箔21cとコレクタ電極20cとが隙間なく密着する。
そして、金属箔21eと支持台11間に、素子試験装置1に外付けしたテスタ(図示しない)により所定の電圧(数キロボルト以下)を印加する。更に、金属箔21gと金属箔21e間に、ゲート信号(例えば、Pulse Width Modulation,PWM)を印加する。
ここで、図示しないテスタからは、接触子部30、支持台11と導通するためのリード線が複数延出されている。また、各リード線が接触子30g,30e、支持台11に電気的に接続され、素子試験回路を構成している。
このような手順にて、半導体素子20の素子試験を遂行する。
そして、仮に、被検体である半導体素子20が不良品であり、素子試験中において、半導体素子20が破損した場合は、接触子部30を上方に移動させ、次に説明する手順にて部材の交換をする。
そして、仮に、被検体である半導体素子20が不良品であり、素子試験中において、半導体素子20が破損した場合は、接触子部30を上方に移動させ、次に説明する手順にて部材の交換をする。
尚、半導体素子20の破損とは、例えば、主電極間の短絡等を起因とする破損が該当する。このような破損が発生すると、例えば、半導体素子20の主電極に溶融物が形成したり、或いは、微小な破壊片が主電極から発生したりする。
従前の素子試験方法では、このような破損、微小な破壊片が発生する毎に、素子試験を中断し、接触子部30、支持台11等の研磨、洗浄等を要していた。
然るに、本実施の形態の素子試験方法では、以下に説明するように簡便な作業を行い、素子試験を継続させることができる。
然るに、本実施の形態の素子試験方法では、以下に説明するように簡便な作業を行い、素子試験を継続させることができる。
例えば、エミッタ電極20e側の破損が著しい場合には、ハンドラにより、エミッタ電極20eに密着していた金属箔21e及び破損した半導体素子20を支持台11上から取り除き、金属箔21eと同形態の別の金属箔、新規の半導体素子を準備する。
次に、ハンドラにて新規の半導体素子を金属箔21c上に載置する。
続いて、新規の半導体素子のエミッタ電極上に、金属箔21eと同形態の別の金属箔をハンドラにて載置し、上記と同様の手段にて、当該半導体素子についての素子試験を再開する。
続いて、新規の半導体素子のエミッタ電極上に、金属箔21eと同形態の別の金属箔をハンドラにて載置し、上記と同様の手段にて、当該半導体素子についての素子試験を再開する。
また、コレクタ電極20c側の破損が著しい場合は、破損した半導体素子20及びコレクタ電極20cに密着していた金属箔21cを、ハンドラにより支持台11上から取り除く。そして、金属箔21cと同形態の別の金属箔を準備する。
次に、支持台11上に、当該別の金属箔を載置する。続いて、新規の半導体素子を用意し、ハンドラにて新規の半導体素子を当該別の金属箔上に載置する。
そして、上記と同様の手段にて、当該半導体素子についての素子試験を再開する。
そして、上記と同様の手段にて、当該半導体素子についての素子試験を再開する。
また、半導体素子20のエミッタ電極20e側及びコレクタ電極20c側の破損が共に著しい場合は、金属箔21e,21cを共に交換し、上記と同様の手段にて、新規の半導体素子の素子試験を再開する。
尚、図1及び図2には、ゲート電極20g上に、金属箔21gを配置する構成を例示したが、金属箔21gは取り除いた状態で素子試験を遂行してもよい。即ち、接触子30gをゲート電極20gに直接、接触させて、素子試験を遂行してもよい。
このように、素子試験装置1は、支持台11と、支持台11上に載置され、半導体素子20のコレクタ電極20cに接触する金属箔21cと、半導体素子20のエミッタ電極20e上に配置する金属箔21eと、金属箔21eに接触する、少なくとも一つの接触子30eと、半導体素子20のゲート電極20gに接触する、少なくとも一つの接触子30gと、を有している。
尚、ゲート電極20g上に金属箔21gを配置し、金属箔21gに接触子30gを接触させてもよい。
また、素子試験装置1は、金属箔21cと金属箔21e間に所定の電圧を印加し、金属箔21eとゲート電極20g間に、別の所定の電圧を印加する電圧印加手段を備えている。また、当該別の電圧は、金属箔21eと金属箔21g間に、印加してもよい。
また、素子試験装置1は、金属箔21cと金属箔21e間に所定の電圧を印加し、金属箔21eとゲート電極20g間に、別の所定の電圧を印加する電圧印加手段を備えている。また、当該別の電圧は、金属箔21eと金属箔21g間に、印加してもよい。
そして、素子試験装置1を用いた素子試験方法は、支持台11上に、金属箔21cを載置し、金属箔21c上に、半導体素子20のコレクタ電極20cが接触するように、半導体素子20を載置する。
続いて、半導体素子20のエミッタ電極20e上に、金属箔21eを載置し、金属箔21eに、少なくとも一つの接触子30eを接触し、半導体素子20のゲート電極20gに、少なくとも一つの接触子30gを接触する。
そして、金属箔21cと金属箔21e間に所定の電圧を印加し、金属箔21eとゲート電極20g間に、別の所定の電圧を印加して素子試験を実施する。
また、当該別の所定の電圧は、ゲート電極20g上に、金属箔21gを載置し、金属箔21gに、少なくとも一つの接触子30gを接触させ、金属箔21eと金属箔21g間に印加してもよい。
また、当該別の所定の電圧は、ゲート電極20g上に、金属箔21gを載置し、金属箔21gに、少なくとも一つの接触子30gを接触させ、金属箔21eと金属箔21g間に印加してもよい。
<第2の実施の形態>
図3は第2の実施の形態の素子試験装置を説明するための要部斜視図である。この図には、被検体である半導体素子20が併せて図示されている。
図3は第2の実施の形態の素子試験装置を説明するための要部斜視図である。この図には、被検体である半導体素子20が併せて図示されている。
素子試験装置2は、基体10と、基体10上に固定された支持台11と、支持台11上に配置された金属箔21cと、半導体素子20上面に配置された金属箔21g,21eと、接触子部30と、接触子部30に備えられた加重機構40と、加重機構40下に備えられた弾性体41と、を含む構成としている。また、この加重機構40及び弾性体41は、接触子部30内において、上下に移動可能な構造としている。
そして、素子試験装置2にあっては、このような構造の接触子部30を、矢印の方向に降下させ、接触子部30の中、少なくとも1本の接触子(例えば、接触子30g)を、金属箔21g上面に接触させる。また、接触子30g以外の接触子は、金属箔21e上面に接触させる。
尚、素子試験装置2には、接触子部30を半導体素子20の主面に押し付けることのできる別の加重機構(図示しない)が備えられている。従って、接触子部30を構成する接触子の夫々の先端を金属箔21g,21eに抗するように接触させることができる。
そして、接触子部30を金属箔21g,21eに接触させた後においては、支持台11と金属箔21eとの間に、対応する接触子を通じて所定の電圧を印加する。また、金属箔21gには、対応する接触子を通じて所定の電圧信号を印加する。
このような素子試験装置2を用いて、半導体素子20の素子試験が遂行される。
次に、上述した素子試験装置2の構成を、より深く理解するために、素子試験装置2の断面模式図を用いて、その構造を詳細に説明する。
次に、上述した素子試験装置2の構成を、より深く理解するために、素子試験装置2の断面模式図を用いて、その構造を詳細に説明する。
図4は第2の実施の形態の素子試験装置を説明するための要部断面模式図である。この図では、接触子部30を構成する各接触子の先端を金属箔21g,21eに接触させた状態が示されている。また、加重機構40及び弾性体41を、接触子部30内において下方に移動させ、弾性体41の主面を金属箔21g,21eに接触させた状態が示されている。
図示するように、素子試験装置2にあっては、基体10上に、支持台11を設置・固定している。支持台11上には、半導体素子20の下面(コレクタ電極20c側)の面積より大きい上面を有する金属箔21cを配置している。
また、金属箔21c上には、被検体である半導体素子20を載置している。これにより、半導体素子20のコレクタ電極20cと支持台11とが、金属箔21cを介し導通する。
また、素子試験装置2にあっては、半導体素子20の上面側に配設したゲート電極20g上に、金属箔21gを配置している。また、半導体素子20の上面側に配設したエミッタ電極20e上に金属箔21eを配置している。
尚、金属箔21g,21e,21cは、例えば、銅(Cu)を主たる成分とする材質により構成され、その厚みは、10〜100μmである。従って、金属箔21g,21e,21cの主面は容易に変形する。特にその厚みが薄くなるほど、フレキシブル性が向上する。
また、金属箔21gの下面の幅(面積)は、ゲート電極20gの上面の幅(面積)と等しいか若干小さい構造をなしている。また、金属箔21eの下面の幅(面積)は、エミッタ電極20eの上面の幅(面積)と等しいか若干小さい構造をなしている。
そして、素子試験装置2には、接触子部30を構成する各々の接触子の先端を、半導体素子20の主面に押し付ける加重機構が備えられている(図示しない)。
このような加重機構による加重手段が実行されると、例えば、接触子部30中の接触子30gは、金属箔21gを介してゲート電極20gを押し付ける。また、接触子30eは、金属箔21eを介してエミッタ電極20eを押し付ける。
このような加重機構による加重手段が実行されると、例えば、接触子部30中の接触子30gは、金属箔21gを介してゲート電極20gを押し付ける。また、接触子30eは、金属箔21eを介してエミッタ電極20eを押し付ける。
ここで、接触子30eは、金属箔21eの上面に略垂直となるように配置されている。また、接触子30e同士は、互いに等間隔で配置している。
従って、金属箔21eの上面においては、その全面に渡り、接触子30eが均等の間隔で接触している。また、夫々の接触子30eは、金属箔21eを介し、エミッタ電極20eを均等の荷重で押し付ける。
従って、金属箔21eの上面においては、その全面に渡り、接触子30eが均等の間隔で接触している。また、夫々の接触子30eは、金属箔21eを介し、エミッタ電極20eを均等の荷重で押し付ける。
また、素子試験装置2にあっては、例えば、シリコンゴムを主たる成分とする弾性体41の内部と、当該弾性体41に荷重を与える別の加重機構40の内部に、接触子30g,30eを貫入させた構造をなしている。
このような弾性体41及び加重機構40は、接触子部30内において、上下に移動可能な構造をなしている。そして、弾性体41の下面を金属箔21g,21eに接触させ、加重機構40により、弾性体41に荷重を与えることが可能である。
このような荷重が金属箔21eに与えられると、金属箔21eの下面とエミッタ電極20eの上面とが、より隙間なく接触することになる。また、等間隔で配置された接触子30eの先端が金属箔21eを均等の荷重で押し付けることになる。
また、上述した支持台11は、平坦性よく研磨されている。従って、上記の加重手段が実行されると、金属箔21cの下面と支持台11の上面とが隙間なく密着することになる。また、金属箔21cの上面とコレクタ電極20cの下面とが隙間なく密着することになる。
このように、第2の実施の形態では、半導体素子20のエミッタ電極20eに直接的に接触子30eを接触させるのではなく、エミッタ電極20eに、より隙間なく密着させた金属箔21eを介し、接触子30eをエミッタ電極20eに接触させている。
従って、接触子30gから、ゲート信号をゲート電極20gに入力し、エミッタ−コレクタ電極間を通電状態にしても、半導体素子20の主電極の特定領域に電流集中が生じることがない。即ち、主電極間に通電する電流が金属箔21eにおいて分散される。
その結果、素子試験中には、半導体素子20内部に並列に配置された各セルに、均等に電流が通電する。従って、半導体素子20の電気的特性試験を安定して実施することができる。
次に、素子試験装置2を用いた具体的な素子試験方法をより詳細に説明する。
先ず、図3に示すように、支持台11上に、ハンドラ(図示しない)によって金属箔21cを載置する。
先ず、図3に示すように、支持台11上に、ハンドラ(図示しない)によって金属箔21cを載置する。
次に、金属箔21c上に、ハンドラによって半導体素子20を載置する。これにより、半導体素子20の下面側が金属箔21cに接触する。また、半導体素子20のゲート電極と、エミッタ電極の夫々の上にハンドラによって金属箔21g,21eを載置する。
この段階で、半導体素子20のコレクタ電極20cと支持台11とが金属箔21cを介して導通する。また、半導体素子20のゲート電極と金属箔21gとが導通する。更に、半導体素子20のエミッタ電極と金属箔21eとが導通する。
そして、半導体素子20の上方にて、接触子部30の位置あわせを行い、接触子部30の先端を金属箔21g及び金属箔21eに対向させる。
次に、図4に示すように、接触子部30を、金属箔21g及び金属箔21eに向かい降下させ、接触子部30の先端を金属箔21g,21eに接触させる。そして、接触子部30に備えられた加重機構(図示しない)を用いて、接触子部30の先端により金属箔21g,21eを上方から押圧・加重する。
次に、図4に示すように、接触子部30を、金属箔21g及び金属箔21eに向かい降下させ、接触子部30の先端を金属箔21g,21eに接触させる。そして、接触子部30に備えられた加重機構(図示しない)を用いて、接触子部30の先端により金属箔21g,21eを上方から押圧・加重する。
このような接触子部30による押し付けにより、半導体素子20のゲート電極20gと金属箔21g、半導体素子20のエミッタ電極20eと金属箔21eとが隙間なく密着する。また、半導体素子20の下部においては、金属箔21cとコレクタ電極20cとが隙間なく密着する。
更に、本実施の形態では、弾性体41の下面を金属箔21g,21eに接触させ、加重機構40により、弾性体41に荷重を与える。
このような荷重が金属箔21eに与えられると、金属箔21eの下面とエミッタ電極20eの上面とが、より隙間なく接触することになる。また、金属箔21cの上面とコレクタ電極20cとが隙間なく密着することになる。また、等間隔で配置された接触子30eの先端が金属箔21eを均等の荷重で押し付ける。
このような荷重が金属箔21eに与えられると、金属箔21eの下面とエミッタ電極20eの上面とが、より隙間なく接触することになる。また、金属箔21cの上面とコレクタ電極20cとが隙間なく密着することになる。また、等間隔で配置された接触子30eの先端が金属箔21eを均等の荷重で押し付ける。
そして、金属箔21eと支持台11間に、素子試験装置2に外付けしたテスタ(図示しない)により所定の電圧(数キロボルト以下)を印加する。更に、金属箔21gと金属箔21e間に、ゲート信号(例えば、Pulse Width Modulation,PWM)を印加する。
ここで、図示しないテスタからは、接触子部30、支持台11と導通するためのリード線が複数延出されている。また、各リード線が接触子30g,30e、支持台11に電気的に接続され、素子試験回路を構成している。
このような手順にて、半導体素子20の素子試験を遂行する。
そして、仮に、被検体である半導体素子20が不良品であり、素子試験中において、半導体素子20が破損した場合は、接触子部30、加重機構40及び弾性体41を上方に移動させ、次に説明する手順にて部材の交換をする。
そして、仮に、被検体である半導体素子20が不良品であり、素子試験中において、半導体素子20が破損した場合は、接触子部30、加重機構40及び弾性体41を上方に移動させ、次に説明する手順にて部材の交換をする。
例えば、エミッタ電極20e側の破損が著しい場合には、ハンドラにより、エミッタ電極20eに密着していた金属箔21e及び破損した半導体素子20を支持台11上から取り除き、金属箔21eと同形態の別の金属箔、新規の半導体素子を準備する。
次に、ハンドラにて新規の半導体素子を金属箔21c上に載置する。
続いて、新規の半導体素子のエミッタ電極上に、金属箔21eと同形態の別の金属箔をハンドラにて載置し、上記と同様の手段にて、当該半導体素子についての素子試験を再開する。
続いて、新規の半導体素子のエミッタ電極上に、金属箔21eと同形態の別の金属箔をハンドラにて載置し、上記と同様の手段にて、当該半導体素子についての素子試験を再開する。
また、コレクタ電極20c側の破損が著しい場合は、破損した半導体素子20及びコレクタ電極20cに密着していた金属箔21cを、ハンドラにより支持台11上から取り除く。そして、金属箔21cと同形態の別の金属箔を準備する。
次に、支持台11上に、当該別の金属箔を載置する。続いて、新規の半導体素子を用意し、ハンドラにて新規の半導体素子を当該別の金属箔上に載置する。
そして、上記と同様の手段にて、当該半導体素子についての素子試験を再開する。
そして、上記と同様の手段にて、当該半導体素子についての素子試験を再開する。
また、半導体素子20のエミッタ電極20e側及びコレクタ電極20c側の破損が共に著しい場合は、金属箔21e,21cを共に交換し、上記と同様の手段にて、新規の半導体素子の素子試験を再開する。
尚、図3及び図4には、ゲート電極20g上に、金属箔21gを配置する構成を例示したが、金属箔21gを取り除いた状態で素子試験を実施してもよい。即ち、接触子30gをゲート電極20gに直接、接触させて、素子試験を遂行してもよい。
このように、素子試験装置2は、支持台11と、支持台11上に載置され、半導体素子20のコレクタ電極20cに接触する金属箔21cと、半導体素子20のエミッタ電極20e上に配置する金属箔21eと、金属箔21eに接触する、少なくとも一つの接触子30eと、半導体素子20のゲート電極20gに接触する、少なくとも一つの接触子30gと、を有している。
尚、ゲート電極20g上に金属箔21gを配置し、金属箔21gに接触子30gを接触させてもよい。
また、素子試験装置2は、金属箔21eまたは金属箔21gを、弾性体41を介して加重する加重手段を備えている。
また、素子試験装置2は、金属箔21eまたは金属箔21gを、弾性体41を介して加重する加重手段を備えている。
また、素子試験装置2は、金属箔21cと金属箔21e間に所定の電圧を印加し、金属箔21eとゲート電極20g間に、別の所定の電圧を印加する電圧印加手段を備えている。また、当該別の電圧は、金属箔21eと金属箔21g間に、印加してもよい。
そして、素子試験装置2を用いた素子試験方法は、支持台11上に、金属箔21cを載置し、金属箔21c上に、半導体素子20のコレクタ電極20cが接触するように、半導体素子20を載置する。
続いて、半導体素子20のエミッタ電極20e上に、金属箔21eを載置し、金属箔21eに、少なくとも一つの接触子30eを接触し、半導体素子20のゲート電極20gに、少なくとも一つの接触子30gを接触する。
そして、金属箔21cと金属箔21e間に所定の電圧を印加し、金属箔21eとゲート電極20g間に、別の所定の電圧を印加して素子試験を実施する。
また、当該別の所定の電圧は、ゲート電極20g上に、金属箔21gを載置し、金属箔21gに、少なくとも一つの接触子30gを接触させ、金属箔21eと金属箔21g間に印加してもよい。
また、当該別の所定の電圧は、ゲート電極20g上に、金属箔21gを載置し、金属箔21gに、少なくとも一つの接触子30gを接触させ、金属箔21eと金属箔21g間に印加してもよい。
尚、本実施の形態に係る素子試験方法では、金属箔21eまたは金属箔21gを、弾性体41を介して加重しながら実施する。
<第3の実施の形態>
図5は第3の実施の形態の素子試験装置を説明するための要部斜視図である。この図では、被検体である半導体素子は図示されていない。
<第3の実施の形態>
図5は第3の実施の形態の素子試験装置を説明するための要部斜視図である。この図では、被検体である半導体素子は図示されていない。
素子試験装置3は、基体10と、基体10上に固定された支持台11(図5では不図示)と、接触子部30と、接触子部30に備えられた加重機構40と、加重機構40下に備えられた弾性体41と、を含む構成としている。また、素子試験装置3には、接触子部30と支持台11との間に、帯状の樹脂フィルム50,51が対向するように配置されている。そして、加重機構40及び弾性体41は、接触子部30内において、上下に移動可能な構造としている。
また、素子試験装置3にあっては、樹脂フィルム50の下面側に、被検体である半導体素子の主電極(エミッタ電極)と導通させるための金属箔50eと、半導体素子の制御用電極(ゲート電極)と導通させるための金属箔50gとが、夫々複数個、選択的に配置されている。また、このような金属箔50g,50eの組は、樹脂フィルム50の長手方向に周期的に配置されている。
一方、樹脂フィルム50と対向する樹脂フィルム51の上面側には、被検体である半導体素子の主電極(コレクタ電極)と導通させるための金属箔51cが複数個、選択的に配置されている。そして、金属箔51cは、樹脂フィルム51の片端にまで延在している。また、金属箔51cは、樹脂フィルム51の長手方向に周期的に配置されている。
即ち、図5に示す素子試験装置3にあっては、金属箔50g,50eと金属箔51cとが互いに対向する構造をなしている。
そして、これらの樹脂フィルム50,51においては、その両端において、貫通孔50h,51hを設け、当該貫通孔50h,51hに歯車等の回転部材(図示しない)を係合させることにより、樹脂フィルム50,51をその長手方向(図の矢印Bの方向)に順次送り出すことができる。
そして、これらの樹脂フィルム50,51においては、その両端において、貫通孔50h,51hを設け、当該貫通孔50h,51hに歯車等の回転部材(図示しない)を係合させることにより、樹脂フィルム50,51をその長手方向(図の矢印Bの方向)に順次送り出すことができる。
尚、対向する樹脂フィルム50,51同士は、その短手方向において、樹脂フィルム50,51の夫々の主面が若干、ずれた配置を構成してもよい。このような配置の場合、貫通孔51h付近に位置する金属箔51cは、素子試験装置3の上方へ向かい露出している状態にある。
また、素子試験装置3にあっては、金属箔50g,50eを配置させた部分の樹脂フィルム50に、少なくとも一つの貫通孔50eh,50ghを設け、樹脂フィルム50の上面側に、金属箔50g,50eの主面の一部を接触子部30に向けて露出させている。そして、貫通孔50eh,50ghのピッチは、接触子部30の夫々の接触子のピッチに対応している。
これにより、接触子部30を基体10に向かい降下させると、接触子の先端が貫通孔50eh,50gh内に挿入し、金属箔50eまたは金属箔50gに接触させることができる。
例えば、接触子部30を、矢印Aの方向に降下させ、接触子部30の中、少なくとも1本の接触子(例えば、接触子30g)を、金属箔50gに接触させる。また、接触子30g以外の接触子は、金属箔50eに接触させる。
更に、樹脂フィルム50,51の両端には、歯車(後述)等を係合させるための貫通孔50h,51hが配置されている。
尚、素子試験装置3には、接触子部30を半導体素子20の主面に押し付けることのできる別の加重機構(図示しない)が備えられている。従って、接触子部30を構成する接触子の夫々の先端を金属箔50g,50eに抗するように接触させることができる。
尚、素子試験装置3には、接触子部30を半導体素子20の主面に押し付けることのできる別の加重機構(図示しない)が備えられている。従って、接触子部30を構成する接触子の夫々の先端を金属箔50g,50eに抗するように接触させることができる。
そして、接触子部30を金属箔50g,50eに接触させた後においては、支持台11と金属箔50eとの間に、対応する接触子を通じて所定の電圧を印加する。また、金属箔50gには、対応する接触子を通じて所定の電圧信号を印加する。
このような素子試験装置3を用いて、被検体である半導体素子20の素子試験が遂行される。
次に、上述した素子試験装置3の構成を、より深く理解するために、素子試験装置3の断面模式図を用いて、その構造を詳細に説明する。
次に、上述した素子試験装置3の構成を、より深く理解するために、素子試験装置3の断面模式図を用いて、その構造を詳細に説明する。
図6は第3の実施の形態の素子試験装置を説明するための要部断面模式図である。この図では、接触子部30を構成する各接触子の先端を貫通孔50gh,50eh内に挿入させて、金属箔50g,50eに接触させた状態が示されている。また、加重機構40及び弾性体41を、接触子部30内において下方に移動させ、弾性体41の主面を樹脂フィルム50に接触させた状態が示されている。
図示するように、素子試験装置3にあっては、基体10上に、支持台11を設置・固定している。支持台11上には、樹脂フィルム51を配置している。また、樹脂フィルム51上には、半導体素子20の下面(コレクタ電極20c側)の面積より大きい上面を有する金属箔51cが形成されている。金属箔51cは、接着部材(図示しない)により、樹脂フィルム51の上面側に固着されている。
また、金属箔51c上には、被検体である半導体素子20を載置している。
また、素子試験装置3にあっては、半導体素子20の上面側に配設したゲート電極20g上に、金属箔50gを配置している。また、半導体素子20の上面側に配設したエミッタ電極20e上に金属箔50eを配置している。金属箔50g,50e上には、樹脂フィルム50を配置している。金属箔50g,50eは、接着部材(図示しない)により、樹脂フィルム50の下面側に固着されている。
また、素子試験装置3にあっては、半導体素子20の上面側に配設したゲート電極20g上に、金属箔50gを配置している。また、半導体素子20の上面側に配設したエミッタ電極20e上に金属箔50eを配置している。金属箔50g,50e上には、樹脂フィルム50を配置している。金属箔50g,50eは、接着部材(図示しない)により、樹脂フィルム50の下面側に固着されている。
また、金属箔50gの下面の幅(面積)は、ゲート電極20gの上面の幅(面積)と等しいか若干小さい構造をなしている。また、金属箔50eの下面の幅(面積)は、エミッタ電極20eの上面の幅(面積)と等しいか若干小さい構造をなしている。
尚、金属箔50g,50e,51cは、例えば、銅(Cu)を主たる成分とする材質により構成され、夫々の厚みは、10〜100μmである。また、樹脂フィルム50,51は、ポリイミド樹脂を主たる成分とする樹脂である。また、夫々の厚みは、10〜100μmである。従って、金属箔50g,50e,51cを固着した樹脂フィルム50,51の主面は容易に変形する。特に、金属箔50g,50e,51cまたは樹脂フィルム50,51の厚みが薄くなるほど、フレキシブル性が向上する。
そして、素子試験装置3には、接触子部30を構成する各々の接触子の先端を、半導体素子20の主面に押し付ける加重機構が備えられている(図示しない)。
このような加重機構による加重手段が実行されると、例えば、接触子部30中の接触子30gは、金属箔50gを介してゲート電極20gを押し付ける。また、接触子30eは、金属箔50eを介してエミッタ電極20eを押し付ける。
このような加重機構による加重手段が実行されると、例えば、接触子部30中の接触子30gは、金属箔50gを介してゲート電極20gを押し付ける。また、接触子30eは、金属箔50eを介してエミッタ電極20eを押し付ける。
ここで、接触子30eは、金属箔50eの上面に略垂直となるように配置されている。また、接触子30e同士は、互いに等間隔で配置している。
従って、金属箔50eの上面においては、その全面に渡り、接触子30eが均等の間隔で接触している。また、夫々の接触子30eは、金属箔50eを介し、エミッタ電極20eを均等の荷重で押し付ける。
従って、金属箔50eの上面においては、その全面に渡り、接触子30eが均等の間隔で接触している。また、夫々の接触子30eは、金属箔50eを介し、エミッタ電極20eを均等の荷重で押し付ける。
また、素子試験装置3にあっては、例えば、シリコンゴムを主たる成分とする弾性体41と、当該弾性体41に荷重を与える別の加重機構40の内部に、接触子30g,30eを貫入させた構造をなしている。
このような弾性体41及び加重機構40は、接触子部30内において、上下に移動可能な構造を有する。そして、弾性体41の下面を樹脂フィルム50に接触させ、加重機構40により、弾性体41に荷重を与えることが可能である。
そして、加重機構40による荷重が樹脂フィルム50に与えられると、樹脂フィルム50に固着している金属箔50eの下面とエミッタ電極20eの上面とが、より隙間なく接触することになる。また、等間隔で配置された接触子30eの先端が金属箔50eを均等の荷重で押し付けることになる。
また、上述した支持台11は、平坦性よく研磨されている。従って、上記の加重手段が実行されると、樹脂フィルム51に固着している金属箔51cの上面とコレクタ電極20cの下面とが隙間なく密着することになる。
このように、第3の実施の形態では、エミッタ電極20eに、弾性体41の押し付けによって、より隙間なく密着させた金属箔50eを介し、接触子30eをエミッタ電極20eに接触させている。
従って、接触子30gから、ゲート信号をゲート電極20gに入力し、エミッタ−コレクタ電極間を通電状態にしても、半導体素子20の主電極の特定領域に電流集中が生じることがない。即ち、主電極間に通電する電流が金属箔50eにおいて分散される。
その結果、素子試験中には、半導体素子20内部に並列に配置された各セルに、均等に電流が通電する。従って、半導体素子20の電気的特性試験を安定して実施することができる。
次に、素子試験装置3を用いた具体的な素子試験方法をより詳細に説明する。
図7及び図8は素子試験方法の具体的な方法を説明するための要部図である。
図7に示すように、素子試験装置3には、上述した部材の他、回転機構60upr,60upl,60dnr,60dnl、歯車61upr,61upl,61dnr,61dnlが備えられている。
図7及び図8は素子試験方法の具体的な方法を説明するための要部図である。
図7に示すように、素子試験装置3には、上述した部材の他、回転機構60upr,60upl,60dnr,60dnl、歯車61upr,61upl,61dnr,61dnlが備えられている。
図示するように、樹脂フィルム50に配置された所定の金属箔50g及び金属箔50eと、樹脂フィルム51に配置された所定の金属箔51cとが、支持台11と接触子部30との間に位置するように位置あわせを行う。
例えば、金属箔50g及び金属箔50eの位置の調節は、樹脂フィルム50を巻きつけた回転機構60upr,60uplを、矢印の方向に所定の角度のみ回転させることにより実施する。また、金属箔51cの位置の調節は、樹脂フィルム51を巻きつけた回転機構60dnr,60dnlを矢印の方向に所定の角度のみ回転させることにより実施する。
尚、樹脂フィルム50,51は、夫々の両端に配置した貫通孔50h,51h(図5参照)に、歯車61upr,61upl,61dnr,61dnlを係合させることにより、若干、伸張した状態にある。このような歯車61upr,61upl,61dnr,61dnlの配置により、樹脂フィルム50,51は、素子試験中において撓みのない状態を維持している。
また、支持台11と接触子部30との間に位置する樹脂フィルム50,51は、互いに平行状態を維持している。これにより、金属箔50eと金属箔51c、或いは、金属箔50gと金属箔51cとが接触しない構成になる。
また、支持台11と接触子部30との間に位置する樹脂フィルム50,51の間隙は、半導体素子20の厚み以上に調節されている。
そして、夫々の樹脂フィルム50,51に配置された金属箔50g及び金属箔50eと、金属箔51cとの間隙に、ハンドラ(図示しない)によって半導体素子20を設置する。
そして、夫々の樹脂フィルム50,51に配置された金属箔50g及び金属箔50eと、金属箔51cとの間隙に、ハンドラ(図示しない)によって半導体素子20を設置する。
この段階で、半導体素子20が金属箔51c上に設置される。そして、半導体素子20のコレクタ電極20cと金属箔51cとが接触し、当該コレクタ電極20cと金属箔51cとが導通する。但し、半導体素子20のゲート電極20g及びエミッタ電極20eと、金属箔50g及び金属箔50eとは、若干離反した状態にある。
また、半導体素子20のゲート電極20g及びエミッタ電極20e上に、金属箔50g及び金属箔50eが位置していない場合は、半導体素子20のゲート電極20g及びエミッタ電極20e上に、金属箔50g及び金属箔50eが位置するように、調整を行う。
次に、図8に示すように、接触子部30を、樹脂フィルム50に向かい降下させ、樹脂フィルム50に固着された金属箔50g,50eを上方から押圧する。
上述したように、樹脂フィルム50,51はフレキシブルな形状を有しているため、樹脂フィルム50,51ならびに金属箔50g,50eにたるみ、ゆがみ、撓みなどがある場合がある。そこで、図示しないテンショナーなどで樹脂フィルム50,51に所定の張力を与えて、さらに接触子部30による押し付けにより、樹脂フィルム50,51のたるみ、ゆがみ、撓みなどを矯正する。また、当該押し付けにより、半導体素子20のゲート電極20gと金属箔50g、半導体素子20のエミッタ電極20eと金属箔50eとが容易に接触する。
上述したように、樹脂フィルム50,51はフレキシブルな形状を有しているため、樹脂フィルム50,51ならびに金属箔50g,50eにたるみ、ゆがみ、撓みなどがある場合がある。そこで、図示しないテンショナーなどで樹脂フィルム50,51に所定の張力を与えて、さらに接触子部30による押し付けにより、樹脂フィルム50,51のたるみ、ゆがみ、撓みなどを矯正する。また、当該押し付けにより、半導体素子20のゲート電極20gと金属箔50g、半導体素子20のエミッタ電極20eと金属箔50eとが容易に接触する。
更に、加重機構40及び弾性体41を、接触子部30内で降下させ、弾性体41を樹脂フィルム50に接触させる。そして、加重機構40により半導体素子20の主面に荷重を与える。
このような荷重が半導体素子20の主面に与えられると、金属箔50gがゲート電極20gと、金属箔50eがエミッタ電極20eとが密着する。更に、半導体素子20の下部においては、金属箔51cとコレクタ電極20cとが密着する。
特に、接触子部30には、弾性体41が備えられているので、弾性体41の変形により、金属箔50eとエミッタ電極20eとの片当りが防止される。
そして、金属箔50eと金属箔51c間に、素子試験装置3に外付けしたテスタ(図示しない)により所定の電圧(数キロボルト以下)を印加する。更に、金属箔50gと金属箔50e間に、ゲート信号(例えば、Pulse Width Modulation,PWM)を印加する。
そして、金属箔50eと金属箔51c間に、素子試験装置3に外付けしたテスタ(図示しない)により所定の電圧(数キロボルト以下)を印加する。更に、金属箔50gと金属箔50e間に、ゲート信号(例えば、Pulse Width Modulation,PWM)を印加する。
ここで、図示しないテスタからは、接触子部30、金属箔51cに導通させるためのリード線が複数延出されている。また、各リード線が接触子30g,30e、支持台11に電気的に接続され、素子試験回路を構成している。
ここで、リード線と、金属箔51cとの導通は、対応するリード線の端に接続された接触子(コンタクトピン)と、樹脂フィルム51の端まで延在させた金属箔51cとを接触させることにより行われる。
特に、樹脂フィルム50,51の短手方向において、樹脂フィルム50,51の夫々の主面を若干、ずらした配置とした場合、上述した如く、貫通孔51h付近に配置する金属箔51cは、素子試験装置3の上方へ露出している状態にある。
従って、金属箔51cに接触させるテスタの接触子を、素子試験装置3の上方から金属箔51cに接近させることにより、テスタの接触子を金属箔51cに容易に接触させることができる。
このような手順にて、半導体素子20の素子試験を遂行する。
そして、仮に、被検体である半導体素子20が不良品であり、素子試験中において、半導体素子20が破損した場合は、接触子部30、加重機構40及び弾性体41を上方に移動させ、破損した半導体素子20を、ハンドラにより樹脂フィルム50及び樹脂フィルム51の間隙から取り除く。
そして、仮に、被検体である半導体素子20が不良品であり、素子試験中において、半導体素子20が破損した場合は、接触子部30、加重機構40及び弾性体41を上方に移動させ、破損した半導体素子20を、ハンドラにより樹脂フィルム50及び樹脂フィルム51の間隙から取り除く。
ここで、半導体素子20の破損は、例えば、主電極間の短絡等を起因とする破損が該当する。例えば、この破損により、半導体素子20の主電極に溶融物が形成したり、或いは、微小な破壊片が主電極から発生したりする。
そして、本実施の形態の素子試験方法では、エミッタ電極20e側の破損が著しい場合には、樹脂フィルム50を巻きつけた回転機構60upr,60uplを所定の角度のみ回転させることにより、エミッタ電極20eに密着していた金属箔50eを、支持台11と接触子部30との間から移動させる。即ち、金属箔50g及び金属箔50eに隣接する別の金属箔パターンを、接触子部30と弾性体41との間に位置させる。
そして、新規の半導体素子を用意し、上記と同様の手段にて、当該半導体素子についての素子試験を再開する。
また、コレクタ電極20c側の破損が著しい場合は、樹脂フィルム51を巻きつけた回転機構60dnr,60dnlを所定の角度のみ回転させることにより、コレクタ電極20cに密着していた金属箔51cを支持台11と接触子部30との間から移動させる。即ち、金属箔51cに隣接する別の金属箔を支持台11と接触子部30との間に位置させる。
また、コレクタ電極20c側の破損が著しい場合は、樹脂フィルム51を巻きつけた回転機構60dnr,60dnlを所定の角度のみ回転させることにより、コレクタ電極20cに密着していた金属箔51cを支持台11と接触子部30との間から移動させる。即ち、金属箔51cに隣接する別の金属箔を支持台11と接触子部30との間に位置させる。
そして、新規の半導体素子を用意し、上記と同様の手段にて、当該半導体素子についての素子試験を再開する。
また、半導体素子20のエミッタ電極20e側及びコレクタ電極20c側の破損が共に著しい場合は、樹脂フィルム50,51を共に移動させて、上記と同様の手段にて、新規の半導体素子の素子試験を再開する。
また、半導体素子20のエミッタ電極20e側及びコレクタ電極20c側の破損が共に著しい場合は、樹脂フィルム50,51を共に移動させて、上記と同様の手段にて、新規の半導体素子の素子試験を再開する。
尚、図5及び図6には、ゲート電極20g上に、金属箔50gを配置する構成を例示したが、金属箔50gは樹脂フィルム50から取り除いてもよい。即ち、接触子30gを貫通孔50ghに挿入させ、接触子30gをゲート電極20gに直接、接触させて、素子試験を遂行してもよい。
尚、図5及び図6には接触子部30に、加重機構40と、弾性体41を備えた形態を示したが、素子試験装置3においては、加重機構40と、弾性体41を備えない形態であってもよい。即ち、図1及び図2に示す素子試験装置1の部材である接触子部30を素子試験装置3に備えてもよい。
このように、素子試験装置3は、支持台11と、支持台11上に配置され、半導体素子20のコレクタ電極20cに接触させる金属箔51cを選択的に形成した樹脂フィルム51と、樹脂フィルム51に対向するように配置され、半導体素子20のエミッタ電極20eに接触させる金属箔50eを選択的に形成した樹脂フィルム50と、金属箔50eに接触する、少なくとも一つの接触子30eと、半導体素子20のゲート電極20gに接触する、少なくとも一つの接触子30gと、を有している。
また、樹脂フィルム50には、ゲート電極20gに接触させる金属箔50gを選択的に配置し、金属箔50gに接触子30gを接触させてもよい。
また、素子試験装置3は、樹脂フィルム50の巻き取り量を調節することにより、金属箔50eと支持台11との相対位置、または金属箔50gと支持台11との相対位置を調整する調整手段を備えている。また、樹脂フィルム51の巻き取り量を調節することにより、金属箔51cと支持台11との相対位置を調整する調整手段を備えている。
また、素子試験装置3は、樹脂フィルム50の巻き取り量を調節することにより、金属箔50eと支持台11との相対位置、または金属箔50gと支持台11との相対位置を調整する調整手段を備えている。また、樹脂フィルム51の巻き取り量を調節することにより、金属箔51cと支持台11との相対位置を調整する調整手段を備えている。
また、素子試験装置3は、金属箔51cと金属箔50e間に、所定の電圧を印加し、金属箔50eとゲート電極20g間に、別の所定の電圧を印加する電圧印加手段を備えている。尚、当該別の所定の電圧は、金属箔50eと金属箔50g間に印加してもよい。
また、素子試験装置3を用いた素子試験方法は、支持台11上に、樹脂フィルム51に選択的に形成された金属箔51cを配置し、金属箔51c上に、半導体素子20のコレクタ電極20cが接触するように、半導体素子20を載置する。
続いて、半導体素子20のエミッタ電極20e上に、樹脂フィルム50に選択的に形成された金属箔50eを位置させ、エミッタ電極20eを金属箔50eを介して少なくとも一つの接触子30eにより押圧すると共に、ゲート電極20gと少なくとも一つの接触子30gとを接触させる。
そして、金属箔51cと金属箔50e間に、所定の電圧を印加し、金属箔50eとゲート電極20g間に、別の所定の電圧を印加して素子試験を実施する。
尚、ゲート電極20gを金属箔50gを介して少なくとも一つの接触子30gにより押圧してもよい。そして、金属箔51cと金属箔50e間に、所定の電圧を印加し、金属箔50eと金属箔50g間に、別の所定の電圧を印加して素子試験を実施してもよい。
尚、ゲート電極20gを金属箔50gを介して少なくとも一つの接触子30gにより押圧してもよい。そして、金属箔51cと金属箔50e間に、所定の電圧を印加し、金属箔50eと金属箔50g間に、別の所定の電圧を印加して素子試験を実施してもよい。
また、金属箔50eまたは金属箔50gを、弾性体41を介して加重して素子試験を実施してもよい。
<第4の実施の形態>
第4の実施の形態では、帯状の樹脂フィルム70,71に配置した、夫々の金属箔パターンの形状を変形させたことを特徴としている。この金属箔パターンの形態を図9及び図10に示す。尚、第4の実施の形態での素子試験方法の原理は、第3の実施の形態で説明した素子試験方法と同様である。
<第4の実施の形態>
第4の実施の形態では、帯状の樹脂フィルム70,71に配置した、夫々の金属箔パターンの形状を変形させたことを特徴としている。この金属箔パターンの形態を図9及び図10に示す。尚、第4の実施の形態での素子試験方法の原理は、第3の実施の形態で説明した素子試験方法と同様である。
図9及び図10は第4の実施の形態の素子試験装置を説明するための要部図である。 ここで、図9(A)には、金属箔パターンを選択的に配置した上側の樹脂フィルムの斜視図が示され、図9(B)には、図9(A)のA−B部分の断面図が示されている。
また、図10(A)には、金属箔パターンを選択的に配置した下側の樹脂フィルムの斜視図が示され、図10(B)には、図10(A)のA−B部分の断面図が示されている。
図9(A)に示すように、樹脂フィルム70には、半導体素子20のゲート電極20gに接触させるための金属箔70gと、半導体素子20のエミッタ電極20eに接触させるための金属箔70eが、夫々複数個、選択的に配置されている。
図9(A)に示すように、樹脂フィルム70には、半導体素子20のゲート電極20gに接触させるための金属箔70gと、半導体素子20のエミッタ電極20eに接触させるための金属箔70eが、夫々複数個、選択的に配置されている。
また、樹脂フィルム70の両端には、回転機構に係合させるための貫通孔70hが配置されている。
そして、金属箔70g,70eは、図9(B)に示すように、樹脂フィルム70に把持されている。
そして、金属箔70g,70eは、図9(B)に示すように、樹脂フィルム70に把持されている。
また、図10(A)に示すように、樹脂フィルム71には、半導体素子20のコレクタ電極20cに接触させるための金属箔71cが複数個、選択的に配置されている。
また、樹脂フィルム71の両端には、回転機構に係合させるための貫通孔71hが配置されている。
また、樹脂フィルム71の両端には、回転機構に係合させるための貫通孔71hが配置されている。
そして、金属箔71cは、図10(B)に示すように、樹脂フィルム71に把持されている。
尚、金属箔70g,70e,71cは、例えば、銅(Cu)を主たる成分とする材質により構成され、夫々の厚みは、10〜100μmである。樹脂フィルム70,71は、ポリイミド樹脂を主たる成分とする樹脂である。また、夫々の厚みは、10〜100μmである。
尚、金属箔70g,70e,71cは、例えば、銅(Cu)を主たる成分とする材質により構成され、夫々の厚みは、10〜100μmである。樹脂フィルム70,71は、ポリイミド樹脂を主たる成分とする樹脂である。また、夫々の厚みは、10〜100μmである。
従って、金属箔70g,70e,71cを固着した樹脂フィルム70,71の主面は容易に変形する。特に、金属箔70g,70e,71cまたは樹脂フィルム70,71の厚みが薄くなるほど、フレキシブル性が向上する。
このような樹脂フィルム70,71を支持台11と接触子部30との間に配置させた素子試験装置4の要部断面を図11に示す。
図11は第4の実施の形態の素子試験装置を説明するための要部断面模式図である。この図では、接触子部30を構成する各接触子の先端を金属箔70g,70eに接触させた状態が示されている。また、加重機構40及び弾性体41を、接触子部30内において下方に移動させ、弾性体41の主面を金属箔70g,70eに接触させた状態が示されている。
図11は第4の実施の形態の素子試験装置を説明するための要部断面模式図である。この図では、接触子部30を構成する各接触子の先端を金属箔70g,70eに接触させた状態が示されている。また、加重機構40及び弾性体41を、接触子部30内において下方に移動させ、弾性体41の主面を金属箔70g,70eに接触させた状態が示されている。
尚、素子試験装置4には、図11に示す部材の他、図7に示す回転機構60upr,60upl,60dnr,60dnl、歯車61upr,61upl,61dnr,61dnlが備えられている。
図11に示すように、素子試験装置4にあっては、基体10上に、支持台11を設置・固定している。支持台11上には、樹脂フィルム71に把持された金属箔71cを配置している。また、金属箔71cは、半導体素子20の下面(コレクタ電極20c側)の面積より大きい上面を有している。
また、金属箔71c上には、被検体である半導体素子20を載置している。
また、素子試験装置4にあっては、半導体素子20の上面側に配設したゲート電極20g上に、金属箔70gを配置している。また、半導体素子20の上面側に配設したエミッタ電極20e上に金属箔70eを配置している。これらの金属箔70g,70eは、上述した如く、樹脂フィルム70に把持されている。
また、素子試験装置4にあっては、半導体素子20の上面側に配設したゲート電極20g上に、金属箔70gを配置している。また、半導体素子20の上面側に配設したエミッタ電極20e上に金属箔70eを配置している。これらの金属箔70g,70eは、上述した如く、樹脂フィルム70に把持されている。
また、金属箔70gの下面の幅(面積)は、ゲート電極20gの上面の幅(面積)と等しいか若干小さい構造をなしている。また、金属箔70eの下面の幅(面積)は、エミッタ電極20eの上面の幅(面積)と等しいか若干小さい構造をなしている。
そして、素子試験装置4には、接触子部30を構成する各々の接触子の先端を、半導体素子20の主面に押し付ける加重機構が備えられている(図示しない)。
このような加重機構による加重手段が実行されると、例えば、接触子部30中の接触子30gは、金属箔70gを介してゲート電極20gを押し付ける。また、接触子30eは、金属箔70eを介してエミッタ電極20eを押し付ける。
このような加重機構による加重手段が実行されると、例えば、接触子部30中の接触子30gは、金属箔70gを介してゲート電極20gを押し付ける。また、接触子30eは、金属箔70eを介してエミッタ電極20eを押し付ける。
ここで、接触子30eは、金属箔70eの上面に略垂直となるように配置されている。また、接触子30e同士は、互いに等間隔で配置している。
従って、金属箔70eの上面においては、その全面に渡り、接触子30eが均等の間隔で接触している。また、夫々の接触子30eは、金属箔70eを介し、エミッタ電極20eを均等の荷重で押し付ける。
従って、金属箔70eの上面においては、その全面に渡り、接触子30eが均等の間隔で接触している。また、夫々の接触子30eは、金属箔70eを介し、エミッタ電極20eを均等の荷重で押し付ける。
また、素子試験装置4にあっては、例えば、シリコンゴムを主たる成分とする弾性体41と、当該弾性体41に荷重を与える別の加重機構40の内部に、接触子30g,30eを貫入させた構造をなしている。
このような弾性体41及び加重機構40は、接触子部30内において、上下に移動可能な構造を有する。そして、弾性体41の下面を金属箔70eに接触させ、加重機構40により、弾性体41に荷重を与えることが可能である。
そして、加重機構40による荷重が金属箔70eに与えられると、金属箔70eの下面とエミッタ電極20eの上面とが、より隙間なく接触することになる。また、等間隔で配置された接触子30eの先端が金属箔70eを均等の荷重で押し付けることになる。
また、上述した支持台11は、平坦性よく研磨されている。従って、上記の加重手段が実行されると、金属箔71cの上面とコレクタ電極20cの下面とが隙間なく密着することになる。
このように、第4の実施の形態では、エミッタ電極20eに、弾性体41の押し付けによって、より隙間なく密着させた金属箔70eを介し、接触子30eをエミッタ電極20eに接触させている。
従って、接触子30gから、ゲート信号をゲート電極20gに入力し、エミッタ−コレクタ電極間を通電状態にしても、半導体素子20の主電極の特定領域に電流集中が生じることがない。即ち、主電極間に通電する電流が金属箔70eにおいて分散される。
その結果、素子試験中には、半導体素子20内部に並列に配置された各セルに、均等に電流が通電する。従って、半導体素子20の電気的特性試験を安定して実施することができる。
そして、上述したように素子試験を行ない、被検体である半導体素子20が不良品であり、半導体素子20が破損した場合は、接触子部30、加重機構40及び弾性体41を上方に移動させ、破損した半導体素子20を、ハンドラにより樹脂フィルム70及び樹脂フィルム71の間隙から取り除く。
そして、本実施の形態の素子試験方法では、エミッタ電極20e側の破損が著しい場合には、回転機構の調節により、エミッタ電極20eに密着していた金属箔70eを、支持台11と接触子部30との間から移動させる。即ち、金属箔70g及び金属箔70eに隣接する別の金属箔パターンを、支持台11と接触子部30との間に位置させる。
そして、新規の半導体素子を用意し、上記と同様の手段にて、当該半導体素子についての素子試験を再開する。
また、コレクタ電極20c側の破損が著しい場合は、回転機構の調節により、コレクタ電極20cに密着していた金属箔71cを支持台11と接触子部30との間から移動させる。即ち、金属箔71cに隣接する別の金属箔を支持台11と接触子部30との間に位置させる。
また、コレクタ電極20c側の破損が著しい場合は、回転機構の調節により、コレクタ電極20cに密着していた金属箔71cを支持台11と接触子部30との間から移動させる。即ち、金属箔71cに隣接する別の金属箔を支持台11と接触子部30との間に位置させる。
そして、新規の半導体素子を用意し、上記と同様の手段にて、当該半導体素子についての素子試験を再開する。
また、半導体素子20のエミッタ電極20e側及びコレクタ電極20c側の破損が共に著しい場合は、樹脂フィルム70,71を共に移動させて、上記と同様の手段にて、新規の半導体素子の素子試験を再開する。
また、半導体素子20のエミッタ電極20e側及びコレクタ電極20c側の破損が共に著しい場合は、樹脂フィルム70,71を共に移動させて、上記と同様の手段にて、新規の半導体素子の素子試験を再開する。
尚、図11には、ゲート電極20g上に、金属箔70gを配置する構成を例示したが、樹脂フィルム70から金属箔70gを取り除いてもよい。即ち、金属箔70gを配置した樹脂フィルム70の部分を貫通孔とし、接触子30gを当該貫通孔50ghに挿入させ、接触子30gをゲート電極20gに直接、接触させて、素子試験を遂行してもよい。
このように、素子試験装置4は、支持台11と、支持台11上に配置され、半導体素子20のコレクタ電極20cに接触させる金属箔71cを選択的に形成した樹脂フィルム71と、樹脂フィルム71に対向するように配置され、半導体素子20のエミッタ電極20eに接触させる金属箔70eを選択的に形成した樹脂フィルム70と、金属箔70eに接触する、少なくとも一つの接触子30eと、半導体素子20のゲート電極20gに接触する、少なくとも一つの接触子30gと、を有している。
尚、樹脂フィルム70には、ゲート電極20gに接触させる金属箔70gを選択的に配置し、金属箔70gに接触子30gを接触させてもよい。
また、素子試験装置4は、樹脂フィルム70の巻き取り量を調節することにより、金属箔70eと支持台11との相対位置、または金属箔70gと支持台11との相対位置を調整する調整手段を備えている。また、樹脂フィルム71の巻き取り量を調節することにより、金属箔71cと支持台11との相対位置を調整する調整手段を備えている。
また、素子試験装置4は、樹脂フィルム70の巻き取り量を調節することにより、金属箔70eと支持台11との相対位置、または金属箔70gと支持台11との相対位置を調整する調整手段を備えている。また、樹脂フィルム71の巻き取り量を調節することにより、金属箔71cと支持台11との相対位置を調整する調整手段を備えている。
また、素子試験装置4は、金属箔71cと金属箔70e間に、所定の電圧を印加し、金属箔70eとゲート電極20g間に、別の所定の電圧を印加する電圧印加手段を備えている。尚、当該別の所定の電圧は、金属箔70eと金属箔70g間に印加してもよい。
また、素子試験装置4を用いた素子試験方法は、支持台11上に、樹脂フィルム71に選択的に形成された金属箔71cを配置し、金属箔71c上に、半導体素子20のコレクタ電極20cが接触するように、半導体素子20を載置する。
続いて、半導体素子20のエミッタ電極20e上に、樹脂フィルム70に選択的に形成された金属箔70eを位置させ、エミッタ電極20eを金属箔70eを介して少なくとも一つの接触子30eにより押圧すると共に、ゲート電極20gと少なくとも一つの接触子30gとを接触させる。
そして、金属箔71cと金属箔70e間に、所定の電圧を印加し、金属箔70eとゲート電極20g間に、別の所定の電圧を印加して素子試験を実施する。
尚、ゲート電極20gを金属箔70gを介して少なくとも一つの接触子30gにより押圧してもよい。そして、金属箔71cと金属箔70e間に、所定の電圧を印加し、金属箔70eと金属箔70g間に、別の所定の電圧を印加して素子試験を実施してもよい。
尚、ゲート電極20gを金属箔70gを介して少なくとも一つの接触子30gにより押圧してもよい。そして、金属箔71cと金属箔70e間に、所定の電圧を印加し、金属箔70eと金属箔70g間に、別の所定の電圧を印加して素子試験を実施してもよい。
また、金属箔70eまたは金属箔70gを、弾性体41を介して加重して素子試験を実施してもよい。
以上説明した第1乃至第4の実施の形態では、次に示す有利な効果を得る。
以上説明した第1乃至第4の実施の形態では、次に示す有利な効果を得る。
先ず、素子試験装置1,2,3,4においては、金属箔によって、半導体素子20の上下の主面を覆いながら素子試験を遂行している。従って、被検体である半導体素子20が不良品であり、当該半導体素子20が破損し、溶融物、微小な破壊片を発生しても、当該微小な破壊片を、金属箔間で封じてしまう。即ち、素子試験装置1,2,3,4においては、半導体素子20の破損の影響を、金属箔以外の他の部材に及ぼすことがない。
また、本実施の形態によれば、上述した封止により、溶融物、微小な破壊片が接触子部30または基体10、支持台11に付着することがない。これにより、溶融物、微小な破壊片を接触子部30、基体10、支持台11から除去する等の無駄な作業工程がなくなる。
このように、第1乃至第4の実施の形態によれば、半導体装置の高生産または低コスト化を図ることのできる素子試験装置及び素子試験方法が実現する。
更に、第1乃至第3の実施の形態では、常にクリーンな表面状態の金属箔を、半導体素子の電極に接触させて素子試験を遂行している。従って、安定して半導体素子の電気的特性試験(例えば、大電流スイッチング試験、逆バイアス安全動作領域試験(RBSOA)、ターンオフ試験、アバランシェ試験、負荷短絡試験等)を行うことができる。
更に、第1乃至第3の実施の形態では、常にクリーンな表面状態の金属箔を、半導体素子の電極に接触させて素子試験を遂行している。従って、安定して半導体素子の電気的特性試験(例えば、大電流スイッチング試験、逆バイアス安全動作領域試験(RBSOA)、ターンオフ試験、アバランシェ試験、負荷短絡試験等)を行うことができる。
また、素子試験装置1,2,3,4においては、弾性体41を介して、加重機構40により、金属箔を半導体素子の各電極へ押し付ける機構としている。
これにより、半導体素子20の主面と、当該主面に接触させた金属箔との平行度のずれが弾性体41の変形よって修正され、半導体素子20の主面と、金属箔との片当りが大きく修正される。その結果、素子試験中に、半導体素子20の主電極の特定領域に電流集中が生じることがなくなる。
これにより、半導体素子20の主面と、当該主面に接触させた金属箔との平行度のずれが弾性体41の変形よって修正され、半導体素子20の主面と、金属箔との片当りが大きく修正される。その結果、素子試験中に、半導体素子20の主電極の特定領域に電流集中が生じることがなくなる。
即ち、半導体素子20内に並列に配置された各セルに、均等に電流を通電させることが可能になる。その結果、より安定して半導体素子の電気的特性試験を行うことができる。
また、素子試験装置3,4においては、複数個の金属箔50g,50e,51c,70g,70e,71cを周期的に樹脂フィルム50,51,70,71に配置し、樹脂フィルム50,51,70,71を巻きつける回転機構を備えている。
また、素子試験装置3,4においては、複数個の金属箔50g,50e,51c,70g,70e,71cを周期的に樹脂フィルム50,51,70,71に配置し、樹脂フィルム50,51,70,71を巻きつける回転機構を備えている。
これにより、半導体素子20の電極に接触させる金属箔の交換が簡便になり、素子試験時間の短縮化を図ることができる。
1,2,3,4 素子試験装置
10 基体
11 支持台
20 半導体素子
20c コレクタ電極
20e エミッタ電極
20g ゲート電極
21c,21e,21g,51c,50e,50g,71c,70e,70g 金属箔
30 接触子部
30g,30e 接触子
40 加重機構
41 弾性体
50,51,70,71 樹脂フィルム
50h,51h,50eh,50gh,70h,71h 貫通孔
60upr,60upl,60dnr,60dnl 回転機構
61upr,61upl,61dnr,61dnl 歯車
10 基体
11 支持台
20 半導体素子
20c コレクタ電極
20e エミッタ電極
20g ゲート電極
21c,21e,21g,51c,50e,50g,71c,70e,70g 金属箔
30 接触子部
30g,30e 接触子
40 加重機構
41 弾性体
50,51,70,71 樹脂フィルム
50h,51h,50eh,50gh,70h,71h 貫通孔
60upr,60upl,60dnr,60dnl 回転機構
61upr,61upl,61dnr,61dnl 歯車
Claims (30)
- 半導体素子の電気的特性を評価する素子試験装置において、
支持台と、
前記支持台上に載置され、前記半導体素子の第1の主電極に接触する第1の金属箔と、
前記半導体素子の第2の主電極上に配置する第2の金属箔と、
前記第2の主電極上に配置した前記第2の金属箔に接触する、少なくとも一つの第1の接触子と、
前記半導体素子の制御用電極に接触する、少なくとも一つの第2の接触子と、
を有することを特徴とする素子試験装置。 - 前記制御用電極上に第3の金属箔を配置し、前記第3の金属箔に前記第2の接触子を接触させることを特徴とする請求項1記載の素子試験装置。
- 前記第1の接触子が複数本、等間隔に配置されていることを特徴とする請求項1記載の素子試験装置。
- 前記第2の金属箔または前記第3の金属箔を、弾性体を介して加重する加重手段を備えたことを特徴とする請求項1または2記載の素子試験装置。
- 前記弾性体内に、前記第1の接触子または前記第2の接触子が貫入していることを特徴とする請求項4記載の素子試験装置。
- 前記第1の金属箔と前記第2の金属箔間に第1の電圧を印加し、前記第2の金属箔と前記制御用電極間に第2の電圧を印加する電圧印加手段を備えていることを特徴とする請求項1記載の素子試験装置。
- 前記第1の金属箔と前記第2の金属箔間に第1の電圧を印加し、前記第2の金属箔と前記第3の金属箔間に第2の電圧を印加する電圧印加手段を備えていることを特徴とする請求項1または2記載の素子試験装置。
- 半導体素子の電気的特性を評価する素子試験装置において、
支持台と、
前記支持台上に配置され、前記半導体素子の第1の主電極に接触させる第1の金属箔を選択的に形成した第1の樹脂フィルムと、
前記第1の樹脂フィルムに対向するように配置され、前記半導体素子の第2の主電極に接触させる第2の金属箔を選択的に形成した第2の樹脂フィルムと、
前記第2の金属箔に接触する、少なくとも一つの第1の接触子と、
前記半導体素子の制御用電極に接触する、少なくとも一つの第2の接触子と、
を有することを特徴とする素子試験装置。 - 前記第1の金属箔が前記第1の樹脂フィルムの端まで延在していることを特徴とする請求項8記載の素子試験装置。
- 前記第2の樹脂フィルムに、前記制御用電極に接触させる第3の金属箔を選択的に配置し、前記第3の金属箔に前記第2の接触子を接触させることを特徴とする請求項8記載の素子試験装置。
- 前記第2の金属箔を形成させた前記第2の樹脂フィルムの領域に、少なくとも一つの貫通孔を設け、前記第2の金属箔の主面の一部が前記第1の接触子に向けて露出していることを特徴とする請求項8記載の素子試験装置。
- 第3の金属箔を形成させた前記第2の樹脂フィルムの領域に、少なくとも一つの貫通孔を設け、前記第3の金属箔の主面の一部が前記第2の接触子に向けて露出していることを特徴とする請求項8記載の素子試験装置。
- 前記第2の金属箔の端部が前記第2の樹脂フィルムに把持されていることを特徴とする請求項8記載の素子試験装置。
- 第3の金属箔の端部が前記第2の樹脂フィルムに把持されていることを特徴とする請求項8記載の素子試験装置。
- 前記第1の樹脂フィルムが帯状であり、前記第1の樹脂フィルムの巻き取り量を調節することにより、前記第1の金属箔と前記支持台との相対位置を調整する調整手段を備えていることを特徴とする請求項8記載の素子試験装置。
- 前記第2の樹脂フィルムが帯状であり、前記第2の樹脂フィルムの巻き取り量を調節することにより、前記第2の金属箔と前記支持台との相対位置、または前記第3の金属箔と前記支持台との相対位置を調整する調整手段を備えていることを特徴とする請求項8または10記載の素子試験装置。
- 前記第1の金属箔と前記第2の金属箔間に第1の電圧を印加し、前記第2の金属箔と前記制御用電極間に第2の電圧を印加する電圧印加手段を備えていることを特徴とする請求項8記載の素子試験装置。
- 前記第1の金属箔と前記第2の金属箔間に第1の電圧を印加し、前記第2の金属箔と前記第3の金属箔間に第2の電圧を印加する電圧印加手段を備えていることを特徴とする請求項8または10記載の素子試験装置。
- 半導体素子の電気的特性を評価する素子試験方法において、
支持台上に、第1の金属箔を載置するステップと、
前記第1の金属箔上に、前記半導体素子の第1の電極が接触するように、前記半導体素子を載置するステップと、
前記半導体素子の第2の電極上に、第2の金属箔を載置するステップと、
前記第2の金属箔に、少なくとも一つの第1の接触子を接触し、前記半導体素子の制御用電極に、少なくとも一つの第2の接触子を接触するステップと、
を有することを特徴とする素子試験方法。 - 前記第2の電極上に、前記第2の金属箔を載置すると共に、前記制御用電極上に、第3の金属箔を載置し、前記第3の金属箔に、少なくとも一つの前記第2の接触子を接触することを特徴とする請求項19記載の素子試験方法。
- 前記第2の金属箔または前記第3の金属箔を、弾性体を介して加重することを特徴とする請求項19または20記載の素子試験方法。
- 前記第1の金属箔と前記第2の金属箔間に第1の電圧を印加し、前記第2の金属箔と前記制御用電極間に第2の電圧を印加することを特徴とする請求項19記載の素子試験方法。
- 前記第1の金属箔と前記第2の金属箔間に第1の電圧を印加し、前記第2の金属箔と前記第3の金属箔間に第2の電圧を印加することを特徴とする請求項19または20記載の素子試験方法。
- 半導体素子の電気的特性を評価する素子試験方法において、
支持台上に、第1の樹脂フィルムに選択的に形成された第1の金属箔を配置するステップと、
前記第1の金属箔上に、前記半導体素子の第1の主電極が接触するように、前記半導体素子を載置するステップと、
前記半導体素子の第2の主電極上に、第2の樹脂フィルムに選択的に形成された第2の金属箔を位置させるステップと、
前記第2の主電極を前記第2の金属箔を介して少なくとも一つの第1の接触子により押圧すると共に、制御用電極と少なくとも一つの第2の接触子とを接触するステップと、
を有することを特徴とする素子試験方法。 - 前記制御用電極を第3の金属箔を介して少なくとも一つの前記第2の接触子により押圧することを特徴とする請求項24記載の素子試験方法。
- 前記第2の金属箔または前記第3の金属箔を、弾性体を介して加重することを特徴とする請求項24または25記載の素子試験方法。
- 前記第1の金属箔と前記第2の金属箔間に第1の電圧を印加し、前記第2の金属箔と前記制御用電極間に第2の電圧を印加することを特徴とする請求項24記載の素子試験方法。
- 前記第1の金属箔と前記第2の金属箔間に第1の電圧を印加し、前記第2の金属箔と前記第3の金属箔間に第2の電圧を印加することを特徴とする請求項24または25記載の素子試験方法。
- 前記第1の樹脂フィルムを移動させることにより、前記支持台上に、前記第1の樹脂フィルムに選択的に形成された別の第1の金属箔を配置することを特徴とする請求項24記載の素子試験方法。
- 前記第2の樹脂フィルムを移動させることにより、前記制御用電極及び前記第2の主電極上に、前記第2の樹脂フィルムに選択的に形成された別の第2の金属箔または別の第3の金属箔を配置することを特徴とする請求項24記載の素子試験方法。
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|---|---|---|---|
| JP2007303498A JP2009128188A (ja) | 2007-11-22 | 2007-11-22 | 素子試験装置及び素子試験方法 |
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|---|---|
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013024684A (ja) * | 2011-07-20 | 2013-02-04 | Mitsubishi Electric Corp | 検査治具および検査装置 |
| JP2014219274A (ja) * | 2013-05-08 | 2014-11-20 | 本田技研工業株式会社 | 電流印加装置 |
| JP2016061751A (ja) * | 2014-09-22 | 2016-04-25 | 三菱電機株式会社 | 半導体試験装置 |
| JP2017036993A (ja) * | 2015-08-10 | 2017-02-16 | 新電元工業株式会社 | 接続治具及び半導体装置の通電試験方法 |
| CN106959408A (zh) * | 2016-01-08 | 2017-07-18 | 株洲南车时代电气股份有限公司 | Ge轨迹自动检测方法及装置 |
| CN110957571A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-03 | 京信通信技术(广州)有限公司 | 引向器、辐射单元、基站天线及天线性能指标的调试方法 |
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| WO2023167013A1 (ja) * | 2022-03-04 | 2023-09-07 | 三菱電機株式会社 | 半導体試験装置 |
-
2007
- 2007-11-22 JP JP2007303498A patent/JP2009128188A/ja active Pending
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