| 【発明の名称】 |
ＩＣデバイスの試験方法及び試験装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】島崎 一浩
【氏名】赤木 靖夫
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| 【要約】 |
【課題】複数のＩＣデバイスに温度的負荷を与えて、これらＩＣデバイスの電気的特性を試験する試験方法及び試験装置において、複数のＩＣデバイス全てに対する温度的負荷を均一なものとすることによって、試験結果の信頼性を向上させる。
【解決手段】本発明のテストハンドラは、多数のＩＣデバイス５が載置された搬送トレイ７が搬入されＩＣデバイス５の試験が実施されるチャンバ部１と、待機状態にあるＩＣデバイス５を予め所定の温度に加熱又は冷却するプリヒート部２と、ＩＣデバイス５の電気的特性を計測する際に用いられるコンタクトプッシャ基台３及び複数のＤＵＴ６とを備えている概略構成される。コンタクトプッシャ３１には、その下部に、個々のＩＣデバイス５をそれぞれ加熱又は冷却するＩＣ接触型熱源１５と、これらＩＣデバイス５それぞれの温度を計測するＩＣ個別温度センサ１６とが設けられている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 複数のＩＣデバイスに温度的負荷を与えて該ＩＣデバイスの電気的特性を試験するＩＣデバイスの試験方法において、前記複数のＩＣデバイス個々の温度を検出し、これら複数のＩＣデバイスに対する温度負荷が全て均一となるように、該ＩＣデバイス個々の温度を制御することを特徴とするＩＣデバイスの試験方法。
【請求項２】 複数のＩＣデバイスに温度的負荷を与えて該ＩＣデバイスの電気的特性を試験するＩＣデバイスの試験装置において、前記複数のＩＣデバイスのそれぞれに対応して設けられ、該複数のＩＣデバイス個々の温度を検出する複数の温度検出手段と、前記複数のＩＣデバイスのそれぞれに対応して設けられ、該複数のＩＣデバイス個々の温度を制御する複数の温度制御手段とを備えたことを特徴とするＩＣデバイスの試験装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣデバイスに温度的負荷を与えてＩＣデバイスの電気的特性を試験するテストハンドラに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＩＣデバイスの電気的特性の試験を行うための試験装置としては、ＩＣハンドラがある。このＩＣデバイスの電気的特性試験は、常温状態だけではなく高温状態及び低温状態の下においても行われる。図７（ａ）は、従来のテストハンドラを示す概略構成図である。
【０００３】同図に示すように、従来のテストハンドラは、ＩＣデバイス５の試験が実施されるチャンバ部１と、待機状態にあるＩＣデバイス５を予め所定の温度に加熱又は冷却するプリヒート部２と、ＩＣデバイス５の電気的特性を計測する際に用いられる多数のコンタクトプッシャ３１を備えたコンタクトプッシャ基台３と、複数のＤＵＴ６とから概略構成される。
【０００４】前記チャンバ部１内には、チャンバ部１内の雰囲気温度を測定する温度センサ４と、クーラ９及びヒータ１０によって生成される温風又は冷風を噴出するノズル８とが設けられている。クーラ９及びヒータ１０は、温度センサー４による検出結果に基づいて、温度制御コントローラ１１によって制御される。
【０００５】そして、このような従来のテストハンドラにおいては、設定した温度条件に基づいて、温度制御コントローラ１１が、温度センサ４で測定したチャンバ部１内の雰囲気温度をモニタしながら、ヒータ９、クーラ１０の制御を行い、ノズル８から温風や冷風をチャンバ部１内に吹き出させ、設定された温度条件が満たされように温度制御を行う。
【０００６】例えば、高温電気特性試験を行う場合、温度設定を高温８５℃と設定し、温度制御コントローラ１１が、チャンバ部１内の雰囲気温度をセンサ４により測定しながら、ヒータ９の制御を行い、温風をノズル８から吹き出させる。このとき温度制御コントローラ１１は、事前に設定された温度条件である設定温度に対する温度範囲、例えば、８５℃±３℃にチャンバ部１内の雰囲気温度が維持されるように温度制御を行う。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述した従来のテストハンドラでは、温度制御をチャンバ部１内の雰囲気温度を基準として行うものであるため、ＩＣデバイス５個々の温度を十分に管理・制御することができず、試験対象となるＩＣデバイス５のチャンバ部１内における位置によって温度負荷にバラツキが生じるという問題があった。
【０００８】詳述すると、図７（ｂ）に示すように、ノズル８の吹出口に近い、つまり温風又は冷風が直接当たるＩＣデバイス群Ａは、高温時には温度が高くなりすぎ、低温時には低くなりすぎる傾向がある。一方、ノズル８の吹出口から離れた、つまり温風又は冷風が直接当たらない後方のＩＣデバイス群Ｃは、高温時には温度が低くなり、低温時に温度が高くなる傾向がある。
【０００９】具体的には、図８（ａ）に示すように、高温（８５℃）設定時に、ノズル８付近のＩＣデバイス群Ａは、８８℃となり、中央付近のＩＣデバイス群Ｂは８５℃となり、ノズル８から離れた後方のＩＣデバイス群Ｃは８２℃となるなど、ノズルからの距離に応じてＩＣデバイス個々の温度にバラツキが生じる。
【００１０】さらに、ＩＣデバイスの電気的特性試験においては、ＩＣデバイス５に通電するため、これによってＩＣデバイス５自身が発熱する。具体的には、図８（ｂ）に示すように、テスト時間が経過するにつれてＩＣデバイス５自身の温度が△ｔ℃だけ上昇する。
【００１１】ところが、従来のテストハンドラでは、チャンバ部１内において、ＩＣデバイス５をテストする部分と、温度制御をモニタする温度センサ４の位置とが離れているため、テスト中のＩＣデバイス５自身の発熱について十分に管理することができず、高温試験にあってはＩＣデバイス自身の発熱によって温度的負荷が過剰となったり、逆に、低温試験にあってはＩＣデバイス５自身の発熱によって、温度的負荷が緩和されてしまう場合がある。しかも、ＩＣデバイス５自身の発熱量は、ＩＣデバイス毎に個体差があるため、ＤＵＴ６間における温度条件のバラツキが増大する可能性がある。
【００１２】従って、これらの結果、従来のテストハンドラでは、ＩＣデバイスの電気的特性試験の信頼性が低下するという惧れがあった。例えば、ノズル８からの距離やＩＣデバイス５自身の発熱等によって、温度が高くなっているＤＵＴ６では、ＩＣデバイス５に過剰に温度的負荷を与える状態となるため、本来良品であるＩＣデバイス５を過度の温度的負荷の影響により不良品と誤判断することとなり、一方、温度が十分に高くなっていないＤＵＴ６では、ＩＣデバイス５に必要な温度的負荷が緩和された状態となるため、本来不良品であるＩＣデバイスを良品と誤判断されてしまう惧れがある。
【００１３】そこで、本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、複数のＩＣデバイスに温度的負荷を与えて、これらＩＣデバイスの電気的特性を試験する試験方法及び試験装置において、複数のＩＣデバイス全てに対する温度的負荷を均一なものとすることによって、試験結果の信頼性を向上させることのできるＩＣデバイスの試験方法及び試験装置を提供することを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するために本発明は、複数のＩＣデバイスに温度的負荷を与えて該ＩＣデバイスの電気的特性を試験するＩＣデバイスの試験方法において、前記複数のＩＣデバイス個々の温度を検出し、これら複数のＩＣデバイスに対する温度負荷が全て均一となるように該ＩＣデバイス個々の温度を制御するものである。
【００１５】また、他の発明は、複数のＩＣデバイスに温度的負荷を与えて該ＩＣデバイスの電気的特性を試験するＩＣデバイスの試験装置において、前記複数のＩＣデバイスのそれぞれに対応して設けられ、該複数のＩＣデバイス個々の温度を検出する複数の温度検出手段と、前記複数のＩＣデバイスのそれぞれに対応して設けられ、該複数のＩＣデバイス個々の温度を制御する複数の温度制御手段とを備えたものである。
【００１６】上記発明によれば、複数のＩＣデバイスに温度的負荷を与えてＩＣデバイスの電気的特性を試験する際に、複数のＩＣデバイスそれぞれの温度を個別に検出し、この検出結果に応じて複数のＩＣデバイス個々の温度を制御することができるため、ＩＣデバイスの位置や、ＩＣデバイス自身の発熱に起因する温度的負荷のバラツキが発生するのを防止することができる。この結果、上記発明によれば、複数のＩＣデバイスについて一括して行う電気的特性試験における温度的条件を、これら複数のＩＣデバイスについて均一なものとすることができ、試験結果の信頼性を向上させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】（テストハンドラの全体構成）以下、この発明に係るＩＣデバイスの試験方法及び試験装置の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るテストハンドラを示す概略構成図である。
【００１８】同図に示すように、本実施形態に係るテストハンドラは、多数のＩＣデバイス５が載置された搬送トレイ７が搬入されＩＣデバイス５の試験が実施されるチャンバ部１と、待機状態にあるＩＣデバイス５を予め所定の温度に加熱又は冷却するプリヒート部２と、ＩＣデバイス５の電気的特性を計測する際に用いられるコンタクトプッシャ基台３及び複数のＤＵＴ６とを備えている。
【００１９】前記チャンバ部１内には、チャンバ部１内の雰囲気温度を測定する温度センサ４と、クーラ９及びヒータ１０によって生成される温風又は冷風を噴出するノズル８とが設けられている。かかるクーラ９及びヒータ１０は、チャンバ部１内の雰囲気温度を制御するものであり、温度センサー４による検出結果に基づき、温度制御コントローラ１１によって制御される。
【００２０】前記コンタクトプッシャ基台３には、搬入された搬送トレイ７上に配置されたＩＣデバイス５をＤＵＴ６上に押しつけるためのコンタクトプッシャ３１が多数設けられている。詳述すると、ＤＵＴ６の各上面には、これに載置されるＩＣデバイス５のコンタクト部が当接されるソケット部が設けられており、ＩＣデバイス５は、各ＤＵＴ６の上面に一致するように搬送トレイ７上に配置されている。各コンタクトプッシャ３１は、各ＤＵＴ６の上方に位置するようにコンタクトプッシャ基台３の下部に取り付けられている。
【００２１】そして、このコンタクトプッシャ基台３は、試験の際、下方に下降され、下部に設けられた各コンタクトプッシャ３１が、各ＤＵＴ６上面に載置されたＩＣデバイス５のコンタクト部をＤＵＴ６のソケットに押しつけるように構成されている。
【００２２】（コンタクトプッシャの構成）かかるコンタクトプッシャ３１の構成について詳述する。図２は、本実施形態に係るコンタクトプッシャ３１の構成及び機能を示す説明図である。
【００２３】同図に示すように、各コンタクトプッシャ３１は、個々のＩＣデバイス５をそれぞれ加熱又は冷却するＩＣ個別温度制御手段としてのＩＣ接触型熱源１５と、これらＩＣデバイス５それぞれの温度を計測するＩＣ個別温度センサ１６とが設けられているとともに、その下端部には、ＩＣデバイス５のコンタクト部５ａをＤＵＴ６上面のソケット部６ａに押しつけるためのプッシュ部３１ａが設けられている。
【００２４】ＩＣ接触型熱源１５は、本実施形態では、その内部にＩＣ個別ヒータ１３と、ＩＣ個別クーラ１４によって冷却された冷媒１７が流通される配管１８とを備えているとともに、その下端面には、ＩＣデバイス５に直接接触されてＩＣ個別ヒータ１３又はＩＣ個別クーラ１４によって発生された熱を伝達する接触面１５ａを備えている。この接触面１５ａには、ＩＣ個別温度センサ１６が、ＩＣデバイス５の表面に接触可能に設けられている。
【００２５】そして、これらＩＣ個別ヒータ１３及びＩＣ個別クーラ１４は、ＩＣ個別温度センサ１６からの測定結果に基づいてＩＣ個別温度制御コントローラ１２によって制御される。
【００２６】（テストハンドラの動作）このような構成からなるテストハンドラの動作について、以下に述べる。先ず、試験対象となる複数のＩＣデバイス５は、搬送トレイ７上に配列載置され、プレヒート部２内に格納され、待機状態となる。この間、プレヒート部２内においてＩＣデバイス５は、予め加熱若しくは冷却されて所定温度に保たれる。
【００２７】そして、ＩＣデバイス５は、搬送トレイ７に載置された状態で、チャンバ部１内に搬入され、各ＤＵＴ５に対応するように配置される。その後、各ＩＣデバイス５は、コンタクトプッシャ基台３が下降されることによって、各コンタクトプッシャ３１でＤＵＴ５の上面に押しつけられる。
【００２８】次いで、温度制御コントローラ１１からの制御信号に基づいて、クーラ９若しくはヒータ１０が動作を開始し、ノズル８を介してチャンバ部１内に冷風又は温風が送り込まれる。このとき、温度制御コントローラ１１は、温度センサ４による検出結果に基づいて、クーラ９又はヒータ１０の動作を制御し、チャンバ１内の雰囲気温度を所定の設定温度に維持する。
【００２９】この際、ＩＣ個別温度制御コントローラ１２は、各ＩＣ個別温度センサ１６からの検出結果に基づいて、各ＩＣデバイス５のそれぞれの温度を監視し、バラツキがあるようであれば各ＩＣ個別ヒータ１３又はＩＣ個別クーラ１４を動作させて全てのＩＣデバイス５に対する温度的負荷を均一にする。
【００３０】具体的には、低温制御時においては、ＩＣ個別温度センサ１６の情報に基づいて、ＩＣデバイスが目標の温度に達するまで、ＩＣ個別クーラを制御することによって、ＩＣ接触型熱源１５内の配管１８に放出される冷却媒体１７の量を調節し、接触面１５ａを介してＩＣデバイス５個々に対し冷却を行う。
【００３１】一方、高温制御時は、ＩＣ個別温度センサ１６の情報に基づいて、ＩＣデバイス５が目標の温度に達するまで、ＩＣ個別ヒータ１３を制御して、ＩＣ接触型熱源１５の温度を調節し、接触面１５ａを介してＩＣデバイス５個々に対し加熱を行う。
【００３２】そして、チャンバ部１内の雰囲気温度が所定値に達し、且つ全てのＩＣデバイス５の温度が均一になった時点でＤＵＴ６からＩＣデバイス５に対し通電を開始し、ＩＣデバイス５の電気的特性の試験を開始する。なお、試験中においても、チャンバ部１内の雰囲気温度、及びＩＣデバイス５個々の温度を監視し、チャンバ部１内の雰囲気温度、及び各ＩＣデバイス５に対する温度負荷を管理する。
【００３３】（温度制御）次いで、上述したＩＣデバイス５の温度制御について詳述する。図３は、ノズルからの距離と各ＩＣデバイス５の温度の分布との関係を示すものである。同図において、実線はＩＣ接触型熱源１５の温度制御曲線を示し、■は個別制御前のＩＣデバイス５の温度を示し、◆は制御後のＩＣデバイス５の温度を示すものである。
【００３４】同図に示すように、高温試験の場合に目標設定温度を８５℃としたとき、ＩＣ個別温度制御を行う前にあっては、ノズル８に近い箇所のＩＣデバイス５は８８℃を示し、ノズル８から遠ざかるにつれて温度が下がり、ノズル８から最も遠いＩＣデバイス５は８２℃を示している。
【００３５】そこで、本実施形態では、各ＩＣ接触型熱源１５の温度とＩＣデバイス５の温度との平均が目標設定温度となるように、各ＩＣ接触型熱源１５の温度を制御する。具体的には、ノズル８に近い箇所のＩＣ接触型熱源１５については８２℃程度にし、ノズル８から遠ざかるにつれて徐々にその温度を高めていき、ノズル８から最も遠いＩＣ接触型熱源１５については８８℃程度にする。これによって、各ＩＣデバイス５全ての温度を目標設定温度である８５℃とすることができる。
【００３６】一方、同図に示すように、低温制御の場合に目標設定温度を−１０℃としたとき、ＩＣ個別制御を行う前にあっては、ノズル８に近い箇所のＩＣデバイス５は−１２℃を示し、ノズル８から遠ざかるにつれて温度が上がり、ノズル８から最も遠いＩＣデバイス５は−７℃を示している。
【００３７】そこで、本実施形態では、上述した高温制御との場合と同様に、各ＩＣ接触型熱源１５の温度とＩＣデバイス５の温度との平均が目標設定温度となるように、各ＩＣ接触型熱源１５の温度を制御する。具体的には、ノズル８に近い箇所のＩＣ接触型熱源１５については−７℃程度にし、ノズル８から遠ざかるにつれて徐々にその温度を低めていき、ノズル８から最も遠いＩＣ接触型熱源１５については−１２℃程度にする。これによって、各ＩＣデバイス５全ての温度を目標設定温度である−１０℃とすることができる。
【００３８】また、本実施形態では、併せて各ＩＣデバイス５自身の発熱による温度変化にも対応させて各ＩＣ接触型熱源１５を制御する。図４は、ＩＣデバイス５自身の発熱による温度とテスト時間の経過との関係を示すグラフである。
【００３９】同図に示すように、試験の際にＩＣデバイス５に対して通電することによって、各ＩＣデバイス５は発熱し、その温度が時間とともに上昇する。そのため、本実施形態では、各ＩＣ接触型熱源１５の温度とＩＣデバイス５の温度との平均が目標設定温度となるように、ＩＣデバイス５の発熱に追従させて各ＩＣ接触型熱源１５の温度を制御する。
【００４０】このようにＩＣデバイス５一つ一つについて、個別の温度制御を行うことにより、ＩＣデバイス５間の温度のバラツキに対して、ＩＣデバイス個々の温度を補正することができ、チャンバ部１内のＩＣデバイス５全ての温度を均一にすることができる。また、ＩＣデバイス５自身が発熱しても、ＩＣ接触型熱源１５によって、各ＩＣデバイス５の温度が一定に保つことができる。
【００４１】特に、本実施形態では、直接ＩＣデバイス５に接触する接触面１５ａを介して、ＩＣ個別ヒータ１３又はＩＣ個別クーラ１４からの熱を伝達するため、確実にＩＣデバイス５の温度を制御することができる。また、ＩＣ個別温度センサ１６も、ＩＣデバイス５の表面に直接接触されるものであるため、ＩＣデバイス５の温度を確実に検出することができる。さらに、接触面１５ａ及びＩＣ個別温度センサ１６は、従来有効利用されていなかったコンタクトプッシャ３１の下面に設けられるものであるため、ＩＣ個別温度制御を行う手段を追加するために特別なスペースを必要としない。
【００４２】（変更例１）なお、上述したＩＣ個別温度制御手段については、上述した実施形態に限定されず、以下のような変更を加えることができる。図５は、本変更例に係るＩＣ個別温度制御手段を示す概略構成図である。
【００４３】同図に示すように、本変更例１では、コンタクトプッシャ３１内に上下に連通しＩＣデバイス５に対して開口するダクト部３１ｂを設け、このダクト部３１ｂ内にノズル部１９を設ける。このノズル部１９は、ＩＣ個別ヒータ及びＩＣ個別クーラ１４に通じており、これらＩＣ個別ヒータ又はＩＣ個別クーラ１４から供給される温風又は冷風を必要の応じて噴出させる。
【００４４】具体的には、低温制御時は、ＩＣ個別温度センサ１６からの情報に基づいて、対象となるＩＣデバイス５が目標の温度に達するまで、ＩＣ個別クーラ１４からの冷風の温度及び流量を調節する。一方、高温制御時は、ＩＣ個別温度センサ１６からの情報に基づいて、ＩＣデバイス５が目標の温度に達するまで、ＩＣ個別ヒータ１３からの温風の温度及び流量を調節する。
【００４５】なお、この変更例１に係るＩＣ個別温度制御手段においても、ノズル部１９及びＩＣ個別温度センサ１６を、従来有効利用されていなかったコンタクトプッシャ３１の下面に設けるものであるため、ＩＣ個別温度制御を行う手段を追加するために特別なスペースを必要としない。
【００４６】（変更例２）また、上述したＩＣ個別温度制御手段については、以下のような変更を加えることができる。図６は、本変更例に係るＩＣ個別温度制御手段を示す概略構成図である。
【００４７】同図に示すように、本変更例に係るＩＣ個別温度制御手段は、上述したＩＣ個別クーラ１４及び冷媒１７を循環させる配管１８に代えて、冷却時の熱源として、ペルチェ素子２０を内蔵していることを特徴とする。なお、高温制御時におけるＩＣ接触型熱源１５としては、上述した実施形態と同様、熱を発生させるＩＣ個別ヒータ１３が内蔵されている。
【００４８】そして、本変更例に係るＩＣ個別温度制御手段では、低温制御時においては、ＩＣ個別温度センサ１６からの情報に基づいて、ＩＣデバイス５が目標の温度に達するまで、ペルチェ素子２０に対して電圧を印加して冷却させ、接触面１５ａを介して、対象となるＩＣデバイス５それぞれの温度を調節する。一方、高温制御時は、ＩＣ個別温度センサ１６からの情報に基づいて、ＩＣデバイス５が目標の温度に達するまで、ＩＣ個別ヒータ１３の発熱量を調節し、接触面１５ａを介してＩＣデバイス５それぞれの温度を調節する。
【００４９】このような変更例２に係るＩＣ個別温度制御手段によれば、ＩＣ個別クーラ１４及び配管１８に代えてペルチェ素子２０を用いるため、ＩＣ個別温度制御手段の構造を簡略化することができる。また、この変更例２に係るＩＣ個別温度制御手段においても、接触面１５ａ及びＩＣ個別温度センサ１６を、従来有効利用されていなかったコンタクトプッシャ３１の下面に設けるものであるため、ＩＣ個別温度制御を行う手段を追加するために特別なスペースを必要としない。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＩＣデバイスの試験方法及び試験装置によれば、複数のＩＣデバイスに温度的負荷を与えて、これらＩＣデバイスの電気的特性を試験する試験方法及び試験装置において、複数のＩＣデバイス全てに対する温度的負荷を均一なものとすることによって、試験結果の信頼性を向上させることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２２１１９９
【氏名又は名称】東芝マイクロエレクトロニクス株式会社
【識別番号】０００００３０７８
【氏名又は名称】株式会社東芝
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| 【出願日】 |
平成１１年６月２９日（１９９９．６．２９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８３８０６
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和 （外７名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１３２０１（Ｐ２００１−１３２０１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１月１９日（２００１．１．１９） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１８３９８９ |
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