JP2005337904A - 半導体装置特性測定用治具および半導体装置特性測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ダイパッド露出タイプの半導体装置のダイパッドと測定基板との接続を確実に行うことができる測定用治具を提供する。またこの測定用治具を用いた測定方法を提供する。
【解決手段】 ソケット本体上に、金属ブロックを載置する。金属ブロックは、バネを介して測定基板に接続しているコンタクトピンにより支持されているため、測定対象である半導体装置に荷重を加えると、半導体装置裏面の傾きに応じて密着し、半導体装置裏面のダイパッドを、金属ブロックおよびコンタクトピンを経由して、測定基板に電気的に接続することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダイパッド露出タイプの半導体装置の電気的特性測定を行なうための測定用治具、およびそれを用いた特性測定方法に関する。

電極やダイパッドが封止樹脂の外側に露出するタイプの半導体装置について、電気的特性測定を行なう場合、露出したダイパッドあるいは電極とコンタクトピンを確実に接続することが重要である。特に高周波用半導体装置の特性測定を行う場合、露出したダイパッドを測定基板のＧＮＤラインに電気的に確実に接続することが必要で、この接続が不完全な場合、ダイパッドとＧＮＤラインの間に電位差が生じてしまい、特性インピーダンスが変化し、測定値に影響を与えてしまう。また高電力半導体装置の特性測定を行う場合には、半導体装置が発する熱を露出したダイパッドからコンタクトピンを介して放熱するため、ダイパッドとコンタクトピンを確実に接続する必要がある。

従来の半導体装置測定用治具（以下、測定用治具という）の一例を図３に示す。図３において１は半導体装置、２は半導体装置１裏面に露出するダイパッド、３は半導体装置１の電極、４はソケット本体、５ａは電極３と接続するコンタクトピン、５ｂはダイパッド２と接続するコンタクトピン、７は測定基板、８は導電メッキ部、９は弾性体であるバネを示している。図３（ａ）は測定対象である半導体装置１を測定用治具上に載置する直前の状態を示した断面図であり、図３（ｂ）は測定用治具を構成するソケット本体４を上側から見た平面図で、コンタクトピン５ａ、５ｂの配置および導電メッキ８の領域を示している。

図３（ａ）に示す例では、半導体装置１の裏面とソケット本体４の表面とは、ほぼ平行であり、半導体装置１裏面のダイパッド２をＧＮＤラインに接続したコンタクトピン５ｂに接触させることで、完全に接地することができる。また電極３はそれぞれ対応する電極ラインに接続したコンタクトピン５ａに接触させることで、特性測定を行うことができる構造となっている。

また図３に示す例では、ダイパッド２とコンタクトピン５ｂを確実に接続するため、コンタクトピン５ｂの数を増やしたり、ソケット本体４のダイパッド２に対応する部分に導電メッキ部８を設け、導電メッキ部８を介してＧＮＤラインに接続する構造としている。

なお、半導体装置の特性測定を行う際に用いられるＩＣソケットに関し、ポゴピン（ばね内蔵式接触ピン）と半導体装置の電極（半田ボール）を接触させて半導体装置の特性測定を行う方法は特許文献１に開示されている。
特開２００１−２０８７９３号公報

このように、半導体装置１の裏面とソケット本体４表面とがほぼ平行であれば、半導体装置１裏面のダイパッド２をＧＮＤラインに接続したコンタクトピン５ｂに確実に接触させることができる。しかし、半導体装置１の裏面とソケット本体４表面とが平行でない場合、ダイパッド２とコンタクトピン５ｂを確実に接続することができなくなる。

図４（ａ）は、図３に示す半導体装置１の裏面がソケット本体４の表面に対して平行でない場合の断面図で、図４（ｂ）は図４（ａ）の丸印で囲んだ部分の一部拡大図である。図４（ａ）、（ｂ）に示すように、導電メッキ部８がソケット本体４上に形成されていても、半導体装置１がソケット本体４の表面に対して傾くと、ダイパッド２と導電メッキ部８とはほとんど接触せず、接触面積拡大の効果は発揮されない。また、コンタクトピン５ｂはバネ９の弾性効果によりソケット本体の筒状の貫通孔内を上下にスライドするので、傾いたダイパッド２と接触するものの完全に接触することはなく、接触抵抗が大きくなってしまうことがわかる。

このように半導体装置１の電極３やダイパッド２の厚さのバラツキ、半導体装置自体の厚さのバラツキやそりなどにより、半導体装置１裏面のダイパッド２と、ソケット本体４表面の導電メッキ部８およびコンタクトピン５ｂとの接触が不完全となり、半導体装置の電気的特性の測定結果がばらついてしまうという問題があった。本発明は、ダイパッド露出タイプの半導体装置の裏面がソケット本体の表面と平行でない場合であっても、半導体装置のダイパッドと測定基板との接続を確実に行うことができる測定用治具を提供することを目的とする。さらに、この測定用治具を用いて、半導体装置のダイパッドと測定基板との接続を確実に行うことができる測定方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本願請求項１に係る発明は、測定基板と、複数の貫通孔が設けられたソケット本体と、前記測定基板に弾性部材を介在して支持され、該弾性部材の弾性を利用して前記貫通孔内をスライドして、半導体装置裏面の電極と接触し、該電極と前記測定基板とを接続するコンタクトピンとを備えた半導体装置特性測定用治具において、前記ソケット本体の前記半導体装置裏面に対応する位置に開口部を設け、該開口部に傾斜部材を載置し、該傾斜部材は、前記測定基板上に前記弾性部材を介在させた支持部材により支持され、前記半導体装置の傾きに応じて表面が傾くことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、測定基板と、複数の貫通孔が設けられたソケット本体と、前記測定基板に弾性部材を介在して支持され、該弾性部材の弾性を利用して前記貫通孔内をスライドするコンタクトピンと、前記ソケット本体の前記半導体装置裏面に対応する位置の開口部に、前記測定基板に前記弾性部材を介在させた支持部材により支持され、前記半導体装置の傾きに応じて表面が傾く傾斜部材を備えた半導体装置特性測定用治具上に半導体装置を載置し、特性測定を行う半導体装置の特性測定方法であって、前記コンタクトピンおよび前記傾斜部材上に前記半導体装置を載置する工程と、前記半導体装置上部から荷重を印加し、前記弾性部材を収縮させ、前記コンタクトピンおよび前記傾斜部材と前記半導体装置裏面とを密着させる工程とを含むことを特徴とする。

本発明の測定用治具および測定方法は、半導体装置の傾きに関係なく、金属ブロックによってダイパッドと測定基板との接触を確実に行うことができる。特に、ダイパッドをＧＮＤラインに確実に接続することが必要な高周波用半導体装置の測定用治具および測定方法として最適である。

また本発明の測定用治具および測定方法は、半導体装置の裏面に熱容量の大きい金属ブロックが密着する構成となるので、半導体装置が発する熱を効率よく放熱することができ、高電力半導体装置の測定用治具としても好適である。

本発明の半導体装置測定用治具は、ダイパッド露出タイプの半導体装置の裏面がソケット本体の表面に対して傾く場合でも、半導体装置のダイパッドと測定基板との電気的な接続を確実にするため、ソケット本体の開口部に金属ブロック（傾斜部材）を配置して、測定対象である半導体装置裏面にこの金属ブロックが密着するようにコンタクトピン（支持部材）によって支持している。金属ブロックはコンタクトピンが貫通する構造、または貫通構造ではなく、コンタクトピンを被蓋する構造のいずれでもよい。また測定に際しては、コンタクトピン及び金属ブロック上に載置した半導体装置表面から押圧することによって金属ブロック等に確実に接着させる。

図１（ａ）は本発明の実施例である測定用治具の断面図で、測定対象である半導体装置１を測定用治具上に載置する直前の状態を示した図であり、図１（ｂ）は測定用治具を構成するソケット本体４を上側から見た平面図で、コンタクトピン５ａ、５ｂと金属ブロック６の配置を示す図である。

本発明の実施例を示した図１（ａ）の構造は、従来技術の実施例を示した図３（ａ）の構造と異なり、導電メッキ部８に代えて金属ブロック６を備えている。本発明の金属ブロック６は、図１（ａ）に示すようにソケット本体４の開口部（金属ブロック６が占有している領域とほぼ同じで、金属ブロック６の周囲に金属ブロック６が傾くことができる程度の間隙がある）に載置している。具体的には、金属ブロック６には複数の貫通孔が形成され、貫通孔内にコンタクトピン５ｂが貫通しており、コンタクトピン５ｂに形成されたストッパー部５ｃ上に載置する構造となっている。コンタクトピン５ｂはバネ９を介して測定基板７と接続している。金属ブロック６表面とコンタクトピン５ｂ表面はほぼ同一面に形成されている。半導体装置１の電極３と接続するコンタクトピン５ａは、ソケット本体４に形成された貫通孔内をスライドする。コンタクトピン５ａは、バネ９を介して測定基板７に接続する構造となっている。

図２（ａ）は図１（ａ）において半導体装置１の裏面がソケット本体４の表面と平行でない場合の断面図で、図２（ｂ）は（ａ）の丸印の部分拡大図である。図２（ａ）に示すように、半導体装置１をコンタクトピン５ｂ上に接触させた場合、半導体装置１の裏面がソケット本体４の表面に対して傾きがあっても、金属ブロック６が弾性のあるコンタクトピン５ｂで保持されているため、その傾きに沿ってコンタクトピン５ｂのバネ９が縮み、金属ブロック６が半導体装置１の傾きと同じ傾きでダイパッド２に接触することになる。このとき、金属ブロック６を貫通するコンタクトピン５ｂは、図３（ａ）に示した場合と同様、ダイパッド２表面と完全に接触するわけではないが、ダイパッド２と接続する金属ブロック６と接続することにより、ダイパッド２を測定基板７に確実に接続することが可能となる。

本発明の傾斜部材は、半導体装置１の裏面に露出するダイパッド２を測定基板７に電気的に接続する導電経路として使用する代わりに、放熱経路として利用することも可能である。例えば、熱容量の大きい金属ブロック６が半導体装置１裏面に接触する構造となるため、半導体装置１が発する熱を効率良く放熱することができ、半導体装置１が高電力半導体装置である場合、放熱効果が大きいことがわかる。この場合、傾斜部材は、金属ブロック等の導電性部材とする代わりに、高熱伝導性のセラミック等の絶縁部材からなる高熱伝導性部材で構成することも可能である。

更に第３の実施例について説明する。実施例１では図１、図２に示すようにコンタクトピン５ｂが金属ブロック６を貫通する場合について説明したが、貫通構造ではなく、金属ブロック６がコンタクトピンを被蓋する構造とすることも可能である。この場合、貫通構造の金属ブロック６に較べ、面と面の接触のみとなるので密着性はやや劣るが、構造が簡単となり、測定用治具の製造が簡単となる。なお、金属ブロックを高熱伝導性部材で構成することが可能である。

次に、上述の測定用治具を用いて半導体装置の特性測定を行う実施例について、図１に示す測定用治具を用いて説明する。まず、ソケット本体４のコンタクトピン５ａおよび５ｂ上に、対応する半導体装置の電極３およびダイパッド２を位置合わせして載置する。半導体装置１に表面から荷重を加え、金属ブロック６およびコンタクトピン５ａ、５ｂを半導体装置１裏面に密着させて測定する。この荷重の印加により、金属ブロック６およびコンタクトピン５ａ、５ｂのバネ９が縮み、金属ブロック６およびコンタクトピン５ａ、５ｂを半導体装置１裏面に密着させることができる。荷重を印加する手段としては、例えば、半導体装置を測定用治具に搬送するハンドラーを利用したり、測定用治具を平板に対向させて配置し、治具を上昇させることで実現できる。

以上本発明の測定用治具およびそれを用いた測定方法について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものでないことは言うまでもない。例えば、バネ９の代わりにゴム等の弾性体を用いることができる。

本発明の実施例１の説明図であって、（ａ）は測定用治具の断面図、（ｂ）はソケット本体の平面図である。 本発明の実施例１の説明図であって、（ａ）は測定治具の断面図、（ｂ）はその部分拡大図である。 従来のこの種の測定用治具の説明図であって、（ａ）は測定治具の断面図、（ｂ）はソケット本体の平面図である。 従来のこの種の測定用治具の説明図であって、（ａ）は測定治具の断面図、（ｂ）はその部分拡大図である。

符号の説明

１；半導体装置、２；ダイパッド、３；電極、４；ソケット本体、５；コンタクトピン、６；金属ブロック、７；測定基板、８；導電メッキ部、９；バネ

Claims (2)

1. 測定基板と、複数の貫通孔が設けられたソケット本体と、前記測定基板に弾性部材を介在して支持され、該弾性部材の弾性を利用して前記貫通孔内をスライドして、半導体装置裏面の電極と接触し、該電極と前記測定基板とを接続するコンタクトピンとを備えた半導体装置特性測定用治具において、
   前記ソケット本体の前記半導体装置裏面に対応する位置に開口部を設け、該開口部に傾斜部材を載置し、該傾斜部材は、前記測定基板上に前記弾性部材を介在させた支持部材により支持され、前記半導体装置の傾きに応じて表面が傾くことを特徴とする半導体装置特性測定用治具。
2. 測定基板と、複数の貫通孔が設けられたソケット本体と、前記測定基板に弾性部材を介在して支持され、該弾性部材の弾性を利用して前記貫通孔内をスライドするコンタクトピンと、前記ソケット本体の前記半導体装置裏面に対応する位置の開口部に、前記測定基板に前記弾性部材を介在させた支持部材により支持され、前記半導体装置の傾きに応じて表面が傾く傾斜部材を備えた半導体装置特性測定用治具上に半導体装置を載置し、特性測定を行う半導体装置の特性測定方法であって、
   前記コンタクトピンおよび前記傾斜部材上に前記半導体装置を載置する工程と、
   前記半導体装置上部から荷重を印加し、前記弾性部材を収縮させ、前記コンタクトピンおよび前記傾斜部材と前記半導体装置裏面とを密着させる工程とを含むことを特徴とする半導体装置特性測定方法。
   

Images