(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自己発熱及び又は外部加熱により高温状態となる半導体装置の試験装置において、
被試験用の半導体装置を設置する試験装置本体と、
試験装置本体と別体に構成され前記半導体装置に通電する伝送線路の接続部を有し、冷却手段を備えた信号入出力装置と、
伝送線路と半導体装置の接続インピーダンスを整合する内径を有し、各端部がそれぞれ試験装置本体と信号入出力装置に嵌合する導電性の円筒体であって、伝送線路の外部導体を形成し筒内を伝送線路の中心導体が貫通する円筒体と、
を備えたことを特徴とする半導体装置の試験装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置の試験装置において、
前記試験装置本体は、絶縁基板に設置された導体上で前記円筒体を貫通する伝送線路の中心導体を押圧する第１の押圧手段と被試験用の半導体装置の入出力端子を押圧する第２の押圧手段を備えたことを特徴とする半導体装置の試験装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の半導体装置の試験装置において、前記信号入出力装置を試験装置本体に圧接する手段を備えたことを特徴とする半導体装置の試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温状態で信頼性等の検証を可能にする半導体装置の試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高温状態にある試験対象の半導体素子に所定の周波数の試験信号を印加し、半導体素子における試験信号の変化状態から試験対象半導体素子の特性、寿命等の信頼性を検証する所謂バーンイン試験装置は、高周波用半導体素子の試験装置として広く使用されている。
【０００３】
この試験装置の一例として、刊行物に記載されたものではないが図５に示すような試験装置（以下、第1従来技術という）がある。即ち、図５は、自己発熱により高温状態となる半導体装置の試験装置の一部を開放し斜め方向から俯瞰する図である。図において、断面がコの字形の装置本体４１底面の中央部に、試験対象の半導体装置４２が、その取付け部のねじ穴を利用して取り付けられる。半導体装置４２の不図示の信号入力端部側及び信号出力端部側には、それぞれ耐熱性の絶縁材料で構成される基板４３が設置され、その上に導体線路４４が設けられている。入力用同軸コネクタ４５の不図示の中心導体は、導体線路４４の一方の端部上で半田付けされ、半導体装置４２の入力端子は導体の他方の端部上で押え装置４８の先端部４８ａで押えられることにより電気的接続を構成し、高周波信号の入力が可能になっている。また半導体装置４２の不図示の出力端子側も同様の構成により押え装置４９とその先端部４９ａにより電気的接続を構成し高周波信号の出力が可能になっている。半導体装置４２に高周波信号が入力されると半導体装置の消費熱量に基く自己発熱より装置本体４１が高温状態となる。この状態で出力用同軸コネクタ４７に接続される不図示の同軸ケーブルを経由して高周波信号の出力が得られ、半導体装置４２における高周波信号の変化状態を検知することにより試験対象半導体装置の信頼性を検証することが可能である。
【０００４】
また試験装置の他の例として、外部加熱装置によりＩＣ（半導体集積回路）を高温状態に保持し試験する装置がある。即ち、装置本体に第1の支持棒（ソケット支持体）と、第1の支持棒の延長部に第2の支持棒（銅管コネクタ間支柱）が設けられ、第1の支持棒には銅管保持板（複数）が、第2の支持棒にはコネクタ取付板（単数）が設けられる。そして銅管保持板に保持される銅管中に、コネクタ支持板に取付けられた同軸ケーブル用コネクタの中心導体部を通すことよってＩＣを取付けるＩＣソケットと同軸ケーブル間とで電気的接続を行う発明（以下、第２従来技術という）が公知である（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３―２４０８１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記第1の従来技術の場合、入力用同軸コネクタ４５と出力用同軸コネクタ４７の中心導体は半田付けにより装置本体４１の基板４３上の導体４４に固着される。このため半導体装置４２の自己発熱によって装置本体４１が高温になると、この半田が溶融する、また入力用同軸コネクタ４５と出力用同軸コネクタ４７も高温の影響を直に受けることになる。近年、発熱温度が従来の250℃から350℃に達する半導体装置が開発されている。このため、半田の溶融は言うに及ばず同軸コネクタに使用されている絶縁材料の破損や同軸コネクタに接続される同軸ケーブルの被覆材の溶融等が生じるなど、半導体試験装置の入出力部材に損傷が生じ、正常な状態で安定して試験が行えない恐れが生じている。
【０００６】
また前記第2の従来技術の場合、第1の支持棒（ソケット支持体）とその延長部の第2の支持棒（銅管コネクタ間支柱）は所定の長さを持っている。このためコネクタ取付板は装置本体から離れているので、そこに取り付けられる同軸ケーブル用コネクタは、直接加熱温度の影響を受ける心配はなくなる。しかしながらコネクタ取付板が装置本体から遠くなる分だけ試験装置が大きくなる。またコネクタの中心導体部からＩＣソケットまでの接続は、銅管と銅管内部を通過する同軸ケーブルの中心導体とによって構成されるが、銅管は銅管保持版及び金属製の銅管コネクタ間支柱並びにコネクタ取付板を介して同軸ケーブルの外被に接続される。このため同軸ケーブル用コネクタとＩＣソケットとの接続においてインピーダンスの整合が崩れ、高周波信号の伝送損失が大きくなり正確な信頼性検知ができなくなる恐れがある。
【０００７】
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、その第1の目的は、半導体試験装置の信号入出力部材に高温による損傷が生じないようにすることであり、第2の目的は、高温状態において伝送線路と被試験半導体装置の入出力部の接続においてインピーダンス不整合が生じないようにすることである。そして第3の目的は、高温状態において安定して半導体装置に試験が行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、自己発熱及び又は外部加熱により高温状態となる半導体装置の試験装置において、被試験用の半導体装置を設置する試験装置本体と、試験装置本体と別体に構成され前記半導体装置に通電する伝送線路の接続部を有し、冷却手段を備えた信号入出力装置と、伝送線路と半導体装置の接続インピーダンスを整合する内径を有し、各端部がそれぞれ試験装置本体と信号入出力装置に嵌合する導電性の円筒体であって、伝送線路の外部導体を形成し筒内を伝送線路の中心導体が貫通する円筒体と、を備えたことを特徴とする半導体装置の試験装置である。
請求項２の発明は、請求項１記載の半導体装置の試験装置において、前記試験装置本体は、絶縁基板に設置された導体上で前記円筒体を貫通する伝送線路の中心導体を押圧する第１の押圧手段と被試験用の半導体装置の入出力端子を押圧する第２の押圧手段を備えたことを特徴とする半導体装置の試験装置である。
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の半導体装置の試験装置において、前記信号入出力装置を試験装置本体に圧接する手段を備えたことを特徴とする半導体装置の試験装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高温状態において半導体試験装置の信号入出力部材に損傷が生じることはなくなる、また伝送線路と被試験半導体装置の入出力部の接続においてインピーダンス不整合が生じることはない。これらにより安定して半導体装置の試験を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態に係る半導体装置の試験装置について図面を参照し説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る半導体試験装置の一部開放俯瞰図である。
図１において、半導体試験装置１００は、銅合金等の金属で構成された上向きに断面コの字形の試験装置本体１と、試験対象の半導体装置に高周波信号を入力する同軸ケーブル用コネクタ２ａを備えた信号入力装置２と、試験対象の半導体装置からの高周波信号を出力する同軸ケーブル用コネクタ３ａを備えた信号出力装置３と、信号入力装置２の熱を移動させるためにヒートパイプ４ａで信号入力装置２と接続された冷却装置４及び、信号出力装置３の熱を移動させるためにヒートパイプ５ａで信号出力装置３と接続された不図示の冷却装置により構成される。
【００１１】
なお、試験装置本体１は必要に応じ試験対象の半導体装置を加熱する不図示の加熱装置を有する。また信号入力装置２及び信号出力装置３はそれぞれ連結管（パイプ）で試験装置本体１と結合されるが、このパイプについては後述する。
【００１２】
上向きに断面コの字形の試験装置本体１のそれぞれの立上り壁上に両壁を跨ぐように四角枠状の押しピン保持部材６が設置されている。押しピン保持部材６の上枠から下枠を貫通するように押しピン７が設けられる。押しピン７は自分が常に下方に移動するように付勢されるスプリング８を備える。また押しピン７には上下の移動方向と直角の向きにピン状の係合部材７ａが植設されていて、押しピン保持部材６の上枠の縦方向に設けられた溝６ａ内に沿って押しピン７の上下方向の移動を可能にしている。
【００１３】
押しピン７と同じ構造の押しピン９，１１，１２が押しピン保持部材６に設けられる。
【００１４】
導体線路１５、絶縁基板１６については、図２及び図3で詳述する。
【００１５】
図２は、図１の半導体試験装置のＡ−Ａ断面のうち信号入力装置側部分を示す図である。信号出力装置側部分は信号入力装置側部分と全く同様の構成を有するため図示を省略している。
【００１６】
図２において、ユーザーは、押しピン７の頭部をスプリング８の下方への付勢力に抗して持ち上げ、９０度回転させた状態で係合部材７ａを押しピン保持部材６の上面に係合させることにより、押しピン７を持ち上げた状態に留め置くことができる。押しピン９もスプリング１０の伸張力に抗して上方に移動させられ、係合部材９ａが押しピン保持部材６と係合することにより、上方に移動した状態に留め置くことができる。このため押しピン７，９の先端部は導体線路１６との間で隙間ができている。
【００１７】
試験装置本体１と信号入力装置２は、ステンレス製のパイプ１８の各端部が試験装置本体１と信号入力装置２に嵌合されることにより連結されている。このときパイプ１８は、同軸ケーブル用コネクタ２ａの中心導体２ｂの直径を基に、マイクロストリップ線路とのインピーダンスが整合されるように周知の計算方式に基づいて内径を決める。同軸ケーブル用コネクタ２ａの中心導体２ｂは、パイプ１８を貫通して導体線路１６上に延びている。
【００１８】
図３は、図２のＢ−Ｂ断面における上面図である。
図３において、試験装置本体１底部の略中央部に、試験対象である例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）等の半導体装置１４がセットされる。試験装置本体１底部の、試験装置本体１の信号入力装置2側の立ち上り壁と半導体装置１４との間は、導体線路１６を備えた耐熱樹脂製の絶縁基板１５が設置される。これらにより、つまり接地導体として機能する試験装置本体１と絶縁基板１５と導体線路１６とによりマイクロストリップ線路が形成される。
【００１９】
図３では記載を省略しているが試験装置本体１の信号出力装置３側の立ち上り壁と半導体装置６との間にも同様にマイクロストリップ線路が形成される。そして同軸ケーブル用コネクタ３ａの中心導体と半導体装置１４の出力端子もこのマイクロストリップ線上で同じ構成を有する。
【００２０】
信号入力装置２にはヒートパイプ４ａが埋設され、その他端は複数の放熱フィンを有する冷却装置４に取り付けられている。同様に信号出力装置３にはヒートパイプ５ａ（図1）が埋設され、不図示の他端は冷却装置４と同形式の不図示の冷却装置に取り付けられる。
【００２１】
更に信号入力装置２は、ねじ２１及びねじ２２によって試験装置本体1側に圧接する。目視では確認不可能であるが加工上、どうしてもパイプ１８の表面、信号入力装置２のパイプ１８との接触面、また試験装置本体１のパイプ１８との接触面は凹凸状になり、このため接触が完全な面同士の接触とはならなくなるのでインピーダンス不整合を招来する。ねじ２１及びねじ２２によって信号入力装置２を試験装置本体1側に圧接、接触を強固にすることによりインピーダンス不整合をなくすことができる。
【００２２】
いま、試験のための前準備として半導体装置１４を試験装置本体１のセット位置に配置すると、その入力端子１４ｂは導体線路１６上に延びる。そこでユーザーはそれぞれ押しピン７，９の係合部材７ａ，９ａの押しピン保持部材６との係合を外し、係合部材７ａ，９ａを溝６ａ，６ａに沿わせると、押しピン７，９はスプリング８，１０の伸張力により下降し中心導体２ｂと導体線路１６、入力端子１４ｂと導体線路１６を圧接し電気的接続を構成する。なお、押しピン７は常時、圧接状態にしておいてもよい。
【００２３】
図２及び図３では記載が省略されている押しピン１１，１２によっても同様の電気的接続が構成される。
【００２４】
図４は、半導体試験回路の概略を示す図である。
図４において、試験を行う場合、半導体試験装置１００に装着され電気的接続が構成された試験対象の半導体装置（ＤＵＴ）１４には、高周波発信器３１から減衰器（ＡＴＴ）３２を介して高周波信号が入力され、負荷装置３３に出力される。このとき半導体試験装置の試験装置本体１は半導体装置の自己発熱及び又は加熱装置による加熱により約250℃乃至350℃の高温状態となり、この状態で入力信号ｐ１と出力信号ｐ２を比較することにより半導体装置（ＤＵＴ）１４の信頼性を検知することができる。
【００２５】
以上述べたように、信号入力装置２と信号出力装置３は、ステンレス製パイプ１８で試験装置本体１と別体に構成され、熱的絶縁が保持されているので、試験装置本体１の高温度が信号入力装置２と信号出力装置３に直接伝わらない。このため信号入力装置２及び信号出力装置３を冷却しつつ試験装置本体１を加熱し試験温度を確保することができる。従って同軸ケーブル用コネクタ２ａ，３ａが熱による損傷をうけることがない。また電気的接続のために半田を使用しないので、半田の溶融を心配する必要がない。しかも連結パイプ１８は同軸ケーブル用コネクタ２ａ，３ａと導体線路１６とのインピーダンスを完全に整合する構成になっているので、安定して半導体装置の信頼性を検知することができると共に高周波信号の伝送損失を抑えることができるので、高い精度で半導体装置の信頼性を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体装置の試験装置の一部開放俯瞰図である。
【図２】図１の半導体装置の試験装置のＡ−Ａ断面のうち信号入力装置側部分を示す図である。
【図３】図2のＢ−Ｂ断面の上面図である。
【図４】半導体試験回路の概略を示す図である。
【図５】従来の半導体装置の試験装置の一部開放俯瞰図である。
【符号の説明】
【００２７】
１・・試験装置本体、２・・信号入力装置、２ａ・・同軸ケーブル用コネクタ、３・・信号出力装置、３ａ・・同軸ケーブル用コネクタ、４・・冷却装置、４ａ・・ヒートパイプ、６・・押しピン保持部材、６ａ・・溝、７・・押しピン、７ａ・・係合部材、８・・スプリング、１４・・試験対象半導体装置、１５・・絶縁基板、１６・・導体線路。
【図１】
0005036059.tif 000002
【図２】
0005036059.tif 000003
【図３】
0005036059.tif 000004
【図４】
0005036059.tif 000005
【図５】
0005036059.tif 000006