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接觸探針型溫度檢測器、半導(dǎo)體裝置的評價裝置以及半導(dǎo)體裝置的評價方法與流程

文檔序號:12359354閱讀:192來源:國知局
接觸探針型溫度檢測器、半導(dǎo)體裝置的評價裝置以及半導(dǎo)體裝置的評價方法與流程

本發(fā)明涉及在對半導(dǎo)體裝置的電氣特性進行評價時對半導(dǎo)體裝置的溫度進行檢測的技術(shù)。



背景技術(shù):

在對作為被測定物的半導(dǎo)體裝置的電氣特性進行評價時,高精度地對半導(dǎo)體裝置的溫度進行檢測是重要的。特別地,在溫度特性的評價中,如果評價時的溫度檢測不穩(wěn)定,則溫度特性本身含有誤差。另外,在對電氣特性進行評價時,由于施加大電流、高電壓,因此有時半導(dǎo)體裝置的溫度變化。在該情況下,與電氣特性一起對半導(dǎo)體裝置的溫度變化進行檢測也是重要的。

在上述狀況下,作為半導(dǎo)體裝置的溫度檢測方法,已知非接觸式的方法。例如,作為非接觸式,存在由光學(xué)式的輻射溫度計所進行的溫度檢測,但如果半導(dǎo)體裝置的表面是鏡面,則溫度檢測是困難的。即使能夠進行檢測,也由于檢測溫度容易根據(jù)輻射率的設(shè)定而變化,因此不能準(zhǔn)確地決定半導(dǎo)體裝置的溫度。

作為被測定物的溫度的檢測方法,例如在專利文獻1、2中公開了以下方法。在專利文獻1中公開了如下內(nèi)容,即,將溫度傳感器設(shè)置于對被測定物進行設(shè)置的樹脂制的設(shè)置臺,基于由該溫度傳感器所測量的溫度而對槽內(nèi)的溫度進行控制。另外,在專利文獻2中公開了如下內(nèi)容,即,在功率模塊內(nèi)設(shè)置帶引線的熱敏電阻,由該熱敏電阻對半導(dǎo)體元件的溫度進行測量。

另外,作為被測定物的溫度的其他檢測方法,例如在專利文獻3至專利文獻5中公開了基于懸臂方式的測定系統(tǒng)。

專利文獻1:日本特開2010-26715號公報

專利文獻2:日本特開2013-254873號公報

專利文獻3:日本特開昭61-187245號公報

專利文獻4:日本特開2007-227444號公報

專利文獻5:日本特開2011-215007號公報

但是,專利文獻1所記載的溫度傳感器設(shè)置于由樹脂構(gòu)成的設(shè)置臺,并且與被測定物分離。因此,不能高精度地對被測定物本身的溫度進行檢測。另外,該溫度傳感器還不能用于現(xiàn)有的評價裝置。

另外,專利文獻2所記載的熱敏電阻隔著空氣層而對半導(dǎo)體元件的溫度進行測量。因此,不能高精度地對半導(dǎo)體元件本身的溫度進行檢測。

并且,對于專利文獻3至專利文獻5所記載的基于懸臂方式的測定系統(tǒng),根據(jù)懸臂方式的原理,需要使探針傾斜,在對高電壓器件的電氣特性進行測定的情況下存在如下問題,即,由于不能對探針的傾斜部分和被測定物之間的距離任意地進行設(shè)定,因此難以抑制氣體放電。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

因此,本發(fā)明的目的在于提供一種技術(shù),該技術(shù)在對半導(dǎo)體裝置的電氣特性進行評價時能夠抑制氣體放電,并且高精度地對半導(dǎo)體裝置的溫度進行檢測。

本發(fā)明所涉及的接觸探針型溫度檢測器具有:柱塞部,其能夠與被測定物接觸;彈簧部件,其配置于所述柱塞部的基端部;筒部,其經(jīng)由所述彈簧部件而將所述柱塞部向所述被測定物側(cè)按壓;以及測溫部,其對所述被測定物的溫度進行檢測。

本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體裝置的評價裝置具有:接觸探針型溫度檢測器;工作臺,其用于將所述被測定物固定;彈簧方式的評價用探針;以及評價部,其經(jīng)由所述評價用探針而對所述被測定物的電氣特性進行評價。

本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體裝置的評價方法使用半導(dǎo)體裝置的評價裝置,該半導(dǎo)體裝置的評價方法具有:工序(a),使用所述評價用探針及所述評價部對所述被測定物的電氣特性進行評價;以及工序(b),使用所述接觸探針型溫度檢測器,檢測由所述工序(a)進行評價前以及由所述工序(a)進行評價時的所述被測定物的表面的溫度。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明,通過由筒部經(jīng)由彈簧部件而將柱塞部向被測定物側(cè)按壓,從而使柱塞部和被測定物可靠地接觸,利用測溫部對被測定物的溫度進行檢測。因此,在對半導(dǎo)體裝置的電氣特性進行評價時,能夠高精度地對半導(dǎo)體裝置的溫度進行檢測。

另外,由于接觸探針型溫度檢測器是經(jīng)由彈簧部件而將柱塞部向被測定物側(cè)按壓的結(jié)構(gòu),因此與懸臂方式的情況相比,能夠?qū)谋粶y定物起至接觸探針型溫度檢測器的安裝部為止的距離拉開,能夠抑制氣體放電。

附圖說明

圖1是實施方式所涉及的半導(dǎo)體裝置的評價裝置的概略圖。

圖2是彈簧方式的評價用探針的動作說明圖。

圖3是用于對氣體放電的抑制進行說明的概略圖。

圖4是溫度檢測用探針的概略圖。

圖5是柱塞部的一部分的概略剖視圖。

圖6是實施方式的變形例1所涉及的溫度檢測用探針的柱塞部的一部分的概略剖視圖。

圖7是實施方式的變形例2所涉及的溫度檢測用探針的柱塞部的一部分的概略剖視圖。

圖8是測溫部設(shè)置夾具的概略斜視圖。

圖9是實施方式的變形例3所涉及的溫度檢測用探針的柱塞部的一部分的概略剖視圖。

圖10是表示溫度檢測用探針的配置結(jié)構(gòu)的一個例子的概略圖。

圖11是表示溫度檢測用探針的配置結(jié)構(gòu)的其他例子的概略圖。

圖12是表示溫度檢測用探針的配置結(jié)構(gòu)的其他例子的概略圖。

圖13是表示溫度檢測用探針的配置結(jié)構(gòu)的其他例子的概略圖。

標(biāo)號的說明

1評價裝置,3卡盤臺,4控制部,5半導(dǎo)體裝置,7溫度檢測用探針,10評價用探針,12柱塞部,14筒部,16絕緣板,17彈簧部件,19熱電偶,20保護部,30熱敏電阻,33a測溫部設(shè)置部,36第1電極軸,37第2電極軸。

具體實施方式

<實施方式>

下面,使用附圖,對本發(fā)明的實施方式進行說明。圖1是實施方式所涉及的半導(dǎo)體裝置的評價裝置1的概略圖。

在本實施方式中示出如下例子,即,在絕緣板16配置彈簧方式的溫度檢測用探針7,在作為被測定物的半導(dǎo)體裝置5的電氣特性的評價前及評價時對半導(dǎo)體裝置5的表面的溫度進行檢測。此外,在本實施方式中,作為一個例子而示出在半導(dǎo)體裝置5的縱向、即面外方向流過大電流的縱型構(gòu)造的半導(dǎo)體裝置5,但不限于此,也可以是在半導(dǎo)體裝置的一個面進行輸入輸出的橫型構(gòu)造的半導(dǎo)體裝置。

評價裝置1具有卡盤臺3(工作臺)、彈簧方式的評價用探針10、溫度檢測用探針7(接觸探針型溫度檢測器)、以及控制部4。在對縱型構(gòu)造的半導(dǎo)體裝置5進行評價時,用于與外部連接的一個電極成為評價用探針10,該評價用探針10與在半導(dǎo)體裝置5的上表面設(shè)置的連接焊盤18(參照圖2)接觸。另一個電極成為與半導(dǎo)體裝置5的下表面、即半導(dǎo)體裝置5的設(shè)置面接觸的卡盤臺3的表面。評價用探針10被固定于絕緣板16,通過經(jīng)由連接部8a與絕緣板16連接的信號線6a而與控制部4電連接。卡盤臺3的表面通過信號線6b而與控制部4電連接,該信號線6b是經(jīng)由在卡盤臺3的側(cè)面設(shè)置的連接部8b而進行連接的。

控制部4對評價裝置1的各部分進行控制??刂撇?由處理電路構(gòu)成,處理電路既可以是專用的硬件,也可以是執(zhí)行存儲器所儲存的程序的CPU(Central Processing Unit,也稱為中央處理裝置、處理裝置、運算裝置、微處理器、微型計算機、處理器、DSP)。

此外,假定對半導(dǎo)體裝置5施加大電流(例如大于或等于5A)而配置有多個評價用探針10。在該情況下,期望以使施加于各評價用探針10的電流密度大致一致的方式,在連接部8a和連接部8b之間的距離不論經(jīng)由哪個評價用探針10均大致恒定的位置設(shè)置各連接部8a、8b,該連接部8a是信號線6a和絕緣板16的連接位置,該連接部8b設(shè)置于卡盤臺3的側(cè)面。即,期望隔著評價用探針10,連接部8a和連接部8b位于相對的位置。另外,對于各評價用探針10和連接部8a之間,雖然未圖示但利用在例如絕緣板16之上設(shè)置的金屬板等配線進行連接。

探針基體2由移動臂9進行保持,能夠向任意的方向移動,其中,探針基體2由評價用探針10、溫度檢測用探針7、絕緣板16、連接部8a、以及將各探針7、10與連接部8a進行連接的配線(省略圖示)構(gòu)成。在這里設(shè)為僅由1個移動臂9進行保持的結(jié)構(gòu),但不限于此,也可以由多個移動臂更穩(wěn)定地進行保持。另外,也可以不使探針基體2移動而是使半導(dǎo)體裝置5、即卡盤臺3移動。

卡盤臺3是用于與半導(dǎo)體裝置5的設(shè)置面接觸而對半導(dǎo)體裝置5進行固定的底座,作為固定手段而具有例如真空吸附的功能。此外,半導(dǎo)體裝置5的固定手段不限于真空吸附,也可以是靜電吸附等。

下面,對評價用探針10進行說明。圖2是彈簧方式的評價用探針10的動作說明圖,圖2(a)表示初始狀態(tài),圖2(b)表示接觸狀態(tài),圖2(c)表示按壓狀態(tài)。

評價用探針10具有:筒部14,其作為基座起作用,被固定于絕緣板16;接觸部11,其與連接焊盤18機械接觸且電接觸,該連接焊盤18設(shè)置于半導(dǎo)體裝置5的表面;柱塞部12,其具有壓入部13,該壓入部13能夠借助組裝于筒部14內(nèi)部的彈簧等彈簧部件而在接觸時進行滑動;以及端子部15,其與柱塞部12電導(dǎo)通,成為向外部進行輸出的輸出端。

評價用探針10是使用具有導(dǎo)電性的例如銅、鎢或者鎢錸合金等金屬材料而制作的,但不限于此,特別地,從提高導(dǎo)電性以及耐久性等的角度出發(fā),接觸部11也可以使用對上述金屬材料包覆了其他部件例如金、鈀、鉭或者鉑等的材料進行制作。

如果評價用探針10從圖2(a)所示的初始狀態(tài)起,向下方(-Z方向)朝向設(shè)置于半導(dǎo)體裝置5的連接焊盤18下降,則如圖2(b)所示,首先,連接焊盤18和接觸部11接觸。然后,如果評價用探針10進一步下降,則如圖2(c)所示,壓入部13的一部分借助于彈簧部件而被壓入至筒部14內(nèi),使半導(dǎo)體裝置5與連接焊盤18可靠地接觸。

在這里,關(guān)于評價用探針10,說明了在評價用探針10的內(nèi)部設(shè)置了沿Z軸方向具有滑動性的彈簧部件的結(jié)構(gòu),但不限于此,也可以是例如后述的圖4所示的彈簧方式的溫度檢測用探針7那樣將彈簧部件設(shè)置于外部的結(jié)構(gòu)。

下面,與前提技術(shù)進行對比并說明將彈簧方式用于評價用探針10及溫度檢測用探針7的優(yōu)點。圖3是用于對氣體放電的抑制進行說明的概略圖,圖3(a)是前提技術(shù)即懸臂方式的情況的例子。圖3(b)是彈簧方式的情況的例子,是作為例子而示出評價用探針10的圖。

如圖3(a)所示,在懸臂方式的情況下,根據(jù)懸臂方式的原理,需要使探針101相對于絕緣板100傾斜,在對高電壓器件的電氣特性進行評價時存在如下問題,即,由于不能對探針101的傾斜部分和作為被測定物的半導(dǎo)體裝置5之間的距離d1任意地進行設(shè)定,因此難以抑制氣體放電。另一方面,如圖3(b)所示,在具有彈簧部件17的彈簧方式的情況下,根據(jù)其原理,不需要使探針10傾斜。因此具有如下優(yōu)點,即,在對高電壓器件的電氣特性進行評價時,由于能夠?qū)εc探針10連接的絕緣板16和半導(dǎo)體裝置5之間的距離d2任意地進行設(shè)定,所以能夠根據(jù)需要而抑制氣體放電。

下面,使用圖4和圖5,對彈簧方式的溫度檢測用探針7進行說明。圖4是溫度檢測用探針7的概略圖,圖5是柱塞部12的一部分的概略剖視圖。在這里,示出溫度檢測用探針7的例子,該溫度檢測用探針7在柱塞部12的前端部分的內(nèi)部作為測溫部而設(shè)置有熱電偶19,其中,該柱塞部12構(gòu)成探針7。

在半導(dǎo)體裝置5的評價時,如圖2所示,使彈簧方式的評價用探針10與在半導(dǎo)體裝置5的上表面設(shè)置的連接焊盤18接觸的目的在于,評價用探針10和連接焊盤18之間的電導(dǎo)通。通過采用與用于進行評價即用于電導(dǎo)通的探針10一起使用的、以溫度檢測為目的的彈簧方式的溫度檢測用探針7,從而能夠高精度且容易地得到評價時的半導(dǎo)體裝置5的溫度。

如圖4所示,彈簧方式的溫度檢測用探針7與評價用探針10的結(jié)構(gòu)同樣地具有柱塞部12、筒部14、彈簧部件17、以及端子部15。溫度檢測用探針7除了上述結(jié)構(gòu)以外還具有測溫部。

在柱塞部12的前端部設(shè)置有能夠與半導(dǎo)體裝置5接觸的接觸部11,在柱塞部12的基端部設(shè)置有比前端部分細(xì)的圓筒狀的壓入部13,將彈簧部件17與壓入部13嵌套。筒部14形成為圓筒狀,構(gòu)成為壓入部13的一部分能夠插入至筒部14。通過接觸部11而與半導(dǎo)體裝置5接觸的柱塞部12是可動部,筒部14經(jīng)由彈簧部件17而將柱塞部12向半導(dǎo)體裝置5側(cè)按壓。并且,壓入部13的一部分借助于彈簧部件17而被向鉛垂方向(+Z方向)壓入,從而與半導(dǎo)體裝置5可靠地接觸。

對于柱塞部12,如果是用于進行評價,則使用具有導(dǎo)電性的例如銅、鎢或者鎢錸合金等金屬材料而進行制作,但不限于此,特別地,對于與半導(dǎo)體裝置5接觸的接觸部11,從提高導(dǎo)電性及耐久性等的角度出發(fā),也可以使用對上述金屬材料包覆了其他部件例如金、鈀、鉭或者鉑等的材料進行制作。在這里,由于是用于進行溫度檢測,因此不需要導(dǎo)電性,如果不沿用評價用探針,則能夠利用具有熱傳導(dǎo)性的材料,而不限于金屬材料。填充了提高熱傳導(dǎo)性的填料后的樹脂等是合適的。

彈簧部件17是使柱塞部12易于移動所需的部件,在這里,假設(shè)為設(shè)置于外部的結(jié)構(gòu)。如后述所示,其原因在于,由于在柱塞部12的內(nèi)部構(gòu)成中空部,從測溫部延長出的配線穿過中空部,因此柱塞部12的內(nèi)部空間的能夠利用的體積受到限制。

但是,在面向大電流的探針的情況下等,柱塞部12本身的外徑大,有時內(nèi)部空間也存在設(shè)置彈簧部件17的裕度,彈簧部件17的配置不限于外部。筒部14是成為彈簧方式的溫度檢測用探針7的基座的部位,在向絕緣板16進行固定時利用該筒部14。端子部15被作為用于向控制部4輸出的結(jié)線部使用,與柱塞部12的壓入部13電連接,也可以設(shè)為二者一體化的結(jié)構(gòu)。

在由導(dǎo)電性的材料構(gòu)成柱塞部12的情況下,需要將絕緣性材料制的保護部20設(shè)置于柱塞部12的接觸部11。其原因在于,在將彈簧方式的溫度檢測用探針7與現(xiàn)有的評價用探針10一起配置于絕緣板16的同等位置的情況下,會與半導(dǎo)體裝置5的表面的連接焊盤18接觸,但要避免此時向彈簧方式的溫度檢測用探針7的、用于半導(dǎo)體裝置5的評價的通電,其中,連接焊盤18用于向半導(dǎo)體裝置5進行通電。但是,如果是使柱塞部12的接觸部11接觸于絕緣膜之上、而并非接觸于半導(dǎo)體裝置5之上的連接焊盤18之上等的情況,則也可以不設(shè)置保護部20。此外,期望保護部20由不阻礙熱傳導(dǎo)的薄厚的原材料構(gòu)成,例如是“テフロン”(注冊商標(biāo)),但不限于此。

下面,對溫度檢測用探針7所具有的測溫部進行說明。如圖5所示,柱塞部12的前端部分形成為圓筒狀,對于其外徑,如果是用于進行評價,則與所施加的電流相應(yīng)地,通常為5mm左右至10mm左右。測溫部由熱電偶19構(gòu)成,對于溫度檢測用探針7,熱電偶19配置于柱塞部12的內(nèi)部。因此,由于在柱塞部12的內(nèi)部具有內(nèi)徑至少為3mm左右的中空部21,因此柱塞部12的外徑大于或等于6mm。在利用金屬制作柱塞部12的情況下,中空部21是利用切削加工進行挖孔而制作的。

熱電偶19配置于柱塞部12的前端部的內(nèi)部。熱電偶19是將2種不同金屬連接而利用在雙方的觸點間由于其溫度差而產(chǎn)生的電動勢對溫度進行檢測的部件,作為所選擇的金屬材料,存在銅-康銅(copper-constantan)或者鉻鎳-鋁鎳(chromel-alumel)等,但不限于此。對于熱電偶19的外徑,作為微小部位的溫度檢測用途,能夠制作出1mm左右的外徑。熱電偶19的配線22的一端側(cè)從端子部15的上端延伸,與控制部4連接。在本例中,由于將熱電偶19配置于柱塞部12的內(nèi)部而與外部隔離,因此能夠可靠地保護熱電偶19不受外部環(huán)境的影響。并且,保護部20隔著柱塞部12而覆蓋熱電偶19的一部分,對熱電偶19進行保護。

下面,對溫度檢測用探針7的變形例進行說明。圖6是實施方式的變形例1所涉及的溫度檢測用探針7的柱塞部12的一部分的概略剖視圖。由于除了將熱電偶19配置于柱塞部12的前端部的外部以外與圖5相同,因此省略重復(fù)的說明。如圖6所示,中空部21以貫通柱塞部12的前端部的狀態(tài)設(shè)置,熱電偶19的前端部以從柱塞部12的前端凸出的狀態(tài)配置。為了避免熱電偶19直接與半導(dǎo)體裝置5接觸,使熱電偶19由保護部20包覆。保護部20由例如填充了提高熱傳導(dǎo)性的填料的樹脂構(gòu)成,但不限于此。根據(jù)本變形例1,能夠?qū)雽?dǎo)體裝置5和測溫部進一步接近地配置,能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體裝置5的溫度的檢測精度的提高。

圖7是實施方式的變形例2所涉及的溫度檢測用探針7的柱塞部12的一部分的概略剖視圖,圖8是測溫部設(shè)置夾具31的概略斜視圖。如圖7所示,測溫部由表面安裝型的熱敏電阻30構(gòu)成,是通過將設(shè)置了熱敏電阻30的測溫部設(shè)置夾具31嵌合于柱塞部12的前端部而進行配置的結(jié)構(gòu)。其他結(jié)構(gòu)與上述的例子相同,省略說明。

熱敏電阻30是測溫電阻體的一種,是利用氧化物的電阻變化而對溫度進行檢測的部件,關(guān)于其形態(tài),諸如具備引線的熱敏電阻等存在多種形態(tài)。在這里,從小型化的角度出發(fā)而選擇了表面安裝型的元件,但不限于此。如果是表面安裝型,則對于其外形,長邊為1mm左右。設(shè)置熱敏電阻30的測溫部設(shè)置夾具31由具有導(dǎo)電性的金屬材料、例如銅構(gòu)成,通過鈑金加工進行制作,但不限于此。

測溫部設(shè)置夾具31具有大致筒狀的嵌合部32、以及在側(cè)視觀察時為大致L字狀的主體部33。主體部33的底部是測溫部設(shè)置部33a,在測溫部設(shè)置部33a的上表面設(shè)置有熱敏電阻30。即,測溫部設(shè)置部33a介于熱敏電阻30和半導(dǎo)體裝置5之間,具有保護熱敏電阻30的功能。并且,由于測溫部設(shè)置部33a由具有熱傳導(dǎo)性的板材料構(gòu)成,因此具有將半導(dǎo)體裝置5的熱量高效地傳遞至熱敏電阻30的功能。

如圖7所示,在表面安裝型的熱敏電阻30的上下兩端部分別設(shè)置有電極34、35。電極35通過焊接等而與測溫部設(shè)置部33a電連接且機械連接。在電極34連接有配線22。配線22的一端側(cè)從端子部15的上端延伸。電極35經(jīng)由測溫部設(shè)置夾具31而與柱塞部12連接,進而與端子部15連接。

中空部21是以2個階段形成的。即,中空部21的與柱塞部12的前端部分相對應(yīng)的部分形成為貫通狀,并且形成為與除此以外的部分相比內(nèi)徑較大。柱塞部12的前端部分與嵌合部32嵌合,與測溫部設(shè)置夾具31電連接且機械連接。由于測溫部設(shè)置夾具31是由導(dǎo)電性的材料構(gòu)成的,因此在測溫部設(shè)置部33a和半導(dǎo)體裝置5的接觸部位(測溫部設(shè)置部33a的下表面)還配置有由絕緣性材料構(gòu)成的絕緣部33b。在這里,測溫部設(shè)置部33a相當(dāng)于用于保護作為測溫部的熱敏電阻30的保護部。

由此,能夠?qū)雽?dǎo)體裝置5和測溫部進一步接近地配置,能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體裝置5的溫度的檢測精度的提高。另外,在作為測溫部的熱敏電阻30發(fā)生故障時,更換變得容易。

此外,示出了使用熱敏電阻30作為測溫部的例子,但不限于熱敏電阻30,也可以使用白金電阻體。所謂白金電阻體,是指利用金屬的電阻與溫度大致成比例地變化的特點而對溫度進行檢測的部件。

下面,在圖9中示出將測溫部設(shè)置于柱塞部12的內(nèi)部的另一個變形例。圖9是實施方式的變形例3所涉及的溫度檢測用探針7的柱塞部12的一部分的概略剖視圖。如圖9所示,是應(yīng)用同軸型的2軸接觸探針的結(jié)構(gòu),是在2個軸間配置了構(gòu)成測溫部的表面安裝型熱敏電阻30的結(jié)構(gòu)。

柱塞部12由第2電極軸37、和配置于第2電極軸37的內(nèi)部的第1電極軸36構(gòu)成。關(guān)于同軸型的2軸接觸探針,第1電極軸36及第2電極軸37彼此絕緣,分別獨立地進行輸出。第1電極軸36及第2電極軸37與熱敏電阻30的輸出電極連接,從而能夠從各電極軸36、37的延長部即結(jié)線部分別得到熱敏電阻30的輸出。另外,為了確保熱敏電阻30及各電極軸36、37與半導(dǎo)體裝置5之間的絕緣性,在柱塞部12的與半導(dǎo)體裝置5接觸的部位配置有由絕緣性材料制作的保護部20。

此外,示出了使用熱敏電阻30作為測溫部的例子,但不限于熱敏電阻30,也可以使用白金電阻體。

由此,由于能夠設(shè)置測溫部而無需經(jīng)由配線部分,因此在設(shè)置及故障時,測溫部的更換變得容易。

此外,對于溫度檢測用探針7,假設(shè)了以對半導(dǎo)體裝置5的電氣特性的評價時的溫度進行檢測為目的,但不限于此,還能夠利用于以接觸方式簡單地檢測例如夾具的溫度或者工藝中途的裝置的溫度等。

下面,對在絕緣板16配置的彈簧方式的溫度檢測用探針7的配置例進行說明。圖10是表示溫度檢測用探針7的配置結(jié)構(gòu)的一個例子的概略圖,更具體地說,是表示評價時的1個半導(dǎo)體裝置5、評價用探針10、以及溫度檢測用探針7的俯視圖。此外,為了簡化附圖而省略絕緣板16的圖示,將溫度檢測用探針7的接觸位置以黑色圓點表示,將評價用探針10的接觸位置以白色圓點表示。

半導(dǎo)體裝置5是高耐壓半導(dǎo)體裝置,該高耐壓半導(dǎo)體裝置特別是會被用于電力變換裝置等,半導(dǎo)體裝置5例如是IGBT、MOSFET、或者二極管等。這些表現(xiàn)出高耐壓的半導(dǎo)體裝置5具有:有源區(qū)域23,其對電流進行控制;以及終端區(qū)域24,其具有隔離耐壓。有源區(qū)域23設(shè)置于半導(dǎo)體裝置5的中央部,終端區(qū)域24設(shè)置于半導(dǎo)體裝置5的周緣部。下面以IGBT為例對半導(dǎo)體裝置5進行說明,在半導(dǎo)體裝置5的有源區(qū)域23,作為用于與外部連接的連接焊盤而設(shè)置有柵極電極25及發(fā)射極電極26。溫度檢測用探針7通過與半導(dǎo)體裝置5的發(fā)射極電極26的中央部接觸,從而進行該部位的溫度檢測。即,半導(dǎo)體裝置5的發(fā)射極電極26中央部溫度被作為半導(dǎo)體裝置5的有源區(qū)域23的表面溫度的代表值來對待。

在這里,能夠想到例如以包圍被測定物的方式配置加熱器、配置于加熱器內(nèi)部的溫度檢測用探針位于該包圍形狀內(nèi)的中央部的情況,但這是作為加熱器所實現(xiàn)的加熱效果最難波及到的區(qū)域而指定出中央部的情況,與本實施方式的結(jié)構(gòu)和效果不同。

下面,對溫度檢測用探針7的配置結(jié)構(gòu)的其他例子進行說明。圖11、圖12及圖13是表示溫度檢測用探針7的配置結(jié)構(gòu)的其他例子的概略圖。

溫度檢測用探針7的配置不限于圖10,如圖11所示,也可以在半導(dǎo)體裝置5的終端區(qū)域24配置溫度檢測用探針7,進行終端區(qū)域24的溫度檢測。其原因在于,在對評價時與半導(dǎo)體裝置5的破壞現(xiàn)象相伴的溫度變化進行檢測時,特別是就局部放電而言,已知局部放電不僅發(fā)生于半導(dǎo)體裝置5的有源區(qū)域23,還發(fā)生于終端區(qū)域24。

另外,如圖12所示,也可以在中央?yún)^(qū)域即有源區(qū)域23、和終端區(qū)域24分別配置溫度檢測用探針7,對有源區(qū)域23和終端區(qū)域24的溫度進行檢測。通過對多個部位的半導(dǎo)體裝置5的表面溫度進行檢測,從而能夠?qū)Π雽?dǎo)體裝置5的溫度的均勻性進行評價,能夠?qū)崿F(xiàn)破壞現(xiàn)象及局部放電的檢測精度的提高。

另外,如圖13所示,也可以是使溫度檢測用探針7接觸于在發(fā)射極電極26之上配置的絕緣層27之上的結(jié)構(gòu)。如果接觸于絕緣層27之上,則變得不需要保護部20。對于絕緣層27的配置,能夠利用例如終端區(qū)域24之上的絕緣層的配置工序進行制作,不需要特別地追加工序。

下面,對實施方式所涉及的半導(dǎo)體裝置的評價裝置1的動作步驟進行說明。在具有多個評價用探針10的情況下,在半導(dǎo)體裝置5的電氣特性的評價前,評價用探針10的接觸部11是平齊的。溫度檢測用探針7以下述方式配置,即,在對半導(dǎo)體裝置5的電氣特性進行評價前、準(zhǔn)確地說在使探針與半導(dǎo)體裝置5接觸前的狀態(tài)下,溫度檢測用探針7的前端部與評價用探針10的前端部相比位于下方,以能夠使溫度檢測用探針7先行與半導(dǎo)體裝置5的表面進行接觸。以使半導(dǎo)體裝置5的設(shè)置面接觸于卡盤臺3之上的方式,將半導(dǎo)體裝置5載置于卡盤臺3之上。對于半導(dǎo)體裝置5,能夠想到例如形成了多個半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體晶圓、或者半導(dǎo)體芯片本身,但不限于此,也可以是通過真空吸附等而得到固定的半導(dǎo)體裝置。

在將半導(dǎo)體裝置5向卡盤臺3之上固定后,首先,控制部4使溫度檢測用探針7與半導(dǎo)體裝置5的表面接觸,對半導(dǎo)體裝置5的表面溫度進行檢測,進行是否是所期望的評價溫度的確認(rèn)。如果達(dá)到所期望的評價溫度,則控制部4使評價用探針10與連接焊盤18接觸。然后,控制部4實施與所期望的電氣特性相關(guān)的評價,同時繼續(xù)進行半導(dǎo)體裝置5的表面溫度的檢測。這是為了檢測出評價時的半導(dǎo)體裝置5的準(zhǔn)確溫度,是為了掌握通電時的發(fā)熱導(dǎo)致的溫度上升、以及隨后的冷卻。在這里,控制部4相當(dāng)于經(jīng)由評價用探針10而對半導(dǎo)體裝置5的電氣特性進行評價的評價部。

此外,控制部4在檢測出的溫度超過了預(yù)先設(shè)定的值時,即,判斷為發(fā)生了異常的發(fā)熱、破壞現(xiàn)象、或者局部放電等時,即使處于電氣特性的評價中途,也中止半導(dǎo)體裝置5的電氣特性的評價,對實施了該評價的半導(dǎo)體裝置5的位置進行存儲。這是為了將發(fā)生了局部放電的半導(dǎo)體裝置5從隨后的工序中去除。

下面,對實施方式所涉及的溫度檢測用探針7、半導(dǎo)體裝置的評價裝置1以及半導(dǎo)體裝置的評價方法的效果進行說明。

關(guān)于實施方式所涉及的溫度檢測用探針7,通過由筒部14經(jīng)由彈簧部件17而將柱塞部12向半導(dǎo)體裝置5側(cè)壓入,從而使柱塞部12和半導(dǎo)體裝置5可靠地接觸,由測溫部對半導(dǎo)體裝置5的溫度進行檢測。因此,在對半導(dǎo)體裝置5的電氣特性進行評價時,能夠高精度地對半導(dǎo)體裝置5的溫度進行檢測。

另外,由于溫度檢測用探針7是經(jīng)由彈簧部件17而將柱塞部12向半導(dǎo)體裝置5側(cè)按壓的結(jié)構(gòu),因此與懸臂方式的情況相比,能夠?qū)陌雽?dǎo)體裝置5起至與溫度檢測用探針7連接的絕緣板16為止的距離拉開,能夠抑制氣體放電。

由于測溫部配置于柱塞部12的前端部的內(nèi)部,因此能夠提高保護測溫部不受外部環(huán)境影響的效果。

由于保護部20配置于柱塞部12的與半導(dǎo)體裝置5接觸的部位,因此能夠保護測溫部。由此,能夠?qū)崿F(xiàn)測溫部的長壽命化。

由于保護部20由覆蓋測溫部的至少一部分的、具有熱傳導(dǎo)性的絕緣材料構(gòu)成,因此能夠容易地保護測溫部,而不會降低半導(dǎo)體裝置5的溫度的檢測精度。

由于測溫部由熱電偶19構(gòu)成,因此能夠容易地實現(xiàn)溫度檢測用探針7的小型化,并且還能夠容易地進行向柱塞部12的內(nèi)部的設(shè)置。由此,能夠?qū)崿F(xiàn)溫度檢測用探針7的成品率的提高。

在實施方式的變形例1中,如圖6所示,由于測溫部配置于柱塞部12的前端部的外部,因此能夠使半導(dǎo)體裝置5和測溫部進一步接近,半導(dǎo)體裝置5的溫度的檢測精度提高。

在實施方式的變形例2中,如圖7所示,作為保護部的測溫部設(shè)置部33a由介于測溫部和半導(dǎo)體裝置5之間的、具有熱傳導(dǎo)性的板材料構(gòu)成。因此,能夠容易地保護測溫部,而不會降低半導(dǎo)體裝置5的溫度的檢測精度。

在實施方式的變形例3中,如圖9所示,由于測溫部配置于構(gòu)成柱塞部12的第1電極軸36和第2電極軸37之間,保護部20配置于柱塞部12的與半導(dǎo)體裝置5接觸的部位,因此測溫部的設(shè)置和更換變得容易。

如圖7和圖9所示,在實施方式的變形例2、3中,在測溫部由白金電阻體或者熱敏電阻30構(gòu)成的情況下,通過利用表面安裝型的電阻體,從而能夠容易地實現(xiàn)溫度檢測用探針7的小型化。

實施方式所涉及的半導(dǎo)體裝置的評價裝置1具有:溫度檢測用探針7;卡盤臺3,其用于將半導(dǎo)體裝置5固定;彈簧方式的評價用探針10;以及控制部4,其經(jīng)由評價用探針10而對半導(dǎo)體裝置5的電氣特性進行評價。因此,在對半導(dǎo)體裝置5的電氣特性進行評價時,能夠高精度地對半導(dǎo)體裝置5的溫度進行檢測。

另外,由于溫度檢測用探針7是經(jīng)由彈簧部件17而將柱塞部12向半導(dǎo)體裝置5側(cè)按壓的結(jié)構(gòu),因此與懸臂方式的情況相比,能夠?qū)陌雽?dǎo)體裝置5起至與溫度檢測用探針7連接的絕緣板16為止的距離拉開,能夠抑制氣體放電。

在半導(dǎo)體裝置5的電氣特性的評價中,能夠根據(jù)在半導(dǎo)體裝置5發(fā)生的溫度上升而簡易地對局部放電的發(fā)生進行檢測,通過在檢測到局部放電的發(fā)生后將評價立即中止,從而能夠抑制評價用探針10、溫度檢測用探針7以及連接焊盤等的破損。另外,能夠?qū)υu價時發(fā)生了局部放電的半導(dǎo)體裝置5進行確定,從隨后的工序中將該半導(dǎo)體裝置5排除。由此,不需要評價后對局部放電的發(fā)生進行確認(rèn),能夠縮短工序。

由于在對半導(dǎo)體裝置5的電氣特性進行評價前的狀態(tài)下,溫度檢測用探針7的前端部與評價用探針10的前端部相比位于下方,因此能夠僅將溫度檢測用探針7先行與半導(dǎo)體裝置5接觸。通過在確認(rèn)半導(dǎo)體裝置5的表面溫度后進行電氣特性的評價,從而能夠抑制由多個探針的接觸所導(dǎo)致的半導(dǎo)體裝置5的溫度變化這一情況。

如圖10所示,由于溫度檢測用探針7配置為能夠與半導(dǎo)體裝置5的作為有源區(qū)域23的發(fā)射極電極26的中央部接觸,因此能夠?qū)Π雽?dǎo)體裝置5的有源區(qū)域23的溫度進行檢測。通過假定該溫度是對電氣特性進行評價時的半導(dǎo)體裝置5的溫度,作為半導(dǎo)體裝置5的溫度的代表值來對待,從而能夠減少溫度檢測用探針7的配置數(shù)量,能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化。

如圖11所示,由于溫度檢測用探針7配置為能夠與半導(dǎo)體裝置5的周緣部即終端區(qū)域24接觸,因此能夠?qū)υ诎雽?dǎo)體裝置5的終端區(qū)域24處多發(fā)的放電等破壞現(xiàn)象進行檢測。

如圖12所示,由于溫度檢測用探針7配置為能夠與半導(dǎo)體裝置5的有源區(qū)域23及終端區(qū)域24接觸,因此通過對半導(dǎo)體裝置5的有源區(qū)域23及終端區(qū)域24的溫度進行檢測,從而能夠均勻地對半導(dǎo)體裝置5的表面的溫度進行檢測。另外,還能夠?qū)Π雽?dǎo)體裝置5的局部破壞時的溫度異常進行檢測。

此外,在本實施方式中,設(shè)為將評價用探針10及溫度檢測用探針7配置于同一絕緣板16的結(jié)構(gòu),但不限于此,也可以是配置于彼此不同的絕緣板的結(jié)構(gòu)。在該情況下,由于能夠使各探針7、10與半導(dǎo)體裝置5獨立地接觸或者不接觸,獨立地調(diào)整相對于半導(dǎo)體裝置5的按壓量,因此能夠抑制對半導(dǎo)體裝置5施加過度的負(fù)載這一情況。由此,能夠抑制半導(dǎo)體裝置5的破損。

由于控制部4基于由溫度檢測用探針7檢測出的半導(dǎo)體裝置5的溫度而控制由評價用探針10及評價部進行的半導(dǎo)體裝置5的電氣特性的評價,因此,即使在檢測到半導(dǎo)體裝置5的溫度的異常后、評價結(jié)束前,也能夠使評價中止。由此,能夠抑制評價用探針10、溫度檢測用探針7以及連接焊盤等的破損。

由于實施方式所涉及的半導(dǎo)體裝置的評價方法具有工序(a)、和工序(b),因此能夠簡單且高精度地對半導(dǎo)體裝置5的表面的溫度進行檢測,其中,在該工序(a)中,使用評價用探針10及控制部4對半導(dǎo)體裝置5的電氣特性進行評價,在該工序(b)中,使用溫度檢測用探針7,檢測由工序(a)進行評價前以及由工序(a)進行評價時的半導(dǎo)體裝置5的表面的溫度。另外,能夠與上述同樣地抑制氣體放電。

由于半導(dǎo)體裝置的評價方法還具有工序(c),因此,即使在檢測到半導(dǎo)體裝置5的溫度的異常后、評價結(jié)束前,也能夠使評價中止,其中,在該工序(c)中,基于由工序(b)檢測出的半導(dǎo)體裝置5的表面的溫度,將由工序(a)進行的半導(dǎo)體裝置5的電氣特性的評價中止。由此,能夠抑制評價用探針10、溫度檢測用探針7以及連接焊盤等的破損。

此外,本發(fā)明在本發(fā)明的范圍內(nèi),能夠?qū)嵤┓绞竭m當(dāng)?shù)剡M行變形、省略。

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