JP2001013201A - Icデバイスの試験方法及び試験装置 - Google Patents

Icデバイスの試験方法及び試験装置

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JP2001013201A
JP2001013201A JP11183989A JP18398999A JP2001013201A JP 2001013201 A JP2001013201 A JP 2001013201A JP 11183989 A JP11183989 A JP 11183989A JP 18398999 A JP18398999 A JP 18398999A JP 2001013201 A JP2001013201 A JP 2001013201A
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Kazuhiro Shimazaki
一浩 島崎
Yasuo Akagi
靖夫 赤木
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Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
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Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
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Abstract

(57)【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I
C個別温度センサ16とが設けられている。

Description

【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1
1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8
5℃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I
C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D
UT6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I
C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D
UT6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I
C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D
UT5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1
2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I
C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I
C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I
C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1
3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15
a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3
1b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1
5a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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るテストハンドラの全体
構成を示す概略図である。
【図2】本発明の実施形態におけるIC個別温度制御手
段を示す概略図である。
【図3】本発明の実施形態におけるIC個別温度制御手
段による温度制御を示すものであり、ICデバイスのノ
ズルからの距離とICデバイスの温度の分布との関係を
示すグラフである。
【図4】本発明の実施形態におけるIC個別温度制御手
段による温度制御を示すものであり、ICデバイス自身
の発熱と、テスト時間との関係を示すグラフである。
【図5】本発明の実施形態におけるIC個別温度制御手
段の変更例1を示す概略図である。
【図6】本発明の実施形態におけるIC個別温度制御手
段の変更例2を示す概略図である。
【図7】従来のテストハンドラを説明するものであり、
(a)は全体構成を示す概略図であり、(b)はICデ
バイスの配置状態を示す上面図である。
【図8】従来の温度制御を示すものであり、(a)は、
ICデバイスのノズルからの距離とICデバイスの温度
の分布との関係を示すグラフであり、(b)は、ICデ
バイス自身の発熱と、テスト時間との関係を示すグラフ
である。
【符号の説明】
1…チャンバ部、2…プリヒート部、3…コンタクトプ
ッシャ基台 4…温度センサ、5…ICデバイス、6…DUT、7…
搬送トレイ 8…ノズル、9…クーラ、10…ヒータ、11…温度制
御コントローラ 12…IC個別温度制御コントローラ、13…IC個別
ヒータ 14…IC個別クーラ、15…IC接触型熱源、16…
IC個別温度センサ 17…冷却媒体、18…配管、19…ノズル部、20…
ペルチェ素子 31…コンタクトプッシャ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤木 靖夫 神奈川県川崎市川崎区駅前本町25番地1 東芝マイクロエレクトロニクス株式会社内 Fターム(参考) 2G003 AA07 AC03 AD02 AD03 AD04 AG11 AH05

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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