JPH09304474A

JPH09304474A - 半導体素子測定装置

Info

Publication number: JPH09304474A
Application number: JP8118928A
Authority: JP
Inventors: Kiyokazu Aoki; 清和青木; Yasushi Miura; 靖三浦
Original assignee: Asahi Kasei Microsystems Co Ltd; Asahi Kasei Microdevices Corp
Current assignee: Asahi Kasei Microsystems Co Ltd; Asahi Kasei Microdevices Corp
Priority date: 1996-05-14
Filing date: 1996-05-14
Publication date: 1997-11-28

Abstract

(57)【要約】【課題】ＳＯＰ型とＱＦＰ型のいずれの半導体素子も
測定可能であり、かつ測定インデックスタイムを短縮可
能な半導体素子測定用装置を提供すること。【解決手段】半導体素子の測定装置において、被測定
半導体素子を真空チャックし、および９０°垂直回転し
て前記被測定半導体素子を測定手段へ移送し、かつ固定
するための垂直回転手段を備え、前記垂直回転手段が、
半導体素子を測定手段へ移送するための回転測定アーム
を少なくとも１個備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子の電気
的特性試験を行う際に使用する半導体素子測定装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子の外形形状は代表的にはＳＯ
Ｐ(small outline package) 型とＱＦＰ(quad flat pac
kage) 型とに分けられ、半導体素子測定装置では、この
形状の相異により測定する半導体素子を測定装置へ供給
する方式は異なっていた。

【０００３】つまり、ＳＯＰ型の形状はリード端子が対
応する２面より突出している形状となっており（図
７）、ＳＯＰ型の半導体素子を測定装置に供給する場
合、自重による自由落下方式で半導体素子を適当な角度
に設定されたガイドレールに沿って１個毎上方の供給部
から落下させて供給している。自由落下方式は半導体素
子の供給時間が早く、しかもスペースが狭くなるため自
由落下が可能な外形形状の半導体素子の供給の主流とな
っている。

【０００４】一方、ＱＦＰ型の形状はリード端子が４面
すべてより突出している形状となっており（図８）、Ｑ
ＦＰ型の半導体素子を測定装置に供給する場合、ＳＯＰ
型と異なって４面からリードが出ている為に自由落下方
式が採用出来ない。そのために、ＱＦＰ型の外形を測定
アーム等でチャックして、測定アームをＸ軸，Ｙ軸，Ｚ
軸方向のそれぞれに移動して供給していた。この測定ア
ーム方式は、ＳＯＰ型，ＱＦＰ型いずれの外形形状の半
導体素子でも供給可能であるが、測定アームがＸ軸，Ｙ
軸，Ｚ軸と３方向移動するために供給時間が遅い為に測
定インデックスタイムが長いという欠点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の様にＳＯＰ型と
ＱＦＰ型の半導体素子の測定方法が異なっており、ＳＯ
Ｐ型半導体素子に採用される自由落下方式には、ＱＦＰ
型の半導体素子はその形状のため適用不能であり、ＱＦ
Ｐ型の測定アーム方式は、ＳＯＰ型とＱＦＰ型の半導体
素子を共有的に測定可能であるが、ＳＯＰ型の半導体素
子にとっては測定インデックスタイムが長い為に測定効
率が犠牲となっていた。そのため、測定装置の共有化が
出来ず、ＳＯＰ型とＱＦＰ型の測定専用機として別々に
スペースと費用を要していた。本発明は、以上の課題を
解決する半導体素子測定装置を提供することを目的とし
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、半導体素子
と半導体素子測定装置で測定する際、上記課題を解決す
るためにＳＯＰ型、ＱＦＰ型のいずれの半導体素子も真
空チャック可能な測定アームを用いて、半導体素子を測
定部に供給し、測定アームの移動位置つまり測定部の位
置を９０°垂直回転した位置に設置することにより、従
来測定アームの場合では長かった測定インデックスタイ
ムの短縮を図った。

【０００７】すなわち、本発明の目的は、半導体素子の
測定装置において、被測定半導体素子を真空チャック
し、および９０°垂直回転して前記被測定半導体素子を
測定手段へ移送し、かつ固定するための垂直回転手段を
備え、前記垂直回転手段が、半導体素子を測定手段へ移
送するための回転測定アームを少なくとも１個備えるこ
とを特徴とする半導体素子測定装置を提供することであ
る。

【０００８】本発明のさらなる目的は、上記の半導体素
子測定装置において、前記半導体素子の形状がＳＯＰ
型、およびＱＦＰ型のいずれの形状でも測定が可能であ
ることを特徴とする半導体素子測定装置を提供すること
である。

【０００９】本発明のさらなる目的は、上記の半導体素
子測定装置において、前記被測定半導体素子が、前記垂
直回転手段により真空チャックされてから測定手段へ移
動するのに要する時間が０．７秒以下であることを特徴
とする半導体素子測定装置を提供することである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の半導体素子測定装置全体
の概念図を図２に示す。図２に示すように半導体素子測
定装置は、半導体素子が収納されている収納部ユニット
（１）と、半導体素子を測定する測定部ユニット（２）
に二分される。収納部ユニット（１）と測定部ユニット
（２）とは分離されている。

【００１１】収納部ユニット（１）はＳＯＰ型、ＱＦＰ
型いずれも収納可能である。例えば、図３に示すよう
に、それぞれの形状の半導体素子（３）は、収納部ユニ
ット（１）内の半導体素子収納用トレー（４）に収納さ
れる。収納用トレー（４）に収納されている半導体素子
（３）は、この収納用トレー（４）から１個ずつ測定部
ユニット（２）へと運ばれて測定され、再度、この収納
部ユニット（１）に収められる。この収納部ユニット
（１）において、半導体素子（３）は、収納用トレー
（４）の代わりに収納用スティック（図示せず）に収め
られてもよい。

【００１２】本発明の測定部ユニット（２）を図４に概
略的に示す。

【００１３】測定部ユニット（２）は測定部（５）、供
給部（６）および搬出部（７）より成る。測定部（５）
は半導体素子を測定する部分である。供給部（６）は、
未測定の半導体素子（３）を収納部ユニット（１）から
供給ロボット（８）で取り出し、測定部（５）内の水平
移動機構（１２）の供給位置（９）に供給する。逆に、
搬出部（７）は、測定部（５）において、水平移動機構
（１２）の搬出位置（１１）に移動した測定済みの半導
体素子（３）を、搬出ロボット（１０）により、収納部
ユニット（１）へ搬出する。また、この供給部（６）
は、収納部ユニット（１）から未測定の半導体素子
（３）を直接測定部（５）へ供給する場合と、未測定の
半導体素子（３）を一旦、加熱ステージ（２２）へ移送
し、ここで加熱、冷却等の熱処理を施した後で、測定部
（５）に供給する場合もある。

【００１４】本発明の特徴的な点は、未測定の半導体素
子（３）を収納部ユニット（１）から水平移動機構（１
２）の供給位置（９）へ供給ロボット（８）で供給する
際、ＳＯＰ型半導体素子またはＱＦＰ型半導体素子のい
ずれでも供給可能な点である。同様に、測定済みの半導
体素子（３）を水平移動機構（１２）の搬出位置（１
１）から収納部ユニット（１）へ搬出ロボット（１０）
で搬出する際も同じである。

【００１５】本発明の測定装置に備えられる測定部
（５）を、図１、図５および図６を参照しながら具体的
に説明する。

【００１６】測定部（５）は、被測定半導体素子（３）
を水平移動するための水平移動機構（１２）と、垂直回
転機構（１３）と、測定器（１４）とを備える。

【００１７】図５に示すように、水平移動機構（１２）
は、未測定半導体素子用の第１ステージ（１６）と測定
済み半導体素子用の第２ステージ（１７）とを備える水
平移動ステージ（１８）、およびその水平移動ステージ
（１８）を水平移動運動させるためのアクチュエータ
（図示せず）を備える。

【００１８】垂直回転機構（１３）は、先端部に先端ブ
ロック（２０）を有する回転測定アーム（１９）を備え
る。

【００１９】測定器（１４）は、測定ソケット（２１）
と、および測定ソケット（２１）に電気的に連結された
測定プローブ（図示せず）とを備える。

【００２０】未測定の半導体素子（３）は、図５に示す
ように、測定部（５）において、供給ロボット（８）に
より、水平移動機構（１２）の供給位置（９）に位置す
る第１ステージ（１６）上に供給される。この半導体素
子（３）を載せた第１ステージ（１６）は、水平移動ス
テージ（１８）の矢印Ｃ方向への水平移動運動により測
定位置（１５）へ送り出される。測定位置（１５）は、
移動してきた半導体素子（３）が、回転測定アーム（１
９）の先端ブロック（２０）の真下で、先端ブロック
（２０）と相対するように設けられる。（すなわち、垂
直回転機構（１３）は、測定位置（１５）の上方に設け
られている。）未測定の半導体素子（３）が水平移動機構（１２）の供
給位置（９）から測定位置（１５）に送り出されると、
図１に示すように、回転測定アーム（１９）は測定位置
（１５）にある半導体素子（３）の上に回転移動し、回
転測定アーム（１９）の先端にある先端ブロック（２
０）がその半導体素子（３）を真空チャックする。この
ようにして、半導体素子（３）が第１ステージ（１６）
から外れたら、回転測定アーム（１９）は矢印Ａ方向に
９０°垂直回転して、先端ブロック（２０）にチャック
されている半導体素子（３）を測定器（１４）へと移送
する。ここで、半導体素子（３）は、先端ブロック（２
０）から測定ソケット（２１）へと移動し、測定を行
う。

【００２１】回転測定アームが複数個装備している場
合、それらの回転測定アームは互いに独立して回転運動
してもよく、あるいは、互いに一定の角度となるように
固定された状態で回転運動してもよい。

【００２２】一方、未測定の半導体素子（３）が第１ス
テージ（１６）から外れたら、水平移動ステージ（１
８）は、矢印Ｃ方向とは逆方向へと再度水平移動して、
図５に示すように元の位置に戻り、次の半導体素子
（３）の供給に使用される。あるいは、この水平移動ス
テージ（１８）は、半導体素子（３）が外れた後、元の
位置に戻らずに、または戻った後で、後記するようにし
て、測定済みの半導体素子（３）の受け取り、および搬
出のために使用される。

【００２３】ここにおいて、本発明のさらに特徴的な点
は、この回転測定アーム（１９）が少なくとも１個以上
備わり、これ（これら）が矢印Ａ方向へ９０°垂直回転
し、この垂直回転運動により先端ブロック（２０）に真
空チャックされた半導体素子（３）が測定ソケット（２
１）へセットされ、同様に測定済みの半導体素子を測定
ソケット（２１）からリセットする際も回転測定アーム
（１９）を矢印Ａ方向へ２７０°回転して再度測定位置
（１５）に戻す機構になっている点である。この際、回
転測定アーム（１９）が１個のみ装備されている場合に
は、回転測定アーム（１９）は、矢印Ｂ方向に９０°逆
回転して測定位置（１５）に戻ってもよい。そして、回
転測定アーム（１９）の回転スピードは、回転測定アー
ム（１９）をドライブするモーターのスピードを上げる
ことにより速くなり、測定インデックスタイムを短縮す
ることができる。

【００２４】上記のようにして測定の終了した半導体素
子（３）は、上記した回転測定アーム（１９）の矢印Ａ
方向への回転により測定位置（１５）へ戻される。ここ
で、前記した水平移動ステージ（１８）は、第２ステー
ジ（１７）が測定位置（１５）［つまり、先端ブロック
（２０）の真下］に位置するように水平移動して、先端
ブロック（２０）から真空チャック解除により測定済み
の半導体素子（３）を受け取り、図６に示すように矢印
Ｄ方向へ水平移動して搬出位置（１１）へ搬出される。
このようにして搬出位置（１１）へと移送された測定済
みの半導体素子（３）は、搬出部（７）の搬出ロボット
（１０）により、収納部ユニット（１）内の半導体素子
収納用トレー（４）に収められ、測定が終了する。

【００２５】したがって、本発明の半導体素子測定装置
では、ＳＯＰ型半導体素子でもＱＦＰ型半導体素子でも
チャッキング可能な供給ロボット（８）及び搬出ロボッ
ト（１０）で供給と搬出を行い、回転測定アーム（１
９）の回転スピードを速くすることで測定インデックス
タイムを短縮する。このようにして、ＳＯＰ型半導体素
子とＱＦＰ型半導体素子が同一の装置で測定でき、測定
インデックスタイムが長くならず測定効率が低下しない
ことが達成できる。

【００２６】さらに、本発明の半導体素子測定装置で
は、垂直回転機構（１３）が複数個の回転測定アーム
（１９）を備えることにより、１個の半導体素子に対す
る測定インデックスタイムのみならず、測定能率も向上
する。

【００２７】

【実施例】本実施例では、回転測定アームが２個装備し
ている半導体素子測定装置を例として挙げ、その測定手
順および測定方法を図１〜図６により更に具体的に説明
する。

【００２８】まず、未測定のＳＯＰ型半導体素子または
ＱＦＰ型半導体素子（３）は、図３に示すように、収納
部ユニット（１）のそれぞれ専用のトレー（４）に収納
されている。

【００２９】図４に示すように、供給ロボット（８）は
アクチュエータ（図示せず）によりＸ軸、Ｙ軸を移動し
てトレーの特定位置に移動して、エアシリンダ（図示せ
ず）によりＺ軸移動して、供給ロボット（８）の先端部
でトレー（４）の特定位置の未測定半導体素子（３）を
真空チャックする。未測定半導体素子（３）が加熱処理
が不用の場合、供給ロボット（８）は未測定半導体素子
（３）を真空チャックしたまま、加熱ステージ（２２）
を経由せずに、供給位置（９）にある第１ステージ（１
６）に直接供給する。

【００３０】未測定の半導体素子（３）は、図５に示す
ように、供給位置（９）に位置する第１ステージ（１
６）上に再び真空チャックされ、アクチュエータ（図示
せず）によって測定位置（１５）へ搬送される。

【００３１】本実施例の半導体素子測定装置の垂直回転
機構（１３）は、図１に示すように、２個の回転測定ア
ーム［すなわち、第１の回転測定アーム（１９）および
第２の回転測定アーム（１９′）］を備えている。この
２個の回転測定アーム（１９および１９′）は、それぞ
れ独立して回転運動できるように設けられる。

【００３２】未測定の半導体素子（３）が水平移動機構
（１２）の測定位置（１５）に矢印Ｃ方向へ移送される
と、第１の回転測定アーム（１９）は、測定位置（１
５）にある第１ステージ（１６）までまで下降する。そ
して、図１に示すように、その先端に設けられている先
端ブロック（２０）が半導体素子（３）を真空チャック
し、そのまま再度上昇して矢印Ａ方向へ９０°垂直回転
する。９０°回転した位置は、未測定の半導体素子
（３）が測定ソケット（２１）の真上になるように予め
位置調整しておくことにより位置決め出来る。回転測定
アーム（１９）が測定ソケット（２１）の真上まで回転
した後、先端ブロック（２０）が未測定半導体素子を測
定ソケット（２１）にセットする。

【００３３】一方、未測定の半導体素子（３）が第１ス
テージ（１６）から外れた水平移動ステージ（１８）
は、矢印Ｃ方向とは逆方向に水平移動して元の位置に戻
り、空になった第１ステージ（１６）の上には第２の未
測定半導体素子（図示せず）が上記と同様にして供給さ
れる。この第２の未測定半導体素子は、上記と同様にし
て、水平移動機構（１２）の供給位置（９）から測定位
置（１５）へと移送される。ここで、第２の回転測定ア
ーム（１９′）およびその先先端にある先端ブロック
（２０′）は、上記の第１の回転測定アーム（１９）お
よび先端ブロック（２０）と同様にして、第２の未測定
半導体素子を真空チャックし、垂直回転により測定ソケ
ット（２１）へと搬送して測定に供する。

【００３４】このようにして第２の半導体素子の測定が
行われる間に、測定の終了した第１の半導体素子（３）
がチャックされたままの第１の回転測定アーム（１９）
は、さらに矢印Ａ方向へ２７０°回転して、測定位置
（１５）に戻る。ここで、先端ブロック（２０）の真空
チャックは解除され、測定済みの半導体素子（３）が、
測定位置（１５）であり、かつ先端ブロック（２０）の
真下に位置するように水平移動してきた水平移動ステー
ジ（１８）の第２ステージ（１７）上に載せられ、第１
の回転測定アーム（１９）の先端ブロック（２０）は空
になる。この水平移動ステージ（１８）は、この第２ス
テージ（１７）が搬出位置（１１）に位置するように矢
印Ｄ方向へ水平移動し、この位置において、測定済みの
半導体素子（３）は、搬出ロボット（１０）により収納
ユニット（１）へと搬出される。この際、水平移動機構
（１２）は、測定済みの半導体素子（３）を載せた第２
ステージ（１７）が搬出位置に移動した時に、第３の未
測定半導体素子（３）を載せた第１ステージ（１６）が
丁度測定位置（１５）に位置するように設計する。した
がって、測定済みの半導体素子（３）が搬出位置（１
１）に移動した時に、第３の未測定半導体素子は、測定
位置（１５）であり、かつ上記の空になった第１の回転
測定アーム（１９）の真下に位置し、上記と同様にして
垂直回転移送されて測定が行われる。このように、回転
測定アームを複数備え、それら回転アームの運動と、水
平移動ステージの運動とを同期化させることによって、
測定能率を大幅に向上させることができる。

【００３５】測定器（１４）の測定ソケット（２１）に
おいて、未測定の半導体素子（３）のリードが測定プロ
ーブ（図示せず）と電気的に接続して測定が行われる。

【００３６】

【発明の効果】本発明によって、従来の測定アーム方式
を９０°垂直の回転測定アーム方式にすることにより、
測定インデックスタイムを短縮できた。従来の測定アー
ム方式の時の１．０秒が、同じ測定条件で０．６秒の測
定インデックスタイムに短縮できた。

【００３７】同時に、ＳＯＰ型半導体素子の従来の自由
落下方式による測定インデックスタイムと比較してもさ
ほど遅くないので、ＳＯＰ型半導体素子とＱＦＰ型半導
体素子の測定を共有した測定装置が可能となった。

【００３８】さらに、本発明では、半導体素子測定装置
の垂直回転機構において、複数個の回転測定アームを備
えることにより、次の半導体素子の測定が行われるまで
の時間が短縮され、したがって、測定能率が向上でき
た。

【００３９】さらに、測定装置におけるＳＯＰ型および
ＱＦＰ型半導体素子の共有化によって、スペースや費用
の節約のみならず、ＳＯＰ型半導体素子とＱＦＰ型半導
体素子との切り換え時間や手間を省くことが可能となっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体素子測定装置において、測定部
ユニットに使用される典型的な垂直回転機構の例を説明
するための部分概略図である。

【図２】本発明の半導体素子測定装置の概略的な全体図
である。

【図３】本発明の半導体素子測定装置の収納部ユニット
を説明する概略図である。

【図４】本発明の半導体素子測定装置の測定部ユニット
を説明する概略図である。

【図５】本発明の半導体素子測定装置の測定部ユニット
において、未測定半導体素子用の第１ステージ上に供給
された半導体素子の、水平移動機構における供給位置か
ら測定位置への移動を説明するための部分概略図であ
る。

【図６】本発明の半導体素子測定装置の測定部ユニット
において、測定済み半導体素子用の第２ステージ上に搬
送された半導体素子の、水平移動機構における測定位置
から搬出位置への移動を説明するための部分概略図であ
る。

【図７】本発明の半導体素子測定装置において用いられ
るＳＯＰ半導体素子の概略図である。

【図８】本発明の半導体素子測定装置において用いられ
るＱＦＰ半導体素子の概略図である。

【符号の説明】

１収納部ユニット２測定部ユニット３半導体素子４半導体素子収納用トレー５測定部６供給部７搬出部８供給ロボット９供給位置１０搬出ロボット１１搬出位置１２水平移動機構１３垂直回転機構１４測定器１５測定位置１６未測定半導体素子用の第１ステージ１７測定済み半導体素子用の第２ステージ１８水平移動ステージ１９，１９′ 回転測定アーム２０，２０′ 先端ブロック２１測定ソケット２２加熱ステージ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体素子の測定装置において、被測定
半導体素子を真空チャックし、および９０°垂直回転し
て前記被測定半導体素子を測定手段へ移送し、かつ固定
するための垂直回転手段を備え、前記垂直回転手段が、
半導体素子を測定手段へ移送するための回転測定アーム
を少なくとも１個備えることを特徴とする半導体素子測
定装置。
【請求項２】前記半導体素子の形状がＳＯＰ型、およ
びＱＦＰ型のいずれの形状でも測定が可能であることを
特徴とする請求項１に記載の半導体素子測定装置。
【請求項３】前記被測定半導体素子が、前記垂直回転
手段により真空チャックされてから測定手段へ移動する
のに要する時間が０．７秒以下であることを特徴とする
請求項１に記載の半導体素子測定装置。