TW202208868A

TW202208868A - 檢查裝置

Info

Publication number: TW202208868A
Application number: TW110129790A
Authority: TW
Inventors: 野口正樹
Original assignee: 日商友華股份有限公司
Priority date: 2020-08-27
Filing date: 2021-08-12
Publication date: 2022-03-01
Also published as: JPWO2022044826A1; US20230314471A1; EP4206696A1; WO2022044826A1

Abstract

檢查裝置(10)係具備：固定屬於DUT之半導體裝置(500)的固定部(200)；以及檢查半導體裝置(500)的天線部(30)。固定部(200)係劃界露出半導體裝置(500)的至少一部分的孔部(210)。固定部(200)之孔部(210)的內側面的至少一部分係具有段差部。

Description

檢查裝置

本發明係關於一種檢查裝置。

近年來，已開發出用以檢查具有天線之半導體裝置的各式各樣的檢查裝置。例如，專利文獻1所揭示的檢查裝置係具備：保持屬於被檢查裝置(Device Under Test，以下有時簡稱為DUT)之半導體裝置的保持部、以及檢查DUT的天線部。保持部係具有固定DUT的固定部。固定部係劃界露出DUT的至少一部分的孔部。

(先前技術文獻)

(專利文獻)

專利文獻1：國際公開第2014/136159號

從DUT所放射的電波的一部分會有被固定部散射的情形。在該情形下，若形成於固定部之孔部的內側面為平坦時，會於DUT的電波之輻射場型(radiation pattern)產生變形。

本發明之目的的一例，係在於減少DUT的電波之輻射場型的變形。本發明之其他目的，當可從本說明書的記載而更臻明瞭。

本發明的一態樣為一種檢查裝置，係具備：

固定部，係固定被檢查裝置；以及

天線部，係檢查前述被檢查裝置；其中，

前述固定部係劃界露出前述被檢查裝置的至少一部分的孔部；

前述固定部的前記孔部之內側面的至少一部分係具有段差部。

根據本發明的上述態樣，可減少DUT的電波之輻射場型的變形。

10:檢查裝置

10K:檢查裝置

20:保持部

30:天線部

110:檢查基板

120:插座

200:固定部

200K:固定部

202:按壓部

202K:按壓部

210:孔部

210K:孔部

212:水平面

214:垂直面

500:半導體裝置

510:天線元件

Eh:電場分佈

Ev:電場分佈

X:第一方向

Y:第二方向

Z:第三方向

△h:橫向尺寸

△v:縱向尺寸

圖1 為實施型態之檢查裝置的剖視圖。

圖2 為實施型態之保持部的上表面的俯視圖。

圖3 為半導體裝置的上表面的俯視圖。

圖4 為用以說明固定部之孔部的內側面的台階形狀之一例的細節之圖。

圖5 為比較例之檢查裝置的剖視圖。

圖6 為顯示實施型態之檢查裝置的半導體裝置的電波之輻射場型之圖。

圖7 為顯示比較例之檢查裝置的半導體裝置的電波之輻射場型之圖。

以下使用圖式來說明本發明的實施型態。另外，在所有的圖式中，對於相同的構成要素係賦予相同符號，且適當地省略說明。

在本說明書中，「第一」、「第二」、「第三」等之序數詞只要沒有特別說明，則僅是為了區分具有相同名稱的構成而標識者，並不表示構成之特定的特徵(例如，順序、重要度)者。

圖1為實施型態之檢查裝置10的剖視圖。圖2為實施型態之保持部20的上表面的俯視圖。圖3為半導體裝置500的上表面的俯視圖。

圖1至圖3中，第一方向X、第二方向Y或第三方向Z所示之箭頭方向係顯示由該箭頭所示之方向的正方向。另一方面，第一方向X、第二方向Y或第三方向Z所示之箭頭的相反方向係顯示由該箭頭所示之方向的負方向。此外，顯示第二方向Y之附有×的中空圓圈係顯示：該附有×的中空圓圈所示之方向的正方向為從紙面的表面側朝向背側的方向，而該附有×的中空圓圈所示之方向的負方向為從紙面的背側朝向表面側的方向。後述的圖4至圖7中亦相同。

第一方向X為水平方向，亦即平行於「與垂直方向正交之方向」的一方向。具體而言，第一方向X為後述之實質地平行於正方形的半導體裝置500之一邊的方向。第二方向Y為平行於水平方向並且與第一方向X正交的一方向。具體而言，第二方向Y為平行於與上述一邊正交之另一邊的方向，該「上述一邊」為平行於半導體裝置500之第一方向X者。第三方向Z為垂直方向，且與第一方向X及第二方向Y的雙方正交。第三方向Z的正方向為垂直方向的上方向。第三方向Z的負方向為垂直方向的下方向。

另外，圖1所示的剖面為沿著垂直於第二方向Y的方向而通過檢查裝置10之第二方向Y之中心的剖面。

首先，使用圖3，說明檢查裝置10之被檢查裝置(DUT)的半導體裝置500。

半導體裝置500的上表面係設置有四個天線元件510。天線元件510的外形為板狀的正方形，惟亦可為板狀的圓形，亦可為任何的形狀。四個天線元件510係以兩行兩列之正方形格子狀方式排列而構成陣列天線。控制從各天線元件510所放射之電波的振幅、相位等條件，藉此可控制從半導體裝置500所放射的電波。另外，天線元件510的佈局(layout)係不受本實施型態的佈局所限定。例如，亦可於半導體裝置500的上表面僅設置有一個天線元件510。此外，亦可使複數個天線元件510排列成長方形格子狀。此外，亦可使複數個天線元件510沿著一方向排列成一列。或者，複數個天線元件510亦可排列成三角形格子、四角形格子、六角形格子等多角形格子狀。或者，複數個天線元件510亦可排列成圓環狀或橢圓環狀。

接著，使用圖1及圖2，說明檢查裝置10。

檢查裝置10係具備：保持部20及天線部30。保持部20係保持半導體裝置500。保持部20係具有：檢查基板110、插座120及固定部200。天線部30係檢查半導體裝置500。

檢查基板110例如為PCB(Printed Circuit Board，印刷電路板)。插座120係設置於檢查基板110的上表面上。半導體裝置500係隔著插座120被搭載於檢查基板110的上表面上。檢查基板110與半導體裝置500係隔著插座120彼此電性連接。輸入給檢查基板110的信號係經由插座120被輸入至半導體裝置500。此外，從半導體裝置500所輸出的信號係經由插座120而從檢查基板110輸出。

固定部200，例如藉由樹脂等絕緣材料所形成。固定部200係將半導體裝置500朝向檢查基板110按壓(固定)。具體而言，固定部200係具有按壓部202，該按壓部202係與半導體裝置500的上表面的緣部接觸。固定部200係使按壓部202接觸於半導體裝置500的上表面的緣部，藉此將半導體裝置500固定於插座120上的預定位置，並且將半導體裝置500朝向插座120按壓。藉此，確實地使半導體裝置500與插座120接觸。

固定部200係劃界露出半導體裝置500的至少一部分(具體而言，半導體裝置500的上表面的至少一部分)的孔部210。設置於半導體裝置500之上表面的天線元件510所放射的電波係經由孔部210傳達至天線部30。此外，天線部30所放射的電波係經由孔部210，傳達至設置於半導體裝置500之上表面的天線元件510。

天線部30係進行半導體裝置500的OTA(Over-the-Air，空中傳送接收)檢查。天線部30係配置於半導體裝置500的上方。天線部30係進行：往半導體裝置500所放射之電波的傳送、與從半導體裝置500所放射之電波的接收的至少一方。具體而言，天線部30係與未圖示之外部測定器電性連接。根據從外部測定器輸入至天線部30的信號，電波從天線部30朝半導體裝置500放射。而且，根據從半導體裝置500朝天線部30所放射的電波，信號從天線部30朝外部測定器輸出。

接著，使用圖1及圖2，說明固定部200之孔部210的細節。

孔部210的內側面的至少一部分係在第三方向Z形成台階形狀，且具有段差部。具體而言，孔部210的內側面係含有形成台階形狀的複數個水平面212及複數個垂直面214。從孔部210的深度方向(亦即，第三方向Z)觀看時，複數個水平面212係相對於孔部210的中心同心狀地配置。此外，複數個水平面212的各個平面在第三方向Z的位置會隨著離開孔部210之中心而變高。在本實施型態中，孔部210的內側面當中，從孔部210的底部(亦即，孔部210的第三方向Z的負方向側的下端)到孔部210的開口(亦即，孔部210的第三方向Z的正方向側的上端)的部分係形成四段的台階形狀。另外，台階形狀的佈局及台階形狀的段數不限定於本實施型態之例。例如，從孔部210的深度方向觀看時，複數個水平面212亦可相對於孔部210的中心非同心狀地配置。此外，台階形狀的段數，例如可至少設為一段。

從半導體裝置500所放射的電波會有被固定部200的按壓部202散射的情形。被按壓部202散射的電波當中在半導體裝置500之上方的空間內沿著垂直方向傳播的成分愈增加，於半導體裝置500的電波之輻射場型產生的變形會愈大。相較於如後述圖5所示孔部210K的內側面沿著第三方向Z為平坦的情形，在本實施型態中，可使被按壓部202散射的電波當中在半導體裝置500之上方的空間內沿著垂直方向傳播的成分減少。亦即，在本實施型態中，因應半導體裝置500的檢查頻率，將孔部210的內側面的台階形狀的各階的縱向尺寸(第三方向Z的尺寸)△v設為適當的距離，藉此可在固定部200內傳播並將在垂直面214的兩端被散射的電波互相抵消。藉此，相較於如後述圖5所示孔部210K的內側面沿著第三方向Z為平坦的情形，可使被按壓部202散射的電波當中在半導體裝置500 之上方的空間內沿著垂直方向傳播的成分減少，而使電波容易在固定部200內沿著水平方向傳播。

在本實施型態中，從孔部210的深度方向觀看時，孔部210的內側面的台階形狀的佈局係實質地與以虛擬的直線連結設置於半導體裝置500之複數個天線元件510的佈局所形成的圖形相似。亦即，在本實施型態中，從第三方向Z觀看時，孔部210之複數個水平面212的佈局係實質地與以虛擬的直線連結複數個天線元件510所形成的圖形相似。該情形，因應半導體裝置500的檢查頻率，將孔部210之內側面的台階形狀的各階的橫向尺寸△h設為適當的距離，藉此可將在水平面212的兩端被散射的電波互相抵消。因此，相較於從第三方向Z觀看時孔部210之內側面的台階形狀的佈局沒有與複數個天線元件510的佈局相似的情形，可減弱被固定部200之孔部210的內側面散射的電波。然而，只要橫向尺寸為產生上述效果之適當的值，從第三方向Z觀看時孔部210之內側面的台階形狀的佈局亦可不與複數個天線元件510的佈局相似。

圖4係用以說明固定部200之孔部210的內側面的台階形狀的一例的細節之圖。在圖4中，未顯示圖1所示之檢查基板110及天線部30。此外，在圖4中，電場分佈Eh係顯示藉由在固定部200內從孔部210的中心朝外側沿著水平方向傳播的電波所形成的電場分佈。電場分佈Ev係顯示藉由在半導體裝置500的上方的空間內從半導體裝置500朝上方沿著垂直方向傳播的電波所形成的電場分佈。

孔部210之內側面的台階形狀的各階的縱向尺寸△v，可設為：具有半導體裝置500之檢查頻率之電波於固定部200內的波長λ/(ε_r)^1/2的約(2N-1)/4倍，例如設為(2N-1)/4-1/16倍以上(2N-1)/4+1/16倍以下。此處，λ為半導體裝置500之檢查頻率的波長，ε_r為固定部200的介電常數，N為1以上的整數。例如，當半導體裝置500之檢查頻率為28.5GHz、ε_r=3.44、N=1時，縱向尺寸△v可設為：約1.42mm。

孔部210之內側面的台階形狀的各階的橫向尺寸△h，可設為：具有半導體裝置500之檢查頻率之電波於空氣內的波長λ的約(2M-1)/4倍，例如設為(2M-1)/4-1/16倍以上(2M-1)/4+1/16倍以下。此處，λ為半導體裝置500之檢查頻率的波長，M為1以上的整數。例如，當半導體裝置500之檢查頻率為28.5GHz、M=1時，橫向尺寸△h可設為：約2.63mm。

當縱向尺寸△v為λ/(ε_r)^1/2的(2N-1)/4倍時，相較於縱向尺寸△v不同於λ/(ε_r)^1/2的(2N-1)/4倍時，可容易地將「從半導體裝置500所放射而不被按壓部202散射地在半導體裝置500之上方的空間內從半導體裝置500朝上方沿著垂直方向傳播」的電波分離。

具體而言，從半導體裝置500所放射並從按壓部202在固定部200內傳播的電波的至少一部分會成為在固定部200內從孔部210的中心朝外側沿著水平方向傳播之λ/(ε_r)^1/2的電波。該電波的一部分，在孔部210之內側面的台階形狀的各階處朝固定部200內的上方分歧、並藉由水平面212朝固定部200內的下方反射。縱向尺寸△v為λ/(ε_r)^1/2的(2N-1)/4倍時，在孔部210之內側面的台階形狀的各階處使朝固定部200內的上方傳播的電波、與被水平面212反射且在固定部200內朝下方傳播的電波會互相抵消。因此，當縱向尺寸△v為λ/(ε_r)^1/2的(2N-1)/4倍時，可使從半導體裝置500所放射並在固定部200內傳播的電波比垂直方向更容易沿著水平方向傳播。

當橫向尺寸△h為λ的(2M-1)/4倍時，相較於橫向尺寸△h不同於λ的(2M-1)/4倍時，可容易地將從半導體裝置500所放射的電波當中由孔部210的內側面和與該內側面接觸的空氣之間的界面所散射的成分予以在半導體裝置500之上方的空間從半導體裝置500朝上方沿著垂直方向直接傳播的電波分離。

具體而言，從半導體裝置500所放射並沿著固定部200的孔部210的內側面和與該內側面接觸的空氣之間的界面傳播的電波的至少一部分會在水平面212的兩端被散射。當橫向尺寸△h為λ的(2M-1)/4倍時，會使在水平面212的兩端被散射的電波相互抵消。因此，當橫向尺寸△h為λ的(2M-1)/4倍時，相較於橫向尺寸△h不同於λ的(2M-1)/4倍時，可使從半導體裝置500所放射而由孔部210的內側面和與該內側面接觸的空氣之間的界面所散射的電波難以沿著垂直方向傳播。

圖5係比較例之檢查裝置10K的剖視圖。比較例之檢查裝置10K，除以下之點外其餘與實施型態的檢查裝置10相同。

比較例之檢查裝置10K的固定部200K係使按壓部202K與半導體裝置500的上表面的緣部接觸，藉此將半導體裝置500固定於插座120上的預訂位置，並且朝插座120按壓半導體裝置500。此外，比較例之檢查裝置10K的固定部200K的孔部210K的內側面係沿著第三方向Z呈平坦。

圖6為顯示實施型態之檢查裝置10的半導體裝置500的電波之輻射場型之圖。圖7為顯示比較例之檢查裝置10K的半導體裝置500的電波之輻射場型之圖。在圖6及圖7中，於標示有刻度之圓的外側所標示的數字為顯示輻射場型的方位(單位：度)。此外，從該圓的中心到0度方向中所記載的數字為顯示增益(單位：dBi)。此外，輻射場型的0度方向(也就是，瞄準線(boresight)方向)係呈第三方向Z的正方向。

如圖7所示，比較例的輻射場型係於約±15度方向中具有波紋(ripple)。相對於此，如圖6所示，實施型態的輻射場型中，增益從0度方向到約±15度方向大致呈固定。此結果意味著藉由固定部200之孔部210的內側面的台階形狀會減少半導體裝置500的輻射場型的變形。

綜上所述，雖已參照了圖式說明了本發明的實施型態，但此等係本發明的例示，亦可採用上述以外的各種構成。

此外，該等作用係針對電波從半導體裝置500放射時的動作加以說明，惟從天線部30所放射的電波被半導體裝置500接收的情形，僅在電波的傳播方向呈相反方向，而亦獲得同樣的功效。

根據本說明書，提供以下態樣。

(態樣1)

態樣1係具備：

固定部，係固定被檢查裝置；以及

天線部，係檢查前述被檢查裝置；其中，

根據態樣1，相較於孔部的內側面沿著孔部的深度方向為平坦的情形，會使被固定部散射的電波當中在被檢查裝置與天線部之間的空間內從被檢查裝置朝天線部傳播的成分減少，可使得電波容易在固定部內從孔部的中心朝外側傳播。因此，根據態樣1，相較於孔部之內側面沿著孔部的深度方向為平坦的情形，可減少被檢查裝置之電波的輻射場型的變形。

(態樣2)

態樣2為態樣1所述之檢查裝置，其中，

前記孔部之前記內側面的前記段差部的縱向尺寸為具有前述被檢查裝置之檢查頻率之電波於前述固定部內的波長的(2N-1)/4-1/16倍以上(2N-1)/4+1/16倍以下(N為1以上的整數)。

根據態樣2，相較於縱向尺寸不同於上述值的情形，可容易地將從被檢查裝置所放射而被固定部散射的電波予以從「從檢查裝置所放射而不被固定部散射地在被檢查裝置和天線部之間的空間內從被檢查裝置朝天線部傳播的電波」分離。

(態樣3)

態樣3為態樣1或2所述之檢查裝置，其中，

前記孔部之前記內側面的前記段差部的橫向尺寸為具有前述被檢查裝置之檢查頻率之電波於空氣內的波長的(2M-1)/4-1/16倍以上(2M+1)/4+1/16倍以下(M為1以上的整數)。

根據態樣3，相較於橫向尺寸不同於上述值的情形，可容易地將從被檢查裝置所放射的電波當中由孔部的內側面和與該內側面接觸的空間之間的界面所散射成分予以在被檢查裝置與天線部的空間內從被檢查裝置朝天線部直接傳播的電波分離。

(態樣4)

態樣4為態樣1至3中任一項所述之檢查裝置，其中，

從前記孔部的深度方向觀看時，前記孔部之前記內側面的前記段差部的佈局係實質地與設置於前述被檢查裝置之複數個天線元件的佈局相似。

根據態樣4，因應被檢查裝置之檢查頻率，將孔部的內側面的段差部的橫向尺寸設為適當的距離，藉此相較於從孔部的深度方向觀看時孔部的內側面的段差部的佈局與複數個天線元件的佈局不相似的情形，可減弱被固定部的孔部的內側面散射的電波。

本申請主張基於2020年8月27日所提出的日本申請特願2020-143159號的優先權，並將該日本申請案的全部揭露內容引用在本申請中。