功率器件用的探针卡制造技术

本发明专利技术提供一种功率器件用的探针卡，能够显著地减小探针与测试器间的测定线路和载置台与测试器间的测定线路各自的电阻，在用作探针装置的实际设备时也能够充分地确保可靠性。本发明专利技术的探针卡（10）具备：与功率器件（D）的发射极电极电接触的第一探针（11）；与第一探针（11）连接的块状的第一连接端子（12）；与功率器件（D）的栅极电极电接触的第二探针（13）；与第二探针（13）连接的块状的第二连接端子（14）、能够与功率器件（D）的集电极电极侧电接触的接触板（15）；和固定于接触板（15）的块状的第三连接端子（16）。第一连接端子、第二连接端子、第三连接端子（12）、（14）、（16）分别与测试器侧的连接端子直接电接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】功率器件用的探针卡
本专利技术涉及在探针装置中使用的探针卡，能够在例如以绝缘栅双极型晶体管（IGBT）为代表的功率器件不从晶片切下的状态下对该功率器件的电的动态特性进行测定。
技术介绍
功率器件用作各种电源或汽车的电气安装相关用途的开关元件等、或者用作工业设备的电气安装相关的开关元件等，其通用性逐渐提高。功率器件与通常的半导体元件相比，能够实现高压化、大电流化和高速、高频化。作为功率器件，有IGBT、二极管、功率晶体管、功率MOS-FET、半导体开关元件等。这些功率器件，在评价了各自的静态特性和动态特性（例如开关特性）后，根据各自的用途，作为电子部件在市场上销售。二极管例如与功率MOS-FET并联连接，用作电动机等的开关元件。二极管开关特性优选反相恢复时间短，在反相恢复时间长的情况下，由于使用条件有时二极管遭到破坏。并且，反相电流的电流变化（di/dt）越急剧，电流越增大，二极管越容易被破坏。关于功率器件的开关特性（动态特性），利用专用的测定仪器测定功率器件的一个一个的包装件，评价作为各个功率器件的可靠性。但是，在包装件被评价为废品时，就会直接被废弃等，因此会相应对导致合格品的成本增高。因此，为了避免这种浪费，本专利技术的专利技术人对于使用探针装置以晶片电平对功率器件进行评价的方法进行了各种研究。评价功率器件所使用的探针装置具备：载置半导体晶片的能够移动的载置台；配置于载置台上方的探针卡；与载置台协作进行半导体晶片与探针卡的对位的对位机构；和配置在探针卡上，与探针卡电连接的测试器。该探针装置构成为，基于来自测试器的信号，使对位后的半导体晶片的电极与探针卡的探针电接触，测定功率器件的电流变化等，能够评价开关特性等动态特性。例如，在形成有多个功率器件的的半导体晶片的上表面形成有栅极电极和发射极电极，在下表面形成有集电极电极。在评价功率器件的动态特性的探针装置的情况下，在载置台的上表面形成有由与功率器件的集电极电极接触的导体膜构成的集电极电极膜，通常集电极电极膜和测试器通过电缆连接。但是，现有的探针装置中，由于将载置台的集电极电极膜与测试器连接的电缆长，因此电缆中的电感增大，可以判断例如每10cm电缆的电感增加100nH。使用这样的探针装置以微妙为单位测定电流变化（di/dt）时，用于评价动态特性的电流变化减小，远远偏离理想值，难以准确地测定原来的电流变化（di/dt），根据情况有时甚至会发生破损。因此，可以判断利用现有的探针装置不能评价功率器件的开关特性等动态特性。并且，在功率器件断开时，集电极电极和发射极电极间受到异常的电涌电压，有时会导致功率器件破损。因此，本专利技术的专利技术人为了抑制电缆中电感的增加进行了各种研究，结果，作为其解决方法之一，提出了图7A和图7B所示的探针装置（参照专利文献1）。在该探针装置中，代替将载置台与测试器连接的电缆，设置特殊的导通机构。在此，基于图7A和图7B对探针装置进行简要说明。如图7A所示，该探针装置在探针室1内具备载置台2、探针卡3和导通机构4。在载置台2的至少上表面，形成由金等导电性金属构成的导体膜作为集电极电极。在载置台2的上方，具有多个探针3A的探针卡3通过卡座5（参照图7B）固定于探针室1的顶板（未图示）。在探针卡3的上表面，以规定的图案形成有与多个探针3A对应的端子电极，多个探针3A通过各自的端子电极与测试器（未图示）电连接。例如，在图7A和图7B中，左侧的探针3A与功率器件的栅极电极接触，右侧的探针3A与功率器件的发射极电极接触。通过向栅极电极施加电压，电流从集电极电极向发射极电极流通，测定此时的电流变化（di/dt）。并且，如图7A和图7B所示，在载置台2、探针卡3和卡座5上设置有将载置台2的导体膜电极与测试器电连接的导通机构4。如图7A和图7B所示，该导通机构4具备：在载置台2的周面的彼此相对的位置设置的一对连接端子4B；和与一对连接端子4B对应地存在于载置台2与探针卡3之间设置的一对分割导体（接触板）4C。一对连接端子4B，为了测定各功率器件的电特性，无论载置台2向何处移动，也能够与各自对应的任一接触板4C弹性接触，将集电极电极膜与测试器（未图示）电连接。如上所述，图7A和图7B所示的探针装置设置有导通机构4，因而在评价功率器件的开关特性等动态特性时，载置台2的集电极电极膜与测试器间的线路长度特性短、电感小，因而能够可靠地测定功率器件中的电流变化。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-58225号公报
技术实现思路
专利技术想要解决的技术问题然而，虽然在专利文献1中没有记载，但在现有的探针卡3中，探针3A例如如图8A所示通过由电路基板3B的配线图案3B1、穿孔导体3B2、香蕉端子等的连接插头3C构成的测定用线路与测试器连接，因此测定线路上的电阻大、抵抗也不均衡，且耐热性也不充分。因此，在探针装置的实际设备中使用这样的探针卡3时，可能无法发挥充分的性能。并且，例如如图8B所示，导通机构4的测定线路也由连接插头3C、电路基板3B的配线图案3B1、穿孔导体3B2、弹针（Pogopin）3D构成，因此，也存在与探针3A和测试器间的测定线路同样的技术问题。并且，探针卡3通过多个连接插头3C与测试器连接，探针卡3的安装拆卸需要很大的力，例如有时也存在探针卡3的自动更换困难的技术问题。本专利技术的技术问题在于提供一种功率器件用的探针卡，能够显著地减小探针与测试器间的测定线路和载置台与测试器间的测定线路各自的电阻，在用作探针装置的实际设备时也能够充分地确保可靠性，能够容易地进行自动更换。用于解决技术问题的技术方案为了解决上述技术问题，根据本专利技术的第一方式，提供一种探针卡，其在检查形成于半导体晶片的多个功率器件的动态特性时使用，该探针卡的特征在于，包括：与上述功率器件的发射极电极电接触的第一探针；与上述第一探针连接的块状的第一连接端子；与上述功率器件的栅极电极电接触的第二探针；与上述第二探针连接的块状的第二连接端子；能够与上述功率器件的集电极电极侧电接触的接触板；和固定于上述接触板的块状的第三连接端子，上述第一连接端子、第二连接端子、第三连接端子分别与对应的测试器侧的连接端子直接电接触。在本专利技术的第一方式中，优选上述第一连接端子、第二连接端子分别以贯通支承基板、并且从上述支承基板的两个表面露出的方式固定于上述支承基板，上述接触板固定于上述支承基板的上述第一探针、第二探针侧的面，上述第三连接端子贯通在上述支承基板上形成的孔。在本专利技术的第一方式中，优选在上述第一连接端子、第二连接端子、第三连接端子的上述测试器侧的面上，分别形成有中央部鼓起的板簧部。在本专利技术的第一方式中，优选上述板簧部包括多个带状部。在本专利技术的第一方式中，优选上述第一连接端子、第二连接端子、第三连接端子分别具有连接件。为了解决上述技术问题，根据本专利技术的第二方式，提供一种探针卡，其在检查形成于半导体晶片的多个功率器件的动态特性时使用，该探针卡的特征在于，包括：与上述功率器件的发射极电极电接触的第一探针；与上述功率器件的栅极电极电接触的第二探针；具有与上述第一探针、第二探针分别连接的配线图案的电路基板；固定于上述电路基板的上述第一探针、第二探针侧的面，能够与上述功率器件的集电极电极侧电接触的接触板；设置于测试器，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种探针卡，其在检查形成于半导体晶片的多个功率器件的动态特性时使用，该探针卡的特征在于，包括：与所述功率器件的发射极电极电接触的第一探针；与所述第一探针连接的块状的第一连接端子；与所述功率器件的栅极电极电接触的第二探针；与所述第二探针连接的块状的第二连接端子；能够与所述功率器件的集电极电极侧电接触的接触板；和固定于所述接触板的块状的第三连接端子，所述第一连接端子、第二连接端子、第三连接端子分别与对应的测试器侧的连接端子直接电接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.08.01 JP 2011-1684251.一种探针卡(10)，其在检查形成于半导体晶片(W)的多个功率器件(D)的动态特性时使用，所述功率器件(D)包括：形成在半导体晶片(W)的上表面的栅极电极和发射极电极，形成在半导体晶片(W)的下表面的集电极电极，该探针卡(10)的特征在于，包括：与所述功率器件(D)的所述发射极电极电接触的第一探针(11)；与所述第一探针连接的第一连接端子(12)；与所述功率器件(D)的所述栅极电极电接触的第二探针(13)；与所述第二探针(13)连接的第二连接端子(14)；能够与所述功率器件(D)的所述集电极电极电接触的接触板(15)；固定有所述第一连接端子(12)和所述第二连接端子(14)的支承基板(18)；和固定于所述接触板(15)的第三连接端子(16)，所述第一连接端子(12)和所述第二连接端子(14)分别贯通所述支承基板(18)，并且从所述支承基板(18)的两个表面露出，所述第三连接端子(16)贯通形成于所述支承基板(18)的孔(18C)。2.如权利要求1所述的探针卡，其特征在于：在所述第一连接端子(12)、第二连接端子(14)和第三连接端子(16)的面上，分别形成有中央部鼓起的板簧部(12B、14B、16B)。3.如权利要求2所述的探针卡，其特征在于：所述板簧部(12B、14B、16B)包括多个带状部。4.如权利要求1所述的探针卡，其特征在于：所述第一连接端子(12)、所述第二连接端子(14)、所述第三连接端子(16)分别具有端子板(12A、14A、16A)。5.一种探针装置，其在检查形成于半导体晶片(W)的多个功率器件(D)的动态特性时使用，包括：探针卡(10)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：筱原荣一，小笠原郁男，田冈健，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP