JP2000266805A - ベアチップのバーンイン方法およびバーンイン用基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通電不良や、チップ上に形成された回路や電
極パッドの損傷を防止して、ベアチップに対し信頼性の
高いバーンインを行う。 【解決手段】 バーンイン装置４に電気的に接続される
端子３を有し、かつ、ほぼ中央部にベアチップ５を吸着
固定するための透孔６が設けられた基板本体２と、この
基板本体２上面の外縁部に形成され端子３に電気的に接
続された複数のボンディングパッド７を備えたバーンイ
ン用基板１の透孔６上に、電極パッド５ａを有するベア
チップ５を吸着固定するとともに、ベアチップ５の電極
パッド５ａとバーンイン用基板１のボンディングパッド
７とをボンディングワイヤにより接続し、所望の端子３
に電圧を印加してベアチップ５のバーンインを行う。

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(Integrated
Circuit)チップの特性の安定化や初期段階での不良を排
除する目的で行われるベアチップのバーンイン方法およ
びバーンイン用基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＩＣチップは、ウェハ上に多数
の素子を形成した後、各ＩＣチップごとに分割（ダイシ
ング）し、次いでチップ上の各素子の電極とパッケージ
のリード電極とをボンディングした後、チップを金属や
プラスチックなどでパッケージングして製造されてい
る。

【０００３】ところで、このように製造されるＩＣチッ
プにおいては、従来より、特性の安定化を図り、かつ、
初期段階での不良を取り除くため、ウェハ段階で、すな
わちウェハを個々のＩＣチップに分割する前に、いわゆ
るバーンインと称する1 種の通電試験が行われている。
すなわち、このバーンインは、温度や電圧などのストレ
スを加えることにより、潜在的な不良個所の顕在化を加
速させ、その後の作動試験などにより不良製品を排除し
ようとするものである。

【０００４】しかしながら、ウェハ段階で行うバーンイ
ンは、ダイソートテストなどでも用いられているような
プローブカードにウェハを組み込み、これをバーンイン
装置にセットして行うものであるため、高温時のウェハ
とプローブカードとの熱膨張差やプローブの高さのばら
つきなどが原因で、接触不良や、ウェハ上に形成された
回路やパッドの損傷が起きるおそれがあった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のベアチップに対するバーンインは、ウェハ状態でプロ
ーブカードを用いて行われているため、接触不良や、ウ
ェハ上に形成された回路やパッドの損傷を招くおそれが
あった。

【０００６】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、ベアチップに対し上記のような不都合
が生ずることがなく信頼性の高いバーンインを安定して
行うことができるベアチップのバーンイン方法およびバ
ーンイン用基板を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のベアチップのバ
ーンイン方法は、バーンイン装置に電気的に接続される
端子を有し、かつ、ほぼ中央部にベアチップを吸着固定
するための透孔が設けられた基板本体と、この基板本体
上面の外縁部に形成され前記端子に電気的に接続された
複数のボンディングパッドとを備えたバーンイン用基板
の前記透孔上に、電極パッドを有するベアチップを吸着
固定するとともに、前記ベアチップの電極パッドと前記
バーンイン用基板のボンディングパッドとをボンディン
グワイヤにより接続する工程と、所望の前記端子に電圧
を印加して前記ベアチップのバーンインを行う工程とを
具備したことを特徴としている。

【０００８】また、本発明のバーンイン用基板は、ベア
チップを搭載してバーンイン装置に取り付けられるバー
ンイン用基板において、前記バーンイン装置に電気的に
接続される端子を有し、かつ、ほぼ中央部にベアチップ
を吸着固定するための透孔が設けられた基板本体と、こ
の基板本体上面の外縁部に形成され前記端子に電気的に
接続された複数のボンディングパッドを備えてなること
を特徴としている。

【０００９】これらの構成によれば、ベアチップの電極
パッドとバーンイン用基板のボンディングパッドとがボ
ンディングワイヤにより接続されるため、プローブを用
いた場合のような、接触不良や熱膨張差に起因するベア
チップの回路や電極パッドの損傷が防止される。したが
って信頼性の高いバーンインを繰り返し行うことができ
る。また、バーンイン用基板の適用性が広がり、ベアチ
ップのサイズや電極パッドの位置などが変わっても柔軟
に対応可能で、１種類の基板を数種類のベアチップに適
用することができ、コストの削減を図ることができる。

【００１０】なお、本発明においては、バーンイン用基
板のボンディングパッドが、基板上に実装し得るベアチ
ップのうち、電極パッドが最多のものと同等乃至より多
く設けられていることが望ましい。これにより、バーン
イン用基板の汎用性がさらに広がり、電極パッド数の異
なるベアチップにも適用することが可能になり、多種類
のベアチップのバーンインを単一のバーンイン用基板を
用いて実施可能とすることができ、コストのいっそうの
削減を図ることができる。

【００１１】また、本発明においては、バーンイン用基
板のボンディングパッドとベアチップの電極パッドとの
ワイヤボンディングを、ベアチップの電極パッド上にボ
ンディングワイヤによりボールボンディングを行い、そ
のボンディングワイヤをバーンイン用基板のボンディン
グパッドに接続する構成とすることが望ましい。このよ
うに構成することにより、バーンイン後、ボンディング
ワイヤを切断する際、ボール部分を残して切断すること
により、このボール部分を、実用時のフリップチップ方
式などの実装技術に利用することが可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施の形
態において同一の要素には同一符号を付して重複する説
明を省略する。

【００１３】図１は、本発明の第１の実施形態に係るバ
ーンイン用基板にベアチップを搭載した実装体をバーン
イン装置に装着した状態を概略的に示す断面図である。

【００１４】図１において、１は、ベアチップのバーン
イン用基板を示し、このバーンイン用基板１は、例えば
セラミックなどからなる矩形状の基板本体２と、この基
板本体２の下面に突設された端子３とを有する。端子３
は、バーンイン装置４の電圧印加手段乃至必要な場合に
は電気特性測定手段（以上、いずれも図示なし）に電気
的に接続されている。基板本体２の中央には、ベアチッ
プ５を吸着固定するための透孔６が穿設されており、ベ
アチップ５は、この透孔６に接続した真空吸引装置( 図
示なし) で吸引することにより基板本体２の上面中央に
吸着固定されるようになっている。なお、透孔６は単数
個に限らず複数個設けられていてもよい。このようなベ
アチップ５搭載部の周囲、すなわち基板本体２の各辺縁
部上面には、端子３に対応して多数のボンディングパッ
ド７が形成されており、それぞれ端子３に電気的に接続
され、所望の端子３を介して所要の電圧が各ボンディン
グパッド７に印加され、また、必要な場合には、端子３
を介してボンディングパッド７の電気信号を検出できる
ようになっている。ボンディングパッド７は、ベアチッ
プ５搭載部の面積を制限せず、かつ、パッド機能を損な
わない範囲でできるだけ多く設けることが望ましい。こ
れにより多様なベアチップの搭載が可能となる。

【００１５】このように構成されるバーンイン用基板１
においては、まず、多数の電極パッド５ａが形成された
ベアチップ５を、基板本体２の透孔６上に裁置し、真空
吸引装置により吸引して吸着固定する。次いで、ベアチ
ップ５の各電極パッド５ａを、バーンイン用基板１の所
望の電極パッド７にそれぞれワイヤボンディングにより
接続する。この状態でバーンイン装置４を作動させ、ベ
アチップ５の各電極パッド５ａに所要の電圧を印加しバ
ーンインを行う。

【００１６】なお、ワイヤボンディング終了後、バーン
イン装置４には、ベアチップ５と、バーンイン用基板１
が機械的に接続されているので、バーンイン装置４から
バーンイン用基板１を抜いて別の図示しないバーンイン
装置乃至電気特性評価装置に端子３を接続して、バーン
イン乃至電気特性評価を行うことができる。

【００１７】また、上記のワイヤボンディングは、バー
ンイン装置４にバーンイン用基板１を装着して行うだけ
でなく、真空吸引機能を持つ実装装置上でワイヤボンデ
ィングを行った後、バーンイン装置４に移動させてもよ
い。

【００１８】さらに、上記ワイヤボンディングは、図面
に示すようにベアチップ５の電極パッド５ａ上にボール
ボンディングによりボール８ａを形成し、このボール８
ａからボンディングワイヤ８ｂを伸ばして、バーンイン
用基板１のボンディングパッド７に接続するボールボン
ディング法の他、ボールをバーンイン用基板１のボンデ
ィングパッド７上に形成して、そのボールからボンディ
ングワイヤを、ベアチップ５の電極パッド５ａ上に接続
する方法、ウエッジボンディングによりボンディングワ
イヤの両端をそれぞれベアチップ５の電極パッド５ａお
よびバーンイン用基板１のボンディングパッド７上に接
続する方法などを用いることができる。特に、ベアチッ
プ５の電極パッド５ａ上にボール８ａを形成して接続し
た場合には、バーンイン後、ボンディングワイヤ８ｂを
切断する際、ボール部分を残して切断することにより、
このボール部分を、実用時のフリップチップ実装時のボ
ールバンプとして利用することができる。

【００１９】このような方法においては、従来のように
プローブを用いず、ベアチップ５の電極パッド５ａとバ
ーンイン用基板１のボンディングパッド７とをボンディ
ングワイヤ８ｂにより接続し、このボンディングワイヤ
８ｂを介して電極パッド５ａに電圧が印加されるように
したので、接触不良や、チップ上に形成された回路や電
極パッド５ａの損傷が起きるおそれがなく、信頼性の高
いバーンインを繰り返し行うことができる。

【００２０】また、バーンイン用基板１のボンディング
パッド７を十分に数多く設けておけば、ベアチップ５の
サイズや電極パッド５ａの数、配置が変わってもバーン
イン用基板１を再製作せずに十分に対応可能である。例
えば、図２（ａ）、（ｂ）は、電極パッド５ａの数が異
なる２種類のベアチップ５を上記バーンイン用基板１に
それぞれ搭載した状態を示した上面図で、（ａ）は電極
パッド数が１４のベアチップ５を搭載した例、（ｂ）は
電極パッド数が１０のベアチップを搭載した例である。
各電極パッド５ａはバーンイン用基板１のボンディング
パッド７に適宜ワイヤボンディングにより接続されてい
る。

【００２１】次に、図３に示す本発明の第２の実施形態
について説明する。

【００２２】本実施形態は、上記バーンイン用基板１に
代えて図３に示すようなソケット１１を用いたものであ
る。

【００２３】すなわち、このソケット１１は、図３に示
すように、下面に端子３が設けられたソケット本体１２
と、このソケット本体１２上に搭載されたベアチップ５
上に当接配置される押え板１３と、ソケット本体１２の
両側面にヒンジにより枢着され、ベアチップ５を押え板
１３を介してソケット本体１２に向けて押圧固定する、
両側に開閉可能な一対の固定部材１４ａ、１４ｂとから
構成される。

【００２４】ソケット本体１２の上面には、ベアチップ
５を、電極パッド５ａ側を下方に向けて嵌入可能な凹部
１２ａが設けられており、その凹部１２ａの底面には、
ベアチップ５の電極パッド５ａに対応する位置にそれぞ
れ端子３に電気的に接続された電極ピン１５が固着され
ている。電極ピン１５は、ベアチップ５を電極パッド５
ａ側を下方に向けて嵌め込んだとき対応する電極パッド
５ａとそれぞれ接触し、電気的導通が得られるようにな
っている。

【００２５】上記ソケット１１を利用してベアチップ５
のバーンインを行うには、バーンイン装置４に取り付け
るべきソケット本体１２の凹部１２ａに、ベアチップ５
を電極パッド５ａ側を下方に向けて嵌め込み、その上に
押え板１３を配し、固定部材１４ａ、１４ｂで固定する
ことにより実装体を得ればよい。これにより、電極パッ
ド５ａと電極ピン１５とが接触して電気的に導通するよ
うになり、以下、前述した実施形態の場合と同様に、こ
の実装体を装着してバーンイン装置４を作動させ、ベア
チップ５の各電極パッド５ａに所要の電圧を印加するこ
とによりバーンインが行われる。

【００２６】このような方法においては、前述したバー
ンイン用基板１を用いる場合に比べ、ベアチップ５の種
類ごとにソケット１１を、そのベアチップ５に対応する
ものに変える必要があり、かつ、電極パッド５ａと電極
ピン１５との接触抵抗は、ワイヤボンディングの場合に
比べバラツキが大きいという問題はあるものの、従来方
法に比べ、通電不良やベアチップの電極パッドの損傷の
発生を抑制することができる。

【００２７】以上、ベアチップ５をバーンイン用基板１
上に搭載しあるいはソケット１１内に固定し、その電極
パッド５ａにバーンイン用基板１あるいはソケット１１
の端子３を電気的に接続した実装体を用いて、ベアチッ
プ５のバーンインを行う方法、並びにそれに用いるバー
ンイン用基板１およびソケット１１について記載した
が、これらの実装体の用途は、バーンインに限られるこ
とはなく、電気特性測定を行う場合にも、ウェハプロー
バを用いて行う場合と比較して精度の高い測定を行い得
ることは、上記の記載から明らかである。

【００２８】すなわち、上記の実装体を用いれば、(1)
ベアチップ５を上記の方法で装着して実装体を得る、
(2) 実装体の端子３を電気特性測定器に挿入し、初期電
気特性を測定する、(3) 実装体の端子３をバーンイン装
置４に挿入し、バーンインを行う、(4) 実装体の端子３
を電気特性測定器に挿入し、バーンイン後の電気特性を
測定する、(5) バーンイン前後の電気特性を比較してベ
アチップの良否を判断する、(6) 良品のベアチップのみ
を実装体から剥離し、所望の外囲器内に実装し、ＩＣ製
品を得る、工程が可能となる。

【００２９】特に、上記の本発明の第１の実施形態に係
る実装体では、上記(6) の工程で、ベアチップ５を実装
体から剥離する際に、図１に示した状態で、透孔６から
真空吸引しつつボンディングワイヤ８ｂを除去し、その
後、真空吸引を停止することにより、あるいはそれと同
時に透孔６の下部から図示しない押上げ棒により、ベア
チップ５をわずかに押上げることにより、ベアチップ５
を上部から図示しないチップ吸着治具（コレット）に吸
着して移設することができる。上記の第１の実施形態に
係る実装体を用いたバーンイン方法によれば、ベアチッ
プを扱う工程で、ベアチップの表面に損傷を与えるおそ
れが非常に小さく、バーンイン後に特性変動が生ずるお
それが少ない。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のベアチッ
プ実装体のバーンイン方法およびバーンイン用基板によ
れば、従来のプローブを用いた場合のような、接触不良
や熱膨張差に起因するベアチップの回路や電極パッドの
損傷が防止され、ベアチップに対し、信頼性の高いバー
ンインを繰り返し行うことができる。また、１種類の基
板を多種類のベアチップに適用することができるため、
多種類の基板を作製する必要がなく、コストの削減を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るバーンイン用基
板にベアチップを搭載してバーンイン装置に装着した状
態を概略的に示す断面図。

【図２】電極パッド数の異なる２種類のベアチップを図
１に示す本発明のバーンイン用基板にそれぞれ搭載した
状態を概略的に示す上面図。

【図３】本発明の第２の実施形態に係るベアチップの搭
載状態を概略的に示す断面図。

【符号の説明】 １…バーンイン用基板 ２…基板本体 ３…端子
４…バーンイン装置 ５…ベアチップ ５ａ…電極パッド ６…透孔 ７…ボンディングパッド ８ａ…ボール ８ｂ…ボ
ンディングワイヤ 出願人 株式会社 東芝代理人 弁理士 須
山 佐 一

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バーンイン装置に電気的に接続される端
   子を有し、かつ、ほぼ中央部にベアチップを吸着固定す
   るための透孔が設けられた基板本体と、この基板本体上
   面の外縁部に形成され前記端子に電気的に接続された複
   数のボンディングパッドとを備えたバーンイン用基板の
   前記透孔上に、電極パッドを有するベアチップを吸着固
   定するとともに、前記ベアチップの電極パッドと前記バ
   ーンイン用基板のボンディングパッドとをボンディング
   ワイヤにより接続する工程と、所望の前記端子に電圧を
   印加して前記ベアチップのバーンインを行う工程とを具
   備したベアチップのバーンイン方法。
2. 【請求項２】 前記ボンディングワイヤにより接続する
   工程は、ベアチップの電極パッド上にボンディングワイ
   ヤの一部からなるボールを形成する工程と、そのボンデ
   ィングワイヤを前記バーンイン用基板のボンディングパ
   ッドに接続する工程とから成ることを特徴とする請求項
   １記載のベアチップのバーンイン方法。
3. 【請求項３】 前記バーンインを行う工程の後に、前記
   ボンディングワイヤを除去し、前記ベアチップを単離す
   る工程を有することを特徴とする請求項１または２記載
   のベアチップのバーンイン方法。
4. 【請求項４】 ベアチップを搭載してバーンイン装置に
   取り付けられるバーンイン用基板において、前記バーン
   イン装置に電気的に接続される端子を有し、かつ、ほぼ
   中央部にベアチップを吸着固定するための透孔が設けら
   れた基板本体と、この基板本体上面の外縁部に形成され
   前記端子に電気的に接続された複数のボンディングパッ
   ドを備えてなることを特徴とするバーンイン用基板。