JP2001267347A - Method and apparatus for testing semiconductor bump electrode - Google Patents

Method and apparatus for testing semiconductor bump electrode

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JP2001267347A
JP2001267347A JP2000070768A JP2000070768A JP2001267347A JP 2001267347 A JP2001267347 A JP 2001267347A JP 2000070768 A JP2000070768 A JP 2000070768A JP 2000070768 A JP2000070768 A JP 2000070768A JP 2001267347 A JP2001267347 A JP 2001267347A
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bump
probe
bump electrodes
bump electrode
semiconductor chip
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Application number
JP2000070768A
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Japanese (ja)
Inventor
Yusuke Watanabe
雄介 渡辺
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and an apparatus for testing a plurality of bump electrodes 14, for conducting a tension test of the plurality of the electrodes 14 on a semiconductor chip 13 in a short time. SOLUTION: A tensile strength of each bump electrode 14 is tested in the steps of heating the semiconductor chip 13 for mounting the bump electrodes 14 to a temperature for melting a metal of each electrode 14, then inserting each probe 7 into the molten metal of the electrode 14, cooling to solidify the metal of the electrode 14 together with the probe 7, sequentially pulling the solidified probes 7 in the electrodes 14, and detecting the tensile force each electrode 14, when it is pulled. Thus, all the electrodes 14 on the chip 13 can be set to a state in which the tension test can be conducted by one time heating and cooling irrespective of the number of the electrode 14. Thereafter, since only the tension tests can be sequentially continued, the more the number of the electrodes 14 are on the chip 13, the larger the effect of shortening the time is increased.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体バンプ電極
の試験方法および試験装置に係り、特に、半導体バンプ
電極の引張強度の試験方法及び引張強度の試験装置に関
するものである。
The present invention relates to a method and an apparatus for testing a semiconductor bump electrode, and more particularly to a method and an apparatus for testing the tensile strength of a semiconductor bump electrode.

【0002】[0002]

【従来の技術】コンピュータや、自動車等の電子機器用
ハイブリッドICのコストダウンを実現するために、高
密度実装が要望されている。この内、半導体バンプ電極
(バンプ電極)を用いたフリップチップIC・CSP
(Chip Scale Package)・BGA
(Ball Grid Array)等のフリップチッ
プ実装方式は、接合面積が他の実装方式と比較して小さ
く、また、その接合強度も高いということで、高密度実
装方式として着目されるようになった。
2. Description of the Related Art In order to reduce the cost of hybrid ICs for electronic devices such as computers and automobiles, high-density mounting is demanded. Among them, flip chip IC / CSP using semiconductor bump electrode (bump electrode)
(Chip Scale Package) ・ BGA
Flip-chip mounting methods such as (Ball Grid Array) have attracted attention as high-density mounting methods because the bonding area is smaller than other mounting methods and the bonding strength is higher.

【0003】とりわけ、近年においては、製品の高集積
化、多機能化に伴い、ICも高集積化しており、そのた
め、バンプ電極は微細化の傾向にある。
[0003] In particular, in recent years, ICs have been highly integrated with high integration and multifunctional products, and therefore, the bump electrodes tend to be miniaturized.

【0004】本出願人は、この種のバンプ電極の引張強
度試験に好適な試験方法および試験装置を出願した(特
開平8−111417号公報)。この試験方法および試
験装置は、バンプ電極内に挿入されるプローブを、その
バンプ電極の金属が溶融する温度まで加熱し、ついで、
バンプ電極の金属が溶融する温度まで加熱されたプロー
ブをバンプ電極内に挿入してそのバンプ電極の金属を溶
融させ、さらに、溶融したバンプ電極の金属をプローブ
とともに冷却して固化させ、その後、バンプ電極内で固
化されたプローブをバンプ電極に対して垂直方向にバン
プ電極が剥離するまで引張するようにしたものである。
The present applicant has filed an application for a test method and a test apparatus suitable for a tensile strength test of this type of bump electrode (Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI 8-111417). This test method and test apparatus heats the probe inserted into the bump electrode to a temperature at which the metal of the bump electrode melts,
A probe heated to a temperature at which the metal of the bump electrode melts is inserted into the bump electrode to melt the metal of the bump electrode, and the molten metal of the bump electrode is cooled and solidified together with the probe. The probe solidified in the electrode is pulled in a direction perpendicular to the bump electrode until the bump electrode peels off.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の方
法では、各バンプ電極ごとにそのバンプ電極の金属が溶
融する温度まで加熱し、溶融したバンプ電極の金属がプ
ローブとともに固化するまで冷却し、それから試験を行
うため、1ヶ所の試験が完了するまでに時間がかかり、
実際の半導体チップは多数のバンプ電極を持つことから
1つの半導体チップを試験するのに長時間を要してい
た。
However, in the above method, each bump electrode is heated to a temperature at which the metal of the bump electrode melts, cooled until the metal of the molten bump electrode solidifies together with the probe, and then the test is performed. It takes time to complete one test,
Since an actual semiconductor chip has many bump electrodes, it takes a long time to test one semiconductor chip.

【0006】ちなみに、図2にバンプ電極の温度の推移
をグラフで示すが、加熱を行って金属が溶融する温度ま
で上がったら冷却に切替えて空気で冷やしても、固化し
た状態で温度が落ち着くまでに120秒位かかってしま
い、これが各バンプ電極ごとに試験前のプローブとバン
プ電極とを接続する時間としてかかってしまう。
FIG. 2 is a graph showing the transition of the temperature of the bump electrode in the form of a graph. This takes about 120 seconds, which is the time required to connect the probe and the bump electrode before the test for each bump electrode.

【0007】そこで、本発明は上記従来の問題点に鑑み
てなされたものであり、半導体チップ上の複数のバンプ
電極の引張強度試験を、短時間で行うための半導体バン
プ電極の試験方法および試験装置を提供することを目的
とするものである。
Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and a method and a test for testing a semiconductor bump electrode for performing a tensile strength test of a plurality of bump electrodes on a semiconductor chip in a short time. It is intended to provide a device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明では、各バンプ電極(14)内
に挿入する各プローブ(7)を各バンプ電極(14)の
直上にそれぞれ載置し、バンプ電極(14)を搭載する
半導体チップ(13)を各バンプ電極(14)の金属が
溶融する温度まで加熱し、各プローブ(7)を各バンプ
電極(14)の溶融した金属内にそれぞれ挿入し、溶融
した各バンプ電極(14)の金属を各プローブ(7)と
ともに冷却して固化させ、各バンプ電極(14)内で固
化された各プローブ(7)を順次引張し、引張した時の
引張力を検出することにより各バンプ電極(14)の引
張強度を試験することを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, each probe (7) inserted into each bump electrode (14) is placed directly above each bump electrode (14). The semiconductor chip (13) on which the bump electrodes (14) are mounted is heated to a temperature at which the metal of each bump electrode (14) melts, and each probe (7) is heated by the molten metal of each bump electrode (14). And the molten metal of each bump electrode (14) is cooled and solidified together with each probe (7), and the solidified probes (7) in each bump electrode (14) are sequentially pulled, The method is characterized in that the tensile strength of each bump electrode (14) is tested by detecting the tensile force at the time of pulling.

【0009】また請求項2記載の発明では、バンプ電極
(14)を搭載する半導体チップ(13)を各バンプ電
極(14)の金属が溶融する温度まで加熱した後、各プ
ローブ(7)を各バンプ電極(14)の溶融した金属内
にそれぞれ挿入し、溶融した各バンプ電極(14)の金
属を各プローブ(7)とともに冷却して固化させ、各バ
ンプ電極(14)内で固化された各プローブ(7)を順
次引張し、引張した時の引張力を検出することにより各
バンプ電極(14)の引張強度を試験することを特徴と
する。
According to the second aspect of the present invention, after the semiconductor chip (13) on which the bump electrodes (14) are mounted is heated to a temperature at which the metal of each bump electrode (14) melts, each probe (7) is connected to each of the probes (7). The molten metal of each bump electrode (14) was inserted into the molten metal of the bump electrode (14), cooled and solidified together with each probe (7), and each of the solidified metal in each bump electrode (14) was cooled. The method is characterized in that the probe (7) is sequentially pulled, and the tensile strength of each bump electrode (14) is tested by detecting the tensile force when the probe (7) is pulled.

【0010】これにより、たとえ半導体チップ上に複数
のバンプ電極があったとしても、そのバンプ電極を搭載
する半導体チップごとバンプ電極が溶融する温度まで加
熱治具で加熱することにより、複数のバンプ電極も一括
して溶融することができる。
Thus, even if there are a plurality of bump electrodes on the semiconductor chip, the plurality of bump electrodes are heated by a heating jig to a temperature at which the bump electrodes are melted together with the semiconductor chip on which the bump electrodes are mounted. Can also be melted together.

【0011】また、従来装置のようにロードセルの下に
プローブを加熱するヒータを持たないため、ロードセル
の下に伝熱を防ぐための熱絶縁体を配置する必要もな
い。
Further, since there is no heater for heating the probe below the load cell unlike the conventional apparatus, there is no need to dispose a thermal insulator under the load cell to prevent heat transfer.

【0012】また挿入するプローブも、バンプ電極が複
数ヶ所あるならば対応する本数だけ対応する位置でプロ
ーブ支持治具に持たせることにより、複数のバンプ電極
に複数のプローブを一括して挿入することができる。
Also, if a plurality of bump electrodes are provided, the probe support jig is provided at a corresponding position corresponding to the number of bump electrodes, so that a plurality of probes can be collectively inserted into a plurality of bump electrodes. Can be.

【0013】さらに、このように半導体チップ上で一括
して組み合わされた複数のバンプ電極と複数のプローブ
も、半導体チップごと冷却治具で一括して冷却すること
ができる。これらのことにより、バンプ電極の数に関係
なく1回の加熱と冷却で半導体チップ上の全てのバンプ
電極を引張試験が可能な状態にすることができ、後は引
張試験だけを順次連続して行うことができることから、
半導体チップ上のバンプ電極の数が多い分だけ時間短縮
の効果が大きくなる。
Further, the plurality of bump electrodes and the plurality of probes combined together on the semiconductor chip in this manner can be cooled together with the semiconductor chip by the cooling jig. By these means, all the bump electrodes on the semiconductor chip can be put into a state where a tensile test can be performed by one heating and cooling regardless of the number of the bump electrodes, and thereafter only the tensile test is sequentially and sequentially performed. From what you can do,
The greater the number of bump electrodes on the semiconductor chip, the greater the effect of time reduction.

【0014】請求項3記載の発明では、各バンプ電極
(14)内にそれぞれ挿入する各プローブ(7)と、各
プローブ(7)を各バンプ電極(14)に対してそれぞ
れ位置決め支持するプローブ支持治具(6)と、バンプ
電極(14)を搭載する半導体チップ(13)を各バン
プ電極(14)の金属が溶融する温度まで加熱する加熱
治具(8)と、溶融した各バンプ電極(14)の金属を
各プローブ(7)とともに冷却して固化させる冷却治具
(9)と、力あるいは重量をそれに比例した電気信号に
変換するロードセル(11)と、そのロードセル(1
1)を保持して上下させる可動部(10)と、ロードセ
ル(11)の下に順次各プローブ(7)との連結を行う
治具(12)とを備えたことを特徴とする。
According to the third aspect of the present invention, each probe (7) inserted into each bump electrode (14) and a probe support for positioning and supporting each probe (7) with respect to each bump electrode (14). A jig (6), a heating jig (8) for heating the semiconductor chip (13) on which the bump electrodes (14) are mounted to a temperature at which the metal of each bump electrode (14) melts, 14) a cooling jig (9) for cooling and solidifying the metal together with each probe (7), a load cell (11) for converting a force or a weight into an electric signal proportional to the cooling jig (9), and the load cell (1).
A movable part (10) for holding and raising and lowering 1) and a jig (12) for sequentially connecting each probe (7) below the load cell (11) are provided.

【0015】これは、前述の試験方法を行うために試験
装置に必要な構成となる。ただし、従来装置のようにロ
ードセルの下にプローブを加熱するヒータを持たないた
め、ロードセルの下に伝熱を防ぐための熱絶縁体を配置
する必要はなくなる。
This is a configuration necessary for the test apparatus to perform the test method described above. However, since there is no heater for heating the probe below the load cell as in the conventional apparatus, there is no need to arrange a thermal insulator under the load cell to prevent heat transfer.

【0016】請求項4記載の発明では、加熱治具(8)
は、半導体チップ(13)上の各バンプ電極(14)の
金属をほぼ同時に加熱して溶融させることを特徴とす
る。
In the invention according to claim 4, the heating jig (8)
Is characterized in that the metal of each bump electrode (14) on the semiconductor chip (13) is heated and melted almost simultaneously.

【0017】これにより、たとえ半導体チップ上に複数
のバンプ電極があったとしても、そのバンプ電極を搭載
する半導体チップごとバンプ電極が溶融する温度まで加
熱することにより、複数のバンプ電極も一括して溶融す
ることができる。
Thus, even if there are a plurality of bump electrodes on the semiconductor chip, the plurality of bump electrodes are collectively heated by heating the semiconductor chip on which the bump electrodes are mounted to a temperature at which the bump electrodes melt. Can be melted.

【0018】請求項5記載の発明では、プローブ支持治
具(6)は、半導体チップ(13)上の各バンプ電極
(14)に対して、各バンプ電極(14)の直上にそれ
ぞれプローブ(7)を位置決め支持することを特徴とす
る。
According to the fifth aspect of the present invention, the probe support jig (6) is arranged such that the probe (7) is directly above each bump electrode (14) with respect to each bump electrode (14) on the semiconductor chip (13). ) Is positioned and supported.

【0019】これにより、挿入するプローブも、バンプ
電極が複数ヶ所あるならば対応する本数だけ対応する位
置でプローブ支持治具に持たせることにより、複数のバ
ンプ電極の直上に複数のプローブを位置決め支持し一括
して挿入することができる。
With this arrangement, if there are a plurality of bump electrodes, the probe support jig is also provided at a corresponding position corresponding to the number of bump electrodes, so that the plurality of probes can be positioned and supported immediately above the plurality of bump electrodes. And can be inserted all at once.

【0020】また従来装置では、試験時に作業者が、バ
ンプ電極ごとにその中心にプローブを光学顕微鏡等を使
用して精度良く位置合せしなければならなかったが、本
発明ではバンプ電極に対するプローブの位置合せ精度は
装置側で決まるうえ、試験時はプローブ上側のフック部
とロードセル下の引張治具先端を順次引っ掛ければよ
く、作業者のバンプ電極ごとの位置決め作業が簡単にな
り、そのため容易に作業できるようになる。
In the conventional apparatus, at the time of a test, an operator had to precisely position the probe at the center of each bump electrode using an optical microscope or the like. The alignment accuracy is determined by the device side, and during the test, the hook on the probe and the tip of the tension jig under the load cell can be hooked in sequence, which simplifies the positioning work for each bump electrode by the operator, which makes it easier. Be able to work.

【0021】請求項6記載の発明では、冷却治具(9)
は、半導体チップ(13)上で溶融した各バンプ電極
(14)の金属を、各バンプ電極(14)に挿入した各
プローブ(7)とともにほぼ同時に冷却して固化させる
ことを特徴とする。
In the invention according to claim 6, the cooling jig (9)
Is characterized in that the metal of each bump electrode (14) melted on the semiconductor chip (13) is cooled and solidified almost simultaneously with each probe (7) inserted into each bump electrode (14).

【0022】これにより、半導体チップ上で一括して組
み合わされた複数のバンプ電極と複数のプローブを半導
体チップごと冷却治具で一括して冷却することができ
る。
Thus, the plurality of bump electrodes and the plurality of probes combined on the semiconductor chip can be collectively cooled together with the semiconductor chip by the cooling jig.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を、図面
に基づき説明する。図1は本発明の一実施形態における
半導体バンプ電極の試験装置の全体構成を示す図であ
る。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a semiconductor bump electrode test apparatus according to an embodiment of the present invention.

【0024】図1において、2は試験装置の本体であり
下部には基台3が設けられている。基台3は左側に長く
延長されており、左側より、セット工程A・加熱工程B
・冷却工程C・試験工程Dとなっている。
In FIG. 1, reference numeral 2 denotes a main body of the test apparatus, and a base 3 is provided at a lower portion. The base 3 is extended long to the left side, and from the left side, a setting step A and a heating step B
A cooling step C and a test step D;

【0025】4は移動パレットであり、被試験体である
半導体チップ(または半導体ウェハ)13を上面に位置
決め固定する。また、この移送パレット4は半導体チッ
プ13を載せた状態で、基台3の上面に設けられたパレ
ット搬送装置3aによって工程Aから工程Dまで搬送さ
れる。
Reference numeral 4 denotes a movable pallet for positioning and fixing a semiconductor chip (or semiconductor wafer) 13 to be tested on the upper surface. The transfer pallet 4 is transported from the process A to the process D by the pallet transport device 3a provided on the upper surface of the base 3 with the semiconductor chip 13 placed thereon.

【0026】そのほか基台3側には、加熱工程Bにはホ
ットプレート等の加熱治具8が設けられ、本体2で加熱
を制御している。また、冷却工程Cには水、空気、窒素
ガス等を用いた冷却治具9が設けられ、本体2で冷却を
制御している。
In addition, on the base 3 side, a heating jig 8 such as a hot plate is provided in the heating step B, and heating is controlled by the main body 2. In the cooling step C, a cooling jig 9 using water, air, nitrogen gas, or the like is provided, and cooling is controlled by the main body 2.

【0027】6はプローブ支持治具であり、基台3から
の立壁に設けたプローブ支持治具搬送装置5に位置決め
把持させて、パレット搬送装置3aによって搬送される
移送パレット4と同期させて工程Aから工程Dまで搬送
される。
Reference numeral 6 denotes a probe support jig, which is positioned and gripped by a probe support jig transport device 5 provided on an upright wall from the base 3 and synchronized with the transfer pallet 4 transported by the pallet transport device 3a. It is transported from A to step D.

【0028】また、プローブ支持治具6には半導体チッ
プ13上の各バンプ電極14の位置に対応した位置にプ
ローブ支持穴6aが明いていて、プローブ7を重力方向
には落下自由に支持している。
The probe support jig 6 has a probe support hole 6a at a position corresponding to the position of each bump electrode 14 on the semiconductor chip 13, and supports the probe 7 so that it can drop freely in the direction of gravity. I have.

【0029】プローブ7は、熱伝導が良好で、かつ、バ
ンプ電極14のハンダと濡れ性が良好な金属の細い棒で
あり、バンプ電極14と接触する先端側は針状に形成さ
れ、上側は試験時に引張治具12と連結させるためフッ
ク状に形成されている。このフック部は、プローブ7を
プローブ支持穴6aにセットした後の抜け落ちを防止す
る形状ともなっている。
The probe 7 is a thin metal rod having good heat conduction and good wettability with the solder of the bump electrode 14, and the tip end contacting the bump electrode 14 is formed in a needle shape, and It is formed in a hook shape so as to be connected to the tension jig 12 during the test. The hook portion has a shape for preventing the probe 7 from falling off after the probe 7 is set in the probe support hole 6a.

【0030】試験工程Dにおいて、試験装置の本体2の
上部には、本体2内に設けられた図示しない可動機構に
より、本体2に対して上下・左右・前後の各方向に移動
可能な可動部10が設けられている。この可動部10の
先端真下にロードセル11が取り付けられており、さら
にそのロードセル11の真下にはプローブ7のフック部
に引っ掛けて引張り上げるための引張治具12が取り付
けられている。
In the test process D, a movable part, which is movable in the vertical and horizontal directions and the front and rear directions with respect to the main body 2, is provided above the main body 2 of the test apparatus by a movable mechanism (not shown) provided in the main body 2. 10 are provided. A load cell 11 is attached directly below the distal end of the movable unit 10, and a tension jig 12 for hooking on a hook of the probe 7 and pulling up is attached directly below the load cell 11.

【0031】ロードセル11は、力(荷重)あるいは重
量を力(荷重)あるいは重量に比例した電気信号に変換
する変換器であり、力(荷重)あるいは重量を力(荷
重)あるいは重量に比例した電気信号に変換して、その
電気信号を本体2内に配置された検出部(図示せず)に
送出するものである。
The load cell 11 is a converter that converts a force (load) or weight into an electric signal proportional to the force (load) or weight, and converts the force (load) or weight into an electric signal proportional to the force (load) or weight. The electric signal is converted into a signal, and the electric signal is transmitted to a detection unit (not shown) arranged in the main body 2.

【0032】次に、本実施形態の半導体バンプ電極の試
験装置の作動について説明する。
Next, the operation of the semiconductor bump electrode testing apparatus of the present embodiment will be described.

【0033】まず、セット工程Aで、パレット搬送装置
3a上に被試験体の半導体チップ13に対応した移送パ
レット4を位置決めセットし、その移送パレット4上に
被試験体の半導体チップ13を位置決めセットする。
First, in the setting step A, the transfer pallet 4 corresponding to the semiconductor chip 13 of the device under test is positioned and set on the pallet transport device 3a, and the semiconductor chip 13 of the device under test is positioned and set on the transfer pallet 4. I do.

【0034】次に、プローブ支持治具搬送装置5に同じ
く被試験体の半導体チップ13に対応したプローブ支持
治具6を位置決め把持させ、そのプローブ支持治具6に
明いているプローブ支持穴6aにプローブ7を挿入し
て、半導体チップ13のバンプ電極14上にプローブ7
が乗った状態とする。
Next, the probe supporting jig 6 corresponding to the semiconductor chip 13 of the device under test is similarly positioned and gripped by the probe supporting jig transporting device 5, and the probe supporting jig 6 is inserted into the probe supporting hole 6a. The probe 7 is inserted and the probe 7 is placed on the bump electrode 14 of the semiconductor chip 13.
Is in a riding state.

【0035】次に、移送パレット4とプローブ支持治具
6のそれぞれの搬送装置を同期させて動かし、バンプ電
極14上にプローブ7が乗った状態のまま加熱工程Bに
移動させる。
Next, the respective transfer devices of the transfer pallet 4 and the probe support jig 6 are moved in synchronization with each other, and are moved to the heating step B while the probe 7 is on the bump electrode 14.

【0036】加熱工程Bでは、加熱治具8にて移送パレ
ット4および半導体チップ13を加熱し、半導体チップ
13上のバンプ電極14のハンダが溶融する温度(例え
ば、ハンダとして共晶ハンダを用いた場合は約250
℃)まで加熱する。バンプ電極14のハンダが溶融する
と同時に、バンプ電極14上に乗せてあったプローブ7
は自重によって溶融したバンプ電極14のハンダの中に
挿入される。
In the heating step B, the transfer pallet 4 and the semiconductor chip 13 are heated by the heating jig 8 and the temperature at which the solder of the bump electrodes 14 on the semiconductor chip 13 melts (for example, eutectic solder is used as the solder). About 250
(° C). The probe 7 placed on the bump electrode 14 at the same time when the solder of the bump electrode 14 is melted.
Is inserted into the solder of the bump electrode 14 melted by its own weight.

【0037】次に、前と同じく移送パレット4とプロー
ブ支持治具6のそれぞれの搬送装置を同期させて動か
し、バンプ電極14中にプローブ7が入った状態のまま
冷却工程Cに移動させる。
Next, the respective transfer devices of the transfer pallet 4 and the probe support jig 6 are moved synchronously as before, and are moved to the cooling step C with the probe 7 inserted in the bump electrode 14.

【0038】冷却工程Cでは、冷却治具9にて移送パレ
ット4および半導体チップ13を冷却し、半導体チップ
13上のバンプ電極14の溶融したハンダを凝固させ
る。溶融したハンダが凝固する際に、中に入ったプロー
ブ7がバンプ電極14に強固に固着される。
In the cooling step C, the transfer pallet 4 and the semiconductor chip 13 are cooled by the cooling jig 9 to solidify the molten solder of the bump electrodes 14 on the semiconductor chip 13. When the molten solder solidifies, the probe 7 inside is firmly fixed to the bump electrode 14.

【0039】再度移送パレット4とプローブ支持治具6
のそれぞれの搬送装置を同期させて動かし、バンプ電極
14中にプローブ7が入って凝固した状態で検査工程D
に移動させる。
Transfer pallet 4 and probe support jig 6 again
Are moved in synchronization with each other, and the inspection process D is performed in a state where the probe 7 has been inserted into the bump electrode 14 and solidified.
Move to

【0040】検査工程Dでは、本体2内に配置された図
示しない可動機構により、可動部10を移動させ、複数
のバンプ電極14を1つずつ順番に検査する。具体的に
はロードセル11下の引張治具12をプローブ7のフッ
ク部に引っ掛けて、バンプ電極14内に強固に固着され
たプローブ14を、バンプ電極14に対して垂直方向に
引張し、バンプ電極が破壊した時点の引張強度を測定す
る。
In the inspection step D, the movable portion 10 is moved by a movable mechanism (not shown) arranged in the main body 2 and the plurality of bump electrodes 14 are inspected one by one in order. Specifically, the tension jig 12 under the load cell 11 is hooked on the hook of the probe 7, and the probe 14 firmly fixed in the bump electrode 14 is pulled in a direction perpendicular to the bump electrode 14, and The tensile strength at the time when the sample broke was measured.

【0041】上述の実施形態においては、たとえ半導体
チップ13上に複数のバンプ電極14があったとして
も、そのバンプ電極14を搭載する半導体チップ13ご
とバンプ電極14が溶融する温度まで加熱治具8で加熱
することにより、複数のバンプ電極14も一括して溶融
することができる。
In the above-described embodiment, even if there are a plurality of bump electrodes 14 on the semiconductor chip 13, the heating jig 8 is brought to a temperature at which the bump electrodes 14 are melted together with the semiconductor chip 13 on which the bump electrodes 14 are mounted. , The plurality of bump electrodes 14 can be melted at one time.

【0042】また、従来装置のようにロードセルの下に
プローブを加熱するヒータを持たないため、ロードセル
の下に伝熱を防ぐための熱絶縁体を配置する必要もな
い。
Further, since there is no heater for heating the probe below the load cell as in the conventional apparatus, there is no need to arrange a thermal insulator under the load cell to prevent heat transfer.

【0043】また挿入するプローブ7も、バンプ電極1
4が複数ヶ所あるならば対応する本数だけ対応する位置
でプローブ支持治具6に持たせることにより、複数のバ
ンプ電極14に複数のプローブ7を一括して挿入するこ
とができる。
The probe 7 to be inserted is also the bump electrode 1
If there are a plurality of 4, a plurality of probes 7 can be collectively inserted into a plurality of bump electrodes 14 by holding the probe supporting jig 6 at a corresponding position by the corresponding number.

【0044】さらに、このように半導体チップ13上で
一括して組み合わされた複数のバンプ電極14と複数の
プローブ7も、半導体チップ13ごと冷却治具9で一括
して冷却することができる。これらのことより、バンプ
電極14の数に関係なく1回の加熱と冷却で半導体チッ
プ13上の全てのバンプ電極14を引張試験が可能な状
態にすることができ、後は引張試験だけを順次連続して
行うことができることから、半導体チップ13上のバン
プ電極14の数が多い分だけ時間短縮の効果が大きくな
る。
Further, the plurality of bump electrodes 14 and the plurality of probes 7 combined together on the semiconductor chip 13 can be cooled together with the cooling jig 9 together with the semiconductor chip 13. As a result, all the bump electrodes 14 on the semiconductor chip 13 can be put into a state where a tensile test can be performed by one heating and cooling operation regardless of the number of the bump electrodes 14, and thereafter only the tensile test is sequentially performed. Since the process can be performed continuously, the effect of shortening the time is increased by the number of bump electrodes 14 on the semiconductor chip 13.

【0045】また従来装置では、試験時に作業者が、バ
ンプ電極ごとにその中心にプローブを精度良く位置合せ
しなければならなかったが、本発明ではバンプ電極14
に対するプローブ7の位置合せ精度は装置側で決まるう
え、試験時はプローブ7上側のフック部とロードセル1
1下の引張治具12先端を引っ掛ければよく、作業者の
バンプ電極14ごとの位置決め作業が楽になる。
In the conventional apparatus, the operator had to accurately position the probe at the center of each bump electrode at the time of testing.
The positioning accuracy of the probe 7 with respect to the probe 7 is determined by the apparatus side.
What is necessary is just to hook the tip of the lower one of the tension jigs 12, and the positioning work for each bump electrode 14 by the operator becomes easy.

【0046】試験が全て終わったら、プローブ支持治具
6はプローブごと外して、別工程でプローブ先端に付い
たハンダを落として再使用する。移送パレット4も外し
て半導体チップ13を載せ替えて次の試験に使用する。
When all the tests are completed, the probe support jig 6 is removed together with the probe, and the solder attached to the tip of the probe is dropped and reused in another step. The transfer pallet 4 is also removed and the semiconductor chip 13 is replaced and used for the next test.

【0047】このことは、被試験体である半導体チップ
(または半導体ウェハ)13の種類が変わっても、位置
決め固定する移送パレット4と、バンプ電極14の配置
に対応したプローブ支持治具6を変更することにより、
試験装置は汎用的に使えることとなる。
This means that even if the type of the semiconductor chip (or semiconductor wafer) 13 as the device under test changes, the transfer pallet 4 for positioning and fixing and the probe support jig 6 corresponding to the arrangement of the bump electrodes 14 are changed. By doing
The test equipment can be used for general purposes.

【0048】(他の実施形態)前述の実施形態では、セ
ット工程Aでプローブ支持治具6とプローブ7をセット
して、バンプ電極14上にプローブ7が乗った状態を作
って加熱工程Bへ送り込んだが、加熱工程Bでバンプ電
極14が溶融した状態の所へ事前にプローブをセットし
ておいたプローブ支持治具6を上から位置を合わせて下
降させ、バンプ電極14の中にプローブ7が入った状態
を作ってもよい。
(Other Embodiments) In the above-described embodiment, the probe support jig 6 and the probe 7 are set in the setting step A, and a state in which the probe 7 rides on the bump electrode 14 is formed. The probe support jig 6 in which the probe has been set in advance is lowered from the heating step B in a position where the bump electrode 14 has been melted in the heating step B. You may make a state that contains.

【0049】また、セット工程A・加熱工程B・冷却工
程C・試験工程Dを直線に配置しているが、移送パレッ
ト4とプローブ支持治具6の搬送部分をロータリーテー
ブルとして、脱着工程・加熱工程・冷却工程・試験工程
を循環するように構成してもよい。また工程の編成も上
記のように分割してもよいし、逆に統合して例えば1ヶ
所でセット・加熱・冷却・試験・取外しを行う構成とし
てもよい。
Although the setting step A, the heating step B, the cooling step C, and the test step D are arranged in a straight line, the transfer part of the transfer pallet 4 and the probe supporting jig 6 is used as a rotary table, and the desorption step and the heating step are performed. You may comprise so that a process, a cooling process, and a test process may be circulated. Further, the composition of the steps may be divided as described above, or conversely, the steps may be integrated and set, heated, cooled, tested, and removed at one place, for example.

【0050】プローブ支持治具6のプローブ支持穴6a
は、プローブ7をクランプして溶融したバンプ電極14
に挿入し、プローブ7がハンダとともに固まったらクラ
ンプを解除して引き抜き自由に支持するようにしてもよ
い。
Probe support hole 6a of probe support jig 6
Are the bump electrodes 14 which have clamped the probe 7 and melted.
When the probe 7 is solidified together with the solder, the clamp may be released and the probe 7 may be freely pulled out and supported.

【0051】加熱治具8は、例えば赤外線を用いた場合
などで、移送パレット4の下側からではなく半導体チッ
プ13の上面を直接加熱するものでもよく、冷却治具9
も同じく、冷却空気等で半導体チップ13の上面を直接
冷却するものでもよい。
The heating jig 8 may directly heat the upper surface of the semiconductor chip 13 instead of from below the transfer pallet 4, for example, when infrared rays are used.
Similarly, the upper surface of the semiconductor chip 13 may be directly cooled by cooling air or the like.

【0052】図3は、本発明の他の実施形態における半
導体バンプ電極の試験装置の先端部分を拡大した図であ
る。引張治具12をツィーザーのような爪として、棒状
のままのプローブ7の上端をクランプして引張るように
してもよい。7aは抜け落ち防止の打出し部である。
FIG. 3 is an enlarged view of a tip portion of a semiconductor bump electrode testing apparatus according to another embodiment of the present invention. The pulling jig 12 may be formed as a claw such as a tweezer, and the upper end of the probe 7 in the form of a rod may be clamped and pulled. Reference numeral 7a denotes an embossed portion for preventing falling off.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態における半導体バンプ電極
の試験装置の全体構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a semiconductor bump electrode test apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】バンプ電極の温度の推移を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing transition of the temperature of a bump electrode.

【図3】本発明の他の実施形態における半導体バンプ電
極の試験装置の先端部分を拡大して示した図である。
FIG. 3 is an enlarged view of a tip portion of a semiconductor bump electrode testing apparatus according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6 プローブ支持治具 7 プローブ 8 加熱治具 9 冷却治具 10 可動部 11 ロードセル 12 引張治具 13 半導体チップ(または半導体ウェハ) 14 半導体バンプ電極 Reference Signs List 6 probe supporting jig 7 probe 8 heating jig 9 cooling jig 10 movable part 11 load cell 12 tension jig 13 semiconductor chip (or semiconductor wafer) 14 semiconductor bump electrode

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体チップ(13)に形成された複数
の半導体バンプ電極(14)の引張強度を順次試験する
試験方法であって、 前記各バンプ電極(14)内に挿入する各プローブ
(7)を前記各バンプ電極(14)の直上にそれぞれ載
置し、前記バンプ電極(14)を搭載する半導体チップ
(13)を前記各バンプ電極(14)の金属が溶融する
温度まで加熱し、前記各プローブ(7)を前記各バンプ
電極(14)の溶融した金属内にそれぞれ挿入し、溶融
した前記各バンプ電極(14)の金属を前記各プローブ
(7)とともに冷却して固化させ、前記各バンプ電極
(14)内で固化された前記各プローブ(7)を順次引
張し、引張した時の引張力を検出することにより前記各
バンプ電極(14)の引張強度を試験することを特徴と
する半導体バンプ電極の試験方法。
1. A test method for sequentially testing the tensile strength of a plurality of semiconductor bump electrodes (14) formed on a semiconductor chip (13), wherein each probe (7) is inserted into each of the bump electrodes (14). ) Is placed directly above each of the bump electrodes (14), and the semiconductor chip (13) on which the bump electrodes (14) are mounted is heated to a temperature at which the metal of each of the bump electrodes (14) melts. Each of the probes (7) is inserted into the molten metal of each of the bump electrodes (14), and the molten metal of each of the bump electrodes (14) is cooled and solidified together with each of the probes (7). Each of the probes (7) solidified in the bump electrode (14) is sequentially pulled, and the tensile strength of each of the bump electrodes (14) is tested by detecting a pulling force at the time of pulling. The method of testing the conductor bump electrode.
【請求項2】 半導体チップ(13)に形成された複数
の半導体バンプ電極(14)の引張強度を順次試験する
試験方法であって、 前記バンプ電極(14)を搭載する半導体チップ(1
3)を前記各バンプ電極(14)の金属が溶融する温度
まで加熱した後、各プローブ(7)を前記各バンプ電極
(14)の溶融した金属内にそれぞれ挿入し、溶融した
前記各バンプ電極(14)の金属を前記各プローブ
(7)とともに冷却して固化させ、前記各バンプ電極
(14)内で固化された前記各プローブ(7)を順次引
張し、引張した時の引張力を検出することにより前記各
バンプ電極(14)の引張強度を試験することを特徴と
する半導体バンプ電極の試験方法。
2. A test method for sequentially testing the tensile strength of a plurality of semiconductor bump electrodes (14) formed on a semiconductor chip (13), wherein the semiconductor chip (1) on which the bump electrodes (14) are mounted is mounted.
3) is heated to a temperature at which the metal of each of the bump electrodes (14) melts, and then each probe (7) is inserted into the molten metal of each of the bump electrodes (14), and each of the molten bump electrodes (14) is melted. The metal of (14) is cooled and solidified together with the respective probes (7), and the respective probes (7) solidified in the respective bump electrodes (14) are sequentially pulled, and the tensile force at the time of pulling is detected. Testing the tensile strength of each of the bump electrodes (14).
【請求項3】 試験する各半導体バンプ電極(14)に
プローブ(7)を固定し、そのプローブ(7)を引張す
ることにより前記各バンプ電極(14)の引張強度を試
験する試験装置であって、 前記各バンプ電極(14)内にそれぞれ挿入する前記各
プローブ(7)と、前記各プローブ(7)を前記各バン
プ電極(14)に対してそれぞれ位置決め支持するプロ
ーブ支持治具(6)と、前記バンプ電極(14)を搭載
する半導体チップ(13)を前記各バンプ電極(14)
の金属が溶融する温度まで加熱する加熱治具(8)と、
溶融した前記各バンプ電極(14)の金属を前記各プロ
ーブ(7)とともに冷却して固化させる冷却治具(9)
と、力あるいは重量をそれに比例した電気信号に変換す
るロードセル(11)と、そのロードセル(11)を保
持して上下させる可動部(10)と、前記ロードセル
(11)の下に順次前記各プローブ(7)との連結を行
う治具(12)とを備えたことを特徴とする半導体バン
プ電極の試験装置。
3. A test apparatus for fixing a probe (7) to each semiconductor bump electrode (14) to be tested and testing the tensile strength of each bump electrode (14) by pulling the probe (7). The probes (7) inserted into the bump electrodes (14), respectively; and a probe support jig (6) for positioning and supporting the probes (7) with respect to the bump electrodes (14). And a semiconductor chip (13) on which the bump electrodes (14) are mounted is connected to each of the bump electrodes (14).
A heating jig (8) for heating the metal to a temperature at which the metal melts;
A cooling jig (9) for cooling and solidifying the molten metal of each bump electrode (14) together with each probe (7).
A load cell (11) for converting a force or a weight into an electric signal proportional thereto, a movable part (10) for holding and moving the load cell (11) up and down, and the probes under the load cell (11). And a jig (12) for connection with the semiconductor bump electrode (7).
【請求項4】 前記加熱治具(8)は、前記半導体チッ
プ(13)上の前記各バンプ電極(14)の金属をほぼ
同時に加熱して溶融させることを特徴とする請求項3記
載の半導体バンプ電極の試験装置。
4. The semiconductor according to claim 3, wherein the heating jig heats and melts the metal of each of the bump electrodes on the semiconductor chip substantially simultaneously. Testing equipment for bump electrodes.
【請求項5】 前記プローブ支持治具(6)は、前記半
導体チップ(13)上の前記各バンプ電極(14)に対
して、前記各バンプ電極(14)の直上にそれぞれ前記
プローブ(7)を位置決め支持することを特徴とする請
求項3記載の半導体バンプ電極の試験装置。
5. The probe support jig (6) is arranged such that the probe (7) is located directly above each bump electrode (14) with respect to each bump electrode (14) on the semiconductor chip (13). 4. The apparatus for testing a semiconductor bump electrode according to claim 3, wherein the semiconductor bump electrode is positioned and supported.
【請求項6】 前記冷却治具(9)は、前記半導体チッ
プ(13)上で溶融した前記各バンプ電極(14)の金
属を、前記各バンプ電極(14)に挿入した前記各プロ
ーブ(7)とともに冷却してほぼ同時に固化させること
を特徴とする請求項3記載の半導体バンプ電極の試験装
置。
6. The probe (7) that inserts the metal of each of the bump electrodes (14) melted on the semiconductor chip (13) into each of the bump electrodes (14). 4. The apparatus for testing a semiconductor bump electrode according to claim 3, wherein said semiconductor bump electrode is cooled and solidified almost simultaneously.
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