JP2004085422A

JP2004085422A - 半導体装置の検査装置

Info

Publication number: JP2004085422A
Application number: JP2002248261A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Sakaguchi; 坂口　茂樹; Toshiyuki Nakazawa; 仲澤　利行; Hiroharu Omori; 大森　弘治; Masayuki Yugawa; 湯川　昌行; Shigeji Oida; 老田　成志
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2004-03-18

Abstract

【課題】従来の検査方法ではＳｎリッチな鉛フリーはんだボールの組成では、検査時の熱によりはんだボールの酸化が加速され、実装時のはんだ濡れ性等の品質に不具合を発生する要因となる。
【解決手段】配線基板４上にチップを搭載し、金属細線や金属突起により電気的接続を行ったのちモールド樹脂５で被覆し、モールド樹脂５の対面側には、前記チップと電気的に導通されているボール電極３を有するＢＧＡパッケージ６があり、配線基板４とソケット１の間に弾性復元力材料１０を施し、検査測定部７が外気と触れない構造となっている。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に複数のボール電極が二次元的に配列されたＢＧＡ（Ｂａｌｌ　Ｇｒｉｄ・Ａｒｒａｙ）型の半導体装置の検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＢＧＡパッケージにおける電気的特性検査の方法として、図６に示す側面図のような構造が最も有力とされている。
【０００３】
この半導体装置の検査方法としては、検査装置のコンタクトピン２を直接ボール電極３に接触させて、電気的接続を行うことで検査を行うものであり、検査時のボール電極３とコンタクトピン２の測定部７は大気雰囲気にて測定が行なわれる構造となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年の地球環境保護の観点から鉛を使わないはんだボールが採用されている。しかしながら、従来の検査方法ではＳｎリッチな鉛フリーはんだボールの組成では、検査時の熱によりはんだボールの酸化が加速され、実装時のはんだ濡れ性等の品質に不具合を発生する要因となる。また、コンタクトピン２にてボール電極３を挟み込むような構造のため、図３に示すようにボール電極３の表面にキズが付き実装認識や信頼性劣化の要因となる。そこで本発明は、測定部のボール電極３を外気と接しない構造となおかつ、ボール電極部のコンタクトを確実かつキズを最小限にすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の半導体装置は以下のような構成を有している。
【０００６】
複数の素子電極を有する半導体素子と、前記複数の素子電極の少なくとも１つに電気的に接続されたボール電極３とを備え、ボール電極位置に対応した弾性復元力を有したスプリング８を有し、ボール電極部が外気と触れないことおよび、ボールへのへこみ・キズを防止することを特徴としている。
【０００７】
さらに複数の素子電極を有する半導体素子と、前記複数の素子電極の少なくとも１つに電気的に接続されたボール電極とを備えたパッケージの配線基板４と前記半導体検査装置のソケットカバーとの接点部分に耐熱かつ弾性復元力のある材料１０を用いることにより検査時の測定部７の環境雰囲気と外気をより確実に分離する特徴を持たせることが可能となる。
【０００８】
また、前記半導体検査装置の台座部とボール電極を含む複数のボール電極が２次元的に配列されている配線基板４と測定部７の空間に不活性ガス等を注入し電極部およびはんだボールが酸化しないことを特徴としている。
【０００９】
また、前記半導体検査装置のスプリング形状において、ボール電極の側面にスプリング８の先端が接触することで、ボールへのへこみ・キズを防止する構造を有することを特徴としている。さらに、スプリング８を用いることで、弾性復元力があり確実にボール電極３とコンタクトが可能となり、スプリング８の円周が円形であるため、接触面積が増加し検査精度の向上できる特徴を有している。
【００１０】
また、前記半導体検査装置のスプリング形状は、ボール電極と接触する円周率と比べ台座部の保持円周が同じまたは、異なる円周率を持ったスプリングを使用することを特徴とする。
【００１１】
また、前記半導体検査装置のスプリング部のボール電極と接する部分の最表面にＡｕの膜が構成されていることを特徴とする。
【００１２】
以上の手段により、電気的特性検査の際にボール電極にコンタクトピンを接触させ加圧することにより発生する、ボール電極のキズ、へこみを解決できると共に、ボール電極の酸化を防止することが可能となり、実装時の品質不良を解決できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
まず本発明の実施形態の外観図について説明する。図１は本発明の実施形態の半導体検査装置の側面図である。配線基板４上にチップ（図示せず）を搭載し、金属細線や金属突起（たとえばバンプ接続）などにより電気的接続を行ったのちモールド樹脂５で被覆し、前記モールド樹脂５の対面側には、前記チップと電気的に導通されているボール電極３を有するＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）パッケージ６があり、配線基板４とソケット１の間に弾性復元力材料１０を施し、検査測定部７が外気と触れない構造となっている。また、ソケット上部には、加熱ヒータ１３が接触出来る構造となっている。
【００１５】
次に本発明の電気的特性検査方法について説明する。ＢＧＡパッケージ６をソケットに装着する場合において、外気と触れないようにする。例えば、不活性ガス雰囲気にてＢＧＡパッケージ６を装着することにより、酸化防止により効果的である。
【００１６】
（実施の形態２）
図２は、本発明の一実施形態についてボール電極３とスプリング８が接触した時の側面図である。ＢＧＡパッケージ６が有するボール電極３の表面に、図３のように電気的特性検査によりキズ１２が発生する。このキズ１２を最小限に抑えるため、前記ボール電極３にスプリング８による円形のコンタクトを用いる。なおかつ、ボール電極３の側面部に接触し検査を実施するとより効果的な検査が可能となる。また、スプリング形状は、図４の様にスプリング形状が円柱状でも、円錐状でも変わらない。また、図５の様な板バネ１４の形状を採用してもよい。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように本発明の手段を用いることにより、
（１）電気的特性検査において、ボール電極の酸化を防止することで実装品質の向上が可能となった。
【００１８】
（２）スプリングコンタクトを用いることでボール電極のキズ・へこみを解決することができた。
【００１９】
（３）スプリングとボール電極との接触を円周上で接触させることにより、コンタクト面積が多く、検査精度の向上が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体検査装置の側面図
【図２】本発明の半導体検査装置のボール電極とスプリング部の拡大図
【図３】従来の半導体検査装置のボール電極部の拡大図
【図４】本発明の半導体検査装置のスプリング部の側面図
【図５】本発明の半導体検査装置のスプリング部の側面図
【図６】従来の半導体検査装置の側面図
【符号の説明】
１　ソケット
２　コンタクトピン
３　ボール電極
４　配線基板
５　モールド樹脂
６　ＢＧＡパッケージ
７　測定部
８　スプリング
９　ソケット上蓋
１０　弾性復元力材料
１１　スプリング支持台座
１２　キズ
１３　ヒータ
１４　板バネ

Claims

複数の素子電極を有する半導体素子と、前記複数の素子電極の少なくとも１つに電気的に接続されたボール電極とを備え、ボール電極位置に対応した弾性復元力を有したスプリング部を有し、ボール電極部が外気と触れないことを特徴とする半導体装置の検査装置。
複数の素子電極を有する半導体素子と、前記複数の素子電極の少なくとも１つに電気的に接続されたボール電極とを備えたパッケージの配線基板と前記半導体検査装置のソケットカバーとの接点部分に耐熱かつ弾性復元力のある材料を用いることを特徴とする半導体装置の検査装置。
前記半導体検査装置の台座部とボール電極を含む複数のボール電極が２次元的に配列されている配線基板の空間に不活性ガス等を注入し電極部およびはんだボールが酸化しないことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置の検査装置。
前記半導体検査装置のスプリング形状において、ボール電極の側面にスプリングの先端が接触する構造を有する請求項１に記載の半導体装置の検査装置。
前記半導体検査装置のスプリング形状は，ボール電極と接触する円周率と比べ台座部の保持円周が同じまたは、異なる円周率を持ったスプリングを使用する請求項１に記載の半導体装置の検査装置。
前記半導体検査装置のスプリング部のボール電極と接する部分の最表面にＡｕの膜が構成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の検査装置。