JP2009283211A - Socket, and inspection device using the same, and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置の検査時に検査対象の半導体装置を装着するソケットおよびそれを用いた検査装置並びに半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a socket for mounting a semiconductor device to be inspected at the time of inspection of the semiconductor device, an inspection device using the socket, and a method for manufacturing the semiconductor device.
従来の半導体装置の検査に用いるソケットは、基板の収容部にコンタクトピンを設け、このコンタクトピンを介して検査対象の半導体装置の電極端子と、検査ボードの電極部とを電気的に接続し、収容部に装着した半導体装置の電極端子と反対側の面にヒートシンクを当接させて、検査時における半導体装置の発熱による熱を放熱している(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、上述した従来の技術においては、ソケットに装着した半導体装置の電極端子が形成された端子形成面と反対側のおもて面にヒートシンクを当接させて、検査時における半導体装置を冷却しているため、半導体装置の裏面である端子形成面側から発熱源である回路素子からの熱を放熱して冷却することが必要な場合に、検査時における半導体装置の冷却効率が低下する虞があるという問題がある。 However, in the conventional technique described above, the heat sink is brought into contact with the front surface opposite to the terminal forming surface on which the electrode terminals of the semiconductor device mounted on the socket are formed, thereby cooling the semiconductor device at the time of inspection. Therefore, there is a risk that the cooling efficiency of the semiconductor device at the time of inspection may be reduced when it is necessary to radiate and cool the heat from the circuit element that is the heat source from the terminal forming surface side that is the back surface of the semiconductor device. There is a problem that there is.
この検査時における半導体装置の冷却が不十分になると、半導体装置の本来の電気特性等が検査できないだけでなく、半導体装置の発熱による破損やソケットの破損を招くことになる。
また、高電圧を用いるパワーIC等の動作時の発熱が大きい半導体装置においては、半導体チップに形成されたパワートランジスタ等の回路素子からの熱を、半導体装置の裏面である端子形成面に設けられたバックメタルに導き、半導体装置の裏面側から放熱することが行われており、このようなバックメタルを有する半導体装置の検査においては、そのバックメタルを有効に活用することができないという問題がある。
If the semiconductor device is not sufficiently cooled during the inspection, the original electrical characteristics and the like of the semiconductor device cannot be inspected, and the semiconductor device may be damaged due to heat generation or the socket.
In a semiconductor device that generates a large amount of heat during operation, such as a power IC that uses a high voltage, heat from a circuit element such as a power transistor formed on a semiconductor chip is provided on a terminal formation surface that is the back surface of the semiconductor device. In other words, in the inspection of a semiconductor device having such a back metal, the back metal cannot be effectively used. .
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、検査時に、検査対象物としての半導体装置の裏面である端子形成面を冷却する手段を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide means for cooling a terminal forming surface which is a back surface of a semiconductor device as an inspection object during inspection.
本発明は、上記課題を解決するために、検査対象物の電極端子に電気的に接続する複数の中継端子を有するソケットにおいて、前記ソケットの基板の、前記検査対象物を装着する装着部に放熱端子を設け、前記放熱端子は、前記検査対象物の前記電極端子を形成する端子形成面に当接する当接面と、前記装着部と反対側の裏面から突出する突出部とを有し、前記検査対象物の端子形成面を、前記放熱端子の前記当接面に当接させて装着することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a socket having a plurality of relay terminals that are electrically connected to electrode terminals of an inspection object, and radiates heat to a mounting portion of the socket substrate on which the inspection object is mounted. A terminal is provided, and the heat radiating terminal has a contact surface that contacts a terminal forming surface that forms the electrode terminal of the inspection object, and a protruding portion that protrudes from the back surface opposite to the mounting portion, The terminal forming surface of the inspection object is mounted in contact with the contact surface of the heat radiating terminal.
これにより、本発明は、検査時における検査対象物の熱を、検査対象物の裏面である端子形成面側から直接放熱端子に流入させて外部に放熱させることができ、検査対象物の冷却効率を向上させることができるという効果が得られる。 As a result, the present invention allows the heat of the inspection object at the time of inspection to flow directly from the terminal forming surface side, which is the back surface of the inspection object, to the heat radiating terminal to be radiated to the outside, and the cooling efficiency of the inspection object The effect that can be improved is obtained.
以下に、図面を参照して本発明によるソケットおよび検査装置の実施例について説明する。 Embodiments of a socket and an inspection apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は端子形成面側から見た実施例の半導体装置を示す説明図、図2は実施例のソケットの上面を示す説明図、図3は実施例のソケットの断面を示す説明図、図4は実施例のソケットの下面を示す説明図、図5は実施例の検査装置の断面を示す説明図である。
なお、図3は図2のA−A断面線に沿った基板の断面図である。
図1において、1は検査対象物としての半導体装置である。本実施例の半導体装置1は、比較的高電圧を用いるパワーIC等の動作時の発熱が大きい半導体チップを内部に有するQFN(Quad Flat Non−leaded package)型の半導体装置である。半導体装置1の内部の半導体チップのおもて面側には図示しないパワートランジスタ等の回路素子が形成され、半導体装置1の裏面である端子形成面3の縁部には、回路素子の所定の部位と電気的に接続して、回路素子と外部との信号の送受や、回路素子への電源の供給等に用いられる電極端子4が複数形成されている。
1 is an explanatory view showing the semiconductor device of the embodiment as viewed from the terminal forming surface side, FIG. 2 is an explanatory view showing the top surface of the socket of the embodiment, FIG. 3 is an explanatory view showing a cross section of the socket of the embodiment, and FIG. FIG. 5 is an explanatory view showing the lower surface of the socket of the embodiment, and FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the substrate along the line AA in FIG.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a semiconductor device as an inspection object. The semiconductor device 1 of the present embodiment is a QFN (Quad Flat Non-leaded package) type semiconductor device having a semiconductor chip that generates a large amount of heat during operation of a power IC or the like that uses a relatively high voltage. A circuit element such as a power transistor (not shown) is formed on the front surface side of the semiconductor chip inside the semiconductor device 1, and a predetermined portion of the circuit element is formed on the edge of the
また、端子形成面3の電極端子4に囲まれた中央領域には、内部の半導体チップのおもて面側の回路素子で発熱した熱を裏面に導いて図示しない実装基板へ放出するためのバックメタル6が設けられている。
8は基準マークであり、バックメタル6の一隅に形成され、電極端子4の装着位置を決めるときの基準として用いられる。
Further, in the central region surrounded by the electrode terminals 4 on the
図2において、10はソケットである。
11はソケット10の基板であり、半導体装置1が装着される装着面11aの中央部に、装着する半導体装置1と同形状の開口を有する凹部として形成された装着部12が設けられており、その装着部12の底面には、半導体装置1の電極端子4と接触により電気的に接続する複数の中継端子13が設けられ、装着部12の4隅には、半導体装置1の電極端子4を中継端子13上に載置するときに、その4隅の位置決めを行う位置決めガイド14が設けられている。
In FIG. 2, 10 is a socket.
15はソケット10の蓋体であり、基板11の装着面11aの一方の側縁部に回動可能に設けられ、装着部12の半導体装置1を押圧する突起部である押圧部16とフック部17とが設けられており、半導体装置1を基板11の方向に押圧する押圧部材として機能する。
中継端子13は、図3に示すように、半導体装置1の電極端子4を当接させるパッド部13aと、基板11を貫通して、装着面11aの反対側の裏面11bから延在するピン部13bとで形成されている。
As shown in FIG. 3, the
図3、図4において、19は放熱端子であり、銅(Cu)やアルミニウム(Al)等の優れた熱伝導性(良導性という。)を有する材料で形成された円柱部材に、金(Au)等の良導性の材料をメッキして形成され、図3に示すように、基板11を貫通して形成されており、基板11の装着部12の底面に露出した端面である当接面19aと、裏面11bから突出した突出部19bとを有している。
3 and 4,
なお、本実施例の中継端子13のパッド部13aの上面と放熱端子19の当接面19aとは同一平面上に形成されている。
図5において、21は半導体装置1の検査装置であり、検査ボード22に上記したソケット10を搭載して形成される。
検査ボード22は、半導体装置1の電気的な特性を検査するための図示しない検査回路が形成され、その裏面22bには、検査回路の所定の部位と電気的に接続する配線パターン23が形成されており、この配線パターン23には、検査ボード22のおもて面22aに、中継端子13のピン部13bを嵌合させる受口を開口させた接続端子24が接続されている。
The upper surface of the
In FIG. 5,
The
また、検査ボード22の裏面22bには、銅等の良導性の材料で比較的広い面積で、平面状に形成された放熱部26が形成されており、その放熱部26に設けられた挿入穴27に、ソケット10の放熱端子19の突出部19bを挿入した後に、半田等の接合剤で接続される。
このように構成された検査装置21のソケット10の装着部12には、図5に示すように、基板11に設けられた位置決めガイド14に4隅を案内された半導体装置1が、基板11の装着面11aにその端子形成面3を対向させて載置される。
In addition, a
As shown in FIG. 5, the
このとき、半導体装置1の電極端子4がソケット10の中継端子13のパッド部13aに当接すると共に、端子形成面3の中央部に形成されたバックプレート6が、放熱端子19の当接面19aに当接し、その後に、閉作動させた蓋体15により押圧されて装着される(半導体装置1の装着工程)。
これにより、検査ボード22の検査回路に接続する配線パターン23が、接続端子24、中継端子13を経由して、半導体装置1の回路素子に接続する電極端子4に電気的に接続されると共に、半導体装置1のバックプレート6が、放熱端子19を介して放熱部26に熱的に接続される。
At this time, the electrode terminal 4 of the semiconductor device 1 abuts on the
Thereby, the
そして、検査装置21の検査ボード22の検査回路から電源電圧等を供給して半導体装置1を動作させながら、半導体装置1の各種の電気的な特性や機能等が検査される(半導体装置1の検査工程)
この半導体装置1の動作のときに、半導体装置1の回路素子が発熱し、その熱はバックプレート6に導かれ、バックプレート6に導かれた熱は、放熱端子19の当接面19aから放熱端子19へ流入し、放熱端子19に流入した熱は、検査ボード22の放熱部26から外部に放熱される。
Then, various electrical characteristics and functions of the semiconductor device 1 are inspected while operating the semiconductor device 1 by supplying a power supply voltage or the like from the inspection circuit of the
During the operation of the semiconductor device 1, circuit elements of the semiconductor device 1 generate heat, the heat is guided to the back plate 6, and the heat guided to the back plate 6 is radiated from the
このように、本実施例の検査装置21においては、そのソケット10に、半導体装置1の裏面に設けられたバックプレート6に当接する放熱端子19を設けてあるので、検査時における半導体装置1の熱を、裏面である端子形成面3側のバックプレート6から直接放熱端子19に流入させて外部に放熱させることができ、バックプレート6を有効に活用して、半導体装置1の冷却効率を向上させることができ、半導体装置1の電気特性を損なうことなく、その特性を検査することができると共に、半導体装置1の発熱による破損やソケット10の破損を防止することができる。
As described above, in the
このことは、パワーIC等の動作時の発熱が大きいいために放熱用のバックプレート6が設けられた半導体装置1の検査における半導体装置1の冷却に、特に有効である。
なお、本実施例では、放熱端子19の当接面19aを、端子形成面3にバックプレート6が形成された半導体装置1のバックプレート6に当接させるとして説明したが、端子形成面3側、つまり内部の半導体チップに形成された回路素子が半導体装置1の裏面側に形成されたCSP(Chip Size Package)型やBGA(Ball Grid Array)型等の裏面にバックプレート6が形成されていない半導体装置1の端子形成面3に当接させて、本発明を適用するようにしてもよい。
This is particularly effective for cooling the semiconductor device 1 in the inspection of the semiconductor device 1 provided with the heat-dissipating back plate 6 because the heat generated during the operation of the power IC or the like is large.
In the present embodiment, the
この場合に、BGA型の半導体装置1を搭載するソケット10においては、電極端子としてのボール端子の高さに応じて、放熱端子19の当接面19aを中継端子13のパッド部13aの上面から突出させるようにするとよい。
このようにしても、検査時における半導体装置1の熱を、発熱源である回路素子から近い端子形成面3側から直接放熱端子19に流入させて外部に放熱させることが可能になり、半導体装置1の冷却効率を向上させることができ、半導体装置1の電気特性を損なうことなく、その特性を検査することができると共に、半導体装置1の発熱による破損やソケット10の破損を防止することができる。
In this case, in the
Even in this case, heat of the semiconductor device 1 at the time of inspection can be directly flowed into the
また、本実施例では、放熱端子19を円柱状部材として例示したが、図6に示すように、突出部の先端側を先端に向かって拡大する円錐状に形成してもよく、図7に示す波型や図8に示す螺旋型等にしてもよい。
更に、本実施例では、検査ボード22上に搭載したソケット10の放熱端子19の突出部19bを、検査ボード22の裏面22bに形成した放熱部26に接続して検査装置21を形成するとして説明したが、図9に示すように、検査ボード22のおもて面22aに放熱部26を形成しておき、その放熱部26に放熱端子19(図9の例では、図6に示した放熱端子19)の突出部19bの先端を接合剤を用いて接続するようにしてもよく、突出部19bの先端を放熱部26に当接させるようにしてもよい。要は放熱部26と放熱端子19とを熱的に接続するようにすればよい。
In the present embodiment, the
Furthermore, in the present embodiment, it is assumed that the
更に、本実施例では、検査ボード22に、配線パターン23とは別に放熱部26を設けるとして説明したが、配線パターン23に比較的広い面積の接地配線が存在する場合には、その接地配線を放熱部26として用いるようにしてもよい。
以上説明したように、本実施例では、ソケットの基板に、基板の、半導体装置を装着する装着部に当接面を有し、裏面から突出する突出部を有する放熱端子を設け、半導体装置の端子形成面を放熱端子の当接面に当接させて装着するようにしたことによって、検査時における半導体装置の熱を、裏面である端子形成面側から直接放熱端子に流入させて外部に放熱させることができ、半導体装置の冷却効率を向上させることができる。
Furthermore, in this embodiment, the
As described above, in this embodiment, the socket substrate is provided with a heat radiation terminal having a contact surface on the mounting portion of the substrate on which the semiconductor device is mounted and a protruding portion protruding from the back surface. By mounting the terminal forming surface in contact with the contact surface of the radiating terminal, heat from the semiconductor device at the time of inspection flows directly from the terminal forming surface side, which is the back surface, to the radiating terminal to dissipate heat to the outside. The cooling efficiency of the semiconductor device can be improved.
1 半導体装置
3 端子形成面
4 電極端子
6 バックメタル
8 基準マーク
10 ソケット
11 基板
11a 装着面
11b、22b 裏面
12 装着部
13 中継端子
13a パッド部
13b ピン部
14 位置決めガイド
15 蓋体
16 押圧部
17 フック部
19 放熱端子
19a 当接面
19b 突出部
21 検査装置
22 検査ボード
22a おもて面
23 配線パターン
24 接続端子
26 放熱部
27 挿入穴
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記ソケットの基板の、前記検査対象物を装着する装着部に放熱端子を設け、
前記放熱端子は、前記検査対象物の前記電極端子を形成する端子形成面に当接する当接面と、前記装着部と反対側の裏面から突出する突出部とを有し、
前記検査対象物の端子形成面を、前記放熱端子の前記当接面に当接させて装着することを特徴とするソケット。 In a socket having a plurality of relay terminals electrically connected to the electrode terminal of the inspection object,
A heat dissipating terminal is provided in a mounting portion for mounting the inspection object on the socket substrate,
The heat radiating terminal has a contact surface that contacts a terminal forming surface that forms the electrode terminal of the inspection object, and a protruding portion that protrudes from the back surface opposite to the mounting portion.
A socket in which the terminal forming surface of the inspection object is mounted in contact with the contact surface of the heat radiating terminal.
前記検査対象物が、前記端子形成面にバックプレートを有する場合に、
前記検査対象物のバックプレートを、前記放熱端子の前記当接面に当接させて装着することを特徴とするソケット。 In claim 1,
When the inspection object has a back plate on the terminal forming surface,
A socket, wherein the back plate of the inspection object is mounted in contact with the contact surface of the heat radiating terminal.
前記検査対象物の検査回路と、前記中継端子に電気的に接続する接続端子と、前記検査回路と前記接続端子との間を接続する配線パターンとが形成された検査ボードと、を備え、
前記検査ボードに放熱部を設け、
前記放熱部に、前記放熱端子の突出部を接続したことを特徴とする検査装置。 The socket according to claim 1 or 2, and
An inspection board on which an inspection circuit for the inspection object, a connection terminal electrically connected to the relay terminal, and a wiring pattern connecting between the inspection circuit and the connection terminal are formed,
Provide a heat dissipation part on the inspection board,
An inspection apparatus, wherein a protrusion of the heat radiating terminal is connected to the heat radiating part.
前記放熱部を、前記配線パターンの接地配線としたことを特徴とする検査装置。 In claim 3,
The inspection apparatus, wherein the heat radiating portion is a ground wiring of the wiring pattern.
前記検査装置を用いて、前記半導体装置を検査する工程と、を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。 A step of mounting a semiconductor device as the inspection object on the socket mounting portion of the inspection device according to claim 3 or 4,
And a step of inspecting the semiconductor device using the inspection device.
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2008
- 2008-05-20 JP JP2008132519A patent/JP2009283211A/en active Pending
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