JP2852976B2 - 半導体素子のための検査用回路基板の使用方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子の熱的及び
電気的機能検査を行うための、検査用回路基板の使用方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子は、回路基板等に実装する前
に、十分作用するものであるか否かを予め検査をしてお
かなければならないものであり、この検査の主なものと
しては、熱的安定性を確保するための熱履歴を与えたり
しながら行なう熱的機能検査、及び半導体素子自体ある
いはその接続端子の電気的確実性を調べるための電気的
機能検査がある。これらの熱的及び電気的機能検査は、
両物理特性が相互に強く関連し合っていることから同時
に行われるものである。特に、熱的機能検査に関して
は、例えば１５０℃以上の温度で数十時間も加熱するこ
とが行われることがあり、そのような機能検査に耐え得
るような材料のものを使用する必要がある。

【０００３】以上のような半導体素子の熱的及び電気的
機能検査は、一般に検査用の回路基板を使用して行われ
ているのであり、製品とされる回路基板に半導体素子を
搭載してその検査を行うのではない。その理由は、上述
した各機能検査は、前述したような言わば過酷な条件下
で行われるものであるから、製品としての回路基板は使
用しないで、半導体素子のみの検査を行った方がよいか
らである。

【０００４】このような検査用回路基板を使用した半導
体素子の従来の機能検査においては、まずこの検査用回
路基板に、検査すべき半導体素子の各接続端子にそれぞ
れ対応する接続端子を形成しておき、両者の接続端子を
ハンダによって接続しておく。そして、前述したような
熱的及び電気的機能検査をこの検査用回路基板を介して
行った後に、この検査用回路基板から検査済の半導体素
子を取り外すのである。勿論、この検査の結果、不良品
と判定された半導体素子は廃棄され、良品の半導体素子
は別工程で搭載用回路基板に搭載されて製品とされるの
である。

【０００５】ところで、従来の検査においては、上述し
たように半導体素子と検査用回路基板の各接続端子の接
続はハンダによって行われていて、検査終了後において
は必要に応じてこのハンダをリフローさせて半導体素子
の取り外しが行われる。このときに、両者を接続してい
たハンダが半導体素子側に移ってしまうのである。

【０００６】特に、近年の半導体素子は相当高密度化さ
れてきており、実装するためのハンダ、従って検査の時
に検査用回路基板に接続するためのハンダの量が少なく
なってきているものであり、このことは当然検査用回路
基板についても言えることである。つまり、検査用回路
基板に予め形成されている接続用のハンダ層は非常に薄
いものであり、この検査用回路基板によって半導体素子
の機能検査を行った後においては、この検査用回路基板
に必要とされるハンダはせいぜい三回程度の検査で部分
的になくなってしまうのである。特に、半導体素子３０
側の接続端子には、常に十分なハンダを付着させて所謂
バンプを形成しておかなければならないのであるが、機
能試験を行うことによってこのバンプを形成するための
バンプの量が多かったりあるいは少なかったり、さらに
はこれらが混在しているようであると、当該半導体素子
３０を製品となるべき回路基板に実装あるいは搭載する
ことが不安定化することにもなって、何のために機能試
験を行ったのか分からなくなるのである。

【０００７】そうなると、この検査用回路基板は、十分
な耐久性を有しているとは言えないものであり、半導体
素子の検査のために相当量用意しておかなければならな
くなってくるのである。

【０００８】そこで、本発明者等は、半導体素子の熱的
及び電気的機能検査を行うための検査用回路基板を、繰
り返し使用することができるにはどうしたらよいかにつ
いて検討してきた結果、本発明を完成したのである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の経緯
に基づいてなされたもので、その解決しようとする課題
は、半導体素子を検査するための検査用回路基板の再使
用である。

【００１０】そして、本発明の目的とするところは、半
導体素子を検査するための検査用回路基板を繰り返し使
用することのできる使用方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段及び作用】以上の課題を解
決するために、本発明の採った手段は、実施例において
使用する符号を付して説明すると、「半導体素子３０の
熱的及び電気的機能検査を行うために、この半導体素子
３０がハンダを介して接続される多数の接続端子１２を
有した検査用回路基板１０の使用方法であって、機能検
査が終った半導体素子３０を取り外した後に、検査用回
路基板１０の各接続端子１２に対して、これに対応する
部分にハンダ２１を付着させたハンダ供給板２０を位置
決め載置して全体を加熱することにより、検査用回路基
板１０の各接続端子１２にハンダ２１を再付着させてか
らハンダ供給板２０を除去して、このようにした検査用
回路基板１０を、次の半導体素子３０の機能検査のため
に繰り返して使用する方法」である。

【００１２】このような方法を採用した場合には、当該
検査用回路基板１０は次のようにしてその繰り返し使用
が可能となるのである。

【００１３】まず、図１の（イ）にて示すように、熱的
及び電気的機能検査を同時に行うべき半導体素子３０
を、その各接続端子を検査用回路基板１０の各接続端子
１２に位置決めしてから、各接続端子１２上のハンダを
リフローさせて、この半導体素子３０を検査用回路基板
１０に搭載する。このとき、検査用回路基板１０側の各
接続端子１２においては接続に必要なハンダは十分な状
態となっているから、検査用回路基板１０に対する半導
体素子３０の接続は確実に行われる。この状態で、半導
体素子３０に対して検査用回路基板１０を使用した各種
検査を行なうのである。

【００１４】必要な検査が終了した半導体素子３０は、
図１の（ロ）にて示すように、両者を接続していたハン
ダをリフローさせて、検査用回路基板１０から取り除か
れるのである。なお、その際、検査結果に応じて、各半
導体素子３０は良品と不良品とに分けられることは当然
である。

【００１５】この半導体素子３０を検査用回路基板１０
から取り除いた際、図１の（ロ）にて示したように、両
者を接続していたハンダの殆どは、半導体素子３０の各
接続端子側に移動することになるが、次の工程によって
検査用回路基板１０において無くなった分のハンダ２１
は言わば補給されるのである。すなわち、図１の（ハ）
にて示すように、半導体素子３０を取り除いた後の検査
用回路基板１０に対しては、ハンダ供給板２０が一体化
され、これにより検査用回路基板１０の各接続端子１２
に対してハンダ２１が供給されるのである。

【００１６】つまり、図２に示すように、ハンダ供給板
２０の各接続端子１２に対応する部分には、十分なハン
ダ２１が付着させてあるから、このハンダ２１をリフロ
ーさせた状態で、図３及び図４にて示すように、ハンダ
供給板２０側のハンダ２１を検査用回路基板１０の各接
続端子１２に当接させてハンダ供給板２０を取り除け
ば、ハンダ供給板２０側のハンダ２１は検査用回路基板
１０の各接続端子１２に移るのである。この場合、検査
用回路基板１０側の接続端子１２を露出させているソル
ダーレジスト１３の厚さをある程度厚いものに構成し
て、各接続端子１２上の空間を大きくなるようにしてお
けば、検査用回路基板１０にハンダ供給板２０を密着さ
せても、溶融したハンダ２１を各接続端子１２の外側に
あふれ出させることがなくなるものである。

【００１７】また、以下に示す実施例においては、ハン
ダ供給板２０のハンダ２１が付着させてある端子の面積
は、検査用回路基板１０側の各接続端子１２の面積の８
０％以下としてあるから、ハンダ２１は検査用回路基板
１０の各接続端子１２に対して均一に移されるものであ
る。なお、このハンダ供給板２０は、所謂銅張積層板に
各ハンダ２１をメッキできるような開口を有した状態で
ソルダーレジスト被膜を形成しておき、このハンダ供給
板２０上の露出している銅層上にハンダ２１をメッキに
より形成したものである。

【００１８】なお、本実施例において使用している検査
用回路基板１０においては、図２にても示したように、
銅からなる配線回路上にニッケル・金メッキを施したも
のであり、これにより、各接続端子１２がハンダ２１に
よる侵蝕を受けにくくしているものである。この点にお
いても、当該検査用回路基板１０はその再使用を十分行
い得るものとなっているのである。

【００１９】以上のようにすることにより、この検査用
回路基板１０に対しては、図１の（二）にて示すよう
に、検査をすべき半導体素子３０のためのハンダ２１を
十分補給されるのであり、これにより、この検査用回路
基板１０は図１の（イ）に戻って再度使用されるのであ
り、この検査用回路基板１０は再使用が十分なものとな
るのである。従って、この検査用回路基板１０は耐久性
に優れたものとなって、その再使用が十分行えるのであ
る。

【００２０】

【実施例】次に、本発明に係る検査用回路基板１０の使
用方法を、図面に示した実施例に従って詳細に説明す
る。

【００２１】まず、本発明において採用した検査用回路
基板１０としては、コージェライト焼結体（気孔率約３
０％）にエポキシ樹脂を含浸した熱膨張率３．８ｐｐｍ
／℃のセラミック複合板を採用した。このような材料を
使用したのは、この検査用回路基板１０自体が十分な耐
熱性を有している必要があるからであり、また機能試験
を行うべき半導体素子３０の熱膨張率と略同じ熱膨張率
を有しているものを使用する必要があるからである。

【００２２】当然、この検査用回路基板１０に対して
は、半導体素子３０の接続端子に電気的に接続される接
続端子１２が図２〜図４にて示したように形成されるも
のであり、また電気的機能検査をするために、各接続端
子１２と接続ピン１１とは電気的に接続された状態のも
のとしておく。本実施例に係る検査用回路基板１０にお
いては、図２にても示したように、銅からなる各接続端
子１２の表面にニッケル・金メッキを施した後、露出さ
せるべき各接続端子１２以外をソルダーレジスト１３に
よって被覆するようにした。特に、各接続端子１２の銅
の表面にニッケル・金メッキを施したのは、これら各接
続端子１２に後述のハンダ２１が繰り返し付着されるの
であるから、これら各接続端子１２がもし銅のみによっ
て形成されているとするとその表面に酸化膜が形成され
てしまうことになり、この酸化膜によってハンダ２１の
付着が阻害されるからであり、またハンダにより銅がく
われ再使用をすることで検査用回路基板１０の電気的な
接続がなくなるからである。

【００２３】この検査用回路基板１０の各接続端子１２
にハンダを補給するためのハンダ供給板２０は、上述し
た検査用回路基板１０と略同じ熱膨張率を有する材料に
よって形成した。そのようにしたのは、熱による検査用
回路基板１０の伸縮に応じてこのハンダ供給板２０も伸
縮するから、このハンダ供給板２０の検査用回路基板１
０に対する位置精度を保持することができるからであ
る。本実施例におけるハンダ供給板２０は、所謂銅張積
層板を使用して形成したものであり、その銅表面には、
検査用回路基板１０の各接続端子１２に対応する部分以
外をソルダーレジストで覆うことにより形成したもので
ある。そして、このソルダーレジストから露出している
銅表面に、無電解ハンダをメッキすることにより、転写
すべきバンプとなるハンダ２１を形成したのである。

【００２４】以上のように形成したハンダ供給板２０側
の各ハンダ２１の付着面積は、第２図にて示したよう
に、検査用回路基板１０側の各接続端子１２の面積より
小さくしておくことが有利であり、特に本実施例におけ
るように、各ハンダ２１の付着面積を各接続端子１２の
８０％以下とすることが好ましいものである。その理由
は、各ハンダ２１側の面積が各接続端子１２のそれより
も８０％より大きなものとした場合には、ハンダ供給板
２０側にハンダ２１が付着し易くなってこのハンダ２１
は各接続端子１２側へ円滑に移らなくなるからである。
特に、ハンダ２１側の面積と各接続端子１２のそれとが
同等であると、ハンダ２１はハンダ供給板２０と検査用
回路基板１０の各接続端子１２とのどちら側に付着する
のか不明となって、各ハンダ２１の供給にバラつきが生
じ易くなるから好ましくない。

【００２５】以上のように構成した検査用回路基板１０
の各接続端子１２に、半導体素子３０の各接続端子と電
気的接続を行うためのハンダを形成しなければならない
が、そのためには一番最初はどのような方法によってハ
ンダを形成してもよい。しかしながら、用意されている
ハンダ供給板２０を使用するのが最も効率よくハンダ２
１を各接続端子１２に形成できるので有利であることは
当然である。そして、このように各接続端子１２にハン
ダを形成した検査用回路基板１０に、図１の（イ）に示
したように、機能検査を行うべき半導体素子３０を搭載
して各機能検査を行ってから、図１の（ロ）に示したよ
うに、半導体素子３０を除去するのである。この半導体
素子３０の除去は、両者を接続していたハンダを溶融さ
せた状態で行われるから、図１の（ロ）にて示したよう
に、各接続端子１２上に形成しておいたハンダの殆どは
検査用回路基板１０側に移る。そこで、図１の（ハ）に
示したように、前述したハンダ供給板２０を利用してそ
の各ハンダ２１を、図１の（ニ）に示したように、検査
用回路基板１０側の各接続端子１２に移動させる、つま
り供給するのである。

【００２６】以上のことは、各半導体素子３０の機能検
査を行う毎になされるものであって、その間検査用回路
基板１０自体は殆ど変化しないものであり、言わば検査
用回路基板１０の耐久性が十分なものとなっているだけ
でなく、この検査用回路基板１０は半導体素子３０の機
能検査を行うものとして繰り返し使用されるのである。

【００２７】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明においては、
「半導体素子３０の熱的及び電気的機能検査を行うため
に、この半導体素子３０がハンダを介して接続される多
数の接続端子１２を有した検査用回路基板１０の使用方
法であって、機能検査が終った半導体素子３０を取り外
した後に、検査用回路基板１０の各接続端子１２に対し
て、これに対応する部分にハンダ２１を付着させたハン
ダ供給板２０を位置決め載置して全体を加熱することに
より、検査用回路基板１０の各接続端子１２にハンダ２
１を再付着させてからハンダ供給板２０を除去して、こ
のようにした検査用回路基板１０を、次の半導体素子３
０の機能検査のために繰り返して使用する方法」にその
特徴があり、これにより、半導体素子を検査するための
検査用回路基板を繰り返し使用することのできる使用方
法を提供することができるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の検査用回路基板の使用方法を（イ）〜
（ニ）の順に従って示した斜視図である。

【図２】検査用回路基板側の接続端子とハンダ供給板側
のハンダとを拡大して示した部分断面図である。

【図３】ハンダ供給板側のハンダが接続端子に移る直前
の状態を示した部分断面図である。

【図４】ハンダ供給板側のハンダが接続端子に完全に移
った状態を示す検査用回路基板の部分断面図である。

【符号の説明】

１０ 検査用回路基板 １１ 接続ピン １２ 接続端子 １３ ソルダーレジスト ２０ ハンダ供給板 ２１ ハンダ ３０ 半導体素子

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−81333（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−226046（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−194347（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−130147（ＪＰ，Ａ) 特表 平６−510122（ＪＰ，Ａ) 特表 平５−508736（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/66 G01R 1/06 G01R 31/26

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体素子の熱的及び電気的機能検査を
   行うために、この半導体素子がハンダを介して接続され
   る多数の接続端子を有した検査用回路基板の使用方法で
   あって、前記機能検査が終った半導体素子を取り外した
   後に、前記検査用回路基板の各接続端子に対して、これ
   に対応する部分にハンダを付着させたハンダ供給板を位
   置決め載置して全体を加熱することにより、前記検査用
   回路基板の各接続端子にハンダを再付着させてから前記
   ハンダ供給板を除去して、このようにした前記検査用回
   路基板を、次の半導体素子の前記機能検査のために繰り
   返して使用する方法。