JP3042408B2 - 半導体装置の測定方法及び測定治具 - Google Patents

半導体装置の測定方法及び測定治具

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    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02General constructional details
    • G01R1/04Housings; Supporting members; Arrangements of terminals
    • G01R1/0408Test fixtures or contact fields; Connectors or connecting adaptors; Test clips; Test sockets
    • G01R1/0433Sockets for IC's or transistors
    • G01R1/0483Sockets for un-leaded IC's having matrix type contact fields, e.g. BGA or PGA devices; Sockets for unpackaged, naked chips

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  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の測定
方法及び測定治具に関し、具体的には、多数の接点パッ
ドを成形した半導体チップを、配線を施したガラエポ基
板に導電性接着剤で接着し、半導体チップの接点パッド
とガラエポ基板の配線とを金線等で接合させ、半導体チ
ップの表面を樹脂でコ−ティングし、さらにガラエポ基
板の裏面にハンダボ−ルを設けてなる半導体装置[以後
“BGA”(Ball−GridArrayの略)とも記す]の測定方法
及びこの測定方法に用いる測定治具に関する。
【0002】
【従来の技術】上記した構成からなる半導体装置(BG
A)は、現在主流のパッケ−ジであるQFPと比較する
と、リ−ド曲がりの心配ないぶん取り扱いが容易である
ため実装時のトラブルが非常に少なく、さらに同等のピ
ン数では実装面積が小さく高密度実装を実現できる等の
利点があるため、需要が著しく増加しているパッケ−ジ
である。
【0003】ここで、まず、この半導体装置(BGA)の
構造について、図5(その断面図)を参照して説明し、続
いて、この半導体装置(BGA)の従来の測定方法につい
て、図6(従来の測定方法で使用するテストボ−ドの概
略図)および図7(図6のICソケット部分の拡大断面
図)に基づいて説明する。
【0004】(BGAの構造)BGA13は、図5に示
すように、配線52を施した基板51の表面に導電性の
接着剤で半導体チップ53を接着し、この半導体チップ
53上に配設したパッドと配線52とを、Au等の金属
線54を超音波熱圧着することで、電気的に接合されて
いる。そして、上記半導体チップ53と金属線54を保
護するためにエポキシ系の樹脂55で基板51の表面が
封止され、一方、該基板51の裏面にはハンダボ−ル6
が設けられている構成からなる。なお、このようなBG
Aは、装置基盤に実装される際にハンダボ−ル6を溶か
してハンダ付けされる。そのため、一度実装されたBG
Aは、装置基盤から剥がされると、ハンダボ−ル6とし
ての形状が失われてしまうものである。
【0005】(BGAの従来の測定方法)上記構成から
なるBGAの従来の測定方法について説明する。組立ら
れた(形成された)BGA13は、搭載された半導体チッ
プ53が正常に動作することを確認するために電気的試
験を行う。この試験は、テスタ−からBGA13の端子
を通じて、BGA内部の半導体チップ53に電源と試験
信号を送って半導体チップ53を動作させ、その出力結
果で正常に動作していることを確認している。この動作
確認の際、BGA13とテスタ−とを電気的に接続する
ために、従来から治具(以後“ テストボ−ド”と記す)
を用いている。
【0006】従来のテストボ−ドは、図6に示すのよう
に、ICソケット7とテストボ−ド基板8とからなり、
そして、テストボ−ド基板8には、その裏面にテスタ−
15から出ている端子10と接続できるように、パッド
9が設けられている。そして、BGA13は、その測定
の際にテストボ−ドのICソケット7にセットされる
(図6参照)。
【0007】そのとき、このICソケット7には、図7
(ICソケット7の拡大断面図)に示すように、BGA1
3をセットしたとき、各々のハンダボ−ル6の下方位置
であって、そのハンダボ−ル6を受ける位置にICソケ
ット電極11が設けられており、ICソケット7の蓋1
2によってBGA13をその上方から押すことで、ハン
ダボ−ル6をICソケット電極11に押しつけ、ICソ
ケット7とBGA13とを導通させている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、BGA13
は、一度装置基板に実装した後に実装基盤から剥がす
と、前記したように、ハンダボ−ル6としての形状が失
われるものであり、そのため、ICソケットとのコンタ
クトができなくなり、その結果として、装置上でトラブ
ルを起こしたサンプルの電気的な解析ができず、トラブ
ル原因の究明,性能向上,信頼性向上,顧客満足度の向
上等のうえで大きな支障になっていた。
【0009】本発明は、上記問題点に鑑み成されたもの
であって、その目的とするところは、装置上のトラブル
が起きたBGAを装置基盤から剥がし、これを評価し、
解析することが可能であり、つまり、これまで測定不可
能であった“ハンダボ−ルとしての形状(機能)が失われ
たBGA”の電気的な試験,測定が可能であり、トラブ
ルの原因究明や性能向上,信頼性向上,顧客満足度の向
上等に不可欠なデ−タ−を採取することができる半導体
装置の測定方法および該方法に用いる測定治具を提供す
ることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】そして、本発明は、装置
基盤に実装後、その装置基盤から剥して“ハンダボ−ル
としての機能が失われたBGA”に対し、この失われた
ハンダボ−ルを補うための「導電性のボ−ルを備えた治
具」を、そのBGAとICソケットとの間にかませる
(介在させる)ことを特徴とし、これにより前記目的を
達成したものである。
【0011】即ち、本発明の前記目的は、「装置基盤に
実装するためのハンダボ−ルが設けられた半導体装置
を、該装置基盤に実装した後に、該装置基盤から前記半
導体装置を再び剥がし、前記ハンダボ−ルが失われた半
導体装置を電気的に試験し、該半導体装置を測定する方
法であって、前記ハンダボ−ルの設けられた位置に、前
記半導体装置と測定用のICソケットとの間に、前記ハ
ンダボ−ルに代わる治具を介在させて測定し、前記ハン
ダボールが失われていないときは前記治具を介在させる
ことなく測定することを特徴とする半導体装置の測定方
法。」(請求項1)により達成することができる。
【0012】また、本発明の前記目的は、「装置基盤に
実装するためのハンダボールが設けられた半導体装置
を、該装置基盤に実装した後に、該装置基盤から前記半
導体装置を再び剥がし、前記ハンダボ−ルが失われた半
導体装置を、測定用のICソケットに装着する際に使用
する測定治具であって、前記ハンダボールが設けられた
位置と同一のピッチで電気的に接触可能な複数の電極を
有する前記ICソケットの該複数の電極と、前記ハンダ
ボ−ルが失われた半導体装置と、を導通可能にする、複
数の導電性部材を前記ハンダボールが設けられた位置と
同一ピッチで設けたことを特徴とする測定治具。」(請
求項2)によって達成することもできる。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明において、前記測定治具と
しては(前記測定方法で用いる治具も同じであるが)、 ・前記導電性部材が絶縁性の板の表裏面に露出するよう
に固定された構成とすること(請求項3)、 ・前記導電性部材の接点面の一端側に導電性の弾性部材
が設けられた構成とすること(請求項4)、がいずれも本
発明の好ましい実施形態とするものである。
【0014】そして、前記導電性部材としては、本発明
で特に限定するものではないが、Au製ボ−ル又はAu
メッキを施したCu製ボ−ルを使用することが好ましく
(請求項5)、また、前記導電性の弾性部材としては、こ
れも限定するものではないが、導電性ゴムを用いること
が好ましい(請求項6)。
【0015】
【実施例】次に、本発明に係る半導体装置の測定方法及
びこの方法で使用する測定治具についての実施例を挙
げ、本発明を具体的に説明するが、本発明は、以下の実
施例によって限定されるものではない。
【0016】(実施例1)図1は、本発明の一実施例
(実施例1)である測定治具の平面図であり、図2は、図
1におけるA−A断面図である。また、図3は、図1に
示した測定治具を用いた測定方法を示すための治具の使
用形態の概略断面図である。
【0017】先ず、本実施例1における図1および図2
に示す測定治具20は、下記するような半導体装置、つ
まり前掲の図5に示したような“BGA13”の実装後
の測定に使用するものである。すなわち、実施例1で使
用する測定治具20を適用する半導体装置としては、図
5に示したように、多数の接点パッドを成形した半導体
チップ(53)を、配線(52)を施したガラエポ基板(基
板51)に導電性接着剤で接着し、半導体チップ(53)
の接点パッドとガラエポ基板(基板51)の配線(52)と
を金線等(Au等の金属線54)で接合させ、半導体チッ
プ(53)の表面を樹脂(55)でコ−ティングし、さらに
ガラエポ基板裏面にハンダボ−ル(6)を設けてなる構造
からなり、装置基盤に実装するためのものを対象とす
る。[( )内の符号は、前掲の図5における符号であ
る。以下同じ。]
【0018】そして、このように装置基盤に実装するた
めの“ハンダボ−ル(6)が設けられた半導体装置(BG
A13)”を一度装置基盤に実装し、その後の不具合な
どで該装置基盤から半導体装置(BGA13)を剥がした
ものであって、ハンダボ−ル(6)が失われたBGA4
[図5に示すハンダボ−ルを設けたBGA13と区別す
るため、本実施例1では、ハンダボ−ルの失われた“B
GA4”(図3参照)と表現する]の電気的試験をする際
に使用するものである。
【0019】この測定治具20は、測定対象である装置
が実装後に剥がしたものであるために、既にハンダボ−
ル6がその元の形をとどめていないが、このハンダボ−
ル6の設けられていた位置に、BGA4と電気的試験用
のICソケット7との間に配置させることで、ハンダボ
−ル6に代わる導通用の手段として使用するものである
(図3参照)。本実施例1において、前記測定治具20
は、導電性部材である金属製のボ−ル2が絶縁性の板1
の表裏面に露出するように固定された構成からなる。
【0020】本実施例1の測定治具20を製作するとき
は、まず、図1のように、測定するBGA4の基盤と同
じ大きさで、例えば厚さが0.3〜0.5mm程度の絶縁性の
板1(ガラエポ基盤等がよい)に、BGAのハンダボ−ル
(6)と同じ配置になるように0.5mm程度の穴をあけて
おく。
【0021】次に、前記BGAのハンダボ−ルと同じ直
径(0.75mm±0.1mm程度)の金属製のボ−ル2(例えば
Au又はCuにAuメッキなどがよい)に基盤がはまる
程度の溝2aを設ける。そして、金属製のボ−ル2を、
前記絶縁性の板1の穴に押し込むようにする(圧入する)
ことにより、金属製のボ−ル2の溝2aと穴の縁部とが
嵌合し、絶縁性の板1に金属製のボ−ル2が固定され
る。
【0022】以上のように構成された測定治具の使用方
法について、図3に基づいて説明すると、前記測定治具
20の使用は、先ず、ICソケット7の蓋12を開けた
状態において、この測定治具20をICソケット7の上
に置き、その上にハンダボ−ルの失われたBGA4を置
く。そして、ICソケット7の蓋12を閉じて(図3の
状態)、該蓋12でBGA4を押さえつけることで、測
定治具20がハンダボ−ル代わりにBGA4の下面側の
導通部分とICソケット7のICソケット電極11とを
電気的に接続できる。
【0023】(実施例2)図4は、本発明の他の実施例
(実施例2)である測定治具の断面図である。この実施例
2では、前記実施例1で説明した金属製のボ−ル2の溝
2aより上の部分(図1,2参照)を、図3に示すよう
に、円筒形(上端面をフラットにした形状)にした金属
17を設け、この円筒形の上端面には、弾性部材である
導電性ゴム16が設けられている。なお、この金属17
と導電性ゴム16との全体の高さは、BGA13に設け
られていたハンダボ−ルの高さ(0.75mm±0.1mm程
度)と同じに設定し、図示のように、金属17の球面を
下に導電性ゴム16の面を上にして板1に固定して成
る。
【0024】本実施例2での使用方法は、前記実施例1
と同様である。しかし、本実施例2においては、弾性を
有する導電性ゴム16を使用したことにより、BGAの
ハンダボ−ルが多少残っていて接触面の高さにバラツキ
が生じても、安定した接触が可能になり、導通性能はよ
り確実になる利点を有する。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、ハンダ
ボ−ルの失われたBGAのハンダボ−ルを補う測定治具
をICソケットとBGAの間に介在させる(かませる)こ
とにより、今まで測定不可能であったハンダボ−ルの失
われたBGAの電気的な試験、測定が可能になる。ま
た、さらに、ハンダボ−ルの少なくとも一方の接触面
に、例えば導電性ゴムなどの弾性部材を使用したことに
より、BGAのハンダボ−ルが多少残っていて接触面の
高さにバラツキが生じても、安定した接触が可能にな
る。
【0026】このように、本発明によれば、装置上の何
らかのトラブルが起きたBGAを装置基盤から剥がして
評価,解析が可能になり、トラブルの原因究明,性能向
上、信頼性の向上,顧客満足度の向上等には不可欠なデ
−タ−を採取可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例(実施例1)を示す測定治具の
平面図である。
【図2】図1におけるA−A線に沿った部分の断面図で
ある。
【図3】図1に示した測定治具を用いた測定方法を示す
ための治具使用形態の概略断面図である。
【図4】本発明の他の実施例(実施例2)を示す測定治具
の要部断面図である。
【図5】BGAの断面図である。
【図6】BGAの従来の測定方法で使用するテストボ−
ドの概略図である。
【図7】図6のICソケット部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
1 絶縁性の板 2 金属製のボ−ル 2a 溝 4 ハンダボ−ルの失われたBGA 6 ハンダボ−ル 7 ICソケット 8 テストボ−ド基板 11 ICソケット電極 12 蓋 13 ハンダボ−ルを有するBGA 16 導電性ゴム 17 金属 20,21 測定治具 51 基板 52 配線 53 半導体チップ 54 金属線 55 樹脂

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 装置基盤に実装するためのハンダボ−ル
    が設けられた半導体装置を、該装置基盤に実装した後
    に、該装置基盤から前記半導体装置を再び剥がし、前記
    ハンダボ−ルが失われた半導体装置を電気的に試験し、
    該半導体装置を測定する方法であって、前記ハンダボ−
    ルの設けられた位置に、前記半導体装置と測定用のIC
    ソケットとの間に、前記ハンダボ−ルに代わる治具を介
    在させて測定し、前記ハンダボールが失われていないと
    きは前記治具を介在させることなく測定することを特徴
    とする半導体装置の測定方法。
  2. 【請求項2】 装置基盤に実装するためのハンダボール
    が設けられた半導体装置を、該装置基盤に実装した後
    に、該装置基盤から前記半導体装置を再び剥がし、前記
    ハンダボ−ルが失われた半導体装置を、測定用のICソ
    ケットに装着する際に使用する測定治具であって、前記
    ハンダボールが設けられた位置と同一のピッチで電気的
    に接触可能な複数の電極を有する前記ICソケットの該
    複数の電極と、前記ハンダボ−ルが失われた半導体装置
    と、を導通可能にする、複数の導電性部材を前記ハンダ
    ボールが設けられた位置と同一ピッチで設けたことを特
    徴とする測定治具。
  3. 【請求項3】 前記測定治具は、前記導電性部材が絶縁
    性の板の表裏面に露出するように固定されたことを特徴
    とする請求項2に記載の測定治具。
  4. 【請求項4】 前記測定治具は、前記導電性部材の接点
    面の一端側に導電性の弾性部材が設けられたことを特徴
    とする請求項2又は3に記載の測定治具。
  5. 【請求項5】 前記導電性部材が、Au製ボ−ル又はA
    uメッキを施したCu製ボ−ルからなることを特徴とす
    る請求項2,3又は4に記載の測定治具。
  6. 【請求項6】 前記導電性の弾性部材が、導電性ゴムで
    あることを特徴とする請求項4に記載の測定治具。
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