しかし、そのような支持具1においては、ラッチ部4が試験用基板22、32にクリックする際に、ラッチ部4からの衝撃により押さえ板3が揺れて半導体装置20、30の位置がズレることが多く、再度の位置合わせが必要になる。
本発明の目的は、半導体装置をズレることなく試験用基板に固定することができる試験用キャリア、及び試験用キャリアへの半導体装置の取付方法を提供することにある。
(手段)
以下、(1)、(2)は参考手段である。
(1)上記した課題は、図1、図3、図16に例示するように、半導体装置40,90の電極40a又は端子90aが重ねられる配線45,94を有する基板41,95と、前記半導体装置40,90を支持し、且つ前記半導体装置40,90を前記基板41,95に押圧する支持体51と、前記支持体51と前記基板41,95のいずれかに取付けられた磁石54と、前記磁石54に対向して前記基板41,95又は前記支持体51のいずれかに設けられた磁性材よりなる磁性部47,97とを有することを特徴とする半導体装置の支持装置によって解決する。
上記した半導体装置の支持装置において、前記磁石54と逆方向の磁界を前記磁性部47,97に印加する磁界発生部57を有することを特徴とする。
上記した半導体装置の支持装置において、前記支持体51に形成された通気孔53と、該通気孔53を通して前記半導体装置40,90を吸引するハンドリングヘッドを有することを特徴とする。
上記した半導体装置の支持装置において、図5又は図15に例示するように、前記支持体51又は前記基板41,95のいずれかには、前記半導体装置40,90を囲む磁気シールド76が形成されていることを特徴とする。
上記した半導体装置の支持装置において、図1に例示するように、前記配線44のうち前記半導体装置40を載置する部分の下の前記基板41には弾性体43が埋め込まれていることを特徴とする。
上記した半導体装置の支持装置において、図16に例示するように、前記基板95の前記配線94は弾性材よりなるピン94であり、前記基板95に形成された凹部96に配置されていることを特徴とする。該ピン94の下端は前記基板の底から外部に突出していることを特徴とする。
上記した半導体装置の支持装置において、図14に例示するように、前記配線44は絶縁性シート75の上に形成され、該絶縁性シート75は前記基板41の上に形成されていることを特徴とする。
上記した半導体装置の支持装置において、前記基板95上の前記配線94のうち、前記半導体装置90の電極又は端子90aに接触する部分には、横方向よりも上下方向の抵抗が低い異方性導電膜108が置かれていることを特徴とする。
図1(a),(b) に例示するように、支持体51に形成された通気孔53を通してハンドリングヘッド50により半導体装置40を吸着するとともに、該半導体装置40とハンドリングヘッド50の間に前記支持体51を挟み、前記ハンドリングヘッド50により前記支持体51及び前記半導体装置40を移動して間隔をおいて基板41に対向させ、前記ハンドリングヘッド50により前記支持体51及び前記基板41を移動して前記半導体装置40の電極40a又は端子を前記基板41上の配線44に対向させ、前記支持体51を前記基板41に向けて移動して前記半導体装置40の前記電極40a又は前記端子を前記配線44に接触させるとともに、前記支持体51と前記基板41とを磁気的に吸着固定し、前記ハンドリングヘッド50による前記半導体装置40の吸着を解く工程を有することを特徴とする半導体装置の固定方法によって解決する。
また、基板の配線に半導体装置40の端子又は電極が接触し、該半導体装置40が支持体51によって基板に押圧され、該基板と該支持体51が磁石54と磁性片47の吸引力によって固定された状態で、前記磁石54の磁界と逆向きの磁界を前記磁性片47を通して発生させて前記磁石54と前記磁性片47の反発力によって前記支持体51と前記基板41を分離することを特徴とする半導体装置の支持装置からの離脱方法によって解決する。
(2)上記した課題は、図7、図10に示すように、半導体装置40,90の電極40a又は端子90aが重ねられる配線44,72と該配線44,72の間に形成された挿通孔41c,73とを有する基板41A,71と、前記基板41A,71の前記挿通孔41c,73に挿通される磁界発生部47a,57,92と、前記半導体装置40,90を支持して前記基板41A,71に取付けられ、且つ少なくとも前記挿通孔41c,73に対向した部分が磁性体より形成された支持体60,80とを有することを特徴とする半導体装置の支持装置によって解決する。
上記した半導体装置の支持装置において、前記磁界発生部47a,57,92は、コイル57が巻かれる磁性コア47a,92であることを特徴とする。
上記した半導体装置の支持装置において、前記支持体60,80に形成された通気孔63a,83aと、該通気孔63a,83aを通して前記半導体装置40,90を吸引するハンドリングヘッド50とを有することを特徴とする。
上記した半導体装置の支持装置において、前記支持体60,80は、前記半導体装置40,90を前記基板41A,71に押圧するバネ66,86を有する押圧部61,81を有することを特徴とする。
上記した半導体装置の支持装置において、図18に例示するように、前記基板の前記配線は弾性材よりなるピン103であり、前記基板に形成された凹部内に配置されていることを特徴とする。該ピン103は前記基板の底から外部に突出していることを特徴とする。
上記した半導体装置の支持装置において、図17に例示するように、前記配線44と前記基板41Aの間には絶縁性シート75が介在されていることを特徴とする。
上記した半導体装置の支持装置において、前記基板71上の前記配線72のうち、前記半導体装置90の電極又は端子90aに接触する部分には、横方向よりも上下方向の抵抗が低い異方性導電膜108が置かれていることを特徴とする。
上記した課題は、図7〜図9に例示するように、支持体60に形成された通気孔61aを通してハンドリングヘッド50により半導体装置40を吸着するとともに、該半導体装置40とハンドリングヘッド50の間に前記支持体60の一部を挟み、前記ハンドリングヘッド50により前記支持体60及び前記半導体装置40を移動して間隔をおいて基板41Aに対向させ、前記ハンドリングヘッド50により前記支持体60及び前記基板41Aを移動して前記半導体装置40の電極40a又は端子を前記基板41A上の配線44に対向させ、前記支持体60を前記基板41Aに向けて移動して前記半導体装置40の前記電極40a又は前記端子を前記配線44に接触させるとともに、前記支持体60と前記基板41Aとを磁気的に吸着し、かつ前記支持体60を前記基板41Aに機械的に固定し、ついで前記ハンドリングヘッドによる前記半導体装置の吸着と、前記支持体と前記基板とを磁気的な吸着とを解く工程を有することを特徴とする半導体装置の固定方法により解決する。
(3)上記した課題は、複数の電極端子40aを有する半導体装置40を載置させるための基板111と、前記電極端子40aの配置パターンに対応して前記基板111上に設けられた複数のコンタクト端子115と、前記コンタクト端子115に接続し、前記基板111上に設けられた複数の試験用配線パターン116と、柔軟性を有する材料からなり、前記半導体装置40を被覆し、かつ前記半導体装置40を前記基板111に押圧する支持体112と、前記支持体112と前記基板111とを固着する接着剤とを有し、前記支持体112の材料の熱膨張率に比して、前記基板111の材料の熱膨張率が高いことを特徴とする試験用キャリアにより解決する。
また、複数の電極端子40aを有する半導体装置40を載置させるための基板143と、前記電極端子40aの配置パターンに対応して前記基板143上に設けられた複数のコンタクト端子と、前記コンタクト端子に接続し、前記基板143上に設けられた複数の試験用配線パターンと、柔軟性を有する材料からなり、前記半導体装置40を被覆し、かつ前記半導体装置40を前記基板143に押圧する支持体144と、前記支持体144と前記基板143とを固着する接着剤とを有し、前記基板143は、第1の層141と、前記第1の層141上に形成され、前記第1の層141の材料の熱膨張率よりも熱膨張率が小さい材料からなる第2の層142とを有し、前記第2の層142上に前記支持体144が固着されることを特徴とする試験用キャリアにより解決する。
さらに、前記第1の層141の、前記第2の層142に接しない側に、溝145が設けられたことを特徴とする試験用キャリアにより解決する。
また、複数の電極端子40aを有する半導体装置40を載置させるための基板151と、前記電極端子40aの配置パターンに対応して前記基板151上に設けられた複数のコンタクト端子と、前記コンタクト端子に接続し、前記基板151上に設けられた複数の試験用配線パターンと、柔軟性を有する材料からなり、前記半導体装置40を被覆し、かつ前記半導体装置40を前記基板151に押圧する支持体152と、前記支持体152と前記基板151とを固着する接着剤とを有し、前記支持体152は、柔軟性を有する薄膜からなり、かつ前記支持体152に、多数の孔が網目状に形成されてなることを特徴とする試験用キャリアにより解決する。
さらに、複数の電極端子40aを有する半導体装置40を載置させるための基板191と、前記電極端子40aの配置パターンに対応して前記基板191上に設けられた複数のコンタクト端子と、前記コンタクト端子に接続し、前記基板191上に設けられた複数の試験用配線パターンと、柔軟性を有する材料からなり、前記半導体装置40を被覆し、かつ前記半導体装置40を前記基板191に押圧する支持体192と、前記支持体192と前記基板191とを固着する接着剤とを有し、前記支持体192は、少なくとも前記半導体装置40に接する領域に複数のスルーホール194を有し、かつ前記支持体192の半導体装置40に接する表面、前記スルーホール194内及び前記スルーホール194を介した反対側の全面は金属膜193で覆われていることを特徴とする試験用キャリアにより解決する。
(4)上記した課題は、複数の電極端子40aを有する半導体装置40を載置させるための基板211と、前記電極端子40aの配置パターンに対応して前記基板211上に設けられた複数のコンタクト端子と、前記コンタクト端子に接続し、前記基板211上に設けられた複数の試験用配線パターンと、前記半導体装置40を被覆し、かつ前記半導体装置40を前記基板211に押圧する支持体213とを有する試験用キャリアを用意する工程と、前記基板211上に前記半導体装置40を載置する工程と、前記支持体213を前記基板211上に固着して前記基板211上に前記半導体装置40を取り付ける工程とを有し、前記支持体の材料の熱膨張率に比して、前記基板の材料の熱膨張率が高いことを特徴とする試験用キャリアへの半導体装置の取付方法により解決する。
(作用)
次に、本発明の作用について説明する。
本発明の参考手段によれば、半導体装置を基板に押圧する支持体を固定する場合に、磁力によって基板と支持体とを固定するようにしている。このため、半導体装置を基板に取付けた後に試験炉への搬送又は試験中に振動が生じても、半導体装置が基板から外れにくくなる。
また、基板と支持体とを固定するために永久磁石を使用する場合には、永久磁石と逆向きの磁界を発生させることによって基板と支持体は容易に離れる。半導体装置は永久磁石によって誤動作するおそれがあるので、基板又は支持体に半導体装置を囲む磁気シールドを取り付けるのが好ましい。
半導体装置を基板に搭載する場合には、支持体に設けた通気孔を通して半導体装置を支持体に吸引するハンドリングヘッドを使用すると、支持体と半導体装置を基板に載せる場合に、支持体に対する半導体装置のズレが生じない。
さらに、配線の下の基板に弾性体を埋め込むと、半導体装置の端子や電極と基板上の配線の間に過剰な押圧力がかかることを防止できる。弾性体はゴムのようなものでもよいが、弾性を有するピンであってもよい。そのピンを基板の底から突出させると、ソケットのプラグとして使用できる。
また、基板とその上の配線の間に絶縁性のシートを介在させると、その基板を導電体や金属磁性体によって形成することができるので、基板又は支持体への磁性片の埋め込みが不要となるし、また、基板を電気的シールドに利用できる。
支持体を最終的に基板に機械的に固定する構造を採用する場合には、支持体によって半導体装置を基板に仮に押圧するために磁力を使用してもよい。機械的な固定構造としてラッチ機構を採用する場合には、ラッチ機構によって支持体と基板が固定された後は、その固定は安定化するので、磁力を取り去ってもよい。
また、本発明に係る試験用キャリアによれば、半導体装置を被覆して基板に押圧する支持体に、例えば薄膜等の柔軟性を有する材料を用いているので、半導体装置の形状にフレキシブルに倣い、確実に密着して加圧することができる。
このため、搬送やBI試験の際に振動を受けても、半導体装置が所定の位置からずれることを抑止できる。従って、良好な電気的接続状態を試験工程中に維持することが可能となる。
さらに、本発明に係る試験用キャリアにおいて、支持体は柔軟性を有する薄膜からなり、薄膜の周囲の、半導体装置の載置される領域を取り囲むように、剛性を有する材料からなる抑え板が形成されている。このため、薄膜だけでは衝撃を吸収できないほどの外力が試験用キャリアに加わったときでも、抑え板によって半導体装置が位置ずれすることを極力抑止することが可能になる。
また、本発明に係る試験用キャリアによれば、基板と支持体を有し、基板の一部に磁石が設けられ、支持体の一部に磁性体が設けられているので、基板と支持体との固着を磁石と磁性体とで行うことができる。
なお、本発明に係る試験用キャリアにおいて、支持体の材料の熱膨張率に比して、基板の材料の熱膨張率が高いものを用いているので、特にBI試験などのように当該試験用キャリアが加熱された場合には、基板が支持体よりも膨張するため、膨張率の差によって支持体が引っ張り応力を受ける。
この引っ張り応力により半導体装置がさらに基板に加圧密着されるので、さらに良好な電気的接続状態を試験工程中に維持することが可能となる。
また、本発明に係る試験用キャリアにおいて、基板は、第1の層と、第1の層上に形成され、第1の層の材料の熱膨張率よりも熱膨張率が小さい材料からなる第2の層とを有し、第2の層上に支持体が固着されるようにしている。
このため、この試験用キャリアが加熱されると、熱膨張率の差によって基板が第1の層に反り、支持体が引っ張り応力を受ける。この引っ張り応力により半導体装置がさらに基板に加圧密着されるので、良好な電気的接続状態を試験中に維持することが可能となる。
さらに、本発明に係る試験用キャリアにおいて、第1の層の第2の層と反対側の面に、溝が設けられているため、基板が大きく第1の層側に反るので、半導体装置がさらに基板に加圧密着され、良好な電気的接続状態を試験中に維持することが可能となる。
また、本発明に係る試験用キャリアにおいて、支持体は、柔軟性を有する薄膜からなり、かつ支持体に、多数の孔がマトリクス状に形成されてなるので、孔が形成されていない支持体よりもフレキシブルにベアチップの形状にフィットすることが可能になる。
加えて半導体装置が外気に直接さらされるので、孔の形成されていない薄膜で覆う場合に比して放熱効果も大きいという利点もある。
さらに、本発明に係る試験用キャリアにおいて、電極端子に対応して設けられた複数のコンタクト端子と、電極端子に接続して設けられた複数の試験用配線パターンとが柔軟な材料からなる支持体に設けられている。
このため、試験用キャリアに振動が加わっても、コンタクト端子がフレキシブルに上下する為、半導体装置の電極端子との接触状態を良好に維持することができる。また、半導体装置の電極端子の平坦性にばらつきがあっても、フレキシブルにこれを押圧することができるので、良好な接触状態を維持することが可能となる。
更に、本発明に係る試験用キャリアにおいて、支持体は、少なくとも半導体装置に接する領域に複数のスルーホールを有し、かつ半導体装置に接する表面,スルーホール内及びスルーホールを介した反対側の表面の支持体に、金属膜が貼付されてなる。
このため、スルーホールより半導体装置が直接外気に触れる為放熱効果が高まる。また、半導体装置に直接密着する部分と、スルーホールを介して反対側の表面には、放熱性の良好な金属膜がコーティングされているので、単に薄膜にスルーホールを形成した場合に比して、さらに放熱効果が高まり、良好なBI試験を実施することが可能になる。特に発熱量が大きいデバイスに適用する際には有効である。
また、本発明に係る試験用キャリアにおいて、支持体は、ゲル又は粘土などの粘着材から構成されるので、薄膜などを用いる場合に比して衝撃をより一層緩和することが可能になる。
さらに、本発明に係る試験用キャリアにおいて、支持体は、熱によって収縮する材料からなるので、BI試験において加熱されたときに、支持体が収縮して引っ張り応力が加わる。この引っ張り応力によって半導体装置が基板に密着するので、BI試験中等も良好な電気的接続状態を維持することが可能になる。
また、本発明に係る試験用キャリアへの半導体装置の取付方法によれば、複数の電極端子を有する半導体装置を載置させるための基板と、電極端子に対応して基板上に設けられた複数のコンタクト端子と、電極端子に接続し、基板上に設けられた複数の試験用配線パターンと、半導体装置を被覆し、かつ半導体装置を押圧する支持体とを有し、基板の半導体装置を載置する領域の一部に、孔が設けられた試験用キャリアを用意し、基板上に半導体装置を載置し、孔から半導体装置を吸着し、半導体装置を基板上に固定している。
このため、その後支持体を用いて半導体装置を被覆、押圧する際にも吸着によって半導体装置が基板上に固定されているので、振動などによる位置ずれが生じにくく、確実に半導体装置を基板上に取り付けることが可能になる。
さらに、本発明に係る別の試験用キャリアへの半導体装置の取付方法によれば、複数の電極端子を有する半導体装置を載置させるための基板と、電極端子に対応して基板上に設けられた複数のコンタクト端子と、電極端子に接続し、基板上に設けられた複数の試験用配線パターンと、半導体装置を被覆し、かつ半導体装置を押圧する支持体とを有し、半導体装置を載置する領域を取り囲むように基板に設けられた突起を備えた試験用キャリアを用意し、基板上の、突起で取り囲まれた領域に半導体装置を載置している。
このため、その後支持体を用いて半導体装置を被覆する際にも、突起によって半導体装置の位置ずれが防止されているので、確実に半導体装置を基板上に取り付けることが可能になる。
また、本発明に係る別の試験用キャリアへの半導体装置の取付方法によれば、複数の電極端子を有する半導体装置を載置させるための基板と、電極端子に対応して基板上に設けられた複数のコンタクト端子と、電極端子に接続し、基板上に設けられた複数の試験用配線パターンと、半導体装置を被覆し、かつ半導体装置を押圧する支持体とを有し、支持体の半導体装置に接する領域の一部に、孔が設けられた試験用キャリアを用意し、支持体の孔を介して半導体装置を吸着して、支持体とともに半導体装置を吸着し、基板上に半導体装置及び支持体を載置しているので、半導体装置を基板上に載置し、その後基板及び半導体装置の上に支持体を載置して被覆する場合に比して、工程数の削減が可能となる。
以上述べたように本発明の参考手段によれば、半導体装置を基板に押圧する支持体を固定する場合に、磁力によって基板と支持体とを固定するようにしたので、半導体装置を基板に取付けた後に試験炉への搬送又は試験中に振動が生じても、半導体装置の基板上でのズレを防止できる。
また、基板と支持体とを固定するために永久磁石を使用する場合には、永久磁石と逆向きの磁界を発生させるようにしたので、基板と支持体を容易に離すことができる。永久磁石を採用する場合に、基板又は支持体に半導体装置を囲む磁気シールドを取り付けるようにしたので、半導体装置の外部磁界による誤動作が防止できる。
半導体装置を基板に搭載する場合には、支持体に設けた通気孔を通して半導体装置を支持体に吸引するハンドリングヘッドを使用するようにしたので、支持体と半導体装置を基板に載せる場合に、支持体に対する半導体装置のズレを防止できる。
さらに、配線の下の基板に弾性体を埋め込むと、半導体装置の端子や電極と基板上の配線の間に過剰な押圧力がかかることを防止できる。弾性体はゴムのようなものでもよいが、弾性を有するピンであってもよい。そのピンを基板の底から突出させると、ソケットのプラグとして使用できる。
また、基板とその上の配線の間に絶縁性のシートを介在させると、その基板を導電体や金属磁性体によって形成することができるので、基板又は支持体への磁性片の埋め込みが不要となるし、また、基板を電気的シールドに利用できる。
支持体を最終的に基板に機械的に固定する構造を採用する場合には、支持体によって半導体装置を基板に仮に押圧するために磁力を使用してもよい。機械的な固定構造としてラッチ機構を採用する場合には、ラッチ機構によって支持体と基板が固定された後は、その固定は安定化するので、磁力を取り去ってもよい。
また、本発明に係る試験用キャリアによれば、半導体装置を被覆して基板に押圧する支持体に、例えば薄膜等の柔軟性を有する材料を用いているので、半導体装置の形状にフレキシブルに倣い、確実に密着して加圧することができる。
このため、搬送やBI試験の際に振動を受けても、半導体装置が所定の位置からずれることを抑止できるので、良好な電気的接続状態を試験工程中に維持することが可能となる。
さらに、本発明に係る試験用キャリアによれば、基板と支持体を有し、基板の一部に磁石が設けられ、支持体の一部に磁性体が設けられているので、基板と支持体との固着を磁石と磁性体とで行うことができる。
また、本発明に係る試験用キャリアにおいて、電極端子に対応して設けられた複数のコンタクト端子と、電極端子に接続して設けられた複数の試験用配線パターンとが柔軟な材料からなる支持体に設けられている。
このため、試験用キャリアに振動が加わっても、コンタクト端子がフレキシブルに上下する為、半導体装置の電極端子との接触状態を良好に維持することができる。
さらに、半導体装置の電極端子の平坦性にばらつきがあっても、フレキシブルにこれを押圧することができるので、良好な接触状態を維持することが可能となる。
また、本発明に係る試験用キャリアへの半導体装置の取付方法によれば、基板と、半導体装置を被覆し、かつ半導体装置を押圧する支持体とを有し、基板の半導体装置を載置する領域の一部に、孔が設けられた試験用キャリアを用意し、基板上に半導体装置を載置し、孔から半導体装置を吸着し、半導体装置を基板上に固定している。
このため、その後支持体を用いて半導体装置を被覆、押圧する際にも吸着によって半導体装置が基板上に固定されているので、位置ずれが生じにくく、確実に半導体装置を基板上に取り付けることが可能になる。
また、本発明に係る別の試験用キャリアへの半導体装置の取付方法によれば、複数の電極端子を有する半導体装置を載置させるための基板と、半導体装置を被覆し、かつ半導体装置を押圧する支持体とを有し、半導体装置を載置する領域を取り囲むように基板に設けられた突起を備えた試験用キャリアを用意し、基板上の、突起で取り囲まれた領域に半導体装置を載置している。
このため、その後支持体を用いて半導体装置を被覆する際にも、突起によって半導体装置の位置ずれが防止されているので、確実に半導体装置を基板上に取り付けることが可能になる。
さらに、本発明に係る別の試験用キャリアへの半導体装置の取付方法によれば、複数の電極端子を有する半導体装置を載置させるための基板と、半導体装置を被覆し、かつ半導体装置を押圧する支持体とを有し、支持体の半導体装置に接する領域の一部に、孔が設けられた試験用キャリアを用意し、支持体の孔を介して半導体装置を吸着して、支持体とともに半導体装置を吸着し、基板上に半導体装置及び支持体を載置しているので、半導体装置を基板上に載置し、その後基板及び半導体装置の上に支持体を載置して被覆する場合に比して、工程数の削減が可能となる。
そこで、以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の第1実施形態乃至第21実施形態のうち、第1実施形態乃至第9実施形態は参考例である。
(第1実施形態)
図1(a),(b) は、本発明の第1実施形態の試験用キャリアに半導体装置を取り付ける方法を示している。
図1(a),(b) に示す試験用キャリアは、半導体集積回路が形成されたチップ(以下、ベアチップという)を挟む試験用配線基板41と支持基板51とを有しており、試験用配線基板41の一辺は、支持基板51の一辺よりも5〜10mm程度大きくなっている。また、試験用配線基板41及び支持基板51は、Al2O3 或いは樹脂(PES、PEI、ガラス入りエポキシ樹脂)などの絶縁性の非磁性材から形成されている。
試験用配線基板41の上面の中央寄りの領域には凹部42が形成され、その凹部42にはゴム製の弾性体43が埋め込まれている。また、試験用配線基板41の上面では、弾性体43の中央を囲む領域から基板縁にかけて、複数本の試験用配線パターン44がピッチ及び幅を拡大しながら引き出されている。その試験用配線パターン44の内側の端部にはコンタクト端子45が形成され、さらに、外側の端部には外側の端子46が形成されている。コンタクト端子45は、ベアチップ40の電極40aに対応して配置されている。
また、複数の試験用配線パターン44は放射状に広がって配置されている。
さらに、試験用配線基板41の弾性体43の周囲には、少なくとも2つの磁性片47が埋め込まれている。それらの磁性片47は、鉄、鉄合金、コバルト、コバルト合金などからなり、しかも磁化されずに磁界が殆ど発生しない条件で形成されている。
支持基板51のうち試験用配線基板41の弾性体43に対向する領域にはベアチップ40を支持する凹部52が形成されている。また、凹部52の中央には、支持基板51を貫通する直径3mm程度の通気孔53が形成されている。また、試験用配線基板41の磁性片47に対向する位置には、例えばコバルト、コバルト合金、クロム又はクロム合金よりなる磁石(永久磁石)54が埋め込められている。
支持基板51の下面は例えば図2(a) に示すような形状であり、試験用配線基板41の上面は例えば図2(b) のような形状である。
なお、図中符号50は、中空のハンドリングヘッドであって、支持基板51の通気孔53よりも大きな先端から外気を吸引するとともに、駆動機構37によって上下方向と横方向に移動可能に構成されている。
以上のような試験用配線基板41にベアチップ50を取り付ける場合には次のような方法による。
まず、ベアチップ40の電極40aが外向きになるように、そのベアチップ40を支持基板51の凹部52内に位置させる。そして、ハンドリングヘッド50により支持基板51を吸着して支持するとともに、通気孔53を通してベアチップ40を吸引して支持基板51上に固定する。
続いて、ハンドリングヘッド50を移動して支持基板51を試験用配線基板41の上方に間隔をおいて対向させる。
次に、上方と下方の画像認識が可能な位置認識カメラ55を試験用配線基板41と支持基板51の間に入れて、その位置認識カメラに55より試験用配線基板41上の全てのコンタクト端子45とベアチップ40上の全ての電極40aを撮像する。
その位置認識カメラ55から得られたデータは、画像処理装置56に取り込まれて試験用配線基板41上のコンタクト端子45とベアチップ40の電極40aの位置をそれぞれ座標データに変換する。そして、コンタクト端子45とベアチップ40の電極40Aが1対1で対向していないと画像処理装置56が判断した場合には、駆動機構37によりハンドリングヘッド50の位置を調整して、その先端のベアチップ40の電極40aとコンタクト端子45とを1対1で対向させる。
そして、全てのコンタクト端子45と電極40aの全てが1対1で対向していると画像処理装置56が判断した場合には、ハンドリングヘッド50を試験用配線基板41の上面に向けて垂直に下降させるとともに、位置認識カメラ55を適当な時期に試験用配線基板41と支持基板51の間から取り去る。さらに、ハンドリングヘッド50を降下させると、ついには磁石54と磁性片47は磁界Hによって吸着する。これにより、支持基板51は、磁石54及び磁性片47を介して試験用配線基板41に強固に固定されるとともに、ベアチップ40の電極40aは試験用配線基板41上のコンタクト端子45に接触する。
ところで、電極40aとコンタクト端子45は、外部の力により押圧されなければ、ハンドリングヘッド50による吸引を解いた直後に互いにずれることになる。したがって、磁石54と磁性片47が互いに吸着した状態で、試験用配線基板41内の弾性体43の弾性力によりコンタクト端子45をベアチップ40の電極40aに押圧させる必要がある。
この押圧力を発生させるためには、磁性片47と磁石54が接触した状態でベアチップ40の電極40aが弾性体43を押し下げることが条件となる。この条件を満たすためには、ベアチップ40の端子40aとコンタクト端子45の基板から突出量の和が、磁石54及び磁性片47の基板からの突出量の和よりも小さくさせる必要がある。しかも、磁石54と磁性片47の吸着力を、弾性体43の弾性力よりも大きくする必要がある。例えば、1つの電極40aに10gの押圧力が必要な場合には、ベアチップ40の下の100個の電極40aにかかる押圧力の総和は1kgとなるので、磁石54の磁力が1kg以上となる磁石54を支持基板51に埋め込むことになる。
このようにして試験用配線基板41に載置されたベアチップ40内の半導体回路は、試験用配線パターン44の外側の端子46に接触される試験用プローブ48を介して回路動作試験が行われる。
しかも、試験用配線基板41と支持基板51は、磁石54及び磁性片47を介して強固に固定されているので、それらの基板41,51は、ハンドリングヘッド50を取り去ってから回路動作試験を終えるまでの間にズレることはない。
なお、図3に示すように、磁石54を試験用配線基板41側に埋め込み、磁性片47を支持基板51に埋め込んでも、上記した作用効果が得られる。また、試験用配線基板41の凹部42の代わりに図3に示す貫通孔49を設け、その中に弾性体43を埋め込むようにしてもよい。
ところで、上記した試験用キャリアは、テスター38を使用して加熱炉39内でBI試験などの回路試験を終えた後に、試験用配線基板41と支持基板51を分離してベアチップ40を取り出すことになる。しかし、磁石54の磁力が強い場合には、その分離作業に手間がかかったり、或いは、分離作業中にベアチップ40が破損する恐れがある。
そこで、図4(a) に示すように、試験用配線基板41に取り付けられる磁性片47aを、下方に突出させる構造を採用する。そして、試験用配線基板41と支持基板51を分離する場合には、図4(b) に示すように、磁性片47aの下側の突出部を磁界発生用の磁界発生用コイル57に差し込み、ついで、その磁界発生用コイル57に電源58から電流を流して磁界H1 を発生させる。その磁界H1 の向きを、支持基板51側の磁石54からの磁界Hの向きと逆にすると、同磁極性の反発力によって磁石54と磁性片47aは容易に離れる。
なお、図中4(b) 中符号59は、電源58を磁界発生用コイル57に接続するためのスイッチを示している。
このように、試験用配線基板41と支持基板51との吸着を解く場合のみに、磁性片47aに反発磁界を発生させるようにすれば、基板同士を分離するための作業効率が高くなる。
また、磁石54を試験用配線基板41に取付ける構造を採用する場合には、図5に示すように、支持基板51に取り付ける磁性片47bの上端を支持基板51から突出させて、基板分離の際にその上端を図4(b) に示した磁界発生用コイル57に挿入して反発磁界を発生させるようにすればよい。また、ベアチップ40内の半導体装置の試験の際に外部磁界の影響を抑制するために支持基板51の凹部52の内周に沿って磁気シールド76を取付けてもよい。
なお、上記した各試験用キャリアは、ベアチップ状態の半導体装置の回路試験に使用するばかりでなく、パッケージされた半導体装置の回路試験に使用してもよい。
(第2実施形態)
図6は、ベアチップを試験用配線基板に支持するための支持具を示している。
その支持具60は、磁性材よりなる略U字状の押圧部61と、押圧部61の両腕が挿通される挿通孔62を有する帯状の梁部63を有している。また、梁部63の両側端からは、下方に弾性材よりなる板状のラッチ部64が延び、その下端は、試験用配線基板41Aを抱えるために屈曲している。さらに、梁部63の両側端には、上方に板状のラッチ解除部65が延びている。
押圧部61は、試験用配線基板41Aの上面に平行になるような平坦な底面を有し、その中央には半導体装置よりも小さな通気孔61aが形成されている。梁部63の中央にはハンドリングヘッド50を通すための挿通孔63aが形成され、挿通孔63aを通したハンドリングヘッド50が押圧部61の通気孔61aの周囲に当たるようになっている。
押圧部61の両腕の上端は挿通孔62からの脱落防止のために折り曲げられ、しかもそれらの両腕に巻かれるコイルバネ66の弾性によって押圧部61は常時下方に力が加わっている。
そのような構造の支持具60が装着される試験用配線基板41Aは、図4に示す構造とほぼ同じであり、その両側にテーパ面41Bが形成されている点で異なる。なお、図4と同じ符号は同じ要素を示している。
以上のような支持具60と試験用配線基板41Aによって試験用キャリアが構成されている。そして、この試験用キャリア内にベアチップ40を取り付けるためには、次のような手順を踏む。
まず、ベアチップ40の電極40aが露出するように、そのベアチップ40を支持具60の押圧部61の下に位置させる。さらに、ハンドリングヘッド50を梁部63の挿通孔63aを通して押圧部61の上面に当てる。そして、押圧部61の通気孔61aを通してベアチップ40をハンドリングヘッド50に吸着させるとともに、押圧部61もハンドリングヘッド50に吸着させる。
続いて、ハンドリングヘッド50の移動により、図7に示すように、ベアチップ40を試験用配線基板41Aの上方に間隔をおいて対向させる。そして、位置認識カメラ55によって、試験用配線基板41A上の試験用配線パターン44のコンタクト端子45とベアチップ40の電極40aの位置を認識する。
その位置認識カメラ55から得られたデータに基づいて、第1実施形態で説明したように、試験用配線基板41A上のコンタクト端子45とベアチップ40の電極40aが1対1で対向する位置までハンドリングヘッド50を移動させる。
ついで、位置認識カメラ55を適当な時期に取り去った後に、ハンドリングヘッド50の降下によって支持具60を試験用配線基板41Aに載せる。
また、試験用配線基板41の下方に突出した磁性片47aは、その突出した部分に磁石用コイルに巻かれた状態にしておく。そして、磁界発生用コイル57に電流を流すと、磁性片47に沿って磁界が集中するので、その磁界は磁性片47は支持体60の押圧部61とを吸着させる。
この状態では、梁部63はコイルバネ66の弾性力によって押圧部61の底面からの距離は変化せず、ラッチ部64の下端は試験用配線基板16Aの底面に到達していない。そこで、押圧ピン67を用いて梁部63の両端寄りの領域を試験用配線基板41Aに向けて押し下げると、図8に示すように、ラッチ部64は試験用配線基板41Aの側部のテーバ面41B上を滑りながら広がる。そして、ラッチ部64の先端が試験用配線基板41Aの底に達した時点で、ラッチ部64は狭くなってクリックする。
この結果、梁部63は、試験用配線基板41Aに固定された状態になる。しかも、押圧ピン67によって押圧部61が押し下げられると、梁部63はコイルバネ66には弾性力が加わるので、ベアチップ40の電極40aのコンタクト端子45への押圧力が強まる。したがって、ラッチ部64のクリックの衝撃によってはベアチップ40の電極40aとコンタクト端子45の位置はそれぞれズレることはない。
ラッチ部64の先端が試験用配線基板41Aの底部を抱えた状態では、支持具60が、そのラッチ部64によって試験用配線基板41Aに固定された状態になるので、磁界発生用コイル57による磁界は不要になる。そこで、磁界発生用コイル57への電流の供給を停止する。そして、ハンドリングヘッド50及び押圧ピン67を支持具60から外して図9に示すような状態にし、さらに試験用配線基板41Aの磁性片57を磁界発生用コイル57から外し、ついで試験用配線基板41Aを試験装置へ搬送する。
ついで、試験用配線41Aの外側の端部に試験用プローブ等を当ててベアチップ40に形成された半導体装置の回路動作試験が行われる。
この試験の際にも、試験用配線基板41Aと支持具60はラッチ部64を介して互いに強固に固定されているので、ハンドリングヘッド50を取り去ってから回路動作試験を終えるまでの搬送による振動は試験中の振動ではズレることはない。
そして、回路試験を終えた後に、支持具60の上部のラッチ解除部65を内側に寄せると、梁部63の弾性力によってラッチ部64は外側に広がって試験用配線基板41A及びベアチップ40を支持具60から解放する。
なお、ラッチ部64のクリックの際の押圧部61のズレを無くすためには、押圧部61の両腕を通す開口部62が大きいほどよい。
(第3実施形態)
上記した実施形態では試験用キャリア内へでベアチップの固定について説明した。しかし、試験対象がパッケージされた半導体装置であることもあるし、また、試験対象物をボード状の試験用配線基板に取り付けることもある。そこで、本実施形態では、パッケージされた半導体装置をBIボード上に固定することについて説明する。
図10は、ボード状の試験用配線基板上にパッケージされた半導体装置を支持する前の状態を示している。その試験用配線基板71は、複数の半導体装置を載置できる大きさとなっている。
その試験用配線基板71に半導体装置を支持するための支持具80は、基板状の押圧部81と、押圧部81に結合された梁部83とを有している。押圧部81の上面には、略垂直方向に伸びるピン81pが2箇所に取付けられており、ピン81pの周囲にはコイルバネ86が巻かれている。さらにピン81pの上端には、鍵状のストッパー81bが取り付けられており、梁部83の挿通孔82を通したピン81pが梁部83から脱落しないようになっている。
梁部83の両側の下方には、ラッチ部84が延在している。ラッチ部84は、コイルバネ86が縮んだ状態でラッチ部84の先端が押圧部81から下方に突出する長さを有している。
押圧部81は、第1実施形態の支持基板51と似た構造となっている。即ち、押圧部81のうち中央には半導体装置90が配置される凹部85が形成され、さらに凹部85の中央には、押圧部81を貫通する通気孔81aが形成されている。その通気孔81aの周囲の押圧部81には、梁部83の中央の挿通孔83aを通したハンドリングヘッド50の先端が突き当たるようになっている。また、凹部85の周囲には、少なくとも2箇所に磁化されていない磁性片87が埋め込められている。
また、試験用配線基板71上には、図11に示すように、半導体装置90の複数の端子90aに接続される配線72が形成されている。また、試験用配線基板71において、所定の位置に載置された支持具80の磁性片87の真下となる位置には開口部73が形成されている。さらに、試験用配線基板71には、所定の位置に載置された支持具80のラッチ部84の真下となる位置にラッチ孔74が形成されている。
なお、図10中符号91は、半導体装置90と押圧部81の間に密着される枠状のパッド、92は、磁界発生用コイル57の中心軸を通る磁性コア、72aは、試験用配線基板71上の配線72の内側の端部に形成されたコンタクト端子、72bは、その配線72の外側の端部に形成された外側端子を示している。
そのような試験用配線基板71上にパッケージされた半導体装置90を取り付けるためには、次のようにする。
まず、半導体装置90の端子90aが露出するように、その半導体装置90を支持具80の押圧部81の下に位置させる。さらに、ハンドリングヘッド50を梁部83の挿通孔82を通して押圧部81の通気孔81aの周囲に当てる。そして、ハンドリングヘッド50の吸引力により、押圧部81の通気孔81aを通して半導体装置90を吸引して固定する。
続いて、ハンドリングヘッド50の移動により、半導体装置90を試験用配線基板71の試料設置領域に対向させる。そして、位置認識カメラによって、試料設置領域にあるコンタクト端子72aと半導体装置90の端子90aの位置を認識する。
その位置認識カメラから得られたデータに基づいて、第1実施形態で説明したように、コンタクト端子72aと半導体装置90の端子90aが1対1で対向する位置までハンドリングヘッド50を移動する。
ついで、位置認識カメラを適当な時期に取り去った後に、ハンドリングヘッド50を降下させてコンタクト端子72aと半導体装置90の端子90aを接触させる。これと同時に、磁界発生用コイル57の磁性コア92を試験用配線基板71の下からその開口部73に押し入れて押圧部81内の磁性片87に接触させる。さらに、磁界発生用コイル57に電流を流して磁界発生用コイル57から発生した磁界によって磁性コア92と磁性片87を吸着させる。これにより、支持具80の押圧部81と半導体装置90は、試験用配線基板71に固定される。
ついで、図12に示すように梁部83の上面を押圧ピン67で押し下げると、ラッチ部84は試験用配線基板71のラッチ孔74にクリックして入り込み、ラッチ部84の折れ曲がった先端は試験用配線基板71の底面に掛かかった状態になる。この場合、第2実施形態と同様に、コイルバネ86の弾性力によって押圧部81は試験用配線基板71に押圧されて固定状態を保持する。
従って、半導体装置90の端子90aは試験用配線72のコンタクト端子72aに接触した状態を保持する。
このような状態では、支持具80は、そのラッチ部84によって試験用配線基板71に固定されるので、磁界発生用コイル57による磁界は不要になる。そこで、図13に示すように、ハンドリングヘッド50及び押圧ピン67を取り去り、磁界発生用コイル57への電流の供給を停止する。
以上のような半導体装置90及び支持具80を試験用配線基板71の複数箇所に取付けた後に、試験用配線基板71を例えばBI試験炉内に搬送し、半導体装置90の回路動作試験が行われる。
以上のように、試験用配線基板71と支持具80は、ラッチ部84を介して試験用配線基板71上に強固に固定されているので、搬送に伴う振動やBI試験時の振動によりズレることはない。
(第4実施形態)
図14(a),(b) は、上面に「メンブレン」と呼ばれるコンタクトシートを形成した試験用配線基板を示しており、図4と同じ符号は同じ要素を示している。
メンブレンは、ポリイミドのような電気絶縁性の高いフィルム75上の半導体載置領域にコンタクト電極45が形成されている。また、フィルム75上には、コンタクト電極75から外側端子46までにピッチと幅を拡大しながら試験用配線パターン44が引き出されている。
このようなメンブレンを用いることは、試験用配線パターン44を基板上に直に形成する場合に比べて試験用配線基板の量産性に優れている。
(第5実施形態)
第1実施形態では、磁石54を用いて支持基板51及び半導体装置40を試験用配線基板41に固定する構造を採用している。しかし、磁石54から発生する磁界が半導体装置の誤動作を招くおそれもある。
そこで、図15に示すように、半導体装置40への外部磁界の影響を低減するために、半導体装置40を囲む磁気シールドフェンス76を試験用配線基板41上に取り付けるのが好ましい。その磁気シールドフェンス76は、半導体装置40を載置する領域と磁石54の配置領域との間に配置される。
磁気シールドフェンス76は、銅のような非磁性材によって形成され、信号線や電源線となる試験配線パターン46を跨ぐための門77を有する。また、磁気シールドフェンス76は、接地配線パターン46gに接続されており、試験時において半導体装置40を電気的にもシールドする機能を有する。なお、接地配線46gは、テスターの接地端子に接続される。
(第6実施形態)
図16は、QFP(quad flat package) 型半導体装置の試験に使用するICソケットに第1実施形態で示した構造を適用したものである。
このICソケット93は、図1に示した弾性体43と配線パターン44の機能を弾性のコンタクトピン94に持たせた構造を採用している。即ち、試験用配線基板95のうち半導体装置の載置領域とその周辺に凹部96を形成し、その凹部96の内部に複数本のコンタクトピン94を取付けた構造を有している。
コンタクトピン94は、導電性のU(又はV)字状のバネ94a を横向きに置いてその下部にプラグ94b を接続した構造を有している。そのプラグ94b は、凹部96の底に差し込まれて試験用配線基板95の下方に突出されている。
また、試験用配線基板95のうちの凹部96の周囲には、支持基板51の磁石54に接触される磁性片97が取付けられている。
支持基板51は、その大きさを除いて図1又は図3と同じ構造を有している。 このような構造のICソケット93においても、第1実施形態と同様に、ハンドリングヘッド50を使用して、半導体装置90及び支持基板51を試験用配線基板95上に載置する。この状態では、磁石54と磁性片97の吸着によって支持基板51と試験用配線基板95は互いに強固に固定される。そして、半導体装置90の側方から突出する各端子90a は、各コンタクトピン94のバネ94a の上端に接触するとともに、バネ94a 自体の弾性によって支持基板51側に押圧される。
(第7実施形態)
図7に示す試験用キャリアには、図17(a),(b) に示すように、半田バンプ40b が形成されたベアチップ40を取り付けてもよい。しかし、半田バンプ40bはベアチップ40の一面にマトリクス状に配置されるので、配線パターン44の密度が高くなるような場合には、多層配線構造を採用してもよい。
なお、図17(a),(b) では、試験用配線基板41A上にメンブレンを形成した構造を採用している。
(第8実施形態)
図18(a) の断面図は、半導体装置よりも広い凹部99をハウジング98に形成するともに、その凹部99の周囲に段100を形成した構造を示している。その段100の上に置かれたスプリング101は、凹部99の蓋102を支えている。その蓋102の窪みには、凹部99の底に立てられた針状のピン103が貫通している。そのピン103は導電性の弾性材から構成され、しかも僅かに屈曲されており、その下端はハウジング98の底部に突出してボード状の試験用配線基板104の配線パターン105に接続されている。ハウジング98は試験用配線基板104に接着されている。
また、凹部99の周辺には、ハウジング98を貫通して上下に突出する磁性片106が埋め込まれていて、その磁性片106の下端は試験用配線基板104の開口部107を貫通するようになっている。また、磁性片106の上端は、支持具60の押圧部61に接触可能に配置され、磁性片106が磁界発生用コイル(不図示)によって磁化された状態で押圧部61に吸着するようになっている。
このような構造でも、第2実施形態で説明した方法によって支持具60をハウジング98に取付ける。
上記したピン103を試験用配線基板104の配線105に電気的に接続する構造としては、図18(a) の他に図18(b) に示すようなものがある。図18(b) の試験用配線基板104及び配線105において、ハウジング98の底部から突出したピン103が当たる位置には内面に導電膜が存在するスルーホール108が形成されている。ピン103はスルーホール108に挿入され、また、スルーホール108内のピン103と試験用配線基板104は半田109により固定される。さらに、配線105とピン103は、半田109及びスルーホール108を介して電気的に導通されている。その半田109は、半田リフローによって付けられる。
なお、図18(a),(b) では、図7と同じ符号は同じ要素を示している。
(第9実施形態)
図19は、図11で示した試験用配線基板71上に形成された配線72のコンタクト端子72aの上に異方性ゴムシート108を取付けた状態を示している。この異方性ゴムシート108は、図11の二点鎖線に示すようにコンタクト端子72aに重なるような枠状の平面形状を有している。
異方性ゴムシート108は、導電性繊維が上下方向に延びて埋め込まれたものであり、異方性ゴムシート108においては、シートの上面と下面は導電性繊維を介して導通しているが、面に沿った方向には高抵抗となっている。
このような異方性ゴムシート108をコンタクト端子72aに載せると、コンタクト端子72aとその周辺の凹凸が小さくなるので、その上に乗る半導体装置90の端子90aは安定する。
(第10実施形態)
図20は本発明の第10の実施形態に係る試験用キャリアを説明する図面である。
図20(a)は本実施形態に係る試験用キャリアの断面図であり、図20(b)は、本実施形態に係る試験用キャリアに用いられる基板を説明する上面図である。
図20(a)に示すように、この試験用キャリアは、その上面にベアチップ40を載置させる基板111と、ベアチップ40を基板111上に固定する薄膜112とからなる。薄膜112と基板111とは接着剤113で固定されている。
この基板111は、図20(b)に示すように、その上面に複数本の試験用配線パターン116が形成されている。また、この試験用配線パターン116は放射状に広がるように配置されている。その試験用配線パターン116の内側の端部には、ベアチップ40の電極40aの配置パターンに対応して設けられたコンタクト端子115が設けられている。
図20(a)に示すように、この試験用キャリアは、コンタクト端子115とベアチップ40の電極40aとが対応するように位置合せされ、試験用キャリアの基板111上にベアチップ40が載置され、その上から薄膜112が被覆され、接着剤113で固着されることで構成される。
本実施形態の試験用キャリアによれば、支持体として薄膜112を使用していることにより、ベアチップ40の形状にフレキシブルに倣い、密着して加圧することができる。従って、外部から振動を受けても薄膜112とベアチップ40との間との衝撃が少ない。
これにより、搬送やBI試験等の際に振動を受けても薄膜112によりベアチップ40に加わる衝撃が緩和され、基板111のコンタクト端子115とベアチップ40の電極40aとの間の良好な電気的接続状態を試験工程中に維持することが可能となる。
また、図21(a)に示すように、薄膜に樹脂などからなる抑え板114を、ベアチップを載置するための領域を取り囲むように形成してもよい。この場合には、薄膜だけでは衝撃を吸収できないほどの外力が加わった時にも、抑え板によりベアチップが横ずれするのが極力抑止することが可能となる。
(第11実施形態)
図21(b)は、本発明の第11の実施形態に係る試験用キャリアを説明する断面図である。
この試験用キャリアは、図21(b)に示すように、その上面にベアチップ40を載置させる基板121と、ベアチップ40を基板121上に固定する支持体124とからなる。支持体124は図21(b)に示すように薄膜122と磁性体123とからなる。また、基板121の裏面のベアチップ40が載置された領域以外には磁石125が設けられている。
なお、基板121の上面にはベアチップとのコンタクトをとる試験用配線パターンが形成されているが、その構造は図20(b)と同様なので説明を省略する。
本実施形態に係る試験用キャリアによれば、磁石125と磁性体123間に働く磁力を利用して薄膜122を基板121上に密着させ、ベアチップ40を基板121に密着させることにより、その後のBI試験中も良好な電気的接続状態を維持することができる。
また、磁力の強さを変えることで、ベアチップにかかる圧力を調整することができるという利点もある。
なお、本実施形態では薄膜122はポリイミドからなり、磁性体123はCu等からなるが、これらには限らない。また、薄膜そのものを磁性体としても同様の効果を奏する。
(第12実施形態)
図22(a)は、本発明の第12の実施形態に係る試験用キャリアを説明する断面図である。
この試験用キャリアは、図22(a)に示すように、その上面にベアチップ40を載置させる基板131と、ベアチップ40を基板131上に固定する薄膜132とからなる。薄膜132と基板131とは接着剤133で固定されている。 また、基板131の上面の構成は、図20(b)と同様である。
本実施形態では、基板131,薄膜132の材料を選択するに際し、薄膜132の熱膨張率よりも基板131の熱膨張率が大きくなるようにしている。
実際には、基板131の材料として例えばガラスエポキシ(熱膨張係数30PPM/℃程度)やPEI(熱膨張係数27PPM/℃程度)やPES(熱膨張係数30PPM/℃程度)などを、薄膜132の材料として例えば低熱膨張ポリイミド(熱膨張係数16PPM/℃程度)を用いている。
このように、薄膜132よりも熱膨張率の高い基板131を用いることにより、後にBI試験によって加熱されたときには、この基板131が薄膜132よりも膨張するため、膨張率の差によって薄膜132が引っ張り応力を受ける。
この引っ張り応力によりベアチップ40がさらに基板131に加圧密着されるので、さらに良好な電気的接続状態を試験工程中に維持することが可能となる。
(第13実施形態)
図22(b)は、本発明の第13の実施形態に係る試験用キャリアの断面図である。
この試験用キャリアは、図22(b)に示すように、その上面にベアチップ40を載置させる基板143と、ベアチップ40を基板143上に固定する薄膜144とからなる。薄膜144と基板143とは接着剤146で固定されている。 また、図22(b)に示すように基板143は第1の層141,第2の層142の二層構造になっている。そして、第1の層141の熱膨張率は第2の層142の熱膨張率に比して小さくなるようにしている。
具体的には、第1の層141は例えばセラミック(熱膨張係数9PPM/℃程度)や銅(熱膨張係数10〜13PPM/℃程度)など、第2の層142は例えばガラスエポキシ(熱膨張係数30PPM/℃程度)やPEI(熱膨張係数27PPM/℃程度)やPES(熱膨張係数30PPM/℃程度)などを用いている。
また、基板143の上面には、試験用配線パターンが形成されている点では図20(b)と同様である。
本実施形態に係る試験用キャリアでは、第1の層141の熱膨張率は第2の基板142の熱膨張率に比して小さくなるようにしているので、熱膨張率の差によって図22(b)に示すように基板143が第1の層141側に反る。
これにより、薄膜132が引っ張り応力を受ける。
この引っ張り応力によりベアチップ40がさらに基板143に加圧密着されるので、良好な電気的接続状態を試験中に維持することが可能となる。
また、図22(c)に示すように、第1の層141の背面に溝145を設けてもよい。この溝145によって基板の反りがさらに向上するので、ベアチップの加圧密着性が向上し、さらに良好な電気的接続状態をBI試験中に維持することが可能となる。
(第14実施形態)
図23は、本発明の第14の実施形態に係る試験用キャリアを示す図である。図23(a)は、本実施形態に係る試験用キャリアの構造を説明する斜視図である。また、図23(b)は図23(a)のI−I線断面図である。
図23(b)に示すように、この試験用キャリアは、その上面にベアチップ40を載置させる基板151と、ベアチップ40を基板151上に固定するポリイミドからなる薄膜152とからなる。薄膜152と基板151とは接着剤で固定されている。
また、基板151の上面には、試験用配線パターンが形成されており、その上面の構造は図20(b)と同様である。
さらに薄膜152には、図23(a)に示すように多数の孔がマトリクス状に形成されており、殆ど網状の形状をなしている。
これにより、孔が形成されていない薄膜よりもフレキシブルにベアチップの形状にフィットすることが可能になる。また、ベアチップ40が外気に直接さらされるので、孔の形成されていない薄膜で覆う場合に比して放熱効果も大きいという利点もある。
また、この薄膜の代わりに金属製の網や、別の高耐熱性の繊維でできた網等を使用しても同様の効果を奏する。
(第15実施形態)
図24(a)は、本発明の第15の実施形態に係る試験用キャリアを説明する断面図である。
図24(a)に示すように、この試験用キャリアは、その上面にベアチップ40を載置させる基板161と、ベアチップ40を基板161上に固定するための粘土からなる粘着材162とからなる。粘着材162と基板161とは接着剤で固定されている。
また、基板161の上面には、試験用配線パターンが形成されており、その配置状態は図20(b)と同様である。
本実施形態では、第10〜第14の実施形態で用いた薄膜の代わりに粘土からなる粘着材162を使用している。
これにより、第10〜14の実施形態と同様に、ベアチップ40を基板161に加圧して保持することができるのみならず、粘着材を用いているのでベアチップ40への衝撃緩和を薄膜よりも確実に行うことができる。従って、BI試験などによって振動が生じても、ベアチップの位置ずれを極力抑止することが可能になる。
(第16実施形態)
図24(b)は、本発明の第16の実施形態に係る試験用キャリアを説明する断面図である。
図24(b)に示すように、この試験用キャリアは、その上面にベアチップ40を載置させる基板171と、テフロン(登録商標)等のように熱によって収縮する材料である熱収縮性材172とからなる。この熱収縮性材172は図24(b)に示すように、基板171と、その上に載置されるベアチップ40とを取り囲むように形成されている。
また、基板171の上面には、試験用配線パターンが形成されており、図20(b)と同様である。
本実施形態によれば、熱収縮性材172を用いて基板171とベアチップ40とを取り囲んでいるので、熱によってこれが縮んだときに熱収縮性材172に引っ張り応力が加わる。この引っ張り応力によってベアチップ40は基板171に密着するので、BI試験中等も良好な電気的接続状態を維持することが可能になる。
(第17実施形態)
図25(a),(b)は、本発明の第17の実施形態に係る試験用キャリアを説明する図面である。図25(a)は、本実施形態に係る試験用キャリアを説明する断面図である。また、図25(b)は、本実施形態に係る試験用キャリアに用いられる薄膜を説明する上面図である。
図25(a)に示すように、この試験用キャリアは、その上面にベアチップ40を載置させる基板181と、ベアチップ40を基板181上に固定するポリイミドからなる薄膜182とからなる。薄膜182と基板181とは接着剤で固定されている。
本実施形態に係る試験用キャリアは、第10〜第16の実施形態の試験用キャリアと異なり、基板181の上面には試験用配線パターンが形成されていない。
すなわち、図25(b)に示すように、薄膜182の上面に複数本の試験用配線パターン183が形成されている。この試験用配線パターン183は放射状に広がるように配置されている。その試験用配線パターン183の内側の端部には、ベアチップ40の端子パターンに対応して設けられたコンタクト端子184が設けられている。
従って、この試験用キャリアにベアチップ40を取り付ける際には、第10〜第16の実施形態と異なり、図25(a)に示すようにベアチップの電極40aが上向きになるように基板181上にベアチップ40を載置し、試験用配線パターン183及びコンタクト端子184が下向きになるように薄膜182を基板181上に対向配置する。
その後コンタクト端子184とベアチップの電極40aとを位置合せし、薄膜182を基板181に接着剤で固着する。
本実施形態によれば、フレキシブルな薄膜182に試験用配線パターン183及びコンタクト端子184を形成しているので、試験用キャリアに振動が加わっても、コンタクト端子184がフレキシブルに上下するため、電極40aとの接触状態を良好に維持することが可能となる。
また、ベアチップの電極40aの平坦性にばらつきがあっても、フレキシブルにこれを押圧することができるので、良好な接触状態を維持することが可能となる。
(第18実施形態)
図26は、本発明の第18の実施形態に係る試験用キャリアを示す図である。図26(a)は、本実施形態に係る試験用キャリアの構造を説明する断面図である。また、図26(b)は、図26(a)を部分的に拡大した断面図である。
図26(a)に示すように、この試験用キャリアは、その上面にベアチップ40を載置させる基板191と、ベアチップ40を基板191上に固定するポリイミドからなる薄膜192と、薄膜192の表面にコーティングされた金属膜193からなる。薄膜192と基板191とは接着剤で固定されている。
また、基板151の上面には、試験用配線パターンが形成されており、図20(b)と同様に配置されている。
図26(b)に示すように、ベアチップ40の載置領域に対応する薄膜192には、複数のスルーホール194が形成されている。
また、薄膜192のベアチップ40に直接密着する部分と、スルーホール194を介して反対側の表面には、金属膜193がコーティングされている。
本実施形態によれば、スルーホール194が形成されてベアチップ40が直接外気に触れる為放熱効果が高まる。また、ベアチップ40に直接密着する部分と、スルーホール194を介して反対側の表面には、放熱性の良好な金属膜193がコーティングされているので、単に薄膜にスルーホールを形成した場合に比して、さらに放熱効果が高まり、良好なBI試験を実施することが可能になる。特に発熱量が大きいデバイスに適用する際には有効である。
(第19実施形態)
以下で、本発明の第19の実施形態に係る試験用キャリアへのベアチップの取付方法について図面を参照しながら説明する。
図27(a),(b)は本実施形態に係る試験用キャリアへベアチップを取り付ける方法について説明する断面図である。
この取付方法によれば、最初にベアチップ40を載置させる基板201と、ベアチップ40を基板201上に固定させる薄膜202とを有し、基板201の、ベアチップを載置する領域の一部に、直径1〜2mm程度の大きさの通気孔203が形成されている試験用キャリアを予め用意しておく。
そして、図27(a)に示すようにベアチップ40を基板201に載置して仮の位置合せをした後に、通気孔202を介してベアチップ40を吸着する。
吸着されている限りベアチップ40は基板201に固定されるのでこの間に位置ずれが生じることを極力抑止することが可能になる。従ってその後、図27(b)に示すように薄膜203でベアチップ40と基板201とを覆って、これらを固着する際にも、位置ずれが生じてしまい、ベアチップ40の電極40aと、基板201上に形成された不図示のコンタクト端子とがずれてしまうことを極力抑止することが可能となる。
(第20実施形態)
以下で、本発明の第20の実施形態に係る試験用キャリアへのベアチップの取付方法について図面を参照しながら説明する。
図28(a),(b)は本実施形態に係る試験用キャリアへベアチップを取り付ける方法について説明する断面図である。
本実施形態に係る取付方法によれば、図28(a)に示すように、ベアチップを載置する領域の周囲を取り囲むように形成された突起212をその表面に有する基板211と、ベアチップ40を基板221上に固定させる薄膜とを有する試験用キャリアを予め用意する。
そして、図28(a)に示すようにベアチップ40を基板211の、突起212で囲まれた領域内に載置する。この突起212によってベアチップ40が取り囲まれていることにより、ベアチップ40が振動などで位置ずれすることを抑止することが可能となる。
従ってその後、図28(b)に示すように薄膜213でベアチップ40と基板211とを覆って、これらを固着する際にも、位置ずれが生じてしまい、ベアチップ40の電極40aと、基板211上に形成された不図示のコンタクト端子とがずれてしまうことを極力抑止することが可能となる。
(第21実施形態)
以下で、本発明の第21の実施形態に係る試験用キャリアへのベアチップの取付方法について図面を参照しながら説明する。
図29(a),(b)は本実施形態に係る試験用キャリアへベアチップを取り付ける方法について説明する断面図である。
本実施形態に係る取付方法では、図29(a)に示すように、ベアチップ40を載置させる基板221と、ベアチップ40を基板221上に固定させる薄膜222とを有し、薄膜222の一部に、直径1〜2mmの孔223が形成されている試験用キャリアを予め用意しておく。
そして、図29(a)に示すように、薄膜222の孔223を介して、第1の実施形態で説明したハンドリングヘッド50を用いて、薄膜222とベアチップ40をハンドリングヘッド50に吸着させてしまう。
そして図29(b)に示すように、このハンドリングヘッド50を基板221の上に移動させて薄膜222とベアチップ40とを基板221上に載置して、位置合せした後に接着剤で薄膜222を基板221上に固着する。
これにより、ベアチップ40と薄膜222を同時に吸着しながら、基板221に固着することができるので、工程数を削減することができ、また、取扱いが容易になる。