JP5599748B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置の製造技術に関し、特に、半導体装置をソケットに装着して行う電気的検査の信頼性の向上化に適用して有効な技術に関する。

半導体集積回路の検査において、前記半導体集積回路の一方の外部電極が第１の導電性接触子を介して検査回路基板に電気的に接続されるとともに、前記半導体集積回路の他方の外部電極が第２の導電性接触子と配線基板と第３の導電性接触子とを介して検査回路基板に電気的に接続された構造と、この構造を用いて検査する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。

また、検査対象物の下面に提供された連結端子の連結状態と、上面に提供された連結端子の連結状態とを同時に検査する技術が開示されている（例えば、特許文献２）。

特開２００７−１６３４６３号公報 特開２００９−２０１０５号公報

半導体集積回路等が組み込まれた半導体装置では、この半導体装置が搭載される電子機器の小型化に加えて高性能化も著しく進んでおり、したがって、半導体装置においても小型化と高性能化の両者を実現する半導体装置が求められている。

小型化と高性能化を実現する半導体装置の一例として、積層型の半導体パッケージであるＰＯＰ（Package On Package) が知られている。

ＰＯＰは、下段パッケージの上に上段パッケージが搭載されて成る構造であるため、一般的に下段・上段パッケージとも基板タイプの半導体パッケージとなる。下段パッケージと上段パッケージは、相互の配線基板の間に半田ボール等のボール電極が配置され、このボール電極を介して上下段パッケージが電気的に接続される。

したがって、下段パッケージの配線基板の上面（表面）における半導体チップの周囲には、上段パッケージと接続するための電極である複数のプリスタックランドが設けられており、一方、下面（裏面）にはＰＯＰの外部端子となる半田ボール接続用の複数の裏面ランドが設けられている。この複数の裏面ランドは、ＢＧＡ（Ball Grid Array)等と同様に、例えば、格子状に配置されている。

上述のようにＰＯＰの下段パッケージの配線基板は、その表面に複数のプリスタックランドを有しており、一方、裏面には複数の裏面ランド（以降、ＢＧＡランドともいう）を有している。

また、ＰＯＰの組み立てでは、上段・下段それぞれのパッケージを別々に組み立て、別々に検査を行った後、それぞれ良品のパッケージを積層してＰＯＰを完成させており、これによって、歩留の向上を図っている。

したがって、下段パッケージの組み立てでは、外部端子となる半田ボール搭載のためのリフロー工程等の加熱工程を複数経て下段パッケージ完成に至る。

ところが、組み立て時の種々の加熱工程の影響による熱履歴で、基板内の配線やビアの一部が高抵抗化（半断線）したり、断線したりする場合がある。

これらの不良は、組み立て後の下段パッケージをソケットに装着して行う電気的検査において、ＢＧＡランド−半導体チップ間については、半田ボール（外部端子）にコンタクトピンを接触することで断線不良を検出可能であるが、プリスタックランド−半導体チップ間については、半田ボール側からコンタクトピンを接触させて検出することは不可能である。

そのため、プリスタックランドにもコンタクトピンを接触させることにより、プリスタックランド−半導体チップ間の断線不良についても検出している。

以上のようにＰＯＰの電気的検査では、裏面側の半田ボールと表面側のプリスタックランドの両者にコンタクトピンを同時に接触させなければならないため、両者の位置合わせを高精度に行うことが重要である。

仮に、半田ボール（裏面側）とプリスタックランド（表面側）の位置がずれると、検査が正しく行うことができない。さらに、コンタクトピンによって、配線基板のソルダレジストを損傷させたり、最悪の場合、配線を損傷させたりすることにも繋がる。

本発明者は、ソケットを用いたＰＯＰの電気的検査について検討を行い、以下のような課題を見出した。ここで、図２４は、本発明者が比較検討を行った第１比較例のソケットの構造を示す部分断面図、図２５は、本発明者が比較検討を行った第２比較例のソケットの構造を示す部分断面図である。

図２４に示す第１比較例のソケット５０は、ベース部５１と蓋部５３から成り、それぞれコンタクトピン５４，５７が設けられているとともに、位置決めピン５８とその嵌合部５９とによってベース部５１と蓋部５３とが位置決めされる構造となっている。

また、ソケット５０では、ベース部５１の下段パッケージ５２を載置する凹部５６には全ピンを対象として複数のコンタクトピン５４が剣山のように突出した状態となっており、検査時には、これらのコンタクトピン５４に対して上方から下段パッケージ５２を自重落下させて凹部５６に載置する。そのため、コンタクトピン５４の位置に対して半田ボール５５の位置が僅かにずれていると、コンタクトピン５４が半田ボール５５に接触せずに配線基板６０に直接接触し、その結果、配線基板６０のソルダレジストが損傷するという不具合が起こる。

さらに、下段パッケージ５２を自重落下させた際の半田ボール５５のコンタクトピン５４への接触時の衝撃で半田ボール５５が損傷するという不具合も起こる。

そこで、前述の不具合の対策として考案したものが図２５に示す第２比較例のソケット６１である。ソケット６１は、ソケット５０と同様にベース部５１と蓋部５３から成り、それぞれコンタクトピン５４，５７が設けられているとともに、位置決めピン５８とその嵌合部５９とによってベース部５１と蓋部５３とが位置決めされる構造となっている。

さらに、ソケット６１には、そのベース部５１に、検査時に下段パッケージ５２を載置する台座６２が設けられている。台座６２のパッケージ載置面には、下段パッケージ５２の半田ボール５５が収まる溝部が全ての半田ボール５５に対応して半田ボール５５と１対１の関係で設けられており、各溝部にこの溝部の下方側からコンタクトピン５４の先端部が突出可能なように各コンタクトピン５４が配置されている。

すなわち、台座６２は、ベース部５１に弾性部材６３を介して支持されており、検査時に台座６２に下段パッケージ５２を載置した後、ソケット６１の蓋部５３を閉めると、蓋部５３によって上方から下段パッケージ５２が押圧され、これといっしょに台座６２も押し下げられてコンタクトピン５４が溝部内に突出して半田ボール５５に接触するという構造になっている。各半田ボール５５を各溝部に収容した際にはコンタクトピン５４は溝部内にまだ突出していないため、この時点で半田ボール５５がコンタクトピン５４に接触することはなく、半田ボール５５が損傷することを低減できる。

さらに、溝部に半田ボール５５を収めた後にコンタクトピン５４が半田ボール５５に接触するため、コンタクトピン５４が位置ずれによって配線基板６０のソルダレジストに突き当たることも阻止することができ、ソルダレジストが損傷することも防げる。

しかしながら、ソケット６１の台座６２は、複数のコンタクトピン５４の配列方向に対して位置決めが行われていないため、表面側のコンタクトピン５７の位置とプリスタックランド６０ａの位置がずれていると、コンタクトピン５７がプリスタックランド６０ａに接触せずに配線基板６０のソルダレジストに接触し、その結果、ソルダレジストが損傷するという課題が発生する。

あるいは、コンタクトピン５７がプリスタックランド６０ａに接触しないため、電気的検査が正しく行われないという課題も発生する。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、半導体装置の電気的検査の信頼性を向上させることができる技術を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、半導体装置の電気的検査における半導体装置とコンタクトピンの位置合わせ精度を高めることができる技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

代表的な実施の形態による半導体装置の製造方法は、（ａ）表面に表面パッドと裏面に裏面パッドとを備え、かつ前記表面パッドと前記裏面パッドとが電気的に接続された配線基板の前記表面上に半導体チップを搭載し、かつ前記裏面パッドに半田ボールを搭載することにより半導体装置を組み立てる工程と、（ｂ）前記半導体装置をソケットに挿入し、前記表面パッドと前記半田ボールとに、前記ソケット内に設けられたコンタクトピンを接触させる工程と、（ｃ）前記コンタクトピンを介して、前記配線基板の導通テストを行う工程と、を有し、前記ソケットは、前記半導体装置を載置可能な可動台座と、前記可動台座の下方に配置されたベース部と、前記導通テスト時に前記半導体装置の上方に配置される蓋部とを有し、前記蓋部は、前記表面パッドに接触する第１コンタクトピンと位置決めピンとを有し、前記ベース部は、前記半田ボールに接触する第２コンタクトピンと、前記位置決めピンと係合する位置決め部材とを有し、前記可動台座は、前記位置決め部材と嵌合し、かつ前記位置決め部材の案内により前記コンタクトピンの延在方向に沿って可動自在に設けられ、前記（ｃ）工程の前記導通テストは、前記位置決め部材により前記可動台座が前記コンタクトピンの配列方向に対して位置決めされた状態で、前記第１コンタクトピンを前記表面パッドに接触させ、かつ前記第２コンタクトピンを、前記ベース部を貫通させて前記半田ボールに接触させて行うものである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

半導体装置の電気的検査の信頼性を向上させることができる。

また、半導体装置の品質を向上させることができる。

本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法によって組み立てられるＰＯＰの構成の一例を示す側面図である。 図１に示すＰＯＰの下段パッケージの構造の一例を示す断面図である。 図２に示すＡ部の構造を示す拡大部分断面図である。 図２に示す下段パッケージの構造の一例を示す平面図である。 図２に示す下段パッケージの構造の一例を示す裏面図である。 図２に示す下段パッケージの組み立て手順の一例を示すフロー図である。 図２に示す下段パッケージの組み立てにおけるテスト工程の一例を示すフロー図である。 図７に示すテスト工程で用いられるソケットの構造の一例を示す断面図である。 図８のソケットの主要部の構造の一例を示す拡大部分断面図である。 図８のソケットの可動台座の構造の一例を示す拡大部分平面図である。 図８のソケットを用いた導通テスト時の等価回路の一例を示す等価回路図である。 図８のソケットにおけるテスト時の動作の一例を示す断面図である。 図８のソケットにおけるテスト時の動作の一例を示す断面図である。 図８のソケットにおけるテスト時の動作の一例を示す断面図である。 図８のソケットの主要部の構造を示す拡大部分断面図である。 図８のソケットの主要部におけるコンタクトピンの接触位置のシミュレーションを行った際の使用値の一例を示すデータ図である。 図１６に示すシミュレーションの結果の一例を示す平面図である。 比較例のソケットの主要部の構造を示す拡大部分断面図である。 図１８のソケットの主要部におけるコンタクトピンの接触位置のシミュレーションを行った際の使用値を示すデータ図である。 図１に示すＰＯＰの組み立ての一例を示す外観図である。 本実施の形態の変形例のソケットにおけるテスト時の動作を示す断面図である。 図２１に示すソケットの片寄せ動作を示す拡大部分断面図である。 図２１に示すソケットの片寄せ動作を示す拡大部分断面図である。 第１比較例のソケットの主要部の構造を示す断面図である。 第２比較例のソケットの主要部の構造を示す断面図である。

以下の実施の形態では特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。

さらに、以下の実施の形態では便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。

また、以下の実施の形態において、要素の数など（個数、数値、量、範囲などを含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。

また、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

また、以下の実施の形態において、構成要素等について、「Ａからなる」、「Ａよりなる」、「Ａを有する」、「Ａを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法によって組み立てられるＰＯＰの構成の一例を示す側面図、図２は図１に示すＰＯＰの下段パッケージの構造の一例を示す断面図、図３は図２に示すＡ部の構造を示す拡大部分断面図、図４は図２に示す下段パッケージの構造の一例を示す平面図、図５は図２に示す下段パッケージの構造の一例を示す裏面図である。

本実施の形態の半導体装置は、２つの半導体パッケージを半田ボールを介して２段に積層して成るＰＯＰ（Package On Package) の下段側に用いられるものであり、ここでは、前記半導体装置の一例として、配線基板の裏面側に前記ＰＯＰの外部端子となる複数のボール電極が設けられたＢＧＡ（Ball Grid Array)型の下段パッケージ２について説明する。

図１は本実施の形態のＰＯＰ１であり、下段パッケージ２上に半田ボール６を介して上段パッケージ３が積層された構造となっており、したがって、下段パッケージ２も上段パッケージ３も基板タイプの半導体パッケージである。

下段パッケージ２では、半導体チップ４が配線基板５上に搭載され、半導体チップ４と配線基板５とが、図２に示すようにフリップチップ接続によって電気的に接続されており、フリップチップ接続部がアンダフィル９によって封止されている。すなわち、図３に示すように、配線基板５の上面（表面）５ａに突起電極であるバンプ電極４ｄを介して半導体チップ４がフェイスダウン実装されており、半導体チップ４の主面４ａに形成された電極パッド４ｃと、配線基板５の上面５ａに形成されたチップ用ランド（チップ接続用パッド）５ｅとがバンプ電極４ｄを介して電気的に接続されている。また、配線基板５と半導体チップ４の間の隙間にアンダフィル９が充填されてフリップチップ接続部を保護している。

一方、図１に示すように、上段パッケージ３には、その配線基板１０上に半導体チップ８が搭載されており、ワイヤ接続もしくはバンプ接続等によって半導体チップ８と配線基板１０とが電気的に接続されている。さらに、半導体チップ８は、封止用樹脂から成る封止体１１によって樹脂封止されている。

ＰＯＰ１では、下段パッケージ２と上段パッケージ３は、それぞれの配線基板５，１０の間に半田ボール６が配置され、この半田ボール６を介して上下段パッケージが電気的に接続される構造である。したがって、下段パッケージ２の半導体チップ部分の高さを、その周囲に配置される半田ボール６の高さより低くしなければならず、その結果、下段パッケージ２では、フリップチップ接続された半導体チップ４の裏面４ｂ（上側の面）を露出した構造となっている。

また、図４に示すように、下段パッケージ２の配線基板５の上面５ａにおける半導体チップ４の周囲、すなわち、配線基板５の上面５ａの周縁部には、上段パッケージ３と接続するための電極である複数のプリスタックランド（表面パッド）５ｃが設けられており、一方、図２及び図５に示すように、下面（裏面）５ｂにはＰＯＰ１の外部端子となる半田ボール７を接続するための複数の外部端子用ランド（裏面パッド）５ｄが設けられている。また、例えば、最外周等にＬＧＡ（Land Grid Array)ランド５ｈが設けられていてもよい。

なお、複数の外部端子用ランド５ｄは、ＢＧＡ等と同様に、例えば、格子状に配置されている。ただし、本実施の形態の下段パッケージ２では、そのチップ下の領域には外部端子用ランド５ｄ及び半田ボール７は設けられていない。

次に、本実施の形態の半導体装置である下段パッケージ２の組み立てについて説明する。

図６は図２に示す下段パッケージの組み立て手順の一例を示すフロー図、図７は図２に示す下段パッケージの組み立てにおけるテスト工程の一例を示すフロー図である。

まず、図６のステップＳ１に示すバックグラインドを行う。すなわち、図示しない半導体ウエハの裏面を研摩して前記半導体ウエハを所望の厚さにする。

その後、ステップＳ２に示すダイシングを行って前記半導体ウエハを個片化し、下段パッケージ用の半導体チップ４を取得する。

その後、ステップＳ３に示すフリップチップ接続を行う。まず、図２及び図３に示すように、上面５ａに複数のプリスタックランド５ｃやチップ用ランド５ｅ、さらに下面５ｂに複数の外部端子用ランド５ｄを備え、かつプリスタックランド５ｃと外部端子用ランド５ｄとが後述する図１１に示す内部配線５ｆやビア５ｇ等を介して電気的に接続された配線基板５を準備する。

その後、配線基板５上に半導体チップ４をフリップチップ接続する。すなわち、プリスタックランド５ｃと電気的に接続されたチップ用ランド５ｅと、半導体チップ４とを電気的に接続する。その際、半導体チップ４の電極パッド４ｃの表面に設けられた半田等から成るバンプ電極４ｄと、配線基板５の上面５ａのチップ用ランド５ｅとを電気的に接続する。

なお、バンプ電極４ｄと配線基板５のチップ用ランド５ｅとの接続は、半導体チップ４を加熱して予めチップ用ランド５ｅに設けられた半田を溶融させることで行う。この時、配線基板５にも熱応力が付与される。

フリップチップ接続完了後、図６のステップＳ４に示すアンダフィル充填を行う。ここでは、図３に示すように、絶縁性の樹脂であるアンダフィル９を塗布して半導体チップ４と配線基板５の隙間に充填し、各バンプ電極４ｄの周囲、すなわちフリップチップ接続部の周りに充填してフリップチップ接続部を保護（補強）する。

その後、図６のステップＳ５のボール付けを行う。ここでは、配線基板５の下面５ｂの外部端子用ランド５ｄに半田ボール７を搭載して高温リフローし、これによって図２に示すように外部端子用ランド５ｄに半田ボール７を接続する。したがって、ボール付け工程においても、配線基板５に熱応力が付与される。

その後、図６のステップＳ６に示す切断を行う。すなわち、配線基板５の切断（個片化）を行って、各下段パッケージ２への組み立てを完了する。

組み立て完了後、ステップＳ７に示す基板導通テストを行う。

なお、図７は、半導体装置である下段パッケージ２の組み立て後のテスト工程を示すものであり、ステップＳ７の基板導通テストで下段パッケージ２における配線基板５の導通テストを行い、この導通テストで良品と判定された下段パッケージ２のみにステップＳ８に示す製品特性試験を行う。

ここで、ＰＯＰ１を構成する下段パッケージ２におけるステップＳ７の基板導通テストの重要性について説明する。

ＰＯＰ１は、前述のように下段パッケージ２上に半田ボール６を介して上段パッケージ３が積層される構造であるため、下段パッケージ２が備える配線基板５にはその上面５ａ側にプリスタックランド５ｃが設けられ、一方、下面５ｂ側に外部端子用ランド５ｄが設けられており、プリスタックランド５ｃと外部端子用ランド５ｄとが、図１１に示す内部配線５ｆやビア５ｇ等で電気的に接続されている。

しかしながら、下段パッケージ２の組み立てにおいて、前述のフリップチップ接続工程やボール付け工程での熱履歴により、配線基板５の内部配線５ｆやビア５ｇの一部が高抵抗化（半断線）したり、断線したりする場合がある。この時、外部端子用ランド５ｄと半導体チップ４の間は外部端子である半田ボール７にプローブ（コンタクトピン）をコンタクトさせることで断線不良を検出可能であるが、外部端子用ランド５ｄとプリスタックランド５ｃの間（プリスタックランド５ｃと半導体チップ４の間）については、下面５ｂの半田ボール７側から検出することが不可能なので、プリスタックランド５ｃにもプローブをコンタクトさせることにより、外部端子用ランド５ｄとプリスタックランド５ｃの間（プリスタックランド５ｃと半導体チップ４の間）の断線不良についてもテストを行っている。

このようＰＯＰ１の組み立てでは、その下段パッケージ２の組み立てで熱履歴がかかった配線基板５を導通テストすることで、不良品を見つけ出して取り除き、良品の下段パッケージ２のみを上段パッケージ３と組み合わせることでＰＯＰ１の歩留を向上できるため、基板導通テストの重要性が高い。

また、前述のように重要性の高いＰＯＰ１の下段パッケージ２の組み立て後の基板導通テストにおいては、配線基板５の下面５ｂ側の半田ボール７と上面５ａ側のプリスタックランド５ｃの両方にテスト用のプローブ（コンタクトピン）をコンタクトさせなければならないため、両方に精度良く位置合わせを行う必要がある。

次に、図７（図６）に示すステップＳ７の基板導通テストについて説明する。

図８は図７に示すテスト工程で用いられるソケットの構造の一例を示す断面図、図９は図８のソケットの主要部の構造の一例を示す拡大部分断面図、図１０は図８のソケットの可動台座の構造の一例を示す拡大部分平面図、図１１は図８のソケットを用いた導通テスト時の等価回路の一例を示す等価回路図である。また、図１２〜図１４はそれぞれ図８のソケットにおけるテスト時の動作の一例を示す断面図、図１５は図８のソケットの主要部の構造を示す拡大部分断面図、図１６は図８のソケットの主要部におけるコンタクトピンの接触位置のシミュレーションを行った際の使用値の一例を示すデータ図、図１７は図１６に示すシミュレーションの結果の一例を示す平面図である。さらに、図１８は比較例のソケットの主要部の構造を示す拡大部分断面図、図１９は図１８のソケットの主要部におけるコンタクトピンの接触位置のシミュレーションを行った際の使用値を示すデータ図、図２０は図１に示すＰＯＰの組み立ての一例を示す外観図である。

なお、ステップＳ７の基板導通テストでは、図１１に示すように、下段パッケージ２の配線基板５のプリスタックランド５ｃと外部端子用ランド５ｄの間における内部配線５ｆやビア５ｇの断線の有無をテストする。その際、プリスタックランド５ｃ−外部端子用ランド５ｄ間の配線抵抗を測定して内部配線５ｆやビア５ｇの断線の有無をテストする。

次に、ステップＳ７の基板導通テストで用いられる図８のソケット１２の構造について説明する。

本実施の形態のソケット１２は、下段パッケージ２を載置可能な可動台座１５と、可動台座１５の下方に配置されたベース部１３と、導通テスト時に下段パッケージ２の上方に配置される蓋部１４とを備えている。

ここで、蓋部１４は、配線基板５の上面５ａのプリスタックランド５ｃに接触可能な複数の第１コンタクトピン１４ａを有しており、さらにベース部１３との間で位置決めを行うための位置決めピン１４ｂが埋め込まれている。複数の第１コンタクトピン１４ａは、これら各ピンの先端が、被テスト物である配線基板５の上面５ａに向かうように配置されている。すなわち、複数の第１コンタクトピン１４ａは、それぞれの延在方向が配線基板５の上面５ａと交差する方向に沿うように設けられており、図４に示す配線基板５の上面５ａの複数のプリスタックランド５ｃと１対１の対応でこれら複数のプリスタックランド５ｃの配列と同様の配列で設けられている。

なお、位置決めピン１４ｂも第１コンタクトピン１４ａと同様の方向に延在するように設けられている。

一方、ベース部１３は、外部端子である半田ボール７に接触可能な複数の第２コンタクトピン１３ａを有しており、さらに位置決めピン１４ｂと係合する位置決め部材である位置決めピン１３ｂが埋め込まれている。複数の第２コンタクトピン１３ａは、これら各ピンの先端が、被テスト物である配線基板５の下面５ｂに向かうように配置されている。すなわち、複数の第２コンタクトピン１３ａは、それぞれの延在方向が配線基板５の下面５ｂと交差する方向に沿うように設けられており、図５に示す配線基板５の下面５ｂの複数の半田ボール７と１対１の対応でこれら複数の半田ボール７の配列と同様の配列で設けられている。

なお、位置決めピン１３ｂも第２コンタクトピン１３ａと同様の方向に延在するように設けられている。

また、ベース部１３には、配線基板５や複数の第１コンタクトピン１４ａ及び第２コンタクトピン１３ａが配置される中央部付近に凹部１３ｄが形成されており、位置決めピン１３ｂは、この凹部１３ｄに突出するように埋め込まれている。さらに、ベース部１３には、この凹部１３ｄの周囲にベース部１３を貫通して配置された複数の第３コンタクトピン１３ｅが設けられており、これら複数の第３コンタクトピン１３ｅは複数の第２コンタクトピン１３ａと同様の方向に延在するように配置されている。

以上のようにベース部１３に埋め込まれた位置決めピン１３ｂと、蓋部１４に埋め込まれた位置決めピン１４ｂとは、基板導通テスト時にベース部１３と蓋部１４とが対向して配置された際に、位置決めピン１３ｂと位置決めピン１４ｂも対向して配置されるようにそれぞれに埋め込まれている。

なお、ベース部１３に埋め込まれた位置決めピン１３ｂは、筒状であるとともに、その延在方向に沿った孔部１３ｃが形成されている。

したがって、基板導通テスト時には、蓋部１４の位置決めピン１４ｂをベース部１３の位置決めピン１３ｂの孔部１３ｃに挿入することで、ベース部１３と蓋部１４とが位置決めされる構造となっている。さらに、この孔部１３ｃは、その孔径が位置決めピン１４ｂと嵌め合い（すきまばめ）の関係となるような大きさに形成されており、位置決めピン１３ｂに対して位置決めピン１４ｂが高精度に位置決めされた状態で上下（各ピンの延在方向）に摺動可能なような関係となっている。

すなわち、ベース部１３の位置決めピン１３ｂの孔部１３ｃに、蓋部１４の位置決めピン１４ｂを上方から挿入することで、ベース部１３と蓋部１４とが位置決めされるとともに、蓋部１４が位置決めピン１３ｂの孔部１３ｃによって案内されて上下方向（各ピンの延在方向）に摺動することが可能となる。

また、本実施の形態のソケット１２には、可動台座１５が設けられている。可動台座１５は、ベース部１３の凹部１３ｄに配置されており、位置決め部材である位置決めピン１３ｂと嵌合するとともに、位置決めピン１３ｂの案内により第２コンタクトピン１３ａの延在方向に沿って可動自在に設けられている。

詳細には、可動台座１５はその平面方向の中央部付近に凹状の基板装着部１５ａを有しており、この基板装着部１５ａには、下段パッケージ２の配線基板５の受け面となる基板載置面１５ｂが形成され、基板導通テストは、基板載置面１５ｂによって配線基板５を支持した状態で行う。

また、基板装着部１５ａの外側には、位置決めピン１３ｂを通す貫通孔１５ｃが形成されており、貫通孔１５ｃに位置決めピン１３ｂが通されていることで、可動台座１５が位置決めピン１３ｂによって位置決めされている。すなわち、貫通孔１５ｃは、その孔径が位置決めピン１３ｂと嵌め合い（すきまばめ）の関係となるような大きさに形成されており、位置決めピン１３ｂに対して可動台座１５が高精度に位置決めされた状態で上下（各ピンの延在方向）に摺動可能なような関係となっている。

すなわち、位置決めピン１３ｂに可動台座１５の貫通孔１５ｃを通すことで、位置決めピン１３ｂと可動台座１５が位置決めされるとともに、位置決めピン１３ｂが埋め込まれたベース部１３と可動台座１５も位置決めされ、さらに可動台座１５が位置決めピン１３ｂによって案内されて上下方向（各ピンの延在方向）に摺動することが可能となる。

なお、可動台座１５は、平面形状が、例えば四角形であり、２つの対角線のうちの一方の対角線上の角部に位置決めピン１３ｂが配置されており（図１０参照）、したがって、この場合には可動台座１５は、２つの位置決めピン１３ｂによって位置決めされる。ただし、位置決めピン１３ｂの設置数は、２つに限られるものではない。

また、可動台座１５は、その裏面側がバネ（弾性部材）１６によって支持されている。すなわち、ベース部１３の凹部１３ｄと可動台座１５との間に複数（例えば、配線基板５のコーナ部付近に対応した４箇所）のバネ１６が設けられている。

すなわち、可動台座１５は、バネ１６を介してベース部１３に取り付けられており、これによって、可動台座１５は、上方から第１コンタクトピン１４ａによって加圧された際に、バネ１６の弾性力によって上方に押し返すように保持されている。

さらに、図９に示すように、可動台座１５の基板装着部１５ａの基板載置面１５ｂには、下段パッケージ２の外部端子である複数の半田ボール７に１対１で対応した複数の孔であるポケット部（凹部）１５ｄが形成されている。すなわち、複数のポケット部１５ｄは、複数の半田ボール７に１対１で対応して形成されているため、図１０に示すように、図５の下段パッケージ２の複数の半田ボール７の配列と同じ配列で形成されている。

また、図９に示すように、可動台座１５には、それぞれのポケット部１５ｄに開口する貫通孔１５ｅが形成されており、各貫通孔１５ｅにそれぞれ第２コンタクトピン１３ａが配置されている。各貫通孔１５ｅに配置された第２コンタクトピン１３ａは、上方から第１コンタクトピン１４ａによって配線基板５が加圧されて可動台座１５が沈み込む前の段階では、それぞれポケット部１５ｄに僅かに突出する程度の長さとなっている。

そこで、各ポケット部１５ｄの深さは半田ボール７の直径より十分に深く形成されており、下段パッケージ２の配線基板５を基板載置面１５ｂで支持した時点（上方から第１コンタクトピン１４ａによって加圧されていない時点）では、半田ボール７が第２コンタクトピン１３ａに当たらない深さとなっている。

なお、図９に示すように、可動台座１５の基板装着部１５ａに下段パッケージ２を載置した際の下段パッケージ２の位置決めは、下段パッケージ２の各半田ボール７がこれらに対応する各ポケット部１５ｄに収められることで成される。この時、配線基板５の外周部と基板装着部１５ａの壁部１５ｆとのクリアランスは、半田ボール７とポケット部１５ｄの内周壁１５ｇとのクリアランスより大きい。すなわち、配線基板５の外周部と基板装着部１５ａの壁部１５ｆとのクリアランスは、図示しないハンドラ装置の下段パッケージ２を可動台座１５に装着する際の停止精度等で決まるものであり、さらに配線基板５の外周部が基板装着部１５ａの壁部１５ｆに当たらないように設定されるため、半田ボール７とポケット部１５ｄの内周壁１５ｇとのクリアランスは、配線基板５の外周部と基板装着部１５ａの壁部１５ｆとのクリアランスより小さくしておかなければならない。

基板導通テストの際には、まず、ソケット１２の可動台座１５の基板装着部１５ａのポケット部１５ｄに半田ボール７を収めて基板装着部１５ａに下段パッケージ２を載置し、その後、蓋部１４を下降させて第１コンタクトピン１４ａを配線基板５の上面５ａのプリスタックランド５ｃに接触させることで配線基板５を押圧する。この第１コンタクトピン１４ａによる下方への押圧動作で可動台座１５が沈み込み、半田ボール７がポケット部１５ｄに突出している第２コンタクトピン１３ａに接触した時点で蓋部１４の下降を停止させる。この時、可動台座１５はバネ１６によって下方から上方に向かって押圧されているため、図８に示すように配線基板５の上面側では、プリスタックランド５ｃに第１コンタクトピン１４ａが接触し、かつ下面側では、半田ボール７に第２コンタクトピン１３ａが接触する状態を作り出すことができ、この状態で基板導通テストを実施する。

すなわち、本実施の形態のソケット１２では、図１０に示すように、位置決めピン１３ｂにより可動台座１５が複数の第２コンタクトピン１３ａの配列方向Ｐに対して位置決めされた状態で、図８に示すように、下段パッケージ２の配線基板５の上面側で第１コンタクトピン１４ａを配線基板５のプリスタックランド５ｃに接触させ、かつ配線基板５の下面側で第２コンタクトピン１３ａを、ベース部１３を貫通させて下段パッケージ２の半田ボール７に接触させて基板導通テストを行う。

なお、基板導通テストでは、図１１に示すように、下段パッケージ２の配線基板５のプリスタックランド５ｃと外部端子用ランド５ｄ（半田ボール７）の間における内部配線５ｆやビア５ｇの断線の有無をテストする。

また、前記基板導通テスト時には、図８に示すようにソケット１２の蓋部１４上に変換基板１７が配置され、一方、ベース部１３の下にはテストボード１８が配置される。この時、それぞれ複数の第１コンタクトピン１４ａは変換基板１７と電気的に接続し、かつ複数の第２コンタクトピン１３ａはテストボード１８と電気的に接続し、さらに複数の第３コンタクトピン１３ｅは変換基板１７とテストボード１８の両方に電気的に接続する。

これにより、図８に示すような電気的な信号１９の流れを形成し、テストボード１８を介して図１１に示すテスタ２１により、基板導通テストを行う。

次に、本実施の形態の基板導通テスト時のソケット１２の動作の詳細について説明する。

まず、図２に示すような上面５ａに複数のプリスタックランド５ｃが形成され、下面５ｂに複数の外部端子用ランド５ｄが形成されているとともに、プリスタックランド５ｃと外部端子用ランド５ｄとが図１１に示す内部配線５ｆやビア５ｇ等で電気的に接続された配線基板５の上面上に半導体チップ４が搭載され、かつ外部端子用ランド５ｄに外部端子である複数の半田ボール７が接続されて成る下段パッケージ（半導体装置）２を準備する。すなわち、図６のステップＳ６に示す切断を行って組み立てられた下段パッケージ２を準備する。

その後、図示しないハンドラによって下段パッケージ２を保持して搬送し、図１２に示すように、ソケット１２のベース部１３の可動台座１５の基板装着部１５ａに下段パッケージ２を装着（挿入）する。

その際、図９に示すように各半田ボール７を可動台座１５の基板装着部１５ａに設けられたポケット部１５ｄに収めることで下段パッケージ２は位置決めされる。これにより、下段パッケージ２は、可動台座１５の基板装着部１５ａの基板載置面１５ｂで支持される。なお、本実施の形態のソケット１２では、可動台座１５に設けられた２つの貫通孔１５ｃのそれぞれに位置決めピン１３ｂが嵌合されることで、可動台座１５が第２コンタクトピン１３ａの配列方向に対して位置決めされており、かつ下段パッケージ２の各半田ボール７が可動台座１５の各ポケット部１５ｄに収まったことで、下段パッケージ２は、図１０に示す第２コンタクトピン１３ａの配列方向Ｐに対して位置決めされた状態となる。

その後、図１２に示すように、ベース部１３の可動台座１５の上方に蓋部１４を配置し、位置決めピン１３ｂの孔部１３ｃと位置決めピン１４ｂの位置を合わせた後、蓋部１４を降下（Ｌ部）させ、図１３に示すように位置決めピン１３ｂの孔部１３ｃに、その上方から位置決めピン１４ｂを挿入して位置決めピン１３ｂと位置決めピン１４ｂとを嵌合する。

これにより、ベース部１３と蓋部１４とが位置決めされる。すなわち、蓋部１４の複数の第１コンタクトピン１４ａが配線基板５の複数のプリスタックランド５ｃに接触可能なように、図１０に示す配列方向Ｐに位置決めされ、一方、ベース部１３の複数の第２コンタクトピン１３ａも配線基板５の複数の半田ボール７に接触可能なように、配列方向Ｐに位置決めされた状態となる。

その後、さらに蓋部１４を降下させて配線基板５のプリスタックランド５ｃに第１コンタクトピン１４ａを接触させ、かつ配線基板５の下面５ｂ側の半田ボール７に第２コンタクトピン１３ａを接触させる。

この時、可動台座１５がその下側のベース部１３との間で複数のバネ１６によって支持されており、かつ位置決めピン１３ｂに対して摺動自在に設けられていることで、第１コンタクトピン１４ａのプリスタックランド５ｃへの接触により配線基板５が上方から押圧されると、可動台座１５が下方に沈み込む。可動台座１５が沈んだことで、半田ボール７がポケット部１５ｄに突出している第２コンタクトピン１３ａに接触した時点で蓋部１４の下降を停止させる。

なお、可動台座１５はバネ１６によって下方から上方に向かって押圧されているため、図１４に示すように配線基板５の上面側では、プリスタックランド５ｃに第１コンタクトピン１４ａが接触し、一方、下面側では、半田ボール７に第２コンタクトピン１３ａが接触した状態となる。

以上のように、配線基板５の上面５ａのプリスタックランド５ｃに第１コンタクトピン１４ａを接触させ、下面５ｂの半田ボール７に第２コンタクトピン１３ａを接触させた状態で基板導通テストを実施する。すなわち、第１コンタクトピン１４ａ及び第２コンタクトピン１３ａを介して、配線基板５の導通テストを行う。

基板導通テスト時には、図８に示すようにソケット１２の蓋部１４上に変換基板１７を配置し、一方、ベース部１３の下にはテストボード１８を配置する。この時、それぞれ複数の第１コンタクトピン１４ａは変換基板１７と電気的に接続し、かつ複数の第２コンタクトピン１３ａはテストボード１８と電気的に接続しており、さらに複数の第３コンタクトピン１３ｅは変換基板１７とテストボード１８の両方に電気的に接続している。

これにより、図８に示すような電気的な信号１９の流れを形成し、テストボード１８を介して図１１に示すテスタ２１により、基板導通テストを行う。

なお、基板導通テストでは、図１１に示すように配線基板５のプリスタックランド５ｃと外部端子用ランド５ｄの間における内部配線５ｆやビア５ｇの断線の有無をテストする。その際、プリスタックランド５ｃ−外部端子用ランド５ｄ間（プリスタックランド５ｃ−半導体チップ４間）の配線抵抗を測定して内部配線５ｆやビア５ｇの断線の有無をテストする。さらに、前記配線抵抗の測定は、全ピン、すなわち全ての半田ボール７に対して行うことが望ましい。

次に、本実施の形態のソケット１２を用いた際の基板導通テスト時のコンタクトピンの接触位置のシミュレーション結果と、図２５に示す第２比較例のソケット６１を用いた際の基板導通テスト時のコンタクトピンの接触位置のシミュレーション結果について説明する。

まず、図１５〜図１７を用いて本実施の形態のソケット１２を用いた場合について説明する。

図１５に示す本実施の形態のソケット１２の主要部と、図１５の各部に対応した図１６に示すシミュレーション使用値とを用いて、図１７に示すように、プリスタックランド５ｃのランド端Ｔを基準として第１コンタクトピン１４ａがプリスタックランド５ｃのどの当たりに接触するかをシミュレーションし、その結果について説明する。

前記シミュレーションは、その結果が、図１７において、ランド端Ｔの＋側となるか、または−側になるかで、＋側の時には、第１コンタクトピン１４ａとプリスタックランド５ｃが接触することを表し、−側の時には、第１コンタクトピン１４ａとプリスタックランド５ｃが接触しないことを表す。また、図１６に示す各シミュレーション使用値は、それぞれ設計公差の最悪の場合を用いている。

まず、本実施の形態のソケット１２の場合のシミュレーションの計算式は、接触位置Ｑのランド端Ｔからの距離Ｘが、Ｘ＝ａ／２−（（ｄ−ｂ）＋ｃ＋（ｅ−ｆ）＋（ｍ−ｎ）＋（ｇ−ｈ））／２で表される。この計算式に図１６に示す各部のシミュレーション使用値を入れて計算すると、接触位置Ｑの距離Ｘは、Ｘ＝０．００２となり、図１７のＱ点の位置となる。すなわち、プリスタックランド５ｃのランド端Ｔから内側（＋側）に距離０．００２入った箇所に第１コンタクトピン１４ａが接触することになり、第１コンタクトピン１４ａとプリスタックランド５ｃは確実にコンタクトするという結果が得られた。

次に、図１７〜図１９を用いて第２比較例のソケット６１を用いた場合について説明する。

図１８に示す第２比較例のソケット６１の主要部と、図１８の各部に対応した図１９に示すシミュレーション使用値とを用いて、図１７に示すように、プリスタックランド６０ａのランド端Ｔを基準としてコンタクトピン５７がプリスタックランド６０ａのどの当たりに接触するかをシミュレーションし、その結果について説明する。

なお、図１９においても、各シミュレーション使用値は、それぞれ設計公差の最悪の場合を用いている。

第２比較例のソケット６１の場合のシミュレーションの計算式は、接触位置Ｒのランド端Ｔからの距離Ｙが、Ｙ＝ａ／２−（（ｄ−ｂ）＋ｃ＋（ｅ−ｆ）＋（ｊ−ｋ）＋ｉ＋（ｇ−ｈ））／２で表される。この計算式に図１９に示す各部のシミュレーション使用値を入れて計算すると、接触位置Ｒの距離Ｙは、Ｙ＝−０．０８３となり、図１７のＲ点の位置となる。すなわち、プリスタックランド６０ａのランド端Ｔから外側（−側）に距離０．０８３外れた箇所にコンタクトピン５７が接触することになり、コンタクトピン５７とプリスタックランド６０ａはコンタクトしないという結果が得られた。

以上のシミュレーション結果により、本実施の形態のソケット１２を用いることにより、基板導通テスト時に、第１コンタクトピン１４ａがプリスタックランド５ｃから外れた位置に接触することは無くなり、第１コンタクトピン１４ａとプリスタックランド５ｃとが確実に接触するという結果が得られた。

その後、本実施の形態のソケット１２を用いた基板導通テストにより、良品と判定された下段パッケージ２のみについて図７のステップＳ８に示す製品特性試験を行う。

すなわち、テスト工程において、まず、配線基板５の導通テストを行い、この導通テストによって選別された良品の下段パッケージ２に対して製品特性試験（検査）を行う。なお、前記製品特性試験は、例えば、ＤＣテスト、アナログテスト、ＡＣテスト及びファンクションテスト等である。

その後、前記製品特性試験で合格した下段パッケージ２を製品として出荷し、出荷先で、図２０に示すように、上段パッケージ３と接続して図１に示すＰＯＰ１を組み立てる。もしくは前記製品特性試験で合格した下段パッケージ２を上段パッケージ３と接続して図１に示すＰＯＰ１を組み立て、このＰＯＰ１を出荷してもよい。

本実施の形態の半導体装置（下段パッケージ２）の製造方法によれば、ソケット１２のベース部１３に設けられた位置決めピン１３ｂにより可動台座１５が第２コンタクトピン１３ａの配列方向Ｐに対して位置決めされた状態で、第１コンタクトピン１４ａをプリスタックランド５ｃに接触させ、かつ第２コンタクトピン１３ａを半田ボール７に接触させて基板導通テストを行うことで、第１コンタクトピン１４ａ側と第２コンタクトピン１３ａ側とを精度良く位置合わせして電気的検査（基板導通テスト）を行うことができる。

すなわち、ソケット１２のベース部１３に取り付けられた位置決めピン１３ｂと可動台座１５とが嵌合し、かつソケット１２の蓋部１４に取り付けられた位置決めピン１４ｂとベース部１３の位置決めピン１３ｂとが係合（嵌合）することで、可動台座１５が第２コンタクトピン１３ａの配列方向Ｐに対して位置決めされるため、可動台座１５とベース部１３の位置ずれや、位置決めピン１３ｂの下段パッケージ２に対する位置度を考慮する必要がなくなった上、下段パッケージ２と、第１コンタクトピン１４ａ及び第２コンタクトピン１３ａの位置合わせ精度を高めることができ、さらにこの状態で下段パッケージ２の電気的検査である導通テストを行うことができる。

これにより、電気的検査を正常に行うことができ、電気的検査の信頼性を向上させることができる。

また、第１コンタクトピン１４ａ側と第２コンタクトピン１３ａ側とを精度良く位置合わせして基板導通テストを行うことで、第１コンタクトピン１４ａ及び第２コンタクトピン１３ａが配線基板５のソルダレジストに接触することを低減することができ、配線基板５が損傷することを低減できる。

その結果、下段パッケージ２やＰＯＰ１の品質を向上させることができる。

また、下段パッケージ２やＰＯＰ１の品質を向上させることができるため、下段パッケージ２やＰＯＰ１の歩留を向上させることができる。

また、ＰＯＰ１の下段パッケージ２の組み立てでは、前述のようにフリップチップ接続工程やボール付け工程における熱履歴により、配線基板５の内部配線５ｆやビア５ｇの一部が高抵抗化（半断線）したり、断線したりする場合がある。このような下段パッケージ２の組み立てにおいては、熱履歴がかかった配線基板５を導通テストすることで、不良品を見つけ出して取り除き、良品の下段パッケージ２のみを上段パッケージ３と組み合わせることでＰＯＰ１の歩留を向上できるため、基板導通テストの重要性が高い。

したがって、本実施の形態のソケット１２を用いて下段パッケージ２の基板導通テストを行うことで、配線基板５の上面５ａ側のプリスタックランド５ｃと下面５ｂ側の半田ボール７に確実にコンタクトピンを接触して基板導通テストを行うことができ、これにより、配線基板５の上面５ａ側と下面５ｂ側が確実に電気的に接続していることを確認した上でＰＯＰ１を組み立てることができる。その結果、ＰＯＰ１の歩留を向上させることができるとともに、ＰＯＰ１の組み立てにおける基板導通テストの重要性の高さの観点からも本実施の形態のソケット１２を用いることは非常に有効である。

次に、本実施の形態の変形例について説明する。

図２１は本実施の形態の変形例のソケットにおけるテスト時の動作を示す断面図、図２２は図２１に示すソケットの片寄せ動作を示す拡大部分断面図、図２３は図２１に示すソケットの片寄せ動作を示す拡大部分断面図である。

図２１〜図２３は本実施の形態のソケット１２に設けられた片寄せ機構２０を動作させるものであり、下段パッケージ２の可動台座１５に対する位置決め精度を高めるものである。

まず、ソケット１２に設けられた片寄せ機構２０の構造とその動作について説明する。図２１に示す可動台座１５の基板装着部１５ａの端部に、図２２に示すように、下段パッケージ２の配線基板５の側面５ｉを基板載置面１５ｂに沿ってスライドして押圧する第１ブロック２０ａと、この第１ブロック２０ａに対して基板載置面１５ｂに沿った弾性力を付与する第１バネ２０ｂと、第１ブロック２０ａの配線基板方向へのスライド移動を阻止するストッパーである第２ブロック２０ｃと、第２ブロック２０ｃを上方に対してスライド移動させる弾性力を付与する第２バネ２０ｄが設けられている。

したがって、下段パッケージ２の配線基板５を片寄せさせる際には、図２２に示すように上方から荷重Ｖをストッパーである第２ブロック２０ｃに付与し、第２ブロック２０ｃを下方にスライド移動させることで第１ブロック２０ａが解放され、これにより、第１ブロック２０ａは第１バネ２０ｂの弾性力によってスライドし、図２３に示すように配線基板５の側面５ｉを荷重Ｗで押圧する。

側面５ｉが押された配線基板５はスライドするが、このスライド動作によって複数の半田ボール７のうちの何れかがポケット部１５ｄの内周壁１５ｇに突き当たって配線基板５のスライド動作は停止する。これにより、配線基板５が片寄せ状態となり、この片寄せ状態で基板導通テストが行われる。

すなわち、基板導通テストを、可動台座１５上で下段パッケージ２を図１０に示すコンタクトピンの配列方向Ｐに対して片寄せした状態で行う。

なお、基板導通テスト終了後、第２ブロック２０ｃへの図２２の荷重Ｖの付与を停止することで、第２ブロック２０ｃは解放され、第２バネ２０ｄによって上方にスライドする。この第２ブロック２０ｃの上方へのスライドにより、第１ブロック２０ａは配線基板５から離れる方向に戻され配線基板５への第１ブロック２０ａの押圧も停止する。これにより、配線基板５への押圧も無くなるため、配線基板５も解放される。

基板導通テスト時には、図２１の片寄せ動作に示すように、下段パッケージ２の可動台座１５への装着後、蓋部１４の下降（Ｌ）を行う前に、まず、前述の片寄せ動作を行って配線基板５の位置決めを行う。そして、片寄せ動作終了後に、図２１のコンタクトに示すように蓋部１４を下降させて第１コンタクトピン１４ａを配線基板５のプリスタックランド５ｃに接触させるとともに、第２コンタクトピン１３ａを配線基板５の半田ボール７に接触させ、この状態で基板導通テストを行う。

ここで、図１５〜図１７を用いて、片寄せを行って基板導通テストを行う際の第１コンタクトピン１４ａの接触位置のシミュレーションについて説明する。

片寄せを行う場合のシミュレーションの計算式は、図１７の接触位置Ｓのランド端Ｔからの距離Ｚが、Ｚ＝ａ／２−（（ｄ−ｂ）／２＋ｃ＋（ｅ−ｆ）＋（ｍ−ｎ）＋（ｇ−ｈ））／２で表される。この計算式に片寄せを行わない場合と同様に、図１６に示す各部のシミュレーション使用値を入れて計算すると、接触位置Ｓの距離Ｚは、Ｚ＝０．０１９となり、図１７のＳ点の位置となる。すなわち、プリスタックランド５ｃのランド端Ｔから内側（＋側）に距離０．０１９入った箇所に第１コンタクトピン１４ａが接触することになり、第１コンタクトピン１４ａとプリスタックランド５ｃは、片寄せを行わない場合よりもさらに内側で確実にコンタクトできるという結果が得られた。

このように片寄せ機構２０を用いて、下段パッケージ２を可動台座１５上で片寄せした状態で基板導通テストを行うことにより、半田ボール７のポケット部１５ｄ内におけるクリアランスを無くすことができ、基板導通テストにおける第１コンタクトピン１４ａ及び第２コンタクトピン１３ａと配線基板５との位置合わせ精度をさらに向上させることができる。

以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

例えば、前記実施の形態では半導体装置がＢＧＡ型の下段パッケージ２の場合について説明したが、前記半導体装置は、ＬＧＡ型の下段パッケージ２であってもよい。この場合、ソケット１２において配線基板５の下面５ｂ側に配置される第２コンタクトピン１３ａは、配線基板５の下面５ｂのＬＧＡランド５ｈ（図５参照）に接触させ、この状態で基板導通テストを行う。

本発明は、ソケットに挿入して行われる電子装置の検査方法に好適である。

１ ＰＯＰ
２ 下段パッケージ（半導体装置）
３ 上段パッケージ
４ 半導体チップ
４ａ 主面
４ｂ 裏面
４ｃ 電極パッド
４ｄ バンプ電極（突起電極）
５ 配線基板
５ａ 上面（表面）
５ｂ 下面（裏面）
５ｃ プリスタックランド（表面パッド）
５ｄ 外部端子用ランド（裏面パッド）
５ｅ チップ用ランド（チップ接続用パッド）
５ｆ 内部配線
５ｇ ビア
５ｈ ＬＧＡランド
５ｉ 側面
６ 半田ボール
７ 半田ボール
８ 半導体チップ
９ アンダフィル
１０ 配線基板
１１ 封止体
１２ ソケット
１３ ベース部
１３ａ 第２コンタクトピン
１３ｂ 位置決めピン（位置決め部材）
１３ｃ 孔部
１３ｄ 凹部
１３ｅ 第３コンタクトピン
１４ 蓋部
１４ａ 第１コンタクトピン
１４ｂ 位置決めピン
１５ 可動台座
１５ａ 基板装着部
１５ｂ 基板載置面
１５ｃ 貫通孔
１５ｄ ポケット部（凹部）
１５ｅ 貫通孔
１５ｆ 壁部
１５ｇ 内周壁
１６ バネ（弾性部材）
１７ 変換基板
１８ テストボード
１９ 信号
２０ 片寄せ機構
２０ａ 第１ブロック
２０ｂ 第１バネ
２０ｃ 第２ブロック
２０ｄ 第２バネ
２１ テスタ
５０ ソケット
５１ ベース部
５２ 下段パッケージ
５３ 蓋部
５４ コンタクトピン
５５ 半田ボール
５６ 凹部
５７ コンタクトピン
５８ 位置決めピン
５９ 嵌合部
６０ 配線基板
６０ａ プリスタックランド
６１ ソケット
６２ 台座
６３ 弾性部材

Claims (14)

1. （ａ）複数の第１パッドが形成された第１主面と、前記複数の第１パッドのそれぞれと電気的に接続された複数の第２パッドが形成され、前記第１主面とは反対側に位置する第２主面を有する配線基板の前記第１主面上に半導体チップを搭載し、かつ前記複数の第２パッドのそれぞれに複数の半田ボールを搭載することにより、半導体装置を組み立てる工程と、
   （ｂ）前記半導体装置をソケットに挿入し、前記複数の第１パッドと前記複数の半田ボールとに、前記ソケット内に設けられた複数のコンタクトピンをそれぞれ電気的に接触させる工程と、
   （ｃ）前記複数のコンタクトピンを介して、前記配線基板の導通テストを行う工程と、
   を有し、
   前記ソケットは、
   複数の第１コンタクトピンと第１位置決めピンとを備え、前記半導体装置の上方に配置された蓋部と、
   複数の第２コンタクトピンと、前記蓋部の前記第１位置決めピンが挿入された孔部が形成された第２位置決めピンと、を備え、前記半導体装置の下方に配置されたベース部と、
   前記ベース部の前記複数の第２コンタクトピンのそれぞれが貫通する複数の孔と、前記ベース部の前記第２位置決めピンが挿入された貫通孔と、が形成され、前記半導体装置と前記ベース部との間に配置され、さらに前記半導体装置が載置された可動台座と、を有し、
   前記（ｃ）工程は、前記蓋部の前記第１位置決めピンが前記ベース部の前記第２位置決めピンの前記孔部に挿入されていることにより、前記蓋部は前記ベース部と前記第２コンタクトピンの配列方向に対して位置決めされ、さらに前記ベース部の前記第２位置決めピンが前記可動台座の前記貫通孔に挿入されていることにより、前記可動台座は前記ベース部と前記第２コンタクトピンの配列方向に対して位置決めされた状態で、前記複数の第１コンタクトピンのそれぞれを前記複数の第１パッドのそれぞれに接触させ、かつ前記複数の第２コンタクトピンのそれぞれを、前記複数の半田ボールのそれぞれに接触させて前記導通テストを行う、半導体装置の製造方法。
2. 請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記（ｃ）工程は、前記複数の半田ボールの内、少なくとも１つの半田ボールを、前記可動台座の対応する孔の内周壁に押し当てた状態で行う、半導体装置の製造方法。
3. 請求項２に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記ソケットは、片寄せ機構をさらに有し、
   前記（ｃ）工程は、前記片寄せ機構により前記半導体装置の前記配線基板の側面を押圧した状態で行う、半導体装置の製造方法。
4. 請求項３に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記片寄せ機構は、前記配線基板の前記側面を前記可動台座の基板載置面に沿ってスライドして押圧するブロックと、前記ブロックに対して前記基板載置面に沿った弾性力を付与するバネと、を有する、半導体装置の製造方法。
5. 請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記可動台座は、前記第２位置決めピンの案内により、前記複数の第２コンタクトピンの延在方向に沿って自在に摺動することが可能である、半導体装置の製造方法。
6. 請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記蓋部は、前記第２位置決めピンの前記孔部の案内により、前記複数の第２コンタクトピンの延在方向に沿って自在に摺動することが可能である、半導体装置の製造方法。
7. 請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記（ｃ）工程は、前記複数の第１パッドと前記複数の第２パッドのそれぞれの間の配線抵抗を測定する、半導体装置の製造方法。
8. 請求項７に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記配線抵抗の測定は、前記複数の半田ボールの全てに対して行う、半導体装置の製造方法。
9. 請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記（ｃ）工程の後、前記導通テストによって選別された良品に対して製品特性検査を行う工程をさらに有する、半導体装置の製造方法。
10. 請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記可動台座は、弾性部材を介して前記ベース部に取り付けられている、半導体装置の製造方法。
11. 請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記（ａ）工程は、
    （ａ１）前記配線基板を準備する工程と、
    （ａ２）前記配線基板の前記第１主面上に形成され、前記複数の第１パッドのそれぞれと電気的に接続された複数のチップ接続用パッドに前記半導体チップを電気的に接続する工程と、
    （ａ３）前記複数の第２パッドのそれぞれに前記複数の半田ボールを搭載し、高温リフローすることにより前記複数の第２パッドと前記複数の半田ボールとを電気的に接続する工程と、を有する、半導体装置の製造方法。
12. 請求項１１に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記（ａ２）工程では、前記半導体チップの複数の電極パッドのそれぞれの表面に設けられた複数の突起電極と、前記複数のチップ接続用パッドとをそれぞれ電気的に接続する、半導体装置の製造方法。
13. 請求項１２に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記複数の突起電極と前記複数のチップ接続用パッドとの接続は、前記半導体チップを加熱することにより予め前記複数のチップ接続用パッドに設けられた半田を溶融させて行う、半導体装置の製造方法。
14. 請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
    （ｄ）前記（ｃ）工程の後、前記半導体装置の前記配線基板の前記第１主面上に別の半導体装置を搭載し、前記配線基板の前記複数の第１パッドと前記別の半導体装置の複数の半田ボールとをそれぞれ電気的に接続する工程をさらに有する、半導体装置の製造方法。

Images