JPH03102848A - 半導体装置のエージング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置のエージング方法及びエージング
装置に関する。

〔従来の技術〕

ＬＳＩ等の半導体装置は、通常その製造工程において、
パッケージング後、即ち組立て後にエージングと呼ばれ
る加速寿命試験が行われる。

ここで予め代表的な従来の製造工程について触れておく
と、先ず、前工程と呼ばれる工程において、所定の回路
機能が作り込まれたＬＳＩチップを多数含むウェハが完
成し，プローブ検査でウェハ内のＬＳＩチップは一個一
個所定の回路機能が正常に動作するか否かを検査される
。その後，後工程と呼ばれる工程に入り、先ずダイシン
グ工程でウエハ内のＬＳＩチップは一個一個分離され、
前記プローブ検査で良品とされたＬＳＩチップはパッケ
ージングされる。パッケージング工程では、ＬＳＩチッ
プはリードピンとともに樹脂で封止されたり、セラミッ
クスの容器に気密封止され、完成品としての形状を整え
る。またテープ上に形成されたリード端子にＬＳＩチッ
プの電極を接続したＴＡＢ（Ｔａｐｅ　　Ａｕｔｏｍａ
ｔｅｄ　　Ｂｏｎｄｉｎｇ）として完成品となる。

次に前述したような完或品としての形状を整えたＬＳＩ
は、エージング工程に入る。エージングとは、個々の半
導体装置に所定の電圧を印加して所定の雰囲気温度、例
えば１２５℃で所定時間、例えば４〜９６時間動作させ
る加速寿命試験である。その目的は、周知のように半導
体装置の回路動作を安定化させるとともに、信頼性的な
意味で寿命の短い半導体装置を不良品として顕在化させ
ることにある。具体的な方法としては、通常，エージン
グに必要な配線、部品を施したエージングボード上のソ
ケットにＬＳＩを収納し、高温恒温槽の中で電気的動作
を行なう。この工程で、前記プローブ検査で良品とされ
たＬＳＩであっても、温度ストレス、電気的ストレスを
所定時間加えられることによってある割合で不良となる
６このようなＬＳＩは前記した前工程で何らかの不良要
因が作り込まれたにもかかわらず，プローブ検査では特
性不良とはならず、エージング工程で不良現象が顕在化
する。エージング工程で発生した不良品は次の選別工程
で除去され、良品のみが出荷される。従って適切な条件
でエージングを行うことにより、実使用において充分に
耐用年数を有する製品のみを出荷できるようになり、エ
ージングは半導体装置の製造工程において必要不可欠な
工程となっている。

なお、エージング（スクリーニングまたはバーンインと
も呼ばれる）については、１９８０年１月１５日、株式
会社工業調査会発行、日本マイクロエレクトロニクス協
会編ｒＩＣ化実装技術」Ｐ２５９に説明されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述の従来のエージング工程には以下に
述べるような問題がある。先ず、前述したように従来エ
ージング工程はパッヶージング後に実施されるため、寿
命の短い不良チップをも組立ててしまい、結果的に無駄
な作業を行ったことになる。また、エージング後の選別
工程で大量の不良品が検出された場合、その殆どの原因
はウェハ完戊までの前工程にあることが多く、その不良
情報を早く前工程にフィードバックすべきであるにもか
かわらず、パッケージング後にエージングを行うために
、不良情報のフィードバックが遅れてしまうという問題
がある。更に近年、高密度実装の流れの中で、半導体装
置をチップ状態で実装したいという要求が高まっている
が、チップ状態ではエージングが実施されておらず、信
頼性的に不安が残るという問題がある。したがって、本
発明の目的は，上記従来の問題点を解消することにあり
，その第１の目的は半導体装置をパッケージングする前
に、チップの状態でエージングするための方法を提供す
ることにあり、第２の目的はそのための装置を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記第１の目的は、（１）半導体装置をチップ状態でエ
ージングする方法において、前記チップの電極位置と同
じ位置に給電用電極が配置され、しかしこの給電用電極
に電気的に連結され，そのピッチが前記給電用電極のピ
ッチよりも拡大された拡大ピッチ電極を有する可撓性の
あるフレキシブル基板の給電用電極面と、前記チップの
電極面とを対向させ、前記チップを収納できる穴を有す
る剛性のあるチップ位置決め板を用いて前記給電用電極
と、前記チップ電極との位置合わせを行い、更に前記チ
ップと同等もしくはより広い平面形状の弾性体シートを
前記フレキシブル基板の前記チップを対向させた反対側
の面に配置し、外部リード及びそれにつながる弾性を有
する内部接続端子ならびに押圧蓋を有するソケットに前
記弾性体シート，フレキシブル基板，チップ位置決め板
及びチップを収納し、前記押圧蓋により、前記給電用電
極とチップ電極及び前記拡大ピッチ電極と内部接続端子
の電気的接続を行い、前記ソケットをエージングボード
上に複数個配置し、前記外部リードに電源および信号電
圧を供給して、前記チップを動作させ、チップの状態で
複数個を一括してエージングするようにした半導体装置
のエージング方法により、（２）上記拡大ピッチ基板の
給電用電極がシリコーンゴム中に金属またはカーボンの
粒子を分散させた弾性導電体からなる上記（１）記載の
半導体装置のエージング方法により、（３）上記拡大ピ
ッチ基板の給電用電極が、拡大ピッチ基板から突出した
突起上電極からなる上記（１）記載の半導体装置のエー
ジング方法により、（４）上記拡大ピッチ基板の拡大ピ
ッチ電極が上記給電用電極が形成された面の反対側の面
に形成され、上記拡大ピッチ基板に設けられたスルーホ
ールを介して給電用電極と接続されてなる上記（１）記
載の半導体装置のエージング方法により、（５）上記ソ
ケットに上記拡大ピッチ基板およびチップ位置決め板の
位置を決定するための少なくとも２個以上の位置決めピ
ンを有し、且つ上記拡大ピツチ基板およびチップ位置決
め板に、前記位置決めピント同位置に位置決め穴を有し
てなる上記（１）記載のエージング方法により、達成さ
れる。

上記第２の目的は、（６）外部リード、内部接続端子、
位置決めピンおよび押圧蓋を有するソケットに，給電用
電極と拡大ピッチ電極および位置決め穴を有する拡大ピ
ッチ基板を前記位置決めピンに前記位置決め穴をあわせ
て設置し、その上にチップを収納できる穴および位置決
め穴を有するチップ位置決め板を前記位置決めピンに前
記位置決め穴をあわせて設置し、さらにチップ電極面を
前記給電用電極に対向させ、前記チップ位置決め板のチ
ップ収納穴に設置し、その上から前記ソケットの押圧蓋
を押しつけて固定し、前記チップ電極と給電用電極との
電気的接続および前記拡大ピッチ電極と内部接続端子と
の電気的接続を行い、前記外部リードピンに給電するよ
うにした半導体装置のエージング装置により、達成され
る。

〔作用〕

拡大ピッチ基板は、その上に形成された給電用電極及び
拡大ピッチ電極により、それぞれチップ電極及びソケッ
トの内部接続端子との電気的接続を行う。上記給電用電
極は弾性導電体からなり、上記チップ電極と上記給電用
電極の少くとも一方が突起状の形状を有する時、その高
さばらつきによって生じ易い上記両電極の接続不良の発
生を、上記弾性導電体の変形によって防止する作用を有
する。チップ位置決め板は、上記給電用電極とチップ電
極との位置合せを行うとともに、上記拡大ピッチ電極を
上記ソケットの内部接続端子に押し付けて電気的接続を
得る働きをする。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第工図及び第２図により説明す
る。

第１図はソケットにチップを収納して、半導体装置をチ
ップ状態でエージングするために必要な構或部品を示す
。全体は、ソケット１、拡大ピッチ基板２、チップ位置
決め板３及びチップ４から構或されている。ソケット１
の本体は耐熱性プラスチックまたはセラミック製であり
、通常のＬＳＩソケットの如く、外部リード１１及び該
外部リード１１に電気的に連結されたバネ性のある内部
接続端子１２を有する。また拡大ピッチ基板２、チップ
位置決め板３の位置決めを行うための位置決めピン１３
を有する。更にソケット１は、拡大ピッチ基板２及びチ
ップ４をお互いに押しつけあうようにすると同時に、拡
大ピッチノ，（板２及びチップ位置決め板３を内部接続
端子１２に押しつけるための押圧蓋１４を有する。該押
圧蓋１４はチップ４を押しつけるための突起部１５及び
位置決めピン１３との接触を避けるための穴１６及び押
圧蓋１４を閉じて固定するためのロック機構１７を有す
る。次に、拡大ピッチ基板２は例えば厚さ１ｍｍ程度の
ガラスエポキシ基板である。該拡大ピッチ基板２の一方
の面、第１図では裏面には例えば３５μｍ程度の厚さの
銅箔によりソケット１の内部接続端子１２の位置に合致
するように規則正しく拡大ピッチ電極２１が形成される
。拡大ピッチ電極２１の表面は金メッキ等を施し、内部
接続端子１２との接触の信頼性を確保することが好まし
い。拡大ピッチ電極２１が形成される面と反対の面、第
１図では表面にはチップ４の電極（第２図に示す）位置
に合致して給電用電極２２が形或される。該給電用電極
２２は、例えば金属またはカーボン粒子を分散させたシ
リコーンゴム等の耐熱性のある弾性導電体からなり、上
記液状のシリコーンゴムを印刷後硬化させたり、塗布硬
化後、写真食刻を行ってパターンニングする方法などに
よって．５０μｍ程度の高さに形或した突起状電極であ
るが，チップ電極が突起状であれば、上記給電用電極２
２は必ずしも突起状に形或する必要はない。上記給電用
電極２２と拡大ピッチ電極２１は拡大ピッチ基板２に形
或したスルーホール２５（第２図に示す）を介して銅箔
パターン２３および２４によって接続される。更に拡大
ピッチ基板２には，２ヶ以上の拡大ピッチ基板ガイド穴
２６が形或されており、ソケット１の位置決めピン１３
と該拡大ピッチ基板ガイド穴２６を合わせるようにして
，拡大ピッチ基板２をソケット１に配置する。次に、チ
ップ位置決め板３は例えば金属、セラミックスあるいは
ガラスエボキシのような複合材料を用いて作製され、チ
ップ４の電極と上記拡大ピッチ基板２の給電用電極２２
との位置合せを行うためのチップ収容穴３１とチップ位
置決め板ガイド穴３２を有する。チップ位置決め板３は
、拡大ピッチ基板２を配置したソケット１の位置決めピ
ン１３と該チップ位置決め板ガイド穴３２を合わせるよ
うにして、ソケット１に配置される。次にチップ４は、
その電極が拡大ピッチ基板２の給電用電極２２と対向す
るようにチップ位置決め板３のチップ収容穴３ｌに収納
される。

以上の操作の後、ソケット↓の押圧蓋１４を閉じて、ロ
ック機構１７により上記押圧蓋１４を固定する。

次に、上記操作が全て完了した状態でのソケットｌの内
部構造を第２図の縦断面図により説明する。ソケット１
の中には拡大ピッチ基板２，チップ位置決め板３が順次
積み重ねられる。チップ４はチップ電極４１が拡大ピッ
チ基板２の給電用電極２２と対向するようにチップ収納
穴３１に収納され．押圧蓋１４を閉じることにより、拡
大ピッチ基板２の拡大ピッチ電極２１はチップ位置決め
板３とともにソケット１の弾性を有する内部接続端子１
２に押しつけられ、安定した電気的接続が得られる。同
時にチップ電極４工は押圧［１４の突起部１５により、
拡大ピッチ基板２の給電用電極２２に押しつけられ、該
給電用電極２２の弥性により，安定した電気的接続が得
られる。上記給電用電極２２は、拡大ピッチ基板２に設
けたスルーホール２５を介して、銅箔パターン２３およ
び２４により拡大ピッチ電極２１に接続される。チップ
電極４ｌと給電用電極２２との位置合せ及び拡大ピッチ
電極２工と内部接続端子１２との位置合せは、第１図で
も説明した通り、ソケット１の位置決めピン１３に拡大
ピッチ基板ガイド穴２６及びチップ位置決め板ガイド穴
３２をさし込むことにより達成される。チップエージン
グは以上述べたような構成のソケット１を複数個エージ
ングボード（図示しない）に外部リードｌ１を接続する
ことにより搭載し、外部リード１１に電源及び信号電圧
が印加されるようにしてチップ４を動作させ、所定の温
度で所定時間、複数のチップが一括して行われる。

以上に述べた本実施例によれば、半導体装置の高集積化
に伴って狭ピッチ化（例えば０．１ｍｍ）される方向に
あるチップ電極に対し、エージングに必要な給電用電極
を安定して接触させることができる。また拡大ピッチ基
板に、上記狭ピッチの給電用電極に接続された拡大ピッ
チ電極を設けたことにより、比較的に広いピッチ（例え
ば０．６５ｍｍ）でしか実現できない内部接続端子のＬ
ＳＩ用ソケットを用いてチップのエージングができるこ
とになる。更に半導体装置の品挿が異り，チップ電極の
数、位置及びチップ形状が異っても、チップ電極の数が
ソケットの接続端子の数よりも少なければ、拡大ピッチ
基板及びチップ位置決め板を各品種毎に作製することに
より、同じソケットを用いることができる。一般に新し
いソケットを作製するには大きなコストが必要であるが
、上記したように、同一のソケットで多品種の半導体装
置のチソプエージングが可能であり、低いコストでエー
ジングを行うことができる効果がある。

〔発明の効果〕 本発明によれば、半導体装置をパッケージングする前の
チップ状態でエージングするに際し、チップをソケット
に収納し、このソケットを多数個エージングボードに搭
載することにより、多数のチップを一括してエージング
できる効果がある。

これは上記の通り、狭ピッチの弾性導電体からなる給電
用電極と拡大ピッチ電極を有する拡大ピッチ基板を用い
てソケット内で各電極の接触を安定に行えるようにした
からである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体構成図、第２図はその
縦断面図である。 １・・・ソケッ１−、 ２・・・拡大ピッチ基板， ３・・・チップ位置決め板、 ４・・・チップ、 １１・・・外部リード、 邪　１　口 ２・・・内部接続端子、 ３・・・位置決めピン、 ４・・・押圧蓋、 ５・・・突起部、 ６・・・穴、 ７・・・ロック機構、 １・・・拡大ピッチ電極， ２・・・給電用電極、 ３，２４・・・銅箔パターン、 ５・・・スルーホール、 ６拡大ピッチ基板ガイド穴、 １・・・チップ収納穴、 ２・・・チップ位置決め板ガイド穴。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、半導体装置をチップ状態でエージングする方法にお
   いて、前記チップの電極位置と同じ位置に弾性導電体か
   らなる給電用電極が配置され、しかもこの給電用電極に
   電気的に連結され、そのピッチが前記給電用電極のピッ
   チよりも拡大された拡大ピッチ電極を有する拡大ピッチ
   基板の給電用電極面と、前記チップの電極面とを対向さ
   せ、前記チップを収納できる穴を有するチップ位置決め
   板を用いて前記給電用電極と、前記チップ電極との位置
   合わせを行い、外部リードおよびそれにつながる弾性を
   有する内部接続端子ならびに押圧蓋を有するソケットに
   前記拡大ピッチ基板、チップ位置決め板およびチップを
   収納し、前記押圧蓋により、前記給電用電極とチップ電
   極および前記拡大ピッチ電極と内部接続端子の電気的接
   続を行い、前記ソケットをエージングボード上に複数個
   配置し、前記外部リードに電源および信号電圧を供給し
   て、前記チップを動作させ、チップの状態で複数個を一
   括してエージングするようにしたことを特徴とする半導
   体装置のエージング方法。