JPH05160215A - 半導体装置用評価装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 市場で発生したどのようなタイプの不良品に
対しても直ぐに評価する事ができ、電気的な確認を実行
できる半導体装置用評価半導体装置を提供する。 【構成】 テスト基板４に半導体装置３の不良品を取り
付ける。テスト基板４には、テストパッド６とこれに接
続されたリ−ドから構成された配線７が形成されてお
り、半導体装置３の電極と配線７とは、ボンディングワ
イヤ５などで電気的に接続されている。不良品は、プロ
−ブカ−ドの針をテストパッド６に当てることによって
電気的な確認が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置を評価する
装置に関するものであり、とくに、ＴＡＢパッケ−ジタ
イプＩＣ等の実装後に不良発生した場合に適用される。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣやＬＳＩなどのチップが実装された
半導体装置が市場に出回ってから発生する不良を検出
し、どの様な状態で故障しているか評価することは、半
導体装置を改良し、その信頼性を高める上で必要である
が、半導体装置、とくに、ＴＡＢ（Tape Automated Bon
ding）パッケ−ジタイプの半導体装置は、その評価の仕
方が難しい。半導体装置の高集積化が進むにつれて、入
出力信号や電源を供給するための半導体素子（以下、チ
ップという）上の電極パッド数は益々増え、消費電力も
増大して動作速度が速くなってきている。これまで、パ
ッケ−ジの内部配線とチップ上の端子との間は、ボンデ
ィングワイヤで接続する方法が多く行われているが、こ
の高集積化によってボンディングパッドが高密度になる
と、ボンディングツ−ルが隣接するワイヤと接触してボ
ンディングが出来なくなったり、ボンディングパッドの
大きさやピッチをある程度以上小さくできないためにチ
ップサイズを余り小さくできず、チップ上での信号配線
長を短くできないという問題等がある。このような問題
を避けるために考えられたのがテ−プキャリアを用いた
ＴＡＢ技術であり、長尺状の可撓性樹脂フィルムの基板
上に金属配線を施し、これと前記チップの入出力電極パ
ッドとをバンプといわれる突起電極を介して接続を行う
方法である。

【０００３】図５は、ＴＡＢ方法に用いられるテ−プキ
ャリアおよびチップが搭載された状態を示す平面図およ
びその断面図である。テ−プキャリア基材となるテ−プ
４１は、可撓性を有するポリイミド樹脂やポリエステル
などのプラスチック絶縁材料から形成されている。この
テ−プ４１は、帯状部材であり、その両側縁には長手方
向にテ−プを移動させる送り孔１３が所定の間隔をもっ
て設けられており、この両側縁のほぼ中間の位置には、
チップを載置するための開口部（デバイスホ−ル）１２
が形成されている。また、このチップ載置用開口部１２
には、この開口部の各辺に対向するように所定の距離を
置いて細長い開口部、すなわち、アウタ−リ−ドホ−ル
１４が、チップ載置用開口部１２を囲むように４つ形成
されている。この４つの開口部４を隔てる部分は、４本
の細い架橋部となっており、この架橋部が開口部１２、
１４間の領域を支持する。配線は、主としてこの開口部
１２、１４間の領域上に配置されている。この配線は、
通常のフォトエッチング技術を用いてテ−プ４１に形成
されるので、配線幅や間隔を十分小さく、高精度に設定
することができる。この配線は、一端に外部接続端子で
あるアウタ−リ−ド１１と他端にインナ−リ−ド８を備
えており、それらの中間は、いわゆる中間リ−ド９とい
われ、テ−プ４１の開口部１２、１４間の前記領域に配
置されている。インナ−リ−ド８は、チップ１０内の電
極パッドとバンプ電極（図示せず）を介して直接接続さ
れる。したがって、このリ−ドの先端は、チップ搭載用
開口部１２まで伸びている。一方、アウタ−リ−ド１１
は、前記開口部１２の周囲に形成されたアウタ−リ−ド
ホ−ル１４上に配置されている。このテ−プ４１上の配
線は、チップ１０上の電極パッドがチップの各辺に沿っ
て規則正しく配置されているので、通常は、各辺につな
がるリ−ド群が、それぞれほぼ同一のパタ−ンを有する
ように配置されている。インナ−リ−ド８が、チップ１
０上の電極パッドに接続されてチップ１０が開口部１２
に取り付けられた後は、テ−プキャリアは、チップと共
に樹脂封止される。

【０００４】さて、テ−プキャリアにチップを搭載し、
樹脂封止した後、チップは、テ−プキャリアの不要部分
を切断除去して露出したアウタ−リ−ドを適宜の形状に
折曲加工してプリント基板やセラミック基板などの基板
へ取り付ける。基板とリ−ドは、半田などで接着され
る。このような状態で、半導体装置に不良が発生した場
合、従来は、アウタ−リ−ドをチップから切離し、イン
ナ−リ−ドの先端部分にあるテ−プ上の中間リ−ドにプ
ロ−ブカ−ドの針を当ててテストを行っていた。図６
は、プロ−ブカ−ドでテスト中の不良半導体装置の平面
図および断面図を示している。不良となった半導体装置
３は、チップ１０を備え、チップ１０は、テ−プキャリ
アのテ−プ４１に形成されていたインナ−リ−ド８とチ
ップ上のパッドを介して電気的に接続されている。イン
ナ−リ−ド８は、中間リ−ド９に繋がっており、中間リ
−ド９は、前記のテ−プ４１に支持されている。そし
て、チップ１０は、インナ−リ−ド８とともにエポキシ
樹脂などで樹脂封止１６されている。図に示すように、
プロ−ブカ−ドの対象になる不良半導体装置において、
中間リ−ド９の先に繋がっていたアウタ−リ−ドは、切
断除去してある。そして、プロ−ブカ−ド１の針２は、
そのテ−プ４１上の中間リ−ド９と電気的に接触するよ
うになっており、その状態でテストを行うようになって
いる。１度実装されて半導体装置のアウタ−リ−ドがプ
リント基板やセラミック基板にボンディングされると、
このアウタ−リ−ドは、著しく変形されるので、プロ−
ブカ−ドの針を正確、かつ、迅速にアウタ−リ−ドに当
接する事が難しくなる。そのために、アウタ−リ−ドは
予め除去してある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来技術
には、つぎのような欠点がある。すなわち、半導体装置
の配線パタ−ンには様々あって、不良品に対する評価に
はパタ−ン毎に、そのパタ−ンにあったカ−ドを準備し
なければならないので評価に時間がかかり、不良が発生
した後の対応が非常に遅くなる。また、プロ−ブカ−ド
は、高価であり、さらに、市販された半導体装置に不良
が生ずるとは限らないのに、不良品の発生を予測して各
種パタ−ンのプロ−ブカ−ドを用意するという無駄をし
なければならなかった。本発明は、このような市場で発
生した不良品の返却に対して直ぐに評価をすることがで
き、電気的な確認を実行できる半導体装置用評価装置を
提供する事を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、テストパッド
を備えた配線と半導体装置を載置する領域とを有するテ
−プキャリアなどの絶縁基材を半導体装置の評価に用い
ることを特徴としている。すなわち、本発明の半導体装
置用評価装置は、半導体装置を載置する領域を備えたテ
スト基板と、前記テスト基板に形成された複数のテスト
パッドと、前記テスト基板に形成され、一端が前記の各
テストパッドに接続され、他端が前記半導体装置を載置
する領域の境界もしくはその領域内まで延在している複
数のリ−ドからなる配線と、前記領域に載置する半導体
装置と前記リ−ドとを電気的に接続する手段とを備えた
ことを第１の特徴としている。また、半導体装置を載置
する領域を備えたテスト基板と、前記テスト基板の各辺
に沿って形成された複数のテストパッドと、前記テスト
基板に形成され、一端が前記テストパッドに接続されて
おり、他端がこのテストパッドが形成されている辺を囲
む前記テスト基板の対角線の近傍に迄延びている複数の
リ−ドからなる配線と、前記領域に載置する半導体装置
と前記各リ−ドとを電気的に接続する手段とを備えたこ
とを第２の特徴としている。前記半導体装置を載置する
領域とこの領域に載置される前記半導体装置とは、両者
の間に介在する絶縁フィルムによって互いに絶縁するよ
うに構成することが可能である。前記半導体装置は、テ
−プキャリアを有するＴＡＢパッケ−ジタイプに適用す
ることができる。さらに、前記テスト基板の材料には、
前記テ−プキャリアのテ−プを用いることも可能であ
る。

【０００７】

【作用】前記絶縁基材に半導体装置の不良品を載置し、
テストパッドと電気的に接続することにより、様々なパ
タ−ンの半導体装置を１種類のプロ−ブカ−ドでテスト
を行うことができる。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１を参照して第１の実施例を説明する。図は、
評価装置のテスト基板として用いられる不良になった半
導体装置を取付けた絶縁基材の平面図およびその断面図
を示している。ここでは、ＴＡＢパッケ−ジタイプの半
導体装置に使用するポリイミドやポリエステルなどのテ
−プキャリア用テ−プ４を絶縁基材として用いる。本発
明の半導体装置がＴＡＢパッケ−ジタイプであるので、
このタイプに用いるテ−プキャリアを形成するときに評
価装置に用いる絶縁基材をこのテ−プで形成すれば、製
造が容易になる。勿論、この材料に限定する必要はな
く、セラミック基板でも良いし、ガラス繊維に合成樹脂
を含浸させた絶縁基板でも良い。しかも、テ−プキャリ
アには、通常、アウタ−リ−ドホ−ルが形成されている
が、評価装置用絶縁基材は、テストパッドを有する配線
を形成して、切断加工などをせずに使用するので、この
図に示すようにホ−ルなどを形成する必要は特に無い。
当然、チップを取付けるデバイスホ−ルを形成すること
もない。

【０００９】また、この図では、送り孔１３も形成され
ているが、これも必須のものではない。ここで必要なも
のは、テストパッドを有する配線とチップを載置するた
めのスペ−スがあれば良い。この実施例では、ポリイミ
ドのテ−プ４を用いる。テ−プ４の中央部分の領域には
不良品として市場から回収された半導体装置３が載置さ
れている。この領域にはデバイスホ−ルは、形成されて
いない。この領域の各辺に向かい合うように複数のテス
トパッド６が整列している。テストパッド６と半導体装
置３との間には、テストパッドに繋がる配線７が形成さ
れており、その先端は、前記半導体装置が載置される領
域に近接している。このテストパッド６とそれに連なる
配線７は、例えば、テ−プ４に張付けられた銅箔をフォ
トエッチングにより加工処理を施して形成される。これ
らパッドや配線の表面には、必要に応じてＮｉ−Ｓｎ、
Ｎｉ−Ａｕなどの鍍金を施す。前記不良品の半導体装置
３は、従来と同様に、損傷の著しいアウタ−リ−ド部分
は、切断除去する。したがって、半導体装置３は、シリ
コン、ＧａＡｓなどからなるチップ１０を備えており、
チップ１０は、電極パッドを介してインナ−リ−ド８お
よびそれに繋がる中間リ−ド９と接続している。中間リ
−ド９は、テ−プキャリアのポリイミドテ−プ４１によ
って支持され、その上に形成されている。この例は、イ
ンナ−リ−ド８がチップ１０の上面に取付けられてお
り、また、ポリイミドテ−プ４１の上にインナ−リ−ド
８が形成されているので、これをポリイミドダウン／フ
ェ−スアップ構造という。チップ１０は、インナ−リ−
ド８と共にエポキシ樹脂などで樹脂被覆１６されてい
る。各インナ−リ−ド８と配線７の各先端は、金やアル
ミニウムなどの細線からなるボンディングワイヤ５でボ
ンディングされる。

【００１０】図では、配線７の先端は、チップを載置す
る領域に重なってはいないが、その先端をこの領域の中
まで入れることも可能である。すなわち、チップと配線
とは互いに絶縁されていれば、重ねることもできる。チ
ップは通常絶縁被膜でコ−トされているので、両者が直
接接触することは、まず無いが、ここで用いる半導体装
置は、市場から戻ってきた製品であるので、途中で破損
されている可能性は十分あり、したがって、チップが露
出していることを考慮することは必要である。この実施
例では、樹脂フィルムなどの絶縁物をチップに張付けて
からテ−プ４の前述した領域に載置している。このよう
に、テストすべき半導体装置３をセットしてから、この
テ−プ４の配線７のパタ−ンにあったプロ−ブカ−ドを
用いて電気的確認を行う。このテ−プ４は、評価装置に
おけるテスト基板として用いられる。本発明に係る評価
方法においては、プロ−ブカ−ドに替えてソケットを用
いることも出来る。半導体装置３を載置したテ−プ４を
キャリアに詰め、このキャリア詰めされたテスト基板を
通常の製品選別テストと同様にソケットに挿入して電気
的確認を行う。絶縁物を用いて、テ−プ４上の配線７と
チップ１０とを電気的に絶縁するには、前述のようにチ
ップに樹脂フィルムを張付ける方法もあるが、テ−プ側
に張付けても良い。また、絶縁性の接着剤を配線とチッ
プの間に介在させれば、チップの固定と絶縁処理を同時
に行うことができる。

【００１１】半導体装置３におけるチップと配線との配
置構造は、既存のどの構造についても本発明は適用でき
る。テ−プキャリアには、テ−プの上にインナ−リ−ド
や中間リ−ドなどの配線が形成されるが、チップをイン
ナ−リ−ドの上に取付けるか、下に取付けるかによって
構造が分かれる。プリント基板やセラミック基板などの
基板に前記半導体装置を取付けた状態において、配線の
中間リ−ドに取付けたテ−プが、この配線に対して前記
基板とは反対側にある場合と同じ側にある場合とがあ
り、反対側にある場合をポリイミドアップ、同じ側にあ
る場合をポリイミドダウンという（テ−プにはポリイミ
ドを用いる場合が多いのでこの様に称する）。チップの
電極パッドがある面、すなわち、インナ−リ−ドが取付
けられている面を主面とすると、この主面が基板と向い
合う場合をフェイスダウンといい、主面が上を向き、基
板はチップの底面と向い合う場合をフェイスアップとい
う。したがって、各々の場合を組み合わせると、ポリイ
ミドダウン／フェイスアップ、ポリイミドアップ／フェ
イスダウン、ポリイミドダウン／フェイスダウン、ポリ
イミドアップ／フェイスアップの４つの構造が存在す
る。この第１の実施例では、ポリイミドダウン／フェイ
スアップ構造を例にして説明している。

【００１２】この例では、テスト基板としてテ−プキャ
リアに利用されるポリイミドテ−プを用いているが、必
ずしもこれに限定されるものではない。セラミック基板
やガラス繊維に樹脂を含浸させた基板なども当然利用す
る事が可能である。例えば、セラミック基板は、成型が
容易なので、チップを搭載する領域を他の領域より突状
にすれば、とくに、配線とチップとが電気的に絶縁され
るように絶縁物などを介在させる措置などを行う必要は
ない。従来と異なり、プロ−ブカ−ドを直接不良品の中
間リ−ドに当てて電気的確認を行わず、中間にテスト基
板を介在させているので、そのテストされる半導体装置
の配線パタ−ンに合わせた複数のプロ−ブカ−ドを用意
する必要はなく、非常に評価は簡単になる。

【００１３】つぎに、図２を参照して第２の実施例を説
明する。この図は、テスト基板の平面図およびその断面
図である。このテスト基板と前の実施例のテスト基板と
の大きな違いは、このテスト基板には中央部分にデバイ
スホ−ル１２が形成されている点と、１端がテストパッ
ド６に接続された配線７を構成する複数のリ−ドの他端
が、中央部分のデバイスホ−ル１２の辺まで延在してい
るものだけでなく、テスト基板のなす対角線付近まで延
在しているものが含まれている点である。このテスト基
板４は、その各辺に沿ってほぼ等間隔にテストパッド６
が形成されている。図に示すように、テストパッド６
は、各辺に沿って１列に並べられている。しかし、例え
ば、この１列にならんでいるテストパッド６を１つ置き
にこの列の上に配置するか、もしくは、下に配置すれ
ば、テストパッド６は、各辺において、２列に並べられ
ることになる。

【００１４】このような構成にすると、リ−ドピッチが
１列の場合より狭くする事ができるので、本発明を高密
度な半導体装置に利用することが可能になる。そして、
配線７の各リ−ドは、一端がこのテストパッド６に接続
し、他端は、そのパッド６が整列している１つの辺から
対向する辺の方向に延びており、この辺の中央部分から
延びているリ−ドは、基板中央部分のデバイスホ−ル１
２の縁に達するが、それ以外の部分から延びているリ−
ドは、デバイスホ−ル１２の大きさには限りがあるの
で、デバイスホ−ルの一辺の長さ以上にその本数を増や
したければ、その辺を囲む対角線の付近にリ−ドの先端
を配置しなければならない。このように先端を対角線に
沿って配置すれば、隣の辺に形成されたテストパッド６
から導出した配線７のリ−ドの先端もデバイスホ−ル１
２の縁に配置されないものは、やはり、対角線に沿っ
て、その付近に配置され、しかも、これらリ−ドは互い
に接触させてはいけないので、基板の対角線上およびそ
の近傍はリ−ドなどの形成されていないマ−ジン部とな
っている。したがって、このテスト基板には対角線近傍
以外ほとんどの領域において配線が施されている。テス
トパッド６から出た配線７のリ−ドは、ほぼ直線的にテ
ストパッド６が形成されている辺を囲むテスト基板の対
角線の近傍まで延在しているが、必ずしも直線的である
必要はない。設計上必要なら適宜曲線的に迂回すること
も可能である。

【００１５】前実施例のテスト基板は、どの様な配線パ
タ−ンの半導体装置でも特定のプロ−ブカ−ドに対応さ
せることができるが、その半導体装置のサイズには限度
があり、例えば、半導体装置をテスト基板の中央に載置
した場合にテストパッド６を覆ってしまうようなサイズ
のものでは対応できない。本実施例のテスト基板は、こ
のような不都合を少なくしたものであり、デバイスホ−
ル程度のサイズから少なくともテスト基板のサイズを越
えない程度の大きさの半導体装置ならほとんど対応する
ことができる。図示のような対角線上およびその付近に
マ−ジン部を形成した配線７を有するテスト基板にチッ
プと配線との間の絶縁を考慮しながら半導体装置を載置
すると、前述したサイズの半導体装置ならどの様な大き
さのものでもテスト基板に取付けることができ、配線７
のリ−ド先端と半導体装置３のチップ１０の電極パッド
とをボンディングワイヤ５で接続することにより、プロ
−ブカ−ドなどを用いて半導体装置の電気的確認をする
事ができる。すなわち、このような構造のテスト基板を
備えた評価用装置を用いれば、同一ピッチで、異なった
サイズの半導体装置の評価を行うことができる。

【００１６】また、テスト基板の中央部分には、デバイ
スホ−ル１２を開孔してあるので、例えば、不良製品と
して、チップ１０が上向きのポリイミドダウン／フェ−
スアップ製品を適用し、これを評価用装置に搭載する際
に、目視で容易にアライメントすることができる（図３
参照）。また、デバイスホ−ル１２を有するテスト基板
に、例えば、ポリイミドダウン／フェ−スダウン構造の
半導体装置の不良製品を載置する場合にも、このデバイ
スホ−ルを用いて容易に目視によるアライメントが可能
になり、さらに、エレクトロンビ−ムテスタなどを通電
しながら表面観察を行う事ができる（図４参照）。本発
明のテスト基板に載置する半導体装置は、ＴＡＢパッケ
−ジタイプに限らず、ＴＳＯＰ（Thin Small Outline P
ackage）、ＱＦＰ（Quad Flat Package ）タイプなどの
リ−ドフレ−ムを利用した半導体装置や同じくリ−ドフ
レ−ムを用いたものも含むリ−ドピッチの狭い樹脂やセ
ラミック等からなるパッケ−ジの半導体装置等が適用可
能である。

【００１７】

【発明の効果】本発明は、以上のように、評価装置にテ
スト基板を用意したので、どのような配線パタ−ンの半
導体装置でも特定のプロ−ブカ−ドなどを用いて用意に
電気的確認を行うことができる。また、半導体装置のサ
イズが異なっていても同じテスト基板に載置することが
可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の評価装置用テスト基板
の平面図および断面図。

【図２】本発明の第２の実施例の評価装置用テスト基板
の平面図。

【図３】本発明のテスト基板とこれに載置される半導体
装置の不良製品の断面図。

【図４】本発明のテスト基板とこれに載置される半導体
装置の不良製品の断面図。

【図５】テ−プキャリアの平面図およびその断面図。

【図６】プロ−ブカ−ドの平面図およびその断面図。

【符号の説明】

１ プロ−ブカ−ド ２ 針 ３ 半導体装置 ４ テスト基板用絶縁基材 ４１ テ−プキャリアのテ−プ ５ ボンディングワイヤ ６ テストパッド ７ 配線 ８ インナ−リ−ド ９ 中間リ−ド １０ チップ １１ アウタ−リ−ド １２ デバイスホ−ル １３ 送り孔 １４ アウタ−リ−ドホ−ル １５ 樹脂封止

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体装置を載置する領域を備えたテス
   ト基板と、 前記テスト基板に形成された複数のテストパッドと、 前記テスト基板に形成され、一端が前記の各テストパッ
   ドに接続され、他端が前記半導体装置を載置する領域の
   境界もしくはこの領域内まで延在している複数のリ−ド
   からなる配線と、 前記領域に載置する半導体装置と前記リ−ドとを電気的
   に接続する手段とを備えたことを特徴とする半導体装置
   用評価装置。
2. 【請求項２】 半導体装置を載置する領域を備えたテス
   ト基板と、 前記テスト基板の各辺に沿って形成された複数のテスト
   パッドと、 前記テスト基板に形成され、一端が前記テストパッドに
   接続されており、他端がこのテストパッドが形成されて
   いる辺を囲む前記テスト基板の対角線の近傍に迄延びて
   いる複数のリ−ドからなる配線と、 前記領域に載置する半導体装置と前記各リ−ドとを電気
   的に接続する手段とを備えたことを特徴とする半導体装
   置用評価装置。
3. 【請求項３】 前記半導体装置を載置する領域とこの領
   域に載置される前記半導体装置とは両者の間に介在する
   絶縁フィルムによって互いに絶縁されていることを特徴
   とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置用評価
   装置。
4. 【請求項４】 前記半導体装置は、テ−プキャリアを有
   するＴＡＢパッケ−ジタイプであることを特徴とする請
   求項１又は請求項２に記載の半導体装置用評価装置。
5. 【請求項５】 前記テスト基板の材料には、前記テ−プ
   キャリアのテ−プを用いることを特徴とする請求項４に
   記載の半導体装置用評価装置。