JPH07103860A - Ｔｃｐ用ハンドラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＴＣＰハンドラにおける検査率向上を図る。 【構成】 テープキャリヤ１２のパッド１９にプローブ
３を圧接させた状態で、テープキャリヤ１２の半導体装
置部１３における電気特性検査を行うＴＣＰ用ハンドラ
において、圧接段階でテープキャリヤ１２を加圧する測
定ステージ１０を圧接方向に超音波振動させる。超音波
振動２０の振幅によって圧接深さが大きくなり、テープ
キャリヤ１２の捩れや弛みでプローブ３の接触部６に接
触していなかったパッド１９も接触する率が高くなり、
検査率が向上する。パッド１９の表面は超音波振動によ
ってプローブ３によって激しく突っ付かれることから、
表面の酸化膜や汚れは突き破られ、プローブ３の接触部
６は導電体からなるパッド１９に接触し検査率が向上す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はハンドラ、特にＴＣＰ
（Tape Carrier Package）製品の電気特性を測定するＴ
ＣＰ用ハンドラに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＴＣＰ技術においては、所定幅の樹脂テ
ープにリードパターンを形成したテープキャリヤを用意
した後、前記リードパターンに、半導体チップを位置決
めして接続し、その後、必要に応じて所望部分をレジン
で封止してテープキャリヤに半導体装置部を作り付け
る。このＴＣＰ製品においては、アウターボンディング
装置によって、前記テープキャリヤから半導体装置部を
切り取り、所望の配線基板等に実装する。前記テープキ
ャリヤに半導体チップを接続（インナーリードボンディ
ング）して得られる半導体装置部の機能検査（電気特性
検査）は、ハンドラによって自動的に行われている。

【０００３】ＴＣＰ製品の機能検査（測定）を行うハン
ドラについては、たとえば、工業調査会発行「電子材
料」1989年７月号、同年７月１日発行、Ｐ55〜Ｐ59に記
載されている。この文献には、ＴＡＢ（Tape Automated
Bonding）用オートハンドラが開示されている。前記文
献内容を要約すると、従来のＴＡＢ用オートハンドラ
は、以下の通りとなる。ＴＡＢ用オートハンドラは、テ
ープキャリヤの測定パッドに対してプローブカードを接
近させて、プローブカードに取り付けられたプローブ
（探針）の先端を接触させ、かつ測定信号をプローブを
経由してＬＳＩチップ（半導体チップ）に与えることに
よって電気的特性を測定する構成となっている。また、
このＴＡＢ用オートハンドラは測定結果に基づいて作動
するパンチユニットが設けられている。このパンチユニ
ットは、不良のＬＳＩチップを打ち抜くリジェクトパン
チと、良品または不良品の区別をするためにテープの一
部に小径穴をあけるマークパンチとがある。この文献に
よる装置の構成は、引用すると、「本装置は，テープの
パターン（パッド）の微細化に対応し，測定部がＸ・Ｙ
ステージで構成され，かつ測定部に取り付けたＩＴＶカ
メラにより，ＴＡＢテープ上の所定の位置にあらかじめ
付けられたアライメントマーク（図３）を撮像し，パタ
ーン認識によりＸ・Ｙ（２方向）の位置決めを高精度に
行える。」構成となっている。また、前記文献による装
置は、ＴＡＢテープ上の１００〜１５０μｍ幅のパッド
に対して、直径２００〜２５０μｍのプローブが弾力的
に接触されるようになる。このように太い径のプローブ
が使用される理由については、この文献には、「これは
パッドの表面処理がシリコンチップの場合，金またはア
ルミであるのに対し，ＴＡＢテープはＳｎメッキが最も
多く，その表面の酸化膜をプローブの先端で突き破る必
要があるためである。特に，高い信頼性を必要とするデ
バイスでは金メッキを行う場合もあり，このときはコン
タクトは非常に安定する。」旨記載されている。なお、
ＴＡＢ技術は、ＴＣＰ技術とも呼称されることから、Ｔ
ＡＢ用オートハンドラに代えて、以下ＴＣＰ用ハンドラ
（ＴＣＰ用オートハンドラ）とも称することにする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のＴＡＢ用オート
ハンドラは、テープキャリヤのパッドに対してプローブ
を圧接する構造となっている。プロービィングの際の検
出不良について分析検討した結果、以下のことが判明し
た。テープキャリヤは、所望部分を打ち抜いたポリイミ
ドテープ等の樹脂テープ面に銅箔を接着した後、前記銅
箔を所望パターンにエッチングしてリードパターンを形
成した構造となっている。また、半導体チップのボンデ
ィング時には、テープも加熱される。この結果、テープ
キャリヤに捩れや弛みが発生し易くなる。また、インナ
ーリードのボンディング時、銅箔を接着する接着剤が蒸
気化するとともにリード面に再付着することによってパ
ッド表面が汚れる場合もある。したがって、プローブ
時、テープキャリヤの捩れや弛みによってプローブ先端
がパッドに接触しなかったり、接触してもパッド表面の
酸化膜や汚れを突き破ることができずに電気的接触がと
れない現象が発生することもある。

【０００５】従来のＴＡＢ用オートハンドラでは、プロ
ーブの接触不良等のテスト不良が発生した場合、あらか
じめ入力設定しておいた回数だけプローブ動作を繰り返
すようになっている。そして、この繰り返し行うテスト
によって、良品と判定されるものも出てくる。しかし、
テープキャリヤに対して繰り返してプローブを接近させ
る作業は検査時間が長くなり、作業標準時間（ＳＴ）の
短縮化を妨げることになる。また、本発明者の分析検討
によれば、プローブを３０〜５０μｍと、さらにテープ
キャリヤに近づけるようにすれば、パッドに対するプロ
ーブの接触率を向上させることができ、歩留りを高める
ことができることも判明した。

【０００６】本発明の目的は、テープキャリヤのパッド
に対するプローブの接触率向上による検査率向上が達成
できるＴＣＰ用ハンドラを提供することにある。本発明
の前記ならびにそのほか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あきらかになるであろう。

【０００７】

【課題を解決するための手段】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、下
記のとおりである。すなわち、本発明のＴＣＰ用ハンド
ラは、ＴＣＰ製品のパッドに対してプローブを相対的に
接近させて接触させる際、プローブを前記パッドに対し
て接近させる方向（圧接方向）に振動させながら接触さ
せるように構成されている。また、前記振動の振幅はた
とえば５０μｍ程度となっている。

【０００８】

【作用】上記のように、本発明のＴＣＰ用ハンドラにお
いては、テープキャリヤのパッドにプローブの先端を接
近させてプロービングを行う際、従来の圧接のための接
近に加えてプローブをパッド方向に５０μｍ程度の振幅
で振動させるため、従来ではテプキャリヤの捩れや弛み
のためにパッドに接触できなかったプローブもパッドに
接触するようになり、検査率が向上する。また、本発明
のハンドラは、パッド表面が酸化によって被われていた
り汚れている場合であっても、振動によってパッド表面
をプローブ先端で激しく突くことから、パッド表面に付
着する汚れや酸化膜は破れ、プローブ先端がパッドに接
触するため、確実なプロービングが達成できることにな
る。

【０００９】

【実施例】以下図面を参照して本発明の一実施例につい
て説明する。図１は本発明の一実施例によるＴＣＰ用ハ
ンドラの測定部分を示す断面図、図２は同じくＴＣＰ用
ハンドラの概要を示す模式的正面図、図３は同じくＴＣ
Ｐ用ハンドラの要部を示す断面図、図４は同じくＴＣＰ
用ハンドラにおけるＺ方向駆動用モータの支持構造を示
す一部の断面図、図５はＴＣＰ製品の一部を示す平面
図、図６は本発明の一実施例によるＴＣＰ用ハンドラに
おいてパッドにプローブが接触した状態を示す拡大断面
図である。

【００１０】本発明のＴＣＰ用ハンドラの測定部は、図
１に示すような構造になっている。すなわち、ステージ
１の上面にはプローブカード２が設置されている。前記
プローブカード２にはプローブ（探針）３が取り付けら
れている。プローブ３は、プローブカード２の下面に設
けられた配線層４に電気的に接続されているとともに、
先端（内端）部分は、前記プローブカード２の中央の開
口部５に臨み、屈曲して上方に突出している。これら複
数のプローブ３の先端は接触部６となる。

【００１１】一方、前記ステージ１の上方には測定ステ
ージ１０が配設されている。この測定ステージ１０の下
面には、テープキャリヤ１２に半導体装置部１３が作り
付けられたＴＣＰ製品１１が案内されるようになってい
る。すなわち、前記テープキャリヤ１２のデバイスホー
ル１４部分には、半導体チップ（チップ）１５が位置し
ている。この半導体チップ１５は、図示しない電極部分
を介してテープキャリヤ１２の表面に設けられかつデバ
イスホール１４内に突出するリード１６の先端に接続さ
れている。また、半導体チップ１５の表面およびリード
１６の内端部分はレジン１７で封止されている。この半
導体チップ１５およびリード１６等が半導体装置部１３
となり、リード１６の外端部分が電気特性検査用のパッ
ド１９となる。前記プローブ３の接触部６は、これらパ
ッド１９に対面している。したがって、ＴＣＰ製品１１
の電気特性検査を行う場合、前記測定ステージ１０を降
下させることによって、測定ステージ１０の下面でテー
プキャリヤ１２を押し下げ、半導体装置部１３のパッド
１９にプローブ３の接触部６を接触（圧接）させる。前
記圧接は、プローブ３の接触部６がパッド１９に接触し
た後、たとえば１００μｍ程度押し付けることによって
得られる。

【００１２】また、これが本発明の特徴の一つである
が、本発明のＴＣＰ用ハンドラでは、前記測定ステージ
１０は、前記プローブ３の接触部６にパッド１９が圧接
した状態で、たとえば５０μｍ程度の振幅で超音波振動
２０が加えられるようになっている。これにより、パッ
ド１９に対する接触部６の圧接深さは１００〜１５０μ
ｍ程度となり、テープキャリヤ１２が捩れたり弛んでい
てもプローブ３の接触部６がパッド１９に接触する度合
いが向上し、検査率が高くなる。また、この超音波振動
により、パッド１９の表面に発生していた酸化膜や樹脂
膜は突き破られ、プローブ３とパッド１９は電気的接触
が確実に取れるようになり、検査率が向上する。

【００１３】つぎに、本発明のＴＣＰ用ハンドラについ
て説明する。本発明のＴＣＰ用ハンドラは、図１の概念
的な正面図で示すように、リール２５から解き出された
テープキャリヤ１２を測定部のステージ１と測定ステー
ジ１０間を通し、回収リール２６に巻き取るようになっ
ている。また、前記テープキャリヤ１２はガイドローラ
２７で案内されて測定部を通過する。前記テープキャリ
ヤ１２は間欠的に移送され、静止時、前記測定ステージ
１０が所定距離下降して、測定ステージ１０の下面でテ
ープキャリヤ１２を下方に押し下げ、前記ステージ１の
上面に取り付けられたプローブカード２のプローブ３
に、テープキャリヤ１２の同図では図示しないパッドを
接触させる。この接触時、前記測定ステージ１０は超音
波振動２０させられ、プローブ３とパッドとの確実な電
気的接触が確保されるようになる。測定部は前記のよう
に図１に示すような構造となっているが、測定部の測定
ステージ１０は、図３に示すように回転軸３０に支持さ
れている。前記回転軸３０は外周に雄ネジ３１を有する
とともに、前記測定ステージ１０に設けられたネジ孔３
２に螺合されている。また、前記回転軸３０はＺ方向駆
動用モータ３３の回転軸３４にカップリング３５を介し
て連結されている。また、前記測定ステージ１０は特に
図示はしないが、嵌合するガイド軸等によって回転しな
いようになっている。したがって、前記測定ステージ１
０は前記Ｚ方向駆動用モータ３３の正転によって下降
（前進）し、Ｚ方向駆動用モータ３３の逆転によって上
昇（後退）するようになっている。

【００１４】前記Ｚ方向駆動用モータ３３は、平面ＸＹ
方向に移動制御されるＸＹテーブル４０の上面に固定さ
れた支持体４１の支柱４２に、上下に配設された二つの
取付片４３を介して上下に移動可能に取り付けられてい
る。前記取付片４３は、図４に示すようにコの字断面と
なるととともに、前記支柱４２をクランプするように嵌
合されている。また、前記支柱４２の両面およびこれら
の面に対面する取付片４３の面には、溝４５が設けら
れ、対面する１対の溝４５間に鋼球４６が組み込まれて
いる。前記溝４５は支柱４２に沿ってＺ方向に延在し、
下端はストッパ４７で塞がれ、上端は開口状態にある。
したがって、前記取付片４３は、上方に移動させること
によって、支柱４２から抜くことができるようになって
いる。また、前記Ｚ方向駆動用モータ３３は、下方の取
付片４３が支柱４２の下端のストッパ４７に載る状態で
支柱４２に支持されることになる。

【００１５】一方、前記Ｚ方向駆動用モータ３３の上部
には回転軸３４の後端５０が突出しているとともに、こ
の後端５０には図示しない超音波振動子を組み込んだ超
音波振動装置５１が取り付けられている。したがって、
この超音波振動装置５１が作動すると、発生した超音波
振動２０は、回転軸３４，カップリング３５，回転軸３
０を介して測定ステージ１０に伝えられる。たとえば、
前記超音波振動装置５１による超音波振動２０は振幅が
５０μｍとなっている。このため、前記測定ステージ１
０およびパッド１９も振幅５０μｍで超音波振動するこ
とになる。また前記振幅は印加電圧を変えることによっ
て変更することができる。

【００１６】他方、前記ＴＣＰ製品１１はリール２５に
巻き付けられて取り扱われる。そして、ＴＣＰ製品１１
の電気特性検査においては、ＴＣＰ用ハンドラの供給側
に取り付けられて測定部に向けて解き出される。ＴＣＰ
製品１１は図１および図５に示すように、テープキャリ
ヤ１２に一定間隔に半導体装置部１３が組み込まれた構
造となっている。テープキャリヤ１２は、たとえば厚さ
１２５μｍのポリイミド樹脂からなるテープ５３と、こ
のテープ５３の表面に設けられた複数のリード１６とか
らなっている。前記テープ５３は両側に定間隔にスプロ
ケットホール５４を有している。テープキャリヤ１２は
これらスプロケットホール５４を利用して移送が行われ
る。また、前記テープ５３の中央には、長手方向に沿っ
て定間隔に矩形のデバイスホール１４（図１参照）が設
けられているとともに、このデバイスホール１４の近傍
にスリット孔５５が設けられている。そして、前記デバ
イスホール１４の両側には、複数のリード１６が設けら
れている。

【００１７】一方のリード群、すなわち出力リード（線
幅５０〜８０μｍ）は、図では実線で示されている。こ
れら出力リードは、その一端が前記デバイスホール１４
内にわずかに突出する（図１参照）とともに、他端はテ
ープ５３上に延在しかつ先端に幅が１００〜１５０μ
ｍ，長さが２００μｍ程度となるパッド１９を有してい
る。これらパッド１９は、スペースを有効に使用するた
めに千鳥状配列となっている。また、他方のリード群、
すなわち入力リード（８０〜１５０μｍ幅）は幅広の線
で示されている。これら入力リードは、その一端が前記
デバイスホール１４内にわずかに突出するとともに、他
端はスリット孔５５を跨いでテープ５３上に延在してい
る。入力リードは幅が広いことから、そのままパッドと
して使用でき、外端部分がプローブ３の接触部６が接触
するパッドとなる。これらリード１６は、デバイスホー
ル１４が設けられたテープ５３にエポキシ樹脂系接着剤
を介して銅箔を貼り付けた後、銅箔をエッチングするこ
とによって形成される。また、前記デバイスホール１４
の周囲のリード１６部分はソルダレジスト５６で被われ
ている。また、前記デバイスホール１４部分には半導体
チップ１５が配設されている。この半導体チップ１５の
図示しない電極と、前記デバイスホール１４内に突出す
るリード１６の内端は電気的に接続されている。また、
前記半導体チップ１５，リード１６の内端部分はレジン
１７によって被われている。

【００１８】前記テープキャリヤ１２が測定ステージ１
０によって降下させられると、下方のプローブ３の先端
の接触部６が、図６に示すように、テープキャリヤ１２
リード１６のパッド１９部分に接触する。この実施例で
は、設計値として、プローブ３の接触部６がパッド１９
に接触した後、たとえば、１００μｍさらに接触部６を
押し付けるようになっている。この操作によって９０数
％のパッド１９にはプローブ３の先端の接触部６が接触
し良好な電気的接触を得ることができる。図６は、テー
プキャリヤ１２の圧接によってプローブ３の先端が二点
鎖線の状態から実線の状態に変化した状況を示す。圧接
および超音波振動により、プローブ３の先端の接触部６
はパッド１９の表面を擦って移動することから、パッド
１９の表面の膜６０は破れ、プローブ３の接触部６が直
接パッド１９に接触し、電気的なコンクトが採れること
になる。

【００１９】一方、前記テープキャリヤ１２の捩れや弛
みによってテープ５３が部分的に変化している場合は、
前記テープキャリヤ１２の圧接（圧接深さ１００μｍ）
では、接触部６がパッド１９に接触しない場合もある。
しかし、本発明のＴＣＰ用ハンドラでは、測定ステージ
１０の圧接のための降下距離１００μｍに加えて、５０
μｍの振幅で測定ステージ１０をＺ方向に超音波振動さ
せるようになり、パッド１９に対する圧接のための押し
付け距離（圧接深さ）は、１００〜１５０μｍとなるた
め、捩れや弛み部分に位置するパッド１９に対するプロ
ーブ３の接触部６の接触率が高くなる。

【００２０】また、本発明のＴＣＰ用ハンドラでは、超
音波振動を加えることによって、パッド１９の表面はプ
ローブ３の先端によって激しく突っ付かれるため、図６
に示すように、パッド１９の表面の膜６０は突き破ら
れ、接触部６はパッド１９に電気的に接触するようにな
る。

【００２１】前記プローブ３は、図６に示すように、プ
ローブカード２にレジン６１で固着される。プローブ３
の根本部分は、プローブカード２の表面に設けられた配
線層４に電気的に接続されている。プローブ３はタング
ステンからなるとともに、太さは直径３００〜３５０μ
ｍとなり、先端に向かって途中から細くなっている。プ
ローブ３の先端では直径６０μｍ程度となる。また、前
記プローブ３は途中で上方に屈曲するが、屈曲点から先
端までの長さは約５００μｍとなる。そして、圧接深さ
１５０μｍに対して、プローブ３の先端の横方向のずれ
はおよそ１００〜１５０μｍ程度となる。なお、超音波
振動２０によってプローブ３に加わる圧力は変化するた
め、プローブ３の強度および構造については留意する必
要がある。

【００２２】本発明のＴＣＰ用ハンドラでは、超音波振
動２０によってパッド１９とプローブ３の電気的コンタ
クトが採られた後、電気特性測定が行われる。

【００２３】

【発明の効果】

（１）本発明のＴＣＰ用ハンドラは、テープキャリヤの
パッドにプローブを圧接した状態で圧接方向に超音波振
動を加えた後電気特性検査を行う構成となっていること
から、テープキャリヤがある程度捩れたり、弛んでいて
もプローブ先端をパッドに確実に接触させることがで
き、検査率の向上が達成できるという効果が得られる。

【００２４】（２）本発明のＴＣＰ用ハンドラは、テー
プキャリヤのパッドにプローブを圧接した状態で圧接方
向に超音波振動を加える構造となっていることから、パ
ッド表面は強く突っ付かれ（擦られ）、表面の酸化膜や
樹脂膜等による汚れの膜が破られ、プローブ先端をパッ
ドに確実に接触させることができ、検査率の向上が達成
できるという効果が得られる。

【００２５】（３）上記（１）および（３）により、本
発明によれば、検査率の向上によって検査歩留りの向上
を達成することができるという効果が得られる。

【００２６】（４）本発明のＴＣＰ用ハンドラは、テー
プキャリヤのパッドにプローブを圧接した状態で圧接方
向に超音波振動を加える構造となっているが、この超音
波振動時間は１秒前後以内と極めて短時間であり、従来
のように接触不良を検知した後再度プローブにパッドを
接近させる繰り返し再検に比較して、検査作業時間が短
縮され、スループット向上が達成できる。

【００２７】（５）上記（１）〜（４）により、本発明
によれば、検査歩留りの向上，スループット向上によっ
て検査コストの低減が図れるという相乗効果が得られ
る。

【００２８】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
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いうまでもない、たとえば、
前記実施例ではパッドにプローブを接触させた状態での
超音波振動２０は、超音波振動装置５１によって行って
いるが、超音波振動機構としては、カムを利用した機械
的構造であっても前記実施例同様な効果が得られる。ま
た、前記実施例ではテープキャリヤ１２側を超音波振動
させたが、プローブカード側を超音波振動させても良
い。

【００２９】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるＴＣＰ
用ハンドラに適用した場合について説明したが、それに
限定されるものではない。本発明は少なくともスプリン
グコンタクト式のプローブを用いた電気測定検査装置に
は適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるＴＣＰ用ハンドラの測
定部分を示す断面図である。

【図２】本発明の一実施例によるＴＣＰ用ハンドラの概
念的な正面図である。

【図３】本発明の一実施例によるＴＣＰ用ハンドラの要
部を示す断面図である。

【図４】本発明の一実施例によるＴＣＰ用ハンドラにお
けるＺ方向駆動用モータの支持構造を示す一部の断面図
である。

【図５】ＴＣＰ製品の一部を示す平面図である。

【図６】本発明の一実施例によるＴＣＰ用ハンドラにお
いてパッドにプローブが接触した状態を示す拡大断面図
である。

【符号の説明】

１…ステージ、２…プローブカード、３…プローブ、４
…配線層、５…開口部、６…接触部、１０…測定ステー
ジ、１１…ＴＣＰ製品、１２…テープキャリヤ、１３…
半導体装置部、１４…デバイスホール、１５…半導体チ
ップ、１６…リード、１７…レジン、１９…パッド、２
０…超音波振動、２５…リール、２６…回収リール、２
７…ガイドローラ、３０…回転軸、３１…雄ネジ、３２
…ネジ孔、３３…Ｚ方向駆動用モータ、３４…回転軸、
３５…カップリング、４０…ＸＹテーブル、４１…支持
体、４２…支柱、４３…取付片、４５…溝、４６…鋼
球、４７…ストッパ、５０…後端、５１…超音波振動装
置、５３…テープ、５４…スプロケットホール、５５…
スリット孔、５６…ソルダレジスト、６０…膜、６１…
レジン。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＴＣＰ製品のテープキャリヤ部分を案内
   する測定ステージと、前記測定ステージ部分のテープキ
   ャリヤに対面するようにプローブカードが取り付けられ
   るステージとを有するとともに、前記測定ステージをス
   テージに相対的に接近させて前記プローブカードのプロ
   ーブの先端を前記ＴＣＰ製品のパッドに圧接させるＴＣ
   Ｐ用ハンドラであって、前記測定ステージまたはステー
   ジを圧接方向に超音波振動させる超音波振動機構が設け
   られていることを特徴とするＴＣＰ用ハンドラ。
2. 【請求項２】 前記超音波振動機構は超音波発振装置か
   らなり、前記測定ステージに直接的にまたは間接的に取
   り付けられていることを特徴とする請求項１記載のＴＣ
   Ｐ用ハンドラ。