JPH07147356A - ソケット装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 工程を煩雑にすることなく、簡易にベアチッ
プ状態でバーンイン試験や機能検査を行なうことのでき
る試験装置のソケット装置を提供する。 【構成】 ソケット装置の凹部６ａに設置した回路基板
３上にベアチップ１を突起電極の面を下にして載置し、
位置決め部４に前記ベアチップ１の外辺を合わせ、突起
電極と回路基板の電極を合致させる。さらにベアチップ
１を載置した回路基板３の上方から蓋部５を重ね、クラ
ンプ１１にて蓋部５とハウジング部６とを挟持すること
により、ベアチップ１を圧接する。前記状態となれば、
ベアチップ１はソケット単位になり、金属ピン８を試験
装置のマザーボードに接続して、チップ状態でのバーン
イン試験および機能検査がベアチップに傷を与えること
なく行なえる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体素子（以下、ベア
チップと称す）の高温動作試験（以下、バーンイン試験
と称す）や機能検査試験の際に使用するソケット装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ベアチップの試験は、まずウェハ
ー状態で試験装置（テスター）のプローブをベアチップ
上に形成された電極に接触させて特性試験を行ない、そ
してウェハー内の良品のベアチップのみを組み立て工程
にて、パッケージ状態に組み立て、バーンイン試験によ
る初期不良スクリーニングを経て、最終的な機能検査を
行なっている。

【０００３】本来、ウェハー状態あるいは組み立て前の
ベアチップの状態でバーンイン、あるいは機能検査まで
行なえれば、潜在不良を包含したまま、組み立て工程ま
で進めることがないので、資源節約やコスト面で有利に
なると考えられる。しかしウェハー状態あるいはベアチ
ップ状態では、バーンインの高温環境下でベアチップ上
に形成された電極との接続を安定的に維持することは困
難であり、このような試験装置自体が高精度、高価格に
ならざるを得ない。

【０００４】一方、最近になり高集積、高機能化を目的
とし、複数のベアチップを１つの基板上に搭載して１つ
のモジュールとするマルチチップモジュールが注目され
てきた。マルチチップモジュールでは搭載するチップの
うち、１個でも不良チップがあるとモジュール全体とし
て不良になってしまう。このためマルチチップモジュー
ル開発では品質保証されたベアチップ、いわゆるＫＧＤ
（Known Good Die）を搭載することが必要になる。

【０００５】従来、ベアチップ状態でバーンインによる
スクリーニングを行なう方法として、ベアチップ側に
金、半田などで突起電極を形成し、これを一度、試験用
基板に半田付け、あるいは導電性接着剤で接続し、試験
用基板ごとバーンイン、機能検査を行ない、ベアチップ
の良否を判定後にベアチップを取り外し、品質保証され
たベアチップだけを組み立て工程に供していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の方法では第１にベアチップを試験基板に半田付け、
あるいは導電性接着剤で接着する工程、第２に試験後に
試験基板からベアチップを取り外し、第３に場合によっ
ては試験後のベアチップを洗浄する工程が必要となる。
このように従来は工程が煩雑となるだけでなく、ベアチ
ップに損傷を与える機会も増加してしまう。

【０００７】本発明は、今後、必要とされるマルチチッ
プモジュールの発展には不可欠な品質保証されたベアチ
ップ供給のための簡易で効率のよい試験用のソケット装
置を提供するものであり、バーンイン試験や機能検査の
ためにベアチップを試験基板に搭載、接着することな
く、ベアチップをパッケージ封止品並みの取扱い易さで
取り扱い、試験、検査することができる試験用のソケッ
ト装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の試験用ソケットは、被検査物である半導体チ
ップが前記半導体チップ上の突起電極面を下にして載置
される回路基板と、前記回路基板を収納する凹部を設け
たソケットハウジング部と、前記半導体チップを載置し
た回路基板を前記ソケットハウジング部の凹部に収納し
た際に前記ハウジング部を覆うソケット蓋部と、前記ソ
ケットハウジング部の端部と前記ソケット蓋部の端部と
を挟持するクリップとよりなるソケット装置であって、
前記回路基板が、前記半導体チップを載置する際の位置
決めを行なう位置決め部と、前記半導体チップが位置決
め載置された際に前記半導体チップ上の突起電極と対応
する位置に設けられた電極とを表面に備え、裏面に前記
半導体チップ上の突起電極と対応する位置に設けられた
前記電極とスルーホールを介して接合された外部取り出
し電極を備えた回路基板であり、前記ソケットハウジン
グ部の凹部が、前記回路基板が収納された際の前記回路
基板裏面に設けられた外部取り出し電極と対応する位置
に弾性を有した電極を備え、前記ソケットハウジング部
は、裏面に前記凹部の前記弾性を有した電極と接続した
金属ピンを備えたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】前記構成において、バーンイン試験や機能検査
には、ベアチップを載置した回路基板を蓋部とハウジン
グ部とでクランプを用いて挟持する機構により、ベアチ
ップを圧接し、ベアチップ単体でベアチップの電極と試
験装置のマザーボードの電極とを回路基板を介して接続
させることができるため、従来困難であったベアチップ
状態でのバーンイン試験、機能検査を容易に行なうこと
ができる。

【００１０】また、回路基板の外形および外部取り出し
電極を共通にすれば、複数種のベアチップに応じて回路
基板だけを交換することで、ハウジング部は共通で使用
できる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図１および
図２を参照しながら説明する。

【００１２】図１は本発明によるベアチップ試験用の試
験用ソケット装置の構成を示す斜視図である。図２は試
験用ソケット装置の回路基板の構成を示す断面図であ
り、ベアチップを回路基板上に圧接した状態を示す断面
図である。

【００１３】図１および図２において、１は試験される
ベアチップである。２は前記ベアチップ１上の電極上に
あらかじめ形成された突起電極である。突起電極２の厚
みは５０μｍであり、金（Ａｕ）より構成されている。
なお、図１中にはベアチップ１が裏面を上にして図示さ
れているので、突起電極２は図示されない。３はベアチ
ップ１を載置するための回路基板である。回路基板３は
セラミック製で、ベアチップ１側の突起電極２が圧接さ
れるセラミック面は、研磨により、平坦度２０μｍ以下
に保たれている。なお、ベアチップ１の厚みは現状で４
００μｍであり、ベアチップ１側の突起電極２の厚さを
考慮し、ベアチップ１の厚みの５％以下に平坦度を設定
することにより、圧接状態ではベアチップ１をがたつか
せることがなく、またベアチップ１に傾きを与えること
なく、精度よく圧接させることができ、安定した接触が
できる。なお、回路基板３の厚みは１０００μｍであ
る。４は回路基板３表面に設置した位置決め部であり、
ベアチップ１の外辺を位置決め部に合わせることでベア
チップ１の位置決めができる。本実施例では縦横とつな
がった連続Ｌ字型で位置決め部４を形成しているが、縦
横とつながらない不連続Ｌ字型で位置決め部４を形成し
てもよい。５はソケット装置の蓋部である。６はソケッ
ト装置のハウジング部である。ハウジング部６には、回
路基板３を設置できる凹部６ａが設けられている。蓋部
５、ハウジング部６は共に耐熱性プラスチックスで形成
されており、バーンインの高温環境下、長期使用でも変
形することはない。また、蓋部５とハウジング部６とを
プラスチック製とすることで、ソケット装置の軽量化が
図れる。７は電極であり、ハウジング部６の凹部６ａの
表面に設けられている。また、電極７は弾性を持ってお
り、回路基板３上に載置したベアチップ１を圧接する際
の圧力を調整している。８は金属ピンであり、ハウジン
グ部６の底面に設けられている。ハウジング部６の凹部
６ａ表面に設けられた電極７と金属ピン８とは接続され
ている。そして、バーンイン試験または機能検査時は、
金属ピン８を介して試験装置のマザーボードと接続する
ものである。

【００１４】なお、ハウジング部６の凹部６ａの深さ
は、ベアチップ１が載置された回路基板３の全厚よりも
深い場合には、ベアチップ１を圧接することができなく
なり、また逆に全厚よりも浅すぎる場合には、ベアチッ
プ１を圧接した際、ベアチップ１が歪を起こしたり、破
壊されたりするので、凹部６ａの深さは、電極７の弾性
と回路基板３の厚みとを考慮して設定しなければならな
い。

【００１５】本実施例では、凹部６ａの深さは回路基板
３の厚みと同じ１０００μｍとし、電極７の弾性により
回路基板３上に載置したベアチップ１を圧接して、ベア
チップ１にかかる圧力を１.６ｋｇ／ｃｍ²としている。

【００１６】次に、図２を参照しながら、本実施例のソ
ケット装置の回路基板３について詳細に説明する。

【００１７】回路基板３の表面には、圧接されるベアチ
ップ１の突起電極２の位置に対応して、厚膜法もしくは
薄膜法で電極９が形成されており、電極９は最表面層を
軟質で安定な金属として金（Ａｕ）で被覆している。さ
らに裏面には、ハウジング部６の金属ピン８と接続され
ている電極７に対応して圧接される位置に外部取り出し
電極１０が形成されており、表面の電極９と裏面の外部
取り出し電極１０は基板内でスルーホールを通して接続
されている。電極９と外部取り出し電極１０は、銅材
（ＢｅＣｕ）で形成されている。

【００１８】回路基板３は、ハウジング部６の所定の凹
部６ａに設置される。設置した回路基板３上にベアチッ
プ１を突起電極２の面を下にして載置し、位置決め部４
にベアチップ１の外辺を合わせ、突起電極２と電極９と
を合致させる。さらに、ベアチップ１を載置した回路基
板３の上方から蓋部５を重ね、クランプ１１にて蓋部５
とハウジング部６とを挟持することにより、ベアチップ
１を圧接する。クランプ１１は、それ自体を上方へ起こ
すことにより蓋部５を押え込み、蓋部５とハウジング部
６とを挟持してベアチップ１を圧接する機構となってい
る。クランプ１１で挟持された際、蓋部５のベアチップ
１の背面よりの押圧により、突起電極２は一定圧力で電
極９に圧接される。また、回路基板３の裏面の外部取り
出し電極１０も弾性を持った電極７を介して金属ピン８
に圧接される。

【００１９】上述の状態となれば、ベアチップ１はソケ
ット単位になり、パッケージ封止品と同等の取り扱いが
可能となり、金属ピン８を試験装置のマザーボードに接
続して、電気信号のやりとりが可能で、ウェハー状態で
はなく、チップ状態でのバーンイン試験および機能検査
がベアチップに傷を与えることなく行なえる。

【００２０】検査後は、クランプ１１を解除し、蓋部５
を取り外せば、圧接されていたベアチップ１を回路基板
３より容易に取り外すことができ、ベアチップ１の品質
保証が可能となる。さらに、回路基板３をハウジング部
６から着脱することで容易に交換できるため、回路基板
３の交換で複数種のベアチップに対応することが可能で
ある。

【００２１】

【発明の効果】本発明のソケット装置によれば、ベアチ
ップ実装あるいはマルチチップモジュール開発で問題と
なっているバーンイン試験時や機能検査時のベアチップ
の良否判定を簡易にしかもチップ単位で行なうことがで
き、より容易に品質保証されたベアチップの供給が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るソケット装置の構成を
示す斜視図

【図２】本発明の一実施例に係るソケット装置の回路基
板の構成を示す断面図

【符号の説明】

１ ベアチップ ２ 突起電極 ３ 回路基板 ４ 位置決め部 ５ 蓋部 ６ ハウジング部 ６ａ 凹部 ７ 電極 ８ 金属ピン ９ 電極 １０ 外部取り出し電極 １１ クランプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 影山 精一 大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工業 株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査物である半導体チップが前記半導
   体チップ上の突起電極面を下にして載置される回路基板
   と、前記回路基板を収納する凹部を設けたソケットハウ
   ジング部と、前記半導体チップを載置した回路基板を前
   記ソケットハウジング部の凹部に収納した際に前記ハウ
   ジング部を覆うソケット蓋部と、前記ソケットハウジン
   グ部の端部と前記ソケット蓋部の端部とを挟持するクリ
   ップとよりなるソケット装置であって、前記回路基板
   が、前記半導体チップを載置する際の位置決めを行なう
   位置決め部と、前記半導体チップが位置決め載置された
   際に前記半導体チップ上の突起電極と対応する位置に設
   けられた電極とを表面に備え、裏面に前記半導体チップ
   上の突起電極と対応する位置に設けられた前記電極とス
   ルーホールを介して接合された外部取り出し電極を備え
   た回路基板であり、前記ソケットハウジング部の凹部
   が、前記回路基板が収納された際の前記回路基板裏面に
   設けられた外部取り出し電極と対応する位置に弾性を有
   した電極を備え、前記ソケットハウジング部は、裏面に
   前記凹部の前記弾性を有した電極と接続した金属ピンを
   備えたことを特徴とするソケット装置。