JPH07221146A - 半導体デバイス用非破壊相互接続システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体デバイス対して損傷を与えることなく
試験することのできる相互接続システムを得る。 【構成】 本相互接続システム（８）は、引き込み可能
なコンタクト部分（１４）を備えた複数個の導体（４
６）を有するソケット（１２）と、前記ソケット（１
２）上に搭載されて半導体デバイス（２１）を運ぶため
のキャリアアセンブリ（４０）とを含む。キャリアアセ
ンブリ（４０）は、弾性的メンブレン（２０ｂ）を有す
る基板（１７）、弾性的メンブレン（２０ｂ）の上面上
にあってボンディングパッドにコンタクトするためのコ
ンタクトバンプ（２４）、ボンディングパッドがコンタ
クトバンプ（２４）と揃うように半導体デバイスを位置
決めするためのフェンス（３０）を含む。弾性的メンブ
レン（２０ｂ）は薄膜相互接続（２０）の一部である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体デバイスに関する
ものであり、更に詳細には半導体デバイス用の非破壊相
互接続システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体産業分野は、複数の集積回路（Ｉ
Ｃ）ダイを収容する電子モジュールの開発に伴って、実
装密度の新しい世代に突入しようとしている。半導体デ
バイスのクロック速度、入出力数、ダイ密度、およびパ
ッド密度の最近の増大傾向によって、マイクロプロセッ
サ、ＡＳＩＣデバイス、および記憶デバイス等の互いに
異なる多様な集積回路を一緒に実装して、マルチチップ
モジュール（ＭＣＭ）とし、ハイブリッド化して高性能
な製品を製造することをが好ましいものとなってきた。

【０００３】マルチチップモジュールの開発を成功させ
る鍵となるものとして産業界が注目している因子は、”
既知良品ダイ（ｋｎｏｗｎ ｇｏｏｄ ｄｉｅ：ＫＧ
Ｄ）”のアベイラビリティである。既知良品ダイという
のは、所望される寿命期間にわたって信頼性ある動作を
行うことのできる非常に高い信頼水準にあるダイのこと
である。数多くのダイを１つのマルチチップモジュール
として搭載することで、異なるダイの持つ個々の歩留ま
りの合成効果は問題となるところである。例えば、２０
個のダイを組み合わせて１つのマルチチップモジュール
（ＭＣＭ）を作り上げるとして、それぞれのダイが９５
％の歩留まりであるとすれば、作り上げられるＭＣＭ一
次試験パス（ｆｉｒｓｔ ｐａｓｓ ｔｅｓｔ）の歩留
まりはほんの３５％でしかないということになる。その
ような低い歩留まりでは、好ましくない品質の材料のス
クラップを作ることになり、非常に高価につく労力を要
する再作業を強いられることにもなる。既知良品ダイを
使用することは、チップファースト（ｃｈｉｐ ｆｉｒ
ｓｔ）あるいはチップラスト（ｃｈｉｐ ｌａｓｔ）の
いずれの方式においても、マルチチップモジュールを製
造する場合の一次試験パスの歩留まりを最適化するため
に必要なことである。

【０００４】半導体ダイは時間を掛けて試験すると初期
故障を起こすものがあるので、潜在的な欠陥ダイを発見
し、それらを残りの既知良品ダイから分離するために昇
温条件での”バーンイン（ｂｕｒｎ−ｉｎ）”試験が行
われる。潜在的な欠陥ダイを廃棄し、残りの既知良品ダ
イだけをそれらの最終的な実装形態に使用する。現行の
１つの試験方法ではウエハレベルでの試験として機械的
なプローブ針を使用している。この方法の欠点は、機械
的プローブ針が密度性能を制限し、ボンディングパッド
上に痕跡という形の多量の損傷を残すことである。それ
らの痕跡はチップ”ファースト”のＭＣＭアセンブリ方
式では受け入れられない。別の現行の試験方法はダイレ
ベルでの試験にＴＡＢ（テープ自動化ボンディング）テ
ープを使用するものである。この方法の欠点は、高密度
形態のＴＡＢテープが高価であり、実装方式へ適用する
ために回路領域を必要とするということである。更に、
ＴＡＢテープのアベイラビリティは現在の時点では限ら
れている。

【０００５】現状で最も広く使用されている既知良品ダ
イ（ＫＧＤ）を得るための方法は、そのダイを実装し、
そのダイをパッケージ中で試験し、そのダイをパッケー
ジから取り外すものである。この方法で必要とされる追
加材料や処理の手間はこの試験方法を非常に高価なもの
としている。更に、この一時的な実装方法では、パッケ
ージの信号リード線をワイヤボンディングするために、
ダイが追加のあるいは細長いパッドを持つことが必要と
なるために、集積回路密度が低下せざるを得なくなる。
この試験方法はまた、試験パッケージからダイを取り外
した後で、ダイが最終的な実装形態に組み立てられる前
にボンディングワイヤが破損してしまうという事実のた
めに、ダイの信頼性に悪影響を与える。ボンディングワ
イヤを取り外すことはデバイス上のボンディングパッド
の損傷につながる可能性が高く、低歩留まりのボンディ
ングとなる。

【０００６】現状の試験方法によれば、製造者はマルチ
チップモジュールまたはハイブリッドを組み立てるの
に、予め試験されているが損傷を持つ半導体ダイを用い
るか、あるいは試験または調整されていないダイを用い
るかのいずれを選択するか決断しなければならない。

【０００７】従って、半導体ダイまたはウエハを、それ
らに対して損傷を与えることなく試験することのできる
相互接続システムに対する需要が存在する。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例に従うダイレベ
ルでのバーンイン試験用相互接続システム８の分解鳥瞰
図である。バーンイン試験用相互接続システム８は従来
のバーンインオーブン中で使用され、ボンディングバッ
ドあるいはダイの表面パッシベーションを損傷すること
なしに半導体ダイを完全に試験および調整することを許
容する点で非破壊的である。バーンイン試験用相互接続
システム８は、バーンイン試験用ボード１０、バーンイ
ン試験用ボード１０上に搭載されるソケット１２、およ
び半導体ダイにとって一時的なパッケージとなる、ソケ
ット１２中へ挿入されるダイキャリアアセンブリ４０を
含んでいる。

【０００９】バーンイン試験用ボード１０は、半導体ダ
イを試験するために用いられるバーンイン試験装置（図
示されていない）へつながれる。バーンイン試験用ボー
ド１０は、試験される半導体ダイとバーンイン試験装置
との間で信号のやりとりを行うために、バーンイン試験
用ボード１０上にある複数個のメッキされたスルーホー
ルへつながれた導電性トレース（図示されていない）を
有する印刷配線基板である。

【００１０】バーンイン相互接続システム８のソケット
１２はバーンイン試験用ボード１０上に搭載でき、試験
されるダイ２１を収容するダイキャリアアセンブリ４０
を受け入れ、しっかり保持することができる。ソケット
１２は、ベース４２、カバー４４、および複数個の電気
的導体４６を含む。各導体４６は、ソケット１２をバー
ンイン試験用ボード１０へ電気的につなぐために、対応
するメッキされたスルーホール１１中へ挿入されるよう
になった、ベース４２の底から突出する電気的コネクタ
ピン１３に終端する。ソケット１２は、ピン１３をバー
ンイン試験用ボード１０中の対応するメッキされたスル
ーホール１１中へ挿入することによって、ダイ２１を試
験するためのバーンイン試験用ボード１０上へ搭載され
る。

【００１１】各導体４６はまた、ダイキャリアアセンブ
リ４０をソケット１２中に選択的に保持し、コンタクト
するためのパッドコンタクト部分１４を含む。コンタク
ト部分１４はベース４２の直上に開口５２を定義する。
カバー４４をベース４２に向かって押す圧力を加えるこ
とによって、導体４６のコンタクト部分１４がベース４
２の端部に向かって引き込まれ、開口５２の寸法が広が
る。ダイキャリアアセンブリ４０の基板１７と開口５２
との相対的な寸法は、カバー４４がベース４２に向かっ
て押され、パッドコンタクト部分１４を引き込む場合だ
けに基板１７が開口５２を通過できるようなものとなっ
ている。

【００１２】ダイキャリアアセンブリ４０は、カバー４
４をベース４２に向かって押し、開口５２の寸法を広げ
るようにコンタクト部分１４を移動させることによって
ソケット１２中へ挿入される。次に、ダイキャリアアセ
ンブリ４０が開口５２を通過して、ベース４２の上面上
に設置される。カバー４４に掛かる圧力を解放すると、
コンタクト部分１４は元の位置に戻って基板１７上のパ
ッド１８にコンタクトし、それによってダイキャリアア
センブリ４０をベース４２の上面に対してしっかりと固
定することになる。

【００１３】ダイキャリアアセンブリ４０は、その上に
試験されるダイ２１が設置されるようになった基板アセ
ンブリ５４を含み、それは試験されているダイ２１か
ら、ソケット１２中の導体４６およびバーンイン試験用
ボード１０中の導電性トレースを経て試験装置へ信号を
分配する。ダイキャリアアセンブリ４０はまた、蓋２
３、ラッチ３２、圧力ネジ３１、ネジ付きカップリング
３１ｂ、およびダイ２１を基板アセンブリ５４に対して
固定するプラグネジ３１ｃを含む。ダイキャリアアセン
ブリ４０はまた、ダイ２１が裏面アース（ｂａｃｋｓｉ
ｄｅ ｇｒｏｕｎｄ）またはバイアス電力（ｐｏｗｅｒ
ｂｉａｓ）を必要とする時に、裏面アースまたはバイ
アス電力をダイ２１へ供給するためのオプションのバイ
アスクリップ３６を含むこともできる。

【００１４】基板アセンブリ５４は、金属のベース１７
ａを有する基板１７を含み、それは例えば、ベース１７
ａの上面を覆って形成された薄膜相互接続２０を備えて
いる。薄膜相互接続２０はポリイミドのような重合体誘
電膜の単一層２０ａを含むことができ、その上には導電
性信号トレース１９が形成される。これとは異なるやり
方として、薄膜相互接続２０は、薄膜重合体誘電膜の複
数層２０ａを含み、各層２０ａ上に導電性信号トレース
１９が形成されたものであってもよい。多重層の薄膜相
互接続については、ここに参考のために引用する米国特
許第５，１２３，８５０号に述べられている。底部から
ベース１７ａを貫通して開口１７ｂがエッチされ（図５
参照）、薄膜相互接続２０の一部にぴんと張った、弾性
的メンブレン２０ｂが形成される。膜層２０ａおよびベ
ース１７ａ用の材料としては、高温および低温の条件下
で、メンブレン２０ｂがぴんと張った、あるいは張力状
態にあることを保証するような熱膨張係数のものに選ば
れる。

【００１５】位置決め孔３４がベース１７ａおよび薄膜
相互接続２０を貫通して延びて、ベース４２から突出す
る位置決めピン３５を受け取るようになっている。位置
決め用のピン３５および孔３４は、試験用ボード１０を
介して供給される試験信号がダイ２１上の正しいボンデ
ィングパッドへつながれることを保証するように、単一
の方向においてのみダイキャリアアセンブリ４０がソケ
ット１２中へ挿入されることを許容している。ソケット
１２のベース４２上でのダイキャリアアセンブリ４０の
位置決めを行うために、孔３４とピン３５による方法の
代わりに、その他の機械的または光学的位置決め法を採
用することもできる。

【００１６】基板１７はまた、薄膜相互接続２０の上面
上に形成され、付随する信号トレース１９へ電気的につ
ながれた複数個の導電性パッド１８を含む。パッド１８
は薄膜相互接続２０の周囲に形成され、そのため各パッ
ド１８は、ダイキャリアアセンブリ４０がソケット１２
中へ挿入された時に、以下に述べるように、導体４６の
パッドコンタクト部分１４の付随する１つと接触するよ
うになっている。

【００１７】基板１７はまた、薄膜相互接続２０の上面
上に形成されて、ダイ２１のボンディングパッドへコン
タクトまたはプローブ接触するために、付随する信号ト
レース１９へ電気的につながれた複数個の導電性コンタ
クトバンプ２４を含む。バンプ２４は、ダイ２１がダイ
キャリアアセンブリ４０中に搭載される時に、ダイ２１
のボンディングパッドとバンプ２４との間の電気的接続
特性を増進するための酸化物中に浸透する粒子を含んで
いる。酸化物中を浸透する粒子を含む適当なバンプ組成
については、ここに参考のために引用する米国特許第
５，０８３，６９７号に述べられている。バンプ２４は
薄膜相互接続２０の中心に向かって形成され、パッド１
８によって取り囲まれている。バンプ２４はダイ２１の
底面上にある付随するボンディングパッド（図示されて
いない）とコンタクトするようなパターンに配置され
る。薄膜相互接続２０上の信号トレース１９は各バンプ
２４を付随するパッド１８へ電気的に接続する。

【００１８】基板１７はまた、信号トレース１９を覆っ
て薄膜相互接続２０の表面上に形成されたフェンス３０
を含む。フェンス３０はコンタクトバンプ２４を取り囲
み、光学的位置決め法を用いて自動的に、または手動に
よってダイ２１が試験のために設置されるキャビティ３
０ａを定義する。フェンス３０は信号トレース１９を覆
って薄膜相互接続２０上に堆積された重合体で形成する
ことができる。フェンス３０はダイ２１の横方向の動き
を制限し、それによって、ダイ２１が試験のためにキャ
ビティ３０ａ中に設置されるときに、ダイ２１のボンデ
ィングパッドがバンプ２４とコンタクトしたままにある
ことを保証する。フェンス３０はまた、ダイ２１の端部
を保護する役目も持つ。ダイ２１が手動によってロード
される場合、フェンス３０はまた、薄膜相互接続２０上
でのダイ２１の機械的位置決めを手助けする。基板アセ
ンブリ５４はまた、薄膜相互接続２０の底面から上方へ
延びる柱２９を含む。

【００１９】ダイキャリアアセンブリ４０の蓋２３、ラ
ッチ３２、および圧力ネジ３１は共同で作用して試験中
のダイ２１に圧力を与え、それをキャビティ３０ａ中に
しっかり固定する。蓋２３は孔２３ａと凹み部分２３ｂ
とを有する。蓋２３はアルミニウムのような、硬くて、
しかも好ましくは熱伝導性の材料から作られ、それによ
って蓋２３が試験中にダイ２１によって生成される熱を
放散させるヒートシンクとして働くようになっている。
蓋２３には、もし必要なら、より効率的に放熱するため
にフィンまたはフィンガー（図示されていない）を備え
ることもできる。ダイ２１がフェンス３０によって定義
されるキャビティ３０ａ中に設置された後、ダイ２１と
コンタクトするように蓋２３がかぶせられ、柱２９が開
口２３ａを貫通するようにされる。

【００２０】ラッチ３２はアルミニウムのような硬い材
料から作られ、ネジを切った孔３２ａと固定用の孔３２
ｂとを有している。孔３２ｂはそれぞれ第１の部分と第
２の部分、３２ｃと３２ｄを有する。部分３２ｃは柱２
９の頭部２９ａが通過することができるだけ十分大き
い。部分３２ｄは柱２９の頭部２９ａが通り抜けるほど
は大きくないが、柱２９のシャフト部分２９ｂを受け入
れるには十分だけ大きい。ネジを切った孔３２ａはバネ
を備える先端部３１ａを有する圧力ネジ３１を受け取
る。

【００２１】ダイ２１とコンタクトするように蓋２３が
設置された後、孔３２ｂの部分３２ｃが柱２９と揃い、
バネを備えた先端部３１ａが蓋２３の凹み部分２３ｂと
揃うようにして、蓋２３の上にラッチ３２が設置され
る。ラッチ３２は次に、圧縮状態のバネを備えた先端部
３１ａによって蓋２３に向かって押しつけられ、柱２９
の頭部２９ａがラッチ３２の上に来るようにされる。次
に、ラッチ３２を回転させて、柱２９のシャフト２９ｂ
が孔３２ａの孔部分３２ｄ中に受け取られるようにされ
る。バネを備えた先端部３１ａはラッチ３２の上面を柱
２９の頭部２９ａに向かって押し、ラッチ３２を所定の
場所へ固定する。バネを備えた先端部３１ａはまた、蓋
２３をダイ２１に向かって押し、ダイ２１を所定の場所
にしっかり固定するための圧力を供給する。ネジ付きの
カップリング３１ｂを圧力ネジ３１の上へネジ込んで、
カップリング３１ｂ中へネジ込まれたプラグネジ３１ｃ
をラッチ３２とコンタクトさせることができ、圧力ネジ
３１の動きを阻止することができる。

【００２２】裏面アースまたはバイアス電力を要求する
半導体ダイに対しては、ダイキャリアアセンブリ４０は
バイアスクリップ３６を備えることができる。バイアス
クリップ３６はアルミニウムのような導電性材料から作
られ、ふた２３とダイ２１の裏面との間に挟まれる。バ
イアスクリップ３６は、薄膜相互接続２０上のそれらの
信号トレース１９と接触する複数個の導電性タブ３６ｂ
を有し、それらが半導体ダイ２１に対して裏面アースま
たはバイアス電力を提供するための電力またはアースを
供給する。

【００２３】図２は基板アセンブリ５４の分解鳥瞰図で
ある。上で図１に関して説明したように、基板アセンブ
リ５４は、柱２９、ベース１７ａを有する基板１７、ベ
ース１７ａの上面を覆う信号トレース１９を有する薄膜
相互接続２０、複数個の導電性パッド１８、複数個の導
電性で酸化物浸透性のコンタクトバンプ２４、およびフ
ェンス３０を含む。基板アセンブリ５４はまた、後板１
６、環状バネ２５、シム（ｓｈｉｍ）２６−２８、およ
び後板スペーサー３３を含む。後板スペーサー３３は、
ダイキャリアアセンブリ４０がソケット１２中へ挿入さ
れる時、パッド１８がコンタクト部分１４と電気的にう
まくコンタクトすることを保証する厚さを有する。

【００２４】後板１６は、基板１７中の孔１７ｂを通
し、後板スペーサー３３中の孔３３ａを通して柱２９を
貫通させ、更に後板１６中のネジを切った孔１６ａ中へ
柱２９をネジ込むことによって、基板１７の底面に対し
て固定される。ダイキャリアアセンブリ４０がソケット
１２中へ挿入される時、後板１６はソケット１２中のキ
ャビティ１５とぴったりはまり合う。環状バネ２５は後
板１６中の凹み１６ｂ中に設置され、以下に詳細に述べ
るように、ベース１７ａ中の開口１７ｂ（図５参照）中
にはまるシム２６−２８に対して圧力を加える。

【００２５】図３および図４はそれぞれ、基板アセンブ
リ５４の上面図と底面図である。ボンディングパッド２
１ａを有するダイ２１が図３中のフェンス３０の内側に
破線で示されている。ダイ２１は周囲にパッドを配置し
た標準的なアルミニウムボンディングパッドとして示さ
れているが、ダイ２１がバンプボンディングパッドのよ
うな他の型のボンディングパッドを採用し、ボンディン
グパッドの配置もエリアアレイ（ａｒｅａ ａｒｒａ
ｙ）のような異なる型のものとすることができることは
理解されよう。

【００２６】図５は図３の切断線５−５に沿って取っ
た、基板アセンブリ５４の断面図である。図５から分か
るように、開口１７ｂはベース１７ａを貫通して延びて
いる。薄膜相互接続２０の一部は開口１７ｂを覆って延
びて、弾性的メンブレン２０ｂを形成している。コンタ
クトバンプ２４が開口１７ｂを覆って薄膜相互接続２０
の弾性的メンブレン２０ｂ上に位置している。環状バネ
２５はシム２６−２８を開口１７ｂに向かって上方へ押
し上げ、そのためシム２６は、その上にコンタクトバン
プ２４が形成されている薄膜相互接続２０の弾性的メン
ブレン２０ｂの底部にコンタクトし、それを支える。環
状バネ２５とシム２６−２８はコンタクトバンプ２４を
共通面に保ち、コンタクトバンプ２４間の高さの変動に
対して余裕を与えている。

【００２７】図６は基板１７の底面図であり、開口１７
ｂの位置を示している。

【００２８】図７、図８、および図９はそれぞれ、カバ
ー４４がベース４２に対して押しつけられず、ダイキャ
リアアセンブリ４０がソケット１２中に挿入されていな
い時の、ソケット１２の上面図、側面図、および底面図
である。図１０は図７の切断線１０−１０に沿って取っ
たソケット１２の断面図である。図１０から分かるよう
に、各導体４６は３本のピン１３を含み、それらはベー
ス４２中にしっかり搭載された本体部分６０へつながっ
ている。各導体はまた、コンタクト部分１４へつながれ
たバイアス部分６４へつながる湾曲部分６２を含んでい
る。カバー４４は、カバー４４がベース４２の方向に移
動する時に、バイアス部分６４を開口５２から離す方向
に曲げるように角度のついたバイアス表面６６を含む。
コンタクト部分１４はバイアス部分６４に取り付けられ
ているので、バイアス表面６６によってバイアス部分６
４が曲げられる時、コンタクト部分１４は上方および外
方へ移動することで引き込まれ、それによって開口５２
の寸法は増大する。

【００２９】図１１および図１２はそれぞれ、カバー４
４がベース４２の方へ押しつけられ、ダイキャリアアセ
ンブリ４０がソケット１２中へ挿入された時の、ソケッ
ト１２の上面図および側面図である。図１３は図１１の
切断線１３−１３に沿って取ったソケット１２の断面図
である。

【００３０】図７と図１１とを比較することによって分
かるように、コンタクト部分１４によって定義される開
口５２は、カバー４４がベース４２へ向かって押される
ことで寸法が大きくなる。図１０と図１３を比較するこ
とによって分かるように、カバー４４がベース４２へ向
かって押され、開口５２の寸法が大きくされる時に、コ
ンタクト部分１４は上方および外方へ押される。

【００３１】図１４はダイキャリアアセンブリを挿入さ
れたソケット１２の上面図である。図１４で分かるよう
に、導体４６のコンタクト部分１４は上方を延びて、パ
ッド１８とコンタクトして、ダイキャリアアセンブリ４
０をソケット１２中に保持し、ダイキャリアアセンブリ
４０とソケット１２との間の電気的連続性を提供してい
る。

【００３２】図１５は図１４の切断線１５−１５に沿っ
て取った、ダイキャリア４０およびソケット１２の断面
図である。図１５で分かるように、ダイキャリア４０が
ソケット１２中に挿入されると、導体４６のコンタクト
部分１４は薄膜相互接続２０上のパッド１８とコンタク
トを形成し、基板１７をベース４２の上面４２ａに対し
てしっかり固定する。ダイ２１はフェンス３０によって
定義されたキャビティ３０ａ中に位置する（図３および
図５を参照）。フェンス３０はダイ２１の横方向の動き
を制限し、ダイ２１のボンディングパッドがコンタクト
バンプ２４とコンタクトするように、弾性的メンブレン
２０ｂ上でのダイ２１の位置を適正に定める。

【００３３】環状バネ２５は、シム２６−２８をベース
１７ａ中の開口１７ｂに向かって上方へ押し上げ、それ
によってコンタクトバンプ２４を構成している薄膜相互
接続２０の弾性的メンブレン２０ｂの下側をシム２６が
支えるようになる。環状バネ２５およびシム２６−２８
はコンタクトバンプ２４を共通面に保つように働く。圧
力ネジ３１のバネを備えた先端部３１ａは蓋２３をダイ
２１の上面に対して押しつけ、ラッチ３２を柱２９の頭
部２９ａに対して押しつけて、フェンス３０によって定
義されるキャビティ３０ａ中にダイ２１をしっかり保持
する。

【００３４】蓋２３を押しているネジ３１のバネを備え
た先端部３１ａおよびシム２６−２８を弾性的メンブレ
ン２０ｂに対して押している環状バネ２５によって与え
られる力は、ボンディングパッドを損傷することなしに
コンタクトバンプ２４をダイ２１のボンディングパッド
に対してしっかり固定して保持する。コンタクトバンプ
２４の酸化物中を浸透する粒子と、ダイ２１と基板１７
との間の熱膨張係数の不一致とによって、ボンディング
パッド２１ａ上に典型的に見い出される薄い酸化物層を
貫通する非破壊性のスクラビング作用が得られ、半導体
ダイ２１上のボンディングパッド２１ａとコンタクトバ
ンプ２４との間の良好な電気的コンタクトが得られる。
試験終了に続いて、ラッチ３２と蓋２３とを除去するこ
とによってダイキャリアアセンブリ４０は開かれ、ダイ
２１を取り出して最終的な実装形態へと組み上げること
ができる。

【００３５】図１６は本発明の第２の実施例に従う基板
アセンブリ３７の断面図である。基板アセンブリ３７は
図５の基板アセンブリ５４と同じであるが、環状バネ２
５およびシム２６−２８がエラストマー３８によって置
き換えられている。エラストマー３８は弾性的メンブレ
ン２０ｂと後板１６との間のキャビティを満たしてい
る。エラストマー３８は薄膜相互接続２０の弾性的メン
ブレン２０ｂの下側を支えており、薄膜相互接続２０の
上にはコンタクトバンプ２４を共通面に保って、コンタ
クトバンプ２４間の高さの変動に対して余裕を与えるよ
うにコンタクトバンプ２４が形成されている。蓋２３を
押している（図１参照）ネジ３１のバネを備えた先端部
３１ａ（図１参照）および弾性的メンブレン２０ｂを押
しているエラストマー３８によって与えられる力は、ボ
ンディングパッド２１ａを損傷することなしに、コンタ
クトバンプ２４をダイ２１のボンディングパッド２１ａ
（図３参照）に対してしっかり固定して保持する。基板
アセンブリ３７は図１の試験用相互接続システム８中の
基板アセンブリ５４のところへ使用することができる。

【００３６】図１７は本発明の第３の実施例に従う基板
アセンブリ５６の上面図である。基板アセンブリ５６は
図５の基板アセンブリ５４と類似しているが、単一の半
導体ダイを保持する代わりに、基板アセンブリ５６は複
数個のダイを含む１枚のウエハを保持している。フェン
ス５８がウエハを挿入すべきキャビティ５８ａを定義す
る。コンタクトバンプ２４はグループをなして配置さ
れ、各グループはウエハ中の単一のダイのボンディング
パッドに対応するようになっている。弾性的メンブレン
２０ｂは、図１５中の環状バネ２５とシム２６−２８に
よって、あるいは図１６中のようなエラストマー３８に
よって支えられる。

【００３７】以上、数件の好適実施例について詳細に説
明してきた。本発明の範囲には、ここに述べたものと異
なるが、本発明に含まれるようなその他の実施例が包含
されることは理解されるであろう。例えば、試験用相互
接続システム８はバーンイン試験とは異なるその他の試
験を実施するために使用することもでき、試験モード以
外のモードにおいて半導体デバイスの動作を許容するた
めに半導体デバイスへの電気的接続を形成するために使
用することもできる。

【００３８】本発明は例示の実施例を参照しながら説明
してきたが、この説明は限定的な意図のものではない。
本発明のその他の実施例とともに、例示実施例に対する
各種の修正や組み合わせが可能であることは、本説明を
参照することで当業者には明らかであろう。従って、本
発明の特許請求の範囲はそれらの修正や実施例をすべて
包含するものと解釈されるべきである。

【００３９】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 （１）半導体デバイス上のコンタクトパッドに電気的接
続を供給するための相互接続システムであって、複数個
の導体を有するソケットであって、前記導体が引き込み
可能なコンタクト部分を含んでいるソケット、前記ソケ
ット上に搭載されて半導体デバイスを運ぶためのキャリ
アアセンブリであって、弾性的メンブレンを有する基
板、前記弾性的メンブレンの上面上にあって前記半導体
デバイス上のボンディングパッドにコンタクトするため
の、酸化物中を浸透する粒子を含む複数個のコンタクト
バンプ、前記弾性的メンブレンの前記上面に対して取り
付けられ、半導体デバイスが挿入されるべきキャビティ
を定義するフェンスを含み、前記フェンスが前記半導体
デバイス上のボンディングパッドが前記コンタクトバン
プと揃うように前記半導体デバイスを位置決めしてお
り、前記基板がさらに前記コンタクトバンプへ電気的に
接続された複数個の導電性パッドを含み、前記引き込み
可能なコンタクト部分が前記導電性パッドに選択的にコ
ンタクトすることによって前記半導体デバイスを前記導
体へ電気的に接続している、相互接続システム。

【００４０】（２）第１項記載の相互接続システムであ
って、前記導体が、印刷配線基板中のメッキされたスル
ーホール中へ挿入するためのピンで終端している相互接
続システム。

【００４１】（３）第１項記載の相互接続システムであ
って、前記半導体デバイスが半導体ダイである相互接続
システム。

【００４２】（４）第１項記載の相互接続システムであ
って、前記半導体デバイスが複数個の半導体ダイを有す
る半導体ウエハである相互接続システム。

【００４３】（５）第１項記載の相互接続システムであ
って、前記フェンスが前記弾性的メンブレンの前記上面
上に堆積された重合体から形成されている相互接続シス
テム。

【００４４】（６）第１項記載の相互接続システムであ
って、前記基板が、ベースと、前記ベースの上面を覆っ
て延びる薄膜相互接続とを含み、前記弾性的メンブレン
が前記薄膜相互接続の一部となっている相互接続システ
ム。

【００４５】（７）第６項記載の相互接続システムであ
って、前記ベースが開口を有し、前記弾性的メンブレン
が前記開口を覆って延びている相互接続システム。

【００４６】（８）第１項記載の相互接続システムであ
って、前記キャリアアセンブリが、前記弾性的メンブレ
ンの底面にコンタクトして前記コンタクトバンプを共通
面に保つための手段を含んでいる相互接続システム。

【００４７】（９）第８項記載の相互接続システムであ
って、前記弾性的メンブレンの底面にコンタクトするた
めの前記手段がエラストマーを含んでいる相互接続シス
テム。

【００４８】（１０）第８項記載の相互接続システムで
あって、前記コンタクトするための手段が少なくとも１
つのシムを含み、前記少なくとも１つのシムがバネによ
って前記弾性的メンブレンの前記底面へ押しつけられて
いる相互接続システム。

【００４９】（１１）第７項記載の相互接続システムで
あって、前記キャリアアセンブリが前記ベースの底面に
取り付けられた後板を含んでいる相互接続システム。

【００５０】（１２）第１１項記載の相互接続システム
であって、前記キャリアアセンブリが、前記後板の上に
あって前記弾性的メンブレンの底面にコンタクトして前
記コンタクトバンプを共通面に保っておくためのエラス
トマーを含んでいる相互接続システム。

【００５１】（１３）第１１項記載の相互接続システム
であって、前記キャリアアセンブリが、前記後板上のバ
ネと、前記バネによって前記弾性的メンブレンの底面へ
押しつけられて前記コンタクトバンプを共通面に保つた
めの少なくとも１つのシムとを含んでいる相互接続シス
テム。

【００５２】（１４）第６項記載の相互接続システムで
あって、前記薄膜相互接続上に複数個の導電性トレース
が形成されており、前記導電性トレースが前記コンタク
トバンプを前記導電性パッドへ選択的に接続している相
互接続システム。

【００５３】（１５）第１項記載の相互接続システムで
あって、前記引き込み可能なコンタクト部分が前記キャ
リアアセンブリを前記ソケット中に保持するための第１
の部分を含んでいる相互接続システム。

【００５４】（１６）第１５項記載の相互接続システム
であって、前記引き込み可能なコンタクト部分が前記キ
ャリアアセンブリを前記ソケットから解放するための第
２の部分を含んでいる相互接続システム。

【００５５】（１７）第１項記載の相互接続システムで
あって、前記キャリアアセンブリが、前記半導体デバイ
スの上面にコンタクトして前記半導体デバイスのコンタ
クトパッドを前記コンタクトバンプに対して押しつける
ための手段を含んでいる相互接続システム。

【００５６】（１８）第１７項記載の相互接続システム
であって、前記半導体デバイスの上面にコンタクトする
ための手段がバネを備えた蓋を含んでいる相互接続シス
テム。

【００５７】（１９）第１８項記載の相互接続システム
であって、前記コンタクトするための手段が、前記半導
体デバイスの上面と前記バネを備えた蓋との間に、前記
半導体デバイスの上面にコンタクトして前記半導体デバ
イスを電気的にバイアスするための導電性バイアスクリ
ップを含んでいる相互接続システム。

【００５８】（２０）第１項記載の相互接続システムで
あって、前記キャリアアセンブリが、前記半導体デバイ
スの上面にコンタクトして前記半導体デバイスを電気的
にバイアスするための導電性バイアスクリップを含んで
いる相互接続システム。

【００５９】（２１）第６項記載の相互接続システムで
あって、前記キャリアアセンブリが、前記ベースから延
びる一対の柱であって、前記柱の各々が第１の直径を有
するシャフトと前記第１の直径よりも大きい第２の直径
を有する頭部とを有している一対の柱、その中を前記柱
は通過するようになった一対の開口を有する蓋、一対の
開口を有するラッチであって、前記ラッチ中の前記開口
の各々が前記柱の付随する１つの頭部よりも大きな第１
の部分と、前記柱の付随する１つの頭部よりも小さい第
２の部分とを有しているラッチ、前記ラッチから延び
て、前記半導体デバイスのコンタクトパッドを前記コン
タクトバンプに対して押しつけるために前記半導体デバ
イスの上面に力を加えるために前記蓋にコンタクトする
バネを備えた先端部を有する圧力ネジであって、前記シ
ャフトが前記ラッチ中の前記開口の前記第２の部分と位
置が揃った時に前記ラッチを前記柱の頭部に対して押し
つけるようになった圧力ネジ、を含んでいる相互接続シ
ステム。

【００６０】（２２）半導体デバイス（２１）上のボン
ディングパッドへの電気的接続を提供するための相互接
続システム（８）は、引き込み可能なコンタクト部分
（１４）を備えた複数個の導体（４６）を有するソケッ
ト（１２）と、前記ソケット（１２）上に搭載されて半
導体デバイス（２１）を運ぶためのキャリアアセンブリ
（４０）とを含む。キャリアアセンブリ（４０）は、弾
性的メンブレン（２０ｂ）を有する基板（１７）、弾性
的メンブレン（２０ｂ）の上面上にあって半導体デバイ
ス（２１）上のボンディングパッドにコンタクトするた
めの、酸化物中を浸透する粒子を含む複数個のコンタク
トバンプ（２４）、弾性的メンブレン（２０ｂ）の上面
に取り付けられて、半導体デバイス（２１）上のボンデ
ィングパッドがコンタクトバンプ（２４）と位置的に揃
うように半導体デバイスを位置決めするためのフェンス
（３０）を含む。弾性的メンブレン（２０ｂ）は薄膜相
互接続（２０）の一部である。コンタクトバンプ（２
４）は、薄膜相互接続（２０）上に形成されたコンタク
トパッド（１８）と導電性トレース（１９）とによって
導体（４６）と電気的につながれている。本相互接続シ
ステム（８）は半導体デバイス（２１）に対して非破壊
の相互接続を提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に従う試験用相互接続シ
ステムの分解鳥瞰図。

【図２】図１の試験用相互接続システム中の基板アセン
ブリの分解鳥瞰図。

【図３】図１の試験用相互接続システム中の基板アセン
ブリの上面図。

【図４】図１の試験用相互接続システム中の基板アセン
ブリの底面図。

【図５】図３の切断線５−５に沿って取った基板アセン
ブリの断面図。

【図６】図１の試験用相互接続システム中の基板の底面
図。

【図７】通常のダイキャリアアセンブリ・非ロード位置
にある、図１の試験用相互接続システム中のソケットの
上面図。

【図８】図７のソケットの側面図。

【図９】図７のソケットの底面図。

【図１０】切断線１０−１０に沿って取った図７のソケ
ットの断面図。

【図１１】ダイキャリアアセンブリ・ロード位置にある
図１の試験用相互接続システム中のソケットの上面図。

【図１２】図１１のソケットの側面図。

【図１３】切断線１３−１３に沿って取った図１１のソ
ケットの断面図。

【図１４】図１の試験用相互接続システム中のダイキャ
リアアセンブリの上面図。

【図１５】切断線１５−１５に沿って取った図１４のダ
イキャリアアセンブリの断面図。

【図１６】本発明の第２の実施例に従う基板アセンブリ
の断面図。

【図１７】本発明の第３の実施例に従う基板アセンブリ
の上面図。

【符号の説明】

８ 相互接続システム １０ バーンイン試験用ボード １１ スルーホール １２ ソケット １３ ピン １４ コンタクト部分 １６ 後板 １６ａ ネジ付き孔 １７ 基板 １７ａ ベース １７ｂ 開口 １８ 導電性パッド １９ 信号トレース ２０ 薄膜相互接続 ２０ａ 重合体誘電層 ２０ｂ 弾性的メンブレン ２１ 半導体ダイ ２３ 蓋 ２３ａ 孔 ２３ｂ 凹み部分 ２４ コンタクトバンプ ２５ 環状バネ ２６−２８ シム ２９ 柱 ２９ａ 柱 ２９ｂ シャフト ３０ フェンス ３０ａ キャビティ ３１ 圧力ネジ ３１ｂ ネジ付きカップリング ３１ｃ プラグネジ ３２ ラッチ ３２ａ ネジ付き孔 ３２ｂ 固定孔 ３２ｃ 第１の部分 ３２ｄ 第２の部分 ３３ 後板スペーサー ３４ 位置決め孔 ３５ 位置決めピン ３６ バイアスクリップ ３６ａ 導電性タブ ３７ 基板アセンブリ ３８ エラストマー ４０ ダイキャリアアセンブリ ４２ ベース ４４ カバー ４６ 導体 ５２ 開口 ５４ 基板アセンブリ ５６ 基板アセンブリ ５８ フェンス ５８ａ キャビティ ６０ 本体部分 ６２ 湾曲部分 ６４ バイアス部分 ６６ バイアス表面

フロントページの続き (72)発明者 サルバトーレ ピー．リッツオ アメリカ合衆国マサチューセッツ州ノーウ ッド，ハーロウ ロード 44

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体デバイス上のコンタクトパッドに
   電気的接続を供給するための相互接続システムであっ
   て、 複数個の導体を有するソケットであって、前記導体が引
   き込み可能なコンタクト部分を含んでいるソケット、 前記ソケット上に搭載されて半導体デバイスを運ぶため
   のキャリアアセンブリであって、弾性的メンブレンを有
   する基板、前記弾性的メンブレンの上面上にあって前記
   半導体デバイス上のボンディングパッドにコンタクトす
   るための、酸化物中を浸透する粒子を含む複数個のコン
   タクトバンプ、前記弾性的メンブレンの前記上面に対し
   て取り付けられ、半導体デバイスが挿入されるべきキャ
   ビティを定義するフェンスを含み、前記フェンスが前記
   半導体デバイス上のボンディングパッドが前記コンタク
   トバンプと揃うように前記半導体デバイスを位置決めし
   ており、前記基板がさらに前記コンタクトバンプへ電気
   的に接続された複数個の導電性パッドを含み、前記引き
   込み可能なコンタクト部分が前記導電性パッドに選択的
   にコンタクトすることによって前記半導体デバイスを前
   記導体へ電気的に接続している、相互接続システム。