JP2003344484A

JP2003344484A - 半導体集積回路装置の試験用キャリア

Info

Publication number: JP2003344484A
Application number: JP2003155203A
Authority: JP
Inventors: Shigeyuki Maruyama; 茂幸丸山
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2003-12-03
Anticipated expiration: 2022-08-15
Also published as: JP3958252B2

Abstract

(57)【要約】【目的】半導体装置集積回路の試験用パッケージに関
し、さらに詳しくいえばベアチップ状態でＢ・Ｉ試験す
る際の試験用パッケージの改善に関する。【構成】半導体集積回路装置を載置する基体と、基体を
被覆して、半導体集積回路装置と外部機器とのコンタク
トをとるフィルムからなる蓋体と、蓋体と基体との間に
形成され、外気に比して減圧された雰囲気で半導体集積
回路装置を収納する半導体装置収納室とを有する。基体
は、蓋体と同じ材料のフィルムからなり、かつ、蓋体が
外界の大気圧によって半導体集積回路装置に押圧され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置の
試験用キャリアに関し、より詳しくは、半導体集積回路
装置チップを収納して、加速度試験などに用いるための
試験用キャリアの改善に関する。

【０００２】近年、ＬＳＩの高集積度化は著しく、同時
に電子機器のダウンサイジング化の傾向も著しい。これ
らの要求に対応するにはＬＳＩチップの高集積度化もさ
ることながら、チップの高密度実装技術によるところも
大である。その傾向はベアチップ実装やＭＣＭ（マルチ
チップモジュール）などにおいて特に顕著となる。

【０００３】このような背景から、ＬＳＩのチップ状態
での試験に要求される内容の充実度が高まっている。

【０００４】

【従来の技術】以下で従来例に係る半導体集積回路装置
の試験について図１４，図１５を参照しながら説明す
る。なお、図１５（ｂ）は、同図（ａ）のＥ−Ｅ線断面
図である。

【０００５】チップ状態のまま製品としてユーザへ供給
する場合、初期不良を除去するための加速度試験（以下
Ｂ・Ｉ試験と称する）やＦＴ（Final Test）はチップの
状態で行う必要がある。

【０００６】またＭＣＭのように複数個のチップにより
構成されているパッケージはそのパッケージ内に１個で
も不良チップが含まれていれば、当然製品全体が不良と
なるため、従来のチップ試験の内容では製品の最終歩留
りが著しく低下しやすい。

【０００７】このことから上記のような複数チップを搭
載するパッケージに関しては、そのチップはベアチップ
の状態でＢ・Ｉ試験を行う必要性が高い。これは今後ま
すます必要になるであると思われる工程であるが、ベア
チップ状態でのＢ・Ｉ試験は現在、技術を模索、確立し
ようとしているのが現状である。

【０００８】通常、ウエハ状態での試験は、ウエハプロ
ーバを用いたＰＰ（Production Prove）試験、すなわち
プローバを用いてウエハ上の微細な電極にコンタクトす
る方法が多用されており、この方法を図１４に示すよう
にチップに転用することが第１の方法として提案されて
いる。

【０００９】すなわち、外部の試験装置に接続されたプ
ローバ１を、チップ２の微細なコンタクト電極２と位置
合わせしてコンタクトをとり、Ｂ・Ｉ試験を行う炉（以
下Ｂ・Ｉ炉と称する）に入れて、高温加熱しながら回路
を動作させてＢ・Ｉ試験を行うというものである。

【００１０】また、第２の方法として従来用いられてい
るＩＣ用のソケットを用いて、チップの電極にコンタク
トする方法が提案されている。

【００１１】さらに第３の方法として、図１５に示すよ
うにポリイミドなどの電気的に絶縁性の高い材料で作ら
れたフィルム状のシートにＩＣチップの電極と対応した
位置に微細なコンタクト用の電極３Ｂが設けられ、外部
の試験装置とのコンタクトをとるための配線パターン３
Ａが設けられてなるコンタクトシート３を、チップ２に
圧着してチップ２と試験装置とのコンタクトをとる方法
が提案されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の第１〜第３の方法では以下に示すような問題が生じ
る。

【００１３】すなわち、第１の方法のＰＰ試験では、プ
ローバを用いてチップ上の微細な電極にコンタクトする
には、図１４に示すように、チップの電極に対応して高
精度に配列されたプローバ１を用い、チップ２のコンタ
クト電極２Ａを画像認識し、プローバ１との位置ずれを
補正する高精度の位置合わせ装置を用いることによりは
じめて達成できるが、プローバは一般に非常に高価であ
って、このようなプローバ１及び位置合わせ装置を個々
のチップごとに用意してＢ・Ｉ試験することは現実的で
なく、また、できたとしても膨大なコストがかかるの
で、チップでＢ・Ｉ試験するメリットがない。

【００１４】また第２の方法によれば、チップの電極の
大きさに比して、従来のＩＣソケットのコンタクトピン
の先端の大きさや、その位置ばらつきが大きく、ＩＣソ
ケットとチップの位置合わせ誤差が大きいので、チップ
電極の大きさを従来よりも大きく設けなければ位置合わ
せができず、微細なチップの電極の状態に則した試験が
できないという問題がある。

【００１５】さらに第３の方法では、コンタクトシート
３の電極３Ｂとチップ２のコンタクト電極２Ａとの位置
合わせが困難であり、たとえ画像認識法などで位置合わ
せしたとしても、Ｂ・Ｉ試験中の振動あるいは運搬中の
衝撃などで容易に両者の位置がずれてしまうという問題
がある。さらに、このコンタクトシートの電極３Ｂが微
細であって、かつコンタクトシート自体がポリイミドな
どのフィルムからできているため柔軟なので、コンタク
トシート全体をチップに均一に押圧しないと、コンタク
ト電極２Ａとコンタクトシート３の電極３Ｂとの安定し
たコンタクトを得ることができなかったという問題もあ
った。

【００１６】さらに上記の第１〜第３の方法について共
通の課題として、通常のパッケージされたＩＣと同等の
雰囲気中でＢ・Ｉ試験すると、チップにごみが付着して
焼き付きを起こすなどの障害が考えられる。また高温状
態で長時間加熱するとチップの電極部の酸化が進んで劣
化してしまい、以降の実装性・接続性が悪くなるという
問題があった。

【００１７】以上説明したように、既存の技術では事実
上、ベアチップ状態での試験は非常に困難であった。本
発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、
従来困難であったベアチップの加速度試験などの試験を
可能たらしめる半導体集積回路装置の試験用キャリアを
提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記した課題は、図１２
に例示するように、半導体集積回路装置を載置する基体
２１と、前記基体２１を被覆して、前記半導体集積回路
装置２３と外部機器とのコンタクトをとるフィルムから
なる蓋体２２と、前記蓋体２２と前記基体２１との間に
形成され、外気に比して減圧された雰囲気で前記半導体
集積回路装置２３を収納する半導体装置収納室とを有
し、前記基体２１は、前記蓋体２２と同じ材料のフィル
ムからなり、かつ、前記蓋体２２が外界の大気圧によっ
て前記半導体集積回路装置２３に押圧されることを特徴
とすることによって解決する。

【００１９】

【作用】本発明によれば、半導体装置収納室の気圧が
外界の気圧に比して減圧されていることにより、蓋体２
２が外界の大気圧によって均一に押圧されるので、たと
え剛性の少ないフィルム状の蓋体２２を用いたとして
も、蓋体２２のコンタクト用の電極と半導体集積回路装
置２３のコンタクト電極とが均一に押圧され、Ｂ・Ｉ試
験中の振動や運搬中の衝撃があっても、容易に位置ずれ
しないようにすることが可能となる。

【００２０】また、減圧の程度を変化させることによ
り、コンタクト圧力を操作でき、半導体集積回路装置２
３のコンタクト電極と、蓋体２２のコンタクト電極を最
適な圧力のコンタクト状態にすることが可能となる。よ
って、半導体集積回路装置の微細な電極パターンに対応
して外部機器とのコンタクトをとることができるので、
ベアチップでの加速度試験など、従来困難であった半導
体集積回路装置の試験をすることが可能になる。

【００２１】

【実施例】以下で本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。・第１の実施例以下で、本発明の第１の実施例について図１〜図７を参
照しながら説明する。なお、図１（ｂ）は図１（ａ）の
Ａ−Ａ線断面図であり、図４（ｂ）は同図（ａ）のＢ−
Ｂ線断面図である。

【００２２】最初に、本発明の第１の実施例に係る半導
体集積回路装置の試験用キャリアの各部材について説明
する。本実施例に係る半導体集積回路装置の試験用キャ
リアは、図１に示すようにコンタクトシート１１とケー
ス１２とからなる。

【００２３】コンタクトシート１１は、膜厚0.05〜0.1m
m 程度のポリイミドなどからなるフィルム１１Ａ上に、
試験対象のチップ１３の電極パターンに対応して形成さ
れた導電性のコンタクトパッド１１Ｃと、コンタクトパ
ッド１１Ｃに接続され、外部の試験装置とのコンタクト
をとるための導電性の配線パターン１１Ｂが形成されて
なる。

【００２４】ケース１２は、エポキシ樹脂などからな
り、ポケット１２Ａが設けられているものであって、こ
のポケット１２Ａにチップを収納するものである。

【００２５】以上の部材に試験対象のチップを収納する
方法について以下で図２〜図４を参照しながら説明す
る。

【００２６】まず、図２に示すように、試験対象のチッ
プ１３、コンタクトシート１１及びケース１２を真空炉
１４の中に搬入し、チップ１３のコンタクト電極が上側
にくるように、ケース１２のポケット１２Ａ内にチップ
１３を収納し、ＸＹステージ１５の上に載置する。

【００２７】次に、チップのコンタクト電極１３Ａとコ
ンタクトシート１１のコンタクトパッド１１Ｃとの位置
ずれを確認しながら、ＸＹステージ１５を移動させるこ
とにより、両者の位置合わせを行う。

【００２８】次いで、真空炉１４内でコンタクトシート
１１の一部領域に接着剤を塗布したのちに、図３（ａ）
に示すように位置合わせ済みのコンタクトシート１１と
ケース１２とを接着する。

【００２９】以上までの工程を、大気圧以下の低圧雰囲
気で行う。このとき、窒素などの不活性ガス雰囲気にす
るなどして、真空炉１４内での雰囲気には酸素を一切含
まないようにしておく。

【００３０】その後、これらのコンタクトシート１１、
ケース１２及びチップ１３が一体化されたもの（これを
以下で試験用キャリアと称する）を、真空炉１４から搬
出して常圧雰囲気に出す。このことにより、チップ１３
が収納されたポケット１２の内部の気圧と、外界の常圧
との気圧差により、コンタクトシート１１はチップ１３
及びケース１２に均一に押圧されて圧着される。このこ
とにより、コンタクトパッド１１Ｃとチップのコンタク
ト電極１３Ａとは確実に圧着される。

【００３１】以上の工程を経て、図４に示すような試験
用キャリアが完成する。この試験用キャリアは、コンタ
クトパッド１１Ｃとコンタクト電極とが適切なコンタク
ト力で確実に圧着されて固定されるので、コンタクトシ
ートを用いた従来の第３の方法のように、Ｂ・Ｉ試験中
の振動あるいは運搬中の衝撃などで容易に両者の位置が
ずれてしまうという問題を極力抑止することが可能にな
る。

【００３２】また、従来の第１の方法を採用していない
ので、高精度なプローブヘッド及び位置合わせ機能を個
々のチップごとに用意してＢ・Ｉ試験することにより、
膨大なコストがかかることを抑止でき、さらに従来の第
２の方法も採用していないので、チップ電極の大きさを
従来よりも大きく設けなくてもよいので、通常のサイズ
のチップで試験をすることができ、チップの実状に即し
た試験が可能になる。

【００３３】その後、この試験用キャリアを図５に示す
ように、従来用いていた試験用のＩＣソケット１７に収
納したのちにＢ・Ｉ炉内に入れ、１２５℃程度の高温下
で一定時間（例えば４８時間，９６時間）放置し、その
間チップに通電することによりＢ・Ｉ試験を行う。

【００３４】なお、本実施例に係る試験用キャリアに
は、そのケース１２に、図４、図６に示すような切り欠
き部１２Ｂが設けられているので、Ｂ・Ｉ試験終了後、
ケース１２内に収納されていたチップ１３を取り出した
いときには、図６に示すように、この切り欠き部１２Ｂ
からコンタクトシート１２を剥がすことで容易にチップ
１３を取り出すことができるので、そういった意味でも
有効である。

【００３５】さらに、図７に示すような従来のプローバ
を用いた第１の方法ではチップの電極部が球状になって
いるエリアバンプチップなどを試験するには、とりわけ
球状のチップ電極とのコンタクトをとりがたく、また試
験中の振動などですぐにずれてしまうので試験の実施が
非常に困難であったが、本実施例に係る試験用キャリア
によれば、図７に示すように、球状のコンタクト電極１
３Ａとも容易にコンタクトをとることができ、しかも圧
着されていることにより容易にずれないので、特にこの
ようなチップの試験においては、一層効果的である。

【００３６】加えて、チップ１３の背面と、ケース１２
のポケット１２Ａの底面とが密着しているので、例えば
アルミニウムなど、放熱性の高い材質でケース１２を形
成することにより、試験中のチップの放熱性が促進され
て、試験の信頼性が向上する。

【００３７】さらに、組み立ての際に、真空炉１４内は
真空か、もしくは低圧の不活性ガス雰囲気にしており、
とりわけ酸素は混入されないような雰囲気にしているの
で、チップ１３を収納するポケット１２Ａ内には酸素が
ないので、Ｂ・Ｉ試験で高温状態で長時間加熱しても、
チップ１３のコンタクト電極１３Ａの酸化が進んで劣化
してしまうことも抑止できるという効果も生じる。・第２の実施例以下で、本発明の第２の実施例について図８〜図１０を
参照しながら説明する。なお、第１の実施例と重複する
事項については説明を省略する。又、図８（ｂ）は同図
（ａ）のＣ−Ｃ線断面図であり、図１０（ｂ）は同図
（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。

【００３８】最初に、本実施例に係る半導体集積回路装
置の試験用キャリアの各部材について図８を参照しなが
ら説明する。本実施例に係る半導体集積回路装置の試験
用キャリアは、図８に示すようにコンタクトシート１１
とケース１２とからなる。

【００３９】コンタクトシート１１は、第１の実施例と
同様に、膜厚0.05〜0.1mm 程度のポリイミドなどからな
るフィルム１１Ａ上に、試験対象であるチップ１３のコ
ンタクト電極１３Ａのパターンに対応して形成された、
導電性のコンタクトパッド１１Ｃと、コンタクトパッド
１１Ｃに接続され、外部の試験装置とのコンタクトをと
るための導電性の配線パターン１１Ｂが形成されてな
る。

【００４０】ケース１２は、エポキシ樹脂などからな
り、ポケット１２Ａとカプラ１２Ｃが設けられている。
このカプラ１２Ｂが設けられている点が第１の実施例と
異なる点である。

【００４１】ポケット１２Ａはチップ１３を収納するも
のであるのは第１の実施例と同様であって、カプラ１２
Ｃは、このポケット１２Ａに通じており、ポケット１２
Ａ内の空気を排気して、チップ収納時にポケット１２Ａ
の気圧を外界よりも減圧するための排気弁である。

【００４２】以上の部材に試験対象のチップを収納する
方法について以下で図９〜図１０を参照しながら説明す
る。

【００４３】まず、図９（ａ）に示すように、ケース１
２のポケット１２Ａに試験用のチップ１３を、そのコン
タクト電極１３Ａが上側にくるように収納し、チップ１
３のコンタクト電極１３Ａとコンタクトシート１１のコ
ンタクトパッド１１Ｂとを常圧雰囲気で位置合わせした
のちに、不図示の接着剤でコンタクトシート１１とケー
ス１２とを接着する。

【００４４】その後、図９（ｂ）に示すように、カプラ
１２Ｂに不図示の吸引器を接続し、カプラ１２Ｂを開い
て、ポケット１２Ａ内の空気を吸引器で吸入することに
より、ポケット１２Ａ内の気圧を、ほぼ真空状態になる
まで減圧する。その後、カプラ１２Ｂを閉じて、ポケッ
ト１２Ａ内を真空状態にする。

【００４５】以上により、図１０に示すような試験用キ
ャリアが完成する。本実施例に係る試験用キャリアによ
れば、第１の実施例と同様の効果を得ることができるの
みならず、組み立ての際に、減圧あるいは真空雰囲気中
で組み立てることなく、常圧雰囲気中でコンタクトシー
ト１１をケース１２に接着したのちに、カプラ１２Ｃか
らポケット１２Ａ内の空気を吸引することで簡単にポケ
ット１２Ａ内の気圧を減圧することができるので、真空
炉などの大がかりな設備を必要とせず、簡単に、かつ安
価に形成することが可能になる。・第３の実施例以下で本発明の第３の実施例について図１１を参照しな
がら説明する。なお、第１、第２の実施例と重複する事
項については説明を省略する。

【００４６】本実施例に係る半導体集積回路装置の試験
用キャリアは、図１１に示すように、コンタクトシート
１１とケース１２とからなり、第１の実施例と同様の構
成であるが、ケース１２に溝１２Ｄが形成され、その中
にゴムなど、密着性の高いＯリング１２Ｅが埋め込ま
れ、コンタクトシート１１と密着している点のみが第１
の実施例と異なる点である。

【００４７】このため、密着性の高いＯリング１２Ｅが
コンタクトシート１１とケース１２との間に形成されて
いることにより、両者の密着性が第１の実施例の試験用
キャリアよりも高く、試験中の振動や、搬送中の振動に
生じ易い位置ずれに、より一層強いという効果が生じ
る。・第４の実施例以下で、本発明の第４の実施例について図１２、図１３
を参照しながら説明する。なお、第１〜第３の実施例と
重複する事項については説明を省略する。

【００４８】本実施例に係る半導体集積回路装置の試験
用キャリアの第１〜第３の実施例と最も異なる点は、試
験用のチップを搭載する基体として、第１〜第３の実施
例の試験用キャリアのようにエポキシ樹脂などの剛体か
らなり、ポケット１２Ａが設けられているケース１２を
用いるのではなく、コンタクトシート１１の材質と同様
の、例えばポリイミドなどのシートを用いている点であ
る。

【００４９】図１２にその一例を示す。図１２に示すよ
うに、本実施例に係る試験用キャリアは、基体となる基
板フィルム２１と、コンタクトシート２２とからなる。
コンタクトシート２２は、基本的には第１〜第３の実施
例と同様のものを用いている。基板フィルムは、コンタ
クトシート２２と同様の材質の、膜厚0.05〜0.1mm 程度
程度のポリイミドからなるフィルムを用いている。

【００５０】これを組み立てる際には、基板フィルム２
１上に試験対象のチップ２３を載置、固定して、第１の
実施例と同様にして各部材を不図示の真空炉に搬入し、
チップ２３のコンタクト電極２３Ａと、コンタクトシー
ト２２のコンタクトパッド２２Ａとを位置合わせして、
接着剤などで基板フィルム２１とコンタクトシート２２
とを接着する。

【００５１】その後、真空炉から出して常圧条件に戻す
ことにより、図１３に示すように、コンタクト電極２３
Ａと、コンタクトパッド２２Ａとが圧着された、試験用
キャリアが完成する。

【００５２】また、図１２に示す試験用キャリアと同様
にして、図１３に示すように、基体としてコンタクトシ
ート２２よりも剛性の高いポリイミドなどの材質からな
る基板フィルム３０を用いてもよい。

【００５３】以上、図１２、図１３に示す本実施例に係
る試験用キャリアによれば、第１〜第３の実施例のよう
に、チップを収納するポケットが設けられているケース
を用いなくてもよいので、容易に当該試験用キャリアを
形成することができ、コストも安くてすむという利点が
ある。

【００５４】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、半導
体集積回路装置を載置する基体と、基体を被覆して外部
機器とのコンタクトをとる蓋体と、蓋体と基体との間に
半導体集積回路装置を収納する半導体装置収納室を有
し、この半導体装置収納室が外界の気圧に比して減圧さ
れているので、Ｂ・Ｉ試験中の振動や運搬中の衝撃があ
っても、容易に位置ずれしないようにすることが可能と
なる。

【００５５】また、適切なコンタクト圧力をチップにか
けることができるため、半導体集積回路装置の微細な電
極パターンに対応して外部機器とのコンタクトを確実に
とることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る半導体集積回路装
置の試験用キャリアの各部材を説明する図である。

【図２】本発明の第１の実施例に係る半導体集積回路装
置の試験用キャリアの組み立て工程を示す図（その１）
である。

【図３】本発明の第１の実施例に係る半導体集積回路装
置の試験用キャリアの組み立て工程を示す図（その２）
である。

【図４】本発明の第１の実施例に係る半導体集積回路装
置の試験用キャリアの構造を説明する図である。

【図５】本発明の第１の実施例に係る半導体集積回路装
置の試験用キャリアを用いた試験方法について説明する
図である。

【図６】本発明の第１の実施例に係る半導体集積回路装
置の試験用キャリアの作用効果を説明する図（その１）
である。

【図７】本発明の第１の実施例に係る半導体集積回路装
置の試験用キャリアの作用効果を説明する図（その２）
である。

【図８】本発明の第２の実施例に係る半導体集積回路装
置の試験用キャリアの各部材を説明する図である。

【図９】本発明の第２の実施例に係る半導体集積回路装
置の試験用キャリアの組み立て工程を示す図である。

【図１０】本発明の第２の実施例に係る半導体集積回路
装置の試験用キャリアの構造を説明する図である。

【図１１】本発明の第３の実施例に係る半導体集積回路
装置の試験用キャリアの構造を説明する図である。

【図１２】本発明の第４の実施例に係る半導体集積回路
装置の試験用キャリアの構造を説明する図（その１）で
ある。

【図１３】本発明の第４の実施例に係る半導体集積回路
装置の試験用キャリアの構造を説明する図（その２）で
ある。

【図１４】従来例に係る半導体集積回路装置の試験につ
いて説明する図（その１）である。

【図１５】従来例に係る半導体集積回路装置の試験につ
いて説明する図（その２）である。

【符号の説明】１１，２２コンタクトシート（蓋体）１１Ａフィルム１１Ｂ配線パターン１１Ｃコンタクトパッド１１Ｄ接着剤部１２ケース（基体）１２Ａポケット（半導体装置収納室）１２Ｂ切り欠き１２Ｃカプラ（排気弁）１２Ｄ溝１２ＥＯリング（高密着性の部材）１３，２３チップ（半導体集積回路装置）１３Ａ，２３Ａコンタクト電極１４真空炉１５ＸＹステージ１６画像認識装置２１，３０基板フィルム（基体）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体集積回路装置を載置する基体と、前記基体を被覆して、前記半導体集積回路装置と外部機
器とのコンタクトをとるフィルムからなる蓋体と、前記蓋体と前記基体との間に形成され、外気に比して減
圧された雰囲気で前記半導体集積回路装置を収納する半
導体装置収納室とを有し、前記基体は、前記蓋体と同じ
材料のフィルムからなり、かつ、前記蓋体が外界の大気
圧によって前記半導体集積回路装置に押圧されることを
特徴とする半導体集積回路装置の試験用キャリア。
【請求項２】前記蓋体は、フィルム上に、前記半導体集
積回路装置の電極に対応した配線パターンが形成され、
かつ前記基体と接着するための接着剤部を有する配線フ
ィルムであることを特徴とする請求項１記載の半導体集
積回路装置の試験用キャリア。
【請求項３】前記半導体集積回路装置は、エリアバンプ
チップであることを特徴とする請求項１及び請求項２の
いずれか一項に記載の半導体集積回路装置の試験用キャ
リア。