JPH10197599A - 半導体素子検査装置 - Google Patents
半導体素子検査装置Info
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- JPH10197599A JPH10197599A JP9017286A JP1728697A JPH10197599A JP H10197599 A JPH10197599 A JP H10197599A JP 9017286 A JP9017286 A JP 9017286A JP 1728697 A JP1728697 A JP 1728697A JP H10197599 A JPH10197599 A JP H10197599A
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Abstract
体素子の電気的性能を検査する際に、被検査半導体素子
の電極の位置合わせを高精度に行うこと。 【解決手段】 被検査電極が半導体素子平面より突出
した形状を有する検査対象半導体素子と電気的検査装置
の間に、異方導電性シートを介在させて当該半導体素子
の電気的検査を行う電気的検査装置であって、前記異方
導電性シートと検査対象半導体素子との間に絶縁性シー
トを介在させ、該絶縁性シートには検査対象半導体素子
の各被検査電極に対応した位置に開口部を設け、被検査
電極をこの開口部に貫通もしくは挿入して位置決め可能
とし、前記異方導電性シートはシートの厚さ方向に伸び
る複数の導電部が前記絶縁性シートの開口部と対応する
ように配置されてなることを特徴とする半導体素子検査
装置。
Description
バンプ形状を有する半導体素子を検査対象とした半導体
素子検査装置に関するものである。さらに詳しくは、半
導体素子の電気的性能を異方導電性シートを介在させて
検査する際に、絶縁性シートを介在させることにより被
検査半導体素子の電極と異方導電性シートの導電部との
位置合わせを高精度に行うことが可能な半導体素子検査
装置に関するものである。
い、半導体素子の電極数は増加し、その電極ピッチも微
細化する傾向にある。また、BGA等のようにその裏面
にバンプ形状の電極が形成されたパッケージLSIは、
機器に実装する上において、その専有面積を小さくでき
るためその重要性が高まってきた。一方、異方導電性シ
ートは、厚さ方向にのみ導電性を示すもの、または加圧
されたときに厚さ方向にのみ導電性を示す多数の加圧導
電性導電部を有するものであり、種々の構造のものがあ
り、例えば特公昭56−48951号公報、特開昭51
−93393号公報、特開昭53−147772号公
報、特開昭54−146873号公報などにより知られ
ている。かかる異方導電性シートは、回路基板等の電気
検査の際に電極を傷つけることなく、確実な電気的接続
を達成できる点で有効であり、実用化されている。
電性シートを用いて、微細な電極ピッチを有するBGA
等の半導体素子の電気検査を行う場合、その半導体素子
の微細かつ高密度な電極と異方導電性シートの導電部と
の位置合わせが重要であり、電極間のピッチが微細かつ
高密度になるほどその重要性が増し、技術的な対応が求
められてきている。しかし、従来においては、例えばそ
の半導体素子の外形を元に位置決め板等で位置を規制し
ても、素子製造時に生ずる外形の微妙な寸法バラツキ、
そり、電極位置のずれ等により、半導体素子の電極部と
異方導電性シートの導電部との電気的接続が十分に確保
できるように確実な位置合わせを行うことは困難であっ
た。また、異方導電性シートは、通常それ自体が弾性体
で製造されているため、伸び、縮み、そり、変形などが
あったり、圧接時の変形などにより半導体素子の電極部
と異方導電性シートの導電部との電気的接続が十分に確
保できるように確実な位置合わせを行うことは困難であ
った。本発明は以上のような問題点を解決するものであ
って、その目的は、検査対象であるBGA等の半導体素
子の電極ピッチが微細であっても、また半導体素子の外
形に多少の寸法バラツキ、そり、電極位置のずれ等があ
っても、半導体素子の電極部と異方導電性シートの導電
部との電気的接続が正確に確保できる半導体素子検査装
置を提供するものである。
対象半導体素子と電気的検査装置の間に、異方導電性シ
ートを介在させて当該半導体素子の電気的検査を行う電
気的検査装置であって、前記異方導電性シートと検査対
象半導体素子との間に絶縁性シートを介在させ、該絶縁
性シートには検査対象半導体素子の各被検査電極に対応
した位置に開口部を設け、前記異方導電性シートはシー
トの厚さ方向に伸びる複数の導電部が前記絶縁シートの
開口部と対応するように配置されてなることを特徴とす
る半導体素子検査装置を提供するものである。また、上
記半導体素子検査装置において、検査対象半導体素子の
被検査電極が該素子平面より突出した形状を有し、該電
極が絶縁性シートの開口部に貫通もしくは挿入され、異
方導電性シートの導電部と圧接される機構を有する半導
体素子検査装置を提供するものである。
異方導電性シートと検査対象半導体素子との間に介在さ
せて用いられ、該絶縁性シートには検査対象半導体素子
の各被検査電極に対応した位置に開口部を設けたもので
ある。該絶縁性シートの開口部は、検査対象半導体素子
の電極に対応する位置に設けられ、検査対象半導体素子
を異方導電性シートを介在させて電気的検査を行う際
に、検査対半導体素子の電極が該開口部に貫通もしくは
一部が挿入され、異方導電性シートの導電部と接合もし
くは圧接されるものである。また、該絶縁性シートの開
口部は異方導電性シートの導電部と一体的に配置して用
いるが、その状態で絶縁性シートと異方導電性シートと
が接合されていてもよい。
ピン等を利用することにより、絶縁性シートの開口部が
異方導電性シートの導電部と同一位置に配置することが
できる。このように配置した絶縁性シートの異方導電性
シートとは反対側の面に、被検査半導体素子が設置され
る。本発明の対象となる半導体素子は、クリップチップ
等のベアチップLSI,BGA等のパッケージLSI,
MCM等の複数の半導体素子が搭載されたモジュール基
板、回路基板等であり、特に、その電極が素子平面から
突出しているバンプ状のものに対して効果適である。さ
らに、バンプはボール形状、円柱形状、角柱形状のもの
が特に好ましい。このような電極が半導体素子平面から
突出している被検査半導体素子であると、該突出電極の
各々を上記絶縁性シートの各対応する開口部に挿入する
ことにより,半導体素子の電極部と異方導電性シートの
導電部とを正確に位置決めすることができる。そしてこ
の状態で半導体素子の電気検査で通常行われる程度の加
圧を行えば、半導体素子の電極と異方導電性シートの導
電部との電気的接続が確保できる。
っても不透明であってもよいが、半導体素子の電極部を
開口部に貫通もしくは挿入する際に目視で確認できる点
で透明である方が好ましい。また、本発明の絶縁性シー
トと異方導電性シートとは、別々に製造して組み合わせ
てもよいし、あらかじめ両者を一体化して製造してもよ
いが、両者の位置合わせが正確にでき、位置合わせの手
間を省ける点で、一体化されていることが好ましい。両
者を一体化するためには、それぞれを成形した後に、両
者の接合する面にシランカップリング剤等の接合剤を塗
布し加熱する方法、絶縁性シートの存在下に異方導電性
シートを製造する方法等の方法が挙げられる。
ト平面上に突起を有していてもよいし、平面でもよい
が、半導体素子の電極との確実な電気的接触を得るため
には、半導体素子の電極と接する側に絶縁性シートの厚
みに満たない突起を有していることが好ましい。
る高分子物質で構成された絶縁部中に、導電性粒子が密
に充填されて構成された複数の導電部がシートの厚さ方
向に伸びる形で構成されたものである。導電部は異方導
電性シート全面に密に配置されていてもよいが、隣接し
たもの同士のショートを防止し、確実な導通を得られる
点で、絶縁性シートの開口部に対応した位置に柱状に配
置したものが好ましい。
例えばニッケル、鉄、コバルトなどの磁性を示す金属粒
子もしくはこれらの合金の粒子、またはこれらの粒子に
金、銀、パラジウム、ロジウムなどの導電性のよい金属
のメッキを施したもの、非磁性金属粒子もしくはガラス
ビーズなどの無機質粒子またはポリマー粒子にニッケ
ル、コバルトなどの導電性磁性体のメッキを施したもの
などを挙げることができる。 これらの中ではニッケル
粒子の表面に金や銀のメッキを施した粒子が好ましい。
分子物質としては、架橋構造を有する高分子物質が好ま
しい。かかる架橋構造を有する高分子物質を得るために
用いることができる高分子材料としては、シリコーンゴ
ム、ポリブタジエン、天然ゴム、ポリイソプレン、スチ
レンーブタジエン共重合体ゴム、アクリロニトリルーブ
タジエン共重合体ゴム、エチレンープロピレン共重合体
ゴム、ウレタンゴム、ポリエステル系ゴム、クロロプレ
ンゴム、エピクロルヒドリンゴムなどを挙げることがで
きる。これらの中では、成形性、電気特性の点でシリコ
ーンゴムが好ましい。異方導電性シートは、上記成形材
料を用いて形成した層の厚さ方向に平行磁場をかけて、
その磁力によって導電粒子を移動させながら、硬化する
ことによって製造することができる。
する。図1は本発明の絶縁性シートを用いた半導体素子
検査装置およびそこに検査対象半導体素子を装着した具
体的構成例を示すものである。検査対象のパッケージL
SI1の電極1aは、絶縁性シート2の開口部2aに挿
入されている。一方、片面に導電部の突起を有する異方
導電性シート3は、その導電部3aが絶縁性シートの開
口部2aに対応した位置となるように位置決めピン4で
位置を規制されている。検査対象のパッケージLSI1
の電極1aと異方導電性シートの導電部3aとは、加圧
板5を介して十分な電気的接続を得る程度に加圧されて
おり、異方導電性シートの導電部と対応した位置から配
線を引き出した基板6を介して、パッケージLSIの各
電極は外部の電気的検査測定機に接続されている。
0.01−1mm、さらに好ましくは0.1−0.5m
m程度の厚みで用いられる。この厚さは、検査対象IC
基板の電極の突出高さと異方導電性シートの厚み、突起
高さを考慮して設定することができる。絶縁性シートの
材質は、例えばポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬
化性樹脂や、例えばポリエチレンテレフタレート樹脂、
塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリロニト
リル樹脂、ポリエチレン樹脂。アクリル樹脂、ポリブタ
ジエン樹脂等の熱可塑性樹脂などが用いられる。これら
の中では、耐熱性、寸法安定性の点で熱硬化性樹脂が好
ましく、特にポリイミド樹脂が好ましい。絶縁性シート
の開口部の穴あけは、NC(Numerical Control)制御の
ドリル穴あけ装置やレーザー加工装置を用いて行うこと
ができる。 また、多数のピンを有する金型を用いて成
形することによっても製造できる。絶縁シートの開口部
の形状は、円形であっても角形であってもよい。また、
開口部は、回路基板の各電極に対応した位置に開けるの
が好ましい。例えばBCAの場合、その電極位置に対応
して図2のように格子状(グリッド)に配列して開ける
のが好ましい。また、開口部は図3のように、2つ以上
の電極位置を連結して開けてもよい。被検査対象半導体
素子の位置合わせは、上記絶縁シートのみでも可能だ
が、例えば図4に示されるような位置合わせ板7などを
併用することができる。
明はこれらの実施例に限定されるものではない。
C制御のドリル穴あけ装置で、検査対象パッケージLS
Iの半球状(径0.25mm、厚み0.1mm)のバン
プ(0.5mmピッチ)に対応した位置に0.3mm径
の穴を開け、さらにフィルムの4隅に位置決め用のピン
のガイド穴を4点あけ、位置決め用の絶縁性シートを製
造した。次に、熱硬化型シリコーンゴムに平均粒径40
umの金メッキしたニッケルよりなる導電性磁性体粒子を
12体積%となる割合で混合して成形材料を調製した。
次にこの成形材料を金型のキャビティ内(厚み0.25
mm)に層状に配置した。この金型は、各々電磁石で構
成される上型と下型よりなり、上型と下型には、それぞ
れ検査対象パッケージLSIの電極位置に対応したパタ
ーンの強磁性体部分と、それ以外の非磁性体部分を有し
成形材料と接する磁極板が設けられている。また、上記
の上下の磁極板は、上記イミドフィルムの4隅のガイド
穴に相当する位置にガイドピンをたてることにより位置
合わせを行った。この状態で上型、下型の電磁石を動作
させ、異方導電性シート材料層の厚さ方向に平行磁場を
作用させて、導電性粒子を磁場方向に並べさせ、圧力を
加えながら100℃、1時間硬化させて異方導電性シー
トを製造した。上記のように成形金型の4隅にガイドピ
ンをたてることにより、4隅に位置合わせ用のガイド穴
を有する異方導電性シートが得られた。
シートおよび異方導電性シートを用いて、図1に示した
構成とし、無作為に抽出した100個のパッケージLS
Iについて電気検査を行なった。パッケージLSIの各
電極の間隔のピッチは0.5mmと微細で、ICパッケ
ージには若干のそり等が見られていたが、位置合わせが
容易かつ正確であり、対象としたパッケージLSI全数
の電気検査を精度よく行うことができた。
れば、半導体素子の各電極部を絶縁性シートの開口部に
貫通もしくは挿入することにより正確に位置決めがで
き、さらに位置決めピン等を利用することにより、半導
体素子の電極部と異方導電性シートの導電部とを正確に
対応させることができ、この状態で半導体素子に加圧を
行えば、半導体素子の電極と異方導電性シートの導電部
との電気的接続が確保できる。このため微細かつ高密度
の半導体素子電極であっても、精度よく電気的検査装置
(治具)との導通ができ、効率よく半導体素子の検査が
できる。また、本発明の構成にすることにより、電極の
繰り返し圧接による異方どう伝性シートの導電部の劣化
も防止でき、検査装置の耐久性も高められる。
す説明図である。
ある。
の一例である。
す説明図である。
Claims (2)
- 【請求項1】検査対象半導体素子と電気的検査装置の間
に、異方導電性シートを介在させて当該素子の電気的検
査を行う電気的検査装置であって、前記異方導電性シー
トと検査対象半導体素子との間に絶縁性シートを介在さ
せ、該絶縁性シートには検査対象半導体素子の各被検査
電極に対応した位置に開口部を設け、前記異方導電性シ
ートはシートの厚さ方向に伸びる複数の導電部が前記絶
縁性シートの開口部と対応するように配置されてなるこ
とを特徴とする半導体素子検査装置。 - 【請求項2】検査対象半導体素子の被検査電極が該素子
平面より突出した形状を有し、該電極が絶縁性シートの
開口部に貫通もしくは挿入され、異方導電性シートの導
電部と圧接される機構を有する請求項1の半導体素子検
査装置
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9017286A JPH10197599A (ja) | 1997-01-14 | 1997-01-14 | 半導体素子検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9017286A JPH10197599A (ja) | 1997-01-14 | 1997-01-14 | 半導体素子検査装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10197599A true JPH10197599A (ja) | 1998-07-31 |
Family
ID=11939751
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9017286A Pending JPH10197599A (ja) | 1997-01-14 | 1997-01-14 | 半導体素子検査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10197599A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6422879B2 (en) | 2000-02-23 | 2002-07-23 | Nec Corporation | IC socket for surface-mounting semiconductor device |
JP2005308685A (ja) * | 2004-04-26 | 2005-11-04 | Hitachi Ulsi Systems Co Ltd | 半導体装置の製造方法およびそれに用いられるテスト治具 |
JP2010157472A (ja) * | 2009-01-05 | 2010-07-15 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | ボールグリッドアレイパッケージ用ガイド付きコネクタ |
-
1997
- 1997-01-14 JP JP9017286A patent/JPH10197599A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6422879B2 (en) | 2000-02-23 | 2002-07-23 | Nec Corporation | IC socket for surface-mounting semiconductor device |
JP2005308685A (ja) * | 2004-04-26 | 2005-11-04 | Hitachi Ulsi Systems Co Ltd | 半導体装置の製造方法およびそれに用いられるテスト治具 |
JP4512407B2 (ja) * | 2004-04-26 | 2010-07-28 | 株式会社日立超エル・エス・アイ・システムズ | 半導体装置の動作テスト方法 |
JP2010157472A (ja) * | 2009-01-05 | 2010-07-15 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | ボールグリッドアレイパッケージ用ガイド付きコネクタ |
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