JPH0735771A - 半導体装置の電気的特性の検査用治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体装置を損傷させることなく、非パッケ
ージング状態の半導体装置の電気的特性検査を確実に行
い得る検査用治具を提供する。 【構成】 半導体装置５の、半田ボール電極５０が設け
られている面５ａを被う案内具１０と、複数の半田ボー
ル電極５０に夫々電気的に接触可能な複数の微細針電極
２０とを有し、前記案内具１０の前記半田ボール電極５
０に対応する各箇所に、前記微細針電極２０を挿通可能
なガイド孔１５が貫通して設けられている構成とした。
また、上記微細針電極２０は、上記半田ボール電極５０
に対する同微細針電極２０の押圧力を緩和可能な弾性部
２１を有している。 【効果】 ガイド孔に微細針電極を挿入するだけで、半
田ボール電極に微細針電極を確実に接触させることがで
き、両者間の導通を確保することができる。また、半導
体装置の半田ボール電極以外の部分は案内具によって被
われているので、微細針電極が半田ボール電極以外の部
分に接触するのを防ぐことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体技術さらには半
導体装置の検査技術に適用して特に有効な技術に関し、
例えば半田ボール電極を有する半導体装置の電気的特性
検査に利用して有用な検査用治具に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、高集積回路の形成された半導体装
置（本明細書中では、半導体チップを意味する。）は樹
脂やセラミックなどで封止された半導体パッケージの状
態でユーザーに出荷されるため、出荷直前に行う半導体
装置の電気的特性の完成検査は、非パッケージング状態
の半導体装置単体ではなく、半導体装置をパッケージに
封入した半導体パッケージの状態で行われていた。すな
わち、半導体パッケージの各リードに、検査装置に設け
られた検査用の針状電極を電気的に接続し、これら各針
状電極及び各リードを介して、検査装置と半導体装置の
各電極との間で電気信号の授受を行うことによって、電
気的特性を測定していた。リードと針状電極との接続に
ついては、例えば、リードとして半田ボール電極が用い
られている表面実装用の半導体パッケージの場合には、
その半田ボール電極に検査装置の針状電極となるプロー
ブ針をばねを用いて機械的に押圧させて行っていた。

【０００３】ところで、近年、半導体装置を実装した様
々の製品の更なる小型化を図るため、それら製品の実装
ボードに非パッケージング状態の半導体装置、すなわち
半導体チップをそのまま実装する技術が考えられてい
る。この様なチップダイレクト実装技術においては、半
導体装置の各電極上に半田ボール電極（半田バンプ）を
形成したフリップチップ形式の半導体装置が用いられ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た半導体パッケージにおける電気的特性の検査技術を適
用して、非パッケージング状態における半導体装置の電
気的特性を検査するには、以下に述べる様な問題点があ
る。すなわち、その問題点とは、半導体装置における半
田ボール電極の大きさ及びピッチ（相互に隣接する半田
ボール電極間の距離）が半導体パッケージの半田ボール
電極の大きさ及びピッチに比べて極めて小さいため、全
プローブ針を半導体装置の全半田ボール電極に確実に接
触させて、それらを電気的に接続することが非常に困難
であるだけでなく、半導体装置が所定位置からわずかに
ずれただけで、プローブ針の先端で半導体装置の表面を
傷付けたり、半導体装置の表面を汚染する虞があるとい
うものである。

【０００５】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、その使用により半導体装置を損傷させることなく、
非パッケージング状態の半導体装置の電気的特性検査を
確実に行い得る半導体装置の電気的特性の検査用治具を
提供することを主たる目的としている。この発明の前記
ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本明
細書の記述及び添附図面から明らかになるであろう。

【０００６】

【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説明すれば、下記のと
おりである。すなわち、本発明の半導体装置の電気的特
性の検査用治具においては、半導体装置の、半田ボール
電極が設けられている面を被う案内具と、複数の半田ボ
ール電極に夫々電気的に接触可能な複数の微細針電極と
を有し、前記案内具の前記半田ボール電極に対応する各
箇所に、前記微細針電極を挿通可能なガイド孔が貫通し
て設けられている構成とした。上記ガイド孔は、その中
に上記半田ボール電極を挿入可能な大きさとなっていて
もよい。また、上記微細針電極は、上記半田ボール電極
に対する同微細針電極の押圧力を緩和可能な弾性部を有
していてもよい。

【０００７】

【作用】上記手段の検査用治具を用いれば、半導体装置
に案内具を被せることによって、ガイド孔において半田
ボール電極が露出するとともに、半導体装置の半田ボー
ル電極以外の部分は案内具によって被われる。従って、
そのガイド孔に微細針電極を挿入することによって、微
細針電極はガイド孔に案内されて半田ボール電極に確実
に接触し、両者間の導通が確保される。また、ガイド孔
の大きさを、その中に半田ボール電極が丁度入る程度に
することにより、微細針電極を押し付けた際に起こり得
る半田ボール電極の変形が防止される。さらに、微細針
電極に弾性部が設けられていれば、半田ボール電極に微
細針電極を接触させた際の半田ボール電極に対する押圧
力が緩和され、半田ボール電極の変形が防止される。

【０００８】

【実施例】本発明に係る半導体装置の電気的特性の検査
用治具（以下、単に「検査用治具」とする。）の一実施
例を以下に説明する。図１には、その検査用治具の概略
が示されている。同図に示すように、この検査用治具１
００は、半田ボール電極５０を有する半導体装置５の電
気的特性検査に用いられる検査用の治具であり、案内具
１０と微細針電極２０とからなる。なお、符号５５で示
したものは集積回路が形成されてなる半導体チップにお
ける基板である。

【０００９】案内具１０は、セラミックスやプラスチッ
クスなどの絶縁体で形成されており、少なくとも半導体
装置５の、半田ボール電極５０が配列されてなる面５ａ
を被うようになっている。例えば、図１では、案内具１
０には、上板部１１及びその周縁に一体となった側板部
１２が設けられており、それら上板部１１と側板部１２
とで画成されてなる空間Ａに半導体装置５が丁度収納さ
れるようになっている。それによって、検査時における
半導体装置５の位置決め及び固定がなされる。

【００１０】案内具１０の上板部１１の、半田ボール電
極５０に対応する各箇所には、微細針電極２０を挿通可
能なガイド孔１５が表裏に貫通して設けられている。こ
のガイド孔１５は、半田ボール電極５０に微細針電極２
０を接触させる際に、微細針電極２０を半田ボール電極
５０に案内するものである。

【００１１】ガイド孔１５の裏側（上板部１１の裏面１
１ｂ側）の開口端の大きさは、微細針電極２０の太さ
（直径）よりも大きく、且つ半田ボール電極５０の直径
よりも小さいか又は丁度同じ程度になっている。微細針
電極２０の位置と半田ボール電極５０の位置とがずれて
いても、微細針電極２０を半田ボール電極５０に導くこ
とができるように、ガイド孔１５の形状を、上板部１１
の表面１１ａから裏面１１ｂに向かうに連れてすぼまる
ようなテーパー形状としてもよい。

【００１２】前記微細針電極２０は、金属等の導電体よ
りなり、固定板２５に、半導体装置５における半田ボー
ル電極５０の配設位置に対応するようなピッチで植設さ
れている。そして、各微細針電極２０の基端部（上部）
寄りには弾性部２１が設けられており、半田ボール電極
５０に微細針電極２０を接触させた際の、半田ボール電
極５０に対する微細針電極２０の押圧力を緩和するよう
になっている。つまり、弾性部２１で押圧力を吸収する
ことにより、半田ボール電極５０に過度の押圧力が作用
するのを防いでいる。また、各微細針電極２０の基端部
には、検査用治具１００の外部に設けられる測定装置７
（図２参照）の各接続端子（配線）２６が電気的に接続
されている。

【００１３】弾性部２１は、例えば微細針電極２０の一
部を略ループ状に湾曲することにより形成されている。
従って、押圧力が大きくなると、このループがたわんで
常に半田ボール電極５０に適正な押圧力が作用すること
になる。また、微細針電極２０をループ状に湾曲させる
代わりに、微細針電極２０の基端部と固定板２５との間
に微小なコイルばねを介設させたり、エアクッションな
どを介設させてもよい。

【００１４】図２には、上述した構成の検査用治具１０
０を用いてなる検査装置システムが示されている。同図
に示すように、検査用治具１００の各微細針電極２０は
前記測定装置７に接続されている。この測定装置７は、
コンピュータなどの制御装置８に接続されて、その制御
装置８によってオン／オフや大きさの制御された電流や
電圧等の電気信号を、各微細針電極２０に出力するよう
になっている。また、その出力した電気信号によって半
導体装置５内に引き起こされる電流や電圧等の電気信号
を検出して制御装置８に出力するようになっている。制
御装置８には、キーボード等の操作装置８０及びディス
プレイ等の表示装置８５が接続されているのはいうまで
もない。

【００１５】上記実施例によれば、案内具１０の上板部
１１には、半導体装置５の各半田ボール電極５０に対応
した位置に、ガイド孔１５が設けられているため、その
案内具１０を測定対象である半導体装置５に被せるだけ
で、ガイド孔１５において半田ボール電極５０が露出
し、半導体装置５のそれ以外の部分は上板部１１によっ
て被われる。従って、そのガイド孔１５に微細針電極２
０を挿入するだけで、微細針電極２０が案内されて半田
ボール電極５０に確実に接触することになり、微細針電
極２０と半田ボール電極５０との接触抵抗が低減され、
電気的特性検査を確実に行うことができる。

【００１６】また、上板部１１によって、微細針電極２
０が半田ボール電極５０以外の部分に接触するのが妨げ
られるので、半導体装置が損傷するのを防ぐことができ
る。さらに、半導体装置５の測定時の位置決め及び固定
も容易に行える。さらにまた、微細針電極２０に弾性部
２１が設けられていることにより、半田ボール電極５０
に過度の押圧力が作用するのが防止されるので、半田ボ
ール電極５０が変形するのを防ぐことができる。

【００１７】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。例えば、ガ
イド孔１５の径を、その孔の中に半田ボール電極５０が
入り得る程度にし、ガイド孔１５内に半田ボール電極５
０を挿入させた状態で特性検査を行うようにしてもよ
い。また、半田ボール電極５０の変形を防ぐために、半
導体装置５の基板５５と案内具１０との間に、半田ボー
ル電極５０に対応する位置に半田ボール電極５０を挿入
可能な貫通孔を有してなる板を介装させるようにしても
よい。この場合、その板はエポキシ樹脂などの絶縁体で
できているのはいうまでもない。さらに、エポキシ樹脂
などを滴下し固化させて半田ボール電極５０を強固に固
定してから半導体装置５に案内具１０を装着するように
してもよい。

【００１８】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非パッ
ケージング状態の半導体装置単体の電気的特性検査に適
用した場合について説明したが、この発明はそれに限定
されるものではなく、半導体装置を実装したパッケージ
ング状態の半導体装置の電気的特性検査に利用すること
ができる。

【００１９】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
のとおりである。すなわち、非パッケージング状態の半
導体装置の電気的特性を測定する場合に、この検査用治
具を用いれば、案内具のガイド孔において半田ボール電
極のみが露出するので、そのガイド孔に微細針電極を挿
入するだけで、半田ボール電極に微細針電極を確実に接
触させることができ、両者間の導通を確保することがで
きる。また、半導体装置の半田ボール電極以外の部分は
案内具によって被われているので、微細針電極が半田ボ
ール電極以外の部分に接触するのを防ぐことができる。
従って、半導体装置を損傷させることなく、その電気的
特性検査を確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る検査用治具の一例の概略を示した
要部拡大縦断面図である。

【図２】その検査用治具が接続された検査装置の概略構
成図である。

【符号の説明】

５ 半導体装置 ５ａ 面（半田ボール電極が設けられている面） １０ 案内具 １５ ガイド孔 ２０ 微細針電極 ２１ 弾性部 ５０ 半田ボール電極 １００ 検査用治具

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の半田ボール電極を有してなる半導
   体装置の電気的特性を検査する際に使用される治具であ
   って、前記半導体装置の、前記半田ボール電極が設けら
   れている面を被う案内具と、前記複数の半田ボール電極
   に夫々電気的に接触可能な複数の微細針電極とからな
   り、前記案内具の前記半田ボール電極に対応する各箇所
   に、前記微細針電極を挿通可能なガイド孔が貫通して設
   けられていることを特徴とする半導体装置の電気的特性
   の検査用治具。
2. 【請求項２】 上記ガイド孔は、その中に上記半田ボー
   ル電極を挿入可能な大きさとなっていることを特徴とす
   る請求項１記載の半導体装置の電気的特性の検査用治
   具。
3. 【請求項３】 上記微細針電極は、上記半田ボール電極
   に対する同微細針電極の押圧力を緩和可能な弾性部を有
   していることを特徴とする請求項１または２記載の半導
   体装置の電気的特性の検査用治具。