JP2932999B2 - 半導体チップ - Google Patents

半導体チップ

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    • H01L2224/81136Aligning involving guiding structures, e.g. spacers or supporting members
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    • H01L2224/81141Guiding structures both on and outside the body

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  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
  • Measuring Leads Or Probes (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップに関
するものである
【0002】
【従来の技術】従来の半導体装置とその測定用キャリア
及び試験方法について図7,図8を用いて説明する。従
来の半導体装置は、ウェハ上での電気テストの後、ダイ
サーによりウェハをカットし、図7(a),(b)に示
すように各々の個片の半導体チップ2dの状態に形成さ
れる。
【0003】個片化された半導体チップ2dは、ハンド
リング装置のコレットにより搬送され、例えば図8に示
す測定用キャリア4dのキャリアベース13dに形成さ
れた凹状挿入枠5dの中に搭載される。そして、キャリ
アの押さえ部9dにより半導体チップ2dを加圧し、半
導体チップ2dの電極パッド1dとコンタクト基板8d
の接触端子6dとが電気的に接続され、半導体チップ2
dが保持・固定される。半導体チップ2dが装着された
測定用キャリア4dは、キャリアの状態で搬送され、電
気テスト用のテストボード上のソケットあるいはバーイ
ンテスト用のソケットに搭載され試験が行われる。また
図8中、7dは外部接続端子,12dはラバーである。
【0004】図8のように測定キャリア4dに搭載され
て電気テスト・バーインテストを行った結果で良品とな
った半導体チップ2dは、例えばフリップチップ等の接
続技術により配線基板に実装される。
【0005】ところで特に近年、ベアチップでの実装技
術はマルチチップモジュール(以下、MCMという)等
に使われるようになってきており、注目されている。そ
の要素技術の一つとしてKGD(KNOWN GOOD
DIE)技術がある。特にベアチップの電気テスト・
バーインテストは不可欠であり、検査手法・技術の確立
が必要となる。このベアチップでのテスト技術で課題と
されている項目として、半導体チップの電極パッドと測
定治具コンタクタとの確実な電気的接続がある。500
ピン以上,100μmピッチ以下の多ピン・狭ピッチの
半導体チップを測定する場合には必須であり、そのため
高精度な位置合わせが必要となってくる。
【0006】正確な位置合わせを行う手段が特開平1−
217931号公報に開示されている。このフリップチ
ップ型半導体装置は図9に示すように、外周部を除いて
一定の間隔をおいて縦横に多数配列された外部接続用突
起電極18eを有する半導体チップ2eの外周部四隅
に、位置合わせ用の突起電極3eを設けている。
【0007】フリップチップを基板に実装する際または
プローブ検査をする際に、前記突起電極18eを基準と
してアライメントすることにより、これら位置合わせ用
の突起電極3eが適正な位置にあれば、その内側にある
他の突起電極18eも適正な位置にあることになり、ハ
ーフミラー方式による適正な位置合わせを容易にしてい
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置の電
気測定では図8に示すように、測定用キャリアへの装着
時、キャリアに設置された挿入枠に半導体装置を挿入
し、半導体装置の外形により位置合わせを行っていた。
そのため、半導体装置の外形精度及び挿入枠の精度がば
らつくと、キャリアの接触端子に体する半導体装置の電
極パッドの位置がずれてしまい、確実なコンタクトがで
きなくなっていた。その結果、電気テストの際にオープ
ン不良等のコンタクト不良やファンクションテスト不良
が発生していた。
【0009】また図9に示す位置合わせ手段では、ハー
フミラー方式が無い等の場合に、直接位置があっている
かどうかを目で確認する事ができない場合には、位置合
わせ用の突起電極を設けても正確な位置合わせができる
という効果は保証されない。また、外周部まで外部接続
用突起電極が配列されている場合には、特に位置合わせ
用の突起電極は必要なくなってしまう。
【0010】本発明の目的は、確実なコンタクト等を行
うことができる半導体チップを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る半導体チップは、外部接続用端子と、
位置合わせ用金属突起とを有する半導体チップであっ
て、外部接続用端子は、一定の間隔をおいて縦横に多数
配列されたものであり、位置合わせ用金属突起は、半導
体ウェハとは別に設けられており、半導体チップが搭載
される相手方と凹凸嵌合して半導体チップの位置決めを
行なうものであり、前記位置合わせ用金属突起の高さ
は、外部接続用端子の高さより高いものである。
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を参照
して説明する。
【0017】(実施形態1)図1(a)は本発明に係る
半導体装置を示す平面図、(b)は図1(a)のA−
A’線断面図であり、図2(a),(b)は本発明の半
導体装置を測定用キャリアに装着した状態を示す断面
図、(b)はコンタクト部拡大図、図3は測定用キャリ
アをソケットに装着した状態を示す断面図である。
【0018】図1において本発明に係る半導体装置は、
一定の間隔をおいて縦横に多数配列された外部接続用端
子としての電極パッド1aを有する半導体チップ2aに
おいて、外部接続用電極パッド1aが設けられている表
面上に位置合わせ用の金属突起3aが設けられている。
この金属突起3aは、ウェハ製造後ボールバンプボンダ
にて形成される。
【0019】また、半導体チップ2aを測定するために
用いる測定用キャリア4aは図2に示すように、半導体
チップ2aを搭載するためにキャリアベース13aに凹
状に設けられた挿入枠5aと、半導体チップ2aの電極
パッド1aと対応する接触端子6a及び接触端子6aと
電気的に導通しソケットに接続するための外部接続端子
7aが設けられた絶縁フィルムからなるコンタクト基板
8aと、半導体チップ2aを保持・固定する押さえ部9
aと、コンタクト基板8aの裏面を支えるキャリアベー
ス13aのラバー12aとを備えており、コンタクト基
板8aは半導体チップ2aの位置合わせ用金属突起3a
と対応する位置に金属突起挿入孔10aが設けられてい
る。また20aは配線用パターンである。
【0020】また図3に示すように測定用キャリア4a
を装着するためのソケット11aは、測定用キャリア4
aのキャリアベース13aを支えるソケットベース15
aと、上蓋14aと、コンタクト基板8の外部接続端子
7aに接続するコンタクトピン16aとを有している。
【0021】この半導体チップ2a及び測定用キャリア
4aを使用した本発明の試験方法を以下に示す。半導体
チップ2aは、ハンドリング装置のコレットにより搬送
され、測定用キャリア4aの挿入枠5aの中に搭載す
る。そして半導体チップ2aを振動させ、位置合わせ用
金属突起3aをキャリア4aのコンタクト基板8aの挿
入孔10aに落とし込む。これにより、半導体チップ2
aの電極パッド1aとにそれぞれ対応するコンタクト基
板8aの接触端子6aとの位置合わせが行われる。
【0022】その後、キャリア4aの押さえ部9aによ
り半導体チップ2aを加圧し、電極パッド1aと接触端
子6aとを電気的に接続し、半導体チップ2aを保持・
固定する。半導体チップ2aが装着された測定用キャリ
ア4aは、キャリアの状態で搬送され、図3のソケット
11aのソケットベース15aに載置され、押さえ部9
bによりキャリア4aが加圧されてソケット11aに固
定され、コンタクト基板8aの外部接続端子7aがコン
タクトピン6aに接続され、この状態で半導体チップ2
aに電気テスト及びバーインテストが行われる。
【0023】本発明では、半導体チップ2aの表面上に
設けられた位置合わせ用の金属突起3aを測定用キャリ
ア4aのコンタクト基板8aに設けられた挿入孔10a
に落とし込むことにより、半導体チップ2aの電極パッ
ド1dとそれに対応するコンタクト基板8aの接触端子
6aとを高精度に位置合わせすることができる。
【0024】半導体チップ2aの多ピン・狭ピッチ化に
伴い、電極パッド1dの開口部寸法が小さくなるため、
例えば、外形寸法が10.0mm□,電極パッド1dの
開口部寸法が70×90μm□の半導体チップ2aをキ
ャリア4aに装着する場合、従来の半導体チップ外形に
よる位置合わせでは、チップの外形に対する電極パッド
の位置精度が±25μm,挿入枠の製作精度が±20μ
m,コンタクト基板の接触端子の位置精度が±20μm
であるため、電極パッド中心から最大65μmずれ、電
極パッドからコンタクト基板の接触端子が外れることが
ある。
【0025】本発明において半導体チップ2a上の位置
合わせ用金属突起3aに対する電極パッド1dの位置精
度は±5μmであり、またコンタクト基板8aの挿入孔
10aに対する接触端子6aの位置精度は±20μmで
あるため、最大ずれ量は25μmとなり、接触端子6a
が電極パッド1dから外れることがなくなり、確実なコ
ンタクトが可能となり、オープン不良等のコンタクト不
良及びファンクション不良の発生を防止できる。
【0026】(実施形態2)次に本発明の実施形態2に
ついて図4及び図5を用いて説明する。図4(a)は半
導体装置全体を示す平面図、(b)は図4(a)のB−
B’線断面図であり、図5(a)は測定用ソケットに装
着した状態を示す断面図,(b)はコンタクト部分拡大
図である。
【0027】本実施形態2では、半導体装置17bは図
4に示すように、一定の間隔をおいてポリイミドからな
る絶縁フィルム19b上に縦横に多数配列された外部接
続用端子としての突起電極18bを有し、この突起電極
18bは絶縁フィルム19b上の配線パターンより半導
体チップ2bの電極パッドと接続されている。この半導
体装置17bは絶縁フィルム19bの表面上に位置合わ
せ用金属突起3bが設けられている。この金属突起3b
は、外部接続用突起電極18bと同様にフラックス塗布
後、半田を打ち抜いて絶縁フィルム19b上に搭載し、
リフロー後に洗浄して形成される。位置合わせ用の金属
突起3bの高さは約200μmであり、外部接続用突起
電極18bの約100μmよりも高くなっている。
【0028】また、図5(a)に示す半導体装置17b
を測定するために用いる測定用ソケット11bは、半導
体装置17bを搭載するための凹状の挿入枠21bと、
半導体装置17bの突起電極18bと対応する接触端子
6b及び該接触端子6bと電気的に導通しコンタクトピ
ン16bに接続するための接続端子7bが設けられた絶
縁フィルムからなるコンタクト用基板8bと、半導体装
置17bを保持・固定する押さえ部9bとを備えてお
り、コンタクト基板8bは、位置合わせ用金属突起3b
と対応する位置に金属突起の挿入孔10bが設けられて
いる。この測定用ソケット11bは、図2に示すキャリ
アを使用せず、キャリアに相当するものをソケット自体
に組付けている。
【0029】この半導体装置17b及び測定用ソケット
11bを使用した本発明の試験方法は、以下のように行
われる。
【0030】半導体装置17bを測定用ソケット11b
の挿入枠21bの中に搭載し、半導体装置17bを微動
させることにより、半導体装置17bの位置合わせ用金
属突起3bをソケット11bのコンタクト基板8bの挿
入孔10bに落とし込む。
【0031】これにより、半導体装置17bの突起電極
18bとそれに対応するコンタクト基板8bの接触端子
6bとの位置合わせが行われる。その後、ソケットの押
さえ部9bにより半導体装置17bを加圧し、突起電極
18bと接触端子6bとが電気的に接続され、半導体装
置17bが保持・固定される。そして、電気テスト・バ
ーインテストを行う。
【0032】本発明では、半導体装置17bの表面上に
設けられた位置合わせ用の金属突起3bを測定用ソケッ
ト11bのコンタクト基板8bに設けられた挿入孔10
bに落とし込むことにより、実施形態1と同様半導体チ
ップの電極パッドとそれに対応するコンタクト基板の接
触端子との高精度での位置合わせを容易に行え、確実な
コンタクトを可能にする。
【0033】(実施形態3)上記2つの実施形態2の半
導体装置を実装する基板及び実装方法を以下に説明す
る。図6(a)〜(c)は本発明の半導体装置を実装基
板に実装する方法を示す断面図である。
【0034】本実施形態に係る実装基板22cは電極パ
ッド23cを有しており、一方半導体チップ2cは、電
極パッド1c上に金属突起18cを形成しており、半導
体チップ2cの金属突起18cに対応する位置に電極パ
ッド23bを備えており、半導体チップ2cの位置合わ
せ用金属突起3cと対応する位置に金属突起挿入孔24
cが設けられている。半導体チップ2cは、位置合わせ
用金属突起3cを実装基板22cの挿入孔24cに落と
し込むことにより金属突起18cとそれに対応する実装
基板22cの電極パッド23cとの位置合わせを行い、
リフロー等により接合される。
【0035】本実施形態においても、半導体装置表面上
に設けられた位置合わせ用の金属突起を実装基板の挿入
孔に落とし込むことにより、半導体装置の外部電極とそ
れに対応する実装基板の電極パッドとの高精度での位置
合わせを容易に行え、確実な接合が可能となる。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、半
導体装置表面上に位置合わせ用の金属突起を設け、測定
用キャリアあるいは測定用ソケットのコンタクト基板に
設けられた挿入用孔に落とし込むことにより、半導体装
置の外部接続用端子とそれに対応するコンタクト基板の
接触端子との高精度な位置合わせを容易に行うことがで
き、そのため、確実なコンタクトを行なうことができ、
オープン不良等のコンタクト不良及びファンクション不
良の発生を防止でき、歩留り向上を図ることができる。
【0037】また、半導体装置の実装時においても、表
面上に設けられた位置合わせ用の金属突起を実装基板の
挿入孔に落とし込むことにより、半導体装置の外部接続
用端子とそれに対応する実装基板の電極パッドとの高精
度な位置合わせを容易に行うことができ、確実な接合を
行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、本発明の実施形態1に係る半導体装
置を示す平面図、(b)は、(a)のA−A’線断面図
である。
【図2】(a)は、図1に示した半導体装置を測定用キ
ャリアに装着した状態を示す断面図、(b)は、半導体
装置とコンタクト基板とのコンタクト部を示す拡大図で
ある。
【図3】図2に示した測定用キャリアをソケットに装着
した状態を示す断面図である。
【図4】(a)は、本発明の実施形態2に係る半導体装
置を示す平面図、(b)は、(a)のB−B’線断面図
である。
【図5】(a)は、図4に示した半導体装置を測定用ソ
ケットに装着した状態を示す断面図、(b)は、半導体
装置とコンタクト基板とのコンタクト部を示す拡大図で
ある。
【図6】(a)〜(c)は、本発明の半導体装置を実装
基板に実装する方法を示す断面図である。
【図7】(a)は、従来例の半導体装置を示す平面図、
(b)は同断面図である。
【図8】図7に示した従来例の半導体装置を測定用キャ
リアに装着した状態を示す断面図である。
【図9】別の従来例の半導体装置を示す平面図である。
【符号の説明】
1a,1b,1c,1d 電極パッド 2a,2b,2c,2d,2e 半導体チップ 3a,3b,3c,3e 位置合わせ用金属突起 4a,4d 測定用キャリア 5a,5d 挿入枠 6a,6b,6d 接触端子 7a,7b,7d 外部接続端子 8a,8b,8d コンタクト基板 9a,9b,9d 押さえ部 10a,10b,10c 金属突起挿入孔 11a,11b ソケット 12a,12b,12d ラバー 13a,13d キャリアベース 14a,14b 上蓋 15a,15b ソケットベース 16a,16b コンタクトピン 17b 半導体装置 18b,18c,18e 外部接続用突起電極 19b 絶縁フィルム 20a,20b 配線パターン 21b 挿入枠 22c 実装基板 23c 電極パッド 24c 挿入孔

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部接続用端子と、位置合わせ用金属突
    起とを有する半導体チップであって、 外部接続用端子は、一定の間隔をおいて縦横に多数配列
    されたものであり、 位置合わせ用金属突起は、半導体ウェハとは別に設けら
    れており、半導体チップが搭載される相手方と凹凸嵌合
    して半導体チップの位置決めを行なうものであり、前記位置合わせ用金属突起の高さは、外部接続用端子の
    高さより高い ことを特徴とする半導体チップ。
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