JP3979619B2 - 半導体装置の内部配線断線検出方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は同一パッケージに複数の半導体チップが搭載されたマルチチップモジュール等の半導体装置の検査方法に係り、特に複数の半導体チップに共通に接続されている信号線の断線を簡単に検出することが可能な断線検出方法に関する。
【0002】
マルチチップモジュール(以下MCMと略称する)では同一パッケージの中に複数の半導体チップが搭載されており、それぞれの半導体チップの端子はワイヤや配線パターン等を介してパッケージに設けられた外部端子に接続されている。
【0003】
これらの配線の中にメモリのデータ線やアドレス線など複数の半導体チップに共通に接続されている信号線が含まれ、共通に接続されている配線は片側の半導体チップ側に通じる配線が断線してもMCMとしての正常な動作が阻害される。
【0004】
したがって、配線の断線は確実に検出する必要がありMCMの試験では全配線を対象に断線の有無を確認しているが、従来の断線検出方法によるこのような共通に接続されている信号線の断線検出は作業が複雑で簡単に検出できなかった。
【0005】
そこで複数の半導体チップに共通に接続されている信号線の断線を簡単に検出できる断線検出方法の開発が要望されている。
【0006】
【従来の技術】
図4は被測定デバイスの回路構成例を示す図、図5は内部配線の断線例を示す図、図6は従来の試験方法を示すフローチャートである。
【0007】
図4において対象となる被測定デバイスは同一パッケージ1内に複数(図では2個)の半導体チップ11、12が搭載され、半導体チップ11、12の各端子はワイヤや配線パターン等を介しパッケージ1に設けられた外部端子に接続されている。
【0008】
即ち、外部端子A1 〜AX 、B1 〜BX は内部配線を介して半導体チップ11および半導体チップ12の端子に接続され、場合により外部端子AZ 、BZ のようにいずれか一方の半導体チップの端子に接続される外部端子を有することもある。
【0009】
このような被測定デバイスは半導体チップと内部配線の間がボンディングされたワイヤにより接続されることが多く、例えば、モールディングされた樹脂パッケージの中に封入する際等にワイヤに外力が印加され断線が生じることがある。
【0010】
その結果、図5に示す如く外部端子A1 に接続される半導体チップ11の端子と内部配線との間に断線13が発生すると、外部端子A1 と半導体チップ12を接続する配線に断線が無くても被測定デバイスの正常な動作が阻害される場合がある。
【0011】
そこで従来は個々の半導体チップを単独で動作させ全ての内部配線をアクティブ化すると共に、外部端子にそれぞれ試験信号を印加したときの出力信号等を検知することで、ワイヤ等の接続部を含む全ての内部配線の断線を検出している。
【0012】
即ち、図6に示す如く被測定デバイスを測定装置のソケット等にセットして、被測定デバイスのチップセレクト線を選択することで、最初の半導体チップ、例えば半導体チップ11が動作して関連する全ての内部配線がアクティブ化される。
【0013】
被測定デバイスは1個の半導体チップが動作状態にあるとき関連する外部端子A1 〜AX に試験信号が印加されると、印加された試験信号のHレベルまたはLレベルに対応して半導体チップの出力信号、例えばB信号のレベルが変化する。
【0014】
また、外部端子A1 〜AX に印加される試験信号に代え、動作状態にある半導体チップに対し制御信号、例えばC信号が印加されると、印加されたC信号のHレベルまたはLレベルに対応して外部端子A1 〜AX の電圧レベルが変化する。
【0015】
しかし、外部端子A1 〜AX に接続されている内部配線に断線が生じている場合は、外部端子A1 〜AX に試験信号が印加されてもB信号が変化せず、半導体チップにC信号が印加されても外部端子A1 〜AX の電圧レベルが変化しない。
【0016】
したがって、図示の如く外部端子An に試験信号を印加してB信号が期待通りであるか確認し、半導体チップにC信号を印加し外部端子An の電圧レベル、即ちAn 信号が期待通りであるか確認することによって良品と不良を判別できる。
【0017】
なお、被測定デバイスには図4に示す如く外部端子A1 〜AX の他に外部端子B1 〜BX があり、図6には記載されていないが、外部端子A1 〜AX に接続される内部配線と同様に外部端子B1 〜BX に接続される内部配線も試験される。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、被測定デバイスの回路構成によっては搭載された半導体チップを個々に動作させることが不可能な場合があり、この場合は半導体チップを順次動作状態にして内部配線の断線の有無を検出する従来の断線検出方法は適用できない。
【0019】
また、図6に示す如く半導体チップを個々に動作させて、外部端子A1 〜AXに試験信号を印加し、次いで半導体チップに対してC信号を印加し、この作業を全ての外部端子を対象として繰り返し遂行する必要があり試験に時間がかかる。
【0020】
本発明の目的は複数の半導体チップに共通に接続されている信号線の断線を簡単に検出できる断線検出方法を提供することにある。
【0021】
【課題を解決するための手段】
全図を通し同じ対象物は同一記号で表している。
【0022】
上記課題は保護ダイオードが設けられた複数の半導体チップ11、12が、同一パッケージ1の中に搭載されている半導体装置を対象として、複数の該半導体チップ11、12に共通に接続されている信号線の断線を検出する断線検出方法であって、複数の半導体チップに共通に接続されている信号線が接続された外部端子An 毎に、試験用電源6から、他の外部端子および接地端子Gを接地回路に接続して定電流を印加して、前記保護ダイオード特性によって決まる端子電圧VDFを測定し、該測定において前記信号線が接続された外部端子A1 〜AXの全てから得られた前記端子電圧VDFの測定値の最大値Vmaxと最小値Vminとの差を、良品の半導体装置の外部端子の全てにおける端子電圧の最大値と最小値との差と比較することによって、前記信号線の断線の有無を検出する半導体装置の内部配線断線検出方法により達成される。
【0023】
本発明の対象となる被測定デバイスは、同一パッケージ1内に複数の半導体チップ11、12が搭載され、半導体チップ11、12の各端子はワイヤや配線パターンを介しパッケージに設けられた外部端子An に接続されている。
【0024】
接続部も含めた内部配線に断線が無い場合は外部端子An に定電流を印加すると定電流は両方の半導体チップに分流し、半導体チップ内部の保護ダイオード特性によって決まる電圧値VDFが外部端子An と接地端子Gとの間に発生する。
【0025】
それに対し内部配線に断線13が発生すると外部端子An に印加された電流は一方の半導体チップに流れ、外部端子An と接地端子Gとの間の電圧値は内部配線に断線が無い場合の電圧値に比べて当然高くなる。
【0026】
したがって、信号線が接続された外部端子に定電流電源から電流を印加すると共に外部端子における電圧値を測定し、予め測定されている良品における端子電圧値と比較することによって信号線の断線の有無を検出することが可能になる。
【0027】
このように本発明の断線検出方法は半導体チップを動作状態にすることなく内部配線の断線の有無を検知できるため、回路構成上の理由によって搭載された半導体チップを個々に動作させることが不可能な場合も断線の検知が可能である。
【0028】
また、個々の半導体チップに試験信号や制御信号等を繰り返し印加する必要がないため、作業が簡略化されると共に試験時間が短縮される。
【0029】
即ち、複数の半導体チップに共通に接続されている信号線の断線を簡単に検出できる断線検出方法を実現することができる。
【0030】
【発明の実施の形態】
以下添付図により本発明の実施例について説明する。図1は外部端子における電圧値の分布を示す図、図2は断線検出に用いる測定装置の一例を示すブロック図、図3は本発明になる断線検出方法を示すフローチャートである。
【0031】
図4に示す如く被測定デバイスは外部端子A1 〜AX の他に外部端子B1 〜BX がそれぞれの半導体チップに接続され、外部端子を介して単独の半導体チップに定電流を印加すると電圧値VDFは図1(a) および(b) に示す如く分布する。
【0032】
一方、複数の半導体チップが共に内部配線を介して外部端子A1 〜AX および外部端子B1 〜BX に接続されたとき、電圧値VDFは図1(a) および(b) に示した二つの分布が合成されるため電圧値VDFは図1(c) に示す如く分布する。
【0033】
電圧値VDFはそれぞれの半導体チップの保護ダイオード特性によって決まる値であり、図1(a) 、(b) に示す分布の形は被測定デバイスを構成する半導体チップにより変化し、それに伴って図1(c) に示す電圧値VDFの分布も変わる。
【0034】
しかし、半導体チップが異なる場合でも電圧値VDFの分布の最大値(max )と最小値(min )の差は近似しており、被測定デバイスを構成する半導体チップ数が同じであれば図1(c) に示す如くmax とmin との差は近似したものになる。
【0035】
したがって、電圧値VDFの分布が図1(d) に示す如く他の電圧値VDFから大きく外れたmax 値を含んでいる場合は、電圧値VDFがmax 値を示す外部端子と半導体チップの端子との間で内部配線に断線が発生していることを意味する。
【0036】
図2は本発明になる断線検出方法に基づいて被測定デバイス2の内部配線の断線を検出する測定装置の一例であって、少なくともソケット(またはプローブユニット)3とスイッチユニット4と電圧計5と試験用電源6で構成されている。
【0037】
被測定デバイス2はソケット(またはプローブユニット)3に装着され、被測定デバイス2の外部端子A1 〜AX 、B1 〜BX (図示していない)は、ソケット(またはプローブユニット)3を介しスイッチユニット4に接続されている。
【0038】
スイッチユニット4は外部端子A1 〜AX 、B1 〜BX (図示していない)に対応する数のスイッチ41を具えており、スイッチ41は任意の外部端子(図はA2)を試験用電源6に接続すると共に他の外部端子を接地回路GNDに接続する。
【0039】
外部端子A1 〜AX 、B1 〜BX に接続されているスイッチユニット4は、個々のスイッチ41を手動によって切り替える方式に限定したものではなく、例えば制御信号の入力によって自動的に切り替えることができるものであってもよい。
【0040】
試験用電源6の電極は一方がスイッチユニット4のスイッチ41に接続されると共に他方に接地回路GNDに接続され、それぞれの外部端子の電圧値VDFを測定する電圧計5が試験用電源6と並列にスイッチユニット4に接続されている。
【0041】
なお、図示省略されているが電圧計5による計測値をデジタル化することにより例えば計測値を記憶装置に格納したり、或いは計測値を規定値と比較して良・不良の自動判定を行い測定結果の表示やプリントアウト等の実行が可能になる。
【0042】
本発明になる断線検出方法は図3に示す如く被測定デバイスを測定装置のソケットまたはプローブユニットにセットし、スイッチユニットを操作することにより外部端子A1 を試験用電源に接続し他の外部端子を接地回路GNDに落とす。
【0043】
外部端子A1 に定電流を入力すると共に電圧計によって外部端子A1 の電圧を測定して測定結果を記憶装置に格納し、外部端子A1 〜AX の全てについて測定されるまでスイッチユニットの操作から測定結果の格納に至る工程を繰り返す。
【0044】
外部端子A1 〜AX の全てから得られた測定値の最大値をVmax 、最小値をVmin としてVmax とVmin の差を算出し、Vmax とVmin の差を規定値と比較して大きければ被測定デバイスを不良、小さければ被測定デバイスを良品とする。
【0045】
なお、図示省略されているが外部端子B1 〜BX についても同様に電圧を測定することでVmax とVmin の差を算出し、Vmax とVmin の差を規定値と比較して大きければ被測定デバイスを不良、小さければ被測定デバイスを良品とする。
【0046】
このように本発明の断線検出方法は半導体チップを動作状態にすることなく内部配線の断線の有無を検知できるため、回路構成上の理由によって搭載された半導体チップを個々に動作させることが不可能な場合も断線の検知が可能である。
【0047】
また、個々の半導体チップに試験信号や制御信号等を繰り返し印加する必要がないため、作業が簡略化されると共に試験時間が短縮される。
【0048】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば複数の半導体チップに共通に接続されている信号線の断線を、簡単に検出できる断線検出方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 外部端子における電圧値の分布を示す図である。
【図2】 断線検出に用いる測定装置の一例を示すブロック図である。
【図3】 本発明になる断線検出方法を示すフローチャートである。
【図4】 被測定デバイスの回路構成例を示す図である。
【図5】 内部配線の断線例を示す図である。
【図6】 従来の試験方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 パッケージ
2 被測定デバイス
3 ソケット
4 スイッチユニット
5 電圧計
6 試験用電源
11、12 半導体チップ
13 断線
41 スイッチ
Claims (1)
- 保護ダイオードが設けられた複数の半導体チップが、同一パッケージの中に搭載されている半導体装置を対象として、複数の該半導体チップに共通に接続されている信号線の断線を検出する断線検出方法であって、
複数の半導体チップに共通に接続されている信号線が接続された外部端子毎に、試験用電源から、他の外部端子および接地端子を接地回路に接続して定電流を印加して、前記保護ダイオード特性によって決まる端子電圧を測定し、
該測定において前記信号線が接続された外部端子の全てから得られた前記端子電圧の測定値の最大値と最小値との差を、良品の半導体装置の外部端子の全てにおける端子電圧の最大値と最小値との差と比較することによって、前記信号線の断線の有無を検出することを特徴とする半導体装置の内部配線断線検出方法。
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