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JPH0922929A - Ｂｇａパッケージ半導体素子及びその検査方法 - Google Patents

Ｂｇａパッケージ半導体素子及びその検査方法

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Publication number
JPH0922929A
JPH0922929A JP7191226A JP19122695A JPH0922929A JP H0922929 A JPH0922929 A JP H0922929A JP 7191226 A JP7191226 A JP 7191226A JP 19122695 A JP19122695 A JP 19122695A JP H0922929 A JPH0922929 A JP H0922929A
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JP
Japan
Prior art keywords
bga package
semiconductor element
inspection
solder ball
semiconductor device
Prior art date
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Pending
Application number
JP7191226A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshio Kawakami
俊夫 川上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
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Priority to US08/674,539 priority patent/US5986460A/en
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＢＧＡパッケージ半導体素子の電気特性検査
を、半田ボールに傷・へこみ・欠損などの外観不良を発
生させることなく行う。 【構成】 半導体チップの各端子と１対１に電気的に接
続された電気特性検査のためのテストパッドを、半導体
チップがマウントされる基板上に設ける。実施の形態で
は、半導体チップがダイボンディングされた面の導体パ
ターン１をスルーホール２よりも外側に延長し、該延長
部の表面にソルダーレジストを施さないようにしてテス
トパッド３を形成する。すなわち、テストパッド３を半
田ボール７形成面と反対側の面に設ける。この半導体素
子では、プローブピン等を半田ボール７に接触させるこ
となく電気特性検査を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子の組立
・検査に関し、詳しくは、ＢＧＡパッケージ半導体素子
及びその検査方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のＢＧＡ（Ball Grid Array ）の断
面構造は図７に示すとおりである。このＢＧＡでは、基
板（ＢＴ樹脂）３１の片面にダイボンディングされた半
導体チップ３２が、ボンディングワイヤー３３を介し
て、基板３１上の導体パターン（図７のハッチングを施
した部分）に電気的に接続され、この導体パターンは、
スルーホール３４を介して基板３１の反対側の面、およ
び半田ボール３５（半田端子）に接続されている。図７
において、３６はモールド樹脂、３７はダイボンディン
グエポキシ、３８はソルダーレジスト、３９は放熱用ス
ルーホール（サーマルビア）、４０は放熱用半田端子で
ある。
【０００３】一方、従来のＱＦＰ（Quad Flat Package
）用の検査装置による被測定デバイズの流れは、図８
に示すとおりである。図８（ａ）に示すように、あらか
じめデバイス５１を、リード５２を下にしてトレー５３
に収納しておく。また、図８（ｂ）に示すように、ソケ
ット５４を実装したＤＵＴボード５５を、テストヘッド
（測定装置）５６上に配列したコンタクトプローブ５
７，５７，…上に載置しておく。すなわち、ＤＵＴボー
ド５５は、ソケット５４と反対側の面からコンタクトプ
ローブ５７を介してテストヘッド５６に接続しておく。
そして、図８（ａ）のデバイス５１を上方にピックアッ
プし、図８（ｂ）に示すようにソケット５４に落とし込
んで所定の測定を行った後、図８（ｃ）に示すように、
測定済のデバイス５１を、上下を保ったままピックアッ
プしてトレー５３に収納する。
【０００４】ところで、ＢＧＡの実装後の検査方法とし
て、実装基板裏面にテストパッドを設けるものが知られ
ている（日経エレクトロニクス １９９４．２．１４．
ｐ６８〜ｐ７３）。また、実装後の検査を容易にするた
めの方法として、スキャン・パス手法を用いるものも公
知である（日経エレクトロニクス １９８９．３．２
０．ｐ２０９〜ｐ２１６）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ＢＧＡパッケージに実
装された半導体素子の電気特性検査を行うには、半田ボ
ール部分と検査装置とを電気的に接続する必要がある。
しかしながら従来方法では、その際、半田ボールにプロ
ーブピン、ソケットのコンタクト等を接触させ加圧する
ことに起因して、半田ボールに傷・へこみ等が付いた
り、半田ボールに欠損が発生したりする心配があった
（課題１）。また、上記検査を行う場合、これを低コス
トで実施することが要求される。例えば安価な検査装置
が使用できること、あるいはＢＧＡパッケージ以外（Ｑ
ＦＰパッケージなど）の検査装置が使用できることが要
求される（課題２）。さらに、高温測定を行う場合に
は、測定するべき半導体素子を所定温度まで短時間に加
熱することにより、検査時間を短縮することが望まれる
（課題３）。
【０００６】したがって本発明の目的は、上記課題１〜
３を解決したＢＧＡパッケージ半導体素子、およびその
検査方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載のＢＧＡ
パッケージ半導体素子は、上記課題１を解決したもの
で、半導体チップの各端子と１対１に電気的に接続され
た電気的特性検査のためのテストパッドを、半導体チッ
プがマウントされる基板上に設けたことを特徴とする。
【０００８】請求項２に記載のＢＧＡパッケージ半導体
素子は、上記課題２を解決したもので、請求項１におい
て、前記テストパッドを半田ボール形成面と反対側の面
に設けたことを特徴とする。
【０００９】請求項３に記載のＢＧＡパッケージ半導体
素子の検査方法は、上記課題２を解決したもので、請求
項２に記載のＢＧＡパッケージ半導体素子の電気的特性
を検査するに際し、該半導体素子の半田ボール形成面を
上にしてトレーに収納し、電気的特性検査時には半導体
素子の下面からテストパッドにコンタクトプローブを接
触させ、測定後も半田ボール形成面を上にしてトレーに
収納することを特徴とする。
【００１０】請求項４に記載のＢＧＡパッケージ半導体
素子の検査方法は、上記課題３を解決したもので、請求
項３において高温測定時には、ＢＧＡパッケージ半導体
素子を加熱されたプレート上に載せ、該プレートにモー
ルド樹脂を接触させて加熱することを特徴とする。
【００１１】請求項１のＢＧＡパッケージ半導体素子で
は、所定のテストパッドを設けたので、プローブピン等
を半田ボールに接触させることなく電気特性検査を行う
ことが可能となる。
【００１２】請求項２のＢＧＡパッケージ半導体素子で
は、テストパッドを半田ボール形成面と反対側の面に設
けたので、請求項３に記載の検査方法を採用することが
できる。
【００１３】請求項３の検査方法では、「トレーからの
取出し→テスト→トレーへの収納」の操作を行う間、
「テストパッドが下面、半田ボール形成面が上面」とい
う位置関係を保つため、（１）半導体素子の下面側から
テストパッドに接続するので、従来のＱＦＰパッケージ
用のテストヘッドが使用でき、（２）トレーへの収納後
も半田ボールが上面側になるので、トレーから取り出さ
ずに、そのまま電気特性検査後の外観検査を行うことが
できる。
【００１４】請求項４の検査方法では、所定の加熱方法
を採用したので、半導体素子を短時間に所定温度に加熱
することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を基に説明する。 実施の形態１（請求項１，２に係るもの） 図１に示すＢＧＡパッケージ半導体素子では、半導体チ
ップ（図示せず）がダイボンディングされた面の導体パ
ターン１をスルーホール２よりも外側に延長し、該延長
部の表面にソルダーレジストを施さないようにしてテス
トパッド３を形成してある。すなわちテストパッド３
が、半田ボール７を形成する側の面と反対側の面に設け
られている。図１において４はモールド樹脂、５は基
板、６はソルダーレジストである。
【００１６】実施の形態２（請求項１に係るもの） 図２に示すＢＧＡパッケージ半導体素子では、実施の形
態１と逆に、テストパッド３が半田ボール７形成側の面
に設けられている。
【００１７】実施の形態３（請求項１，２に係るもの） 図３に示すＢＧＡパッケージ半導体素子は、スルーホー
ルランド８がテストパッド３を兼ねているものである。
【００１８】実施の形態４（請求項３に係るもの） 本発明に係るＢＧＡパッケージ半導体素子の電気的特性
を、図８に示したＱＦＰ用の検査装置を用いて測定する
場合について説明する。図４（ａ）に示すように、被測
定デバイス１１を半田ボール７を上側（従ってテストパ
ッド３は下側）にしてトレー５３に収納しておく。ま
た、図４（ｂ）に示すように、テストパッドと１対１に
対応してコンタクトするコンタクトプローブ５８，５
８，…を上面に突設したＤＵＴボート５５を、テストヘ
ッド５６上に配列したコンタクトプローブ５７，５７，
…上に載置しておく。そして、図４（ａ）のデバイス１
１を上方にピックアップし、上下をこのままにして図４
（ｂ）に示すように、デバイス１１をテストヘッド５６
上に載置し所定の測定を行った後、図４（ｃ）に示すよ
うに測定済のデバイス１１を、上下を保ったままピック
アップしてトレー５３に収納する。
【００１９】実施の形態５（請求項４に係るもの） デバイスの高温時電気特性を測定するには、デバイスの
加熱が必要となるが、この場合には図５に示すように、
デバイス１１をヒートプレート２１上に、半田ボール７
形成面を上側にして載置し加熱するのが好ましい。２２
はヒーターブロックである。
【００２０】図６の曲線Ｃｍは、上記方法で加熱したと
きのデバイス温度の経時変化を示し、曲線Ｃｓは、半田
ボール側から加熱したときのデバイス温度の経時変化を
示したものである。図６から明らかなように上記実施の
形態の加熱方法によれば、デバイスを所定温度に加熱す
るのに要する時間を、大幅に短縮できることが判る。こ
のような結果になったのは、上記実施の形態の方法で
は、半田ボール側から加熱した場合と違って、モールド
樹脂が広い面積にわたってヒートプレート２１に接触し
て加熱されたためである。
【００２１】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１
のＢＧＡパッケージ半導体素子では、半田ボールとは別
にテストパッドを設け、電気特性検査時にはテストパッ
ドにプロービングするように構成したので、半田ボール
に接触することなく検査を行うことができる。このた
め、半田ボールに傷・へこみ・欠損などの外観不良が発
生しなくなる。請求項２のＢＧＡパッケージ半導体素子
では、テストパッドを半田ボール形成面と反対側の面に
設けたので、請求項１による効果に加えて、請求項３に
記載の検査方法を採用することができる効果がある。請
求項３の検査方法では、（１）半田ボールに接触するこ
となく検査を行うことができるため、請求項１と同様の
効果が得られ、（２）半導体素子の下面からテストパッ
ドにコンタクトするので、従来のＱＦＰパッケージ用の
検査装置を流用することができ、（３）検査後も半田ボ
ール形成面を上にしてトレーに収納するため、トレーか
ら取り出さずに（トレーの移替えなどを要することな
く）、そのままの状態で電気特性検査後の外観検査を行
うことができる。請求項４の検査方法では、所定の加熱
方法を採用したため半導体素子を短時間に所定温度に加
熱することができ、検査時間の大幅な短縮が可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る半導体素子の実施の形態を示す断
面図である。
【図２】本発明に係る半導体素子の別の実施の形態を示
す断面図である。
【図３】本発明に係る半導体素子のさらに別の実施の形
態を示す断面図である。
【図４】本発明に係る半導体素子検査方法の実施の形態
を工程順に示す断面図である。
【図５】本発明に係る半導体素子の高温測定を行う場合
の、半導体素子の加熱方法を示す断面図である。
【図６】図５の加熱方法による効果を示すグラフであ
る。
【図７】従来のＢＧＡの構造を示す断面図である。
【図８】従来のＱＦＰ用検査装置における、被測定デバ
イズの流れを示す断面図である。
【符号の説明】
１ 導体パターン ２ スルーホール ３ テストパッド ４ モールド樹脂 ５ 基板 ６ ソルダーレジスト ７ 半田ボール ８ スルーホールランド １１ デバイス ２１ ヒートプレート ２２ ヒーターブロック ３１ 基板 ３２ 半導体チップ ３３ ボンディングワイヤー ３４ スルーホール ３５ 半田ボール（半田端子） ３６ モールド樹脂 ３７ ダイボンディングエポキシ ３８ ソルダーレジスト ３９ 放熱用スルーホール ４０ 放熱用半田端子 ５１ デバイス ５２ リード ５３ トレー ５４ ソケット ５５ ＤＵＴボード ５６ テストヘッド（測定装置） ５７，５８ コンタクトプローブ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体チップの各端子と１対１に電気的
    に接続された電気的特性検査のためのテストパッドを、
    半導体チップがマウントされる基板上に設けたことを特
    徴とするＢＧＡパッケージ半導体素子。
  2. 【請求項２】 前記テストパッドを、半田ボール形成面
    と反対側の面に設けたことを特徴とする請求項１に記載
    のＢＧＡパッケージ半導体素子。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載のＢＧＡパッケージ半導
    体素子の電気的特性を検査するに際し、該半導体素子の
    半田ボール形成面を上にしてトレーに収納し、電気的特
    性検査時には半導体素子の下面からテストパッドにコン
    タクトプローブを接触させ、測定後も半田ボール形成面
    を上にしてトレーに収納することを特徴とするＢＧＡパ
    ッケージ半導体素子の検査方法。
  4. 【請求項４】 高温測定時には、ＢＧＡパッケージ半導
    体素子を加熱されたプレート上に載せ、該プレートにモ
    ールド樹脂を接触させて加熱することを特徴とする請求
    項３に記載のＢＧＡパッケージ半導体素子の検査方法。
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