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JP3189812B2 - 半導体装置のバーインテスト用治具およびバーインテスト方法 - Google Patents

半導体装置のバーインテスト用治具およびバーインテスト方法

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JP3189812B2
JP3189812B2 JP33647398A JP33647398A JP3189812B2 JP 3189812 B2 JP3189812 B2 JP 3189812B2 JP 33647398 A JP33647398 A JP 33647398A JP 33647398 A JP33647398 A JP 33647398A JP 3189812 B2 JP3189812 B2 JP 3189812B2
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JP
Japan
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burn
semiconductor device
test
ball grid
jig
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JP33647398A
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Inventor
洋 松岡
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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    • H10W74/00

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  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (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、半導体装置、特
に、ボールグリッドアレイ型半導体装置を、異方性導電
シートを用いてバーインテストを行う際に用いられるバ
ーインテスト用治具およびバーインテスト方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ボールグリッドを備えた半導体装
置(以下、BGAと称す)の選別方法として、125℃
の高温下で8〜16hr(半導体装置によって条件は異
なる)保持し、電位をかけてBGAへの負荷を増やし
て、強制的に不良を加速させることによって初期不良を
排除するバーインテスト(Burn−in Test)
を行っている。
【0003】ところで、このバーインテストを行う際に
問題となるのが、バーインテスト後のボールグリッドの
変形である。BGAは機能向上の面から多ピン化の傾向
にあり、それに伴いピッチ間も0.8mmピッチから
0.5mmピッチへと微細ピッチ化が進んでいる。そし
て、従来の0.8mmピッチBGAではピンをあてるピ
ン方式により試験を行っていたが、よりピッチの狭い
0.5mmピッチBGAでは、コストの面や従来のピン
方式では隣接ピン間の干渉の問題があることから異方性
導電シートを採用している。このような異方性導電シー
トを用いたバーインテストは、たとえば、図5に示すよ
うに、拡張基板20上に異方性導電シート21を装着
し、この異方性導電シート21上にBGA型半導体装置
22を対向させた後に、このBGA型半導体装置22の
各ボールグリッド23を、前記異方性導電シート21に
設けられている電極部24へ押し付けることにより、こ
の電極部24を導通状態として各ボールグリッド23と
拡張基板20との導通をとるようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この異方性導電シート
方式にすることにより、ピン方式に比較して低い荷重で
コンタクトができるようになったが、依然として半田ボ
ール(ボールグリッド)の変形の問題が残っている。こ
こで、半田ボールがSnPb共晶半田であれば高温と荷
重で半田ボールは変形し、実装機がボールの外観を認識
して位置出しする際における、ボールの変形による外観
不良が問題となる。また、この半田ボールの変形対策と
して、共晶半田の代わりに高温半田やメタルコアの半田
ボールを使用したり、めっきで固い金属のコアを使用し
てこの問題を回避しているが、実装の容易性を考慮する
と共晶半田が良好であり、極力この共晶半田を用いるこ
とが望まれている。
【0005】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたもので、半導体装置の実装性を確保するために
共晶半田を用いた場合にあっても、この半導体装置のバ
ーインテスト時における半田ボールの変形を抑制するこ
とのできる半導体装置のバーインテスト用治具およびバ
ーインテスト方法を提供することを目的とするものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明の請求項1に記載の半導体装置のバーイ
ンテスト用治具は、ボールグリッドを備えた半導体装置
を、異方性導電シートを用いてバーインテストを行う際
に用いられるバーインテスト用治具であって、前記半導
体装置と異方性導電シートとの間に介装されるととも
に、前記半導体装置が載置される絶縁材料からなる基板
と、この基板を貫通して一体に設けられ、前記ボールグ
リッドが挿入されて、その外形が拘束される導電性材料
からなる半球殻状のコンタクト部とからなり、このコン
タクト部の深さが、前記ボールグリッドの高さよりも若
干浅く形成されているとともに、前記コンタクト部の底
部に、このコンタクト部内に挿入されるボールグリッド
の先端部を露出させる貫通孔が形成され、前記ボールグ
リッドを、前記コンタクト部を介して前記異方性導電シ
ートに設けられている電極部に押圧するようになされて
いることを特徴とする。本発明の請求項2に記載の半導
体装置のバーインテスト用治具は、請求項1に記載の前
記基板に、前記ボールグリッドと同一配列で貫通孔が形
成され、これら貫通孔に前記コンタクト部が圧入固定さ
れていることを特徴とする本発明の請求項3に記載の
半導体装置のバーインテスト方法は、半導体装置のボー
ルグリッドを、異方性導電シートに設けられている電極
部に押し付けてバーインテストを行うようにした半導体
装置のバーインテスト方法であって、前記ボールグリッ
ドを導電性材料からなるキャップによって覆うととも
に、このキャップを介して前記異方性導電シートの電極
部に押し付けて、この電極部を導電状態とすることを特
徴とする本発明の請求項4に記載の半導体装置のバー
インテスト方法は、請求項3に記載の前記キャップを、
絶縁材料によって前記ボールグリッドの配列に対応した
配列に保持することを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明のバーインテスト用
治具の一実施形態について、図1ないし図4に基づき説
明する。これらの図において符号1は、本実施形態に係
わるバーインテスト用治具(以下治具と略称する)を示
し、この治具1は、図2に詳述するように、ガラエポ樹
脂のような絶縁材料からなる基板2と、この基板2を貫
通して一体に装着され、後述するように、BGA型半導
体装置7のボールグリッド8が挿入されるキャップ状の
コンタクト部3とによって構成されている。前記基板2
には、BGA型半導体装置7のボールグリッド8の配列
と同等の配列で貫通孔2aが多数形成されており、これ
らの各貫通孔2aのそれぞれに、前記コンタクト部3
を、図2(b)(c)に示すように、基板2の一方向か
ら圧入して固定することにより、これらのコンタクト部
3が、図2(a)に示すように、基板2に所定配列で固
定されている。このコンタクト部3は、たとえば導電性
に優れかつ加工性が良好であるとともに適度な剛性を有
する銅によって、半球殻状に形成されているとともに、
その底部には、前記ボールグリッド8の先端部が露出さ
せられる貫通孔3aが形成され、さらに、コンタクト部
3の深さが、ボールグリッド8の高さよりも若干浅く形
成されている。
【0008】このように構成された治具1は、図1およ
び図4に示すように、各BGA型半導体装置7の各ボー
ルグリッド8と各コンタクト部3とが嵌合するようにB
GA型半導体装置7に装着され、図1に示すように、拡
張基板9上に設置されている異方性導電シート4に当接
させられる。
【0009】この異方性導電シート4は、BGA型半導
体装置7のボールグリッド8の配列と同等の配列を有す
る電極部5が、図3に示すように一体に設けられ、これ
らの電極部5には多数の導電粒子6が混入されており、
電極部5が圧縮変形させられることにより、導電粒子6
同士が接触して導通状態に移行させられるようになって
いる。
【0010】そして、BGA型半導体装置7に図4
(a)に示すように、荷重Wをかけて、ボールグリッド
8およびコンタクト部3を異方性導電シート4の電極部
5へ押し当てると、前記荷重Wの一部がボールグリッド
8を介して電極部5へ作用し、また、荷重Wの残余の部
分が、治具1の基板2およびコンタクト部3を介して電
極部5へ作用する。
【0011】このようにして電極部5に荷重が作用する
と、この電極部8が変形させられるとともに、図4
(c)に示すように、内部の導電粒子6が互いに接触す
ることにより、前記ボールグリッド8が電極部5を介し
て拡張基板9へ導通させられ、これによって、BGA型
半導体装置7のバーインテストが行われる。
【0012】そして、このようにBGA型半導体装置7
に荷重を加えて、電極部5に十分な変形を与えた場合、
ボールグリッド8は、その先端がコンタクト部3の先端
内面に当接させられた後に変形が生じるが、前記荷重の
一部が治具によって支持されていることによってボール
グリッド8の過剰な変形が防止される。あるいは、ボー
ルグリッド8の変形に際して、その外形がコンタクト部
3によって拘束されることにより、過剰な変形が防止さ
れる。
【0013】なお、前記実施形態において示した各構成
部材の諸形状や寸法等は一例であって、設計要求等に基
づき種々変更可能である。
【0014】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、以下に掲げる効果を奏する。バーインテストの際
に、BGA型半導体装置に荷重を加えて、異方性導電シ
ートの電極部に十分な変形を与えて、ボールグリッドに
変形を生じさせた場合にあっても、前記荷重の一部が治
具によって支持することによりボールグリッドの過剰な
変形を防止することができ、あるいは、ボールグリッド
の変形に際して、その外周をコンタクト部によって拘束
することにより、過剰な変形を防止することができる。
したがって、変形しやすい共晶半田を用いても、バーイ
ンテスト時のボールグリッドの変形を小さく抑えること
ができるとともに、確実なバーインテストを実施するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例が適用されたバーインテスト
装置の概略図である。
【図2】本発明の一実施形態に係わるバーインテスト用
治具の詳細図である。
【図3】本発明の一実施形態に用いられる異方性導電シ
ートの要部の拡大断面図である。
【図4】本発明の一実施形態が用いられたバーインテス
トの処理工程図である。
【図5】従来のバーインテスト装置の概略図である。
【符号の説明】
1 (バーインテスト用)治具 2 基板 2a 貫通孔 3 コンタクト部 3a 貫通孔 4 異方性導電シート 5 電極部 6 導電粒子 7 BGA型半導体装置 8 ボールグリッド 9 拡張基板 20 拡張基板 21 異方性導電シート 22 BGA型半導体装置 23 ボールグリッド 24 電極部 W 荷重
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 31/26 H01L 21/60 H01L 21/66 H01L 23/34 H01R 33/76

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボールグリッドを備えた半導体装置を、
    異方性導電シートを用いてバーインテストを行う際に用
    いられるバーインテスト用治具であって、前記半導体装
    置と異方性導電シートとの間に介装されるとともに、前
    記半導体装置が載置される絶縁材料からなる基板と、こ
    の基板を貫通して一体に設けられ、前記ボールグリッド
    が挿入されて、その外形が拘束される導電性材料からな
    る半球殻状のコンタクト部とからなり、このコンタクト
    部の深さが、前記ボールグリッドの高さよりも若干浅く
    形成されているとともに、前記コンタクト部の底部に、
    このコンタクト部内に挿入されるボールグリッドの先端
    部を露出させる貫通孔が形成され、前記ボールグリッド
    を、前記コンタクト部を介して前記異方性導電シートに
    設けられている電極部に押圧するようになされているこ
    とを特徴とする半導体装置のバーインテスト用治具。
  2. 【請求項2】 前記基板に、前記ボールグリッドと同一
    配列で貫通孔が形成され、これら貫通孔に前記コンタク
    ト部が圧入固定されていることを特徴とする請求項1に
    記載の半導体装置のバーインテスト用治具
  3. 【請求項3】 半導体装置のボールグリッドを、異方性
    導電シートに設けられている電極部に押し付けてバーイ
    ンテストを行うようにした半導体装置のバーインテスト
    方法であって、前記ボールグリッドを導電性材料からな
    るキャップによって覆うとともに、このキャップを介し
    て前記異方性導電シートの電極部に押し付けて、この電
    極部を導電状態とすることを特徴とする半導体装置のバ
    ーインテスト方法
  4. 【請求項4】 前記キャップを、絶縁材料によって前記
    ボールグリッドの配列に対応した配列に保持することを
    特徴とする請求項3に記載の半導体装置のバーインテス
    ト方法
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