(57)【要約】【課題】故障している半導体装置及び故障のおそれのある半導体装置であるか否かを簡易に検査できるようにする。【解決手段】半導体装置を、基板２と、基板上に搭載された半導体チップ３と、半導体チップを封止する封止樹脂部４と、封止樹脂部の中に設けられ、匂いを発する材料５Ａと、匂いを発する材料を内包し、半導体チップの動作保証温度を超えた温度になった場合に壊れる外殻５Ｂとを有するカプセル５とを備えるものとする。【選択図】図１
2014010052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に搭載された半導体チップと、
前記半導体チップを封止する封止樹脂部と、
前記封止樹脂部の中に設けられ、匂いを発する材料と、前記匂いを発する材料を内包し、前記半導体チップの動作保証温度を超えた温度になった場合に壊れる外殻とを有するカプセルとを備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記封止樹脂部は、前記半導体チップを覆う第１樹脂層と、前記第１樹脂層を覆う第２樹脂層とを備え、
前記カプセルは、前記第２樹脂層の中に設けら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。
【請求項３】
前記封止樹脂部は、前記半導体チップを覆う第１樹脂層と、前記第１樹脂層を覆う第２樹脂層と、前記第２樹脂層を覆う第３樹脂層とを備え、
前記カプセルは、前記第２樹脂層の中に設けら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。
【請求項４】
前記封止樹脂部は、前記半導体チップを覆う第１樹脂層と、前記第１樹脂層を覆う第２樹脂層と、前記第２樹脂層を覆い、基板端面まで延びる第３樹脂層と、第３樹脂層を覆う第４樹脂層とを備え、
前記カプセルは、前記第２樹脂層の中に設けら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。
【請求項５】
前記封止樹脂部は、前記半導体チップを覆う第１樹脂層と、前記第１樹脂層を覆う第２樹脂層とを備え、
前記カプセルは、前記第１樹脂層の中に設けら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。
【請求項６】
前記封止樹脂部は、前記半導体チップを覆う第１樹脂層と、前記第１樹脂層の外周部分を覆う第２樹脂層と、前記第１樹脂層及び前記第２樹脂層を覆う第３樹脂層とを備え、
前記カプセルは、前記第１樹脂層の中に設けら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。
【請求項７】
前記封止樹脂部は、前記半導体チップを覆う第１樹脂層と、前記第１樹脂層を覆う第２樹脂層と、前記第２樹脂層を覆う第３樹脂層とを備え、
前記カプセルは、前記第３樹脂層の中に設けられており、
さらに前記第３樹脂層を覆う紫外線防止層を備えることを特徴とする、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記封止樹脂部は、前記半導体チップを覆う第１樹脂層と、前記第１樹脂層を覆う第２樹脂層と、前記第２樹脂層に上下を挟まれた樹脂フィルムとを備え、
前記カプセルは、前記樹脂フィルムの中に設けら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。
【請求項９】
前記封止樹脂部は、前記半導体チップを覆う第１樹脂層と、前記第１樹脂層を覆う第２樹脂層と、前記第２樹脂層上に設けられた樹脂フィルムと、前記樹脂フィルムを覆う多孔性樹脂層とを備え、
前記カプセルは、前記樹脂フィルムの中に設けら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。
【請求項１０】
半導体チップの動作保証温度を超えた温度になった場合に匂いを発する半導体装置の匂いを匂いセンサによって検出し、故障している半導体装置又は故障のおそれのある半導体装置であるか否かを検査することを特徴とする半導体装置の試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及び半導体装置の試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置は、品質劣化や内部にあった異物等の経時変化による回路内での短絡等によって、過剰電流（異常電流）が流れ、故障してしまうことがある。
この場合、例えば電流試験や電圧試験などの電気的な試験を行なって半導体装置が故障しているか否かを検査し、故障している半導体装置の交換等を行なうことになる。
なお、においのする混合物を備える可搬通信デバイス、例えば電子部品が使用中に放出する熱によって活性化されるにおいのする接着層をラベルの接着等に用いた可搬通信デバイスが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１０−５０４０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、半導体装置は、熱に弱く、熱によって、特性が変化したり、品質が劣化（熱劣化）したりしてしまう。
しかしながら、上述のように、電気的な試験を行なって半導体装置が故障しているか否かを検査する場合、内的又は外的要因によって高温にさらされて、熱による特性変化や品質劣化が生じていても、電気的な試験の結果に現れない限り、故障していないと判定されることになる。つまり、実際には熱による特性変化や熱劣化が生じており、故障のおそれがあるのに、故障していないと判定されることになる。このように、電気的な試験の結果に現れない、故障のおそれのある半導体装置を見つけることはできない。つまり、電気的な試験では、故障のおそれのある半導体装置であるか否かを検査することはできない。
【０００５】
例えば、システムボード上に複数の半導体装置を備える電子装置において、一の半導体装置に過剰電流が流れて故障すると、一の半導体装置が発熱することがある。そして、故障した一の半導体装置の周囲の他の半導体装置は、動作保証温度を超える高温となり、過剰な熱ストレスを受け、破壊されて故障してしまったり、熱による特性変化や熱劣化が生じてしまったりすることがある。この場合、破壊されて故障している半導体装置は、電気的な試験を行なって検査すると、故障している半導体装置であると判定されることになる。しかしながら、熱による特性変化や熱劣化が生じている半導体装置は、故障のおそれのある半導体装置であるにもかかわらず、電気的な試験を行なって検査しても、故障していない半導体装置であると判定されることになる。このため、故障している半導体装置の交換、修理等を行なうだけで、熱による特性変化や熱劣化が生じている、故障のおそれのある半導体装置については、交換、修理等がなされずにそのまま残されることになる。この場合、熱による特性変化や熱劣化が生じている半導体装置は、過剰な熱ストレスを受けて寿命が短くなっているため、短期間の間に、再度、検査や交換、修理等が必要になる場合がある。
【０００６】
また、例えば、電気的な試験を行なって半導体装置が故障しているか否かを検査する場合、半導体装置に電流又は電圧を供給されている必要があるため、電流又は電圧が供給されていない状態で検査を行なうことができない。例えば、システムボードを取り外した状態で、複数の半導体装置の中から故障している半導体装置を見つけ出すことができない。このように、電気的な試験では、電流又は電圧が供給されていない状態で、故障している半導体装置又は故障のおそれのある半導体装置であるか否かを検査することはできない。
【０００７】
なお、上記特許文献１では、購買意欲を高めることが目的であるため、可搬通信デバイスがにおいを放出すれば良い。そこで、上記特許文献１では、例えば電子部品が使用中に放出する熱を用いてにおいのする混合物を活性化させてにおいを放出させるようにしている。このように、上記特許文献１では、故障している半導体装置又は故障のおそれのある半導体装置であるか否かを検査するのに用いることを全く想定していない。また、電子部品が使用中に放出する熱、即ち、電子部品が正常に動作している時に放出される熱によってにおいのする混合物が活性化されてにおいを放出しても、故障している半導体装置又は故障のおそれのある半導体装置であるか否かを検査するのに用いることはできない。
【０００８】
そこで、故障している半導体装置又は故障のおそれのある半導体装置であるか否かを簡易に検査できるようにしたい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本半導体装置は、基板と、基板上に搭載された半導体チップと、半導体チップを封止する封止樹脂部と、封止樹脂部の中に設けられ、匂いを発する材料と、匂いを発する材料を内包し、半導体チップの動作保証温度を超えた温度になった場合に壊れる外殻とを有するカプセルとを備える。
本半導体装置の試験方法は、半導体チップの動作保証温度を超えた温度になった場合に匂いを発する半導体装置の匂いを匂いセンサによって検出し、故障している半導体装置又は故障のおそれのある半導体装置であるか否かを検査する工程を含む。
【発明の効果】
【００１０】
したがって、本半導体装置及び半導体装置の試験方法によれば、故障している半導体装置又は故障のおそれのある半導体装置であるか否かを簡易に検査できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図３】本実施形態にかかる半導体装置を備える電子装置の構成を示す模式的斜視図である。
【図４】本実施形態にかかる半導体装置の試験方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】本実施形態の第１変形例にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図６】本実施形態の第２変形例にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図７】本実施形態の第３変形例にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図８】本実施形態の第４変形例にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図９】本実施形態の第５変形例にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図１０】本実施形態の第６変形例にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面により、本発明の実施の形態にかかる半導体装置及び半導体装置の試験方法について、図１〜図４を参照しながら説明する。
本実施形態にかかる半導体装置の試験方法では、半導体チップの動作保証温度を超えた温度になった場合に匂いを発する半導体装置の匂いを匂いセンサによって検出し、故障している半導体装置又は故障のおそれのある半導体装置であるか否かを検査する（図４参照）。
【００１３】
つまり、まず、図１に示すように、半導体装置１を、基板２と、基板２に搭載された半導体チップ３と、半導体チップ３を封止する封止樹脂部４と、封止樹脂部４の中に設けられ、匂いを発する材料５Ａと、匂いを発する材料５Ａを内包し、半導体チップ３の動作保証温度を超えた温度になった場合に壊れる外殻５Ｂとを有するカプセル５とを備えるものとする。なお、半導体装置１を半導体パッケージともいう。また、封止樹脂部をパッケージともいう。また、カプセル５をマイクロカプセルという。
【００１４】
このような半導体装置１では、半導体チップ１の動作保証温度を超えた温度になった場合にカプセル５の外殻５Ｂが溶けて、匂いを発する材料５Ａから匂いが発せられる。つまり、半導体チップ３の動作保証温度を超えた温度になった場合に、その熱によって、半導体装置１、即ち、半導体装置１の封止樹脂部４から匂いが発せられる。
そこで、この半導体装置１の匂い、即ち、半導体装置１の封止樹脂部４から発せられる匂い（匂い成分）を匂いセンサによって検出し、故障している半導体装置１又は故障のおそれのある半導体装置１であるか否かを検査する（図４参照）。
【００１５】
ここでは、半導体チップ３の使用環境は約０℃〜約７０℃程度であり、半導体チップ３の動作保証温度は例えば約１２５℃程度である。なお、半導体チップ３の動作保証温度は、半導体チップ３毎に決められているものである。このような半導体チップ３の動作保証温度を超えた温度、例えば約２００℃以上の温度（例えば約２００℃〜約３００℃の温度）に半導体チップ３がさらされた場合、半導体チップ３は過剰な熱ストレスを受ける。この場合、半導体チップ３は、破壊されて故障したり、熱による特性変化や熱劣化が生じたりする。
【００１６】
このため、匂いを発する材料５Ａを閉じ込めておくマイクロカプセル５の外殻５Ｂの材料（外殻材）として、半導体チップ３の動作保証温度を超えた温度になった場合に溶けて壊れる材料を用いている。このマイクロカプセル５の外殻材としては、半導体チップ３の動作保証温度を超えた温度になった場合に溶ける高融点の樹脂を用いれば良い。例えば、ポリスチレン、ポリカーボネート、エポキシ等の樹脂を用いれば良い。なお、マイクロカプセル５の外殻材としては、封止樹脂部４の材料（後述の封止材やモールド樹脂）よりも高融点のものを用いるのが好ましい。
【００１７】
そして、マイクロカプセル化した匂いを発する材料５Ａを、半導体装置１の封止樹脂部４の中に設けている。本実施形態では、半導体装置１は、端子２Ａを有するパッケージ基板２上に搭載された半導体チップ３が、防湿性を確保しうる封止材６で覆われ、さらに、匂いを発する材料５Ａから発せられる匂いを通す微細孔を有する多孔性モールド樹脂７で覆われている。そして、多孔性モールド樹脂７の中に、匂いを発する材料５Ａを外殻５Ｂに閉じ込めたマイクロカプセル５が埋め込まれている。これにより、半導体チップ３の動作保証温度を超えた温度になった場合にマイクロカプセル５の外殻５Ｂが溶けて、匂いを発する材料５Ａから発せられる匂いが多孔性モールド樹脂７の微細孔を通して外部へ放出されることになる。
【００１８】
なお、ここでは、多孔性モールド樹脂７を用いているが、これに限られるものではなく、多孔性でないモールド樹脂を用いても良い。また、過剰な熱が加わってモールド樹脂７にクラックが入った場合には、このクラックも匂いの放出経路となる。
ここで、封止材６としては、例えばポリマー、エポキシ、シリコーンなどの樹脂材料を用いれば良い。また、モールド樹脂７としては、モールディングコンパウンドを用いれば良く、例えばエポキシ、ポリマーなどを用いれば良い。なお、封止材６やモールド樹脂７は、例えば、有機樹脂、硬化材、顔料／着色料などを組み合わせたものを用いれば良い。
【００１９】
このように、半導体装置１の封止樹脂部４は、半導体チップ３を覆う封止材６（第１樹脂層）と、封止材６を覆う多孔性モールド樹脂７（第２樹脂層；多孔性樹脂層）とを備え、匂いを発する材料５Ａが外郭５Ｂに閉じ込められているマイクロカプセル５が、多孔性モールド樹脂７の中に設けられている。なお、半導体チップ３を覆う第１樹脂層と第１樹脂層を覆う第２樹脂層には、同じ樹脂材料を用いても良いし、異なる樹脂材料を用いても良い。
【００２０】
また、匂いを発する材料５Ａは、自然界から得られる香料又は合成香料［例えばペパーミントやカプサイシン（トウガラシエキス）など］、芳香材などである。この匂いを発する材料５Ａは、匂いセンサによって検出することができ、毒性がなく、引火点が高いものであれば、特に限定されるものではない。
このような半導体装置１は、次のようにして製造することができる。
【００２１】
まず、例えば図２（Ａ）に示すように、パッケージ基板２上に、ダイス付けし、ワイヤ付けすることで、半導体チップ３を搭載する。
次いで、例えば図２（Ｂ）に示すように、半導体チップ３上に封止材６を滴下して半導体チップ３を覆う。
次に、封止材６を乾燥させた後、例えば図２（Ｃ）に示すように、匂いを発する材料５Ａが外郭５Ｂに閉じ込められているマイクロカプセル５が混ぜ込まれている多孔性モールド樹脂７で覆って固める。
【００２２】
このようにして、上述のように、封止樹脂部４の中にマイクロカプセル５が設けられている半導体装置１を製造することができる。
ところで、匂いセンサは、半導体装置１の封止樹脂部４の中に設けられた匂いを発する材料５Ａから発せられる匂いを検出しうるものであれば良い。例えば、金属酸化物半導体センサ素子を備える匂いセンサを用いることができる。この金属酸化物半導体センサ素子を備える匂いセンサは、金属酸化物半導体センサ素子の表面に匂い分子が吸着した場合に、例えば酸化還元反応などによるその表面状態の変化に応じて、例えば抵抗値などの電気的な特性が変化するようになっている。そして、この電気的な特性の変化を検出することで匂いを検出できるようになっている。例えば、複数の金属酸化物半導体センサ素子及びコントローラを備える匂いセンサを用いるのが好ましい。これにより、複数の半導体装置１の中から故障している半導体装置１又は故障のおそれのある半導体装置１を見つけ出したい場合に、各センサ素子からの検出情報を比較することで、故障している半導体装置１又は故障のおそれのある半導体装置１をより確実に特定することが可能となる。
【００２３】
また、半導体装置１の封止樹脂部４の中に設けられた匂いを発する材料５Ａから発せられる匂いを検出し、故障している半導体装置１又は故障のおそれのある半導体装置１であるか否かを検査する際には、ハンディタイプの匂いセンサを用いるのが好ましい。また、後述するように、匂いセンサを、例えばサーバなどの電子装置１０の筐体１１の中に設置しておき、半導体装置１の封止樹脂部４の中に設けられた匂いを発する材料５Ａから発せられる匂いを匂いセンサによって検出したときにアラームを発するようにしても良い。
【００２４】
以下、上述のような匂いを発する半導体装置１をシステムボード１２上に複数備える電子装置１０を例に挙げて、本実施形態の半導体装置の試験方法について、図３、図４を参照しながら、具体的に説明する。
ここで、図３に示すように、電子装置１０は、筐体１１の中に複数のシステムボード１２が設けられている。また、各システムボード１２上に上述のような匂いを発する半導体装置１が複数搭載されている。また、筐体１１の中には、電流計・電流センサ１３、熱センサ１４、煙センサ１５、匂いセンサ１６が設けられており、これらはコントローラ（制御部）１７に接続されていて、これらのセンサ１３〜１６によって検出された情報はコントローラ１７へ送られるようになっている。また、例えばランプやブザーなどの警報手段１８も設けられている。なお、警報手段は、コンピュータの表示画面上にアラームを表示させるようなものでも良い。また、例えば、システムボード１２の数が多い場合には、筐体１１の中を複数のスロットに区切り、スロット毎に匂いセンサ１６を設けるようにしても良い。なお、システムボード１２を搭載ボードともいう。
【００２５】
このような電子装置１０では、稼動中に、何らかの原因で半導体装置１が故障して過剰な熱ストレスを受けると、その半導体装置１から匂いが発せられる。そして、この半導体装置１から発せられた匂いが匂いセンサ１６によって検出されると（図４のステップＳ１０）、検出された情報がコントローラ１７へ送られ、コントローラ１７からの信号に基づいて、警報手段１８からアラームが発せられる（図４のステップＳ２０）。このように、半導体装置１から匂いが発せられると、匂いセンサ１６が作動し、警報手段１８からアラームが発せられる。このため、半導体装置１が過剰な熱ストレスを受けていることを周囲の人に早期に知らせることができる。つまり、このような電子装置１０では、電流センサ１３、熱センサ１４、煙センサ１５からの検出情報に基づいてアラームが発せられるだけでなく、匂いセンサ１６からの検出情報に基づいてアラームが発せられるようになっている。このため、異常が起こっていることを、例えばオペレータなどの周囲の人が認識する機会を増やすことができる。
【００２６】
なお、ここでは、電子装置１０に匂いセンサ１６を設けているが、これに限られるものではなく、電子装置１０に匂いセンサ１６を設けなくても良い。この場合にも、半導体装置１から匂いが発せられると、周囲の人がその匂いを感じて、半導体装置１が過剰な熱ストレスを受けていることを認識することができる。このように、匂いを発する半導体装置１を搭載しておくことで、周囲の人が嗅覚によって異常を感知することが可能となり、異常が起こっていることを周囲の人が認識する機会を増やすことができる。
【００２７】
上述のようにしてアラームが発せられた場合、まず、例えば電流試験や電圧試験などの電気的な試験を行なって、故障している半導体装置１を搭載するシステムボード１２であるか否かを検査する。
例えば、自己診断用ボードをセットし、自己診断用プログラムをスタートさせると、テストプロセッサが、電流試験、電圧試験及びマージン試験を行なう。ここで、電流試験では、異常電流が流れていないか、意図する回路に所定の電流が流れているかなどを検査する。また、電圧試験では、異常電圧がかかっていないか、意図する回路に所定の電圧がかかっているか、正常な出力電圧波形が出ているかなどを検査する。これらの試験は、システムボード毎、及び、システムボードに備えられる回路毎で行なわれる。そして、これらの試験結果がモニタ上に表示される。例えば、試験の結果として、ＮＧとされたシステムボードの番号やＮＧテスト番号などが表示される。
【００２８】
このようにして、まず、電気的な試験を行なって、故障している半導体装置１を搭載するシステムボード１２であるか否かを判定し（図４のステップＳ３０）、故障している半導体装置１を搭載するシステムボード１２を特定する（図４のステップＳ４０）。なお、この故障判定に他のセンサからの検出情報を用いても良い。また、故障している半導体装置１を搭載するシステムボード１２を故障半導体装置搭載基板ともいう。
【００２９】
一方、電気的な試験等を行なって、故障している半導体装置１を搭載するシステムボード１２であるか否かを判定した結果、故障している半導体装置１を搭載するシステムボード１２ではないと判定された場合であっても、故障している半導体装置１又は故障のおそれのある半導体装置１を搭載するシステムボード１２である場合もある。
そこで、アラームを解除した後、故障している半導体装置１を搭載するシステムボード１２ではないと判定されたものを順に取り出して、再度、アラームが発せられるかを確認する。そして、匂いセンサ１６によって検出された匂いを発した半導体装置１を搭載するシステムボード１２を特定する。このように、匂いセンサ１６を用いた再現性試験を行なうことで、匂いを発した半導体装置１を搭載するシステムボード１２を特定する（図４のステップＳ５０）。ここで、匂いを発する半導体装置１は、過剰な熱ストレスを受けた場合に匂いを発するようになっているため、匂いを発した半導体装置１は、過剰な熱ストレスを受けて、故障している半導体装置であるか、又は、熱による特性変化や熱劣化が生じている半導体装置、即ち、故障のおそれのある半導体装置である。なお、匂いを発する半導体装置１を搭載するシステムボード１２を匂い発生半導体装置搭載基板ともいう。
【００３０】
なお、スロット毎に匂いセンサ１６を設けている場合には、どの匂いセンサ１６が作動したかによってスロットを特定し、特定されたスロットに収納されているシステムボード１２を順に取り出して、再度、アラームが発せられるかを確認する再現性試験を行なうことで、匂いを発した半導体装置１を搭載するシステムボード１２を特定すれば良い。
次に、電子装置１０の電源をオフにし、上述のようにして特定されたシステムボード１２、即ち、故障している半導体装置１を搭載するシステムボード１２及び匂いを発した半導体装置１を搭載するシステムボード１２を取り外す（図４のステップＳ６０）。そして、別の匂いセンサ（ここではハンディタイプの匂いセンサ）を用いて、匂いを発した半導体装置１、即ち、故障している半導体装置１又は故障のおそれのある半導体装置１を特定する（図４のステップＳ７０）。つまり、ハンディタイプの匂いセンサを用いて、半導体装置１から発せられる匂いを検出し、匂いを発した半導体装置１、即ち、故障している半導体装置１又は故障のおそれのある半導体装置１であるか否かを検査する。なお、ここでは、図４のステップＳ４０で特定されたシステムボード１２（故障半導体搭載基板）も、匂いを発した半導体装置１を搭載するシステムボード１２であるものとする。つまり、図４のステップＳ４０で故障している半導体装置を搭載するシステムボード１２であると特定されたものも、故障している半導体装置が自己発熱によって過剰な熱ストレスを受けて匂いを発しており、匂いを発した半導体装置１を搭載するシステムボード１２であるものとする。
【００３１】
そして、この検査の結果、故障している半導体装置１又は故障のおそれのある半導体装置１であると特定されたものは、修理、交換等を行なう（図４のステップＳ８０）。
この場合、電子装置１０の電源をオフにし、システムボード１２を取り外した状態で、システムボード１２、即ち、システムボード１２に搭載された半導体装置１に電流又は電圧を供給しなくても、半導体装置１から発せられた匂いが残っているため、故障している半導体装置１又は故障のおそれのある半導体装置１を、簡単かつ容易に特定することが可能である。また、異常が発生した場合に、電気的な試験等を行なわなくても、故障している半導体装置１又は故障のおそれのある半導体装置１を簡易に特定することが可能となる。このため、半導体チップ３に特別な回路を組み込まなくても、過剰な熱ストレスを受けた半導体装置１を特定することが可能となる。また、１個又は複数個の半導体装置１で異常が発生し、装置を稼動させることができない場合、即ち、半導体装置１に電流又は電圧を供給することができない場合であっても、故障している半導体装置１又は故障のおそれのある半導体装置１を特定することが可能となる。そして、故障している半導体装置１だけでなく、熱による特性変化や熱劣化が生じており、故障のおそれのある半導体装置１も、修理、交換等を行なうことが可能となる。このため、短期間の間に、再度、検査、及び、交換や修理等を行なわなくても良くなる。
【００３２】
例えば、一のシステムボード１２において、図３中、符号１Ｘで示す半導体装置が何らかの原因で故障した場合、この半導体装置１Ｘの発熱によって、図３中、符号１Ｙで示す半導体装置が過剰な熱ストレスを受けて故障してしまう場合がある。この場合、図３中、符号１Ｘで示す何らかの原因で故障した半導体装置も自己発熱によって過剰な熱ストレスを受けることになる。さらに、図３中、符号１Ｚで示す半導体装置も過剰な熱ストレスを受けて故障に至らないダメージを受ける場合がある。この故障に至らないダメージを受けている半導体装置１Ｚは、故障のおそれのある半導体装置である。この場合、上述のようにハンディタイプの匂いセンサを用いて検査を行なうことで、図３中、符号１Ｘ、１Ｙで示す故障している半導体装置だけでなく、図３中、符号１Ｚで示す故障のおそれのある半導体装置も見つけ出すことができる。このように、上述の電気的な試験等を行なうだけでは見つけ出すことができなかった、故障のおそれのある半導体装置も見つけ出すことが可能となる。
【００３３】
その後、故障している半導体装置１又は故障のおそれのある半導体装置１の修理、交換等を行なったシステムボード１２を順に電子装置１０に戻し、電子装置１０の電源をオンにして、再度、電子装置１０に設けられている匂いセンサ１６によって半導体装置１から発せられる匂いが検出され、アラームが発せられるかを確認する（図４のステップＳ９０）。そして、アラームが発せられた場合には、再度、そのシステムボード１２を取り外し、ハンディタイプの匂いセンサを用いて、故障している半導体装置１又は故障のおそれのある半導体装置１であるか否かを検査し（図４のステップＳ７０）、故障している半導体装置又は故障のおそれのある半導体装置であるとされたものは、修理、交換等を行なう（図４のステップＳ８０）。以後、アラームが発せられなくなるまで、同様の工程を繰り返す。そして、全てのシステムボード１２を電子装置１０に戻して、全てのシステムボード１２についてアラームが発せられなくなったら、作業を終了する。
【００３４】
なお、ここでは、電気的な試験を行なって故障している半導体装置１を搭載するシステムボード１２を特定した上で、このシステムボード１２に搭載されている半導体装置１の中から故障している半導体装置１をハンディタイプの匂いセンサを用いて特定し、修理、交換等を行なうようにしているが、これに限られるものではない。例えば、電気的な試験を行なって、故障している半導体装置１を搭載するシステムボードを特定するだけでなく、このシステムボード１２に搭載されている半導体装置１の中の故障している半導体装置１も特定し、修理、交換等を行なうようにしても良い。
【００３５】
また、ここでは、アラームが発せられた場合、まず電気的な試験等を行なうようにしているが、これに限られるものではなく、例えば、電気的な試験等を行なうことなく、電子装置１０に設けられた匂いセンサ１６によって、匂いを発した半導体装置１を搭載するシステムボード１２、即ち、故障している半導体装置１又は故障のおそれのある半導体装置１を搭載するシステムボード１２を特定した上で、ハンディタイプの匂いセンサによって故障している半導体装置１又は故障のおそれのある半導体装置１を特定し、修理、交換等を行なうようにしても良い。このように、異常が発生した場合に、電気的な試験等を行なわなくても、故障している半導体装置１又は故障のおそれのある半導体装置１を簡易に特定することが可能となる。
【００３６】
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及び半導体装置の試験方法によれば、故障している半導体装置１又は故障のおそれのある半導体装置１であるか否かを簡易に検査できるという利点がある。
なお、本発明は、上述した実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
【００３７】
例えば、上述の実施形態では、半導体装置１の封止樹脂部４を、半導体チップ３を覆う封止材６（第１樹脂層）と、封止材６を覆う多孔性モールド樹脂７（第２樹脂層；多孔性樹脂層）とを備えるものとし、カプセル５を多孔性モールド樹脂７の中に設けたものを例に挙げて説明しているが、これに限られるものではない。
例えば図５に示すように、半導体装置１の封止樹脂部４を、半導体チップ３を覆う第１封止材６（第１樹脂層）と、第１封止材６を覆う第２封止材６Ａ（第２樹脂層）と、第２封止材６Ａを覆う多孔性モールド樹脂７（第３樹脂層；多孔性樹脂層）とを備えるものとし、カプセル５を第２封止材６Ａの中に設けたものとしても良い。この場合、第１封止材６は、上述の実施形態の封止材６と同一の封止材を用い、上述の実施形態の場合と同様に形成すれば良い。また、第２封止材６Ａは、第１封止材６と同一の封止材にカプセル５を混ぜたものを用い、半導体チップ３を覆っている第１封止材６を覆うように形成すれば良い。このような半導体装置１は、まず、カプセル５を混ぜていない第１封止材６を、パッケージ基板２上に搭載された半導体チップ３上に滴下して半導体チップ３を覆い、第１封止材６が乾燥した後で、カプセル５を混ぜた第２封止材６Ａを滴下して第１封止材６を覆い、第２封止材６Ａが乾燥した後で、モールド樹脂７で覆って固めることで製造することができる。なお、ここでは、多孔性モールド樹脂７を用いているが、これに限られるものではなく、多孔性でないモールド樹脂を用いても良い。
【００３８】
この場合、例えば図６に示すように、第２封止材６Ａを覆い、パッケージ基板２の端面まで延びる第３封止材６Ｂを設けるのが好ましい。この第３封止材６Ｂの中にはカプセル５を設けないのが好ましい。つまり、カプセル５が設けられている第２封止材６Ａを、カプセル５が設けられていない第３封止材６Ｂで覆い、その周囲の部分をパッケージ基板２の端面まで延ばすのが好ましい。この場合、封止樹脂部４は、半導体チップ３を覆う第１封止材６（第１樹脂層）と、第１封止材６を覆う第２封止材６Ａ（第２樹脂層）と、第２封止材６Ａを覆い、基板端面まで延びる第３封止材６Ｂ（第３樹脂層）と、第３封止材６Ｂを覆うモールド樹脂７（第４樹脂層）とを備え、カプセル５が第２封止材６Ａの中に設けられたものとなる。ここで、第３封止材６Ｂは、第１封止材６と同一の封止材を用いれば良い。これにより、より防湿性を確保することが可能となる。また、匂いを発する材料５Ａから発せられた匂いは、多孔性モールド樹脂７の微細孔を通って外部へ放出されるとともに、第３封止材６Ｂのパッケージ基板２の端面まで延びた部分を通って外部へ放出されることになる。このような半導体装置１は、まず、カプセル５を混ぜていない第１封止材６を、パッケージ基板２上に搭載された半導体チップ３上に滴下して半導体チップ３を覆い、第１封止材６が乾燥した後で、カプセル５を混ぜた第２封止材６Ａを滴下して第１封止材６を覆い、第２封止材６Ａが乾燥した後で、カプセル５を混ぜていない第３封止材６Ｂを滴下して第２封止材６Ａを覆うとともにパッケージ基板２の端面まで延びるようにし、第３封止材６Ｂが乾燥した後で、モールド樹脂７で覆って固めることで製造することができる。
【００３９】
また、例えば図７に示すように、半導体装置１の封止樹脂部４を、半導体チップ３を覆う封止材６（第１樹脂層）と、封止材６を覆うモールド樹脂７（第２樹脂層）とを備えるものとし、カプセル５を封止材６の中に設けたものとしても良い。この場合、防湿性を確保するために、モールド樹脂７としては、多孔性でないモールド樹脂を用いるのが好ましい。このような半導体装置１は、まず、カプセル５を混ぜた封止材６を、パッケージ基板２上に搭載された半導体チップ３上に滴下して半導体チップ３を覆い、封止材６が乾燥した後で、モールド樹脂７で覆って固めることで製造することができる。
【００４０】
この場合、例えば図８に示すように、封止材６の外周部分を覆い、パッケージ基板２の端面まで延びる、カプセル５が設けられていない封止材６Ｃを設け、これらの封止材６、６Ｃを覆うようにモールド樹脂７を設けるのが好ましい。この場合、封止樹脂部４は、半導体チップ３を覆う第１封止材６（第１樹脂層）と、第１封止材６の外周部分を覆い、基板端面まで延びる第２封止材６Ｃ（第２樹脂層）と、第１封止材６及び第２封止材６Ｃを覆うモールド樹脂７（第３樹脂層）とを備え、カプセル５が第１封止材６の中に設けられたものとなる。ここで、第２封止材６Ｃは、第１封止材６と同一の封止材を用い、カプセル５を混ぜていないものとすれば良い。これにより、より防湿性を確保することが可能となる。また、匂いを発する材料５Ａから発せられた匂いは、モールド樹脂７のクラックを通って外部へ放出されるとともに、第２封止材６Ｃのパッケージ基板２の端面まで延びた部分を通って外部へ放出されることになる。なお、カプセル５が設けられていない第２封止材６Ｃは、過剰な熱が加わった時以外の通常時は、例えば紫外線などの影響によってカプセル５が破壊されて匂いを発する材料５Ａから匂いが発せられないようにするための保護層として機能する。このような半導体装置１は、まず、カプセル５を混ぜた第１封止材６を、パッケージ基板２上に搭載された半導体チップ３上に滴下して半導体チップ３を覆い、第１封止材６が乾燥した後で、カプセル５を混ぜていない第２封止材６Ｃを滴下して第１封止材６の外周部分を覆うとともにパッケージ基板２の端面まで延びるようにし、第２封止材６Ｃが乾燥した後で、モールド樹脂７で覆って固めることで製造することができる。
【００４１】
また、例えば図９に示すように、半導体装置１の封止樹脂部４を、半導体チップ３を覆う封止材６（第１樹脂層）と、封止材６を覆うモールド樹脂７（第２樹脂層）と、モールド樹脂７を覆う樹脂層８（第３樹脂層）とを備えるものとし、カプセル５を樹脂層８の中に設け、さらに樹脂層８を覆う紫外線防止層９を備えるものとしても良い。この場合、樹脂層８は、例えば封止材６と同一の材料にカプセル５を混ぜたものを用い、モールド樹脂７を覆うように形成すれば良い。このように、モールド樹脂７の表面上に、カプセル５が設けられた樹脂層８を設ける場合、カプセル５が設けられている樹脂層８が表面に露出することになる。このため、過剰な熱が加わった時以外の通常時には、紫外線の影響によってカプセル５が破壊されて匂いを発する材料５Ａから匂いが発せられないようにするために、その上部を紫外線防止層９で覆うようにしている。このような半導体装置１は、まず、カプセル５を混ぜていない封止材６を、パッケージ基板２上に搭載された半導体チップ３上に滴下して半導体チップ３を覆い、封止材６が乾燥した後で、モールド樹脂７で覆って固め、その後、カプセル５を混ぜた樹脂材を塗布し、樹脂材が乾燥して樹脂層８が形成された後で、紫外線防止材を塗布し、紫外線防止材を乾燥させて紫外線防止層９を形成することで製造することができる。ここで、紫外線防止材としては、例えば、カーボンブラックや二酸化チタン等の紫外線吸収顔料を含む塗料を用いることができる。なお、紫外線防止層９の形成方法は、これに限られるものではなく、例えばポリエステルフィルムを貼り付けて紫外線防止層９を形成しても良い。また、ここでは、モールド樹脂７を用いているが、これに限られるものではなく、多孔性モールド樹脂を用いても良い。
【００４２】
また、例えば図１０に示すように、半導体装置１の封止樹脂部４を、半導体チップ３を覆う封止材６（第１樹脂層）と、封止材６を覆うモールド樹脂７（第２樹脂層）と、モールド樹脂７に上下を挟まれた樹脂フィルム２０とを備えるものとし、カプセル５を樹脂フィルム２０の中に設けたものとしても良い。この場合、カプセル５を備える樹脂フィルム２０を予め作製しておけば良い。ここで、樹脂フィルム２０としては、封止材６（又はモールド樹脂７）と同一の材料にカプセル５を混ぜた樹脂フィルムを用いれば良い。これにより、匂いを発する材料５Ａから発せられた匂いは、モールド樹脂７のクラックを通って外部へ放出されるとともに、樹脂フィルム２０の端部（外周部）から外部へ放出されることになる。このような半導体装置１は、まず、カプセル５を混ぜていない封止材６を、パッケージ基板２上に搭載された半導体チップ３上に滴下して半導体チップ３を覆い、封止材６が乾燥した後で、モールド樹脂７（通常の半分の厚さ）で覆って固め、その後、予め作製しておいたカプセル５を混ぜた樹脂フィルム２０を載せた後、モールド樹脂７（通常の半分の厚さ）で覆って固めることで製造することができる。なお、ここでは、モールド樹脂７を用いているが、これに限られるものではなく、多孔性モールド樹脂を用いても良い。また、樹脂フィルム２０の下側のモールド樹脂７を多孔性でないモールド樹脂とし、樹脂フィルム２０の上側のモールド樹脂７を多孔性モールド樹脂とし、これらの間に、カプセル５を備える樹脂フィルム２０を挟み込むようにしても良い。つまり、半導体装置１の封止樹脂部４を、半導体チップ３を覆う封止材６（第１樹脂層）と、封止材６を覆うモールド樹脂７（第２樹脂層）と、モールド樹脂７上に設けられた樹脂フィルム２０と、樹脂フィルム２０を覆う多孔性モールド樹脂７（多孔性樹脂層）とを備えるものとし、カプセル５を樹脂フィルム２０の中に設けたものとしても良い。これにより、匂いを発する材料５Ａから発せられた匂いは、樹脂フィルム２０を覆う多孔性モールド樹脂７の微細孔やクラックを通って外部へ放出されるとともに、樹脂フィルム２０の端部（外周部）から外部へ放出されることになる。
【００４３】
以下、上述の実施形態及び変形例に関し、更に、付記を開示する。
（付記１）
基板と、
前記基板上に搭載された半導体チップと、
前記半導体チップを封止する封止樹脂部と、
前記封止樹脂部の中に設けられ、匂いを発する材料と、前記匂いを発する材料を内包し、前記半導体チップの動作保証温度を超えた温度になった場合に壊れる外殻とを有するカプセルとを備えることを特徴とする半導体装置。
【００４４】
（付記２）
前記封止樹脂部は、前記半導体チップを覆う第１樹脂層と、前記第１樹脂層を覆う第２樹脂層とを備え、
前記カプセルは、前記第２樹脂層の中に設けられていることを特徴とする、付記１に記載の半導体装置。
【００４５】
（付記３）
前記第２樹脂層は、多孔性樹脂層であることを特徴とする、付記２に記載の半導体装置。
（付記４）
前記封止樹脂部は、前記半導体チップを覆う第１樹脂層と、前記第１樹脂層を覆う第２樹脂層と、前記第２樹脂層を覆う第３樹脂層とを備え、
前記カプセルは、前記第２樹脂層の中に設けられていることを特徴とする、付記１に記載の半導体装置。
【００４６】
（付記５）
前記第３樹脂層は、多孔性樹脂層であることを特徴とする、付記４に記載の半導体装置。
（付記６）
前記封止樹脂部は、前記半導体チップを覆う第１樹脂層と、前記第１樹脂層を覆う第２樹脂層と、前記第２樹脂層を覆い、基板端面まで延びる第３樹脂層と、第３樹脂層を覆う第４樹脂層とを備え、
前記カプセルは、前記第２樹脂層の中に設けられていることを特徴とする、付記１に記載の半導体装置。
【００４７】
（付記７）
前記第４樹脂層は、多孔性樹脂層であることを特徴とする、付記６に記載の半導体装置。
（付記８）
前記封止樹脂部は、前記半導体チップを覆う第１樹脂層と、前記第１樹脂層を覆う第２樹脂層とを備え、
前記カプセルは、前記第１樹脂層の中に設けられていることを特徴とする、付記１に記載の半導体装置。
【００４８】
（付記９）
前記封止樹脂部は、前記半導体チップを覆う第１樹脂層と、前記第１樹脂層の外周部分を覆う第２樹脂層と、前記第１樹脂層及び前記第２樹脂層を覆う第３樹脂層とを備え、
前記カプセルは、前記第１樹脂層の中に設けられていることを特徴とする、付記１に記載の半導体装置。
【００４９】
（付記１０）
前記封止樹脂部は、前記半導体チップを覆う第１樹脂層と、前記第１樹脂層を覆う第２樹脂層と、前記第２樹脂層を覆う第３樹脂層とを備え、
前記カプセルは、前記第３樹脂層の中に設けられており、
さらに前記第３樹脂層を覆う紫外線防止層を備えることを特徴とする、付記１に記載の半導体装置。
【００５０】
（付記１１）
前記第２樹脂層は、多孔性樹脂層であることを特徴とする、付記１０に記載の半導体装置。
（付記１２）
前記封止樹脂部は、前記半導体チップを覆う第１樹脂層と、前記第１樹脂層を覆う第２樹脂層と、前記第２樹脂層に上下を挟まれた樹脂フィルムとを備え、
前記カプセルは、前記樹脂フィルムの中に設けられていることを特徴とする、付記１に記載の半導体装置。
【００５１】
（付記１３）
前記第２樹脂層は、多孔性樹脂層であることを特徴とする、付記１２に記載の半導体装置。
（付記１４）
前記封止樹脂部は、前記半導体チップを覆う第１樹脂層と、前記第１樹脂層を覆う第２樹脂層と、前記第２樹脂層上に設けられた樹脂フィルムと、前記樹脂フィルムを覆う多孔性樹脂層とを備え、
前記カプセルは、前記樹脂フィルムの中に設けられていることを特徴とする、付記１に記載の半導体装置。
【００５２】
（付記１５）
半導体チップの動作保証温度を超えた温度になった場合に匂いを発する半導体装置の匂いを匂いセンサによって検出し、故障している半導体装置又は故障のおそれのある半導体装置であるか否かを検査することを特徴とする半導体装置の試験方法。
（付記１６）
前記半導体装置は、基板と、前記基板に搭載された半導体チップと、前記半導体チップを封止する封止樹脂部と、前記封止樹脂部の中に設けられ、匂いを発する材料と、前記匂いを発する材料を内包し、前記半導体チップの動作保証温度を超えた温度になった場合に壊れる外殻とを有するカプセルとを備えることを特徴とする、付記１５に記載の半導体装置の試験方法。
【符号の説明】
【００５３】
１  半導体装置
１Ｘ  何らかの原因で故障した半導体装置
１Ｙ  過剰な熱ストレスを受けて故障した半導体装置
１Ｚ  過剰な熱ストレスを受けて故障に至らないダメージを受けた半導体装置
２  基板（パッケージ基板）
２Ａ  端子
３  半導体チップ
４  封止樹脂部
５  カプセル（マイクロカプセル）
５Ａ  匂いを発する材料
５Ｂ  外殻
６  封止材（第１封止材）
６Ａ  第２封止材
６Ｂ  第３封止材
６Ｃ  封止材（第２封止材）
７  モールド樹脂（多孔性モールド樹脂；多孔性樹脂層）
８  樹脂層
９  紫外線防止層
１０  電子装置
１１  筐体
１２  システムボード
１３  電流センサ（電流計・電流センサ）
１４  熱センサ
１５  煙センサ
１６  匂いセンサ
１７  コントローラ（制御部）
１８  警報手段
２０  樹脂フィルム
【図１】
2014010052.tif 000003
【図２】
2014010052.tif 000004
【図３】
2014010052.tif 000005
【図４】
2014010052.tif 000006
【図５】
2014010052.tif 000007
【図６】
2014010052.tif 000008
【図７】
2014010052.tif 000009
【図８】
2014010052.tif 000010
【図９】
2014010052.tif 000011
【図１０】
2014010052.tif 000012