(57)【要約】  【課題】  効率的な検査を実現しながら、容易な方法で端子のショートを防ぐ検査電極を提供することを目的とする。  【解決手段】  半導体チップ１０４を搭載し、通常動作用の電極１１３を備える配線基板１０２に、検査用電極１１２を備える配線基板１０３を別途接続して半導体チップ１０４の検査用端子を検査用電極１１２と電気的に接続し、検査用電極１１２を備える配線基板１０３の検査用電極部分が露出するようにパッケージの外周縁の大きさで樹脂封止することにより、検査効率を向上させることができ、検査用端子が露出しない検査用電極を容易な方法で提供することができる。【選択図】  図１
2006032740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装面に通常動作用の端子と検査用端子を備える半導体チップと、
前記半導体チップを搭載して前記通常動作用の端子と導通する通常動作用の電極を備える第１の配線基板と、
前記第１の配線基板上に搭載され前記第１の配線基板上からはみ出た位置に前記検査用端子と導通する検査用電極を備える第２の配線基板と
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
実装面に通常動作用の端子と検査用端子を備える半導体チップと、
前記半導体チップを搭載して前記通常動作用の端子と導通する通常動作用の電極を備える第１の配線基板と、
前記第１の配線基板上からはみ出た位置に前記検査用端子と配線により導通する検査用電極を備える第２の配線基板と、
前記第２の配線基板の一部と配線を前記第１の配線基板とで挟み込んで固定する第３の配線基板と
を有し、通常動作時には前記第２の配線基板を分離可能であることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
前記第２の配線基板に、パッドを介して前記検査用電極と接続する外部接続電極を備える第４の配線基板を接続し、前記通常動作用の電極と前記外部接続電極の高さを同じにすることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２または請求項３記載の半導体装置に対して、
前記第２の配線基板を前記第１の配線基板の外周部で切断して、通常動作用の電極のみを残すことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項２記載の半導体装置に対して、
前記第２の配線基板を引き抜いて、通常動作用の電極のみを残すことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数パッドを有する半導体チップや、複数の半導体チップを搭載した半導体装置および半導体装置の製造方法について関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置は、検査用端子など実使用上必要のない端子も実装面に設けていたが、実装面積の削減と検査の高効率化を目的に、実使用上必要のない検査端子は半導体チップにスルーホールを設け、半導体チップのパッドとチップ裏面を電気的に導通させ、半導体装置の実装面とは別の面（裏面）に電極を設ける構造を用いる場合もある。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開２００１−２８５２５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の技術では、既存の半導体チップの裏面に至るスルーホールを設けて実装面のパッドと電気的に接続する必要があるため、実装面以外にモニタ用などに端子を設けるには製造コストが増え、また、製造工程に時間がかかる問題があった。
【０００４】
また、実装面以外にある端子が常に露出しており、実装後にチリ・ホコリ等と接触してショートした場合、半導体装置を破壊する問題があった。
本発明は、上記問題点を解決するために、効率的な検査を実現しながら、容易な方法で端子のショートを防ぐ検査電極を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成する為に、本発明の請求項１記載の半導体装置は、実装面に通常動作用の端子と検査用端子を備える半導体チップと、前記半導体チップを搭載して前記通常動作用の端子と導通する通常動作用の電極を備える第１の配線基板と、前記第１の配線基板上に搭載され前記第１の配線基板上からはみ出た位置に前記検査用端子と導通する検査用電極を備える第２の配線基板とを有することを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の半導体装置は、実装面に通常動作用の端子と検査用端子を備える半導体チップと、前記半導体チップを搭載して前記通常動作用の端子と導通する通常動作用の電極を備える第１の配線基板と、前記第１の配線基板上からはみ出た位置に前記検査用端子と配線により導通する検査用電極を備える第２の配線基板と、前記第２の配線基板の一部と配線を前記第１の配線基板とで挟み込んで固定する第３の配線基板とを有し、通常動作時には前記第２の配線基板を分離可能であることを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の半導体装置は、請求項１または請求項２のいずれかに記載の半導体装置において、前記第２の配線基板に、パッドを介して前記検査用電極と接続する外部接続電極を備える第４の配線基板を接続し、前記通常動作用の電極と前記外部接続電極の高さを同じにすることを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載の半導体装置の製造方法は、請求項１または請求項２または請求項３記載の半導体装置に対して、前記第２の配線基板を前記第１の配線基板の外周部で切断して、通常動作用の電極のみを残すことを特徴とする。
【０００９】
請求項５記載の半導体装置の製造方法は、請求項２記載の半導体装置に対して、前記第２の配線基板を引き抜いて、通常動作用の電極のみを残すことを特徴とする。
以上により、検査効率を向上させることができ、検査用端子が露出しない検査用電極を容易な方法で提供することができる。
【発明の効果】
【００１０】
半導体チップを搭載し、通常動作用の電極を備える配線基板に、検査用電極を備える配線基板を別途接続して半導体チップの検査用端子を検査用電極と電気的に接続し、検査用電極を備える配線基板の検査用電極部分が露出するようにパッケージの外周縁の大きさで樹脂封止することにより、検査効率を向上させることができ、検査用端子が露出しない検査用電極を容易な方法で提供することができる。
【００１１】
また、検査用電極を備える配線基板を分離可能な構造にすることも可能である。
さらに、検査用電極部分に各検査用電極と対応して接続する外部接続電極を備える配線基板を装着することにより、検査用電極と接続した外部接続電極が通常動作用の電極と同じ高さになるようにできるため、検査効率を向上させることができ、検査用端子が露出しない検査用電極を容易な方法で提供することができると共に、汎用ソケットを使用することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図中同一符号は同一または相当する部材を示す。
実施の形態では１つの半導体チップが回路面を上にして配線基板に搭載しており、外部接続用電極が半導体装置の底面に配置された半導体装置を例に説明する。尚、半導体チップを２チップ以上搭載し、半導体チップ間に共用端子が存在する半導体装置にも適応可能である。
（実施の形態１）
以下、図１，図２，図３，図４，図５，図６，図７を用いて実施の形態１における半導体装置について説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施の形態１に関わる半導体装置の要部断面図，図２は本発明の実施の形態１に関わる半導体装置の上からの平面図である。図３は本発明の実施の形態１に関わる半導体装置の製造工程を示すフローチャート，図４は本発明の実施の形態１に関わる第２の配線基板の構成を説明する図，図５は本発明の実施の形態１に関わる第２の配線基板の断面を示す模式図である。図６は本発明の実施の形態１に関わる半導体装置の検査治具装着時の断面を示す模式図，図７は本発明の実施の形態１に関わる半導体装置の切断時の断面を示す模式図である。
【００１４】
図１、図２において１０１は半導体装置、１０２は第１の配線基板であり、表面側がチップマウント面を成し、裏面に電気信号を伝達する配線を有し、セラミックまたはエポキシ樹脂とガラス繊維を積層したものやフィルム上のポリミド樹脂などの絶縁材料に電気的配線を施されている。１０３は第２の配線基板であり、第１の配線基板１０２と同等の材質でできており、第１の配線基板１０２における所定の位置に電気的に接続され、第１の配線基板１０２の外周縁よりも大きく、第１の配線基板１０２に搭載された半導体チップと接触・干渉しないように中央がくりぬかれた形で形成され電気信号を伝達する配線を有する。１０４は第１の配線基板１０２に搭載された半導体チップ、１０７は第２の配線基板１０３上のパッド、１０８は半導体チップのパッド、１１０は第２の配線基板１０３の配線、１１１はボンディングワイヤー、１１２は第２の配線基板１０３の外部接続電極、１１３は第１の配線基板１０２の外部接続電極、１１４はモールド樹脂、１１５は樹脂接着剤、１１６は第２の配線基板上１０３のパッドである。１４４は第１の配線基板１０２上のパッド、１４５はボンディングワイヤー、１４６は半導体チップ１０４のパッドである。
【００１５】
図４において、１１７は第１の絶縁材料基板、１１８は第２の絶縁材料基板、１１９はスルーホール、１２０はスルーホール、１２１は第１の絶縁材料基板１１７上のチップ配置エリア、１２２は第２の絶縁材料基板１１８上の半導体チップと接触・干渉しないように中央がくりぬかれたチップ配置エリアである。
【００１６】
図６において、１２３は検査治具ソケットの上ブタ、１２５は検査治具ソケットの嵩上げ部、１３２は検査治具ソケット、１４２は検査治具プローブである。
図７において、１４３は切断箇所である。
【００１７】
図１と図２に示すように、半導体装置１０１は、第１の配線基板１０２のチップマウント面に第２の配線基板１０３を所定の位置に配置・接続されている。半導体チップ１０４は回路形成面を上にして第２の配線基板１０３のくりぬかれた中央部に、第１の配線基板１０２上に樹脂接着剤１１５で接続して固定される。この状態で、ボンディングワイヤー１１１により第２の配線基板１０３上のパッド１０７と半導体チップ１０４上のパッド１０８とを電気的に接続し、第２の配線基板１０３上の配線１１０によりパッド１０７とパッド１１６を電気的に接続し、パッド１１６に外部接続電極１１２を電気的に接続し、ボンディングワイヤー１４５により第１の配線基板１０２上のパッド１４４と半導体チップ１０４上のパッド１４６とを電気的に接続し、第１の配線基板１０２における実装面の所定の位置に外部接続電極１１３を形成し、半導体チップ１０４のマウント面上部を第１の配線基板１０２の外周縁と同じ大きさにモールド樹脂１１４で固定する構成である。尚、第２の配線基板に接続する外部接続電極１１２はテスト・モニター端子である。その他、電源・ＧＮＤ・実装用端子として第１の配線基板の外部接続電極１１３を用いる。テスト・モニター端子と電源・ＧＮＤ・実装用端子との配置エリアを分けておくことで、検査効率が向上し、検査終了後、テスト・モニター端子部を検査用端子が露出しないように削除することが可能となる。
【００１８】
半導体装置の製造の方法は、図３と図４と図５に示すように、まず、第１の絶縁材料基板１１７と第２の絶縁材料基板１１８を準備し（ステップＳ０１）、第１の絶縁材料基板１１７と第２の絶縁材料基板１１８上に、電気的、機械的、化学的手段を用いて物質の通過が可能なスルーホール１１９とスルーホール１２０、チップ配置エリア１２１とチップ配置エリア１２２を作成し（図４（ａ），図４（ｃ），ステップＳ０２）、スルーホール１１９とスルーホール１２０に電気的接続が可能な金属を埋め込み、第２の配線基板１０３上のパッド１０７と第２の配線基板１０３上のパッド１１６を形成し、第２の配線基板１０３上のパッド１０７と第２の配線基板上のパッド１１６とを電気的接続が可能な配線１１０を形成し（図４（ｂ））、絶縁材料基板１１７の上に第２の絶縁材料基板１１８を接着し第２の配線基板１０３を形成する（図４（ｄ），ステップＳ０３）。
【００１９】
次に、第１の配線基板１０２上に前記第２の配線基板１０３を接合し（ステップＳ０４）、チップ配置エリア１２１に収まるようにして第１の配線基板１０２上に半導体チップ１０４を接着樹脂１１５で固定し（ステップＳ０５）、半導体チップ１０４のパッド１０８と第２の配線基板１０３上のパッド１０７とを接続し、半導体チップ１０４のパッド１４６と第１の配線基板１０２上のパッド１４４とを接続し（ステップＳ０６）、封止樹脂１１４で封止し（ステップＳ０７）、外部接続端子１１２と１１３を形成する（ステップＳ０８）。
【００２０】
さらに、検査完了後、図７に示すように、半導体装置のモールド樹脂１１４で覆われていない、第２の配線基板１０３の露出部分を切断箇所１４３で切断することで、実装面積を削減することができる（ステップＳ０９）。
【００２１】
このような半導体装置の検査方法について説明する。
図６に示すように、半導体装置１０１の第１の配線基板１０２と同じ高さになるように嵩上げ部１２５を設けた検査治具ソケット１３２に半導体装置１０１を装着し、検査治具ソケットの上ブタ１２３で半導体装置１０１を押さえ、検査治具プローブ１４２と半導体の外部接続端子１１２とを接触させ検査を行う。
【００２２】
以上のように、第１の配線基板に、実装面に通常動作用の端子と検査用端子を形成する半導体チップを搭載し、さらに、第１の配線基板上からはみ出た位置に検査用電極を備える第２の配線基板を搭載し、第２の配線基板内の配線を介して検査用電極と接続した第２の配線基板上のパッドと半導体チップの検査用端子とをボンディングワイヤーにより接続することにより、半導体チップの検査用端子と第２の配線基板の検査用電極を接続する構成となり、第１の配線基板領域外に設けた検査用の電極を用いて検査を行うために検査効率を向上させることができ、検査用端子が露出しない検査用電極を容易な方法で提供することができる。
（実施の形態２）
以下、図８，図９を用いて実施の形態２における半導体装置について説明する。
【００２３】
図８は本発明の実施の形態２に関わる半導体装置の断面を示す模式図，図９は本発明の実施の形態２に関わる配線基板の構成を説明する図である。
図８、図９において１４７は第２の配線基板１０３と同等のパッドと配線を有する第３の配線基板であり、実施の形態１における第２の配線基板１０３を置き換えたものである。１２７は第３の配線基板１４７を構成する第３の絶縁材料基板、１２８は第３の配線基板１４７を構成する第４の絶縁材料基板、１２９は第３の配線基板１４７を構成する第５の絶縁材料基板、１３０は配線である。
【００２４】
図９に示すように第３の配線基板１４７は、第４の絶縁材料基板１２８から露出している配線１３０と絶縁材料基板１２８の一部を第３の絶縁材料基板１２７と第５の絶縁材料基板１２９とで挟み込み、第３の絶縁材料基板１２７、第４の絶縁材料基板１２８、第５の絶縁材料基板１２９上の配線が電気的に接続した構成である。
【００２５】
この第３の配線基板１４７を用いた半導体装置の製造方法は、実施の形態１で示した図３の製造工程ステップＳ０２まで完成させ、製造工程ステップＳ０３において、半導体装置１０１の第１の配線基板１０２と同じ幅である第３の絶縁材料基板１２７（図９（ａ））、テスト・モニター端子形成領域である第４の絶縁材料基板１２８を準備してパッドや配線を形成し、第４の絶縁材料基板１２８側の配線を伸ばし絶縁基板に覆われていない配線１３０を形成し（図９（ｂ））、第３の絶縁材料基板１２７の上に第５の絶縁材料基板１２９（図９（ｃ））とで配線１３０と絶縁材料基板１２８の一部を挟み込んで第３の配線基板１４７(図９（ｄ）)を形成し、製造工程ステップＳ０４において第２の配線基板１０３を第３の配線基板１４７と置き換え、続けて最終ステップまで進め、半導体装置を形成する。
【００２６】
以上のように、半導体チップを搭載し半導体チップのパッドと接続するパッドおよび配線を備える第３の絶縁材料基板と、第３の絶縁材料基板のパッドからの配線と接続する検査用電極を備える第４の絶縁材料基板と、第３の絶縁材料基板上に設置した第４の絶縁材料基板の配線と第４の絶縁材料基板の一部を第３の絶縁材料基板と挟み込んで固定する第５の絶縁材料基板とを合わせて第３の配線基板を形成することにより、第４の絶縁材料基板上に設けた検査用の電極を用いて検査を行うために検査効率を向上させることができ、検査用端子が露出しない検査用電極を容易な方法で提供することができる。
【００２７】
また、前記半導体装置は実装基板に装着後も検査用端子を使うことができる。また、絶縁材料基盤１２８は、絶縁材料基盤１２７と絶縁材料基盤１２９との上下の圧力で挟めた構造であり、半導体装置の側面から反対方向へ引くことで簡単に縁材料基盤１２８を取り外すことができる。
（実施の形態３）
以下、図１０，図１１を用いて実施の形態３における半導体装置について説明する。
【００２８】
図１０は本発明の実施の形態３に関わる半導体装置の要部断面図，図１１は本発明の実施の形態３に関わる半導体装置の検査治具装着時の断面を示す模式図である。
図１０において１４０は第１の配線基板１０１と同等の材質でできた第４の配線基板、１４１は第４の配線基板１４０上のパッドであり、第４の配線基板１４０の表面と裏面とを導通して形成される。図１１において１２３は検査治具ソケットの上ブタ、１３２は検査治具ソケット、１４２は検査治具プローブである。
【００２９】
図１０に示すように、実施の形態３は、実施の形態１，実施の形態２における第２の配線基板１０２，第３の配線基板１４７に対し、第２の配線基板１０２上のパッド１１６に第４の配線基板１４０上のパッド１４１を介して外部接続電極１１２を接続する第４の配線基板１４０を付加するものである。
この第４の配線基板１４０を用いた半導体装置の製造方法は、実施の形態１で示した図３の製造工程ステップＳ０７まで実行後、ステップＳ０８において、第２の配線基板１０３にパッド１１６とパッド１４１を介して接続する外部接続電極１１２を備える第４の配線基板１４０を接続することによって成る。
【００３０】
この第４の配線基板１４０を用いた半導体装置の検査方法は、図１１に示すように、検査治具ソケット１３２に半導体装置を装着し、検査治具ソケットの上ブタ１２３で半導体装置を押さえ、検査治具プローブ１４２と半導体の外部接続電極１１２とを接触させ検査を行う。これにより検査治具ソケットは、上ブタの変更のみで、通常動作用電極部と検査用電極部を押さえることができる為、他のＣＳＰ・ＢＧＡの汎用ソケットを使用することができ、新たにソケットを作成することなくコストが削減可能である。
【００３１】
以上のように、第１の配線基板に、実装面に通常動作用の端子と検査用端子を形成する半導体チップを搭載し、さらに、第１の配線基板上からはみ出た位置に検査用パッドを備える第２の配線基板を搭載し、第２の配線基板上の検査用パッドと半導体チップの検査用端子とを第２の配線基板内の配線およびボンディングワイヤーにより接続し、さらに、第４の配線基板を接続して第２の配線基板上の検査用パッドと第４の配線基板の外部接続電極を接続することにより、半導体チップの検査用端子と第４の配線基板の検査用電極を接続する構成となり、第１の配線基板領域外に設けた検査用の電極を用いて検査を行うために検査効率を向上させることができ、検査用端子が露出しない検査用電極を容易な方法で提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の半導体装置および半導体装置の製造方法によると、検査効率を向上させることができ、検査用端子が露出しない検査用電極を容易な方法で提供することができ、多数パッドを有する半導体チップや、複数の半導体チップを搭載した半導体装置および半導体装置の製造方法等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態１に関わる半導体装置の要部断面図
【図２】本発明の実施の形態１に関わる半導体装置の上からの平面図
【図３】本発明の実施の形態１に関わる半導体装置の製造工程を示すフローチャート
【図４】本発明の実施の形態１に関わる第２の配線基板の構成を説明する図
【図５】本発明の実施の形態１に関わる第２の配線基板の断面を示す模式図
【図６】本発明の実施の形態１に関わる半導体装置の検査治具装着時の断面を示す模式図
【図７】本発明の実施の形態１に関わる半導体装置の切断時の断面を示す模式図
【図８】本発明の実施の形態２に関わる半導体装置の断面を示す模式図
【図９】本発明の実施の形態２に関わる配線基板の構成を説明する図
【図１０】本発明の実施の形態３に関わる半導体装置の要部断面図
【図１１】本発明の実施の形態３に関わる半導体装置の検査治具装着時の断面を示す模式図
【符号の説明】
【００３４】
１０１    半導体装置
１０２    第１の配線基板
１０３    第２の配線基板
１０４    半導体チップ
１０７    パッド
１０８    パッド
１１０    配線
１１１    ボンディングワイヤー
１１２    外部接続電極
１１３    外部接続電極
１１４    モールド樹脂
１１５    樹脂接着剤
１１６    パッド
１１７    第１の絶縁材料基板
１１８    第２の絶縁材料基板
１１９    スルーホール
１２０    スルーホール
１２１    チップ配置エリア
１２２    チップ配置エリア
１２３    検査治具ソケットの上ブタ
１２５    検査治具ソケット嵩上げ部
１２７    第３の絶縁材料基板
１２８    第４の絶縁材料基板
１２９    第５の絶縁材料基板
１３０    配線
１３２    検査治具ソケット
１４０    第４の配線基板
１４１    パッド
１４２    検査治具プローブ
１４３    切断箇所
１４４    パッド
１４５    ボンディングワイヤー
１４６    パッド
１４７    第３の配線基板
【図１】
2006032740.tif 000003
【図２】
2006032740.tif 000004
【図３】
2006032740.tif 000005
【図４】
2006032740.tif 000006
【図５】
2006032740.tif 000007
【図６】
2006032740.tif 000008
【図７】
2006032740.tif 000009
【図８】
2006032740.tif 000010
【図９】
2006032740.tif 000011
【図１０】
2006032740.tif 000012
【図１１】
2006032740.tif 000013