(57)【要約】【課題】半導体装置の検査をより容易にすること。【解決手段】半導体チップ１と、半導体チップ１を封止するモールド樹脂３とを備えている。半導体チップ１は、複数の回路素子と、その複数の回路素子を電気的に接続する複数の配線とを備えている。モールド樹脂３は、その複数の配線のうちの１つの配線に電気的に接続される端子８−ｉを露出させる開口部１４−ｉが形成されている。開口部１４−ｉの口の径１８は、端子８−ｉの径１７より大きい。このような装置１０は、平坦な面にこのような端子が形成される他の装置に比較して、プローブを開口部１４−ｉに挿入することによりそのプローブをより容易に端子８−ｉに接触させることができ、より容易に検査されることができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップと、
前記半導体チップを格納する半導体パッケージとからなる半導体装置であって、
前記半導体パッケージは、回路形成面側の前記半導体チップの一部が露出するように形成された開口部を有し、
前記開口部は、それぞれ、前記半導体チップの回路形成面に対し平行な面である、前記半導体パッケージの外部側の第１の端面と、前記半導体パッケージの半導体チップ側の第２の端面とを備え、
前記第１の端面の面積は、前記第２の端面の面積より大きい
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記半導体パッケージは、モールド樹脂より形成されたものである
半導体装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記半導体チップは、
複数の回路素子と、
前記複数の回路素子を電気的に接続する複数の配線とを備え、
前記開口部は、前記複数の配線のうちの１つの配線に電気的に接続される端子が露出した
半導体装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかにおいて、
前記半導体パッケージは、複数の前記開口部を備えたことを特徴とする
半導体装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４のいずれかにおいて、
前記１つの配線は、前記複数の配線のうちの電気信号が伝達される信号線である
半導体装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかにおいて、
前記半導体チップが搭載されるパッケージ基板
をさらに具備する半導体装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のうちのいずれかにおいて、
前記第２の端面に金属プラグをさらに備えた
半導体装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記金属プラグは、前記開口部に露出する面に凹面が形成されている
半導体装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれかにおいて、
前記開口部がロウ材で埋められた
半導体装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のうちのいずれかに記載される半導体装置を用いて実行される半導体装置検査方法であり、
プローブを前記開口部の内壁に接触させながら前記プローブを前記開口部に挿入することにより、前記プローブを前記端子に電気的に接触させるステップと、
前記プローブを介して前記端子から出力される電気信号に基づいて前記半導体装置を検査するステップ
とを具備する半導体装置検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置および半導体装置検査方法に関し、特に、プローブを用いて半導体装置を検査するときに利用される半導体装置および半導体装置検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
チップ内部信号や、ＩＯを介してチップ外部へ出力される信号、または、チップ内部の電源・グランドを、プローブをチップ表面に接触させることにより観測する半導体装置の測定が知られている。このような観測は、一般的に、ウェハーの段階で行われる。半導体装置は、プリント基板に実装された後に、実際に動作させながら、チップ内部の信号や電源グランドの測定をする場合には、現象をより正確に捉えて測定する要求があり、チップ内信号や、チップ内電源を精度良く測定するために、高性能なプローブを用いてチップ表面に直接接触を取り、観測することが行われる。
【０００３】
特開２００７−２３４８４５号公報には、チップを搭載する基板の小型化を妨げることなく、内部信号の観測を容易に行える構成の半導体装置が開示されている。その半導体装置は、一方の面に半導体チップが搭載された基板の該半導体チップが搭載された側の面を樹脂によって封止した半導体装置であって、前記半導体チップは、内部信号を出力するため、又は該内部信号を出力するために必要な信号を入力するための第１の内部電極端子と、半導体チップとしての機能を実現するための動作信号を出力するため、又は該動作信号を出力するために必要な信号を入力するための第２の内部電極端子とを前記基板との接合面とは異なる面に備え、前記第１の内部電極端子は、前記基板上に設置された導電性部材と該基板内部の配線を介することなく電気的に接続されており、前記第２の内部電極端子は、前記基板上に設置された基板電極端子とワイヤを介して接続され、前記基板に設けられた外部電極端子とは該基板内部の配線を介して電気的に接続されており、前記導電性部材は、前記樹脂を貫通しており、上端部には内部検査用電極端子が設けられていることを特徴としている。
【０００４】
特開２００９−０４９２９８号公報には、半導体素子をモールドするモールド樹脂層に開口部を設けることにより、半導体素子の表面の一部を露出させるようにしたものにあって、半導体素子の表面の開口部の周囲におけるモールド樹脂層の剥離や亀裂の発生、進展を効果的に防止することができる半導体部品が開示されている。その半導体部品は、半導体素子をモールド樹脂層によりモールドしてなると共に、前記モールド樹脂層に、前記半導体素子の表面の一部を露出させる開口部を形成してなる半導体部品において、前記半導体素子の表面には、前記開口部の周囲部に位置して凹凸部が形成されていることを特徴としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２３４８４５号公報
【特許文献２】特開２００９−０４９２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特開２００７−２３４８４５号公報に開示された技術のように、チップ内部の信号を測定するために、観測用パッドをパッケージ表面に出すものが公開されている。このような場合、観測用パッドをパッケージ表面に引き出す際に、チップを封止する樹脂の内部に配線を要するため、チップ表面を直接探針することが望まれている。ただ、プローブを用いてチップ表面に接触を取り、観測することは、探針にスキルを必要とし、簡単には出来ない。高精細なプローブを用いるほど、探針の難易度はより増すことになる。容易にチップ表面に接触を取り、観測することが求められている。
【０００７】
本発明の目的は、検査をより容易にする半導体装置および半導体装置検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下に、発明を実施するための形態・実施例で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態・実施例の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００９】
本発明による半導体装置（１０）は、半導体チップ（１）と、半導体チップ（１）を格納する半導体パッケージ（３）とからなる。半導体パッケージ（３）は、回路形成面（６）側の半導体チップ（１）の一部が露出するように形成された開口部（１４−ｉ）（２１−ｉ）（３１−ｉ）を有している。開口部（１４−ｉ）（２１−ｉ）（３１−ｉ）は、それぞれ、半導体チップ（１）の回路形成面（６）に対し平行な面である、半導体パッケージ（３）の外部側の第１の端面と、半導体パッケージ（３）の半導体チップ（１）側の第２の端面とを備えている。このとき、その第１の端面の面積は、その第２の端面の面積より大きいことを特徴としている。このような半導体装置（１０）は、半導体チップを検査するための端子が平坦な面に形成される他の半導体装置に比較して、プローブ（１６）を開口部（１４−ｉ）（２１−ｉ）（３１−ｉ）に挿入することによりプローブ（１６）をより容易に回路形成面（６）の一部に接触させることができ、より容易に検査されることができる。
【００１０】
本発明による半導体装置検査方法は、本発明による半導体装置（１０）を用いて実行される。本発明による半導体装置検査方法は、プローブ（１６）を開口部（１４−ｉ）（２１−ｉ）（３１−ｉ）の内壁（１５）に接触させながらプローブ（１６）を開口部（１４−ｉ）（２１−ｉ）（３１−ｉ）に挿入することにより、プローブ（１６）を端子（８−ｉ）（２３）（３３）に電気的に接触させるステップと、プローブ（１６）を介して端子（８−ｉ）（２３）（３３）から出力される電気信号に基づいて半導体装置（１０）を検査するステップとを備えている。このような半導体装置検査方法によれば、ユーザは、開口部（１４−ｉ）（２１−ｉ）（３１−ｉ）の内部の端子（８−ｉ）（２３）（３３）にプローブ（１６）をより容易に電気的に接触させることができ、半導体装置（１０）をより容易に検査することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による半導体装置および半導体装置検査方法によれば、ユーザは、より容易に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明による半導体装置の実施の形態を示す断面図である。
【図２】図２は、半導体チップとパッケージ基板とを示す平面図である。
【図３】図３は、半導体装置の外観を示す斜視図である。
【図４】図４は、開口部を示す斜視図である。
【図５】図５は、開口部を示す断面図である。
【図６】図６は、測定時の開口部を示す斜視図である。
【図７】図７は、測定時の開口部を示す断面図である。
【図８】図８は、本発明による半導体装置の実施の他の形態を示す斜視図である。
【図９】図９は、他の開口部を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、他の開口部を示す断面図である。
【図１１】図１１は、さらに他の開口部を示す断面図である。
【図１２】図１２は、本発明による半導体装置の実施のさらに他の形態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図面を参照して、本発明による半導体装置の実施の形態を記載する。その半導体装置１０は、図１に示されているように、半導体チップ１がパッケージ基板２に搭載されている。半導体チップ１は、板状に形成されている。パッケージ基板２は、半導体チップ１より大きい板状に形成されている。パッケージ基板２は、複数のパッケージボール５を備えている。複数のパッケージボール５は、はんだから形成されている。複数のパッケージボール５は、パッケージ基板２の半導体チップ１に対向する面の反対側の面に接合されている。
【００１４】
半導体装置１０は、さらに、モールド樹脂３を備えている。モールド樹脂３は、絶縁体である樹脂から形成されている。モールド樹脂３は、半導体チップ１の概ね全体を外気から遮断するように半導体チップ１を封止（封印）することにより、半導体チップ１を外部環境から保護している。モールド樹脂３は、さらに、パッケージ基板２のうちの複数のパッケージボール５が配置されている面と異なる面が外気から遮断されるように、パッケージ基板２を封止している。本実施例では、モールド樹脂３とパッケージ基板２とにより半導体パッケージを構成する。つまり半導体装置１０は、半導体チップ１と、半導体チップ１を格納する半導体パッケージ２，３とから構成されている。なお、この半導体パッケージはこのような構成に限られず、セラミックパッケージなどの他の半導体パッケージであってもよい。
【００１５】
半導体装置１０は、プリント基板に実装されて利用される。そのプリント基板は、複数のパッケージボール５にそれぞれ対向する複数のボールランドを備えている。半導体装置１０は、複数のパッケージボール５を介してそのプリント基板のボールランドにそれぞれ電気的に、かつ、機械的に接続される。
【００１６】
半導体チップ１は、図２に示されているように、回路形成面６と複数のＩＯパッド７と複数の観測用パッド８−１〜８−ｎ（ｎ＝２，３，４，…）とが形成されている。回路形成面６は、半導体チップ１のパッケージ基板２に対向する面の反対側の面の中央に形成されている。回路形成面６は、複数の回路素子と複数の配線とが形成されている。その複数の回路素子は、その複数の配線を介して互いに電気的に接続されている。その複数の配線は、信号線と電源線とグランド線とを含んでいる。その信号線は、半導体装置１０が動作するときに、情報を伝達するための電気信号を伝達する。その電源線は、半導体装置１０が動作するときに、電源電圧が印加される。そのグランド線は、半導体装置１０が動作するときに、接地される。
【００１７】
複数のＩＯパッド７は、半導体チップ１の回路形成面６が形成されている領域の周囲に形成され、回路形成面６を囲むように配置されている。複数のＩＯパッド７は、それぞれ、回路形成面６の複数の配線のうちのいずれかに電気的に接続されている。複数の観測用パッド８−１〜８−ｎは、半導体チップ１の回路形成面６が形成されている面に形成されている。複数の観測用パッド８−１〜８−ｎは、それぞれ、回路形成面６の複数の配線のうちのいずれかに電気的に接続されている。
【００１８】
パッケージ基板２は、複数のステッチ１１を備えている。複数のステッチ１１は、パッケージ基板２の半導体チップ１に対向する面のうちの半導体チップ１に重なっていない領域に配置されている。パッケージ基板２は、図示されていない複数の内部配線を備えている。その複数の内部配線は、互いに電気的に絶縁されるようにパッケージ基板２の内部に配置され、複数のステッチ１１を複数のパッケージボール５にそれぞれ電気的に接続している。
【００１９】
半導体装置１０は、さらに、複数のパッケージワイヤー１２を備えている。複数のパッケージワイヤー１２は、半導体チップ１の複数のＩＯパッド７を複数のステッチ１１にそれぞれ電気的に接続している。このとき、モールド樹脂３は、さらに、複数のステッチ１１と複数のパッケージワイヤー１２とが外気から遮断されるように、かつ、複数のパッケージワイヤー１２が互いに電気的に絶縁されるように、複数のステッチ１１と複数のパッケージワイヤー１２とを封止している。
【００２０】
半導体装置１０は、図３に示されているように、複数の開口部１４−１〜１４−ｎがモールド樹脂３に形成されている。複数の開口部１４−１〜１４−ｎの各開口部１４−ｉ（ｉ＝１，２，３，…，ｎ）は、図４に示されているように、半導体チップ１の観測用パッド８−ｉが配置されている位置に配置され、半導体チップ１の観測用パッド８−ｉの一部だけが露出するように形成されている。すなわち、観測用パッド８−ｉの一部は、開口部１４−ｉの底部を形成している。
【００２１】
開口部１４−ｉは、図５に示されているように、すり鉢状に形成され、半導体チップ１の回路形成面６に近づくほど径が狭まった形状をし、開口部１４−ｉの口から半導体チップ１の観測用パッド８−ｉの一部が見えるように形成されている。すなわち、開口部１４−ｉは、開口部１４−ｉの口の径１８が開口部１４−ｉの底の径１７より大きくなるように、形成されている。径１７は、観測用パッド８−ｉのうちの露出している部分の径に等しい。つまり、開口部１４−ｉの口側の面積が、底側の面積より大きいようにされる。ここで開口部１４−ｉの口とは、開口部１４−ｉの半導体パッケージ３の外部側の端面であり、開口部１４−ｉの底とは、半導体パッケージ３の半導体チップ１側の端面である。またそれぞれの端面は、回路形成面６あるいは半導体パッケージ基板２のチップ搭載面に平行に切断した断面である。
さらに、開口部１４−ｉを形成する内壁１５は、滑らかな面に形成されている。なお、開口部１４−ｉは、回路形成面６に平行に切断された断面が四角形と異なる形状に形成されることもできる。その形状としては、円が例示される。
【００２２】
本発明による半導体装置検査方法の実施の形態は、半導体装置１０を用いて実行される。ユーザは、まず、図６に示されているように、プローブ１６の先端が観測用パッド８−ｉに接触するまで、プローブ１６を開口部１４−ｉに挿入する。ユーザは、プローブ１６の先端が観測用パッド８−ｉに接触する前にプローブ１６の一部が開口部１４−ｉの内壁１５に接触したときに、図７に示されているように、プローブ１６が内壁１５に沿って内壁１５を滑りながら移動するように、プローブ１６を開口部１４−ｉに挿入する。このような挿入によれば、プローブ１６は、先端が観測用パッド８−ｉに接触するように誘導される。このため、ユーザは、プローブ１６の一部が開口部１４−ｉの内部に挿入されたときに、プローブ１６の先端をより確実に観測用パッド８−ｉに接触させることができる。
【００２３】
このため、ユーザは、観測用パッド８−ｉのうちの露出している部分以外の領域にプローブ１６が接触しないようにプローブ１６を取り扱う必要がなく、プローブ１６が開口部１４−ｉの口に挿入させるスキルを有していれば、観測用パッド８−ｉにプローブ１６を電気的に接触させることができる。プローブ１６が観測用パッド８−ｉに接触したした後に、プローブ１６が複数の観測用パッド８−１〜８−ｎのうちの観測用パッド８−ｉと異なる他の観測用パッド８−ｊ（ｊ＝１，２，３，…，ｎ；ｊ≠ｉ）に接触するためには、プローブ１６は、開口部１４−ｉから出る必要がある。このため、プローブ１６は、観測用パッド８−ｉに接触しているときに、他の観測用パッド８−ｊに接触することがより確実に防止される。
【００２４】
ユーザは、プローブ１６と同様にして、複数のプローブを複数の観測用パッド８−１〜８−ｎにそれぞれ電気的に接触させる。ユーザは、その複数のプローブを介して、複数の観測用パッド８−１〜８−ｎの一部にそれぞれ複数の電気信号を入力し、複数の観測用パッド８−１〜８−ｎの一部からそれぞれ出力される複数の電気信号を解析することにより、半導体装置１０が適正であるかどうかを判別する。
【００２５】
半導体装置１０は、チップ表面とプローブを直接接触を取ることで、余分なインダクタンス成分を付けることなく検査されることができ、開口内部と異なる位置に検査用端子が配置される他の半導体装置に比較してり高精度に検査されることができる。半導体装置１０は、さらに、半導体チップ１のうち、検査時にプローブ１６との接触が不要である部分がモールド樹脂３により封止されている。このため、半導体装置１０は、検査時にその部分にプローブ１６が接触されることがより確実に防止され、故障が低減され、容易に、安全に検査されることができる。
【００２６】
ユーザは、観測用パッド８−ｎにプローブ１６を接触させることが不要であるときに、図８に示されているように、観測用パッド８−ｎが封止されるように、開口部１４−ｎにロウ材１９を埋める。ロウ材１９は、絶縁体であることが好ましい。このような封止によれば、半導体装置１０は、本発明による半導体装置検査方法が完了した後に、外部環境からより確実に保護されることができる。
【００２７】
なお、半導体装置１０は、複数のＩＯパッド７のいずれかが観測用パッド８−ｉに兼用されることもできる。このとき、そのＩＯパッドの一部分が開口部１４−ｉを介して外部に露出されている。このような半導体装置も、検査時にそのＩＯパッドにプローブをより容易に、かつ、より確実に、電気的に接続させることができ、検査をより容易にすることができる。
【００２８】
本発明による半導体装置の実施の他の形態は、既述の実施の形態における複数の開口部１４−１〜１４−ｎが他の複数の開口部に置換されている。その複数の開口部２１−１〜２１−ｎは、図９に示されているように、複数の開口部１４−１〜１４−ｎと同様にして、モールド樹脂３に形成されている。開口部２１−１〜２１−ｎの各複数の開口部２１−ｉは、半導体チップ１の観測用パッド８−ｉが配置されている位置に配置されている。複数の開口部２１−１〜２１−ｎの各開口部２１−ｉの底部には、図１０に示されているように、半導体チップ１と別個の金属プラグ２３が設けられている。金属プラグ２３は、金属に例示される導体から形成されている。金属プラグ２３は、図１１に示されているように、半導体チップ１が開口部２１−ｉを介して露出されないように、半導体チップ１を被覆している。金属プラグ２３は、開口部２１−ｉの内壁を形成している面が平坦に形成されている。金属プラグ２３は、半導体チップ１の観測用パッド８−ｉに電気的に接続されている。
【００２９】
ユーザは、半導体装置２０を検査する場合で、プローブの先端が金属プラグ２３に接触する前にそのプローブの一部が開口部２１−ｉの内壁２５に接触したときに、そのプローブが内壁２５を滑りながら移動するように、そのプローブが金属プラグ２３に接触するまでそのプローブを開口部２１−ｉに挿入する。
【００３０】
このような半導体装置２０は、既述の実施の形態における半導体装置１０と同様にして、観測用パッド８−ｉに電気的に接続されている金属プラグ２３にプローブをより容易に、かつ、より確実に、電気的に接続させることができる。さらに、このような半導体装置２０は、既述の実施の形態における半導体装置１０と同様にして、観測用パッド８−ｉに電気的に接続されている金属プラグ２３に接触しているプローブが、他の観測用パッド８−ｊに電気的に接続されている他の金属プラグ２３に接触することがより確実に防止される。
【００３１】
このような半導体装置２０は、既述の実施の形態における半導体装置１０に比較して、観測用パッド８−ｉにプローブが直接に接触することが防止され、半導体チップ１の破損をより確実に防止することができる。
【００３２】
本発明による半導体装置の実施のさらに他の形態は、既述の実施の形態における金属プラグ２３が他の金属プラグに置換されている。その金属プラグ３３は、図１２に示されているように、半導体チップ１と別個であり、金属に例示される導体から形成されている。金属プラグ３３は、半導体チップ１が開口部３１−ｉを介して露出されないように、半導体チップ１を被覆している。金属プラグ３３は、開口部３１−ｉの内壁を形成している面が凹面に形成されている。金属プラグ３３は、半導体チップ１の観測用パッド８−ｉに電気的に接続されている。
【００３３】
ユーザは、このような半導体装置を検査する場合で、プローブの先端が金属プラグ３３に接触する前にそのプローブの一部が開口部３１−ｉの内壁３５に接触したときに、そのプローブが内壁３５を滑りながら移動するように、そのプローブが金属プラグ３３に接触するまでそのプローブを開口部３１−ｉに挿入する。
【００３４】
このような半導体装置は、既述の実施の形態における半導体装置２０と同様にして、観測用パッド８−ｉに電気的に接続されている金属プラグ３３にプローブをより容易に、かつ、より確実に、電気的に接続させることができる。このような半導体装置３０は、さらに、既述の実施の形態における半導体装置２０と同様にして、観測用パッド８−ｉに電気的に接続されている金属プラグ３３に接触しているプローブが、他の観測用パッド８−ｊに電気的に接続されている他の金属プラグ３３に接触することがより確実に防止される。このような半導体装置は、さらに、既述の実施の形態における半導体装置２０と同様にして、観測用パッド８−ｉにプローブが直接に接触することが防止され、半導体チップ１の破損を防止することができる。
【００３５】
このような半導体装置は、既述の実施の形態における金属プラグ２３にプローブを接触させるときに比較して、金属プラグ３３にプローブを接触させるときに金属プラグ３３にプローブが衝突する衝撃がより低減され、半導体チップ１の破損をより防止することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  ：半導体チップ
２  ：パッケージ基板
３  ：モールド樹脂
５  ：複数のパッケージボール
６  ：回路形成面
７  ：複数のＩＯパッド
８−１〜８−ｎ：複数の観測用パッド
１０：半導体装置
１１：複数のステッチ
１２：複数のパッケージワイヤー
１４−１〜１４−ｎ：複数の開口部
１５：内壁
１６：プローブ
１７：径
１８：径
１９：ロウ材
２０：半導体装置
２１−１〜２１−ｎ：開口部
２３：金属プラグ
２５：内壁
３０：半導体装置
３１−ｉ：開口部
３３：金属プラグ
３５：内壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2011171385.tif 000008
【図７】
2011171385.tif 000009
【図８】
2011171385.tif 000010
【図９】
2011171385.tif 000011
【図１０】
2011171385.tif 000012
【図１１】
2011171385.tif 000013
【図１２】
2011171385.tif 000014