(57)【要約】【課題】半導体パッケージにおいてリードフレームを構成するピンが剥離容易に接合されている状態の接合不良を検出できる半導体パッケージ検査装置を提供する。【解決手段】リードフレーム１６を備えた半導体パッケージ１０におけるリードフレーム１６の個々のピン１６ａの接合不良を検出するための半導体パッケージ検査装置であって、この半導体パッケージ検査装置１は、半導体パッケージ１０を載置するステージ２と、このステージ２の鉛直上側に配設され，鉛直上下方向にスライド可能な上治具３と、個々のピン１６ａの下側に設けられ、ピン１６ａに接触した際にピン１６ａを鉛直上方に押圧するプローブピンと８を有し、上治具３は、ピン１６ａの端部と符合する領域に電極４を備え、リードフレーム１６と電極４の間には回路５が形成され、回路５には、電流の流れを検知する電流検出部６が設けられることを特徴とする半導体パッケージ検査装置１による。【選択図】図１
2011122980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体状の金属ケースと、この金属ケースに設けられ，電気信号を前記金属ケースの内側又は外側に送給又は受給するための配線構造を備えたセラミック基板と、前記金属ケースの外に一部が露出する前記セラミック基板上に形成された接合用パッド上にろう付けされ，細い板状のピンが櫛状に一体に連結されたリードフレームと、を備えた半導体パッケージの個々の前記ピンのろう付け不良を検出するための半導体パッケージ検査装置であって、
この半導体パッケージ検査装置は、前記金属ケースを載置するステージと、このステージの鉛直上側において前記半導体パッケージを被覆するように配設され，鉛直上下方向にスライド可能な上治具と、個々の前記ピンの下側でかつ前記ステージの近傍に設けられ、前記ピンに接触した際に前記ピンを鉛直上方に押圧するプローブピンと、を有し、
前記上治具は、前記ピンの端部と符合する領域に電極を備え、
前記リードフレームと前記電極の間には回路が形成され、
前記回路には、電流の流れを検知する電流検出部が設けられ、
前記ステージ上に前記半導体パッケージを載置した後、前記上治具を降下させて前記半導体パッケージを前記ステージと共に押し下げた際に、前記ピンは、前記プローブピンの上端と接触して鉛直上方に押圧され、ろう付けが不十分な前記ピンは、前記プローブピンにより押し上げられて前記接合用パッドから完全に剥離されて前記電極に接触し、前記電流検出部において電流の流れが検出されることを特徴とする半導体パッケージ検査装置。
【請求項２】
前記ステージの下側に、前記ステージの押し下げ量を計測する計測装置を備えることを特徴とする請求項１記載の半導体パッケージ検査装置。
【請求項３】
筐体状の金属ケースと、この金属ケースに設けられ，電気信号を前記金属ケースの内側又は外側に送給又は受給するための配線構造を備えたセラミック基板と、前記金属ケースの外に一部が露出する前記セラミック基板上に形成された接合用パッド上にろう付けされ，細い板状のピンが櫛状に一体に連結されたリードフレームと、を備えた半導体パッケージの個々の前記ピンのろう付け不良を検出するための半導体パッケージ検査方法であって、
前記金属ケースを載置するためのステージに前記金属ケースを載置する第１の工程と、
前記ステージの鉛直上側において前記半導体パッケージを被覆するように配設され，鉛直上下方向にスライド可能な上治具を降下させる第２の工程と、
個々の前記ピンの下側でかつ前記ステージの近傍に設けられるプローブピンを前記ピンに接触させて鉛直上方に押圧する第３の工程と、
ろう付けが不十分な前記ピンを前記プローブピンの押圧力により前記接合用パッドから剥離させて前記上治具の前記ピンの端部と符合する位置に備えられた電極に接触させる第４の工程と、
前記リードフレームと前記電極の間に形成された回路において流れる電流を検出する第５の工程と、を有することを特徴とする半導体パッケージ検査方法。
【請求項４】
前記第２の工程と同時に、前記ステージの押し下げ量を計測する工程を行なうことを特徴とする請求項３記載の半導体パッケージ検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体パッケージの金属ケースにろう付けされるセラミック基板上に形成される接合用パッドにろう付けされるリードフレームの接合不良を検出するための半導体パッケージ検査装置及び半導体パッケージ検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
まず、被検査対象である半導体パッケージの構造について図８及び図９を参照しながら説明する。
図８は被検査対象である半導体パッケージの一例を分解した様子を示す概念図であり、図９は被検査対象である半導体パッケージの一例を示す概念図である。
図８及び図９に示すように、被検査対象である半導体パッケージ１０は、例えば、銅とタングステンの合金からなり上部に開口１１ａを有する筐体状の金属ケース１１（例えば、金属ベース１２上に外形が口字形の金属フレーム１３がろう付けされてなる）に、開口１１ａと連続して少なくとも１つの切欠き１３ａが形成され、この切欠き１３ａに断面凸状のセラミック基板１４が挿入され、さらに、金属ケース１１の外に裸出するセラミック基板１４の上面に形成される接合パッド１５上に、細板状のピン１６ａが複数本連結部１６ｂにより連結されてなるリードフレーム１６が、金属ろう材によりろう付けされ、さらに、金属ケース１１の開口１１ａにやはり銅とタングステンからなる金属リング１８がろう付けされたものである。このような半導体パッケージ１０は、主に光信号や高周波信号の伝送用に用いられる。
従来、上述のような半導体パッケージ１０においては、セラミック基板１４上に形成される接合パッド１５にリードフレーム１６を接合する際に接合不良が起きて不良品化する場合があり、製品を出荷する前にピン１６ａの接合状態を検査する必要があった。
これまで、半導体パッケージ１０のリードフレーム１６の接合不良を検査する方法としては以下に示すような方法が知られている。
【０００３】
特許文献１には「半導体パッケージ用基板の導通測定方法」という名称で、半導体パッケージ用基板に設けられた基板回路の導通状態を測定する半導体パッケージ用基板の導通測定方法に関する発明が開示されている。
特許文献１に開示される発明は、文献中に記載される符号をそのまま用いて説明すると、表側と裏側にそれぞれ露出する接続パッド群２０、３０を有する複数の基板回路４０を備えた半導体パッケージ用基板１０の導通測定方法であって、接続パッド群２０、３０の何れか一方２０に、それぞれのパッド２１に弾力性を有する導電部材５１を圧接し、他方の接続パッド群３０のそれぞれのパッド３１に測定プローブ５２を個別に接触させ、導電部材５１と測定プローブ５２との間で基板回路４０の導通状態を測定することを特徴とするものである。
このような特許文献１に開示される発明を用いて、本願明細書の図９に示すような半導体パッケージ１０を検査した場合、接合パッド１５からリードフレーム１６のピン１６ａが完全に離間しているものを不良品として検出することができるという効果を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２３０９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されるような方法では、本願明細書の図９に示すような半導体パッケージ１０において、セラミック基板１４上に形成される接合パッド１５上に、リードフレーム１６のピン１６ａが辛うじて接合してはいるものの、容易に剥離して不良品化する状態のものについては検出することができないという課題があった。
【０００６】
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものでありその目的は、半導体パッケージにおけるセラミック基板上の接合用パッドと、リードフレームのピンとの接合構造における接合不良において、接合用パッドにリードフレームのピンが全く接触していない状態のもの、及び、接合用パッドにリードフレームのピンが辛うじて接触してはいるものの容易に離間して不良品化してしまう状態のものを確実に検出することのできる半導体パッケージ検査装置及び半導体パッケージ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】
【０００７】
上記目的を達成するため請求項１記載の発明である半導体パッケージ検査装置は、筐体状の金属ケースと、この金属ケースに設けられ，電気信号を金属ケースの内側又は外側に送給又は受給するための配線構造を備えたセラミック基板と、金属ケースの外に一部が露出するセラミック基板上に形成された接合用パッド上にろう付けされ，細い板状のピンが櫛状に一体に連結されたリードフレームと、を備えた半導体パッケージの個々のピンのろう付け不良を検出するための半導体パッケージ検査装置であって、この半導体パッケージ検査装置は、金属ケースを載置するステージと、このステージの鉛直上側において半導体パッケージを被覆するように配設され，鉛直上下方向にスライド可能な上治具と、個々のピンの下側でかつステージの近傍に設けられ、ピンに接触した際にピンを鉛直上方に押圧するプローブピンと、を有し、上治具は、ピンの端部と符合する領域に電極を備え、リードフレームと電極の間には回路が形成され、回路には、電流の流れを検知する電流検出部が設けられ、ステージ上に半導体パッケージを載置した後、上治具を降下させて半導体パッケージをステージと共に押し下げた際に、ピンは、プローブピンの上端と接触して鉛直上方に押圧され、ろう付けが不十分なピンは、プローブピンにより押し上げられて接合用パッドから完全に剥離されて電極に接触し、電流検出部において電流の流れが検出されることを特徴とするものである。
上記構成の請求項１記載の発明において、ステージは、金属ケース保持するとともに、鉛直上下方向に被検査対象である半導体パッケージをスライドさせるという作用を有する。また、上治具は、半導体パッケージのリードフレームを構成する細い板状のピンの真上にあたる領域に電極を備えるとともに、金属ケース及びステージを鉛直下方に押し下げるという作用を有する。さらに、プローブピンは、金属ケースの降下に伴って、その上端部がリードフレームのピンの下面に接触した場合に、個々のピンを鉛直上方に押し上げるという作用を有する。
そして、プローブピンはその押圧力により、接合パッドに全く接合されていないピン鉛直上方に押し上げて、あるいは、接合パッドに辛うじて接合されてはいるものの容易に剥離できるピンを接合パッドから強制的に剥離して鉛直上方に押し上げて、上治具に設けられる電極に押し当てるという作用を有する。また、リードフレームと電極の間に回路を形成しておくことで、リードフレームのピンが電極に接触した際に回路のスイッチがＯＮされた状態となり通電されるという作用を有する。
さらに、この回路に電流検出部を設けておくことで、回路が導通状態になっているのを検出するという作用を有する。
【０００８】
請求項２記載の発明である半導体パッケージ検査装置は、請求項１記載の半導体パッケージ検査装置であって、ステージの下側に、ステージの押し下げ量を計測する計測装置を備えることを特徴とするものである。
上記構成の請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明と同じ作用に加えて、計測装置は、ステージの押し下げ量を計測するという作用を有する。
この場合、適正な金属ケースを有する半導体パッケージを載置した場合のステージの押し下げ量と、被検査対象である半導体パッケージを載置したステージの押し下げ量を比較することで金属ケースを構成する部品の厚み等の不良、又は、金属ケースを構成する部品の接合不良、あるいは、これらが組み合わさってなる不良を間接的に発見させるという作用を有する。
【０００９】
請求項３記載の発明である半導体パッケージ検査方法は、筐体状の金属ケースと、この金属ケースに設けられ，電気信号を金属ケースの内側又は外側に送給又は受給するための配線構造を備えたセラミック基板と、金属ケースの外に一部が露出するセラミック基板上に形成された接合用パッド上にろう付けされ，細い板状のピンが櫛状に一体に連結されたリードフレームと、を備えた半導体パッケージの個々のピンのろう付け不良を検出するための半導体パッケージ検査方法であって、金属ケースを載置するためのステージに金属ケースを載置する第１の工程と、ステージの鉛直上側において半導体パッケージを被覆するように配設され，鉛直上下方向にスライド可能な上治具を降下させる第２の工程と、個々のピンの下側でかつステージの近傍に設けられるプローブピンをピンに接触させて鉛直上方に押圧する第３の工程と、ろう付けが不十分なピンをプローブピンの押圧力により接合用パッドから剥離させて上治具のピンの端部と符合する領域に備えられた電極に接触させる第４の工程と、リードフレームと電極の間に形成された回路において流れる電流を検出する第５の工程と、を有することを特徴とするものである。
上記構成の請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明を方法の発明として捉えたものであり、第１の工程は、ステージに金属ケースを載置して検査の準備をする工程である。第２の工程は、ステージ上に載置された半導体パッケージを上治具により鉛直下方に押し下げるという作用を有する。
次の第３の工程は、先の第２の工程においてステージと共に降下してきた半導体パッケージのリードフレームを構成するピンの下面に、ステージの近傍に設けられるプローブピンの上端を接触させてピンを個別に鉛直上方に押し上げるという作用を有する。
そして、第４の工程は、接合パッドに全く接合されていないピンをプローブピンにより押し上げて上治具に設けられる電極に接触させるという作用，並びに，接合パッドに辛うじて接合されてはいるものの接合パッドから容易に剥離可能なピンを、プローブピンの押圧力により強制的に剥離して押し上げて上治具に設けられる電極に接触させるという作用を有する。
また、電極とリードフレームの間には回路が形成されているため、この第４の工程において、接合不良のピンがプローブピンにより電極に押し当てられた場合、回路のスイッチがＯＮされた状態となり、回路に電気が導通した状態になる。
このため、続く第５の工程においては、この回路に流れる電流を検出することで、被検査対象である半導体パッケージに接合されるリードフレームのピンが接合パッドに接合されているか否かを正確に（接合パッドから離間しているか否かを）判定可能にするという作用を有する。
【００１０】
請求項４記載の発明である半導体パッケージ検査方法は、請求項３記載の半導体パッケージ検査方法であって、第２の工程と同時に、ステージの押し下げ量を計測する工程を行なうことを特徴とするものである。
上記構成の請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明と同じ作用を有する。また、ステージの押し下げ量を計測することで、適正な半導体パッケージをステージに載置した際のステージの押し下げ量の計測値と比較することにより、間接的に金属ケースを構成する部品の不良、又は、金属ケースを構成する部品の接合不良、あるいは、これらが組み合わさってなる不良の発見を可能にするという作用を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の請求項１記載の発明によれば、被検査対象である半導体パッケージにおいて、接合パッドからリードフレームのピンが完全に浮き上がっている状態の接合不良だけでなく、検査時においては接合パッドに辛うじて接合しているものの容易に接合パッドから剥離して将来的には不良品化する可能性の高い状態のピンの接合不良までも発見することができるという効果を有する。
つまり、リードフレームに単に電気を導通させただけでは発見することのできない、接合パッドとピンが完全に離間していない状態の接合不良についても確実に発見することができるという効果を有する。
この結果、請求項１記載の半導体パッケージ検査装置を用いることで、製造された半導体パッケージの中から、既に不良品化している半導体パッケージ，及び，将来的に不良品化する恐れのある半導体パッケージの両方を１つの装置を用いて抽出し除外することができるので、検査作業における作業効率を向上するとともに、検査済み製品の品質をより高くすることができる。
【００１２】
本発明の請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明と同じ効果に加えて、ステージの押し下げ量を計測することで、金属ケースが不良品化している半導体パッケージを発見することができるという効果を有する。より具体的には、半導体パッケージの金属ケースを構成する部品自体に不良品が含まれる場合、又は、金属ケースを構成する部品の接合や組立状態に不具合がある場合、あるいは、これらの不具合が同時に起こっている場合を、リードフレームのピンの接合不良に関する検査を実施しながら発見することができる。
また、金属ベースに不良があるために、リードフレームのピンの接合不良を検査することができなかった被検査対象が、適正と判断されるのを防止することができるという効果を有する。
この場合、検査済みの半導体パッケージの品質を高くすることができるという効果を有する。
【００１３】
本発明の請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明を方法の発明として捉えたものであり、請求項１の発明と同じ効果を有する。
請求項３記載の発明は、従来のようにリードフレームに単に電気を導通させて通電が確認された場合には良品、通電が確認されなかった場合に不良品とする検査する方法とは異なり、プローブピンを用いてリードフレームを構成する個々のピンに直接負荷をかけることで、その接合状態のみならず、接合強度が適切か否かについても検査する方法である。
従って、請求項３記載の発明によれば、リードフレームの個々のピンが接合パッド上に適切に接合されて導通状態にあるか否かに加えて、個々のピンが接合パッドに十分な接合強度を維持しながら接合されているか否かについてまでも検査することができるという効果を有する。
この結果、従来の検査方法よりもリードフレームのピンの接合状態を精度良く検査することができるという効果を有する。
【００１４】
本発明の請求項４記載の発明は、請求項２記載の発明を方法の発明として捉えたものである。請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明と同じ効果に加えて、半導体パッケージの金属ケースが載置されたステージの押し下げ量を計測する工程を備えることにより、この計測値と、適正な半導体パッケージを載置した場合のステージの押し下げ量とを比較することで、間接的に、金属ケースが適正か否かを容易に判断することができる。
すなわち、請求項４記載の発明によれば、金属ケースを構成するいずれかの部品が不良品であることにより金属ケースが不良品化しているもの、又は、金属ケースを構成する部品の接合又は組立不良により金属ケースが不良品化しているもの、あるいは、これらの理由が同時に起こって不良品化しているものを発見することができるという効果を有する。
従って、請求項４記載の方法によれば半導体パッケージにおけるリードフレームの個々のピンの接合状態の適否に加えて、金属ケースの不良についても併せて検査することができるので、検査済みの半導体パッケージの品質をより高めることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例１に係る半導体パッケージ検査装置の断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）はいずれも本発明の実施例１に係る半導体パッケージ検査装置においてリードフレームと電極との間に形成される回路の一例を示す概念図である。
【図３】（ａ），（ｂ）はいずれも被検査対象である半導体パッケージのピンのろう付け不良状態の一例を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例１に係る半導体パッケージ検査装置において半導体パッケージを鉛直下方に押し下げた状態を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例１に係る半導体パッケージ検査装置においてピンの接合不良が検出された状態を示す断面図である。
【図６】（ａ）は本発明の実施例２に係る半導体パッケージ検査装置に金属リングの厚みが適正である半導体パッケージを載置した場合の断面図であり、（ｂ）は本発明の実施例２に係る半導体パッケージ検査装置に金属リングの厚みが不良である半導体パッケージを載置した場合の一例を示す断面図である。
【図７】（ａ）は本発明の実施例２に係る半導体パッケージの検査装置に金属リングの接合が適切な半導体パッケージを載置した場合の断面図であり、（ｂ）は本発明の実施例２に係る半導体パッケージ検査装置に金属リングの接合不良状態の半導体パッケージを載置した場合を示す断面図である。
【図８】被検査対象である半導体パッケージの一例を分解した様子を示す概念図である。
【図９】被検査対象である半導体パッケージの一例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施の形態に係る半導体パッケージ検査装置及び半導体パッケージ検査方法について実施例１及び実施例２を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
本発明の実施例１に係る半導体パッケージ検査装置について図１及び図８、図９を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の実施例１に係る半導体パッケージ検査装置の断面図である。なお、図８及び図９に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。また、図１は被検査対象である半導体パッケージ１０を搭載した状態の断面図であり、図９中におけるＡ−Ａ線により半導体パッケージ１０を切断した状態が示されている。
実施例１に係る半導体パッケージ検査装置１は、例えば、先の図８及び図９に示すような半導体パッケージ１０を検査するためのものである。
より具体的には、実施例１に係る半導体パッケージ検査装置１は、金属ケース１１の側壁に挿設されるセラミック基板１４において金属ケース１１から裸出する基板上に形成される接合パッド１５上に、金属ろう材１７を介して接続されるリードフレーム１６の個々のピン１６ａの接合状態の適否を高精度に検査するための装置である。
実施例１に係る半導体パッケージ検査装置１は、被検査対象である半導体パッケージ１０の金属ケース１１を載置するための断面凹状の収容部２ａを有するステージ２を備え、このステージ２の近傍で，かつ，収容部２ａに金属ケース１１を載置した際にリードフレーム１６を構成する個々のピン１６ａの真下に当たる位置に、それぞれプローブピン８を有し、さらに、ステージ２の鉛直上方に、ステージ２に載置される半導体パッケージ１０の上面を被覆するようにステージ２と平行に配置され，鉛直上下方向にスライド可能に設けられる上治具３を備えている。
また、上治具３には、ピン１６ａの真上にあたる領域に電極４が設けられ、ステージ２に半導体パッケージ１０が載置された場合に、そのリードフレーム１６とこの電極４との間に図１中に二点破線で示すような回路５が形成され、電気を導通させることができるよう構成されている。さらに、この回路５には電気が導通した際にその状態を検出するための電流検出部６が設けられている。
【００１８】
なお、図１に示すような実施例１に係る半導体パッケージ検査装置１においては、プローブピン８はリードフレーム１６を構成するピン１６ａの１つ１つに対して別個に設けられているのに対して、上治具３に設けられる電極４は、必ずしも個々のピン１６ａに対して個別に設ける必要はなく、１つのリードフレーム１６を構成するピン１６ａのどれが電極４に触れても回路５において電気が通電されるよう構成されていればよい。
【００１９】
この理由について図２を参照しながら詳細に説明する。
図２（ａ）〜（ｃ）はいずれも本発明の実施例１に係る半導体パッケージ検査装置においてリードフレームと電極との間に形成される回路の一例を示す概念図である。なお、図１に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。また、図２中に示されるスイッチ２１は、実施例１に係る半導体パッケージ検査装置１に実際に設けられるものではなく、半導体パッケージ検査装置１においてリードフレーム１６のピン１６ａが上治具３に設けられる電極４に接触している状態と、接触していない状態とが分かり易いよう模式的に示したものである。
図２（ａ）はリードフレーム１６を構成する個々のピン１６ａに対応するように電極４が個別に設けられて回路５が形成された場合を示している。
この場合、ピン１６ａと電極４とをつなぐスイッチ２１のうちのいずれか１つでもＯＮになると、回路５が通電状態となり電流検出部６において電流が検出される。
つまり、図１に示す半導体パッケージ検査装置１において、ステージ２上に載置される半導体パッケージ１０のピン１６ａのうちの少なくとも１つが上治具３に設けられる電極４に接触した場合に、電流検出部６において電気の導通が検出されることになる。
図２（ｂ）は、上述の図２（ａ）とは異なり、個々のピン１６ａに対して大きな電極４が１つだけ設けられて回路５が形成される場合を示している。
この場合も、ピン１６ａと電極４とをつなぐスイッチ２１のうちのいずれか１つがＯＮになれば、電流検出部６において電気の導通が検出されることになる。
すなわち、図１に示す半導体パッケージ検査装置１において、ステージ２上に載置される半導体パッケージ１０のリードフレーム１６のピン１６ａのいずれか１つが上治具３に設けられる電極４に接触することで、電流検出部６において電気の導通が検出されることになる。
また、図２（ｃ）２つのリードフレーム１６のそれぞれに対して形成される回路５において導通状態を検知するための電流検出部６が兼用される場合を示している。
この場合も、ピン１６ａと電極４とをつなぐスイッチ２１のうちのいずれか１つがＯＮになれば、電流検出部６において電気の導通が検出されることになる。
特に、図２（ｃ）に示すような回路は、被検査対象である半導体パッケージ１０がードフレーム１６を２つ以上有する場合に、回路５及び電流検出部６の構成を簡略化して半導体パッケージ検査装置１の構成をシンプルにすることができる。
【００２０】
通常、被検査対象である半導体パッケージ１０におけるリードフレーム１６を構成するピン１６ａのうち１つのみが接合不良で、他のピン１６ａには接合不良見つからない場合であっても、半導体パッケージ１０を不良品と判定せざるを得ないので、電極４は必ずしも個々のピン１６ａに対して設ける必要はない。
すなわち、上治具３において，１つのリードフレーム１６を構成する全てのピン１６ａの先端部の真上を被覆する領域に電極４を設けてもよい。
【００２１】
再び図１の説明に戻るが、実施例１に係る半導体パッケージ検査装置１においては、上治具３の金属ケース１１の上面と符合する位置に断面凹状の嵌合部３ａを形成しておき、この嵌合部３ａに金属ケース１１を嵌合させながら半導体パッケージ１０を鉛直下方に押圧できるよう構成してもよい。
さらに、プローブピン８は、ステージ２の周囲に個別に配設してもよいが、ステージ２の周囲を囲うようにステージ２とは別体に下治具７を設けておき、この下治具７にプローブピン８を設けるための断面凹状の溝状あるいは有底の穴状の収容部７ａを形成しておき、この収容部７ａ内で，かつ，個々のピン１６ａの端部近傍にプローブピン８を配設してもよい。
【００２２】
ここで、図３を参照しながらリードフレーム１６のピン１６ａの接合不良について説明する。
図３（ａ），（ｂ）はいずれも被検査対象である半導体パッケージのピンのろう付け不良状態の一例を示す断面図である。なお、図１及び図２、図８及び図９に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。また、図３（ａ），（ｂ）はいずれも図９に示す半導体パッケージ１０のＢ−Ｂ線断面図である。さらに、図３においては、接合パッド１５とリードフレーム１６のピン１６ａとを接合するための金属ろうの記載については省略した。
図３（ａ）に示すように、リードフレーム１６を構成するピン１６ａがセラミック基板１４上の接合パッド１５から完全に浮き上がった状態の接合不良は、ピン１６ａへの導通検査により容易に発見することができる。
また、通常、セラミック基板１４上に形成される接合パッド１５上にピン１６ａを接合する場合、接合パッド１５とピン１６ａの間に、図示しない金属ろう材からなるリボンを介設して加熱することで、接合パッド１５上にリードフレーム１６を接合している。
この接合工程において、例えば、セラミック基板１４に撓み等が生じてしまった場合、図３（ｂ）に示すように、接合パッド１５上にピン１６ａが完全に浮き上がった状態の接合不良だけでなく、接合パッド１５上にピン１６ａが辛うじて接合されているものの容易に剥離して将来的にピン１６ａが浮き上がってしまう可能性が高い状態の接合不良が発生する場合がある。
そして、特に後者の場合の接合不良は、従来の検査方法で導通検査を行った際に適正と判断されてしまう。このため、半導体パッケージ１０の出荷後にピン１６ａが接合パッド１５から剥離した場合には、結果として、検査漏れとなってしまうという課題があった。
【００２３】
次に、実施例１に係る半導体パッケージ検査装置１の使用方法及び半導体パッケージ検査方法について図１乃至図５を参照しながら詳細に説明する。
図４は本発明の実施例１に係る半導体パッケージ検査装置において半導体パッケージを鉛直下方に押圧した状態を示す断面図であり、図５は本発明の実施例１に係る半導体パッケージ検査装置においてピンの接合不良が検出された状態を示す断面図である。
実施例１に係る半導体パッケージ検査装置１を用いて半導体パッケージ１０のピン１６ａの接合不良を検査するには、まず、図１に示すように半導体パッケージ検査装置１のステージ２に形成される収容部２ａ上に半導体パッケージ１０を載置し（ステップＳ１）てから、半導体パッケージ１０のリードフレーム１６と上治具３に設けられる電極４の間に回路５を形成し（ステップＳ２）た後、上治具３を鉛直下方に降下させて，上治具３に形成される嵌合部３ａに半導体パッケージ１０の金属ケース１１を嵌め合わせながら上治具３により半導体パッケージ１０をステージ２ごと鉛直下方に押し下げる（ステップＳ３）。
このステップＳ３において半導体パッケージ１０が鉛直下方に押し下げられることで、リードフレーム１６を構成する個々のピン１６ａの下面のそれぞれにプローブピン８の上端８ａが接触し、個々のピン１６ａはプローブピン８により鉛直上方に押し上げられる（ステップＳ４）。
このとき、先の図３（ｂ）に示したように、半導体パッケージ１０のセラミック基板１４上に形成される接合パッド１５から完全に浮き上がっているピン１６ａ、並びに、接合パッド１５に辛うじて接合されてはいるものの容易に接合パッド１５から剥離する状態のピン１６ａは、図５に示すように、プローブピン８の押圧力に耐えられず、プローブピン８により鉛直上方に押し上げられ、又は、接合パッド１５から剥離された後プローブピン８により鉛直上方に押し上げられて、上治具３に設けられる電極４に強制的に接触させられる（ステップＳ５）。
なお、十分な接合強度を有して接合パッド１５に接合されるピン１６ａは、プローブピン８により押し上げられた場合でも接合パッド１５から外れることはないので、ピン１６ａの端部が電極４に接触することはない。すなわち、図４に示される状態が維持される。
そして、リードフレーム１６を構成するピン１６ａのうちのいずれか一つでも電極４に接触した場合には、回路５に設けられる電流検出部６において導通が検出され（ステップＳ６）、つまり、先の図２（ａ）〜（ｃ）における仮想上のスイッチ２１がＯＮされた状態となることで、被検査対象である半導体パッケージ１０全体が不良品と判定される。
【００２４】
このように、実施例１に係る半導体パッケージ検査装置１及び半導体パッケージ検査方法によれば、セラミック基板１４上に形成される接合パッド１５に接合されるリードフレーム１６のピン１６ａのうち、既に接合パッド１５上から浮き上がって離間しているもの、及び、検査の時点においては接合パッド１５に辛うじて接合されているものの容易に剥離して不良品化する恐れのあるものを１度の検査で同時に検出することができるという効果を有する。
従って、検査済みの半導体パッケージ１０の品質を高めることができるという効果を有する。
【実施例２】
【００２５】
本発明の実施例２に係る半導体パッケージ検査装置及び半導体パッケージ検査方法について図１，図４乃至図７を参照しながら詳細に説明する。
実施例２に係る半導体パッケージ検査装置１ａは、上述の実施例１に係る半導体パッケージ検査装置１と同じ構成に加えて、図１に示すように、ステージ２の下面側にステージ２の押し下げ量を計測するための計測装置９を備えたものである。
この計測装置９は、例えば、本体部９ｂ上に棒状の接触部９ａが鉛直上下方向にスライド可能に設けられるものであり、上治具３が降下して被検査対象である半導体パッケージ１０と共にステージ２を押し下げた場合に、接触部９ａの先端がステージ２の下面に接触してステージ２と共に鉛直下方にスライドしてステージ２の押し下げ量を計測できるよう構成されている。
【００２６】
被検査対象である半導体パッケージ１０は、先にも述べたように、例えば、金属ベース１２と金属フレーム１３とからなる金属ケース１１の開口１１ａに金属リング１８を備えている。
この場合、金属リング１８の厚みが正規のものよりも薄い又は厚い場合（以下、この状態を「金属リング１８不良」と記載する）や、金属ケース１１の開口１１ａに金属リング１８が正しく接合されていない場合、例えば、金属リング１８の一部が浮き上がった状態で金属ケース１１の開口１１ａに接合される場合（以下、この場合を「金属リング１８の接合不良」と記載する）があり、このような不具合を有する半導体パッケージ１０も出荷前に取り除く必要がある。
そこで、実施例２に係る半導体パッケージ検査装置１ａ及び実施例２に係る半導体パッケージ検査方法では、ピン１６ａの接合不良の検査時に併せて、計測装置９を用いてステージ２の押し下げ量を計測することで間接的に金属ケース１１における金属リング１８不良、又は、金属リング１８の接合不良についても検査できるよう構成している。
【００２７】
より具体的には、上述の実施例１に係る半導体パッケージ検査方法におけるステップＳ３と同時に、半導体パッケージ１０が載置されたステージ２が下降してステージ２の下面が計測装置９の接触部９ａの先端に接触しながら鉛直下方にスライドすることによりステージ２の押し下げ量が計測される。
なお、計測装置９としては、例えば、デジマチックインジケータを用いることができる。
【００２８】
以下に、半導体パッケージ検査装置１ａの計測装置９を用いて金属リング１８不良、及び、金属リング１８の接合不良を検出する手順について図６及び図７を参照しながら説明する。
まず、図６を参照しながら金属リング１８不良の検出手順について説明する。図６（ａ）は本発明の実施例２に係る半導体パッケージ検査装置に金属リングの厚みが適正である半導体パッケージを載置した場合の断面図であり、（ｂ）は本発明の実施例２に係る半導体パッケージ検査装置に金属リングの厚みが不良である半導体パッケージを載置した場合の一例を示す断面図である。なお、図１乃至図５及び図８，図９に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。また、図６及び以下に示す図７には、被検査対象である半導体パッケージ１０が載置されたステージ２が上治具３により最も低い位置まで押し下げられた状態を示している。さらに、実施例１及び実施例２に係る半導体パッケージ検査装置１，１ａにおいては、リードフレーム１６と接触しない上治具３の、例えば、四隅に脚部３ｂが設けられることで、上治具３を鉛直下方向にスライドさせた際の上治具３の降下量が常に一定となるよう構成されている。
【００２９】
図６に示すように、半導体パッケージ１０をステージ２の収容部２ａに載置した後、上治具３により半導体パッケージ１０をステージ２ごと押し下げると、先の図４に示すように、ステージ２は降下の途中で計測装置９の接触部９ａの上端に接触して、接触部９ａを鉛直下方へと押し下げる。そして、その押し下げ量は、計測装置９において計測される。
そして、例えば、金属ケース１１の開口１１ａに接合される金属リングが規定の厚さ（金属リング１８）よりも薄い金属リング２０である場合、計測装置９において計測されるステージ２の押し下げ量は、適正な厚さを有する金属リング１８が接合された半導体パッケージ１０がステージ２に搭載された場合の押し下げ量よりも、足りない厚み分だけ小さくなる。
すなわち、図６（ａ），（ｂ）を比較すると明らかなように、上治具３による押し下げが完了した時点のステージ２の下面の水平位置は、正常な厚みを有する金属リング１８が接合される場合の適性ライン１９よりもやや鉛直上方に位置することになる。
従って、正常な厚みを有する金属リング１８が接合される場合のステージ２の押し下げ量と、被検査対象である半導体パッケージ１０を載置した場合の押し下げ量を比較することで、金属リング１８以外の構成が全て適正であると仮定して、金属リング１８の厚みが適正であるか否かを判定することが可能になる。
【００３０】
また、金属リング１８の厚みが不良で、ステージ２が十分に押し下げられない場合、図６（ｂ）に示すように、リードフレーム１６のピン１６ａにプローブピン８が接触しない場合もある。この場合、ピン１６ａに接合不良があるか否かを検査することができない上、回路５には電流が流れないので電流検出部６において通電が検出されず、ピン１６ａに対する検査がされていないにも関わらず半導体パッケージ１０が適正と判断されてしまい、結果として、検査漏れになってしまう恐れがある。
従って、実施例２に係る半導体パッケージ検査装置１ａ及び半導体パッケージ検査方法においては、計測装置９において計測される押し下げ量が適正な範囲内である場合で，かつ，先に述べた電流検出部６において通電が確認されない場合に、被検査対象である半導体パッケージ１０が適正であると判断している。
これにより、被検査対象である半導体パッケージ１０の検査漏れを防止しながら、金属リング１８を含んだ金属ケース１１の不具合を検出することができるという効果を有する。
【００３１】
他方、例えば、金属ケース１１の開口１１ａに金属リング１８が２つ重なった状態で接合されてしまった場合、計測装置９において計測されるステージ２の押し下げ量は、金属リング１８の厚みが適正な場合のステージ２の押し下げ量に比べて大きくなる。
従って、やはり、金属リング１８が正常な厚みを有する場合のステージ２の押し下げ量と、被検査対象である半導体パッケージ１０を載置した場合の押し下げ量を比較することで、金属リング１８以外の構成が全て適正であると仮定して、金属リング１８の厚みが適正であるか否かを判定することが可能になる。
なお、金属ろう材１７によるピン１６ａの接合強度は十分に大きいので、金属リング１８の厚み不良（厚み過大）により、必要以上にステージ２が大きく押し下げられてピン１６ａの下面にプローブピン８が強く押し当てられた場合でも、ピン１６ａの接合が適切であれば、接合パッド１５からピン１６ａが剥離する等の不具合は生じないものの、金属リング１８を含む金属ケース１１には不良が検出されているため、ピン１６ａの接合不良の有無に関わらず、その半導体パッケージ１０は不良品と判定される。
【００３２】
最後に、図７を参照しながら金属リング１８の接合不良の検出手順について説明する。図７（ａ）は本発明の実施例２に係る半導体パッケージ検査装置に金属リングの接合が適切な半導体パッケージを載置した場合の断面図であり、（ｂ）は本発明の実施例２に係る半導体パッケージ検査装置に金属リングの接合不良状態の半導体パッケージを載置した場合を示す断面図である。なお、図１乃至図６及び、図８，図９に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
図７（ａ），（ｂ）に示すように、金属ケース１１の開口１１ａ上に金属リング１８の一部が浮き上がった状態で接合されている場合、見かけ上、金属ケース１１に接合される金属リング１８の厚みが過大の状態になるので、上治具３によるステージ２の押し下げ量は、適切な厚みの金属リング１８が適正に接合された半導体パッケージ１０が載置されたステージ２の押し下げ量よりも大きくなる。
すなわち、上治具３による押し下げが完了した時点の、ステージ２の下面の水平位置は、金属リング１８が正常な厚みを有する場合の適性ライン１９よりもやや鉛直下方に位置することになる。
この場合、接合パッド１５へのピン１６ａの接合不良が確認されなくとも、被検査対象である半導体パッケージ１０は不良品と判定される。
【００３３】
このように、実施例２に係る半導体パッケージ検査装置１ａ及び半導体パッケージ検査方法によれば、リードフレーム１６を構成するピン１６ａの接合不良の検査時に、被検査対象である半導体パッケージ１０を載置したステージ２の押し下げ量を併せて計測することで、例えば、金属リング１８の厚みが不十分であるためにプローブピン８による押圧力が作用せず、このために、電流検出部６において通電が確認されないことにより、被検査対象である半導体パッケージ１０が誤って適正であると判定されてしまうのを防止することができるという効果を有する。
すなわち、金属リング１８を含む金属ケース１１の不良による半導体パッケージ１０のピン１６ａの検査漏れを防止することができる。
この結果、ピン１６ａの接合不良の検査の検査精度高めることができるという効果を有する。
加えて、実施例２に係る半導体パッケージ検査装置１ａ及び半導体パッケージ検査方法によれば、ピン１６ａの接合不良のみならず、金属ケース１１の不良についても併せて検査することができるので、半導体パッケージ１０の検査効率を向上するとともに、検査済みの半導体パッケージ１０の品質も高くすることができるという効果を有する。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上説明したように、本発明は、セラミック基板１４に接合されるリードフレームの個々のピンの接合不良において、セラミック基板上の接合パッドから既にピンが浮き上がっているもののみならず、接合パッドに辛うじて接合されてはいるものの、容易に接合パッドから剥離して不良品化する恐れの高いものまでも高精度に検出することができる半導体パッケージ検査装置及び半導体パッケージ検査方法であり、電子部品の分野において利用可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１…半導体パッケージ検査装置  ２…ステージ  ２ａ…収容部  ３…上治具  ３ａ…嵌合部  ３ｂ…脚部  ４…電極  ５…回路  ６…電流検出部  ７…下治具  ７ａ…収容部  ８…プローブピン  ８ａ…上端  ９…計測装置  ９ａ…接触部  ９ｂ…本体部  １０…半導体パッケージ  １１…金属ケース  １１ａ…開口  １２…金属ベース  １３…金属フレーム  １３ａ…切欠き  １４…セラミック基板  １５…接合パッド  １６…リードフレーム  １６ａ…ピン  １６ｂ…連結部  １７…金属ろう材  １８…金属リング  １９…適性ライン  ２０…金属リング  ２１…スイッチ
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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