(57)【要約】【課題】ハンダボールを用いることなく電気的テストのための位置合わせを可能とする表面実装型パッケージを提供すること。【解決手段】パッケージ本体１１０は樹脂からなり、集積回路から引き出された導体部を避けて半導体チップを覆う。半導体チップの主面に対応するパッケージ本体１１０の一面側には、外部電極となる複数のハンダボール１２０が配列され、集積回路から引き出された各導体部と接続される。パッケージ本体の一面側には、複数のハンダボール１２０と共にインデックス１３０が形成され、このインデックス１３０は、半導体チップの厚さ方向から臨んだ形状が方向性を有している。これにより、例えばプローバーでの位置合わせの際に、インデックスを用いてパッケージ本体の傾きや位置を把握することが可能になり、従ってハンダボールを用いることなく電気的テストのための位置合わせが可能となる。【選択図】      図１
2004200585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路が形成された半導体チップを収納する表面実装型パッケージにおいて、
前記集積回路から引き出された導体部を避けて前記半導体チップを覆う樹脂からなるパッケージ本体と、
前記半導体チップの主面に対応する前記パッケージ本体の一面側に設けられ、前記集積回路から引き出された各導体部と接続された複数の外部電極と、
前記パッケージ本体の前記一面側に設けられ、前記半導体チップの厚さ方向から臨んだ形状が方向性を有する標識部材と、
を有することを特徴とする表面実装型パッケージ。
【請求項２】
前記形状が、その輪郭部に直線部を含むことを特徴とする請求項１に記載された表面実装型パッケージ。
【請求項３】
前記標識部材が、銅ポストであることを特徴とする請求項１または２に記載された表面実装型パッケージ。
【請求項４】
前記標識部材が、ハンダ層、ハンダ印刷、金バンプの何れかで覆われたことを特徴とする請求項３に記載された表面実装型パッケージ。
【請求項５】
前記標識部材が、四角状に形成されたことを特徴とする請求項４に記載された表面実装型パッケージ。
【請求項６】
前記標識部材をなす銅ポストの形状が、前記複数の外部電極のそれぞれに対して設けられた銅ポストの形状よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載された表面実装型パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チップサイズパッケージ(CSP; Chip Size Package)等の表面実装型パッケージに関し、特に表面実装型パッケージに組み込まれた半導体チップのプロービングテストでの位置合わせを容易化するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体チップを収納する表面実装型パッケージの一種としてチップサイズパッケージがある。チップサイズパッケージは、その大きさが半導体チップと同等であることから、電子機器の小型軽量化を実現する実装技術として注目されている。チップサイズパッケージに半導体チップを収納する場合、製造段階での不良検出率を高めるため、ダイシング工程の後にプロービングテストが行われる場合がある。この場合、プロービングテストの対象とされるウエハは、その表面に、パッケージ本体となるモールド樹脂が予め形成され、外部電極となるハンダボールが取り付けられた状態で、ダイシングにより個片に分割されている。ただし、ウエハの裏面側には粘着フィルムが貼り付けられているため、各個片は全体としてウエハの形状を保っている。プロービングテストは、このような個片に対して実施される。以下の説明では、パッケージ本体となるモールド樹脂が形成されてダイシングされた後の個片をデバイスチップと称し、ベアチップとしての半導体チップと区別する。
【０００３】
ところで、プロービングテストでは、テスタ側のプローブ電極をデバイスチップ側の電極に接触させる必要上、プローブ電極とデバイスチップ側の電極との位置合わせが行われる。チップサイズパッケージを用いない場合の一般的なプロービングテストでは、半導体チップに形成された配線やスクライブラインなどの特定のパターンからウエハの傾き（回転角θ）や位置（ＸＹ座標）を認識して位置合わせが行われる（特許文献１参照）。これに対し、チップサイズパッケージを用いた場合には、前述のように、半導体チップがモールド樹脂で覆われているため、半導体チップに形成された特定のパターンを外部から認識することができない。このため、一般に、チップサイズパッケージを用いた場合には、外部電極として設けられた複数個のハンダボールの配置を認識することにより位置合わせが行われる。
【０００４】
図６に、従来のチップサイズパッケージのパッケージ本体５００（モールド樹脂）の一面側に設けられたハンダボール５１０の配置例を示す。この例では、パッケージ本体５００の中央部付近を除いて、Ｘ軸方向に８個、Ｙ方向に６個のハンダボール５１０が行列状に配列されている。インデックス用のハンダボール５２０は、ユーザがチップの向きを把握するためのものである。プロービングテストを行う場合には、所定範囲にわたって複数個のハンダボール５１０を撮像して画像処理を行うことにより、Ｘ軸方向およびＹ軸方向にそれぞれ配置された複数個のハンダボールの中心（または外周部）を結ぶ直線Ｌｘ，Ｌｙを求める。そして、位置合わせの基準となる基準軸ＡＸと直線Ｌｘとのなす角度θｘ、および基準軸ＡＹと直線Ｌｙとのなす角度θｙからデバイスチップの傾きを認識して位置合わせを行う。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０３−１４２８４８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のハンダボールを認識する従来技術によれば、複数個のハンダボールを結ぶ直線Ｌｘ，Ｌｙを求める上で、個々のハンダボールの変形量を考慮した特殊な画像処理技術を必要とし、半導体チップ上の特定のパターンを認識する既存の画像処理技術を利用することができない。しかも、複数個のハンダボールを結ぶ直線を求める必要上、比較的広範囲にわたってハンダボールを撮像しなければならないため、特定の狭い範囲のパターンを撮像すれば足りる従来の撮像装置をそのまま用いることはできず、その撮像範囲を変更するなどの装置対策が必要となる。
また、ハンダボールは略円形であるため、単一のハンダボールから半導体チップの傾きを把握することも困難である。このため、上述の特定のパターンとしてハンダボールを利用することができず、従って特定のパターンを認識する既存の画像処理技術を利用することもできない。
結局のところ、チップサイズパッケージを用いた場合、ハンダボールにより位置合わせを行うためには、広範囲にわたって複数個のハンダボールの配置を認識する必要があり、そのための専用の画像処理プログラムや撮像装置を準備しなければならないという不都合がある。
【０００７】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ハンダボールを用いることなく電気的テストのための位置合わせを可能とする表面実装型パッケージを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、この発明は以下の構成を有する。
即ち、この発明は、集積回路が形成された半導体チップを収納する表面実装型パッケージにおいて、前記集積回路から引き出された導体部を避けて前記半導体チップを覆う樹脂からなるパッケージ本体と、前記半導体チップの主面に対応する前記パッケージ本体の一面側に設けられ、前記集積回路から引き出された各導体部と接続された複数の外部電極と、前記パッケージ本体の前記一面側に設けられ、前記半導体チップの厚さ方向から臨んだ形状が方向性を有する標識部材と、を有することを特徴とする。
【０００９】
この発明の構成によれば、半導体チップを収納するパッケージ本体に設けられた標識部材の形状が方向性を有しているため、パッケージ本体が半導体チップの厚さ方向（パッケージ本体の厚さ方向）を軸として回転すると、その回転角が識別部材の向きに反映される。従って、識別部材の向きからパッケージ本体の傾きが把握され、テスタ側のプローブ電極に対する外部電極の位置合わせが可能になる。ここで、「半導体チップの厚さ方向から臨む」とは、例えば半導体チップを水平状に保持した場合に、その上下方向（斜め上下方向を含む）から見ることを意味し、「形状が方向性を有する」とは、例えばその形状の輪郭部が円を形成しないこと等、回転したことを認識し得る一切の形状を意味している。これにより、識別部材の形状は向きを有することになり、この向きからパッケージ本体に設けられた外部電極の傾きを把握することができ、その位置合わせが可能になる。
【００１０】
また、上記表面実装型パッケージにおいて、前記標識部材の形状が、例えば、その輪郭部に直線部を含むことを特徴とする。この構成によれば、識別部材の輪郭部に含まれる直線部の傾きが識別部材の向きを表し、この識別部材の形状が方向性を有したものとなる。従って、識別部材の輪郭部に含まれる直線部の傾きから、パッケージ本体の傾きを把握することが可能になる。
また、前記標識部材を例えば銅ポストから形成してもよい。これにより、識別部材の形状の精度を向上させることができ、位置合わせの精度を高めることが可能になる。
【００１１】
また、前記識別部材を、例えば、ハンダ層、ハンダ印刷、金バンプの何れかで覆うことにより、信頼性を向上させることが可能になる。これにより、銅ポストの酸化を防止することができ、信頼性を高めることが可能になる。
また、前記識別部材を例えば四角状に形成すれば、その輪郭部に複数の直線部と頂点が形成されるため、パッケージ本体の傾きや位置を容易に把握することが可能になる。
さらに、前記標識部材をなす銅ポストの形状を、前記複数の外部電極のそれぞれに対して設けられた銅ポストの形状よりも大きくすることにより、例えばハンダ層で銅ポストを覆った場合の形状が、この銅ポストの形状に近似したものとなり、ハンダ層を形成したことによる識別部材としての形状の精度を確保することが可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の一実施形態を説明する。
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に係るチップサイズパッケージ１００の一面側を表した外観図である。チップサイズパッケージ１００は、表面実装型パッケージの一種であって、四角状の半導体チップ２００の個片を収納する。半導体チップ２００は、その主面に集積回路（図示なし）が形成されており、全体がパッケージ本体１１０をなすモールド樹脂で覆われている。ただし、このモールド樹脂は、後述するインデックスとなる銅ポストを避けて形成されている。
【００１３】
上述の半導体チップ２００の主面側と対応するパッケージ本体１１０の一面側、即ち半導体チップ２００の主面（集積回路の形成面）を覆うパッケージ本体１１０の外面側には、その中央付近の領域を除いて、外部電極となるハンダボール１２０が行列状に配列されて設けられている。このハンダボール１２０は、パッケージ本体１１０をなすモールド樹脂の層内で、図２に示す銅ポスト１４０Ｂを介して銅配線１５０に接続され、この銅配線１５０は、半導体チップ２００の主面に形成されたパッド電極２１０に接続されている。図１では、１つのパッド電極２１０を例示しているが、半導体チップ２００の外周領域には、複数のパッド電極が配置されており、各パッド電極は対応するハンダボール１２０と電気的に接続されている。
【００１４】
ハンダボール１２０が配列されない中央付近の領域には、ユーザがチップの向きを識別するためのインデックス１３０が設けられている。また、このインデックス１３０は、半導体検査装置の一種であるプローバーによる位置合わせ用のマークとしても使用されるものであって、上述のハンダボール１２０と共にパッケージ本体１１０の一面側に形成されている。このインデックス１３０は、行列状に配置された複数のハンダボール１２０に対して所定の位置関係を以て形成されており、このインデックス１３０を目印とすることにより、各種の信号が割り付けられた外部電極（ハンダボール）をユーザが識別できるようになっている。
【００１５】
また、インデックス１３０は、半導体チップ２００の厚さ方向（即ちパッケージ本体１１０の厚さ方向）から臨んで四角状に形成され、その形状に方向性を有している。ここで、半導体チップの厚さ方向から臨むとは、一例として、半導体チップ２００がプローバのステージ（図示なし）に載置されて水平状に保持された場合に、その上方向（斜め上方向を含む）から見ることを意味する。ただし、インデックス１３０の形状からその傾き（回転）を認識できる限度において、インデックス１３０を臨む方向は特に限定されない。
また、インデックス１３０の形状が方向性を有するとは、チップサイズパッケージ１００が傾いた時（回転した時）に、その傾きがインデックス１３０の形状の傾きとして表現されることを意味する。従って、例えば真円状の形状は排除される。なぜなら、真円状の形状は、回転させても見かけ上の形状がほとんど変化せず、その形状からインデックス１３０が傾いたことを把握できないからである。ただし、インデックス１３０の輪郭部が円であっても、その円の内部に方向性を有する図形が表現されていればよい。この実施形態では、四角状のインデックス１３０の２辺がハンダボール１２０のＸ軸方向およびＹ軸方向の各配列方向と一致するように形成されており、この２辺からパッケージ本体１１０の傾き、即ちハンダボール１２０の配列方向が把握可能となっている。
【００１６】
図２は、図１に示すＡ−Ａ線での階段断面図である。ただし、図２では、便宜上、銅配線１５０の長さを図１に比較して短く表現している。図２に示すように、半導体チップ２００をなす基板２３０の上には、アルミからなるパッド電極２１０が設けられ、このパッド電極２１０を避けてポリイミドからなる保護膜２２０が形成されている。この保護膜２２０の上に、パッド電極２１０と電気的に接続された銅配線１５０が形成され、この銅配線１５０の上には円柱状の銅ポスト１４０Ｂが形成される。また、保護膜２２０上には、インデックス１３０をなす部材（識別部材）として四角柱状の銅ポスト１４０Ａが形成されている。この実施形態では、四角状の銅ポスト１４０Ａの断面積は上述の円柱状の銅ポスト１４０Ｂの断面積よりも大きく設定されている。これら銅ポスト１４０Ａ，１４０Ｂの間はモールド樹脂で覆われ、このモールド樹脂によりパッケージ本体１１０が形成されている。
【００１７】
ここで、パッケージ本体１１０を形成する場合、銅ポスト１４０Ａ，１４０Ｂと共に半導体チップ２００の表面をモールド樹脂で覆い、このモールド樹脂を銅ポスト１４０Ａ，１４０Ｂと共に所定の厚さまで研磨する。これにより、銅ポスト１４０Ａ，１４０Ｂの研磨面がパッケージ本体１１０のモールド樹脂の研磨面と同一面となり、パッケージ本体１１０の外面に銅ポスト１４０Ａ，１４０Ｂの一部が現れる。このようにして、銅ポスト１４０Ａ，Ｂを避けるようにしてモールド樹脂で半導体チップ２００の表面を覆い、このモールド樹脂からなるパッケージ本体１１０が形成される。この後、円柱状の銅ポスト１４０Ｂの上にハンダボール１２０が加熱処理により取り付けられる。以上で、半導体チップ２００を収納するチップサイズパッケージ１００の一面側に四角状のインデックス１３０が形成される。
【００１８】
次に、図３に示すフローチャートに沿って、プロービングテストの流れと、そのプロービングテストにおけるチップサイズパッケージ１００の位置合わせの方法を説明する。
なお、図４に示すように、プローバー側には、位置合わせの基準を与える座標系（以下、基準座標系と称す）が予め定義されており、この基準座標系の原点である基準Ｐにインデックス１３０の左下の頂点Ｑが位置し、且つＸ軸およびＹ軸に対してインデックス１３０の下辺ＬＸおよび左辺ＬＹの傾きがゼロになったときに、チップサイズパッケージ１００上のハンダボール１２０とプローバー側のプローブとの位置が合うようになっている。
【００１９】
プロービングテストに際し、作業者は、ハンダボール１２０およびインデックス１３０の形成面を上向きにしてデバイスチップをプローバーのステージに載置し、プローバーの位置合わせ動作をスタートさせる。この位置合わせ動作において、先ず、プローバーは上述のインデックス１３０の探索を行う（ステップＳ１）。この探索は、チップの主面（集積回路の形成面）を撮像して得られる画像から四角形状のインデックス１３０を認識することにより行われる。プローバーがインデックス１３０を認識すると、基準座標系のＸ軸に対する傾き（以下、Ｘ軸傾きと称す）と、Ｘ軸方向の移動量（以下、横移動量と称す）とが有るか否かを判別する（ステップＳ２）。具体的には、図４（ａ）に示すように、基準座標系のＸ軸に対してインデックス１３０の下辺ＬＸがなす角度θｘをＸ軸傾きとし、基準点Ｐとインデックス１３０側のＱ点との間の距離Ｘｄを横移動量として、これら角度θｘおよび距離Ｘｄが存在するか否かを判別する。
【００２０】
ここで、角度θｘおよび距離Ｘｄが存在し、Ｘ軸傾きおよび横移動量が有ると判別された場合（ステップＳ２；ＹＥＳ）、プローバーは、上述の角度θｘおよび距離Ｘｄがゼロとなるようにステージの回転角およびＸＹ座標系上の位置を調節し、Ｘ軸傾きおよび横移動量を補正する（ステップＳ３）。そして、処理をステップＳ２に戻し、角度θｘおよび距離Ｘｄがゼロになるまで、上述のステップＳ２，Ｓ３を繰り返し実行する。なお、この場合、Ｘ軸傾きが補正されることにより、結果としてＹ軸に対する傾き（Ｙ軸傾き）も同時に補正される。
【００２１】
Ｘ軸傾きおよび横移動量が適切に補正されてなくなると（ステップＳ２；ＮＯ）、同様に、基準座標系のＹ軸に対する傾き（以下、Ｙ軸傾きと称す）と、Ｙ軸方向の移動量（以下、縦移動量と称す）が有るか否かを判別し（ステップＳ４）、これらＹ軸傾きおよび縦移動量を補正する（ステップＳ５）。ただし、前述のステップＳ３においてＸ軸傾きが補正されると、Ｙ軸傾きも同時に補正されることになるが、ステップＳ４では、縦移動量の補正に伴うＹ軸傾きのずれの有無が判別される。Ｙ軸傾きおよび縦移動量が適切に補正されてなくなると（ステップＳ４；ＮＯ）、図４（ｂ）に示すように、インデックス１３０の頂点Ｑが基準点Ｐと一致すると共に、Ｘ軸およびＹ軸に対する下辺ＬＸおよび左辺ＬＹの傾きがなくなり、位置合わせが完了する。
【００２２】
位置合わせが完了すると、プローバーは、ステージ上に載置されたデバイスチップに向けてプローブ電極を降下させ、またはデバイスチップをプローブ電極に向けて上昇させる。ここで、上述のように、インデックス１３０の頂点Ｑが基準点Ｐに一致し、基準座標系のＸ軸およびＹ軸に対してインデックス１３０の下辺ＬＸおよび左辺ＬＹの傾きが補正されており、位置合わせがなされた状態にあるので、プローブ電極がハンダボール１２０に的確に接触する（ステップＳ６）。このとき、プローバーは、プローブ電極を介して所定電圧（または所定電流）をチップ側のハンダボールに印加し、そのときに観測される電流（または電圧）から、プローブがハンダボールに正しく接触したか否かを確認する。プローブがハンダボール１２０に接触したことを確認すると、これを受けて、外部のテスタが、所定のテストパターンに従った各種の信号をプローブ電極を介してデバイスチップに印加し、プロービングテストが実行される（ステップＳ７）。
【００２３】
（実施の形態２）
以下、この発明の実施の形態２を説明する。
上述の実施の形態１では、インデックス１３０となる銅ポスト１４０Ａの研磨面をそのままインデックス１３０として使用しているので、銅ポスト１４０Ａが外気にさらされて酸化し、信頼性に影響を及ぼす場合があり得る。この実施の形態２では、このような不都合を回避するため、図５に示すように、上述の実施の形態１に係る図２に示す構成において、銅ポスト１４０Ａの研磨面にハンダ層１６０を更に形成し、このハンダ層１６０を部材（識別部材）としてインデックス１３０を形成している。
【００２４】
ここで、銅ポスト１４０Ａの形状は銅ポスト１４０Ｂの形状よりも大きく設定されており、銅ポスト１４０Ａの断面積（四角の面積）が銅ポスト１４０Ｂの断面積（円の面積）よりも大きくなっている。また、ハンダ層１３０は、外部電極となるハンダボール１２０と同様のものが用いられ、これを加熱処理することによりハンダ層１６０を形成している。このように、銅ポスト１４０Ａの形状と大きさを設定し、ハンダ層１６０としてハンダボール１２０と同様のものを利用することにより、ハンダボールを加熱処理する過程で、ハンダ層１６０が銅ポスト１４０Ａの形状に沿って融解しやすくなり、銅ポスト１４０Ａと同様の四角状になる。このハンダ層１６０の形状は、銅ポスト１４０Ａと同様の方向性を有するため、これをインデックス１３０として位置合わせに用いることができる。この場合の位置合わせの方法については、上述の実施の形態１と同様である。
【００２５】
以上、この発明の実施の形態を説明したが、この発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲での設計変更等も含まれる。例えば、上述の各実施形態では、インデックス１３０を四角状に形成したが、少なくともその輪郭部に１つの直線部と１つの頂点を含んでいればよく、位置合わせに必要とされる加工精度が得られる限度において、その形状は四角状に限定されない。また、インデックス１３０として、銅ポスト１４０Ａ（またはハンダ層１６０が形成された銅ポスト）を用いたが、プロービングテストでの位置合わせに必要とされる加工精度が得られる限度において、他の部材を用いてもよい。また、銅ポスト１４０Ａの酸化を防止するために、その研磨面をハンダ層１６０で覆うようにしたが、このハンダ層１６０に代えて、ハンダ印刷や金バンプを使用してもよい。また、チップサイズパッケージを例として説明したが、この発明は、ＢＧＡ(Ball Grid Array)等の他の表面実装型パッケージに適用することも可能である。さらに、ユーザが外部端子を識別するためのインデックス１３０に、プロービングテストでの位置合わせ用のマークとしての機能を併せ持たせたが、位置合わせ用のマークとしての機能を独立させてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、形状が方向性を有する標識部材をパッケージ本体に設けたので、この識別部材からパッケージ本体の傾きや位置が把握することができ、従ってパッケージ本体に設けられたハンダボールによることなく電気的テストのための位置合わせが可能となる。
また、識別部材の形状の輪郭部に直線部を含ませたのでので、識別部材の形状に方向性を持たせることができ、その形状からパッケージ本体の傾きや位置を把握することが可能になる。
また、標識部材として銅ポストを用いたので、位置合わせに必要な精度で識別部材を形成することが可能になる。しかも、外部電極を形成する過程で識別部材を形成することができるので、製造工程が増えることもない。
【００２７】
また、識別部材をなす銅ポストを、ハンダ層、ハンダ印刷、金バンプで覆ったので、銅ポストの酸化を防止することが可能となる。
また、標識部材を四角状に形成したので、位置合わせに要する辺および頂点を確保することが可能になる。
さらに、標識部材をなす銅ポストの形状を、外部電極に対して設けられた銅ポストの形状よりも大きくしたので、例えばハンダ層でその表面を覆った場合にハンダ層が広範にわたって溶融し、その形状が一層銅ポストに近似したものとなり、位置合わせ精度を改善することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係るチップサイズパッケージの外観を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る半導体チップが収納されたチップサイズパッケージの断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るチップサイズパッケージに収納された半導体チップのプロービングテストの手順を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１に係るチップサイズパッケージを用いた場合の位置合わせの詳細を説明するための図である。
【図５】この発明の実施の形態２に係る半導体チップが収納されたチップサイズパッケージの断面図である。
【図６】従来技術に係るチップサイズパッケージの位置合わせを説明するための図である。
【符号の説明】
１００；チップサイズパッケージ、１１０；パッケージ本体、１２０；ハンダボール、１３０；インデックス、１４０Ａ；銅ポスト（識別部材）、１４０Ｂ；銅ポスト、１５０；銅配線、１６０；ハンダ層、２１０；パッド電極、２２０；保護膜（ポリイミド）、２３０；半導体基板。
【図１】
2004200585.tif 000003
【図２】
2004200585.tif 000004
【図３】
2004200585.tif 000005
【図４】
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【図５】
2004200585.tif 000007
【図６】
2004200585.tif 000008