(57)【要約】    【課題】簡単な構成でベアチップを確実に基板と接続できる構造とし、かかる接続構造からなるソケットを提供することで、ベアチップの取り扱いを容易としてその適用範囲の拡大を図る。    【解決手段】チップ装着面を設けた基板とリッド体との間にベアチップを介設し、前記基板と前記リッド体とを引き付ける接合部材を設け、この接合部材により前記リッド体で前記ベアチップを前記基板に押圧して、前記ベアチップを前記基板に接続した。また、前記接合部材を、前記チップ装着面に臨ませて配設し、前記ベアチップを前記チップ装着面に案内するマウントガイドとして機能させた。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップ装着面を設けた基板とリッド体との間にベアチップを介設し、前記基板と前記リッド体とを引き付ける接合部材を設け、この接合部材により前記リッド体で前記ベアチップを前記基板に押圧して、前記ベアチップを前記基板に接続したことを特徴とするベアチップと基板との接続構造。
【請求項２】
前記接合部材を、前記チップ装着面に臨ませて配設し、前記ベアチップを前記チップ装着面に案内するマウントガイドとして機能させたことを特徴とする請求項１記載のベアチップと基板との接続構造。
【請求項３】
前記接合部材を半田ボールで構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のベアチップと基板との接続構造。
【請求項４】
前記基板と前記ベアチップとの間に異方性導電部材を介設したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のベアチップと基板との接続構造。
【請求項５】
チップ装着面を設けた基板とリッド体との間にベアチップを介設可能とし、前記基板と前記リッド体とを引き付ける接合部材を配設して、この接合部材により前記リッド体で前記ベアチップを前記基板に押圧して、前記ベアチップを前記基板に接続可能としたことを特徴とするベアチップ用ソケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ベアチップと基板との接続構造及びベアチップ用ソケットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ベアチップを基板などに接続してテストやバーンインなどの検査を行う場合、一般的にチップ・キャリアと呼ばれる方式が採用されている。
【０００３】
その一例として、ベアチップをソケットに搭載し、所定ピッチ（１２０〜１５０μｍ）のＩＣのボンディングパッドからソケットに付随した板バネ（カンチ・レバー）で所定ピッチ（約５００μｍ）にファン・アウトし、さらに、そのファン・アウトされたピンをバーンイン・ボード基板、あるいは検査用基板に搭載された受けソケットで接続する方法がある。
【０００４】
上記ソケットの構成としては、例えば、ベアチップを装着するソケット本体の一表面側に前記ベアチップの外部端子と電気的に接続される第１電極が配置され、この第１電極が前記ソケット本体の一表面と対向する裏面側に配置された第２電極に電気的に接続されているものがあった（特許文献１を参照。）。
【０００５】
また、ベアチップのテスト及びバーンイン用パッケージとして、頂面、底面及び四つの側面を有し、前記側面に凹部を備えるとともに、頂面にダイの配置手段を備えるベースを備えており、前記凹部内に嵌合する複数の接点ストリップと、同ストリップを前記凹部内に一時的に固定する手段と、各接点ストリップが前記ダイとの電気的接触をなすように一端に形成された複数の接点と、前記ベース側面に沿って前記ストリップに電気的接触を与えるように他端に設けた第２端部とを備え、前記ダイと、前記接点と、前記ベース周囲との間の電気的連結を与えるように、ダイをベースの方へ付勢する機構を備え、同機構は、前記ダイと接触する圧力板と、同圧力板を前記ベースに向けて付勢する付勢手段と、ベースに取付けたカバーとを備え、同カバーは、前記ベースから移動すること規制する付勢手段を備え、同付勢手段は、前記圧力板と前記ダイとを、接点ストリップ上の前記接点と電気的に係合するように付勢した構成も知られている（特許文献２を参照。）。
【特許文献１】特開平６−３１０６２５号公報
【特許文献２】特開平８−８３６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ベアチップのテストやバーンイン検査で用いられる上述したソケットには、ベアチップを収容するソケットと、これを受けるための受けソケットがあり、検査には両方が必要となるので、検査装置として極めて高価になってしまう。
【０００７】
また、ベアチップをソケットに搭載する際にアライメントを取るための専用ローダ及びアンローダが必要となり、これが特に高価であって、しかも複数セット必要となるのでイニシャルコストが高騰する要因となっている。
【０００８】
また、ベアチップのボンディングピッチは、現状では１２０μｍへの対応が限界であり、高精度化が難しい。
【０００９】
さらに、上記したソケットは、一般的に被検査対象となるベアチップに合わせた専用ソケットとなっており、汎用性に欠けていた。しかも、１００μｍ以下の薄型ベアチップに用いると割れたりするおそれがあり使用できなかった。
【００１０】
本発明では、上記課題を解決することのできるベアチップと基板との接続構造及びベアチップ用ソケットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の本発明では、チップ装着面を設けた基板とリッド体との間にベアチップを介設し、前記基板と前記リッド体とを引き付ける接合部材を設け、この接合部材により前記リッド体で前記ベアチップを前記基板に押圧して、前記ベアチップを前記基板に接続した。
【００１２】
また、請求項２記載の本発明では、前記接合部材を、前記チップ装着面に臨ませて配設し、前記ベアチップを前記チップ装着面に案内するマウントガイドとして機能させた。
【００１３】
また、請求項３記載の本発明では、前記接合部材を半田ボールで構成した。
【００１４】
さらに、請求項４記載の本発明では、前記基板と前記ベアチップとの間に異方性導電部材を介設した。
【００１５】
請求項５記載の本発明では、チップ装着面を設けた基板とリッド体との間にベアチップを介設可能とし、前記基板と前記リッド体とを引き付ける接合部材を配設して、この接合部材により前記リッド体で前記ベアチップを前記基板に押圧して、前記ベアチップを前記基板に接続可能としたベアチップ用ソケットとした。
【発明の効果】
【００１６】
（１）本発明に係るベアチップと基板との接続構造では、チップ装着面を設けた基板とリッド体との間にベアチップを介設し、前記基板と前記リッド体とを引き付ける接合部材を設け、この接合部材により前記リッド体で前記ベアチップを前記基板に押圧して、前記ベアチップを前記基板に接続したことにより、簡単な構成でありながら確実な接続が可能であり、低コストの新たなパッケージとしての提供が可能であり、しかも、パッドのピッチが同じであれば汎用性を有する。
【００１７】
（２）また、前記接合部材を、前記チップ装着面に臨ませて配設し、前記ベアチップを前記チップ装着面に案内するマウントガイドとして機能させたことにより、上記（１）の効果に加え、ベアチップを基板上に載置するための専用ローダやアンローダが不要となる。
【００１８】
（３）また、前記接合部材を半田ボールで構成したことにより、上記（１）又は（２）の効果に加え、半導体の組立工程で常用されるリフローによって基板とリッド体との接合が容易に行え、しかも、セルフアライメント効果によって、ベアチップのマウント作業を正確に行うことが可能となる。さらに、半田ボールのリフローによる基板とリッド体との接合なので、リッド体によるベアチップの押圧力は必要以上に大きくなく、薄型ベアチップであっても割れたりするおそれがない。
【００１９】
（４）さらに、前記基板と前記ベアチップとの間に異方性導電部材を介設したことにより、上記（１）〜（３）の効果に加え、ボンディングピッチがたとえば８０μｍ、あるいはそれ以下のものにも対応可能となる。
【００２０】
（５）本発明に係るベアチップ用ソケットでは、チップ装着面を設けた基板とリッド体との間にベアチップを介設可能とし、前記基板と前記リッド体とを引き付ける接合部材を配設して、この接合部材により前記リッド体で前記ベアチップを前記基板に押圧して、前記ベアチップを前記基板に接続可能としたことにより、簡単な構成でありながら確実な接続が可能であり、しかも、通常の半導体の組立工程で製造が可能である。また、パッドのピッチが同じであれば汎用性を有し、なおかつ使い回しがきくのでコスト的に極めて有利となる。さらに、接合部材を半田ボールで構成することも可能で、半導体の組立工程で常用されるリフローによって基板とリッド体との接合が容易に行え、しかも、セルフアライメント効果によって、ベアチップのマウント作業を正確に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明に係るベアチップと基板との接続構造は、チップ装着面を設けた基板とリッド体との間にベアチップを介設し、前記基板と前記リッド体とを引き付ける接合部材を設け、この接合部材により前記リッド体で前記ベアチップを前記基板に押圧して、前記ベアチップを前記基板に接続したものである。
【００２２】
基板はシリコンからなるＩＣ回路や配線層を備え、リッド体はベアチップに当接するクッション材を設けた銅板などで構成することができる。
【００２３】
また、前記接合部材を、前記チップ装着面に臨ませて配設して、前記ベアチップを前記チップ装着面に案内するマウントガイドとして機能させ、ベアチップを基板上に載置するための専用ローダやアンローダを不要にすることができる。
【００２４】
ところで、前記接合部材としては半田ボールを好適に用いることができる。かかる半田ボールからなる接合部材を前記チップ装着面に臨ませて配設することで、前記ベアチップを前記チップ装着面に容易に案内することが可能となる。しかも、半田ボールであれば、半導体の組立工程で常用されるリフローによって基板とリッド体との接合が容易に行えるとともに、セルフアライメント効果によって、ベアチップのマウント作業を正確に行うことが可能となる。また、半田ボールのリフローによる基板とリッド体との接合なので、リッド体によるベアチップの押圧力は必要以上に大きくなく、薄型ベアチップであっても割れたりするおそれがない。
【００２５】
また、前記基板と前記ベアチップとの間にはコンタクトシートとして異方性導電部材を介設することが望ましい。これにより、ベアチップの狭ピッチ（４０〜１００μｍ）から確実にファン・アウトして基板との導通をとることが可能となり、また、基板とリッド体とを引き付ける力（リッド体を基板に押下する力）が比較的小さくても電気的接続がより確実となる。
【００２６】
このように、本実施の形態に係るベアチップと基板との接続構造は、簡単な構成でありながら確実な接続が可能となり、しかも、かかる構成は、ボンド・パッド・ピッチが同じであれば汎用性を有するので、低コストの新たなパッケージとして提供することが可能となる。特に、電子部品の小型化が進む中で、ＩＣそのものをベアチップで扱う技術思想が注目されており、本発明によればベアチップの適用範囲を大幅に拡大することが可能となる。
【００２７】
また、この接続構造を有するパッケージは、ベアチップ用ソケットとして用いることができる。
【００２８】
すなわち、簡単な構成でありながら確実な接続が可能であり、また、通常の半導体の組立工程で製造できるというメリットがあり、しかも、上述したように、パッドのピッチが同じであれば汎用性を有し、なおかつ再度リフローして接合部材である半田を溶融すればベアチップを容易に取り出すことができるので使い回しがきき、コスト的に極めて有利となる。
【００２９】
かかる安価なソケットを用いることで、ベアチップのバーンインやテストにおいて大幅なコスト削減が可能となる。
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながらより具体的に説明する。なお、本実施の形態では、ベアチップと基板との接続構造を、かかる構造を有するベアチップ用ソケット（パッケージ）として説明する。このベアチップ用ソケット（以下「ソケット」という）は、実装用としても、あるいはバーンインや種々のテスト用として用いることができる。
【００３１】
図１は本実施の形態に係るソケットの分解図、図２はベアチップを装着した状態のソケットの説明図である。
【００３２】
図１に示すように、ソケットＳは、底面に５００μｍ前後のピッチを有するＢＧＡ構造やＬＧＡ構造のコンタクト部１０を有する有機基板などのインターポーザからなる第１の配線層１と、同第１の配線層１上に配設されるとともにワイヤボンディングにより電気的に接続されたシリコン基板からなる第２の配線層２と、銅板からなり、クッション材３１及び半田ペースト３２を設けたリッド体３と、このリッド体３と前記第１の配線層１とを接合する接合部材４とを備えている。さらに、本実施の形態では、コンタクトシート５としてのフィルム状の異方性導電部材を備え、前記第１の配線層１と本ソケットＳに装着するベアチップＣとの間にこれを介設させるようにしている。６はボンディングワイヤ、７はこのボンディングワイヤ６を樹脂封止する封止材である。
【００３３】
ここで、ベアチップＣと接続する配線層としてシリコン基板からなる第２の配線層２としたのは、ベアチップＣと有機基板などのインターポーザからなる第１の配線層１とはデザインルールが異なるからである。
【００３４】
また、前記コンタクトシート５は、本ソケットＳに装着されるベアチップＣが備える４０〜１００μｍの狭ピッチで設けられたパッド８から確実にファン・アウトするために設けられており、この異方性導電部材からなるコンタクトシート５を前記第２配線層２をなすシリコン基板上のチップ装着面２０に載置して、ベアチップＣと前記第２の配線層２とを確実に導通可能としている。
【００３５】
なお、前記チップ装着面２０上には、ベアチップＣと同ピッチのパッド２１を格子状に配設しており、ピッチが同様であるベアチップＣに対しては互換性をもたせ、汎用性に富む構成としている。
【００３６】
上記構成において、本実施の形態で特徴をなす構成は、チップ装着面２０を設けたシリコン基板からなる第２の配線層２と前記リッド体３との間にベアチップＣを介設し、前記第２の配線層と前記リッド体３とを引き付ける接合部材４により、前記リッド体３で前記ベアチップＣを前記第２の配線層２側に押圧して、前記ベアチップＣを、前記コンタクトシート５を介して前記第２配線層２に接続可能としたことにある。
【００３７】
そして、上記構成において要部をなす前記接合部材４を半田ボールとしたことにさらなる特徴を有するものである。なお、半田ボールのサイズ、配設位置などの種々の条件は適宜定めておくものとする。
【００３８】
図３に接合部材４の配設位置を平面視により示している。図示するように、本実施の形態では、この半田ボールからなる接合部材４を、前記チップ装着面２０に臨むように、すなわち、矩形形状のチップ装着面２０の対角位置に、しかも、ベアチップＣの四隅に形成された角Ｃ１を挟むように配設している。
【００３９】
かかる構成により、接合部材４は、ベアチップＣを前記チップ装着面２０に配設した前記コンタクトシート５上に落とし込んで載置する際のマウントガイドとして機能することになり、専用のローダなどを必要とすることなくベアチップＣを容易に所定の場所へ載置することができる。
【００４０】
しかも、接合部材４を半田ボールとしたことで、リフローすることによってセルフアライメント効果が生起され、このアライメント効果によってベアチップＣも正しく位置決めされる。そして、この状態で前記リッド体３と前記第２の配線層２とを確実に半田接合するとともに、前記リッド体３によって前記ベアチップＣが前記第２の配線層２側に押圧され、ベアチップＣと第２の配線層２とを電気的に確実に接続することが可能となる。このとき、接合部材４として半田ボールを用いたリフローによる接合なので、リッド体３によるベアチップＣの押圧力は必要以上に大きくなく、薄型ベアチップであっても割れたりするおそれがない。
【００４１】
さらに再度リフローして半田ボールを溶融させることで、ベアチップＣを簡単に取り外すことができるので、このソケットＳは使い回しができることになり、バーンインや種々の検査用に好適に用いることができる。
【００４２】
なお、本実施の形態では、前記接合部材４を、上述したようにベアチップＣの四隅に形成された全ての角Ｃ１を挟むように８個設けているが、少なくとも一対の対角線状の角Ｃ１を挟むように４個設けるだけでも構わない（図３における一点鎖線を参照）。
【００４３】
以上説明してきたように、本実施の形態に係るソケットＳは、外見的にはＢＧＡ、ＬＧＡ構造のＩＣパッケージと同様な形態を有し、通常の半導体装置製造工程によって量産することができる大きなメリットを有するもので、さらに下記の効果も奏する。
【００４４】
すなわち、ベアチップＣをマウントする際にアライメントをとるための高価な専用ローダやアンローダが不要となり、ボンディングピッチが例えば８０μｍ以下であっても対応することができ、さらに、ボンド・パッド・ピッチが同様なベアチップＣに対しては汎用性を有するので、コスト的に極めて有利となる。
【００４５】
なお、ベアチップＣのマウント時のアライメントをとる場合、セルフアライメント効果を奏するものであれば、半田ボールに代えて例えばフェースマウント用素子などを用いることもできる。また、コンタクトシート５についても、フレキシブルなシートにバンプを設けた構成のものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本実施の形態に係るソケットの分解図である。
【図２】ベアチップを装着した状態のソケットの説明図である。
【図３】接合部材の配設位置を平面視により示した説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
Ｓ  ベアチップ用ソケット
Ｃ  ベアチップ
１  第１の配線層
２  第２の配線層
３  リッド体
４  接合部材
５  コンタクトシート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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