(57)【要約】【課題】加速検査工程において十分な放熱効果を得ることが可能なＩＣソケット、加速検査用基板及び半導体デバイスの検査方法を提供する。【解決手段】裏面側に放熱領域を有する半導体デバイスが搭載され、加速検査用基板に設置されるＩＣソケット１であって、半導体デバイスに負荷電圧を印加する手段２と、半導体デバイスの放熱領域と面接触する放熱手段４を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏面側に放熱領域を有する半導体デバイスが搭載され、加速検査装置に設置されるＩＣソケットであって、
前記半導体デバイスに負荷電圧を印加する手段と、
前記半導体デバイスの前記放熱領域と面接触する放熱手段を備えることを特徴とするＩＣソケット。
【請求項２】
半導体デバイスの放熱領域と接続される放熱機構を備えたＩＣソケットが設置される加速検査装置であって、
前記ＩＣソケットに負荷電圧を印加する手段と、
前記放熱機構と面接触する放熱手段を備えることを特徴とする加速検査用基板。
【請求項３】
裏面側に放熱領域を有する半導体デバイスをＩＣソケット上に搭載し、前記ＩＣソケットの放熱手段上に前記放熱領域を面接触させる工程と、
前記ＩＣソケットを加速検査用基板に設置する工程と、
前記加速検査用基板より前記半導体デバイスに負荷電圧を印加する工程と、
前記負荷電圧により前記半導体デバイスに発生する熱を、前記放熱手段を介して放熱する工程を備えることを特徴とする半導体デバイスの検査方法。
【請求項４】
裏面側に放熱領域を有する半導体デバイスをＩＣソケットに搭載し、前記放熱領域と、前記ＩＣソケットにおける放熱機構とを接続させる工程と、
前記ＩＣソケットを加速検査用基板に設置し、前記放熱機構を含む領域と前記加速検査用基板における放熱手段とを面接触させる工程と、
前記加速検査用基板より前記半導体デバイスに負荷電圧を印加する工程と、
前記負荷電圧により前記半導体デバイスに発生する熱を、前記放熱機構及び前記放熱手段を介して放熱する工程を備えることを特徴とする半導体デバイスの検査方法。
【請求項５】
前記半導体デバイスは、Ｐ−ＢＧＡパッケージ構造であることを特徴とする請求項３又は４に記載の半導体デバイスの検査方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスの加速検査に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体デバイスの製造工程において、半導体デバイスの初期不良をスクリーニングするためバーインが行われている。これは、半導体デバイスをＩＣソケットに搭載し、複数のＩＣソケットを加速検査用基板に設置し、所定温度に制御されるチャンバー内において、定格電圧、定格温度より厳しい条件で半導体デバイスを駆動させることにより、故障時間を加速し、初期不良を有する半導体デバイスを抽出するものである（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このとき、半導体デバイス自体の放熱を考慮した温度制御が必要となるが、デバイスの微細化、ＳＯＣ技術による素子の薄化、多チップ化に伴い、リーク電流などによる半導体デバイスの自己発熱量が増大するという問題が生じている。
【０００４】
通常、Ｔ−ＢＧＡ（Ｔａｐｅ  Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒｅｙ）、Ｅ−ＢＧＡ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒｅｙ）の様なプリント基板・パッケージ表面側の銅蓋を用いて放熱を行うパッケージを用いる場合は、パッケージ表面側に放熱フィンを取り付けることにより、温度制御を行うことが可能である。しかしながら、Ｐ−ＢＧＡ（Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒｅｙ）のように、パッケージ表面が熱抵抗の高いモールド樹脂に覆われているものにおいては、表面からの放熱が困難であり、裏面のサーマルビアから放熱されるが、通常半導体デバイスの裏面よりＩＣソケットを介して負荷電圧が印加されるため、十分な放熱効果が得られないという問題があった。
【特許文献１】特開２０００−３０８２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、加速検査工程において十分な放熱効果を得ることが可能なＩＣソケット、加速検査用基板及び半導体デバイスの検査方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、裏面側に放熱領域を有する半導体デバイスが搭載され、加速検査用基板に設置されるＩＣソケットであって、半導体デバイスに負荷電圧を印加する手段と、半導体デバイスの放熱領域と面接触する放熱手段を備えることを特徴とするＩＣソケットが提供される。
【０００７】
また、本発明の一態様によれば、裏面側に放熱領域を有する半導体デバイスの放熱領域と接続する放熱機構を有するＩＣソケットが設置される加速検査用基板であって、ＩＣソケットに負荷電圧を印加する手段と、放熱機構と面接触する放熱手段を備えることを特徴とする加速検査用基板が提供される。
【０００８】
また、本発明の一態様によれば、裏面側に放熱領域を有する半導体デバイスをＩＣソケット上に搭載し、ＩＣソケットの放熱手段上に放熱領域を面接触させる工程と、ＩＣソケットを加速検査用基板に設置する工程と、加速検査用基板より半導体デバイスに負荷電圧を印加する工程と、負荷電圧により半導体デバイスに発生する熱を、放熱手段を介して放熱する工程を備えることを特徴とする半導体デバイスの検査方法が提供される。
【０００９】
また、本発明の一態様によれば、裏面側に放熱領域を有する半導体デバイスをＩＣソケットに搭載し、放熱領域と、ＩＣソケットにおける放熱機構とを接続させる工程と、ＩＣソケットを加速検査用基板に設置し、放熱機構を含む領域と加速検査用基板における放熱手段とを面接触させる工程と、加速検査用基板より半導体デバイスに負荷電圧を印加する工程と、負荷電圧により半導体デバイスに発生する熱を、放熱機構及び放熱手段を介して放熱する工程を備えることを特徴とする半導体デバイスの検査方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一実施態様によれば、半導体デバイスの加速検査工程において十分な放熱効果を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下本発明の実施形態について、図を参照して説明する。
【００１２】
（実施形態１）
図１に本実施形態のＩＣソケットの断面図を、図２にその上面図を示す。図に示すように、ＩＣソケット本体１の半導体デバイス載置面１ａと裏面１ｂを貫通するように、半導体デバイスの裏面から負荷電圧を印加するための複数のポゴピン２が形成されている。ＩＣソケット本体１の中心部には、半導体デバイス載置面１ａと裏面１ｂを貫通し、半導体デバイスのサーマルビアが形成された放熱領域と面接触するように、放熱用の放熱フィン４が設けられている。放熱フィン４は、例えばＡｌなど熱伝導性の高い金属からなり、例えば上部がバルク状、下部が例えば等間隔に設けられた複数のフィンを有し、その上部において半導体デバイスと接続されるコンタクトピン３が一体化された構造となっている。そして、ＩＣソケット本体１に脱着可能となっている。
【００１３】
このようなＩＣソケットに、被検査半導体デバイスとして、例えば、Ｐ−ＢＧＡパッケージ構造の半導体デバイスを搭載する。Ｐ−ＢＧＡパッケージ構造の半導体デバイスは、図３に示すように、プリント基板１１上に、マウント材１２を介してチップ（半導体素子）１３が載置されており、チップ１３の電極から、ボンディングワイヤ１４、プリント基板１１中に形成されたスルーホール１５を介して、プリント基板１１裏面側に形成されたはんだボール１６と接続されている。そして、チップ１３及びボンディングワイヤ１４はモールド樹脂１７により被覆されている。プリント基板１１のチップ１３直下領域には、サーマルビア１８が形成されており、チップ１３より発生した熱は、このサーマルビア１８とこれと接続されるサーマルボール１９を介して放出される。
【００１４】
このようなＰ−ＢＧＡパッケージ構造の半導体デバイスを、ＩＣソケットに搭載した後、複数（例えば１２個）のＩＣソケットを、加速検査を行うための加速検査用基板に設置する。
【００１５】
図４に加速検査用基板の断面を示す。ＩＣソケットが搭載される部品実装部分において、表面には半導体デバイスにおける所定の端子より負荷電圧を印加するために所定の配線がプリントされたバーイン基板２１が、裏面にはバーイン基板２１の配線を保護するための裏蓋２２が設けられ、その間が空洞になっている。そして、部品実装部分の中心部には、ＩＣソケットの放熱用のフィンを貫通させるための開口部２３が形成されている。
【００１６】
このような加速検査用基板に、Ｐ−ＢＧＡパッケージ構造の半導体デバイスを搭載したＩＣソケットを設置し、温度コントローラを有し、密閉状態を保つことが可能なチャンバーに挿入する。そして、電圧印加用の電源より、パターンジェネレータ及びドライバーにより制御された所定のパターン及びパルスを有する負荷電圧を印加するとともに、設定された温度に制御することにより、バーインを行う。
【００１７】
バーインが行われる際、半導体デバイスのリーク電流などにより設定温度以上に発生した熱は、サーマルボール１９からコンタクトピン３を介して、放熱フィン４より放出される。
【００１８】
このような放熱フィンを備えたＩＣソケットを用いることにより、半導体デバイスがバーイン時の設定温度以上に発熱した場合でも、効率よく放熱を行うことができる。また、通常加速検査用基板のバーイン基板は、製品毎に回路が異なるため、製品に応じて形成されているが、本実施形態において新たに形成される開口部もバーイン基板形成時に併せて形成すれば良い。また、放熱フィンは、脱着可能とすることにより、同一パッケージの製品であれば、放熱フィンを共有化することも可能である。
【００１９】
（実施形態２）
図５に本実施形態の加速検査用基板の断面図を示す。図に示すように、ＩＣソケットが搭載される部品実装部分において、表面には半導体デバイスにおける所定の端子より負荷電圧を印加するために所定の配線がプリントされたバーイン基板３１が、裏面にはバーイン基板２１の配線を保護するための裏蓋３２が設けられ、その間が空洞になっている。そして、部品実装部分の中心部には、ＩＣソケットにおけるサーマルボールコンタクトピンの受けパッド３３を取付けた放熱フィン３４が設置されている。放熱フィン３４は、実施形態1と同様に、例えばＡｌなど熱伝導性の高い金属からなり、例えば上部がバルク状、下部が例えば等間隔に設けられた複数のフィンを有する構造となっている。
【００２０】
このような加速検査用基板に、実施形態１と同様に、Ｐ−ＢＧＡパッケージ構造の半導体デバイスを搭載したＩＣソケットを設置する。
【００２１】
このとき、ＩＣソケットは、図６に示すような従来構造のものを用いることができる。すなわち、図に示すように、ＩＣソケット本体４１の半導体デバイス載置面４１ａと裏面４１ｂを貫通するように、半導体デバイスの裏面から負荷電圧を印加するための複数のポゴピン４２が形成されている。ＩＣソケット本体４１の中心部には、半導体デバイスのサーマルボールと接続するサーマルボールコンタクトピン４３が形成されており、これを介して放熱することができる。
【００２２】
このようなＰ−ＢＧＡパッケージ構造の半導体デバイスを搭載したＩＣソケットを、加速検査用基板に設置し、実施形態1と同様に、温度コントローラを有し、密閉状態を保つことが可能なチャンバーに挿入する。そして、電圧印加用の電源より、パターンジェネレータ及びドライバーにより制御された所定のパターン及びパルスを有する負荷電圧を印加するとともに、負荷電圧を印加するとともに、設定された温度雰囲気に制御することにより、バーインを行う。
【００２３】
バーインが行われる際、半導体デバイスのリーク電流などにより設定温度以上に発生した熱は、半導体デバイスのサーマルボールからサーマルボールコンタクトピン４３、受けパッド３３を介して、放熱フィン３４より放出される。
【００２４】
このような放熱フィンを備えた加速検査用基板を用いることにより、半導体デバイスがバーイン時の設定温度以上に発熱した場合でも、効率よく放熱を行うことができる。また、バーイン基板側に放熱フィンを取付けているため、現行のＩＣソケットをそのまま使用することが可能であり、低コストであるとともに、実施形態1と同様に、構造変更に伴う加速検査用基板の改造も容易に行うことが可能である。
【００２５】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。その他要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一態様におけるＩＣソケットの断面を示す図。
【図２】本発明の一態様におけるＩＣソケットの上面を示す図。
【図３】本発明の一態様において用いられるＰ−ＢＧＡパッケージ構造の半導体デバイスの断面を示す図。
【図４】本発明の一態様において用いられる加速検査用基板の断面を示す図。
【図５】本発明の一態様における加速検査用基板の断面を示す図。
【図６】ＩＣソケットの断面を示す図。
【符号の説明】
【００２７】
１、４１  ＩＣソケット本体
２、４２  ポゴピン
３  コンタクトピン
４、３４  放熱フィン
１１  プリント基板
１２  マウント材
１３  チップ
１４  ボンディングワイヤ
１５  スルーホール
１６  はんだボール
１７  モールド樹脂
１８  サーマルビア
１９  サーマルボール
２１、３１  バーイン基板
２２、３２  裏蓋
２３  開口部
３３  受けパッド
４３  サーマルボールコンタクトピン
【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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