(57)【要約】【課題】端子数や端子配置の異なる複数種の半導体装置に対する汎用性を向上させた測定用治具を提供する。【解決手段】測定用治具は、第１の半導体装置および第２の半導体装置に挟まれて使用されるものであり、複数の測定用パッドと、導電部を備えた複数の貫通穴と、複数の測定用パッドと複数の貫通穴の導電部とを接続する複数の配線とを有し、複数の貫通穴のうち、第１の半導体装置の端子および第２の半導体装置の端子に対応する位置の貫通穴に、導電部に接触して導電性部材が設けられている構成である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の半導体装置および第２の半導体装置の間に挟んで使用される測定用治具であって、
前記第２の半導体装置に対向する面に設けられた複数の測定用パッドと、
前記第２の半導体装置に対向する面において前記複数の測定用パッドよりも内側に配置され、導電部を備えた複数の貫通穴と、
前記複数の測定用パッドと前記複数の貫通穴の導電部とを接続する複数の配線と、
前記複数の貫通穴のうち、前記第１の半導体装置に設けられた端子および前記第２の半導体装置に設けられた端子に対応する位置の前記貫通穴に、前記導電部に接触して設けられた導電性部材と、
を有する測定用治具。
【請求項２】
請求項１記載の測定用治具において、
前記複数の貫通穴は、
前記第２の半導体装置に対向する面において前記複数の測定用パッドから前記測定用治具の中心方向に、複数の段に分割されて配置されている、測定用治具。
【請求項３】
請求項２記載の測定用治具において、
前記複数の測定用パッドの一部が、前記複数の段のうち、１段おきに前記貫通穴の導電部と前記配線を介して接続されている、測定用治具。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項記載の測定用治具において、
前記複数の貫通穴は、前記第１の半導体装置の前記端子および前記第２の半導体装置の前記端子と同じピッチで配置されている、測定用治具。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項記載の測定用治具において、
前記導電性部材が導電性ピンまたはハンダボールである、測定用治具。
【請求項６】
第１の半導体装置および第２の半導体装置の間に挟んで使用される測定用治具であって、
前記第２の半導体装置に対向する面に設けられた複数の測定用パッドと、
前記第２の半導体装置に対向する面において前記複数の測定用パッドよりも内側に、該複数の測定用パッドから中心方向に複数の導電性パッドが枠状に複数段に前記測定用治具を貫通して設けられた複数の導電性パッド群と、
前記複数の測定用パッドのそれぞれに、前記複数段のそれぞれの導電性パッド群の導電性パッドを接続するための複数の配線と、を有し、
前記複数の測定用パッドの一部が、前記複数の導電性パッド群のうち、１段おきに前記導電性パッドと前記配線を介して接続されている、測定用治具。
【請求項７】
第１の半導体装置および第２の半導体装置の間に挟んで使用される測定用治具であって、
前記第２の半導体装置に対向する面に設けられた複数の測定用パッドと、
前記第２の半導体装置に対向する面において前記複数の測定用パッドよりも内側に、該複数の測定用パッドから中心方向に複数の導電性ボールが枠状に複数段に配置された複数の導電性ボール群と、
前記複数の測定用パッドのそれぞれに、前記複数段のそれぞれの導電性ボール群の導電性ボールを接続するための複数の配線と、
前記複数の配線のそれぞれに設けられ、前記複数段のそれぞれの導電性ボール群から１つの導電性ボールを１つの測定用パッドに接続するための複数のスイッチと、を有し、
前記第１の半導体装置に設けられた端子および前記第２の半導体装置に設けられた端子に対応する位置の前記導電性ボールが前記複数の測定用パッドのうちのいずれか１つの測定用パッドと接続されるように、前記複数の配線のそれぞれの前記複数のスイッチのうち、１つ以上のスイッチがオンに設定されている、測定用治具。
【請求項８】
請求項７記載の測定用治具において、
前記複数の配線のそれぞれは、記複数段のそれぞれの段の導電性ボールに接続された複数の第１配線と、該複数の第１配線を前記測定用パッドに接続するための第２配線とを有し、
前記複数のスイッチのそれぞれは、前記複数の第１配線のそれぞれの導体部分に相当し、
前記複数のスイッチのそれぞれのオフまたはオンは、前記導体部分が切断されているか否かで設定される、測定用治具。
【請求項９】
請求項７記載の測定用治具において、
前記複数の配線のそれぞれは、記複数段のそれぞれの段の導電性ボールに接続された複数の第１配線と、該複数の第１配線を前記測定用パッドに接続するための第２配線とを有し、
前記複数のスイッチのそれぞれは、前記複数の第１配線のそれぞれに設けられた断線部分に相当し、
前記複数のスイッチのそれぞれのオンまたはオフは、前記断線部分にハンダボールが設けられているか否かで設定される、測定用治具。
【請求項１０】
第１の半導体装置および第２の半導体装置の間に挟んで使用される測定用治具であって、
前記第２の半導体装置に対向する面に設けられた複数の測定用パッドと、
前記第２の半導体装置に対向する面において前記複数の測定用パッドよりも内側に、該複数の測定用パッドから中心方向に複数の導電性ボールが枠状に複数段に配置された複数の導電性ボール群と、を有し、
前記第１の半導体装置に設けられた端子および前記第２の半導体装置に設けられた端子に対応する位置の前記導電性ボールを前記複数の測定用パッドのうちのいずれか１つの測定用パッドに接続する配線が印刷されたシールが、前記第２の半導体装置に対向する面に貼り付けられている、測定用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の特性を測定するための測定用治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の半導体装置が積層した構造を含む半導体パッケージの一種として、これらの半導体装置のうちの一方の半導体装置が他方の半導体装置を制御する製品がある。この場合、これらの半導体装置をパッケージに組んだ後に、それぞれの半導体装置が正常に動作するか否かを評価する必要がある。
【０００３】
半導体パッケージにおける半導体装置の測定方法の一例を説明する。以下では、半導体パッケージがＰｏＰ（Package on Package）構造の場合で説明する。
【０００４】
図８ＡはＰｏＰ構造の半導体パッケージにおける半導体装置の測定方法を説明するための図であり、２つの半導体装置の間に測定用アダプタを挟んだ状態を示す側面図である。図８Ｂは図８Ａに示す測定用アダプタの一例を示す平面図である。
【０００５】
図８Ａに示す半導体パッケージは、ＰＣＢ（Print Circuit Board）１００と、ＰＣＢ１００の上に順に積層された半導体装置３１０および半導体装置３２０とを有する構成である。半導体装置３１０はハンダボール３１２を介してＰＣＢ１００と接続されている。半導体装置３１０と半導体装置３２０の間に測定用アダプタ１１０が挟まれている。
【０００６】
図８Ｂに示すように、測定用アダプタ１１０は、テスタ（不図示）の端子と接続するための測定用パッド１１５と、半導体装置３１０および半導体装置３２０のそれぞれの端子を電気的に接続するためのビアプラグ１１６と、測定用パッド１１５とビアプラグ１１６を接続する配線１１８とを有する。ビアプラグ１１６は、測定用アダプタ１１０の基板を貫通して設けられた導電性部材である。ビアプラグ１１６は、例えば、ハンダボールである。
【０００７】
図８Ａに示す測定用アダプタ１１０は、ビアプラグ１１６の数が３２個である。３２個のビアプラグ１１６は、測定用アダプタ１１０の外周から中心方向に、枠状に２段に分割して配置されている。外側の段には、２０個のビアプラグ１１６が四角枠状に同一ピッチで配置されている。内側の段には、１２個のビアプラグ１１６が四角枠状に同一ピッチで配置されている。この３２個のビアプラグ１１６の配置は、半導体装置３２０の端子に相当するハンダボール３２２と半導体装置３１０の端子に相当する導電性パッド３１３との位置に対応するように決められている。以下では、ビアプラグ１１６およびハンダボール３１２等の端子のピッチを、ボールピッチと称する。
【０００８】
図８Ａを参照すると、半導体装置３２０のハンダボール３２２と半導体装置３１０の導電性パッド３１３とがビアプラグ１１６を介して電気的に導通可能な状態になっている。そのため、半導体装置３２０と半導体装置３１０との間で信号の送受信や電圧印加が行われると、それらの信号や電圧をビアプラグ１１６、配線１８および測定用パッド１１５を介して、テスタ（不図示）で測定することが可能となる。このようにして、半導体パッケージの状態で個々の半導体装置についての特性評価を可能にしている。
【０００９】
特許文献１には、ＢＧＡ（Ball Grid Array）等のボール端子を受容する高密度パッドアレイが設けられ、集積回路をプロービングするための試験治具の一例が開示されている。また、特許文献２には、ＢＧＡデバイスとプリント回路基板との間に挟み込んでＢＧＡデバイスをプロービングする試験治具の一例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−３２１３０１号公報
【特許文献２】米国特許第５８５９５３８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述した測定用アダプタについての問題点を、図９Ａから図１０Ｂを参照して説明する。
【００１２】
図８Ａに示した測定用アダプタ１１０では、ビアプラグ１１６が、半導体装置３２０のハンダボール３２２および半導体装置３１０の導電性パッド３１３の位置に対応して配置されていた。図９Ａは、半導体装置３１０または半導体装置３２０のボールピッチが０．５ｍｍの場合を示している。
【００１３】
半導体装置によっては、ボールピッチが図９Ａに示した半導体装置と同じでも、ボール総数が異なっているものがある。図９Ｂは、半導体装置３１０および半導体装置３２０とは異なる半導体装置（以下では、半導体装置Ａとします）のハンダボールの配置を示す平面図である。
【００１４】
図９Ｂに示すハンダボールのボールピッチは、図９Ａに示したハンダボールと同じ０．５ｍｍであるが、ハンダボールの総数が４０個であり、図９Ａに示したハンダボールの総数とは異なる。図９Ａに示した半導体装置の測定用アダプタで半導体装置Ａを測定しようとすると、図９Ｂに示すように、破線枠内のハンダボールにしか測定用アダプタのビアプラグを接触させることができない。この場合、半導体装置Ａを測定するための測定用アダプタを新たに作製しなければならない。
【００１５】
また、図９Ａに示した半導体装置とボールピッチおよびボール総数が同じ半導体装置であっても、同じ位置のボールの役目が異なる場合がある。
【００１６】
図１０Ａは、半導体装置３２０を測定する場合の測定用アダプタの平面図である。ビアプラグ１５１〜１５８のそれぞれの位置に対応する、半導体装置３２０における８個のハンダボール３２２のそれぞれの役目を図に示している。図１０Ａは、半導体装置３１０における、その８個のハンダボール３２２のそれぞれが信号を送受信するための端子であることを示している。テスタ（不図示）は、ビアプラグ１５１〜１５８のそれぞれの測定用パッド１１５の電位の変化を測定できるように設定される。
【００１７】
図１０Ｂは、半導体装置３２０とは異なる半導体装置（以下では、半導体装置Ｂとします）を測定する場合の測定用アダプタの平面図である。図１０Ｂには、ビアプラグ１５１〜１５８のそれぞれの位置に対応する、半導体装置Ｂにおける８個のハンダボールのそれぞれの役目を図に示している。図１０Ｂを参照して、８個のハンダボールの役目を見ると、ビアプラグ１５１、１５７に対応するハンダボールは電源電圧（ＶＤＤ）が印加される端子であり、ビアプラグ１５２、１５４、１５５に対応するハンダボールは接地電圧（ＧＮＤ）が印加される端子であり、ビアプラグ１５３、１５６、１５８に対応するハンダボールは信号を送受信するための端子である。
【００１８】
図１０Ｂと図１０Ａを比較すると、ビアプラグ１５３、１５６、１５８を除く５個のビアプラグに対応するハンダボールの役目が半導体装置間で異なることがわかる。この場合、半導体装置３２０のハンダボールのそれぞれの役目に合わせて設定したテスタ（不図示）で、半導体装置Ｂを測定することはできない。その結果、半導体装置Ｂを測定するための測定用アダプタを新たに作製しなければならない。
【００１９】
上述したように、ボールピッチが共通であっても、ボール総数が半導体装置毎に異なっていたり、同じ位置のハンダボールの役目が半導体装置毎に異なっていたりすると、半導体装置毎に専用の測定用アダプタを作製しなければならない。そのため、半導体装置の試作品を短期間で完成しても、測定用アダプタの作製が間に合わなければ、半導体装置の開発に遅れが生じてしまうことになる。また、異なる種類の半導体装置毎に測定用アダプタを作製したのでは、その費用が膨大になってしまう。これらの問題は、特許文献１または特許文献２で開示された測定用治具においても同様に発生する。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の測定用治具は、第１の半導体装置および第２の半導体装置の間に挟んで使用される測定用治具であって、
前記第２の半導体装置に対向する面に設けられた複数の測定用パッドと、
前記第２の半導体装置に対向する面において前記複数の測定用パッドよりも内側に配置され、導電部を備えた複数の貫通穴と、
前記複数の測定用パッドと前記複数の貫通穴の導電部とを接続する複数の配線と、
前記複数の貫通穴のうち、前記第１の半導体装置に設けられた端子および前記第２の半導体装置に設けられた端子に対応する位置の前記貫通穴に、前記導電部に接触して設けられた導電性部材と、
を有する構成である。
【００２１】
本発明によれば、第１の半導体装置の端子と第２の半導体装置の端子とに対応する位置に、測定用パッドに接続された導電性部材が配置されているので、第１の半導体装置の端子と第２の半導体装置の端子との間で送受信される信号や印加される電圧を導電性部材、導電部および配線を介して測定用パッドで測定することが可能となる。
【００２２】
また、本発明の測定用治具は、第１の半導体装置および第２の半導体装置の間に挟んで使用される測定用治具であって、
前記第２の半導体装置に対向する面に設けられた複数の測定用パッドと、
前記第２の半導体装置に対向する面において前記複数の測定用パッドよりも内側に、該複数の測定用パッドから中心方向に複数の導電性パッドが枠状に複数段に前記測定用治具を貫通して設けられた複数の導電性パッド群と、
前記複数の測定用パッドのそれぞれに、前記複数段のそれぞれの導電性パッド群の導電性パッドを接続するための複数の配線と、を有し、
前記複数の測定用パッドの一部が、前記複数の導電性パッド群のうち、１段おきに前記導電性パッドと前記配線を介して接続されている構成である。
【００２３】
本発明によれば、複数の段に枠状に設けた導電性パッド群に対して、１段おきに導電性パッドを配線を介して測定用パッドに接続することで、端子数の異なる第２の半導体装置のいずれにも、第２の半導体装置の端子を１つの測定用パッドに接続することが可能となる。
【００２４】
また、本発明の測定用治具は、第１の半導体装置および第２の半導体装置の間に挟んで使用される測定用治具であって、
前記第２の半導体装置に対向する面に設けられた複数の測定用パッドと、
前記第２の半導体装置に対向する面において前記複数の測定用パッドよりも内側に、該複数の測定用パッドから中心方向に複数の導電性ボールが枠状に複数段に配置された複数の導電性ボール群と、
前記複数の測定用パッドのそれぞれに、前記複数段のそれぞれの導電性ボール群の導電性ボールを接続するための複数の配線と、
前記複数の配線のそれぞれに設けられ、前記複数段のそれぞれの導電性ボール群から１つの導電性ボールを１つの測定用パッドに接続するための複数のスイッチと、を有し、
前記第１の半導体装置に設けられた端子および前記第２の半導体装置に設けられた端子に対応する位置の前記導電性ボールが前記複数の測定用パッドのうちのいずれか１つの測定用パッドと接続されるように、前記複数の配線のそれぞれの前記複数のスイッチのうち、１つ以上のスイッチがオンに設定されている構成である。
【００２５】
さらに、本発明の測定用治具は、第１の半導体装置および第２の半導体装置の間に挟んで使用される測定用治具であって、
前記第２の半導体装置に対向する面に設けられた複数の測定用パッドと、
前記第２の半導体装置に対向する面において前記複数の測定用パッドよりも内側に、該複数の測定用パッドから中心方向に複数の導電性ボールが枠状に複数段に配置された複数の導電性ボール群と、を有し、
前記第１の半導体装置に設けられた端子および前記第２の半導体装置に設けられた端子に対応する位置の前記導電性ボールを前記複数の測定用パッドのうちのいずれか１つの測定用パッドに接続する配線が印刷されたシールが、前記第２の半導体装置に対向する面に貼り付けられている構成である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、ボール総数やボール配置が異なる半導体装置のそれぞれに対応して、専用の測定用治具を初めから作製する必要がないので、測定用アダプタの作製時間や作製費用を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１Ａ】第１の実施形態の測定用アダプタの一構成例を示す平面図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示した測定用アダプタを用いて半導体装置を測定する場合を説明するための平面図である。
【図２】第２の実施形態の測定用アダプタの一構成例を示す平面図である。
【図３Ａ】第２の実施形態の測定用アダプタをＰｏＰ構造の半導体パッケージに用いた場合の一例を示す側面図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示すＰｏＰ構造に用いた測定用アダプタの要部を拡大した斜視図である。
【図４Ａ】第２の実施形態の測定用アダプタをＰｏＰ構造の半導体パッケージに用いた場合の他の構成を示す側面図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示すＰｏＰ構造に用いた測定用アダプタの要部を拡大した斜視図である。
【図５Ａ】第３の実施形態の測定用アダプタの一構成例の要部を示す平面図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示した測定用アダプタを測定対象の半導体装置に合わせて設定した状態を示す平面図である。
【図６Ａ】第４の実施形態の測定用アダプタの一構成例の要部を示す平面図である。
【図６Ｂ】図６Ａに示した測定用アダプタを測定対象の半導体装置に合わせて設定した状態を示す平面図である。
【図７Ａ】第５の実施形態の測定用アダプタの一構成例の要部を示す平面図である。
【図７Ｂ】図７Ａに示した測定用アダプタを測定対象の半導体装置に合わせて設定した状態を示す平面図である。
【図８Ａ】ＰｏＰ構造の２つの半導体装置の間に、関連する測定用アダプタを挟んだ状態を示す側面図である。
【図８Ｂ】図８Ａに示した測定用アダプタの一例を示す平面図である。
【図９Ａ】関連する測定用アダプタの問題を説明するための図である。
【図９Ｂ】関連する測定用アダプタの問題を説明するための図である。
【図１０Ａ】関連する測定用アダプタの問題を説明するための図である。
【図１０Ｂ】関連する測定用アダプタの問題を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の測定用治具の実施形態を、図を参照して説明する。以下では、本発明の測定用治具を、背景技術に合わせて測定用アダプタと称して説明する。また、測定用アダプタが、ＰｏＰ構造の半導体パッケージにおいて、２つの半導体装置に挟まれるタイプの場合で説明する。
【００２９】
（第１の実施形態）
本実施形態の測定用アダプタの構成を説明する。図１Ａは本実施形態の測定用アダプタの一構成例を示す平面図である。図１Ｂは図１Ａに示した測定用アダプタを用いて半導体装置を測定する場合を説明するための平面図である。
【００３０】
図１Ａに示すように、測定用アダプタ５は、テスタ（不図示）の端子と接続するための測定用パッド１５と、下側の半導体装置および上側の半導体装置のそれぞれの端子を電気的に接続するための導電性部材となる導電性パッド１３と、測定用パッド１５と導電性パッド１３を接続する配線１８とを有する。導電性パッド１３は測定用アダプタ５を貫通している。なお、図１Ａおよび図１Ｂでは、配線１８を、測定用アダプタ５の下半分にのみ示しており、上半分に示すことを省略している。
【００３１】
測定用パッド１５は、上側の半導体装置に対向する面において、その半導体装置よりも外側に設けられている。これは、テスタ（不図示）の端子を測定用パッド１５に接触させやすくするためである。なお、本実施形態では、複数の測定用パッド１５が測定用アダプタ５の４つの辺のそれぞれに、辺に沿って２列設けられているが、１列であってもよい。
【００３２】
図１Ａに示す測定用アダプタ５では、１１２個の導電性パッド１３が設けられている。１１２個の導電性パッド１３は、測定用アダプタ５の外周から中心方向に、枠状に４段に分割して配置されている。最外周の枠を第１段とし、測定用アダプタ５の最も中心に近い側の枠を第４段と称すると、第１段には、４０個の導電性パッド１３が四角枠状に同一ピッチで配置されている。第２段には、３２個の導電性パッド１３が四角枠状に同一ピッチで配置されている。第３段には、２４個の導電性パッド１３が四角枠状に同一ピッチで配置されている。第４段には、１６個の導電性パッド１３が四角枠状に同一ピッチで配置されている。第１段から第４段の四角枠について、各段の四角枠状に配置された複数の導電性パッドを導電性パッド群と称する。
【００３３】
本実施形態では、導電性パッド１３のピッチが、下側の半導体装置および上側の半導体装置のそれぞれに設けられた端子のピッチに一致している場合で説明するが、それよりも小さいピッチであってもよい。
【００３４】
図１Ａの測定用アダプタ５を用いて、ＰｏＰ構造の半導体装置を測定する際には、下側の半導体装置の導電性パッドと上側の半導体装置のハンダボールとが導電性パッド１３を介して導通状態になる。
【００３５】
配線１８には、１つの導電性パッド１３に導かれている配線と、２つの導電性パッド１３に導かれている配線とがある。図１Ａを参照すると、測定用パッド１５ｃは第１段の導電性パッド群の導電性パッド１３と配線１８で接続されている。測定用パッド１５ａは、第２段の導電性パッド群の導電性パッド１３および第４段の導電性パッド群の導電性パッド１３と配線１８を介して接続されている。測定用パッド１５ｂは、第１段の導電性パッド群の導電性パッド１３および第３段の導電性パッド群の導電性パッド１３と配線１８を介して接続されている。つまり、測定用パッド１５ａ、１５ｂは、第１から第４段の導電性パッド群のうち、１段おきに導電性パッドと配線１８を介して接続されている。このように配線１８を設けている理由は、後述する。
【００３６】
なお、測定用アダプタ５は、プリント基板の製造方法と同様な方法を適用して作製することが可能であり、その詳細な説明を省略する。
【００３７】
次に、図１Ａに示した測定用アダプタを用いて半導体装置を測定する場合に、測定用アダプタの設定方法を説明する。図１Ｂは図１Ａに示した測定用アダプタを用いて半導体装置を測定する場合を説明するための平面図である。
【００３８】
ここでは、ボール総数の異なる半導体装置２３０、２４０、２５０のそれぞれを測定する場合を説明する。半導体装置２３０、２４０、２５０は測定用アダプタ５の上側に搭載されるデバイスとする。
【００３９】
はじめに、実線枠で示す半導体装置２３０を測定する場合を説明する。半導体装置２３０は、第１段と第２段の導電性パッド１３に対応する位置にハンダボールが設けられたデバイスである。半導体装置２３０のボール総数は７２個である。第１段の導電性パッド群と第２段の導電性パッド群のそれぞれの導電性パッド１３が、半導体装置２３０のハンダボールのそれぞれと接触する。
【００４０】
この場合、測定用パッド１５ａは、第２段の導電性パッド群の導電性パッド１３と配線１８を介して接続される。測定用パッド１５ｂは、第１段の導電性パッド群の導電性パッド１３と配線１８を介して接続される。
【００４１】
次に、一点鎖線枠で示す半導体装置２４０を測定する場合を説明する。半導体装置２４０は、第２段と第３段の導電性パッド１３に対応する位置にハンダボールが設けられたデバイスである。半導体装置２４０のボール総数は５６個である。第２段の導電性パッド群と第３段の導電性パッド群のそれぞれの導電性パッド１３が、半導体装置２４０のハンダボールのそれぞれと接触する。
【００４２】
この場合、測定用パッド１５ａは、第２段の導電性パッド群の導電性パッド１３と配線１８を介して接続される。測定用パッド１５ｂは、第３段の導電性パッド群の導電性パッド１３と配線１８を介して接続される。
【００４３】
次に、破線枠で示す半導体装置２５０を測定する場合を説明する。半導体装置２５０は、第３段と第４段の導電性パッド１３に対応する位置にハンダボールが設けられたデバイスである。半導体装置２５０のボール総数は４０個である。第３段の導電性パッド群と第４段の導電性パッド群のそれぞれの導電性パッド１３が、半導体装置２５０のハンダボールのそれぞれと接触する。
【００４４】
この場合、測定用パッド１５ａは、第４段の導電性パッド群の導電性パッド１３と配線１８を介して接続される。測定用パッド１５ｂは、第３段の導電性パッド群の導電性パッド１３と配線１８を介して接続される。
【００４５】
このようにして、複数段の導電性パッド群を測定用アダプタに予め設け、導電性パッド群の各導電性パッドのうち、測定対象の半導体装置の端子に対応する位置の導電性パッドがその半導体装置の端子と導通可能になるため、ボール数の総数が異なる、複数種類の半導体装置のそれぞれについて測定を行うことが可能となる。
【００４６】
また、複数の段に枠状に設けた導電性パッド群に対して、１段おきに導電性パッドを配線を介して測定用パッドに接続することで、ボール総数の異なる半導体装置のいずれにも、半導体装置の端子を１つの測定用パッドに接続することが可能となる。
【００４７】
また、図１Ａに示す配線レイアウトでは、第１段から第４段の導電性パッド群にかけて、一列に並んだ導電性パッドに対して、１段おきに導電性パッドに配線を接続する場合を説明したが、各段からどの導電性パッドを選択して接続するかは任意である。そのため、ボールの位置が同じでも役目が異なる複数種類の半導体装置に対して、これらの半導体装置のボール総数がそれぞれ異なっていれば、各半導体装置のハンダボールの役目に対応して、各段からどの導電性パッドを選択して測定用パッドに接続するか配線レイアウトを決めることで、複数種の半導体装置を測定することが可能となる。
【００４８】
（第２の実施形態）
本実施形態は、第１の実施形態の測定用アダプタよりも汎用性を向上させたものである。本実施形態の測定用アダプタの構成を説明する。図２は本実施形態の測定用アダプタの一構成例を示す平面図である。
【００４９】
図２に示すように、測定用アダプタ１０は、図１Ａに示した測定用アダプタ５の導電性パッド１３の代わりに貫通穴１９が設けられた構成である。他の構成については、第１の実施形態と同様なため、その詳細な説明を省略する。なお、図２においても、図１Ａと同様に、配線１８を測定用アダプタ１０の下半分にのみ示しており、上半分に示すことを省略している。
【００５０】
図２に示す測定用アダプタ１０には、図１Ａに示した測定用アダプタ５の導電性パッド１３と同様に、１１２個の貫通穴１９が、測定用アダプタ１０の外周から中心方向に、枠状に４段に分割して配置されている。最外周の枠を第１段とし、測定用アダプタ１０の最も中心に近い側の枠を第４段と称すると、第１段には、４０個の貫通穴が四角枠状に同一ピッチで配置されている。第２段には、３２個の貫通穴が四角枠状に同一ピッチで配置されている。第３段には、２４個の貫通穴が四角枠状に同一ピッチで配置されている。第４段には、１６個の貫通穴が四角枠状に同一ピッチで配置されている。第１段から第４段の四角枠について、各段の四角枠状に配置された複数の貫通穴をホール群と称する。
【００５１】
また、貫通穴１９の内壁または上側周囲近傍には、導電性材料膜が形成された導電部が設けられている。図２では、貫通穴１９の上側周囲近傍に導電部が設けられた場合を示している。この貫通穴１９の詳しい構成は、後述する。
【００５２】
図２に示す測定用アダプタ１０を用いて、ＰｏＰ構造の半導体装置を測定する際、下側の半導体装置の導電性パッドと上側の半導体装置のハンダボールとに対応する位置の貫通穴１９に導電性部材を挿入する。導電性部材は、例えば、導電性ピン、ハンダボールである。導電性ピンの一種として金属製のピンがある。
【００５３】
図２に示す測定用アダプタ１０を用いても、第１の実施形態で図１Ｂを参照して説明したように、複数種の半導体装置を測定することが可能となる。以下に、その具体例を説明する。
【００５４】
次に、図２に示した測定用アダプタ１０をＰｏＰ構造の半導体パッケージに用いた場合を説明する。
【００５５】
図３Ａは本実施形態の測定用アダプタをＰｏＰ構造の半導体パッケージに用いた場合の一例を示す側面図である。図３Ｂは図３Ａに示すＰｏＰ構造に用いた測定用アダプタの要部の拡大斜視図である。ここでは、貫通穴１９に挿入する導電性部材に金属製のピン１７を用いている。
【００５６】
図３Ａに示すように、測定用アダプタ１０が半導体装置２１０と半導体装置２２０の間に挟まれている。そして、測定用アダプタ１０に設けた複数の貫通穴１９のうち、半導体装置２１０の導電性パッド２１３と半導体装置２２０のハンダボール２２２とに対応する位置の貫通穴１９にピン１７が刺し込まれている。
【００５７】
図３Ｂに示すように、貫通穴１９の上側周辺近傍には導電部１９ａが設けられ、導電部１９ａは配線１８と一体になって形成されている。貫通穴１９にピン１７を刺し込むことで、ピン１７の頭部の下面が導電部１９ａと接触する。この図では、導電部１９ａが測定用アダプタ１０の上面に形成されている場合を示しているが、導電部１９ａが貫通穴１９の内壁に形成されていてもよい。この場合、貫通穴１９にピン１７を刺し込むことで、ピンの軸部が導電部１９ａと接触する。
【００５８】
図３Ａに示した構成で、測定用パッド１５にテスタ（不図示）の端子を接触させ、半導体装置２１０と半導体装置２２０との間で信号の送受信や電圧印加を行わせると、信号や電圧がピン１７を介して測定用パッド１５で測定可能となる。使用後にピン１７を引き抜けば、本実施形態の測定用アダプタ１０を、別の半導体装置の測定に何度でも使用することができる。
【００５９】
次に、図１Ａに示した測定用アダプタ１０をＰｏＰ構造の半導体パッケージに用いた場合の別の例を説明する。ここでは、貫通穴１９に挿入する導電性部材にビアプラグ１６を用いている。ビアプラグ１６をハンダボールで形成している。
【００６０】
図４Ａは本実施形態の測定用アダプタをＰｏＰ構造の半導体パッケージに用いた場合の他の構成を示す側面図である。図４Ｂは図４Ａに示すＰｏＰ構造に用いた測定用アダプタの要部の拡大斜視図である。
【００６１】
図４Ａに示すように、測定用アダプタ１０が半導体装置２１０と半導体装置２２０の間に挟まれている。そして、測定用アダプタ１０に設けた複数の貫通穴１９のうち、半導体装置２１０の導電性パッド２１３と半導体装置２２０のハンダボール２２２とに対応する位置の貫通穴１９にハンダで形成されたビアプラグ１６が埋め込まれている。
【００６２】
図４Ｂに示すように、貫通穴１９の上側周辺近傍と内壁には導電部１９ａが設けられ、導電部１９ａは配線１８と一体になって形成されている。貫通穴１９にビアプラグ１６を埋め込むことで、ビアプラグ１６が導電部１９ａと接触する。この図では、測定用アダプタ１０の上にビアプラグ１６が突き出ている場合を示しているが、ビアプラグ１６が半導体装置２２０のハンダボール２２２と接触すればよく、ビアプラグ１６の上面が測定用アダプタ１０の上面を突き出ていなくてもよい。
【００６３】
貫通穴１９に挿入する導電性部材にビアプラグ１６を用いることで、ピン１７を使用する場合に比べて、ＰＣＢ１００から半導体装置２２０までの高さを低くすることが可能となる。
【００６４】
また、使用後にビアプラグ１６を熱で溶かせば、本実施形態の測定用アダプタ１０を、別の半導体装置の測定に何度でも使用することができる。
【００６５】
本実施形態では、複数段のホール群を測定用アダプタに設け、ホール群の各ホールのうち、測定対象の半導体装置の端子に対応する位置に、金属製ピンまたはハンダボールなどの導電性部材を挿入している。そのため、ＰｏＰ構造を持つ半導体装置において、ボール数の総数が異なる、複数種類の半導体装置の電気的波形測定やステート測定を行うことが可能となる。
【００６６】
また、測定対象の半導体装置の端子の全てに対応する位置の貫通穴に導電性部材を挿入しなくても、評価に必要な端子の位置に対応する貫通穴にのみ導電性部材を設けるようにしてもよい。この場合、評価したい測定項目に関係のない端子の位置に導電性部材を設ける必要がない。
【００６７】
（第３の実施形態）
本実施形態の測定用アダプタは、予め設けられた複数の導電性部材から測定対象の半導体装置の端子位置に合う導電性部材を選択するようにした構成である。
【００６８】
本実施形態の測定用アダプタの構成を説明する。図５Ａは本実施形態の測定用アダプタの一構成例の要部を示す平面図である。ここでは、第１の実施形態の測定用アダプタをベースにして、図１Ａおよび図１Ｂに示した測定用アダプタと異なる点を中心に説明する。
【００６９】
図５Ａに示すように、測定用アダプタ２０の複数の測定用パッド２５よりも内側に、複数のハンダボール２６が設けられている。このハンダボール２６は、測定用アダプタ２０の基板を貫通している。ハンダボール２６は、図１Ａで説明した貫通穴のレイアウトと同様に、測定用アダプタ２０の外周から中心方向にかけて、複数のハンダボール２６が複数の段に枠状に設けられている。図５Ａは、その一部を示している。第１の実施形態と同様に、測定用アダプタ２０の最外周側を第１段とし、中心に最も近い側を第４段とする。また、１つの段に配置された複数のハンダボールを、ボール群と称する。
【００７０】
本実施形態では、図５Ａに示すように、各段のハンダボール２６のそれぞれが配線２９に接続され、配線２９は配線２８に接続されている。配線２８は測定用パッド２５に接続されている。また、各配線２９の導体部分は、レーザで切断可能なヒューズの役目を果たしている。この部分を、ヒューズ部２７と称する。ヒューズ部２７は、導体部分が切断されていることでオフ状態に設定され、導体部分が切断されていない状態でオン状態に設定されるスイッチとして機能する。
【００７１】
次に、図５Ａに示した測定用アダプタ２０を用いて半導体装置を測定する方法を説明する。図５Ｂは図５Ａに示した測定用アダプタを測定対象の半導体装置に合わせて設定した状態を示す平面図である。
【００７２】
図５Ａに示すハンダボール２６のうち、測定用アダプタ２０の上側の半導体装置の端子の位置に対応しているのが、図５Ｂに示すハンダボール２６ａとハンダボール２６ｂであるものとする。この場合、図５Ａに示すヒューズ２７のうち、図５Ｂに示すヒューズ部２７ａ〜２７ｄを除くヒューズ部２７をレーザで切断する。つまり、図５Ｂに示すヒューズ部２７ａ〜２７ｄをオンに設定し、図５Ａに示すヒューズ２７のうち、図５Ｂに示すヒューズ部２７ａ〜２７ｄを除くヒューズ部２７をオフに設定する。
【００７３】
その結果、図５Ｂに示すように、測定用パッド２５ａは、複数のハンダボール２６のうち、ハンダボール２６ａとのみ配線２８ａおよび配線２９ａを介して接続される。これと同様に、測定用パッド２５ｂは、複数のハンダボール２６のうち、ハンダボール２６ｂとのみ配線２８ｂおよび配線２９ｂを介して接続される。
【００７４】
また、ヒューズ部２７ｃの代わりにヒューズ部２７ｅをレーザで切断すれば、ハンダボール２６ａを測定用パッド２５ｃに接続させることも可能である。ハンダボール２６ａに対応する位置の、半導体装置の端子で評価する測定項目が、測定用パッド２５ｃで測定するようにテスタ（不図示）が設定されている場合、レーザで切る対象となるヒューズ部を変えるだけですむ。例えば、テスタ（不図示）の端子が測定用パッド２５ａで信号測定用に設定され、測定用パッド２５ｃでＶＤＤ測定用に設定されている場合、同じハンダボール２６ａを、これら２種類の測定項目のどちらでも使用することが可能となる。
【００７５】
本実施形態の測定用アダプタでは、予め設けられた複数の導電性部材のうち、測定対象の半導体装置の端子位置に合う導電性部材のみを測定用パッドと接続するようにしたことで、同じボール位置の役目の異なる複数種の半導体装置やボール総数の異なる複数種の半導体装置のそれぞれを測定することが可能となる。また、第１の実施形態に比べて、不要となる配線を低減することが可能となる。
【００７６】
（第４の実施形態）
本実施形態の測定用アダプタは、第３の実施形態に比べて、導電性部材のピッチに余裕がある場合に適用可能な構成である。
【００７７】
本実施形態の測定用アダプタの構成を説明する。図６Ａは本実施形態の測定用アダプタの一構成例の要部を示す平面図である。ここでは、第１の実施形態の測定用アダプタをベースにして、図１Ａおよび図１Ｂに示した測定用アダプタと異なる点を中心に説明する。また、第３の実施形態と同様な構成について、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７８】
第３の実施形態と同様に、複数のハンダボール２６が複数の段に枠状に設けられている。図６Ａは、その一部を示している。
【００７９】
本実施形態では、図６Ａに示すように、各段のハンダボール２６のそれぞれが配線２９に接続され、配線２９は配線２８に接続されている。配線２８は測定用パッド２５に接続されている。また、配線２９および配線２８のそれぞれの途中には、断線部分となるボールパッド２４が設けられている。つまり、図６Ａは、いずれのハンダボール２６も配線２８と接続されていない状態を示している。配線２９のボールパッド２４にハンダボールが置かれると、ハンダボール２６は配線２９に接続され、配線２８のボールパッド２４にハンダボールが置かれると、配線２９が配線２８を介して測定用パッド２５と接続される。ボールパッド２４は、ハンダボールが置かれるとオン状態に設定され、ハンダボールが置かれなければオフ状態に設定されるスイッチとして機能する。
【００８０】
次に、図６Ａに示した測定用アダプタ２０を用いて半導体装置を測定する方法を説明する。図６Ｂは図６Ａに示した測定用アダプタを測定対象の半導体装置に合わせて設定した状態を示す平面図である。
【００８１】
図６Ａに示すハンダボール２６のうち、測定用アダプタ２０の上側の半導体装置の端子の位置に対応しているのが、図６Ｂに示すハンダボール２６ａとハンダボール２６ｂであるものとする。この場合、図６Ａに示すボールパッド２４のうち、図６Ｂに示すボールパッド２４ａ〜２４ｊにのみ、ハンダを熱で溶かしてハンダボールを置く。つまり、図６Ｂに示すボールパッド２４ａ〜２４ｊをオンに設定し、図６Ａに示すボールパッド２４のうち、図６Ｂに示すボールパッド２４ａ〜２４ｊを除くボールパッド２４をオフに設定する。
【００８２】
その結果、図６Ｂに示すように、測定用パッド２５ａは、複数のハンダボール２６のうち、ハンダボール２６ａとのみ配線２８ａおよび配線２９ａを介して接続される。これと同様に、測定用パッド２５ｂは、複数のハンダボール２６のうち、ハンダボール２６ｂとのみ配線２８ｂおよび配線２９ｂを介して接続される。
【００８３】
なお、ハンダボール２６ａを測定用パッド２５ｃに接続する場合は、ボールパッド２４ｃの代わりにボールパッド２４ｋにハンダボールを置けばよく、第３の実施形態で説明したのと同様な効果が得られる。
【００８４】
本実施形態の測定用アダプタでは、第３の実施形態と同様な効果の他に、測定を行った後に、ボールパッドに置いたハンダボールを熱で溶かして取り除けば、何度でも別の半導体装置の測定に使用することが可能となる。
【００８５】
また、配線２８にボールパッド２４を設けることで、第３の実施形態よりも、測定用パッドに接続される配線部分のうち、余計な部分を減らせるので、半導体装置を測定する際、より良好な波形測定を行うことが可能となる。その反対に、配線２８にボールパッド２４を予め設けることを省略してもよく、この場合、配線２８のボールパッド２４にハンダボールを置く手間を省ける。
【００８６】
なお、第３または第４の実施形態において、測定対象の半導体装置の端子の全てに対応する位置のハンダボールを測定用パッドと接続しなくても、評価に必要な端子の位置に対応するハンダボールのみを測定用パッドに接続するようにしてもよい。この場合、評価したい測定項目に関係のない端子に対応する位置のハンダボールを測定用パッドに接続させる手間が省ける。
【００８７】
（第５の実施形態）
本実施形態の測定用アダプタは、第１から第４の実施形態に比べて、測定対象となる半導体装置の種類に対する汎用性をより向上させたものである。
【００８８】
本実施形態の測定用アダプタの構成を説明する。図７Ａは本実施形態の測定用アダプタの一構成例の要部を示す平面図である。ここでは、第１の実施形態の測定用アダプタをベースにして、図１Ａおよび図１Ｂに示した測定用アダプタと異なる点を中心に説明する。
【００８９】
図７Ａに示すように、測定用アダプタ３０の複数の測定用パッド２５よりも内側に、複数のハンダボール２６が設けられている。このハンダボール２６は、測定用アダプタ３０の基板を貫通している。ハンダボール２６は、図１Ａで説明した貫通穴のレイアウトと同様に、測定用アダプタ３０の外周から中心方向にかけて、複数のハンダボール２６が複数の段に枠状に設けられている。図７Ａは、その一部を示している。第１の実施形態と同様に、測定用アダプタ３０の最外周側を第１段とし、中心に最も近い側を第４段とする。また、１つの段に配置された複数のハンダボールを、ボール群と称する。
【００９０】
次に、図７Ａに示した測定用アダプタ３０を用いて半導体装置を測定する方法を説明する。図７Ｂは図７Ａに示した測定用アダプタを測定対象の半導体装置に合わせて設定した状態を示す平面図である。
【００９１】
図７Ａに示すハンダボール２６のうち、測定用アダプタ３０の上側の半導体装置の端子の位置に対応しているのが、図６Ｂに示すハンダボール２６ａ〜２６ｄであるものとする。そして、ハンダボール２６ａと測定用パッド２５ａとを電気的に接続するために、絶縁性フィルムに配線３８がプリントされたシール３２ａを測定用パッド３０の上面に貼り付けている。シール３２ａを破線で示している。シール３２ａの両端は配線３８の部分が飛び出た構成であり、シール３２ａを測定用パッド３０に貼り付けることで、配線３８ａの両端のうち、一方の端が測定用パッド２５ａと接触し、他方の端がハンダボール２６ａに接触している。
【００９２】
シール３２ａと同様なシールを用いて、ハンダボール２６ｂは測定用パッド２５ｂと接続され、ハンダボール２６ｃは測定用パッド２５ｃと接続され、ハンダボール２６ｄは測定用パッド２５ｄと接続されている。図７Ｂでは、シールの種類として、シール３２ａとシール３２ｃの２種類を示している。シール３２ａは、測定用パッド２５ａから第４段のボール群のハンダボール２６ａにまで達する配線３８がプリントされたものである。シール３２ｃは、測定用パッド２５ｃから第３段のボール群のハンダボール２６ｃにまで達する配線３８がプリントされたものである。
【００９３】
シールの種類は、上記２種類に限られず、第１段から第４段のそれぞれのボール群のハンダボールに測定用パッド２５から伸びる配線３８が接触できるように、少なくとも４種類準備されている。また、シール３２ａとシール３２ｂは、どちらも第４段のボール群のハンダボールを測定用パッドに接続するためのものであるが、配線３８の両端の向きが異なっている。さらに、シール３２ａとシール３２ｄを比較すると、配線３８の端部のうち、測定用パッドの方の向きが異なっている。このように、様々な種類のシールを用意しておくことで、ハンダボール２６と測定用パッド２５の接続方法について柔軟性が向上する。
【００９４】
本実施形態の測定用アダプタは、第１の実施形態と同様な効果が得られる他に、測定対象となる半導体装置の種類に対する汎用性をより向上させることができる。また、測定を行った後に、シールをはがせば、何度でも別の半導体装置の測定に使用することが可能となる。
【００９５】
上述したように、いずれの実施形態の測定用治具においても、ＰｏＰ構造における半導体装置において、ボールピッチが同じで、ボール総数が異なっていても、半導体装置の端子を測定用パッドに電気的に接続させる導電性部材を容易に実装可能にしている。このように、半導体装置の種類に対して汎用性を有しているため、種類の異なる半導体装置毎に専用の測定用アダプタを初めから作製する必要がなく、測定用アダプタの作製時間や作製費用を抑制することができる。その結果、半導体装置の開発の促進を図れる。
【００９６】
上述の実施形態では、測定用治具が、ＰｏＰ構造の半導体パッケージにおいて、２つの半導体装置に挟まれるタイプの場合で説明したが、通常のＢＧＡ部品にも適用することが可能である。
【００９７】
また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせ、乃至選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であれば、なし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
【符号の説明】
【００９８】
５、１０、２０、３０    測定用アダプタ
１３    導電性パッド
１５、２５    測定用パッド
１６    ビアプラグ
１７    ピン
１８、２８、３８    配線
１９    貫通穴
１９ａ    導電部
２４    ボールパッド
２６    ハンダボール
２７    ヒューズ部
３２ａ〜３２ｄ    シール
【図１Ａ】
2012058101.tif 000003
【図１Ｂ】
2012058101.tif 000004
【図２】
2012058101.tif 000005
【図３Ａ】
2012058101.tif 000006
【図３Ｂ】
2012058101.tif 000007
【図４Ａ】
2012058101.tif 000008
【図４Ｂ】
2012058101.tif 000009
【図５Ａ】
2012058101.tif 000010
【図５Ｂ】
2012058101.tif 000011
【図６Ａ】
2012058101.tif 000012
【図６Ｂ】
2012058101.tif 000013
【図７Ａ】
2012058101.tif 000014
【図７Ｂ】
2012058101.tif 000015
【図８Ａ】
2012058101.tif 000016
【図８Ｂ】
2012058101.tif 000017
【図９Ａ】
2012058101.tif 000018
【図９Ｂ】
2012058101.tif 000019
【図１０Ａ】
2012058101.tif 000020
【図１０Ｂ】
2012058101.tif 000021