(57)【要約】【課題】半導体装置の検査工程で用いられるプローブピンの長寿命化を図る。【解決手段】半導体装置の電気的な検査工程で用いられるプローブピン６ｃの先端部の被覆層６ｎを下地層６ｐと中間層６ｑと表面層６ｒとから成る３層構造とし、中間層６ｑが、ポリテトラフルオロエチレンとニッケルから成る材料より硬度が高い材料（例えば、二硫化モリブデンを主とする合金材料）から成ることで、表面層６ｒが削れて剥がれても中間層６ｑの硬度が高いため、プローブピン６ｃの長寿命化を図れる。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）半導体チップを備え、かつ前記半導体チップに電気的に接続された複数の外部端子が設けられた半導体装置を準備する工程と、
（ｂ）前記半導体装置の前記複数の外部端子にプローブピンを接触させて前記半導体装置の電気的検査を行う工程と、
を有し、
前記プローブピンの先端には、母材上に形成された下地層と、前記下地層上に形成された中間層と、前記中間層上に形成された表面層とが形成され、
前記下地層は、ニッケルめっき層であり、
前記表面層は、貴金属めっき層であり、
前記中間層は、ポリテトラフルオロエチレンとニッケルから成る材料より硬度が高い材料から成ることを特徴とする半導体装置の検査方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置の検査方法において、前記中間層は、二硫化モリブデンを主とする合金材料から成ることを特徴とする半導体装置の検査方法。
【請求項３】
請求項２記載の半導体装置の検査方法において、前記中間層は、二硫化モリブデンとニッケルの合金材から成ることを特徴とする半導体装置の検査方法。
【請求項４】
請求項１記載の半導体装置の検査方法において、前記中間層は、ポリテトラフルオロエチレンとニッケルとボロンの合金材から成ることを特徴とする半導体装置の検査方法。
【請求項５】
請求項１記載の半導体装置の検査方法において、前記表面層は、Ａｕ系合金材から成ることを特徴とする半導体装置の検査方法。
【請求項６】
請求項１記載の半導体装置の検査方法において、前記表面層は、ＡｕＣｏより硬度が高いめっき材から成ることを特徴とする半導体装置の検査方法。
【請求項７】
請求項６記載の半導体装置の検査方法において、前記中間層は、二硫化モリブデンを主とする合金材料から成ることを特徴とする半導体装置の検査方法。
【請求項８】
請求項７記載の半導体装置の検査方法において、前記表面層は、ＡｕＮｉＷから成ることを特徴とする半導体装置の検査方法。
【請求項９】
請求項１記載の半導体装置の検査方法において、前記表面層は、ＡｕＣｏから成ることを特徴とする半導体装置の検査方法。
【請求項１０】
（ａ）半導体チップを備え、かつ前記半導体チップに電気的に接続された複数の外部端子が設けられた半導体装置を準備する工程と、
（ｂ）前記半導体装置の前記複数の外部端子にプローブピンを接触させて前記半導体装置の電気的検査を行う工程と、
を有し、
前記プローブピンの先端には、母材上に形成された下地層と、前記下地層上に形成された中間層と、前記中間層上に形成された表面層とが形成され、
前記下地層は、ニッケルめっき層であり、
前記中間層は、ポリテトラフルオロエチレンとニッケルの合金材から成り、
前記表面層は、ＡｕＣｏより硬度が高い材料から成ることを特徴とする半導体装置の検査方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の半導体装置の検査方法において、前記表面層は、ＡｕＮｉＷから成ることを特徴とする半導体装置の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の検査技術に関し、特に、プローブピンを用いた半導体装置の検査工程に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
基材の表面にメッキ層を形成した表面処理構造において、潤滑性を有する微粒子を含有する金属マトリックスのメッキ層からなる潤滑メッキ層と、この潤滑メッキ層上に形成される貴金属メッキ層とからなる構成が、例えば、特開２００１−１２３２９２号公報（特許文献１）に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１２３２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体装置の検査工程の電気的検査等では、組み立て後の半導体装置のアウタリードやボール電極等の外部端子に対してテストボード上に取り付けられたコンタクタ（ソケット）のプローブピン（コンタクトピンまたはポゴピンともいう）を接触させ、この状態でテストボードと電気的に接続されたテスタから所定の電気信号を半導体装置に対して送信して電気的検査を行う。
【０００５】
前述のような電気的検査において、プローブピンの半導体装置の外部端子との接触回数（コンタクトショット数）が増加すると、半導体装置の外部端子（例えば、アウタリード）の表面にコーティングされていた半田めっきや半田ボール等による半田の汚れがプローブピンの先端部に付着し、検査時のプローブピンと外部端子の接触抵抗が増えることになる。
【０００６】
これは、アウタリード上の半田めっきや半田ボールの半田がプローブピンの先端部に移転した後、酸化して表面導電性材の摩耗損失によって、接触抵抗を増加させるものである。
【０００７】
前記接触抵抗が増えると、電気的検査において不良判定が増え、実際には良品であるのに不良と判定することで、電気的検査での歩留りを低下させてしまう。
【０００８】
そこで、歩留りの低下を抑制するために、プローブピンの交換頻度を増やすことが考えられるが、プローブピンの交換頻度が増えると、検査工程に掛かるコストが増大するという問題も起こる。
【０００９】
したがって、プローブピンの交換頻度を減らす、すなわち、プローブピンの寿命を延ばす技術が必要とされている。
【００１０】
プローブピンの寿命を延ばす技術の一例として、プローブピンの先端部の表面処理層を下地層と中間層と表面層とからなる３層構造とし、前記中間層にフッ素系めっき（潤滑めっきともいう）を施してプローブピンの長寿命化を図る技術が知られている。なお、一般的には、下地層には、プローブピンの母材がＳＫ（鋼）材であるため、その密着性の高さからＮｉめっきが用いられ、さらに、表面層には、電気抵抗率が低く、かつ比較的耐磨耗性に優れためっきであるＡｕめっき等の貴金属めっきが用いられる。
【００１１】
また、前記フッ素系めっき（潤滑めっき）の一例として、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン：フッ素系樹脂）＋Ｎｉめっきが知られており、プローブピンの先端部の表面処理等に用いられている。
【００１２】
本発明者は、先端部の表面処理層が３層構造であり、かつ３層構造の中間層に前記フッ素系めっきがコーティングされたプローブピンについて検討を行った結果、以下のような課題を見出した。
【００１３】
すなわち、先端部の表面処理層が３層構造のプローブピンを採用した場合、検査工程で掛かるコストを考慮すると、プローブピンの寿命をさらに数倍以上延ばす必要がある。前述のようなＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）＋Ｎｉめっきからなるフッ素系めっきが表面処理層の中間層にコーティングされたプローブピンにおいても、さらにコンタクトショット数が増加すると、表面層が剥がれ、その後、中間層も摩耗して剥がれるという現象が起こり、下地層のＮｉめっきの層が露出してしまう。
【００１４】
その結果、下地層のＮｉめっきが半導体装置のアウタリード上の半田めっきや半田ボールの半田の錫と反応して、徐々にプローブピンの先端部が劣化してしまうことが課題である。
【００１５】
さらに、プローブピンの寿命が短いと、前述のように結果的にプローブピンの交換頻度が増えて検査工程に掛かるコストが増加するという課題も発生する。
【００１６】
なお、前記特許文献１（特開２００１−１２３２９２号公報）には、基材上に拡散防止メッキ層が形成され、この拡散防止メッキ層上に潤滑メッキ層が形成され、さらに潤滑メッキ層上に貴金属メッキ層が形成されたコンタクトピン（プローブピン）が開示されている。
【００１７】
前記コンタクトピンにおいても、表面処理層の中間層に潤滑メッキを用いた場合、前記潤滑メッキを用いなかった場合と比べると、コンタクトピンの寿命を延ばすことができる。しかしながら、前記コンタクトピンを用いた検査工程に掛かるコストを考慮すると、さらに数倍以上寿命を延ばさないと、検査工程におけるコストの増加を抑制することはできないものと考えられる。
【００１８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、半導体装置の検査工程で用いられるプローブピンの長寿命化を図ることができる技術を提供することにある。
【００１９】
また、本発明の他の目的は、半導体装置の製造コストの増加を抑制することができる技術を提供することにある。
【００２０】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００２２】
代表的な実施の形態による半導体装置の検査方法は、（ａ）半導体チップを備え、かつ前記半導体チップに電気的に接続された複数の外部端子が設けられた半導体装置を準備する工程と、（ｂ）前記半導体装置の前記複数の外部端子にプローブピンを接触させて前記半導体装置の電気的検査を行う工程と、を有し、前記プローブピンの先端には、母材上に形成された下地層と、前記下地層上に形成された中間層と、前記中間層上に形成された表面層とが形成され、前記下地層は、ニッケルめっき層であり、前記表面層は、貴金属めっき層であり、前記中間層は、ポリテトラフルオロエチレンとニッケルから成る材料より硬度が高い材料から成るものである。
【００２３】
また、代表的な他の実施の形態による半導体装置の検査方法は、（ａ）半導体チップを備え、かつ前記半導体チップに電気的に接続された複数の外部端子が設けられた半導体装置を準備する工程と、（ｂ）前記半導体装置の前記複数の外部端子にプローブピンを接触させて前記半導体装置の電気的検査を行う工程と、を有し、前記プローブピンの先端には、母材上に形成された下地層と、前記下地層上に形成された中間層と、前記中間層上に形成された表面層とが形成され、前記下地層は、ニッケルめっき層であり、前記中間層は、ポリテトラフルオロエチレンとニッケルの合金材から成り、前記表面層は、ＡｕＣｏより硬度が高い材料から成るものである。
【発明の効果】
【００２４】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００２５】
半導体装置の検査工程で用いられるプローブピンの長寿命化を図ることができる。
【００２６】
また、半導体装置の製造コストの増加を抑制することができる。
【００２７】
さらに、半導体装置の歩留りを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態の半導体装置の検査工程で用いられる検査装置の構造の一例を示す概略図である。
【図２】図１に示すコンタクタに設けられたプローブピンの構造の一例を示す断面図である。
【図３】図２に示すプローブピンの先端部の構造の一例を示す拡大部分斜視図である。
【図４】図３に示す先端部の被覆層の構造の一例を示す拡大部分断面図である。
【図５】図２に示すプローブピンの先端部の被覆層に中間層を有している場合と有していない場合におけるプローブピンの寿命の一例を示す比較図である。
【図６】図２に示すプローブピンの先端部の被覆層の表面層に用いられる材料の特性の一例を示すデータ図である。
【図７】図２に示すプローブピンの先端部の被覆層の中間層に用いられる材料の特性の一例を示すデータ図である。
【図８】図１に示す検査装置によって検査される半導体装置の構造の一例を示す断面図である。
【図９】図８に示す半導体装置のアウタリードにプローブピンを接触させた状態の構造の一例を示す部分拡大断面図である。
【図１０】図９に示すプローブピンの接触状態の構造の一例を示す部分拡大断面図である。
【図１１】図１に示す検査装置によって検査される変形例の半導体装置の構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下の実施の形態では特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
【００３０】
さらに、以下の実施の形態では便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。
【００３１】
また、以下の実施の形態において、要素の数など（個数、数値、量、範囲などを含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。
【００３２】
また、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００３３】
また、以下の実施の形態において、構成要素等について、「Ａからなる」、「Ａよりなる」、「Ａを有する」、「Ａを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００３４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００３５】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態の半導体装置の検査工程で用いられる検査装置の構造の一例を示す概略図、図２は図１に示すコンタクタに設けられたプローブピンの構造の一例を示す断面図、図３は図２に示すプローブピンの先端部の構造の一例を示す拡大部分斜視図、図４は図３に示す先端部の被覆層の構造の一例を示す拡大部分断面図である。また、図５は図２に示すプローブピンの先端部の被覆層に中間層を有している場合と有していない場合におけるプローブピンの寿命の一例を示す比較図、図６は図２に示すプローブピンの先端部の被覆層の表面層に用いられる材料の特性の一例を示すデータ図、図７は図２に示すプローブピンの先端部の被覆層の中間層に用いられる材料の特性の一例を示すデータ図である。さらに、図８は図１に示す検査装置によって検査される半導体装置の構造の一例を示す断面図、図９は図８に示す半導体装置のアウタリードにプローブピンを接触させた状態の構造の一例を示す部分拡大断面図、図１０は図９に示すプローブピンの接触状態の構造の一例を示す部分拡大断面図、図１１は図１に示す検査装置によって検査される変形例の半導体装置の構造を示す断面図である。
【００３６】
本実施の形態は、半導体装置の検査工程で用いられるプローブピン（コンタクトピンあるいはポゴピンともいう）について説明するものである。
【００３７】
まず、図１を用いて半導体装置の検査工程で用いられる検査装置６について説明すると、検査時に半導体装置１の外部端子２ｂに接触させるプローブピン６ｃを備え、かつ前記半導体装置１を収容可能なソケットであるコンタクタ６ｂと、コンタクタ６ｂが電気的に接続されて固定されたテストボード６ｄと、検査時に半導体装置１に所定の電気信号を送るテスタ６ａと、テスタ６ａとケーブル６ｆを介して電気的に接続され、かつテストボード６ｄとも電気的に接続されて固定された中継基板６ｅとを有している。
【００３８】
なお、テスタ６ａは、測定伝送系の時間遅延、電圧降下の影響等を補正する機能は備えているが、プローブピン６ｃの先端部の抵抗の影響を補正する機能は備えていない。
【００３９】
次に、図２に示す本実施の形態のプローブピン６ｃの構造について説明する。
【００４０】
プローブピン６ｃは、細長いピン部材であり、細長い筒状の本体部６ｈの内部に摺動自在に収容され、先端が先割れ形状となったコンタクト部６ｉと、本体部６ｈの内部に収容され、かつコンタクト部６ｉを本体部６ｈから押し出す方向に押圧しているバネ部材６ｇと、本体部６ｈをテストボード６ｄに接続する支持部６ｊとから成る。
【００４１】
なお、バネ部材６ｇは、本体部６ｈの内部で支持部６ｊとコンタクト部６ｉとに挟まれた状態で収納されており、したがって、検査時には、コンタクト部６ｉが半導体装置１の外部端子２ｂと確実に接触するように、コンタクト部６ｉに対して常にバネ部材６ｇによって本体部６ｈから押し出す方向に荷重が付与される構造となっている。
【００４２】
さらに、プローブピン６ｃでは、半導体装置１の外部端子２ｂ及びテストボード６ｄと電気的接続を図るために、本体部６ｈ、コンタクト部６ｉ、バネ部材６ｇ及び支持部６ｊが導電性の材料によって形成されている。
【００４３】
また、プローブピン６ｃのコンタクト部６ｉの先端部は、図３に示すように先割れ形状となっている。ここで、プローブピン６ｃの先端部（先端）とは、少なくとも検査時に半導体装置１の外部端子２ｂと接触する突起部６ｔを含む箇所である。
【００４４】
なお、本実施の形態のプローブピン６ｃでは、図３に示す先端部が、図４に示すようにその表面処理層である被覆層６ｎが３層構造となっている。なお、図４は、図３に示す先割れ形状の１つの凸部（突起部６ｔ）の断面形状を示すものである。
【００４５】
図４に示すようにコンタクト部６ｉの先端部の被覆層６ｎは、母材６ｋ上に形成された下地層６ｐと、下地層６ｐ上に形成された中間層６ｑと、中間層６ｑ上に形成された表面層６ｒとから成る３層構造である。
【００４６】
すなわち、プローブピン６ｃのコンタクト部６ｉの先端部には、母材６ｋ上に形成された下地層６ｐと、下地層６ｐ上に形成された中間層６ｑと、中間層６ｑ上に形成された表面層６ｒとが形成されており、コンタクト部６ｉの先端部の表面処理層である被覆層６ｎが３層構造となっている。
【００４７】
なお、図５は、図４に示すプローブピン６ｃの先端部の被覆層６ｎにおいて、中間層無しめっき層の場合（Ｅ）と、中間層有りめっき層の場合（Ｆ）とで、処理数に対する不良率からそれぞれの場合の寿命を表したデータである。図５より、中間層無しめっき層の場合（Ｅ）には処理数が約７万回の寿命であるのに対して、中間層有りめっき層の場合（Ｆ）には処理数が約２０万回以上の寿命であり、中間層無しめっき層の場合（Ｅ）に比較して中間層有りめっき層の場合（Ｆ）の方が約３倍程度寿命が長いことが判る。すなわち、中間層６ｑがバリア層となって中間層無しの場合よりプローブピン６ｃの寿命を延ばすことができる。
【００４８】
次に、下地層６ｐ、中間層６ｑ、表面層６ｒに適用される具体的な材料について説明する。
【００４９】
まず、下地層６ｐは、密着性の高い材料が有効であり、プローブピン６ｃの場合、そのコンタクト部６ｉの母材６ｋが、ＳＫ（鋼）材によって形成されているため、ＳＫ（鋼）材との密着性を高めるためにニッケル（Ｎｉ）めっきを用いることが好ましい。すなわち、下地層６ｐは、ニッケルめっき層である。
【００５０】
また、表面層６ｒは、半導体装置１の外部端子２ｂ上の半田９（図９参照）との接触抵抗を決定する層であるため、電気抵抗率が小さく、かつ繰り返しの接触において耐磨耗性に優れた（硬度が高い）材料から成ることが好ましく、例えば、Ａｕ系合金材から成る貴金属めっき層であり、より好ましい例としては、図６に示す（Ｂ）のＡｕＮｉＷ（金−ニッケル−タングステン）である。
【００５１】
ここで、表面層６ｒに適用するめっき材として、図６に示す（Ｂ）のＡｕＮｉＷの方が（Ａ）のＡｕＣｏ（金−コバルト）より好ましい理由について説明する。なお、図６では、（Ａ）がＡｕＣｏの特性、（Ｂ）がＡｕＮｉＷの特性をそれぞれ示している。
【００５２】
図６に示すとおり、ＡｕＮｉＷの抵抗率（電気抵抗率）は、ＡｕＣｏと同等であり、１０-5Ωｃｍと非常に小さい。また、ＡｕＮｉＷの摩耗性においてはビッカース硬度がＡｕＣｏの約３倍であり非常に硬度が高い。さらに、結晶性においては、ＡｕＮｉＷの結晶構造がアモルファス構造であり、アモルファス構造は、結晶構造が不均一であるため、金属間結合を行い難い結晶構造である。したがって、半田９との相性が悪く、半田９が付着もしくは堆積し難い結晶構造と言える。
【００５３】
以上のことから、表面層６ｒに適用する材料としては、ＡｕＣｏより硬度が高く、かつ結晶構造がアモルファス構造のＡｕＮｉＷがより好ましい。
【００５４】
次に、中間層６ｑについて説明する。
【００５５】
中間層６ｑは、表面層６ｒの直下に配置されて半田合金層の形成を抑制するバリア層である。そこで、中間層６ｑも半田９と相性が悪い（分子間引力が無い、もしくは遷移金属でない）材料が好ましく、あるいは前記材料が金属材に均一に配合されているものが好ましい。さらに、中間層６ｑは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）とニッケル（Ｎｉ）から成る材料（フッ素系めっき等）より硬度（例えば、ビッカース硬度）が高い材料から成ることが条件である。
【００５６】
したがって、中間層６ｑとして好ましい材料の一例は、図７に示す（Ｙ）のＭｏＳ2 ＋Ｎｉ等の二硫化モリブデン合金である。二硫化モリブデン合金は、低摩擦で潤滑に優れた表面被膜を形成することが可能であり、スパッタリングによって形成することができる。なお、ＭｏＳ2 ＋（ＷＣ−Ｃｏ：タングステンカーバイト−コバルト）等の二硫化モリブデン合金であってもよい。
【００５７】
つまり、中間層６ｑは、二硫化モリブデンを主とする合金材料から成ることが好ましい。
【００５８】
ここで、中間層６ｑに適用する材料として、図７に示す（Ｙ）のＭｏＳ2 が好ましい理由について説明する。なお、図７では、（Ｘ）がＰＴＦＥ＋Ｎｉの特性、（Ｙ）がＭｏＳ2 ＋Ｎｉ等の特性、（Ｚ）がＰＴＦＥ＋Ｎｉ＋Ｂ（ボロン）等の特性をそれぞれ示している。
【００５９】
図７に示すとおり、ＭｏＳ2 ＋Ｎｉの抵抗率（電気抵抗率）は、ＰＴＦＥ＋Ｎｉと同等の１０-4Ωｃｍである。また、ＭｏＳ2 ＋Ｎｉの摩耗性においてはビッカース硬度が８００Ｈｖであり、５００ＨｖのＰＴＦＥ＋Ｎｉに比較して遥かに硬度が高く硬い。また、摩擦係数も０．０２であり、ＰＴＦＥ＋Ｎｉの０．２に比較して遥かに小さい。さらに、結晶性においては、アモルファス構造であり、前述のようにアモルファス構造は、金属間結合を行い難い結晶構造であり、半田９との相性が悪く、半田９が付着もしくは堆積し難い結晶構造である。
【００６０】
以上のことから、中間層６ｑに適用する材料としては、ＰＴＦＥ＋Ｎｉより遥かに硬度が高く、かつ結晶構造がアモルファス構造のＭｏＳ2 ＋Ｎｉ（二硫化モリブデンとニッケルの合金材）がより好ましい。
【００６１】
次に、本実施の形態の半導体装置の検査方法を、先端部の下地層６ｐにニッケルめっき層、表面層６ｒにＡｕＮｉＷ層、中間層６ｑにＭｏＳ2 ＋Ｎｉ層が形成された図４に示すプローブピン６ｃを適用した場合について説明する。
【００６２】
なお、前記半導体装置の一例として、図８に示すＱＦＰ（Quad Flat Package)１を取り上げて説明する。
【００６３】
まず、図８のＱＦＰ１の構成について説明すると、半導体集積回路が形成された半導体チップ４と、半導体チップ４の周囲に放射状に配置された複数のインナリード２ａと、インナリード２ａと一体に形成された外部端子である複数のアウタリード２ｂと、半導体チップ４の主面４ａに形成された表面電極である電極パッド４ｃとこれに対応するインナリード２ａとを電気的に接続する導電性ワイヤである複数のワイヤ５とを有している。
【００６４】
さらに、ＱＦＰ１は、銀ペースト等のダイボンディング材を介して半導体チップ４が固定されたチップ搭載部であるタブ（ダイパッドともいう）２ｃと、樹脂モールディングによって封止用樹脂等から形成され、かつ半導体チップ４とタブ２ｃと複数のワイヤ５と複数のインナリード２ａを封止する封止体３とを有している。
【００６５】
また、ＱＦＰ１であるため、複数のインナリード２ａそれぞれと一体に形成された複数のアウタリード２ｂは、封止体３の４辺それぞれから外部に向かって突出しており、各アウタリード２ｂは、ガルウィング状に曲げ成形されている。
【００６６】
また、半導体チップ４は、各リードに対してワイヤ接続されているため、その主面４ａを上方に向けてフェイスアップ実装でタブ２ｃ上に搭載されている。つまり、半導体チップ４の裏面４ｂとタブ２ｃとがダイボンディング材を介して接合されている。
【００６７】
なお、インナリード２ａ、アウタリード２ｂ及びタブ２ｃは、例えば、銅合金等の薄板状の部材によって形成され、さらに、封止体３は、例えば、熱硬化性のエポキシ系樹脂等から成り、樹脂モールディングによって形成されたものである。また、ワイヤ５は、例えば、金線もしくは銅線等である。
【００６８】
次に、ＱＦＰ１の検査工程について説明する。
【００６９】
まず、半導体チップ４を備え、かつ半導体チップ４に電気的に接続された複数のインナリード２ａ及びアウタリード２ｂが設けられたＱＦＰ１を準備する。なお、各アウタリード２ｂの表面には、図９に示すように、その端部の切断面を除いた箇所に外装めっきである半田９が被覆（コーティング）されている。つまり、各アウタリード２ｂは、それぞれの表面に半田めっきが形成されている。
【００７０】
その後、図１に示すように、ＱＦＰ１の複数のアウタリード２ｂに検査装置６のプローブピン６ｃを接触させてＱＦＰ１の電気的検査を行う。
【００７１】
すなわち、ＱＦＰ１をコンタクタ６ｂに装着し、図９に示すようにプローブピン６ｃの先端部を所定のアウタリード２ｂの半田９に突き当てた状態で、図１に示すテスタ６ａから所定の電気信号をＱＦＰ１に対して送信して電気的検査を行う。ここで、プローブピン６ｃの先端部の表面には、３層構造の被覆層６ｎが形成されており、下地層６ｐにニッケルめっき層、表面層６ｒにＡｕＮｉＷ層、中間層６ｑにＭｏＳ2 ＋Ｎｉ層が形成されている。
【００７２】
なお、検査時には、ＱＦＰ１のアウタリード２ｂの半田９にプローブピン６ｃの先端部が突き当たった状態となっている。言い換えると、図１０に示すように、プローブピン６ｃの先端部が各アウタリード２ｂの半田９の層にめり込んだ状態となっている。
【００７３】
しかしながら、本実施の形態のプローブピン６ｃは、その先端部の被覆層６ｎが３層構造であるとともに、前記３層構造の被覆層６ｎにおいて表面層６ｒにＡｕＮｉＷ層、中間層６ｑにＭｏＳ2 ＋Ｎｉ層がそれぞれ形成されている。つまり、中間層６ｑは、半田合金化抑制層であり、バリア層であるため、半田９との相性は悪い構造となっている。
【００７４】
したがって、プローブピン６ｃの先端部の接触部６ｍにおいて、半田９の粒子９ａは先端部の内部に侵食することはなく、かつ先端部の接触部６ｍに留まらないで接触部６ｍから離脱していく。
【００７５】
ただし、半田９とプローブピン６ｃの電気的接続は、プローブピン６ｃの先端部の表面層６ｒとして電気抵抗率が小さいＡｕＮｉＷ層が形成されているため、図１０の電気経路６ｓに示すように十分に確保される。
【００７６】
以上のように、プローブピン６ｃの先端部の被覆層６ｎの中間層６ｑをＭｏＳ2 ＋Ｎｉ層として半田合金化抑制層とすることで、半田９の粒子９ａの侵食や付着・堆積を低減して半田９の転移（合金層形成）を抑制することができる。
【００７７】
本実施の形態の半導体装置の検査方法によれば、ＱＦＰ１の電気的検査工程で用いられるプローブピン６ｃの先端部の被覆層６ｎを下地層６ｐと中間層６ｑと表面層６ｒとから成る３層構造とし、かつ中間層６ｑが、ポリテトラフルオロエチレンとニッケルから成る材料より硬度が高い材料（例えば、ＭｏＳ2 ＋Ｎｉ）から成ることで、表面層６ｒが削れて剥がれても中間層６ｑの硬度が高いため、プローブピン６ｃの長寿命化を図ることができる。
【００７８】
つまり、３層構造の中間層６ｑを硬くすることにより、繰り返し接触による表面層６ｒの削れが発生してもプローブピン６ｃの長寿命化を図ることができる。
【００７９】
さらに、プローブピン６ｃの先端部の表面層６ｒがＡｕＣｏより硬いＡｕＮｉＷから成ることで、中間層６ｑの劣化を遅らせることができ、これによって、プローブピン６ｃの寿命をさらに延ばすことができる。
【００８０】
また、プローブピン６ｃの先端部の表面層６ｒが電気抵抗率の低い貴金属材料（例えば、ＡｕＮｉＷ）から成り、さらにその下の中間層６ｑが硬度が高く、かつ半田９との濡れ性が悪い材料（例えば、ＭｏＳ2 ＋Ｎｉ）から成ることで、電気的検査においてプローブピン６ｃのＱＦＰ１のアウタリード２ｂとの接触回数（コンタクトショット数）が増加しても、ＱＦＰ１のアウタリード２ｂの表面にコーティングされた半田めっきによる半田９の汚れがプローブピン６ｃの先端部に付着・堆積することを低減できる。
【００８１】
その結果、検査時のプローブピン６ｃとアウタリード２ｂの電気的な接触抵抗が増えることを抑制できるため、プローブピン６ｃの耐久性を向上させることができる（長寿命化を図る）とともに、接触の安定化を図ることができる。
【００８２】
例えば、中間層６ｑにフッ素系めっき材を採用した場合に比較して遥かに耐久性を向上させることができる。
【００８３】
また、プローブピン６ｃの長寿命化を図ることができるため、ＱＦＰ１の歩留りを向上させることができる。
【００８４】
さらに、プローブピン６ｃの長寿命化を図ることができるため、プローブピン６ｃの交換頻度を低減することができ、ＱＦＰ１の製造コストの増加を抑制することができる。
【００８５】
次に、図１１を用いて本実施の形態の変形例について説明する。
【００８６】
図１１に示す変形例は、半導体装置が基板タイプのＢＧＡ（Ball Grid Array)７の場合であり、このＢＧＡ７の構造を示すものである。
【００８７】
ＢＧＡ７は、ＢＧＡ基板８の主面８ａ上に樹脂ペースト材１０などのダイボンディング材を介して搭載された半導体チップ４を有するものであり、半導体チップ４の表面電極とＢＧＡ基板８の主面８ａのボンディングリード８ｃとが複数のワイヤ５によって電気的に接続されている。さらに、半導体チップ４と複数のワイヤ５がＢＧＡ基板８の主面８ａ上において封止用樹脂から成る封止体３によって樹脂封止されている。
【００８８】
また、ＢＧＡ基板８の裏面８ｂ側には、外部端子となる複数の半田ボール１１がグリッド状（格子状）に並んで設けられている。
【００８９】
このようなＢＧＡ７においても、検査工程では、ＱＦＰ１の場合と同様に、図１に示すようなプローブピン６ｃが配置された検査装置６を用いて電気的検査が行われる。
【００９０】
すなわち、検査時には、検査装置６のコンタクタ６ｂにＢＧＡ７を載置し、ＢＧＡ７の外部端子である半田ボール１１にプローブピン６ｃを突き当てた状態で電気的検査を行う。
【００９１】
その際、プローブピン６ｃの先端部の表面層６ｒが電気抵抗率の低い貴金属材料（例えば、ＡｕＮｉＷ）から成り、さらにその下の中間層６ｑが硬度が高く、かつ半田９との濡れ性が悪い材料（例えば、ＭｏＳ2 ＋Ｎｉ）から成ることで、電気的検査においてプローブピン６ｃのＢＧＡ７の半田ボール１１との接触回数（コンタクトショット数）が増加しても、ＢＧＡ７の半田ボール１１による半田９の汚れがプローブピン６ｃの先端部に付着・堆積することを低減できる。
【００９２】
その結果、検査時のプローブピン６ｃと半田ボール１１の電気的な接触抵抗が増えることを抑制できるため、プローブピン６ｃの耐久性を向上させる（長寿命化を図る）ことができるとともに、接触の安定化を図ることができる。
【００９３】
なお、図１１に示す変形例によって得られるその他の効果については、図８に示すＱＦＰ１の検査方法によって得られるその他の効果と同様であるため、その重複説明は省略する。
【００９４】
（実施の形態２）
実施の形態２では、プローブピン６ｃの先端部の３層構造の被覆層６ｎの表面層６ｒが、ＡｕＮｉＷ以外のめっき材の場合について説明する。例えば、下地層６ｐがニッケルめっき層であり、中間層６ｑがＭｏＳ2 ＋Ｎｉ層等の二硫化モリブデンを主とする合金材料の被覆層であり、表面層６ｒとしては、図６の（Ａ）のＡｕＣｏ層を採用する。
【００９５】
つまり、表面層６ｒとしては、ＡｕＣｏより硬度が高い材料を採用することがより好ましいが、電気抵抗率が小さいＡｕＣｏを採用してもよい。
【００９６】
表面層６ｒにＡｕＣｏを採用した場合であっても、中間層６ｑに二硫化モリブデンを主とする合金材料を採用することで、中間層６ｑを半田合金化抑制層とすることができ、実施の形態１と同様に、検査時に、図１０に示す半田９の粒子９ａの侵食や付着・堆積を低減して半田９の転移（合金層形成）を抑制することができる。
【００９７】
この場合、プローブピン６ｃの先端部において、表面層６ｒが削れて剥がれても中間層６ｑの硬度が高いことから、プローブピン６ｃの長寿命化を図ることができる。
【００９８】
つまり、電気的検査においてプローブピン６ｃの半導体装置の外部端子との接触回数（コンタクトショット数）が増加しても、半田９の汚れがプローブピン６ｃの先端部に付着・堆積することを低減できる。
【００９９】
その結果、検査時のプローブピン６ｃと半導体装置の外部端子の電気的な接触抵抗が増えることを抑制できるため、プローブピン６ｃの耐久性を向上させる（長寿命化を図る）ことができるとともに、接触の安定化を図ることができる。
【０１００】
実施の形態２の半導体装置の検査方法によって得られるその他の効果については、実施の形態１のＱＦＰ１の検査方法によって得られるその他の効果と同様であるため、その重複説明は省略する。
【０１０１】
なお、プローブピン６ｃの先端部の表面層６ｒについては、ＡｕＮｉＷめっきやＡｕＣｏめっきに限定されるものではなく、貴金属めっき層であれば、ＡｕＮｉＷやＡｕＣｏ以外のＡｕ系合金材から成るめっき層であってもよい。
【０１０２】
以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【０１０３】
例えば、前記実施の形態では、プローブピン６ｃの先端部の形状が先割れ形状の場合を説明したが、先割れの数は何個であってもよく、また、先割れ形状以外の先端形状であってもよい。
【０１０４】
また、前記実施の形態では、半導体装置がＱＦＰ１やＢＧＡ７の場合について説明したが、前記半導体装置は、先端部の被覆層６ｎが３層構造のプローブピン６ｃを用いて電気的検査が行われる半導体装置であれば、ＱＦＰ１やＢＧＡ７以外のＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded Package) やＳＯＰ（Small Outline Package)等であってもよく、さらには基板タイプのＬＧＡ（Land Grid Array)等であってもよい。
【０１０５】
また、前記実施の形態では、プローブピン６ｃの先端部の被覆層６ｎの中間層６ｑが、二硫化モリブデンを主とする合金材料から成る場合を説明したが、中間層６ｑは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）とニッケル（Ｎｉ）とボロン（Ｂ）の合金材から成る層であってもよい。
【０１０６】
すなわち、図７の（Ｚ）に示すように、ポリテトラフルオロエチレンとニッケルとボロンの合金材は、電気抵抗率が図７の（Ｘ）のポリテトラフルオロエチレンとニッケルの合金材より小さく、かつ磨耗性におけるビッカース硬度がより高い（ポリテトラフルオロエチレンとニッケルの合金材はビッカース硬度が５００Ｈｖであるのに対して、ポリテトラフルオロエチレンとニッケルとボロンの合金材はビッカース硬度が１０００Ｈｖである）。
【０１０７】
したがって、表面層６ｒがＡｕＮｉＷめっきやＡｕＣｏめっき等の貴金属めっきであれば、中間層６ｑに二硫化モリブデンを主とする合金材料を用いた場合に比較して、さらにプローブピン６ｃの耐久性を向上させてプローブピン６ｃの長寿命化を図ることができる。
【０１０８】
なお、中間層６ｑに採用するポリテトラフルオロエチレンとニッケルとボロンの合金材は、ポリテトラフルオロエチレンとニッケルとボロンとリン（Ｐ）の合金材であってもよい。
【０１０９】
また、プローブピン６ｃの被覆層６ｎの中間層６ｑは、表面層６ｒがＡｕＣｏより硬度が高い材料（例えば、ＡｕＮｉＷ）から成るめっき層であれば、図７の（Ｘ）に示すポリテトラフルオロエチレンとニッケルの合金材から成る層であってもよい。
【０１１０】
すなわち、表面層６ｒを、その硬度がＡｕＣｏより３倍程度高いＡｕＮｉＷから成るめっき層とすることで、プローブピン６ｃの耐磨耗性を向上させることができ、プローブピン６ｃの長寿命化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明は、プローブピンを用いて検査が行われる電子装置の組み立てに好適である。
【符号の説明】
【０１１２】
１  ＱＦＰ（半導体装置）
２ａ  インナリード
２ｂ  アウタリード（外部端子）
２ｃ  タブ
３  封止体
４  半導体チップ
４ａ  主面
４ｂ  裏面
４ｃ  電極パッド
５  ワイヤ
６  検査装置
６ａ  テスタ
６ｂ  コンタクタ
６ｃ  プローブピン
６ｄ  テストボード
６ｅ  中継基板
６ｆ  ケーブル
６ｇ  バネ部材
６ｈ  本体部
６ｉ  コンタクト部
６ｊ  支持部
６ｋ  母材
６ｍ  接触部
６ｎ  被覆層
６ｐ  下地層
６ｑ  中間層
６ｒ  表面層
６ｓ  電気経路
６ｔ  突起部
７  ＢＧＡ（半導体装置）
８  ＢＧＡ基板
８ａ  主面
８ｂ  裏面
８ｃ  ボンディングリード
９  半田
９ａ  粒子
１０  樹脂ペースト材
１１  半田ボール
【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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【図１０】
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【図１１】
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