(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体集積回路装置を載置する基体と、
前記基体を被覆して、前記半導体集積回路装置と外部機器とのコンタクトをとるフィルムからなる蓋体と、
前記蓋体と前記基体との間に形成された密閉された空間であって、外気に比して減圧された雰囲気で前記半導体集積回路装置の全体を収納する半導体装置収納室とを有し、
前記基体は、前記蓋体と同じ材料のフィルムからなり、かつ、前記蓋体が外界の大気圧によって前記半導体集積回路装置に押圧されて前記半導体集積回路装置が前記蓋体と前記基体との間に挟まれることを特徴とする半導体集積回路装置の試験用キャリア。
【請求項２】
前記蓋体は、フィルム上に、前記半導体集積回路装置の電極に対応した配線パターンが形成され、かつ前記基体と接着するための接着剤部を有する配線フィルムであることを特徴とする請求項１記載の半導体集積回路装置の試験用キャリア。
【請求項３】
前記半導体集積回路装置は、エリアバンプチップであることを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか一項に記載の半導体集積回路装置の試験用キャリア。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体集積回路装置の試験用キャリアに関し、より詳しくは、半導体集積回路装置チップを収納して、加速度試験などに用いるための試験用キャリアの改善に関する。
【０００２】
近年、ＬＳＩの高集積度化は著しく、同時に電子機器のダウンサイジング化の傾向も著しい。これらの要求に対応するにはＬＳＩチップの高集積度化もさることながら、チップの高密度実装技術によるところも大である。その傾向はベアチップ実装やＭＣＭ（マルチチップモジュール）などにおいて特に顕著となる。
【０００３】
このような背景から、ＬＳＩのチップ状態での試験に要求される内容の充実度が高まっている。
【０００４】
【従来の技術】
以下で従来例に係る半導体集積回路装置の試験について図１４，図１５を参照しながら説明する。なお、図１５（ｂ）は、同図（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。
【０００５】
チップ状態のまま製品としてユーザへ供給する場合、初期不良を除去するための加速度試験（以下Ｂ・Ｉ試験と称する）やＦＴ（Final Test）はチップの状態で行う必要がある。
【０００６】
またＭＣＭのように複数個のチップにより構成されているパッケージはそのパッケージ内に１個でも不良チップが含まれていれば、当然製品全体が不良となるため、従来のチップ試験の内容では製品の最終歩留りが著しく低下しやすい。
【０００７】
このことから上記のような複数チップを搭載するパッケージに関しては、そのチップはベアチップの状態でＢ・Ｉ試験を行う必要性が高い。これは今後ますます必要になるであると思われる工程であるが、ベアチップ状態でのＢ・Ｉ試験は現在、技術を模索、確立しようとしているのが現状である。
【０００８】
通常、ウエハ状態での試験は、ウエハプローバを用いたＰＰ（Production Prove）試験、すなわちプローバを用いてウエハ上の微細な電極にコンタクトする方法が多用されており、この方法を図１４に示すようにチップに転用することが第１の方法として提案されている。
【０００９】
すなわち、外部の試験装置に接続されたプローバ１を、チップ２の微細なコンタクト電極２と位置合わせしてコンタクトをとり、Ｂ・Ｉ試験を行う炉（以下Ｂ・Ｉ炉と称する）に入れて、高温加熱しながら回路を動作させてＢ・Ｉ試験を行うというものである。
【００１０】
また、第２の方法として従来用いられているＩＣ用のソケットを用いて、チップの電極にコンタクトする方法が提案されている。
【００１１】
さらに第３の方法として、図１５に示すようにポリイミドなどの電気的に絶縁性の高い材料で作られたフィルム状のシートにＩＣチップの電極と対応した位置に微細なコンタクト用の電極３Ｂが設けられ、外部の試験装置とのコンタクトをとるための配線パターン３Ａが設けられてなるコンタクトシート３を、チップ２に圧着してチップ２と試験装置とのコンタクトをとる方法が提案されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の第１〜第３の方法では以下に示すような問題が生じる。
【００１３】
すなわち、第１の方法のＰＰ試験では、プローバを用いてチップ上の微細な電極にコンタクトするには、図１４に示すように、チップの電極に対応して高精度に配列されたプローバ１を用い、チップ２のコンタクト電極２Ａを画像認識し、プローバ１との位置ずれを補正する高精度の位置合わせ装置を用いることによりはじめて達成できるが、プローバは一般に非常に高価であって、このようなプローバ１及び位置合わせ装置を個々のチップごとに用意してＢ・Ｉ試験することは現実的でなく、また、できたとしても膨大なコストがかかるので、チップでＢ・Ｉ試験するメリットがない。
【００１４】
また第２の方法によれば、チップの電極の大きさに比して、従来のＩＣソケットのコンタクトピンの先端の大きさや、その位置ばらつきが大きく、ＩＣソケットとチップの位置合わせ誤差が大きいので、チップ電極の大きさを従来よりも大きく設けなければ位置合わせができず、微細なチップの電極の状態に則した試験ができないという問題がある。
【００１５】
さらに第３の方法では、コンタクトシート３の電極３Ｂとチップ２のコンタクト電極２Ａとの位置合わせが困難であり、たとえ画像認識法などで位置合わせしたとしても、Ｂ・Ｉ試験中の振動あるいは運搬中の衝撃などで容易に両者の位置がずれてしまうという問題がある。さらに、このコンタクトシートの電極３Ｂが微細であって、かつコンタクトシート自体がポリイミドなどのフィルムからできているため柔軟なので、コンタクトシート全体をチップに均一に押圧しないと、コンタクト電極２Ａとコンタクトシート３の電極３Ｂとの安定したコンタクトを得ることができなかったという問題もあった。
【００１６】
さらに上記の第１〜第３の方法について共通の課題として、通常のパッケージされたＩＣと同等の雰囲気中でＢ・Ｉ試験すると、チップにごみが付着して焼き付きを起こすなどの障害が考えられる。また高温状態で長時間加熱するとチップの電極部の酸化が進んで劣化してしまい、以降の実装性・接続性が悪くなるという問題があった。
【００１７】
以上説明したように、既存の技術では事実上、ベアチップ状態での試験は非常に困難であった。本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、従来困難であったベアチップの加速度試験などの試験を可能たらしめる半導体集積回路装置の試験用キャリアを提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、図１２に例示するように、半導体集積回路装置を載置する基体２１と、前記基体２１を被覆して、前記半導体集積回路装置２３と外部機器とのコンタクトをとるフィルムからなる蓋体２２と、前記蓋体２２と前記基体２１との間に形成された密閉された空間であって、外気に比して減圧された雰囲気で前記半導体集積回路装置２３の全体を収納する半導体装置収納室とを有し、前記基体２１は、前記蓋体２２と同じ材料のフィルムからなり、かつ、前記蓋体２２が外界の大気圧によって前記半導体集積回路装置２３に押圧されて前記半導体集積回路装置２３が前記蓋体２２と前記基体２１との間に挟まれることを特徴とすることによって解決する。
【００１９】
【作  用】
本発明によれば、半導体装置収納室の気圧が外界の気圧に比して減圧されていることにより、蓋体２２が外界の大気圧によって均一に押圧されるので、たとえ剛性の少ないフィルム状の蓋体２２を用いたとしても、蓋体２２のコンタクト用の電極と半導体集積回路装置２３のコンタクト電極とが均一に押圧され、Ｂ・Ｉ試験中の振動や運搬中の衝撃があっても、容易に位置ずれしないようにすることが可能となる。
【００２０】
また、減圧の程度を変化させることにより、コンタクト圧力を操作でき、半導体集積回路装置２３のコンタクト電極と、蓋体２２のコンタクト電極を最適な圧力のコンタクト状態にすることが可能となる。よって、半導体集積回路装置の微細な電極パターンに対応して外部機器とのコンタクトをとることができるので、ベアチップでの加速度試験など、従来困難であった半導体集積回路装置の試験をすることが可能になる。
【００２１】
【実施例】
以下で本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
・  第１の実施例
以下で、本発明の第１の実施例について図１〜図７を参照しながら説明する。なお、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、図４（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【００２２】
最初に、本発明の第１の実施例に係る半導体集積回路装置の試験用キャリアの各部材について説明する。本実施例に係る半導体集積回路装置の試験用キャリアは、図１に示すようにコンタクトシート１１とケース１２とからなる。
【００２３】
コンタクトシート１１は、膜厚0.05〜0.1mm 程度のポリイミドなどからなるフィルム１１Ａ上に、試験対象のチップ１３の電極パターンに対応して形成された導電性のコンタクトパッド１１Ｃと、コンタクトパッド１１Ｃに接続され、外部の試験装置とのコンタクトをとるための導電性の配線パターン１１Ｂが形成されてなる。
【００２４】
ケース１２は、エポキシ樹脂などからなり、ポケット１２Ａが設けられているものであって、このポケット１２Ａにチップを収納するものである。
【００２５】
以上の部材に試験対象のチップを収納する方法について以下で図２〜図４を参照しながら説明する。
【００２６】
まず、図２に示すように、試験対象のチップ１３、コンタクトシート１１及びケース１２を真空炉１４の中に搬入し、チップ１３のコンタクト電極が上側にくるように、ケース１２のポケット１２Ａ内にチップ１３を収納し、ＸＹステージ１５の上に載置する。
【００２７】
次に、チップのコンタクト電極１３Ａとコンタクトシート１１のコンタクトパッド１１Ｃとの位置ずれを確認しながら、ＸＹステージ１５を移動させることにより、両者の位置合わせを行う。
【００２８】
次いで、真空炉１４内でコンタクトシート１１の一部領域に接着剤を塗布したのちに、図３（ａ）に示すように位置合わせ済みのコンタクトシート１１とケース１２とを接着する。
【００２９】
以上までの工程を、大気圧以下の低圧雰囲気で行う。このとき、窒素などの不活性ガス雰囲気にするなどして、真空炉１４内での雰囲気には酸素を一切含まないようにしておく。
【００３０】
その後、これらのコンタクトシート１１、ケース１２及びチップ１３が一体化されたもの（これを以下で試験用キャリアと称する）を、真空炉１４から搬出して常圧雰囲気に出す。このことにより、チップ１３が収納されたポケット１２の内部の気圧と、外界の常圧との気圧差により、コンタクトシート１１はチップ１３及びケース１２に均一に押圧されて圧着される。このことにより、コンタクトパッド１１Ｃとチップのコンタクト電極１３Ａとは確実に圧着される。
【００３１】
以上の工程を経て、図４に示すような試験用キャリアが完成する。この試験用キャリアは、コンタクトパッド１１Ｃとコンタクト電極とが適切なコンタクト力で確実に圧着されて固定されるので、コンタクトシートを用いた従来の第３の方法のように、Ｂ・Ｉ試験中の振動あるいは運搬中の衝撃などで容易に両者の位置がずれてしまうという問題を極力抑止することが可能になる。
【００３２】
また、従来の第１の方法を採用していないので、高精度なプローブヘッド及び位置合わせ機能を個々のチップごとに用意してＢ・Ｉ試験することにより、膨大なコストがかかることを抑止でき、さらに従来の第２の方法も採用していないので、チップ電極の大きさを従来よりも大きく設けなくてもよいので、通常のサイズのチップで試験をすることができ、チップの実状に即した試験が可能になる。
【００３３】
その後、この試験用キャリアを図５に示すように、従来用いていた試験用のＩＣソケット１７に収納したのちにＢ・Ｉ炉内に入れ、１２５℃程度の高温下で一定時間（例えば４８時間，９６時間）放置し、その間チップに通電することによりＢ・Ｉ試験を行う。
【００３４】
なお、本実施例に係る試験用キャリアには、そのケース１２に、図４、図６に示すような切り欠き部１２Ｂが設けられているので、Ｂ・Ｉ試験終了後、ケース１２内に収納されていたチップ１３を取り出したいときには、図６に示すように、この切り欠き部１２Ｂからコンタクトシート１２を剥がすことで容易にチップ１３を取り出すことができるので、そういった意味でも有効である。
【００３５】
さらに、図７に示すような従来のプローバを用いた第１の方法ではチップの電極部が球状になっているエリアバンプチップなどを試験するには、とりわけ球状のチップ電極とのコンタクトをとりがたく、また試験中の振動などですぐにずれてしまうので試験の実施が非常に困難であったが、本実施例に係る試験用キャリアによれば、図７に示すように、球状のコンタクト電極１３Ａとも容易にコンタクトをとることができ、しかも圧着されていることにより容易にずれないので、特にこのようなチップの試験においては、一層効果的である。
【００３６】
加えて、チップ１３の背面と、ケース１２のポケット１２Ａの底面とが密着しているので、例えばアルミニウムなど、放熱性の高い材質でケース１２を形成することにより、試験中のチップの放熱性が促進されて、試験の信頼性が向上する。
【００３７】
さらに、組み立ての際に、真空炉１４内は真空か、もしくは低圧の不活性ガス雰囲気にしており、とりわけ酸素は混入されないような雰囲気にしているので、チップ１３を収納するポケット１２Ａ内には酸素がないので、Ｂ・Ｉ試験で高温状態で長時間加熱しても、チップ１３のコンタクト電極１３Ａの酸化が進んで劣化してしまうことも抑止できるという効果も生じる。
・  第２の実施例
以下で、本発明の第２の実施例について図８〜図１０を参照しながら説明する。なお、第１の実施例と重複する事項については説明を省略する。又、図８（ｂ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ線断面図であり、図１０（ｂ）は同図（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【００３８】
最初に、本実施例に係る半導体集積回路装置の試験用キャリアの各部材について図８を参照しながら説明する。本実施例に係る半導体集積回路装置の試験用キャリアは、図８に示すようにコンタクトシート１１とケース１２とからなる。
【００３９】
コンタクトシート１１は、第１の実施例と同様に、膜厚0.05〜0.1mm 程度のポリイミドなどからなるフィルム１１Ａ上に、試験対象であるチップ１３のコンタクト電極１３Ａのパターンに対応して形成された、導電性のコンタクトパッド１１Ｃと、コンタクトパッド１１Ｃに接続され、外部の試験装置とのコンタクトをとるための導電性の配線パターン１１Ｂが形成されてなる。
【００４０】
ケース１２は、エポキシ樹脂などからなり、ポケット１２Ａとカプラ１２Ｃが設けられている。このカプラ１２Ｂが設けられている点が第１の実施例と異なる点である。
【００４１】
ポケット１２Ａはチップ１３を収納するものであるのは第１の実施例と同様であって、カプラ１２Ｃは、このポケット１２Ａに通じており、ポケット１２Ａ内の空気を排気して、チップ収納時にポケット１２Ａの気圧を外界よりも減圧するための排気弁である。
【００４２】
以上の部材に試験対象のチップを収納する方法について以下で図９〜図１０を参照しながら説明する。
【００４３】
まず、図９（ａ）に示すように、ケース１２のポケット１２Ａに試験用のチップ１３を、そのコンタクト電極１３Ａが上側にくるように収納し、チップ１３のコンタクト電極１３Ａとコンタクトシート１１のコンタクトパッド１１Ｂとを常圧雰囲気で位置合わせしたのちに、不図示の接着剤でコンタクトシート１１とケース１２とを接着する。
【００４４】
その後、図９（ｂ）に示すように、カプラ１２Ｂに不図示の吸引器を接続し、カプラ１２Ｂを開いて、ポケット１２Ａ内の空気を吸引器で吸入することにより、ポケット１２Ａ内の気圧を、ほぼ真空状態になるまで減圧する。その後、カプラ１２Ｂを閉じて、ポケット１２Ａ内を真空状態にする。
【００４５】
以上により、図１０に示すような試験用キャリアが完成する。本実施例に係る試験用キャリアによれば、第１の実施例と同様の効果を得ることができるのみならず、組み立ての際に、減圧あるいは真空雰囲気中で組み立てることなく、常圧雰囲気中でコンタクトシート１１をケース１２に接着したのちに、カプラ１２Ｃからポケット１２Ａ内の空気を吸引することで簡単にポケット１２Ａ内の気圧を減圧することができるので、真空炉などの大がかりな設備を必要とせず、簡単に、かつ安価に形成することが可能になる。
・  第３の実施例
以下で本発明の第３の実施例について図１１を参照しながら説明する。なお、第１、第２の実施例と重複する事項については説明を省略する。
【００４６】
本実施例に係る半導体集積回路装置の試験用キャリアは、図１１に示すように、コンタクトシート１１とケース１２とからなり、第１の実施例と同様の構成であるが、ケース１２に溝１２Ｄが形成され、その中にゴムなど、密着性の高いＯリング１２Ｅが埋め込まれ、コンタクトシート１１と密着している点のみが第１の実施例と異なる点である。
【００４７】
このため、密着性の高いＯリング１２Ｅがコンタクトシート１１とケース１２との間に形成されていることにより、両者の密着性が第１の実施例の試験用キャリアよりも高く、試験中の振動や、搬送中の振動に生じ易い位置ずれに、より一層強いという効果が生じる。
・  第４の実施例
以下で、本発明の第４の実施例について図１２、図１３を参照しながら説明する。なお、第１〜第３の実施例と重複する事項については説明を省略する。
【００４８】
本実施例に係る半導体集積回路装置の試験用キャリアの第１〜第３の実施例と最も異なる点は、試験用のチップを搭載する基体として、第１〜第３の実施例の試験用キャリアのようにエポキシ樹脂などの剛体からなり、ポケット１２Ａが設けられているケース１２を用いるのではなく、コンタクトシート１１の材質と同様の、例えばポリイミドなどのシートを用いている点である。
【００４９】
図１２にその一例を示す。図１２に示すように、本実施例に係る試験用キャリアは、基体となる基板フィルム２１と、コンタクトシート２２とからなる。コンタクトシート２２は、基本的には第１〜第３の実施例と同様のものを用いている。基板フィルムは、コンタクトシート２２と同様の材質の、膜厚0.05〜0.1mm 程度程度のポリイミドからなるフィルムを用いている。
【００５０】
これを組み立てる際には、基板フィルム２１上に試験対象のチップ２３を載置、固定して、第１の実施例と同様にして各部材を不図示の真空炉に搬入し、チップ２３のコンタクト電極２３Ａと、コンタクトシート２２のコンタクトパッド２２Ａとを位置合わせして、接着剤などで基板フィルム２１とコンタクトシート２２とを接着する。
【００５１】
その後、真空炉から出して常圧条件に戻すことにより、図１３に示すように、コンタクト電極２３Ａと、コンタクトパッド２２Ａとが圧着された、試験用キャリアが完成する。
【００５２】
また、図１２に示す試験用キャリアと同様にして、図１３に示すように、基体としてコンタクトシート２２よりも剛性の高いポリイミドなどの材質からなる基板フィルム３０を用いてもよい。
【００５３】
以上、図１２、図１３に示す本実施例に係る試験用キャリアによれば、第１〜第３の実施例のように、チップを収納するポケットが設けられているケースを用いなくてもよいので、容易に当該試験用キャリアを形成することができ、コストも安くてすむという利点がある。
【００５４】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、半導体集積回路装置を載置する基体と、基体を被覆して外部機器とのコンタクトをとる蓋体と、蓋体と基体との間に半導体集積回路装置を収納する半導体装置収納室を有し、この半導体装置収納室が外界の気圧に比して減圧されているので、Ｂ・Ｉ試験中の振動や運搬中の衝撃があっても、容易に位置ずれしないようにすることが可能となる。
【００５５】
また、適切なコンタクト圧力をチップにかけることができるため、半導体集積回路装置の微細な電極パターンに対応して外部機器とのコンタクトを確実にとることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る半導体集積回路装置の試験用キャリアの各部材を説明する図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る半導体集積回路装置の試験用キャリアの組み立て工程を示す図（その１）である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る半導体集積回路装置の試験用キャリアの組み立て工程を示す図（その２）である。
【図４】本発明の第１の実施例に係る半導体集積回路装置の試験用キャリアの構造を説明する図である。
【図５】本発明の第１の実施例に係る半導体集積回路装置の試験用キャリアを用いた試験方法について説明する図である。
【図６】本発明の第１の実施例に係る半導体集積回路装置の試験用キャリアの作用効果を説明する図（その１）である。
【図７】本発明の第１の実施例に係る半導体集積回路装置の試験用キャリアの作用効果を説明する図（その２）である。
【図８】本発明の第２の実施例に係る半導体集積回路装置の試験用キャリアの各部材を説明する図である。
【図９】本発明の第２の実施例に係る半導体集積回路装置の試験用キャリアの組み立て工程を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施例に係る半導体集積回路装置の試験用キャリアの構造を説明する図である。
【図１１】本発明の第３の実施例に係る半導体集積回路装置の試験用キャリアの構造を説明する図である。
【図１２】本発明の第４の実施例に係る半導体集積回路装置の試験用キャリアの構造を説明する図（その１）である。
【図１３】本発明の第４の実施例に係る半導体集積回路装置の試験用キャリアの構造を説明する図（その２）である。
【図１４】従来例に係る半導体集積回路装置の試験について説明する図（その１）である。
【図１５】従来例に係る半導体集積回路装置の試験について説明する図（その２）である。
【符号の説明】
１１，２２ コンタクトシート（蓋体）
１１Ａ フィルム
１１Ｂ 配線パターン
１１Ｃ コンタクトパッド
１１Ｄ 接着剤部
１２ ケース（基体）
１２Ａ ポケット（半導体装置収納室）
１２Ｂ 切り欠き
１２Ｃ カプラ（排気弁）
１２Ｄ 溝
１２Ｅ Ｏリング（高密着性の部材）
１３，２３ チップ（半導体集積回路装置）
１３Ａ，２３Ａ コンタクト電極
１４ 真空炉
１５ ＸＹステージ
１６ 画像認識装置
２１，３０ 基板フィルム（基体）
【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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【図１２】
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【図１３】
0003958252.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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