(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージされないベアチップをテストするノウングッドダイ（known good die；ＫＧＤ）製造装置であり、（Ａ）（ａ）ベアチップが実装されるチップ実装領域を有し、このチップ実装領域の底面に複数の真空吸着孔が形成された胴体部と、（ｂ）前記チップ実装領域の底面に露出し、前記ベアチップに接続される内部接続端子と、（ｃ）この内部接続端子と一体に形成され、前記胴体部の外部に突出された外部接続端子とを含むキャリアと、（Ｂ）前記内部接続端子に接続されてベアチップが実装された前記チップ実装領域に嵌着してシールし、前記真空吸着孔を介した真空吸着により前記ベアチップ及び胴体部に密着されて前記ベアチップを固定する蓋部と、（Ｃ）前記真空吸着孔を開閉することにより、前記ベアチップに前記蓋部を密着させるか、密着された状態を解除する栓とを含み、
前記チップ実装領域は、前記胴体部の上面に対して凹設された第１段差部と、この第１段差部に対して凹設された第２段差部とを有し、この第２段差部の底面に前記内部接続端子が形成され、
前記蓋部は、前記第１段差部に挿入及び密着されてシールする第１蓋体と、この第１蓋体の下面に対して突出され、前記第２段差部に挿入される第２蓋体とからなり、この第２蓋体の下面が前記ベアチップの上面に密着されて該ベアチップを固定するとともに、
前記ベアチップの上面と接する前記蓋部の第２蓋体の下面に緩衝手段が取り付けられたことを特徴とするＫＧＤ製造装置。
【請求項２】
前記内部接続端子は、前記ベアチップに接続され且つ突出した接続部を含むことを特徴とする請求項１に記載のＫＧＤ製造装置。
【請求項３】
前記内部接続端子の接続部は機械的な接触により前記ベアチップに電気的に接続されることを特徴とする請求項２に記載のＫＧＤ製造装置。
【請求項４】
前記外部接続端子は鴎の羽状（gull wing type）に折曲されることを特徴とする請求項１に記載のＫＧＤ製造装置。
【請求項５】
前記外部接続端子はＪ状（J-leaded type ）に折曲されることを特徴とする請求項１に記載のＫＧＤ製造装置。
【請求項６】
前記内部接続端子は機械的な接触により前記ベアチップに形成されたバンプに電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載のＫＧＤ製造装置。
【請求項７】
前記内部接続端子はＡＳＭＡＴフィルムにより前記ベアチップに電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載のＫＧＤ製造装置。
【請求項８】
前記キャリアは、上面にベアチップが実装されるためのチップ実装領域を有する印刷回路基板であることを特徴とする請求項１に記載のＫＧＤ製造装置。
【請求項９】
前記内部接続端子は、前記印刷回路基板の上面に形成された上部配線パターンと、前記印刷回路基板の下面に形成された下部配線パターンと、前記印刷回路基板を貫通して形成され、前記上部配線パターンと前記下部配線パターンとを電気的に接続するビアホールとを含むことを特徴とする請求項８に記載のＫＧＤ製造装置。
【請求項１０】
前記外部接続端子は、前記下部配線パターンに取り付けられたソルダボールであることを特徴とする請求項９に記載のＫＧＤ製造装置。
【請求項１１】
パッケージされないベアチップをテストするＫＧＤ（known good die）製造装置であり、（Ａ）（ａ）前記ベアチップが実装されるチップ実装領域を有し、このチップ実装領域の底面に複数の真空吸着孔が形成された胴体部と、（ｂ）前記チップ実装領域の底面に露出し、前記ベアチップに接続される内部リードと、（ｃ）前記内部リードと一体に形成され、前記胴体部の外部に突出された外部リードとを含むキャリアと、（Ｂ）前記内部リードに接続されてベアチップが実装された前記チップ実装領域に嵌入してシールし、前記真空吸着孔を介した真空吸着により前記ベアチップに密着されて前記ベアチップを固定する蓋部と、（Ｃ）前記真空吸着孔を開閉することにより、前記ベアチップに前記蓋部を密着させるか、密着された状態を解除する栓とを含み、
前記チップ実装領域は、前記胴体部の上面に対して凹設された第１段差部と、この第１段差部に対して凹設された第２段差部とを有し、この第２段差部の底面に前記内部リードが形成され、
前記蓋部は、前記第１段差部に挿入及び密着されてシールする第１蓋体と、この第１蓋体の下面に対して突出され、前記第２段差部に挿入される第２蓋体とからなり、この第２蓋体の下面が前記ベアチップの上面に密着されて該ベアチップを固定するとともに、
前記ベアチップの上面と接する前記蓋部の第２蓋体の下面に緩衝手段が取り付けられたことを特徴とするＫＧＤ製造装置。
【請求項１２】
前記内部リードは、前記ベアチップの電極パッドに接続され且つ突出した接続部を含むことを特徴とする請求項１１に記載のＫＧＤ製造装置。
【請求項１３】
前記内部リードの接続部は機械的な接触により前記ベアチップの電極パッドに電気的に接続されることを特徴とする請求項１２に記載のＫＧＤ製造装置。
【請求項１４】
前記外部リードは鴎の羽状に折曲されることを特徴とする請求項１１に記載のＫＧＤ製造装置。
【請求項１５】
前記外部リードはＪ状に折曲されることを特徴とする請求項１１に記載のＫＧＤ製造装置。
【請求項１６】
前記内部リードは機械的な接触により前記ベアチップに形成されたバンプに電気的に接続されることを特徴とする請求項１１に記載のＫＧＤ製造装置。
【請求項１７】
前記内部リードはＡＳＭＡＴフィルムにより前記ベアチップに電気的に接続されることを特徴とする請求項１１に記載のＫＧＤ製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＫＧＤ製造装置に関し、より詳しくは、通常のパッケージ型の構造を用いてＫＧＤを製造し得るＫＧＤ製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パッケージの小型化、高密度化につれて、種々の半導体チップを一つのパッケージに実装するマルチチップモジュール（Multi-Chip Module ；ＭＣＭ）の開発が加速化されている。このようなマルチチップモジュールの開発は、ノウングッドダイ（Known Good Die；ＫＧＤ）の開発が先行することを必要とする。ＫＧＤとは、電気的特性において、パッケージングされたチップと同じ水準の品質が保証された半導体チップを意味する。
【０００３】
ＫＧＤを得るための最も基本的な問題は、バーンインテスト（Burn-in test）にある。バーンインテストとは、約１２５℃での高温検査や電圧特性検査等により、不良製品を初期に除去する工程である。ここで、製品は、パッケージングされる前の半導体チップであり、通常″ベアチップ（bare chip ）″という。
【０００４】
バーンインテスト工程は、ウェハレベル（wafer level ）でのバーンインテスト及びダイレベル（die level ）でのバーンインテストに区分される。ウェハレベルバーンインテスト工程は、ウェハにバーンイン用プローブカード（probe card）を接触して行われるバーンインテスト工程である。この際、ウェハとバーンイン用プローブカード間の熱膨張係数差により、ウェハ上において、微細ピッチを有する単位半導体チップ上の電極パッドと、プローブカードのプローブとを接続することが難しくなる。さらに、プローブカードのプローブが少しでも撓んでも、一部の電極パッドでは接触不良が発生することがある。
【０００５】
そこで、プローブカードを用いた方法は、６インチウェハサイズ程度で一部開発されているが、ウェハのサイズが８インチに大きくなると、プローブカードの実用性に多くの問題が発生することになる。さらに、ウェハの歩留まりは、ウェハごとに少しずつ異なり、そのため、各ウェハで発生する発熱量が異なって、実際のウェハ温度を約１２５℃に維持できないこともある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一方、ダイレベルバーンインテストにおいては、ＫＧＤ製造用キャリア（carrier ）のようなＫＧＤ製造装置が種々の会社で開発されている。例えば、Aehr社のダイパック（Diepak）やTI社のダイマット（Diemate ）などは、現在、ＫＧＤを量産可能な水準まで開発されている。しかしながら、ＫＧＤを量産するためには、その製造装置が別途に作製される必要があり、且つ別途の取り扱い装置も必要である。また、既存のパッケージ形のバーンインテスト装置を利用できないので、ＫＧＤを量産するためには別途のテスト装置を製造しなくてはならない。即ち、設備投資による負担が生じる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、既存のパッケージ形のテスト装置及び取り扱い装置が利用できるＫＧＤ製造装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、既存のパッケージ形態を有するノウングッドダイ（Known Good Die；ＫＧＤ）製造装置を提供する。例えば、ＳＯＰ（Small Outline Package ）、ＳＯＪ(Small Outline J-leaded)パッケージ、又は、ＢＧＡ（Ball Grid Array）パッケージ形態等を有するＫＧＤ製造装置を提供する。そこで、本発明によるＫＧＤ製造装置は、ベアチップが実装されるチップ実装領域を有し、このチップ実装領域の底面に複数の真空吸着孔が形成された胴体部と、前記チップ実装領域の底面に露出し、前記ベアチップに接続される内部接続端子と、この内部接続端子と一体に形成され、前記胴体部の外部に突出された外部接続端子とを含むキャリアを有する。また、前記内部接続端子に接続されてベアチップが実装された前記チップ実装領域に嵌入してシールし、前記真空吸着孔を介した真空吸着により前記ベアチップ及び胴体部に密着されて前記ベアチップを固定する蓋部を有する。さらに、前記真空吸着孔を開閉することにより、前記ベアチップに前記蓋部を密着させるか、密着された状態を解除する栓を有する。また、チップ実装領域は、胴体部の上面に対して凹設された第１段差部と、この第１段差部に対して凹設された第２段差部とを有し、この第２段差部の底面に内部接続端子が形成される。また、蓋部は、第１段差部に挿入及び密着されてシールする第１蓋体と、この第１蓋体の下面に対して突出されて第２段差部に挿入される第２蓋体とからなり、この第２蓋体の下面がベアチップの上面に密着されて該ベアチップを固定する。また、ベアチップの上面と接する蓋部の第２蓋体の下面に緩衝手段が取り付けられる。このような構造の本発明のＫＧＤ製造装置は、既存のパッケージと同一形態であり、栓にて真空吸着孔を塞いだ状態でテスト工程を行い、テスト工程の完了したベアチップをＫＧＤ製造装置から取り出すためには、栓を外し、蓋部を開けてベアチップを取り出すことになる。
【０００９】
ここで、他の具体例として、本発明のキャリアは、接続端子としてリードを有するリードフレームを用意し、エポキシ樹脂のようなプラスチック樹脂で成形して製造される。前記内部接続端子としての内部リードは前記チップ実装領域の底面に露出する。この内部リードと一体に形成された外部接続端子としての外部リードは、前記胴体部の外部に突出される。また、外部リードを鴎の羽状（gull wing type）に折曲した場合は、ＳＯＰ形態の半導体チップパッケージと類似する形態を有し、Ｊ状（J-leaded type ）に折曲した場合は、ＳＯＪ形態の半導体チップパッケージと類似する形態を有する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施形態によるＫＧＤ製造装置の各要素を示す斜視図であり、図２は図１の２−２線断面図である。この図１及び図２を参照して本発明の第１実施形態によるＫＧＤ製造装置１００を説明する。
【００１２】
本発明の第１実施形態によるＫＧＤ製造装置１００は、ベアチップ１０が実装可能なチップ実装領域２５が形成されたキャリア２０と、チップ実装領域２５に実装されたベアチップ１０を固定し、チップ実装領域２５をシールする蓋部３０とを含む。ここで、キャリア２０は、接続端子としてリード２２を有する通常のパッケージ形態を有する。しかしながら、本発明によるキャリア２０は、蓋部３０をチップ実装領域２５に嵌着するか、取り外すことにより、キャリア２０に実装されるベアチップ１０を容易に実装又は取り外すことができるという点が従来のパッケージと異なる。
【００１３】
キャリア２０は、ベアチップ１０が実装されるチップ実装領域２５を有する胴体部２９と、上記チップ実装領域２５に実装されたベアチップ１０の電極パッド１２に電気的に接続されるリード２２を有する。胴体部２９に設けられたチップ実装領域２５は、胴体部２９の上面に対して凹設され、ベアチップ１０を実装する空間である。リード２２は、チップ実装領域２５の底面２６ａに露出した内部接続端子としての内部リード２１と、この内部リード２１と一体に形成され、上記胴体部２９の外部に突出した外部接続端子としての外部リード２３とからなる。内部リード２１は、チップ実装領域２５に実装されるベアチップ１０の電極パッド１２と電気的に接続される部分であり、ハーフエッチング（half etching）して接続部２１ａを突出させることにより、接続部２１ａ及びベアチップ１０の電極パッド１２をより効果的に接続できる。蓋部３０を真空吸着するための複数の真空吸着孔２７は、チップ実装領域２５の底面２６ａを貫通して形成される。特に、真空吸着孔２７は、ベアチップ１０が実装されるチップ実装領域の外側の底面２６ａを貫通して形成することが好ましい。
【００１４】
キャリア２０は、リード２２を有するリードフレームを用意し、エポキシ樹脂のようなプラスチック樹脂で成形して製造される。この際、ベアチップ１０が実装されるチップ実装領域２５が形成され、このチップ実装領域２５の底面２６ａに内部リード２１が露出するように、成形工程が行われる。即ち、キャリア２０の胴体部２９は、エポキシ樹脂のようなプラスチック樹脂で成形して形成されるものである。
【００１５】
リード２２を構成するリードフレームは、鉄系又は銅系合金の物質からなり、一般的にリードフレームは、スタンピング（stamping）又はエッチング（etching ）法により製造される。しかしながら、本発明の第１実施形態においては、接続部２１ａを突出させるため、エッチング法で製造される方が好ましい。本発明の第１実施形態による外部リード２３は、鴎の羽状（gull wing type）に折曲されて、ＳＯＰ形態と類似する形態を有する。
【００１６】
胴体部２９のチップ実装領域２５は、該胴体部２９の上面に対して凹設され、第１段差部２４と第２段差部２６とを有する。また、第２段差部２６の底面２６ａには、内部リード２１が露出した構造を有する。
【００１７】
蓋部３０は、ベアチップ１０がチップ実装領域２５に実装され、ベアチップ１０の電極パッド１２が内部リード２１の接続部２１ａに機械的に接触（mechanical contact）した状態で、キャリア２０のチップ実装領域２５をシールする手段であって、胴体部２９のチップ実装領域２５に嵌合され、チップ実装領域２５をシールすることができる形態を有する。また、蓋部３０は、蓋体３９と、この蓋体３９の下面に取り付けられたゴム３４、３５のような緩衝手段とを含む。蓋体３９は、チップ実装領域２５の第１段差部２４に嵌合される第１蓋体３２と、この第１蓋体３２と一体に形成され、第１蓋体３２の下面から突出されてチップ実装領域２５の第２段差部２６に嵌合される第２蓋体３１とを含む。ここで、第２蓋体３１の下面は、チップ実装領域２５に実装されたベアチップ１０の上面に接する。第２蓋体３１の下面とベアチップ１０の上面が接する際、ベアチップ１０に加わる衝撃を緩和させるため、第２蓋体３１の下面にゴム３５が取り付けられる。また、チップ実装領域２５の第１段差部２４における段差面２４ｂと底面２４ａに接する第１蓋体３２の下面にもゴム３４が取り付けられる。
【００１８】
第１蓋体３２の厚さは、チップ実装領域２５の第１段差部２４の深さと同一であり、第２蓋体３１の厚さは、チップ実装領域２５の第２段差部２６の深さからベアチップ１０の厚さを引いた深さと同一である。チップ実装領域２５に蓋部３０が挿入される際、第１段差部２４の底面２４ａに第１蓋体３２の下面が接する。蓋部３０は、エポキシ樹脂、セラミック又は金属等の物質から製造することができ、ベアチップ１０及びキャリア２０と接する部分に、ゴム３４、３５が取り付けられる。
【００１９】
チップ実装領域２５の第１段差部２４の段差面２４ｂは、蓋部３０の安定的な挿入及び密着を案内するため、胴体部２９の上面から下方に行くほど内側に傾斜して形成され、蓋部３０においても、第１蓋体３２の外側面が第１段差部２４の段差面２４ｂに対応するように傾斜した形態を有する。
【００２０】
栓４０は、真空吸着孔２７を開閉することにより、ベアチップ１０に蓋部３０を密着させるか、密着された状態を解除する。即ち、真空吸着孔２７を介する真空吸着によりベアチップ１０及び第１段差部２４に蓋部３０を密着させた状態で、真空吸着孔２７を栓４０にて塞ぐと、蓋部３０と胴体部２９の間にベアチップ１０が実装されている密閉空間が形成され、また、塞いだ栓４０を真空吸着孔２７から外すと上記密閉空間は開空間になって、蓋部３０を胴体部２９から容易に外すことができる。
【００２１】
図３は、胴体部２９の裏面に栓４０が設けられた部分の拡大図である。ここで、符号４６は真空吸着孔２７を介する真空吸着方向を示し、符号４７及び４８は栓４０の頭部４２に作用する力の方向及びその力により栓４０の頭部４２が回転する方向を各々示す。符号４６の方向は胴体部２９の裏面に垂直に作用し、符号４７及び４８の方向は胴体部２９の裏面に平行に作用する。
【００２２】
図３を参照して栓４０が胴体部２９の裏面に設けられた状態を説明する。まず、栓４０を設けるための溝４５が、胴体部２９の裏面において、真空吸着孔２７の内径より大きい内径を有するように形成される。その溝４５内に、固定ピン４９にて栓４０の尾部４１が取り付けられ、栓４０の頭部４２は固定ピン４９を軸にして溝４５内で回転運動をすることにより、真空吸着孔２７を開閉する。ここで、溝４５は、栓４０の回転運動により真空吸着孔２７を開閉できる程度の領域を有するように形成することが好ましい。また、溝４５に設けられた栓４０を回転運動させるためには、栓４０の回転方向、即ち、胴体部２９の裏面に平行する方向に力を作用させなければならないので、胴体部２９の裏面に対して栓４０の頭部４２を少し突出させることが好ましい。
【００２３】
上述の構成を有する栓４０を利用して真空吸着孔２７を塞ぐためには、真空吸着孔２７を介して胴体部２９に蓋部３０を真空吸着してベアチップ１０を固定し、ベアチップ１０をチップ実装領域２５に密着させた状態で、胴体部２９の裏面に平行な方向に作用する力で栓４０の頭部４２を押圧し、真空吸着孔２７を塞ぐことになる。また、真空吸着孔２７を開くためには、胴体部２９の裏面に平行な方向に作用する力で栓４０の頭部４２を先と逆方向に押圧することにより、真空吸着孔２７を開放させる。
【００２４】
図４は、栓４０を利用して真空吸着孔２７を塞ぐ方法を説明するための断面図である。図４に示されるように、真空吸着孔２７が形成された胴体部２９の裏面に真空吸着ツール４４を密着させる。この際、真空吸着ツール４４は、胴体部２９に設けられた真空吸着孔２７を全部吸着できるように、胴体部２９の裏面に密着される。胴体部２９のチップ実装領域２５に実装された蓋部３０を真空の力にて吸着してベアチップ１０を固定した状態で、エアシリンダ４３のシリンダロッド４３ａにて胴体部２９の裏面から突出した栓４０の頭部４２を押圧すると、栓４０は固定ピン４９を中心にして回転し、真空吸着孔２７を塞ぐことになる。
【００２５】
このように、真空吸着孔２７を栓４０にて塞ぐと、真空吸着ツール４４の作動は中断され、真空吸着ツール４４は胴体部２９の裏面から分離される。即ち、栓４０にて真空吸着孔２７を塞ぐ工程を実施する間に真空が破壊されないように、真空吸着ツール４４を利用する吸着工程が継続的に実施され、栓４０にて真空吸着孔２７を閉じれば、真空吸着工程が中止される。
【００２６】
この際、シリンダロッド４３ａの先端部分は、胴体部２９の裏面と平行に設置され、シリンダロッド４３ａの運動においても、胴体部２９の裏面に平行な方向に直線運動する。一方、シリンダロッド４３ａが真空吸着ツール４４に挿入される部分で、真空が漏れることを防ぐため、シール用Ｏリング４４ａが設けられる。
【００２７】
真空吸着孔２７を開くためには、該真空吸着孔２７を塞いでいる栓４０の頭部４２に、真空吸着孔２７を塞ぐ方向と逆方向に力を作用させることにより、真空吸着孔２７を開放させることができる。勿論、この際、シリンダロッドの運動も胴体部２９の裏面に平行な方向に作用することになる。この際のエアシリンダはエアシリンダ４３と別のシリンダであってもよいし、栓４０に対するロッドの係合と引きを利用してエアシリンダ４３と同一シリンダを用いることもできる。
【００２８】
本発明の第１実施形態によるＫＧＤ製造装置１００にベアチップ１０を実装する段階を説明する。まず、テスト工程を実施するベアチップ１０を用意した状態で、該ベアチップ１０の下面に形成された電極パッド１２と、チップ実装領域２５の第２段差部２６の底面２６ａに露出した内部リード２１の接続部２１ａとを機械的に接触させる。次に、蓋部３０をキャリア２０のチップ実装領域２５に挿入する。その後、真空吸着孔２７を介する真空吸着により、第１段差部２４の段差面２４ｂ及び底面２４ａに第１蓋体３２のゴム３４が密着され、第２蓋体３１のゴム３５がベアチップ１０の上面に密着される。その後、栓４０にて真空吸着孔２７を塞ぐと、ＫＧＤ製造装置１００に対するベアチップ１０の実装が完了する。ここで、蓋部３０とチップ実装領域２５は、ベアチップ１０が実装された状態で密閉空間を形成する。また、チップ実装領域２５に挿入される蓋部３０の表面は、胴体部２９の上面に対して突出しないように設けることが好ましい。
【００２９】
上記のような形態のＫＧＤ製造装置１００は、既存のＳＯＰ形態のパッケージと同一の形態を有するので、ＳＯＰパッケージのテスト装置を用いてテストを行うことにより、ＫＧＤ製造装置１００に実装されたベアチップ１０が良品か不良品かを判別する。
テストが完了したＫＧＤ製造装置１００において、真空吸着孔２７から栓４０を取り外すと、ベアチップ１０が実装されたチップ実装領域２５は、開空間になる。そこで、蓋部３０がキャリア２０から取り外され、ベアチップ１０はチップ実装領域２５から取り外されて、テスト結果によって分類される。
【００３０】
なお、本発明の第１実施形態によるＫＧＤ製造装置１００において、その他に種々の変形例が可能なことはいうまでもない。たとえば、本発明の第１実施形態においては、ベアチップ１０の電極パッド１２が両側に設けられているため、キャリア２０の内部リード２１は、ベアチップ１０の電極パッド１２に対応して、チップ実装領域２５の底面２６ａの両側に形成された構造を有するが、ベアチップ１０の電極パッド１２が四方向に形成される場合においては、チップ実装領域２５の底面２６ａの四方向に内部リード２１を形成することもできる。
また、ベアチップ１０の電極パッド１２及び内部リード２１を接続する構造においても、本発明の第１実施形態では、内部リード２１の接続部２１ａを突出させてベアチップ１０の電極パッド１２との安定的な機械的接触を実現しているが、ベアチップ１０の電極パッド１２にバンプを形成して内部リード２１に接続することもできるし、日東電工（Nitto Denko ）社のＡＳＭＡＴ（Application Specific Material ）のような配線フィルムを用いて、内部リード２１とベアチップ１０の電極パッド１２との安定的な機械的接触を実現することもできる。
【００３１】
さらに、外部リード２３の折曲形状においても、本発明の第１実施形態は、図２で明瞭であるように、チップ実装領域２５が形成された方向（胴体部２９の上面方向）に鴎の羽状に折曲して設けたが、チップ実装領域２５が形成された方向と反対方向（胴体部２９の裏面方向）に鴎の羽状、又はＪ状に折曲して形成することもできる。
【００３２】
図５及び図６を参照して本発明の第２実施形態によるＫＧＤ製造装置２００を説明する。図５は、本発明の第２実施形態によるＫＧＤ製造装置の印刷回路基板を示し、図６は図５の６−６線における断面図である。
本発明の第２実施形態によるＫＧＤ製造装置２００は、上面にベアチップ８０が実装されるチップ実装領域５４を有する印刷回路基板５０と、チップ実装領域５４に実装されたベアチップ８０を固定し、チップ実装領域５４をシールする蓋部６０と、ベアチップ８０と電気的に接続され、印刷回路基板５０の、チップ実装領域５４と反対側の下面５８に取り付けられた外部接続端子としてのソルダボール９０とを含む。即ち、本発明によるＫＧＤ製造装置２００は、通常のＢＧＡパッケージと同一の構造を有する。しかしながら、通常のＢＧＡパッケージは、半導体チップが液状のエポキシ樹脂で封止されて、半導体チップだけを分離することができないが、本発明によるＫＧＤ製造装置２００は、蓋部６０を開閉することにより、ベアチップ８０の実装、取り外しが容易である。
【００３３】
印刷回路基板５０は、上面５６及び下面５８を有する基板胴体５９と、この基板胴体５９の上面５６及び下面５８に被着された銅薄膜をパターニングして形成した配線パターン５１と、基板胴体５９を貫通して形成され、上下面の配線パターン５１を電気的に接続するビアホール５３とを含む。ここで、ビアホール５３の内壁は、無電解メッキにより銅メッキされている。また、蓋部６０を真空吸着することができる複数の真空吸着孔５５が基板胴体５９を貫通して形成される。この真空吸着孔５５は、ベアチップ８０が実装される部分より外側の基板胴体５９を貫通して形成することが好ましいが、ベアチップ８０が実装される部分の基板胴体５９を貫通して形成することもできる。
【００３４】
基板胴体５９の上面５６に形成された上部配線パターン５１ａは、ビアホール５３により、基板胴体５９の下面５８に形成された下部配線パターン５１ｂにそれぞれ接続される。この上部配線パターン５１ａ、ビアホール５３および下部配線パターン５１ｂは内部接続端子を構成する。上部配線パターン５１ａの端部は、ベアチップ８０が実装されるチップ実装領域５４に延在し、機械的な接触によりベアチップ８０の電極パッド８２に接続される。ベアチップ８０の電極パッド８２及び上部配線パターン５１ａは、上部配線パターン５１ａ上に形成された金属バンプ５７により接続される。この金属バンプ５７は電気メッキ法で形成され、約２０μｍの高さをもって金（Au）又はソルダ（solder）からなる。一方、金属バンプ５７が形成される上部配線パターン５１ａ部分及び外部接続端子としてのソルダボール９０が取り付けられる下部配線パターン５１ｂ部分を除いた基板胴体５９の全体に、フォトソルダレジスト（Photo Solder Resist ；ＰＳＲ）が塗布されている（図示せず）。なお、図５及び図６では、蓋部６０が載置される基板胴体５９の外側にビアホール５３が形成された状態を示しているが、ビアホール５３は、蓋部６０が載置される印刷回路基板５０の部分に形成されてもよい。
【００３５】
上記のような構造を有する印刷回路基板５０は、通常の印刷回路基板の製造技術で作製することができる。本発明の実施形態では、基板胴体５９の上面５６と下面５８だけに配線パターン５１が形成された構造を示したが、基板胴体５９の内部に配線パターンが形成された印刷回路基板を用いることもできる。
【００３６】
蓋部６０は、印刷回路基板５０に実装されたベアチップ８０をシールする手段であり、エポキシ樹脂、セラミック又は金属などの物質で製造される。又、蓋部６０は、印刷回路基板５０の上面５６と接する下面６９に対して凹設され、上部配線パターン５１ａと金属バンプ５７を介して接続されるベアチップ８０の収納空間６３を形成する。この収納空間６３の上部内面６２には、蓋部６０がベアチップ８０の上面に接触、密着される過程において、ベアチップ８０に加われる衝撃を緩和させる弾性重合体６７のような緩衝手段が取り付けられている。また、印刷回路基板５０の上面５６と接触、密着する蓋部６０の下面６９にも、ゴム６５のような緩衝手段が取り付けられている。蓋部６０の収納空間６３の深さは、印刷回路基板５０に実装されるベアチップ８０の厚さに比例して形成される。
【００３７】
また、栓７０は、真空吸着孔５５を開閉する手段であり、真空吸着孔５５を介する真空吸着によりベアチップ８０と印刷回路基板５０の上面５６に蓋部６０を密着させた状態で、真空吸着孔５５を栓７０にて塞ぐと、蓋部６０と印刷回路基板５０との間に、ベアチップ８０が実装されている密閉空間を形成し、又、塞いだ栓７０を外すと、上記密閉空間は開空間になって、蓋部６０を印刷回路基板５０から容易に取り外すことができる。
栓７０の構造及び栓７０を用いて真空吸着孔５５を塞ぐ方法は、図３及び図４に示された栓の構造及び方法と同一である。
【００３８】
本発明の第２実施形態によるＫＧＤ製造装置２００にベアチップ８０を実装する段階を説明する。まず、テスト工程を実施するベアチップ８０を用意し、このベアチップ８０の下面に形成された電極パッド８２を、印刷回路基板５０の上部配線パターン５１ａに形成されたバンプ５７に機械的に接触させる。次に、ベアチップ８０が実装されたチップ実装領域５４を蓋部６０にて塞ぐ。そして、真空吸着孔５５を介する真空吸着により、蓋部６０をベアチップ８０と印刷回路基板５０の上面５６に密着させる。この際、ベアチップ８０は、収納空間６３の上部内面６２に形成された弾性重合体６７に密着され、印刷回路基板５０の上面５６は、蓋部６０の下面６９に形成されたゴム６５に密着される。その後、栓７０にて真空吸着孔５５を塞ぐことにより、ＫＧＤ製造装置２００に対するベアチップ８０の実装が完了する。ここで、蓋部６０と印刷回路基板５０のチップ実装領域５４との間には、ベアチップ８０が実装された状態で密閉空間が形成される。
【００３９】
上記のような形態のＫＧＤ製造装置２００は、既存のＢＧＡパッケージと同一の形態を有するので、ＢＧＡパッケージのテスト装置を用いてテストを行うことにより、ＫＧＤ製造装置２００に実装されたベアチップ８０が良品か不良品かを判別する。
テストが完了したＫＧＤ製造装置２００において、真空吸着孔５５から栓７０を外すと、ベアチップ８０が実装されたチップ実装領域５４は開空間になる。そこで、蓋部６０が印刷回路基板５０の上面５６から取り外され、ベアチップ８０は上部配線パターン５１ａ上から取り外されて、テスト結果によって分類される。
【００４０】
なお、本発明の第２実施形態によるＫＧＤ製造装置２００において、その他に種々の変形が可能であることはいうまでもない。たとえば、ベアチップ８０と上部配線パターン５１ａを接続する構造において、本発明の第２実施形態においては上部配線パターン５１ａにバンプ５７を形成したが、ベアチップ８０の電極パッド８２ａにバンプを形成し上部配線パターン５１ａに機械的に接触して接続することもできる。
【００４１】
したがって、本発明は、本発明の技術的な思想を外れない範囲内で、前述したように他の種々の形態に変更することができる。そのため、前述した実施形態は単純な例示に過ぎないし、本発明を限定しようとするものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲により示され、明細書の本文によっては少しも拘束されない。特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、本発明の範囲内のものである。
【００４２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、ＫＧＤ製造装置が既存のパッケージと同一の形態を有するので、既存のパッケージに用いられたテスト装置をそのまま用いることができ、ＫＧＤの製造に要するテスト装置に対する追加的な費用負担が軽減される。また、ＫＧＤ製造装置が既存のパッケージと同一の形態を有するので、既存のパッケージを取り扱う装置を利用してＫＧＤ製造装置が取り扱える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態によるＫＧＤ製造装置の斜視図。
【図２】図１の２−２線断面図。
【図３】胴体部の裏面に栓が設けられた部分の拡大図。
【図４】栓を利用して真空吸着孔を塞ぐ方法を説明する断面図。
【図５】本発明の第２実施形態によるＫＧＤ製造装置の印刷回路基板を示す平面図。
【図６】図５の６−６線における断面図。
【符号の説明】
１０  ベアチップ
１２  電極パッド
２０  キャリア
２１  内部リード
２２  リード
２３  外部リード
２５  チップ実装領域
２６ａ  底面
２７  真空吸着孔
２９  胴体部
３０  蓋部
１００  ＫＧＤ製造装置
【図１】
0004122102.tif 000002
【図２】
0004122102.tif 000003
【図３】
0004122102.tif 000004
【図４】
0004122102.tif 000005
【図５】
0004122102.tif 000006
【図６】
0004122102.tif 000007