ＢＧＡパッケージ用検査用具及び検査方法
【課題】 ＢＧＡパッケージに収納された素子の電気的特性を精度よく測定する。
【解決手段】 ＢＧＡパッケージのはんだボールのピッチに合わせて孔（スルーホール）が設けられた絶縁基板を用意する。孔の縁は導電性の部材で覆われてスルーホール電極が形成されている。各々のスルーホール電極には引き出し配線が接続されている。各々のスルーホール電極がはんだボールに接触するように基板が配置される。プローブピンがスルーホールに通されて、はんだボールに接触させられる。プローブピンに電流を流してフォース端子とし、スルーホール電極からの引き出し配線をセンス端子として、４端子法（ケルビン法）による抵抗値の測定が行われる。
【解決手段】 ＢＧＡパッケージのはんだボールのピッチに合わせて孔（スルーホール）が設けられた絶縁基板を用意する。孔の縁は導電性の部材で覆われてスルーホール電極が形成されている。各々のスルーホール電極には引き出し配線が接続されている。各々のスルーホール電極がはんだボールに接触するように基板が配置される。プローブピンがスルーホールに通されて、はんだボールに接触させられる。プローブピンに電流を流してフォース端子とし、スルーホール電極からの引き出し配線をセンス端子として、４端子法（ケルビン法）による抵抗値の測定が行われる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＢＧＡパッケージの検査に関する。本発明は特に、モータードライバーＩＣ、電源ＩＣ、アナログＩＣに関連したテスティング技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣの多ピン化や小型化を実現するために、ＩＣを収納するパッケージの裏面にはんだボールを外部電極として格子状に並べたＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）パッケージが適用されている。
【０００３】
複数のピン型プローブが、基板の複数の電極上にそれぞれほぼ直立して半田により固定された半導体装置の電気特性検査装置において、前記ピン型プローブの基板からの高さが、ピン型プローブと電極とを接合する半田の厚みにより調整されていることを特徴とする半導体装置の電気特性検査装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
配線基板上にＩＣの球状電極端子と電気接続をえるためのコンタクトピンを配列し、前記球状電極端子の側面を前記コンタクトピンで押圧し、その弾性力により前記電極端子と電気接続を行うＩＣソケットもしくはプローブ基板において、前記配線基板上に有機材料を積層およびパターン加工することにより形成してなるコンタクトピン破壊防止隔壁の間隙部に前記コンタクトピンを形成することを特徴としたコンタクトの構造が知られている（特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１３２８９５号公報
【特許文献２】特開２００１−１９４４１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
はんだボールは、一般的に直径が０．３ｍｍ前後と非常に小さく有効な接触面積が狭い。ＢＧＡパッケージの特性検査は、はんだボール１個に対してプローブピン１本を対応させた検査治具を作製して行われる。モータードライバーＩＣのようにＯＮ抵抗が小さい素子のＯＮ抵抗を測定する場合、１本のプローブピンでは精度よく測定することが困難で、歩留まりや品質の低下を招いてしまう。
【０００７】
図５を参照すると、背景技術におけるはんだボールとプローブピンとの関係が示されている。はんだボール１０１ａに位置対応してプローブピン１０３が接触させられる。はんだボール１０１ａとプローブピン１０３との接触抵抗のばらつきや測定系の配線抵抗のばらつきが誤差分となり、精度よく再現性のある抵抗値が測定できない。
【０００８】
小さい抵抗値を精度よく測定するための方法として、４端子法（いわゆるケルビン法）がある。この方法を行うためには、電極に２本の測定端子を接触させる必要がある。しかし、電極がはんだボールの場合、有効な接触面積が非常に狭く、安定して２本の測定端子を接触させることができない。無理に接触させようとすると、はんだボールに過剰なストレスがかかり、破壊される危険性がある。
【０００９】
本発明の目的は、ＢＧＡパッケージに収納されたＩＣの電気的特性を検査するのに適した検査用具と検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１１】
本発明によるＢＧＡパッケージ用検査用具は、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）パッケージ（１）が備える複数のはんだボール（１ａ）に対応する位置に、はんだボール（１ａ）よりも直径が小さい開口を有する絶縁基板（２）と、相互に絶縁され、各々が開口の縁を覆う複数の導電部材（２ａ）とを備えている。
【００１２】
本発明によるＢＧＡパッケージ用検査用具において、導電部材（２ａ）は、絶縁基板（２）の内部に埋設された内部配線（２ｃ）に接続されている。
【００１３】
本発明によるＢＧＡパッケージ用検査用具において、導電部材（２ａ）には異方導電性シート（４）が接合されている。
【００１４】
本発明によるＢＧＡパッケージ用検査方法は、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）パッケージ（１）が備える複数のはんだボール（１ａ）に対応する位置に、はんだボール（１ａ）よりも径の小さい開口を有する絶縁基板（２）と相互に絶縁され各々が開口の縁を覆う複数の導電部材（２ａ）とを備えるＢＧＡパッケージ用検査用具をＢＧＡパッケージ（ａ）に被せ、はんだボール（１ａ）と導電部材（２ａ）とを位置対応して接触させるステップと、プローブ電極（３）を導電部材（２ａ）に触れないように開口を通してはんだボール（１ａ）に接触させるステップと、導電部材（２ａ）とプローブ電極（３）とを測定用の端子としてＢＧＡパッケージ（１）に収納された素子の電気的特性を測定するステップとを備えている。
【００１５】
本発明によるＢＧＡパッケージ用検査方法において、電気的特性はケルビン法により測定される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ＢＧＡパッケージに収納されたＩＣの電気的特性を検査するのに適した検査用具と検査方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。図１を参照すると、本発明による検査用具を用いた検査方法を説明するための側面図が示されている。検査用具は、絶縁基板２を備えている。絶縁基板２には、ＢＧＡパッケージのはんだボール１ａのピッチに合わせて孔（スルーホール）が開けられている。孔の直径ははんだボール１ａの直径よりも小さく、好ましくははんだボール１ａの直径に対して７０パーセント程度である。孔の縁は導電性の部材で覆われ、スルーホール電極２ａが形成されている。
【００１８】
各々のスルーホール電極２ａははんだボール１ａに接触するように配置される。各々のスルーホールには、プローブピン３が通され、プローブピン３の先端ははんだボール１ａに接触させられる。
【００１９】
図２を参照すると、検査用具の上面図が示されている。各々のスルーホール電極２ａは引き出し配線２ｂに接続されている。こうした検査用具を用いて、プローブピン３に電流を流してフォース端子とし、スルーホール電極をセンス端子として、ケルビン測定が行われる。
【００２０】
本発明により、ピッチの小さいＢＧＡパッケージに対しても、ケルビン法による抵抗値の測定を容易に行うことが可能になる。
【００２１】
図３を参照すると、絶縁基板２ｄに多層板が用いられたときのスルーホール電極部が示されている。ＢＧＡパッケージのはんだボールの数が増えたりピッチが狭くなると、一般的な両面板ではスルーホール電極から引き出し配線を引き出すことが困難な場合が発生する。絶縁基板２ｄとして多層板を用いて、その層の間に内部配線２ｃを設けることにより、はんだボールの数が増えたりピッチが狭くなった場合にも引き出し配線を設けることが容易になる。そのため、はんだボール数が多い場合やはんだボールのピッチの寸法が小さい場合にもケルビン測定を行うことが容易になる。
【００２２】
図４を参照すると、異方導電性シートが追加された検査用具のスルーホール電極部が示されている。異方導電性シートがはんだボールとスルーホール電極との間に挟み込まれることにより、はんだボールとスルーホール電極との接続がより安定したものになる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態による検査用具及び検査方法を説明するための側面図である。
【図２】図２は、検査用具の上面図である。
【図３】図３は、多層の絶縁基板と内部配線を示す。
【図４】図４は、異方導電性シートがスルーホール電極に接合された場合のスルーホール電極部を示す。
【図５】図５は、背景技術におけるＢＧＡパッケージ用の検査方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２４】
１…ＢＧＡパッケージ
２…絶縁基板
２ａ…スルーホール電極
２ｂ…引き出し配線
２ｃ…内部配線
２ｄ…絶縁基板
３…プローブピン
４…異方導電性シート
１０１…ＢＧＡパッケージ
１０１ａ…はんだボール
１０３…プローブピン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＢＧＡパッケージの検査に関する。本発明は特に、モータードライバーＩＣ、電源ＩＣ、アナログＩＣに関連したテスティング技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣの多ピン化や小型化を実現するために、ＩＣを収納するパッケージの裏面にはんだボールを外部電極として格子状に並べたＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）パッケージが適用されている。
【０００３】
複数のピン型プローブが、基板の複数の電極上にそれぞれほぼ直立して半田により固定された半導体装置の電気特性検査装置において、前記ピン型プローブの基板からの高さが、ピン型プローブと電極とを接合する半田の厚みにより調整されていることを特徴とする半導体装置の電気特性検査装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
配線基板上にＩＣの球状電極端子と電気接続をえるためのコンタクトピンを配列し、前記球状電極端子の側面を前記コンタクトピンで押圧し、その弾性力により前記電極端子と電気接続を行うＩＣソケットもしくはプローブ基板において、前記配線基板上に有機材料を積層およびパターン加工することにより形成してなるコンタクトピン破壊防止隔壁の間隙部に前記コンタクトピンを形成することを特徴としたコンタクトの構造が知られている（特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１３２８９５号公報
【特許文献２】特開２００１−１９４４１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
はんだボールは、一般的に直径が０．３ｍｍ前後と非常に小さく有効な接触面積が狭い。ＢＧＡパッケージの特性検査は、はんだボール１個に対してプローブピン１本を対応させた検査治具を作製して行われる。モータードライバーＩＣのようにＯＮ抵抗が小さい素子のＯＮ抵抗を測定する場合、１本のプローブピンでは精度よく測定することが困難で、歩留まりや品質の低下を招いてしまう。
【０００７】
図５を参照すると、背景技術におけるはんだボールとプローブピンとの関係が示されている。はんだボール１０１ａに位置対応してプローブピン１０３が接触させられる。はんだボール１０１ａとプローブピン１０３との接触抵抗のばらつきや測定系の配線抵抗のばらつきが誤差分となり、精度よく再現性のある抵抗値が測定できない。
【０００８】
小さい抵抗値を精度よく測定するための方法として、４端子法（いわゆるケルビン法）がある。この方法を行うためには、電極に２本の測定端子を接触させる必要がある。しかし、電極がはんだボールの場合、有効な接触面積が非常に狭く、安定して２本の測定端子を接触させることができない。無理に接触させようとすると、はんだボールに過剰なストレスがかかり、破壊される危険性がある。
【０００９】
本発明の目的は、ＢＧＡパッケージに収納されたＩＣの電気的特性を検査するのに適した検査用具と検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１１】
本発明によるＢＧＡパッケージ用検査用具は、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）パッケージ（１）が備える複数のはんだボール（１ａ）に対応する位置に、はんだボール（１ａ）よりも直径が小さい開口を有する絶縁基板（２）と、相互に絶縁され、各々が開口の縁を覆う複数の導電部材（２ａ）とを備えている。
【００１２】
本発明によるＢＧＡパッケージ用検査用具において、導電部材（２ａ）は、絶縁基板（２）の内部に埋設された内部配線（２ｃ）に接続されている。
【００１３】
本発明によるＢＧＡパッケージ用検査用具において、導電部材（２ａ）には異方導電性シート（４）が接合されている。
【００１４】
本発明によるＢＧＡパッケージ用検査方法は、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）パッケージ（１）が備える複数のはんだボール（１ａ）に対応する位置に、はんだボール（１ａ）よりも径の小さい開口を有する絶縁基板（２）と相互に絶縁され各々が開口の縁を覆う複数の導電部材（２ａ）とを備えるＢＧＡパッケージ用検査用具をＢＧＡパッケージ（ａ）に被せ、はんだボール（１ａ）と導電部材（２ａ）とを位置対応して接触させるステップと、プローブ電極（３）を導電部材（２ａ）に触れないように開口を通してはんだボール（１ａ）に接触させるステップと、導電部材（２ａ）とプローブ電極（３）とを測定用の端子としてＢＧＡパッケージ（１）に収納された素子の電気的特性を測定するステップとを備えている。
【００１５】
本発明によるＢＧＡパッケージ用検査方法において、電気的特性はケルビン法により測定される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ＢＧＡパッケージに収納されたＩＣの電気的特性を検査するのに適した検査用具と検査方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。図１を参照すると、本発明による検査用具を用いた検査方法を説明するための側面図が示されている。検査用具は、絶縁基板２を備えている。絶縁基板２には、ＢＧＡパッケージのはんだボール１ａのピッチに合わせて孔（スルーホール）が開けられている。孔の直径ははんだボール１ａの直径よりも小さく、好ましくははんだボール１ａの直径に対して７０パーセント程度である。孔の縁は導電性の部材で覆われ、スルーホール電極２ａが形成されている。
【００１８】
各々のスルーホール電極２ａははんだボール１ａに接触するように配置される。各々のスルーホールには、プローブピン３が通され、プローブピン３の先端ははんだボール１ａに接触させられる。
【００１９】
図２を参照すると、検査用具の上面図が示されている。各々のスルーホール電極２ａは引き出し配線２ｂに接続されている。こうした検査用具を用いて、プローブピン３に電流を流してフォース端子とし、スルーホール電極をセンス端子として、ケルビン測定が行われる。
【００２０】
本発明により、ピッチの小さいＢＧＡパッケージに対しても、ケルビン法による抵抗値の測定を容易に行うことが可能になる。
【００２１】
図３を参照すると、絶縁基板２ｄに多層板が用いられたときのスルーホール電極部が示されている。ＢＧＡパッケージのはんだボールの数が増えたりピッチが狭くなると、一般的な両面板ではスルーホール電極から引き出し配線を引き出すことが困難な場合が発生する。絶縁基板２ｄとして多層板を用いて、その層の間に内部配線２ｃを設けることにより、はんだボールの数が増えたりピッチが狭くなった場合にも引き出し配線を設けることが容易になる。そのため、はんだボール数が多い場合やはんだボールのピッチの寸法が小さい場合にもケルビン測定を行うことが容易になる。
【００２２】
図４を参照すると、異方導電性シートが追加された検査用具のスルーホール電極部が示されている。異方導電性シートがはんだボールとスルーホール電極との間に挟み込まれることにより、はんだボールとスルーホール電極との接続がより安定したものになる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態による検査用具及び検査方法を説明するための側面図である。
【図２】図２は、検査用具の上面図である。
【図３】図３は、多層の絶縁基板と内部配線を示す。
【図４】図４は、異方導電性シートがスルーホール電極に接合された場合のスルーホール電極部を示す。
【図５】図５は、背景技術におけるＢＧＡパッケージ用の検査方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２４】
１…ＢＧＡパッケージ
２…絶縁基板
２ａ…スルーホール電極
２ｂ…引き出し配線
２ｃ…内部配線
２ｄ…絶縁基板
３…プローブピン
４…異方導電性シート
１０１…ＢＧＡパッケージ
１０１ａ…はんだボール
１０３…プローブピン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）パッケージが備える複数のはんだボールに対応する位置に、前記はんだボールよりも直径が小さい開口を有する絶縁基板と、
相互に絶縁され、各々が前記開口の縁を覆う複数の導電部材
とを具備する
ＢＧＡパッケージ用検査用具。
【請求項２】
請求項１に記載されたＢＧＡパッケージ用検査用具であって、
前記導電部材は、前記絶縁基板の内部に埋設された内部配線に接続されている
ＢＧＡパッケージ用検査用具。
【請求項３】
請求項１または２のうちのいずれか１項に記載されたＢＧＡパッケージ用検査用具であって、
前記導電部材には異方導電性シートが接合されている
ＢＧＡパッケージ用検査用具。
【請求項４】
ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）パッケージが備える複数のはんだボールに対応する位置に、前記はんだボールよりも径の小さい開口を有する絶縁基板と相互に絶縁され各々が前記開口の縁を覆う複数の導電部材とを備えるＢＧＡパッケージ用検査用具を前記ＢＧＡパッケージに被せ、前記はんだボールと前記導電部材とを位置対応して接触させるステップと、
プローブ電極を前記導電部材に触れないように前記開口を通して前記はんだボールに接触させるステップと、
前記導電部材と前記プローブ電極とを測定用の端子として前記ＢＧＡパッケージに収納された素子の電気的特性を測定するステップ
とを具備する
ＢＧＡパッケージ用検査方法。
【請求項５】
請求項４に記載されたＢＧＡパッケージ用検査方法であって、
前記電気的特性はケルビン法により測定される
ＢＧＡパッケージ用検査方法。
【請求項１】
ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）パッケージが備える複数のはんだボールに対応する位置に、前記はんだボールよりも直径が小さい開口を有する絶縁基板と、
相互に絶縁され、各々が前記開口の縁を覆う複数の導電部材
とを具備する
ＢＧＡパッケージ用検査用具。
【請求項２】
請求項１に記載されたＢＧＡパッケージ用検査用具であって、
前記導電部材は、前記絶縁基板の内部に埋設された内部配線に接続されている
ＢＧＡパッケージ用検査用具。
【請求項３】
請求項１または２のうちのいずれか１項に記載されたＢＧＡパッケージ用検査用具であって、
前記導電部材には異方導電性シートが接合されている
ＢＧＡパッケージ用検査用具。
【請求項４】
ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）パッケージが備える複数のはんだボールに対応する位置に、前記はんだボールよりも径の小さい開口を有する絶縁基板と相互に絶縁され各々が前記開口の縁を覆う複数の導電部材とを備えるＢＧＡパッケージ用検査用具を前記ＢＧＡパッケージに被せ、前記はんだボールと前記導電部材とを位置対応して接触させるステップと、
プローブ電極を前記導電部材に触れないように前記開口を通して前記はんだボールに接触させるステップと、
前記導電部材と前記プローブ電極とを測定用の端子として前記ＢＧＡパッケージに収納された素子の電気的特性を測定するステップ
とを具備する
ＢＧＡパッケージ用検査方法。
【請求項５】
請求項４に記載されたＢＧＡパッケージ用検査方法であって、
前記電気的特性はケルビン法により測定される
ＢＧＡパッケージ用検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−３８４５９（Ｐ２００６−３８４５９Ａ）
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２１３９４０（Ｐ２００４−２１３９４０）
【出願日】平成１６年７月２２日（２００４．７．２２）
【出願人】（３０２０６２９３１）ＮＥＣエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月２２日（２００４．７．２２）
【出願人】（３０２０６２９３１）ＮＥＣエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
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