特開 2024-44659 ソケットボード、及び半導体装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024044659

(43)【公開日】2024-04-02

(54)【発明の名称】ソケットボード、及び半導体装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/26 20200101AFI20240326BHJP

【ＦＩ】

G01R31/26 J

G01R31/26 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022150321

(22)【出願日】2022-09-21

(71)【出願人】

【識別番号】318010018

【氏名又は名称】キオクシア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】北 恒博

(72)【発明者】

【氏名】茨木 聡一郎

【テーマコード（参考）】

2G003

【Ｆターム（参考）】

2G003AC01

2G003AC03

2G003AD02

2G003AG01

2G003AH05

2G003AH08

(57)【要約】

【課題】半導体装置の品質検査を高精度に実施すること。
【解決手段】実施形態のソケットボードは、１以上の端子を備える半導体装置を所定温度に昇温して実施する前記半導体装置の試験に用いられるソケットボードであって、基板と、前記基板に設けられ、前記半導体装置の前記端子を有する面を上部に保持することが可能なソケットと、前記半導体装置の前記端子と接続可能に構成され、前記ソケットの底面を貫通して前記基板へと延びるピンと、前記ソケットに保持された前記半導体装置の前記端子に接触するように、前記ソケットの前記底面に配置される熱伝導材とを備え、前記熱伝導材は、高分子ジェルと、前記高分子ジェルに添加される絶縁性の金属含有粒子と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

１以上の端子を備える半導体装置を所定温度に昇温して実施する前記半導体装置の試験に用いられるソケットボードであって、
基板と、
前記基板に設けられ、前記半導体装置の前記端子を有する面を上部に保持することが可能なソケットと、
前記半導体装置の前記端子と接続可能に構成され、前記ソケットの底面を貫通して前記基板へと延びるピンと、
前記ソケットに保持された前記半導体装置の前記端子に接触するように、前記ソケットの前記底面に配置される熱伝導材と
を備え、
前記熱伝導材は、
高分子ジェルと、
前記高分子ジェルに添加される絶縁性の金属含有粒子と、を備える、
ソケットボード。

【請求項2】

前記熱伝導材は、
前記ソケットに保持された前記半導体装置の前記端子が埋没する深さを有する、
請求項１に記載のソケットボード。

【請求項3】

前記ソケットは、前記底面に凹部を有し、
前記熱伝導材は、
前記凹部に充填されている、
請求項１に記載のソケットボード。

【請求項4】

１以上のボール状端子を備える半導体装置を所定温度に昇温して実施する前記半導体装置の試験に用いられるソケットボードであって、
基板と、
前記基板に設けられ、前記半導体装置の前記ボール状端子を有する面を上部に保持することが可能なソケットと、
前記半導体装置の前記ボール状端子と接続可能に構成され、前記ソケットの底面を貫通して前記基板へと延びるピンと、
を備え、
前記ピンは、
前記ボール状端子の面に沿う凹部を上端部に有する、
ソケットボード。

【請求項5】

前記ピンは、前記ソケットの前記底面を貫通する胴部を有し、
前記凹部は、前記胴部の上面を窪ませた部分である、
請求項４に記載のソケットボード。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１つに記載のソケットボードの前記ソケットに前記半導体装置を装着し、
前記半導体装置が装着された前記ソケットボードを、所定温度に昇温した恒温槽に保持し、
前記恒温槽内で、前記ピンを介して前記半導体装置に電力を供給し、
前記半導体装置の動作試験を行う、
半導体装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、ソケットボード、及び半導体装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体装置の品質を検査するために、ソケットに装着した半導体装置を高温環境下で動作させる試験がある。このような試験では、半導体装置の発熱によりソケット内の温度が試験の設定温度を超えて上昇する場合がある。このような場合、半導体装置が設定温度よりも過度に高い温度に晒されてしまい、正確な結果が得られないことがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０２０／０２３３０２７号明細書

【特許文献2】米国特許第７２５９５８０号明細書

【特許文献3】米国特許第９３３５３６７号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

１つの実施形態は、高精度に品質検査を実施することが可能なソケットボード、及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態のソケットボードは、１以上の端子を備える半導体装置を所定温度に昇温して実施する前記半導体装置の試験に用いられるソケットボードであって、基板と、前記基板に設けられ、前記半導体装置の前記端子を有する面を上部に保持することが可能なソケットと、前記半導体装置の前記端子と接続可能に構成され、前記ソケットの底面を貫通して前記基板へと延びるピンと、前記ソケットに保持された前記半導体装置の前記端子に接触するように、前記ソケットの前記底面に配置される熱伝導材とを備え、前記熱伝導材は、高分子ジェルと、前記高分子ジェルに添加される絶縁性の金属含有粒子と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】実施形態１にかかる半導体装置の構成の一例を示す断面図。

【図2】実施形態１にかかるソケットボードの構成の一例を示す図。

【図3】実施形態１にかかるソケットボードに半導体装置が装着された状態の一例を示す図。

【図4】実施形態１にかかる半導体装置の製造方法の手順を示すフローチャート。

【図5】比較例にかかるソケットボードに半導体装置が装着された状態の一例を示す図。

【図6】実施形態１の変形例１にかかるソケットボードの構成の一例を示す図。

【図7】実施形態１の変形例２にかかるソケットボードの構成の一例を示す図。

【図8】実施形態１の変形例３にかかるソケットボードの構成の一例を示す図。

【図9】実施形態１の変形例４にかかるソケットボードの構成の一例を示す図。

【図10】実施形態２にかかるソケットボードの構成の一例を示す図。

【図11】実施形態２の変形例１にかかるソケットボードに備わる端子の構成の一例を示す図。

【図12】実施形態２の変形例２にかかるソケットボードに備わる端子の構成の一例を示す図。

【図13】実施形態２の変形例３にかかるソケットボードに備わる端子の構成の一例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下に、実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により、本発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

【0008】

［実施形態１］
以下、図１～図９を参照して実施形態１について詳細に説明する。

【0009】

（半導体装置の構成例）
図１は、実施形態１にかかる半導体装置１の構成例を示す断面図である。

【0010】

図１に示すように、半導体装置１は、半導体チップが封止された半導体パッケージとして構成されている。具体的には例えば、半導体装置１は、不揮発性メモリ１１と、不揮発性メモリ１１を制御するコントローラ１２と、封止部材１３と、端子１４とを備える。

【0011】

不揮発性メモリ１１は、データを不揮発に記憶する。不揮発性メモリ１１は、例えば複数のメモリチップ１１ｃから構成される。不揮発性メモリ１１は、例えば、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ、ＮＯＲ型のフラッシュメモリ、ＲｅＲＡＭ（Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、およびＦｅＲＡＭ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の種々の記憶媒体のいずれかである。

【0012】

コントローラ１２は、例えばＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－ａ－Ｃｈｉｐ）として構成される半導体集積回路である。コントローラ１２は、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）またはＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）として構成される。コントローラ１２は、ホストコンピュータ等の外部機器からの要求にしたがって、不揮発性メモリ１１の動作を制御する。例えば、コントローラ１２は、不揮発性メモリ１１に対するデータの読み書きを行う。

【0013】

封止部材１３は、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂等であり、不揮発性メモリ１１、及びコントローラ１２を封止する。

【0014】

端子１４は、例えばアレイ状に形成されたボールグリッド等であり、半導体装置１の下面に設けられている。

【0015】

上述のような複数の半導体チップを１つのパッケージに搭載するＭＣＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｃｈｉｐ Ｐａｃｋａｇｅ）の方式等によって、半導体装置１の小型化、及び薄型化に対する要求が実現されている。

【0016】

一方でこのようなＭＣＰの方式によれば、例えば高い集積密度のため、個々の半導体チップの動作により生ずる熱が放散され難く、パッケージ内の温度が上昇する場合がある。このような温度上昇によって半導体装置１の誤動作が生ずることがある。そのため、半導体装置１には、高温環境下でも正常に動作し得る品質を有していることが求められている。

【0017】

上述の要求に応えるため、ソケットに装着した半導体装置１をソケットボードに装着し、所定温度に昇温させ、高温環境下における半導体装置１の品質を評価する動作試験が出荷前に行われている。

【0018】

図２～図９を用いてこのような試験に用いられるソケットボード１００について説明する。

【0019】

（ソケットボードの構成例）
図２は、実施形態１にかかるソケットボード１００の構成の一例を示す図である。図２（ａ）は、ソケットボード１００の上面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の領域Ａにおけるソケットボード１００の上面拡大図である。図２（ｃ）は図２（ｂ）のＢ－Ｂ‘線におけるソケットボード１００の断面拡大図である。

【0020】

ソケットボード１００は、ボード３０ａ、ソケット４０ａ、及び熱伝導材６０ａを備える。

【0021】

ソケットボード１００は、半導体装置１を装着可能なソケット４０ａが、ボード３０ａの上面に配置された構成を有している。図２（ａ）に示すように、ソケット４０ａは、ボード３０ａ上面にマトリックス状に配置されていてもよく、例えば２００個程度配置されていてもよい。また、各々のソケット４０ａの内側には、熱伝導材６０ａが配置されている。

【0022】

図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、基板としてのボード３０ａは、絶縁層３１と導電層３２ａとが交互に複数回積層されたプリント配線基板（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）等である。絶縁層３１は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を硬化前に含侵させた炭素繊維、グラスファイバ、またはアラミド繊維等で構成されている。導電層３２ａは、例えばＣｕ等の金属から構成され、ボード３０ａの面方向に延びる配線パターンと、これらの配線パターン間を面方向に対して垂直に接続するビア等を有している。このような導電層３２ａを介し、図示せぬ試験用装置から、ソケットボード１００に装着された半導体装置１へと、ソケット４０ａを介して電力が供給される。

【0023】

ボード３０ａは、ソケット４０ａが有する後述の端子５０ａが挿入される貫通孔３３を有する。貫通孔３３は、絶縁層３１中を所定深さまで延び、所定の導電層３２ａまで到達している。貫通孔３３の側壁には、Ｃｕメッキ等の金属層３４が形成されている。金属層３４は導電層３２ａと接続されている。

【0024】

ソケット４０ａは、挟持部４１ａ、ソケットガイド４２ａ、及び端子５０ａを備える。

【0025】

ソケットガイド４２ａは、樹脂等から構成される部材であり、例えば上方から見て矩形等の、上述の半導体装置１と同様の形状を有する。ソケットガイド４２ａは、ボード３０ａの上面に配置されている。ソケットガイド４２ａの上面には凹部４２１ａが形成されている。

【0026】

ソケットガイド４２ａの凹部４２１ａの内側には、半導体装置１を支持可能な挟持部４１ａが形成されている。挟持部４１ａは、端子１４を有する面を下にした状態で半導体装置１を挟持可能な支持部材である。挟持部４１ａは、例えば樹脂等から構成されている。

【0027】

挟持部４１ａは、凹部４２１ａの内壁に沿って設けられた側壁部４１３、凹部４２１ａの底面に向かって掘り下げられた段差４１１、及び側壁部４１３に設けられ段差４１１の上方に延びるラッチ４１２を有する。半導体装置１を段差４１１に載置して、上方からラッチ４１２で押圧することで、半導体装置１がソケット４０ａに装着される。また、ラッチ４１２による押圧を解除することで半導体装置１をソケット４０ａから抜去することができる。

【0028】

半導体装置１の試験が実行される際には、半導体装置１は、図示せぬピッカー等によって挟持部４１ａに挿入され、そして試験終了後、再びピッカー等によって挟持部４１ａから抜去される。このような挿抜が繰り返し行われるため、ソケット４０ａには所定の強度を有することが求められている。ソケットガイド４２ａに凹部４２１ａを設け、凹部４２１ａの内側に挟持部４１ａを設けることで、挿抜によって応力が加わる挟持部４１ａを、外周からソケットガイド４２ａにより支えることができる。

【0029】

凹部４２１ａの底部４２２ａにはピンとしての複数の端子５０ａがアレイ状に形成されている。端子５０ａは、Ｃｕ等の金属材料を含んで構成されている。端子５０ａは、凹部４２１ａの底部４２２ａを上下方向に貫通し、底部４２２ａの両主面から突出するように形成されている。ここで、底部４２２ａの上面から突出する部分を上端部５１ａ、底部４２２ａを貫通し下面から突出する部分を下端部５２ａと呼ぶ。

【0030】

端子５０ａの下端部５２ａは、底部４２２ａの下面から下方向に向かって延び、ボード３０ａの貫通孔３３に挿入されている。これにより、貫通孔３３の金属層３４を介して、ボード３０ａの導電層３２ａと端子５０ａとが電気的、及び熱的に接続される。

【0031】

端子５０ａの上端部５１ａは、底部４２２ａの上面から上方向に向かって延びている。上端部５１ａは、プランジャーピン５３ａと、図示せぬコイルばねとを備える。プランジャーピン５３ａは、上端部５１ａの先端から上方向に向かって突出し、その先端部分において半導体装置１の端子１４と接触可能である。コイルばねは、端子１４に接続される側とは反対側でプランジャーピン５３ａと接続される。プランジャーピン５３ａの一端とコイルばねとは、端子５０ａの内側部分に内蔵されている。

【0032】

プランジャーピン５３ａは、Ｃｕ等の金属材料を含んで構成され、コイルばねの圧縮及び反発力によって上下方向に移動可能に構成されている。例えば、ソケット４０ａに半導体装置１が装着された場合、プランジャーピン５３ａは、端子１４との接触を保持しつつ、端子５０ａに沿って摺動しながら下方向に移動することができる。そのため例えば、端子１４の上下方向の大きさが個々に異なる場合であっても、プランジャーピン５３ａが、端子１４の大きさに合わせて上下方向に移動するため、端子５０ａと半導体装置１の端子１４との電気的及び熱的接続がより確実に保持される。

【0033】

熱伝導材６０ａは、高分子ジェルに金属含有粒子としてのフィラーが所定量添加された構成を有する。

【0034】

高分子ジェルは、例えば電気的絶縁性を有する高分子ポリマーから構成され、軟性を備えた固体様であり、ある程度の凹凸に対する追従性を有する。具体的には例えば、高分子ジェルは３次元の網目構造を有する高分子ポリマーに溶媒が添加され、膨潤することにより形成される。高分子ポリマーとしては例えばフェノール樹脂、溶媒としては絶縁性を有するものであって、例えば有機溶媒、及び純水等が挙げられる。

【0035】

高分子ジェルは、例えば１．０［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］以上の熱伝導率を有する。また、高分子ジェルは、例えば１１５℃より大きい耐熱性を有する。これは、熱による変質、焦げつき等を防ぐためである。

【0036】

フィラーは、電気的絶縁性、及び熱伝導性を有する粒子等から構成される。フィラーは、１０［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］以上の熱伝導率を有する。

【0037】

フィラーとしては例えば、アルミナ（３６［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］）、窒化アルミニウム（３１９［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］）が挙げられる。また上述に加え、マグネシア（４８．４［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］）、炭化ケイ素（２７０［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］）、ベリリア（２７２［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］）、シリコンの酸化物等が用いられてもよい。これらのうち、調達性、及び加工性の観点で任意のものを選択することができる。なお、括弧内は温度が３００Ｋでの熱伝導率を示す。

【0038】

上述の構成を有する熱伝導材６０ａは、例えば１０［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］以上といった高い熱伝導率を有する。また、熱伝導材６０ａは流動性を備え、例えば半導体装置１下面の端子１４間といった微小空間に対する高い充填性を有する。また、熱伝導材６０ａは電気的絶縁性を有する。

【0039】

熱伝導材６０ａは、凹部４２１ａの底部４２２ａの上面から挟持部４１ａの段差４１１の高さまで形成されている。

【0040】

以上の構成により、各々のソケット４０ａの熱伝導材６０ａから端子５０ａへと伝導された熱が、導電層３２ａを介してボード３０ａの面方向へと伝導される。このように、ボード３０ａは、各々のソケット４０ａに保持された半導体装置１で発生した熱を受け取って、面方向へと放散する冷却板として機能する。

【0041】

上述のソケットボード１００に半導体装置１が装着された様子を図３に示す。図３は、実施形態１にかかるソケットボード１００に半導体装置１が装着された状態の一例を示す図である。

【0042】

図３に示すように、端子５０ａの下端部５２ａは、ボード３０ａの貫通孔３３に挿入されている。そのため、ボード３０ａと端子５０ａとは電気的、及び熱的に接続されている。また、熱伝導材６０ａは、凹部４２１ａの底部４２２ａの上面に配置されている。半導体装置１は、端子１４を有する面を下に向けた状態でソケット４０ａに装着される。

【0043】

このとき、半導体装置１の端子１４は、端子５０ａの上端部５１ａのプランジャーピン５３ａと接触する。また、凹部４２１ａの底部４２２ａの上面に配置された熱伝導材６０ａが、半導体装置１下面の端子１４間に充填されて、各々の端子１４を包み込む。これにより、半導体装置１とボード３０ａとが、端子５０ａを介して、電気的、及び熱的に接続される。

【0044】

ここで、ソケット４０ａに装着された半導体装置１にボード３０ａから電力が供給されると、半導体装置１は既定の動作を実行し、この動作により発熱する場合がある。発生した熱の一部は、半導体装置１下面の端子１４から端子５０ａを介してボード３０ａへ伝導される。また一部は、半導体装置１下面及び端子１４から熱伝導材６０ａへと伝導し、端子５０ａへと伝導し、ボード３０ａへと伝導される。これは、半導体装置１下面、端子１４、及び端子５０ａの上端部５１ａの周囲が、高い熱伝導率を有する熱伝導材６０ａによって隙間なく充填されているためである。

【0045】

次に、上述のように構成されたソケットボード１００を用いた試験工程を含む半導体装置１の製造方法について説明する。

【0046】

（半導体装置の製造方法）
図４は、実施形態１にかかる半導体装置１の製造方法の手順を示すフローチャートである。

【0047】

初めに、試験対象となる半導体装置１を組み立てる（ステップＳ１）。図１を用いて上述したように、半導体装置１は、例えばＭＣＰの方式によって組み立てられてもよい。

【0048】

ソケットボード１００に装着された半導体装置１について、バーンインテストを含む各種の電気的特性試験を行う（ステップＳ２）。バーンインテストには、例えば上述のソケットボード１００が用いられる。

【0049】

ここで、ソケット４０ａへの半導体装置１の具体的な装着方法としては、組み立てられた半導体装置１をピッカー等によりピックアップする。半導体装置１の端子１４を有する面を下にした状態でソケット４０ａの挟持部４１ａに挿入し、ラッチ４１２によって上方から押圧する。これにより半導体装置１がソケットボード１００に装着されると共に、ソケット４０ａの底部４２２ａの上面と、半導体装置１下面との間が熱伝導材６０ａにより充填される。

【0050】

なおこのとき、試験対象の半導体装置１に適合するソケット４０ａは、半導体装置１がソケット４０ａに装着される前に、ボード３０ａに予め装着されているものとする。これは、半導体装置１の種類によって形状や大きさが異なるためである。ソケット４０ａの底部４２２ａに形成された端子５０ａをボード３０ａの貫通孔３３に挿抜することで、ソケット４０ａはボード３０ａに対し容易に脱着することができる。

【0051】

またこのとき、熱伝導材６０ａは、半導体装置１がソケット４０ａに装着される前に、ソケット４０ａの底部４２２ａの上面に予め配置されているものとする。熱伝導材６０ａは、試験の回数、のべの試験時間といった任意のタイミングで交換されてもよい。熱伝導材６０ａは、固体様の性質を有するため、容易に交換することができる。

【0052】

またここで、ソケットボード１００に装着された半導体装置１の上面は、ラッチ４１２によって押圧されている箇所以外いずれの部材によっても覆われておらず、空気に晒されている。

【0053】

次に、ソケットボード１００を、所定の設定温度に昇温された図示せぬ恒温槽へ投入する。恒温槽の内部は空気で満たされており、所定間隔を空けて複数のソケットボード１００が互いに平行に配置可能に構成されている。設定温度、即ち槽内の気温は例えば１１５℃に設定されている。

【0054】

恒温槽にソケットボード１００を収容した状態で、図示せぬ試験用装置からソケットボード１００に電力を供給し、半導体装置１を所定時間動作させる。これにより、例えば１１５℃の環境下における半導体装置１の電気的特性を把握することができる。

【0055】

以上のような電気的特性試験の結果、所定の基準を満たした半導体装置１が良品と判定される。

【0056】

なお、上述の説明において、恒温槽は、ソケットボード１００が投入される前に予め設定温度に昇温されているものとしたが、昇温のタイミングは限定されない。例えば、ソケットボード１００が投入された後に昇温されてもよい。

【0057】

ステップＳ２の工程において、高温での電気的特性試験をパスした半導体装置１について、出荷検査を行う（ステップＳ３）。

【0058】

出荷検査では、半導体装置１の外観の検査を行う。検査の結果、所定の基準を満たした半導体装置１が良品と判定される。

【0059】

ステップＳ３の工程において、外観検査をパスした半導体装置１について、梱包及び梱包検査を行う（ステップＳ４）。

【0060】

検査の結果、所定の基準を満たした半導体装置１が良品と判定される。

【0061】

ステップＳ４までの工程を全てパスした半導体装置１を出荷する（ステップＳ５）。

【0062】

以上の工程を経て、実施形態１の半導体装置１が製造される。

【0063】

（比較例）
次に、図５を用いて、比較例のソケットボード１００ｘについて説明する。図５は、比較例にかかるソケットボード１００ｘに半導体装置１が装着された状態の一例を示す図である。

【0064】

図５に示すように、比較例のソケットボード１００ｘにおいては、ソケット４０ｘの底部４２２ａの上面と、半導体装置１下面との間には隙間があり、空気が満たされている。

【0065】

このようなソケットボード１００ｘを、例えば１１５℃に設定された恒温槽へ投入し、電力を供給し、半導体装置１を所定時間動作させる。すると、半導体装置１を保持したソケット４０ｘ内の温度が、例えば１３５℃程度に上昇する場合がある。これは、半導体装置１の上面及び下面が熱伝導率の小さい空気（１００℃で０．０３１６［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］）で覆われているため、半導体装置１を所定時間動作させることで発生した熱が放散されず、ソケット４０ａ内に蓄積するためである。

【0066】

このような場合、比較例のソケットボード１００ｘにおいては、電気的特性試験の精度が低下する場合がある。これは、ソケット４０ａ内に蓄積された熱により半導体装置１が１３５℃に温められ、その結果、半導体装置１は、設定温度である１１５℃よりも２０℃も高い温度環境下で動作させられることとなるためである。このような過度な環境で試験が行われると、半導体装置１の電気的特性が所定の基準を満たさなくなる可能性が高まり、歩留まりの低下等、正確な試験結果が得られなくなることがある。

【0067】

実施形態１のソケットボード１００によれば、半導体装置１を保持するソケット４０ａの底部４２２ａの上面には、高分子ジェルにフィラーが添加された熱伝導材６０ａが配置されている。

【0068】

これにより、半導体装置１下面の端子１４全体が熱伝導材６０ａによって略隙間なく覆われる。すると、半導体装置１の動作により生じた熱は、ソケット４０ａの端子５０ａを介してボード３０ａへと放散されるほか、熱伝導材６０ａからも端子５０ａを介してボード３０ａへと放散される。このように、半導体装置１の動作により発生した熱が、ソケット４０ａ内に蓄積されることが抑制されるため、半導体装置１の試験を所望の温度環境下で行うことができる。これにより、半導体装置１の試験精度を高めることが可能となる。

【0069】

（変形例１）
図６を用いて、実施形態１の変形例１のソケットボードについて説明する。

【0070】

図６は、実施形態１の変形例１にかかるソケットボードの構成の一例を示す図である。変形例１のソケットボードにおいては、使用される熱伝導材６０ｂが削減されている点が、上述の実施形態１とは異なる。

【0071】

図６に示すように、変形例１のソケットボードにおいて、熱伝導材６０ｂは、凹部４２１ａの底部４２２ａの上面からプランジャーピン５３ａの先端部分の高さまで形成されている。これにより例えば、ソケット４０ａに半導体装置１が装着された場合には、半導体装置１下面の端子１４の下端部分が熱伝導材６０ｂに接触することとなる。

【0072】

すると、半導体装置１の端子１４とプランジャーピン５３ａの先端部分との間に熱伝導材６０ｂが入り込む可能性が低減されるため、半導体装置１と端子５０ａとが電気的及び熱的により確実に接続されることとなる。その結果、より確実に半導体装置１に所望の動作を行わせることができ、また、半導体装置１の動作により生じた熱が、端子５０ａを介してボード３０ａへとより確実に放散されるようになる。

【0073】

変形例１のソケットボード、及び半導体装置の製造方法によれば、その他、上述の実施形態１のソケットボード１００及び半導体装置１の製造方法と同様の効果を奏する。

【0074】

（変形例２）
図７を用いて、実施形態１の変形例２のソケットボードについて説明する。

【0075】

図７は、実施形態１の変形例２にかかるソケットボードの構成の一例を示す図である。変形例２のソケットボードは、上述の実施形態１とは異なる形状のソケットガイド４２ｂを備える。

【0076】

図７に示すように、ソケットガイド４２ｂの凹部４２１ｂの底部４２２ｂは、下方に向かって深さｄｘだけ掘り下げられている。これにより凹部４２１ｂの内側には、底部４２３を有する窪み４２４が設けられる。

【0077】

このように構成される底部４２３から、挟持部４１ａの段差４１１の高さまで熱伝導材６０ｃが形成されている。即ち、変形例２にかかるソケットボードは、ソケットガイド４２ｂの底部４２２ｂの上面側の一部が、熱伝導材６０ｃによって置き換えられた構成を有している。これにより、端子５０ａをより広い範囲に亘って熱伝導材６０ｃで覆うことが可能となるため、半導体装置１の動作により生じた熱は、熱伝導材６０ｃから端子５０ａを介し、より効率的にボード３０ａへと放散される。

【0078】

なお、窪み４２４の深さｄｘは、凹部４２１ｂの底部４２２ｂの幅ｄｓの２５％以下であることが好ましい。これにより、底部４２２ｂの幅ｄｓが例えば８．２ｍｍであった場合、ソケット４０ｂの強度が充分に維持される。

【0079】

変形例２のソケットボード、及び半導体装置の製造方法によれば、その他、上述の実施形態１のソケットボード１００及び半導体装置１の製造方法と同様の効果を奏する。

【0080】

（変形例３）
図８を用いて、実施形態１の変形例３のソケットボードについて説明する。

【0081】

図８は、実施形態１の変形例３にかかるソケットボードの構成の一例を示す図である。変形例３のソケットボードにおいては、ボード３０ｂと端子５０ｂとの接続方式が上述の実施形態１とは異なる。

【0082】

図８に示すように、変形例３のソケットボードにおいて、ボード３０ｂには、貫通孔３３に替わり、電極パッド３５及びビア３２ｂが形成されている。電極パッド３５は、ボード３０ｂの上面に設けられており、電極パッド３５と導電層３２ａとの間を垂直に延びるビア３２ｂ等を介して導電層３２ａと接続されている。また、凹部４２１ｃの底部４２２ｃの下面には、電極パッド５５が設けられている。電極パッド５５は、底部４２２ｃ下面において、底部４２２ｃに形成された端子５０ｂの下端部５２ｂと接続されている。

【0083】

このような構成を有する電極パッド３５及び電極パッド５５が上下に重なるように配置され、半田等で接合されることで、ボード３０ａの導電層３２ａと端子５０ｂとが電気的、及び熱的に接続される。

【0084】

変形例３のソケットボード、及び半導体装置の製造方法によれば、上述の実施形態１のソケットボード１００及び半導体装置１の製造方法と同様の効果を奏する。

【0085】

（変形例４）
図９を用いて、実施形態の変形例４のソケットボードについて説明する。

【0086】

図９は、実施形態１の変形例４にかかるソケットボードの構成の一例を示す図である。変形例４のソケットボードにおいては、ソケットガイド４２ａにガイド４２５が設けられている点が上述の実施形態１とは異なる。

【0087】

図９に示すように、変形例４のソケットボードにおいて、ソケット４０ｃの挟持部４１ｂは、ソケットガイド４２ａの凹部４２１ａの底部４２２ａに沿って形成されたガイド４２５を有する。

【0088】

ガイド４２５は、例えば挟持部４１ｂと同一素材の樹脂等から構成される。ガイド４２５は、凹部４２１ａの底部４２２ａの上面から突出しアレイ状に並ぶ端子５０ａ同士を区画してグリッド状に形成されている。これにより例えば、ソケット４０ｃに半導体装置１が装着されると、半導体装置１下面の、ソケット４０ｃの端子５０ａにそれぞれ接続される各々の端子１４がガイド４２５によって周囲から支えられることとなる。結果として、ソケット４０ｃに対する半導体装置１の装着の安定性がより高まることとなる。

【0089】

変形例４のソケットボード、及び半導体装置の製造方法によれば、その他、上述の実施形態１のソケットボード１００及び半導体装置１の製造方法と同様の効果を奏する。

【0090】

上述の実施形態１、及びこれらの変形例１～３では、ソケットガイド４２ａ及び４２ｂにはガイド４２５が設けられていないものとしたが、これに限られない。例えば、ソケットガイド４２ａ及び４２ｂに、ガイド４２５が形成されていてもよい。

【0091】

［実施形態２］
以下、図１０～図１３を参照して実施形態２のソケットボード２００について詳細に説明する。実施形態２のソケットボード２００は、上述の実施形態１とは異なる形状の端子５０ｃを備える。なお、以下において、上述の実施形態１と同様の構成には同様の符号を付し、その説明を省略する場合がある。

【0092】

（ソケットボードの構成例）
図１０は、実施形態２にかかるソケットボード２００の構成の一例を示す図である。図１０（ａ）は実施形態２にかかるソケットボード２００の断面図であり、図１０（ｂ）はソケットボード２００に備わる端子５０ｃの斜視図である。

【0093】

図１０（ａ）に示すように、実施形態２のソケットボード２００が有するソケット４０ｄは、挟持部４１ａ、ソケットガイド４２ａ、及びピンとしての端子５０ｃを備える。

【0094】

端子５０ｃは、凹部４２１ａの底部４２２ａを上下方向に貫通し、底部４２２ａの両主面から突出するように形成されている。底部４２２ａの上面から上方向に向かって延びる端子５０ｃの上端部５１ｂは、その先端部分に、半導体装置１下面に形成されたボール状端子としての端子１４と接触可能な湾曲ピン５４を備える。湾曲ピン５４は、例えば端子５０ｃと同一素材の金属材料を含んで構成される。

【0095】

図１０（ｂ）に示すように、端子５０ｃの湾曲ピン５４は、凹部５６を備える。凹部５６は、半導体装置１の端子１４の球面に沿うように椀状の（ｂｏｗｌ－ｌｉｋｅ）曲面を有して構成されている。例えば、ソケット４０ｄに半導体装置１が装着された場合、半導体装置１下面の端子１４の各々の下端部（下半球）は、凹部５６によって個々に覆われる。このようにして、端子１４と凹部５６とが、各々の表面において電気的、及び熱的に接続される。

【0096】

以上の構成により、半導体装置１の動作により生じた熱は、端子１４の表面から凹部５６の表面へと伝導し、端子５０ｃを介して、ボード３０ａへと放散される。

【0097】

（半導体装置の製造方法）
次に、以上のように構成されたソケットボード２００を用いた試験工程を含む半導体装置１の製造方法について説明する。

【0098】

半導体装置１の製造工程においても、バーンインテストを含む各種の電気的特性試験の実施に先立ち、上述の実施形態１の図３のステップＳ１の処理、即ち半導体装置１の組み立てを行う。

【0099】

組み立てられた半導体装置１をソケットボード２００のソケット４０ｄに装着し、ソケットボード２００を所定の設定温度に昇温された図示せぬ恒温槽へ投入する。設定温度、即ち槽内の気温は例えば１１５℃に設定されてものとする。

【0100】

恒温槽にソケットボード２００を収容した状態で、図示せぬ試験用装置からソケットボード２００に電力を供給し、半導体装置１を所定時間動作させる。

【0101】

このとき、半導体装置１の動作により生じた熱は、半導体装置１下面の端子１４を覆う湾曲ピン５４から端子５０ｃを介してボード３０ａへと放散される。これにより、ソケット４０ｄ内に熱が蓄積されることが抑制されるため、半導体装置１の電気的特性試験を所望の温度環境下で行うことができる。

【0102】

以上のような電気的特性試験の結果、所定の基準を満たした半導体装置１について、図３のステップＳ３以降の処理を行う。そして、図３のステップＳ３以降の全ての工程を全てパスした半導体装置１を出荷する。

【0103】

以上により、実施形態２の半導体装置１が製造される。

【0104】

上述のような実施形態２のソケットボード２００、及び半導体装置１の製造方法によれば、上述の実施形態１のソケットボード１００及び半導体装置１の製造方法と同様の効果を奏する。

【0105】

（変形例１）
図１１を用いて、実施形態２の変形例１のソケットボードについて説明する。

【0106】

図１１は、実施形態２の変形例１にかかるソケットボードに備わる端子５０ｄの構成の一例を示す図である。変形例１のソケットボードにおいては、端子５０ｄの凹部５６に充填剤５００が備わる点が上述の実施形態２とは異なる。

【0107】

図１１に示すように、変形例１のソケットボードの端子５０ｄに備わる湾曲ピン５４の凹部５６の表面には、充填剤５００が配置されている。

【0108】

充填剤５００は、例えば、部材間での熱伝導性を向上させるために用いられる熱伝導性材料（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ）等であり、ペースト状の樹脂等から構成される。充填剤５００は、例えば１．０［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］以上といった熱伝導率を有する。

【0109】

半導体装置１が下面に備える複数の端子１４は、それぞれが略同一の形状およびサイズを有している。また、湾曲ピン５４の凹部５６の形状は、このような端子１４に沿うよう設計されている。しかし、複数の端子１４間で曲率およびサイズ等に若干の差異が生じる場合があり、半導体装置１下面の端子１４と湾曲ピン５４の凹部５６との間に隙間が生じる場合がある。例えば変形例１のソケットボードに半導体装置１が装着された場合、充填剤５００は、半導体装置１下面の端子１４と湾曲ピン５４の凹部５６との間に配置されることとなる。これにより、端子１４の表面と凹部５６との間に隙間がある場合でも、端子１４と湾曲ピン５４とが充填剤５００を介してより確実に密着する。その結果、半導体装置１の動作により生じた熱は、端子１４の表面からより効率的に端子５０ｄへと伝導されるようになる。

【0110】

変形例１のソケットボード、及び半導体装置１の製造方法によれば、その他、上述の実施形態１のソケットボード１００及び半導体装置１の製造方法と同様の効果を奏する。

【0111】

（変形例２）
図１２を用いて、実施形態２の変形例２のソケットボードについて説明する。

【0112】

図１２は、実施形態２の変形例２にかかるソケットボードに備わる端子５０ｅの構成の一例を示す図である。変形例２のソケットボードにおいては、端子５０ｅの径が、上述の実施形態２とは異なる。

【0113】

図１２に示すように、変形例２のソケットボードの端子５０ｅは、上端部分に湾曲ピン５４を備え、ソケットの底面を上下方向に貫通する胴部５７を備える。

【0114】

胴部５７の幅Ｒｂは、湾曲ピン５４の幅Ｒａと略同一であり、上から見た場合に、湾曲ピン５４と胴部５７とは重なるように構成されている。即ち、胴部５７は、その上面において、下方向に窪む湾曲ピン５４の下面全体を覆っている。

【0115】

例えば、変形例２のソケットボードに半導体装置１が装着された場合、半導体装置１の動作により生じた熱は、端子１４の表面から湾曲ピン５４の凹部５６の表面へと伝導し、さらに湾曲ピン５４の下面全体を介して胴部５７へと伝導する。このように、胴部５７の幅Ｒｂ、即ち熱の伝導路となる端子５０ｅ全体の体積を大きくすることで、半導体装置１の動作により生じた熱は、より効率的に端子５０ｅへと伝導されるようになる。

【0116】

なお、図１１と同様、端子５０ｅの凹部５６に充填剤５００を配置してもよい。

【0117】

変形例２のソケットボード、及び半導体装置１の製造方法によれば、その他、上述の実施形態１のソケットボード１００及び半導体装置１の製造方法と同様の効果を奏する。

【0118】

（変形例３）
図１３を用いて、実施形態２の変形例３のソケットボードについて説明する。変形例３のソケットボードは、湾曲ピン５４の凹部５６にプランジャーピン５３ｂを有する点が、上述の変形例２とは異なる。

【0119】

図１３は、実施形態２の変形例３にかかるソケットボードに備わる端子５０ｆの構成の一例を示す図である。図１３（ａ）は、端子５０ｆの断面図、また図１３（ｂ）は端子５０ｆの斜視図である。

【0120】

図１３（ａ）に示すように、変形例３のソケットボードの端子５０ｆは、その上端部分において、上端が半導体装置１の端子１４と接触可能なプランジャーピン５３ｂと、端子１４に接続される側とは反対側でプランジャーピン５３ｂの下端と接続される図示せぬコイルばねとを備える。

【0121】

プランジャーピン５３ｂの下端及びコイルバネは、端子５０ｆの胴部５７に内蔵され、湾曲ピン５４の凹部５６の底面からプランジャーピン５３ｂの上端が突出している。例えば、変形例３のソケットボードに半導体装置１が装着された場合、プランジャーピン５３ｂは、半導体装置１下面の端子１４との接触を保持しつつ、胴部５７に沿って摺動しながら下方向に移動する。これにより、上述のように、半導体装置１下面の端子１４と湾曲ピン５４の凹部５６との間に隙間が生じた場合であっても、端子５０ｆと半導体装置１とが電気的及び熱的に、より確実に接続されることとなる。

【0122】

なお、図１１と同様、端子５０ｆの凹部５６に充填剤５００を配置してもよい。

【0123】

変形例３のソケットボード、及び半導体装置１の製造方法によれば、その他、上述の実施形態１のソケットボード１００及び半導体装置１の製造方法と同様の効果を奏する。

【0124】

上述の実施形態１、２及びこれらの変形例では、挟持部４１ａあるいは４１ｂと、ソケットガイド４２ａあるいは４２ｂとは例えば一括成型され、分離不可能に構成されていたが、これに限られない。挟持部４１ａあるいは４１ｂと、ソケットガイド４２ａあるいは４２ｂとは個別に成型され、各々の成型後に組み立てられてもよい。

【0125】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0126】

１…半導体装置、１４・・・端子、３０・・・ボード、３１・・・絶縁層、３２ａ・・・導電層、３２ｂ・・・ビア、３３・・・貫通孔、３４・・・金属層、３５…電極パッド、４０・・・ソケット、４１・・・挟持部、４２・・・ソケットガイド、５０・・・端子、５１・・・上端部、５２・・・下端部、５３・・・プランジャーピン、５４・・・湾曲ピン、５５・・・電極パッド、５６・・・凹部、５７・・・胴部、１００・・・ソケットボード、４１１・・段差、４１２・・・ラッチ、４１３…側壁部、４２１・・・凹部、４２２、４２３・・・底部、４２４・・・窪み、４２５・・・ガイド、５００・・・充填剤。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】