[发明专利]检查半导体器件的方法

说明书

相关申请的交叉引用

包括说明书、附图和摘要的2010年10月4日提交的日本专利申请No.2010-224927的公开通过引用整体并入于此。

技术领域

本发明涉及一种用于检查半导体器件的技术，并且具体涉及对应用于衬底型半导体器件有效的技术。

背景技术

日本专利特许公开No.2005-229137(专利文件1)公开了例如一种技术，其中球栅阵列半导体器件的衬底的中心部分以如下方式弯曲：投射在与安装了半导体芯片的平面相对的平面的方向，以使得将电极电耦合在具有焊料凸点的安装衬底上。

而且，日本专利特许公开No.2009-277971(专利文件2)例如公开了一种技术，该技术寻找显示具有凸点的组件的弯曲变形状态的弯曲变形量，将弯曲变形量与预设的阈值相比较，并确定具有凸点的组件的弯曲变形状态是否令人满意。

[专利文件1]

日本专利特许公开No.2005-229137

[专利文件2]

日本专利特许公开No.2009-277971

发明内容

其上安装半导体芯片的半导体器件按结构大致分成两种类型。

其中之一是层压型结构，其中半导体芯片安装在铅框的垂片(tab)(芯片安装部件)上，并且树脂密封体形成在垂片的两侧上。另一类型是双金属结构，其中半导体芯片安装在布线衬底上并且树脂密封体形成在其上安装半导体芯片的布线衬底的单独一面上。即，它们是密封体形成在垂片的两面上的层压型结构，以及密封体仅形成在其上安装半导体芯片的衬底等的一面上的双金属结构。

而且，在这种结构的半导体器件中，就安装在安装衬底等上而言，外部端子(例如，外导线，焊料球等)的平整度非常重要。为此，越来越有必要研究外部端子的平整度。必须如下形成衬底的表面：使得它们与焊料接触以将安装衬底与外部端子电耦合，并且可通过外部端子的表面活动使焊料潮湿(damp)。因此，上述必要性的原因是由衬底被加热时接收热量引起的外部端子(如焊料球)的温度上升的均衡等。

因此，为了检查半导体器件的平整度，常温下的外部端子的平整度以及当被加热时的封装弯曲的行为变得重要。

此外，在以上层压型结构的半导体器件中，树脂密封体形成在包含半导体芯片的垂片的前表面和后表面两者上。于是，密封体的热膨胀系数(α)与铅框的不同。但是，结构是使得铅框夹在具有相同热膨胀系数的密封体中间。因此，加热时封装体的弯曲很小，不会导致安装中的问题。

但是，在上述双金属结构的半导体器件中，密封体的热膨胀系数与包括半导体芯片的布线衬底的不同。而且，相邻的构件以各自的热膨胀系数膨胀和收缩，使得封装体在被加热时弯曲。

因此，作为双金属结构的例子，本发明者提出一种外部端子是焊料球的BGA(球栅阵列)。然后，本发明者检查BGA的布线衬底的弯曲、焊料球的平整度，以及在安装中形成焊桥。

图17和图18示出如何测量对比例子的常温下的平整度。图17示出在布线衬底2的球表面向下且衬底的中心向上弯曲(在下文中，该方向的弯曲称为“向上突起”(凸))的布线衬底2的状态中如何测量球的平整度。图18示出在布线衬底2的球表面向下且衬底的中心向下弯曲(在下文中，该方向的弯曲称为“向下突起”(凹))的布线衬底2的状态中如何测量球的平整度。

对此，如图17所示，当布线衬底2弯曲使得它向上突起而布线衬底2的后表面2b向下时，朝着突起侧的方向被称为(+)方向。进一步，当布线衬底2弯曲使得它向下突起而布线衬底2的后表面2b向下时，朝着突起侧的方向被称为(-)方向。在现有的常温下的平整度测量中，在图17和图18的弯曲状态二者之一下，球平整度如下表示：球平整度＝|最大球高度-最小球高度|。即，球平整度由(最大球高度-最小球高度)的绝对值表示，并且(+)和(-)弯曲方向不反映在所测量的球平整度中。

而且，图19示出在对比例子的非缺陷安装的样品中和有缺陷安装的样品中温度和弯曲之间的关系(受热弯曲的行为)。A和B示出非缺陷安装的样品的情况(弯曲是凹)。另一方面，C和D示出有缺陷安装的样品的情况(弯曲是凸)。

图19示出，在安装非缺陷的样品(A，B)中，弯曲的形状随着温度的改变而反向。因此，看出在A、B、C和D的全部中，受热弯曲的行为基本上与从常温值进行偏移的数据的行为相同。