CN102053178A

CN102053178A - 探测片

Info

Publication number: CN102053178A
Application number: CN2010105148223A
Authority: CN
Inventors: 绢田精镇
Original assignee: Optnics Precision Co Ltd
Current assignee: Optnics Precision Co Ltd
Priority date: 2009-10-28
Filing date: 2010-10-18
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2030-10-18
Also published as: JP2011095028A; CN102053178B

Abstract

本发明提供一种探测片，其消除探测端子相对于作为检查、测定对象的被测定电子电路的端子部的错位，并且提高该探测端子的位置精度、稳定性，而且防止对被测定电子电路的不纯污染。该探测片具有：由具有与被测定电子电路的基体材料相同的热膨胀系数的材料构成的支承基板；层叠在该支承基板上的橡胶层即弹性层；进一步层叠在橡胶层即弹性层上，在使用时与被测定电子电路对置的树脂层；设置在该树脂层上，以分别与在被测定电子电路上设置的多个端子部电接触的方式与该端子部的位置对置配置的多个探测端子。包含橡胶层即弹性层及树脂层在内的多个层的总计厚度为20μm以上且1400μm以下，由此使该多个层的热膨胀系数与支承基板的热膨胀系数一致。

Description

探测片

技术领域

本发明涉及适合于形成在各种晶片等上的微细的电子电路的检查、各种测定的探测片。

背景技术

作为在电子电路的检查、各种测定中使用的探测器，提出有不会由于温度、湿度、老化而变形的尺寸稳定性优良的探测单元及其制造方法、通电检查装置，记载有将密接设置在支承基板上的弹性材料的厚度形成为200μm以下的技术(参照专利文献1)。此外，提出有探测头的制造方法(参照专利文献2)。

进而，公开有使得电子电路中的作为检查、测定对象的端子部与设置在探测器的前端的垫(端子部)能够进行可靠的接触的检查、测定用探测器(参照专利文献3)。

专利文献1：日本特开2007-205731号公报

专利文献2：日本特开平5-281259号公报

专利文献3：日本特开2003-207521号公报

然而，如上述专利文献1所记载的现有例子那样，仅使弹性材料的厚度为200μm的制品的该弹性材料的厚度方向(上下方向)的弹性变形行程过少，存在不合适的情况。

另外，在进行被测定电子电路的检查、测定时，例如硅橡胶那样的弹性材料与该被测定电子电路接触时，会产生浸渍在该弹性材料中的游离的化合物(例如硫化物等)附着到被测定电子电路的、所谓不纯污染的问题。

此外，在半导体用的各种晶片等上形成的微细的电子电路越发微细化，电路宽度和设置在该电子电路上的检查、测定用的端子部的间距逐年变窄。因此，当周边环境的温度或湿度引起的晶片的膨胀量与探测器的膨胀量不同时，会在电子电路的端子部与探测端子之间产生错位，从而无法使该探测端子与电子电路的端子部正确地接触。

在上述的专利文献3的探测器中，虽然考虑到此种使用环境的变化的影响，但是在将探测端子直接设置在弹性材料上这一点上还有改善的余地。

发明内容

本发明考虑到上述事实，其目的在于，消除探测端子相对于作为检查、测定对象的被测定电子电路的端子部的错位，并且提高该探测端子的位置精度、稳定性，而且防止对被测定电子电路的不纯污染。

第一形态涉及探测片，其具有：由具有与作为检查、测定对象的被测定电子电路的基体材料相同的热膨胀系数的材料构成的支承基板；层叠在该支承基板上的弹性层；进一步层叠在所述弹性层上，在使用时与所述被测定电子电路对置的树脂层；设置在该树脂层上，以分别与在所述被测定电子电路上设置的多个端子部电接触的方式与该端子部的位置对应配置的多个探测端子，包含所述弹性层及所述树脂层在内的层叠在所述支承基板上的多个层的总计厚度为20μm以上且1400μm以下。

第二形态以第一形态的探测片为基础，其中，所述弹性层为橡胶层。

第三形态以第一形态或第二形态的探测片为基础，其中，所述树脂层是热膨胀系数比所述弹性层小的树脂材料。

第四形态以第一形态或第二形态的探测片为基础，其中，所述被测定电子电路是集成电路、发光二极管、液晶显示器、印刷布线基板或柔性基板。

在第一形态的探测片中，由于在支承基板上层叠弹性层，在该弹性层上进一步层叠树脂层，在该树脂层上配置探测端子，且包含弹性层及树脂层在内的层叠在支承基板上的多个层的总计厚度为20μm以上且1400μm以下，因此能够使该多个层追随支承基板的伴随包含温度或湿度在内的环境变化的伸缩。即，能够使包含弹性层和配置有探测端子的树脂层在内的多个层的热膨胀系数与支承基板的热膨胀系数一致。

并且，由于支承基板由具有与作为检查、测定对象的被测定电子电路的基体材料相同的热膨胀系数的材料构成，因此环境变化引起的被测定电子电路的端子部的间距的变化量与探测片中的探测端子的间距的变化量一致。即，探测端子不会产生相对于被测定电子电路的端子部的错位。此外，由于将探测端子配置在使用时与被测定电子电路对置的树脂层上，因此能够提高该探测端子的位置精度、稳定性，并且能够防止对被测定电子电路的不纯污染。

在第二形态的探测片中，由于弹性层是橡胶层，因此即使被测定电子电路的面存在翘曲或凹凸，也能够使探测端子追随该被测定电子电路的端子部。因此，能够使探测端子相对于被测定电子电路的端子部完整地接触。

在第三形态的探测片中，由于树脂层是热膨胀系数比弹性层小的树脂材料，因此即使在被测定电子电路的检查、测定时该树脂层与该被测定电子电路接触，也不会产生弹性体接触时产生的不纯污染。从该观点出发，优选作为树脂层的材料使用热膨胀系数比弹性层小的例如聚酰亚胺，并在该聚酰亚胺上搭载探测端子。

另外，在第三形态的探测片中，由于树脂层难以受到温度或湿度等周边环境的影响，因此能够使探测端子与高密度且窄间距的微细电路基板那样的被测定电子电路的端子部完整地接触。

作为第四形态的探测片，能够进行集成电路、发光二极管、液晶显示器、印刷布线基板或柔性基板的检查、测定，能够在检查、测定时的温度变化及耐热耐湿度检查等中保持高可靠性。与以往那样在对每一区域进行扫描的同时检查、测定整个区域的方法不同，能够一次进行例如在半导体晶片上作成的全部的集成电路、发光二极管、液晶显示器、印刷布线基板或柔性基板的检查、测定作业，从而能够大幅度地缩短作业时间。而且被测定电子电路为集成电路时，能够在从半导体晶片切出各集成电路之前判别次废品，因此能够省去将次废品芯片化的成本。因此，能够大幅度地缩短检查、测定作业时间。

发明效果

如以上说明那样，根据第一形态的探测片，能够得到能够消除探测端子相对于作为检查、测定对象的被测定电子电路的端子部的错位，并且能够提高该探测端子的位置精度或稳定性，且能够防止对被测定电子电路的不纯污染的优良效果。

根据第二形态的探测片，能够得到使探测端子相对于被测定电子电路的端子部完整地接触的优良效果。

根据第三形态的探测片，由于树脂层难以受到温度、湿度等周边环境的影响，因此能够得到能够使探测端子与高密度且窄间距的微细电路基板那样的被测定电子电路的端子部完整地接触的优良效果。

根据第四形态的探测片，能够得到能够进行集成电路、发光二极管、液晶显示器、印刷布线基板或柔性基板的检查、测定，且在检查、测定时的温度变化及耐热耐湿度检查等中能够保持高可靠性的优良效果。

附图说明

图1是示出构成为矩形的探测片和作为检查、测定对象的被测定电子电路的立体图。

图2是示出探测片的变形例的立体图。

图3是示出构成为圆形的探测片的立体图。

图4是示出试验例中的温度与热膨胀量的关系的线图。

图5是示出在铝制的支承基板上设置硅橡胶作为橡胶层的例子的湿度变化与伸长率的关系的线图。

图6是示出在铝制的支承基板上设置聚酰亚胺作为树脂层的例子的湿度变化与伸长率的关系的线图。

符号说明：

10 探测片

12 支承基板

14 橡胶层(弹性层)

16 树脂层

18 探测端子

20A 端子部

20 被测定电子电路

22 基体材料

24 多个层

30 集成电路(被测定电子电路)

30A 端子部

32 半导体晶片(基体材料)

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的实施方式。在图1中，本实施方式的探测片10具有支承基板12、弹性层的一例的橡胶层14、树脂层16、多个探测端子18。

支承基板12例如形成为矩形，且由具有与作为检查、测定对象的被测定电子电路20的基体材料22相同的热膨胀系数的材料构成。因此，若基体材料22为碳化硅(SiO₂)的晶片，则支承基板12的材料也为碳化硅或具有与碳化硅相同的热膨胀率的材料。

支承基板12的材料并不局限于此，与被测定电子电路20的基体材料22对应，也可以使用玻璃、陶瓷、合成树脂或金属。例如，在被测定电子电路20为发光二极管(LED)时，使用作为其基体材料22的例如蓝宝石(单结晶氧化铝：Al₂O₃)或具有与蓝石英相同的热膨胀系数的材料。而且，在被测定电子电路20为液晶显示器(LCD)时，使用作为其基体材料22的玻璃或具有与玻璃相同的热膨胀系数的材料。此外，在被测定电子电路20为印刷基板时，使用作为其基体材料22的例如环氧玻璃或具有与环氧玻璃相同的热膨胀系数的材料。而且在被测定电子电路20为柔性基板时，使用作为其基体材料22的例如聚酰亚胺或具有与聚酰亚胺相同的热膨胀系数的材料。

此外，被测定电子电路20并不局限于集成电路、发光二极管、液晶显示器、印刷布线基板、柔性基板。而且，作为印刷布线基板的基体材料22，除环氧玻璃之外，还可以使用酚醛纸、环氧纸、复合玻璃、聚四氟乙烯(特氟龙(注册商标))，氧化铝(铝的氧化物)等各种材料。

此外，从有效地使探测片10的热量逃散的观点出发，作为支承基板12的材料优选使用导热率高的材料。

支承基板12的厚度设定为比层叠在该支承基板12上的多个层(橡胶层14、树脂层16)的总计厚度t足够大。

橡胶层14层叠在支承基板12上，例如通过粘结与支承基板12的下表面接合。作为橡胶层14的材料，可以使用硅橡胶、聚氨酯橡胶、氟橡胶等任意的合成橡胶或弹性体树脂等。橡胶层14通过例如粘结剂与支承基板12接合。

树脂层16进一步层叠在橡胶层14上，在使用时与被测定电子电路20对置，通常为薄层，并且优选15μm以下的厚度。而且，树脂层16使用热膨胀系数比橡胶层14小的树脂材料，例如聚酰亚胺等工程塑料。树脂层16例如使用粘结剂与橡胶层14接合。

探测端子18设置在树脂层16上，以分别与被在测定电子电路20上设置的多个端子部20A电接触的方式与该端子部20A的位置对应配置。多个端子部20A以规定间距排列在被测定电子电路20上，探测端子18以与该端子部20A的间距相同的间距排列在树脂层16上，并突出形成在与探测片10的厚度方向上的支承基板12相反侧。该探测端子18通过例如电铸而制作在树脂层16上。而且，在树脂层16上设有与各个探测端子18电导通的电路26。该电路26在将树脂层16沿其厚度方向贯通的被称为通路孔28的电路中接线，并且通过将橡胶层14及支承基板12沿它们的厚度方向贯通的通路孔38而与设置在支承基板12的例如上表面上的外部端子34接线。该外部端子34与未图示的测定器电连接。

此外，如图2所示的变形例那样，不仅在树脂层16上，而且在橡胶层14(弹性层)上也形成有电路26，在层叠有该橡胶层14的情况下，各电路26通过通路孔(未图示)成为电导通状态。而且在树脂层16上形成的电路26也通过通路孔28与形成在橡胶层14上的电路26电连接。在该例中，橡胶层14从支承基板12突出，在该突出部上设有外部端子34。各外部端子34通过上述的电路26、通路孔28与各探测端子18接线。因此，各探测端子18在采集信号方面起作用。多个层24的层叠数依赖于探测端子18的数目，若该探测端子18的数目多，则多个层24的层叠数也增多。

在图1、图2中，包含橡胶层14及树脂层16在内的层叠在支承基板12上的多个层24的总计厚度t为20μm以上1400μm以下。在此，多个层24的厚度的下限为20μm是因为，若低于20μm，则难以确保支承基板12与探测端子18之间的绝缘性。而且多个层24的厚度的上限为1400μm是因为，若超过1400μm，则气氛中的温度或湿度引起的多个层24的伸缩量不再追随支承基板12的伸缩量。

此外，多个层24的厚度的上限更优选1000μm。而且只要能够确保支承基板12与探测端子18之间的绝缘性，多个层24的厚度也可以小于20μm。而且本实施方式中的多个层24为橡胶层14及树脂层16这两层，但并不局限于此，也可以为3层以上。这种情况下，树脂层16形成为离开支承基板12最远的层。

(作用)

本实施方式如上述那样构成，以下说明其作用。在图1中的本实施方式的探测片10中，在支承基板12上层叠有橡胶层14，在该橡胶层14上进一步层叠有树脂层16，在该树脂层16上配置有探测端子18，且包含橡胶层14及树脂层16在内的层叠在支承基板12上的多个层24的总计厚度t为20μm以上1400μm以下，因此，能够使该多个层24追随支承基板12的伴随包含温度或湿度在内的环境变化的伸缩。

另外，通过在多个层24中包含橡胶层14，能够使该多个层24具有柔软性，即使被测定电子电路的面存在翘曲或凹凸，也能够使探测端子追随该被测定电子电路的端子部。

尤其是在本实施方式中，由于探测端子18设置在例如聚酰亚胺的树脂层16上，因此即使在被测定电子电路20的检查、测定时该树脂层16与该被测定电子电路20接触的情况下，也不会有在弹性体接触时产生的不纯污染。而且由于树脂层16使用热膨胀系数比橡胶层14小的材料，因此难以受到温度或湿度等周边环境的影响。由此，能够使各探测端子18与对应的被测定电子电路20的端子部20A分别抵接。换言之，不会错过位于期望的区域内的端子部20A，能够使它们与探测端子18完整地抵接。即使被测定电子电路20为高密度且窄间距的微细电路基板那样的部件，也能够使探测端子18与其端子部20A完整地接触。

作为一例，考虑使被测定电子电路20的基体材料22的材料为碳化硅，使支承基板12的材料为与该基体材料22相同的碳化硅，使探测片10中的树脂层16的材料为聚酰亚胺的情况。聚酰亚胺的热膨胀系数为50×10^-6/℃，是碳化硅的热膨胀系数(5×10^-6/℃)的10倍。因此，聚酰亚胺具有相对于气氛中的温度或湿度比碳化硅反应敏感而伸缩的特性，但是通过如上述那样将多个层24的总计厚度t适当设定，能够抑制聚酰亚胺的伸缩，从而能够使该聚酰亚胺的伸缩追随碳化硅的伸缩。换言之，包含橡胶层14和作为聚酰亚胺的树脂层16在内的多个层24的热膨胀系数与支承基板12的热膨胀率一致。

并且，由于支承基板12的材料与被测定电子电路20的基体材料22的材料即碳化硅相同，因此环境变化引起的被测定电子电路20的端子部20A的间距的变化量与探测片中的探测端子18的间距的变化量一致。因此，探测端子18不会产生相对于被测定电子电路20的端子部20A的错位。

此外，由于将探测端子18配置在树脂层16而非橡胶层14，通过粘结而与由例如硅橡胶那样的弹性体形成的橡胶层14层叠，因此能够提高该探测端子18的位置精度或稳定性，同时，橡胶层14的弹性反映给探测端子18，能够对例如上下方向的该探测端子18的移动赋予良好的效果。具体来说，通过橡胶层14适当进行弹性变形而能够使探测端子18与被测定电子电路20的端子部20A完整地接触。

此外，若支承基板12的材料使用导热率高的材料，则能够使探测片10的热量有效地逃散，从而高温气氛下的检查、测定中的响应性良好，在缩短检查、测定时间方面有利。

另外，作为探测片10的应用例，在检查用探测器等中，多个层24多形成为多层电子电路基板的结构。然而，每一层的电子电路基板的厚度通常为50μm以上，在4层以上的多层电子电路基板的情况下，厚度的总计会超过200μm。因此，若采用在上述专利文献1中的使弹性材料的厚度为200μm以下的结构，则难以形成此种4层以上的多层电子电路基板的结构，不实用。

即使改变树脂层16(电路基板树脂)的材料，只要该材料的热膨胀系数在橡胶层14以下，多个层24的总计厚度t为1400μm以下，那么该多个层24从属于将其保持的支承基板12(聚合物、金属、陶瓷等)，因此能够提供一种即使在温度等的变化激烈的环境下精度也高的检查用探测器。

(另一实施方式)

在图3所示的例子中，探测片10所进行的检查、测定对象为例如在硅制的半导体晶片32(基体材料22)上作成的多个集成电路30(被测定电子电路20)。探测片10对应于大致圆形的半导体晶片32而形成为例如大致圆形。多个层24例如在两层的树脂层16之间夹入一层的橡胶层14而构成。两层的树脂层16中的与半导体晶片32上的集成电路30对置的一侧使用例如聚酰亚胺。如上所述，该多个层24的总计厚度t为20μm以上1400μm以下。

半导在体晶片32上的集成电路30中设置的检查、测定用的端子部30A极微细，总数涉及2～4万处。探测片10的树脂层16上设有与各个端子部30A相对应的探测端子18。通过使用电铸，能够容易将如此微细的多个探测端子18在树脂层16上作成。在本实施方式中，各探测端子18经由设置在树脂层16、橡胶层14上的电路(未图示)或通路孔(未图示)与设置在支承基板12、橡胶层14或树脂层16上的外部端子(未图示)电连接。

通过使该探测片10沿箭头A方向翻转，而使各探测端子18分别与对应的端子部30A抵接，从而能够一次进行半导体晶片32上作成的全部的集成电路30的检查、测定作业，能够大幅度地缩短作业时间。而且由于能够在从半导体晶片32切出各集成电路30之前判别次废品，因此能够节省将次废品芯片化的成本。

此外，在大致圆形的探测片10中，如图2所示的例子那样，也可以使橡胶层14或树脂层16从支承基板12的整周向径向外侧突出，而在该突出部上设置相当于外部端子34的端子(未图示)。而且，探测片10的平面形状并不局限于大致圆形，也可以为多边形等。而且多个层24的结构并不局限于上述的结构，可以为两层，也可以为4层以上。

(试验例1)

图4是示出实际测量的作为支承基板12的材料的一例的铝相对于温度变化的膨胀量、以及通过在该铝上一层层地层叠作为橡胶层14的一例的硅橡胶和作为树脂层16的一例的聚酰亚胺而形成的多个层24的部件(探测片)的使多个层24的总计厚度t变化时的相对于温度变化的各自的伸长量的结果的线图。各线的斜率相当于热膨胀系数。图4中为了进行比较也示出了铝单体、硅橡胶单体及聚酰亚胺单体的结果。从该图可知，硅橡胶单体和聚酰亚胺单体的线与铝单体的线的斜率差异较大。

另一方面，在将硅橡胶和聚酰亚胺一层层地层叠后的多个层24的总计厚度t为1400μm以下时，线的斜率与铝单体的斜率一致。然而，多个层24的总计厚度t超过1400μm时(2050μm)，线的斜率与支承基板12的线的斜率不同。即，结果表面，只要硅橡胶和聚酰亚胺的层的总计厚度t在适当范围内，其热膨胀系数就成为与作为支承基板12的铝的热膨胀系数一致。

图5是示出在铝制的支承基板12上设置硅橡胶来作为橡胶层14的试料的湿度变化与伸长率的关系的线图。具体来说，示出周围的温度为25℃时，在湿度从60％增加到95％的情况下，硅橡胶上的二点间的距离(间距)从100mm增减了何种程度。根据该图可知，硅橡胶的厚度为2000μm时，伴随上述湿度的变化，间距变化到100.0094mm(增加9.4μm)，相对于此，在硅橡胶的厚度为800μm和1400μm时，间距都变化到99.9997μm(减少0.3μm)，只要硅橡胶的厚度为1400μm，就不受湿度变化的影响。

另外，图6是示出在铝制的支承基板12上设置聚酰亚胺作为树脂层16的试料中的湿度变化与伸长率的关系的线图。具体来说，与图5相同地示出，在周围的温度为25℃时，在湿度从60％增加到95％的情况下，聚酰亚胺上的二点间的距离(间距)从100mm增减了何种程度。

根据该图，在聚酰亚胺的厚度为2000μm时，伴随上述湿度的变化，间距变化到100.0059mm(增加5.9μm)，相对于此，聚酰亚胺的厚度为1400μm时，间距变化到100.0002μm(增加0.2μm)，只要聚酰亚胺的厚度为1400μm以下，就不受湿度变化的影响。

Claims

1.一种探测片，具有：

由具有与作为检查、测定对象的被测定电子电路的基体材料相同的热膨胀系数的材料构成的支承基板；

层叠在该支承基板上的弹性层；

进一步层叠在所述弹性层上，在使用时与所述被测定电子电路对置的树脂层；

设置在该树脂层上，以分别与在所述被测定电子电路上设置的多个端子部电接触的方式与该端子部的位置对应配置的多个探测端子，

包含所述弹性层及所述树脂层在内的层叠在所述支承基板上的多个层的总计厚度为20μm以上且1400μm以下。

2.根据权利要求1所述的探测片，其中，

所述弹性层为橡胶层。

3.根据权利要求1或2所述的探测片，其中，

所述树脂层由热膨胀系数比所述弹性层小的树脂材料构成。

4.根据权利要求1或2所述的探测片，其中，

所述被测定电子电路是集成电路、发光二极管、液晶显示器、印刷布线基板或柔性基板。