JP2000269279A - Ｉｃ試験用配線板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 狭（小）ピッチ・小径パッドを対象とした電
気検査を精度よく行うことができるＩＣ試験用配線板の
提供。 【解決手段】 液晶ポリマーから成る膜厚の薄い絶縁体
層１と、前記絶縁体層１の一主面に形成・配置され、か
つ半田ボール形電極3aが嵌合する断面凹形2aの端子２群
と、前記絶縁体層１を貫挿して端子２群に一端が接続す
る導電性バンブ４群と、前記導電性バンブ４に一端がそ
れぞれ電気的に接続し、他端が端子４群の形成・配置領
域外の絶縁体層１面に導出された外部接続配線５群と、
前記絶縁体層１の他主面に一体的に形成・配置されたク
ッション性絶縁体層６とを有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半田ボール形電極
を備えた半導体素子の導通試験などに適する試験用配線
板に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のようにＩＣ素子は、たとえばＳｉ
ウェハ―に多数個形成され、これを切断・分離し、いわ
ゆるベアチップ化されている。そして、この種のＩＣ素
子については、前記ウェハ―状態で一応の電気的な評価
（初期評価）を行い、合格品と判定されたベアチップＩ
Ｃをパッケ―ジング、もしくはアッセンブリした後、試
験評価が行われている。つまり、初期評価で良品と不良
品とに分け良品と判定されたIC素子は、ベアチップ化
後、そのまま良品として実用に供されている。

【０００３】なお、ベアチップＩＣをパッケージ化もし
くはアッセンブリ化した場合、配線板の実装面の有効な
活用という点から、半導体装置（半導体素子）の一主面
（たとえば裏面）に、電極を引き出した構成が採られて
いる。そして、配線板面に対する半導体装置の実装（接
続パッドとの接合）を容易にするため、予め、各電極面
に半田ボールを形成した構成が採られている。

【０００４】ここで、初期評価で良品と判定されたベア
チップＩＣは、パッケ―ジングなどした後、予測寿命試
験としての加速試験（通常、一定の高温下で規格電圧の
1.2倍程度の電圧を印加）で不良品と判定されると、パ
ッケ―ジングもしくはアッセンブリした製品を不良品と
して破棄処分することになる。つまり、結果的には、寿
命試験で不良品となるベアチップＩＣをパッケ―ジング
したことになるが、半導体装置の信頼性確保の上で不可
避な試験といえる。

【０００５】なお、この試験においては、実装時に配線
板上の接続パッドに対し、信頼性の高い接続を行うため
にも、特に、接合に大きく作用する半田ボール（電極端
子）の突端外周面、すなわち試験装置の接続端子に対接
する面が損傷されないように行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】こうした観点から、半
田ボール形電極群を有する半導体装置については、グラ
ムシェルタイプの試験装置、あるいはオープントップタ
イプの試験装置を用いて、所要の通電試験が行われてい
る。ところで、これらの試験装置の場合、接続端子の構
成上の制約から、接続端子のピッチに限界があり、グラ
ムシェルタイプはミニマム 0.5mm、また、オープントッ
プタイプはミニマム0.65mm程度である。

【０００７】しかし、半導体装置においては、その小形
・高容量化が進められており、この小形・高容量化に伴
って、電極数の増大化、電極の小形化、さらには、小ピ
ッチ化などが要求されている。したがって、上記グラム
シェルタイプの試験装置、あるいはオープントップタイ
プの試験装置では、対応できないという問題が提起され
る。

【０００８】しかも、これら従来の試験装置の場合は、
いずれも端子部の構成に起因して、高さ方向のコンパク
ト化が制約されるので、結果的に、外形サイズも比較的
大形をなしており、省スペースの点でも問題がある。

【０００９】本発明は上記事情に対処してなされたもの
で、狭（小）ピッチ・小径パッドを対象とした電気検査
を精度よく行うことができるＩＣ試験用配線板の提供を
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、液晶
ポリマーから成る膜厚の薄い絶縁体層と、前記絶縁体層
の一主面に形成・配置され、かつ半田ボール形電極が嵌
合する断面凹形の端子群と、前記絶縁体層を貫挿して端
子群に一端が接続する導電性バンブ群と、前記導電性バ
ンブに一端がそれぞれ電気的に接続し、他端が端子群の
形成・配置領域外の絶縁体層面に導出された外部接続配
線群と、前記絶縁体層の他主面に一体的に形成・配置さ
れたクッション性絶縁体層とを有することを特徴とする
ＩＣ試験用配線板である。

【００１１】請求項１の発明において、絶縁体層は、た
とえば厚さ30〜 100μm 程度の液晶ポリマーから成る膜
厚である。ここで、液晶ポリマーは、たとえばキシダー
ル（商品名．Dartco社製）、ベクトラ（商品名．Clanes
e 社製）で代表される多軸配向の熱可塑性ポリマーであ
る。

【００１２】なお、液晶ポリマーは、その分子構造によ
って、その融点なども異なっており、同一の分子構造で
も、結晶構造や添加物によって融点が変動する。たとえ
ばベクトランＡタイプ（融点， 285℃）、ベクトランＣ
タイプ（融点， 325℃）、ＢＩＡＣフィルム（融点， 3
35℃）などが例示される。また、この種の液晶ポリマー
は、吸湿性がほとんどなく、誘電率が約 3.0(1MHz)程度
であり、広い周波数領域で安定している。

【００１３】請求項１の発明において、半田ボール形電
極が嵌合する断面凹形の端子群、および外部接続配線群
は、たとえば絶縁体層面に貼着した（張り合わせられ
た）銅箔など、厚さ12〜75μm 程度の導電体層を選択的
にエッチング処理することで形成できる。ここで、断面
凹形の端子群および外部接続配線群などの形状、ピッ
チ、径もしくは幅などは、被試験体としての半導体装置
の電極数、配列ピッチなどによって決められる。たとえ
ば半田ボール形電極の径を 0.4mmとした場合、断面凹形
の端子径を 0.4mm、凹形径を 0.3mmに設定することがで
きるので、端子群を0.5mmピッチ以下とすることができ
る。

【００１４】請求項１の発明において、絶縁体層を貫挿
して端子群に一端が接続する導電性バンブは、たとえば
銀，金，銅，半田粉などの導電性粉末、これらの合金粉
末もしくは複合（混合）金属粉末と、たとえばポリカー
ボネート樹脂，ポリスルホン樹脂，ポリエステル樹脂，
フェノキシ樹脂，フェノール樹脂，ポリイミド樹脂など
のバインダー成分とを混合して調製された導電性組成物
で形成される。

【００１５】請求項１の発明において、端子群を形設し
た面に対して他面に一体的に配置されたクッション性絶
縁体層は、たとえばシリコーンゴムなと耐熱性弾性体が
一般的であるが、使用形態によってはポリウレタンフォ
ームなどでもよい。そして、このクッション性絶縁体層
は、半導体装置の半田ボール形電極を位置合わせ・載置
したとき、その半田ボール形電極に対して端子群が弾撥
的に嵌合・対接する程度の弾撥性が望まれる。つまり、
全体的にほぼ一定の弾撥性を呈する程度の弾性が望まれ
る一方、応答性などの点から 100〜 500μm 程度の膜厚
が要求される。なお、請求項１に係るＩＣ試験用配線板
は、多層配線化などして実装用配線板として利用するこ
ともできる。

【００１６】請求項１の発明では、半田ボール形電極に
対し嵌合形に対接する端子を備える一方、前記各端子は
荷重に対して弾撥的に応答・変位するように構成されて
いる。つまり、ＩＣ素子もしくはＩＣ装置の半田ボール
形電極の高さにバラツキがあっても、この半田ボール形
電極に対応する断面凹形の端子が弾撥的に応答・変位す
るため、所要の接続がなされる。そして、前記断面凹形
の端子弾撥的な応答・変位性は、半田ボール形電極との
スムースな嵌合形対接を助長するため、半田ボール形電
極の損傷、もしくは変形などを回避し、信頼性の高い電
気的な接合を可能とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下図１〜図４を参照して実施例
を説明する。

【００１８】図１は、試験用ソケットの要部構成を示す
断面図である。図１において、１は液晶ポリマーから成
る膜厚の薄い絶縁体層、２は前記絶縁体層１の一主面に
形成・配置され、かつ半導体装置３の半田ボール形電極
3aが嵌合する断面凹形2aの端子、４は前記絶縁体層１を
貫挿して端子２にそれぞれ一端が接続する導電性バン
ブ、５は前記導電性バンブ４に一端がそれぞれ電気的に
接続し、他端が端子２の形成・配置領域外の絶縁体層１
面に導出された外部接続配線である。

【００１９】ここで、絶縁体層１は、膜厚25〜 100μm
程度の液晶ポリマー層（フィルム）であり、また、断面
凹形2aの端子２および外部接続配線５は、前記絶縁体層
１の両面にそれぞれ貼着された厚さ18μm の電解銅箔を
エッチング加工して形成されたものである。そして、断
面凹形2aの端子２は、外径 4mm、凹形2aの上端内径 3mm
（深さ方向にテーパ付き）、ピッチ 0.5mmで格子状に配
置されている。

【００２０】さらに、６は前記絶縁体層１の他主面、こ
の実施例では、外部接続配線５が配置されている面に、
一体的に形成・配置されたクッション性絶縁体層であ
る。ここでクッション性絶縁体は、たとえば厚さ 100〜
500μm 程度、硬度40程度のシリコーンゴム層である。

【００２１】図２は、上記構成の試験用ソケットの使用
態様を模式的に、かつ拡大して示したもので、試験用ソ
ケットの端子２の断面凹形2a部に、半導体装置３のパッ
ド3b面に一体的に設けられている半田ボール形電極3a
が、嵌合的に対接される。つまり、通電試験するため
に、前記試験用ソケットに半導体装置３を装着した場
合、半導体装置３の半田ボール形電極3aは、端子２の断
面凹形2a部に浮いた状態に嵌合装着し、電気的な接続を
形成する。そして、前記半田ボール形電極3aが、端子２
の断面凹形2a部に浮いた状態に嵌合装着することに伴っ
て、半田ボール形電極3aの先端側は、損傷などによる変
形の回避などの要求を満たすことになる。

【００２２】次に、上記試験用ソケットの製造例を説明
する。

【００２３】先ず、厚さ18μm の電解銅箔に、ポリマー
タイプの銀系の導電性ペーストを印刷し、円錐形の導電
性パンブを格子状に形成（形設）する。

【００２４】次に、厚さ50μm の液晶ポリマーフィルム
（シート）を用意し、前記導電性パンブ群を形成した電
解銅箔に対して、液晶ポリマーフィルムを導電性バンプ
対向させて位置決め配置し、積層体化した。その後、前
記積層体面に、電解銅箔を配置し、加熱加圧により、導
電性のバンプ先端が、液晶ポリマーフィルム中に圧入
し、さらに、裏面側に先端部が貫通して、互いに絶縁離
隔する導体配線部を備えた両面銅箔張り積層板を作製す
る。

【００２５】次いで、前記電解銅箔面にエッチングレジ
ストを印刷し、銅箔を選択的にエッチング除去してか
ら、エッチングレジストをアルカリ水溶液で剥離する。

【００２６】この一連の工程により、一主面に断面凹形
2aの端子２（外径 4mm、凹形2aの上端内径 3mm、ピッチ
0.5mm）が格子状に配置され、他主面に幅50〜 100μm
の外部接続配線５を有する配線板を得る。こうして得た
配線板の他主面（外部接続配線５が配置されている面）
に、シリコーンゴムシートを熱圧着もしくは接着層を介
して一体的に配置することによって、図１に図示した構
成のＩＣ検査用配線板が得られる。

【００２７】上記では、絶縁体層１の他主面（外部接続
配線５が配置されている面）全体に、クッション性絶縁
体層６を一体的に形成・配置した構成例を示したが、図
３に断面的に示すように、断面凹形2aの端子２に対応し
た領域に選択的に設けた構成としてもよい。なお、図３
において、図１の場合と同じ構成部材は、同じ記号で示
してある。

【００２８】図４はＩＣ試験用配線板の応用例としの実
装用配線板について、その要部構成を拡大して示す断面
図である。図４において、1a，1b，1cは液晶ポリマーか
ら成る膜厚の薄い絶縁体層、２は前記絶縁体層1a，1b，
1c（１）の一主面に形成・配置され、かつ半導体装置３
の半田ボール形電極3aを嵌合的に装着する断面凹形2aの
端子、7a，7bは絶縁体層1bを層間絶縁体とした内層配線
パターン、４，４′は前記絶縁体層1a，1b，1cを貫挿し
て端子２に一端が接続する導電性バンブ、５は前記内層
配線パターン7a，7bを介して導出された外部接続配線で
ある。

【００２９】ここで、絶縁体層1a，1b，1c（１）は、各
膜厚が25〜 100μm 程度の液晶ポリマー層（フィルム）
であり、また、断面凹形2aの端子２、内層配線パターン
7a，7bおよび外部接続配線５は、厚さ18μm の電解銅箔
をエッチング加工して形成されたものである。そして、
断面凹形2aの端子２は、外径 4mm、凹形2aの上端内径3m
m（深さ方向にテーパ付き）、ピッチ 0.5mmで格子状に
配置されている。一方、内層配線パターン7a，7bおよび
外部接続配線５は、配線幅50〜 100μm 程度である。

【００３０】さらに、６は前記絶縁体層１の他主面、こ
の実施例では、外部接続配線５が配置されている面に、
一体的に形成・配置されたクッション性絶縁体層であ
る。ここでクッション性絶縁体は、たとえば厚さ 100〜
500μm 程度、硬度40程度のシリコーンゴム層である。

【００３１】この実装用配線板は、上記試験用ソケット
の構成に比べて、内層配線パターン7a，7bを内蔵させた
他は、基本的に、同様の構成であり、したがって、同様
の手段で作製できる。つまり、先ず、導電性バンプ４，
４′の貫挿で導通化させた両面電解銅箔張り液晶ポリマ
ーフィルムを２枚用意し、それぞれ対応する配線パター
ニングを行う。

【００３２】次いで、内層配線パターン7a，7bとなるパ
ターン面に所要の導電性バンプ４′を設ける一方、液晶
ポリマーフィルム1bを介して、前記配線パターニングし
た液晶ポリマーフィルム1a，1c０位置決め・積層して一
体化する。その後、外部接続配線５が配置されている面
に、たとえば厚さ 100〜 500μm 程度、硬度40程度のシ
リコーンゴム層を一体的に配置することにより、図４に
図示したような実装用配線板が得られる。

【００３３】上記構成の実装用配線板の場合も、端子２
の断面凹形2a部に、半導体装置のパッド面に一体的に設
けられている半田ボール形電極が、嵌合的に対接され
る。つまり、半導体装置を位置決め・搭載した場合、半
導体装置の半田ボール形電極は、端子２の断面凹形2a部
に浮いた状態に嵌合装着する。そして、前記半田ボール
形電極が、端子２の断面凹形2a部に浮いた状態に嵌合装
着すること、さらには、クッション性絶縁体層の弾撥性
で、良好な嵌合装着が助長されることに伴って、半田ボ
ール形電極の先端側は、損傷などによる変形が回避され
る。ここで、半田ボール形電極の変形回避は、半田ボー
ル形電極が全体的に揃った高さなどを維持することを意
味し、配線板の端子に対して一様な、かつ信頼性の高い
接続が成されることになる。

【００３４】本発明は、上記実施例に限定されるもので
なく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形を
採ることができる。

【００３５】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、半導体装置の
半田ボール形電極の高さにバラツキがあっても、この半
田ボール形電極に対応する断面凹形の端子が弾撥的に応
答・変位する。そして、断面凹形の端子の弾撥的な応答
・変位性は、半田ボール形電極とのスムースな嵌合形対
接か助長されるため、信頼性の高い電気的な試験を行う
ことができる。しかも、この試験過程において、半田ボ
ール形電極の損傷、もしくは変形などを回避するため、
半導体装置の不良品化などを解消できる。

【００３６】また、実装用配線板に応用した場合は、半
導体装置の半田ボール形電極の高さにバラツキがあって
も、この半田ボール形電極に対応する断面凹形の端子が
弾撥的に応答・変位する。すなわち、断面凹形の端子の
弾撥的な応答・変位性によって、半田ボール形電極との
スムースな嵌合形対接が助長されるため、信頼性の高い
電気的な接続・実装が行われ、半導体装置の歩留まりが
向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係るＩＣ試験用配線板の要部構成を拡
大して示す断面図。

【図２】図１に図示たＩＣ試験用配線板の使用態様例を
模式的に示す拡大断面図。

【図３】他の実施例に係るＩＣ試験用配線板の要部構成
を拡大して示す断面図。

【図４】応用例に係る実装用配線板の要部構成を拡大し
て示す断面図。

【符号の説明】

１，1a，1b，1c……液晶ポリマー層（絶縁体層） ２……端子 2a……断面凹形 ３……半導体装置 3a……半田ボール形電極 ４，４′……導電性バンブ ５……外部接続配線 ６……クッション性絶縁体 7a，7b……内層配線パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浦辻 一美 東京都大田区中馬込３丁目28番７号 山一 電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2G003 AA07 AG08 AG12 AH07 2G011 AA16 AA21 AB06 AB07 AB08 AC14 AE22 4M106 AA02 AD26 BA01 DD09 5E346 AA12 AA15 AA43 BB01 BB16 CC08 CC32 CC38 CC39 CC40 DD02 DD12 DD32 DD34 DD48 EE02 EE08 FF24 FF45 GG19 GG22 GG23 GG28 GG34 HH31

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶ポリマーから成る膜厚の薄い絶縁体
   層と、 前記絶縁体層の一主面に形成・配置され、かつ半田ボー
   ル形電極が嵌合する断面凹形の端子群と、 前記絶縁体層を貫挿して端子群に一端が接続する導電性
   バンブ群と、 前記導電性バンブに一端がそれぞれ電気的に接続し、他
   端が端子群の形成・配置領域外の絶縁体層面に導出され
   た外部接続配線群と、 前記絶縁体層の他主面に一体的に形成・配置されたクッ
   ション性絶縁体層とを有することを特徴とするＩＣ試験
   用配線板。