JP2003207523A - コンタクタ及びその製造方法並びにコンタクト方法 - Google Patents
コンタクタ及びその製造方法並びにコンタクト方法Info
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Abstract
ェハレベルの半導体装置のように複数の半導体装置の端
子に一括して確実にコンタクトをとることのできるコン
タクタ及びその製造方法並びにコンタクト方法を提供す
ることを課題とする。 【解決手段】 絶縁性材料よりなるフィルム状の基板2
−1,2−2に複数の配線3を設ける。配線3の各々の
一端は基板の一端を超えて延出して第1のコンタクト端
子3bとして機能する。配線3の各々の反対端は基板の
反対端を越えて延出して第2のコンタクト端子3aとし
て機能する。第1のコンタクト端子3bと第2のコンタ
クト端子3aとの間の部位は弾性変形可能である。
Description
特に主としてLSIに代表される電子部品に対してコン
タクトするコンタクタ及びその製造方法並びにコンタク
ト方法に関する。
めざましく、それに伴いLSI配線パターンが微細化
し、LSI端子数の増加と端子の微細化が著しい勢いで
進んでいる。また、LSIが使用される機器の小型化・
高密度実装化の要求が強く、例えば、携帯機器(携帯電
話やモバイルパソコン、ビデオ一体型カメラ等、小型性
能が要求されるもの)や高機能電算機(高速での動作を
保証するため、隣接するLSIとの距離を極小化する必
要があるもの)が急増している。
パッケージされていないLSIチップのままで機能保証
して出荷するKGD(Known Good Die)
や、LSIチップサイズと同等の外形を有する小型パッ
ケージであるCSP(ChipSize Packag
e)での出荷要求が急増している。これら2つの背景か
ら、LSIを試験するためには微細化された多ピンの端
子に対して確実にコンタクトできるコンタクタの供給が
不可欠となってきている。
ら、LSIを個々のLSIに切り離す前のLSIウェハ
の状態のままで、すべての試験(FT:Final T
estあるいはBI:Burn In)を実施する、い
わゆるフルテストへの必要性が強まっている。ウェハ状
態でのフルテストは下記のような効果が期待できる。
り、ハンドリング効率が良い。(チップサイズが異なる
とハンドリング設備の汎用性がないが、ウェハなら標準
化された外形サイズで一括搬送が可能になる)不良情報
等をウエハマップで管理できる。更に近年開発・発表が
進んでいるウェハレベルCSPは、組み立て工程までウ
ェハ一括で実施できるため、ウェハ状態での試験が実現
できればウエハプロセス〜パッケージング(組み立て)
〜試験までの工程を一貫してウェハ状態で扱うことがで
き、工程の効率化が期待できる。
Iが微細端子化/多ピン化している上に、ウェハ状態の
ままで複数(できればウェハ上の全LSIの)端子に一
括でコンタクトできるコンタクタを実現することは難し
く、そのようなコンタクタを実現することは業界共通の
ニーズである。
ローブカード、ソケット)として代表的な例を以下に記
載する。
ワイヤ等の針)を、それぞれ被試験LSIの端子位置に
あうようにコンタクタ基板(絶縁基板)に配置した構造
を有する。LSIウェハに対して上方より斜めに針を延
ばすカンチレバー構造が一般的である。針に弾性を持た
せることにより、被試験LSIの端子の垂直方向に配置
する方式も提案されている。
ての金属突起(以下「バンプ」と称する)を有するフィ
ルム状回路基板の構造を有する。
用い、ゴムの中に厚さ方向にのみ延在する導電材料(金
属ワイヤ等)を組み込んだ構造を有する。
は、基板の一端側から延出する配線の端部を接続端子と
して被試験対象の半導体装置にコンタクトさせ、基板の
他端における端子を測定用端子としたコンタクタを開示
している。
ルプローブは以下のような問題点を有している。
め、コストが高い。
め、針先の位置精度に限界がある。
ため、配置に制限がある。
数のLSIに一括でコンタクトするようなコンタクタに
用いることができない、あるいはそのようなコンタクタ
に用いることが困難である。
下のような問題点を有している。
い。コンタクト電極は絶縁基板(ポリイミド樹脂層)で
連結されているため、個々の電極の可動範囲が狭い。ま
た、コンタクト電極が硬質の金属バンプであるため、柔
軟性に乏しく、隣接バンプ同士の高さのばらつきがある
と、低いバンプが接触しない、接触不良を起こすといっ
た問題がある。
極であるバンプは、金属メッキを堆積して形成するた
め、製造に時間がかかり、コストが高くなる。
うな問題を有している。
(BI試験は通常125℃以上で行われる)ゴム部が塑
性変形してしまい、1回〜数十回しかもたない。 b)狭いピッチに対応できない。導通材料をゴムの中に
組み込むことが難しいため、導通材料間のピッチは、2
00〜150μm程度が限度である。
開示されたコンタクタは、縦方向のストロークがほとん
どないため、被試験対象の半導体装置の電極端子に高さ
のバラツキがあると、全ての電極端子に一様にコンタク
トできないという欠点がある。また、コンタクタのベー
ス材と被試験対象の半導体装置の熱膨張係数が異なる場
合、バーンインなどの高温試験の際に位置ズレを起こ
し、うまくコンタクトがとれない可能性がある。
従来のコンタクタは以下のような問題点を有している。
(弾性変形量)が少ないが、高さバラツキの少ないウェ
ハのアルミパッド、または狭いエリアであれば問題なく
コンタクトできる。しかし、ウェハレベルCSPまたは
多数個一括モールドのパッケージの端子(ボール)は高
さのバラツキが大きく、またウェハを一括でコンタクト
しようとするとウェハには反りがあるため(チップの薄
型化により顕著になる)、コンタクト部のストローク量
(弾性変形量)が少ない従来のコンタクタでは十分なコ
ンタクトをとることができない。
スが多い。シリコンの線膨張係数は3ppm程度である
が、前述したコンタクタの絶縁基板は樹脂で構成されて
いるため十数ppm(13〜30ppm)となる。コン
タクタが常温において正確な位置に接触していても、B
I試験のように高温で使用すると、線膨張係数の差で位
置がずれてしまい、コンタクタが端子からはずれてしま
う、あるいは隣の端子に接触してしまうといった問題が
ある。また、ウェハレベルCSPや、多数個一括モール
ドのパッケージにおいても、封止樹脂などのパッケージ
材料と絶縁基板材料の線膨張係数が異なるため、同様の
問題が発生する。絶縁基板材料にポリイミドを用いた場
合、13ppm程度の膨張係数なので8インチウェハで
は(半径は約100mm)、常温で正しく位置があって
いても、125℃まで加熱すると、ウェハ最外周部付近
の端子では100μmもの位置ずれが発生してしまう。
あり、半導体装置の端子の微細化に対応しつつ、ウェハ
レベルの半導体装置のように複数の半導体装置の端子に
一括して確実にコンタクトをとることのできるコンタク
タ及びその製造方法並びにコンタクト方法を提供するこ
とを目的とする。
めに本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴
とするものである。
被試験体とを電気的に接続するためのコンタクタであっ
て、絶縁性材料よりなるフィルム状の基板と、該基板上
に設けられた複数の配線とよりなり、該配線の各々の一
端は前記基板の一端を超えて延出して第1のコンタクト
端子として機能し、反対端は前記基板の反対端を越えて
延出して第2のコンタクト端子として機能し、前記第1
のコンタクト端子と前記第2のコンタクト端子との間の
部位が弾性変形可能であることを特徴とするものであ
る。
ンタクタであって、前記基板は弾性変形可能なフレキシ
ブル基板であることを特徴とするものである。
ンタクタであって、前記基板は所定の間隔で配置された
第1の基板と第2の基板とを含み、前記第1のコンタク
ト端子は前記第1の基板から延出し、前記第2のコンタ
クト端子は前記第2の基板から延出し、前記配線は前記
第1の基板と前記第2の基板との間の部位において弾性
変形可能であることを特徴とするものである。
ンタクタであって、前記配線の前記第1の基板と前記第
2の基板の間の部分は、前記配線の長手方向に弾性的に
伸縮可能な形状の伸縮部を有することを特徴とするもの
である。
あるいは配線の弾性変形を利用してコンタクト圧を得る
ことができるため、特別な弾性部材を設けることなく、
簡単な構造のコンタクタを実現することができる。コン
タクト端子は配線の一部であるため、微細なピッチに対
応することができる。また、配線又は基板のバネ定数は
小さいため、コンタクトのストロークを大きくとること
ができ、多数の電極に対する一括コンタクトが可能とな
る。また、コンタクタの基板に試験用電子部品を搭載す
ることができる。
載のうちいずれか一項記載のコンタクタをスペーサを介
して重ね合わせて固定したことを特徴とするものであ
る。
端子を2次元的に配列することができ、エリアアレイ型
の半導体装置等に対応することができる。
ンタクタであって、前記基板を前記配線の各々に沿って
分離したことを特徴とするものである。
熱膨張率と基板の熱膨張率に差があっても、基板がスペ
ーサの熱膨張に追従するため、基板の変形を防止するこ
とができる。
うちいずれか一項記載のコンタクタであって、前記第1
のコンタクト端子は前記試験装置の基板にコンタクト
し、前記第2のコンタクト端子は前記被試験体にコンタ
クトするよう構成され、前記第2のコンタクト端子が挿
入されるガイド孔を有するコンタクト端子ガイドを更に
有することを特徴とするものである。
端子ガイドにより第2のコンタクト端子を被試験体の電
極に対して精度よく位置決めすることができる。
ンタクタであって、前記コンタクト端子ガイドは、前記
被試験体と同じ熱膨張率を有する材料により形成された
ことを特徴とするものである。
及び被試験体に熱を加えても、熱膨張による第2のコン
タクト端子の移動量は、被試験体の電極の移動量と同じ
となり、被試験体の電極に対する第2のコンタクトの位
置ずれを防止することができる。
被試験体とを電気的に接続するためのコンタクタの製造
方法であって、絶縁性の基板に、複数の配線の各々を、
一端が前記基板の一端側から突出して延在し、反対端が
前記基板の反対端側から突出して延在するように形成す
ることを特長とするものである。
は配線の弾性変形を利用してコンタクト圧を得ることが
できるため、特別な弾性部材を設けることなく、簡単な
構造のコンタクタを実現することができる。コンタクト
端子は配線の一部であるため、微細なピッチに対応する
ことができる。
と被試験体とを電気的に接続するためのコンタクタのコ
ンタクト方法であって、絶縁性基板上に設けられた複数
の配線の一端を前記試験装置の基板にコンタクトさせ、
前記配線の反対端を被試験体にコンタクトさせ、前記基
板を含む前記配線を弾性変形させることにより所望コン
タクト圧を発生させることを特徴とするものである。
基板のバネ定数は小さいため、コンタクトのストローク
を大きくとることができ、多数の電極に対する一括コン
タクトが可能となる。
面と共に説明する。
タの斜視図である。本発明の第1実施例によるコンタク
タは、図1に示すように、2枚の薄い基板2−1,2−
2と複数の配線3とよりなる。基板2−1,2−2は絶
縁性の薄い基板であり、例えばポリイミドフィルムより
形成される。基板2−1,2−2は、所定の間隔を置い
て配置され、これらを繋ぐように複数の配線3が並行し
て配置される。
線状の部材であり、ある程度の弾性変形可能である。配
線3の各々は、その一端がコンタクト端子3aとして機
能し、他端がコンタクト端子3bとして機能する。
プローブ基板との間に配置した状態を示す図である。図
2に示すように、コンタクタ1はプローブ基板4と電子
部品5との間に配置される。プローブ基板4はテスター
側の基板であり、試験装置に接続される。コンタクタ1
のコンタクト端子3bはプローブ基板4の対応する電極
4aに接触するように配置される。電子部品5は被試験
体としての例えば半導体装置(LSI等)であり、表面
に複数の電極5aが形成される。配線3のコンタクト端
子3aは電極5aに接触する。
板4と電子部品5との間に配置され、配線3のコンタク
ト端子3bがプローブ基板4の電極4aに接触し、コン
タクト端子3aが電子部品5の電極5aに接触する。こ
れにより、電子部品の電極5aをプローブ基板4(試験
装置)に電気的に接続することができ、電子部品5に通
電しながら試験を行うことができる。
(ピッチ)で並行に配列されている。例えば電子部品5
が狭ピッチの電極(例えばピッチ40μm)を有するL
SIである場合、各々の配線3の幅は例えば20μmで
あり、間隔も20μmに設定される。コンタクタ1の製
造方法については後述するが、コンタクタ1は2枚の基
板2−1,2−2と配線3だけからなる簡単な構造であ
るため、配線3のピッチを小さく形成することは容易で
あり、上述のように20μm+20μm=40μmとい
った狭ピッチの電極を有する半導体装置にも十分対応す
ることができる。
取り付けられた状態で電子部品5に対してコンタクトを
とる。すなわち、コンタクタ1の基板2−2が支持機構
6によりプローブ基板4に対して取り付けられることに
より、コンタクタ1はプローブ基板4に固定される。支
持機構6はコンタクタ1をプローブ基板4に対して付勢
して、コンタクト端子3bをプローブ基板の電極4aに
接触させる。この状態で、コンタクタ1を電子部品5に
対して押圧して、コンタクト端子3aを電子部品5の電
極5aに接触させる。
5との間で押圧されると、配線3は基板2−1と基板2
−2との間で弾性的に湾曲する。この配線3の弾性力に
よりコンタクト端子3aと電子部品5の電極5aとの間
のコンタクト圧、及びコンタクト端子3bと電子部品5
の間のコンタクトを得ることができる。
なバネ定数を提供する。したがって、プローブ基板4と
電子部品5との間の距離がばらついても、コンタクト圧
が大きく変化することなく、適切なコンタクト圧を維持
することができる。
斜視図である。図3に示すコンタクタ1Aは、図1に示
すコンタクタ1において、配線3の各々における基板2
−1と基板2−2との間の部分に伸縮部3cを設けたも
のである。伸縮部3cは図3に示例では、ジグザグ形状
に屈曲しており、配線3がその長手方向に伸縮し易い形
状である。
けることにより、伸縮部3cの弾性変形によりコンタク
ト圧を得ることができ、よりバネ定数の低いコンタクタ
を提供することができる。なお、伸縮部3cの形状は図
3に示すジグザグ形状に限ることなく、配線3の長手方
向に弾性的に伸縮する形状であれば、サイン曲線やUタ
ーン形状のように他の形状としてもよい。
参照しながら説明する。図4は本発明の第2実施例によ
るコンタクタ11の斜視図である。コンタクタ11も上
述のコンタクタ1と同様にプローブ基板4に取り付けら
れ、プローブ基板4と電子部品5との間に配置される構
成であり、重複した説明は省略する。
一枚の基板12に形成されており、基板12自体が屈曲
して配線3の長手方向に弾性的に伸縮する構成である。
すなわち、基板12の屈曲に伴って配線3も屈曲する。
基盤12は絶縁性材料よりなり、例えば薄いポリイミド
フィルムが好適である。
数は、基板12のバネ定数と配線3のバネ定数により決
まる。基板12のバネ定数が大きい場合は、屈曲させる
部分に切り込みを入れる等して、基板を屈曲しやすいよ
うに加工しておくことが好ましい。このように、基板1
2に切り込みを入れることにより、コンタクタ11のバ
ネ定数を実質的に配線3のバネ定数に等しくすることが
できる。
を示す斜視図である。図5(a)に示すコンタクタ11
Aは、基板12に開口12aが設けられる。開口12a
は基板12が屈曲する部分で配線3が内側に折れ曲がる
部分に形成される。すなわち、配線3が内側に屈曲する
部分は、配線3が圧縮されて歪が生じる恐れがあるた
め、この部分の基板に開口12aを設けておく。したが
って、図6に示すように、開口12aが設けられた部分
において、配線3は基板12により規制されることなく
自由に屈曲することができる。したがって、配線3に無
理な力がかかることなく、基板12及び配線3を滑らか
に屈曲することができ、コンタクタ全体のばね定数を低
くできる。もちろん、図5(b)に示すように屈曲部全
てに開口12aを設けてもよい。
参照しながら説明する。図7は本発明の第3実施例によ
るコンタクタの側面図である。
は一枚の基板22と基板22に形成された複数の配線3
とを有し、基板21に複数の開口22aが設けられる。
開口22aが設けられた部分では、基板22の強度(剛
性)が減少し、配線3と共に基板21を容易に湾曲させ
ることができる。すなわち、開口22aを設けることに
より、コンタクタ21のバネ定数を低減し、コンタクタ
全体としてのばね定数を低くできる。
3が形成された部分の周囲に形成されており、配線3が
延在する部分の基板22は残されているが、開口22a
の代わりに図8に示すように大きな開口22bとして、
配線3の湾曲をより容易にすることもできる。この場
合、配線3は基板22による規制無しに自由に湾曲する
ことができるため、コンタクタ21Aのバネ定数をより
低減することができる。
参照しながら説明する。図9は本発明の第4実施例によ
るコンタクタの斜視図である。
は、基板32と基板21に形成された複数の配線3とよ
りなる。基板32は第1の基板部分32Aと第2の基板
部分32Bとよりなる。第1の基板部分32Aは比較的
剛性を有する材料により形成され、第2の基板部分32
Bは、第1の基板部分32Aより小さな剛性を有する材
料により形成される。したがって、コンタクタ31のコ
ンタクト端子3a及び3bに押圧力が作用した場合、第
1の基板部分32は変形しないか、極僅か変形するだけ
であり、第2の基板部分32Bが大きく湾曲する。
においてコンタクタのバネ定数があら得られ、且つ、配
線3は第1の基板部分32A及び第2の基板部分32B
により支持されるため、隣接した配線3の間隔を常に一
定に維持することができ、配線3同士の接触を防止する
ことができる。
を参照しながら説明する。図10は本発明の第5実施例
によるコンタクタ41の側面図であり、(a)は屈曲し
ていない通常の状態を示し、(b)は屈曲した状態を示
す。
実施例によるコンタクタ11を複数枚スペーサ42を介
して重ね合わせたものである。スペーサ42としては、
絶縁性樹脂材料あるいは樹脂フィルムが好適であるが、
絶縁性を有して2枚の基板を離間した状態に支持できる
ものであればよい。スペーサ42は基板12の屈曲しな
い部分に固定される。
数の配線3を有し、且つ基板12が配線3が設けられた
面に垂直な方向に複数枚重ねられるため、コンタクト端
子3a及び3bを2次元状(マトリクス状)に配置する
ことができる。したがって、電極端子が2次元状に配列
された半導体装置に対応することができる。
1の変形例を示す側面図である。図11に示すコンタク
タ41Aは、スペーサ42の一部を、幅の広いスペーサ
42Aに置き代えたものである。このように、スペーサ
42の幅を変えることにより電子部品5の端子5aの配
列状態に合わせてコンタクタのコンタクタ端子3a,3
bの配列を変更することができる。
変形例を示す側面図である。図12に示すコンタクタ4
1Bは、2枚のコンタクタ11を角度を持ってスペーサ
42Bにより重ねて固定したものである。すなわち、ス
ペーサ42Bの幅は、コンタクト端子3aにスペーサ4
2Bは狭く、コンタクタ端子3bに近づくほど広く設定
されている。したがって、狭いピッチの電極5aにコン
タクトしながら、プローブ電極側ではコンタクト端子3
bのピッチを大きくとることができる。
実施例によるコンタクタ11を複数枚重ねたものである
が、上述の第1、第3又は第4実施例によるコンタクタ
を複数枚重ねることとしてもよい。
タクタを重ね合わせた構成において、スペーサと基板と
の熱膨張率に差があると基板に応力が発生して変形する
おそれがある。これを回避するために、図13に示すよ
うに基板に加工を施すことが好ましい。図13(a)で
は、配線3に沿って基板12に点線で示すような切れ目
を入れたものである。また図13(b)に示すように、
配線3に沿って基板12を所定の幅で除去することとし
てもよい。例えば電子部品5がシリコンウェハ上に形成
された半導体装置である場合、スペーサ24をシリコン
により作成することにより、ウェハの熱膨張による半導
体装置の電極の移動量と、コンタクタの熱膨張によるコ
ンタクト端子3aの移動量を等しくすることができる。
を参照しながら説明する。図14は本発明の第6実施例
によるコンタクタ51の側面図であり、図14(a)は
コンタクタ51がプローブ基板4に取り付けられた状態
を示し、図14(b)はコンタクタ51が電子機器5の
電極5aに対して押圧されてコンタクトをしている状態
を示す。
において基板2−2を配線3の各々に対して分離したも
のである。このようにすることにより、各コンタクト端
子3aを個別にストロークさせることができる。したが
って、電子機器5の電極の高さにばらつきがあったとし
ても、図14(b)に示すように、配線3の伸縮部3c
を個別に伸縮させてすべての電極5aに対してコンタク
ト端子3aを適切にコンタクトさせることができる。
いて図15乃至18を参照しながら説明する。
は、図15に示すようにまず基板12に配線3を形成
し、その後、基板12の中央部分を除去することであ
る。図16(a)に示すように配線3が設けられた基板
2にレジストを形成して基板を除去する部分のみレジス
トを除去する。そして、エッチングやレーザ照射により
レジストにより覆われた部分以外の基板を除去して図1
6(b)に示すようにコンタクタ1が完成する。
の方法は、図17に示すようにまず基板1を2つに分離
した後で、配線3形成する方法である。図18(a)に
示すように、基板12を金型によりせん断して基板2−
1,2−2に分離し、図18(b)に示すように基板2
−1,2−2を跨ぐようにして配線3を基板に貼り付け
る。この場合、配線3は銅ワイヤ等により形成される。
方法を説明するための図である。まず、図19(a)に
示すように、基板2上に配線3を形成する。配線3は基
板2上に貼り付けられた銅板をエッチングすることによ
り、ジグザグ形状の伸縮部3cを含めて容易に形成する
ことができる。そして、図16に示す方法と同様な方法
で、図19(b)に示すように基板2を基板2−1,2
−2とに分離してコンタクタ1Aが完成する。
伸縮部をS字状にした例を示すものであり、製造方法と
しては図19に示す製造方法と同様である。
とって、配線3の伸縮部3cに熱処理を施したり、メッ
キ処理を施すことを示した図である。配線3の伸縮部3
cに熱処理を施したり、あるいはニッケル(Ni)メッ
キ、パラジウム(Pd)メッキあるいはニッケル合金メ
ッキ等のメッキ処理を施したりすることにより、伸縮部
3cの弾性を調整してバネ定数を調整することができ
る。
とって、配線3の伸縮部3cにポリイミド樹脂等の絶縁
コーティングを施すことを示した図である。絶縁コーテ
ィングを施すことにより、伸縮部の弾性を調整するだけ
でなく、伸縮部3c同士が接触した際に短絡することを
防止することができる。
変形例であり、基板2−1,2−1の間の空間部にシリ
コンゴムのようなゴム弾性樹脂を充填した例を示す。ま
た、図24は、図22と同様に上述のコンタクタ1Aに
おいて、基板2−1,2−1の間の空間部にシリコンゴ
ムのようなゴム弾性樹脂を充填した例を示す。基板2−
1,2−2の間にゴム弾性樹脂を充填することにより、
配線3を絶縁しながら支持することができ、配線同士の
接触を防止することができる。
る。図25は本発明の第7実施例によるコンタクタの原
理を説明するための正面図である。
すコンタクタ1Aとコンタクト端子ガイド62とよりな
る。コンタクト端子ガイド62は、コンタクタ1Aのコ
ンタクト端子3aの各々が挿入されるガイド孔62aを
有する。コンタクト端子ガイド62は、被検査体として
の電子部品5(主に半導体装置)の電極5aの近傍に配
置され、コンタクト端子3aが電子部品の電極5にうま
くコンタクトするようにガイドする。すなわち、コンタ
クト端子ガイド62のガイド孔62aは、電子部品5の
電極の配列を同じ配列で設けられ、各コンタクト端子3
aが対応するガイド孔62aに挿入されることで、各コ
ンタクト端子3aは電子部品5の対応する電極5aに対
して精度よく位置決めされる。
図である。図25(a)に示すガイド孔62aは、その
両サイドが傾斜面となっている。また、図25(b)に
示すガイド孔62aは片側サイドが傾斜面となってい
る。これらの傾斜面は、コンタクト端子3aが挿入され
る際に挿入を容易にし、且つ精度良く位置決めするため
に設けられる。
に取り付けた状態を示す正面図である。コンタクタ1A
の基板2−1は支持機構によりプローブ基板4に対して
取り付けられる。加えて、コンンタクト端子ガイド62
も、支持機構63によりプローブ基板に対して取り付け
られる。コンタクタ1Aとコンタクト端子ガイド62と
がプローブ基板4に取り付けられた状態で、コンタクタ
1Aのコンタクト端子3bはプローブ基板の対応する電
極4aにコンタクトし、コンタクト端子3aはコンタク
ト端子ガイド62の対応するガイド孔62aを貫通して
延在し、その先端が僅かにガイド孔62aから突出す
る。
シリコンウェハ上に形成された半導体装置を用いた場合
に、コンタクト端子ガイド62Aをシリコンウェハと同
じ又は近似した熱膨張率を有する材料で形成した例を示
す図である。例えばバーンインテストのように高温で試
験を行う際に、コンタクタ1Aの基板2−2と電子部品
(シリコンウェハ)との熱膨張率が大きく異なると、コ
ンタクト端子3aと電極5aとが相対的に移動して、コ
ンタクト端子3aが電極5aから外れるといった問題が
発生するおそれがある。そこで、コンタクト端子ガイド
62Aを電子部品(シリコンウェハ)と同じ材料又は近
似した熱膨張率を有する材料で形成すれば、コンタクト
端子3aと電極5aとの熱膨張による移動量は等しくな
り、相対移動はなくなる。したがって、コンタクト端子
3aを電極5aに対して常に正確に位置決することがで
きる。
りコンタクト端子ガイドの材料を変更する例を示す。
ベルCSPであり、コンタクト端子ガイド62Bはウェ
ハレベルCSPの封止材料又はコーティング材と同等の
熱膨張率を有する材料で形成されている。ウェハレベル
CSPの封止材料とは、パッケージのモールド樹脂、ポ
リイミド樹脂コーティング、再配線基板等である。
グフィルムに貼り付けられた半導体装置であり、コンタ
クト端子ガイド62Cはダイシングフィルムと同等の熱
膨張率を有する材料により形成されている。ダイシング
フィルムは一般にポリエチレンフィルム等の比較的安価
な材料であり、熱膨張率は比較的大きい。
括モールド成形のパッケージ半導体装置であり、コンタ
クト端子ガイド62Dはパッケージ半導体装置の封止材
又は基材と同等の熱膨張率を有する材料により形成され
ている。パッケージ半導体装置の基材は、例えばプリン
ト基板、TAB基板、セラミック基板である。
膨張率を有する材料をコンタクト端子ガイドの材料とし
て適宜選択することにより、熱膨張によるコンタクト端
子3aの位置ずれを防止することができ、信頼性の高い
試験を行うことができる。
被試験体と異なる熱膨張率とすることにより、以下のよ
うな効果を得ることができる。例えば、図32に示すよ
うに、コンタクト端子ガイド62の熱膨張率を被試験体
としての電子部品5の熱膨張率より大きく設定した場
合、熱膨張率の差によりコンタクト端子3aが電極5a
上で移動する動作が発生する。このコンタクト端子3a
の動作により、コンタクト端子3aと電極5aとの接触
抵抗を低減し、電極5a上に形成された自然酸化膜等を
破るといった効果を得ることができる。また、コンタク
ト端子ガイド62の熱膨張率が電子部品5の熱膨張率よ
り小さい場合でも同様の効果を得ることができる。
aの形状を説明するための図であり、(a)はガイド孔
62aを上から見た図であり、(b)はコンタクト端子
3aのガイドを説明するための図である。ガイド孔62
aは、電子部品5側から見ると細長い長円形であり、そ
の一端側から傾斜面62bが延在している。コンタクト
端子3aは、電子部品5の電極5aの真上に位置するよ
うに調整され、そこから下降して電極5aと接触する
が、もしコンタクト端子3aの位置が傾斜面62bの上
方にずれていても、コンタクト端子3aの先端は傾斜面
62b上を滑って電極5a上へと案内される。
えば図34に示すように曲面としてもよい。また、図3
5に示すように、ガイド孔を円形としてその周囲全体に
曲面形状の傾斜面62bを設けることとしてもよい。
るたもの図である。図36(a)に示すように、コンタ
クト端子3aの先端に付着物があった場合、図36
(b)に示すようにコンタクト端子3aの先端が傾斜面
62b上を滑ることにより、付着物はコンタクト端子か
ら離脱する。そして、図36(c)に示すように、付着
物が取り除かれたコンタクト端子3aの先端は電極5上
に確実に案内され、良好なコンタクトを得ることができ
る。
々な変形例及び応用例について説明する。
ペリフェラル型の半導体装置の電極配列に合わせる構成
を示す図である。図38はエリアアレイ型半導体装置の
電極配列にコンタクト端子3aを合わせる構成を示す図
である。また、図39は周辺2列配列の電極を有する半
導体装置の電極に合わせたコンタクタの構成を示す図で
ある。
イクロストリップライン構造とした例を示す斜視図であ
る。すなわち、基板2を誘電体により形成し、一方の面
全体に接地面として例えば銅板よりなる導電体2bを貼
り付け、他方の面に配線3を例えば銅板のパターン形成
により設けたものである。これにより、高周波信号を扱
う半導体装置の試験に好適なコンタクタを作成すること
ができる。
示すように、コンタクタの信号線を接地配線により囲ん
でさらにシールド効果を高めることも考えられる。
に試験用電子部品70を搭載した例を示す斜視図であ
る。試験用電子部品70として、例えばA/Dコンバー
タ等が挙げられる。被試験体である半導体装置からアナ
ログ信号が供給されるような場合に、コンタクタ上でデ
ジタル信号に変換することで、それ以後の信号劣化を防
止することができる。こののようなA/D変換はなるべ
く被試験体に近い部分で行うことが好ましく、この点に
おいてコンタクタにA/Dコンバータを設けることは好
ましい。
を変える構成を示す斜視図である。すなわち、基板2に
配線3をパターン形成する際に、例えば被試験体側のコ
ンタクト端子3aのピッチを被試験体に合わせて小さく
設定し、プローブ基板側のコンタクト端子3bのピッチ
を大きくする。このような構成は、コンタクタの配線3
を基板2上でのパターン形成により設けることにより極
めて容易に達成することができる。
理を施す例を示す図である。図40(a)はコンタクタ
全体を示し、図44(b)は図44(a)における点線
で示した円内の部分を拡大して示す図である。コンタク
タ端子3aと電子部品5の電極との間の接触抵抗はなる
べく小さい方が好ましい。そこで、例えば銅により形成
されたコンタクト端子3aに、金(Au)、パラジウム
(Pd)、ロジウム(Rd)、プラチナ(Pt)等のメ
ッキ層71を形成して、接触抵抗を軽減する。
験体である電子部品5の電極5aに接触するため、コン
タクト端子3aは電極5aの材料と親和性が低いことが
好ましい。電子部品5が半導体装置である場合、電極5
aは半田により形成されていることが多い。このような
場合、コンタクト端子3aの先端にニッケル(Ni)メ
ッキを施すことが好ましい。なお、メッキは単一のメッ
キ層に限ることなく、種類の異なる多層メッキとしても
よい。
粗くした例を説明するための図である。図45(a)は
コンタクタ全体を示し、図45(b)は図45(a)に
おける点線で示した円内のコンタクタ端子を拡大して示
す図である。図45(b)に示すように、コンタクト端
子の先端の表面を粗くすることにより、電子部品の電極
上の付着物や酸化皮膜を除去し易くする。表面を粗くす
る処理は、例えばメッキ処理により表面を粗くしたり、
薬液に浸漬する等の処理で達成できる。
の例と、電子部品5の電極5aの例を示す図である。電
子部品5の電極5aの種類に合わせて、コンタクト端子
3aの先端の形状を最も好ましい形状とする。コンタク
ト端子3aが設けられる配線3をパターン形成により形
成する場合、コンタクト端子3aの形状は容易に任意の
形状にすることができる。
する。
を電気的に接続するためのコンタクタであって、絶縁性
材料よりなるフィルム状の基板と、該基板上に設けられ
た複数の配線とよりなり、該配線の各々の一端は前記基
板の一端を超えて延出して第1のコンタクト端子として
機能し、反対端は前記基板の反対端を越えて延出して第
2のコンタクト端子として機能し、前記第1のコンタク
ト端子と前記第2のコンタクト端子との間の部位が弾性
変形可能であることを特徴とするコンタクタ。 (付記2) 付記1記載のコンタクタであって、前記基
板は弾性変形可能なフレキシブル基板であることを特徴
とするコンタクタ。 (付記3) 付記1記載のコンタクタであって、前記基
板は所定の間隔で配置された第1の基板と第2の基板と
を含み、前記第1のコンタクト端子は前記第1の基板か
ら延出し、前記第2のコンタクト端子は前記第2の基板
から延出し、前記配線は前記第1の基板と前記第2の基
板との間の部位において弾性変形可能であることを特徴
とするコンタクタ。 (付記4) 付記3記載のコンタクタであって、前記配
線の前記第1の基板と前記第2の基板の間の部分は、前
記配線の長手方向に弾性的に伸縮可能な形状の伸縮部を
有することを特徴とするコンタクタ。 (付記5) 付記4記載のコンタクタであって、前記伸
縮部はジグザグ形状であることを特徴とするコンタク
タ。
タであって、前記伸縮部は、熱処理、めっき処理及び絶
縁コーティングのうち少なくとも一つが施されたことを
特徴とするコンタクタ。
一項記載のコンタクタであって、前記伸縮部は、熱処
理、めっき処理及び絶縁コーティングのうち少なくとも
一つが施されたことを特徴とするコンタクタ。
一項記載のコンタクタであって、前記伸縮部は、熱処
理、めっき処理及び絶縁コーティングのうち少なくとも
一つが施されたことを特徴とするコンタクタ。
って、前記基板は前記配線の長手方向に対して垂直な方
向に沿って少なくとも一本の屈曲線が形成されており、
前記基板は該屈曲線に沿って屈曲可能であることを特徴
とするコンタクタ。
あって、前記基板は前記屈曲線の一部に沿って開口が設
けられたことを特徴とするコンタクタ。
あって、前記基板は少なくとも一つの開口を有し、開口
が形成された部分は他の部分より弾性変形し易いことを
特徴とするコンタクタ。
であって、前記開口は隣接する配線の間に設けられたこ
とを特徴とするコンタクタ。
であって、前記開口は配線が延在する部分にも設けられ
たことを特徴とするコンタクタ。
あって、前記基板は、複数の第1の基板と、該第1の基
板の間に設けられ柔軟性を有する第2の基板とを含むこ
とを特徴とするコンタクタ。
いずれか一項記載のコンタクタをスペーサを介して重ね
合わせて固定したことを特徴とするコンタクタ。 (付記16) 付記15記載のコンタクタであって、前
記スペーサの幅は異なることを特徴とするコンタクタ。
であって、前記スペーサは、隣接した基板が所定の角度
を形成するように異なる幅を有することを特徴とするコ
ンタクタ。
ずれか一項記載のコンタクタであって、前記基板を前記
配線の各々に沿って分離したことを特徴とするコンタク
タ。 (付記19) 付記3記載のコンタクタであって、前記
第2の基板を前記配線の各々に沿って分離したことを特
徴とするコンタクタ。
あって、前記第1の基板と前記第2の基板との間に弾性
体を充填したこたと特徴とするコンタクタ。
れか一項記載のコンタクタであって、前記第1のコンタ
クト端子は前記試験装置の基板にコンタクトし、前記第
2のコンタクト端子は前記被試験体にコンタクトするよ
う構成され、前記第2のコンタクト端子が挿入されるガ
イド孔を有するコンタクト端子ガイドを更に有すること
を特徴とするコンタクタ。 (付記22) 付記21記載のコンタクタであって、前
記ガイド孔は傾斜面を有することを特徴とするコンタク
タ。
ンタクタであって、前記コンタクト端子ガイドは、前記
被試験体と同じ熱膨張率を有する材料により形成された
ことを特徴とするコンタクタ。 (付記24) 付記1乃至20のうちいずれか一項記載
のコンタクタを複数個重ねて構成したことを特徴とする
コンタクタ。
れか一項記載のコンタクタであって、一枚の基板に設け
られた前記配線の数とピッチとを、前記被試験体の電極
の数とピッチに対応させたことを特徴とするコンタク
タ。
れか一項記載のコンタクタであって、前記基板の片面に
前記配線を設け、接地される導体層を前記基板の反対側
の面の全面に設けたことを特徴とするコンタクタ。
れか一項記載のコンタクタであって、前記基板に試験用
電子部品を搭載したことを特徴とするコンタクタ。
であって、前記試験用電子部品は、被試験体からのアナ
ログ信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータで
あることを特徴とするコンタクタ。
れか一項記載のコンタクタであって、前記配線は、前記
試験装置の基板にコンタクトする前記第1のコンタクト
端子のピッチが、前記被試験体にコンタクトする前記第
2のコンタクト端子のピッチより大きくなるように形成
されたことを特徴とするコンタクタ。
れか一項記載のコンタクタであって、前記被試験体にコ
ンタクトする前記第2のコンタクト端子にメッキ処理を
施したことを特徴とするコンタクタ。
れか一項記載のコンタクタであって、前記被試験体にコ
ンタクトする前記第2のコンタクト端子の先端の表面を
他の部分より粗くしたことを特徴とするコンタクタ。
れか一項記載のコンタクタであって、前記被試験体にコ
ンタクトする前記第2のコンタクト端子の先端の形状を
前記被試験体の電極に対応した形状としたことを特徴と
するコンタクタ。
とを電気的に接続するためのコンタクタの製造方法であ
って、絶縁性の基板に、複数の配線の各々を、一端が前
記基板の一端側から突出して延在し、反対端が前記基板
の反対端側から突出して延在するように形成することを
特長とするコンタクタの製造方法。 (付記34) 付記33記載のコンタクタの製造方法で
あって、前記配線を前記基板上に形成した後に、前記配
線を残して前記基板の前期一端側と前記反対端側との間
の一部を除去することを特徴とするコンタクタの製造方
法。
の製造方法であって、前記配線のうち、前記基板の除去
する部分に対応する部分を、ジグザグ形状のパターンと
して形成することを特徴とするコンタクタ。
とを電気的に接続するためのコンタクタの製造方法であ
って、第1の基板と第2の基板とを所的の間隔で配置
し、一端が前記第1の基板から突出して延在し、反対端
が前記第2の基板から突出して延在するように、前記第
1の基板と前記第2の基板を跨いで複数の配線を設ける
ことを特徴とするコンタクタの製造方法。
とを電気的に接続するためのコンタクタのコンタクト方
法であって、絶縁性基板上に設けられた複数の配線の一
端を前記試験装置の基板にコンタクトさせ、前記配線の
反対端を被試験体にコンタクトさせ、前記基板を含む前
記配線を弾性変形させることにより所望コンタクト圧を
発生させることを特徴とするコンタクト方法。
種々の効果を実現することができる。請求項1乃至4記
載の発明によれば、基板あるいは配線の弾性変形を利用
してコンタクト圧を得ることができるため、特別な弾性
部材を設けることなく、簡単な構造のコンタクタを実現
することができる。コンタクト端子は配線の一部である
ため、微細なピッチに対応することができる。また、配
線又は基板のバネ定数は小さいため、コンタクトのスト
ロークを大きくとることができ、多数の電極に対する一
括コンタクトが可能となる。また、コンタクタの基板に
試験用電子部品を搭載することができる。
端子を2次元的に配列することができ、エリアアレイ型
の半導体装置等に対応することができる。
熱膨張率と基板の熱膨張率に差があっても、基板がスペ
ーサの熱膨張に追従するため、基板の変形を防止するこ
とができる。
端子ガイドにより第2のコンタクト端子を被試験体の電
極に対して精度よく位置決めすることができる。
及び被試験体に熱を加えても、熱膨張による第2のコン
タクト端子の移動量は、被試験体の電極の移動量と同じ
となり、被試験体の電極に対する第2のコンタクトの位
置ずれを防止することができる。
は配線の弾性変形を利用してコンタクト圧を得ることが
できるため、特別な弾性部材を設けることなく、簡単な
構造のコンタクタを実現することができる。コンタクト
端子は配線の一部であるため、微細なピッチに対応する
ことができる。
基板のバネ定数は小さいため、コンタクトのストローク
を大きくとることができ、多数の電極に対する一括コン
タクトが可能となる。
である。
板との間に配置した状態を示す図である。
ある。
ある。
ある。
品との間に配置された状態を示す斜視図である。
である。
ある。
である。
図であり、(a)は屈曲していない通常の状態を示し、
(b)は屈曲した状態を示す。
す側面図である。
す側面図である。
示す斜視図である。
図である。
明するための図である。
明するための図である。
明するための図である。
明するための図である。
ための図である。
した例を示す図である。
の伸縮部に熱処理を施したり、メッキ処理を施すことを
示した図である。
の伸縮部にポリイミド樹脂等の絶縁コーティングを施す
ことを示した図である。
である。
である。
を説明するための正面図である。
り付けた状態を示す正面図である。
導体装置であり、コンタクト端子ガイドをシリコンウェ
ハと同等の熱膨張率を有する材料で形成した例を示す図
である。
タクト端子ガイドをウェハレベルCSPの封止材料又は
コーティング材と同等の熱膨張率を有する材料で形成し
た礼を示す図である。
れた半導体装置であり、コンタクト端子ガイドをダイシ
ングフィルムと同等の熱膨張率を有する材料により形成
した例を示す図である。
ージ半導体装置であり、コンタクト端子ガイドをパッケ
ージ半導体装置の封止材又は基材と同等の熱膨張率を有
する材料により形成した例である。
部品の熱膨張率より大きく設定した場合における、コン
タクト端子の電極5a上での移動を説明するための図で
ある。
図である。
ための図である。
半導体装置の電極配列に合わせる構成を示す図である。
タクト端子3を合わせる構成を示す図である。
極に合わせたコンタクタの構成を示す図である。
極に合わせたコンタクタの構成を示す図である。
プライン構造とした例を示す斜視図である。
信号線を接地配線により囲んだ構成を示す斜視図であ
る。
部品を搭載した例を示す斜視図である。
示す斜視図である。
を示す図である。
を説明するための図である。
品の電極5の例を示す図である。
41A,51,61 コンタクタ 2,2−1,2−1,12,22,32,42,52
基板 3 配線 3a,3b コンタクト端子 3c 伸縮部 4 プローブ基板 5 電子機器 6 支持機構 12a,22a,22b 開口 32A 第1の基板部分 32B 第2の基板部分 42,42A,42B スペーサ 62,62A,62B,62C,62D コンタクト端
子ガイド 62a ガイド孔 62b 傾斜面 70 試験用電子部品 71 メッキ層
Claims (10)
- 【請求項1】 試験装置の基板と被試験体とを電気的に
接続するためのコンタクタであって、 絶縁性材料よりなるフィルム状の基板と、該基板上に設
けられた複数の配線とよりなり、 該配線の各々の一端は前記基板の一端を超えて延出して
第1のコンタクト端子として機能し、反対端は前記基板
の反対端を越えて延出して第2のコンタクト端子として
機能し、 前記第1のコンタクト端子と前記第2のコンタクト端子
との間の部位が弾性変形可能であることを特徴とするコ
ンタクタ。 - 【請求項2】 請求項1記載のコンタクタであって、 前記基板は弾性変形可能なフレキシブル基板であること
を特徴とするコンタクタ。 - 【請求項3】 請求項1記載のコンタクタであって、 前記基板は所定の間隔で配置された第1の基板と第2の
基板とを含み、前記第1のコンタクト端子は前記第1の
基板から延出し、前記第2のコンタクト端子は前記第2
の基板から延出し、前記配線は前記第1の基板と前記第
2の基板との間の部位において弾性変形可能であること
を特徴とするコンタクタ。 - 【請求項4】 請求項3記載のコンタクタであって、 前記配線の前記第1の基板と前記第2の基板の間の部分
は、前記配線の長手方向に弾性的に伸縮可能な形状の伸
縮部を有することを特徴とするコンタクタ。 - 【請求項5】 請求項1乃至4記載のうちいずれか一項
記載のコンタクタをスペーサを介して重ね合わせて固定
したことを特徴とするコンタクタ。 - 【請求項6】 請求項5記載のコンタクタであって、 前記基板を前記配線の各々に沿って分離したことを特徴
とするコンタクタ。 - 【請求項7】 請求項1乃至6のうちいずれか一項記載
のコンタクタであって、 前記第1のコンタクト端子は前記試験装置の基板にコン
タクトし、前記第2のコンタクト端子は前記被試験体に
コンタクトするよう構成され、 前記第2のコンタクト端子が挿入されるガイド孔を有す
るコンタクト端子ガイドを更に有することを特徴とする
コンタクタ。 - 【請求項8】 請求項7記載のコンタクタであって、 前記コンタクト端子ガイドは、前記被試験体と同じ熱膨
張率を有する材料により形成されたことを特徴とするコ
ンタクタ。 - 【請求項9】 試験装置の基板と被試験体とを電気的に
接続するためのコンタクタの製造方法であって、 絶縁性の基板に、複数の配線の各々を、一端が前記基板
の一端側から突出して延在し、反対端が前記基板の反対
端側から突出して延在するように形成することを特長と
するコンタクタの製造方法。 - 【請求項10】 試験装置の基板と被試験体とを電気的
に接続するためのコンタクタのコンタクト方法であっ
て、 絶縁性基板上に設けられた複数の配線の一端を前記試験
装置の基板にコンタクトさせ、 前記配線の反対端を被試験体にコンタクトさせ、 前記基板を含む前記配線を弾性変形させることにより所
望コンタクト圧を発生させることを特徴とするコンタク
ト方法。
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