JP2004012357A

JP2004012357A - スパイラルコンタクタ及びその製造方法、並びにそれを用いた半導体検査装置、及び電子部品

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Publication number: JP2004012357A
Application number: JP2002167999A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Hirai; 平井　幸廣
Original assignee: Advanced Systems Japan Inc
Current assignee: Advanced Systems Japan Inc
Priority date: 2002-06-10
Filing date: 2002-06-10
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2022-06-10
Also published as: EP1414118A1; KR100699471B1; KR20050013051A; AU2003242091A1; TWI278629B; CN1522483A; US6887085B2; WO2003105288A1; EP1414118A4; CN1268041C; US20040185694A1; JP3814231B2; TW200517664A

Abstract

【課題】挟ピッチ化が進行する半導体デバイスや超小型のペアチップに対応可能で、１回転以上の接触長さが確保され、且つスルーホールのない絶縁基板に対しても対応できるスパイラルコンタクタ及びその製造方法、並びにそれを用いた半導体検査装置、及び電子部品を提供する。
【解決手段】半導体デバイス８又は電子部品の接続端子と電気的に接続する平面視してスパイラル形状を有するスパイラル状接触子２を、絶縁基板上に前記球状接続端子７との接触の際に、当該球状接続端子７の形状に対応して変形可能に備え、前記半導体デバイス８又は電子部品との電気的な接続を行う構成としたスパイラルコンタクタ２０であって、前記スパイラル状接触子２の渦巻き部は、幅が一定で、先端から根元に近づくに従って厚みが厚くなることを特徴とする。
【選択図】　　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
球状接続端子又はパッド状接続端子を有する半導体デバイスの電気的な接続、電子部品の電気的な接続を行うコンタクタ、及びそれを用いた半導体検査装置（ソケット、テストボード、プローブカード等）、電子部品（ソケット、コネクタ、スイッチ等）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路（ＩＣ）の多機能化、高性能化に伴い、ＩＣチップ（半導体デバイス、または単に半導体と称する）を搭載するＩＣパッケージ（以下パッケージ）もさまざまに変遷し、進化してきた。それは多ピン化からＢＧＡ（ＢａｌｌＧｒｉｄ　Ａｒｒａｙ）への進展である。ピンの代わりに球状接続端子（ボール状の接続端子で、以下ボールともいう）を半導体デバイスの裏面に形成することにより、接続端子が小さくできることから、装着面積、スペースの削減、厚み方向の削減を可能にした。しかも、そのボールのピッチ間隔は０．５ｍｍから０．３ｍｍへとさらに挟ピッチ化が進んでおり、球状接続端子の縮小化と高密度化が進行している。また、球状接続端子は半導体デバイス実装密度と電気的電送特性を高めることからも、小径化の傾向にあり、当然ながら半導体検査装置の接触子にも同様に縮小化と高密度化の対応が求められている。
【０００３】
先に、本出願人は、特願２００１−０７７３３８号（２００１．３．１９出願）にて、スパイラル状接触子の渦巻き部の形状が、根元から先端に進むにしたが４って幅が狭くなる、つまり釣竿のように曲げ応力を分散できるスパイラル状接触子を開示している。
図１０（ａ）は、従来のスパイラルコンタクタ３０の平面図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示すＦ−Ｆ線の断面図である。
図１０（ａ）において、スパイラル状接触子３１の間隔ｐｌは、０．４ｍｍの球状接続端子のピッチに合わせて配列したものである。スパイラルコンタクタ３０は、半導体デバイスの背面に格子状、碁盤の目状に配置された球状接続端子に合わせて配置した複数のスパイラル状接触子３１、３１…から構成し、個々のスパイラル状接触子３１、３１…の外周は円形とするが、内面にはスパイラル（渦巻き）状の接触子を形成している。中心部には直径ｈとする略円形のスペース（空間）が確保されており、球状接続端子の中心部との接触はしないようになっている。また、球（ボール）状接続端子と接触するスパイラル状接触子３１の長さは、１回転以上（正確には１回転と１／４回転）確保されている。また、図１０（ａ）に示すように、ａ〜ｆの各幅寸法は、ａ＞ｂ＞ｃ＞ｄ＞ｅ＞ｆの関係が成立する形状とし、先端に行けば行くほど幅が狭くなっている。
なお、スパイラル状接触子３１の中心部を逃し、ボールの中心部との接触を避ける理由は、１．スパイラル状接触子がボールにまとわり付くようにエッジで接触させ、ボールが押し込まれると、球面の酸化膜を切り裂くように動きながら接触させる。２．スパイラル状接触子を巻き付かせ、エッジが確実に接触させる。つまり、接触を確保し信頼性を高めるためである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スパイラル状接触子の先端から根元に近づくにしたがって幅が広くなるスパイラル状接触子では、半導体デバイスの球状接続端子の小径化と挟ピッチ化に対応する場合、巻き数が減少するという問題があった。
図１１（ａ）は、従来のスパイラルコンタクタ４０を挟ピッチに配置した平面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示すＧ−Ｇ線の断面図である。
図１１（ａ）は、球状接続端子の間隔ｐ２が、０．２５ｍｍで配置したものである。図１１（ａ）に示すように、スパイラル状接触子４１の根元から先端に進むにしたがって幅が狭くなるスパイラル状の接触子の接触長さは、１回転以下（正確には３／４回転）であり、十分な接触長さが確保されないという問題があった。
また、超薄型化に伴い、球状接続端子による押し込みを可能にするスルーホールが穿孔されていない絶縁基板に対して対応ができないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、挟ピッチ化が進行する半導体デバイスや超小型のペアチップに対応可能で、１回転以上の接触長さが確保され、且つスルーホールのない絶縁基板に対しても対応できるスパイラルコンタクタ及びその製造方法、並びにそれを用いた半導体検査装置、及び電子部品を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決する手段として、請求項１に記載された発明に係るスパイラルコンタクタは、半導体デバイス又は電子部品の球状接続端子と電気的に接続する平面視してスパイラル形状を有するスパイラル状接触子を、前記球状接続端子との接触の際に、前記球状接続端子の形状に対応して変形可能に備え、前記半導体デバイス又は電子部品との電気的接続を行う構成としたスパイラルコンタクタであって、前記スパイラル状接触子の渦巻き部は、幅は一定で、先端から根元に近づくに従って厚みが厚くなることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載された発明によれば、スパイラル状接触子は、幅を先端の幅に合わせて一定にし、先端から根元に近づくに従って厚みを厚くすることにより、巻き数を増やすことができることから、球状接続端子（ボール）との接触する接触線の長さを確保すると共に、厚みを次第に厚くして渦巻き部の腰の強さを次第に強くすることにより、ボールとの接触を十分に確保すると共に、釣竿のように曲げ応力を分散しながら、しなりを発揮させ、耐久性のある、高寿命の接触子が可能である。
なお、ボールの押圧による試験では、２０万回の耐久性が実証されている。
【０００８】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載のスパイラルコンタクタであって、前記スパイラル状接触子の渦巻き部の幅が一定で、先端から根元に近づくにしたがって厚みが厚くなるスパイラルコンタクタを、絶縁基板の表面に形成する製造方法は、金属板の表面に金属膜を形成する第１工程と、前記金属膜の上にフォトレジスト膜（ドライフィルム）を形成し、フォトマスクを重ねる第２工程と、前記フォトレジスト膜にスパイラル状接触子のパターンを露光し現像処理する第３工程と、前記現像処理により露出した金属部分に金属膜を形成する第４工程と、前記金属板を剥がし取る第５工程と、前記金属膜の上面にキャリアテープを貼付する第６工程と、前記金属膜をエッチングで除去し、片面が複数の円錐状の凸部で形成するパレットを用意する第７工程と、前記円錐状のパレットにスパイラル状接触子のキャリアテープを真空状態で貼付する第８工程と、前記スパイラル状接触子の凸部を研削により削除する第９工程と、前記円錐状のパレットを剥がし取り、導電接着剤又は半田処理した絶縁基板を用意する第１０工程と、前記絶縁基板にスパイラル状接触子を貼付する第１１工程と、前記キャリアテープにＵＶ光を照射してキャリアテープを除去し、ガイドフレームを用意する第１２工程と、前記ガイドフレームをスパイラル状接触子に貼付する第１３工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載された発明によれば、前記した工程順に従うことで、先端から根元に近づくにしたがって厚みが厚くなるスパイラルコンタクタを絶縁基板に形成することができる。また、スパイラル状接触子がフォトリソグラフィ技術により精密加工ができるため、絶縁（プリント）基板にスパイラル状接触子を複数配置したスパイラルコンタクタを、極小サイズで狭ピッチに、高密度に製造することができる。
【００１０】
請求項３に記載された発明は、半導体デバイス又は電子部品の球状接続端子と電気的に接続する、平面視してスパイラル形状を有するスパイラル状接触子を、球状接続端子との接触の際に、球状接続端子の形状に対応して変形可能に備え、前記半導体デバイス又は電子部品との電気的接続を行う構成としたスパイラルコンタクタであって、スパイラル状接触子の幅は一定で、先端から根元に近づくにしたがって厚みが厚くなる渦巻き部形状に、円錐状の膨らみを形成したことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載された発明によれば、球状接続端子（ボール）の押し込み時の落ち込みスペース（逃げ）とスパイラル状接触子を一体形成としたことにより、スルーホールがない絶縁基板に対しても球状接続端子による対応が可能である。
【００１２】
請求項４に記載された発明は、請求項１に記載のスパイラルコンタクタであって、前記スパイラル状接触子の渦巻き部の幅が一定で、先端から根元に近づくにしたがって厚みが厚くなる渦巻き部形状に円錐状の膨らみを形成したスパイラルコンタクタを、スルーホールのない絶縁基板に形成する製造方法は、金属板の表面に金属膜を形成する第１工程と、前記金属膜の表面にフォトレジスト膜を形成し、フォトマスクを重ねる第２工程と、前記フォトレジスト膜にスパイラル状接触子のパターンを露光し現像処理する第３工程と、表面に金属メッキを施し、スパイラル状接触子を形成する第４工程と、前記金属板を剥がし取り、片面に円錐状の凸部を形成したパレットを用意する第５工程と、前記パレットの凸部にスパイラル状接触子を当接し、凸形に成形する第６工程と、平面研削用の砥石を用意する第７工程と、前記スパイラル状接触子の凸部を研削により削除する第８工程と、前記パレットを取り外し、前記スパイラル状接触子の表面に金属メッキを施す第９工程と、前記フォトレジスト膜（ドライフィルム）を除去する第１０工程と、穴明け加工が施されたガイドフレームを圧着する第１１工程と、前記金属膜の下面にフォトレジスト膜を形成し、フォトマスクを重ねる第１２工程と、露光し、現像処理する第１３工程と、金属メッキを施す第１４工程と、前記フォトレジスト膜を除去する第１５工程と、前記金属膜をエッチングにて除去する第１６工程と、前記ガイドフレームの上面にパレットを貼付する第１７工程と、心棒の外周に蝶旋状の肩部を設けた凸形工具を用意する第１８工程と、スパイラル状接触子を前記凸形工具で押圧する第１９工程と、前記凸形工具を抜き取り、パレットを取り外す第２０工程と、絶縁基板を用意し絶縁基板の表面に半田リフロ又は導電接着剤を塗布する第２１工程と、前記絶縁基板の表面に接着する第２２工程とを含むことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載された発明によれば、工程順に従って製作することにより、スパイラル状接触子の渦巻き部の幅が一定で、先端から根元に近づくにしたがって厚みが厚くなる渦巻き部形状に円錐状の膨らみ（凸形）を形成したスパイラルコンタクタを、スルーホールのないプリント基板に形成するスパイラルコンタクタを製造することができる。また、このように、フォトリソグラフィ技術とメッキ製造技術を用いて製造することにより、プリント基板の持つ固有の電気的特性（誘電率やエレクトロマイグレーション等）の影響を防止でき、例えば、誘電率の改善やエレクトロマイグレーション（絶縁不良）が起きにくくすることができる。さらに、スパイラル状接触子を配置したスパイラルコンタクタを極小サイズで狭ピッチに、高密度に製造できる。
【００１４】
請求項５に記載された発明は、請求項１又は請求項３のいずれか１項に記載のスパイラルコンタクタを用いた半導体検査装置及び電子部品であって、スパイラルコンタクタを絶縁基板の両面に配置することを特徴とする。このように、スパイラルコンタクタを絶縁基板の両面に配置することにより、厚み方向での省スペースに特に有効である。
【００１５】
請求項６に記載された発明は、請求項１に記載のスパイラルコンタクタを使用したカード状、ペーパー状の半導体検査装置及び電子部品であって、絶縁基板の片面又は両面に有するスパイラルコンタクタに、球状接続端子又はパッド状接続端子を有するスイッチの一方を平行移動、または回動させて、電流の入、切を行うことを特徴とする。これにより、カード状やペーパー状（極薄型）の半導体検査装置や電子部品のスイッチが可能であり、省スペース化が実現できる。
【００１６】
請求項７に記載された発明は、請求項３に記載のスパイラルコンタクタを使用したカード状、ペーパー状の半導体検査装置及び電子部品であって、渦巻き部に円錐状の膨らみを形成したスパイラル状接触子を複数分割して大径部と小径部を形成し、それぞれをプリント基板に固着し、大径部と小径部のそれぞれに対応する接続端子を接続、離間させてコネクタのように接続することを特徴とする。
これにより、カード状又はペーパー状の極薄のコネクタができるため、省スペース化が可能である。また、高周波特性に優れた同軸コネクタと電磁波シールド特性に効果を発揮する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態を説明するためのスパイラルコンタクタ１０の拡大平面図であり、図１（ｂ）は、（ａ）に示すＡ−Ａ線の断面図である。図１（ａ）に示すように、スパイラルコンタクタ１０のスパイラル状接触子１、１…の配置は、例えば、半導体デバイス（ＩＣチップ）の背面に碁盤の目状に配置された球状接続端子に合わせて配設されている。
図１（ａ）に示すスパイラル状接触子１の間隔（ピッチ）ｐｌは、０．４ｍｍであり、スパイラル状接触子１の外周縁は円形とするが、内面には同じ幅をした渦巻き状の接触子が形成されている。スパイラル状接触子の接触長さは、２回転と３／４回転分が確保されており、従来（図１０参照）の約２倍以上になっている。
【００１８】
図１（ｂ）に示すように、スパイラル状接触子１のＡ−Ａ断面に付した寸法ａ〜ｇは各厚み寸法を示し、ａ＞ｂ＞ｃ＞ｄ＞ｅ＞ｆ＞ｇの関係が成立する形状としており、先端に近づくほど厚みが薄くなり、その反対に、先端から根元に近づけば近づく程、厚みが厚くなっている。
【００１９】
図２（ａ）は、本発明の第１実施形態であるスパイラルコンタクタ２０のスパイラル状接触子２を挟ピッチに配置した拡大平面図であり、図２（ｂ）は、（ａ）に示すＢ−Ｂ線の断面図、図２（ｃ）は、半導体デバイス８の球状接続端子７がスパイラル状接触子２を押圧して接触する様子を示す断面図である。
図２において、スパイラル状接続端子２同士の間隔ｐ２は、さらに小さいピッチ０．２５ｍｍで配列したものである。スパイラル状接触子２は、自然体では平坦状のスパイラル（渦巻き）であり、図１同様に幅が一定で厚みが異なる。例えば、半導体デバイス８の球状接続端子（以下、ボールともいう）７がスパイラル状接触子２を押圧すると、スパイラル状接触子２の中央部から外側に接触を広げ、スパイラル（渦巻き）は凹状にたわみ、ボール７を抱き込むように変形する。そして、スパイラル状接触子２はボール７に蝶旋状に巻き付くことから、接触する長さが長いほど確実に接触すると共に、異物付着があってもボール７の球面に沿った摺動作用により異物を除去し、ボール７の表面の酸化膜を切り込んで、安定した通電接触ができる。また、最小の幅にして、厚みを変えることにより、接触する長さは３回転となり、従来の４倍に改善することができる。
【００２０】
図３は、本発明の第１実施形態の製造方法を説明するための工程図である。
厚みを変えたスパイラル接触子２を絶縁（プリント）基板６に形成する製造方法を詳細に説明する。
第１工程は、例えば、ＳＵＳ（ステンレス）の金属板の表面に、例えば、銅メッキ４ａの金属膜を形成する。
第２工程は、銅メッキ４ａの金属膜の上にフォトレジスト膜１５を塗布し、フォトマスク１６を重ねる。
第３工程は、フォトレジスト膜１５にスパイラル状接触子２のパターンを有するマスクで露光し、現像処理をする。
第４工程は、露出した銅メッキ部に、例えば、金メッキ４ｂ、ニッケルメッキ４ｃ、金メッキ４ｂの順でメッキを施し、スパイラル状接触子２を形成する。
金メッキは、スパイラル状接触子２の両面を覆い、接点として錆の発生がなく好適である。また、スパイラル状接触子２の大半を占めるニッケルメッキによって、十分な厚みを確保するとよい。ニッケルは、バネ特性がよく、耐久性があり、好適である。なお、金の代わりに酸化しにくく導電性の高い金属であれば、他の金属であってもよいし、なくても構わない。また、ニッケルの代わりにべリリウム銅（ＢｅＣｕ）に代替してもよい。
第５工程は、ＳＵＳ（ステンレス）の金属板を剥がし取る。
第６工程は、金４ｂの金属膜の上面にキャリアテープ２４を貼付する。
第７工程は、銅メッキ４ａの金属膜をエッチングで除去し、片面が複数の円錐状の凸部で形成されたパレット２２を用意する。
第８工程は、パレット２２の円錐状の凸部にスパイラル状接触子２を貼付したキャリアテープ２４を真空吸着する。
第９工程は、スパイラル状接触子２の凸部を砥石２５による研削で削除する。
第１０工程は、円錐状のパレット２２を剥がし取る。
第１１工程は、導電接着剤又は半田処理した絶縁（プリント）基板６を用意し、プリント基板６にスパイラル状接触子２を貼付する。
第１２工程は、キャリアテープ２４にＵＶ光（紫外線）を照射してキャリアテープ２４を除去し、ガイドフレーム１２を用意する。
第１３工程は、ガイドフレーム１２を貼付する。
以上の加工手順に従えば、根元から先端に進むにしたがって厚みが薄くなるスパイラルコンタクタ２０を製造することができる。また、レジスト膜に露光、現像処理するカバーレイ処理やエッチング等のフォトリソグラフィ技術、メッキ製造技術を利用することにより、精密な微細加工ができる。
なお、第１２、１３工程にてキャリアテープ２４を除去せずにそのままその上にガイドフレーム１２を貼付した後、キャリアテープ２４に穴を形成してもよい。また、スパイラル状接触子２の製造方法には、電子ビーム加工やその他の微細加工で行ってもよいし、これらを追加しても構わない。
【００２１】
＜第２実施形態＞
図４は、本発明の第２実施形態を示す説明図であり、図４（ａ）は、スルーホールのない絶縁（プリント）基板６に設けられたスパイラルコンタクタ２０のスパイラル状接触子２に球状接続端子７を接近させている様子を示す断面図、図４（ｂ）は、スパイラル状接触子２に球状接続端子７を接続させた様子を示す断面図である。また、図４（ｃ）は、球状接続端子７の代わりにパッド状接続端子１３を示す断面図、図４（ｄ）は、スパイラルコンタクタ２０のスパイラル状接触子２にパッド状接続端子１３を接続させた様子を示す断面図である。
図４（ａ）に示すように、プリント基板６にはスルーホールが無く、プリント基板６の表面には円錐状の凸形に膨らみを形成したスパイラル状接触子２、２…が配置されている。球状接続端子（ボール）７の押し込み時の落ち込みスペース（逃げ）を確保するために嵩上げがされており、この嵩上げとスパイラル状接触子２、２…を一体形成としたことにより、スルーホールがない絶縁基板６に対しても対応ができる。
スパイラル状接触子２、２…の外周には、ガイドフレーム１２、１２…が配置されており、ガイドフレーム１２は、ボール７の位置合わせやガイドをする。
また、図４（ｂ）に示すように、半導体デバイス８の一面がガイドフレーム１２の端面に当接することにより、押圧量が規制され、バラツキのない均一でしかも充分な接触が確保されるようになっている。
【００２２】
図４（ｃ）は、球状接続端子７の代わりにパッド状接続端子１３を使用したものである。図４（ｄ）には、両者が接続した状態を示すように、同様に半導体デバイス８の一面がガイドフレーム１２に当接することにより、押圧量が規制され、充分な接触が保持されるようになっている。このように、パッド状接続端子１３にすることにより、嵩上げが不要で、しかもガイドフレーム１２、１２…を低く、薄くできるとともに、半導体デバイス８の厚みを薄くできることから、薄型化には有効である。
【００２３】
図５、図６は、本発明の第２実施形態の製造方法を説明するための前半と後半の工程図である。
図５に示すように、厚みを変えたスパイラル状接触子２、２…をガイドフレーム１２に形成する前半の製造方法を詳細に説明する。
第１工程は、例えば、ＳＵＳ（ステンレス）の金属板の表面に、例えば、厚み２０〜６０μｍ程の銅メッキ４ａにより金属膜を形成する。
第２工程は、銅メッキ４ａの金属膜の上にフォトレジスト膜１５を塗布し、フォトマスク１６を重ねる。
第３工程は、フォトレジスト膜１５にスパイラル状接触子２、２…パターンを有するフォトマスク１６を露光し、現像処理をする。
第４工程は、露出した銅メッキ４ａの金属膜に、例えば、ニッケル（Ｎｉ）メッキ４ｃを施してスパイラル状接触子２、２…を形成する。
第５工程は、ＳＵＳの金属板を剥がし取り、下面に円錐状の凸部が形成したフォーミング用のパレット２７を用意する。なお、パレットの材質はＳＵＳでもよいし、それ以外の金属板であってもよい。
第６工程は、パレット２７の凸部にスパイラル状接触子２を真空吸着にて当接し、凸型に成形する。
第７工程は、平面研削用の砥石２５を用意する。
第８工程は、スパイラル状接触子２の凸部を砥石２５にて研磨し、削除する。第９工程は、パレット２７を取り外し、スパイラル状接触子２の研磨面に金メッキ４ｂを施す。
第１０工程は、フォトレジスト膜（ドライフィルム）１５を除去する。
第１１工程は、穴明け加工が施されたポリイミドフィルムによるガイドフレーム１２を用意し、加熱圧着する。
第１２工程は、銅メッキ４ａの金属膜の下面にフォトレジスト膜１５を塗布し、フォトマスク１６を重ねる。
第１３工程は、露光し、現像処理する。
第１４工程は、ニッケルメッキ４ｃの後、金メッキ４ｂを施す。
第１５工程は、フォトレジスト膜１５を除去する。
第１６工程は、銅メッキ４ａの金属膜をエッチングにて除去する。
【００２４】
つぎに、図６に示すように、スパイラル状接触子２のスパイラル（渦巻き）に凸形の膨らみを形成し、しかも、スルーホールのない絶縁基板６上に形成する後半の製造工程を説明する。
第１７工程は、ガイドフレーム１２の上面にパレット２３を貼付する。
パレット２３の目的は、型崩れのないように補強する補強材である。
第１８工程は、中心に位置決め用の心棒１４ａを形成し、その心棒１４ａの外周に１回転分の螺旋状の肩部１４ｂを設けた凸形工具１４を用意する。なお、この凸形工具１４は、１本であってもよいし、複数本を連結したものであっても構わない。
第１９工程は、前記スパイラル状接触子２を、凸形工具１４により所定量押圧し塑性加工を行う。凸形工具１４による押圧量は、スルーホール３の直径φを１とすると、その２〜２．５倍がよい
第２０工程は、前記スパイラル状接触子２から凸形工具１４を抜き取り、パレット２３を取り外す。
第２１工程は、スルーホールのない絶縁基板６に半田リフロ又は導電接着剤を塗布する。
第２２工程は、絶縁基板６にスパイラルコンタクタのスパイラル状接触子２を半田リフロ又は導電接着剤により接着する。
以上の加工手順に従えば、スルーホールが無い絶縁（プリント）基板６に、円錐状の膨らみを有するスパイラル状接触子２を形成することができる。
なお、第１８工程に示す凸形工具の代わりに、第４工程に示す露出した銅メッキ４ａの上に、特性の異なる異種金属を形成した後、銅メッキ４ａをエッチングにより除去し、異種金属によるバイメタル効果により凸部を形成しても構わない。
【００２５】
＜第３実施形態＞
図７は、本発明の第３実施形態である半導体検査装置と電子部品の接続方法を説明した説明図であり、図７（ａ）は、スルーホールのないプリント基板６の両側に設けられたスパイラルコンタクタに球状接続端子７を有する半導体デバイス８と、パッド状接続端子１３を有する半導体デバイス９を接近させている様子を示す断面図、図７（ｂ）は、球状接続端子７とパッド状接続端子１３を接続させた様子を示す断面図である。
図７（ａ）に示すように、半導体デバイス８の接続端子が球状接続端子７であり、半導体デバイス９の接続端子がパッド状接続端子１３の場合を図示したが、スパイラル状接触子２はどちらも同じ形状であり、ガイドフレーム１２の厚みだけが異なる。半導体デバイス８、９の接続端子は、球状とパッド状の場合としているが、両方とも球状接続端子７を有する半導体デバイス８であってもよいし、両方ともパッド状接続端子１３を有する半導体デバイス９であってもよい。その他に円錐状や角錐状接続端子を有する半導体デバイスであっても構わない。
【００２６】
＜第４実施形態＞
図８は、本発明の第４実施形態である半導体検査装置や電子部品のスイッチを示し、図８（ａ）は、スイッチの接続端子を平行に移動させるスイッチの平面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）に示すＨ−Ｈ線の拡大断面図、図８（ｃ）は、支点を中心に回動させるスイッチの平面図である。
図８（ａ）に示すように、スイッチ１８は、メスのスイッチ１８ａとオスのスイッチ１８ｂにより構成されており、スイッチ１８ｂが矢印の図中上に移動するとＯＮ、下に移動するとＯＦＦとなるように、回路を形成することにより、薄型のスイッチができる。
また、図８（ｂ）に示すように、オスのスイッチ１８ｂの裏側には凸形の球状接続端子７、７…が配設されている。スイッチ１８ｂの厚みはｔ２であり、メスのスイッチ１８ａの厚みはｔｌである。これを合計した厚みｔは、クレジットカードの厚みの０．７ｍｍ以下であり、カード状またはペーパー状の電子部品が可能である
さらに、図８（ｃ）に示すように、スイッチ１９は、メスのスイッチ１９ａとオスのスイッチ１９ｂにより構成されており、ロータリー式、旋回式のスイッチの場合を示す。このように、支点１９ｃを中心に回動させることにより、切換えスイッチが可能である。
【００２７】
＜第５実施形態＞
図９は、本発明の第５実施形態である半導体検査装置と電子部品のコネクタ２６を示し、図９（ａ）は、次の（ｂ）に示すＥ矢視のスパイラル状接触子の平面図であり、図９（ｂ）は、（ａ）に示すＤ−Ｄ線の断面図である。
図９（ｂ）に示すように、コネクタ２６は、コネクタ２６ａとコネクタ２６ｂにより構成されている。
図９（ａ）に示すように、スパイラル状接触子２６ｃ、２６ｄの保持体であるコネクタ２６ａは、円錐状に形成されており、例えば、ｈ点からｉ点までの一周分を切除して、スパイラル接触子の大径部の接触子２６ｃと小径部の接触子２６ｄの２ピースに形成されている。その相手部品のパッド状接続端子の保持体であるコネクタ２６ｂは、接触子２６ｃと接触子２６ｄのそれぞれに対応する大径部の接続端子２６ｅと小径部の接続端子２６ｆを有し、お互いにコネクタ２６ａとコネクタ２６ｂが接触、離間させることにより、コネクタとして機能するカード状又はペーパー状の電子部品が可能である。
図９（ｃ）には、コネクタ２６ａとコネクタ２６ｂの両者を接続した様子を示す断面図である。このように、微小なスペースであっても、コネクタが可能である。
【００２８】
なお、本発明はその技術思想の範囲内で種々の改造、変更が可能である。本発明は、フォトリソグラフィ技術、メッキ製造技術により微細加工を施すことを特徴としており、これを用いた製造方法に及ぶことは当然である
また、図５、図６に示す加工方法によって、厚みを一定にして根元から先端に進むにしたがって幅が狭くなる従来のスパイラルコンタクタに対しても、スパイラル状接触子の渦巻き部に凸部の円錐状の膨らみを形成することができる。
【００２９】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、次に述べる種々の効果を実現することができる。請求項１に記載の発明によれば、スパイラル状接触子は、幅を先端の幅に合わせて一定にし、先端から根元に近づくに従って厚みを厚くすることにより、巻き数を増やすことができることから、球状接続端子（ボール）との接触する接触線の長さを確保すると共に、厚みを次第に厚くすることで、ばねの腰の強さを次第に強くすることにより、ボールとの接触を十分に確保すると共に、釣竿のように曲げ応力を分散しながら、しなりを発揮させ、耐久性のある、高寿命の接触子が可能である。
【００３０】
請求項２に記載の発明によれば、記載した工程順に従うことで、先端から根元に近づくにしたがって厚みが厚くなるスパイラルコンタクタを絶縁基板に形成することができる。また、前記した工程順に従うことで、スパイラル状接触子がフォトリソグラフィ技術とメッキ製造技術により精密加工ができるため、プリント基板にスパイラル状接触子を複数配置したスパイラルコンタクタを、極小サイズで狭ピッチに、高密度に製造することができる。
【００３１】
請求項３に記載の発明によれば、球状接続端子（ボール）の押し込み時の落ち込みスペース（逃げ）とスパイラル状接触子を一体形成としたことにより、スルーホールがない絶縁基板に対しても対応が可能である。
【００３２】
請求項４に記載の発明によれば、工程順に従って製作することにより、スパイラル状接触子の渦巻き部の幅が一定で、先端から根元に近づくにしたがって厚みが厚くなる渦巻き部形状に円錐状の膨らみ（凸形）を形成したスパイラルコンタクタを、スルーホールのないプリント基板に形成することができる。
また、フォトリソグラフィ技術とメッキ製造技術を用いて製造することにより、プリント基板の持つ固有の電気的特性（誘電率やエレクトロマイグレーション等）の影響を防止でき、例えば、誘電率の改善やエレクトロマイグレーション（絶縁不良）が起きにくくすることができる。さらに、スパイラル状接触子を配置したスパイラルコンタクタを極小サイズで狭ピッチに、高密度に製造できる。
【００３３】
請求項５に記載の発明によれば、スパイラルコンタクタを絶縁基板の両面に配置することにより、厚み方向での省スペースに特に有効である。
【００３４】
請求項６に記載の発明によれば、カード状やペーパー状（極薄型）の半導体検査装置や電子部品のスイッチが可能であり、省スペース化が実現できる。
【００３５】
請求項７に記載の発明によれば、カード状やペーパー状の極薄のコネクタができるため、省スペース化が可能である。また、高周波特性に優れた同軸コネクタと電磁波シールド特性に効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の第１実施形態であるスパイラルコンタクタの拡大平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すＡ−Ａ線の断面図である。
【図２】（ａ）は、本発明の第１実施形態であるスパイラルコンタクタのスパイラル状接触子を挟ピッチに配置した拡大平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すＢ−Ｂ線の断面図、（ｃ）は、半導体デバイスの球状接続端子がスパイラル状接触子を押圧する様子を示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の製造方法を説明するための工程図である。
【図４】本発明の第２実施形態を示す説明図であり、（ａ）は、スルーホールのないプリント基板に設けられたスパイラルコンタクタのスパイラル状接触子に球状接続端子を接近させている様子を示す断面図、（ｂ）は、スパイラル状接触子に球状接続端子を接続させた様子を示す断面図である。また、（ｃ）は、球状接続端子の代わりにパッド状接続端子を示す断面図、（ｄ）は、スパイラルコンタクタのスパイラル状接触子にパッド状接続端子と接続させた様子を示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態の製造方法を説明するための前半の工程図である。
【図６】本発明の第２実施形態の製造方法を説明するための後半の工程図である。
【図７】本発明の第３実施形態である半導体検査装置と電子部品の接続方法を説明した説明図であり、（ａ）は、スルーホールのないプリント基板の両側に設けられたスパイラルコンタクタに球状接続端子を有する半導体デバイスと、パッド状接続端子を有する半導体デバイスを接近させている様子を示す断面図、（ｂ）は、球状接続端子とパッド状接続端子を接続させた様子を示す断面図である
【図８】本発明の第４実施形態である半導体検査装置と電子部品のスイッチを示し、（ａ）は、スイッチの接続端子を平行に移動させるスイッチの平面図、（ｂ）は、（ａ）に示すＨ−Ｈ線の拡大断面図、（ｃ）は、支点を中心に回動させるスイッチの平面図である。
【図９】本発明の第５実施形態である半導体検査装置と電子部品のコネクタを示し、（ａ）は、次の（ｂ）に示すＥ矢視のスパイラル状接触子の平面図であり、（ｂ）は、Ｄ−Ｄ線の断面図、（ｃ）は、接続した状態を示す断面図である。
【図１０】（ａ）は、従来のスパイラルコンタクタの拡大平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すＦ−Ｆ線の断面図である。
【図１１】従来のスパイラルコンタクタを示し、（ａ）は、挟ピッチに配置した拡大平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＧ−Ｇ線の断面図である。
【符号の説明】
１、２　　スパイラル状接触子
３　　孔（スルーホール）
４ａ　　銅メッキ（金属膜）
４ｂ　　金メッキ
４ｃ　　ニッケルメッキ
６　　絶縁（プリント）基板
７　　球状接続端子（ボール）
８、９　　半導体デバイス
１０、２０　　スパイラルコンタクタ
１２　　ガイドフレーム
１３　　パッド状接続端子（パッド）
１４　　凸形工具
１５　　フォトレジスト膜（ドライフィルム）
１６　　フォトマスク
１８、１９　　スイッチ
２２、２３、２７　　パレット
２４　　キャリアテープ
２５　　砥石
２６、２６ａ、２６ｂ　　コネクタ

Claims

半導体デバイス又は電子部品の球状接続端子と電気的に接続する、平面視してスパイラル形状を有するスパイラル状接触子を、前記球状接続端子との接触の際に、前記球状接続端子の形状に対応して変形可能に備え、前記半導体デバイス又は電子部品との電気的接続を行う構成としたスパイラルコンタクタであって、
前記スパイラル状接触子の渦巻き部は、幅は一定で、先端から根元に近づくにしたがって厚みが厚くなることを特徴とするスパイラルコンタクタ。
請求項１に記載のスパイラルコンタクタであって、
前記スパイラル状接触子の渦巻き部の幅が一定で、先端から根元に近づくにしたがって厚みが厚くなるスパイラルコンタクタを、絶縁基板の表面に形成する製造方法は、
金属板の表面に金属膜を形成する第１工程と、
前記金属膜の上にフォトレジスト膜を形成し、フォトマスクを重ねる第２工程と、
前記フォトレジスト膜にスパイラル状接触子のパターンを露光し現像処理する第３工程と、
前記現像処理により露出した金属部分に金属膜を形成する第４工程と、
前記金属板を剥がし取る第５工程と、
前記金属膜の上面にキャリアテープを貼付する第６工程と、
前記金属膜をエッチングで除去し、片面が複数の円錐状の凸部で形成するパレットを用意する第７工程と、
前記円錐状のパレットにスパイラル状接触子のキャリアテープを真空状態で貼付する第８工程と、
前記スパイラル状接触子の凸部を研削により削除する第９工程と、
前記円錐状のパレットを剥がし取り、導電接着剤又は半田処理した絶縁基板を用意する第１０工程と、
前記絶縁基板にスパイラル状接触子を貼付する第１１工程と、
前記キャリアテープにＵＶ光を照射してキャリアテープを除去し、ガイドフレームを用意する第１２工程と、
前記ガイドフレームをスパイラル状接触子に貼付する第１３工程と、
を含むことを特徴とするスパイラルコンタクタの製造方法。
半導体デバイス又は電子部品の球状接続端子と電気的に接続する、平面視してスパイラル形状を有するスパイラル状接触子を、前記球状接続端子との接触の際に、前記球状接続端子の形状に対応して変形可能に備え、前記半導体デバイス又は電子部品との電気的接続を行う構成としたスパイラルコンタクタであって、
前記スパイラル状接触子の幅は一定で、先端から根元に近づくにしたがって厚みが厚くなる渦巻き部形状に、円錐状の膨らみを形成したことを特徴とするスパイラルコンタクタ。
請求項１に記載のスパイラルコンタクタであって、
前記スパイラル状接触子の渦巻き部の幅が一定で、先端から根元に近づくにしたがって厚みが厚くなる渦巻き部形状に円錐状の膨らみを形成したスパイラルコンタクタを、スルーホールのない絶縁基板に形成する製造方法は、
金属板の表面に金属膜を形成する第１工程と、
前記金属膜の表面にフォトレジスト膜を形成し、フォトマスクを重ねる第２工程と、
前記フォトレジスト膜にスパイラル状接触子のパターンを露光し現像処理する第３工程と、
表面に金属メッキを施し、スパイラル状接触子を形成する第４工程と、
前記金属板を剥がし取り、片面に円錐状の凸部を形成したパレットを用意する第５工程と、
前記パレットの凸部にスパイラル状接触子を当接し、凸形に成形する第６工程と、
平面研削用の砥石を用意する第７工程と、
前記スパイラル状接触子の凸部を研削により削除する第８工程と、
前記パレットを取り外し、前記スパイラル状接触子の表面に金属メッキを施す第９工程と、
前記フォトレジスト膜を除去する第１０工程と、
穴明け加工が施されたガイドフレームを圧着する第１１工程と、
前記金属膜の下面にフォトレジスト膜を形成し、フォトマスクを重ねる第１２工程と、
露光し、現像処理する第１３工程と、
金属メッキを施す第１４工程と、
前記フォトレジスト膜を除去する第１５工程と、
前記金属膜をエッチングにて除去する第１６工程と、
前記ガイドフレームの上面にパレットを貼付する第１７工程と、
心棒の外周に螺旋状の肩部を設けた凸形工具を用意する第１８工程と、
前記スパイラル状接触子を凸形工具で押圧する第１９工程と、
前記凸形工具を抜き取り、パレットを取り外す第２０工程と、
絶縁基板を用意し、絶縁基板の表面に半田リフロ又は導電接着剤を塗布する第２１工程と、
前記絶縁基板の表面に接着する第２２工程と、
を含むことを特徴とするスパイラルコンタクタの製造方法。
請求項１又は請求項３のいずれか１項に記載のスパイラルコンタクタを用いた半導体検査装置であって、スパイラルコンタクタを絶縁基板の両面に配置することを特徴とする半導体検査装置及び電子部品。
請求項１に記載のスパイラルコンタクタであって、絶縁基板の片面又は両面に有するスパイラルコンタクタに、球状接続端子又はパッド状接続端子を有するスイッチの一方を平行移動、または回動させて、電流の入、切を行うことを特徴とするカード状又はペーパー状の半導体検査装置及び電子部品。
請求項３に記載のスパイラルコンタクタであって、渦巻き部に円錐状の膨らみを形成したスパイラル状接触子を複数分割して大径部と小径部を形成し、それぞれをプリント基板に固着し、大径部と小径部のそれぞれに対応する接続端子を接続、離間させてコネクタのように接続することを特徴とするカード状又はペーパー状の電子部品。