JP2004354179A - Test socket, its manufacturing method, and semiconductor device using this - Google Patents

Test socket, its manufacturing method, and semiconductor device using this Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the cost and to improve the reliability with regard to a test socket for testing an mounted electronic component, its manufacturing method and the semiconductor device using the socket. <P>SOLUTION: The test socket for testing the semiconductor 30A is provided with vias 15 for connecting between layers; a substrate part 11 laminated with a plurality of base material layers 13 on which through holes 18 are provided at the position where the pins 34 of the semiconductor device 34 are connected; and at the same time the contact parts 12 having electrode parts 20 electrically connected with the vias 15 provided on the substrate 11 and also electrically connected with the semiconductor 30A. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はテスト用ソケット及びその製造方法及びこれを用いた半導体装置に係り、特に電子部品を装着してテストを行なうテスト用ソケット及びその製造方法及びこれを用いた半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、半導体装置のテスト方法として種々のテスト方法が提案されている。半導体装置の電気的動作テストを行なう場合、テストの信頼性が高く、かつ低コストであることが要求されている。
【0003】
従来の半導体装置のテストを行なう装置としては、例えばテスト用ソケット(以下、テスト用ソケットという)を使用したものがある。このテスト用ソケットは、プローブ(テスト針)を用いて半導体装置の電気的動作をテストする構成となっている。このテスト方法では、半導体装置の下面に形成された複数の接続端子(例えば、半田ボール)に対応するようテスト用基板に複数のプローブを配設しておき、このプローブの先端を接続端子に接触させることによりテストを行なう。
【0004】
しかしながら、このテスト用ソケットは、半導体装置の複数の接続端子と同一の配列となるよう複数のプローブをソケットハウジング(樹脂成形されている)に配設する必要があり、構成が複雑でコストも高いものであった。
【0005】
そこで、例えば特許文献1に示されるように、簡単な構成で確実に半導体装置のテストを行ないうるテスト用ソケットが提案されている。特許文献1に開示されたテスト用ソケットは、多くの開口を配設したマトリックスフレームと、この開口内において絶縁性硬化樹脂を介して固定された金属薄板とにより構成されており、この金属板にスリットを形成することにより、半導体装置の端子の接触する第1の接触子と、測定基板に形成された電極と接触する第2の接触子を形成した構成としている。
【0006】
【特許文献1】
特開2003−43102号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1に開示されたテスト用ソケットは、剛性の高い金属製のマトリックスフレームに、半導体装置の端子と対応する数及び位置に開口を配設する必要がある。また、この各開口には絶縁性硬化樹脂を介して金属薄板を固定する必要があり、更に各金属板には第1及び第2の接触子を形成するためにスリットを設ける必要がある。
【0008】
このため、テスト用ソケットを製造する際、多層配線基板技術のような一般的で安価な製造方法を用いることができず、テスト用ソケットに比べると製造工程の簡単化及び低コスト化を図れるものの、まだ十分な製造工程の簡単化及び低コスト化を実現するに至っていない。また、特許文献1に開示されたテスト用ソケットの構成では、テストを行なう半導体装置に端子位置の変更が発生した場合、これに用意に対応することができないという問題点もある。
【0009】
更に、特許文献1に開示されたテスト用ソケットに設けられる第1及び第2の接触子は、金属板にスリットを形成しこれを折り曲げ形成したものであるため、半導体装置の端子がバンプ(ボール状)である場合には良好な接続を行なうことができるが、半導体装置の端子がピン状である場合には良好な接続を行なうことができないという問題点がある。
【0010】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、安価で信頼性の高いテスト用ソケット及びその製造方法及びこれを用いた半導体装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明では、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。
【0012】
請求項1記載の発明は、
電子装置が装着され、該電子装置に対してテストを行なうテスト用ソケットにおいて、
層間接続を行なうためのビアが形成されると共に前記電子装置の端子が接続される位置に貫通孔が形成されてなる基材層を複数積層してなる基板部と、
該基板部に配設されると共に前記ビアと電気的に接続され、かつ前記電子部品の端子と電気的に接続される電極部が形成されたコンタクト部材とを具備することを特徴とするものである。
【0013】
上記発明によれば、基材層は層間接続を行なうためのビア及び貫通孔が形成された構成であり、また基板部はこの基材層を積層した構造であるため、基板部は多層配線基板の製造技術を利用して製造することができる。また、コンタクト部材も電子部品の端子と電気的に接続される位置に電極部が形成されただけの簡単な構成であるため、テスト用ソケットの低コスト化を図ることができる。また、ビアの形成位置、貫通孔の形成位置、及び電極部の形成位置は、容易に変更することが可能であるため、テストする電子装置の端子位置に変更があっても、容易かつ迅速にこれに対応することができる。
【0014】
また、請求項2記載の発明は、
請求項1記載のテスト用ソケットにおいて、
前記電極部の前記端子部と接続される部分に凹凸を形成したことを特徴とするものである。
【0015】
上記発明によれば、電極部の端子部と接続する部分に凹凸が形成されるため、電極部と端子部との接触面積を増大することができ、よって電極部と端子部とを確実に電気的に接続することができる。
【0016】
また、請求項3記載の発明は、
請求項1または2記載のテスト用ソケットにおいて、
前記電極部にスリットを形成したことを特徴とするものである。
【0017】
上記発明によれば、電極部にスリットが形成されることにより、端子部の接続時に電極部が変位することが可能となる。これにより、電極部は端子部の形状に沿って変位するため、電極部と端子部との接触面積は増大し、電極部と端子部とを確実に電気的に接続することができる。
【0018】
また、請求項4記載の発明は、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載のテスト用ソケットにおいて、
前記コンタクト部材はバネ性を有した材料よりなることを特徴とするものである。
【0019】
上記発明によれば、コンタクト部材の材質としてバネ性を有した材料を選定したことにより、端子部の接続時に電極部は端子部の形状に沿って弾性変形するため、電極部と端子部との接触面積は増大し、電極部と端子部とを確実に電気的に接続することができる。
【0020】
また、請求項5記載の発明は、
請求項1乃至4のいずれか1項に記載のテスト用ソケットにおいて、
積層される前記複数の基材層は、同一構成であることを特徴とするものである。
【0021】
上記発明によれば、積層される複数の基材層が同一構成であるため、異なる種類の基材層を積層する構成に比べ、基材層の製造が容易になると共に積層時に実施するアライメント処理を容易化することができる。
【0022】
また、請求項6記載の発明は、
装着された電子装置に対してテストを行なうテスト用ソケットの製造方法において、
支持板上に形成された樹脂体にビア及び貫通孔を形成することにより、該支持板上に基材層を形成する基材層形成工程と、
前記基材層が積層されるよう貼り合せ、その後に前記支持板を除去することにより基材層が複数積層された基板部を形成する基板部形成工程と、
導電性金属板から前記電子部品の端子と電気的に接続される電極部が形成されたコンタクト部材を形成するコンタクト部材形成工程と、
前記ビアと電気的に接続するよう、前記コンタクト部材を前記基板部に配設する配設工程とを有することを特徴とするものである。
【0023】
上記発明によれば、基材層形成工程において支持板上に形成された基材層を、基板部形成工程において基材層が積層されるよう貼り合せ、その後に支持板を除去することにより基材層が複数積層された基板部を形成するため、基材層を精度よく積層することができる。また、各基材層が積層されるまでは、基材層は支持板に支持された状態で扱えるため、積層処理を容易に行なうことができる。
【0024】
また、請求項7記載の発明は、
請求項6記載のテスト用ソケットの製造方法において、
前記コンタクト部材形成工程で、前記電極部の前記電子部品の端子と接続される部分に粗面化処理を行なうことを特徴とするものである。
【0025】
上記発明によれば、粗面化処理を実施することにより電極部の端子部と接続される部分に凹凸が形成されるため、端子部との電気的接続性の良好な電極部を容易に形成することができる。
【0026】
また、請求項8記載の発明は、
請求項6または7記載のテスト用ソケットの製造方法において、
前記コンタクト部材形成工程で、前記電極部の中央部に形成される中央孔と、前記電極部に形成されるスリットとを同時形成することを特徴とするものである。
【0027】
上記発明によれば、コンタクト部材形成工程で、電極部の中央部に形成される中央孔と端子部に形成されるスリットとを同時形成するため、中央孔とスリットとを別個に形成する方法に比べて製造効率を高めることができる。
【0028】
また、請求項9記載の発明に係る半導体装置は、
請求項1乃至5のいずれか1項に記載のテスト用ソケットをインターポーザとして用い、
前記電極部に半導体素子の端子を接合すると共に、前記基板部の前記コンタクト部材の配設側と反対側に露出した前記ビアに外部接続端子を配設したことを特徴とするものである。
【0029】
上記発明によれば、半導体素子のテストに用いたテスト用ソケットをそのままインターポーザとして用いることができるため、テスト用ソケットと別個にインターポーザを用意する必要がなくなり、安価で部品効率の高い半導体装置を実現することができる。
【0030】
【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と共に説明する。
【0031】
図1乃至図3は、本発明の一実施例であるテスト用ソケット10を説明するための図である。図1はテスト用ソケット10の断面図であり、図2及び図3は電子装置を実装した状態を示している。図2では電子装置としてPGA(Pin Grid Array)タイプの半導体装置30Aを装着した例を示しており、図3は電子装置としてBGA(Ball Grid Array)タイプの半導体装置30Aを装着した例を示している。
【0032】
テスト用ソケット10は、大略すると基板部11とコンタクト部12とにより構成されている。基板部11は、基材層13を複数(本実施例では2個)積層した構造を有している。積層される各基材層13は同一構成とされており、互いに隣接する一対の基材層13は向きが反対の状態で積層された構成とされている。
【0033】
このように、積層される複数の基材層13を同一構成とすることにより、異なる種類の基材層を積層する構成に比べ、基材層13の製造が容易になると共に積層時に実施するアライメント処理を容易化することができる。この基材層13は、樹脂体14を機材とし、この樹脂体14にビア15,配線パターン16,接続パッド17,及び貫通孔18を形成した構成とされている。
【0034】
樹脂体14は、例えばポリイミド,エポキシ等の絶縁性を有した樹脂により形成されている。ビア15は、この樹脂体14を貫通するよう形成されたビア孔26(図4(C)参照)内に導電性金属(本実施例では、銅)を配設した構成とされている。
【0035】
このビア15の一端は配線パターン16に接続されており、他端にはビア15と一体的にパッド部15aが形成されている(図4(D)参照)。更に、配線パターン16には、接続パッド17が接続されている。この配線パターン16及び接続パッド17も、本実施例では銅により形成されている。
【0036】
貫通孔18は、樹脂体14を上下に貫通するよう形成されている。この貫通孔18の形成位置は、テスト用ソケット10に装着される半導体装置30A,30Bに設けられた外部接続端子(ピン34,半田ボール35)の形成位置と対応するよう設定されている。
【0037】
尚、積層された一対の基材層13の内、下部に位置する基材層13に形成された貫通孔18と、上部位置する基材層13に形成された貫通孔18は、略一致するよう構成されている。従って、複数の基材層13を積層した基板部11であっても、各貫通孔18は連通された状態となっている。
【0038】
次に、図1乃至図3に加えて図7及び図8を参照して、コンタクト部12について説明する。図7はコンタクト部12の電極部20近傍を拡大して示す平面図であり、図8はコンタクト部12の電極部20の近傍を拡大して示す側面図である。
【0039】
コンタクト部12は、導電性金属板をプレス成形により所定形状に成形したものである。このコンタクト部12の材質は、導電性に優れると共にバネ性を有した材料が選定されている(例えば、リン青銅等)。また、コンタクト部12は、接続パッド17に接合されることにより基板部11に固定される。これによりコンタクト部12は、接続パッド17及び配線パターン16を介してビア15に電気的に接続される。
【0040】
上記のコンタクト部12は、中央孔19,電極部20,凹凸部21,及びスリット23が形成された構成とされている。中央孔19は、テスト用ソケット10に半導体装置30A,30Bが装着された際、半導体装置30A,30Bに設けられた外部接続端子(ピン34,半田ボール35)の形成位置と一致するよう形成されている(図2及び図3参照)。
【0041】
この中央孔19の直径は、半導体装置30Aに設けられたピン34の直径より小さく設定されている。また、中央孔19の直径は、半導体装置30Bに設けられた半田ボール35の直径よりも小さく設定されている。
【0042】
この中央孔19の外周位置は、電極部20とされている。この電極部20は、半導体装置30A,30Bがテスト用ソケット10に装着された際、半導体装置30A,30Bのピン34,半田ボール35と接続され、電気的に接続される部位である。
【0043】
この電極部20には、図7(A)及び図8(A)に拡大して示すように凹凸部21及びスリット23が形成されている。本実施例では、図8(A)に示すように凹凸部21は電極部20上に凸部を形成することにより凹凸を形成しており、また図7(A)に示すように中央孔19と同心円状となるよう形成されている。
【0044】
このように電極部20に凹凸部21を形成することにより、テスト用ソケット10に半導体装置30A,30Bが装着された際、外部接続端子(ピン34,半田ボール35)と電極部20との接触面積を増大することができる。よって、電極部20と外部接続端子(ピン34,半田ボール35)とを確実に電気的に接続することができ、テスト用ソケット10の接続信頼性を高めることができる。
【0045】
一方、スリット23は電極部20の形成位置に、中央孔19を中心として放射状に複数本形成されている。図7(A)に示すように本実施例では、4本のスリット23が略等間隔で形成されている。
【0046】
このように、電極部20にスリット23が形成されることにより、ピン34或いは半田ボール35の接続時に、この接続に伴い電極部20が変位する。前記したように、コンタクト部12はバネ性を有した材料により形成されているが、単に中央孔19が形成されただけの構成では、接続時に容易にピン34或いは半田ボール35の形状に沿って変形することはない。
【0047】
しかしながら、スリット23を形成することにより、バネ性を有する電極部20はピン34,半田ボール35の形状に沿って確実に変位する。このため、ピン34及び半田ボール35と電極部20との接触面積を増大させることができ、電極部20とピン34及び電極部20と半田ボール35とを確実に電気的に接続することができる。
【0048】
尚、電極部20に形成される凹凸部21の形状は図7(A)に示した中央孔19に対して同心円上に複数本形成構成に限定されものではなく、例えば図7(B)に例を示すように中央孔19の外周に所定幅で1本の環状の凹凸部21を形成する構成としてもよい。また、凹凸部21の側面視した形状も、図8(A)示す三角形状に限定されものではなく、例えば図8(B)に例を示すように台形形状としてもよい。
【0049】
図2は、上記構成とされたテスト用ソケット10に、半導体装置30Aが装着された状態を示している。この半導体装置30Aは、インターポーザ32の上面に半導体素子31がバンプ33によりフリップチップ接合されている。また、半導体装置30AはPGAタイプの半導体装置であるため、インターポーザ32の下面には外部接続端子となるピン34が配設されている。
【0050】
半導体装置30Aをテスト用ソケット10に装着した状態において、ピン34は電極部20を挿通して基板部11の貫通孔18内に位置している。具体的には、半導体装置30Aをテスト用ソケット10に装着する際、先ずピン34は電極部20の中央孔19形成位置に当接する。
【0051】
中央孔19の直径はピン34の直径より小さいため、ピン34が電極部20を押圧することによりスリット23を有する電極部20はピン34の形状に沿って変形し、ピン34の貫通孔18内への進入を許容する。また、この進入に伴い、電極部20に形成されている凹凸部21は、ピン34の外周に摺接する。
【0052】
これにより、図2に示されるように、コンタクト部12とピン34は電気的に接続された状態となる。この際、前記したようにコンタクト部12はバネ性を有しており、また電極部20にはスリット23が形成されており、更に電極部20には凹凸部21が形成されているため、コンタクト部12とピン34は確実に電気的に接続される。
【0053】
コンタクト12は、各基材層13に形成されたビア15等により、基板部11の背面に配設された外部接続端子22と電気的に接続されている。テスト用ソケット10は、この外部接続端子20によりテストボードに接続される。尚、本実施例では、外部接続端子20としてはんだボールを用いた例を示している。
【0054】
また、PGAタイプの半導体装置30Aの場合、ピン34は深く基板部11内に挿入されることになる。しかしながら、本実施例に係るテスト用ソケット10は、基材層13の積層数を増減することにより、容易に基板部11の厚さ(即ち、ピン34が挿入される貫通孔18の深さ)を調整することができる。よって、長さの異なるピン34を有する半導体装置30Aに対しても、これに対応するテスト用ソケット10を短期間及び低コストで作成することができる。
【0055】
一方、図3はBGAタイプの半導体装置30Bをテスト用ソケット10に装着した状態を示している。半田ボール35を外部接続端子とする半導体装置30Bであっても、テスト用ソケット10への装着時における動作は上記の半導体装置30Aの装着動作は略同一である。即ち、
半導体装置30Aをテスト用ソケット10に装着した状態において、半田ボール35が電極部20を押圧することによりスリット23を有する電極部20は半田ボール35の形状に沿って変形する。また、この変形に伴い、電極部20に形成されている凹凸部21は、半田ボール35の外周に摺接する。この際、コンタクト部12はバネ性を有しており、また電極部20にはスリット23が形成されており、更に電極部20には凹凸部21が形成されているため、コンタクト部12と半田ボール35は確実に電気的に接続される。また、コンタクト部12は、ビア15等により外部接続端子22と接続されており、この外部接続端子22はテストボードに接続される。
【0056】
上記したように、本実施例に係るテスト用ソケット10は、基材層13は層間接続を行なうためのビア15等と貫通孔18が形成された構成であり、また基板部11はこの基材層13を積層した構造である。このため基板部11は、多層配線基板の製造技術を利用して製造することができる。
【0057】
また、基板部11に配設されるコンタクト部12も凹凸部21及びスリット23を有する電極部20が形成された簡単な構成である。このため、テスト用ソケット10を生産性よく低コストで製造することができる。
【0058】
更に、ビア15等の形成位置、貫通孔18の形成位置、及び電極部20の形成位置は、容易に変更することが可能である。このため、テストする電子装置(半導体装置30A,30B)の外部接続端子(ピン34,半田ボール35)に変更があっても、容易かつ迅速にこれに対応することができる。
【0059】
尚、上記した実施例では半導体装置30A,30Bをテスト用ソケット10に装着した後、このテスト用ソケット10を外部接続端子22を用いてテストボードに配設する構成とした。しかしながら、予め外部接続端子22を用いてテスト用ソケット10をテストボードに配設しておき、このテストボードに配設されたテスト用ソケット10に対して導体装置30A,30Bを装着する構成としてもよい。
【0060】
続いて、上記構成とされたテスト用ソケット10の製造方法について説明する。図4乃至図6は、テスト用ソケット10の製造方法の一実施例を示している。
【0061】
テスト用ソケット10を製造するには、先ず導電性金属よりなる平板状の支持板25を容易する。本実施例では、支持板25の材質として銅を選定している。この支持板25の片面には、図4(A)に示すように、配線パターン16が所定のパターンで形成される。
【0062】
この配線パターン16の形成位置は、ビア15の形成位置に選定されている。また、この配線パターン16は、支持板25上に、支持板25の配線形成部分が露出するようめっきレジストバターンを形成し、次いで支持板25から給電して電解銅めっきを行ない、その後にめっきレジストパターンを除去することにより形成される。
【0063】
続いて、配線パターン16が形成された支持板25は金型に装着され、樹脂体14の形成処理が行なわれる。この樹脂体14は、前記したようにポリイミド,エポキシ等の絶縁性を有した樹脂である。この樹脂体14は、支持板25の配線パターン16が形成された面に形成される。図4(B)は、支持板25上に樹脂体14が形成された状態を示している。
【0064】
続いて、樹脂体14に対しビア孔26の形成処理が実施される。本実施例では、レーザ加工法を用いてビア孔26を形成している。この際、支持板25に予め形成されている配線パターン16は、いわゆるレーザストッパとして機能する。
【0065】
即ち、樹脂である樹脂体14をレーザにより加工する加工速度に対し、金属よりなる配線パターン16をレーザにより加工する加工速度の方が遅いため、この加工速度を利用して樹脂体14に対してビア孔26の孔加工を行なう。これにより、樹脂体14を貫通したビア孔26を確実に形成することができる。図4(C)は、ビア孔26が形成された状態を示している。
【0066】
続いて、ビア孔26内にビア15を形成する。本実施例では、ビア15の形成に電解めっき法を用いてる。即ち、ビア孔26が形成された樹脂体14が形成された支持板25をめっき槽に浸漬し、支持板25を電極として用いて電解めっきを行なう。これにより、ビア孔26内にビア15が形成される。本実施例では、ビア15の材質として銅を選定してており、よってビア15は電解銅めっきにより形成される。
【0067】
このめっき処理の際、本実施例では樹脂体14の上部にビア孔26の開口部面積よりも大きな開口を有したマスクを配設した上でめっき処理を行なう。これにより、ビア15の上部には、樹脂体14の表面から突出すると共にビア孔26の開口面積よりも大きいパッド部15aがビア15と同時形成される。図4(D)は、パッド部15aが一体成形されたビア15が、樹脂体14に形成された状態を示している。
【0068】
続いて、樹脂体14に貫通孔18を形成する処理を実施する。貫通孔18の形成位置は、前記のように装着される半導体装置30A,30Bの外部接続端子(ピン34,半田ボール35)の形成位置に設定されている。この貫通孔18は、本実施例ではレーザ加工法により形成される。
【0069】
但し、貫通孔18は配線パターン16に比べて直径が大きいため、エッチング法を用いて形成してもよい。また、樹脂体14に予め感光性樹脂を採用しておき、ホトリソグラフィ技術を用いて貫通孔18を形成する方法を用いてもよい。
【0070】
図4(E)は、樹脂体14に貫通孔18が形成された状態を示している。このように、樹脂体14に貫通孔18が形成されることにより、支持板25上に基材層13が形成された状態となる(基材層形成工程)。
【0071】
続いて、上記した処理により製造される基材層13が形成された支持板25を2個用意し、これを図4(F)に示すように、基材層13同士が対向するように配置する。続いて、この一対の基材層13を接合し、パッド部15a同士を固定する。
【0072】
このパッド部15a同士の固定は、バッド部15aに金めっきを施した上で超音波溶接を用いて固定しても良く、また半田等の接合材を介して固定していもよい。これにより、図5(A)に示すように、上下一対の基材層13のそれぞれ形成されたビア15は電気的に接続された状態になると共に、一対の基材層13は積層された状態となる。
【0073】
このように、一対の基材層13が積層されると、続いて支持板25の除去処理が実施される。この支持板25の除去処理では、支持板25上にレジストを形成し、次に接続パッド17となる部分にレジストが残るように露光・現像・焼付け処理を行なう。そして、このようにして形成されたレジストをマスクとし、支持板25に対するエッチング処理を行なう。
【0074】
これにより、支持板25の不要部分は除去され、図5(B)に示すように樹脂体14上に接続パッド17が形成される。この接続パッド17は、配線パターン16を介してビア15に電気的に接続された構成となる。以上の処理を実施することにより、基材層13が複数積層された基板部11が形成される(基板部形成工程)。
【0075】
上記のようにして形成された基板部11には、別工程で製造されたコンタクト部12が配設される。図6は、コンタクト部12の形成工程を示している。
【0076】
コンタクト部12を形成するには、先ず図6(A)に示すような平板状の導電性金属板27を用意する。この導電性金属板27の材質は、導電性に優れると共にバネ性を有した材料が選定されている(例えば、リン青銅等)。
【0077】
この導電性金属板27に対してはプレス加工が実施され、図6(B)に示すように、不要部分のカットが行なわれると共に電極部20の形成位置に中央孔19とスリット23が同時形成される。続いて、図6(C)に示すように、電極部20の形成位置に粗面化処理を行なうことにより凹凸部21を形成し、これによりコンタクト部12が形成される(コンタクト部材形成工程)。
【0078】
この粗面化処理としては、例えばめっき法により凸部を形成することにより凹凸部21を形成する方法、エッチングにより凹部を形成することにより凹凸部21を形成する方法、サンドブラストにより凹凸部21を形成する方法等、種々の方法が考えられる。
【0079】
コンタクト部12を形成するに際し、本実施例では中央孔19とスリット23とを同時形成するため、中央孔19とスリット23とを別個に形成する方法に比べて製造効率を高めることができる。また電極部20の所定位置、即ち半導体装置30A,30Bのピン34,半田ボール35が接続される位置には粗面化処理が実施されるため、ピン34及び半田ボール35との電気的接続性の良好な電極部20を容易に形成することができる。
【0080】
ここで、再び図5(C)に戻り説明を続ける。上記のようにして形成されたコンタクト部12は、基板部11に配設される。具体的には、コンタクト部12は接続パッド17に接合されることにより、基板部11に形成されたビア15と電気的に接合される。
【0081】
これにより、図5(D)に示すように、基板部11及びコンタクト部12よりなるテスト用ソケット10が完成する(配設工程)。尚、上記の接続パッド17に対するコンタクト部12の接合は、接続パッド17に金めっきを施した上で超音波溶接を用いて接合しても、また半田付けを用いて接合してもよい。
【0082】
上記した製造方法では、基材層形成工程において支持板25上に形成された基材層13を基板部形成工程において貼り合わせることにより積層し、その後に支持板25を除去することにより基板部11を形成するため、基材層13を精度よく積層することができる。また、各基材層13が積層されるまでは、基材層13は支持板25に支持された状態で扱えるため、扱いが容易となり積層処理を効率良くかつ容易に行なうことができる。
【0083】
図9は、本発明の一実施例であるテスト用ソケット10を半導体素子31のテストに用いた例を示している。尚、図9及び後述する説明で用いる図10において、先の説明に用いた図1乃至図8に示した構成と同一構成については同一符号を付してその説明を省略する。
【0084】
図2及び図3では、テスト用ソケット10を用いて半導体装置30A.30Bをテストする例を示したが、図9に示すように、半導体装置に搭載される半導体素子31をテスト用ソケット10によりテストすることも可能である。
【0085】
更に、図10は、本発明の一実施例であるテスト用ソケット10をインターポーザとして用いた半導体装置40を示している。この半導体装置40は、大略すると基板部11と半導体素子31とにより構成されている。
【0086】
半導体装置40を製造するには、先ず図9を用いて説明したと同様に、テスト用ソケット10に半導体素子31を装着し、半導体素子31に対するテストを実施する。そして、テストにより半導体素子31が不良品であると判断された場合には、半導体素子31のみを廃棄する。
【0087】
一方、半導体素子31が良品であると判断された場合には、半導体素子31がテスト用ソケット10に搭載された状態で、半導体素子31と基板部11との間にアンダーフィル樹脂41を配設し、半導体素子31をテスト用ソケット10に固定する。これにより、半導体素子31は基板部11に搭載され、半導体装置40が完成する。この半導体装置40を実装する場合、外部接続端子22を実装用の端子として使用する。
【0088】
上記の構成とされた半導体装置40は、半導体素子31のテストに用いたテスト用ソケット10をそのまま半導体装置40のインターポーザとして用いている。よって、テスト用ソケット10と別個にインターポーザを用意する必要がなくなり、安価で部品効率の高い半導体装置40を実現することができる。
【0089】
【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。
【0090】
請求項1記載の発明によれば、テスト用ソケットの低コスト化を図ることができると共に、テストする電子装置の端子位置に変更があっても容易かつ迅速にこれに対応することができる。
【0091】
また、請求項2乃至請求項4記載の発明によれば、電極部と端子部とを確実に電気的に接続することができる。
【0092】
また、請求項5記載の発明によれば、積層される複数の基材層が同一構成であるため、異なる種類の基材層を積層する構成に比べ、基材層の製造が容易になると共に積層時に実施するアライメント処理を容易化することができる。
【0093】
また、請求項6記載の発明によれば、基材層を精度よく積層することができると共に、積層処理を容易に行なうことができる。
【0094】
また、請求項7記載の発明によれば、粗面化処理を実施することにより電極部の端子部と接続される部分に凹凸が形成されるため、端子部との電気的接続性の良好な電極部を容易に形成することができる。
【0095】
また、請求項8記載の発明によれば、コンタクト部材形成工程で、電極部の中央部に形成される中央孔と端子部に形成されるスリットとを同時形成するため、中央孔とスリットとを別個に形成する方法に比べて製造効率を高めることができる。
【0096】
また、請求項9記載の発明によれば、テスト用ソケットと別個にインターポーザを用意する必要がなくなり、安価で部品効率の高い半導体装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例であるテスト用ソケットの断面図である。
【図2】本発明の一実施例であるテスト用ソケットにPGAタイプの半導体装置を装着した状態を示す図である。
【図3】本発明の一実施例であるテスト用ソケットにGGAタイプの半導体装置を装着した状態を示す図である。
【図4】本発明の一実施例であるテスト用ソケットの製造方法を説明するための図である(その1)。
【図5】本発明の一実施例であるテスト用ソケットの製造方法を説明するための図である(その2)。
【図6】本発明の一実施例であるテスト用ソケットの構成要素であるコンタクト部の製造方法を説明するための図である。
【図7】コンタクト部の電極部近傍を拡大して示す平面図である。
【図8】コンタクト部の電極部近傍を拡大して示す側面図である。
【図9】本発明の一実施例であるテスト用ソケットを半導体素子のテストに用いた例を示す図である。
【図10】本発明の一実施例であるテスト用ソケットをインターポーザとして用いた半導体装置を示す断面図である。
【符号の説明】
10 テスト用ソケット
11 基板部
12 コンタクト部
13 基材層
14 樹脂体
15 ビア
16 配線パターン
17 接続パッド
18 貫通孔
20 電極部
21 凹凸部
22 外部接続端子
23 スリット
25 支持板
26 ビア孔
27 導電性金属板
30A,30B,40 半導体装置
31 半導体素子
32 インターポーザ
33 バンプ
34 ピン
35 半田ボール
41 アンダーフィル樹脂
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a test socket, a method for manufacturing the same, and a semiconductor device using the same, and more particularly, to a test socket for mounting and testing an electronic component, a method for manufacturing the same, and a semiconductor device using the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various test methods have been proposed as test methods for semiconductor devices. When an electrical operation test of a semiconductor device is performed, the reliability of the test is required to be high and the cost is low.
[0003]
2. Description of the Related Art As a conventional apparatus for testing a semiconductor device, for example, there is an apparatus using a test socket (hereinafter, referred to as a test socket). The test socket is configured to test the electrical operation of the semiconductor device using a probe (test needle). In this test method, a plurality of probes are arranged on a test board so as to correspond to a plurality of connection terminals (for example, solder balls) formed on the lower surface of the semiconductor device, and the tips of the probes are brought into contact with the connection terminals. The test is performed.
[0004]
However, in this test socket, it is necessary to arrange a plurality of probes in the socket housing (made of resin) so as to have the same arrangement as the plurality of connection terminals of the semiconductor device, and the configuration is complicated and the cost is high. Was something.
[0005]
Therefore, for example, as shown in Patent Document 1, there has been proposed a test socket that can reliably test a semiconductor device with a simple configuration. The test socket disclosed in Patent Document 1 is composed of a matrix frame provided with a number of openings, and a metal sheet fixed in the openings via an insulating cured resin. By forming a slit, a first contact that contacts a terminal of the semiconductor device and a second contact that contacts an electrode formed on the measurement substrate are formed.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2003-43102 A
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the test socket disclosed in Patent Literature 1, it is necessary to dispose openings in the metal matrix frame having high rigidity in a number and a position corresponding to the terminals of the semiconductor device. In addition, it is necessary to fix a thin metal plate to each of the openings via an insulating cured resin, and it is necessary to provide a slit in each of the metal plates to form first and second contacts.
[0008]
For this reason, when manufacturing a test socket, a general and inexpensive manufacturing method such as a multilayer wiring board technique cannot be used, and although the manufacturing process can be simplified and the cost can be reduced as compared with the test socket. However, sufficient simplification of the manufacturing process and cost reduction have not yet been realized. Further, the configuration of the test socket disclosed in Patent Document 1 has a problem that when a terminal position is changed in a semiconductor device to be tested, it cannot be easily prepared.
[0009]
Further, since the first and second contacts provided in the test socket disclosed in Patent Document 1 are formed by forming slits in a metal plate and bending the slits, the terminals of the semiconductor device have bumps (balls). ), A good connection can be made, but if the terminals of the semiconductor device are pin-shaped, there is a problem that a good connection cannot be made.
[0010]
The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to provide an inexpensive and highly reliable test socket, a method of manufacturing the same, and a semiconductor device using the same.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention is characterized by taking the following means.
[0012]
The invention according to claim 1 is
In a test socket in which an electronic device is mounted and a test is performed on the electronic device,
A substrate portion formed by laminating a plurality of base material layers in which vias for performing interlayer connection are formed and through holes are formed in positions where terminals of the electronic device are connected,
A contact member provided on the substrate portion and electrically connected to the via, and having an electrode portion formed to be electrically connected to a terminal of the electronic component. is there.
[0013]
According to the above invention, the substrate layer has a structure in which vias and through holes for performing interlayer connection are formed, and the substrate portion has a structure in which the substrate layers are laminated. It can be manufactured by utilizing the manufacturing technology described above. Further, since the contact member has a simple configuration in which the electrode portion is formed only at a position electrically connected to the terminal of the electronic component, the cost of the test socket can be reduced. Further, since the via formation position, the through hole formation position, and the electrode formation position can be easily changed, even if the terminal position of the electronic device to be tested is changed, it can be easily and quickly performed. This can be accommodated.
[0014]
The invention according to claim 2 is
The test socket according to claim 1,
An uneven portion is formed in a portion of the electrode portion connected to the terminal portion.
[0015]
According to the above invention, unevenness is formed at a portion of the electrode portion connected to the terminal portion, so that the contact area between the electrode portion and the terminal portion can be increased, and thus the electrical connection between the electrode portion and the terminal portion is ensured. Can be connected.
[0016]
The invention according to claim 3 is:
The test socket according to claim 1 or 2,
A slit is formed in the electrode part.
[0017]
According to the above invention, the slit is formed in the electrode portion, so that the electrode portion can be displaced when the terminal portion is connected. Thus, since the electrode portion is displaced along the shape of the terminal portion, the contact area between the electrode portion and the terminal portion increases, and the electrode portion and the terminal portion can be reliably electrically connected.
[0018]
The invention according to claim 4 is
The test socket according to any one of claims 1 to 3,
The contact member is made of a material having a spring property.
[0019]
According to the above invention, since the material having the spring property is selected as the material of the contact member, the electrode portion is elastically deformed along the shape of the terminal portion when the terminal portion is connected. The contact area increases, and the electrode portion and the terminal portion can be reliably electrically connected.
[0020]
The invention according to claim 5 is
The test socket according to any one of claims 1 to 4,
The plurality of base material layers to be laminated have the same configuration.
[0021]
According to the above invention, since a plurality of base material layers to be stacked have the same structure, the manufacture of the base material layers becomes easier and an alignment process performed at the time of stacking as compared with a structure in which different types of base material layers are stacked. Can be facilitated.
[0022]
The invention according to claim 6 is:
In a method of manufacturing a test socket for performing a test on a mounted electronic device,
By forming a via and a through hole in the resin body formed on the support plate, a base layer forming step of forming a base layer on the support plate,
A substrate portion forming step of forming a substrate portion in which a plurality of substrate layers are laminated by laminating the substrate layer so as to be laminated, and then removing the support plate.
A contact member forming step of forming a contact member formed with an electrode portion electrically connected to a terminal of the electronic component from a conductive metal plate,
Arranging the contact member on the substrate portion so as to be electrically connected to the via.
[0023]
According to the invention, the base material layer formed on the support plate in the base material layer forming step is bonded so that the base material layer is laminated in the substrate part forming step, and then the support plate is removed. Since a substrate portion in which a plurality of material layers are stacked is formed, the base material layers can be stacked with high accuracy. Until the respective base layers are stacked, the base layers can be handled while being supported by the support plate, so that the stacking process can be easily performed.
[0024]
The invention according to claim 7 is
The method for manufacturing a test socket according to claim 6,
In the contact member forming step, a portion of the electrode portion connected to a terminal of the electronic component is subjected to a surface roughening process.
[0025]
According to the above invention, since the roughening process is performed, the unevenness is formed in the portion of the electrode portion connected to the terminal portion, so that the electrode portion having good electrical connection with the terminal portion can be easily formed. can do.
[0026]
The invention according to claim 8 is
The method for manufacturing a test socket according to claim 6 or 7,
In the contact member forming step, a central hole formed in a central portion of the electrode portion and a slit formed in the electrode portion are simultaneously formed.
[0027]
According to the invention, in the contact member forming step, the central hole formed in the central portion of the electrode portion and the slit formed in the terminal portion are formed simultaneously, so that the central hole and the slit are separately formed. The manufacturing efficiency can be improved as compared with the above.
[0028]
The semiconductor device according to the ninth aspect of the present invention is
A test socket according to claim 1 as an interposer,
A terminal of a semiconductor element is joined to the electrode portion, and an external connection terminal is provided in the via exposed on a side of the substrate portion opposite to a side where the contact member is provided.
[0029]
According to the above invention, since the test socket used for testing the semiconductor element can be used as an interposer as it is, there is no need to prepare an interposer separately from the test socket, realizing a semiconductor device that is inexpensive and has high component efficiency. can do.
[0030]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0031]
FIGS. 1 to 3 are views for explaining a test socket 10 according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a sectional view of a test socket 10, and FIGS. 2 and 3 show a state where an electronic device is mounted. 2 shows an example in which a PGA (Pin Grid Array) type semiconductor device 30A is mounted as an electronic device, and FIG. 3 shows an example in which a BGA (Ball Grid Array) type semiconductor device 30A is mounted as an electronic device. I have.
[0032]
The test socket 10 is generally constituted by a board portion 11 and a contact portion 12. The substrate portion 11 has a structure in which a plurality of (two in this embodiment) base material layers 13 are stacked. The base layers 13 to be stacked have the same configuration, and a pair of base layers 13 adjacent to each other are stacked in the opposite direction.
[0033]
As described above, by making the plurality of base layers 13 to be stacked to have the same configuration, the manufacturing of the base layers 13 is facilitated and alignment performed at the time of stacking is made easier than a configuration in which different types of base layers are stacked. Processing can be facilitated. The base layer 13 has a configuration in which a via 15, a wiring pattern 16, a connection pad 17, and a through hole 18 are formed in the resin body 14 using the resin body 14 as a material.
[0034]
The resin body 14 is formed of an insulating resin such as polyimide or epoxy. The via 15 has a configuration in which a conductive metal (copper in this embodiment) is provided in a via hole 26 (see FIG. 4C) formed to penetrate the resin body 14.
[0035]
One end of the via 15 is connected to the wiring pattern 16, and a pad 15 a is formed integrally with the via 15 at the other end (see FIG. 4D). Further, a connection pad 17 is connected to the wiring pattern 16. The wiring patterns 16 and the connection pads 17 are also formed of copper in this embodiment.
[0036]
The through hole 18 is formed to penetrate the resin body 14 up and down. The positions where the through holes 18 are formed are set to correspond to the positions where the external connection terminals (pins 34, solder balls 35) provided on the semiconductor devices 30A and 30B mounted on the test socket 10 are formed.
[0037]
The through hole 18 formed in the lower substrate layer 13 of the pair of laminated base layers 13 and the through hole 18 formed in the upper substrate layer 13 substantially coincide with each other. It is configured as follows. Therefore, even in the substrate section 11 in which the plurality of base layers 13 are stacked, the respective through holes 18 are in a communicating state.
[0038]
Next, the contact portion 12 will be described with reference to FIGS. 7 and 8 in addition to FIGS. 7 is an enlarged plan view showing the vicinity of the electrode portion 20 of the contact portion 12, and FIG. 8 is an enlarged side view showing the vicinity of the electrode portion 20 of the contact portion 12.
[0039]
The contact portion 12 is formed by pressing a conductive metal plate into a predetermined shape by press molding. As the material of the contact portion 12, a material having excellent conductivity and having spring properties is selected (for example, phosphor bronze or the like). The contact section 12 is fixed to the substrate section 11 by being joined to the connection pad 17. Thereby, the contact portion 12 is electrically connected to the via 15 via the connection pad 17 and the wiring pattern 16.
[0040]
The contact portion 12 has a configuration in which a central hole 19, an electrode portion 20, an uneven portion 21, and a slit 23 are formed. The center hole 19 is formed so as to coincide with the formation position of the external connection terminals (pins 34, solder balls 35) provided on the semiconductor devices 30A, 30B when the semiconductor devices 30A, 30B are mounted on the test socket 10. (See FIGS. 2 and 3).
[0041]
The diameter of the central hole 19 is set smaller than the diameter of the pin 34 provided in the semiconductor device 30A. The diameter of the center hole 19 is set smaller than the diameter of the solder ball 35 provided in the semiconductor device 30B.
[0042]
The outer peripheral position of the central hole 19 is an electrode portion 20. When the semiconductor devices 30A and 30B are mounted in the test socket 10, the electrode portions 20 are connected to the pins 34 and the solder balls 35 of the semiconductor devices 30A and 30B, and are electrically connected.
[0043]
As shown in FIG. 7A and FIG. 8A, the electrode portion 20 is formed with an uneven portion 21 and a slit 23. In the present embodiment, as shown in FIG. 8A, the uneven portion 21 forms an uneven portion by forming a convex portion on the electrode portion 20. As shown in FIG. It is formed so that it may become concentric.
[0044]
By forming the uneven portion 21 on the electrode portion 20 in this manner, when the semiconductor devices 30A and 30B are mounted on the test socket 10, contact between the external connection terminals (pins 34, solder balls 35) and the electrode portion 20 is achieved. The area can be increased. Therefore, the electrode portion 20 and the external connection terminals (pins 34, solder balls 35) can be reliably electrically connected, and the connection reliability of the test socket 10 can be improved.
[0045]
On the other hand, a plurality of slits 23 are formed radially around the center hole 19 at the position where the electrode portion 20 is formed. As shown in FIG. 7A, in this embodiment, four slits 23 are formed at substantially equal intervals.
[0046]
By forming the slits 23 in the electrode portion 20 in this manner, when the pin 34 or the solder ball 35 is connected, the electrode portion 20 is displaced with the connection. As described above, the contact portion 12 is formed of a material having a spring property. However, in the configuration in which the center hole 19 is simply formed, the contact portion 12 easily conforms to the shape of the pin 34 or the solder ball 35 at the time of connection. There is no deformation.
[0047]
However, by forming the slit 23, the electrode portion 20 having the spring property is surely displaced along the shape of the pin 34 and the solder ball 35. Therefore, the contact area between the pins 34 and the solder balls 35 and the electrode portions 20 can be increased, and the electrode portions 20 and the pins 34 and the electrode portions 20 and the solder balls 35 can be reliably electrically connected. .
[0048]
The shape of the uneven portion 21 formed on the electrode portion 20 is not limited to a configuration in which a plurality of concavities and convexities are formed concentrically with respect to the central hole 19 shown in FIG. 7A. As shown in the example, one annular uneven portion 21 having a predetermined width may be formed on the outer periphery of the central hole 19. Further, the shape of the concave-convex portion 21 in a side view is not limited to the triangular shape shown in FIG. 8A, and may be a trapezoidal shape as shown in an example in FIG. 8B.
[0049]
FIG. 2 shows a state where the semiconductor device 30A is mounted on the test socket 10 having the above configuration. In the semiconductor device 30A, a semiconductor element 31 is flip-chip bonded to an upper surface of an interposer 32 by a bump 33. Since the semiconductor device 30A is a PGA type semiconductor device, pins 34 serving as external connection terminals are provided on the lower surface of the interposer 32.
[0050]
When the semiconductor device 30 </ b> A is mounted in the test socket 10, the pins 34 are located in the through holes 18 of the substrate 11 through the electrode portions 20. Specifically, when the semiconductor device 30 </ b> A is mounted on the test socket 10, the pin 34 first contacts the position where the central hole 19 of the electrode portion 20 is formed.
[0051]
Since the diameter of the central hole 19 is smaller than the diameter of the pin 34, the electrode portion 20 having the slit 23 is deformed along the shape of the pin 34 when the pin 34 presses the electrode portion 20, and the inside of the through hole 18 of the pin 34 Allow entry into Further, with this approach, the uneven portion 21 formed on the electrode portion 20 comes into sliding contact with the outer periphery of the pin 34.
[0052]
As a result, as shown in FIG. 2, the contact portion 12 and the pin 34 are electrically connected. At this time, as described above, the contact portion 12 has a spring property, the electrode portion 20 is formed with the slit 23, and the electrode portion 20 is formed with the uneven portion 21. The part 12 and the pin 34 are securely electrically connected.
[0053]
The contact 12 is electrically connected to an external connection terminal 22 provided on the back surface of the substrate unit 11 via a via 15 formed in each base material layer 13 or the like. The test socket 10 is connected to the test board by the external connection terminals 20. In this embodiment, an example in which solder balls are used as the external connection terminals 20 is shown.
[0054]
In the case of the PGA type semiconductor device 30A, the pins 34 are inserted deep into the substrate portion 11. However, in the test socket 10 according to the present embodiment, the thickness of the substrate portion 11 (that is, the depth of the through-hole 18 into which the pin 34 is inserted) can be easily increased or decreased by increasing or decreasing the number of stacked base layers 13. Can be adjusted. Therefore, the test socket 10 corresponding to the semiconductor device 30A having the pins 34 having different lengths can be formed in a short time and at low cost.
[0055]
On the other hand, FIG. 3 shows a state where the BGA type semiconductor device 30B is mounted on the test socket 10. Even when the semiconductor device 30B uses the solder ball 35 as an external connection terminal, the operation of mounting the semiconductor device 30A on the test socket 10 is substantially the same as the operation of mounting the semiconductor device 30A. That is,
When the semiconductor device 30 </ b> A is mounted on the test socket 10, the electrode portions 20 having the slits 23 are deformed along the shape of the solder balls 35 when the solder balls 35 press the electrode portions 20. Further, with this deformation, the uneven portion 21 formed on the electrode portion 20 comes into sliding contact with the outer periphery of the solder ball 35. At this time, the contact portion 12 has a spring property, the electrode portion 20 has a slit 23, and the electrode portion 20 has an uneven portion 21. The ball 35 is securely electrically connected. The contact section 12 is connected to an external connection terminal 22 via a via 15 or the like, and the external connection terminal 22 is connected to a test board.
[0056]
As described above, the test socket 10 according to the present embodiment has a configuration in which the base layer 13 is formed with the via 15 and the like and the through-hole 18 for performing interlayer connection, and the substrate section 11 is formed of the base material. This is a structure in which the layers 13 are stacked. For this reason, the board part 11 can be manufactured using the manufacturing technology of the multilayer wiring board.
[0057]
Further, the contact portion 12 provided on the substrate portion 11 also has a simple configuration in which the electrode portion 20 having the uneven portion 21 and the slit 23 is formed. Therefore, the test socket 10 can be manufactured with high productivity at low cost.
[0058]
Furthermore, the formation positions of the vias 15 and the like, the formation positions of the through holes 18, and the formation positions of the electrode portions 20 can be easily changed. Therefore, even if the external connection terminals (pins 34, solder balls 35) of the electronic devices (semiconductor devices 30A, 30B) to be tested are changed, it is possible to easily and quickly respond to the change.
[0059]
In the above-described embodiment, after the semiconductor devices 30A and 30B are mounted on the test socket 10, the test socket 10 is arranged on the test board using the external connection terminals 22. However, the configuration may be such that the test socket 10 is previously arranged on the test board using the external connection terminal 22, and the conductor devices 30A and 30B are mounted on the test socket 10 arranged on the test board. Good.
[0060]
Next, a method of manufacturing the test socket 10 having the above configuration will be described. 4 to 6 show one embodiment of a method for manufacturing the test socket 10. FIG.
[0061]
To manufacture the test socket 10, first, a flat support plate 25 made of a conductive metal is facilitated. In this embodiment, copper is selected as the material of the support plate 25. On one surface of the support plate 25, a wiring pattern 16 is formed in a predetermined pattern as shown in FIG.
[0062]
The formation position of the wiring pattern 16 is selected as the formation position of the via 15. In addition, the wiring pattern 16 is formed by forming a plating resist pattern on the support plate 25 so that the wiring forming portion of the support plate 25 is exposed, and then supplying power from the support plate 25 to perform electrolytic copper plating. It is formed by removing the pattern.
[0063]
Subsequently, the support plate 25 on which the wiring pattern 16 is formed is mounted on a mold, and a process of forming the resin body 14 is performed. This resin body 14 is an insulating resin such as polyimide or epoxy as described above. The resin body 14 is formed on the surface of the support plate 25 on which the wiring pattern 16 is formed. FIG. 4B shows a state where the resin body 14 is formed on the support plate 25.
[0064]
Subsequently, a process of forming a via hole 26 is performed on the resin body 14. In this embodiment, the via holes 26 are formed by using a laser processing method. At this time, the wiring pattern 16 formed in advance on the support plate 25 functions as a so-called laser stopper.
[0065]
That is, since the processing speed of processing the metal wiring pattern 16 by laser is lower than the processing speed of processing the resin body 14 as a resin by laser, the processing speed is applied to the resin body 14 using this processing speed. The hole processing of the via hole 26 is performed. Thereby, the via hole 26 penetrating the resin body 14 can be reliably formed. FIG. 4C shows a state in which the via hole 26 is formed.
[0066]
Subsequently, the via 15 is formed in the via hole 26. In this embodiment, an electrolytic plating method is used for forming the via 15. That is, the support plate 25 in which the resin body 14 in which the via hole 26 is formed is formed is immersed in a plating tank, and electrolytic plating is performed using the support plate 25 as an electrode. As a result, the via 15 is formed in the via hole 26. In the present embodiment, copper is selected as the material of the via 15, and the via 15 is formed by electrolytic copper plating.
[0067]
In this plating process, in this embodiment, a plating process is performed after a mask having an opening larger than the opening area of the via hole 26 is provided above the resin body 14. As a result, a pad portion 15 a that protrudes from the surface of the resin body 14 and is larger than the opening area of the via hole 26 is formed simultaneously with the via 15 above the via 15. FIG. 4D shows a state in which the via 15 in which the pad portion 15 a is integrally formed is formed in the resin body 14.
[0068]
Subsequently, a process of forming a through hole 18 in the resin body 14 is performed. The formation position of the through hole 18 is set to the formation position of the external connection terminals (pins 34, solder balls 35) of the semiconductor devices 30A and 30B mounted as described above. This through hole 18 is formed by a laser processing method in this embodiment.
[0069]
However, since the diameter of the through hole 18 is larger than that of the wiring pattern 16, the through hole 18 may be formed by using an etching method. Alternatively, a method in which a photosensitive resin is used in advance for the resin body 14 and the through-hole 18 is formed by using photolithography technology may be used.
[0070]
FIG. 4E shows a state in which the through-hole 18 is formed in the resin body 14. By forming the through holes 18 in the resin body 14 as described above, the base layer 13 is formed on the support plate 25 (base layer forming step).
[0071]
Subsequently, two support plates 25 on which the base material layers 13 manufactured by the above-described processing are formed are prepared, and are arranged such that the base material layers 13 face each other as shown in FIG. I do. Subsequently, the pair of base layers 13 are joined to fix the pad portions 15a to each other.
[0072]
The pad portions 15a may be fixed to each other by applying ultrasonic plating to the pad portions 15a after applying gold plating thereto, or may be fixed via a bonding material such as solder. As a result, as shown in FIG. 5A, the vias 15 formed on the pair of upper and lower base layers 13 are electrically connected, and the pair of base layers 13 are stacked. It becomes.
[0073]
When the pair of base layers 13 are thus laminated, the support plate 25 is subsequently subjected to a removal process. In the removal process of the support plate 25, a resist is formed on the support plate 25, and then exposure, development, and baking processes are performed so that the resist remains on the portion to be the connection pad 17. Then, using the resist thus formed as a mask, an etching process is performed on the support plate 25.
[0074]
As a result, unnecessary portions of the support plate 25 are removed, and the connection pads 17 are formed on the resin body 14 as shown in FIG. The connection pad 17 is configured to be electrically connected to the via 15 via the wiring pattern 16. By performing the above processing, the substrate unit 11 in which the plurality of base layers 13 are stacked is formed (substrate unit forming step).
[0075]
The contact portion 12 manufactured in a separate process is provided on the substrate portion 11 formed as described above. FIG. 6 shows a process of forming the contact portion 12.
[0076]
To form the contact portion 12, first, a flat conductive metal plate 27 as shown in FIG. 6A is prepared. As the material of the conductive metal plate 27, a material having excellent conductivity and having spring properties is selected (for example, phosphor bronze or the like).
[0077]
Pressing is performed on the conductive metal plate 27, and unnecessary portions are cut, and a central hole 19 and a slit 23 are simultaneously formed at the position where the electrode portion 20 is formed, as shown in FIG. Is done. Subsequently, as shown in FIG. 6 (C), a roughening process is performed on the formation position of the electrode portion 20 to form the uneven portion 21, thereby forming the contact portion 12 (contact member forming step). .
[0078]
As the surface roughening treatment, for example, a method of forming the uneven portion 21 by forming a convex portion by plating, a method of forming the uneven portion 21 by forming a concave portion by etching, and forming the uneven portion 21 by sandblasting Various methods are conceivable, such as a method for performing the operation.
[0079]
In the present embodiment, when the contact portion 12 is formed, the central hole 19 and the slit 23 are formed at the same time, so that the manufacturing efficiency can be increased as compared with a method in which the central hole 19 and the slit 23 are formed separately. In addition, since a roughening process is performed at a predetermined position of the electrode portion 20, that is, a position where the pins 34 and the solder balls 35 of the semiconductor devices 30A and 30B are connected, electrical connection between the pins 34 and the solder balls 35 is performed. The electrode portion 20 having a good quality can be easily formed.
[0080]
Here, the description returns to FIG. 5C again. The contact part 12 formed as described above is provided on the substrate part 11. Specifically, the contact portion 12 is electrically connected to the via 15 formed in the substrate portion 11 by being connected to the connection pad 17.
[0081]
As a result, as shown in FIG. 5D, the test socket 10 including the board portion 11 and the contact portion 12 is completed (arranging step). The contact portion 12 may be bonded to the connection pad 17 by applying gold plating to the connection pad 17 and then using ultrasonic welding, or by using soldering.
[0082]
In the above-described manufacturing method, the base material layer 13 formed on the support plate 25 in the base material layer formation step is laminated by bonding in the substrate part formation step, and then the support plate 25 is removed to remove the substrate part 11. Is formed, the base material layer 13 can be accurately laminated. Until the respective base layers 13 are stacked, the base layers 13 can be handled while being supported by the support plate 25. Therefore, the handling is easy, and the stacking process can be performed efficiently and easily.
[0083]
FIG. 9 shows an example in which a test socket 10 according to one embodiment of the present invention is used for testing a semiconductor element 31. In FIG. 9 and FIG. 10 used in the following description, the same components as those shown in FIGS. 1 to 8 used in the above description are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0084]
2 and 3, the semiconductor device 30A. Although an example of testing 30B has been described, it is also possible to test the semiconductor element 31 mounted on the semiconductor device with the test socket 10 as shown in FIG.
[0085]
FIG. 10 shows a semiconductor device 40 using the test socket 10 as an interposer according to one embodiment of the present invention. This semiconductor device 40 is roughly composed of a substrate portion 11 and a semiconductor element 31.
[0086]
In order to manufacture the semiconductor device 40, first, the semiconductor element 31 is mounted on the test socket 10 and a test is performed on the semiconductor element 31, as described with reference to FIG. Then, when the semiconductor element 31 is determined to be defective by the test, only the semiconductor element 31 is discarded.
[0087]
On the other hand, if it is determined that the semiconductor element 31 is a non-defective product, the underfill resin 41 is disposed between the semiconductor element 31 and the substrate 11 while the semiconductor element 31 is mounted on the test socket 10. Then, the semiconductor element 31 is fixed to the test socket 10. As a result, the semiconductor element 31 is mounted on the substrate 11, and the semiconductor device 40 is completed. When the semiconductor device 40 is mounted, the external connection terminals 22 are used as mounting terminals.
[0088]
In the semiconductor device 40 having the above configuration, the test socket 10 used for testing the semiconductor element 31 is used as it is as an interposer of the semiconductor device 40. Therefore, it is not necessary to prepare an interposer separately from the test socket 10, and the semiconductor device 40 which is inexpensive and has high component efficiency can be realized.
[0089]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following various effects can be realized.
[0090]
According to the first aspect of the present invention, the cost of the test socket can be reduced, and even if the terminal position of the electronic device to be tested is changed, it can be easily and promptly dealt with.
[0091]
According to the second to fourth aspects of the present invention, the electrode portion and the terminal portion can be reliably electrically connected.
[0092]
According to the fifth aspect of the present invention, since a plurality of base material layers to be stacked have the same configuration, the manufacture of the base material layer is facilitated as compared with a configuration in which different types of base material layers are stacked. Alignment processing performed at the time of lamination can be facilitated.
[0093]
In addition, according to the invention described in claim 6, the base material layer can be accurately laminated, and the lamination process can be easily performed.
[0094]
According to the seventh aspect of the present invention, by performing the surface roughening process, unevenness is formed at a portion of the electrode portion connected to the terminal portion, so that the electrical connection with the terminal portion is improved. The electrode portion can be easily formed.
[0095]
Further, according to the invention described in claim 8, in the contact member forming step, the central hole formed in the central portion of the electrode portion and the slit formed in the terminal portion are simultaneously formed, so that the central hole and the slit are formed. The manufacturing efficiency can be improved as compared with the method of separately forming.
[0096]
According to the ninth aspect of the present invention, it is not necessary to prepare an interposer separately from the test socket, and a semiconductor device which is inexpensive and has high component efficiency can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a test socket according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a state in which a PGA type semiconductor device is mounted on a test socket according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a state in which a GGA type semiconductor device is mounted on a test socket according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view for explaining a method of manufacturing a test socket according to an embodiment of the present invention (part 1).
FIG. 5 is a view for explaining the method of manufacturing the test socket according to one embodiment of the present invention (part 2).
FIG. 6 is a view for explaining a method of manufacturing a contact portion which is a component of the test socket according to one embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an enlarged plan view showing the vicinity of an electrode portion of a contact portion.
FIG. 8 is an enlarged side view showing the vicinity of an electrode portion of a contact portion.
FIG. 9 is a diagram showing an example in which a test socket according to one embodiment of the present invention is used for testing a semiconductor device.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a semiconductor device using a test socket as an interposer according to one embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10. Test socket
11 Substrate
12 Contact part
13 Base material layer
14 Resin body
15 Vias
16 Wiring pattern
17 Connection pad
18 Through hole
20 Electrode section
21 Uneven part
22 External connection terminal
23 slit
25 Support plate
26 Via hole
27 Conductive metal plate
30A, 30B, 40 Semiconductor device
31 Semiconductor element
32 Interposer
33 Bump
34 pin
35 Solder Ball
41 Underfill resin

Claims (9)

電子装置が装着され、該電子装置に対してテストを行なうテスト用ソケットにおいて、
層間接続を行なうためのビアが形成されると共に前記電子装置の端子が接続される位置に貫通孔が形成されてなる基材層を複数積層してなる基板部と、
該基板部に配設されると共に前記ビアと電気的に接続され、かつ前記電子部品の端子と電気的に接続される電極部が形成されたコンタクト部材と
を具備することを特徴とするテスト用ソケット。
In a test socket in which an electronic device is mounted and a test is performed on the electronic device,
A substrate portion formed by laminating a plurality of base material layers in which vias for performing interlayer connection are formed and through holes are formed in positions where terminals of the electronic device are connected,
A contact member provided on the substrate part, electrically connected to the via, and having an electrode part formed to be electrically connected to a terminal of the electronic component. socket.
請求項1記載のテスト用ソケットにおいて、
前記電極部の前記端子部と接続される部分に凹凸を形成したことを特徴とするテスト用ソケット。
The test socket according to claim 1,
A test socket, wherein irregularities are formed in a portion of the electrode portion connected to the terminal portion.
請求項1または2記載のテスト用ソケットにおいて、
前記電極部にスリットを形成したことを特徴とするテスト用ソケット。
The test socket according to claim 1 or 2,
A test socket, wherein a slit is formed in the electrode portion.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載のテスト用ソケットにおいて、
前記コンタクト部材はバネ性を有した材料よりなることを特徴とするテスト用ソケット。
The test socket according to any one of claims 1 to 3,
A test socket, wherein the contact member is made of a material having a spring property.
請求項1乃至4のいずれか1項に記載のテスト用ソケットにおいて、
積層される前記複数の基材層は、同一構成であることを特徴とするテスト用ソケット。
The test socket according to any one of claims 1 to 4,
The test socket, wherein the plurality of base material layers to be laminated have the same configuration.
装着された電子装置に対してテストを行なうテスト用ソケットの製造方法において、
支持板上に形成された樹脂体にビア及び貫通孔を形成することにより、該支持板上に基材層を形成する基材層形成工程と、
前記基材層が積層されるよう貼り合せ、その後に前記支持板を除去することにより基材層が複数積層された基板部を形成する基板部形成工程と、
導電性金属板から前記電子部品の端子と電気的に接続される電極部が形成されたコンタクト部材を形成するコンタクト部材形成工程と、
前記ビアと電気的に接続するよう、前記コンタクト部材を前記基板部に配設する配設工程と
を有することを特徴とするテスト用ソケットの製造方法。
In a method of manufacturing a test socket for performing a test on a mounted electronic device,
By forming a via and a through hole in the resin body formed on the support plate, a base layer forming step of forming a base layer on the support plate,
A substrate portion forming step of forming a substrate portion in which a plurality of substrate layers are laminated by laminating the substrate layer so as to be laminated, and then removing the support plate.
A contact member forming step of forming a contact member formed with an electrode portion electrically connected to a terminal of the electronic component from a conductive metal plate,
Arranging the contact member on the substrate portion so as to be electrically connected to the via.
請求項6記載のテスト用ソケットの製造方法において、
前記コンタクト部材形成工程で、前記電極部の前記電子部品の端子部と接続される部分に粗面化処理を行なうことを特徴とするテスト用ソケットの製造方法。
The method for manufacturing a test socket according to claim 6,
A method for manufacturing a test socket, comprising performing a surface roughening process on a portion of the electrode portion connected to a terminal portion of the electronic component in the contact member forming step.
請求項6または7記載のテスト用ソケットの製造方法において、
前記コンタクト部材形成工程で、前記電極部の中央部に形成される中央孔と、前記電極部に形成されるスリットとを同時形成することを特徴とするテスト用ソケットの製造方法。
The method for manufacturing a test socket according to claim 6 or 7,
A method for manufacturing a test socket, comprising: simultaneously forming a central hole formed in a central portion of the electrode portion and a slit formed in the electrode portion in the contact member forming step.
請求項1乃至5のいずれか1項に記載のテスト用ソケットをインターポーザとして用い、
前記電極部に半導体素子の端子を接合すると共に、前記基板部の前記コンタクト部材の配設側と反対側に露出した前記ビアに外部接続端子を配設したことを特徴とするテスト用ソケットを用いた半導体装置。
A test socket according to claim 1 as an interposer,
A terminal for a semiconductor element is joined to the electrode portion, and an external connection terminal is provided in the via exposed on the side of the substrate portion opposite to the side where the contact member is provided. Semiconductor device.
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