JP2005257579A - 電気テスト用シートおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パッドへの接触が確実に行われ、特に、パッドが、平面状でなく、波打っている場合でも、複数のコンタクトピンを配列した基板を用いて、効率的な電気テストが確実にできる電気テスト用シートを提供すること。
【解決手段】多孔質金属からなるコンタクトピンが基板上に設けられていることを特徴とする電気テスト用シートであり、その製造方法としては、基板上に金属被覆膜を設ける金属被覆工程、前記金属被覆膜上にレジスト層を設けるレジスト層形成工程、前記レジスト層を、所望のパターンのマスクを通して、露光した後、マスクを除去し、現像して、レジストパターンを得るパターニング工程、前記レジストパターンのレジスト除去部に多孔質金属を充填する多孔質金属充填工程、前記レジスト層を除去するレジスト層除去工程、を有することを特徴とする電気テスト用シートの製造方法が好ましい。
【選択図】なし

Description

本発明は、半導体基板や液晶表示装置等の各端子（パッド）に接触させて電気的なテストを行うためのコンタクトピン（電気接点）が設けられた電気テスト用シートおよびその製造方法に関する。

電気テスト用のコンタクトピンには、スプリング機構を有するスプリングピンや、テーパ形状のコンタクトプローブピンなどがある。

しかし、スプリングピン等は製造上小さくすることに限界があり、比較的大きなものの電気テストへの適用に限られている。

このため、半導体基板や液晶表示装置等、小さい被検査物の電気的テストには、特開平９−１５９６９６号公報に記載されるようなフォトリソによって製造されたコンタクトピンが用いられている。

しかし、前記フォトリソにより製造された電気テスト用のコンタクトピンにおいては、硬い金属が用いられているため、半導体基板や液晶表示装置等の端子への接触力が弱く、特に、多数の端子を有する半導体基板や液晶表示装置等の端子の電気的テストを効率的に行うために、複数のコンタクトピンを基板上に配列して、テストを行う場合、パッドが、平面状でなく、波打っている場合などには、一部のコンタクトピンが、パッドに接触せず、全ての端子の電気テストを一度に行えない問題点があった。
特開平９−１５９６９６号公報

本発明が解決しようとする課題は、パッドへの接触が確実に行われ、特に、パッドが、平面状でなく、波打っている場合でも、複数のコンタクトピンを基板上に配列した電気テスト用シートを用いて、効率的な電気テストが確実にできる電気テスト用シートおよびその効率的な製造方法を提供することにある。

本発明者は、鋭意検討の結果、電気テスト用のコンタクトピンに、多孔質金属からなるコンタクトピンを用いることにより、前記の課題を達成させることができることを見出し、本発明を完成した。

即ち、本発明は、多孔質金属からなるコンタクトピンが基板上に設けられていることを特徴とする電気テスト用シートである。

本発明は、コンタクトピンに、多孔質金属が用いられているため、バルク金属からなるコンタクトピンより弾性率が低く、パッドに容易に確実に接触させることができる。尚、本発明は、コンタクトピン全体が多孔質金属から構成されている場合の外、多孔質金属以外のものがコンタクトピンの一部を構成している場合も含む。

また、多孔質金属の多孔度（多孔質金属体の体積中の空隙部の体積割合）は、高い程、低い弾性率を有するが、高い程、強度が低下する。このため、半導体基板や液晶表示装置等の端子の電気テスト用シートとして使用する場合、多孔質金属の多孔度が１０〜９０％であることが好ましく、より好ましくは、２０〜８０％である。

請求項２は、この好ましい態様に該当するものであり、前記電気テスト用シートであって、多孔質金属の多孔度が、１０〜９０％であることを特徴とする電気テスト用シートを提供するものである。

多孔質金属のヤング率は、小さい程柔かく、大きい程硬くなる。半導体基板や液晶表示装置等の端子の電気テスト用シートとして使用する場合、多孔質金属のヤング率が１〜５００ＧＰａであることが好ましい。

請求項３は、この好ましい態様に該当するものであり、前記電気テスト用シートであって、多孔質金属のヤング率が、１〜５００ＧＰａであることを特徴とする電気テスト用シートを提供するものである。

前記多孔質金属は、弾性率、強度、電気的特性の面から、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｍｎ、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金のいずれかを含むことが好ましい。

請求項４は、この好ましい態様に該当するものであり、前記電気テスト用シートであって、多孔質金属が、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｍｎ、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金のいずれかを含むことを特徴とする電気テスト用シートを提供するものである。

パッドの周囲に、絶縁膜などのカバーがされている場合、多孔質金属からなるコンタクトピンを用いても、コンタクトピンがパッドに十分接触できない場合があるため、パッドが接触する部分は、絶縁膜などのカバーがあっても、充分にパッドに接触できる様に、コンタクトピンのパッド接触部の面積が一定以上に大きくないことが好ましい。

しかし、コンタクトピンのパッド接触部の面積を小さくすると、強度が弱くなる。このため、パッドに接触する部分を積層構造にし、大きな横断面面積の多孔質金属からなるコンタクトピン（下部ピン）上に、小さな横断面面積の多孔質金属からなるコンタクトピン（上部ピン）を積層することが好ましい。
積層数が多くてもよいが、製造の効率化などより、２層構造であることが、好ましい。

請求項５は、この好ましい態様に該当するものであり、前記電気テスト用シートであって、コンタクトピンが、基板上に設けられた多孔質金属からなる下部ピンと、下部ピンの上面の一部に設けられた多孔質金属からなる上部ピンとを有することを特徴とする電気テスト用シートを提供するものである。

多孔質金属を用いた場合、バルク金属に比し、パッドとの接触面積が少なくなり、また低い弾性率を有する多孔質金属や、多孔化しやすい多孔質金属は、必ずしも導電率が高い金属と、一致しない場合があるため、コンタクトピン先端部に、Ａｕ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄのいずれかを含むメッキが施されていることが好ましい。

請求項６は、前記態様に該当するものであり、前記電気テスト用シートであって、コンタクトピン先端部に、Ａｕ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄのいずれかを含むメッキ層が設けられていることを特徴とする電気テスト用シートを提供するものである。

コンタクトピンは、基板上に、単数形成されていてもよいが、複数形成されていることが、電気的テストを効率的に行えるため好ましい。

請求項７は、この好ましい態様に該当するものであり、前記電気テスト用シートであって、コンタクトピンが、基板上に複数形成されていることを特徴とする電気テスト用シートを提供するものである。

基板は、絶縁度、強度などより、樹脂、ガラス、セラミックスのいずれかであることが好ましい。

請求項８は、この好ましい態様に該当するものであり、前記電気テスト用シートであって、基板が、樹脂、ガラス、セラミックスのいずれかであることを特徴とする電気テスト用シートを提供するものである。
なお、基板の厚みは、フィルムの様に薄くてもよいが、強度の点より、一定の厚みを有していることが好ましい。

上記の電気テスト用シートの製造には、フォトリソを用いた製造方法が好ましい。

請求項９は、この好ましい態様に該当するものであり、
基板上に金属被覆膜を設ける金属被覆工程、
前記金属被覆膜上にレジスト層を設けるレジスト層形成工程、
前記レジスト層を、所望のパターンのマスクを通して、露光した後、マスクを除去し、現像して、レジストパターンを得るパターニング工程、
前記レジストパターンのレジスト除去部に多孔質金属を充填する多孔質金属充填工程、
前記レジスト層を除去するレジスト層除去工程、
を有することを特徴とする電気テスト用シートの製造方法を提供するものである。

前記製造方法では、フォトリソによる方法が採用されているため、複雑で微細なパターニングを容易に作製することができる。

金属被覆膜は、スパッタリングにより、前記基板上に設けられることが、基板との密着性、電気テスト用シートの小型化により好ましい。

請求項１０は、この好ましい態様に該当するものであり、前記電気テスト用シートの製造方法であって、前記金属被覆膜がスパッタリングにより、前記基板上に設けられることを特徴とする電気テスト用シートの製造方法を提供するものである。

露光は、ＵＶまたはＸ線により行われることが好ましい。

請求項１１は、この好ましい態様に該当するものであり、前記電気テスト用シートの製造方法であって、露光が、ＵＶまたはＸ線により行なわれることを特徴とする電気テスト用シートの製造方法を提供するものである。

レジスト層除去工程後、レジスト除去部に露出している金属被覆膜を除去することにより、多孔質金属を複数の電気接点として用いることができる。このため、レジスト除去部に露出している金属被覆膜を除去する露出金属被覆膜除去工程を、さらに有していることが好ましい。前記工程は、前記レジスト層除去工程の後であることが好ましい。金属被覆膜の除去は、一般的には、エッチングによる。エッチングは、ドライエッチングでもウエットエッチングでもよい。

請求項１２は、前記態様に該当するものであり、前記電気テスト用シートの製造方法であって、レジスト層除去工程後、レジスト除去部に露出している金属被覆膜を除去する露出金属被覆膜除去工程を、さらに有することを特徴とする電気テスト用シートの製造方法を提供するものである。

多孔質金属は、高硬度であることよりＮｉ、Ｎｉ−Ｍｎ、Ｎｉ合金のいずれかを含むことが、また電気伝導度が高いことよりＣｕ、Ｃｕ合金のいずれかを含むことが好ましい。

請求項１３は、前記態様に該当するものであり、前記電気テスト用シートの製造方法であって、多孔質金属が、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｍｎ、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金のいずれかを含むことを特徴とする電気テスト用シートの製造方法を提供するものである。

多孔質金属の充填は、電気メッキによることが、厚膜が形成可能であり、またレジストパターンのレジスト除去部にのみ多孔質金属を充填するために低コストであることより好ましい。

請求項１４は、前記態様に該当するものであり、前記電気テスト用シートの製造方法であって、多孔質金属を充填する多孔質金属充填工程が、電気メッキにより行われることを特徴とする電気テスト用シートの製造方法を提供するものである。

次に、多孔質金属の基板または金属被覆膜への密着度を上げるために、予め金属被覆膜の表面の酸化膜を除去しておくことが好ましい。さらに、多孔質金属の金属被覆膜への密着度を上げるために、金属被覆膜上に、事前金属メッキしておくことがより好ましい。

請求項１５は、前記態様に該当するものであり、前記電気テスト用シートの製造方法であって、パターニング工程後、多孔質金属充填工程前に、レジストパターンのレジスト除去部に露出した金属被覆膜に、事前金属メッキを施す金属メッキ工程を、さらに有することを特徴とする電気テスト用シートの製造方法を提供するものである。

多孔質金属の基板または金属被覆膜への密着度をより上げるために、用いる金属メッキの浴としては、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｍｎ、Ｎｉ合金、ＣｕまたはＣｕ合金を構成する金属イオン濃度が低く、腐食性溶液からなるメッキ浴であることが好ましい。

請求項１６は、前記態様に該当するものであり、前記電気テスト用シートの製造方法であって、前記金属メッキの浴が、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｍｎ、Ｎｉ合金、ＣｕまたはＣｕ合金を構成する金属イオン濃度が低く、腐食性溶液からなることを特徴とする電気テスト用シートの製造方法を提供するものである。

前記金属メッキは、密着性の点より、ストライクメッキであることが好ましい。

請求項１７は、前記態様に該当するものであり、前記電気テスト用シートの製造方法であって、前記金属メッキが、ストライクメッキであることを特徴とする電気テスト用シートの製造方法を提供するものである。

電気メッキにて、多孔質金属を得る方法としては、被メッキ面に、ポーラス化用処理を施すことが、均質性、容易性の観点から好ましい。

請求項１８は、前記態様に該当するものであり、前記電気テスト用シートの製造方法であって、レジストパターンのレジスト除去部に露出した前記金属被覆膜または前記金属被覆膜上の金属メッキの表面をポーラス化用処理するポーラス化用処理工程を、さらに有していることを特徴とする電気テスト用シートの製造方法を提供するものである。

ポーラス化用処理としては、微細斑点状に付着硬化された絶縁塗料と、前記絶縁塗料の上に付着硬化した導電塗料を被メッキ面に設ける方法が、均質性、容易性の観点から好ましい。

具体的には、ポーラス化用処理が、レジストパターンの凹部に露出した金属被覆膜または前記金属被覆膜上の金属メッキの表面に、微細斑点状に付着硬化された絶縁塗料と、前記絶縁塗料の上に付着硬化した導電塗料を設けるポーラス化用処理等である。

多孔質金属を設ける別の方法としては、界面活性剤が添加されたメッキ液、イオン移動度の高い陽イオンと陰イオンとを組み合わせた電解質からなる添加剤が添加されたメッキ液、低級アルコールまたはその誘導体が添加されたメッキ液等を用いる方法が挙げられる。この方法はポーラス化用処理のために特別の工程を追加する必要がないという観点から好ましい。

前記の方法としては、メッキ液がイオン移動度の高い陽イオンと陰イオンとを組み合わせた電解質からなる添加剤が添加されたメッキ液であり、かつ通常時の電流波形に対して一時的に電流波形を変化させることを間欠的に行いながら電流を流す方法であることが好ましい。

パッドの周囲に、絶縁膜などのカバーがされている場合、電気接点部分を積層構造にし、大きな面積の電気接点に、小さな電気接点を積層すること、特に、２層構造にする好ましいが、その製法としては、同じ工程を繰り返すことが、製造の効率化、均質性のため好ましい。この場合において、レジスト層除去工程前に、再度のレジスト層形成工程を行い、レジスト層除去工程を最後に、一度に行なってもよい。

請求項１９は、前記態様に該当するものであり、前記電気テスト用シートの製造方法であって、前記多孔質金属充填工程後、多孔質金属充填部上の一部に、レジストパターン凹部が形成されるように、再度、前記のレジスト層形成工程、パターニング工程を行い、さらに前記多孔質金属充填工程、レジスト層除去工程を施すことを特徴とする電気テスト用シートの製造方法を提供するものである。

前記した製造方法により得られるコンタクトピンとして多孔質金属を用いた電気テスト用シートは、精度が高く、また半導体基板等のパッドとの優れた電気特性を有する。

請求項２０は、前記態様に該当するものであり、前記の電気テスト用シートの製造方法によって得られることを特徴とする電気テスト用シートを提供するものである。

前記した製造方法により、コンタクトピンを複数個、基板上に配列した電気テスト用シートは、効率的に電気テストができるため好ましい。

請求項２１は、前記態様に該当するものであり、前記の電気テスト用シートであって、前記コンタクトピンを基板上に複数個有することを特徴とする電気テスト用シートを提供するものである。

本発明により、パッドへの接触が確実に行われ、特に、パッドが、平面状でなく、波打っている場合でも、複数のコンタクトピンを基板上に配列した電気テスト用シートを用いて、効率的な電気テストが確実にできる電気テスト用シートおよびその効率的な製造方法を得ることができる。

以下に、本発明の実施例を示すが、実施例は、本発明の範囲を限定するものではない。

厚さ０．７ｍｍのガラス基板上に、シード層として金属をスパッタリングで成膜し、金属被覆膜を設けた。膜厚は、Ｔｉ（０．１μｍ）／Ｃｕ（１μｍ）とした。

次に、金属被膜上に厚さ８０μｍのフォトレジストを塗布した。フォトレジストとしては、ＪＳＲ製ＴＨＢ１５１Ｎを用いた。

次に、予め所望のパターンを設けたマスクをフォトレジストの上に載せ、上部からＵＶを露光光源として、露光条件、ｇｈｉ混合線、７００ｍＪ／ｃｍ^２をＮ_２雰囲気下でコンタクト露光した。

次に、マスクを除去し、現像してレジストパターンを得た。

次に、レジストパターン凹部の底部にある金属被膜上に、Ｎｉを塩化ニッケル浴を用いて電流密度３０ｍＡ／ｍｍ^２の条件で、ストラックメッキした。

次に、電気メッキにより、多孔度５０％、ヤング率１００ＧＰａの多孔質Ｎｉを設けた。その後、フォトレジストを除去し、Ｎｉメッキのない金属被膜をアンモニアと過酸化水素水の混合液にて、除去することで、複数個の多孔質金属からなるコンタクトピンを設けた電気テスト用シートを得た。

２５６個のパッドを有する上下０．０２ｍｍに波打った半導体基板を準備し、前記により得られた電気テスト用シートをパッドに接触させ、導通テストを行なったところ、各パッドとコンタクトピンとの電気抵抗は、いずれも１Ω以下であり、良好な電気的接触が得られることが確認できた。

実施例１と異なり、レジスト層形成工程、パターニング工程、多孔質Ｎｉ充填工程、レジスト層除去工程を２回行い、多孔質Ｎｉを２層（上部ピンの横断面面積９００μｍ^２、下部ピンの横断面面積６０，０００μｍ^２）積層させると共に、電気メッキにて、最上の多孔質Ｎｉ層の表面に、Ａｕを２μｍ設けた。他は実施例１と同様にして、電気テスト用シートを得た。

実施例１と同様に電気的接触を確認したところ、各パッドと電気テスト用シートとの間の電気抵抗はいずれも、０．５Ω以下であり、実施例１よりも好ましい値を得た。

Claims (21)

1. 多孔質金属からなるコンタクトピンが基板上に設けられていることを特徴とする電気テスト用シート。
2. 前記多孔質金属の多孔度が、１０〜９０％であることを特徴とする請求項１に記載の電気テスト用シート。
3. 前記多孔質金属のヤング率が、１〜５００ＧＰａであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気テスト用シート。
4. 前記多孔質金属が、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｍｎ、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金のいずれかを含むことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電気テスト用シート。
5. 前記コンタクトピンが、基板上に設けられた多孔質金属からなる下部ピンと、下部ピンの上面の一部に設けられた多孔質金属からなる上部ピンを有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電気テスト用シート。
6. コンタクトピン先端部に、Ａｕ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄのいずれかを含むメッキ層が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の電気テスト用シート。
7. 前記コンタクトピンが、基板上に複数形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の電気テスト用シート。
8. 前記基板が、樹脂、ガラス、セラミックスのいずれかであることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の電気テスト用シート。
9. 基板上に金属被覆膜を設ける金属被覆工程、
   前記金属被覆膜上にレジスト層を設けるレジスト層形成工程、
   前記レジスト層を、所望のパターンのマスクを通して、露光した後、マスクを除去し、現像して、レジストパターンを得るパターニング工程、
   前記レジストパターンのレジスト除去部に多孔質金属を充填する多孔質金属充填工程、
   前記レジスト層を除去するレジスト層除去工程、
   を有することを特徴とする電気テスト用シートの製造方法。
10. 前記金属被覆膜がスパッタリングにより、前記基板上に設けられることを特徴とする請求項９に記載の電気テスト用シートの製造方法。
11. 前記露光が、ＵＶまたはＸ線により行われることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の電気テスト用シートの製造方法。
12. 前記レジスト層除去工程後、レジスト除去部に露出している前記金属被覆膜を除去する金属被覆膜除去工程を、さらに有することを特徴とする請求項９ないし請求項１１のいずれかに記載の電気テスト用シートの製造方法。
13. 前記多孔質金属が、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｍｎ、Ｎｉ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金のいずれかを含むことを特徴とする請求項９ないし請求項１２のいずれかに記載の電気テスト用シートの製造方法。
14. 前記多孔質金属を充填する多孔質金属充填工程が、電気メッキにより行なわれることを特徴とする請求項９ないし請求項１３のいずれかに記載の電気テスト用シートの製造方法。
15. 前記パターニング工程後、前記多孔質金属充填工程前に、前記レジストパターンのレジスト除去部に露出した前記金属被覆膜に、事前金属メッキを施す金属メッキ工程を、さらに有することを特徴とする請求項９ないし請求項１４のいずれかに記載の電気テスト用シートの製造方法。
16. 前記金属メッキの浴が、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｍｎ、Ｎｉ合金、ＣｕまたはＣｕ合金を構成する金属イオン濃度が低い腐食性溶液からなることを特徴とする請求項１５に記載の電気テスト用シートの製造方法。
17. 前記金属メッキが、ストライクメッキであることを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載の電気テスト用シートの製造方法。
18. 前記電気メッキ前に、前記レジストパターンのレジスト除去部に露出した前記金属被覆膜または前記金属被覆膜上の金属メッキの表面をポーラス化用処理するポーラス化用処理工程を、さらに有していることを特徴とする請求項１４ないし請求項１７のいずれかに記載の電気テスト用シートの製造方法。
19. 前記多孔質金属充填工程後、多孔質金属充填部上の一部に、レジストパターン凹部が形成されるように、再度、前記のレジスト層形成工程、パターニング工程を行い、さらに前記多孔質金属充填工程、レジスト層除去工程を施すことを特徴とする請求項９ないし請求項１８のいずれかに記載の電気テスト用シートの製造方法。
20. 請求項９ないし請求項１９のいずれかに記載の電気テスト用シートの製造方法によって得られることを特徴とする電気テスト用シート。
21. 前記コンタクトピンを基板上に複数個有することを特徴とする請求項２０に記載の電気テスト用シート。