JP2006162617A - 半導体パッケージテスト用コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】従来のシリコンコネクタの製造工程を利用しながら、接合信頼性が良好で機械的電気的接触が堅固な低密度導電性シリコン部を保護する半導体パッケージテスト用コネクタを提供する。
【解決手段】半導体パッケージテスト用シリコンコネクタ２００は、所定濃度の導電性パウダーを含有する絶縁性シリコンパウダー１２５の混合物で製造されるコネクタ胴体１２０と、導電性シリコン部１３０とを備える。導電性シリコン部１３０は、コネクタ胴体１２０の上部面１２３に近接しコネクタ胴体１２０の上部面１２３に対して突出するように形成された高密度導電性シリコン部１３２と、高密度導電性シリコン部１３２の下部に垂直形態で形成され、下部面１３１がコネクタ胴体１２０の下部面１２１から露出し、半導体パッケージのはんだボールに対応するコネクタ胴体１２０の位置に前記導電性パウダーが集まって形成された低密度導電性シリコン部１３４とを有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、半導体パッケージテスト用シリコンコネクタに関し、より詳細には、半導体パッケージのはんだボールが加える圧力により低密度導電性シリコン部が損傷されるのを抑制しながら、安定した電気的接触を具現することができる半導体パッケージテスト用シリコンコネクタに関する。

一般的に、半導体パッケージ製造工程により製造された半導体パッケージは、製造された後、製品の信頼性を確認するために、各種テストが実施される。テストとしては、電気的特性テスト及びバーンインテスト（Ｂｕｒｎ−Ｉｎ Ｔｅｓｔ）が挙げられる。電気的特性テストでは、半導体パッケージの全ての入出力端子を検査信号発生回路に連結し、パッケージの動作及び断線可否を検査する。バーンインテストでは、半導体パッケージの電源入力端子などいくつかの入出力端子を検査信号発生回路に連結し、正常動作条件より高い温度及び電圧でストレスを印加することによって、半導体パッケージの欠陥発生可否をチェックする。

このようなテストは、コネクタ（ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）を半導体パッケージに搭載させて、電気的に接触させた状態で進行され、コネクタは、機械的な接触により半導体パッケージの外部接続端子とテスト基板とを連結する媒介体の役目を担当する。一般的に、コネクタは、基本的に、半導体パッケージの形態によって形状が決定される。

特に、半導体パッケージのうち外部接続端子としてはんだボールを使用するボールグリッドアレイ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ；ＢＧＡ）パッケージの場合、特許文献１及び特許文献２に開示されたように、コネクタとして、プラスチック素材のコネクタ胴体に検査用探針が内設された構造を有するコネクタが主に使われる。検査用探針には、主にバネが形成されたポゴピンが使われる。

チップスケールパッケージ（ｃｈｉｐ ｓｃａｌｅ ｐａｃｋａｇｅ；ＣＳＰ）やウェーハレベルチップスケールパッケージ（ｗａｆｅｒ ｌｅｖｅｌ ＣＳＰ；ＷＬＣＳＰ）などのように半導体パッケージの軽薄短小化によるはんだボールの微細ピッチ化に伴って、これらをテストできるコネクタのポゴピンにも微細ピッチ化が要求される。しかしながら、ポゴピンの微細ピッチ化には限界がある。テスト工程を少なくとも２段階以上実施することによって、ポゴピンによりはんだボールが損傷を受けるようになり、パッケージ外観不良の発生率が高くなる。そして、超高周波に対応するために、ポゴピンの長さが短くなければならないが、ポゴピンの製作工程上、３ｍｍ以下に製作することは困難である。

そこで、超高周波用半導体パッケージのはんだボールの損傷を低減することができるコネクタとして、図１から図３に示されたようなシリコンコネクタ１００が使われている。従来技術に係るシリコンコネクタ１００は、絶縁性シリコンパウダー２５と導電性パウダー３５を固形化して形成した半導体パッケージテスト用コネクタであって、絶縁性シリコンパウダー２５が固形化されたコネクタ胴体２０と、テストすべき半導体パッケージのはんだボールに対応するコネクタ胴体２０の位置に導電性パウダー３５が集まって形成された低密度導電性シリコン部３０とを含む。低密度導電性シリコン部３０は、コネクタ胴体２０に対して柱状に近く垂直で形成される。

コネクタ胴体の下部面２１に露出した導電性シリコン部３０の下部面３１は、テスト基板の基板パッド（図４の９１）に接触して電気的に連結され、コネクタ胴体の上部面２３に露出した低密度導電性シリコン部の上部面３３は、半導体パッケージのはんだボール（図４の８１）に接触して電気的に連結する。

従来技術に係るシリコンコネクタ１００を製造する方法を説明する。まず、絶縁性シリコンパウダー２５と導電性パウダー３５が所定の割合で混合されたシリコン混合物を用意した状態で、金型に装入し、溶融させる。そして、図３に示されるように、低密度導電性シリコン部３０が形成されるべき位置に導電性パウダー３５を集める段階が進行される。すなわち、低密度導電性シリコン部３０が形成されるべき位置に選択的に電気を印加すれば、溶融したシリコン混合物に含まれた導電性パウダー３５が、電気が印加された位置に集まるようになる。最後に、溶融したシリコン混合物を固形化させることによって、従来技術に係るシリコンコネクタ１００を得ることができる。

このような構造を有するシリコンコネクタ１００に半導体パッケージ８０が接触する状態を、図４を参照して説明する。まず、シリコンコネクタ１００が設けられたテスト基板９０を用意する。この時、コネクタ胴体の下部面２１に露出した低密度導電性シリコン部の下部面３１は、テスト基板９０の基板パッド９１に接触して電気的に連結する。

シリコンコネクタの上部面２３に移送された半導体パッケージ８０のはんだボール８１は、低密度導電性シリコン部の上部面３３を所定の圧力で加圧しながら弾性的に接触することによって電気的に連結される。このような状態で、テスト基板８０を介してテスト信号がシリコンコネクタ１００を媒介にして半導体パッケージ８０に伝達され、テスト工程が行われる。

この時、低密度導電性シリコン部３０を含むシリコンコネクタ１００は、ソフト素材よりなり、弾性を有するので、半導体パッケージのはんだボール８１が低密度導電性シリコン部の上部面３３を所定の圧力で加圧すれば、はんだボール８１により低密度導電性シリコン部の上部面３３が押圧され、はんだボール８１の外周面を取り囲みながら安定した電気的接触を具現する。低密度導電性シリコン部３０は、中心部分が凸状となり、それにより、低密度導電性シリコン部３０を取り囲むコネクタ胴体２０の上部面２３と下部面２１も凸状となるように膨脹する。

ところが、低密度導電性シリコン部３０は、ソフトな素材よりなるから、反復的な半導体パッケージのはんだボール８１の接触により容易に損傷されるという問題点がある。すなわち、シリコンコネクタ１００は、半導体パッケージ８０の接触状態で収縮と膨脹を反復しなければならないが、半導体パッケージのはんだボール８１により反復的に押圧された低密度導電性シリコン部の上部面３３が掘られる現象が生じるため、不良が発生する。したがって、従来のシリコンコネクタ１００は、低密度導電性シリコン部３０の損傷に起因してよく交換しなければならないため、シリコンコネクタ１００の交換による費用負担が大きい。

このような問題点を解決するためのシリコンコネクタとして、特許文献３には、低密度導電性シリコン部の上端に金属リングが介在するシリコンコネクタが開示されている。すなわち、低密度導電性シリコン部の上端に金属リングを介在させることで、金属リングの内部に位置する低密度導電性シリコン部が半導体パッケージのはんだボールにより押圧される時、掘られないようにして、シリコンコネクタの寿命を延長することができる。

しかしながら、低密度導電性シリコン部は、依然としてソフトであって、金属リングは、硬質（ｈａｒｄ）の素材であるから、半導体パッケージがシリコンコネクタにコンタクトする過程で発生するシリコンコネクタの反復的な変形により低密度導電性シリコン部の上端部から金属リングが外れるという不良が発生する可能性がある。

さらに、特許文献４には、低密度導電性シリコン部の上端に金属板が介在するシリコンコネクタが開示されている。金属板は、下部の低密度導電性シリコン部を保護するので、シリコンコネクタの寿命を延長させることができる。
しかしながら、金属板全体が低密度導電性シリコン部を覆っており、金属板は、硬質の素材であるから、ソフトな性質を有する低密度導電性シリコン部に比べて、金属板は、はんだボールと安定した電気的接触を具現するのに限界がある。

一方、金属板と半導体パッケージのはんだボール間の安定した接触を具現するためには、接触圧力を増加させなければならないが、接触圧力が増加した場合、金属板の下部の低密度導電性シリコン部が損傷され、弾性が急激に低下するなどの問題が再発する可能性がある。すなわち、シリコンコネクタは、半導体パッケージのはんだボールによって所定の接触圧力で加圧された後、自体の弾性により元来の形態に戻るが、金属板による過度な接触圧力が反復的に作用する場合、過度な接触圧力で押圧された低密度導電性シリコン部の損傷が一層早く進行するという問題点が発生する。

そして、金属板は、シリコンコネクタの製造工程と別途に、低密度導電性シリコン部の上端にメッキ、エッチング、コーティングなどの方法で形成しなければならないので、製造工程が複雑である。
また、金属板の下部の低密度導電性シリコン部が弾性を有するのに対して、金属板は、ほとんど弾性を有しないので、金属板と低密度導電性シリコン部の界面で剥離が発生する可能性がある。激しい場合、金属板が低密度導電性シリコン部の上端から外れる不良が発生する可能性がある。

大韓民国実用新案登録第１８２５２３号明細書 大韓民国実用新案登録第２４７７３２号明細書 大韓民国実用新案登録第２７８９８９号明細書 大韓民国実用新案登録第３１２７３９号明細書

したがって、本発明の目的は、従来のシリコンコネクタの製造工程を利用しながら、接合信頼性が良好であり、機械的電気的接触が堅固な低密度導電性シリコン部を保護するシリコンコネクタを提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、半導体パッケージのはんだボールに対応するコネクタ胴体の位置に絶縁性シリコンパウダーと導電性パウダーを固形化して形成した半導体パッケージテスト用シリコンコネクタであって、絶縁性シリコンパウダーが固形化されたコネクタ胴体と、導電性シリコン部とを含むことを特徴とする半導体パッケージテスト用シリコンコネクタを提供する。前記導電性シリコン部は、上部面が前記コネクタ胴体の上部面に対して突出するように形成された高密度導電性シリコン素材の第１はんだボール接触円形部と、下部面が前記コネクタ胴体の下部面に露出する低密度導電性シリコン素材の第２柱状部とを含む。

本発明に係る高密度導電性シリコン部は、コネクタ胴体の上部面に形成されてもよい。高密度導電性シリコン部は、低密度導電性シリコン部の上部面を実質的に覆うことができる大きさで形成することが好ましい。
本発明に係る低密度導電性シリコン部の下端部は、コネクタ胴体の下部面に突出させてもよい。この時、低密度導電性シリコン部の下端部を除いたコネクタ胴体の下部面には、支持テープを取り付けたり、又は、下端部の周囲にシリコン接着剤を塗布してもよい。支持テープには、ポリイミドテープが使われてもよい。

本発明に係るシリコンコネクタは、高密度導電性シリコン部の外周面に結合された金属リングをさらに含んでもよい。金属リングの素材として、ＢｅＣｕが使われてもよい。
本発明に係る低密度導電性シリコン部の下部面に底面高密度導電性シリコン部を形成してもよい。

本発明に係るコネクタ胴体と低密度導電性シリコン部は、絶縁性シリコンパウダーと導電性パウダーを１：１の割合で混合したシリコン混合物で製造されてもよい。高密度導電性シリコン部は、絶縁性シリコンパウダーが１０重量％から２０重量％を占め、導電性パウダーが８０重量％から９０重量％を占める。この時、導電性シリコン部を形成する導電性パウダーには、ニッケル粒子に金がコートされた金属パウダーが使われてもよい。

本発明の構造によれば、低密度導電性シリコン部の上部に半導体パッケージのはんだボールと接触する高密度導電性シリコン部を形成することによって、半導体パッケージが加える圧力を高密度導電性シリコン部で吸収して、低密度導電性シリコン部が損傷されるのを抑制することができる。

そして、高密度導電性シリコン部は、金属板に比べて緩衝性を有し、低密度導電性シリコン部に比べて金属性が強いため、従来の低密度導電性シリコン部だけで構成されるシリコンコネクタに比べて、パッケージの接触圧力が増加するが、増加程度を最小化することによって、パッケージの接触圧力増加による低密度導電性シリコン部の損傷を最小化することができる。

また、高密度導電性シリコン部が低密度導電性シリコン部を保護することによって、弾性体の役目をする低密度導電性シリコン部の特性を、従来に比べて長く維持させることができるので、シリコンコネクタの寿命を延長することができる。
また、高密度導電性シリコン部及び低密度導電性シリコン部は、導電性パウダーの含量が異なるだけで、同じ構成を有するので、高密度導電性シリコン部と低密度導電性シリコン部の界面で良好な接合信頼性を確保することができる。

また、高密度導電性シリコン部及び低密度導電性シリコン部は、従来のシリコンコネクタの製造方法をそのまま活用して製造することができるので、高密度導電性シリコン部の形成による製造費用の増加を最小化することができる。
また、コネクタ胴体の下部面に対して低密度導電性シリコン部の基板接触部を突出するように形成することによって、テスト基板の基板パッドに所定の弾性をもって接触することができるようにする。そして、半導体パッケージのはんだボールの接触時、接触荷重をコネクタ胴体の下部面にも分散させることができる。

以下、添付の図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
（第１実施例）
図５は、本発明の第１実施例に係る半導体パッケージテスト用シリコンコネクタ２００の一部を切り取った状態を示す斜視図である。図６は、図５の導電性シリコン部１３０を示す拡大図である。そして、図７は、図５のシリコンコネクタ２００の一部分を示す断面図である。

図５から図７を参照すれば、第１実施例に係るシリコンコネクタ２００は、シリコンパウダー領域１２５と導電性パウダー領域１３５を固形化して形成した半導体パッケージテスト用コネクタであって、シリコンパウダー領域１２５が固形化されたコネクタ胴体１２０と、テストすべき半導体パッケージのはんだボールに対応するコネクタ胴体１２０の位置に導電性パウダー領域１３５、１３６（以下、導電性シリコン部１３０の第１部及び第２部と称する）が集まって規則的に配列された１つ以上の導電性シリコン部１３０とを含む。導電性シリコン部１３０は、コネクタ胴体１２０に対して柱状に近く垂直で形成される。

特に、第１実施例に係る導電性シリコン部１３０は、上部面１３６がコネクタ胴体の上部面１２３に対して突出するように形成された高密度導電性シリコンパウダー部１３２と、高密度導電性シリコンパウダー部１３２の下部に形成され、下部面１３１がコネクタ胴体の下部面１２１に露出する低密度導電性シリコンパウダー部１３４とを含む。この時、高密度導電性シリコンパウダー部１３２の上部面１３６は、半導体パッケージのはんだボールが接触するボール接触部として使われ、低密度導電性シリコンパウダー部１３４の下部面１３１は、テスト基板の基板パッドが接触する基板接触部として使われる。

したがって、第１実施例に係る導電性シリコン部１３０は、低密度導電性シリコン部１３４と高密度導電性シリコン部１３２とで導電性パウダー１３５の比率が異なり、低密度導電性シリコン部１３４上に高密度導電性シリコン部１３２が配置された構造を有するから、高密度導電性シリコン部１３２が半導体パッケージのはんだボールに接触することによって、低密度導電性シリコン部１３４に作用する機械的なストレスを緩衝する役目を担当する。

そして、高密度導電性シリコン部１２４は、低密度導電性シリコン部１３４に比べて金属性が強化されていて、依然としてシリコンパウダー１２５を含んでおり、一般的な金属板に比べて弾性率が高いことから、半導体パッケージのはんだボールと安定した電気的接触を具現することができる。

第１実施例に係るシリコンコネクタ２００について具体的に説明すれば、シリコンコネクタ２００は、シリコンパウダー１２５と導電性パウダー１３５を所定の割合で混合して形成し、導電性パウダー１３５には、ニッケル粒子に金（Ａｕ）がコートされたパウダーを使用する。そして、シリコンパウダー１２５には、絶縁性のシリコンパウダーを使用する。

コネクタ胴体１２０の大部分は、固形化したシリコンパウダー１２５で形成され、電気を印加した時部分的に低密度導電性シリコン部１３４に移動しない微量の導電性パウダーを含んでいる。これは、図６、図７及び図８Ｃ中で、低密度導電性シリコン部１３４の領域外側に現れている。

低密度導電性シリコン部１３４は、固形化したシリコンパウダー１２５に導電性パウダー１３５が含まれた構造を有し、半導体パッケージがシリコンコネクタ２００に加える圧力を緩衝する弾性体の役目を担当する。低密度導電性シリコン部１３４は、従来と同様にシリコンパウダー１２５と導電性パウダー１３５を１：１の割合で混合して形成する。この時、低密度導電性シリコン部１３４は、コネクタ胴体の上部面１２３と下部面１２１に両端が露出し得るように形成される。

そして、高密度導電性シリコン部１３２は、コネクタ胴体の上部面１２３に露出した低密度導電性シリコン部の上部面１３３に形成される。高密度導電性シリコン部１３２は、低密度導電性シリコン部１３４を保護することができるように、低密度導電性シリコン部の上部面１３３を実質的に覆うことができる大きさで形成される。

この時、高密度導電性シリコン部１３２は、低密度導電性シリコン部１３４より導電性パウダー１３５の比率が高い。例えば、導電性パウダー１３５が８０％（重量比）から９０％（重量比）を有し、シリコンパウダー１２５が１０％（重量比）から２０％（重量比）を有するように形成することが好ましい。その理由は、高密度導電性シリコン部１３２の導電性パウダー１３５の比率が８０％（重量比）以下である場合、高密度導電性シリコン部１３２は低密度導電性シリコン部１３４に比べて硬質であるが、依然としてソフトな性質が強いため、低密度導電性シリコン部１３４だけで構成されたものとあまり大きな差異がないので、所望の効果が得られなかったことにある。これに対し、導電性パウダー１３５の比率が９０％（重量比）以上である場合、高密度導電性シリコン部１３２の硬さが金属板と類似するので、上記特許文献４に開示された金属板を使用するものとほぼ同じ問題が発生した。

高密度導電性シリコン部１３２の比率と低密度導電性シリコン部１３４の比率間の相関関係は、離脱や摩耗、損傷が生じることなく、堅固な電気的接触を確保することができれば、本発明の範囲内で変形例が実施可能であることは、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者にとって自明である。

第１実施例に係るシリコンコネクタ２００の製造方法を、図８Ａから図８Ｃを参照して説明する。図８Ａから図８Ｃは、図５のシリコンコネクタの製造方法による各段階を示す断面図である。
まず、図８Ａに示されるように、高密度導電性シリコン部１３２が形成される位置に孔１４２が形成されたベーステープ１４０を用意する段階から出発する。ベーステープ１４０には、例えばポリイミドテープが使われる。

次に、ベーステープの孔１４２に高密度導電性シリコン部１３２を形成する段階が実施される。すなわち、高密度導電性パウダーを含む第１シリコン混合物をベーステープの孔１４２に充填させ、溶融させた後、固形化させることによって、高密度導電性シリコン部１３２を形成する。この時、第１シリコン混合物には、シリコンパウダーが１０％（重量比）から２０％（重量比）、導電性パウダーが８０％（重量比）から９０％（重量比）で混合されたシリコン混合物を使用することが好ましい。

次に、ベーステープ１４０上に低密度導電性シリコン部１３４を形成する段階が実施される。すなわち、図８Ｂに示されるように、ベーステープ１４０の上部にコネクタ胴体と低密度導電性シリコン部で形成された低密度導電性パウダー１３５を含む第２シリコン混合物をベーステープ１４０の上部に投入した後、溶融させる段階が実施される。この時、第２シリコン混合物には、シリコンパウダーが約５０％（重量比）、導電性パウダーが約５０％（重量比）で混合されたシリコン混合物を使用することが好ましい。

次いで、図８Ｃに示されるように、高密度導電性シリコン部１３２を中心にして正の電位（＋）を印加し、低密度導電性シリコン部１３５を中心にして負の電位（−）を印加すれば、溶融した第２シリコン混合物に含まれた導電性パウダー１３５が高密度導電性シリコン部１３２上に対応する領域１３４に集まるようになる。

次に、溶融したシリコン混合物を固形化させることによって、ベーステープ１４０の上部面に低密度導電性シリコン部１３４を形成することができる。もちろんコネクタ胴体１２０も一緒に形成される。
最後に、ベース層１４０を除去することによって、図７に示されたような第１実施例に係るシリコンコネクタ２００を得ることができる。

高密度導電性シリコン部１３２及び低密度導電性シリコン部１３４は導電性パウダー１３５の含量が異なるだけで、同じ構成を有するので、高密度導電性シリコン部１３２と低密度導電性シリコン部１３４の界面（低密度導電性シリコンの上部面１３３に該当）で良好な接合信頼性を示す。

一方、前述のような第１実施例に係るシリコンコネクタ２００の製造方法は、一例に過ぎないもので、他の変形された方法でシリコンコネクタ２００を製造することができることはもちろんである。例えば、第１実施例に係る導電性シリコン部１３０を形成する方法で、高密度導電性シリコン部１３２を固形化した後、低密度導電性シリコン部１３４を固形化する方法が開示されているが、高密度導電性シリコン部と低密度導電性シリコン部を共に固形化する方法を採択することもできる。

第１実施例に係るシリコンコネクタ２００を使用して半導体パッケージ８０をテストする時の、シリコンコネクタ２００と半導体パッケージ８０との間の電気的な接触の状態を図９を参照して説明する。まず、上部面にシリコンコネクタ２００が設けられたテスト基板９０を用意する。コネクタ胴体の下部面１２１に露出した低密度導電性シリコン部の下部面１３１は、テスト基板の基板パッド９１に密着するように設けられる。

次に、テストすべき半導体パッケージ８０がシリコンコネクタ２００の上部に移送されて整列される。もちろん、半導体パッケージのはんだボール８１がシリコンコネクタ２００の上部に向かうように移送される。この時、半導体パッケージ８０は、例えば移送手段により１つずつ移送され、テスト工程が実施され、また例えば多数個がトレイに収納された状態でバッチタイプで整列順に移送される。もちろん半導体パッケージ８０がトレイに収納されて移送される場合、トレイに収納された半導体パッケージ８０の位置に対応する位置にシリコンコネクタ２００が設けられる。この時、半導体パッケージ８０は、例えば下部面に半球形のはんだボール８１が形成されたＣＳＰまたはＷＬＣＳＰである。

次に、半導体パッケージ８０を下側に移動させてシリコンコネクタ２００に密着させると、半導体パッケージのはんだボール８１が導電性シリコン部１３０に弾性的に接触するようになる。すなわち、半導体パッケージ８０を押圧する（またはコネクタ２００を押圧する）加圧力により半球形のはんだボール８１が高密度導電性シリコン部の上部面１３６を押圧するようになり、押圧された高密度導電性シリコン部１３２は、下側に収縮されつつ、はんだボール８１の外周面を取り囲みながら柔らかく接触する。さらに、半導体パッケージ８０の加圧力を高密度導電性シリコン部１３２の下部の低密度導電性シリコン部１３４及びコネクタ胴体１２０が吸収することによって、半導体パッケージのはんだボール８１は、導電性シリコン部１３０に弾性的に接触して電気的に連結される。

このようにシリコンコネクタ２００を媒介にしてテスト基板９０と半導体パッケージ８０とが機械的な接触により電気的に連結された状態で、テスト基板の基板パッド９１を介してテスト信号がシリコンコネクタ２００の導電性シリコン部１３０を経て半導体パッケージのはんだボール８１に伝達されることによって、テスト工程が行われる。

したがって、第１実施例に係るシリコンコネクタ２００は、高密度導電性シリコン部１３２で半導体パッケージのはんだボール８１と電気的に接触し、金属性が強い高密度導電性シリコン部１３２により低密度導電性シリコン部１３４が保護されるので、半導体パッケージ８０が加える圧力により低密度導電性シリコン部１３４が損傷されるのを抑制することができる。

そして、高密度導電性シリコン部１３２は、低密度導電性シリコン部１３４に比べて金属性が強いため、従来の低密度導電性シリコン部だけで構成されるシリコンコネクタに比べて半導体パッケージ８０の接触圧力が増加するが、金属板に比較すれば、その増加程度が小さい。さらに、高密度導電性シリコン部１３２は、金属板に比べて緩衝性を有するので、半導体パッケージ８０の接触圧力の増加を最小化することができると共に、半導体パッケージのはんだボール８１と安定した電気的接触を具現することができる。

（第２実施例）
本発明の第１実施例では、低密度導電性シリコン部の下部面がコネクタ胴体の下部面に形成された構造を開示したが、図１０及び図１１に示されるように、コネクタ胴体２２０の下部面２２１に対して所定の高さをもって突出するように形成してもよい。第２実施例に係るシリコンコネクタ３００は、コネクタ胴体の下部面２２１に低密度導電性シリコン部２３４の下部面２３１を含む下端部２３７が突出した構造を有することを除いて、第１実施例に係るシリコンコネクタと同じ構造を有する。

この時、突出した低密度導電性シリコン部の下端部２３７を支持することができるように、突出した低密度導電性シリコン部の下端部２３７を除いたコネクタ胴体の下部面２２１に、支持層２４０、例えば、ストリップやテープを取り付けることができる。支持層２４０の代わりに、コネクタ胴体の下部面２２１に突出した低密度導電性シリコン部の下端部２３７の外周面に、シリコン接着剤を塗布することができる。

低密度導電性シリコン部の下端部２３７をコネクタ胴体の下部面２２１に対して突出するように形成することによって、テスト基板の基板パッド９１に所定の弾性をもって接触することができるようにする。そして、半導体パッケージのはんだボールの接触時、接触荷重をコネクタ胴体の下部面２２１に分散させることができる。すなわち、低密度導電性シリコン部の下端部２３７がコネクタ胴体の下部面２２１に対して突出しているため、低密度導電性シリコン部の下部面がコネクタ胴体の下部面と同一面に形成されているものに比べて、テスト基板９０に弾性的に接触することができるので、安定した電気的接触を具現することができる。

そして、低密度導電性シリコン部の下端部２３７がコネクタ胴体の下部面２２１に対して突出しているため、低密度導電性シリコン部の下部面がコネクタ胴体の下部面と同一面に形成されたシリコンコネクタをテスト基板に設けることと比較すれば、コネクタ胴体の下部面２２１とテスト基板９０の上部面間の空間幅Ｔがもっと大きい。したがって、半導体パッケージがシリコンコネクタ３００を加圧する時、コネクタ胴体の上部面２２３を始めとして下部面２２１が共に凸状になって膨脹しながら半導体パッケージが加える圧力を吸収するようになる。すなわち、テスト基板９０とシリコンコネクタ３００との間に空間部が形成されているので、コネクタ胴体の下部面２２１がテスト基板９０の上部面に膨脹できる充分な空間を提供することができる。

（第３実施例）
図１２に示されるように、第３実施例に係るシリコンコネクタ４００は、コネクタ胴体の下部面３２１に突出した低密度導電性シリコン部の下部面３３１に薄く底面高密度導電性シリコン部３３８が形成されている。そして、突出した低密度導電性シリコン部の下端部３３７を支持するために、コネクタ胴体の下部面３２１に突出した低密度導電性シリコン部の下端部３３７の外周面に、シリコン接着剤３５０を塗布することができる。

この時、底面高密度導電性シリコン部１３８は、高密度導電性シリコン部１３２と同じ素材で形成することができる。そして、シリコン接着剤３５０には、コネクタ胴体３２０及び低密度導電性シリコン部の下端部３３７との接合信頼性を考慮して、シリコンコネクタ４００の製造に使われるシリコンパウダーと同じ素材のシリコン接着剤を使用することが好ましい。
この時、低密度導電性シリコン部の下部面３３１に底面高密度導電性シリコン部３３８を形成することによって、第２実施例に開示された効果を期待することができるだけでなく、基板パッドとの安定した接触信頼性を確保することができる。

（第４実施例）
第１から第３実施例に係るシリコンコネクタでは、コネクタ胴体の上部面に高密度導電性シリコン部が形成され、高密度導電性シリコン部が低密度導電性シリコン部を覆うように形成された例を開示したが、図１３に示されるように、第４実施例に係るシリコンコネクタ５００は、高密度導電性シリコン部４３２の外周面に金属リング４６０が結合された構造を有する。そして、低密度導電性シリコン部の下端部４３７は、第３実施例と同じ構造を有するので、詳細な説明は省略する。この時、低密度導電性シリコン部の下端部は、第１または第２実施例と同じ構造で形成できることはもちろんである。

第４実施例に係るシリコンコネクタ５００について具体的に説明すれば、コネクタ胴体４２０の上部面４２３に対して所定の深さで結合された金属リング４６０に高密度導電性シリコン部４３２が充填されて形成される。そして、金属リング４６０の下部に低密度導電性シリコン部４３４が形成される。導電性シリコン部４３０の混合比は、第１実施例と同じであるので、詳細な説明は省略する。

この時、低密度導電性シリコン部４３４は、金属リング４６０の外周面の内側に形成されるが、高密度導電性シリコン部４３２の外径よりは大きく形成される。
第４実施例に係る金属リング４６０は、ＢｅＣｕ素材で製造することが好ましく、その他、非導電性素材で製造することができる。

金属リング４６０の内側の高密度導電性シリコン部の上部面４３６に半導体パッケージのはんだボールが安定的に接触することができるように、金属リング４６０の上端部は、コネクタ胴体の上部面４２３に対して若干突出するように形成することが好ましく、金属リング４６０の上部面に高密度導電性シリコン部の上部面４３６が位置することができるように形成することが好ましい。

したがって、半導体パッケージのはんだボールが高密度導電性シリコン部の上部面４３６に一次的に接触することによって、低密度導電性シリコン部４３４に加えられる機械的なストレスを抑制することができる。さらに、高密度導電性シリコン部４３２の外周面に金属リング４６０が結合された構造を有するので、高密度導電性シリコン部４３２の離脱を防止することができると共に、低密度導電性シリコン部４３４に加えられる機械的なストレスをさらに抑制することができる。

一方、上記特許文献３に開示された金属リングが介在するシリコンコネクタと比較して、第４実施例に係る金属リング４６０が高密度導電性シリコン部４３２から外れる不良を心配する必要がある。しかし、上記特許文献３に開示された金属リングが、低密度導電性シリコン部に結合された構造を有するのに対して、第４実施例に係るシリコンコネクタ５００は、金属リング４６０が高密度導電性シリコン部４３２に結合された構造を有するという点から、構成上の差異を有している。高密度導電性シリコン部４３２は、低密度導電性シリコン部４３４に比べて導電性パウダーの含量が高く金属性が強いため、低密度導電性シリコン部４３４と比較して弾性に劣る。したがって、半導体パッケージをテストする過程で、高密度導電性シリコン部４３２に加圧力が反復的に作用しても、高密度導電性シリコン部４３２の収縮と膨脹の程度が小さいため、金属リング４６０が高密度導電性シリコン部４３２から外れる不良はほとんど発生しない。

一方、本発明に係る第１から第３実施例では、コネクタ胴体の上部面に高密度導電性シリコン部が形成された例を開示したが、コネクタ胴体の下部面にも高密度導電性シリコン部を形成することができる。そして、第４実施例では、コネクタ胴体の上部で高密度導電性シリコン部に金属リングが結合された構造を開示したが、コネクタ胴体の下部で高密度導電性シリコン部に金属リングが結合された構造であってもよい。
なお、本明細書と図面に開示された本発明の実施形態は理解を助けるために特定例を提示したに過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。ここに開示された実施形態の他にも本発明の技術的思想に基づき他の変形例が実施可能であることは自明である。

従来技術に係る半導体パッケージテスト用シリコンコネクタの一部を切り取った状態を示す斜視図である。 従来技術に係る半導体パッケージテスト用シリコンコネクタの低密度導電性シリコン部を示す拡大図である。 従来技術に係る半導体パッケージテスト用シリコンコネクタの一部分を示す断面図である。 従来技術に係る半導体パッケージテスト用シリコンコネクタに半導体パッケージが接触した状態を示す断面図である。 本発明の第１実施例に係る半導体パッケージテスト用シリコンコネクタの一部を切り取った状態を示す斜視図である。 本発明の第１実施例に係る半導体パッケージテスト用シリコンコネクタの導電性シリコン部を示す拡大図である。 本発明の第１実施例に係る半導体パッケージテスト用シリコンコネクタの一部分を示す断面図である。 本発明の第１実施例に係る半導体パッケージテスト用シリコンコネクタの製造方法を示す断面図である。 本発明の第１実施例に係る半導体パッケージテスト用シリコンコネクタの製造方法を示す断面図である。 本発明の第１実施例に係る半導体パッケージテスト用シリコンコネクタの製造方法を示す断面図である。 本発明の第１実施例に係る半導体パッケージテスト用シリコンコネクタに半導体パッケージが接触した状態を示す断面図である。 本発明の第２実施例に係る半導体パッケージテスト用シリコンコネクタを示す断面図である。 本発明の第２実施例に係る半導体パッケージテスト用シリコンコネクタがテスト基板に設けられた状態を示す断面図である。 本発明の第３実施例に係る半導体パッケージテスト用シリコンコネクタを示す断面図である。 本発明の第４実施例に係る半導体パッケージテスト用シリコンコネクタを示す断面図である。

符号の説明

１２０、２２０、３２０、４２０ コネクタ胴体、１２５ シリコンパウダー、１３０、２３０、３３０、４３０ 導電性シリコン部、１３２、２３２、３３２、４３２ 高密度導電性シリコン部、１３４、２３４、３３４、４３４ 低密度導電性シリコン部、１３５ 導電性パウダー、２００、３００、４００、５００ シリコンコネクタ、２４０ 支持テープ、３５０、４５０ シリコン接着剤、４６０ 金属リング

Claims (31)

1. 所定濃度の導電性パウダーを含有する絶縁性シリコンパウダーの混合物で製造されるコネクタ胴体と、 前記コネクタ胴体の上部面に近接するように形成され前記コネクタ胴体の上部面に対して突出するように形成された高密度導電性シリコン部と、前記高密度導電性シリコン部の下部に垂直形態で形成され、下部面が前記コネクタ胴体の下部面から露出し、半導体パッケージのはんだボールに対応する前記コネクタ胴体の位置に前記導電性パウダーが集まって形成された低密度導電性シリコン部とを有する導電性シリコン部と、
   を備えることを特徴とする半導体パッケージテスト用コネクタ。
2. 前記高密度導電性シリコン部は、前記コネクタ胴体の上部面に形成されることを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージテスト用コネクタ。
3. 前記高密度導電性シリコン部は、前記低密度導電性シリコン部の上部面を実質的に覆うことが可能に形成されることを特徴とする請求項２に記載の半導体パッケージテスト用コネクタ。
4. 前記コネクタ胴体の下部面から前記低密度導電性シリコン部の下端部が突出していることを特徴とする請求項３に記載の半導体パッケージテスト用コネクタ。
5. 前記低密度導電性シリコン部の下端部により占有された部分を除いた前記コネクタ胴体の下部面に支持層が取り付けられていることを特徴とする請求項４に記載の半導体パッケージテスト用コネクタ。
6. 前記支持層は、ポリイミドを含む素材からなることを特徴とする請求項５に記載の半導体パッケージテスト用コネクタ。
7. 前記突出した前記低密度導電性シリコン部の下端部を支持するために、前記低密度導電性シリコン部の下端部の外周面にシリコン接着剤が塗布されていることを特徴とする請求項４に記載の半導体パッケージテスト用コネクタ。
8. 前記高密度導電性シリコン部の外周面に形成された金属リングを備えることを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージテスト用コネクタ。
9. 前記金属リングは、ＢｅＣｕを含む素材で製造されることを特徴とする請求項８に記載の半導体パッケージテスト用コネクタ。
10. 前記コネクタ胴体の下部面から前記低密度導電性シリコン部の下端部が突出していることを特徴とする請求項９に記載の半導体パッケージテスト用コネクタ。
11. 前記低密度導電性シリコン部の下端部により占有された部分を除いた前記コネクタ胴体の下部面に支持層が取り付けられていることを特徴とする請求項１０に記載の半導体パッケージテスト用コネクタ。
12. 前記支持層は、ポリイミドを含む素材からなることを特徴とする請求項１１に記載の半導体パッケージテスト用コネクタ。
13. 前記突出した前記低密度導電性シリコン部の下端部を支持するために、前記低密度導電性シリコン部の下端部の外周面にシリコン接着剤が塗布されていることを特徴とする請求項１０に記載の半導体パッケージテスト用コネクタ。
14. 前記低密度導電性シリコン部の下部面に薄い高密度導電性シリコン部が形成されることを特徴とする請求項１０に記載の半導体パッケージテスト用コネクタ。
15. 前記コネクタ胴体及び前記低密度導電性シリコン部は、絶縁性シリコンパウダーと導電性パウダーとが約１：１の割合で混合されたシリコン混合物で製造されることを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージテスト用コネクタ。
16. 前記高密度導電性シリコン部は、絶縁性シリコンパウダーが１０重量％から２０重量％を占め、導電性パウダーが８０重量％から９０重量％を占めることを特徴とする請求項１５に記載の半導体パッケージテスト用コネクタ。
17. 前記導電性シリコン部を形成する導電性パウダーは、金がコートされたニッケル粒子を含む素材で製造される金属パウダーであることを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージテスト用コネクタ。
18. 前記低密度導電性シリコン部の下部面に形成された底面高密度導電性シリコン部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の半導体パッケージテスト用コネクタ。
19. 前記底面高密度導電性シリコン部の外周面に形成された金属リングを備えることを特徴とする請求項１８に記載の半導体パッケージテスト用コネクタ。
20. 前記金属リングは、ＢｅＣｕを含む素材で製造されることを特徴とする請求項１９に記載の半導体パッケージテスト用コネクタ。
21. 所定濃度の導電性パウダーを含有する絶縁性シリコンパウダーの混合物でコネクタ胴体を形成する段階と、 前記コネクタ胴体に複数の導電性シリコン部の配列を形成する段階であって、各導電性シリコン部は前記コネクタ胴体の上部面に近接するように形成され前記コネクタ胴体の上部面から突出するように形成された上部高密度導電性シリコン部を有し、対応する上部高密度導電性シリコン部の下部に垂直形態で形成される底部低密度導電性シリコン部であって前記コネクタ胴体の下部面に突出する底面を有する底部低密度導電性シリコン部をさらに有し、前記底部低密度導電性シリコン部の形成段階では前記コネクタ胴体の上下垂直領域間に電圧電位を選択的に印加し、前記所定濃度の導電性パウダーを前記配列された導電性シリコン部に対応するコネクタ胴体の配列された柱状の領域に集める段階と、
    を含むことを特徴とする半導体パッケージテスト用コネクタの製造方法。
22. 前記複数の導電性シリコン部の規則的な配列を形成する前に、絶縁性シリコンパウダーと導電性パウダーとを約１：１の割合で混合する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載の半導体パッケージテスト用コネクタの製造方法。
23. 前記複数の導電性シリコン部は、規則的に配列されることを特徴とする請求項２１に記載の半導体パッケージテスト用コネクタの製造方法。
24. 絶縁性のコネクタ胴体と、 半導体パッケージの導電性ボールに対応する位置にある前記コネクタ胴体に形成される１つ以上の導電性部であって、前記コネクタ胴体の上部面に近接するように形成され前記コネクタ胴体の上部面に対して突出するように形成された高密度導電性領域と、前記高密度導電性領域の下部に垂直形態で形成され下部面が前記コネクタ胴体の下部面から露出した低密度導電性領域とを有する１つ以上の導電性部と、
    を備えることを特徴とする半導体パッケージテスト用コネクタ。
25. 前記高密度導電性領域は、前記コネクタ胴体の上部面に形成されることを特徴とする請求項２４に記載の半導体パッケージテスト用コネクタ。
26. 前記高密度導電性領域は、前記低密度導電性領域の上部面を実質的に覆うことが可能に形成されることを特徴とする請求項２５に記載の半導体パッケージテスト用コネクタ。
27. 前記コネクタ胴体の下部面から前記低密度導電性領域の下端部が突出していることを特徴とする請求項２６に記載の半導体パッケージテスト用コネクタ。
28. 前記低密度導電性領域の下端部により占有された領域を除いた前記コネクタ胴体の下部面に支持層が取り付けられていることを特徴とする請求項２７に記載の半導体パッケージテスト用コネクタ。
29. 前記高密度導電性領域の外周面に形成された金属リングをさらに備えることを特徴とする請求項２８に記載の半導体パッケージテスト用コネクタ。
30. 前記コネクタ胴体及び前記低密度導電性領域は、絶縁性シリコンパウダーと導電性パウダーとが約１：１の割合で混合されたシリコン混合物で製造されることを特徴とする請求項２９に記載の半導体パッケージテスト用コネクタ。
31. 前記高密度導電性領域は、絶縁性シリコンパウダーが１０重量％から２０重量％を占め、導電性パウダーが８０重量％から９０重量％を占めることを特徴とする請求項３０に記載の半導体パッケージテスト用コネクタ。
    
    
    
    
    

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