JP2007093561A - Contact apparatus manufacturing method and associated apparatuses - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は接触装置製造方法に関する。さらに、本発明は各種接触装置に関する。
本発明およびその背景となる問題は、未実装チップ用試験装置に基づいて以下に説明されるが、本発明はこれにより限定されるものではなく、あらゆる接触装置に関する。
The present invention relates to a contact device manufacturing method. Furthermore, the present invention relates to various contact devices.
The present invention and the background problems thereof will be described below based on an unmounted chip test apparatus, but the present invention is not limited thereto and relates to all contact devices.
集積回路およびチップを形成した際、その電気的特性および機能性を試験する必要がある。高適用性および低コストの実現のために、ベア(実装していない)チップ試験に対する関心が高まっている。未実装チップには小さいコンタクトパッドのみが備えられている。よって、上記のコンタクトパッドに繰り返し接触することが安定して可能な試験装置を提供する必要がある。公知の接触装置には、コンタクトパッドに対して押圧される接触針が使用されている。しかし、これらの針を使用した装置は比較的複雑な機械的構造を有するために高価である。よって、これらの装置の使用を、製造過程においては可能な限り避けることが望ましい。 When integrated circuits and chips are formed, their electrical properties and functionality need to be tested. Due to high applicability and low cost realization, there is increasing interest in bare (unmounted) chip testing. Unmounted chips are provided with only small contact pads. Therefore, it is necessary to provide a test apparatus capable of stably contacting the contact pad described above. Known contact devices use a contact needle that is pressed against a contact pad. However, devices using these needles are expensive due to their relatively complex mechanical structure. Therefore, it is desirable to avoid using these devices as much as possible in the manufacturing process.
図1には、簡略化した接触装置の一部を断面図で示している。回路基板1の上には、弾性突出部2が備えられている。トレース(trace)3は測定装置(図示せず)に接続され、弾性突出部2の側壁に沿って弾性突出部2の上部領域102まで案内される。コンタクトパッド5を有する未実装チップ4は、上記構成に対して、以下の手順により接触させることができる。コンタクトパッド5が弾性突出部2の上方に配置されるように未実装チップ4の位置決めをする。続いて、未実装チップ4を回路基板1に向けて方向103へ押圧し、弾性突出部2を圧縮する。よって、形成されるトレース3はコンタクトパッド5と接触する。これにより、未実装チップ4の測定装置を用いた電気試験が可能となる(図2)。
FIG. 1 shows a part of a simplified contact device in a sectional view. An
未実装チップ4を取り外した後、弾性突出部2の形状が元に戻ってトレース3を持ち上げる。よって、接触装置はさらなる未実装チップの試験に用いることができる。
After removing the
しかし、一度または数度圧縮されると、トレース3は元の形状に完全には戻らなくなる。特に、上記トレースの一端6が延びたままとなり、弾性突出部2から持ち上がって離れてしまう。このことはトレース3の機械的安定性に悪影響を及ぼす。これら一端6を起点として、トレース3が弾性突出部2から剥離することがある。
However, once compressed, or several times, the
本発明の目的は、上記問題を解決する安定かつ簡単な接触機構を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a stable and simple contact mechanism that solves the above problems.
本発明の特徴の1つとして、少なくとも1つのコンタクトパッドを有するキャリア基板が用意、次に、その主面に少なくとも1つの弾性突出部を形成する。弾性突出部は、上記主面に対して実質的に一定の高さに上面を有する。上面の幅はコンタクトパッドよりも大幅に広い。続いて、少なくとも1つのコンタクトパッドを少なくとも1つの突出部の上面に接続する導電構造を形成する。 As one of the features of the present invention, a carrier substrate having at least one contact pad is prepared, and then at least one elastic protrusion is formed on the main surface thereof. The elastic protrusion has an upper surface at a substantially constant height with respect to the main surface. The top surface is significantly wider than the contact pads. Subsequently, a conductive structure is formed that connects the at least one contact pad to the upper surface of the at least one protrusion.
弾性突出部は原則として平面を有する。よって、上記上面に配置される導電構造とそのトレースは、原則的として、上記キャリア基板の主面と平行になる。弾性突出部を未実装チップまたは他の装置に対して押圧しても、上面上の導電構造は実質的には変形しない。このことによって、弾性突出部が圧縮および解放される度に導電構造および突出部により形成される接触面にかかる力が減少する。よって、導電構造は弾性突出部により強固に接着して剥離を回避する。 In principle, the elastic protrusion has a flat surface. Therefore, in principle, the conductive structure disposed on the upper surface and the trace thereof are parallel to the main surface of the carrier substrate. Even if the elastic protrusion is pressed against an unmounted chip or other device, the conductive structure on the top surface is not substantially deformed. This reduces the force on the contact surface formed by the conductive structure and the protrusion each time the elastic protrusion is compressed and released. Therefore, the conductive structure is firmly adhered to the elastic protrusion to avoid peeling.
上記コンタクトパッドは、上記主面または主面の反対にある上記キャリア基板の表面に配置可能である。これにより、上記接触装置を更なる試験装置に結合するための電気的インターフェースが提供される。 The contact pad can be disposed on the main surface or the surface of the carrier substrate opposite to the main surface. This provides an electrical interface for coupling the contact device to a further test device.
本発明によるさらなる向上および改善は従属請求項に記載される。
特に好適な実施形態においては、上記キャリア基板、弾性突出部、および導電構造の上にマスクが配置される。上面上の導電構造が開口部から露出するように前記上面上の領域における前記マスクに開口部を形成して、前記マスクを構成する。導電材料で上記マスクの前記開口部を充填し、マスクを除去する。
Further improvements and improvements according to the invention are described in the dependent claims.
In a particularly preferred embodiment, a mask is arranged on the carrier substrate, the elastic protrusion and the conductive structure. The mask is configured by forming an opening in the mask in the region on the upper surface so that the conductive structure on the upper surface is exposed from the opening. The opening of the mask is filled with a conductive material, and the mask is removed.
このようにして、コンタクトパッドが凹部および/または誘電体層に囲まれて配置される半導体装置の接触を緩やかにする導電性先端部を配置してもよい。
本発明による別の改善において、前記導電構造は前記上面上に形成されるトレースを含む。さらに、1つの上面上に、複数のトレースを隣り合わせに配置してもよい。トレースは、例えば、上記主面または突出部の表面といった表面に実質的に平行である導電性平面構造である。
In this way, a conductive tip may be arranged that loosens the contact of the semiconductor device in which the contact pad is arranged surrounded by the recess and / or the dielectric layer.
In another improvement according to the present invention, the conductive structure includes a trace formed on the top surface. Furthermore, a plurality of traces may be arranged next to each other on one upper surface. The trace is a conductive planar structure that is substantially parallel to the surface, for example, the major surface or the surface of the protrusion.
特に有効な改善としては、前記トレースの一端が前記上面上に位置することが挙げられる。よって、前記トレースの前記弾性突出部との一端に近い接触面は、突出部が圧縮/圧縮解除される際のどのような破壊的負荷にも変形しない。なお、導電構造の剥離は、通常、一端から始まる。よって、一端には特に注意が払われる。 A particularly effective improvement is that one end of the trace is located on the top surface. Thus, the contact surface of the trace close to one end of the elastic protrusion does not deform to any destructive load when the protrusion is compressed / decompressed. Note that peeling of the conductive structure usually starts from one end. Thus, particular attention is paid to one end.
別の改善において、前記弾性突出部は、弾性ポリマー、好ましくはシリコーン、ポリウレタン、または弾性エポキシ樹脂を含有する。弾性突出部はスクリーンプリント処理により形成されてもよい。前記キャリア基板には、半導体基板またはプリント回路基板が含まれる。 In another improvement, the elastic protrusions contain an elastic polymer, preferably silicone, polyurethane, or elastic epoxy resin. The elastic protrusion may be formed by a screen printing process. The carrier substrate includes a semiconductor substrate or a printed circuit board.
本発明の実施例を図面に示し、以下の記述でより詳細に説明する。
図4〜図12において、同一の参照番号は同様または同一の構成要素を意味する。
図4は、本発明の一実施形態の断面図を示す。プリント回路基板または半導体基板でありうるキャリア基板11が配置されている。トレース部および/または能動受動電気部品を含む他のいかなるキャリアを使用してもよい。特に、キャリア基板は、計測機器のポートへ接続するにあたり有益であるアダプタカードであってもよい。電気コンタクトパッド14をキャリア基板11の主面111に配置する。弾性突出部12は、主面111上に備えられている。トレース13は、コンタクトパッド14を弾性突出部12の上面112に接続するように形成される。弾性突出部12の形状については、形成処理に関する次の段落の記述において、より詳細に説明される。
Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description.
4 to 12, the same reference numerals denote the same or the same components.
FIG. 4 shows a cross-sectional view of one embodiment of the present invention. A
本発明の有利な実施形態においては、コンタクトパッド14をキャリア基板11の裏側に配置してもよい。裏側とは、主面の反対の表面を指す。キャリアを通ってビアが形成される。ビアによって、トレースがコンタクトパッド14に接続されている。原則として、両面のコンタクトパッドを組み合わせて使用することも可能である。
In an advantageous embodiment of the invention, the
まず、キャリア基板11の主面111上に、弾性突出部12を形成する。これはプリント処理などによって実現されてもよい。プリント処理は単一のプリント処理で構成されてもよく複数のプリント処理で構成されてもよい。キャリア基板の表面において弾性突出部の幅がコンタクトパッドよりも大幅に広くなるようにプリントパターンがデザインされる。弾性突出部の幅がコンタクトパッドの寸法の2倍以上であることが好ましく、3倍以上であることがより好ましい。
First, the
次工程においては、複数のトレースを含む導電構造13が形成される。この形成は複数の工程によりなされる。第1の工程においては、主面111へ向かう方向に従って導電層14をキャリア基板11上に配置する。これは、スパッタリング処理などにより実現されてもよい(図5b)。その次の工程においては、導電層14上にマスク15を形成する。マスク15は、導電構造13とそのトレースが形成されるべき領域に開口部を設けるように構成されている(図5c)。続いて、導電構造13を形成するために、含金属導電層13を配置する。これら含金属層13が金属により形成されることが好ましい。典型的な導電構造は、銅、ニッケル、および金からなる表層を含む(図5d)。続いて、マスク15を除去し(図5e)、導電層14をエッチングする(図5f)。導電構造13の金からなる層は、導電構造13がそのまま残るようにその下の含金属層や導電層をエッチング処理から保護する。
In the next step, a
半導体装置のコンタクトパッド上に生じうる酸化膜などの絶縁膜をこすりとるために、導電構造13をその表面が凹凸となるように形成することが特に好ましい。これはガルバニック析出処理により実現される。
In order to scrape an insulating film such as an oxide film that may be formed on a contact pad of a semiconductor device, it is particularly preferable to form the
図6〜8は、弾性突出部を備えた接触装置に半導体装置を接触させる典型的な状態を示す。半導体装置20は、突出したコンタクトパッド21を含んでいてもよい。半導体装置20は、コンタクトパッド21が弾性突出部12と向かい合わせとなるように平行方向に位置決めされる。続いて、コンタクトパッド21と導電構造13とを接触させるために、半導体装置20を垂直方向103に移動させて弾性突出部12に対して押圧する(図6)。別の半導体装置22としては、前記半導体装置22の主面122と平面をなすコンタクトパッド23を含むものであってもよい。図7示されているものと同様の方法で、コンタクトパッド23を導電構造13に接触させる。
6 to 8 show typical states in which a semiconductor device is brought into contact with a contact device having an elastic protrusion. The
別の半導体装置24には、コンタクトパッド25が備えられている(図8)。半導体装置24の主面124上には、コンタクトパッド25の上方に開口部を有する誘電体層26が形成される。よって、コンタクトパッドと接触するために、導電構造13が誘電体層26の開口部に挿入される必要がある。これは典型的な開口部よりも小さい弾性突出部12によって実現される。
Another
図9は、本発明のさらに好ましい実施形態を示す。本実施形態は図9を用いて説明される状態に対して特に有益である。キャリア基板31が配置されており、これは図1を用いて説明されるキャリア基板と同様に選択することができるものである。主面131の上には、弾性突出部32が備えられる。導電構造33は、弾性突出部32の側壁に沿って弾性突出部32の上面132まで案内される。導電構造33の他端は、キャリア基板31上に備えられるコンタクトパッド34や能動受動電気部品に接続される。弾性突出部32の上方にある導電構造33上に導電性先端部35が配置されている。この導電性先端部は、直径約20μmで高さ10〜15μmのものが使用できる。先端部35は容易に誘電体層26の開口部に挿入され、通常60μm×60μmの表面積を有するコンタクトパッド25と接触する。
FIG. 9 shows a further preferred embodiment of the present invention. This embodiment is particularly beneficial for the situation described with reference to FIG. A
半導体装置のコンタクトパッド上に生じうる酸化膜などの絶縁膜をこすりとるために、導電性先端部35をその表面が凹凸となるように形成することが特に好ましい。これはガルバニック析出処理により実現される。
In order to scrape an insulating film such as an oxide film that can be formed on a contact pad of a semiconductor device, it is particularly preferable to form the
図10a〜10eを用いて、上記接触部の形成について説明する。第1の工程では、キャリア基板31が配置され、キャリア基板31の主面131の上に弾性突出部32が形成される。上記弾性突出部の平らな上面132の幅wは、弾性突出部32の高さhよりも大きい。図5b〜5fを用いて説明したように、上面132をキャリア基板31の主面131上のコンタクトパッドに接続する導電構造33が形成される(図10b)。好ましくは、導電トレース33の一端36が上面132上に配置され、弾性突出部32の側壁の1つに配置されないようにする。既に述べたように、これによってトレースと弾性突出部との接触面にかかる負荷が減少する。
The formation of the contact portion will be described with reference to FIGS. In the first step, the
後続の工程においては、上記上面の領域において開口部37を区画するマスク39が配置される。この領域には導電構造33が備えられている(図10c)。さらに後続の工程においては、導電材料35、好ましくは金属により開口部37が充填される。これはガルバニック処理により実現されてもよい(図10d)。
In the subsequent process, a
最後にマスク39が除去される(図10e)。
図5eおよび5fを用いて説明された工程、すなわち第1マスク15を除去して導電層14をエッチングする工程は、第2マスク39を除去した後に実施してもよい。
Finally, the
The step described with reference to FIGS. 5e and 5f, that is, the step of removing the
図5fを用いて説明された工程、すなわち導電層14をエッチングする工程は、第2マスク39を除去した後に実施してもよい。
図11および図12を用いて、本実施形態のさらなる利点を説明する。これらの図面は、本発明の一実施形態による、狭い幅w1を有する弾性突出部2および広い幅w2を有する弾性突出部12の簡略した平面図を示す。一般的に、形成処理に起因して、弾性突出部2および12の高さはそれぞれ均一ではない。よって凹領域200および201がそれぞれ形成されることになる。小さい弾性突出部2においては、凹領域200は弾性突出部の幅w1の全域を覆う。よって、該部位を最も低い領域200まで圧縮する必要がある。より広い弾性突出部12においては、凹領域201は幅w2の全域には広がらない。さらには、弾性突出部12が圧縮される際、全方向からの物質が凹領域201を充填してその高さを増すことになる。よって該部位が水平化され、安定した接触を得るために必要とされる該部位の圧縮が緩和される。
The step described with reference to FIG. 5f, that is, the step of etching the
The further advantage of this embodiment is demonstrated using FIG. 11 and FIG. These drawings show a simplified plan view of an
本発明は好適な実施形態を用いて説明されたが、本発明はそれにより限定されるものではない。特許請求の範囲で定義される本発明の範囲から逸脱しない変更が当業者には理解されるであろう。 Although the invention has been described using preferred embodiments, the invention is not limited thereby. Those skilled in the art will recognize modifications that do not depart from the scope of the invention as defined in the claims.
h…高さ
w、w1、w2…幅
1…回路基板
3…トレース
4…半導体装置
5…コンタクトパッド
6…端部
14…コンタクトパッド
15…マスク
26…誘電体層
35…先端部
39…マスク
11、31…キャリア基板
2、12、32…弾性突出部
13、33…導電構造
16、36…端部
20、22、24…半導体装置
21、23、25…コンタクトパッド
102…2の上部領域
103…方向
111、131…主面
112、132…上面
200、201…凹領域
h ... height w, w1, w2 ...
Claims (11)
(a)少なくとも1つのコンタクトパッドを有するキャリア基板を用意する工程と、
(b)前記キャリア基板の主面に対して実質的に一定の高さに上面を有し、前記上面の幅が前記コンタクトパッドよりも大幅に広い少なくとも1つの弾性突出部を前記キャリア基板の主面に形成する工程と、
(c)少なくとも1つの前記コンタクトパッドを少なくとも1つの前記突出部の前記上面に接続する導電構造を形成する工程とを含む前記方法。 A method of manufacturing a contact device, comprising:
(A) providing a carrier substrate having at least one contact pad;
(B) at least one elastic protrusion having an upper surface at a substantially constant height with respect to the main surface of the carrier substrate, the width of the upper surface being significantly wider than the contact pad; Forming on the surface;
(C) forming a conductive structure connecting at least one contact pad to the upper surface of at least one protrusion.
(d)前記主面の側方からキャリア基板上にマスクを設ける工程と、
(e)導電構造が開口部から露出するように前記上面上の領域における前記マスクに開口部を形成して、前記マスクを構成する工程と、
(f)導電材料で上記マスクの前記開口部を充填する工程と、
(g)前記マスクを除去する工程が続く前記方法。 The method of claim 1, wherein after step (c)
(D) providing a mask on the carrier substrate from the side of the main surface;
(E) forming an opening in the mask in a region on the upper surface so that the conductive structure is exposed from the opening, and configuring the mask;
(F) filling the opening of the mask with a conductive material;
(G) The method wherein the step of removing the mask continues.
上面を有する少なくとも1つの弾性突出部であって、前記上面は前記主面に対してある高さにおいて実質的に平面であり、前記高さは前記上面のいずれの寸法よりも小さい弾性突出部と、
少なくとも1つの前記コンタクトパッドを、少なくとも1つの前記突出部の前記上面に接続する導電構造とを含む接触装置。 At least one contact pad disposed on the main surface;
At least one elastic protrusion having an upper surface, wherein the upper surface is substantially planar at a height relative to the main surface, the height being less than any dimension of the upper surface; ,
And a conductive structure connecting at least one contact pad to the upper surface of the at least one protrusion.
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