JP3046498B2 - probe - Google Patents

probe

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JP3046498B2
JP3046498B2 JP6127333A JP12733394A JP3046498B2 JP 3046498 B2 JP3046498 B2 JP 3046498B2 JP 6127333 A JP6127333 A JP 6127333A JP 12733394 A JP12733394 A JP 12733394A JP 3046498 B2 JP3046498 B2 JP 3046498B2
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elastic body
bump
probe
thickness
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俊和 馬場
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Nitto Denko Corp
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02General constructional details
    • G01R1/06Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067Measuring probes
    • G01R1/073Multiple probes
    • G01R1/07307Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card
    • G01R1/0735Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card arranged on a flexible frame or film
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/325Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by abutting or pinching, i.e. without alloying process; mechanical auxiliary parts therefor
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/36Assembling printed circuits with other printed circuits
    • H05K3/361Assembling flexible printed circuits with other printed circuits

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はプローブに関し、特に、
ウエハ・半導体素子・回路基板等、複数の被接触部を有
する接触対象物と好適に接続しうるものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a probe,
The present invention relates to a device that can be suitably connected to a contact object having a plurality of contacted parts, such as a wafer, a semiconductor element, and a circuit board.

【0002】[0002]

【従来技術】近年における半導体素子の高集積化あるい
は回路基板への電子部品の高密度実装化等によって、こ
れらの接触対象物上の信号配線、接続用端子、電極等の
数は増加し、それらのピッチも細密化している。これら
の電子部品は、製造工程の各段階において特性や品質が
検査されるものであるが、例えばLSIがシリコンウエ
ハ上に多数形成された段階や分断された段階(以下、こ
れらの段階の物を「ベアチップ」と呼ぶ。)において
は、4〜15mm角程度の領域中に密集する微細な検査
対象に対し、多点同時に高い信頼性をもって、接触でき
るプローブが求められる。また、上記ベアチップを製品
に直接組み込む場合や、多数の電子部品が高密度に実装
された基板を、他の回路ブロックと共に製品に組み込む
ような段階においても、上記工程検査と同様に、密集す
る多数の接触対象物に対し、高い信頼性をもって、接続
できるプローブおよび接続構造が必要となる。
2. Description of the Related Art In recent years, the number of signal wirings, connection terminals, electrodes, and the like on contact objects has increased due to the high integration of semiconductor elements or the high-density mounting of electronic components on circuit boards. Pitch is also becoming finer. The characteristics and quality of these electronic components are inspected at each stage of the manufacturing process. For example, a stage in which a large number of LSIs are formed on a silicon wafer or a stage in which LSIs are divided (hereinafter, the products in these stages are referred to as In the case of a "bare chip"), a probe capable of simultaneously contacting a plurality of fine inspection objects in a region of about 4 to 15 mm square with high reliability is required. Also, when the bare chip is directly incorporated into a product, or when a substrate on which a large number of electronic components are mounted at a high density is incorporated into a product together with other circuit blocks, similarly to the above-described process inspection, a large number of densely packed substrates are provided. Therefore, a probe and a connection structure that can be connected to the contact object with high reliability are required.

【0003】上記のような微小で高密度に形成された接
触対象に対して、一時的な接触あるいは恒久的な接続を
行うために、表面に突起状のバンプ接点を有するフレキ
シブル回路基板を用いたプローブが公知である。このよ
うなプローブにおけるバンプ接点と接触対象との多数の
組み合わせを、残らず全て好適に接触させるために、本
願出願人は、バンプ接点の裏面に相当する位置に弾性体
を設けた構造を提案している。(特願平5−21314
6号「フレキシブル回路基板と接触対象物との接続方法
およびその構造」参照。) 図3は、そのバンプ接点の裏面に相当する位置に弾性体
が設けられてなるプローブの構造と、それを用いた場合
の接触対象物との接続状態を部分的に断面で示す模式図
である。同図において、A1は該プローブであって、絶
縁性フィルム1の一方の面(同図では上面)に設けられ
た複数のバンプ接点2と、該フィルム1の内層に設けら
れた回路パターン3とが導通されて基体a1が形成さ
れ、この基体の、少なくともバンプ接点の裏面に相当す
る位置に弾性体4aが設けられている。このプローブA
1の複数のバンプ接点2と、電子部品等の接触対象物B
上の複数の被接触部bとが各々対応し接触がなされるよ
うに、該プローブA1と接触対象物Bとが積層され、該
積層を積層方向に挟む加圧手段6より該積層全面に積層
方向の加圧力Fが加えられ、被接触部bと上記バンプ接
点2とが各々対応し接触している。このとき、弾性体4
aは、弾性変形することによって各バンプ接点の高さの
バラツキや、積層方向に累積する各部の厚みの誤差を吸
収し、各バンプ接点2と被接触部bとを全て接触させる
ように作用している。
In order to make a temporary contact or a permanent connection with a contact object formed at a high density as described above, a flexible circuit board having projecting bump contacts on the surface is used. Probes are known. In order to make a large number of combinations of the bump contact and the contact object in such a probe preferably contact all but not all, the present applicant has proposed a structure in which an elastic body is provided at a position corresponding to the back surface of the bump contact. ing. (Japanese Patent Application No. 5-21314)
See No. 6, "Method of connecting flexible circuit board to contact object and structure thereof". FIG. 3 is a schematic diagram partially showing a cross section of the structure of a probe in which an elastic body is provided at a position corresponding to the back surface of the bump contact, and the connection state with a contact object when using the structure. is there. In the figure, A1 is the probe, which includes a plurality of bump contacts 2 provided on one surface (upper surface in the figure) of an insulating film 1 and a circuit pattern 3 provided on an inner layer of the film 1. Are conducted to form a base a1, and an elastic body 4a is provided on the base at least at a position corresponding to the back surface of the bump contact. This probe A
A plurality of bump contacts 2 and a contact object B such as an electronic component
The probe A1 and the object to be contacted B are laminated such that the plurality of contacted parts b correspond to and make contact with each other, and are laminated on the entire surface of the laminate by the pressing means 6 sandwiching the laminate in the laminating direction. The pressing force F in the direction is applied, and the contacted portion b and the bump contact 2 are in contact with each other. At this time, the elastic body 4
a absorbs variations in the height of each bump contact and errors in the thickness of each portion accumulated in the stacking direction by elastic deformation, and acts so that each bump contact 2 contacts the contacted portion b. ing.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
なプローブの構造では、弾性体が柔らかく大きな変形量
を有するものである場合、加えられた加圧力がバンプ接
点の接触圧力として十分伝達されず、弾性体が大きく変
形するだけとなる。このことによって、図3中の一点鎖
線Xで囲んで示すように、基体も加圧前の状態から大き
く変形する。これら弾性体と基体の大きな変形が、共に
長時間の使用中に永久変形となることによって、バンプ
と被接触対象物との接触力が弱められ、接触信頼性が低
下するという現象を、本発明者は新たな問題としてとり
あげた。また逆に、弾性体が硬く変形し難いものである
場合、各バンプの高さのバラツキが吸収されず接触不良
が生じるという現象についても、これを新たな問題とし
た。
However, in the probe structure as described above, when the elastic body is soft and has a large deformation, the applied pressure is not sufficiently transmitted as the contact pressure of the bump contact. However, the elastic body is only greatly deformed. As a result, as shown by the dashed line X in FIG. 3, the base is also greatly deformed from the state before pressing. According to the present invention, the phenomenon that the large deformation of the elastic body and the base body becomes permanent deformation during long-time use, thereby weakening the contact force between the bump and the contacted object and reducing the contact reliability. Raised a new issue. Conversely, when the elastic body is hard and hardly deformed, the variation in the height of each bump is not absorbed and a contact failure occurs, which is also a new problem.

【0005】本発明の目的は上記問題を解消し、微小で
高密度に形成された接触対象物の被接触部に対して、プ
ローブ上のバンプ接点を残らず接触させることが可能
で、かつ、その接触信頼性が経時的に低下し難いプロー
ブを提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems, and to allow a bump contact on a probe to remain in contact with a contact portion of a contact object which is formed minutely and at a high density, and An object of the present invention is to provide a probe whose contact reliability hardly decreases over time.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明のプローブは、以
下の特徴を有するものである。 (1) 可とう性を有する絶縁性フィルムの少なくとも一方
の面側に設けられた複数のバンプ接点と、絶縁性フィル
ムのいずれかの面または内部に設けられた回路パターン
とが導通されてなる基体の、少なくともバンプ接点の裏
面に相当する位置に弾性体が設けられ、当該弾性体が引
張弾性率0.5kg/mm2 〜1200kg/mm2
厚み0.01mm〜2mmであることを特徴とするプロ
ーブ。 (2) 弾性体が基体に対して一体、または着脱自在となる
ように設けられるものである(1) 記載のプローブ。 (3) 弾性体が、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂または
シリコーン系樹脂からなるものである (1)または (2)記
載のプローブ。
The probe of the present invention has the following features. (1) A substrate formed by conducting a plurality of bump contacts provided on at least one surface of a flexible insulating film and a circuit pattern provided on any surface or inside of the insulating film. An elastic body is provided at least at a position corresponding to the back surface of the bump contact, and the elastic body has a tensile modulus of 0.5 kg / mm 2 to 1200 kg / mm 2 ,
A probe having a thickness of 0.01 mm to 2 mm. (2) The probe according to (1), wherein the elastic body is provided so as to be integral with or detachable from the base. (3) The probe according to (1) or (2), wherein the elastic body is made of a polyimide resin, a fluorine resin or a silicone resin.

【0007】[0007]

【作用】弾性体の引張弾性率を0.5kg/mm2 〜1
200kg/mm2 に限定し、その厚みを0.01mm
〜2mmに限定することによって、プローブと接触対象
物とを接触させ加圧したときに、弾性体は複数組の接触
にとって最も好ましい変形を示す。これによって、基体
が局部的にまたは全体的に必要以上にたわむことがなく
なる。従って、各バンプ接点に対しては適正な接触圧力
が伝えられ、また、基体の塑性変形が抑制される。
[Effect] The tensile elastic modulus of the elastic body is 0.5 kg / mm 2 -1.
Limited to 200 kg / mm 2 and its thickness is 0.01 mm
By limiting the thickness to 22 mm, the elastic body exhibits the most preferable deformation for a plurality of sets of contact when the probe is brought into contact with the contact object and pressurized. This prevents the substrate from sagging locally or entirely unnecessarily. Therefore, an appropriate contact pressure is transmitted to each bump contact, and plastic deformation of the base is suppressed.

【0008】[0008]

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説
明する。図1は、本発明の一実施例によるプローブと、
それを用いた場合の接触対象物との接続状態を部分的に
断面で示す模式図である。図1(a)に示すように、A
が本発明のプローブであって、可とう性を有する絶縁性
フィルム1の少なくとも一方の面側(図では上側の面)
に設けられた複数のバンプ接点2と、絶縁性フィルムの
いずれかの面または内部に設けられた回路パターン3と
が導通され、基体aが形成されている。この基体aの、
少なくともバンプ接点の裏面に相当する位置に弾性体4
が設けられている。この弾性体は、引張弾性率0.5k
g/mm2〜1200kg/mm2 、厚み0.01mm
〜2mmであることを特徴とするものである。
The present invention will be described below in more detail with reference to examples. FIG. 1 shows a probe according to one embodiment of the present invention;
It is a schematic diagram which shows the connection state with the contact object at the time of using it in partial cross section. As shown in FIG.
Is the probe of the present invention, at least one surface side (upper surface in the figure) of the insulating film 1 having flexibility .
Are electrically connected to the circuit pattern 3 provided on any surface or inside of the insulating film to form the base a. Of the substrate a,
The elastic body 4 is provided at least at a position corresponding to the back surface of the bump contact.
Is provided. This elastic body has a tensile modulus of elasticity of 0.5 k.
g / mm 2 to 1200 kg / mm 2 , thickness 0.01 mm
22 mm.

【0009】図1(a)は加圧前の状態を示しており、
本発明のプローブAの複数のバンプ接点2と、接触対象
物Bの複数の被接触部bとが、対向し各々対応するよう
積層され、これを積層方向に両面から挟むように加圧手
段6が設けられている状態を示している。また、図1
(b)は加圧中の状態を示しており、加圧手段6より該
積層全面に圧縮方向の加圧力Fが加えられ、弾性体4が
個々のバンプ接点の高さのばらつきを吸収するように好
ましくたわみ、複数のバンプ接点とこれに対応する複数
の被接触部とが各々接触する状態を示している。
FIG. 1A shows a state before pressurization.
A plurality of bump contacts 2 of the probe A of the present invention and a plurality of contacted parts b of the contact object B are laminated so as to face each other and correspond to each other. Shows a state where is provided. FIG.
(B) shows a state during pressurization, in which a pressing force F is applied to the entire surface of the stack by the pressurizing means 6 so that the elastic body 4 absorbs variations in the height of individual bump contacts. 2 shows a state in which a plurality of bump contacts and a plurality of contacted portions corresponding thereto are in contact with each other.

【0010】絶縁性フィルムは、絶縁性と可とう性を有
するものであればよい。このような材料としては、ポリ
エステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、ポ
リスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリアミド系
樹脂、ポリイミド系樹脂、ABS系樹脂、ポリカーボネ
ート系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、等が挙
げられ、熱硬化性熱可槊性を問わず用いることができ
る。特に、耐熱性、保存性を考慮すると、ポリイミド系
樹脂が好ましい材料である。
The insulating film may be any as long as it has insulating properties and flexibility. Examples of such materials include polyester resins, epoxy resins, urethane resins, polystyrene resins, polyethylene resins, polyamide resins, polyimide resins, ABS resins, polycarbonate resins, silicone resins, and fluorine resins. And the like, and can be used regardless of thermosetting thermosetting properties. In particular, in consideration of heat resistance and storage stability, a polyimide resin is a preferable material.

【0011】バンプ接点の材料は、一般の電気接点材料
と同様に、金、銀、銅、ロジウム、白金、パラジウム、
ニッケル、スズ、半田などの良導体、またはこれらを主
成分とする各種合金を用いる。また、これらの単一金属
のみによって形成するだけでなく、被接触部の状態や使
用条件等に応じて、複数種の金属による多層構造として
もよい。例えば、繰り返して圧力が加えられて使用され
る場合や、被接触部への食い込みが必要な場合は、バン
プ接点の芯材金属にニッケルのような比較的硬い金属を
用い、表層金属としてロジウムを用いた多層構造のもの
を形成することが好ましい。バンプ接点の形成方法とし
ては、電解メッキや無電解メッキなどのメッキ法や、ワ
イヤーボンディング法、クリーム半田ポッティング法な
どの方法が採用できるが、これらの方法のうち電解メッ
キなどのメッキ法は、微細な突起状接点の形成が容易で
あり、作業性が良いなどの点から好ましい方法である。
バンプ接点の形状は、通常は突起した半球状であるが、
相手の被接触部の形状いかんによっては突起する必要は
ない。例えば、相手の被接触部の形状が突起するもので
あれば、該バンプ形状は平面であってよく、さらには、
絶縁性フィルムの表面に対して陥没するものであっても
よい。
[0011] The material of the bump contact is gold, silver, copper, rhodium, platinum, palladium,
A good conductor such as nickel, tin, and solder, or various alloys containing these as main components are used. In addition to the formation of only these single metals, a multi-layer structure of a plurality of types of metals may be used according to the state of the contacted parts, the use conditions, and the like. For example, when repeatedly used under pressure or when it is necessary to cut into the contacted part, use a relatively hard metal such as nickel as the core metal of the bump contact, and use rhodium as the surface metal. It is preferable to form the multilayered structure used. As a method for forming bump contacts, plating methods such as electrolytic plating and electroless plating, wire bonding methods, cream solder potting methods, and the like can be adopted. Among these methods, plating methods such as electrolytic plating are fine. This is a preferable method because it is easy to form a simple projecting contact and the workability is good.
The shape of the bump contact is usually a protruding hemisphere,
There is no need to project depending on the shape of the contacted part of the partner. For example, if the shape of the contacted part of the other party is a protrusion, the bump shape may be flat, and further,
It may be depressed against the surface of the insulating film.

【0012】回路パターンの材質としては、銅、ニッケ
ル、半田、金、銀等の他、一般のプリント基板の回路材
料として用いられるものであればよい。回路パターンを
形成する方法としては、サブトラクティブ法やアディテ
ィブ法が挙げられる。サブトラクティブ法は、絶縁性フ
ィルム1上に1層〜数層の導体層を蒸着、圧着等により
積層し、これにエッチングを施し回路パターンを形成す
る方法である。また、アディティブ法は、絶縁性フィル
ム1上にメッキ、蒸着等によって直接回路パターンを形
成する方法である。回路パターンが形成される場所は、
絶縁性フィルム上のバンプ接点が設けられる側の面、そ
の反対側の面、内部の層など任意である。通常、回路パ
ターンは絶縁性フィルムに対してバンプ接点の裏側に相
当する場所を通過するように形成され、これらが絶縁性
フィルム内部で導通する構成が多い。また、絶縁性フィ
ルムの同一面上にバンプ接点と回路パターンとが共存
し、各々が面上で導通している構造などが例示される。
絶縁性フィルムの表面に設けられる回路パターンには、
図1に示すように、保護膜5を被覆することによって、
外部との絶縁を確保し、機械的損傷から保護することが
好ましい。
The material of the circuit pattern may be copper, nickel, solder, gold, silver, etc., as long as it is used as a general circuit board circuit material. As a method of forming a circuit pattern, a subtractive method or an additive method can be used. The subtractive method is a method in which one to several conductor layers are laminated on the insulating film 1 by vapor deposition, pressure bonding, etc., and this is etched to form a circuit pattern. The additive method is a method of directly forming a circuit pattern on the insulating film 1 by plating, vapor deposition, or the like. The place where the circuit pattern is formed is
The surface on the side on which the bump contact is provided on the insulating film, the surface on the opposite side, the inner layer, and the like are arbitrary. Usually, the circuit pattern is formed so as to pass through a place corresponding to the back side of the bump contact with respect to the insulating film, and in many cases, these are conducted inside the insulating film. Further, a structure in which a bump contact and a circuit pattern coexist on the same surface of an insulating film, and each is electrically connected on the surface is exemplified.
In the circuit pattern provided on the surface of the insulating film,
As shown in FIG. 1, by coating the protective film 5,
It is preferable to ensure insulation from the outside and protect from mechanical damage.

【0013】弾性体は、バンプ接点の高さや、その他、
高さ方向に累積する寸法のバラツキを、たわむことによ
って吸収するものである。この弾性体の性質と寸法を次
の様に限定することによって、基体の大きな塑性変形が
抑制され、また、弾性体自体の経時的な弾性の劣化が抑
制される。弾性体の性質としては、引張弾性率を0.5
kg/mm2 〜1200kg/mm2 とする。この範囲
内のなかでも特に好ましい範囲は、0.8kg/mm2
〜800kg/mm2 である。引張弾性率は、JIS
K7113に準じて測定されるものである。このような
性質を満足しうる材料として、ポリイミド系樹脂、フッ
素系樹脂またはシリコーン系樹脂が挙げられる。ポリイ
ミド系樹脂は、脂肪族ポリイミド、脂環族ポリイミドあ
るいは芳香族ポリイミドの他、ポリアミドイミド、ポリ
エーテルイミド等の変性ポリイミドも使用可能である。
具体的には、カプトンH(デュポン社)、ユーピレック
スS(宇部興産)等が挙げられる。フッ素系樹脂とし
て、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA
(パーフルオロアルコキシ)樹脂、FEP(テトラフル
オロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンコポリマ
ー)、FPE(パーフルオロアルコキシ−ヘキサフルオ
ロプロピレン)樹脂、ETFE(エチレン−テトラフル
オロエチレン)樹脂、PCTFE(ポリクロロトリフル
オロエチレン樹脂)、ECTFE(エチレン−クロロト
リフルオロエチレン)樹脂、PVDF(ポリフッ化ビニ
リデン)等が挙げられる。具体的には、テフロン(デュ
ポン社)等が使用できる。シリコーン系樹脂とは、シロ
キサン(−Si−O−Si−)結合をもつ有機ケイ素ポ
リマーであって、具体的にはKE7000シリーズ(信
越化学工業株式会社)等が挙げられる。
[0013] The elastic body has the height of the bump contact,
This is to absorb the variation of the dimension accumulated in the height direction by bending. By limiting the properties and dimensions of the elastic body as follows, large plastic deformation of the base is suppressed, and deterioration of the elastic body itself with time is also suppressed. As a property of the elastic body, the tensile elastic modulus is 0.5
and kg / mm 2 ~1200kg / mm 2 . Among these ranges, a particularly preferred range is 0.8 kg / mm 2
800800 kg / mm 2 . The tensile modulus is JIS
It is measured according to K7113. Materials that can satisfy such properties include polyimide-based resins, fluorine-based resins, and silicone-based resins. As the polyimide resin, modified polyimides such as polyamideimide and polyetherimide can be used in addition to aliphatic polyimide, alicyclic polyimide and aromatic polyimide.
Specifically, Kapton H (DuPont), Upilex S (Ube Industries) and the like are listed. PTFE (polytetrafluoroethylene), PFA as fluorine resin
(Perfluoroalkoxy) resin, FEP (tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer), FPE (perfluoroalkoxy-hexafluoropropylene) resin, ETFE (ethylene-tetrafluoroethylene) resin, PCTFE (polychlorotrifluoroethylene resin) , ECTFE (ethylene-chlorotrifluoroethylene) resin, PVDF (polyvinylidene fluoride) and the like. Specifically, Teflon (DuPont) or the like can be used. The silicone resin is an organosilicon polymer having a siloxane (-Si-O-Si-) bond, and specific examples include KE7000 series (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).

【0014】弾性体の寸法としては、その厚み(即ち、
バンプ接点高さ方向の寸法)を、0.01mm〜2mm
とする。この範囲内のなかでも、好ましい範囲は0.0
5mm〜1mm、特に好ましい範囲は0.1mm〜0.
5mmである。
The dimensions of the elastic body include its thickness (ie,
Bump contact height direction) 0.01mm to 2mm
And Among these ranges, the preferred range is 0.0
5 mm to 1 mm, a particularly preferred range is 0.1 mm to 0.1 mm.
5 mm.

【0015】上記のような限定条件に対して、弾性体が
引張弾性率0.5kg/mm2 未満のもの、あるいは厚
み2mmを越えるものである場合は、プローブと被接触
部との接触時において弾性体は過度に変形する。これに
よって、基体も局部的に大きく変形し、長時間使用中に
永久変形となり、バンプと被接触対象物との接触を弱め
る。また、逆に引張弾性率が1200kg/mm2 を越
えるもの、あるいは厚みが0.01mm未満のものであ
る場合は、バンプの高さや、その他、高さ方向に累積す
る寸法のバラツキを吸収することができず、例えば、周
囲のバンプ接点よりも低いものは接触するに至らず、接
触不良が生じる。
When the elastic body has a tensile modulus of elasticity of less than 0.5 kg / mm 2 or a thickness of more than 2 mm with respect to the above-mentioned limited conditions, when the probe is in contact with the portion to be contacted, The elastic body deforms excessively. As a result, the base also locally deforms greatly, becomes permanent during use for a long time, and weakens the contact between the bump and the contacted object. On the other hand, if the tensile elastic modulus is more than 1200 kg / mm 2 or the thickness is less than 0.01 mm, it is necessary to absorb variations in the height of the bumps and other dimensions accumulated in the height direction. For example, a contact lower than the surrounding bump contact does not come into contact, and a contact failure occurs.

【0016】弾性体は、基体に対して一体的、または着
脱自在に設けられる。弾性体の形成方法としては、基体
に直接形成する方法と、別途形成しておいて基体と接合
する方法とに大きく分けることができる。基体に直接形
成する方法としては、ポリマーの前駆体液や溶液を基板
に塗布し乾燥させる方法、金型等を用いて形成する方
法、種々の膜形成方法、等が有用であり、これに対して
レーザー加工や浸食等によって形状加工を加えてもよ
い。また、図1に示すような保護膜5等、バンプ接点の
裏側面の素材が0.01〜2mmの厚みを有するポリイ
ミド、フッ素樹脂あるいはシリコーン樹脂からなるもの
であれば、これに直接加工を施すことも可能である。弾
性体を基体と別途に形成する方法としては、およそ全て
の成形技術が用いられる。また、基体との接合は、接着
剤や溶着等による恒久的な接着固定であっても、着脱自
在として、単に、使用時において弾性体と基体とを重ね
合わせるだけのものであってもよい。
The elastic body is provided integrally or detachably with the base. The method of forming the elastic body can be broadly divided into a method of directly forming the elastic body and a method of forming the elastic body separately and joining it to the base. As a method of directly forming on a substrate, a method of applying and drying a polymer precursor solution or solution on a substrate, a method of forming using a mold or the like, various film forming methods, and the like are useful. Shape processing may be performed by laser processing, erosion, or the like. If the material of the back side surface of the bump contact, such as the protective film 5 shown in FIG. 1, is made of polyimide, fluorine resin or silicone resin having a thickness of 0.01 to 2 mm, it is directly processed. It is also possible. As a method of forming the elastic body separately from the base, almost all molding techniques are used. Further, the bonding with the base may be a permanent bonding and fixing with an adhesive or welding, or may be simply detachable and merely superimposed on the elastic body and the base during use.

【0017】弾性体の形状的な態様としては図1
(a)、図2(a)〜(d)に示すものが挙げられる。
図1(a)に示す態様は、弾性体が基板のバンプ接点の
裏面に相当する位置にだけ、個別にかつ互いに関連のな
いように形成された例である。弾性体の個々の形状は、
圧縮方向に垂直な断面形状として円・楕円・多角形・種
々の異形等を有する、柱体・錐体・錐台・紡錘体・及び
これらの複合体、または、これらの内部が空洞状のもの
が例示され、これらの各々について断面積、自然長等の
種々のパラメータを選択することができる。
FIG. 1 shows the shape of the elastic body.
(A) and those shown in FIGS. 2 (a) to (d).
The embodiment shown in FIG. 1A is an example in which the elastic bodies are formed individually and unrelated to each other only at positions corresponding to the back surfaces of the bump contacts of the substrate. The individual shape of the elastic body is
Pillars, cones, frustums, spindles, and composites of these, having a cross-section perpendicular to the compression direction, such as circles, ellipses, polygons, and various irregularities, or those with a hollow interior And various parameters such as a cross-sectional area and a natural length can be selected for each of these.

【0018】図2(a)に示す態様は、弾性体が板状に
形成された一例である。このような態様は、製造コスト
や基板に対する配設の容易さの面から、実用上好ましい
態様の一つである。該板状の構成としては、単一材料か
ら、複数の材料による積層体であってもよい。さらに、
板状の弾性体の所定位置に種々の貫通孔や凹部を設け、
層の厚みに変化を与えることも自由である。図2(b)
に示す態様は、図1(a)の態様と図2(b)の態様と
を組合わせた一例である。同図では、バンプ接点の裏面
に相当する位置に個別に形成された弾性体41が板状の
弾性体42によって一体化された構成となっている。こ
のような構成によって、個別に形成された弾性体の長所
である独立的な圧縮性と、板状の弾性体の長所である低
コスト性や基板に対する配設の容易さを、両方有するも
のとなる。図2(c)、(d)は、さらに、個別に形成
された弾性体41と、板状の弾性体42とを、異なる材
料を用いて形成した例を示す図である。このような組み
合わせによって、任意の場所に任意の荷重を分布させる
ことが可能となる。目的に応じては、個別に形成された
弾性体をさらに細分化し、それらを異なる材料にて形成
しても良い。
The embodiment shown in FIG. 2A is an example in which the elastic body is formed in a plate shape. Such an embodiment is one of practically preferable embodiments in terms of manufacturing cost and ease of disposition on the substrate. The plate-shaped configuration may be a single material or a laminate of a plurality of materials. further,
Various through holes and recesses are provided at predetermined positions of the plate-like elastic body,
It is also free to change the thickness of the layer. FIG. 2 (b)
1 is an example in which the embodiment of FIG. 1A and the embodiment of FIG. 2B are combined. In the drawing, an elastic body 41 individually formed at a position corresponding to the back surface of the bump contact is integrated by a plate-like elastic body 42. With such a configuration, both the independent compressibility, which is the advantage of the elastic body formed separately, and the low cost, which is the advantage of the plate-like elastic body, and the ease of disposition on the substrate, are both provided. Become. FIGS. 2C and 2D are diagrams showing examples in which an elastic body 41 and a plate-like elastic body 42 which are individually formed are formed using different materials. By such a combination, it is possible to distribute an arbitrary load to an arbitrary place. Depending on the purpose, the individually formed elastic bodies may be further subdivided and formed of different materials.

【0019】接触対象物は、ベアチップレベルのLSI
や該ベアーチップが接続されたTABフィルム、さらに
これらが集積されたマルチチップ、又は、種々の電子部
品、該電子部品が多数実装された回路基板、又はプロー
ブと同様のもの等、微小なものから、製品レベルの大型
のものまでどのようなものであってもよく、これらの面
上に形成された接点や導体部分等が被接触部となる。ま
た、接続状態は、リレー接点のように短時間の接触か
ら、接触し加圧された状態で恒久的に固定され完成品と
なる物、あるいは接触後に溶着固定されるもので、種々
の状態で用いられる。
The contact object is a bare chip level LSI.
Or a TAB film to which the bare chip is connected, a multi-chip in which these are integrated, or various electronic components, a circuit board on which a large number of the electronic components are mounted, or a small one such as a probe. Any contact may be used, up to a product-level large one, and a contact point, a conductor portion, or the like formed on these surfaces is a contacted portion. In addition, the connection state may be a short-time contact like a relay contact, a product that is permanently fixed in a contacted and pressurized state to be a finished product, or a product that is welded and fixed after the contact, in various states. Used.

【0020】〔接触信頼性確認実験1〕本実験では、弾
性体を図1に示す形状として、その材料に引張弾性率1
kg/mm2 のシリコーン樹脂を用い、厚みが1mm、
2mm、3mmの3種類のサンプルを制作した。この弾
性体の厚みが異なる3種類のプローブと、接触対象物と
してのA1ウエハーとを接触させて、ヒートサイクル試
験を行った。ヒートサイクル試験の前後において、バン
プ接点とA1ウエハーとの接触抵抗を測定した結果、弾
性体の厚みが1mmと2mmのサンプルに関しては、ヒ
ートサイクル試験前後で、接触抵抗の変化がほとんどな
かったのに対して、弾性体の厚みが3mmのサンプルに
関しては、大きな抵抗値の上昇(劣化)が見られた。こ
れによって、本発明のプローブの良好な接触信頼性を確
認した。また、試験後バンプ接点の変形をSEM観察に
て評価したところ、厚み1mmと2mmのものに関して
は、プローブの変形はなかったのに対して、厚み3mm
のものに関しては、はっきりと変形が確認された。
[Experiment 1 for Confirming Contact Reliability] In this experiment, the elastic body was formed into the shape shown in FIG.
kg / mm 2 silicone resin, thickness 1mm,
Three types of samples of 2 mm and 3 mm were produced. A heat cycle test was performed by bringing the three types of probes having different thicknesses of the elastic body into contact with an A1 wafer as a contact target. The contact resistance between the bump contact and the A1 wafer was measured before and after the heat cycle test. As a result, the samples having the elastic body thickness of 1 mm and 2 mm showed almost no change in the contact resistance before and after the heat cycle test. On the other hand, for the sample having a thickness of the elastic body of 3 mm, a large increase (deterioration) of the resistance value was observed. Thereby, good contact reliability of the probe of the present invention was confirmed. When the deformation of the bump contact was evaluated by SEM observation after the test, the probe having a thickness of 1 mm and 2 mm was not deformed, whereas the probe having a thickness of 3 mm was not deformed.
In the case of, the deformation was clearly confirmed.

【0021】〔接触信頼性確認実験2〕本実験では、弾
性体を、引張弾性率350kg/mm2 のポリイミドと
し、サンプル3種類の各々の厚みを、7μm、125μ
m、および厚み125μmのものを20枚重ね合わせて
接着し厚み2.5mmとした以外は、上記実験1と同様
の方法にて、バンプの接触信頼性を確認した。その結
果、弾性体の厚みが125μmのサンプルに関しては、
全てのバンプで良好な接触が取れ、バンプの接触抵抗に
変化はなかった。これに対して、弾性体の厚みが7μm
のサンプルに関しては、数点、接触不良のものが発生し
た。ただし、接触したものについては接触抵抗の変化は
なかった。また、弾性体の厚みが2.5mmのサンプル
に関しては、全てのバンプ接点において接触が取れたも
のの、バンプの接触抵抗に上昇(劣化)が見られた。
[Contact Reliability Confirmation Experiment 2] In this experiment, the elastic body was made of polyimide having a tensile elastic modulus of 350 kg / mm 2 , and the thickness of each of the three types of samples was 7 μm and 125 μm.
The contact reliability of the bumps was confirmed in the same manner as in Experiment 1 except that 20 pieces having a thickness of m and a thickness of 125 μm were superposed and adhered to each other to have a thickness of 2.5 mm. As a result, for a sample having a thickness of 125 μm of the elastic body,
Good contact was obtained with all bumps, and there was no change in the contact resistance of the bumps. On the other hand, the thickness of the elastic body is 7 μm
As for the sample of No., some samples had poor contact. However, there was no change in the contact resistance in the case of contact. Further, in the sample having the thickness of the elastic body of 2.5 mm, although contact was made at all the bump contacts, an increase (deterioration) in the contact resistance of the bump was observed.

【0022】〔接触信頼性確認実験3〕本実験では、弾
性体の厚みを125μmの1種類に固定し、材料を引張
弾性率が350kg/mm2 と1300kg/mm2
ポリイミドとした以外は、上記実験1と同様の方法に
て、バンプの接触信頼性を確認した。その結果、引張り
弾性率が350kg/mm2 のサンプルに関しては、全
てのバンプで接触が取れ、かつ、接触抵抗は変化しなか
つた。これに対し、1300kg/mm2 ののサンプル
に関しては、数点、接触不良のものが発生した。ただ
し、接触したものについては接触抵抗の変化はなかっ
た。
[Contact Reliability Confirmation Experiment 3] In this experiment, except that the thickness of the elastic body was fixed to one kind of 125 μm, and the material was polyimide having a tensile modulus of 350 kg / mm 2 and 1300 kg / mm 2 , The contact reliability of the bumps was confirmed in the same manner as in Experiment 1 above. As a result, with respect to the sample having a tensile modulus of 350 kg / mm 2 , contact was made with all the bumps, and the contact resistance did not change. On the other hand, in the case of the sample of 1300 kg / mm 2 , there were several points of poor contact. However, there was no change in the contact resistance in the case of contact.

【0023】〔接触信頼性確認実験4〕本実験では、弾
性体を、フッ素系樹脂を用いた例として、引張弾性率6
0kg/mm2 のPTFE(ポリテトラフルオロエチレ
ン)とし、サンプル3種類の各々の厚みを、4μm、1
mm、3mmとした以外は、上記実験1と同様の方法に
て、バンプの接触信頼性を確認した。その結果、厚み1
mmのサンプルに関しては、全てのバンプで接触が取
れ、かつ、接触抵抗は変化しなかつた。これに対し、厚
み4μmのサンプルでは接触不良のものが発生した。た
だし、接触したものについては接触抵抗の変化はなかっ
た。また、3mmのものでは全てのバンプで接触が取れ
たものの、バンプの接触抵抗に上昇(劣化)が見られ
た。
[Experiment 4 for Confirming Contact Reliability] In this experiment, the elastic body was made of a fluorine-based resin, and the tensile elasticity was 6%.
PTFE (polytetrafluoroethylene) of 0 kg / mm 2 , and the thickness of each of the three sample types was 4 μm,
The contact reliability of the bumps was confirmed by the same method as in Experiment 1 except that the bumps were set to 3 mm and 3 mm. As a result, the thickness 1
For the mm sample, contact was achieved at all bumps and the contact resistance did not change. On the other hand, in the case of the sample having a thickness of 4 μm, poor contact occurred. However, there was no change in the contact resistance in the case of contact. In the case of 3 mm, although contact was made with all the bumps, an increase (deterioration) in the contact resistance of the bumps was observed.

【0024】以上の確認実験によって、本発明によるプ
ローブの良好な接触信頼性が確認できた。
From the above confirmation experiment, good contact reliability of the probe according to the present invention was confirmed.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ベアチップのLSI等のように、微小で高密度に形成さ
れた被接触部に対して、プローブ上のバンプと接点を残
らず接触させること可能となり、かつ、その接触信頼性
は経時的に低下し難いものである。これによって、小型
の電子部品機器製品の工程検査あるいは外製品内部の接
続部に有用なプローブを提供することができる。
As described in detail above, according to the present invention,
As with bare chip LSIs, it is possible to make contact with the bumps on the probe without leaving any contact with the contacted parts formed at a high density, and the contact reliability decreases over time. It is difficult. As a result, it is possible to provide a probe useful for a process inspection of a small electronic component device product or a connection portion inside an external product.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例によるプローブと、それを用
いた場合の接触対象物との接続状態を部分的に断面で示
す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram partially showing a connection state between a probe according to an embodiment of the present invention and a contact object when the probe is used.

【図2】弾性体の具体的な態様を模式的に示す断面図で
ある。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a specific mode of an elastic body.

【図3】従来の、弾性体が設けられてなるプローブの構
造と、それを用いた場合の接触対象物との接続状態を部
分的に断面で示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram partially showing a cross section of a conventional structure of a probe provided with an elastic body and a connection state between the probe and a contact target when the probe is used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A プローブ a 基体 B 接触対象物 b 被接触部 1 絶縁性フィルム 2 バンプ接点 3 回路パターン 4 弾性体 5 保護膜 Reference Signs List A probe a base B contact object b contacted part 1 insulating film 2 bump contact 3 circuit pattern 4 elastic body 5 protective film

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 可とう性を有する絶縁性フィルムの少な
くとも一方の面側に設けられた複数のバンプ接点と、絶
縁性フィルムのいずれかの面または内部に設けられた回
路パターンとが導通されてなる基体の、少なくともバン
プ接点の裏面に相当する位置に弾性体が設けられ、当該
弾性体が引張弾性率0.5kg/mm2 〜1200kg
/mm2 、厚み0.01mm〜2mmであることを特徴
とするプローブ。
A plurality of bump contacts provided on at least one surface of a flexible insulating film and a circuit pattern provided on any surface or inside of the insulating film are electrically connected. An elastic body is provided on at least a position corresponding to the back surface of the bump contact of the base body, and the elastic body has a tensile modulus of elasticity of 0.5 kg / mm 2 to 1200 kg.
/ Mm 2 , and a thickness of 0.01 mm to 2 mm.
【請求項2】 弾性体が基体に対して一体、または着脱
自在となるように設けられるものである請求項1記載の
プローブ。
2. The probe according to claim 1, wherein the elastic body is provided so as to be integral with or detachable from the base.
【請求項3】 弾性体が、ポリイミド系樹脂、フッ素系
樹脂またはシリコーン系樹脂からなるものである請求項
1または2記載のプローブ。
3. The probe according to claim 1, wherein the elastic body is made of a polyimide resin, a fluorine resin, or a silicone resin.
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