JP3699420B2

JP3699420B2 - Wiring board, manufacturing method thereof and measuring apparatus

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Publication number: JP3699420B2
Application number: JP2002153057A
Authority: JP
Inventors: 健治大沢
Original assignee: 株式会社ノース
Priority date: 2002-03-11
Filing date: 2002-05-27
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2022-05-27
Also published as: JP2003338669A

Description

【０００１】
本発明は、テスター回路に接続される検査用ソケットとベアチップ状態の被検査半導体装置との間に介在してその被検査半導体装置の各電極を上記検査用ソケットを介して上記テスター回路に電気的に接続する配線基板と、その製造方法及びその配線基板を用いた測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従前においては、半導体装置は封止された状態で最終的電気的特性検査を受けた。具体的には、図６（Ａ）に示すようなバーンインソケットを用い、それに半導体装置をセットして、その各端子（電極）がそのバーンインソケットの導電子（金属製導電バネ）の内端子と接触して電気的導通が取れる状態にし、その状態をロックし、その半導体装置と、テスター回路とをそのバーンインソケットを介して電気的に接続した状態を形成し、その状態で検査が行われるのが普通であった。
【０００３】
しかしながら、近年においては、半導体装置をベアチップの状態で検査する必要性が生じつつある。というのは、複数のＬＳＩベアチップを樹脂封止して１個の半導体装置としたものが、多くなりつつあり、そのような半導体装置の場合、樹脂封止された段階で最終的電気的特性検査をすることとすると、複数の使用ＬＳＩベアチップのうちのたった一つのチップの不良によりその半導体装置が不良と判定され、廃棄せざるを得ず、他の良品のＬＳＩベアチップが無駄に廃棄されてしまうという大きな無駄が生じるからである。
【０００４】
そこで、図６（Ｂ）に示すようなベアダイキャリアをつくり、それにベアのＬＳＩベアチップをセットし、更に、そのベアダイキャリアを、例えば、図６（Ａ）に示すようなバーンインソケットにセットし、ベアのＬＳＩベアチップの電気的特性の検査をすることが行われるようになった。
【０００５】
具体的には、ベアダイキャリアは、ベアのＬＳＩベアチップの各電極と一端部近傍にて接触し他端部を通じて外部［上記図６（Ａ）に示すバーンインソケットの内端子）］に電気的に導出する配線膜を有し、ＬＳＩベアチップを装着すると、その各電極をベアダイキャリア自身の配線膜と電気的導通が取れるように加圧できるようにされ、そして、ベアダイキャリアも、恰かも一つの樹脂封止された半導体装置かのようにバーンインソケットにセットできるようになっている。このようにした場合、ＬＳＩベアチップの各電極は、ベアダイキャリアの配線膜、バーンインソケットの導電子を介してテスター回路に電気的に接続された状態になり、最終的な電気特性テストを受けることができる。
【０００６】
従来において、ベアダイキャリアは、図７（Ａ）〜（Ｈ）に示すような方法で製造された。以下に、同図を参照してその製造方法の説明をする。
（Ａ）図７（Ａ）に示すように、例えばポリイミドからなる樹脂層（厚さ例えば２５〜５０μｍ）１の一方の主表面に配線膜となる銅箔２を接着したものを用意する。
（Ｂ）次に、図７（Ｂ）に示すように、上記銅箔２に孔（径例えば５〜３０μｍ）３を例えばレーザ光を用いて形成する。該孔３は被検査ＬＳＩベアチップの各電極と対応する位置に形成される。
【０００７】
（Ｃ）次に、図７（Ｃ）に示すように、電解メッキにより上記各孔３にボール電極４を形成する。該ボール電極４は、先ず、銅メッキを施し、かなりの大きさになったらニッケルメッキを施し、最後に、例えばパラジウム等の貴金属メッキを施すことにより形成する。ボール電極４は樹脂層２の表面からの高さが例えば２０μｍ以上であることが要求される。
（Ｄ）次に、図７（Ｄ）に示すように、上記銅箔２を選択的にエッチングすることにより配線膜２ａを形成する。この配線膜２ａが、検査時に、ＬＳＩベアチップの各電極と、図６（Ａ）に示すバーンインソケットとの間を電気的に接続する役割を果たす。
【０００８】
（Ｅ）次に、図７（Ｅ）に示すように、上記樹脂層１の配線膜２ａ形成面側にクッション性を有する緩衝層（厚さ例えば１００μｍ程度）５を介して剛性を有する例えば樹脂からなる基材（厚さ例えば０．８ｍｍ）６をあてがう。
（Ｆ）次に、図７（Ｆ）に示すように、上記樹脂層１（配線膜２ａを含む）、上記緩衝層５及び基材６を、例えばねじ止め等により積層固定し、それによって一体化し、ベアダイキャリアのベース７を得る。
（Ｇ）次に、図７（Ｇ）に示すように、上記ベース７に加圧機構取付孔８を形成し、該加圧機構取付孔８に加圧機構９の被取付部１０を差し込んで該加圧機構９をベース７に取り付ける。
【０００９】
該加圧機構９は、上記ベース７上のＬＳＩベアチップ（１６）の各電極とそれに対応する上記ボール電極４とを電気的導通が得られるように接触させ加圧し、更にそのセット状態をロックすることもできるようにしたものである。
１２は該加圧機構９の本体部分、１３は該本体部分１２に図面に現れないヒンジを介して開閉自在に例えば一体に取り付けられたチップ加圧部で、上記ベース７上に置かれたＬＳＩベアチップ（１６）と接する部分にクッション層１４を有する。１５はロック部で、チップ加圧部１３が閉じてクッション層１４にてＬＳＩベアチップ（１６）をベース７に押圧して加圧し、該ＬＳＩチップ（１６）の電極を上記ボール電極４と電気的導通を取れるように接触させた状態を保持する。
【００１０】
（Ｈ）図７（Ｈ）はチップ加圧部１３が閉じてクッション層１４にてＬＳＩベアチップ１６をベース７に押圧して加圧し、該ＬＳＩチップ１６の電極を上記ボール電極４と電気的導通を取れるように接触させて状態をロック部１５にてロックした状態を示す。そして、この状態で検査が行われる。
このようなベアダイキャリアは、ベース７を配線回路基板形成技術を駆使してつくることができるので、ＬＳＩベアチップの電極数の増大、電極配設の小ピッチ化に対応できるという利点を有するといえる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図７に示す従来技術には、下記のような問題があった。先ず、ボール電極４がメッキにより形成されていたので、ボール電極４の高さにバラツキが生じるという問題があった。
具体的には、ボール電極４の高さのバラツキは、孔３の径のバラツキによる電解メッキ時における電界強度分布のバラツキにより生じ得る。特に、電界の先端集中効果（角ばった部分、尖った部分に電界が集中する効果）により電界の面内で強度分布、強度にバラツキが生じ、その結果としてボール電極４の高さにバラついてしまうということが起きるのである。
【００１２】
そして、ボール電極４の高さのバラツキは、ＬＳＩベアチップ１３をベアダイキャリアにセットし、加圧機構９によりそのＬＳＩベアチップの各電極をベース７のボール電極４を加圧しても、その電極間に加わる加圧力にバラツキが生じ、必要な加圧力が得られないボール電極４も生じ得る。
また、ボール電極４の高さにバラツキがあると、その高いボール電極４とＬＳＩベアチップ１３の電極との間に強い加圧による荷重が集中し、他のボール電極４における加圧による荷重を弱めて電気的導通性を弱めるのみならず、自身（高いボール電極４自身）が脆弱化し、耐久性が大幅に低下してしまうという問題もある。
【００１３】
耐久性という面について具体的に述べると、一般的に行われる、１４０℃で１０時間のバーンイン検査をした場合、バンプ電極４の耐久性は２００回以下であった。即ち、２００回以下でそのベアダイキャリアが、ボール電極４の脆弱化により使用に耐えなくなるというのが、実情であった。
また、電解メッキで形成される銅は、これも耐久性低下の原因となる。そこで、硬いメッキ膜としてＮｉメッキ膜を形成することも考えられるが、しかし、ニッケルメッキ膜は均一電着性の面で銅メッキ膜に劣り、高さのバラツキがより顕著となるため採用が難しく、実用的ではない。
【００１４】
また、ＬＳＩベアチップの電極端子がアルミニュウムで構成されているため表面にアルミニウムの酸化皮膜、即ちアルミニウム酸化物が形成されており、従来技術における突起物を成すボール電極の表面が比較的平滑であることが充分な電気的導通性を得ることを阻む要因となっていた。というのは、アルミニウムからなる電極端子表面にはアルミニウム酸化物が形成されるので、必要な電気的導通性を得るには、そのアルミニウム酸化物を破ってその下地というべきアルミニウム金属と接触するには、電極バンプ４の表面にある程度の大きさの凹凸が必要なのであるが、従来においてはその必要な大きさの凹凸が得られなかったからである。それでも飽くまで従来の技術を踏襲しようとすると、アルミニウム電極と電極パッドを擦りつけるスクラビングという機構が必要となり、ベアダイキャリアとしては機構が極めて複雑となる。従って、電気的接続抵抗値の上昇は避けられず、実用的ではない。
【００１５】
また、電解メッキによるパッド電極の形成には、パッド電極が微細になるほど、高くすることが難しく、ＬＳＩベアチップが高集積化するほど十分な高さのパッド電極の形成が難しいという問題もある。これはメッキの成長が高さ方向と横方向に成長するために孔径を微小にする程バンプ電極を高くすることが難しくなるからである。元々、メッキはメッキ対象部分が微小になる程、電解メッキが難しくなるという面があるのである。
更に、従来のベアダイキャリアには、樹脂層１（配線膜２ａを含む）、緩衝層５及び基材６を、例えばねじ止め等により積層固定し、それによって一体化し、ベアダイキャリアのベース７を得るという方法で製造していたので、組立に手間がかかるという問題もあった。
【００１６】
更に、その荷重集中により検査されるＬＳＩベアチップ１３自身もダメージを受けるという問題もあった。
本発明はこのような問題点を解決すべく為されたものであり、配線膜と接続された金属突起物として均一な高さを有し高い硬度を有する新規な配線基板及びその製造方法を提供し、更にはその配線基板を用いた、高寿命で、各電極と被測定物の電極との加圧時における荷重の均一性が高く、電気的導通性のバラツキの小さな新規な測定装置を提供しようとするものである。
【００１７】
請求項１の配線基板は、テスター回路に接続される検査用ソケットとベアチップ状態の被検査半導体装置との間に介在してその被検査半導体装置の各電極を上記検査用ソケットを介して上記テスター回路に電気的に接続する配線基板であって、剛性のある板状の基材の表面に弾性のある板状の樹脂層が形成され、該樹脂層の表面にメッキにより形成された金属からなる配線膜が形成され、該配線膜の少なくとも一部分上に、一定厚さの金属箔の選択的エッチングされた金属突起物が形成されたことを特徴とする。
【００１８】
請求項２の配線基板は、請求項１記載の配線基板において、前記配線膜が前記緩衝層の表面に、該表面と配線膜自身の表面とが略同一平面上に位置するよう埋込み状に形成されたことを特徴とする。
【００１９】
請求項３の配線基板は、請求項１又は２記載の配線基板において、前記金属突起物が、少なくとも頂部の表面が基部底面より大きな凹凸を有し、該金属突起物の少なくとも上記頂部の表面が、硬質の金属メッキ膜を下層とし、貴金属メッキ膜を上層とする多層金属膜により覆われてなることを特徴とする。
【００２０】
請求項４の配線基板は、テスター回路に接続される検査用ソケットとベアチップ状態の被検査半導体装置との間に介在してその被検査半導体装置の各電極をそれと接する金属突起物にて上記検査用ソケットを介して上記テスター回路側に電気的に導出する配線基板の製造方法であって、突起物形成用金属板の一方の表面に、電解メッキにより金属からなる配線膜を形成する工程と、上記突起物形成用金属板の上記配線膜が形成された側の表面に、緩衝層を介して剛性のある板状の基材を、積層して該突起物形成用金属板、該樹脂層及び該基材を一体化する工程と、上記突起物形成用金属板を選択的にエッチングすることにより上記配線膜と底面にて接続された金属突起物を形成する工程を有することを特徴とする。
【００２１】
請求項５の配線基板の製造方法は、請求項４記載の配線基板の製造方法において、前記突起物形成用金属板として、一方の表面より他方の表面の方が大きな凹凸を有するように形成されたものを用い、前記配線膜を突起物形成用金属板の上記一方の表面に形成することとし、該突起物形成用金属板の選択的エッチングによる前記金属突起物の形成後に、該金属突起物の表面に硬質の金属メッキ膜を形成し、更に、貴金属メッキ膜を形成するメッキ工程を有することを特徴とする。
【００２２】
請求項６の配線基板は、テスター回路に接続される検査用ソケットとベアチップ状態の被検査半導体装置との間に介在してその被検査半導体装置の各電極を上記検査用ソケットを介して上記テスター回路に電気的に接続する配線基板であって、絶縁材の表面に、電源ラインを成す第１層配線膜とグランドラインを成す第１層配線膜が形成され、上記各配線膜の少なくとも一部分上に第１層金属突起物が形成され、上記絶縁材の上記配線膜が形成された表面の上記各第１層金属突起物を除く部分に緩衝材が形成され、上記緩衝材の表面に、上記第１層配線膜と上記金属突起物を介して電気的に接続されたものを含む複数の第２層配線膜が形成され、上記各第２層配線膜の少なくとも一部分上に、一定高さの金属箔の選択的エッチングにより形成された第２層金属突起物が形成されたことを特徴とする。
【００２３】
請求項７の配線基板は、請求項６記載の配線基板において、上記各第１層配線膜が、上記絶縁材の表面に、該表面と該配線膜自身の表面とが略同一平面上に位置するように埋込状に形成され、上記各第２層配線膜が、上記緩衝剤の表面に、該表面と該配線膜自身の表面とが略同一平面上に位置するように埋込状に形成されたことを特徴とする。
【００２４】
請求項８の配線基板は、請求項６又は７記載の配線基板において、前記第１層金属突起物及び／又は第２層金属突起物が、少なくとも頂部の表面が基部底面より大きな凹凸を有し、上記第１層金属突起物及び／又は第２層金属突起物の少なくとも上記頂部の表面が、硬質の金属メッキ膜を下層とし、硬質の貴金属メッキ膜を上層とする多層金属膜により覆われてなることを特徴とする。
【００２５】
請求項９の配線基板の製造方法は、テスター回路に接続される検査用ソケットとベアチップ状態の被検査半導体装置との間に介在してその被検査半導体装置の各電極をそれと接する金属突起物にて上記検査用ソケットを介して上記テスター回路側に電気的に導出する配線基板の製造方法であって、一方の表面に第２層配線膜を形成した第２層金属突起物形成用金属板と、一方の表面側に選択的エッチングにより第１層金属突起膜を形成し、その表面の第１層金属突起膜を除く部分に緩衝剤が積層された第１層配線膜形成用金属板を、用意する工程と、上記第１層配線膜形成用金属板の緩衝材が積層された面に、上記第２層金属突起物形成用金属板を、これの第２層配線膜がそれに対応する上記第１層金属突起膜と接続されるように位置合わせして積層する工程と、上記第１層配線膜形成用金属板を選択的にエッチングすることにより第１層配線膜を形成する工程と、上記第１層配線膜形成面に補強絶縁材を積層する工程と、上記第２層金属突起物形成用金属板の上記一方の表面と反対側の面に、選択的エッチングにより上記各第２層配線膜と接続された第２層金属突起物を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００２６】
請求項１０の測定装置は、請求項１、２、３、６、７又は８記載の配線基板を、ベースとし、上記配線基板の前記金属突起物形成側の面に、半導体チップを、その各電極が該配線基板の前記金属突起物に接してその間に電気的導通がとれるように加圧できる加圧機構を備え、上記半導体チップの各電極を上記金属突起物及び上記配線膜を介して外部に電気的に導出できるようにしてなることを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示実施形態例に従って詳細に説明する。
図１（Ａ）〜（Ｈ）は本発明配線基板の第１の実施形態例の製造方法を工程順に示す断面図である。
（Ａ）図１（Ａ）に示すように、突起物形成用金属板として銅板２１（厚さ例えば２０〜５０μｍ）を用意する。該銅板２１は、一方の表面２１ａよりも他方の表面２１ｂの凹凸が図２に示すように大きくされたものを用いると良い。尚、図２は銅板２１の該他方の表面２１ｂの顕微鏡写真を筆写したものである。このように、片方（上記他方）の主表面を凹凸を有するようにするのは、該突起物形成用金属板により形成される金属突起物の頂部上面を粗くして、ＬＳＩベアチップのアルミニウム電極に接触したときその表面のアルミニウム酸化膜を破りその下地であるアルミニウム電極本体に接して検査時に必要な充分な電気的導通性が得られるようにするためである。
【００２８】
（Ｂ）次に、図１（Ｂ）に示すように、上記銅板２１の上記他方の表面２１ｂに補強シート２２を仮接着し、上記一方の表面２１ａに配線膜２３を形成する。
補強シート２２は薄い銅板（厚さ例えば５０μｍ）に対する処理、或いは搬送、保管の過程で変形が生じるのを防止し、更には、作業性を高めるために形成するものであり、後で、取り除かれるべきものである。そして、後で補強シート２２を除去する必要があるので、紫外線照射等により接着力を失う性質を有するシート材料を用いると、除去が容易なので好ましいと言える。尚、銅板２１が厚く変形等の可能性が少ないような場合には、補強シート２２は必要ではない。
【００２９】
配線膜２３は形成すべきパターンに対してネガのパターンを有するレジスト膜を銅板２１の上記一方の表面２１ａに形成し、該レジスト膜をマスクとして銅板２１に金属膜をメッキすることにより形成する。具体的には、エッチングストッパ（後で銅板２１を選択的にエッチングして金属突起物を形成する際に銅膜２３ｂがエッチングされることを阻むエッチングバリア）となるニッケル膜２３ａを薄くメッキし、その後、銅膜２３ｂをメッキすることにより形成する。尚、図面では便宜上ニッケル膜２３ａと銅膜２３ｂを同程度の厚さに示したが、ニッケル膜２３ａは銅膜２３ｂに比して顕著に薄い。その後、マスクとして用いたレジスト膜を除去する。
尚、必要に応じて、銅膜２３ｂの後述する緩衝層（２４）との密着性を高めるために、例えばそのレジスト膜の除去前に、銅膜２３ｂの表面に対して粗化処理を施し、その後、そのレジスト膜を除去するようにしても良い。
【００３０】
（Ｃ）図１（Ｅ）に示すように、上記一方の表面２１ａに配線膜２３が形成され、上記他方の表面２１ｂにて補強シート２２により補強された銅板２１の配線膜２３形成面側にクッション性を有する緩衝層（厚さ例えば１００μｍ程度）２４を介して剛性を有する例えば樹脂からなる基材（厚さ例えば０．８ｍｍ）２５をあてがう。
上記緩衝層２４は、例えば熱可塑性ポリイミド・液晶ポリマー等を主成分とするフィルム、より望ましくは、らせん繊維（例えば、ゴア社製のゴアテックス）に樹脂を含浸してクッション性能を向上させた接着性のあるフィルムを用いる。
【００３１】
板状の基材（厚さ例えば０．８ｍｍ）２５は、例えばプリント基板用プリプレグシートを基材２５の必要な厚さに対応した枚数重ねて一括での加圧プレス法で積層することにより得ることができ、必要な剛性も充分に得ることができる。そのプリプレグシートとしては、例えば、三井化学製のＢＮ−３００が好適である。というのは、充分な耐熱性、剛性が得られ、平坦性が充分に高いからである。（Ｄ）次に、図１（Ｄ）に示すように、配線膜２３が形成され補強シート２２により補強された銅板２１と緩衝層２４と基材２４を積層プレスにより一体化する。そして、その一体化により、各配線膜２３はクッション性を有する上記緩衝層２４に埋まった状態になり、該配線膜２３の底面（銅板２１側の面）が該緩衝層２４と銅板２１との境界面と略同一平面上に位置する状態になる。
【００３２】
（Ｅ）次に、上記補強シート２２を除去し、その後、図１（Ｅ）に示すように、上記銅板（突起物形成用金属板）２１の表面（上記他方の表面）２１ｂにレジスト膜２６を選択的に形成する。該レジスト膜２６は選択的エッチングにより次に述べる金属突起物（２７）を形成するに際して必要なエッチングマスクとなるものであり、当然に、金属突起物（２７）を形成すべき部分に形成される。
（Ｆ）次に、上記レジスト膜２６をマスクとして上記銅板２１をエッチングすることにより金属突起物２７を形成する。そのエッチングはニッケルを侵さないエッチング液、例えばアルカリ性エッチング液を用いて行うので、そのエッチングの際にニッケル膜２３ａがエッチングバリアとなり配線膜２３を成す銅膜２３ｂがエッチングされることを阻む。従って、配線膜２３による回路が侵されることはない。本例における金属突起物２７の径は例えば２５〜７０μｍ、高さが２０〜４０μｍ、金属突起物２７の配置ピッチ（当然のことながら被測定ＬＳＩベアチップ（１６）の配置ピッチと等しい）が４０〜１２０μｍである。
【００３３】
次に、レジスト膜２６を除去し、しかる後、無電解メッキ或いは電解メッキにより例えばニッケルからなる硬質金属膜（厚さ例えば５〜２０μｍ）２７ａを形成し、更に、例えばロジウムＲｄ等の貴金属膜（厚さ例えば１μｍ）２７ｂを形成する。これにより、図３に示すような断面構造の金属突起物２７が形成される。図３は金属突起物２７を拡大して示す断面図で、この図における該金属突起物２７の表面の凹凸は、図２に示した銅板２１の凹凸があることをデフォルメして示すものである。
その後、加圧機構取付孔２８を形成する。図１（Ｆ）はその加圧機構取付孔２８の形成後の状態を示す。この図１（Ｆ）に示す状態の配線基板が本発明配線基板の第１の実施形態例で、後に述べる、本発明測定装置の第１の実施形態例であるベアダイキャリアのベース２９を成す。
【００３４】
（Ｇ）次に、図１（Ｇ）に示すように、上記ベース２９の加圧機構取付孔２８に加圧機構９の被取付部１０を差し込んで該加圧機構９をベース２９に取り付ける。
この加圧機構９のベース２９への取付により本発明測定装置の第１の実施形態例であるベアダイキャリアが構成される。即ち、図１（Ｇ）は本発明測定装置の第１の実施形態例であるベアダイキャリアを示す。
【００３５】
尚、上記加圧機構９は、図７（Ｇ）、（Ｈ）に示す加圧機構９と基本的構造、機能が同じである。即ち、上記ベース２９上に位置されたＬＳＩベアチップ（１６）の各電極とそれに対応する、上記ベース２９の電極が該加圧機構９の上記金属突起物２７とが接触して充分な電気的導通が得られるように、ＬＳＩチップ１６をベース２９側に加圧し、更にその加圧状態を保持できるようにしたものであり、１２は該加圧機構９の本体部分、１３は該本体部分１２に図面に現れないヒンジを介して開閉自在に例えば一体に取り付けられたチップ加圧部で、上記ベース２９上に置かれたＬＳＩベアチップ（１６）と接する部分にクッション層１４を有する。１５はロック部で、チップ加圧部１３が閉じてクッション層１４にてＬＳＩベアチップ（１６）をベース７に押圧して加圧し、該ＬＳＩチップ（１６）の電極を上記ボール電極４と電気的導通を取れるように接触させた状態を保持する。
【００３６】
（Ｈ）図７（Ｈ）はチップ加圧部１３が閉じてクッション層１４にてＬＳＩベアチップ１６をベース７に押圧して加圧し、該ＬＳＩチップ１６の電極を上記金属突起物２７と電気的導通を取れるように接触させた状態をロック部１５にてロックした状態を示す。そして、この状態で検査が行われる。図７（Ｈ）は本発明測定装置の第１の実施形態例であるベアダイキャリアの検査時の状態を示すともいえる。
図４はＬＳＩベアチップ１６が、その各アルミニウム電極１６ａとベース２９側の金属突起物２７とが位置決めされた状態でベース２９上に臨む状態を示す。
【００３７】
本実施形態例には下記のような利点がある。
（１）本実施の形態例においては、ＬＳＩベアチップ１６の電極１６ａと直接接してそれとの間に電気的導通を取る手段として、銅板２１を選択的にエッチングすることにより形成した金属突起物２７を用い、且つ、銅板２１として厚さの均一なものを用いるので、金属突起物２７の高さをその径の大きさに無関係に均一にすることができる。
従って、メッキにより形成したボール電極４をＬＳＩチップ１６との電気的導通を取る手段として用いていた従来技術においてそのボール電極４の高さが不均一であることによって生じていた前述の各種問題点をすべて解決することができる。
【００３８】
具体的には、ＬＳＩベアチップ１６の各電極とそれに対応する金属突起物２７とを接触させたときすべての電極に均等な荷重がかかるようにでき、良好に検査をすることが可能になる。即ち、荷重のアンバランスにより充分な電気的導通性が得られない電極ができ、良好な検査ができないということがなくなる。また、一部の突起物２７に荷重が集中して劣化し、その寿命が短くなることにより測定装置全体としても寿命が短くなるというおそれもない。更に、荷重の局部集中によりＬＳＩベアチップ１６の一部電極乃至その近傍にクラックが生じるというおそれもない。
【００３９】
（２）金属突起物２７を銅板２１の選択的エッチングすることにより形成するので、メッキにより形成した従来におけるボール電極４よりも硬度を強くすることができる。
即ち、一般に、メッキにより形成した金属膜、例えば銅膜と、圧延等により形成した金属の板材、箔、例えば銅板、銅箔とでは、金属の質が異なる。メッキにより形成した金属膜は、緻密さが低く、従って硬度が低く、また、前述のように厚さの制御性が低く、耐久性が悪い。それに対して、圧延等により形成した金属箔、例えば銅箔は、緻密な膜質を有し、硬度が高く、従って、耐久性にも優れる。
【００４０】
そして、例えば銅等をメッキにより形成するような場合、その硬度を任意に高めることは実際上難しい。しかし、本実施の形態例によれば、必要な硬度の銅等の板材を選び銅板２１として用いることにより、必要な硬度の金属突起物２７を得ることが容易に為し得る。というのは、板材として非常に多くの種類のものがあり、硬度に関しても種々のものがあるので、その中から金属突起物２７として必要な硬度を持つものを選ぶことにより、金属突起物２７の硬度を所望通りにすることが容易に為し得るからである。
【００４１】
従って、本実施の形態例によれば、全金属突起物２７の硬度を充分に高くすることができるので、高寿命化を図ることができ、延いては、測定装置であるベアダイキャリアとしての寿命を長くすることができる。具体的には、従来においては２００回以下しかできなかったバーンイン検査の回数を、１０００回以上に増やすことができ、寿命を５倍以上と、顕著に長くすることができた。
【００４２】
（３）また、銅板２１として、面２１ｂ（特許請求の範囲における他方の面に該当）に大きな凹凸を設けた（図２参照）ものを用い、その面２１ｂ側から選択的にエッチングすることにより金属突起物２７を形成するので、図３に示すように、該金属突起物２７として頂部の表面に凹凸を有するものを形成することができる。
従って、図４に示すように、ＬＳＩベアチップ１６のアルミニウムからなる各電極１６ａに、金属突起物２７を接触させるとき、その凹凸のある表面の凸部にて電極１６ａの表面のアルミニウム酸化物を破り、アルミニウム電極１６ａ本体に達して、良好な電気的導通性が得られるようにすることができ、良好、精確な検査ができる。
【００４３】
特に、金属突起物２７は選択的エッチング後、硬質なニッケル膜２３ａをメッキにより形成し、更に、ロジウム等の貴金属膜２３ｂをメッキにより形成するので、金属突起物２７の凹凸のある頂部表面の硬度、電気的停電性を強めることができ、アルミニウム電極１６ａ表面のアルミニウム酸化物膜を破壊する力をより強くできるので、有効且つ確実にアルミニウム電極１６ａとの高い電気的導通性を取ることが可能になり、延いてはより良好、精確な検査ができる。
また、硬質なニッケル膜２３ａ、ロジウム等の貴金属膜２３ｂを形成して金属突起物２７の表面部の硬度をより高めるので、金属突起物２７の耐久性をより高め、長寿命化することができる。
【００４４】
（４）また、金属突起物２７をエッチング法により形成するので、ファインピッチの金属突起物２７が形成し易く、また配線回路は、アディティブメッキ法を用いているために、今後のＬＳＩチップの電極（端子）の微細化、電極配置ピッチの微細化への対応も容易であり、ＬＳＩ等の集積回路装置のより一層の高集積化を図ることが可能となる。
【００４５】
（５）更に、本実施の形態例によれば、配線基板２９を、配線膜２３が形成され、補強シート２２により補強された銅板２１、緩衝層２４及び基材２４を積層プレスにより一体化することにより形成し、配線膜２３が緩衝層２４に埋込まれ、配線膜２３の銅板２１（或いは金属突起物２７）側の面と、緩衝層２４・銅板２１管境界面が同一平面上に位置するようにできるので、その緩衝層２４により微小な荷重のバラツキ、アンバランスを吸収したり、分散することができ、また、配線膜２３のある部分と、無い部分との間で荷重的アンバランスが生じないようにすることができる。
【００４６】
図５（Ａ）〜（Ｈ）は本発明配線基板の第２の実施の形態の製造方法を工程順に示す断面図である。
（Ａ）図５（Ａ）に示すように、厚さ例えば４０μｍ程度の銅板（第２層金属突起物形成用金属板）５１を用意する。
（Ｂ）図５（Ｂ）に示すように、上記銅板５１の一方の表面に、第２層配線膜５２を形成する。
【００４７】
（Ｃ）図５（Ｃ）に示すように、金属突起物を有し、更に、緩衝材が積層された第１層配線膜形成用金属板５３も用意する。５４は該金属板５３の第１層配線膜が形成される銅からなる層で、厚さが例えば１０μｍ程度である。５５は第１層金属突起物であり、銅からなる。５６は銅層５４の第１層金属突起物５５が形成された側の面の該突起物５５が形成されていない部分上に積層された緩衝材で、層間絶縁層を成す。
【００４８】
該第１層配線膜形成用金属板５３は、１０μｍ程度の銅板と、１μｍ以下の薄いニッケル板（エッチングストッパとして機能する）と、４０μｍ程度の銅板を積層し、該４０μｍ程度の厚さの銅板を選択的にエッチングすることにより第１層金属突起物５５を形成し、その後、合成樹脂からなる緩衝材５６を積層し、緩衝材５６が第１層金属突起物５５によって突き破られること等により第１層金属突起物５５の頂部が上に露出するようにすることにより製造される。
【００４９】
（Ｄ）次に、図５（Ｄ）に示すように、第１層配線膜形成用金属板５３の緩衝材５６積層側の面に、上記第２層金属突起物形成用金属板５１を、該金属板５１の第２層配線膜５２とそれに対応する第１層金属突起物５５とが接続されるように位置合わせして、積層し、一体化する。
（Ｅ）次に、図５（Ｅ）に示すように、第１層配線膜形成用金属板５３の銅層５４を選択的にエッチングすることにより第１層配線膜５７ｖ、５７ｇを形成する。該第１層配線膜５７ｖはベアのＬＳＩチップに電源電圧を供給する経路の電源ラインを成し、第１層配線膜５７ｇは同じくグランドラインを成す。
【００５０】
（Ｆ）次に、図５（Ｆ）に示すように、上記第１層配線膜５７ｖ、５７ｇの形成面に、補強絶縁材５８を積層する。
（Ｇ）次に、図５（Ｇ）に示すように、上記第２層金属突起物形成用金属板５１を選択的にエッチングすることにより第２層金属突起物５９を形成する。
（Ｈ）次に、図５（Ｈ）に示すように、第２金属突起物５９の表面にメッキ膜Ｎｉ−Ｂ（厚さ５μｍ）／Ｒｄ（厚さ０．５μｍ）６０を形成する。
【００５１】
本配線基板は、図示はしないが、加圧機構取付孔が形成され、図１（Ｆ）に示す第１の実施の形態例の配線基板と同様に、加圧機構に取り付けられ、測定装置となる。
本配線基板は、配線膜として電源ラインを成す配線膜５７ｖ及びグランドラインを成す配線膜５７ｇを、他の配線膜５２よりも下側の層として形成しており、その点で相違する。そして、それ故、被測定ベアのＬＳＩチップ内の回路を、その配線膜５７ｖ、５７ｇにより静電的に外部からシールド（静電シールド）するシールド効果が得られ、耐ノイズ性を高めることができる。
【００５２】
また、高周波信号の伝達に際しての特性も向上する。即ち、図１に示す配線基板のように配線膜が１層しかない場合には、クロストークによるノイズの発生、及び減衰・反射等により信号がなまり、波形が読み取りにくいものとなるという虞がありますが、本配線基板のように、グランドラインとなる配線膜５７ｇを普通の配線膜５２と別の層として設けることにより、高速伝送した信号を、グランドインピーダンスコントロールにより、鈍りにくくし、波形を読み取りやすいシャープなままにすることが可能となります。
【００５３】
尚、本配線基板は、図１に示した実施の形態例の配線基板が奏したとほぼ同様の効果を享受し、更に、高周波特性に関しては、図１に示した配線基板では得られない上述した効果を奏する。
ところで、本実施の形態例の配線基板においても、図１に示した実施の形態例の配線基板と同様に、第１層金属突起物５５及び第２層金属突起物５９について、少なくとも頂部の表面が基部底面よりも大きな凹凸を有するようにし、各金属突起物５５、５９の少なくとも上記頂部の表面が、硬質の金属メッキ膜を下地とし、硬質の貴金属メッキ膜を上層とする多層金属膜により覆われるようにすると良い。
【００５４】
【発明の効果】
請求項１の配線基板によれば、剛性のある板状の基材の表面に弾性のある板状の樹脂層を形成し、該樹脂層の表面にメッキにより形成された金属からなる配線膜を形成し、該配線膜の少なくとも一部分上に、一定厚さの金属箔の選択的エッチングされた金属突起物を形成するので、金属突起物の高さを均一にすることができ、また、金属突起物の硬度を高めることができ、また、金属突起物の微細化、配置ピッチの微細化に対応することができる。
従って、配線基板を例えば測定装置にベースとして用い、金属突起物を例えば半導体チップの電極に接触させて電気的導出に用いた場合におけるその金属突起物と半導体チップの電極との荷重の均一性を高め、金属突起物の耐久性を高め、長寿命化を図ることができる。
【００５５】
請求項２の配線基板によれば、配線膜を、緩衝層の表面に、該表面と配線膜自身の表面とが略同一平面上に位置するよう埋込み状に形成したので、配線基板を例えば測定装置に用い、金属突起物を例えば半導体チップの電極に接触させて電気的導出に用いた場合において、緩衝層により微小な荷重のバラツキ、アンバランスを吸収したり、分散することができ、更に配線膜のある部分と、無い部分との間で荷重のアンバランスが生じないようにすることができる。
【００５６】
請求項３の配線基板によれば、金属突起物の頂部の表面に基部底面より大きな凹凸を形成し、更にその表面を、硬質の金属メッキ膜を下層とし、硬質の貴金属メッキ膜を上層とする多層金属膜により覆ったので、凹凸のある頂部表面の硬度、電気的停電性を強めることができる。
従って、配線基板を例えば測定装置にベースとして用い、金属突起物を例えば半導体チップの電極に接触させて電気的導出に用いた場合におけるその金属突起物が半導体チップのアルミニウム電極表面のアルミニウム酸化物膜を破壊する力が強くすることができ、有効且つ確実にアルミニウム電極との高い電気的導通性を取ることが可能になり、より良好、精確な検査ができ、更には、硬質な金属メッキ膜、貴金属メッキ膜を形成して金属突起物の表面部の硬度をより高めるので、金属突起物の耐久性をより高め、より長寿命化することができる。
【００５７】
請求項４の配線基板の製造方法によれば、突起物形成用金属板の一方の表面に、電解メッキにより金属からなる配線膜を形成し、該突起物形成用金属板の上記配線膜が形成された側の表面に、緩衝層を介して剛性のある板状の基材を、積層して該突起物形成用金属板、該樹脂層及び該基材を一体化し、該突起物形成用金属板を選択的にエッチングすることにより上記配線膜と底面にて接続された金属突起物を形成するので、上記請求項１、２の配線基板を得ることができる。
【００５８】
請求項５の配線基板の製造方法によれば、請求項４の配線基板の製造方法において、突起物形成用金属板として、一方の表面より他方の表面の方が大きな凹凸を有するように形成されたものを用い、記配線膜を突起物形成用金属板の上記一方の表面に形成することとし、上記突起物形成用金属板の選択的エッチングによる前記金属突起物の形成後に、該金属突起物の表面に硬質の金属メッキ膜を形成し、更に、貴金属メッキ膜を形成するメッキするので、上記請求項３の配線基板を得ることが可能になる。
【００５９】
請求項６の配線基板によれば、電源ラインとグランドラインを成す第１層配線膜が他の配線膜である第２層配線膜より下側に別の層として形成されているので、該第１層配線膜により普通の配線膜である第２艘配線膜を他から静電的にシールドすることができ、耐ノイズ性を高めることができると共に、グランドラインによるグランドインピーダンスコントロールにより、高速で送った信号のなまりを少なくし、波形を読み取りやすいままの形に維持することがしやすい。従って、高周波特性を高めることができる。
【００６０】
請求項７の配線基板によれば、請求項６記載の配線基板において、上記各第１層配線膜を、上記絶縁材の表面に、該表面と該配線膜自身の表面とが略同一平面上に位置するように埋込状に形成し、上記各第２層配線膜が、上記緩衝剤の表面に、該表面と該配線膜自身の表面とが略同一平面上に位置するように埋込状に形成したので、配線基板を例えば測定装置に用い、金属突起物を例えば半導体チップの電極に接触させて電気的導出に用いた場合において、緩衝層により微小な荷重のバラツキ、アンバランスを吸収したり、分散することができ、更に配線膜のある部分と、無い部分との間で荷重のアンバランスが生じないようにすることができる。
【００６１】
請求項８の配線基板は、請求項６又は７記載の配線基板において、前記第１層金属突起物及び／又は第２層金属突起物を、少なくとも頂部の表面が基部底面より大きな凹凸を有するように形成し、上記第１層金属突起物及び／又は第２層金属突起物の少なくとも上記頂部の表面を、硬質の金属メッキ膜を下層とし、硬質の貴金属メッキ膜を上層とする多層金属膜により覆ってなるので、凹凸のある頂部表面の硬度、電気的停電性を強めることができる。
従って、配線基板を例えば測定装置にベースとして用い、金属突起物を例えば半導体チップの電極に接触させて電気的導出に用いた場合におけるその金属突起物が半導体チップのアルミニウム電極表面のアルミニウム酸化物膜を破壊する力が強くすることができ、有効且つ確実にアルミニウム電極との高い電気的導通性を取ることが可能になり、より良好、精確な検査ができ、更には、硬質な金属メッキ膜、貴金属メッキ膜を形成して金属突起物の表面部の硬度をより高めるので、金属突起物の耐久性をより高め、より長寿命化することができる。
【００６２】
請求項９の配線基板の製造方法によれば、一方の表面に第２層配線膜を形成した第２層金属突起物形成用金属板と、一方の表面側に選択的エッチングにより第１層金属突起膜を形成し、その表面の第１層金属突起膜を除く部分に緩衝剤が積層された第１層配線膜形成用金属板を、用意し、上記第１層配線膜形成用金属板の緩衝材が積層された面に、上記第２層金属突起物形成用金属板を、これの第２層配線膜がそれに対応する上記第１層金属突起膜と接続されるように位置合わせして積層し、上記第１層配線膜形成用金属板を選択的にエッチングすることにより第１層配線膜を形成し、第１層配線膜形成面に補強絶縁材を積層し、上記第２層金属突起物形成用金属板の上記一方の表面と反対側の面に、選択的エッチングにより上記各第２艘配線膜と接続された第２層金属突起物を形成するので、請求項６、７又は８記載の配線基板を得ることができる。
【００６３】
請求項１０の測定装置は、請求項１、２、３、６、７又は８記載の配線基板をベースとして用い、該配線基板（ベース）の金属突起物形成側の面に、半導体チップをその各電極が該配線基板の前記金属突起物に接してその間に電気的導通がとれるように加圧できる加圧機構を設け、上記半導体チップの各電極を上記金属突起物及び上記配線膜を介して外部に電気的に導出できるようにしてなるので、請求項１、２、３、６、７又は３記載の配線基板の効果を享受することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）〜（Ｈ）は本発明の第１の実施形態例の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図２】突起物形成用金属板の凹凸の大きい方の表面の状態の顕微鏡写真を筆写した筆写図である。
【図３】図１に示す製造方法による製造過程で形成された金属突起物の断面構造を示す断面図である。
【図４】金属突起物とそれに臨む半導体チップを示す断面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｈ）は本発明の第２の実施形態例の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図６】（Ａ）はバーンインソケットの、（Ｂ）はベアダイキャリアのそれぞれ斜視図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｈ）は従来のベアダイキャリア用配線基板の製造方法を工程順に示す断面図である。
【符号の説明】
９・・・加圧機構、１６・・・半導体チップ（ＬＳＩベアチップ）、
２１・・・突起物形成用金属板、２１ｂ・・・大きな凹凸を有する方の表面、
２３・・・配線膜、２３ａ・・・硬質の金属（ニッケル）メッキ膜、
２３ｂ・・・貴金属（ロジウム）メッキ膜、２４・・・緩衝層、
２５・・・基材、２７・・・金属突起物、
２９・・・配線基板（測定装置のベース）、
５１・・・第２層金属突起物形成用金属板、５２・・・第２層配線膜、
５３・・・第１層配線膜形成用金属板、５４・・・第１層配線膜形成用金属層、
５５・・・第１層金属突起物、５６・・・緩衝材、
５７ｖ、５７ｇ・・・第１層配線膜、５８・・・補強絶縁材、
５９・・・第２層金属突起物、６０・・・メッキ膜。[0001]
The present invention Each electrode of the semiconductor device to be inspected is electrically connected to the tester circuit through the inspection socket by being interposed between the inspection socket connected to the tester circuit and the semiconductor device to be inspected in a bare chip state. The present invention relates to a wiring board, a manufacturing method thereof, and a measuring apparatus using the wiring board.
[0002]
[Prior art]
In the past, the semiconductor device was subjected to a final electrical characteristic test in a sealed state. Specifically, a burn-in socket as shown in FIG. 6A is used, and a semiconductor device is set in the socket. Each terminal (electrode) is connected to an inner terminal of a conductor (metal conductive spring) of the burn-in socket. Contact is made so that electrical continuity can be obtained, the state is locked, the semiconductor device and the tester circuit are electrically connected via the burn-in socket, and the inspection is performed in that state. Was normal.
[0003]
However, in recent years, it has become necessary to inspect semiconductor devices in a bare chip state. This is because the number of LSI bare chips encapsulated in a single semiconductor device is increasing, and in the case of such semiconductor devices, final electrical characteristic inspection is performed at the stage of resin encapsulation. As a result, it is determined that the semiconductor device is defective due to a defect of only one chip among the plurality of LSI bare chips used, and it is unavoidable to discard other good LSI bare chips. This is because there is a great waste.
[0004]
Therefore, a bare die carrier as shown in FIG. 6 (B) is created, a bare LSI bare chip is set therein, and the bare die carrier is set in a burn-in socket as shown in FIG. 6 (A), for example. The inspection of electrical characteristics of bare LSI bare chips has come to be performed.
[0005]
Specifically, the bare die carrier is in contact with each electrode of the bare LSI bare chip in the vicinity of one end, and electrically to the outside [the inner terminal of the burn-in socket shown in FIG. 6 (A)] through the other end. When an LSI bare chip is mounted with a lead-out wiring film, each electrode can be pressurized so as to be electrically connected to the wiring film of the bare die carrier itself. It can be set in a burn-in socket as if it were two resin-sealed semiconductor devices. In this case, each electrode of the LSI bare chip is in a state of being electrically connected to the tester circuit via the wiring film of the bare die carrier and the conductor of the burn-in socket, and undergoes a final electrical characteristic test. Can do.
[0006]
Conventionally, a bare die carrier has been manufactured by a method as shown in FIGS. The manufacturing method will be described below with reference to FIG.
(A) As shown to FIG. 7 (A), what adhered the copper foil 2 used as a wiring film to one main surface of the resin layer (thickness 25-25 micrometers, for example) 1 which consists of polyimide, for example is prepared.
(B) Next, as shown in FIG. 7B, holes (diameter, for example, 5 to 30 μm) 3 are formed in the copper foil 2 by using, for example, laser light. The hole 3 is formed at a position corresponding to each electrode of the LSI bare chip to be inspected.
[0007]
(C) Next, as shown in FIG. 7C, ball electrodes 4 are formed in the holes 3 by electrolytic plating. The ball electrode 4 is formed by first copper plating, nickel plating when it becomes a considerable size, and finally noble metal plating such as palladium. The ball electrode 4 is required to have a height from the surface of the resin layer 2 of, for example, 20 μm or more.
(D) Next, as shown in FIG. 7D, the copper film 2 is selectively etched to form a wiring film 2a. The wiring film 2a serves to electrically connect each electrode of the LSI bare chip and the burn-in socket shown in FIG.
[0008]
(E) Next, as shown in FIG. 7E, for example, a resin having rigidity through a cushioning layer (thickness, for example, about 100 μm) 5 having a cushioning property on the surface of the resin layer 1 on which the wiring film 2a is formed. A base material (thickness, for example, 0.8 mm) 6 is applied.
(F) Next, as shown in FIG. 7F, the resin layer 1 (including the wiring film 2a), the buffer layer 5 and the base material 6 are laminated and fixed by, for example, screwing or the like, and thereby integrated. The base 7 of the bare die carrier is obtained.
(G) Next, as shown in FIG. 7G, a pressurizing mechanism mounting hole 8 is formed in the base 7, and the mounting portion 10 of the pressurizing mechanism 9 is inserted into the pressurizing mechanism mounting hole 8. The pressure mechanism 9 is attached to the base 7.
[0009]
The pressurizing mechanism 9 presses each electrode of the LSI bare chip (16) on the base 7 and the corresponding ball electrode 4 so as to obtain electrical continuity, and further locks the set state. It can also be used.
Reference numeral 12 denotes a main body portion of the pressurizing mechanism 9, and 13 denotes a chip pressurizing portion that is attached to the main body portion 12 through a hinge that does not appear in the drawing so as to be openable and closable, for example, and is an LSI placed on the base 7. A cushion layer 14 is provided at a portion in contact with the bare chip (16). Reference numeral 15 denotes a lock unit, which closes the chip pressurizing unit 13 and presses and presses the LSI bare chip (16) against the base 7 by the cushion layer 14, so that the electrode of the LSI chip (16) is electrically connected to the ball electrode 4. Holds the contacted state so that conduction can be obtained.
[0010]
(H) In FIG. 7H, the chip pressing portion 13 is closed and the LSI bare chip 16 is pressed against the base 7 by the cushion layer 14 to pressurize it, and the electrodes of the LSI chip 16 are electrically connected to the ball electrode 4. A state in which the lock unit 15 is brought into contact with each other so as to be able to take off is locked. And an inspection is performed in this state.
Such a bare die carrier has the advantage that it can cope with the increase in the number of electrodes of the LSI bare chip and the reduction in the pitch of the electrode arrangement since the base 7 can be made by making full use of the printed circuit board formation technology. .
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, the prior art shown in FIG. 7 has the following problems. First, since the ball electrode 4 is formed by plating, there is a problem that the height of the ball electrode 4 varies.
Specifically, the variation in the height of the ball electrode 4 may be caused by the variation in the electric field strength distribution during the electrolytic plating due to the variation in the diameter of the hole 3. In particular, the electric field tip concentration effect (the effect of concentrating the electric field on the cornered portion and the sharp portion) causes variations in intensity distribution and strength in the electric field plane, resulting in variations in the height of the ball electrode 4. That happens.
[0012]
The variation in the height of the ball electrode 4 can be obtained even when the LSI bare chip 13 is set on the bare die carrier and each electrode of the LSI bare chip is pressed against the ball electrode 4 of the base 7 by the pressurizing mechanism 9. There is also a variation in the pressure applied to the ball electrode 4, and there may be a ball electrode 4 in which the required pressure cannot be obtained.
In addition, if the height of the ball electrode 4 varies, a load due to strong pressurization is concentrated between the high ball electrode 4 and the electrode of the LSI bare chip 13, and the load due to pressurization on the other ball electrodes 4 is weakened. In addition to weakening the electrical continuity, there is a problem that itself (the high ball electrode 4 itself) is weakened and the durability is greatly reduced.
[0013]
Specifically, in terms of durability, when the burn-in inspection is performed for 10 hours at 140 ° C., which is generally performed, the durability of the bump electrode 4 is 200 times or less. That is, the actual situation is that the bare die carrier becomes unusable due to weakening of the ball electrode 4 after 200 times or less.
In addition, copper formed by electrolytic plating also causes a decrease in durability. Therefore, it is conceivable to form a Ni plating film as a hard plating film. However, a nickel plating film is inferior to a copper plating film in terms of uniform electrodeposition, and its variation in height becomes more conspicuous. Not practical.
[0014]
Moreover, since the electrode terminal of the LSI bare chip is made of aluminum, an aluminum oxide film, that is, aluminum oxide is formed on the surface, and the surface of the ball electrode forming the protrusion in the prior art is relatively smooth. This is a factor that hinders obtaining sufficient electrical conductivity. Because aluminum oxide is formed on the electrode terminal surface made of aluminum, in order to obtain the required electrical conductivity, it is necessary to break the aluminum oxide and make contact with the aluminum metal that should be the base. This is because the surface of the electrode bump 4 needs to have a certain degree of unevenness, but the conventional unevenness of the required size could not be obtained. Even so, if the conventional technique is followed until it gets tired, a mechanism called scrubbing that rubs the aluminum electrode and the electrode pad is required, and the mechanism becomes extremely complicated as a bare die carrier. Therefore, an increase in the electrical connection resistance value is unavoidable and not practical.
[0015]
Further, the formation of the pad electrode by electrolytic plating has a problem that it is difficult to increase the size of the pad electrode as it becomes finer, and it is difficult to form a pad electrode having a sufficient height as the LSI bare chip is highly integrated. This is because the growth of the plating grows in the height direction and the lateral direction, so that it becomes difficult to raise the bump electrode as the hole diameter becomes smaller. Originally, plating has the aspect that electrolytic plating becomes more difficult as the portion to be plated becomes smaller.
Further, in the conventional bare die carrier, the resin layer 1 (including the wiring film 2a), the buffer layer 5 and the base material 6 are laminated and fixed by, for example, screwing or the like, and integrated thereby, and the base 7 of the bare die carrier is obtained. There was also a problem that it took time to assemble.
[0016]
Further, there is a problem that the LSI bare chip 13 itself inspected due to the load concentration is also damaged.
The present invention has been made to solve such problems, and provides a novel wiring board having a uniform height and high hardness as a metal protrusion connected to the wiring film, and a method for manufacturing the same. Furthermore, a new measuring device that uses the wiring board and has a long service life, high load uniformity when pressing each electrode and the electrode of the object to be measured, and small variation in electrical conductivity is provided. It is something to try.
[0017]
The wiring board according to claim 1 comprises: Wiring interposed between a test socket connected to a tester circuit and a semiconductor device to be inspected in a bare chip state, and electrically connecting each electrode of the semiconductor device to be tested to the tester circuit via the test socket A substrate, An elastic plate-like resin layer is formed on the surface of a rigid plate-like base material, and a wiring film made of metal formed by plating is formed on the surface of the resin layer, on at least a part of the wiring film In addition, a metal protrusion that is selectively etched with a metal foil having a constant thickness is formed.
[0018]
The wiring board according to claim 2 is formed to be embedded in the wiring board according to claim 1, wherein the wiring film is formed on the surface of the buffer layer so that the surface and the surface of the wiring film itself are located on substantially the same plane. It is characterized by that.
[0019]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the wiring board according to the first or second aspect, wherein the metal protrusions have irregularities at least at the top surface larger than the bottom surface of the base, and at least the top surface of the metal protrusions. And a multilayer metal film having a hard metal plating film as a lower layer and a noble metal plating film as an upper layer.
[0020]
The wiring board according to claim 4 comprises: The tester circuit is interposed between the inspection socket connected to the tester circuit and the semiconductor device to be inspected in a bare chip state, and the tester circuit is connected to each electrode of the semiconductor device to be inspected via the inspection socket by a metal projection contacting the electrode A method of manufacturing a wiring board that is electrically led out to a side, A step of forming a wiring film made of metal by electrolytic plating on one surface of the metal plate for projection formation, and a buffer layer on the surface of the metal plate for projection formation on the side where the wiring film is formed And laminating a plate substrate having a high rigidity and integrating the projection forming metal plate, the resin layer and the substrate, and selectively etching the projection forming metal plate. And a step of forming a metal protrusion connected to the wiring film on the bottom surface.
[0021]
The method for manufacturing a wiring board according to claim 5 is the method for manufacturing a wiring board according to claim 4, wherein the protrusion-forming metal plate is formed such that the other surface has larger unevenness than the one surface. The wiring film is formed on the one surface of the projection-forming metal plate, and the metal projection is formed after the metal projection is formed by selective etching of the projection-forming metal plate. And a plating process for forming a noble metal plating film.
[0022]
The wiring board according to claim 6 comprises: Wiring interposed between a test socket connected to a tester circuit and a semiconductor device to be inspected in a bare chip state, and electrically connecting each electrode of the semiconductor device to be tested to the tester circuit via the test socket A substrate, A first-layer wiring film forming a power line and a first-layer wiring film forming a ground line are formed on the surface of the insulating material, and a first-layer metal protrusion is formed on at least a part of each of the wiring films. A buffer material is formed on the surface of the material on which the wiring film is formed except for the first layer metal protrusions, and the surface of the buffer material is interposed between the first layer wiring film and the metal protrusions. A plurality of second-layer wiring films including those electrically connected are formed, and each of the second layers layer A second layer metal protrusion formed by selective etching of a metal foil having a certain height is formed on at least a part of the wiring film.
[0023]
The wiring board according to claim 7 is the wiring board according to claim 6, wherein each of the first-layer wiring films is positioned on the surface of the insulating material, and the surface and the surface of the wiring film itself are located on substantially the same plane. Each of the second-layer wiring films is embedded in such a manner that the surface of the buffering agent and the surface of the wiring film itself are located on substantially the same plane. It is formed.
[0024]
The wiring board according to claim 8 is the wiring board according to claim 6 or 7, wherein the first layer metal protrusions and / or the second layer metal protrusions have at least a top surface with irregularities larger than a base bottom surface. The surface of at least the top portion of the first layer metal protrusion and / or the second layer metal protrusion is covered with a multilayer metal film having a hard metal plating film as a lower layer and a hard noble metal plating film as an upper layer. It is characterized by becoming.
[0025]
The method of manufacturing a wiring board according to claim 9 comprises: The tester circuit is interposed between the inspection socket connected to the tester circuit and the semiconductor device to be inspected in a bare chip state, and the tester circuit is connected to each electrode of the semiconductor device to be inspected via the inspection socket by a metal projection contacting the electrode A method of manufacturing a wiring board that is electrically led out to a side, A metal plate for forming a second-layer metal projection having a second-layer wiring film formed on one surface, and a first-layer metal projection film formed on one surface by selective etching, and the first-layer metal on the surface A step of preparing a metal layer for forming a first layer wiring film in which a buffering agent is laminated on a portion excluding the protruding film, and a surface on which the buffer material of the metal plate for forming the first layer wiring film is laminated A step of laminating a metal layer for forming a two-layer metal protrusion so that the second-layer wiring film is connected to the corresponding first-layer metal protrusion film; and the first-layer wiring film Forming a first-layer wiring film by selectively etching the forming metal plate; laminating a reinforcing insulating material on the first-layer wiring film-forming surface; and forming the second-layer metal protrusion The second surface is selectively etched on the surface of the metal plate opposite to the one surface. layer Forming a second-layer metal protrusion connected to the wiring film.
[0026]
A measuring apparatus according to a tenth aspect is based on the wiring board according to the first, second, third, sixth, seventh, or eighth aspect, and a semiconductor chip is provided on the surface of the wiring board on the metal protrusion forming side. A pressurizing mechanism capable of pressurizing the electrodes so that the electrodes are in contact with the metal protrusions of the wiring substrate and being electrically connected therebetween, and each electrode of the semiconductor chip is externally connected via the metal protrusions and the wiring film; It is characterized in that it can be derived electrically.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail according to the illustrated embodiment.
1A to 1H are cross-sectional views showing a manufacturing method of a first embodiment of a wiring board of the present invention in the order of steps.
(A) As shown to FIG. 1 (A), the copper plate 21 (thickness 20-50 micrometers) is prepared as a metal plate for protrusion formation. As the copper plate 21, it is preferable to use the copper plate 21 in which the unevenness of the other surface 21b is larger than that of the one surface 21a as shown in FIG. FIG. 2 is a photomicrograph of the other surface 21 b of the copper plate 21. In this way, the main surface of one side (the other side) is made uneven so that the top surface of the metal projection formed by the projection-forming metal plate is roughened to form the aluminum electrode of the LSI bare chip. This is because the aluminum oxide film on the surface is broken when it comes into contact with the aluminum electrode main body, which is the base, so that sufficient electrical conductivity necessary for inspection can be obtained.
[0028]
(B) Next, as shown in FIG. 1B, a reinforcing sheet 22 is temporarily bonded to the other surface 21b of the copper plate 21, and a wiring film 23 is formed on the one surface 21a.
The reinforcing sheet 22 is formed to prevent deformation in the process of processing a thin copper plate (thickness, for example, 50 μm), or in the process of conveyance and storage, and to improve workability, and is removed later. It should be. And since it is necessary to remove the reinforcement sheet 22 later, it can be said that it is preferable to use a sheet material having a property of losing adhesive force due to ultraviolet irradiation or the like because the removal is easy. Note that the reinforcing sheet 22 is not necessary when the copper plate 21 is thick and has a low possibility of deformation or the like.
[0029]
The wiring film 23 is formed by forming a resist film having a negative pattern on the pattern to be formed on the one surface 21a of the copper plate 21 and plating the copper plate 21 with a metal film using the resist film as a mask. Specifically, the nickel film 23a that becomes an etching stopper (an etching barrier that prevents the copper film 23b from being etched when the copper plate 21 is selectively etched later to form a metal protrusion) is thinly plated, Thereafter, the copper film 23b is formed by plating. In the drawings, the nickel film 23a and the copper film 23b are shown to have the same thickness for convenience, but the nickel film 23a is significantly thinner than the copper film 23b. Thereafter, the resist film used as a mask is removed.
If necessary, for example, before removing the resist film, the surface of the copper film 23b is subjected to a roughening treatment in order to improve the adhesion of the copper film 23b to a buffer layer (24) described later. Thereafter, the resist film may be removed.
[0030]
(C) As shown in FIG. 1 (E), a wiring film 23 is formed on the one surface 21a, and the wiring film 23 forming side of the copper plate 21 reinforced by the reinforcing sheet 22 on the other surface 21b. A base material (thickness, for example, 0.8 mm) 25 made of, for example, resin having rigidity is applied through a cushioning layer (thickness, for example, about 100 μm) 24 having cushioning properties.
The buffer layer 24 is, for example, a film mainly composed of a thermoplastic polyimide, a liquid crystal polymer, or the like, more desirably, an adhesive that improves the cushion performance by impregnating a spiral fiber (eg, Gore-Tex manufactured by Gore) with a resin. Use a compatible film.
[0031]
The plate-like base material (thickness, for example, 0.8 mm) 25 is obtained, for example, by stacking a number of prepreg sheets for a printed circuit board corresponding to the required thickness of the base material 25, and laminating them by a batch pressure pressing method. And the necessary rigidity can be sufficiently obtained. As the prepreg sheet, for example, BN-300 manufactured by Mitsui Chemicals is suitable. This is because sufficient heat resistance and rigidity are obtained, and flatness is sufficiently high. (D) Next, as shown in FIG. 1D, the copper plate 21 formed with the wiring film 23 and reinforced by the reinforcing sheet 22, the buffer layer 24, and the base material 24 are integrated by a lamination press. As a result of the integration, each wiring film 23 is buried in the buffer layer 24 having cushioning properties, and the bottom surface (the surface on the copper plate 21 side) of the wiring film 23 is formed between the buffer layer 24 and the copper plate 21. It will be in the state located on the substantially same plane as a boundary surface.
[0032]
(E) Next, the reinforcing sheet 22 is removed, and then a resist film 26 is formed on the surface (the other surface) 21b of the copper plate (projection-forming metal plate) 21 as shown in FIG. Are selectively formed. The resist film 26 serves as an etching mask necessary for forming a metal protrusion (27) described below by selective etching, and is naturally formed in a portion where the metal protrusion (27) is to be formed. .
(F) Next, the metal projection 27 is formed by etching the copper plate 21 using the resist film 26 as a mask. Since the etching is performed using an etching solution that does not attack nickel, for example, an alkaline etching solution, the nickel film 23a serves as an etching barrier and prevents the copper film 23b forming the wiring film 23 from being etched. Therefore, the circuit by the wiring film 23 is not affected. The diameter of the metal protrusions 27 in this example is, for example, 25 to 70 μm, the height is 20 to 40 μm, and the arrangement pitch of the metal protrusions 27 (which is naturally equal to the arrangement pitch of the LSI bare chip (16) to be measured) is 40 to 40. 120 μm.
[0033]
Next, the resist film 26 is removed, and thereafter a hard metal film (thickness, for example, 5 to 20 μm) 27a made of, for example, nickel is formed by electroless plating or electrolytic plating, and a noble metal film (for example, rhodium Rd) ( (Thickness, for example, 1 μm) 27b is formed. Thereby, the metal protrusion 27 having a cross-sectional structure as shown in FIG. 3 is formed. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the metal protrusion 27. In this figure, the unevenness on the surface of the metal protrusion 27 is deformed to indicate that the copper plate 21 shown in FIG. .
Thereafter, the pressurizing mechanism mounting hole 28 is formed. FIG. 1F shows a state after the pressurizing mechanism mounting hole 28 is formed. The wiring board in the state shown in FIG. 1 (F) is a first embodiment of the wiring board of the present invention, and forms a base 29 of a bare die carrier which is a first embodiment of the measuring apparatus of the present invention described later. .
[0034]
(G) Next, as shown in FIG. 1G, the portion to be attached 10 of the pressure mechanism 9 is inserted into the pressure mechanism attachment hole 28 of the base 29 to attach the pressure mechanism 9 to the base 29.
By attaching the pressurizing mechanism 9 to the base 29, a bare die carrier which is the first embodiment of the measuring apparatus of the present invention is configured. That is, FIG. 1 (G) shows a bare die carrier which is a first embodiment of the measurement apparatus of the present invention.
[0035]
The pressurization mechanism 9 has the same basic structure and function as the pressurization mechanism 9 shown in FIGS. That is, each electrode of the LSI bare chip (16) positioned on the base 29 and the corresponding electrode of the base 29 come into contact with the metal protrusion 27 of the pressurizing mechanism 9 so that sufficient electrical conduction is achieved. The LSI chip 16 is pressurized toward the base 29 side so that the pressurized state can be maintained. 12 is a body portion of the pressure mechanism 9, and 13 is the body portion 12. For example, a chip pressing part that is integrally attached to be openable and closable via a hinge that does not appear in the drawing, and has a cushion layer 14 in a portion that contacts the LSI bare chip (16) placed on the base 29. Reference numeral 15 denotes a lock unit, which closes the chip pressurizing unit 13 and presses and presses the LSI bare chip (16) against the base 7 by the cushion layer 14, so that the electrode of the LSI chip (16) is electrically connected to the ball electrode 4. Holds the contacted state so that conduction can be obtained.
[0036]
(H) In FIG. 7H, the chip pressurizing portion 13 is closed and the LSI bare chip 16 is pressed against the base 7 by the cushion layer 14 to pressurize it, and the LSI chip 16 electrodes are electrically connected to the metal protrusions 27. The state in which the contact is made so as to be conductive is shown locked by the lock unit 15. And an inspection is performed in this state. It can be said that FIG. 7 (H) shows the state at the time of the inspection of the bare die carrier which is the first embodiment of the measuring apparatus of the present invention.
FIG. 4 shows a state in which the LSI bare chip 16 faces the base 29 in a state where the aluminum electrodes 16a and the metal protrusions 27 on the base 29 side are positioned.
[0037]
This embodiment has the following advantages.
(1) In the present embodiment, the metal protrusion 27 formed by selectively etching the copper plate 21 is used as means for directly contacting the electrode 16a of the LSI bare chip 16 and establishing electrical conduction therebetween. In addition, since the copper plate 21 having a uniform thickness is used, the height of the metal protrusion 27 can be made uniform regardless of the size of the diameter.
Therefore, in the prior art in which the ball electrode 4 formed by plating is used as means for obtaining electrical continuity with the LSI chip 16, the above-mentioned various problems caused by the uneven height of the ball electrode 4 are obtained. All can be solved.
[0038]
Specifically, when each electrode of the LSI bare chip 16 and the corresponding metal protrusion 27 are brought into contact with each other, an equal load can be applied to all the electrodes, and a good inspection can be performed. That is, an electrode in which sufficient electrical continuity cannot be obtained due to load imbalance can be obtained, and there is no possibility that a good inspection cannot be performed. Further, there is no possibility that the life of the measuring apparatus as a whole will be shortened by reducing the life due to the concentrated load on some of the protrusions 27. Furthermore, there is no risk that cracks will occur in some of the electrodes of the LSI bare chip 16 or in the vicinity thereof due to local concentration of the load.
[0039]
(2) Since the metal protrusion 27 is formed by selectively etching the copper plate 21, the hardness can be made stronger than the conventional ball electrode 4 formed by plating.
That is, generally, the metal quality is different between a metal film formed by plating, such as a copper film, and a metal plate material or foil formed by rolling or the like, such as a copper plate or copper foil. The metal film formed by plating has a low density and therefore a low hardness, and also has a low controllability of thickness as described above and a poor durability. On the other hand, a metal foil formed by rolling or the like, such as a copper foil, has a dense film quality, high hardness, and therefore excellent durability.
[0040]
For example, when copper or the like is formed by plating, it is practically difficult to arbitrarily increase the hardness. However, according to the present embodiment, by selecting a plate material such as copper having a required hardness and using it as the copper plate 21, it is possible to easily obtain the metal protrusion 27 having the required hardness. This is because there are so many types of plate materials and various types of hardness, and by selecting a metal projection 27 having a necessary hardness from among them, the metal projection 27 This is because it is possible to easily achieve the desired hardness.
[0041]
Therefore, according to the present embodiment, the hardness of all metal protrusions 27 can be made sufficiently high, so that the lifetime can be increased, and as a bare die carrier as a measuring apparatus, The lifetime can be extended. Specifically, the number of burn-in inspections that could only be performed 200 times or less in the prior art can be increased to 1000 times or more, and the lifetime can be remarkably increased to 5 times or more.
[0042]
(3) Further, as the copper plate 21, a surface 21b (corresponding to the other surface in the claims) provided with large irregularities (see FIG. 2) is used and selectively etched from the surface 21b side. Since the metal protrusions 27 are formed, as shown in FIG. 3, the metal protrusions 27 can be formed having irregularities on the top surface.
Therefore, as shown in FIG. 4, when the metal protrusion 27 is brought into contact with each electrode 16a made of aluminum of the LSI bare chip 16, the aluminum oxide on the surface of the electrode 16a is broken by the convex portion of the uneven surface. The aluminum electrode 16a main body can be reached to obtain good electrical continuity, and good and accurate inspection can be performed.
[0043]
In particular, since the metal protrusion 27 is selectively etched, a hard nickel film 23a is formed by plating, and further, a noble metal film 23b such as rhodium is formed by plating, so that the hardness of the uneven top surface of the metal protrusion 27 is increased. The electric power failure can be increased, and the power to destroy the aluminum oxide film on the surface of the aluminum electrode 16a can be increased, so that high electrical continuity with the aluminum electrode 16a can be obtained effectively and reliably. As a result, better and more accurate inspection can be performed.
Further, the hard nickel film 23a and the noble metal film 23b such as rhodium are formed to further increase the hardness of the surface portion of the metal protrusion 27, so that the durability of the metal protrusion 27 can be further increased and the life can be extended. .
[0044]
(4) Since the metal protrusions 27 are formed by an etching method, the fine pitch metal protrusions 27 can be easily formed, and the wiring circuit uses an additive plating method. It is easy to deal with miniaturization of (terminals) and miniaturization of electrode arrangement pitch, and it is possible to achieve higher integration of integrated circuit devices such as LSIs.
[0045]
(5) Further, according to the present embodiment, the wiring board 29 is integrated with the copper plate 21, the buffer layer 24 and the base material 24, which are formed with the wiring film 23 and reinforced by the reinforcing sheet 22, by a laminating press. The wiring film 23 is embedded in the buffer layer 24, and the surface of the wiring film 23 on the copper plate 21 (or metal projection 27) side and the buffer layer 24 / copper plate 21 pipe boundary surface are located on the same plane. Therefore, the buffer layer 24 can absorb or disperse a small load variation and imbalance, and can also be applied to a load imbalance between a portion where the wiring film 23 is present and a portion where the wiring film 23 is absent. Can be prevented.
[0046]
5A to 5H are cross-sectional views showing a method of manufacturing the second embodiment of the wiring board of the present invention in the order of steps.
(A) As shown in FIG. 5A, a copper plate (metal plate for forming a second layer metal projection) 51 having a thickness of, for example, about 40 μm is prepared.
(B) As shown in FIG. 5B, a second-layer wiring film 52 is formed on one surface of the copper plate 51.
[0047]
(C) As shown in FIG. 5C, a metal plate 53 for forming a first layer wiring film having a metal protrusion and further laminated with a buffer material is also prepared. 54 is a layer made of copper on which the first layer wiring film of the metal plate 53 is formed, and has a thickness of about 10 μm, for example. Reference numeral 55 denotes a first layer metal protrusion, which is made of copper. A buffer material 56 is laminated on a portion of the copper layer 54 on the side where the first-layer metal protrusions 55 are formed, on which the protrusions 55 are not formed, and forms an interlayer insulating layer.
[0048]
The metal layer 53 for forming the first layer wiring film is formed by laminating a copper plate of about 10 μm, a thin nickel plate (functioning as an etching stopper) of 1 μm or less, and a copper plate of about 40 μm, and having a thickness of about 40 μm. The first layer metal projections 55 are formed by selectively etching, and then a buffer material 56 made of synthetic resin is laminated, and the buffer material 56 is pierced by the first layer metal projections 55, etc. It is manufactured by exposing the top of the first layer metal projection 55 to the top.
[0049]
(D) Next, as shown in FIG. 5 (D), the metal plate 51 for forming the second layer metal projections is formed on the surface of the metal plate 53 for forming the first layer wiring film 53 on the buffer material 56 lamination side. The second-layer wiring film 52 of the metal plate 51 and the first-layer metal protrusion 55 corresponding to the second-layer wiring film 52 are aligned, stacked, and integrated so as to be connected.
(E) Next, as shown in FIG. 5E, the first layer wiring films 57v and 57g are formed by selectively etching the copper layer 54 of the metal plate 53 for forming the first layer wiring film. The first layer wiring film 57v forms a power supply line for supplying a power supply voltage to the bare LSI chip, and the first layer wiring film 57g also forms a ground line.
[0050]
(F) Next, as shown in FIG. 5F, a reinforcing insulating material 58 is laminated on the formation surface of the first-layer wiring films 57v and 57g.
(G) Next, as shown in FIG. 5G, the second-layer metal protrusions 59 are formed by selectively etching the second-layer metal protrusion-forming metal plate 51.
(H) Next, as shown in FIG. 5H, a plating film Ni—B (thickness 5 μm) / Rd (thickness 0.5 μm) 60 is formed on the surface of the second metal protrusion 59.
[0051]
Although not shown, this wiring board is formed with a pressurizing mechanism attachment hole, and is attached to the pressurizing mechanism in the same manner as the wiring board of the first embodiment shown in FIG. Become.
This wiring board is different in that a wiring film 57v forming a power line and a wiring film 57g forming a ground line are formed as layers below the other wiring films 52 as wiring films. Therefore, a shield effect can be obtained in which the circuit in the LSI chip of the bear to be measured is shielded electrostatically (electrostatic shield) from the outside by the wiring films 57v and 57g, and noise resistance can be improved. .
[0052]
In addition, the characteristics when transmitting a high-frequency signal are improved. In other words, if there is only one layer of wiring film as in the wiring board shown in FIG. 1, there is a risk that the signal will be distorted due to the occurrence of noise due to crosstalk, attenuation and reflection, and the waveform will be difficult to read. However, by providing the wiring film 57g serving as a ground line as a separate layer from the normal wiring film 52 as in this wiring board, the signal transmitted at high speed is less likely to be dulled by the ground impedance control, and the waveform is easy to read. It becomes possible to remain sharp.
[0053]
This wiring board enjoys substantially the same effect as the wiring board of the embodiment shown in FIG. 1, and the high frequency characteristics cannot be obtained with the wiring board shown in FIG. Has the effect.
By the way, also in the wiring board of the present embodiment, at least the top surface of the first layer metal projection 55 and the second layer metal projection 59 is the same as the wiring board of the embodiment shown in FIG. Has a larger unevenness than the bottom of the base, and at least the top surface of each metal projection 55, 59 is covered with a multilayer metal film having a hard metal plating film as a base and a hard noble metal plating film as an upper layer. It is good to make it appear.
[0054]
【The invention's effect】
According to the wiring substrate of claim 1, an elastic plate-shaped resin layer is formed on the surface of a rigid plate-shaped substrate, and the wiring film made of metal formed by plating on the surface of the resin layer is provided. Forming a metal protrusion selectively etched with a constant thickness of the metal foil on at least a part of the wiring film, so that the height of the metal protrusion can be made uniform; The hardness of the object can be increased, and the metal protrusions can be made finer and the arrangement pitch can be made finer.
Therefore, when the wiring board is used as a base for a measuring device, for example, and the metal protrusion is used for electrical derivation by contacting the electrode of the semiconductor chip, the uniformity of the load between the metal protrusion and the electrode of the semiconductor chip is improved. It is possible to increase the durability of the metal protrusions and extend the life.
[0055]
According to the wiring substrate of claim 2, since the wiring film is formed in an embedded shape on the surface of the buffer layer so that the surface and the surface of the wiring film itself are located on substantially the same plane, When the metal protrusion is used for electrical derivation by contacting the electrode of the semiconductor chip, for example, with the device, the buffer layer can absorb or disperse the minute load variation and imbalance, and further the wiring It is possible to prevent load imbalance between a portion where the film is present and a portion where the film is not present.
[0056]
According to the wiring board of claim 3, the surface of the top of the metal protrusion is formed with unevenness larger than the bottom of the base, and further, the hard metal plating film is the lower layer and the hard noble metal plating film is the upper layer. Since it is covered with the multilayer metal film, the hardness of the uneven top surface and the electrical power failure can be enhanced.
Therefore, when the wiring board is used as a base for a measuring device, for example, and the metal protrusion is used for electrical derivation by contacting the electrode of the semiconductor chip, for example, the metal protrusion is an aluminum oxide film on the surface of the aluminum electrode of the semiconductor chip. It is possible to increase the power to destroy the metal electrode, effectively and reliably take high electrical continuity with the aluminum electrode, and can perform better and accurate inspection, and further, a hard metal plating film, Since the noble metal plating film is formed to increase the hardness of the surface portion of the metal protrusion, the durability of the metal protrusion can be further increased and the life can be extended.
[0057]
According to the method for manufacturing a wiring board of claim 4, a wiring film made of metal is formed by electrolytic plating on one surface of the projection forming metal plate, and the wiring film of the projection forming metal plate is formed. A plate-like base material having rigidity is laminated on the surface on the side where the protrusion is formed, and the projection-forming metal plate, the resin layer, and the base material are integrated, and the projection-forming metal is integrated. By selectively etching the plate, the metal protrusions connected to the wiring film on the bottom surface are formed, so that the wiring board according to the first and second aspects can be obtained.
[0058]
According to the method for manufacturing a wiring board according to claim 5, in the method for manufacturing a wiring board according to claim 4, the protrusion-forming metal plate is formed such that the other surface has larger irregularities than the one surface. A wiring film is formed on the one surface of the projection forming metal plate, and the metal projection is formed after the metal projection is formed by selective etching of the projection forming metal plate. Since a hard metal plating film is formed on the surface of the substrate and further plated to form a noble metal plating film, it is possible to obtain the wiring board according to the third aspect.
[0059]
According to the wiring substrate of the sixth aspect, the first layer wiring film forming the power line and the ground line is formed as another layer below the second layer wiring film which is another wiring film. The second layer wiring film, which is a normal wiring film, can be shielded electrostatically from the other by the one-layer wiring film, and the noise resistance can be improved. Therefore, it is easy to maintain a waveform that is easy to read. Therefore, high frequency characteristics can be improved.
[0060]
According to the wiring board of claim 7, in the wiring board of claim 6, the first layer wiring film is placed on the surface of the insulating material, and the surface and the surface of the wiring film itself are substantially flush. The second layer wiring film is embedded in the surface of the buffer so that the surface and the surface of the wiring film itself are located on substantially the same plane. When the wiring board is used for, for example, a measuring device and the metal protrusion is used for electrical derivation by contacting the electrode of a semiconductor chip, for example, the buffer layer absorbs small load variations and imbalances. Furthermore, it is possible to prevent the load from being unbalanced between the portion with and without the wiring film.
[0061]
The wiring board according to claim 8 is the wiring board according to claim 6 or 7, wherein at least a top surface of the first layer metal protrusion and / or the second layer metal protrusion has an unevenness larger than a bottom surface of the base. And at least the top surface of the first layer metal protrusion and / or the second layer metal protrusion is formed of a multilayer metal film having a hard metal plating film as a lower layer and a hard noble metal plating film as an upper layer. Since it covers, the hardness of the uneven | corrugated top surface and the electric power failure property can be strengthened.
Therefore, when the wiring board is used as a base for a measuring device, for example, and the metal protrusion is used for electrical derivation by contacting the electrode of the semiconductor chip, for example, the metal protrusion is an aluminum oxide film on the surface of the aluminum electrode of the semiconductor chip. It is possible to increase the power to destroy the metal electrode, effectively and reliably take high electrical continuity with the aluminum electrode, and can perform better and accurate inspection, and further, a hard metal plating film, Since the noble metal plating film is formed to increase the hardness of the surface portion of the metal protrusion, the durability of the metal protrusion can be further increased and the life can be extended.
[0062]
According to the method for manufacturing a wiring board according to claim 9, the metal plate for forming the second layer metal projection having the second layer wiring film formed on one surface, and the first layer metal by selective etching on the one surface side. A metal layer for forming a first layer wiring film, in which a protrusion film is formed and a buffering agent is laminated on a portion of the surface excluding the first layer metal protrusion film, is prepared. The second layer metal projection forming metal plate is aligned with the surface on which the buffer material is laminated so that the second layer wiring film is connected to the corresponding first layer metal projection film. A first layer wiring film is formed by laminating and selectively etching the first layer wiring film forming metal plate, a reinforcing insulating material is laminated on the first layer wiring film forming surface, and the second layer metal is formed. Each of the second grids is selectively etched on the surface opposite to the one surface of the metal plate for forming projections. Since forming the second layer metal projections that are connected to the film, it is possible to obtain a wiring board according to claim 6, 7 or 8, wherein.
[0063]
A measuring apparatus according to a tenth aspect uses the wiring board according to the first, second, third, sixth, seventh or eighth as a base, and a semiconductor chip is formed on the surface of the wiring board (base) on the metal protrusion forming side. A pressurizing mechanism is provided that can pressurize the electrodes so that the electrodes are in contact with the metal protrusions of the wiring substrate and are electrically connected therebetween, and the electrodes of the semiconductor chip are interposed via the metal protrusions and the wiring film. Since it can be electrically derived to the outside, the effect of the wiring board according to the first, second, third, sixth, seventh or third aspect can be enjoyed.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A to 1H are cross-sectional views illustrating a manufacturing method according to a first embodiment of the present invention in the order of steps.
FIG. 2 is a handwritten drawing of a photomicrograph of the state of the surface of the projection-forming metal plate having a larger unevenness.
3 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of a metal protrusion formed in the manufacturing process by the manufacturing method shown in FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a metal protrusion and a semiconductor chip facing it.
5A to 5H are cross-sectional views showing a manufacturing method according to a second embodiment of the present invention in the order of steps.
6A is a perspective view of a burn-in socket, and FIG. 6B is a perspective view of a bare die carrier.
7A to 7H are cross-sectional views showing a conventional method for manufacturing a bare die carrier wiring board in the order of steps.
[Explanation of symbols]
9 ... Pressure mechanism, 16 ... Semiconductor chip (LSI bare chip),
21 ... Metal plate for forming projections, 21b ... The surface with large unevenness,
23 ... Wiring film, 23a ... Hard metal (nickel) plating film,
23b ... precious metal (rhodium) plating film, 24 ... buffer layer,
25 ... base material, 27 ... metal projection,
29 ... Wiring board (base of measuring device),
51 ... Metal plate for forming second layer metal protrusions, 52 ... Second layer wiring film,
53... Metal plate for first layer wiring film formation, 54... Metal layer for first layer wiring film formation,
55 ... 1st layer metal protrusion, 56 ... Buffer material,
57v, 57g ... 1st layer wiring film, 58 ... reinforced insulating material,
59... Second layer metal protrusion, 60.

Claims

Wiring interposed between a test socket connected to a tester circuit and a semiconductor device to be inspected in a bare chip state, and electrically connecting each electrode of the semiconductor device to be tested to the tester circuit via the test socket A substrate,
A buffer layer is formed on the surface of a rigid plate-like substrate,
A wiring film made of metal formed by plating is formed on the surface of the buffer layer,
A metal protrusion formed by selective etching of a metal foil having a constant thickness is formed on at least a part of the wiring film ,
A wiring board characterized in that the metal protrusion is in contact with an electrode of the semiconductor device to be inspected to form means for electrically leading out the electrode to the tester circuit side through the wiring film .

2. The wiring board according to claim 1, wherein the wiring film is formed on the surface of the buffer layer so as to be embedded in such a manner that the surface and the surface of the wiring film itself are located on substantially the same plane. .

The metal projection has at least a concavo-convex surface at a top portion larger than a base bottom surface;
The surface of at least the top portion of the metal protrusion is covered with a multilayer metal film having a hard metal plating film as a lower layer and a hard noble metal plating film as an upper layer. Wiring board.

The tester circuit is interposed between the inspection socket connected to the tester circuit and the semiconductor device to be inspected in a bare chip state, and the tester circuit is connected to each electrode of the semiconductor device to be inspected via the inspection socket by a metal projection contacting the electrode A method of manufacturing a wiring board that is electrically led out to a side,
Forming a wiring film made of metal by electrolytic plating on one surface of the projection-forming metal plate;
On the surface of the projection forming metal plate on the side where the wiring film is formed, a rigid plate-like substrate is laminated via a buffer layer, and the projection forming metal plate, the resin layer, and Integrating the substrate;
A step of forming the metal projections that are connected at the wiring film and the bottom surface by selectively etching the projections forming metal plate,
A method of manufacturing a wiring board, comprising:

The projection-forming metal plate is formed so that the other surface has larger irregularities than one surface, and the wiring film is formed on the one surface of the projection-forming metal plate. I mean,
After the metal protrusion is formed by selective etching of the protrusion-forming metal plate, a hard metal plating film is formed on the surface of the metal protrusion, and further, there is a plating step of forming a hard noble metal plating film. The method for manufacturing a wiring board according to claim 4.

Wiring interposed between a test socket connected to a tester circuit and a semiconductor device to be inspected in a bare chip state, and electrically connecting each electrode of the semiconductor device to be tested to the tester circuit via the test socket A substrate,
A first layer wiring film forming a power line and a first layer wiring film forming a ground line are formed on the surface of the insulating material,
A first layer metal protrusion is formed on at least a portion of each of the wiring films;
A buffer material is formed on a portion of the surface of the insulating material on which the wiring film is formed, excluding the first layer metal protrusions,
A plurality of second-layer wiring films including those electrically connected to the first-layer wiring film via the metal protrusions are formed on the surface of the buffer material,
A second-layer metal protrusion formed by selective etching of a metal foil having a certain height is formed on at least a part of each of the second- layer wiring films.
The second-layer metal protrusion is in contact with an electrode of the semiconductor device to be inspected and serves to electrically lead this electrode to the tester circuit side through the second wiring film. Wiring board

Each of the first layer wiring films is formed in an embedded shape on the surface of the insulating material so that the surface and the surface of the wiring film itself are located on substantially the same plane,
Each of the second layer wiring films is formed on the surface of the buffer so as to be embedded so that the surface and the surface of the wiring film itself are located on substantially the same plane. 6. The wiring board according to 6.

The first layer metal protrusion and / or the second layer metal protrusion has at least a top surface with a concavity and convexity larger than a base bottom surface;
At least the top surface of the first layer metal protrusion and / or the second layer metal protrusion is covered with a multilayer metal film having a hard metal plating film as a lower layer and a hard noble metal plating film as an upper layer. The wiring board according to claim 6 or 7, wherein

The tester circuit is interposed between the inspection socket connected to the tester circuit and the semiconductor device to be inspected in a bare chip state, and the tester circuit is connected to each electrode of the semiconductor device to be inspected via the inspection socket by a metal projection contacting the electrode A method of manufacturing a wiring board that is electrically led out to a side,
A metal plate for forming a second-layer metal projection having a second-layer wiring film formed on one surface, and a first-layer metal projection film formed on one surface by selective etching, and the first-layer metal on the surface A step of preparing a metal plate for forming a first layer wiring film in which a buffering agent is laminated on a portion excluding the protruding film;
The metal layer for forming the second layer metal projection is disposed on the surface of the metal plate for forming the first layer wiring film, on which the buffer material is laminated, and the first layer metal projection corresponding to the second layer wiring film. Aligning and stacking so as to be connected to the membrane;
Forming the first layer wiring film by selectively etching the first layer wiring film forming metal plate;
Laminating a reinforcing insulating material on the first layer wiring film forming surface;
Forming a second layer metal protrusion connected to each of the second layer wiring films by selective etching on a surface opposite to the one surface of the metal plate for forming the second layer metal protrusion;
A method of manufacturing a wiring board, comprising:

The wiring board according to claim 1, 2, 3, 6, 7, or 8 as a base,
A pressure mechanism capable of pressurizing a semiconductor chip on the surface of the wiring board on the metal protrusion forming side so that each electrode thereof contacts the metal protrusion of the wiring board and is electrically connected therebetween. ,
A measuring apparatus characterized in that each electrode of the semiconductor chip can be electrically led out to the outside through the metal protrusion and the wiring film.