JP3730428B2 - 半導体装置試験用コンタクタの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置試験用コンタクタの製造方法に係り、特にベアチップ、ＢＧＡ（Ball Grid Array)，ＳＯＰ(Small Outline Package)，ＱＦＰ(Quad Flat Package)等の半導体装置（以下、これらの各種半導体素子及び半導体装置を総称して半導体装置という）に対して電気的にコンタクトを得る半導体装置試験用コンタクタの製造方法に関する。
【０００２】
近年の半導体装置は、小型化、高速化、高密度化が要求されている。このため、これらの半導体装置に配置された電極についても、小型化、高速化、高密度化に対応すべく微細化が図られている。よって、このように微細化された電極を有した半導体装置に対しても、確実に電気的な接続を得るための半導体装置用コンタクタが求められている。
【０００３】
【従来の技術】
一般に、半導体装置の試験工程に用い、被試験対象となる半導体装置の電極部と電気的な接続を行う半導体装置試験用コンタクタは、その内部に半導体装置の電極部と電気的に接続する電極パッドが形成された配線基板を有している。前記したように、半導体装置は、小型化、高速化、高密度化が望まれており、これに対応しうる配線基板として、ポリイミドフィルム上に導電パターンを施した形態のメンブレン（薄膜）式配線基板を用いたものが増える傾向にある。メンブレン式配線基板は、導電パターンを微細形成することが可能であり、よって半導体装置の電極パッドが微細化してもこれに対応することが可能である。
【０００４】
このメンブレン式配線基板は、それ自身に柔軟性があるため、これを半導体装置用コンタクタとして使用する場合にはなんらかの補強手段が必要となる。このため、従来の半導体装置試験用コンタクタは、メンブレン式配線基板を補強するため補強部材を設けており、この補強部材にメンブレン式配線基板を配設することにより所定の強度を持たせる構成としている。
【０００５】
また、メンブレン式配線基板を補強部材に配設する手段としては、両面粘着テープや接着剤を用いて接着する手段（以下、接着手段という）、または機械的にメンブレン式配線基板と補強部材とをネジ止めする手段（以下、機械的固定手段という）等が取られていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記の接着手段及び機械的固定手段では、半導体装置用コンタクタの基本構成要素（メンブレン式配線基板，補強部材）と別個に、接着手段では両面粘着テープや接着剤を必要とし、また機械的固定手段ではネジ等を必要とする。このため、部品点数が増加し、半導体装置用コンタクタのコストが上昇してしまうという問題点がある。
【０００７】
また、接着手段及び機械的固定手段を用いた場合には、両面粘着テープの配設処理，接着剤塗布処理が必要となり、また機械的固定手段ではネジの締結処理が必要となる。このため、半導体装置用コンタクタの製造工程が複雑化し、効率良く半導体装置用コンタクタを製造することができないという問題点も生じる。
更に、接着手段を用いた場合には、メンブレン式配線基板と補強部材との熱膨張差に起因して、例えばバーンイン試験等の交番的に熱印加を行なう試験を実施した場合には、接着剤及び両面粘着テープの熱劣化が生じる。このように接着剤及び両面粘着テープに熱劣化が生じると、例えば、皺が発生する等により補強部材に対してメンブレン式配線基板が位置ずれを生じ、半導体装置の電極パッドとメンブレン式配線基板の導電パターンとを電気的に接続することができなくなるおそれが生じる。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、部品点数の削減，製造工程の簡単化，及び信頼性の向上を図りうる半導体装置試験用コンタクタの製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【００１８】
請求項１記載の発明は、
可撓性を有する基板本体上に半導体装置の電極部と電気的に接続する電極パッドが形成されてなる配線基板と、型を用いて成形される前記配線基板を補強する第１の補強部材とを具備し、前記配線基板と前記第１の補強部材とを一体的に固着成形してなる半導体装置試験用コンタクタの製造方法であって、
上型と、前記補強部材の形状に対応した下型キャビティが形成された下型とにより構成される金型に、前記配線基板を装着する装着工程と、
前記金型内に補強部材用材料を装填し、前記配線基板と一体的に固着した状態となるよう第１の補強部材を形成する補強部材形成工程と
を有することを特徴とするものである。
【００１９】
また、請求項２記載の発明は、
請求項１記載の半導体装置試験用コンタクタの製造方法において、
前記装着工程において、前記下型キャビティの底面に芯材を装着することを特徴とするものである。
また、請求項３記載の発明は、
請求項１または２記載の半導体装置試験用コンタクタの製造方法において、
前記装着工程において、前記下型キャビティ内にバックアップ材を装着すると共に、該バックアップ材の装着位置を前記配線基板の前記半導体装置が搭載する領域と対向する位置に設定したことを特徴とするものである。
【００２０】
また、請求項４記載の発明は、
請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体装置試験用コンタクタの製造方法において、
前記金型を構成する上型に第２の補強部材の形状に対応した上型キャビティを形成し、
前記補強部材形成工程において、前記金型内に補強部材用材料を装填し、前記配線基板と一体的に固着した状態となるよう第１及び第２の補強部材を形成することを特徴とするものである。
【００２１】
また、請求項５記載の発明は、
請求項４記載の半導体装置試験用コンタクタの製造方法において、
前記装着工程で前記金型に装着される前記配線基板の所定位置に貫通穴が形成されたものを用い、
前記補強部材形成工程において、前記第１及び第２の補強部材が前記貫通穴を介して一体的に接続されるよう形成したことを特徴とするものである。
【００２２】
また、請求項６記載の発明は、
請求項１乃至５のいずれかに記載の半導体装置試験用コンタクタの製造方法において、
前記補強部材形成工程で、補強部形成時における前記配線基板の熱膨張量が、前記補強部材の形成収縮量より大きくなるよう前記配線基板の温度制御を行なうことを特徴とするものである。
【００２３】
更に、請求項７記載の発明は、
請求項１乃至６のいずれかに記載の半導体装置試験用コンタクタの製造方法において、
前記補強部材形成工程で、前記配線基板に引っ張り加重を加えた状態で前記補強部材の形成処理を行なうことを特徴とするものである。
【００２４】
上記した各手段は、次のように作用する。
請求項１記載の発明によれば、
半導体装置の電極部と電気的に接続する電極パッドが形成された配線基板と、この配線基板を補強する第１の補強部材とを一体的に固着成形した構成としたことにより、配線基板と第１の補強部材の固定に両面粘着テープ，接着剤，ネジ等の固定手段が不要となり、部品点数の削減及びコスト低減を図ることができる。また、両面粘着テープ及び接着剤を用いた場合に必要となる接着処理、及びネジ用いた場合に必要となる締結処理が不要となり、半導体装置試験用コンタクタの製造工程の簡略化を図ることができる。更に、接着剤の劣化に伴う皺等の発生が抑制させるため、半導体装置に対する接続信頼性の向上を図ることができる。
【００２５】
また、請求項２記載の発明によれば、
第１の補強部材の熱変形を規制する芯材を設けると共に、配線基板、第１の補強部材、及び芯材を一体的に固着成形したことにより、請求項１の作用効果を維持しつつ、更に芯材により第１の補強部材の熱変形を規制することができる。よって、配線基板と第１の補強部材との間に熱膨張差があったとしても、配線基板の変形は抑制され平坦性が維持されるため、半導体装置に対する接続信頼性の向上を図ることができる。
【００２９】
また、請求項４記載の発明によれば、
配線基板の第１の補強部材が固着された面と反対側の面に、配線基板を補強する第２の補強部材を設けたことにより、配線基板は第１及び第２の補強部材に挟持された状態で補強されることとなるため、配線基板の補強をより確実に行なうことができる。また、配線基板、前記第１の補強部材、及び第２の補強部材を一体的に固着成形したことにより、請求項１記載の作用効果を維持することができる。
【００３０】
また、請求項５記載の発明によれば、
第１の補強部材と第２の補強部材が、配線基板に形成した貫通穴を介して一体的に接続された構成としたことにより、第１の補強部材と第２の補強部材の接合力は向上し、半導体装置試験用コンタクタの強度向上を図ることができると共に、配線基板と各補強部材との剥離を確実に防止することが出来る。
【００３２】
また、請求項３記載の発明によれば、
第１の補強部材に形成された開口部に内に、弾性材料よりなるバックアップ材を配設したことにより、バックアップ材の弾性を適宜選定することにより、半導体装置が配線基板に装着（押圧）された際に発生する前記弾性復元力を調整することが可能となる。このため、配線基板に形成された電極パッドと半導体装置の電極との接続状態を最適な状態とすることができ、接続信頼性を向上させることができる。
【００３３】
また、配線基板の電極パッド及び半導体装置の電極に高さバラツキが存在していたとしても、この高さバラツキはバックアップ材が弾性変形することにより吸収されるため、高さバラツキの存在に拘わらず良好な接続状態を実現することができる。
【００３４】
また、請求項６記載の発明によれば、
補強部材形成工程で、補強部材の形成時における配線基板の熱膨張量が、補強部材の形成収縮量より大きくなるよう配線基板の温度制御を行なうことにより、成形後において配線基板は第１の補強部材に対し常に張られた状態を維持するため、配線基板に平坦性を持たせることができ、半導体装置との接続性を向上させることができる。
【００３５】
更に、請求項７記載の発明によれば、
補強部材形成工程で、配線基板に引っ張り加重を加えた状態で補強部材の形成処理を行なうことにより、成形後においても配線基板は引っ張られた状態を維持するため、配線基板の平坦性を向上させることが出来る。
【００３６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
図１は本発明の第１実施例である半導体装置試験用コンタクタ１０Ａ（以下、コンタクタという）を示しており、図１（Ａ）は側面を、図１（Ｂ）は平面を夫々示している。また同図では、半導体装置１が装着された状態を示している。
【００３７】
このコンタクタ１０Ａは、半導体装置１の試験工程に用いるものであり、被試験対象となる半導体装置１が搭載され、その搭載状態において各種試験（例えば、バーンイン試験等）が実施される。尚、本明細書における半導体装置１は、半導体素子（ベアチップ）、ウェーハ、及びＢＧＡ（Ball Grid Array), ＳＯＰ(Small Outline Package), ＱＦＰ(Quad Flat Package) 等の各種パッケージ構造を有した半導体装置を含むものとする。
【００３８】
コンタクタ１０Ａは、大略すると配線基板１１Ａと第１の補強部材１２Ａとにより構成されている。本実施例では、配線基板１１Ａとしてメンブレン式配線基板を用いている。
このメンブレン式配線基板により構成される配線基板１１Ａは、例えばポリイミド（ＰＩ）からなるベースフィルム１３Ａ（基板本体）に、例えば銅箔からなる導電パターン１４を形成した構成とされている。従って、配線基板１１Ａは、それ自身で可撓性を有した構成とされている。また、導電パターン１４の内側端部には、半導体装置１に配設された電極２と電気的に接続する装置接続用パッド１５が形成されている。また、導電パターン１４の外側端部には、図示しない半導体試験装置と接続される外部接続用パッド１６が形成されている。
【００３９】
ところで、前記したように半導体装置１は小型化、高速化、高密度化が急速に進んでおり、これに伴い電極２も微細化している。しかるに、本実施例で配線基板１１Ａとして用いているメンブレン式配線基板は、導電パターン１４及び各パッド１５，１６の微細形成が可能となるため、微細化された電極２を有する半導体装置１に容易に対応することができる。
【００４０】
第１の補強部材１２Ａは、配線基板１１Ａの半導体装置１が接続する面（以下、上面という）と反対側の面（以下、背面という）に配設されており、配線基板１１Ａを補強する機能を奏する。即ち、メンブレン式配線基板である配線基板１１Ａは、前記したようにベースフィルム１３Ａに導電パターン１４を形成した構成であるため、それ自身に可撓性（柔軟性）がある。よって、この配線基板１１Ａを半導体装置用のコンタクタとして使用する場合にはなんらかの補強手段が必要となる。このため、配線基板１１Ａの背面に第１の補強部材１２Ａを配設し、配線基板１１Ａを補強する構成を取っている。
【００４１】
この第１の補強部材１２Ａは配線基板１１Ａの背面に固着されるが、本実施例では配線基板１１Ａと第１の補強部材１２Ａとを一体的に固着成形したことを特徴としている。このように、配線基板１１Ａと第１の補強部材１２Ａとを一体的に固着成形する方法としては、後に詳述するように金型４０Ａに予め配線基板１１Ａを装着しておき、この金型４０Ａに第１の補強部材１２Ａとなる補強部材用材料４５を注入することにより、配線基板１１Ａと第１の補強部材１２Ａとを一体的に固着する（図１１参照）。
【００４２】
このように、配線基板１１Ａと第１の補強部材１２Ａとを一体的に固着成形した構成とすることにより、配線基板１１Ａと第１の補強部材１２Ａの固定に際し、従来必要とされていた両面粘着テープ，接着剤，ネジ等の固定手段が不要となり、部品点数の削減及びコスト低減を図ることができる。また、接着剤の劣化に伴う皺等の発生が抑制させるため、半導体装置１に対する接続信頼性の向上を図ることができる。
【００４３】
ここで、配線基板１１Ａの材料と、第１の補強部材１２Ａの材料に注目し以下説明する。前記したように、配線基板１１Ａの基本材料はＰＩ等の樹脂材料である。また、本実施例では第１の補強部材１２Ａとなる補強部材用材料４５も樹脂を用いた構成としている。具体的には、補強部材用材料４５としては、例えばＰＥＳ，ＰＥＩ，ＰＰＥ等の樹脂材料が挙げられる。
【００４４】
本実施例では、第１の補強部材１２Ａを形成する際、配線基板１１Ａとなる樹脂材料の熱膨張量が、第１の補強部材１２Ａとなる樹脂材料の成形収縮量より大きくなるよう各樹脂の材料選定を行なっている。これにより、第１の補強部材１２Ａを成形した後において、配線基板１１Ａは第１の補強部材１２Ａに対し常に張られた状態を維持することとなる。よって、配線基板１１Ａに平坦性を持たせることができ、半導体装置１との電気的な接続性を向上させることができる。
【００４５】
尚、第１の補強部材１２Ａとなる補強部材用材料４５の材質は樹脂に限定されるものではなく、上記した熱膨張量と成形収縮量の関係を維持できるものであれば他の材料を用いてもよい。ここで、配線基板１１Ａの材料としてＰＩを用いた場合、第１の補強部材１２Ａとして使用できる材料としては、セラミック，ガラス材，シリコン材等が考えられる。
【００４６】
続いて、本発明の第２実施例であるコンタクタ１０Ｂについて説明する。
図２は、第２実施例に係るコンタクタ１０Ｂを示している。尚、図２において、図１を用いて説明した第１実施例に係るコンタクタ１０Ａと同一構成については同一符号を付して、その説明を省略する。また、この第２実施例を含め、以下説明する各実施例についても同様とする。
【００４７】
本実施例に係るコンタクタ１０Ｂは、第１実施例に係るコンタクタ１０Ａと同様に配線基板１１Ａ，第１の補強部材１２Ａを有した構成とされているが、更に第１の補強部材１２Ａの配線基板１１Ａが固着する面と反対側の面（以下、下面という）に芯材１７Ａを設けたことを特徴としている。
この芯材１７Ａは例えばＳＣＣＰ材、またはＳＵＳ材等の金属材料により形成されており、第１の補強部材１２Ａと一体的に固着形成された構成とされている。即ち、本実施例の構成では、配線基板１１Ａ，第１の補強部材１２Ａ，及び芯材１７Ａは一体的に固着成形された構成となっている。よって、本実施例に係るコンタクタ１０Ｂにおいても、先に述べた第１実施例に係るコンタクタ１０Ａと同様の作用効果を実現でき、部品点数の削減，コスト低減、及び半導体装置１に対する接続信頼性の向上を図ることができる。
【００４８】
上記のように第１の補強部材１２Ａの下面に芯材１７Ａを設けることにより、第１の補強部材１２Ａに発生する熱変形を規制することができる。以下、この理由について説明する。
前記したように、配線基板１１Ａ及び第１の補強部材１２Ａの材料を選定するに際し、第１の補強部材１２Ａの形成時における配線基板１１Ａの熱膨張量が、第１の補強部材１２Ａの成形収縮量より大きくなるよう選定を行なっている。これにより、配線基板１１Ａは第１の補強部材１２Ａに対し常に張られた状態を維持し、配線基板１１Ａに平坦性を持たせることができる。
【００４９】
ところが、配線基板１１Ａの熱膨張量と第１の補強部材１２Ａの成形収縮量との差が必要以上に大きくなると、配線基板１１Ａと第１の補強部材１２Ａの固着成形時の歪みが発生するおそれがある。
しかるに、第１の補強部材１２Ａの下面に芯材１７Ａを設けることにより、通常２％ほど発生する第１の補強部材１２Ａ（樹脂材料）の成形収縮を抑えることができ、配線基板１１Ａと第１の補強部材１２Ａの固着成形時に第１の補強部材１２Ａに発生する歪み、及び配線基板１１Ａに発生する変形を緩和することができる。この際、芯材１７Ａは、その熱膨張率が配線基板１１Ａの熱膨張率と第１の補強部材１２Ａの熱膨張率との間の値となる材料を選定する必要がある。
【００５０】
これにより、配線基板１１Ａと第１の補強部材１２Ａとの間に熱膨張差があったとしても、配線基板１１Ａの変形は抑制され平坦性が維持されるため、半導体装置１に対する接続信頼性をより高めることができる。
続いて、本発明の第３実施例であるコンタクタ１０Ｃについて説明する。
図３は、第３実施例に係るコンタクタ１０Ｃを示している。本実施例に係るコンタクタ１０Ｃは、前記した第２実施例に係るコンタクタ１０Ｂと基本構成を等しくしている。本実施例に係るコンタクタ１０Ｃは、第２実施例に係るコンタクタ１０Ｂに対し、芯材１７Ｂに第１の補強部材１２Ａにくい込むアンカー部１８を形状としたことを特徴とするものである。
【００５１】
このアンカー部１８は、芯材１７Ｂの外周縁部の所定範囲を上方（第１の補強部材１２Ａと固着する側）に向けて折り曲げた構成とされている。このように、アンカー部１８は、芯材１７Ｂの一部を折り曲げただけの構成であるため、容易に、かつコスト上昇を伴うことなく形成することができる。
上記のように芯材１７Ｂにアンカー部１８を形成することにより、第１の補強部材１２Ａに対する芯材１７Ｂの固着力を増大することができる。よって、第１の補強部材１２Ａに発生する歪みをより確実に抑制でき、これに伴い配線基板１１Ａに変形が発生することも抑制される。従って、配線基板１１Ａの平坦性の向上を図ることができ、半導体装置１の装着時における接続信頼性の向上を図ることができる。
【００５２】
続いて、本発明の第４実施例であるコンタクタ１０Ｄについて説明する。
図４（Ａ）は、第４実施例に係るコンタクタ１０Ｄを示している。本実施例に係るコンタクタ１０Ｄは、第１の補強部材１２Ａが固着される配線基板１１Ｂの固着領域の全部或いはその一部に、配線基板１１Ｂと第１の補強部材１２Ａとの固着面積を増大させる固着面積増大部１９Ａを形成したことを特徴とするものである。尚、本実施例では、固着面積増大部１９Ａを配線基板１１Ｂと第１の補強部材１２Ａとが固着する全領域に形成している。
【００５３】
図４（Ｂ）は、図４（Ａ）において矢印Ａで示す円内部分を拡大して示す図である。同図に示すように、配線基板１１Ｂを構成するベースフィルム１３Ｂの背面は、粗面化されることにより固着面積増大部１９Ａが形成されている。ベースフィルム１３Ｂの背面を粗面化する方法としては種々考えられるが、例えばエアブラストを用いた方法、また腐食剤によりベースフィルム１３Ｂを腐食させる方法等を用いることができる。
【００５４】
このように、ベースフィルム１３Ｂの背面（第１の補強部材１２Ａが固着される面）を粗面化しその表面積を増大させることにより、第１の補強部材１２Ａと配線基板１１Ｂの固着時における密着性を向上させることができる。これにより、第１の補強部材１２Ａと配線基板１１Ｂの固着力は増大し、配線基板１１Ｂに対する第１の補強部材１２Ａの補強力は向上する。また、配線基板１１Ｂと第１の補強部材１２Ａとの間における剥がれを防止でき、コンタクタ１０Ｄの信頼性を向上させることができる。
【００５５】
また、固着面積増大部の構成は、図４（Ｂ）に示したベースフィルム１３Ｂの背面を粗面化することにより形成した固着面積増大部１９Ａに限定されるものではなく、例えば図４（Ｃ）に示すようなベースフィルム１３Ｂの背面に凹凸を形成することにより固着面積増大部１９Ｂを構成してもよく、またベースフィルム１３Ｂの背面に微細孔を多数形成することにより固着面積増大部を構成してもよい。また、粗面化の度合い、凹凸の高さ、微細孔の径寸法等を適宜調整することにより、第１の補強部材１２Ａと配線基板１１Ｂとの間の固着力を調整することも可能である。
【００５６】
続いて、本発明の第５実施例であるコンタクタ１０Ｅについて説明する。
図５は、第４実施例に係るコンタクタ１０Ｅを示している。前記した第１乃至第４実施例に係るコンタクタ１０Ａ〜１０Ｄは、配線基板１１Ａ，１１Ｂの背面のみに第１の補強部材１２Ａを配設した構成とされていた。これに対し、本実施例に係るコンタクタ１０Ｅは、配線基板１１Ｃの上面（第１の補強部材１２Ｂが固着された面と反対側の面）に、配線基板１１Ｃを補強する第２の補強部材２０を設けたことを特徴とするものである。
【００５７】
本実施例では、第１及び第２の補強部材１２Ｂ，２０は同一の補強部材用材料４５により形成されている。また、配線基板１１Ｃの第１の補強部材１２Ｂと第２の補強部材２０とが対向する位置には貫通穴２１が形成されており、この貫通穴２１を介して第１の補強部材１２Ｂと第２の補強部材２０は一体的に接続した構成となっている。また、第２の補強部材２０は、第１の補強部材１２Ｂと同様に配線基板１１Ｃに対して一体的に固着形成された構成となっている。
【００５８】
上記構成とされたコンタクタ１０Ｅでは、配線基板１１Ｃは第１及び第２の補強部材１２Ｂ，２０に挟持された状態で補強されることとなり、配線基板１１Ｃの補強をより確実に行なうことができる。また、配線基板１１Ｃ、第１の補強部材１２Ｂ、及び第２の補強部材２０は一体的に固着成形された構成であるため、新たに第２の補強部材２０を設けても、上記の各実施例と同様に、部品点数の削減，コスト低減、及び半導体装置１に対する接続信頼性の向上を図ることができる。
【００５９】
更に本実施例では、前記のように第１の補強部材１２Ｂと第２の補強部材２０が、配線基板１１Ｃに形成した貫通穴２１を介して一体的に接続された構成とされているため、第１の補強部材１２Ｂと第２の補強部材２０の接合力は強くなっている。このため、コンタクタ１０Ｅの強度向上を図ることができ、かつ配線基板１１Ｃと各補強部材１２Ｂ，２０との剥離を確実に防止することができる。
【００６０】
尚、本実施例においては、第１の補強部材１２Ｂと第２の補強部材２０を同一材料により形成した構成としたが、第１の補強部材１２Ｂの補強部材用材料と第２の補強部材２０の補強部材用材料とを別材料とすることも可能である。
この場合には、配線基板１１Ｃを挟んで、上面における熱収縮量と背面における熱収縮量がことなるため、各材料の熱膨張係数を適宜選定することにより各補強部材１２Ｂ，２０に歪みが発生することを防止することができる。
【００６１】
また、貫通穴２１は必ずしも必要ではなく、第１の補強部材１２Ｂと第２の補強部材２０を配線基板１１Ｃ上に別個に形成する（例えば、第１の補強部材１２Ｂを形成した後に第２の補強部材２０を形成する）ことも可能である。
続いて、本発明の第６実施例であるコンタクタ１０Ｆについて説明する。
図６は、第６実施例に係るコンタクタ１０Ｆを示している。前記した第１乃至第５実施例に係るコンタクタ１０Ａ〜１０Ｅは、第１の補強部材１２Ａ，１２Ｂの形状が平板状とされていた。これに対し、本実施例に係るコンタクタ１０Ｆは、第１の補強部材１２Ｃに開口部２２を形成すると共に、この開口部２２が配線基板１１Ａの半導体装置１が搭載する領域と対向するよう構成したことを特徴とするものである。この開口部２２の形状は、半導体装置１の形状に対応した矩形状とされており、第１の補強部材１２Ｃを上下に貫通するよう形成されている。
【００６２】
このように、第１の補強部材１２Ｃに開口部２２を形成することにより、配線基板１１Ａの開口部２２と対向した部分は背面に支持するものが存在しなくなるため可撓変形することが可能となる。よって、半導体装置１がコンタクタ１０Ｆに装着された際、半導体装置１が開口部に対向した配線基板１１Ａを押圧すると、これにより配線基板１１Ａには弾性復元力が発生する。
【００６３】
この弾性復元力は、配線基板１１Ａに形成されている装置接続用パッド１５を半導体装置１の電極２に向け押圧する力として作用する。これにより、装置接続用パッド１５は半導体装置１の電極２に適当な押圧力で圧接し、よって半導体装置１と配線基板１１Ａを確実に接続することができる。
続いて、本発明の第７実施例であるコンタクタ１０Ｇについて説明する。
【００６４】
図７は、第７実施例に係るコンタクタ１０Ｇを示している。本実施例に係るコンタクタ１０Ｇは、先に説明した第６実施例に係るコンタクタ１０Ｆと基本構成は同一である。しかるに、本実施例では第６実施例に係るコンタクタ１０Ｆにおいて、更に第１の補強部材１２Ｃに形成された開口部２２に内に、弾性材料よりなるバックアップ材２３を配設したことを特徴とするものである。このバックアップ材２３の材料としては、エラストマー，シリコンゴム等の弾性材料の利用が考えられる。
【００６５】
前記したように、配線基板１１Ａはベースフィルム１３Ａに導電パターン１４を形成した構成であり、容易に可撓する構成である。よって、図６に示した第６実施例に係るコンタクタ１０Ｆの構成では、半導体装置１が配線基板１１Ａに強く押圧された場合には、配線基板１１Ａがこの押圧力に耐えられないおそれがある。しかるに、本実施例のように開口部２２内に弾性材料よりなるバックアップ材２３を配設することにより、バックアップ材２３は配線基板１１Ａを支持し、よって配線基板１１Ａに対し半導体装置１が強く押圧された場合でも、配線基板１１Ａを保護することができる。
【００６６】
また、バックアップ材２３の弾性を適宜選定することにより、半導体装置１が配線基板１１Ａに装着（押圧）された際に発生する弾性復元力を調整することが可能となる。このため、配線基板１１Ａに形成された装置接続用パッド１５と半導体装置１の電極２との接続状態を最適な状態とすることができ、接続信頼性を向上させることができる。
【００６７】
更に、装置接続用パッド１５或いは半導体装置１の電極２に高さバラツキが存在していたとしても、この高さバラツキはバックアップ材２３が弾性変形することにより吸収されるため、高さバラツキの存在に拘わらず良好な接続状態を実現することができる。
続いて、本発明の第８実施例であるコンタクタ１０Ｈについて説明する。
【００６８】
図８は、第８実施例に係るコンタクタ１０Ｈを示している。本実施例に係るコンタクタ１０Ｈは、先に説明した第７実施例に係るコンタクタ１０Ｇにおいて、配線基板１１Ａとバックアップ材２３との間に、配線基板１１Ａとバックアップ材２３との相対的変位を可能とするフィルム状部材２４を介装したことを特徴とするものである。このフィルム状部材２４は、耐熱性及び平滑性を有したものが選定されており、例えば耐熱性のフッ素樹脂フィルム等の利用が考えられる。
【００６９】
このように、配線基板１１Ａとバックアップ材２３との間に両者１１Ａ，２３間における相対的変位を可能とするフィルム状部材２４を介装したことにより、加熱を伴う試験を実施した時にも安定した試験を行なうことができる。
即ち、例えば半導体装置１に対しバーンイン試験等の加熱を伴う試験を実施した際、バックアップ材２３にもこの熱は印加されるため、バックアップ材２３に熱膨張或いは熱収縮が発生する。特に、弾性部材は熱変形量が大きい材料が多いため、熱印加時に発生するバックアップ材２３の熱変形量は大きい。よって、バックアップ材２３が直接配線基板１１Ａに当接した構成では、バックアップ材２３の熱変形に伴い配線基板１１Ａにも変形が発生するおそれがある。
【００７０】
しかるに、配線基板１１Ａとバックアップ材２３との間に上記特性を有するフィルム状部材２４を介装することにより、バックアップ材２３に熱膨張及び熱収縮が発生しても、バックアップ材２３はフィルム状部材２４上で滑るため、このバックアップ材２３の熱変形が配線基板１１Ａに影響するようなことはない。よって、コンタクタ１０Ｈを加熱を伴う試験に用いたとしても、配線基板１１Ａとと半導体装置１との接続状態を良好な状態に維持でき、安定した試験を行なうことができる。
【００７１】
続いて、本発明の第９実施例であるコンタクタ１０Ｉについて説明する。
図９は、第９実施例に係るコンタクタ１０Ｉを示している。本実施例に係るコンタクタ１０Ｉは、先に説明した第７実施例に係るコンタクタ１０Ｇにおいて、第１の補強部材１２Ｃの下面に芯材１７Ａを固着したことを特徴とするものである。
【００７２】
本実施例のように、開口部２２を設けた第１の補強部材１２Ｃであっても、その下面に芯材１７Ａを配設することは可能である。よって、第１の補強部材１２Ｃの下面に芯材１７Ａを配設することにより、前記した同様の理由により第１の補強部材１２Ｃに歪みが発生することを防止できると共に、配線基板１１Ａに変形が発生することを防止できる。
【００７３】
図１０は、本発明の一実施例である半導体装置用キャリア２５（以下、単にキャリアという）を示している。
このキャリア２５は、大略するとコンタクタ１０Ｊと加圧機構２８とにより構成されている。コンタクタ１０Ｊは、前記した配線基板１１Ａと、第１の補強部材１２Ｄとにより構成されている。
【００７４】
この配線基板１１Ａと第１の補強部材１２Ｄは一体的に固着形成された構成とされており、よって部品点数の削減，コスト低減、及び半導体装置１に対する接続信頼性の向上が図られている。また、第１の補強部材１２Ｄにはクッション材２７が埋設されており、このクッション材２７の配設位置は装着状態にある半導体装置１と対向する位置に設定されている。
【００７５】
また、加圧機構２８は、大略すると係止部材２９，キャップ３０，押圧板３２，及び押圧バネ３３等により構成されている。係止部材２９は第１の補強部材１２Ｄから立設した構成とされており、その先端部には係止爪２９Ａが形成されている。
キャップ３０は配線基板１１Ａに装着された状態にある半導体装置１を覆うように配設されるものであり、半導体装置１を保護する機能を奏するものである。このキャップ３０の下縁部には、側方に延出する鍔部３１が形成されており、この鍔部３１は係止部材２９に形成された係止爪２９Ａと係合する構成とされている。また、キャップ３０の天板には押圧バネ３３の上端が固定されており、更に押圧バネ３３の下端には押圧板３２が配設されている。
【００７６】
半導体装置１をキャリア２５に装着するには、キャップ３０が取り外された状態で、先ず半導体装置１をコンタクタ１０Ｊに装着し、続いてキャップ３０を係止部材２９に装着する。この装着状態において、前記のように鍔部３１は係止爪２９Ａと係合し、キャップ３０は固定される。また、このキャップ３０の固定状態において、押圧板３２は押圧バネ３３のバネ力により半導体装置１をコンタクタ１０Ｊに向け押圧する。
【００７７】
これにより、半導体装置１とコンタクタ１０Ｊとを良好な状態で接続することができる。また、半導体装置１の装着位置と対向する第１の補助部材１２Ｄにはクッション材２７が設けられているため、押圧バネ３３のバネ力が強すぎた場合でも、クッション材２７が弾性変形することにより半導体装置１とコンタクタ１０Ｊとの接続状態を良好な状態とすることができる。また、半導体装置１の電極２或いはコンタクタ１０Ｊの装置接続用パッド１５に高さバラツキが存在しても、クッション材２７によりこれを吸収することができる。
【００７８】
尚、上記した実施例では、キャリア２５に用いるコンタクタとしてクッション材２７が配設されたコンタクタ１０Ｊを用いたが、キャリア２５に用いるコンタクタはこれに限定されるものではなく、先に説明した第１乃至第９実施例に係るコンタクタ１０Ａ〜１０Ｉを用いることもできる。よって、本実施例に係るキャリア２５によれば、先に説明した第１乃至第９実施例に係るコンタクタ１０Ａ〜１０Ｉの作用効果を持ったキャリアを実現することができる。
【００７９】
続いて、本発明の第１実施例であるコンタクタの製造方法について説明する。図１１は、第１実施例であるコンタクタの製造方法を説明するための図である。本実施例に係る製造方法は、先に図１を用いて説明した第１実施例に係るコンタクタ１０Ａの製造方法である。コンタクタ１０Ａは、装着工程及び補強部材形成工程を実施することにより製造される。以下、各工程について説明する。
【００８０】
図１１（Ａ）は、装着工程を示している。この装着工程では、金型４０Ａに配線基板１１Ａを装着する処理を行なう。金型４０Ａは、上型４１Ａと下型４２Ａとにより構成されている。本実施例で用いる金型４０Ａは、上型４１Ａの下面は平坦面とされており、また下型４２Ａには第１の補強部材１２Ａの形状に対応した下型キャビティ４３が形成されている。更に、下型４２Ａの側部には、下型キャビティ４３と連通し、第１の補強部材１２Ａとなる補強部材用材料４５が注入されるゲート４４が形成されている。
【００８１】
配線基板１１Ａは、予め他の基板形成工程（説明は省略する）を実施することにより形成されている。この配線基板１１Ａは、上型４１Ａと下型４２Ａとの間に介装され、上型４１Ａと下型４２Ａとが図示しないプレス装置でクランプされることにより、上型４１Ａと下型４２Ａとの間に固定される。
この際、配線基板１１Ａと下型キャビティ４３との位置決めを行なうため、位置決め穴等を配線基板１１Ａに設けておいてもよい。また、配線基板１１Ａを金型４０Ａに装着する際、導電パターン１４が上型４１Ａと対向し、ベースフィルム１３Ａが下型４２Ａと対向するよう配設する。
【００８２】
上記した装着工程が終了すると、続いて補強部材形成工程が実施される。図１１（Ｂ）は、補強部材形成工程を示している。補強部材形成工程では、図示しない射出形成装置から、補強部材用材料４５がゲート４４を介して下型キャビティ４３に注入される。よって、下型キャビティ４３内に注入された補強部材用材料４５は、配線基板１１Ａと一体的に固着された状態となる。
【００８３】
そして、下型キャビティ４３に完全に補強部材作用材料４５が充填されると、冷却処理を行なった後、金型４０Ａは上型４１Ａと下型４２Ａに離型され、これにより図１１（Ｃ）に示すコンタクタ１０Ａが完成する。
上記したように、本実施例に係る製造方法によれば、従来両面粘着テープ及び接着剤を用いた場合に必要とされた接着処理、及びネジを用いた場合に必要とされた締結処理等が不要となり、コンタクタ１０Ａの製造工程の簡略化を図ることができる。
【００８４】
図１２は、上記した金型４０Ａの第１変形例である金型４０Ｂを示している。本変形例に係る金型４０Ｂは、上型４１Ｂ内に加熱・冷却装置４６を配設したことを特徴とするものである。この加熱・冷却装置４６は、上型４１Ｂを加熱或いは冷却するものであり、加熱／冷却の切り換え及び温度設定は図示しない制御装置により行なわれる構成とされている。
【００８５】
このように、金型４０Ｂに加熱・冷却装置４６を設けることにより、補強部材形成工程で、配線基板１１Ａに印加する熱を可変することができる。これにより、第１の補強部材１２Ａの形成時において、配線基板１１Ａの熱膨張量が第１の補強部材１２Ａの形成収縮量より大きくなるよう、加熱・冷却装置４６により配線基板１１Ａの温度制御を行なうことが可能となる。
【００８６】
よって、第１の補強部材１２Ａの成形後において、配線基板１１Ａが第１の補強部材１２Ａに対し常に張られた状態となるようにすることが可能となる。これにより、配線基板１１Ａに平坦性を持たせることができ、半導体装置１とコンタクタ１０Ａとの接続性を向上させることができる。
図１３は、上記した金型４０Ａの第２変形例である金型４０Ｃを示している。
【００８７】
本変形例に係る金型４０Ｃは、その両側部に引っ張り部材４７を配設したことを特徴とするものである。この引っ張り部材４７は、図示しない機構により図中矢印で示す方向に移動する構成とされている。また、引っ張り部材４７は固定ネジ４９を有しており、この固定ネジ４９は配線基板１１Ｄに形成された穴４８に挿通される構成とされている。
【００８８】
よって、固定ネジ４９を配線基板１１Ｄに形成された穴４８に挿通した状態で、引っ張り部材４７を図中矢印で示す方向に移動させることにより、配線基板１１Ｄは引っ張られた状態となる。
補強部材形成工程で、上記のように引っ張り部材４７を用いて配線基板１１Ｄに引っ張り加重を加えた状態で第１の補強部材１２Ａの形成処理を行なうことにより、第１の補強部材１２Ａの成形後においても配線基板１１Ｄは引っ張られた状態を維持するため、配線基板１１Ｄの平坦性を向上させることができる。
【００８９】
続いて、本発明の第２実施例であるコンタクタの製造方法について説明する。図１４は、第２実施例であるコンタクタの製造方法を説明するための図である。本実施例に係る製造方法は、先に図２を用いて説明した第２実施例に係るコンタクタ１０Ｂの製造方法である。尚、同図において、図１１に示した構成と同一構成については同一符号を付してその説明を省略する。また、後述する図１５及び図１６についても同様とする。
【００９０】
本実施例に係る製造方法は、装着工程において下型キャビティ４３の底面に芯材１７Ａを装着しておくことを特徴とするものである。このように、図１１を用いて説明した第１実施例に係る製造方法において、単に装着工程で下型キャビティ４３に芯材１７Ａを装着するだけの処理で、コンタクタ１０Ｂを製造することができる。よって、金型４０Ａを変更することなく、第１実施例に係るコンタクタ１０Ａと第２実施例に係るコンタクタ１０Ｂを製造することが可能となり、金型コストの低減，製造工程の簡単化を図ることができる。
【００９１】
続いて、本発明の第３実施例であるコンタクタの製造方法について説明する。図１５は、第３実施例であるコンタクタの製造方法を説明するための図である。本実施例に係る製造方法は、先に図５を用いて説明した第５実施例に係るコンタクタ１０Ｅの製造方法である。
本実施例で用いる金型４０Ｄは、上型４１Ｃに第２の補強部材２０の形状に対応した上型キャビティ５０が形成されている。また、配線基板１１Ｃの第２の補強部材２０が形成される位置には、貫通穴２１が予め形成されている。
【００９２】
コンタクタ１０Ｅを製造するには、装着工程において貫通穴２１と上型キャビティ５０が対向するよう位置決めを行なった上で上型４１Ｃと下型４２Ａとの間に配線基板１１Ｃをクランプする。この際、予め芯材１７Ａを下型キャビティ４３に配置しておく。
そして、補強部材形成工程において、金型４０Ｄ内に補強部材用材料４５を装填し、配線基板１１Ｃと一体的に固着した状態となるよう第１及び第２の補強部材１２Ｂ，２０を形成する。下型４２Ａのゲート４４から下型キャビティ４３に注入された補強部材用材料４５は、下型キャビティ４３に充填されると共に貫通穴２１を介して上型キャビティ５０にも充填されていく。
【００９３】
これにより、第１の補強部材１２Ｂと第２の補強部材２０が貫通穴２１を介して一体的な構成とされたコンタクタ１０Ｅを製造することができる。また、第１の補強部材１２Ｂと同様に、第２の補強部材２０も配線基板１１Ｃと一体的に固着するため、第２の補強部材２０を有したコンタクタ１０Ｅであっても、その製造工程が複雑化するようなことはない。
【００９４】
続いて、本発明の第４実施例であるコンタクタの製造方法について説明する。図１６は、第４実施例であるコンタクタの製造方法を説明するための図である。本実施例に係る製造方法は、先に図７を用いて説明した第７実施例に係るコンタクタ１０Ｇの製造方法である。
コンタクタ１０Ｇを製造するには、先に述べた第１及び第２実施例に係る製造方法と同様に金型４０Ａを用いると共に、装着工程において下型キャビティ４３の底面にバックアップ材２３を装着する。
【００９５】
このように、本実施例に係る製造方法も、図１１を用いて説明した第１実施例に係る製造方法において、単に装着工程で下型キャビティ４３にバックアップ材２３を装着するだけの処理で、コンタクタ１０Ｇを製造することができる。よって、金型４０Ａを変更することなく、第１実施例に係るコンタクタ１０Ａ，第２実施例に係るコンタクタ１０Ｂ，及び第７実施例に係るコンタクタ１０Ｇを製造することが可能となり、金型コストの低減，製造工程の簡単化を図ることができる。
【００９６】
尚、前記したようにバックアップ材２３はゴム等の弾性材料であるため、補強部材形成工程において印加される熱により、バックアップ材２３からガスが発生するおそれがある。このガスが第１の補強部材１２Ｃに残留した場合、ボイドとなり第１の補強部材１２Ｃの強度が劣化するおそれがある。よって、このガスを外部に抜くためのガス抜き穴を配線基板１１Ａ及び上型４１Ａに形成し多孔性としてもよい。
【００９７】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、次に述べる種々の効果を実現することができる。
請求項１記載の発明によれば、配線基板と第１の補強部材とを固定するのに両面粘着テープ，接着剤，ネジ等の固定手段が不要となり、部品点数の削減及びコスト低減を図ることができる。
【００９８】
また、両面粘着テープ及び接着剤を用いた場合に必要となる接着処理、及びネジを用いた場合に必要となる締結処理が不要となり、半導体装置試験用コンタクタの製造工程の簡略化を図ることができる。
更に、接着剤の劣化に伴う皺等の発生が抑制させるため、半導体装置に対する接続信頼性の向上を図ることができる。
【００９９】
また、請求項２記載の発明によれば、請求項１の作用効果を維持しつつ、更に芯材により第１の補強部材の熱変形を規制することができる。よって、配線基板と第１の補強部材との間に熱膨張差があったとしても、配線基板の変形は抑制され平坦性が維持されるため、半導体装置に対する接続信頼性の向上を図ることができる。
【０１０１】
また、請求項４記載の発明によれば、配線基板は第１及び第２の補強部材に挟持された状態で補強されることとなるため、配線基板の補強をより確実に行なうことができる。
また、請求項５記載の発明によれば、第１の補強部材と第２の補強部材の接合力は向上し、半導体装置試験用コンタクタの強度の向上を図ることができると共に、配線基板と各補強部材との剥離を確実に防止することが出来る。
【０１０３】
また、請求項３記載の発明によれば、半導体装置が配線基板に装着（押圧）された際に発生する弾性復元力を調整することが可能となるため、配線基板に形成された電極パッドと半導体装置の電極との接続状態を最適な状態とすることができ、接続信頼性を向上させることができる。
また、配線基板の電極パッド及び半導体装置の電極に高さバラツキが存在していたとしても、この高さバラツキはバックアップ材が弾性変形することにより吸収されるため、高さバラツキの存在に拘わらず良好な接続状態を実現することができる。
【０１０５】
更に、請求項６及び請求項７記載の発明によれば、成形後において配線基板は第１の補強部材に対し常に張られた状態を維持するため、配線基板に平坦性を持たせることができ、半導体装置との接続性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例であるコンタクタを説明するための図である。
【図２】本発明の第２実施例であるコンタクタを説明するための図である。
【図３】本発明の第３実施例であるコンタクタを説明するための図である。
【図４】本発明の第４実施例であるコンタクタを説明するための図である。
【図５】本発明の第５実施例であるコンタクタを説明するための図である。
【図６】本発明の第６実施例であるコンタクタを説明するための図である。
【図７】本発明の第７実施例であるコンタクタを説明するための図である。
【図８】本発明の第８実施例であるコンタクタを説明するための図である。
【図９】本発明の第９実施例であるコンタクタを説明するための図である。
【図１０】本発明の一実施例であるキャリアをを説明するための図である。
【図１１】本発明の第１実施例であるコンタクタの製造方法を説明するための図である。
【図１２】コンタクタを製造する際に用いる金型の第１変形例を示す図である。
【図１３】コンタクタを製造する際に用いる金型の第２変形例を示す図である。
【図１４】本発明の第２実施例であるコンタクタの製造方法を説明するための図である。
【図１５】本発明の第３実施例であるコンタクタの製造方法を説明するための図である。
【図１６】本発明の第４実施例であるコンタクタの製造方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 半導体装置
２ 電極
１０Ａ〜１０Ｊ コンタクタ
１１Ａ〜１１Ｄ 配線基板
１２Ａ〜１２Ｄ 第１の補強部材
１３Ａ〜１３Ｄ ベースフィルム
１４ 導電パターン
１７Ａ〜１７Ｃ 芯材
１８ アンカー部
１９Ａ，１９Ｂ 固着面積増大部
２０ 第２の補強部材
２１ 貫通穴
２２ 開口部
２３ バックアップ材
２４ フィルム状部材
２５ キャリア
２７ クッション材
２８ 加圧機構
４０Ａ〜４０Ｄ 金型
４１Ａ〜４１Ｃ 上型
４２Ａ 下型
４３ 下型キャビティ
４５ 補強部材用材料
４６ 加熱・冷却装置
４７ 引っ張り部材
５０ 上型キャビティ
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置試験用コンタクタの製造方法に係り、特にベアチップ、ＢＧＡ（Ball Grid Array)，ＳＯＰ(Small Outline Package)，ＱＦＰ(Quad Flat Package)等の半導体装置（以下、これらの各種半導体素子及び半導体装置を総称して半導体装置という）に対して電気的にコンタクトを得る半導体装置試験用コンタクタの製造方法に関する。
【０００２】
近年の半導体装置は、小型化、高速化、高密度化が要求されている。このため、これらの半導体装置に配置された電極についても、小型化、高速化、高密度化に対応すべく微細化が図られている。よって、このように微細化された電極を有した半導体装置に対しても、確実に電気的な接続を得るための半導体装置用コンタクタが求められている。
【０００３】
【従来の技術】
一般に、半導体装置の試験工程に用い、被試験対象となる半導体装置の電極部と電気的な接続を行う半導体装置試験用コンタクタは、その内部に半導体装置の電極部と電気的に接続する電極パッドが形成された配線基板を有している。前記したように、半導体装置は、小型化、高速化、高密度化が望まれており、これに対応しうる配線基板として、ポリイミドフィルム上に導電パターンを施した形態のメンブレン（薄膜）式配線基板を用いたものが増える傾向にある。メンブレン式配線基板は、導電パターンを微細形成することが可能であり、よって半導体装置の電極パッドが微細化してもこれに対応することが可能である。
【０００４】
このメンブレン式配線基板は、それ自身に柔軟性があるため、これを半導体装置用コンタクタとして使用する場合にはなんらかの補強手段が必要となる。このため、従来の半導体装置試験用コンタクタは、メンブレン式配線基板を補強するため補強部材を設けており、この補強部材にメンブレン式配線基板を配設することにより所定の強度を持たせる構成としている。
【０００５】
また、メンブレン式配線基板を補強部材に配設する手段としては、両面粘着テープや接着剤を用いて接着する手段（以下、接着手段という）、または機械的にメンブレン式配線基板と補強部材とをネジ止めする手段（以下、機械的固定手段という）等が取られていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記の接着手段及び機械的固定手段では、半導体装置用コンタクタの基本構成要素（メンブレン式配線基板，補強部材）と別個に、接着手段では両面粘着テープや接着剤を必要とし、また機械的固定手段ではネジ等を必要とする。このため、部品点数が増加し、半導体装置用コンタクタのコストが上昇してしまうという問題点がある。
【０００７】
また、接着手段及び機械的固定手段を用いた場合には、両面粘着テープの配設処理，接着剤塗布処理が必要となり、また機械的固定手段ではネジの締結処理が必要となる。このため、半導体装置用コンタクタの製造工程が複雑化し、効率良く半導体装置用コンタクタを製造することができないという問題点も生じる。
更に、接着手段を用いた場合には、メンブレン式配線基板と補強部材との熱膨張差に起因して、例えばバーンイン試験等の交番的に熱印加を行なう試験を実施した場合には、接着剤及び両面粘着テープの熱劣化が生じる。このように接着剤及び両面粘着テープに熱劣化が生じると、例えば、皺が発生する等により補強部材に対してメンブレン式配線基板が位置ずれを生じ、半導体装置の電極パッドとメンブレン式配線基板の導電パターンとを電気的に接続することができなくなるおそれが生じる。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、部品点数の削減，製造工程の簡単化，及び信頼性の向上を図りうる半導体装置試験用コンタクタの製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【００１８】
請求項１記載の発明は、
可撓性を有する基板本体上に半導体装置の電極部と電気的に接続する電極パッドが形成されてなる配線基板と、型を用いて成形される前記配線基板を補強する第１の補強部材とを具備し、前記配線基板と前記第１の補強部材とを一体的に固着成形してなる半導体装置試験用コンタクタの製造方法であって、
上型と、前記補強部材の形状に対応した下型キャビティが形成された下型とにより構成される金型に、前記配線基板を装着する装着工程と、
前記金型内に補強部材用材料を装填し、前記配線基板と一体的に固着した状態となるよう第１の補強部材を形成する補強部材形成工程と
を有することを特徴とするものである。
【００１９】
また、請求項２記載の発明は、
請求項１記載の半導体装置試験用コンタクタの製造方法において、
前記装着工程において、前記下型キャビティの底面に芯材を装着することを特徴とするものである。
また、請求項３記載の発明は、
請求項１または２記載の半導体装置試験用コンタクタの製造方法において、
前記装着工程において、前記下型キャビティ内にバックアップ材を装着すると共に、該バックアップ材の装着位置を前記配線基板の前記半導体装置が搭載する領域と対向する位置に設定したことを特徴とするものである。
【００２０】
また、請求項４記載の発明は、
請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体装置試験用コンタクタの製造方法において、
前記金型を構成する上型に第２の補強部材の形状に対応した上型キャビティを形成し、
前記補強部材形成工程において、前記金型内に補強部材用材料を装填し、前記配線基板と一体的に固着した状態となるよう第１及び第２の補強部材を形成することを特徴とするものである。
【００２１】
また、請求項５記載の発明は、
請求項４記載の半導体装置試験用コンタクタの製造方法において、
前記装着工程で前記金型に装着される前記配線基板の所定位置に貫通穴が形成されたものを用い、
前記補強部材形成工程において、前記第１及び第２の補強部材が前記貫通穴を介して一体的に接続されるよう形成したことを特徴とするものである。
【００２２】
また、請求項６記載の発明は、
請求項１乃至５のいずれかに記載の半導体装置試験用コンタクタの製造方法において、
前記補強部材形成工程で、補強部形成時における前記配線基板の熱膨張量が、前記補強部材の形成収縮量より大きくなるよう前記配線基板の温度制御を行なうことを特徴とするものである。
【００２３】
更に、請求項７記載の発明は、
請求項１乃至６のいずれかに記載の半導体装置試験用コンタクタの製造方法において、
前記補強部材形成工程で、前記配線基板に引っ張り加重を加えた状態で前記補強部材の形成処理を行なうことを特徴とするものである。
【００２４】
上記した各手段は、次のように作用する。
請求項１記載の発明によれば、
半導体装置の電極部と電気的に接続する電極パッドが形成された配線基板と、この配線基板を補強する第１の補強部材とを一体的に固着成形した構成としたことにより、配線基板と第１の補強部材の固定に両面粘着テープ，接着剤，ネジ等の固定手段が不要となり、部品点数の削減及びコスト低減を図ることができる。また、両面粘着テープ及び接着剤を用いた場合に必要となる接着処理、及びネジ用いた場合に必要となる締結処理が不要となり、半導体装置試験用コンタクタの製造工程の簡略化を図ることができる。更に、接着剤の劣化に伴う皺等の発生が抑制させるため、半導体装置に対する接続信頼性の向上を図ることができる。
【００２５】
また、請求項２記載の発明によれば、
第１の補強部材の熱変形を規制する芯材を設けると共に、配線基板、第１の補強部材、及び芯材を一体的に固着成形したことにより、請求項１の作用効果を維持しつつ、更に芯材により第１の補強部材の熱変形を規制することができる。よって、配線基板と第１の補強部材との間に熱膨張差があったとしても、配線基板の変形は抑制され平坦性が維持されるため、半導体装置に対する接続信頼性の向上を図ることができる。
【００２９】
また、請求項４記載の発明によれば、
配線基板の第１の補強部材が固着された面と反対側の面に、配線基板を補強する第２の補強部材を設けたことにより、配線基板は第１及び第２の補強部材に挟持された状態で補強されることとなるため、配線基板の補強をより確実に行なうことができる。また、配線基板、前記第１の補強部材、及び第２の補強部材を一体的に固着成形したことにより、請求項１記載の作用効果を維持することができる。
【００３０】
また、請求項５記載の発明によれば、
第１の補強部材と第２の補強部材が、配線基板に形成した貫通穴を介して一体的に接続された構成としたことにより、第１の補強部材と第２の補強部材の接合力は向上し、半導体装置試験用コンタクタの強度向上を図ることができると共に、配線基板と各補強部材との剥離を確実に防止することが出来る。
【００３２】
また、請求項３記載の発明によれば、
第１の補強部材に形成された開口部に内に、弾性材料よりなるバックアップ材を配設したことにより、バックアップ材の弾性を適宜選定することにより、半導体装置が配線基板に装着（押圧）された際に発生する前記弾性復元力を調整することが可能となる。このため、配線基板に形成された電極パッドと半導体装置の電極との接続状態を最適な状態とすることができ、接続信頼性を向上させることができる。
【００３３】
また、配線基板の電極パッド及び半導体装置の電極に高さバラツキが存在していたとしても、この高さバラツキはバックアップ材が弾性変形することにより吸収されるため、高さバラツキの存在に拘わらず良好な接続状態を実現することができる。
【００３４】
また、請求項６記載の発明によれば、
補強部材形成工程で、補強部材の形成時における配線基板の熱膨張量が、補強部材の形成収縮量より大きくなるよう配線基板の温度制御を行なうことにより、成形後において配線基板は第１の補強部材に対し常に張られた状態を維持するため、配線基板に平坦性を持たせることができ、半導体装置との接続性を向上させることができる。
【００３５】
更に、請求項７記載の発明によれば、
補強部材形成工程で、配線基板に引っ張り加重を加えた状態で補強部材の形成処理を行なうことにより、成形後においても配線基板は引っ張られた状態を維持するため、配線基板の平坦性を向上させることが出来る。
【００３６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
図１は本発明の第１実施例である半導体装置試験用コンタクタ１０Ａ（以下、コンタクタという）を示しており、図１（Ａ）は側面を、図１（Ｂ）は平面を夫々示している。また同図では、半導体装置１が装着された状態を示している。
【００３７】
このコンタクタ１０Ａは、半導体装置１の試験工程に用いるものであり、被試験対象となる半導体装置１が搭載され、その搭載状態において各種試験（例えば、バーンイン試験等）が実施される。尚、本明細書における半導体装置１は、半導体素子（ベアチップ）、ウェーハ、及びＢＧＡ（Ball Grid Array), ＳＯＰ(Small Outline Package), ＱＦＰ(Quad Flat Package) 等の各種パッケージ構造を有した半導体装置を含むものとする。
【００３８】
コンタクタ１０Ａは、大略すると配線基板１１Ａと第１の補強部材１２Ａとにより構成されている。本実施例では、配線基板１１Ａとしてメンブレン式配線基板を用いている。
このメンブレン式配線基板により構成される配線基板１１Ａは、例えばポリイミド（ＰＩ）からなるベースフィルム１３Ａ（基板本体）に、例えば銅箔からなる導電パターン１４を形成した構成とされている。従って、配線基板１１Ａは、それ自身で可撓性を有した構成とされている。また、導電パターン１４の内側端部には、半導体装置１に配設された電極２と電気的に接続する装置接続用パッド１５が形成されている。また、導電パターン１４の外側端部には、図示しない半導体試験装置と接続される外部接続用パッド１６が形成されている。
【００３９】
ところで、前記したように半導体装置１は小型化、高速化、高密度化が急速に進んでおり、これに伴い電極２も微細化している。しかるに、本実施例で配線基板１１Ａとして用いているメンブレン式配線基板は、導電パターン１４及び各パッド１５，１６の微細形成が可能となるため、微細化された電極２を有する半導体装置１に容易に対応することができる。
【００４０】
第１の補強部材１２Ａは、配線基板１１Ａの半導体装置１が接続する面（以下、上面という）と反対側の面（以下、背面という）に配設されており、配線基板１１Ａを補強する機能を奏する。即ち、メンブレン式配線基板である配線基板１１Ａは、前記したようにベースフィルム１３Ａに導電パターン１４を形成した構成であるため、それ自身に可撓性（柔軟性）がある。よって、この配線基板１１Ａを半導体装置用のコンタクタとして使用する場合にはなんらかの補強手段が必要となる。このため、配線基板１１Ａの背面に第１の補強部材１２Ａを配設し、配線基板１１Ａを補強する構成を取っている。
【００４１】
この第１の補強部材１２Ａは配線基板１１Ａの背面に固着されるが、本実施例では配線基板１１Ａと第１の補強部材１２Ａとを一体的に固着成形したことを特徴としている。このように、配線基板１１Ａと第１の補強部材１２Ａとを一体的に固着成形する方法としては、後に詳述するように金型４０Ａに予め配線基板１１Ａを装着しておき、この金型４０Ａに第１の補強部材１２Ａとなる補強部材用材料４５を注入することにより、配線基板１１Ａと第１の補強部材１２Ａとを一体的に固着する（図１１参照）。
【００４２】
このように、配線基板１１Ａと第１の補強部材１２Ａとを一体的に固着成形した構成とすることにより、配線基板１１Ａと第１の補強部材１２Ａの固定に際し、従来必要とされていた両面粘着テープ，接着剤，ネジ等の固定手段が不要となり、部品点数の削減及びコスト低減を図ることができる。また、接着剤の劣化に伴う皺等の発生が抑制させるため、半導体装置１に対する接続信頼性の向上を図ることができる。
【００４３】
ここで、配線基板１１Ａの材料と、第１の補強部材１２Ａの材料に注目し以下説明する。前記したように、配線基板１１Ａの基本材料はＰＩ等の樹脂材料である。また、本実施例では第１の補強部材１２Ａとなる補強部材用材料４５も樹脂を用いた構成としている。具体的には、補強部材用材料４５としては、例えばＰＥＳ，ＰＥＩ，ＰＰＥ等の樹脂材料が挙げられる。
【００４４】
本実施例では、第１の補強部材１２Ａを形成する際、配線基板１１Ａとなる樹脂材料の熱膨張量が、第１の補強部材１２Ａとなる樹脂材料の成形収縮量より大きくなるよう各樹脂の材料選定を行なっている。これにより、第１の補強部材１２Ａを成形した後において、配線基板１１Ａは第１の補強部材１２Ａに対し常に張られた状態を維持することとなる。よって、配線基板１１Ａに平坦性を持たせることができ、半導体装置１との電気的な接続性を向上させることができる。
【００４５】
尚、第１の補強部材１２Ａとなる補強部材用材料４５の材質は樹脂に限定されるものではなく、上記した熱膨張量と成形収縮量の関係を維持できるものであれば他の材料を用いてもよい。ここで、配線基板１１Ａの材料としてＰＩを用いた場合、第１の補強部材１２Ａとして使用できる材料としては、セラミック，ガラス材，シリコン材等が考えられる。
【００４６】
続いて、本発明の第２実施例であるコンタクタ１０Ｂについて説明する。
図２は、第２実施例に係るコンタクタ１０Ｂを示している。尚、図２において、図１を用いて説明した第１実施例に係るコンタクタ１０Ａと同一構成については同一符号を付して、その説明を省略する。また、この第２実施例を含め、以下説明する各実施例についても同様とする。
【００４７】
本実施例に係るコンタクタ１０Ｂは、第１実施例に係るコンタクタ１０Ａと同様に配線基板１１Ａ，第１の補強部材１２Ａを有した構成とされているが、更に第１の補強部材１２Ａの配線基板１１Ａが固着する面と反対側の面（以下、下面という）に芯材１７Ａを設けたことを特徴としている。
この芯材１７Ａは例えばＳＣＣＰ材、またはＳＵＳ材等の金属材料により形成されており、第１の補強部材１２Ａと一体的に固着形成された構成とされている。即ち、本実施例の構成では、配線基板１１Ａ，第１の補強部材１２Ａ，及び芯材１７Ａは一体的に固着成形された構成となっている。よって、本実施例に係るコンタクタ１０Ｂにおいても、先に述べた第１実施例に係るコンタクタ１０Ａと同様の作用効果を実現でき、部品点数の削減，コスト低減、及び半導体装置１に対する接続信頼性の向上を図ることができる。
【００４８】
上記のように第１の補強部材１２Ａの下面に芯材１７Ａを設けることにより、第１の補強部材１２Ａに発生する熱変形を規制することができる。以下、この理由について説明する。
前記したように、配線基板１１Ａ及び第１の補強部材１２Ａの材料を選定するに際し、第１の補強部材１２Ａの形成時における配線基板１１Ａの熱膨張量が、第１の補強部材１２Ａの成形収縮量より大きくなるよう選定を行なっている。これにより、配線基板１１Ａは第１の補強部材１２Ａに対し常に張られた状態を維持し、配線基板１１Ａに平坦性を持たせることができる。
【００４９】
ところが、配線基板１１Ａの熱膨張量と第１の補強部材１２Ａの成形収縮量との差が必要以上に大きくなると、配線基板１１Ａと第１の補強部材１２Ａの固着成形時の歪みが発生するおそれがある。
しかるに、第１の補強部材１２Ａの下面に芯材１７Ａを設けることにより、通常２％ほど発生する第１の補強部材１２Ａ（樹脂材料）の成形収縮を抑えることができ、配線基板１１Ａと第１の補強部材１２Ａの固着成形時に第１の補強部材１２Ａに発生する歪み、及び配線基板１１Ａに発生する変形を緩和することができる。この際、芯材１７Ａは、その熱膨張率が配線基板１１Ａの熱膨張率と第１の補強部材１２Ａの熱膨張率との間の値となる材料を選定する必要がある。
【００５０】
これにより、配線基板１１Ａと第１の補強部材１２Ａとの間に熱膨張差があったとしても、配線基板１１Ａの変形は抑制され平坦性が維持されるため、半導体装置１に対する接続信頼性をより高めることができる。
続いて、本発明の第３実施例であるコンタクタ１０Ｃについて説明する。
図３は、第３実施例に係るコンタクタ１０Ｃを示している。本実施例に係るコンタクタ１０Ｃは、前記した第２実施例に係るコンタクタ１０Ｂと基本構成を等しくしている。本実施例に係るコンタクタ１０Ｃは、第２実施例に係るコンタクタ１０Ｂに対し、芯材１７Ｂに第１の補強部材１２Ａにくい込むアンカー部１８を形状としたことを特徴とするものである。
【００５１】
このアンカー部１８は、芯材１７Ｂの外周縁部の所定範囲を上方（第１の補強部材１２Ａと固着する側）に向けて折り曲げた構成とされている。このように、アンカー部１８は、芯材１７Ｂの一部を折り曲げただけの構成であるため、容易に、かつコスト上昇を伴うことなく形成することができる。
上記のように芯材１７Ｂにアンカー部１８を形成することにより、第１の補強部材１２Ａに対する芯材１７Ｂの固着力を増大することができる。よって、第１の補強部材１２Ａに発生する歪みをより確実に抑制でき、これに伴い配線基板１１Ａに変形が発生することも抑制される。従って、配線基板１１Ａの平坦性の向上を図ることができ、半導体装置１の装着時における接続信頼性の向上を図ることができる。
【００５２】
続いて、本発明の第４実施例であるコンタクタ１０Ｄについて説明する。
図４（Ａ）は、第４実施例に係るコンタクタ１０Ｄを示している。本実施例に係るコンタクタ１０Ｄは、第１の補強部材１２Ａが固着される配線基板１１Ｂの固着領域の全部或いはその一部に、配線基板１１Ｂと第１の補強部材１２Ａとの固着面積を増大させる固着面積増大部１９Ａを形成したことを特徴とするものである。尚、本実施例では、固着面積増大部１９Ａを配線基板１１Ｂと第１の補強部材１２Ａとが固着する全領域に形成している。
【００５３】
図４（Ｂ）は、図４（Ａ）において矢印Ａで示す円内部分を拡大して示す図である。同図に示すように、配線基板１１Ｂを構成するベースフィルム１３Ｂの背面は、粗面化されることにより固着面積増大部１９Ａが形成されている。ベースフィルム１３Ｂの背面を粗面化する方法としては種々考えられるが、例えばエアブラストを用いた方法、また腐食剤によりベースフィルム１３Ｂを腐食させる方法等を用いることができる。
【００５４】
このように、ベースフィルム１３Ｂの背面（第１の補強部材１２Ａが固着される面）を粗面化しその表面積を増大させることにより、第１の補強部材１２Ａと配線基板１１Ｂの固着時における密着性を向上させることができる。これにより、第１の補強部材１２Ａと配線基板１１Ｂの固着力は増大し、配線基板１１Ｂに対する第１の補強部材１２Ａの補強力は向上する。また、配線基板１１Ｂと第１の補強部材１２Ａとの間における剥がれを防止でき、コンタクタ１０Ｄの信頼性を向上させることができる。
【００５５】
また、固着面積増大部の構成は、図４（Ｂ）に示したベースフィルム１３Ｂの背面を粗面化することにより形成した固着面積増大部１９Ａに限定されるものではなく、例えば図４（Ｃ）に示すようなベースフィルム１３Ｂの背面に凹凸を形成することにより固着面積増大部１９Ｂを構成してもよく、またベースフィルム１３Ｂの背面に微細孔を多数形成することにより固着面積増大部を構成してもよい。また、粗面化の度合い、凹凸の高さ、微細孔の径寸法等を適宜調整することにより、第１の補強部材１２Ａと配線基板１１Ｂとの間の固着力を調整することも可能である。
【００５６】
続いて、本発明の第５実施例であるコンタクタ１０Ｅについて説明する。
図５は、第４実施例に係るコンタクタ１０Ｅを示している。前記した第１乃至第４実施例に係るコンタクタ１０Ａ〜１０Ｄは、配線基板１１Ａ，１１Ｂの背面のみに第１の補強部材１２Ａを配設した構成とされていた。これに対し、本実施例に係るコンタクタ１０Ｅは、配線基板１１Ｃの上面（第１の補強部材１２Ｂが固着された面と反対側の面）に、配線基板１１Ｃを補強する第２の補強部材２０を設けたことを特徴とするものである。
【００５７】
本実施例では、第１及び第２の補強部材１２Ｂ，２０は同一の補強部材用材料４５により形成されている。また、配線基板１１Ｃの第１の補強部材１２Ｂと第２の補強部材２０とが対向する位置には貫通穴２１が形成されており、この貫通穴２１を介して第１の補強部材１２Ｂと第２の補強部材２０は一体的に接続した構成となっている。また、第２の補強部材２０は、第１の補強部材１２Ｂと同様に配線基板１１Ｃに対して一体的に固着形成された構成となっている。
【００５８】
上記構成とされたコンタクタ１０Ｅでは、配線基板１１Ｃは第１及び第２の補強部材１２Ｂ，２０に挟持された状態で補強されることとなり、配線基板１１Ｃの補強をより確実に行なうことができる。また、配線基板１１Ｃ、第１の補強部材１２Ｂ、及び第２の補強部材２０は一体的に固着成形された構成であるため、新たに第２の補強部材２０を設けても、上記の各実施例と同様に、部品点数の削減，コスト低減、及び半導体装置１に対する接続信頼性の向上を図ることができる。
【００５９】
更に本実施例では、前記のように第１の補強部材１２Ｂと第２の補強部材２０が、配線基板１１Ｃに形成した貫通穴２１を介して一体的に接続された構成とされているため、第１の補強部材１２Ｂと第２の補強部材２０の接合力は強くなっている。このため、コンタクタ１０Ｅの強度向上を図ることができ、かつ配線基板１１Ｃと各補強部材１２Ｂ，２０との剥離を確実に防止することができる。
【００６０】
尚、本実施例においては、第１の補強部材１２Ｂと第２の補強部材２０を同一材料により形成した構成としたが、第１の補強部材１２Ｂの補強部材用材料と第２の補強部材２０の補強部材用材料とを別材料とすることも可能である。
この場合には、配線基板１１Ｃを挟んで、上面における熱収縮量と背面における熱収縮量がことなるため、各材料の熱膨張係数を適宜選定することにより各補強部材１２Ｂ，２０に歪みが発生することを防止することができる。
【００６１】
また、貫通穴２１は必ずしも必要ではなく、第１の補強部材１２Ｂと第２の補強部材２０を配線基板１１Ｃ上に別個に形成する（例えば、第１の補強部材１２Ｂを形成した後に第２の補強部材２０を形成する）ことも可能である。
続いて、本発明の第６実施例であるコンタクタ１０Ｆについて説明する。
図６は、第６実施例に係るコンタクタ１０Ｆを示している。前記した第１乃至第５実施例に係るコンタクタ１０Ａ〜１０Ｅは、第１の補強部材１２Ａ，１２Ｂの形状が平板状とされていた。これに対し、本実施例に係るコンタクタ１０Ｆは、第１の補強部材１２Ｃに開口部２２を形成すると共に、この開口部２２が配線基板１１Ａの半導体装置１が搭載する領域と対向するよう構成したことを特徴とするものである。この開口部２２の形状は、半導体装置１の形状に対応した矩形状とされており、第１の補強部材１２Ｃを上下に貫通するよう形成されている。
【００６２】
このように、第１の補強部材１２Ｃに開口部２２を形成することにより、配線基板１１Ａの開口部２２と対向した部分は背面に支持するものが存在しなくなるため可撓変形することが可能となる。よって、半導体装置１がコンタクタ１０Ｆに装着された際、半導体装置１が開口部に対向した配線基板１１Ａを押圧すると、これにより配線基板１１Ａには弾性復元力が発生する。
【００６３】
この弾性復元力は、配線基板１１Ａに形成されている装置接続用パッド１５を半導体装置１の電極２に向け押圧する力として作用する。これにより、装置接続用パッド１５は半導体装置１の電極２に適当な押圧力で圧接し、よって半導体装置１と配線基板１１Ａを確実に接続することができる。
続いて、本発明の第７実施例であるコンタクタ１０Ｇについて説明する。
【００６４】
図７は、第７実施例に係るコンタクタ１０Ｇを示している。本実施例に係るコンタクタ１０Ｇは、先に説明した第６実施例に係るコンタクタ１０Ｆと基本構成は同一である。しかるに、本実施例では第６実施例に係るコンタクタ１０Ｆにおいて、更に第１の補強部材１２Ｃに形成された開口部２２に内に、弾性材料よりなるバックアップ材２３を配設したことを特徴とするものである。このバックアップ材２３の材料としては、エラストマー，シリコンゴム等の弾性材料の利用が考えられる。
【００６５】
前記したように、配線基板１１Ａはベースフィルム１３Ａに導電パターン１４を形成した構成であり、容易に可撓する構成である。よって、図６に示した第６実施例に係るコンタクタ１０Ｆの構成では、半導体装置１が配線基板１１Ａに強く押圧された場合には、配線基板１１Ａがこの押圧力に耐えられないおそれがある。しかるに、本実施例のように開口部２２内に弾性材料よりなるバックアップ材２３を配設することにより、バックアップ材２３は配線基板１１Ａを支持し、よって配線基板１１Ａに対し半導体装置１が強く押圧された場合でも、配線基板１１Ａを保護することができる。
【００６６】
また、バックアップ材２３の弾性を適宜選定することにより、半導体装置１が配線基板１１Ａに装着（押圧）された際に発生する弾性復元力を調整することが可能となる。このため、配線基板１１Ａに形成された装置接続用パッド１５と半導体装置１の電極２との接続状態を最適な状態とすることができ、接続信頼性を向上させることができる。
【００６７】
更に、装置接続用パッド１５或いは半導体装置１の電極２に高さバラツキが存在していたとしても、この高さバラツキはバックアップ材２３が弾性変形することにより吸収されるため、高さバラツキの存在に拘わらず良好な接続状態を実現することができる。
続いて、本発明の第８実施例であるコンタクタ１０Ｈについて説明する。
【００６８】
図８は、第８実施例に係るコンタクタ１０Ｈを示している。本実施例に係るコンタクタ１０Ｈは、先に説明した第７実施例に係るコンタクタ１０Ｇにおいて、配線基板１１Ａとバックアップ材２３との間に、配線基板１１Ａとバックアップ材２３との相対的変位を可能とするフィルム状部材２４を介装したことを特徴とするものである。このフィルム状部材２４は、耐熱性及び平滑性を有したものが選定されており、例えば耐熱性のフッ素樹脂フィルム等の利用が考えられる。
【００６９】
このように、配線基板１１Ａとバックアップ材２３との間に両者１１Ａ，２３間における相対的変位を可能とするフィルム状部材２４を介装したことにより、加熱を伴う試験を実施した時にも安定した試験を行なうことができる。
即ち、例えば半導体装置１に対しバーンイン試験等の加熱を伴う試験を実施した際、バックアップ材２３にもこの熱は印加されるため、バックアップ材２３に熱膨張或いは熱収縮が発生する。特に、弾性部材は熱変形量が大きい材料が多いため、熱印加時に発生するバックアップ材２３の熱変形量は大きい。よって、バックアップ材２３が直接配線基板１１Ａに当接した構成では、バックアップ材２３の熱変形に伴い配線基板１１Ａにも変形が発生するおそれがある。
【００７０】
しかるに、配線基板１１Ａとバックアップ材２３との間に上記特性を有するフィルム状部材２４を介装することにより、バックアップ材２３に熱膨張及び熱収縮が発生しても、バックアップ材２３はフィルム状部材２４上で滑るため、このバックアップ材２３の熱変形が配線基板１１Ａに影響するようなことはない。よって、コンタクタ１０Ｈを加熱を伴う試験に用いたとしても、配線基板１１Ａとと半導体装置１との接続状態を良好な状態に維持でき、安定した試験を行なうことができる。
【００７１】
続いて、本発明の第９実施例であるコンタクタ１０Ｉについて説明する。
図９は、第９実施例に係るコンタクタ１０Ｉを示している。本実施例に係るコンタクタ１０Ｉは、先に説明した第７実施例に係るコンタクタ１０Ｇにおいて、第１の補強部材１２Ｃの下面に芯材１７Ａを固着したことを特徴とするものである。
【００７２】
本実施例のように、開口部２２を設けた第１の補強部材１２Ｃであっても、その下面に芯材１７Ａを配設することは可能である。よって、第１の補強部材１２Ｃの下面に芯材１７Ａを配設することにより、前記した同様の理由により第１の補強部材１２Ｃに歪みが発生することを防止できると共に、配線基板１１Ａに変形が発生することを防止できる。
【００７３】
図１０は、本発明の一実施例である半導体装置用キャリア２５（以下、単にキャリアという）を示している。
このキャリア２５は、大略するとコンタクタ１０Ｊと加圧機構２８とにより構成されている。コンタクタ１０Ｊは、前記した配線基板１１Ａと、第１の補強部材１２Ｄとにより構成されている。
【００７４】
この配線基板１１Ａと第１の補強部材１２Ｄは一体的に固着形成された構成とされており、よって部品点数の削減，コスト低減、及び半導体装置１に対する接続信頼性の向上が図られている。また、第１の補強部材１２Ｄにはクッション材２７が埋設されており、このクッション材２７の配設位置は装着状態にある半導体装置１と対向する位置に設定されている。
【００７５】
また、加圧機構２８は、大略すると係止部材２９，キャップ３０，押圧板３２，及び押圧バネ３３等により構成されている。係止部材２９は第１の補強部材１２Ｄから立設した構成とされており、その先端部には係止爪２９Ａが形成されている。
キャップ３０は配線基板１１Ａに装着された状態にある半導体装置１を覆うように配設されるものであり、半導体装置１を保護する機能を奏するものである。このキャップ３０の下縁部には、側方に延出する鍔部３１が形成されており、この鍔部３１は係止部材２９に形成された係止爪２９Ａと係合する構成とされている。また、キャップ３０の天板には押圧バネ３３の上端が固定されており、更に押圧バネ３３の下端には押圧板３２が配設されている。
【００７６】
半導体装置１をキャリア２５に装着するには、キャップ３０が取り外された状態で、先ず半導体装置１をコンタクタ１０Ｊに装着し、続いてキャップ３０を係止部材２９に装着する。この装着状態において、前記のように鍔部３１は係止爪２９Ａと係合し、キャップ３０は固定される。また、このキャップ３０の固定状態において、押圧板３２は押圧バネ３３のバネ力により半導体装置１をコンタクタ１０Ｊに向け押圧する。
【００７７】
これにより、半導体装置１とコンタクタ１０Ｊとを良好な状態で接続することができる。また、半導体装置１の装着位置と対向する第１の補助部材１２Ｄにはクッション材２７が設けられているため、押圧バネ３３のバネ力が強すぎた場合でも、クッション材２７が弾性変形することにより半導体装置１とコンタクタ１０Ｊとの接続状態を良好な状態とすることができる。また、半導体装置１の電極２或いはコンタクタ１０Ｊの装置接続用パッド１５に高さバラツキが存在しても、クッション材２７によりこれを吸収することができる。
【００７８】
尚、上記した実施例では、キャリア２５に用いるコンタクタとしてクッション材２７が配設されたコンタクタ１０Ｊを用いたが、キャリア２５に用いるコンタクタはこれに限定されるものではなく、先に説明した第１乃至第９実施例に係るコンタクタ１０Ａ〜１０Ｉを用いることもできる。よって、本実施例に係るキャリア２５によれば、先に説明した第１乃至第９実施例に係るコンタクタ１０Ａ〜１０Ｉの作用効果を持ったキャリアを実現することができる。
【００７９】
続いて、本発明の第１実施例であるコンタクタの製造方法について説明する。図１１は、第１実施例であるコンタクタの製造方法を説明するための図である。本実施例に係る製造方法は、先に図１を用いて説明した第１実施例に係るコンタクタ１０Ａの製造方法である。コンタクタ１０Ａは、装着工程及び補強部材形成工程を実施することにより製造される。以下、各工程について説明する。
【００８０】
図１１（Ａ）は、装着工程を示している。この装着工程では、金型４０Ａに配線基板１１Ａを装着する処理を行なう。金型４０Ａは、上型４１Ａと下型４２Ａとにより構成されている。本実施例で用いる金型４０Ａは、上型４１Ａの下面は平坦面とされており、また下型４２Ａには第１の補強部材１２Ａの形状に対応した下型キャビティ４３が形成されている。更に、下型４２Ａの側部には、下型キャビティ４３と連通し、第１の補強部材１２Ａとなる補強部材用材料４５が注入されるゲート４４が形成されている。
【００８１】
配線基板１１Ａは、予め他の基板形成工程（説明は省略する）を実施することにより形成されている。この配線基板１１Ａは、上型４１Ａと下型４２Ａとの間に介装され、上型４１Ａと下型４２Ａとが図示しないプレス装置でクランプされることにより、上型４１Ａと下型４２Ａとの間に固定される。
この際、配線基板１１Ａと下型キャビティ４３との位置決めを行なうため、位置決め穴等を配線基板１１Ａに設けておいてもよい。また、配線基板１１Ａを金型４０Ａに装着する際、導電パターン１４が上型４１Ａと対向し、ベースフィルム１３Ａが下型４２Ａと対向するよう配設する。
【００８２】
上記した装着工程が終了すると、続いて補強部材形成工程が実施される。図１１（Ｂ）は、補強部材形成工程を示している。補強部材形成工程では、図示しない射出形成装置から、補強部材用材料４５がゲート４４を介して下型キャビティ４３に注入される。よって、下型キャビティ４３内に注入された補強部材用材料４５は、配線基板１１Ａと一体的に固着された状態となる。
【００８３】
そして、下型キャビティ４３に完全に補強部材作用材料４５が充填されると、冷却処理を行なった後、金型４０Ａは上型４１Ａと下型４２Ａに離型され、これにより図１１（Ｃ）に示すコンタクタ１０Ａが完成する。
上記したように、本実施例に係る製造方法によれば、従来両面粘着テープ及び接着剤を用いた場合に必要とされた接着処理、及びネジを用いた場合に必要とされた締結処理等が不要となり、コンタクタ１０Ａの製造工程の簡略化を図ることができる。
【００８４】
図１２は、上記した金型４０Ａの第１変形例である金型４０Ｂを示している。本変形例に係る金型４０Ｂは、上型４１Ｂ内に加熱・冷却装置４６を配設したことを特徴とするものである。この加熱・冷却装置４６は、上型４１Ｂを加熱或いは冷却するものであり、加熱／冷却の切り換え及び温度設定は図示しない制御装置により行なわれる構成とされている。
【００８５】
このように、金型４０Ｂに加熱・冷却装置４６を設けることにより、補強部材形成工程で、配線基板１１Ａに印加する熱を可変することができる。これにより、第１の補強部材１２Ａの形成時において、配線基板１１Ａの熱膨張量が第１の補強部材１２Ａの形成収縮量より大きくなるよう、加熱・冷却装置４６により配線基板１１Ａの温度制御を行なうことが可能となる。
【００８６】
よって、第１の補強部材１２Ａの成形後において、配線基板１１Ａが第１の補強部材１２Ａに対し常に張られた状態となるようにすることが可能となる。これにより、配線基板１１Ａに平坦性を持たせることができ、半導体装置１とコンタクタ１０Ａとの接続性を向上させることができる。
図１３は、上記した金型４０Ａの第２変形例である金型４０Ｃを示している。
【００８７】
本変形例に係る金型４０Ｃは、その両側部に引っ張り部材４７を配設したことを特徴とするものである。この引っ張り部材４７は、図示しない機構により図中矢印で示す方向に移動する構成とされている。また、引っ張り部材４７は固定ネジ４９を有しており、この固定ネジ４９は配線基板１１Ｄに形成された穴４８に挿通される構成とされている。
【００８８】
よって、固定ネジ４９を配線基板１１Ｄに形成された穴４８に挿通した状態で、引っ張り部材４７を図中矢印で示す方向に移動させることにより、配線基板１１Ｄは引っ張られた状態となる。
補強部材形成工程で、上記のように引っ張り部材４７を用いて配線基板１１Ｄに引っ張り加重を加えた状態で第１の補強部材１２Ａの形成処理を行なうことにより、第１の補強部材１２Ａの成形後においても配線基板１１Ｄは引っ張られた状態を維持するため、配線基板１１Ｄの平坦性を向上させることができる。
【００８９】
続いて、本発明の第２実施例であるコンタクタの製造方法について説明する。図１４は、第２実施例であるコンタクタの製造方法を説明するための図である。本実施例に係る製造方法は、先に図２を用いて説明した第２実施例に係るコンタクタ１０Ｂの製造方法である。尚、同図において、図１１に示した構成と同一構成については同一符号を付してその説明を省略する。また、後述する図１５及び図１６についても同様とする。
【００９０】
本実施例に係る製造方法は、装着工程において下型キャビティ４３の底面に芯材１７Ａを装着しておくことを特徴とするものである。このように、図１１を用いて説明した第１実施例に係る製造方法において、単に装着工程で下型キャビティ４３に芯材１７Ａを装着するだけの処理で、コンタクタ１０Ｂを製造することができる。よって、金型４０Ａを変更することなく、第１実施例に係るコンタクタ１０Ａと第２実施例に係るコンタクタ１０Ｂを製造することが可能となり、金型コストの低減，製造工程の簡単化を図ることができる。
【００９１】
続いて、本発明の第３実施例であるコンタクタの製造方法について説明する。図１５は、第３実施例であるコンタクタの製造方法を説明するための図である。本実施例に係る製造方法は、先に図５を用いて説明した第５実施例に係るコンタクタ１０Ｅの製造方法である。
本実施例で用いる金型４０Ｄは、上型４１Ｃに第２の補強部材２０の形状に対応した上型キャビティ５０が形成されている。また、配線基板１１Ｃの第２の補強部材２０が形成される位置には、貫通穴２１が予め形成されている。
【００９２】
コンタクタ１０Ｅを製造するには、装着工程において貫通穴２１と上型キャビティ５０が対向するよう位置決めを行なった上で上型４１Ｃと下型４２Ａとの間に配線基板１１Ｃをクランプする。この際、予め芯材１７Ａを下型キャビティ４３に配置しておく。
そして、補強部材形成工程において、金型４０Ｄ内に補強部材用材料４５を装填し、配線基板１１Ｃと一体的に固着した状態となるよう第１及び第２の補強部材１２Ｂ，２０を形成する。下型４２Ａのゲート４４から下型キャビティ４３に注入された補強部材用材料４５は、下型キャビティ４３に充填されると共に貫通穴２１を介して上型キャビティ５０にも充填されていく。
【００９３】
これにより、第１の補強部材１２Ｂと第２の補強部材２０が貫通穴２１を介して一体的な構成とされたコンタクタ１０Ｅを製造することができる。また、第１の補強部材１２Ｂと同様に、第２の補強部材２０も配線基板１１Ｃと一体的に固着するため、第２の補強部材２０を有したコンタクタ１０Ｅであっても、その製造工程が複雑化するようなことはない。
【００９４】
続いて、本発明の第４実施例であるコンタクタの製造方法について説明する。図１６は、第４実施例であるコンタクタの製造方法を説明するための図である。本実施例に係る製造方法は、先に図７を用いて説明した第７実施例に係るコンタクタ１０Ｇの製造方法である。
コンタクタ１０Ｇを製造するには、先に述べた第１及び第２実施例に係る製造方法と同様に金型４０Ａを用いると共に、装着工程において下型キャビティ４３の底面にバックアップ材２３を装着する。
【００９５】
このように、本実施例に係る製造方法も、図１１を用いて説明した第１実施例に係る製造方法において、単に装着工程で下型キャビティ４３にバックアップ材２３を装着するだけの処理で、コンタクタ１０Ｇを製造することができる。よって、金型４０Ａを変更することなく、第１実施例に係るコンタクタ１０Ａ，第２実施例に係るコンタクタ１０Ｂ，及び第７実施例に係るコンタクタ１０Ｇを製造することが可能となり、金型コストの低減，製造工程の簡単化を図ることができる。
【００９６】
尚、前記したようにバックアップ材２３はゴム等の弾性材料であるため、補強部材形成工程において印加される熱により、バックアップ材２３からガスが発生するおそれがある。このガスが第１の補強部材１２Ｃに残留した場合、ボイドとなり第１の補強部材１２Ｃの強度が劣化するおそれがある。よって、このガスを外部に抜くためのガス抜き穴を配線基板１１Ａ及び上型４１Ａに形成し多孔性としてもよい。
【００９７】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、次に述べる種々の効果を実現することができる。
請求項１記載の発明によれば、配線基板と第１の補強部材とを固定するのに両面粘着テープ，接着剤，ネジ等の固定手段が不要となり、部品点数の削減及びコスト低減を図ることができる。
【００９８】
また、両面粘着テープ及び接着剤を用いた場合に必要となる接着処理、及びネジを用いた場合に必要となる締結処理が不要となり、半導体装置試験用コンタクタの製造工程の簡略化を図ることができる。
更に、接着剤の劣化に伴う皺等の発生が抑制させるため、半導体装置に対する接続信頼性の向上を図ることができる。
【００９９】
また、請求項２記載の発明によれば、請求項１の作用効果を維持しつつ、更に芯材により第１の補強部材の熱変形を規制することができる。よって、配線基板と第１の補強部材との間に熱膨張差があったとしても、配線基板の変形は抑制され平坦性が維持されるため、半導体装置に対する接続信頼性の向上を図ることができる。
【０１０１】
また、請求項４記載の発明によれば、配線基板は第１及び第２の補強部材に挟持された状態で補強されることとなるため、配線基板の補強をより確実に行なうことができる。
また、請求項５記載の発明によれば、第１の補強部材と第２の補強部材の接合力は向上し、半導体装置試験用コンタクタの強度の向上を図ることができると共に、配線基板と各補強部材との剥離を確実に防止することが出来る。
【０１０３】
また、請求項３記載の発明によれば、半導体装置が配線基板に装着（押圧）された際に発生する弾性復元力を調整することが可能となるため、配線基板に形成された電極パッドと半導体装置の電極との接続状態を最適な状態とすることができ、接続信頼性を向上させることができる。
また、配線基板の電極パッド及び半導体装置の電極に高さバラツキが存在していたとしても、この高さバラツキはバックアップ材が弾性変形することにより吸収されるため、高さバラツキの存在に拘わらず良好な接続状態を実現することができる。
【０１０５】
更に、請求項６及び請求項７記載の発明によれば、成形後において配線基板は第１の補強部材に対し常に張られた状態を維持するため、配線基板に平坦性を持たせることができ、半導体装置との接続性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例であるコンタクタを説明するための図である。
【図２】本発明の第２実施例であるコンタクタを説明するための図である。
【図３】本発明の第３実施例であるコンタクタを説明するための図である。
【図４】本発明の第４実施例であるコンタクタを説明するための図である。
【図５】本発明の第５実施例であるコンタクタを説明するための図である。
【図６】本発明の第６実施例であるコンタクタを説明するための図である。
【図７】本発明の第７実施例であるコンタクタを説明するための図である。
【図８】本発明の第８実施例であるコンタクタを説明するための図である。
【図９】本発明の第９実施例であるコンタクタを説明するための図である。
【図１０】本発明の一実施例であるキャリアをを説明するための図である。
【図１１】本発明の第１実施例であるコンタクタの製造方法を説明するための図である。
【図１２】コンタクタを製造する際に用いる金型の第１変形例を示す図である。
【図１３】コンタクタを製造する際に用いる金型の第２変形例を示す図である。
【図１４】本発明の第２実施例であるコンタクタの製造方法を説明するための図である。
【図１５】本発明の第３実施例であるコンタクタの製造方法を説明するための図である。
【図１６】本発明の第４実施例であるコンタクタの製造方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 半導体装置
２ 電極
１０Ａ〜１０Ｊ コンタクタ
１１Ａ〜１１Ｄ 配線基板
１２Ａ〜１２Ｄ 第１の補強部材
１３Ａ〜１３Ｄ ベースフィルム
１４ 導電パターン
１７Ａ〜１７Ｃ 芯材
１８ アンカー部
１９Ａ，１９Ｂ 固着面積増大部
２０ 第２の補強部材
２１ 貫通穴
２２ 開口部
２３ バックアップ材
２４ フィルム状部材
２５ キャリア
２７ クッション材
２８ 加圧機構
４０Ａ〜４０Ｄ 金型
４１Ａ〜４１Ｃ 上型
４２Ａ 下型
４３ 下型キャビティ
４５ 補強部材用材料
４６ 加熱・冷却装置
４７ 引っ張り部材
５０ 上型キャビティ
Claims (7)
- 可撓性を有する基板本体上に半導体装置の電極部と電気的に接続する電極パッドが形成されてなる配線基板と、型を用いて成形される前記配線基板を補強する第１の補強部材とを具備し、前記配線基板と前記第１の補強部材とを一体的に固着成形してなる半導体装置試験用コンタクタの製造方法であって、
上型と、前記補強部材の形状に対応した下型キャビティが形成された下型とにより構成される金型に、前記配線基板を装着する装着工程と、
前記金型内に補強部材用材料を装填し、前記配線基板と一体的に固着した状態となるよう第１の補強部材を形成する補強部材形成工程と
を有することを特徴とする半導体装置試験用コンタクタの製造方法。 - 請求項１記載の半導体装置試験用コンタクタの製造方法において、
前記装着工程において、前記下型キャビティに芯材を装着することを特徴とする半導体装置試験用コンタクタの製造方法。 - 請求項１または２記載の半導体装置試験用コンタクタの製造方法において、
前記装着工程において、前記下型キャビティ内にバックアップ材を装着すると共に、該バックアップ材の装着位置を前記配線基板の前記半導体装置が搭載する領域と対向する位置に設定したことを特徴とする半導体装置試験用コンタクタの製造方法。 - 請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体装置試験用コンタクタの製造方法において、
前記金型を構成する上型に第２の補強部材の形状に対応した上型キャビティを形成し、
前記補強部材形成工程において、前記金型内に補強部材用材料を装填し、前記配線基板と一体的に固着した状態となるよう第１及び第２の補強部材を形成することを特徴とする半導体装置試験用コンタクタの製造方法。 - 請求項４記載の半導体装置試験用コンタクタの製造方法において、
前記装着工程で前記金型に装着される前記配線基板の所定位置に貫通穴が形成されたものを用い、
前記補強部材形成工程において、前記第１及び第２の補強部材が前記貫通穴を介して一体的に接続されるよう形成したことを特徴とする半導体装置試験用コンタクタの製造方法。 - 請求項１乃至５のいずれかに記載の半導体装置試験用コンタクタの製造方法において、
前記補強部材形成工程で、補強部形成時における前記配線基板の熱膨張量が、前記補強部材の形成収縮量より大きくなるよう前記配線基板の温度制御を行なうことを特徴とする半導体装置試験用コンタクタの製造方法。 - 請求項１乃至６のいずれかに記載の半導体装置試験用コンタクタの製造方法において、
前記補強部材形成工程で、前記配線基板に引っ張り加重を加えた状態で前記補強部材の形成処理を行なうことを特徴とする半導体装置試験用コンタクタの製造方法。
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