JP4288814B2

JP4288814B2 - 半導体検査治具及びその製造方法

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Publication number: JP4288814B2
Application number: JP2000020076A
Authority: JP
Inventors: 達広岡野
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2000-01-28
Filing date: 2000-01-28
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2020-01-28
Also published as: JP2001208776A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置や半導体を搭載する配線回路基板の導通検査をするために用いられる検査治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体装置や配線回路基板の導通検査は図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、検査治具５０と検査用ソケット４０を用いて被検査体６０の導通検査を行っている。具体的には、検査用ソケット４０上のシリコンラバー４１上に検査治具５０を載置し、検査治具５０の検査電極５３と被検査体６０の電極部６１を押圧して、検査電極５３と検査電極５３との電気的な導通を確保することで検査を行っている。
【０００３】
検査電極５３の構造は図５（ｂ）に示すように、配線層５２との接続部から一直線に延びた円錐台形状をしており、検査電極５３は絶縁基板５１に形成された配線層５２との接続部で保持されている。このような検査電極５３と被検査体６０の電極部６１とを押圧して導通を計る検査方法では、押圧した際に検査治具５０の検査電極５３及び配線層５２の一部がシリコンラバー４１側に沈み込み、接触抵抗が不均一になったり、接触不良が発生したりして導通検査の信頼性を損なうという問題を有している。また、検査治具５０の検査電極５３及び配線層５２の一部がシリコンラバー４１側に沈み込むことによる、配線層５２と検査電極５３との断線や配線層５２の絶縁基板５１からの部分剥離が発生することもある。
【０００４】
検査電極の沈み込みの際に発生する配線層の剥離及び断線を防止するために考えられた構造が、図４に示す電極構造であり、これは、絶縁基板２１上の検査電極２６の径を大きくして、検査電極２６と配線層２８との間の絶縁基板２１を導体２６ａでかしめ構造にして、絶縁基板２１に検査電極２６を強固に固定している。この方法は絶縁基板２１と検査電極２６の固定はしっかりしているが、検査電極２６の先端部の形状を細く、均一にすることが非常に難しく、先端部の接触面が大きくなったりして被検査体の電極が半導体回路のアルミニウム電極であった場合表面の酸化膜を破ることができず、接触不良等の問題が発生する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑み考案されたもので、検査治具の検査電極を被検査体に押圧して繰り返し導通検査を行っても、検査電極及び配線層の一部が絶縁基板より離脱することなく、信頼性の高い導通検査ができる検査治具及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に於いて上記課題を解決するために、請求項１において、絶縁基板の一方の面に突出するように検査電極が形成され、他方の面に配線層が形成され、前記検査電極と前記配線層とは電気的に接続され、前記検査電極（１６）は２段形状の電極からなり、前記絶縁基板に接する部分の電極（１６ｂ）が太く、先端部の電極（１６ａ）が細くなっている半導体検査治具において、以下の工程を少なくとも備えることを特徴とする半導体検査治具の製造方法としたものである。
（ａ）絶縁基板（１１）に絶縁層（１２）、絶縁層（１３）、金属板（１４）を貼着・積層して積層板を作製する工程。
（ｂ）レーザ加工にて絶縁基板（１１）、絶縁層（１２）及び絶縁層（１３）にテーパー形状の開口部（１５）を形成する工程。
（ｃ）開口部（１５）の絶縁層（１２）の一部を特定の溶媒で溶解エッチングして凹部（１８）を形成して開口部（１５ａ）を形成する工程。（ｄ）金属板（１４）をカソード電極にして開口部（１５ａ）に導体金属の電解めっきを行い、電極（１６ａ）、電極（１６ｂ）及び（導体１６ｃ）を形成する工程。
（ｅ）絶縁基板（１１）及び導体（１６ｃ）上の所定位置にセミアディティブ或いはアディティブプロセスにて配線層（１７）を形成する工程。
（ｆ）電極（１６ａ）、電極（１６ｂ）、（導体１６ｃ）及び配線層（１７）が形成された積層板を専用の剥離液に浸漬し、金属板（１４）、絶縁層（１３）及び絶縁層（１２）を剥離・除去することにより、絶縁基板（１１）の一方の面に突出した電極（１６ａ）及び電極（１６ｂ）からなる検査電極（１６）が、他方の面に配線層（１７）が形成され、検査電極（１６）と配線層（１７）が導体（１６ｃ）で電気的に接続された半導体検査治具（１０）を作製する工程。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の半導体検査治具の構造を図１（ａ）及び（ｂ）に示す。検査電極の構造は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、検査電極の形状を電極１６ａ及び電極１６ｂの２段構造にし、絶縁基板１１に接する電極１６ｂの径を大きくし、先端部の電極１６ａを細くしたものである。このような構造にすることにより、絶縁基板１１に対して配線層１７と検査電極１６とが導体１６ｃにてカシメられ、絶縁基板１１に強固に固定されると同時に先端部の電極１６ａ形状を細くしているため、検査電極としての機能を損なわないで、且つ先端形状を一定の形状に再現性良く作製できる。
【０００９】
本発明の半導体検査治具を用いて被検査体６０の導通検査を行っている状態を図３（ｃ）に示す。検査用ソケット４０上のシリコンラバー４１上に本発明の半導体検査治具１０を載置し、半導体検査治具１０の検査電極１６と被検査体６０の電極部６１を押圧して導通検査を行った際シリコンラバー４１に半導体検査治具１０が沈み込んでも、検査電極１６及び配線層１７が絶縁基板１１から部分的に剥離することもなく、被検査体６０の電極部６１がアルミニウム膜で形成され電極で、酸化被膜が形成されていても、確実な電気的導通が得られる。
【００１０】
以下本発明の半導体検査治具の作製法について図面を用いて説明する。図２（ａ）〜（ｆ）に本発明の半導体検査治具の一実施例の製造工程を工程順に示す構成模式断面図を示す。まず、絶縁基板１１に絶縁層１２、絶縁層１３、金属板１４を貼着・積層した積層板を作製する（図２（ａ）参照）。絶縁基板１１は検査電極及び配線層を形成した検査治具の支持基板になるもので、絶縁性、耐熱性及び機械的強度が求められ、ポリエステル、エポキシ、アクリル及びポリイミド樹脂等の絶縁基板が使用可能であるが、ポリイミド樹脂からなる絶縁基板が耐熱性や物質安定性の点から好適である。絶縁層１２及び絶縁層１３は検査電極を電解めっきで形成するための型を形成したり、検査電極の高さを調整するためのもので、絶縁性を有する樹脂であれば使用可能であるが、最終工程で剥離・除去されるため、電解めっきプロセスには充分な耐性を有し、且つ剥離処理が容易な感光性レジスト又はドライフィルムレジストが好適である。さらに、絶縁層１２は開口部形成後２次加工されるため、特定の溶媒で絶縁層１２は溶解するが、絶縁層１３は溶解しない樹脂を選定する必要がある。金属板１４は電解めっきで検査電極の導体金属を形成する際のカソード電極になるもので、導電性を有する金属であれば使用可能であるが、ここでは製造プロセス上ステンレス板が好ましい。
【００１１】
次に、レーザ加工にて絶縁基板１１、絶縁層１２及び絶縁層１３にテーパー形状の開口部１５を形成する（図２（ｂ）参照）。
【００１２】
次に、開口部１５の絶縁層１２の一部を特定の溶媒で溶解エッチングして凹部１８を形成して開口部１５ａを形成する（図２（ｃ）参照）。これは、２段形状の検査電極を作製するための電極１６ｂの出っ張りを形成するためのめっき型を作成するもので、絶縁層１２だけが特定の溶媒で溶解エッチングされて凹部１８が形成され、絶縁基板１１及び絶縁層１３は溶解エッチングされない材料を選択しておく。
【００１３】
次に、金属板１４をカソード電極にして開口部１５ａに導体金属の電解めっきを行い、電極１６ａ、電極１６ｂ及び導体１６ｃを形成する（図２（ｄ）参照）。ここで、電極及び導体を形成する導体金属は導電性及び強度の問題から銅もしくはニッケルが好適である。
【００１４】
次に、絶縁基板１１及び導体１６ｃ上の所定位置にセミアディティブ或いはアディティブプロセスにて配線層１７を形成する（図２（ｅ）参照）。ここで、検査電極１６及び配線層１７が導体１６ｃにてカシメられ、絶縁基板１１に強固に固定され、且つ配線層１７が導体１６ｃにて電気的に接続される。さらに、配線層１７の絶縁基板１１との接触面は導体１６ｃの表面積よりも大きくなるようにする。
【００１５】
次に、電極１６ａ、電極１６ｂ、導体１６ｃ及び配線層１７が形成された積層板を専用の剥離液に浸漬し、金属板１４、絶縁層１３及び絶縁層１２を剥離・除去することにより、絶縁基板１１の一方の面に突出した電極１６ａ及び電極１６ｂからなる検査電極１６が、他方の面に配線層１７が形成され、検査電極１６と配線層１７が導体１６ｃで電気的に接続された本発明の検査治具１０を得ることができる（図２（ｆ）参照）。ここで、配線層１７側に保護層を形成した後、金属板１４、絶縁層１３及び絶縁層１２を剥離・除去して半導体検査治具としてもよい。
【００１６】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。まず、２５μｍ厚のポリイミドフィルムからなる絶縁基板１１に２５μｍ厚のドライフィルムレジスト（ＤＦＲ：日立化成工業（株）製）からなる絶縁層１２、２５μｍ厚のエポキシ系接着フィルムからなる絶縁層１３及び０．１５ｍｍ厚のステンレス板からなる金属板１４をラミネートによって貼着して積層板を作製した。
【００１７】
次に、エキシマレーザ加工機を用いて絶縁基板１１からレーザービームを照射し、所定位置に４０μｍφのテーパー形状を有する開口部１５を形成した。ここで、エキシマレーザの加工条件は、エネルギ密度１．５Ｊ／ｃｍ^２であった。
【００１８】
次に、１％の炭酸ソーダ溶液を用いて開口部１５の絶縁層１２の一部を溶解・エッチングし凹部１８を形成し、開口部１５ａ形成した。この溶解・エッチングには通常用いられているシャワーリングの現像機を使用した。
【００１９】
次に、金属板１４をカソード電極にして開口部１５ａに電解Ｃｕめっきを行い、銅金属からなる電極１６ａ、電極１６ｂ及び導体１６ｃを形成した。
【００２０】
次に、絶縁基板１１及び検査電極１６上に銅をスパッタリングして約３０００Å膜厚の薄膜導体層を形成し、さらに、ドライフィルムレジスト（ＲＹ−３０２５：日立化成工業（株）製）にて感光層を形成し、露光、現像を行うことでセミアディティブプロセス用のレジストパターンを形成した。レジストパターン以外の薄膜導体層上に電解銅めっきにて１０〜１５μｍ厚の導体層を形成した。さらに、レジストパターンを５ｗｔ％の苛性ソーダ溶液にて溶解除去し、さらに、レジストパターン下部に形成されていた薄膜導体層を２０ｗｔ％のペルオキソ二硫酸アンモニウム溶液にてフラッシュエッチングして配線層１７を形成した。
【００２１】
電極１６ａ、電極１６ｂ、導体１６ｃ及び配線層１７が形成された積層板を専用の剥離液に浸漬し、金属板１４、絶縁層１３及び絶縁層１２を剥離・除去することにより、絶縁基板１１の一方の面に突出した電極１６ａ及び電極１６ｂからなる検査電極１６が、他方の面に配線層１７が形成され、検査電極１６と配線層１７が導体１６ｃで電気的に接続された本発明の半導体検査治具１０を得た。
【００２２】
本発明の半導体検査治具１０を用いてアルミニウム電極を有する被検査体を繰り返し導通検査した結果、絶縁基板からの検査電極及び配線層の離脱は見られず、安定した導通接触が得られた。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の半導体検査治具を用いることにより、被検査体に押圧して繰り返し導通検査を行っても、絶縁基板からの検査電極と配線層の離脱は見られず、安定した、信頼性の高い導通検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の半導体検査治具の一実施例を示す部分模式斜視図である。（ｂ）は、本発明の半導体検査治具１０の部分模式斜視図をＡ−Ａ線で切断した部分模式断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の半導体検査治具１０の製造方法を工程順に示す部分模式断面図である。
【図３】（ａ）は、本発明の半導体検査治具１０を示す部分模式斜視図である。
（ｂ）は、本発明の半導体検査治具１０の部分模式斜視図をＢ−Ｂ線で切断した部分模式断面図である。
（ｃ）は、本発明の半導体検査治具１０を検査用ソケット４０上のシリコンラバー４１上に載置して被検査体６０を導通検査している状態を示す部分模式断面図である。
【図４】従来の検査治具５０を示す部分模式断面図である。
【図５】（ａ）は、従来の検査治具５０を示す部分模式斜視図である。
（ｂ）は、従来の検査治具５０の部分模式斜視図をＢ−Ｂ線で切断した部分模式断面図である。
（ｃ）は、従来の検査治具５０を検査用ソケット４０上のシリコンラバー４１上に載置して被検査体６０を導通検査している状態を示す部分模式断面図である。
【符号の説明】
１０……半導体検査治具
１１……絶縁基板
１２、１３……絶縁層
１４……金属板
１５ａ……開口部
１６……検査電極
１６ａ、１６ｂ……電極
１６ｃ……導体
１７……配線層
１８……凹部
２０、５０……従来の検査治具
２１、５１……絶縁基板
２６、５３……検査電極
２６ａ……導体
２８、５２……配線層
４０……検査用ソケット
４１……シリコンラバー
６０……被検査体
６１……電極部

Claims

絶縁基板の一方の面に突出するように検査電極が形成され、他方の面に配線層が形成され、前記検査電極と前記配線層とは電気的に接続され、前記検査電極（１６）は２段形状の電極からなり、前記絶縁基板に接する部分の電極（１６ｂ）が太く、先端部の電極（１６ａ）が細くなっている半導体検査治具において、以下の工程を少なくとも備えることを特徴とする半導体検査治具の製造方法。
（ａ）絶縁基板（１１）に絶縁層（１２）、絶縁層（１３）、金属板（１４）を貼着・積層して積層板を作製する工程。
（ｂ）レーザ加工にて絶縁基板（１１）、絶縁層（１２）及び絶縁層（１３）にテーパー形状の開口部（１５）を形成する工程。
（ｃ）開口部（１５）の絶縁層（１２）の一部を特定の溶媒で溶解エッチングして凹部（１８）を形成して開口部（１５ａ）を形成する工程。（ｄ）金属板（１４）をカソード電極にして開口部（１５ａ）に導体金属の電解めっきを行い、電極（１６ａ）、電極（１６ｂ）及び（導体１６ｃ）を形成する工程。
（ｅ）絶縁基板（１１）及び導体（１６ｃ）上の所定位置にセミアディティブ或いはアディティブプロセスにて配線層（１７）を形成する工程。
（ｆ）電極（１６ａ）、電極（１６ｂ）、（導体１６ｃ）及び配線層（１７）が形成された積層板を専用の剥離液に浸漬し、金属板（１４）、絶縁層（１３）及び絶縁層（１２）を剥離・除去することにより、絶縁基板（１１）の一方の面に突出した電極（１６ａ）及び電極（１６ｂ）からなる検査電極（１６）が、他方の面に配線層（１７）が形成され、検査電極（１６）と配線層（１７）が導体（１６ｃ）で電気的に接続された半導体検査治具（１０）を作製する工程。