JPH0619371B2 - 電気コネクタ - Google Patents

電気コネクタ

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JPH0619371B2
JPH0619371B2 JP3044112A JP4411291A JPH0619371B2 JP H0619371 B2 JPH0619371 B2 JP H0619371B2 JP 3044112 A JP3044112 A JP 3044112A JP 4411291 A JP4411291 A JP 4411291A JP H0619371 B2 JPH0619371 B2 JP H0619371B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気コネクタに係り、特
にバーンインその他の試験手順において、半導体チップ
上の導電パッドと一時的に接触するのに適した電気コネ
クタに係る。
【０００２】
【従来の技術】多くの半導体チップは、外部との相互接
続を行うためのはんだのバンプ、ボールあるいはランド
を設けられている。このようなチップの製造において
は、チップの電気的試験を可能にするため、はんだ相互
接続領域との接触が必要である。チップの試験は多くの
場合バーンイン中に行われる。そこでは、チップを高温
状態で動作させる。問題は、チップ表面からのはんだ相
互接続領域の高さが一様でないことが多いということで
ある。従って、従来の相互接続は、はんだ相互接続領域
の異なった高さに対処するため、弾力性のあるコネクタ
を用いていた。例えば、コネクタとチップの間に圧力を
かけた時に、はんだの異なった高さに対して自動的に調
整を行うばね装填ピンを用いたコネクタがある。しか
し、ばね装填コネクタは高くつき、高温状態での動作に
も問題がある。プローブカードと呼ばれる別のコネクタ
は、チップの様々なはんだ相互接続領域とそれぞれ独立
に接触する複数の可撓性探針を持っている。プローブカ
ードのサイズを考えると、接触可能なチップの数は制限
され、また複数のチップとプローブカードの間の位置決
めも困難である。別のタイプの可撓性相互接続も知られ
ている。例えば、ドイツ公開特許公報第３１５１９３３
号には、複数の平行コンタクトを埋め込んだ弾性誘電母
体が開示されている。各コンタクトはばね状ワイヤとし
て設計されており、それにより、電気的に相互接続すべ
きデバイスの間にコネクタを置けるようになっている。
そしてその組立て体を一緒に押しつけることにより、弾
性誘電母体及びばね状コンタクトが圧縮されて、電気的
相互接続を形成する。米国特許第３６８００３７号にも
同様な相互接続方式が開示されており、それによれば、
一対の導電母体を電気的に接触させるために、圧縮可能
な導電ロッドが用いられる。ここでも、導電母体の間に
相互接続ロッドを押しつけることによって接続を行って
いる。米国特許第３８６２７９０号には、絶縁材料のブ
ロック中に複数の平行導体を保持している別の相互接続
方式が開示されている。平行導体によって回路ボードを
相互接続する時は、それらの導体が相互接続母体のいず
れかの側に置かれ、一緒に押しつけられて、導体による
所望の接続を実現する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】最近のチップは、その
表面のはんだ相互接続領域の密度が極めて高くなってき
ているため、可撓性コネクタを用いると、短絡が生じる
ことがある。更に、可撓性相互接続システムは使用中に
曲がってしまうため、はんだ相互接続領域との位置決め
を確実に行うことができない。従って本発明の目的は、
剛性で容易に位置決めできるコンタクトを用いた電気的
相互接続体を提供することにある。本発明の他の目的
は、チップ上のはんだ相互接続領域の高さの相違に対処
できる電気的相互接続体を提供することにある。本発明
の他の目的は、はんだランド領域を有するチップのため
の自己整合型相互接続システムを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明に従う電気コネク
タは、電子デバイス上の変形し得る複数の凸状コンタク
トと接触するもので、その基板表面には複数の導体が延
在している。コネクタ基板の表面には、複数の開口を有
する重合体材料が配置される。これらの開口は基板表面
の導体を露出させ、その大きさは、１つの凸状変形可能
コンタクトを受け入れて、露出した導体と変形可能コン
タクトとを電気的に接続できるように決められる。電子
デバイス上の変形可能コンタクトを露出した導体に対し
て押しつけるための機構が設けられる。この機構はデバ
イスと導体の間に十分な圧力をかけ、導体による凸状コ
ンタクトの変形を生じさせる。
【０００５】
【実施例】図１は、複数の剛性導体１０、１２及び１４
を実装した多層モジュール構造１６を示している。モジ
ュール１６の各層は、導体と入出力ピン（図示せず）を
接続する導電パスを含む。導体１０、１２及び１４の材
料としてはモリブデンが好ましく、またモジュール１６
の層は、酸化アルミニウムなどのセラミック材料が好ま
しい。
【０００６】図２に示すように、剛性導体１０、１２及
び１４の先端を更に露出して整形するために、層１８の
一部が除去される。本実施例では、グリットブラスト法
を用いて層１８の一部を除去するとともに導体１０、１
２及び１４の先端を丸くしている。研摩作用を起こさせ
る好ましいグリットは炭化珪素のグリットである。
【０００７】次に、図３に示すように、モジュール１６
の上部表面を覆うように重合体材料（例えばポリイミ
ド）の層２０が付着される。ポリイミドは、スクリーニ
ング、積層、回転塗布などの適当な方法で付着できる
が、１５０゜Ｃ程度までは熱的に安定でなければなら
ず、またいったん硬化された後は比較的硬いものでなけ
ればならない。好適な重合体の例は、ＰＭＤＡ−ＯＤ
Ａ、ＢＰＤＡ−ＰＯＡシリコン含有重合体であり、これ
らは全て市販されている。
【０００８】重合体層２０の硬化に続いて、導体１０、
１２及び１４の先端を露出させるために、層２０に開口
が形成される。この様子は図４に示されており、導体１
０、１２及び１４の先端部分を覆っている重合体領域が
例えばレーザーによって除去される。また、金属マスク
を層２０の上に重ねて、エキシマレーザーによって露出
部分を除去してもよい。各開口の側壁２２に傾斜をつけ
ておくと、はんだボールをその中へ導くのに都合がよ
い。
【０００９】導体１０、１２及び１４の先端を露出した
後、薄い導電層２４で導体１０、１２及び１４の先端並
びに重合体層２０の各開口の側壁２２を覆うのが好まし
い。ただしこの被覆は絶対必要というわけではない。導
電層２４を付着した様子を図５に示す。導電層２４とし
て好ましいのは、摩耗しにくく、はんだと反応しない、
或ははんだに濡れないニッケル−クロム材料である。
【００１０】図６に示すチップ３８の製造においては、
各はんだボール４０、４２、４６の高さが所定の上限及
び下限の範囲内にくるようにされる。電気的接続を確実
にするためには、導体１０、１２及び１４の露出した先
端と重合体層２０の上部表面との間の距離を、はんだボ
ールの高さの下限値にほぼ等しくする必要がある。はん
だボールが導体に接続しなければ、その寸法は下限値よ
りも小さく、従ってチップは不合格にされる。
【００１１】図６に示すように、相互接続モジュール１
６はアライメント器具３０内に取り付けられる。アライ
メント器具３０の上部は、重合体層２０に形成されてい
た開口と整列する開口を有する重合体シート３２を保持
する。シート３２の厚さを適切に選ぶことによって、各
はんだボールの装入の深さを制御することができる。
【００１２】正しい位置合わせのため、すなわち層２０
の開口とシート３２の開口を整列させるため、一対の調
整ねじ３４及び３６によってモジュール１６を動かせる
ようになっている。次に、チップ３８の複数のはんだボ
ール４０、４２、４６が重合体シート３２の開口を貫通
するように、シート３２の上にチップ３８が置かれる。
次に、各はんだボール４０、４２、４６が導体１０、１
２、１４の先端と接触するまで、チップ３８の上部表面
が下方に押しつけられる。矢印５０で示すように、チッ
プ３８に十分な力を加えることによって、導体１０、１
２、１４がそれぞれのはんだボール４０、４２、４６に
めり込み、それにより良好な電気的接続が達成される。
このように、十分な圧力によってはんだボールへのめり
込みが生じるようにすると、はんだボールの高さが（限
界値の範囲内で）異なっていても問題はない。もしはん
だボールと導体の先端が接触しなければ、はんだボール
の高さは許容可能な限界値の範囲外にあり、従ってチッ
プは不合格にされる。図７は、チップ３８に十分な圧力
をかけた後のはんだボール４６及び導体１４の接触状態
を拡大して示したものである。図から、導体１４の先端
がはんだボール４６にめり込んでいることがわかる。導
体ははんだボールに濡れないものが望ましい。
【００１３】重合体シート３２を用いないで、チップ３
８を相互接続モジュール１６の上に直接置くこともでき
る。しかしその場合は、チップとモジュールの位置合わ
せにずれが生じて、はんだボール及び対応する導体が正
しく整列しなくなることがある。その様子を図８に示
す。図示のように、はんだボール４６との付加的な相互
接続を実現する導電層２４を設けておけば、はんだボー
ル４６と導体１４が多少ずれていても良好な電気的接触
が得られる。
【００１４】
【発明の効果】上述の相互接続モジュールは多くの利点
を持っている。すなわち、チップと試験モジュールの間
の永続的な結合は不要であり、多くのチップを同時に試
験することができ、機能試験及びバーンイン試験に同じ
相互接続モジュールを使用することができ、試験時には
チップは自己整合されて正しい位置に機械的に保持さ
れ、そしてもし必要であれば、導体のめり込みによって
変形したはんだボールを試験後に簡単なリフロー処理に
よって元の形に戻すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンタクト処理前の多層相互接続モジュールの
断面図。
【図２】上部表面の一部が除去された後の相互接続モジ
ュールの断面図。
【図３】表面に重合体層を付着した相互接続モジュール
の断面図。
【図４】重合体層に開口を形成して導体の先端を露出し
た相互接続モジュールの断面図。
【図５】図４の一部を拡大して導電層を付着した状態を
示す断面図。
【図６】導電ランドを有する半導体チップと導体を位置
合わせするための手段を含む相互接続モジュールの断面
図。
【図７】導体とチップ上のはんだボールとの接触部分を
拡大して示す断面図。
【図８】導体とはんだボールとの間にずれがある場合の
接触部分を拡大して示す断面図。
【符号の説明】
１０・・・導体 １２・・・導体 １４・・・導体 １６・・・相互接続モジュール ２０・・・重合体層 ２４・・・導電層 ３２・・・重合体シート ３８・・・半導体チップ ４０・・・はんだボール ４２・・・はんだボール ４６・・・はんだボール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジアンギル・キム アメリカ合衆国ニユーヨーク州チャパキユ ア、アルドリツジ・ロード40番地 (72)発明者 ウルフギヤング・メイア アメリカ合衆国ニユーヨーク州ポキプシ ー、ベントン・ロード11番地 (72)発明者 ジエーン・マーガレツト・シヨー アメリカ合衆国コネチカツト州リツジフイ ールド、ウイルトン・ロード336番地 (72)発明者 ジヨージ・フレデリツク・ウオカー アメリカ合衆国ニユーヨーク州ニユーヨー ク、アパート・11ケイ、ヨーク・アベニユ ー1540番地 (56)参考文献 特開 昭49−17685（ＪＰ，Ａ)

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】電子デバイス上の変形可能な凸状コンタク
    ト領域と接触するための電気コネクタであって、内部に
    埋め込まれた剛性導体及び該導体の一端を露出する開口
    を有するコネクタ基板と、前記コンタクト領域と前記開
    口を整列させた状態で前記電子デバイス及び前記コネク
    タ基板を押しつけ合い、前記剛性導体によって前記コン
    タクト領域を変形させる手段と、を具備する電気コネク
    タ。
  2. 【請求項２】前記コネクタ基板は、前記導体の一端が一
    表面において突出しているモジュールと、前記一表面に
    設けられ、前記導体の一端を露出し且つ前記コンタクト
    領域を受け入れる開口を有する重合体層と、を含む請求
    項１に記載の電気コネクタ。
  3. 【請求項３】前記コンタクト領域の高さには最小値が設
    定されており、前記重合体層の表面と前記導体の露出さ
    れた一端との間の距離が前記最小値に等しくされる、請
    求項２に記載の電気コネクタ。
  4. 【請求項４】前記開口の内面及び露出された導体に付着
    された導電層を有する、請求項１に記載の電気コネク
    タ。
  5. 【請求項５】前記導電層は、前記コンタクト領域と反応
    しない材料で形成される、請求項４に記載の電気コネク
    タ。
  6. 【請求項６】前記コンタクト領域がはんだ材料で形成さ
    れ、前記導電層が前記はんだ材料に濡れない、請求項５
    に記載の電気コネクタ。
  7. 【請求項７】前記コネクタ基板の開口と整列する開口を
    有し、該開口から前記コンタクト領域が突出しているマ
    スク手段を含む、請求項１に記載の電気コネクタ。
  8. 【請求項８】前記コンタクト領域がはんだ材料で形成さ
    れる、請求項７に記載の電気コネクタ。
  9. 【請求項９】前記導体が前記はんだ材料に濡れない、請
    求項８に記載の電気コネクタ。
JP3044112A 1990-02-23 1991-02-18 電気コネクタ Expired - Lifetime JPH0619371B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US485016 1990-02-23

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JPH04215069A JPH04215069A (ja) 1992-08-05
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JP (1) JPH0619371B2 (ja)
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