JPH07335287A - Probe - Google Patents

Probe

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JPH07335287A
JPH07335287A JP12733394A JP12733394A JPH07335287A JP H07335287 A JPH07335287 A JP H07335287A JP 12733394 A JP12733394 A JP 12733394A JP 12733394 A JP12733394 A JP 12733394A JP H07335287 A JPH07335287 A JP H07335287A
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contact
elastic body
bump
probe
thickness
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Toshikazu Baba
俊和 馬場
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Nitto Denko Corp
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    • G01R1/06Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067Measuring probes
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    • G01R1/07307Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card
    • G01R1/0735Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card arranged on a flexible frame or film
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
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    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
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  • Connections Arranged To Contact A Plurality Of Conductors (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To provide a probe, wherein a bump contact on the probe can be entirely brought into contact relating to a contacted part of a contact object, formed fine in high density, further with reliability of this contact difficult to decrease with the lapse of time. CONSTITUTION:A probe A is characterized by providing an elastic body 4 in a position corresponding to at least a reverse side of a bump contact in a base body (a), constituted by conducting a plurality of the bump contacts 2 provided in at least one surface side of an insulating film l to a circuit pattern 3 provided in an arbitrary spot of this film, and by setting this elastic body to 0.5kg/mm<2> to 1200kg/mm<2> tensile elastic modulus and 0.01mm to 2mm thickness. The elastic body may be integrally or mountably/demountably formed relating to the base body. Material of the elastic body is preferable polyimide system resin, fluorine system resin and silicone resin.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

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

【0002】[0002]

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

【0003】上記のような微小で高密度に形成された接
触対象に対して、一時的な接触あるいは恒久的な接続を
行うために、表面に突起状のバンプ接点を有するフレキ
シブル回路基板を用いたプローブが公知である。このよ
うなプローブにおけるバンプ接点と接触対象との多数の
組み合わせを、残らず全て好適に接触させるために、本
願出願人は、バンプ接点の裏面に相当する位置に弾性体
を設けた構造を提案している。(特願平5−21314
6号「フレキシブル回路基板と接触対象物との接続方法
およびその構造」参照。) 図3は、そのバンプ接点の裏面に相当する位置に弾性体
が設けられてなるプローブの構造と、それを用いた場合
の接触対象物との接続状態を部分的に断面で示す模式図
である。同図において、A1は該プローブであって、絶
縁性フィルム1の一方の面(同図では上面)に設けられ
た複数のバンプ接点2と、該フィルム1の内層に設けら
れた回路パターン3とが導通されて基体a1が形成さ
れ、この基体の、少なくともバンプ接点の裏面に相当す
る位置に弾性体4aが設けられている。このプローブA
1の複数のバンプ接点2と、電子部品等の接触対象物B
上の複数の被接触部bとが各々対応し接触がなされるよ
うに、該プローブA1と接触対象物Bとが積層され、該
積層を積層方向に挟む加圧手段6より該積層全面に積層
方向の加圧力Fが加えられ、被接触部bと上記バンプ接
点2とが各々対応し接触している。このとき、弾性体4
aは、弾性変形することによって各バンプ接点の高さの
バラツキや、積層方向に累積する各部の厚みの誤差を吸
収し、各バンプ接点2と被接触部bとを全て接触させる
ように作用している。
A flexible circuit board having bump-shaped bump contacts on its surface is used to make a temporary contact or a permanent connection to the above-mentioned minute and high-density contact object. Probes are known. In order to make all of the many combinations of bump contacts and contact targets in such a probe suitable for contact, the applicant of the present application has proposed a structure in which an elastic body is provided at a position corresponding to the back surface of the bump contacts. ing. (Japanese Patent Application No. 5-21314
See No. 6, "Method and structure for connecting flexible circuit board to contact object". ) FIG. 3 is a schematic diagram partially showing a cross-section of a structure of a probe in which an elastic body is provided at a position corresponding to the back surface of the bump contact, and a connection state with a contact object when the elastic body is used. is there. In the figure, A1 is the probe, and includes a plurality of bump contacts 2 provided on one surface (an upper surface in the figure) of the insulating film 1 and a circuit pattern 3 provided on an inner layer of the film 1. Is conducted to form the base body a1, and the elastic body 4a is provided at a position corresponding to at least the back surface of the bump contact on the base body. This probe A
A plurality of bump contacts 2 of 1 and a contact object B such as an electronic component
The probe A1 and the contact object B are laminated so that the plurality of contacted portions b correspond to each other and are brought into contact with each other. A pressing force F in the direction is applied, and the contacted portion b and the bump contact 2 are in contact with each other. At this time, the elastic body 4
The elastic deformation a absorbs variations in the height of each bump contact and an error in the thickness of each portion accumulated in the stacking direction, and acts to bring all the bump contacts 2 into contact with the contacted portion b. ing.

【0004】[0004]

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

【0005】本発明の目的は上記問題を解消し、微小で
高密度に形成された接触対象物の被接触部に対して、プ
ローブ上のバンプ接点を残らず接触させることが可能
で、かつ、その接触信頼性が経時的に低下し難いプロー
ブを提供することである。
An object of the present invention is to solve the above problems, and it is possible to make contact with a contacted portion of a contact object, which is minute and has a high density, without leaving any bump contact on the probe. It is an object of the present invention to provide a probe whose contact reliability does not easily deteriorate with time.

【0006】[0006]

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

【0007】[0007]

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

【0008】[0008]

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説
明する。図1は、本発明の一実施例によるプローブと、
それを用いた場合の接触対象物との接続状態を部分的に
断面で示す模式図である。図1(a)に示すように、A
が本発明のプローブであって、絶縁性フィルム1の少な
くとも一方の面側(図では上側の面)に設けられた複数
のバンプ接点2と、絶縁性フィルムのいずれかの面また
は内部に設けられた回路パターン3とが導通され、基体
aが形成されている。この基体aの、少なくともバンプ
接点の裏面に相当する位置に弾性体4が設けられてい
る。この弾性体は、引張弾性率0.5kg/mm2 〜1
200kg/mm2 、厚み0.01mm〜2mmである
ことを特徴とするものである。
The present invention will be described in more detail with reference to examples. FIG. 1 shows a probe according to an embodiment of the present invention,
It is a schematic diagram which partially shows a connection state with a contact target object in a cross section when using it. As shown in FIG.
Is a probe of the present invention, and is provided on a plurality of bump contacts 2 provided on at least one surface side (an upper surface in the figure) of the insulating film 1 and on any surface or inside of the insulating film. The circuit pattern 3 is electrically connected to the base body a. The elastic body 4 is provided at a position corresponding to at least the back surface of the bump contact on the base body a. This elastic body has a tensile elastic modulus of 0.5 kg / mm 2 to 1
It is characterized by having a thickness of 200 kg / mm 2 and a thickness of 0.01 mm to 2 mm.

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

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

【0011】バンプ接点の材料は、一般の電気接点材料
と同様に、金、銀、銅、ロジウム、白金、パラジウム、
ニッケル、スズ、半田などの良導体、またはこれらを主
成分とする各種合金を用いる。また、これらの単一金属
のみによって形成するだけでなく、被接触部の状態や使
用条件等に応じて、複数種の金属による多層構造として
もよい。例えば、繰り返して圧力が加えられて使用され
る場合や、被接触部への食い込みが必要な場合は、バン
プ接点の芯材金属にニッケルのような比較的硬い金属を
用い、表層金属としてロジウムを用いた多層構造のもの
を形成することが好ましい。バンプ接点の形成方法とし
ては、電解メッキや無電解メッキなどのメッキ法や、ワ
イヤーボンディング法、クリーム半田ポッティング法な
どの方法が採用できるが、これらの方法のうち電解メッ
キなどのメッキ法は、微細な突起状接点の形成が容易で
あり、作業性が良いなどの点から好ましい方法である。
バンプ接点の形状は、通常は突起した半球状であるが、
相手の被接触部の形状いかんによっては突起する必要は
ない。例えば、相手の被接触部の形状が突起するもので
あれば、該バンプ形状は平面であってよく、さらには、
絶縁性フィルムの表面に対して陥没するものであっても
よい。
The material of the bump contact is gold, silver, copper, rhodium, platinum, palladium, similar to general electric contact materials.
A good conductor such as nickel, tin, or solder, or various alloys containing these as main components is used. Further, not only the single metal may be formed, but also a multi-layered structure including a plurality of kinds of metals may be used depending on the state of the contacted portion, the use condition, and the like. For example, when pressure is applied repeatedly and when it is necessary to bite into the contacted part, a relatively hard metal such as nickel is used as the core metal of the bump contact, and rhodium is used as the surface metal. It is preferable to form the multilayer structure used. The bump contact can be formed by a plating method such as electrolytic plating or electroless plating, a wire bonding method, a cream solder potting method, or the like. Among these methods, the plating method such as electrolytic plating is It is a preferable method because it is easy to form such protruding contact points and has good workability.
The shape of the bump contact is usually a protruding hemisphere,
It is not necessary to project depending on the shape of the contacted part of the other party. For example, if the shape of the contacted portion of the other party is a protrusion, the bump shape may be a flat surface.
It may be recessed with respect to the surface of the insulating film.

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

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

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

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

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

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

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

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

【0020】〔接触信頼性確認実験1〕本実験では、弾
性体を図1に示す形状として、その材料に引張弾性率1
kg/mm2 のシリコーン樹脂を用い、厚みが1mm、
2mm、3mmの3種類のサンプルを制作した。この弾
性体の厚みが異なる3種類のプローブと、接触対象物と
してのA1ウエハーとを接触させて、ヒートサイクル試
験を行った。ヒートサイクル試験の前後において、バン
プ接点とA1ウエハーとの接触抵抗を測定した結果、弾
性体の厚みが1mmと2mmのサンプルに関しては、ヒ
ートサイクル試験前後で、接触抵抗の変化がほとんどな
かったのに対して、弾性体の厚みが3mmのサンプルに
関しては、大きな抵抗値の上昇(劣化)が見られた。こ
れによって、本発明のプローブの良好な接触信頼性を確
認した。また、試験後バンプ接点の変形をSEM観察に
て評価したところ、厚み1mmと2mmのものに関して
は、プローブの変形はなかったのに対して、厚み3mm
のものに関しては、はっきりと変形が確認された。
[Contact Reliability Confirmation Experiment 1] In this experiment, the elastic body was formed into the shape shown in FIG.
Using a kg / mm 2 silicone resin, the thickness is 1 mm,
Three types of samples of 2 mm and 3 mm were produced. A heat cycle test was conducted by bringing three types of probes having different elastic body thicknesses into contact with an A1 wafer as a contact object. The contact resistance between the bump contact and the A1 wafer was measured before and after the heat cycle test. As a result, regarding the samples with elastic body thicknesses of 1 mm and 2 mm, there was almost no change in the contact resistance before and after the heat cycle test. On the other hand, a large increase in resistance value (deterioration) was observed in the sample having the elastic body having a thickness of 3 mm. This confirmed good contact reliability of the probe of the present invention. Further, when the deformation of the bump contact after the test was evaluated by SEM observation, the probes having no thickness of 1 mm and 2 mm had no deformation, whereas the thickness of 3 mm.
Regarding the one, the deformation was clearly confirmed.

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

【0022】〔接触信頼性確認実験3〕本実験では、弾
性体の厚みを125μmの1種類に固定し、材料を引張
弾性率が350kg/mm2 と1300kg/mm2
ポリイミドとした以外は、上記実験1と同様の方法に
て、バンプの接触信頼性を確認した。その結果、引張り
弾性率が350kg/mm2 のサンプルに関しては、全
てのバンプで接触が取れ、かつ、接触抵抗は変化しなか
つた。これに対し、1300kg/mm2 ののサンプル
に関しては、数点、接触不良のものが発生した。ただ
し、接触したものについては接触抵抗の変化はなかっ
た。
[Contact Reliability Confirmation Experiment 3] In this experiment, except that the thickness of the elastic body was fixed to one of 125 μm and the material was polyimide having tensile elastic moduli of 350 kg / mm 2 and 1300 kg / mm 2 , The contact reliability of the bumps was confirmed by the same method as in Experiment 1 above. As a result, with respect to the sample having a tensile modulus of elasticity of 350 kg / mm 2 , all bumps were in contact with each other and the contact resistance was unchanged. On the other hand, in the case of the 1300 kg / mm 2 sample, several points of poor contact occurred. However, there was no change in contact resistance for those that contacted.

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

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

【0025】[0025]

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

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

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

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

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

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁性フィルムの少なくとも一方の面側
に設けられた複数のバンプ接点と、絶縁性フィルムのい
ずれかの面または内部に設けられた回路パターンとが導
通されてなる基体の、少なくともバンプ接点の裏面に相
当する位置に弾性体が設けられ、当該弾性体が引張弾性
率0.5kg/mm2 〜1200kg/mm2 、厚み
0.01mm〜2mmであることを特徴とするプロー
ブ。
1. At least a base body in which a plurality of bump contacts provided on at least one surface side of an insulating film and a circuit pattern provided on either surface of or inside the insulating film are electrically connected. An elastic body is provided at a position corresponding to the back surface of the bump contact, and the elastic body has a tensile elastic modulus of 0.5 kg / mm 2 to 1200 kg / mm 2 and a thickness of 0.01 mm to 2 mm.
【請求項2】 弾性体が基体に対して一体、または着脱
自在となるように設けられるものである請求項1記載の
プローブ。
2. The probe according to claim 1, wherein the elastic body is provided integrally with or detachably from the base body.
【請求項3】 弾性体が、ポリイミド系樹脂、フッ素系
樹脂またはシリコーン系樹脂からなるものである請求項
1または2記載のプローブ。
3. The probe according to claim 1, wherein the elastic body is made of a polyimide resin, a fluorine resin or a silicone resin.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190112155A (en) * 2017-02-15 2019-10-02 테크노프로브 에스.피.에이. Probe Cards for High Frequency Applications
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