JPH09196969A - Probe structure - Google Patents

Probe structure

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JPH09196969A
JPH09196969A JP8009497A JP949796A JPH09196969A JP H09196969 A JPH09196969 A JP H09196969A JP 8009497 A JP8009497 A JP 8009497A JP 949796 A JP949796 A JP 949796A JP H09196969 A JPH09196969 A JP H09196969A
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JP
Japan
Prior art keywords
contact
probe structure
contact portion
hardness
oxide film
Prior art date
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Pending
Application number
JP8009497A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masako Maeda
雅子 前田
Yoshihisa Mori
佳久 森
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Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nitto Denko Corp filed Critical Nitto Denko Corp
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Priority to KR1019960005157A priority patent/KR960032006A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a probe structure attaining a good contact with even an object the probe is brought into contact and of which hardness is 200Hk or below, and also whose surface is usually covered with an oxide film of a large electric resistance. SOLUTION: A conductive circuit 2 is provided on one surface of an insulation substrate 1, and at its end part, a contact point 3, surrounded with dashed line in the figure, is provided, and the contact point 3 consists of a basic shape part 3a and multiple fine projections 3b formed on its surface. A part 6 with which the probe is brought into contact formed on a to-be-inspected object 5 is made from a conductor of hardness 200Hk or below, and a solder ball, as one example, usually contains an oxide film 7 on the surface.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置等の微
小な被検査物に対して導通検査、機能検査等を行うため
のプローブ構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a probe structure for conducting a continuity test, a function test or the like on a minute inspection object such as a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】LSIなどの微小な半導体装置の導通検
査に用いられるプローブ構造として、平面上に微小な接
点を多数有しこれによって集積回路上の任意の測定点と
電気的に接触を行なう面状(メンブレン状)プローブ構
造(以下、単に「プローブ構造」という)が知られてい
る。
2. Description of the Related Art As a probe structure used for a continuity test of a minute semiconductor device such as an LSI, a surface having a large number of minute contacts on a plane to electrically contact an arbitrary measuring point on an integrated circuit. A membrane-shaped probe structure (hereinafter, simply referred to as a "probe structure") is known.

【0003】近年、プローブ構造の検査対象となる半導
体装置における接触対象部には、半田ボール若しくはバ
ンプが一般的に形成されている場合が多い。
In recent years, solder balls or bumps are generally formed on the contact target portion of the semiconductor device which is the inspection target of the probe structure.

【0004】半田ボール若しくはバンプのように、硬度
が200Hk以下であり、さらに通常その表面が電気抵
抗の大きい酸化膜で覆われているようなものを接触対象
部とする場合、より低い接触抵抗で接点部を接触させる
方法としては、半田ボール若しくはバンプの一部を接
点部にリフロー半田付けする方法(特開平5−5087
36)、接点部全体がピン状になっておりこれによっ
て酸化膜を突き破って接触させる方法、半田ボール若
しくはバンプを接点部に十分に圧着させて接触させる方
法、表面に高さ10μm〜100μmのデンドライト
を有する接点部を用い、このデンドライトによって酸化
膜を突き破り接触させる方法(特開平6─25222
6)などが挙げられる。
When the contact target portion is a solder ball or bump having a hardness of 200 Hk or less and the surface thereof is normally covered with an oxide film having a high electric resistance, the contact resistance is lower. As a method of contacting the contact portion, a method of reflow soldering a part of a solder ball or a bump to the contact portion (Japanese Patent Laid-Open No. 5-5087).
36), the entire contact portion is in the form of a pin, which allows the oxide film to be pierced and brought into contact with it, a solder ball or a bump that is sufficiently crimped to the contact portion to make contact, and a dendrite having a height of 10 μm to 100 μm Using a contact portion having a contact, the dendrite breaks through the oxide film and makes contact (Japanese Patent Laid-Open No. 6-252222).
6).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
においては、半田の量が変化してしまうため再リフロー
が必要となるといった問題があり、上記においても半
田ボールが変形してしまうため同様に再リフローが必要
な点で問題となる。
However, in the above, there is a problem that the re-reflow is necessary because the amount of solder is changed, and the solder ball is also deformed in the above-mentioned re-reflow as well. Is a problem in that it is necessary.

【0006】上記方法のなかでも、との接触方法
は、接触対象部の表面の酸化皮膜を突き破ることによっ
て、深層の酸化されていない部分と良好に接触しようと
する方法である。ところが、上記の方法では、ピンの
配線ピッチに制限があるため、接触対象部が狭いピッチ
で配列されている場合に検査が困難になるという問題が
ある。また、上記の方法では、デンドライトの高さが
10μm〜100μmであるために、デンドライトが突
き刺された接触対象部には空洞が生じ、被検査物の信頼
性が低下するという問題があった。
Among the above methods, the method of contacting with is a method in which the oxide film on the surface of the contact target portion is pierced to make good contact with the unoxidized portion of the deep layer. However, the above method has a problem that the inspection becomes difficult when the contact target portions are arranged at a narrow pitch because the wiring pitch of the pins is limited. Further, in the above method, since the height of the dendrite is 10 μm to 100 μm, there is a problem that a cavity is generated in the contact target portion where the dendrite is stabbed and the reliability of the inspection object is lowered.

【0007】本発明の課題は、上記問題を解決し、接触
対象部の硬度が200Hk以下であり、さらに通常その
表面が電気抵抗の大きい酸化膜で覆われているようなも
のであっても、良好に接触できるプローブ構造を提供す
ることにある。
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and even if the hardness of the contacted portion is 200 Hk or less and the surface thereof is usually covered with an oxide film having a high electric resistance, The object is to provide a probe structure that can make good contact.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明のプローブ構造
は、次の特徴を有するものである。 (1) 表面の硬度が200Hk以下の導体を接触対象
とするプローブ構造であって、絶縁性基板の一方の面に
設けられた接点部と、該絶縁性基板のいずれかの面また
は内部に設けられた導電性回路とが導通されてなる構造
を有し、接点部は、基本形状部分と、この基本形状部分
の表面に1以上形成された微小突起とからなるものであ
り、微小突起の高さが0.1μm〜9μmであることを
特徴とするプローブ構造。
The probe structure of the present invention has the following features. (1) A probe structure in which a conductor having a surface hardness of 200 Hk or less is to be contacted, and a contact portion provided on one surface of an insulating substrate and provided on either surface or inside of the insulating substrate. The contact portion is composed of a basic shape portion and one or more minute protrusions formed on the surface of the basic shape portion. Is 0.1 μm to 9 μm.

【0009】(2) 接点部の微小突起の表面の硬度が
300Hk〜1200Hkである上記(1)記載のプロ
ーブ構造。
(2) The probe structure according to the above (1), wherein the hardness of the surface of the minute protrusion of the contact portion is 300 Hk to 1200 Hk.

【0010】(3) 当該プローブ構造の接触対象であ
る導体が、酸化膜で覆われた表面を有するものである上
記(1)または(2)記載のプローブ構造。
(3) The probe structure according to (1) or (2) above, wherein the conductor to be contacted with the probe structure has a surface covered with an oxide film.

【0011】(4) 当該プローブ構造の接触対象であ
る導体が、金属ボール若しくは金属バンプである上記
(1)〜(3)記載のプローブ構造。
(4) The probe structure according to the above (1) to (3), wherein the conductor to be contacted by the probe structure is a metal ball or a metal bump.

【0012】(5) 接点部の微小突起が、無電解メッ
キにより析出させて形成されたものであり、基本形状部
分の表面から突出させて形成されたものである上記
(1)〜(4)記載のプローブ構造。
(5) The minute protrusions of the contact portion are formed by depositing by electroless plating, and are formed so as to protrude from the surface of the basic shape portion (1) to (4). The probe structure described.

【0013】(6) 接点部の微小突起が、導電性回路
を負極として電解メッキにより析出させて形成されたも
のであり、基本形状部分の表面から突出させて形成され
たものである上記(1)〜(4)記載のプローブ構造。
(6) The minute protrusions of the contact portion are formed by electrolytic plating using the conductive circuit as a negative electrode, and are formed by protruding from the surface of the basic shape portion. )-(4) probe structure.

【0014】(7) 微小突起を含む接点部全体が、少
なくとも表面の硬度が300Hk〜1200Hkとなる
よう複数層に積層されてなるものである上記(1)〜
(6)記載のプローブ構造。
(7) The entire contact portion including the minute protrusions is laminated in a plurality of layers so that the hardness of the surface is at least 300 Hk to 1200 Hk.
(6) The probe structure according to the above.

【0015】[0015]

【作用】接触対象部である硬度200Hk以下の導体に
対して、高さ0.1μm〜9μmの微小突起を表面に有
する接点部を用いて接触させることにより、表面に酸化
皮膜があっても、深層の酸化されていない部分と良好に
接触できる。また、微小突起で酸化膜を突き破る際に、
接触対象部を大きく窪ませることがなく、従来のデンド
ライトによる窪みのように、製品となる被検査物の信頼
性に悪影響を及ぼすこともない。
By contacting a conductor having a hardness of 200 Hk or less, which is a contact target portion, with a contact portion having a fine protrusion having a height of 0.1 μm to 9 μm on the surface, even if an oxide film is present on the surface, Good contact with the unoxidized part of the deep layer. Also, when breaking through the oxide film with minute protrusions,
The contact target portion is not greatly recessed, and unlike the conventional recess formed by the dendrite, the reliability of the product to be inspected is not adversely affected.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図を用いて詳細に
説明する。図1は、本発明によるプローブ構造の一例を
模式的に示す断面図である。なお、図1において断面部
分のハッチングは省略している。同図に示すプローブ構
造は、絶縁性基板1の一方の面に導電性回路2が設けら
れ、更にその端部には、同図において一点破線で囲まれ
た接点部3が設けられており、接点部3は基本形状部分
3aと、その表面に形成された複数の微小突起3bから
なる。接触対象となる被検査物5は半導体素子であり、
被検査物5に形成された接触対象部6は、硬度200H
k以下の導体からなり、同図ではその中の一例である半
田ボールを示している。半田ボールは通常表面に酸化膜
7を有している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view schematically showing an example of a probe structure according to the present invention. In FIG. 1, hatching of the cross section is omitted. In the probe structure shown in the figure, a conductive circuit 2 is provided on one surface of an insulating substrate 1, and a contact portion 3 surrounded by a dashed line in the figure is provided at an end portion thereof. The contact portion 3 is composed of a basic shape portion 3a and a plurality of minute protrusions 3b formed on the surface thereof. The inspection object 5 to be contacted is a semiconductor element,
The contact target portion 6 formed on the inspection object 5 has a hardness of 200H.
A solder ball, which is made of conductors of k or less, is shown as an example in the figure. The solder ball usually has an oxide film 7 on its surface.

【0017】図2は、本発明のプローブ構造の他の態様
を模式的に示す断面図である。なお図2において断面部
分のハッチングは省略している。図2(a)は、絶縁性
基板1の一方の面に接点部3が設けられ、他方の面には
導電性回路2が設けられており、接点部3と導電性回路
2とが、絶縁性基板を挟んで互いに表裏に位置するもの
同士が、互いに絶縁性基板1に形成された導通路4を通
じて導通されている例を示している。接点部3は、基本
形状部分3aとその表面に形成された複数の微小突起3
bからなる。図2(b)は、絶縁性基板1の内部に導電
性回路2が設けられ、被検査物5である半導体素子の位
置合わせ用シート8が絶縁性基板に形成された例を示し
ている。接点部3と導電性回路2とは導通路4を通じて
導通されており、接点部3は基本形状部分3aとその表
面に形成された複数の微小突起3bからなる。基本形状
部分3aは絶縁性基板1と同じ高さに形成されている。
図2(c)は、絶縁性基板1の一方の面に低膨張性の支
持基板9が設けられた例を示している。
FIG. 2 is a sectional view schematically showing another embodiment of the probe structure of the present invention. In FIG. 2, hatching of the cross section is omitted. In FIG. 2A, the contact portion 3 is provided on one surface of the insulating substrate 1 and the conductive circuit 2 is provided on the other surface, and the contact portion 3 and the conductive circuit 2 are insulated from each other. In the example shown in FIG. 1, those located on the front and back sides of the conductive substrate are electrically connected to each other through the conductive paths 4 formed in the insulating substrate 1. The contact portion 3 includes a basic shape portion 3a and a plurality of minute protrusions 3 formed on the surface thereof.
b. FIG. 2B shows an example in which the conductive circuit 2 is provided inside the insulating substrate 1 and the alignment sheet 8 for the semiconductor element, which is the inspection object 5, is formed on the insulating substrate. The contact portion 3 and the conductive circuit 2 are electrically connected to each other through a conduction path 4, and the contact portion 3 includes a basic shape portion 3a and a plurality of minute protrusions 3b formed on the surface thereof. The basic shape portion 3a is formed at the same height as the insulating substrate 1.
FIG. 2C shows an example in which a low expansion support substrate 9 is provided on one surface of the insulating substrate 1.

【0018】図3は、本発明のプローブ構造のその他の
態様を模式的に示す断面図である。なお、図3において
断面部分のハッチングは省略している。図3(a)は、
導電性回路2が多層化されており、被検査物5が半導体
ウェハである例を示している。図3(b)は、導電性回
路2から外部接続ピン10が配線されている例をしめし
ている。図3(c)は、被検査物5が半導体素子搭載基
板である例を示している。
FIG. 3 is a sectional view schematically showing another embodiment of the probe structure of the present invention. In FIG. 3, hatching of the cross section is omitted. FIG. 3 (a)
In this example, the conductive circuit 2 is multi-layered and the inspection object 5 is a semiconductor wafer. FIG. 3B shows an example in which the external connection pin 10 is wired from the conductive circuit 2. FIG. 3C shows an example in which the inspection object 5 is a semiconductor element mounting substrate.

【0019】プローブ構造の接触対象となる被検査物と
しては、LSI等の微小な半導体装置等が挙げらる。ま
た被検査物上に形成される接触対象部の材料は硬度20
0Hk以下の導体であれば特に制限されるものではな
く、半田、金、白金、銀、インジウム、アルミ、錫、鉛
等があげられる。接触対象部の態様として多く用いられ
ているものに金属ボール若しくは金属バンプがある。な
かでも特に図1に示すような半田ボール若しくはバンプ
が一般的である。半田ボールは、通常表面に電気抵抗の
大きい酸化膜を有していることが多く、硬度が200H
k以下の導体接点であるため、接触部と良好な接触を得
るには、酸化膜を突き破ることが必要であり、また柔ら
かい金属であるため、接触圧により窪んだり、変形した
りし易い。本発明のプローブ構造は、高さ0.1μm〜
9μmの微小突起を有する接点部により、容易に酸化膜
を突き破り、半田ボール若しくはバンプを大きく窪ませ
ること無く接触できるので、半田ボール若しくはバンプ
を接触対象部とした場合に、特に有用である。
Examples of the object to be contacted with the probe structure include minute semiconductor devices such as LSI. The material of the contact target portion formed on the inspection object has a hardness of 20.
It is not particularly limited as long as it is a conductor of 0 Hk or less, and examples thereof include solder, gold, platinum, silver, indium, aluminum, tin and lead. Metal balls or metal bumps are often used as the contact target portion. Among them, solder balls or bumps as shown in FIG. 1 are generally used. Solder balls usually have an oxide film with a large electric resistance on the surface and have a hardness of 200H.
Since it is a conductor contact of k or less, it is necessary to break through the oxide film in order to obtain a good contact with the contact portion, and since it is a soft metal, it is easily dented or deformed by the contact pressure. The probe structure of the present invention has a height of 0.1 μm
The contact portion having the fine protrusions of 9 μm easily breaks through the oxide film and can make contact without greatly recessing the solder ball or bump, which is particularly useful when the solder ball or bump is the contact target portion.

【0020】絶縁性基板の材料としては、絶縁性を有す
るものであればとくに制限されるものではないが、絶縁
性と共に可撓性を有するものが好ましい。例としては、
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、ポリカーボネート系樹
脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などの熱硬化性樹脂ま
たは熱可塑性樹脂などが挙げられる。これらのうち、耐
熱性および機械的強度の観点からポリイミド系樹脂を用
いることが好ましい。
The material of the insulating substrate is not particularly limited as long as it has an insulating property, but a material having an insulating property and flexibility is preferable. For example,
Thermosetting resin or thermoplastic resin such as polyester resin, epoxy resin, urethane resin, polystyrene resin, polyethylene resin, polyamide resin, polyimide resin, polycarbonate resin, silicone resin, fluororesin, etc. To be Of these, a polyimide resin is preferably used from the viewpoint of heat resistance and mechanical strength.

【0021】絶縁性基板の厚さは、特に限定されない
が、十分な機械的強度や可撓性を有するようにするた
め、2μm〜500μm、好ましくは10μm〜150
μmに設定するのがよい。また、絶縁性基板の平面性や
熱膨張性を改善するため、アルミナ、窒化ケイ素系等の
セラミック類あるいは、42アロイといった低線膨張性
の支持基板を、絶縁性基板の一部または全面に接合して
も良い。
The thickness of the insulating substrate is not particularly limited, but in order to have sufficient mechanical strength and flexibility, it is 2 μm to 500 μm, preferably 10 μm to 150.
It is better to set to μm. Further, in order to improve the flatness and thermal expansion of the insulating substrate, ceramics such as alumina and silicon nitride, or a low linear expansion supporting substrate such as 42 alloy is bonded to a part or the whole surface of the insulating substrate. You may.

【0022】接点部の基本形状部分は、例えば図4
(a)〜(e)に示すようにその断面形状が、平面状、
凹状、半球状、台形状等のその他任意の形状であっても
よく、必ずしも絶縁性基板表面よりも外方向に突出され
るように形成される必要はなく、被検査物上に形成され
た接触対象部のレイアウトや形状などによって任意に設
定することができる。なお、図4において断面部分のハ
ッチングは省略している。
The basic shape portion of the contact portion is shown in FIG.
As shown in (a) to (e), the cross-sectional shape is a plane shape,
It may have any other shape such as a concave shape, a hemispherical shape, or a trapezoidal shape, and does not necessarily have to be formed so as to project outward from the surface of the insulating substrate, and the contact formed on the inspection object. It can be arbitrarily set depending on the layout and shape of the target portion. In FIG. 4, hatching of the cross section is omitted.

【0023】基本形状部分の材料としては、導体、半導
体を問わず導電性を有するものであれば特に限定されな
いが、公知の良導体金属が好ましい。例えば、金、銀、
銅、白金、鉛、錫、ニッケル、コバルト、インジウム、
ロジウム、クロム、タングステン、ルテニウムなどの単
独金属、またはこれらを成分とする各種合金、あるい
は、これらの組み合わせによる積層構造などが挙げられ
る。積層構造とした場合は、各層の接点材料の欠点が互
いに補われ、繰り返しの接触開閉に対して劣化の少ない
接点部が形成される。
The material for the basic shape portion is not particularly limited as long as it has conductivity regardless of whether it is a conductor or a semiconductor, but a known good conductor metal is preferable. For example, gold, silver,
Copper, platinum, lead, tin, nickel, cobalt, indium,
Examples include single metals such as rhodium, chromium, tungsten, and ruthenium, various alloys containing these, or a laminated structure formed by combining these. In the case of the laminated structure, the defects of the contact materials of the respective layers are compensated for each other, and a contact portion which is less deteriorated by repeated contact opening and closing is formed.

【0024】微小突起の形状は、特に限定されるもので
なく、図5(a)〜(d)の断面図に示すように円錐
状、円柱状、半球状、微小突起の上にさらに微小突起が
形成された形状等が挙げられる。なお、図5において断
面部分のハッチングは省略している。接触対象部は硬度
が200Hk以下の導体であれば良く、なかでも半田ボ
ールは表面を酸化膜で覆われているため、酸化膜を突き
破り、深層の酸化されていない部分と良好に接触するた
めにも微小突起の先端は鋭利である方が好ましい。
The shape of the fine protrusions is not particularly limited, and as shown in the sectional views of FIGS. 5 (a) to 5 (d), a conical shape, a cylindrical shape, a hemispherical shape, and further fine protrusions on the fine protrusions. The shape in which the is formed is included. In FIG. 5, hatching of the cross section is omitted. The contact target part may be a conductor having a hardness of 200 Hk or less. Above all, since the surface of the solder ball is covered with an oxide film, the oxide film penetrates through the oxide film, and in order to make good contact with the unoxidized part of the deep layer. Also, it is preferable that the tips of the minute projections be sharp.

【0025】微小突起の高さは基本形状部分の表面から
0.1μm〜9μmが好ましく、特には0.3μm〜5
μmが好ましい。微小突起の高さが0.1μm以下であ
ると、接触対象部の表面を覆う酸化膜を突き破り、良好
な接触を得るためには高い接触圧が必要となる。そのた
め、柔らかい金属からなる接触対象部が変形する恐れが
ある。また微小突起の高さが9μm以上になると、柔ら
かい金属からなる接触対象部を大きく窪ませることにな
り、被検査物が製品として基板等に実装された時、この
窪みが空洞となって製品に導電不良等の悪影響を及ぼす
こととなる。
The height of the fine protrusions is preferably 0.1 μm to 9 μm from the surface of the basic shape portion, and particularly 0.3 μm to 5 μm.
μm is preferred. If the height of the fine protrusions is 0.1 μm or less, a high contact pressure is required to break through the oxide film covering the surface of the contact target portion and obtain good contact. Therefore, the contact target portion made of a soft metal may be deformed. Further, when the height of the minute protrusions is 9 μm or more, the contact target portion made of a soft metal is largely recessed, and when the object to be inspected is mounted as a product on a substrate or the like, the recess becomes a cavity and becomes a product. This will have an adverse effect such as poor conductivity.

【0026】微小突起を形成する方法は、特に限定され
るものではなく、機械的方法や、化学的なエッチングな
どの方法で形成することができる。なかでも、無電解メ
ッキや電解メッキ等のメッキ法によって、接点材料を析
出させて形成された微小突起は、接触対象部の酸化膜を
突き破るのに適した高さや形状の微小突起を容易に形成
することが可能であるため好ましい。電解メッキ法によ
って形成する場合、電流密度を高く設定することや、メ
ッキ液の光沢剤の量の調節、シリコーン等の有機物や不
純物金属イオン等の添加などによって、得られる金属表
面の状態が変化する。無電解メッキ法によって形成する
場合は、メッキ時間、金属イオン濃度、温度、PH等に
よって、得られる金属の析出量、表面状態が変化する。
The method of forming the fine projections is not particularly limited, and it can be formed by a method such as mechanical method or chemical etching. Among them, the microprojections formed by depositing the contact material by electroless plating or electrolytic plating can easily form microprojections with a height and shape suitable for breaking through the oxide film of the contact target part. It is possible to do so, which is preferable. When formed by electrolytic plating, the state of the obtained metal surface changes by setting the current density to a high value, adjusting the amount of brightener in the plating solution, adding organic substances such as silicone, and impurity metal ions. . When it is formed by the electroless plating method, the amount of deposited metal and the surface condition of the obtained metal change depending on the plating time, the metal ion concentration, the temperature, the PH, and the like.

【0027】微小突起に用いられる材料としては、導電
性を有するものであれば特に制限されるものではなく、
たとえば、金、銀、銅、白金、鉛、錫、ニッケル、コバ
ルト、インジウム、ロジウム、クロム、タングステン、
ルテニウムなどの単独金属、またはこれらを成分とする
各種合金が挙げらる。また、これらの材料を組み合わせ
た積層としても良い。
The material used for the fine protrusions is not particularly limited as long as it has conductivity.
For example, gold, silver, copper, platinum, lead, tin, nickel, cobalt, indium, rhodium, chromium, tungsten,
Examples include single metals such as ruthenium, and various alloys containing these. Alternatively, a stacked layer formed by combining these materials may be used.

【0028】接触対象部は硬度200Hk以下の導体で
あれば良く、なかでも一般的に多く用いられる半田ボー
ルは表面を酸化膜で覆われており、酸化膜を突き破り、
深層の酸化されていない部分と良好に接触するために
は、微小突起の材質は硬質金属であることが好ましい。
微小突起の材質が硬質金属でない場合は、微小突起が形
成された接点部に対して、さらにその上から硬質金属で
メッキ被覆することによって、突起に耐変形性や耐摩耗
性などの耐久性を付与することが好ましい。中でも強度
の面から、硬質金属は、硬度300Hk〜1200Hk
の範囲であるほうが好ましく、さらには700Hk〜1
200Hkの範囲であることがより好ましい。このよう
な材料としては、特に限定されないが、ロジウム、ルテ
ニウム、パラジウムなどの硬質金属が挙げられる。
The portion to be contacted may be a conductor having a hardness of 200 Hk or less. Above all, the solder balls that are generally used are covered with an oxide film and penetrate the oxide film.
In order to make good contact with the unoxidized portion of the deep layer, it is preferable that the material of the fine protrusions is a hard metal.
If the material of the micro-projections is not hard metal, the contact parts with the micro-projections are coated with hard metal on top of them to make the projections durable such as deformation resistance and wear resistance. It is preferable to add. Above all, from the viewpoint of strength, the hard metal has a hardness of 300 Hk to 1200 Hk.
Is more preferable, and further 700 Hk to 1
The range of 200 Hk is more preferable. Such materials include, but are not limited to, hard metals such as rhodium, ruthenium, and palladium.

【0029】導電性回路は、絶縁性基板に対して接点部
を形成すべき位置と同一面、内部または裏面に相当する
位置に、接点部と導通するように形成される。また導電
性回路は、導体・半導体によって形成された回路パター
ンの他に、接点部、コイル、抵抗体、コンデンサなどの
回路を構成する要素を包含する。導電性回路の材料とし
ては、導体・半導体を問わず導電性を有するものであれ
ば特に限定されないが、公知の良導体金属が好ましい。
例えば金、銀、銅、白金、鉛、錫、ニッケル、鉄、コバ
ルト、インジウム、ロジウム、クロム、タングステン、
ルテニウムなどの単独金属、またはこれらを成分とする
各種合金、例えば半田、ニッケル−錫、金−コバルト、
鉄−ニッケル、鉄−コバルトなどが挙げられる。また、
上記金属、合金などから複数種類を用いて積層構造とし
てもよい。
The conductive circuit is formed on the insulating substrate at the same surface as the position where the contact portion is to be formed, at a position corresponding to the inside or the back surface so as to be electrically connected to the contact portion. Further, the conductive circuit includes, in addition to the circuit pattern formed by the conductor / semiconductor, elements constituting a circuit such as a contact portion, a coil, a resistor, and a capacitor. The material of the conductive circuit is not particularly limited as long as it has conductivity regardless of a conductor or a semiconductor, but a known good conductor metal is preferable.
For example, gold, silver, copper, platinum, lead, tin, nickel, iron, cobalt, indium, rhodium, chromium, tungsten,
A single metal such as ruthenium, or various alloys containing these as components, such as solder, nickel-tin, gold-cobalt,
Examples include iron-nickel and iron-cobalt. Also,
A laminated structure may be formed by using plural kinds of the above metals and alloys.

【0030】導電性回路を回路パターンとして形成する
場合、その厚みは限定されないが、電路としての抵抗値
を小さくする点、および化学エッチングなどの加工性の
点から1μm〜200μm、特に5μm〜50μmに設
定することが好ましい。導電性回路の形成方法として
は、絶縁性基板上へ目的の回路パターンを直接描画・形
成する方法(アディティブ法)と、目的の回路パターン
を残すように他の導体部分を除去して形成する方法(サ
ブトラクティブ法)とが挙げられる。
When the conductive circuit is formed as a circuit pattern, the thickness thereof is not limited, but from the viewpoint of reducing the resistance value as an electric path and the workability such as chemical etching, the thickness is set to 1 μm to 200 μm, particularly 5 μm to 50 μm. It is preferable to set. As a method of forming a conductive circuit, a method of directly drawing and forming a target circuit pattern on an insulating substrate (additive method) and a method of removing other conductor portions so as to leave the target circuit pattern (Subtractive method).

【0031】基本形状部分が図2(d)又は(e)に示
す様に、絶縁性基板面より突出している場合において
は、導電性回路と接点部とを導通させる導通路を形成す
るための貫通孔の孔径は限定されないが、隣合った貫通
孔同士がつながらない程度にまで大きくすることによっ
て、導通路の電気抵抗を小さくできるので好ましい。貫
通孔の実用的な孔径は、5μm〜200μm、特に10
μm〜80μm程度が好ましい。また、貫通孔は、絶縁
性基板面に対して垂直に形成するだけでなく、絶縁性基
板面に対して所定の角度を成すように形成し、互いに真
裏の位置から少しずれた関係にある導電性回路とバンプ
接点とを導通させることもできる。
As shown in FIG. 2D or 2E, when the basic shape portion projects from the surface of the insulating substrate, a conductive path for connecting the conductive circuit and the contact portion is formed. The diameter of the through-hole is not limited, but it is preferable to increase the diameter of the through-hole so that the adjacent through-holes are not connected to each other because the electrical resistance of the conductive path can be reduced. The practical hole diameter of the through hole is 5 μm to 200 μm, particularly 10 μm.
About 80 μm is preferable. In addition, the through holes are formed not only perpendicularly to the surface of the insulating substrate but also at a predetermined angle with respect to the surface of the insulating substrate, and the conductive holes are slightly offset from the positions directly behind each other. The conductive circuit and the bump contact can be electrically connected.

【0032】導通路は貫通孔内に形成されて接点部と導
電性回路とを接続しうるものであれば良く、貫通孔内に
導電性物質を充填してなるもの、スルーホールメッキの
ように貫通孔の壁面に導通性物質の層を形成してなるも
のなどが例示される。導通路の形成方法としては、機械
的に導電性物質を貫通孔内にはめ込む方法、CVD法な
どの成膜方法、電解メッキや無電解メッキなどが挙げら
れる。これらの方法のなかでも、貫通孔内に導電性回路
を露出させ、該導電性回路を負極として電解メッキによ
って貫通孔内に導電性物質を充填する方法が、確実な導
通が得られ、かつ簡便であるので好ましい。
The conductive path may be formed in the through hole so as to connect the contact portion and the conductive circuit, and may be formed by filling the through hole with a conductive material, such as through hole plating. An example is one in which a layer of a conductive substance is formed on the wall surface of the through hole. Examples of the method of forming the conductive path include a method of mechanically inserting a conductive substance into the through hole, a film forming method such as a CVD method, and electrolytic plating or electroless plating. Among these methods, a method of exposing a conductive circuit in the through hole and filling the through hole with a conductive substance by electrolytic plating using the conductive circuit as a negative electrode is a reliable conduction method and simple. Therefore, it is preferable.

【0033】[0033]

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に示
す。 〔実施例1〕厚さ50μmのポリイミド樹脂からなる絶
縁性基板の一方に、銅からなる導電性の接点部を設け、
該接点部に電解無光沢銅メッキ(浴温25℃、4A/d
2・5分)を施し、更に、該接点部表面に金ストライ
クメッキ(浴温25℃、3A/dm2 ・30秒)、金メ
ッキ(浴温68℃、0.6A/dm2 ・30秒)および
ロジウムメッキ(浴温50℃、1.9A/dm2 ・2
分)を行い、高さ1μm〜1.5μmの複数の突起を形
成した。次に、上記方法で作製されたプローブ構造を用
いて、接触対象部に半田ボールを用いたICチップの導
通テストを行ったところ、接触抵抗が0.2Ω以下とな
る場合の接触圧は1接点部当たり7gであった、また半
田ボールの変形量は10%以下であった。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples. Example 1 A conductive contact portion made of copper is provided on one side of an insulating substrate made of a polyimide resin having a thickness of 50 μm,
Electrolytic matte copper plating (bath temperature 25 ° C, 4A / d
m 2 · 5 minutes), and further gold strike plating (bath temperature 25 ° C, 3 A / dm 2 · 30 seconds), gold plating (bath temperature 68 ° C, 0.6 A / dm 2 · 30 seconds) on the contact surface. ) And rhodium plating (bath temperature 50 ° C, 1.9 A / dm 2 · 2)
Min.) To form a plurality of protrusions having a height of 1 μm to 1.5 μm. Next, using the probe structure manufactured by the above method, a continuity test of an IC chip using a solder ball as a contact target part is conducted. When the contact resistance is 0.2Ω or less, the contact pressure is 1 contact point. It was 7 g per part, and the amount of deformation of the solder balls was 10% or less.

【0034】〔実施例2〕厚さ50μmのポリイミド樹
脂からなる絶縁性基板の一方に、銅からなる導電性の接
点部を設け、該接点部に無電解銅メッキ(荏原ユージラ
イト社製:インタープレート、浴温70℃、20分)を
施し、更に、該接点部表面に金ストライクメッキ(浴温
25℃、3A/dm2 ・30秒)、金メッキ(浴温68
℃、0.6A/dm2 ・30秒)およびロジウムメッキ
(浴温50℃、1.9A/dm2 ・2分)を行い、高さ
2.5μm〜3μmの複数の突起を形成した。次に、上
記方法で作製されたプローブ構造を用いて、接触対象部
に半田ボールを用いたチップサイズパッケージの導通テ
ストを行ったところ、接触抵抗が0.2Ω以下となる場
合の接触圧は1接点部当たり5gであった、また半田ボ
ールの変形量は8%以下であった。
[Embodiment 2] A conductive contact portion made of copper is provided on one side of an insulating substrate made of a polyimide resin having a thickness of 50 μm, and the contact portion is electroless copper plated (manufactured by EBARA Eugelite: Inter Plate, bath temperature 70 ° C., 20 minutes), and then gold strike plating (bath temperature 25 ° C., 3 A / dm 2 · 30 seconds), gold plating (bath temperature 68) on the contact surface.
C., 0.6 A / dm 2 · 30 seconds) and rhodium plating (bath temperature 50 ° C., 1.9 A / dm 2 · 2 minutes) were performed to form a plurality of protrusions having a height of 2.5 μm to 3 μm. Next, using the probe structure manufactured by the above method, a continuity test of a chip size package using a solder ball as a contact target part was conducted. The contact pressure when the contact resistance was 0.2Ω or less was 1 It was 5 g per contact part, and the amount of deformation of the solder balls was 8% or less.

【0035】〔比較例1〕厚さ50μmのポリイミド樹
脂からなる絶縁性基板の一方に、銅からなる導電性の接
点部を設け、該接点部に金ストライクメッキ(浴温25
℃、3A/dm2・30秒)、金メッキ(浴温68℃、
0.6A/dm2 ・3分)を施し、高さ0.05μmの
複数の微小突起を形成した。次に、上記方法で作製され
たプローブ構造を用いて、接触対象部に半田ボールを用
いたICチップの導通テストを行ったところ、低い接触
抵抗を得るためには1接点部当たり30gの接触圧を要
し、半田ボールの変形量は25%以上となり、基板への
実装前に再リフローが必要であった。
[Comparative Example 1] A conductive contact portion made of copper is provided on one side of an insulating substrate made of a polyimide resin having a thickness of 50 μm, and the contact portion is subjected to gold strike plating (bath temperature 25
℃, 3A / dm 2 · 30 seconds), gold plating (bath temperature 68 ℃,
0.6 A / dm 2 · 3 minutes) to form a plurality of fine protrusions having a height of 0.05 μm. Next, using a probe structure manufactured by the above method, a continuity test of an IC chip using a solder ball as a contact target part was conducted. In order to obtain a low contact resistance, a contact pressure of 30 g per contact part was used. Therefore, the amount of deformation of the solder balls was 25% or more, and reflow was necessary before mounting on the substrate.

【0036】〔比較例2〕厚さ50μmのポリイミド樹
脂からなる絶縁性基板の一方に、銅からなる導電性の接
点部を設け、該接点部に電解無光沢銅メッキ(浴温25
℃、8A/dm2・20分)を施し、更に、該接点部表
面に金ストライクメッキ(浴温25℃、3A/dm2
30秒)、金メッキ(浴温68℃、0.6A/dm2
1分)を行い、高さ10μmの複数の突起を形成した。
次に、上記方法で作製されたプローブ構造を用いて、接
触対象部に半田ボールを用いたICチップの導通テスト
を行った。低い接触抵抗を得るために必要な接触圧は1
接点部当たり5gとなったが、半田ボールの表面に深さ
10μm〜15μmの凹部が生じ、基板への実装前に再
リフローが必要であった。
Comparative Example 2 A conductive contact made of copper is provided on one side of an insulating substrate made of polyimide resin having a thickness of 50 μm, and electrolytic matte copper plating (bath temperature 25
℃, 8A / dm 2 · 20 minutes), and further, the surface of the contact portion is gold strike plated (bath temperature 25 ° C, 3A / dm 2 ·
30 seconds, gold plating (bath temperature 68 ° C, 0.6 A / dm 2 ·
1 minute) was performed to form a plurality of protrusions having a height of 10 μm.
Next, using the probe structure manufactured by the above method, a continuity test of the IC chip using a solder ball as a contact target portion was performed. The contact pressure required to obtain low contact resistance is 1
Although the amount per contact point was 5 g, a recess having a depth of 10 μm to 15 μm was formed on the surface of the solder ball, and reflow was necessary before mounting on the substrate.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明のプローブ構造によれば、特に半
田ボールを接触対象部とした場合に、確実に酸化膜を突
き破ることができ、接触対象部を大きく窪ませることな
く、低い接触圧で、良好な接触を得ることができる。
According to the probe structure of the present invention, particularly when a solder ball is used as the contact target portion, the oxide film can be reliably pierced, and the contact target portion is not greatly depressed, and the contact pressure is low. , Can get good contact.

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

【図1】本発明のプローブ構造の一例を、模式的に示す
断面図である。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing an example of a probe structure of the present invention.

【図2】本発明のプローブ構造の他の態様を、模式的に
示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing another aspect of the probe structure of the present invention.

【図3】本発明のプローブ構造のその他の態様を、模式
的に示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing another aspect of the probe structure of the present invention.

【図4】本発明のプローブ構造に形成された接点部の基
本形状部分の態様を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an aspect of a basic shape portion of a contact portion formed in the probe structure of the present invention.

【図5】本発明のプローブ構造における接点部が有する
微小突起の態様を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an aspect of minute protrusions included in the contact portion in the probe structure of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 絶縁性基板 2 導電性回路 3 接点部 3a 基本形状部分 3b 微小突起 4 導通路 5 被検査物 6 接触対象部 7 酸化膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Insulating substrate 2 Conductive circuit 3 Contact part 3a Basic shape part 3b Micro protrusion 4 Conducting path 5 Inspected object 6 Contact target part 7 Oxide film

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 表面の硬度が200Hk以下の導体を接
触対象とするプローブ構造であって、絶縁性基板の一方
の面に設けられた接点部と、該絶縁性基板のいずれかの
面または内部に設けられた導電性回路とが導通されてな
る構造を有し、接点部は、基本形状部分と、この基本形
状部分の表面に1以上形成された微小突起とからなるも
のであり、微小突起の高さが0.1μm〜9μmである
ことを特徴とするプローブ構造。
1. A probe structure for contacting a conductor having a surface hardness of 200 Hk or less, wherein a contact portion provided on one surface of an insulating substrate and either surface or the inside of the insulating substrate. Has a structure in which it is electrically connected to a conductive circuit provided in, and the contact portion includes a basic shape portion and one or more minute protrusions formed on the surface of the basic shape portion. The probe structure has a height of 0.1 μm to 9 μm.
【請求項2】 接点部の微小突起の表面の硬度が300
Hk〜1200Hkである請求項1記載のプローブ構
造。
2. The hardness of the surface of the minute protrusion of the contact portion is 300.
The probe structure according to claim 1, which has a Hk to 1200 Hk.
【請求項3】 当該プローブ構造の接触対象である導体
が、酸化膜で覆われた表面を有するものである請求項1
または2記載のプローブ構造。
3. The conductor to be contacted with the probe structure has a surface covered with an oxide film.
Or the probe structure according to 2.
【請求項4】 当該プローブ構造の接触対象である導体
が、金属ボール若しくは金属バンプである請求項1〜3
記載のプローブ構造。
4. The conductor to be contacted with the probe structure is a metal ball or a metal bump.
The probe structure described.
【請求項5】 接点部の微小突起が、無電解メッキによ
り析出させて形成されたものであり、基本形状部分の表
面から突出させて形成されたものである請求項1〜4記
載のプローブ構造。
5. The probe structure according to claim 1, wherein the minute protrusions of the contact portion are formed by depositing by electroless plating, and are formed so as to protrude from the surface of the basic shape portion. .
【請求項6】 接点部の微小突起が、導電性回路を負極
として電解メッキにより析出させて形成されたものであ
り、基本形状部分の表面から突出させて形成されたもの
である請求項1〜4記載のプローブ構造。
6. The minute protrusions of the contact portion are formed by electrolytic plating using a conductive circuit as a negative electrode, and are formed so as to protrude from the surface of the basic shape portion. 4. The probe structure according to 4.
【請求項7】 微小突起を含む接点部全体が、少なくと
も表面の硬度が300Hk〜1200Hkとなるよう複
数層に積層されてなるものである請求項1〜6記載のプ
ローブ構造。
7. The probe structure according to claim 1, wherein the entire contact portion including the fine protrusions is laminated in a plurality of layers so that the hardness of at least the surface is 300 Hk to 1200 Hk.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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