TW202032143A - 導電性構件的製造方法 - Google Patents

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Abstract

提供可對應電子零件的小型化之電性檢查用的導電性構件的製造方法。於形成複數貫穿孔(2)的玻璃基板(1)中，進行於貫穿孔(2)形成電極部(3)的電極部形成工程、於玻璃基板(1)的表面(11)，形成樹脂材料層的樹脂材料層形成工程、於形成於玻璃基板(1)的樹脂材料層之相當於電極部(3)的上方的部分，形成通孔的通孔形成工程、於通孔填充導電性彈性材料的填充工程、使導電性彈性材料半硬化的半硬化工程、剝離樹脂材料層(6)的剝離工程、於玻璃基板(1)的表面(11)，使用絕緣性彈性材料來形成絕緣部(5)的絕緣部形成工程、及與導電性彈性材料一起使絕緣部(5)硬化的硬化工程。

Description

導電性構件的製造方法
本發明係關於導電性構件的製造方法。
作為半導體積體電路等的電子零件之電極的導通狀態相關的檢查，公知使檢查裝置的導電部接觸前述電極的電性檢查。公知有進行電性檢查時，考慮保護檢查對象即前述電極，與使前述電極與前述導電部良好地接觸，存在於前述電極與前述導電部之間的導電性構件(例如參照專利文獻1及2)。
於專利文獻1，揭示一種於電性絕緣性材料內具有導電部的非等向性導電橡膠片，導電部可與被檢查物的端子電極電性連接，且設置卡合被檢查物之端子電極的被卡合部的連接部的技術。
於專利文獻2，揭示包含有包含第1導電部及一邊支持第1導電部一邊從鄰接第1導電部絕緣之絕緣性支持部的彈性導電片、附著於彈性導電片，在與被檢查裝置的端子對應的位置，形成貫通孔的支持片、配置於支持片的貫通孔內，於彈性物質內，多數第2導電性粒子配置於厚度方向的第2導電部所構成的技術。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開平11-214594號公報 [專利文獻2] 日本特表2015-501427號公報
[發明所欲解決之課題]
然而，電性檢查的對象之電子零件的小型化有所進展。作為電子零件的小型化相關技術，公知例如將設置於安裝半導體晶片之封裝基板的下部之半球狀的焊錫(焊錫球)作為電極的BGA(Ball grid array)封裝。在具備BGA封裝的電子零件中，可將焊錫球間距，亦即電極間隔作為例如500μm程度，故可縮小與電子電路基板的連接面積。
在此，近年的電子零件係隨著高性能化進展，進而，封裝的小型化及封裝之內部的積體化進展，電極間隔變得更窄，例如成為55μm等。
但是，進行此種電極間隔狹窄之電子零件的電性檢查時，包含專利文獻1及專利文獻2所揭示的技術，在先前的技術中，難以對應狹窄的電極間隔，設置導電部與絕緣部來製造導電性構件。具體來說，在先前的技術中，難以製造出具有對於電性檢查時的檢查裝置所致之按壓力的機械強度的導電性構件。又，在先前的技術中，難以高精度設置對應狹窄之電極間隔的導電部。
本發明係有鑑於以上問題所發明者，目的為提供可對應電子零件的小型化之電性檢查用的導電性構件的製造方法。 [用以解決課題之手段]
為了達成前述目的，本發明之導電性構件的製造方法，係於以所定間隔形成複數貫穿孔的玻璃基板中，進行以下工程：電極部形成工程，係於貫穿孔形成電極部；樹脂材料層形成工程，係於玻璃基板的表面，形成樹脂材料層；通孔形成工程，係於形成於玻璃基板的樹脂材料層之電極部的上方的位置，形成通孔；填充工程，係於通孔填充導電性彈性材料；半硬化工程，係使導電性彈性材料半硬化；剝離工程，係剝離樹脂材料層；絕緣部形成工程，係於玻璃基板的表面，使用絕緣性彈性材料來形成絕緣部；及硬化工程，係與導電性彈性材料一起使絕緣部硬化。
於本發明的一樣態之導電性構件的製造方法中，藉由具有感光性的樹脂材料所形成；在通孔形成工程中，於樹脂材料層之電極部的上方的位置，藉由進行光微影處理來形成通孔。
於本發明的一樣態之導電性構件的製造方法中，藉由蝕刻處理，從玻璃基板的表面，剝離樹脂材料層。
於本發明的一樣態之導電性構件的製造方法中，絕緣性彈性材料，係矽氧橡膠；在硬化工程中，利用進行對導電性彈性材料及絕緣部施加荷重的工程，與對導電性彈性材料及絕緣部，以所定溫度加熱所定時間的工程，來使導電性彈性材料及絕緣部硬化。 [發明的效果]
依據本發明，可提供可對應電子零件的小型化之電性檢查用的導電性構件的製造方法。
以下，針對本發明的實施形態相關之導電性構件的製造方法、導電性構件，一邊參照圖面一邊進行說明。
[導電性構件] 以下，針對本發明的一實施形態的導電性構件進行說明。圖1係揭示本發明的實施形態之導電性構件10的構造的剖面圖。於以下的說明中，將導電性構件10的圖1所示的剖面圖之橫方向界定為X軸方向，將貫穿與X軸正交的圖面之方向界定為Y軸方向，將與X軸及Y軸正交的縱方向界定為Z軸方向。亦即，圖1所示的剖面圖係依據以上的界定，為導電性構件10的XZ剖面圖。又，於以下的說明中，導電性構件10的剖面圖係只要未特別說明，皆為導電性構件10的XZ剖面圖。
如圖1所示，導電性構件10係具備玻璃基板1、設置於玻璃基板1的貫穿孔2、藉由填充於貫穿孔2的導電性材料所形成的電極部3。。又，導電性構件10係具備藉由導電性彈性材料形成，和電極部3的玻璃基板1之表面11側的露出部分接合的接觸部4，與於玻璃基板1的表面11中，藉由絕緣性彈性材料形成於接觸部4的周圍的絕緣部5。以下，針對導電性構件10的構造具體進行說明。
玻璃基板1係硬質的玻璃製的板狀構件。玻璃基板1係確保導電性構件10的機械強度。玻璃基板1的厚度t1係例如t1=100～300μm。於玻璃基板1，貫通相互背向之面即表面11與背面12之間的貫穿孔2相互隔開所定間隔來形成。在此，玻璃基板1的表面11係檢查對象即電子零件的電極與導電性構件10接觸之側的面。又，玻璃基板1的背面12係電性檢查用的檢查裝置的導電部與導電性構件10接觸之側的面。
電極部3係如上所述，藉由於貫穿孔2填充例如金屬電鍍等的導電性材料所形成。電極部3係從表面11及背面12露出於玻璃基板1的外部。電極部3係從背面12至外部的露出部分與未圖示的檢查裝置的導電部接觸。
接觸部4係利用與具有導電性之電極部3的玻璃基板1之表面11側的露出部分接合，以與電極部3之背面12側的露出部分電性連接。絕緣部5係對複數接觸部4之間進行絕緣，防止接觸部4相互電性接觸。接觸部4及絕緣部5的厚度係例如t2=25μm。
接著，針對電性檢查時導電性構件10所接觸之電子零件100的電極101進行說明。圖2係概略揭示使用導電性構件10來進行之電性檢查的對象即電子零件100的電極101的配置之一例的側視圖。如圖2所示，電極101的排列係於X軸方向中，設置所定間隔P1(例如P1=55μm)。電子零件100係具有將設置於封裝基板的下部之半球狀的焊錫(焊錫球)作為電極101的BGA封裝。
圖3係概略揭示使用導電性構件10來進行之電性檢查的對象即電子零件100的電極101的配置之一例的俯視圖。如圖3所示，電子零件100係於X軸方向設置所定間隔P1來排列的電極101的行，如第1列R1、第2列R2、第3列R3、...並排複數列於Y軸方向。各列的電極101的配置係例如於第1列R1的電極101相互的中間位置，第2列R2的電極101交互並排的所謂鋸齒狀配置。第1列R1的電極101與第2列R2的電極101之Y軸方向的間隔P2係例如48μm。第1列R1的電極101與第2列R2的電極101之X軸方向的間隔P3係例如27.5μm。以與第1列R1的電極101相同的間隔排列之第3列R3的電極101之Y軸方向的間隔P4係例如96μm。
導電性構件10係藉由以上說明之形成於玻璃基板1的電極部3及接觸部4，電性連接電子零件100的電極101與後述之檢查裝置200的導電部201。依據導電性構件10，利用具備藉由導電性彈性材料所形成的接觸部4，電性檢查時可防止電極101破損。又，依據導電性構件10，藉由於玻璃基板1上具備接觸部4及絕緣部5，可使相互對應的電極101與導電部201良好地接觸。所以，依據導電性構件10，可於電子零件100的電性檢查中，對應電子零件100的小型化。
再者，於本發明中，以上說明之檢查對象即電子零件100之電極101的排列、電極101的間隔的數值等不被限定。
[導電性構件的製造方法] 針對本發明的一實施形態之導電性構件10的製造方法進行說明。 本實施形態之導電性構件的製造方法係利用以下工程進行。首先，在本製造方法中，進行形成複數貫穿孔2的玻璃基板1中，於貫穿孔2形成電極部3的電極部形成工程，與於玻璃基板1的表面11形成樹脂材料層6的樹脂材料層形成工程。樹脂材料層形成工程之後，在本製造方法中，進行在相當於形成於玻璃基板1的樹脂材料層6之電極部3的上方的部分，形成通孔7的通孔形成工程、於通孔7填充導電性彈性材料40的填充工程、使導電性彈性材料40半硬化的半硬化工程。半硬化工程之後，在本製造方法中，進行剝離樹脂材料層6的剝離工程、於玻璃基板1的表面11，使用絕緣性彈性材料來形成絕緣部5的絕緣部形成工程、與導電性彈性材料40一起使絕緣部5硬化的硬化工程。以下，針對導電性構件10的製造方法具體進行說明。
在本製造方法中，製造導電性構件10時，準備形成貫穿孔2的玻璃基板1。玻璃基板1係例如可使用厚度t1的無鹼玻璃。貫穿孔2可使用CO2 雷射、氟化氫雷射等，設置於玻璃基板1。再者，玻璃基板1之貫穿孔2的具體形成手法並不限定於上述範例。
圖4係概略揭示導電性構件10的玻璃基板1之一例的剖面圖。如圖4所示，玻璃基板1係貫通孔2具有貫通表面11與背面12之間的所定孔徑d(例如d=28μm)的貫穿孔。貫穿孔2係對應使用導電性構件10來進行電性檢查的對象即圖2及圖3所示之電子零件100的電極101的排列所形成。亦即，貫穿孔2的排列係與電子零件100的電極101同樣地，於X軸方向中，設置所定間隔P1(例如P1=55μm)。又，貫穿孔2係於Y軸方向中，也對應上述所示之電子零件100的電極101的排列，例如於第1列R1的貫穿孔2相互的中間位置，交互並排第2列R2的貫穿孔2，配置成所謂鋸齒狀。
再者，於本發明中，玻璃基板1之貫穿孔2的排列、貫穿孔2相互的間隔並不限定於以上說明的範例。亦即，貫穿孔2的排列等如果不會妨礙到電子零件100的電性檢查的話，與電子零件100的電極101並不相同亦可。
[電極部形成工程] 首先，針對本實施形態之導電性構件10的製造方法之電極部形成工程進行說明。圖5係用以概略揭示導電性構件的製造方法的剖面圖，揭示電極部形成工程的圖。如圖5所示，於電極部形成工程中，利用對於導電性構件10，進行將導電性材料填充於玻璃基板1的貫穿孔2的處理，例如電鍍處理，形成電極部3。電極部3係藉由例如第1電鍍部、第2電鍍部、及第3電鍍部的3個電鍍層形成。
第1電鍍部係以填充貫穿孔2的內部之方式形成。第1電鍍部例如藉由銅電鍍形成。
第2電鍍部係形成於電極部3從貫穿孔2於玻璃基板1的表面11側及背面12側中露出的部分上。第2電鍍部例如利用無電解的鎳電鍍形成。第2電鍍部的厚度係例如2μm。
第3電鍍部係形成於第2電鍍部的表面。第3電鍍部例如利用無電解的金電鍍形成。第3電鍍部的厚度係例如50nm。
[樹脂材料層形成工程] 接著，針對本實施形態之導電性構件10的製造方法之樹脂材料層形成工程進行說明。 圖6係用以概略揭示導電性構件10的製造方法的剖面圖，揭示樹脂材料層形成工程的圖。如圖6所示，在樹脂材料層形成工程中，在電極部3形成於貫穿孔2之玻璃基板1的表面11，一樣地形成樹脂材料層6。樹脂材料層6係具有感光性的樹脂薄膜，例如感光性聚醯亞胺薄膜。樹脂材料層6的厚度係例如25μm。樹脂材料層6係利用將上述之感光性聚醯亞胺薄膜，對玻璃基板1的表面11加壓及加溫來層合加工所形成。
[通孔形成工程] 接著，針對本實施形態之導電性構件10的製造方法之通孔形成工程進行說明。 圖7係用以概略揭示導電性構件10的製造方法的剖面圖，揭示通孔形成工程的圖。如圖7所示，在通孔形成工程中，在相當於形成於玻璃基板1的表面11上之樹脂材料層6的電極部3之上方的部分，形成貫通樹脂材料層6的表面與電極部3之間的通孔7。於通孔形成工程中，通孔7係藉由對以感光性聚醯亞胺薄膜所形成的樹脂材料層6進行光微影處理來形成。
通孔形成工程之光微影處理係例如以下所述般進行。首先，使用對形成通孔7的位置藉由紫外光曝光的遮罩圖案，對樹脂材料層6進行曝光來形成潛像。曝光後，樹脂材料層6進行熱處理。於熱處理的樹脂材料層6，利用顯影液來進行顯影處理，去除潛像的部分，以形成通孔7。再者，通孔形成工程之光微影處理並不限定於上述範例，可使用各種方法。
[填充工程] 接著，針對本實施形態之導電性構件10的製造方法之填充工程進行說明。 圖8係用以概略揭示導電性構件10的製造方法的剖面圖，揭示填充工程的圖。如圖8所示，在填充工程中，為了將接觸部4形成於通孔7的內部，於通孔7填充導電性彈性材料40。導電性彈性材料40係例如藉由成為黏結劑的矽氧橡膠包含具有導電性的具有粒子(以下稱為「導電性粒子」)所形成。導電性粒子係例如使用對平均粒徑為2.5μm的鎳粒子，以膜厚50nm施加重量比30%的鍍金者。導電性彈性材料40係將前述矽氧橡膠對於100重量部，調和900重量部的前述導電性粒子，混合成膠狀。導電性彈性材料40係藉由使用橡膠製的刮刀進行塗刷，填充於通孔7的內部。
[半硬化工程] 接著，針對本實施形態之導電性構件10的製造方法之半硬化工程進行說明。 填充於通孔7的導電性彈性材料40係例如利用以100℃進行30分鐘的一次硫化，進行半硬化。
[剝離工程] 接著，針對本實施形態之導電性構件10的製造方法之剝離工程進行說明。 圖9係用以概略揭示導電性構件10的製造方法的剖面圖，揭示剝離工程的圖。圖9係揭示剝離樹脂材料層6之後的玻璃基板1。在剝離工程中，藉由蝕刻處理，從玻璃基板1的表面11，剝離圖8等所示之樹脂材料層6。具體的蝕刻處理係例如於四甲基氫氧化銨(TMAH)的濃度為2.38%的溶液，將貼附樹脂材料層6的玻璃基板1浸漬30分鐘來進行。利用進行蝕刻處理，從玻璃基板1的表面11，剝離樹脂材料層6。利用剝離樹脂材料層6，於玻璃基板1之表面11的電極部3之上方的位置，僅殘留半硬化的導電性彈性材料40。該半硬化的導電性彈性材料40係在導電性構件10完成後具有接觸部4的功能，作為圓柱狀或大略圓柱狀的導電橡膠柱41。
[絕緣部形成工程] 接著，針對本實施形態之導電性構件10的製造方法之絕緣部形成工程進行說明。 圖10係用以概略揭示導電性構件10的製造方法的剖面圖，揭示絕緣部形成工程的圖。在絕緣部形成工程中，於形成了導電橡膠柱41之玻璃基板1的表面11中導電橡膠柱41的周圍，為了形成絕緣部5，滴下不包含導電性粒子等之導電性的材料之黏結劑矽氧橡膠等的絕緣性彈性材料50。
[硬化工程] 最後，針對本實施形態之導電性構件10的製造方法之硬化工程進行說明。 圖11係用以概略揭示導電性構件10的製造方法的剖面圖，揭示硬化工程的圖。在硬化工程中，例如使用平面板20，對於形成於玻璃基板1的表面11的導電橡膠柱41及絕緣性彈性材料50從上方施加荷重。在此，於平面板20之與導電橡膠柱41及絕緣性彈性材料50的接觸面，貼附脫模薄膜21。在硬化工程中，在對於導電橡膠柱41及絕緣性彈性材料50從上方施加荷重的狀態下，以所定溫度(例如150℃)加熱所定時間(例如兩小時)。利用進行該等工程，於玻璃基板1的表面11，絕緣性彈性材料50硬化而形成絕緣部5，並且已經半硬化的導電橡膠柱41也正式硬化，形成接觸部4。
藉由硬化工程，導電橡膠柱41及絕緣性彈性材料50硬化，利用在玻璃基板1的表面11與電極部3導通的接觸部4，與相互絕緣接觸部4的絕緣部5形成，完成圖1所示的導電性構件10。
[導電性構件的使用例] 接著，針對使用以上說明之導電性構件10的電性檢查的一例進行說明。 圖12係概略揭示使用導電性構件10來進行之電子零件100的電性檢查之一例的剖面圖。如圖12所示，導電性構件10係檢查裝置200的導電部201接觸半導體積體電路等之電子零件100的電極101，以進行檢查電極101的導通狀態的電性檢查時，存在於電極101與導電部201之間。也就是說，導電性構件10係接觸部4接觸電極101，在玻璃基板1的背面12側露出的電極部3接觸導電部201。
為了評估本實施形態的導電性構件10，作為相當於電子零件100之直徑25μm的電極101者，使用鍍金的通電用探針，測定導電性構件10的電阻值。在此，於電極部3及接觸部4，對針部施加荷重進行接觸。結果，電阻值係於藉由針部施加的荷重1gf中為100mΩ。依據導電性構件10，可取得具有良好的電阻值之電性檢查用的導電性構件。
依據導電性構件10，利用於玻璃基板1的表面11之電極部3的上方，具備藉由導電性彈性材料所形成的接觸部4，電性檢查時可防止保護電極101不破損等。
導電性構件10係具備藉由導電性彈性材料形成於硬質的玻璃基板1上的接觸部4，與藉由絕緣性彈性材料形成的絕緣部5。藉由此種構造，依據導電性構件10，可取得對於電性檢查時的檢查裝置200所致之按壓力的機械強度(剛性)。又，依據導電性構件10，藉由於設置於玻璃基板1的貫穿孔2具備電極部3，又，藉由具備利用光微影處理所形成的接觸部4，即使相互鄰接的電極部3之間的距離及相互鄰接的接觸部4之間的距離微小的狀況中，也可取得電極部3及接觸部4的各別的位置精度。亦即，依據導電性構件10，於小型化且電極101的間隔變窄之電子零件100的電性檢查中，也可讓電極101與導電部201良好地接觸。
所以，依據本實施形態，可提供可對應電子零件100的小型化之電性檢查用的導電性構件10及其製造方法。
以上，已針對本發明的實施形態進行說明，但是，本發明不限定於前述本發明的實施形態之導電性構件的製造方法及導電性構件10，包含本發明的概念及申請專利範圍所包含的所有樣態。又，適當選擇性組合各構造，來發揮上述之課題及效果的至少一部分亦可。例如，前述實施形態中，各構造的形狀、材料、配置、尺寸等，可根據本發明的具體使用樣態來適當變更。
1:玻璃基板 2:貫穿孔 3:電極 4:接觸部 5:絕緣部 6:樹脂材料層 7:通孔 10:導電性構件 11:表面 12:背面 20:平面板 21:脫模薄膜 40:導電性彈性材料 41:導電橡膠柱 100:電子零件 101:電極 200:檢查裝置 201:導電部
[圖1]揭示本發明的實施形態之導電性構件的構造的剖面圖。 [圖2]概略揭示使用圖1所示之導電性構件來進行之電性檢查的對象即電子零件的電極的配置之一例的側視圖。 [圖3]概略揭示使用圖1所示之導電性構件來進行之電性檢查的對象即電子零件的電極的配置之一例的俯視圖。 [圖4]概略揭示圖1所示之導電性構件的玻璃基板之一例的剖面圖。 [圖5]用以概略揭示圖1所示之導電性構件的製造方法的剖面圖，揭示電極部形成工程的圖。 [圖6]用以概略揭示圖1所示之導電性構件的製造方法的剖面圖，揭示樹脂材料層形成工程的圖。 [圖7]用以概略揭示圖1所示之導電性構件的製造方法的剖面圖，揭示通孔形成工程的圖。 [圖8]用以概略揭示圖1所示之導電性構件的製造方法的剖面圖，揭示填充工程的圖。 [圖9]用以概略揭示圖1所示之導電性構件的製造方法的剖面圖，揭示剝離工程的圖。 [圖10]用以概略揭示圖1所示之導電性構件的製造方法的剖面圖，揭示絕緣部形成工程的圖。 [圖11]用以概略揭示圖1所示之導電性構件的製造方法的剖面圖，揭示硬化工程的圖。 [圖12]概略揭示使用圖1所示之導電性構件來進行之電子零件的電性檢查之一例的剖面圖。
1:玻璃基板
2:貫穿孔
3:電極
4:接觸部
5:絕緣部
10:導電性構件
11:表面
12:背面

Claims (4)

  1. 一種導電性構件的製造方法，其特徵為於形成複數貫穿孔的玻璃基板中，進行以下工程： 電極部形成工程，係於前述貫穿孔形成電極部； 樹脂材料層形成工程，係於前述玻璃基板的表面，形成樹脂材料層； 通孔形成工程，係於形成於前述玻璃基板的樹脂材料層之前述電極部的上方的位置，形成通孔； 填充工程，係於前述通孔填充導電性彈性材料； 半硬化工程，係使前述導電性彈性材料半硬化； 剝離工程，係剝離前述樹脂材料層； 絕緣部形成工程，係於前述玻璃基板的表面，使用絕緣性彈性材料來形成絕緣部；及 硬化工程，係與前述導電性彈性材料一起使前述絕緣部硬化。
  2. 如請求項1所記載之導電性構件的製造方法，其中， 前述樹脂材料層，係藉由具有感光性的樹脂材料所形成； 在前述通孔形成工程中，於前述樹脂材料層之前述電極部的上方的位置，藉由進行光微影處理來形成前述通孔。
  3. 如請求項1或2所記載之導電性構件的製造方法，其中， 在前述剝離工程中，藉由蝕刻處理，從前述玻璃基板的表面，剝離前述樹脂材料層。
  4. 如請求項1至3中任一項所記載之導電性構件的製造方法，其中， 前述絕緣性彈性材料，係矽氧橡膠； 在前述硬化工程中，利用進行對前述導電性彈性材料及前述絕緣部施加荷重的工程，與對前述導電性彈性材料及前述絕緣部，以所定溫度加熱所定時間的工程，來使前述導電性彈性材料及前述絕緣部硬化。
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