(57)【要約】【課題】  シートの薄肉化を容易化できる異方性導電シートであるシート状コネクタ、それを用いた半導体検査装置および実装半導体製品を提供する。【解決手段】  厚み方向に貫通する貫通孔９の壁に沿って形成された中空の導通部５を有する樹脂シート１２と、その導通部５に配置され、導通部と電気的に接続した金属ばね３とを備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚み方向に貫通する貫通孔の壁に沿って形成された中空の導通部を有する樹脂シートと、
前記導通部に配置され、該導通部と電気的に接続した金属ばねとを備えることを特徴とする、シート状コネクタ。
【請求項２】
前記金属ばねのばね構造が、平面的に見て、前記中空の導通部の内側に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のシート状コネクタ。
【請求項３】
前記金属ばねが、平面的に見て前記中空の導通部の内側に形成された渦巻ばね構造を有し、前記樹脂シートが多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜で形成され、前記導通部はその多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜にあけられた貫通孔の壁に染みこむ部分を有することを特徴とする、請求項１または２に記載のシート状コネクタ。
【請求項４】
前記金属ばねの外径寸法よりも、前記導通部の中空の径が小さいことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のシート状コネクタ。
【請求項５】
前記貫通孔がテーパー形状になっており、前記導通部がそのテーパー形状の壁に沿って形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のシート状コネクタ。
【請求項６】
前記導通部は、その中空の径が、大径部と小径部の２段形状に形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のシート状コネクタ。
【請求項７】
検査対象の半導体装置を検査するために用いられるシート状コネクタを備えた半導体検査装置であって、
前記シート状コネクタは、厚み方向に貫通する貫通孔の壁に沿って形成された中空の導通部を有する樹脂シートと、前記導通部に配置され、該導通部と電気的に接続した金属ばねとを備えることを特徴とする、半導体検査装置。
【請求項８】
半導体装置を実装基板に実装するために用いられるシート状コネクタを備えた半導体製品であって、
前記シート状コネクタは、厚み方向に貫通する貫通孔の壁に沿って形成された中空の導通部を有する樹脂シートと、前記樹脂シートの少なくとも一方の表面側において前記導通部に配置され、該導通部と電気的に接続した金属ばねとを備えることを特徴とする、実装半導体製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状コネクタ、半導体検査装置および実装半導体製品に関し、より具体的には半導体装置等の検査において、または半導体装置等を含む実装製品内に組み込まれて、いずれの場合も電気的接続を確実にするために用いられる、シート状コネクタ、そのシート状コネクタを用いた半導体検査装置および実装半導体製品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩなどの半導体装置に用いられるプリント回路基板などの回路基板では、電極数のピッチが狭くなり高密度化・複雑化する傾向が高まっている。たとえば内層回路基板と外層回路基板とを含む多層基板が用いられる傾向が高くなっている。このようなＬＳＩの回路基板のリード電極と他の回路端子などとの電気的な接続を達成するために、従来より、これらの間に異方性導電シートを介在させることが行われている。たとえばＬＳＩの検査の際に、異方性導電シートを介在させることにより、ＬＳＩの上記電極とＬＳＩ検査装置の端子とは、電気的接続が容易に実現される。
【０００３】
この異方性導電シートは、厚さ方向にのみ導電性を有し、加圧に対して厚み方向に弾性変形または回復可能な変形をすることが可能である。加圧に対して上記のような変形を可能とする理由は、検査対象の回路基板の厚み方向の寸法精度、とくにリード電極の厚み方向位置（高さ位置）の精度に限界があるためである。異方性導電シートの導電部を加圧して変形させることにより、上記回路基板の寸法精度、とくにリード電極の厚み方向位置にばらつきがあってもそのばらつきを吸収して確実に電気的接続を可能にできる。上記異方性導電シートの導電部は、繰り返し使用しても回路基板の面内のすべてのリード電極と所定値以上の圧力で接触し、このため低い接触抵抗で接触することができる。要は、上記の変形は、端子間の電気的接続を繰り返し確実に安定的に行うために必須である。
【０００４】
上記のような加圧変形が可能で、微細ピッチのリード電極との電気的接続を可能にする異方性導電シートとして、絶縁性の高分子物質により上記加圧に対する弾性変形を受け持ち、またそこに充填された導電性粒子により電気導電性を分担する構成が提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特許３４５６２３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記提案の構成においては、ストローク（上記厚み方向の圧縮弾性変形状態と回復状態との差）の範囲が高分子物質で形成されるシート厚みに依存する。たとえば、シート厚みの最大２５％程度の圧縮ひずみ変形により、上記ストロークの上限を得ることが行われている。このため、相手方の半導体装置によっては、端子高さのばらつきを吸収するほど十分大きなストロークを得るには、電気導電部の厚み、ひいてはシート厚みをそれに見合うほど厚くする必要がある。したがって、上記構成によれば、異方性導電シートの薄型化に支障をきたすことになる。また、上記ストロークの大きさは、導電部のサイズに依存するため、相手の端子の高さばらつきを吸収するのに十分なほど大きなストロークを得るには、導電部のサイズすなわちコネクタ端子を大きくせざるを得ず、狭ピッチの端子への対応が難しくなる。
【０００６】
本発明は、まずシートの薄肉化を容易化することができる異方性導電シートであるシート状コネクタ、それを用いた半導体検査装置および実装半導体製品を提供することを目的とする。さらに、相手方のチップ等の狭ピッチ端子に対応できるシート状コネクタ、それを用いた半導体検査装置および実装半導体製品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のシート状コネクタは、厚み方向に貫通する貫通孔の壁に沿って形成された中空の導通部を有する樹脂シートと、その導通部に配置され、導通部と電気的に接続した金属ばねとを備えることを特徴とする。
【０００８】
上記の構成により、樹脂シートの厚みを薄くした上で、樹脂シートの弾性変形および金属ばねの弾性変形の両方により限界ストロークを拡大し、繰り返し長期使用の耐久性を確保することができる。すなわち、樹脂シート単体または金属ばね単体から構成される既製の異方性導電シートと相違して、金属ばねと樹脂シートとの両者により、薄い樹脂シートであっても大きなストロークを得ることができる。
【０００９】
また、上記の樹脂シートのばね定数は、金属ばねのばね定数と同等以下とすることができる。この構成により、長期使用において、突発的な変位を樹脂シートの変形で吸収して、金属ばねの塑性変形を防ぐことができ、耐久性を向上させることができる。
【００１０】
上記の金属ばねを渦巻ばねとしてもよい。この構成により、相手方のチップ等の端子と渦巻ばねとの接触面圧および接触面積を大きくとり電気的接続を十分確保したうえで、相手方の端子高さ位置のばらつきを十分吸収できるほど十分大きなストロークを容易に得ることができる。上記渦巻ばねは、小型であっても接触面圧および接触面積を大きくとれるので、十分低い接触抵抗とすることができる。このため渦巻ばねと導通部とで形成される電極のサイズを小さくでき、狭ピッチの端子に対応することができる。
【００１１】
また、上記の樹脂シートに、多孔質樹脂が用いられ、導通部は、その多孔質樹脂シートにあけられた貫通孔の壁に染み込む部分を有するようにできる。この構成により、樹脂シートが多孔質であり、また導通部も多孔質樹脂に染み込む部分を有して多孔質的性格を有するため、変形容易である。このため、金属ばねと導通部とで形成されるコンタクト部（電極）の変形を大きくとれ、このためストロークを大きくすることができる。また、金属ばねを導通部に挿し込み機械的に固定する際、導通部が上記のように変形しやすいため、金属ばねを受け入れて固定する部分を形成しやすい。
【００１２】
上記の樹脂シートが多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜を有する構成とすることができる。この構成により、上記多孔質樹脂シートと同様の作用を得ることができる。すなわち、多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜であるため、導通部も多孔質樹脂に染み込む部分を有して変形可能である。このため、金属ばねと導通部とで形成されるコンタクト部の変形を大きくとれ、このためストロークを大きくすることができる。また、金属ばねを導通部に挿し込み機械的に固定する際、導通部を変形させて、金属ばねを受け入れて固定する部分を形成しやすい。多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜においては、樹脂自体の強度が高く、弾性に富み、かつ繊維が絡み合う形態により多孔質を実現するので、多くの優れた特有の効果を得ることができ、このため、十分な、めっき金属粒子染み込み性（導通部における）、変形容易性、回復力、耐久性、必要とされる耐熱性等を確保することができる。
【００１３】
上記の金属ばねのばね構造を、平面的に見て、中空の導通部の内側に形成されるようにできる。この構成により、バンプ等との接触の際、中空スペースにばね構造の部分が突き出るので、同じ厚みの樹脂シート単体と比較して、より大きいストロークを得ることができる。
【００１４】
上記の金属ばねが、平面的に見て中空の導通部の内側に形成された渦巻ばね構造を有し、樹脂シートが多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜で形成され、導通部はその多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜にあけられた貫通孔の壁に染みこむ部分を有する、構成をとることができる。この構成により、外部装置の電極部との確実な電気的導通と、その繰り返し耐久性とを確保した上で、シートの薄肉化を具体的に実現することができる。
【００１５】
また、上記の金属ばねの外径寸法よりも、導通部の中空の径を小さくすることができる。この構成により、金属ばねを導通部の中空内に挿し込んで、機械的に固定することを容易化することができる。
【００１６】
また、上記の貫通孔をテーパー形状として、導通部をそのテーパー形状の壁に沿って形成することができる。この構成により、金属ばねの外径をテーパー形状の導通部の小さいほうの端の径より大きくすることにより、テーパー径の大きい端から金属ばねを挿し込みテーパー壁の途中において、堅固にかつ確実に固定することができる。また、ストレート孔において金属ばねが抜け出るおそれを排除できる。
【００１７】
上記の導通部の内側に２段形状を形成することができる。この構成により、２段形状の導通部の径の大きいほうの端から金属ばねを挿入し、段差の部分で金属ばねを止めて固定を容易化することができる。また、ストレート孔において金属ばねが抜け出るおそれを排除できる。
【００１８】
本発明の半導体検査装置は、検査対象の半導体装置を検査するために用いられるシート状コネクタを備えた装置である。この半導体検査装置では、上記のシート状コネクタは、厚み方向に貫通する貫通孔の壁に沿って形成された中空の導通部を有する樹脂シートと、その導通部に配置され、該導通部と電気的に接続した金属ばねとを備えることを特徴とする。この構成により、薄い樹脂シートを用いながら大きなストロークをとることができるので、薄型化したうえで電気的接続が確実な検査が可能な半導体検査装置を提供することができる。
【００１９】
本発明の実装半導体製品は、半導体装置を実装基板に実装するために用いられるシート状コネクタを備えた半導体製品である。この実装半導体製品では、シート状コネクタは、厚み方向に貫通する貫通孔の壁に沿って形成された中空の導通部を有する樹脂シートと、樹脂シートの少なくとも一方の表面側において導通部に配置され、該導通部と電気的に接続した金属ばねとを備えることを特徴とする。この構成により、薄型化したうえで半田を用いずに電気的接続を確実にした実装半導体製品を得ることができる。このため、半導体装置と実装基板との取り外しが容易となり、実装半導体製品の製造における融通性を高めることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のシート状コネクタ、半導体検査装置および実装半導体製品によれば、シートの薄肉化を容易に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるシート状コネクタ１０を示す断面図である。図１において、樹脂シート１２には貫通孔があけられ、その貫通孔の壁に沿って導通部５が形成されている。樹脂シート１２が多孔質ＰＴＦＥの場合は、貫通孔の壁に沿って染み込む部分が形成されている。この導通部５が金属ばね３とともに電極を形成する。導通部５には樹脂シート１２の一方の表面側において金属ばね３が挿し込まれて固定され、互いに電気的に接続されている。金属ばね３の具体的な構造については、このあと説明するが、図１では具体的な構造は省略されている。樹脂シート１２は、一部に多孔質樹脂を含んでいればよく、たとえば多層の樹脂シートのうち１枚が多孔質樹脂シートであればよい。また、樹脂シート１２全体が、多孔質樹脂で形成されていてもよいことはいうまでもない。つぎに、各部分の構造について説明する。
【００２２】
図２は、金属ばね３の構造の一例を示す斜視図である。また、図３はその断面図である。図２および図３に例示した金属ばね３は、渦巻ばね構造を有している。金属製の渦巻ばね３の高さｂは、たとえば厚み４００μｍの樹脂シートに対しては１００μｍ程度がよく。また外径Ｄは導通部５の中空の径より大きくとるのがよい。渦巻ばね３の厚みａは、必ずしも均一厚みでなくてもよく、リング状の外周部で厚く、中央部で薄くするのがよい。
【００２３】
図４は、中空の導通部５を有する樹脂シート１２を示す平面図であり、また図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。樹脂シート１２は、多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含むことができる。樹脂シート１２に設けた貫通孔の壁に、めっき処理または電鋳等により中空の導通部５が形成されている。電鋳により形成された導通部は、とうぜん、多孔質ＰＴＦＥの壁に染み込む部分を有し、このため金属の電鋳体でありながら、多孔質的性格を有して変形しやすく、ストローク増大のために好ましい。また、渦巻ばね３を導通部５に挿し込み固定することも考慮して、中空スペースの径ｄは適切に調整される。この渦巻ばね３の挿し込み、固定の際にも、導通部５は、多孔質組織に近い変形挙動を示すため、渦巻ばね３の固定を容易にすることができる。
【００２４】
図６および図７は、金属ばね３を樹脂シート１２の中空の導通部５に機械的に固定する１つの手法を例示する図である。図６に示すように、金属ばね３の外径Ｄは、導通部５の中空の径ｄより大きくする。図７に示すように、スルーホール導通部の端から金属ばね３を挿し込むことにより、金属ばね３は機械的に固定される。このとき、導通部５では、多孔質樹脂シートとともに変形が生じ、実質的に金属ばね３を受け入れて固定する部分が形成される。導通部５は多孔質樹脂の孔に入り込んでいる箇所では、上記受け入れ部形成のための変形量が小さい範囲では拘束は緩く、所定の変形量に達すると強い拘束が生じ、固定を安定にする。このため渦巻ばね３は、この受け入れ部分に安定的に止められる。
【００２５】
図８は、本実施の形態におけるシート状コネクタ１０を用いて、半導体装置の配線基板のＢＧＡ(Ball Grid Array)のバンプ２４が押し当てられたときの変形の状態を示す図である。ここで注目すべきは、（１）多孔質樹脂シート１２の導通部５と、その周囲の領域Ｓとにおいて、樹脂シートが主として圧縮ひずみを生じて弾性変形していることと、（２）渦巻ばね３の中央部が導通部５の中空スペースに突き出して変形していることである。渦巻ばね構造を用いた場合、バンプなどの凸状電極を渦巻の中央部に押し当てることにより、渦巻中央が導通部の中空スペースに突き出て、凸状電極の形状に応じて接触面積を大きくとりながら変形して（接触面圧を生じ）、凸状電極と電気的に導通する。また、多孔質樹脂シートを用いた場合、樹脂シート自体の変形を容易化するとともに、そこに染み込む部分を有する導通部５の変形も容易化される。樹脂シートが多孔質でない場合、上記（１）の変形の程度は小さくなるが、それでも弾性変形は発生し、ストローク増大に寄与することができる。
【００２６】
本実施の形態では、ストロークを、樹脂シート１２の弾性変形と、金属ばね３の弾性変形、とくに渦巻ばね構造の中心部が導通部の中空スペースに突き出す弾性変形により、分担するので、樹脂シート１２を薄くしても大きなストロークを得ることができる。
【００２７】
渦巻ばね３は、外周部が筒状のリング構造の形状であることが好ましい。外周部が筒状のリング構造の場合、渦巻ばねを中空の導通部上に配置して固定しやすく、中空の導通部により渦巻ばねを保持しやすくなり、渦巻ばねを堅固に固定することができ、安定性に優れるようにできる。
【００２８】
つぎに、上記の金属ばね、とくに渦巻ばね構造、および樹脂シートの製造方法について説明する。
【００２９】
（金属ばねの製造方法）
渦巻ばねは、たとえば特開２００６−３２１０５号公報などに開示されている接触端子の製造方法を用いて製造することができる。シンクロトロン放射（ＳＲ）Ｘ線を用いる方法およびＳＲＸ線を用いない方法が開示されているが、ＳＲＸ線を用いたＬＩＧＡ(Lithographie Galvanoformung Abformung:登録商標)プロセスはつぎのように要約される。
（第１処理）：基板／導電層／レジストからなる基板を作成する。
（第２処理）：渦巻（ぜんまい）パターンを持つＸ線マスクパターンを介在させて上記基板（レジスト）にＳＲ照射を行う。
（第３処理）：ＳＲ照射された基板に現像処理を施し、渦巻パターンの雌型をつくる。
（第４処理）：めっき（電鋳）処理により渦巻パターンの雌型に金属の渦巻ばねを鋳込む。
（第５処理）：レジストおよび上記導電層を除去して、基板上に金属の渦巻ばねを露出させ、次いで、基板を除去して渦巻ばねを得る。
【００３０】
上記のプロセスによれば、Ｘ線の高い透過性を利用するため、最大１ｍｍ程度の厚膜のレジストを露光し、厚みのある機械構造体を製作することができる。このため、アスペクト比（図２における（ｂ／ａ））が２以上の渦巻ばねを容易に得ることができ、さらに１０程度の渦巻ばねを得ることができる。渦巻ばねよりも単純な構造の場合には、最大アスペクト比１００を得ることができる。電鋳する金属は何でもよいが、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｍｎ合金等を好適に用いることができる。Ｎｉ−Ｍｎ合金の場合、Ｎｉに比べて、結晶粒を微細化でき、強度、ヤング率、弾性限界および繰り返し耐久性を向上することができる。
【００３１】
図９に、図２に示す渦巻ばねの別の例を示す。図９（ａ）は、外周部を構成する筒状のリング内で、外方に竹の子状に突き出る渦巻ばね構造の金属ばねを示す。この渦巻ばねは、外方に突き出る先端部を有するため、ＬＧＡ(Land Grid Array)パッケージなどに配置する平板状電極に対しても確実に電気的導通を得ることができる。また、表面に凹凸または窪みのある電極に対しても有用である。
【００３２】
図９（ｂ）に示す渦巻ばねでは、柱状の渦巻ばねと、その渦巻の中央部に位置する突起部とを有する。その突起部は、相手方の電子機器の電極に向かって突き出ている。このような渦巻ばねも、ＬＧＡパッケージなどの平板状電極に対して確実な電気的接続を得られる。上記渦巻ばねは、平板状電極と接触する先端形状が、平板状電極に押し当てても、平板状電極に与える機械的ダメージが小さく、渦巻ばねの先端部自体も摩耗が少なく、好ましい。また、渦巻ばねと平板状電極とが傾斜をもって接触しても、接続状態を一定に保つことができる。このため、電気的接続の信頼性の高い金属ばねとなることができる。この観点より、上記突起部の表面形状は、球面または回転放物面であることが望ましい。また、上述のように、金属ばねの外周部は、筒状のリング構造を有することが望ましい。
【００３３】
図１０は、上記の渦巻ばね（ぜんまい）の２次元パターンと異なる２次元パターンを有する渦巻ばねの別の例を示す図である。図１０（ａ）に示す渦巻ばねでは、相互に分離した３条のばねが全体が構成されるため、柔らかいばねを得ることができる。また、図１０（ｂ）に示す渦巻ばねでは、全体の形状が矩形であるため、円形の渦巻ばねに比べて、実装用コネクタまたは検査用ソケット上でのばねの面積率が高くなるので、ばね効率を良好にすることができる。金属ばねの構造については、図９および図１０に示す渦巻ばね構造（ぜんまい構造）に限定されず、腕を中心方向に蛇腹構造に畳み込んだ金属ばねであってもよい。
【００３４】
（樹脂シートの形成方法）
１．樹脂シート（基膜）
半導体ウェハなどのバーンイン試験用のシート状コネクタでは、その基膜が耐熱性に優れていることが好ましい。シート状コネクタは、横方向（膜厚方向とは垂直方向）に電気絶縁性であることが必要である。したがって、多孔質を形成する合成樹脂は、電気絶縁性であることが必要である。
【００３５】
基膜（樹脂シート）として使用する多孔質樹脂材料としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリふっ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリふっ化ビニリデン共重合体、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ樹脂）などのフッ素樹脂；ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍＰＰＥ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）などのエンジニアリングプラスチック；などが挙げられる。これらの中でも、耐熱性、加工性、機械的特性、誘電特性などの点から、ＰＴＦＥが好ましい。
【００３６】
多孔質樹脂シートを作製する方法としては、造孔法、相分離法、溶媒抽出法、延伸法、レーザ照射法などが挙げられる。多孔質樹脂シートを形成することにより、膜厚方向に弾性を持たせることができるとともに、誘電率を更に下げることができる。
【００３７】
多孔質樹脂シートは、気孔率が２０〜８０％程度であることが好ましい。多孔質樹脂シートは、平均孔径が１０μｍ以下あるいはバブルポイントが２ｋＰａ以上であることが好ましく、導通部のファインピッチ化の観点からは、平均孔径が１μｍ以下あるいはバブルポイントが１０ｋＰａ以上あることがより好ましい。多孔質樹脂シートの膜厚は、使用目的や使用箇所に応じて適宜選択することができるが、通常、３ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下である。特にバーンイン試験用のシート状コネクタでは、膜厚は、多くの場合、好ましくは５〜５００μｍ、より好ましくは１０〜２００μｍ、特に好ましくは１５〜１００μｍ程度である。
【００３８】
多孔質樹脂シートの中でも、延伸法により得られた多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜（多孔質ＰＴＦＥ膜）は、耐熱性、加工性、機械的特性、誘電特性などに優れ、しかも均一な孔径分布を有する多孔質膜が得られ易いため、シート状コンタクトの基膜として最も優れた材料である。
【００３９】
多孔質ＰＴＦＥ膜は、例えば、特公昭４２−１３５６０号公報に記載の方法により製造することができる。まず、ＰＴＦＥの未焼結粉末に液体潤滑剤を混合し、ラム押し出しによってチューブ状または板状に押し出す。厚みの薄いシートが所望な場合は、圧延ロールによって板状体の圧延を行う。押出圧延工程の後、必要に応じて、押出品または圧延品から液体潤滑剤を除去する。こうして得られた押出品または圧延品を少なくとも一軸方向に延伸すると、未焼結の多孔質ＰＴＦＥが膜状で得られる。未焼結の多孔質ＰＴＦＥ膜は、収縮が起こらないように固定しながら、ＰＴＦＥの融点である３２７℃以上の温度に加熱して、延伸した構造を焼結・固定すると、強度の高い多孔質ＰＴＦＥ膜が得られる。多孔質ＰＴＦＥ膜がチューブ状である場合には、チューブを切り開くことにより、平らな膜にすることができる。
【００４０】
延伸法により得られた多孔質ＰＴＦＥ膜は、それぞれＰＴＦＥにより形成された非常に細い繊維（フィブリル）と該繊維によって互いに連結された結節（ノード）とからなる微細繊維状組織を有している。多孔質ＰＴＦＥ膜は、この微細繊維状組織が多孔質構造を形成している。
【００４１】
２．導通部の形成
樹脂から形成された電気絶縁性の多孔質膜からなる基膜の複数箇所に、表面から裏面に貫通する貫通孔の壁（多孔質構造の樹脂部）に導電性金属を付着させて、膜厚方向に導電性を付与することが可能な導通部を設ける。
【００４２】
基膜の複数箇所に導通部を形成するには、先ず、導電性金属を付着する位置を特定する必要がある。導電性金属を付着させる位置を特定する方法としては、例えば、多孔質膜に液体レジストを含浸させて、パターン状に露光し、現像して、レジスト除去部を導電性金属の付着位置とする方法がある（フォトリソグラフィ法）。しかし、ここでは多孔質膜の特定位置の膜厚方向に微細な貫通孔を形成して、該貫通孔の壁面を導電性金属の付着位置とする方法を好適に採用することができる。多孔質膜に多数の貫通孔を形成する方法は、フォトリソグラフィ技術を用いる前者の方法に比べて、ファインピッチで導電性金属を付着させる場合に適している。また、多孔質膜に多数の貫通孔を形成する方法は、例えば、３０μｍ以下、さらには２５μｍ以下の微細な直径の導通部を形成するのに適している。情況に応じていずれの方法を用いてもよい。
【００４３】
多孔質膜からなる基膜の複数箇所に、表面から裏面に貫通する貫通孔の壁（多孔質構造の樹脂部）に導電性金属を付着させて導通部を形成する。フォトリソグラフィ技術を用いる方法では、無電解めっき法などによりレジスト除去部に導電性金属粒子を析出させて、壁（多孔質構造の樹脂部）に導電性金属を連続して付着させる。この場合、レジスト除去部の表面から裏面に貫通する状態となるように、多孔質構造の樹脂部に導電性金属を連続して付着させる。貫通孔を形成する方法では、貫通孔の壁面に露出している多孔質構造の樹脂部に、無電解めっき法などにより導電性金属粒子を析出させる方法により付着させる。
【００４４】
多孔質構造の樹脂部とは、多孔質膜の多孔質構造を形成している骨格部を意味している。多孔質構造の樹脂部の形状は、多孔質膜の種類や多孔質膜の形成方法によって異なっている。例えば、延伸法による多孔質ＰＴＦＥ膜の場合には、多孔質構造は、それぞれＰＴＦＥからなる多数のフィブリルと該フィブリルによって互に連結された多数のノードとから形成されているので、その樹脂部は、これらのフィブリルとノードである。
【００４５】
多孔質構造の樹脂部に導電性金属を付着させて導通部を形成する。この際、導電性金属の付着量を適度に制御することによって、導通部での多孔質構造を保持することができる。本発明のシート状コンタクトでは、導電性金属が多孔質構造の樹脂部の表面に沿って付着しているため、導電性金属層の部分が多孔質構造と一体となって多孔質状構造となっており、その結果、導通部が多孔質状となっているということができる。このため、上述のように、バンプ等とのコンタクト時の導通部自身の変形容易性、および金属ばねの挿し込み固定容易性を得ることができる。導電性金属層の大部分または実質的にほとんどが、多孔質状構造であってもよい。
【００４６】
無電解めっき法などを採用すると、導電性金属粒子が多孔質構造の樹脂部に付着する。本発明のシート状コネクタでは、多孔質膜を構成する多孔質構造（多孔性）をある程度維持したまま、導電性金属粒子が付着した状態が得られる。多孔質構造の樹脂部の太さ（例えば、フィブリルの太さ）は、５０μｍ以下であることが好ましい。導電性金属粒子の粒子径は、０．００１〜５μｍ程度であることが好ましい。導電性金属粒子の付着量は、多孔性と弾性を維持するために、０．０１〜４．０ｇ／ｍｌ程度とすることが好ましい。基膜となる多孔質の気孔率にもよるが、導電性金属粒子の付着量が多すぎると、シート状コネクタの弾性が大きくなりすぎて、通常の使用圧縮荷重では、シート状コネクタの弾性回復性能が著しく低下する。導電性金属粒子の付着量が少なすぎると、圧縮荷重を加えても膜厚方向への導通を得ることが困難になる。
【００４７】
貫通孔の壁面で多孔質構造の樹脂部に導電性金属を付着させる方法について、図４および図５を参照しながら説明する。多孔質樹脂シート（基膜）１２には、表面から裏面にかけて貫通する貫通孔９が複数箇所に形成されている。これらの貫通孔は、一般に、所定のパターンで多孔質樹脂シート１２に形成される。図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図であり、貫通孔の壁面で多孔質構造の樹脂部に導電性金属粒子が付着して導通部５を形成している状態を示している。多孔質樹脂シート１２は、基膜となっており、所定の複数箇所に貫通孔が設けられており、貫通孔壁面の多孔質構造の樹脂部には導電性金属粒子が付着して導通部５が形成されている。この導通部５は、多孔質構造の樹脂部の表面に付着して形成されているため、多孔質としての特性を有している。圧力を除去すると、導通部を含む樹脂シート全体が弾性回復するので、シート状コンタクトは、繰り返して使用することができる。
【００４８】
図１１および図１２は、金属ばね３の導通部５への挿し込みと固定の方法の変形例を示す図である。図６および図７に示す方法では、表面に直角なフラットな壁面における一定の厚みの導通部に金属ばねを挿し込み、機械的に固定する。図１１に示す方法では、中空の導通部の層厚みを２段に変えて大径部と小径部とを設け、大径部の端から金属ばねを挿し込み、小径部と大径部との段差部に金属ばねを係止して機械的に固定する。ストレートの中空部に金属ばねを挿し込む場合、金属ばねが中空部を抜け出てしまうおそれがあり、図１１に示す方法によってこのような不都合を回避することができる。
【００４９】
また、図１２に示す方法では、樹脂シートにあける貫通孔をテーパー形状にして、そのテーパー形状の壁面に沿って導通部５を形成し、テーパー形状の導通部の大径側から金属ばね３を挿し込み、当接した位置に金属ばねを固定する。この方法により、やはり金属ばねが中空スペースを抜け出てしまうおそれを排除することができる。図１１および図１２に示す方法ともに、樹脂シート１２を多孔質ＰＴＦＥ膜などとすることにより、導通部５は壁に染み込む部分を有し、多孔質材料的な性格を示すので、金属ばね３を容易に導通部５に挿し込み、固定することができる。
【００５０】
（実施の形態２）
図１３は、本発明の実施の形態２における半導体検査装置５０を示す断面図である。この半導体検査装置５０は、被検査対象の半導体装置６０の電極端子であるバンプ２４と電気的に導通するためのシート状コネクタ１０を備えている。シート状コネクタ１０の樹脂シート１２は、多孔質ＰＴＦＥ膜で形成されている。半導体検査装置５０は、配線５２を含む配線基板５１上に形成されており、半導体装置６０との位置合わせを確実に行うためのガイド５５を備えている。半導体装置６０は、基板６１上に形成されており、ＢＧＡの電極端子のバンプ２４を半導体検査装置５０に向かって突き出している。バンプ２４の平面的な位置と、中空の導通部５または渦巻ばね３の平面的な位置とは、一対一に対応している。
【００５１】
半導体装置６０の検査のためにガイド５５に沿うように、半導体装置に荷重を加えると、バンプ２４とシート状コネクタ１０の電極（導通部５と渦巻ばね３とで構成される）とは機械的に接触し、このため電気的にも導通状態とされる。このとき、すべてのバンプ２４の高さ位置にはばらつきがあり、渦巻ばね３と、樹脂シート１２とに弾性変形に起因する十分大きなストロークを発生しないと、上記バンプ２４の高さ位置のばらつきを吸収することができない。本発明のシート状コネクタ１０では、図８に示すように、渦巻ばね３と、導通部５を含む多孔質ＰＴＦＥ膜１２の両方で、弾性変形を分担するので、大きなストロークを得ることができる。この結果、信頼性の高い半導体検査装置を提供することができる。
【００５２】
（実施の形態３）
図１５は、本発明の実施の形態３における実装半導体製品９０を組み立てている状態を示す図である。図１５において、ＬＳＩチップなどのデバイス８０は半導体基板８１上に形成され、電気的接続用の端子部８３に形成されたバンプ８４を裏面に突き出している。また、位置合わせのガイド孔８１ｈを端部に設けている。上記ＬＳＩチップ８０は、電気的接続の端子を互いに接続させて、マザーボード７１上に実装される。マザーボード７１には、端子７３上にバンプ７４が形成され、また位置合わせのピン７５が設けられている。上記デバイス８０とマザーボード７１の端子間の接続を確実に行うために、シート状コンタクト１０が用いられ、実装製品に組み込まれる。シート状コネクタ１０の樹脂シート１２は、多孔質ＰＴＦＥ膜で形成されている。
【００５３】
シート状コンタクト１０では、上下面のバンプ８４，７４との電気的接続において十分大きなストロークが生じるように金属ばね３を導通部５の上面側と下面側の両面に配置している。このため、デバイスにおけるバンプ８４の高さ位置のばらつきおよびマザーボード７１におけるバンプ７４の高さ位置のばらつきを、渦巻ばね３と、多孔質ＰＴＦＥ膜１２と、その貫通孔の壁に染み込むように形成された導通部５との変形により吸収することができる。この結果、十分低い接触抵抗で、マザーボード７１のバンプ７４と、デバイスのバンプ８４との電気的接続を実現することができる。このとき上下のバンプ７４，８４と渦巻ばね３とは半田を用いずに電気的接続を確固としたものにできる。このため、半田を使用することにともなう諸対策をしないですみ、また渦巻ばね３とバンプ７４，８４との取り外しが容易なので、実装半導体製品の製造の融通性を高めることができる。しかも、このとき、シート状コンタクト１０の樹脂シートを十分薄くすることができる。このため、マザーボード７１に実装されたあとの実装半導体製品９０の厚みを薄くして薄型化することができ、商品価値を高めることができる。
【００５４】
上記において、本発明の実施の形態および実施例について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態および実施例は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明は、金属ばねおよび樹脂シートの両方が弾性変形して、ストロークを大きくでき、半導体装置等の接続端子の厚み方向位置のばらつきを吸収できれば、どのような金属ばねの形態および樹脂シートの形態であっても、本発明の技術的範囲に属させるものである。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、金属ばねと樹脂シートの両方で弾性変形を分担するため、薄い樹脂シートを用いながら、接続端子の位置ばらつきを吸収できるように大きなストロークを生じる。また、金属ばねに渦巻ばねを用いた場合、渦巻ばねおよび中空電極のサイズを小さくできるので、狭ピッチの端子を配置した半導体装置にも対応することができる。さらに実装半導体製品においてはマザーボードとデバイスとの電気的接続に半田を使用する必要がないという利点を有する。このため、高密度化・狭ピッチ化・薄肉化する半導体装置や検査装置自体およびその製造に貢献することが期待される。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態１におけるシート状コネクタを示す断面図である。
【図２】図１に示す金属ばねの構造（渦巻ばね構造）を示す図である。
【図３】図２の金属ばねの断面図である。
【図４】樹脂シートを示す平面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】樹脂シートの導通部と金属ばねとを示す模式図である。
【図７】樹脂シートの導通部に金属ばねを挿し込み、固定する状態を示す図である。
【図８】シート状コネクタの電極（導通部と金属ばねとで構成）に半導体装置のバンプが押し当たる際に生じる弾性変形を示す図である。
【図９】渦巻ばねの別の例を示す図であり、（ａ）はらせん状に中央部が突き出る渦巻構造の金属ばねを示し、（ｂ）は渦巻ばねの中央部に突起部を有する金属ばねを示す図である。
【図１０】渦巻ばねの平面パターンの別の例を示す図であり、（ａ）は相互に分離した３条のばねによって形成される平面パターンを示し、（ｂ）は矩形の各辺から中央に延びる４条のばねによって形成される平面パターンを示す図である。
【図１１】金属ばねを中空の導通部に挿し込み、固定する方法の別の例を示す図である。
【図１２】金属ばねを中空の導通部に挿し込み、固定する方法のさらに別の例を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態２における半導体検査装置を示す図である。
【図１４】図１３の半導体検査装置を作動させた状態を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態３における実装半導体製品の組み立て操作を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
３  金属ばね（渦巻ばね）、５  導通部、１０  シート状コネクタ、１２  樹脂シート、１２ｈ  ガイド孔、２４  バンプ、５０  半導体検査装置、５１  配線基板、５２  配線、５３  接続端子、５５  ガイド、６０  半導体装置、６１  基板、７１  マザーボード、７３  接続端子、７４  バンプ、７５  ガイドピン、８０  デバイス、８１  基板、８１ｈ  ガイド孔、８３  接続端子、８４  バンプ、９０  実装半導体製品、ｂ  金属ばねの厚み（高さ）、Ｄ  金属ばねの外径、ｄ  導通部の中空径、Ｓ  樹脂シートの弾性変形領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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