(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程を少なくとも備えることを特徴とする検査治具の製造方法。
（ａ）絶縁基板に開口部を形成する工程。
（ｂ）絶縁基板の、配線回路パターンが形成される一方の面とは反対の、他方の面側から前記開口部を中途まで封止する封止剤を形成する工程。
（ｃ）前記一方の面および開口部内に検査電極及び導体層を形成する工程。
（ｄ）前記導体層をパターニング処理して配線回路パターンを形成する工程。
（ｅ）前記封止剤を除去する工程。
（ｆ）前記検査電極及び前記配線回路パターン上にニッケル膜及び金膜をめっきにより形成する工程。
【請求項２】
（ｃ）工程の後に、下記（ｃ−１）及び（ｃ−２）工程を行うことを特徴とする請求項１記載の検査治具の製造方法。
（ｃ−１）導体層上にレジストを形成し、パターニングする工程。
（ｃ−２）前記導体層を電極として、露出した導体層上に電解めっき層を形成する工程。
【請求項３】
前記開口部を形成する工程をレーザー加工によって、絶縁基板の他方の面側から行い、かつ開口部が前記他方の面側が広がった円錐状となるように形成することを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれか一項記載の検査治具の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項記載の製造方法によって製造された検査治具であって、開口部を備える絶縁基板の一方の面に配線回路パターンが形成され、前記配線回路パターンとその一端が電気的に接続されて前記開口部内に形成される検査電極を備えてなる検査治具であって、前記検査電極の他端は絶縁基板の他方の面よりもくぼんだ状態で形成されていることを特徴とする検査治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置や配線回路基板の導通検査をする為に用いられる検査治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
配線回路基板へ搭載前の半導体チップのバンプ電極は、その頂部（先端）がチップの主面から突出して半球ないし球面状のハンダバンプや金バンプで形成されている。このため、この様なバンプ電極に従来使用されているようなプローブやバンプ状に突出した検査電極を当接させようとしても、検査電極の先端がバンプ電極のバンプ上を滑ってしまうため導通検査が困難になってしまう。しかも、このようなプローブで確実な接触を確保するためには、例えば１つのバンプ電極あたり、７ｇ程度の圧力で圧接する必要があり、被検査体のバンプ電極がハンダで形成されている場合柔らかい上に、高さ直径ともに１００〜２００μｍ程度と極めて微小であるため、上記のような圧力をかけると、そのバンプ電極は異常に変形したりあるいは潰れてしまい、パッケージへの搭載、接合ができなくなってしまうという問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、半球ないし球面状のバンプ電極を有する被検査体を確実に、精度良く電気的導通検査が行える検査治具を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明に於いて上記の問題を解決するために、まず請求項１記載の発明は、以下の工程を少なくとも備えることを特徴とする検査治具の製造方法である。
（ａ）絶縁基板に開口部を形成する工程。
（ｂ）絶縁基板の、配線回路パターンが形成される一方の面とは反対の、他方の面側から前記開口部を中途まで封止する封止剤を形成する工程。
（ｃ）前記一方の面および開口部内に検査電極及び導体層を形成する工程。
（ｄ）前記導体層をパターニング処理して配線回路パターンを形成する工程。
（ｅ）前記封止剤を除去する工程。
（ｆ）前記検査電極及び前記配線回路パターン上にニッケル膜及び金膜をめっきにより形成する工程。
【０００５】
また請求項２記載の発明は、（ｃ）工程の後に、下記（ｃ−１）及び（ｃ−２）工程を行うことを特徴とする請求項１記載の検査治具の製造方法である。
（ｃ−１）導体層上にレジストを形成し、パターニングする工程。
（ｃ−２）前記導体層を電極として、露出した導体層上に電解めっき層を形成する工程。
【０００６】
請求項３記載の発明は、前記開口部を形成する工程をレーザー加工によって、絶縁基板の他方の面側から行い、かつ開口部が前記他方の面側が広がった円錐状となるように形成することを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれか一項記載の検査治具の製造方法である。
【０００７】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項記載の製造方法によって製造された検査治具であって、開口部を備える絶縁基板の一方の面に配線回路パターンが形成され、前記配線回路パターンとその一端が電気的に接続されて前記開口部内に形成される検査電極を備えてなる検査治具であって、前記検査電極の他端は絶縁基板の他方の面よりもくぼんだ状態で形成されていることを特徴とする検査治具である。
【００１２】
（作用）請求項１記載の発明によれば、
（ａ）絶縁基板に開口部を形成する工程。
（ｂ）絶縁基板の、配線回路パターンが形成される一方の面とは反対の、他方の面側から前記開口部を中途まで封止する封止剤を形成する工程。
（ｃ）前記一方の面および開口部内に検査電極及び導体層を形成する工程。
（ｄ）前記導体層をパターニング処理して配線回路パターンを形成する工程。
（ｅ）前記封止剤を除去する工程。
（ｆ）前記検査電極及び前記配線回路パターン上にニッケル膜及び金膜をめっきにより形成する工程。
という各工程を少なくとも備えるため、検査電極が前記絶縁基板の他方の面よりくぼんだ状態の検査電極のくぼみ量や形状が、高い精度で制御されている検査治具を製造することが可能となる。
【００１３】
さらに、請求項２記載の発明によれば、
（ｃ）工程の後に、
（ｃ−１）導体層上にレジストを形成し、パターニングする工程。
（ｃ−２）前記導体層を電極として、露出した導体層上に電解めっき層を形成する工程。
を行うため、配線回路パターンを高い精度で形成することが可能となる。
【００１４】
また、請求項３記載の発明によれば、開口部を形成する工程をレーザー加工によって、絶縁基板の他方の面側から行い、かつ開口部が前記他方の面側が広がった円錐状となるように形成するため、高い精度の円錐状の開口部を形成することが可能となる。
【００１５】
そして、請求項４記載の発明によれば、請求項１乃至請求項３のいずれか一項記載の製造方法によって製造された検査治具であって、開口部を備える絶縁基板の一方の面に配線回路パターンが形成され、前記配線回路パターンとその一端が電気的に接続されて前記開口部内に形成される検査電極を備えてなる検査治具であって、前記検査電極の他端は絶縁基板の他方の面よりもくぼんだ状態で形成されているため、バンプ電極を有する被検査体の導通検査を確実に、高い精度で行うことができる。また、半導体チップや、半導体装置用基板を用いた半導体装置の検査（合否判定）が、実装や電子機器の組立前の段階で、バンプ電極をほとんど損傷しないで確実にできることから、検査効率の向上とパッケージや電子機器の歩留まりの向上が期待できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態につき説明する。
【００２０】
図１に本発明の検査治具の一実施例の構成を示す部分模式斜視図を、図２に図１の検査治具をＡＡ線で切断した模式断面図を、図３（ａ）〜（ｅ）に参考技術の検査治具の製造工程の一実施例を工程順に示す模式断面図を、図４（ａ）〜（ｇ）に本発明の検査治具の製造工程の一実施例を工程順に示す模式断面図を、図５に本発明の検査治具を使って被検査体の導通検査を行っている状態を示す模式断面図を、それぞれ示す。
【００２１】
本発明の検査治具１０は図１及び図２に示すように、絶縁基板１１の一方の面に配線パターン１２ａが、他方の面に検査電極１５が形成されており、検査電極１５の一端と配線パターン１２ａとは電気的に接続されている。さらに、検査電極１５は前記他方の面側が広がった円錐状の開口部に形成されている。開口部の形状は円錐状に限定されないが、被検査体のバンプ電極３１と検査治具の検査電極とが多少位置ズレを起こしても、被検査体のバンプ電極３１は検査治具の開口部のテーパー部を滑るように検査治具の検査電極と導通されるため円錐状であることが好ましい。このことから、バンプ状の電極を有する被検査体の導通検査を確実に、精度よく行うことが出来る。
なお、バンプ電極を有する被検査体としては、ハンダや金等のバンプが電極上に形成された半導体チップや、半導体チップ等の電子部品が搭載された半導体装置用の基板等があげられる。半導体装置用の基板としては、ポリイミド等のフィルムやガラス−エポキシ等の基板が用いられている。
【００２２】
そして検査電極の先端部は絶縁基板１１の他方の面よりもくぼんだ状態になるように形成される。このことから図５に示すようなバンプ電極３１を有する被検査体３０の導通検査を行う際被検査体のバンプ電極３１がテーパー形状の開口部に落とし込む形で本発明の検査治具の検査電極１５と導通されるため、バンプ電極３１と検査電極１５との導通が確実に行われると同時にバンプ電極３１が損傷を受けるようなことはない。
また、検査電極の他端は、ほぼ平面形状であることが望ましい。平面形状であると、開口部の中でもバンプ電極と検査電極との間の滑りが生じることがなく、より安定した接触が確保され、滑りの状態によって特定のバンプ電極に力が加わり、そのバンプ電極が変形したり、破壊することがない。
【００２３】
以下、参考技術の検査治具の製造方法の一例について図３（ａ）〜（ｅ）を用いて説明する。まず、絶縁基板１１の一方の面に接着剤層（図示略）を形成し、他方の面側からレーザー加工にて、絶縁基板１１および接着剤層に他方の面側が広がった円錐状となるように開口部１３を形成する（図３（ａ））。絶縁基板１１は検査治具の支持基板になるもので、絶縁性、耐熱性及び機械的強度が求められ、ポリエステル、エポキシ、アクリル及びポリイミド樹脂からなる絶縁基板が使用可能であるが、ポリイミドフィルムが好適である。
【００２４】
接着剤層は液状の接着剤を塗布したり、シート状に加工された接着剤を貼着したりすることで形成可能であり、エポキシ系の接着剤が多用される。
開口部１３は後工程の電解めっきにて検査電極を作製するためのめっき型になるもので、検査電極の形状はこの開口部の形状によって決まる。
開口部１３の形状は図３（ａ）に示すように他方の面側が広がった円錐状が好ましく、テーパー角度は、絶縁基板１１の厚さ、検査電極の大きさ、被検査体のバンプ電極形状等により適宜設定する。好ましくは、開口部１３の底面に対して７０〜８５度の範囲が好適である。
開口部の形成方法は、レーザー加工が精度が高く、他の部位の汚染も少ないことから好ましいが、エッチング等の方法も採用できる。また、コストの面からは金型を用いた打ち抜きで行うことが望ましいが、その場合は形状を円錐状にすることは困難である。
【００２５】
また、レーザー加工で開口部を形成する際は、スミアが発生するのでドライ方式あるいはウエット方式、具体的にはプラズマアッシング、エッチング等で除去する必要がある。
さらに、開口部１３を形成する際アライメントマーク等の加工も同時に行い後工程での位置合せマークとして利用する。
レーザー加工機としては炭酸ガスレーザー、エキシマレーザー、ＹＡＧレーザーを使用した単一又は複数のレーザー加工機を併用した加工方法が利用できる。
次に、開口部１３が形成された絶縁基板１１の接着剤層上に銅箔等を貼り合わせ、導体層１２を形成する（図３（ｂ））。
銅箔は一般に使用されている膜厚５〜３６μｍの銅箔が使用でき、絶縁基板１１の一方の面に形成された接着剤層上にラミネーター等で貼り合わせ導体層１２を形成する。
【００２６】
次に、導体層１２上にレジスト層１４を形成して、導体層１２をめっき電極にして電解めっきにて開口部１３に検査電極１５を形成する（図３（ｃ））。
レジスト層１４は電解めっきにて開口部１３以外の導体層１２の表面に電解めっきされるのを防止するために形成するもので、最終的には除去されるので、電解めっき液には十分な耐性を有し、後工程で剥離処理が容易な感光性レジスト又はドライフィルムレジストが好適である。
検査電極１５としては銅、ニッケル、鉛、すず、ビスマス、インジウム等の単一金属又は２種以上の合金からなる導体材料が使用でき、銅、ハンダ等が好適である。さらに、検査電極１５の先端部は絶縁基板１１の他方の面よりくぼんだ状態で形成される。言い換えれば、検査電極１５の導体層１２からの高さは絶縁基板１１の厚みよりも高くなることはない。
【００２７】
次に、レジスト層１４を専用の剥離液で剥離処理して、導体層１２を公知のフォトエッチングプロセスでパターニング処理し配線パターン１２ａを形成する（図３（ｄ））。
次に、検査電極１５及び配線パターン１２ａ表面に電解めっきによりニッケル膜及び金膜を形成することによって酸化防止層１６とし、本発明の検査治具１０を得ることができる（図３（ｅ））。
この酸化防止層１６は検査電極１５、配線パターン１２ａが通常銅ないし銅合金で形成されるため、空気中で自然酸化を受け、電気特性の経時変化するのを防止するために形成されるものである。
【００２８】
次に本発明の検査治具の製造方法の実施例について図４（ａ）〜（ｇ）を用いて説明する。上記の参考技術の例とは異なる点についてのみ説明する。まず、絶縁基板２１の配線回路パターンが形成される一方の面２２とは反対面である他方の面２３の側からレーザー加工にて、絶縁基板２１に他方の面側が広がった円錐状となるように開口部２４を形成する（図４（ａ））。そして、他方の面側から、開口部を中途まで封止する封止剤２５を形成する。封止剤はエポキシ樹脂やポリイミド樹脂のような樹脂が好適に使用できる。好ましくはシート状に加工されたものがよい。なお、封止剤は後に剥離するため、めっき層からの剥離が容易に行えることが好ましい。例えば、シート状のエポキシ樹脂シートを絶縁基板の他方の面の側からラミネートする方法が挙げられる（図４（ｂ））。
【００２９】
この場合はラミネートの圧力によってどの程度開口部を埋設するかを決定することができ、好ましい。しかも開口部に埋設されている部分の先端形状を平面状にすることも容易である。なお、どの程度埋設するか、という埋設量は、電極先端が絶縁基板の他方の面よりもくぼんでいる量を決定するものであり、非常に重要である。被検査体の接続端子、例えば半導体チップのバンプ電極の形状、高さ、は被検査体の品種により様々であるので、くぼんでいる量も品種毎に形状、高さに応じて設定することが好ましい。
開口部２４および封止剤２５は後工程の電解めっきにて検査電極を作製するためのめっき型になるもので、検査電極の形状はこの開口部の形状および封止剤の埋設量と埋設部分先端の形状によって決まる。埋設部分先端の形状を平面状にすることよって、検査電極の先端形状を平面形状にすることが可能となる。
【００３０】
次に絶縁基板の前記一方の面に導電層を形成する。導電層の形成材料、形成方法は特に限定されないが、形成材料としては絶縁基板と密着性の良い導電性材料が望ましい。形成方法としてはスパッタ法やドライプレーティング法、無電解めっきが使用可能である。あるいはそれらの方法と電解めっきを組み合わせることは好ましい。ポリイミドフィルムを絶縁基板として用いた場合には、スパッタ法ではクロム層を成膜後、銅層を連続成膜で形成することがあげられる。好ましい例として、セミアディティブ法があげられる。具体的には、絶縁基板の前記一方の面にスパッタリングまたは無電解めっきで導電層２６を形成する（図４（ｃ））。さらに、導電層上に感光性レジストを形成し、パターニングしてレジスト層２７を形成する（図４（ｄ））。そして、導電層を電極として電解めっき層２８を配線パターン状に、また同時に検査電極２９を形成する（図４（ｅ））。
図に示す通り、電解めっき層２８と検査電極２９は一体的に形成されている。次にレジスト層を剥離し、ソフトエッチングすることにより、レジスト層の下部にあった導体層を除去し、配線パターン５１を形成する（図４（ｆ））。そして、封止材２５を剥離し、検査電極及び配線パターン表面にめっきによりニッケル膜及び金膜を形成することによって酸化防止層５２とし、本発明の検査治具を得ることができる（図４（ｇ））。
【００３１】
【実施例】
以下実施例により本発明を詳細に説明する。
【００３２】
（参考例）
図３に従って説明する。まず、５０μｍ厚のポリイミドフィルム（ユーピレックス：宇部興産）からなる絶縁基板１１の一方の面に８μｍ厚の接着剤層（＃８５００：東レ）を形成し（図示略）、絶縁基板１１の他方の面側から、所定位置にエキシマレーザー加工機を用いて直径１５０μｍの他方の面側が広がった円錐状の開口部１３及びアライメントマークを形成した（図３(ａ)）。エキシマレーザー加工機の加工条件は、エネルギー密度１．５Ｊ／ｃｍ2で行った。次に、開口部１３が形成された絶縁基板１１の接着剤層上に１８μｍ厚の電解銅箔（ＳＬＰ）をラミネーターを用いて貼り付け、導体層１２を形成した（図３(ｂ)）。さらに、導体層１２上にマスキングを目的としてドライフィルム（ＤＲＦ：日立化成工業（株）製）を貼り合わせ、レジスト層１４を形成した。
【００３３】
そして、導体層１２をめっき電極にして電解めっきにて開口部１３に高さ４０μｍのハンダ（Ｓｎ−Ｐｂ）からなる検査電極１５を形成した（図３(ｃ)）。
次に、レジスト層１４を剥離し、導体層１２上にドライフィルム（ＤＲＦ：日立化成工業（株）製）を貼り合わせてレジスト層を形成し、所定のパターンで露光、現像処理してレジストパターンを形成した。レジストパターンから露出する導体層１２を塩化第２鉄液にてエッチングして、レジストパターンを専用の剥離液で剥離処理し、配線パターン１２ａを形成した。
次に、配線パターン１２ａ表面に電解ニッケルめっき及び電解金めっきによりニッケル膜及び金膜を形成することによって酸化防止層１６とし、本発明の検査治具を作製した。
【００３４】
（実施例）
図４に従って説明する。絶縁基板２１の両端に打ち抜きによりスプロケットホールを形成した（図示略）。絶縁基板としてはユーピレックス（５０μｍ厚：宇部興産）を使用した。次に、アライメントマーク（図示略）、開口部２４を所定位置にエキシマレーザー加工機をもちいて形成した。エキシマレーザー加工機の加工条件は、エネルギー密度１．５Ｊ／ｃｍ２で行った（図４(ａ)）。そして封止材（ＡＳ−４０００：日立化成製）２５を絶縁基板にラミネートし、ラミネート時の圧力により開口部２４内の封止材の厚さが４０μｍとなるように埋設した（図４(ｂ)）。次に、絶縁基板１１の一方の面からスパッタリングにより導電性膜２６としてクロム膜、銅膜の順にそれぞれ厚さ１μｍ、４μｍで連続製膜した（図４(ｃ)）。そしてセミアティブ法として導電性膜２６の上にドライフィルム（ＲＹ３０２５：日立化成製）をラミネートし、ドライフィルムをパターニングし、配線回路パターンの形状のドライフィルムを除去し、レジスト層２７を形成した（図４（ｄ））。
【００３５】
そして検査電極部及び配線回路パタン部に銅めっきを厚さ１５μｍで成膜し、検査電極部を銅めっきにて充填した。また、ソフトエッチ処理する際の銅めっき層のマスキングとしてニッケルめっきを厚さ４μｍで、積層して形成した（図４（ｅ））。そしてドライフィルムを剥離後、 塩酸によりスパッタリング膜のクロム及び銅の露出部をソフトエッチング処理して、配線パターン５１を形成した（図４（ｆ））。その後、封止材２５を剥離し、最後に、電解ニッケルめっき及び電解金めっきを行うことによって、検査電極及び配線パターンに酸化防止層５２を形成し、本発明の検査治具を作製した（図４(ｇ)）。
なお、実施例１との実質的な相違点としては、絶縁基板からくぼんだ部分の検査電極の形状が図４(ｇ)に示すように平面状になっている点であり、模式斜視図は図１と同様となる。
【００３６】
参考例および実施例で得られた検査治具１０を用いてバンプ電極３１を有する被検査体３０の導通検査を行った。具体的には、図５に示すように、検査用ソケット４０上に設けられたシリコンラバー４１上に本発明の検査治具１０を載置し、バンプ電極３１を有する半導体チップ等からなる被検査体３０を位置合せして、所定の圧力で押圧し導通検査を繰り返し行った結果確実な導通状態が再現され、且つ被検査体３０のバンプ電極３１の形状変化も見られず、バンプ電極３１を有する半導体チップ等からなる被検査体３０の電気的導通試験が確実に、精度良くできることが確認できた。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の請求項１乃至請求項３記載の発明によれば、検査電極が絶縁基板の他方の面よりくぼんだ状態の検査治具を高い精度で製造することが可能となるため、また、検査電極が前記絶縁基板の他方の面よりくぼんだ状態の検査電極のくぼみ量や形状が、高い精度で制御されている検査治具を製造することが可能となるため、そして、高い精度の配線回路パターンを有する検査治具を製造することが可能となるため、さらに、高い精度の円錐状の開口部を有する検査治具を製造することが可能となるため、導通検査をより確実に、より高い精度で行うことができる優れた検査治具を製造することが可能となる。
【００３８】
また、本発明の請求項４記載の発明によれば、バンプ電極を有する被検査体の導通検査を確実に、高い精度で行うことができ、また、半導体チップや、半導体装置用基板を用いた半導体装置の検査（合否判定）が、実装や電子機器の組立前の段階で、バンプ電極をほとんど損傷しないで確実にできることから、検査効率の向上とパッケージや電子機器の歩留まりの向上が期待できる優れた検査治具を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の検査治具の一実施例の構成を示す模式斜視図である。
【図２】図１の模式斜視図をＡ−Ａ線で切断した検査治具の構成を示す模式断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は、参考技術の検査治具の製造工程の一実施例を工程順に示す模式断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｇ）は、本発明の検査治具の製造工程の他の実施例を工程順に示す模式断面図である。
【図５】参考技術および本発明の検査治具を用いて被検査体の導通検査を行っている状態を示す説明図である。
【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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