(57)【要約】      （修正有）【課題】接触装置においてその先端部トレースが被試験体との接触後に変形、又は弾性突出部から剥離を防止する安定且つ簡単な接触機構を提供する。【解決手段】主面に少なくとも１つのコンタクトパッドを有するキャリア基板を用意し、次に、上記主面に少なくとも１つの弾性突出部を形成する。弾性突出部は主面に対して実質的に一定の高さに上面を有する。上面の幅はコンタクトパッドよりも大幅に広い。続いて、少なくとも１つのコンタクトパッドを少なくとも１つの突出部の上面に接続する導電構造が形成される。【選択図】図５ｆ
2007093561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接触装置を製造する方法であって、
（ａ）少なくとも１つのコンタクトパッドを有するキャリア基板を用意する工程と、
（ｂ）前記キャリア基板の主面に対して実質的に一定の高さに上面を有し、前記上面の幅が前記コンタクトパッドよりも大幅に広い少なくとも１つの弾性突出部を前記キャリア基板の主面に形成する工程と、
（ｃ）少なくとも１つの前記コンタクトパッドを少なくとも１つの前記突出部の前記上面に接続する導電構造を形成する工程とを含む前記方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、工程（ｃ）の後に、
（ｄ）前記主面の側方からキャリア基板上にマスクを設ける工程と、
（ｅ）導電構造が開口部から露出するように前記上面上の領域における前記マスクに開口部を形成して、前記マスクを構成する工程と、
（ｆ）導電材料で上記マスクの前記開口部を充填する工程と、
（ｇ）前記マスクを除去する工程が続く前記方法。
【請求項３】
前記導電構造が、前記上面の最小寸法の方向に沿って前記上面上に形成されるトレースを含む請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記トレースの一端が前記上面上に位置する請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記突出部がスクリーンプリント処理により形成される請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記突出部が、弾性ポリマー、好ましくはシリコーン、ポリウレタン、または弾性エポキシ樹脂を含有する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記キャリア基板には、半導体基板、ガラス基板、セラミック基板、またはプリント回路基板が含まれる請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記充填により凹凸のある表面が得られるように、前記導電材料がガルバニック処理により析出される請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
主面上に配置される少なくとも１つのコンタクトパッドと、
上面を有する少なくとも１つの弾性突出部であって、前記上面は前記主面に対してある高さにおいて実質的に平面であり、前記高さは前記上面のいずれの寸法よりも小さい弾性突出部と、
少なくとも１つの前記コンタクトパッドを、少なくとも１つの前記突出部の前記上面に接続する導電構造とを含む接触装置。
【請求項１０】
前記上面の領域において上記導電構造上に配置された少なくとも１つの導電性先端部をさらに含む請求項９に記載の接触装置。
【請求項１１】
前記導電構造の一端が前記上面上に配置される請求項９または１０に記載の接触装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は接触装置製造方法に関する。さらに、本発明は各種接触装置に関する。
本発明およびその背景となる問題は、未実装チップ用試験装置に基づいて以下に説明されるが、本発明はこれにより限定されるものではなく、あらゆる接触装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路およびチップを形成した際、その電気的特性および機能性を試験する必要がある。高適用性および低コストの実現のために、ベア（実装していない）チップ試験に対する関心が高まっている。未実装チップには小さいコンタクトパッドのみが備えられている。よって、上記のコンタクトパッドに繰り返し接触することが安定して可能な試験装置を提供する必要がある。公知の接触装置には、コンタクトパッドに対して押圧される接触針が使用されている。しかし、これらの針を使用した装置は比較的複雑な機械的構造を有するために高価である。よって、これらの装置の使用を、製造過程においては可能な限り避けることが望ましい。
【０００３】
図１には、簡略化した接触装置の一部を断面図で示している。回路基板１の上には、弾性突出部２が備えられている。トレース（trace）３は測定装置（図示せず）に接続され、弾性突出部２の側壁に沿って弾性突出部２の上部領域１０２まで案内される。コンタクトパッド５を有する未実装チップ４は、上記構成に対して、以下の手順により接触させることができる。コンタクトパッド５が弾性突出部２の上方に配置されるように未実装チップ４の位置決めをする。続いて、未実装チップ４を回路基板１に向けて方向１０３へ押圧し、弾性突出部２を圧縮する。よって、形成されるトレース３はコンタクトパッド５と接触する。これにより、未実装チップ４の測定装置を用いた電気試験が可能となる（図２）。
【０００４】
未実装チップ４を取り外した後、弾性突出部２の形状が元に戻ってトレース３を持ち上げる。よって、接触装置はさらなる未実装チップの試験に用いることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、一度または数度圧縮されると、トレース３は元の形状に完全には戻らなくなる。特に、上記トレースの一端６が延びたままとなり、弾性突出部２から持ち上がって離れてしまう。このことはトレース３の機械的安定性に悪影響を及ぼす。これら一端６を起点として、トレース３が弾性突出部２から剥離することがある。
【０００６】
本発明の目的は、上記問題を解決する安定かつ簡単な接触機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の特徴の１つとして、少なくとも１つのコンタクトパッドを有するキャリア基板が用意、次に、その主面に少なくとも１つの弾性突出部を形成する。弾性突出部は、上記主面に対して実質的に一定の高さに上面を有する。上面の幅はコンタクトパッドよりも大幅に広い。続いて、少なくとも１つのコンタクトパッドを少なくとも１つの突出部の上面に接続する導電構造を形成する。
【０００８】
弾性突出部は原則として平面を有する。よって、上記上面に配置される導電構造とそのトレースは、原則的として、上記キャリア基板の主面と平行になる。弾性突出部を未実装チップまたは他の装置に対して押圧しても、上面上の導電構造は実質的には変形しない。このことによって、弾性突出部が圧縮および解放される度に導電構造および突出部により形成される接触面にかかる力が減少する。よって、導電構造は弾性突出部により強固に接着して剥離を回避する。
【０００９】
上記コンタクトパッドは、上記主面または主面の反対にある上記キャリア基板の表面に配置可能である。これにより、上記接触装置を更なる試験装置に結合するための電気的インターフェースが提供される。
【００１０】
本発明によるさらなる向上および改善は従属請求項に記載される。
特に好適な実施形態においては、上記キャリア基板、弾性突出部、および導電構造の上にマスクが配置される。上面上の導電構造が開口部から露出するように前記上面上の領域における前記マスクに開口部を形成して、前記マスクを構成する。導電材料で上記マスクの前記開口部を充填し、マスクを除去する。
【００１１】
このようにして、コンタクトパッドが凹部および／または誘電体層に囲まれて配置される半導体装置の接触を緩やかにする導電性先端部を配置してもよい。
本発明による別の改善において、前記導電構造は前記上面上に形成されるトレースを含む。さらに、１つの上面上に、複数のトレースを隣り合わせに配置してもよい。トレースは、例えば、上記主面または突出部の表面といった表面に実質的に平行である導電性平面構造である。
【００１２】
特に有効な改善としては、前記トレースの一端が前記上面上に位置することが挙げられる。よって、前記トレースの前記弾性突出部との一端に近い接触面は、突出部が圧縮／圧縮解除される際のどのような破壊的負荷にも変形しない。なお、導電構造の剥離は、通常、一端から始まる。よって、一端には特に注意が払われる。
【００１３】
別の改善において、前記弾性突出部は、弾性ポリマー、好ましくはシリコーン、ポリウレタン、または弾性エポキシ樹脂を含有する。弾性突出部はスクリーンプリント処理により形成されてもよい。前記キャリア基板には、半導体基板またはプリント回路基板が含まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施例を図面に示し、以下の記述でより詳細に説明する。
図４〜図１２において、同一の参照番号は同様または同一の構成要素を意味する。
図４は、本発明の一実施形態の断面図を示す。プリント回路基板または半導体基板でありうるキャリア基板１１が配置されている。トレース部および／または能動受動電気部品を含む他のいかなるキャリアを使用してもよい。特に、キャリア基板は、計測機器のポートへ接続するにあたり有益であるアダプタカードであってもよい。電気コンタクトパッド１４をキャリア基板１１の主面１１１に配置する。弾性突出部１２は、主面１１１上に備えられている。トレース１３は、コンタクトパッド１４を弾性突出部１２の上面１１２に接続するように形成される。弾性突出部１２の形状については、形成処理に関する次の段落の記述において、より詳細に説明される。
【００１５】
本発明の有利な実施形態においては、コンタクトパッド１４をキャリア基板１１の裏側に配置してもよい。裏側とは、主面の反対の表面を指す。キャリアを通ってビアが形成される。ビアによって、トレースがコンタクトパッド１４に接続されている。原則として、両面のコンタクトパッドを組み合わせて使用することも可能である。
【００１６】
まず、キャリア基板１１の主面１１１上に、弾性突出部１２を形成する。これはプリント処理などによって実現されてもよい。プリント処理は単一のプリント処理で構成されてもよく複数のプリント処理で構成されてもよい。キャリア基板の表面において弾性突出部の幅がコンタクトパッドよりも大幅に広くなるようにプリントパターンがデザインされる。弾性突出部の幅がコンタクトパッドの寸法の２倍以上であることが好ましく、３倍以上であることがより好ましい。
【００１７】
次工程においては、複数のトレースを含む導電構造１３が形成される。この形成は複数の工程によりなされる。第１の工程においては、主面１１１へ向かう方向に従って導電層１４をキャリア基板１１上に配置する。これは、スパッタリング処理などにより実現されてもよい（図５ｂ）。その次の工程においては、導電層１４上にマスク１５を形成する。マスク１５は、導電構造１３とそのトレースが形成されるべき領域に開口部を設けるように構成されている（図５ｃ）。続いて、導電構造１３を形成するために、含金属導電層１３を配置する。これら含金属層１３が金属により形成されることが好ましい。典型的な導電構造は、銅、ニッケル、および金からなる表層を含む（図５ｄ）。続いて、マスク１５を除去し（図５ｅ）、導電層１４をエッチングする（図５ｆ）。導電構造１３の金からなる層は、導電構造１３がそのまま残るようにその下の含金属層や導電層をエッチング処理から保護する。
【００１８】
半導体装置のコンタクトパッド上に生じうる酸化膜などの絶縁膜をこすりとるために、導電構造１３をその表面が凹凸となるように形成することが特に好ましい。これはガルバニック析出処理により実現される。
【００１９】
図６〜８は、弾性突出部を備えた接触装置に半導体装置を接触させる典型的な状態を示す。半導体装置２０は、突出したコンタクトパッド２１を含んでいてもよい。半導体装置２０は、コンタクトパッド２１が弾性突出部１２と向かい合わせとなるように平行方向に位置決めされる。続いて、コンタクトパッド２１と導電構造１３とを接触させるために、半導体装置２０を垂直方向１０３に移動させて弾性突出部１２に対して押圧する（図６）。別の半導体装置２２としては、前記半導体装置２２の主面１２２と平面をなすコンタクトパッド２３を含むものであってもよい。図７示されているものと同様の方法で、コンタクトパッド２３を導電構造１３に接触させる。
【００２０】
別の半導体装置２４には、コンタクトパッド２５が備えられている（図８）。半導体装置２４の主面１２４上には、コンタクトパッド２５の上方に開口部を有する誘電体層２６が形成される。よって、コンタクトパッドと接触するために、導電構造１３が誘電体層２６の開口部に挿入される必要がある。これは典型的な開口部よりも小さい弾性突出部１２によって実現される。
【００２１】
図９は、本発明のさらに好ましい実施形態を示す。本実施形態は図９を用いて説明される状態に対して特に有益である。キャリア基板３１が配置されており、これは図１を用いて説明されるキャリア基板と同様に選択することができるものである。主面１３１の上には、弾性突出部３２が備えられる。導電構造３３は、弾性突出部３２の側壁に沿って弾性突出部３２の上面１３２まで案内される。導電構造３３の他端は、キャリア基板３１上に備えられるコンタクトパッド３４や能動受動電気部品に接続される。弾性突出部３２の上方にある導電構造３３上に導電性先端部３５が配置されている。この導電性先端部は、直径約２０μｍで高さ１０〜１５μｍのものが使用できる。先端部３５は容易に誘電体層２６の開口部に挿入され、通常６０μｍ×６０μｍの表面積を有するコンタクトパッド２５と接触する。
【００２２】
半導体装置のコンタクトパッド上に生じうる酸化膜などの絶縁膜をこすりとるために、導電性先端部３５をその表面が凹凸となるように形成することが特に好ましい。これはガルバニック析出処理により実現される。
【００２３】
図１０ａ〜１０ｅを用いて、上記接触部の形成について説明する。第１の工程では、キャリア基板３１が配置され、キャリア基板３１の主面１３１の上に弾性突出部３２が形成される。上記弾性突出部の平らな上面１３２の幅ｗは、弾性突出部３２の高さｈよりも大きい。図５ｂ〜５ｆを用いて説明したように、上面１３２をキャリア基板３１の主面１３１上のコンタクトパッドに接続する導電構造３３が形成される（図１０ｂ）。好ましくは、導電トレース３３の一端３６が上面１３２上に配置され、弾性突出部３２の側壁の１つに配置されないようにする。既に述べたように、これによってトレースと弾性突出部との接触面にかかる負荷が減少する。
【００２４】
後続の工程においては、上記上面の領域において開口部３７を区画するマスク３９が配置される。この領域には導電構造３３が備えられている（図１０ｃ）。さらに後続の工程においては、導電材料３５、好ましくは金属により開口部３７が充填される。これはガルバニック処理により実現されてもよい（図１０ｄ）。
【００２５】
最後にマスク３９が除去される（図１０ｅ）。
図５ｅおよび５ｆを用いて説明された工程、すなわち第１マスク１５を除去して導電層１４をエッチングする工程は、第２マスク３９を除去した後に実施してもよい。
【００２６】
図５ｆを用いて説明された工程、すなわち導電層１４をエッチングする工程は、第２マスク３９を除去した後に実施してもよい。
図１１および図１２を用いて、本実施形態のさらなる利点を説明する。これらの図面は、本発明の一実施形態による、狭い幅ｗ１を有する弾性突出部２および広い幅ｗ２を有する弾性突出部１２の簡略した平面図を示す。一般的に、形成処理に起因して、弾性突出部２および１２の高さはそれぞれ均一ではない。よって凹領域２００および２０１がそれぞれ形成されることになる。小さい弾性突出部２においては、凹領域２００は弾性突出部の幅ｗ１の全域を覆う。よって、該部位を最も低い領域２００まで圧縮する必要がある。より広い弾性突出部１２においては、凹領域２０１は幅ｗ２の全域には広がらない。さらには、弾性突出部１２が圧縮される際、全方向からの物質が凹領域２０１を充填してその高さを増すことになる。よって該部位が水平化され、安定した接触を得るために必要とされる該部位の圧縮が緩和される。
【００２７】
本発明は好適な実施形態を用いて説明されたが、本発明はそれにより限定されるものではない。特許請求の範囲で定義される本発明の範囲から逸脱しない変更が当業者には理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】弾性接触装置の部分断面図を示す。
【図２】図１で示した弾性接触装置の接触工程を示す。
【図３】図１で示した接触装置の損傷を示す。
【図４】本発明の第１の実施形態の断面図を示す。
【図５ａ】図５に従う装置を製造する実施形態を示す。
【図５ｂ】図５に従う装置を製造する実施形態を示す。
【図５ｃ】図５に従う装置を製造する実施形態を示す。
【図５ｄ】図５に従う装置を製造する実施形態を示す。
【図５ｅ】図５に従う装置を製造する実施形態を示す。
【図５ｆ】図５に従う装置を製造する実施形態を示す。
【図６】本発明の実施形態における半導体装置の接触工程を示す。
【図７】本発明の実施形態における半導体装置の接触工程を示す。
【図８】本発明の実施形態における半導体装置の接触工程を示す。
【図９】本発明の第２の実施形態の断面図を示す。
【図１０ａ】図９に従う実施形態の形成を示す。
【図１０ｂ】図９に従う実施形態の形成を示す。
【図１０ｃ】図９に従う実施形態の形成を示す。
【図１０ｄ】図９に従う実施形態の形成を示す。
【図１０ｅ】図９に従う実施形態の形成を示す。
【図１１】本発明の背景となる問題を示す。
【図１２】一実施形態の上面図を示す。
【符号の説明】
【００２９】
ｈ…高さ
ｗ、ｗ１、ｗ２…幅
１…回路基板
３…トレース
４…半導体装置
５…コンタクトパッド
６…端部
１４…コンタクトパッド
１５…マスク
２６…誘電体層
３５…先端部
３９…マスク
１１、３１…キャリア基板
２、１２、３２…弾性突出部
１３、３３…導電構造
１６、３６…端部
２０、２２、２４…半導体装置
２１、２３、２５…コンタクトパッド
１０２…２の上部領域
１０３…方向
１１１、１３１…主面
１１２、１３２…上面
２００、２０１…凹領域
【図１】
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【図２】
2007093561.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
2007093561.tif 000007
【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
2007093561.tif 000010
【図５ｅ】
2007093561.tif 000011
【図５ｆ】
2007093561.tif 000012
【図６】
2007093561.tif 000013
【図７】
2007093561.tif 000014
【図８】
2007093561.tif 000015
【図９】
2007093561.tif 000016
【図１０ａ】
2007093561.tif 000017
【図１０ｂ】
2007093561.tif 000018
【図１０ｃ】
2007093561.tif 000019
【図１０ｄ】
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【図１０ｅ】
2007093561.tif 000021
【図１１】
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【図１２】
2007093561.tif 000023
【外国語明細書】
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2007093561.tif 000025
2007093561.tif 000026
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