(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＢＧＡ等半導体チップのソルダーボール（半田ボール）に検査電極を押圧して導通検査等を行う検査治具であって、
金属基板上に樹脂層及び絶縁性基板を形成する工程、
前記樹脂層及び前記絶縁性基板上の所定の位置に楕円状の開口部をレーザ加工にて形成する工程、
前記金属基板をカソードとして電解めっきにて前記開口部に検査電極を形成する工程、
前記絶縁性基板及び前記導体電極上に蒸着スパッタ或いは無電解めっきにより薄膜導体層を形成する工程、
前記薄膜導体層上にレジスト層を形成した後、所定の配線パターンを露光および現像してレジストパターンを形成する工程、
前記薄膜導体層をカソードとして電解銅めっきを行い、レジストパターンのない薄膜導体層上に銅からなる導体層を形成する工程、
前記レジストパターンを剥離した後、レジストパターン下部にあった薄膜導体層をソフトエッチングして配線パターン及び配線電極を形成する工程、
前記金属基板及び前記樹脂層を除去する工程、
とを備えた製造方法によって製造され、前記絶縁性基板の片面に先端形状が楕円筒状の前記検査電極が形成されており、もう一方の面に前記配線パターン及び前記配線電極が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、半導体や配線回路基板の導通検査や熱衝撃等信頼性試験に用いられる検査治具に関し、特にＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）チップ対応の検査治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＢＧＡ等半導体チップの導通検査は図３に示すような円錐台状の検査電極２１を有する検査治具を用いて、ＢＧＡ等半導体チップのソルダーボールに押圧して導通検査や熱衝撃等の信頼性試験を行っていた。
【０００３】
このような導通検査や熱衝撃等の信頼性試験の方法では円錐台状の検査電極とＢＧＡ等半導体チップのソルダーボールの中心位置が合った状態では検査電極とソルダーボールの接触は安定しているが、少しでも、中心位置がずれると検査電極とソルダーボールの接触面積が減少し電気的接続が不安定になるという問題や、中心からずれると検査電極とソルダーボールに斜めの力が加わり、ハンダボールの変形が起こり、歪みとなって蓄積し、金属疲労となるため検査電極の繰り返し使用寿命が短かくなるという問題がある。
【０００４】
また、検査治具を取り付けるソケットの構造によっては、ソケットに取り付ける際に検査治具と半導体チップに横方向の力が加わり、接続不良が発生したり、検査電極に歪みが蓄積し検査治具の寿命を低下させるという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、ＢＧＡ等半導体チップのソルダーボールと検査治具との僅かな（約１０〜２０μｍ）位置ずれに対して確実な電気的接続が得られる検査治具を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は上記問題を解決するため、ＢＧＡ等半導体チップのソルダーボール（半田ボール）に検査電極を押圧して導通検査等を行う検査治具であって、前記検査電極の先端形状が楕円筒状をしていることを特徴とする検査治具としたものである。
【０００７】
上記検査治具の検査電極の先端形状を楕円筒状にすることにより、半導体チップのハンダボールと検査治具電極が僅かな（約１０〜２０μｍ）位置ずれを起こしても、その形状から接触面積が十分取れるため、確実な電気的接触が行えるものである。また、ＢＧＡ等のチップ形状が長方形の場合には、楕円筒状の楕円長軸を長方形の長辺方向に合わしてやれば、長辺方向の僅かな（約１０〜２０μｍ）位置ずれに対して確実な電気的接触が行えるようになる。
【０００８】
【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。
図１に本発明の検査治具の部分斜視図及び部分断面図を示す。図１に示すように、フィルム状の絶縁性基板１３の片面に楕円筒状の検査電極１９が、もう一方の面に配線パターン１８ａ及び配線電極１８ｂが形成されており、検査電極１９と配線パターン１８ａは配線電極１８ｂを介して電気的に接続されている。さらに、配線パターン１８ａは絶縁性基板１３の周辺に形成されている外部接続端子に接続されている。
【０００９】
以下、本発明の検査治具の作製方法について図２（ａ）〜（ｆ）を用いて説明する。
まず、金属基板１１上に樹脂層１２及び絶縁性基板１３を形成する（図２（ａ）参照）。金属基板１１は導電性を有する金属であれば使用可能であるが、ここでは製造プロセス上ステンレス板が好ましい。樹脂層１２は後述の検査電極１９の高さを調整するためのもので、絶縁性を有する樹脂であれば使用可能であるが、後工程で最終的には剥離・除去されるため、剥離処理が容易な液状の感光性レジスト或いはドライフィルムが好適である。
【００１０】
絶縁性基板１３は検査治具の支持基板になるもので、絶縁性、耐熱性、寸法安定性及び機械強度が求められ、ポリエステル、エポキシ、アクリル及びポリイミド樹脂等が使用可能であるが、ポリイミド樹脂が好適である。
【００１１】
次に、樹脂層１２及び絶縁性基板１３の所定の位置に楕円状の開口部１４をレーザ加工にて形成する（図２（ｂ）参照）。
具体的には、ガラス基板上に形成されたレーザ不透過性の膜（金属膜又は誘電体多層膜等）に楕円状の開口パターンを形成したマスクを準備し、このマスクを通してエキシマレーザを樹脂層１２及び絶縁性基板１３に照射して、楕円状の開口部１４を形成する。
【００１２】
次に、金属基板１１をめっき電極のカソードにして、電解めっきにて開口部１４に導体電極１５を形成する（図２（ｃ）参照）。導体電極１５は、銅、ニッケル、アルミニウム等の導電性に優れた金属材料であれば使用可能であるが、単体で用いる場合や強度及び硬度等を考慮して組み合わせて用いる場合もある。また、貴金属（金、プラチナ、パラジウム、タングステン等）材料と組み合わせて使用しても良いが、物理的強度と導電性とコスト等からニッケル金属が好適である。
【００１３】
次に、セミアディティブ法により配線パターンを形成するために、絶縁性基板１３及び導体電極１５上に蒸着スパッタ或いは無電解めっき等により薄膜導体層１６を形成する。さらに、フォトリソ法にて薄膜導体層１６上にレジストパターン１７を形成する（図２（ｄ）参照）。
【００１４】
次に、薄膜導体層１６をめっきのカソード（陰極）電極として電解銅めっきを行い、レジストパターン１７以外の薄膜導体層１６上に銅からなる導体層１８を形成する（図２（ｅ）参照）。
さらに、レジストパターン１７を剥離し、レジストパターン１７の下部にあった薄膜導体層１６をソフトエッチングして配線パターン１８ａ及び配線電極１８ｂを形成する。
【００１５】
ここで、配線パターン１８ａ及び配線電極１８ｂをセミアディティブ法にて形成するようにしたが、これに限定されるものではなく、サブトラクティブ法及び印刷法等の通常一般に使用されている配線パターン形成プロセスが適用可能である。
【００１６】
次に、金属基板１１及び樹脂層１２を除去することで、支持基板である絶縁性基板１３の片面に楕円筒状の検査電極１９が、もう一方の面に配線パターン１８ａ及び配線電極１８ｂが形成された本発明の検査治具を得ることができる（図２（ｆ）参照）。
【００１７】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。
０．２５ｍｍ厚のＳＵＳ板からなる金属基板１１上に５０μｍ厚のドライフィルムレジスト（日立化成工業（株）製）をラミネートして樹脂層１２を形成し、さらに、その上に２５μｍ厚のポリイミドロールフィルム（宇部興産（株）製）をラミネートして絶縁性基板１３を形成した。
【００１８】
次に、樹脂層１２及び絶縁性基板１３の所定位置に楕円状の開口パターンを有するマスクを用いてＫｒＦエキシマレーザを照射して楕円状の開口部１４を形成した。ＫｒＦエキシマレーザの加工条件は、エネルギー密度１．５ｊ／ｃｍ2 で行った。ここで、上記条件でエキシマレーザを照射しても金属基板１１にはほとんど損傷を与えないで、樹脂層１２及び絶縁性基板１３に開口部１４を形成できる。
【００１９】
次に、金属板１１をカソード（陰極）電極にして、電解ニッケルめっきを行い、開口部１４に導体電極１５を形成した。
【００２０】
次に、絶縁性基板１３及び導体電極１５上に金属クロム及び銅をＤＣマグネトロンスパッタ装置でスパッタリングを行い、約０．２〜０．３μｍ厚の薄膜導体層１６を形成した。
【００２１】
次に、５０μｍ厚のドライフィルムレジストを薄膜導体層１６上にラミネートし、７０℃３０分間ベークして感光層を形成し、配線パターンのネガマスクを両面プリンター（オーク製作所（株））で、光量１００ｍｊ／ｃｍ2 で露光し、３％の炭酸ソーダ溶液にて現像して、レジストパターン１７を形成した。
【００２２】
次に、薄膜導体層１６をめっき電極にして、レジストパターン１７以外の薄膜導体層１６上に電解銅めっきを行い、レジストパターン１７とほぼ同厚の導体層１８を形成した。
【００２３】
次に、レジストパターン１７を３％水酸化ナトリウム水溶液で溶解・剥離し、さらに、レジストパターン１７の下部にあったの薄膜導体層１６をソフトエッチングして、配線パターン１８ａ及び配線電極１８ｂを形成した。
【００２４】
次に、導体電極１５、配線パターン１８ａ及び配線電極１８ｂが形成された基板を３％水酸化ナトリウム水溶液に浸せきし、金属基板１１及び樹脂層１２を剥離・除去して、支持基板である絶縁性基板１３の片面に楕円筒状の検査電極１９を、もう一方の面に配線パターン１８ａ及び配線電極１８ｂを形成し、本発明の検査治具を作製した。
【００２５】
【発明の効果】
楕円筒状の検査電極を有する本発明の検査治具を用いることにより、ＢＧＡ等半導体チップのソルダーボールと検査治具との僅かな（約１０〜２０μｍ）位置ずれに対して確実な電気的接続が得られ、検査時の信頼性が向上した。
また、位置ずれに対する電極の歪みが小さくなり、検査治具の寿命がのびた。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の検査治具の一実施例を示す模式部分斜視図である。
（ｂ）は、本発明の検査治具の一実施例を示す模式部分斜視図をＡ−Ａ’線で切断した検査治具の構成断面図を示す。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の検査治具の製造工程を工程順に示す構成断面図である。
【図３】従来の検査治具の検査電極の一実施例を示す模式斜視図である。
【符号の説明】
１１……金属基板
１２……樹脂層
１３……絶縁性基板
１４……開口部
１５……導体電極
１６……薄膜導体層
１７……レジストパターン
１８……導体層
１８ａ……配線パターン
１８ｂ……配線電極
１９、２１……検査電極
【図１】
0004114235.tif 000002
【図２】
0004114235.tif 000003
【図３】
0004114235.tif 000004