(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置と試験用基板との間に配置されて、該半導体装置を該試験用基板に電気的に接続するためのコンタクタであって、
絶縁基板と、
該絶縁基板上に設けられた導電層により形成されたコンタクト電極と
よりなり、
該コンタクト電極は、前記半導体装置の電極に接触する第１のコンタクト片と、前記試験用基板の電極端子に接触する第２のコンタクト片と、該第１のコンタクト片と該第２のコンタクト片とを電気的に接続する接続部とよりなり、
前記第１のコンタクト片と前記第２のコンタクト片は前記絶縁基板に形成された単一の開口に延在し、前記接続部は該開口の周囲の前記絶縁基板上に延在することを特徴とするコンタクタ。
【請求項２】
請求項１記載のコンタクタであって、
前記第１のコンタクト片と前記第２のコンタクト片との一方は前記単一の開口を通じて前記絶縁基板の一方の面から他方の面側へ延在することを特徴とするコンタクタ。
【請求項３】
請求項１又は２記載のコンタクタであって、
前記第１のコンタクト片と前記第２のコンタクト片は互いに離れて配置されており、前記接続部は所定の形状の配線パターンとして前記第１のコンタクト片と前記第２のコンタクト片とを電気的に接続することを特徴とするコンタクタ。
【請求項４】
請求項１乃至３記載のコンタクタであって、
前記第１のコンタクト片と前記第２のコンタクト片の各々は、長手方向が前記絶縁基板の中心から放射状に広がる方向に整列して配置されていることを特徴とするコンタクタ。
【請求項５】
半導体装置と試験用基板との間に配置されて、該半導体装置を該試験用基板に電気的に接続するためのコンタクタの製造方法であって、
絶縁基板に導電層を設ける工程と、
該導電層を加工して、前記絶縁基板を貫通する開口に延在して前記半導体装置の電極に接触する第１のコンタクト片と、前記絶縁基板の前記開口に延在して前記試験用基板の電極端子に接触する第２のコンタクト片と、前記開口の周囲の前記絶縁基板上に延在し該第１のコンタクト片と該第２のコンタクト片とを電気的に接続する接続部とよりなるコンタクト電極を形成する工程と、
前記第１のコンタクト片を前記開口を介して前記基板の第１の面側に所定の角度で屈曲すると共に、前記第２のコンタクト片を前記開口を介して前記第１の面と反対側の第２の面側に所定の角度で屈曲する工程と
を有することを特徴とするコンタクタの製造方法。
【請求項６】
請求項５記載のコンタクタの製造方法であって、
前記導電層を設ける工程は、前記絶縁基板の表面に導電性材料よりなる膜状部材を貼りつける工程よりなり、
前記コンタクト電極を形成する工程は、前記絶縁基板に貼りつけられた前記導電層の前記開口に相当する部分を部分的に除去することにより前記第１のコンタクト片と、前記第２のコンタクト片と、前記接続部とを形成する工程よりなる
ことを特徴とするコンタクタの製造方法。
【請求項７】
請求項５記載のコンタクタの製造方法であって、
前記導電層を設ける工程は、前記絶縁基板の表面に導電性材料を堆積することにより前記導電層を形成する工程よりなり、
前記コンタクト電極を形成する工程は、前記絶縁基板上に形成された前記導電層を部分的に除去することにより前記第１のコンタクト片と、前記第２のコンタクト片と、前記接続部とを形成する工程よりなる
ことを特徴とするコンタクタの製造方法。
【請求項８】
請求項５乃至７のうちいずれか一項記載のコンタクタの製造方法であって、
前記第１のコンタクト片と前記第２のコンタクト片とが形成される位置において、前記絶縁基板に前記開口を形成する工程を更に有することを特徴とするコンタクタの製造方法。
【請求項９】
半導体装置と試験用基板との間に配置されて、該半導体装置を該試験用基板に電気的に接続するためのコンタクタの製造方法であって、
絶縁基板を加工して、前記半導体装置の電極に接触する第１のコンタクト片と、前記試験用基板の電極端子に接触する第２のコンタクト片とを単一の開口に延在するように形成する工程と、
前記第１のコンタクト片と前記第２のコンタクト片とに導電層を形成すると共に、前記第１のコンタクト片と前記第２のコンタクト片とを電気的に接続する接続部を前記単一の開口の周囲の該導電層により形成する工程と、
前記第１のコンタクト片を前記開口を介して前記絶縁基板の第１の面側に所定の角度で屈曲すると共に、前記第２のコンタクト片を前記開口を介して前記第１の面と反対側の第２の面側に所定の角度で屈曲する工程と
を有することを特徴とするコンタクタの製造方法。
【請求項１０】
請求項９記載のコンタクタの製造方法であって、
前記絶縁基板を加工する工程は、前記絶縁基板に前記開口を形成することにより前記第１のコンタクト片と前記第２のコンタクト片とを形成する工程を含むことを特徴とするコンタクタの製造方法。
【請求項１１】
請求項５乃至１０のうちいずれか一項記載のコンタクタの製造方法であって、
前記第１及び第２のコンタクト片の少なくとも一方は、湾曲又は屈曲した平面形状を有しており、湾曲又は屈曲した平面形状のコンタクト片と前記接続部とが繋がる部分において前記絶縁基板に対して所定の角度で屈曲する工程を更に有することを特徴とするコンタクタの製造方法。
【請求項１２】
請求項５乃至１１のうちいずれか一項記載のコンタクタの製造方法であって、
前記コンタクト電極の特性を変えるために、前記導電層の表面に少なくとも一層の表面層を設ける工程を更に有することを特徴とするコンタクタの製造方法。
【請求項１３】
請求項５乃至１２のうちいずれか一項記載のコンタクタの製造方法であって、
前記第１のコンタクト片と前記第２のコンタクト片の各々と前記接続部とが繋がる部分に補強材を設ける工程を更に有することを特徴とするコンタクト電極の製造方法。
【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試験用コンタクタに係わり、特に微細な端子や微細なピッチで配置された端子を有するＬＳＩの試験に使用されるコンタクタ及びその製造方法に関する。
【０００２】
ＬＳＩ等の半導体装置の製造工程で行われる各種試験において、ＬＳＩの端子との電気的導通を得るためにコンタクタが用いられる。ソケットを使用して接続するような従来の半導体装置では、ソケットをコンタクタとして使用することができる。しかし、パッケージングする前のベアチップの状態で試験が行われるＬＳＩ、いわゆるＫＧＤ（Known Good Die)や、チップサイズパッケージ（ＣＳＰ）のようなＬＳＩはソケットを使用しないため、試験用として専用のコンタクタを準備する必要がある。
【０００３】
近年、半導体チップをウェーハ状態のままパッケージングするウェーハレベルパッケージ技術が開発されており、ウェーハに形成された複数の半導体装置をウェーハ状態のまま試験することが要求されている。したがって、そのような試験に使用可能であり、安価で容易に製作できる試験用コンタクタの開発が望まれている。
【０００４】
【従来の技術】
コンタクタを使用する試験として、バーンイン試験及び実高速試験のような最終試験がある。
【０００５】
バーンイン試験は、その処理時間が長いため、ウェーハレベルでの試験の場合、ウェーハ上の全てのＬＳＩを一括処理して試験を行う必要がある。そのためには、ウェーハ上の全てのＬＳＩの端子に対してプローブを接触し、プローブに接続された配線を試験基板（バーンインボード）により外部に引き出す必要がある。このようなバーンインボードの端子数は数万というような膨大な数となる。
【０００６】
バーンイン試験は、ＬＳＩを高温環境下（１２５℃〜１５０℃）に置いて行われるので、試験用コンタクタには耐熱性が要求される。以上のような要求を満たすコンタクタを実現するのは非常に困難であり、実現できたとしても非常に高価なうえに寿命が短いものであった。
【０００７】
また、最終試験における実高速試験をウェーハ状態で行うには、コンタクタのプローブの長さが短くなければならない。すなわち、プロ−ブの長さはコンタクタのインピーダンスに略比例するので、プローブが長いとコンタクタのインピーダンスが増大して高速試験が行えなくなってしまう。したがって、実高速試験に使用するコンタクタのプローブはできるだけ短くする必要がある。
【０００８】
バーンイン試験と同様に、複数の半導体装置を同時に試験するためには、多数のプローブを近接して設けなければならない。以上のような要求を満たすコンタクタを実現するのは非常に困難であり、実現できたとしても、非常に高価であった。
【０００９】
図１は異方性導電弾性体を用いた従来のコンタクタの一部を示す断面図である。図１に示すコンタクタは、異方性導電弾性体として異方性導電ゴム２を使用している。コンタクタを形成する異方性導電ゴム２は、試験されるＬＳＩ６と試験基板８との間に配置される。試験基板８にはＬＳＩの端子６ａと電気的に導通されるべき電極端子８ａが形成されている。
【００１０】
なお、異方性導電ゴム２とＬＳＩ６との間に配置されたメンブレン４は、異方性導電ゴム２とＬＳＩ６の端子６ａとの間の接触を確実にするために設けらている。したがって、確実な接触が確保できるのであれば、メンブレン４を設ける必要はない。また、図１において、ＬＳＩ６の端子６ａは凹部に形成されているが、必ずしも凹部に設けられる必要はなく、平面上に端子６ａが設けられていてもよい。
【００１１】
異方性導電ゴム２は、導電部分２ｂのみが導電性を示し、他の部分は絶縁性を示すように構成されている。したがって、ＬＳＩ６の複数の端子６ａの各々は、対応する電極８ａに電気的に個別に接続される。このような構成において、ＬＳＩ６の端子６ａと試験基板８の電極端子８ａとの間の接触圧は、異方性導電ゴム２の弾性により確保されている。
【００１２】
以上のような異方性導電ゴムを使用したコンタクタは、構造が単純であり、現在のウェーハレベルでの試験において多用されている。異方性導電ゴムは
インダクタンスが小さいという長所を有しており、また、劣化・損傷した際に基板を残して異方性導電ゴムだけを交換可能であるという長所も有する。
【００１３】
上述の異方性導電部材よりなるコンタクタとは別に、スプリング方式によるコンタクトピンを用いたコンタクタも知られている。図２はスプリングピンを用いた従来のコンタクタの一部を示す側面図である。
【００１４】
図２に示すコンタクタは、プローブ（コンタクトピン）として屈曲したワイヤ１０を試験基板１２に形成したものである。ワイヤ１０の例としては、金ワイヤ等のボンディグワイヤが使用される。ワイヤ１０の形成はワイヤボンダにより行われる。具体的には、ワイヤ１０の一端を試験基板１０の電極端子１０ａに接合し、図２に示すように屈曲した後で切断する。ワイヤ１０は、屈曲部が設けられることにより、基板の平面と垂直な方向に弾性変形が可能である。ワイヤ１０の先端をＬＳＩ６の端子６ａに押圧することにより、屈曲部の弾性変形を利用して確実な接触を確保することができる。
【００１５】
上述のスプリングピンを用いたコンタクタにおいて、プローブ（ワイヤ１０）の弾性変形範囲は１００μｍ〜３００μｍと大きいため、接触圧を十分にとることができる。また、ワイヤ１０の高さに多少のバラツキがあっても、多数のワイヤをＬＳＩ６の端子６ａに確実に接触させることができる。また、耐久性も異方性導電ゴムより格段に優れており、十万回程度の繰り返し使用も可能である。さらに、バーンイン試験のような高温環境下に置かれても、劣化することがないという長所を有する。
【００１６】
また、従来のコンタクタの別の例として、カンチレバー式プローブカードがある。カンチレバー式プローブカードは、試験基板の表面にタングステン等よりなるプローブを斜めに設けたものである。この方式のプローブは、上述の屈曲したワイヤプローブよりかなり長い寸法を有している。すなわち、斜めに傾斜した配置と長さによる撓みにより十分な弾性を達成して、接触圧を確保している。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上述の異方性導電部材を用いたコンタクタは、▲１▼弾性変形範囲が狭く、▲２▼耐久性に乏しいという解決すべき課題を有している。
【００１８】
▲１▼弾性変形範囲が狭い問題
異方性導電ゴムの変形は、その厚みを２００μｍとした場合、２５μｍ〜１００μｍ程度であり、弾性変形範囲は狭い。このため、ＬＳＩの端子が形成された面の平坦度がよくないと、弾性変形範囲内で吸収しきれずに、確実な接触を達成できない。したがって、ＬＳＩの基板として、平坦性のよいセラミック基板やガラス基板等の高価な基板を使用せざるを得ない。また、ウェーハレベルＣＳＰのように大きな半田ボールを使用するＬＳＩの場合、ウェーハ全域でみるとボールの頂上の平坦度は１００μｍ程度となり、異方性導電ゴムでは吸収しきれないバラツキになる場合が多い。
【００１９】
▲２▼耐久性の問題
異方性導電ゴムは、高温環境下では劣化が激しく、繰り返しのコンタクトに耐えられない。特に、バーンイン試験のような高温（１２５℃〜１５０℃）では基材のゴムが塑性変形してしまい、繰り返しの使用が困難な場合もある。したがって、劣化して使用できなくなった異方性導電ゴムのみを交換し、試験基板はそのまま使用するとしても、ウェーハレベルの大きさに対応できる異方性導電ゴムは一枚につき数万円程度するので、試験されるウェーハ一枚当たりの試験コストが引き上げられてしまう。
【００２０】
一方、上述のスプリングピンを使用したコンタクタは、▲１▼製造コストが極端に高く、▲２▼コンタクトピンを交換することができない、という解決すべき課題を有している。
【００２１】
▲１▼製造コストの問題
図２に示すような屈曲したコンタクトピン（プローブ）は、一本づつワイヤボンダにより形成される。このため、形成するプローブの数に応じてコンタクタの製造コストが増大する。ウェーハレベルのＬＳＩでは、一つのウェーハに対して５万個もの端子が形成されている場合もある。このような場合には、コンタクタのプローブも５万個形成されることとなり、コンタクタの製造コストが極端に上昇してしまう。さらに、一つの型のＬＳＩのライフサイクルは、現在半年（１８０日）程度に短くなってきており、処理時間の長いバーンイン試験用コンタクタの使用回数にはおのずと制限があり、例えばバーンイン試験を一つのウェーハ当たり２４時間（１日）かけて行うとすると、一つのコンタクタは１８０回程度しか使用しないこととなる。したがって、一つのウェーハに対するコンタクタの償却費は著しく高いものとなり、実用上このようなコンタクタは採用することができない。
【００２２】
▲２▼コンタクトピンの交換ができない問題
コンタクトピン（プローブ）の一つでも損傷して使用できなくなると、そのコンタクタは使用できなくなる。実際のＬＳＩ試験では、バーンイン試験におけるラッチアップ（過大電流）によるコンタクタピンの焼損や、機械的なショックによるコンタクタピンの破損を完全に回避することは難しい。しかし、コンタクトピンは試験基板の電極に対して直接接合されているため、損傷した一つのコンタクトピンだけ外し、新しいコンタクトピンをピン間に再度形成することは困難である。このため、たった一本のコンタクトピンが損傷しただけでもコンタクタ全体が使用できなくなる可能性があり、莫大な額の損害を被ってしまうというおそれがある。
【００２３】
一方、カンチレバー式プローブカードは、インピーダンスが高いという解決すべき課題を有している。
【００２４】
カンチレバー式プローブカードのコンタクトピン（プローブ）は、その長さによりある程度の弾性変形範囲を得ているので、通常２０ｍｍ〜３０ｍｍの長さに形成される。一般的に、２０ｍｍ〜３０ｍｍのピンでは２０〜３０ナノヘンリーとなり、プローブカード全体としてのインピーダンスが大きくなってしまう。プローブカードのインピーダンスが大きいと、高速の動作を達成し難くなる。例えば、２０〜３０ＭＨｚ程度の速度のデバイスであれば、２０ｍｍ〜３０ｍｍの長さのピンであっても動作に支障はない。しかし、２００ＭＨｚを越える高速デバイスでは、カンチレバー式プローブカードのインピーダンスが大きすぎて実高速動作試験を行うことは困難である。
【００２５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ウェーハレベルのバーンイン試験用としては、▲１▼低コストで多数のプローブが形成可能であり、▲２▼プローブを損傷した場合に損傷したプローブを有するコンタクタを単独で交換可能であり、▲３▼耐熱性と数百回の機械的寿命を有し、且つ、最終試験用としては、▲１▼プローブの長さが短くて高速動作試験を行うことが可能であり、▲２▼プローブを損傷した場合に損傷したプローブを含むコンタクタを単独で交換可能なコンタクタ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【００２７】
請求項１記載の発明は、半導体装置と試験用基板との間に配置されて、該半導体装置を該試験用基板に電気的に接続するためのコンタクタであって、
絶縁基板と、
該絶縁基板上に設けられた導電層により形成されたコンタクト電極と
よりなり、
該コンタクト電極は、前記半導体装置の電極に接触する第１のコンタクト片と、前記試験用基板の電極端子に接触する第２のコンタクト片と、該第１のコンタクト片と該第２のコンタクト片とを電気的に接続する接続部とよりなり、
前記第１のコンタクト片と前記第２のコンタクト片は前記絶縁基板に形成された単一の開口に延在し、前記接続部は該開口の周囲の前記絶縁基板上に延在することを特徴とする。
【００２８】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のコンタクタであって、
前記第１のコンタクト片と前記第２のコンタクト片との一方は前記単一の開口を通じて前記絶縁基板の一方の面から他方の面側へ延在することを特徴とする。
【００２９】
また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のコンタクタであって、
前記第１のコンタクト片と前記第２のコンタクト片は互いに離れて配置されており、前記接続部は所定の形状の配線パターンとして前記第１のコンタクト片と前記第２のコンタクト片とを電気的に接続することを特徴とする。
【００３０】
また、請求項４記載の発明は、請求項１乃至３記載のコンタクタであって、
前記第１のコンタクト片と前記第２のコンタクト片の各々は、長手方向が前記絶縁基板の中心から放射状に広がる方向に整列して配置されていることを特徴とする。
【００３１】
また、請求項５記載の発明は、半導体装置と試験用基板との間に配置されて、該半導体装置を該試験用基板に電気的に接続するためのコンタクタの製造方法であって、
絶縁基板に導電層を設ける工程と、
該導電層を加工して、前記絶縁基板を貫通する開口に延在して前記半導体装置の電極に接触する第１のコンタクト片と、前記絶縁基板の前記開口に延在して前記試験用基板の電極端子に接触する第２のコンタクト片と、前記開口の周囲の前記絶縁基板上に延在し該第１のコンタクト片と該第２のコンタクト片とを電気的に接続する接続部とよりなるコンタクト電極を形成する工程と、
前記第１のコンタクト片を前記開口を介して前記基板の第１の面側に所定の角度で屈曲すると共に、前記第２のコンタクト片を前記開口を介して前記第１の面と反対側の第２の面側に所定の角度で屈曲する工程と
を有することを特徴とする。
【００３２】
また、請求項６記載の発明は、請求項５記載のコンタクタの製造方法であって、
前記導電層を設ける工程は、前記絶縁基板の表面に導電性材料よりなる膜状部材を貼りつける工程よりなり、
前記コンタクト電極を形成する工程は、前記絶縁基板に貼りつけられた前記導電層を部分的に除去することにより前記第１のコンタクト片と、前記第２のコンタクト片と、前記接続部とを形成する工程よりなる
ことを特徴とする。
【００３３】
また、請求項７記載の発明は、請求項５記載のコンタクタの製造方法であって、
前記導電層を設ける工程は、前記絶縁基板の表面に導電性材料を堆積することにより前記導電層を形成する工程よりなり、
前記コンタクト電極を形成する工程は、前記絶縁基板上に形成された前記導電層を部分的に除去することにより前記第１のコンタクト片と、前記第２のコンタクト片と、前記接続部とを形成する工程よりなる
ことを特徴とする。
【００３４】
また、請求項８記載の発明は、請求項５乃至７のうちいずれか一項記載のコンタクタの製造方法であって、
前記第１のコンタクト片と前記第２のコンタクト片とが形成される位置において、前記絶縁基板に前記開口を形成する工程を更に有することを特徴とする。
【００３５】
また、請求項９記載の発明は、半導体装置と試験用基板との間に配置されて、該半導体装置を該試験用基板に電気的に接続するためのコンタクタの製造方法であって、
絶縁基板を加工して、前記半導体装置の電極に接触する第１のコンタクト片と、前記試験用基板の電極端子に接触する第２のコンタクト片とを単一の開口に延在するように形成する工程と、
前記第１のコンタクト片と前記第２のコンタクト片とに導電層を形成すると共に、前記第１のコンタクト片と前記第２のコンタクト片とを電気的に接続する接続部を前記単一の開口の周囲の該導電層により形成する工程と、
前記第１のコンタクト片を前記開口を介して前記絶縁基板の第１の面側に所定の角度で屈曲すると共に、前記第２のコンタクト片を前記開口を介して前記第１の面と反対側の第２の面側に所定の角度で屈曲する工程と
を有することを特徴とする。
【００３６】
また、請求項１０記載の発明は、請求項９記載のコンタクタの製造方法であって、
前記基板を加工する工程は、前記絶縁基板に前記開口を形成することにより前記第１のコンタクト片と前記第２のコンタクト片とを形成する工程を含むことを特徴とする。
【００３７】
また、請求項１１記載の発明は、請求項５乃至１０のうちいずれか一項記載のコンタクタの製造方法であって、
前記第１及び第２のコンタクト片の少なくとも一方は、湾曲又は屈曲した平面形状を有しており、湾曲又は屈曲した平面形状のコンタクト片と前記接続部とが繋がる部分において前記絶縁基板に対して所定の角度で屈曲する工程を更に有することを特徴とする。
【００３８】
また、請求項１２記載の発明は、請求項５乃至１１のうちいずれか一項記載のコンタクタの製造方法であって、
前記コンタクト電極の特性を変えるために、前記導電層の表面に少なくとも一層の表面層を設ける工程を更に有することを特徴とするコンタクタの製造方法。
【００３９】
また、請求項１３記載の発明は、請求項５乃至１２のうちいずれか一項記載のコンタクタの製造方法であって、
前記第１のコンタクト片と前記第２のコンタクト片の各々と前記接続部とが繋がる部分に補強材を設ける工程を更に有することを特徴とする。
上記した各手段は、次のように作用する。
【００４０】
請求項１記載の発明によれば、絶縁基板上に予め設けられた導電層により、半導体装置と試験用基板との両方に接触するコンタクト電極が形成される。このため、既存の半導体装置製造技術を用いて、多数のコンタクト電極を絶縁基板上に一度に形成することができる。また、導電層の弾性を利用して各コンタクト片の接触圧を得ることができるため、簡単な構造で安価なコンタクト電極を形成することができる。また、コンタクト片は試験用基板に接合されず、試験を行うときにのみコンタクト電極が試験用基板の電極端子に接触するので、コンタクト電極が損傷した場合にコンタクタのみを交換することができる。さらに、コンタクト片は導電層により形成されるため、弾性変形範囲を大きくとることができ、コンタクト電極の長さを短くできるので、試験時に半導体装置を高速で動作させることができる。
【００４１】
請求項２記載の発明によれば、第１のコンタクト片と第２のコンタクト片との一方を開口を通じて絶縁基板の一方の面から他方の面側へ延在するよう構成したため、簡単な構造で絶縁基板の両側にコンタクト片が延在する構成のコンタクト電極を達成することができる。
【００４２】
請求項３記載の発明によれば、第１のコンタクト片と第２のコンタクト片とを配線パターンとして形成するため、第２のコンタクト片を任意の位置に形成することができ、第２のコンタクト片の配置の自由度が大きい。したがって、第２のコンタクト片に接触する試験用基板の電極端子を配列を自由に設定することができる。
【００４３】
請求項４記載の発明によれば、第１のコンタクト片と第２のコンタクト片の長手方向が絶縁基板の中心から放射状に広がる方向に整列されているため、コンタクタ、半導体装置及び試験用基板が熱膨張した際に、各コンタクト片の接触部が半導体装置及び試験用基板の端子から外れることが防止される。
【００４４】
請求項５記載の発明によれば、絶縁基板上に予め設けられた導電層により、半導体装置と試験用基板との両方に接触するコンタクト電極が形成される。このため、既存の半導体装置製造技術を用いて、多数のコンタクト電極を絶縁基板上に一度に形成することができる。また、各コンタクト片を反対側に屈曲して導電層の弾性を利用して各コンタクト片の接触圧を得ることができるため、簡単な構造で安価なコンタクト電極を形成することができる。また、コンタクト片は試験用基板に接合されず、試験を行うときにのみコンタクト電極が試験用基板の電極端子に接触するので、コンタクト電極が損傷した場合にコンタクタのみを交換することができる。さらに、コンタクト片は導電層により形成されるため、弾性変形範囲を大きくとることができ、コンタクト電極の長さを短くできるので、試験時に半導体装置を高速で動作させることができる。
【００４５】
請求項６記載の発明によれば、絶縁基板に設けられる導電層は、例えば、銅板又は銅箔をのような膜状部材を貼りつけることにより形成され、これを例えばエッチングによりコンタクト電極の形状に加工することにより、容易にコンタクト電極を形成することができる。
【００４６】
請求項７記載の発明によれば、絶縁基板に設けられる導電層は、例えば、導電性材料をスパタリング、蒸着等の方法により絶縁基板上に堆積することにより形成され、これを例えばエッチングにより、コンタクト電極の形状に加工することにより、容易にコンタクト電極を形成することができる。
【００４７】
請求項８記載の発明によれば、第１のコンタクト片と第２のコンタクト片とが形成される位置において、絶縁基板に開口が形成されるため、第１のコンタクト片と第２のコンタクト片の一方を開口を通じて反対側に屈曲することができる。また、開口を通じて曲が型により各コンタクト片を屈曲することができるため、コンタクト電極の形成は容易となる。
【００４８】
請求項９記載の発明によれば、絶縁基板にコンタクト片の形状を形成しておき、その上に導電層を形成してコンタクト電極を形成するため、既存の半導体装置製造技術を用いて、多数のコンタクト電極を絶縁基板上に一度に形成することができる。また、各コンタクト片を反対側に屈曲して導電層の弾性を利用して各コンタクト片の接触圧を得ることができるため、簡単な構造で安価なコンタクト電極を形成することができる。また、コンタクト片は試験用基板に接合されず、試験を行うときにのみコンタクト電極が試験用基板の電極端子に接触するので、コンタクト電極が損傷した場合にコンタクタのみを交換することができる。さらに、コンタクト片は導電層により形成されるため、弾性変形範囲を大きくとることができ、コンタクト電極の長さを短くできるので、試験時に半導体装置を高速で動作させることができる。
【００４９】
請求項１０記載の発明によれば、絶縁基板に開口を形成することにより、各コンタクト片の形状を形成するので、コンタクト片を容易に形成することができる。
【００５０】
請求項１１記載の発明によれば、コンタクト片が湾曲又は屈曲した平面形状を有しているため、湾曲又は屈曲形状により大きな弾性変形範囲を達成することができる。
【００５１】
請求項１２記載の発明によれば、導電層の表面に設けられた表面層により例えばコンタクト電極の弾性特性や電気的特性を変えることができる。
【００５２】
請求項１３記載の発明によれば、第１のコンタクト片と第２のコンタクト片の各々と接続部とが繋がる部分に補強材が設れれることにより、各コンタクト片で最も応力の大きい部分のみを補強することができ、コンタクト片の損傷や永久変形を防止することができる。
【００５３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【００５４】
図３は本発明の第１の実施の形態によるコンタクタの一部を示す断面図である。図４は図３に示すコンタクト電極の平面図である。本発明の第１の実施の形態によるコンタクタ２０は、図３及び４に示すコンタクト電極２２を複数個有する板状又はシート状の基板として形成される。
【００５５】
図３に示すように、ＬＳＩ６の試験を行う際に、コンタクタ２０はＬＳＩ６と試験基板８との間に配置され、ＬＳＩ６と試験基板８とを電気的に接続する機能を有する。ＬＳＩ６は平坦なアルミ製のパッドとして形成された複数の端子６ａを有する。また、試験基板８はＬＳＩ６の端子６ａに対応して配置された複数の電極端子８ａを有する。電極端子８ａは、例えば表面に金層が設けられた平坦なパッドとして形成される。
【００５６】
コンタクト電極２２は、ＬＳＩ６の端子６ａと試験基板８の電極端子８ａとの間に配置され、端子６ａと電極端子８ａの両方に接触して、両者を電気的に接続するよう構成されている。本実施の形態では、コンタクト電極２２は銅板又は銅箔（Ｃｕ）により絶縁基板２４上に形成されている。
【００５７】
コンタクト電極２２は、図４に示すように、リング部２２ａと、ＬＳＩ側コンタクト片２２ｂ１と、配線基板側コンタクト片２２ｂ２とよりなる。絶縁基板２４には、リング部２２ａの内径に略等しい直径を有する円形の開口２４ａが形成されている。
【００５８】
ＬＳＩ側コンタクト片２２ｂ１は、リング部２２ａの内周からリング部２２ａの中心に向かって延在し、且つリング部２２ａに繋がる部分の近傍で上方に向けて所定の角度で屈曲されている。配線基板側コンタクト片２２ｂ２は、リング部２２ａの内周からリング部２２ａの中心に向かって延在し、且つリング部２２ａに繋がる部分の近傍で下方に向けて所定の角度で屈曲されている。すなわち、配線基板側コンタクト片２２ｂ２は、絶縁基板２４に形成された開口２４ａを通過して、ＬＳＩ側コンタクト片２２ｂ１とは反対側に向けて屈曲されている。
【００５９】
ＬＳＩ側コンタクト片２２ｂ１及び配線基板側コンタクト片２２ｂ２は、銅板又は銅箔のままで使用してもよい。しかし、表面が銅のままであると、表面が酸化して接触が悪くなることがある。また、銅板又は銅箔だけでは、必要な接触圧（１０ｇ／ピン程度）が得られない場合もある。そこで、図５に示すようにコンタクト電極２２の表面に導電性材料による薄膜層２２ｃ１を形成することにより、表面の酸化を防止すると共に、強度を増大し、弾性特性を改善することが好ましい。
【００６０】
薄膜層２２ｃ１は、メッキにより形成することができる。メッキにより形成する場合、薄膜層２２ｃ１の材料としては、ニッケル（Ｎｉ），コバルト（Ｃｏ），鉄（Ｆｅ）等の金属材料が好ましく、その中でも特にニッケル（Ｎｉ）が好ましい。また、ニッケル（Ｎｉ），コバルト（Ｃｏ），鉄（Ｆｅ）又は銅（Ｃｕ）の合金を用いて薄膜層２２ｃ１を形成してもよい。また、金（Ａｕ），銀（Ａｇ），ロジウム（Ｒｈ），パラジウム（Ｐｄ），白金（Ｐｔ）及びこれらの合金を使用することもできる。更に、タングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ）及びこれらの合金を使用してもよい。また、ベリリウム（Ｂｅ）と銅（Ｃｕ）の合金により薄膜層２２ｃ１を形成してもよい。
【００６１】
次に、コンタクト電極２２の形成方法について図６を参照しながら説明する。
【００６２】
図６はコンタクト電極２２の形成工程を示す図である。まず、開口２４ａが形成された絶縁基板２４に銅板又は銅箔を貼り、図６ａに示すようなコンタクト電極２２の原型をエッチング等により形成する。開口２４ａは、レーザ加工、プレス加工あるいはエッチングにより形成することができる。また、絶縁基板２４に銅板又は銅箔を貼った後にエッチングにより開口２４ａを形成してもよい。なお、コンタクト電極２２の原型を銅板又は銅箔を貼りつけることにより形成する代わりに、銅層をメッキにより形成したり、蒸着等により形成したりしてもよい。
【００６３】
次に、図６（ａ）に示すコンタクト電極２２の原型にメッキ処理を施して、図６（ｂ）に示すようにコンタクト電極２２の原型上に薄膜層２２ｃ１を形成する。薄膜層２２ｃ１の厚さは、コンタクタ２０に要求される耐久性、使用温度、ＬＳＩ６の端子６ａの材質等により、適宜設定する。
【００６４】
メッキ処理が終了した後、図６（ｃ）に示すように、コンタクト片２２ｂ１及び２２ｂ２の曲げ加工を行う。図７に示すような上型２６Ａ及び下型２６Ｂよりなる曲げ型２６を使用すれば、コンタクト片２２ｂ１及び２２ｂ２の両方を同時に反対方向に曲げることができる。コンタクト片２２ｂ１及び２２ｂ２の曲げ角度は、曲げたコンタクト片の先端が対応するＬＳＩ６の端子６ａ又は配線基板２４の電極端子８ａの所定の位置（基本的には略中央）に位置するように、スプリングバック等も考慮した上で設定される。
【００６５】
ウェーハレベルのＬＳＩの試験用コンタクタを作製する場合、全てのコンタクタ電極を一括して曲げ加工することが望ましい。しかし、曲げ加工に費やされる時間は非常に短いので、ウェーハ上のいくつかのＬＳＩ毎に順次曲げ加工を行うこととしてもよい。
【００６６】
曲げ角度が急峻な場合は、薄膜層２２ｃ１が形成されていると曲げ難い場合がある。このような場合は、薄膜層２２ｃ１を形成するためのメッキ工程を曲げ工程の後に行うこととしてもよい。また、メッキ工程においてコンタクト片の曲げ角度や形状が変わることが問題になる場合もある。このような場合は、薄膜層２２ｃ１がある程度の厚さになるようにメッキした後に曲げ加工を行い、この後で更にメッキ処理を行うこととしてもよい。更に、曲げ加工前にニッケル（Ｎｉ）メッキを施してコンタクト片の機械的強度を増大し、曲げ加工後に酸化しにくい金（Ａｕ）又はパラジウム（Ｐｄ）メッキを施すこととしてもよい。
【００６７】
上述の方法で作製されたコンタクタ２０は、ウェーハレベルＬＳＩの試験用コンタクのように多数のコンタクト電極（コンタクトピン）を形成しなければならない場合でも、製造工程、製造コストはほとんど変わらない。したがって、コンタクトピンの数が多くなるほどコンタクトピン一つ当たりの製造単価は安くなり、安価なコンタクタを提供することができる。
【００６８】
なお、図８に示すように、薄膜層２２ｃ１の表面に、更に薄膜層２２ｃ２を最表層として形成してもよい。薄膜層２２ｃ２は、コンタクト電極２０全体の電気抵抗を低減するために設けられるものであり、メッキにより形成することができる。メッキにより形成する場合は、金（Ａｕ）又はパラジウム（Ｐｄ）等の白金系金属を用いることが好ましい。
【００６９】
コンタクト電極の最表層の表面粗さをある程度粗くする、すなわち、最表層の表面に凹凸を設けることにより、電気的接触を容易にすることもできる。すなわち、ＬＳＩ側及び配線基板側コンタクト片２２ｂ１及び２２ｂ２が対応する端子６及び８ａに押圧された際に、最表層の凹凸が端子上の酸化膜を破るため、容易に電気的接触が得られるようにするものである。最表層の表面粗さを粗くするには、メッキ時に流す電流を変化させる方法がある。例えば、メッキ電圧として正弦波的な変動をする電圧を印加することにより、メッキ条件を変動させてメッキ層の表面に凹凸を持たせるものである。
【００７０】
また、半田端子との接触を行う場合には、最表層を半田が付着しにくいロジウム（Ｒｈ）により形成したり、半田合金を形成しにくいパラジウム（Ｐｄ）や白金（Ｐｔ）により形成したりすることが好ましい。
【００７１】
例えば、コンタクタ電極２２を図８に示すような構成とし、絶縁基板２４に厚さ１８μｍの銅箔を貼りつけ、その表面に厚さ２５μｍのニッケル（Ｎｉ）層をメッキにより形成し、更に最表層とし厚さ１〜３μｍの金（Ａｕ）又はパラジウム（Ｐｄ）層をメッキにより形成したコンタクト電極は、１２５℃の高温下で１ピン当たり１０ｇの接触圧を加えても、１万回以上の繰り返し接触が可能である。上述のコンタクタは、約１２μｍのニッケル（Ｎｉ）メッキ層を曲げ加工前に形成し、曲げ加工後に約１２μｍのニッケル（Ｎｉ）メッキ層を更に形成し、その後厚さ１〜３μｍの金（Ａｕ）又はパラジウム（Ｐｄ）メッキ層を形成することによっても形成可能である。
【００７２】
以上説明したように、メッキ層の数、メッキの材質、メッキ処理回数、及びメッキを行う時点を変えることにより、所望の機械的及び電気的特性を達成することができる。
【００７３】
また、上述のコンタクタ電極２０を形成した後、図９に示すように、コンタクト片２２ｂ１及び２２ｂ２の根元に補強材２８を設けることとしてもよい。補強材２８は、例えばエポキシ樹脂等をポッティングにより塗布して硬化させることで容易に形成することができる。このように補強材５をコンタクト片の根元部分にのみ設けることにより、コンタクト片の損傷を防止することができ、寿命の長いコンタクタを製作することができる。
【００７４】
上述のコンタクト電極２２においては、コンタクト片２２ｂ１及び２２ｂ２は同じ直径方向に整列して延在している。しかし、コンタクト片２２ｂ１及び２２ｂ２は、図１０に示すように互いに位置をずらして形成することもできる。この場合、コンタクト片２２ｂ１及び２２ｂ２を長くすることができ、コンタクト片２２ｂ１及び２２ｂ２の弾性変形範囲を大きくすることができる。
【００７５】
また、コンタクト片２２ｂ１及び２２ｂ２の長さは等しくする必要はなく、図１１に示すように、コンタクト片２２ｂ２をコンタクト片２２ｂ１より長くしてもよい。すなわち、コンタクト片２２ｂ２は、図３に示すように絶縁基板２４の開口２４ａを通過して反対側まで延在しなければならないので、コンタクト片２２ｂ１より長くしたものである。
【００７６】
以上のように、コンタクト片の長さは、必要な接触構造が達成できるように適宜設定することができる。なお、絶縁基板２４に形成されるコンタクト電極２２の位置は、図１２に示すように配線基板８側であってもよい。
【００７７】
さらに、絶縁基板２４の熱膨張係数とＬＳＩ６の熱膨張係数とがほぼ等しくなるように絶縁基板２４の材料を選定することにより、温度変動によりコンタクト片がＬＳＩ６の端子から外れることを防止できる。また、配線基板２４の熱部長係数と配線基板８の熱膨張係数とがほぼ等しくなるように、絶縁基板２４の材料を選定すれば、配線基板８の電極端子８ａからコンタクト片が外れることを防止できる。絶縁基板２４は、ポリイミド等の絶縁テープ基板、セラミックス基板、ガラス基板、或いは表面に絶縁酸化膜が形成されたシリコン（Ｓｉ）基板により形成することができる。セラミックス基板、ガラス基板及びシリコン（Ｓｉ）基板は、ポリイミド等の絶縁テープ基板より柔軟性に欠けるが、優れた平坦性を有している。したがって、ＬＳＩ６や配線基板８との適切な接触に必要な高さバラツキの吸収は、ＬＳＩ側コンタクト片及び配線基板側コンタクト片の弾性変形により達成することができる。
【００７８】
次に、本発明の第２の実施の形態について図１３を参照しながら説明する。
【００７９】
図１３は本発明の第２の実施の形態によるコンタクタのコンタクト電極３２を示す断面図である。コンタクタの全体構成は上述の第１の実施の形態によるコンタクタ２０と同様であり、その説明は省略する。
【００８０】
図１３に示すコンタクト電極３２は、絶縁基板２４の両面に銅板又は銅箔を貼りつけてから形成される。コンタクト電極３２はコンタクト電極２２と同様にリング部３２ａとＬＳＩ側コンタクト片３２ｂ１とを有する。リング部３２ａとＬＳＩ側コンタクト片３２ｂ１とは絶縁基板２４の片側（ＬＳＩ６側）に設けられた銅板又は銅箔により形成されている。したがって、リング部３２ａとＬＳＩ側コンタクト片３２ｂ１は絶縁基板２４の片側（ＬＳＩ６側）に配置されている。
【００８１】
しかし、上述のコンタクト電極２２とは異なり、配線基板側コンタクト片３２ｂ２は、配線基板８側に貼りつけられた銅板又は銅箔により形成されている。したがって、配線基板側コンタクト片３２ｂ２は開口２４ａを通過することなく、配線基板８側に延在している。
【００８２】
配線基板側コンタクト片３２ｂ２は、絶縁基板２４の反対側に位置するリング部３２ａに、ビアホール３４により電気的に接続されており、したがって、配線基板側コンタクト片３２ｂ２は、ビアホール３４及びリング部３２ａを介してＬＩＳ側コンタクト片３２ｂ１に電気的に接続されている。
【００８３】
本実施例によるコンタクト電極３２を有するコンタクタによれば、コンタクト片３２ｂ１及び３２ｂ２を同じ長さで形成して同じ角度に曲げ加工することによりＬＳＩ側及び配線基板側で同じ構成のコンタクト片を形成することができる。
【００８４】
次に、本発明の第３の実施の形態について、図１４乃至図１７を参照しながら説明する。図１４は本発明の第３の実施の形態によるコンタクタのコンタクト電極４２を示す平面図である。図１５は図１４に示したコンタクト電極４２の断面図である。
【００８５】
図１４に示す本発明の第３の実施の形態によるコンタクト電極４２は、ＬＳＩ６の端子が半田バンプ等の突起電極６ｂである場合に適応したコンタクト電極である。半田バンプ６ｂの接触圧による永久変形を防止するため、ＬＳＩ側コンタクト片４２ｂ１は半田バンプ６ｂの中心（頂点）を避け、半田バンプ６ｂを中心線の両側に２本設けている。また、ＬＳＩ側コンタクト片４２ｂ１は、ＬＳＩ６側に屈曲されず、平坦なままとされている。
【００８６】
図１６はコンタクト電極４２がＬＳＩ６と配線基板８との間に配置された状態を示す断面図である。ＬＳＩ側コンタクト片４２ｂ１は、ＬＳＩ６の半田バンプ６ｂにより押圧されて開口２４ａ内に入り込んだ状態で配線基板８側に弾性変形している。この弾性変形により、ＬＳＩ側コンタクト片４２ｂ１は、半田バンプ６ｂに確実に接触することができる。
【００８７】
なお、ＬＳＩ側コンタクト片４２ｂ１は必ずしも平坦である必要は無く、ＬＳＩ側コンタクト片４２ｂ１が弾性変形範囲内で変形するように、予め配線基板８側に僅かに屈曲されていてもよい。あるいは、図１７に示すように、ＬＳＩ側コンタクト片４２ｂ１を半田ボール６ｂの形状に対応して予め湾曲させておけば、ＬＳＩ側コンタクト片４２ｂ１と半田ボール６ｂとの接触をより確実なものとできる。
【００８８】
次に、本発明の第４の実施の形態について図１８乃至２１と参照しながら説明する。図１８は本発明の第４の実施の形態によるコンタクタのコンタクト電極５２の平面図である。
【００８９】
図１８に示したコンタクト電極５２は、本発明の第１の実施の形態によるコンタクト電極２２と同様に、リング部５２ａと、ＬＳＩ側コンタクト片５２ｂ１と配線基板側コンタクト片５２ｂ２とよりなる。しかし、本実施の形態によるコンタクト電極５２は、絶縁基板２４にコンタクト電極５２の形状に対応した開口２４ｂを予め形成した後、開口２４ｂの周囲にメッキあるいはスパッタリング等で導電膜を形成したものである。すなわち、コンタクタ電極５２自体をメッキ層あるいはスッパッタリング等により形成したものである。
【００９０】
図１９はコンタクト電極５２の形成工程を示す図である。まず、図１９（ａ）に示すように、コンタクト電極５２に対応した形状の開口２４ｂを絶縁基板２４に形成する。絶縁基板２４はポリイミド等の樹脂シートにより作られており、開口２４ｂはプレス加工あるいは、エッチング等で容易に形成される。図２０は絶縁基板２４に開口２４ｂが形成された部分の平面図である。
【００９１】
その後、絶縁基板２４の全面に対して、図１９（ｂ）に示すように導電膜５４を形成する。導電膜５４の形成は、クロム（Ｃｒ)等の金属をスパッタリングする方法や、ニッケル（Ｎｉ）の無電解メッキ法により行われる。次に、図１９（ｃ）に示すように、コンタクト電極５２に相当する部分を残して、導電膜５２をエッチング等により除去する。その後、第１の実施の形態によるコンタクト電極２２と同様に、曲げ型を使用してコンタクト片５２ｂ１及び５２ｂ２を屈曲して、コンタクト電極５２が完成する。
【００９２】
図２１は、コンタクト電極５２の他の形成工程を示す図である。図２１に示す工程では、まず、図１９に示す工程と同様に、図２１（ａ）に示すようにコンタクト電極５２に対応した形状の開口２４ｂを絶縁基板２４に形成する。次に、図２１（ｂ）に示すように、コンタクト電極５２に対応する形状を残して、絶縁基板２４にマスク５６を設ける。
【００９３】
次に、絶縁基板２４に導電膜５４を形成し、その後、図２１（ｃ）に示すように、マスク５６と共にマスク５６上に形成された導電膜５４を除去する。そして、図２１（ｄ）に示すように、コンタクト片５２ｂ１及び５２ｂ２を曲げ型により屈曲する。
【００９４】
本実施の形態によるコンタクタのコンタクト電極５２によれば、ＬＳＩ側コンタクト片５２ｂ１と配線基板側コンタクト片５２ｂ２との長さを等しくすることができる。
【００９５】
次に、本発明の第５の実施の形態について図２２乃至２４を参照しながら説明する。
【００９６】
本実施の形態によるコンタクタは、その表面に電解メッキ法によりメッキ層が設けられたコンタクト電極を有する。なお、図２２乃至２４において、コンタクト電極の例として図５に示されたコンタクト電極２２を示している。
【００９７】
本実施の形態では、メッキを施す前のコンタクト電極２２の導電性膜パターンを形成する際に、予めメッキ処理で使用される給電パターン６０を形成しておく。すなわち、薄膜層２２ｃ１をメッキにより形成する前の状態（図６（ａ）に示す状態）において、図２２乃至２４に示すように、予め給電パターン６０を形成しておく。給電パターン６０は、コンタクト電極２２の各々に接続されており、薄膜層２２ｃ１を電解メッキ法で形成する際にメッキ電流をコンタクト電極に供給するために設けられる。給電パターン６０は、絶縁基板に貼りつけられた銅板又は銅箔を利用して、コンタクト電極の原型を形成する際に同時に形成することができる。
【００９８】
給電パターン６０から電流を供給してメッキ処理が終了した後、レーザ切断あるいはパンチング等により、給電パターン６０を所定の部位で切断する。図２３に示すように、コンタクト電極２２の近傍に開口６２を設けておき、給電パターンが開口６２を通過するよう構成しておけば、この開口６２を利用して給電パターンを容易にパンチングにより切断することができる。また、図２４に示すように、給電パターンを一箇所にまとめておき、この部位に開口６４を設けておけば、複数の給電パターン６０をパンチングにより同時に切断することができる。
【００９９】
以上のように、本実施の形態によるコンタクタの製造方法によれば、コンタクト電極に設けられるメッキ層を容易に形成することができ、製造コストを低減することができる。
【０１００】
次に、本発明の第６の実施の形態について図２５乃至２７を参照しながら説明する。
【０１０１】
本実施の形態によるコンタクタは、上述の第５の実施の形態と同様に、メッキ処理用の給電パターン７０を設けたものである。但し、給電パターン７０は、図２５に示すように、コンタクト電極が形成された側の反対側に設けられる。
【０１０２】
すなわち、本実施の形態では、絶縁基板２４の両面に銅板又は銅箔を貼りつけ、片側の銅板又は銅箔によりコンタクト電極を形成し、反対側の面の銅板又は銅箔により給電パターン７０を形成している。コンタクト電極と給電パターン７０とは、ビアホール７２により電気的に接続されている。したがって、コンタクト電極は、図２６に示すように、ビアホール７２を形成するための突起片７４を有している。
【０１０３】
本実施の形態では、メッキ処理が終了した後、給電パターン７０全体をエッチングにより除去したり、図２７に示すように剥離法により一括して除去したりすることができる。したがって、不要なった給電パターンの除去を容易に行うことができる。
【０１０４】
次に、本発明の第７の実施の形態について図２８乃至３０を参照しながら説明する。図２８は本発明の第７の実施の形態によるコンタクタに設けられたコンタクト電極８２の平面図である。図２９は図２８に示すコンタクト電極８２の側面図である。
【０１０５】
図２８に示すように、本実施の形態によるコンタクト電極８２は、延在部８２ａと、ＬＳＩ側コンタクト片８２ｂ１と、配線基板側コンタクト片８２ｂ２とよりなる。上述の第１の実施の形態によるコンタクト電極２２はリング部２２ａによりコンタクト片２２ｂ１と２２ｂ２とが接続されているが、本実施の形態では、コンタクト片８２ｂ１と８２ｂ２とは、延在部８２ａにより接続されている。図２８では、延在部８２ａは直線状に延在しているが、屈曲した形状又は湾曲した形状等任意の形状にすることができる。
【０１０６】
延在部８２ａの一端には、ＬＳＩ側コンタクト片８２ｂ１が形成される。このため、絶縁基板２４の延在部８２ａの一端に対応する位置には、開口２４ｃ１が形成されている。この開口２４ｃ１を利用することにより、ＬＳＩ側コンタクト片８２ｂ１をＬＳＩ側に容易に屈曲することができる。
【０１０７】
一方、延在部８２ａの他端には、配線基板側コンタクト片８２ｂ２が形成される。このため、絶縁基板２４の延在部８２ａの他端に対応する位置には、開口２４ｃ２が形成されている。この開口２４ｃ２を通過させることにより、配線基板側コンタクト片８２ｂ２を配線基板側に屈曲することができる。
【０１０８】
図３０は、延在部８２ａの形状の一例を示す平面図である。図３０において、延在部８２ａはＬＳＩ側コンタクト片８２ｂ１から離れた位置にある配線基板の電極端子に対して延在しており、実質的にＬＩＳ６の端子間ピッチＰ１を拡大するように構成されている。すなわち、ＬＳＩの端子間ピッチＰ１が狭い場合でも、配線基板の電極端子間ピッチＰ２を大きくすることができる。また、延在部２８ａを所望の方向へ延在させることにより、配線基板８の電極端子８ａを任意の位置に配置できる。
【０１０９】
例えば、周辺二列の端子構成のＬＳＩであっても、延在部８２ａにより配線を引き回すことにより、配線基板上でＬＳＩ全体に相当する領域に電極端子をマトリックス状に配列することが可能となる。このように、本実施の形態によるコンタクタは、試験用配線基板の電極端子の配置に大きな自由度を提供することができる。
【０１１０】
次に、本発明の第８の実施の形態について、図３１乃至３６を参照しながら説明する。
【０１１１】
図３１は本発明の第８の実施の形態によるコンタクタに設けられたコンタクト電極９２を屈曲加工する前の平面図である。また、図３２はコンタクト電極９２の正面図であり、図３３は、コンタクト電極９２の側面図である。
【０１１２】
本実施の形態によるコンタクト電極９２は、上述の第７の実施の形態によるコンタクト電極と同様に、延在部９２ａと延在部９２ａの一端に接続された配線基板側コンタクト片９２ｂ２とを有する。ただし、コンタクト電極９２のＬＳＩ側コンタクト片９２ｂ１は、平面図において屈曲又は湾曲した平面に形成されており、延在部９２ａに対して９０度に屈曲された状態で使用される。
【０１１３】
図３１乃至３３に示されたＬＳＩ側コンタクト片９２ｂ１は、略Ｕ字状に湾曲した部分を有している。したがって、図２３中で二点鎖線により示すように、この部分における弾性変形を利用することで、大きな弾性変形範囲を有するコンタクト電極を容易に形成することができる。
【０１１４】
図３４及び３５は、図３１乃至３３に示すコンタクト電極９２の変形例を示す正面図である。図３４に示すコンタクト電極９２Ａは、横になった略Ｓ字状のＬＳＩ側コンタクト片９２Ａｂ１を有しており、Ｓ字状の部分で大きな弾性変形範囲を達成している。また、ＬＳＩ側コンタクト片９２Ａｂ１は、延在部９２ａの延在方向に対して垂直な方向から屈曲されて起立されている。また、図３５に示すコンタクト電極９２Ｂは、図３４のコンタクト電極９２Ａの横になった略Ｓ字状のＬＳＩ側コンタクト片９２Ａｂ１を、起立した略Ｓ字状のＬＳＩ側コンタクト片９２Ｂｂ１として形成したものである。
【０１１５】
このようにコンタクト片をＳ字状に形成すると、コンタクト辺が弾性変形する際のコンタクト片の端部の垂直方向への変位に対して水平方向への変位を小さくすることができる。これによりコンタクト片をＬＳＩの端子に接触させる時に、コンタクト片の接触端部によりＬＳＩの端子を傷つけることを防止することができる。
【０１１６】
図３６はＬＳＩ側コンタクト片９２ｂ１を延在部９２ａに対して９０度屈曲するのではなく、９０度より小さい所定の角度αに屈曲した例を示す。このような構成によれば、コンタクト片の湾曲による弾性変形と、コンタクト片の傾斜による弾性変形の両方を同時に得ることができる。
【０１１７】
以上のように、本実施の形態によるコンタクタのコンタクト電極は、コンタクタ片の弾性変形範囲が大きいため、コンタクト片の弾性変形時の応力を小さくすることができる。したがって、多数回の繰り返し変形に耐えるコンタクト片を容易に形成することができる。
【０１１８】
また、コンタクト片の弾性変形範囲が大きいことで、ＬＳＩの端子の高さのバラツキが大きくても、コンタクト片の変形によりバラツキを吸収することができる。例えば、ウェーハレベルのＬＳＩを試験するような場合は、ＬＳＩの端子の高さのバラツキが１００μｍ程度になることもあるが、本施例の形態のコンタクト片を用いれば容易にバラツキを吸収することができる。
【０１１９】
本実施の形態では、ＬＳＩ側コンタクト片を略Ｕ字状あるいはＳ字状に形成したが、これら形状に限定されることなく、様々な湾曲形状を用いることができる。また、本実施の形態では、ＬＳＩ側コンタクト片を湾曲形状としたが、配線基板側コンタクト片も同様な湾曲形状としてもよい。さらに、本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、コンタクト電極の表面にメッキ等により薄膜層を形成してコンタクト片の機械的特性、電気的特性を改善することとしてもよい。
【０１２０】
次に、本発明の第９の実施の形態について図３７及び３８を参照しながら説明する。図３７は本発明の第９の実施の形態によるコンタクタに設けられたコンタクト電極１０２の平面図であり、図３８は図３７に示したコンタクト電極１０２の側面図である。
【０１２１】
本実施の形態によるコンタクト電極１０２は、図２８及び２９に示した第７の実施の形態によるコンタクト電極８２と基本的な構成は同一である。但し、本実施の形態によるコンタクト電極１０２のＬＳＩ側コンタクト片１０２ｂ１は、図３８に示すように、絶縁基板２４と共に屈曲されている。なお、図２８及び２９では、ＬＳＩ側コンタクト片１０２ｂ１が絶縁基板２４と共に屈曲されているが、代わりに配線基板側コンタクト片１０２ｂ２を絶縁基板２４と共に屈曲する構成としてもよい。
【０１２２】
本実施の形態によれば、コンタクト電極のコンタクト片の弾性変形を、絶縁基板の弾性特性を利用して達成することができる。
【０１２３】
次に、本発明の第１０の実施の形態について図３９を参照しながら説明する。
【０１２４】
本実施の形態によるコンタクタは、上述の実施の形態によるコンタクタに設けられたコンタクト電極を使用し、それらの所定のものを絶縁基板２４に設けられた配線パターン１１０で接続したものである。
【０１２５】
図３９に示した配線パターン１１０は、ウェーハレベルのＬＳＩの各々における特定の端子に接続されるコンタクト電極同士を接続している。したがって、配線パターン１１０の端部１１０ａに電源を接続することにより、コンタクタを介して各ＬＳＩの所定の端子に電圧を印加することができる。また、コンタクタを介して各ＬＳＩの所定の端子を一括して接地することもできる。さらに、コンタクタを介して各ＬＳＩの所定の端子の電気的状態を一括して検出することもできる。
【０１２６】
次に、本発明の第１１の実施の形態について図４０及び４１を参照しながら説明する。
【０１２７】
図４０は本発明の第１１の実施の形態によるコンタクタに設けられたコンタクト電極の配列構成を示す図である。図４１は本発明の第１１の実施の形態によるコンタクタにおけるコンタクト電極の配列構成による効果について説明する図である。
【０１２８】
本実施の形態によるコンタクタには、上述の実施の形態におけるコンタクタが使用されるが、コンタクタの配列方向に所定の規則が適用されている。なお、図４０及び４１に示すコンタクト電極は、上述の第１の実施の形態によるコンタクト電極２２を例として示している。
【０１２９】
具体的には、図４０に示すように、コンタクト片２２ｂ1及２２ｂ２がコンタクタの中心Ｏから周囲に向かって放射状に整列するように、各コンタクト電極２２の方向が設定されている。このようなコンタクト電極の配列構成は、ＬＳＩ（ウェーハ）とコンタクタの絶縁基板と試験用配線基板との間の熱膨張差に起因したＬＳＩの端子と配線基板の端子電極の位置ずれを考慮したものである。
【０１３０】
すなわち、ＬＳＩ（ウェーハ）とコンタクタの絶縁基板と試験用配線基板との間の熱膨張差により、コンタクト電極のコンタクト片に対して、ＬＳＩの端子、又は配線基板の電極端子が移動することがある。コンタクト電極のコンタクト片は端子又は電極端子に対して所定の押圧力で押圧されているため、コンタクト片の屈曲角度が増す方向に端子が移動すると、コンタクト片の先端が端子に食い込んで、コンタクト片及び端子が変形あるいは破損するおそれがある。
【０１３１】
本実施の形態では、図４１に示すように、コンタクト片に対して端子が移動しても、移動方向がコンタクト片の屈曲角度が減少するような方向となるように各コンタクト電極を配列した構成としている。これにより、コンタクト片の先端が端子上を容易に摺動することとなり、コンタクト片が端子に食い込むことが防止される。
【０１３２】
また、上述のコンタクト電極の配列構成によれば、温度が上昇した場合の熱膨張差により端子が移動する方向と、コンタクト電極のコンタクト片が熱膨張により延びる方向が一致する。これにより、熱膨張差により端子が移動してもコンタクト片の先端も同じ方向に移動して、コンタクト片の接触端が端子から外れることが防止される。
【０１３３】
次に、本発明の第１２の実施の形態について図４２を参照しながら説明する。図４２は本発明の第１２の実施の形態によるコンタクタ１２０の一部断面図である。本実施の形態のコンタクタには、上述の実施の形態によるコンタクト電極が使用される。図４２では、第１の実施の形態におけるコンタクト電極２２を例として示している。
【０１３４】
本実施の形態によるコンタクタ１２０は、配線基板８側にスペーサ１２２が設けられている。スペーサは所定の厚みを有しており、コンタクタ１２０が配線基板８に対して押圧された場合に、コンタクタ１２０と配線基板８との距離が一定に（スペーサの厚みに）維持される。したがって、コンタクタに対して過度な押圧力が加わっても、コンタクト電極のコンタクト片が過度に押圧されて永久変形したり破損したりすることが防止される。
【０１３５】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、次に述べる種々の効果を実現することができる。
【０１３６】
請求項１記載の発明によれば、絶縁基板上に予め設けられた導電層により、半体装置と試験用基板との両方に接触するコンタクト電極が形成される。このため、既存の半導体装置製造技術を用いて、多数のコンタクト電極を絶縁基板上に一度に形成することができる。また、導電層の弾性を利用して各コンタクト片の接触圧を得ることができるため、簡単な構造で安価なコンタクト電極を形成することができる。また、コンタクト片は試験用基板に接合されず、試験を行うときにのみコンタクト電極が試験用基板の電極端子に接触するので、コンタクト電極が損傷した場合にコンタクタのみを交換することができる。さらに、コンタクト片は導電層により形成されるため、弾性変形範囲を大きくとることができ、コンタクト電極の長さを短くできるので、試験時に半導体装置を高速で動作させることができる。
【０１３７】
請求項２記載の発明によれば、第１のコンタクト片と第２のコンタクト片との一方を開口を通じて絶縁基板の一方の面から他方の面側へ延在するよう構成したため、簡単な構造で絶縁基板の両側にコンタクト片が延在する構成のコンタクト電極を達成することができる。
【０１３８】
請求項３記載の発明によれば、第１のコンタクト片と第２のコンタクト片とを配線パターンとして形成するため、第２のコンタクト片を任意の位置に形成することができ、第２のコンタクト片の配置の自由度が大きい。したがって、第２のコンタクト片に接触する試験用基板の電極端子を配列を自由に設定することができる。
【０１３９】
請求項４記載の発明によれば、第１のコンタクト片と第２のコンタクト片の長手方向が絶縁基板の中心から放射状に広がる方向に整列されているため、コンタクタ、半導体装置及び試験用基板が熱膨張した際に、各コンタクト片の接触部が半導体装置及び試験用基板の端子から外れることが防止される。
【０１４０】
請求項５記載の発明によれば、絶縁基板上に予め設けられた導電層により、半導体装置と試験用基板との両方に接触するコンタクト電極が形成される。このため、既存の半導体装置製造技術を用いて、多数のコンタクト電極を絶縁基板上に一度に形成することができる。また、各コンタクト片を反対側に屈曲して導電層の弾性を利用して各コンタクト片の接触圧を得ることができるため、簡単な構造で安価なコンタクト電極を形成することができる。また、コンタクト片は試験用基板に接合されず、試験を行うときにのみコンタクト電極が試験用基板の電極端子に接触するので、コンタクト電極が損傷した場合にコンタクタのみを交換することができる。さらに、コンタクト片は導電層により形成されるため、弾性変形範囲を大きくとることができ、コンタクト電極の長さを短くできるので、試験時に半導体装置を高速で動作させることができる。
【０１４１】
請求項６記載の発明によれば、絶縁基板に設けられる導電層は、例えば、銅板又は銅箔をのような膜状部材を貼りつけることにより形成され、これを例えばエッチングによりコンタクト電極の形状に加工することにより、容易にコンタクト電極を形成することができる。
【０１４２】
請求項７記載の発明によれば、絶縁基板に設けられる導電層は、例えば、導電性材料をスパタリング、蒸着等の方法により絶縁基板上に堆積することにより形成され、これを例えばエッチングにより、コンタクト電極の形状に加工することにより、容易にコンタクト電極を形成することができる。
【０１４３】
請求項８記載の発明によれば、第１のコンタクト片と第２のコンタクト片とが形成される位置において、絶縁基板に開口が形成されるため、第１のコンタクト片と第２のコンタクト片の一方を開口を通じて反対側に屈曲することができる。また、開口を通じて曲が型により各コンタクト片を屈曲することができるため、コンタクト電極の形成は容易となる。
【０１４４】
請求項９記載の発明によれば、絶縁基板にコンタクト片の形状を形成しておき、その上に導電層を形成してコンタクト電極を形成するため、既存の半導体装置製造技術を用いて、多数のコンタクト電極を絶縁基板上に一度に形成することができる。また、各コンタクト片を反対側に屈曲して導電層の弾性を利用して各コンタクト片の接触圧を得ることができるため、簡単な構造で安価なコンタクト電極を形成することができる。また、コンタクト片は試験用基板に接合されず、試験を行うときにのみコンタクト電極が試験用基板の電極端子に接触するので、コンタクト電極が損傷した場合にコンタクタのみを交換することができる。さらに、コンタクト片は導電層により形成されるため、弾性変形範囲を大きくとることができ、コンタクト電極の長さを短くできるので、試験時に半導体装置を高速で動作させることができる。
【０１４５】
請求項１０記載の発明によれば、絶縁基板に開口を形成することにより、各コンタクト片の形状を形成するので、コンタクト片を容易に形成することができる。
【０１４６】
請求項１１記載の発明によれば、コンタクト片が湾曲又は屈曲した平面形状を有しているため、湾曲又は屈曲形状により大きな弾性変形範囲を達成することができる。
【０１４７】
請求項１２記載の発明によれば、導電層の表面に設けられた表面層により例えばコンタクト電極の弾性特性や電気的特性を変えることができる。
【０１４８】
請求項１３記載の発明によれば、第１のコンタクト片と第２のコンタクト片の各々と接続部とが繋がる部分に補強材が設れれることにより、各コンタクト片で最も応力の大きい部分のみを補強することができ、コンタクト片の損傷や永久変形を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】異方性導電弾性体を用いた従来のコンタクタの一部を示す断面図である。
【図２】スプリングピンを用いた従来のコンタクタの一部を示す側面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態によるコンタクタの一部を示す断面図である。
【図４】図３に示すコンタクト電極の平面図である。
【図５】図３に示すコンタクト電極の断面図である。
【図６】図５に示すコンタクト電極の形成工程を説明するための図である。
【図７】コンタクト電極の曲げ加工に用いられる曲げ型の断面図である。
【図８】最表層が設けられたコンタクト電極の断面図である。
【図９】補強材が設けられたコンタクト電極の平面図である。
【図１０】図３に示すコンタクト電極の変形例の平面図である。
【図１１】図３に示すコンタクト電極の変形例の平面図である。
【図１２】コンタクト電極が配線基板側に設けられた構成を示す断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態によるコンタクタに設けられたコンタクト電極の断面図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態によるコンタクタに設けられたコンタクト電極の平面図である。
【図１５】図１４に示すコンタクト電極の断面図である。
【図１６】図１４に示すコンタクト電極がＬＳＩと配線基板との間に配置された状態を示す断面図である。
【図１７】図１４に示すコンタクト電極の変形例の断面図である。
【図１８】本発明の第４の実施の形態によるコンタクタに設けられたコンタクト電極の平面図である。
【図１９】図１８に示すコンタクト電極の形成工程を説明するための図である。
【図２０】絶縁基板に開口が形成された部分の平面図である。
【図２１】図１８に示すコンタクト電極の他の形成工程を説明するための図である。
【図２２】本発明の第５の実施の形態によるコンタクタを説明するための図である。
【図２３】図２２に示すコンタクタの変形例を示す図である。
【図２４】図２２に示すコンタクタの変形例を示す図である。
【図２５】本発明の第６の実施の形態によるコンタクタの一部断面図である。
【図２６】図２５に示すコンタクト電極の平面図である。
【図２７】図２５に示すコンタクト電極の断面である。
【図２８】本発明の第７の実施の形態によるコンタクタに設けられたコンタクト電極の平面図である。
【図２９】図２８に示すコンタクト電極の側面図である。
【図３０】図２８に示すコンタクト電極の延在部の形状の一例を示す平面図である。
【図３１】本発明の第８の実施の形態によるコンタクタに設けられたコンタクト電極を屈曲加工する前の平面図である。
【図３２】本発明の第８の実施の形態によるコンタクタに設けられたコンタクト電極の正面図である。
【図３３】図３２に示すコンタクト電極の側面図である。
【図３４】図３２に示すコンタクト電極の変形例の正面図である。
【図３５】図３２に示すコンタクト電極の変形例の正面図である。
【図３６】ＬＳＩ側コンタクト片を延在部９２ａに対して９０度より小さい所定の角度に屈曲した例を示す図である。
【図３７】本発明の第９の実施の形態によるコンタクタに設けられたコンタクト電極の平面図である。
【図３８】図３７に示すコンタクト電極の側面図である。
【図３９】本発明の第１０の実施の形態によるコンタクを説明するための図である。
【図４０】本発明の第１１の実施の形態によるコンタクタに設けられたコンタクト電極の配列構成を示す図である。
【図４１】図４０に示すコンタクト電極の配列構成による効果について説明する図である。
【図４２】本発明の第１２の実施の形態によるコンタクタの一部断面図である。
【符号の説明】
２０，１２０  コンタクタ
２２，３２，４２，５２，８２，９２，９２Ａ，９２Ｂ，１０２  コンタクト電極
２２ａ，３２ａ，４２ａ，５２ａ  リング部
２２ｂ１，３２ｂ１，４２ｂ１，５２ｂ１，８２ｂ１，９２ｂ１  ＬＳＩ側コンタクト片
２２ｂ２，３２ｂ２，４２ｂ２，５２ｂ２，８２ｂ２，９２ｂ２  配線基板側コンタクト片
２２ｃ１  薄膜層
２２ｃ２  最表層
２４  絶縁基板
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ１，２４ｃ２  開口
５４  導電膜
５６  マスク
６０，７０  給電パターン
６２，６４  開口
７２  ビアホール
７４  突起片
９２ａ，１０２ａ  延在部
１１０  配線パターン
１２２  スペーサ
【図１】
0004323055.tif 000002
【図２】
0004323055.tif 000003
【図３】
0004323055.tif 000004
【図４】
0004323055.tif 000005
【図５】
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【図６】
0004323055.tif 000007
【図７】
0004323055.tif 000008
【図８】
0004323055.tif 000009
【図９】
0004323055.tif 000010
【図１０】
0004323055.tif 000011
【図１１】
0004323055.tif 000012
【図１２】
0004323055.tif 000013
【図１３】
0004323055.tif 000014
【図１４】
0004323055.tif 000015
【図１５】
0004323055.tif 000016
【図１６】
0004323055.tif 000017
【図１７】
0004323055.tif 000018
【図１８】
0004323055.tif 000019
【図１９】
0004323055.tif 000020
【図２０】
0004323055.tif 000021
【図２１】
0004323055.tif 000022
【図２２】
0004323055.tif 000023
【図２３】
0004323055.tif 000024
【図２４】
0004323055.tif 000025
【図２５】
0004323055.tif 000026
【図２６】
0004323055.tif 000027
【図２７】
0004323055.tif 000028
【図２８】
0004323055.tif 000029
【図２９】
0004323055.tif 000030
【図３０】
0004323055.tif 000031
【図３１】
0004323055.tif 000032
【図３２】
0004323055.tif 000033
【図３３】
0004323055.tif 000034
【図３４】
0004323055.tif 000035
【図３５】
0004323055.tif 000036
【図３６】
0004323055.tif 000037
【図３７】
0004323055.tif 000038
【図３８】
0004323055.tif 000039
【図３９】
0004323055.tif 000040
【図４０】
0004323055.tif 000041
【図４１】
0004323055.tif 000042
【図４２】
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