JP2940475B2 - Icのパッケージ、icのプローバ及びそれらの製造方法 - Google Patents
Icのパッケージ、icのプローバ及びそれらの製造方法Info
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Description
ICのプローバ及びそれらの製造方法に関する。
ードは、一般に図14および図15にて示す構成のもの
が、ICのパッケージは一般に図16にて示す構成のも
のが採用されていた。
態のICの検査のため図14に示したタングステンプロ
ーブや図15に示したメンブレンプローブなどにより接
続がされている。
ブの模式的断面図であり、図中、符号142はタングス
テンピン、143はタングステンピン142を支持する
第1のピン支持部、144はタングステンピン142を
支持する第2のピン支持部、145は外部との接続部で
ある。タングステンプローブでは、長いタングステンピ
ン142を第1のピン支持部143と第2のピン支持部
144を用いて配列して、ICにプロービングしてい
る。
の模式的断面図であり、図中、符号156はポリイミド
フイルム、157は支持基板、158はエラストマー、
159は接点、160は配線である。メンブレンプロー
ブでは支持基板157にエラストマー158とポリイミ
ドのフイルム156を張り付けている。ポリイミドのフ
イルム156には銅などで形成した配線160と、半田
などを供給して作成した接点159がある。
に示した樹脂モールドパッケージと呼ばれるものが使わ
れてきた。
ケージの模式的平断面図であり、図中、符号162はI
C、163はリードフレーム、164はエポキシ樹脂で
ある。これはIC162の周囲にリードフレーム163
と呼ばれる金属の配線をおき、この電極とICの電極を
ワイヤボンドで接続し、ICの保護のためこれらをエポ
キシ樹脂164でモールドしたものである。
の場合、長いピン長による高周波での特性の悪さ、1ピ
ンずつ作成する必要があるためピンあたりのコストが高
い、外部との接続部145の接続ピッチは数ミリ程度と
ICの電極のピッチ100μmに比ベ大きいので、複数
のICに接続する場合などピン数が増えると接続部14
5の空間的な制約のため接続できなくなるなどの問題が
ある。
m×l0cm程度、あるいはそれ以上の面積で全端子で
確実に接続することはウエハとプロープの高さばらつき
を吸収することが難しく、また多ピンで多くの配線を引
き回すことは配線エリアの制約とプローブカードと外部
との接続が難しい。
たパッケージの方法では、外部電極をBGA(Ball
Grid Array)にする事は、その構造上不可
能となっている。一般にフリップチップと呼ばれている
方法でICをパッケージに組み立てる際、これまでの方
法では基板やICにバンプを形成したり、半田などの金
属を供給するなど、工程数が多く、高コストとなってい
る。またICの電極数が多い場合、パッケージの電極ピ
ッチがアッセンブリ上から500μm以上必要なため、
パッケージサイズが大きくなる。これらよりも小型のパ
ッケージとするため、CSP(Chip Size P
ackage)とBGAを組み合わせたパッケージがあ
るが、いずれもワイヤボンディング、ボールバンプ、半
田供給などをする必要がある。
的は、低コストかつ小型で良好な電気特性を持つICの
パッケージ、大面積、多ピンのICのプローバ及びそれ
らの製造方法を提供することにある。
ジは、有機基板上に基板と同じ材質でICの電極との接
続用の突起を形成し、突起にメタライズして配線を形成
した構造を有する。
電極を配設した構造を有する。
の突起と基板裏面の電極を接続した構造を有する。
Cの電極と接続した構造を有する。
た、液晶ポリマーを用いていてもよく、また、エラスト
マーを用いていてもよい。
基板と同じ材質でICの電極との接続用の突起を形成
し、突起にメタライズして配線を形成した構造を有す
る。
電極を配設した構造を有する。
の突起と基板裏面の電極を接続した構造を有する。
た、液晶ポリマーを用いていてもよく、また、エラスト
マーを用いていてもよい。
ローバの製造方法は、金型に突起の形状を加工し、金型
に樹脂をモールドすることで、突起を形成した基板を製
造する。
ッチピットの形状を転写した金型である。
起とスルーホールをもつ基板をモールドによって形成す
る。
極を作成する。
基板またはICを研磨して薄くし、小型軽量のパッケー
ジを作成する。
と接触するための微小な突起を、樹脂をインジェクショ
ンモールドで成型する際に基板と同時に形成することで
工数を削減し、コストダウンを行う。また、この基板に
スルーホールも形成することでBGA電極ヘの配線を容
易にし、多ピンでもパッケージの外形を小さくすること
ができる。また、突起の形状が錐形であることにより、
ICの電極に金属酸化膜が生じた場合でも、その膜を破
って接続できる。また、短い配線長でエリアアレイのパ
ッケージを作成できるため、小型で良好な電気特性を持
つパッケージを作成できる。
ローブカードを作成することにより、多ピンで大面積の
プローブカードを安価に作成することができる。
し、コネクタを作成することにより、エリアに配列され
た電極を良好な電気特性で接続することができる。
て図面を参照して説明する。
の実施の形態であるICのパッケージ及びその製造方法
について図面を参照して説明する。
的斜視図、図2はピットの模式的断面図、図3はモール
ド用ピン金型組立の模式的断面図、図4はピン金型の模
式的斜視図、図5は本発明の第1の実施の形態の基板の
模式的斜視図、図6は有機基板のメタライズパターンの
模式的平面図、図7は本発明の第1の実施の形態の基板
の模式的断面図、図8は本発明の第1の実施の形態のパ
ッケージの模式的断面図である。図1〜図8中、符号1
はICなどの電極と接触するための微小な突起であるバ
ンプ、2はABS樹脂をインジェクションモールドして
作成された有機基板、3は金型のピンによって形成され
たスルーホール、4はニッケル電解メッキ等により形成
されたバンプ電極、5は両面SiO2 コートしたシリコ
ンウエハ、6は4角錐の形状のピット、7は接続用の電
極となる位置におかれた0.3mmφ、ピッチ0.5m
m、長さ1mmのピン、8はピン金型、9は銅の無電解
メッキによりつけられたメタライズ、25は有機基板2
に接続されるIC、26は有機基板2とIC25の間の
空間に満たされる封止樹脂、27はICの電極、38は
接続されるICの電極の位置の正方形の開口である。
0)面で研磨した、直径6インチ厚さ1mm、両面Si
O2 コートしたシリコンウエハ5に、接続するICの電
極の位置に正方形の開口38を持つパターンをフォトレ
ジストで形成した。これをふっ酸で10分間処理、レジ
スト剥離後水酸化カリウム30%の溶液で30分処理し
て結晶の面方位(111)面が出るまでエッチングし
て、図2に示すような4角錐の形状のピット6を形成し
た。ピットの形状は表面の開口部の大きさが100μm
×100μm、深さ70.8μmである。図3に示すよ
うに、このウエハ5を金型の片方として用い、図4に示
したもう片方の金型8には接続用の電極となる位置に
0.3mmφ、ピッチ0.5mm、長さ1mmのピン7
をおいたものを用いて、ABS樹脂をインジェクション
モールドして図5に示した有機基板2を作成した。金型
8のピン7によってスルーホール3を形成したが、表面
にバリがあったためこのバリをYAGのパルスレーザー
で除去した。この基板は厚み1mm、外形40mm×4
0mm、バンプ1のピッチは250μm、突起の形状は
先端部が若干丸くなって、高さ60μmとなった。この
基板の表面をプラズマアッシャーで5分処理、配線を形
成しない部分にフォトリソグラフィーでレジストを形成
し、図6に示す様に銅の無電解メッキによりメタライズ
9を10μmつけた。その後レジストを剥離して、感光
性エポキシ樹脂をパターニングして電極以外の部分を覆
った。基板の周囲の電極を治具と接触させて、ニッケル
電解メッキ2μm、インジウム50wt%―錫50wt
%のメッキ10μmのバンプ電極4を形成した。基板の
スルーホールを半分にするように切断して1つ分の基板
を作成した。断面を図7に示す。ニッケルメッキ、金メ
ッキがしてある電極27を持つIC25を位置あわせし
て120℃に加熱、1端子あたり20gの力を加えて接
続した。図8に示すように、有機基板2とIC25の間
の空間にエポキシ樹脂30wt%とシリカフィラー70
wt%からなる封止樹脂26をディスペンサーで満た
し、150℃で30分放置して硬化させた。加熱して溶
融したインジウムー錫とIC電極の金が相互に拡散して
融点が上昇するのでこの樹脂硬化のプロセスで加熱され
ても接点が溶けて離れることはない。こうして作成した
ICのパッケージは基板の配線からICの電極までの抵
抗が10mΩ以下と小さく、−40℃から125℃の熱
サイクル試験500回でも破壊されない、信頼性に優れ
たものである。
の実施の形態であるICのパッケージ及びその製造方法
について図面を参照して説明する。
エリアバンプの模式的平面図、図10は図9の裏面の模
式的平面図であり、図中、符号91はバンプ、92は基
板、93はスルーホール、94はBGA電極である。
ーニングしたシリコンウエハをふっ酸処理、アルカリで
エッチングしてピットを作成した。このウエハの表面に
スパッタで金薄膜を作成後、ニッケルメッキを5mmし
てピットの形状を転写した。さらにこのメッキ膜を母型
として離型材の塗布、金スパッタ、ニッケルメッキを行
ってインジェクシヨンモールドの型を作成した。この金
型と、0.2mmφ、長さ1mmのピンを0.5mmピ
ッチで16列16行並ベた金型を組み合わせ、ABS樹
脂をインジェクシヨンモールドして外形10mm×l0
mmの基板92を成型した。スルーホール93の周辺に
バリがでたので、これをYAGのパルスレーザーで加工
して除去した。この基板92をプラズマアッシヤーで5
分間表面、裏面を処理し、レジストを両面にパターニン
グ、銅の無電解メッキ10μm、ニッケル無電解メッキ
2μm、金無電解メッキ0.5μmした後、レジストを
剥離した。感光性のエポキシ樹脂で電極以外の部分を覆
い、治具にセットしてニッケル2μm、錫インジウムメ
ッキ10μmして基板92を作成した。図9にこの基板
92のバンプ91のある面、図10にその裏面でBGA
電極94のある面を示す。こうして作成した基板92と
BGA電極94にニッケル金メッキをしたICを位置あ
わせ、150℃に加熱、加圧して接続した。基板92と
ICの間の空間とスルーホール93内部ににエポキシ樹
脂とフィラーからなる封止樹脂を満たして150℃30
分処理して硬化させた。こうして作成したICのパッケ
ージは基板92の配線からICの電極までの抵抗が10
mΩ以下と小さく、−40℃から125℃の熱サイクル
試験500回でも破壊されない信頼性に優れたものであ
る。さらに、外形はチップが8mm×8mmのときに1
0mm×10mmとほとんど同じとなりパッケージを小
型化でき、裏面にBGA電極94を0.5mmピッチの
アレイ配列配置することで256ピンとパッケージサイ
ズを小さくして多ピンの接続が可能となった。
の実施の形態であるICのパッケージ及びその製造方法
について説明する。
クションモールドで作成した後、基板を研磨して厚みを
0.3mmまで薄くし、その後同様にレジスト形成、メ
ッキによって基板を作った。ICと接続して樹脂封止、
チップも0.2mmまで研磨することで、薄型、小型軽
量のパッケージを作成した。
の実施の形態であるICのプローバ及びその製造方法に
ついて図面を参照して説明する。
ーブカードの模式的断面図であり、図中、符号112は
多層配線基板、114はICのウエハ検査用のプローブ
である。
ハにレジストをパターニングしてアルカリでエッチング
してピットを作成し、この型と直径0.2mmφ、長さ
1mmのピンを配列した金型をもちいて、ABS樹脂を
インジェクションモールドして基板を作成した。この基
板にフォトレジストをパターニングし、無電解銅メッキ
10μm、無電解ニッケルメッキ5μm、無電解金メッ
キ1μmした後、レジストを剥離した。こうして作成し
たプローブ114を図11に示すように多層配線基板1
12に複数ならべてICのウエハ検査用プローブを作成
した。電極表面に金メッキしたICに対して、接続点あ
たりの加重10gで、繰り返しコンタクト寿命5000
00回以上、接続抵抗0.1Ω以下の安定した接続を得
ることができた。
の実施の形態であるICのプローバ及びその製造方法に
ついて図面を参照して説明する。
ーブカードの模式的断面図であり、図中、符号112は
多層配線基板、114はICのウエハ検査用のプローブ
である。
ハにレジストをパターニングしてアルカリでエッチング
してピットを作成し、この型と直径0.2mmφ、長さ
1mmのピンを配列した金型をもちいて、ABS樹脂を
インジェクションモールドして基板を作成した。この基
板にフォトレジストをパターニングし、無電解銅メッキ
10μm、無電解ニッケルメッキ5μm、無電解ルテニ
ウムメッキ1μmした。こうして作成したプローブ11
4を図11に示すように複数ならべてICのウエハ検査
用プローブを作成した。電極がアルミニウムのICに対
して、接続点あたりの加重10gで、繰り返しコンタク
ト寿命500000回以上、接続抵抗0.1Ω以下の安
定した接続を得ることができた。
びその製造方法について図面を参照して説明する。
断面図、図13は本発明の第6の実施の形態のコネクタ
の模式的断面図であり、図中、符号121はバンプ、1
22は両面にバンプを持つ基板、123はスルーホー
ル、124はバンプ電極、132はガラスエポキシ基
板、135はガラスエポキシ基板132の電極である。
した型を2つ用い、ABS樹脂をインジェクションモー
ルドして図12の様に両面にバンプを持つ基板122を
作成した。レーザーで加工してスルーホール123を作
成した。これに第3の実施の形態と同様にパターニン
グ、メッキをして図13に示したように2枚のガラスエ
ポキシ基板132の電極135を接続するコネクタとし
て用いた。
の実施の形態であるICのパッケージまたはICのプロ
ーバまたはコネクタ及びそれらの製造方法について説明
する。
て第2または第3の実施の形態または参考例と同様に基
板を作成し、接続点あたりの加重30gで、繰り返しコ
ンタクト寿命500000回以上、接続抵抗0.05Ω
以下の安定した接続を得ることができた。
の実施の形態であるICのパッケージまたはICのプロ
ーバまたはコネクタ及びそれらの製造方法について説明
する。
て第2または第3の実施の形態または参考例と同様に基
板を作成し、接続点あたりの加重5gで、繰り返しコン
タクト寿命500000回以上、接続抵抗0.1Ω以下
の安定した接続を得ることができた。
ッケージとして用いるばあい、基板作成と同時にバンプ
が形成されるため他の方法のようにバンプ形成の必要が
なく、低コストとなるという効果がある。
いる場合、短い配線長でエリアアレイのパッケージを作
成できるため、小型で良好な電気特性を持つパッケージ
を作成できる。
板を並ベてプローブカードを作成することにより、大面
積、多ピンのプローブカードを低コストで作成できる。
リアに配列された電極を良好な電気特性で接続すること
ができる。
ある。
る。
図である。
である。
図である。
的断面図である。
プの模式的平面図である。
ブカードの模式的断面図である。
る。
る。
断面図である。
面図である。
式的平断面図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 有機基板上に該基板と同じ材質でICの
電極との接続用の突起を形成し、該突起にメタライズし
て配線を形成した構造を有し、 前記基板端面に、配線基板の電極との接続用の電極を配
設した構造を有し、 前記基板内にスルーホールを配設し、前記基板表面の突
起と前記基板裏面の電極を接続した構造を有し、 前記基板表面の電極に低融点金属を供給し、ICの電極
と接続した構造を有し、 形成された前記突起の形状は
錐形であり、 前記基板の材料にABS樹脂を用いていることを特徴と
するICのパッケージ。 - 【請求項2】 請求項1に記載のICのパッケージにお
いて、 前記基板の材料に液晶ポリマーを用いていることを特徴
とするICのパッケージ。 - 【請求項3】 請求項1に記載のICのパッケージにお
いて、 前記基板の材料にエラストマーを用いていることを特徴
とするICのパッケージ。 - 【請求項4】 有機基板上に該基板と同じ材質でICの
電極との接続用の突起を形成し、該突起にメタライズし
て配線を形成した構造を有し、 前記基板端面に、配線基板の電極との接続用の電極を配
設した構造を有し、 前記基板内にスルーホールを配設し、前記基板表面の突
起と前記基板裏面の電極を接続した構造を有し、 形成された前記突起の形状は錐形であり、 前記基板の材料にABS樹脂を用いていることを特徴と
するICのプローバ。 - 【請求項5】 請求項4に記載のICのプローバにおい
て、 前記基板の材料に液晶ポリマーを用いていることを特徴
とするICのプローバ。 - 【請求項6】 請求項4に記載のICのプローバにおい
て、 前記基板の材料にエラストマーを用いていることを特徴
とするICのプローバ。 - 【請求項7】 請求項1から請求項3の何れか1項に記
載のICのパッケージの製造方法であって、 金型に前記突起の形状を加工し、該金型に樹脂をモール
ドすることで、前記突起を形成した基板を製造し、 前記金型は、シリコンエッチピットあるいはエッチピッ
トの形状を転写した金型であり、 前記金型と、ピンを配列した金型を用いて、前記突起と
前記スルーホールをもつ基板をモールドによって形成
し、 前記スルーホールを切断して端面の接続用の電極を作成
し、 前記基板またはICを研磨して薄くし、小型軽量のパッ
ケージを作成することを特徴とするICのパッケージの
製造方法。 - 【請求項8】 請求項4から請求項6の何れか1項に記
載のICのプローバの製造方法であって、 金型に前記突起の形状を加工し、該金型に樹脂をモール
ドすることで、前記突起を形成した基板を製造し、 前記金型は、シリコンエッチピットあるいはエッチピッ
トの形状を転写した金型であり、 前記金型と、ピンを配列した金型を用いて、前記突起と
前記スルーホールをもつ基板をモールドによって形成
し、 前記スルーホールを切断して端面の接続用の電極を作成
することを特徴とするICのプローバの製造方法。
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