JP3730418B2 - Semiconductor test equipment - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体試験装置に係り、特に球状接続端子を有する半導体チップ及び半導体装置（以下、総称して半導体装置という）に対し試験を行なう際に用いる半導体試験装置に関する。
近年、球状電極端子（バンプ）を有した半導体装置についても更なる高集積化・高密度化が進んでおり、これに伴い半導体装置のバンプサイズ、ピッチも微細化が進んでいる。このため、半導体装置の微細化された端子に対してコンタクト可能な高精度なコンタクタの実現と、微細端子への安定した電気的接触を維持することが非常に重要な課題となっている。
【０００２】
また、半導体装置の狭ピッチ化が進むにつれて、半導体装置の端子からの配線の多層化が必要となり、これらの課題が微細ピッチコンタクタの高コスト化を引き起こしている。
【０００３】
【従来の技術】
一般に、半導体装置試験装置は半導体装置との電気的接続に用いるコンタクタを有している。従来の半導体装置試験装置に設けられているコンタクタは、大略するとバネの力によって半導体装置の電極とコンタクトする、いわゆるポゴピンタイプのものと、例えばメッキ等により球状接続端子（バンプ）と接続させる球面電極を薄い絶縁膜に形成したメンブレンタイプのものとに分類される。
【０００４】
図１（Ａ）は、ポゴピンタイプの半導体試験装置１Ａを示している。この半導体試験装置１Ａは、一対の基板２ａ，２ｂの間にコイルスプリング３が配設されており、このコイルスプリング３の弾性力を利用してポゴピン４を上下させ、半導体装置に設けられたバンプ（図示せず）とコンタクトする構成とされている。しかるに、ポゴピンタイプの半導体試験装置１Ａは、コイルスプリング３を配設するため、高密度化に対応することができない。そこで、図１（Ｂ）に示すメンブレンタイプの半導体試験装置１Ｂが開発された。
【０００５】
このメンブレンタイプの半導体試験装置１Ｂは、薄い絶縁基板５Ａに球面電極６Ａ（以下、メンブレン電極という）をメッキ形成した構成のコンタクタを有しており、このメンブレン電極を半導体装置のバンプ（図示せず）に接続して試験を行なう構成とされている。
また、絶縁基板５Ａの上面にはメンブレン電極６Ａと接続する配線８Ａが形成されており、この配線８Ａによりメンブレン電極６Ａは絶縁基板５Ａの外周位置まで電気的に引き出される構成とされている。更に、コンタクタの下部には弾性板９Ａが配設されており、半導体装置のバンプに高さバラツキが存在しても、弾性板９Ａが弾性変形することにより確実に電気的接続を図ることができるよう構成されている。
【０００６】
しかるに、メンブレンタイプの半導体試験装置１Ｂでは、配線８Ａの引き廻しを絶縁基板５Ａの上面のみで行なう構成とされていたため、電極ピッチの微細化が進むにつれ配線８Ａの引き廻しエリアが確保できないという問題点が新たに発生じた。
即ち、配線８Ａの引き廻しを絶縁基板５Ａの上面のみで行なう構成では、高密度を実施しようとした場合、隣接するメンブレン電極６Ａ間のピッチは狭くなり、かつ配線８Ａの本数は増大するため、図２に示すように、隣接するメンブレン電極６Ａの間に多数の配線８Ａを配設する必要が生じる。同図に示す例では、メンブレン電極６Ａ-1とメンブレン電極６Ａ-2との間に３本の配線が配設された構成を示している。しかるに、狭ピッチ化された一対のメンブレン電極６Ａ-1，６Ａ-2との間に配設できる配線８Ａの本数には自ずから限界がある。
【０００７】
そこで、図３に示す半導体試験装置１Ｃのように、コンタクタを多層化することが考えられる。同図に示す半導体試験装置１Ｃは、３層の絶縁基板５Ｂを積層した構造とされており、各絶縁基板５Ｂには配線８Ｂが形成されている。また、コンタクタの下部にはバンプ高さのバラツキを吸収する弾性板９Ｂが配設されている。
【０００８】
この構成によれば、各絶縁基板５Ｂの夫々に配線８Ａが形成された構成であるめため配線８Ｂの引き廻しの自由度を向上でき、よって配線間ピッチを広めることができる。よって、メンブレン電極６Ｂを狭ピッチ化しても、各配線８Ｂ間の距離を広く設定することができるため、半導体装置の高密度化に対応させることが可能となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、複数の絶縁基板５Ｂ及びメンブレン電極６Ｂを積層してコンタクタを製造する技術は大変難しい技術であり開発が困難となってしまい、また仮に製作できても大変高価となるという問題点があった。
また、通常メンブレンタイプの半導体試験装置１Ｃでは、メンブレン電極６Ｂがバンプとの接続により劣化（半田転移、異物付着等）したり、或いは損傷した時はコンタクタの交換を行なっているが、上記のようにコンタクタが高価であると、試験コストが大変高いものになってしまう。
【００１０】
これらの問題点に対応するため、コンタクタを１層〜２層（両面）にすると共に、その下部に異方性導電ゴムを配設しコンタクタと接続させる方法も考えられるが、異方性導電ゴムは大変高価であると同時に微細ピッチには限界があり、耐久性にも乏しい等の問題があった。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、高密度化及び低コスト化を共に実現できる半導体試験装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【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。
請求項１記載の発明は、
球状接続端子を有する半導体装置に対して試験を行う半導体試験装置において、
前記球状接続端子と対応する位置に開口部が形成された単層の絶縁基板と、該絶縁基板の上部に固定されており前記開口部に延出する舌片状のコンタクト部とを具備するコンタクタと、
前記半導体装置の装着側面となる上面に前記コンタクタが着脱可能に搭載される構成とされており、前記上面に形成されて前記コンタクト部と電気的に接続される第１の接続電極と、下面に形成され外部接続される第２の接続電極と、前記第１及び第２の接続電極を電気的に接続するインターポーザとを具備する配線基板と、を設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項２記載の発明は、
前記請求項１記載の半導体試験装置において、
前記コンタクト部を、前記球状接続端子が接続する際に該球状接続端子の表面に形成されている酸化膜を破ることができる厚さ或いは硬度を有するよう構成したことを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項３記載の発明は、
前記請求項１記載の半導体試験装置において、
前記開口部内に前記コンタクト部と接する突起部を形成し、前記球状接続端子が接続する際に前記コンタクト部が前記突起部を支点として変位する構成したことを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項４記載の発明は、
前記請求項３記載の半導体試験装置において、
前記突起部を弾性体により形成したことを特徴とするものである。
また、請求項５記載の発明は、
前記請求項３または４記載の半導体試験装置において、
前記突起部を導電性材料により形成したことを特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項６記載の発明は、
前記請求項３乃至５のいずれか１項に記載の半導体試験装置において、
前記突起部の形状を球形状としたことを特徴とするものである。
また、請求項７記載の発明は、
前記請求項３乃至５のいずれか１項に記載の半導体試験装置において、
前記突起部の形状を環状形状としたことを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項８記載の発明は、
前記請求項１乃至７のいずれか１項に記載の半導体試験装置において、
前記コンタクト部の先端部に先鋭部を形成したことを特徴とするものである。
また、請求項９記載の発明は、
前記請求項１乃至８のいずれか１項に記載の半導体試験装置において、
少なくとも前記コンタクト部の表面或いは前記第１の接続電極と接する部分の一方に粗面を形成したことを特徴とするものである。
【００１８】
また、請求項１０記載の発明は、
前記請求項１乃至９のいずれか１項に記載の半導体試験装置において、
前記第１の接続電極の少なくとも前記コンタクト部と接する部分に粗面を形成したことを特徴とするものである。
また、請求項１１記載の発明は、
前記請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の半導体試験装置において、
前記コンタクタの前記配線基板への装着時に、前記コンタクタと前記配線基板との位置決めを行なう位置決め機構を設けたことを特徴とするものである。
【００１９】
また、請求項１２記載の発明は、
前記請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の半導体試験装置において、
前記コンタクタに、前記球状接続端子と電気的接続が不要な位置に前記開口部のみが存在する非接続部を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項１３記載の発明は、
前記請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の半導体試験装置において、
前記コンタクト部の先端部の向きを、前記コンタクタと前記半導体装置との熱膨張差に起因して発生する前記球状接続端子と前記コンタクト部との相対的変位方向に基づき設定したことを特徴とするものである。
【００２０】
また、請求項１４記載の発明は、
前記請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の半導体試験装置において、
前記コンタクト部の前記球状接続端子が接触する部位にスリットを形成したことを特徴とするものである。
また、請求項１５記載の発明は、
前記請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の半導体試験装置において、
前記配線基板を多層基板としたことを特徴とするものである。
【００２１】
更に、請求項１６記載の発明は、
前記請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の半導体試験装置において、
前記絶縁基板をフレキシブルな絶縁性樹脂薄膜で形成すると共に、前記コンタクト部を可撓性を有する導電性金属層により形成したことを特徴とするものである。
【００２２】
上記した各手段は、次のように作用する。
請求項１記載の発明によれば、
絶縁基板の球状接続端子と対向する位置にコンタクト部と開口部が配置され、更にその下に半導体装置からの電気信号を通すための配線基板が設けられた構成となる。このため、半導体装置がコンタクタに装着されると、球状接続端子はコンタクト部に接続し、この球状接続端子はコンタクト部を介して配線基板に形成された第１の接続電極と電気的に接続される。
【００２３】
また、第１の接続電極は配線基板に設けられたインターポーザを介して外部接続端子となる第２の接続電極に引き出されるため、インターポーザを適宜構成することにより、第１の接続電極を第２の接続電極へ引き出す配線経路を任意に設定することができる。
このように、コンタクト部から第２の接続電極に至る配線の経路をコンタクタではなく配線基板側で行なう構成とすることにより、コンタクタを多層化する必要はなくなり、よってコンタクタの単層化を実現することができる。これにより、コンタクタのコスト低減を図ることができ、従って繰り返し試験を行なうことによりコンタクト部に劣化が発生し、これに伴いコンタクタの交換か必要となっても、低コストで交換を行なうことが可能となり、メンテナンスに要する費用の削減を図ることができる。
【００２４】
また、コンタクタに設けられたコンタクト部は、そのまま半導体装置からの電気信号を絶縁基板下の配線基板に流すため、球状接続端子の狭ピッチ化が進んでも線長を短くでき、かつ配線引回しの単純化を図ることができるため、高速な電気的試験に対応することができる。
また、請求項２記載の発明によれば、
コンタクト部を、球状接続端子が接続する際に球状接続端子の表面に形成されている酸化膜を破ることができる厚さ或いは硬度を有するよう構成したことにより、半導体装置がコンタクタに装着され球状接続端子がコンタクト部上を水平方向にスライド動作する際、コンタクト部は球状接続端子をワイピングして球状接続端子表面に形成された酸化膜を破る。この酸化膜は絶縁性を有してるため、上記のワイピング処理が行なわれる構成とすることにより、試験中に安定したコンタクト状態を保持することが可能となる。
【００２７】
また、請求項３記載の発明によれば、
開口部内にコンタクト部と接する突起部を形成したことにより、接続時にコンタクト部が球状接続端子に押圧され変位する際、コンタクト部はある程度の高さで突起部と当接し、これを支点として変位する。よって、突起部の高さ及び配設位置を調整することにより、球状接続端子との適正な接続に必要とされる接触圧力をコンタクト部に発生させることができ、安定した電気的接続を実現することができる。
【００２８】
また、請求項４記載の発明によれば、
突起部を弾性体により形成したことにより、突起部の硬度を調整することにより、球状接続端子との適正な接続に必要とされる接触圧力をコンタクト部に発生させることができ、安定した電気的接続を実現することができる。
また、球状接続端子が圧接された際、コンタクト部が有する弾性力により発生する反力に加え、突起部が弾性変形することによっても反力が発生するため、球状接続端子との適正な接続に必要とされる接触圧力を確実に発生させることができ、安定した電気的接続を実現することができる。
【００２９】
また、請求項５記載の発明によれば、
突起部を導電性材料により形成したことにより、コンタクト部と第１の接続端子との電気的接続をコンタクト部の先端部ばかりではなく、突起部においても行なうことができる。よって、コンタクト部と第１の接続端子との電気的接続を確実に行なうことができる。
【００３０】
また、請求項６及び請求項７記載の発明によれば、
突起部の形状を球形状或いは環状形状としたことにより、突起部を開口部の中に配設し易くすることができる。
また、請求項８記載の発明によれば、
コンタクト部の先端部に先鋭部を形成したことにより、コンタクト部の先端部が第１の接続端子に接触する際、第１の接続端子上に形成された酸化膜を破るため、コンタクト部と第１の接続端子との安定した電気的接続を得ることが可能となる。
【００３１】
また、請求項９記載の発明によれば、
少なくともコンタクト部の表面或いは第１の接続電極と接する部分の一方に粗面を形成したことにより、コンタクト部の表面に粗面を形成した場合には、球状接続端子が接続される際に球状接続端子表面に形成された酸化膜を粗面により破ることができ、コンタクト部と球状接続端子との安定した電気的接続を得ることができる。
【００３２】
また、コンタクト部の第１の接続電極と接する部分に粗面を形成した場合には、コンタクト部が第１の接続電極と接触する際に、第１の接続電極表面に形成された酸化膜を粗面により破ることができ、コンタクト部と第１の接続電極との安定した電気的接続を得ることができる。
また、請求項１０記載の発明によれば、
第１の接続電極の少なくともコンタクト部と接する部分に粗面を形成したことにより、コンタクト部が第１の接続電極と接触する際に、コンタクト部表面に形成された酸化膜を粗面により破ることができ、コンタクト部と第１の接続電極との安定した電気的接続を得ることができる。
【００３３】
また、請求項１１記載の発明によれば、
コンタクタの配線基板への装着時に、コンタクタと配線基板との位置決めを行なう位置決め機構を設けたことにより、配線基板に設けられた第１の接続電極とコンタクタに設けられた開口部及びコンタクト部との位置決めを容易かつ確実に行なうことができる。
【００３４】
また、請求項１２記載の発明によれば、
コンタクタに球状接続端子と電気的接続が不要な位置に開口部のみが存在する非接続部を設けたことにより、この非接続部における球状接続端子の変形発生を防止することができる。また、非接続部においてはコンタクト部による反力は発生しないため、装着時にコンタクタに向け半導体装置に印加する押圧力を軽減することができる。
【００３５】
また、請求項１３記載の発明によれば、
コンタクト部の先端部の向きを、コンタクタと半導体装置との熱膨張差に起因して発生する球状接続端子とコンタクト部との相対的変位方向に基づき設定したことにより、前記相対的変位により球状接続端子がコンタクト部から離脱しないようコンタクト部の先端部の向きを設定することが可能となる。これにより、球状接続電極がコンタクト部から外れることを防止でき、安定した接続を維持することができる。
【００３６】
また、請求項１４記載の発明によれば、
コンタクト部の球状接続端子が接触する部位にスリットを形成したことにより、球状接続電極がコンタクト部に接続する際、球状接続電極の底部はスリット内に挿入されるため、電極底部に変形が発生することを抑制することができる。
また、球状接続電極とコンタクト部との接触面積が増大するため、球状接続電極とコンタクト部の電気的接続をより確実に行なうことができる。
【００３７】
また、請求項１５記載の発明によれば、
配線基板を多層基板とすることにより、より微細なピッチでのコンタクタが実現可能となり、また高速試験にも対応が可能となる。
更に、請求項１６記載の発明のように、
絶縁基板をフレキシブルな絶縁性樹脂薄膜で形成すると共に、コンタクト部を可撓性を有する導電性金属層により形成する構成としてもよい。
【００３８】
【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。
図４及び図５は、本発明の第１実施例である半導体試験装置１０Ａを示している。図４は半導体試験装置１０Ａの構成及び動作を説明するための図であり、また図５はコンタクタ１１と配線基板１５Ａとを分離した状態を示す図である。
【００３９】
各図に示されるように、半導体試験装置１０Ａは、大略するとコンタクタ１１と配線基板１５Ａとにより構成されている。この半導体試験装置１０Ａは、半導体装置２０が装着され、半導体装置２０に設けられている球状接続端子２１（以下、バンプという）と電気的に接続して所定の試験を行うのに用いられるものである。
【００４０】
コンタクタ１１は、大略するとコンタクト部１２Ａと絶縁基板１３とにより構成されている。コンタクト部１２Ａは舌片状の部材であり、例えば銅（Ｃｕ）或いは銅合金等の弾性変形可能な導電性金属膜により構成されている。また、その形成位置は、半導体装置２０に配設されたバンプ２１の位置と対向する位置に設定されている。
【００４１】
このコンタクト部１２Ａの一端部は、後述する絶縁基板１３に固定されると共に、他端部は絶縁基板１３に形成されている開口部１４内に延出した構成となっている。このため、コンタクト部１２は開口部１４内において片持ち梁状に支持された構成となっており、その略中央部分がバンプ２１が接続される接続部２４Ａとなっている。
【００４２】
絶縁基板１３は単層の基板であり、例えばポリイミド（ＰＩ）等の絶縁性樹脂よりなるシート状の樹脂基板である。前記のコンタクト部１２Ａはこの絶縁基板１３の上部に形成されており、従ってコンタクト部１２Ａは絶縁基板１３に支持された構成となっている。また、絶縁基板１３のコンタクト部１２と対向する位置には、前記のように開口部１４が形成されている。尚、絶縁基板１３上へのコンタクト部１２Ａの形成は、フレキシブル基板の製造技術等を応用することが可能であるため、容易かつ低コストで行うことができる。
【００４３】
一方、配線基板１５Ａは多層配線基板構造とされており、複数層（本実施例では２層）の絶縁層１６Ａ，１６Ｂと、この絶縁層１６Ａ，１６Ｂに形成された内部接続電極１７（第１の接続電極），外部接続電極１８（第２の接続電極），及びインターポーザ１９等により構成されている。
絶縁層１６Ａ，１６Ｂは、例えばガラス・エポキシ等の絶縁材料により形成されている。また、内部接続電極１７，外部接続電極１８，及びインターポーザ１９は、例えばメッキ技術を用いて絶縁層１６Ａ，１６Ｂに形成されており、その材質としては例えば銅（Ｃｕ）を用いている。
【００４４】
内部接続電極１７は、配線基板１５Ａのコンタクタ１１が装着される面（以下、上面という）に形成されており、その形成位置は前記したコンタクタ１１に設けられたコンタクト部１２Ａと対向する位置に設定されている。従って、コンタクタ１１が配線基板１５Ａに装着された状態において、内部接続電極１７は開口部１４を介してコンタクト部１２Ａと対向した状態となる。
【００４５】
外部接続電極１８は、配線基板１５Ａのコンタクタ１１が装着される上面に対し反対側の面（以下、下面という）に形成されている。この外部接続電極１８は、半導体試験装置１０Ａを半導体装置２０に対し動作試験を行なう半導体テスター等に接続するための電極である。
インターポーザ１９は、前記した内部接続電極１７と外部接続電極１８とを電気的に接続する機能を奏するものである。このインターポーザ１９は、複数の内部配線１９Ａ〜１９Ｃにより構成されている。このように、内部接続電極１７と外部接続電極１８をインターポーザ１９を用いて接続することにより、内部接続電極１７の形成位置と外部接続電極１８をの形成位置を夫々自由度を持って任意に設定することができる。
【００４６】
次に、上記構成とされた半導体試験装置１０Ａの試験時における動作について説明する。図４（Ａ）は、半導体試験装置１０Ａに半導体装置２０が装着される前の状態を示している。本実施例では、コンタクト部１２Ａは片持ち梁状の構成とされているため、半導体装置２０の装着前状態では、コンタクト部１２Ａは開口部１４の上部に略直線状に延出した状態となっている（以下、図４（Ａ）に示す状態を装着前状態という）。
【００４７】
この装着前状態にある半導体試験装置１０Ａに半導体装置２０が装着されると、この装着動作に伴いバンプ２１は開口部１４内に挿入される。これに伴い、弾性材料によりなり片持ち梁状とされたコンタクト部１２Ａは、図４（Ｂ）に示すように弾性変形し、コンタクト部１２Ａの先端部２５は配線基板１５Ａの内部接続電極１７に当接する。これにより、バンプ２１はコンタクト部１２Ａ，内部接続電極１７，インターポーザ１９を介して外部接続電極１８と電気的に接続された構成となる。
【００４８】
また、複数設けられる各コンタクト部１２Ａは夫々独立した構成とされているため、バンプ２１が挿入された際、各コンタクト部１２Ａは夫々独立して上下動作する。このため、半導体装置２０に設けられたバンプ２１の高さにバラツキが存在しても、各コンタクト部１２Ａは個々のバンプ２１の高さに追従して変形するため、コンタクト部１２Ａと内部接続電極１７とを安定して接続させることができる。
【００４９】
上記のように本実施例では、コンタクト部１２Ａが接続される内部接続電極１７が、配線基板１５Ａに設けられたインターポーザ１９を介して外部接続端子１８に引き出されるため、インターポーザ１９を適宜構成することにより、内部接続電極１７を外部接続端子１８へ引き出す配線経路を任意に設定することが可能となる。
【００５０】
このように、コンタクト部１２Ａから外部接続端子１８に至る配線の経路をコンタクタ１１ではなく配線基板１５Ａ側で行なう構成とすることにより、コンタクタ１１を多層化する必要はなくなり、よってコンタクタ１１の単層化を実現することができ、コンタクタ１１のコスト低減を図ることができる。
また、配線基板１５Ａは電子機器の配線基板として一般に用いられているガラス・エポキシ基板を用いることができるため、配線基板１５Ａのコストも低く抑えることができる。これにより、半導体試験装置１０Ａのコスト低減を図ることができる。
【００５１】
また、上記のようにコンタクタ１１に設けられたコンタクト部１２Ａは、半導体装置２０からの電気信号をそのまま配線基板１５Ａに流す構成としているため、バンプ２１の狭ピッチ化が進んでも、従来のように一対のメンブレン電極６Ａ -1 ，６Ａ -2間に配線３Ａを配設する必要はなくなる（図２参照）。このため、本実施例の構成によれば、内部接続電極１７と外部接続電極１８との間における配線長を短くでき、かつ配線引回しの単純化を図ることができるため、高速な電気的試験に対応することが可能となる。
【００５２】
更に、本実施例に係る半導体試験装置１０Ａは、図５に示すように、コンタクタ１１は配線基板１５Ａに対し着脱可能な構成となっている。これは、半導体試験装置１０Ａを用い多数の半導体装置２０に対し繰り返し試験を行なうことによりコンタクト部１２Ａに劣化が発生した場合、コンタクタ１１を交換することにより半導体装置２０に対する試験の信頼性を維持させるためである。
【００５３】
しかるに、本実施例では上記のようにコンタクタ１１の低コスト化が図られているため、コンタクタ１１の交換が必要となっても、低コストで交換を行なうことが可能となり、メンテナンスに要する費用の削減を図ることができる。
続いて、本発明の第２実施例について説明する。
図６は、本発明の第２実施例である半導体試験装置１０Ｂを示している。尚、図６において、図４及び図５に示した第１実施例に係る半導体試験装置１０Ａと同一構成については同一符号を付してその説明を省略する。また、後に説明する各実施例（第３乃至第１１実施例）についても同様とする。
【００５４】
本実施例に係る半導体試験装置１０Ｂは、コンタクト部１２Ｂをバンプ２１が接続する際にこのバンプ２１の表面に形成されている酸化膜を破ることができる厚さ或いは硬度を有するよう構成したことを特徴とするものである。
周知のように、バンプ２１がはんだにより形成されている場合には、その表面に酸化膜が形成されることが知られている。この酸化膜は絶縁性があるため、酸化膜が形成されたままではコンタクト部１２Ｂとの電気的接続性が劣化してしまう。
【００５５】
しかるに、本実施例のようにコンタクト部１２Ｂの厚さ或いは硬度を高め、バンプ２１の表面に形成された酸化膜を破ることができるよう構成することにより、半導体装置２０がコンタクタ１１に装着されバンプ２１がコンタクト部１２Ｂ上を水平方向にスライド動作する際、コンタクト部１２Ｂがバンプ２１をワイピングして酸化膜を破ることができる。
【００５６】
よって、コンタクト部１２Ｂとバンプ２１との電気的接続性を向上させることが可能となり、試験中に安定したコンタクト状態を保持することができる。尚、コンタクト部１２Ｂの具体的な構成例としては、材料として銅（Ｃｕ）を使用した場合には、その厚さを１５μｍ〜２００μｍ程度とするこにとより、酸化膜を破ることができる。
【００５７】
続いて、本発明の第３実施例について説明する。
図７は、本発明の第３実施例である半導体試験装置１０Ｃを示している。本実施例に係る半導体試験装置１０Ｃは、開口部１４に延出部２２を形成したことを特徴とするものである。具体的には、図７（Ｂ）に示すように、延出部２２は、開口部１４の内周縁より図中矢印Ｌで示す寸法だけ、開口部１４の内部に向け延出した構成とされている。
【００５８】
この延出部２２は絶縁基板１３に一体的に形成されており、またその形成位置はコンタクト部１２Ａと対向する位置に選定されている。よって、この延出部２２により、コンタクト部１２Ａは部分的に支持された構成となる。
このように、コンタクト部１２Ａを部分的に支持する延出部２２を設けることにより、バンプ２１の圧接によりコンタクト部１２Ａに発生する反力を調整することが可能となる。この反力の調整は延出部２２の長さＬを調整することにより可能であり、延出部２２を長くすることによりコンタクト部１２Ａは撓み難くなり反力は大きくなり、逆に延出部２２を短くした場合には反力は小さくなる。
【００５９】
このように本実施例によれば、半導体装置２０がコンタクタ１１に装着された時にコンタクト部１２Ａとバンプ２１との間に発生する接触圧力を適当な値に調整することが可能となり、よってコンタクト部１２Ａとバンプ２１とを良好な状態で接続させることができる。
続いて、本発明の第４実施例について説明する。
【００６０】
図８は、本発明の第４実施例である半導体試験装置１０Ｄを示している。本実施例に係る半導体試験装置１０Ｄは、開口部１４内にコンタクト部１２Ａと接する突起部２３Ａを形成したことを特徴とするものである。
このように、開口部１４内に突起部２３Ａを形成することにより、接続時にコンタクト部１２Ａがバンプ２１に押圧され変位する際、コンタクト部１２Ａはある程度の高さ（突起部２３Ａの高さ）で突起部２３Ａと当接し、これを支点として変位する。よって、突起部２３Ａの高さ及び配設位置を調整することにより、コンタクト部１２Ａがバンプ２１に付与する接触圧力を調整することが可能となる。これにより、コンタクト部１２Ａとバンプ２１との電気的接続に最適な接触圧力を実現することが可能となり、コンタクト部１２Ａとバンプ２１とを良好な状態で接続することができる。
【００６１】
この突起部２３Ａは、導電性金属（例えば、金、パラジウム、ニッケル等），樹脂（例えば、ポリイミド，エポキシ等）、或いは弾性体（例えば、カーボン等を混合した導電性のゴム，スポンジ等）により形成することも可能である。
突起部２３Ａを導電性材料により形成した場合には、コンタクト部１２Ａと内部接続電極１７との電気的接続を、コンタクト部１２Ａの先端部２５ばかりではなく突起部２３Ａにおいても行なうことができるため、コンタクト部１２Ａと内部接続電極１７との電気的接続を確実に行なうことができる。
【００６２】
また、突起部２３Ａを弾性体により形成した場合には、突起部２３Ａの硬度を調整することにより、バンプ２１とコンタクト部１２Ａとの間に適正な接触圧力を発生させることができ、安定した電気的接続を実現することができる。
また、バンプ２１が圧接された際、コンタクト部１２Ａが発生する反力に加え、突起部２３Ａ自体が弾性変形することにより発生する弾性復元力が反力としてバンプ２１に印加される。このため、コンタクト部１２Ａが発生する反力だけでは十分な接触圧力が得られない場合であっても、本実施例の構成によれば突起部２３Ａにより適正な接続に必要とされる接触圧力を確実に発生させることが可能となり、安定した電気的接続を実現することができる。
【００６３】
尚、接触圧力の調整については、突起部２３Ａの材料の硬度や高さを適宜調整することにより、約硬度ＨR Ｃ１０〜１００の範囲において調整することが可能である。
一方、突起部２３Ａを形成する方法としては、金属により突起部２３Ａを形成する場合には、例えばメッキ法やワイヤボンディング法等を用いることができる。また、樹脂により突起部２３Ａを形成する場合には、例えぱポッティング法等を用いることができる。
【００６４】
メッキ法により突起部２３Ａを形成した場合には、狭ピッチのパターン形成や多ピン化された半導体装置２０に適用する際、突起部２３Ａを接着等で各々形成する構成に比べて高精度な製造が可能となる。
また、ワイヤボンディング法により突起部２３Ａを形成した場合には、既存のワイヤボンダーを使用することができるため、突起部２３Ａを安価に形成することができる。また、少量の生産にもフレキシブルに対応が可能である。
【００６５】
更に、ポッティング法により突起部２３Ａを形成した場合には、やはり簡単な設備で突起部２３Ａを形成できるためコストの低減を図ることができ、更に少量の生産にもフレキシブルに対応することが可能となる。
続いて、本発明の第５及び第６実施例について説明する。
図９は本発明の第５実施例である半導体試験装置１０Ｅを示しており、また図１０は本発明の第６実施例である半導体試験装置１０Ｆを示している。半導体試験装置１０Ｅは球形状を有した突起部２３Ｂを用いたことを特徴としており、半導体試験装置１０Ｆは環状形状を有した突起部２３Ｃ（例えば、Ｏリング）を用いたことを特徴としている。
【００６６】
突起部２３Ｂ，２３Ｃの形状を球形状或いは環状形状としたことにより、突起部２３Ｂ，２３Ｃを開口部１４の中に容易に配設することができる。尚、突起部２３Ｂ及び突起部２３Ｃは、第４実施例の突起部２３Ａと同等の機能を奏し、またその材質及び特性についても同一のものを適用することができる。
ここで、コンタクト部の形状に注目する。前記した第１乃至第６実施例では、コンタクト部１２Ａ，１２Ｂの形状を単に舌片状の形状としたが、コンタクト部は内部接続電極１７と電気的に接続するものであり、その形状を適宜構成することにより、コンタクト部と内部接続電極１７との電気的接続性を向上させることができる。以下、コンタクト部の形状の変形例について説明する。
【００６７】
図１１は、第１及び第２変形例であるコンタクト部１２Ｃ，１２Ｄを示している。この図１１に示す各変形例に係るコンタクト部１２Ｃ，１２Ｄは、何れもその先端部に先鋭部を形成することにより、内部接続電極１７との接続性を向上させたものである。
図１１（Ａ）に示すコンタクト部１２Ｃは、その先端部に先鋭部として切っ先部２５Ａを形成したことを特徴とするものである。このように、コンタクト部１２Ｃの先端部に切っ先部２５Ａを形成し鋭く尖らせることにより、接続時において切っ先部２７Ａが内部接続端子１７に突き刺さったり或いは摺動することにより、内部接続端子１７の表面に形成された酸化膜を破ることができる。よって、コンタクト部１２Ａと内部接続端子１７との安定した接続が可能となる。尚、切っ先部２７Ａは、例えばエッチング等を用いて形成することができる。
【００６８】
また、図１１（Ｂ）に示すコンタクト部１２Ｄは、その先端部に先鋭部として鋸歯部２５Ｂを形成したことを特徴とするものである。このように、コンタクト部１２Ｄの先端部に鋸歯部２５Ｂを形成し多数の切っ先部を有した構成とすることにより、内部接続端子１７に対し複数箇所で酸化膜を破ることができ、コンタクト部１２Ｄと内部接続端子１７とのより安定した接続が可能となる。尚、この鋸歯部２５Ｂもエッチング等を用いて形成することができる。
【００６９】
続いて、図１２乃至図２２を用いて第３乃至第１３変形例であるコンタクト部１２Ｅ〜１２Ｐについて説明する。尚、図１２乃至図２１において、（Ａ）は各コンタクト部１２Ｅ〜１２Ｎの側断面図を示し、（Ｂ）は各コンタクト部１２Ｅ〜１２Ｎの要部底面図を示している。
図１２は、第３変形例であるコンタクト部１２Ｅを示している。本変形例では、コンタクト部１２Ｅを一対の片持ち梁部５６により構成したことを特徴とするものである。具体的には、コンタクト部１２Ｅの接続部２４Ｂには環状部５４が形成されており、図１２（Ｂ）に示されるように、この環状部５６の対向する位置より、中央部分に向けて一対の片持ち梁部５６が延出した構成とされている。
【００７０】
本変形例の構成によれば、試験時において片持ち梁部５６はバンプ２１の両側２箇所において接触するため、バンプ２１を安定した状態に保持することができる。また、二つの片持ち梁部５６でバンプ２１を保持するため、接続部２４Ｂの強度を高めることができ、接続部２４Ｂに変形等が発生することを防止することができる。
【００７１】
図１３は、第４変形例であるコンタクト部１２Ｆを示している。本変形例では、接続部２４Ｃを二股状片持ち梁部５８により構成したことを特徴とするものである。本変形例の構成によれば、接続部２４Ｃは変形し易くなり、バンプ２の高さバラツキを有効に吸収することができる。
但し、接続部２４Ｃが変形し易くなることにより、コンタクト部１２Ｆの材料を銅（Ｃｕ）とした場合には、塑性変形が発生するおそれがある。よって、本変形例の構成では、コンタクト部１２Ｆの材質としては、バネ材でかつ導電性の高い材質を選定することが望ましい。
【００７２】
図１４は、第５変形例であるコンタクト部１２Ｇを示している。先に説明した各コンタクト部１２Ａ〜１２Ｆの構造は、全て片持ち梁状の構造とされていた。これに対し、本変形例に係るコンタクト部１２Ｇは、その構造を両端支持梁状の構造としたことを特徴とするものである。
即ち、接続部２４Ｄは両端支持梁部６０を有しており、この両端支持梁部６０の両端部は環状部５４に一体的に接続された構成とされている。このように、接続部２４Ｄを両端が支持された両端支持梁部６０により構成することにより、接続部２４Ｄの機械的な強度を高めることができ、よって経時的な使用により接続部２４Ｅが劣化することを防止することができる。
【００７３】
図１５は、第６変形例であるコンタクト部１２Ｈを示している。本変形例に係るコンタクト部１２Ｈは、接続部２４Ｅの中央部分に溝部６３（スリット）を形成し、これにより一対の両端支持部梁部６２を形成したことを特徴とするものである。このように、一対の両端支持部梁部６２により接続部２４Ｅを形成することにより、両端支持部梁部６２の変形量を大きくすることができ、よってバンプ２１の高さバラツキを有効に吸収することができる。
【００７４】
更に、一対の両端支持部梁部６２の間に溝部６３が存在するため、装着状態においてバンプ２１の下先端部は溝部６３内に位置することとなる。よって、バンプ２１が接続部２４Ｅ上で移動することがなくなり、コンタクト部１２Ｈ（コンタクタ１１）とバンプ２１（半導体装置２０）との位置決め性を向上させることができる。
【００７５】
図１６は、第７変形例であるコンタクト部１２Ｉを示している。本変形例に係るコンタクト部１２Ｉは、接続部２４Ｆに直線状のスリット２６Ａを形成することにより、接続部２４Ｆを変形可能な構成としたことを特徴とするものである。
本変形例に設けられた接続部２４Ｆは、第６変形例に設けられた接続部２４Ｅに比べて変形量は小さくなるが、機械的強度は向上する。よって、バンプ２１の材質（例えば、バンプ２１がはんだであるか、或いは金であるか等）により、適宜スリット２６Ａ，６３の形状を選定することが有効である。
【００７６】
図１７は、第８変形例であるコンタクト部１２Ｊを示している。本変形例では、接続部２４Ｇに形成されるスリット２６Ｂを円形状とすると共に、接続部２４Ｇの中央位置に設けたことを特徴とするものである。この構成とすることにより、第７変形例と同様に接続部２４Ｇの変形量を調整することができる。更に、スリット２６Ｂが接続部２４Ｇの中心位置で、かつ円形状であるため、バンプ２１は常に接続部２４Ｇの中心位置に位置することとなり、よってコンタクト部１２Ｊ（コンタクタ１１）とバンプ２１（半導体装置２０）との位置決め性を向上させることができる。
【００７７】
図１８は、第９変形例であるコンタクト部１２Ｋを示している。本変形例では、接続部２４Ｈに小径の円形スリット２６Ｃを多数個形成したことを特徴とするものである。このように、接続部２４Ｈに多数の円形スリット２６Ｃを形成することにより、前記した各実施例と同様に接続部２４Ｈを変形させることが可能となり、またその変形量は円形スリット２６Ｃの数及び径寸法で調整することが可能である。
【００７８】
また、本実施例のように円形スリット２６Ｃを多数個形成することにより、バンプ２１が接続部２４Ｈに押圧された際、各スリット２６Ｃのエッジ部がより多くバンプ２１に当接し食い込んだ状態となり、バンプ２１と接続部２４Ｈとの電気的接続性を向上させることができる。
図１９は、第１０変形例であるコンタクト部１２Ｌを示している。前記した各変形例では、接続部２４Ｂ〜２４Ｈをコンタクト部１２Ｅ〜１２Ｋに一体的に形成した構成とされていた。これに対して本変形例では、接続部２４Ｉをコンタクト部１２Ｌとは別体の構成としたことを特徴とするものである。
【００７９】
このように、接続部２４Ｉとコンタクト部１２Ｌとを別体の構成とすることにより、夫々の材質を別個に選定することができ、従って接続部２４Ｉの機能及びコンタクト部１２Ｌの機能に最適な材質を選定することが可能となる。図１９に示すコンタクト部１２Ｌは、接続部２４Ｉの変形量を大きく設定するため、箔状電極６４により接続部２４Ｉを構成した例を示している。また、具体的な材料としては、コンタクト部１２Ｌとしては銅（Ｃｕ）を用い、また箔状電極６４としてはアルミニウムを使用している。
【００８０】
図２０は、第１１変形例であるコンタクト部１２Ｍを示している。本変形例では、前記した第１０変形例と同様に、接続部２４Ｊをコンタクト部１２Ｍと別個の構成としている。また本変形例では、接続部２４Ｊを図示されるように、片持ち梁状ワイヤ６６により構成したことを特徴とするものである。
この片持ち梁状ワイヤ６６は、ワイヤボンディング技術を用いて形成される。具体的には、コンタクト部１２Ｍの開口部１４近傍位置にワイヤボンディング装置を用いてワイヤをボンディングし、続いてワイヤを所定量引き出した後にこれを切断する。この状態は、図２０（Ａ）に破線で示す状態である。
【００８１】
その後、このワイヤを開口部１４側に折曲形成することにより、片持ち梁状ワイヤ６６を形成する。このように、ワイヤボンディング技術を用いて接続部２４Ｊを形成することにより、接続部２４Ｊを容易にかつ効率良く形成できると共に、低コスト化を図ることができる。また、本変形例では接続部２４Ｊの一端部のみが固定され他端部が自由端とされた片持ち梁状ワイヤ６６となっているため比較的変形量が大きく、よってバンプ２１の高さバラツキが大きい場合であっても、これに十分対応することができる。
【００８２】
図２１は、第１２変形例であるコンタクト部１２Ｎを示している。本変形例においても、前記した第１１変形例と同様に、接続部２４Ｋをワイヤにより形成している。しかるに、前記した第１１変形例では接続部２４Ｊを片持ち梁状ワイヤ６６により構成したのに対し、本変形例では接続部２４Ｋを両端支持梁状ワイヤ６８により構成したことを特徴としている。
【００８３】
この両端支持梁状ワイヤ６８もワイヤボンディング技術を用いて形成されており、具体的にはコンタクト部１２Ｎを構成する枠部５４の開口部１４近傍位置に先ずファーストボンディングを行い、続いてこれと対向する側の枠部５４にセカンドボンディングを行なう。これにより、両端支持梁状ワイヤ６８は、その両端が枠部５４に固定された構成となる。この構成とすることにより、第１１変形例で示した片持ち梁状ワイヤ６６に対して機械的強度を向上することができる。
【００８４】
また、本変形例では両端支持梁状ワイヤ６８を１本のみ用いた構成としたが、両端支持梁状ワイヤ６８を２本用い、これが十字状にクロスするように配設した構成としてもよい。この構成とすることにより、上記した効果に加えてバンプ２１の移動を規制できるため、コンタクト部（コンタクタ１１）とバンプ２１（半導体装置２０）との位置決め性を向上させることができる。
【００８５】
図２２は、第１３変形例であるコンタクト部１２Ｐを示している。本変形例では、コンタクト部１２Ｐの表面（バンプ２１が接触する面）及び内部接続電極１７と接する部分（背面）の双方に粗面２７Ａを形成すると共に、内部接続電極１７の表面にも粗面２７Ｂを形成したことを特徴とするものである。この粗面２７Ａ，２７Ｂの形成方法としては、メッキ条件を変えて微小突起を形成したり、ブラストによって細かい粒子を当ててコンタクト部表面を粗らしたり、粗れた面を有する部材によってスタンピングする等の形成方法が考えられる。
【００８６】
本変形例によれば、コンタクト部１２Ｐの表面に粗面２７Ａを形成した場合には、バンプ２１が接続される際にバンプ２１の表面に形成された酸化膜を粗面２７Ａにより破ることができ、コンタクト部１２Ｐとバンプ２１との安定した電気的接続を得ることができる。
また、コンタクト部１２Ｐの内部接続電極１７と接する部分（背面）に粗面２７Ａを形成した場合には、コンタクト部１２Ｐが内部接続電極１７と接触する際に、内部接続電極１７の表面に形成された酸化膜を粗面により破ることができ、コンタクト部１２Ｐと内部接続電極１７との安定した電気的接続を得ることができる。
【００８７】
更に、内部接続電極１７に粗面２７Ｂを形成したことにより、コンタクト部１２Ｐが内部接続電極１７と接触する際に、コンタクト部１２Ｐの表面に酸化膜が存在しても、この酸化膜を粗面２７Ｂにより破ることができ、コンタクト部１２Ｐと内部接続電極１７との安定した電気的接続を得ることができる。
尚、上記した各粗面２７Ａ，２７Ｂの粗さの程度としては、例えば平均荒さ０．１〜１００μｍ位とした際に効果が大である。
【００８８】
また、上記の第２２変形例では、コンタクト部１２Ｐの表面及び背面の双方に粗面２７Ａを形成した構成を示したが、何れか一方のみに形成した構成としてもよい。また、上記の第２２変形例では、内部接続電極１７の前面に粗面２７Ｂを形成した構成を示したが、コンタクト部１２Ｐが接続される領域のみに粗面２７Ｂを形成する構成としてもよい。
【００８９】
続いて、本発明の第７及び第８実施例について説明する。
図２３は第７実施例である半導体試験装置１０Ｇを示しており、図２４は第８実施例である半導体試験装置１０Ｈを示している。各実施例では、コンタクタ１１を配線基板１５Ａに装着する時に、コンタクタ１１と配線基板１５Ａとの位置決めを行なう位置決め機構を設けたことを特徴とするものである。
【００９０】
即ち、図５を用いて説明したように、本発明に係る半導体試験装置はコンタクタ１１が配線基板１５Ａに対して着脱可能な構成とされており、コンタクト部が劣化してもコンタクタ１１を交換することにより、常に安定した試験を実施できる構成となっている。このコンタクタ１１の交換時には、コンタクト部と内部接続電極１７とを精度よく位置決めする必要がある。即ち、コンタクタ１１を配線基板１５Ａに対し、精度よく装着する必要がある。このため、第７及び第８実施例に係る半導体試験装置１０Ｇ，１０Ｈでは、コンタクタ１１と配線基板１５Ａとの位置決めを行なう位置決め機構を設けた構成としている。
【００９１】
図２３に示す半導体試験装置１０Ｇでは、コンタクタ１１を構成する絶縁基板１３に形成された第１の位置決め孔２９と、配線基板１５Ａに形成された第２の位置決め孔３０と、この各位置決め孔２９，３０と係合する位置決めピン３１とにより位置決め機構を構成している。そして、位置決めピン３１を各位置決め孔２９，３０と係合するよう貫通させることにより、コンタクタ１１（コンタクト部１２Ａ）と配線基板１５Ａ（内部接続電極１７）との位置決めを行う構成とされている。
【００９２】
また、図２４に示す半導体試験装置１０Ｈでは、コンタクタ１１を構成する絶縁基板１３に形成された位置決め孔３２と、配線基板１５Ａの上面に形成された位置決め突起３３とにより位置決め機構を構成している。そして、位置決め突起３３を位置決め孔３２に係合させることにより、コンタクタ１１（コンタクト部１２Ａ）と配線基板１５Ａ（内部接続電極１７）との位置決めを行う構成とされている。
【００９３】
上記した各実施例に係る半導体試験装置１０Ｇ，１０Ｈによれば、単に位置決めピン３１を各位置決め孔２９，３０に係合させるだけの処理により、また単に位置決め突起３３を位置決め孔３２に係合させるだけの処理により、コンタクタ１１と配線基板１５Ａとの位置決めを行うことができる。よって、簡単な構成、及び簡単な操作でコンタクト部１２Ａと内部接続電極１７との位置決めを確実に行うことができる。
【００９４】
尚、上記した位置決め孔２９，３０，３２の形成方法としては、ドリルやプレス抜きを用いる方法や、またエッチングやレーザーを用いる形成方法を採用することができる。また、上記した位置決め処理よりも更に高精度の位置決め処理を行なう必要がある場合には、位置決め機構をカメラ，画像認識手段等により構成し、画像認識により位置決め処理を行なうことも可能である。
【００９５】
続いて、本発明の第９実施例について説明する。
図２５は第９実施例である半導体試験装置１０Ｉを示している。本実施例では、コンタクタ１１にバンプ２１と電気的接続が不要な位置に開口部１４のみが存在する、即ちコンタクト部１２Ａが形成されていない非接続部３４を設けたことを特徴とするものである。
【００９６】
即ち、半導体試験装置１０Ｉに装着される半導体装置２０は、多数のバンプ２１を有した構成とされているが、周知のようにこの半導体装置２０に対し試験を実施する場合、必ずしも全てのバンプ２１に対し試験信号を授受する必要はない（以下、試験信号を授受する必要がないバンプを、特に接続不要バンプ２１Ａという）。
【００９７】
そこで、本実施例では接続不要バンプ２１Ａと対向する位置には、コンタクト部１２Ａを有しない非接続部３４を設け、接続不要バンプ２１Ａがコンタクト部１２Ａと接触しないよう構成した。このように、非接続部３４を設けることにより、半導体装置２０を半導体試験装置１０Ｉに装着した際、接続不要バンプ２１Ａは開口部１４内にコンタクタ１１と接触することなく、単に位置するのみの状態となる。
【００９８】
このため、非接続部３４においてバンプ２１が変形することを防止できる。また、非接続部３４においてはコンタクト部１２Ａによる反力は発生しないため、装着時において半導体装置２０を半導体試験装置１０Ｉに向け押圧する押圧力を軽減することができ、装着作業の容易化を図ることができる。
続いて、本発明の第１０実施例について説明する。
【００９９】
図２６は第１０実施例である半導体試験装置１０Ｊの一部を拡大して示す平面図である。同図に示すように本実施例に係る半導体試験装置１０Ｊは、各コンタクト部１２Ａの向きが、半導体装置が半導体試験装置１０Ｊに装着され状態におけるその中心位置（半導体装置中心位置）に対し法線方向を向くよう構成されている。
【０１００】
即ち、図に示されるコンタクト部１２Ａ-1を例に挙げて説明すると、半導体装置中心位置からコンタクト部１２Ａ-1の中心位置までの線分Ｘを描いた場合、コンタクト部１２Ａ-1の延在方向（先端部２５の向き）は図中矢印Ｙで示す方向となるよう構成されている。この図中矢印Ｙで示す方向は、線分Ｘに対し直角方向となる。これにより、各コンタクト部１２Ａは、半導体装置中心位置を中心として円を描くように配置された構成となる。
【０１０１】
ところで、コンタクタ１１と半導体装置２０は夫々固有の熱膨張率を有しており、コンタクタ１１の熱膨張率と半導体装置２０の熱膨張率は異なっている。よって、例えばバーンイン等の加熱を伴う試験を実施した場合、コンタクタ１１と半導体装置２０との間で熱膨張差が発生してしまう。この熱膨張差が生じると、半導体装置２０に設けられたバンプ２１と、コンタクタ１１に設けられたコンタクト部１２Ａとの間に相対的な変位が発生してしまう。
【０１０２】
しかるに、上記した本実施例の構成とすることにより、上記の熱膨張差に起因してバンプ２１とコンタクト部１２Ａとの間に発生する相対的変位方向は、線分Ｘの延在方向となる。これにより、バンプ２１がコンタクト部１２Ａから外れることを防止できると共に、バンプ２１とコンタクト部１２Ａとが相対的に変位しても、前記した接触圧力を一定に維持することができる。
【０１０３】
尚、コンタクト部１２Ａの延在方向を線分Ｘに沿った方向とすることも可能であり、この場合もバンプ２１がコンタクト部１２Ａから外れることを防止することはできるが、この場合におけるバンプ２１とコンタクト部１２Ａとの相対的変位方向は図４（Ｂ）に矢印Ｙ１，Ｙ２で示す方向となる。よって、この構成の場合には、コンタクト部１２Ａがバンプ２１に印加する接触圧力が変化することが考えられる。従って、上記したようにコンタクト部１２Ａの延在方向を矢印Ｙで示す方向とした方が安定した接続を維持することができる。
【０１０４】
続いて、本発明の第１１実施例について説明する。
図２７は第１１実施例である半導体試験装置１０Ｋを示している。本実施例では、単層の配線基板１５Ｂを用いると共に、コンタクト部１２Ｒを予め内部接続電極１７に接続しておく構成としたことを特徴とするものである。
前記したように、近年では半導体装置２０の高速化が進み、これに伴い試験時に使用する信号も高速化している。また、これに伴い外乱の侵入に対する防衛も重要となり、よって半導体装置２０の試験時に用いる半導体テスターの一部回路を半導体試験装置１０Ｋに設けることが行なわれている。図２７に示す電子部品３８は、この半導体テスターの一部を構成する回路を構成するものである。
【０１０５】
この電子部品３８の配設場所としては、コンタクタ１１或いは配線基板１５Ｂが考えられる。しかるに、メンブレン基板であるコンタクタ１１に電子部品３８を配設するのは非常に困難であり、また配設コストが高くなる。更に、絶縁基板１３上にコンタクタ１２Ａ以外にも配線を形成する必要が生じ、従来の半導体試験装置と同様の問題点（高密度化に対応できない）が生じる。
【０１０６】
そこで、本実施例では配線基板１５Ｂに電子部品３８を配設した。また、試験信号の高速化及び外乱の侵入防止を図るためには、バンプ２１から外部接続電極１８に至るインターポーザの配線長を可能な限り短くする必要がある。このため、本実施例では配線基板１５Ｂとして単層基板を用い配線長を短くするよう構成されている。これにより、内部接続電極１７と外部接続電極１８との電気的接続は、絶縁槽１６にスルーホール電極３６を形成して行なっている。
【０１０７】
一方、コンタクト部１２Ｒを予め内部接続電極１７に接続しておく構成とすることにより、バンプ２１が挿入される毎にコンタクト部が可撓変位することはなくなる。よって、特にコンタクト部と開口部１４の周縁との当接位置において、脆性疲労が発生することを防止でき、よってコンタクタ１１の寿命を延ばすことができる。
【０１０８】
尚、上記した各実施例では、球状接続端子としてはんだバンプを例に挙げて説明したが、球状接続端子ははんだバンプに限定されるものではなく、他の材料（例えば、金，銅等）よりなる球状接続端子を用いることも可能である。更に、球状以外の端子（例えば、スタッドバンプ等）についても、本発明を利用することは可能である。
【０１０９】
また、上記した各実施例では、配線基板としてガラス・エポキシ基板を例に挙げて説明したが、配線基板はガラス・エポキシ等の樹脂基板に限定されるものではなく、セラミック基板等の他構成とされた配線基板を利用することも可能である。
【０１１０】
【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。請求項１記載の発明によれば、コンタクタの単層化を実現することができるためコンタクタのコスト低減を図ることができ、メンテナンス時にコンタクタの交換を低コストで行なうこができる。
【０１１１】
また、コンタクタに設けられたコンタクト部は、そのまま半導体装置からの電気信号を絶縁基板下の配線基板に流すため、球状接続端子の狭ピッチ化が進んでも線長を短くでき、かつ配線引回しの単純化を図ることができるため、高速な電気的試験に対応することができる。
また、請求項２記載の発明によれば、半導体装置がコンタクタに装着される際、コンタクト部は球状接続端子をワイピングして球状接続端子表面に形成された酸化膜を破るため、コンタクト部と球状接続端子との安定した接続状態を保持することが可能となる。
【０１１２】
また、請求項３記載の発明によれば、接続時にコンタクト部はある程度の高さで突起部と当接しこれを支点として変位するため、突起部の高さ及び配設位置を調整することにより、球状接続端子との適正な接続に必要とされる接触圧力をコンタクト部に発生させることができ、安定した電気的接続を実現することができる。
【０１１３】
また、請求項４記載の発明によれば、突起部の硬度を調整することにより、球状接続端子との適正な接続に必要とされる接触圧力をコンタクト部に発生させることができ、安定した電気的接続を実現することができる。
また、球状接続端子が圧接された際、コンタクト部が有する弾性力により発生する反力に加え、突起部が弾性変形することによっても反力が発生するため、球状接続端子との適正な接続に必要とされる接触圧力を確実に発生させることができ、安定した電気的接続を実現することができる。
【０１１４】
また、請求項５記載の発明によれば、コンタクト部と第１の接続端子との電気的接続をコンタクト部の先端部ばかりではなく、突起部においても行なうことができるため、コンタクト部と第１の接続端子との電気的接続を確実に行なうことができる。
また、請求項６及び請求項７記載の発明によれば、突起部の形状を球形状或いは環状形状としたことにより、突起部を開口部の中に配設し易くすることができる。
【０１１５】
また、請求項８記載の発明によれば、コンタクト部の先端部が第１の接続端子に接触する際、第１の接続端子上に形成された酸化膜を破るため、コンタクト部と第１の接続端子との安定した電気的接続を得ることが可能となる。
また、請求項９記載の発明によれば、コンタクト部の表面に粗面を形成した場合には、球状接続端子が接続される際に球状接続端子表面に形成された酸化膜を粗面により破ることができ、コンタクト部と球状接続端子との安定した電気的接続を得ることができる。
【０１１６】
また、コンタクト部の第１の接続電極と接する部分に粗面を形成した場合には、コンタクト部が第１の接続電極と接触する際に、第１の接続電極表面に形成された酸化膜を粗面により破ることができ、コンタクト部と第１の接続電極との安定した電気的接続を得ることができる。
また、請求項１０記載の発明によれば、コンタクト部が第１の接続電極と接触する際に、コンタクト部表面に形成された酸化膜を粗面により破ることができ、コンタクト部と第１の接続電極との安定した電気的接続を得ることができる。
【０１１７】
また、請求項１１記載の発明によれば、配線基板に設けられた第１の接続電極とコンタクタに設けられた開口部及びコンタクト部との位置決めを容易かつ確実に行なうことができる。
また、請求項１２記載の発明によれば、コンタクタに球状接続端子と電気的接続が不要な位置に開口部のみが存在する非接続部を設けたことにより、この非接続部における球状接続端子の変形発生を防止することができる。
【０１１８】
また、非接続部においてはコンタクト部による反力は発生しないため、装着時にコンタクタに向け半導体装置に印加する押圧力を軽減することができる。
また、請求項１３記載の発明によれば、球状接続端子がコンタクト部から離脱しないようコンタクト部の先端部の向きを設定することが可能となり、これにより球状接続電極がコンタクト部から外れることを防止でき安定した接続を維持することができる。
また、請求項１４記載の発明によれば、
コンタクト部の球状接続端子が接触する部位にスリットを形成したことにより、球状接続電極がコンタクト部に接続する際、球状接続電極の底部はスリット内に挿入されるため、電極底部に変形が発生することを抑制することができる。
【０１１９】
また、球状接続電極とコンタクト部との接触面積が増大するため、球状接続電極とコンタクト部の電気的接続をより確実に行なうことができる。
更に、請求項１５記載の発明によれば、配線基板を多層基板とすることにより、より微細なピッチでのコンタクタが実現可能となり、また高速試験にも対応が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の一例である半導体試験装置を説明するための図である（その１）。
【図２】従来の一例である半導体試験装置を説明するための図である（その２）。
【図３】従来の一例である半導体試験装置を説明するための図である（その３）。
【図４】本発明の第１実施例である半導体試験装置を説明するための断面図である（その１）。
【図５】本発明の第１実施例である半導体試験装置を説明するための断面図である（その２）。
【図６】本発明の第２実施例である半導体試験装置を説明するための断面図である。
【図７】本発明の第３実施例である半導体試験装置を説明するための断面図である。
【図８】本発明の第４実施例である半導体試験装置を説明するための断面図である。
【図９】本発明の第５実施例である半導体試験装置を説明するための断面図である。
【図１０】本発明の第６実施例である半導体試験装置を説明するための断面図である。
【図１１】コンタクト部の第１及び第２変形例を説明するための図である。
【図１２】コンタクト部の第３変形例を説明するための図である。
【図１３】コンタクト部の第４変形例を説明するための図である。
【図１４】コンタクト部の第５変形例を説明するための図である。
【図１５】コンタクト部の第６変形例を説明するための図である。
【図１６】コンタクト部の第７変形例を説明するための図である。
【図１７】コンタクト部の第８変形例を説明するための図である。
【図１８】コンタクト部の第９変形例を説明するための図である。
【図１９】コンタクト部の第１０変形例を説明するための図である。
【図２０】コンタクト部の第１１変形例を説明するための図である。
【図２１】コンタクト部の第１２変形例を説明するための図である。
【図２２】コンタクト部の第１３変形例を説明するための図である。
【図２３】本発明の第７実施例である半導体試験装置を説明するための断面図である。
【図２４】本発明の第８実施例である半導体試験装置を説明するための断面図である。
【図２５】本発明の第９実施例である半導体試験装置を説明するための断面図である。
【図２６】本発明の第１０実施例である半導体試験装置を説明するための断面図である。
【図２７】本発明の第１１実施例である半導体試験装置を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１０Ａ〜１０Ｒ 半導体試験装置
１３ 絶縁基板
１４ 開口部
１５Ａ，１５Ｂ 配線基板
１６，１６Ａ，１６Ｂ 絶縁層
１７ 内部接続電極
１８ 外部接続電極
１９ インターポーザ
１９Ａ〜２９Ｃ 内部配線
２０ 半導体装置
２１ バンプ
２２ 延出部
２３Ａ〜２３Ｃ 突起部
２４Ａ〜２４Ｌ 接続部
２５ 先端部
２６Ａ〜２６Ｃ スリット
２７Ａ，２７Ｂ 粗面
２９ 第１の位置決め孔
３０ 第２の位置決め孔
３１ 位置決めピン
３２ 位置決め孔
３３ 位置決め突起
３４ 非接続部
３５ コンタクタ配線膜
３６ スルーホール電極
３７ 下面配線膜
３８ 電子部品[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor test apparatus, and more particularly to a semiconductor test apparatus used when testing a semiconductor chip having a spherical connection terminal and a semiconductor device (hereinafter collectively referred to as a semiconductor device).
In recent years, semiconductor devices having spherical electrode terminals (bumps) are also being further integrated and densified, and accordingly, bump sizes and pitches of semiconductor devices are also being miniaturized. For this reason, realization of a highly accurate contactor capable of contacting a miniaturized terminal of a semiconductor device and maintaining stable electrical contact to the fine terminal are very important issues.
[0002]
Further, as the pitch of semiconductor devices becomes narrower, it is necessary to increase the number of wirings from the terminals of the semiconductor device, and these problems cause the cost of fine pitch contactors to increase.
[0003]
[Prior art]
Generally, a semiconductor device test apparatus has a contactor used for electrical connection with a semiconductor device. The contactor provided in the conventional semiconductor device testing apparatus is roughly a so-called pogo pin type that contacts the electrode of the semiconductor device by the force of a spring, and a spherical electrode that is connected to a spherical connection terminal (bump) by, for example, plating. Is classified into a membrane type that is formed in a thin insulating film.
[0004]
FIG. 1A shows a pogo-pin type semiconductor test apparatus 1A. In this semiconductor test apparatus 1A, a coil spring 3 is disposed between a pair of substrates 2a and 2b, and the pogo pin 4 is moved up and down by using the elastic force of the coil spring 3 to provide bumps provided in the semiconductor device. It is configured to contact (not shown). However, the pogo-pin type semiconductor testing apparatus 1A cannot cope with the higher density because the coil spring 3 is disposed. Accordingly, a membrane type semiconductor test apparatus 1B shown in FIG. 1B has been developed.
[0005]
This membrane type semiconductor test apparatus 1B has a contactor having a configuration in which a spherical electrode 6A (hereinafter referred to as a membrane electrode) is formed on a thin insulating substrate 5A by plating, and this membrane electrode is used as a bump (not shown) of the semiconductor device. ) To perform the test.
A wiring 8A connected to the membrane electrode 6A is formed on the upper surface of the insulating substrate 5A, and the membrane electrode 6A is electrically drawn to the outer peripheral position of the insulating substrate 5A by the wiring 8A. Furthermore, an elastic plate 9A is disposed at the lower part of the contactor, and even if there is a height variation in the bumps of the semiconductor device, the elastic plate 9A is elastically deformed to ensure electrical connection. It is configured as follows.
[0006]
However, in the membrane type semiconductor test apparatus 1B, since the wiring 8A is routed only on the upper surface of the insulating substrate 5A, the wiring area of the wiring 8A cannot be secured as the electrode pitch becomes finer. A new point has occurred.
That is, in the configuration in which the wiring 8A is routed only on the upper surface of the insulating substrate 5A, the pitch between the adjacent membrane electrodes 6A is narrowed and the number of the wirings 8A is increased when high density is attempted. As shown in FIG. 2, it is necessary to arrange a large number of wirings 8A between adjacent membrane electrodes 6A. In the example shown in the figure, a configuration in which three wires are disposed between the membrane electrode 6A-1 and the membrane electrode 6A-2 is shown. However, the number of wirings 8A that can be disposed between the pair of membrane electrodes 6A-1 and 6A-2 having a narrow pitch is naturally limited.
[0007]
Therefore, it is conceivable to make the contactor multi-layered as in the semiconductor test apparatus 1C shown in FIG. The semiconductor test apparatus 1C shown in the figure has a structure in which three layers of insulating substrates 5B are laminated, and wirings 8B are formed on each insulating substrate 5B. An elastic plate 9B that absorbs the variation in bump height is disposed at the lower part of the contactor.
[0008]
According to this configuration, since the wiring 8A is formed on each of the insulating substrates 5B, the degree of freedom in routing the wiring 8B can be improved, and thus the pitch between the wirings can be increased. Therefore, even if the pitch of the membrane electrode 6B is narrowed, the distance between the wirings 8B can be set wide, so that it is possible to cope with the high density of the semiconductor device.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, a technique for manufacturing a contactor by laminating a plurality of insulating substrates 5B and membrane electrodes 6B is a very difficult technique, which makes it difficult to develop, and even if it can be manufactured, it is very expensive. .
Further, in the normal membrane type semiconductor test apparatus 1C, the contactor is replaced when the membrane electrode 6B deteriorates (solder transfer, adhesion of foreign matter, etc.) or is damaged due to the connection with the bump. However, if the contactor is expensive, the test cost becomes very high.
[0010]
In order to cope with these problems, there is a method in which the contactor has one to two layers (both sides), and an anisotropic conductive rubber is disposed below the contactor to connect to the contactor. Is very expensive and has a limit to fine pitch and has a problem of poor durability.
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a semiconductor test apparatus capable of realizing both high density and low cost.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above-described problems, the present invention is characterized by the following measures.
  The invention described in claim 1
  In a semiconductor test apparatus for testing a semiconductor device having a spherical connection terminal,
  A single-layer insulating substrate having an opening formed at a position corresponding to the spherical connection terminal;A tongue-like piece that is fixed to the top of the insulating substrate and extends to the opening.A contactor comprising a contact portion;
  The contactor is detachably mounted on an upper surface serving as a mounting side surface of the semiconductor device, a first connection electrode formed on the upper surface and electrically connected to the contact portion, and a lower surface A wiring board including a second connection electrode that is formed and externally connected and an interposer that electrically connects the first and second connection electrodes is provided.
[0012]
The invention according to claim 2
The semiconductor test apparatus according to claim 1,
The contact portion is configured to have a thickness or hardness capable of breaking the oxide film formed on the surface of the spherical connection terminal when the spherical connection terminal is connected.
[0014]
  Also,Claim 3The described invention
  AboveClaim 1In the semiconductor test equipment of
  A projection that contacts the contact portion is formed in the opening, and the contact portion is displaced using the projection as a fulcrum when the spherical connection terminal is connected.
[0015]
  Also,Claim 4The described invention
  AboveClaim 3In the described semiconductor testing apparatus,
  The protrusion is formed of an elastic body.
  Also,Claim 5The described invention
  AboveClaim 3 or 4In the described semiconductor testing apparatus,
  The protrusion is formed of a conductive material.
[0016]
  Also,Claim 6The described invention
  SaidClaims 3 to 5In the semiconductor test apparatus according to any one of the above,
  The protrusion has a spherical shape.
  Also,Claim 7The described invention
  AboveClaims 3 to 5In the semiconductor test apparatus according to any one of the above,
  The shape of the protrusion is an annular shape.
[0017]
  Also,Claim 8The described invention
  AboveClaims 1 to 7In the semiconductor test apparatus according to any one of the above,
  A sharpened portion is formed at the tip of the contact portion.
  Also,Claim 9The described invention
  AboveClaims 1 to 8In the semiconductor test apparatus according to any one of the above,
  A rough surface is formed on at least one of the surface of the contact portion or the portion in contact with the first connection electrode.
[0018]
  Also,Claim 10The described invention
  AboveClaims 1 to 9In the semiconductor test apparatus according to any one of the above,
  A rough surface is formed on at least a portion of the first connection electrode that is in contact with the contact portion.
  Also,Claim 11The described invention
  SaidClaims 1 to 10In the semiconductor test apparatus according to any one of the above,
  A positioning mechanism is provided for positioning the contactor and the wiring board when the contactor is mounted on the wiring board.
[0019]
  Also,Claim 12The described invention
  SaidClaims 1 to 11In the semiconductor test apparatus according to any one of the above,
  The contactor is provided with a non-connection portion in which only the opening portion exists at a position where electrical connection with the spherical connection terminal is unnecessary.
  Also,Claim 13The described invention
  SaidClaims 1 to 12In the semiconductor test apparatus according to any one of the above,
  The direction of the tip of the contact portion is set based on a relative displacement direction between the spherical connection terminal and the contact portion generated due to a difference in thermal expansion between the contactor and the semiconductor device. Is.
[0020]
  Also,Claim 14The described invention
  SaidClaims 1 to 13In the semiconductor test apparatus according to any one of the above,
  A slit is formed at a portion of the contact portion where the spherical connection terminal contacts.
  Also,Claim 15The described invention
  SaidClaims 1 to 14In the semiconductor test apparatus according to any one of the above,
  The wiring board is a multilayer board.
[0021]
  Furthermore,Claim 16The described invention
  SaidClaims 1 to 15In the semiconductor test apparatus according to any one of the above,
  The insulating substrate is formed of a flexible insulating resin thin film, and the contact portion is formed of a conductive metal layer having flexibility.
[0022]
Each means described above operates as follows.
According to invention of Claim 1,
A contact portion and an opening are disposed at a position facing the spherical connection terminal of the insulating substrate, and a wiring substrate for passing an electric signal from the semiconductor device is provided below the contact portion and the opening. For this reason, when the semiconductor device is mounted on the contactor, the spherical connection terminal is connected to the contact portion, and the spherical connection terminal is electrically connected to the first connection electrode formed on the wiring board via the contact portion. The
[0023]
In addition, since the first connection electrode is drawn out to the second connection electrode serving as the external connection terminal through the interposer provided on the wiring board, the first connection electrode can be made to the second connection electrode by appropriately configuring the interposer. A wiring path to be drawn out to the connection electrode can be arbitrarily set.
Thus, by adopting a configuration in which the wiring path from the contact portion to the second connection electrode is performed not on the contactor but on the wiring substrate side, it is not necessary to make the contactor multi-layered, thereby realizing a single contactor. be able to. As a result, the cost of the contactor can be reduced, so that repeated contact tests can cause contact parts to deteriorate, and even if the contactor needs to be replaced, it can be replaced at low cost. Thus, the cost required for maintenance can be reduced.
[0024]
In addition, the contact portion provided in the contactor allows the electrical signal from the semiconductor device to flow directly to the wiring substrate under the insulating substrate, so that the wire length can be shortened even when the pitch of the spherical connection terminals is reduced and the wiring is routed. Since simplification can be achieved, high-speed electrical tests can be handled.
According to the invention of claim 2,
Since the contact portion has a thickness or hardness that can break the oxide film formed on the surface of the spherical connection terminal when the spherical connection terminal is connected, the semiconductor device is mounted on the contactor and the spherical connection is made. When the terminal slides horizontally on the contact portion, the contact portion wipes the spherical connection terminal to break the oxide film formed on the surface of the spherical connection terminal. Since this oxide film has an insulating property, it is possible to maintain a stable contact state during the test by adopting a configuration in which the above wiping process is performed.
[0027]
  Also,Claim 3According to the described invention,
  By forming a protrusion in contact with the contact portion in the opening, when the contact portion is pressed and displaced by the spherical connection terminal during connection, the contact portion contacts the protrusion at a certain height and is displaced using this as a fulcrum. . Therefore, by adjusting the height and arrangement position of the protrusion, the contact pressure required for proper connection with the spherical connection terminal can be generated in the contact portion, and a stable electrical connection is realized. be able to.
[0028]
  Also,Claim 4According to the described invention,
  By forming the protrusion with an elastic body, the contact pressure required for proper connection with the spherical connection terminal can be generated at the contact portion by adjusting the hardness of the protrusion, and stable electrical Connection can be realized.
  In addition to the reaction force generated by the elastic force of the contact part when the spherical connection terminal is in pressure contact, the reaction force is also generated by the elastic deformation of the protrusion, so that the connection with the spherical connection terminal is appropriate. The required contact pressure can be reliably generated, and a stable electrical connection can be realized.
[0029]
  Also,Claim 5According to the described invention,
  By forming the projecting portion from the conductive material, electrical connection between the contact portion and the first connection terminal can be performed not only at the tip portion of the contact portion but also at the projecting portion. Therefore, the electrical connection between the contact portion and the first connection terminal can be reliably performed.
[0030]
  Also,Claims 6 and 7According to the described invention,
  By making the shape of the protruding portion spherical or annular, the protruding portion can be easily disposed in the opening.
  Also,Claim 8According to the described invention,
  By forming the pointed portion at the tip of the contact portion, when the tip of the contact portion contacts the first connection terminal, the oxide film formed on the first connection terminal is broken, It is possible to obtain a stable electrical connection with one connection terminal.
[0031]
  Also,Claim 9According to the described invention,
  When a rough surface is formed on the surface of the contact portion by forming a rough surface on at least one of the surface of the contact portion or the portion in contact with the first connection electrode, the spherical connection terminal is connected when the spherical connection terminal is connected. The oxide film formed on the terminal surface can be broken by the rough surface, and a stable electrical connection between the contact portion and the spherical connection terminal can be obtained.
[0032]
  In addition, when a rough surface is formed on a portion of the contact portion that contacts the first connection electrode, an oxide film formed on the surface of the first connection electrode is formed when the contact portion contacts the first connection electrode. It can be broken by the rough surface, and a stable electrical connection between the contact portion and the first connection electrode can be obtained.
  Also,Claim 10According to the described invention,
  By forming a rough surface on at least a portion of the first connection electrode in contact with the contact portion, when the contact portion comes into contact with the first connection electrode, the oxide film formed on the surface of the contact portion is broken by the rough surface. And a stable electrical connection between the contact portion and the first connection electrode can be obtained.
[0033]
  Also,Claim 11According to the described invention,
  By providing a positioning mechanism for positioning the contactor and the wiring board when the contactor is mounted on the wiring board, the first connection electrode provided on the wiring board and the opening and contact part provided on the contactor are provided. Positioning can be performed easily and reliably.
[0034]
  Also,Claim 12According to the described invention,
  By providing the contactor with a non-connecting portion in which only an opening is present at a position where electrical connection with the spherical connecting terminal is not required, deformation of the spherical connecting terminal in the non-connecting portion can be prevented. Further, since the reaction force due to the contact portion does not occur in the non-connected portion, the pressing force applied to the semiconductor device toward the contactor during mounting can be reduced.
[0035]
  Also,Claim 13According to the described invention,
  The direction of the tip of the contact portion is set based on the relative displacement direction between the spherical connection terminal and the contact portion generated due to the difference in thermal expansion between the contactor and the semiconductor device. The direction of the tip of the contact portion can be set so that the terminal does not leave the contact portion. Thereby, it can prevent that a spherical connection electrode remove | deviates from a contact part, and can maintain the stable connection.
[0036]
  Also,Claim 14According to the described invention,
  By forming a slit in the contact portion of the contact portion of the spherical connection terminal, when the spherical connection electrode is connected to the contact portion, the bottom portion of the spherical connection electrode is inserted into the slit, which causes deformation of the electrode bottom portion. This can be suppressed.
  Further, since the contact area between the spherical connection electrode and the contact portion is increased, the electrical connection between the spherical connection electrode and the contact portion can be more reliably performed.
[0037]
  Also,Claim 15According to the described invention,
  By using a multilayer board as the wiring board, contactors with a finer pitch can be realized, and high-speed tests can be handled.
  Furthermore,Claim 16Like the described invention,
  The insulating substrate may be formed of a flexible insulating resin thin film, and the contact portion may be formed of a conductive metal layer having flexibility.
[0038]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
4 and 5 show a semiconductor test apparatus 10A according to the first embodiment of the present invention. 4 is a diagram for explaining the configuration and operation of the semiconductor test apparatus 10A, and FIG. 5 is a diagram showing a state in which the contactor 11 and the wiring board 15A are separated.
[0039]
As shown in each figure, the semiconductor test apparatus 10A is roughly composed of a contactor 11 and a wiring board 15A. The semiconductor test apparatus 10A is used to perform a predetermined test by mounting a semiconductor device 20 and electrically connecting to a spherical connection terminal 21 (hereinafter referred to as a bump) provided on the semiconductor device 20. is there.
[0040]
In short, the contactor 11 includes a contact portion 12A and an insulating substrate 13. The contact portion 12A is a tongue-like member, and is formed of an elastically deformable conductive metal film such as copper (Cu) or a copper alloy. The formation position is set to a position opposite to the position of the bump 21 provided in the semiconductor device 20.
[0041]
  One end of the contact portion 12A is fixed to an insulating substrate 13 described later.AsThe other end portion extends into the opening 14 formed in the insulating substrate 13. Therefore, the contact portion 12 is supported in a cantilever shape within the opening portion 14, and a substantially central portion thereof is a connection portion 24 </ b> A to which the bump 21 is connected.
[0042]
The insulating substrate 13 is a single layer substrate, for example, a sheet-like resin substrate made of an insulating resin such as polyimide (PI). The contact portion 12A is formed on the insulating substrate 13, and thus the contact portion 12A is supported by the insulating substrate 13. Further, the opening 14 is formed at a position facing the contact portion 12 of the insulating substrate 13 as described above. The formation of the contact portion 12A on the insulating substrate 13 can be performed easily and at low cost because it is possible to apply a flexible substrate manufacturing technique or the like.
[0043]
  On the other hand, the wiring board 15A has a multilayer wiring board structure, and has a plurality of layers (two layers in this embodiment) of insulating layers 16A and 16B, and internal connection electrodes 17 (first electrodes) formed on the insulating layers 16A and 16B. Connection electrode), external connection electrode 18 (second connection electrode), interposer 19 and the like.
  The insulating layers 16A and 16B are made of an insulating material such as glass or epoxy. Moreover, the internal connection electrode 17, the external connection electrode 18, and the interposer 19 are formed using, for example, a plating technique.Insulating layers 16A, 16BFor example, copper (Cu) is used as the material.Used.
[0044]
The internal connection electrode 17 is formed on a surface (hereinafter referred to as an upper surface) on which the contactor 11 of the wiring board 15A is mounted, and the formation position is set to a position facing the contact portion 12A provided on the contactor 11 described above. Has been. Therefore, in a state where the contactor 11 is mounted on the wiring board 15A, the internal connection electrode 17 faces the contact portion 12A via the opening portion 14.
[0045]
The external connection electrode 18 is formed on a surface (hereinafter referred to as a lower surface) opposite to the upper surface on which the contactor 11 of the wiring board 15A is mounted. The external connection electrode 18 is an electrode for connecting the semiconductor test apparatus 10A to a semiconductor tester or the like that performs an operation test on the semiconductor device 20.
The interposer 19 has a function of electrically connecting the internal connection electrode 17 and the external connection electrode 18 described above. The interposer 19 includes a plurality of internal wirings 19A to 19C. In this way, by connecting the internal connection electrode 17 and the external connection electrode 18 using the interposer 19, the formation position of the internal connection electrode 17 and the formation position of the external connection electrode 18 are arbitrarily set with a degree of freedom. can do.
[0046]
Next, the operation at the time of testing of the semiconductor test apparatus 10A having the above configuration will be described. FIG. 4A shows a state before the semiconductor device 20 is mounted on the semiconductor test apparatus 10A. In this embodiment, since the contact portion 12A has a cantilever configuration, the contact portion 12A extends substantially linearly above the opening 14 before the semiconductor device 20 is mounted. (Hereinafter, the state shown in FIG. 4A is referred to as a pre-mounting state).
[0047]
When the semiconductor device 20 is mounted on the semiconductor test apparatus 10A in the pre-mounting state, the bump 21 is inserted into the opening 14 along with the mounting operation. Accordingly, the contact portion 12A made of an elastic material and formed into a cantilever shape is elastically deformed as shown in FIG. 4B, and the tip portion 25 of the contact portion 12A is connected to the internal connection electrode 17 of the wiring board 15A. Abut. Thus, the bump 21 is electrically connected to the external connection electrode 18 via the contact portion 12A, the internal connection electrode 17, and the interposer 19.
[0048]
  In addition, since the contact portions 12A provided in plurality are configured independently of each other, when the bumps 21 are inserted, the contact portions 12A move up and down independently. For this reason, even if there is variation in the height of the bumps 21 provided in the semiconductor device 20, each contact portion 12A is deformed following the height of each bump 21, so that the contact portion 12A and the internal connection electrode 17 and stableConnectbe able to.
[0049]
As described above, in the present embodiment, the internal connection electrode 17 to which the contact portion 12A is connected is drawn out to the external connection terminal 18 through the interposer 19 provided on the wiring board 15A, so that the interposer 19 is appropriately configured. Thus, it is possible to arbitrarily set a wiring path for drawing the internal connection electrode 17 to the external connection terminal 18.
[0050]
In this way, by configuring the wiring path from the contact portion 12A to the external connection terminal 18 not on the contactor 11 but on the wiring substrate 15A side, it is not necessary to make the contactor 11 multi-layered. The cost of the contactor 11 can be reduced.
Further, since the wiring board 15A can be a glass / epoxy substrate generally used as a wiring board of an electronic device, the cost of the wiring board 15A can be kept low. As a result, the cost of the semiconductor test apparatus 10A can be reduced.
[0051]
  Further, since the contact portion 12A provided on the contactor 11 as described above is configured to flow the electrical signal from the semiconductor device 20 to the wiring substrate 15A as it is, even if the pitch of the bumps 21 is reduced, A pair ofMembrane electrode 6A -1 , 6A -2There is no need to provide the wiring 3A between them (see FIG. 2). For this reason, according to the configuration of the present embodiment, the wiring length between the internal connection electrode 17 and the external connection electrode 18 can be shortened, and the wiring routing can be simplified, so that a high-speed electrical test can be performed. It becomes possible to cope with.
[0052]
Further, in the semiconductor test apparatus 10A according to the present embodiment, as shown in FIG. 5, the contactor 11 is detachable from the wiring board 15A. This is because, when the contact portion 12A is deteriorated by repeatedly testing a large number of semiconductor devices 20 using the semiconductor test device 10A, the reliability of the test on the semiconductor device 20 is maintained by replacing the contactor 11. Because.
[0053]
However, in this embodiment, since the cost of the contactor 11 is reduced as described above, even if the contactor 11 needs to be replaced, it is possible to perform the replacement at a low cost, and the cost for maintenance is reduced. Reduction can be achieved.
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 6 shows a semiconductor test apparatus 10B according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 6, the same components as those of the semiconductor test apparatus 10A according to the first embodiment shown in FIGS. 4 and 5 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The same applies to each embodiment (third to eleventh embodiments) described later.
[0054]
The semiconductor test apparatus 10B according to the present embodiment is configured to have a thickness or hardness that can break the oxide film formed on the surface of the bump 21 when the bump 21 is connected to the contact portion 12B. It is a feature.
As is well known, when the bump 21 is formed of solder, it is known that an oxide film is formed on the surface thereof. Since this oxide film is insulative, the electrical connectivity with the contact portion 12B deteriorates if the oxide film is formed.
[0055]
However, by increasing the thickness or hardness of the contact portion 12B and breaking the oxide film formed on the surface of the bump 21 as in the present embodiment, the semiconductor device 20 is mounted on the contactor 11 and is bumped. When the slider 21 slides horizontally on the contact portion 12B, the contact portion 12B can wipe the bump 21 to break the oxide film.
[0056]
Therefore, the electrical connectivity between the contact portion 12B and the bump 21 can be improved, and a stable contact state can be maintained during the test. As a specific configuration example of the contact portion 12B, when copper (Cu) is used as a material, the oxide film can be broken by setting the thickness to about 15 μm to 200 μm.
[0057]
Subsequently, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 7 shows a semiconductor test apparatus 10C according to the third embodiment of the present invention. The semiconductor test apparatus 10 </ b> C according to the present embodiment is characterized in that an extension 22 is formed in the opening 14. Specifically, as shown in FIG. 7B, the extending portion 22 is configured to extend from the inner peripheral edge of the opening portion 14 toward the inside of the opening portion 14 by the dimension indicated by the arrow L in the drawing. ing.
[0058]
The extending portion 22 is formed integrally with the insulating substrate 13, and the formation position thereof is selected so as to face the contact portion 12A. Therefore, the contact portion 12 </ b> A is partially supported by the extended portion 22.
As described above, by providing the extending portion 22 that partially supports the contact portion 12A, it is possible to adjust the reaction force generated in the contact portion 12A by the pressure contact of the bump 21. This reaction force can be adjusted by adjusting the length L of the extending portion 22. By making the extending portion 22 longer, the contact portion 12A becomes difficult to bend and the reaction force becomes larger. When 22 is shortened, the reaction force becomes small.
[0059]
Thus, according to the present embodiment, the contact pressure generated between the contact portion 12A and the bump 21 when the semiconductor device 20 is mounted on the contactor 11 can be adjusted to an appropriate value. 12A and the bump 21 can be connected in a good state.
Subsequently, a fourth embodiment of the present invention will be described.
[0060]
FIG. 8 shows a semiconductor test apparatus 10D that is the fourth embodiment of the present invention. The semiconductor test apparatus 10D according to the present embodiment is characterized in that a protrusion 23A that contacts the contact portion 12A is formed in the opening 14.
Thus, by forming the protrusion 23A in the opening 14, when the contact 12A is pressed and displaced by the bump 21 during connection, the contact 12A has a certain height (height of the protrusion 23A). It abuts on the protrusion 23A and is displaced using this as a fulcrum. Therefore, it is possible to adjust the contact pressure applied to the bumps 21 by the contact portion 12A by adjusting the height and arrangement position of the protrusion 23A. Thereby, it is possible to realize an optimum contact pressure for electrical connection between the contact portion 12A and the bump 21, and the contact portion 12A and the bump 21 can be connected in a good state.
[0061]
The protrusion 23A is made of a conductive metal (eg, gold, palladium, nickel, etc.), a resin (eg, polyimide, epoxy, etc.), or an elastic body (eg, conductive rubber, sponge, etc. mixed with carbon, etc.). It is also possible to form.
When the protrusion 23A is formed of a conductive material, the electrical connection between the contact 12A and the internal connection electrode 17 can be performed not only at the tip 25 of the contact 12A but also at the protrusion 23A. The electrical connection between the contact portion 12A and the internal connection electrode 17 can be reliably performed.
[0062]
Further, when the protruding portion 23A is formed of an elastic body, an appropriate contact pressure can be generated between the bump 21 and the contact portion 12A by adjusting the hardness of the protruding portion 23A. Connection can be realized.
Further, when the bump 21 is pressed, an elastic restoring force generated by elastic deformation of the protrusion 23A itself is applied to the bump 21 as a reaction force in addition to the reaction force generated by the contact portion 12A. For this reason, even if it is a case where sufficient contact pressure cannot be obtained only by the reaction force generated by the contact portion 12A, according to the configuration of the present embodiment, the contact pressure required for proper connection by the protrusion 23A is reduced. It is possible to reliably generate the electrical connection, and a stable electrical connection can be realized.
[0063]
In addition, about adjustment of contact pressure, by adjusting the hardness and height of the material of the protrusion 23A as appropriate, about hardness HRIt is possible to adjust in the range of C10-100.
On the other hand, as a method of forming the protrusion 23A, for example, when the protrusion 23A is formed of metal, a plating method, a wire bonding method, or the like can be used. Further, when the protrusion 23A is formed of resin, for example, a potting method or the like can be used.
[0064]
In the case where the protrusion 23A is formed by a plating method, when applied to the semiconductor device 20 having a narrow pitch pattern or a multi-pin structure, it is possible to manufacture with higher accuracy than the structure in which the protrusion 23A is formed by bonding or the like. Is possible.
Moreover, since the existing wire bonder can be used when the projection 23A is formed by the wire bonding method, the projection 23A can be formed at a low cost. In addition, it is possible to flexibly handle a small amount of production.
[0065]
Further, when the projection 23A is formed by the potting method, the projection 23A can be formed with simple equipment, so that the cost can be reduced, and it is possible to flexibly cope with a small amount of production. Become.
Subsequently, fifth and sixth embodiments of the present invention will be described.
FIG. 9 shows a semiconductor test apparatus 10E according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 10 shows a semiconductor test apparatus 10F according to the sixth embodiment of the present invention. The semiconductor test apparatus 10E is characterized by using a protrusion 23B having a spherical shape, and the semiconductor test apparatus 10F is characterized by using a protrusion 23C (for example, an O-ring) having an annular shape.
[0066]
By forming the protrusions 23B and 23C into a spherical shape or an annular shape, the protrusions 23B and 23C can be easily disposed in the opening 14. The protrusion 23B and the protrusion 23C have the same function as the protrusion 23A of the fourth embodiment, and the same material and characteristics can be applied.
Here, attention is paid to the shape of the contact portion. In the first to sixth embodiments described above, the shape of the contact portions 12A and 12B is simply a tongue-like shape, but the contact portion is electrically connected to the internal connection electrode 17, and the shape is appropriately changed. By configuring, the electrical connection between the contact portion and the internal connection electrode 17 can be improved. Hereinafter, modified examples of the shape of the contact portion will be described.
[0067]
FIG. 11 shows contact portions 12C and 12D as first and second modifications. Each contact portion 12C, 12D according to each modification shown in FIG. 11 has improved sharpness at the tip, thereby improving the connectivity with the internal connection electrode 17.
A contact portion 12C shown in FIG. 11 (A) is characterized in that a cut portion 25A is formed as a sharp portion at a tip portion thereof. Thus, by forming the cut portion 25A at the distal end portion of the contact portion 12C and sharpening it, the cut portion 27A pierces or slides into the internal connection terminal 17 at the time of connection, so that the surface of the internal connection terminal 17 The oxide film formed on the substrate can be broken. Therefore, stable connection between the contact portion 12A and the internal connection terminal 17 is possible. The cut portion 27A can be formed using, for example, etching.
[0068]
Further, the contact portion 12D shown in FIG. 11B is characterized in that a sawtooth portion 25B is formed as a sharp portion at the tip portion. Thus, by forming the sawtooth portion 25B at the tip end portion of the contact portion 12D and having a large number of cutting edge portions, the oxide film can be broken at a plurality of locations with respect to the internal connection terminal 17, and the contact portion 12D. And the internal connection terminal 17 can be more stably connected. The sawtooth portion 25B can also be formed using etching or the like.
[0069]
Subsequently, contact portions 12E to 12P as third to thirteenth modified examples will be described with reference to FIGS. 12 to 21, (A) shows a side sectional view of each contact portion 12E to 12N, and (B) shows a bottom view of the main part of each contact portion 12E to 12N.
FIG. 12 shows a contact portion 12E that is a third modification. The present modification is characterized in that the contact portion 12E is constituted by a pair of cantilever portions 56. Specifically, an annular portion 54 is formed in the connection portion 24B of the contact portion 12E, and as shown in FIG. The cantilever portion 56 is extended.
[0070]
According to the configuration of the present modification, the cantilever portion 56 contacts at two locations on both sides of the bump 21 during the test, so that the bump 21 can be held in a stable state. Further, since the bumps 21 are held by the two cantilever portions 56, the strength of the connection portion 24B can be increased, and deformation or the like can be prevented from occurring in the connection portion 24B.
[0071]
FIG. 13 shows a contact portion 12F that is a fourth modification. The present modification is characterized in that the connecting portion 24 </ b> C is configured by a bifurcated cantilever portion 58. According to the configuration of the present modification, the connection portion 24C is easily deformed, and the height variation of the bump 2 can be effectively absorbed.
However, since the connecting portion 24C is easily deformed, plastic deformation may occur when the material of the contact portion 12F is copper (Cu). Therefore, in the configuration of this modification, it is desirable to select a spring material and a highly conductive material as the material of the contact portion 12F.
[0072]
FIG. 14 shows a contact portion 12G that is a fifth modification. The structures of the contact portions 12A to 12F described above were all cantilever structures. On the other hand, the contact portion 12G according to this modification is characterized in that its structure is a double-end support beam-like structure.
That is, the connecting portion 24 </ b> D has both end support beam portions 60, and both end portions of the both end support beam portions 60 are integrally connected to the annular portion 54. In this way, by configuring the connection portion 24D with the both-end support beam portions 60 supported at both ends, it is possible to increase the mechanical strength of the connection portion 24D, and thus the connection portion 24E deteriorates over time. This can be prevented.
[0073]
FIG. 15 shows a contact portion 12H that is a sixth modification. The contact portion 12H according to this modification is characterized in that a groove portion 63 (slit) is formed in the central portion of the connection portion 24E, thereby forming a pair of both end support portion beam portions 62. Thus, by forming the connection portion 24E by the pair of both-end support portion beam portions 62, the deformation amount of the both-end support portion beam portions 62 can be increased, and therefore, the height variation of the bumps 21 can be effectively absorbed. be able to.
[0074]
Furthermore, since the groove part 63 exists between the pair of both end support part beam parts 62, the lower end part of the bump 21 is located in the groove part 63 in the mounted state. Therefore, the bump 21 does not move on the connection portion 24E, and the positioning property between the contact portion 12H (contactor 11) and the bump 21 (semiconductor device 20) can be improved.
[0075]
FIG. 16 shows a contact portion 12I which is a seventh modification. The contact part 12I according to this modification is characterized in that the connection part 24F can be deformed by forming a linear slit 26A in the connection part 24F.
The connecting portion 24F provided in the present modified example has a smaller amount of deformation than the connecting portion 24E provided in the sixth modified example, but the mechanical strength is improved. Therefore, it is effective to appropriately select the shapes of the slits 26A and 63 depending on the material of the bump 21 (for example, whether the bump 21 is solder or gold).
[0076]
FIG. 17 shows a contact portion 12J that is an eighth modification. This modification is characterized in that the slit 26B formed in the connection portion 24G has a circular shape and is provided at the center position of the connection portion 24G. By adopting this configuration, the deformation amount of the connecting portion 24G can be adjusted as in the seventh modification. Furthermore, since the slit 26B is circular at the center position of the connection portion 24G, the bump 21 is always positioned at the center position of the connection portion 24G, and thus the contact portion 12J (contactor 11) and the bump 21 (semiconductor device). 20) can be improved.
[0077]
FIG. 18 shows a contact portion 12K that is a ninth modification. This modification is characterized in that a large number of small-diameter circular slits 26C are formed in the connection portion 24H. Thus, by forming a large number of circular slits 26C in the connecting portion 24H, it becomes possible to deform the connecting portion 24H in the same manner as in each of the embodiments described above, and the amount of deformation is the number and diameter of the circular slits 26C. It is possible to adjust the dimensions.
[0078]
In addition, by forming a large number of circular slits 26C as in the present embodiment, when the bumps 21 are pressed against the connection portions 24H, the edge portions of the slits 26C are in contact with the bumps 21 and are in a state of being bitten. The electrical connectivity between the bump 21 and the connection portion 24H can be improved.
FIG. 19 shows a contact portion 12L which is a tenth modification. In each modification described above, the connection portions 24B to 24H are formed integrally with the contact portions 12E to 12K. On the other hand, the present modification is characterized in that the connecting portion 24I is configured separately from the contact portion 12L.
[0079]
As described above, the connecting portion 24I and the contact portion 12L are configured as separate members, so that the respective materials can be selected separately. Therefore, the optimum material for the function of the connecting portion 24I and the function of the contact portion 12L. Can be selected. The contact portion 12L shown in FIG. 19 shows an example in which the connection portion 24I is configured by the foil electrode 64 in order to set a large deformation amount of the connection portion 24I. Further, as specific materials, copper (Cu) is used as the contact portion 12L, and aluminum is used as the foil electrode 64.
[0080]
FIG. 20 shows a contact portion 12M which is an eleventh modification. In the present modification, as in the tenth modification described above, the connection portion 24J is configured separately from the contact portion 12M. Further, in this modification, the connecting portion 24J is constituted by a cantilevered wire 66 as shown in the figure.
The cantilever wire 66 is formed by using a wire bonding technique. Specifically, a wire bonding apparatus is used to bond a wire in the vicinity of the opening 14 of the contact portion 12M, and then the wire is pulled out after a predetermined amount is cut. This state is a state indicated by a broken line in FIG.
[0081]
After that, the cantilever-like wire 66 is formed by bending the wire on the opening 14 side. Thus, by forming the connection portion 24J using the wire bonding technique, the connection portion 24J can be easily and efficiently formed, and the cost can be reduced. Further, in the present modification example, the amount of deformation is relatively large because of the cantilever-like wire 66 in which only one end portion of the connecting portion 24J is fixed and the other end portion is a free end. Even if this is large, this can be fully accommodated.
[0082]
FIG. 21 shows a contact portion 12N that is a twelfth modification. Also in this modified example, the connecting portion 24K is formed of a wire, as in the eleventh modified example. However, in the eleventh modification described above, the connecting portion 24J is configured by the cantilevered wire 66, whereas in the present modified example, the connecting portion 24K is configured by the both end supporting beam-shaped wires 68.
[0083]
The both-end supporting beam-like wire 68 is also formed by using wire bonding technology. Specifically, first bonding is first performed at a position near the opening 14 of the frame portion 54 constituting the contact portion 12N, and then the opposite is opposed thereto. Second bonding is performed on the frame portion 54 on the side to be performed. As a result, the both-end supporting beam-like wire 68 has a configuration in which both ends thereof are fixed to the frame portion 54. With this configuration, the mechanical strength can be improved with respect to the cantilevered wire 66 shown in the eleventh modification.
[0084]
Further, in this modification, only one end-supporting beam-like wire 68 is used. However, two end-supporting beam-like wires 68 may be used and arranged so as to cross in a cross shape. With this configuration, in addition to the effects described above, the movement of the bumps 21 can be restricted, so that the positioning between the contact portion (contactor 11) and the bumps 21 (semiconductor device 20) can be improved.
[0085]
FIG. 22 shows a contact portion 12P which is a thirteenth modification. In this modification, a rough surface 27A is formed on both the surface of the contact portion 12P (the surface on which the bump 21 contacts) and the portion in contact with the internal connection electrode 17 (the back surface), and the rough surface is also formed on the surface of the internal connection electrode 17. 27B is formed. The rough surfaces 27A and 27B can be formed by changing the plating conditions to form minute projections, applying fine particles by blasting to roughen the contact surface, stamping with a member having a rough surface, or the like. The formation method of can be considered.
[0086]
According to this modification, when the rough surface 27A is formed on the surface of the contact portion 12P, the oxide film formed on the surface of the bump 21 can be broken by the rough surface 27A when the bump 21 is connected. A stable electrical connection between the contact portion 12P and the bump 21 can be obtained.
Further, when the rough surface 27A is formed on the portion (back surface) of the contact portion 12P that contacts the internal connection electrode 17, it is formed on the surface of the internal connection electrode 17 when the contact portion 12P contacts the internal connection electrode 17. Further, the oxide film can be broken by the rough surface, and a stable electrical connection between the contact portion 12P and the internal connection electrode 17 can be obtained.
[0087]
Further, since the rough surface 27B is formed on the internal connection electrode 17, even when an oxide film is present on the surface of the contact portion 12P when the contact portion 12P contacts the internal connection electrode 17, the oxide film is roughened. It can be broken by 27B, and a stable electrical connection between the contact portion 12P and the internal connection electrode 17 can be obtained.
The degree of roughness of each of the rough surfaces 27A and 27B is very effective when the average roughness is about 0.1 to 100 μm, for example.
[0088]
In the twenty-second modified example, the configuration in which the rough surface 27A is formed on both the front surface and the back surface of the contact portion 12P is shown. In the twenty-second modification, the rough surface 27B is formed on the front surface of the internal connection electrode 17. However, the rough surface 27B may be formed only in the region to which the contact portion 12P is connected.
[0089]
Subsequently, seventh and eighth embodiments of the present invention will be described.
FIG. 23 shows a semiconductor test apparatus 10G according to the seventh embodiment, and FIG. 24 shows a semiconductor test apparatus 10H according to the eighth embodiment. Each embodiment is characterized in that a positioning mechanism for positioning the contactor 11 and the wiring board 15A when the contactor 11 is mounted on the wiring board 15A is provided.
[0090]
That is, as described with reference to FIG. 5, the semiconductor test apparatus according to the present invention is configured such that the contactor 11 can be attached to and detached from the wiring board 15A, and the contactor 11 is replaced even if the contact portion deteriorates. Therefore, a stable test can always be performed. When the contactor 11 is replaced, it is necessary to accurately position the contact portion and the internal connection electrode 17. That is, it is necessary to attach the contactor 11 to the wiring board 15A with high accuracy. For this reason, the semiconductor test apparatuses 10G and 10H according to the seventh and eighth embodiments are provided with a positioning mechanism for positioning the contactor 11 and the wiring board 15A.
[0091]
In the semiconductor test apparatus 10G shown in FIG. 23, a first positioning hole 29 formed in the insulating substrate 13 constituting the contactor 11, a second positioning hole 30 formed in the wiring board 15A, and the positioning holes 29 , 30 and the positioning pin 31 to be engaged constitute a positioning mechanism. Then, by positioning the positioning pin 31 so as to engage with the positioning holes 29 and 30, the contactor 11 (contact part 12A) and the wiring board 15A (internal connection electrode 17) are positioned.
[0092]
Further, in the semiconductor test apparatus 10H shown in FIG. 24, a positioning mechanism is configured by the positioning holes 32 formed in the insulating substrate 13 constituting the contactor 11 and the positioning protrusions 33 formed on the upper surface of the wiring substrate 15A. . Then, by engaging the positioning protrusion 33 with the positioning hole 32, the contactor 11 (contact part 12A) and the wiring board 15A (internal connection electrode 17) are positioned.
[0093]
According to the semiconductor test apparatuses 10G and 10H according to each of the above-described embodiments, the positioning pins 31 are simply engaged with the positioning holes 32 by the process of simply engaging the positioning pins 31 with the positioning holes 29 and 30. By only the processing, the contactor 11 and the wiring board 15A can be positioned. Therefore, positioning of the contact portion 12A and the internal connection electrode 17 can be reliably performed with a simple configuration and a simple operation.
[0094]
As a method for forming the positioning holes 29, 30, and 32, a method using a drill or press punching, or a method using etching or laser can be employed. Further, when it is necessary to perform a positioning process with higher accuracy than the above-described positioning process, the positioning mechanism can be constituted by a camera, an image recognition means, etc., and the positioning process can be performed by image recognition.
[0095]
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 25 shows a semiconductor test apparatus 10I according to the ninth embodiment. In this embodiment, the contactor 11 is provided with a non-connection portion 34 in which only the opening portion 14 exists at a position where electrical connection with the bump 21 is not required, that is, the contact portion 12A is not formed. is there.
[0096]
That is, the semiconductor device 20 mounted on the semiconductor test apparatus 10I has a large number of bumps 21. However, as is well known, when the test is performed on the semiconductor device 20, all the bumps 21 are not necessarily provided. There is no need to send / receive test signals (hereinafter, bumps that do not need to send / receive test signals are particularly referred to as connection unnecessary bumps 21A).
[0097]
Therefore, in this embodiment, the non-connection portion 34 that does not have the contact portion 12A is provided at a position facing the connection-unnecessary bump 21A so that the connection-unnecessary bump 21A does not contact the contact portion 12A. As described above, by providing the non-connection portion 34, when the semiconductor device 20 is mounted on the semiconductor test apparatus 10I, the connection unnecessary bump 21A is simply positioned in the opening 14 without contacting the contactor 11. It becomes.
[0098]
For this reason, it is possible to prevent the bump 21 from being deformed in the non-connection portion 34. Further, since the reaction force due to the contact portion 12A is not generated in the non-connection portion 34, the pressing force for pressing the semiconductor device 20 toward the semiconductor test apparatus 10I during mounting can be reduced, and the mounting work is facilitated. be able to.
Subsequently, a tenth embodiment of the present invention will be described.
[0099]
FIG. 26 is an enlarged plan view showing a part of a semiconductor test apparatus 10J according to the tenth embodiment. As shown in the figure, in the semiconductor test apparatus 10J according to the present embodiment, the direction of each contact portion 12A is normal to the center position (semiconductor apparatus center position) when the semiconductor device is mounted on the semiconductor test apparatus 10J. It is configured to face the direction.
[0100]
That is, when the contact portion 12A-1 shown in the figure is taken as an example, when the line segment X from the semiconductor device center position to the center position of the contact portion 12A-1 is drawn, the extension of the contact portion 12A-1 The direction (the direction of the distal end portion 25) is configured to be the direction indicated by the arrow Y in the figure. The direction indicated by the arrow Y in this figure is a direction perpendicular to the line segment X. Thereby, each contact part 12A becomes the structure arrange | positioned so that a circle may be drawn centering | focusing on the semiconductor device center position.
[0101]
By the way, the contactor 11 and the semiconductor device 20 have inherent thermal expansion coefficients, and the thermal expansion coefficient of the contactor 11 and the thermal expansion coefficient of the semiconductor device 20 are different. Therefore, for example, when a test involving heating such as burn-in is performed, a difference in thermal expansion occurs between the contactor 11 and the semiconductor device 20. When this difference in thermal expansion occurs, a relative displacement occurs between the bump 21 provided on the semiconductor device 20 and the contact portion 12A provided on the contactor 11.
[0102]
However, with the configuration of the present embodiment described above, the relative displacement direction generated between the bump 21 and the contact portion 12A due to the difference in thermal expansion is the extending direction of the line segment X. . Thereby, it is possible to prevent the bump 21 from being detached from the contact portion 12A, and it is possible to keep the contact pressure constant even when the bump 21 and the contact portion 12A are relatively displaced.
[0103]
The extending direction of the contact portion 12A can be a direction along the line segment X. In this case as well, it is possible to prevent the bump 21 from being detached from the contact portion 12A. The relative displacement direction between the contact portion 12A and the contact portion 12A is the direction indicated by arrows Y1 and Y2 in FIG. Therefore, in this configuration, it is conceivable that the contact pressure applied to the bump 21 by the contact portion 12A changes. Therefore, stable connection can be maintained when the extending direction of the contact portion 12A is set to the direction indicated by the arrow Y as described above.
[0104]
Next, an eleventh embodiment of the present invention will be described.
FIG. 27 shows a semiconductor test apparatus 10K according to the eleventh embodiment. The present embodiment is characterized in that a single-layer wiring board 15B is used and the contact portion 12R is connected to the internal connection electrode 17 in advance.
As described above, in recent years, the speed of the semiconductor device 20 has been increased, and accordingly, the signal used during the test has also been increased. Along with this, defense against the intrusion of disturbances is also important, and accordingly, a part of the semiconductor tester used for testing the semiconductor device 20 is provided in the semiconductor test device 10K. An electronic component 38 shown in FIG. 27 constitutes a circuit constituting a part of the semiconductor tester.
[0105]
As an arrangement place of the electronic component 38, the contactor 11 or the wiring board 15B can be considered. However, it is very difficult to dispose the electronic component 38 on the contactor 11 that is a membrane substrate, and the disposition cost is high. Further, it is necessary to form wiring on the insulating substrate 13 other than the contactor 12A, and the same problem as the conventional semiconductor test apparatus (cannot cope with high density) occurs.
[0106]
Therefore, in this embodiment, the electronic component 38 is disposed on the wiring board 15B. In order to increase the speed of the test signal and prevent the intrusion of disturbance, it is necessary to shorten the wiring length of the interposer from the bump 21 to the external connection electrode 18 as much as possible. For this reason, in this embodiment, a single-layer substrate is used as the wiring substrate 15B, and the wiring length is shortened. Thereby, the internal connection electrode 17 and the external connection electrode 18 are electrically connected by forming the through-hole electrode 36 in the insulating tank 16.
[0107]
On the other hand, by adopting a configuration in which the contact portion 12R is connected to the internal connection electrode 17 in advance, the contact portion is not flexibly displaced each time the bump 21 is inserted. Therefore, brittle fatigue can be prevented from occurring particularly at the contact position between the contact portion and the peripheral edge of the opening 14, and the life of the contactor 11 can be extended.
[0108]
In each of the above-described embodiments, the solder bump is described as an example of the spherical connection terminal. However, the spherical connection terminal is not limited to the solder bump and is made of other materials (for example, gold, copper, etc.). It is also possible to use a spherical connection terminal. Furthermore, the present invention can be used for terminals other than a spherical shape (for example, stud bumps).
[0109]
In each of the above-described embodiments, the glass / epoxy substrate has been described as an example of the wiring substrate. However, the wiring substrate is not limited to a resin substrate such as glass / epoxy, and other configurations such as a ceramic substrate. It is also possible to use a printed wiring board.
[0110]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, various effects described below can be realized. According to the first aspect of the present invention, since the contactor can be formed into a single layer, the cost of the contactor can be reduced, and the contactor can be replaced at a low cost during maintenance.
[0111]
In addition, the contact portion provided in the contactor allows the electrical signal from the semiconductor device to flow directly to the wiring substrate under the insulating substrate, so that the wire length can be shortened even when the pitch of the spherical connection terminals is reduced and the wiring is routed. Since simplification can be achieved, high-speed electrical tests can be handled.
According to the second aspect of the present invention, when the semiconductor device is mounted on the contactor, the contact portion wipes the spherical connection terminal to break the oxide film formed on the surface of the spherical connection terminal. A stable connection state with the connection terminal can be maintained.
[0112]
  Further, in the invention of claim 3According to the connectionSince the contact part abuts against the protrusion part at a certain height and is displaced using this as a fulcrum, the contact required for proper connection with the spherical connection terminal by adjusting the height and arrangement position of the protrusion part Pressure can be generated in the contact portion, and a stable electrical connection can be realized.
[0113]
  Also,Claim 4According to the described invention, by adjusting the hardness of the protruding portion, the contact pressure required for proper connection with the spherical connection terminal can be generated in the contact portion, thereby realizing a stable electrical connection. be able to.
  In addition to the reaction force generated by the elastic force of the contact part when the spherical connection terminal is in pressure contact, the reaction force is also generated by the elastic deformation of the protrusion, so that the connection with the spherical connection terminal is appropriate. The required contact pressure can be reliably generated, and a stable electrical connection can be realized.
[0114]
  Also,Claim 5According to the described invention, since the electrical connection between the contact portion and the first connection terminal can be performed not only at the tip portion of the contact portion but also at the protrusion portion, the contact portion and the first connection terminal are An electrical connection can be made reliably.
  Also,Claims 6 and 7According to the described invention, the protrusion can be easily disposed in the opening by making the protrusion have a spherical shape or an annular shape.
[0115]
  Also,Claim 8According to the described invention, when the tip of the contact portion contacts the first connection terminal, the oxide film formed on the first connection terminal is broken, so that the contact portion and the first connection terminal are stable. It is possible to obtain an electrical connection.
  Also,Claim 9According to the described invention, when the rough surface is formed on the surface of the contact portion, the oxide film formed on the surface of the spherical connection terminal can be broken by the rough surface when the spherical connection terminal is connected. A stable electrical connection between the portion and the spherical connection terminal can be obtained.
[0116]
  In addition, when a rough surface is formed on a portion of the contact portion that contacts the first connection electrode, an oxide film formed on the surface of the first connection electrode is formed when the contact portion contacts the first connection electrode. It can be broken by the rough surface, and a stable electrical connection between the contact portion and the first connection electrode can be obtained.
  Also,Claim 10According to the described invention, when the contact portion comes into contact with the first connection electrode, the oxide film formed on the surface of the contact portion can be broken by the rough surface, and the contact portion and the first connection electrode can be stabilized. Electrical connection can be obtained.
[0117]
  Also,Claim 11According to the described invention, positioning of the first connection electrode provided on the wiring board and the opening and contact provided on the contactor can be easily and reliably performed.
  Also,Claim 12According to the described invention, the contactor is provided with the non-connecting portion in which only the opening is present at a position where electrical connection with the spherical connecting terminal is unnecessary, thereby preventing the spherical connecting terminal from being deformed in the non-connecting portion. be able to.
[0118]
  Further, since the reaction force due to the contact portion does not occur in the non-connected portion, the pressing force applied to the semiconductor device toward the contactor during mounting can be reduced.
  Also,Claim 13According to the described invention, it is possible to set the orientation of the tip of the contact portion so that the spherical connection terminal does not come off from the contact portion, thereby preventing the spherical connection electrode from coming off from the contact portion, and stable connection. Can be maintained.
  Also,Claim 14According to the described invention,
  By forming a slit in the contact portion of the contact portion of the spherical connection terminal, when the spherical connection electrode is connected to the contact portion, the bottom portion of the spherical connection electrode is inserted into the slit, which causes deformation of the electrode bottom portion. This can be suppressed.
[0119]
  Further, since the contact area between the spherical connection electrode and the contact portion is increased, the electrical connection between the spherical connection electrode and the contact portion can be more reliably performed.
  Furthermore,Claim 15According to the described invention, a contactor with a finer pitch can be realized by using a multilayer board as the wiring board, and a high-speed test can be supported.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining a conventional semiconductor testing apparatus (part 1);
FIG. 2 is a diagram for explaining a conventional semiconductor test apparatus (part 2);
FIG. 3 is a diagram for explaining a conventional semiconductor test apparatus (part 3);
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the semiconductor test apparatus according to the first embodiment of the present invention (No. 1).
FIG. 5 is a sectional view for explaining the semiconductor test apparatus according to the first embodiment of the present invention (No. 2).
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a semiconductor test apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining a semiconductor test apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining a semiconductor test apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a sectional view for explaining a semiconductor test apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining a semiconductor test apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram for explaining first and second modifications of the contact portion.
FIG. 12 is a diagram for explaining a third modification of the contact portion.
FIG. 13 is a diagram for explaining a fourth modification of the contact portion.
FIG. 14 is a diagram for explaining a fifth modification of the contact portion;
FIG. 15 is a diagram for explaining a sixth modification of the contact portion;
FIG. 16 is a view for explaining a seventh modification of the contact portion;
FIG. 17 is a diagram for explaining an eighth modification of the contact portion;
FIG. 18 is a diagram for explaining a ninth modification of the contact portion;
FIG. 19 is a diagram for explaining a tenth modification of the contact portion;
FIG. 20 is a diagram for explaining an eleventh modification of the contact portion;
FIG. 21 is a diagram for explaining a twelfth modification of the contact portion;
FIG. 22 is a diagram for explaining a thirteenth modification of the contact portion;
FIG. 23 is a cross-sectional view for explaining a semiconductor test apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a cross-sectional view for explaining a semiconductor test apparatus according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 25 is a sectional view for explaining a semiconductor test apparatus according to a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 26 is a cross-sectional view for explaining a semiconductor test apparatus according to a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 27 is a sectional view for explaining a semiconductor test apparatus according to an eleventh embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10A-10R Semiconductor test equipment
13 Insulating substrate
14 opening
15A, 15B wiring board
16, 16A, 16B Insulating layer
17 Internal connection electrodes
18 External connection electrode
19 Interposer
19A-29C internal wiring
20 Semiconductor device
21 Bump
22 Extension part
23A-23C Protrusion
24A-24L connection part
25 Tip
26A ~ 26C Slit
27A, 27B Rough surface
29 1st positioning hole
30 Second positioning hole
31 Positioning pin
32 Positioning hole
33 Positioning protrusion
34 Unconnected part
35 Contactor wiring film
36 Through-hole electrode
37 Underside wiring film
38 Electronic components

Claims (16)

球状接続端子を有する半導体装置に対して試験を行う半導体試験装置において、
前記球状接続端子と対応する位置に開口部が形成された単層の絶縁基板と、該絶縁基板の上部に固定されており前記開口部に延出する舌片状のコンタクト部とを具備するコンタクタと、
前記半導体装置の装着側面となる上面に前記コンタクタが着脱可能に搭載される構成とされており、前記上面に形成されて前記コンタクト部と電気的に接続される第１の接続電極と、下面に形成され外部接続される第２の接続電極と、前記第１及び第２の接続電極を電気的に接続するインターポーザとを具備する配線基板と、を設けてなることを特徴とする半導体試験装置。In a semiconductor test apparatus for testing a semiconductor device having a spherical connection terminal,
A contactor comprising: a single-layer insulating substrate having an opening formed at a position corresponding to the spherical connection terminal; and a tongue-shaped contact portion fixed to the upper portion of the insulating substrate and extending to the opening. When,
The contactor is detachably mounted on an upper surface serving as a mounting side surface of the semiconductor device, a first connection electrode formed on the upper surface and electrically connected to the contact portion, and a lower surface A semiconductor test apparatus comprising: a second connection electrode that is formed and externally connected; and a wiring board that includes an interposer that electrically connects the first and second connection electrodes. 請求項１記載の半導体試験装置において、
前記コンタクト部を、前記球状接続端子が接続する際に該球状接続端子の表面に形成されている酸化膜を破ることができる厚さ或いは硬度を有するよう構成したことを特徴とする半導体試験装置。The semiconductor test apparatus according to claim 1,
A semiconductor test apparatus characterized in that the contact portion has a thickness or hardness capable of breaking an oxide film formed on a surface of the spherical connection terminal when the spherical connection terminal is connected. 請求項１記載の半導体試験装置において、
前記開口部内に前記コンタクト部と接する突起部を形成し、前記球状接続端子が接続する際に前記コンタクト部が前記突起部を支点として変位する構成したことを特徴とする半導体試験装置。 The semiconductor test apparatus according to claim 1,
A semiconductor test apparatus characterized in that a projecting portion in contact with the contact portion is formed in the opening, and the contact portion is displaced using the projecting portion as a fulcrum when the spherical connection terminal is connected . 請求項３記載の半導体試験装置において、
前記突起部を弾性体により形成したことを特徴とする半導体試験装置。 The semiconductor test apparatus according to claim 3,
A semiconductor test apparatus, wherein the protrusion is formed of an elastic body . 請求項３または４記載の半導体試験装置において、
前記突起部を導電性材料により形成したことを特徴とする半導体試験装置。 The semiconductor test apparatus according to claim 3 or 4,
A semiconductor test apparatus, wherein the protrusion is formed of a conductive material . 請求項３乃至５のいずれか１項に記載の半導体試験装置において、
前記突起部の形状を球形状としたことを特徴とする半導体試験装置。 The semiconductor test apparatus according to any one of claims 3 to 5,
A semiconductor test apparatus characterized in that the shape of the protrusion is spherical . 請求項３乃至５のいずれか１項に記載の半導体試験装置において、
前記突起部の形状を環状形状としたことを特徴とする半導体試験装置。 The semiconductor test apparatus according to any one of claims 3 to 5,
A semiconductor test apparatus characterized in that the shape of the protrusion is annular . 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の半導体試験装置において、
前記コンタクト部の先端部に先鋭部を形成したことを特徴とする半導体試験装置。 The semiconductor test apparatus according to any one of claims 1 to 7,
A semiconductor test apparatus, wherein a sharpened portion is formed at the tip of the contact portion . 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の半導体試験装置において、
少なくとも前記コンタクト部の表面或いは前記第１の接続電極と接する部分の一方に粗面を形成したことを特徴とする半導体試験装置。 The semiconductor test apparatus according to any one of claims 1 to 8,
A semiconductor test apparatus, wherein a rough surface is formed on at least one of a surface of the contact portion or a portion in contact with the first connection electrode . 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の半導体試験装置において、
前記第１の接続電極の少なくとも前記コンタクト部と接する部分に粗面を形成したことを特徴とする半導体試験装置。 The semiconductor test apparatus according to any one of claims 1 to 9,
2. A semiconductor test apparatus, wherein a rough surface is formed on at least a portion of the first connection electrode in contact with the contact portion . 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の半導体試験装置において、
前記コンタクタの前記配線基板への装着時に、前記コンタクタと前記配線基板との位置決めを行なう位置決め機構を設けたことを特徴とする半導体試験装置。 The semiconductor test apparatus according to any one of claims 1 to 10,
A semiconductor test apparatus , comprising: a positioning mechanism for positioning the contactor and the wiring board when the contactor is mounted on the wiring board . 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の半導体試験装置において、
前記コンタクタに、前記球状接続端子と電気的接続が不要な位置に前記開口部のみが存在する非接続部を設けたことを特徴とする半導体試験装置。 The semiconductor test apparatus according to any one of claims 1 to 11,
A semiconductor test apparatus , wherein the contactor is provided with a non-connection portion in which only the opening portion exists at a position where electrical connection with the spherical connection terminal is unnecessary . 請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の半導体試験装置において、
前記コンタクト部の先端部の向きを、前記コンタクタと前記半導体装置との熱膨張差に起因して発生する前記球状接続端子と前記コンタクト部との相対的変位方向に基づき設定したことを特徴とする半導体試験装置。 The semiconductor test apparatus according to any one of claims 1 to 12,
The direction of the tip of the contact portion is set based on a relative displacement direction between the spherical connection terminal and the contact portion generated due to a difference in thermal expansion between the contactor and the semiconductor device. Semiconductor test equipment. 請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の半導体試験装置において、
前記コンタクト部の前記球状接続端子が接触する部位にスリットを形成したことを特徴とする半導体試験装置。 The semiconductor test apparatus according to any one of claims 1 to 13,
A semiconductor test apparatus, wherein a slit is formed in a portion of the contact portion where the spherical connection terminal contacts . 請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の半導体試験装置において、
前記配線基板は多層基板であることを特徴とする半導体試験装置。 15. The semiconductor test apparatus according to any one of claims 1 to 14,
The semiconductor test apparatus, wherein the wiring board is a multilayer board . 請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の半導体試験装置において、
前記絶縁基板をフレキシブルな絶縁性樹脂薄膜で形成すると共に、前記コンタクト部を可撓性を有する導電性金属層により形成したことを特徴とする半導体試験装置。 The semiconductor test apparatus according to any one of claims 1 to 15,
A semiconductor test apparatus, wherein the insulating substrate is formed of a flexible insulating resin thin film, and the contact portion is formed of a conductive metal layer having flexibility .
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