KR20030060751A - 콘택터 및 그 제조 방법과 콘택트 방법 - Google Patents

콘택터 및 그 제조 방법과 콘택트 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 반도체 장치의 단자의 미세화에 대응하면서, 웨이퍼 레벨의 반도체 장치와 같이 복수의 반도체 장치의 단자에 일괄하여 확실하게 콘택트를 취할 수 있는 콘택터 및 그 제조 방법과 콘택트 방법을 제공하는 것을 과제로 한다. 절연성 재료로 이루어진 필름 형상의 기판(2-1, 2-2)에 복수의 배선(3)을 설치한다. 배선(3) 각각의 일단은 기판의 일단을 넘어 연장하여 제 1 콘택트 단자(3b)로서 기능한다. 배선(3) 각각의 반대단은 기판의 반대단을 넘어 연장하여 제 2 콘택트 단자(3a)로서 기능한다. 제 1 콘택트 단자(3b)와 제 2 콘택트 단자(3a) 사이의 부위는 탄성 변형 가능하다.

Description

콘택터 및 그 제조 방법과 콘택트 방법{CONTACTOR, MANUFACTURING METHOD THEREOF AND CONTACTING METHOD}
본 발명은 콘택터에 관한 것으로, 특히 주로 LSI로 대표되는 전자 부품에 대하여 콘택트하는 콘택터 및 그 제조 방법과 콘택트 방법에 관한 것이다.
근년, 반도체 기판 등의 제조 기술의 발전이 눈부시고, 그것에 따라서 LSI배선 패턴이 미세화하고, LSI 단자수의 증가와 단자의 미세화가 현저한 추세로 나아가고 있다. 또, LSI가 사용되는 기기의 소형화·고밀도 실장화의 요구가 강하고, 예컨대 휴대 기기(휴대 전화나 모바일 PC, 비디오 일체형 카메라 등 소형 성능이 요구되는 것)나 고기능 전산기(고속으로서의 동작을 보증하기 위해서 인접하는 LSI와의 거리를 극소화할 필요가 있는 것)가 급증하고 있다.
이 때문에, LSI의 출하 형태에 관해서도, 패키지되어 있지 않은 LSI 칩 그대로 기능 보증하여 출하하는 KGD(Known Good Die)나, LSI 칩 사이즈와 동등의 외형을 갖는 소형 패키지인 CSP(Chip Size Package)로서의 출하 요구가 급증되고 있다. 이들 2가지 배경으로부터, LSI를 시험하기 위해서는 미세화된 다핀의 단자에 대해 확실하게 콘택트할 수 있는 콘택터의 공급이 불가결이 되어 가고 있다.
또, LSI 시험의 보다 효율화의 관점에서, LSI를 개개의 LSI로 잘라내기 전의 LSI 웨이퍼의 상태로, 모든 시험(FT:Final Test 혹은 BI:Burn In)을 실시하는, 소위 풀테스트에 대한 필요성이 높아지고 있다. 웨이퍼 상태에서의 풀테스트는 아래와 같은 효과를 기대할 수 있다.
개개의 칩마다 따로 떼어 시험하는 것보다, 핸들링 효율이 좋다. (칩 사이즈가 달라지면 핸들링 설비의 범용성이 없지만, 웨이퍼라면 표준화된 외형 사이즈로 일괄 반송이 가능해진다) 불량 정보 등을 웨이퍼맵으로 관리할 수 있다. 또한 근년 개발·발표가 진행되고 있는 웨이퍼 레벨 CSP는 조립 공정까지 웨이퍼 일괄로 실시할 수 있기 때문에, 웨이퍼 상태에서의 시험이 실현될 수 있으면 웨이퍼 프로세스∼패키징(조립)∼시험까지의 공정을 일관되게 웨이퍼 상태로 취급할 수 있어,공정의 효율화를 기대할 수 있다.
그러나 전술한 바와 같이 개개의 LSI가 미세 단자화/다핀화하고 있는데, 웨이퍼 상태 그대로 복수(가능한 한 웨이퍼상의 모든 LSI의) 단자에 일괄하여 콘택트할 수 있는 콘택터를 실현하는 것은 어려우며, 이와 같은 콘택터를 실현하는 것은 업계 공통의 요구 사항이다.
종래의 반도체 장치 시험용 콘택터(프로브 카드, 소켓)로서 대표적인 예를 이하에 기재한다.
① 바늘식의 미케니컬 프로브
바늘식의 미케니컬 프로브는 개개의 바늘(텅스텐 와이어 등의 바늘)을, 각각 피시험 LSI의 단자 위치에 있도록 콘택터 기판(절연 기판)에 배치한 구조를 갖는다. LSI 웨이퍼에 대해 상방으로부터 비스듬하게 바늘을 연장시키는 캔틸레버 구조가 일반적이다. 침에 탄성을 갖게 함으로써, 피시험 LSI의 단자의 수직 방향으로 배치하는 방식도 제안되고 있다.
② 멤브레인식 프로브
멤브레인식 프로브는 촉침(觸針)용의 콘택트 전극으로서의 금속 돌기(이하 "범프"라 함)를 갖는 필름 형상 회로 기판의 구조를 갖는다.
③ 이방성 도전 고무
이방성 도전 고무는 절연 기재로서 탄성을 갖는 고무를 이용하고, 고무 속에 두께 방향으로만 연장하는 도전 재료(금속 와이어 등)를 조립한 구조를 갖는다.
또, 일본 특개평10-111316호 공보는 기판의 일단측으로부터 연장하는 배선의단부를 접속 단자로서 피시험 대상인 반도체 장치에 콘택트시키고, 기판의 타단에서의 단자를 측정용 단자로 한 콘택터를 개시하고 있다.
상술한 바늘식의 미케니컬 프로브는 이하와 같은 문제점을 갖고 있다.
a) 다수의 바늘(핀)을 별개로 형성하기 때문에, 비용이 높다.
b) 다수의 바늘(핀)을 별개로 배치하기 때문에, 바늘 끝의 위치 정밀도에 한계가 있다.
c) 침이 비스듬하게 배치되어 있는 일이 많기 때문에, 배치에 제한이 있다.
따라서, 바늘식의 미케니컬 프로브는 복수의 LSI에 일괄로 콘택트하는 콘택터에 이용할 수 없거나, 혹은 이와 같은 콘택터에 이용하기가 곤란하다.
또, 상술한 멤브레인식 프로브는 이하와 같은 문제점을 갖고 있다.
a) 개개의 콘택트 전극이 자유롭게 움직일 수 없다. 콘택트 전극은 절연 기판(폴리이미드 수지층)으로 연결되어 있기 때문에, 개개의 전극의 가동 범위가 좁다. 또, 콘택트 전극이 경질의 금속 범프이기 때문에, 유연성이 부족하고, 인접 범프끼리의 높이의 편차가 있으면, 낮은 범프가 접촉되지 않아, 접촉 불량을 일으키는 문제가 있다.
b) 비용이 높다. 일반적으로 콘택트 전극인 범프는 금속 도금을 퇴적하여 형성하기 때문에, 제조에 시간이 걸리고 비용이 높아진다.
또한 상술한 이방성 도전 고무는 이하와 같은 문제를 갖고 있다.
a) 수명이 짧다. 특히 고온에서 사용하는 경우(BI 시험은 통상 125℃ 이상에서 행하여짐) 고무부가 소성 변형해 버리고, 1회∼수십회밖에 못 견딘다.
b) 좁은 피치에 대응할 수 없다. 도통 재료를 고무 속에 조립하는 것이 어렵기 때문에, 도통 재료간의 피치는 200∼150㎛정도가 한도이다.
또,일본 특개평10-111316호 공보에 개시된 콘택터는 종방향의 스트로크가 거의 없기 때문에, 피시험 대상의 반도체 장치의 전극 단자에 높이의 편차가 있으면, 모든 전극 단자에 한결같이 콘택트할 수 없다는 결점이 있다. 또, 콘택터의 베이스재와 피시험 대상인 반도체 장치의 열팽창 계수가 다른 경우, 번인 등의 고온 시험의 경우에 위치 어긋남을 일으켜서, 제대로 콘택트가 취해지지 않을 가능성이 있다.
이상과 같이, 상술한 각 방식에 공통으로, 종래의 콘택터는 이하와 같은 문제점을 갖고 있다.
1) 콘택터의 스트로크량 부족
종래의 콘택터에서는, 콘택트부의 스트로크량(탄성 변형량)이 적지만, 높이 편차가 적은 웨이퍼의 알루미늄 패드, 또는 좁은 에리어이면 문제없이 콘택트할 수 있다. 그러나, 웨이퍼 레벨 CSP 또는 다수개 일괄 몰드의 패키지의 단자(볼)는 높이의 편차가 크고, 또 웨이퍼를 일괄로 콘택트하려고 하면 웨이퍼에는 휘어진 상태가 있기 때문에(칩의 박형화에 의해 현저해짐), 콘택트부의 스트로크량(탄성 변형량)이 적은 종래의 콘택터에서는 충분한 콘택트를 취할 수 없다.
2) 열팽창 계수의 차이에 의한 위치 어긋남
피시험 LSI 웨이퍼는 실리콘(Si)으로 만들어지는 케이스가 많다. 실리콘의선팽창 계수는 3ppm정도이지만, 전술한 콘택터의 절연 기판은 수지로 구성되어 있기 때문에 수십ppm(13∼30ppm)이 된다. 콘택터가 상온에서 정확한 위치에 접촉하고 있어도, BI 시험과 같이 고온에서 사용하면, 선팽창 계수의 차로 위치가 어긋나 버려서, 콘택터가 단자로부터는 어긋나 버리거나 혹은 부근의 단자에 접촉해 버리는 문제가 있다. 또, 웨이퍼 레벨 CSP나 다수개 일괄 몰드의 패키지에 있어서도, 실링 수지 등의 패키지 재료와 절연 기판 재료의 선팽창 계수가 다르기 때문에, 마찬가지의 문제가 발생한다. 절연 기판 재료에 폴리이미드를 이용한 경우, 13ppm정도의 팽창 계수이므로 8인치 웨이퍼에서는(반경은 약100mm), 상온에서 제대로 위치가 잡혀 있어도 125℃까지 가열하면, 웨이퍼 최외주부 부근의 단자에서는 100㎛나 위치 어긋남이 발생해 버린다.
본 발명은 상기의 점을 감안하여 이루어진 것으로, 반도체 장치의 단자의 미세화에 대응하면서 웨이퍼 레벨의 반도체 장치와 같이 복수의 반도체 장치의 단자에 일괄하여 확실하게 콘택트를 취할 수 있는 콘택터 및 그 제조 방법과 콘택트 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 콘택터의 사시도.
도 2는 도 1에 나타낸 콘택터를 전자 부품과 프로브 기판 사이에 배치한 상태를 나타내는 도면.
도 3은 도 1에 나타낸 콘택터의 변형예를 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 콘택터의 사시도.
도 5는 도 4에 나타낸 콘택터의 변형예를 나타내는 사시도.
도 6은 도 5에 나타낸 콘택터가 프로브 기판과 전자 부품 사이에 배치된 상태를 나타내는 사시도.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 콘택터의 정면도.
도 8은 도 7에 나타낸 콘택터의 변형예를 나타내는 정면도.
도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 의한 콘택터의 사시도.
도 10은 본 발명의 제 5 실시예에 의한 콘택터의 측면도로서, (a)는 굴곡하고 있지 않은 통상의 상태를 나타내고, (b)는 굴곡한 상태를 나타내는 도면.
도 11은 도 10에 나타낸 콘택터의 제 1 변형예를 나타내는 측면도.
도 12는 도 10에 나타낸 콘택터의 제 2 변형예를 나타내는 측면도.
도 13은 열팽창률에 관련하여 기판에 가공을 실시한 예를 나타내는 사시도.
도 14는 본 발명의 제 6 실시예에 의한 콘택터의 정면도.
도 15는 도 1에 나타낸 콘택터의 제 1 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 16은 도 1에 나타낸 콘택터의 제 1 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 17은 도 1에 나타낸 콘택터의 제 2 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 18은 도 1에 나타낸 콘택터의 제 2 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 19는 도 3에 나타낸 콘택터의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 20은 도 19에 나타낸 콘택터의 신축부를 S자 형상으로 한 예를 나타내는 도면.
도 21은 도 20에 나타낸 콘택터를 예로 들어서 배선의 신축부에 열처리를 실시하거나, 도금 처리를 실시하는 것을 나타낸 도면.
도 22는 도 20에 나타낸 콘택터를 예로 들어서 배선의 신축부에 폴리이미드 수지 등의 절연 코팅을 실시하는 것을 나타낸 도면.
도 23은 도 1에 나타낸 콘택터의 변형예를 나타내는 사시도.
도 24는 도 3에 나타낸 콘택터의 변형예를 나타내는 사시도.
도 25는 본 발명의 제 7 실시예에 의한 콘택터의 원리를 설명하기 위한 정면도.
도 26은 가이드 구멍의 형상을 나타내는 단면도.
도 27은 도 25에 나타낸 콘택터를 프로브 기판에 장착한 상태를 나타내는 정면도.
도 28은 피시험체가 실리콘 웨이퍼 상에 형성된 반도체 장치이며 콘택트 단자 가이드를 실리콘 웨이퍼와 동등의 열팽창률을 갖는 재료로 형성한 예를 나타내는 도면.
도 29는 피시험체가 웨이퍼 레벨 CSP이며 콘택트 단자 가이드를 웨이퍼 레벨 CSP의 실링 재료 또는 코팅 재료와 동등의 열팽창률을 갖는 재료로 형성한 예를 나타내는 도면.
도 30은 피시험체가 다이싱 필름에 접착된 반도체 장치이며 콘택트 단자 가이드를 다이싱 필름과 동등의 열팽창률을 갖는 재료로 형성한 예를 나타내는 도면.
도 31은 피시험체가 다수개 일괄 몰드 성형의 패키지 반도체 장치이며 콘택트 단자 가이드를 패키지 반도체 장치의 실링 재료 또는 기재(基材)와 동등의 열팽창률을 갖는 재료로 형성한 예를 나타낸 도면.
도 32는 콘택트 단자 가이드(62)의 열팽창률을 전자 부품의 열팽창율보다 크게 설정한 경우에 콘택트 단자의 전극(5a) 상에서의 이동을 설명하기 위한 도면.
도 33은 가이드 구멍의 형상을 설명하기 위한 도면.
도 34는 가이드 구멍의 만곡한 경사면을 설명하기 위한 도면.
도 35는 만곡한 경사면을 갖는 가이드 구멍을 설명하기 위한 도면.
도 36은 콘택터를 중첩하여 페리페럴(peripheral)형 반도체 장치의 전극 배열에 맞추는 구성을 나타내는 도면.
도 37은 에리어 어레이형 반도체 장치의 전극 배열에 콘택트 단자(3)를 맞추는 구성을 나타내는 도면.
도 38은 주변 2열 배열의 전극을 갖는 반도체 장치의 전극에 맞춘 콘택터의 구성을 나타내는 도면.
도 39는 주변 2열 배열의 전극을 갖는 반도체 장치의 전극에 맞춘 콘택터의 구성을 나타내는 도면.
도 40은 배선을 기판에 설치한 구조를 마이크로 스트립 라인 구조로 한 예를 나타내는 사시도.
도 41은 도 40에 나타낸 구조를 응용하여 콘택터의 신호선을 접지 배선에 의해 둘러싼 구성을 나타내는 사시도.
도 42는 콘택터를 구성하는 기판 상에 시험용 전자 부품을 탑재한 예를 나타내는 사시도.
도 43은 기판 상에서 배선의 피치를 바꾸는 구성을 나타내는 사시도.
도 44는 콘택트 단자의 선단에 도금 처리를 실시하는 예를 나타내는 도면.
도 45는 콘택트 단자의 선단부의 표면을 거칠게 한 예를 설명하기 위한 도면.
도 46은 콘택트 단자의 선단 형상의 예와, 전자 부품의 전극(5)의 예를 나타내는 도면.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※
1, 1A, 11, 11A, 21, 21A, 31, 41, 41A, 51, 61: 콘택터
2, 2-1, 2-1, 12, 22, 32, 42, 52: 기판
3: 배선
3a, 3b: 콘택트 단자
3c: 신축부
4: 프로브 기판
5: 전자 기기
6: 지지 기구
12a, 22a, 22b: 개구
32A: 제 1 기판 부분
32B: 제 2 기판 부분
42, 42A, 42B: 스페이서
62, 62A, 62B, 62C, 62D: 콘택트 단자 가이드
62a: 가이드 구멍
62b: 경사면
70: 시험용 전자 부품
71: 도금층
상기의 과제를 해결하기 위해서 본 발명에서는, 다음에 설명하는 각 수단을 강구한 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 1에 기재한 발명은 시험 장치의 기판과 피시험체를 전기적으로 접속하기 위한 콘택터로서, 절연성 재료로 이루어진 필름 형상의 기판과, 상기 기판 상에 설치된 복수의 배선으로 이루어지고, 상기 배선 각각의 일단은 상기 기판의 일단을 넘어 연장하여 제 1 콘택트 단자로서 기능하고, 반대단은 상기 기판의 반대단을 넘어 연장하여 제 2 콘택트 단자로서 기능하며, 상기 제 1 콘택트 단자와 상기 제 2 콘택트 단자 사이의 부위가 탄성 변형 가능한 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 2에 기재한 발명은 청구항 1에 기재한 콘택터로서, 상기 기판은 탄성 변형 가능한 플렉시블(flexible) 기판인 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 3에 기재한 발명은 청구항 1에 기재한 콘택터로서, 상기 기판은 소정의 간격으로 배치된 제 1 기판과 제 2 기판을 포함하고, 상기 제 1 콘택트 단자는 상기 제 1 기판으로부터 연장하고, 상기 제 2 콘택트 단자는 상기 제 2 기판으로부터 연장하며, 상기 배선은 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이의 부위에서 탄성 변형 가능한 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 4에 기재한 발명은 청구항 3에 기재한 콘택터로서, 상기 배선의 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이의 부분은 상기 배선의 길이 방향으로 탄성적으로 신축 가능한 형상의 신축부를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 1~4에 기재한 발명에 의하면, 기판 혹은 배선의 탄성 변형을 이용하여 콘택트압을 얻을 수 있기 때문에, 특별한 탄성 부재를 설치하고서도 간단한 구조의 콘택터를 실현할 수 있다. 콘택트 단자는 배선의 일부이기 때문에, 미세한 피치에 대응하는 것이 가능하다. 또, 배선 또는 기판의 스프링 상수는 작기 때문에, 콘택트의 스트로크를 크게 취할 수 있어, 다수의 전극에 대한 일괄 콘택트가 가능해진다. 또, 콘택터의 기판에 시험용 전자 부품을 탑재할 수 있다.
청구항 5에 기재한 발명은 청구항 1~4 중 어느 1항에 기재한 콘택터를 스페이서를 통하여 중첩하여 고정한 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 5에 기재한 발명에 의하면, 콘택트 단자를 2차원적으로 배열할 수 있어, 에리어 어레이형의 반도체 장치 등에 대응할 수 있다.
청구항 6에 기재한 발명은 청구항 5에 기재한 콘택터로서, 상기 기판을 상기 배선의 각각을 따라 분리한 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 6에 기재한 발명에 의하면, 스페이서의 열팽창률과 기판의 열팽창률에 차가 있어도, 기판이 스페이서의 열팽창에 추종하기 때문에, 기판의 변형을 방지할 수 있다.
청구항 7에 기재한 발명은 청구항 1~6 중 어느 1항에 기재한 콘택터로서, 상기 제 1 콘택트 단자는 상기 시험 장치의 기판에 콘택트하고 상기 제 2 콘택트 단자는 상기 피시험체에 콘택트하도록 구성되며, 상기 제 2 콘택트 단자가 삽입되는 가이드 구멍을 갖는 콘택트 단자 가이드를 더 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 7에 기재한 발명에 의하면, 콘택트 단자 가이드에 의해 제 2 콘택트 단자를 피시험체의 전극에 대해 정밀도 좋게 위치 결정할 수 있다.
청구항 8에 기재한 발명은 청구항 7에 기재한 콘택터로서, 상기 콘택트 단자 가이드는 상기 피시험체와 동일한 열팽창률을 갖는 재료로 형성된 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 8에 기재한 발명에 의하면, 콘택터 및 피시험체에 열을 가해도, 열팽창에 의한 제 2 콘택트 단자의 이동량은 피시험체의 전극의 이동량과 동일하게 되어, 피시험체의 전극에 대한 제 2 콘택트의 위치 어긋남을 방지할 수 있다.
청구항 9에 기재한 발명은 시험 장치의 기판과 피시험체를 전기적으로 접속하기 위한 콘택터의 제조 방법으로, 절연성의 기판에, 복수의 배선의 각각을, 일단이 상기 기판의 일단측으로부터 돌출하여 연장하고, 반대단이 상기 기판의 반대단측으로부터 돌출하여 연장하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 9에 기재한 발명에 의하면, 기판 혹은 배선의 탄성 변형을 이용하여 콘택트압을 얻을 수 있기 때문에, 특별한 탄성 부재를 설치하지 않고서도 간단한 구조의 콘택터를 실현할 수 있다. 콘택트 단자는 배선의 일부이기 때문에, 미세한 피치에 대응할 수 있다.
청구항 10에 기재한 발명은 시험 장치의 기판과 피시험체를 전기적으로 접속하기 위한 콘택터의 콘택트 방법으로, 절연성 기판 상에 설치된 복수의 배선의 일단을 상기 시험 장치의 기판에 콘택트시키고, 상기 배선의 반대단을 피시험체에 콘택트시키고, 상기 기판을 포함하는 상기 배선을 탄성 변형시킴으로써 소망의 콘택트압을 발생시키는 것을 특징으로 하는 것이다.
청구항 10에 기재한 발명에 의하면, 배선 또는 기판의 스프링 상수는 작기 때문에, 콘택트의 스트로크를 크게 취할 수 있어, 다수의 전극에 대한 일괄 콘택트가 가능해진다.
(실시예)
다음에, 본 발명의 실시예에 대해서 도면과 함께 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 콘택터의 사시도이다. 본 발명의 제1 실시예에 의한 콘택터는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 2매의 얇은 기판(2-1, 2-2)과 복수의 배선(3)으로 이루어진다. 기판(2-1, 2-2)은 절연성의 얇은 기판으로 예컨대 폴리이미드 필름으로 형성된다. 기판(2-1, 2-2)은 소정의 간격을 두고 배치되고, 이들을 연결하도록 복수의 배선(3)이 병행하여 배치된다.
배선(3)은 구리 등의 도전성 금속으로 이루어진 좁은 선 형상의 부재이고, 어느 정도 탄성 변형 가능하다. 배선(3) 각각은 그 일단이 콘택트 단자 3a로서 기능하고 타단이 콘택트 단자 3b로서 기능한다.
도 2는 도 1에 나타내는 콘택터를 전자 부품과 프로브 기판 사이에 배치한 상태를 나타내는 도면이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 콘택터(1)는 프로브 기판(4)과 전자 부품(5) 사이에 배치된다. 프로브 기판(4)은 테스터측의 기판으로서 시험 장치에 접속된다. 콘택터(1)의 콘택트 단자 3b는 프로브 기판(4)의 대응하는 전극(4a)에 접촉하도록 배치된다. 전자 부품(5)은 피시험체로서의 예컨대 반도체 장치(LSI 등)이고, 표면에 복수의 전극(5a)이 형성된다. 배선(3)의 콘택트 단자 3a는 전극(5a)에 접촉한다.
이와 같이, 콘택터(1)는 프로브 기판(4)과 전자 부품(5) 사이에 배치되고, 배선(3)의 콘택트 단자 3b가 프로브 기판(4)의 전극(4a)에 접촉하고, 콘택트 단자 3a가 전자 부품(5)의 전극(5a)에 접촉한다. 이에 따라, 전자 부품의 전극(5a)을 프로브 기판(4)(시험 장치)에 전기적으로 접속할 수 있고, 전자 부품(5)에 통전하면서 시험을 행할 수 있다.
배선(3)은 전자 부품(5)의 전극(5a)과 동일한 간격(피치)으로 병행하여 배열되어 있다. 예컨대 전자 부품(5)이 좁은 피치의 전극(예컨대, 피치 40㎛)을 갖는 LSI인 경우, 각각의 배선(3)의 폭은, 예컨대 20㎛이고, 간격도 20㎛로 설정된다. 콘택터(1)의 제조 방법에 대해서는 후술하지만, 콘택터(1)는 2매의 기판(2-1, 2-2)과 배선(3)만으로 이루어지는 간단한 구조이기 때문에, 배선(3)의 피치를 작게 형성하는 것이 용이하고, 상술과 같이 20㎛+20㎛=40㎛이라는 좁은 피치의 전극을 갖는 반도체 장치에도 충분히 대응할 수 있다.
콘택터(1)는 먼저 프로브 기판(4)에 장착된 상태로 전자 부품(5)에 대해 콘택트를 취한다. 즉, 콘택터(1)의 기판(2-2)이 지지 기구(6)에 의해 프로브 기판(4)에 대해 부착됨으로써, 콘택터(1)는 프로브 기판(4)에 고정된다. 지지 기구(6)는 콘택터(1)를 프로브 기판(4)에 대해 압압하여, 콘택트 단자(3b)를 프로브 기판의 전극(4a)에 접촉시킨다. 이 상태에서, 콘택터(1)를 전자 부품(5)에 대해 압압하여, 콘택트 단자(3a)를 전자 부품(5)의 전극(5a)에 접촉시킨다.
콘택터(1)가 프로브 기판(4)과 전자 부품(5) 사이에서 압압되면, 배선(3)은 기판(2-1)과 기판(2-2) 사이에서 탄성적으로 만곡한다. 이 배선(3)의 탄성력에 의해 콘택트 단자(3a)와 전자 부품(5)의 전극(5a)과의 사이의 콘택트압 및 콘택트 단자(3b)와 전자 부품(5) 사이의 콘택트를 얻을 수 있다.
배선(3)은 좁은 띠형상의 금속이고, 비교적 작은 스프링 상수를 제공한다. 따라서, 프로브 기판(4)과 전자 부품(5)간의 거리가 편차가 있어도, 콘택트압이 크게 변화하는 일이 없이, 적절한 콘택트압을 유지할 수 있다.
도 3은 상술한 콘택터(1)의 변형예를 나타내는 사시도이다. 도 3에 나타내는 콘택터(1A)는 도 1에 나타낸 콘택터(1)에서 배선(3) 각각에서의 기판(2-1)과 기판(2-2) 사이의 부분에 신축부(3c)를 설치한 것이다. 신축부(3c)는 도 3에 나타낸 예에서는, 지그재그 형상으로 굴곡하고 있고, 배선(3)이 그 길이 방향으로 신축하기 쉬운 형상이다.
도 3에 나타낸 바와 같이 배선(3)에 신축부(3c)를 설치함으로써, 신축부(3c)의 탄성 변형에 의해 콘택트압을 얻을 수 있고, 보다 스프링 상수가 낮은 콘택터를 제공할 수 있다. 또한, 신축부(3c)의 형상은 도 3에 나타낸 지그재그 형상에 한정되는 것은 아니며, 배선(3)의 길이 방향으로 탄성적으로 신축하는 형상이면 싸인 곡선이나 U턴 형상 같이 다른 형상으로 하여도 좋다.
다음에, 본 발명의 제 2 실시예에 대해서 도 4를 참조하면서 설명한다. 도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 콘택터(11)의 사시도이다. 콘택터(11)도 상술한 콘택터(1)와 마찬가지로 프로브 기판(4)에 부착되고, 프로브 기판(4)과 전자 부품(5) 사이에 배치되는 구성이어서, 중복 설명은 생략한다.
도 4에 나타내는 콘택터(11)에서는, 배선(3)이 한장의 기판(12)에 형성되어 있고, 기판(12)자체가 굴곡되어 배선(3)의 길이 방향으로 탄성적으로 신축하는 구성이다. 즉, 기판(12)의 굴곡에 동반해 배선(3)도 굴곡한다. 기판(12)은 절연성 재료로 이루어지며, 예컨대 얇은 폴리이미드 필름이 적합하다.
본 실시예의 경우, 콘택터(11)의 스프링 상수는 기판(12)의 스프링 상수와 배선(3)의 스프링 상수에 의해 결정된다. 기판(12)의 스프링 상수가 큰 경우는 굴곡시키는 부분에 노치를 넣는 등으로 하여, 기판을 굴곡하기 쉽도록 가공해 두는것이 바람직하다. 이와 같이, 기판(12)에 노치를 넣음으로써, 콘택터(11)의 스프링 상수를 실질적으로 배선(3)의 스프링 상수와 동일하게 할 수 있다.
도 5는 도 4에 나타낸 콘택터(11)의 변형예를 나타내는 사시도이다. 도 5의 (a)에 나타낸 콘택터(11A)는 기판(12)에 개구(12a)가 설치된다. 개구(12a)는 기판(12)이 굴곡하는 부분에서 배선(3)이 내측으로 꺾이는 부분에 형성된다. 즉, 배선(3)이 내측으로 굴곡하는 부분은 배선(3)이 압축되어 비틀림이 발생할 우려가 있기 때문에, 이 부분의 기판에 개구(12a)를 설치해 둔다. 따라서, 도 6에 나타낸 바와 같이, 개구(12a)가 설치된 부분에서, 배선(3)은 기판(12)에 의해 규제되는 일이 없이 자유롭게 굴곡할 수 있다. 따라서, 배선(3)에 무리한 힘이 걸리는 일이 없이 기판(12) 및 배선(3)을 매끄럽게 굴곡할 수 있어, 콘택터 전체의 스프링 상수를 낮게 할 수 있다. 물론, 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이 굴곡부 전체에 개구(12a)를 설치해도 좋다.
다음에, 본 발명의 제 3 실시예에 대해서 도 7을 참조하면서 설명한다. 도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 콘택터의 측면도이다.
본 발명의 제 3 실시예에 의한 콘택터(21)는 한장의 기판(22)과 기판(22)에 형성된 복수의 배선(3)을 가지며, 기판(21)에는 복수의 개구(22a)가 설치되어 있다. 개구(22a)가 설치된 부분에서는, 기판(22)의 강도(강성)가 감소되고, 배선(3)과 함께 기판(21)을 용이하게 만곡시킬 수 있다. 즉, 개구(22a)를 설치함으로써, 콘택터(21)의 스프링 상수를 저감하고, 콘택터 전체로서의 스프링 상수를 낮게 할 수 있다.
도 7에 나타내는 개구(22a)는 기판(22)의 배선(3)이 형성된 부분의 주위에 형성되어 있고, 배선(3)이 뻗어 있는 부분의 기판(22)은 남겨져 있지만, 개구(22a)의 대신에 도 8에 나타낸 바와 같이 큰 개구(22b)로서, 배선(3)의 만곡을 보다 용이하게 할 수도 있다. 이 경우, 배선(3)은 기판(22)에 의한 규제 없이 자유롭게 만곡할 수 있기 때문에, 콘택터(21A)의 스프링 상수를 보다 저감할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제 4 실시예에 대해서 도 9를 참조하면서 설명한다. 도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 의한 콘택터의 사시도이다.
본 발명의 제 4 실시예에 의한 콘택터(31)는 기판(32)과 기판(32)에 형성된 복수의 배선(3)으로 이루어진다. 기판(32)은 제 1 기판 부분(32A)과 제 2 기판 부분(32B)으로 이루어진다. 제 1 기판 부분(32A)은 비교적 강성을 갖는 재료로 형성되고, 제 2 기판 부분(32B)은 제 1 기판 부분(32A)보다 작은 강성을 갖는 재료로 형성된다. 따라서, 콘택터(31)의 콘택트 단자(3a 및 3b)에 압압력이 작용된 경우, 제 1 기판 부분(32)은 변형하지 않거나, 극소하게 변형할 뿐이고 제 2 기판 부분(32B)이 크게 만곡한다.
본 실시예에 의하면, 제 2 기판 부분(32B)에서 콘택터의 스프링 상수가 대략 얻어지고, 또한, 배선(3)은 제 1 기판 부분(32A) 및 제 2 기판 부분(32B)에 의해 지지되기 때문에, 인접한 배선(3)의 간격을 항상 일정하게 유지할 수 있어, 배선(3)끼리의 접촉을 방지할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제 5 실시예에 대해서 도 10을 참조하면서 설명한다. 도 10은 본 발명의 제 5 실시예에 의한 콘택터(41)의 측면도이고, (a)는 굴곡하고있지 않은 통상의 상태를 나타내고, (b)은 굴곡한 상태를 나타낸다.
콘택터(41)는 상술한 도 4에 나타낸 제 2 실시예에 의한 콘택터(11)를 복수매 스페이서(42)를 통하여 중첩한 것이다. 스페이서(42)로서는 절연성 수지 재료 혹은 수지 필름이 적합하지만, 절연성을 가지며 2매의 기판을 이간한 상태로 지지할 수 있는 것이면 좋다. 스페이서(42)는 기판(12)의 굴곡하지 않는 부분에 고정된다.
콘택터(41)는 기판(12)의 면을 따라 복수의 배선(3)을 갖고, 또한 기판(12)이 배선(3)이 설치된 면에 수직인 방향으로 복수매 중첩되기 때문에, 콘택트 단자(3a 및 3b)를 2차원상(매트릭스상)으로 배치할 수 있다. 따라서, 전극 단자가 2차원형상으로 배열된 반도체 장치에 대응할 수 있다.
도 11은 도 10에 나타낸 콘택터(41)의 제 1 변형예를 나타내는 측면도이다. 도 11에 나타내는 콘택터(41A)는 스페이서(42)의 일부를, 폭이 넓은 스페이서(42A)로 바꾸어 배치한 것이다. 이와 같이, 스페이서(42)의 폭을 바꾸는 것에 의해 전자 부품(5)의 단자(5a)의 배열상태에 맞추어 콘택터의 콘택터 단자(3a, 3b)의 배열을 변경할 수 있다.
도 12는 도 10에 나타낸 콘택터의 제 2 변형예를 나타내는 측면도이다. 도 12에 나타낸 콘택터(41B)는 2매의 콘택터(11)를 각도를 두고 스페이서(42B)에 의해 중첩하여 고정한 것이다. 즉, 스페이서(42B)의 폭은 콘택트 단자(3a)에 가까워질수록 스페이서(42B)는 좁고, 콘택터 단자(3b)에 가까워질수록 넓게 설정되어 있다. 따라서, 좁은 피치의 전극(5a)에 콘택트하면서, 프로브 전극측에서는 콘택트단자(3b)의 피치를 크게 취할 수 있다.
또한, 도 10에 나타낸 실시예는 상술한 제 2 실시예에 의한 콘택터(11)를 복수매 중첩한 것이지만, 상술한 제 1, 제 3 또는 제 4 실시예에 의한 콘택터를 복수매 중첩하여도 좋다.
이상과 같은 스페이서를 통하여 복수의 콘택터를 중첩한 구성에 있어서, 스페이서와 기판의 열팽창률에 차가 있으면 기판에 응력이 발생해 변형할 우려가 있다. 이것을 회피하기 위해서, 도 13에 나타낸 바와 같이 기판에 가공을 실시하는 것이 바람직하다. 도 13의 (a)에서는, 배선(3)을 따라 기판(12)에 점선으로 나타낸 바와 같은 컷라인을 넣는 것이다. 또, 도 13의 (b)에 나타낸 바와 같이, 배선(3)을 따라 기판(12)을 소정의 폭으로 제거하는 것으로 하여도 좋다. 예컨대 전자 부품(5)이 실리콘 웨이퍼 상에 형성된 반도체 장치인 경우, 스페이서(24)를 실리콘으로 제작함으로써, 웨이퍼의 열팽창에 의한 반도체 장치의 전극의 이동량과, 콘택터의 열팽창에 의한 콘택트 단자(3a)의 이동량을 동일하게 할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제 6 실시예에 대해서 도 14를 참조하면서 설명한다. 도 14는 본 발명의 제 6 실시예에 의한 콘택터(51)의 측면도이고, 도 14의 (a)는 콘택터(51)가 프로브 기판(4)에 부착된 상태를 나타내고, 도 14의 (b)는 콘택터(51)가 전자 기기(5)의 전극(5a)에 대해 압압되어 콘택트를 하고 있는 상태를 나타낸다.
콘택터(51)는 도 3에 나타낸 콘택터에서 기판(2-2)을 배선(3)의 각각에 대해 분리한 것이다. 이와 같이 함으로써, 각 콘택트 단자(3a)를 별개로 스트로크시킬수 있다. 따라서, 전자 기기(5)의 전극의 높이에 편차가 있다고 해도, 도 14의 (b)에 나타낸 바와 같이, 배선(3)의 신축부(3C)를 별개로 신축시켜 모든 전극(5a)에 대해 콘택트 단자(3a)를 적절히 콘택트시킬 수 있다.
다음에, 상술한 콘택터(1)의 제조 방법에 대해서 도 15 ~ 도 18을 참조하면서 설명한다.
콘택터(1)를 제조하기 위한 제 1 방법은 도 15에 나타낸 바와 같이 먼저 기판(12)에 배선(3)을 형성하고, 그 후, 기판(12)의 중앙 부분을 제거하는 것이다. 도 16의 (a)에 나타낸 바와 같이 배선(3)이 설치된 기판(2)에 레지스트를 형성하고 기판을 제거할 부분만 레지스트를 제거한다. 그리고, 에칭이나 레이저 조사에 의해 레지스트에 의해 가려진 부분 이외의 기판을 제거하여 도 16의 (b)에 나타낸 바와 같이 콘택터(1)가 완성된다.
또, 콘택터(1)를 제조하기 위한 제 2 방법은 도 17에 나타낸 바와 같이 먼저 기판(1)을 2개로 분리한 후에, 배선(3)을 형성하는 방법이다. 도 18의 (a)에 나타낸 바와 같이, 기판(12)을 금형에 의해 절단하여 기판(2-1, 2-2)으로 분리하고, 도 18의 (b)에 나타낸 바와 같이 기판(2-1, 2-2)을 넘도록 하여 배선(3)을 기판에 접착한다. 이 경우, 배선(3)은 구리 와이어 등으로 형성된다.
도 19는 도 3에 나타낸 콘택터(1A)의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 먼저, 도 19의 (a)에 나타낸 바와 같이, 기판(2) 상에 배선(3)을 형성한다. 배선(3)은 기판(2) 상에 접착된 구리판을 에칭함으로써, 지그재그 형상의 신축부(3c)를 포함하여 용이하게 형성할 수 있다. 그리고, 도 16에 나타낸 방법과마찬가지의 방법으로, 도 19의 (b)에 나타낸 바와 같이 기판(2)을 기판(2-1, 2-2)으로 분리하여 콘택터(1A)가 완성된다.
도 20은 도 19에 나타낸 콘택터(1A)의 신축부를 S자 모양으로 한 예를 나타내는 것이고, 제조 방법으로서는 도 19에 나타낸 제조 방법과 마찬가지이다.
도 21은 도 20에 나타낸 콘택터를 예로 들어서, 배선(3)의 신축부(3c)에 열처리를 실시하거나, 도금 처리를 실시하는 것을 나타낸 도면이다. 배선(3)의 신축부(3c)에 열처리를 실시하거나 혹은 니켈(Ni) 도금, 팔라듐(Pd) 도금 혹은 니켈 합금 도금 등의 도금 처리를 실시함으로써, 신축부(3c)의 탄성을 조정하여 스프링 상수를 조정할 수 있다.
도 22는 도 20에 나타낸 콘택터를 예로 들어서, 배선(3)의 신축부(3c)에 폴리이미드 수지 등의 절연 코팅을 실시하는 것을 나타낸 도면이다. 절연 코팅을 실시함으로써, 신축부의 탄성을 조정할 뿐만 아니라, 신축부(3c)끼리 접촉했을 때에 합선하는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 도 23은 상술한 콘택터(1)의 변형예이고, 기판(2-1, 2-1) 사이의 공간부에 실리콘 고무 같은 고무 탄성 수지를 충전한 예를 나타낸다. 또, 도 24는 도 22와 마찬가지로 상술한 콘택터(1A)에서, 기판(2-1, 2-1) 사이의 공간부에 실리콘 고무 같은 고무 탄성 수지를 충전한 예를 나타낸다. 기판(2-1, 2-2) 사이에 고무 탄성 수지를 충전함으로써, 배선(3)을 절연하면서 지지할 수 있고, 배선끼리의 접촉을 방지할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제 7 실시예에 대해서 설명한다. 도 25는 본 발명의 제7 실시예에 의한 콘택터의 원리를 설명하기 위한 정면도이다.
도 25에 나타낸 콘택터(61)는 도 3에 나타낸 콘택터(1A)와 콘택트 단자 가이드(62)로 이루어진다. 콘택트 단자 가이드(62)는 콘택터(1A)의 콘택트 단자(3a) 각각이 삽입되는 가이드 구멍(62a)을 갖는다. 콘택트 단자 가이드(62)는 피검사체로서의 전자 부품(5)(주로 반도체 장치)의 전극(5a)의 근방에 배치되고, 콘택트 단자(3a)가 전자 부품의 전극(5)에 쉽게 콘택트하도록 가이드한다. 즉, 콘택트 단자 가이드(62)의 가이드 구멍(62a)은 전자 부품(5)의 전극의 배열과 동일한 배열로 설치되고 각 콘택트 단자(3a)가 대응되는 가이드 구멍(62a)에 삽입됨으로써, 각 콘택트 단자(3a)는 전자 부품(5)의 대응하는 전극(5a)에 대해 정밀도 좋게 위치 결정된다.
도 26은 가이드 구멍(62a)의 형상을 나타내는 단면도이다. 도 26의 (a)에 나타낸 가이드 구멍(62a)은 그 양 사이드가 경사면으로 되어 있다. 또, 도 26의 (b)에 나타낸 가이드 구멍(62a)은 한쪽 사이드가 경사면이 되어 있다. 이들 경사면은 콘택트 단자(3a)가 삽입될 때에 삽입을 용이하게 하고, 또한 정밀도 좋게 위치 결정하기 위해서 설치된다.
도 27은 콘택터(61)를 프로브 기판(4)에 부착한 상태를 나타내는 정면도이다. 콘택터(1A)의 기판(2-1)은 지지 기구에 의해 프로브 기판(4)에 대해 부착된다. 게다가, 콘택트 단자 가이드(62)도 지지 기구(63)에 의해 프로브 기판에 대해 부착된다. 콘택터(1A)와 콘택트 단자 가이드(62)가 프로브 기판(4)에 장착된 상태에서, 콘택터(1A)의 콘택트 단자(3b)는 프로브 기판의 대응하는 전극(4a)에 콘택트하고, 콘택트 단자(3a)는 콘택트 단자 가이드(62)의 대응하는 가이드 구멍(62a)을 관통하여 연장하여, 그 선단이 근소하게 가이드 구멍(62a)으로부터 돌출한다.
도 28은 피시험체인 전자 부품(5)으로서 실리콘 웨이퍼 상에 형성된 반도체 장치를 이용한 경우에, 콘택트 단자 가이드(62A)을 실리콘 웨이퍼와 동일한 또는 근사한 열팽창률을 갖는 재료로 형성한 예를 나타내는 도면이다. 예컨대, 번인 테스트 같이 고온에서 시험을 할 때에, 콘택터(1A)의 기판(2-2)과 전자 부품(실리콘 웨이퍼)의 열팽창률이 크게 다르면, 콘택트 단자(3a)와 전극(5a)이 상대적으로 이동하여, 콘택트 단자(3a)가 전극(5a)으로부터 어긋나는 문제가 발생할 우려가 있다. 그래서, 콘택트 단자 가이드(62A)을 전자 부품(실리콘 웨이퍼)과 동일한 재료 또는 근사한 열팽창률을 갖는 재료로 형성하면, 콘택트 단자(3a)와 전극(5a)의 열팽창에 의한 이동량은 동일하게 되고, 상대 이동은 없어진다. 따라서, 콘택트 단자(3a)를 전극(5a)에 대해 항상 정확하게 위치 결정할 수 있다.
이하, 도 29, 도 30, 도 31은 피시험체에 따라 콘택트 단자 가이드의 재료를 변경하는 예를 나타낸다.
도 29에 나타낸 예는 전자 부품(5)이 웨이퍼 레벨 CSP이고, 콘택트 단자 가이드(62B)는 웨이퍼 레벨 CSP의 실링 재료 또는 코팅재와 동등의 열팽창률을 갖는 재료로 형성되어 있다. 웨이퍼 레벨 CSP의 실링 재료란 패키지의 몰드 수지, 폴리이미드 수지 코팅, 재배선 기판 등이다.
도 30에 나타낸 예는 전자 부품(5)이 다이싱 필름에 접착된 반도체 장치이고, 콘택트 단자 가이드(62C)는 다이싱 필름과 동등의 열팽창률을 갖는 재료로 형성되어 있다. 다이싱 필름은 일반적으로 폴리에틸렌 필름 등의 비교적 염가의 재료이고, 열팽창률은 비교적 크다.
도 31에 나타낸 예는 전자 부품(5)이 다수개 일괄 몰드 성형의 패키지 반도체 장치이고, 콘택트 단자 가이드(62D)는 패키지 반도체 장치의 실링재 또는 기재와 동등의 열팽창률을 갖는 재료로 형성되어 있다. 패키지 반도체 장치의 기재는 예컨대 프린트 기판, TAB 기판, 세라믹 기판이다.
이상과 같이, 피시험체의 재료와 동등의 열팽창률을 갖는 재료를 콘택트 단자 가이드의 재료로서 적당히 선택함으로써, 열팽창에 의한 콘택트 단자(3a)의 위치 어긋남을 방지할 수 있어, 신뢰성이 높은 시험을 행할 수 있다.
한편, 콘택트 단자 가이드의 열팽창률을 피시험체와는 다른 열팽창률로 함으로써, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다. 예컨대, 도 32에 나타낸 바와 같이, 콘택트 단자 가이드(62)의 열팽창률을 피시험체로서의 전자 부품(5)의 열팽창률보다 크게 설정한 경우, 열팽창률의 차에 의해 콘택트 단자(3a)가 전극(5a) 상에서 이동하는 동작이 발생한다. 이 콘택트 단자(3a)의 동작에 의해서, 콘택트 단자(3a)와 전극(5a)의 접촉 저항을 저감하고, 전극(5a) 상에 형성된 자연 산화막 등을 파괴하는 효과를 얻을 수 있다. 또, 콘택트 단자 가이드(62)의 열팽창률이 전자 부품(5)의 열팽창률보다 작게 한 경우에도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
도 33은 도 26의 (b)에 나타낸 가이드 구멍(62a)의 형상을 설명하기 위한 도면이며, (a)는 가이드 구멍(62a)을 위에서 본 도면이고, (b)은 콘택트 단자(3a)의 가이드를 설명하기 위한 도면이다. 가이드 구멍(62a)은 전자 부품(5)측에서 보면가늘고 긴 장원(長圓) 형상이고, 그 일단측으로부터 경사면(62b)이 연장하고 있다. 콘택트 단자(3a)는 전자 부품(5)의 전극(5a) 바로 위에 위치하도록 조정되고, 그곳으로부터 하강하여 전극(5a)과 접촉하지만, 만약 콘택트 단자(3a)의 위치가 경사면(62b)의 상방으로 어긋나 있어도, 콘택트 단자(3a)의 선단은 경사면(62b) 상을 미끄러져 전극(5a) 상으로 안내된다.
또한, 경사면(62b)은 평면에 한정되지 않으며, 예컨대 도 34에 나타낸 바와 같이 곡면으로 하여도 좋다. 또, 도 35에 나타낸 바와 같이, 가이드 구멍을 원형으로 하고 그 주위 전체에 곡면 형상의 경사면(62b)을 설치하는 것으로 하여도 좋다.
도 36은 상술한 경사면(62b)의 효과를 설명하는 도면이다. 도 36의 (a)에 나타낸 바와 같이 콘택트 단자(3a)의 선단에 부착물이 있던 경우, 도 36의 (b)에 나타낸 바와 같이 콘택트 단자(3a)의 선단이 경사면(62b) 상을 미끄러지는 것에 의해서 부착물은 콘택트 단자로부터 이탈한다. 그리고, 도 36의 (c)에 나타낸 바와 같이 부착물이 없어진 콘택트 단자(3a)의 선단은 전극(5) 상으로 확실하게 안내되어, 양호한 콘택트를 얻을 수 있다.
다음에, 상술한 실시예에 의한 콘택터의 다양한 변형예 및 응용예에 대해서 설명한다.
도 37은 상술한 콘택터를 중첩하여 페리페럴(peripheral)형 반도체 장치의 전극 배열에 맞추는 구성을 나타내는 도면이다. 도 38은 에리어 어레이형 반도체 장치의 전극 배열에 콘택트 단자(3a)를 맞추는 구성을 나타내는 도면이다. 또, 도39는 주변 2열 배열의 전극을 갖는 반도체 장치의 전극에 맞춘 콘택터의 구성을 나타내는 도면이다.
도 40은 배선(3)을 기판(2)에 설치한 구조를 마이크로 스트립 라인 구조로 한 예를 나타내는 사시도이다. 즉, 기판(2)을 유전체로 형성하고, 한쪽의 면전체에 접지면으로서, 예컨대 구리 판으로 이루어진 도전체(2b)를 접착하고, 다른 쪽의 면에 배선(3)을, 예컨대 구리 판의 패턴 형성에 의해 설치한 것이다. 이에 따라, 고주파 신호를 취급하는 반도체 장치의 시험에 적합한 콘택터를 제작할 수 있다.
도 40에 나타낸 구조의 응용으로서, 도 41에 나타낸 바와 같이, 콘택터의 신호선을 접지 배선에 의해 둘러싸서 실드 효과를 더 높이는 것도 생각된다.
도 42는 콘택터를 구성하는 기판(2) 상에 시험용 전자 부품(70)을 탑재한 예를 나타내는 사시도이다. 시험용 전자 부품(70)으로서, 예컨대 A/D 컨버터 등이 예시된다. 피시험체인 반도체 장치로부터 아날로그 신호가 공급되는 경우에, 콘택터 상에서 디지탈 신호로 변환함으로써, 그 이후의 신호 열화를 방지할 수 있다. 이와 같은 A/D 변환은 가능한 한 피시험체에 가까운 부분에서 하는 것이 바람직하고, 이 점에서 콘택터에 A/D 컨버터를 설치하는 것은 바람직하다.
도 43은 기판(2) 상에서 배선(3)의 피치를 바꾸는 구성을 나타내는 사시도이다. 즉, 기판(2)에 배선(3)을 패턴 형성할 때에, 예컨대 피시험체측의 콘택트 단자(3a)의 피치를 피시험체에 맞추어 작게 설정하고, 프로브 기판측의 콘택트 단자(3b)의 피치를 크게 한다. 이와 같은 구성은 콘택터의 배선(3)을 기판(2) 상에서의 패턴 형성에 의해 설치함으로써 지극히 용이하게 달성할 수 있다.
도 44는 콘택트 단자의 선단에 도금 처리를 실시하는 예를 나타내는 도면이다. 도 44의 (a)는 콘택터 전체를 나타내고, 도 44의 (b)는 도 44의 (a)에서의 점선으로 나타낸 원내의 부분을 확대하여 나타낸 도면이다. 콘택터 단자(3a)와 전자 부품(5)의 전극 사이의 접촉 저항은 가능한 한 작은 쪽이 바람직하다. 그래서, 예컨대 구리로 형성된 콘택트 단자(3a)에, 금(Au), 팔라듐(Pd), 로듐(Rd), 백금(Pt) 등의 도금층(71)을 형성하여, 접촉 저항을 경감한다.
또, 콘택트 단자(3a)의 선단은 피시험체인 전자 부품(5)의 전극(5a)에 접촉하기 때문에, 콘택트 단자(3a)는 전극(5a)의 재료와 친화성이 낮은 것이 바람직하다. 전자 부품(5)이 반도체 장치인 경우, 전극(5a)은 땜납으로 형성되어 있는 것이 많다. 이와 같은 경우, 콘택트 단자(3a)의 선단에 니켈(Ni) 도금을 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 도금은 단일한 도금층에 한정되지 않으며, 종류가 다른 다층 도금으로 하여도 된다.
도 45는 콘택트 단자의 선단부의 표면을 거칠게 한 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 45의 (a)는 콘택터 전체를 나타내고, 도 45의 (b)는 도 45의 (a)에서의 점선으로 나타낸 원내의 콘택터 단자를 확대하여 나타낸 도면이다. 도 45의 (b)에 나타낸 바와 같이, 콘택트 단자의 선단의 표면을 거칠게 함으로써, 전자 부품의 전극상의 부착물이나 산화 피막을 제거하기 쉽게 한다. 표면을 거칠게 하는 처리는 예컨대 도금 처리에 의해 표면을 거칠게 하거나, 물약에 침지하는 등의 처리로 달성할 수 있다.
도 46은 콘택트 단자(3a)의 선단 형상의 예와, 전자 부품(5)의 전극(5a)의예를 나타내는 도면이다. 전자 부품(5)의 전극(5a)의 종류에 맞추어, 콘택트 단자(3a)의 선단의 형상을 가장 바람직한 형상으로 한다. 콘택트 단자(3a)가 설치되는 배선(3)을 패턴 형성에 의해 형성하는 경우, 콘택트 단자(3a)의 형상은 용이하게 임의의 형상으로 할 수 있다.
이상과 같이, 본 명세서는 이하의 발명을 개시한다.
(부기 1)　시험 장치의 기판과 피시험체를 전기적으로 접속하기 위한 콘택터로서,
절연성 재료로 이루어진 필름 형상의 기판과, 상기 기판 상에 설치된 복수의 배선으로 이루어지고,
상기 배선 각각의 일단은 상기 기판의 일단을 넘어 연장하여 제 1 콘택트 단자로서 기능하고, 반대단은 상기 기판의 반대단을 넘어 연장하여 제 2 콘택트 단자로서 기능하며,
상기 제 1 콘택트 단자와 상기 제 2 콘택트 단자 사이의 부위가 탄성 변형 가능한 것을 특징으로 하는 콘택터.
(부기 2)　부기 1에 기재한 콘택터로서,
상기 기판은 탄성 변형 가능한 플렉시블(flexible) 기판인 것을 특징으로 하는 콘택터.
(부기 3)　부기 1에 기재한 콘택터로서,
상기 기판은 소정의 간격으로 배치된 제 1 기판과 제 2 기판을 포함하고, 상기 제 1 콘택트 단자는 상기 제 1 기판으로부터 연장하고, 상기 제 2 콘택트 단자는 상기 제 2 기판으로부터 연장하며, 상기 배선은 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이의 부위에서 탄성 변형 가능한 것을 특징으로 하는 콘택터.
(부기 4)　부기 3에 기재한 콘택터로서,
상기 배선의 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이의 부분은 상기 배선의 길이 방향으로 탄성적으로 신축 가능한 형상의 신축부를 갖는 것을 특징으로 하는 콘택터.
(부기 5)　부기 4에 기재한 콘택터로서,
상기 신축부는 지그재그 형상인 것을 특징으로 하는 콘택터.
(부기 6)　부기 4 또는 5에 기재한 콘택터로서,
상기 신축부는 열처리, 도금 처리 및 절연 코팅 중 적어도 1개가 실시된 것을 특징으로 하는 콘택터.
(부기 7)　부기 4 ~ 부기 6 중 어느 하나에 기재한 콘택터로서,
상기 신축부는 열처리, 도금 처리 및 절연 코팅 중 적어도 1개가 실시된 것을 특징으로 하는 콘택터.
(부기 8)　부기 4 ~ 부기 7 중 어느 하나에 기재한 콘택터로서,
상기 신축부는 열처리, 도금 처리 및 절연 코팅 중 적어도 1개가 실시된 것을 특징으로 하는 콘택터.
(부기 9)　부기 1에 기재한 콘택터로서,
상기 기판은 상기 배선의 길이 방향에 대하여 수직인 방향을 따라 적어도 1개의 굴곡선이 형성되어 있고, 상기 기판은 상기 굴곡선을 따라 굴곡 가능한 것을특징으로 하는 콘택터.
(부기 10)　부기 9에 기재한 콘택터로서,
상기 기판은 상기 굴곡선의 일부를 따라 개구가 설치된 것을 특징으로 하는 콘택터.
(부기 11)　부기 1에 기재한 콘택터로서,
상기 기판은 적어도 1개의 개구를 갖고, 개구가 형성된 부분은 다른 부분보다 탄성 변형하기 쉬운 것을 특징으로 하는 콘택터.
(부기 12)　부기 11에 기재한 콘택터로서,
상기 개구는 인접하는 배선 사이에 설치된 것을 특징으로 하는 콘택터.
(부기 13)　부기 11에 기재한 콘택터로서,
상기 개구는 배선이 연장하는 부분에도 설치된 것을 특징으로 하는 콘택터.
(부기 14)　부기 1에 기재한 콘택터로서,
상기 기판은 복수의 제 1 기판과, 상기 제 1 기판 사이에 설치되고 유연성을 갖는 제 2 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘택터.
(부기 15)　부기 1 ~ 부기 14 중 어느 하나에 기재한 콘택터를 스페이서를 통하여 중첩하여 고정한 것을 특징으로 하는 콘택터.
(부기 16)　부기 15에 기재한 콘택터로서,
상기 스페이서의 폭은 상이한 것을 특징으로 하는 콘택터.
(부기 17)　부기 16에 기재한 콘택터로서,
상기 스페이서는 인접한 기판이 소정의 각도를 형성하도록 다른 폭을 갖는것을 특징으로 하는 콘택터.
(부기 18)　부기 15 ~ 부기 17 중 어느 하나에 기재한 콘택터로서,
상기 기판을 상기 배선의 각각을 따라 분리한 것을 특징으로 하는 콘택터.
(부기 19)　부기 3에 기재한 콘택터로서,
상기 제 2 기판을 상기 배선의 각각을 따라 분리한 것을 특징으로 하는 콘택터.
(부기 20)　부기 3에 기재한 콘택터로서,
상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 탄성체를 충전한 것을 특징으로 하는 콘택터.
(부기 21)　부기 1 ~ 부기 20 중 어느 하나에 기재한 콘택터로서,
상기 제 1 콘택트 단자는 상기 시험 장치의 기판에 콘택트하고, 상기 제 2 콘택트 단자는 상기 피시험체에 콘택트하도록 구성되며,
상기 제 2 콘택트 단자가 삽입되는 가이드 구멍을 갖는 콘택트 단자 가이드를 더 갖는 것을 특징으로 하는 콘택터.
(부기 22)　부기 21에 기재한 콘택터로서,
상기 가이드 구멍은 경사면을 갖는 것을 특징으로 하는 콘택터.
(부기 23)　부기 21 또는 22에 기재한 콘택터로서,
상기 콘택트 단자 가이드는 상기 피시험체와 동일한 열팽창률을 갖는 재료로 형성된 것을 특징으로 하는 콘택터.
(부기 24)　부기 1 ~ 부기 20 중 어느 하나에 기재한 콘택터를 복수개 겹쳐서 구성한 것을 특징으로 하는 콘택터.
(부기 25)　부기 1 ~ 부기 20 중 어느 하나에 기재한 콘택터로서,
한장의 기판에 설치된 상기 배선의 수와 피치를, 상기 피시험체의 전극의 수와 피치에 대응시킨 것을 특징으로 하는 콘택터.
(부기 26)　부기 1 ~ 부기 20 중 어느 하나에 기재한 콘택터로서,
상기 기판의 한 면에 상기 배선을 설치하고, 접지되는 도체층을 상기 기판의 반대측 면의 전면(全面)에 설치한 것을 특징으로 하는 콘택터.
(부기 27)　부기 1 ~ 부기 20 중 어느 하나에 기재한 콘택터로서,
상기 기판에 시험용 전자 부품을 탑재한 것을 특징으로 하는 콘택터.
(부기 28)　부기 27에 기재한 콘택터로서,
상기 시험용 전자 부품은 피시험체로부터의 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하는 A/D 컨버터인 것을 특징으로 하는 콘택터.
(부기 29)　부기 1 ~ 부기 20 중 어느 하나에 기재한 콘택터로서,
상기 배선은 상기 시험 장치의 기판에 콘택트하는 상기 제 1 콘택트 단자의 피치가 상기 피시험체에 콘택트하는 상기 제 2 콘택트 단자의 피치보다 커지도록 형성된 것을 특징으로 하는 콘택터.
(부기 30)　부기 1 ~ 부기 29 중 어느 하나에 기재한 콘택터로서,
상기 피시험체에 콘택트하는 상기 제 2 콘택트 단자에 도금 처리를 실시한 것을 특징으로 하는 콘택터.
(부기 31)　부기 1 ~ 부기 30 중 어느 하나에 기재한 콘택터로서,
상기 피시험체에 콘택트하는 상기 제 2 콘택트 단자의 선단의 표면을 다른 부분보다 거칠게 한 것을 특징으로 하는 콘택터.
(부기 32)　부기 1 ~ 부기 31 중 어느 하나에 기재한 콘택터로서,
상기 피시험체에 콘택트하는 상기 제 2 콘택트 단자의 선단의 형상을 상기 피시험체의 전극에 대응한 형상으로 한 것을 특징으로 하는 콘택터.
(부기 33)　시험 장치의 기판과 피시험체를 전기적으로 접속하기 위한 콘택터의 제조 방법으로서,
절연성 기판에, 복수의 배선 각각을, 일단이 상기 기판의 일단측으로부터 돌출하여 연장하고, 반대단이 상기 기판의 반대단측으로부터 돌출하여 연장하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 콘택터의 제조 방법.
(부기 34)　부기 33에 기재한 콘택터의 제조 방법으로서,
상기 배선을 상기 기판 상에 형성한 후에, 상기 배선을 남겨서 상기 기판의 상기 일단측과 상기 반대단측 사이의 일부를 제거하는 것을 특징으로 하는 콘택터의 제조 방법.
(부기 35)　부기 34에 기재한 콘택터의 제조 방법으로서,
상기 배선중, 상기 기판의 제거하는 부분에 대응하는 부분을, 지그재그 형상의 패턴으로서 형성하는 것을 특징으로 하는 콘택터.
(부기 36)　시험 장치의 기판과 피시험체를 전기적으로 접속하기 위한 콘택터의 제조 방법으로서,
제 1 기판과 제 2 기판을 소정의 간격으로 배치하고,
일단이 상기 제 1 기판으로부터 돌출하여 연장하고 반대단이 상기 제 2 기판으로부터 돌출하여 연장하도록, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판에 걸쳐서 복수의 배선을 설치하는 것을 특징으로 하는 콘택터의 제조 방법.
(부기 37)　시험 장치의 기판과 피시험체를 전기적으로 접속하기 위한 콘택터의 콘택트 방법으로서,
절연성 기판 상에 설치된 복수의 배선의 일단을 상기 시험 장치의 기판에 콘택트시키고,
상기 배선의 반대단을 피시험체에 콘택트시키고,
상기 기판을 포함하는 상기 배선을 탄성 변형시킴으로써 소망의 콘택트압을 발생시키는 것을 특징으로 하는 콘택트 방법.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 다음에 설명하는 여러가지 효과를 실현할 수 있다.
청구항 1 ~ 청구항 4에 기재한 발명에 의하면, 기판 혹은 배선의 탄성 변형을 이용해 콘택트압을 얻을 수 있기 때문에, 특별한 탄성 부재를 설치하지 않고서도 간단한 구조의 콘택터를 실현할 수 있다. 콘택트 단자는 배선의 일부이기 때문에, 미세한 피치에 대응할 수 있다. 또, 배선 또는 기판의 스프링 상수는 작기 때문에, 콘택트의 스트로크를 크게 취할 수 있어, 다수의 전극에 대한 일괄 콘택트가 가능해진다. 또, 콘택터의 기판에 시험용 전자 부품을 탑재할 수 있다.
청구항 5에 기재한 발명에 의하면, 콘택트 단자를 2차원적으로 배열할 수 있어, 에리어 어레이형의 반도체 장치 등에 대응할 수 있다.
청구항 6에 기재한 발명에 의하면, 스페이서의 열팽창률과 기판의 열팽창률에 차가 있어도, 기판이 스페이서의 열팽창에 추종하기 때문에, 기판의 변형을 방지할 수 있다.
청구항 7에 기재한 발명에 의하면, 콘택트 단자 가이드에 의해 제 2 콘택트 단자를 피시험체의 전극에 대해 정밀도 좋게 위치 결정할 수 있다.
청구항 8에 기재한 발명에 의하면, 콘택터 및 피시험체에 열을 가해도, 열팽창에 의한 제 2 콘택트 단자의 이동량은 피시험체의 전극의 이동량과 동일하게 되어, 피시험체의 전극에 대한 제 2 콘택트의 위치 어긋남을 방지할 수 있다.
청구항 9에 기재한 발명에 의하면, 기판 혹은 배선의 탄성 변형을 이용해 콘택트압을 얻을 수 있기 때문에, 특별한 탄성 부재를 설치하지 않고서도 간단한 구조의 콘택터를 실현할 수 있다. 콘택트 단자는 배선의 일부이기 때문에, 미세한 피치에 대응할 수 있다.
청구항 10에 기재한 발명에 의하면, 배선 또는 기판의 스프링 상수는 작기 때문에, 콘택트의 스트로크를 크게 취할 수 있어, 다수의 전극에 대한 일괄 콘택트가 가능해진다.

Claims (10)

  1. 시험 장치의 기판과 피시험체를 전기적으로 접속하기 위한 콘택터로서,
    절연성 재료로 이루어진 필름 형상의 기판과, 상기 기판 상에 설치된 복수의 배선으로 이루어지며,
    상기 배선 각각의 일단은 상기 기판의 일단을 넘어 연장하여 제 1 콘택트 단자로서 기능하고, 반대단은 상기 기판의 반대단을 넘어 연장하여 제 2 콘택트 단자로서 기능하고,
    상기 제 1 콘택트 단자와 상기 제 2 콘택트 단자 사이의 부위가 탄성 변형 가능한 것을 특징으로 하는 콘택터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 탄성 변형 가능한 플렉시블(flexible) 기판인 것을 특징으로 하는 콘택터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 소정의 간격으로 배치된 제 1 기판과 제 2 기판을 포함하고, 상기 제 1 콘택트 단자는 상기 제 1 기판으로부터 연장하고, 상기 제 2 콘택트 단자는 상기 제 2 기판으로부터 연장하며, 상기 배선은 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이의 부위에서 탄성 변형 가능한 것을 특징으로 하는 콘택터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 배선의 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이의 부분은 상기 배선의 길이 방향으로 탄성적으로 신축 가능한 형상의 신축부를 갖는 것을 특징으로 하는 콘택터.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 1항에 기재한 콘택터를 스페이서를 통하여 중첩하여 고정한 것을 특징으로 하는 콘택터.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 기판을 상기 배선의 각각을 따라 분리한 것을 특징으로 하는 콘택터.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 1항에 있어서,
    상기 제 1 콘택트 단자는 상기 시험 장치의 기판에 콘택트하고, 상기 제 2 콘택트 단자는 상기 피시험체에 콘택트하도록 구성되며,
    상기 제 2 콘택트 단자가 삽입되는 가이드 구멍을 갖는 콘택트 단자 가이드를 더 갖는 것을 특징으로 하는 콘택터.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 콘택트 단자 가이드는 상기 피시험체와 동일한 열팽창률을 갖는 재료로형성된 것을 특징으로 하는 콘택터.
  9. 시험 장치의 기판과 피시험체를 전기적으로 접속하기 위한 콘택터의 제조 방법으로서,
    절연성의 기판에, 복수의 배선 각각을, 일단이 상기 기판의 일단측으로부터 돌출하여 연장하고 반대단이 상기 기판의 반대단측으로부터 돌출하여 연장하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 콘택터의 제조 방법.
  10. 시험 장치의 기판과 피시험체를 전기적으로 접속하기 위한 콘택터의 콘택트 방법으로서,
    절연성 기판 상에 설치된 복수의 배선의 일단을 상기 시험 장치의 기판에 콘택트시키고,
    상기 배선의 반대단을 피시험체에 콘택트시키고,
    상기 기판을 포함하는 상기 배선을 탄성 변형시킴으로써 소망의 콘택트압을 발생시키는 것을 특징으로 하는 콘택트 방법.
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