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JP3898351B2 - Flexible contact board - Google Patents

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JP3898351B2
JP3898351B2 JP22860598A JP22860598A JP3898351B2 JP 3898351 B2 JP3898351 B2 JP 3898351B2 JP 22860598 A JP22860598 A JP 22860598A JP 22860598 A JP22860598 A JP 22860598A JP 3898351 B2 JP3898351 B2 JP 3898351B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンタクトボード等に関し、特に、ウエハ上に多数形成された半導体デバイスのバーンイン試験を一括して行うために使用されるコンタクトボードとして適したフレキシブルコンタクトボード等に関する。
【0002】
【従来の技術】
ウエハ上に多数形成された半導体ディバイスの検査は、プローブカードによる製品検査(電気的特性試験)と、その後に行われる信頼性試験であるバーンイン試験に大別される。
バーンイン試験は、固有欠陥のある半導体ディバイス、あるいは製造上のばらつきから、時間とストレスに依存する故障を起こすディバイスを除くために行われるスクリーニング試験の一つである。プローブカードによる検査が製造したディバイスの電気的特性試験であるのに対し、バーンイン試験は熱加速試験と言える。
【0003】
バーンイン試験は、プローブカードによって1チップ毎に行われる電気的特性試験の後に、ウエハをダイシングによりチップに切断し、パッケージングしたものについて一つずつバーンイン試験を行う通常の方法(1チップバーンインシステム)ではコスト的に実現性に乏しい。そこで、ウエハ上に多数形成された半導体ディバイスのバーンイン試験を一括して行うためのバーンインボード(コンタクトボード)の開発及び実用化が進められている(特開平7−231019号公報)。バーンインボードを用いたウエハ・一括バーンインシステムは、コスト的に実現可能性が高い他に、ベアチップ出荷及びベアチップ搭載といった最新の技術的な流れを実現可能にするためにも重要な技術である。
【0004】
図9にバーンインボードの具体例を示す。
バーンインボードは、図9に示すように、多層配線基盤80上に、異方性導電ゴムシート70を介して、バンプ付きメンブレンリング60を固定した構造を有する。
バンプ付きメンブレンリング60は、被検査素子と直接接触するコンタクト部分を受け持つ。バンプ付きメンブレンリング60においては、リング61に張り渡されたメンブレン62の一方の面にはバンプ63が、他方の面にはパッド64が形成されている。バンプ付きメンブレンリング60においては、ウエハ50上の各半導体チップの周縁又はセンターライン上に形成されたパッド(約600〜1000ピン程度)に対応して、この数にチップ数を乗じた数のバンプ63がメンブレン62上に形成されている。
多層配線基盤80はメンブレン62上に孤立する各バンプ63にパッド64を介して所定のバーンイン試験信号を付与するための配線をムライト系セラミクス基板等の上に有する。多層配線基盤80は配線が複雑であるため多層配線構造を有する。
異方性導電ゴムシート70は、主面と垂直な方向にのみ導電性を有する弾性体であり、多層配線基盤80上の端子とメンブレン62上のパッド64とを電気的に接続する。異方性導電ゴムシート70は、その表面に形成された凸部でメンブレン62上のパッド64に当接することで、半導体ウエハ50表面の凹凸及びバンプ63の高さのバラツキを吸収し、半導体ウエハ上のパッドとメンブレン62上のバンプ63とを確実に接続する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述したバーンインボードには次に示す問題がある。
第1に、多層配線基板に反りがあるため、コンタクトの圧力が全面で均一になりずらい。また、配線層の形成によって多層配線基板に反りが生じて、多層配線基板の配線層形成面側の中央部分が反りによって盛り上がってしまう。また、バーンインボード全体としてのフレキシブル性に乏しく、バンプやパッドの高さのバラツキに構造的に対応しずらい。
第2に、構造が複雑で、製造コストが高い。
第3に、多層配線基板において層間ショートを起こすことがあり、その修正は困難である。
【0006】
本発明は上述した背景の下になされたものであり、上述した問題点を解消できるフレキシブル性を有するコンタクトボード等の提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、以下に示す構成としてある。
【0008】
(構成1)ウエハ上に多数形成された半導体デバイスのバーンイン試験を一括して行うために使用されるコンタクトボードであって、第1リングに張り渡されたメンブレンの一方の面に各半導体デバイスに接触させる第1バンプを有するとともに、メンブレンの他方の面に第1パッドを有し、メンブレンを貫通して形成されたバンプホールを介して前記第1バンプと前記第1パッドとを接続した構造を有する第1メンブレンリングと、前記第1リングの外径より大きな内径を有する第2リングに張り渡されたメンブレンの一方の面に前記第1パッドに接触させる第2バンプを有するとともに、メンブレンの他方の面に第2パッドを有し、メンブレンを貫通して形成されたバンプホールを介して前記第2バンプと前記第2パッドとを接続した構造を有する第2メンブレンリングと、前記第2リングの外径より大きな内径を有する第3リングに張り渡されたメンブレンの一方の面に前記第2パッドに接触させる第3バンプを有するとともに、メンブレンの他方の面に第3パッドを有し、メンブレンを貫通して形成されたバンプホールを介して前記第3バンプと前記第3パッドとを接続した構造を有する第3メンブレンリングと、を有することを特徴とするフレキシブルコンタクトボード
【0009】
(構成2)前記第1メンブレンリング及び前記第2メンブレンリングにおけるメンブレンに空気穴を形成するか、あるいは、前記第1〜第3のすべてのメンブレンリングにおけるメンブレンに空気穴を形成したことを特徴とする構成1記載のフレキシブルコンタクトボード。
【0010】
(構成3)内層のメンブレンリングに相当する前記第2メンブレンリングが、リングの径を異とする複数のメンブレンリングであって、構成1記載のメンブレンリング間と同様の関係を有する複数のメンブレンリングからなることを特徴とする構成1又は2記載のフレキシブルコンタクトボード。
【0011】
(構成4)前記パッドがCuからなり、前記バンプがNi又はNi合金からなり、前記メンブレンがポリイミドからなることを特徴とする構成1乃至3何れかか一に記載のフレキシブルコンタクトボード。
【0012】
(構成5)前記パッド及び/又は前記バンプの表面に、酸化しない金属を含む膜を形成したことを特徴とする構成1乃至4何れかか一に記載のフレキシブルコンタクトボード。
【0013】
(構成6)前記酸化しない金属を含む膜が、金、Au−Co合金、ロジウム、パラジウム及びこれらを含む合金のうちのいずれかからなることを特徴とする構成5記載のフレキシブルコンタクトボード。
【0014】
【作用】
構成1によれば、次の作用がある。
第1に、従来の多層配線基板の代わりに配線用のメンブレンリングを使用している、すなわち、バーンインボード全体を複数のメンブレンリングで構成しているので、フレキシブル性やクッション性が高く、したがって、コンタクトの圧力が全面で均一になり、また、バンプやパッドの高さのバラツキにも構造的に対応できる。
第2に、構造が簡単で、製造コストが安い(約5分の1以下にできる)。バーンインボード全体を複数のメンブレンリングだけで構成しているので、多層配線基板及び異方性導電性ゴムを用いる場合に比べ、はるかに廉価である。また、各メンブレンリングは一枚ずつ個別に製作するので工程も単純で歩留まりも良く、また修正もできる。
第3に、各メンブレンリングに分解できるので、欠陥の修正が容易で、修正が困難な場合であっても欠陥のあるメンブレンリングだけ交換できる。
【0015】
構成2によれば、空気穴を形成することで、真空吸引によりウエハにフレキシブルコンタクトボードを吸着させた場合、各層全面に圧力が均等にかかり、コンタクトの圧力が全面でより均一になる。なお、前者の態様の場合、第3メンブレンリングには、大気圧の圧着のリークがでてしまうので、空気穴は不要である。後者の態様の場合は、第3メンブレンリングにも空気穴を設ける。
【0016】
構成3によれば、メンブレンリングの積層数を、4層以上とすることで、より自由な設計が可能となる。
【0017】
構成4では、パッド、バンプ、メンブレンについて現在のところ好ましい材料を示している。
【0018】
構成5では、パッド及び/又はバンプの表面に、酸化しない金属を含む膜を形成することで、コンタクト抵抗を低減するとともに、化学的耐久性を高めることができる。
【0019】
構成6では、酸化しない金属を含む膜について現在のところ好ましい材料を示している。なお、これらの膜は酸化せず、導電性も良い。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【0021】
実施の形態1
(1)第1メンブレンリングの作製
メンブレンリングの作製工程
メンブレンリングの作製方法について、図6を用いて説明する。
【0022】
まず、図6(a)に示すように、平坦度の高いアルミニウム板2上に厚さ5mmの均一の厚さのシリコンゴムシート3を置く。
その一方で、例えば、厚さ18μmの銅箔と、厚さ25μmのポリイミドフィルムを貼り合せた構造のフィルム4、あるいは厚さ25μmのポリイミドフィルム上に、スパッタ法又はめっき法で銅を厚さ18μmで成膜したフィルム4を準備する。
なお、フィルム4の材料、形成方法、厚さ等は適宜選択できる。例えば、厚さ25μm(12〜50μm)程度のポリイミドフィルムや、厚さ0.3mm(0.1〜0.5mm)程度のシリコンゴムシートを使用できる。フィルムの形成方法もコーティング法で形成したり、市販のフィルム又はシートを利用したりできる。さらに、銅箔にポリイミド前駆体をキャスティングした後、ポリイミド前駆体を加熱して乾燥及び硬化させて、銅箔とポリイミドフィルムを貼り合せた構造のフィルムを形成することもできる。また、フィルムの一方の面に複数の導電性金属を順次成膜して、フィルムの一方の面に積層構造を有する導電性金属層を形成した構造のものを使用することもできる。
また、ポリイミドとCuの間には、両者の接着性を向上させること、及び膜汚染を防止することを目的として、特に図示しないが薄いNi膜を形成してもよい。
【0023】
次いで、上記シリコンゴムシート3上に、銅箔とポリイミドフィルムを貼り合せた構造のフィルム4を銅箔側を下にして均一に展開した状態で吸着させる。この際、シリコンゴムシート3にフィルム4が吸着する性質を利用し、しわやたわみが生じないように、空気層を追い出しつつ吸着させることで、均一に展開した状態で吸着させる。
【0024】
次に、内径220mmφ、外径240mmφ、高さ2mmの円形のSiCリング11の接着面に熱硬化性接着剤5を薄く均一に、50〜100μm程度の厚さで塗布し、フィルム4上に置く。ここで、熱硬化性接着剤5としては、バーンイン試験の設定温度80〜150℃よりも0〜50℃高い温度で硬化するものを使用する。本実施の形態では、ボンドハイチップHT−100L(主剤:硬化剤=4:1)(コニシ(株)社製)を使用した。
さらに、平坦性の高いアルミニウム板(重さ約2.5kg)を重石として、リング11上に載せる(図示せず)。
【0025】
上記準備工程を終えたものをバーンイン試験の設定温度(80〜150℃)以上の温度(例えば200℃、2.5時間)で加熱して前記フィルム4と前記リング11を接着する(図(6b))。
この際、シリコンゴムシート3の熱膨張率はフィルム4の熱膨張率よりも大きいので、シリコンゴムシート3に吸着したフィルム4はシリコンゴムシート3と同じだけ熱膨張する。すなわち、フィルム4を単にバーンイン試験の設定温度(80〜150℃)以上の温度で加熱した場合に比べ、より熱膨張する。このようにテンションの大きい状態で、熱硬化性接着剤5が硬化し、フィルム4とリング11が接着される。また、シリコンゴムシート3上のフィルム4は、しわやたわみ、ゆるみなく均一に展開した状態で吸着されているので、フィルム4にしわやたわみ、ゆるみなく、リング11にフィルム4を接着することができる。さらに、シリコンゴムシート3は平坦性が高く、弾力性を有するので、リング11の接着面に、均一にむらなくフィルム4を接着することができる。
なお、熱硬化性接着剤を使用しない場合、フィルムが収縮し、張力が弱まる他に、接着剤の硬化時期が場所によってばらつくため、リングの接着面に均一にむらなく接着ができない。
【0026】
上記加熱接着工程を終えたものを常温まで冷却し、加熱前の状態まで収縮させる。その後、カッターでリング11の外周に沿ってリング11の外側のフィルム4を切断除去する(図6(c))。その後、表面を良く洗浄する。
【0027】
なお、上記メンブレンリングの作製工程において、SiCリングの代わりに、SiN、SiCN、インバーニッケルや、その他のSiに近い熱膨張率を有し強度の高いセラミクス、低膨張ガラス、金属、その他の材料からなるリングを用いてもよい。
また、アルミニウム板の代わりに、テフロン板を用いてもよい。
さらに、シリコンゴムシートの代わりに、粘着性を持たせたフッ素ゴムを用いてもよい。
また、熱硬化性接着剤として、他の市販の各種熱硬化性接着剤を用いてもよい。例えば、エイブルボンド736等を使用できる。
【0028】
メンブレンリングの加工工程
次に、上記で作製したメンブレンリングを加工してバンプ及びパッドを形成する工程について説明する。
図7にメンブレンリングの加工工程を説明するための要部断面図を示す。なお、図7では、メンブレンにリングが接着されているが、リングの図示は省略する。
【0029】
まず、図7(a)に示す、上記で作製したメンブレンリングにおける銅箔とポリイミドフィルムを貼り合せた構造のフィルム4の銅箔(Cu)上に、図7(b)に示すように、電気めっきにより、Niを0.3μm(0.1〜3μm)めっきした後、その上にAuを0.5μm(0.3〜5μm)で形成して、Au/Ni/Cu/ポリイミドフィルム積層膜構造を形成する。
なお、無電解めっきでNi膜、Au膜を形成することもできるが、無電解めっきは膜を厚付けできず、密着力及び強度が弱いため、電気めっきを適用してNi膜、Au膜を形成するのが好ましい。
【0030】
次いで、図7(c)に示すように、ポリイミドフィルムの所定位置に、エキシマレーザを用いて、直径が約30μmのバンプホールを形成する。
【0031】
次に、図7(d)に示すように、最上層のAu膜の表面がめっきされないようにするために、レジスト等の保護膜を、電極として使用するAu膜の一部を除く全面に約2〜3μmの厚さで塗布して、Au膜を保護する。
なお、Au膜上に保護膜を塗布する以外にも、治具を使用してNi膜を保護することもできる。
【0032】
次いで、前記最上層のAu膜に電極の一方を接続し、ポリイミドフィルム側にNiあるいはNi合金の電気めっきを行う。この電気めっきにより、めっきは図7(d)に示すバンプホールを埋めるようにして成長した後、ポリイミドフィルムの表面に達すると、等方的に広がってほぼ半球状に成長し、NiまたはNi合金からなるバンプ(ポリイミドフィルム表面からの高さ20μm、径70μm)が形成される。
続いて、バンプの表面に膜厚1〜2μmのAuからなる電気めっき層を形成する。このように、バンプを形成した直後にバンプ表面に酸化しない金属を含む膜を形成することで、バンプ表面の酸化を回避し、酸化膜の除去工程が不要となる。
その後、特に図示しないが、前記保護膜を剥離する。
【0033】
次に、図7(e)に示すように、最上層のAu上に新たにレジスト(ヘキスト社製:AZ1350)を全面に塗布し、90℃で30分間ベークした後、パッドを形成する部分以外のレジストをフォトマスクを用いて露光し、現像によって除去し、パッド形成部にレジストパターンを形成する。
【0034】
次いで、図7(f)に示すように、Auをヨウ素・ヨウ化カリウム水溶液にてエッチングし、Ni膜及びCu膜を40ボーメ度塩化第二鉄水溶液にてエッチングを行い、よくリンスした後、前記レジストを剥離して、図7(g)に示すように、パッドを形成する。なお、エッチングはスプレー方式を使用するとサイドエッチングが少なく、望ましい。
【0035】
その後、ポリイミドフィルムの所定位置に、エキシマレーザ等を用いて、直径が約100μmの空気穴(貫通孔)を形成する(図示せず)。
【0036】
以上の工程を経て、図1に示す第1メンブレンリングが作製される。図1に示すように、第1メンブレンリング10では、第1リング11に張り渡されたメンブレン12の一方の面に各半導体デバイスに接触させる第1バンプ13を有するとともに、メンブレン12の他方の面に第1パッド14を有し、メンブレン12の所定位置に空気穴15が形成してある。
【0037】
(2)第2メンブレンリングの作製
メンブレンリングの作製工程
内径240.1mmφ、外径260mmφ、高さ2.1mmの円形のSiCリングを用いたこと以外は、上記(1)と同様にしてメンブレンリングを作製した。
【0038】
メンブレンリングの加工工程
バンプ及びパッドの形成位置を変えるとともに、パッドの形状を内層配線パターンとしたこと以外は、上記(1)と同様にして、図2に示す第2メンブレンリング(内層配線メンブレンリング)を作製した。図2に示すように、第2メンブレンリング20では、第2リング21に張り渡されたメンブレン22の一方の面に上記第1パッド14に接触させる第2バンプ23を有するとともに、メンブレン22の他方の面に内層配線としての第2パッド24を有し、メンブレン22の所定位置に空気穴25が形成してある。
【0039】
(3)第3メンブレンリングの作製
メンブレンリングの作製工程
内径260.1mmφ、外径285mmφ、高さ2.2mmの円形のSiCリングを用いたこと以外は、上記(1)と同様にしてメンブレンリングを作製した。
【0040】
メンブレンリングの加工工程
バンプ及びパッドの形成位置を変えるとともに、パッドの形状を表層配線パターン及び外周パッドとしたこと以外は、上記(1)と同様にして、図3に示す第3メンブレンリング(表層配線メンブレンリング)を作製した。図3に示すように、第3メンブレンリング30では、第3リング31に張り渡されたメンブレン32の一方の面に上記第2パッド24に接触させる第3バンプ33を有するとともに、メンブレン32の他方の面に、表層配線及び外周パッドとしての第3パッド34を有する。なお、外周パッドは、テスター先端(ポゴピン、プローブピン)を当接する際の強度を確保しピンの接触を安定させるため、リングの上部に位置する部分に形成してある。また、最上層の外周パッド(Cu層)は、上述したコンタクト方式に適用させて機械的強度を考慮し10μm以上の厚さとした。
【0041】
(4)組立
図4に示すように、上記で作製した第1、第2及び第3メンブレンリング10、20、30を、各層をそれぞれ位置合わせして、固定する。次いで、3つのリング11、21、31の下面をエポキシ樹脂36にて固着して、本発明のフレキシブルコンタクトボード1が完成する。なお、リングの固着方法は特に制限されず、公知の材料及び方法を利用できる。また、リングの下面に平坦性の良い板状体等を介在させることもできる。
【0042】
上記本発明のフレキシブルコンタクトボードは、構造が簡単で、製造コストが約5分の1以下にできた。また、各メンブレンリングに分解できるので、欠陥の修正が容易であり、修正が困難な場合であっても欠陥のあるメンブレンリングだけ容易に交換できた。
【0043】
(5)バーンイン試験
次に、バーンイン試験について説明する。
バーンイン試験は、図5に示すように、バキュームチャック40上にSiウエハ50を載せ、その上にフレキシブルコンタクトボード1を置く。第1メンブレンリング10における第1バンプ13(コンタクトバンプ)を、ウエハ50上の各半導体チップ上に形成されたパッドと位置合わせして接触させる。
その後、Siウエハ50をバキューム孔41から真空吸引して吸着固定するとともに、バキューム孔42から真空吸引してフレキシブルコンタクトボード1を吸着固定する。第1メンブレンリング10とバキュームチャック40との間にはシールリング43が配設されており、第1及び第2メンブレンリング10、20には空気穴15、25が設けられているので、フレキシブルコンタクトボード1が吸着されるとともに、各層全面に圧力が均等にかかり、コンタクトの圧力が全面でより均一になる。
第3メンブレンリング30上の外周パッドに、テスター先端の電極取り出し口(ポゴピン37)を当接し、この接続したテスターで評価していく。
その結果、フレキシブル性(クッション性)が高く、コンタクトの圧力が全面で均一になり、また、バンプやパッドの高さのバラツキにも構造的に対応でき、したがって、密着不良による誤認はなかった。
【0044】
実施の形態2
図8に示すように、第3メンブレンリング30におけるメンブレン32の所定位置に空気穴35を形成する(したがってすべてのメンブレン12、22、32に空気穴15、25、35を形成する)とともに、フレキシブルコンタクトボード1の上にシリコンゴム38を介して平坦性の高い基板39(ガラス基板など)を重ねて置いたこと以外は実施の態様1と同様とした。なお、シールリング(Oリング)43は、シリコンゴム38と同じ厚さとした。シリコンゴム38は、ウエハ上のパッド電極、メンブレン12、22、32上のバンプ及びパッド電極の凹凸によるコンタクト不良をなくす役割を果たす。
バキューム孔42から真空吸引すると、シリコンゴム38を介して平坦性の高い基板39で加圧でき、よりコンタクト性を向上できる。
なお、バンプは基本的に離れて形成されているので、このバンプ間に存在する空気についてもこの方法によれば真空にできる。一方、実施の態様1では、最表面には空気穴がなく、最表面より下の部分のみで真空にするので、バンプ間に存在する空気までは抜くことができない。また、メンブレンは軟らかいのでメンブレンによる圧力は強くはないが、平坦性の高い基板39で圧力をかけると圧力が強く有効である。
【0045】
なお、本発明は、上記実施の態様に限定されず、本発明の範囲内で適宜変形実施できる。
【0046】
例えば、パッド、バンプ、メンブレン等の材料及び形成方法等は、上記実施の態様に限定されない。
【0047】
具体的には、バンプの形成材料としては、導電性が良く安価で形成が容易であるとともに耐久性が良いという観点からはニッケル(Ni)もしくはニッケル合金等が好ましいが、これに限定されない。また、バンプホールの形成方法も特に制限されないが、精度や経済性を考慮するとレーザー又はフォトリソグラフィー法を用いて形成することが好ましい。
【0048】
パッド(導電層)の形成材料、形成方法、厚さ等は適宜選択できる。導電性が良く安価で形成が容易であるという観点からは銅(Cu)が好ましい。また、パッドはCu、Ni、Cr、Al、Au、Agなど複数の金属層の積層構造とすることができる。パッド(導電層)の形成方法としては、スパッタ法や蒸着法などの成膜法や、無電解メッキや電気メッキなどのメッキ法、あるいは、銅箔を接着する方法などを利用できる。パッド(導電層)の厚さは、レーザーによって穴のあかない程度の薄さ(2〜5μm程度)以上であればよいが、耐久性が必要なため5〜35μm程度が望ましい。
【0049】
また、パッド表面及びバンプ表面に、Auめっきの代わりにAu−Co合金による電気めっきを施すこともできる。この場合、AuよりもAu−Co合金の方がバンプ及びパッド表面の摩耗が少ない。すなわち、バンプのAuめっきは電気めっきなので、合金を形成することができ、純金では軟らかすぎるので、合金にすることにより硬度を上げることができる。また、Au、Au−Co合金のかわりに、バラジウム、ロジウムもしくはそれら金属を含む合金を形成しても同様の効果を得ることができる。電気めっきは、無電解めっきに比べ、めっきを短時間で行うことができ、機械的強度及び密着力が強く剥がれにくい。また、めっきの膜厚を厚く形成することができるため、被接触部分との付着性(コンタクト性)が良い。
【0050】
バンプ表面やバンプが接触するパッドの表面に半田をコートすることができる。
【0051】
本発明のフレキシブルコンタクトボードの用途は特に制限されない。例えば、バーンインボードとしての用途以外に、プローブカード用の多層配線基盤、プリントボード、MCM基盤等に代表される高密度多層配線基盤、多層TAB、FPCなどに使用できる。
本発明のフレキシブルコンタクトボードにおけるメンブレンリングの積層数は3層に限られず、10層あるいはそれ以上としても良い。バーンインボードとしては、メモリ用では3〜4層、ロジック用では5〜6層、ハイブリッド用では10層程度となる。本発明では、ショートや断線を修正できるので、層数の多いコンタクトボードを高歩留まりで得られる。
また、第1メンブレンリング(コンタクト用メンブレンリング)と第3メンブレンリング(表層配線メンブレンリング)とで2層以上の構成のフレキシブルコンタクトボードを形成することもできる。
【0052】
【発明の効果】
本発明のフレキシブルコンタクトボードは、以下の効果を有する。
第1に、従来の多層配線基板の代わりに配線用のメンブレンリングを使用している、すなわち、バーンインボード全体を複数のメンブレンリングで構成しているので、フレキシブル性やクッション性が高く、したがって、コンタクトの圧力が全面で均一になり、また、バンプやパッドの高さのバラツキにも構造的に対応でき、密着不良がない。
第2に、構造が簡単で、製造コストが安い(約5分の1以下にできる)。
第3に、各メンブレンリングに分解できるので、欠陥の修正が容易で、修正が困難な場合であっても欠陥のあるメンブレンリングだけ交換できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の態様における第1メンブレンリングの概略を示す断面図である。
【図2】本発明の実施の態様における第2メンブレンリングの概略を示す断面図である。
【図3】本発明の実施の態様における第3メンブレンリングの概略を示す断面図である。
【図4】本発明の実施の態様にかかるフレキシブルコンタクトボードの概略を示す断面図である。
【図5】本発明の実施の態様におけるバーンイン試験の様子を示す断面図である。
【図6】本発明の実施態様におけるメンブレンリングの形成工程を説明するための断面図である。
【図7】本発明の実施態様におけるメンブレンリングの加工工程を説明するための要部断面図である。
【図8】本発明の他の実施の態様にかかるフレキシブルコンタクトボードによるバーンイン試験の様子を示す断面図である。
【図9】従来のバーンインボード及び試験を説明するための図である。
【符号の説明】
1 フレキシブルコンタクトボード
2 アルミニウム板
3 シリコンゴムシート
4 フィルム
5 熱硬化性接着剤
10 第1メンブレンリング
11 第1リング
12 第1メンブレン
13 第1バンプ
14 第1パッド
15 空気穴
20 第2メンブレンリング
21 第2リング
22 第2メンブレン
23 第2バンプ
24 第2パッド
25 空気穴
30 第3メンブレンリング
31 第3リング
32 第3メンブレン
33 第3バンプ
34 第3パッド
36 シールリング
37 ポゴピン
38 シリコンゴム
39 平坦性の高い基板
40 バキュウムチャック
50 シリコンウエハ
60 バンプ付きメンブレンリング
70 異方性導電ゴムシート
80 多層配線基盤
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a contact board and the like, and more particularly to a flexible contact board and the like suitable as a contact board used for performing a burn-in test on a plurality of semiconductor devices formed on a wafer in a lump.
[0002]
[Prior art]
Inspection of many semiconductor devices formed on a wafer is roughly classified into product inspection (electrical characteristic test) using a probe card and burn-in test which is a reliability test performed thereafter.
The burn-in test is one of screening tests performed to remove a semiconductor device having an inherent defect or a device causing a failure depending on time and stress from manufacturing variations. While the probe card inspection is an electrical characteristic test of the manufactured device, the burn-in test is a thermal acceleration test.
[0003]
The burn-in test is a normal method (one-chip burn-in system) in which a wafer is cut into chips by dicing and packaged one by one after an electrical characteristic test performed for each chip by a probe card. Then, cost is not feasible. Therefore, development and practical use of a burn-in board (contact board) for performing a burn-in test on a plurality of semiconductor devices formed on a wafer all at once have been promoted (Japanese Patent Laid-Open No. 7-231019). Wafer and batch burn-in systems using burn-in boards are not only highly feasible in terms of cost, but also an important technology for enabling the latest technological flow such as bare chip shipment and bare chip mounting.
[0004]
FIG. 9 shows a specific example of the burn-in board.
As shown in FIG. 9, the burn-in board has a structure in which a membrane ring 60 with bumps is fixed on a multilayer wiring board 80 via an anisotropic conductive rubber sheet 70.
The bumped membrane ring 60 is responsible for the contact portion that is in direct contact with the device under test. In the membrane ring 60 with bumps, bumps 63 are formed on one surface of the membrane 62 stretched over the ring 61, and pads 64 are formed on the other surface. In the membrane ring 60 with bumps, the number of bumps is obtained by multiplying this number by the number of chips corresponding to pads (about 600 to 1000 pins) formed on the periphery or center line of each semiconductor chip on the wafer 50. 63 is formed on the membrane 62.
The multilayer wiring board 80 has wiring for applying a predetermined burn-in test signal to each bump 63 isolated on the membrane 62 via a pad 64 on a mullite ceramic substrate or the like. The multilayer wiring board 80 has a multilayer wiring structure because wiring is complicated.
The anisotropic conductive rubber sheet 70 is an elastic body having conductivity only in a direction perpendicular to the main surface, and electrically connects the terminals on the multilayer wiring board 80 and the pads 64 on the membrane 62. The anisotropic conductive rubber sheet 70 is brought into contact with the pad 64 on the membrane 62 by a convex portion formed on the surface thereof, thereby absorbing irregularities on the surface of the semiconductor wafer 50 and variations in the height of the bumps 63. The upper pad and the bump 63 on the membrane 62 are securely connected.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The burn-in board described above has the following problems.
First, since the multilayer wiring board is warped, the contact pressure is difficult to be uniform over the entire surface. In addition, the multilayer wiring board is warped by the formation of the wiring layer, and the central portion on the wiring layer forming surface side of the multilayer wiring board is raised by the warp. In addition, the flexibility of the burn-in board as a whole is poor, and it is difficult to structurally cope with variations in bump and pad height.
Second, the structure is complicated and the manufacturing cost is high.
Third, an interlayer short circuit may occur in a multilayer wiring board, and its correction is difficult.
[0006]
The present invention has been made under the above-described background, and an object thereof is to provide a contact board having flexibility that can solve the above-described problems.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
[0008]
(Configuration 1) A contact board used for performing a burn-in test of a large number of semiconductor devices formed on a wafer in a lump, wherein each semiconductor device is attached to one surface of a membrane stretched over a first ring. A structure having a first bump to be contacted, a first pad on the other surface of the membrane, and connecting the first bump and the first pad via a bump hole formed through the membrane. A first membrane ring having a second bump for contacting the first pad on one surface of the membrane stretched over a second ring having an inner diameter larger than the outer diameter of the first ring, and the other of the membrane Having a second pad on the surface, and connecting the second bump and the second pad through a bump hole formed through the membrane. And a third bump for contacting the second pad on one surface of the membrane stretched over a third ring having an inner diameter larger than the outer diameter of the second ring, A third membrane ring having a third pad on the other surface and having a structure in which the third bump and the third pad are connected via a bump hole formed through the membrane. Characteristic flexible contact board [0009]
(Configuration 2) An air hole is formed in a membrane in the first membrane ring and the second membrane ring, or an air hole is formed in a membrane in all the first to third membrane rings . A flexible contact board according to Configuration 1.
[0010]
(Configuration 3) The second membrane ring corresponding to the membrane ring of the inner layer is a plurality of membrane rings having different ring diameters, and a plurality of membrane rings having the same relationship as between the membrane rings described in Configuration 1 The flexible contact board according to Configuration 1 or 2, wherein:
[0011]
(Structure 4) The flexible contact board according to any one of Structures 1 to 3, wherein the pad is made of Cu, the bump is made of Ni or a Ni alloy, and the membrane is made of polyimide.
[0012]
(Structure 5) The flexible contact board according to any one of Structures 1 to 4, wherein a film containing a metal that is not oxidized is formed on a surface of the pad and / or the bump.
[0013]
(Structure 6) The flexible contact board according to Structure 5, wherein the film containing a metal that is not oxidized is made of any one of gold, Au—Co alloy, rhodium, palladium, and an alloy containing these.
[0014]
[Action]
According to the structure 1, there exists the following effect | action.
First, a membrane ring for wiring is used in place of the conventional multilayer wiring board, that is, the entire burn-in board is composed of a plurality of membrane rings, so that the flexibility and cushioning are high. The contact pressure is uniform over the entire surface, and it is possible to structurally cope with variations in bump and pad height.
Second, the structure is simple and the manufacturing cost is low (can be reduced to about one fifth or less). Since the entire burn-in board is composed of only a plurality of membrane rings, it is much cheaper than using a multilayer wiring board and anisotropic conductive rubber. Also, since each membrane ring is manufactured individually, the process is simple, the yield is good, and correction is possible.
Third, since each membrane ring can be disassembled, it is easy to correct the defect, and even if the correction is difficult, only the defective membrane ring can be replaced.
[0015]
According to Configuration 2, when the flexible contact board is adsorbed to the wafer by vacuum suction by forming the air holes, the pressure is evenly applied to the entire surface of each layer, and the pressure of the contact becomes more uniform on the entire surface. In the case of the former mode, an air hole is unnecessary in the third membrane ring because a pressure-bonding leak at atmospheric pressure occurs. In the latter case, air holes are also provided in the third membrane ring.
[0016]
According to the configuration 3, by setting the number of laminated membrane rings to four or more, more free design is possible.
[0017]
Configuration 4 shows currently preferred materials for pads, bumps, and membranes.
[0018]
In Configuration 5, by forming a film containing a metal that does not oxidize on the surface of the pad and / or bump, the contact resistance can be reduced and the chemical durability can be increased.
[0019]
Configuration 6 shows a presently preferred material for a film containing a metal that does not oxidize. These films are not oxidized and have good conductivity.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
[0021]
Embodiment 1
(1) Production of the first membrane ring
Manufacturing process of membrane ring A manufacturing method of the membrane ring will be described with reference to FIG.
[0022]
First, as shown in FIG. 6A, a silicon rubber sheet 3 having a uniform thickness of 5 mm is placed on an aluminum plate 2 having high flatness.
On the other hand, for example, on a film 4 having a structure in which a copper foil having a thickness of 18 μm and a polyimide film having a thickness of 25 μm are bonded, or on a polyimide film having a thickness of 25 μm, the thickness of the copper is 18 μm by sputtering or plating. The film 4 formed in step 1 is prepared.
In addition, the material of the film 4, a formation method, thickness, etc. can be selected suitably. For example, a polyimide film having a thickness of about 25 μm (12 to 50 μm) or a silicon rubber sheet having a thickness of about 0.3 mm (0.1 to 0.5 mm) can be used. The film can be formed by a coating method, or a commercially available film or sheet can be used. Furthermore, after casting a polyimide precursor on a copper foil, the polyimide precursor is heated and dried and cured to form a film having a structure in which the copper foil and the polyimide film are bonded together. Alternatively, a structure in which a plurality of conductive metals are sequentially formed on one surface of a film and a conductive metal layer having a laminated structure is formed on one surface of the film can be used.
Further, a thin Ni film may be formed between polyimide and Cu for the purpose of improving the adhesion between them and preventing film contamination, although not particularly shown.
[0023]
Next, a film 4 having a structure in which a copper foil and a polyimide film are bonded together is adsorbed onto the silicon rubber sheet 3 in a state where the film 4 is uniformly spread with the copper foil side down. At this time, by utilizing the property that the film 4 is adsorbed to the silicon rubber sheet 3, the air layer is expelled and adsorbed so as not to cause wrinkles and deflection, thereby adsorbing in a uniformly developed state.
[0024]
Next, the thermosetting adhesive 5 is thinly and uniformly applied to the adhesion surface of the circular SiC ring 11 having an inner diameter of 220 mmφ, an outer diameter of 240 mmφ, and a height of 2 mm, and is placed on the film 4. . Here, as the thermosetting adhesive 5, an adhesive that cures at a temperature 0 to 50 ° C. higher than the set temperature 80 to 150 ° C. of the burn-in test is used. In the present embodiment, Bond High Chip HT-100L (main agent: curing agent = 4: 1) (manufactured by Konishi Co., Ltd.) was used.
Further, a highly flat aluminum plate (weight approximately 2.5 kg) is placed on the ring 11 as a weight (not shown).
[0025]
After finishing the above preparation process, the film 4 and the ring 11 are bonded by heating at a temperature (for example, 200 ° C., 2.5 hours) equal to or higher than the set temperature (80 to 150 ° C.) of the burn-in test (FIG. 6B). )).
At this time, since the thermal expansion coefficient of the silicon rubber sheet 3 is larger than the thermal expansion coefficient of the film 4, the film 4 adsorbed on the silicon rubber sheet 3 thermally expands by the same amount as the silicon rubber sheet 3. That is, the film 4 is more thermally expanded than when the film 4 is simply heated at a temperature equal to or higher than the set temperature (80 to 150 ° C.) of the burn-in test. In this way, the thermosetting adhesive 5 is cured in a state where the tension is large, and the film 4 and the ring 11 are bonded. Further, since the film 4 on the silicon rubber sheet 3 is adsorbed in a state of being uniformly developed without wrinkles, deflection, or looseness, the film 4 can be adhered to the ring 11 without wrinkles, deflection, or looseness. it can. Furthermore, since the silicon rubber sheet 3 has high flatness and elasticity, the film 4 can be uniformly adhered to the adhesion surface of the ring 11 without unevenness.
In addition, when a thermosetting adhesive is not used, the film shrinks and the tension is weakened. In addition, since the curing time of the adhesive varies depending on the location, the ring cannot be evenly and evenly bonded.
[0026]
After finishing the heating and bonding step, the product is cooled to room temperature and contracted to a state before heating. Thereafter, the film 4 outside the ring 11 is cut and removed along the outer periphery of the ring 11 with a cutter (FIG. 6C). Thereafter, the surface is thoroughly cleaned.
[0027]
In the membrane ring manufacturing process, instead of the SiC ring, SiN, SiCN, Invar nickel, other ceramics having a thermal expansion coefficient close to that of Si, high strength, low expansion glass, metal, and other materials are used. A ring may be used.
Further, a Teflon plate may be used instead of the aluminum plate.
Furthermore, instead of the silicon rubber sheet, a fluororubber having adhesiveness may be used.
Moreover, you may use other commercially available various thermosetting adhesives as a thermosetting adhesive. For example, Ablebond 736 or the like can be used.
[0028]
Process for processing membrane ring Next, a process for forming the bumps and pads by processing the membrane ring produced above will be described.
FIG. 7 is a cross-sectional view of the main part for explaining the processing process of the membrane ring. In FIG. 7, the ring is bonded to the membrane, but the ring is not shown.
[0029]
First, on the copper foil (Cu) of the film 4 having a structure in which the copper foil and the polyimide film in the membrane ring produced above are bonded to each other as shown in FIG. 7A, as shown in FIG. After plating Ni by 0.3 μm (0.1 to 3 μm) by plating, Au is formed thereon by 0.5 μm (0.3 to 5 μm), and Au / Ni / Cu / polyimide film laminated film structure Form.
In addition, although Ni film and Au film can be formed by electroless plating, electroless plating cannot thicken the film and has low adhesion and strength. Preferably formed.
[0030]
Next, as shown in FIG. 7C, a bump hole having a diameter of about 30 μm is formed at a predetermined position of the polyimide film using an excimer laser.
[0031]
Next, as shown in FIG. 7 (d), in order to prevent the surface of the uppermost Au film from being plated, a protective film such as a resist is applied to the entire surface excluding a part of the Au film used as an electrode. The Au film is protected by coating with a thickness of 2 to 3 μm.
In addition to applying a protective film on the Au film, the Ni film can also be protected using a jig.
[0032]
Next, one of the electrodes is connected to the uppermost Au film, and Ni or Ni alloy is electroplated on the polyimide film side. By this electroplating, the plating grows so as to fill the bump holes shown in FIG. 7 (d), and when it reaches the surface of the polyimide film, it expands isotropically and grows into a substantially hemispherical shape. A bump (height 20 μm from the polyimide film surface, diameter 70 μm) is formed.
Subsequently, an electroplating layer made of Au having a thickness of 1 to 2 μm is formed on the surface of the bump. In this way, by forming a film containing a metal that does not oxidize on the bump surface immediately after the bump is formed, oxidation of the bump surface is avoided, and an oxide film removal step becomes unnecessary.
Thereafter, although not particularly shown, the protective film is peeled off.
[0033]
Next, as shown in FIG. 7 (e), a resist (manufactured by Hoechst: AZ1350) is newly applied on the entire surface of Au and baked at 90 ° C. for 30 minutes. The resist is exposed using a photomask, and is removed by development to form a resist pattern in the pad formation portion.
[0034]
Next, as shown in FIG. 7 (f), Au was etched with an iodine / potassium iodide aqueous solution, the Ni film and the Cu film were etched with a 40 Baume ferric chloride aqueous solution, and thoroughly rinsed. The resist is removed to form a pad as shown in FIG. Note that it is desirable to use a spray method for etching because side etching is small.
[0035]
Thereafter, an air hole (through hole) having a diameter of about 100 μm is formed at a predetermined position of the polyimide film using an excimer laser or the like (not shown).
[0036]
1st membrane ring shown in FIG. 1 is produced through the above process. As shown in FIG. 1, in the first membrane ring 10, the first surface of the membrane 12 stretched over the first ring 11 has first bumps 13 that come into contact with each semiconductor device, and the other surface of the membrane 12. The first pad 14 is provided, and an air hole 15 is formed at a predetermined position of the membrane 12.
[0037]
(2) Production of the second membrane ring
Production process of membrane ring A membrane ring was produced in the same manner as in the above (1) except that a circular SiC ring having an inner diameter of 240.1 mmφ, an outer diameter of 260 mmφ, and a height of 2.1 mm was used.
[0038]
Process of membrane ring The second membrane ring (see FIG. 2) (FIG. 2) is used in the same manner as (1) except that the formation positions of the bumps and pads are changed and the shape of the pads is an inner layer wiring pattern. Inner layer wiring membrane ring) was prepared. As shown in FIG. 2, the second membrane ring 20 has a second bump 23 that contacts the first pad 14 on one surface of the membrane 22 stretched over the second ring 21, and the other side of the membrane 22. A second pad 24 serving as an inner layer wiring is provided on the surface of the film 22 and an air hole 25 is formed at a predetermined position of the membrane 22.
[0039]
(3) Production of third membrane ring
Production process of membrane ring A membrane ring was produced in the same manner as in the above (1) except that a circular SiC ring having an inner diameter of 260.1 mmφ, an outer diameter of 285 mmφ, and a height of 2.2 mm was used.
[0040]
3. Process of membrane ring The third embodiment shown in FIG. 3 is the same as (1) above except that the formation positions of the bumps and pads are changed and the shape of the pads is the surface wiring pattern and the peripheral pad. A membrane ring (surface wiring membrane ring) was prepared. As shown in FIG. 3, the third membrane ring 30 has a third bump 33 that contacts the second pad 24 on one surface of the membrane 32 stretched over the third ring 31, and the other side of the membrane 32. On the surface, the surface layer wiring and the third pad 34 as an outer peripheral pad are provided. The outer peripheral pad is formed in a portion located at the upper part of the ring in order to secure strength when contacting the tip of the tester (pogo pin, probe pin) and to stabilize the contact of the pin. Further, the outermost pad (Cu layer) as the uppermost layer was applied to the above-described contact method, and the thickness was set to 10 μm or more in consideration of mechanical strength.
[0041]
(4) Assembly As shown in FIG. 4, the first, second and third membrane rings 10, 20 and 30 produced above are fixed by aligning the respective layers. Next, the lower surfaces of the three rings 11, 21, 31 are fixed with an epoxy resin 36 to complete the flexible contact board 1 of the present invention. The method for fixing the ring is not particularly limited, and known materials and methods can be used. Moreover, a flat plate or the like having good flatness can be interposed on the lower surface of the ring.
[0042]
The flexible contact board of the present invention has a simple structure and a manufacturing cost of about one fifth or less. Moreover, since each membrane ring can be disassembled, it is easy to correct the defect, and even if the correction is difficult, only the defective membrane ring can be easily replaced.
[0043]
(5) Burn-in test Next, the burn-in test will be described.
In the burn-in test, as shown in FIG. 5, the Si wafer 50 is placed on the vacuum chuck 40, and the flexible contact board 1 is placed thereon. The first bumps 13 (contact bumps) in the first membrane ring 10 are brought into contact with the pads formed on the respective semiconductor chips on the wafer 50.
Thereafter, the Si wafer 50 is sucked and fixed by vacuum suction from the vacuum hole 41, and the flexible contact board 1 is sucked and fixed by vacuum suction from the vacuum hole 42. A seal ring 43 is disposed between the first membrane ring 10 and the vacuum chuck 40, and air holes 15 and 25 are provided in the first and second membrane rings 10 and 20, so that a flexible contact is provided. As the board 1 is adsorbed, the pressure is uniformly applied to the entire surface of each layer, and the pressure of the contact becomes more uniform on the entire surface.
The electrode outlet (pogo pin 37) at the tip of the tester is brought into contact with the outer peripheral pad on the third membrane ring 30, and the evaluation is made with this connected tester.
As a result, the flexibility (cushioning property) is high, the contact pressure is uniform over the entire surface, and the height of the bumps and pads can be structurally accommodated. Therefore, there is no misidentification due to poor adhesion.
[0044]
Embodiment 2
As shown in FIG. 8, air holes 35 are formed at predetermined positions of the membrane 32 in the third membrane ring 30 (therefore, air holes 15, 25, 35 are formed in all the membranes 12, 22, 32) and flexible. Except that a highly flat substrate 39 (such as a glass substrate) was placed on the contact board 1 with silicon rubber 38 interposed therebetween, the same procedure as in Embodiment 1 was performed. The seal ring (O-ring) 43 has the same thickness as the silicon rubber 38. The silicon rubber 38 serves to eliminate contact defects due to the pad electrodes on the wafer, bumps on the membranes 12, 22, and 32, and unevenness of the pad electrodes.
When vacuum suction is performed from the vacuum hole 42, the substrate 39 having high flatness can be pressurized through the silicon rubber 38, and the contact property can be further improved.
Since the bumps are basically formed away from each other, the air existing between the bumps can be evacuated according to this method. On the other hand, in Embodiment 1, since there is no air hole on the outermost surface and only a portion below the outermost surface is evacuated, the air existing between the bumps cannot be extracted. In addition, since the membrane is soft, the pressure by the membrane is not strong, but when pressure is applied to the substrate 39 having high flatness, the pressure is strong and effective.
[0045]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A deformation | transformation can be implemented suitably within the scope of the present invention.
[0046]
For example, materials such as pads, bumps, and membranes, formation methods, and the like are not limited to the above embodiments.
[0047]
Specifically, the material for forming the bump is preferably nickel (Ni) or a nickel alloy from the viewpoint of good conductivity, low cost, easy formation, and good durability, but is not limited thereto. Also, the method for forming the bump hole is not particularly limited, but it is preferably formed using a laser or a photolithography method in consideration of accuracy and economy.
[0048]
The formation material, formation method, thickness, etc. of the pad (conductive layer) can be selected as appropriate. Copper (Cu) is preferable from the viewpoint of good conductivity, low cost, and easy formation. Further, the pad can have a laminated structure of a plurality of metal layers such as Cu, Ni, Cr, Al, Au, and Ag. As a method for forming the pad (conductive layer), a film forming method such as sputtering or vapor deposition, a plating method such as electroless plating or electroplating, or a method of bonding a copper foil can be used. The thickness of the pad (conductive layer) may be at least as thin as about 2 to 5 μm so as not to have a hole by the laser, but about 5 to 35 μm is desirable because durability is required.
[0049]
In addition, instead of Au plating, electroplating with an Au—Co alloy can be performed on the pad surface and the bump surface. In this case, the Au-Co alloy has less wear on the bump and pad surface than Au. That is, since the Au plating of the bumps is electroplating, an alloy can be formed, and pure gold is too soft, so that the hardness can be increased by using an alloy. Further, the same effect can be obtained by forming palladium, rhodium or an alloy containing these metals instead of Au or Au—Co alloy. Electroplating can be performed in a shorter time than electroless plating, and has high mechanical strength and adhesion and is difficult to peel off. Moreover, since the film thickness of plating can be formed thickly, adhesion (contact property) with a contacted part is good.
[0050]
Solder can be coated on the bump surface or the surface of the pad with which the bump contacts.
[0051]
The use of the flexible contact board of the present invention is not particularly limited. For example, in addition to the use as a burn-in board, it can be used for a multilayer wiring board for probe cards, a printed board, a high-density multilayer wiring board represented by an MCM board, a multilayer TAB, an FPC, and the like.
The number of laminated membrane rings in the flexible contact board of the present invention is not limited to three, and may be ten or more. The burn-in board has 3 to 4 layers for memory, 5 to 6 layers for logic, and about 10 layers for hybrid. In the present invention, since a short circuit and a disconnection can be corrected, a contact board having a large number of layers can be obtained with a high yield.
Further, a flexible contact board having two or more layers can be formed by the first membrane ring (contact membrane ring) and the third membrane ring (surface wiring membrane ring).
[0052]
【The invention's effect】
The flexible contact board of the present invention has the following effects.
First, a membrane ring for wiring is used in place of the conventional multilayer wiring board, that is, the entire burn-in board is composed of a plurality of membrane rings, so that the flexibility and cushioning are high. The contact pressure is uniform over the entire surface, and the bumps and pads can be structurally compatible with variations in height, and there is no adhesion failure.
Second, the structure is simple and the manufacturing cost is low (can be reduced to about one fifth or less).
Third, since each membrane ring can be disassembled, it is easy to correct the defect, and even if the correction is difficult, only the defective membrane ring can be replaced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a first membrane ring in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a second membrane ring in an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a third membrane ring in an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a flexible contact board according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state of a burn-in test in an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a membrane ring forming step in an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view of an essential part for explaining a membrane ring processing step in an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state of a burn-in test using a flexible contact board according to another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram for explaining a conventional burn-in board and a test.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flexible contact board 2 Aluminum plate 3 Silicon rubber sheet 4 Film 5 Thermosetting adhesive 10 1st membrane ring 11 1st ring 12 1st membrane 13 1st bump 14 1st pad 15 Air hole 20 2nd membrane ring 21 1st 2 ring 22 second membrane 23 second bump 24 second pad 25 air hole 30 third membrane ring 31 third ring 32 third membrane 33 third bump 34 third pad 36 seal ring 37 pogo pin 38 silicon rubber 39 flatness High substrate 40 Vacuum chuck 50 Silicon wafer 60 Membrane ring 70 with bumps Anisotropic conductive rubber sheet 80 Multilayer wiring board

Claims (6)

ウエハ上に多数形成された半導体デバイスのバーンイン試験を一括して行うために使用されるコンタクトボードであって、
第1リングに張り渡されたメンブレンの一方の面に各半導体デバイスに接触させる第1バンプを有するとともに、メンブレンの他方の面に第1パッドを有し、メンブレンを貫通して形成されたバンプホールを介して前記第1バンプと前記第1パッドとを接続した構造を有する第1メンブレンリングと、
前記第1リングの外径より大きな内径を有する第2リングに張り渡されたメンブレンの一方の面に前記第1パッドに接触させる第2バンプを有するとともに、メンブレンの他方の面に第2パッドを有し、メンブレンを貫通して形成されたバンプホールを介して前記第2バンプと前記第2パッドとを接続した構造を有する第2メンブレンリングと、
前記第2リングの外径より大きな内径を有する第3リングに張り渡されたメンブレンの一方の面に前記第2パッドに接触させる第3バンプを有するとともに、メンブレンの他方の面に第3パッドを有し、メンブレンを貫通して形成されたバンプホールを介して前記第3バンプと前記第3パッドとを接続した構造を有する第3メンブレンリングと、
を有することを特徴とするフレキシブルコンタクトボード
A contact board used to collectively perform a burn-in test of semiconductor devices formed on a wafer.
A bump hole formed on one surface of the membrane stretched over the first ring has a first bump that contacts each semiconductor device, and has a first pad on the other surface of the membrane, penetrating the membrane. A first membrane ring having a structure in which the first bump and the first pad are connected via each other;
The membrane has a second bump that contacts the first pad on one surface of the membrane stretched over a second ring having an inner diameter larger than the outer diameter of the first ring, and a second pad on the other surface of the membrane. A second membrane ring having a structure in which the second bump and the second pad are connected via a bump hole formed through the membrane;
A third bump is provided on one surface of the membrane stretched over a third ring having an inner diameter larger than the outer diameter of the second ring, and the third pad is brought into contact with the second pad, and the third pad is provided on the other surface of the membrane. A third membrane ring having a structure in which the third bump and the third pad are connected through a bump hole formed through the membrane;
Flexible contact board characterized by having
前記第1メンブレンリング及び前記第2メンブレンリングにおけるメンブレンに空気穴を形成するか、あるいは、前記第1〜第3のすべてのメンブレンリングにおけるメンブレンに空気穴を形成したことを特徴とする請求項1記載のフレキシブルコンタクトボード。2. An air hole is formed in a membrane in the first membrane ring and the second membrane ring, or an air hole is formed in a membrane in all the first to third membrane rings . Flexible contact board as described. 内層のメンブレンリングに相当する前記第2メンブレンリングが、リングの径を異とする複数のメンブレンリングであって、請求項1記載のメンブレンリング間と同様の関係を有する複数のメンブレンリングからなることを特徴とする請求項1又は2記載のフレキシブルコンタクトボード。  The second membrane ring corresponding to the membrane ring of the inner layer is a plurality of membrane rings having different ring diameters, and comprises a plurality of membrane rings having the same relationship as between the membrane rings according to claim 1. The flexible contact board according to claim 1 or 2. 前記パッドがCuからなり、前記バンプがNi又はNi合金からなり、前記メンブレンがポリイミドからなることを特徴とする請求項1乃至3何れかか一項に記載のフレキシブルコンタクトボード。The pad is made of Cu, the bump is made of Ni or Ni alloy, the flexible contact board according to any one of claims 1 to 3 wherein the membrane is characterized in that it consists of polyimide. 前記パッド及び/又は前記バンプの表面に、酸化しない金属を含む膜を形成したことを特徴とする請求項1乃至4何れかか一項に記載のフレキシブルコンタクトボード。The pad and / or on the surface of the bump, flexible contact board according to any one of claims 1 to 4 any or claim, characterized in that the formation of the film containing a metal which is not oxidized. 前記酸化しない金属を含む膜が、金、Au−Co合金、ロジウム、パラジウム及びこれらを含む合金のうちのいずれかからなることを特徴とする請求項5記載のフレキシブルコンタクトボード。  The flexible contact board according to claim 5, wherein the film containing a metal that is not oxidized is made of any one of gold, Au—Co alloy, rhodium, palladium, and an alloy containing these.
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