JP4588721B2 - プローブカード・アセンブリ及びキット、及びそれらを用いる方法 - Google Patents
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- G01R1/07314—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card the body of the probe being perpendicular to test object, e.g. bed of nails or probe with bump contacts on a rigid support
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
- G01R1/02—General constructional details
- G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
- G01R1/067—Measuring probes
- G01R1/073—Multiple probes
- G01R1/07307—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card
- G01R1/07342—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card the body of the probe being at an angle other than perpendicular to test object, e.g. probe card
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- G—PHYSICS
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- G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
- G01R1/02—General constructional details
- G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
- G01R1/067—Measuring probes
- G01R1/073—Multiple probes
- G01R1/07307—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card
- G01R1/07357—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card with flexible bodies, e.g. buckling beams
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- G—PHYSICS
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- G01R1/02—General constructional details
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- G01R1/07307—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card
- G01R1/07364—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card with provisions for altering position, number or connection of probe tips; Adapting to differences in pitch
- G01R1/07371—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card with provisions for altering position, number or connection of probe tips; Adapting to differences in pitch using an intermediate card or back card with apertures through which the probes pass
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- G—PHYSICS
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- G01R1/07307—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card
- G01R1/07364—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card with provisions for altering position, number or connection of probe tips; Adapting to differences in pitch
- G01R1/07378—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card with provisions for altering position, number or connection of probe tips; Adapting to differences in pitch using an intermediate adapter, e.g. space transformers
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- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/48—Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
- H01L21/4814—Conductive parts
- H01L21/4846—Leads on or in insulating or insulated substrates, e.g. metallisation
- H01L21/4853—Connection or disconnection of other leads to or from a metallisation, e.g. pins, wires, bumps
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- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/48—Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
- H01L21/4814—Conductive parts
- H01L21/4885—Wire-like parts or pins
- H01L21/4889—Connection or disconnection of other leads to or from wire-like parts, e.g. wires
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- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
- H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
- H01L21/563—Encapsulation of active face of flip-chip device, e.g. underfilling or underencapsulation of flip-chip, encapsulation preform on chip or mounting substrate
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- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67138—Apparatus for wiring semiconductor or solid state device
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- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
- H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
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- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/32—Holders for supporting the complete device in operation, i.e. detachable fixtures
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
- H01L23/49811—Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
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- H—ELECTRICITY
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/11—Manufacturing methods
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
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- H—ELECTRICITY
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L24/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
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- H—ELECTRICITY
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/71—Means for bonding not being attached to, or not being formed on, the surface to be connected
- H01L24/72—Detachable connecting means consisting of mechanical auxiliary parts connecting the device, e.g. pressure contacts using springs or clips
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L24/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
- H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
- H01L25/065—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
- H01L25/0652—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00 the devices being arranged next and on each other, i.e. mixed assemblies
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
- H01R13/02—Contact members
- H01R13/22—Contacts for co-operating by abutting
- H01R13/24—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted
- H01R13/2407—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted characterized by the resilient means
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
- H01R13/02—Contact members
- H01R13/22—Contacts for co-operating by abutting
- H01R13/24—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted
- H01R13/2464—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted characterized by the contact point
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/325—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by abutting or pinching, i.e. without alloying process; mechanical auxiliary parts therefor
- H05K3/326—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by abutting or pinching, i.e. without alloying process; mechanical auxiliary parts therefor the printed circuit having integral resilient or deformable parts, e.g. tabs or parts of flexible circuits
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/40—Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
- H05K3/4007—Surface contacts, e.g. bumps
- H05K3/4015—Surface contacts, e.g. bumps using auxiliary conductive elements, e.g. pieces of metal foil, metallic spheres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/36—Electric or electronic devices
- B23K2101/40—Semiconductor devices
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D21/00—Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
- C25D21/02—Heating or cooling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/22—Electroplating combined with mechanical treatment during the deposition
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
- G01R1/02—General constructional details
- G01R1/04—Housings; Supporting members; Arrangements of terminals
- G01R1/0408—Test fixtures or contact fields; Connectors or connecting adaptors; Test clips; Test sockets
- G01R1/0433—Sockets for IC's or transistors
- G01R1/0441—Details
- G01R1/0466—Details concerning contact pieces or mechanical details, e.g. hinges or cams; Shielding
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
- G01R1/02—General constructional details
- G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
- G01R1/067—Measuring probes
- G01R1/06711—Probe needles; Cantilever beams; "Bump" contacts; Replaceable probe pins
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/2851—Testing of integrated circuits [IC]
- G01R31/2884—Testing of integrated circuits [IC] using dedicated test connectors, test elements or test circuits on the IC under test
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/2851—Testing of integrated circuits [IC]
- G01R31/2886—Features relating to contacting the IC under test, e.g. probe heads; chucks
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/2851—Testing of integrated circuits [IC]
- G01R31/2886—Features relating to contacting the IC under test, e.g. probe heads; chucks
- G01R31/2889—Interfaces, e.g. between probe and tester
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76897—Formation of self-aligned vias or contact plugs, i.e. involving a lithographically uncritical step
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/0401—Bonding areas specifically adapted for bump connectors, e.g. under bump metallisation [UBM]
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
- H01L2224/05001—Internal layers
- H01L2224/05099—Material
- H01L2224/051—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/05117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
- H01L2224/05124—Aluminium [Al] as principal constituent
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
- H01L2224/05001—Internal layers
- H01L2224/05099—Material
- H01L2224/051—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/05163—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
- H01L2224/05166—Titanium [Ti] as principal constituent
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
- H01L2224/0554—External layer
- H01L2224/05599—Material
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- H01L2224/13644—Gold [Au] as principal constituent
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- H01L2224/13638—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/13647—Copper [Cu] as principal constituent
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- H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
- H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/1354—Coating
- H01L2224/13599—Material
- H01L2224/136—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/13638—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/13655—Nickel [Ni] as principal constituent
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- H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
- H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
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- H01L2224/136—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/13638—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/13657—Cobalt [Co] as principal constituent
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- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16135—Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
- H01L2224/16145—Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
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- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
- H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/29001—Core members of the layer connector
- H01L2224/29099—Material
- H01L2224/291—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/29101—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
- H01L2224/29111—Tin [Sn] as principal constituent
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- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/45001—Core members of the connector
- H01L2224/4501—Shape
- H01L2224/45012—Cross-sectional shape
- H01L2224/45014—Ribbon connectors, e.g. rectangular cross-section
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- H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/45001—Core members of the connector
- H01L2224/4501—Shape
- H01L2224/45012—Cross-sectional shape
- H01L2224/45015—Cross-sectional shape being circular
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- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/45001—Core members of the connector
- H01L2224/45099—Material
- H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/45101—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
- H01L2224/45111—Tin (Sn) as principal constituent
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- H01L2224/45117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
- H01L2224/45124—Aluminium (Al) as principal constituent
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- H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
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- H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
- H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
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- H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
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-
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-
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-
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Description
、半導体素子の実装に先行して、好適には個々の半導体素子が、半導体ウェーハから単一
化される前に、半導体素子に関する試験及びエージング手順を実施するための技法に関す
る。
許同時係属出願第08/452,255号(以後、「親事例」と呼ぶ)の一部継続出願であり、同米
国特許出願は、同一出願人による1994年11月15日に出願された(状況:係属中)
米国特許同時係属出願第08/340,144号、及び1994年11月16日に出願されたその対
応PCT特許出願番号PCT/US94/13373(WO 95/14314 として1995年5月26日に公告
)の一部継続出願であり、それらは両方とも、同一出願による1993年11月16日に
出願された(状況:係属中/認可)米国特許同時係属出願第08/152,812号の一部継続出願
である。
特許同時係属出願第08/526,246号、及び同一出願人による1995年10月18日に出願
された(状況:係属中)米国特許同時係属出願第08/533,584号の一部継続出願でもある。
知の技法を用いて、半導体ウェーハ上に幾つかの同一素子を作り出すことにより製造され
る。一般に、これらの工程は、半導体ウェーハから個々のダイを単一化(切断)する前に
、完全に機能する複数の集積回路素子を作り出すことを目的とするものである。しかし、
実際には、ウェーハ自体におけるある種の物理的欠陥、及びウェーハを処理する際のある
種の欠陥が、ダイのうちの幾つかは「良」(完全に機能する)で、ダイのうちの幾つかは
「悪」(機能しない)である原因となることは避けられない。ウェーハ上の複数のダイの
うちどれが良であるかを、それらの実装の前に、好適には、それらがウェーハから単一化
される前に識別できることが一般に望ましい。この目的のために、ウェーハ「試験装置」
又は「プローブ装置」を有利に用いて、複数の離散的な圧力接続が、ダイ上の同様に複数
の離散的な接続パッド(接着パッド)に対してなされる。このようにして、半導体ダイを
、ウェーハからダイを単一化する前に、試験及び動作させることが可能となる。ウェーハ
試験装置の慣用的な構成要素は、「プローブカード」であり、これに複数のプローブ要素
が接続され、プローブ要素の先端が、半導体ダイの対応する接着パッドに対して圧力接続
をもたらす。
例えば、最近の集積回路は、互いに近接して(例えば、中心間5ミル)配設された何千も
の接着パッドを含んでいる。更に、接着パッドのレイアウトは、ダイの周辺エッジの近く
に配設される、接着パッドの単一列に限定される必要はない(例えば、米国特許第5,453,
583 号を参照)。
メータを問題にする必要があり、これらには、限定ではないが、位置合わせ、プローブ力
、オーバードライブ、接触力、均衡した接触力、洗浄、接触抵抗、及び平坦化が含まれる
。これらパラメータの一般的な議論は、「高密度プローブカード(HIGH DENSITY PROBE CA
RD) 」と題する米国特許第4,837,622 号に見出すことができ、これを参照として本明細書
に取り込むが、この特許には、プローブ要素の荒成形されたエポキシリングを受けるよう
適合した中央開口を備えたユニット式印刷回路基板を含む、高密度エポキシリング・プロ
ーブカードが開示されている。
持ち梁として延伸する、複数のタングステン針が含まれる。タングステン針は、上記のよ
うなエポキシリングの仲介等により、プローブカードに任意の適切な仕方で実装される。
一般に、いずれの場合でも、針は、プローブカードの端子に針を接続する別個で特異なワ
イヤの仲介によって、プローブカードの端子に配線される。
する(、及びプローブカードの端子に配線される)何百ものプローブ要素(針)を備える
。回路モジュール、及び好適には等しい長さの導電トレース(線)が、プローブ要素の各
々と関連付けられる。このリング形状レイアウトにより、特に各半導体ダイの接着パッド
が、半導体ダイの2つの対向エッジに沿った2つの直線アレイ以外で配列される場合、ウ
ェーハ上の単一化されていない複数の半導体ダイ(多数サイト)にプローブを当てること
が困難になり、ある場合には不可能になる。
こともでき、これは、「超多ピン数を備えた試験下の半導体素子用の大規模突出膜(LARGE
SCALE PROTRUSION MEMBRANE FOR SEMICONDUCTOR DEVICES UNDER TEST WITH VERY HIGH P
IN COUNTS)」と題する、米国特許第5,422,574 号に記載されており、これを参照として本
明細書に取り込む。この特許には、「試験システムは通常、一連の試験プログラムを実行
及び制御するための試験コントローラと、試験の準備としてウェーハを機械的に取り扱い
、位置決めするためのウェーハ分配システムと、被試験素子(DUT)との正確な機械的
接触を維持するためのプローブカードからなる。」(第1段落、41−46行)と記載さ
れている。
おける技術状態が表わされ、米国特許第5,442,282 号(「TESTING ANDEXERCISING INDIVI
DUAL UNSINGULETED DIES ON A WAFER」)、同第5,382,898 号(「HIGH DENSITY PROBE CA
RD FOR TESTING ELECTRICAL CIRCUITS 」)、同第5,378,982 号(「TEST PROBE FOR PANE
L HAVING AN OVERLYING PROTECTIVE MEMBERADJACENT CONTACTS」)、同第5,339,027 号(
「RIGID-FLEX CIRCUITS WITH RAISED FEATURES AS IC TEST PROBE 」)、同第5,180,977
号(「MEMBRANE PROBE CONTACT BUMP COMPLIANCY SYSTEM 」)、同第4,757,256 号(「HI
GH DENSITY PROBE CARD 」)、同第4,161,692 号(「PROBE DEVICE FOR INTEGRATED CIRC
UIT WAFERS」)、及び同第3,990,689 号(「ADJUSTABLE HOLDER ASSEMBLY FOR POSITIONI
NG A VACUM CHUCK」)が含まれる。
し可能な」相互接続という2つの広義のカテゴリーに分類できる。
互いに半田付けされると、それらコンポーネントを分離するのに、半田除去工程を用いる
必要がある。ワイヤ接着は、「相対的に永久な」接続の他の例である。
があり、他の電子コンポーネントの弾力のあるソケット要素によって受容される。ソケッ
ト要素は、ピンに対して、それらの間の信頼のある電気接続を保証するのに十分な大きさ
の接触力(圧力)を及ぼす。
いて、「スプリング」又は「ばね要素」と呼ぶ。一般に、いくらかの最小接触力が、電子
コンポーネントに(例えば、電子コンポーネント上の端子に)信頼性の良い圧力接触をも
たらすのに望まれる。例えば、約15グラム(接触当たり少なくて2グラム以下、且つ多
くて150グラム以上を含む)の接触(荷重)力が、表面上に膜で汚染され、また表面上
に腐蝕、又は酸化生成物を有する、電子コンポーネントの端子に信頼性良く電気接続をな
すことを保証するのに望まれる。各スプリングに必要な最小接触力には、スプリング材料
の降伏強度、又はばね要素の寸法のどちらかを増大させることが必要とされる。一般的な
提案として、材料の降伏強度が高くなるほど、加工(例えば、打ち抜き、曲げ等)するの
が益々困難になる。そして、スプリングを更に小さく製作したいという望みによって、そ
れらの断面を更に大きく製作することが本質的に不可能になる。
ーブ要素は一般に、比較的硬質な(高降伏強度)タングステンから製造される。かかる比
較的硬質な材料を電子コンポーネントの端子に実装することが所望である場合、ろう接法
等の比較的「過酷な」(例えば、高温)工程が必要とされる。かかる「過酷な」工程は一
般に、半導体素子等のいくつかの比較的「脆弱な」電子コンポーネントに関連して、望ま
しいものではない(また、実現できないことが多い)。それとは対照的に、ワイヤボンデ
ィングは、比較的「易しい」工程の一例であり、これは、ろう接法よりも、脆弱な電子コ
ンポーネントに損傷を与えることが場合によってほとんどない。半田付けは、比較的「易
しい」工程の他の例である。しかし、半田及び金は共に、比較的軟質な(低降伏強度)材
料であり、これらは、ばね要素として十分には機能しない。
ポーネントの端子が完全には共平面でない点にある。これらの「公差」(総共平面性)を
吸収するために、共に組み込まれるある機構に欠けている相互接続要素が、激しく押圧さ
れて、電子コンポーネントの端子と一貫した圧力接触をなすことになる。
に対して、面対向接続、特に圧力接続をなすことを一般的な問題として言及している。そ
れら米国特許は、米国特許第5,386,344 号(「FLEX CIRCUIT CARD ELASTOMERIC CABLE CO
NNECTOR ASSEMBLY」)、同第5,336,380 号(「SPRINGBIASED TAPERED CONTACT ELEMENTS
FOR ELECTRICAL CONNECTORS AND INTEGRATED CIRCUIT PACKAGES」)、同第5,317,479 号
(「PLATED COMPLIANT LEAD 」)、同第5,086,337 号(「CONNECTING STRUCTURE OF ELEC
TRONIC PART AND ELECTRONIC DEVICE USING THE STRUCTURE 」)、同第5,067,007 号(「
SEMICONDUCTOR DEVICE HAVING LEADS FOR MOUNTING TO A SURFACE OF A PRINTED CIRCUIT
BOARD」)、同第4,989,069 号(「SEMICONDUCTOR PACKAGE HAVING LEADS THAT BREAK-AW
AYFROM SUPPORTS 」)、同第4,893,172 号(「CONNECTING STRUCTUREFOR ELECTRONIC PAR
T AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME」)、同第4,793,814 号(「ELECTRICAL CIRCU
IT BOARD INTERCONNECT 」)、同第4,777,564 号(「LEADFRAME FOR USE WITH SURFACE M
OUNTED COMPONENTS 」)、同第4,764,848 号(「SURFACE MOUNTED ARRAY STRAIN RELIEF
DEVICE」)、同第4,667,219 号(「SEMICONDUCTOR CHIP INTERFACE」)、同第4,642,889
号(「COMPLIANT INTERCONNECTIONAND METHOD THEREFOR 」)、同第4,330,165 号(「PRE
SS-CONTACT TYPE INTERCONNECTORS」)、同第4,295,700 号(「INTERCONNECTORS 」)、
同第4,067,104 号(「MEHOD OF FABRICATING AN ARRAY OF FLEXIBLE METALLIC INTERCONN
ECTS FORCOUPLING MICROELECTRONICS COMPONENTS 」)、同第3,795,037 号(「ELECTRICA
L CONNECTOR DEVICE 」)、同第3,616,532 号(「MULTILAYER PRINTED CIRCUITELECTRICA
L INTERCONNECTION DEVICE」)、及び同第3,509,270 号(「INTERCONNECTION FOR PRINTE
D CIRCUITS AND METHOD OF MAKING SAME」)である。
ーブ検査するための技法を提供することである。
ことなく可能にする、半導体素子にプローブを当てるための技法を提供することである。
良されたばね要素(復元性のある接触構造)を提供することである。
要素を提供することである。
部表面における複数の端子を有する、プローブカード(電子コンポーネント)と、上部表
面、下部表面、その下部表面における端子から延伸する、第1の複数の復元性のある接触
構造、及びその上部表面における端子から延伸する、第2の複数の復元性のある接触構造
を有する、介在体(電子コンポーネント)と、上部表面、下部表面、その下部表面に配設
される複数の接触パッド(端子)、及びその上部表面における端子から延伸する、第3の
復元性のある接触構造(プローブ要素)を有する、間隔変換器とが含まれる。
変換器の配向(平坦性)が、プローブカードの配向を変更することなく調整されることを
可能にする。この間隔変換器の配向の調整をもたらすのに適した機構、及び間隔変換器の
正確な配向を決定するための技法が、本明細書に開示されている。このようにして、プロ
ーブ要素の先端(遠位端)を調整して、プローブ要素の先端と、プローブ検査される半導
体素子の対応する接着パッド(端子)との間に、信頼性の良い圧力接触を保証することが
可能となる。
ードの上部表面の端子に直接(すなわち、介在体の仲介なく)接触させるために、間隔変
換器構成要素(すなわち、間隔変換器の下部表面の端子上に製造される)の下部表面に設
けられる。
接触構造が、比較的微細なピッチ(間隔)で電子コンポーネントの端子(すなわち、半導
体素子の接着パッド)と接触すると同時に、その下部表面における間隔変換器(すなわち
、接着パッド、又は代替として、復元性のある接触構造)に、比較的粗いピッチで接続す
ることが可能となる。
構成要素は、プローブカードと共に使用するのに適合した、「キット」として設けられる
。任意として、間隔変換器の配向を調整するための機構を、キット内に含めることも可能
である。
る接触構造(プローブ要素)は、「複合相互接続要素」(以下で規定される)である。間
隔変換器の下部表面から延伸する復元性のある接触構造の代替の場合にも、これらは同様
に「複合相互接続要素」とすることができる。
、復元性のある接触構造は、「複合相互接続要素」(以下で規定される)である。
する、復元性のある接触構造)は、プローブカード・アセンブリの間隔変換器構成要素の
端子上に直接製造される、「複合相互接続要素」として好適に形成される。「複合」(多
層)相互接続要素が、電子コンポーネントに伸長要素(「コア」)を実装し、スプリング
形状を有するように成形して、結果としての複合相互接続要素の物理的(例えば、スプリ
ング)特性を強化し、及び/又は結果としての複合相互接続要素を電子コンポーネントに
確実に締結するために、コアに保護膜生成を施すことにより製造される。介在体構成要素
の復元性のある接触構造は又、複合相互接続要素として形成することもできる。
以上の要素から形成される)の’総称的な’意味に一致しており、例えば、ガラス、カー
ボン、又は樹脂その他の基材に支持される他の繊維等の材料に施されるような試みの他の
分野における「複合」という用語の如何なる利用とも混同すべきではない。
伸長要素の端部(先端)の弾性(復元)運動を呈示する、伸長要素の事実上の任意の形状
を言う。これには、1つ以上の湾曲部を有するように成形された伸長要素だけでなく、実
質的に真っ直ぐな伸長要素も含まれる。
要素が実装、又は接触をなす任意の電子コンポーネント上の任意の導電領域を言う。
は犠牲基板の一部である。犠牲基板は、成形後、且つ保護膜生成の前か後のどちらかで除
去される。本発明の1つの態様によれば、各種の構造的特徴を有する先端は、相互接続要
素の接触端に配設できる。(上述した親事例の図11A−11Fも参照されたい。)本発
明の1つの実施例の場合、コアは、比較的低い降伏強度を有する「軟質」材料であり、比
較的高い降伏強度を有する「硬質」材料で保護膜生成される。例えば、金ワイヤ等の軟質
材料が、半導体素子の接着パッドに、(例えば、ワイヤボンディングにより)取り付けら
れて、ニッケル及びその合金等の硬質材料で、(例えば、電気化学メッキにより)保護膜
生成される。
例の図5C及び5Dも参照されたい)、及びコアの全長、又はコア長の一部のみに延伸す
る保護膜が記載されている。後者の場合、コアの先端は、電子コンポーネントに接触させ
るために適切に露出される(親事例の図5Bも参照されたい)。
生成するための多数の技法の一例として用いられる。本発明の範囲内にあるのは、限定で
はないが、水溶液からの材料の堆積を伴う各種工程と、電解メッキと、無電解メッキと、
化学気相成長法(CVD)と、物理気相成長法(PVD)と、液体又は固体先行物質の誘
導壊変を通して、材料の堆積を生じせしめる工程と、その他を含む任意の適切な技法によ
って、コアに保護膜生成することができ、材料を堆積するためのこれら技法の全ては、一
般に周知のところである。
り、特に無電解メッキが好ましい。
硬質」材料の伸長要素であり、一端において、電子コンポーネントの端子に実装される。
コア、及び端子の少なくとも隣接領域は、コアの端子への締結を強化する材料で保護膜生
成される。このようにして、コアが、保護膜生成に先立って、必ずしも端子に十分実装さ
れる必要はなく、電子コンポーネントに潜在的にほとんど損傷を与えない工程を使用して
、コアが、後続の保護膜生成に対して適所に「仮留め」される。これら「易しい」工程に
は、端子の軟質部分への硬質コアの端部の半田付け、貼り付け、及び突き刺しが含まれる
。
ボン)である。
質の(低降伏強度)コアで開始することを伴う技法を説明する。半導体素子に容易に付着
する金等の軟質材料は、一般に、スプリングとして機能するのに十分な復元性が無い。(
かかる軟質の金属性材料は、弾性変形ではなく、主に可塑性変形を呈示する。)半導体素
子に容易に付着し、また適切な復元性を持つ他の軟質材料は、非導電性であることが多く
、これは、大部分の弾性材料の場合にそうである。いずれの場合でも、所望の構造的、及
び電気的特性が、コアにわたって施される保護膜により、結果としての複合相互接続要素
に付与できる。結果としての複合相互接続要素は、非常に小さく製作でき、更に、適切な
接触力も呈示し得る。更に、複数のかかる複合相互接続要素は、それらが、隣接する複合
相互接続要素に対する距離(隣接する相互接続要素間の距離は、「ピッチ」と呼ばれる)
よりもかなり大きな長さ(例えば、100ミル)を有するとしても、微細ピッチ(例えば
、10ミル)で配列できる。
の程度の断面寸法を有する、コネクタ及びソケット用の「超小型スプリング」のような、
超小型スケールで製造可能なことである。ミルではなくミクロンで測定される寸法を有す
る信頼性の良い相互接続を製造できるこの能力は、現存の相互接続技法、及び将来のエリ
アアレイ技法という発展する要求に真っ向から対処する。
け可能性、及び低い接触抵抗が含まれる。多くの場合、加えられる接触力に応答した相互
接続要素の偏向は、結果として「拭い」接触となり、これは、信頼性の良い接触をなすの
を保証するのに役立つ。
である点にある。電子コンポーネントの端子に相互接続をもたらす半田付けは、任意であ
るが、一般にシステムレベルでは好ましくない。
するための方法が記載される。これらの技法には、一般に、誘電体材料(絶縁層)で導電
コア、又は複合相互接続要素全体を被覆し(例えば、電気泳動的に)、導電材料の外部層
で誘電体材料に保護膜生成することが伴う。外部の導電材料層を接地することにより、結
果としての相互接続要素は効果的に遮蔽することができ、そのインピーダンスは容易に制
御可能となる。(親事例の図10Kも参照されたい。)本発明の1つの態様によれば、相
互接続要素は、電子コンポーネントへの後での取り付けのために、予め製造することがで
きる。この目的を達成するための各種の技法が、本明細書に記載されている。本書類では
特定的に保護されていないが、複数の個々の相互接続要素の基板への実装、又は代替とし
て、エラストマーにおいて、又は支持基板上で複数の個々の相互接続要素の懸架を扱う機
械を製造することも比較的簡単明瞭であると考えられる。
はその腐食耐性を強化するために被覆されていた、従来技術の相互接続要素とは劇的に異
なるということである。
する、及び/又は結果としての複合相互接続要素に、所望の復元特性を付与することを特
定的に意図するものである。応力(接触力)は、応力を吸収することを特定的に意図する
、相互接続要素の部分に向けられる。
法を提供するということである。一般に、結果としてのスプリングの動作構造は、曲げ及
び成形の生成物ではなく、メッキの生成物である。これによって、スプリング形状を確立
する広範な材料、及びコアの「足場」を電子コンポーネントに取り付けるための各種の「
易しい」工程の利用に対して扉が開かれる。保護膜は、コアの「足場」にわたった「超構
造」として機能し、その両方が、土木工学の分野においてそれらの原点を有することを意
味する。
とせず、プローブカード・アセンブリの間隔変換器の基質構成要素の端子上に直接製造で
きる点にある。
複合相互接続要素として形成される。
であろう。
いる。これらの好適な実施例に関連して本発明を説明するが、理解されたいのは、本発明
の精神、及び範囲をこれら特定の実施例に限定することを意図しない、ということである
。
目指すものである。以下の詳細な説明から明らかとなるが、電子コンポーネントの端子に
対して圧力接続をもたらすために、復元性のある接触構造を用いることが本質的である。
好適には、復元性のある接触構造は、「複合相互接続要素」として実施され、これは例え
ば、1995年5月26日に出願され、参照として本明細書に取り込む、上述した米国特
許出願第08/452,255号(「親事例」)の開示に記載されている。本特許出願は、図1−5
、及び図6−14の記載において、親出願に開示される技法の幾つかを要約するものである
。
(2)相互接続要素が電子コンポーネントの1つの端子に実装される場合に、その端子に
相互接続要素を確実に締結するために、「複合」相互接続要素が、コア(電子コンポーネ
ントの端子に実装される)で開始し、次いで、適切な材料でコアに保護膜を生成すること
により形成できる点にある。このようにして、弾性変形可能な形状へと容易に成形されて
、電子コンポーネントの最も脆弱な部分にさえも容易に取り付けられる、軟質材料のコア
で開始することにより、復元性のある相互接続要素(ばね要素)が製造できる。硬質材料
からばね要素を形成し、容易には明白でなく、論証可能に直感的でない従来技術を鑑みる
と、その軟質材料は、ばね要素の基底部を形成可能である。かかる「複合」相互接続要素
は、一般に、本発明の実施例に用いるのに、好適な形態の復元性のある接触構造である。
示す。
は、復元性のない複合相互接続要素も本発明の範囲内に入るということである。
れて、使い勝手の良い工程により、電子コンポーネントに固定しやすい)コアを有する、
複合相互接続要素を説明する。しかし、コアを硬質材料とし得ることも本発明の範囲内に
あり、保護膜は、主に、電子コンポーネントに相互接続要素を確実に締結するように機能
する。
0psiよりも少ない降伏強度を有する材料)のコア112と、「硬質」材料(例えば、
80,000psiよりも大きな降伏強度を有する材料)のシェル(保護膜)114とが
含まれる。コア112は、概ね真っ直ぐな片持ち梁として成形(構成)される伸長要素で
あり、0.0005から0.0030インチ(0.001インチ=1ミル≒25ミクロン
(μm))の直径を有するワイヤとすることができる。シェル114は、既に成形された
コア112にわたって、適切なメッキ工程(例えば、電気化学メッキ)等の任意の適切な
工程により施される。
状、すなわち、その先端110bにおいて加えられる力「F」に対して、ある角度で配向
された真っ直ぐな片持ち梁を示す。かかる力が、相互接続要素が圧力接触している電子コ
ンポーネントの端子により加えられる場合、先端の下方への(図で見て)偏向により、明
らかに結果として、先端が端子を横切って移動する、すなわち「拭い」運動となる。かか
る拭い接触により、信頼性の良い接触が、相互接続要素と電子コンポーネントの接触端子
との間でなされることが保証される。
)を制御することにより、シェル114は、相互接続要素110全体に対して、所望の復
元性を付与する。このようにして、電子コンポーネント(不図示)間の復元性のある相互
接続を、相互接続要素110の2つの端部110aと110bの間にもたらすことができ
る。(図1において、参照番号110aは、相互接続要素110の一端を示し、端部11
0Bに対向した実際の端部は示されていない。)電子コンポーネントの端子に接触する際
に、相互接続要素110は、「F」で表記される矢印で示されるような、接触力(圧力)
を受けることになる。
が、該偏向(復元性)は、相互接続要素の全体形状によって部分的に、(コアの降伏強度
に対して)保護膜材料の優勢な(より大きな)降伏強度により部分的に、また、保護膜材
料の厚さにより部分的に決定される。
護膜付きコア112)が、一端に実装(固定)されて、他端は、通常、伸長要素の長手方
向軸に対して概ね横方向に作用する力に応答して、自由に移動する。これらの用語の使用
により、伝達又は暗示を意図する他の特定的な、又は限定的な意味は何もない。
匹敵)と、硬質シェル124(114に匹敵)とが含まれる。この例の場合、コア122
は、2つの湾曲部を有するように成形され、従って、S字形状と見なされる。図1の例の
ように、このようにして、電子コンポーネント(不図示)間の復元性のある相互接続を、
相互接続要素120の2つの端部120aと120bの間にもたらすことができる。(図
2において、参照番号120aは、相互接続要素120の一端部を示し、端部120bに
対向した実際の端部は示されていない。)電子コンポーネントの端子に接触する際に、相
互接続要素120は、「F」で表記される矢印で示されるような、接触力(圧力)を受け
ることになる。
匹敵)と、硬質シェル134(114に匹敵)とが含まれる。この例の場合、コア132
は、1つの湾曲部を有するように成形され、U字形状と見なすことができる。図1の例の
ように、このようにして、電子コンポーネント(不図示)間の復元性のある相互接続を、
相互接続要素130の2つの端部130aと130bの間にもたらすことができる。(図
3において、参照番号130aは、相互接続要素130の一端部を示し、端部130bに
対向した実際の端部は示されていない。)電子コンポーネントの端子に接触する際に、相
互接続要素130は、「F」で表記される矢印で示されるような、接触力(圧力)を受け
られることになる。代替として、相互接続要素130を使用して、「F’」で表記される
矢印で示されるように、その端部130b以外で接触をなすこともできる。
0の他の実施例を示す。この例の場合、相互接続要素150は、概ね「C字形状」であり
、好適には僅かに湾曲した先端を備え、「F」で表記される矢印で示されるように、圧力
接触をなすのに適している。
る相互接続要素に、その先端に加えられる力に応答して弾性的に偏向せしめる形状へと、
容易に形成することができるということである。例えば、コアは、慣用的なコイル形状に
形成することもできる。しかし、コイル形状は、相互接続要素の全長、及びそれに関連し
たインダクタンス(その他)、また高周波(速度)で動作する回路へのインダクタンスの
悪影響に起因して好ましくない。
料よりも大幅に高い降伏強度を有する。従って、シェルは、結果としての相互接続構造の
機械的特性(例えば、弾性)を確立する際にコアの影を薄くする。シェル対コアの降伏強
度の比率は、少なくとも2:1が好適であり、少なくとも3:1及び少なくとも5:1も
含み、10:1程度に高くすることもできる。また明らかなのは、シェル、又は多層シェ
ルの少なくとも外部層は、導電性にすべきであり、シェルがコアの端部を覆う場合には顕
著である。(しかし、親事例には、コアの端部が露出される実施例が記載されており、そ
の場合には、コアは導電性でなければならない。)学術的な観点から、結果としての複合
相互接続要素のばね作用(スプリング形状)部分に、硬質材料で保護膜生成することが唯
一必要である。この観点から、コアの2つの端部の両方に保護膜生成することは一般に本
質的でない。しかし、実際問題としては、コア全体に保護膜生成することが好ましい。電
子コンポーネントに締結(取り付け)られるコアの一端に保護膜生成する特定の理由、及
びそれで生じる利点を、以下で更に詳細に論じる。
ミニウム、銅、及びそれらの合金が含まれる。これらの材料は通常、所望の物理的性質を
得るために、少量の他の材料で合金化されるが、それらは例えば、ベリリウム、カドミウ
ム、シリコン、マグネシウム、その他である。銀、パラジウム、プラチナ、プラチナ群の
元素の金属等の金属又は合金を用いることも可能である。鉛、スズ、インジウム、ビスマ
ス、カドミウム、アンチモン、及びそれらの合金から構成される半田が使用可能である。
細に論じる)は、一般に、(温度、圧力、及び/又は超音波エネルギーを用いて、ボンデ
ィングをもたらす)ボンディングしやすい任意の材料(例えば、金)のワイヤであり、こ
れは、本発明を実施するのに適している。非金属材料を含む、保護膜生成(例えば、メッ
キ)しやすい任意の材料が、コアに使用できることも本発明の範囲内である。シェル(1
14、124、134、144)に適した材料には、(多層シェルの個々の層に関して、
以下で論じるように)限定ではないが、ニッケル及びその合金と、銅、コバルト、鉄及び
それらの合金と、両方とも卓越した電流搬送能力、及び良好な接触抵抗特性を呈示する、
金(特に硬質の金)及び銀と、プラチナ群の元素と、貴金属と、半貴金属及びそれらの合
金、特にプラチナ群の元素及びそれらの合金と、タングステンと、モリブデンが含まれる
。半田状の仕上げが所望の場合には、スズ、鉛、ビスマス、インジウム、及びそれらの合
金を用いることもできる。
技法は、無論のこと、用途に合わせて変化する。電解メッキ、及び無電解メッキは一般に
好適な技法である。しかし、一般には、金のコアにわたってメッキを施すことは、直感的
ではない。本発明の1つの態様によれば、金のコアにわたってニッケルのシェルをメッキ
する(特に、無電解メッキする)場合、メッキ開始を容易にするために、まず、金のワイ
ヤステムにわたって薄い銅の開始層を施すことが望ましい。
001インチのシェル厚を有し、従って、相互接続要素は、約0.003インチの全体径
(すなわち、コア径足す2倍のシェル厚)を有する。一般に、シェルのこの厚さは、コア
の厚さ(例えば、直径)の0.2−5.0(1/5から5)倍程度となる。
の略C字状湾曲(図5に匹敵)を有するように成形され、0.75ミルのニッケルでメッ
キされ(全体径=1.5+2×0.75=3ミル)て、任意として金の50マイクロイン
チの最終保護膜を受容する。結果としての複合相互接続要素は、約3−5グラム/ミルの
ばね定数(k)を呈示する。使用時に、3−5ミルの偏向は、結果として9−25グラム
の接触力となる。この例は、介挿物用のばね要素に関連して有用である。
形され、1.25ミルのニッケルでメッキされ(全体径=1.0+2×1.25=3.5
ミル)て、任意として金の50マイクロインチの最終保護膜を受容する。結果としての複
合相互接続要素は、約3グラム/ミルのばね定数(k)を呈示して、プローブ用のばね要
素に関連して有用である。
半径の略S字状湾曲を有するように成形され、0.75ミルのニッケル又は銅でメッキさ
れる(全体径=1.5+2×0.75=3ミル)。結果としての複合相互接続要素は、約
2−3グラム/ミルのばね定数(k)を呈示して、半導体素子上に実装するためのばね要
素に関連して有用である。
ら延伸する平坦なタブ(矩形断面を有する)とすることもできる。理解されたいのは、本
明細書で用いる「タブ」という用語は、「TAB」(テープ自動化ボンディング)と混同
すべきでない、ということである。
、相互接続要素210の1つの実施例200を示す。この例の場合、軟質(例えば、金)
ワイヤコア216が、一端において端子214にボンディングされ(取り付けられ)、端
子から延伸してスプリング形状を有するように構成され(図2に示す形状に匹敵)て、自
由端216bを有するように切断される。このようにワイヤのボンディング、成形、及び
切断は、ワイヤボンディング装置を用いて達成される。コアの端部216aにおける接着
剤は、端子214の露出表面の比較的小さい部分しか覆わない。
して示され、内層218と外層220を有し、その両方の層はメッキ工程により適切に施
される。多層シェルの1つ以上の層が、硬質材料(ニッケル及びその合金等の)から形成
されて、所望の復元性が、相互接続要素210に付与される。例えば、外層220は、硬
質材料とすることができ、内層は、コア材料216上に硬質材料220をメッキする際に
、緩衝又は障壁層として(あるいは、活性層、接着材層として)機能する材料とすること
ができる。代替として、内層218を硬質材料とし、外層220を、導電率及び半田付け
可能性を含めた優れた電気的特性を呈示する材料(軟質の金等)とすることもできる。半
田又はろう接型式の接触が所望の場合、相互接続要素の外層は、それぞれ、鉛−スズ半田
又は金−スズろう接材料とすることができる。
互接続要素が、電子コンポーネント上の端子に確実に締結できることを示す。相互接続要
素の取付端210aは、相互接続要素の自由端210bに加えられる圧縮力(矢印「F」
)の結果として、大幅な機械的応力を受ける。
中断なしに)コア216に隣接する端子214の残り(すなわち、接着剤216a以外)
の露出表面全体も覆う。これによって、相互接続要素210が、端子に確実且つ信頼性良
く締結され、保護膜材料が、端子への結果としての相互接続要素の締結に対して、実質的
に(例えば、50%よりも大きく)寄与する。一般に、必要なのは、保護膜材料が、コア
に隣接する端子の少なくとも一部を覆うことだけである。しかし、保護膜材料は、端子の
残りの表面全体を覆うことが一般に好ましい。好適には、シェルの各層は金属性である。
ての複合相互接続要素に課せられる接触力(「F」)から生じる応力を吸収するのにあま
り適さない。シェルが、端子の露出表面全体(端子へのコア端216aの取付をなす比較
的小さい領域以外の)を覆うおかげで、相互接続構造全体が、端子に確実に締結される。
保護膜の接着強度、及び接触力に反作用する能力は、コア端(216a)自体のそれより
はるかに高い。
はないが、相互接続及び介挿基板と、シリコン(Si)又はヒ化ガリウム(GaAs)等
の任意の適切な半導体材料製の半導体ウェーハ及びダイと、生成相互接続ソケットと、試
験ソケットと、親事例に記載されているような犠牲部材、要素及び基板と、セラミック及
びプラスチックパッケージ、及びチップキャリアを含む半導体パッケージと、コネクタと
が含まれる。
ち、・半導体パッケージを有する必要がなく、シリコンダイに直接実装される相互接続要
素と、・電子コンポーネントを試験するために、基板(以下で更に詳細に説明する)から
プローブとして延伸する相互接続要素と、・介挿物(以下で更に詳細に論じる)の相互接
続要素である。
って制限されることなく、硬質材料の機械的特性(例えば、高い降伏強度)の恩恵を受け
る点で類を見ない。これは、親事例に詳しく述べられているように、シェル(保護膜)が
、コアの「足場」にわたって「超構造」として機能するという事実により大いに可能にな
る。ここで、それら2つの用語は、土木工学の環境から借用したものである。これは、メ
ッキが保護(例えば、耐腐食)被覆として用いられ、また、相互接続構造に対して所望の
機械的特性を付与するのが一般に不可能である、従来技術のメッキ化相互接続要素とは非
常に異なる。また、これは、電気的な相互接続部に施されるベンゾトリアゾール(BTA
)等の、任意の非金属性の耐腐食被覆とはある種著しく対照的である。
して、減結合コンデンサを有するPCB等のその異なるレベルから、基板上に容易に形成
されるので、それらの自由端は互いに共平面にあるという利点がある。更に、本発明に従
って形成される相互接続要素の電気的、及び機械的(例えば、可塑及び弾性)特性が共に
、特定の用途に対して容易に合わせられる。例えば、所与の用途において望ましいのは、
相互接続要素が、可塑及び弾性変形を呈示することである。(可塑変形が望ましいのは、
相互接続要素により相互接続されるコンポーネントにおいて、総非平面性を吸収するため
である。)弾性的な挙動が所望である場合、相互接続要素が、最小閾値量の接触力を発生
して、信頼性の良い接触をもたらすことが必要である。また利点は、接触表面上に汚染膜
が偶発的に存在することに起因して、相互接続要素の先端が、電子コンポーネントの端子
と拭い接触をなす点にもある。
重(接触力)に応答して、主に弾性的な挙動を呈示する接触構造(相互接続要素)を意味
し、また、「従順な」という用語は、加えられた荷重(接触力)に応答して、弾性的及び
可塑的な挙動の両方を呈示する接触構造(相互接続要素)を意味する。本明細書で用いる
ような、「従順な」接触構造は、「復元性のある」接触構造である。本発明の複合相互接
続要素は、従順な、又は復元性のある接触構造のどちらかの特別な場合である。
続要素を製造するステップと、電子コンポーネントに複数の相互接続要素を一括転写する
ステップと、好適には粗い表面仕上げである接触先端を相互接続要素に設けるステップと
、一時的、次いで永久的な接続を電子コンポーネントになすために、電子コンポーネント
上に相互接続要素を使用するステップと、相互接続要素を、それらの対向端での間隔とは
異なる一端での間隔を有するように配列するステップと、相互接続要素を製造するステッ
プと同一工程のステップで、ばねクリップ、及び位置合わせピンを製造するステップと、
接続されたコンポーネント間での熱膨張による差異を吸収するように、相互接続要素を使
用するステップと、個別の半導体パッケージ(SIMM等の)の必要性を廃除するステッ
プと、任意として、復元性のある相互接続要素(復元性のある接触構造)を半田付けする
ステップとを含む。
互接続要素220の最内部(内部の細長い導電要素)222は、上記したように、未被覆
コアか、又は既に保護膜生成されているコアのいずれかである。最内部222の先端22
2bは、適切なマスキング材料(不図示)でマスクされる。誘電体層224が、電気泳動
工程等により最内部222にわたって施される。導電材料の外層226が、誘電体層22
4にわたって施される。
制御されたインピーダンスを有することになる。誘電体層224用の例示的な材料は、高
分子材料であり、任意の適切な仕方で、且つ任意の適切な厚さ(例えば、0.1−3.0
ミル)に施される。
では、相互接続要素全体が復元性を呈示することが所望である場合、外層226のうち少
なくとも1つの層は、ばね材料である。
が、プローブカード挿入(慣用的な仕方でプローブカードに実装される副アセンブリ)等
の電子コンポーネント260の表面上に実装される実施例250を示す。プローブカード
挿入の端子及び導電トレースは、図示の明瞭化のために、この図面から省略されている。
相互接続要素251…256の取付端は、0.05−0.10インチといった第1のピッ
チ(間隔)で始まる。相互接続要素251…256は、それらの自由端(先端)が0.0
05−0.010インチといった第2の微細なピッチとなるように、成形及び/又は配向
される。あるピッチから別のピッチへと相互接続をなす相互接続アセンブリは、通常、「
間隔変換器」と呼ばれる。
れるが、これは例えば、接着パッド(接点)の2つの平行な列を有する半導体素子に接触
させる(試験及び/又はエージング時に)ためである。相互接続要素は、他の先端パター
を有するように配列できるが、これは、アレイ等の他の接点パターンを有する電子コンポ
ーネントに接触させるためである。
本発明は、複数の相互接続要素を製造して、周辺パターン又は矩形アレイパターンといっ
た、互いに規定の空間関係で複数の相互接続要素を配列することにも適用可能である。
説明した。総括的に言うと、本発明の相互接続要素は、犠牲基板を含む任意の適切な基板
の任意の適切な表面に製造、又は実装可能である。
の別個、且つ特異な構造として、複数の相互接続構造(例えば、復元性のある接触構造)
を製造する図11A−11Fに関しての記載、及び犠牲基板(キャリア)に複数の相互接
続要素を実装し、次いで電子コンポーネントにひとまとめで複数の相互接続要素を転写す
る図12A−12Cに関しての記載がある。
めの技法を示す。
、犠牲基板254の表面上に施される。犠牲基板254は、例として、薄い(1−10ミ
ル)銅又はアルミニウム箔とすることができ、マスキング材料252は、共通のホトレジ
ストとなる。マスキング層252は、相互接続要素の製造を所望する位置256a、25
6b、256cにおいて、複数(図示では多くのうち3個)の開口を有するようにパター
ン化される。位置256a、256b、及び256cは、この意味で、電子コンポーネン
トの端子に匹敵する。位置256a、256b、及び256cは、この段階で好適に処理
されて、粗い又は特徴的な表面模様を有する。図示のように、これは、位置256a、2
56b、及び256cにおいて、箔254に窪みを形成する型押し治具257で機械的に
達成される。代替として、3つの位置での箔の表面を、表面模様を有するように化学的に
エッチングすることも可能である。この一般的な目的をもたらすのに適した任意の技法は
、本発明の範囲内にあり、例えばサンドブラスティング、ピーニングその他である。
、各位置(例えば、256b)に形成される。これは、電解メッキ等の任意の適切な技法
を用いて達成され、多層の材料を有する先端構造を含む。例えば、先端構造258は、犠
牲基板上に施されるニッケルの薄い(例えば、10−100マイクロインチ)障壁層、続
いて軟質の金の薄い(例えば、10マイクロインチ)、続いて硬質の金の薄い(例えば、
20マイクロインチ)層、続いてニッケルの比較的厚い(例えば、200マイクロインチ
)層、軟質の金の最終の薄い(例えば、100マイクロインチ)層を有する。一般に、ニ
ッケルの第1の薄い障壁層は、後続の金の層が、基板254の材料(例えば、アルミニウ
ム、銅)によって「腐敗」されるのを防止するために設けられ、ニッケルの比較的厚い層
は、先端構造に強度を与えるためであり、軟質の金の最終の薄い層は、容易に接着される
表面を与える。本発明は、先端構造を犠牲基板上に形成する方法の如何なる特定例にも限
定されない。というのは、これらの特定例は、用途に応じて必然的に変化するためである
。
、例えば、上記した電子コンポーネントの端子に軟質のワイヤコアをボンディングする技
法のいずれかによって、先端構造258上に形成される。コア260は次に、上記の仕方
で好適には硬質材料262で保護膜生成され、マスキング材料252が次いで除去され、
結果として、図11に示すように、犠牲基板の表面に実装される複数(図示では多くのうち
3つ)の自立相互接続要素264となる。
と同様にして、保護膜材料262は、それらの対応する先端構造258にコア260を確
実に締結し、所望の場合、結果としての相互接続要素262に復元特性を付与する。親事
例で注記したように、犠牲基板に実装される複数の相互接続要素は、電子コンポーネント
の端子に一括転写される。代替として、2つの広範に分岐した経路をとることもできる。
びそのように製造された先端構造が、電子コンポーネントに既に実装されている復元性の
ある接触構造に連結(例えば、半田付け、ろう接)できることも、本発明の範囲内である
。
より簡単に除去される。ほとんどの選択性化学エッチングは、他方の材料よりもかなり大
きな比率で一方の材料をエッチングし、また、他方の材料は、その工程で僅かしかエッチ
ングされないので、この現象を有利に用いて、犠牲基板の除去と同時に、先端構造におけ
るニッケルの薄い障壁層が除去される。しかし、必要ならば、薄いニッケル障壁層は、後
続のエッチングステップでも除去可能である。これによって、結果として、複数(図示で
は多くのうち3つ)の個々に離散し特異な相互接続要素264となり、これは点線266
で示され、電子コンポーネント上の端子に(半田付け又はろう接等により)後で装着され
る。
、僅かに薄くされるという点である。しかし、これが生じないほうが好ましい。
質の金にわたって施される約10マイクロインチの軟質の金が、保護膜材料262にわた
って最終層として施されることが好ましい。かかる金の外層は、主に、その優れた導電率
、接触抵抗、及び半田付け可能性を意図するものであり、障壁層及び犠牲基板の除去に用
いることを意図した、ほとんどのエッチング溶液に対して、一般に不浸透性が高い。
くのうち3つ)の相互接続要素264が、内部に複数の穴を有する薄いプレート等の任意
の適切な支持構造266によって、互いの所望の空間関係で「固定」され、それに基づき
犠牲基板が除去される。支持構造266は、誘電体材料、又は誘電体材料で保護膜生成さ
れる導電材料とすることができる。シリコンウェーハ又は印刷回路基板等の電子コンポー
ネントに、複数の相互接続要素を装着するステップといった、更なる処理ステップが次に
進行する。加えて、幾つかの用途において、相互接続要素264の先端(先端構造に対向
した)が移動しないように安定化することが望ましく、これは特に、そこに接触力が加え
られる場合である。この目的のために、また望ましいのは、誘電体材料から形成されたメ
ッシュといった、複数の穴を有する適切なシート268で、相互接続要素の先端の移動に
制約を与えることである。
ら形成されて、事実上任意の所望の模様を有する点にある。上述したように、金は、導電
性、低い接触抵抗、半田付け可能性、及び腐蝕耐性という卓越した電気的特性を呈示する
貴金属の一例である。金は又可鍛性であるので、本明細書に記載の相互接続要素、特に本
明細書に記載の復元性のある相互接続要素のいずれかにわたって施される、最終の保護膜
とするのに極めて十分適している。他の貴金属も同様に望ましい特性を呈示する。しかし
、かかる卓越した電気的特性を呈示する、ロジウム等の幾つかの材料は、一般に、相互接
続要素全体に保護膜生成するのに適切でない。例えば、ロジウムは、著しく脆く、復元性
のある相互接続要素上の最終保護膜として十分には機能しない。これに関して、技法25
0に代表される技法は、この制限を容易に克服する。例えば、多層先端構造(258を参
照)の第1の層は、(上記のように金ではなく)ロジウムとすることができ、それにより
、結果としての相互接続要素のいかなる機械的挙動にも何の影響を与えることなく、電子
コンポーネントに接触させるために、その優れた電気的特性を引き出す。
マスキング材料272が、犠牲基板274の表面に施されて、図9に関して上記した技法
と同様にして、複数(図示では多くのうち1つ)の開口276を有するようにパターン化
される。開口276は、相互接続要素が、自立構造として製造される領域を規定する。(
本明細書に記載の説明を通じて用いる、相互接続要素が「自立」であるのは、その一端が
、電子コンポーネントの端子、又は犠牲基板のある領域にボンディングされ、また、その
他端が、電子コンポーネント、又は犠牲基板にボンディングされない場合である。)開口
内の領域は、犠牲基板274の表面内に延伸する単一の窪みで278示されるように、1
つ以上の窪みを有するように、任意の適切な仕方で模様加工される。
、任意の適切な形状を有する。この図示の場合、例示の明瞭化のために、1つの相互接続
要素の一端しか示されていない。他端(不図示)は、電子コンポーネントに取り付けられ
る。ここで容易に見られるのは、コア280が、先端構造258ではなく、犠牲基板27
4に直接ボンディングされるという点で、技法270が上述した技法250とは異なると
いうことである。例として、金ワイヤコア(280)が、慣用的なワイヤボンディング技
法を用いて、アルミニウム基板(274)の表面に容易にボンディングされる。
窪み278内を含む、開口276内の基板274の露出領域上に施される(例えば、メッ
キにより)。この層282の主な目的は、結果としての相互接続要素の端部に、接触表面
を形成することである(すなわち、犠牲基板が除去されると)。
述したように、この層284の1つの主な目的は、結果としての複合相互接続要素に所望
の機械的特性(例えば、復元性)を付与することである。この実施例において、層284
の他の主な目的は、結果としての相互接続要素の低い方の(図示のように)端部に製造さ
れる接触表面の耐久性を強化することである。金の最終層(不図示)が、層284にわた
って施されることになるが、これは、結果としての相互接続要素の電気的特性を強化する
ためである。
として、複数の特異な相互接続要素(図12に匹敵)か、又は互いに所定の空間関係を有す
る複数の相互接続要素(図13に匹敵)のいずれかとなる。
的な技法である。この場合、「ニッケルの金上重ね」接触先端の卓越した一例を説明した
。しかし、本明細書に記載の技法に従って、他の類似の接触先端が、相互接続要素の端部
に製造可能であることも本発明の範囲内である。この実施例270の別の特徴は、接触先
端が、以前の実施例250で意図したような犠牲基板(254)の表面内ではなく、犠牲
基板(274)の頂部全体に構成される点にある。
に説明するものであり、その物理的特性は、所望の度合いの復元性を呈示するように容易
に合わせられる。
)され、介在体は、2つの電子コンポーネントの間に配設され、それらを相互接続し、2
つの電子コンポーネントのうちの1つは、介在体の各側に配設される。介在体における輻
輳相互接続要素の製造及び使用は、上述の本出願人による米国特許同時係属出願第08/526
,426号に詳細に記載されている。
であり、その物理的特性は、所望の度合いの復元性を呈示するように容易に合わせられ、
また上記の技法は、かかる複合相互接続要素を用いて、介在体を製造する能力を一般的に
説明するものである。
た領域(例えば、接着パッド)と接触すべく配列されるようにして、基板に容易に実装(
製造)される。
細書に用いる「介在体」とは、基板のことであり、その2つの対向した表面上に接触子を
有し、2つの電子コンポーネントの間に配設されて、その2つの電子コンポーネントを相
互接続する。時折、介在体が、2つの相互接続要素のうちの少なくとも1つの取り外し(
例えば、交換、更新その他のために)を可能にすることが望ましい。
00を示す。一般に、PCB型式の基板等の絶縁基板302には、複数(図示では多くの
うち2つ)の導電性スルーホール(例えば、メッキされたバイア)306、308その他
が設けられ、その各々は、絶縁基板302の上部(上側)表面302a、及び下部(下側
)表面302bにおいて露出した導電部分を有する。
ホール306の露出部分に取り付けられる。1対の軟質コア313及び314が、基板3
02の下部表面において、スルーホール306の露出部分に取り付けられる。同様に、1
対の軟質コア315及び316が、基板302の上部表面において、スルーホール308
の露出部分に取り付けられ、1対の軟質コア317及び318が、基板302の下部表面
において、スルーホール308の露出部分に取り付けられる。次に、コア311−318
は、硬質材料302で保護膜生成されて、相互接続構造322及び324が、基板302
の上部表面302aに形成され、また相互接続構造326及び328が、基板302の下
部表面302bに形成される。このようにして、個々のコア311−318は、スルーホ
ールの対応する露出部分に確実に締結され、相互接続構造322は、相互接続構造326
に電気的に接続され、また、相互接続構造324は、相互接続構造328に電気的に接続
される。ここで理解されたいのは、各相互接続構造(例えば、322)を1対の相互接続
要素(例えば、311、312)として設けることにより、外部コンポーネント(不図示
)への更に信頼性の良い接続がもたらされる(すなわち、単一の相互接続要素を用いたよ
りも)、ということである。
て、同じ形状で形成され、また相互接続要素の下部グループも全て同じ形状を有する。理
解されたいのは、相互接続要素の下部グループには、相互接続要素の上部グループとは異
なる形状を設けることができ、それにより、基板の下部表面から延伸する相互接続構造と
は異なる機械的特性を有する、絶縁基板の上部表面から延伸する相互接続構造を作り出す
機会が与えられる、ということである。
0を示す。この実施例の場合、複数(図示では多くのうち1つ)の相互接続要素332が
、犠牲基板(不図示)上に所望のパターン(例えば、アレイ)で製造される。支持基板3
34には、同様に複数の穴336が、対応するパターンで設けられる。支持基板334は
、相互接続要素332が、穴336を介して延伸するように、相互接続要素332にわた
って配置される。相互接続要素は、穴336を充填する適切な材料338(エラストマー
等)によって、支持基板内で緩く保持されて、支持基板の上部及び下部表面の両方から延
伸する。次に、犠牲基板は除去される。明らかではあるが、支持基板334(266に匹
敵)は、この介在体アセンブリを製造する工程において、犠牲基板(254)に実装され
る複数の相互接続要素(264に匹敵)上に単純に「落とす」ことができる。
0を示す。この実施例360は、以前に説明した実施例330と類似であるが、相互接続
構造362(332に匹敵)が、支持基板364(334に匹敵)の穴366(336に
匹敵)内で、支持基板のスルーホール366上のメッキ部368に、相互接続構造362
の中間部を半田付けすることにより支持される点を除く。やはり、支持基板364(26
6に匹敵)は、この介在体アセンブリを製造する工程において、犠牲基板(254)に実
装される複数の相互接続要素(264に匹敵)上に単純に「落とす」ことができる。
ネントの対応する端子の単一の接続をもたらすことができる、という事実の例示である。
ここで、図16及び17に示すような、本発明の相互接続要素の代わりに、任意の導電要素を
用いることもできる、ということを理解され、また、それは本発明の範囲内である。
不図示)は、介在体が、その端子(不図示)間で電気的接続をなすために、介在体(30
0、330、360)の両側に配設される、ということである。
代表例である、成形及び保護膜生成されたワイヤコアから、複合相互接続要素を形成する
方法に概ね的を絞った。本発明は又、金属シート、好適には軟質金属シートであり、成形
され、好適には硬質材料で保護膜生成される平坦な伸長要素(タブ)を形成するためにパ
ターン化される(型打ち、又はエッチング等により)金属シートから形成される、相互接
続要素の形成法にも適用可能である。この内容は、上述の米国特許出願第08/526,246号に
詳述されている。
体、及びそれらを製作するための技法を記載している。主に、本発明の複合相互接続要素
を説明したが、明確に理解されたいのは、リン青銅及びベリリウム銅から本質的に弾性を
もって製作されるモノリシック材料から製作されたばね構造を含めて、任意の復元性のあ
る相互接続要素(スプリング)が使用可能である、ということである。
である。簡単に言えば、復元性のある接触構造の先端が、それらの基底部への接続よりも
、互いに近接して間隔を開けられる(比較的微細なピッチ)ことが重要である。上記で説
明した図8に示すように、これは、個々のバネ要素(251−256)を成型及び配向し
て、互いに収束させ、その結果、個々の復元性のある接触構造が、異なる長さを有する傾
向をもたせることにより達成できる。一般に、プローブカード・アセンブリに関連して、
プローブ要素(復元性のある接触構造)の全てが、互いに同じ長さを有して、必要とされ
る複数の信号経路において、一定性が保証されることが非常に重要である。
取り付けられる個々の復元性のある接触構造(不図示)の成型ではなく、間隔変換器の基
板402によって達成される。
402bを有し、絶縁材料(例えば、セラミック)と導電材料の交互層を有する多層構成
要素として、好適に形成される。この例の場合、1つの配線層が、2つ(多数のうち)の
導電トレース404a及び404bを含むように図示されている。
で(互いに比較的近接して)間隔変換器基板402の上部表面402aに配設される。複
数(図示では多くのうち2つ)の端子408a及び408bが、比較的粗いピッチで(端
子406a及び406bに対して、更に互いから離れて)間隔変換器基板402の下部表
面402bに配設される。例えば、下部端子408a及び408bは、50−100ミル
のピッチ(印刷回路基板の制約に匹敵)で配設し、上部端子406a及び406bは、5
−10ミルのピッチ(半導体ダイの接着パッドの中心間間隔に匹敵)で配設することがで
き、結果として10:1ピッチ変換となる。上部端子406a及び406bは、それぞれ
、導電トレース404a及び404bに端子を接続する、それぞれ、関連した導体410
a/412a及び410b/412bによって、それぞれ、対応する下部端子408a及
び408bに接続される。これは全て、多層ランド・グリッド・アレイ(LGA)支持基
板、その他に関連して、一般的に周知である。
施例を示し、これは、その主要機能構成要素として、プローブカード502と、介在体5
04と、間隔変換器506とを含み、半導体ウェーハ508に対して一時的な相互接続を
なすのに適している。この分解組立の断面図において、例示の明瞭化のために、幾つかの
構成要素の幾つかの要素を誇張して示している。しかし、各種の構成要素の垂直方向(図
示のように)の位置合わせは、図面の点線で適切に示されている。留意されたいのは、相
互接続要素(514、516、524、これらは以下で更に詳細に説明する)が部分的で
はなく完全に示されている点である。
面に配設された複数(図示では多くのうち2つ)の接触領域(端子)510を有する。更
なる構成要素(不図示)、例えば、能動及び受動電子コンポーネント、コネクタ、その他
をプローブカードに実装することもできる。回路基板上の端子510は、通常、100ミ
ルのピッチ(ピッチは上記で規定される)で配列される。プローブカード502は、適切
に丸みを帯び、12インチ程度の直径を有する。
複数(図示では多くのうち2つ)の復元性のある相互接続要素514が、基板512の下
部(図で見て)表面に実装され(それらの近位端により)て、そこから下方(図で見て)
に延伸し、また対応する複数(図示では多くのうち2つ)の復元性のある相互接続要素5
16が、基板512の上部(図で見て)表面に実装され(それらの近位端により)て、そ
こから上方(図で見て)に延伸する。上述のスプリング形状のいずれもが、好適には本発
明の複合相互接続要素である、復元性のある相互接続要素514及び516に適している
。一般的な提案として、相互接続要素514及び516のうち、下側複数514及び上側
複数516の両方の先端(遠位端)は、プローブカード502の端子510のピッチに一
致するピッチであり、例えば100ミルである。
典型的には、相互接続要素514及び516は、介在体基板512の対応する下部及び上
部表面から、20−100ミルの全体長にまで延伸することになる。一般に、相互接続要
素の高さは、所望のコンプライアンスの大きさから決まる。
れ、これは例えば、多層セラミック基板であり、その下側(図で見て)表面に配設された
複数(図示では多くのうち2つ)の端子(接触領域、パッド)520と、その上側(図で
見て)表面に配設された複数(図示では多くのうち2つ)の端子(接触領域、パッド)5
22を有する。この例の場合、下側の複数の接触パッド520は、相互接続要素516の
先端のピッチ(例えば、100ミル)で配設され、上側の複数の接触パッド522は、よ
り微細な(近接した)ピッチ(例えば、50ミル)で配設される。これら復元性のある相
互接続要素514及び516は、好適であるが、必ずしも本発明の複合相互接続要素(上
記の210に匹敵)である必要はない。
「プローブ要素」)が、端子(接触パッド)522に直接(すなわち、端子にプローブ要
素を接続するワイヤ等の追加の材料からなる仲介物なく、又は端子にプローブ要素をろう
接、半田付けすることなく)実装されて(それらの近位端により)、間隔変換器基板51
8の上部(図で見て)表面から上方(図で見て)に延伸する。図示のように、これら復元
性のある相互接続要素524は、それらの先端(遠位端)が、それらの近位端よりも更に
微細なピッチ(例えば、10ミル)で間隔を開けられ、それにより、間隔変換器506の
ピッチ低減が増強されるように、適切に配列される。これら復元性のある接触構造(相互
接続要素)524は、好適であるが、必ずしも本発明の複合相互接続要素(上記の210
に匹敵)である必要はない。
換器構成要素(506)の端子(522)に個々に実装される(図12に匹敵)か、又はそ
れら端子に一括移転される(図13に匹敵)ことが可能であることも、本発明の範囲内であ
る。
ソグラフィ、堆積、拡散、その他により形成される、複数のダイ・サイトが含まれる。典
型的には、これらのダイ・サイトは、互いに同じに製造される。しかし、周知のように、
ウェーハ自体の欠陥、又はウェーハが、ダイ・サイトの形成に被る工程のいずれかにおけ
る欠陥のどちらかによって、結果として、幾つかのダイ・サイトが、十分に確立した試験
基準に従って、機能不全となる可能性がある。しばしば、半導体ウェーハから半導体ダイ
を単一化する前に、ダイ・サイトにプローブを当てることに付随の困難性に起因して、試
験工程は、半導体ダイを単一化、及び実装した後に実施される。欠陥が、半導体ダイの実
装後に発見された場合、正味の損失は、半導体ダイの実装に付随する費用により悪化する
。半導体ウェーハは通常、少なくとも6インチの直径を有するが、少なくとも8インチも
含む。
イ・サイトの表面上の任意の場所に、及び任意のパターンで配設できる。ダイ・サイトの
うちの1つの2つ(多くのうち)の接着パッド526が図面に示されている。
、限定数の技法が知られている。代表的な従来技術の技法には、セラミック基板に埋め込
まれて、そこから延伸する複数のタングステン「針」を有する、プローブカード挿入の製
造が伴い、各針は、接着パッドのうちの所与のパッドに対して、一時的な接続をなす。か
かるプローブカード挿入は、高価で、製造するのに幾分複雑であり、その結果として、そ
れらの費用が比較的高くなり、それらを得るのに相当なリードタイムがかかることになる
。半導体ダイにおいて可能性のある、各種各様の接着パッドが与えられると、各独特の配
列には、特異なプローブカード挿入が必要となる。
るプローブカードに対する緊急の要求を際立たせる。プローブカード挿入として、間隔変
換器(506)及び介在体(504)を用いることが、この抑止できない要求に真っ向か
ら対処する。使用時に、介在体504は、プローブカード502の上部(図で見て)表面
に配設され、間隔変換器506は、相互接続要素514が、プローブカード502の接触
端子510と信頼性の良い圧力接触をなして、相互接続要素516が、間隔変換器506
の接触パッド520と信頼性の良い圧力接触をなすように、介在体504の頂部(図で見
て)に積み重ねられる。これらの構成要素を積み重ねて、かかる信頼性の良い圧力接触を
保証するのに、適切な任意の機構を使用することができ、その適切な機構を以下で説明す
る。
ード502上に積み重ねるために、以下の主要な構成要素を含む。すなわち、ステンレス
鋼等の堅固な材料製の背部実装プレート530と、ステンレス鋼等の堅固な材料製のアク
チュエータ実装プレート532と、ステンレス鋼等の堅固な材料製の前部実装プレート5
34と、外部の差動ネジ要素536、及び内部の差動ネジ要素538を含む、複数(図示
では多くのうち2つであるが、3つが好適である)の差動ネジと、リン青銅等の弾力のあ
る材料から好適に製作されて、そこから延伸する弾力のあるタブ(不図示)の1つのパタ
ーンを有する、実装リング540と、実装リング540を前部実装プレート534に、そ
れらの間に捕捉された間隔変換器506と共に保持するための複数(図示では多くのうち
2つ)のネジ542と、任意として、製造公差を吸収するために、実装リング540と間
隔変換器506の間に配設されるスペーサリング544と、差動ネジ(例えば、内部の差
動ネジ要素538の頂部)の頂部(図で見て)に配設される、複数(図示では多くのうち
2つ)の枢軸球546である。
された、金属プレート又はリング(リングとして図示)である。複数(図示では多くのう
ち1つ)の穴548が、背部実装プレートを介して延伸する。
)表面に配設された、金属プレート又はリング(リングとして図示)である。複数(図示
では多くのうち1つ)の穴550が、アクチュエータ実装プレートを介して延伸する。使
用時に、アクチュエータ実装プレート532は、ネジ(例示の明瞭化のために図面からは
省略されている)等による任意の適切な仕方で、背部実装プレート530に固定される。
装プレート534は、プローブカード502を介した対応する穴(例示の明瞭化のために
図面からは省略されている)を貫通するネジ(例示の明瞭化のために図面からは省略され
ている)等による任意の適切な仕方で、背部実装プレート530に固定され、それによっ
て、プローブカード502は、前部実装プレート534と背部実装プレート530の間で
確実に捕捉される。
設される、平坦な下部(図で見て)表面を有する。前部実装プレート534は、図示のよ
うに、それを介する大きな中央開口を有し、これは、プローブカード502の複数の接触
端子510が、前部実装プレート534の中央開口内にあるのを可能にすべく寸法決めら
れる、内部エッジ552によって規定される。
グ状構造である。前部実装プレート534の上部(図で見て)表面には、段差が付けられ
、前部実装プレートは、その内部領域よりも、その外部領域において厚く(図で見て、垂
直方向の大きさ)なっている。段差、又は肩部は、点線(554で表記)の位置に配置さ
れて、間隔変換器506が、前部実装プレートの外部領域を外して、前部実装プレート5
34の内部領域上に載ることを可能にすべく寸法決められる(しかし、お分かりと思うが
、間隔変換器は、実際には枢軸球546上に載る)。
部分的に介して、その上部(図で見て)表面から、前部実装プレート534の外部領域へ
と延伸し(これらの穴は、図面では、前部実装プレート534を部分的にしか介さずに延
伸するよう示されている)、これらはお分かりのように、対応する複数のネジ542の端
部を受ける。この目的のために、穴554はねじ切り穴である。これによって、間隔変換
器506を、実装リング540で前部実装プレートに固定し、ゆえにプローブカード50
2に対して押圧することが可能になる。
域を完全に介して延伸し、プローブカード502を介して延伸する対応した複数(図示で
は多くのうち1つ)の穴560と位置合わせされ、順に、背部実装プレート内の穴548
、及びアクチュエータ実装プレート538内の穴550と位置合わせされる。
558及び560内で緩く配設される。外部の差動ネジ要素536は、アクチュエータ実
装プレート532の(ねじ切り)穴550内へと通され、内部の差動ネジ要素538は、
外部の差動ネジ要素536のねじ切りボア内へと通される。このようにして、非常に微細
な調整を、個々の枢軸球546の位置においてなすことができる。例えば、外部の差動ネ
ジ要素536は、72ネジ/インチの外部ネジ山を有し、内部の差動ネジ要素538は、
80ネジ/インチの外部ネジ山を有する。アクチュエータ実装プレート532内へと、1
回転、外部の差動ネジ要素536を進ませて、対応する内部の差動ネジ要素538を静止
状態(アクチュエータ実装プレート532に相対して)に保つことにより、対応する枢軸
球の正味の位置変化は、「プラス」1/72(0.0139)インチ「マイナス」1/8
0(0.0125)インチ、すなわち0.0014インチとなる。これによって、プロー
ブカード502に面対向した間隔変換器506の平面性の手軽で精密な調整が可能になる
。ゆえに、プローブ(相互接続要素)の先端(図で見て、上端)の位置変更が、プローブ
カード502の配向を変えることなく可能となる。この特徴と、プローブの先端の位置合
わせを実施するための技法と、間隔変換器の平面性を調整するための代替機構(手段)の
重要性を、図25に関連して、以下で更に詳細に説明する。明らかではあるが、介在体50
4は、介在体の2つの表面に配設された復元性のある又は従順な接触構造のおかげで、間
隔変換器の調整範囲を通じて、電気的接続が、間隔変換器506とプローブカード502
の間で維持されることを保証する。
。すなわち、相互接続要素514の先端が、プローブカード502の接触端子510と接
触するように、前部実装プレート534の開口552内に介在体504を配置するステッ
プと、相互接続要素516の先端が、間隔変換器506の接触パッド520と接触するよ
うに、介在体504の上部に間隔変換器506を配置するステップと、任意ステップであ
って、間隔変換器506の頂部に、スペーサ544を配置するステップと、スペーサ54
4にわたって実装リング540を配置するステップと、実装リング540を介したネジ5
42を、スペーサ544を介して、前部実装プレート534の穴554内に挿入するステ
ップを含む任意ステップと、背部実装プレート530及びプローブカード502を介して
、前部実装プレート534の下部(図で見て)表面内のねじ切り穴(不図示)内に、ネジ
(1つは符号555として部分的に図示される)を挿入することにより、「サブアセンブ
リ」をプローブカード502に実装するステップである。
れ(例えば、そのうちの1つが、556として部分的に図示されるネジで)、枢軸球56
0が、アクチュエータ実装プレート532の穴550内に落とされて、差動ネジ要素53
6及び538が、アクチュエータ実装プレート532の穴550内に挿入できる。
ド間隔に見合っている微細ピッチで、半導体ウェーハからのダイの単一化に先行して、半
導体ダイ上の複数の接着パッド(接触領域)と接触させるために、アセンブリから延伸す
る複数の復元性のある接触構造(524)を有する。一般に、使用時には、アセンブリ5
00は、図示のところから上側を下にして使用されることになり、半導体ウェーハは、復
元性のある接触構造(524)の先端へと押し上げられる(図示しない外部機構により)
。
ード502と面対向の介在体504の位置を決定する。プローブカード502と面対向し
た前部実装プレート534の正確な位置決めを保証するために、複数の位置合わせ特徴(
図示の明瞭化のために図面から省略されている)、例えば、前部実装プレートから延伸す
るピン、及びプローブカード502内へと延伸する穴を設けることができる。
又は間隔変換器上の接触領域にろう接、又は半田付けされる、リン青銅材料その他のタブ
(リボン)を含む、介在体(504)及び/又は間隔変換器(506)上に用いることも
、本発明の範囲内である。
T/US94/13373の図29の要素486として記載され、介在体基板から延伸する、ばねクリ
ップ等によって、互いに予備組み付け可能であることも、本発明の範囲内である。
構造を、間隔変換器の下側表面の接触パッド(520)に直接実装することも、本発明の
範囲内である。しかし、プローブカードと間隔変換器の間で共平面性を達成することは困
難であろう。介在体の主な機能は、かかる共平面性を保証するコンプライアンスをもたら
すことである。
視図である。そこに示されるように、間隔変換器基板518は、長さ「L」、幅「W」、
及び厚さ「T」を有する矩形の立体が適している。この図で、間隔変換器基板518の上
部表面518aは見えており、そこに、プローブ検査の相互接続要素(524に匹敵)が
実装される。図示のように、複数(数百等)の接触パッド522が、その所定領域におい
て、間隔変換器基板518の上部表面518aに配設される。この所定領域は、570で
表記される点線で示され、明らかなように、接触パッド522は、その所定領域570内
において、任意の適切なパターンで配列することができる。
、セラミック材料とパターン化された導電材料の交互層を有する。
アレイ(LGA)半導体パッケージの製造の際に用いられる。かかる多層基板内でパター
ン化された導電材料を適切に経路指定することにより、基板518の上部表面518aの
接触パッド522のピッチとは異なる(例えば、より大きい)ピッチで、基板518の下
部表面(この図では見えない)に接触パッド(この図では見えないが、520に匹敵)を
配設すること、及び基板518内部で互いに、接触パッド520を接触パッド522と接
続することが簡単明瞭である。かかる基板上で、接触パッド520と接触パッド522の
間の約10ミルのピッチを達成することは、大いに実現可能である。
上部表面518a、下部表面(この図では視界から隠れている)、及び4つの側部エッジ
518b、518c、518d、518eを有する矩形立体である。図示のように、ノッ
チ572b、572c、572d及び572eが、対応する側部エッジ518b、518
c、518d及び518eと、基板518の上部表面518aとの交差部に沿って、また
対応する側部エッジ518a−518eのほぼ全体長(角部を除いた)に沿って設けられ
る。これらのノッチ572b−572eは、多層セラミック構造としての間隔変換器の製
造を概ね容易にし、図19の例示にも見えている。ここで理解されたいのは、ノッチは必ず
しも必要ではないということである。明らかではあるが、基板518の4つの角部にはノ
ッチがない(これは、セラミックの多層基板を製作する工程により基本的に示される)の
で、実装プレート(図19の540)は、これらの角部の「特徴」に明確に適応する必要が
ある。
リ500に同様に使用可能である、間隔変換器574の1つの実施例を示す。この場合、
複数(図示では多くのうち4つ)の領域570a、570b、570c及び570dが規
定され、その各々内に、複数の接触パッド522a、522b、522cを、任意の所望
パターンで容易に配設することができる。概ね意図するところは、領域570a−570
dの間隔が、半導体ウェーハ上のダイ・サイトの間隔に対応するので、複数のダイ・サイ
トを、プローブカードの単一「パス」で同時にプローブ検査可能である点である。(これ
は、1つの半導体ウェーハ上にある多数のメモリチップにプローブを当てるのに特に有用
である。)典型的には、基板574の領域570a−570d内の対応する接触パッド5
22a−522dのパターンは、互いに同一とはならないが、これは、絶対的に必要とい
うわけではない。
)の隣接したダイ・サイトにプローブを当てる(圧力接触をなす)ために、プローブ要素
を設けることが可能であることを明らかに実証している。これは、ウェーハ上のダイ・サ
イトの全てにプローブを当てるのに必要なセットダウン(ステップ)数の低減に有利であ
る。例えば、1つのウェーハ上に100個のダイ・サイトと、間隔変換器上に4組のプロ
ーブ要素が存在すると、ウェーハに必要なのは、間隔変換器に対して25回の位置決めだ
けである(この例の目的のために、ウェーハのエッジ(周辺)での効率が、幾分減衰され
ることを無視したとして)。プローブ・サイト(例えば、570a−570d)の配列だ
けでなく、個々のプローブ要素(例えば、千鳥状の)の配向も、ウェーハ全体にプローブ
を当てるのに必要なタッチダウン数を最小化すべく最適化できることは、本発明の範囲内
である。交互のプローブ要素が、ウェーハ上の2つ隣のダイ・サイトの異なるダイ・サイ
トと接触するようにして、プローブ要素が、間隔変換器の表面に配列可能であることも、
本発明の範囲内である。プローブ要素が全て、同じ全体長を有することが一般に望ましい
という前提の場合、明らかではあるが、プローブ要素が、間隔変換器の2次元表面上のい
かなる点にも直接取り付け(実装)可能であるという、制約を受けない仕方は、プローブ
要素のプローブカードへの取付け場所に制約を与えるいずれの技法よりも優れている(例
えば、上記のようなリング配列)。このようにして、1つのウェーハ上の複数の隣接しな
いダイ・サイトにプローブを当てられることも、本発明の範囲内である。本発明は、1つ
のウェーハ上の単一化されていないメモリ素子にプローブを当てることに特に有利であり
、また、任意のアスペクト比を有するダイ・サイトにプローブを当てるのに有用である。
ウトを示し、パッド520は、100ミルのピッチを有するパターンで配列され、パッド
の各列は、パッドの隣接列から千鳥状にされ、また各パッドは、約55ミルの直径を有す
る。
れかの平面図であり、相互接続要素(514、516)が実装される導電領域(図19には
不図示、図15に匹敵)の例示的なレイアウトを示す。図24は、同一の介在体基板580の
一部の断面図である。図24に示すように、複数のメッキされたスルーホール582が、基
板580を介して、その一方の表面580aから対向する表面580bに延伸する。基板
(板)自体は、メッキされたスルーホールを製造するための慣用的な技法を用いて、慣用
的な回路基板材料から形成される。この例の場合、「ベース」基板584は、銅の層であ
る、極めて薄い(例えば、100マイクロインチ)「ブランケット」層586で初期に被
覆される。ホトレジスト層588が、基板の両面に施されて、スルーホール582のメッ
キ上がりを可能にする開口を有するようにパターン化される。スルーホール582は、約
1ミルの厚い銅層でメッキされ、この層にわたって、ニッケルの層である、薄い(例えば
、少なくとも100マイクロインチ)障壁層592が堆積され、この層にわたって、軟質
(純)金の薄い(例えば、少なくとも50マイクロインチ)層594が堆積される。次に
、ホトレジスト層588が除去されて、初期の極めて薄い銅層586の痕跡が、メッキさ
れたスルーホール582の外側領域から除去される。図23に示すように、メッキされたス
ルーホール582により形成される各接触領域の平面図は、円形リングの平面図であり、
そこから延伸する1つのタブを備える。このタブは、基板580の表面において露出した
(相互接続要素の実装のために)スルーホールの導電領域(パッド)の配向を規定する。
パッドは、100ミルのピッチの千鳥列で配列され、それらの配向(それらのタブにより
決定される)は、基板表面の中央線において反転する。
、所定用途に対して代表的である。
0.25インチの厚さ(T)、及びセラミックとパターン化された導体からなる少なくと
も3つの交互層を有する。
要素であり、1.0ミルの直径の金ワイヤコアを有し、これは、1.5ミルのニッケルで
保護膜生成され、4.0ミルの全体径となる。相互接続要素524の全長は40ミルであ
る。
寸法、及び16ミルの厚さを有する。
互接続要素であり、1.0ミルの直径の金ワイヤコアを有し、これは、1.5ミルのニッ
ケルで保護膜生成され、4.0ミルの全体径となる。相互接続要素514及び516の全
長は60ミルである。
の各々の要素は、図15に関連して上記で説明したようにして、2つ以上の相互接続要素を
有する1つの相互接続構造として容易に実施されて、信頼性の良い圧力接触を、プローブ
カード502の対応する接触端子510、及び間隔変換器506の接触パッド520に対
してなすのが保証されることは、本発明の範囲内であり、また、一般に好適である。
4、580)が、末端ユーザに「キット」(又は「サブアセンブリ」)として供給可能で
あり、その場合に、末端ユーザは、プローブカード及び関連実装ハードウェア(例えば、
530、532、534、536、538、540、544)を供給することになるとい
うことである。
言における限定としてではなく、例示として見なされるべきである。すなわち、ここで理
解されたいのは、好適な実施例のみを図示及び説明したということ、及び本発明の趣旨内
に入る全ての変形及び修正も、望ましく保護されるということである。疑うべくもなく、
上記の「主題」に関する多数の他の「変形例」も、本発明の最も近くに属する、当該技術
で通常の知識を有する者が想到するであろうし、また本明細書に開示されるような変形例
は、本発明の範囲内にあることを意図するものである。これら変形例の幾つかは、親事例
に記載されている。
リ500等のプローブカード・アセンブリを位置合わせする技法700を示す。この目的
のために、この図において、図19のプローブカード・アセンブリ500の要素の幾つかが
同じ符号(5xx)を持つ。図25は、主要構成要素が互いに接触した、部分的組立図であ
る。
ーブカード(又は、プローブカード挿入)の接触先端を位置合わせするのが困難であるこ
とが多い、という点である。プローブの先端とウェーハの表面との共平面性に関する公差
を最小限に保って、各プローブ(すなわち、復元性のある接触構造524)の各先端52
4a(図で見て、上端)において、均一で信頼性の良い圧力接触を保証することが本質的
である。上記で説明したように、プローブカード・アセンブリには、間隔変換器506に
基づいて動作させることにより、プローブの先端524aの平面性を調整するための機構
(例えば、差動ネジ536及び538)が設けられる。この図において、間隔変換器基板
506は、上記の図18に示すようにして、その上部端子と下部端子の間で内部接続がなさ
れて示されている。
、プローブ先端の整合性が測定され、必要であれば、プローブ先端524aが、プローブ
カード・アセンブリに続いて提供される(すなわち、プローブ先端に対して押圧される)
半導体ウェーハと共平面となることを保証するように調整される。
ハをプローブカード・アセンブリへと搬送して、プローブ先端524aに対して半導体ウ
ェーハを押圧するための機構(不図示)を有する。この目的のために、半導体ウェーハは
、チャック機構(不図示)により保持される。この説明の目的のために、仮定として、試
験装置及びチャック機構が、精密で反復可能な場所及び配向へと、ウェーハを次々に移動
させることが可能であるとする。ここで、ウェーハの精密な場所は、「基準面」として機
能する。
と面対向して先端524aを位置合わせするために、平坦な導電金属プレート702が、
半導体ウェーハの代わりに試験装置内に実装される。平坦な金属プレート702は、プロ
ーブの先端524aを位置合わせするという目的のために、「代用」ウェーハ、又は「仮
想」ウェーハとして機能する。
端子と関連付けられ、それらの間の導電経路は、プローブ524のうちの選択された1つ
、復元性のある接触構造516のうちの関連する選択された1つ、復元性のある接触構造
514のうちの関連する選択された1つ、及びプローブカード502内の配線層(不図示
)によって構成される。プローブカード端子は、表面端子、ソケットの端子、その他の形
式とすることができる。ケーブル704が、プローブカード502と、表示モニタ708
を有するコンピュータ(試験装置)との間を接続する。本発明は、コンピュータ装置の使
用にも、表示モニタの使用にも限定されない。
される100個のプローブ先端524aと、1つのウェーハの100個の端子(例えば、
接着パッド)との間にもたらすことが求められるとする。しかし、本発明は、プローブ先
端の特定数、及び接着パッドの特定レイアウトには限定されない。
24aに対して押圧される(表記「A」の矢印で示すように進められる)。これは比較的
徐々に行われ、その結果、プローブ先端524aが全て、平坦な金属プレートに一斉に(
見込みはないが)接触するかどうか、又はプローブ先端524aの幾つかが、プローブ先
端524aの残りに先行して、平坦な金属プレート702により接触されるかどうかが確
認できる。図示において、モニタ708上の領域710内の71個の塗りつぶし円(ドッ
ト)は、プローブ先端524aのうちの71個が、プローブ先端524aの残りの29個
(空白の円として図示)が平坦な金属プレート702に接触する前に、平坦な金属プレー
ト702に既に接触していることを示す。この視覚的表現に基づいて、明らかであるが、
間隔変換器506(又は、恐らく、金属プレート702)は、左(図で見て)下方へと(
図で見て、頁から外に)偏って(傾いて)おり、間隔変換器506の配向は、差動ネジ5
36及び538の適切な調整によって、容易に調整可能である。
坦な金属プレート702と実質的に同時に接触するような、平坦な金属プレート702と
の先端524aの全ての平面同時接触の所望目標を達成するのに必要な調整は、オンライ
ン、又はオフラインのどちらかで容易に計算される。計算された調整をなすことにより、
プローブ524の先端524aは、続いて、試験しようとする半導体ウェーハ上の接着パ
ッドと、実質的に同時に接触することになる。
ード・アセンブリにより容易となる、第1「番目」の位置合わせを示す。第2「番目」の
位置合わせは、プローブ要素先端が金属プレートに接触するシーケンス(順番)を記録す
る(例えば、コンピュータ・メモリに)ことにより、容易に実施される。金属プレートに
接触する最初の先端は、一般に、あまりにも「高い」、間隔変換器の角部を表し、下げる
必要がある(例えば、差動ネジを調整することにより)。同様に、金属プレートに接触す
る最後の先端は、あまりにも「低い」、間隔変換器の角部を表し、上げる必要がある(例
えば、差動ネジを調整することにより)。金属プレートに接触する先端のシーケンスに基
づいて、なすべき必要のある調整を決定するために、任意の適切なアルゴリズムを使用可
能なことは、本発明の範囲内である。各プローブ先端524aと平坦な金属プレート70
2の間の抵抗(例えば、接地に対する)を測定して、単に、表示モニタ上の塗りつぶされ
ていない円に対する塗りつぶされた円としてではなく、測定された抵抗を表す、数値、記
号、ドット色又はその他として表示可能であるが、かかることは一般に好適ではない。
坦化するために、任意の適切な機構を使用可能なことは、本発明の範囲内である。上記で
説明した差動ネジ(536、538)の利用の代替例は、サーボ機構、圧電駆動装置又は
アクチュエータ、磁気歪み装置、それらの組合せ(例えば、粗調及び微調のために)、又
はかかる平坦化を達成するその他を利用することであろう。
を示す。この例において、アクチュエータ機構552(「ACT」で表記)が、差動ネジ
(536、538)に対して置き換えられて、コンピュータ706からの信号に応答して
作動する。3つのかかる機構552で、単純明瞭に、3対の差動ネジ要素を置き換えるこ
とができる。図26の類似の要素には、図25に見られる同一の符号が付され、図25に見られ
る幾つかの要素は、図示の明瞭化のために、図26の視界から省かれている。
明細書に記載の代表的な実施例に示す以外に配設可能なことも、本発明の範囲内である。
例えば、適切な機構が、プローブカード(502)の上部(図で見て)表面と前部実装プ
レート(534)との間に配置可能であり、又は前部実装プレート(534)内に組み込
むことも可能である。これらの機構のいずれかを用いることの重要な特徴は、プローブカ
ード(502)の配向を変更する必要なく、間隔変換器(506)の角度(配向)を変更
できる能力にある。
構造の連結上記で説明した図9−11は、犠牲基板(254)上に先端構造(258)を製
造して、続く、電子コンポーネントの端子への実装のために、先端構造(258)上に複
合相互接続要素264を製造するための技法を開示している。かかる技法は、間隔変換器
(518)の上部表面に、製造済みの先端構造を有する複合相互接続要素を実装すること
に関連して、確かに使用可能である。
先端構造を有する複合相互接続要素を製造するための代替技法800を示し、これを次に
説明する。この例において、上部(図で見て)表面を有するシリコン基板(ウェーハ)8
02が、犠牲基板として用いられる。チタンの層804が、シリコン基板802の上部表
面に堆積され(例えば、スパッタリングにより)、約250Å(1Å=0.1nm=10
-10 m)の厚さを有する。アルミニウムの層806が、チタン層804の頂部に堆積され
(例えば、スパッタリングにより)、約10,000Åの厚さを有する。チタン層804
は、任意であり、アルミニウム層806用の接着層として機能する。銅の層808が、ア
ルミニウム層806の頂部に堆積され(例えば、スパッタリングにより)、約5,000
Åの厚さを有する。マスキング材料(例えば、ホトレジスト)の層810が、銅層808
の頂部に堆積され、約2ミルの厚さを有する。マスキング層810は、任意の適切な仕方
で処理されて、ホトレジスト層810を介して、下にある銅層808へと延伸する複数(
図示では多くのうち3つ)の穴812を有する。例えば、各穴812の直径は、6ミルと
することができ、穴812は、10ミルのピッチ(センター間)で配列できる。犠牲基板
802は、このようにして、以下のような、穴812内に複数の多層接触先端の製造に対
して準備されている。
ミルの厚さを有する。任意として、ロジウムといった貴金属の薄い層(不図示)を、ニッ
ケルの堆積の前に、銅層上に堆積することも可能である。次に、金の層816が、メッキ
等により、ニッケル814上に堆積される。ニッケルとアルミニウム(及び、任意として
、ロジウム)の多層構造は、製造済みの先端構造(820、図28に示す)として機能する
ことになる。
用いて)、銅層808の頂部に載置する複数の製造済み先端構造が残る。次に、銅層(8
08)は、急速エッチング工程を被り、それによって、アルミニウム層806が露出する
。明らかなように、アルミニウムは、半田及びろう材料に対して実質的に非湿潤性である
ので、後続のステップにおいて役立つ。
」先端構造822が、先端構造820の製造に用いられるのと同じ工程ステップで製造さ
れることが好ましい、ということである。これらの代用先端構造822は、周知且つ理解
される仕方で上記のメッキステップを均一化するよう機能し、それにより、急勾配(非均
一性)が、メッキしようとする表面を横切って現れるのが低減される。かかる構造(82
2)は、メッキの分野で「ラバー(robbers)」として知られている。
(図で見て)表面上に堆積される。(代用先端構造822の上部にペーストを堆積する必
要はない。)これは、ステンレス鋼スクリーン、又はステンシル等により、任意の適切な
仕方で実施される。典型的なペースト(連結材料)824は、例えば、1ミルの球(ボー
ル)を示す金−スズ合金(フラックス基材に)を含有する。
要素の端部(先端)への実装(例えば、ろう接)の準備が整う。しかし、複合相互接続要
素がまず、先端構造820を受けるべく特別に「準備」されるのが好ましい。
して、複数(図示では多くのうち2つ)の複合相互接続要素832を備えた間隔変換器8
30(506に匹敵)を準備するための技法850を示す。複合相互接続要素(プローブ
要素)832は完全に示されている(断面ではなく)。
)コアを有し、これには、銅の層(不図示)で保護膜生成され、更にニッケル(好適には
、90:10のNi:Co比率を有するニッケル−コバルト合金)の層で保護膜生成され
、更に、銅の層(不図示)で保護膜生成される。明らかなように、ニッケル層が、その所
望の最終厚さの大幅な部分(例えば、80%)にのみ堆積され、ニッケル厚の残りの少な
い部分(例えば、20%)は、以下で説明する、後続のステップで堆積されるのが好まし
い。
(図示では多くのうち2つ)の柱状構造834が設けられ、これらは、明らかなように、
研磨「ストップ」として機能することになる。これらの研磨ストップを、必ずしも多数備
えることは必要でなく、それらは、基板(例えば、セラミック)と同じ材料から容易に形
成される。
素832支持するように機能する、熱可溶性、溶剤可溶性ポリマー等の、適切な鋳造材料
で「鋳造」される。上成型された基板の上部(図で見て)表面は、次いで、研磨を受ける
が、これは例えば、鋳造材料の上部表面へと下方に(図で見て)押圧される、研磨ホイー
ル838等によりなされる。上述の研磨ストップ834は、表記「P」の鎖線で示される
、研磨ホイールの最終位置を決定する。このようにして、複合相互接続要素832の先端
(図で見て、上端)が研磨されて、互いに実質的に完全に共平面となる。
ーハと共平面をなすこと、及び先端が、ウェーハと実質的に同時の接触をなすように平坦
化されることを保証するために、間隔変換器を配向する機構(例えば、差動ネジ、又は自
動化機構)が、プローブカード・アセンブリ(500)全体に設けられる。確かなことに
、研磨により(又は、他の任意の手段により)平坦化されている先端での開始は、この重
要な目的を達成するのに寄与することになる。更に、何とは言っても、プローブ要素(8
32)の先端の共平面性を保証することによって、間隔変換器構成要素から延伸するプロ
ーブ要素(832)の先端での非共平面性を吸収する(コンプライアンスにより)ために
、介在体構成要素(534)に課せられる制約が和らげられる(低減される)。
で除去される。(研磨ストップ834は、この時点で除去されることになる。)鋳造材料
は、それらの溶剤と同じく周知のところである。簡単に溶融除去できる、ワックス等の鋳
造材料も、研磨に対してプローブ要素(832)を支持するために使用可能なことは、本
発明の範囲内である。間隔変換器は、このようにして、上述の先端構造(820)を受け
るべく準備完了となる。
ア)に保護膜生成する材料が、先端において除去され、金コアが露出状態にされるという
点にある。複合相互接続要素の先端に先端構造(820)をろう接することが所望である
限りは、ろう接すべき金材料が露出しているのが望ましい。
合相互接続要素832をニッケルメッキして、複合相互接続要素を、それらの所望のニッ
ケル全体厚のうちの残りの少ない部分(例えば、20%)に設けることにより、先端構造
を受けるための間隔変換器を更に「準備」することである。
示すように、先端構造820(図示の明瞭化のために、2つの先端構造だけが示されてい
る)は、標準的なフリップ・チップ技法(例えば、分割プリズム)を用いて、複合相互接
続要素832の先端と位置合わせされ、アセンブリは、連結材料824をリフローするた
めにろう接炉を通過し、それによって、予め製造された先端構造820が、接触構造83
2の端部に連結(例えば、ろう接)される。
素、その他に連結(例えば、ろう接)可能であることは、本発明の範囲内である。
(すなわち、ろう)が、先端構造820の間で流れるのが防止される、すなわち、半田ブ
リッジが、隣接する先端構造間に形成されるのが防止される。アルミニウム層のこの湿潤
防止機能に加えて、アルミニウム層は又、解放層としても機能する。適切なエッチング剤
を用いて、アルミニウムは、選好的に(アセンブリの他の材料に対して)エッチング除去
されて、シリコン基板802は単純に「勢い良く」下がり、結果として、図31に示すよう
に、各々が予備製造された先端構造を有する複合相互接続要素(プローブ要素)を備えた
間隔変換器となる。(ここで留意されたいのは、連結材料824は、プローブ要素832
の端部において「スミ肉」としてリフロー済みである、ということである。)工程の最終
ステップにおいて、残留銅(808)がエッチング除去されて、先端構造820のニッケ
ル(又は、上記のロジウム)が、プローブを当てようとする電子コンポーネントの端子に
接触させるために、露出状態で残される。
、図9−11に関連して説明した技法の「精神」で、自体の先端構造上に先ず製造して、続
いて、間隔変換器基板に実装可能であることは、本発明の範囲内であるが、一般には好ま
しくない。
を復元性のある接触構造上にメッキした後に、それに接触先端(820)を実装すること
は、本発明の範囲内である。
言における限定としてではなく、例示として見なされるべきである。すなわち、ここで理
解されたいのは、好適な実施例のみを図示及び説明したということ、及び本発明の趣旨内
に入る全ての変形及び修正も、望ましく保護されるということである。疑うべくもなく、
上記の「主題」に関する多数の他の「変形例」も、本発明の最も近くに属する、当該技術
で通常の知識を有する者が想到するであろうし、また本明細書に開示されるような変形例
は、本発明の範囲内にあることを意図するものである。これら変形例の幾つかは、親事例
に記載されている。
材料(例えば、ホトレジスト)が、基板に施されて、マスクを通過する光への露出、及び
マスキング材料の部分の化学的除去(すなわち、慣用的なホトリソグラフ技法)等によっ
てパターニングされる場合、代替技法を使用することもでき、それには、除去しようとす
るマスキング材料(例えば、ブランケット硬化ホトレジスト)の部分に、適切に平行化さ
れた光ビーム(例えば、エキシマ・レーザからの)を向け、それによって、マスキング材
料のこれら部分を融除すること、又は適切に平行化された光ビームで、マスキング材料の
部分を直接(マスクを使用せずに)硬化し、次いで、未硬化のマスキング材料を化学的に
洗浄することが含まれる。
構成要素の端子に直接実装可能である、適切な復元性のある接触構造の1つの例であるこ
とは、本発明の範囲内である。例えば、タングステンといった本質的に復元性のある(比
較的高い降伏強度)材料からなる針に、半田又は金で被覆を施して、それらの半田付け性
を良くし、任意として所望のパターンで支持し、また間隔変換器の端子に半田付けするこ
とが可能なことも、本発明の範囲内である。
(506)であって、その表面に直接実装され、その表面から延伸する復元性のある接触
構造(プローブ要素)(524)を有する間隔変換器(506)と、間隔変換器(506
)とプローブカード(502)の間に配設される介在体(504)とを含む。間隔変換器
(506)の配向、従ってプローブ要素(524)の先端の配向が、プローブカードの配
向を変更することなく調整可能なように、間隔変換器(506)と介在体が「積み重ね」
られる。間隔変換器(506)の配向を調整して、どのぐらいの調整をすべきかを決定す
るための適切な機構(532、536、538、546)が開示される。半導体ウェーハ
(508)上の多数の大・サイトに、開示の技法を用いて容易にプローブが当てられ、プ
ローブ要素(524)は、ウェーハ(508)全体のプローブ当てを最適化するように配
列可能である。復元性のある接触構造としての比較的硬質のシェル(218、220)に
より保護膜生成された比較的軟質のコア(206)を有する、複合相互接続要素(200
)が記載される。
ローブ検査するための技法が提供される。またプローブ要素の先端の配向を、プローブカ
ードの位置を変更することなく可能にする、半導体素子にプローブを当てるための技法が
提供される。電子コンポーネントの端子に直接実装することが可能である、改良されたば
ね要素(復元性のある接触構造)が提供される。さらに電子コンポーネントに対して圧力
接触をなすのに適した相互接続要素が提供される。
502 プローブカード
504 介在体
506 間隔変換器
508 半導体ウェーハ
524 プローブ要素
Claims (4)
- 半導体ダイに電気的に接触するプローブカードアセンブリであって、
第1面、第2面、及び当該第1面上に複数の接触端子を有するプローブカードと、
複数の第1接触端子を持つ第1面及び複数の第2接触端子を持つ第2面を有し、前記複数の第1接触端子が、前記複数の第2接触端子に電気的に接続され、かつ、前記複数の第2接触端子に対して異なった間隔で配置されている、間隔変換器と、
前記間隔変換器上の前記複数の第1接触端子に載置され、前記間隔変換器の第1面から上方に延伸する接触先端部を有しており、前記半導体ダイに電気的に接触するように整列された、複数の復元性のある自立接続構造と、
前記プローブカードの前記第1面と前記間隔変換器の前記第2面との間に配置され、前記プローブカードの前記第1面上の前記複数の接触端子と前記間隔変換器の前記第2面上に配置された前記複数の第2接触端子とを弾性的に相互に接続する、従順な相互接続構造と、
前記プローブカードに対して固定された配向で前記間隔変換器を維持する複数の可動要素と、
を備えるプローブカードアセンブリ。 - 前記複数の可動要素は、前記プローブカードに対して前記間隔変換器の配向調整を可能にし、前記複数の可動要素により調整された前記間隔変換器の配向が、前記プローブカードアセンブリが前記半導体ダイと電気的に接触する前、電気的に接触している間、及び当該電気的接触の過程全体を通して、確実に維持されるように構成した請求項1記載のプローブカードアセンブリ。
- 複数の半導体ダイに同時に電気的に接触するプローブカードアセンブリであって、
第1面、第2面、及び当該第1面上に複数の接触端子を有するプローブカードと、
複数の第1接触端子を持つ第1面及び複数の第2接触端子を持つ第2面を有する間隔変換器と、
前記間隔変換器上の前記複数の第1接触端子に載置され複数の復元性のある自立接続構造であり、各自立接続構造は、前記間隔変換器の第1面から上方に延伸する接触先端部を有し、前記複数の半導体ダイに電気的に接触するように整列された、複数の復元性のある自立接続構造と、
前記プローブカードの前記第1面と前記間隔変換器の前記第2面との間に配置され、前記プローブカードの前記第1面上の前記複数の接触端子と前記間隔変換器の前記第2面上に配置された前記複数の第2接触端子とを弾性的に相互に接続する、従順な相互接続構造と、
前記プローブカードに対して前記間隔変換器を付勢する実装リングと、
前記プローブカードに対して前記間隔変換器の配向調整を可能にする複数の差動ねじ要素と、
を備えるプローブカードアセンブリ。 - 半導体ダイのパッドに電圧をもたらすプローブカードアセンブリであって、
第1面及び第2面を有し、当該第1面上に複数の接触端子を含むプローブカードと、
第1面及び第2面を有し、前記プローブカードの前記第1面の上方に位置する間隔変換器であって、前記間隔変換器の前記第1面には前記半導体ダイの前記パッドに電圧をもたらすための自立接続構造を有する間隔変換器と、
前記プローブカードと前記間隔変換器の前記第2面との間に配置され、これらを電気的に接続する従順な相互接続要素と、
前記プローブカードに対して前記間隔変換器を付勢する実装リングと、
前記プローブカードに対して前記間隔変換器の配向を変えるように配置された複数の可動要素と、
を備えるプローブカードアセンブリ。
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