CN1204612C - 半导体器件测试用接触开关及其制造方法 - Google Patents

半导体器件测试用接触开关及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及对具有微细端子的LSI进行测试时使用的接触开关及其制造方法。其制做成本低并可形成众多探针，具有良好的耐热性和数百回的使用寿命，而且能够进行高速动作测试。接触开关配置在LSI6和配线基板8之间，通过接触电极22将之电连接起来。接触电极22由设于绝缘极板24上的导电层形成，具有与半导体器件6的电极6a接触的LSI侧接触片22b1和与配线基板8的电极端子8a接触的配线基板侧接触片22b2以及将之电连接起来的环部22a。

Description

半导体器件测试用接触开关及其制造方法。
技术领域
本发明涉及半导体器件测试用接触开关，特别是涉及对具有以微细端子并以微细间距配置的端子的LSI进行测试时使用的接触开关及其制造方法。
背景技术
在制造LSI等半导体器件时所进行的各种测试中，为给LSI的端子接通电源要使用接触开关。过去那种用插座连接的半导体器件可以插座当接触开关来用。然而，在封装之前芯片裸露状态下进行测试时，此时的LSI即所谓KGD(Known GoodDie)或是CSP(Chip Size Package)是不使用插座的，所以测试时必须准备专用接触开关。
近年以来，开发出了将晶片直接封装形成半导体芯片这样一种晶片级别封装技术，它要求对晶片上的复数半导体器件在晶片状态下进行测试。故此需要开发能够用于这种测试并且可以廉价制做的测试用接触开关。
需用接触开关的测试有老化测试(burn-in)以及象实高速测试这种最终测试。
老化测试由于处理时间长，在晶片级别测试场合必须对晶片上的所有LSI一并测试。为此，必须让晶片上所有LSI端子都要接触上探针以及要把连接了探针的配线从测试基板引出来。而该测试基板的端子数量成千上万。
由于老化测试是把LSI放在高温(125℃-150℃)环境下进行的，所以要求测试用接触开关具有耐热性。但是要使接触开关能满足上述要求实在是困难，即便是实现了也是造价高昂而且寿命短。
另外，以晶片状态进行最终测试阶段的实高速测试之际，接触开关的探针必须要短。也即是说由于探针的长度大约和电感成正比，若探针过长则接触开关的电感过大，高速测试无法进行。故此实高速测试时使用的接触开关的探针要尽可能地短。
和老化测试一样，对复数半导体器件同时进行测试时，众多探针也要挨近设置。然而要使接触开关满足上述要求也是非常难以实现的，即使能够实现也将是造价非常高的。
图1所示出的是已有采用异向性导电弹性体的接触开关的局部剖面图。如图1所示，该接触开关使用异向性导电橡胶2作异向性导电弹性体。形成接触开关的异向性导电橡胶2配置在被测试的LSI6与测试基板8之间。测试基板8上形成有应与LSI的端子6a电导通的电极端子8a。
再者，配置于异向性导电橡胶2与LSI6之间的膜4是为确保异向性导电橡胶2与LSI6的端子6a之间的接触而设的。故若能够保证可靠接触的话，可以不必设膜4。还有，在图1中，LSI6的端子6a形成于凹部，但其实未必必须这样设置，将端子6a设于平面上也是可行的。
异向性导电橡胶2是这样构成的：只有导电部分2b显示出导电性，其它部分均呈现绝缘性。故此LSI6的复数端子6a分别与对应的电极8a单独电连接。在这样构成下，LSI6的端子6a与测试基板8的电极端子8a之间的接触压是由异向性导电橡胶2的弹性来保证的。
上述那种使用异向性导电橡胶的接触开关构造较单纯，在现今晶片级别的测试中经常采用。异向性导电橡胶不但具有电感小的优点，而且还具有当劣化损伤之际可以留下基板上而只更换异向性导电橡胶即可这种长处。
除上述异向性导电材料所构成的接触开关外，采用触点的弹簧式接触开关也很常见。图2为已有采用弹簧触点的接触开关的局部剖面图。
图2所示出的接触开关是将用作探针(触点)的屈曲的导线10形成于测试基板12上而构成的。导线10譬如可以使用金导线等连接导线。可以采用引线接合法来形成导线10。具体地讲即是：将导线10的一端接合于测试基板10的电极端子10a，并如图2所示那样折弯后切断。由于导线10具有屈曲部，故可沿与基板平面垂直的方向上弹性变形。通过把导线10的端头向LSI6的端子6a按压，则藉弹性变形可保证可靠接触。
上述采用弹性触点的接触开关，由于其探针(导线10)的弹性变形范围达100μm-300μm之大，故可获得足够的接触压。再者，即便各导线10之间存在一些高低差，也能确保大多数导线与LSI6的端子6a相接触。再者，其耐久性也明显好于异向性导电橡胶，可以反复使用十万次左右。再加上其还具有即使放在老化测试那种高温环境下也不会劣化的优点。
另外，悬臂式探针卡也属已有接触开关之类。它是把由钨等构成的探针倾斜地设置在测试基板的表面而构成的。这样的探针较比上述屈曲的导线探针要长许多，也即是通过靠其倾斜设置与长度所产生的绕性能获得足够的弹性，可确保接触压。
但是，上述采用异向性导电部件的接触开关尚有(1)弹性变形范围窄和(2)耐久性差等问题需要解决。
(1)关于弹性变形范围窄的问题
在其厚度为200μm的场合，异向性导电橡胶的变形仅为25μm-10μm左右，故其弹性变形范围较窄。故此，当LSI端子形成面平坦度不好的时候，超出弹性变化范围的应变，无法达成可靠接触。所以，不得不使用平坦性较好的陶瓷基板和玻璃基板等昂贵的基板作LSI基板。再者，象晶片级别的CSP那种使用大焊点的LSI的场合，从晶片整体来看，焊点上面的平坦度为100μm左右，通常其高低差是异向性导电橡胶根本无法吸收的。
(2)关于耐久性的问题
异向性导电橡胶在高温环境下劣化相当块，不能耐受反复地开关。尤其是，在老化测试时那种高温(125℃-150℃)下，作为基板材料的橡胶有时会塑性变形，难以反复使用。虽然只要更换劣化而不能用的异向性导电橡胶测试基板仍然能用，但能与晶片级别的大小相匹配的异向性导电橡胶其一张就要几万日圆，故此每一被测试晶片的测试成本相当高。
另一方面，上述使用弹簧触点的接触开关还存在着(1)制造成本极高，(2)触点不能交换的问题有待解决。
(1)关于制造成本问题
图2所示那种屈曲的触点(探针)是一个一个地引线接合形成的，所以随着所形成的探针数量的增加接触开关的制造成本也增加了。拿晶片级别的LSI来说，有时候其一个晶片就要形成5万个端子。这时侯接触开关的探针也要形成5万个，故此接触开关的制造成本极高。现在，一种型号的LSI的寿命已经缩短到了半年(180天)左右，而处理时间较长的老化测试用接触开关的使用次数自然也有一定限度，譬如老化测试时一个晶片需用24小时(一天)的时间的话，一个接触开关只能使用180次左右。因此，一个晶片所带来的接触开关的折旧费显著偏高，实际上不可能采用这种接触开关。
(2)关于触点不能交换问题
只要一个触点(探针)因损伤而不能用时，整个接触开关也不能用了。在实际LSI测试中，很难完全避免由于老化测试中的锁定(latch up，过大电流)造成的触点烧坏和机械冲击造成的触点破损等。然而，由于触点是直接与测试基板相连接的，所以很难做到只拿掉一个损伤了的触点而后再在触点之间形成新的触点。故此，只要是有一个触点损伤了就有可能造成整个接触开关都不能用，因而会造成相当大的损害。
另一方面，悬臂式探针卡也存在着电感过高的问题有待解决。
悬臂式探针卡的触点(探针)由于可由其长度上获得某种程度上的弹性变形范围，通常长度设为20mm-30mm。一般来说，20mm-30mm的触点具有20-30毫微亨电感，故整个探针卡电感是很大的。探针卡电感大的话，就很难达到高速动作。譬如对20-30MHz左右速度的设备来说长达20-30mm的触点对工作并无妨碍，但是对超过200MHz的高速设备来说，悬臂式探针卡电感就显得过大了，以致很难进行实高速动作测试。
发明内容
本发明正是针对上述问题而提出来的，其目的在于提供一种改进的接触开关及其制造方法。该接触开关作为晶片级别老化测试用时，其(1)制做成本低并可形成众多探针，(2)探针损伤时可单独交换带损伤探针的接触开关，(3)具有耐热性和数百回的使用寿命。而作为最终测试用时，其(1)探针的长度较短，能够进行高速动作测试，(2)探针损伤时可单独交换带损伤探针的接触开关。
本发明目的实现如下：
(1)本发明接触开关为一种配置在半导体器件和测试用基板之间并使得该半导体器件可与该测试用基板电连接的接触开关，其特征在于：包括
绝缘基板，和
由设于该绝缘基板上的导电层形成的接触电极；
该接触电极由与所说半导体器件的电极接触的第一接触片，和与所说测试用基板的电极端子接触的第二接触片，以及将该第一接触片与第二接触片电连接起来的连接部所构成。
(2)就前述(1)中的接触开关来说，其特征还在于：所说绝缘基板在所说接触电极被形成之处具有开口，所说第一接触片与所说第二接触片的其一通过该开口从所说绝缘基板的一侧伸向另一侧。
(3)就前述(1)或(2)中的接触开关来说，其特征还在于：所说第一接触片与所说第二接触片相互分离开配置，所说连接部是作为一定形状的配线模型将该第一接触片与第二接触片电连接起来的。
(4)就前述(1)至(3)中任一接触开关来说，其特征还在于：所说第一接触片与所说第二接触片分别是按着其长度方向由所说绝缘基板中心放射状散开的方向排列配置。
(5)根据本发明的接触开关制造方法为一种配置在半导体器件和测试用基板之间并使得该半导体器件可与该测试用基板电连接的接触开关的制造方法，其特征在于：包括
在绝缘基板上设置导电层的工序，和
对该导电层进行加工，以形成由与所说半导体器件的电极接触的第一接触片和与所说测试用基板的电极端子接触的第二接触片以及将该第一接触片与该第二接触片电连接起来的连接部所构成的接触电极的工序，以及
使所说第一接触片在所说绝缘基板的第一侧面一侧以一定角度屈曲并同时使所说第二接触片在所说第一侧面相反一侧的第二侧面一侧以一定角度屈曲的工序。
(6)就前述(5)的制造方法来说，其特征还在于：
所说导电层设置工序包括向所说绝缘基板表面粘贴由导电性材料构成的膜状体的工序，
所说接触电极形成工序包括部分地除去粘贴于所说绝缘基板上的所说导电层以形成所说第一接触片和所说第二接触片以及所说连接部的工序。
(7)就前述(5)的制造方法来说，其特征还在于：
所说导电层设置工序包括向所说绝缘基板表面沉积导电性材料以形成所说导电层的工序，
所说接触电极形成工序包括部分地除去形成于所说绝缘基板上的所说导电层以形成所说第一接触片和所说第二接触片以及所说连接部的工序。
(8)就前述(5)至(7)中任一制造方法来说，其特征还在于：
在所说第一接触电片和第二接触片被形成之处，于所说绝缘基板上形成开口的工序。
(9)根据本发明另一接触开关制造方法为一种配置在半导体器件和测试用基板之间并使得该半导体器件可与该测试用基板电连接的接触开关的制造方法，其特征在于：包括
对绝缘基板进行加工，以形成与所说半导体器件电极接触的第一接触片和与所说测试用基板的电极端子接触的第二接触片的工序，和
在所说第一接触片和所说第二接触片上形成导电层，并同时利用该导电层形成把所说第一接触片和所说第二接触片电连接起来的连接部的工序，以及
使所说第一接触片在所说绝缘基板的第一侧面一侧以一定角度屈曲并同时使所说第二接触片在所说第一侧面相反一侧的第二侧面一侧以一定角度屈曲的工序。
(10)就前述(9)的制造方法来说，其特征还在于：所说基板加工工序包括在所说绝缘基板上形成开口以形成所说第一接触片和所说第二接触片的工序。
(11)就前述(5)至(10)中任一制造方法来说，其特征还在于：进一步还包括让至少有一方具有弯曲或屈曲平面形状的所说第一和/或第二接触片，在该具有弯曲或屈曲平面形状的接触片与所说连接部相连之处，相对于所说绝缘基板成一定角度屈曲的工序。
(12)就前述(5)至(11)中任一制造方法来说，其特征还在于：进一步还包括有在所说导电层表面设置至少一层表面层以改变所说接触电极特性的工序。
(13)就前述(5)至(12)中任一制造方法来说，其特征还在于：进一步还包括有在所说第一接触片与所说第二接触片各自同所说连接部相连之处设置加强材的工序。
以上所述本发明的作用和效果如下：
(1)就前述(1)项来说，由于是通过预设在绝缘基板的导电层形成与半导体器件和测试用基板两者都接触的接触电极，所以利用现有半导体器件制做技术就可在绝缘基板上一次性形成众多的接触电极。再者，由于利用导电层的弹性可以得到各接触片的接触压，故此可形成构造简单且价格低廉的接触电极。再者，接触片不与测试用基板接合而只是在测试时接触电极才与测试用基板的电极端子相接触，故当接触电极损伤时只要更换接触开关即可。再者，由于接触片是由导电层形成的，可以获取大的弹性变形范围而缩短接触电极长度，故测试时可以让半导体器件高速运转。
(2)就前述(2)项来说，由于第一接触片与第二接触片中其一通过开口从所说绝缘基板的一侧伸向另一侧，故可以简单的构造构成具有接触片向绝缘基板两侧延伸构造的接触电极。
(3)就前述(3)项来说，由于第一接触片与第二接触片是作为配线模型形成的，故第二接触片可在任意位置形成，其配置自由度增大。因此对于同第二接触片接触的测试用基板的电极端子也就可以排列比较自由地设置。
(4)就前述(4)项来说，由于第一接触片与第二接触片分别是按着其长度方向由绝缘基板的中心放射状散开的方向排列配置，故可防止当接触开关，半导体器件以及测试用基板热膨胀时各接触片的接触部从半导体器件以及测试用基板的端子脱离。
(5)就前述(5)项来说，由于是通过预设在绝缘基板的导电层形成与半导体器件和测试用基板两者都接触的接触电极，所以利用现有半导体器件制做技术就可在绝缘基板上一次性形成众多的接触电极。再者，由于使各接触片向相反一侧屈曲，利用导电层的弹性可以得到各接触片的接触压，故此可形成构造简单且价格低廉的接触电极。再者，接触片不与测试用基板接合而只是在测试时接触电极才与测试用基板的电极端子相接触，故当接触电极损伤时只要更换接触开关即可。再者，由于接触片是由导电层形成的，可以获取大的弹性变形范围而缩短接触电极长度，故测试时可以让半导体器件高速运转。
(6)就前述(6)项来说，由于绝缘基板上的导电层是通过粘贴由导电性材料(如铜板或铜箔)的膜状体构成的，故可采用如蚀刻方式将之加工成接触电极的形状，因此可很容易地形成接触电极。
(7)就前述(7)项来说，由于是通过向绝缘基板表面沉积(如用溅镀，沉积等方法)导电性材料来形成导电层，故可采用如蚀刻方式将之加工成接触电极形状的方式很容易地形成接触电极。
(8)就前述(8)项来说，由于在第一接触片和第二接触片被形成之处在绝缘基板上形成开口，故可使第一接触片与第二接触片的其一通过该开口向相反一侧屈曲。再者，通过该开口还能够以弯曲模具使各接触片屈曲，这使接触电极的形成变得容易。
(9)就前述(9)项来说，由于在绝缘基板上先形成接触片形状，然后再在其上形成导电膜以形成接触电，所以利用现有半导体器件制做技术就可在绝缘基板上一次性形成众多的接触电极。再者，由于具有使各接触向相反一侧屈曲并利用导电层的弹性得到各接触片的接触压，故可形成构造简单且价格低廉的接触电极。再者，接触片不与测试用基板接合而只是在测试时接触电极才与测试用基板的电极端子相接触，故当接触电极损伤时只要更换接触开关即可。再者，由于接触片是由导电层形成的，可以获取大的弹性变形范围而缩短接触电极长度，故测试时可以让半导体器件高速运转。
(10)就前述(10)项来说，由于是通过于绝缘基板上形成开口来形成各接触片，故能很容易地形成接触片。
(11)就前述(11)项来说，由于接触片具有弯曲或屈曲平面形状，故可借此弯曲或屈曲形状得到较大的弹性变形范围。
(12)就前述(11)项来说，由于导电层表面设置表面层，故藉该表面层可以改变例如接触电极的弹性特性和电特性。
(13)就前述(13)项来说，由于第一接触片与第二接触片各自同连接部相连之处设置加强材，故可只对各接触片的应力最大部分进行补强以防止接触片的损伤和永久变形等。
附图说明
本发明的实施例由附图给出，以下结合之对本发明作进一步说明。
图1是已有采用异向性导电弹性体的接触开关的局部剖面示意图。
图2是已有采用弹簧触点的接触开关的局部侧视图。
图3是本发明第1实施例的接触开关的局部剖面示意图。
图4是图3所示接触电极的平面图。
图5是图3所示接触电极的剖面图。
图6是图5所示接触电极制造工序说明图。
图7是接触电极弯曲加工中所用弯曲模具的剖面图。
图8是设有最表层的接触电极的剖面图。
图9是设有加强材的接触电极的平面图。
图10是图3所示接触电极的变形例的平面图。
图11是图3所示接触电极的变形例的平面图。
图12是将接触电极设置于配线基板一侧的构造的剖面示意图。
图13是本发明第2实施例的接触开关中所设接触电极的剖面图。
图14是本发明第3实施例的接触开关中所设接触电极的平面图。
图15是图14所示接触电极的剖面图。
图16是图14所示接触电极配置于LSI于配线基板之间的状态的剖面示意图。
图17是图14所示接触电极的变形例的剖面图。
图18是本发明第4实施例的接触开关中所设接触电极的平面图。
图19是图18所示接触电极制造工序说明图。
图20是绝缘基板上开口形成之处的平面图。
图21是图18所示接触电极的另一种制造工序的说明图。
图22是本发明第5实施例的接触开关的说明图。
图23是图22所示接触开关的变形例的示意图。
图24是图22所示接触开关的变形例的示意图。
图25是本发明第6实施例的接触开关的局部剖面图。
图26是图25所示接触电极的平面图。
图27是图25所示接触电极的剖面图。
图28是本发明第7实施例的接触开关中所设的接触电极的平面图。
图29是图28所示接触电极的侧面图。
图30是图28所示接触电极延伸部形状之一例的平面示意图。
图31是本发明第8实施例的接触开关中所设接触电极在进行屈曲加工之前的平面图。
图32是本发明第8实施例的接触开关中所设接触电极的正面图。
图33是图32所示接触电极的侧面图。
图34是图32所示接触电极的变形例的正面图。
图35是图32所示接触电极的变形例的正面图。
图36是将LSI侧接触片相对于延伸部92a以小于90度的一定角度屈曲之例的示意图。
图37是本发明第9实施例的接触开关中所设接触电极的平面图。
图38是图37所示接触电极的侧面图。
图39是本发明第10实施例的接触开关的说明图。
图40是本发明第11实施例的接触开关中所设接触电极排列构造的示意图。
图41是图40所示接触电极排列构造所产生效果的说明图。
图42是本发明第12实施例的接触开关的局部剖面图。
具体实施方式
上述图中，符号20，120表示接触开关，22，32，42，52，82，92，92A，92B，102表示接触电极，22a，32a，42a，52a表示环部，22b1，32b1，42b1，52b1，82b1，92b1为LSI侧接触片，22b2，32b2，42b2，52b2，82b2，92b2为配线基板侧接触片，22c1为薄膜层，22c2为最表层，24为绝缘基板，24a，24b，24c1，24c2表示开口，54为导电膜，56为遮蔽罩，60，70为通电模型，62，64为开口，72为孔，74为凸起片，92a，102a为延伸部，110是配线模型，122是隔膜。
实施例1
本发明实施例1的接触开关20是作为具有复数个如图3和图4所示，接触电极22的板状或薄片状基板而被形成的。
如图3所示，在进行LSI6测试时，接触开关20被配置于LSI6与测试基板8之间，具有使LSI6与测试基板8相互电连接的功能。LSI6具有复数个作为铝制平坦衬垫而形成的端子6a。再者，测试基板8具有复数个相对应于LSI6的端子6a而配置的电极端子8a。电极端子8a譬如可以作为表面设有金层的平坦衬垫而形成。
接触电极22配置于LSI6的端子6a与测试基板8的电极端子8a之间，其与端子6a和电极端子8a两者同时接触从而将二者电连接起来。在本实施例中，接触电极22是用铜板或铜箔形成于绝缘基板上的。
如图4所示，接触电极22是由环部22a和LSI侧接触片22b1以及配线基板侧接触片22b2所构成。绝缘基板24上形成有直径大约与环部22a内径相等的圆型开口24a。
LSI侧接触片22b1从环部22a内周伸向环部22a中心，并且在与环部22a相连处附近向上方以一定角度屈曲。配线基板侧接触片22b2从环部22a内周伸向环部22a中心，并且在与环部22a相连处附近向下方以一定角度屈曲。即，配线基板侧接触片22b2通过形成于绝缘基板24的开口24a向与LSI侧接触片22b1相反一侧屈曲。
LSI侧接触片22b1及配线基板侧接触片22b2可以裸露铜板或铜箔状态使用。但是，如果表面为铜的话，可能会发生氧化而导致接触不良。另外，铜板或铜箔裸露着的话有时会得不到必要的接触压(大约10g/端子)。有鉴于此，如图5所示，最好在接触电极22表面形成由导电材料构成的薄膜层22c1，借此不但可以防止表面氧化，同时还会增大强度和改善弹性特性。
薄膜层22c1可电镀形成。电镀形成的场合，薄膜层22c1最好使用镍，钴，铁等金属材料。其中以镍为最佳。另外，也可以使用镍，钴，铁或铜的合金形成薄膜层22c1。再者，还可使用金，银，铑，钯，铂及其合金。在有，还可以使用钨，钼及其合金。再有，用铍与铜的合金形成薄膜层22c1也可。
下面参照图6说明一下接触电极22形成方法。
如图6所示，首先在形成有开口24a的绝缘基板24上粘贴铜板或铜箔，以蚀刻等方式形成如图6(a)所示接触电极22的雏形。开口24a可以通过激光加工，冲压加工或蚀刻来形成。再者，可以在绝缘基板24上粘贴铜板或铜箔之后通过蚀刻形成开口24a。另外，也可使用电镀或沉积等形成铜层，以取代粘贴铜板或铜箔来形成接触电极22雏形。
接着，对图6(a)所示的接触电极22的雏形进行电镀处理，如图6(b)所示在接触电极22的雏形上形成薄膜层22c1。薄膜层22c1的厚度根据接触开关20所要求的耐久性，使用温度以及LSI6端子6a材料等来适当设定。
电镀处理完成之后，如图6(c)所示，进行接触片22b1以及22b2的屈曲加工。如果使用图7所示由上模具26A以及下模具26B构成的弯曲模具26的话，可以使接触片22b1以及22b2二者同时向相反方向屈曲。设定接触片22b1以及22b2的屈曲角度时，要保证屈曲了的接触片的端头处于对应的LSI6的端子6a或配线基板24的电极端子8a所在位置(大自是在中央)并且要考虑弹簧回性等因素。
制做晶片级别的LSI测试用接触开关时，最好对所有接触电极一并进行屈曲加工。但是，从节省屈曲加工时间角度考虑，也可以晶片上若干个LSI为一组分批地施行屈曲加工。
屈曲角度比较陡的话，有时薄膜层22c1形成后难以弯曲。这时候，可以把为形成薄膜层22c1的电镀工序放在屈曲工序之后进行。另外，在电镀工序中有时会出现接触片屈曲角度以及形状等发生变化的问题。这时候，可以在电镀薄膜层22c1达到某一厚度时插入屈曲加工，然后再完成电镀处理。再者，也可以先在屈曲加工之前实施镍电镀以增大接触片的机械强度，接着在屈曲加工之后再实施抗氧化的金或钯电镀。
以上述方法制做接触开关20时，即便是象晶片级别LSI的测试用接触开关那种需要形成众多接触电极(接触端子)的场合，其制做工序，制做成本也几乎不会变。所以，接触端子数量越多每一接触端子的单位造价就越低，故可以提供廉价的接触开关。
如图8所示，也可以在薄膜层22c1表面再形成一薄膜层22c2作最表层。薄膜层22c2是为减低整个接触电极20的电阻而设的，可通过电镀形成。以电镀形成时，最好使用金或钯等白金类金属。
通过使接触电极最表层表面某种程度地粗糙化，即在最表层表面设凹凸，可以使得电接触变得容易。这即是说，在当LSI侧以及配线基板侧接触片22b1以及22b2被向对应的端子6以及8a按压时，由于最表层的凹凸会刺破端子上的氧化膜，故可容易地实现电接触。可通过电镀时改变通过电流的方法达到表面粗糙化。例如，以正弦波变化的电压作电镀电压，则通过改变电镀条件可使电镀层表面带有凹凸。
再者，进行与焊锡端子接触的场合，最好是最表层用焊锡不容易付着的铑或者是用不容易形成焊锡合金的钯或白金等来形成。
例如，假设接触电极22为图8所示构造，其形成方法是先在绝缘基板24上粘贴厚度18μm的铜箔后在其表面电镀上一层厚度25μm的镍，再电镀上一层厚度1-3μm的金或钯作最表层。这样的接触电极即便是在125℃高温并施以10g/端子的接触压的情况下，也可以重复接触1万次以上。上述接触开关也可以这样形成：先在屈曲加工之前形成大约12μm的镍电镀层，而在屈曲加工之后再形成12μm的镍电镀层然后形成厚度1-3μm的金或钯电镀层。
如上所述，通过改变电镀层的层数，电镀材料，电镀处理次数以及电镀时机可以获得所期望的机械以及电特性。
再者，在形成上述接触电极20之后，如图9所示，也可以在接触片22b1以及22b2根部设加强材28。该加强材28可以通过以封装方式涂布譬如环氧树脂等并使之硬化很容易地形成。若此，只是在接触片的根部施以加强材5即可防止接触片损伤，制做出寿命长的接触开关。
关于接触电极22，其接触片22b1以及22b2是按着同一直径方向排列伸展的。然而，如图10所示，接触片22b1以及22b2也可以错开排列而形成。这样的话，可以加长接触片22b1以及22b2，从而可加大接触片22b1以及22b2的弹性变形范围。
再者，如图11所示，接触片22b1以及22b2的长度不必相等，接触片22b2可以比接触片22b1长一些。也即是说，接触片22b2如图3所示那样要通过绝缘基板24的开口24a伸到相反一侧，故长于接触片22b1。
如上所述，接触片的长度可按接触构造所需适当设定。还有，如图10所示，形成于绝缘基板24的接触电极22的位置也可以设在配线基板8一侧。
再者，通过选定绝缘基板24的材料以使绝缘基板24的热膨胀系数与LSI6的热膨胀系数基本相等，可以防止因温度变动使接触片脱离开LSI6端子。同理，通过选定绝缘基板24的材料以使绝缘基板24的热膨胀系数与配线基板8的热膨胀系数基本相等，也可以防止接触片脱离开配线基板8的电极端子8a。绝缘基板可以采用聚酰亚胺等的绝缘带式基板，陶瓷基板，玻璃基板或表面带有绝缘氧化膜的硅基板形成。虽然陶瓷基板和玻璃基板以及硅基板较之聚酰亚胺等的绝缘带式基板柔性稍差一些，但是却具有良好的平坦性。故此，通过LSI侧接触片以及配线基板侧接触片的弹性变形可以做到充分吸收高低差以确保与LSI6以及配线基板8可靠接触。
实施例2
以下参照图13说明一下本发明第2实施例。
由于接触开关的整体构成与上述第1实施例的接触开关20是一样的，故省略其说明。
如图13所示，接触电极32是通过在绝缘基板24的两面粘贴铜板或铜箔而形成的。如同接触电极22一样，接触电极32也有环部32a和LSI侧接触片32b1。环部32a和LSI侧接触片32b1是由绝缘基板24单侧(LSI6侧)所设的铜板或铜箔构成的。所以环部32a和LSI侧接触片32b1配置在绝缘基板24单侧(LSI6侧)。
但是，与上述接触电极22所不同的是，配线基板侧接触片32b2是由粘贴在配线基板8一侧的铜板或铜箔而形成的。故此，伸向配线基板8一侧的配线基板侧接触片32b2并不通过开口24a。
配线基板侧接触片32b2与位于绝缘基板24另一侧的环部32a通过孔34电连接在一起。因此，配线基板侧接触片32b2借孔34以及环部32a同LSI侧接触片32b1电连接在一起。
本实施例的带接触电极32的接触开关，通过让接触片32b1与32b2等长并以等角度施以屈曲加工，可以在LSI侧以及配线基板侧形成同一构造的接触片。
实施例3
该实施例3由图14至17给出。
如图14所示的接触电极42是适合于LSI6的端子为焊点等凸起电极6b这样的场合。为防止因焊点6b的接触压造成永久变形，让LSI侧接触片42b1避开焊点6b中心(顶点)而在以焊点6b为中心线的两侧各设一个。再者，LSI侧接触片42b1并不向LSI6侧屈曲，而是平伸。
参照图16，LSI侧接触片42b1在处于被LSI6的焊点60所压而陷入开口24a内的状态时，产生朝向配线基板8侧的弹性变形。正是由于该弹性变形使得LSI侧接触片42b1能够牢靠地接触于焊点6b。
一方面，LSI侧接触片42b1未必一定是平直的，在能够保证于弹性范围内变形的条件下，也可以预先使之向配线基板8侧稍作屈曲。或者，如图17所示那样，预先让LSI侧接触片42b1相应于焊点6b的形状弯曲一些的话，还可使得LSI侧接触片42b1与焊点6b的接触更加可靠。
实施例4
该实施例4由图18至21给出。
如图18所示的接触电极52如同实施例1的接触电极22一样，是由环部52a和LSI侧接触电极52b1以及配线基板侧接触片52b2所构成。然而，本实施例的接触电极52是预先在绝缘基板24上形成与接触电极52形状相对应的开口24b之后再在开口24b的周围电镀或溅镀上导电膜而形成的。即，接触电极本身是由电镀或溅镀层形成的。
接触电极52的制造工序参照图19说明如下。
首先，如图19(a)所示，在绝缘基板24上形成与接触电极52形状相对应的开口24b。绝缘基板24采用聚酰亚胺等的树脂薄膜制做，开口24b可以容易地以冲压加工或蚀刻等形成其形状(参见图20)。
其后，如图19(b)所示，在整个绝缘基板24上形成导电膜54。导电膜54的形成可以采用溅镀铬等金属的方法或镍无电解电镀法等施行。于是，如图19(c)所示，留下相当于接触电极52部分，将其余部分导电膜52通过蚀刻等除去。然后，如同实施例1的接触电极22一样，使用屈曲模具将接触片52b1以及52b2屈曲形成接触电极52。
接触电极52的另外一种制造工序参照图21说明如下。
首先，如图21(a)所示，与图19所示工序一样，在绝缘基板24上形成与接触电极52形状相对应的开口24b。然后，如图21(b)所示，，将遮蔽罩56设置于绝缘基板24上面以只露出相当于接触电极52的部分。
其后，在绝缘基板24上形成导电膜54。然后如图21(c)所示，将遮蔽罩56连同遮蔽罩56上面形成的导电膜54除去。然后，如图21(d)所示，使用屈曲模具将接触片52b1以及52b2屈曲。
从本实施例接触开关的接触电极52来看，也可以使LSI侧接触片52b1和配线基板侧接触片52b2具有同等长度。
实施例5
该实施例5由图22至24给出。
本实施例接触开关具有表面带以电解电镀法形成的电镀层的接触电极。另外，在图22至24中所示出的接触电极例子是图5所示的接触电极22。
在本实施例中，在形成尚没电镀的接触电极22的导电膜模型之际，应预先形成电镀处理所用的通电模型60。即，在电镀形成薄膜层22c1之前的状态(图6(a)所示状态)下，如图22至24所示，预先形成通电模型60。通电模型60是为了通过其与各接触电极22相连接从而在用电镀法形成薄膜层22c1之际能够给接触电极提供电镀电流而设置的。其可以利用粘贴在绝缘基板上的铜板或铜箔在形成接触电极雏形的同时形成。
在通过通电模型60提供电流进行电镀处理之后，利用激光切断或穿孔(punching)等将通电模型60在特定处切断。如图23所示，如果在接触电极22的附近设开口62并使通电模型60经过的话，则借此开口62能够很容易地使用穿孔切断通电模型60。此外，也可以如图24所示，将通电模型60集于一处，在该处设开口64的话，则能够用穿孔一次性地切断复数通电模型60。
如上所述，根据本实施例的接触开关的制造方法，能够容易地形成设在接触电极上的电镀层，故可以降低制造成本。
实施例6
该实施例6由图25至27给出。
本实施例接触开关如上述实施例5一样，也设有电镀处理所用的通电模型70。但是，如图25所示，该通电模型70和接触电极不在同一侧。
即，在本实施例中，在绝缘基板两面粘贴铜板或铜箔，使其一侧的铜板或铜箔形成接触电极电极，而使其另一侧的铜板或铜箔形成通电模型70。接触电极和通电模型70通过孔72电连接。所以，如图26所示接触电极具有用于形成孔72的凸起片74。
在本实施例中，电镀处理之后，可以蚀刻或者是如图27所示那样用剥离法除去整个通电模型70。所以可轻易地除去不要的通电模型。
实施例7
该实施例7由图28至30给出。
如图28所示，本实施例的接触电极82由延伸部82a和LSI侧接触片82b1以及配线基板侧接触片82b2所构成。在前述实施例1中接触电极22的接触片22b1与22b2是被环部22a所连接的。而在本实施例中接触片82b1与82B2是通过延伸部82a连接的。虽然如图28所示延伸部82a是直线状伸展的，但其也可以是屈曲形状或弯曲形状等任意形状。
由于在延伸部82a一端形成有LSI侧接触片82b1。所以绝缘基板24上的对应于延伸部82a一端的位置处形成有开口24c1。利用该开口24c1可以很容易地使LSI侧接触片82b1向LSI侧屈曲。
另一方面，由于在延伸部82a另一端形成有配线基板侧接触片82b2，所以在绝缘基板24的对应于延伸部82a另一端的位置处形成有开口24c2。利用该开口24c2可以很容易地使配线基板侧接触片82b2向配线基板一侧屈曲。
参照图30，延伸部82a是朝向位于偏离LSI侧接触片82b1的位置处的配线基板电极端子延伸的，即实际上是具有使LSI6的端子间距P1被扩大的结构。也即，即便是LSI端子间距P1较窄的场合，也能够使得配线基板电极端子间距P2很大。而且通过让延伸部82a向所期望的方向延展可以将配线基板8的电极端子8a配置在任意位置上。
譬如，即便只是具有周边两列端子的LSI，借靠延伸部82a将配线引出的方式，在配线基板也可以做到在相当于整个LSI的范围内将电子端子按矩阵状排列。如此，本实施例的接触开关在测试用配线基板的电极端子配置方面具有更大的自由度。
实施例8
该实施例8由图31至38给出。
如图31至33所示，本实施例的接触电极92同上述实施例7的接触电极一样，也具有延伸部92a和与延伸部92a一端相连接的配线基板侧接触片92b2。但所不同的是：接触电极92的LSI侧接触片92b1从其平面图来看是以屈曲或弯曲平面形成的，而且是以相对于延伸部92a有90度屈曲的状态来使用的。
由图31至图33所示的LSI侧接触片92b1具有大自呈U型弯曲的部分。因此，如图33中点画线所示，利用该部分的弹性变形能够很容易地形成具有大弹性变形范围的接触电极。
图34所示的接触电极92A具有大体呈横倒S型的LSI侧接触片92Ab1，以此S型部分可以获得大的弹性变形范围。LSI侧接触片92Ab1在与延伸部92a的延伸方向相垂直的方向上屈曲后立起。再者，图35所示的接触电极92B是将图34中的接触电极92A的横倒S型的LSI侧接触片92Ab1改换成大体呈直立S型的LSI侧接触片92Bb1而形成的。
若此，将接触片以S型形成的话，可以做到相对于接触片弹性变形时接触片端部垂直方向上的变位使水平方向上的变位变小。故此，可以防止当接触片与LSI的端子接触时LSI的端子被接触片的接触端部弄伤。
图36所示出的是使LSI侧接触片92b1相对于延伸部92a不是以90度而是以小于90度的某一定角度α屈曲的例子。以这种构造，可以同时获得接触片弯曲所产生的弹性变形和接触片倾斜所产生的弹性变形。
若此，本实施例的接触开关的接触电极，由于其接触片的弹性变形范围较大，能够减小接触片弹性变形时的应力。因此可以容易地形成耐受多次反复变形的接触片。
再者，由于接触片弹性变形范围较大，即便是LSI端子高低差很大的情况下，也可以靠接触片的变形来吸收该高低差。譬如，进行晶片级别LSI测试时，有时LSI端子高度差达100μm左右，这时候用本实施例的接触片就可以很容易地吸收该高度差。
在本实施例中，虽然LSI侧接触片是以大体呈S型或S型形成的，但并不仅限于该形状，可以采用各种各样的弯曲形状。再有，本实施例中，虽说只示出LSI侧接触片为弯曲形状，但是配线基板侧接触片也同样可为弯曲形状。还有，在本实施例中，也可以象实施例1那样，在接触电极表面通过电镀等形成薄膜层以改善接触片的机械特性以及电特性。
实施例9
该实施例9由图37和38给出。
本实施例的接触电极102同图28以及29所示实施例7的接触电极82基本上是一样的，只是如图38所示本实施例的接触电极102的LSI侧接触片102b1连同绝缘基板24一道屈曲着。虽然在图37和38中是LSI侧接触片102b1连同绝缘基板一道屈曲着，但是反过来采用配线基板侧接触片102b2连同绝缘基板24一道屈曲着的构造也是可行的。
根据本实施例，利用绝缘基板的弹性特性可以获得接触电极的接触片的弹性变形。
实施例10
该实施例10由图39给出。
本实施例的接触开关使用上述实施例的接触开关中的接触电极并将其用设在绝缘基板24上的配线模型110连接起来。
图39所示的配线模型110将与各晶片级别LSI的特定端子相连接的接触电极相互间连接起来。故此，通过将配线模型110的端部110a接通电源，可以藉接触开关给各LSI的特定端子加上电压。而且，还可以藉接触开关使各LSI的特定端子一齐接地。再者，还可以藉接触开关一并测出各LSI的特定端子的电状态。
实施例11
该实施例11由图40以及41给出。
虽然本实施例采用了上述实施例的接触开关，但是，在接触开关的排列方向上采用一定的规则。再有，图40以及41所示的接触电极是以前述实施例1中的接触电极22为例给出的。
具体地说，如图40所示，就是设定各接触电极22的方向是要使各接触片22b1以及22b2由接触开关的中心O向四周呈放射状排列。这种接触电极的排列构造考虑到了起因于LSI(晶片)和接触开关的绝缘基板以及测试用配线基板之间的热膨胀差的LSI端子与配线基板端子电极的错位问题。
即，由于LSI(晶片)和接触开关的绝缘基板以及测试用配线基板之间的热膨胀差，有时会出现LSI端子或配线基板电极端子相对于接触电极的接触片移动。当接触电极的接触片被以一定的压力朝向端子或电极端子按压而使得端子沿着接触片屈曲角度增大方向移动时，有可能会因接触片的端头卡在端子内而造成接触片以及端子变形或破损。
如图41所示，在本实施例中，由于各接触电极排列构造决定了即便端子相对接触片有移动，其移动方向也是朝向接触片屈曲角度减小的方向。故此，接触片的端头在端子上可容易地滑动，可防止接触片卡在端子内。
再者，根据上述接触电极排列构造，端子由于温度上升所产生的热膨胀差而进行移动时的方向与接触电极的接触片由于热膨胀而伸展时的方向是一致的。所以，即便是端子因热膨胀差而有移动，但由于接触片的端头也按相同方向移动，仍然可以防止接触片的接触端脱离开端子。
实施例12
该实施例12由图42给出。
本实施例采用了上述实施例的接触电极，图42所示接触电极是以前述实施例1中的接触电极22为例给出的。
本实施例的接触开关120于配线基板8一侧设有隔膜122。该隔膜具有一定的厚度，当接触开关120被压向配线基板8时，接触开关120与配线基板8之间能保持一定距离(等于隔膜厚度)。故此，即便是对接触开关施以过度按压力，也能够防止接触电极的接触片被过度按压而造成永久变形或破损。

Claims (13)

1.半导体器件测试用接触开关，其配置在半导体器件和测试用基板之间并使得该半导体器件可与该测试用基板电连接，其特征在于，包括：
绝缘基板，和
由设于该绝缘基板上的导电层形成的接触电极；
该接触电极由与所说半导体器件的电极接触的第一接触片，和与所说测试用基板的电极端子接触的第二接触片，以及将该第一接触片与第二接触片电连接起来的连接部所构成，
其中所述绝缘基板在面对所述第一接触片的位置设有第一开口，所述绝缘基板在面对所述第二接触片的位置设有第二开口。
2.按照权利要求1所述的接触开关，其特征在于：所述第一接触片与所述第二接触片相互分离开配置，所述连接部是作为一定形状的配线模型将该第一接触片与第二接触片电连接起来的。
3.按照权利要求1所述的接触开关，其特征在于：所述第一接触片与所述第二接触片分别是按着其长度方向由所述绝缘基板中心放射状散开的方向排列配置。
4.一种配置在半导体器件和测试用基板之间并使得该半导体器件可与该测试用基板电连接的接触开关的制造方法，其特征在于：包括
在绝缘基板上设置导电层的工序，和
对该导电层进行加工，以形成由与所述半导体器件的电极接触的第一接触片和与所述测试用基板的电极端子接触的第二接触片以及将该第一接触片与该第二接触片电连接起来的连接部所构成的接触电极的工序，以及
使所述第一接触片在所述基板的第一侧面一侧以一定角度屈曲并同时使所述第二接触片在所述第一侧面相反一侧的第二侧面一侧以一定角度屈曲的工序，
其中所述绝缘基板在面对所述第一接触片的位置设有第一开口，所述绝缘基板在面对所述第二接触片的位置设有第二开口。
5.按照权利要求4所述的制造方法，其特征在于：
所述导电层设置工序包括向所述绝缘基板表面粘贴由导电性材料构成的膜状体的工序，
所述接触电极形成工序包括部分地除去粘贴于所述绝缘基板上的所述导电层以形成所述第一接触片和所述第二接触片以及所述连接部的工序。
6.按照权利要求4所述的制造方法，其特征在于：
所述导电层设置工序包括向所述绝缘基板表面沉积导电性材料以形成所述导电层的工序，
所述接触电极形成工序包括部分地除去形成于所述绝缘基板上的所述导电层以形成所述第一接触片和所述第二接触片以及所述连接部的工序。
7.按照权利要求4所述的制造方法，其特征在于：进一步还包括让至少有一方具有弯曲或屈曲平面形状的所述第一和/或第二接触片，在该具有弯曲或屈曲平面形状的接触片与所述连接部相连之处，相对于所述绝缘基板成一定角度屈曲的工序。
8.按照权利要求4所述的制造方法，其特征在于：进一步还包括有在所述导电层表面设置至少一层表面层以改变所述接触电极特性的工序。
9.按照权利要求4所述的制造方法，其特征在于：进一步还包括有在所述第一接触片与所述第二接触片各自同所述连接部相连之处设置加强材的工序。
10.一种配置在半导体器件和测试用基板之间并使得该半导体器件可与该测试用基板电连接的接触开关的制造方法，其特征在于包括：
对绝缘基板进行加工，以形成与所述半导体器件电极接触的第一接触片和与所述测试用基板的电极端子接触的第二接触片的工序，和
在所述第一接触片和所述第二接触片上形成导电层，并同时利用该导电层形成把所述第一接触片和所述第二接触片电连接起来的连接部的工序，以及
使所述第一接触片在所述绝缘基板的第一侧面一侧以一定角度屈曲并同时使所述第二接触片在所述第一侧面相反一侧的第二侧面以一定角度屈曲的工序，
其中所述绝缘基板在面对所述第一接触片的位置设有第一开口，所述绝缘基板在面对所述第二接触片的位置设有第二开口。
11.按照权利要求10所述的制造方法，其特征在于：进一步还包括让至少有一方具有弯曲或屈曲平面形状的所述第一和/或第二接触片，在该具有弯曲或屈曲平面形状的接触片与所述连接部相连之处，相对于所述绝缘基板成一定角度屈曲的工序。
12.按照权利要求10所述的制造方法，其特征在于：进一步还包括有在所述导电层表面设置至少一层表面层以改变所述接触电极特性的工序。
13.按照权利要求10所述的制造方法，其特征在于：进一步还包括有在所述第一接触片与所述第二接触片各自同所述连接部相连之处设置加强材的工序。
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