DE60035667T2

DE60035667T2 - Kontaktor mit Kontaktelement auf der LSI-Schaltungsseite, Kontaktelement auf der Testplattinenseite zum Testen von Halbleitergeräten und Herstellungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE60035667T2
Application number: DE60035667T
Authority: DE
Inventors: Shigeyuki Kawasaki-shi Maruyama; Hirohisa Kawasaki-shi Matsuki
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Semiconductor Ltd
Priority date: 2000-03-22
Filing date: 2000-12-20
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2020-12-21
Also published as: EP1136827A2; CN1314703A; EP1136827A3; US20010024890A1; US7240432B2; KR100691680B1; TW478082B; EP1136827B1; US6939142B2; US20050225342A1; DE60035667D1; KR20010092660A; CN1204612C; JP4323055B2; JP2001266983A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Kontaktelement zum Prüfen eines Halbleiterbauelements und insbesondere ein Kontaktelement zum Prüfen einer LSI-Schaltung, die dünne Anschlüsse oder Anschlüsse besitzt, die mit einem dünnen Abstand angeordnet sind, und ein Herstellungsverfahren des Kontaktelements.
Beim Prüfen eines Halbleiterbauelements, wie z.B. einer LSI-Schaltung, während eines Herstellungsprozesses davon wird ein Kontaktelement verwendet, um einen elektrischen Kontakt mit einem Anschluss der LSI-Schaltung herzustellen. Beim Prüfen eines herkömmlichen Halbleiterbauelements, welches eine Fassung zum Verbinden besitzt, kann die Fassung als ein Kontaktelement verwendet werden. Jedoch besitzt eine LSI-Schaltung, wie z.B. ein so genannter KGD (Known Good Die), welche als ein blanker Chip, der noch nicht verpackt ist, zu prüfen ist, oder eine CSP (Chip Size Package) keine Fassung. Daher muss ein Kontaktelement zur Verwendung beim Prüfen für solche eine LSI-Schaltung vorbereitet werden.
In letzter Zeit wurde eine Waferlevel-Gehäusetechnologie entwickelt, welche Technologie ermöglicht, einen Halbleiterchip in der Form eines Wafers zu verpacken. Dies erfordert ein Prüfen einer Mehrzahl von Halbleiterbauelementen in der Form eines Wafers. Daher ist es wünschenswert, dass ein kostengünstiges Prüfkontaktelement entwickelt wird, welches Kontaktelement leicht hergestellt werden kann und für solch ein Prüfen verwendbar ist.
Prüfungen, welche Kontaktelemente verwenden, umfassen eine Einbrandprüfung und solch eine Endprüfung wie eine Hochgeschwindigkeitsprüfung.
Da eine Einbrandprüfung eine lange Zeitspanne für ihren Prozess erfordert, müssen bei einer Waferlevel-Prüfung alle LSI-Schaltungen auf einem Wafer gleichzeitig geprüft werden. Um dies zu realisieren müssen Anschlüsse aller LSI- Schaltungen auf dem Wafer mit Prüfköpfen in Kontakt gebracht werden, und Drähte, die mit den Prüfköpfen verbunden sind, müssen durch eine Prüftafel (Einbrandtafel) nach außen herausgezogen werden. Solch eine Einbrandtafel muss Zehntausende von Anschlüssen besitzen.
Da die Einbrandprüfung eine LSI-Schaltung einem Hochtemperaturzustand unterzieht (der sich von 125 °C bis 150 °C erstreckt), muss ein Prüfkontaktelement beständig gegen große Hitze sein. Herkömmlich war es sehr schwierig ein Kontaktelement zu realisieren, welches diese Anforderungen realisiert, und falls das Kontaktelement realisiert werden könnte, wäre das Kontaktelement außerordentlich teuer und hätte eine kurze Lebensdauer.
Um eine Hochgeschwindigkeitsprüfung in der Form eines Wafers als eine Endprüfung durchzuführen, muss eine Länge eines Prüfkopfs eines Kontaktelements kleiner sein. Das heißt, da die Länge des Prüfkopfs im Wesentlichen proportional zur Impedanz des Kontaktelements ist, kann die Hochgeschwindigkeitsprüfung nicht mit der erhöhten Impedanz eines Kontaktelements durchgeführt werden, welches einen langen Prüfkopf besitzt. Daher muss der Prüfkopf eines Kontaktelements, welches in der Hochgeschwindigkeitsprüfung verwendet wird, so kurz wie möglich sein.
Wie bei der Einbrandprüfung, um eine Mehrzahl von Halbleiterbauelementen gleichzeitig zu prüfen, muss eine Vielzahl von Prüfköpfen nahe zueinander angeordnet werden. Herkömmlich war es sehr schwierig ein Kontaktelement zu realisieren, welches diese Anforderungen erfüllt, und falls es realisiert werden könnte, wäre das Kontaktelement außerordentlich teuer.
1 ist eine Querschnittansicht eines Teils eines herkömmlichen Kontaktelements, welches ein anisotropes leitfähiges Elastomer verwendet. Das Kontaktelement, das in 1 gezeigt ist, verwendet einen anisotropen leitfähi gen Gummi 2 als ein anisotropes leitfähiges Elastomer. Der anisotrope leitfähige Gummi 2 wird zwischen einer LSI-Schaltung 6, einem Prüfling und einer Prüftafel 8 angeordnet. Die Prüftafel 8 besitzt Elektroden 8a, die mit Anschlüssen 6a der LSI-Schaltung 6 elektrisch zu verbinden sind.
Eine Membran 4 ist zwischen dem anisotropen leitfähigen Gummi 2 und der LSI-Schaltung 6 angeordnet, um Kontakte zwischen dem anisotropen leitfähigen Gummi 2 und den Anschlüssen 6a der LSI-Schaltung 6 sicherzustellen. Daher ist die Membran 4 nicht nötig, wenn die Kontakte ohne sie sichergestellt werden können. Außerdem, obwohl 1 zeigt, dass die Anschlüsse 6a der LSI-Schaltung 6 auf konkaven Bereichen ausgebildet sind, müssen die Anschlüsse 6a nicht notwendigerweise auf den konkaven Bereichen ausgebildet sein, sondern können auf einer flachen Oberfläche ausgebildet sein.
Der anisotrope leitfähige Gummi 2 ist angeordnet, um leitfähige Bereiche 2b und andere isolierende Bereiche zu besitzen. Dementsprechend ist jeder der Anschlüsse 6a der LSI-Schaltung 6 mit der entsprechenden Elektrode 8a elektrisch verbunden. In dieser Struktur stellt eine Elastizität des anisotropen leitfähigen Gummis 2 einen Kontaktdruck zwischen jedem der Anschlüsse 6a der LSI-Schaltung 6 und der entsprechenden Elektrode 8a der Prüftafel 8 sicher.
Das oben erwähnte Kontaktelement, welches einen anisotropen leitfähigen Gummi verwendet, besitzt eine einfache Struktur und wird häufig bei einer herkömmlichen Waferlevel-Prüfung verwendet. Der anisotrope leitfähige Gummi besitzt den Vorteil, dass er eine geringe Induktivität besitzt. Der anisotrope leitfähige Gummi kann auch, wenn er sich verschlechtert oder beschädigt ist, ersetzt werden, unabhängig von einer Prüftafel.
Abgesehen von dem oben erwähnten Kontaktelement, welches ein anisotropes leitfähiges Material verwendet, gibt es ein Kontaktelement, welches einen Federkontaktstift verwendet. 2 ist eine Seitenansicht eines Teils eines herkömmlichen Kontaktelements, welches einen Federstift verwendet.
Das Kontaktelement, das in 2 gezeigt ist, besitzt gebogene Drähte 10 als Prüfköpfe (Kontaktstifte) an einer Prüftafel 12. Solch ein Anschlussdraht, wie z.B. ein Golddraht, wird als der Draht 10 verwendet. Der Draht 10 wird durch einen Drahtverbinder geformt. Insbesondere wird der Draht 10 abgetrennt, nachdem ein Ende des Drahts 10 mit einer Elektrode 12a der Prüftafel 12 verbunden ist und wie in 2 gezeigt gebogen ist. Die gebogenen Teile ermöglichen dem Draht 10, sich elastisch in einer Richtung senkrecht zu einer Ebene der Prüftafel 12 zu verformen. Ein Pressen des anderen Endes des Drahts 10 gegen den Anschluss 6a der LSI-Schaltung 6 und das Verwenden der elastischen Verformung des Drahts 10 stellt einen zuverlässigen Kontakt des Drahts 10 mit dem Anschluss 6a sicher.
Bei dem oben erwähnten Kontaktelement, welches einen Federstift verwendet, stellt der große Bereich der elastischen Verformung, von 100 μm bis 300 μm, des Drahts 10 (Prüfkopf) einen ausreichenden Kontaktdruck sicher. Außerdem wird im Falle, dass Höhen einer Vielzahl der Drähte 10 in gewissem Maße variieren, ein zuverlässiger Kontakt zwischen jedem der Drähte 10 und dem entsprechendem Anschluss 6a sichergestellt. Auch ist eine Lebensdauer des Drahts 10 so viel besser als die des anisotropen leitfähigen Gummis, dass der Draht 10 wiederholt ungefähr einhunderttausend Mal verwendet werden kann. Des Weiteren wird sich der Draht 10 nicht verschlechtern, wenn er einem Hochtemperaturzustand wie bei einer Einbrandprüfung unterzogen wird.
Als ein weiteres Beispiel eines herkömmlichen Kontaktelements gibt es eine freitragende Prüfkarte. Die freitragende Prüfkarte besitzt einen Prüfkopf, der aus solchen Substanzen wie Wolfram besteht. Der Prüfkopf wird schief auf eine Oberfläche einer Prüftafel gesetzt. Der Prüfkopf besitzt eine Größe, die um einiges länger als der oben erwähnte gebogene Drahtprüfkopf ist, was Flexibilität für den betrachteten Prüfkopf bereitstellt. Das heißt, die schiefe Anordnung und die Flexibilität dieses Prüfkopfs geben eine ausreichende Elastizität, um einen Kontaktdruck sicherzustellen.
Das oben erwähnte Kontaktelement, welches ein anisotropes leitfähiges Material verwendet, besitzt die folgenden Probleme, die zu lösen sind: (1) ein enger Bereich einer elastischen Verformung; und (2) eine kurze Lebensdauer.
(1) Das Problem eines engen Bereichs einer elastischen Verformung
Ein 200 μm dicker anisotroper leitfähiger Gummi besitzt einen engen Bereich elastischer Verformung von ungefähr 25 μm bis 100 μm. Daher, wenn eine Oberfläche einer LSI-Schaltung, die einen Anschluss enthält, nicht flach genug ist, kann der enge Bereich der elastischen Verformung keinen zuverlässigen Kontakt bereitstellen. Somit muss die LSI-Schaltung solch ein teures Substrat besitzen wie ein Keramiksubstrat und ein Glassubstrat, welche eine Oberfläche besitzen, die flach genug ist. Außerdem, in Bezug auf solch eine LSI-Schaltung wie ein Waferlevel-CSP, welcher große Lotkugeln verwendet, variieren Höhen der Lotkugeln auf einem Wafer um ungefähr 100 μm, mit welcher Veränderung der anisotrope leitfähige Gummi keinen zuverlässigen Kontakt bereitstellen kann.
(2) Das Problem einer kurzen Lebensdauer
Der anisotrope leitfähige Gummi neigt extrem dazu, sich in einem Hochtemperaturzustand zu verschlechtern, und kann somit keinen wiederholten Kontakt überstehen. Insbesondere in einem Hochtemperaturzustand (der sich von 125 °C bis 150 °C erstreckt), wie in einer Einbrandprüfung, wird ein Basisgummi einer plastischen Verformung unterzogen und kann somit keine wiederholte Verwendung überstehen. In Antwort darauf kann der schlechter gewordene anisotrope leitfähige Gummi ersetzt werden, unabhängig von einer Prüftafel. Jedoch kostet ein anisotroper leitfähiger Gummi, der für eine Wafergröße verwendbar ist, zehntausende Yen pro Stück, was Prüfkosten für einen zu prüfenden Wafer anhebt.
Das oben erwähnte Kontaktelement, welches einen Federstift verwendet, besitzt die folgenden Probleme, die zu lösen sind: (1) extrem hohe Herstellungskosten; und (2) einen nicht austauschbaren Kontaktstift.
(1) Das Problem extrem hoher Herstellungskosten
Ein gebogener Kontaktstift (Prüfkopf), wie in 2 gezeigt, wird einer nach dem anderen durch einen Drahtverbinder geformt. Daher erhöhen sich im Einklang mit der Anzahl von Prüfköpfen, die zu formen sind, Herstellungskosten eines Kontaktelements. Eine Waferlevel-LSI-Schaltung besitzt manchmal bis zu 50.000 Anschlüsse. Dementsprechend muss in diesem Fall ein Kontaktelement 50.000 Prüfköpfe besitzen, was Herstellungskosten des Kontaktelements extrem erhöht. Außerdem wird eine Lebensdauer eines Kontaktelements derzeit auf ungefähr 180 Tage gekürzt, was zwangsläufig Beschränkungen bei einer wiederholten Verwendung eines Kontaktelements mit sich bringt, das bei einer längeren Einbrandprüfung verwendet wird. Wenn beispielsweise eine Einbrandprüfung 24 Stunden pro Wafer erfordert (einen Tag), kann ein Kontaktelement ungefähr nur 180 Mal verwendet werden. Daher wird eine Abschreibungssumme eines Kontaktele ments für einen Wafer enorm hoch. Demzufolge kann solch ein Kontaktelement praktisch nicht eingesetzt werden.
(2) Das Problem eines nicht austauschbaren Kontaktstifts
Selbst wenn nur einer der Kontaktstifte (Prüfköpfe) beschädigt oder unbrauchbar wird, wird auch das gesamte Kontaktelement unbrauchbar. In der Tat ist es bei einer Prüfung einer LSI-Schaltung schwierig, einen Kontaktstift vollständig davor zu bewahren, durch einen Latch-up (Überstrom) bei einer Einbrandprüfung verbrannt zu werden oder durch einen mechanischen Stoß beschädigt zu werden. Jedoch, da ein Kontaktstift direkt mit einer Elektrode einer Prüftafel verbunden ist, ist es schwierig, einen beschädigten Stift unter anderen Stiften zu entfernen und einen neuen Stift unter den anderen Stiften erneut zu formen. Daher kann ein Verlust nur eines Stifts zur Beeinträchtigung eines gesamten Kontaktelements und zum finanziellen Verlust einer großen Summe führen.
Auch die freitragende Prüfkarte besitzt ein Problem, das zu lösen ist: eine hohe Impedanz.
Ein Kontaktstift der freitragenden Prüfkarte ist gewöhnlich mit einer Länge von 20 mm bis 30 mm geformt, um einen bestimmten Betrag elastischer Verformung zu erlangen. Im Allgemeinen besitzt ein Stift mit 20 bis 30 mm Länge eine Impedanz von 20 bis 30 nH (Nanohenry) und somit besitzt die gesamte Prüfkarte eine hohe Impedanz. Mit der Prüfkarte, welche die hohe Impedanz besitzt, kann keine Hochgeschwindigkeitsprüfung durchgeführt werden. Beispielsweise kann eine Vorrichtung, die für einen Betrieb bei ungefähr 20 bis 30 MHz ausgelegt ist, mit Stiften von 20 bis 30 mm Länge ohne Problem geprüft werden. Jedoch kann eine Hochgeschwindigkeitsvorrichtung, die ausgelegt ist, um bei mehr als 200 MHz zu arbeiten, aufgrund der hohen Impedanz der freitragenden Prüfkarte nicht bei hoher Geschwindigkeit geprüft werden.
Die US-A-6,029,344 beschreibt Verbindungselemente für elektronische Komponenten, welche wünschenswerte mechanische Charakteristika aufweisen (wie z.B. Federkraft, um Presskontakte herzustellen), welche gebildet werden, indem ein längliches Element (Kern) aus einem weichen Material (wie z.B. Gold) geformt wird, um eine federbare Form zu besitzen (einschließlich freitragender Träger, S-Form, U-Form), und indem das geformte längliche Element mit einem harten Material (wie z.B. Nickel und seine Legierungen) überzogen wird, um dem resultierenden zusammengesetzten Verbindungselement eine gewünschte Feder-(federnde)Charakteristik zu verleihen. Ein letzter Überzug aus einem Material, das ausgezeichnete elektrische Qualitäten (beispielsweise elektrische Leitfähigkeit und/oder Lötbarkeit) besitzt, kann auf das zusammengesetzte Verbindungselement aufgebracht werden. Das längliche Element kann aus einem Draht oder aus einer Folie (beispielsweise Metallfolie) geformt sein. Die resultierenden Verbindungselemente können auf einer Vielfalt elektronischer Komponenten montiert werden, einschließlich direkt auf Halbleiterchips und Wafer (in welchem Fall das Überzugmaterial das zusammengesetzte Verbindungselement an einem Anschluss (oder Ähnlichem) auf der elektronischen Komponente verankert), können montiert werden, um Substrate zur Verwendung als Zwischenlage zu stützen und können auf Substrate zur Verwendung als Prüfkarten oder Prüfkarteneinschübe montiert werden. In einem Ausführungsbeispiel wird ein gemischtes zusammengesetztes Verbindungselement geformt, indem ein Kern auf ein Ende eines flachen länglichen Elements montiert wird, das aus einer Folie geformt ist, und indem zumindest der Kern überzogen wird, wobei das flache längliche Element eine "schwebenden" Lagerung für den überzogenen Kern bereitstellt, welche in der Lage ist, Unebenheiten (Toleranzen) einer elektronischen Komponente zu absorbieren. Verfahren zum Herstellen von Verbindungselementen auf Opfersubstraten werden beschrieben. Verfahren zum Herstellen von Kopfstrukturen und Kontaktspitzen am Ende der Verbindungselemente werden beschrieben.
Die US-A-5,848,685 beschreibt einen photolithografisch gemusterten Federkontakt, der auf einem Substrat geformt ist, welches Kontaktflächen an zwei Vorrichtungen elektrisch verbindet. Der Federkontakt kompensiert auch thermische und mechanische Veränderungen und andere Umgebungsfaktoren. Ein inhärenter Spannungsgradient in dem Federkontakt veranlasst einen freien Bereich des Federkontakts, zu dem Substrat hin und davon weg gebogen zu werden. Ein Verankerungsbereich bleibt an dem Substrat befestigt und ist mit einer ersten Kontaktfläche an dem Substrat elektrisch verbunden. Der Federkontakt ist aus einem elastischen Material hergestellt und der freie Bereich kontaktiert nachgiebig eine zweite Kontaktfläche, wodurch er die zwei Kontaktflächen elektrisch miteinander verbindet.
Die Erfindung ist in den beigefügten unabhängigen Ansprüchen definiert, auf welche nun Benzug genommen werden sollte:
Es ist ein allgemeines Ziel der vorliegenden Erfindung ein verbessertes und nützliches Kontaktelement zum Prüfen eines Halbleiterbauelements bereitzustellen, bei welchem Kontaktelement die oben erwähnten Probleme behoben werden.
Eine speziellere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Kontaktelement zum Prüfen eines Halbleiterbauelements bereitzustellen, welches Kontaktelement, für eine Waferlevel-Einbrandprüfung: (1) kostengünstig ist und eine Vielzahl von Prüfköpfen besitzen kann; (2) unabhängig von anderen Kontaktelementen ausgetauscht werden kann, wenn ein Prüfkopf davon beschädigt ist; und (3) eine hohe Hitzebe ständigkeit und eine mechanische Lebensdauer von mehreren hundert Malen besitzt, und welches Kontaktelement, für eine Endprüfung: (1) aufgrund seines kurzen Prüfkopfs einer Hochgeschwindigkeitsprüfung unterzogen werden kann; und (2) unabhängig von anderen Kontaktelementen ausgetauscht werden kann, wenn ein Prüfkopf davon beschädigt ist, und ein Herstellungsverfahren des Kontaktelements.
Um die oben genannten Aufgaben zu lösen wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Kontaktelement bereitgestellt, welches zwischen einem Halbleiterbauelement und einer Prüftafel platziert wird, um das Halbleiterbauelement elektrisch mit der Prüftafel zu verbinden, wobei das Kontaktelement umfasst:
ein isolierendes Substrat; und
eine Kontaktelektrode, die aus einer leitfähigen Schicht geformt ist, die auf der isolierenden Schicht bereitgestellt wird, wobei die Kontaktelektrode ein erstes Kontaktstück, welches einen Anschluss des Halbleiterbauelements kontaktiert, ein zweites Kontaktstück, welches eine Elektrode der Prüftafel kontaktiert, und einen Verbindungsbereich umfasst, welcher das erste Kontaktstück und das zweite Kontaktstück elektrisch verbindet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Kontaktelektrode aus der leitfähigen Schicht geformt, die vorher auf der isolierenden Schicht bereitgestellt wird, und kontaktiert sowohl das Halbleiterbauelement als auch die Prüftafel. Daher, indem eine herkömmliche Technologie zum Herstellen eines Halbleiterbauelements verwendet wird, kann eine Vielzahl der Kontaktelektroden gleichzeitig auf dem isolierenden Substrat geformt werden. Außerdem, da eine Elastizität der leitfähigen Schicht einen Kontaktdruck für jedes der Kontaktstücke bereitstellt, kann eine kostengünstige Kontaktelektrode mit einer einfachen Struktur geformt werden. Des Weiteren ist das Kontaktstück nicht mit der Prüftafel verbunden, sondern kontaktiert beim Prüfen nur die Elektrode der Prüftafel. Daher, wenn die Kontaktelektrode beschädigt ist, muss nur das Kontaktelement ausgetauscht werden. Ferner kann das Kontaktstück, das aus der leitfähigen Schicht geformt ist, einen großen Bereich elastischer Verformung bereitstellen, und somit kann die Länge der Kontaktelektrode geringer sein. Dies ermöglicht beim Prüfen, dass das Halbleiterbauelement bei hoher Geschwindigkeit arbeiten kann.
Außerdem kann in der vorliegenden Erfindung das Kontaktelement des Weiteren eine Öffnung in dem isolierenden Substrat an einer Position umfassen, an der die Kontaktelektrode geformt ist, wobei sich eines von dem ersten Kontaktstück und dem zweiten Kontaktstück von einer Oberfläche des isolierenden Substrats zu der anderen Oberfläche davon durch die Öffnung erstreckt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, da sich eines von dem ersten Kontaktstück und dem zweiten Kontaktstück durch die Öffnung von einer Oberfläche des isolierenden Substrats zu der anderen Oberfläche davon erstreckt, kann die Kontaktelektrode eine einfache Struktur besitzen, erlaubt den Kontaktstücken jedoch weiterhin, sich auf beiden Oberflächen der isolierenden Schicht zu erstrecken.
Außerdem können mit dem Kontaktelement gemäß der vorliegenden Erfindung das erste Kontaktstück und das zweite Kontaktstück voneinander beabstandet platziert werden, und der Verbindungsbereich kann das erste Kontaktstück und das zweite Kontaktstück als ein Verbindungsmuster mit einer vorbestimmten Form elektrisch verbinden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann, da das erste Kontaktstück und das zweite Kontaktstück als ein Verbindungsmuster geformt sind, das zweite Kontaktstück an irgendeiner Position geformt sein. Dies bietet einen großen Grad an Freiheit beim Anordnen des zweiten Kontaktstücks, und bietet somit einen großen Grad an Freiheit beim Anordnen der Elektrode der Prüftafel, welche das zweite Kontaktstück kontaktiert.
Außerdem kann mit dem Kontaktelement gemäß der vorliegenden Erfindung jedes von dem ersten Kontaktstück und dem zweiten Kontaktstück so platziert werden, dass eine Längsrichtung davon mit einer Radialrichtung von einer Mitte des isolierenden Substrats ausgerichtet ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind das erste Kontaktstück und das zweite Kontaktstück so platziert, dass die Längsrichtungen davon mit einer Radialrichtung von der Mittel des isolierenden Substrats ausgerichtet sind. Dies hindert die Spitze jedes der Kontaktstücke daran, von dem Anschluss des Halbleiterbauelements oder der Elektrode der Prüftafel gelöst zu werden, wenn das Kontaktelement, das Halbleiterbauelement und die Prüftafel thermischer Ausdehnung unterzogen werden.
Um die oben erwähnten Aufgaben zu lösen, wird gemäß einem Weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung auch ein Verfahren zum Herstellen eines Kontaktelements bereitgestellt, welches Kontaktelement zwischen einem Halbleiterbauelement und einer Prüftafel platziert wird, um das Halbleiterbauelement elektrisch mit der Prüftafel zu verbinden, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
Formen einer leitfähigen Schicht auf einem isolierenden Substrat;
Verarbeiten der leitfähigen Schicht in eine Kontaktelektrode, umfassend ein erstes Kontaktstück, das einen Anschluss des Halbleiterbauelements kontaktiert, ein zweites Kontaktstück, das eine Elektrode der Prüftafel kontaktiert, und einen Verbindungsbereich, der das erste Kontaktstück und das zweite Kontaktstück elektrisch verbindet; und
Biegen des ersten Kontaktstücks in Richtung auf eine erste Oberfläche des isolierenden Substrats um einen vorbe stimmten Winkel und Biegen des zweiten Kontaktstücks in Richtung auf eine zweite Oberfläche, die der ersten Oberfläche des isolierenden Substrats gegenüberliegt, um einen vorbestimmten Winkel.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Kontaktelektrode aus der leitfähigen Schicht geformt, die vorher auf der isolierenden Schicht bereitgestellt wird, und kontaktiert sowohl das Halbleiterbauelement als auch die Prüftafel. Daher, indem eine herkömmliche Technologie zum Herstellen eines Halbleiterbauelements verwendet wird, kann eine Vielzahl der Kontaktelektroden auf dem isolierenden Substrat gleichzeitig geformt werden. Außerdem stellen die Kontaktstücke, die in Richtung auf gegenüberliegende Seiten gebogen sind, und eine Elastizität der leitfähigen Schicht einen Kontaktdruck für jedes der Kontaktstücke bereit. Daher kann eine kostengünstige Kontaktelektrode mit einer einfachen Struktur geformt werden. Des Weiteren ist das Kontaktstück nicht mit der Prüftafel verbunden sondern kontaktiert beim Prüfen nur die Elektrode der Prüftafel. Daher, wenn die Kontaktelektrode beschädigt ist, muss nur das Kontaktelement ausgetauscht werden. Ferner kann das Kontaktstück, das aus der leitfähigen Schicht geformt ist, einen großen Bereich elastischer Verformung bereitstellen, und somit kann die Länge der Kontaktelektrode geringer sein. Dies ermöglicht beim Prüfen, dass das Halbleiterbauelement bei einer höheren Geschwindigkeit arbeitet.
Außerdem kann in dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung der Schritt des Formens einer leitfähigen Schicht den Schritt des Aufbringens eines Filmmaterials umfassen, das aus einem leitfähigen Material besteht, auf eine Oberfläche des isolierenden Substrats; und der Schritt des Verarbeitens kann den Schritt des Entfernens von Teilen der leitfähigen Schicht umfassen, die auf das isolierende Substrat aufgebracht wurde, um das er ste Kontaktstück, das zweite Kontaktstück und den Verbindungsbereich zu formen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die leitfähige Schicht auf dem isolierenden Substrat durch Aufbringen eines Filmmaterials geformt, wie z.B. einer Kupferplatte oder einer Kupferfolie. Die leitfähige Schicht kann einfach verarbeitet werden und in der Kontaktelektrode durch solch ein Verfahren wie z.B. Ätzen geformt werden.
Außerdem kann in dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung der Schritt des Formens einer leitfähigen Schicht den Schritt des Ablagerns eines leitfähigen Materials auf einer Oberfläche des isolierenden Substrats umfassen, um die leitfähige Schicht zu formen; und der Schritt des Verarbeitens kann den Schritt des Entfernens von Teilen der leitfähigen Schicht umfassen, die auf dem isolierenden Substrat abgelagert wurde, um das erste Kontaktstück, das zweite Kontaktstück und den Verbindungsbereich zu formen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die leitfähige Schicht auf dem isolierenden Substrat durch Ablagern eines leitfähigen Materials mittels eines Verfahrens wie z.B. Sputtern oder Ablagerung geformt. Die leitfähige Schicht kann leicht verarbeitet und in der Kontaktelektrode mittels eines Verfahrens wie z.B. Ätzen geformt werden.
Außerdem kann das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ferner den Schritt des Formens einer Öffnung in dem isolierenden Substrat an einer Position umfassen, an der jedes von dem ersten Kontaktstück und dem zweiten Kontaktstück geformt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann, da die Öffnung in dem isolierenden Substrat an einer Position geformt ist, an der das erste Kontaktstück und das zweite Kontaktstück geformt sind, eines von dem ersten Kontaktstück und dem zweiten Kontaktstück durch die Öffnung zu der gegenüberlie genden Seite gebogen werden. Außerdem kann eine Biegevorlage durch die Öffnung verwendet werden, um jedes der Kontaktstücke zu biegen. Daher kann eine Kontaktelektrode leicht geformt werden.
Um die oben erwähnten Aufgaben zu lösen wird gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung auch ein Verfahren zum Herstellen eines Kontaktelements bereitgestellt, welches Kontaktelement zwischen einem Halbleiterbauelement und einer Prüftafel platziert ist, um das Halbleiterbauelement elektrisch mit der Prüftafel zu verbinden, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
Verarbeiten von Teilen eines isolierenden Substrats in ein erstes Kontaktstück, welches einen Anschluss des Halbleiterbauelements kontaktiert, und ein zweites Kontaktstück, welches eine Elektrode der Prüftafel kontaktiert;
Formen einer leitfähigen Schicht auf dem ersten Kontaktstück und dem zweiten Kontaktstück und Formen eines Teils der leitfähigen Schicht in einen Verbindungsbereich, welcher das erste Kontaktstück und das zweite Kontaktstück elektrisch verbindet; und
Biegen des ersten Kontaktstücks in Richtung auf eine erste Oberfläche des isolierenden Substrats um einen vorbestimmten Winkel und Biegen des zweiten Kontaktstücks in Richtung auf eine zweite Oberfläche, welche der ersten Oberfläche des isolierenden Substrats gegenüberliegt, um einen vorbestimmten Winkel.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, nach dem Formen der Kontaktstücke auf dem isolierenden Substrat, die leitfähige Schicht auf den Kontaktstücken geformt, um die Kontaktelektrode zu formen. Daher, indem eine herkömmliche Technologie zum Herstellen eines Halbleiterbauelements verwendet wird, kann eine Vielzahl der Kontaktelektroden auf dem isolierenden Substrat gleichzeitig geformt werden. Außerdem stellen die Kontaktstücke, die in Richtung auf ge genüberliegende Seiten gebogen wurden, und eine Elastizität der leitfähigen Schicht einen Kontaktdruck für jedes der Kontaktstücke bereit. Daher kann eine kostengünstige Kontaktelektrode mit einer einfachen Struktur geformt werden. Des Weiteren ist das Kontaktstück nicht mit der Prüftafel verbunden sondern kontaktiert beim Prüfen nur die Elektrode der Prüftafel. Daher, wenn die Kontaktelektrode beschädigt ist, muss nur das Kontaktelement ausgetauscht werden. Des Weiteren kann das Kontaktstück, das aus der leitfähigen Schicht geformt ist, einen großen Bereich elastischer Verformung bereitstellen, und somit kann die Länge der Kontaktelektrode kleiner sein. Dies ermöglicht beim Prüfen, dass das Halbleiterbauelement bei einer höheren Geschwindigkeit arbeitet.
Außerdem kann in dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung der Schritt des Verarbeitens den Schritt des Formens einer Öffnung in dem isolierenden Substrat umfassen, um das erste Kontaktstück und das zweite Kontaktstück zu formen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann, da eine Form von jedem des ersten Kontaktstück und des zweiten Kontaktstück durch Formen der Öffnung in dem isolierenden Substrat geformt ist, das Kontaktstück leicht geformt werden.
Außerdem kann in dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung mindestens eines von dem ersten Kontaktstück und dem zweiten Kontaktstück eines von einer gekrümmten Ebene und einer gebogenen Ebene sein, und das Verfahren kann des Weiteren den Schritt des Biegens des mindestens einen von dem ersten Kontaktstück und dem zweiten Kontaktstück umfassen, an einer Position, an der der Verbindungsbereich und das mindestens eine von dem ersten Kontaktstück und dem zweiten Kontaktstück zusammentreffen, um einen vorbestimmten Winkel von dem isolierenden Substrat.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, da das Kontaktstück eine gekrümmte oder gebogene Ebene besitzt, erreicht die gekrümmte oder gebogene Form einen großen Bereich elastischer Verformung.
Außerdem, kann das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung des Weiteren den Schritt des Formens mindestens einer Oberflächenschicht auf einer Oberfläche der leitfähigen Schicht umfassen, um Eigenschaften der Kontaktelektrode zu verändern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Formen der Oberflächenschicht auf der Oberfläche der leitfähigen Schicht Eigenschaften, wie z.B. Elastizität und elektrische Eigenschaften, der Kontaktelektrode verändern.
Außerdem kann das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung des Weiteren den Schritt des Formens eines Verstärkungsmaterials an einer Position umfassen, an der der Verbindungsbereich und jedes von dem ersten Kontaktstück und dem zweiten Kontaktstück zusammentreffen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Verstärkungsmaterial an einer Position geformt sein, an der der Verbindungsbereich und jedes von dem ersten Kontaktstück und dem zweiten Kontaktstück in Verbindung stehen. Das heißt, nur der Teil, der die größte Spannung in jedem der Kontaktstücke aushält, wird verstärkt. Dies hindert das Kontaktstück daran, einer permanenten Verformung unterzogen zu werden oder beschädigt zu werden.
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung deutlicher werden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittansicht eines Teils eines herkömmlichen Kontaktelements, welches ein anisotropes leitfähiges Elastomer verwendet;
2 ist eine Seitenansicht eines Teils eines herkömmlichen Kontaktelements, welches einen Federstift verwendet;
3 ist eine Querschnittansicht eines Teils eines Kontaktelements gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine Draufsicht einer Kontaktelektrode, die in 3 gezeigt ist;
5 ist eine Querschnittansicht der Kontaktelektrode, die in 3 gezeigt ist;
6 ist eine Illustration zum Erklären von Schritten zum Formen der Kontaktelektrode, die in 5 gezeigt ist;
7 ist eine Querschnittansicht einer Biegevorlage, die in einem Biegeprozess der Kontaktelektrode verwendet wird;
8 ist eine Querschnittansicht einer Kontaktelektrode, die mit einer obersten Schicht versehen ist;
9A ist eine Draufsicht einer Kontaktelektrode, die mit einem Verstärkungsmaterial versehen ist;
9B ist eine Querschnittansicht der Kontaktelektrode, die mit dem Verstärkungsmaterial versehen ist;
10 ist eine Draufsicht einer Veränderung der Kontaktelektrode, die in 3 gezeigt ist;
11 ist eine Draufsicht einer weiteren Veränderung der Kontaktelektrode, die in 3 gezeigt ist;
12 ist eine Querschnittansicht einer Struktur, die eine Kontaktelektrode umfasst, die auf der Seite einer Prüftafel geformt ist;
13 ist eine Querschnittansicht einer Kontaktelektrode, die auf einem Kontaktelement gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung geformt ist;
14 ist eine Draufsicht einer Kontaktelektrode, die auf einem Kontaktelement gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung geformt ist;
15 ist eine Querschnittansicht der Kontaktelektrode, die in 14 gezeigt ist;
16 ist eine Querschnittansicht der Kontaktelektrode, die in 14 gezeigt ist, welche zwischen einer LSI-Schaltung und einer Prüftafel platziert ist;
17 ist eine Querschnittansicht einer Veränderung der Kontaktelektrode, die in 14 gezeigt ist;
18 ist eine Draufsicht einer Kontaktelektrode, die auf einem Kontaktelement gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung geformt ist;
19 ist eine Illustration zum Erklären von Schritten zum Formen der Kontaktelektrode, die in 18 gezeigt ist;
20 ist eine Draufsicht einer Öffnung, die in einem isolierenden Substrat geformt ist;
21 ist eine Illustration zum Erklären von Schritten zum Formen der Kontaktelektrode, die in 18 gezeigt ist;
22 ist eine Illustration zum Erklären eines Kontaktelements gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
23 ist eine Illustration einer Veränderung des Kontaktelements, das in 22 gezeigt ist;
24 ist eine Illustration einer weiteren Veränderung des Kontaktelements, das in 22 gezeigt ist;
25 ist eine Querschnittansicht eines Teils eines Kontaktelements gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
26 ist eine Draufsicht der Kontaktelektrode, die in 25 gezeigt ist;
27 ist eine Querschnittansicht der Kontaktelektrode, die in 25 gezeigt ist;
28 ist eine Draufsicht einer Kontaktelektrode, die auf einem Kontaktelement gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung geformt ist;
29 ist eine Seitenansicht der Kontaktelektrode, die in 28 gezeigt ist;
30 ist eine Draufsicht eines Beispiels einer Form eines Erstreckungsbereichs der Kontaktelektrode, die in 28 gezeigt ist;
31 ist eine Draufsicht einer Kontaktelektrode, bevor sie gebogen wird, wobei die Kontaktelektrode auf einem Kontaktelement gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung geformt ist;
32 ist eine Aufrissansicht der Kontaktelektrode, die auf dem Kontaktelement gemäß dem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung geformt ist;
33 ist eine Seitenansicht der Kontaktelektrode, die in 32 gezeigt ist;
34 ist eine Aufrissansicht einer Veränderung der Kontaktelektrode, die in 32 gezeigt ist;
35 ist eine Aufrissansicht einer Veränderung der Kontaktelektrode, die in 32 gezeigt ist;
36 ist eine Illustration eines Beispiels einer Biegung eines Kontaktstücks auf der Seite der LSI-Schaltung, nicht um einen rechten Winkel, jedoch um einen vorbestimmten Winkel kleiner als 90 Grad von einem Erstreckungsbereich;
37 ist eine Draufsicht einer Kontaktelektrode, die auf einem Kontaktelement gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung geformt ist;
38 ist eine Seitenansicht der Kontaktelektrode, die in 37 gezeigt ist;
39 ist eine Illustration zum Erklären eines Kontaktelements gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
40 ist eine Illustration einer Anordnung einer Kontaktelektrode, die auf einem Kontaktelement gemäß einem elften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung geformt ist;
41 ist eine Illustration zum Erklären von Effekten der Anordnung der Kontaktelektrode, die in 40 gezeigt ist; und
42 ist eine Querschnittansicht eines Teils eines Kontaktelements gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nun werden mit Bezugnahme auf die Zeichnungen das erste bis zwölfte Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
3 ist eine Querschnittansicht eines Teils eines Kontaktelements gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 4 ist eine Draufsicht einer Kontaktelektrode, die in 3 gezeigt ist. Ein Kontaktelement 20 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist als ein Substrat geformt, in der Form einer Platine oder Folie, umfassend eine Mehrzahl von Kontaktelektroden 22, die in 3 und 4 gezeigt sind.
Wie in 3 gezeigt ist das Kontaktelement 20 beim Prüfen einer LSI-Schaltung 6 zwischen der LSI-Schaltung 6 und einer Prüftafel 8 platziert und verbindet diese elektrisch. Die LSI-Schaltung 6 besitzt eine Vielzahl von Anschlüssen 6a, die als flache Aluminiumflächen geformt sind.
Die Prüftafel 8 besitzt eine Mehrzahl von Elektroden 8a, die an Positionen entsprechend den Anschlüssen 6a der LSI-Schaltung 6 angeordnet sind. Die Elektroden 8a sind als flache Flächen geformt, wobei jede mit einer Goldschicht auf ihrer Oberfläche versehen ist.
Jede der Kontaktelektroden 22 ist zwischen einem entsprechenden Anschluss 6a der LSI-Schaltung 6 und einer entsprechenden Elektrode 8a der Prüftafel 8 platziert. Die Kontaktelektrode 22 ist angeordnet, um den Anschluss 6a und die Elektrode 8a zu kontaktieren und elektrisch zu verbinden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Kontaktelektrode 22 aus einer Kupferplatte oder einer Kupferfolie (Cu) auf einem isolierenden Substrat 24 geformt.
Die Kontaktelektrode 22, wie in 4 gezeigt, besitzt einen ringförmigen Bereich 22a, ein Kontaktstück 22b1 auf der Seite der LSI-Schaltung und ein Kontaktstück 22b2 auf der Seite der Prüftafel. Das isolierende Substrat 24 besitzt eine kreisförmige Öffnung 24a, welche einen Durchmesser besitzt, der im Wesentlichen gleich einem Innendurchmesser des ringförmigen Bereichs 22a ist.
Das Kontaktstück 22b1 auf der Seite der LSI-Schaltung erstreckt sich von einem innern Umfang des ringförmigen Bereichs 22a in Richtung auf eine Mitte des ringförmigen Bereichs 22a, und wird um einen vorbestimmten Winkel nahe einem Teil aufwärts gebogen, wo das Kontaktstück 22b1 auf der Seite der LSI-Schaltung mit dem ringförmigen Bereich 22a verbunden ist. Das Kontaktstück 22b2 auf der Seite der Prüftafel erstreckt sich vom inneren Umfang des ringförmigen Bereichs 22a in Richtung auf die Mitte des ringförmigen Bereichs 22a, und wird um einen vorbestimmten Winkel nahe einem Teil abwärts gebogen, wo das Kontaktstück 22b2 auf der Seite der Prüftafel mit dem ringförmigen Bereich 22a verbunden ist. Das heißt, das Kontaktstück 22b2 auf der Seite der Prüftafel wird in Richtung auf eine gegenüberlie gende Seite zu dem Kontaktstück 22b1 auf der Seite der LSI-Schaltung durch die Öffnung 24a gebogen, die in dem isolierenden Substrat 24 geformt ist.
Das Kontaktstück 22b1 auf der Seite der LSI-Schaltung und das Kontaktstück 22b2 auf der Seite der Prüftafel können aus einer Kupferplatte oder eine Kupferfolie geformt sein und verwendet werden wie sie sind. Jedoch, wenn eine Oberfläche davon aus Kupfer geformt ist, kann die Oberfläche oxidieren und kann somit eine schlechte Verbindung verursachen. Auch kann eine einfache Kupferplatte oder Kupferfolie nicht in der Lage sein, einen notwendigen Kontaktdruck (ungefähr 10 Gramm pro Stift) bereitzustellen. Daher ist es bevorzugt, dass, wie in 5 gezeigt, eine leitfähige dünne Filmschicht 22c1 auf einer Oberfläche der Kontaktelektrode 22 geformt ist, um die Oberfläche vor Oxidation zu schützen, um eine Festigkeit der Kontaktelektrode 22 zu erhöhen und um eine Elastizität davon zu verbessern.
Die dünne Filmschicht 22c1 kann durch Plattieren (engl. plating) geformt werden. In diesem Fall ist als ein Material, welches die dünne Filmschicht 22c1 formt, solch eine Metallsubstanz wie Nickel (Ni), Kobalt (Co) und Eisen (Fe) bevorzugt, unter welchen Nickel (Ni) besonders bevorzugt ist. Ein Legierung, umfassend Nickel (Ni), Kobalt (Co), Eisen (Fe) oder Kupfer (Cu), kann die dünne Filmschicht 22c1 formen. Es können auch Gold (Au), Silber (Ag), Rhodium (Rh), Palladium (Pd), Platin (Pt) und eine Legierung davon als das Material verwendet werden. Des Weiteren können auch Wolfram (W), Molybdän (Mo) und eine Legierung davon verwendet werden. Ferner kann eine Legierung aus Beryllium (Be) und Kupfer (Cu) die dünne Filmschicht 22c1 formen.
Nun wird mit Bezugnahme auf 6 ein Formungsverfahren der Kontaktelektrode 22 beschrieben werden.
6 ist eine Illustration von Schritten des Formens der Kontaktelektrode 22. Zuerst wird eine Kupferplatte oder eine Kupferfolie auf das isolierende Substrat 24 aufgebracht, welches die Öffnung 24a besitzt, und ein Prototyp der Kontaktelektrode 22, wie in 6-(A) gezeigt, wird durch eine Verfahren wie Ätzen geformt. Die Öffnung 24a kann durch Laserbearbeitung, Pressverarbeitung oder Ätzen geformt werden. Außerdem kann die Öffnung 24a durch Ätzen geformt werden, nach einem Aufbringen einer Kupferplatte oder einer Kupferfolie auf das isolierende Substrat 24. Außerdem, anstelle des Aufbringens einer Kupferplatte oder einer Kupferfolie, kann der Prototyp der Kontaktelektrode 22 auf solche eine Weise wie Plattieren mit einer Kupferschicht oder Ablagern einer Kupferschicht geformt werden.
Als nächstes wird der Prototyp der Kontaktelektrode 22, die in 6-(A) gezeigt ist, so plattiert, dass die dünne Filmschicht 22c1 darauf geformt wird, wie in 6-(B) gezeigt. Eine Dicke der dünnen Filmschicht 22c1 kann durch solche Überlegungen bestimmt werden, wie eine für das Kontaktelement 20 erforderliche Lebensdauer, eine Betriebstemperatur und Materialien, welche den Anschluss 6a der LSI-Schaltung 6 formen.
Nach Beendigung des Plattierungsprozesses wird ein Biegeprozess der Kontaktstücke 22b1 und 22b2 durchgeführt, wie in 6-(C) gezeigt. Durch Verwendung einer Biegevorlage 26, umfassend eine obere Vorlage 26A und eine untere Vorlage 26B, wie in 7 gezeigt, können beide Kontaktstücke 22b1 und 22b2 gleichzeitig in entgegengesetzte Richtungen gebogen werden. Biegewinkel der Kontaktstücke 22b1 und 22b2 können bestimmt werden, so dass Spitzen der Kontaktstücke 22b1 und 22b2 an vorbestimmten Positionen (grundsätzlich im Wesentlichen in der Mitte) des entsprechenden Anschlusses 6a der LSI-Schaltung 6 beziehungsweise der entsprechenden Elektrode 8a der Prüftafel 8 angeordnet sind, wobei Überlegungen wie z.B. Rückfederung in Betracht gezogen werden.
In einem Fall des Herstellens eines Prüfkontaktelements für eine Waferlevel-LSI-Schaltung, ist es bevorzugt, dass der Biegeprozess für alle der Kontaktelementelektroden gleichzeitig durchgeführt wird. Jedoch, da nur eine sehr kurze Zeitspanne für einen Biegeprozess erforderlich ist, kann der Biegeprozess Gruppe für Gruppe mehrerer LSI-Schaltungen auf einem Wafer durchgeführt werden.
Wenn die dünne Filmschicht 22c1 auf den Kontaktstücken geformt wird ist es manchmal schwierig spitze Biegewinkel bereitzustellen. In diesem Fall kann der Plattierungsprozess der dünnen Filmschicht 22c1 nach dem Biegeprozess durchgeführt werden. In dem Plattierungsprozess kann es von Bedeutung sein, dass der Biegewinkel und eine Form der Kontaktstücke verändert werden. In diesem Fall kann der Biegeprozess durchgeführt werden, nachdem eine bestimmte Dicke der dünnen Filmschicht 22c1 plattiert wurde, gefolgt von einem weiteren Plattierungsprozess. Es kann auch eine Plattierung mit Nickel (Ni) vor dem Biegeprozess durchgeführt werden, um eine mechanische Festigkeit der Kontaktstücke zu erhöhen, und nach dem Biegeprozess, kann Plattieren von Gold (Au) oder Palladium (Pd), welches nicht anfällig für Oxidation ist, durchgeführt werden.
Das Kontaktelement 20, welches wie oben erwähnt hergestellt wird, erfordert im Wesentlichen den gleichen Herstellungsprozess und Herstellungskosten, selbst wenn eine Mehrzahl von Kontaktelektroden (Kontaktstifte) geformt werden müssen, wie in einem Fall des Prüfens einer Waferlevel-LSI-Schaltung. Daher, je mehr Kontaktstifte vorhanden sind desto niedriger wird ein Preis pro Einheit für einen Kontaktstift, und ein kostengünstiges Kontaktelement kann bereitgestellt werden.
Außerdem, wie in 8 gezeigt, kann eine weitere dünne Filmschicht 22c2 als eine oberste Schicht auf einer Oberfläche der dünnen Filmschicht 22c1 geformt werden. Die dünne Filmschicht 22c2 wird so vorgesehen, um einen elektrischen Widerstand der gesamten Kontaktelektrode zu reduzieren, und kann durch Plattierung geformt werden. In einem Fall des Formens durch Plattierung, werden bevorzugt Platinmetalle, wie z.B. Gold (Au) und Palladium (Pd) verwendet.
Indem eine Oberfläche einer obersten Schicht der Kontaktelektrode bis zu einem bestimmten Grad rau gemacht wird, das heißt, eine Unregelmäßigkeit auf der Oberfläche der obersten Schicht vorgesehen wird, wird ein elektrischer Kontakt erleichtert. Das heißt, wenn das Kontaktstück 22b1 auf der Seite der LSI-Schaltung und das Kontaktstück 22b2 auf der Seite der Prüftafel gegen den entsprechenden Anschluss 6a beziehungsweise die entsprechende Elektrode 8a gedrückt werden, brechen die Unregelmäßigkeiten auf den Oberflächen der obersten Schichten Oxidfilme am Anschluss 6a und der Elektrode 8a, um elektrische Kontakte zu vereinfachen. Ein Verfahren des Schwankens eines elektrischen Stroms während einer Plattierung kann die Oberfläche der obersten Schicht rau machen. Beispielsweise kann das Anlegen einer Spannung, die wie eine Sinuswelle schwankt, als eine Plattierungsspannung, Plattierungszustände verändern und somit eine Unregelmäßigkeit auf einer Oberfläche einer Plattierungsschicht bereitstellen.
Außerdem, wenn die Kontaktelektrode in Kontakt mit einem Lotanschluss platziert ist, ist es bevorzugt, dass die oberste Schicht der Kontaktelektrode aus Rhodium (Rh) geformt ist, an welchem Lot wahrscheinlich nicht anhaftet, und dass die oberste Schicht aus Palladium (Pd) oder Platin (Pt) geformt ist, welche wahrscheinlich keine Lotlegierung bilden.
Beispielsweise kann eine Kontaktelektrode 22 mit einer in 8 gezeigten Struktur, umfassend eine Kupferfolie von 18 μm Dicke, welche auf das isolierende Substrat 24 aufgebracht ist; eine Plattierungsschicht aus Nickel (Ni) von 25 μm Dicke, welche auf eine Oberfläche der Kupferfolie aufgebracht ist; und, als eine oberste Schicht, eine Plattierungsschicht aus Gold (Au) oder Palladium (Pd) von 1 bis 3 μm Dicke, für mehr als 10.000 Kontakte bei einer hohen Temperatur von 125 °C mit einem Kontaktdruck von 10 Gramm pro Stift verwendet werden. Die oben erwähnte Kontaktelektrode 22 kann auch durch Formen einer Plattierungsschicht aus Nickel (Ni) von ungefähr 12 μm Dicke vor dem Biegeprozess; Formen einer weiteren Plattierungsschicht aus Nickel (Ni) von ungefähr 12 μm Dicke nach dem Biegeprozess; und Formen einer Plattierungsschicht aus Gold (Au) oder Palladium (Pd) von 1 bis 3 μm Dicke geformt sein.
Wie oben erwähnt können vorbestimmte mechanische und elektrische Eigenschaften durch Variieren einer Anzahl von Plattierungsschichten, Plattierungsmaterialien, einer Anzahl von Plattierungsprozessen und einem Timing von Plattierungsprozessen erreicht werden.
Außerdem, nach einem Formen der oben erwähnten Kontaktelektrode 22 kann ein Verstärkungsmaterial 28 an der Wurzel jedes Kontaktstücks 22b1 auf der Seite der LSI-Schaltung und Kontaktstücks 22b2 auf der Seite der Prüftafel bereitgestellt werden, wie in 9A und 9B gezeigt. Das Verstärkungsmaterial 28 kann leicht geformt werden, beispielsweise durch Aufbringen eines Epoxydharzes, indem das Epoxydharz vergossen und ausgehärtet wird. Das Formen des Verstärkungsmaterials 28 an der Wurzel jedes der Kontaktstücke hindert das Kontaktstück daran beschädigt zu werden, und stellt eine längere Lebensdauer für das Kontaktelement bereit.
In der oben erwähnten Kontaktelektrode 22 erstrecken sich das Kontaktstück 22b1 auf der Seite der LSI-Schaltung und das Kontaktstück 22b2 auf der Seite der Prüftafel entlang der gleichen diametralen Linie. Jedoch können die Kontaktstücke 22b1 und 22b2 versetzt angeordnet werden, wie in 10 gezeigt. In diesem Fall können die Kontaktstücke 22b1 und 22b2 länger gemacht werden, so dass die Kontaktstücke 22b1 und 22b2 größere Bereiche elastischer Verformung haben.
Gleichermaßen müssen Längen der Kontaktstücke 22b1 und 22b2 nicht die gleichen sein. Wie in 11 gezeigt kann das Kontaktstück 22b2 länger sein als das Kontaktstück 22b1. Dies ist so, da sich das Kontaktstück 22b2, wie in 3 gezeigt, durch die Öffnung 24a des isolierenden Substrats 24 zu der gegenüberliegenden Seite erstrecken muss.
Wie oben erwähnt, können Längen der Kontaktstücke so angeordnet sein, um eine Struktur zu realisieren, die notwendige Kontakte bereitstellt. Es sollte beachtet werden, dass die Kontaktelektrode 22 auf dem isolierenden Substrat 24 auf der Seite der Prüftafel 8 geformt sein kann, wie in 12 gezeigt.
Außerdem hindert das Auswählen eines Materials des isolierenden Substrats 24, so dass Koeffizienten thermaler Ausdehnung des isolierenden Substrats 24 und der LSI-Schaltung 6 im Wesentlichen gleich sind, das Kontaktstück 22b1 daran, sich von dem Anschluss 6a der LSI-Schaltung 6 infolge einer Temperaturänderung zu lösen. Auch hindert das Auswählen eines Materials des isolierenden Substrats 24, so dass Koeffizienten thermaler Ausdehnung des isolierenden Substrats 24 und der Prüftafel 8 im Wesentlichen gleich sind, das Kontaktstück 22b2 daran, sich von der Elektrode 8a der Prüftafel 8 infolge einer Temperaturänderung zu lösen. Das isolierende Substrat 24 kann aus einem isolieren den Tapesubstrat, wie z.B. Polyimid, einem Keramiksubstrat, einem Glassubstrat oder einem Silizium-(Si-)Substrat geformt sein, wobei ein isolierender Oxidfilm auf einer Oberfläche davon geformt ist. Ein Keramiksubstrat, ein Glassubstrat und ein Silizium-(Si)Substrat sind weniger flexibel als ein isolierendes Tapesubstrat, wie z.B. Polyimid, besitzen jedoch eine exzellente Ebenheit. Dementsprechend können elastische Verformungen des Kontaktstücks 22b1 auf der Seite der LSI-Schaltung und des Kontaktstücks 22b2 auf der Seite der Prüftafel zuverlässige Kontakte mit der LSI-Schaltung 6 beziehungsweise der Prüftafel 8 bereitstellen, indem sie auf variierende Höhen davon antworten.
Als nächstes wird mit Bezugnahme auf 13 das zweite Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
13 ist eine Querschnittansicht einer Kontaktelektrode 32 eines Kontaktelements gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Eine Gesamtstruktur des Kontaktelements ist die gleiche wie das oben erwähnte Kontaktelement 20 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass eine Beschreibung davon hier ausgelassen werden wird.
Die Kontaktelektrode 32, die in 13 gezeigt ist, wird geformt, nachdem eine Kupferplatte oder eine Kupferfolie auf beide Oberflächen des isolierenden Substrats 24 aufgebracht wurde. Die Kontaktelektrode 32 besitzt, wie die Kontaktelektrode 22, einen ringförmigen Bereich 32a und ein Kontaktstück 32b1 auf der Seite der LSI-Schaltung. Der ringförmige Bereich 32a und das Kontaktstück 32b1 auf der Seite der LSI-Schaltung werden aus einer Kupferplatte oder einer Kupferfolie geformt, die auf eine Seite (die Seite der LSI-Schaltung 6) des isolierenden Materials 24 aufgebracht wird. Dementsprechend werden der ringförmige Bereich 32a und das Kontaktstück 32b1 auf der Seite der LSI- Schaltung auf der einen Seite (der Seite der LSI-Schaltung 6) des isolierenden Substrats 24 geformt.
Jedoch ist im Gegensatz zu der oben erwähnten Kontaktelektrode 22 ein Kontaktstück 32b2 auf der Seite der Prüftafel aus einer Kupferplatte oder einer Kupferfolie geformt, die auf eine Seite der Prüftafel 8 aufgebracht wird. Daher erstreckt sich das Kontaktstück 32b2 auf der Seite der Prüftafel zu der Seite der Prüftafel 8, ohne durch die Öffnung 24a zu verlaufen.
Das Kontaktstück 32b2 auf der Seite der Prüftafel ist über ein Durchgangsloch 34 mit dem ringförmigen Bereich 32a elektrisch verbunden, der auf der gegenüberliegenden Seite des isolierenden Substrats 24 angeordnet ist. Dementsprechend ist das Kontaktstück 32b2 auf der Seite der Prüftafel über das Durchgangsloch 34 und den ringförmigen Bereich 32a mit dem Kontaktstück 32b1 auf der Seite der LSI-Schaltung elektrisch verbunden.
Gemäß dem Kontaktelement, welches die Kontaktelektrode 32 der vorliegenden Erfindung besitzt, können Kontaktstücke, welche die gleiche Struktur besitzen, sowohl auf der Seite der LSI-Schaltung als auch auf der Seite der Prüftafel geformt werden, indem Kontaktstücke 32b1 und 32b2 der gleichen Länge geformt werden und die Kontaktstücke 32b1 und 32b2 um den gleichen Winkel gebogen werden.
Als nächstes wird mit Bezugnahme auf 14 bis 17 das dritte Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. 14 ist eine Draufsicht einer Kontaktelektrode 42 eines Kontaktelements gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 15 ist eine Querschnittansicht der Kontaktelektrode 42, die in 14 gezeigt ist.
Die Kontaktelektrode 42, die in 14 gezeigt ist, gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, ist eine Kontaktelektrode, die an einen Fall ange passt ist, in dem ein Anschluss der LSI-Schaltung 6 eine hervorstehende Elektrode 6b ist, wie z.B. ein Lothöcker (der in 16 gezeigt ist). Um ein Kontaktstück 42b1 auf der Seite der LSI-Schaltung daran zu hindern, aufgrund eines Kontaktdrucks mit dem Lothöcker 6b einer permanenten Verformung unterzogen zu werden, werden die zwei Kontaktstücke 42b1 auf der Seite der LSI-Schaltung auf beiden Seiten einer Mittellinie des Lothöckers 6b nebeneinander fixiert, wobei die Mitte des Lothöckers 6b vermieden wird. In 15 ist das Kontaktstück 42b1 auf der Seite der LSI-Schaltung eben, nicht in Richtung auf die LSI-Schaltung 6 gebogen.
16 ist eine Querschnittansicht der Kontaktelektrode 42, die zwischen der LSI-Schaltung 6 und der Prüftafel 8 platziert ist. Die Kontaktstücke 42b1 auf der Seite der LSI-Schaltung, die durch den Lothöcker 6b gedrückt werden, werden in Richtung auf die Prüftafel 8 elastisch verformt und in die Öffnung 24a gebogen. Diese elastische Verformung stellt einen zuverlässigen Kontakt zwischen den Kontaktstücken 42b1 auf der Seite der LSI-Schaltung und dem Lothöcker 6b bereit.
Es sollte beachtet werden, dass das Kontaktstück 42b1 auf der Seite der LSI-Schaltung nicht notwendigerweise eben sein muss, sondern vorher ein wenig in Richtung auf die Prüftafel 8 gebogen werden kann, so dass sich die Kontaktstücke 42b1 auf der Seite der LSI-Schaltung innerhalb eines Bereichs ihrer elastischen Verformung verformen. Wie in 17 gezeigt, indem das Kontaktstücks 42b1 auf der Seite der LSI-Schaltung vorher gekrümmt entlang einer Form des Lothöckers 6b geformt wird, wird ein zuverlässigerer Kontakt zwischen den Kontaktstücken 42b1 auf der Seite LSI-Schaltung und dem Lothöcker 6b bereitgestellt.
Als nächstes wird mit Bezugnahme auf 18 bis 21 das vierte Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegen den Erfindung beschrieben werden. 10 ist eine Draufsicht einer Kontaktelektrode 52 eines Kontaktelements gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Wie die Kontaktelektrode 22 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung besitzt die Kontaktelektrode 52, die in 18 gezeigt ist, einen ringförmigen Bereich 52a, ein Kontaktstück 52b1 auf der Seite der LSI-Schaltung und ein Kontaktstück 52b2 auf der Seite der Prüftafel. Jedoch wird die Kontaktelektrode 52 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wie folgt geformt: Formen einer Öffnung 24b mit einer Form entsprechend einer Form der Kontaktelektrode 52 in dem isolierenden Substrat 24 im Voraus; und Formen eines leitfähigen Films um einen Umfang der Öffnung 24b herum, durch solch ein Verfahren wie Plattieren oder Sputtern. Das heißt, die Kontaktelektrode 52 selbst wird durch solch ein Verfahren wie Plattieren oder Sputtern geformt.
19 ist eine Illustration von Schritten des Formens der Kontaktelektrode 52. Zuerst, wie in 19-(A) gezeigt, wird die Öffnung 24b, welche die Form entsprechend der Form der Kontaktelektrode 52 besitzt, in dem isolierenden Substrat 24 geformt. Da das isolierende Substrat 24 aus solch einer dünnen Harzschicht wie einer dünnen Harzschicht aus Polyimid geformt wird, wird die Öffnung 24b leicht durch solch ein Verfahren wie Pressverarbeitung oder Ätzen geformt. 20 ist eine Draufsicht der Öffnung 24b, die in dem isolierenden Substrat 24 geformt ist.
Danach wird ein leitfähiger Film 54 auf allen Oberflächen des isolierenden Substrats 24 geformt, wie in 19-(B) gezeigt. Der leitfähige Film 54 wird durch Sputtern solcher Metalle wie Chrom (Cr) oder durch stromlose Vernickelung (Ni) geformt. Als nächstes, wie in 19-(C) gezeigt, wird ein Teil des leitfähigen Films 54 durch solch ein Verfahren wie Ätzen entfernt, so dass ein Teil, der die Kontaktelektrode 52 werden soll, auf dem isolierenden Substrat 24 belassen wird. Danach, wie die Kontaktelektrode 22 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, werden das Kontaktstück 52b1 auf der Seite der LSI-Schaltung und das Kontaktstück 52b2 auf der Seite der Prüftafel gebogen, indem eine Biegevorlage verwendet wird. Dies vervollständigt die Kontaktelektrode 52.
21 ist eine weitere Illustration von Schritten des Formens der Kontaktelektrode 52. Zuerst wird in den Schritten, die in 21 gezeigt sind, wie in den Schritten, die in 19 gezeigt sind, die Öffnung 24b, welche die Form entsprechend der Form der Kontaktelektrode 52 besitzt, in dem isolierenden Substrat 24 geformt, wie in 21-(A) gezeigt. Als nächstes, wie in 21-(B) gezeigt, wird eine Maske 56 auf dem isolierenden Substrat 24 platziert, um eine Form der Kontaktelektrode 52 freizulegen.
Dann wird der leitfähige Film 54 auf dem isolierenden Substrat 24 geformt. Danach, wie in 21-(C) gezeigt, wird die Maske 56 zusammen mit einem Teil des leitfähigen Films 54, der darauf geformt ist, entfernt. Danach, wie in 21-(D) gezeigt, werden das Kontaktstück 52b1 auf der Seite der LSI-Schaltung und das Kontaktstück 52b2 auf der Seite der Prüftafel gebogen, indem eine Biegevorlage verwendet wird.
In der Kontaktelektrode 52 des Kontaktelements gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel können das Kontaktstück 52b1 auf der Seite der LSI-Schaltung und das Kontaktstück 52b2 auf der Seite der Prüftafel die gleiche Länge besitzen.
Als nächstes wird mit Bezugnahme auf 22 bis 24 das fünfte Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
Das Kontaktelement gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst eine Kontaktelektrode, die durch elektrolytisches Plattieren mit einer Plattierungsschicht auf ihrer Oberfläche versehen ist. 22 bis 24 zeigen die Kontaktelektrode 22, die in 5 als ein Beispiel einer Kontaktelektrode gezeigt ist.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird beim Formen eines leitfähigen Filmmusters für die Kontaktelektrode 22, die noch nicht plattiert ist, ein Stromversorgungsmuster 60, das im Plattierungsprozess zu verwenden ist, im Voraus geformt. Das heißt, in einem Zustand der Kontaktelektrode 22, die noch nicht mit der dünnen Filmschicht 22c1 plattiert ist (der in 6-(A) gezeigte Zustand), wird das Stromversorgungsmuster 60 für eine spätere Verwendung in dem Plattierungsprozess geformt, wie in 22 bis 24 gezeigt. Das Stromversorgungsmuster 60 ist mit jeder der Kontaktelektroden 22 verbunden und wird zum Zuführen eines Plattierungsstroms in die Kontaktelektrode 22 beim Formen der dünnen Filmschicht 22c1 durch elektrolytisches Plattieren verwendet. Das Stromversorgungsmuster 60 kann zur gleichen Zeit geformt werden wie wenn der Prototyp der Kontaktelektrode 22 geformt wird, indem eine Kupferplatte oder eine Kupferfolie verwendet wird, die auf das isolierende Substrat 24 aufgebracht wurde.
Nachdem es verwendet wurde, um einen Plattierungsstrom in dem Plattierungsprozess zuzuführen, wird das Stromversorgungsmuster 60 an vorbestimmten Teilen durch solch ein Verfahren wie Laserschneiden oder Stanzen abgetrennt. Wie in 23 gezeigt kann durch Formen einer Öffnung 62 in der Nähe der Kontaktelektrode 22 und Anordnen des Stromversorgungsmusters 60, um diese Öffnung 62 zu kreuzen, das Stromversorgungsmuster 60 leicht durch Stanzen abgetrennt werden, wobei diese Öffnung 62 verwendet wird. Wie in 24 gezeigt kann auch durch Zusammenbringen einer Mehrzahl der Stromversorgungsmuster 60 an einem Teil und Formen einer Öffnung 64 an diesem Teil eine Mehrzahl der Stromversorgungsmuster 60 leicht durch Stanzen abgetrennt werden.
Wie oben erwähnt kann gemäß einem Herstellungsverfahren des Kontaktelements des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine Plattierungsschicht leicht auf einer Oberfläche der Kontaktelektrode geformt werden, und Herstellungskosten des Kontaktelements können reduziert werden.
Als nächstes wird mit Bezugnahme auf 25 bis 27 das sechste Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
Das Kontaktelement gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besitzt, wie das oben erwähnte fünfte Ausführungsbeispiel, ein Stromversorgungsmuster 70 für den Plattierungsprozess. Jedoch wird das Stromversorgungsmuster 70 auf einer Seite geformt, die der Seite gegenüberliegt, auf der die Kontaktelektrode 22 geformt wird, wie in 25 gezeigt.
Das heißt, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, nachdem eine Kupferplatte oder eine Kupferfolie auf beiden Oberflächen des isolierenden Substrats 24 aufgebracht wurde, wird die Kontaktelektrode 22 aus der Kupferplatte oder der Kupferfolie geformt, die auf einer der Oberflächen davon aufgebracht wurde, und andererseits wird das Stromversorgungsmuster 70 aus der Kupferplatte oder der Kupferfolie geformt, die auf der gegenüberliegende Oberflächen aufgebracht wurde. Die Kontaktelektrode 22 und das Stromversorgungsmuster 70 werden durch ein Durchgangsloch 72 elektrisch verbunden. Die Kontaktelektrode 22 besitzt ein hervorstehendes Stück 74, in welchem das Durchgangsloch 72 zu formen ist, wie in 26 gezeigt ist.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, nach Beendigung des Plattierungsprozesses, kann das gesamte Stromversorgungsmuster 70 durch Ätzen entfernt werden, oder kann, wie in 27 gezeigt, gleichzeitig durch ein Ablöseverfahren entfernt werden. Daher kann ein benutztes Stromversorgungsmuster 70 mit Leichtigkeit entfernt werden.
Als nächstes wird mit Bezugnahme auf 28 bis 30 das siebte Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
28 ist eine Draufsicht einer Kontaktelektrode 82, die auf einem Kontaktelement gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung geformt ist. 29 ist eine Seitenansicht der Kontaktelektrode 82, die in 28 gezeigt ist.
Wie in 28 gezeigt umfasst die Kontaktelektrode 82 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Erstreckungsbereich 82a, ein Kontaktstück 82b1 auf der Seite der LSI-Schaltung und ein Kontaktstück 82b2 auf der Seite der Prüftafel. In der oben erwähnten Kontaktelektrode 22 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind das Kontaktstück 22b1 auf der Seite der LSI-Schaltung und das Kontaktstück 22b2 auf der Seite der Prüftafel über den ringförmigen Bereich 22a verbunden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind das Kontaktstück 82b1 auf der Seite der LSI-Schaltung und das Kontaktstück 82b2 auf der Seite der Prüftafel jedoch über den Erstreckungsbereich 82a verbunden. Obwohl 28 den Erstreckungsbereich 82a gradlinig zeigt, kann der Erstreckungsbereich 82a eine optionale Form besitzen, wie z.B. eine gebogene Form oder eine gekrümmte Form.
An einem Ende des Erstreckungsbereichs 82a ist das Kontaktstück 82b1 auf der Seite der LSI-Schaltung geformt. Dementsprechend besitzt das isolierende Substrat 24 eine Öffnung 24c1, die an einer Position entsprechend dem einen Ende des Erstreckungsbereich 82a geformt ist. Durch Verwendung dieser Öffnung 24c1 kann das Kontaktstück 82b1 auf der Seite der LSI-Schaltung leicht in Richtung auf die LSI-Schaltung 6 gebogen werden.
Am anderen Ende des Erstreckungsbereichs 82a ist das Kontaktstück 82b2 auf der Seite der Prüftafel geformt. Dementsprechend besitzt das isolierende Substrat 24 eine Öffnung 24c2, die an einer Position entsprechend dem anderen Ende des Erstreckungsbereichs 82a geformt ist. Durch diese Öffnung 24c2 kann das Kontaktstück 82b2 auf der Seite der Prüftafel in Richtung auf die Prüftafel 8 gebogen werden.
30 ist eine Draufsicht eines Beispiels einer Form des Erstreckungsbereichs 82a. In 30 erstreckt sich der Erstreckungsbereich 82a zur Elektrode 8a der Prüftafel 8 (gezeigt in 29), weg von dem Kontaktstück 82b1 auf der Seite der LSI-Schaltung, um einen Abstand P1 zwischen den Anschlüssen 6a wesentlich zu vergrößern. Das heißt, in einem Fall, in dem der Abstand P1 eng ist, kann ein Abstand P2 zwischen den Elektroden 8a der Prüftafel 8 vergrößert werden. Außerdem, durch Vergrößern des Erstreckungsbereichs 82a in einer vorbestimmten Richtung, kann die Elektrode 8a der Prüftafel 8 an irgendeiner Stelle angeordnet werden.
Beispielsweise, in einem Fall, bei dem in der LSI-Schaltung 6 zwei Reihen der Anschlüsse 6a um den Umfang davon herum angeordnet sind, ermöglicht ein Rundherumziehen des Erstreckungsbereichs 82 den Elektroden 8a der Prüftafel 8 wie eine Matrix in einem Bereich entsprechend der gesamten LSI-Schaltung 6 angeordnet zu werden. Wie oben beschrieben, kann das Kontaktelement gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen großen Freiheitsgrad beim Anordnen der Elektroden 8a der Prüftafel 8 bereitstellen.
Als nächstes wird mit Bezugnahme auf 31 bis 36 das achte Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
31 ist eine Draufsicht einer Kontaktelektrode 92 bevor sie gebogen wird, wobei die Kontaktelektrode 92 auf einem Kontaktelement gemäß dem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung geformt ist. 32 ist eine Aufrissansicht der Kontaktelektrode 92. 33 ist eine Seitenansicht der Kontaktelektrode 92.
Wie bei der oben erwähnten Kontaktelektrode 82 gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel umfasst die Kontaktelektrode 92 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Erstreckungsbereich 92a und ein Kontaktstück 92b2 auf der Seite der Prüftafel, das mit einem Ende des Erstreckungsbereichs 92 verbunden ist. Jedoch ist ein Kontaktstück 92b1 auf einer Seite der LSI-Schaltung der Kontaktelektrode 92 in einer gebogenen oder gekrümmten Ebene geformt, wie in der Draufsicht (31) zu sehen ist. Wenn es verwendet wird, wird das Kontaktstück 92b1 auf der Seite der LSI-Schaltung um einen rechten Winkel zu dem Erstreckungsbereich 92a gebogen, wie in der Aufrissansicht (32) zu sehen ist.
Das Kontaktstück 92b1 auf der Seite der LSI-Schaltung, das in 31 bis 33 gezeigt ist, besitzt einen im Wesentlichen U-förmigen Bereich. Daher kann, indem der Vorteil einer elastischen Verformung dieses Bereichs genutzt wird, wie durch eine zweifach gestrichelte Strichpunktlinie in 33 gezeigt ist, eine Kontaktelektrode mit einer großen elastischen Verformung leicht geformt werden.
34 und 35 sind Aufrissansichten von Veränderungen der Kontaktelektrode 92, die in 31 bis 33 gezeigt ist. Eine Kontaktelektrode 92A, die in 34 gezeigt ist, umfasst ein Kontaktstück 92Ab1 auf der Seite der LSI-Schaltung mit einem im Wesentlichen horizontalen S-förmigen Bereich, welcher Bereich einen großen Bereich elastischer Verformung erreicht. Das Kontaktstück 92Ab1 auf der Seite der LSI-Schaltung bleibt von einer Position gebo gen, die vertikal zu einer Richtung ist, in welche sich der Erstreckungsbereich 92a erstreckt. Eine Kontaktelektrode 92B, die in 35 gezeigt ist, umfasst ein Kontaktstück 92Bb1 auf einer Seite der LSI-Schaltung mit einem im Wesentlichen vertikalen S-förmigen Bereich, welches das Kontaktstück 92Ab1 auf der Seite der LSI-Schaltung mit einem im Wesentlichen horizontalen S-förmigen Bereich in der Kontaktelektrode 92A ersetzt, die in 34 gezeigt ist.
Ein Formen des Kontaktstücks in einer S-Form, wie oben erwähnt, kann während einer elastischen Verformung eine Verlagerung einer Spitze des Kontaktstücks in einer horizontalen Richtung kleiner machen als eine Verlagerung in einer vertikalen Richtung. Dies hindert die Spitze des Kontaktstücks daran, den Anschluss der LSI-Schaltung zu beschädigen, wenn das Kontaktstück mit dem Anschluss der LSI-Schaltung in Kontakt gebracht wird.
36 zeigt ein Beispiel des Kontaktstücks 92b1 auf der Seite der LSI-Schaltung, das nicht um einen rechten Winkel gebogen ist sondern um einen vorbestimmten Winkel α, der kleiner ist als 90 Grad zum Erstreckungsbereich 92a. Diese Struktur erreicht eine elastische Verformung aufgrund der Krümmung des Kontaktstücks und eine elastische Verformung aufgrund der Neigung des Kontaktstücks zur gleichen Zeit.
Wie oben erwähnt kann aufgrund eines großen Bereichs der elastischen Verformung des Kontaktstücks die Kontaktelektrode des Kontaktelements gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Spannung während der elastischen Verformung des Kontaktstücks reduzieren. Daher kann ein Kontaktstück, welches eine wiederholte Verformung häufig übersteht, leicht geformt werden.
Auch aufgrund des großen Bereichs der elastischen Verformung des Kontaktstücks kann, wenn die Anschlüsse der LSI-Schaltung verschiedene Höhen besitzen, die Verformung des Kontaktstücks mit solch verschiedenen Höhen umgehen. Beispielsweise variieren beim Prüfen einer Waferlevel-LSI-Schaltung die Höhen der Anschlüsse der LSI-Schaltung um ungefähr 100 μm. Das Kontaktstück gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann sich leicht an die verschiedenen Höhen anpassen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Kontaktstück auf der Seite der LSI-Schaltung im Wesentlichen U-förmig oder im Wesentlichen S-förmig geformt. Jedoch ist das Kontaktstück auf der Seite der LSI-Schaltung nicht auf diese Formen beschränkt, sondern es können andere Veränderungen gekrümmter Formen eingesetzt werden. Auch in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Kontaktstück auf der Seite der LSI-Schaltung mit einer gekrümmten Form geformt. Jedoch kann auch das Kontaktstück auf der Seite der Prüftafel mit einer gekrümmten Form geformt sein. Des Weiteren kann in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, die dünne Filmschicht auf der Oberfläche der Kontaktelektrode durch solch ein Verfahren wie Plattieren geformt sein, um mechanische und elektrische Eigenschaften des Kontaktstücks zu verbessern.
Als nächstes wird mit Bezugnahme auf 37 und 38 das neunte Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. 37 ist eine Draufsicht einer Kontaktelektrode 102, die auf einem Kontaktelement gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung geformt ist. 38 ist eine Seitenansicht der Kontaktelektrode 102, die in 37 gezeigt ist.
Die Kontaktelektrode 102 besitzt die gleiche Grundstruktur wie die Kontaktelektrode 82, die in 28 und 29 gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel gezeigt ist. Jedoch ist ein Kontaktstück 102b1 auf der Seite der LSI-Schaltung der Kontaktelektrode 102 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zusammen mit dem isolierenden Substrat 24 gebogen, wie in 38 gezeigt. Obwohl in 37 und 38 das Kontaktstück 102b1 auf der Seite der LSI-Schaltung zusammen mit dem isolierenden Substrat 24 gebogen ist, kann anstatt dessen ein Kontaktstück 102b2 auf der Seite der Prüftafel zusammen mit dem isolierenden Substrat 24 gebogen sein.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann eine elastische Verformung des Kontaktstücks der Kontaktelektrode erreicht werden, indem eine Elastizität des isolierenden Substrats verwendet wird.
Als nächstes wird mit Bezugnahme auf 39 das zehnte Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
Ein Kontaktelement gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Kontaktelektroden der Kontaktelemente gemäß den oben erwähnten Ausführungsbeispielen und ein Verdrahtungsmuster 110, das auf dem isolierenden Substrat 24 geformt ist. Das Verdrahtungsmuster 110 verbindet vorbestimmte Kontaktelektroden unter den oben erwähnten Kontaktelektroden.
Das Verdrahtungsmuster 110, das in 39 gezeigt ist, verbindet Kontaktelektroden, wobei jede der Kontaktelektroden mit einem bestimmten Anschluss auf jeder der Waferlevel-LSI-Schaltungen zu verbinden ist. Dementsprechend kann durch Verbinden des Endes des Verdrahtungsmusters 110 mit einer elektrischen Energiequelle eine Spannung über das Kontaktelement an den bestimmten Anschlüssen an den Waferlevel-LSI-Schaltungen angelegt werden. Auch können die bestimmten Anschlüsse an den Waferlevel-LSI-Schaltungen gleichzeitig über das Kontaktelement geerdet werden. Des Weiteren können elektrische Zustände der bestimmten Anschlüsse an den Waferlevel-LSI-Schaltungen gleichzeitig über das Kontaktelement erkannt werden.
Als nächstes wird mit Bezugnahme auf 40 und 41 das elfte Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
40 ist eine Illustration einer Anordnung einer Kontaktelektrode, die auf einem Kontaktelement gemäß dem elften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung geformt ist. 41 ist eine Illustration zum Erklären von Effekten der Anordnung der Kontaktelektrode, die auf dem Kontaktelement gemäß dem elften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung geformt ist.
Das Kontaktelement gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet die Kontaktelektroden der Kontaktelemente gemäß den oben erwähnten Ausführungsbeispielen. Jedoch ist jede der Kontaktelektroden in einer Richtung gemäß einer vorbestimmten Regel angeordnet. 40 und 41 zeigen als ein Beispiel die oben erwähnte Kontaktelektrode 22 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Insbesondere ist, wie in 40 gezeigt, jede der Kontaktelektroden 22 in einer Richtung angeordnet, so dass die Kontaktstücke 22b1 und 22b2 radial von einer Mitte O des Kontaktelements zum Umfang davon ausgerichtet sind. Diese Anordnung der Kontaktelektrode befasst sich mit der Verlagerung des Anschlusses der LSI-Schaltung und der Elektrode der Prüftafel, welche durch unterschiedliche Koeffizienten thermaler Ausdehnung der LSI-Schaltung (Wafer), des isolierenden Substrats des Kontaktelements und der Prüftafel verursacht wird.
Das heißt, die unterschiedlichen Koeffizienten thermaler Ausdehnung der LSI-Schaltung (Wafer), des isolierenden Substrats des Kontaktelements und der Prüftafel veranlassen den Anschluss der LSI-Schaltung oder die Elektrode der Prüftafel manchmal, sich in Bezug auf das entsprechende Kontaktstück der Kontaktelektrode zu verlagern. Da das Kontaktstück mit einem vorbestimmten Druck gegen den Anschluss oder die Elektrode gepresst wird, wenn sich der Anschluss oder die Elektrode in solch einer Richtung verlagert, um einen Biegewinkel des Kontaktstücks zu erhöhen, kann die Spitze des Kontaktstücks in den Anschluss oder die Elektrode eingreiffen, wodurch das Kontaktstück und der Anschluss oder die Elektrode verformt oder beschädigt werden können.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie in 41 gezeigt, ist jede der Kontaktelektroden 22 so angeordnet, dass, wenn sich der Anschluss der LSI-Schaltung oder die Elektrode der Prüftafel in Bezug auf das entsprechende Kontaktstück verlagert, sich der Anschluss oder die Elektrode in solch einer Richtung verlagert, um den Biegewinkel des Kontaktstücks zu vermindern. Dies ermöglicht der Spitze des Kontaktstücks sich an dem Anschluss an der Elektrode problemlos zu verlagern und hindert das Kontaktstück daran, in den Anschluss oder die Elektrode einzugreifen.
Gemäß der oben erwähnten Anordnung der Kontaktelektrode, auch wenn die Temperatur ansteigt, erweitert sich das Kontaktstück der Kontaktelektrode durch thermische Ausdehnung in der gleichen Richtung wie der Anschluss der LSI-Schaltung oder die Elektrode der Prüftafel verlagert sich durch thermische Ausdehnung. Dies ermöglicht der Spitze des Kontaktstücks, sich in der gleichen Richtung wie der Anschluss zu verlagern oder die Elektrode verlagert sich durch thermische Ausdehnung, und hindert somit die Spitze des Kontaktstücks daran, sich von dem Anschluss oder der Elektrode zu lösen.
Als nächstes wird mit Bezugnahme auf 42 das zwölfte Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
42 ist eine Querschnittansicht eines Teils eines Kontaktelements 120 gemäß dem zwölften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Kontaktelement gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet die Kontaktelek troden gemäß den oben erwähnten Ausführungsbeispielen. 42 zeigt als ein Beispiel die Kontaktelektrode 22 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Das Kontaktelement 120 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst einen Abstandshalter 122 auf der Seite der Prüftafel 8. Der Abstandshalter 122 besitzt eine vorbestimmte Dicke, so dass, wenn das Kontaktelement 120 in Richtung auf die Prüftafel 8 gedrückt wird, der Abstand zwischen dem Kontaktelement 120 und der Prüftafel beibehalten wird (mit der Dicke des Abstandshalters 122). Dies hindert das Kontaktstück der Kontaktelektrode 22 daran, übermäßig gedrückt zu werden und eine permanente Verformung oder Schäden auszuhalten, wenn ein übermäßiger Druck auf das Kontaktelement 120 aufgebracht wird.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die speziell offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt, und Veränderung und Modifikationen können gemacht werden, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie sie durch die unabhängigen Ansprüche definiert ist.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der japanischen Prioritätsanmeldung mit der Nummer 2000-080974 , eingereicht am 22. März 2000.

Claims

Ein Kontaktelement (20) zum Platzieren zwischen einem Halbleiterbauelement (6) und einer Prüftafel (8), um das Halbleiterbauelement mit der Prüftafel elektrisch zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass: das Kontaktelement umfasst: ein isolierendes Substrat (24); und eine Kontaktelektrode (22), welche aus einer leitfähigen Schicht geformt ist, die auf der isolierenden Schicht vorgesehen ist, wobei die Kontaktelektrode umfasst: ein erstes Kontaktstück (22b1), das einen Anschluss (6a) des Halbleiterbauelements kontaktiert, ein zweites Kontaktstück (22b2), das eine Elektrode (8a) der Prüftafel kontaktiert, und einen Verbindungsbereich (22a), der das erste Kontaktstück und das zweite Kontaktstück elektrisch verbindet, wobei die leitfähige Schicht auf das Substrat plattiert ist und wobei die Kontaktelektrode durch Abätzen von Bereichen der leitfähigen Schicht von dem Substrat geformt ist; und wobei sowohl das erste Kontaktstück als auch das zweite Kontaktstück um vorbestimmte Winkel gebogen sind und bewegliche Kontaktstücke sind und durch eine Presskraft, die darauf angewendet wird, elastisch bewegbar sind.
Das Kontaktelement (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement des Weiteren eine Öffnung (24a) in dem isolierenden Substrat (24) an einer Position umfasst, an der die Kontaktelektrode (22) ausgebildet ist, wobei sich eines der ersten Kontaktstücke (22b1) und das zweite Kontaktstück (22b2) von einer Oberfläche des isolierenden Substrats zu einer weiteren Oberfläche davon durch die Öffnung erstrecken.
Das Kontaktelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kontaktstück (82b1) und das zweite Kontaktstück (82b2) voneinander beabstandet platziert sind, und dass der Verbindungsbereich (82a) das erste Kontaktstück und das zweite Kontaktstück als ein Verbindungsmuster mit einer vorbestimmten Form elektrisch verbindet.
Das Kontaktelement (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedes von dem ersten Kontaktstück (22b1) und dem zweiten Kontaktstück (22b2) so platziert ist, dass eine Längsrichtung davon mit einer Radialrichtung von einer Mitte (O) des isolierenden Substrats (24) ausgerichtet ist.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Kontaktelements (20) zum Platzieren zwischen einem Halbleiterbauelement (6) und einer Prüftafel (8), um das Halbleiterbauelement mit der Prüftafel elektrisch zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass: das Verfahren die Schritte umfasst: Formen einer Öffnung in einem isolierenden Substrat (24); Formen einer leitfähigen Schicht auf dem isolierenden Substrat (24); Verarbeiten der leitfähigen Schicht in eine Kontaktelektrode (22), umfassend ein erstes Kontaktstück (22b1), das einen Anschluss (6a) des Halbleiterbauelements kontaktiert, ein zweites Kontaktstück (22b2), das eine Elektrode (8a) der Prüftafel kontaktiert, und einen Verbindungsbereich (22a), der das erste Kontaktstück und das zweite Kontaktstück an der Öffnung in dem isolierenden Substrat (24) Stück elektrisch verbindet; und Biegen des ersten Kontaktstücks in Richtung auf eine erste Oberfläche des isolierenden Substrats um einen vorbestimmten Winkel und Biegen des zweiten Kontaktstücks in Richtung auf eine zweite Oberfläche, die der ersten Oberfläche des isolierenden Substrats gegenüberliegt, um einen vorbestimmten Winkel.
Das Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Formens einer leitfähigen Schicht den Schritt des Aufbringens eines Filmmaterials umfasst, das aus einem leitfähigen Material besteht, auf eine Oberfläche des isolierenden Substrats (24); und der Schritt des Verarbeitens den Schritt des Entfernens von Teilen der leitfähigen Schicht umfasst, die auf das isolierende Substrat aufgebracht wurde, um das erste Kontaktstück (22b1), das zweite Kontaktstück (22b2) und den Verbindungsbereich (22a) zu formen.
Das Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Formens einer leitfähigen Schicht den Schritt des Ablagerns eines leitfähigen Materials auf einer Oberfläche des isolierenden Substrats (24) umfasst, um die leitfähige Schicht zu formen; und der Schritt des Verarbeitens den Schritt des Entfernens von Teilen der leitfähigen Schicht umfasst, die auf dem isolierenden Substrat abgelagert wurde, um das erste Kontaktstück (22b1), das zweite Kontaktstück (22b2) und den Verbindungsbereich (22a) zu formen.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass: mindestens eines von dem ersten Kontaktstück (92b1) und dem zweiten Kontaktstück (92b2) eines mit einer gekrümmten Ebene und einer gebogenen Ebene ist.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren des Weiteren den Schritt des Formens mindestens einer Oberflächenschicht (22c1) auf einer Oberfläche der leitfähigen Schicht umfasst, um Eigenschaften der Kontaktelektrode (22) zu verändern.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren des Weiteren den Schritt des Formens eines Verstärkungsmaterials (28) an einer Position umfasst, an welcher der Verbindungsbereich (22a) und jedes von dem ersten Kontaktstück (22b1) und dem zweiten Kontaktstück (22b2) zusammentreffen.
Das Kontaktelement (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das isolierende Substrat zwei parallele Flächen umfasst; und wobei die leitfähige Schicht in Kontakt mit einer der zwei parallelen Flächen geformt ist.
Das Kontaktelement (20) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Form rund ist.
Das Kontaktelement (20) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Kontaktelements die Öffnung in dem isolierenden Substrat umgibt, und wobei die Oberfläche und die andere Oberfläche zwei parallele Flächen umfassen.
Das Kontaktelement (20) nach Anspruch 13, wobei der Kontaktelementbereich rund ist.
Das Kontaktelement (20) nach Anspruch 3, wo die vorbestimmte Form rund ist.
Das Kontaktelement (20) nach Anspruch 2, wobei die Öffnung rund ist.