片状探针及其制造方法以及其应用技术

提供下述的片状探针及其制造方法：即使对具有微小且微细间距的电极的电路装置也能达到稳定的连接状态，电极结构体不从绝缘膜脱落，可得到高的耐久性，对大面积的晶片或被检查电极的间距小的电路装置在老化试验中能可靠地防止因温度变化引起的电极结构体与被检查电极的位置偏移，稳定地维持良好的连接状态。本发明专利技术的片状探针具备具有多个在厚度方向上延伸的电极结构体的绝缘层和支撑该绝缘层的金属框板，电极结构体由下述部分构成：在绝缘层的表面突出的表面电极部；在绝缘层的背面上露出的背面电极部；从表面电极部的基端起连续地在绝缘层的厚度方向上延伸并与背面电极部连结的短路部；以及从表面电极部的基端部分起连续地沿绝缘层的表面延伸到外侧的保持部，本发明专利技术的制造方法的特征在于：对表面电极部和短路部个别地充填金属。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及例如在集成电路等的电路的电检查中适合作为用于进行对电路的电连接的探针装置的片状探针及其制造方法以及其应用。
技术介绍
例如在形成了多个集成电路的晶片或半导体元件等的电子部件等的电路装置的电检查中使用了具有按照与被检查电路装置的被检查电极的图案对应的图案配置的检查电极的检查用探针。作为这样的检查用探针，以前使用了排列由销钉或刀片构成的检查电极形成的装置。然而，在被检查电路装置是形成了多个集成电路的晶片的情况下，在制作用于检查晶片的检查用探针的情况下，由于必须排列非常多的检查电极，故检查用探针的价格极高，此外，在被检查电极的间距小的情况下，制作检查用探针本身变得困难。再者，在晶片中0般产生了翘曲，由于其翘曲的状态在每个制品(晶片)中不同，故对于晶片中的多个被检查电极使检查用探针的检查电极分别稳定地且可靠地接触实际上是困难的。根据以上那样的原因，近年来提出了具备在一个面上按照与被检查电极的图案对应的图案形成了多个检查电极的检查用电路基板、在该检查用电路基板的一个面上配置的各向异性导电性片和排列在该各向异性导电性片上配置的在柔软的绝缘性片的厚度方向上贯通该绝缘性片延伸的多个电极结构体而构成的片状探针的结构作为用于检查在晶片上形成的集成电路的检查用探针(例如参照专利文献1)。图49是表示具备检查用电路基板85、各向异性导电性片80和片状探针90而构成的以前的探针卡的一例中的结构的说明用剖面图。在该探针卡中，设置了具有在一个面上按照与被检查电路装置的被检查电极的图案对应的图案形成了的多个检查电极86的检查用电路基板85，在该检查用电路基板85的一个面上经各向异性导电性片80配置了片状探针90。各向异性导电性片80具有只在厚度方向上显示出导电性的部分或在厚度方向上加压了时只在厚度方向上显示出导电性的加压导电性导电部，作为这样的各向异性导电性片，已知有各种各样的结构的各向异性导电性片，例如在专利文献2等中公开了在弹性体中均匀地分散金属粒子得到的各向异性导电性片(以下将其称为「分散型各向异性导电性片」)。此外，在专利文献3等中公开了通过使导电性磁性体粒子在弹性体中不均匀地分布来形成在厚度方向上延伸的多个导电部和相互绝缘这些导电部的绝缘部而构成的各向异性导电性片(以下将其称为「偏向型各向异性导电性片」)，再者，在专利文献4等中公开了在导电部的表面与绝缘部之间形成了台阶差的偏向型各向异性导电性片。片状探针90具有例如由树脂构成的柔软的绝缘性片91，在该绝缘性片91上按照与被检查电路装置的被检查电极的图案对应的图案配置在其厚度方向上延伸的多个电极结构体95而构成。经在绝缘性片91的厚度方向上贯通该绝缘性片91延伸的短路部98一体地连结该电极结构体95的各自的在绝缘性片91的表面上露出的突起状的表面电极部96与在绝缘性片91的背面上露出的板状的背面电极部97而构成。这样的片状探针90一般来说如以下那样来制造。首先，如图50(a)中所示，准备在绝缘性片91的一个面上形成金属层92而构成的层叠体90A，如图50(b)中所示，在绝缘性片91上形成贯通其厚度方向的贯通孔98H。其次，如图50(c)中所示，在绝缘性片91的金属层92上形成了抗蚀剂膜93之后，通过将金属层92作为共同电极进行电解镀敷处理，在绝缘性片91的贯通孔98H的内部充填金属的淀积体，形成与金属层92一体地连结的短路部98，同时在绝缘性片91的表面上形成与短路部98一体地连结的突起状的表面电极部96。其后，从金属层92除去抗蚀剂膜93，再者，如图50(d)中所示，在包含表面电极部96的绝缘性片91的表面上形成抗蚀剂膜94A，同时在金属层92上按照与应形成的背面电极部的图案对应的图案形成抗蚀剂膜94B，通过对金属层92进行刻蚀处理，如图50(e)中所示，除去金属层92中的露出的部分，形成背面电极部97，从而形成电极结构体95。然后，除去在绝缘性片91和表面电极部96上形成的抗蚀剂膜94A，同时通过除去在背面电极部97上形成的抗蚀剂膜93，可得到片状探针90。在上述的检查用探针中，在被检查电路装置上、例如在晶片的表面上将片状探针90中的电极结构体95的表面电极部96配置成位于晶片的被检查电极上。然后，在该状态下，通过利用检查用探针按压晶片，利用片状探针90中的电极结构体95的背面电极部97按压各向异性导电性片80。由此，在各向异性导电性片80中在背面电极部97与检查用电路基板85的检查电极86之间在其厚度方向上形成导电路，其结果，达到晶片的被检查电极与检查用电路基板85的检查电极86的电连接。然后，在该状态下，对于晶片进行所需要的电检查。而且，按照这样的检查用探针，在利用检查用探针按压晶片时，由于各向异性导电性片80根据晶片的翘曲的大小而变形，故对于晶片中的多个被检查电极分别能达到良好的电连接。但是，在上述的检查用探针中，存在以下那样的问题。在上述的片状探针90的制造方法中的形成短路部98和表面电极部96的工序中，由于用电解镀敷得到的镀敷层以各向同性的方式生长，故如图51中所示，在所得到的表面电极部96中，从表面电极部96的周围边缘到短路部98的周围边缘的距离W成为与表面电极部96的突出高度h为同等的大小。因而，所得到的表面电极部96的直径R超过突出高度h的2倍，成为相当大的直径。因此，在被检查电路装置中的被检查电极是微小的且以极小的间距配置而构成的情况下，不能充分地确保邻接的电极结构体95间的分离距离，其结果，在所得到的片状探针90中，由于丧失由绝缘性片91带来的柔软性，故难以达到对于被检查电路装置稳定的电连接。此外，在电解镀敷处理中，实际上难以对金属层92的整个面供给电流密度分布均匀的电流，由于在每个绝缘性片91的贯通孔98H中镀敷层的生长速度因该电流密度分布的不均匀性而不同，故在所形成的表面电极部96的突出高度h或从表面电极部96的周围边缘到短路部98的周围边缘的距离W即直径R中产生大的偏差。而且，在表面电极部96的突出高度h中存在大的偏差的情况下，对于被检查电路装置的稳定的电连接变得困难，另一方面，在表面电极部96的直径中存在大的偏差的情况下，存在邻接的表面电极部96相互间短路的危险。在以上所述中，有减小表面电极部96的突出高度h的方法，作为减小该所得到的表面电极部96的直径的方法，可考虑减小短路部98的直径(在剖面形状不是圆形的情况下，表示最短的长度)r、即减小绝缘性片91的贯通孔98H的直径的方法，但在利用前者的方法得到的片状探针中，可靠地达到对于被检查电路稳定的电连接变得困难。另一方面，在后者的方法中，利用电解镀敷处理形成短路部98和表面电极部96本身变得困难。为了解决这样的问题，在专利文献5和专利文献6中分别提出了配置具有从基端朝向前端直径变小的锥状的表面电极部的多个电极结构体而构成的片状探针。专利文献5记载的片状探针如以下那样来制造。如图52(a)中所示，准备在绝缘性片91的表面上按下述顺序形成抗蚀剂膜93A和表面侧金属层92A、在绝缘性片91的背面上层叠背面侧金属层92B而构成的层叠体90B。然后，如图52(b)中所示，形成分别互相连通该层叠体90B中的背面侧金属层92B、绝缘性片91和抗蚀剂膜93A的在厚度方向上延伸的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有接点膜的片状探针，上述接点膜具备绝缘层和在该绝缘层上在其面方向上分离地配置的、在该绝缘层的厚度方向上贯通地延伸的多个电极结构体，所述片状探针的特征在于：上述电极结构体分别由下述部分构成：在上述绝缘层的表面上露出并从该 绝缘层的表面突出的表面电极部；在上述绝缘层的背面上露出的背面电极部；从上述表面电极部的基端起连续地在上述绝缘层的厚度方向上贯通上述绝缘层延伸并与上述背面电极部连结的短路部；以及从上述表面电极部的基端部分起连续地沿上述 绝缘层的表面延伸到外方的保持部，由形成了贯通孔的金属框板的贯通孔的周围边缘部支撑上述片状探针的上述接点膜，上述金属框板和背面电极部由不同的金属构件构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2004-4-27 132151/20041.一种具有接点膜的片状探针，上述接点膜具备绝缘层和在该绝缘层上在其面方向上分离地配置的、在该绝缘层的厚度方向上贯通地延伸的多个电极结构体，所述片状探针的特征在于上述电极结构体分别由下述部分构成在上述绝缘层的表面上露出并从该绝缘层的表面突出的表面电极部；在上述绝缘层的背面上露出的背面电极部；从上述表面电极部的基端起连续地在上述绝缘层的厚度方向上贯通上述绝缘层延伸并与上述背面电极部连结的短路部；以及从上述表面电极部的基端部分起连续地沿上述绝缘层的表面延伸到外方的保持部，由形成了贯通孔的金属框板的贯通孔的周围边缘部支撑上述片状探针的上述接点膜，上述金属框板和背面电极部由不同的金属构件构成。2.如权利要求1中所述的片状探针，其特征在于在上述金属框板上形成了多个贯通孔，由这些各贯通孔支撑上述接点膜。3.如权利要求1至2的任一项中所述的片状探针，其特征在于在上述金属框板的周围边缘部上具备与上述绝缘膜分离地粘接固定了的环状的支撑板。4.如权利要求3中所述的片状探针，其特征在于具备支撑上述金属框板的周围边缘部的环状的支撑构件和由上述金属框板的贯通孔的周围边缘部支撑的接点膜，在上述接点膜中，由用柔软的树脂构成的绝缘层贯通地支撑上述多个电极结构体，该片状探针用于电路装置的电检查，在将上述绝缘膜的线热膨胀系数定为H1、将上述金属框板的线热膨胀系数定为H2、将上述环状的支撑构件的线热膨胀系数定为H3时，满足下述的条件(1)～(3)、即、条件(1)H1＝0.8×10-5～8×10-5/K条件(2)H2/H1＜1条件(3)H3/H1＜1。5.如权利要求4中所述的片状探针，其特征在于上述金属框板的线热膨胀系数H2、上述环状的支撑构件的线热膨胀系数H3满足下述的条件(4)、即、条件(4)H2-H3＝-1×10-5～1×10-5/K。6.如权利要求4至5的任一项中所述的片状探针，其特征在于上述金属框板的线热膨胀系数H2满足下述的条件(5)、即、条件(5)H2＝-1×10-7～2×10-5/K。7.如权利要求4至6的任一项中所述的片状探针，其特征在于上述环状的支撑构件的线热膨胀系数H3满足下述的条件(6)、即、条件(6)H3＝-1×10-7～2×10-5/K。8.如权利要求1至7的任一项中所述的片状探针，其特征在于上述电极结构体的间距是40～160μm，电极结构体的总数大于等于5000个。9.如权利要求3至8的任一项中所述的片状探针，其特征在于将上述环状的支撑构件构成为通过与在检查装置本体的设置了检查电极一侧形成的位置对准部嵌合使检查装置的检查电极与在绝缘膜上形成的电极结构体进行位置对准。10.如权利要求1至9的任一项中所述的片状探针，其特征在于用于对于在晶片上形成的多个集成电路在晶片的状态下进行集成电路的电检查。11.一种制造片状探针的方法，其特征在于，具有下述工序准备至少具有绝缘性片、在该绝缘性片的表面上形成的表面侧金属层和在该绝缘性片的背面上形成的第1背面侧金属层的层叠体，通过形成互相连通该层叠体中的第1背面侧金属层与绝缘性片的在厚度方向上延伸的贯通孔，在该层叠体的背面上形成表面电极部形成用凹部，通过对该层叠体以其表面侧金属层为电极进行镀敷处理在表面电极部形成用凹部中充填金属以形成从绝缘层的表面突出的表面电极部后，在该层叠体的背面侧形成绝缘层和在该绝缘层的表面上形成的第2背面侧金属层，形成分别互相连通该层叠体中的第2背面侧金属层与...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤克己，井上和夫，藤山等，吉冈睦彦，五十岚久夫，
申请(专利权)人：JSR株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]