説明

検査用プローブ基板及びその製造方法

【課題】製造効率が良く、且つ半導体チップとの接触抵抗をより小さくして正確な検査を行なうことが可能である検査用プローブ基板及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】銅箔を備えた基板に突起と該突起に接続する配線パターンとを形成する検査用プローブ基板の製造方法において、前記突起の形成は、Auボールをボンディングした後にAuワイヤをクランプしたキャピラリを移動することにより行ない、その後前記突起の上に第1のめっき及び第2のめっきを施したことにある。

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、外部端子と電気的に接触して半導体装置または電子装置の検査を行なうための検査用プローブ基板及びその製造方法に関するものである。更に詳述すれば本発明は、特に半導体集積回路チップ/CSP(Chip Size/Scale Package )パッケージの品質を単体のまま検査する検査用プローブ基板及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】パッケージしていないベアチップを複数個搭載したプリント基板を、MCM(Multi Chip Module )という。このMCMは、電子機器の発展と共に本質的ニーズである軽薄短小に対応する有効な手段として、機器開発の重要な技術に位置付けられるようになってきた。
【0003】また、パッケージをする場合でも、パッケージ基材量を最小限とし、パッケージ面積(体積)がチップと略等しい程度に小型化したCSP(Chip Size/ScalePackage )の開発が極めて活発で、デバイスメーカから種々の形状の小型パッケージが発表されている。このCSPパッケージの多くは、外部端子がパッケージの裏面にはんだボールを配列するBGA構造である。
【0004】これらのベアチップやCSPの最大の障壁は、品質保証されたチップ/パッケージ(KGD:Known Good Die)選別のための非破壊検査方法であり、そのためにはチップの電極パッドあるいはパッケージの外部端子用はんだボールと接触して電気的導通を確保するための突起を設けた検査用プローブ基板の開発がポイントになる。
【0005】従来は、チップのアルミパッドの位置に合わせてタングステン製の微小針を設けた検査用プローブ基板が使用されていた。しかし、チップの小型化、多ピン化に伴い、パッド数や端子数が増大し、またパッドや端子ピッチはますます狭くなっているため、タングステン針を配置した検査用プローブ基板では、基板自体の製造に大きな制約が生じている。
【0006】そのため現在では、テープキャリアと微小バンプ製造技術を組み合せたKGD判別用プローブ組み込みソケットが開発されている。これらの構造は、微細配線を設けた基板にチップの電極パッド、或いはパッケージの外部端子のはんだボールに対応する位置に突起を設けて検査用プローブ基板とし、この検査用プローブ基板と上型との間に検査すべきチップを挟む方式となっている。
【0007】図3は従来の検査用プローブ基板の製造方法を示した部分製造工程図である。31は銅箔、32はフレキシブル基板、33はブラインドビア開口部、34はブラインドビア、35はビアフィリング用銅めっき、36はフォトレジスト、37はフォトエッチング塗布部、38は突起、39は第1の配線パターン、40は第2の配線パターン、41は検査用プローブ基板である。
【0008】なお、ここでは便宜上、検査用プローブ基板の一部分について説明しており、本来突起はベアチップの電極パッドに対応する程の数を有している。この突起は検査用プローブ基板の上に格子状に形成されている。
【0009】まず、図3(a)に示すように、両面に銅箔31を有するフレキシブル基板32の一方の銅箔31上にフォトエッチングを施し、ブラインドビア開口部33を設ける。そして、炭酸ガスレーザでフレキシブル基板32に穴を開け、図3(b)に示すようにブラインドビア34を形成する。
【0010】次いで、図3(c)に示すように、フレキシブル基板32のブラインドビア34の壁面に導通化処理を施した後、ブラインドビア34及びフレキシブル基板32の銅箔31の上にビアフィリング用銅めっき35を施す。これにより、ブラインドビア34の内部は銅めっきで埋め込まれ、上下銅箔31の間を電気的に導通化することができると共に、ブラインドビア34が開口する側に位置する銅箔31には、約20μmの銅めっきが施される。
【0011】次に、図3(d)に示すように、一方の銅箔31の面及びその裏面である他方の銅箔31の面にフォトレジスト36を塗布した後、フレキシブル基板32の両面に露光および現像を施し、所望の形状のエッチングマスクを形成する。
【0012】そして、図3(e)に示すように、塩化第二鉄水溶液をスプレーし、一方の銅箔31の面をエッチング加工した後レジスト膜を剥膜し、図3(f)に示すような第1の配緑パターン39を形成する。
【0013】次に、図3(g)に示すように、第1の配線パターン39の面の上の所望の位置に再びフォトレジスト36を塗布し、露光および現像工程を経て、エッチングマスクとしてのレジスト膜を形成する。
【0014】そして、図3(h)に示すように、再び塩化第二鉄水溶液をスプレーし、フォトエッチング塗布部37の下に位置する銅めっきを残し、ビアフィリング用銅めっき35をハーフエッチングし、その後フォトエッチング塗布部37を剥膜して図3(i)に示すように突起38を形成する。
【0015】さらに、図3(j)に示すように、第1の配線パターン39の面をフォトレジスト36により遮蔽し、他方の銅箔31の面にフォトレジスト36を塗布し、露光及び現像工程を経て、図3(k)に示すようなエッチング加工を施し、第2の配線パターン40を形成する。
【0016】最後に、図3(l)に示すように、第1の配線パターン39の面及び第2の配線パターン40の面のレジスト膜を剥離して、検査用プローブ基板41を製作する。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】従来の検査用プローブ基板及びその製造方法には以下に説明する問題点があった。
【0018】従来の検査用プローブ基板では、突起とチップの電極パッドとのアライメントに、画像認識などを用いることはなく、通常はチップをソケットに落とし込んで機械的な位置合わせで接触させるので、検査用プローブ基板の製造精度やチップの切断精度などから、チップの電極パッドと検査用プローブ基板の突起の位置が10μmずれることは普通である。このずれによって、接触部分が1点のみとなってしまい、接触抵抗が増大することがあった。また、電極パッドは通常酸化膜で覆われているため、接触抵抗が大きくなりがちであった。
【0019】以上のような要因と、従来の検査用プローブ基板の突起はその表面が鋭角ではないことから、接触抵抗が大きいという問題があった。
【0020】また、検査用プローブ基板の突起の製作は、レジスト膜の形成やエッチング作業など複雑な工程を多く含むめっき突起形成方法を採用しているため、製作時間が多大にかかり、製造効率が悪いという問題もあった。
【0021】従って本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解消し、製造効率が良く、且つ半導体チップとの接触抵抗をより小さくして正確な検査を行なうことが可能である検査用プローブ基板及びその製造方法を提供することにある。
【0022】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を実現するため、銅箔を備えた基板に突起と該突起に接続する配線パターンとを形成して成る検査用プローブ基板において、前記突起は、AuボールとAuワイヤとから構成して成り、且つ該突起上に第1のめっき及び第2のめっきを施した。
【0023】第1のめっきは、Ni、Co、Crのうちの何れか一つの金属或いはこれらの合金とした。
【0024】第2のめっきは、Au、Pd、Pt、Rhのうちの何れか一つの金属とした。
【0025】本発明は上記の目的を実現するため、銅箔を備えた基板に突起と該突起に接続する配線パターンとを形成する検査用プローブ基板の製造方法において、前記突起の形成は、Auボールをボンディングした後にAuワイヤをクランプしたキャピラリを移動することにより行ない、その後前記突起の上に第1のめっき及び第2のめっきを施す製造方法を採用した。
【0026】第1のめっきは、Ni、Co、Crのうちの何れか一つの金属或いはこれらの合金をめっきすることにより行なった。
【0027】第2のめっきは、Au、Pd、Pt、Rhのうちの何れか一つの金属をめっきすることにより行なった。
【0028】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を、以下図面に基づいて詳述する。
【0029】図1は、本発明の検査用プローブ基板の一実施例を示したものであって、(a)は平面図、(b)はA−A断面図である。1は絶縁テープ、2はランド、3は突起、4は第1のめっき、5は第2のめっき、8はビア導通めっき、9は第2の配線パターン、10は第1の配線パターンである。なお、図1(a)、(b)は主要部分の構成を説明し易いように表示している。
【0030】検査用プローブ基板は、ポリイミドなどの絶縁テープ1と、検査する半導体装置の外部端子の位置に合わせて絶縁テープ1上に設けられた銅箔などの導電性薄膜で形成されたランド2と、絶縁テープ1のランド2形成面と反対面に形成された検査装置と接続される第2の配線パターン9と、ランド2と第2の配線パターン9とを電気的に接続するビア導通めっき8及び第1の配線パターン10と、外部端子との接続位置に合わせてそのランド2上に設けられた突起3とから構成される。
【0031】図2は、本発明の検査用プローブ基板の製造方法の一実施例を示した部分製造工程図である。主要部分の構成を説明し易いように表示している。1は絶縁テープ、3は突起、4は第1のめっき、5は第2のめっき、6は銅箔、7はブラインドビア、8はビア導通めっき、9は第2の配線パターン、10は第1の配線パターン、11はAuボール、12はキャピラリである。
【0032】この絶縁テープ1は、検査する半導体装置と絶縁性があり、且つ半導体装置の外部端子の高低差を吸収するために変形しやすいフレキシブル材料を用いる。例えば、ポリイミド、液晶ポリマなどがあげられる。
【0033】まず、図2(a)に示すように、両面に銅箔6を有する絶縁テープ2の一方の銅箔6の上にフォトエッチングを施しブラインドビア開口部を設け、炭酸ガスレーザで絶縁テープ1に穴を開け、図2(b)に示すようにブラインドビア7を形成する。
【0034】次いで、図2(c)に示すように、絶縁テープ1のブラインドビア7の壁面に導通化処理を施した後、ブラインドビア7及び絶縁テープ1の銅箔6の上にビア導通めっき8を施す。これにより、ブラインビア7の内部は銅めっきで埋め込まれ、上下銅箔6の間を電気的に導通化することができると共に、ブラインドビア7が開口する側に位置する銅箔6には、約20μmの銅めっきが施される。なお、本実施例では、ブラインドビア7の表面のみを被覆するビア導通めっき8を示しているが、ブラインドビア7全体を埋めるようにした金属めっき或いはろう付けであっても構わない。
【0035】次に、ブラインドビア7の裏面の銅箔6の全面にフォトレジストを塗布した後に露光及び現像を施し、所望の形状のエッチングマスクを形成する。そして、塩化第二鉄水溶液をスプレーして銅箔6の面をエッチング加工した後、レジスト膜を剥膜し、図3(d)に示すような第2の配緑パターン9を形成する。そして、上記と同様な手段により、図3(e)に示すように第1の配緑パターン10を形成する。
【0036】そして、図2(f)に示すように、ビア導通めっき8上所定の位置にAuボールをボンディングにより形成する。その後、図2(g)、(h)に示すように、超音波併用の熱圧着を行ない、Auワイヤをクランプしたキャピラリ12を絶縁テープ1と垂直方向に移動させ、Auワイヤを切断することによって突起3を形成する。
【0037】最後に、突起3の上に図2(i)に示したように第1のめっき4を施す。これは、突起3が半導体装置の外部端子と押圧接触するため、突起3の耐久性を高めるためであり、Ni、Co,Cr或いはこれらの金属の合金をめっきする。そして、図2(j)に示すように、第2のめっき5を第1のめっき4の上から施す。これは、外部端子との接触部分の酸化防止のためであり、ここではAuめっきを施している。
【0038】以上で説明したように、本発明の検査用プローブ基板は、ワイヤボンディング法によって形成された1stボンディングを突起として利用したことから、レジスト膜の形成やエッチング作業などの複雑な工程を多く含むめっき突起形成方法を採用する必要がなくなり、製作工程を短縮化することができた。
【0039】また、1stボンディング突起は、ちぎれた状態で突起を形成することになるから、元来突起角度は鋭角であり、これに固いめっきを施すことにより、検査時にはんだボールなどの酸化膜を容易に破ることができ、適切なバーンイン試験を行なうことができる。
【0040】
【発明の効果】本発明の検査用プローブ基板及びその製造方法によれば、突起の形成をAuボールをボンディングした後にAuワイヤをクランプしたキャピラリを移動することにより行ない、その後に前記突起の上に第1のめっき及び第2のめっきを施したので、製造効率が良く、且つ半導体チップとの接触抵抗をより小さくして正確な検査を行なうことが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の検査用プローブ基板の一実施例を示したものであって、(a)は平面図、(b)はA−A断面図である。
【図2】本発明の検査用プローブ基板の製造方法の一実施例を示した部分製造工程図である。
【図3】従来の検査用プローブ基板の製造方法を示した部分製造工程図である。
【符号の説明】
1 絶縁テープ
2 ランド
3 突起
4 第1のめっき
5 第2のめっき
6 銅箔
7 ブラインドビア
8 ビア導通めっき
9 第2の配線パターン
10 第1の配線パターン
11 Auボール
12 キャピラリ
31 銅箔
32 フレキシブル基板
33 ブラインドビア開口部
34 ブラインドビア
35 ビアフィリング用銅めっき
36 フォトレジスト
37 フォトエッチング塗布部
38 突起
39 第1の配線パターン
40 第2の配線パターン
41 検査用プローブ基板

【特許請求の範囲】
【請求項1】銅箔を備えた基板に突起と該突起に接続する配線パターンとを形成して成る検査用プローブ基板において、前記突起は、AuボールとAuワイヤとから構成して成り、且つ該突起上に第1のめっき及び第2のめっきを施して成ることを特徴とする検査用プローブ基板。
【請求項2】第1のめっきは、Ni、Co、Crのうちの何れか一つの金属或いはこれらの合金であることを特徴とする請求項1記載の検査用プローブ基板。
【請求項3】第2のめっきは、Au、Pd、Pt、Rhのうちの何れか一つの金属であることを特徴とする請求項1記載の検査用プローブ基板。
【請求項4】銅箔を備えた基板に突起と該突起に接続する配線パターンとを形成する検査用プローブ基板の製造方法において、前記突起の形成は、Auボールをボンディングした後にAuワイヤをクランプしたキャピラリを移動することにより行ない、その後に前記突起の上に第1のめっき及び第2のめっきを施すことを特徴とする検査用プローブ基板の製造方法。
【請求項5】第1のめっきは、Ni、Co、Crのうちの何れか一つの金属或いはこれらの合金をめっきすることにより行なうことを特徴とする請求項4記載の検査用プローブ基板の製造方法。
【請求項6】第2のめっきは、Au、Pd、Pt、Rhのうちの何れか一つの金属をめっきすることにより行なうことを特徴とする請求項4記載の検査用プローブ基板の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2003−232811(P2003−232811A)
【公開日】平成15年8月22日(2003.8.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2002−31987(P2002−31987)
【出願日】平成14年2月8日(2002.2.8)
【出願人】(000005120)日立電線株式会社 (3,358)
【Fターム(参考)】