專利名稱：半導(dǎo)體器件測(cè)試用接觸開關(guān)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件測(cè)試用接觸開關(guān)，特別是涉及對(duì)具有以微細(xì)端子并以微細(xì)間距配置的端子的LSI進(jìn)行測(cè)試時(shí)使用的接觸開關(guān)及其制造方法。
在制造LSI等半導(dǎo)體器件時(shí)所進(jìn)行的各種測(cè)試中，為給LSI的端子接通電源要使用接觸開關(guān)。過(guò)去那種用插座連接的半導(dǎo)體器件可以插座當(dāng)接觸開關(guān)來(lái)用。然而，在封裝之前芯片裸露狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)試時(shí)，此時(shí)的LSI即所謂KGD(Known GoodDie)或是CSP(Chip Size Package)是不使用插座的，所以測(cè)試時(shí)必須準(zhǔn)備專用接觸開關(guān)。
近年以來(lái)，開發(fā)出了將晶片直接封裝形成半導(dǎo)體芯片這樣一種晶片級(jí)別封裝技術(shù)，它要求對(duì)晶片上的復(fù)數(shù)半導(dǎo)體器件在晶片狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)試。故此需要開發(fā)能夠用于這種測(cè)試并且可以廉價(jià)制做的測(cè)試用接觸開關(guān)。
需用接觸開關(guān)的測(cè)試有老化測(cè)試(burn-in)以及象實(shí)高速測(cè)試這種最終測(cè)試。
老化測(cè)試由于處理時(shí)間長(zhǎng)，在晶片級(jí)別測(cè)試場(chǎng)合必須對(duì)晶片上的所有LSI一并測(cè)試。為此，必須讓晶片上所有LSI端子都要接觸上探針以及要把連接了探針的配線從測(cè)試基板引出來(lái)。而該測(cè)試基板的端子數(shù)量成千上萬(wàn)。
由于老化測(cè)試是把LSI放在高溫(125℃-150℃)環(huán)境下進(jìn)行的，所以要求測(cè)試用接觸開關(guān)具有耐熱性。但是要使接觸開關(guān)能滿足上述要求實(shí)在是困難，即便是實(shí)現(xiàn)了也是造價(jià)高昂而且壽命短。
另外，以晶片狀態(tài)進(jìn)行最終測(cè)試階段的實(shí)高速測(cè)試之際，接觸開關(guān)的探針必須要短。也即是說(shuō)由于探針的長(zhǎng)度大約和電感成正比，若探針過(guò)長(zhǎng)則接觸開關(guān)的電感過(guò)大，高速測(cè)試無(wú)法進(jìn)行。故此實(shí)高速測(cè)試時(shí)使用的接觸開關(guān)的探針要盡可能地短。
和老化測(cè)試一樣，對(duì)復(fù)數(shù)半導(dǎo)體器件同時(shí)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，眾多探針也要挨近設(shè)置。然而要使接觸開關(guān)滿足上述要求也是非常難以實(shí)現(xiàn)的，即使能夠?qū)崿F(xiàn)也將是造價(jià)非常高的。


圖1所示出的是已有采用異向性導(dǎo)電彈性體的接觸開關(guān)的局部剖面圖。如圖1所示，該接觸開關(guān)使用異向性導(dǎo)電橡膠2作異向性導(dǎo)電彈性體。形成接觸開關(guān)的異向性導(dǎo)電橡膠2配置在被測(cè)試的LSI6與測(cè)試基板8之間。測(cè)試基板8上形成有應(yīng)與LSI的端子6a電導(dǎo)通的電極端子8a。
再者，配置于異向性導(dǎo)電橡膠2與LSI6之間的膜4是為確保異向性導(dǎo)電橡膠2與LSI6的端子6a之間的接觸而設(shè)的。故若能夠保證可靠接觸的話，可以不必設(shè)膜4。還有，在圖1中，LSI6的端子6a形成于凹部，但其實(shí)未必必須這樣設(shè)置，將端子6a設(shè)于平面上也是可行的。
異向性導(dǎo)電橡膠2是這樣構(gòu)成的只有導(dǎo)電部分2b顯示出導(dǎo)電性，其它部分均呈現(xiàn)絕緣性。故此LSI6的復(fù)數(shù)端子6a分別與對(duì)應(yīng)的電極8a單獨(dú)電連接。在這樣構(gòu)成下，LSI6的端子6a與測(cè)試基板8的電極端子8a之間的接觸壓是由異向性導(dǎo)電橡膠2的彈性來(lái)保證的。
上述那種使用異向性導(dǎo)電橡膠的接觸開關(guān)構(gòu)造較單純，在現(xiàn)今晶片級(jí)別的測(cè)試中經(jīng)常采用。異向性導(dǎo)電橡膠不但具有電感小的優(yōu)點(diǎn)，而且還具有當(dāng)劣化損傷之際可以留下基板上而只更換異向性導(dǎo)電橡膠即可這種長(zhǎng)處。
除上述異向性導(dǎo)電材料所構(gòu)成的接觸開關(guān)外，采用觸點(diǎn)的彈簧式接觸開關(guān)也很常見。圖2為已有采用彈簧觸點(diǎn)的接觸開關(guān)的局部剖面圖。
圖2所示出的接觸開關(guān)是將用作探針(觸點(diǎn))的屈曲的導(dǎo)線10形成于測(cè)試基板12上而構(gòu)成的。導(dǎo)線10譬如可以使用金導(dǎo)線等連接導(dǎo)線?？梢圆捎靡€接合法來(lái)形成導(dǎo)線10。具體地講即是將導(dǎo)線10的一端接合于測(cè)試基板10的電極端子10a，并如圖2所示那樣折彎后切斷。由于導(dǎo)線10具有屈曲部，故可沿與基板平面垂直的方向上彈性變形。通過(guò)把導(dǎo)線10的端頭向LSI6的端子6a按壓，則藉彈性變形可保證可靠接觸。
上述采用彈性觸點(diǎn)的接觸開關(guān)，由于其探針(導(dǎo)線10)的彈性變形范圍達(dá)100μm-300μm之大，故可獲得足夠的接觸壓。再者，即便各導(dǎo)線10之間存在一些高低差，也能確保大多數(shù)導(dǎo)線與LSI6的端子6a相接觸。再者，其耐久性也明顯好于異向性導(dǎo)電橡膠，可以反復(fù)使用十萬(wàn)次左右。再加上其還具有即使放在老化測(cè)試那種高溫環(huán)境下也不會(huì)劣化的優(yōu)點(diǎn)。
另外，懸臂式探針卡也屬已有接觸開關(guān)之類。它是把由鎢等構(gòu)成的探針傾斜地設(shè)置在測(cè)試基板的表面而構(gòu)成的。這樣的探針較比上述屈曲的導(dǎo)線探針要長(zhǎng)許多，也即是通過(guò)靠其傾斜設(shè)置與長(zhǎng)度所產(chǎn)生的繞性能獲得足夠的彈性，可確保接觸壓。
但是，上述采用異向性導(dǎo)電部件的接觸開關(guān)尚有(1)彈性變形范圍窄和(2)耐久性差等問(wèn)題需要解決。
(1)關(guān)于彈性變形范圍窄的問(wèn)題在其厚度為200μm的場(chǎng)合，異向性導(dǎo)電橡膠的變形僅為25μm-10μm左右，故其彈性變形范圍較窄。故此，當(dāng)LSI端子形成面平坦度不好的時(shí)候，超出彈性變化范圍的應(yīng)變，無(wú)法達(dá)成可靠接觸。所以，不得不使用平坦性較好的陶瓷基板和玻璃基板等昂貴的基板作LSI基板。再者，象晶片級(jí)別的CSP那種使用大焊點(diǎn)的LSI的場(chǎng)合，從晶片整體來(lái)看，焊點(diǎn)上面的平坦度為100μm左右，通常其高低差是異向性導(dǎo)電橡膠根本無(wú)法吸收的。
(2)關(guān)于耐久性的問(wèn)題異向性導(dǎo)電橡膠在高溫環(huán)境下劣化相當(dāng)塊，不能耐受反復(fù)地開關(guān)。尤其是，在老化測(cè)試時(shí)那種高溫(125℃-150℃)下，作為基板材料的橡膠有時(shí)會(huì)塑性變形，難以反復(fù)使用。雖然只要更換劣化而不能用的異向性導(dǎo)電橡膠測(cè)試基板仍然能用，但能與晶片級(jí)別的大小相匹配的異向性導(dǎo)電橡膠其一張就要幾萬(wàn)日?qǐng)A，故此每一被測(cè)試晶片的測(cè)試成本相當(dāng)高。
另一方面，上述使用彈簧觸點(diǎn)的接觸開關(guān)還存在著(1)制造成本極高，(2)觸點(diǎn)不能交換的問(wèn)題有待解決。
(1)關(guān)于制造成本問(wèn)題圖2所示那種屈曲的觸點(diǎn)(探針)是一個(gè)一個(gè)地引線接合形成的，所以隨著所形成的探針數(shù)量的增加接觸開關(guān)的制造成本也增加了。拿晶片級(jí)別的LSI來(lái)說(shuō)，有時(shí)候其一個(gè)晶片就要形成5萬(wàn)個(gè)端子。這時(shí)侯接觸開關(guān)的探針也要形成5萬(wàn)個(gè)，故此接觸開關(guān)的制造成本極高?，F(xiàn)在，一種型號(hào)的LSI的壽命已經(jīng)縮短到了半年(180天)左右，而處理時(shí)間較長(zhǎng)的老化測(cè)試用接觸開關(guān)的使用次數(shù)自然也有一定限度，譬如老化測(cè)試時(shí)一個(gè)晶片需用24小時(shí)(一天)的時(shí)間的話，一個(gè)接觸開關(guān)只能使用180次左右。因此，一個(gè)晶片所帶來(lái)的接觸開關(guān)的折舊費(fèi)顯著偏高，實(shí)際上不可能采用這種接觸開關(guān)。
(2)關(guān)于觸點(diǎn)不能交換問(wèn)題只要一個(gè)觸點(diǎn)(探針)因損傷而不能用時(shí)，整個(gè)接觸開關(guān)也不能用了。在實(shí)際LSI測(cè)試中，很難完全避免由于老化測(cè)試中的鎖定(latch up，過(guò)大電流)造成的觸點(diǎn)燒壞和機(jī)械沖擊造成的觸點(diǎn)破損等。然而，由于觸點(diǎn)是直接與測(cè)試基板相連接的，所以很難做到只拿掉一個(gè)損傷了的觸點(diǎn)而后再在觸點(diǎn)之間形成新的觸點(diǎn)。故此，只要是有一個(gè)觸點(diǎn)損傷了就有可能造成整個(gè)接觸開關(guān)都不能用，因而會(huì)造成相當(dāng)大的損害。
另一方面，懸臂式探針卡也存在著電感過(guò)高的問(wèn)題有待解決。
懸臂式探針卡的觸點(diǎn)(探針)由于可由其長(zhǎng)度上獲得某種程度上的彈性變形范圍，通常長(zhǎng)度設(shè)為20mm-30mm。一般來(lái)說(shuō)，20mm-30mm的觸點(diǎn)具有20-30毫微亨電感，故整個(gè)探針卡電感是很大的。探針卡電感大的話，就很難達(dá)到高速動(dòng)作。譬如對(duì)20-30MHz左右速度的設(shè)備來(lái)說(shuō)長(zhǎng)達(dá)20-30mm的觸點(diǎn)對(duì)工作并無(wú)妨礙，但是對(duì)超過(guò)200MHz的高速設(shè)備來(lái)說(shuō)，懸臂式探針卡電感就顯得過(guò)大了，以致很難進(jìn)行實(shí)高速動(dòng)作測(cè)試。
本發(fā)明正是針對(duì)上述問(wèn)題而提出來(lái)的，其目的在于提供一種改進(jìn)的接觸開關(guān)及其制造方法。該接觸開關(guān)作為晶片級(jí)別老化測(cè)試用時(shí)，其(1)制做成本低并可形成眾多探針，(2)探針損傷時(shí)可單獨(dú)交換帶損傷探針的接觸開關(guān)，(3)具有耐熱性和數(shù)百回的使用壽命。而作為最終測(cè)試用時(shí)，其(1)探針的長(zhǎng)度較短，能夠進(jìn)行高速動(dòng)作測(cè)試，(2)探針損傷時(shí)可單獨(dú)交換帶損傷探針的接觸開關(guān)。
本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)如下(1)本發(fā)明接觸開關(guān)為一種配置在半導(dǎo)體器件和測(cè)試用基板之間并使得該半導(dǎo)體器件可與該測(cè)試用基板電連接的接觸開關(guān)，其特征在于包括絕緣基板，和由設(shè)于該絕緣基板上的導(dǎo)電層形成的接觸電極；該接觸電極由與所說(shuō)半導(dǎo)體器件的電極接觸的第一接觸片，和與所說(shuō)測(cè)試用基板的電極端子接觸的第二接觸片，以及將該第一接觸片與第二接觸片電連接起來(lái)的連接部所構(gòu)成。
(2)就前述(1)中的接觸開關(guān)來(lái)說(shuō)，其特征還在于所說(shuō)絕緣基板在所說(shuō)接觸電極被形成之處具有開口，所說(shuō)第一接觸片與所說(shuō)第二接觸片的其一通過(guò)該開口從所說(shuō)絕緣基板的一側(cè)伸向另一側(cè)。
(3)就前述(1)或(2)中的接觸開關(guān)來(lái)說(shuō)，其特征還在于所說(shuō)第一接觸片與所說(shuō)第二接觸片相互分離開配置，所說(shuō)連接部是作為一定形狀的配線模型將該第一接觸片與第二接觸片電連接起來(lái)的。
(4)就前述(1)至(3)中任一接觸開關(guān)來(lái)說(shuō)，其特征還在于所說(shuō)第一接觸片與所說(shuō)第二接觸片分別是按著其長(zhǎng)度方向由所說(shuō)絕緣基板中心放射狀散開的方向排列配置。
(5)根據(jù)本發(fā)明的接觸開關(guān)制造方法為一種配置在半導(dǎo)體器件和測(cè)試用基板之間并使得該半導(dǎo)體器件可與該測(cè)試用基板電連接的接觸開關(guān)的制造方法，其特征在于包括在絕緣基板上設(shè)置導(dǎo)電層的工序，和對(duì)該導(dǎo)電層進(jìn)行加工，以形成由與所說(shuō)半導(dǎo)體器件的電極接觸的第一接觸片和與所說(shuō)測(cè)試用基板的電極端子接觸的第二接觸片以及將該第一接觸片與該第二接觸片電連接起來(lái)的連接部所構(gòu)成的接觸電極的工序，以及使所說(shuō)第一接觸片在所說(shuō)絕緣基板的第一側(cè)面一側(cè)以一定角度屈曲并同時(shí)使所說(shuō)第二接觸片在所說(shuō)第一側(cè)面相反一側(cè)的第二側(cè)面一側(cè)以一定角度屈曲的工序。
(6)就前述(5)的制造方法來(lái)說(shuō)，其特征還在于所說(shuō)導(dǎo)電層設(shè)置工序包括向所說(shuō)絕緣基板表面粘貼由導(dǎo)電性材料構(gòu)成的膜狀體的工序，所說(shuō)接觸電極形成工序包括部分地除去粘貼于所說(shuō)絕緣基板上的所說(shuō)導(dǎo)電層以形成所說(shuō)第一接觸片和所說(shuō)第二接觸片以及所說(shuō)連接部的工序。
(7)就前述(5)的制造方法來(lái)說(shuō)，其特征還在于所說(shuō)導(dǎo)電層設(shè)置工序包括向所說(shuō)絕緣基板表面沉積導(dǎo)電性材料以形成所說(shuō)導(dǎo)電層的工序，所說(shuō)接觸電極形成工序包括部分地除去形成于所說(shuō)絕緣基板上的所說(shuō)導(dǎo)電層以形成所說(shuō)第一接觸片和所說(shuō)第二接觸片以及所說(shuō)連接部的工序。
(8)就前述(5)至(7)中任一制造方法來(lái)說(shuō)，其特征還在于在所說(shuō)第一接觸電片和第二接觸片被形成之處，于所說(shuō)絕緣基板上形成開口的工序。
(9)根據(jù)本發(fā)明另一接觸開關(guān)制造方法為一種配置在半導(dǎo)體器件和測(cè)試用基板之間并使得該半導(dǎo)體器件可與該測(cè)試用基板電連接的接觸開關(guān)的制造方法，其特征在于包括對(duì)絕緣基板進(jìn)行加工，以形成與所說(shuō)半導(dǎo)體器件電極接觸的第一接觸片和與所說(shuō)測(cè)試用基板的電極端子接觸的第二接觸片的工序，和在所說(shuō)第一接觸片和所說(shuō)第二接觸片上形成導(dǎo)電層，并同時(shí)利用該導(dǎo)電層形成把所說(shuō)第一接觸片和所說(shuō)第二接觸片電連接起來(lái)的連接部的工序，以及使所說(shuō)第一接觸片在所說(shuō)絕緣基板的第一側(cè)面一側(cè)以一定角度屈曲并同時(shí)使所說(shuō)第二接觸片在所說(shuō)第一側(cè)面相反一側(cè)的第二側(cè)面一側(cè)以一定角度屈曲的工序。
(10)就前述(9)的制造方法來(lái)說(shuō)，其特征還在于所說(shuō)基板加工工序包括在所說(shuō)絕緣基板上形成開口以形成所說(shuō)第一接觸片和所說(shuō)第二接觸片的工序。
(11)就前述(5)至(10)中任一制造方法來(lái)說(shuō)，其特征還在于進(jìn)一步還包括讓至少有一方具有彎曲或屈曲平面形狀的所說(shuō)第一和/或第二接觸片，在該具有彎曲或屈曲平面形狀的接觸片與所說(shuō)連接部相連之處，相對(duì)于所說(shuō)絕緣基板成一定角度屈曲的工序。
(12)就前述(5)至(11)中任一制造方法來(lái)說(shuō)，其特征還在于進(jìn)一步還包括有在所說(shuō)導(dǎo)電層表面設(shè)置至少一層表面層以改變所說(shuō)接觸電極特性的工序。
(13)就前述(5)至(12)中任一制造方法來(lái)說(shuō)，其特征還在于進(jìn)一步還包括有在所說(shuō)第一接觸片與所說(shuō)第二接觸片各自同所說(shuō)連接部相連之處設(shè)置加強(qiáng)材的工序。
以上所述本發(fā)明的作用和效果如下(1)就前述(1)項(xiàng)來(lái)說(shuō)，由于是通過(guò)預(yù)設(shè)在絕緣基板的導(dǎo)電層形成與半導(dǎo)體器件和測(cè)試用基板兩者都接觸的接觸電極，所以利用現(xiàn)有半導(dǎo)體器件制做技術(shù)就可在絕緣基板上一次性形成眾多的接觸電極。再者，由于利用導(dǎo)電層的彈性可以得到各接觸片的接觸壓，故此可形成構(gòu)造簡(jiǎn)單且價(jià)格低廉的接觸電極。再者，接觸片不與測(cè)試用基板接合而只是在測(cè)試時(shí)接觸電極才與測(cè)試用基板的電極端子相接觸，故當(dāng)接觸電極損傷時(shí)只要更換接觸開關(guān)即可。再者，由于接觸片是由導(dǎo)電層形成的，可以獲取大的彈性變形范圍而縮短接觸電極長(zhǎng)度，故測(cè)試時(shí)可以讓半導(dǎo)體器件高速運(yùn)轉(zhuǎn)。
(2)就前述(2)項(xiàng)來(lái)說(shuō)，由于第一接觸片與第二接觸片中其一通過(guò)開口從所說(shuō)絕緣基板的一側(cè)伸向另一側(cè)，故可以簡(jiǎn)單的構(gòu)造構(gòu)成具有接觸片向絕緣基板兩側(cè)延伸構(gòu)造的接觸電極。
(3)就前述(3)項(xiàng)來(lái)說(shuō)，由于第一接觸片與第二接觸片是作為配線模型形成的，故第二接觸片可在任意位置形成，其配置自由度增大。因此對(duì)于同第二接觸片接觸的測(cè)試用基板的電極端子也就可以排列比較自由地設(shè)置。
(4)就前述(4)項(xiàng)來(lái)說(shuō)，由于第一接觸片與第二接觸片分別是按著其長(zhǎng)度方向由絕緣基板的中心放射狀散開的方向排列配置，故可防止當(dāng)接觸開關(guān)，半導(dǎo)體器件以及測(cè)試用基板熱膨脹時(shí)各接觸片的接觸部從半導(dǎo)體器件以及測(cè)試用基板的端子脫離。
(5)就前述(5)項(xiàng)來(lái)說(shuō)，由于是通過(guò)預(yù)設(shè)在絕緣基板的導(dǎo)電層形成與半導(dǎo)體器件和測(cè)試用基板兩者都接觸的接觸電極，所以利用現(xiàn)有半導(dǎo)體器件制做技術(shù)就可在絕緣基板上一次性形成眾多的接觸電極。再者，由于使各接觸片向相反一側(cè)屈曲，利用導(dǎo)電層的彈性可以得到各接觸片的接觸壓，故此可形成構(gòu)造簡(jiǎn)單且價(jià)格低廉的接觸電極。再者，接觸片不與測(cè)試用基板接合而只是在測(cè)試時(shí)接觸電極才與測(cè)試用基板的電極端子相接觸，故當(dāng)接觸電極損傷時(shí)只要更換接觸開關(guān)即可。再者，由于接觸片是由導(dǎo)電層形成的，可以獲取大的彈性變形范圍而縮短接觸電極長(zhǎng)度，故測(cè)試時(shí)可以讓半導(dǎo)體器件高速運(yùn)轉(zhuǎn)。
(6)就前述(6)項(xiàng)來(lái)說(shuō)，由于絕緣基板上的導(dǎo)電層是通過(guò)粘貼由導(dǎo)電性材料(如銅板或銅箔)的膜狀體構(gòu)成的，故可采用如蝕刻方式將之加工成接觸電極的形狀，因此可很容易地形成接觸電極。
(7)就前述(7)項(xiàng)來(lái)說(shuō)，由于是通過(guò)向絕緣基板表面沉積(如用濺鍍，沉積等方法)導(dǎo)電性材料來(lái)形成導(dǎo)電層，故可采用如蝕刻方式將之加工成接觸電極形狀的方式很容易地形成接觸電極。
(8)就前述(8)項(xiàng)來(lái)說(shuō)，由于在第一接觸片和第二接觸片被形成之處在絕緣基板上形成開口，故可使第一接觸片與第二接觸片的其一通過(guò)該開口向相反一側(cè)屈曲。再者，通過(guò)該開口還能夠以彎曲模具使各接觸片屈曲，這使接觸電極的形成變得容易。
(9)就前述(9)項(xiàng)來(lái)說(shuō)，由于在絕緣基板上先形成接觸片形狀，然后再在其上形成導(dǎo)電膜以形成接觸電，所以利用現(xiàn)有半導(dǎo)體器件制做技術(shù)就可在絕緣基板上一次性形成眾多的接觸電極。再者，由于具有使各接觸向相反一側(cè)屈曲并利用導(dǎo)電層的彈性得到各接觸片的接觸壓，故可形成構(gòu)造簡(jiǎn)單且價(jià)格低廉的接觸電極。再者，接觸片不與測(cè)試用基板接合而只是在測(cè)試時(shí)接觸電極才與測(cè)試用基板的電極端子相接觸，故當(dāng)接觸電極損傷時(shí)只要更換接觸開關(guān)即可。再者，由于接觸片是由導(dǎo)電層形成的，可以獲取大的彈性變形范圍而縮短接觸電極長(zhǎng)度，故測(cè)試時(shí)可以讓半導(dǎo)體器件高速運(yùn)轉(zhuǎn)。
(10)就前述(10)項(xiàng)來(lái)說(shuō)，由于是通過(guò)于絕緣基板上形成開口來(lái)形成各接觸片，故能很容易地形成接觸片。
(11)就前述(11)項(xiàng)來(lái)說(shuō)，由于接觸片具有彎曲或屈曲平面形狀，故可借此彎曲或屈曲形狀得到較大的彈性變形范圍。
(12)就前述(11)項(xiàng)來(lái)說(shuō)，由于導(dǎo)電層表面設(shè)置表面層，故藉該表面層可以改變例如接觸電極的彈性特性和電特性。
(13)就前述(13)項(xiàng)來(lái)說(shuō)，由于第一接觸片與第二接觸片各自同連接部相連之處設(shè)置加強(qiáng)材，故可只對(duì)各接觸片的應(yīng)力最大部分進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)以防止接觸片的損傷和永久變形等。
本發(fā)明的實(shí)施例由附圖給出，以下結(jié)合之對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是已有采用異向性導(dǎo)電彈性體的接觸開關(guān)的局部剖面示意圖。
圖2是已有采用彈簧觸點(diǎn)的接觸開關(guān)的局部側(cè)視圖。
圖3是本發(fā)明第1實(shí)施例的接觸開關(guān)的局部剖面示意圖。
圖4是圖3所示接觸電極的平面圖。
圖5是圖3所示接觸電極的剖面圖。
圖6是圖5所示接觸電極制造工序說(shuō)明圖。
圖7是接觸電極彎曲加工中所用彎曲模具的剖面圖。
圖8是設(shè)有最表層的接觸電極的剖面圖。
圖9是設(shè)有加強(qiáng)材的接觸電極的平面圖。
圖10是圖3所示接觸電極的變形例的平面圖。
圖11是圖3所示接觸電極的變形例的平面圖。
圖12是將接觸電極設(shè)置于配線基板一側(cè)的構(gòu)造的剖面示意圖。
圖13是本發(fā)明第2實(shí)施例的接觸開關(guān)中所設(shè)接觸電極的剖面圖。
圖14是本發(fā)明第3實(shí)施例的接觸開關(guān)中所設(shè)接觸電極的平面圖。
圖15是圖14所示接觸電極的剖面圖。
圖16是圖14所示接觸電極配置于LSI于配線基板之間的狀態(tài)的剖面示意圖。
圖17是圖14所示接觸電極的變形例的剖面圖。
圖18是本發(fā)明第4實(shí)施例的接觸開關(guān)中所設(shè)接觸電極的平面圖。
圖19是圖18所示接觸電極制造工序說(shuō)明圖。
圖20是絕緣基板上開口形成之處的平面圖。
圖21是圖18所示接觸電極的另一種制造工序的說(shuō)明圖。
圖22是本發(fā)明第5實(shí)施例的接觸開關(guān)的說(shuō)明圖。
圖23是圖22所示接觸開關(guān)的變形例的示意圖。
圖24是圖22所示接觸開關(guān)的變形例的示意圖。
圖25是本發(fā)明第6實(shí)施例的接觸開關(guān)的局部剖面圖。
圖26是圖25所示接觸電極的平面圖。
圖27是圖25所示接觸電極的剖面圖。
圖28是本發(fā)明第7實(shí)施例的接觸開關(guān)中所設(shè)的接觸電極的平面圖。
圖29是圖28所示接觸電極的側(cè)面圖。
圖30是圖28所示接觸電極延伸部形狀之一例的平面示意圖。
圖31是本發(fā)明第8實(shí)施例的接觸開關(guān)中所設(shè)接觸電極在進(jìn)行屈曲加工之前的平面圖。
圖32是本發(fā)明第8實(shí)施例的接觸開關(guān)中所設(shè)接觸電極的正面圖。
圖33是圖32所示接觸電極的側(cè)面圖。
圖34是圖32所示接觸電極的變形例的正面圖。
圖35是圖32所示接觸電極的變形例的正面圖。
圖36是將LSI側(cè)接觸片相對(duì)于延伸部92a以小于90度的一定角度屈曲之例的示意圖。
圖37是本發(fā)明第9實(shí)施例的接觸開關(guān)中所設(shè)接觸電極的平面圖。
圖38是圖37所示接觸電極的側(cè)面圖。
圖39是本發(fā)明第10實(shí)施例的接觸開關(guān)的說(shuō)明圖。
圖40是本發(fā)明第11實(shí)施例的接觸開關(guān)中所設(shè)接觸電極排列構(gòu)造的示意圖。
圖41是圖40所示接觸電極排列構(gòu)造所產(chǎn)生效果的說(shuō)明圖。
圖42是本發(fā)明第12實(shí)施例的接觸開關(guān)的局部剖面圖。
上述圖中，符號(hào)20,120表示接觸開關(guān)，22,32,42,52,82,92,92A,92B,102表示接觸電極，22a,32a,42a,52a表示環(huán)部，22b1,32b1,42b1,52b1,82b1,92b1為L(zhǎng)SI側(cè)接觸片，22b2,32b2,42b2,52b2,82b2,92b2為配線基板側(cè)接觸片，22c1為薄膜層，22c2為最表層，24為絕緣基板，24a,24b,24c1,24c2表示開口，54為導(dǎo)電膜，56為遮蔽罩，60,70為通電模型，62,64為開口，72為孔，74為凸起片，92a,102a為延伸部，110是配線模型，122是隔膜。
實(shí)施例1本發(fā)明實(shí)施例1的接觸開關(guān)20是作為具有復(fù)數(shù)個(gè)如圖3和圖4所示，接觸電極22的板狀或薄片狀基板而被形成的。
如圖3所示，在進(jìn)行LSI6測(cè)試時(shí)，接觸開關(guān)20被配置于LSI6與測(cè)試基板8之間，具有使LSI6與測(cè)試基板8相互電連接的功能。LSI6具有復(fù)數(shù)個(gè)作為鋁制平坦襯墊而形成的端子6a。再者，測(cè)試基板8具有復(fù)數(shù)個(gè)相對(duì)應(yīng)于LSI6的端子6a而配置的電極端子8a。電極端子8a譬如可以作為表面設(shè)有金層的平坦襯墊而形成。
接觸電極22配置于LSI6的端子6a與測(cè)試基板8的電極端子8a之間，其與端子6a和電極端子8a兩者同時(shí)接觸從而將二者電連接起來(lái)。在本實(shí)施例中，接觸電極22是用銅板或銅箔形成于絕緣基板上的。
如圖4所示，接觸電極22是由環(huán)部22a和LSI側(cè)接觸片22b1以及配線基板側(cè)接觸片22b2所構(gòu)成。絕緣基板24上形成有直徑大約與環(huán)部22a內(nèi)徑相等的圓型開口24a。
LSI側(cè)接觸片22b1從環(huán)部22a內(nèi)周伸向環(huán)部22a中心，并且在與環(huán)部22a相連處附近向上方以一定角度屈曲。配線基板側(cè)接觸片22b2從環(huán)部22a內(nèi)周伸向環(huán)部22a中心，并且在與環(huán)部22a相連處附近向下方以一定角度屈曲。即，配線基板側(cè)接觸片22b2通過(guò)形成于絕緣基板24的開口24a向與LSI側(cè)接觸片22b1相反一側(cè)屈曲。
LSI側(cè)接觸片22b1及配線基板側(cè)接觸片22b2可以裸露銅板或銅箔狀態(tài)使用。但是，如果表面為銅的話，可能會(huì)發(fā)生氧化而導(dǎo)致接觸不良。另外，銅板或銅箔裸露著的話有時(shí)會(huì)得不到必要的接觸壓(大約10g/端子)。有鑒于此，如圖5所示，最好在接觸電極22表面形成由導(dǎo)電材料構(gòu)成的薄膜層22c1，借此不但可以防止表面氧化，同時(shí)還會(huì)增大強(qiáng)度和改善彈性特性。
薄膜層22c1可電鍍形成。電鍍形成的場(chǎng)合，薄膜層22c1最好使用鎳，鈷，鐵等金屬材料。其中以鎳為最佳。另外，也可以使用鎳，鈷，鐵或銅的合金形成薄膜層22c1。再者，還可使用金，銀，銠，鈀，鉑及其合金。在有，還可以使用鎢，鉬及其合金。再有，用鈹與銅的合金形成薄膜層22c1也可。
下面參照?qǐng)D6說(shuō)明一下接觸電極22形成方法。
如圖6所示，首先在形成有開口24a的絕緣基板24上粘貼銅板或銅箔，以蝕刻等方式形成如圖6(a)所示接觸電極22的雛形。開口24a可以通過(guò)激光加工，沖壓加工或蝕刻來(lái)形成。再者，可以在絕緣基板24上粘貼銅板或銅箔之后通過(guò)蝕刻形成開口24a。另外，也可使用電鍍或沉積等形成銅層，以取代粘貼銅板或銅箔來(lái)形成接觸電極22雛形。
接著，對(duì)圖6(a)所示的接觸電極22的雛形進(jìn)行電鍍處理，如圖6(b)所示在接觸電極22的雛形上形成薄膜層22c1。薄膜層22c1的厚度根據(jù)接觸開關(guān)20所要求的耐久性，使用溫度以及LSI6端子6a材料等來(lái)適當(dāng)設(shè)定。
電鍍處理完成之后，如圖6(c)所示，進(jìn)行接觸片22b1以及22b2的屈曲加工。如果使用圖7所示由上模具26A以及下模具26B構(gòu)成的彎曲模具26的話，可以使接觸片22b1以及22b2二者同時(shí)向相反方向屈曲。設(shè)定接觸片22b1以及22b2的屈曲角度時(shí)，要保證屈曲了的接觸片的端頭處于對(duì)應(yīng)的LSI6的端子6a或配線基板24的電極端子8a所在位置(大自是在中央)并且要考慮彈簧回性等因素。
制做晶片級(jí)別的LSI測(cè)試用接觸開關(guān)時(shí)，最好對(duì)所有接觸電極一并進(jìn)行屈曲加工。但是，從節(jié)省屈曲加工時(shí)間角度考慮，也可以晶片上若干個(gè)LSI為一組分批地施行屈曲加工。
屈曲角度比較陡的話，有時(shí)薄膜層22c1形成后難以彎曲。這時(shí)候，可以把為形成薄膜層22c1的電鍍工序放在屈曲工序之后進(jìn)行。另外，在電鍍工序中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)接觸片屈曲角度以及形狀等發(fā)生變化的問(wèn)題。這時(shí)候，可以在電鍍薄膜層22c1達(dá)到某一厚度時(shí)插入屈曲加工，然后再完成電鍍處理。再者，也可以先在屈曲加工之前實(shí)施鎳電鍍以增大接觸片的機(jī)械強(qiáng)度，接著在屈曲加工之后再實(shí)施抗氧化的金或鈀電鍍。
以上述方法制做接觸開關(guān)20時(shí)，即便是象晶片級(jí)別LSI的測(cè)試用接觸開關(guān)那種需要形成眾多接觸電極(接觸端子)的場(chǎng)合，其制做工序，制做成本也幾乎不會(huì)變。所以，接觸端子數(shù)量越多每一接觸端子的單位造價(jià)就越低，故可以提供廉價(jià)的接觸開關(guān)。
如圖8所示，也可以在薄膜層22c1表面再形成一薄膜層22c2作最表層。薄膜層22c2是為減低整個(gè)接觸電極20的電阻而設(shè)的，可通過(guò)電鍍形成。以電鍍形成時(shí)，最好使用金或鈀等自金類金屬。
通過(guò)使接觸電極最表層表面某種程度地粗糙化，即在最表層表面設(shè)凹凸，可以使得電接觸變得容易。這即是說(shuō)，在當(dāng)LSI側(cè)以及配線基板側(cè)接觸片22b1以及22b2被向?qū)?yīng)的端子6以及8a按壓時(shí)，由于最表層的凹凸會(huì)刺破端子上的氧化膜，故可容易地實(shí)現(xiàn)電接觸。可通過(guò)電鍍時(shí)改變通過(guò)電流的方法達(dá)到表面粗糙化。例如，以正弦波變化的電壓作電鍍電壓，則通過(guò)改變電鍍條件可使電鍍層表面帶有凹凸。
再者，進(jìn)行與焊錫端子接觸的場(chǎng)合，最好是最表層用焊錫不容易付著的銠或者是用不容易形成焊錫合金的鈀或白金等來(lái)形成。
例如，假設(shè)接觸電極22為圖8所示構(gòu)造，其形成方法是先在絕緣基板24上粘貼厚度18μm的銅箔后在其表面電鍍上一層厚度25μm的鎳，再電鍍上一層厚度1-3μm的金或鈀作最表層。這樣的接觸電極即便是在125℃高溫并施以10g/端子的接觸壓的情況下，也可以重復(fù)接觸1萬(wàn)次以上。上述接觸開關(guān)也可以這樣形成先在屈曲加工之前形成大約12μm的鎳電鍍層，而在屈曲加工之后再形成12μm的鎳電鍍層然后形成厚度1-3μm的金或鈀電鍍層。
如上所述，通過(guò)改變電鍍層的層數(shù)，電鍍材料，電鍍處理次數(shù)以及電鍍時(shí)機(jī)可以獲得所期望的機(jī)械以及電特性。
再者，在形成上述接觸電極20之后，如圖9所示，也可以在接觸片22b1以及22b2根部設(shè)加強(qiáng)材28。該加強(qiáng)材28可以通過(guò)以封裝方式涂布譬如環(huán)氧樹脂等并使之硬化很容易地形成。若此，只是在接觸片的根部施以加強(qiáng)材5即可防止接觸片損傷，制做出壽命長(zhǎng)的接觸開關(guān)。
關(guān)于接觸電極22，其接觸片22b1以及22b2是按著同一直徑方向排列伸展的。然而，如圖10所示，接觸片22b1以及22b2也可以錯(cuò)開排列而形成。這樣的話，可以加長(zhǎng)接觸片22b1以及22b2，從而可加大接觸片22b1以及22b2的彈性變形范圍。
再者，如圖11所示，接觸片22b1以及22b2的長(zhǎng)度不必相等，接觸片22b2可以比接觸片22b1長(zhǎng)一些。也即是說(shuō)，接觸片22b2如圖3所示那樣要通過(guò)絕緣基板24的開口24a伸到相反一側(cè)，故長(zhǎng)于接觸片22b1。
如上所述，接觸片的長(zhǎng)度可按接觸構(gòu)造所需適當(dāng)設(shè)定。還有，如圖10所示，形成于絕緣基板24的接觸電極22的位置也可以設(shè)在配線基板8一側(cè)。
再者，通過(guò)選定絕緣基板24的材料以使絕緣基板24的熱膨脹系數(shù)與LSI6的熱膨脹系數(shù)基本相等，可以防止因溫度變動(dòng)使接觸片脫離開LSI6端子。同理，通過(guò)選定絕緣基板24的材料以使絕緣基板24的熱膨脹系數(shù)與配線基板8的熱膨脹系數(shù)基本相等，也可以防止接觸片脫離開配線基板8的電極端子8a。絕緣基板可以采用聚酰亞胺等的絕緣帶式基板，陶瓷基板，玻璃基板或表面帶有絕緣氧化膜的硅基板形成。雖然陶瓷基板和玻璃基板以及硅基板較之聚酰亞胺等的絕緣帶式基板柔性稍差一些，但是卻具有良好的平坦性。故此，通過(guò)LSI側(cè)接觸片以及配線基板側(cè)接觸片的彈性變形可以做到充分吸收高低差以確保與LSI6以及配線基板8可靠接觸。
實(shí)施例2
以下參照?qǐng)D13說(shuō)明一下本發(fā)明第2實(shí)施例。
由于接觸開關(guān)的整體構(gòu)成與上述第1實(shí)施例的接觸開關(guān)20是一樣的，故省略其說(shuō)明。
如圖13所示，接觸電極32是通過(guò)在絕緣基板24的兩面粘貼銅板或銅箔而形成的。如同接觸電極22一樣，接觸電極32也有環(huán)部32a和LSI側(cè)接觸片32b1。環(huán)部32a和LSI側(cè)接觸片32b1是由絕緣基板24單側(cè)(LSI6側(cè))所設(shè)的銅板或銅箔構(gòu)成的。所以環(huán)部32a和LSI側(cè)接觸片32b1配置在絕緣基板24單側(cè)(LSI6側(cè))。
但是，與上述接觸電極22所不同的是，配線基板側(cè)接觸片32b2是由粘貼在配線基板8一側(cè)的銅板或銅箔而形成的。故此，伸向配線基板8一側(cè)的配線基板側(cè)接觸片32b2并不通過(guò)開口24a。
配線基板側(cè)接觸片32b2與位于絕緣基板24另一側(cè)的環(huán)部32a通過(guò)孔34電連接在一起。因此，配線基板側(cè)接觸片32b2借孔34以及環(huán)部32a同LSI側(cè)接觸片32b1電連接在一起。
本實(shí)施例的帶接觸電極32的接觸開關(guān)，通過(guò)讓接觸片32b1與32b2等長(zhǎng)并以等角度施以屈曲加工，可以在LSI側(cè)以及配線基板側(cè)形成同一構(gòu)造的接觸片。
實(shí)施例3該實(shí)施例3由圖14至17給出。
如圖14所示的接觸電極42是適合于LSI6的端子為焊點(diǎn)等凸起電極6b這樣的場(chǎng)合。為防止因焊點(diǎn)6b的接觸壓造成永久變形，讓LSI側(cè)接觸片42b1避開焊點(diǎn)6b中心(頂點(diǎn))而在以焊點(diǎn)6b為中心線的兩側(cè)各設(shè)一個(gè)。再者，LSI側(cè)接觸片42b1并不向LSI6側(cè)屈曲，而是平伸。
參照?qǐng)D16,LSI側(cè)接觸片42b1在處于被LSI6的焊點(diǎn)60所壓而陷入開口24a內(nèi)的狀態(tài)時(shí)，產(chǎn)生朝向配線基板8側(cè)的彈性變形。正是由于該彈性變形使得LSI側(cè)接觸片42b1能夠牢靠地接觸于焊點(diǎn)6b。
一方面，LSI側(cè)接觸片42b1未必一定是平直的，在能夠保證于彈性范圍內(nèi)變形的條件下，也可以預(yù)先使之向配線基板8側(cè)稍作屈曲?；蛘?，如圖17所示那樣，預(yù)先讓LSI側(cè)接觸片42b1相應(yīng)于焊點(diǎn)6b的形狀彎曲一些的話，還可使得LSI側(cè)接觸片42b1與焊點(diǎn)6b的接觸更加可靠。
實(shí)施例4該實(shí)施例4由圖18至21給出。
如圖18所示的接觸電極52如同實(shí)施例1的接觸電極22一樣，是由環(huán)部52a和LSI側(cè)接觸電極52b1以及配線基板側(cè)接觸片52b2所構(gòu)成。然而，本實(shí)施例的接觸電極52是預(yù)先在絕緣基板24上形成與接觸電極52形狀相對(duì)應(yīng)的開口24b之后再在開口24b的周圍電鍍或?yàn)R鍍上導(dǎo)電膜而形成的。即，接觸電極本身是由電鍍或?yàn)R鍍層形成的。
接觸電極52的制造工序參照?qǐng)D19說(shuō)明如下。
首先，如圖19(a)所示，在絕緣基板24上形成與接觸電極52形狀相對(duì)應(yīng)的開口24b。絕緣基板24采用聚酰亞胺等的樹脂薄膜制做，開口24b可以容易地以沖壓加工或蝕刻等形成其形狀(參見圖20)。
其后，如圖19(b)所示，在整個(gè)絕緣基板24上形成導(dǎo)電膜54。導(dǎo)電膜54的形成可以采用濺鍍鉻等金屬的方法或鎳無(wú)電解電鍍法等施行。于是，如圖19(c)所示，留下相當(dāng)于接觸電極52部分，將其余部分導(dǎo)電膜52通過(guò)蝕刻等除去。然后，如同實(shí)施例1的接觸電極22一樣，使用屈曲模具將接觸片52b1以及52b2屈曲形成接觸電極52。
接觸電極52的另外一種制造工序參照?qǐng)D21說(shuō)明如下。
首先，如圖21(a)所示，與圖19所示工序一樣，在絕緣基板24上形成與接觸電極52形狀相對(duì)應(yīng)的開口24b。然后，如圖21(b)所示，，將遮蔽罩56設(shè)置于絕緣基板24上面以只露出相當(dāng)于接觸電極52的部分。
其后，在絕緣基板24上形成導(dǎo)電膜54。然后如圖21(c)所示，將遮蔽罩56連同遮蔽罩56上面形成的導(dǎo)電膜54除去。然后，如圖21(d)所示，使用屈曲模具將接觸片52b1以及52b2屈曲。
從本實(shí)施例接觸開關(guān)的接觸電極52來(lái)看，也可以使LSI側(cè)接觸片52b1和配線基板側(cè)接觸片52b2具有同等長(zhǎng)度。
實(shí)施例5該實(shí)施例5由圖22至24給出。
本實(shí)施例接觸開關(guān)具有表面帶以電解電鍍法形成的電鍍層的接觸電極。另外，在圖22至24中所示出的接觸電極例子是圖5所示的接觸電極22。
在本實(shí)施例中，在形成尚沒(méi)電鍍的接觸電極22的導(dǎo)電膜模型之際，應(yīng)預(yù)先形成電鍍處理所用的通電模型60。即，在電鍍形成薄膜層22c1之前的狀態(tài)(圖6(a)所示狀態(tài))下，如圖22至24所示，預(yù)先形成通電模型60。通電模型60是為了通過(guò)其與各接觸電極22相連接從而在用電鍍法形成薄膜層22c1之際能夠給接觸電極提供電鍍電流而設(shè)置的。其可以利用粘貼在絕緣基板上的銅板或銅箔在形成接觸電極雛形的同時(shí)形成。
在通過(guò)通電模型60提供電流進(jìn)行電鍍處理之后，利用激光切斷或穿孔(punching)等將通電模型60在特定處切斷。如圖23所示，如果在接觸電極22的附近設(shè)開口62并使通電模型60經(jīng)過(guò)的話，則借此開口62能夠很容易地使用穿孔切斷通電模型60。此外，也可以如圖24所示，將通電模型60集于一處，在該處設(shè)開口64的話，則能夠用穿孔一次性地切斷復(fù)數(shù)通電模型60。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的接觸開關(guān)的制造方法，能夠容易地形成設(shè)在接觸電極上的電鍍層，故可以降低制造成本。
實(shí)施例6該實(shí)施例6由圖25至27給出。
本實(shí)施例接觸開關(guān)如上述實(shí)施例5一樣，也設(shè)有電鍍處理所用的通電模型70。但是，如圖25所示，該通電模型70和接觸電極不在同一側(cè)。
即，在本實(shí)施例中，在絕緣基板兩面粘貼銅板或銅箔，使其一側(cè)的銅板或銅箔形成接觸電極電極，而使其另一側(cè)的銅板或銅箔形成通電模型70。接觸電極和通電模型70通過(guò)孔72電連接。所以，如圖26所示接觸電極具有用于形成孔72的凸起片74。
在本實(shí)施例中，電鍍處理之后，可以蝕刻或者是如圖27所示那樣用剝離法除去整個(gè)通電模型70。所以可輕易地除去不要的通電模型。
實(shí)施例7該實(shí)施例7由圖28至30給出。
如圖28所示，本實(shí)施例的接觸電極82由延伸部82a和LSI側(cè)接觸片82b1以及配線基板側(cè)接觸片82b2所構(gòu)成。在前述實(shí)施例1中接觸電極22的接觸片22b1與22b2是被環(huán)部22a所連接的。而在本實(shí)施例中接觸片82b1與82B2是通過(guò)延伸部82a連接的。雖然如圖28所示延伸部82a是直線狀伸展的，但其也可以是屈曲形狀或彎曲形狀等任意形狀。
由于在延伸部82a一端形成有LSI側(cè)接觸片82b1。所以絕緣基板24上的對(duì)應(yīng)于延伸部82a一端的位置處形成有開口24c1。利用該開口24c1可以很容易地使LSI側(cè)接觸片82b1向LSI側(cè)屈曲。
另一方面，由于在延伸部82a另一端形成有配線基板側(cè)接觸片82b2，所以在絕緣基板24的對(duì)應(yīng)于延伸部82a另一端的位置處形成有開口24c2。利用該開口24c2可以很容易地使配線基板側(cè)接觸片82b2向配線基板一側(cè)屈曲。
參照?qǐng)D30，延伸部82a是朝向位于偏離LSI側(cè)接觸片82b1的位置處的配線基板電極端子延伸的，即實(shí)際上是具有使LSI6的端子間距P1被擴(kuò)大的結(jié)構(gòu)。也即即便是LSI端子間距P1較窄的場(chǎng)合，也能夠使得配線基板電極端子間距P2很大。而且通過(guò)讓延伸部82a向所期望的方向延展可以將配線基板8的電極端子8a配置在任意位置上。
譬如，即便只是具有周邊兩列端子的LSI，借靠延伸部82a將配線引出的方式，在配線基板也可以做到在相當(dāng)于整個(gè)LSI的范圍內(nèi)將電子端子按矩陣狀排列。如此，本實(shí)施例的接觸開關(guān)在測(cè)試用配線基板的電極端子配置方面具有更大的自由度。
實(shí)施例8該實(shí)施例8由圖31至38給出。
如圖31至33所示，本實(shí)施例的接觸電極92同上述實(shí)施例7的接觸電極一樣，也具有延伸部92a和與延伸部92a一端相連接的配線基板側(cè)接觸片92b2。但所不同的是接觸電極92的LSI側(cè)接觸片92b1從其平面圖來(lái)看是以屈曲或彎曲平面形成的，而且是以相對(duì)于延伸部92a有90度屈曲的狀態(tài)來(lái)使用的。
由圖31至圖33所示的LSI側(cè)接觸片92b1具有大自呈U型彎曲的部分。因此，如圖33中點(diǎn)畫線所示，利用該部分的彈性變形能夠很容易地形成具有大彈性變形范圍的接觸電極。
圖34所示的接觸電極92A具有大體呈橫倒S型的LSI側(cè)接觸片92Ab1，以此S型部分可以獲得大的彈性變形范圍。LSI側(cè)接觸片92Ab1在與延伸部92a的延伸方向相垂直的方向上屈曲后立起。再者，圖35所示的接觸電極92B是將圖34中的接觸電極92A的橫倒S型的LSI側(cè)接觸片92Ab1改換成大體呈直立S型的LSI側(cè)接觸片92Bb1而形成的。
若此，將接觸片以S型形成的話，可以做到相對(duì)于接觸片彈性變形時(shí)接觸片端部垂直方向上的變位使水平方向上的變位變小。故此，可以防止當(dāng)接觸片與LSI的端子接觸時(shí)LSI的端子被接觸片的接觸端部弄傷。
圖36所示出的是使LSI側(cè)接觸片92b1相對(duì)于延伸部92a不是以90度而是以小于90度的某一定角度a屈曲的例子。以這種構(gòu)造，可以同時(shí)獲得接觸片彎曲所產(chǎn)生的彈性變形和接觸片傾斜所產(chǎn)生的彈性變形。
若此，本實(shí)施例的接觸開關(guān)的接觸電極，由于其接觸片的彈性變形范圍較大，能夠減小接觸片彈性變形時(shí)的應(yīng)力。因此可以容易地形成耐受多次反復(fù)變形的接觸片。
再者，由于接觸片彈性變形范圍較大，即便是LSI端子高低差很大的情況下，也可以靠接觸片的變形來(lái)吸收該高低差。譬如，進(jìn)行晶片級(jí)別LSI測(cè)試時(shí)，有時(shí)LSI端子高度差達(dá)100μm左右，這時(shí)候用本實(shí)施例的接觸片就可以很容易地吸收該高度差。
在本實(shí)施例中，雖然LSI側(cè)接觸片是以大體呈S型或S型形成的，但并不僅限于該形狀，可以采用各種各樣的彎曲形狀。再有，本實(shí)施例中，雖說(shuō)只示出LSI側(cè)接觸片為彎曲形狀，但是配線基板側(cè)接觸片也同樣可為彎曲形狀。還有，在本實(shí)施例中，也可以象實(shí)施例1那樣，在接觸電極表面通過(guò)電鍍等形成薄膜層以改善接觸片的機(jī)械特性以及電特性。
實(shí)施例9該實(shí)施例9由圖37和38給出。
本實(shí)施例的接觸電極102同圖28以及29所示實(shí)施例7的接觸電極82基本上是一樣的，只是如圖38所示本實(shí)施例的接觸電極102的LSI側(cè)接觸片102b1連同絕緣基板24一道屈曲著。雖然在圖37和38中是LSI側(cè)接觸片102b1連同絕緣基板一道屈曲著，但是反過(guò)來(lái)采用配線基板側(cè)接觸片102b2連同絕緣基板24一道屈曲著的構(gòu)造也是可行的。
根據(jù)本實(shí)施例，利用絕緣基板的彈性特性可以獲得接觸電極的接觸片的彈性變形。
實(shí)施例10
該實(shí)施例10由圖39給出。
本實(shí)施例的接觸開關(guān)使用上述實(shí)施例的接觸開關(guān)中的接觸電極并將其用設(shè)在絕緣基板24上的配線模型110連接起來(lái)。
圖39所示的配線模型110將與各晶片級(jí)別LSI的特定端子相連接的接觸電極相互間連接起來(lái)。故此，通過(guò)將配線模型110的端部110a接通電源，可以藉接觸開關(guān)給各LSI的特定端子加上電壓。而且，還可以藉接觸開關(guān)使各LSI的特定端子一齊接地。再者，還可以藉接觸開關(guān)一并測(cè)出各LSI的特定端子的電狀態(tài)。
實(shí)施例11該實(shí)施例11由圖40以及41給出。
雖然本實(shí)施例采用了上述實(shí)施例的接觸開關(guān)，但是，在接觸開關(guān)的排列方向上采用一定的規(guī)則。再有，圖40以及41所示的接觸電極是以前述實(shí)施例1中的接觸電極22為例給出的。
具體地說(shuō)，如圖40所示，就是設(shè)定各接觸電極22的方向是要使各接觸片22b1以及22b2由接觸開關(guān)的中心O向四周呈放射狀排列。這種接觸電極的排列構(gòu)造考慮到了起因于LSI(晶片)和接觸開關(guān)的絕緣基板以及測(cè)試用配線基板之間的熱膨脹差的LSI端子與配線基板端子電極的錯(cuò)位問(wèn)題。
即，由于LSI(晶片)和接觸開關(guān)的絕緣基板以及測(cè)試用配線基板之間的熱膨脹差，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)LSI端子或配線基板電極端子相對(duì)于接觸電極的接觸片移動(dòng)。當(dāng)接觸電極的接觸片被以一定的壓力朝向端子或電極端子按壓而使得端子沿著接觸片屈曲角度增大方向移動(dòng)時(shí)，有可能會(huì)因接觸片的端頭卡在端子內(nèi)而造成接觸片以及端子變形或破損。
如圖41所示，在本實(shí)施例中，由于各接觸電極排列構(gòu)造決定了即便端子相對(duì)接觸片有移動(dòng)，其移動(dòng)方向也是朝向接觸片屈曲角度減小的方向。故此，接觸片的端頭在端子上可容易地滑動(dòng)，可防止接觸片卡在端子內(nèi)。
再者，根據(jù)上述接觸電極排列構(gòu)造，端子由于溫度上升所產(chǎn)生的熱膨脹差而進(jìn)行移動(dòng)時(shí)的方向與接觸電極的接觸片由于熱膨脹而伸展時(shí)的方向是一致的。所以，即便是端子因熱膨脹差而有移動(dòng)，但由于接觸片的端頭也按相同方向移動(dòng)，仍然可以防止接觸片的接觸端脫離開端子。
實(shí)施例12該實(shí)施例12由圖42給出。
本實(shí)施例采用了上述實(shí)施例的接觸電極，圖42所示接觸電極是以前述實(shí)施例1中的接觸電極22為例給出的。
本實(shí)施例的接觸開關(guān)120于配線基板8一側(cè)設(shè)有隔膜122。該隔膜具有一定的厚度，當(dāng)接觸開關(guān)120被壓向配線基板8時(shí)，接觸開關(guān)120與配線基板8之間能保持一定距離(等于隔膜厚度)。故此，即便是對(duì)接觸開關(guān)施以過(guò)度按壓力，也能夠防止接觸電極的接觸片被過(guò)度按壓而造成永久變形或破損。
權(quán)利要求
1半導(dǎo)體器件測(cè)試用接觸開關(guān)，其配置在半導(dǎo)體器件和測(cè)試用基板之間并使得該半導(dǎo)體器件可與該測(cè)試用基板電連接，其特征在于，包括絕緣基板，和由設(shè)于該絕緣基板上的導(dǎo)電層形成的接觸電極；該接觸電極由與所說(shuō)半導(dǎo)體器件的電極接觸的第一接觸片，和與所說(shuō)測(cè)試用基板的電極端子接觸的第二接觸片，以及將該第一接觸片與第二接觸片電連接起來(lái)的連接部所構(gòu)成。
2按著權(quán)利要求1所說(shuō)的接觸開關(guān)，其特征還在于所說(shuō)絕緣基板在所說(shuō)接觸電極被形成之處具有開口，所說(shuō)第一接觸片與所說(shuō)第二接觸片的其一通過(guò)該開口從所說(shuō)絕緣基板的一側(cè)伸向另一側(cè)。
3按著權(quán)利要求1或2所說(shuō)的接觸開關(guān)，其特征還在于所說(shuō)第一接觸片與所說(shuō)第二接觸片相互分離開配置，所說(shuō)連接部是作為一定形狀的配線模型將該第一接觸片與第二接觸片電連接起來(lái)的。
4按著權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所說(shuō)的接觸開關(guān)，其特征還在于所說(shuō)第一接觸片與所說(shuō)第二接觸片分別是按著其長(zhǎng)度方向由所說(shuō)絕緣基板中心放射狀散開的方向排列配置。
5一種配置在半導(dǎo)體器件和測(cè)試用基板之間并使得該半導(dǎo)體器件可與該測(cè)試用基板電連接的接觸開關(guān)的制造方法，其特征在于包括在絕緣基板上設(shè)置導(dǎo)電層的工序，和對(duì)該導(dǎo)電層進(jìn)行加工，以形成由與所說(shuō)半導(dǎo)體器件的電極接觸的第一接觸片和與所說(shuō)測(cè)試用基板的電極端子接觸的第二接觸片以及將該第一接觸片與該第二接觸片電連接起來(lái)的連接部所構(gòu)成的接觸電極的工序，以及使所說(shuō)第一接觸片在所說(shuō)基板的第一側(cè)面一側(cè)以一定角度屈曲并同時(shí)使所說(shuō)第二接觸片在所說(shuō)第一側(cè)面相反一側(cè)的第二側(cè)面一側(cè)以一定角度屈曲的工序。
6按著權(quán)利要求5所說(shuō)的制造方法，其特征還在于所說(shuō)導(dǎo)電層設(shè)置工序包括向所說(shuō)絕緣基板表面粘貼由導(dǎo)電性材料構(gòu)成的膜狀體的工序，所說(shuō)接觸電極形成工序包括部分地除去粘貼于所說(shuō)絕緣基板上的所說(shuō)導(dǎo)電層以形成所說(shuō)第一接觸片和所說(shuō)第二接觸片以及所說(shuō)連接部的工序。
7按著權(quán)利要求5所說(shuō)的制造方法，其特征還在于所說(shuō)導(dǎo)電層設(shè)置工序包括向所說(shuō)絕緣基板表面沉積導(dǎo)電性材料以形成所說(shuō)導(dǎo)電層的工序，所說(shuō)接觸電極形成工序包括部分地除去形成于所說(shuō)絕緣基板上的所說(shuō)導(dǎo)電層以形成所說(shuō)第一接觸片和所說(shuō)第二接觸片以及所說(shuō)連接部的工序。
8按著權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所說(shuō)的制造方法，其特征還在于在所說(shuō)第一接觸電片和第二接觸片被形成之處，于所說(shuō)絕緣基板上形成開口的工序。
9一種配置在半導(dǎo)體器件和測(cè)試用基板之間并使得該半導(dǎo)體器件可與該測(cè)試用基板電連接的接觸開關(guān)的制造方法，其特征在于包括對(duì)絕緣基板進(jìn)行加工，以形成與所說(shuō)半導(dǎo)體器件電極接觸的第一接觸片和與所說(shuō)測(cè)試用基板的電極端子接觸的第二接觸片的工序，和在所說(shuō)第一接觸片和所說(shuō)第二接觸片上形成導(dǎo)電層，并同時(shí)利用該導(dǎo)電層形成把所說(shuō)第一接觸片和所說(shuō)第二接觸片電連接起來(lái)的連接部的工序，以及使所說(shuō)第一接觸片在所說(shuō)絕緣基板的第一側(cè)面一側(cè)以一定角度屈曲并同時(shí)使所說(shuō)第二接觸片在所說(shuō)第一側(cè)面相反一側(cè)的第二側(cè)面一側(cè)以一定角度屈曲的工序。
10按著權(quán)利要求9所說(shuō)的制造方法，其特征還在于所說(shuō)絕緣基板加工工序包括在所說(shuō)絕緣基板上形成開口以形成所說(shuō)第一接觸片和所說(shuō)第二接觸片的工序。
11按著權(quán)利要求5至10中任一項(xiàng)所說(shuō)的制造方法，其特征還在于進(jìn)一步還包括讓至少有一方具有彎曲或屈曲平面形狀的所說(shuō)第一和/或第二接觸片，在該具有彎曲或屈曲平面形狀的接觸片與所說(shuō)連接部相連之處，相對(duì)于所說(shuō)絕緣基板成一定角度屈曲的工序。
12按著權(quán)利要求5至11中任一項(xiàng)所說(shuō)的制造方法，其特征還在于進(jìn)一步還包括有在所說(shuō)導(dǎo)電層表面設(shè)置至少一層表面層以改變所說(shuō)接觸電極特性的工序。
13按著權(quán)利要求5至12中任一項(xiàng)所說(shuō)的制造方法，其特征還在于進(jìn)一步還包括有在所說(shuō)第一接觸片與所說(shuō)第二接觸片各自同所說(shuō)連接部相連之處設(shè)置加強(qiáng)材的工序。
全文摘要
本發(fā)明涉及對(duì)具有微細(xì)端子的LSI進(jìn)行測(cè)試時(shí)使用的接觸開關(guān)及其制造方法。其制做成本低并可形成眾多探針,具有良好的耐熱性和數(shù)百回的使用壽命,而且能夠進(jìn)行高速動(dòng)作測(cè)試。接觸開關(guān)配置在LSI6和配線基板8之間,通過(guò)接觸電極22將之電連接起來(lái)。接觸電極22由設(shè)于絕緣極板24上的導(dǎo)電層形成,具有與半導(dǎo)體器件6的電極6a接觸的LSI側(cè)接觸片22b1和與配線基板8的電極端子8a接觸的配線基板側(cè)接觸片22b2以及將之電連接起來(lái)的環(huán)部22a。
文檔編號(hào)H01L21/66GK1314703SQ00136410
公開日2001年9月26日 申請(qǐng)日期2000年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月22日
發(fā)明者丸山茂幸, 松木浩久 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社