各向异性导电性连接器、其制造方法以及探针构件技术

提供一种各向异性导电性连接器、其制造方法以及探针构件，通过这种各向异性导电性连接器，即使晶片的面积较大，并且即使以较小的间距排列被检查电路，也可以很容易地在被检查晶片上定位、固定和安装该各向异性导电性连接器，并且，在该各向异性导电性连接器中，对于所有连接用导电部分可以保证实现良好的导电性，并且可以保证在相邻的导电部分之间实现绝缘性。该各向异性导电性连接器包含框板和多个弹性各向异性导电膜，该框板具有与晶片的被检查电极的区域对应而形成的多个各向异性导电膜配置用孔，该弹性各向异性导电膜配置于各个各向异性导电膜配置用孔中并由其周缘部分支撑。每个弹性各向异性导电膜包含功能部分和被支撑部分，该功能部分包含多个导电部分和绝缘部分，该导电部分与被检查电极相对应而配置，它包含高密度的表现出磁性的粒子并沿膜的厚度方向延伸，该绝缘部分使这些导电部分相互绝缘，该被支撑部分整体形成于功能部分的周缘部分上并固定于该框板中的用于配置各向异性导电膜的内周缘上，并且该被支撑部分包含表现为磁性的导电性粒子。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
各向异性导电性连接器、其制造方法以及探针构件
本专利技术涉及一种用来以晶片的状态对形成于晶片上的各个集成电路进行电气检查的各向异性导电性连接器及其制造方法，以及具有该各向异性导电性连接器的探针构件，更具体而言，本专利技术涉及一种各向异性导电性连接器及其制造方法，该连接器适用于对诸如直径8英寸以上的晶片上共有至少5000个被检查电极的集成电路进行电气检查，以及具有该各向异性导电性连接器的探针构件。
技术介绍
在半导体集成电路装置的制造方法中，在晶片上形成大量的集成电路之后，一般通过检查这些集成电路的基础电气特性而进行用于识别带缺陷的集成电路的探针试验。然后，将该晶片切开，以形成半导体芯片，并以适当的外壳收存、密封该半导体芯片。然后，进一步对各收存于外壳中的半导体集成电路进行预烧(burn-in)试验，以检查其在高温环境下的电气性能，由此对带有潜在缺陷的半导体集成电路装置进行识别。在这种诸如探针试验或预烧试验等的集成电路的电气检查中，使用探针构件将作为检查对象的晶片或集成电路中的各被检查电极与试验器电气连接。众所周知，对于这种探针构件，它包含检查用电路板和在该检查用电路板上配置的各向异性导电性弹性体板，在该检查用电路板上，已根据被检查电极的图案所对应的图案而形成了被检查电极。众所周知，这种各向异性导电性弹性体板具有各种不同的结构。例如，日本专利申请特开昭51-93393(1976)公开了通过在弹性-->体中均匀分散金属粒子而得到的各向异性导电性弹性体板(以下称“分散型各向异性导电性弹性体板”)，并且，日本专利申请特开昭53-147772(1978)公开了，将导电性的磁性物质粒子非均匀地分布于弹性体中，以形成沿厚度方向延伸的多个导电部分和使它们相互绝缘的绝缘部分，由此而形成的各向异性导电性弹性体板(以下称“非均匀分散型各向异性导电性弹性体板”)。另外，日本专利申请特开昭61-250906(1986)公开了在导电部分的表面和绝缘部分之间形成台阶的非均匀分散型各向异性导电性弹性体板。在非均匀分散型各向异性导电性弹性体板中，根据被检查集成电路的被检查电极的图案所对应的图案形成导电部分，使得与分散型各向异性导电性弹性体板相比，它的优点在于，即使对于被检查电极的间距较小的集成电路，即相邻的被检查电极的中心之间的距离较小的集成电路，也能在电极间实现可靠性较高的电气接连。在这种非均匀分散型各向异性导电性弹性体板中，在检查用电路板和检查对象之间的电气接连操作中，必须使它们特定的位置关系保持固定。但是，各向异性导电性弹性体板是柔性的，易于发生变形，所以其操作性能较低。另外，随着近年来电子产品的微型化或高密度布线化，其中所用的集成电路装置趋于以高密度排列电极，使得电极数量增加且电极的排列间距变小。因此，在与检查对象的被检查电极进行电气连接时，非均匀分散型各向异性导电性弹性体板的定位和保持固定变得十分困难。在预烧试验中存在这样的问题，即，即使实现了非均匀分散型各向异性导电性弹性体板与集成电路之间所需的定位和保持固定，但由于形成作为检查对象的集成电路装置的材料(例如：硅)的线性热膨胀系数与形成非均匀分散型各向异性导电性弹性体板的材料(例如：硅橡胶)的线性热膨胀系数差异较大，所以当非均匀分散型各向异性导电性弹性体板的导电部分和集成电路装置的被检查电极由于温度变化而受到热作用时，它们的位置会发生偏移，使得电气连接状态发生-->变化，从而无法维持稳定的连接状态。为了解决上述问题，已提出了一种各向异性导电性连接器，该各向异性导电性连接器包含具有开口的金属制框板和配置于该框板的开口中并由框板的开口内缘对其周缘进行支撑的各向异性导电性弹性体板(日本专利申请特开平11-40224(1999))。一般地，通过下述方式制造该各向异性导电性连接器。如图20所示，提供包含一对上模80和下模90的各向异性导电性弹性体板成形用的模具，在该模具中沿直线配置具有开口91的框板90，将成形材料供给框板90的开口90及其开口边缘的区域，以形成成形材料层95，在该成形材料中，表现磁性的导电性粒子分散于通过硬化处理可变为弹性高分子物质的高分子物质形成材料中。这里，包含于成形材料层95中的导电性粒子P的状态为分散于该成形材料层95中。上述模具中的上模80和下模85分别具有包含多个铁磁性物质81或86以及非磁性物质82或87的成形表面，其中，铁磁性物质81或86根据待成形的各向异性导电性弹性体板的导电部分的图案所对应的图案而形成，非磁性物质82或87在形成了铁磁性物质81或86的部分以外的部分上形成，并以相对置的方式配置对应的铁磁性物质81和86。然后，在上模80的上表面以及下模85的下表面上配置例如，一对电磁体，并使该电磁体动作，以在上模80的铁磁性物质81和下模85的相应铁磁性物质86之间的部分上，即在变为导电部分的部分上，对成形材料层95沿其厚度方向施加大强度的磁场。结果，分散于成形材料层95中的导电性粒子P在施加了大强度磁场的部分中，即在上模80的铁磁性物质81和下模85的相应铁磁性物质86之间的部分中聚集并取向，从而沿成形材料层的厚度方向排列。在这种状态中，对成形材料95进行硬化处理，由此包含多个导电部分和绝缘部分的各向异性导电性弹性体板在其周缘被框板的开口缘支撑的状态下而成形，该导电部分中包含呈现取向状态并沿厚度方向排列的导电性-->粒子P，由此形成各向异性导电性连接器。由于这样的各向异性导电性弹性体板被金属制框板支撑，所以这种各向异性导电性连接器不易发生变形并易于操作，并且，由于在框板上形成了定位用的标志(例如孔)，所以在实现与集成电路装置的电气连接时，易于在集成电路装置上定位和保持固定。另外，使用低线性热膨胀系数的材料作为用于形成框板的材料，这样，框板就会限制各向异性导电性弹性体板的热膨胀，使得即使非均匀分散型各向异性导电性弹性体板的导电部分与集成电路装置的被检查电极由于温度变化而受到热作用，也可以防止在它们之间出现位置偏差。这样就可以稳定地保持良好的电气连接状态。另外，在对形成于晶片上的集成电路进行的探针试验中，现在采用这样一种方法，在该方法中，对形成于晶片上的大量集成电路之中包含诸如16或32个集成电路的集成电路组一起进行探针试验，然后依次对其它的集成电路组进行探针试验。近年来，为了提高检查效率并降低检查成本，需要对形成于晶片上的大量集成电路中的诸如64、124或所有集成电路同时进行探针试验。另一方面，在预烧试验中，由于作为检查对象的集成电路装置十分微小且操作不便，所以需要对大量集成电路装置中的每一个进行单独的电气检查，这需要花费大量的时间，使检查成本变高。出于这种原因，已提出了以晶片的状态对形成于晶片上的大量集成电路同时进行预烧试验的WLBI(晶片级预烧)试验。但已发现，当作为检查对象的晶片尺寸太大时，例如，晶片直径8英寸，且被检查电极的数量5000个以上，特别是10000个以上，由于各集成电路中的被检查电极的间距极小，所以很难将上述各向异性导电性连接器用于探针试验或WLBI试验的探针构件。原因如下。在各向异性导电性弹性体板的成形步骤中，当沿成形材料层95的厚度方向施加磁场时，位于成形材料层95中变为导电部分的部分-->之中位于内侧的部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种各向异性导电性连接器，用来以晶片的状态对在晶片上形成的各个集成电路进行电气检查，其特征在于，包括：　　　　框板，在该框板中，与电极区域相对应形成沿框板的厚度延伸的多个各向异性导电膜配置用孔，在该电极区域中，已形成了作为检查对象的晶片中的集成电路的被检查电极；和　　　　配置于该框板中的各个各向异性导电膜配置用孔中、并由该各向异性导电膜配置用孔的周边部分支撑的多个弹性各向异性导电膜，　　　　每个上述弹性各向异性导电膜包含功能部分和被支撑部分，该功能部分包含多个连接用导电部分和绝缘部分，每个连接用导电部分包含高密度的表现出磁性的导电性粒子，它沿膜的厚度方向延伸并与作为检查对象的晶片中的集成电路的被检查电极相对应而配置，该绝缘部分使这些连接用导电部分相互绝缘，并且，该被支撑部分在功能部分的周缘上一体化连续形成并固定于该框板中的各向异性导电膜配置用孔的周边部分上，且该被支撑部分包含表面出磁性的导电性粒子。

【技术特征摘要】
JP 2001-2-9 33908/011.一种各向异性导电性连接器，用来以晶片的状态对在晶片上形成的各个集成电路进行电气检查，其特征在于，包括：框板，在该框板中，与电极区域相对应形成沿框板的厚度延伸的多个各向异性导电膜配置用孔，在该电极区域中，已形成了作为检查对象的晶片中的集成电路的被检查电极；和配置于该框板中的各个各向异性导电膜配置用孔中、并由该各向异性导电膜配置用孔的周边部分支撑的多个弹性各向异性导电膜，每个上述弹性各向异性导电膜包含功能部分和被支撑部分，该功能部分包含多个连接用导电部分和绝缘部分，每个连接用导电部分包含高密度的表现出磁性的导电性粒子，它沿膜的厚度方向延伸并与作为检查对象的晶片中的集成电路的被检查电极相对应而配置，该绝缘部分使这些连接用导电部分相互绝缘，并且，该被支撑部分在功能部分的周缘上一体化连续形成并固定于该框板中的各向异性导电膜配置用孔的周边部分上，且该被支撑部分包含表面出磁性的导电性粒子。2.根据权利要求1的各向异性导电性连接器，其特征在于，框板至少在其各向异性导电膜配置用孔的周边部分上具有0.1Wb/m2以上的饱和磁化。3.根据权利要求1的各向异性导电性连接器，其特征在于，整个框板由具有0.1Wb/m2以上的饱和磁化的磁性物质形成。4.根据权利要求3的各向异性导电性连接器，其特征在于，在框板中形成贯通框板的厚度方向的定位孔。5.根据权利要求4的各向异性导电性连接器，其特征在于，在框板中形成贯通框板的厚度方向的空气流通孔。6.根据权利要求5的各向异性导电性连接器，其特征在于，框板的线性热膨胀系数为3×10-5/K以下。7.根据权利要求6的各向异性导电性连接器，其特征在于被用-->于预烧试验。8.根据权利要求7的各向异性导电性连接器，其特征在于，除了连接用导电部分外，还在各个弹性各向异性导电膜的功能部分中形成不与作为检查对象的晶片中的集成电路的任何被检查电极电气连接并沿厚度方向延伸的非连接用导电部分，且该非连接用导电部分包含高密度的表现出磁性的粒子并通过绝缘部分与上述各连接用导电部分相互绝缘。9.一种各向异性导电性连接器的制造方法，用来制造各向异性导电性连接器，其特征在于包含下列步骤：准备框板，在该框板中，与电极区域相对应形成了沿框板的厚度方向延伸的多个各向异性导电膜配置用孔，在该电极区域中，已形成了作为检查对象的晶片中的集成电路的被检查电极；在框板的各个各向异性导电膜配置用孔及其周边部分形成用于形成弹性各向异性导电膜的成形材料层，在该成形材料层中，表现出磁性的导电性粒子分散于通过硬化处理可变为弹性高分子物质的液态高分子形成材料中；以及在变为连接用导电部分和变成被支撑部分的部分上对成形材料层施加高强度的磁场，由此在成形材料层中变为连接用导电部分的部分中聚集导电性粒子，并使得至少存在于成形材料层中的变为被支撑部分的部分中的导电性粒子保留在这些部分中，并且使导电性粒子沿厚度方向取向，并且在这种状态中，对成形材料层进行硬化处理以形成弹性各向异性导电膜。10.根据权利要求9的各向异性导电性连接器的制造方法，其特征在于，通过下列步骤在框板的各个各向异性导电膜配置用孔及其周边部分上形成成形材料层：准备包含上模和下模的模具，在该上模和下模上，已根据待形成的弹性各向异性导电膜中的连接用导电部分的图案所对应的图案分别形成了铁磁性物质；通过丝网印刷，用表现出磁性的导电性粒子分散于液态高分子-->形成材料中的成形材料对模具的上模和下模中的一个或两个的成形表面进行涂敷，其中，液态高分子形成材料将通过硬化处理可变为弹性高分子物质；以及通过框板使上模和下模相互重叠配置。11.一种各向异性导电性连接器的制造方法，用来制造根据权利要求1-7中的任意一项的各向异性导电性连接器，其特征在于包含下列步骤：准备框板，在该框板中，与电极区域相对应形成了沿框板的厚度方向延伸的多个各向异性导电膜配置用孔，在该电极区域中，已形成了作为检查对象的晶片中的集成电路的被检查电极；配置隔板，在该隔板中，在框板的一个面或两个表面上与所述弹性各向异性导电膜相对应形成沿框板的厚度方向延伸且形状与待形成的各个弹性各向异性导电膜的平面形状相适应的通孔；并在框板的各向异性导电膜配置用孔和隔板的通孔中形成用于形成弹性各向异性导电膜的成形材料层，在该成形材料中，表现出磁性的导电性粒子分散于通过硬化处理可变为弹性高分子物质的液态高分子形成材料中；以及在变为连接用导电部分和变成被支撑部分的部分上对成形材料层施加高强度的磁场，由此在成形材料层中变为连接用导电部分的部分中聚集导电性粒子，并使得至少存在于成形材料层中的变为被支撑部分的部分中的导电性粒子保留在这些部分中，并且使导电性粒子沿厚度方向取向，并且在这种状态中，对成形材料层进行硬化处理以形成弹性各向异性导电膜。12.根据权利要求11的各向异性导电性连接器的制造方法，其特征在于，通过下列步骤在框板的各个各向异性导电膜配置用孔及其隔板的通孔中形成成形材料层：准备包含上模和下模的模具，在该上模和下模上，已根据待形成的弹性各向异性导电膜中的连接用导电部分的图案所对应的图案分别形成了铁磁性物质；-->通过丝网印刷，用表现出磁性的导电性粒子分散于液态高分子形成材料中的成形材料对模具的上模和下模中的一个或两个的成形表面进行涂敷，其中，液态高分子形成材料将通过硬化处理可变为弹性高分子物质；以及通过框板和配置于框板的一个表面或两个表面上的隔板使上模和下模相互...

【专利技术属性】
技术研发人员：小久保辉一，妹尾浩司，直井雅也，井上和夫，
申请(专利权)人：JSR株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]