JPH11258269A

JPH11258269A - 半導体装置用コンタクタ

Info

Publication number: JPH11258269A
Application number: JP10056853A
Authority: JP
Inventors: Futoshi Fukaya; 太深谷
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1998-03-09
Filing date: 1998-03-09
Publication date: 1999-09-24
Anticipated expiration: 2018-03-09
Also published as: JP3693218B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は半導体装置の試験装置に組み込まれ半
導体装置との電気的接続を図るために用いられる半導体
装置用コンタクタに関し、少ない部品数で半導体装置の
電極に高い信頼性を持って接続することを課題とする。【解決手段】被接続体となる半導体装置１７に配設され
た電極１８と電気的に接続される半導体装置用コンタク
タにおいて、電極部１８と対向する位置に弾性変形可能
なコンタクト部１２が形成されてなる金属配線層１１
と、この金属配線層１１上に形成されると共にコンタク
ト部１２と対向する位置に開口部１４が形成されてなる
絶縁層１３と、この絶縁層１３を支持するプレート１５
と、前記開口部１４の内部に位置しており、コンタクト
部１２を金属配線層面に対し電極部１７側に向け突出す
るよう弾性変形させる突起部１６Ａとを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置用コンタ
クタに係り、特に半導体装置の試験装置に組み込まれ、
半導体装置との電気的接続を図るために用いられる半導
体装置用コンタクタに関する。近年のＬＳＩの高集積化
・高密度化が進むにつれて、半導体装置に設けられる電
極のサイズ、ピッチも微細化が進んでいる。このため、
各々の半導体装置の電極に対してコンタクト可能な高精
度なコンタクタの実現と微細電極への安定した電気的接
触を維持することが、重要な課題となってきている。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体装置用コンタクタは、大略
するとバネの力によって半導体装置の電極とコンタクト
する構成のものと、薄い絶縁膜に球面電極をメッキ形成
して半導体装置の電極とコンタクトする構成のもの等に
分けられる。図１０（Ａ）は、バネの力によってコンタ
クトする構成とされた半導体装置用コンタクタ１Ａを示
している。この半導体装置用コンタクタ１Ａは、一対の
基板２ａ，２ｂの間にコイルスプリング３が配設されて
おり、このコイルスプリング３の弾性力を利用してポゴ
ピン４を上下させ、半導体装置に設けられた電極（図示
せず）とコンタクトする構成とされている。

【０００３】また、図１０（Ｂ）は、薄い絶縁膜に球面
電極をメッキ形成して半導体装置の電極（図示せず）と
コンタクトを図る半導体装置用コンタクタ１Ｂを示して
いる。この半導体装置用コンタクタ１Ｂは、薄い絶縁基
板５に球面電極６をメッキ形成し、これを半導体装置の
電極にコンタクトさせる構成とされている。この球面電
極６を形成するには、例えばポリイミド等よりなる絶縁
基板５の所定位置に孔７を穿設しておき、この孔７中に
ニッケル等の金属をメッキ形成することが行われてい
る。尚、この絶縁基板５の上面には球面電極６と接続す
る配線８が形成されており、この配線８により球面電極
６は絶縁基板５の外周位置まで電気的に引き出される構
成とされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した図１０（Ａ）
に示す半導体装置用コンタクタ１Ａは、半導体装置の電
極に高さバラツキが存在していても、コイルスプリング
３により上下移動可能なポゴピン４が変位することによ
り、このバラツキを吸収することができる。よって、半
導体装置の電極に高さバラツキが存在していても、半導
体装置用コンタクタ１Ａと半導体装置とを確実に電気的
に接続することができる。

【０００５】しかるに、半導体装置の高密度化により電
極の微細化・多ピン化が進むと、半導体装置用コンタク
タ１Ａではコイルスプリング３，ポゴピン４等の形状の
大きなものを構成要素とするため、上記の微細化・多ピ
ン化に対応することができないという問題点があった。
また、半導体装置用コンタクタ１Ａは、上記のように多
くの部品を必要とするため、半導体装置用コンタクタ１
Ａのコストが上昇してしまうという問題点もある。

【０００６】一方、図１０（Ｂ）に示す半導体装置用コ
ンタクタ１Ｂでは、球面電極７が絶縁基板５にメッキ形
成された構成（変位不可能な構成）であるため、半導体
装置の電極高さに大きなバラツキがある場合、このバラ
ツキを吸収することができず接続不良が発生してしまう
という問題点があった。本発明は上記の点に鑑みてなさ
れたものであり、少ない部品数で半導体装置の電極に高
い信頼性を持って接続できる半導体装置用コンタクタを
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、次に述べ
る各手段を講じることにより解決することができる。請
求項１記載の発明では、被接続体となる半導体装置に配
設された電極と電気的に接続される半導体装置用コンタ
クタにおいて、前記電極部と対向する位置に弾性変形可
能なコンタクト部が形成されてなる金属配線層と、前記
金属配線層が前記半導体装置と対向する最上面に形成さ
れており、かつ前記コンタクト部と対向する位置に開口
部が形成されてなる絶縁層と、前記絶縁層を支持する基
台と、前記開口部内に配設されており、前記コンタクト
部を前記金属配線層の延在面から前記電極部側に向け突
出するよう弾性変形させる変形付勢部材とを設けたこと
を特徴とするものである。

【０００８】また、請求項２記載の発明では、前記請求
項１記載の半導体装置用コンタクタにおいて、前記変形
付勢部材は、前記コンタクト部の前記絶縁層と対向する
位置に形成された突起であることを特徴とするものであ
る。また、請求項３記載の発明では、前記請求項１記載
の半導体装置用コンタクタにおいて、前記変形付勢部材
は、前記基台の前記コンタクト部と対向する位置に形成
された突起であることを特徴とするものである。

【０００９】また、請求項４記載の発明では、前記請求
項３記載の半導体装置用コンタクタにおいて、前記絶縁
層に位置決め孔を形成すると共に、前記基台に前記位置
決め孔に係合することにより、前記基台に対し前記絶縁
層の位置決めを行う位置決め部材を配設したことを特徴
とするものである。

【００１０】また、請求項５記載の発明では、前記請求
項３記載の半導体装置用コンタクタにおいて、前記絶縁
層に第１の位置認識部材を配設すると共に、前記基台に
前記第１の位置認識部材に対応する第２の位置認識部材
を配設し、画像認識手段を用いて前記第１及び第２の位
置決め部材を位置合わせすることにより、前記基台に対
し前記絶縁層の位置決めを行う構成としたことを特徴と
するものである。

【００１１】また、請求項６記載の発明では、前記請求
項１乃至５のいずれかに記載の半導体装置用コンタクタ
において、前記コンタクト部の先端部に先鋭部を形成し
たことを特徴とするものである。また、請求項７記載の
発明では、前記請求項１乃至６のいずれかに記載の半導
体装置用コンタクタにおいて、前記基台として多層配線
基板を用いると共に、前記多層配線基板に形成された内
部配線と前記金属配線層が電気的に接続される構成とし
たことを特徴とするものである。

【００１２】また、請求項８記載の発明では、前記請求
項７記載の半導体装置用コンタクタにおいて、前記変形
付勢部材を導電性材料により形成し、前記多層配線基板
に形成された内部配線と前記金属配線層とを前記変形付
勢部材を介して電気的に接続する構成としたことを特徴
とするものである。

【００１３】更に、請求項９記載の発明では、前記請求
項１乃至８のいずれかに記載の半導体装置用コンタクタ
において、前記基台の材質として、該基台の熱膨張係数
が前記半導体装置の熱膨張係数と同等となるものを使用
したことを特徴とするものである。上記した各手段は、
次のように作用する。

【００１４】請求項１記載の発明によれば、金属配線層
が形成された絶縁層を基台に固定することにより、開口
部内に配設された変形付勢部材は、弾性変形可能とされ
たコンタクト部を金属配線層の延在面から電極部側に向
け突出するよう弾性変形させる。これにより、コンタク
ト部は、金属配線層から電極（半導体装置）に向け持ち
上がった状態となる。

【００１５】よって半導体装置が半導体装置用コンタク
タに装着されると、コンタクト部は弾性変形しつつ電極
と接続するため、半導体装置の電極に高さバラツキがあ
っても、コンタクト部が弾性変形することによりこの高
さバラツキを吸収することができる。従って、高い信頼
性をもって半導体装置と半導体装置用コンタクタとを接
続することができる。

【００１６】また、上記のように半導体装置が半導体装
置用コンタクタに装着される際、コンタクト部は弾性変
形しつつ電極と接続する。よって、装着時にコンタクト
部は電極上を摺動するため、半導体装置の電極に対して
ワイピングが可能となり、安定した接触を維持すること
ができる。また、請求項２記載の発明によれば、変形付
勢部材をコンタクト部の絶縁層と対向する位置に形成さ
れた突起により構成したことにより、この突起により金
属配線層のコンタクト部を持ち上げることが可能とな
り、簡単な構成でコンタクト部を半導体装置の電極と接
続させることが可能となる。また、突起部はコンタクト
部に直接形成されるため、突起部を他の部位に配設した
構成に比べて狭ピッチ化されたコンタクト部と突起部と
の位置決めが不要となるため、突起部の形成を容易に行
うことができる。

【００１７】また、請求項３の発明によれば、変形付勢
部材を基台のコンタクト部と対向する位置に形成された
突起により構成したことにより、この突起により金属配
線層のコンタクト部を持ち上げることが可能となり、簡
単な構成でコンタクト部を半導体装置の電極と接続させ
ることが可能となる。

【００１８】また、請求項４記載の発明によれば、絶縁
層に位置決め孔を形成すると共に、位置決め孔に係合す
ることにより基台に対して絶縁層の位置決めを行う位置
決め部材を基台に配設したことにより、位置決め部材を
位置決め孔に係合させるだけの簡単な処理で、基台に形
成された突起と狭ピッチ化されたコンタクト部との位置
決めを高精度に行うことができる。

【００１９】また、請求項５記載の発明によれば、画像
認識手段を用い、絶縁層に配設された第１の位置認識部
材と基台に配設された第２の位置決め部材を位置合わせ
し、これにより基台に対し絶縁層の位置決めを行う構成
としたことにより、基台に形成された突起と狭ピッチ化
されたコンタクト部との位置決めを更に高精度に行うこ
とができる。

【００２０】また、請求項６記載の発明によれば、コン
タクト部の先端部に先鋭部を形成したことにより、コン
タクト部が半導体装置の電極に接触する際、コンタクト
部の先端部に形成された先鋭部は最初に電極と接触し、
電極表面に形成されている酸化膜を破る。よって、コン
タクト部は酸化膜ではなく、コンタクト部自体に確実に
接続することとなり、安定した電気的接続が可能とな
る。

【００２１】また、請求項７記載の発明によれば、基台
として多層配線基板を用いると共に、この多層配線基板
に形成された内部配線と金属配線層とが電気的に接続さ
れる構成としたことにより、金属配線層からの電気信号
を多層配線基板を経由して外部端子にファンアウトする
ことができるため、金属配線層のパターン形成に自由度
を持たせることが可能となる。

【００２２】また、多層配線基板によれば、金属配線層
が配設される側の面と反対側の面に抵抗，ヒューズ，或
いはバーンイン専用回路（分周回路等）等の電子素子を
配設することが可能となる。更に、内部配線をグランド
層として用いることにより、ノイズ対策を行うことも可
能となる。また、請求項８記載の発明によれば、変形付
勢部材を導電性材料により形成し、多層配線基板に形成
された内部配線と金属配線層とを変形付勢部材を介して
電気的に接続する構成としたことにより、金属配線層を
絶縁層上でパターン形成する必要はなくなり、多層配線
基板に形成された内部配線を用いて配線の引き廻しを行
うことが可能となる。よって、絶縁膜上で金属配線層の
引き廻しを行う構成に比べて無駄な配線引回しが要らな
くなり、配線スペースの省スペース化及びコンタクト部
の狭ピッチ化を図ることができる。

【００２３】また、コンタクト部と多層配線基板の内部
配線とを変形付勢部材を介して直接的に接続することが
できるため、配線の引き廻し長さの短縮を図ることがで
き、より高速な半導体装置の試験に対応することが可能
となる。更に、請求項９記載の発明によれば、基台の熱
膨張係数を半導体装置の熱膨張係数と整合させたことに
より、高温加熱時のコンタクト部と半導体装置の電極と
の位置ズレを極小化することが可能となり、環境温度に
拘わらず信頼性の高い接続を維持させることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。図１及び図２は、本発明の第１
実施例である半導体装置用コンタクタ１０Ａを示してい
る。図１は半導体装置用コンタクタ１０Ａの構成を説明
するための図であり、また図２は半導体装置用コンタク
タ１０Ａの製造方法を説明するための図である。

【００２５】各図に示されるように、半導体装置用コン
タクタ１０Ａは、大略すると金属配線層１１，コンタク
ト部１２，絶縁層１３，プレート１５（基台），及び突
起部１６Ａ（変形付勢部材）等により構成されている。
この半導体装置用コンタクタ１０Ａは、半導体装置１７
を試験する試験装置に組み込まれると共に、半導体装置
１７に設けられている電極１８と電気的に接続し、所定
の試験を行うものである。

【００２６】金属配線層１１は、例えば銅（Ｃｕ）或い
は銅合金等の弾性変形可能な材質よりなる薄膜状の導電
性金属層である。この金属配線層１１は所定のパターン
を有して、絶縁層１３の上面に形成されている。また、
金属配線層１１の一部には、後述するコンタクト部１２
が一体的に形成されている。絶縁層１３は、例えばポリ
イミド（ＰＩ）等の絶縁性樹脂よりなるシート状樹脂膜
である。前記の金属配線層１１は、この絶縁層１３の上
部にパターン形成されており、従って金属配線層１１は
絶縁層１３に支持され構成となっている。また、絶縁層
１３上への金属配線層１１のパターン形成は、フレキシ
ブル基板の製造技術等を応用することが可能であるた
め、容易かつ低コストで行うことができる。更に、絶縁
層１３のコンタクト部１２と対向する位置には、開口部
１４が形成されている。

【００２７】プレート１５は例えばステンレスからなる
基台であり、前記したシート状樹脂膜よりなる絶縁層１
３を支持する機能を奏するものである。そのままの状態
では可撓してしまう絶縁層１３は、プレート１５に支持
されることにより、平面性を維持することとなる。コン
タクト部１２は、弾性変形可能な金属よりなる金属配線
層１１に一体的に形成されており、またその形成位置は
半導体装置１７に配設された電極１８の位置と対向する
位置に設定されている。また、絶縁層１３のコンタクト
部１２と対向する位置には、開口部１４が形成されてい
る。このため、コンタクト部１２は開口部１４内におい
て片持ち梁状に支持された構成となっており、従ってコ
ンタクト部１２は開口部１４内において弾性変形可能な
構成となっている。

【００２８】突起部１６Ａは開口部１４内に位置するよ
う配設されており、コンタクト部１２を金属配線層１１
の延在面（水平方向に延在する面）から電極部１７側に
向け（図中矢印Ｘで示す方向に向け）突出するよう弾性
変形させる機能を奏するものである。従って、突起部１
６Ａの高さは、少なくとも絶縁層１３の厚さよりも大き
くなるよう設定されている。

【００２９】本実施例では、コンタクト部１２の下部に
突起部１６Ａを形成した構成としている。この突起部１
６Ａは、金属（例えば、金、パラジウム、ニッケル等）
により形成することも、また樹脂（例えば、ポリイミ
ド，エポキシ等）により形成することも可能である。金
属により突起部１６Ａを形成する方法としては、例えば
メッキ法やワイヤボンディング法等を用いることができ
る。また、樹脂により突起部１６Ａを形成する方法とし
ては、例えぱポッティング法等を用いることができる。

【００３０】メッキ法により突起部１６Ａを形成した場
合には、狭ピッチのパターン形成や多ピン化された半導
体装置１７に適用する際、突起部１６Ａを接着等で各々
形成する構成に比べて高精度な製造が可能となる。ま
た、ワイヤボンディング法により突起部１６Ａを形成し
た場合には、既存のワイヤボンダーを使用することがで
きるため、突起部１６Ａを安価に形成することができ
る。また、少量の生産にもフレキシブルに対応が可能で
ある。

【００３１】更に、ポッティング法により突起部１６Ａ
を形成した場合には、やはり簡単な設備で突起部１６Ａ
を形成できるためコストの低減を図ることができ、更に
少量の生産にもフレキシブルに対応することが可能とな
る。続いて、図２を用いて、上記構成とされた半導体装
置用コンタクタ１０Ａの製造方法について説明する。半
導体装置用コンタクタ１０Ａを形成するには、先ず絶縁
層１３となる絶縁性樹脂シートの上面に金属配線層１１
を所定のパターンで形成すると共に、絶縁層１３のコン
タクト部１２と対向する位置に開口部１４を形成する。
この開口部１４は、例えばレーザ加工を用いることによ
り形成することができる。

【００３２】このように、開口部１４を形成することに
より、コンタクト部１２の下面は絶縁層１３から露出し
た状態となる。続いて、コンタクト部１２の下面に突起
部１６Ａを上記した各方法のいずれかを用いて形成す
る。このようにコンタクト部１及び突起部１６Ａを形成
すると、続いてこの絶縁層１３をプレート１５の上部に
位置させる。図２（Ａ）は、この状態を示している。

【００３３】続いて、プレート１５の上部に接着剤（図
示せず）を塗布した後、絶縁層１３をプレート１５に接
着する。この際、前記したように突起部１６Ａの高さは
絶縁層１３の厚さよりも大きく設定されているため、突
起部１６Ａがプレート１５と当接することにより、図２
（Ｂ）に示されるように、コンタクト部１６は金属配線
層１１の延在面から電極部１７側に向け（図中矢印Ｘ方
向に向け）突出するよう弾性変形する。これにより、図
１に示す半導体装置用コンタクタ１０Ａが完成する。

【００３４】この半導体装置用コンタクタ１０Ａは、コ
ンタクト部１２が図中矢印Ｘ方向に向け突出し、金属配
線層１１から電極１８（半導体装置１７）に向け持ち上
がった状態となっている。このため、半導体装置１７が
半導体装置用コンタクタ１０Ａに装着されると、コンタ
クト部１２は押圧されることにより弾性変形しつつ電極
１８と接続するたこととなる。

【００３５】よって、半導体装置１７の電極１８に高さ
バラツキがあっても、コンタクト部１２が弾性変形する
ことによりこの高さバラツキを吸収することができ、従
って高い信頼性をもって半導体装置１７と半導体装置用
コンタクタ１０Ａとを接続することができる。また、上
記のように半導体装置１７が半導体装置用コンタクタ１
０Ａに装着される際、コンタクト部１２は弾性変形しつ
つ電極１７と接続する。この電極１７の表面には、半導
体装置１７の製造工程において実施される加熱処理によ
り、また空気に接触すること等により、表面に酸化膜が
形成されている場合がある。通常、この酸化膜は電気的
導通性が悪く、この酸化膜の存在により試験特性が劣化
することが知られている。

【００３６】しかるに、本実施例の半導体装置用コンタ
クタ１０Ａでは、装着時にコンタクト部１２は弾性変形
に伴い電極１８上を摺動するため、電極１８に対してワ
イピングを行うこととなる。よって、このワイピングに
よる電極１８の表面に形成されている酸化膜は除去さ
れ、コンタクト部１２は電極１８自体と接続することと
なる。このため、コンタクト部１２と電極１８との安定
した接触を維持することが可能となり、半導体試験の信
頼性を向上させることができる。

【００３７】また、本実施例では、突起部１６Ａを用い
てコンタクト部１２を矢印Ｘ方向に変形付勢する構成と
しているため、簡単な構成でコンタクト部１２と電極と
を確実に接続させることが可能となる。また、先に図１
０（Ａ）に示したポゴピン４を用いた従来の半導体装置
用コンタクタ１Ａに比べて部品点数の削減を図ることが
でき、これに伴いコスト低減を図ることができる。

【００３８】更に、突起部１６Ａはコンタクト部１２に
直接形成されるため、突起部１６Ａをコンタクト部１２
以外の部位に配設した場合に必要となるコンタクト部１
２と突起部１６Ａとの位置決めが不要となるため、突起
部１６Ａの形成を容易に行うことができる。この効果
は、特にコンタクト部１２が狭ピッチ化された場合に有
利となる。

【００３９】次に、本発明の第２実施例である半導体装
置用コンタクタについて説明する。図３は、第２実施例
である半導体装置用コンタクタ１０Ｂの構成及び製造方
法を説明するための図である。尚、図３において、図１
及び図２を用いて説明した第１実施例に係る半導体装置
用コンタクタ１０Ａの構成と同一構成については、同一
符号を付してその説明を省略する。また、後に説明する
各実施例についても同様とする。

【００４０】前記した第１実施例に係る半導体装置用コ
ンタクタ１０Ａは、突起部１６Ａをコンタクト部１２に
形成した構成とした。これに対し、本実施例に係る半導
体装置用コンタクタ１０Ｂは、図３（Ｂ）に示すよう
に、突起部１６Ｂをプレート１５に形成したことを特徴
とするものである。突起部１６Ｂは、第１実施例と同様
に金属或いは樹脂等により形成することができ、またそ
の形成方法としては上記した各方法を適用することがで
きる。また、突起部１６Ｂの高さは絶縁膜１３の厚さよ
りも大きく設定されている。

【００４１】この半導体装置用コンタクタ１０Ｂを製造
するには、図３（Ａ）に示されるように、コンタクト部
１２を有する金属膜１１が形成された絶縁層１３と、突
起部１６Ｂが形成されたプレート１５とを対向させる。
この際、コンタクト部１２と突起部１６Ｂとが対向する
よう、絶縁層１３とプレート１５との位置決め処理が行
われる。また、予めプレート１５の絶縁層１３との対向
面、或いは絶縁層１３のプレート１５との対向面には接
着剤を塗布しておく。

【００４２】そして、上記の位置決めされた状態を維持
しつつ、絶縁層１３をプレート１５に接着する。前記の
ように、本実施例においても、突起部１６Ａの高さは絶
縁層１３の厚さよりも大きく設定されている。このた
め、突起部１６Ａがコンタクト部１２プレート１５と当
接することにより、コンタクト部１６は金属配線層１１
の延在面から電極部１７側に向け（図中矢印Ｘ方向に向
け）突出するよう弾性変形し、これにより図３（Ｂ）に
示す半導体装置用コンタクタ１０Ｂが完成する。

【００４３】本実施例に係る半導体装置用コンタクタ１
０Ｂにおいても、前記した第１実施例に係る半導体装置
用コンタクタ１０Ａと同様に、コンタクト部１２は弾性
変形可能な構成となっているため、半導体装置１７の電
極１８の高さバラツキをコンタクト部１２が弾性変形す
ることにより吸収することができ、従って高い信頼性を
もって半導体装置１７と半導体装置用コンタクタ１０Ｂ
とを接続することができる。

【００４４】また、半導体装置１７を半導体装置用コン
タクタ１０Ｂに装着する際、コンタクト部１２は電極１
８に対してワイピングを行うため、コンタクト部１２と
電極１８との安定した接触を維持することが可能とな
る。また、突起部１６Ａを用いてコンタクト部１２を矢
印Ｘ方向に変形付勢する構成としているため、簡単な構
成でコンタクト部１２と電極とを確実に接続させること
ができる。

【００４５】ところで、図３に示した第２実施例に係る
半導体装置用コンタクタ１０Ｂでは、突起部１６Ｂがプ
レート１５に設けられているため、絶縁層１３をプレー
ト１５に配設する際、コンタクト部１２と突起部１６Ｂ
とを高精度に位置決めする必要がある。図４乃至図６
は、コンタクト部１２と突起部１６Ｂとを高精度に位置
決めする位置決め機構を設けた、第３乃至第５実施例に
係る半導体装置用コンタクタ１０Ｃ〜１０Ｅを示してい
る。

【００４６】図４及び図５に示す半導体装置用コンタク
タ１０Ｃ，１０Ｄは、位置合わせ精度が比較的ラフな場
合（例えば0.05mm以上の位置合わせ精度）に用いられる
位置決め機構を有したものである。図４に示す半導体装
置用コンタクタ１０Ｃでは、絶縁基板１３に形成された
第１の位置決め孔１９と、プレート１５に形成された第
２の位置決め孔２０と、この各位置決め孔１９，２０と
係合する位置決めピン２１とにより位置決め機構を構成
している。そして、位置決めピン２１を各位置決め孔１
９，２０と係合するよう貫通させることにより、コンタ
クト部１２と突起部１６Ｂとの位置決めを行う構成とさ
れている。

【００４７】また、図５に示す半導体装置用コンタクタ
１０Ｄでは、絶縁基板１３に形成された位置決め孔２２
と、プレート１５に形成された位置決め突起２３とによ
り位置決め機構を構成している。そして、位置決め突起
２３を位置決め孔２２に係合させることにより、コンタ
クト部１２と突起部１６Ｂとの位置決めを行う構成とさ
れている。

【００４８】上記した各実施例に係る半導体装置用コン
タクタ１０Ｃ，１０Ｄによれば、単に位置決めピン２１
を各位置決め孔１９，２０に係合させるだけの処理によ
り、また単に位置決め突起２３を位置決め孔２２に係合
させるだけの処理により、コンタクト部１２と突起部１
６Ｂとの位置決めを行うことができる。よって、簡単な
構成、及び簡単な操作でコンタクト部１２と突起部１６
Ｂとの位置決めを確実に行うことができる。尚、上記の
各実施例において、各位置決め孔１９〜２２２の形成
は、ドリル、プレス抜きの他にエッチング等により行う
ことができる。

【００４９】また、図６に示す半導体装置用コンタクタ
１０Ｅは、高精度の位置合わせが必要な場合（例えば0.
05mm以下の位置合わせ精度）に用いられる位置決め機構
を有したものである。本実施例に係る半導体装置用コン
タクタ１０Ｅでは、絶縁基板１３のプレート１５と対向
する位置に配設された第１の位置認識部材２４と、プレ
ート１５の絶縁基板１３と対向する位置に配設された第
２の位置認識部材２５と、カメラ２６及び図示しない撮
像認識装置（画像認識手段）とにより位置決め機構を構
成している。

【００５０】そして、カメラ２６により第１及び第２の
位置認識部材２４，２５を認識し、各位置認識部材２
４，２５が一致するよう絶縁層１３とプレート１５とを
位置決めすることにより、コンタクト部１２と突起部１
６Ｂとの位置決めを行う構成とされている。尚、第１及
び第２の位置認識部材２４，２５は、十字形状やＬ字形
状の位置認識部材（マーク）を少なくとも２カ所以上に
形成する必要がある。また、この第１及び第２の位置認
識部材２４，２５としては、突起や金属配線層を用いる
ことができる。

【００５１】図７は、コンタクト部１２の各種変形例を
示している。この図７に示す各変形例に係るコンタクト
部１２Ａ〜１２Ｃは、何れもその先端部に先鋭部を形成
することにより、半導体装置１７の電極１８に対するワ
イピング効果を向上させたものである。図７（Ａ）に示
すコンタクト部１２Ａは、その先端部に先鋭部として切
っ先部２７Ａを形成したことを特徴とするものである。
このように、コンタクト部１２Ａの先端部に切っ先部２
７Ａを形成し鋭く尖らせることにより、半導体装置１７
の電極１８に対し、切っ先部２７Ａを突き刺したり、摺
動時において酸化膜を確実に破ることができ、コンタク
ト部１２Ａと電極１８との安定した接続が可能となる。
尚、切っ先部２７Ａは、例えばエッチング等を用いて形
成することができる。

【００５２】図７（Ｂ）に示すコンタクト部１２Ｂは、
その先端部に先鋭部として鋸歯部２７Ｂを形成したこと
を特徴とするものである。このように、コンタクト部１
２Ａの先端部に鋸歯部２７Ｂを形成し多数の切っ先部を
有した構成とすることにより、半導体装置１７の電極１
８に対し、摺動時において複数箇所で酸化膜を破ること
ができ、コンタクト部１２Ａと電極１８とのより安定し
た接続が可能となる。尚、この鋸歯部２７Ｂもエッチン
グ等を用いて形成することができる。

【００５３】図７（Ｃ）に示すコンタクト部１２Ｃは、
その先端部に先鋭部として突起電極２７Ｃを形成したこ
とを特徴とするものである。このように、コンタクト部
１２Ａの先端部に突起電極２７Ｃを形成することによ
り、接続状態において突起電極２７Ｃは電極１８に突き
刺さった状態となる。よって、電極１８に形成された酸
化膜を確実に破ることができ、コンタクト部１２Ａと電
極１８とのより安定した接続が可能となる。

【００５４】尚、この突起電極２７Ｃは、ワイヤボンダ
を利用して形成されるスタッドバンプにより構成するこ
とができ、その高さとしては例えば１０〜１５０μｍと
するのが適当である。また、図７（Ｃ）に示す例では、
一つの突起電極２７Ｃを形成した例を示したが、突起電
極を複数個形成した構成としてもよい。次に、本発明の
第６実施例に係る半導体装置用コンタクタについて説明
する。

【００５５】図８は、第６実施例に係る半導体装置用コ
ンタクタ１０Ｆを示している。本実施例に係る半導体装
置用コンタクタ１０Ｆは、上記した各実施例に係る半導
体装置用コンタクタ１０Ａ〜１０Ｅで用いていたプレー
ト１５に代えて、多層配線基板２８を用いたことを特徴
とするものである。また、本実施例で用いる突起部１６
Ａは、導電性金属により形成されている。

【００５６】多層配線基板２８は、例えばセラミック等
の絶縁部材よりなり、上面に所定のパターンで形成され
た内部配線層３０を有する絶縁基板層２９を複数枚積層
し焼結した構成とされている。従って、多層配線基板２
８は所定の強度を有しており、よって絶縁層１３を支持
する部材として用いることができる。また、絶縁層１３
に形成された開口部１４と対向する位置には、内部配線
層３０が形成されており、かつ上記のように突起部１６
Ａは導電性金属により形成されているため、金属配線層
１１は、コンタクト部１２及び突起部１６Ａを介して多
層配線基板２８の内部配線３０と電気的に接続した構成
となっている。

【００５７】この構成とすることにより、金属配線層１
１からの電気信号を多層配線基板２８を経由して、多層
配線基板２８の下面に形成された外部端子３２にファン
アウトすることが可能となり、金属配線層１１のパター
ン形成に自由度を持たせることが可能となる。また、多
層配線基板２８を用いることにより、金属配線層１１が
配設される側の面（上面）と反対側の面（背面）に抵
抗，ヒューズ，或いはバーンイン専用回路（分周回路
等）等の電子素子３１を配設することが可能となる。こ
のため、半導体装置用コンタクタ１０Ｆを能動素子して
使用することができる。更に、内部配線３０の内、所定
のものをいわゆるベタ層として形成すると共に接地する
ことにより、この内部配線３０をグランド層として用い
ることが可能となり、ノイズ対策を行うことも可能とな
る。

【００５８】また、本実施例では金属配線層１１と多層
配線基板２８の内部配線層３０との電気的な接続をコン
タクト部１２を押し上げる突起部１６Ａを利用して行っ
ているため、配線全体の引回しを短くすることができ、
より高速な半導体装置１７の試験に対応することが可能
となる。尚、突起部１６Ａに代え、コンタクト部１２と
内部配線層３０との間に異方性導電シートを挟む構成と
してもよい。

【００５９】更に、本実施例では、多層配線基板２８の
熱膨張係数が半導体装置１７の熱膨張係数と略等しくな
るよう、多層配線基板２８の材質を選定している。この
ように、多層配線基板２８の熱膨張係数と半導体装置１
７の熱膨張係数とを整合させることにより、高温加熱時
のコンタクト部１２と半導体装置１７の電極１８との位
置ズレを極小化することが可能となり、環境温度に拘わ
らず高い信頼性の接続を維持させることができる。

【００６０】例えば、半導体装置としてウェーハを使用
する場合、多層配線基板２８の材質に熱膨張係数が３Ｐ
ＰＭ／℃程度のセラミックを用いることで、ほぼウェー
ハと同じ熱膨張となり高温時の位置ズレが無くなり、安
定したコンタクトが可能となる。次に、本発明の第７実
施例に係る半導体装置用コンタクタについて説明する。

【００６１】図９は、第７実施例に係る半導体装置用コ
ンタクタ１０Ｇを示している。図９（Ａ）は半導体装置
用コンタクタ１０Ｇの平面図であり、図９（Ｂ）は半導
体装置用コンタクタ１０Ｇの断面図である。本実施例に
係る半導体装置用コンタクタ１０Ｇは、上記した第６実
施例に係る半導体装置用コンタクタ１０Ｆに類似した構
成を有するが、第６実施例に係る半導体装置用コンタク
タ１０Ｆが絶縁層１３上に金属配線層１１をパターン形
成していたのに対し、本実施例に係る半導体装置用コン
タクタ１０Ｇは絶縁層１３上にコンタクト部１２Ｄのみ
を複数個配設したことを特徴とするものである。

【００６２】この各コンタクト部１２Ｄは、導電性金属
よりなる突起部１６Ａにより多層配線基板２８の内部配
線層３０と接続されている。即ち、本実施例では配線の
引き廻し（ファンアウト）を全て多層配線基板２８に設
けられた内部配線層３０により行っている。上記構成と
することにより、絶縁層１３上に金属配線層１１の引き
廻しを行う必要がなくなり、各コンタクト部１２Ｄを更
に狭ピッチに配設することが可能となる。よって、半導
体装置１７が高密度化し電極１８のピッチが狭ピッチ化
しても、これに対し十分対応することができる。

【００６３】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、次に述べる
種々の効果を実現することがてきる。請求項１記載の発
明によれば、半導体装置の電極に高さバラツキがあって
も、コンタクト部が弾性変形することによりこの高さバ
ラツキを吸収することができ、従って高い信頼性をもっ
て半導体装置と半導体装置用コンタクタとを接続するこ
とができる。

【００６４】また、装着時にコンタクト部は電極上を摺
動するため、半導体装置の電極に対してワイピングが可
能となり、安定した接触を維持することができる。ま
た、請求項２記載の発明によれば、突起により金属配線
層のコンタクト部を持ち上げることができるため、簡単
な構成でコンタクト部を半導体装置の電極と接続させる
ことが可能となる。

【００６５】また、突起部はコンタクト部に直接形成さ
れるため、突起部を他の部位に配設した構成に比べて狭
ピッチ化されたコンタクト部と突起部との位置決めが不
要となるため、突起部の形成を容易に行うことができ
る。また、請求項３の発明によれば、突起により金属配
線層のコンタクト部を持ち上げることができるため、簡
単な構成でコンタクト部を半導体装置の電極と接続させ
ることが可能となる。

【００６６】また、請求項４記載の発明によれば、位置
決め部材を位置決め孔に係合させるだけの簡単な処理
で、基台に形成された突起と狭ピッチ化されたコンタク
ト部との位置決めを高精度に行うことができる。また、
請求項５記載の発明によれば、基台に形成された突起と
狭ピッチ化されたコンタクト部との位置決めを更に高精
度に行うことができる。

【００６７】また、請求項６記載の発明によれば、コン
タクト部が半導体装置の電極に接触する際、コンタクト
部の先端部に形成された先鋭部は最初に電極と接触して
電極表面に形成されている酸化膜を破るため、コンタク
ト部をコンタクト部自体に確実に接続することとなり、
安定した電気的接続が可能となる。また、請求項７記載
の発明によれば、金属配線層からの電気信号を多層配線
基板を経由して外部端子にファンアウトすることができ
るため、金属配線層のパターン形成に自由度を持たせる
ことが可能となる。

【００６８】また、請求項８記載の発明によれば、金属
配線層を絶縁層上でパターン形成する必要はなくなり、
多層配線基板に形成された内部配線を用いて配線の引き
廻しを行うことが可能となるため、絶縁膜上で金属配線
層の引き廻しを行う構成に比べて無駄な配線引回しが要
らなくなり、配線スペースの省スペース化及びコンタク
ト部の狭ピッチ化を図ることができる。

【００６９】また、コンタクト部と多層配線基板の内部
配線とを変形付勢部材を介して直接的に接続することが
できるため、配線の引き廻し長さの短縮を図ることがで
き、より高速な半導体装置の試験に対応することが可能
となる。更に、請求項９記載の発明によれば、高温加熱
時のコンタクト部と半導体装置の電極との位置ズレを極
小化することが可能となり、環境温度に拘わらず信頼性
の高い接続を維持させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例である半導体装置用コンタ
クタの断面図である。

【図２】本発明の第１実施例である半導体装置用コンタ
クタの組み立て方法を説明するための図である。

【図３】本発明の第２実施例である半導体装置用コンタ
クタの構成及び組み立て方法を説明するための図であ
る。

【図４】本発明の第３実施例である半導体装置用コンタ
クタの構成及び絶縁層とプレートとの位置決め方法を説
明するための図である。

【図５】本発明の第４実施例である半導体装置用コンタ
クタの構成及び絶縁層とプレートとの位置決め方法を説
明するための図である。

【図６】本発明の第４実施例である半導体装置用コンタ
クタの構成及び絶縁層とプレートとの位置決め方法を説
明するための図である。

【図７】コンタクト部の変形性を説明するための図であ
る。

【図８】本発明の第５実施例である半導体装置用コンタ
クタの断面図である。

【図９】本発明の第５実施例である半導体装置用コンタ
クタを説明するための図であり、（Ａ）は平面図、
（Ｂ）は断面図である。

【図１０】従来の半導体装置用コンタクタの一例を説明
するための断面図である。

【符号の説明】

１０Ａ〜１０Ｇ半導体装置用コンタクタ１１金属配線層１２，１２Ａ〜１２Ｄコンタクト部１３絶縁層１４開口部１５プレート１６Ａ，１６Ｂ突起部１７半導体装置１８電極１９第１の位置決め孔２０第２の位置決め孔２１位置決めピン２２位置決め孔２３位置決め突起２４第１の位置認識部材２５第２の位置認識部材２６カメラ２７Ａ切っ先部２７Ｂ鋸歯部２７Ｃ突起電極２８多層配線基板３１電子部品

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被接続体となる半導体装置に配設された
電極と電気的に接続される半導体装置用コンタクタにお
いて、前記電極部と対向する位置に弾性変形可能なコンタクト
部が形成されてなる金属配線層と、前記金属配線層が前記半導体装置と対向する最上面に形
成されており、かつ前記コンタクト部と対向する位置に
開口部が形成されてなる絶縁層と、前記絶縁層を支持する基台と、前記開口部内に配設されており、前記コンタクト部を前
記金属配線層の延在面から前記電極部側に向け突出する
よう弾性変形させる変形付勢部材とを設けたことを特徴
とする半導体装置用コンタクタ。
【請求項２】請求項１記載の半導体装置用コンタクタ
において、前記変形付勢部材は、前記コンタクト部の前記絶縁層と
対向する位置に形成された突起であることを特徴とする
半導体装置用コンタクタ。
【請求項３】請求項１記載の半導体装置用コンタクタ
において、前記変形付勢部材は、前記基台の前記コンタクト部と対
向する位置に形成された突起であることを特徴とする半
導体装置用コンタクタ。
【請求項４】請求項３記載の半導体装置用コンタクタ
において、前記絶縁層に位置決め孔を形成すると共に、前記基台に
前記位置決め孔に係合することにより、前記基台に対し
前記絶縁層の位置決めを行う位置決め部材を配設したこ
とを特徴とする半導体装置用コンタクタ。
【請求項５】請求項３記載の半導体装置用コンタクタ
において、前記絶縁層に第１の位置認識部材を配設すると共に、前
記基台に前記第１の位置認識部材に対応する第２の位置
認識部材を配設し、画像認識手段を用いて前記第１及び第２の位置決め部材
を位置合わせすることにより、前記基台に対し前記絶縁
層の位置決めを行う構成としたことを特徴とする半導体
装置用コンタクタ。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれかに記載の半導
体装置用コンタクタにおいて、前記コンタクト部の先端部に先鋭部を形成したことを特
徴とする半導体装置用コンタクタ。
【請求項７】請求項１乃至６のいずれかに記載の半導
体装置用コンタクタにおいて、前記基台として多層配線基板を用いると共に、前記多層
配線基板に形成された内部配線と前記金属配線層が電気
的に接続される構成としたことを特徴とする半導体装置
用コンタクタ。
【請求項８】請求項７記載の半導体装置用コンタクタ
において、前記変形付勢部材を導電性材料により形成し、前記多層
配線基板に形成された内部配線と前記金属配線層とを前
記変形付勢部材を介して電気的に接続する構成としたこ
とを特徴とする半導体装置用コンタクタ。
【請求項９】請求項１乃至８のいずれかに記載の半導
体装置用コンタクタにおいて、前記基台の材質として、該基台の熱膨張係数が前記半導
体装置の熱膨張係数と同等となるものを使用したことを
特徴とする半導体装置用コンタクタ。