晶片检查用电路基板装置、探针卡和晶片检查装置的制作方法

专利名称：晶片检查用电路基板装置、探针卡和晶片检查装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于在晶片状态下对晶片上形成的多个集成电路进 行电气检查的晶片检查用电路基板装置、具有该晶片检查用电路基板 装置的探针卡、以及晶片检查装置。
背景技术：
一般地说，在半导体集成电路装置的制造工序中，例如在由硅构 成的晶片上形成多个集成电路，而后，通过检查这些集成电路中的每 一个的基本电气特性，进行筛选有缺陷的集成电路的探测试验。接着， 通过切断此晶片而形成半导体芯片，将该半导体芯片容纳在适合的封 装内加以密封。进而，对封装后的各个半导体集成电路装置，进行通 过在高温环境下检查其电气特性来筛选有潜在缺陷的半导体集成电路
装置的预烧(burn-in)试验。
然后，对晶片上形成的集成电路进行探测试验，过去都采用把晶 片划分为形成有多个(例如16个)集成电路的多个区域，对在其区域 内形成的所有集成电路一并进行探测试验，并且顺序对在其它区域内 形成的集成电路一并进行探测试验的方法。近年来，为了提高检查效 率，降低检查成本，要求对更多的集成电路一并进行探测试验。
另一方面，在预烧试验中，因为作为检查对象的集成电路装置既 微小又不便操作，所以为了逐个进行多个集成电路装置的预烧试验， 需要很长的时间，因此，检查成本就相当高。为此，近年来提出了对 晶片上形成的多个集成电路一并进行预烧试验的WLBI ( Wafer Level Burn-in:晶片级预烧)试验。
在这样的探测试验或者预烧试验等集成电路的电气检查中，为了 使作为检查对象的晶片中的各个被检查电极与测试器(tester)电连
接，使用了具有按照与被检查电极的图案对应的图案设置的多个触点 的探针卡。
过去，作为探针卡，众所周知的有接触部件是悬臂型的和垂直针 型的。最近，提出了接触部件包括具有弹性各向异性导电膜的各向异 性导电性连接器和在绝缘性片上配置了电极结构体的片状探针的平面 型探针卡(参照专利文献1)。这些探针卡是在例如由多层印刷布线 板构成的检查用电路基板上配置上述那样的接触部件而构成的。
然而，在对在晶片上形成的多个集成电路一并进行电气检查时， 作为构成在该检查中使用的探针卡的检查用电路基板，使用了由层数
相当多的(例如层数为30 40层或更多的)多层印刷布线板构成的电 路基板。
但是，难以可靠地制造层数相当多且连接可靠性高的多层印刷布 线板，因此，由于检查用电路基板的成品率相当低，所以存在探针卡
的制造成本高，由此检查成本增大的问题。
专利文献1:日本特开2004-53409号7>才艮

发明内容
(发明要解决的问题)
本发明就是基于以上这些情况而提出的，其目的在于提供 一种 用于对多个集成电路一并进行电气检查的、能以小的成本制造且连接 可靠性高的晶片检查用电路基板装置，具有该晶片检查用电路基板装 置的探针卡以及晶片检查装置。 (解决问题的方案)
本发明的晶片检查用电路基板装置是用于在晶片状态下对在晶 片上形成的多个集成电路进行电气检查的晶片检查用电路基板装置， 其特征在于
具有由在表面具有连接用电极的布线板构成的基板本体、以及 在该基板本体的表面上设置的由多个连接器单元重叠而构成的连接器 装置；
上述连接器装置中的各个连接器单元具有第l各向异性导电性 弹性体片、在该第1各向异性导电性弹性体片上配置的复合导电性片、 在该复合导电性片上配置的第2各向异性导电性弹性体片、以及在该 第2各向异性导电性弹性体片上配置的由在表面具有连接用电极且在 背面具有端子电极的布线板构成的间距变换板；
上述复合导电性片具有形成有分别在厚度方向上延伸的多个贯 通孔的绝缘性片、以及在该绝缘性片的各贯通孔中从该绝缘性片的两 面分别突出地设置的刚性导体，各个上述刚性导体在贯通插入在上述 绝缘性片的贯通孔中的主干部的两端形成有直径比该绝缘性片的贯通 孔的直径大的端子部，且能够相对于该绝缘性片在其厚度方向上移动；
上述基板本体的连接用电极和上述间距变换板的连接用电极中 的每一个都通过第l各向异性导电性弹性体片、复合导电性片的刚性 导体和第2各向异性导电性弹性体片，与在正上方配置的间距变换板 的端子电极电连接。(以下，将该发明称作"第l发明")
另外，本发明的晶片检查用电路基板装置是用于在晶片状态下对 晶片上形成的多个集成电路进行电气检查的晶片检查用电路基板装 置，其特征在于
具有由在表面具有连接用电极的布线板构成的基板本体、以及 在该基板本体的表面上设置的由多个连接器单元重叠而构成的连接器
装置；
上述连接器装置中的各个连接器单元具有第l各向异性导电性 弹性体片、在该第1各向异性导电性弹性体片上配置的复合导电性片、 在该复合导电性片上设置的板状的间隔物部件、在该间隔物部件上配 置的第2各向异性导电性弹性体片、以及在该第2各向异性导电性弹 性体片上配置的由在表面具有连接用电极且在背面具有端子电极的布 线板构成的间距变换板；
上述复合导电性片具有形成有分别在厚度方向上延伸的多个贯 通孔的绝缘性片、以及在该绝缘性片的各贯通孔中从该绝缘性片的两 面分别突出地设置的刚性导体，各个上述刚性导体在贯通插入在上述
绝缘性片的贯通孔中的主干部的两端形成有直径比该绝缘性片的贯通
孔的直径大的端子部，且能够相对于该绝缘性片在其厚度方向上移动；
的位置上形成有直径比该刚性导体的端子部的直径大的多个开口；
上述基板本体的连接用电极和上述间距变换板的连接用电极中 的每一个都通过第i各向异性导电性弹性体片、复合导电性片的刚性 导体和第2各向异性导电性弹性体片与在正上方配置的间距变换板的 端子电极电连接。(以下，将该发明称作"第2发明")
在这样的晶片检查用电路基板装置中，优选地，刚性导体在复合 导电性片的绝缘性片的厚度方向上的可移动距离为5 50nm。
另外，优选地，第l各向异性导电性弹性体片以及第2各向异性 导电性弹性体片中的每一个都是使表现出磁性的导电性粒子以在厚度 方向上并排取向而形成链的状态且以由该导电性粒子形成的链在面方 向上分散的状态含在弹性高分子物质中。
本发明的晶片检查用电路基板装置是用于在晶片状态下对晶片 上形成的多个集成电路进行电气检查的晶片检查用电路基板装置，其 特征在于
具有由在表面具有连接用电极的布线板构成的基板本体、以及 在该基板本体的表面上设置的由多个连接器单元重叠而构成的连接器 装置；
上述连接器装置中的各个连接器单元具有各向异性导电性弹性 体片、在该各向异性导电性弹性体片上配置的由在表面具有连接用电 极且在背面具有端子电极的布线板构成的间距变换板；
上述基板本体的连接用电极和上述间距变换板的连接用电极都 通过各向异性导电性弹性体片与在正上方配置的间距变换板的端子电 极电连接。(以下，将该发明称作第3发明)
在这样的晶片检查用电路基板装置中，优选地，各向异性导电性 弹性体片是使表现出磁性的导电性粒子以在厚度方向上并排取向而形 成链的状态且以由导电性粒子形成的链在面方向上分散的状态含在弹
性高分子物质中。
另外，在这样的晶片检查用电路基板装置中，优选地，连接器装
置是由3个以上的连接器单元重叠而成的。
本发明的探针卡的特征在于具有上述的晶片检查用电路基板装 置和在该晶片检查用电路基板装置上设置的接触部件而构成。
本发明的晶片检查装置的特征在于具有上述的探针卡。
本发明的复合导电性片的特征在于具有
形成有分别在厚度方向上延伸的多个贯通孔的绝缘性片；
在该绝缘性片的各贯通孔中从该绝缘性片的两面分别突出地设 置的、在贯通插入在上述绝缘性片的贯通孔中的主干部的两端形成有 直径比绝缘性片的贯通孔的直径大的端子部的刚性导体；以及
在上述绝缘性片上一体地设置的、在与各个上述刚性导体对应的 位置上形成有直径比该刚性导体的端子部的直径大的多个开口的板状 的间隔物部件，且
各个上述刚性导体能够相对于上述绝缘性片在其厚度方向上移动。
(发明效果)
根据第l和第2发明的晶片检查用电路基板装置，由于具有由具 有间距变换板的多个连接器单元重叠而构成的连接器装置，各个连接 器单元中的间距变换板可以由单层布线板或层数少的多层布线板构 成，可以以高的成品率比较容易地制造这样的布线板，所以能实现整 个晶片检查用电路基板装置的制造成本的降低。
另外，在邻接的间距变换板之间以及在基板本体与间距变换板之 间，第l各向异性导电性弹性体片、具有刚性导体的复合导电性片以 及第2各向异性导电性弹性体片相层叠，因为复合导电性片中的刚性 导体能够相对绝缘性片在其厚度方向上移动，所以第l各向异性导电 性弹性体片以及第2各向异性导电性弹性体片通过刚性导体移动而相 互联动地压缩变形，结果能够确实发现两者具有的凹凸吸收能，因此 在邻接的间距变换板之间以及在基板本体与间距变换板之间可以获得
高的可靠性。
因此，可以以低成本制造且可以获得连接可靠性高的晶片检查用 电路基板装置。
另外，根据第2发明的晶片检查用电路基板装置，由于在连接器 单元的复合导电性片与第2各向异性导电性弹性体片之间设置有间隔 物部件，所以可以緩和由刚性导体施加在第l各向异性导电性弹性体 片和第2各向异性导电性弹性体片上的压力，结果可以防止或抑制第 1各向异性导电性弹性体片和第2各向异性导电性弹性体片在早期发 生故障。
根据第3发明的晶片检查用电路基板装置，由于具有由具有间距 变换板的多个连接器单元重叠而构成的连接器装置，各个连接器单元 中的间距变换板可以由单层布线板和层数少的多层布线板构成，可以 以高的成品率比较容易地制造这样的布线板，所以能实现整个晶片检 查用电路基板装置的制造成本的降低。
根据本发明的探针卡，由于具有上述晶片检查用电路基板装置， 所以能以低成本制造该探针，且可以获得高的连接可靠性。
根据本发明的晶片检查装置，由于具有上述探针卡，所以可以实 现检查成本的降低，而且，能够对晶片进行可靠性高的检查。


图1是示出根据第1发明的晶片检查用电路基板装置的一例的 结构的说明用剖视图。
图2是示出图1所示的晶片检查用电路基板装置的主要部分的结 构的说明用剖视图。
图3是图1所示的晶片检查用电路基板装置的俯视图。
图4是将图1所示的晶片检查用电路基板装置中的引线电极部放 大后示出的说明图。
图5是把各向异性导电性弹性体片的主要部分放大后示出的说明 用剖视图。
图6是示出用于制造第l各向异性导电性弹性体片的一面侧成形 部件、另一面側成形部件以及间隔物的说明用剖视图。
图7是示出在另一面侧成形部件的表面上涂敷有导电性弹性体用 材料的状态的说明用剖视图。
图8是示出在一面侧成形部件和另一面侧成形部件之间形成有导 电性弹性体用材料层的状态的说明用剖视图。
图9放大示出图8所示的导电性弹性体用材料层的说明用剖视图。
图IO是示出沿其厚度方向对图8所示的导电性弹性体用材料层 作用了磁场的状态的说明用剖视图。
图ll是将复合导电性片的主要部分放大后示出的俯视图。
图12是示出用于制造复合导电性片的层叠材料结构的说明用剖视图。
图13是示出在层叠材料中的金属层上形成了开口的状态的说明 用剖视图。
图14是示出在层叠材料中的绝缘性片上形成了贯通孔的状态的
说明用剖视图。
图15是示出复合层叠材料的结构的说明用剖视图。
图16是示出在复合层叠材料中形成了光刻胶膜的状态的说明用
剖视图。
图17是示出在复合层叠材料中的绝缘性片的贯通孔中形成了刚 性导体的状态的说明用剖视图。
图18是示出从复合层叠材料中去除了光刻胶膜后的状态的说明 用剖视图。
图19是示出根据第1发明的晶片检查用电路基板装置的另一 例的俯视图。
图20是示出根据第2发明的晶片检查用电路基板装置的一 例的主要部分的结构的说明用剖视图。
图21是示出根据第3发明的晶片检查用电路基板装置的一
例的主要部分的结构的说明用剖视图。
图22是示出根据本发明的探针卡的第l例的结构的说明用剖视图。
图23是第l例的探针卡中的各向异性导电性连接器的俯视图。
图24是把第1例的探针卡中的各向异性导电性连接器的主要部
分放大后示出的说明用剖视图。
图25是第l例的探针卡中的片状探针的俯视图。
图26是把第1例的探针卡中的片状探针的接点膜放大后示出的
俯视图。
图27是把第1例的探针卡中的片状探针的接点膜的结构放大后 示出的说明用剖视图。
图28是示出第1例的探针卡中的片状探针的框架板的俯视图。
图29是示出用于制造片状探针的层叠体的结构的说明用剖视图。
图30是示出在框架板的周缘部上配置了保护胶带的状态的说明 用剖视图31是示出在图29中示出的层叠体中的背面电极部用金属箔上 形成了接合层的状态的说明用剖视图。
图32是示出在层叠体中的背面电极部用金属箔上接合了框架板 的状态的说明用剖视图。
图33是示出在层叠体中的绝缘膜用树脂片中形成了贯通孔的状 态的说明用剖视图。
图34是示出在层叠体中的绝缘膜用树脂片中形成了短路部和表 面电极部的状态的说明用剖视图。
图35是示出去除接合层的一部分而露出背面电极部用金属箔的 状态的说明用剖视图。
图36是示出形成了背面电极部的状态的说明用剖视图。
图37是示出形成了绝缘膜的状态的说明用剖视图。
图38是示出根据本发明的探针卡的第2例的结构的说明用剖视图。
图39是第2例的探针卡中的各向异性导电性连接器的俯视图。
图40是第2例的探针卡中的片状探针的框架板的俯视图。
图41是示出根据本发明的晶片检查装置的第1例的结构的说明 用剖视图。
图42是将第1例的晶片检查装置的主要部分的结构放大后示出 的说明用剖视图。
图43是将第1例的晶片检查装置中的连接器放大后示出的说明 用剖视图。
图44是示出根据本发明的晶片检查装置的第2例的结构的说明 用剖视图。
(符号说明) 2控制器 3输入输出端子 3R输入输出端子部 4连接器 4A导电针 4B支持部件 5晶片载台 6晶片
7 4皮检查电极 10探针卡
11晶片检查用电路基板装置
12基板本体
13引线电极
13R引线电极部
14支架
14K开口
14S台阶部15连接用电极 17加强材料 20连接器装置 21连接器单元
22第1各向异性导电性弹性体片
22A导电性弹性体用材料层
22B导电性弹性体用材料
23第2各向异性导电性弹性体片
23a各向异性导电性弹性体片
24间隔物部件
24H开口
25复合导电性片
25A复合叠层材料
25B叠层材料
26绝缘性片
26H贯通孔
27刚性导体
27a主干部
27b端子部
28A金属层
28B金属薄层
28K开口
29光刻胶膜
29H图案孔
30间距变换板
31连接用电极
32端子电极
35 —面侧成形部件
36另一面侧成形部件
37间隔物 37K开口 38加压辊装置 38a加压辊 38b支撑辊 39接触部件
40各向异性导电性连接器 41框架板 42开口
43弹性各向异性导电膜
44连接用导电部
45绝缘部
46功能部
47突出部
48 ^皮支持部
50片状探针
51框架板
52开口
54保持部件
55接点膜
55A层叠体
56绝缘膜
56A绝缘膜用树脂片 57电极结构体 57H贯通孔 57a表面电极部 57b背面电极部 57c短路部 57d保持部
58金属膜
58A背面电极部用金属箔 59接合层 60保护胶带
具体实施例方式
下面，详细iJL明本发明的实施方式。 〈晶片检查用电路基板装置〉
图1是示出根据第1发明的晶片检查用电路基板装置的一例的 结构的说明用剖视图，
图2是示出图1所示的晶片检查用电路基板装 置的主要部分的结构的说明用剖视图。
该晶片检查用电路基板装置11用来在晶片状态下对在例如晶片 上形成的所有集成电路一并进行对各个该集成电路的电气检查，如图 3所示，具有由圆片状的布线板构成的基板本体12，该基板本体12 的表面(图l及图2的上表面)的中央部分，设置了平面形状为正八 角形的连接器装置20，该连接器装置20由固定在基板本体12表面上 的支架14保持。另外，基板本体12背面的中央部分上设置了加强部 件17。
支架14具有适合连接器装置20的外形的形状(在图示的例子中 为正八角形)的开口 14K,此开口 14K内容纳了连接器装置20。另 外，支架14的外缘为圆形，在该支架14的外缘上，沿着圓周方向形 成有台阶部14S。
在基板本体12的表面的中央部分上，与在作为检查对象的晶片 上形成的所有集成电路的被检查电极对应的多个连接用电极15按照 适宜的图案形成。另外，在基板本体12背面的周边部上，如图4所 示，形成引线电极部13R,在该引线电极部13R中，沿着该基板本体 12的圆周方向排列地配置有多个引线电极13。引线电极13的图案是 与后述的晶片检查装置中的控制器的输入输出端子的图案对应的图 案。而且，各引线电极13通过内部布线(省略图示)与连接用电极电连接。
作为构成基板本体12的基板材料，可以使用以往众所周知的各 种材料，具体例子可以举出玻璃纤维增强型环氧树脂、玻璃纤维增强 型酚醛树脂、玻璃纤维增强型聚酰亚胺树脂、玻璃纤维增强型双马来 酰亚胺三噪树脂等复合树脂基板材料等。
连接器装置20由多个连接器单元21重叠而构成。各个连接器单 元21由第1各向异性导电性弹性体片22、在该第1各向异性导电性 弹性体片22上配置的复合导电性片25、在该复合导电性片25上配置 的第2各向异性导电性弹性体片23、以及在该第2各向异性导电性弹 性体片23上配置的由例如印刷布线板构成的间距变换板30构成。
在这样的连接器装置20中，优选地，层叠3个以上的连接器单 元21，更优选地，为5个以上。连接器单元21的个数过少时，间距 变换板30必须由层数多的多层布线板构成，所以该间距变换板30的 成品率低，结果晶片检查用电路基板装置ll整体的制造成本增大，所 以不优选。
连接器单元21中的第l各向异性导电性弹性体片22以及第2各 向异性导电性弹性体片23中的每一个都是如图5所示地以在厚度方向 上并排取向而形成链的状态且以由该导电性粒子P形成的链在面方向 上分散的状态在绝缘性的弹性高分子物质中含有表现出磁性的导电性 粒子P。
作为形成第1各向异性导电性弹性体片22以及第2各向异性导 电性弹性体片23中的每一个的弹性高分子物质，优选是具有交联结构 的高分子物质。作为为了能够用于得到这种弹性高分子物质的具有硬 化性的高分子物质形成材料，能够使用各种材料，作为其具体例子， 可以列举聚丁二烯橡胶、天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯
共聚物橡胶、丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶等的共轭双烯类橡胶以及它们 的加氩物；苯乙烯-丁二烯-双烯嵌段共聚物橡胶、苯乙烯-异戊二烯嵌
段共聚物等的嵌段共聚物橡胶以及它们的加氢物；氯丁二烯、聚氨酯 橡胶、聚酯类橡胶、表氯醇橡胶、硅橡胶、乙烯-丙烯共聚物橡胶、乙
烯-丙烯-双烯烂共聚物橡胶等。在这些橡胶中，从耐久性、成形加工 性以及电气特性的观点出发，优选使用硅橡胶。
作为硅橡胶，优选对液态硅橡胶进行交联或者缩合得到的硅橡
胶。液态硅橡胶优选粘度是在剪切速度为10"sec的情况下为小于等于 105泊的，可以是缩合型橡胶、附加型橡胶、舍有乙烯基和羟基的橡胶 等中的任何一种。具体地说，可以列举二甲基硅生橡胶、甲基乙烯硅 生橡胶、甲基苯乙烯基硅生橡胶等。
此外，优选地，硅橡胶的分子量Mw(即，标准聚苯乙烯换算重 量平均分子量，以下同样)是10000 40000。 此外，因为在得到的各 向异性导电性弹性体片中可得到良好的耐热性，所以优选地，分子量 分布指数(即，标准聚苯乙烯换算重量平均分子量Mw和标准聚苯乙 烯换算数平均分子量Mn的比值Mw/Mn，以下同样)小于等于2。
作为在第1各向异性导电性弹性体片22以及第2各向异性导电 性弹性体片23中的每一个中所含有的导电性粒子P，因为能够用后面 说明的方法容易地使该粒子在厚度方向上排列取向，所以可使用表现 出磁性的导电性粒子。作为这种导电性粒子的具体例子，可以列举铁、 钴、镍等的具有磁性的金属粒子或者它们的合金的粒子或者含有这些 金属的粒子；或者把这些粒子作为芯粒子，在该芯粒子的表面上实施 金、银、钯、铑等的导电性良好的金属的镀覆的粒子；或者把非磁性 金属粒子或者玻璃珠等的无机物质粒子或者聚合物粒子作为芯粒子， 在该芯粒子的表面上实施镍、钴等的导电性磁性金属的镀覆的粒子等。
在这些之中，优选使用把镍粒子作为芯粒子，在其表面上实施导 电性良好的镀金得到的粒子。
作为在芯粒子的表面上覆盖导电性金属的方法，并没有特别限 定，可以使用例如化学镀或者电解镀法、溅射法、蒸镀法等。
作为导电性粒子P,当使用在芯粒子表面上覆盖导性金属而成的 粒子的情况下，为了得到良好的导电性，在粒子表面上的导电性金属 的覆盖率(导电性金属的覆盖面积相对芯粒子的表面积的比例)，优 选大于等于40%，更优选大于等于45%，特别优选为47~95%。
此外，导电性金属的覆盖量优选为芯粒子的0.5~50质量％，更优 选为2~30质量％，更优选为3~25质量％,特别优选为4 20质量％。 当覆盖的导电性金属是金的情况下，该覆盖量优选为芯粒子的0.5-30 质量％，更优选为2~20质量％，更优选为3~15质量％。
此外，导电性粒子P的数平均粒子直径优选为3~20nm，更优选 为5 15nm。在该数平均粒子直径过小的情况下，在以后说明的制造 方法中，使导电性粒子P在厚度方向上取向变得困难。另一方面，在 该数平均粒子直径过大的情况下，难以得到分解能高的各向异性导电 性弹性体片。
此外，导电性粒子P的粒子直径分布(Dw/Dn)优选为1~10， 更优选为1.01 7，更优选为1.05 5，特别优选为1.1~4。
此外，导电性粒子P的形状并没有特别限定，但在能够在高分子 物质形成材料中容易地分散这一点上，优选为球形、星形的粒子或者 它们凝聚成的二次粒子。
此外，作为导电性粒子P,能够恰当地使用其表面用硅烷偶合剂 等的偶合剂和润滑剂处理过的粒子。通过用耦合剂和润滑剂处理粒子 表面，得到的各向异性导电性弹性体片的耐久性提高。
优选地，这种导电性粒子P在各向异性导电性弹性体片中以体积 分数10 40%，特别是15~35%的比例含有。在该比例过小的情况下， 有时不能得到在厚度方向上具有充分高的导电性的各向异性导电性弹 性体片。另一方面，在该比例过大的情况下，存在得到的各向异性导 电性弹性体片容易变成脆弱的片，有时不能得到作为各向异性导电性 弹性体片的必要的弹性。
此外，第1各向异性导电性弹性体片22以及第2各向异性导电 性弹性体片23各自的厚度优选为20 100jim，更优选为25 70nm。在 该厚度过小的情况下，有时该各向异性导电性弹性体片不能得到充分 的凹凸吸收能力。另一方面，在该厚度过大的情况下，有时该各向异 性导电性弹性体片不能得到高的分解能。
笫l各向异性导电性弹性体片22能够如以下那样制造。
首先，如图6所示，在分别准备片状的一面侧成形部件35以及 另一面侧成形部件36、在具有与作为目的的第l各向异性导电性弹性 体片22的平面形状适合的形状的开口 37K并具有与该第l各向异性 导电性弹性体片22的厚度对应的厚度的框形的间隔物37的同时，调 制在经过硬化变成弹性高分子物质的液态的高分子物质形成材料中含 有导电性粒子而成的导电性弹性体用材料。
而后，如图7所示，在另一面侧成形部件36的成形面(图7中 上的表面)上配置间隔物37，在另一面侧成形部件36的成形面上的 间隔物37的开口 37K内，涂敷经过调制的导电性弹性体用材料22B, 然后，在该导电性弹性体用材料22B上把一面侧成形部件35配置成 其成形面(图7中的下表面)与导电性弹性体用材料22B相接的状态。
以上，作为一面侧成形部件35以及另一面侧成形部件36，能够 使用由聚酰亚胺树脂、聚酯树脂、丙烯酸类树脂等形成的树脂片。
此外，构成一面侧成形部件35以及另一面侧成形部件36的树脂 片的厚度优选为50~500nm，更优选为75 300nm。在该厚度不足50nm 的情况下，有时作为成形部件不能得到必要的强度。另一方面，在该 厚度超过了 500pm的情况下，难以在以后说明的导电性弹性体用材料 层中作用所要求的强度的磁场。
接着，如图8所示，使用由加压辊38a以及支撑辊38b组成的加 压辊装置38，通过用 一面侧成形部件35以及另 一面侧成形部件36夹 压导电性弹性体用材料22B，在该一面侧成形部件35和该另一面侧成 形部件36之间形成所要求的厚度的导电性弹性体用材料层22A。在该 导电性弹性体用材料层22A中，如在图9中放大示出的那样，以均匀 分散的状态含有导电性粒子P。
然后，在一面侧成形部件35的背面以及另 一面侧成形部件36的 背面上，例如配置一对电磁铁，通过使该电磁铁动作，使平行磁场在 导电性弹性体用材料层22A的厚度方向上作用。其结果，在导电性弹 性体用材料层22A中，分散在该导电性弹性体用材料层22A中的导电 性粒子P如图10所示， 一边维持在面方向上分散的状态一边在厚度 方向上排列取向，由此，以在面方向上分散的状态形成分别在厚度方 向上延伸的由多个导电性粒子P形成的链。
而后，在该状态下，通过对导电性弹性体用材料层22A进行硬化 处理，制造成使导电性粒子P以在厚度方向上排列地取向的状态并且 以由该导电性粒子P构成的链在面方向上分散的状态下含有在弹性高 分子物质中而成的第l各向异性导电性弹性体片22。
以上，导电性弹性体用材料层22A的硬化处理还能够在保持作用 平行磁场的状态下进行，但也可以在停止平行磁场的作用后进行。
在导电性弹性体用材料层22A上作用的平行磁场的强度优选平 均为0.02-2.5特斯拉。
导电性弹性体用材料层22A的硬化处理根据所使用的材料恰当 地来选择，但是通常用加热处理进行。具体的加热温度以及加热时间 考虑构成导电性弹性体用材料层22A的高分子物质用材料等的种类、 导电性粒子P的移动所需要的时间等而恰当地选定。
此外，第2各向异性导电性弹性体片23能够使用与第1各向异 性导电性弹性体片22相同的方法来制造。
连接器单元21中的复合导电性片25，如图11所示，由按照与后 述的间距变换板30的端子电极32的图案对应的图案形成有分别在厚 度方向上延伸的多个贯通孔26H的绝缘性片26、以及在该绝缘性片 26的各贯通孔26H中从该绝缘性片26的两个表面突出地配置的多个 刚性导体27构成。
各个刚性导体27由贯通插入在绝缘性片26的贯通孔26H中的 圓柱形的主干部27a、和与该主干部27a的两端都一体地连结形成的 在绝缘性片26的表面上露出的端子部27b构成。设置成在刚性导体 27中的主干部27a的长度L比绝缘性片26的厚度d大，此外该主干 部27a的直径r2比绝缘性片26的贯通孔26H的直径rl小，由此， 该刚性导体27可以在绝缘性片26的厚度方向上移动。此外，在刚性 导体27中的端子部27b的直径r3被设置成比绝缘性片26的贯通孔 26H的直径rl大。 作为构成绝缘性片26的材料，能够使用液晶聚合物、聚酰亚胺 树脂、聚酯树脂、聚芳酰胺树脂、聚酰胺树脂等的树脂材料；玻璃纤 维增强型环氧树脂、玻璃纤维增强型聚酯树脂、玻璃纤维增强型聚酰 亚胺树脂等的纤维增强型树脂材料；在环氧树脂等中含有氧化铝、氮 化硼等无机材料作为填充剂的复合树脂材料等。
此外，在高温环境下使用晶片检查用电路基板装置11的情况下， 作为绝缘性片26，优选使用线性热膨胀系数在3xlO-5/K以下的，更优 选是lxio-6 2xi()-5/K的，特别优选是lxlO-6~6xiO-6/K的材料。通过使 用这样的绝缘性片26，能够抑制由该绝缘性片26的热膨胀引起的刚 性导体27的位置偏移。
此外，绝缘性片26的厚度d优选是10~200pm，更优选是 15 100nm。
此外，绝缘性片26的贯通孔26H的直径rl优选是20 250nm ， 更优选是30 150nm。
作为构成刚性导体27的材料，能够恰当地使用具有刚性的金属 材料，特别是在以后说明的制造方法中优选使用比形成在绝缘性片26 上的金属薄层更难以蚀刻的材料。作为这种金属材料的具体例子，能 够列举镍、钴、金、铝等单质金属或者它们的合金等。
在刚性导体27中的主干部27a的直径r2优选大于等于18nm， 更优选大于等于25pm。在该直径r2过小的情况下，有时不能得到该 刚性导体27所需要的强度。此外，优选绝缘性片26的贯通孔26H的 直径rl与在刚性导体27中的主干部27a的直径r2的差(rl-r2 )大 于等于lnm，更优选大于等于2nm。在该差过小的情况下，难以使刚 性导体27相对绝缘性片26的厚度方向移动。
在刚性导体27中的端子部27b的直径r3优选是应该连接的电极 (即，间距变换板30中的端子电极32)的直径的70~150%。此外， 在刚性导体27中的端子部27b的直径r3与绝缘性片26的贯通孔26H 的直径rl的差(r3-rl)优选大于等于5nm，更优选大于等于10nm。 在该差过小的情况下，刚性导体27有可能从绝缘性片26脱落。
在绝缘性片26的厚度方向上的刚性导体27的可以移动距离、即 在刚性导体27中的主干部27a的长度L与绝缘性片26的厚度d的差 (L-d)优选是5~50nm，更优选是10 40nm。在刚性导体27的可以 移动距离过小的情况下，难以在整个连接器单元中得到充分的凹凸吸 收能。另一方面，在刚性导体27的可以移动距离过大的情况下，从绝 缘性片26的贯通孔26H露出的刚性导体27的主干部27a的长度增大， 在检查中使用时，刚性导体27的主干部27a有可能压弯或者损伤。 上述的复合导电性片25例如能够如以下那样制造。 首先，如图12所示，准备在绝缘性片26的一面上一体地层叠具 有易蚀刻性的金属层28A而形成的叠层材料25B，通过对在该叠层材 料25B中的金属层28A实施蚀刻处理而去除其一部分，如图13所示， 按照与应该连接在金属层28A上的电极图案对应的图案形成多个开口 28K。接着，如图14所示，在叠层材料25B中的绝缘性片26上，形 成分别连通金属层28A的开口 28K且在厚度方向上延伸的贯通孔 26H。而后，如图15所示，以覆盖绝缘性片26的贯通孔26H的内壁 面以及金属层28A的开口边缘的方式形成具有易蚀刻性的筒形的金属 薄层28B。这样，制造具有以下部分的复合叠层材料25A:形成了分 别在厚度方向上延伸的多个贯通孔26H的绝缘性片26、层叠在该绝缘 性片26的一面上的具有分别连通到绝缘性片26的贯通孔26H的多个 开口 28K的易蚀刻性的金属层28A、以及以覆盖绝缘性片26的贯通 孔26H的内壁面以及金属层28A的开口边缘的方式形成的易蚀刻性的 金属薄层28B。
在以上的情况中，作为形成绝缘性片26的贯通孔26H的方法， 能够利用激光加工法、钻孔加工法、蚀刻加工法等。
作为构成金属层28A以及金属薄层28B的易蚀刻性的金属材料， 能够使用铜等。
此外，金属层28A的厚度考虑所需要的刚性导体27的可移动距 离等而设定，具体地说，优选是5 25nm，更优选是8 20fim。
此外，金属薄层28B的厚度考虑绝缘性片26的贯通孔26H的直
径和需要形成的刚性导体27中的主干部27a的直径而进行设定。 此外，作为形成金属薄层28B的方法，能够使用化学镀法等。 而后，通过对该复合叠层材料25A实施光镀处理，在绝缘性片 26的贯通孔26H中的每一个上都形成刚性导体27。如果具体地说， 则如图16所示，在形成于绝缘性片26的一面上的金属层28A的表面 以及绝缘性片26的另一面上，都分别形成按照与在需要形成的刚性导 体27中的端子部27b的图案对应的图案形成有分别与绝缘性片26的 贯通孔26H连通的多个图案孔29H的光刻胶膜29。接着，把金属层 28A作为共用电极实施电镀处理，从而在该金属层28A上的露出部分 上淀积金属，并且在金属薄层28B的表面上淀积金属，以在绝缘性片 26的贯通孔26H内以及光刻胶膜29的图案孔29H内填充金属，从而， 如图17所示，形成在绝缘性片26的厚度方向上延伸的刚性导体27。
在这样地形成了刚性导体27后，通过从金属层28A的表面去除 光刻胶膜29，如图18所示，金属层28A露出。而后，通过实施蚀刻 处理并去除金属层28A以及金属薄层28B，可以得到图1所示的复合 导电性片25。
在连接器单元21中的间距变换板30的表面上，与作为检查对象 的晶片上形成的所有的集成电路的被检查电极对应的多个连接用电极 31按照适宜的图案形成。在图示的例子中，在最上面的连接器单元21 的间距变换板30中，按照与作为检查对象的晶片的被检查电极的图案 对应的图案进行配置。
在间距变换板30的背面上形成多个端子电极32。各个端子电极 32基本上是按照在与该间距变换板30所属的连接器单元21的正下方 配置的连接器单元21中的间距变换板30的连接用电极31的图案对应 的图案配置，在最下面的连接器单元21 (在基板本体12上配置的连 接器单元21)的间距变换板30上是按照与基板本体12的连接用电极 的图案对应的图案配置。
然后，各连接用电极31通过内部布线(省略图示)与端子电极 32电连接。
作为构成间距变换板30的布线板的材料，可以使用现有公知的 各种材料，作为其具体例，可以举出玻璃纤维增强型环氧树脂、玻 璃纤维增强型酚^树脂、玻璃纤维增强型聚酰亚胺树脂、玻璃纤维增 强型双马来酰亚胺三"秦树脂等的复合树脂基板材料等。
另夕卜，可以利用过去公知的印刷布线板的制造方法制造间距变换 板30。
于是，在连接器装置20中，把多个连接器单元21重叠并在在厚 度方向上加压的状态下用适当的固定装置(图中省略)固定。由此， 连接器单元21中的间距变换板30的端子电极31通过第2各向异性 导电性弹性体片23、复合导电性片25的刚性导体27和第l各向异性 导电性弹性体片22,与在连接器单元21的正下方配置的连接器单元 21中的间距变换板30的连接用电极31或基板本体12的连接用电极 15电连接。
根据这样的晶片检查用电路基板装置11 ，由于具有由具有间距变 换板30的多个连接器单元21重叠而构成的连接器装置20，各个连接 器单元21中的间距变换板30可以由单层布线板或层数少的多层布线 板构成，可以以高的成品率比较容易地制造这样的布线板，所以能实 现整个晶片检查用电路基板装置11的制造成本的降低。
另外，在邻接的间距变换板30之间以及在基板本体12与间距变 换板30之间，第l各向异性导电性弹性体片22、具有刚性导体27的 复合导电性片25以及第2各向异性导电性弹性体片23被层叠起来， 因为复合导电性片25中的刚性导体27能够相对于绝缘性片26在其厚 度方向上移动，所以第l各向异性导电性弹性体片22以及第2各向异 性导电性弹性体片23通过刚性导体27移动而相互联动而压缩变形， 结果能够确实地发现两者具有的凹凸吸收能，所以可以在邻接的间距 变换板30之间以及在基板本体12与间距变换板30之间获得高的连接 可靠性。
因此，可以以小的成本制造，而且，可以获得连接可靠性高的晶 片检查用电路基板装置11。
图19是示出根据第l发明的晶片检查用电路基板装置的另一例 的俯视图。
该晶片检查用电路基板装置11可以用来在晶片状态下对在例如 晶片上形成的集成电路中的部分集成电路一并进行各该集成电路的 电气检查。该晶片检查用电路基板装置11中，基板本体12的连接用 电极15(参照图2)、复合导电性片25中的刚性导体27(参照图2)、 间距变换板30的连接用电极31和端子电极32 (参照图2)都与作为 检查对象的晶片上形成的集成电路中的例如纵横排列的32个(8个x4 个)集成电路中的被检查电极对应地设置，除此以外，基本上是与图 1所示的晶片检查用电路基板装置ll相同的结构。
根据这种晶片检查用电路基板装置11，可以获得与图1中示出 的晶片检查用电路基板装置11同样的效果。
图20是示出根据第2发明的晶片检查用电路基板装置的一 例的主要部分的结构的说明用剖视图。该晶片检查用电路基板装置， 除了连接器装置20以外，基本上是与图1所示的晶片检查用电路基 板装置相同的结构。
在该晶片检查用电路基板装置中，构成连接器装置20的各个连 接器单元21由第1各向异性导电性弹性体片22、在该第1各向异性 导电性弹性体片22上配置的复合导电性片25、在该复合导电性片25 上一体地设置的板状的间隔物部件24、在该间隔物部件24上配置的 第2各向异性导电性弹性体片23、以及在该第2各向异性导电性弹性 体片23上配置的由例如印刷布线板构成的间距变换板30构成。在此， 第l各向异性导电性弹性体片22、复合导电性片25、第2各向异性 导电性弹性体片23、以及间距变换板30是与图l所示的晶片检查用 电路基板装置相同的结构。
间隔物部件24在与复合导电性片25中的各刚性导体27对应的 位置上形成有直径比该刚性导体27的端子部27b的直径大的多个开口 24H，刚性导体27的端子部刚性导体27b位于该开口 24H内。
间隔物部件24的厚度是考虑刚性导体27的可移动距离和端子部27b的厚度等而适当设定的，但优选为例如15 100pm,更优选地为 25 75拜。
间隔物部件24的开口 24H的直径，优选为刚性导体27的端子 部27b的直径的1.1 8倍，更优选为其1.5-3倍。
作为构成间隔物部件24的材料，从能容易地形成该间隔物部件 24的角度来看，可以适当地使用光刻胶材料或合适的树脂材料。
使用光刻胶材料作为构成间隔物部件24的材料时，可以利用光 刻法获得在绝缘性片26上一体地形成的间隔物部件24。
使用合适的树脂材料作为构成间隔物部件24的材料时，可以通 过在由该树脂材料构成的膜上形成开口，通过将其接合到绝缘性片26 上，获得在绝缘性片26上一体地形成的间隔物部件24。
根据这样的晶片检查用电路基板装置，能够得到与图l所示的晶 片检查用电路基板装置11同样的效果，同时，由于在连接器单元21 中的复合导电性片25和第2各向异性导电性弹性体片23之间设置有 间隔物部件24，可以緩和由刚性导体27施加在第l各向异性导电性 弹性体片22和第2各向异性导电性弹性体片23上的压力，结果可以 防止或抑制第l各向异性导电性弹性体片22和第2各向异性导电性弹 性体片23在早期发生故障。
图21是示出根据第3发明的晶片检查用电路基板装置的一 例的主要部分的结构的说明用剖视图。该晶片检查用电路基板装置， 除了连接器装置20以外，其余是与图1所示的晶片检查用电路基板 装置相同的结构。
在该晶片检查用电路基板装置中，构成连接器装置20的各个连 接器单元21由各向异性导电性弹性体片23a、以及在该各向异性导电 性弹性体片23a上配置的由例如印刷布线板构成的间距变换板30构 成。在此，各向异性导电性弹性体片23a是与图l所示的晶片检查用 电路基板装置中的第l各向异性导电性弹性体片22相同的结构。间 距变换板30也是与图1所示的晶片检查用电路基板装置中的间距变 换板相同的结构。
根据这样的晶片检查用电路基板装置11 ，由于具有由具有间距变
换板30的多个连接器单元21重叠而构成的连接器装置20，各个连接 器单元21中的间距变换板30可以由单层布线板和层数少的多层布线 板构成，可以以高的成品率比较容易地制造这样的布线板，所以能实 现整个晶片检查用电路基板装置11的制造成本的降低。 [探针卡
图22示出根据本发明的探针卡的第1例的结构的说明用剖视图， 该第1例的探针卡10被用来在晶片状态下对在例如晶片上形成的所 有集成电路一并进行各个该集成电路的电气检查，由图l所示的晶片 检查用电路基板装置11和在该晶片检查用电路基板ll的一面(图22 中的上表面)上配置的接触部件39构成。接触部件39由各向异性导 电性连接器40、和在各向异性导电性连接器40上配置的片状探针50 构成。
图23是第1例的探针卡10中的各向异性导电性连接器40的俯 视图，图24是把图23所示的各向异性导电性连接器40的主要部分 放大后示出的说明用剖视图。
各向异性导电性连接器40具有形成有分别在厚度方向上贯穿的 多个开口 42的圆片状框架板41。该框架板41的开口 42与作为检查 对象的晶片上形成的所有集成电路中的形成了被检查电极的电极区 域的图案对应地形成。在框架板41中，在厚度方向上具有导电性的 多个弹性各向异性导电膜43被设置为以分别堵住一个开口 42的方式
被该框架板41的开口边缘部支持的状态。
各弹性各向异性导电膜43的基底材料由弹性高分子物质构成，
具有在厚度方向上延伸的多个连接用导电部44、和由形成在该连接 用导电部44的每一个的周围且使该连接用导电部44的每一个都互相 绝缘的绝缘部45构成的功能部46;该功能部46被配置成位于框架板 41的开口 42内。该功能部46中的连接用导电部44按照与作为检查 对象的晶片上形成的集成电路中的电极区域的被检查电极的图案对 应的图案进行设置。
在功能部46周围形成由框架板41的开口边缘部固定支持的被支 持部48，与该功能部46连续形成为一体。具体来说，此例中的被支 持部48形成为两股，以将框架板41的开口边缘部夹住的方式、以紧 贴的状态进行固定支持。
在弹性各向异性导电膜43的功能部46中的连接用导电部44中， 以在厚度方向上排列的方式进行取向的状态紧密地包含了具有磁性 的导电性粒子P。与之相对，绝缘部45完全不含有或者几乎不含有导 电性粒子P。
另外，图示的例子中，在弹性各向异性导电膜43中的功能部46 的两面上，形成从连接用导电部44及其周边部分所在的地方之外的 表面突出的突出部47。
框架板41的厚度根据其材质而不同，优选为20 600frni，更优 选为40~400阿。
此厚度不足20jim时，使用各向异性导电性连接器40时得不到 必要的强度，容易使耐久性变低，而且得不到可维持该框架板41的 形状的程度的刚性，各向异性导电性连接器40的操作性变低。另夕卜， 当厚度超过600nm时，开口 42上形成的弹性各向异性导电膜43的厚 度过大，难以得到在连接用导电部44上的良好导电性以及在相邻的 连接用导电部44之间的绝缘性。
框架板41的开口 42的面方向的形状和尺寸根据作为检查对象的 晶片的被检查电极的尺寸、间距以及图案而设计。
构成框架板41的材料并没有特别限定，只要是该框架板41不易 变形、具有可稳定维持其形状的程度的刚性的材料即可，例如可以使 用金属材料、陶瓷材料、树脂材料等各种材料，框架板41由例如金 属材料构成时，在该框架板41的表面上也可以形成绝缘性覆盖膜。
构成框架板41的金属材料的具体例子，可以列举例如铁、铜、 镍、钛、铝等金属或者组合这些金属中的两种以上而形成的合金或合 金钢等。
另外，构成框架板41的材料优选使用线热膨胀系数为3xl(T5/K以下的材料，更优选-lxlO—7 lxl(T5/K的，特别优选lxl(T6 8xl(T6/K。 作为这样的材料的具体例子，可以举出因瓦合金(invar)等的 因瓦型合金、埃林瓦合金(elinvar)等埃林瓦型合金、超因瓦合金 (super invar)、科伐合金(covar ) 、 42合金等合金或者合金钢等。 弹性各向异性导电膜43的总厚度(图示的例中为连接用导电部 44的厚度)优选为50 3000nm,更优选为70 2500nm，特别优选为 100 2000nm。当该厚度在50nm以上时，能够可靠地得到具有足够强 度的弹性的各向异性导电膜43。另外，当该厚度在3000nm以下时， 能够可靠地得到具有所需导电特性的连接用导电部43。
突出部47的突出高度的总和优选为该突出部47的厚度的10% 以上，更优选为20%以上。通过形成具有上述突出高度的突出部47， 能够以小的加压力充分压缩连接用导电部44，所以能够可靠地得到良 好的导电性。
另外，突出部47的突出高度优选为该突出部47的最短宽度或者 直径的100%以下，更优选为70%以下。通过形成具有上述突出高度 的突出部47,由于该突出部47在被加压时不会压弯，所以能够可靠 地得到期望的导电性。
另外，被支持部48的厚度(图示的例中为两股部分中的其中一 股的厚度)优选为5~600nm,更优选为10 500nm，特别优选为 20~400,。
另外，被支持部48并不是必须形成为两股状，也可以只固定在 框架板41的一面上。
构成弹性各向异性导电膜43的弹性高分子物质和构成连接用导 电部44的导电性粒子P可以采用作为构成上述第1各向异性导电性 弹性体片22和第2各向异性导电性弹性体片23的弹性高分子物质和 导电性粒子P所例示的物质。
优选地，在功能部46的连接用导电部44中的导电性粒子P的 含有比例以体积分率为10~60%、更好的是15~50%的比例。此比例 不足10%时，有时会得不到电阻值足够小的连接用导电部44。另外，此比例超过60%时，得到的连接用导电部44容易变得脆弱，有时得 不到作为连接用导电部44所必需的弹性。
这样的各向异性导电性连接器40可以由例如日本特开 2002-334732号公报中记栽的方法来制造。
图25是示出第1例的探针卡10中的片状探针50的俯视图，图 26和图27是把片状探针50的接点膜放大后示出的俯视图和说明用剖 视图。
如图28所示，片状探针50具有由形成了多个开口 52的金属构 成的圆形框架板51。该框架板51的开口 52与作为检查对象的晶片上 形成的所有集成电路中的形成了被检查电极的电极区域的图案对应 地形成。
作为构成框架板51的金属，可以使用铁、铜、镍、钛或它们的 合金或合金钢等，但在后面的制造方法中，从容易通过蚀刻处理形成 开口52的角度出发，优选为42合金、因瓦合金、科伐合金等的铁镍 合金钢。
另外，框架板51的线热膨胀系数优选为3xlO-S/K以下、更优选 为-lxlO-7 lxlO力K,特别优选为lxlO'6 8xlO-6/K。
作为构成这样的框架板51的材料的具体例子，可以举出因瓦合 金等的因瓦型合金、埃林瓦合金等埃林瓦型合金、超因瓦合金、科伐 合金、42合金等合金或者合金钢等。
框架板51的厚度优选为10~200nm，更优选为10 150nm。
当其厚度过小时，有时得不到作为支持接点膜的框架板所必要的 强度。另外，其厚度过大时，难以在后面的制造方法中通过蚀刻处理 以高的尺寸精度形成开口 52。
金属膜58隔着接合层59 —体地形成在框架板51的一面上，在 该金属膜58上以堵塞该框架板51的一个开口 52的方式配置并固定多 个接点膜55,由此各个接点膜55隔着接合层59和金属膜58地被支 撑在框架板51上。另外，在框架板51的另一面上，圆形的柱状保持 部件54沿该框架板51的周缘部配置在框架板51的另一面上，且利用
该保持部件54保持框架板51。
金属膜58用与后迷的电极结构体57中的背面电极部57b相同的 材料构成。
另外，作为构成接合层59的材料，可以使用硅酮橡胶类粘接剂、 环氧类粘接剂、聚酰亚胺类粘接剂、氛基丙烯酸酯类粘接剂、聚氨酯 类粘接剂等。
构成保持部件54的材料，可以使用因瓦合金、超因瓦合金等因 瓦型合金、埃林瓦合金等埃林瓦型合金、科伐合金、42合金等低热膨 胀金属材料或者氧化铝、碳化硅、氮化硅等陶瓷材料等。
各个接点膜55具有柔软的绝缘膜56，在该绝缘膜56中，由沿该 绝缘膜56的厚度方向上延伸的金属构成的多个电极结构体57按照与 在作为检查对象的晶片上形成的集成电路的电极区域中的被检查电极 的图案对应的图案，在该绝缘膜56的面方向上相互分离地配置，该接 点膜55被配置成各个电极结构体57位于框架板51的开口 52内。
各电极结构体57的结构为从绝缘膜56的表面露出的突起状的 表面电极部57a与从绝缘膜56的背面露出的板状的背面电极部57b 通过在绝缘膜56的厚度方向上贯通地伸出的短路部57c被连接为一 体。
作为构成绝缘膜56的材料，只要是具有绝缘性的柔软的材料即 可，没有特别限定，可以使用聚酰亚胺、液晶聚合物等的树脂材料或 它们的复合材料，但在后述的制造方法中，从可以通过蚀刻法容易地 形成电极结构体用的贯通孔的角度来看，优选地，使用聚酰亚胺。
作为构成绝缘膜56的其它材料，可以使用网(mesh )或无纺布， 或者在它们中含浸了树脂或弹性高分子物质而得到的材料。作为形成 这样的网或无纺布的纤维，可以使用芳纶纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯 酸酯纤维、尼龙纤维、特富龙(注册商标)纤维等的氟树脂纤维、聚 酯纤维等的有机纤维。通过使用这样的材料作为构成绝缘膜56的材 料，由于即使以小的间距配置电极结构体57，接点膜55整体的柔软 性也不会大幅度降低，所以即使电极结构体57的突出高度和被检查电
极的突出高度有起伏，由于接点膜55具有柔软性也能充分地吸收该起 伏，所以可以可靠地实现对各被检查电极的稳定的电连接。
另外，绝缘膜56的厚度只要不损害该绝缘膜56的柔软性即可， 没有特别限制，但优选为5 150nm，更优选为7 100nm，更优选为 lt) 50nm。
作为构成电极结构体57的材料，可以使用镍、铁、铜、金、银、 钯、钴、鴒、铑或者它们的合金或合金钢等。作为电极结构体57，可 以是整体由单一的金属构成的，也可以是由两种以上的金属的合金或 合金类构成的，或由两种以上的金属层叠而构成的。
另外，在对表面上形成了氧化膜的被检查电极进行电气检查时， 使被检查电极与片状探针50的电极结构体57接触，需要由电极结构 体57的表面电极部57a来破坏被检查电极表面的氧化膜，以实现该 电极结构体57与被检查电极的电连接。因此，优选地，电极结构体 57的表面电极部57a具有可以容易地破坏氧化膜的程度的硬度。为了 得到这样的表面电极部57a，可以将硬度高的粉末物质含在构成表面 电极部57a的金属中。
作为这样的粉末物质，可以使用金刚石粉末、氮化硅、碳化硅、 陶瓷、玻璃等，由于含有适量的这些非导电性粉末物质，可以不损坏 电极结构体57的导电性，而利用电极结构体57的表面电极部57a破 坏形成在被检查电极表面上的氧化膜。
另外，为了容易地破坏被检查电极表面的氧化膜，电极结构体 57中的表面电极部57a的形状可以做成锐利的突起状，也可以在表面 电极部57a的表面上形成微细的凹凸。
在接点膜55上的电极结构体57的间距p根据作为检查对象的晶 片的被检查电极的间距来设定，例如优选为40 250jim，更优选为 40~150阿。
这里，"电极结构体的间距"是指邻接的电极结构体间的中心间 距，且是指最短的距离。
在电极结构体57中，表面电极部57a中的突出高度相对直径R
的比优选为0.2 3，更优选为0.25 2.5。通过满足这样的条件，即使是 被检查电极由于间距小而变得微小，也可以容易地形成与该被检查电 极的图案对应的图案的电极结构体57,可以可靠地获得对该晶片的稳 定的电连接状态。
另外，表面电极部57a的直径R优选为短路部57c的直径r的 1~3倍，更优选为1 2倍。
另外，表面电极部57a的直径R优选为该电极结构体57的间距 p的30 750/。，更优选为40~60%。
另夕卜，背面电极部57b的外径D只要比短路部57c的直径r大且 比电极结构体57的间距p小即可，但优选尽可能地大的，由此，可以 可靠地实现对于各向异性导电性连接器40的稳定的电连接。
另外，短路部57c的直径r优选为该电极结构体57的间距p的 15~75%，更优选为20~65%。
如果说明电极结构体57的具体尺寸，则表面电极部57a的突出 高度从能够实现对被检查电极的稳定的电连接的角度来看，优选为 15~50nm，更优选为15 30μm。
表面电极部57a的直径R是考虑了上述的条件和被检查电极的直 径等而设定的，例如为30 200μm，优选为35 150μm。
短路部57c的直径r从可以获得足够高的强度的角度来看，优选 为10 120μm，更优选为15~100nm。
背面电极部57b的厚度从可以获得足够高的强度且优异的重复 耐久性的角度来看，优选为15 150nm，更优选为20~100μm。
在电极结构体57中的表面电极部57a及背面电极部57b上，根 据需要，也可以形成覆盖膜。例如被检查电极由焊锡材料构成时，从 防止该锡焊材料扩散的观点来看，在表面电极部57a上形成由银、钯、
铑等耐扩散性金属构成的覆盖膜是优选的。
并且，片状探针50以使各电极结构体57中的背面电极部57b 与各向异性导电性连接器40的连接用导电部44对接进行配置，使保 持部件54与晶片检查用电路基板11上的支架14的台阶部14S相卡
合而进行固定。
这样的片状探针50可以由下述方法制造。
首先，如图29所示，准备在由与需要形成的电极结构体57中的 背面电极部57b相同的材料构成的背面电极部用金属箔58A的 一 面上 一体地层叠绝缘膜用树脂片56A而形成的圆形的层叠体55A。
另一方面，如图30所示，制作按照在作为检查对象的晶片上的 集成电路的形成有被检查电极的电极区域的图案形成有多个开口 52 的圆形的框架板51，在该框架板51的一面上沿其周缘部配置保护胶 带60。在此，作为形成框架板51的开口 52的方法，可以利用蚀刻法 等。
然后，如图31所示，在层叠体55A中的背面电极部用金属箔58A 的另一面上形成由例如粘接性树脂构成的接合层59,如图32所示， 粘接设置了保护胶带60的框架板51。然后，如图33所示，在层叠体 55A中的绝缘膜用树脂片56A上按照与需要形成的电极结构体57的 图案对应的图案形成分别在厚度方向上贯通的多个贯通孔57H。在此， 作为在绝缘膜用树脂片56A中形成贯通孔57H的方法，可以利用激光 加工、蚀刻加工等。
然后，用保护胶带(图中省略)覆盖层叠体55A中的框架板51 的背面和开口 52，通过对层叠体55A中的背面电极部用金属箔58A 实施镀覆处理，如图34所示，在绝缘膜用树脂片56A中形成的各贯 通孔57H内形成与该背面电极部用金属箔58A —体地连接的短路部 57c,且形成与该短路部57c —体地连接的、从绝缘膜用树脂片56A 的表面突出的表面电极部57a。然后，从框架板51的背面去除保护胶 带，如图35所示，通过从接合层59中的框架板51的开口 52去除露 出的部分，露出背面电极部用金属箔58A的一部分，通过对该背面电 极部用金属箔58A中的露出部分进行蚀刻处理，如图36所示，形成 分别与短路部57c —体地连接的多个背面电极部57b，由此形成电极 结构体57。然后，通过对绝缘膜用树脂片56A实施蚀刻处理以去除其 一部分，如图37所示，形成相互独立的多个绝缘膜56。由此，在绝
缘膜56上形成配置有在其厚度方向上贯通并伸出的多个电极结构体 57的多个接点膜55。
接着，从框架板51的周缘部去除保护胶带60 (参照图30),然 后通过在框架板51的背面上的周缘部上配置并固定保护部件，获得图 25 27所示的片状探针50。
根据上述第1例的探针卡10，由于具有图1所示的晶片检查用 电路基板装置11，所以能以小的成本制造该探针卡10，且获得高的连 接可靠性。
图38是示出根据本发明的探针卡的第2例的结构的说明用剖视图。
该第2例的探针卡10,用于在晶片状态下对在例如晶片上形成 的集成电路中的一部分集成电路一并进行各个该集成电路的电气检 查，由图19所示的晶片检查用电路基板装置11和在该晶片检查用电 路基板11的一面(图38中的上表面)上配置的接触部件39构成。 接触部件39由各向异性导电性连接器40和在各向异性导电性连接器 40上配置的片状探针50构成。
各向异性导电性连接器40，如图39所示，具有形成有分别在厚 度方向上贯穿的多个开口 42的矩形的板状框架板41。该框架板41的 开口 42与作为检查对象的晶片上形成的集成电路中的例如32个(8 个x4个)集成电路中的形成有被检查电极的电极区域图案对应地形 成。在框架板41中，在厚度方向上具有导电性的多个弹性各向异性 导电膜43被设置为以分别堵住一个开口 42的方式被该框架板41的 开口边缘部支持的状态。各向异性导电性连接器40中的其它结构与 第l例的探针卡10中的各向异性导电性连接器40相同(参照图24)。
片状探针50具有如图40所示的形成有多个开口 52的由金属构 成的框架板51。该框架板51的开口 52与作为检查对象的晶片上形成 的集成电路中的例如32个(8个x4个)集成电路中的形成有被检查 电极的电极区域图案对应地形成。该片状探针50中的其它结构与第1 例的探针卡10中的片状探针50相同(参照图26和27)。
另外，片状探针50可以与第I例的探针卡IO中的片状探针50 一样地制造。
并且，片状探针50使各电极结构体57中的背面电极部57b以与 各向异性导电性连接器40的连接用导电部44对接的方式进行配置， 使保持部件54与晶片检查用电路基板11中的支架14的台阶部14S 卡合而固定。
根据上述第2例的探针卡10，由于具有图19所示的晶片检查用 电路基板装置11，所以能以小的成本制造该探针卡10,且可以获得高 的连接可靠性。
[晶片检查装置
图41是示出根据本发明的晶片检查装置的第l例结构的概况的 说明用剖视图，图42是将第1例的晶片检查装置的主要部分结构放 大后示出的说明用剖视图。该第1例的晶片检查装置用于在晶片状态 下对于晶片上形成的所有集成电路中的每一个一并进行该集成电路 的电气检查例如预烧试验。
第1例的晶片检查装置具有控制器2，用于进行作为检查对象的 晶片6的温度控制、进行晶片6的检查的电源供给、信号的输入输出 控制、检测来自晶片6的输出信号后判断该晶片6中的集成电路是否 良好。如图43所示，控制器2在其下面具有多个输入输出端子3沿 着圆周方向设置的输入输出端子部3R。
在控制器2的下方设置了第1例的探针卡10,晶片检查用电路 基板装置11中的第l基板本体12上形成的各引线电极13被配置成 以与该控制器2的输入输出端子3相对的方式由适当的保持手段保持 的状态。
控制器2的输入输出端子部3R与探针卡10中的晶片检查用电 路基板11的引线电极部13R之间设置了连接器4,通过该连接器4 将晶片检查用电路基板装置11的各引线电极13与控制器2的各输入 输出端子3电连接。图示的例子的连接器4由能够在长度方向上弹性 压缩的多个导电针4A和支持这些导电针4A的支持部件4B构成，导
电针4A被设置成位于控制器2的输入输出端子3与在第1基板元件 12上形成的引线电极13之间。
在探针卡10的下方设置有承载作为检查对象的晶片6的晶片载
g 5。
在上述晶片检查装置中，晶片载台5上放置了作为检查对象的晶 片6，接着从下方对探针卡IO进行加压，其片状探针50的电极结构 体57中的各表面电极部57a与晶片6的各被检查电极7接触，并且， 通过该表面电极部57a的每一个对晶片6的各被检查电极7加压。在 此状态下，各向异性导电性连接器40的弹性各向异性导电膜43中的 各连接用导电部44被晶片检查用电路基板装置11的连接用电极31 和片状探针50的电极结构体57的背面电极部57b夹着，并在厚度方 向上被压缩，由此，该连接用导电部44在其厚度方向上形成导电通 路，其结果，晶片6的被检查电极7与晶片检查用电路基板11的连 接用电极31之间实现电连接。然后，通过晶片栽台5将晶片6加热 到规定温度，在此状态下，对该晶片6中的多个集成电路中的每一个
进行所需的电气检查。
根据上述第1例的晶片检查装置，由于具有上述第1例的探针卡 10,可以实现检查成本的降低，能够对该晶片6进行可靠性高的检查。
图44是示出根据本发明的晶片检查装置的第2例的结构的概况 的说明用剖视图，该第1晶片检查装置用于在晶片状态下对晶片上形 成的多个集成电路中的每一个一并进行该集成电路的电气检查例如 探测试验。
该第2例的晶片检查装置，除了用第2例的探针卡10代替第1 例的探针卡10以外，结构与第1例的晶片检查装置基本相同。
在该第2例的晶片检查装置中，将探针卡10电连接到从晶片6 上形成的所有集成电路中选择出的例如32个集成电路的被检查电极 7，以进行检查，然后，将探针卡IO电连接到从其他集成电路中选择 出的多个集成电路的被检查电极7，以进行检查，通过重复这个工序， 对晶片6上形成的所有集成电路进行探测试验。
根据上述第2例的晶片检查装置，通过第2例的探针卡10,实 现对作为检查对象的晶片6的被检查电极7的电连接，所以能够可靠 地实现对晶片6的良好电连接状态，而且能够稳定维持对晶片6的良 好的电连接状态，因此，在晶片6的探测试验中，能够可靠地进行对 该晶片6的所需的电气检查。
根据上述第1例的晶片检查装置，由于具有上述第l例的探针卡 10，可以实现检查成本的降低，而且能够对该晶片6进行可靠性高的 检查。
本发明并不限定于上述实施方式，如下述，可以有各种变更。
(1) 在图19所示的晶片检查用电路基板装置中，连接器装置 20中的各个连接器单元也可以由第l各向异性导电性弹性体片、在该 第l各向异性导电性弹性体片上配置的复合导电性片、在该复合导电 性片上设置的板状的间隔物部件、在该间隔物部件上配置的第2各向 异性导电性弹性体片、以及在该第2各向异性导电性弹性体片上配置
间距变换板构成(参照图20);也可以由各向异性导电性弹性体片、 和在该各向异性导电性弹性体片上配置的由在表面具有连接用电极 且在背面具有端子电极的布线板构成的间距变换板构成(参照图21)。
(2) 在图22中所示的探针卡10中，晶片检查用电路基板装置 ll也可以是图20所示的结构，也可以是图21所示的结构。另外，在 图37所示的探针卡10中，晶片检查用电路基板装置11也可以具有 上述(1)记载的连接器装置20。
(3 )在探针卡10的各向异性导电性连接器40中，不是必须要 在弹性各向异性导电膜43上形成突出部，弹性各向异性导电膜43的 整个表面也可以是平坦的。
(4)在各向异性导电性连接器40中的弹性各向异性导电膜43 上，除了按照与被检查电极的图案对应的图案形成的连接用导电部44 之外，还可以形成不与被检查电极电连接的非连接用导电部。
(5 )片状探针50可以是具有形成了单一开口的绝缘性片和以堵
住该绝缘性片的开口的方式设置的绝缘膜的结构；也可以是具有形成 了多个开口的绝缘性片和以分别堵住每个开口的方式设置的多个绝 缘膜的结构；或者是具有形成了多个开口的绝缘性片、以堵住该绝缘 性片的一个开口的方式设置的l个或2个以上的绝缘膜、以及以堵住 绝缘性片的2个以上开口的方式设置的1个或2个以上的绝缘膜的结 构。
(6) 作为接触部件，不限于由各向异性导电性连接器和片状探 针构成的平面型接触部件，可以使用悬臂型的接触部件、垂直针型的 接触部件等。
(7) 在图41所示的晶片检查装置或图44所示的晶片检查装置 中，探针卡10也可以具有上述(2 )记栽的晶片检查用电路基板装置。
(8) 使晶片检查装置中的控制器2与晶片检查用电路基板装置 11电连接的连接器4，并不限定于图43所示的连接器，可以使用各 种结构。
权利要求
1.一种晶片检查用电路基板装置，用于在晶片状态下对晶片上形成的多个集成电路进行电气检查，其特征在于具有由在表面具有连接用电极的布线板构成的基板本体、以及在该基板本体的表面上设置的由多个连接器单元重叠而构成的连接器装置；上述连接器装置中的各个连接器单元具有第1各向异性导电性弹性体片、在该第1各向异性导电性弹性体片上配置的复合导电性片、在该复合导电性片上配置的第2各向异性导电性弹性体片、以及在该第2各向异性导电性弹性体片上配置的由在表面具有连接用电极且在背面具有端子电极的布线板构成的间距变换板；上述复合导电性片具有形成有分别在厚度方向上延伸的多个贯通孔的绝缘性片、以及在该绝缘性片的各贯通孔中从该绝缘性片的两面分别突出地设置的刚性导体，各个上述刚性导体在贯通插入在上述绝缘性片的贯通孔中的主干部的两端形成有直径比该绝缘性片的贯通孔的直径大的端子部，且能够相对于该绝缘性片在其厚度方向上移动；上述基板本体的连接用电极和上述间距变换板的连接用电极中的每一个都通过第1各向异性导电性弹性体片、复合导电性片的刚性导体和第2各向异性导电性弹性体片与在正上方配置的间距变换板的端子电极电连接。
2. —种晶片检查用电路基板装置，用于在晶片状态下对晶片上 形成的多个集成电路进行电气检查，其特征在于具有由在表面具有连接用电极的布线板构成的基板本体、以及 在该基板本体的表面上设置的由多个连接器单元重叠而构成的连接器 装置；上述连接器装置中的各个连接器单元具有第l各向异性导电性 弹性体片、在该第1各向异性导电性弹性体片上配置的复合导电性片、 在该复合导电性片上设置的板状的间隔物部件、在该间隔物部件上配 置的第2各向异性导电性弹性体片、以及在该第2各向异性导电性弹 性体片上配置的由在表面具有连接用电极且在背面具有端子电极的布 线板构成的间距变换板；上述复合导电性片具有形成有分别在厚度方向上延伸的多个贯 通孔的绝缘性片、以及在该绝缘性片的各贯通孔中从该绝缘性片的两 面分别突出地设置的刚性导体，各个上述刚性导体在贯通插入在上述 绝缘性片的贯通孔中的主干部的两端形成有直径比该绝缘性片的贯通 孔的直径大的端子部，且能够相对于该绝缘性片在其厚度方向上移动；位置上形成有直径比该刚性导体的端子部的直径大的多个开口；上述基板本体的连接用电极和上述间距变换板的连接用电极都 通过第1各向异性导电性弹性体片、复合导电性片的刚性导体和第2 各向异性导电性弹性体片与在正上方配置的间距变换板的端子电极电 连接。
3. 如权利要求1或2所述的晶片检查用电路基板装置，其特征 在于刚性导体在复合导电性片的绝缘性片的厚度方向上的可移动距 离为5~50阔。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的晶片检查用电路基板装置， 其特征在于第1各向异性导电性弹性体片以及第2各向异性导电性 弹性体片中的每一个都是使表现出磁性的导电性粒子以在厚度方向上 并排取向而形成链的状态且以由该导电性粒子形成的链分散在面方向 上的状态含在弹性高分子物质中。
5. —种晶片检查用电路基板装置，用于在晶片状态下对晶片上 形成的多个集成电路进行电气检查，其特征在于具有由在表面具有连接用电极的布线板构成的基板本体、以及 在该基板本体的表面上设置的由多个连接器单元重叠而构成的连接器 装置;上述连接器装置中的各个连接器单元具有各向异性导电性弹性 体片、和在该各向异性导电性弹性体片上配置的由在表面具有连接用电极且在背面具有端子电极的布线板构成的间距变换板；上述基板本体的连接用电极和上述间距变换板的连接用电极中 的每一个都通过上述各向异性导电性弹性体片与在正上方配置的间距变换板的端子电极电连接。
6. 如权利要求5所述的晶片检查用电路基板装置，其特征在于 各向异性导电性弹性体片是使表现出磁性的导电性粒子以在厚度方向向上的状:含在弹性高分^物质中。， '' '
7. 如权利要求1到6中的任一项所述的晶片检查用电路基板装 置，其特征在于连接器装置是由3个以上的连接器单元重叠而成的。
8. —种探针卡，其特征在于由如权利要求1到7中的任一项 所述的晶片检查用电路基板装置和在该晶片检查用电路基板装置上设 置的接触部件构成。
9. 一种晶片检查装置，其特征在于具有如权利要求8所述的 探针卡。
10. —种复合导电性片，其特征在于，具有形成有分别在厚度方向上延伸的多个贯通孔的绝缘性片；在该绝缘性片的各贯通孔中从该绝缘性片的两面分别突出地设 置的、在贯通插入在上述绝缘性片的贯通孔中的主干部的两端形成有 直径比绝缘性片的贯通孔的直径大的端子部的刚性导体；以及在上述绝缘性片上一体地设置的、在与上述各个刚性导体对应的 位置上形成有直径比该刚性导体的端子部的直径大的多个开口的板状 的间隔物部件，且各个上述刚性导体能够相对于上述绝缘性片在其厚度方向上移动。
11. 一种连接器装置，其特征在于由多个连接器单元重叠而构成，该连接器单元具有第l各向异 性导电性弹性体片、在该第l各向异性导电性弹性体片上配置的复合 导电性片、在该复合导电性片上配置的第2各向异性导电性弹性体片、以及在该第2各向异性导电性弹性体片上配置的由在表面具有连接用 电极且在背面具有端子电极的布线板构成的间距变换板；上述复合导电性片具有形成有分别在厚度方向上延伸的多个贯 通孔的绝缘性片、以及在该绝缘性片的各贯通孔中从该绝缘性片的两 面分别突出地设置的刚性导体，各个上述刚性导体在贯通插入在上述孔的直径大的端子部，且能够-相对于该绝缘性片在其厚度方向上移动； 上述间距变换板的各个连接用电极都通过第l各向异性导电性弹性体片、复合导电性片的刚性导体和笫2各向异性导电性弹性体片与在正上方配置的间距变换板的端子电极电连接。
12. —种连接器装置，其特征在于由多个连接器单元重叠而构成，该连接器单元具有第l各向异 性导电性弹性体片、在该第1各向异性导电性弹性体片上配置的复合 导电性片、在该复合导电性片上设置的板状的间隔物部件、在该间隔 物部件上配置的第2各向异性导电性弹性体片、以及在该第2各向异 性导电性弹性体片上配置的由在表面具有连接用电极且在背面具有端 子电极的布线板构成的间距变换板；上述复合导电性片具有形成有分别在厚度方向上延伸的多个贯 通孔的绝缘性片、以及在该绝缘性片的各贯通孔中从该绝缘性片的两 面分别突出地设置的刚性导体，各个上述刚性导体在贯通插入在上述孔的直径大的端子部，且能够相对于该绝缘性片在其厚度方向上移动;位置上形成有直径比该刚性导体的端子部的直径大的多个开口；上述间距变换板的各个连接用电极都通过第l各向异性导电性弹性体片、复合导电性片的刚性导体和第2各向异性导电性弹性体片与在正上方配置的间距变换板的端子电极电连接。
13. —种连接器装置，其特征在于由多个连接器单元重叠而构成，该连接器单元具有各向异性导 电性弹性体片、和在该各向异性导电性弹性体片上配置的由在表面具上述间距变换板的各个连接用电极都通过上述各向异性导电性 弹性体片与在正上方配置的间距变换板的端子电极电连接。
全文摘要
本发明公开了一种制造成本低、连接可靠性高的晶片检查用电路基板装置、具有该晶片检查用电路基板装置的探针卡和晶片检查装置。该晶片检查用电路具有基板本体、以及在该基板本体上设置的由多个连接器单元重叠而构成的连接器装置；连接器单元具有第1各向异性导电性弹性体片、复合导电性片、第2各向异性导电性弹性体片、以及间距变换板；复合导电性片具有形成有多个贯通孔的绝缘性片、以及在该绝缘性片的各贯通孔中从该绝缘性片的两面分别突出地设置的刚性导体，刚性导体在贯通插入在绝缘性片的贯通孔中的主干部的两端形成有直径比绝缘性片的贯通孔的直径大的端子部，且能够相对于该绝缘性片在其厚度方向上移动。
文档编号G01R1/06GK101346813SQ200680048550
公开日2009年1月14日 申请日期2006年12月20日 优先权日2005年12月22日
发明者原富士雄, 山田大典, 木村浩 申请人:Jsr株式会社