[發明專利]半導體器件測試用接觸開關及其制造方法

有效

• 申請號: 00136410.3
• 申請日: 2000-12-22
• 公開（公告）號: CN1314703A
• 公開（公告）日: 2001-09-26
• 發明（設計）人: 丸山茂幸;松木浩久
• 申請（專利權）人: 富士通株式會社
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66;G01R31/28;G01R31/26
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 王永剛

本發明涉及半導體器件測試用接觸開關，特別是涉及對具有以微細端子并以微細間距配置的端子的LSI進行測試時使用的接觸開關及其制造方法。

在制造LSI等半導體器件時所進行的各種測試中，為給LSI的端子接通電源要使用接觸開關。過去那種用插座連接的半導體器件可以插座當接觸開關來用。然而，在封裝之前芯片裸露狀態下進行測試時，此時的LSI即所謂KGD(Known?GoodDie)或是CSP(Chip?Size?Package)是不使用插座的，所以測試時必須準備專用接觸開關。

近年以來，開發出了將晶片直接封裝形成半導體芯片這樣一種晶片級別封裝技術，它要求對晶片上的復數半導體器件在晶片狀態下進行測試。故此需要開發能夠用于這種測試并且可以廉價制做的測試用接觸開關。

需用接觸開關的測試有老化測試(burn-in)以及象實高速測試這種最終測試。

老化測試由于處理時間長，在晶片級別測試場合必須對晶片上的所有LSI一并測試。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試基板引出來。而該測試基板的端子數量成千上萬。

由于老化測試是把LSI放在高溫(125℃-150℃)環境下進行的，所以要求測試用接觸開關具有耐熱性。但是要使接觸開關能滿足上述要求實在是困難，即便是實現了也是造價高昂而且壽命短。

另外，以晶片狀態進行最終測試階段的實高速測試之際，接觸開關的探針必須要短。也即是說由于探針的長度大約和電感成正比，若探針過長則接觸開關的電感過大，高速測試無法進行。故此實高速測試時使用的接觸開關的探針要盡可能地短。

和老化測試一樣，對復數半導體器件同時進行測試時，眾多探針也要挨近設置。然而要使接觸開關滿足上述要求也是非常難以實現的，即使能夠實現也將是造價非常高的。

圖1所示出的是已有采用異向性導電彈性體的接觸開關的局部剖面圖。如圖1所示，該接觸開關使用異向性導電橡膠2作異向性導電彈性體。形成接觸開關的異向性導電橡膠2配置在被測試的LSI6與測試基板8之間。測試基板8上形成有應與LSI的端子6a電導通的電極端子8a。

再者，配置于異向性導電橡膠2與LSI6之間的膜4是為確保異向性導電橡膠2與LSI6的端子6a之間的接觸而設的。故若能夠保證可靠接觸的話，可以不必設膜4。還有，在圖1中，LSI6的端子6a形成于凹部，但其實未必必須這樣設置，將端子6a設于平面上也是可行的。

異向性導電橡膠2是這樣構成的：只有導電部分2b顯示出導電性，其它部分均呈現絕緣性。故此LSI6的復數端子6a分別與對應的電極8a單獨電連接。在這樣構成下，LSI6的端子6a與測試基板8的電極端子8a之間的接觸壓是由異向性導電橡膠2的彈性來保證的。

上述那種使用異向性導電橡膠的接觸開關構造較單純，在現今晶片級別的測試中經常采用。異向性導電橡膠不但具有電感小的優點，而且還具有當劣化損傷之際可以留下基板上而只更換異向性導電橡膠即可這種長處。

除上述異向性導電材料所構成的接觸開關外，采用觸點的彈簧式接觸開關也很常見。圖2為已有采用彈簧觸點的接觸開關的局部剖面圖。

圖2所示出的接觸開關是將用作探針(觸點)的屈曲的導線10形成于測試基板12上而構成的。導線10譬如可以使用金導線等連接導線。可以采用引線接合法來形成導線10。具體地講即是：將導線10的一端接合于測試基板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。通過把導線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。

上述采用彈性觸點的接觸開關，由于其探針(導線10)的彈性變形范圍達100μm-300μm之大，故可獲得足夠的接觸壓。再者，即便各導線10之間存在一些高低差，也能確保大多數導線與LSI6的端子6a相接觸。再者，其耐久性也明顯好于異向性導電橡膠，可以反復使用十萬次左右。再加上其還具有即使放在老化測試那種高溫環境下也不會劣化的優點。

另外，懸臂式探針卡也屬已有接觸開關之類。它是把由鎢等構成的探針傾斜地設置在測試基板的表面而構成的。這樣的探針較比上述屈曲的導線探針要長許多，也即是通過靠其傾斜設置與長度所產生的繞性能獲得足夠的彈性，可確保接觸壓。

但是，上述采用異向性導電部件的接觸開關尚有(1)彈性變形范圍窄和(2)耐久性差等問題需要解決。

(1)關于彈性變形范圍窄的問題