专利名称：测试插件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测量LSI芯片等半导体器件的各种电气特性的测试插件。
背景技术：
以往的测试插件有称为悬臂型的卧式和称为垂直型的立式。随着近年来LSI芯片的大规模高集成化和测试的多重化，这种卧式测试插件存有不适应同时测量多个芯片的方面。另一方面，立式测试插件，由于可以使用更多的测试插件、测试插件配置的自由度高，因此，它适于同时测量多个芯片。
为了检测半导体器件，要求同时测定多个芯片，近年在这方面使用的测试插件的电极数进一步增多，也要求有电气稳定性高、高性能、高可靠性的测试插件。
因此，以往立式测试插件的结构如图17所示，设有在与测量仪器的电极座相接触的面上有多个第1接触电极4′的第1主面1a′和有依靠配线与第1接触电极通导的第2接触电极5′的第2主面1b′的主衬底1′，设有备有与测量对象物的电极座相接触的多个第5接触电极17′的第2主面2b′、有依靠配线与第5接触电极17′通导的第4接触电极16′的第1主面2a′的间隔变换器2′，在主衬底1′和间隔变换器2′之间安装有支承衬底25；设有穿过支承衬底并弯曲成弓形等形状的连接卡7′，连接卡7′的一侧的前端部与主衬底1′的第2接触电极5′接触，另一侧的前端部与间隔变换器2′的第4接触电极16′接触。
然而，这种测试插件采用了设有主衬底1′、间隔变换器2′、使该二者相对的电极间通电的连接卡7以及固定连接卡7的支承衬底的结构，因此，作为通电吸附点至少保持有两处主衬底1′的第2主面与连接卡7的一侧的前端部、以及间隔变换器2′的第1主面与连接卡7′的另一侧的前端部的接触部位，作为整体存有易产生通电不良的问题。
发明专利内容因此，本发明在于解决以往测试插件所存在的课题，提供以能够抑制电极间导电不良的产生、具有高电接触稳定性、高可靠性为目的的测试插件。
为实现上述目的，本发明的测试插件一测定测量对象物的各项电气特性的测试插件，由有与测量仪器接触的第1连接电极的主衬底、有与上述第1连接电极通电的多个通孔并与上述主衬底连接的副衬底、以及在一个主面上设有能插入上述通孔、可能装卸的连接卡并在另一主面上设有与上述连接卡通电且与测量对象物接触的多个测头的间隔变换器组成。
而且，主衬底与间隔变换器之间形成能够拆卸的结构。进而，主衬底在结构上设有装有第1连接电极的第1主面和装有依靠配线与第1连接电极导电的第2连接电极的第2主面，在该第2主面与备有与第2主面相对的通孔的副衬底的第1主面之间设有电气接触的导体。
同时，采用如下结构主衬底在备有第1连接电极的第1主面上铺设可抑制主衬底变形的加强板。而且，连接卡与副衬底上插入连接卡的通孔之间，在通孔内保持弹性接触。它由备有与测量仪器接触的第1连接电极的主衬底、备有与上述第1连接电极通电的多个通孔并与上述主衬底连接的副衬底、在另一个主面上设有与测量对象物接触的多个测头并设有与测头通电的多个通孔的间隔变换器、以及一端安装在间隔变换器的通孔内并能拆卸、另一端安装在副衬底的通孔内并能拆卸的连接卡构成。而且，间隔变换器采用分成多个单元的结构。
附图中图1为表示本发明实施例的断面结构的简图，图2为表示本发明实施例的断面结构原理的详图，图3为表示本发明实施例的断面结构的局部简图，图4为表示本发明实施例中主衬底与副衬底的连接状态的局部简图，图5为表示本发明实施例中主衬底与副衬底的其他连接状态的局部简图，图6为表示本发明实施例中连接卡的放大图，图7为表示本发明实施例中其他连接卡连接状态的局部简图。
图8为表示本发明实施例中连接卡连接状态的局部简图，图9为表示本发明中副衬底的其他实施例的简图，图10为表示本发明实施例中其他连接卡连接状态的局部简图，
图11为表示本发明实施例中其他连接卡连接状态的局部简图，图12为表示本发明实施例中其他连接卡连接状态的局部简图，图13为表示本发明实施例中连接卡连接状态的局部放大简图，图14为表示本发明实施例中连接卡连接状态的局部简图，图15为表示本发明的其他实施例的断面结构的简图，图16为表示本发明实施例中其他加强板的局部简图，图17为表示以往的测试插件的局部断面结构的简图。
符号说明A测试插件1、1′ 主衬底2、2′ 间隔变换器3副衬底4、4、4′第1连接电极5、5、5′第2连接电极6、6 测头7、7 连接卡8加强板8a、8b 加强板的独立构件9通孔10 定位架13 导体15、15 第3连接电极16、16、16′第4连接电极17、17 第5连接电极20 接触部21 支持部22 限位器23 端子部24 间隔变换器的通孔25 支承衬底
26 内触头27 顶端部31 第1副衬底32 第2副衬底33 第6连接电极319第1副衬底用通孔329第2副衬底用通孔具体实施方式
下面，根据附图就本发明的实施例做一说明。
如图1或图3所示，测试插件A由备有与测试仪等检测用仪器(图中省略)接触的第1连接电极4的主衬底1、备有与上述第1连接电极通电的多个通孔9的副衬底3、插入上述通孔9并可能装卸的连接卡7、在一个主面2a上装有连接卡7且在另一主面2b上设有与作为测量对象物的IC芯片等半导体器件(图中省略)接触的多个测头6的间隔变换器2、以及将该间隔变换器2安装在主衬底1上并能拆卸的定位架10组成。
如图1或图3所示，主衬底1在第1主面1a上装有与检测用测量仪器通电的第1连接电极4、4，而且在第2主面1b上装有与下述副衬底3通电的多个第2连接电极5、5，通过主衬底内的配线使该第2连接电极5与第1连接电极4导电。
主衬底1从第2主面1b的相邻间隔窄的第2连接电极间向第1主面1a的相邻间隔宽的第1连接电极间变换，在相当于测量仪器的电极间的宽间隔内配置第1主面1a的第1连接电极。
在主衬底的第1主面1a上装有加强板8。
主衬底1会吸收因与主衬底1的第1主面1a接触的测量仪器的接触压力变化所引起的电气接触不稳定而产生的热量，由于主衬底1的热膨胀差造成主衬底1变形呈弯曲形状、引起导电不良。设置该加强板8是为了消除这种不正常情况。
该加强板8最好能够尽量抑制主衬底1的变形，因此，也可如图16所示那样，可以在主衬底1的第1主面1a上设置多个独立的构件8a、8b，即使主衬底1的侧端产生变形，主衬底1的中间也可保持平面。而且，也可将多个独立的构件分别采用不同的材料，以便更有效地抑制主衬底1的变形。
如图1或图3所示，副衬底3设有与主衬底1的第2主面1b相对的第1主面3a和与后述间隔变换器2的第1主面2a相对的第2主面3b，该第1主面3a和第2主面3b之间设有多个通孔9、9。
该通孔9在第1主面3a和第2主面3b之间用导电性镀层贯通，与装在第1主面3a上的第3连接电极15导通。
副衬底3在其第3连接电极15与主衬底1的第2连接电极5之间，用焊锡、导电性树脂等导体固定；该主衬底1的第2主面1b与相对的副衬底3的第1主面3a之间导体以外部分，填充衬底粘接用树脂构件14。从而，副衬底3在与主衬底1通导的同时又连成一体。
如图1或图3所示，间隔变换器2设有与副衬底3的第2主面3b相对的第1主面2a和装有与高密度半导体器件连接的电极座(图示省略)接触的多个测头6、6的第2主面2b。
间隔变换器2的第1主面2a上装有多个第4连接电极16、16，后述连接卡7钎焊在该第4连接电极16上。间隔变换器2的第2主面2b上装有多个第5连接电极17、17，测头6钎焊在该第5连接电极17上。
通过间隔变换器2内的配线使该间隔变换器2的第4连接电极16与第5连接电极17通电。
间隔变换器2的多个相邻的测头6之间，应与半导体器件的电极座(图示省略)的窄间隔相对应。
也可如后述图15所示那样，该间隔变换器2做成单元型，能够及时修正导电不良等不合格部位和更换单元。
安装在间隔变换器2上的连接卡7朝向副衬底3的通孔9内，穿通并拆卸自由，如后述图6或图8及图10、图12或图13所示，与备有导电性电镀层的通孔9、24内部保持弹性接触。而且，也可如后述图11所示那样，连接卡7的另一端不钎焊在间隔变换器2上，而保持弹性接触。
上述副衬底3的另一种实施例如图9所示，可采用如下结构副衬底3由第1副衬底31、第2副衬底32两层构成，副衬底31、32上分别错开位置设置第1副衬底用通孔319、第2副衬底用通孔329，通过第6连接电极33使第1副衬底用通孔319与第2副衬底用通孔329通导。
第1副衬底用通孔319与副衬底的第3连接电极15通电，该第3连接电极15与主衬底1的第2连接电极5通过焊锡、导电性树脂等导体13固定并导通。该第2连接电极5依靠主衬底1内的配线与第1连接电极4导通。
而且，在间隔变换器2的第2主面2b上装有第5连接电极17，测头6钎焊在该第5连接电极17上。并且，在第2副衬底用通孔329内电气连接的后述连接卡7的端子部23在间隔变换器2的通孔内贯通，钎焊在第5连接电极17上。该副衬底3由第1副衬底31、第2副衬底32两层构成，但是也可由三层以上多层构成。
这样将副衬底3做成两层以上，通过使各层副衬底内的通孔错开位置，当从主衬底1的第1连接电极4向间隔变换器2的测头6变换间隔时，可以将副衬底3内按第2间隔变换、第3间隔变换进行两极变换；因此，与藉助一个直接的通孔、从主衬底1进行间隔变换相比，可以将主衬底1的集中配线分散于副衬底，可以减轻主衬底1的配线负载。
如图1所示，将间隔变换器2安装在主衬底1上并能拆卸的定位架10，由旋紧固定在主衬底1的螺钉11、抑制间隔变换器2变形的弹簧12、12组成。由于加在与测量对象物的电极座(图示省略)接触的测头6上的接触压力变化引起电气接触不良，由此产生的热量被间隔变换器2吸收，间隔变换器2因热膨胀差而变形呈弯曲状、引起导电不良。该弹簧12的作用就是为了消除这种不正常情况。
这样，如从间隔变换器2一侧旋转螺钉11的螺钉头并从主衬底1上取下，就可简便地分开与副衬底3结合成一体的主衬底1和间隔变换器2，也可更换间隔变换器2上的不合格连接卡。并且，反之，只要反向旋转螺钉11，就可方便地组装间隔变换器2和主衬底1。
下面，就图4及图5说明主衬底1和副衬底3的连接状况。
主衬底1和副衬底3的连接状况如图4所示，与副衬底3的有导电性镀层的通孔通电的第1主面3a的第3连接电极15与主衬底1的第2主面1b第2连接电极5之间用焊锡、导电性导体13固定，导体部分外的副衬底3和主衬底1之间导体以外部分填充衬底粘接用树脂构件14，从而连成一体。
按从副衬底3的第1主面3a的窄间隔的相邻电极间向主衬底1的第1主面3a的宽间隔的相邻电极间变换、配置的通电区域，通过主衬底1和副衬底3得以固定。从而，主衬底1和副衬底3的连接，可以抑制通电不良、保持良好的接触稳定性，减少通电吸附点。
如图5所示那样，也可在与副衬底3上设有导电性镀层的通孔9通电的第1主面3a的第3连接电极15与离开副衬底3通孔位置的主衬底1的第2主面1b第2连接电极之间用导体13固定。
连接卡7是通过刻蚀、冲压等加工方式加工成U字型或V字型形状，如图6所示，它由在副衬底3内保持弹性接触的接触部20、支撑接触部的支持部21、在支持部的端部限制支持部过多进入通孔9的限位器22以及钎焊在间隔变换器2的第4连接电极16的端子部23组成。
该连接卡7如图3所示，将接触部20及支持部21插入通孔9内，该接触部20可以与有导电性镀层的通孔内壁接触，形成可能导电的状态。当然，如果取下间隔变换器2，就可从通孔9拔下连接卡的接触部及支持部。
图7中的连接卡7，其接触部20为双层结构，与上述的接触部相比，在副衬底3的通孔9内的弹性接触能更牢靠、耐久性也更优。
还有，图8表示连接卡7的端子部23的固定结构，连接卡7的端子部插入设在间隔变换器2的通孔24内，钎焊在间隔变换器2的第5连接电极17上，导电性好、连接卡7固定得更牢固。
而且，图10中的连接卡7的接触部20分为双层，它的端子部23与上述图8一样，插入设在间隔变换器2的通孔24内，钎焊在间隔变换器2的第5连接电极17上，导电性好、连接卡7固定得更牢固。
还有，图11为除连接卡7的接触部20外端子部23也保持弹性接触的结构，连接卡7的接触部20与支持部21与上述图8一样，插入副衬底3的通孔内，使接触部20在通孔内保持弹性接触；以使端子部23插入设在间隔变换器2的通孔24内，端子部与该通孔24内壁保持弹性接触。以此，间隔变换器2与连接卡7之间不进行钎焊，也可简便地拆卸间隔变换器2与连接卡7。
而且，此时，通过设定副衬底3一侧的连接卡7的接触部20的弹簧压力和与设在间隔变换器2的通孔24接触的连接卡7的端子部的弹簧压力之间的差，当从副衬底3拆卸间隔变换器2时，可以选择留住连接卡7的构件。也就是说，通过设定使副衬底3一侧的弹簧压力大于间隔变换器2一侧的弹簧压力，当拆卸间隔变换器2时连接卡7一定留在副衬底3一侧，连接卡7就不会从副衬底3和间隔变换器2的两个通孔9、24脱落(若设定得间隔变换器2一侧的压力大，则连接卡7会留在间隔变换器2一例)。
还有，图12及图13为直线卡结构的连接卡7，尖的内触头26装在副衬底3的通孔9内，连接卡7顶端贯通内触头26时，则与该内触头26的顶端27保持弹性接触。该有导电性镀层的通孔9与内触头26之间通电。该直线型连接卡与内触头26的连接，通电性好，作为直线型连接卡能够更顺畅地插拔。
进而，图14与图12一样，是直线型连接卡与内触头26的连接，但是线型卡是通过插入设在间隔变换器2的通孔24、钎焊在间隔变换器2的第5连接电极17上得以固定的，导电性好、连接卡7固定得更牢靠。
图15为本发明的另一实施例—单元型结构的间隔变换器2，副衬底3与主衬底1连成一体，装有可插入该副衬底3的通孔9内的连接卡7的间隔变换器2分成多个单元。
由于该间隔变换器2划分成多个单元，可以及时修正导电不良等不合格部位和更换单元，因此，在测量多个半导体器件时，能进一步提高可靠性。
以上就本发明的代表性实施事例做了说明，但是，本发明并非仅限定于这些实施事例的结构；只要具备本发明所述的构成条件且能实现本发明的目的、在具备以下效果的范围内，就可以做适当的变更加以实施。
发明的效果由上述表明，本发明所述的测试插件的结构由备有与测量仪器接触的第1连接电极的主衬底、备有与上述第1连接电极通电的多个通孔并与上述主衬底连接的副衬底、在一个主面上设有能插入上述通孔、可能装卸的连接卡并在另一主面上设有与上述连接卡通电且与测量对象物接触的多个测头的间隔变换器构成；因此，从窄间隔的相邻电极间向较宽间隔的相邻电极间变换、配置的通电区域，通过主衬底和副衬底得以固定，从而，每次检查无须担心主衬底和副衬底的导电不良情况，可以只考虑副衬底与间隔变换器间的连接卡接触所引起的通电情况，从而，可靠性高、能够方便地发现通电不良部位，维修管理也更简便。
而且，主衬底与间隔变换器配置成能够拆卸的结构，因此，可以更换安装在间隔变换器上的不合格连接卡。
进而，主衬底备有设有第1连接电极的第1主面和设有依靠布线与第1连接电极导通的第2连接电极的第2主面，该第2主面与设有和第2主面相对的通孔的副衬底的第1主面之间采用设有通电导体的结构，从副衬底的第1主面的窄间隔的相邻电极间向主衬底的第1主面的宽间隔的相邻电极间变换、配置的通电区域，通过主衬底和副衬底得以固定，因此可以抑制导电不良情况，接触稳定性良好、并可减少通电吸附点。
而且，主衬底采用在有第1连接电极的第1主面上铺设可抑制主衬底变形的加强板的结构，因此，可以消除主衬底弯曲变形引起的导电不良、电气接触不稳定情况。
而且，连接卡与插入连接卡的副衬底的通孔，采取在通孔内弹性接触的结构，因此，连接牢固，可以抑制通导不良现象。
由于采用备有与测量仪器接触的第1连接电极的主衬底，备有与上述第1连接电极通电的多个通孔并与上述主衬底连接的副衬底，在另一主面上设有与测量对象物接触的多个测头并有与测头通电的多个通孔的间隔变换器，以及一端安装在间隔变换器的通孔内并能拆卸、另一端安装在副衬底的通孔内并能拆卸的连接卡组成的结构，因此，连接牢固、可以抑制导通不良现象。
并且，由于采用将间隔变换器分解成多个单元的结构，因此，对于间隔变换器的局部不合格，不必更换整个间隔变换器，靠更换单元就可完成；可以达到力求大幅削减经费等明显的效果。
权利要求
1.一种具有如下特点的测试插件在测定测量对象物的各项电气特性的测试插件上安装有备有与测量仪器接触的第1连接电极的主衬底、备有与上述第1连接电极通电的多个通孔并与上述主衬底连接的副衬底、以及在一个主面上设有能插入上述通孔、可以装卸的连接卡并在另一主面上设有与上述连接卡通电且与测量对象物接触的多个测头的间隔变换器。
2.权利要求1所述的测试插件，上述副衬底与间隔变换器配置得能够拆卸。
3.权利要求1或权利要求2所述的测试插件，上述主衬底备有设有第1连接电极的第1主面和设有依靠配线与第1连接电极导通的第2连接电极的第2主面，该第2主面与设有和第2主面相对的通孔的副衬底的第1主面之间设有电气连接的导体。
4.权利要求1或权利要求3所述的测试插件，上述主衬底在备有第1连接电极的第1主面上铺设可抑制主衬底变形的加强板。
5.上述连接卡与副衬底上插入连接卡的通孔之间，在通孔内保持弹性接触的权利要求1或权利要求4所述的测试插件。
6.一种具有如下特征的测试插件，它安装有备有与测量仪器接触的第1连接电极的主衬底，备有与上述第1连接电极通电的多个通孔、并与上述主衬底连接的副衬底，在另一个主面上设有与测量对象物接触的多个测头并设有与测头通电的多个通孔的间隔变换器，一端安装在间隔变换器的通孔内并能拆卸、另一端安装在副衬底的通孔内并能拆卸的连接卡。
7.权利要求1或权利要求5或权利要求6所述的测试插件，上述间隔变换器分成多个部分。
全文摘要
本发明涉及一种能够拆卸、组装构成测试插件的构件，同时，可以抑制电极间发生的导通不良现象，具有的高电接触稳定性、高可靠性。测定测量对象物的各项电气特性的测试插件的结构是安装有在其表面上装有与测量对象物的电极座接触的多个测头、而且在其与该测头相对的一侧上备有多个连接卡的间隔变换器，备有与测量仪器的电极座接触的多个第1连接电极的主衬底，在该主衬底与间隔变换器插入连接卡且备有与第1连接电极通电的多个通孔的副衬底；该副衬底与主衬底连接成一体。
文档编号G01R31/26GK1573337SQ200410048729
公开日2005年2月2日 申请日期2004年6月10日 优先权日2003年6月19日
发明者佐藤勝彦, 森亲臣, 中岛雅成 申请人:日本电子材料株式会社