用於進行電測試的布線基板及其製造方法

2023-05-29 08:51:51

專利名稱：用於進行電測試的布線基板及其製造方法
技術領域：
本發明涉及用於進行電測試的布線基板及其製造方法，這種電測試用布線基板用於對印刷布線、集成電路用基板、液晶顯示用布線板等高密度布線或對半導體器件的導通電阻檢查的電學檢測等等。
隨著半導體器件的高集成化和半導體器件的表面裝配高密度化，對這些器件和實裝基板的測試將變得極其困難。例如，在半導體器件中在幾個毫米平方的矽片上要有幾十到幾百個電極接線端，據說還將會出現超過1000個電極接線端的矽晶片，這些器件的測試極其困難。特別是對矽晶片封裝(裝到引線支架上並包封好)之前的所謂的裸片，其測試很難，即便是有可能，但因其測試夾具複雜，測度費用昂貴，一般情況下也不適用。
另外，對用於進行安裝的布線基板來說，隨著向微細布線化的發展，在布線間距小於0.1mm的情況下，電極間距也要和半導體器件一樣變成小於0.1mm。像這樣的布線基板，在進行絕緣和連線檢測時，應用那些暫時把電極部位接上和卸下的一般性方法，例如，應用壓上各向異性導電性橡膠之類的方法(特開昭54-3269公報)，是不能測試的。
本發明是在這樣的背景下，提供一種易於對半導體器件和布線基板等(稱作被測器件)進行測試的電測試用布線基板。
本發明的電測試用布線基板由絕緣基板、埋於絕緣基板中的規定圖形的布線(這種布線將成為把凸出電極連接到外部測試儀器上去的引出線)，以及設於此布線上與被測器件的電極相接觸的凸出電極組成。
本發明的電測試用布線基板可用下述方法製作。
製造方法的一個例子包括下述工藝步驟在長銅箔(20-10μm)上已形成鎳薄層(0.1-10μm)的臨時基板上形成規定圖形的布線;把該布線與樹脂層進行疊層，把布線埋於絕緣基板中;把臨時基板的一部分(即，將成為與被測器件的電極相接觸的凸出電極的地方)留下，把除此之外的那部分導電性臨時基板去掉，或根據需要把凸出電極部分留下，把除此之外的規定圖形的布線用絕緣層(表面絕緣層)覆蓋起來。
在上面的敘述中，把臨時基板的一部分，即把將成為與被測器件的電極相接觸的凸出電極部分留下，把除此之外的導電性基板去掉的工藝步驟如下。
在臨時基板的銅箔表面上，在將要形成凸出電極的地方形成抗蝕劑然後腐蝕銅箔。對銅箔的腐蝕在碰到鎳薄層處就停了下來，不腐蝕規定圖形的布線(銅)。用其它腐蝕液除掉去掉抗蝕劑而露出來的鎳薄層。
要想高密度、高精度地形成凸出電極，通過使用薄到20-30μm的臨時基板的銅箔就可辦到。銅箔變厚的話在用腐蝕法形成凸出電極時側蝕(鑽蝕)將變大，不可能形成高密度、高精度的凸出電極。在這種情況下，要在薄的銅箔表面上形成阻鍍層。然後用鍍膜法在將要形成凸出電極的地方進行鍍膜以增加厚度，然後剝離掉阻鍍層，在電鍍形成了凸出電極的地方形成抗蝕劑，用腐蝕法除掉薄銅箔，然後再用別的腐蝕液除去鎳薄層，這樣也可形成凸出電極。
製造方法的另一個例子包括如下工藝步驟在臨時基板上形成規定圖形的布線;將該布線與樹脂層進行疊層;把線埋於絕緣基板中;在不損傷已形成的規定圖形布線的情況下除掉臨時基板(用銅腐蝕液除掉臨時基板的銅箔之後，用鎳腐蝕液腐蝕去掉鎳薄層);在先塗上或疊層上可以光學成像(photo image)的絕緣材料，然後進行曝光、顯影，以在除了與被器件的電極相接觸的凸出電極的地方之外形成由阻鍍層構成的絕緣層(表面鈍化層);用電鍍法形成凸出電極。
在絕緣層上形成光學圖像的工藝可以用準分子雷射施行。凸出電極最好電鍍成超出光學成像材料的厚度。
光學成像材料，可以使用屬於無電解電鍍用感光性抗蝕劑的材料。例如橡膠-酚醛樹脂-環氧樹脂;
環氧樹脂光引發劑(如芳香族翁鹽等);
芳香族聚疊氮化物(aromafic polyazide compound)(如3，3′-二疊氮基二苯碸，4，4′-二疊氮基芪、4，4′-二疊氮基查耳酮，和
3，3′-二甲氧基-4，4′-二疊氮基聯(二)苯等)。
在上面的敘述中說明了腐蝕除掉臨時基板的銅箔和鎳薄層的情況，但也可以在腐蝕掉銅箔之後，用先塗上或層疊上可以光學成像的絕緣材料，然後曝光、顯影的方法形成阻鍍層，然後用電鍍的辦法來形成凸出電極。這時電鍍的供電可用鎳薄層進行。凸出電極形成後，腐蝕除去鎳薄層。
下面結合


本發明。
圖1是本發明的電學測試用布線基板的剖面圖(圖2的Ⅰ-Ⅰ線)。
圖2是本發明的電學測試用布線基板的平面圖。
圖3-12是表明本發明的測試用布線基板製作工藝的剖面圖。
圖1給出了本發明的電測試用布線基板的剖面圖。其中，1為與被測器件的電極相接觸的凸出電極，2為將成為凸出電極引出線的規定圖形的布線，3為絕緣(表面鈍化)層，4為樹脂層，5為形成絕緣基板的透明基板，6為把引出線與外部測定儀器相連的接線端子。圖2是本發明的電測試用布線基板的平面圖。
圖1是圖2的Ⅰ-Ⅰ′線剖面圖。圖1和圖2的規定圖形布線及凸了電極等都被放大。
本發明的電測試用布線基板是這樣構成的先形成根據被測器件等的電極配置而形成的凸出電極，然後再用導線引到外部來。應用本發明的電測試用布線基板，即使器件等的電極間距很小，也可以很好地形成凸出電極，而且，即使要進行測試的電極不僅配置在器件等的四邊上，還配置在內部，採用微細的布線導線，也可以引出到外部來。就是說，當電極間距為0.1mm左右時，在其間通過的布線寬度就要小於0.03mm，但如應用本發明的布線複製法，就可以很好地形成通往外部的引出線(規定圖形的布線)。
因為用布線複製法製得的布線平坦，故不論是用腐蝕法還是用電鍍法製作凸出電極都很容易。就是說在用腐蝕法製作時，假定臨時基板是可以用腐蝕法加工的基板，把臨時基板腐蝕加工成所需的形狀，就可以容易地製作凸出電極。如用電鍍法，則在用光刻膠等形成所需形狀的圖形後，通過鍍膜就可以形成任意所需形狀的凸出電極。
由於布線複製法還可以自由選擇基板，故倘選擇例如透明玻璃基板5或樹脂基板，則可以得到可以從背面辨認布線圖形的基板。若選用這種可從背面辨認的基板，就極易和被測器件進行位置對準。
應用本發明的電測試用布線基板，就可以使作為規定圖形布線2的凸出電極1的引出線的長度變為等長，或者把其引出線設計成傳送線路。
本發明中，通過在凸出電極的頂端形成導電性聚合物層使被測器件的電極和布線不致受到損傷。
下邊說明不明顯降低金屬導電性的條件下;用導電性聚合物塗敷由金屬形成的凸出電極頂端的方法。
1.把導電性聚合物或導電性聚合物與其他樹脂的混合物有選擇地塗敷於電極1的頂端。
(1)把導電性聚合物(未摻雜)，例如，聚噻吩(polythiophene)，聚吡咯(polypyrrole)，聚乙烯，聚苯次亞乙烯(polyphenylenevinylene)，或者把導電性聚合物(未摻雜)與其他樹脂(高彈體等)，例如橡膠、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、酚醛樹脂或環氧樹脂等的混合物溶於適宜的溶劑，通過使浸於電極上的這種溶劑揮發而塗敷於電極上。之後，把各種摻雜劑，例如氯化鐵、碘、氟化磷(PF5)、氯化鈦(RiCl4)等摻雜進去。
(2)把電極浸泡於導電性聚合物單體和摻雜物的混合溶液中，用電解聚合法形成導性聚合物。
(3)把塗敷有樹脂(高彈體等)，例如，橡膠、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、酚醛樹脂、環氧樹脂等的電極浸泡於導電性聚合物單體與摻雜物的混合溶液中，在用電解聚合導電性聚合物的同時使之浸透樹脂層，形成導電性聚合物複合膜。
(4)把塗敷有聚合物陽離子膜(這種聚合物具有次硫酸基、羧基等的極性基)，或者塗敷有聚合物陽離子與樹脂(高彈體等)，例如橡膠、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、酚醛樹脂、環氧樹脂等的混合物膜的電極浸泡於導電性聚合物單體的溶液中，在用電解聚合法使導電性聚合物聚合的同時，使之浸透塗敷層，以形成導電性聚合物膜。
(5)把混合有氧化劑的樹脂(高彈性等)例如橡膠、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、酚醛樹脂、環氧樹脂等塗敷於電極上，通過使之暴露於導電性聚合物單體蒸汽中，一邊進行聚合一邊把聚合體浸透塗敷層以形成導電性聚合物複合膜。
2.把導電性聚合物膜或導電性聚合物複合膜用作腐蝕臨時基板時的抗蝕劑，在電極上進行選擇性塗敷的方法。
(1)把導電性聚合物(未擇雜)，例如聚噻吩等其中導入了具有可進行光聚合的乙烯性雙結合鍵的基的物質，或者把導電性聚合物(未摻雜)與其他樹脂(高彈體)等的混合物溶於合適的溶劑中。在臨時基板上形成膜之後，通過圖形掩模照射紫外線並進行顯影，從而得到形成了抗蝕劑圖形的導電性聚合物膜。之後，進行各種雜質的摻雜。以這種導電性聚合物膜為抗蝕劑，對臨時基板進行腐蝕，使之形成塗敷有導電性聚合物的凸出電極。
(2)嚮導電性聚合物(未摻雜)中混合進行光致交聯的樹脂，再用2.(1)的方法形成由導電性聚合物膜所塗敷的凸出電極。上述可進行光致交聯的樹脂有，例如，烷基(偏)丙烯酸脂和(偏)丙烯酸的共縮合物、四甘醇和二苯甲酮(光引發劑)的組成物，以及酚醛樹脂和正萘醌疊氮化物的組成物等。
(3)形成導電性聚合物(未摻雜)膜或導電性聚合物(未摻雜)與其他樹脂的混合物膜，然後進行摻雜。在此膜上塗敷上感光性抗蝕劑並形成膜、用光(紫外或可見光)介以圖形掩模進行照射，然後顯影形成抗蝕劑圖形。接著，以此抗蝕劑圖形為掩模，腐蝕基底的導電性高分子膜以複製圖形。再以此導電性聚合物膜為抗蝕劑腐蝕臨時基板、除去感光性抗蝕劑，形成由導電性聚合物膜所塗敷的凸出電極。
(4)把導電性聚合物(未摻雜)或導電性聚合物(未摻雜)與其他樹脂的混合物和用光產生摻雜劑的化合物(例如三苯基碘四氟基硼)溶解於適當的溶劑中。在形成膜之後，介以圖形掩模照射紫外光，僅對光照射部分進行摻雜，使之不溶化，接著得到通過顯影形成了圖形的導電性聚合物膜。接下來，應用2(1)的方法形成塗敷有導電性高分子的電極圖形。
關於在凸出電極形成後形成導電性聚合物層的情況，用圖3-圖12來講解本發明的一個實施例。
使用數字11所示的厚度為35-70μm的電解銅箔和用數字12所示的厚度為0.1-0.5μm的鎳層所構成的2層箔。在此鎳箔表面上覆蓋以光刻膠13薄層。使用的光刻膠是，例如，日立化成工業株式會社的產品，商品名稱為HN350。此後，用累記曝光量125-130mJ/cm2的曝光顯影，形成含有規定圖形的負像。圖形的負像形成在數字13所示的光刻膠層上。以11和12為電極，鍍銅形成圖形的正像(圖3)。剝掉光刻膠後，圖形的正圖像用14來表示(圖示)。
此後，用衝孔法開直徑為5mm的孔15(圖5)。
用任意一種樹脂把在圖5中形成的箔上的鍍銅圖形14埋起來(布線複製法)。這時，為了要除掉圖形間的異物和油脂，把圖形的整個表面浸泡於Neosundep(Nihon Maruseru 公司制)中進行洗淨。為了確保剝落(peel)強度，要進行圖形化的銅的氧化處理和氧化銅的還原處理，以形成粗糙面。此後，在24小時以內，介以用數字16表示的熱固性玻璃環氧樹脂預成型料，和用於防止中間工藝引起的撓曲的35μm厚的電解銅箔17一起進行真空壓制(圖6)。此後，開直徑3.15mm的鑽孔(第一個導孔)(圖7)。
為了能以良好的位置精度腐蝕載體11，要把示於14′的直徑4mm的引導標誌製作得可以從載體那一側看得見。首先，為了要除掉在圖6中製作的金屬在載體一側的氧化處理、還原處理得到的層，要用拋光研磨進行表面修整。之後，形成光刻膠薄層，並把沿該引導標誌表面所取的圓形圖形製成負像。在曝光顯影之後，用鹼性腐蝕劑腐蝕銅。此時，鎳層12未被腐蝕。因此，防止了埋在下面的銅圖形遭到腐蝕。此後，用Meltex公司生產的進行鎳腐蝕用的A液、B液、雙氧水溶液除掉鎳。剝離掉抗蝕劑之後(圖8)，以開有窗孔的引導標誌的圖形14′為基準，開NC孔。把此孔19作為第二引導孔，用於對準以下的標誌位置(圖9)。
首先要通過拋光使得結構的表面平整，以確保光刻膠密切附著。形成光刻膠薄層後，以第二引導孔19為位置對準標誌製成負像。在曝光和顯影后，和圖8一樣腐蝕銅、腐蝕鎳並除去光刻膠。如果控制載體11上的銅的厚度，就可以得到任意截面均側蝕很少的凸出電極20(圖10)。通過鍍鎳和鍍金形成凸出電極20和複製布線圖形14。鍍層21的理想厚度是鎳層2-6μm，鍍金層為0.1-7μm。在外形加工之後，就製得了具有規定的引出布線和電極(布線圖形)、在引出布線上形成了凸出電極的基板(圖11)。
把如上所述得到的基板以凸出電極20向下的狀態固定於小型壓力機(press)上。與此相平行，在裝於壓力機上的基板的正下方設置有懸浮玻璃或丙烯酸塑料板等，其上有用給料器或旋轉塗膠機形成的厚為1-30μm的導電性樹脂膜。隨著壓力機的下降，就可以使導電性樹脂22選擇性地附著到凸出電極20上。這樣，就製得了具有圖12構造的本發明的測試用基板。
本發明的用於進行測試的布線基板很容易適應被檢測器件圖形的狹窄間距。這種布線基板僅在用導電性金屬形成的凸出電極及其頂端上覆蓋有不損失導電性、有彈性的樹脂，它不損傷被檢測器件的表面電極，而且可以抑制在平面之間接觸可靠性的不均勻性，同時，又可提高測試用布線基板自身凸出電極的壽命。
權利要求
1.一種用於進行電測試的布線基板，包括絕緣基板、埋於絕緣基板中的規定圖形的布線，和設置於布線上、與被測器件的電極相接觸的凸出電極。
2.一種用於進行測試的布線基板，其特徵在於所述基板由絕級基板、埋於絕緣基板中的規定圖形的布線，和設定於該布線，和設定於該布線上與被測器件的電極相接觸的凸出電極構成，在導電性金屬形成的凸出電極的頂端塗敷有導電性聚合物。
3.一種用於進行電測試的布線基板的製造方法，其特徵是包括下述工藝步驟在導電性臨時基板上形成規定圖形的布線;把布線埋於絕緣基板中;把臨時基板的一部分(將形成與被測器件的電極相接觸的凸出電極的地方)留下，除去除此之外的導電性臨時基板。
4.如權利要求3所述的用於進行電測試的布線基板製造方法，其特徵在於所述導電性臨時基板至少具備第一和第二兩層;上述第一層是由第一種金屬構成的層;上述第二層是由和第一種金屬具有不同腐蝕條件的第二種金屬構成的層;所述形成布線的工藝步驟中，用和上述第一種金屬的腐蝕條件不同的第三種金屬在上述第一層上形成規定圖形的布線。
5.如權利要求4所述的用於進行電測試的布線基板的製造方法，其特徵在於所述第二金屬和所述第三種金屬是同一種金屬。
6.一種用於進行電測試的布線基板的製造方法，其特徵在於包括下列工藝步驟在臨時基板上形成規定圖形布線;把布線埋於絕緣基板中;除去臨時基板;把可以光學成像的絕緣材料塗敷於上述絕緣基板中埋有布線的一側後進行曝光和顯影，在除了將要形成與被測器件的電極相接觸的凸出電極的地方之外的位置上形成將成為阻鍍層的絕緣層;用鍍膜法形成凸出電極。
7.如權利要求3所述的用於進行電測試的布線基板的製造方法，其中還包括在凸出電極的頂端形成導電性聚合物層的工藝步驟。
8.如權利要求6所述的用於進行電測試的布線基板的製造方法，還包括在凸出電極的頂端形成導電性高分子層的工藝步驟。
全文摘要
一種用於進行電測試的布線基板及其製造方法，該基板包括絕緣基板，埋於絕緣基板中的規定圖形的布線和設置於布線上與被測器件的電極相接觸的凸出電極。其製造方法包括在導電性臨時基板上形成規定圖形的布線；把布線埋於絕緣基板中；把臨時基板上將形成與被測器件之電極相接觸的凸出電極的部分留下，除去其餘部分。用本發明的電測試用布線基板能方便地測試布線間距小的半導體器件和布線基板。
文檔編號H05K3/20GK1098820SQ9410498
公開日1995年2月15日 申請日期1994年4月27日 優先權日1993年4月27日
發明者福富直樹, 中村英博, 中山肇, 坪松良明, 中村正則, 海東光一, 桑野敦司, 渡邊伊津夫, 板橋雅彥 申請人:日立化成工業株式會社