專利名稱：各向異性導電連接器、探測部件和晶片檢測設備以及晶片檢測方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種適用于在晶片狀態(tài)下對形成在晶片上的多個集成電路進行電檢測的各向異性導電連接器、備有這種各向異性導電連接器的探測部件、備有這種探測部件的晶片檢測設備以及使用這種探測部件的晶片檢測方法，特別涉及適用于在晶片狀態(tài)下對形成在具有例如8英寸或更大的直徑的晶片上并且具有要檢測的總共至少5000個電極的集成電路進行電檢測的各向異性導電連接器、備有這種各向異性導電連接器的探測部件、備有這種探測部件的晶片檢測設備以及使用這種探測部件的晶片檢測方法。
背景技術(shù)：
在半導體集成電路的制造工藝中，在大量集成電路形成在例如由硅構(gòu)成的晶片上之后，一般通過檢測這些集成電路的每個的基本電性能而對有缺陷集成電路進行分類的探針測試。然后切割這個晶片，由此形成半導體芯片。這種半導體芯片被包含并密封在各自合適的封裝中。對每個被封裝的半導體集成電路器件進一步進行老化測試，通過在高溫環(huán)境下檢測電性能來而對具有潛在缺陷的半導體集成電路器件進行分類。
在這種集成電路的電檢測中，如探針測試或老化測試，使用探測部件用于將在檢測目標中要被檢測的每個電極電連接到測試器上。作為這種探測部件，已知一種由檢測用電路板和各向異性導電彈性板構(gòu)成的部件，在檢測用電路板上根據(jù)對應要檢測的電極的圖形的圖形形成了檢測電極，并且所述各向異性導電彈性板設置在這個檢測用電路板上。
作為這種各向異性導電彈性板，以前已經(jīng)公知了各種結(jié)構(gòu)。例如，下面的現(xiàn)有技術(shù)1公開了一種通過在彈性體中均勻地分散金屬顆粒而獲得的各向異性導電彈性板(以下稱為“分散型各向異性導電彈性板”)，下面的現(xiàn)有技術(shù)2公開了一種各向異性導電彈性板(以下稱為“非均勻分布型各向異性導電彈性板”)，它是通過在彈性體中非均勻地分布導電磁性物質(zhì)的顆粒，從而形成在其厚度方向延伸的大量導電部分和用于使它們相互絕緣的絕緣部分而獲得的。此外，下面的現(xiàn)有技術(shù)3公開了一種在導電部分和絕緣部分的表面之間有限定的水平差異的非均勻分布型各向異性導電板。
在非均勻分布型各向異性導電彈性板中，由于導電部分是根據(jù)對應要檢測的集成電路的要檢測的電極圖形而形成的，因此與分散型各向異性導電彈性板相比有利之處在于即使在集成電路的要檢測的電極的設置間距，亦即要檢測的相鄰電極之間的中心距離很小的情況下，也可以高度可靠地實現(xiàn)電極之間的電連接。在非均勻分布型各向異性導電彈性板當中，具有在從絕緣部分的表面突出的狀態(tài)下形成的導電部分，其優(yōu)點是可以以小的壓力實現(xiàn)高度導電性。
在這種非均勻分布型各向異性導電彈性板中，在對它們進行電連接的操作中必須將其保持和固定在相對于檢測用電路板和檢測目標的特定位置上。
該各向異性導電彈性板是柔性的并且容易變形，因此其操作性能很低。此外，利用近年來電子產(chǎn)品的最小化或高密度布線，其中使用的集成電路器件趨于隨著電極數(shù)量增加而高密度地設置電極，并且電極的設置間距變小。因此，在將其電連接到檢測目標的待檢測電極上時，非均勻分布型各向異性導電彈性板的定位和保持與固定變得非常困難。
在老化測試中，存在的問題是即使已經(jīng)實現(xiàn)了非均勻分布型各向異性導電彈性板至集成電路器件的必須的定位和保持與固定時，當通過溫度變化對它們進行熱遲滯作用時，在非均勻分布型各向異性導電彈性板和集成電路器件要檢測的電極之間發(fā)生位置偏移，這是因為構(gòu)成作為檢測目標的集成電路器件的材料(例如，硅)和構(gòu)成非均勻分布型各向異性導電彈性板的材料(例如硅酮橡膠)之間的熱膨脹系數(shù)大大不同，結(jié)果是，改變了電連接狀態(tài)，并因此不能保持穩(wěn)定的連接狀態(tài)。
為了解決這個問題，有人建議了一種各向異性導電連接器，它由具有開口的金屬制框架板和設置在這個框架板的開口中并在其周邊邊緣通過靠著框架板的開口邊緣而被支撐的各向異性導電板構(gòu)成(例如，參見下列現(xiàn)有技術(shù)4)。
這種各向異性導電連接器一般是通過以下方式制造的。
如圖31所示，提供一種用于模制各向異性導電彈性板的由構(gòu)成一對的上模81和下模85構(gòu)成的模具，具有開口91的框架板90以對準的方式設置在這個模具中，并且將模制材料饋送到包括框架板90的開口91和開口邊緣的區(qū)域中，從而形成模制材料層95，其中所述模制材料具有分散在聚合物形成材料中的呈現(xiàn)磁性的導電顆粒。這里，模制材料層95中包含的導電顆粒P處于分散在模制材料層95中的狀態(tài)下。
在該模具中的上模81和下模85的每個中，根據(jù)對應要模制的各向異性導電彈性板的導電部分的圖形的圖形在基板82或86上形成多個鐵磁物質(zhì)層83或87，所述基板82或86例如由鐵磁物質(zhì)構(gòu)成，并且在其上形成鐵磁物質(zhì)層83或87的部分以外的其它部分上形成非磁性物質(zhì)層84或88。通過鐵磁物質(zhì)層83或87和非磁性物質(zhì)層84或88形成模制表面。在鐵磁物質(zhì)層83和87分別位于其上的上模81和下模85的模制表面的位置上形成凹陷部分84a和84b，用于在各向異性導電彈性板上形成突起部分。上模81和下模85按照以下方式設置，即它們的對應鐵磁物質(zhì)層83和87彼此相對。
然后在上模81的上表面和下模85的下表面上設置例如一對電磁體，并且該電磁體工作，由此將在上模81的鐵磁物質(zhì)層83和下模85的它們的對應鐵磁物質(zhì)層87之間的部分上，即變?yōu)閷щ姴糠值牟糠稚隙皇瞧渌糠稚系木哂休^高強度的磁場在模制材料層95的厚度方向施加于模制材料層95。結(jié)果是，分散在模制材料層95中的導電顆粒P集聚在具有較高強度的磁場施加于模制材料層95的部分上，即上模81的鐵磁物質(zhì)層83和下模85的它們的對應鐵磁物質(zhì)層87之間的部分上，并進一步取向，以便在厚度方向?qū)?。在這個狀態(tài)下，對模制材料層95進行固化處理，由此各向異性導電彈性板由多個導電部分和絕緣部分構(gòu)成，其中所述導電部分中含有以對準厚度方向進行取向的導電顆粒P，并且絕緣部分用于使這些導電部分相互絕緣并具有使導電部分從絕緣部分的表面突出的突起部分，突起部分在其周邊邊緣被靠著框架板的開口邊緣支撐的狀態(tài)下被模制，由此制成各向異性導電連接器。
根據(jù)這種各向異性導電連接器，它是難以變形的并且容易操作，因為該各向異性導電彈性板由金屬制框架板支撐。在框架板中預先形成定位標記(例如孔)，由此可以在對集成電路器件進行電連接操作時很容易進行集成電路器件的定位和保持與固定。此外，熱膨脹系數(shù)低的材料用做形成框架板的材料，由此通過該框架板抑制了各向異性導電板的熱膨脹，從而即使在通過溫度變化對它們進行熱遲滯作用時也可以防止在非均勻分布型各向異性導電彈性板的導電部分和集成電路器件的要檢測的電極之間發(fā)生位置偏移。結(jié)果是，可以穩(wěn)定地保持良好的電連接。
由此，在對形成在晶片上的集成電路進行探針測試時，已經(jīng)有人提出了一種方法，在形成在晶片上的大量集成電路當中在由16或32個集成電路構(gòu)成的一組集成電路上共同地進行探針測試，并且在其它組的集成電路上依次進行探針測試。
近年來，需要在形成在晶片上的大量集成電路當中的例如64或124個集成電路上或所有集成電路上共同進行探針測試，以便提高檢測效率和減少檢測成本。
另一方面，在老化測試中，需要長時間來單獨地進行大量集成電路器件的電檢測，因為作為檢測目標的每個集成電路器件都是很精細的，并且其操縱是不方便的，由此檢測成本顯著增高。鑒于這些原因，已經(jīng)有人提出了一種WLBI(Wafer Lebel Burn-in)測試，其中在晶片的狀態(tài)下在形成在晶片上的大量集成電路上共同進行老化測試。
當作為檢測目標的晶片是大尺寸時，例如直徑至少為8英寸，并且其上形成的待檢測電極的數(shù)量例如至少為5000個，特別是至少10000個，但是，當施加上述各向異性導電連接器作為用于探針測試或WLBI測試的探測部件時，將發(fā)生下列問題，這是因為每個集成電路中的待檢測電極之間的間距非常小。
換言之，為了檢測具有例如8英寸(大約20cm)直徑的晶片，必須使用具有大約8英寸直徑的各向異性導電彈性板作為各向異性導電連接器。然而，這種各向異性導電彈性板的整個面積很大，但是每個導電部分很細，并且導電部分的表面與各向異性導電彈性板的整個表面的面積比很低。因此有把握地制造出這種各向異性導電彈性板是極其困難的。
此外，由于要形成的導電部分很細和間距極小，因此難以確保制造在相鄰導電部分之間具有所需絕緣性能的各向異性導電彈性板。這被認為是由于下列原因造成的。
如上所述，在制造各向異性導電彈性板期間，具有強度分布的磁場施加于模制材料層，所述模制材料層具有在其厚度方向分散在聚合物形成材料中的呈現(xiàn)磁性的導電顆粒，由此形成導電顆粒致密地聚集在一起的部分以及導電顆粒稀少的部分，并且對這種模制材料層進行固化處理，由此形成其中致密地含有導電顆粒的導電部分和其中根本不含或稀少地含有導電顆粒的絕緣部分。
然而，當制造適于具有8英寸或更大直徑和至少5000個待檢測電極的晶片的各向異性導電彈性板時，即使使用上述模具，導電顆粒也難以聚集到所希望的部分，并且具有強度分布的磁場施加于模制材料層，這是因為來自鄰接鐵磁物質(zhì)層的磁場互相影響。當特別制造具有突起部分的各向異性導電彈性板時，通過形成在模具的模制表面上的凹陷部分抑制了導電顆粒在橫向的移動，從而使導電顆粒更難以聚集在所希望的部分上。
相應地，在得到的各向異性導電彈性板中，導電顆粒沒有以填充在導電部分中所需量，由此不僅使導電部分的導電性下降，而且使導電顆粒保持在絕緣部分中，從而鄰接導電部分之間的電阻值降低，從而難以確保鄰接導電部分之間的所需絕緣性能。
近年來已經(jīng)制造了其上已經(jīng)形成了具有突起電極(凸塊)的集成電路的晶片，并且在其制造工藝中進行形成在這個晶片上的集成電路的電檢測。
然而，當具有突起部分的各向異性導電彈性板用在這種晶片中時，各向異性導電彈性板存在其重復使用的耐久性降低的問題。
更具體地說，重復地進行使突起電極在壓力下與各向異性導電彈性板的導電部分接觸的操作，其中所述突起電極是作為檢測目標的晶片中的待檢測電極，由此導電部分的突起部分在前一級碰撞，并在導電部分中發(fā)生永久變形，從而在導電部分和待檢測電極之間不能實現(xiàn)穩(wěn)定的電連接。
除了對形成在晶片上的所有集成電路共同地進行探針測試的方法以外，用于對高度集成地形成在具有8英寸或12英寸直徑的晶片上的集成電路進行探針測試的方法還包括以下方法將晶片分成2個或更多個區(qū)域，以便對形成在每個分割區(qū)域中的集成電路共同進行探針測試。希望這種方法中使用的各向異性導電彈性板具有重復使用的高度耐久性，以便減少檢測成本。
現(xiàn)有技術(shù)1日本專利申請?zhí)卦S公開No.93393/1976；現(xiàn)有技術(shù)2日本專利申請?zhí)卦S公開No.147772/1978；現(xiàn)有技術(shù)3日本專利申請?zhí)卦S公開No.250906/1986；現(xiàn)有技術(shù)4日本專利申請?zhí)卦S公開No.40224/1999。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是在前述情況的基礎上做出的，并且其第一目的是提供一種各向異性導電連接器，利用該導電連接器，即使在晶片具有例如直徑為8英寸或更大的大面積和在形成的集成電路中的要檢測的電極間距很小時，也可以很容易地進行定位、保持和固定到作為檢測目標的晶片上，確保實現(xiàn)了對于所有用于連接的導電部分的良好導電性，確保實現(xiàn)了用于連接的相鄰導電部分之間的絕緣性，并且即使在重復使用的長時間內(nèi)也可保持良好的導電性。
除了上述目的之外，本發(fā)明的第二目的是提供一種各向異性導電連接器，即使在小負載下加壓時也實現(xiàn)了對于用于連接的導電部分的良好導電性。
除了上述目的之外，本發(fā)明的第三目的是提供一種各向異性導電連接器，甚至通過環(huán)境變化如由于溫度變化導致的熱磁滯作用，也可以穩(wěn)定地保持良好的電連接狀態(tài)。
本發(fā)明的第四目的是提供一種探測部件，通過該探測部件，即使在晶片具有例如直徑為8英寸或更大的大面積和在形成的集成電路中的要檢測的電極間距很小時，也可以很容易地進行定位、保持和固定到作為檢測目標的晶片上，而且連接到要檢測的每個電極上的可靠性很高，并且即使在重復使用的長時間內(nèi)也可保持良好的導電性。
本發(fā)明的第五目的是提供一種各向異性導電連接器和探測部件，即使在對于以高集成度形成在具有8英寸或12英寸的直徑的晶片上的集成電路進行探針測試，本發(fā)明也具有重復使用的高度耐久性。
本發(fā)明的第六目的是提供一種各向異性導電連接器和探測部件，即使在對于具有以高集成度形成在大面積晶片上的突起電極的集成電路進行電檢測，本發(fā)明也具有重復使用的高度耐久性。
本發(fā)明的第七目的是提供一種晶片檢測設備和晶片檢測方法，使用上述探測部件在晶片狀態(tài)下對形成在晶片上的多個集成電路進行電檢測。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種各向異性導電連接器，它包括各具有功能部件的彈性各向異性導電膜，其中含有導電顆粒并在膜的厚度方向延伸的多個連接用導電部件以通過絕緣部件相互絕緣的狀態(tài)設置，其中假設彈性各向異性導電膜的功能部件中的連接用導電部件的厚度為T1，功能部件中的絕緣部件的厚度為T2，則比例(T2/T1)至少為0.9。
根據(jù)本發(fā)明，還提供一種各向異性導電連接器，它適于用來在晶片狀態(tài)下對形成在晶片上的多個集成電路的每個進行電檢測，其包括框架板，其中在形成在作為檢測目標的晶片上的所有或部分集成電路中對應電極區(qū)形成多個各向異性導電膜-設置孔，每個所述設置孔穿過框架板的厚度方向延伸，所述電極區(qū)中設置了要檢測的電極，并且多個彈性各向異性導電膜設置在這個框架板中的各個各向異性導電膜-設置孔中，而且各由各向異性導電膜-設置孔附近的周邊部件支撐，其中每個彈性各向異性導電膜備有功能部件，該功能部件具有多個連接用導電部件和絕緣部件，所述連接用導電部件對應形成在作為檢測目標的晶片上的集成電路中的要檢測電極而設置、以高密度含有呈現(xiàn)磁性的導電顆粒并在膜的厚度方向延伸，并且所述絕緣部件使這些連接用導電部件相互絕緣，和其中假設彈性各向異性導電膜的功能部件中的連接用導電部件的厚度為T1，功能部件中的絕緣部件的厚度為T2，則比例(T2/T1)至少為0.9。
在這種各向異性導電連接器中，每個彈性各向異性導電膜中的功能部件的至少一個表面優(yōu)選可以是平的。
優(yōu)選地，每個彈性各向異性導電膜中的功能部件的所述至少一個平表面形成得從任何其它部分突出。
假設所有彈性各向異性導電膜的功能部件的一個表面的面積總和是S1，在已經(jīng)形成要檢測的電極的一側(cè)上的作為檢測目標的晶片的表面的面積S2，則比例S1/S2為0.001到0.3。
框架板的線熱膨脹系數(shù)優(yōu)選最大為3×10-5/K。
根據(jù)本發(fā)明，進一步提供一種用于在晶片狀態(tài)下電檢測形成在晶片上的多個集成電路的每個的探測部件，包括檢測用電路板，在其表面上，根據(jù)對應形成在作為檢測目標的晶片上的集成電路的要檢測的電極圖形的圖形形成檢測電極，并且上述各向異性導電連接器具有框架板并設置在檢測用電路板的表面上。
在根據(jù)本發(fā)明的探測部件中，優(yōu)選地，各向異性導電連接器中的框架板的線性熱膨脹系數(shù)至多為3×10-5/K，并且構(gòu)成檢測用電路板的基本材料的線性熱膨脹系數(shù)至多為3×10-5/K。
在探測部件中，由絕緣板和多個電極結(jié)構(gòu)構(gòu)成的板狀連接器可以設置在各向異性導電連接器上，所述多個電極結(jié)構(gòu)各穿過絕緣板在其厚度方向延伸并根據(jù)對應要檢測的電極圖形的圖形進行設置。
根據(jù)本發(fā)明，仍然提供一種用于在晶片狀態(tài)下進行形成在晶片上的多個集成電路的每個的電檢測的晶片檢測設備，包括上述探測部件，其中通過該探測部件實現(xiàn)了與形成在作為檢測目標的晶片上的集成電路的電連接。
根據(jù)本發(fā)明，還提供一種晶片檢測方法，包括以下步驟通過上述探測部件將形成在晶片上的多個集成電路的每個電連接到測試器上，從而進行形成在晶片上的集成電路的電檢測。
根據(jù)本發(fā)明的各向異性導電連接器，在每個彈性各向異性導電膜中的具有連接用導電部件的功能部件的周邊邊緣上形成將被支撐的部分，并將這個要支撐的部分固定到框架板中的各向異性導電膜-設置孔附近的周邊上，從而各向異性導電連接器難以變形并且容易操縱，而且在對晶片進行電連接操作時很容易進行向作為檢測目標的晶片的定位、保持和固定。
此外，在每個彈性各向異性導電膜的功能部件中的連接用導電部件和絕緣部件之間不存在或幾乎不存在厚度差，從而在形成彈性各向異性導電膜時使用的模具具有平坦模制表面或凹陷部分的深度很小的模制表面，因此在向模制材料層施加磁場時不阻止導電顆粒的移動，并且導電顆粒很容易集中到成為連接用導電部件的部分上，同時幾乎不保留在成為模制材料層中的絕緣部件的部分上。結(jié)果是，對于形成的所有連接用導電部件確保實現(xiàn)了良好的導電性，并在相鄰連接用導電部件之間可靠地實現(xiàn)了充分的絕緣性能。
此外，在每個各向異性導電膜的功能部件的表面中在連接用導電部件和絕緣部件之間不存在或幾乎不存在高度差，從而，即使在作為檢測目標的晶片具有要檢測的突出電極的情況下，也可以避免或抑制由于其突出部分的擠壓而導致連接用導電部件的永久變形，并且實現(xiàn)了重復使用的高耐久性。
根據(jù)如下結(jié)構(gòu)，其中功能部件的一個平表面形成得從任何其它部分突出，并且功能部件的一個表面的面積與作為檢測目標的晶片的表面的面積之比在指定范圍內(nèi)，在厚度方向?qū)Ω飨虍愋詫щ娺B接器加壓時只對功能部件集中施加負載，從而即使在小負載下對各向異性導電連接器加壓時也可以在連接用導電部件上保證實現(xiàn)良好的導電性。
由于框架板中的各個各向異性導電膜-設置孔對應作為檢測目標的晶片中的集成電路的其中形成要檢測的電極的電極區(qū)形成，并且設置在每個各向異性導電膜-設置孔中的彈性各向異性導電膜的面積可以很小，單獨的彈性各向異性導電膜很容易形成。此外，由于即使在對其進行熱磁滯作用時面積很小的彈性各向異性導電膜在彈性各向異性導電膜的平面方向上的熱膨脹的絕對量很小，因此通過使用具有低線性熱膨脹系數(shù)的材料作為用于形成框架板的材料而由框架板確切地限制了彈性各向異性導電膜在平面方向的熱膨脹。相應地，即使在大面積晶片上進行WLBI測試時，也可以穩(wěn)定地保持良好的電連接狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的探測部件，在向晶片的電連接操作中很容易進行對作為檢測目標的晶片的定位、保持和固定，而且即使在檢測其上已經(jīng)形成了具有突出電極的集成電路的晶片時重復使用它們，也可以在長時間內(nèi)保持所需的導電性。
根據(jù)本發(fā)明的晶片檢測設備和晶片檢測方法，通過上述探測部件實現(xiàn)了與作為檢測目標的晶片的要檢測電極的電連接，因而即使要檢測的電極的間距很小，也可以很容易地進行定位、保持和固定到晶片上。此外，即使在其上已經(jīng)形成了具有突出電極的集成電路的晶片上重復進行檢測，也可以在長時間內(nèi)穩(wěn)定地進行所需電檢測。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的示意各向異性導電連接器的平面圖。
圖2是表示圖1所示的各向異性導電連接器的放大尺寸的一部分上的平面圖。
圖3是表示圖1所示的各向異性導電連接器中的彈性各向異性導電膜的放大尺寸的平面圖。
圖4是表示圖1所示的各向異性導電連接器中的彈性各向異性導電膜的放大尺寸的剖面圖。
圖5是表示給用于模制彈性各向異性導電膜的模具施加模制材料從而形成模制材料層的狀態(tài)的剖面圖。
圖6是表示用于模制彈性各向異性導電膜的模具的一部分的放大尺寸的剖面圖。
圖7是表示穿過圖5中所示的模具中的上模和下模之間的間隔器設置框架板的狀態(tài)的剖面圖。
圖8是表示在模具中的上模和下模之間已經(jīng)形成預定形式的模制材料層的狀態(tài)的剖面圖。
圖9是表示圖8所示模制材料層的放大尺寸的剖面圖。
圖10是表示在其厚度方向給模制材料層施加具有強度分布的磁場的狀態(tài)的剖面圖。
圖11是表示根據(jù)本發(fā)明的典型晶片檢測設備的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖12是表示圖11所示晶片檢測設備中的探測部件的主要部分的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖13是表示根據(jù)本發(fā)明另一實施例的晶片檢測設備的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖14是表示圖13所示晶片檢測設備中的探測部件的主要部分的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖15是表示根據(jù)本發(fā)明另一實施例的各向異性導電連接器中的彈性各向異性導電膜的放大尺寸的平面圖。
圖16是表示根據(jù)本發(fā)明的上述另一實施例的各向異性導電連接器中的彈性各向異性導電膜的放大尺寸的剖面圖。
圖17是表示根據(jù)本發(fā)明的再一實施例的各向異性導電連接器中的彈性各向異性導電膜的放大尺寸的平面圖。
圖18是表示根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的晶片檢測設備的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖19是表示圖18所示晶片檢測設備中的探測部件的主要部分的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖20是表示用于檢測具有突出電極的晶片的晶片檢測設備的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖21是表示圖20中所示晶片檢測設備中的探測部件的主要部分的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖22是表示根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的各向異性導電連接器中的彈性各向異性導電膜的放大尺寸的平面圖。
圖23是在例子中使用的評估用晶片的頂部圖。
圖24表示在圖23所示評估用晶片上形成的集成電路中的要檢測的電極的區(qū)域的位置。
圖25表示在形成在圖23所示的評估用晶片上的集成電路中的要檢測的電極。
圖26是在例子中制造的框架板的頂部圖。
圖27表示圖26所示的框架板的一部分的放大尺寸的示意圖。
圖28表示在例子中制造的模具的模制表面的放大尺寸的示意圖。
圖29是表示用于模制在獲得對比各向異性導電連接器時使用的彈性各向異性導電膜的模具的一部分的放大尺寸的剖面圖。
圖30表示用于模制在獲得對比的各向異性導電連接器時使用的彈性各向異性導電膜的模具的模制表面的放大尺寸的剖面圖。
圖31是表示在用于制造常規(guī)各向異性導電連接器的工藝中在模具內(nèi)設置了框架板和已經(jīng)形成模制材料層的狀態(tài)的剖面圖。
1探測部件，2各向異性導電連接器，3加壓板，4晶片安裝臺，5加熱器，6晶片，7要檢測的電極，10框架板，11各向異性導電膜-設置孔，15空氣循環(huán)孔，16定位孔，20彈性各向異性導電膜，20A模制材料層，21功能部件，22連接用導電部件，23絕緣部件，24突出部分，25要支撐的部分，26非連接用導電部件，30檢測用電路板，31檢測電極，41絕緣板，40板狀連接器，42電極結(jié)構(gòu)，43前表面電極部分，44背表面電極部分，45短路部件，50腔室，51排氣管，55O形環(huán)，60模具，61上模，62基板，63、63a鐵磁性物質(zhì)層，64非磁性物質(zhì)層，64a、64b、64c凹陷部分，65下模，66基板，67、67a鐵磁性物質(zhì)層，68非磁性物質(zhì)層，68a、68b、68c凹陷部分，69a、69b間隔器，81上模，82基板，83鐵磁性物質(zhì)層，84非磁性物質(zhì)層，84a凹陷部分，85下模，86基板，87鐵磁性物質(zhì)層，88非磁性物質(zhì)層，88a凹陷部分，90框架板，91開口，95模制材料層，P導電顆粒。
具體實施例方式
下面詳細介紹本發(fā)明的實施例。
圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的典型各向異性導電連接器的平面圖，圖2是表示圖1所示的各向異性導電連接器的放大尺寸的一部分上的平面圖，圖3是表示圖1所示的各向異性導電連接器中的彈性各向異性導電膜的放大尺寸的平面圖，圖4是表示圖1所示的各向異性導電連接器中的彈性各向異性導電膜的放大尺寸的剖面圖。
圖1所示的各向異性導電連接器用于在晶片狀態(tài)下進行例如形成在晶片上的多個集成電路的每個的電檢測并具有框架板10，在該框架板中，形成了各在框架板的厚度方向延伸的多個各向異性導電膜-設置孔11(虛線表示的)，如圖2所示。這個框架板10中的各向異性導電膜-設置孔11是根據(jù)電極區(qū)的圖形形成的，在該電極區(qū)中在形成在作為檢測目標的晶片上的集成電路中形成了要檢測的電極。在由框架板10的各向異性導電膜-設置孔11附近的周邊部分支撐的狀態(tài)下和在相鄰的彈性各向異性導電膜20彼此獨立的狀態(tài)下在框架板10中的各個各向異性導電膜-設置孔11中設置厚度方向具有導電性的彈性各向異性導電膜20。在本實施例的框架板10中，形成空氣循環(huán)孔15，在減壓系統(tǒng)的加壓裝置用在晶片檢測設備中時該空氣循環(huán)孔15用于使空氣在各向異性導電連接器和與其相鄰的部件之間通過。此外，形成用于在作為檢測目標的晶片和檢測用電路板之間定位的定位孔16。
每個彈性各向異性導電膜20是通過彈性聚合物形成的，如圖3所示，并具有由多個連接用導電部件22和絕緣部件23構(gòu)成的功能部件21，所述連接用導電部件22各在膜的厚度方向(圖3中垂直于紙面的方向)延伸，所述絕緣部件形成在各個連接用導電部件22的周圍并相互絕緣這些連接用導電部件22。功能部件21設置成位于框架板10中的各向異性導電膜-設置孔11內(nèi)。功能部件21中的連接用導電部件22根據(jù)形成在作為檢測目標的晶片上的集成電路中的對應要檢測的電極的圖形的圖形進行設置，并在檢測晶片時電連接到要檢測的電極上。
在功能部件21的周邊邊緣上，與功能部件21一體地和連續(xù)地形成被支撐的部分25，該部分25固定到各向異性導電膜-設置孔11附近的周邊上并由其支撐。更具體地說，被實施例中的被支撐部分25成形為叉形并以緊密接觸狀態(tài)固定和支撐，以便抓住框架板10中的各向異性導電膜-設置孔11附近的周邊。
在彈性各向異性導電膜20的功能部件21中的連接用導電部件22中，以高密度含有在取向與厚度方向?qū)实臓顟B(tài)下呈現(xiàn)磁性的導電顆粒P，如圖4所示。另一方面，絕緣部件23根本不含有導電顆粒P或含有很少的導電顆粒P。在本實施例中，彈性各向異性導電膜20中的被支撐部分25含有導電顆粒P。
在根據(jù)本發(fā)明的各向異性導電連接器中，假設彈性各向異性導電膜20的功能部件21中的連接用導電部件22的厚度為T1，功能部件21中的絕緣部件23的厚度為T2，則絕緣部件23的厚度與連接用導電部件22的厚度的比例(T2/T1)至少為0.9，優(yōu)選為0.92-1.2。在本實施例中，彈性各向異性導電膜20的功能部件21的兩個表面形成在平坦表面中，并因此絕緣部件23的厚度與連接用導電部件22的厚度之比(T2/T1)為1。特別優(yōu)選的是比值(T2/T1)如上所述為1，因此提高了各向異性導電連接器的生產(chǎn)量，即使在要檢測的電極具有突起形式時也可以抑制由于連接用導電部件的變形而導致產(chǎn)生連接用導電部件的電阻升高，并且更提高了重復使用的耐久性。
如果這個比值(T2/T1)太低，則在形成各向異性導電膜20過程中在向模制材料層施加具有強度分布的磁場時，模制材料層中的導電顆粒難以聚集到成為連接用導電部件22的部分上，從而得到的連接用導電部件22的電阻變高，或者在有些情況下相鄰連接用導電部件22之間的電阻變低。
在本實施例中的各向異性導電連接器中，每個彈性各向異性導電膜20中的功能部件21具有大于被支撐部分25的厚度的厚度，并且按照每個功能部件21的兩個表面從被支撐部分25突出的方式形成。
在這種各向異性導電連接器中，假設所有彈性各向異性導電膜的功能部件的一個表面的面積的總和為S1，在已經(jīng)形成了要檢測的電極的一側(cè)上的作為檢測目標的晶片的表面的面積為S2，則比值S1/S2優(yōu)選為0.001到0.3，更優(yōu)選為0.002到0.2。
如果這個比值S1/S2的值太低，則存在以下可能性在這種各向異性導電連接器從加壓狀態(tài)釋放時，每個彈性各向異性導電膜20可能保持在被壓縮狀態(tài)，并變得難以通過檢測用電路板的重量利用每個彈性各向異性導電膜20的功能部件21的粘附性或者通過彈性各向異性導電膜20自身的粘附性恢復到原始形式，由此在有些情況下明顯降低了彈性各向異性導電膜20的重復使用的耐久性。另一方面，如果這個比值S1/S2的值太高，則為了實現(xiàn)與作為檢測目標的晶片的電連接，這種各向異性導電連接器必須在相當重的負載下被加壓。因此，必須在晶片檢測設備安裝大尺寸加壓機構(gòu)。結(jié)果是，出現(xiàn)了晶片檢測設備本身變成大尺寸并且晶片檢測設備的制造成本增加的問題。由于各向異性導電連接器在相當重的負載下被加壓，因此還出現(xiàn)了各向異性導電連接器、檢測用電路板和作為檢測目標的晶片可能被損壞的問題。
框架板10的厚度根據(jù)其材料而變化，但是優(yōu)選為20-600μm，更優(yōu)選為40-400μm。
如果這個厚度小于20μm，則不能實現(xiàn)在使用得到的各向異性導電連接器過程中所需的強度，并且其耐久性也容易降低。此外，不能實現(xiàn)象保持框架板的形狀的這種強度，并且各向異性導電連接器的操作性能變低。另一方面，如果厚度超過600μm，則形成在各向異性導電膜-設置孔11中的彈性各向異性導電膜20其厚度變得太厚，并且在有些情況下可能難以實現(xiàn)連接用導電部件22中的良好導電性和相鄰連接用導電部件22之間的絕緣性能。
框架板10中的各向異性導電膜-設置孔11的平面方向的形狀和尺寸是根據(jù)作為檢測目標的晶片中的要檢測的電極的尺寸、間距和圖形進行設計。
對于用于形成框架板10的材料不特別限制，只要它具有使得到的框架板10不易變形的強度并穩(wěn)定地保持其形狀即可。例如，可以使用各種材料，如金屬材料、陶瓷材料和樹脂材料。當框架板10例如由金屬材料形成時，可以在框架板10的表面上形成絕緣膜。
用于形成框架板10的金屬材料的具體例子包括金屬，如鐵、銅、鎳、鉻、鈷、鎂、錳、鉬、銦、鉛、鈀、鈦、鎢、鋁、金、鉑和銀；和由這些金屬中的至少兩種組合而成的合金或合金鋼。
形成框架板10的樹脂材料的具體例子包括液晶聚合物和聚酰亞胺樹脂。
框架板10可優(yōu)選至少在每個各向異性導電膜-設置孔11附近的周邊部分即支撐彈性各向異性導電膜20的部分上呈現(xiàn)磁性，使之在所述部分中通過將在后面介紹的工藝可以使導電顆粒P很容易地包含在彈性各向異性導電膜20中的被支撐部分25中。具體地說，這個部分可優(yōu)選具有至少0.1Wb/m2的飽和磁化。特別是，整個框架板10可優(yōu)選通過磁性物質(zhì)來形成，使之很容易制造框架板10。
形成這種框架板10的磁性物質(zhì)的具體例子包括鐵、鎳、鈷、這些磁性金屬的合金和這些磁性金屬與任何其它金屬的合金或合金鋼。
當在WLBI測試中使用得到的各向異性導電連接器時，優(yōu)選使用具有至多3×10-5/K、更優(yōu)選為-1×10-7/K到1×10-5/K、特別優(yōu)選為1×10-6/K到8×10-6/K的線行熱膨脹系數(shù)的材料作為用于形成框架板10的材料。
這種材料的具體例子包括因瓦合金如因鋼、鎳鉻恒彈性鋼合金如鎳鉻恒彈性鋼和磁性金屬的合金或合金鋼，如超級鎳鈷鋼、柯伐合金和42合金。
彈性各向異性導電膜20的功能部件21的總厚度優(yōu)選為40-3000μm，更優(yōu)選為50-2500μm，特別優(yōu)選為70-2000μm。當這個厚度為40μm或以上時，確實提供了具有足夠強度的彈性各向異性導電膜20。另一方面，當這個厚度為3000μm或以下時，確實提供了具有所需導電性的連接用導電部件22。
被支撐部分25的厚度(所示實施例中的叉形部分之一的厚度)優(yōu)選為5-600μm，更優(yōu)選為10-500μm。
被支撐部分25不是必須是叉形的以便固定到框架板10的兩個表面上，它也可以只固定到框架板10的一個表面上。
作為形成彈性各向異性導電膜20的彈性聚合物，優(yōu)選使用具有交鏈結(jié)構(gòu)的耐熱聚合物。各種材料可以用做可用于獲得交鏈聚合物的可固化聚合物-形成材料。然而，液體硅橡膠是優(yōu)選的。
液體硅橡膠可以是任何添加型和濃縮型的。但是，添加型液體硅橡膠是優(yōu)選的。這種添加型液體硅橡膠可通過乙烯基與Si-H鍵的反應來固化并包括由具有乙烯基和Si-H鍵二者的聚硅氧烷構(gòu)成的一封裝型(一元件型)和由具有乙烯基的聚硅氧烷和具有Si-H鍵的聚硅氧烷構(gòu)成的兩封裝型(兩元件型)。在本發(fā)明中，優(yōu)選使用兩封裝型的添加型液體硅橡膠。
作為添加型液體硅橡膠，使用在23℃下粘度優(yōu)選為100-1250Pa·S、更優(yōu)選為150-800Pa·S、特別優(yōu)選為250-500Pa·S的添加型液體硅橡膠。如果這個粘度低于100Pa·S，則在將要在后面介紹的用于獲得彈性各向異性導電膜20的模制材料中容易發(fā)生這種添加型液體硅橡膠中的導電顆粒的沉淀，從而不能獲得良好的儲存穩(wěn)定性。此外，在平行磁場施加于模制材料層時，導電顆粒不以與厚度方向?qū)嗜∠?，因而在有些情況下可能難以在均勻狀態(tài)下形成導電顆粒的鏈。另一方面，如果這個粘度超過1250Pa·S，得到的模制材料的粘度太高，因而在有些情況下難以在模具中形成模制材料層。此外，甚至在平行磁場施加于模制材料層時，導電顆粒也不能充分地移動。因此，在有些情況下可能難以使導電顆粒取向成在厚度方向?qū)省?br> 這種添加型液體硅橡膠的粘度可以通過Brookfiled型粘度計來測量。
當通過液體硅橡膠的固化產(chǎn)品(以下稱為“固化硅橡膠”)形成彈性各向異性導電膜20時，固化硅橡膠優(yōu)選具有在150℃下的至多10％、更優(yōu)選至多8％、仍然優(yōu)選至多6％的壓縮形變。如果壓縮形變超過10％，則在得到的各向異性導電連接器在高溫環(huán)境下重復使用時，連接用導電部件22中的導電顆粒P的鏈變?yōu)榛靵y。結(jié)果是，難以保持所需的導電性。
在本發(fā)明中，固化硅橡膠的壓縮形變可以通過根據(jù)JIS K 6249的方法進行測量。
形成彈性各向異性導電膜20的固化硅橡膠優(yōu)選具有在23℃下的10-60、更優(yōu)選15-60、特別優(yōu)選20-60的硬度計A硬度。如果硬度計A硬度低于10，則使連接用導電部件22互相絕緣的絕緣部件23在被加壓時很容易過變形，因而在有些情況下難以保持連接用導電部件22之間的所需絕緣性。另一方面，如果硬度計A硬度超過60，為了給連接用導電部件22提供合適的變形而需要由相當重的負載施加壓力，因而，例如作為檢測目標的晶片趨于產(chǎn)生大的變形或損壞。
在本發(fā)明中，固化硅橡膠的硬度計A硬度可通過根據(jù)JIS K 6249的方法進行測量。
此外，用于形成彈性各向異性導電膜20的固化硅橡膠優(yōu)選具有在23℃下的至少8KN/m、更優(yōu)選至少為10KN/m、進一步優(yōu)選至少15KN/m、特別優(yōu)選至少20KN/m的撕扯強度。如果撕扯強度小于8KN/m，在它們過度變形時，得到的彈性各向異性導電膜20趨于使耐久性下降。
在本發(fā)明中，固化硅橡膠的撕扯強度可以通過根據(jù)JIS K 6249的方法進行測量。
作為具有這種性能的添加型液體硅橡膠，可以使用市場上可買到的由Shin-EtsuChemical公司制造的液體硅橡膠“KE2000”系列、“KE1950”系列或“KE1990”系列。
在本發(fā)明中，為了使添加型液體硅橡膠固化，可以使用合適的固化催化劑。作為這種固化催化劑，可以使用含鉑的催化劑。其具體例子包括公知的催化劑，如氯化鉑及其鹽類、含不飽和基的鉑-硅氧烷絡合物、乙烯基硅氧烷-鉑絡合物、鉑-1，3-丁二烯四甲基二硅氧烷絡合物、三有機磷化氫或具有鉑的亞磷酸鹽的絡合物、乙酰乙酸-鉑螯合物和環(huán)二烯-鉑絡合物。
根據(jù)固化催化劑的種類和其它固化處理條件來適當?shù)剡x擇使用的固化催化劑的量。然而，一般情況下是每100重量份中的3-15重量份的添加型液體硅橡膠。
為了提高添加型液體硅橡膠的觸變性、調(diào)節(jié)粘度、提高導電顆粒的分散穩(wěn)定性、提供具有高強度的基料等，可以根據(jù)需要在添加型液體硅橡膠中含有一般的無機填料，如硅石粉末、膠狀硅石、氣凝膠硅石或氧化鋁。
對使用的這種無機填料的量不特別限制。但是，使用的量太大不是優(yōu)選的，因為不能充分實現(xiàn)由磁場引起的導電顆粒的取向。
導電顆粒P的數(shù)量平均粒徑優(yōu)選為3-30μm，更優(yōu)選為6-15μm。
假設導電顆粒P的數(shù)量平均粒徑為Dn，并且其重量平均粒徑為Dw，則其重量平均粒徑與數(shù)量平均粒徑的比Dw/Dn(以下只稱為“比Dw/Dn”)至多為5的這種導電顆粒優(yōu)選用做導電顆粒P。具有至多3的比Dw/Dn的導電顆粒是更優(yōu)選的。通過使用這種導電顆粒確實獲得了相鄰連接用導電部件22之間的所需絕緣性能。
在本發(fā)明中，顆粒的平均粒徑指的是通過激光衍射散射法測量的值。
此外，導電顆粒P優(yōu)選具有至多50％、更優(yōu)選至多35的粒徑的變化系數(shù)。
在本發(fā)明中，粒徑的變化系數(shù)是根據(jù)以下公式確定的值(σ/Dn)×100，其中σ是粒徑的標準偏差值。
如果導電顆粒P的粒徑變化系數(shù)超過50％，則難以確實實現(xiàn)相鄰連接用導電部件22之間的所需絕緣性能。
對導電顆粒P的形狀不特別限制。但是，從可以容易地在聚合物-形成材料中分散這些顆粒的角度來看，它們優(yōu)選是球形或星形，或者是通過使這些顆粒聚集在一起獲得的次級顆粒。
通過用高導電金屬涂覆呈現(xiàn)磁性的芯粒(以下還稱為“磁芯粒子”)的表面而獲得的顆粒優(yōu)選用做導電顆粒P。
這里使用的術(shù)語“高導電金屬”指的是在0℃下具有至少5×106Ω-1m-1的導電率的金屬。
作為用于形成磁芯粒子的材料，可以使用鐵、鎳、鈷、通過將這種金屬涂覆到銅或樹脂上獲得的材料等。優(yōu)選使用具有至少0.1Wb/m2的飽和磁化的材料。其飽和磁化更優(yōu)選至少為0.3Wb/m2，特被優(yōu)選為少0.5Wb/m2。該材料的具體例子包括鐵、鎳、鈷或其合金。其中，鎳是優(yōu)選的。
當這種飽和磁化至少為0.1Wb/m2，導電顆粒P可以在用于通過工藝形成彈性各向異性導電膜20的模制材料層中很容易地移動，這將在后面進行說明，由此導電顆粒P可以確保移動到模制材料層中成為連接用導電部件的部分，從而形成導電顆粒P的鏈。
作為用于涂覆磁芯粒子的高導電金屬，可以使用金、銀、銠、鉑、鉻等。其中，優(yōu)選使用金，其化學性能穩(wěn)定并具有高導電性。
為了獲得具有高導電性的連接用導電部件22，優(yōu)選使用其高導電金屬與磁芯粒子的比例[(高導電金屬的質(zhì)量)/(磁芯粒子的質(zhì)量)×100]至少為15％質(zhì)量的導電顆粒，并且高導電金屬與磁芯粒子的比例更優(yōu)選為25-35％質(zhì)量。
導電顆粒P中的水含量優(yōu)選至多為5％，更優(yōu)選至多為3％，再優(yōu)選至多為2％，特別優(yōu)選至多為1％。使用滿足這種條件的導電顆粒P可以在制造工藝中在模制材料層的固化處理期間防止或抑制在模制材料層中產(chǎn)生氣泡，其中所述制造工藝將在后面介紹。
這種導電顆粒P可以根據(jù)例如以下工藝獲得。
首先根據(jù)本領域公知的方法用鐵磁物質(zhì)形成顆粒，或者提供商業(yè)上可獲得的鐵磁物質(zhì)的顆粒。根據(jù)需要對這些顆粒進行分類處理。
顆粒的分類處理可以通過例如分類器如空氣分類器或聲波分類器來進行。
用于分類處理的具體條件根據(jù)磁芯粒子的預定數(shù)量平均粒徑、分類器的種類等進行適當?shù)仡A設置。
然后用酸處理磁芯粒子的表面，并進一步用例如純凈水清洗，由此除去位于磁芯粒子的表面上的雜質(zhì)如灰塵、外來物質(zhì)和氧化膜。之后，用高導電金屬涂覆磁芯粒子的表面，由此獲得呈現(xiàn)磁性的導電顆粒。
作為用于處理磁芯粒子表面的酸的例子，可以是上述的鹽酸。
作為用高導電金屬涂覆磁芯粒子的表面的方法，可以使用化學鍍、置換鍍等。但是，該方法不限于這些方法。
下面介紹通過化學鍍或置換鍍法制造導電顆粒的工藝。進行了酸處理和清洗處理的磁芯粒子首先添加到鍍液中，從而制備漿料，并且在攪拌漿料的同時在磁芯粒子上進行化學鍍或置換鍍。然后從鍍液中分離出漿料中的顆粒。隨后，用例如純凈水對分離出來的顆粒進行清洗處理，由此獲得磁芯粒子的表面用高導電金屬涂覆的導電顆粒。
或者，可以在磁芯粒子的表面上進行初鍍，從而形成初鍍層，然后在初鍍層的表面上形成由高導電金屬構(gòu)成的鍍層。對用于形成初鍍層和形成在其上的鍍層的工藝不特別限制。然而，優(yōu)選通過化學鍍在磁芯粒子的表面上形成初鍍層，然后通過置換鍍在初鍍層的表面上形成由高導電金屬構(gòu)成的鍍層。
對在化學鍍或置換鍍中使用的鍍液不特別限制，并且可以使用商業(yè)上可獲得的各種鍍液。
對利用這種方式獲得的導電顆粒進行分類處理，目的是提供具有上述粒徑和粒徑分布的粒子。
作為用于進行導電顆粒的分類處理的分類器，可以使用以在磁芯粒子的上述分類處理中使用的分類器為代表的分類器。然而，至少優(yōu)選使用空氣分類器。通過空氣分類器對導電顆粒進行分類處理，由此確實獲得了具有上述粒徑和粒徑分布的導電顆粒。
根據(jù)需要，可以用耦合劑如硅烷耦合劑對導電顆粒P進行處理。通過用耦合劑處理導電顆粒P的表面，提高了導電顆粒P與彈性聚合物的粘接性能。結(jié)果是，得到的彈性各向異性導電膜20的重復使用的耐久性變高了。
使用的耦合劑的量可以在不影響導電顆粒P的導電性的有限范圍內(nèi)進行適當?shù)剡x擇。然而，優(yōu)選這樣的量，使得耦合劑在導電顆粒P的表面上的涂覆率(用耦合劑涂覆的面積與導電顆粒的表面面積的比)至少等于5％，更優(yōu)選為7-100％，進一步優(yōu)選為10-100％，特別優(yōu)選為20-100％。
以體積分數(shù)表示，在功能部件21的連接用導電部件22中含的導電顆粒P的比例優(yōu)選是10-60％，更優(yōu)選是15-50％。如果這個比例低于10％，則在有些情況下不可能獲得具有充分低的電阻值的連接用導電部件22。另一方面，如果這個比例超過60％，則得到的連接用導電部件22容易碎，因而在有些情況下不能實現(xiàn)連接用導電部件22所需的彈性。
在被支撐部分25中含有的導電顆粒P的比例根據(jù)用于形成彈性各向異性導電膜20的模制材料中的導電顆粒的含量而變化。然而，它優(yōu)選等于或大于在模制材料中含有的導電顆粒的比例，使之確實防止了導電顆粒P被過量地包含在位于彈性各向異性導電膜20中的連接用導電部件22的最外側(cè)的連接用導電部件22中。還優(yōu)選以體積分數(shù)表示的比例至多為30％，使之提供了具有足夠強度的被支撐部分25。
例如可以用以下方式可以制造上述的各向異性導電連接器。
首先制造由磁性金屬構(gòu)成的框架板10，在該框架板10中對應作為檢測目標的晶片中的集成電路的電極區(qū)的圖形已經(jīng)形成了各向異性導電膜-設置孔11，在所述電極區(qū)中已經(jīng)形成了要檢測的電極。作為用于在框架板10中形成各向異性導電膜-設置孔11的方法，例如可以使用刻蝕法等。
然后制備用于彈性各向異性導電膜的模制材料，其具有在添加型液體硅橡膠中分散的呈現(xiàn)磁性的導電顆粒。如圖5所示，提供用于模制彈性各向異性導電膜的模具60，并根據(jù)所需圖形，即要形成的彈性各向異性導電膜的設置圖形，向模具60中的上模61和下模65的模制表面施加用于彈性各向異性導電膜的模制材料，由此形成模制材料層20A。
下面將具體介紹模具60。這個模具60是如此構(gòu)成的，構(gòu)成一對的上模61和下模65彼此相對設置。
在上模61中，根據(jù)與要在基板62的下表面上模制的每個彈性各向異性導電膜20中的連接用導電部件22的設置圖形正相反的圖形形成鐵磁物質(zhì)層63，并在除了鐵磁物質(zhì)層63以外的其它部分上形成非磁性物質(zhì)層64，如圖6中以放大尺寸示出的。通過這些鐵磁物質(zhì)層63和非磁性物質(zhì)層64形成模制表面。
另一方面，在下模65中，根據(jù)與要在基板66的上表面上模制的每個彈性各向異性導電膜20中的連接用導電部件22的設置圖形相同的圖形形成鐵磁物質(zhì)層67，并且在除了鐵磁物質(zhì)層67以外的其它部分上形成非磁性物質(zhì)層68。通過這些鐵磁物質(zhì)層67和非磁性物質(zhì)層68形成了模制表面。
分別在上模61和下模65的模制表面中形成凹陷部分64a和68a，用于形成具有比被支撐部分25的厚度更厚的厚度的功能部件21。
優(yōu)選由鐵磁物質(zhì)形成上模61和下模65中的各個基板62和66。這種鐵磁物質(zhì)的具體例子包括鐵磁金屬如鐵、鐵-鎳合金、鐵-鈷合金、鎳和鈷。基板62、66優(yōu)選具有厚度0.1-50mm的厚度，其表面優(yōu)選是平滑的，并進行化學去油處理或機械拋光處理。
作為用于在上模61和下模65中形成鐵磁物質(zhì)層63、67的材料，可以使用鐵磁金屬如鐵、鐵-鎳合金、鐵-鈷合金、鎳或鈷。鐵磁物質(zhì)層63、67優(yōu)選具有至少10μm的厚度。當這個厚度至少為10μm時，可以向模制材料層20A施加具有足夠強度分布的磁場。結(jié)果是，導電顆粒可以以高密度聚集在模制材料層20A中的成為連接用導電部件22的部分上，因而可以提供具有良好導電性的連接用導電部件22。
作為用于在上模61和下模65中形成非磁性物質(zhì)層64、68的材料，可以使用非磁性金屬，如銅、具有耐熱性的聚合物等。然而，通過磁波固化的聚合物質(zhì)可以優(yōu)選使用，使之非磁性物質(zhì)層64、68可以通過光刻技術(shù)很容易地形成。作為其材料，例如可以使用光刻膠，如丙烯酸型干膜抗蝕劑、環(huán)氧型液體抗蝕劑或聚酰亞胺型液體抗蝕劑。
作為用于用模制材料涂覆上模61和下模65的模制表面的方法，優(yōu)選使用絲網(wǎng)印刷法。根據(jù)這種方法，可以根據(jù)所需圖形很容易地施加模制材料，并且可以施加適量的模制材料。
如圖7所示，然后在其上已經(jīng)形成模制材料層20A的下模65的模制表面上通過間隔器69a對準地設置框架板10，并在框架板10上，通過間隔器69b對準設置其上已經(jīng)形成了模制材料層20A的上模61。這些部件彼此疊加，由此在上模61和下模65之間形成了預定形狀(要形成的彈性各向異性導電膜20的形狀)的模制材料層20A，如圖8所示。在這些模制材料層20A的每個中，在模制材料層20A中以分散狀態(tài)含有導電顆粒P，如圖9所示。
間隔器69a和69b分別設置在框架板10、和下模65和上模61之間，如上所述，由此可以形成預定形狀的彈性各向異性導電膜，并防止相鄰彈性各向異性導電膜彼此連接，因而確實地形成了彼此獨立的大量各向異性導電膜。
然后將例如一對電磁體設置在上模61中的基板62的上表面上和下模65中的基板66的下表面上，并使電磁體工作，由此形成了在上模61的鐵磁物質(zhì)層63和下模65的它們的對應鐵磁物質(zhì)層67之間的部分上具有比其周圍區(qū)域更高的強度的磁場，這是因為上模61和下模65的鐵磁物質(zhì)層63，67用做磁極。結(jié)果是，在模制材料層20A中，分散在模制材料層20A中的導電顆粒P聚集到成為連接用導電部件22的部分上，該部分位于上模61的鐵磁物質(zhì)層63和下模65的它們的對應鐵磁物質(zhì)層67之間，并且這些導電顆粒取向成在厚度方向?qū)?，如圖10所示。在上述工藝中，由于框架板10由磁性金屬構(gòu)成，因此形成了在上模61和下模65的每個與框架板10之間的部分上具有比其附近更高的強度的磁場。結(jié)果是，位于模制材料層20A中的框架板10之上和之下的導電顆粒P不會聚集在上模61的鐵磁物質(zhì)層63和下模65的鐵磁物質(zhì)層67之間，而是保持在框架板10之上和之下。
在這個狀態(tài)下，對模制材料層20A進行固化處理，由此在被支撐部分25已經(jīng)固定到框架板10的每個各向異性導電膜-設置孔11的周邊上的狀態(tài)下形成了各由功能部件21構(gòu)成的彈性各向異性導電膜20，以及連續(xù)和整體地形成在功能部件21的周邊且其中導電顆粒P包含在彈性聚合物質(zhì)中的被支撐部分25，由此制造各向異性導電連接器，其中在彈性聚合物質(zhì)中含有取向與厚度方向?qū)实膶щ婎w粒P的多個連接用導電部件22在被由彈性聚合物質(zhì)構(gòu)成的絕緣部件23相互絕緣的狀態(tài)下進行設置，其中在所述絕緣部件23中根本不存在或存在很少的導電顆粒P。
在上述工藝中，施加于模制材料層20A中的成為連接用導電部件22的部分和成為被支撐部分25的部分的外部磁場的強度優(yōu)選平均在0.1-2.5T范圍內(nèi)。
根據(jù)使用的材料適當?shù)剡x擇模制材料層20A的固化處理。但是，該處理一般是通過熱處理來進行的。當通過加熱來進行模制材料層20A的固化處理時，只需要在電磁體中提供加熱器。具體加熱溫度和加熱時間根據(jù)用于形成模制材料層20A的聚合物質(zhì)-形成材料的種類等、用于移動導電顆粒P所需的時間等適當?shù)剡x擇。
根據(jù)上述各向異性導電連接器，由于被支撐部分25形成在每個彈性各向異性導電膜20中的具有連接用導電部件22的功能部件21的周邊邊緣，并且這個被支撐部分25固定到框架板10中的各向異性導電膜-設置孔11附近的周邊上，因此各向異性導電連接器難以變形和容易控制，因而在對晶片進行電連接操作時很容易進行與作為檢測目標的晶片的定位、保持和固定。
此外，由于在每個彈性各向異性導電膜20的功能部件21中連接用導電部件22和絕緣部件23之間沒有厚度差，因此在形成彈性各向異性導電膜20時使用的模具具有平坦模制表面，并因此在磁場施加于模制材料層20A時，不妨礙導電顆粒P移動，并且導電顆粒P可以很容易聚集到成為連接用導電部件22的部分上而不會保持在成為模制材料層20A中的絕緣部件的部分上。結(jié)果是，關(guān)于形成的所有連接用導電部件22確實實現(xiàn)了良好的導電性，并在相鄰連接用導電部件22之間確實地實現(xiàn)了足夠的絕緣性。
此外，由于在每個彈性各向異性導電膜20的功能部件21的表面中在連接用導電部件22和絕緣部件23之間沒有高度差，因此即使作為檢測目標的晶片具有被檢測的突出電極，也可以避免由于其突出部分受擠壓而導致連接用導電部件22產(chǎn)生永久變形，并實現(xiàn)了重復使用的高耐久性。
彈性各向異性導電膜20中的功能部件21的一個平坦表面形成得從被支撐部分25突出，并且功能部件21的一個表面的面積與作為檢測目標的晶片的前表面的面積之比落入規(guī)定范圍內(nèi)，由此在厚度方向?qū)Ω飨虍愋詫щ娺B接器進行加壓時，將負載只集中施加于功能部件上，因而即使在小負載下加壓也在連接用導電部件22上確實地實現(xiàn)了良好的導電性。
由于框架板10中的各個各向異性導電膜-設置孔11對應作為檢測目標的晶片中的集成電路的其中已經(jīng)形成被檢測電極的電極區(qū)而形成，并且在每個各向異性導電膜-設置孔11中的彈性各向異性導電膜20的面積可以很小，很容易形成單獨的彈性各向異性導電膜20。此外，由于即使在對彈性各向異性導電膜20進行熱磁滯作用時，面積很小的彈性各向異性導電膜20在彈性各向異性導電膜20的平面方向上的熱膨脹的絕對量很小，因此通過使用具有低線性熱膨脹系數(shù)的材料作為用于形成框架板10的材料而利用框架板10確實地防止了彈性各向異性導電膜20在平面方向上的熱膨脹。相應地，即使在大面積晶片上進行WLBI測試，也可以穩(wěn)定地保持良好的電連接狀態(tài)。
此外，使用由鐵磁物質(zhì)構(gòu)成的框架板10，由此在形成彈性各向異性導電膜20時在通過例如給模制材料層20A中的成為被支撐部分25的部分施加磁場而使導電顆粒P已經(jīng)存在于所述部分中的狀態(tài)下對模制材料層20A進行固化處理時，存在于模制材料層20A中的要成為被支撐部分25的部分中、即存在于位于框架板10中的各向異性導電膜-設置孔11附近的周邊之上和之下的部分中的導電顆粒P不聚集到成為連接用導電部件22的部分上。結(jié)果是，確實地防止了導電顆粒P被過量地包含在彈性各向異性導電膜20中的連接用導電部件22當中的位于最外側(cè)的連接用導電部件22中。相應地，不必減少模制材料層20A中的導電顆粒P的含量，因而確實地實現(xiàn)了對于彈性各向異性導電膜20的所有連接用導電部件22的導電性，并確實地實現(xiàn)了相鄰連接用導電部件22之間的絕緣性能。
由于定位孔16形成在框架板10內(nèi)，因此很容易進行與作為檢測目標的晶片或檢測用電路板進行定位。
由于空氣循環(huán)孔15形成在框架板10中，因此在利用減壓系統(tǒng)作為用于擠壓晶片檢測設備中的探測部件的裝置(將在后面進行說明)時，在減少腔室內(nèi)的壓力時，各向異性導電連接器和檢測用電路板之間存在的空氣通過框架板10中的空氣循環(huán)孔15被釋放，由此可以確保各向異性導電連接器與檢測用電路板緊密接觸，因而可以確實地實現(xiàn)所需的電連接。
圖11是示意性地表示使用根據(jù)本發(fā)明的各向異性導電連接器的典型晶片檢測設備的結(jié)構(gòu)的剖面圖。這種晶片檢測設備用于在晶片狀態(tài)下對形成在晶片中的多個集成電路的每個進行電檢測。
圖11所示的晶片檢測設備具有用于將作為檢測目標的晶片6的每個被檢測電極7電連接到測試器的探測部件1。還如圖12中的以放大尺寸所示的，探測部件1具有檢測用電路板30，在該檢測用電路板30的前表面(圖11中的下表面)上根據(jù)對應作為檢測目標的晶片6的被檢測電極7的圖形的圖形形成了多個檢測電極31。在檢測用電路板30的前表面上，按照連接器的彈性各向異性導電膜20中的連接用導電部件22分別與檢測用電路板30的檢測電極31相對并接觸的方式設置如圖1-4所示的結(jié)構(gòu)的各向異性導電連接器2。在各向異性導電連接器2的前表面(圖中的下表面)上，按照電極結(jié)構(gòu)42分別與各向異性導電連接器2的彈性各向異性導電膜20中的連接用導電部件22相對并接觸的方式，設置板狀連接器40，其中多個電極結(jié)構(gòu)42根據(jù)對應作為檢測目標的晶片6的被檢測電極7的圖形的圖形設置在絕緣板41中。
在探測部件1中的檢測用電路板30的后表面(圖中的上表面)上，設置用于向下壓探測部件1的加壓板3。其上安裝了作為檢測目標的晶片6的晶片安裝臺4設置在探測部件1的下面。加熱器5連接到加壓板3和晶片安裝臺4的每個上。
作為構(gòu)成檢測用電路板30的基本材料，可以使用常規(guī)公知的任何各種基本材料。其具體例子包括合成樹脂材料，如玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂、玻璃纖維增強苯酚樹脂、玻璃纖維增強聚酰亞胺樹脂和玻璃纖維增強雙馬來酰亞胺三嗪樹脂；和陶瓷材料，如玻璃、二氧化硅和氧化鋁。
當構(gòu)成用于進行WLBI的晶片檢測設備時，優(yōu)選使用具有至多3×10-5/K、更優(yōu)選為1×10-7/K到1×10-5/K、特別優(yōu)選為1×10-6/K到6×10-6/K的線性熱膨脹系數(shù)的材料。
這種基本材料的具體例子包括Pyrex(商標)玻璃、石英玻璃、氧化鋁、氧化鈹、碳化硅、氮化鋁、和氮化硼。
下面將具體描述探測部件1中的板狀連接器40。這種板狀連接器40具有柔性絕緣板41，并且在這種絕緣板41中，根據(jù)對應作為檢測目標的晶片6的被檢測電極7的圖形的圖形，在絕緣板41的平面方向上、在彼此分離的狀態(tài)下設置在絕緣板41的厚度方向延伸的多個電極結(jié)構(gòu)42。
每個電極結(jié)構(gòu)42是通過利用穿過絕緣板41的厚度方向延伸的短路部件45將暴露于絕緣板41的前表面(圖中的下表面)的突出前表面電極部分43和暴露于絕緣板41的后表面的板狀后表面電極部分44彼此整體地連接起來而形成。
對絕緣板41不特別限制，只要它具有絕緣性能并且是柔性的即可。例如，可以使用由聚酰胺樹脂、液晶聚合物、聚酯、氟樹脂等形成的樹脂板，或者通過向由纖維紡織的布內(nèi)注入上述任何樹脂而獲得的板。
對絕緣41的厚度不特別限制，只要這種絕緣板41是柔性的即可。然而，其厚度優(yōu)選為10-50μm，更優(yōu)選為10-25μm。
作為用于形成電極結(jié)構(gòu)42的金屬，可以使用鎳、銅、金、銀、鈀、鐵等。電極結(jié)構(gòu)42可以是由簡單金屬作為整體形成的、由至少兩種金屬的合金形成的、以及通過疊加至少兩種金屬獲得的結(jié)構(gòu)中的任何一種。
在電極結(jié)構(gòu)42中的前表面電極部分43和后表面電極部分44的表面上，優(yōu)選形成具有高導電性的化學性能穩(wěn)定的金屬的膜，例如金、銀或鉑使之可以防止這些電極部分的氧化，并且獲得接觸電阻小的電極部分。
電極結(jié)構(gòu)42中的前表面電極部分的突出高度優(yōu)選為15-50μm，更優(yōu)選為15-30μm，使之可以實現(xiàn)與晶片6的被檢測電極7的穩(wěn)定電連接。前表面電極部分43的直徑根據(jù)晶片6的被檢測電極的尺寸和間距而預先設置，例如其直徑為30-80μm，優(yōu)選為30-50μm。
對于電極結(jié)構(gòu)42中的后表面電極部分44的直徑來說，只需大于短路部件45的直徑并小于電極結(jié)構(gòu)42的設置間距，并且該直徑優(yōu)選盡可能的大，由此可以確實地實現(xiàn)與各向異性導電連接器2的彈性各向異性導電膜20中的連接用導電部件22的穩(wěn)定電連接。后表面電極部分44的厚度優(yōu)選為20-50μm，更優(yōu)選為35-50μm，使之強度足夠高，并且實現(xiàn)了優(yōu)異的重復耐久性。
電極結(jié)構(gòu)42中的短路部件45的直徑優(yōu)選為30-80μm，更優(yōu)選為30-50μm，使之可以實現(xiàn)足夠高的強度。
板狀連接器40可以例如利用以下方式進行制造。
即，提供通過在絕緣板41上疊加金屬層而獲得的疊加材料，并且利用激光加工、濕刻蝕加工、干刻蝕加工等，根據(jù)對應要形成的電極結(jié)構(gòu)42的圖形的圖形在疊加材料的絕緣板41中形成在絕緣板41的厚度方向延伸的多個通孔。然后對這種疊加材料進行光刻和電鍍處理，由此在絕緣板41中的通孔中形成整體地連接到金屬層上的短路部件45，同時，在絕緣板41的前表面上形成整體地連接到各個短路部件45上的突出前表面電極部分43。之后，對疊加材料的金屬層進行光刻蝕處理，從而除去其一部分，由此形成后表面電極部分44，從而形成電極結(jié)構(gòu)42，由此獲得板狀連接器40。
在這種電檢測設備中，在晶片安裝臺4上安裝作為檢測目標的晶片6，然后通過加壓板3向下對探測部件1施加壓力，由此使其板狀連接器40的電極結(jié)構(gòu)42中的各個前表面電極部分43與晶片6的它們的對應被檢測電極7接觸，并進一步通過前表面電極部分43對晶片6的各被檢測電極7施加壓力。在這種狀態(tài)下，各向異性導電連接器2的彈性各向異性導電膜20中的每個連接用導電部件22分別被檢測用電路板30的檢測電極31和板狀連接器40的電極結(jié)構(gòu)42的前表面電極部分43固定并加壓，并且在厚度方向被壓縮，由此在其厚度方向在各連接用導電部件22中形成導電通路。結(jié)果是，實現(xiàn)了晶片6的被檢測電極7和檢測用電路板30的檢測電極31之間的電連接。隨后，利用加熱器5通過晶片安裝臺4和加壓板3將晶片6加熱到預定溫度。在這種狀態(tài)下，對晶片6中的多個集成電路的每個進行必須的電檢測。
根據(jù)這種晶片檢測設備，通過具有上述各向異性導電連接器2的探測部件1實現(xiàn)了與作為檢測目標的晶片6的被檢測電極7的電連接。
因此，即使在被檢測電極7的間距很小時，也很容易實現(xiàn)與晶片的定位、保持和固定。此外，由于各向異性導電連接器2中的彈性各向異性導電膜20的連接用導電部件22具有良好的導電性，因此實現(xiàn)了與各個被檢測電極的連接的高可靠性，并充分地保證了相鄰連接用導電部件22之間的絕緣性能，而且即使重復進行檢測，也可以在長時間內(nèi)穩(wěn)定地進行所需電檢測。
由于各向異性導電連接器2中的每個彈性各向異性導電膜20其自身的面積很小，并且即使在進行熱磁滯作用時，彈性各向異性導電膜20的平面方向上的熱膨脹的絕對量也很小，通過使用具有低線性熱膨脹系數(shù)的材料作為框架板10的材料而利用框架板確實地防止了彈性各向異性導電膜20在平面方向上的熱膨脹。因而，即使在大面積晶片上進行WLBI測試時，也可以穩(wěn)定的保持良好的電連接狀態(tài)。
圖13是示意性地表示利用根據(jù)本發(fā)明的各向異性導電連接器的另一典型晶片檢測設備的結(jié)構(gòu)的剖面圖，圖14是表示圖13中所示的晶片檢測設備中的探測部件的放大尺寸的剖面圖。
這種晶片檢測設備具有在其頂部開口的盒式腔室50，其中裝有作為檢測目標的晶片6。在這個腔室50的側(cè)壁中設置用于排放腔室50內(nèi)的空氣的排氣管51，并且排氣器(未示出)例如真空泵連接到排氣管51上。
與圖11所示的晶片檢測設備中的探測部件1結(jié)構(gòu)相同的探測部件1設置在腔室50上，以便氣密地封閉腔室50的開口。更具體地說，彈性O形環(huán)55緊密接觸地設置在腔室50中的側(cè)壁的上端表面上，并且探測部件1在各向異性導電連接器2和其板狀連接器40安裝在腔室50中的狀態(tài)下設置，并且其檢測用電路板30的周邊與O形環(huán)55緊密接觸。此外，檢測用電路板30在由設置在其后表面(圖13中的上表面)上的加壓板3向下加壓的狀態(tài)下固定。
加熱器5連接到腔室50和加壓板3上。
在這種晶片檢測設備中，連接到腔室50的排氣管51上的排氣器(未示出)被驅(qū)動，由此使腔室50內(nèi)的壓力減小到例如1000Pa或更低。結(jié)果是，探測部件1被大氣壓向下加壓，由此使O形環(huán)彈性變形，并且探測部件1向下移動。結(jié)果是，晶片6的被檢測電極7分別被板狀連接器40的電極結(jié)構(gòu)42中的它們的對應前表面電極部分43加壓。在這個狀態(tài)下，各向異性導電連接器2的彈性各向異性導電膜20中的連接用導電部件22分別被檢測用電路板30的檢測電極31和板狀連接器40的電極結(jié)構(gòu)42中的前表面電極部分43固定和加壓，并在厚度方向被壓縮，由此在其厚度方向在各個連接用導電部件22中形成導電通路。結(jié)果是，實現(xiàn)了晶片6的被檢測電極7與檢測用電路板30的檢測電極31之間的電連接。此后，利用加熱器5經(jīng)過腔室50和加壓板3將晶片6加熱到預定溫度。在這個狀態(tài)下，在晶片6中的多個集成電路的每個上進行所需的電檢測。
根據(jù)這種晶片檢測設備，可以獲得與圖11所示晶片檢測設備中相同的效果。此外，由于不需要任何大尺寸的加壓機構(gòu)，因此整個檢測設備可以最小化，而且，即使在晶片6具有例如直徑為8英寸或更大的大面積時，也可以利用均勻力對作為檢測目標的整個晶片6進行加壓。此外，由于空氣循環(huán)孔15形成在各向異性導電連接器2中的框架板10中，因此當減小腔室50內(nèi)的壓力時，通過各向異性導電連接器2中的框架板10的空氣循環(huán)孔15排放了各向異性導電連接器2和檢測用電路板30之間存在的空氣，由此可以確保各向異性導電連接器2與檢測用電路板30緊密接觸，因而確實實現(xiàn)了所需電連接。
本發(fā)明不限于上述實施例，并且可以給其添加下列各種變化或修改。
(1)在本發(fā)明的各向異性導電連接器中，除了連接用導電部件22之外，可以在彈性各向異性導電膜20中形成沒有電連接到晶片中的被檢測電極上的非連接用導電部件。其中形成了非連接用導電部件的具有各向異性導電膜的各向異性導電連接器將在后面進行說明。
圖15是表示根據(jù)本發(fā)明另一實施例的各向異性導電連接器中的彈性各向異性導電膜的放大尺寸的平面圖，圖16是表示圖15中所示的各向異性導電連接器中的彈性各向異性導電膜的放大尺寸的剖面圖。在這種各向異性導電連接器的彈性各向異性導電膜20中，電連接到作為檢測目標的晶片中的被檢測電極上并在厚度方向(在圖15中，垂直于紙面的方向)延伸的多個連接用導電部件22設置成根據(jù)對應被檢測電極的圖形的圖形而對準成一線。這些連接用導電部件22的每個以高密度含有在取向與厚度方向?qū)实臓顟B(tài)下呈現(xiàn)磁性的導電顆粒，并被絕緣部件23相互絕緣，在該絕緣部件23中根本不含有或者含有很少的導電顆粒。
連接用導電部件22當中彼此相鄰并位于中心的二個連接用導電部件22其設置間隔比彼此相鄰的其它連接用導電部件22之間的間隔大。沒有電連接到作為檢測目標的晶片中的任何被檢測電極上并在厚度方向延伸的非連接用導電部件26形成在彼此相鄰并位于中心的二個連接用導電部件22之間。此外，在設置連接用導電部件22的方向上位于最外側(cè)的連接用導電部件22和框架板10之間形成不電連接到作為檢測目標的晶片中的任何被檢測電極上并在厚度方向延伸的非連接用導電部件26。這些非連接用導電部件26以高密度含有在取向與厚度方向?qū)实臓顟B(tài)下呈現(xiàn)磁性的導電顆粒并利用絕緣部件23與連接用導電部件22相互絕緣，在絕緣部件23中根本不含有或含有很少的導電顆粒。
在功能部件21的周邊邊緣上，固定到框架板10中的各向異性導電膜-設置孔11附近的周邊邊緣并由其支撐的被支撐部分25與功能部件21整體地和連續(xù)地形成，并且在被支撐部分25中含有導電顆粒。
其它結(jié)構(gòu)與圖1-4中所示的各向異性導電連接器中的結(jié)構(gòu)基本相同。
圖15和16所示的各向異性導電連接器可以使用由上模和下模構(gòu)成的模具而利用與用于制造圖1-4所示的各向異性導電連接器的工藝相同的方式來制造，在所述模具上，根據(jù)對應要形成的彈性各向異性導電膜20中的連接用導電部件22和非連接用導電部26的設置圖形的圖形分別形成了鐵磁物質(zhì)層，并在除了鐵磁物質(zhì)層以外的其它部分上形成非磁性物質(zhì)層，代替圖6所示的模具。
更具體地說，根據(jù)這種模具，例如一對電磁體設置在上模中的基板的上表面和下模中的基板的下表面上，并使電磁鐵工作，由此在形成在上模和下模之間的模制材料層中，分散在要成為模制材料層中的功能部件21的部分中的導電顆粒聚集到要成為連接用導電部件22的部分和要成為非連接用導電部件26的部分上，并且取向成在厚度方向?qū)?。另一方面，位于模制材料層中的框架?0之上和之下的導電顆粒保持留在框架板10的上面和下面。
在這個狀態(tài)下，對模制材料層進行固化處理，由此在被支撐部分25已經(jīng)固定到框架板10的每個各向異性導電膜-設置孔11附近的周邊的狀態(tài)下形成了各由功能部件21和被支撐部分25構(gòu)成的彈性各向異性導電膜20，由此制造各向異性導電連接器，所述功能部件21中多個連接用導電部件22和非連接用導電部件26在被由彈性聚合物質(zhì)構(gòu)成的絕緣部件23相互絕緣的狀態(tài)下設置，所述導電部件22和26中以取向成在厚度方向?qū)实臓顟B(tài)下在彈性聚合物質(zhì)中含有導電顆粒，所述絕緣部件23中根本不含有或很有很少的導電顆粒，所述被支撐部分25在功能部件21的周邊邊緣上連續(xù)地和整體地形成，并且其中在彈性聚合物質(zhì)中含有導電顆粒。
在形成彈性各向異性導電膜20時，通過給每個模制材料層中要成為非連接用導電部件26的部分施加磁場而獲得圖15所示的各向異性導電連接器中的非連接用導電部件26，由此使存在于在要成為連接用導電部件22的模制材料層中以大間隔設置的兩個相鄰部分之間的導電顆粒以及將要成為連接用導電部件22的模制材料層中的位于最外側(cè)的部分和框架板10之間的導電顆粒聚集到要成為非連接用導電部件26的部分上，并在這個狀態(tài)下對模制材料層進行固化處理。因此，防止導電顆粒過量地聚集到在將要成為連接用導電部件22的模制材料層中以較大間隔設置的兩個相鄰部分，和在將要成為連接用導電部件22的模制材料層中位于最外側(cè)的部分。相應地，即使要形成的每個彈性各向異性導電膜20具有以較大間隔設置的至少兩個連接用導電部件22，也能確保防止這些連接用導電部件22含有過量的導電顆粒。此外，即使要形成的彈性各向異性導電膜20具有相對大量的連接用導電部件22，確實防止了位于彈性各向異性導電膜20中的最外側(cè)的連接用導電部件22含有過量的導電顆粒。
(2)在根據(jù)本發(fā)明的各向異性導電連接器中，連接用導電部件22及其周邊部分從任何其它部分的表面突出的突出部分24可以形成在彈性各向異性導電膜20的功能部件21的一個表面上，如圖17所示，或者連接用導電部件22及其周邊部分從任何其它部分的表面突出的突出部分24可以形成在彈性各向異性導電膜20的功能部件21的兩個表面上，使得各向異性導電膜20中的絕緣部件23的厚度與連接用導電部件22的厚度的比至少為0.9。
(3)在根據(jù)本發(fā)明的各向異性連接器中，金屬層可以形成在彈性各向異性導電膜20中的連接用導電部件22的表面上。
(4)在根據(jù)本發(fā)明的各向異性導電連接器中，DLC層可以形成在彈性各向異性導電膜20的表面上。
(5)在制造本發(fā)明的各向異性導電連接器時，在用非磁性物質(zhì)作為框架板10的基本材料時，作為給模制材料層20A中要成為被支撐部分25的部分施加磁場的方法，可以采用用磁性物質(zhì)電鍍框架板10中的各向異性導電膜-設置孔11的周邊部分或用磁性油漆涂覆它們從而給其施加磁場的方式，或者采用在對應彈性各向異性導電膜20的被支撐部分25的模具60上形成鐵磁物質(zhì)層從而給其施加磁場的方式。
(6)在形成模制材料層時使用間隔器不是重要的，并且用于形成彈性各向異性導電膜的間隔可以在上模和下模與框架板之間由任何其它裝置固定。
(7)在根據(jù)本發(fā)明的晶片檢測設備中，探測部件中的板狀連接器不是主要的，并且晶片檢測設備可以如此構(gòu)成，使得各向異性導電連接器2中的彈性各向異性導電膜20與作為檢測目標的晶片接觸，從而實現(xiàn)如圖18和19所示的電連接。
(8)除了對其上形成具有鋁組成的平面電極的集成電路的晶片進行檢測，根據(jù)本發(fā)明的各向異性導電連接器或根據(jù)本發(fā)明的探測部件還可以在檢測晶片6時使用，其中所述晶片6上形成了具有由金、焊料等構(gòu)成的突起電極(凸塊)作為被檢測電極7的集成電路，如圖20和21所示。由于與由鋁構(gòu)成的電極相比，由金、焊料等形成的電極可以抵抗在其表面上形成氧化膜，因此在檢測晶片6時不必在用于破裂所需的重負載下對這些電極加壓，其中所示晶片6上形成了具有作為被檢測電極7的突起電極的集成電路，并且可以在不使用任何板狀連接器而使各向異性導電連接器2中的連接用導電部件22直接與被檢測電極7接觸的狀態(tài)下進行檢測。
當在各向異性導電連接器的連接用導電部件已經(jīng)與突起電極直接接觸的狀態(tài)下進行晶片的檢測時，其中所述突起電極是要檢測的電極，在重復使用各向異性導電連接器時，通過用突起電極加壓而對連接用導電部件進行研磨或永久壓縮變形。結(jié)果是，在連接用導電部件上發(fā)生了電阻的增加和與被檢測電極的連接故障，因而必須頻繁地用新的各向異性導電連接器代替該各向異性導電連接器。
然而，根據(jù)本發(fā)明的各向異性導電連接器或本發(fā)明的探測部件，即使作為檢測目標的其上以高集成度形成了集成電路的晶片6是具有8英寸或12英寸的直徑的晶片時，也可以在長時間內(nèi)保持所需的導電性，并且被檢測電極7是突起電極，因為各向異性導電連接器或探測部件的重復使用的耐久性很高，由此用新各向異性導電連接器替換各向異性導電連接器的頻率變低，因而可以減少檢測成本。
(9)在根據(jù)本發(fā)明的各向異性導電連接器中，可以對應電極區(qū)形成其框架板中的各向異性導電膜-設置孔，在所述電極區(qū)中被檢測電極設置在形成在作為檢測目標的晶片上的一部分集成電路中，并且彈性各向異性導電膜可以設置在這些各向異性導電膜-設置孔中。
根據(jù)這種各向異性導電連接器，晶片可以被分成兩個或更多個區(qū)域，從而在形成在每個分割區(qū)域中的集成電路上共同地進行探針測試。
更具體地說，在使用根據(jù)本發(fā)明的各向異性導電連接器或根據(jù)本發(fā)明的探測部件對晶片進行檢測的方法中，在形成在晶片上的所有集成電路上共同地進行檢測不是重要的。
在老化測試中，每個集成電路所需的檢測時間是幾個小時，并且在形成在晶片上的所有集成電路上共同地進行檢測時，可以實現(xiàn)高時間效率。另一方面，在探針測試中，每個集成電路所需的檢測時間只有幾分鐘，即使晶片分成2或更多個區(qū)域時，也可以實現(xiàn)充分高的時間效率，并且在形成在每個分割區(qū)域中的集成電路上共同地進行探針測試。
如上所述，根據(jù)關(guān)于形成在晶片上的集成電路而對每個分割區(qū)進行電檢測的方法，當對以高集成度形成在具有8英寸或12英寸的直徑的晶片上的集成電路進行電檢測時，與在所有集成電路上共同地進行檢測的方法相比，可以減少使用的檢測電極和檢測用電路板的布線的數(shù)量，由此可以減少檢測設備的制造成本。
由于根據(jù)本發(fā)明的各向異性導電連接器或根據(jù)本發(fā)明的探測部件在重復使用上的耐久性很高，在每個分割區(qū)域中、在對形成在晶片上的集成電路進行電檢測的方法中使用它時，各向異性導電連接器發(fā)生故障和用新的代替它的頻率變低，因而可以減少檢測成本。
(10)在根據(jù)本發(fā)明的各向異性導電連接器中，形成被支撐部分25不是主要的，被支撐部分25相對于框架板10進行堆疊，如圖4所示，但是彈性各向異性導電膜20可以通過將彈性各向異性導電膜20的側(cè)表面連接到框架板10中的各向異性導電膜-設置孔11的內(nèi)表面上而由框架板10來支撐，如圖22所示。
為了獲得這種各向異性導電連接器，在形成彈性各向異性導電膜20的步驟中，只需要形成模制材料層而不用在上模和下模與框架板之間設置間隔器。
在這種各向異性導電連接器中，在形成彈性各向異性導電膜20時不需要在上模和下模與框架板之間設置間隔器，并且由框架板10的厚度和在模具的模制表面中形成的凹陷部分的深度來確定彈性各向異性導電膜20的預定，因而很容易形成具有例如100μm或以下的厚度的薄彈性各向異性導電膜20。
下面將通過以下例子具體介紹本發(fā)明。但是，本發(fā)明不限于這些例子。

如圖23所示，在由硅(線性熱膨脹系數(shù)3.3×10-6/K)制成并具有8英寸直徑的晶片6上形成總數(shù)為393個正方形集成電路L，其中每個集成電路具有8nm×8nm的尺寸。形成在晶片6上的每個集成電路L在其中心具有被檢測電極的區(qū)域A，如圖24所示。在被檢測電極的區(qū)域A中，如圖25所示，50個被檢測的矩形電極7在橫向方向以100μm的間距設置成一行，其中每個電極7具有200μm的垂直方向尺寸(圖25中的上下方向)和50μm的橫向尺寸(圖25中的左右方向)。整個晶片6中的被檢測電極7的總數(shù)量是19650。所有被檢測電極電連接到形成在晶片6的周邊邊緣上的公共引線電極(未示出)上。在形成被檢測電極7的一側(cè)上的晶片6的表面的面積S2為3.14×104mm2。下面將這個晶片稱為“評估用晶片W1”。
此外，在晶片6上形成393個集成電路(L)，這些集成電路具有與評估用晶片W1中相同的結(jié)構(gòu)，除了在集成電路(L)上形成了關(guān)于50個被檢測電極(7)的公共引線電極，并且被檢測電極彼此電絕緣之外。整個晶片中的被檢測電極的總數(shù)量是19650。形成被檢測電極(7)的一側(cè)上的晶片(6)的表面的面積S2為3.14×104mm2。下面將這個晶片稱為“評估用晶片W2”。
在晶片(6)上，形成393個集成電路(L)，這些集成電路具有與評估用晶片W1中相同的結(jié)構(gòu)，除了以下結(jié)構(gòu)之外在集成電路(L)中的50個被檢測電極(7)當中，在從最末端被檢測電極(7)數(shù)每隔一個電極上，每兩個被檢測電極(7)彼此電連接，并且不形成引線電極。整個晶片中的被檢測電極的總數(shù)量為19650。下面，整個晶片中的被檢測電極的總數(shù)量是19650。在形成被檢測電極(7)的一側(cè)上的晶片(6)的表面的面積S2是3.14×104mm2。下面將這種晶片稱為“測試用晶片W3”。
此外，在晶片(6)上形成393個集成電路(L)，這些集成電路具有與評估用晶片W1相同的結(jié)構(gòu)，除了以下結(jié)構(gòu)之外在集成電路(L)中的50個被檢測電極(7)當中，在從最末端被檢測電極(7)數(shù)每隔一個電極上，每兩個被檢測電極(7)彼此電連接，不形成引線電極，并且被檢測電極變?yōu)榫哂?0μm的直徑和30μm的高度的突起電極。整個晶片中的被檢測電極的總數(shù)量為19650。在形成被檢測電極(7)的一側(cè)上的晶片(6)的表面的面積S2是3.14×104mm2。下面將這種晶片稱為“測試用晶片W4”。
<例子和比較例>
(1)導電顆粒的制備向粉末電鍍設備的處理容器中注入由鎳(飽和磁化0.6Wb/m2)構(gòu)成并具有10μm的數(shù)量平均粒徑的100g顆粒，并進一步添加2L的0.32N鹽酸。攪拌得到的混合物，從而獲得含有磁芯顆粒的漿料。在常溫下攪拌這種漿料30分鐘，由此對磁芯顆粒進行酸處理。之后，將如此處理過的漿料靜放1分鐘，從而使磁芯顆粒沉淀，并除去清液層。
向進行了酸處理的磁芯顆粒添加2L純凈水，并在常溫下攪拌該混合物2分鐘。然后將這種混合物靜放1分鐘，使磁芯顆粒沉淀，并除去清液層。重復兩次進行這個過程，由此對磁芯顆粒進行清洗處理。
向進行了酸處理和清洗處理的磁芯顆粒添加含金比例為20g/L的2L鍍金液。將處理容器的溫度升高到90℃并攪拌混合物，由此制備漿料。在這個狀態(tài)下攪拌這種混合物的同時，對磁芯顆粒進行用金的置換電鍍。之后，靜放該漿料同時使其冷卻，由此使顆粒沉淀，并除去上清液，從而制備導電顆粒，該導電顆粒具有由鎳構(gòu)成的用金電鍍的表面。
向通過這種方式獲得的導電顆粒中添加2L純凈水，并且在常溫下攪拌該混合物2分鐘。隨后，靜放該混合物1分鐘，使導電顆粒沉淀，并且除去上清液。重復兩次這個過程，然后向顆粒添加被加熱到90℃的純凈水，并攪拌該混合物。得到的漿料通過過濾紙進行過濾，從而收集導電顆粒。借助預置到90℃的干燥劑對導電顆粒進行干燥處理。
然后在比重8.9、2.5m3/分鐘的氣流、1600rpm的轉(zhuǎn)速、25μm的分類點和16g/min的導電顆粒的饋送速度的條件下，使用空氣分類器“Turboclassifier TC-15N”(由Nisshin Engineering公司制造)對200g導電顆粒進行分類處理，由此收集180g導電顆粒。此外，在比重8.9、25m3/分鐘的氣流、3000rpm的轉(zhuǎn)速、10μm的分類點和14g/min的導電顆粒的饋送速度的條件下，對180g導電顆粒進行另一分類處理。
如此獲得的導電顆粒，其數(shù)量平均粒徑為8.7μm，重量平均粒徑為9.9μm，比例Dw/Dn值為1.1，粒徑的標準偏差為2.0，粒徑的變化系數(shù)為23％，并且金與磁芯顆粒的比例為30％質(zhì)量。該導電顆粒被稱為“導電顆粒(a)”。
(2)框架板的制造在下列條件下根據(jù)圖26和27所示的結(jié)構(gòu)制造總數(shù)為二十的框架板，每個框架板具有8英寸的直徑和對應評估用晶片W1中的被檢測電極的各個區(qū)域形成的393個各向異性導電膜-設置孔。
這種框架板10的材料是柯伐合金(飽和磁化1.4Wb/m2；線性熱膨脹系數(shù)5×10-6/K)，并且其厚度為50μm。
每個各向異性導電膜-設置孔11具有5500μm的橫向(圖26和27中的左右方向)尺寸和320μm的垂直方向(圖26和27中的上下方向)尺寸。
在垂直方向相鄰的各向異性導電膜-設置孔11之間的中心位置形成圓形空氣循環(huán)孔15，并且其直徑為1000μm。
(3)間隔器的制造在下列條件下制造用于模制彈性各向異性導電膜的兩個間隔器，每個間隔器具有對應評估用晶片W1中的被檢測電極的區(qū)域形成的多個通孔。這些間隔器的材料是不銹鋼板(SUS304)，并且其厚度為10μm。
對應被檢測電極的每個區(qū)域的通孔具有6000μm的橫向尺寸和1200μm的垂直方向尺寸。
(4)模具的制造在下列條件下根據(jù)圖7和28所示的結(jié)構(gòu)制造用于模制彈性各向異性導電膜的模具(K1)。
這個模具(K1)中的上模61和下模65分別具有由鐵構(gòu)成的基板62和66，并且每個基板的厚度為6mm。在基板62和66上，根據(jù)對應評估用晶片W1中的被檢測電極的圖形的圖形而設置用于形成連接用導電部件的鐵磁物質(zhì)層63(67)和用于形成非連接用導電部件的鐵磁物質(zhì)層63a(67a)，上述導電部件都由鎳制成。更具體地說，用于形成連接用導電部件的每個鐵磁物質(zhì)層63(67)的尺寸為40μm(橫向方向)×200μm(垂直方向)×100μm(厚度)，并且50個鐵磁物質(zhì)層63(67)在橫向方向上以100μm的間距設置成一行。用于形成非連接用導電部件的鐵磁物質(zhì)層63a(67a)設置在位于設置鐵磁物質(zhì)層63(67)的方向上的最外側(cè)的鐵磁物質(zhì)層63(67)的外側(cè)。每個鐵磁物質(zhì)層63a(67a)的尺寸為40μm(橫向方向)×200μm(垂直方向)×100μm(厚度)。
對應評估用晶片W1中的被檢測電極的區(qū)域，總共形成393個區(qū)域，每個區(qū)域中形成了用于形成連接用導電部件的50個鐵磁物質(zhì)層63(67)和用于形成非連接用導電部件的2個鐵磁物質(zhì)層63a(67a)。在整個基板中，形成19650個用于形成連接用導電部件的鐵磁物質(zhì)層63(67)和786個用于形成非連接用導電部件的鐵磁物質(zhì)層63a(67a)。通過對干膜抗蝕劑進行固化處理而形成非磁性物質(zhì)層64(68)。用于形成功能部件的每個凹陷部分64a的尺寸為5250μm(橫向方向)×210μm(垂直方向)×25μm(深度)，并且除了凹陷部分以外的其它部分的厚度為125μm(凹陷部分的厚度100μm)。
在下列條件下根據(jù)圖29和30中所示的結(jié)構(gòu)制造用于模制彈性各向異性導電膜的模具(K2)。
這個模具(K2)中的上模61和下模65分別具有由鐵構(gòu)成的基板62和66，并且每個基板的厚度為6mm。在基板62和66上，根據(jù)對應評估用晶片W1中的被檢測電極的圖形的圖形而設置用于形成連接用導電部件的鐵磁物質(zhì)層63(67)和用于形成非連接用導電部件的鐵磁物質(zhì)層63a(67a)，上述導電部件都由鎳制成。更具體地說，用于形成連接用導電部件的每個鐵磁物質(zhì)層63(67)的尺寸為40μm(橫向方向)×200μm(垂直方向)×100μm(厚度)，并且50個鐵磁物質(zhì)層63(67)在橫向方向上以100μm的間距設置成一行。用于形成非連接用導電部件的鐵磁物質(zhì)層63a(67a)設置在位于設置鐵磁物質(zhì)層63(67)的方向上的最外側(cè)的鐵磁物質(zhì)層63(67)的外側(cè)。每個鐵磁物質(zhì)層63a(67a)的尺寸為40μm(橫向方向)×200μm(垂直方向)×100μm(厚度)。
對應評估用晶片W1中的被檢測電極的區(qū)域，總共形成393個區(qū)域，每個區(qū)域中形成了用于形成連接用導電部件的50個鐵磁物質(zhì)層63(67)和用于形成非連接用導電部件的2個鐵磁物質(zhì)層63a(67a)。在整個基板中，形成19650個用于形成連接用導電部件的鐵磁物質(zhì)層63(67)和786個用于形成非連接用導電部件的鐵磁物質(zhì)層63a(67a)。通過對干膜抗蝕劑進行固化處理而形成非磁性物質(zhì)層64(68)。在設置用于形成連接用導電部件的鐵磁物質(zhì)層63(67)的區(qū)域以及設置用于形成非連接用導電部件的鐵磁物質(zhì)層63a(67a)的區(qū)域中，形成用于在彈性各向異性導電膜上形成突起部分的凹陷部分64b(68b)和64c(68c)。其上設置了用于形成連接用導電部件的鐵磁物質(zhì)層63(67)的凹陷部分64b(68b)的尺寸為60μm(橫向方向)×210μm(垂直方向)×25μm(深度)，并且其上設置了用于形成非連接用導電部件的鐵磁物質(zhì)層63a(67a)的凹陷部分64c(68c)的尺寸為90μm(橫向方向)×260μm(垂直方向)×25μm(深度)，并且除了凹陷部分以外的其它部分的厚度為125μm(凹陷部分的厚度100μm)。
(5)各向異性導電連接器的制造[各向異性導電連接器(A1)-(A10)的制造]利用下列方式使用上述框架板、間隔器和模具在框架板中形成彈性各向異性導電膜。
添加100質(zhì)量份的添加型液體硅橡膠并混合30質(zhì)量份的導電顆粒(a)。之后，通過減壓對得到的混合物進行去沫處理，由此制備用于模制彈性各向異性導電膜的模制材料。
在上述工藝中，使用兩封裝型液體硅橡膠作為添加型液體硅橡膠，在這種兩封裝型液體硅橡膠中，溶液A的粘度為250Pa·S，溶液B的粘度為250Pa·S，其固化產(chǎn)品在150℃下的壓縮形變?yōu)?％，固化產(chǎn)品的硬度計A硬度為32，并且固化產(chǎn)品的撕扯強度為25kN/m。
通過以下方式確定添加型液體硅橡膠的性能。
(i)添加型液體硅橡膠的粘度通過Bookfield粘度計測量在23±2℃的粘度。
(ii)硅橡膠的固化產(chǎn)品的壓縮形變按照它們的量彼此相等的比例對兩封裝型的添加型液體硅橡膠中的溶液A和溶液B進行攪拌和混合。之后，將這種混合物注入到模具中并通過減壓進行去沫處理，在120℃的條件下進行30分鐘的固化處理，由此制造具有12.7mm厚度和29mm直徑的柱狀體，該柱狀體由硅橡膠的固化產(chǎn)品構(gòu)成。在200℃的條件下對柱狀體進行4小時的后固化處理。將通過這種方式獲得的柱狀體用做樣品，根據(jù)JIS K 6249在150±2℃下測量它的壓縮形變。
(iii)硅橡膠的固化產(chǎn)品的撕扯強度在與第(ii)項相同的條件下進行添加型液體硅橡膠的固化處理和后固化，由此制造具有2.5mm厚度的板。通過對這個板進行沖壓制備月牙型樣品，根據(jù)JIS K 6249在23±2℃下測量它的撕扯強度。
(iv)硬度計A硬度通過與第(iii)項相同的方式制造的五個板彼此疊在一起，并將得到的疊置體用做樣品，根據(jù)JIS K 6249在23±2℃下測量其硬度計A硬度。
利用絲網(wǎng)印刷將制備的模制材料施加于上述模具的上模和下模的表面上，由此根據(jù)要形成的彈性各向異性導電膜的圖形而形成模制材料層，并且穿過用于下模的一側(cè)的間隔器在下模的模制表面上對準疊置框架板。此外，將上模穿過用于上模的一側(cè)的間隔器而對準疊置在框架板上。
在100℃的條件下對形成在上模和下模之間的模制材料層進行固化處理1小時，同時利用電磁體向位于厚度方向的鐵磁物質(zhì)層之間的部分施加2T的磁場，由此在框架板的每個各向異性導電膜-設置孔中形成彈性各向異性導電膜。
如此獲得的彈性各向異性導電膜將在后面詳細說明。各向異性導電連接器中的彈性各向異性導電膜的總數(shù)為393，并且每個彈性各向異性導電膜具有6000μm的橫向尺寸和1200μm的垂直方向尺寸。
每個彈性各向異性導電膜中的功能部件具有5250μm的橫向尺寸和210μm的垂直方向尺寸，并且其一個表面的面積為1.1025mm2。相應地，所有彈性各向異性導電膜的功能部件的一個表面的面積的總和S1為433mm2，并且所有彈性各向異性導電膜的功能部件的一個表面的面積的總和S1與形成被檢測電極的一側(cè)上的評估用晶片W1的表面的面積S2的比S1/S2為0.0138。
在每個彈性各向異性導電膜中的功能部件中，50個連接用導電部件在橫向方向上以100μm的間距設置成一行。每個連接用導電部件的尺寸是厚度為120μm、橫向方向尺寸為40μm，垂直方向的尺寸為200μm。在功能部件中，在位于橫向方向的最外側(cè)的連接用導電部件和框架板之間設置非連接用導電部件。每個非連接用導電部件的尺寸為在橫向方向的尺寸為40μm、在垂直方向的尺寸為200μm。功能部件中的絕緣部件的厚度為120μm。絕緣部件的厚度與連接用導電部件的厚度的比(T2/T1)為1。相應地，每個功能部件的兩個表面是平坦的，并具有均勻的厚度。每個功能部件是按照其兩個表面從被支撐部分突出并且功能部件的突出高度為25μm的方式形成的。每個彈性各向異性導電膜中的被支撐部分的總厚度為70μm，一個叉形部分的厚度為10μm。
利用上述方式在10個框架板中分別形成彈性各向異性導電膜，從而制造總共10個各向異性導電連接器。這些各向異性導電連接器將在后面被稱為各向異性導電連接器(A1)-各向異性導電連接器(A10)。
觀察彈性各向異性導電膜的功能部件中的被支撐部分和絕緣部件。結(jié)果是，確認導電顆粒存在于被支撐部分中，并且導電顆粒很少地存在于功能部件中的絕緣部件中。
利用與各向異性導電連接器(A1)-(A10)中相同的方式制造用于對比的各向異性導電連接器，除了使用模具(K2)代替模具(K1)之外。
下面將具體介紹如此獲得的各向異性導電板的彈性各向異性導電膜。各向異性導電連接器中的彈性各向異性導電膜的總數(shù)量為393，并且每個彈性各向異性導電膜具有6000μm的橫向方向尺寸和1200μm的垂直方向尺寸。五十個連接用導電部件在橫向方向上以100μm的間距設置成一行。每個連接用導電部件的尺寸為橫向尺寸40μm、垂直方向尺寸200μm和厚度為120μm。在位于橫向方向的最外側(cè)的連接用導電部件和框架板之間設置非連接用導電部件。每個非連接用導電部件的尺寸為在橫向方向的尺寸為40μm、在垂直方向的尺寸為200μm和厚度為120μm。形成在連接用導電部件上的突出部分的突出高度在每個表面上為25μm，并且每個突出部分具有60μm的橫向尺寸和210μm的垂直方向尺寸。形成在非連接用導電部件上的突出部分的突出高度在每個表面上為25μm，并且每個突出部分具有90μm的橫向尺寸和260μm的垂直方向的尺寸。因而，所有彈性各向異性導電膜中的突出部分的端面的面積的總和是266mm2，并且所有彈性各向異性導電膜中的突出部分的端面的面積的總和與形成被檢測電極的一側(cè)上的評估用晶片W1的表面的面積的比為0.0085。絕緣部件的厚度為70μm，并且絕緣部件的厚度與連接用導電部件的厚度的比(T2/T1)為0.58。每個彈性各向異性導電膜中的被支撐部分的厚度(一個叉形部分的厚度)為10μm。這些各向異性連接器將在后面稱為各向異性導電連接器(B1)-各向異性導電連接器(B10)。
(6)檢測用電路板氧化鋁陶瓷(線性熱膨脹系數(shù)4.8×10-6/K)用做制造檢測用電路板的基本材料，在該檢測用電路板中已經(jīng)根據(jù)對應評估用晶片W1中的被檢測電極的圖形的圖形而形成了檢測電極。這個檢測用電路板總體上是矩形的，其尺寸為30cm×30cm。其檢測電極各具有60μm的橫向方向尺寸和200μm的垂直方向尺寸。這個檢測用電路板將在后面稱為“檢測用電路板T”。
(7)板狀連接器提供一種疊置材料，它是通過在由聚酰亞胺形成并具有20μm厚度的絕緣板的一個表面上疊加厚度為15μm的銅層而獲得的，并且對這個疊置材料中的絕緣板進行激光加工，由此根據(jù)對應評估用晶片W1中的被檢測電極的圖形的圖形在絕緣板中形成各穿過絕緣板的厚度方向延伸的19650個通孔，這些通孔的直徑為30μm。然后對這種疊置材料進行光刻和鎳鍍處理，由此形成整體地連接到絕緣板中的通孔中的銅層上的短路部件，同時，在絕緣板的前表面上形成整體地連接到各個短路部件的突出前表面電極部分。每個前表面電極部分的直徑為40μm，并且相對于絕緣板的表面的高度為20μm。之后，對疊置材料的銅層進行光刻蝕處理，除去其一部分，由此形成各具有60μm×210μm尺寸的矩形后表面電極部分。此外，對前表面電極部分和后表面電極部分進行金鍍處理，由此形成電極結(jié)構(gòu)，從而制造板狀連接器。這個板狀連接器在后面將被稱為“板狀連接器M”。
(8)彈性各向異性導電膜的初始性能利用下列方式確定每個各向異性導電連接器(A1)-(A10)和各向異性導電連接器(B1)-(B10)中的彈性各向異性導電膜的初始性能。
利用如下方式在檢測用電路板T上對準設置各向異性導電連接器，使得其連接用導電部件位于檢測用電路板T的各個檢測電極上，并且利用RTV硅橡膠將各向異性導電連接器的周邊部分連接到檢測用電路板T上，從而制造探測部件。然后將這個探測部件固定到加壓板上，并且將評估用晶片W1安裝在晶片安裝臺上。在探測部件和評估用晶片W1之間推進可觀察上下方向的CCD照相機，并根據(jù)這個CCD照相機的圖像對評估用晶片W1與探測部件進行對準，使得各向異性導電連接器的連接用導電部件分別位于評估用晶片W1的被檢測電極的正上方。然后從探測部件和評估用晶片W1之間取出CCD照相機，并在58.95kg(施加于每個連接用導電部件的負載為平均為3g)的負載下向下加壓探測部件，由此使各向異性導電連接器的彈性各向異性導電膜在壓力下與評估用晶片W1接觸。然后在室溫(25℃)下測量評估用電路板T中的19650個檢測電極的每個檢測電極與評估用晶片W1的引線電極之間的電阻，并作為連接用導電部件中的電阻(下面將其稱為“導電電阻”)，從而計算出導電電阻低于1Ω的連接用導電部件的比例。
在晶片安裝臺上安裝評估用晶片W2來代替評估用晶片W1，并且在探測部件和評估用晶片W2之間推進能觀察上下方向的CCD照相機，并根據(jù)這個CCD照相機的圖像對評估用晶片W2與探測部件的對準，使得各向異性導電連接器的連接用導電部件分別位于評估用晶片W2的被檢測電極的正上方。然后從探測部件和評估用晶片W2之間取出CCD照相機，并在58.95kg(施加于每個連接用導電部件的負載為平均為3g)的負載下向下加壓探測部件，由此使各向異性導電連接器的彈性各向異性導電膜在壓力下與評估用晶片W2接觸。然后在室溫(25℃)下測量評估用電路板T中的2個相鄰檢測電極之間的電阻，并作為2個相鄰連接用導電部件(以下稱為“導電部件對”)之間的電阻(下面將其稱為“絕緣電阻”)，從而計算出絕緣電阻為10MΩ或更高的導電部件對的比例。
結(jié)果示于表1中。


(9)測試1利用如下方式在高溫環(huán)境下對各向異性導電連接器(A1)、各向異性導電連接器(A2)、各向異性導電連接器(B1)、各向異性導電連接器(B2)進行耐久性測試。
按照以下方式將各向異性導電連接器對準地設置在檢測用電路板T上，使得其連接用導電部件位于檢測用電路板T的各個檢測電極上，并利用RTV硅橡膠將各向異性導電連接器的周邊部分連接到檢測用電路板T上，從而制造探測部件。然后將這個探測部件固定到加壓板上，并且將測試用晶片W4安裝在備有電加熱器的晶片安裝臺上。在探測部件和測試用晶片W4之間推進可觀察上下方向的CCD照相機，并根據(jù)這個CCD照相機的圖像對測試用晶片W4與探測部件進行對準，使得各向異性導電連接器的連接用導電部件分別位于測試用晶片W4的被檢測電極的正上方。然后從探測部件和測試用晶片W4之間移去CCD照相機，并在158kg(施加于每個連接用導電部件的負載為平均為8g)的負載下向下加壓探測部件，由此使各向異性導電連接器的彈性各向異性導電膜在壓力下與測試用晶片W4接觸。然后加熱晶片安裝臺至125℃。在晶片安裝臺的溫度穩(wěn)定之后，在檢測用電路板T中的19650個檢測電極當中，依次檢測通過各向異性導電連接器彼此電連接的2個檢測電極和測試用晶片W4之間的電阻，從而記錄測量的電阻的半值作為各向異性導電連接器中的連接用導電部件的導電電阻，由此計算導電電阻為1Ω或更高的連接用導電部件的數(shù)量。之后，在這個狀態(tài)下將晶片安裝臺放置1小時，然后冷卻到室溫。隨后，釋放施加于探測部件的壓力。
將上述過程看作是一個循環(huán)，并且將該循環(huán)總共連續(xù)重復進行500次。
在上述測試中，連接用導電部件的導電電阻為1Ω或更高的那些連接用導電部件實際上難以在形成在晶片上的集成電路的電檢測中使用。
結(jié)果示于表2中。
(10)測試2利用如下方式在高溫環(huán)境下對各向異性導電連接器(A3)、各向異性導電連接器(A4)、各向異性導電連接器(B3)、各向異性導電連接器(B4)進行耐久性測試。
按照以下方式將各向異性導電連接器對準地設置在檢測用電路板T上，使得其連接用導電部件位于檢測用電路板T的各個檢測電極上，并利用RTV硅橡膠將各向異性導電連接器的周邊部分連接到檢測用電路板T上，板狀探針M對準地設置在這個各向異性導電連接器上，使得其后表面電極部分位于各向異性導電連接器的各個連接用導電部件上，并利用RTV硅橡膠將板狀連接器M的周邊部分連接到檢測用電路板T上，從而制造探測部件。然后將這個探測部件固定到加壓板上，并且將測試用晶片W3安裝在備有電加熱器的晶片安裝臺上。在探測部件和測試用晶片W3之間推進可觀察上下方向的CCD照相機，并根據(jù)這個CCD照相機的圖像對測試用晶片W3與探測部件進行對準，使得板狀連接器的前表面電極部分分別位于測試用晶片W3的被檢測電極的這正上方。然后從探測部件和測試用晶片W3之間移去CCD照相機，并在158kg(施加于每個連接用導電部件的負載為平均為8g)的負載下向下加壓探測部件，由此使各向異性導電連接器的彈性各向異性導電膜在壓力下與測試用晶片W4接觸。然后將晶片安裝臺加熱到125℃。在晶片安裝臺的溫度穩(wěn)定之后，在檢測用電路板T中的19650個檢測電極當中，依次檢測通過各向異性導電連接器彼此電連接的2個檢測電極、板狀連接器M和測試用晶片W3之間的電阻，從而記錄各向異性導電連接器中的連接用導電部件的導電電阻，由此計算導電電阻為1Ω或更高的連接用導電部件的數(shù)量。之后，在這個狀態(tài)下將晶片安裝臺放置1小時，然后冷卻到室溫。隨后，釋放施加于探測部件的壓力。
將上述過程看作是一個循環(huán)，并且將該循環(huán)總共連續(xù)重復進行500次。
在上述測試中，連接用導電部件的導電電阻為1Ω或更高的那些連接用導電部件實際上難以在形成在晶片上的集成電路的電檢測中使用。
結(jié)果示于表3中。
[表3] 如從表1-3所示結(jié)果明顯看出的，確信根據(jù)關(guān)于例子的各向異性導電連接器，即使在連接用導電部件的間距很小時，在彈性各向異性導電膜中的連接用導電部件上實現(xiàn)了良好的導電性，而且甚至通過環(huán)境變化如由于溫度變化產(chǎn)生的熱磁滯作用也可以穩(wěn)定地保持良好的電連接狀態(tài)，并且即使在高溫環(huán)境下重復使用它們時，也可以在長時間內(nèi)保持良好的導電性。還確信根據(jù)關(guān)于例子的各向異性導電連接器，即使在作為檢測目標的晶片具有大量被檢測電極時，也可以是重復使用的高耐久性，并且這些被檢測電極是突起電極。
權(quán)利要求
1.一種各向異性導電連接器，包括各具有功能部件的彈性各向異性導電膜，其中含有導電顆粒并在膜的厚度方向延伸的多個連接用導電部件以通過絕緣部件相互絕緣的狀態(tài)設置，其中假設彈性各向異性導電膜的功能部件中的連接用導電部件的厚度為T1，功能部件中的絕緣部件的厚度為T2，則比值(T2/T1)至少為0.9。
2.一種各向異性導電連接器，它適于用來在晶片狀態(tài)下對形成在晶片上的多個集成電路的每個進行導電檢測，其包括框架板，其中在形成在作為檢測目標的晶片上的所有或部分集成電路中對應電極區(qū)形成多個各向異性導電膜-設置孔，每個所述設置孔穿過框架板的厚度方向延伸，所述電極區(qū)中設置了要檢測的電極，并且多個彈性各向異性導電膜設置在這個框架板中的各個各向異性導電膜-設置孔中，而且各由各向異性導電膜-設置孔附近的周邊部分支撐，其中每個彈性各向異性導電膜備有功能部件，該功能部件具有多個連接用導電部件和絕緣部件，所述連接用導電部件對應形成在作為檢測目標的晶片上的集成電路中的要檢測電極而設置、以高密度含有呈現(xiàn)磁性的導電顆粒并在膜的厚度方向延伸，并且所述絕緣部件使這些連接用導電部件相互絕緣，和其中假設彈性各向異性導電膜的功能部件中的連接用導電部件的厚度為T1，功能部件中的絕緣部件的厚度為T2，則比值(T2/T1)至少為0.9。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的各向異性導電連接器，其中每個彈性各向異性導電膜中的功能部件的至少一個表面是平的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的各向異性導電連接器，其中每個彈性各向異性導電膜中的功能部件的所述至少一個平表面形成得從任何其它部分突出，和其中假設所有彈性各向異性導電膜的功能部件的一個表面的面積總和是S1，在已經(jīng)形成要檢測的電極的一側(cè)上的作為檢測目標的晶片的表面的面積為S2，則比值S1/S2為0.001到0.3。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4中任一項的各向異性導電連接器，其中框架板的線性熱膨脹系數(shù)至多為3×10-5/K。
6.一種用于在晶片狀態(tài)下電檢測形成在晶片上的多個集成電路的每個的探測部件，其包括檢測用電路板，在其表面上，根據(jù)對應形成在作為檢測目標的晶片上的集成電路的要檢測的電極圖形的圖形形成檢測電極，以及設置在檢測用電路板的表面上的根據(jù)權(quán)利要求2-5中任一項的各向異性導電連接器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的探測部件，其中各向異性導電連接器中的框架板的線性熱膨脹系數(shù)至多為3×10-5/K，并且構(gòu)成檢測用電路板的基本材料的線性熱膨脹系數(shù)至多為3×10-5/K。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的探測部件，其中在各向異性導電連接器上設置板狀連接器，該板狀連接器由絕緣板和多個電極結(jié)構(gòu)構(gòu)成，每個電極結(jié)構(gòu)在其厚度方向穿過絕緣板延伸，并且該板狀連接器根據(jù)對應被檢測電極的圖形的圖形進行設置。
9.一種用于在晶片狀態(tài)下進行形成在晶片上的多個集成電路的每個的導電檢測的晶片檢測設備，其包括根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項的探測部件，其中通過探測部件實現(xiàn)了與形成在作為檢測目標的晶片上的集成電路的電連接。
10.一種晶片檢測方法，包括以下步驟通過根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項的探測部件將形成在晶片上的多個集成電路的每個電連接到測試器上，從而對形成在晶片上的集成電路進行電檢測。
全文摘要
這里公開了一種各向異性導電連接器，通過該各向異性導電連接器，即使在晶片具有8英寸或更大直徑的大面積和形成的集成電路中的被檢測電極的間距很小時，也可以進行與作為檢測目標的晶片的定位、保持和固定，確實地實現(xiàn)了所有連接用導電部件的良好導電性，同時，確實地實現(xiàn)了相鄰連接用導電部件之間的絕緣性，而且即使重復使用，也可以在長時間內(nèi)保持良好導電性。本發(fā)明的各向異性導電連接器包括彈性各向異性導電膜，每個彈性各向異性導電膜具有功能部件，其中含有導電顆粒并在膜的厚度方向延伸的多個連接用導電部件按照被絕緣部件相互絕緣的狀態(tài)設置，其中假設彈性各向異性導電膜的功能部件中的連接用導電部件的厚度為T1，功能部件中的絕緣部件的厚度為T2，則比值(T2/T1)至少為0.9。
文檔編號H01R11/01GK1762051SQ20048000764
公開日2006年4月19日 申請日期2004年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月18日
發(fā)明者直井雅也 申請人:Jsr株式會社