研究開発された技術紹介

近年の半導体を使用した機器においては、使われるICチップの大規模集積化・システム化・高速化・小型化等に伴い、その評価・検査方法が重要視されている。特に、VLSIの量産検査においては、検査用プローブの接続部に被検体電極の半田が転移し、接続抵抗値が高くなって検査歩留まりが極度に悪化するという課題がある。本研究開発では、両端可動式高性能プローブを開発し、VLSI検査時の課題を解決する。

VLSI検査用・DBT用プローブとして使用可能な新合金を開発し、この新合金を用いたプローブの試作・評価・検討を行い、高信頼性、長寿命のプローブを実現させる
(新技術)
160℃環境下でもはんだの拡散浸透、共晶合金化が発生しないプローブ用新合金を開発する
(新技術の特徴)
はんだの拡散浸透・共晶合金化が原因の抵抗値異常を抑え、高信頼性・長寿命のプローブ製作が可能になる

・新合金の溶解試作
‐新合金の試作と物性評価を行った
・新合金製DBT用プローブの試作
‐新合金が有効な材料であることを確認した
・VLSI検査用プローブの試作
‐多ピン・高速集積回路検査用プローブを試作した

・開発合金を使用したDBT用プローブの試作品
‐開発合金を使用した情報通信機器向け集積回路の検査用プローブの試作品
‐開発プローブを使用した高信頼度集積回路パッケージ用テストソケット

・溶解試作によって、はんだの拡散浸透・共晶合金化が発生しない新合金が得られた
・プローブ部材として十分な引張強度・比抵抗を有するという結果が得られた
・DBT用プローブの作製にあたって、新合金が有効な材料であることを確認した
・情報通信機器向け集積回路の検査用プローブを試作、評価・検討を行った

・仮想DBT環境下ではんだと拡散浸透・共晶化しない新合金製プローブによる市場拡大
‐160℃・2,000時間の環境下で、被検体電極の鉛フリーはんだに含まれる錫と拡散浸透・共晶合金化しない新合金を開発した
‐プローブ先端の拡散浸透・共晶合金化が原因である抵抗値の不安定化の抑制が可能である
・高耐久・長寿命によりメンテナンスや交換のスパンが長いため、コストの削減が可能
‐プローブ交換の回数を減らすことで検査歩留まりを改善できる現場では特に効果的である
‐100万回コンタクト試験を実施し、動作不良はなかった
‐更なる高耐久に向けて開発中である
・はんだ面との接触強化による信頼性の向上、市場拡大
‐プローブ収縮時に先端がツイストする(Rubbing効果)ことで、被検体電極のはんだ面としっかり接触できる
‐接触面の信頼性向上により、試験の信頼性も向上した

・新合金にレアメタルを添加することで、生産効率に係る被削性や耐摩耗性の向上をはかる
・DBT用プローブでは耐熱ばねの材質・形状を検討し、劣化による抵抗値の変動を改善する
・情報通信機器向けプローブでは、旋盤の精密加工、金型による加工等を最適化し、プランジャー加工の安定化をはかる
・生産規模を踏まえた量産用自動組立装置(半自動装置)の具体的な設計・製作を行う