專利名稱：用于測試半導體封裝的連接器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體而言涉及一種用于測試半導體封裝的硅樹脂連接器。更具體而言，其涉及使用被半導體封裝的焊料球所施加的壓力磨損或損傷的低密度導電硅元件。
背景技術：
制造的半導體封裝進行各種測試以確保其可靠性。通常，存在兩種封裝測試電學特性和燒入(burn-in)測試。電學特性測試通過在正常操作條件下將封裝的所有輸入/輸出(I/O)信號端子連接到測試信號產(chǎn)生電路以檢驗在測試下的封裝的性能和連接。燒入測試通過將封裝的一些I/O信號端子連接到測試信號產(chǎn)生電路并在升高的溫度和電壓下向封裝施加應力而檢驗在測試下封裝的耐用性。
在兩種測試中，連接器用于支撐半導體封裝從而與封裝進行電學的和機械的接觸，該連接器用作將封裝的外部界面端子與測試基底連接的媒介。連接器的形狀通常取決于半導體封裝的類型。
對于具有焊料球作為外部界面端子的球柵陣列(BGA)型封裝，連接器具有插入塑性體的探測針，如韓國實用新型公報182523號(2000年3月7日)和247732號(2001年9月11日)所公開的。裝載彈簧的所謂的“彈簧(pogo)”針通常用作探測針。
需要越來越小節(jié)距的連接器的彈簧針(pogo pin)來測試具有越來越小節(jié)距的焊料球的更薄和更小的半導體封裝，例如芯片尺寸封裝(chip scalepackage，CSP)和晶片級芯片尺寸封裝(wafer level chip scale package，WLCSP)。然而，彈簧針節(jié)距不能無限變小。彈簧針可能在至少兩個步驟的測試工藝中引起對焊料球的損傷，因此增加在封裝中的形變?nèi)毕莸陌l(fā)生。需要減短彈簧針長度來應付超高測試信號頻率，但難于制造小于或等于3mm長的彈簧針。
為了減小對用于超高測試信號頻率的半導體封裝的焊料球的損傷，采用如圖1到3所示的硅樹脂連接器100。常規(guī)的硅樹脂連接器100是用于測試半導體封裝的連接器，其通過硬化絕緣的硅樹脂粉末25和導電粉末35而制造。硅樹脂連接器100包括連接器主體20和低密度導電硅樹脂元件30。連接器主體20由硬化的絕緣硅樹脂粉末25制成。在測試下通過將導電粉末35帶到連接器主體20相應于半導體封裝的焊料球的位置而制成低密度導電硅樹脂元件30。將硅樹脂元件30定位和定向以垂直于連接器主體20，如同所示的柱一樣。
低密度導電硅樹脂元件30的下表面31從連接器主體20的下表面21暴露。下表面21與測試基底(圖4中的91)的基底焊盤接觸以形成電連接。低密度導電硅元件30的上表面33從連接器主體20的上表面23暴露，并在測試下與半導體封裝的焊料球(圖4中的81)接觸以形成電連接。
常規(guī)的硅樹脂連接器100典型地如下制造。首先，絕緣的硅樹脂粉末25和導電粉末35以預定比例混合，并在制?？?mold frame)中熔化。第二，將導電粉末35帶到將形成低密度導電硅樹脂元件30的位置，如圖3所示意性地示出的。具體地，選擇性地施加到將形成低密度導電硅樹脂元件30的位置的電功率將含在熔化的硅樹脂混合物中的導電粉末35帶到形成位置。第三，通過硬化熔化的硅樹脂混合物而完成常規(guī)硅連接器100。
參照圖4如下解釋常規(guī)硅樹脂連接器100如何與半導體封裝80接觸。首先，制備其上安裝有硅樹脂連接器100的測試基底90。從連接器主體20的下表面21暴露出的低密度導電硅樹脂元件30的下表面31與測試基底90的基底焊盤91接觸以形成電連接。
接著，位于硅樹脂連接器主體20上表面23上方的半導體封裝80的焊料球81在低密度導電硅樹脂元件30的上表面33上施加特定的力，與其產(chǎn)生彈性接觸從而形成電連接。最后，通過將測試信號從測試基底90經(jīng)由硅樹脂連接器100流到半導體封裝80而進行封裝測試。
由于包括低密度導電硅樹脂元件30的硅樹脂連接器100由相對軟及彈性的材料制成，由半導體封裝80的焊料球81施加的力傾向于使低密度導電硅樹脂元件30的上表面33凹陷，以將焊料球81的周邊密封在微小的凹陷中，如所示。此微小的干涉配合(interference fit)及導致的軟材料變形是期望的，因為其產(chǎn)生穩(wěn)固的電連接。低密度導電硅樹脂元件30在其中間稍微凸出，且密封低密度導電硅樹脂元件30的連接器主體20的下表面21和上表面23也分別如所示的向下和向上稍微凸出。
然而，不希望低密度導電硅樹脂元件30相對軟，這樣其容易通過重復接觸半導體封裝80的焊料球81而磨損或損傷。這是因為在它的整個有用壽命中，硅樹脂連接器100重復收縮和膨脹，與連續(xù)的被測半導體封裝80接觸?？赡軓牡兔芏葘щ姽铇渲?0的上表面33處由來自焊料球81的重復壓力而引起的空洞或空隙或坑產(chǎn)生缺陷。這樣，常規(guī)的硅樹脂連接器100由于對低密度導電硅樹脂元件30的磨損和最終的容易測試失效的的損傷而不得不被頻繁替換。導致更高的測試成本。
為了解決這個問題，在韓國實用新型公報278989號中公開了在低密度導電硅樹脂元件上端具有金屬環(huán)的硅樹脂連接器。夾置在低密度導電硅樹脂元件上端的金屬環(huán)傾向于防止由低密度導電硅樹脂元件上的焊料球的重復壓力所引起的在其上端的空洞。因此金屬環(huán)有助于延長硅樹脂連接器的壽命長度。
不幸的是，低密度導電硅樹脂元件相對軟，且提出的金屬環(huán)相對硬。這樣使用提出的金屬環(huán)就產(chǎn)生另一問題由于硅樹脂連接器重復與測試下的半導體封裝的焊料球相接觸所導致的形狀的重復變形和復原，金屬環(huán)會從低密度導電硅樹脂元件的上端脫離。
在韓國實用新型公報312739號中公開在低密度導電硅樹脂元件上端具有金屬板的另一種硅連接器。金屬板可以保護低密度導電硅樹脂元件，且因此金屬板可以有助于延長硅樹脂連接器的壽命長度。
不幸的是，提出的金屬板完全覆蓋相應的低密度導電硅樹脂元件的上端。此外，金屬板相對硬。最后，與相對軟的低密度導電硅樹脂元件相比，金屬板提供與焊料球之間的電接觸固有地較不穩(wěn)定和較不可靠。
為了金屬板與半導體封裝的焊料球之間的穩(wěn)定的電接觸，可以增加接觸壓力。但增加的壓力會引起對低密度導電硅樹脂元件的損傷，因此產(chǎn)生重復發(fā)生的顯著降低的彈性的問題。具體地，未損傷的硅樹脂連接器由于其自身彈性而恢復到其初始位置，即，它是可保持形狀的。然而，由金屬板施加的重復增加的壓力可能加速對低密度導電硅樹脂元件的損傷，且損傷的硅樹脂連接器不再可靠地回到其初始狀態(tài)，即它被永久變形且因此被損傷并容易測試失效。
此外，金屬板要求額外的制造步驟，例如鍍覆、蝕刻和涂覆，導致更復雜和昂貴的制造工藝。
最后，金屬板與低密度導電硅樹脂元件的彈性系數(shù)之間大的差異會在其界面表面引起分層現(xiàn)象，因此導致金屬板從低密度導電硅樹脂元件的上端脫離的嚴重的失效模式。
因此，本發(fā)明旨在提供一種硅樹脂連接器，其可以保護具有好的結(jié)性質(zhì)、形成穩(wěn)固的電接觸和機械接觸并采用現(xiàn)有的連接器制造工藝方法的低密度導電硅樹脂元件。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個實施例，用于測試半導體封裝的硅樹脂連接器通過硬化與半導體封裝的焊料球匹配的連接器區(qū)域中的絕緣硅樹脂粉末和導電粉末而制成。硅樹脂連接器包含由絕緣硅樹脂粉末形成的連接器主體，和形成為兩部分的導電硅樹脂元件。導電硅樹脂元件包括由高密度導電硅樹脂形成的第一焊料球接觸碟形部分，從連接器主體上表面向上延伸以從其稍微凸出，以及由低密度導電硅樹脂形成的第二柱形部分，在期限具有從連接器主體的下表面暴露的其下表面。
根據(jù)本發(fā)明的一實施例，高密度導電硅樹脂部分可以形成在連接器主體的上表面。優(yōu)選高密度導電硅樹脂部分的橫向尺寸基本上足夠覆蓋低密度導電硅樹脂部分的上表面。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，低密度導電硅樹脂部分的下端可以從連接器主體的下表面凸出。支撐帶可以粘附到連接器主體下表面，除去被低密度導電硅樹脂部分的下端占據(jù)的部分，或者硅樹脂粘合劑可以施加到低密度導電硅樹脂部分下端的周邊。支撐帶可以由聚酰亞胺制成。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，硅連接器還可以包括形成在高密度導電硅樹脂部分周邊附近的金屬環(huán)。金屬環(huán)可以由鈹銅(BeCu)制成。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，硅樹脂連接器還可以包括形成在低密度導電硅樹脂部分下表面處的下表面高密度導電硅樹脂部分。
根據(jù)本發(fā)明再一實施例，連接器主體和低密度導電硅樹脂部分可以由包含大約1∶1比例的絕緣硅樹脂粉末和導電粉末的硅樹脂混合物制成。高密度導電硅樹脂部分可以具有百分之80與90之間的導電粉末和剩下的在百分之10與20之間的絕緣硅樹脂粉末的組成。形成導電硅樹脂元件的導電粉末可以是由覆金(Au)的鎳(Ni)顆粒制成的金屬粉末。
本領域的技術人員應該理解，可以預期本發(fā)明的其他實施例，且在沒有限制的情況下，這些實施例也在本發(fā)明的精神和范疇之內(nèi)。


圖1是示出常規(guī)的用于測試半導體封裝的硅樹脂連接器的局部剖面立體圖；圖2是示出圖1的硅樹脂連接器的低密度導電硅樹脂元件的放大立體圖；圖3是示出圖1的硅樹脂連接器的一部分的剖面正面正視圖；圖4是示出圖1的硅樹脂連接器如何接觸在測試下的半導體封裝的剖面正面正視圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的用于測試半導體封裝的硅樹脂連接器的局部剖面立體圖；圖6是示出圖5的硅連接器的導電硅元件的放大的剖面立體圖；圖7是示出圖5的硅樹脂連接器的一部分的剖面正面正視圖；圖8A到8C是示出圖5的硅連接器的制造方法的步驟的剖面正面正視圖；圖9是示出圖5的硅樹脂連接器如何接觸在測試下半導體封裝的剖面正面正視圖；圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的用于測試半導體封裝的硅連接器的剖面正面正視圖；圖11是示出安裝在測試基底上的圖10所示的硅樹脂連接器的剖面正面正視圖；圖12是示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的用于測試半導體封裝的硅樹脂連接器的剖面正面正視圖；圖13是示出根據(jù)本發(fā)明第四實施例的用于測試半導體封裝的硅樹脂連接器的剖面正面正視圖。
具體實施例方式
下面，將參照附圖詳細描述本發(fā)明的實施例。
第一實施例圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的用于測試半導體封裝的硅樹脂連接器200的局部剖面立體圖。圖6是示出圖5的硅樹脂連接器的導電硅樹脂元件130的放大細節(jié)剖面圖。圖7是示出圖5的硅樹脂連接器200的一部分的剖面正視圖。
參照圖5到7，根據(jù)第一實施例的硅樹脂連接器200是用于測試半導體封裝的連接器，其通過硬化硅樹脂粉末區(qū)125和多個導電粉末區(qū)135而制成。硅樹脂連接器200包括連接器主體120和一個或以上、優(yōu)選多個且規(guī)則排列的導電硅樹脂元件130的例子。連接器主體120由易膨脹的硬化的硅樹脂粉末區(qū)125制成。每個導電硅樹脂元件130用導電粉末在靠近相應于在測試下的半導體封裝焊料球的連接器主體120的位置在區(qū)域135和136(此處分別稱為導電硅樹脂元件130的第一部分和第二部分)中制成。每個導電硅樹脂元件130形成為，例如定位和定向為垂直于連接器主體120，類似柱。
具體地，根據(jù)第一實施例的導電硅樹脂元件130包括高密度導電硅樹脂粉末部分132和低密度導電硅樹脂粉末部分134。高密度導電硅樹脂部分132的上表面136從連接器主體120的上表面123稍微凸出，并與在測試下的半導體封裝的焊料球接觸以形成電連接。在高密度導電硅樹脂部分132下方形成低密度導電硅樹脂粉末部分134。低密度導電硅樹脂部分134的下表面131從連接器主體120的下表面121暴露，并與測試基底的基底焊盤接觸以形成電連接。
在根據(jù)第一實施例的導電硅樹脂元件130中，高密度和低密度導電硅樹脂部分132和134具有不同的導電粉末135的濃度。高密度導電硅樹脂部分132如所示與低密度導電硅樹脂部分134基本垂直對準并直接位于其上方。因此，當高密度導電硅樹脂部分132與半導體封裝的焊料球接觸時，它作為緩沖以吸收通過其間接施加到低密度導電硅樹脂部分134的機械應力。
此外，高密度導電硅樹脂部分132具有比低密度導電硅樹脂部分134更強的金屬性。它也具有比現(xiàn)有技術的金屬板更大的彈性系數(shù)，因為它由硅樹脂粉末125形成。作為有利的結(jié)果，它提供了與半導體封裝的焊料球更穩(wěn)固的電接觸。
下面詳細解釋了根據(jù)第一實施例的硅樹脂連接器200的結(jié)構(gòu)方面。通過以預定比例混合硅樹脂粉末125與導電粉末135而形成硅連接器200。導電粉末135優(yōu)選由覆金(Au)的鎳顆粒制成。硅樹脂粉末125優(yōu)選由非導電絕緣硅樹脂粉末制成。
連接器主體120主要由硬化的硅樹脂粉末125形成，但也可以包括在電勢的選擇施加中沒有完全遷移到低密度導電硅樹脂部分134的很小余量的導電粉末135。這在圖6、7和8C中通過在低密度導電硅樹脂部分134邊界外的條紋記號(hash mark)而示出。
低密度導電硅樹脂部分134可以由包含導電粉末135的硬化的硅樹脂粉末125制成，并作為吸收由半導體封裝施加到硅樹脂連接器200的壓力的彈性體。通過以大約1∶1的比例混合硅樹脂粉末125與導電粉末135而形成低密度導電硅樹脂部分134。低密度導電硅樹脂部分134的末端從連接器主體120的上和下表面暴露。
高密度導電硅樹脂部分132形成在低密度導電樹脂部分134的暴露的上表面133上。高密度導電硅樹脂部分132的橫向尺寸足夠覆蓋低密度導電樹脂部分134的上表面133，因此覆蓋并保護低密度導電硅樹脂部分134。
高密度導電硅樹脂部分132具有比低密度導電硅樹脂部分134更高的導電粉末135濃度。優(yōu)選配比高密度樹脂部分132為約百分之80和90之間(重量)的導電粉末135、其余約百分之10-20(重量)的硅樹脂粉末125。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果導電粉末135的濃度小于或等于約百分之80，則高密度與低密度導電硅樹脂部分132與134的性質(zhì)之間可能不存在有意義的差別。人們認為這是因為高密度導電硅樹脂部分132變硬但沒有硬到足夠產(chǎn)生比低密度導電硅樹脂部分134更好的結(jié)果。另一方面，還發(fā)現(xiàn)如果導電粉末135的濃度大于或等于約百分之90，則高密度導電硅樹脂部分132變得太硬且可能引起與公開在韓國實用新型公報312739號中的金屬板類似的問題。
本領域的技術人員應該理解，在本發(fā)明的精神和范疇內(nèi)，高密度和低密度導電硅樹脂部分132和134的相對濃度可以在任何能平衡競爭因素的合適的功能范圍內(nèi)變化，用于穩(wěn)固電接觸，而沒有不當?shù)拿撾x、磨損或損傷。
圖8A到8C是示出圖5的硅樹脂連接器的制造方法步驟的剖面圖。參照該圖，解釋了根據(jù)第一實施例的硅樹脂連接器200的制造方法。
首先，如圖8A所示，制備在即將形成高密度導電硅樹脂部分132的位置處具有開口142的基層或例如帶的條紋140?；鶎?40可以由聚酰亞胺制成。
第二，高密度導電硅樹脂部分132在開口142內(nèi)形成。具體地，包含相對高百分比的導電粉末的第一硅樹脂混合物填充在開口142中，熔化然后硬化，因此形成高密度導電硅樹脂部分132。優(yōu)選配比第一硅樹脂混合物為約百分之80和90之間的導電粉末135，剩余約百分之10-20是硅樹脂粉末125。
第三，如圖8B所示，將變成連接器主體和低密度導電硅樹脂部分的在區(qū)135中包含相對低百分比的導電粉末的第二硅樹脂混合物設置在基層140上并熔化。優(yōu)選配比第二硅樹脂混合物為約百分之50(重量)的導電粉末135，剩余約百分之50(重量)為硅樹脂粉末125。
第四，如圖8C所示，將正電勢(+)施加到高密度導電硅樹脂部分132的中心，與施加到低密度導電硅樹脂部分135中心的接地電勢或負電勢不同。此電勢差引起包含在熔化的第二硅樹脂混合物中的導電粉末135遷移到直接位于高密度導電硅樹脂部分132上方的柱狀區(qū)134中。
第五，通過硬化熔化的第二硅樹脂混合物而獲得連接器主體120和低密度導電硅樹脂部分134。
最后，如圖7所示，通過除去基層140而獲得根據(jù)第一實施例的硅樹脂連接器200。
高密度和低密度導電硅樹脂部分132和134可以具有相同的組成，除了導電粉末135的濃度，使得位于低密度導電硅樹脂部分134的上表面133的它們之間的界面具有優(yōu)異的結(jié)性質(zhì)(參照圖7)。這將本發(fā)明與提出的現(xiàn)有技術方案區(qū)別開來，如上所述，現(xiàn)有技術方案中在該界面處涉及完全不同材料。
本領域的技術人員應該理解，根據(jù)第一實施例的硅樹脂連接器200可以通過可選的方法制造。例如，雖然根據(jù)上述描述，高密度導電硅樹脂部分132在低密度導電硅樹脂部分134之前被硬化，但高密度和低密度導電硅樹脂部分132和134可以是同時硬化的。
將參照圖9解釋如何使用根據(jù)第一實施例的用于測試半導體封裝的硅樹脂連接器200。首先，制備在其上表面上具有硅樹脂連接器200的測試基底90。從連接器主體120的下表面暴露的低密度導電硅樹脂部分134的下表面131與測試基底90的基底焊盤91接觸。
第二，被測半導體封裝80在硅樹脂連接器200上對準使得半導體封裝80的焊料球81面對硅樹脂連接器200的上部。本領域的技術人員應該理解，多個半導體封裝80被任何合適的輸運設備同時傳送，或者它們可以裝載在托盤中批量傳送，然后連續(xù)排列以測試，如所示出的。如果半導體封裝80裝載在托盤中并被傳送，硅樹脂連接器200安裝在一位置，從而與安裝在托盤中的給定半導體封裝80對應。半導體封裝80典型地是在其下表面上具有半球形焊料球的CSP或WLCSP。應該理解，連接器200或者半導體封裝80是否相對于彼此移動到測試隊列中是與本發(fā)明無關的。
最后，半導體封裝80被向下擠壓(如圖9中的虛線所示)，以緊密接觸硅樹脂連接器200，使得半導體封裝80的焊料球81彈性接觸導電硅樹脂元件130。具體地，在半導體封裝80上向下壓(或者作為選擇但仍在本發(fā)明的精神和范疇內(nèi)，在連接器200上向上的)的力引起半球形焊料球81稍微壓下高密度導電硅樹脂部分132的上表面136并被可壓縮地包圍在該處。被壓下的高密度導電硅樹脂部分132向下并向內(nèi)凹陷以包圍焊料球81的下周邊，因此形成光滑但有力的且稍微膨脹的接觸區(qū)(其為半圓的而不是線性的)。通過半導體封裝80所施加的力被低密度硅樹脂部分132吸收，所以半導體封裝80的焊料球81彈性地與形成穩(wěn)固及可靠的電連接的導電硅樹脂元件130接觸。
在測試基底90與半導體封裝80之間通過硅樹脂連接器200建立電連接之后，可以通過將測試信號從測試基底90的基底焊盤91通過硅樹脂連接器200的導電硅樹脂元件130供應到半導體封裝80的焊料球81，從而供應到半導體封裝內(nèi)連接到焊料球81的信號通路而進行測試工藝。
因此，在根據(jù)第一實施例的硅樹脂連接器200中，高密度導電硅樹脂部分132與半導體封裝80的焊料球81電接觸，而保護低密度導電硅樹脂部分134，因此最小化了對導電硅樹脂元件130的磨損和損傷，否則半導體封裝80的壓力會引起磨損和損傷。
高密度導電硅樹脂部分132具有比低密度導電硅樹脂部分134稍強的金屬性，所以硅樹脂連接器200可以比僅具有低密度導電硅樹脂元件的硅樹脂連接器承受更高的來自半導體封裝80的接觸壓力。因此，當測試時電接觸更可靠。同時，發(fā)明的連接器200顯示出比具有金屬板的硅樹脂連接器更低的接觸壓力。這樣，連接器200不會在重復使用中磨壞或損傷。高密度導電硅樹脂部分132也具有比金屬板更強的振動吸收性質(zhì)，因此形成與半導體封裝80的焊料球81的穩(wěn)固的電連接，而不被半導體封裝80形成過大的接觸壓力。
第二實施例作為第一實施例的另一種選擇，低密度硅樹脂部分的下表面可以形成為在連接器主體220的下表面221下突出預定距離，如圖10和11所示。這樣根據(jù)第二實施例的硅樹脂連接器300具有與根據(jù)第一實施例的硅樹脂連接器相同的結(jié)構(gòu)，除了包括下表面231的低密度導電硅樹脂部分234的下端237形成為在連接器主體220的下表面221下方突出。
為了支撐低密度導電硅樹脂部分234突起的下端237，例如條紋或帶的支撐層240可以粘附到連接器主體220的下表面221，除去被低密度導電硅樹脂部分234的下端237占據(jù)的部分。取代支撐層240，硅樹脂粘合劑可以應用于低密度導電硅樹脂部分234的下端237的周邊。
從連接器主體220的下表面221突出的低密度導電硅樹脂部分234的下端237允許低密度導電硅樹脂部分234彈性接觸測試基底90的基底焊盤91，并將接觸負載從半導體封裝在連接器主體220的下表面221上方分散。這樣，低密度導電硅樹脂部分234的突出的下端237提供與測試基底90之間更穩(wěn)定的電連接。這根據(jù)本發(fā)明的第二實施例通過由低密度導電硅樹脂部分234與測試基底90的彈性接觸而實現(xiàn)。
當安裝在測試基底90上時，與其中低密度導電硅樹脂部分的下表面與連接器主體下表面共面的硅樹脂連接器相比，根據(jù)第二實施例的硅樹脂連接器300允許在連接器主體220的下表面221與測試基底90之間更寬的間隙T。因此，當半導體封裝擠壓硅樹脂連接器300時，連接器主體220的上表面223和下表面221都向外突出并吸收壓力。因此，硅樹脂連接器300與測試基底90之間的間隙T向連接器主體220的下表面221提供足夠的空間以向測試基底90膨脹。
第三實施例如圖12所示，根據(jù)第三實施例的硅樹脂連接器400在從連接器主體320的下表面321突出的低密度導電硅樹脂部分334的下表面331具有薄的下表面高密度導電硅樹脂部分338。為了支撐低密度導電硅樹脂部分334的突出的下端337，硅樹脂粘合劑350可以施加到其周邊。
下表面高密度導電硅樹脂部分338可以由與高密度導電硅樹脂部分332相同的材料制成。考慮連接器主體320與低密度導電硅樹脂部分334的下端337之間的結(jié)性質(zhì)，優(yōu)選采用與用于硅樹脂連接器400的連接器主體320的硅樹脂粉末相同的材料制成硅樹脂粘合劑350。
形成在低密度導電硅樹脂部分334的下表面311上的下表面高密度導電硅樹脂部分338不僅產(chǎn)生與第二實施例所述的相同的效應，而且提供與基底焊盤的更穩(wěn)固的接觸。
第四實施例根據(jù)第一、第二、第三實施例的每個硅樹脂連接器具有形成在連接器主體上表面上的高密度導電硅樹脂部分以覆蓋或罩住低密度導電硅樹脂部分。
如圖13所示，根據(jù)第四實施例的硅樹脂連接器500提供圍繞高密度導電硅樹脂部分432周圍的金屬環(huán)460。低密度導電硅樹脂部分434的下端437具有與根據(jù)第三實施例的硅樹脂連接器相同的結(jié)構(gòu)，因此此處不再進一步解釋。低密度導電硅樹脂部分434的下端437可選擇地能形成為具有與根據(jù)第一或第二實施例的硅樹脂連接器相同的結(jié)構(gòu)，這點本領域的技術人員應該理解。
下面詳細解釋根據(jù)第四實施例的硅樹脂連接器500。高密度導電硅樹脂部分432通過將硅樹脂混合物填充在由金屬環(huán)460的內(nèi)周邊所界定的圓柱形內(nèi)部空間內(nèi)而形成，該金屬環(huán)關于連接器主體420的上表面423形成為預定深度。低密度導電硅樹脂部分434在金屬環(huán)460的下方形成。上述關于第一實施例的硅樹脂混合物也可以用于導電硅樹脂元件430。因此，此處不再進一步解釋。
低密度導電硅樹脂部分434形成為具有大于高密度導電硅樹脂部分432的直徑，如所示出的，高密度導電硅樹脂部分432被限制在金屬環(huán)460的周邊內(nèi)。
優(yōu)選地，金屬環(huán)460由鈹銅(BeCu)制成。它也可以由其他金屬制成，在本發(fā)明的精神和范疇內(nèi)。
為了與半導體封裝的焊料球與高密度導電硅樹脂部分432的上表面436之間的穩(wěn)定接觸，優(yōu)選金屬環(huán)460的上端從連接器主體420的上表面423稍微突出。此外，高密度導電硅樹脂部分432的上表面436優(yōu)選基本與金屬環(huán)460的上表面共面。
在根據(jù)第四實施例的硅樹脂連接器500中，半導體封裝的焊料球主要與高密度導電硅樹脂部分432的上表面436接觸，因此減少了施加在低密度導電硅樹脂部分434上的機械應力的總量。此外，形成在高密度導電硅樹脂部分432外周邊上的金屬環(huán)460防止高密度導電硅樹脂部分432的分離，并減少施加到低密度導電硅樹脂部分434上的機械應力的總量。
考慮公開在韓國實用新型公報278989號中的硅樹脂連接器，它可能涉及到金屬環(huán)460本身可能從高密度導電硅樹脂部分432脫離。當公開在韓國實用新型公報278989號中的硅樹脂連接器具有安裝到低密度導電硅樹脂元件的金屬環(huán)時，根據(jù)第四實施例的硅樹脂連接器500具有安裝到高密度導電硅樹脂部分432的金屬環(huán)460，所以在本發(fā)明與現(xiàn)有技術之間仍然存在另一結(jié)構(gòu)差異。與低密度導電硅樹脂部分434對比，高密度導電硅樹脂部分432具有更高的導電粉末濃度，且因此具有更強的金屬性和更小的彈性系數(shù)。因此，雖然高密度導電硅樹脂部分432在測試中重復經(jīng)受來自半導體封裝的擠壓，高密度導電硅樹脂部分432的少量的收縮和膨脹使金屬環(huán)460從高密度導電硅樹脂部分432脫離的可能性是很小的。
另一方面，在第一到第三實施例中，高密度導電硅樹脂部分僅形成在連接器主體的上表面上。另一高密度導電硅樹脂部分也可以形成在連接器主體的下表面上。在第四實施例中，金屬環(huán)在連接器主體上表面安裝到高密度導電硅樹脂部分。另一金屬環(huán)(未示出)也可以形成為在連接器主體下表面安裝到高密度導電硅樹脂部分。
因此，本發(fā)明在它的很多實施例中提供了下面的優(yōu)點。首先，與半導體封裝的焊料球接觸的高密度導電硅樹脂部分形成在低密度導電硅樹脂元件的上部。這樣高密度導電硅樹脂部分吸收來自半導體封裝的壓力，因此防止對低密度導電硅樹脂部分的磨損或損傷。
第二，高密度導電硅樹脂部分代表遠好于金屬板的振動吸收體，更顯示出比低密度導電硅樹脂部分更強的金屬性。雖然根據(jù)本發(fā)明的硅樹脂連接器受到來自半導體封裝的比常規(guī)僅具有低密度導電硅樹脂元件硅樹脂的連接器更高的接觸壓力，不過它能最小化對低密度導電硅樹脂部分的磨損和損傷，而沒有接觸壓力的額外增加。
第三，高密度導電硅樹脂部分保護作為彈性體的低密度導電硅樹脂部分，因此延長了硅樹脂連接器的壽命長度。
第四，高密度和低密度導電硅樹脂部分具有相同的組成，除了導電粉末的濃度差異，因此在它們的界面處導致好的結(jié)性質(zhì)。
第五，高密度和低密度導電硅樹脂部分采用現(xiàn)有的制造方法制成，因此使高密度導電硅樹脂部分所導致的制造成本的增加最小化。
最后，低密度導電硅樹脂部分的基底接觸部分可以被制成為從連接器主體的下表面突出，因此允許低密度導電硅樹脂部分彈性接觸測試基底的基底焊盤，并從半導體封裝在連接器主體下表面上分散接觸負載。
雖然在本說明書中示出并描述了本發(fā)明的實施例，本領域的技術人員應該理解，可以在不脫離由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神的情況下對這些實施例進行各種變化或改進。
本申請要求于2004年12月6日提交的韓國專利申請No.2004-101799的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容引入于此作為參考。
權(quán)利要求
1.一種用于測試半導體封裝的連接器，所述連接器包括連接器主體，由具有限定的導電粉末濃度的絕緣硅樹脂粉末的混合物制成；和導電硅樹脂元件，其包括高密度導電硅樹脂部分，靠近所述連接器主體的上表面并從其突出，和低密度導電硅樹脂部分，在所述高密度導電硅樹脂部分下面基本垂直對準，所述低密度導電硅樹脂部分的下表面從所述連接器主體下表面暴露，所述低密度導電硅樹脂部分通過導電粉末向連接器相應于半導體封裝的焊料球的位置的強制遷移而制成。
2.如權(quán)利要求1所述的連接器，其中所述高密度導電硅樹脂部分形成在所述連接器主體的上表面上。
3.如權(quán)利要求2所述的連接器，其中所述高密度導電硅樹脂部分基本覆蓋所述低密度導電硅樹脂部分的上表面。
4.如權(quán)利要求3所述的連接器，其中所述低密度導電硅樹脂部分的下端從所述連接器主體的下表面突出。
5.如權(quán)利要求4所述的連接器，其中支撐層附著到所述連接器主體的下表面，除去被所述低密度導電硅樹脂部分的下端所占據(jù)的部分。
6.如權(quán)利要求5所述的連接器，其中所述支撐層由包括聚酰亞胺的材料制成。
7.如權(quán)利要求4所述的連接器，其中硅樹脂粘合劑應用到所述低密度導電硅樹脂部分下端的周邊，以支撐其突出的下端。
8.如權(quán)利要求1所述的連接器，還包括金屬環(huán)，形成在所述高密度導電硅樹脂部分的周邊上。
9.如權(quán)利要求8所述的連接器，其中所述金屬環(huán)由包括鈹銅(BeCu)的材料制成。
10.如權(quán)利要求9所述的連接器，其中所述低密度導電硅樹脂部分的下端從所述連接器主體的下表面突出。
11.如權(quán)利要求10所述的連接器，其中支撐層附著到所述連接器主體的下表面，除去被所述低密度導電硅樹脂部分的下端所占據(jù)的部分。
12.如權(quán)利要求11所述的連接器，其中所述支撐層由包括聚酰亞胺的材料制成。
13.如權(quán)利要求10所述的連接器，其中硅樹脂粘合劑應用到所述低密度導電硅樹脂部分下端的周邊，以支撐其突出的下端。
14.如權(quán)利要求10所述的連接器，其中薄的高密度導電硅樹脂部分形成在所述低密度導電硅樹脂部分的下表面上。
15.如權(quán)利要求1所述的連接器，其中所述連接器主體和低密度導電硅樹脂部分由包含比例大致為1∶1的絕緣硅樹脂粉末和導電粉末的硅樹脂混合物制成。
16.如權(quán)利要求15所述的連接器，其中所述高密度導電硅樹脂部分具有在約百分之80和90之間的導電粉末濃度，剩余的約百分之10-20是絕緣硅樹脂粉末。
17.如權(quán)利要求1所述的連接器，其中形成所述導電硅樹脂元件的導電粉末是由包括覆金(Au)的鎳(Ni)顆粒的材料制成的金屬粉末。
18.如權(quán)利要求1所述的連接器，還包括下表面高密度導電硅樹脂部分，形成在所述低密度導電硅樹脂部分的下表面。
19.如權(quán)利要求18所述的連接器，還包括金屬環(huán)，形成在所述高密度導電硅樹脂部分下表面的周邊。
20.如權(quán)利要求19所述的連接器，其中所述金屬環(huán)由包括鈹銅(BeCu)的材料制成。
21.一種制造用于測試半導體封裝的連接器的方法，所述方法包括由具有限定的導電粉末濃度的絕緣硅樹脂粉末的混合物形成連接器主體；在所述連接器主體中形成多個導電硅樹脂元件的陣列，每個導電硅樹脂元件包括靠近所述連接器主體的上表面并從其突出的上部高密度導電硅樹脂部分，每個導電硅樹脂元件還包括在相應的上部高密度導電硅樹脂部分下面基本垂直對準的下部低密度導電硅樹脂部分，每個下部低密度導電硅樹脂部分具有暴露在所述連接器主體下表面的下表面，所述形成低密度導電硅樹脂部分包括在交叉的陣列位置處在所述連接器的上和下垂直范圍之間選擇地施加電勢，從而引起限定濃度的導電粉末大量遷移到相應于陣列型的導電元件的陣列型的柱狀區(qū)中。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，在所述形成多個導電硅樹脂元件的規(guī)則陣列之前，還包括以大致1∶1的比例混合絕緣硅樹脂粉末和導電硅樹脂粉末。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述多個導電硅樹脂元件是規(guī)則排列的。
24.一種半導體封裝測試連接器，包括絕緣連接器主體，和一個或多個導電元件，在所述連接器主體內(nèi)，相應于所述半導體封裝的導電球設置，每個導電元件包括高密度導電區(qū)，靠近連接器主體上表面并從其突出，和低密度導電區(qū)，在所述高密度導電區(qū)下面基本上垂直對準，所述低密度導電區(qū)的下表面從所述連接器主體的下表面暴露。
25.如權(quán)利要求24所述的測試連接器，其中所述高密度導電區(qū)形成在連接器主體的上表面上。
26.如權(quán)利要求25所述的測試連接器，其中所述高密度導電區(qū)基本上覆蓋所述低密度導電區(qū)的上表面。
27.如權(quán)利要求26所述的測試連接器，其中所述低密度導電區(qū)的下端從所述連接器主體的下表面突出。
28.如權(quán)利要求27所述的測試連接器，其中支撐層附著到所述連接器主體的下表面，除去被所述低密度導電區(qū)的下端所占據(jù)的部分。
29.如權(quán)利要求28所述的測試連接器，其還包括金屬環(huán)，形成在所述高密度導電區(qū)周邊上。
30.如權(quán)利要求29所述的測試連接器，其中所述連接器主體和低密度導電區(qū)由包含大致1∶1比例的絕緣硅樹脂粉末和導電粉末的硅樹脂混合物制成。
31.如權(quán)利要求30所述的測試連接器，其中所述高密度導電區(qū)具有在約百分之80和90之間的導電粉末濃度，剩余的約百分之10-20是絕緣硅樹脂粉末。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于測試半導體封裝的連接器及其制造方法。所述連接器采用絕緣硅樹脂粉末和導電粉末的混合物制成。所述連接器包括由絕緣硅樹脂粉末形成的連接器主體和一個或多個優(yōu)選規(guī)則排列的導電硅樹脂元件制成，該元件通過將導電粉末遷移到連接器相應于半導體封裝的焊料球的位置而形成。導電硅樹脂元件包括形成為靠近連接器主體上表面并從其突出的高密度導電硅樹脂部分和在該高密度導電硅樹脂部分下面基本垂直對準的低密度導電硅樹脂部分，該低密度導電硅樹脂部分具有從連接器主體下表面暴露的下表面。
文檔編號H01L21/66GK1808125SQ20051012975
公開日2006年7月26日 申請日期2005年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月6日
發(fā)明者鄭永倍, 沈賢燮, 方正浩, 李載一, 徐憲教, 安永洙, 黃順杰 申請人:三星電子株式會社, Isc技術株式會社