回路基板およびプローブ端子付き回路基板
【課題】 プローブ端子が接続される表面回路導体の耐薬品性を向上させた回路基板およびそれを用いたプローブ端子付き回路基板を提供する。
【解決手段】 回路基板は、絶縁基板１の表面に表面回路導体２を有する回路基板であって、絶縁基板１は表面回路導体２の周縁部に沿った溝状の凹部１ｂを有し、表面回路導体２の端部は凹部１ｂ内に位置しており、表面回路導体２は最表面に金属層２ｃを有しており、金属層２ｃは凹部１ｂの外側の側面に接触しているものである。金属層２ｃにより、プローブ端子を取り付ける際に用いる薬液が凹部１ｂ内に浸入して金属層２ｃより下の表面回路導体２に触れることが無いので、表面回路導体２が腐食することがなく、表面回路導体２の絶縁基板１との密着強度が低下して密着強度低下により絶縁基板１の内部配線３との接続抵抗が上昇することのない、耐薬品性に優れた回路基板となる。
【解決手段】 回路基板は、絶縁基板１の表面に表面回路導体２を有する回路基板であって、絶縁基板１は表面回路導体２の周縁部に沿った溝状の凹部１ｂを有し、表面回路導体２の端部は凹部１ｂ内に位置しており、表面回路導体２は最表面に金属層２ｃを有しており、金属層２ｃは凹部１ｂの外側の側面に接触しているものである。金属層２ｃにより、プローブ端子を取り付ける際に用いる薬液が凹部１ｂ内に浸入して金属層２ｃより下の表面回路導体２に触れることが無いので、表面回路導体２が腐食することがなく、表面回路導体２の絶縁基板１との密着強度が低下して密着強度低下により絶縁基板１の内部配線３との接続抵抗が上昇することのない、耐薬品性に優れた回路基板となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブ端子を接続するのに適した回路基板であって、特にプローブカード用の回路基板に関するものである。また、そのような回路基板を用いたプローブ端子付き回路基板、いわゆるプローブカードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの試験、特にウエハから切り出して個々の半導体素子とする前に実施されるウエハレベルでの電気特性の測定は、それぞれがウエハ上の半導体素子の端子パッドと接触する複数のプローブ端子が回路基板上に立設されたプローブカードを用いて行なわれる。
このようなプローブカードは、その上に立設されたプローブ端子が、平坦なウエハ上の端子パッドと全面にわたって接触するような平坦性が要求されるとともに、ウエハ上の微細でピッチの小さい端子パッドに対応する微細な表面回路を有することが要求される。平坦性が要求される、微細配線を有する回路基板を作製する方法として、配線基板の表面に研磨加工を施すことにより平坦にし、その上に微細な表面回路を薄膜加工により形成して作製する方法が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。 プローブカードのプローブ端子もまた、その寸法が小さく、非常に微細なピッチで回路基板上に立設されていることが要求される。また、プローブ端子は、電気抵抗が小さいことのみならず、半導体素子の表面の酸化膜を適度に破って端子パッドに接触させることができる程度に剛性が高いことが求められ、例えば、ニッケル製のものがある。このプローブ端子を作製する方法は、まず、シリコンウエハをエッチングしてプローブ端子の雌型を形成し、ニッケルめっき、およびエッチング等の加工を施すことにより、そこにニッケル製プローブ端子を埋設して配置する。そして、このシリコンウエハとともにニッケル製プローブ端子を回路基板の表面回路導体に半田等の接合材で接合した後、シリコンウエハを水酸化カリウム水溶液でエッチングして除去することで、プローブカードが作製される（例えば、特許文献２を参照。）。
【特許文献１】特開平６−13755号公報
【特許文献２】特開2003−35723号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の回路基板は、図５に断面図で示すように、表面回路導体12は、主導体層12ａと複数層の薄膜層12ｂ（12ｂ−１〜12ｂ−３）との最表面に、水酸化カリウム水溶液に対して耐腐食性を有するニッケルや金などの金属層12ｃがめっきで形成されているが、表面回路導体12の側面の特に下層の薄膜層12ｂが金属層12ｃで十分な厚みで覆われていないので、シリコンウエハを除去するために水酸化カリウム水溶液のような強アルカリ溶液に浸漬した際に、表面回路導体12の薄膜層12ｂが浸漬され腐食されてしまう場合がある。これにより、表面回路導体12の絶縁基板11との密着強度が低下し、密着強度低下により貫通導体13ｂとの接続抵抗が上昇することで、プローブカードとしての電気特性の測定機能が損われてしまう。
【０００４】
また、プローブ端子を形成する部位の平坦性を確保するために絶縁基板11を研磨した際に、絶縁基板11がセラミックスからなる場合は、内部ボイドが表面に顕在化したり、脱粒したりして絶縁基板11の表面に欠陥が発生することがある。この欠陥部11ｃの上に表面回路導体12を形成すると、例え表面回路導体12の側面が耐腐食性の金属層14で覆われていたとしても、回路基板を強アルカリ溶液に浸漬した際に、欠陥部11ｃから表面回路導体12の下面に強アルカリ溶液が浸入し、表面回路導体12が下面側から腐食されてしまう場合もあった。
【０００５】
したがって、本発明のプローブカード用の回路基板は上記問題点を鑑みて完成されたものであり、その目的は、プローブ端子が接続される表面回路導体の耐薬品性を向上させた回路基板およびそれを用いたプローブ端子付き回路基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の回路基板は、絶縁基板の表面に表面回路導体を有する回路基板であって、前記絶縁基板は前記表面回路導体の周縁部に沿った溝状の凹部を有し、前記表面回路導体の端部は前記凹部内に位置しており、前記表面回路導体は最表面に金属層を有しており、該金属層は前記凹部の外側の側面に接触していることを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の回路基板は、上記構成において、前記表面回路導体は、前記絶縁基板の内部の内部配線が接続された第１の領域と、プローブ端子が取り付けられる第２の領域とを有していることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の回路基板は、上記構成において、前記表面回路導体は、前記第２の領域の内部に樹脂層を有していることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明のプローブ端子付き回路基板は、上記構成のいずれかの回路基板の前記金属層の上にプローブ端子が接続されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の回路基板によれば、表面回路導体の端部は凹部内に位置しており、表面回路導体は最表面に金属層を有しており、金属層は凹部の外側の側面に接触していることから、表面回路導体上にプローブ端子を形成する際に回路基板を薬液中に浸漬しても、表面回路導体の端部は凹部内にあり、表面回路導体の最表面に位置して凹部の側面にまで至る金属層により、薬液が凹部内に浸入して金属層より下の表面回路導体に触れることが無いので、表面回路導体が腐食することがなく、表面回路導体の絶縁基板との密着強度が低下して絶縁基板の内部配線との接続抵抗が上昇することのない、耐薬品性に優れた回路基板となる。
【００１１】
本発明の回路基板によれば、上記構成において、表面回路導体が絶縁基板の内部の内部配線が接続された第１の領域と、プローブ端子が取り付けられる第２の領域とを有しているときには、内部配線が接続された第１の領域に凹凸があるような場合であっても、プローブ端子が取り付けられる第２の領域は内部配線による凹凸がないので、プローブ端子を傾き等がなく強固に表面回路導体に取り付けることができるとともに、表面回路導体にプローブ端子を取り付ける際の応力により表面回路導体と内部配線との接続が損なわれることがないので、表面回路導体と内部配線との接続抵抗が高くならず、表面回路導体と内部配線との接続信頼性が高いものとなる。
【００１２】
本発明の回路基板によれば、上記構成において、表面回路導体が第２の領域の内部に樹脂層を有しているときには、剛性の高いプローブ端子を半田等で接合する際の機械的応力を樹脂層で緩和することができるので、表面回路導体に無理な応力が加わらず、表面回路導体の絶縁基板への密着力が低下してしまうことがなく、プローブ端子を取り付けてプローブ端子を半導体素子の端子パッドに当接させる際にはプローブ端子に加わる応力を樹脂層で緩和することができるので、プローブ端子や半導体素子の破損を有効に防止することができる。
【００１３】
本発明のプローブ端子付き回路基板によれば、上記構成のいずれかの回路基板の金属層の上にプローブ端子が接続されていることから、表面回路導体の密着強度が高いとともに表面回路導体と内部配線との接続信頼性が高く、またプローブ端子も破損し難いので、ウエハレベルでの電気特性の測定を高速かつ正確に行なうことができるプローブ端子付き回路基板となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の回路基板およびプローブ端子付き回路基板について、添付の図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の回路基板の実施の形態の一例を示す上面図である。図２（ａ）は図１のＡ部を拡大して示す上面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）をＡ−Ａ線で切断した断面図である。図３は、図２（ｂ）のＡ部を拡大して示す断面図である。図４は、図３と同様の、本発明の回路基板の要部を拡大した一例を示す断面図である。図１〜図４において、１は絶縁基板、１ａは絶縁層、１ｂは凹部、２は表面回路導体、２−１は第１の領域、２−２は第２の領域、２ａは主導体層、２ｂは薄膜層、２ｃは金属層、２’は回路導体、３は内部配線、３ａは配線層、３ｂは貫通導体、４は樹脂層である。
【００１５】
本発明の回路基板は、絶縁基板１の表面に表面回路導体２を有する回路基板であって、絶縁基板１は表面回路導体２の周縁部に沿った溝状の凹部１ｂを有し、表面回路導体２の端部は凹部１ｂ内に位置しており、表面回路導体２は最表面に金属層２ｃを有しており、金属層２ｃは凹部１ｂの外側の側面に接触していることを特徴とするものである。これにより、表面回路導体２上にプローブ端子を形成する際に回路基板を薬液中に浸漬しても、表面回路導体２の端部は凹部１ｂ内にあり、表面回路導体２の最表面に位置して凹部１ｂの側面にまで至る金属層２ｃにより、薬液が凹部１ｂ内に浸入して金属層２ｃより下の表面回路導体２（主導体層２ａおよび薄膜層２ｂ）に触れることが無いので、表面回路導体２が腐食することがなく、表面回路導体２の絶縁基板１との密着強度が低下して絶縁基板１の内部配線３との接続抵抗が上昇することのない、耐薬品性に優れた回路基板となる。
【００１６】
また、本発明の回路基板は、図２に示す例のように、上記構成において、表面回路導体２が絶縁基板１の内部の内部配線３が接続された第１の領域２−１と、プローブ端子が取り付けられる第２の領域２−２とを有していることが好ましい。絶縁基板１の内部配線３が表面に露出している部分およびその周辺には、その作製工程中に凹凸が発生してしまう場合があり、この上に形成された表面回路導体２（の第１の領域２−１）の表面にも凹凸ができる場合がある。このように、内部配線３が接続された第１の領域２−１に凹凸があるような場合であっても、プローブ端子が取り付けられる第２の領域２−２は内部配線３による凹凸がないので、プローブ端子を傾き等がなく強固に表面回路導体２に取り付けるけることができるとともに、表面回路導体２にプローブ端子を取り付ける際の応力により表面回路導体２と内部配線３との接続が損なわれることがないので、表面回路導体２と内部配線３との接続抵抗が高くならず、表面回路導体２と内部配線３との接続信頼性が高いものとなる。
【００１７】
また、本発明の回路基板は、図４に示す例のように、上記構成において、表面回路導体２は、第２の領域２−２の内部に樹脂層４を有していることが好ましい。これにより、剛性の高いプローブ端子を半田等で接合する際の機械的応力を樹脂層４で緩和することができるので、表面回路導体２に無理な応力が加わらず、表面回路導体２の絶縁基板１への密着力が低下してしまうことがなく、プローブ端子を取り付けてプローブ端子を半導体素子の端子パッドに当接させる際にはプローブ端子に加わる応力を樹脂層４で緩和することができるので、プローブ端子や半導体素子の破損を有効に防止することができる。
【００１８】
本発明のプローブ端子付き回路基板は、上記構成の回路基板の金属層２ｃの上にプローブ端子が接続されていることを特徴とするものである。表面回路導体２の密着強度が高いとともに表面回路導体２と内部配線３との接続信頼性が高く、またプローブ端子も破損し難いので、ウエハレベルでの電気特性の測定を高速かつ正確に行なうことができるプローブ端子付き回路基板となる。
【００１９】
図１〜図４に示した例では、３層の絶縁層１ａ・１ａ・１ａからなる絶縁基板１の表面に溝状の凹部１ｂが形成されている。凹部１ｂは、表面回路導体２の周縁部に沿った形状をしており、この凹部１ｂで囲まれた領域に表面回路導体２が形成されており、表面回路導体２の端部が凹部１ｂに位置している。絶縁基板１の内部には、絶縁層１ａ・１ａ間に配置された配線層３ａと、絶縁層１ａを貫通して配線層３ａ間および配線層３ａと表面回路導体２とを接続する貫通導体３ｂとからなる、内部配線３が形成されている。図１に示す例では、12個の表面回路導体２が絶縁基板１の表面に配列されているが、この回路基板を用いて測定する対象物、例えば半導体素子が形成されたウエハ上の端子パッドの数、および配列に対応するものである。また、絶縁基板１の裏面には、表面回路導体２と同様の構成の回路導体２’が形成され、内部配線３と接続している。絶縁基板１が単層であり、内部配線３が、配線層３ａがなくて貫通導体３ｂだけであってもかまわない。
【００２０】
絶縁基板１は、熱膨張率がウエハを形成するシリコン（Ｓｉ）に近く、絶縁性に優れる絶縁材料である酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）質焼結体またはガラスセラミックス等のセラミックスから成るものである。絶縁基板１がこのようなセラミックスから成るものであると、回路基板上にプローブ端子を形成する際に、プローブ端子やプローブ端子の接合部に加わる、プローブ端子とともに接合されるウエハと絶縁基板１との熱膨張差による熱応力が比較的小さなものとなるので好ましい。また、プローブ端子が接続されたプローブ端子付き回路基板をプローブカードとして用いた場合に、半導体素子の電気特性の測定時における熱負荷に対する熱変形を有効に防止でき、さらに、高い熱伝達性により内部に熱を滞留させることがない。
【００２１】
複数の絶縁層１ａからなり、内部配線３として配線層３ａおよび貫通導体３ｂを有する絶縁基板１は、以下の方法により製作される。
【００２２】
例えば、絶縁基板１が酸化アルミニウム質焼結体で形成される場合には、まず、酸化アルミニウム，酸化珪素，酸化マグネシウムおよび酸化カルシウムの原材料粉末に適当な有機溶剤および溶媒を添加混合して泥漿状となすとともに、これをドクターブレード法等によってシート状に成形し、絶縁層１ａとなる複数のセラミックグリーンシートを作製する。
【００２３】
次に、セラミックグリーンシートの貫通導体３ｂが形成される所定位置に適当な打ち抜き加工により貫通孔を形成するとともに、貫通孔に導体ペーストを充填する。また、スクリーン印刷法等によってセラミックグリーンシートの所定位置に配線層３ａとなる導体ペースト層を10〜15μｍの厚みに形成する。導体ペーストは、タングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），モリブデン−マンガン（Ｍｏ−Ｍｎ）合金等の融点の高い金属粉末と適当な樹脂バインダーおよび溶剤とを混練することにより作製される。
【００２４】
最後に、これらセラミックグリーンシートを重ね合わせて圧着して積層体を作製し、この積層体を高温で焼成することによって、内部配線３として配線層３ａおよび貫通導体３ｂが形成された絶縁基板１が製作される。
【００２５】
凹部１ｂは、底の幅より開口の幅の方が大きい溝形状であると、表面回路導体２の端部を凹部１ｂ内に形成しやすく、また、金属層２ｃの凹部１ｂの側面との接触面積が大きくなり、薬液の浸透をより防ぎやすくなるので好ましい。例えば、凹部１ｂの縦断面形状が、図２および図３に示すような逆台形、あるいは逆三角形であるとよい。
【００２６】
凹部１ｂの開口幅は、0.1〜0.3ｍｍ程度であるのが好ましい。凹部１ｂの開口幅が0.1ｍｍより狭いと、めっき液が凹部１ｂ内に出入りし難くなるので、凹部１ｂ内のめっき形成速度が遅くなり、作製効率が低下する傾向がある。また開口幅が0.3ｍｍより広いと、端子の平面部の面積が相対的に小さくなるので、平面部にプローブ端子を形成する場合に端子密度を高めにくくなる傾向がある。
【００２７】
また、凹部１ｂの深さは、0.05ｍｍ〜0.3ｍｍ程度であるのが好ましい。凹部の深さが0.05ｍｍより浅いと、凹部１ｂの側面と金属層２ｃの接触面積が小さくなるため、薬液の浸透を防ぎにくくなる傾向がある。また深さが0.3ｍｍより深いと、開口幅が狭い場合と同様にメッキ液が置換されにくくなるので、凹部１ｂ内のメッキ形成速度が遅くなり、作製効率が低下する傾向がある。
【００２８】
絶縁基板１の主面に溝状の凹部１ｂを形成するには、例えば、絶縁基板１の表面に従来周知の方法で、絶縁基板１の表面の凹部１ｂを形成する部位が露出するような開口を有するレジスト膜を形成し、レジスト膜の上からブラスト加工を行なうことにより絶縁基板１を部分的に除去して溝状の凹部１ｂを形成し、その後レジストを除去すればよい。あるいは、絶縁基板１を作製するためのセラミックグリーンシートまたは積層体に、レーザー加工によりあらかじめ凹部を形成しておいてもよい。
【００２９】
絶縁基板１は、その主面を研磨加工することで凹部１ｂ以外の表面が平坦に加工される。この平坦度は、回路基板を用いたプローブカードにて測定する対象物の平坦度に応じて設定すればよい。なお、凹部１ｂを形成する前に、絶縁基板１を平坦に研磨加工しておいてもよい。
【００３０】
表面回路導体２は、薬液の浸透を防ぐための耐腐食性の金属層２ｃと、その下の主導体層２ａと、主導体層２ａの下の、主導体層２ａを絶縁基板１の上に密着して形成するための薄膜層２ｂとから成る。
【００３１】
主導体層２ａは、銅（Ｃｕ）や金（Ａｕ）のような電気伝導性の良好な金属からなるものであり、薄膜層２ｂは、例えば主導体層２ａが銅から成る場合は、絶縁基板１の上に密着金属層としてチタン（Ｔｉ）やクロム（Ｃｒ）が、その上に密着金属層と主導体層２ａの接合を改善するための合金層としてチタン（Ｔｉ）−銅（Ｃｕ）合金層やクロム（Ｃｒ）−銅Ｃｕ合金層が、さらにその上に主導体層２ａの下地層であるスパッタ層として銅（Ｃｕ）の層が形成される。また、バリア層として白金（Ｐｔ）やニッケル（Ｎｉ）の層を合金層と密着層との間に必要に応じて形成してもよい。
【００３２】
主導体層２ａに金（Ａｕ）を使用する場合は、主導体層２ａを耐腐食性の金属層２ｃとして機能させることもできるが、そのために厚みを厚くすると、金は柔らかく変形しやすいので、長期間薬液の浸透を防ぐためには、金から成る主導体層２ａの上にニッケルで金属層２ｃを形成して変形を抑えるのが好ましい。
【００３３】
金属層２ｃは、表面回路導体２上にプローブ端子を形成する際に用いられる、水酸化カリウム水溶液等のエッチング液により溶解したり、腐食したりしないニッケル，コバルト（Ｃｏ），金等の耐腐食性の金属から成るものである。また、プローブ端子を形成する際の腐食防止だけでなく、プローブ端子を接続した後にも主導体層２ａの表面を保護し、空気中の水分等による腐食も防止する。絶縁基板１が比較的熱膨張係数の小さいセラミックスから成る場合は、それより絶縁基板１より熱膨張係数の大きい金属から成る金属層２ｃは、回路基板を薬液に浸漬する際の薬液の溶解効果を高めるための加熱時に、熱膨張差により金属層２ｃが凹部１ｂの側面に押し付けられるため、薬液の浸透防止効果がより高まるので好ましい。金に対してニッケルやコバルトの方が硬いので、この効果はより大きいものとなる。ニッケルやコバルトを金属層２ｃに用いた場合は、その表面に酸化防止のために金めっきを行なうのが好ましい。
【００３４】
絶縁基板１の主面に表面回路導体２を形成するには、例えば以下のようにする。
まず、絶縁基板１の主面の全面に、蒸着法やスパッタリング法，イオンプレーティング法等の薄膜形成法により、密着金属層，合金層，スパッタ層を順次成膜して薄膜層２ｂを形成する。また、必要に応じてバリア層を合金層と密着層との間に形成する。
【００３５】
次に、従来周知の方法を用いて、薄膜層２ｂが表面回路導体２の形状に露出するような開口を有するレジスト膜を薄膜層２ｂの上に形成し、露出した薄膜層２ｂの上にめっき法等で銅や金等の主導体層２ａを形成する。レジスト膜は、開口の端部（開口の側面）が凹部１ｂの底面上に位置するように形成する。このようにすることで、主導体層２ａの周縁部が凹部１ｂの底の上に位置し、その上の金属層２ｃを凹部１ｂの外側の側面に接触するように形成することによって、薬液の浸入を防ぐことが可能となる。また、レジスト膜の開口の端部を凹部１ｂの底面上における凹部１ｂの外側の側面により近い位置に形成すると、主導体層２ａの端部と凹部１ｂの外側の側面との距離がより小さくなるので好ましい。これは、この距離が小さいと、めっき法により金属層２ｃを形成する際に金属層２ｃを凹部１ｂの外側の側面に接触させるために必要な、金属層２ｃの厚みを小さくすることができるからである。
【００３６】
そして、レジスト膜を剥離し、主面の全面に形成されて主導体層２ａに覆われていないスパッタ層，合金層および密着金属層をエッチングにより除去する。
【００３７】
金属層２ｃは、主導体層２ａおよび薄膜層２ｂを覆うように電解めっき等のめっき法により形成する。このとき、主導体層２ａの上面を覆うとともに、金属層２ｃが溝状の凹部１ｂの外側の側面に、主導体層２ａの周縁部の全域にわたって接触するまで、金属層２ｃの厚みを厚くして形成する。これにより、表面回路導体２が、その側面まで十分な厚さの金属層２ｃで覆われていなくても、回路基板がエッチング液等の薬液にさらされた場合に、主導体層２ａおよび薄膜層２ｂの端部は凹部１ｂ内にあり、その上の金属層２ｃが凹部１ｂの外側の側面に接触していることで、エッチング液等の薬液が凹部１ｂ内に浸透して金属層２ｃより下の表面回路導体２（主導体層２ａおよび薄膜層２ｂ）に触れることを防ぐことができる。それにより、表面回路導体２が薬液により腐食して密着強度が低下することを防ぐことができる。
【００３８】
表面回路導体２の形状は、図２および図４に示す例では、円形の第１の領域２−１と正方形の第２の領域２−２とをそれらより細い導体で接続した形状であるが、この形状には特に制限はない。例えば、第１の領域２−１から第２の領域２−２にかけて同じ幅の１つの四角形や、１つの楕円形の表面回路導体２のうち一方の半分が第１の領域２−１で他の半分が第２の領域２−２であるものであってもよい。第２の領域は、そこに取り付けるプローブ端子の表面回路導体２との接合面の形状に沿って一回り大きい形状であると、プローブ端子を接合するための半田のフィレットがプローブ端子の周りで同程度の大きさや形状となり、良好な接合が可能となるので好ましい。また、図２および図４に示す例のように、第１の領域２−１と第２の領域２−２との間が細くなっている形状であると、プローブ端子を接合するための半田が第１の領域２−１の方へ濡れ拡がり難くなるため、上記のような良好なフィレットを形成しやすいのでより好ましい。
【００３９】
裏面の回路導体２’も、図２および図３に示す例のように、表面回路導体２と同様の構成として、同様にして形成することができる。回路導体２’が薬液に浸らないのであれば、絶縁基板１の裏面には凹部１ｂを形成せずに回路導体２’を形成してもかまわない。そして、同様に回路導体２’の上には金属層２ｃを形成する。回路基板の裏面は、表面のような平坦性を要求されない場合が多く、そのような場合は、裏面は研磨せず、内部配線導体４と同様の、絶縁基板１と同時焼成により作製されるメタライズ導体であってもよい。メタライズ導体の表面には、腐食防止や他の回路基板等と接続するための半田の濡れ性向上のために、ニッケルおよび金のめっき皮膜を順次形成しておくとよい。
【００４０】
表面回路導体２の第２の領域２−２の内部の樹脂層４は、上述したような応力を緩和するように、絶縁基板１よりヤング率の小さいものである。しかし、ヤング率が小さすぎると、プローブ端子の先端を半導体素子の端子パッドに押し当てた際に容易にプローブ端子が傾いて半導体素子の表面の酸化膜を破ることなく端子パッドからずれてしまう場合があり、これを防止して、また良好に応力を吸収するには、ヤング率は１ＧＰａ〜15ＧＰａ程度であるのが好ましい。さらに、樹脂層４となる樹脂シートは例えば２層の樹脂から成り、上層にはプローブ端子の先端が容易に動かないように硬めの樹脂を用い、下層には応力を良好に緩和させるために柔らかい樹脂を用いるのが好ましい。例えば、上層の樹脂には、ヤング率が５ＧＰａ〜15ＧＰａ程度のポリイミド樹脂，ポリフェニレンサルファイド樹脂，全芳香族ポリエステル樹脂，フッ素樹脂を用い、また、下層の樹脂には、ヤング率が１ＧＰａ〜５ＧＰａ程度のシロキサン変性ポリアミドイミド樹脂，シロキサン変性ポリイミド樹脂，ポリイミド樹脂,ビスマレイミドトリアジン樹脂を用いればよい。このような下層の樹脂は、樹脂層４を形成するときに接着剤層としても機能させることができる。
【００４１】
樹脂層４の厚みは、樹脂層４は表面回路導体２の内部、すなわち薄膜層２ｂと主導体層２ａとの間に形成されるので、薄膜層２ｂとその上の樹脂層４との段差があってもその上に主導体層２ａが良好に形成できるように、また応力を吸収できるように、15μｍ〜70μｍ程度であるのが好ましい。また、第２の領域２−２より一回り小さいものであり、具体的には、第２の領域２−２の縁から100μｍ程度以上内側に形成される。
【００４２】
このような樹脂層４は以下のようにして作製する。例えば、まず上層の樹脂から成る12.5〜50μｍ程度のフィルムに下層の樹脂から成る接着剤をドクターブレード法等を用いて乾燥厚みで５〜20μｍ程度に塗布して乾燥させた樹脂シートを準備し、この樹脂シートを薄膜層２ｂの上面に接着剤層を下にして積み重ねて、加熱プレス装置を用いて加熱加圧して接着する。そして、接着された樹脂シートの上に所定の寸法および形状のレジスト膜を形成して、樹脂シートの不要な部分をエッチングにより除去し、さらにレジスト膜を除去することで、樹脂層４が形成される。樹脂層４を形成する場合は、樹脂層４を形成した後に、さらに合金層およびスパッタ層を順次全面に形成し、その上に、上記と同様にして主導体層２ａを形成する。
【００４３】
プローブ端子は、例えば、以下のようにして作製され、回路基板に取り付けられる。まず、シリコンウエハの１面にエッチングにより複数のプローブ端子の雌型を形成し、雌型を形成した面にめっき法によりニッケルから成る金属を被着させるとともに雌型をニッケルで埋め込み、埋め込まれたニッケル以外のウエハ上のニッケルをエッチング等の加工を施すことにより除去して、ニッケル製プローブ端子が埋設されたシリコンウエハを作製する。このシリコンウエハに埋設されたニッケル製プローブ端子を回路基板の上の表面回路導体２の第２の領域２−２上の金属層２ｃに半田等の接合材で接合する。そして、シリコンウエハを水酸化カリウム水溶液で除去することによって、プローブ端子付き回路基板が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の回路基板の実施の形態の一例を示す上面図である。
【図２】（ａ）は、本発明の回路基板の実施の形態の一例の要部を拡大した上面図であり、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図３】本発明の回路基板の実施の形態の一例の要部を拡大した断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明の回路基板の実施の形態の一例の要部を拡大した上面図であり、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図５】（ａ）は、従来の回路基板を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）の要部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１：絶縁基板
１ａ：絶縁層
１ｂ：凹部
２：表面回路導体
２−１：第１の領域
２−２：第２の領域
２ａ：主導体層
２ｂ：薄膜層
２ｂ−１：スパッタ層
２ｂ−２：合金層
２ｂ−３：密着金属層
２ｃ：金属層
３：内部配線
３ａ：配線層
３ｂ：貫通導体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブ端子を接続するのに適した回路基板であって、特にプローブカード用の回路基板に関するものである。また、そのような回路基板を用いたプローブ端子付き回路基板、いわゆるプローブカードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの試験、特にウエハから切り出して個々の半導体素子とする前に実施されるウエハレベルでの電気特性の測定は、それぞれがウエハ上の半導体素子の端子パッドと接触する複数のプローブ端子が回路基板上に立設されたプローブカードを用いて行なわれる。
このようなプローブカードは、その上に立設されたプローブ端子が、平坦なウエハ上の端子パッドと全面にわたって接触するような平坦性が要求されるとともに、ウエハ上の微細でピッチの小さい端子パッドに対応する微細な表面回路を有することが要求される。平坦性が要求される、微細配線を有する回路基板を作製する方法として、配線基板の表面に研磨加工を施すことにより平坦にし、その上に微細な表面回路を薄膜加工により形成して作製する方法が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。 プローブカードのプローブ端子もまた、その寸法が小さく、非常に微細なピッチで回路基板上に立設されていることが要求される。また、プローブ端子は、電気抵抗が小さいことのみならず、半導体素子の表面の酸化膜を適度に破って端子パッドに接触させることができる程度に剛性が高いことが求められ、例えば、ニッケル製のものがある。このプローブ端子を作製する方法は、まず、シリコンウエハをエッチングしてプローブ端子の雌型を形成し、ニッケルめっき、およびエッチング等の加工を施すことにより、そこにニッケル製プローブ端子を埋設して配置する。そして、このシリコンウエハとともにニッケル製プローブ端子を回路基板の表面回路導体に半田等の接合材で接合した後、シリコンウエハを水酸化カリウム水溶液でエッチングして除去することで、プローブカードが作製される（例えば、特許文献２を参照。）。
【特許文献１】特開平６−13755号公報
【特許文献２】特開2003−35723号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の回路基板は、図５に断面図で示すように、表面回路導体12は、主導体層12ａと複数層の薄膜層12ｂ（12ｂ−１〜12ｂ−３）との最表面に、水酸化カリウム水溶液に対して耐腐食性を有するニッケルや金などの金属層12ｃがめっきで形成されているが、表面回路導体12の側面の特に下層の薄膜層12ｂが金属層12ｃで十分な厚みで覆われていないので、シリコンウエハを除去するために水酸化カリウム水溶液のような強アルカリ溶液に浸漬した際に、表面回路導体12の薄膜層12ｂが浸漬され腐食されてしまう場合がある。これにより、表面回路導体12の絶縁基板11との密着強度が低下し、密着強度低下により貫通導体13ｂとの接続抵抗が上昇することで、プローブカードとしての電気特性の測定機能が損われてしまう。
【０００４】
また、プローブ端子を形成する部位の平坦性を確保するために絶縁基板11を研磨した際に、絶縁基板11がセラミックスからなる場合は、内部ボイドが表面に顕在化したり、脱粒したりして絶縁基板11の表面に欠陥が発生することがある。この欠陥部11ｃの上に表面回路導体12を形成すると、例え表面回路導体12の側面が耐腐食性の金属層14で覆われていたとしても、回路基板を強アルカリ溶液に浸漬した際に、欠陥部11ｃから表面回路導体12の下面に強アルカリ溶液が浸入し、表面回路導体12が下面側から腐食されてしまう場合もあった。
【０００５】
したがって、本発明のプローブカード用の回路基板は上記問題点を鑑みて完成されたものであり、その目的は、プローブ端子が接続される表面回路導体の耐薬品性を向上させた回路基板およびそれを用いたプローブ端子付き回路基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の回路基板は、絶縁基板の表面に表面回路導体を有する回路基板であって、前記絶縁基板は前記表面回路導体の周縁部に沿った溝状の凹部を有し、前記表面回路導体の端部は前記凹部内に位置しており、前記表面回路導体は最表面に金属層を有しており、該金属層は前記凹部の外側の側面に接触していることを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の回路基板は、上記構成において、前記表面回路導体は、前記絶縁基板の内部の内部配線が接続された第１の領域と、プローブ端子が取り付けられる第２の領域とを有していることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の回路基板は、上記構成において、前記表面回路導体は、前記第２の領域の内部に樹脂層を有していることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明のプローブ端子付き回路基板は、上記構成のいずれかの回路基板の前記金属層の上にプローブ端子が接続されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の回路基板によれば、表面回路導体の端部は凹部内に位置しており、表面回路導体は最表面に金属層を有しており、金属層は凹部の外側の側面に接触していることから、表面回路導体上にプローブ端子を形成する際に回路基板を薬液中に浸漬しても、表面回路導体の端部は凹部内にあり、表面回路導体の最表面に位置して凹部の側面にまで至る金属層により、薬液が凹部内に浸入して金属層より下の表面回路導体に触れることが無いので、表面回路導体が腐食することがなく、表面回路導体の絶縁基板との密着強度が低下して絶縁基板の内部配線との接続抵抗が上昇することのない、耐薬品性に優れた回路基板となる。
【００１１】
本発明の回路基板によれば、上記構成において、表面回路導体が絶縁基板の内部の内部配線が接続された第１の領域と、プローブ端子が取り付けられる第２の領域とを有しているときには、内部配線が接続された第１の領域に凹凸があるような場合であっても、プローブ端子が取り付けられる第２の領域は内部配線による凹凸がないので、プローブ端子を傾き等がなく強固に表面回路導体に取り付けることができるとともに、表面回路導体にプローブ端子を取り付ける際の応力により表面回路導体と内部配線との接続が損なわれることがないので、表面回路導体と内部配線との接続抵抗が高くならず、表面回路導体と内部配線との接続信頼性が高いものとなる。
【００１２】
本発明の回路基板によれば、上記構成において、表面回路導体が第２の領域の内部に樹脂層を有しているときには、剛性の高いプローブ端子を半田等で接合する際の機械的応力を樹脂層で緩和することができるので、表面回路導体に無理な応力が加わらず、表面回路導体の絶縁基板への密着力が低下してしまうことがなく、プローブ端子を取り付けてプローブ端子を半導体素子の端子パッドに当接させる際にはプローブ端子に加わる応力を樹脂層で緩和することができるので、プローブ端子や半導体素子の破損を有効に防止することができる。
【００１３】
本発明のプローブ端子付き回路基板によれば、上記構成のいずれかの回路基板の金属層の上にプローブ端子が接続されていることから、表面回路導体の密着強度が高いとともに表面回路導体と内部配線との接続信頼性が高く、またプローブ端子も破損し難いので、ウエハレベルでの電気特性の測定を高速かつ正確に行なうことができるプローブ端子付き回路基板となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の回路基板およびプローブ端子付き回路基板について、添付の図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の回路基板の実施の形態の一例を示す上面図である。図２（ａ）は図１のＡ部を拡大して示す上面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）をＡ−Ａ線で切断した断面図である。図３は、図２（ｂ）のＡ部を拡大して示す断面図である。図４は、図３と同様の、本発明の回路基板の要部を拡大した一例を示す断面図である。図１〜図４において、１は絶縁基板、１ａは絶縁層、１ｂは凹部、２は表面回路導体、２−１は第１の領域、２−２は第２の領域、２ａは主導体層、２ｂは薄膜層、２ｃは金属層、２’は回路導体、３は内部配線、３ａは配線層、３ｂは貫通導体、４は樹脂層である。
【００１５】
本発明の回路基板は、絶縁基板１の表面に表面回路導体２を有する回路基板であって、絶縁基板１は表面回路導体２の周縁部に沿った溝状の凹部１ｂを有し、表面回路導体２の端部は凹部１ｂ内に位置しており、表面回路導体２は最表面に金属層２ｃを有しており、金属層２ｃは凹部１ｂの外側の側面に接触していることを特徴とするものである。これにより、表面回路導体２上にプローブ端子を形成する際に回路基板を薬液中に浸漬しても、表面回路導体２の端部は凹部１ｂ内にあり、表面回路導体２の最表面に位置して凹部１ｂの側面にまで至る金属層２ｃにより、薬液が凹部１ｂ内に浸入して金属層２ｃより下の表面回路導体２（主導体層２ａおよび薄膜層２ｂ）に触れることが無いので、表面回路導体２が腐食することがなく、表面回路導体２の絶縁基板１との密着強度が低下して絶縁基板１の内部配線３との接続抵抗が上昇することのない、耐薬品性に優れた回路基板となる。
【００１６】
また、本発明の回路基板は、図２に示す例のように、上記構成において、表面回路導体２が絶縁基板１の内部の内部配線３が接続された第１の領域２−１と、プローブ端子が取り付けられる第２の領域２−２とを有していることが好ましい。絶縁基板１の内部配線３が表面に露出している部分およびその周辺には、その作製工程中に凹凸が発生してしまう場合があり、この上に形成された表面回路導体２（の第１の領域２−１）の表面にも凹凸ができる場合がある。このように、内部配線３が接続された第１の領域２−１に凹凸があるような場合であっても、プローブ端子が取り付けられる第２の領域２−２は内部配線３による凹凸がないので、プローブ端子を傾き等がなく強固に表面回路導体２に取り付けるけることができるとともに、表面回路導体２にプローブ端子を取り付ける際の応力により表面回路導体２と内部配線３との接続が損なわれることがないので、表面回路導体２と内部配線３との接続抵抗が高くならず、表面回路導体２と内部配線３との接続信頼性が高いものとなる。
【００１７】
また、本発明の回路基板は、図４に示す例のように、上記構成において、表面回路導体２は、第２の領域２−２の内部に樹脂層４を有していることが好ましい。これにより、剛性の高いプローブ端子を半田等で接合する際の機械的応力を樹脂層４で緩和することができるので、表面回路導体２に無理な応力が加わらず、表面回路導体２の絶縁基板１への密着力が低下してしまうことがなく、プローブ端子を取り付けてプローブ端子を半導体素子の端子パッドに当接させる際にはプローブ端子に加わる応力を樹脂層４で緩和することができるので、プローブ端子や半導体素子の破損を有効に防止することができる。
【００１８】
本発明のプローブ端子付き回路基板は、上記構成の回路基板の金属層２ｃの上にプローブ端子が接続されていることを特徴とするものである。表面回路導体２の密着強度が高いとともに表面回路導体２と内部配線３との接続信頼性が高く、またプローブ端子も破損し難いので、ウエハレベルでの電気特性の測定を高速かつ正確に行なうことができるプローブ端子付き回路基板となる。
【００１９】
図１〜図４に示した例では、３層の絶縁層１ａ・１ａ・１ａからなる絶縁基板１の表面に溝状の凹部１ｂが形成されている。凹部１ｂは、表面回路導体２の周縁部に沿った形状をしており、この凹部１ｂで囲まれた領域に表面回路導体２が形成されており、表面回路導体２の端部が凹部１ｂに位置している。絶縁基板１の内部には、絶縁層１ａ・１ａ間に配置された配線層３ａと、絶縁層１ａを貫通して配線層３ａ間および配線層３ａと表面回路導体２とを接続する貫通導体３ｂとからなる、内部配線３が形成されている。図１に示す例では、12個の表面回路導体２が絶縁基板１の表面に配列されているが、この回路基板を用いて測定する対象物、例えば半導体素子が形成されたウエハ上の端子パッドの数、および配列に対応するものである。また、絶縁基板１の裏面には、表面回路導体２と同様の構成の回路導体２’が形成され、内部配線３と接続している。絶縁基板１が単層であり、内部配線３が、配線層３ａがなくて貫通導体３ｂだけであってもかまわない。
【００２０】
絶縁基板１は、熱膨張率がウエハを形成するシリコン（Ｓｉ）に近く、絶縁性に優れる絶縁材料である酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）質焼結体またはガラスセラミックス等のセラミックスから成るものである。絶縁基板１がこのようなセラミックスから成るものであると、回路基板上にプローブ端子を形成する際に、プローブ端子やプローブ端子の接合部に加わる、プローブ端子とともに接合されるウエハと絶縁基板１との熱膨張差による熱応力が比較的小さなものとなるので好ましい。また、プローブ端子が接続されたプローブ端子付き回路基板をプローブカードとして用いた場合に、半導体素子の電気特性の測定時における熱負荷に対する熱変形を有効に防止でき、さらに、高い熱伝達性により内部に熱を滞留させることがない。
【００２１】
複数の絶縁層１ａからなり、内部配線３として配線層３ａおよび貫通導体３ｂを有する絶縁基板１は、以下の方法により製作される。
【００２２】
例えば、絶縁基板１が酸化アルミニウム質焼結体で形成される場合には、まず、酸化アルミニウム，酸化珪素，酸化マグネシウムおよび酸化カルシウムの原材料粉末に適当な有機溶剤および溶媒を添加混合して泥漿状となすとともに、これをドクターブレード法等によってシート状に成形し、絶縁層１ａとなる複数のセラミックグリーンシートを作製する。
【００２３】
次に、セラミックグリーンシートの貫通導体３ｂが形成される所定位置に適当な打ち抜き加工により貫通孔を形成するとともに、貫通孔に導体ペーストを充填する。また、スクリーン印刷法等によってセラミックグリーンシートの所定位置に配線層３ａとなる導体ペースト層を10〜15μｍの厚みに形成する。導体ペーストは、タングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），モリブデン−マンガン（Ｍｏ−Ｍｎ）合金等の融点の高い金属粉末と適当な樹脂バインダーおよび溶剤とを混練することにより作製される。
【００２４】
最後に、これらセラミックグリーンシートを重ね合わせて圧着して積層体を作製し、この積層体を高温で焼成することによって、内部配線３として配線層３ａおよび貫通導体３ｂが形成された絶縁基板１が製作される。
【００２５】
凹部１ｂは、底の幅より開口の幅の方が大きい溝形状であると、表面回路導体２の端部を凹部１ｂ内に形成しやすく、また、金属層２ｃの凹部１ｂの側面との接触面積が大きくなり、薬液の浸透をより防ぎやすくなるので好ましい。例えば、凹部１ｂの縦断面形状が、図２および図３に示すような逆台形、あるいは逆三角形であるとよい。
【００２６】
凹部１ｂの開口幅は、0.1〜0.3ｍｍ程度であるのが好ましい。凹部１ｂの開口幅が0.1ｍｍより狭いと、めっき液が凹部１ｂ内に出入りし難くなるので、凹部１ｂ内のめっき形成速度が遅くなり、作製効率が低下する傾向がある。また開口幅が0.3ｍｍより広いと、端子の平面部の面積が相対的に小さくなるので、平面部にプローブ端子を形成する場合に端子密度を高めにくくなる傾向がある。
【００２７】
また、凹部１ｂの深さは、0.05ｍｍ〜0.3ｍｍ程度であるのが好ましい。凹部の深さが0.05ｍｍより浅いと、凹部１ｂの側面と金属層２ｃの接触面積が小さくなるため、薬液の浸透を防ぎにくくなる傾向がある。また深さが0.3ｍｍより深いと、開口幅が狭い場合と同様にメッキ液が置換されにくくなるので、凹部１ｂ内のメッキ形成速度が遅くなり、作製効率が低下する傾向がある。
【００２８】
絶縁基板１の主面に溝状の凹部１ｂを形成するには、例えば、絶縁基板１の表面に従来周知の方法で、絶縁基板１の表面の凹部１ｂを形成する部位が露出するような開口を有するレジスト膜を形成し、レジスト膜の上からブラスト加工を行なうことにより絶縁基板１を部分的に除去して溝状の凹部１ｂを形成し、その後レジストを除去すればよい。あるいは、絶縁基板１を作製するためのセラミックグリーンシートまたは積層体に、レーザー加工によりあらかじめ凹部を形成しておいてもよい。
【００２９】
絶縁基板１は、その主面を研磨加工することで凹部１ｂ以外の表面が平坦に加工される。この平坦度は、回路基板を用いたプローブカードにて測定する対象物の平坦度に応じて設定すればよい。なお、凹部１ｂを形成する前に、絶縁基板１を平坦に研磨加工しておいてもよい。
【００３０】
表面回路導体２は、薬液の浸透を防ぐための耐腐食性の金属層２ｃと、その下の主導体層２ａと、主導体層２ａの下の、主導体層２ａを絶縁基板１の上に密着して形成するための薄膜層２ｂとから成る。
【００３１】
主導体層２ａは、銅（Ｃｕ）や金（Ａｕ）のような電気伝導性の良好な金属からなるものであり、薄膜層２ｂは、例えば主導体層２ａが銅から成る場合は、絶縁基板１の上に密着金属層としてチタン（Ｔｉ）やクロム（Ｃｒ）が、その上に密着金属層と主導体層２ａの接合を改善するための合金層としてチタン（Ｔｉ）−銅（Ｃｕ）合金層やクロム（Ｃｒ）−銅Ｃｕ合金層が、さらにその上に主導体層２ａの下地層であるスパッタ層として銅（Ｃｕ）の層が形成される。また、バリア層として白金（Ｐｔ）やニッケル（Ｎｉ）の層を合金層と密着層との間に必要に応じて形成してもよい。
【００３２】
主導体層２ａに金（Ａｕ）を使用する場合は、主導体層２ａを耐腐食性の金属層２ｃとして機能させることもできるが、そのために厚みを厚くすると、金は柔らかく変形しやすいので、長期間薬液の浸透を防ぐためには、金から成る主導体層２ａの上にニッケルで金属層２ｃを形成して変形を抑えるのが好ましい。
【００３３】
金属層２ｃは、表面回路導体２上にプローブ端子を形成する際に用いられる、水酸化カリウム水溶液等のエッチング液により溶解したり、腐食したりしないニッケル，コバルト（Ｃｏ），金等の耐腐食性の金属から成るものである。また、プローブ端子を形成する際の腐食防止だけでなく、プローブ端子を接続した後にも主導体層２ａの表面を保護し、空気中の水分等による腐食も防止する。絶縁基板１が比較的熱膨張係数の小さいセラミックスから成る場合は、それより絶縁基板１より熱膨張係数の大きい金属から成る金属層２ｃは、回路基板を薬液に浸漬する際の薬液の溶解効果を高めるための加熱時に、熱膨張差により金属層２ｃが凹部１ｂの側面に押し付けられるため、薬液の浸透防止効果がより高まるので好ましい。金に対してニッケルやコバルトの方が硬いので、この効果はより大きいものとなる。ニッケルやコバルトを金属層２ｃに用いた場合は、その表面に酸化防止のために金めっきを行なうのが好ましい。
【００３４】
絶縁基板１の主面に表面回路導体２を形成するには、例えば以下のようにする。
まず、絶縁基板１の主面の全面に、蒸着法やスパッタリング法，イオンプレーティング法等の薄膜形成法により、密着金属層，合金層，スパッタ層を順次成膜して薄膜層２ｂを形成する。また、必要に応じてバリア層を合金層と密着層との間に形成する。
【００３５】
次に、従来周知の方法を用いて、薄膜層２ｂが表面回路導体２の形状に露出するような開口を有するレジスト膜を薄膜層２ｂの上に形成し、露出した薄膜層２ｂの上にめっき法等で銅や金等の主導体層２ａを形成する。レジスト膜は、開口の端部（開口の側面）が凹部１ｂの底面上に位置するように形成する。このようにすることで、主導体層２ａの周縁部が凹部１ｂの底の上に位置し、その上の金属層２ｃを凹部１ｂの外側の側面に接触するように形成することによって、薬液の浸入を防ぐことが可能となる。また、レジスト膜の開口の端部を凹部１ｂの底面上における凹部１ｂの外側の側面により近い位置に形成すると、主導体層２ａの端部と凹部１ｂの外側の側面との距離がより小さくなるので好ましい。これは、この距離が小さいと、めっき法により金属層２ｃを形成する際に金属層２ｃを凹部１ｂの外側の側面に接触させるために必要な、金属層２ｃの厚みを小さくすることができるからである。
【００３６】
そして、レジスト膜を剥離し、主面の全面に形成されて主導体層２ａに覆われていないスパッタ層，合金層および密着金属層をエッチングにより除去する。
【００３７】
金属層２ｃは、主導体層２ａおよび薄膜層２ｂを覆うように電解めっき等のめっき法により形成する。このとき、主導体層２ａの上面を覆うとともに、金属層２ｃが溝状の凹部１ｂの外側の側面に、主導体層２ａの周縁部の全域にわたって接触するまで、金属層２ｃの厚みを厚くして形成する。これにより、表面回路導体２が、その側面まで十分な厚さの金属層２ｃで覆われていなくても、回路基板がエッチング液等の薬液にさらされた場合に、主導体層２ａおよび薄膜層２ｂの端部は凹部１ｂ内にあり、その上の金属層２ｃが凹部１ｂの外側の側面に接触していることで、エッチング液等の薬液が凹部１ｂ内に浸透して金属層２ｃより下の表面回路導体２（主導体層２ａおよび薄膜層２ｂ）に触れることを防ぐことができる。それにより、表面回路導体２が薬液により腐食して密着強度が低下することを防ぐことができる。
【００３８】
表面回路導体２の形状は、図２および図４に示す例では、円形の第１の領域２−１と正方形の第２の領域２−２とをそれらより細い導体で接続した形状であるが、この形状には特に制限はない。例えば、第１の領域２−１から第２の領域２−２にかけて同じ幅の１つの四角形や、１つの楕円形の表面回路導体２のうち一方の半分が第１の領域２−１で他の半分が第２の領域２−２であるものであってもよい。第２の領域は、そこに取り付けるプローブ端子の表面回路導体２との接合面の形状に沿って一回り大きい形状であると、プローブ端子を接合するための半田のフィレットがプローブ端子の周りで同程度の大きさや形状となり、良好な接合が可能となるので好ましい。また、図２および図４に示す例のように、第１の領域２−１と第２の領域２−２との間が細くなっている形状であると、プローブ端子を接合するための半田が第１の領域２−１の方へ濡れ拡がり難くなるため、上記のような良好なフィレットを形成しやすいのでより好ましい。
【００３９】
裏面の回路導体２’も、図２および図３に示す例のように、表面回路導体２と同様の構成として、同様にして形成することができる。回路導体２’が薬液に浸らないのであれば、絶縁基板１の裏面には凹部１ｂを形成せずに回路導体２’を形成してもかまわない。そして、同様に回路導体２’の上には金属層２ｃを形成する。回路基板の裏面は、表面のような平坦性を要求されない場合が多く、そのような場合は、裏面は研磨せず、内部配線導体４と同様の、絶縁基板１と同時焼成により作製されるメタライズ導体であってもよい。メタライズ導体の表面には、腐食防止や他の回路基板等と接続するための半田の濡れ性向上のために、ニッケルおよび金のめっき皮膜を順次形成しておくとよい。
【００４０】
表面回路導体２の第２の領域２−２の内部の樹脂層４は、上述したような応力を緩和するように、絶縁基板１よりヤング率の小さいものである。しかし、ヤング率が小さすぎると、プローブ端子の先端を半導体素子の端子パッドに押し当てた際に容易にプローブ端子が傾いて半導体素子の表面の酸化膜を破ることなく端子パッドからずれてしまう場合があり、これを防止して、また良好に応力を吸収するには、ヤング率は１ＧＰａ〜15ＧＰａ程度であるのが好ましい。さらに、樹脂層４となる樹脂シートは例えば２層の樹脂から成り、上層にはプローブ端子の先端が容易に動かないように硬めの樹脂を用い、下層には応力を良好に緩和させるために柔らかい樹脂を用いるのが好ましい。例えば、上層の樹脂には、ヤング率が５ＧＰａ〜15ＧＰａ程度のポリイミド樹脂，ポリフェニレンサルファイド樹脂，全芳香族ポリエステル樹脂，フッ素樹脂を用い、また、下層の樹脂には、ヤング率が１ＧＰａ〜５ＧＰａ程度のシロキサン変性ポリアミドイミド樹脂，シロキサン変性ポリイミド樹脂，ポリイミド樹脂,ビスマレイミドトリアジン樹脂を用いればよい。このような下層の樹脂は、樹脂層４を形成するときに接着剤層としても機能させることができる。
【００４１】
樹脂層４の厚みは、樹脂層４は表面回路導体２の内部、すなわち薄膜層２ｂと主導体層２ａとの間に形成されるので、薄膜層２ｂとその上の樹脂層４との段差があってもその上に主導体層２ａが良好に形成できるように、また応力を吸収できるように、15μｍ〜70μｍ程度であるのが好ましい。また、第２の領域２−２より一回り小さいものであり、具体的には、第２の領域２−２の縁から100μｍ程度以上内側に形成される。
【００４２】
このような樹脂層４は以下のようにして作製する。例えば、まず上層の樹脂から成る12.5〜50μｍ程度のフィルムに下層の樹脂から成る接着剤をドクターブレード法等を用いて乾燥厚みで５〜20μｍ程度に塗布して乾燥させた樹脂シートを準備し、この樹脂シートを薄膜層２ｂの上面に接着剤層を下にして積み重ねて、加熱プレス装置を用いて加熱加圧して接着する。そして、接着された樹脂シートの上に所定の寸法および形状のレジスト膜を形成して、樹脂シートの不要な部分をエッチングにより除去し、さらにレジスト膜を除去することで、樹脂層４が形成される。樹脂層４を形成する場合は、樹脂層４を形成した後に、さらに合金層およびスパッタ層を順次全面に形成し、その上に、上記と同様にして主導体層２ａを形成する。
【００４３】
プローブ端子は、例えば、以下のようにして作製され、回路基板に取り付けられる。まず、シリコンウエハの１面にエッチングにより複数のプローブ端子の雌型を形成し、雌型を形成した面にめっき法によりニッケルから成る金属を被着させるとともに雌型をニッケルで埋め込み、埋め込まれたニッケル以外のウエハ上のニッケルをエッチング等の加工を施すことにより除去して、ニッケル製プローブ端子が埋設されたシリコンウエハを作製する。このシリコンウエハに埋設されたニッケル製プローブ端子を回路基板の上の表面回路導体２の第２の領域２−２上の金属層２ｃに半田等の接合材で接合する。そして、シリコンウエハを水酸化カリウム水溶液で除去することによって、プローブ端子付き回路基板が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の回路基板の実施の形態の一例を示す上面図である。
【図２】（ａ）は、本発明の回路基板の実施の形態の一例の要部を拡大した上面図であり、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図３】本発明の回路基板の実施の形態の一例の要部を拡大した断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明の回路基板の実施の形態の一例の要部を拡大した上面図であり、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図５】（ａ）は、従来の回路基板を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）の要部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１：絶縁基板
１ａ：絶縁層
１ｂ：凹部
２：表面回路導体
２−１：第１の領域
２−２：第２の領域
２ａ：主導体層
２ｂ：薄膜層
２ｂ−１：スパッタ層
２ｂ−２：合金層
２ｂ−３：密着金属層
２ｃ：金属層
３：内部配線
３ａ：配線層
３ｂ：貫通導体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板の表面に表面回路導体を有する回路基板であって、前記絶縁基板は前記表面回路導体の周縁部に沿った溝状の凹部を有し、前記表面回路導体の端部は前記凹部内に位置しており、前記表面回路導体は最表面に金属層を有しており、該金属層は前記凹部の外側の側面に接触していることを特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記表面回路導体は、前記絶縁基板の内部の内部配線が接続された第１の領域と、プローブ端子が取り付けられる第２の領域とを有していることを特徴とする請求項１記載の回路基板。
【請求項３】
前記表面回路導体は、前記第２の領域の内部に樹脂層を有していることを特徴とする請求項２記載の回路基板。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の回路基板の前記金属層の上にプローブ端子が接続されていることを特徴とするプローブ端子付き回路基板。
【請求項１】
絶縁基板の表面に表面回路導体を有する回路基板であって、前記絶縁基板は前記表面回路導体の周縁部に沿った溝状の凹部を有し、前記表面回路導体の端部は前記凹部内に位置しており、前記表面回路導体は最表面に金属層を有しており、該金属層は前記凹部の外側の側面に接触していることを特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記表面回路導体は、前記絶縁基板の内部の内部配線が接続された第１の領域と、プローブ端子が取り付けられる第２の領域とを有していることを特徴とする請求項１記載の回路基板。
【請求項３】
前記表面回路導体は、前記第２の領域の内部に樹脂層を有していることを特徴とする請求項２記載の回路基板。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の回路基板の前記金属層の上にプローブ端子が接続されていることを特徴とするプローブ端子付き回路基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２８１９６２（Ｐ２００９−２８１９６２Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３６４３３（Ｐ２００８−１３６４３３）
【出願日】平成２０年５月２６日（２００８．５．２６）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２６日（２００８．５．２６）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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