説明

配線基板、およびこれを用いたプローブカード

【課題】配線基板の歩留まりを向上することができる配線基板、およびこれを用いたプローブカードを提供する。
【解決手段】配線基板1は、主面2aを有する第1絶縁性基体2と、第1絶縁性基体2の主面2a上に設けられた第1導電部材5と、第1絶縁性基体2の主面2aと対向する対向面3bを有する第2絶縁性基体3と、第2絶縁性基体3の対向面3b上に設けられた第2導電部材7と、第1絶縁性基体2と第2絶縁性基体3との間に位置する樹脂部材4と、樹脂部材4に埋設され、第1導電部材5と第2導電部材7とを電気的に接続する接続部材10とを備え、第1導電部材5の上面には、対向面3bに向かって突出し、かつ接続部材10の周囲を取り囲むように突起部5aが形成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、第1絶縁性基体と、第1絶縁性基体に設けられた第1導電部材と、第2絶縁性基体と、第2絶縁性基体に設けられた第2導電部材と、第1導電部材と第2導電部材とを電気的に接続する接続部材とを備えた配線基板、およびこれを用いたプローブカードに関する。
【背景技術】
【0002】
半導体装置は、導体パターンを含む複数の層が形成された半導体ウエハが個片化することによって製造される。この半導体装置の製造工程には、半導体ウエハの表面に形成された集積回路の電気的特性を検査する工程が含まれている。この検査は、半導体ウエハにプローブカード(探針付き基板)が電気的に接続されることにより行われている。
【0003】
このようなプローブカードに用いられる配線基板は、一般に、次のような構成を備えている。すなわち、この配線基板は、主面を有する第1絶縁性基体と、第1絶縁性基体の主面上に設けられた第1導電部材と、第1絶縁性基体の主面と対向する対向面を有する第2絶縁性基体と、第2絶縁性基体の対向面上に設けられた第2導電部材と、第1絶縁性基体と第2絶縁性基体との間に設けられた樹脂部材とを備えている(例えば、特許文献1参照)。ここで、樹脂部材には、第1導電部材と第2導電部材とを電気的に接続するとともに、例えば、半田からなる接続部材が埋設されている。なお、樹脂部材には、熱硬化性を有する樹脂材料や、熱可塑性を有する樹脂材料等を含んでいる。
【0004】
ここで、上記の配線基板は、概ね、次のような工程を経ることによって製造される。すなわち、まず、上記の第1絶縁性基体、第2絶縁性基体、および樹脂部材をそれぞれ用意する。そして、樹脂部材を第2絶縁性基体に仮接着する。そして、第2絶縁性基体に仮接着された樹脂部材に、第1絶縁性基体を貼り合わせる。そして、第1絶縁性基体、第2絶縁性基体、および樹脂部材に対して、所定の温度(例えば、180〜300℃)で加熱し圧力を加えることによって、第1絶縁性基体、第2絶縁性基体、および樹脂部材それぞれを接着する(この工程を「接着工程」と称する)。このようにして、上記の配線基板が製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2004−335507号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、配線基板の製造時等の接着工程において、次のような問題が発生する可能性があった。すなわち、第1絶縁性基体、第2絶縁性基体、および樹脂部材に対して、所定の温度で加熱し圧力を加えるので、接続部材が溶融し、隣接する接続部材同士で短絡(ショート)が発生する可能性があるという問題である。具体的に言えば、第1絶縁性基体と樹脂部材との間に、溶融した接続部材が流れ込み、隣接する接続部材同士で短絡が発生する可能性があった。接続部材同士で短絡が発生する可能性があるので、配線基板の歩留まりが低下する。なお、この課題は、プローブカードに用いられる配線基板以外の配線基板であっても、同様である。
【0007】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、配線基板の歩留まりを向上することができる配線基板、およびこれを用いたプローブカードに関する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するために本発明における配線基板は、主面を有する第1絶縁性基体と、前記第1絶縁性基体の主面上に設けられた第1導電部材と、前記第1絶縁性基体の主面と対向する対向面を有する第2絶縁性基体と、前記第2絶縁性基体の対向面上に設けられた第2導電部材と、前記第1絶縁性基体と前記第2絶縁性基体との間に位置する樹脂部材と、前記樹脂部材に埋設され、前記第1導電部材と前記第2導電部材とを電気的に接続する接続部材とを備え、前記第1導電部材の上面には、前記対向面に向かって突出し、かつ前記接続部材の周囲を取り囲むように突起部が形成されている。
【0009】
本発明の配線基板によれば、第1導電部材の上面には、第2絶縁性基体の対向面に向かって突出し、かつ接続部材の周囲を取り囲むように突起部が形成されている。このため、配線基板の製造時等の接着工程において、接続部材が溶融した場合であっても、突起部において、溶融した接続部材が第1導電部材の外部へ流出するのを阻止できる。すなわち、第1絶縁性基体と樹脂部材との間に、溶融した接続部材が流れ込むのを阻止できる。そのため、隣接する接続部材同士で短絡が発生する可能性を低減することができる。この結果、配線基板の歩留まりを向上することができる。
【0010】
上記目的を達成するために本発明におけるプローブカードは、本発明に係る配線基板と、前記配線基板の一方の端面側に設けられた測定端子と、前記配線基板の他方の端面側に設けられた接続端子とを備える。
【発明の効果】
【0011】
以上のように、本発明の配線基板、およびこれを用いたプローブカードは、配線基板の歩留まりを向上することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】図1は、本発明の一実施形態に係る配線基板の一例を示す断面図である。
【図2】図2は、上記配線基板における樹脂部材を拡大して示した図である。
【図3】図3は、上記配線基板における、第1面上に第1導電部材が設けられた第1絶縁性基体の製造方法を説明するための断面図である。
【図4】図4は、上記配線基板における、第1面上に第1導電部材が設けられた第1絶縁性基体の製造方法を説明するための断面図である。
【図5】図5は、上記配線基板における、第1面上に第1導電部材が設けられた第1絶縁性基体の製造方法を説明するための断面図である。
【図6】図6は、本発明の一実施形態に係るプローブカードの一例を示す断面図である。
【図7】図7は、本発明の一実施形態に係る配線基板の他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【0014】
但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の一実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本発明に係る配線基板、およびプローブカードは、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
【0015】
図1は、本発明の一実施形態に係る配線基板1の一例を示す断面図である。図1に示すように、本実施形態に係る配線基板1は、第1絶縁性基体2、第2絶縁性基体3、および樹脂部材4を備えている。
【0016】
第1絶縁性基体2は、第1面(主面)2a、および第2面2bを有している。ここで、第1絶縁性基体2としては、絶縁性の良好な部材を用いればよい。具体的には、第1絶縁性基体2として、セラミックス材料、シリコン材料、またはガラス材料等の絶縁性材料を用いることができる。
【0017】
また、第1絶縁性基体2の第1面2a上には、第1導電部材5が設けられている。さらに、第1絶縁性基体2にはビア導体6が埋設されている。すなわち、第1導電部材5は、ビア導体6と電気的に接続されており、ビア導体6を介して、第1絶縁性基体2の第2面2b側へ配線回路を引き回すことができる。ここで、第1導電部材5およびビア導体6としては、電気伝導性の良好な部材を用いればよい。具体的には、第1導電部材5およびビア導体6として、Sn,Ag,Au,Cu,W,Mo,またはMnを主成分とする金属材料を用いることができる。特に、第1導電部材5およびビア導体6として、融点の高いW,Mo,またはMnを主成分とする金属材料を用いることが好ましい。
【0018】
第2絶縁性基体3は、第3面3a、および第4面3bを有している。すなわち、第4面3bは、第1絶縁性基体2の第1面2aと対向する対向面である。ここで、第2絶縁性基体3としては、第1絶縁性基体2と同様に、絶縁性の良好な部材を用いればよい。具体的には、第2絶縁性基体3として、ポリイミド、セラミックス材料、シリコン材料、またはガラス材料等の絶縁性材料を用いることができる。
【0019】
また、第2絶縁性基体3の第4面3b上には、第2導電部材7が設けられている。なお、図1では、第2導電部材7が第2絶縁性基体3に埋め込まれ、その表面が露出している場合を図示しているが、本明細書では、この場合であっても、第2導電部材7は、第2絶縁性基体3の第4面3b上に設けられているものとする。さらに、第2絶縁性基体3にはビア導体8および金属層9が埋設されている。すなわち、第2導電部材7は、ビア導体8および金属層9と電気的に接続されており、ビア導体8および金属層9を介して、第2絶縁性基体3の第3面3a側へ配線回路を引き回すことができる。ここで、第2導電部材7、ビア導体8、および金属層9としては、第1導電部材5およびビア導体6と同様に、電気伝導性の良好な部材を用いればよい。具体的には、第2導電部材7、ビア導体8、および金属層9として、Sn,Ag,Au,Cu,W,Mo,またはMnを主成分とする金属材料を用いることができる。特に、第2導電部材7、ビア導体8、および金属層9として、融点の高いW,Mo,またはMnを主成分とする金属材料を用いることが好ましい。
【0020】
樹脂部材4は、第1絶縁性基体2と第2絶縁性基体3との間に設けられている。図2は、図1に示す樹脂部材4を拡大して示した図である。図2に示すように、樹脂部材4は、第1樹脂部材41と、第2樹脂部材42と、第3樹脂部材43とを含む。第1樹脂部材41は、第1絶縁性基体2の第1面2aに接着され、熱硬化性を有する樹脂材料である。具体的には、第1樹脂部材41は、ポリイミド樹脂、ポリキノリン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、エポキシ樹脂、またはフッ素樹脂等からなる。また、第2樹脂部材42は、第2絶縁性基体3の第4面3bに接着され、熱硬化性を有する樹脂材料である。具体的には、第2樹脂部材42は、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミドシロキサン樹脂、ビスマレイド系樹脂、またはエポキシ樹脂等からなる。さらに、第3樹脂部材43は、第1樹脂部材41と第2樹脂部材42との間に設けられ、熱可塑性を有する樹脂材料である。具体的には、第3樹脂部材43は、ガラスエポキシ樹脂、ポリエーテル・エーテル・ケトン(PEEK)樹脂、またはポリイミド樹脂等からなる。
【0021】
また、樹脂層4には接続部材10が埋設されている。また、接続部材10は、第1導電部材5と第2導電部材7とを電気的に接続する。さらに、接続部材10は、第4面3b側の端面の径が最小径、第1面2a側の端面の径が最大径となるように、テーパ状に形成されている。ここで、接続部材10としては、電気伝導性が良好であるとともに、第1導電部材5および第2導電部材7と接合性の良い部材を用いることが好ましい。ここで、本実施形態においては、接続部材10は、半田からなるが、これに限定されない。すなわち、接続部材10は、例えば、導体ペースト(Ag,Cu)、ナノペーストからなっていてもよい。なお、導体ペーストは、半田よりも電気抵抗が低く、また、ナノペーストは、低温で溶融する等、半田と比較して種々の利点がある。つまり、接続部材10は、配線基板1の製造時等の接着工程において、溶融する可能性があれば、様々な任意の材料を用い得る。
【0022】
ここで、本実施形態においては、第1絶縁性基体2と第2絶縁性基体3との間に樹脂部材4が設けられている。このため、第1絶縁性基体2および第2絶縁性基体3に熱膨張収縮が起こった場合であっても、第1絶縁性基体2と第2絶縁性基体3との間に生じる熱応力が、接続部材10に集中することを抑制することができる。これにより、信頼性の高い配線基板1を実現することができる。
【0023】
ところで、本実施形態においては、第1導電部材5の上面に突起部5aが形成されている。具体的には、突起部5aは、第2絶縁性基体3の第4面(対向面)3bに向かって突出し、かつ接続部材10の周囲を取り囲むように形成されている。このため、配線基板1の製造時等の接着工程において、接続部材10が溶融した場合であっても、突起部5aにおいて、溶融した接続部材10が第1導電部材5の外部へ流出するのを阻止できる。すなわち、第1絶縁性基体2と樹脂部材4との間に、溶融した接続部材10が流れ込むのを阻止できる。そのため、隣接する接続部材10同士で短絡が発生する可能性を低減することができる。この結果、配線基板1の歩留まりを向上することができる。
【0024】
また、本実施形態においては、突起部5aの上面には、クロム、ニッケル、またはアルミニウムを主成分とする金属部材11が設けられている。このため、配線基板1の製造時等の接着工程において、接続部材10の溶融量が多く、突起部5aのみで流出が阻止できない場合であっても、突起部5aの上面に設けられた金属部材11によって、溶融した接続部材10が第1導電部材5の外部へ流出するのを阻止できる。また、突起部5aの上面に、半田との濡れ性の悪い、クロム、ニッケル、またはアルミニウムを主成分とする金属部材11が設けられているので、次のような効果もある。すなわち、金属部材11によって、溶融した接続部材10を第1導電部材5内へはじくことができる。そのため、突起部5aの上面に金属部材11が設けられていない態様と比較して、隣接する接続部材10同士で短絡が発生する可能性をより低減することができる。なお、溶融した接続部材10を突起部5aのみで流出が十分に阻止できる場合には、必ずしも、金属部材11を突起部5aの上面に設ける必要はない。
【0025】
また、本実施形態においては、第1導電部材5の上面に突起部5aが形成されており、かつ突起部5aの上面に金属部材11が設けられているので、さらに次のような効果もある。すなわち、接続部材11が、第1導電部材5だけでなく、突起部5aおよび金属部材11と接触する可能性があるので、接続部材11の抵抗を下げることが可能となる。このため、配線基板1の電気的特性が向上する。
【0026】
ここで、図2に示すように、第1樹脂材料41内に、突起部5aが形成されており、かつ金属部材11が設けられていることが好ましい。すなわち、第1導電部材5と突起部5aと金属部材11とからなる厚みHは、第1樹脂材料41の厚みLより薄いことが好ましい。ここで、仮に、突起部5aおよび金属部材11が、第1樹脂材料41を突き抜けて第3樹脂材料43に形成されている場合を考える。この場合、金属部材11と第3樹脂材料43との間に、溶融した接続部材10が流れ込み易くなる。また、突起部5aおよび金属部材11が、第1樹脂材料41を突き抜けて第3樹脂材料43に形成されているので、突起部5a、金属部材11、および第1導電部材5に対する樹脂の付きまわりが悪くなる。これに対して、図2に示すように、第1樹脂材料41内に、突起部5aが形成されており、かつ金属部材11が設けられていれば、金属部材11と第3樹脂材料43との間に、溶融した接続部材10が流れ込むことはない。また、突起部5a、金属部材11、および第1導電部材5に対する樹脂の付きまわりは良好となる。このため、図2に示すように、第1樹脂材料41内に、突起部5aが形成されており、かつ金属部材11が設けられていることが好ましい。
【0027】
次に、上記の構成に係る配線基板1の製造方法について説明する。
【0028】
まず、第1絶縁性基体2を用意する。第1絶縁性基体2は、例えば、次のようにして作製することができる。すなわち、まず、ガラス粉末、セラミック粉末等の原料粉末を有機溶剤およびバインダとともに混練する。これをシート状に成形して複数のセラミックグリーンシートを作製する。次に、配線部材となる導体ペーストをセラミックグリーンシートの主面上に被着する。さらに、貫通孔が形成されたセラミックグリーンシートを導体ペースト上に積層する。そして、この貫通孔にビア導体6となる導体ペーストを充填する。これらを所定の焼成温度(例えば、1000℃)で焼成する。これにより、図3(a)に示すように、ビア導体6が埋設された第1絶縁性基体2が作製される。
【0029】
そして、第1絶縁性基体2の第1面2aおよび第2面2bを研磨する。なお、研磨後、第1絶縁性基体2を洗浄することが好ましい。これにより、第1絶縁性基体2の第1面2aおよび第2面2bに付着された有機物や粒子状不純物等を除去することができる。
【0030】
そして、図3(b)に示すように、第1絶縁性基体2の第1面2a上に、例えば、スパッタリング法を用いることによって、Ti-CuまたはTi-TiW-Cuを主成分とする導電材料51を成膜する。そして、図3(c)に示すように、導電材料51の上面に、例えば、セミアディティブ法を用いることによって、Cuを主成分とするメッキ配線52を形成する。
【0031】
そして、図4(a)に示すように、例えば、サブトラクティブ法を用いることによって、導電材料51の不要な成膜部分を除去する。そして、図4(b)に示すように、第1絶縁性基体2の第1面2a上、およびメッキ配線52の上面等に、例えば、スパッタリング法を用いることによって、クロムまたはニッケルを主成分とする金属部材11を成膜する。そして、図4(c)に示すように、成膜された金属部材11を、例えば、サブトラクティブ法を用いることによって、加工する。具体的には、メッキ配線52の上面の周囲端部に金属部材11が形成されるように、成膜された金属部材11を加工する。
【0032】
そして、図5(a)に示すように、メッキ配線52をエッチングすることにより、開口Pを形成する。ここで、エッチング方式として、等方的にエッチングが進行するウエットエッチング方式、異方的にエッチングが進行するドライエッチング方式等が用いられる。また、エッチングするためのエッチング液として、例えば、フッ酸(HF)水溶液等が用いられる。これにより、図5(b)に示すように、第1面2a上に第1導電部材5が設けられた第1絶縁性基体2を作製することができる。
【0033】
次に、第4面3b上に第2導電部材7が設けられた第2絶縁性基体3を用意する。また、樹脂部材4を用意する。そして、第2絶縁性基体3に樹脂部材4を仮接着する。そして、樹脂部材4に貫通孔を形成し、形成した貫通孔に接続部材10を埋設する。ここで、樹脂部材4に貫通孔を形成する方法として、例えば、COやUV−YAGレーザ等を用いて貫通孔を形成する方法、または金属製のピンを打ち込むことにより貫通孔を形成する方法等がある。
【0034】
次に、第2絶縁性基体3に仮接着された樹脂部材4に、第1絶縁性基体2を貼り合わせる。そして、第1絶縁性基体2、第2絶縁性基体3、および樹脂部材4に対して、所定の温度(例えば、180〜300℃)で加熱し、第3面3aから第4面3b、および第2面2bから第1面2aの方向へ圧力を加えることによって、第1絶縁性基体2、第2絶縁性基体3、および樹脂部材4それぞれを接着する(接着工程)。ここで、本実施形態においては、第1導電部材5の上面に突起部5aが形成されており、かつ突起部5aの上面に金属部材11が設けられているので、接続部材10が溶融した場合であっても、突起部5aおよび金属部材11において、溶融した接続部材10が第1導電部材5の外部へ流出するのを阻止できる。そのため、隣接する接続部材10同士で短絡が発生する可能性を低減することができる。
【0035】
以上のような工程を経ることにより、本実施形態に係る配線基板1が製造される。なお、配線基板1の製造方法は、上記の工程に限定されない。すなわち、図1に示すような配線基板1が製造できれば、配線基板1の製造方法については、任意である。
【0036】
以上のように、本実施形態に係る配線基板1によれば、配線基板1の歩留まりを向上することができる。
【0037】
ここで、上記のようにして製造された配線基板1は、例えば、図6に示すように、プローブカード100に用いることができる。すなわち、図6に示すように、本実施形態に係るプローブカード100は、本実施形態に係る配線基板1と、配線基板1の一方の端面(第2絶縁性基体3の第3面3a)上に設けられた測定電極61と、測定電極61上に設けられた測定端子62と、配線基板1の他方の端面(第1絶縁性基体2の第2面2b)上に設けられた接続端子63とを備えている。
【0038】
このようなプローブカード100においては、被測定物である半導体装置の端子を測定端子62に電気的に接続し、半導体装置に通電する。ここで、通電するとは、単に電圧を印加する場合だけでなく、半導体装置に信号を入力することも意味している。そして、接続端子63を介して取り出した出力値を測定して期待値と比較することにより、半導体装置の良否を判定することができる。
【0039】
なお、本実施形態においては、第1導電部材5の上面に突起部5aが形成されており、かつ突起部5aの上面に金属部材11が設けられている例について説明したが、これに限定されない。例えば、図7に示すように、第2導電部材7の上面に金属部材12がさらに設けられていてもよい。ここで、金属部材12は、第1絶縁性基体2の第1面2aに向かって突出し、かつ接続部材10の周囲を取り囲むように形成されている。また、金属部材12は、金属部材11と同様に、クロム、ニッケル、またはアルミニウムを主成分としている。このようにすると、配線基板1aの製造時等の接着工程において、接続部材10の溶融量が多く、突起部5aおよび金属部材11のみで流出が阻止できない場合であっても、金属部材12において、溶融した接続部材10が第1導電部材5の外部へ流出するのを阻止できる。
【0040】
すなわち、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。つまり、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【0041】
以上のように、本発明は、配線基板の歩留まりを向上することができる配線基板、またはこれを用いたプローブカードとして有用である。
【符号の説明】
【0042】
1,1a 配線基板
2 第1絶縁性基体
2a 第1面(主面)
3 第2絶縁性基体
3b 第4面(対向面)
4 樹脂部材
41 第1樹脂部材
42 第2樹脂部材
43 第3樹脂部材
5 第1導電部材
5a 突起部
7 第2導電部材
10 接続部材
11 金属部材
62 測定端子
63 接続端子
100 プローブカード


【特許請求の範囲】
【請求項1】
主面を有する第1絶縁性基体と、
前記第1絶縁性基体の主面上に設けられた第1導電部材と、
前記第1絶縁性基体の主面と対向する対向面を有する第2絶縁性基体と、
前記第2絶縁性基体の対向面上に設けられた第2導電部材と、
前記第1絶縁性基体と前記第2絶縁性基体との間に位置する樹脂部材と、
前記樹脂部材に埋設され、前記第1導電部材と前記第2導電部材とを電気的に接続する接続部材とを備え、
前記第1導電部材の上面には、前記対向面に向かって突出し、かつ前記接続部材の周囲を取り囲むように突起部が形成されている、配線基板。
【請求項2】
前記突起部の上面には、クロム、ニッケル、またはアルミニウムを主成分とする金属部材が設けられている、請求項1に記載の配線基板。
載の配線基板。
【請求項3】
前記樹脂部材は、
前記第1絶縁性基体の主面に接着され、熱硬化性を有する第1樹脂材料と、
前記第2絶縁性基体の対向面に接着され、熱硬化性を有する第2樹脂材料と、
前記第1樹脂材料と前記第2樹脂材料との間に設けられ、熱可塑性を有する第3樹脂材料とを含み、
前記第1樹脂材料内に、前記突起部が形成されており、かつ前記金属部材が設けられている、請求項2に記載の配線基板。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれか一項に記載の配線基板と、
前記配線基板の一方の端面側に設けられた測定端子と、
前記配線基板の他方の端面側に設けられた接続端子とを備えた、プローブカード。



【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate


【公開番号】特開2010−177429(P2010−177429A)
【公開日】平成22年8月12日(2010.8.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−18118(P2009−18118)
【出願日】平成21年1月29日(2009.1.29)
【出願人】(000006633)京セラ株式会社 (13,660)
【Fターム(参考)】