配線基板およびプローブカード
【課題】 表面配線を小さくしても表面配線と表面ビア導体とを確実に接続することができ、浮遊容量を小さくすることで、より高速な素子の検査や、高速の検査ができる高信頼性の配線基板を提供する。
【解決手段】 セラミックスから成る複数の絶縁層１ａが積層された絶縁基体１と、絶縁基体１の下面に形成された外部電極２と、外部電極２に接続されて絶縁基体１の上面に導出された、ビア導体を含む内部配線３とを有し、内部配線３のうち最上層の絶縁層１ａを貫通して上端面が絶縁基体１の上面に露出した表面ビア導体３ａが上面視で配線基板４の中心からの放射線の方向に沿った形状である配線基板である。表面ビア導体３ａが位置ずれしても位置ずれ方向と反対方向に延在する部分が存在するので、表面配線５の大きさを小さくしても表面ビア導体３ａと確実に接続でき、表面配線５の浮遊容量を低下させることができる配線基板となる。
【解決手段】 セラミックスから成る複数の絶縁層１ａが積層された絶縁基体１と、絶縁基体１の下面に形成された外部電極２と、外部電極２に接続されて絶縁基体１の上面に導出された、ビア導体を含む内部配線３とを有し、内部配線３のうち最上層の絶縁層１ａを貫通して上端面が絶縁基体１の上面に露出した表面ビア導体３ａが上面視で配線基板４の中心からの放射線の方向に沿った形状である配線基板である。表面ビア導体３ａが位置ずれしても位置ずれ方向と反対方向に延在する部分が存在するので、表面配線５の大きさを小さくしても表面ビア導体３ａと確実に接続でき、表面配線５の浮遊容量を低下させることができる配線基板となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブカードに用いられる配線基板およびその配線基板を用いたプローブカードに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化・高密度化に伴い、電子機器に使用される半導体素子のみならず、その半導体素子が搭載されるパッケージや配線基板、あるいは半導体素子の電気的な検査をするためのプローブカードに対しても、配線の微細化および高密度化が要求されている。また、半導体素子の高速化に伴って高周波信号の伝送が可能であることも求められており、プローブカードに対しては平坦性に優れていることも求められている。
【０００３】
このような要求に応えるものとして、微細なパターン加工が可能であり、平坦性および高周波特性に優れた基板として、研磨加工により平坦化したセラミック基板上に薄膜導体を形成した配線基板がある。この薄膜導体の上にプローブピンを形成することでプローブカードとなる。配線基板の上の表面配線の上に、さらに絶縁樹脂層と薄膜配線層とを積層して樹脂配線層を形成することによって、より緻密な配線を形成してプローブピンの間隔を小さくする場合もある。図12（ａ）は、従来の薄膜導体を形成した配線基板の一例を示す上面図であり、図12（ｂ）はそのＡ−Ａ線における断面図である。従来の配線基板14は、セラミックから成る複数の絶縁層11ａと内部配線13および外部電極12とから成る配線基板14の上面の、表面ビア導体13ａが露出した部分の上に薄膜で表面配線15を形成することによって作製されていた。
【０００４】
このとき、配線基板14はその作製工程である焼成時に、焼結収縮ばらつきによる寸法ばらつきが発生することから、研磨加工により平坦化した配線基板14上に露出する表面ビア導体13ａの位置も同様にばらつきがあるものであった。そのため、配線基板14の表面ビア導体13ａと接続する表面配線15を形成する場合は、配線基板14の収縮ばらつきを考慮して、その大きさを大きくする必要があった。例えば、寸法ばらつきがない場合であれば配線基板14の表面ビア導体13ａの露出する部分の径が100μｍである場合には、表面配線15を
形成する際の位置合わせのずれが±50μｍであるとすると、表面配線15の直径を200μｍ
にすれば、表面ビア導体13ａの露出する部分のすべてが表面配線15と接続される。これに対して、配線基板14の寸法ばらつきが±0.2％程度発生する場合には、配線基板14の中央
部に、表面ビア導体３ａが縦横に配置され、最外周に位置する表面ビア導体13ａの中心を結ぶと200ｍｍ角の正方形となる場合であれば、配線基板14の中心から最も離れた角部に
位置する表面ビア導体13ａでは、配線基板14の中心を基準とした位置ずれが±280μｍ程
度発生する可能性がある。これに表面配線15を形成する際の位置合わせにおけるずれである±50μｍを考慮すると、表面ビア導体13ａの露出する部分の径が同じく100μｍである
場合には、表面配線15の直径を760μｍ程度と大きくすることが必要となる。
【０００５】
また、表面配線を、表面ビア導体に接続する接続パッドとプローブピンとなる導体バンプが接続される部分とその間の引き出し線とで形成して、接続パッドを配線基板の中心から離れるに伴って段階的に大きくするようにしたり、さらに接続パッドの形状を配線基板の中心からの放射線の方向に長軸を有する楕円状としたりした配線基板がある（例えば、特許文献１〜３を参照。）。セラミック配線基板の中心からの放射線の方向が表面ビア導体の位置ずれの方向であり、この方向に長軸を有する楕円状の接続パッドとする、つまり位置ずれの方向に接続パッドを大きくするというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2002−289657号公報
【特許文献２】特開2002−350466号公報
【特許文献３】特開2002−373924号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、配線基板14の表面の表面配線15が大きくなると、表面配線15と配線基板14の内部配線13および樹脂配線層の内部の薄膜配線との間に浮遊容量が発生しやすくなる。浮遊容量が大きいと、配線基板に流れる信号の立ち上がりが悪くなるために信号の高速伝送ができず、検査の高速化が妨げられることとなる。また、これによって、高速の信号で動作する素子の検査をすることができない場合がある。そして、半導体ウエハの大きさはより大きくなる傾向があり、ウエハの大きさに合わせてプローブカードも大きくして、プローブカード用の配線基板を大型にすると、配線基板14の収縮ばらつきによる影響が大きくなるので、上記のような問題はより顕著となる。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、表面配線を小さくしても表面配線と表面ビア導体とを確実に接続することのできる配線基板、および表面配線を小さくすることで浮遊容量の小さいプローブカード用の配線基板、ならびにより高速な素子の検査や、高速に検査のできるプローブカードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の配線基板は、セラミックスから成る複数の絶縁層が積層された絶縁基体と、該絶縁基体の下面に形成された外部電極と、該外部電極に接続されて前記絶縁基体の上面に導出された、ビア導体を含む内部配線とを有する配線基板であって、前記内部配線のうち最上層の前記絶縁層を貫通して上端面が前記絶縁基体の上面に露出した表面ビア導体は、上面視で前記配線基板の中心からの放射線の方向に沿った形状であることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の配線基板は、上記構成において、前記絶縁基体の上面において、薄膜から成る表面配線が前記表面ビア導体に接続されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の配線基板は、上記構成において、前記表面ビア導体が前記放射線に沿って前記放射線を挟んで交互に配列されており、前記表面配線が前記放射線上に突出した突出部を有する形状である部分を有することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明のプローブカードは、上記構成の本発明の配線基板と、前記配線基板の上面の前記表面配線に接続されたプローブピンとを具備することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の配線基板によれば、表面ビア導体が上面視で配線基板の中心からの放射線の方向に沿った形状であることから、表面ビア導体の形状は、通常の円形の表面ビア導体と比較して、表面ビア導体が配線基板の外側に位置ずれした場合には内側方向に延在する部分が存在し、表面ビア導体が配線基板の内側に位置ずれした場合には外側方向に延在する部分が存在する形状となるので、表面配線の大きさを小さくしても表面配線と表面ビア導体とを確実に接続でき、表面配線の浮遊容量を小さくすることができる配線基板となる。
【００１４】
また、本発明の配線基板によれば、上記構成において、絶縁基体の上面において、薄膜から成る表面配線が表面ビア導体に接続されていることから、小型の表面配線とすることで、表面配線の浮遊容量が小さく、高速に信号を伝送することができる配線基板となる。
【００１５】
また、本発明の配線基板によれば、上記構成において、表面ビア導体が放射線に沿って放射線を挟んで交互に配列されており、表面配線が放射線上に突出した突出部を有する形状である部分を有することから、表面配線の間隔を小さいものにすることができるので、表面配線の配線密度が高い配線基板となる。
【００１６】
また、本発明のプローブカードは、上記構成の本発明の配線基板と、配線基板の上面の表面配線に接続されたプローブピンとを具備することから、表面配線の浮遊容量が小さいことから、高速の検査が可能な、あるいはより高速の信号で動作する素子の検査をすることが可能なプローブカードとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）は本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ本発明の配線基板の表面ビア導体の一例を示す上面図である。
【図３】（ａ）は本発明の配線基板の実施の形態の他の例を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図４】（ａ）は本発明の配線基板の実施の形態の他の例を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図５】（ａ）は本発明の配線基板の実施の形態の他の例を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図６】（ａ）は本発明の配線基板の実施の形態の他の例を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図７】（ａ）は本発明のプローブカードの実施の形態の他の一例を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図８】（ａ）は本発明の配線基板の実施の形態の他の例を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図９】（ａ）は従来の配線基板の要部を拡大して示す上面図であり、（ｂ）は本発明の配線基板の実施の形態の他の例の要部を拡大して示す上面図である。
【図１０】（ａ）は本発明の配線基板の実施の形態の他の例を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図１１】（ａ）は本発明の配線基板の実施の形態の他の例の要部を、（ｂ）は図１０（ａ）のＢ部をそれぞれ拡大して示す上面図である。
【図１２】（ａ）は従来の配線基板の他の一例を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の配線基板ならびにそれを用いたプローブカードについて、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。図１〜図11において、１は絶縁基体、１ａは絶縁層、２は外部電極、３は内部配線、３ａは表面ビア導体、４は配線基板、５は表面配線、５ａは表面配線５の突出部、６は樹脂絶縁層、７は微細配線、８はプローブピンである。
【００１９】
図１に示す例では、配線基板４の上面に露出した表面ビア導体３ａは縦横に７つ並んでおり、配線基板４の絶縁層１ａは３層と簡略化した例を示している。また、図４に示す例は、図１に示す配線基板４の上面の表面ビア導体３ａと接続するように表面配線５を薄膜で形成した例を示している。プローブカードで検査するウエハ上の半導体素子の数および半導体素子の端子の数、およびそれらの配置に応じて、表面配線５，表面ビア導体３ａを含む内部配線３，外部電極２および絶縁層１ａの大きさや配置が設定される。
【００２０】
本発明の配線基板は、図１および図３に示す例のように、セラミックスから成る複数の絶縁層１ａが積層された絶縁基体１と、絶縁基体１の下面に形成された外部電極２と、外部電極２に接続されて絶縁基体１の上面に導出された、ビア導体を含む内部配線３とを有する配線基板であって、内部配線３のうち最上層の絶縁層１ａを貫通して上端面が絶縁基体１の上面に露出した表面ビア導体３ａが上面視で配線基板４の中心からの放射線の方向に沿った形状であることを特徴とするものである。このような構成としたから、表面ビア導体３ａの形状は、通常の円形の表面ビア導体と比較して、表面ビア導体３ａが配線基板４の外側に位置ずれした場合には内側方向に延在する部分が存在し、表面ビア導体３ａが配線基板４の内側に位置ずれした場合には外側方向に延在する部分が存在する形状となるので、表面配線５の大きさを小さくしても表面配線５と表面ビア導体３ａとを確実に接続でき、表面配線５の浮遊容量を小さくすることができる配線基板となる。
【００２１】
また、本発明の配線基板は、図４〜図６に示す例のように、上記構成において、絶縁基体１の上面において、薄膜から成る表面配線５が表面ビア導体３ａに接続されていることから、小型の表面配線５とすることで、表面配線５の浮遊容量が小さく、高速に信号を伝送することができる配線基板となる。
【００２２】
配線基板４は、絶縁基体１と、その表面に形成された外部電極２および内部に形成された表面ビア導体３ａを含む内部配線３とを有する。絶縁基体１を図１に示す例のように複数のセラミックスから成る絶縁層１ａで構成して内部配線３を展開することで、配線基板４の下面の外部電極２の間隔を大きくすることができる。
【００２３】
配線基板４の下面の外部電極２は、配線基板４を外部回路に接続するためのものである。内部配線３は、配線基板４の下面の外部電極２と上面の表面配線５等とを電気的に接続するためのものであり、絶縁層１ａ・１ａ間の内部配線層と、絶縁層１ａを貫通して内部配線層間および内部配線層と外部電極２とを接続する内部ビア導体や内部配線層と表面配線５とを接続する表面ビア導体３ａといったビア導体がある。
【００２４】
絶縁基体１の絶縁層１ａは、酸化アルミニウム（アルミナ：Ａｌ２Ｏ３）質焼結体，窒化アルミニウム（ＡｌＮ）質焼結体，炭化珪素（ＳｉＣ）質焼結体，ムライト質焼結体，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。プローブカードに用いる場合は、熱膨張係数がウエハを形成するシリコン（Ｓｉ）に近い、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）質焼結体、ムライト質（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）焼結体またはガラスセラミックスが好ましい。絶縁層１ａがこのようなセラミックスから成るものであると、配線基板４上にプローブピンを形成する際に、プローブピンやプローブピンの接合部に加わる、プローブピンとともに接合されるウエハと配線基板４（絶縁基体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る。
【００２５】
配線基板４の表面ビア導体３ａを含む内部配線３および外部電極２は、絶縁層１ａと同時焼成により形成される、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，銀（Ａｇ），銅（Ｃｕ），金（Ａｕ），銀−パラジウム（Ｐｄ）合金等の金属を主成分とするメタライズから成るものである。
【００２６】
このような配線基板４は、例えば、絶縁層１ａが酸化アルミニウム質焼結体で形成される場合には、以下の方法により製作される。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バインダ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。
【００２７】
次に、セラミックグリーンシートのビア導体が形成される所定位置に金型等を用いた打ち抜き加工やレーザ加工によって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内部配線層あるいは外部電極２となる導体ペースト層を10〜20μｍの厚みに形成する。導体ペーストは、タングステン，モリブデン，モリブデン−マンガン合金等の融点の高い金属粉末と適当な樹脂バインダおよび溶剤とを混練することにより作製される。レーザ加工によって貫通孔を形成する場合は、金型による加工のように耐久性を考慮した形状とする必要が無く、用途に応じて最適の形状を決定することができるので好ましい。
【００２８】
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1500℃〜1600℃程度の高温で焼成することによって配線基板４が作製される。
【００２９】
絶縁層１ａがガラスセラミックスから成る場合であれば、セラミックグリーンシートが焼結する温度では焼結収縮しない、アルミナ等を主成分とする拘束グリーンシートを積層体の両面に積層して焼成すると、拘束グリーンシートによりセラミックグリーンシートの積層面方向の焼結収縮が抑えられて収縮ばらつきの小さい配線基板４が得られる。これによって、表面ビア導体３ａの位置ばらつきを小さいものとなるので、表面配線５をより小型化でき、また高密度に形成できるので好ましい。
【００３０】
表面ビア導体３ａは、上面視で配線基板４の中心からの放射線の方向に沿った形状であることが重要である。放射線の方向に沿った形状とは、放射線の方向の長さが、放射線の方向に対して垂直な方向の長さ（幅）よりも大きい形状であり、例えば、図２（ａ）〜図２（ｅ）に示すようなものである。図２（ａ）〜図２（ｅ）の各図における２点鎖線は、配線基板４の中心からの放射線を示している。表面ビア導体３ａの形状は、図２（ａ）に示す例では、長径方向が配線基板４の中心からの放射線の方向に沿っている楕円形であり、図２（ｂ）に示す例では、４つの円形をずらして放射線上に配置した形状であり、図２（ｃ）に示す例では、２つの半円が半円の直径の幅の方形（図２（ｃ）では長方形）で接続された長円形であり、図２（ｄ）に示す例では、角が丸められた（角にＲを形成した）長方形であり、図２（ｅ）に示す例では、長方形である。同じ幅の表面ビア導体３ａであれば、図２（ａ）に示す楕円よりも図２（ｂ）〜図２（ｅ）に示す形状の方が表面ビア導体３ａの横断面積が大きく電気抵抗が小さくなるとともに、表面配線５が表面ビア導体３ａの端部に接続された場合に、接続面積が大きく接続部の電気抵抗が小さくなるので好ましい。図２（ｅ）に示す長方形の場合が最も横断面積が大きくなり電気抵抗が最も小さくなるが、セラミックグリーンシートに貫通孔を形成した際に角部を起点としてクラックが入る場合があり、また角部がない方が貫通孔への導体ペーストの充填性がよいので、図２（ｃ）や図２（ｄ）のように角部を丸めた形状の方が好ましい。本発明の配線基板の表面ビア導体３ａは通常の表面ビア導体より大きくなるので、セラミックグリーンシートの貫通孔に充填される導体ペーストの量が多く、その重みで貫通孔から抜け落ちてしまう場合があるが、図２（ｂ）に示す例のような形状の場合は、図２（ｃ）〜図２（ｅ）に示す例に比較すると、導体ペーストとセラミックグリーンシートとが接触する面積が大きいので、導体ペーストが抜け落ちてしまうことが抑えられるので好ましい。
【００３１】
なお、表面ビア導体13ａの位置ずれは配線基板４の中心からの距離に比例して大きくなるので、図３に示す例のように、表面ビア導体３ａの放射線の方向に沿った長さは、上面視で配線基板４の中心からの距離に比例して大きくなるようにすると、配線基板４の中心に近い側の表面ビア導体13ａを小さくすることができるので、表面ビア導体13ａおよび表面配線５をより高密度に形成できるので好ましい。
【００３２】
配線基板４の上面の表面配線５は、上記のようにして配線基板４を作製して、その上面を研磨するなどして平坦にした後に、蒸着法，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って形成する。下面の外部電極２も同様に、薄膜形成法によって形成してもよい。具体的には、配線基板４の上面の全面に、0.1μｍ〜３μｍ程度の厚みの
、例えばクロム（Ｃｒ）−Ｃｕ合金層やチタン（Ｔｉ）−Ｃｕ合金層から成る下地導体層を形成し、その上に接続配線６のパターン形状の開口を有するレジスト膜を形成して、このレジスト膜をマスクとしてめっき等で銅や金等の金属から成る、２μｍ〜10μｍ程度の厚みの主導体層を形成する。そして、レジスト膜を剥離除去し、下地導体層の露出した部分をエッチングにより除去することで表面配線５が形成される。その表面には、さらに、めっき法によりニッケルや金のめっき層を形成するとよい。
【００３３】
表面ビア導体３ａの位置ずれは配線基板４の中心からの放射線に沿った方向に発生するので、位置ずれを吸収するために表面配線５を大きくするのは、この方向だけにしてもよい。図４に示す例のように表面配線５を円形とするのではなく、図５に示す例のように、表面配線５を表面ビア導体３ａと同様に上面視で配線基板の中心からの放射線の方向に沿った形状とした場合には、表面配線５を円形で形成した場合に比べて、表面配線５の面積をより小さくすることができ、浮遊容量をより小さくすることができるので好ましい。この場合の表面配線５の幅は、表面配線５を形成するときに発生する位置ずれを考慮して、表面ビア導体３ａの幅より大きくしておくとよい。
【００３４】
また、表面ビア導体３ａの位置ずれは配線基板４の中心からの距離に比例して大きくなるので、図６に示す例のように、表面ビア導体３ａおよび表面配線５の放射線の方向に沿った長さは、上面視で配線基板４の中心からの距離に比例して大きくなるようにしてもよい。このようにすると、図５に示す例のように、全ての表面ビア導体３ａおよび表面配線５の長さを最大の長さに合わせて同一にした場合に比較して、表面配線５のピッチ（中心間の距離）を小さくすることができるので、より高密度に表面配線５を形成できるので好ましい。
【００３５】
図８に示す例は、上述したような配線基板４の上面にさらに樹脂絶縁層６と微細配線７とから成る樹脂配線層を形成したものであり、例えば、配線基板４の上に従来のビルドアップ方式により樹脂絶縁層６および微細配線７を形成した例である。このような樹脂配線層を形成することによって、配線の間隔をより小さくすることができ、樹脂配線層の最上面の微細配線７にプローブピン８接続することによって、プローブピン８の間隔が小さく、より微細な半導体素子の検査をすることのできるプローブカードとすることができる。
【００３６】
図８に示す例のように、配線基板４の上の樹脂配線層は、樹脂絶縁層６と微細配線７の微細配線層とが交互に積層され、上下の微細配線層間および微細配線層と配線基板４の上面の表面配線５とが樹脂絶縁層６を貫通する微細ビア導体で接続されて形成されている。図８に示す例では、絶縁樹脂層６は２層であるが、プローブカードで検査するウエハ上の半導体素子の数および半導体素子の端子の数、およびそれらの配置に応じて設定される。
【００３７】
樹脂配線層の樹脂絶縁層６は、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，ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）樹脂，エポキシ樹脂，ビスマレイミドトリアジン樹脂，ポリフェニレンエーテル樹脂，ポリキノリン樹脂あるいはフッ素樹脂等の絶縁性の樹脂から成るものである。
【００３８】
樹脂配線層の樹脂絶縁層６が、例えば、ポリイミド樹脂からなる場合には、ワニス状のポリイミド前駆体を配線基板４の上面にスピンコート法，ダイコート法，カーテンコート法あるいは印刷法等の塗布法により塗布し、しかる後、400℃程度の熱で硬化させてポリ
イミド化させることによって、10μｍ〜50μｍ程度の厚みに形成する。あるいは、上記樹脂から成る10μｍ〜50μｍ程度のフィルムの下面に、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あ
るいはエポキシ樹脂等の樹脂接着剤を乾燥厚みで５μｍ〜20μｍ程度にドクターブレード法等の塗布法にて塗布して乾燥させることで接着剤層を形成し、これを配線基板４の上に重ねて加熱プレスすることで形成する。
【００３９】
微細配線７の微細配線層の形成は、まず、蒸着法，スパッタリング法あるいはイオンプレーティング法等の薄膜形成法により、樹脂絶縁層６の主面の全面に、0.1μｍ〜３μｍ
程度の厚みの、例えばクロム（Ｃｒ）−Ｃｕ合金層やチタン（Ｔｉ）−Ｃｕ合金層から成る下地導体層を形成する。次に、下地導体層の上に微細配線層のパターン形状の開口を有するレジスト膜を形成して、このレジスト膜をマスクとしてめっき等で銅や金等の電気抵抗の小さい金属から成る、２μｍ〜10μｍ程度の厚みの主導体層を形成する。そして、レジスト膜を剥離除去し、下地導体層の露出した部分をエッチングにより除去することで、微細配線層が形成される。または、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching：反応性イオンエッチング）等を用いて形成した微細配線層の形状の凹部を充填して微細配線層を形成することによって、微細配線層が樹脂絶縁層６に埋め込まれた形にしてもよい。最上層の樹脂絶縁層６の上の微細配線層はプローブピン８が接続されるので、めっき法によりニッケルや金のめっき層を形成するとよい。
【００４０】
次に、微細配線層が形成された樹脂絶縁層６の上に、さらに樹脂絶縁層６を形成する。樹脂絶縁層６を形成する方法は、上述したワニス状の樹脂を塗布する方法、または樹脂フィルムに接着剤層を形成して加熱プレスする方法のどちらを用いてもよい。いずれの方法においても、樹脂絶縁層６にビア導体を含む樹脂配線層７を形成して上記工程を必要な樹脂絶縁層６の数だけ繰り返すことで、複数の樹脂絶縁層６が形成される。フィルムの樹脂を用いる方法は、複数のフィルムを一括してプレスすることが可能であり、１層毎に塗布および硬化を行なう必要がないので、製造工程を短くすることができる。
【００４１】
樹脂絶縁層６には、樹脂絶縁層６を貫通する微細ビア導体が形成されるので、この部分には例えば、直径20μｍ〜100μｍの貫通孔が形成される。この貫通孔の形成方法は、樹
脂絶縁層６に開口を有するレジスト膜を形成するとともにこのレジスト膜の開口に位置する樹脂絶縁層６をエッチングすることによって、あるいはレーザを使って直接樹脂絶縁層６の一部を除去することによって形成される。このときのレーザにはエキシマレーザまたはＣＯ２レーザ等を用いることができるが、貫通孔の内壁の形状を垂直に近く調整でき、さらに貫通孔の内壁面を滑らかに加工できる紫外線レーザで形成しておくのが望ましい。あるいは、樹脂絶縁層６の形成方法がワニス状の樹脂を塗布する方法の場合であれば、感光性の樹脂を用いて、例えば露光により貫通孔が形成される部分以外を硬化させて、貫通孔が形成される部分の樹脂をエッチングにより除去することによって貫通孔を有する樹脂絶縁層６を形成してもよい。
【００４２】
微細ビア導体は、微細配線層を形成する前に、例えば、銅等の金属粉末と樹脂を主成分とする導体ペーストを樹脂絶縁層６の貫通孔に充填しておくことにより、図８に示す例のような、貫通孔が導体により充填されたものが形成される。あるいは、微細配線層を形成する際に、貫通孔の内面にも下地導体層および主導体層を形成することにより、微細配線層と同時に形成してもよい。この場合の微細ビア導体は、樹脂絶縁層６の貫通孔の内面に被着して形成され、貫通孔は導体により充填されたものとはならない。主導体層を形成する際のめっき厚みを厚くすると、図８に示す例のような、貫通孔が導体により充填されたものとすることができる。微細ビア導体を微細配線層と同時に形成する場合は、貫通孔の内面に薄膜により下地導体層を良好に形成することができるように、貫通孔は樹脂絶縁層６の上面側の方が大きくなるような形状にするのが好ましい。このような形状の貫通孔は、エッチングにより貫通孔を形成する場合はエッチング条件により、レーザにより貫通孔を形成する場合はレーザの出力等の調節により、感光性樹脂を用いる場合は露光条件やエッチング条件により形成することができる。
【００４３】
このような樹脂絶縁層６および微細配線７（微細ビア導体および微細配線層）の形成を必要な数だけ繰り返すことによって、配線基板４の上に樹脂配線層が形成される。
【００４４】
図９（ａ）および図９(ｂ)は、それぞれ、従来の配線基板および本発明の配線基板の要部を拡大して示す上面図であるが、表面配線５と表面ビア導体３ａとの重なりがわかるように、表面配線を透視して示している。
【００４５】
中央部に表面ビア導体３ａが縦横に配置され、最外周に位置する表面ビア導体３ａの中心を結ぶと200ｍｍ角の正方形となる、配線基板の場合であれば、図12に示す例のような
従来の配線基板14では、0.2％の焼成収縮ばらつきが発生すると、配線基板14の中心から
距離が大きく、収縮ばらつきによる位置ずれが最も大きくなる角部においては、表面ビア導体13ａ（が上面に露出する部分）の、配線基板14の中心に対する位置ばらつき（図９（ａ）に示すＵ）は±280μｍ程度発生する。表面ビア導体13ａの直径（図９（ａ）に示す
Ｄｖ）が100μｍである場合には、表面配線15を直径660μｍの円形（図９（ａ）に破線で示す円）とすれば、図９（ａ）に２点鎖線で示すような、ずれた位置にある表面ビア導体13ａと、表面ビア導体13ａの上端面の全面で接続することができる。通常は配線基板14の表面の表面配線15についても、その形成工程における位置ずれが発生するので、この表面配線15の位置ずれ（図９（ａ）に示すＳ）が±50μｍであるとすると、表面配線15の外径（Ｄｐ＝（Ｕ＋Ｓ）×２＋Ｄｖ）を760μｍとすれば、表面ビア導体13ａが表面配線15の
径内に収まって、表面ビア導体13ａの上端面の全面で接続されるようになる。このときの、表面配線15の面積は、約0.454ｍｍ２である。
【００４６】
これに対して、図４に示す例のような本発明の配線基板４では、表面ビア導体３ａの形状を、上面視で配線基板４の中心からの放射線の方向に沿った形状、例えば、図９（ｂ）に示す例のような２つの半円を長方形で接続したような長円形状として、配線基板４の中心からの放射線の方向の長さ（図９（ｂ）に示すＬｖ）を430μｍとし、幅（図９（ｂ）
に示すＷｖ）を100μｍとした場合（半径50μｍの２つの半円を、幅が100μｍで長さが330μｍの長方形で接続した場合）には、表面配線５を直径330μｍの円形（図９（ｂ）に破線で示す円）とすれば、図９（ｂ）に２点鎖線で示すような、ずれた位置にある表面ビア導体３ａは、表面ビア導体３ａの端から100μｍが表面配線５と重なり、図９（ａ）に示
す従来の配線基板と同程度の面積で接続することができる。同様に、表面配線５の位置ずれ（図９（ｂ）に示すＳ）が±50μｍであるとすると、表面配線５の外径（図９（ｂ）に示すＤｐ）を430μｍとすればよい。このときの、表面配線５の面積は約0.145ｍｍ２であり、上記した従来の配線基板の表面配線15の面積の約32％の面積となる。
【００４７】
さらに、表面配線５の形状を、図５に示す例のように、表面ビア導体３ａと同様に上面視で配線基板４の中心からの放射線の方向に沿った形状とした場合、具体的には長径430
μｍ、短径300μｍの長円形状（半径150μｍの２つの半円で幅が300μｍで長さが130μｍの長方形を挟んだ長円）とした場合には、表面配線５の面積は約0.110ｍｍ２となり、さ
らに面積を小さくすることができる。
【００４８】
また、表面配線５の形状および寸法が上述した従来の配線基板のような場合であれば、隣接する表面配線15・15間の絶縁性を確保するために隣接する表面配線15・15間の間隔を100μｍとすると、表面配線15のピッチ（表面配線15の中心間の距離）はＤｐ+100μｍ＝860μｍとなる。上述したような形状および寸法の表面ビア導体３および表面配線５を有する本発明の配線基板の場合は、表面ビア導体３ａは、位置ずれがあった場合は平面視で表面配線５からはみ出して接続されるので、表面配線５と放射線方向に隣接する表面配線５に接続する表面ビア導体３との間の間隔を、上記と同様に100μｍとする。また、表面ビ
ア導体３ａが表面配線５からはみ出す長さ（図９（ｂ）に示すＬｖ’）は、表面ビア導体
３ａの長さＬｖから表面配線５との重なる長さ（上述した表面ビア導体３ａの端からの長さ100μｍ＋Ｓ）を差し引いた長さである。そして、表面配線５のピッチ（表面配線５の
中心間の距離）は、Ｄｐ＋Ｌｖ’＋100μｍ＝810μｍとなり、従来よりも50μｍ小さくすることができ、配線密度の高い配線基板４とすることができる。
【００４９】
表面配線５の配置は、プローブカードで検査するウエハ上の半導体素子や配線基板に搭載される半導体素子の端子の配置に応じて配置されるものであり、縦横に等間隔で配置される場合が多く、図４〜図６に示す例のように、配列された表面配線５の内の最外周のものを結ぶと方形状となる場合が多い。そして、配線基板４（絶縁基体１）の平面視の形状は、この方形より一回り大きい形状である。この方形の中に配列された表面ビア導体３ａが上面視で配線基板４の中心からの放射線の方向に沿った形状であると、この放射線のうち配線基板４の中心と方形の辺（配線基板４の外辺）の中央とを結ぶ線に沿って配列される表面ビア導体３ａの間隔およびそれに接続される表面配線５の間隔が最も小さいものとなる。
【００５０】
図10および図11（ｂ）に示す例では、配線基板４は、表面ビア導体３ａが配線基板４の中心からの放射線（図11（ｂ）に示す一点鎖線Ｒ）に沿って放射線Ｒを挟んで交互に配列されており、表面配線５が放射線Ｒ上に突出した突出部５ａを有する形状である部分を有する。即ち、表面ビア導体３ａの一部は、配線基板４の中心からの放射線のうちの配線基板４の中心と方形の辺の中央とを結ぶ線Ｒに沿って、配線基板４の中心から外側にかけて放射線Ｒを挟んで交互に配列されている。そして、表面配線５は放射線Ｒ上に突出した突出部を有している。このようにすると、表面配線５の間隔を小さいものにすることができるので、表面配線５の配線密度が高い配線基板４となる。
【００５１】
図11（ｂ）は図10（ａ）のＢ部を拡大して示す上面図である。図11（ａ）は、図１のＢ部を拡大して示す上面図であり、図５に示す例のような表面配線５を形成した状態を示す。図11（ａ）に示す例のように、図１のＢ部において、表面ビア導体３（および表面配線５）は、配線基板４の中心からの放射線Ｒ上に配列されている。これに対して、図10のＢ部においては、図11（ｂ）に示す例のように、表面ビア導体３および表面配線５は、配線基板４の中心からの放射線Ｒに沿って、配線基板４の中心から外側にかけて放射線Ｒを挟んで交互に配列されている。図11（ａ）に示す例の場合の表面配線５のピッチＰは、上述したのと同様にＰ＝Ｌｐ＋Ｌｖ’＋Ｇとなる。Ｇは表面配線５と放射線Ｒ方向に隣接する表面配線５に接続する表面ビア導体３ａとの間の間隔である。これに対して、図10および図11（ｂ）に示す例の場合は、放射線Ｒ方向に隣接する表面ビア導体３ａは同一直線上に配置されていないことから、表面ビア導体３ａが表面配線５からはみ出す部分と隣接する表面配線５とが接することがないので、放射線Ｒ方向において表面ビア導体３ａと表面配線５とを重ねて（重なり長さは図11（ｂ）に示すＬｏ）配置することができ、表面配線５のピッチＰを小さくすることができる。
【００５２】
この例の場合は、突出部５ａを有さない表面配線５の中心部と突出部５ａを有する表面配線５の突出部５ａが、縦横に等間隔で配列される。そして、この配線基板４の表面配線５にプローブピン８を接続してプローブカードを作製する場合は、突出部５ａを有さない表面配線５の中心部および突出部５ａを有する表面配線５の突出部５ａにプローブピン８が接続される。
【００５３】
また、この例の場合の表面配線５の形状は、図10および図11（ｂ）に示す例のような、放射線Ｒ方向の長さの異なる２つを接続した、凸字状（Ｔ字状）の形状とするのがよい。即ち、表面ビア導体３ａに接続される部分に、それより放射線Ｒ方向の長さの短い突出部５ａが接続された形状である。表面ビア導体３ａに接続される部分は、表面ビア導体３ａの形状と同様の形状とし、表面配線５を形成するときに発生する位置ずれを考慮して、表
面ビア導体３ａより一回り大きいものである。例えば、表面配線５の位置精度が±100μ
ｍであれば、表面ビア導体３ａの幅より200μｍ大きいものである。
【００５４】
突出部５ａの大きさは、突出部５ａに接続される、例えばプローブピン８の大きさに応じて設定すればよい。突出部５ａの幅（突出部５ａの放射線Ｒに平行な方向の長さ）は、プローブピンを接続する場合であれば、例えば40〜80μｍ程度であればよい。また、突出部５ａの長さ（突出部５ａの放射線Ｒに垂直な方向の長さ）は、50μｍより小さいと、放射線Ｒ上に突出部５ａを配置すると、表面配線５同士の間隔が小さくなりすぎて表面端子５間の絶縁性が低下してしまう可能性があるので、突出部５ａの長さは50μｍ以上であることが好ましい。突出部５ａの長さが長すぎると、突出部５ａの長さ方向において隣接する表面配線５との間隔が小さくなって、その間の絶縁性が低下してしまうので、表面配線５のピッチに応じて設定すればよい。例えば、図11（ａ）に示す例において表面配線５のピッチが上述のような810μｍである場合に対して、突出部５ａを有する表面配線５を図10および図11（ｂ）に示す例のように配列した場合のピッチをこれより小さい600μｍとする場合であれば、以下のようになる。図10および図11（ｂ）の横方向（図11（ｂ）の放射線Ｒに垂直な方向）のピッチも同様に600μｍであり、この横方向においても隣接する表
面配線５・５間の間隔を100μｍとすると、表面配線５が配列される領域の横方向の幅（
図11（ｂ）に示すＷ）を500μｍ（600μｍ−100μｍ）以下にすることが好ましい。その
ため、上述した表面ビア導体３ａに接続される部分の幅を、上述した例と同様の300μｍ
をすると、突出部５ａの長さは200μｍ（500μｍ−300μｍ）以下とすることが好ましい
。
【００５５】
突出部５ａの形状は、図10および図11に示す例では半円形状としているが、方形等の他の形状であってもよく、突出部５ａに接続される、例えばプローブピン８の形状に応じて、または位置決めしやすい形状に適宜設定すればよい。
また、突出部５ａは、図11（ｂ）においては、表面配線５の表面ビア導体３ａとの接続部の中央部から突出して形成されているが、表面配線５の表面ビア導体３ａとの接続部と接続して形成されていれば良く、例えば接続部の端から突出して形成されてもかまわない。つまり、プローブカードとして使用するため配線基板４に形成するプローブピン８を高密度に形成することができるように、表面配線５の形成される場所によって適宜突出部５ａの位置や形状を設計すればよい。
【００５６】
上述したように、表面配線５は、表面配線５を形成していない配線基板４の上面を研磨するなどして平坦にした後に、薄膜形成法によって形成される。この研磨によって絶縁基体１と表面ビア導体３ａとの材質の違いで微小な段差が発生する場合があり、プローブピン８を配線基板４に接続する場合に、この段差によりプローブピン８が傾いて接続される場合がある。これに対して、表面配線５が突出部５ａを有する形状であり、突出部５ａにプローブピン８を接続した場合には、その下には表面ビア導体３ａが無いので傾くことなくプローブピン８が接続されることとなる。このため、全ての表面配線５に突出部５ａを形成すると、プローブピン８の先端位置がより正確なものとなるので好ましい。
【００５７】
本発明のプローブカードは、図７に示す例のように、上記構成の本発明の配線基板と、配線基板４の上面の表面配線５に接続されたプローブピン８とを具備するものである。このような構成としたことから、表面配線５の浮遊容量がより小さいことで高速の検査が可能な、あるいはより高速の信号で動作する素子の検査をすることが可能なプローブカードとなる。
【００５８】
プローブピン８は、例えば、以下のようにして作製され、本発明の配線基板４に接続される。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ピン８の雌型を形成する。ついで、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、埋め込まれた部分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、ニッケル製のプローブピン８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ピン８を配線基板４の上面の表面配線５にはんだ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、配線基板４の上面の表面配線５にプローブピン８が接続された本発明のプローブカードが得られる。
【符号の説明】
【００５９】
１：絶縁基体
１ａ：絶縁層
２：外部電極
３：内部配線
３ａ：表面ビア導体
４：配線基板
５：表面配線
５ａ：突出部
６：樹脂絶縁層
７：微細配線
８：プローブピン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブカードに用いられる配線基板およびその配線基板を用いたプローブカードに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化・高密度化に伴い、電子機器に使用される半導体素子のみならず、その半導体素子が搭載されるパッケージや配線基板、あるいは半導体素子の電気的な検査をするためのプローブカードに対しても、配線の微細化および高密度化が要求されている。また、半導体素子の高速化に伴って高周波信号の伝送が可能であることも求められており、プローブカードに対しては平坦性に優れていることも求められている。
【０００３】
このような要求に応えるものとして、微細なパターン加工が可能であり、平坦性および高周波特性に優れた基板として、研磨加工により平坦化したセラミック基板上に薄膜導体を形成した配線基板がある。この薄膜導体の上にプローブピンを形成することでプローブカードとなる。配線基板の上の表面配線の上に、さらに絶縁樹脂層と薄膜配線層とを積層して樹脂配線層を形成することによって、より緻密な配線を形成してプローブピンの間隔を小さくする場合もある。図12（ａ）は、従来の薄膜導体を形成した配線基板の一例を示す上面図であり、図12（ｂ）はそのＡ−Ａ線における断面図である。従来の配線基板14は、セラミックから成る複数の絶縁層11ａと内部配線13および外部電極12とから成る配線基板14の上面の、表面ビア導体13ａが露出した部分の上に薄膜で表面配線15を形成することによって作製されていた。
【０００４】
このとき、配線基板14はその作製工程である焼成時に、焼結収縮ばらつきによる寸法ばらつきが発生することから、研磨加工により平坦化した配線基板14上に露出する表面ビア導体13ａの位置も同様にばらつきがあるものであった。そのため、配線基板14の表面ビア導体13ａと接続する表面配線15を形成する場合は、配線基板14の収縮ばらつきを考慮して、その大きさを大きくする必要があった。例えば、寸法ばらつきがない場合であれば配線基板14の表面ビア導体13ａの露出する部分の径が100μｍである場合には、表面配線15を
形成する際の位置合わせのずれが±50μｍであるとすると、表面配線15の直径を200μｍ
にすれば、表面ビア導体13ａの露出する部分のすべてが表面配線15と接続される。これに対して、配線基板14の寸法ばらつきが±0.2％程度発生する場合には、配線基板14の中央
部に、表面ビア導体３ａが縦横に配置され、最外周に位置する表面ビア導体13ａの中心を結ぶと200ｍｍ角の正方形となる場合であれば、配線基板14の中心から最も離れた角部に
位置する表面ビア導体13ａでは、配線基板14の中心を基準とした位置ずれが±280μｍ程
度発生する可能性がある。これに表面配線15を形成する際の位置合わせにおけるずれである±50μｍを考慮すると、表面ビア導体13ａの露出する部分の径が同じく100μｍである
場合には、表面配線15の直径を760μｍ程度と大きくすることが必要となる。
【０００５】
また、表面配線を、表面ビア導体に接続する接続パッドとプローブピンとなる導体バンプが接続される部分とその間の引き出し線とで形成して、接続パッドを配線基板の中心から離れるに伴って段階的に大きくするようにしたり、さらに接続パッドの形状を配線基板の中心からの放射線の方向に長軸を有する楕円状としたりした配線基板がある（例えば、特許文献１〜３を参照。）。セラミック配線基板の中心からの放射線の方向が表面ビア導体の位置ずれの方向であり、この方向に長軸を有する楕円状の接続パッドとする、つまり位置ずれの方向に接続パッドを大きくするというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2002−289657号公報
【特許文献２】特開2002−350466号公報
【特許文献３】特開2002−373924号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、配線基板14の表面の表面配線15が大きくなると、表面配線15と配線基板14の内部配線13および樹脂配線層の内部の薄膜配線との間に浮遊容量が発生しやすくなる。浮遊容量が大きいと、配線基板に流れる信号の立ち上がりが悪くなるために信号の高速伝送ができず、検査の高速化が妨げられることとなる。また、これによって、高速の信号で動作する素子の検査をすることができない場合がある。そして、半導体ウエハの大きさはより大きくなる傾向があり、ウエハの大きさに合わせてプローブカードも大きくして、プローブカード用の配線基板を大型にすると、配線基板14の収縮ばらつきによる影響が大きくなるので、上記のような問題はより顕著となる。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、表面配線を小さくしても表面配線と表面ビア導体とを確実に接続することのできる配線基板、および表面配線を小さくすることで浮遊容量の小さいプローブカード用の配線基板、ならびにより高速な素子の検査や、高速に検査のできるプローブカードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の配線基板は、セラミックスから成る複数の絶縁層が積層された絶縁基体と、該絶縁基体の下面に形成された外部電極と、該外部電極に接続されて前記絶縁基体の上面に導出された、ビア導体を含む内部配線とを有する配線基板であって、前記内部配線のうち最上層の前記絶縁層を貫通して上端面が前記絶縁基体の上面に露出した表面ビア導体は、上面視で前記配線基板の中心からの放射線の方向に沿った形状であることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の配線基板は、上記構成において、前記絶縁基体の上面において、薄膜から成る表面配線が前記表面ビア導体に接続されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の配線基板は、上記構成において、前記表面ビア導体が前記放射線に沿って前記放射線を挟んで交互に配列されており、前記表面配線が前記放射線上に突出した突出部を有する形状である部分を有することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明のプローブカードは、上記構成の本発明の配線基板と、前記配線基板の上面の前記表面配線に接続されたプローブピンとを具備することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の配線基板によれば、表面ビア導体が上面視で配線基板の中心からの放射線の方向に沿った形状であることから、表面ビア導体の形状は、通常の円形の表面ビア導体と比較して、表面ビア導体が配線基板の外側に位置ずれした場合には内側方向に延在する部分が存在し、表面ビア導体が配線基板の内側に位置ずれした場合には外側方向に延在する部分が存在する形状となるので、表面配線の大きさを小さくしても表面配線と表面ビア導体とを確実に接続でき、表面配線の浮遊容量を小さくすることができる配線基板となる。
【００１４】
また、本発明の配線基板によれば、上記構成において、絶縁基体の上面において、薄膜から成る表面配線が表面ビア導体に接続されていることから、小型の表面配線とすることで、表面配線の浮遊容量が小さく、高速に信号を伝送することができる配線基板となる。
【００１５】
また、本発明の配線基板によれば、上記構成において、表面ビア導体が放射線に沿って放射線を挟んで交互に配列されており、表面配線が放射線上に突出した突出部を有する形状である部分を有することから、表面配線の間隔を小さいものにすることができるので、表面配線の配線密度が高い配線基板となる。
【００１６】
また、本発明のプローブカードは、上記構成の本発明の配線基板と、配線基板の上面の表面配線に接続されたプローブピンとを具備することから、表面配線の浮遊容量が小さいことから、高速の検査が可能な、あるいはより高速の信号で動作する素子の検査をすることが可能なプローブカードとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）は本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ本発明の配線基板の表面ビア導体の一例を示す上面図である。
【図３】（ａ）は本発明の配線基板の実施の形態の他の例を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図４】（ａ）は本発明の配線基板の実施の形態の他の例を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図５】（ａ）は本発明の配線基板の実施の形態の他の例を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図６】（ａ）は本発明の配線基板の実施の形態の他の例を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図７】（ａ）は本発明のプローブカードの実施の形態の他の一例を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図８】（ａ）は本発明の配線基板の実施の形態の他の例を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図９】（ａ）は従来の配線基板の要部を拡大して示す上面図であり、（ｂ）は本発明の配線基板の実施の形態の他の例の要部を拡大して示す上面図である。
【図１０】（ａ）は本発明の配線基板の実施の形態の他の例を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図１１】（ａ）は本発明の配線基板の実施の形態の他の例の要部を、（ｂ）は図１０（ａ）のＢ部をそれぞれ拡大して示す上面図である。
【図１２】（ａ）は従来の配線基板の他の一例を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の配線基板ならびにそれを用いたプローブカードについて、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。図１〜図11において、１は絶縁基体、１ａは絶縁層、２は外部電極、３は内部配線、３ａは表面ビア導体、４は配線基板、５は表面配線、５ａは表面配線５の突出部、６は樹脂絶縁層、７は微細配線、８はプローブピンである。
【００１９】
図１に示す例では、配線基板４の上面に露出した表面ビア導体３ａは縦横に７つ並んでおり、配線基板４の絶縁層１ａは３層と簡略化した例を示している。また、図４に示す例は、図１に示す配線基板４の上面の表面ビア導体３ａと接続するように表面配線５を薄膜で形成した例を示している。プローブカードで検査するウエハ上の半導体素子の数および半導体素子の端子の数、およびそれらの配置に応じて、表面配線５，表面ビア導体３ａを含む内部配線３，外部電極２および絶縁層１ａの大きさや配置が設定される。
【００２０】
本発明の配線基板は、図１および図３に示す例のように、セラミックスから成る複数の絶縁層１ａが積層された絶縁基体１と、絶縁基体１の下面に形成された外部電極２と、外部電極２に接続されて絶縁基体１の上面に導出された、ビア導体を含む内部配線３とを有する配線基板であって、内部配線３のうち最上層の絶縁層１ａを貫通して上端面が絶縁基体１の上面に露出した表面ビア導体３ａが上面視で配線基板４の中心からの放射線の方向に沿った形状であることを特徴とするものである。このような構成としたから、表面ビア導体３ａの形状は、通常の円形の表面ビア導体と比較して、表面ビア導体３ａが配線基板４の外側に位置ずれした場合には内側方向に延在する部分が存在し、表面ビア導体３ａが配線基板４の内側に位置ずれした場合には外側方向に延在する部分が存在する形状となるので、表面配線５の大きさを小さくしても表面配線５と表面ビア導体３ａとを確実に接続でき、表面配線５の浮遊容量を小さくすることができる配線基板となる。
【００２１】
また、本発明の配線基板は、図４〜図６に示す例のように、上記構成において、絶縁基体１の上面において、薄膜から成る表面配線５が表面ビア導体３ａに接続されていることから、小型の表面配線５とすることで、表面配線５の浮遊容量が小さく、高速に信号を伝送することができる配線基板となる。
【００２２】
配線基板４は、絶縁基体１と、その表面に形成された外部電極２および内部に形成された表面ビア導体３ａを含む内部配線３とを有する。絶縁基体１を図１に示す例のように複数のセラミックスから成る絶縁層１ａで構成して内部配線３を展開することで、配線基板４の下面の外部電極２の間隔を大きくすることができる。
【００２３】
配線基板４の下面の外部電極２は、配線基板４を外部回路に接続するためのものである。内部配線３は、配線基板４の下面の外部電極２と上面の表面配線５等とを電気的に接続するためのものであり、絶縁層１ａ・１ａ間の内部配線層と、絶縁層１ａを貫通して内部配線層間および内部配線層と外部電極２とを接続する内部ビア導体や内部配線層と表面配線５とを接続する表面ビア導体３ａといったビア導体がある。
【００２４】
絶縁基体１の絶縁層１ａは、酸化アルミニウム（アルミナ：Ａｌ２Ｏ３）質焼結体，窒化アルミニウム（ＡｌＮ）質焼結体，炭化珪素（ＳｉＣ）質焼結体，ムライト質焼結体，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。プローブカードに用いる場合は、熱膨張係数がウエハを形成するシリコン（Ｓｉ）に近い、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）質焼結体、ムライト質（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）焼結体またはガラスセラミックスが好ましい。絶縁層１ａがこのようなセラミックスから成るものであると、配線基板４上にプローブピンを形成する際に、プローブピンやプローブピンの接合部に加わる、プローブピンとともに接合されるウエハと配線基板４（絶縁基体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る。
【００２５】
配線基板４の表面ビア導体３ａを含む内部配線３および外部電極２は、絶縁層１ａと同時焼成により形成される、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，銀（Ａｇ），銅（Ｃｕ），金（Ａｕ），銀−パラジウム（Ｐｄ）合金等の金属を主成分とするメタライズから成るものである。
【００２６】
このような配線基板４は、例えば、絶縁層１ａが酸化アルミニウム質焼結体で形成される場合には、以下の方法により製作される。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バインダ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。
【００２７】
次に、セラミックグリーンシートのビア導体が形成される所定位置に金型等を用いた打ち抜き加工やレーザ加工によって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内部配線層あるいは外部電極２となる導体ペースト層を10〜20μｍの厚みに形成する。導体ペーストは、タングステン，モリブデン，モリブデン−マンガン合金等の融点の高い金属粉末と適当な樹脂バインダおよび溶剤とを混練することにより作製される。レーザ加工によって貫通孔を形成する場合は、金型による加工のように耐久性を考慮した形状とする必要が無く、用途に応じて最適の形状を決定することができるので好ましい。
【００２８】
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1500℃〜1600℃程度の高温で焼成することによって配線基板４が作製される。
【００２９】
絶縁層１ａがガラスセラミックスから成る場合であれば、セラミックグリーンシートが焼結する温度では焼結収縮しない、アルミナ等を主成分とする拘束グリーンシートを積層体の両面に積層して焼成すると、拘束グリーンシートによりセラミックグリーンシートの積層面方向の焼結収縮が抑えられて収縮ばらつきの小さい配線基板４が得られる。これによって、表面ビア導体３ａの位置ばらつきを小さいものとなるので、表面配線５をより小型化でき、また高密度に形成できるので好ましい。
【００３０】
表面ビア導体３ａは、上面視で配線基板４の中心からの放射線の方向に沿った形状であることが重要である。放射線の方向に沿った形状とは、放射線の方向の長さが、放射線の方向に対して垂直な方向の長さ（幅）よりも大きい形状であり、例えば、図２（ａ）〜図２（ｅ）に示すようなものである。図２（ａ）〜図２（ｅ）の各図における２点鎖線は、配線基板４の中心からの放射線を示している。表面ビア導体３ａの形状は、図２（ａ）に示す例では、長径方向が配線基板４の中心からの放射線の方向に沿っている楕円形であり、図２（ｂ）に示す例では、４つの円形をずらして放射線上に配置した形状であり、図２（ｃ）に示す例では、２つの半円が半円の直径の幅の方形（図２（ｃ）では長方形）で接続された長円形であり、図２（ｄ）に示す例では、角が丸められた（角にＲを形成した）長方形であり、図２（ｅ）に示す例では、長方形である。同じ幅の表面ビア導体３ａであれば、図２（ａ）に示す楕円よりも図２（ｂ）〜図２（ｅ）に示す形状の方が表面ビア導体３ａの横断面積が大きく電気抵抗が小さくなるとともに、表面配線５が表面ビア導体３ａの端部に接続された場合に、接続面積が大きく接続部の電気抵抗が小さくなるので好ましい。図２（ｅ）に示す長方形の場合が最も横断面積が大きくなり電気抵抗が最も小さくなるが、セラミックグリーンシートに貫通孔を形成した際に角部を起点としてクラックが入る場合があり、また角部がない方が貫通孔への導体ペーストの充填性がよいので、図２（ｃ）や図２（ｄ）のように角部を丸めた形状の方が好ましい。本発明の配線基板の表面ビア導体３ａは通常の表面ビア導体より大きくなるので、セラミックグリーンシートの貫通孔に充填される導体ペーストの量が多く、その重みで貫通孔から抜け落ちてしまう場合があるが、図２（ｂ）に示す例のような形状の場合は、図２（ｃ）〜図２（ｅ）に示す例に比較すると、導体ペーストとセラミックグリーンシートとが接触する面積が大きいので、導体ペーストが抜け落ちてしまうことが抑えられるので好ましい。
【００３１】
なお、表面ビア導体13ａの位置ずれは配線基板４の中心からの距離に比例して大きくなるので、図３に示す例のように、表面ビア導体３ａの放射線の方向に沿った長さは、上面視で配線基板４の中心からの距離に比例して大きくなるようにすると、配線基板４の中心に近い側の表面ビア導体13ａを小さくすることができるので、表面ビア導体13ａおよび表面配線５をより高密度に形成できるので好ましい。
【００３２】
配線基板４の上面の表面配線５は、上記のようにして配線基板４を作製して、その上面を研磨するなどして平坦にした後に、蒸着法，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って形成する。下面の外部電極２も同様に、薄膜形成法によって形成してもよい。具体的には、配線基板４の上面の全面に、0.1μｍ〜３μｍ程度の厚みの
、例えばクロム（Ｃｒ）−Ｃｕ合金層やチタン（Ｔｉ）−Ｃｕ合金層から成る下地導体層を形成し、その上に接続配線６のパターン形状の開口を有するレジスト膜を形成して、このレジスト膜をマスクとしてめっき等で銅や金等の金属から成る、２μｍ〜10μｍ程度の厚みの主導体層を形成する。そして、レジスト膜を剥離除去し、下地導体層の露出した部分をエッチングにより除去することで表面配線５が形成される。その表面には、さらに、めっき法によりニッケルや金のめっき層を形成するとよい。
【００３３】
表面ビア導体３ａの位置ずれは配線基板４の中心からの放射線に沿った方向に発生するので、位置ずれを吸収するために表面配線５を大きくするのは、この方向だけにしてもよい。図４に示す例のように表面配線５を円形とするのではなく、図５に示す例のように、表面配線５を表面ビア導体３ａと同様に上面視で配線基板の中心からの放射線の方向に沿った形状とした場合には、表面配線５を円形で形成した場合に比べて、表面配線５の面積をより小さくすることができ、浮遊容量をより小さくすることができるので好ましい。この場合の表面配線５の幅は、表面配線５を形成するときに発生する位置ずれを考慮して、表面ビア導体３ａの幅より大きくしておくとよい。
【００３４】
また、表面ビア導体３ａの位置ずれは配線基板４の中心からの距離に比例して大きくなるので、図６に示す例のように、表面ビア導体３ａおよび表面配線５の放射線の方向に沿った長さは、上面視で配線基板４の中心からの距離に比例して大きくなるようにしてもよい。このようにすると、図５に示す例のように、全ての表面ビア導体３ａおよび表面配線５の長さを最大の長さに合わせて同一にした場合に比較して、表面配線５のピッチ（中心間の距離）を小さくすることができるので、より高密度に表面配線５を形成できるので好ましい。
【００３５】
図８に示す例は、上述したような配線基板４の上面にさらに樹脂絶縁層６と微細配線７とから成る樹脂配線層を形成したものであり、例えば、配線基板４の上に従来のビルドアップ方式により樹脂絶縁層６および微細配線７を形成した例である。このような樹脂配線層を形成することによって、配線の間隔をより小さくすることができ、樹脂配線層の最上面の微細配線７にプローブピン８接続することによって、プローブピン８の間隔が小さく、より微細な半導体素子の検査をすることのできるプローブカードとすることができる。
【００３６】
図８に示す例のように、配線基板４の上の樹脂配線層は、樹脂絶縁層６と微細配線７の微細配線層とが交互に積層され、上下の微細配線層間および微細配線層と配線基板４の上面の表面配線５とが樹脂絶縁層６を貫通する微細ビア導体で接続されて形成されている。図８に示す例では、絶縁樹脂層６は２層であるが、プローブカードで検査するウエハ上の半導体素子の数および半導体素子の端子の数、およびそれらの配置に応じて設定される。
【００３７】
樹脂配線層の樹脂絶縁層６は、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，ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）樹脂，エポキシ樹脂，ビスマレイミドトリアジン樹脂，ポリフェニレンエーテル樹脂，ポリキノリン樹脂あるいはフッ素樹脂等の絶縁性の樹脂から成るものである。
【００３８】
樹脂配線層の樹脂絶縁層６が、例えば、ポリイミド樹脂からなる場合には、ワニス状のポリイミド前駆体を配線基板４の上面にスピンコート法，ダイコート法，カーテンコート法あるいは印刷法等の塗布法により塗布し、しかる後、400℃程度の熱で硬化させてポリ
イミド化させることによって、10μｍ〜50μｍ程度の厚みに形成する。あるいは、上記樹脂から成る10μｍ〜50μｍ程度のフィルムの下面に、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あ
るいはエポキシ樹脂等の樹脂接着剤を乾燥厚みで５μｍ〜20μｍ程度にドクターブレード法等の塗布法にて塗布して乾燥させることで接着剤層を形成し、これを配線基板４の上に重ねて加熱プレスすることで形成する。
【００３９】
微細配線７の微細配線層の形成は、まず、蒸着法，スパッタリング法あるいはイオンプレーティング法等の薄膜形成法により、樹脂絶縁層６の主面の全面に、0.1μｍ〜３μｍ
程度の厚みの、例えばクロム（Ｃｒ）−Ｃｕ合金層やチタン（Ｔｉ）−Ｃｕ合金層から成る下地導体層を形成する。次に、下地導体層の上に微細配線層のパターン形状の開口を有するレジスト膜を形成して、このレジスト膜をマスクとしてめっき等で銅や金等の電気抵抗の小さい金属から成る、２μｍ〜10μｍ程度の厚みの主導体層を形成する。そして、レジスト膜を剥離除去し、下地導体層の露出した部分をエッチングにより除去することで、微細配線層が形成される。または、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching：反応性イオンエッチング）等を用いて形成した微細配線層の形状の凹部を充填して微細配線層を形成することによって、微細配線層が樹脂絶縁層６に埋め込まれた形にしてもよい。最上層の樹脂絶縁層６の上の微細配線層はプローブピン８が接続されるので、めっき法によりニッケルや金のめっき層を形成するとよい。
【００４０】
次に、微細配線層が形成された樹脂絶縁層６の上に、さらに樹脂絶縁層６を形成する。樹脂絶縁層６を形成する方法は、上述したワニス状の樹脂を塗布する方法、または樹脂フィルムに接着剤層を形成して加熱プレスする方法のどちらを用いてもよい。いずれの方法においても、樹脂絶縁層６にビア導体を含む樹脂配線層７を形成して上記工程を必要な樹脂絶縁層６の数だけ繰り返すことで、複数の樹脂絶縁層６が形成される。フィルムの樹脂を用いる方法は、複数のフィルムを一括してプレスすることが可能であり、１層毎に塗布および硬化を行なう必要がないので、製造工程を短くすることができる。
【００４１】
樹脂絶縁層６には、樹脂絶縁層６を貫通する微細ビア導体が形成されるので、この部分には例えば、直径20μｍ〜100μｍの貫通孔が形成される。この貫通孔の形成方法は、樹
脂絶縁層６に開口を有するレジスト膜を形成するとともにこのレジスト膜の開口に位置する樹脂絶縁層６をエッチングすることによって、あるいはレーザを使って直接樹脂絶縁層６の一部を除去することによって形成される。このときのレーザにはエキシマレーザまたはＣＯ２レーザ等を用いることができるが、貫通孔の内壁の形状を垂直に近く調整でき、さらに貫通孔の内壁面を滑らかに加工できる紫外線レーザで形成しておくのが望ましい。あるいは、樹脂絶縁層６の形成方法がワニス状の樹脂を塗布する方法の場合であれば、感光性の樹脂を用いて、例えば露光により貫通孔が形成される部分以外を硬化させて、貫通孔が形成される部分の樹脂をエッチングにより除去することによって貫通孔を有する樹脂絶縁層６を形成してもよい。
【００４２】
微細ビア導体は、微細配線層を形成する前に、例えば、銅等の金属粉末と樹脂を主成分とする導体ペーストを樹脂絶縁層６の貫通孔に充填しておくことにより、図８に示す例のような、貫通孔が導体により充填されたものが形成される。あるいは、微細配線層を形成する際に、貫通孔の内面にも下地導体層および主導体層を形成することにより、微細配線層と同時に形成してもよい。この場合の微細ビア導体は、樹脂絶縁層６の貫通孔の内面に被着して形成され、貫通孔は導体により充填されたものとはならない。主導体層を形成する際のめっき厚みを厚くすると、図８に示す例のような、貫通孔が導体により充填されたものとすることができる。微細ビア導体を微細配線層と同時に形成する場合は、貫通孔の内面に薄膜により下地導体層を良好に形成することができるように、貫通孔は樹脂絶縁層６の上面側の方が大きくなるような形状にするのが好ましい。このような形状の貫通孔は、エッチングにより貫通孔を形成する場合はエッチング条件により、レーザにより貫通孔を形成する場合はレーザの出力等の調節により、感光性樹脂を用いる場合は露光条件やエッチング条件により形成することができる。
【００４３】
このような樹脂絶縁層６および微細配線７（微細ビア導体および微細配線層）の形成を必要な数だけ繰り返すことによって、配線基板４の上に樹脂配線層が形成される。
【００４４】
図９（ａ）および図９(ｂ)は、それぞれ、従来の配線基板および本発明の配線基板の要部を拡大して示す上面図であるが、表面配線５と表面ビア導体３ａとの重なりがわかるように、表面配線を透視して示している。
【００４５】
中央部に表面ビア導体３ａが縦横に配置され、最外周に位置する表面ビア導体３ａの中心を結ぶと200ｍｍ角の正方形となる、配線基板の場合であれば、図12に示す例のような
従来の配線基板14では、0.2％の焼成収縮ばらつきが発生すると、配線基板14の中心から
距離が大きく、収縮ばらつきによる位置ずれが最も大きくなる角部においては、表面ビア導体13ａ（が上面に露出する部分）の、配線基板14の中心に対する位置ばらつき（図９（ａ）に示すＵ）は±280μｍ程度発生する。表面ビア導体13ａの直径（図９（ａ）に示す
Ｄｖ）が100μｍである場合には、表面配線15を直径660μｍの円形（図９（ａ）に破線で示す円）とすれば、図９（ａ）に２点鎖線で示すような、ずれた位置にある表面ビア導体13ａと、表面ビア導体13ａの上端面の全面で接続することができる。通常は配線基板14の表面の表面配線15についても、その形成工程における位置ずれが発生するので、この表面配線15の位置ずれ（図９（ａ）に示すＳ）が±50μｍであるとすると、表面配線15の外径（Ｄｐ＝（Ｕ＋Ｓ）×２＋Ｄｖ）を760μｍとすれば、表面ビア導体13ａが表面配線15の
径内に収まって、表面ビア導体13ａの上端面の全面で接続されるようになる。このときの、表面配線15の面積は、約0.454ｍｍ２である。
【００４６】
これに対して、図４に示す例のような本発明の配線基板４では、表面ビア導体３ａの形状を、上面視で配線基板４の中心からの放射線の方向に沿った形状、例えば、図９（ｂ）に示す例のような２つの半円を長方形で接続したような長円形状として、配線基板４の中心からの放射線の方向の長さ（図９（ｂ）に示すＬｖ）を430μｍとし、幅（図９（ｂ）
に示すＷｖ）を100μｍとした場合（半径50μｍの２つの半円を、幅が100μｍで長さが330μｍの長方形で接続した場合）には、表面配線５を直径330μｍの円形（図９（ｂ）に破線で示す円）とすれば、図９（ｂ）に２点鎖線で示すような、ずれた位置にある表面ビア導体３ａは、表面ビア導体３ａの端から100μｍが表面配線５と重なり、図９（ａ）に示
す従来の配線基板と同程度の面積で接続することができる。同様に、表面配線５の位置ずれ（図９（ｂ）に示すＳ）が±50μｍであるとすると、表面配線５の外径（図９（ｂ）に示すＤｐ）を430μｍとすればよい。このときの、表面配線５の面積は約0.145ｍｍ２であり、上記した従来の配線基板の表面配線15の面積の約32％の面積となる。
【００４７】
さらに、表面配線５の形状を、図５に示す例のように、表面ビア導体３ａと同様に上面視で配線基板４の中心からの放射線の方向に沿った形状とした場合、具体的には長径430
μｍ、短径300μｍの長円形状（半径150μｍの２つの半円で幅が300μｍで長さが130μｍの長方形を挟んだ長円）とした場合には、表面配線５の面積は約0.110ｍｍ２となり、さ
らに面積を小さくすることができる。
【００４８】
また、表面配線５の形状および寸法が上述した従来の配線基板のような場合であれば、隣接する表面配線15・15間の絶縁性を確保するために隣接する表面配線15・15間の間隔を100μｍとすると、表面配線15のピッチ（表面配線15の中心間の距離）はＤｐ+100μｍ＝860μｍとなる。上述したような形状および寸法の表面ビア導体３および表面配線５を有する本発明の配線基板の場合は、表面ビア導体３ａは、位置ずれがあった場合は平面視で表面配線５からはみ出して接続されるので、表面配線５と放射線方向に隣接する表面配線５に接続する表面ビア導体３との間の間隔を、上記と同様に100μｍとする。また、表面ビ
ア導体３ａが表面配線５からはみ出す長さ（図９（ｂ）に示すＬｖ’）は、表面ビア導体
３ａの長さＬｖから表面配線５との重なる長さ（上述した表面ビア導体３ａの端からの長さ100μｍ＋Ｓ）を差し引いた長さである。そして、表面配線５のピッチ（表面配線５の
中心間の距離）は、Ｄｐ＋Ｌｖ’＋100μｍ＝810μｍとなり、従来よりも50μｍ小さくすることができ、配線密度の高い配線基板４とすることができる。
【００４９】
表面配線５の配置は、プローブカードで検査するウエハ上の半導体素子や配線基板に搭載される半導体素子の端子の配置に応じて配置されるものであり、縦横に等間隔で配置される場合が多く、図４〜図６に示す例のように、配列された表面配線５の内の最外周のものを結ぶと方形状となる場合が多い。そして、配線基板４（絶縁基体１）の平面視の形状は、この方形より一回り大きい形状である。この方形の中に配列された表面ビア導体３ａが上面視で配線基板４の中心からの放射線の方向に沿った形状であると、この放射線のうち配線基板４の中心と方形の辺（配線基板４の外辺）の中央とを結ぶ線に沿って配列される表面ビア導体３ａの間隔およびそれに接続される表面配線５の間隔が最も小さいものとなる。
【００５０】
図10および図11（ｂ）に示す例では、配線基板４は、表面ビア導体３ａが配線基板４の中心からの放射線（図11（ｂ）に示す一点鎖線Ｒ）に沿って放射線Ｒを挟んで交互に配列されており、表面配線５が放射線Ｒ上に突出した突出部５ａを有する形状である部分を有する。即ち、表面ビア導体３ａの一部は、配線基板４の中心からの放射線のうちの配線基板４の中心と方形の辺の中央とを結ぶ線Ｒに沿って、配線基板４の中心から外側にかけて放射線Ｒを挟んで交互に配列されている。そして、表面配線５は放射線Ｒ上に突出した突出部を有している。このようにすると、表面配線５の間隔を小さいものにすることができるので、表面配線５の配線密度が高い配線基板４となる。
【００５１】
図11（ｂ）は図10（ａ）のＢ部を拡大して示す上面図である。図11（ａ）は、図１のＢ部を拡大して示す上面図であり、図５に示す例のような表面配線５を形成した状態を示す。図11（ａ）に示す例のように、図１のＢ部において、表面ビア導体３（および表面配線５）は、配線基板４の中心からの放射線Ｒ上に配列されている。これに対して、図10のＢ部においては、図11（ｂ）に示す例のように、表面ビア導体３および表面配線５は、配線基板４の中心からの放射線Ｒに沿って、配線基板４の中心から外側にかけて放射線Ｒを挟んで交互に配列されている。図11（ａ）に示す例の場合の表面配線５のピッチＰは、上述したのと同様にＰ＝Ｌｐ＋Ｌｖ’＋Ｇとなる。Ｇは表面配線５と放射線Ｒ方向に隣接する表面配線５に接続する表面ビア導体３ａとの間の間隔である。これに対して、図10および図11（ｂ）に示す例の場合は、放射線Ｒ方向に隣接する表面ビア導体３ａは同一直線上に配置されていないことから、表面ビア導体３ａが表面配線５からはみ出す部分と隣接する表面配線５とが接することがないので、放射線Ｒ方向において表面ビア導体３ａと表面配線５とを重ねて（重なり長さは図11（ｂ）に示すＬｏ）配置することができ、表面配線５のピッチＰを小さくすることができる。
【００５２】
この例の場合は、突出部５ａを有さない表面配線５の中心部と突出部５ａを有する表面配線５の突出部５ａが、縦横に等間隔で配列される。そして、この配線基板４の表面配線５にプローブピン８を接続してプローブカードを作製する場合は、突出部５ａを有さない表面配線５の中心部および突出部５ａを有する表面配線５の突出部５ａにプローブピン８が接続される。
【００５３】
また、この例の場合の表面配線５の形状は、図10および図11（ｂ）に示す例のような、放射線Ｒ方向の長さの異なる２つを接続した、凸字状（Ｔ字状）の形状とするのがよい。即ち、表面ビア導体３ａに接続される部分に、それより放射線Ｒ方向の長さの短い突出部５ａが接続された形状である。表面ビア導体３ａに接続される部分は、表面ビア導体３ａの形状と同様の形状とし、表面配線５を形成するときに発生する位置ずれを考慮して、表
面ビア導体３ａより一回り大きいものである。例えば、表面配線５の位置精度が±100μ
ｍであれば、表面ビア導体３ａの幅より200μｍ大きいものである。
【００５４】
突出部５ａの大きさは、突出部５ａに接続される、例えばプローブピン８の大きさに応じて設定すればよい。突出部５ａの幅（突出部５ａの放射線Ｒに平行な方向の長さ）は、プローブピンを接続する場合であれば、例えば40〜80μｍ程度であればよい。また、突出部５ａの長さ（突出部５ａの放射線Ｒに垂直な方向の長さ）は、50μｍより小さいと、放射線Ｒ上に突出部５ａを配置すると、表面配線５同士の間隔が小さくなりすぎて表面端子５間の絶縁性が低下してしまう可能性があるので、突出部５ａの長さは50μｍ以上であることが好ましい。突出部５ａの長さが長すぎると、突出部５ａの長さ方向において隣接する表面配線５との間隔が小さくなって、その間の絶縁性が低下してしまうので、表面配線５のピッチに応じて設定すればよい。例えば、図11（ａ）に示す例において表面配線５のピッチが上述のような810μｍである場合に対して、突出部５ａを有する表面配線５を図10および図11（ｂ）に示す例のように配列した場合のピッチをこれより小さい600μｍとする場合であれば、以下のようになる。図10および図11（ｂ）の横方向（図11（ｂ）の放射線Ｒに垂直な方向）のピッチも同様に600μｍであり、この横方向においても隣接する表
面配線５・５間の間隔を100μｍとすると、表面配線５が配列される領域の横方向の幅（
図11（ｂ）に示すＷ）を500μｍ（600μｍ−100μｍ）以下にすることが好ましい。その
ため、上述した表面ビア導体３ａに接続される部分の幅を、上述した例と同様の300μｍ
をすると、突出部５ａの長さは200μｍ（500μｍ−300μｍ）以下とすることが好ましい
。
【００５５】
突出部５ａの形状は、図10および図11に示す例では半円形状としているが、方形等の他の形状であってもよく、突出部５ａに接続される、例えばプローブピン８の形状に応じて、または位置決めしやすい形状に適宜設定すればよい。
また、突出部５ａは、図11（ｂ）においては、表面配線５の表面ビア導体３ａとの接続部の中央部から突出して形成されているが、表面配線５の表面ビア導体３ａとの接続部と接続して形成されていれば良く、例えば接続部の端から突出して形成されてもかまわない。つまり、プローブカードとして使用するため配線基板４に形成するプローブピン８を高密度に形成することができるように、表面配線５の形成される場所によって適宜突出部５ａの位置や形状を設計すればよい。
【００５６】
上述したように、表面配線５は、表面配線５を形成していない配線基板４の上面を研磨するなどして平坦にした後に、薄膜形成法によって形成される。この研磨によって絶縁基体１と表面ビア導体３ａとの材質の違いで微小な段差が発生する場合があり、プローブピン８を配線基板４に接続する場合に、この段差によりプローブピン８が傾いて接続される場合がある。これに対して、表面配線５が突出部５ａを有する形状であり、突出部５ａにプローブピン８を接続した場合には、その下には表面ビア導体３ａが無いので傾くことなくプローブピン８が接続されることとなる。このため、全ての表面配線５に突出部５ａを形成すると、プローブピン８の先端位置がより正確なものとなるので好ましい。
【００５７】
本発明のプローブカードは、図７に示す例のように、上記構成の本発明の配線基板と、配線基板４の上面の表面配線５に接続されたプローブピン８とを具備するものである。このような構成としたことから、表面配線５の浮遊容量がより小さいことで高速の検査が可能な、あるいはより高速の信号で動作する素子の検査をすることが可能なプローブカードとなる。
【００５８】
プローブピン８は、例えば、以下のようにして作製され、本発明の配線基板４に接続される。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ピン８の雌型を形成する。ついで、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、埋め込まれた部分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、ニッケル製のプローブピン８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ピン８を配線基板４の上面の表面配線５にはんだ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、配線基板４の上面の表面配線５にプローブピン８が接続された本発明のプローブカードが得られる。
【符号の説明】
【００５９】
１：絶縁基体
１ａ：絶縁層
２：外部電極
３：内部配線
３ａ：表面ビア導体
４：配線基板
５：表面配線
５ａ：突出部
６：樹脂絶縁層
７：微細配線
８：プローブピン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックスから成る複数の絶縁層が積層された絶縁基体と、該絶縁基体の下面に形成された外部電極と、該外部電極に接続されて前記絶縁基体の上面に導出された、ビア導体を含む内部配線とを有する配線基板であって、前記内部配線のうち最上層の前記絶縁層を貫通して上端面が前記絶縁基体の上面に露出した表面ビア導体は、上面視で前記配線基板の中心からの放射線の方向に沿った形状であることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記絶縁基体の上面において、薄膜から成る表面配線が前記表面ビア導体に接続されていることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
【請求項３】
前記表面ビア導体が前記放射線に沿って前記放射線を挟んで交互に配列されており、前記表面配線が前記放射線上に突出した突出部を有する形状である部分を有することを特徴とする請求項２に記載の配線基板。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の配線基板と、前記配線基板の上面の前記表面配線に接続されたプローブピンとを具備することを特徴とするプローブカード。
【請求項１】
セラミックスから成る複数の絶縁層が積層された絶縁基体と、該絶縁基体の下面に形成された外部電極と、該外部電極に接続されて前記絶縁基体の上面に導出された、ビア導体を含む内部配線とを有する配線基板であって、前記内部配線のうち最上層の前記絶縁層を貫通して上端面が前記絶縁基体の上面に露出した表面ビア導体は、上面視で前記配線基板の中心からの放射線の方向に沿った形状であることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記絶縁基体の上面において、薄膜から成る表面配線が前記表面ビア導体に接続されていることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
【請求項３】
前記表面ビア導体が前記放射線に沿って前記放射線を挟んで交互に配列されており、前記表面配線が前記放射線上に突出した突出部を有する形状である部分を有することを特徴とする請求項２に記載の配線基板。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の配線基板と、前記配線基板の上面の前記表面配線に接続されたプローブピンとを具備することを特徴とするプローブカード。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−２２２９２８（Ｐ２０１１−２２２９２８Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２２９４２（Ｐ２０１０−１２２９４２）
【出願日】平成２２年５月２８日（２０１０．５．２８）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２８日（２０１０．５．２８）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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