(57)【要約】【課題】金属接合層上に配設された配線導体が、絶縁性基板から剥がれる可能性を低減することができる配線基板、プローブカード、または配線基板の製造方法を提供する。【解決手段】配線基板１は、主面２ａを有する絶縁性基板２と、絶縁性基板２の主面２ａ上に配設され、絶縁性基板２と接合する第１金属接合層３ａと、第１金属接合層３ａ上に配設された配線導体４と、絶縁性基板２の主面２ａ上に配設され、絶縁性基板２ａと接合する第２金属接合層３ｂと、第２金属接合層３ｂ上に配設された金属体５と、絶縁性基板２に形成され、第１金属接合層３ａと第２金属接合層３ｂとを接続する接続配線６とを備え、金属体５を構成する主成分は、第１金属接合層３ａおよび第２金属接合層３ｂを構成する主成分よりもイオン化傾向が小さく、配線導体４を構成する主成分は、金属体５を構成する主成分よりもイオン化傾向が小さい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面を有する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板の主面上に配設され、前記絶縁性基板と接合する第１金属接合層と、
前記第１金属接合層上に配設された配線導体と、
前記絶縁性基板の主面上に配設され、前記絶縁性基板と接合する第２金属接合層と、
前記第２金属接合層上に配設された金属体と、
前記絶縁性基板に形成され、前記第１金属接合層と前記第２金属接合層とを接続する接続配線とを備え、
前記金属体を構成する主成分は、前記第１金属接合層および前記第２金属接合層を構成する主成分よりもイオン化傾向が小さく、
前記配線導体を構成する主成分は、前記金属体を構成する主成分よりもイオン化傾向が小さい、配線基板。
【請求項２】
主面を有する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板の主面上に配設され、前記絶縁性基板と接合する第１金属接合層と、
前記第１金属接合層上に配設された配線導体と、
前記絶縁性基板に形成され、前記第１金属接合層と、金属体が配設された第２金属接合層とを接続していた接続配線とを備え、
前記金属体を構成する主成分は、前記第１金属接合層および前記第２金属接合層を構成する主成分よりもイオン化傾向が小さく、
前記配線導体を構成する主成分は、前記金属体を構成する主成分よりもイオン化傾向が小さい、配線基板。
【請求項３】
前記配線導体の露出面積が、前記金属体の露出面積よりも大きい、請求項１または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、
前記配線基板の主面側に設けられた測定端子と、
前記配線基板の裏面側に設けられた接続端子とを備えた、プローブカード。
【請求項５】
絶縁性基板の主面上に、第１金属接合層、および前記第１金属接合層と電気的に接続された第２金属接合層を配設する第１配設工程と、
前記第１金属接合層上に配線導体を配設し、かつ、前記第２金属接合層上に金属体を配設する第２配設工程とを含む配線基板の製造方法であって、
前記金属体を構成する主成分は、前記第１金属接合層および前記第２金属接合層を構成する主成分よりもイオン化傾向が小さく、
前記配線導体を構成する主成分は、前記金属体を構成する主成分よりもイオン化傾向が小さい、配線基板の製造方法。
【請求項６】
前記第２配設工程の後に、前記第１金属接合層が配設された側の絶縁性基板と、前記第２金属接合層が配設された側の絶縁性基板とを分断する分断工程をさらに含む、配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、半導体集積回路等に用いられる配線基板、プローブカード、および配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、絶縁性基板上に配線導体が配設された配線基板を製造する場合に、配線導体の表面にメッキを形成する工程やエッチング工程等において、絶縁性基板と配線導体とを接続するための金属接合層がメッキ液やエッチング液等の薬液に触れることにより腐食することがある（例えば、特許文献１参照）。すなわち、例えば、金属接合層がクロムからなり、配線導体が銅からなる場合、つまり、金属接合層を構成する主成分のイオン化傾向が、配線導体を構成する主成分のイオン化傾向よりも大きい場合には、金属接合層が薬液に触れることにより、金属接合層と配線導体との間の電位差に起因して、局部電池（ガルバニ電池）が形成されることになる。局部電池が形成されるので、金属接合層が腐食（ガルバニック腐食）される。
【０００３】
金属接合層に腐食が生じると、金属接合層と絶縁性基板との接合性（密着性）が低下する。金属接合層と絶縁性基板との接合性が低下するので、金属接合層上に配設された配線導体が、絶縁性基板から剥がれる可能性があった。
【特許文献１】特開２００２−３６８３９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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、金属接合層上に配設された配線導体が、絶縁性基板から剥がれる可能性を低減することができる配線基板、プローブカード、および配線基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明における配線基板は、主面を有する絶縁性基板と、前記絶縁性基板の主面上に配設され、前記絶縁性基板と接合する第１金属接合層と、前記第１金属接合層上に配設された配線導体と、前記絶縁性基板の主面上に配設され、前記絶縁性基板と接合する第２金属接合層と、前記第２金属接合層上に配設された金属体と、前記絶縁性基板に形成され、前記第１金属接合層と前記第２金属接合層とを接続する接続配線とを備え、前記金属体を構成する主成分は、前記第１金属接合層および前記第２金属接合層を構成する主成分よりもイオン化傾向が小さく、前記配線導体を構成する主成分は、前記金属体を構成する主成分よりもイオン化傾向が小さい。
【０００６】
本発明の配線基板によれば、金属体を構成する主成分は、第１金属接合層および第２金属接合層を構成する主成分よりもイオン化傾向が小さい。また、配線導体を構成する主成分は、金属体を構成する主成分よりもイオン化傾向が小さい。すなわち、配線導体と第１金属接合層とのイオン化傾向の差は、金属体と第２金属接合層とのイオン化傾向の差よりも大きい。つまり、配線導体と第１金属接合層との接触電位は、金属体と第２金属接合層との接触電位よりも大きい。このため、接触電位の高い第１金属接合層から、接触電位の低い第２金属接合層へ電流が流れることになる。つまり、言い換えるならば、第２金属接合層から第１金属接合層へ電子が供給されることになる。これにより、第１金属接合層を構成する主成分が電子の放出によってイオン化するのを抑制することができる。それゆえ、第１金属接合層の腐食の進行を抑制することができる。この結果、第１金属接合層上に配設された配線導体が、絶縁性基板から剥がれる可能性を低減することができる。
【０００７】
上記目的を達成するために本発明における配線基板は、主面を有する絶縁性基板と、前記絶縁性基板の主面上に配設され、前記絶縁性基板と接合する第１金属接合層と、前記第１金属接合層上に配設された配線導体と、前記絶縁性基板に形成され、前記第１金属接合層と、金属体が配設された第２金属接合層とを接続していた接続配線とを備え、前記金属体を構成する主成分は、前記第１金属接合層および前記第２金属接合層を構成する主成分よりもイオン化傾向が小さく、前記配線導体を構成する主成分は、前記金属体を構成する主成分よりもイオン化傾向が小さい。
【０００８】
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、前記配線基板の主面側に設けられた測定端子と、前記配線基板の裏面側に設けられた接続端子とを備える。
【０００９】
上記目的を達成するために本発明における配線基板の製造方法は、絶縁性基板の主面上に、第１金属接合層、および前記第１金属接合層と電気的に接続された第２金属接合層を配設する第１配設工程と、前記第１金属接合層上に配線導体を配設し、かつ、前記第２金属接合層上に金属体を配設する第２配設工程とを含む配線基板の製造方法であって、前記金属体を構成する主成分は、前記第１金属接合層および前記第２金属接合層を構成する主成分よりもイオン化傾向が小さく、前記配線導体を構成する主成分は、前記金属体を構成する主成分よりもイオン化傾向が小さい。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明の配線基板、プローブカード、および配線基板の製造方法は、金属接合層上に配設された配線導体が、絶縁性基板から剥がれる可能性を低減することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【００１２】
ただし、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。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係る配線基板１の一例を示す斜視図である。図２は、図１中に示した切断線Ａ−Ａ´に沿って切断した断面図である。図１および図２に示すように、本実施形態に係る配線基板１は、主面２ａを有する絶縁性基板２と、絶縁性基板２の主面２ａ上に配設され、絶縁性基板２と接合する第１金属接合層３ａと、第１金属接合層３ａ上に配設された配線導体４と、絶縁性基板２の主面２ａ上に配設され、絶縁性基板２と接合する第２金属接合層３ｂと、第２金属接合層３ｂ上に配設された防食体（金属体）５と、絶縁性基板２に埋設され、第１金属接合層３ａと第２金属接合層３ｂとを接続する接続配線６とを備えている。
【００１４】
ここで、防食体５を構成する主成分は、第１金属接合層３ａおよび第２金属接合層３ｂを構成する主成分よりもイオン化傾向が小さい。また、配線導体４を構成する主成分は、防食体５を構成する主成分よりもイオン化傾向が小さい。
【００１５】
すなわち、配線導体４と第１金属接合層３ａとのイオン化傾向の差は、防食体５と第２金属接合層３ｂとのイオン化傾向の差よりも大きい。つまり、配線導体４と第１金属接合層３ａとの接触電位は、防食体５と第２金属接合層３ｂとの接触電位よりも大きい。このため、接触電位の高い第１金属接合層３ａから、接触電位の低い第２金属接合層３ｂへ電流が流れることになる。つまり、言い換えるならば、第２金属接合層３ｂから第１金属接合層３ａへ電子が供給されることになる。これにより、第１金属接合層３ａを構成する主成分が電子の放出によってイオン化するのを抑制することができる。それゆえ、第１金属接合層３ａの腐食の進行を抑制することができる。この結果、第１金属接合層３ａ上に配設された配線導体４が、絶縁性基板２から剥がれる可能性を低減することができる。
【００１６】
ここで、絶縁性基板２は、電気的に絶縁性の良好な部材からなればよく、特に限定されない。例えば、絶縁性基板２は、Ａｌ２Ｏ３のようなセラミック部材、または樹脂からなる。また、第１金属接合層３ａおよび第２金属接合層３ｂは、絶縁性基板２との接合性の良好な部材からからなる。なお、第１金属接合層３ａおよび第２金属接合層３ｂの厚みは、０．１〜０．５μｍであることが好ましい。第１金属接合層３ａおよび第２金属接合層３ｂは、例えば、別途形成されたものを絶縁性基板２の主面２ａ上に配設してもよく、スパッタリングにより絶縁性基板２の主面２ａ上に配設してもよい。
【００１７】
配線導体４は、各種の信号が伝送される導体であるため、電気的に伝導性の良好な部材からなることが好ましい。また、配線導体４は、各種の信号が伝送される導体であるため、その腐食を防止するために、配線導体４を構成する主成分は、第１金属接合層３ａおよび第２金属接合層３ｂを構成する主成分よりもイオン化傾向が小さい。さらに、配線導体４の腐食の進行を抑制するために、配線導体４を構成する主成分は、防食体５を構成する主成分よりもイオン化傾向が小さい。ここで、配線導体４の厚みは、第１金属接合層３ａおよび第２金属接合層３ｂの厚みよりも厚いことが好ましく、具体的には、１〜１０μｍであることが好ましい。配線導体４は、第１金属接合層３ａおよび第２金属接合層３ｂと同様に、別途形成されたものを第１金属接合層３ａ上に配設してもよく、スパッタリングにより第１金属接合層３ａ上に配設してもよい。
【００１８】
防食体５は、第１金属接合層３ａの腐食の進行を抑制するための部材である。このため、防食体５を構成する主成分は、第１金属接合層３ａおよび第２金属接合層３ｂを構成する主成分よりもイオン化傾向が小さく、かつ配線導体４を構成する主成分よりもイオン化傾向が大きい。ここで、防食体５は、第１金属接合層３ａ、第２金属接合層３ｂ、および配線導体４と同様に、別途形成されたものを第２金属接合層３ｂ上に配設してもよく、スパッタリングにより第２金属接合層３ｂ上に配設してもよい。
【００１９】
ここで、例えば、第１金属接合層３ａおよび第２金属接合層３ｂがＣｒからなる場合には、配線導体４は、Ｃｒよりもイオン化傾向が小さい、例えば、Ｃｕからなる。また、防食体５は、Ｃｒよりもイオン化傾向が小さく、かつＣｕよりもイオン化傾向が大きい、例えば、Ｍｏからなる。イオン化傾向の順は、一般に、次のとおり規定されているからである。すなわち、Ｌｉ＞Ｋ＞Ｃａ＞Ｎａ＞Ｍｇ＞Ａｌ＞Ｍｎ＞Ｖ＞Ｚｎ＞Ｃｒ＞Ｆｅ＞Ｃｄ＞Ｃｏ＞Ｎｉ＞Ｍｏ＞Ｓｎ＞Ｐｂ＞Ｈ２＞Ａｇ＞Ｐｄ＞Ｐｔ＞Ａｕである。
【００２０】
接続配線６は、第１金属接合層３ａと第２金属接合層３ｂとを電気的に接続するための配線である。また、接続配線６は、絶縁性基板２に埋設されている。接続配線６は、例えば、Ｗ，Ｃｕ，またはＡｇからなる。
【００２１】
ここで、本実施形態においては、配線導体４の露出面積が、防食体５の露出面積よりも大きいことが好ましい。すなわち、互いに電気的に接続された２種の金属間で生じるガルバニック腐食の進む速度は、これらの金属の露出面積の比率と相関関係にある。具体的に言えば、次に示すような関係式が成り立つ。つまり、Ｐ＝Ｐ０（１＋Ｂ／Ａ）という関係式である。ここで、Ｐは、貴な金属に接触後の卑な金属の腐食速度である。Ｐ０は、卑な金属の単独での腐食速度である。Ａは、卑な金属の露出面積である。Ｂは、貴な金属の露出面積である。上記のように、配線導体４の露出面積を、防食体５の露出面積よりも大きくすることにより、防食体５での腐食を促進させて第１金属接合層３ａでの腐食の進行をさらに抑制することができる。
【００２２】
配線導体４の露出面積を、防食体５の露出面積よりも大きくする方法として、例えば、図３に示すように、配線導体４上に、凸部４ａを設ける方法がある。また、配線導体４上に、凸部４ａを設けることに代えてまたは加えて、配線導体４に凹部を設けるようにしてもよいし、配線導体４の厚みを厚くするようにしてもよい。このようにしても、配線導体４の露出面積を、防食体５の露出面積よりも大きくすることができる。
【００２３】
ここで、図２に示すように、絶縁性基板２の主面２ａ上に、スリットＳを設けておいてもよい。このようにすると、例えば、配線基板１をプローブカード等に用いる場合に、第２金属接合層３ｂおよび防食体５側の絶縁性基板２を、第１金属接合層３ａおよび配線導体４側の絶縁性基板２から分断することができる。すなわち、第１金属接合層３ａおよび配線導体４側の絶縁性基板２のみを含む配線基板１を、例えば、プローブカード等に用いることができる。ここで、第１金属接合層３ａおよび配線導体４側の絶縁性基板２のみを含む配線基板１も、本発明に係る配線基板の一実施形態である。
【００２４】
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。
【００２５】
まず、絶縁性基板２を作製する。ここで、絶縁性基板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、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。そして、接続配線６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（図４に示す符号１０）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、接続配線６が埋設された絶縁性基板２を作製することができる。
【００２６】
また、作製された絶縁性基板２の主面２ａを表面加工してもよい。平面研削による表面加工を行うことで、表裏面の平行度や基板の反りを補正するとともに、ラップ研磨やポリッシュにより、平面研削による磁器へのダメージ層を小さくすることができる。
【００２７】
そして、絶縁性基板２の主面２ａ上に、第１金属接合層３ａおよび第２金属接合層３ｂを配設する（第１配設工程）。第１金属接合層３ａおよび第２金属接合層３ｂは、例えば、スパッタリング法によって絶縁性基板２の主面２ａ上に配設することができる。なお、第１金属接合層３ａおよび第２金属接合層３ｂは、スパッタリング法の代わりに、例えば、電解メッキ法を用いたセミアディティブ法によって絶縁性基板２の主面２ａ上に配設してもよい。
【００２８】
そして、第１金属接合層３ａ上に、配線導体４を配設する。また、第２金属接合層３ｂ上に、防食体５を配設する（第２配設工程）。配線導体４は、第１金属接合層３ａおよび第２金属接合層３ｂと同様に、例えば、スパッタリング法によって第１金属接合層３ａ上に配設することができる。また、防食体５も、例えば、スパッタリング法によって第２金属接合層３ｂ上に配設することができる。
【００２９】
また、このとき、配線導体４上にメッキレジストを配設するとともに、例えば、電解メッキ法を用いたセミアディティブ法によってメッキを形成してもよい。
【００３０】
ここで、スパッタリング法を用いて、絶縁性基板２の主面２ａ上に、第１金属接合層３ａ、第２金属接合層３ｂ、配線導体４、および防食体５を配設した場合、第１金属接合層３ａ、第２金属接合層３ｂ、配線導体４、および防食体５のうち回路配線となる部分以外をエッチング等により除去する。
【００３１】
なお、第２配設工程の後に、スリットＳに沿って、第１金属接合層３ａおよび配線導体４側の絶縁性基板２と、第２金属接合層３ｂおよび防食体５側の絶縁性基板２とを分断する分断工程を含んでいてもよい。
【００３２】
以上より、本実施形態に係る配線基板１が製造される。
【００３３】
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４に示すように、プローブカード１００に用いることができる。なお、図４は、図１中に示した切断線Ｂ−Ｂ´に沿って切断した断面から見た場合における、本実施形態に係るプローブカード１００の一例を示す断面図である。すなわち、図４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の裏面上に積層された背面基板７と、絶縁性基板２（配線導体４）の主面上に配設された測定端子８と、背面基板７の裏面上に配設された接続端子９と、絶縁性基板２および背面基板７に埋設され、測定端子８と接続端子９とを電気的に接続するビア導体１０とを備えている。
【００３４】
本実施形態に係るプローブカード１００においては、被測定物である半導体素子の端子を測定端子８に電気的に接続し、半導体素子に通電する。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、半導体素子に信号を入力することも意味している。そして、接続端子９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、半導体素子の良否を判定することができる。
【００３５】
なお、本実施形態においては、第１金属接合層３ａと第２金属接合層３ｂとを接続する接続配線６が、絶縁性基板２に埋設されている例について説明したが、これに限定されない。すなわち、接続配線６は、絶縁性基板２上に形成されていてもよい。
【００３６】
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】
【００３７】
以上のように、本発明は、金属接合層上に配設された配線導体が、絶縁性基板から剥がれる可能性を低減することができる配線基板、プローブカード、または配線基板の製造方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【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斜視図である。
【図２】図２は、図１中に示した切断線Ａ−Ａ´に沿って切断した断面図である。
【図３】図３は、本発明の変更例に係る配線基板の一例を示す断面図である。
【図４】図４は、図１中に示した切断線Ｂ−Ｂ´に沿って切断した断面から見た場合における、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。
【符号の説明】
【００３９】
１  配線基板
２  絶縁性基板
３ａ  第１金属接合層
３ｂ  第２金属接合層
４  配線導体
５  防食体（金属体）
６  接続配線
８  測定端子
９  接続端子
１００  プローブカード
【図１】
2010153471.tif 000003
【図２】
2010153471.tif 000004
【図３】
2010153471.tif 000005
【図４】
2010153471.tif 000006