(57)【要約】      （修正有）【課題】容易に製造することができながらも、絶縁性基板と配線導体とを接合する金属層の、薬液に触れることによる腐食の可能性を低減する配線基板を提供する。【解決手段】金属接合層５及び配線導体７よりも耐腐食性の高い真空成膜層である真空成膜層９により、金属接合層５及び配線導体７が被覆されている。このように、メッキ液などの薬液に対しては、真空成膜層９のみが触れるため、真空成膜層９と、金属接合層５及び配線導体７との間の電位差に起因する金属接合層５及び配線導体７のガルバニック腐食の発生が抑制される。【選択図】図２
2010109044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面を有する絶縁性基板と、該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金属接合層と、該金属接合層上に配設された配線導体と、前記金属接合層及び前記配線導体を被覆する真空成膜層と、該真空成膜層上に配設されたメッキ層とを備え、
前記配線導体は、前記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、前記金属接合層及び前記真空成膜層を構成する主成分よりも電気伝導性の高い成分を主成分として、
前記真空成膜層は、前記金属接合層及び前記配線導体を構成する主成分よりも前記メッキ層の形成に用いられるメッキ液に対する耐腐食性の高い成分を主成分とすることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
主面を有する絶縁性基板と、該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金属接合層と、該金属接合層上に配設された配線導体と、前記金属接合層及び前記配線導体を被覆する真空成膜層と、該真空成膜層上に配設されたメッキ層とを備え、
前記配線導体は、前記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、前記金属接合層及び前記真空成膜層を構成する主成分よりも電気伝導性の高い成分を主成分として、
前記真空成膜層は、前記金属接合層及び前記配線導体を構成する主成分よりもイオン化傾向が小さい成分を主成分とすることを特徴とする配線基板。
【請求項３】
前記配線導体の長手方向に垂直な断面において、前記配線導体の幅が前記金属接合層の幅よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項４】
前記配線導体の長手方向に垂直な断面において、前記配線導体が、前記金属接合層を被覆していることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項５】
前記配線導体の長手方向に垂直な断面において、前記絶縁性基板と前記真空成膜層との接合幅が、前記真空成膜層の厚みよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項６】
前記配線導体よりも熱膨張率が小さく、前記真空成膜層を被覆する被覆部材を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項７】
請求項１に記載の配線基板と、該配線基板の主面側に配設された測定端子と、前記配線基板の裏面側に配設された接続端子と、を備えたプローブカード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路などに用いられる配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
絶縁性基板上に配線導体を配設した配線基板を作製する場合、配線導体の表面にメッキを形成する工程などにおいて、絶縁性基板と配線導体とを接合する金属薄膜がメッキ液などの薬液に触れることにより腐食する可能性がある。そこで、特許文献１に開示されているように、樹脂からなる保護絶縁層をベース絶縁層上であって金属薄膜の側面を封止するように配設した配線回路基板が提案されている。
【特許文献１】特開２００６−６６４５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に開示されているように、樹脂からなる保護絶縁層をベース絶縁層上であって金属薄膜の側面を封止するように配設することにより、メッキ液などの薬液による金属薄膜の側面の腐食をある程度防ぐことができる。
【０００４】
しかしながら、特許文献１においては、保護絶縁層となるワニスをベース絶縁層の全面に配設する工程及び保護絶縁層の形状にワニスをパターニングする工程により、保護絶縁層を形成している。このように、複数の工程により保護絶縁層を形成しなければならないため、製造コストが増大していた。また、金属薄膜の側面を封止するようにワニスの厚みを調整しなければならず、作業が煩雑であると同時に、金属薄膜が薬液に触れて腐食する可能性があった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、容易に製造することができながらも、絶縁性基板と配線導体とを接合する金属層の、薬液に触れることによる腐食の可能性を低減する配線基板を提供することを目的とする。  
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の配線基板は、主面を有する絶縁性基板と、該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金属接合層と、該金属接合層上に配設された配線導体と、前記金属接合層及び前記配線導体を被覆する真空成膜層と、該真空成膜層上に配設されたメッキ層とを備えている。そして、前記配線導体は、前記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、前記金属接合層及び前記真空成膜層を構成する主成分よりも電気伝導性の高い成分を主成分としている。また、前記真空成膜層は、前記金属接合層及び前記配線導体を構成する主成分よりも前記メッキ層の形成に用いられるメッキ液に対する耐腐食性の高い成分を主成分としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の配線基板によれば、真空成膜層が、金属接合層及び配線導体を構成する主成分よりもメッキ層の形成に用いられるメッキ液に対する耐腐食性の高い成分を主成分であることにより、メッキ液などの薬液に対しては、真空成膜層のみが触れるため、真空成膜層と、金属接合層及び配線導体との間の電位差に起因する金属接合層及び配線導体のガルバニック腐食の発生が抑制される。また、上記のような保護絶縁層の形成が不要であるので、配線基板を容易に作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の配線基板について図面を用いて詳細に説明する。
【０００９】
図１〜３に示すように、本発明の第１の実施形態にかかる配線基板１は、主面３ａを有する絶縁性基板３と、絶縁性基板３の主面３ａ上に配設され、絶縁性基板３と接合する金属接合層５と、金属接合層５上に配設された配線導体７と、金属接合層５及び配線導体７を被覆する真空成膜層９と、真空成膜層９上に配設されたメッキ層１１とを備えている。
【００１０】
また、配線導体７は、金属接合層５を構成する主成分よりもイオン化傾向が小さく、金属接合層５及び真空成膜層９を構成する主成分よりも電気伝導性の高い成分を主成分としている。さらに、真空成膜層９は、金属接合層５及び配線導体７を構成する主成分よりもメッキ層１１の形成に用いられるメッキ液に対する耐腐食性の高い成分を主成分としている。
【００１１】
このように、本実施形態の配線基板１は、金属接合層５及び配線導体７を構成する主成分よりもメッキ層１１を形成するためのメッキ液に対する耐腐食性の高い成分を主成分とする真空成膜層９により、金属接合層５及び配線導体７が被覆されている。そのため、金属接合層５及び配線導体７のガルバニック腐食の発生を抑制することができる。
【００１２】
また、真空成膜層９を構成する成分がメッキ液に対する耐腐食性の高いことから、メッキ液のみならず、配線基板１の表面を洗浄する強アルカリ性の薬液に対する金属接合層５及び配線導体７のガルバニック腐食の発生をも抑制することができる。
【００１３】
本実施形態における絶縁性基板３は、金属接合層５、配線導体７及び真空成膜層９並びにメッキ層１１が配設される主面３ａを有している。また、本実施形態の絶縁性基板３中には、金属接合層５と電気的に接続されたビア導体１３（第１のビア導体１３）及び配線部材（非図示）が埋設されている。このビア導体１３及び配線部材を介して金属接合層５に通電することができる。絶縁性基板３としては、電気的に絶縁性の良好な部材を用いればよく、具体的には、Ａｌ２Ｏ３のようなセラミック部材又は樹脂を用いることができる。また、ビア導体１３及び配線部材としては、例えば、Ａｇ，Ｃｕ，Ｍｏ及びＷを用いることができる。
【００１４】
本実施形態にかかる配線基板１は、主面３ａ上に配設された金属接合層５を備えている。本実施形態において、金属接合層５は、絶縁性基板３と配線導体７とを接合する金属接合層として作用している。そのため、金属接合層５としては、絶縁性基板３との接合性のよいものを用いることが好ましく、具体的には、Ｔｉ，Ｃｒ，ＴｉＮ，Ｗを用いることができる。金属接合層５の厚みは０．１〜０．５μｍであることが好ましい。金属接合層５は、例えば、別途形成されたものを絶縁性基板３の主面３ａ上に配設してもよく、スパッタリングにより絶縁性基板３の主面３ａ上に配設してもよい。
【００１５】
本実施形態にかかる配線基板１は、金属接合層５上に配設された配線導体７を備えている。本実施形態における配線導体７は、金属接合層５及び真空成膜層９を構成する主成分よりも電気伝導性の高い成分を主成分とする配線導体として作用する。配線導体７としては、電気伝導性が良いものを用いることが好ましい。また、回路パターンとして用いられることから、金属接合層５よりもイオン化傾向が小さく、腐食しにくい部材を用いることが好ましい。具体的には、配線導体７としては、Ｃｕ，ＴｉとＣｕの合金部材を用いることができる。配線導体７の厚みは、金属接合層５の厚みよりも大きいことが好ましく、具体的には１〜１０μｍであることが好ましい。配線導体７は、金属接合層５と同様に、別途形成されたものを絶縁性基板３の主面３ａ上に配設してもよく、スパッタリングにより絶縁性基板３の主面３ａ上に配設してもよい。
【００１６】
また、図４に示すように、配線導体７の長手方向に垂直な断面において、配線導体７の幅Ｄ２が金属接合層５の幅Ｄ１よりも小さいことが好ましい。これにより、真空成膜層９及びメッキ層１１と絶縁性基板３との間に隙間が生じたとしても、配線導体７がエッチング液などの薬液や外気に触れる可能性を小さくすることができるので、配線導体７の通電性が低下することを抑制できる。配線導体７の安定した通電性が求められている場合には、本実施形態の形状が有効となる。
【００１７】
本実施形態にかかる配線基板１は、金属接合層５及び配線導体７を被覆する真空成膜層９を備えている。真空成膜層９にメッキを被覆する工程などにより、金属接合層５及び配線導体７が腐食してしまう場合がある。そこで、本実施形態における真空成膜層９は、金属接合層５及び配線導体７が腐食により劣化することを抑制する被覆部材として作用している。そのため、真空成膜層９としては、金属接合層５及び配線導体７を構成する主成分よりもメッキ液に対する耐腐食性の高い成分を用いることが好ましい。具体的には、真空成膜層９として、Ｃｕ，Ｎｉ及びＴｉＮを用いることができる。真空成膜層９は、スパッタリングや真空蒸着法により絶縁性基板３の主面３ａ上に配設することができる。
【００１８】
また、図４に示すように、配線導体７の長手方向に垂直な断面において、絶縁性基板３と真空成膜層９との接合幅Ｌ１が、真空成膜層９の厚みＬ２よりも大きいことが好ましい。これにより、真空成膜層９の厚みが大きくなることを抑制しつつも、真空成膜層９と絶縁性基板３の接合性を高めることができるからである。
【００１９】
また、本実施形態の配線基板１は、真空成膜層９上に配設されたメッキ層１１を備えている。本実施形態において、メッキ層１１は、長期間の使用により金属接合層５、配線導体７及び真空成膜層９が劣化することを抑制する被覆部材として作用している。具体的には、メッキ層１１としては、Ｎｉ及びＡｕを用いることができる。
【００２０】
また、配線導体７としてＣｕを用いると同時に、メッキ層１１としてＮｉメッキを用いている場合には、ＮｉメッキはＣｕからなる配線導体７よりも熱膨張率が小さく、また同時に弾性率が大きい。そのため、銅の熱膨張による応力をメッキ層１１において緩和させることができる。
【００２１】
また、図４に示すように、メッキ層１１は、真空成膜層９を被覆する第１のメッキ層１１ａと第１のメッキ層１１ａを被覆する第２のメッキ層１１ｂとを備えていることが好ましい。このように、第１のメッキ層１１ａ及び第２のメッキ層１１ｂという複数のメッキ層１１を備えていることにより、第２のメッキ層１１ｂが剥離してしまった場合であっても、第１のメッキ層１１ａが真空成膜層９を被覆しているので、金属接合層５、配線導体７及び真空成膜層９が腐食する可能性を低減できる。この場合、例えば、第１のメッキ層１１ａとしてＮｉメッキを用いると同時に第２のメッキ層１１ｂとして、Ａｕメッキを用いることができる。
【００２２】
また、メッキ層１１は、配線導体７よりも熱膨張率が小さいことが好ましい。配線導体７への通電により、配線導体７が発熱した場合であっても、メッキ層１１の熱膨張率が配線導体７よりも熱膨張率が小さいため、メッキ層１１と真空成膜層９との間、真空成膜層９と配線導体７との間及び配線導体７と金属接合層５との間で剥離が生じる可能性を低減することができるからである。なお、本実施形態において、メッキ層１１の熱膨張率が配線導体７の熱膨張率よりも小さいとは、メッキ層１１を構成する主成分が、配線導体７を構成する主成分よりも熱膨張率の小さい部材である、と換言しても良い。
【００２３】
次に、本発明の配線基板１の製造方法について説明する。
【００２４】
本実施形態にかかる配線基板１は、絶縁性基板３を準備する工程を備えている。絶縁性基板３は、例えば、下記のようにして作製することができる。まず、ガラス粉末、セラミック粉末などの原料粉末を有機溶剤及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１３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、絶縁性基板３を作製することができる。
【００２５】
また、作製された絶縁性基板３の主面３ａを表面加工する工程を備えていても良い。平面研削による表面加工を行い、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。
【００２６】
また、絶縁性基板３の主面３ａ上に金属接合層５を配設する工程を備えている。金属接合層５は、スパッタリング法によって絶縁性基板３の主面３ａ上に配設することができる。また、電解メッキ法を用いたセミアディティブ法によって金属接合層５を配設してもよい。
【００２７】
また、金属接合層５上に配線導体７を配設する工程を備えている。配線導体７は、金属接合層５と同様に、スパッタリング法によって絶縁性基板３の主面３ａ上に形成することができる。
【００２８】
また、このとき、配線導体７上にメッキレジストを配設するとともに、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。金属接合層５上全体に配線導体７がスパッタリングにより配設されていることから、金属接合層５のメッキ液による腐食を防ぎつつ、配線導体７などによる回路の厚みを大きくすることができるからである。
【００２９】
スパッタリング法を用いて金属接合層５及び配線導体７を絶縁性基板３の主面３ａ上に配設した場合、金属接合層５及び配線導体７のうち回路配線となる部分以外をエッチングなどにより除去する。
【００３０】
さらに、金属接合層５及び配線導体７を被覆するように真空成膜層９を配設する工程を備えている。真空成膜層９は、金属接合層５と同様に、スパッタリング法などによって絶縁性基板３の主面３ａ上に形成することができる。
【００３１】
そして、真空成膜層９を被覆するようにメッキ層１１を配設する工程を備えている。メッキ層１１としては、例えば、ニッケル層及び／又は金層を用いることができる。メッキ層１１は、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真空成膜層９を被覆するように配設することができる。
【００３２】
次に、本発明の第２の実施形態にかかる配線基板１について説明する。
【００３３】
図１〜３に示すように、本実施形態にかかる配線基板１は、主面３ａを有する絶縁性基板３と、絶縁性基板３の主面３ａ上に配設され、絶縁性基板３と接合する金属接合層５と、金属接合層５上に配設された配線導体７と、金属接合層５及び配線導体７を被覆する真空成膜層９と、真空成膜層９上に配設されたメッキ層１１とを備えている。
【００３４】
また、配線導体７は、金属接合層５を構成する主成分よりもイオン化傾向が小さく、金属接合層５及び真空成膜層９を構成する主成分よりも電気伝導性の高い成分を主成分としている。さらに、真空成膜層９は、金属接合層５及び配線導体７を構成する主成分よりもイオン化傾向が小さい成分を主成分としている。
【００３５】
このように、本実施形態の配線基板１における真空成膜層９は、金属接合層５及び配線導体７を構成する主成分よりもイオン化傾向が小さい成分を主成分としていることから、メッキ層１１を形成するときに用いられるメッキ液による金属接合層５及び配線導体７のガルバニック腐食の発生を抑制することができる。
【００３６】
また、金属接合層５及び配線導体７を構成する主成分よりもイオン化傾向が小さい成分を主成分としていることから、メッキ液のみならず、配線基板１の表面を洗浄する強アルカリ性の薬液に対する金属接合層５及び配線導体７のガルバニック腐食の発生をも抑制することができる。
【００３７】
次に、本発明の第３の実施形態にかかる配線基板１について説明する。
【００３８】
図５に示すように、本実施形態にかかる配線基板１は、第１の実施形態にかかる配線基板１と比較して、配線導体７の長手方向に垂直な断面において、配線導体７が、金属接合層５を被覆している。
【００３９】
本実施形態のように、配線導体７が、金属接合層５を被覆していることにより、金属接合層５が薬液により腐食する可能性を更に低減させることができる。金属接合層５と絶縁性基板３の接合性を高めることが求められている場合には、本実施形態の形状が有効となる。
【００４０】
次に、本発明の第４の実施形態にかかる配線基板１について説明する。
【００４１】
図６に示すように、本実施形態にかかる配線基板１は、第１の実施形態にかかる配線基板１と比較して、配線導体７よりも熱膨張率が小さく、真空成膜層９を被覆する被覆部材１５を更に備えている。
【００４２】
配線導体７が発熱した場合であっても、被覆部材１５の熱膨張率が配線導体７よりも熱膨張率が小さいため、被覆部材１５と真空成膜層９との間及び真空成膜層９と配線導体７との間で剥離が生じる可能性を低減することができるからである。なお、本実施形態において、被覆部材１５の熱膨張率が配線導体７の熱膨張率よりも小さいとは、被覆部材１５を構成する主成分が、配線導体７を構成する主成分よりも熱膨張率の小さい部材である、と換言しても良い。
【００４３】
被覆部材１５としては、耐腐食性の高い窒化チタン又は窒化クロムを用いることが好ましい。
【００４４】
次に、本発明の一実施形態にかかるプローブカードについて説明する。
【００４５】
図７に示すように、本実施形態のプローブカード１７は、上記の実施形態に代表される配線基板１と、配線基板１の裏面上に積層された第２の絶縁性基板１９と、第２の絶縁性基板１９に埋設され、第１のビア導体１３と電気的に接続された第２のビア導体２１と、配線基板１の主面上に配設された測定端子２５と、第２の絶縁性基板１９の裏面上に配設された接続端子２７と、を備えている。
【００４６】
本実施形態において、測定端子２５は、配線基板１の主面上に配設された金属接合層５及び配線導体７を介して第１のビア導体１３と電気的に接続されている。また、接続端子２７は、第２の絶縁性基板１９を貫通する第２のビア導体２１を介して第１のビア導体１３と電気的に接続されている。
【００４７】
本実施形態のプローブカード１７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２５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図している。そして、接続端子２７を介して取り出した出力を測定して期待値と比較することで半導体素子の良否を判定することができる。
【００４８】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を行うことは何ら差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１及び第２の実施形態における配線基板を示す斜視図である。
【図２】図１に示す配線基板におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２に示す断面図における領域Ａを示す拡大断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における配線基板の変形例を示す拡大断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態における配線基板を示す拡大断面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態における配線基板を示す拡大断面図である。
【図７】本発明の一実施形態にかかるプローブカードを示す断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１・・・配線基板
３・・・絶縁性基板
３ａ・・・主面
５・・・金属接合層
７・・・配線導体
９・・・真空成膜層
１１・・・メッキ層
１１ａ・・・第１のメッキ層
１１ｂ・・・第２のメッキ層
１３・・・ビア導体
１５・・・被覆部材
１７・・・プローブカード
１９・・・第２の絶縁性基板
２１・・・第２のビア導体
２５・・・測定端子
２７・・・接続端子
【図１】
2010109044.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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