(57)【要約】【課題】メッキ加工により導体接触子を配設した場合、回路導体と導体接触子との界面に応力が加わり、導体接触子が回路導体から剥離する可能性があった。【解決手段】絶縁性基体と、該絶縁性基体の主面上に配設された回路導体と、該回路導体上に配設された導体接触子と、前記回路導体と前記導体接触子との間に位置し、前記回路導体と前記導体接触子とを介在する介在層と、を有し、前記介在層は、前記絶縁性基体の主面に垂直な断面において、前記回路導体と接続する端部と、前記導体接触子と接続する端部と、の間に、前記回路導体及び前記導体接触子と接続する両端部における幅よりも幅の小さい部分を有しているプローブカードとする。【選択図】図１
2010197257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基体と、
該絶縁性基体の主面上に配設された回路導体と、
該回路導体上に配設された導体接触子と、
前記回路導体と前記導体接触子との間に位置し、前記回路導体と前記導体接触子とを介在する介在層と、を有するプローブカードであって、
前記介在層は、前記絶縁性基体の主面に垂直な断面において、前記回路導体と接続する端部と、前記導体接触子と接続する端部と、の間に、前記回路導体及び前記導体接触子と接続する両端部における幅よりも幅の小さい部分を有していることを特徴とするプローブカード。
【請求項２】
前記介在層の側面が曲面形状であることを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
【請求項３】
前記介在層が、金属スパッタ層であることを特徴とする請求項１に記載のプローブカード。
【請求項４】
絶縁性基体と、該絶縁性基体の主面上に配設された回路導体と、を具備する回路基板を準備する工程と、
前記絶縁性基体の主面及び前記回路導体を金属スパッタ層からなる介在層で被覆する工程と、
前記介在層上に導体接触子を配設する工程と、
前記絶縁性基体の主面に垂直であって前記介在層を含む断面において、前記回路導体と接続する端部と、前記導体接触子と接続する端部と、の間に、前記回路導体及び前記導体接触子と接続する両端部における幅よりも幅の小さい部分を有するように前記介在層をエッチングする工程とを、有するプローブカードの製造方法。
【請求項５】
前記導体接触子を配設する工程は、前記金属スパッタ層上にレジストパターンを配設する工程と、前記レジストパターン間に前記導体接触子を配設する工程と、前記レジストパターンを除去する工程と、を具備していることを特徴とする請求項４に記載のプローブカードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路のような半導体素子の評価に用いられるプローブカード及びプローブカードの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のプローブカードとしては、絶縁性基板と、絶縁性基板の主面上に配設された回路導体と、回路導体上に配設された導体ピンとを備えたものが知られている。この回路導体上に配設される導体ピンは、従来、以下のようにして配設されている。まず、絶縁性基板及び回路導体の一部の上にメッキレジストを配設する。そして、回路導体のうち、このメッキレジストが配設されていない部分の表面上にＮｉなどの金属を用いてメッキ加工することにより、導体ピンを配設していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１９８６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されているように、メッキ加工により導体ピンを配設した場合、回路導体と導体ピンとの界面に応力が加わり、導体ピンが回路導体から剥離する可能性があった。この理由としては、以下のことが考えられる。プローブカードの使用時において、回路導体及び導体ピンに通電するため、回路導体及び導体ピンが発熱により熱膨張する。そして、回路導体と導体ピンとの熱膨張率が異なるため、回路導体と導体ピンとの間に熱応力が加わり易い。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、回路導体と導体ピンの接合性を高めた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】
本発明のプローブカードは、絶縁性基体と、該絶縁性基体の主面上に配設された回路導体と、該回路導体上に配設された導体接触子と、前記回路導体と前記導体接触子との間に位置し、前記回路導体と前記導体接触子とを介在する介在層と、を有している。そして、前記介在層は、前記絶縁性基体の主面に垂直な断面において、前記回路導体と接続する端部と、前記導体接触子と接続する端部と、の間に、前記回路導体及び前記導体接触子と接続する両端部における幅よりも幅の小さい部分を有している。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のプローブカードによれば、回路導体と導体接触子とを接合する介在層を有し、この介在層が、絶縁性基体の主面に垂直な断面において、回路導体と接続する端部と、導体接触子と接続する端部と、の間に、回路導体及び導体接触子と接続する両端部における幅よりも幅の小さい部分を有している。このように、介在層がくびれ形状であることから、回路導体及び導体接触子が発熱により熱膨張した場合であっても、この介在層で応力を吸収することができる。結果として、回路導体と導体接触子の接合性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるプローブカードの断面図である。
【図２】図１に示す実施形態における領域Ａの拡大断面図である。
【図３】図１に示す実施形態にかかるプローブカードを用いての半導体素子の評価方法を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる配線基板の製造方法における工程の一つを示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる配線基板の製造方法における工程の一つを示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかる配線基板の製造方法における工程の一つを示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態にかかる配線基板の製造方法における工程の一つを示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態にかかる配線基板の製造方法における工程の一つを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明のプローブカードの製造方法について図面を用いて詳細に説明する。
【００１０】
図１，２に示すように、本実施形態にかかるプローブカード１は、絶縁性基体３と、絶縁性基体３の主面上に配設された回路導体５と、回路導体５上に配設された導体接触子７と、回路導体５と導体接触子７との間に位置し、回路導体５と前記導体接触子７とを介在する介在層９と、を有している。そして、介在層９は、絶縁性基体３の主面に垂直な断面において、回路導体５と接続する端部と、導体接触子７と接続する端部と、の間に、回路導体５及び導体接触子７と接続する両端部における幅よりも幅の小さい部分を有していることを特徴とする。
【００１１】
図２に示すように、本実施形態にかかるプローブカード１は、回路導体５及び導体接触子７と接続する端部における幅よりも、中央部における幅が小さく、くびれ形状である介在層９を有している。そのため、回路導体５及び導体接触子７が発熱により熱膨張した場合であっても、この介在層９で応力を吸収することができるので、導体接触子７が回路導体５から剥離する可能性を小さくすることができる。結果として、回路導体５と導体接触子７の接合性を高めることができる。
【００１２】
本実施形態における絶縁性基体３は主面及び裏面を有している。絶縁性基体３としては、電気絶縁性の良好なものであればよく、具体的には、セラミックス部材及び樹脂を用いることができる。なお、本実施形態における絶縁性基体３としては、直方体の形状のものを用いているが、特にこの形状に限られるものではない。
【００１３】
本実施形態にかかるプローブカード１は、絶縁性基体３の主面上に配設された回路導体５を有している。回路導体５としては、電気伝導性の良好な部材を用いることができる。具体的には、Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｗのような金属及びこれらの合金部材を用いることができる。
【００１４】
本実施形態にかかるプローブカード１は、回路導体５上に配設された導体接触子７を有している。回路導体５と同様に、電気伝導性の良好な部材を用いることができる。具体的には、Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｉのような金属及びこれらの合金部材を用いることができる。導体接触子７としては、別途形成されたものを回路導体５上に配設してもよく、また、後述するように、回路導体５上にメッキ加工をすることにより形成してもよい。特に、回路導体５上にメッキ加工をすることにより導体接触子７を形成した場合には、導体接触子７を配設する工程において導体接触子７の位置ずれが生じる可能性が低減されるので好ましい。
【００１５】
本実施形態にかかるプローブカード１は、回路導体５と導体接触子７との間に位置し、回路導体５と導体接触子７とを接合する介在層９を有している。このような介在層９を有していることにより、回路導体５と導体接触子７の接続性を高めることができる。
【００１６】
そして、本実施形態における介在層９は、絶縁性基体３の主面に垂直であって介在層９を含む断面において、回路導体５及び導体接触子７と接続する端部における幅よりも、中央部における幅が小さい。このように、介在層９が、回路導体５及び導体接触子７と接続する端部における幅よりも、中央部における幅が小さく、くびれ形状であることにより、回路導体５と導体接触子７の接続性をさらに高めることができる。
【００１７】
特に、回路導体５及び導体接触子７が発熱により熱膨張した場合における、介在層９による応力を吸収する効果を高めるため、介在層９の側面が曲面形状であることが好ましい。これにより、介在層９が弾性変形しやすくなるからである。また、介在層９の側面が曲面形状である場合、介在層９に強い応力が加わった場合であっても、介在層９が損傷する可能性を小さくすることができるので、介在層９の耐久性を高めることができる。
【００１８】
また、本実施形態にかかるプローブカード１は、絶縁性基体３に埋設されるとともに回路導体５と電気的に接続された内部導体１１及びビア導体１３を備えている。また、本実施形態にかかるプローブカード１は、絶縁性基体３の裏面上に配設されるとともに、内部導体１１及びビア導体１３を介して回路導体５と電気的に接続された複数の金属パッド１５を備えている。図３に示すように、これらの金属パッド１５を外部配線（非図示）と接続し、内部導体１１、ビア導体１３、回路導体５及び導体接触子７を介して半導体素子１７に通電することにより、本実施形態のプローブカード１を使用することができる。
【００１９】
通常、被測定物である半導体素子１７は非常に小さいが、このように、内部導体１１及びビア導体１３を介して回路導体５と金属パッド１５とを電気的に接続することにより、金属パッド１５自体の大きさ及び金属パッド１５間の距離を大きくすることができるので、金属パッド１５と外部配線との接続を容易に行うことができる。
【００２０】
さらに、本実施形態にかかるプローブカード１は、導体接触子７上に配設されたプローブピン１９を有している。このようなプローブピン１９を有していることにより、複数の回路導体５を有している場合において、これらの回路導体５間の間隔を大きくすることができるので、回路導体５間における電気的な短絡が生じる可能性を小さくできる。
【００２１】
次に、本発明のプローブカード１の製造方法の一実施形態について説明する。
【００２２】
図４〜８に示すように、本実施形態にかかるプローブカード１の製造方法は、絶縁性基体３と、絶縁性基体３の主面上に配設された回路導体５と、を具備する回路基板２１を準備する工程と、絶縁性基体３の主面及び回路導体５を金属スパッタ層２３からなる介在層９で被覆する工程と、介在層９上に導体接触子７を配設する工程と、絶縁性基体３の主面に垂直であって介在層９を含む断面において、回路導体５と接続する端部と、導体接触子７と接続する端部と、の間に、回路導体５及び導体接触子７と接続する両端部における幅よりも幅の小さい部分を有するように、介在層９をエッチングする工程とを、有している。
【００２３】
このように、本実施形態にかかるプローブカード１の製造方法においては、介在層９が、回路導体５及び導体接触子７と接続する両端部における幅よりも幅の小さい部分を有するようにエッチングすることにより形成されている。そのため、回路導体５及び導体接触子７が発熱により熱膨張した場合であっても、この介在層９で応力を吸収することができる。結果として、回路導体５と導体接触子７とが強固に接合されたプローブカード１を作製することができる。
【００２４】
本実施形態にかかるプローブカード１の製造方法における、絶縁性基体３と、絶縁性基体３の主面上に配設された回路導体５と、を具備する回路基板２１を準備する工程について以下に説明する。
【００２５】
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、内部配線又は回路配線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。各セラミックグリーンシートには貫通孔が形成されている。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。これらのセラミックグリーンシートを積層して積層体を形成する。この積層体を所定の焼成温度（例えば１０００℃）で焼成する。以上により、図４に示すように、絶縁性基体３と、絶縁性基体３の主面上に配設された回路導体５と、を具備する回路基板２１を準備することができる。
【００２６】
次に、絶縁性基体３の主面及び回路導体５を金属スパッタ層２３からなる介在層９で被覆する工程及び介在層９上に導体接触子７を配設する工程について以下に説明する。
【００２７】
図５に示すように、上記のようにして作製された回路基板２１における絶縁性基体３の主面及び回路導体５の表面を金属スパッタ層２３で被覆する。さらに、図６に示すように、金属スパッタ層２３上であって、導体接触子７が配設される部分を除く箇所にレジストパターン２５を形成する。さらに、図７に示すように、このレジストパターン２５が形成されず、金属スパッタ層２３が露出している部分に、電解メッキにより導体接触子７を形成する。そして、図８に示すように、レジストパターン２５を除去する。これにより、絶縁性基体３の主面及び回路導体５を金属スパッタ層２３からなる介在層９で被覆するとともに介在層９上に導体接触子７を配設することができる。
【００２８】
導体接触子７を形成する方法としては、別途形成したものを回路導体５上に配設しても良いが、本実施形態にかかるプローブカード１の製造方法のように、電解メッキにより、導体接触子７を形成することが好ましい。導体接触子７の配設の位置ずれが生じる可能性が低減されるからである。
【００２９】
このとき、介在層９となる部分だけでなく、絶縁性基体３の主面及び回路導体５の表面全体を金属スパッタ層２３で被覆することが好ましい。絶縁性基体３の主面上に配設された複数の回路導体５間を電気的に短絡させることができるので、電解メッキによる導体接触子７の形成を容易に行うことができるからである。金属スパッタ層２３としては、耐薬品性の高い部材を用いることが好ましく、例えば、Ｗ、Ｖを用いることができる。
【００３０】
本実施形態にかかるプローブカード１の製造方法のように、介在層９となる部分だけでなく、絶縁性基体３の主面及び回路導体５の表面全体を金属スパッタ層２３で被覆している場合には、以下の理由により、回路導体５及び絶縁性基体３の耐久性を向上させることができる。レジストパターン２５又は下記プローブカード１製造におけるエッチング工程において、これらのエッチングに用いられる薬液に対して回路導体５及び絶縁性基体３が触れることにより、回路導体５及び絶縁性基体３が腐食する可能性がある。しかしながら、絶縁性基体３の主面及び回路導体５の表面全体が金属スパッタ層２３で被覆されることにより、上記の薬液に対して回路導体５及び絶縁性基体３が触れる可能性を低減することができるからである。
【００３１】
金属スパッタ層２３（介在層９）の厚みとしては、１〜２μｍであることが好ましい。金属スパッタ層２３の厚みが１μｍ以上であることにより、回路導体５及び絶縁性基体３が上記の薬液に触れることをより確実に抑制することができる。また、金属スパッタ層２３の厚みが２μｍであることにより、介在層９自体の熱膨張による影響を小さくできるので、回路導体５及び導体接触子７が発熱により熱膨張した場合であっても、介在層９で応力をより確実に吸収することができる。
【００３２】
次に、介在層９をエッチングする工程について以下に説明する。
【００３３】
本実施形態にかかるプローブカード１の製造方法においては、絶縁性基体３の主面に垂直であって介在層９を含む断面において、回路導体５及び導体接触子７と接続する端部における幅よりも、中央部における幅が小さくなるように介在層９をエッチングしている。
【００３４】
通常、複数の回路導体５間を電気的に短絡させるように金属スパッタ層２３を配設した場合、回路導体５間での電気的な絶縁性が得られる程度に金属スパッタ層２３がエッチングされる。しかしながら、本実施形態にかかるプローブカード１の製造方法においては、単に回路導体５間での電気的な絶縁性が得られる程度にエッチングを行うのではなく、長時間のエッチングを行う、いわゆるオーバーエッチングを金属スパッタ層２３に対して行っている。これにより、回路導体５及び導体接触子７と接続する端部における幅よりも、中央部における幅が小さくなるように介在層９をエッチングすることができる。
【００３５】
以上、本実施形態にかかるプローブカード１の製造方法により、図１，２に示すように、回路導体５及び導体接触子７と接続する端部における幅よりも、中央部における幅が小さくなるようエッチングされた介在層９を有するプローブカード１を製造することができる。
【００３６】
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。
【符号の説明】
【００３７】
１・・・プローブカード
３・・・絶縁性基体
５・・・回路導体
７・・・導体接触子
９・・・介在層
１１・・・内部導体
１３・・・ビア導体
１５・・・金属パッド
１７・・・半導体素子
１９・・・プローブピン
２１・・・回路基板
２３・・・金属スパッタ層
２５・・・レジストパターン
【図１】
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【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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【図８】
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