(57)【要約】【課題】  接続信頼性が高い配線基板およびそれを用いた多層配線基板を提供する。【解決手段】  本発明の配線基板１は、配線基板１は、積層体２と、貫通導体３と、薄膜導体層４とを備えている。積層体２は、複数の樹脂絶縁層２ａが積層されてなる。貫通導体３は、樹脂絶縁層２ａに設けられている。薄膜導体層４は、樹脂絶縁層２ａの表面に設けられ、貫通導体３に接続されている。貫通導体３は、貫通導体本体３ａと突出端部３ｂとを含んでいる。突出端部３ｂは、薄膜導体層４に当接しており、貫通導体本体３ａから樹脂絶縁層２ａの層方向に突出している。【選択図】図１
2014107390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の樹脂絶縁層が積層されてなる積層体と、
前記樹脂絶縁層に設けられた貫通導体と、
前記樹脂絶縁層の表面に設けられ、前記貫通導体に接続された薄膜導体層とを備えており、
前記貫通導体は、貫通導体本体と突出端部とを含み、
該突出端部は、前記薄膜導体層に当接しており、前記貫通導体本体から前記樹脂絶縁層の層方向に突出していることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記貫通導体は、前記薄膜導体層と接続された接続面を有しており、
該接続面が縦断面視で凸状であることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
【請求項３】
前記薄膜導体層は、前記突出端部を覆うように形成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４】
セラミック基板と、
該セラミック基板の上面に積層された、請求項１記載の配線基板とを備えることを特徴とする多層配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板およびそれを用いた多層配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品搭載用等に使用される配線基板として、多層配線基板が用いられている。このような配線基板は、例えば、セラミック基板等からなる回路基板の上面に、ポリイミド樹脂等から成り、カーテンコート法またはスピンコート法等によって樹脂の前駆体を塗布し加熱硬化させることによって形成される樹脂絶縁層と、銅またはアルミニウム等の金属から成り、めっき法または気相成膜法等の薄膜形成技術およびフォトリソグラフィ技術を採用することによって形成される薄膜導体層および配線導体層とを交互に多層に積層させた構造となっており、樹脂絶縁層の一方主面側に露出した貫通導体の端面に回路基板の回路導体が電気的に接続されるとともに、樹脂絶縁層の他方主面側に露出した貫通導体の端面に半導体集積回路素子等の電子部品の電極または電子部品の電気検査を行なうためのプローブが接続される。そして、貫通導体を介して電子部品が回路基板の回路導体と電気的に接続され、信号の送受、電子部品に対する電気的な検査等が行なわれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平11-160356号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えばプローブカード用として用いられる多層配線基板は、貫通導体と薄膜導体層との接続部において、電気的な検査等の使用時に外力が加わった場合に、樹脂絶縁層および薄膜導体層に加わる応力により貫通導体と薄膜導体層との電気的な接続が保てなくなったり、貫通導体と薄膜導体層とが断線してしまうことがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一つの態様による配線基板は、積層体と、貫通導体と、薄膜導体層とを備えている。積層体は、複数の樹脂絶縁層が積層されてなる。貫通導体は、樹脂絶縁層に設けられている。薄膜導体層は、樹脂絶縁層の表面に設けられ、貫通導体に接続されている。貫通導体は、貫通導体本体と突出端部とを含んでいる。突出端部は、薄膜導体層に当接しており、貫通導体本体から樹脂絶縁層の層方向に突出している。
【０００６】
本発明の他の態様によれば、多層配線基板は、セラミック基板と、セラミック基板の上面に積層された上記構成の配線基板とを備えている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一つの態様による配線基板において、突出端部は、薄膜導体層に当接しており、貫通導体本体から樹脂絶縁層の層方向に突出していることによって、貫通導体と薄膜導体層との接触面積が大きくなり、貫通導体と薄膜導体層とが強固に接合されたものとなって、電気的な検査等の使用時に外力が加わった場合に、樹脂絶縁層および薄膜導体層に応力が加わっても、貫通導体と薄膜導体層とが断線してしまうことを防止することができ、貫通導体と薄膜導体層との接続信頼性に関して向上されたものとすることが可能となる。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、多層配線基板は、セラミック基板と、セラミック基板の上面に積層された上記構成の配線基板とを備えていることによって、接続信頼性に関して向
上されている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態における配線基板および多層配線基板を示す断面図であり、（ｂ）は図１（ａ）に示された配線基板のＡ部を拡大して示す断面図である。
【図２】は図１（ａ）に示された配線基板を示す平面透視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１、図２を参照して本発明の実施形態における配線基板について説明する。本実施形態における配線基板１は、積層体２と、貫通導体３と、薄膜導体層４とを備えている。なお、図１、図２において、配線基板および多層配線基板は仮想のＸＹＺ空間内に設けられており、以下、便宜的に「上方向」とは仮想のＺ軸の正方向のことをいう。
【００１２】
積層体２は、複数の樹脂絶縁層２ａが積層されてなる。樹脂絶縁層２ａ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，フッ素樹脂等の絶縁性の樹脂から成るものである。
【００１３】
例えば、樹脂絶縁層２ａがポリイミド樹脂から成る場合には、ワニス状のポリイミド前駆体を後述するセラミック基板11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、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程度のシートの下面に、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，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、これをセラミック基板11の上に重ねて加熱プレスすることで形成する。いずれの方法においても、樹脂絶縁層２ａに貫通導体３および薄膜導体層４を形成して上記工程を必要な樹脂絶縁層２ａの数だけ繰り返すことで複数の樹脂絶縁層２ａ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。
【００１４】
積層体２において、樹脂絶縁層２ａに貫通導体３が設けられている。例えば、樹脂絶縁層２ａに直径20μｍ〜100μｍの貫通孔が形成される。この貫通孔の形成方法は、まず樹
脂絶縁層２ａ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２ａをエッチングすることによって、あるいはレーザを使い直接樹脂絶縁層２ａの一部を除去することによって形成される。このときのレーザはエキシマレーザ，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、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り貫通孔を形成してもよい。
【００１５】
また積層体２において、樹脂絶縁層２ａの層間または最外層に薄膜導体層４が設けられ、貫通導体３に接続されている。薄膜導体層４は、例えば蒸着法またはスパッタリング法、イオンプレーティング法等の薄膜形成法により、樹脂絶縁層２ａの主面の全面に、0.1
μｍ〜３μｍ程度の厚みの、例えばクロム（Ｃｒ）−Ｃｕ合金層またはチタン（Ｔｉ）−Ｃｕ合金層から成る下地導体層を形成する。次に、下地導体層の上に薄膜導体層４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または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薄膜導体層４が形成される。積層体２の上面に設けられている薄膜導体層４の表面には、腐食防止またはプローブとの接続性のために、厚さ１〜10μｍ程度のニッケルめっき層および厚さ0.1〜３μｍ程度の金めっき層を順次形成するとよい。
【００１６】
また積層体２において、樹脂絶縁層２ａに形成された薄膜導体層４に対して機械研摩もしくはエッチングすることにより、凹状となる箇所を有するものとなっている。
【００１７】
貫通導体本体３ａは、薄膜導体層４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または溶融させたはんだ等を樹脂絶縁層２ａの貫通孔に充填しておくことにより、図１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。なお、貫通孔に導体を良好に充填することができるように、貫通孔は絶縁樹脂層２の下面側のほう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またはエッチング条件により形成することができる。
【００１８】
本実施形態の配線基板１においては、複数の樹脂絶縁層２ａが積層されてなる積層体２と、樹脂絶縁層２ａに設けられた貫通導体３と、樹脂絶縁層２ａの表面に設けられ、貫通導体３に接続された薄膜導体層４とを備えており、貫通導体３は、貫通導体本体３ａと突出端部３ｂとを含み、突出端部３ｂは、薄膜導体層４に当接しており、貫通導体本体３ａから樹脂絶縁層２ａの層方向に突出している。
【００１９】
このように、貫通導体３が貫通導体本体３ａと突出端部３ｂとを含み、突出端部３ｂが薄膜導体層４に当接しており、貫通導体本体３ａから樹脂絶縁層２ａの層方向に突出していることによって、貫通導体３と薄膜導体層４との接触面積が大きくなり、貫通導体３と薄膜導体層４とが強固に接合されたものとなって、電気的な検査等の使用時に外力が加わった場合に、樹脂絶縁層２ａおよび薄膜導体層４に応力が加わっても、貫通導体３と薄膜導体層４とが断線してしまうことを防止することができ、貫通導体３と薄膜導体層４との接続信頼性に関して向上されたものとすることが可能となる。なお、「層方向」とは、図１、図２において、Ｘ軸およびＹ軸に平行な方向のことをいう。
【００２０】
貫通導体３は、樹脂絶縁層２ａに形成された薄膜導体層４に、機械研摩もしくはエッチングすることにより凹状となる箇所を形成しておき、貫通導体本体３ａが形成された樹脂絶縁層２ａと、薄膜導体層４が形成された樹脂絶縁層２ａとを、貫通導体本体３ａと薄膜導体層４とが接続されるように積層することによって、貫通導体本体３ａに充填されている導体ペーストまたは溶融させたはんだ等の導体が薄膜導体層４の凹状となる箇所に充填されて突出端部３ｂが形成される。このようにして形成された貫通導体３は、薄膜導体層４と接続された接続面を有しており、接続面が凸面状すなわち縦断面視で凸状であるものとなっており、電気的な検査等の使用時に外力が加わった場合に、樹脂絶縁層２ａおよび薄膜導体層４に応力が加わっても、剥がれ等が起きやすい貫通導体３と薄膜導体層４との接続面が曲面状すなわち縦断面視で曲線状となって、貫通導体３と薄膜導体層４との接触面積が大きくなり、貫通導体３と薄膜導体層４とが強固に接合されたものとなって、貫通導体と薄膜導体層とが断線してしまうことを防止することができるものとなる。なお、最外層に形成される薄膜導体層４においては、予め表面が平滑で板状の支持体を準備し、支持体上に薄膜導体層４を形成した後、支持体上に形成された薄膜導体層４に機械研摩もしくはエッチングすることにより凹状となる箇所を形成しておき、貫通導体本体３ａが形成された樹脂絶縁層２ａと、薄膜導体層４が形成された支持体とを、貫通導体本体３ａと薄
膜導体層４とが接続されるように積層することによって、貫通導体本体３ａに充填されている導体ペーストまたは溶融させたはんだ等の導体が薄膜導体層４の凹状となる箇所に充填されて突出端部３ｂが形成される。
【００２１】
また、図１、図２に示されているように、薄膜導体層４は、突出端部３ｂを覆うように形成されている。このような構成にすることによって、電気的な検査等の使用時に外力が加わった場合に、樹脂絶縁層２ａおよび薄膜導体層４に応力が加わっても、応力が集中しやすい樹脂絶縁層２ａと、貫通導体３と薄膜導体層４との接続面とが異なる箇所に配置されるものとなって、貫通導体と薄膜導体層とが断線してしまうことを防止することができるものとなる。
【００２２】
上面に配線基板１が積層されるセラミック基板11は、セラミック絶縁層11ａを含んでいる。セラミック絶縁層11ａ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なるものである。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）質焼結体またはガラスセラミックスが好ましい。セラミック絶縁層８がこのようなセラミックスからなるものであると、配線基板１上にプローブを接合する場合に、プローブまたはプローブの接合部に加わる、プローブとともに接合されるウエハと配線基板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、さらに、高い熱伝達性により内部に熱を滞留させることがない。
【００２３】
セラミック基板11の内部配線12および外部配線13は、セラミック絶縁層11ａ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なるものである。
【００２４】
このようなセラミック基板11は、以下の方法により製作される。例えば、セラミック絶縁層11ａが酸化アルミニウム質焼結体で形成される場合には、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、セラミック絶縁層11ａとなる複数のセラミックグリーンシートを作製する。
【００２５】
次に、セラミックグリーンシートの内部貫通導体が形成される所定位置に適当な打ち抜き加工により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（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），モリブデン−マンガン（Ｍｏ−Ｍｎ）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。
【００２６】
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りセラミック基板11が作製される。セラミック基板11の外部配線13の表面には、腐食防止または外部回路との接続性のために、厚さ１〜10μｍ程度のニッケルめっき層および厚さ0.1〜３μｍ程度の金めっき層
を順次形成するとよい。内部配線12（内部貫通導体）のセラミック基板11の表面に露出する部分にも同様のめっき層を形成してもよい。
【００２７】
多層配線基板は、セラミック基板11と、セラミック基板11の上面に積層された、上記構
成の配線基板１とを含んでいる。また、プローブカードは、上記構成の多層配線基板と、配線基板１の上面の薄膜導体層４に接続されたプローブとを含んでいる。
【００２８】
プローブは、例えば、以下のように本実施形態の配線基板１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を配線基板１の上面の薄膜導体層４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、セラミック基板11の上面に積層された配線基板１の上面の薄膜導体層４にプローブが接続されたプローブカードが得られる。
【００２９】
本実施形態の配線基板１において、貫通導体３が貫通導体本体３ａと突出端部３ｂとを含み、突出端部３ｂが薄膜導体層４に当接しており、貫通導体本体３ａから樹脂絶縁層２ａの層方向に突出していることによって、貫通導体３と薄膜導体層４との接触面積が大きくなり、貫通導体３と薄膜導体層４とが強固に接合されたものとなって、電気的な検査等の使用時に外力が加わった場合に、樹脂絶縁層２ａおよび薄膜導体層４に応力が加わっても、貫通導体３と薄膜導体層４とが断線してしまうことを防止することができ、貫通導体３と薄膜導体層４との接続信頼性に関して向上されたものとすることが可能となる。
【００３０】
本実施形態の多層配線基板は、セラミック基板11と、セラミック基板11の上面に積層された上記構成の配線基板１とを備えていることによって、接続信頼性に関して向上されている。
【符号の説明】
【００３１】
１・・・・・配線基板
２・・・・・積層体
２ａ・・・・樹脂絶縁層
３・・・・・貫通導体
３ａ・・・・貫通導体本体
３ｂ・・・・突出端部
４・・・・・薄膜導体層
11・・・・・セラミック基板
【図１】
2014107390.tif 000003
【図２】
2014107390.tif 000004