(57)【要約】      （修正有）【課題】研磨面を有するセラミック基板への金属部材の接合強度が優れたセラミック配線基板を提供すること。【解決手段】セラミック配線基板３は、互いに対向する第１の主面４１および第２の主面４２を有し、少なくとも第１の主面４１が研磨面であるムライト質焼結体からなるセラミック基板４と、セラミック基板４の第１の主面４１、第２の主面４２および内部に設けられた配線導体５と、セラミック基板４の第１の主面４１に接合材８を介して接合されている金属部材７とを備え、セラミック基板４は、ムライト質相と点在するアルミナ結晶粒子とを含み、第１の主面４１において、原紙間力顕微鏡で測定したムライト質相の表面粗さが５ｎｍ以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する第１の主面および第２の主面を有し、少なくとも前記第１の主面が研磨面であるムライト質焼結体からなるセラミック基板と、
該セラミック基板の前記第１の主面、前記第２の主面および内部に設けられた配線導体と、
前記第１の主面に接合材を介して接合されている金属部材とを備え、
前記セラミック基板は、ムライト質相と点在するアルミナ結晶粒子とを含み、
前記第１の主面において、原子間力顕微鏡で測定したムライト質相の表面粗さが５ｎｍ以下であるセラミック配線基板。
【請求項２】
前記第１の主面において、前記アルミナ結晶粒子は前記ムライト質相から突出している部分を有する請求項１に記載のセラミック配線基板。
【請求項３】
前記第１の主面に金属膜が設けられており、前記金属部材が前記金属膜に前記接合材としてろう材を介して接合されている請求項１または請求項２に記載のセラミック配線基板。
【請求項４】
前記金属膜に接続され、前記第１の主面から前記セラミック基板の内部に延びる金属柱を有している請求項３に記載のセラミック配線基板。
【請求項５】
前記金属部材と前記第１の主面との間の前記接合材中に前記金属部材よりも軟質な金属板が設けられている請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のセラミック配線基板。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のセラミック配線基板と、該セラミック配線基板の前記配線導体に電気的に接続されたプローブピンとを備えるプローブ基板。
【請求項７】
請求項６に記載のプローブ基板と、該プローブ基板の前記セラミック配線基板の前記第１の主面に対向して配置され、前記金属部材を介して前記プローブ基板が固定されている回路基板とを備えるプローブカード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック配線基板およびこれを用いたプローブ基板ならびにプローブカードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の電気的検査に用いられるプローブカードは、プローブピンを備えたプローブ基板と、プローブ基板と接続され、外部回路と接続される回路基板とを備えている。プローブ基板は、回路基板の外部回路に接続される端子電極と、プローブピンが接触する半導体素子の微小な電極との間を電気的に接続するためのものである。プローブ基板の回路基板に対向する面には金属部材が接合されており、プローブ基板は、この金属部材を介して回路基板に固定されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
金属部材は、突出した端部をねじ（ボルト）にして、回路基板側に設けたナット等により端部の位置を調整することによって、プローブ基板の平坦性を調整することにも用いられている（例えば、特許文献２を参照。）。
【０００４】
また、プローブ基板としてはセラミック基板に配線を形成したセラミック配線基板が用いられている。セラミック基板としては、半導体素子のウエハの熱膨張係数に近似した熱膨脹係数を有するムライト質焼結体が用いられ、セラミック配線基板を作製する際に、セラミック基板の主面を研磨する場合がある（例えば、特許文献３を参照。）。これにより、平坦な主面および微細な配線を有するプローブ基板を作製することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１６５９４５号公報
【特許文献２】特開２０１１−１４１２６３号公報
【特許文献３】特開２０１０−９３１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のプローブ基板において、金属部材はプローブカードの主面に設けられた金属層にろう材で接合されている。金属部材には、プローブ基板の回路基板への固定時、平坦性の調整時等に外力が加わるものである。金属部材がろう材および金属層を介して接合されたプローブ基板の主面が平坦化のために研磨加工されている場合には、この研磨加工による研磨面である主面には、研磨傷が存在している。そのため、金属部材に外力が加わると、プローブ基板の主面にも応力が加わり、研磨傷を起点としてセラミック基板が破壊しやすくなるので、金属部材の接合強度が小さいものとなることがあった。特に、ムライト質焼結体を用いるような場合は、アルミナ等の従来からよく用いられている基板材料に比較して強度が小さいので、金属部材の接合強度が小さいものになりやすかった。
【０００７】
通常は、より細かい研磨を行なうことで研磨傷を小さいものとすることができるが、ムライト質焼結体の場合は、通常の触針式等の表面粗さでは研磨状態を把握することができず、どの程度の研磨とすればよいかわからなかった。そのため、ムライト質焼結体からなるセラミック基板に金属部材を接合して、接合強度の高いプローブ基板を得ることが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示のセラミック配線基板は、互いに対向する第１の主面および第２の主面を有し、少なくとも前記第１の主面が研磨面であるムライト質焼結体からなるセラミック基板と、該セラミック基板の前記第１の主面、前記第２の主面および内部に設けられた配線導体と、前記第１の主面に接合材を介して接合されている金属部材とを備え、前記セラミック基板は、ムライト質相と点在するアルミナ結晶粒子とを含み、前記第１の主面において、原子間力顕微鏡で測定したムライト質相の表面粗さが５ｎｍ以下である。
【０００９】
また、本開示のプローブ基板は、上記のセラミック配線基板と、該セラミック配線基板の前記配線導体に電気的に接続されたプローブピンとを備える。
【００１０】
また、本開示のプローブカードは、上記プローブ基板と、該プローブ基板の前記セラミック配線基板の前記第１の主面に対向して配置され、前記金属部材を介して前記プローブ基板が固定されている回路基板とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本開示のセラミック配線基板によれば、セラミック基板はムライト質相と点在するアルミナ結晶粒子とを含み、研磨面である第１の主面において、ムライト質相の表面粗さが５ｎｍ以下であることから、比較的強度の弱いムライト質相が十分な強度を有するものとなるので、金属部材の接合強度が高いものとなる。
【００１２】
また、このようなセラミック配線基板を用いた本開示のプローブ基板およびこのプローブ基板を用いた本開示のプローブカードは、金属部材の接合強度が高いので、信頼性の高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】プローブカードの実施形態の一例を示す断面図である。
【図２】（ａ）は図１に示すプローブカードにおけるセラミック配線基板のＡ部を拡大して示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）の平面図である。
【図３】（ａ）はセラミック配線基板の他の例の要部を拡大して示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）の平面図である。
【図４】（ａ）はセラミック配線基板の第１の主面の一部を拡大して模式的に示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）Ｂ−Ｂ線における断面の一例を示す断面図である。
【図５】接合強度（引張強度）と表面粗さとの関係の一例を示すグラフである。
【図６】（ａ）は触針式表面粗さとＡＦＭ表面粗さとの関係の一例を示すグラフであり、（ｂ）は接合強度（引張強度）と触針式表面粗さとの関係の一例を示すグラフである。
【図７】（ａ）はセラミック配線基板の他の例の要部を拡大して示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるセラミック配線基板の一部を省略して示す平面図である。
【図８】（ａ）はセラミック配線基板の他の例の要部を拡大して示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるセラミック配線基板の一部を省略して示す平面図である。
【図９】（ａ）および（ｂ）はいずれもセラミック配線基板の他の例の要部を拡大して示す断面図である。
【図１０】プローブカードの他の例の要部を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、セラミック配線基板３、プローブ基板２およびプローブカード１の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１はプローブカード１の実施形態の一例を示す断面図であり、図２は図１に示すプローブカード１におけるセラミック配線基板３のＡ部を拡大して示す断面図である。また、
図３はセラミック配線基板３の他の例の要部を拡大して示しており、図３（ａ）は断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の平面図である。図４（ａ）はセラミック配線基板の第１の主面を拡大して模式的に示す平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）Ｂ−Ｂ線における断面の一例を示す断面図である。
【００１６】
図１に示すプローブカード１は、セラミック配線基板３の配線導体５にプローブピン１２が接続されたプローブ基板２が、セラミック配線基板３の金属部材７と固定部材１４とで回路基板１３に固定されて構成されている。
【００１７】
本開示のセラミック配線基板３は、互いに対向する第１の主面４１および第２の主面４２を有し、少なくとも第１の主面が研磨面であるセラミック基板４と、セラミック基板４の第１の主面４１、第２の主面４２および内部に設けられた配線導体と、第１の主面４１に接合材８を介して接合されている金属部材７とを備えている。
【００１８】
金属部材７は、セラミック基板４の第１の主面４１に接合されている。
【００１９】
そして、セラミック基板４は、ムライト質焼結体からなり、ムライト質相４ｍと点在するアルミナ結晶粒子４ａとを含んでいる。そして、第１の主面４１において、ムライト質相４ｍの表面粗さが５ｎｍ以下である。
【００２０】
本開示のセラミック配線基板３によれば、セラミック基板４はムライト質相４ｍと点在するアルミナ結晶粒子４ａとを含み、研磨面である第１の主面４１において、ムライト質相４ｍの表面粗さが５ｎｍであることから、比較的強度の弱いムライト質相４ｍが十分な強度を有するものとなるので、金属部材７の接合強度が高いものとなる。
【００２１】
セラミック基板４はムライト質相４ｍと点在するアルミナ結晶粒子４ａとを含むものである。そのため、第１の主面４１は、図４（ａ）に示す例のように、ムライト質相４ｍ中にアルミナ結晶粒子４ａが点在する面である。図４（ａ）においては、ムライト質相４ｍとアルミナ結晶粒子４ａとを区別しやすいように、ムライト質相４ｍにはドットの網掛けを施している。セラミック基板４中のムライト質相４ｍの割合は７０質量％〜９５質量％程度であり、アルミナ結晶粒子４ａの割合は５質量％〜３０質量％である。比較的強度の小さいムライト質相４ｍ中に強度の高いアルミナ結晶粒子４ａが点在していることで、ムライト質焼結体は強度が高められている。ムライト質相４ｍは、ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）を主結晶とするものであり、Ｔｉ、ＭｎおよびＭｏ等が酸化物として含まれている。ムライト質相４ｍ中に含まれるムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）は９０質量％以上である。
【００２２】
セラミック基板４（ムライト質焼結体）を主に構成している相であり、アルミナ結晶粒子４ａに比較して強度の小さいムライト質相４ｍに大きな研磨傷があると、そこを起点に破壊しやすくなる。逆に、ムライト質相４ｍに大きな研磨傷がない、すなわちある程度以下の表面粗さであればセラミック基板４の第１の主面４１における強度が高いものとなる。セラミック基板４の第１の主面４１における強度が高いと、その上に接合された金属部材７に応力が加わっても、セラミック基板４の表面（第１の主面４１）で破壊し難くなるので、接合強度の高いものとなる。
【００２３】
そのため、アルミナ結晶粒子４ａを含まない、ムライト質相４ｍの部分の表面粗さを測定する。第１の主面４１におけるムライト質相４ｍの表面粗さは、例えば、図４（ａ）中に二点鎖線で示すような位置において測定することができる。なお、ムライト質相４ｍに微小なボイドがある場合は、ボイドのない部分で測定する。表面粗さは、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Atomic Force Microscope）で測定する。図４（ａ）に示す例のように、５０
μｍ×５０μｍの視野内において３箇所で、測定長さ１０μｍにおける算術平均粗さＲａを測定して、３箇所の算術平均粗さＲａの平均値を表面粗さとする。
【００２４】
金属部材７は、図３に示す例のように、接合材８を介してセラミック基板４の第１の主面４１に直接接合されていてもよい。この場合の、セラミックに直接接合することのできる接合材８としては、例えば、樹脂接着剤または活性金属を含むろう材（活性ろう材）を用いることができる。
【００２５】
また、図１および図２に示す例のように、第１の主面４１に接合材８の接合性を高める膜等を設けて、この膜を介して第１の主面４１に接合されていてもよい。具体的には、図１および図２に示す例のように、第１の主面４１に金属膜９が設けられており、金属部材７の一端が金属膜９にろう材８１を介して接合されていてもよい。すなわち、金属部材７の一端は、接合材８であるろう材８１および金属膜９を介して第１の主面４１に接合されていてもよい。また、接合材８が樹脂接着剤である場合に比較して、耐熱性および接合強度がより向上する。接合材８が活性ろう材である場合に比較して、接合材８として融点の低いろう材８１を用いることができるので、製造時の熱履歴を低く抑えることができ、使用できる接合材８（ろう材８１）の材料の自由度を高めることができる。
【００２６】
金属部材７が接合材８（ろう材８１）および金属膜９を介してセラミック基板４の第１の主面４１に接合されている場合には、図１および図２に示す例のように、ろう材８１の外縁が金属膜９の外縁より内側に位置するようにすることができる。このような構成にすると、露出している金属膜９の外縁部分で、金属部材７を接合する際の熱による接合材８および金属部材７とセラミック基板４との間の熱応力に起因する残留応力を緩和することができるので、金属部材７の接合強度が高くなる。また、金属膜９の外縁に加わる応力を抑えることができるので、金属膜９がセラミック基板４から剥がれ難くなる。また、金属部材７の接合される側の端部の側面から金属膜９の表面にかけて、凹曲面のメニスカス形状のフィレット部が形成されると、この部分で応力を緩和することができる。そのため、金属膜９の外縁より内側に接合材８の外縁が位置し、接合材８の外縁より金属部材７の端部の外縁（側面）が内側に位置するようにすることができる。
【００２７】
図５は接合強度と表面粗さとの関係の一例を示すグラフである。このグラフは、以下のようにして得たものである。まず、ムライト質相と点在するアルミナ結晶粒子を含むムライト質焼結体の基板を準備し、研磨時間、研磨圧力、研磨に用いると粒等の研磨条件を変えることで、研磨面の表面粗さの異なる基板を作製した。表面粗さは上述した原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）による測定で算術平均粗さＲａを測定した。図５のグラフの横軸ではＡＦＭ表面粗さＲａとしている。次に、表面粗さの異なる基板のそれぞれに、金属膜を形成した。まず、主面の全面に０．２μｍのチタン層をスパッタ法で形成して、さらに、このチタン層の全面に３μｍの銅層をスパッタ法で形成し、金属薄膜層を形成した。そして、フォトリソグラフィーにより直径１２ｍｍの金属薄膜パターンを残し、その上にめっき法で厚みが２μｍのニッケルめっき膜および１μｍの金めっき膜を形成することで金属膜を形成した。金属膜の上に図１に示す例のような形状の金属部材を接合材としてＡｕ−Ｓｎ共晶合金のろう材で接合して、金属部材の接合強度試験用の試料とした。ろう材は、金属部材のフランジの側面から金属膜の上面にかけてフィレット部が形成され、フィレット部の外縁は金属膜の外縁より０．５ｍｍ程度内側に位置していた。金属部材は、雄ねじ（ボルト）であり、接合される側の端部に鍔部（フランジ）を有する。金属部材は、ねじ部が径５ｍｍ、長さ５ｍｍで、フランジが直径９ｍｍ、厚みが１ｍｍの、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金からなるものを用いた。金属部材は、表面にはニッケルめっきおよび金めっきを施したものを用いた。ムライト質焼結体の基板への金属部材の接合強度は、引張り試験にて測定した。
【００２８】
図５に示すグラフからわかるように、一般的に金属部材の接合強度として要求される１８０ｋｇｆ以上となるのは、ムライト質相４ｍの表面粗さが５ｎｍ以下の場合であることが分かる。また、表面粗さが１ｎｍより小さくても接合強度は向上していない。すなわち、表面粗さが１ｎｍより小さい場合は、研磨傷の大きさが接合強度に影響を与えないほど十分小さくなっているということである。そのため、表面粗さを１ｎｍ未満とする必要はなく、１ｎｍ未満とするような研磨は無駄になるということである。よって、ムライト質相４ｍの表面粗さは、１ｎｍ以上５ｎｍ以下とすると、金属部材の接合強度が高く、なおかつ研磨工程を含む製造工程が効率的なものとなるといえる。
【００２９】
表面粗さの測定には、従来より、触針式が広く用いられているが、この方法ではムライト質相４ｍと点在するアルミナ結晶粒子４ａとを含む場合に、アルミナ結晶粒子４ａを含まない、ムライト質相４ｍの部分だけという微小領域の表面粗さを測定することが困難である。アルミナ結晶粒子４ａの表面まで含んで測定すると、硬度の異なるアルミナ結晶粒子４ａとムライト質相４ｍとでは研磨状態が異なるので、ムライト質相４ｍの部分の粗さが分からなくなってしまう。
【００３０】
ここで、従来から用いられている触針式により測定した表面粗さ（触針式表面粗さという）と金属部材の接合強度との関係について説明する。図６（ａ）は触針式表面粗さとＡＦＭ表面粗さとの関係の一例を示すグラフであり、図６（ｂ）は接合強度と触針式表面粗さとの関係の一例を示すグラフである。触針式表面粗さは、上記の研磨したムライト質焼結体の基板の研磨面を触針式の表面粗さ計を用いて、測定長さは１．３ｍｍで測定したもので、アルミナ結晶粒子４ａの表面まで含んで測定したものである。図６（ａ）からわかるように、触針式表面粗さとＡＦＭ表面粗さとはリニアな関係ではない。すなわち、アルミナ結晶粒子４ａの表面を含む研磨面の表面粗とムライト質相４ｍの表面粗さとはリニアな関係ではないので、金属部材の接合強度に対する影響の大きいムライト質相４ｍの表面状態（研磨状態）が分からないということである。そのため、図６（ｂ）に示すグラフのように、触針式の表面粗さが小さくなるにつれて金属部材の接合強度が小さくなっていない。よって、触針式で研磨面全体を測定するのではなく、ムライト質相４ｍの表面粗さのみを測定し、その表面粗さを適切な値にすることで、金属部材の接合強度の高いセラミック配線基板３を得ることができる。
【００３１】
図４（ｂ）に示す例のように、第１の主面において、アルミナ結晶粒子４ａはムライト質相４ｍから突出している部分を有していてもよい。このように、アルミナ結晶粒子４ａがムライト質相４ｍから突出している部分を有している、すなわち第１の主面４１が微小な突起部を有していると、この上に形成される金属膜９あるいは金属膜９を有さない場合の接合材８中に突起部（アルミナ結晶粒子４ａの一部）が食い込むことになる。そのため、これらの上に接合される金属部材７の接合強度がさらに高いものとなる。このアルミナ結晶粒子４ａがムライト質相４ｍから突出している突出高さは、金属膜９を有する場合は金属膜９を貫通しないように金属膜９の厚みより小さい方がよい。そのため、突出高さは例えば２００ｎｍ程度までとすることができる。
【００３２】
図７および図８はセラミック配線基板３の他の例の要部を拡大して示しており、両図において（ａ）は図２（ａ）と同様の断面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるセラミック配線基板３の一部を省略して示す平面図である。金属膜９と金属柱１０の位置関係を見やすくするために、セラミック配線基板３における金属部材７および接合材８を透過図としてそれぞれの外縁を二点鎖線で示し、金属膜９に隠れている金属柱１０を透過して破線で示している。
【００３３】
セラミック配線基板３は、図７および図８に示す例のように、金属膜９に接続され、第１の主面４１からセラミック基板４の内部に延びる金属柱１０を有していてもよい。この
ような構成とした場合には、金属膜９に接続された金属柱１０がセラミック基板４に打ち込まれた杭のように働くので、金属膜９のセラミック基板４への接合強度がより高いものとなる。
【００３４】
金属柱１０の長さ（深さ）は、特に制限はないが、セラミック基板４が、複数のセラミック層からなる多層基板である場合には、少なくともセラミック層１層分の長さである。金属柱１０の太さ（径）についても特に制限はなく、金属柱１０の数および配置についても特に制限はない。金属部材７が金属膜９に接合される側の端部に鍔部（フランジ）を有し、鍔部の厚みが比較的薄い場合には、金属膜９における平面視で鍔部より内側に位置する部分に大きな応力が加わりやすいので、ここに接続するように金属柱１０を配置すると効果的である。また、金属膜９の外周部分も大きな応力が加わりやすいので、図７に示す例のように、金属膜９の外縁部に接続するように金属柱１０を配置することも効果的である。この場合は、金属膜９内での応力の偏りを抑えるために、金属膜９の外周に沿って周方向に等間隔に同じ大きさの金属柱１０を配置することもできる。図７に示す例においては、金属膜９の中央部に径の大きいものを１つ、金属膜９の外縁部に径の小さいものを周方向に等間隔で８つ配置している。図８に示す例では、接合材８の外縁と重なる位置に、に径の小さいものを周方向に等間隔で８つ配置している。接合材８の外縁も応力が集中しやすい場所なので効果的である。このように、効果的な位置がいくつかあるが、金属柱１０、接合材８の材質や形状に応じて適宜選択することができる。また、例えば、金属膜９の外縁部と接合材８の外縁と重なる位置の両方のように、組み合わせることもできる。
【００３５】
図９（ａ）、図９（ｂ）はいずれもセラミック配線基板３の他の例の要部を拡大して示す断面図である。
【００３６】
セラミック配線基板３は、図９に示す例のように、金属部材７と第１の主面４１との間の接合材８中に金属部材７よりも軟質な金属板１１が設けられていてもよい。このような構成にすると、金属部材７とセラミック基板４との間に加わる応力が金属板１１に分散されて最大主応力が小さくなるので、金属部材７の接合強度が高くなる。
【００３７】
図９（ａ）に示す例は、図２に示す例のようにセラミック基板４の第１の主面４１に金属膜９が設けられている場合に、金属板１１を設けたものである。この例では、金属板１１は金属膜９に接合材８（ろう材８１）で接合され、金属板１１に接合材８（ろう材８１）で金属部材７が接合されている。図９（ａ）に示す例においても、図２に示す例と同様に、接合材８（ろう材８１）の外縁は金属膜９の外縁より内側に位置している。また、金属部材７と金属板１１との間の接合材８（ろう材８１）の外縁は金属板１１の外縁より内側に位置している。このように、金属板１１が接合材８（ろう材８１）で挟まれており、金属板１１が接合材８（ろう材８１）から露出する部分を有し、接合材８（ろう材８１）中に埋め込まれていない場合も、接合材８（ろう材８１）中に金属板１１が設けられているとする。
【００３８】
このように、金属板１１上の接合材８（ろう材８１）の外縁が金属板１１の外縁より、また金属膜９上の接合材８（ろう材８１）の外縁が金属膜９の外縁より内側に位置するような構成にすると、露出している金属板１１および金属膜９の外縁部分で、金属部材７を接合する際の熱による接合材８および金属部材７とセラミック基板４との間の熱応力に起因する残留応力を緩和することができるので、金属部材７の接合強度がより高くなる。また、金属膜９の外縁に加わる応力を抑えることができるので、金属膜９がセラミック基板４から剥がれ難くなる。また、金属部材７の接合される側の端部の側面から金属板１１の表面にかけて、および金属板１１の金属膜９と接合される側の端部の側面から金属膜９の表面にかけて、凹曲面のメニスカス形状のフィレット部が形成されると、この部分で応力を緩和することができる。
【００３９】
また、図９（ａ）に示す例は金属膜９があり金属柱１０がない例であるが、図７に示す例および図８に示す例のように、金属膜９に接続され、第１の主面４１からセラミック基板４の内部に延びる金属柱１０を有する場合にも、同様の金属板１１を適用することができる。
【００４０】
また、図９（ａ）に示す例においては、接合材８として、金属部材７と金属板１１との間および金属板１１と金属膜９との間のいずれも活性金属を含まないろう材８１を用いることができる。接合材８としてろう材８１を用いると、上述したのと同様に、接合材８が樹脂接着剤あるいは活性ろう材である場合に対して有効であるが、必ずしもこれに限定されるものではなく、また、金属部材７と金属板１１との間および金属板１１と金属膜９との間で異なる接合材８を用いることもできる。
【００４１】
図９（ｂ）に示す例は、図３に示す例のように、セラミック基板４の第１の主面４１に金属膜９を設けず、金属部材７が接合材８を介してセラミック基板４の第１の主面４１に直接接合されている場合に、金属板１１を設けたものである。この例では、金属板１１は接合材８中に埋め込まれており、金属板１１は接合材８から露出する部分を有していない。図９（ａ）に示す例のように、金属部材７と金属板１１との間の接合材８の外縁が金属板１１の外縁より内側に位置し、金属板１１の一部が露出している構成とすることもできる。いずれの場合でも、金属板１１とセラミック基板４との間の接合材８は、例えば活性ろう材あるいは樹脂接着剤を用いることができ、金属部材７と金属板１１との間の接合材８は、これらに加えて活性金属を含まないろう材８１を用いることができる。金属板１１を挟んで上下に位置する接合材８は同じものを用いることもできるし、異なるものを用いることもできる。同じ接合材８を用いると同じ接合条件で同時に接合することができる。
【００４２】
セラミック基板４は、上述したようなムライト質焼結体であるセラミック焼結体からなり、互いに対向する第１の主面４１および第２の主面４２を有する板状の基板である。セラミック基板４は、ムライト質焼結体からなる複数のセラミック層が積層されてなる多層セラミック基板とすることができる。セラミック基板４としてムライト質焼結体を用いていることから、セラミック基板４はシリコンウエハとの熱膨張係数が近似している。そのため、セラミック配線基板３にプローブピン１２を設けたプローブ基板２を備えたプローブカード１を用いてバーンインテストを行なうと、高温（例えば１２５℃）と低温（例えば−４０℃）でのテストを行う場合でも、セラミック配線基板３上のプローブピン１２の先端の位置がシリコンウエハ上の端子からずれにくいものとなる。また、アルミナなどと比較すると、低温で焼成することができるので、配線導体５に低抵抗な銅を含むものを使用することができるので、電源特性や高周波特性等の電気的な特性に優れたセラミック配線基板３、プローブ基板およびプローブカード１となる。
【００４３】
セラミック基板４の平面視の形状は、例えば、正方形状、長方形状および八角形状のような多角形板状、あるいは円形状である。例えば、厚さが３ｍｍ〜１０ｍｍで、方形の場合であれば１００ｍｍ×１００ｍｍ〜３００ｍｍ×３００ｍｍとすることができ、円形状の場合であれば直径１００ｍｍ〜３００ｍｍとすることができる。セラミック基板４の少なくとも第１の主面４１は研磨によって平坦化されている。この平坦化された第１の主面４１は、プローブカード１において回路基板１３と対向する面であり、第１の主面４１上の配線導体５と回路基板１３の配線導体とが電気的に接続される。この接続がセラミック基板４の第１の主面４１の全面において均一なものとなるように平坦化されている。同様に、プローブピン１２を介してシリコンウエハ上の半導体素子と電気的に接続される第２の主面４２も研磨して平坦化されていてもよい。セラミック基板４の両主面が研磨面であると、上記のセラミック基板４の厚みは全面でほぼ均一なものとなり、回路基板１３およびシリコンウエハ上の半導体素子のような検査対象との電気的接続が良好になる。
【００４４】
配線導体５は、例えば、タングステン、モリブデン、マンガン、銅、クロムまたは白金等の金属材料によって形成されている。また、配線導体５は、これらの金属材料の合金材料からなるものであってもよい。これらの金属材料（合金材料）は、例えばメタライズ導体（厚膜導体）、薄膜導体またはめっき導体等の形態でセラミック基板４の第１の主面４１、第２の主面４２および内部に設けられている。セラミック基板４の第１の主面４１、第２の主面４２および内部（セラミック層間）には、膜状の導体が設けられ、膜状の導体同士を接続するためにセラミック層を貫通する柱状の導体（貫通導体）が設けられる。膜状の導体の厚みは例えば５μｍ〜２０μｍであり、柱状の導体は、例えば直径が３０μｍ〜１００μｍの円柱状である。
【００４５】
配線導体５が形成されたセラミック基板４の第２の主面４２に、ポリイミド等の樹脂からなる複数の絶縁層を設け、この樹脂層を介してセラミック基板４の表面に配線導体５を設けてもよい。この樹脂層と樹脂層の表面および内部に設けられる配線導体５は、薄膜導体で形成し、より微細な配線とすることができる。これによって、樹脂層の表面に形成された配線導体５に接続されるプローブピン１２の間隔をより小さいものとすることができる。
【００４６】
金属膜９は、配線導体５の膜状の導体と同じ金属材料および同じ形態とすることができ、セラミック基板４の第１の主面４１に設けられている。金属膜９の平面視の形状および大きさは、金属部材７（の底面）の形状および大きさに応じて設定することができる。金属膜９の大きさを金属部材７（の底面）の大きさより一回り大きくすると、金属部材７の底面とともに側面も接合面とすることができ、金属部材７の接合強度を大きくすることができる。具体的には、例えば、金属膜９の平面視の形状が方形の場合であれば８ｍｍ×８ｍｍ〜２０ｍｍ×２０ｍｍとすることができ、金属膜９の平面視の形状が円形状の場合であれば直径８ｍｍ〜２０ｍｍとすることができる。金属膜９の厚みは例えば５μｍ〜２０μｍとすることができる。図２、図７および図８に示す例では、金属部材７の接合面の形状が円形であるのに対して、金属膜９の平面視の形状も円形であるが、金属膜９の平面視の形状は金属部材７とは異なる形状であってもよい。
【００４７】
金属柱１０は、一端が金属膜９に接続され、他端が第１の主面４１からセラミック基板４の内部に延びて設けられている。金属柱１０は、配線導体５の柱状の導体（貫通導体）と同じ金属材料、同じ方法で形成することができる。第１の主面４１からセラミック基板４の内部に延びる長さは、セラミック層の厚みおよび貫通するセラミック層の層数により、例えば０．２ｍｍ〜１ｍｍとすることができる。金属柱１０は、例えば円柱状であり、直径は配線導体５の柱状の導体（貫通導体）と同様に、例えば３０μｍ〜１００μｍとすることができる。また、上述したように、複数の金属柱１０は互いに異なる径であってもよいし、長さについても互いに異なるものであってもよい。図７および図８に示す例においては、金属膜９の中央部に接続される金属柱１０は、径の大きいものが１つ配置されているが、これに変えて、径の小さいもの、例えば金属膜９の外縁部に配置されたものと同じ径のものを、小さい間隔で複数個配置しても同様の効果が得られる。また、配線導体５の貫通導体、金属膜９の外縁部の金属柱１０および金属膜９の中央部の金属柱１０を同じ径にすることで、効率よく形成することができる。
【００４８】
金属部材７は、例えばＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金やＦｅ−Ｎｉ合金等の合金材料からなるものを用いることができ、プレス加工や切削加工等で形成することができる。セラミック基板４と熱膨張係数が近似している材料からなる場合には、セラミック基板４と接合した後の残留応力が小さく接合強度が低下し難い。表面保護のために、上記のような合金からなるものの表面にニッケルめっき等を施した金属部材７であってもよい。接合材８としてろう材を使用する場合には、ろう材の濡れ性を考慮してニッケルめっき後に金めっきを施し
てもよい。
【００４９】
金属部材７の形状は、例えば、図１に示す例の場合は、雄ねじ（ボルト）であり、接合される側の端部に鍔部（フランジ）を有する。金属部材７は、鍔部を有さない円柱状のものであってもよいし、いわゆる六角ボルトであってもよい。通常の六角ボルトの頭は厚みが厚く、第１の主面４１から頭が大きく突出して回路基板１３と干渉しやすくなるので、図１〜図３および図７，８に示す例のように、円柱状のねじ部の接合される側の端部（一端）に円板状の鍔部（フランジ）を有するものとすることができる。鍔部を有することで、全体の大きさを大きくすることなくセラミック基板４との接合面積を増加して接合強度を高くすることができる。これらの例では金属部材７の一端部（一端面）は円形状であるが、これに限られるものではなく、例えば方形状等の多角形状であってもよい。一端面が円形状のような角部を有さない形状であると、金属部材７に外力が加わった際に、セラミック基板４との接合部において応力が集中しやすい部分がないので、接合強度が高いものとなる。金属部材７の形状はこれに限られるものではなく、例えば図１０に示す例のような雌ねじを有するもの（ナット）であってもよいし、雄ねじである場合であっても一端から他端まで一体でなく、分割可能なものであってもよい。分割可能な金属部材としては、例えば、一端側は図１に示すような雄ねじであり、他端側は、一端にこの雄ねじが結合する雌ねじ部を有し、他端に固定部材１４に結合される雄ねじ部を有しているものが挙げられる。また、金属部材７は、ねじ部を有さない一端部とねじ部を有する他端部とが接合されたものであってもよい。金属部材７の一端部が第１の主面４１に対して傾いて接続された場合であっても、その後にねじ部を有する他端部の傾きを修正して接合することで、セラミック基板４との接合部に均一に応力が加わるようにすることができる。
【００５０】
金属部材７の寸法は、一端が第１の主面４１上の配線導体５間に収まる大きさで、プローブ基板２と回路基板１３との距離等に応じた長さであれば特に限定されるものではない。金属部材７の形状が例えば図１に示す例のような場合であれば、ねじ部は、例えば径が２ｍｍ〜１５ｍｍで長さが４ｍｍ〜５０ｍｍで、フランジは例えば径が７ｍｍ〜１９ｍｍで、厚みが０．５ｍｍ〜３ｍｍとすることができる。
【００５１】
また、金属部材７の、第１の主面４１または金属膜９に接合される一端部は、図１０に示す例のように、第１の主面４１に対向する接合面から側面にかけて、Ｃ面もしくはＲ面を有する形状とすることができる。金属部材７の接合面側の周縁部に接合材８が溜まりやすくなるため、接合材８が外側に濡れ広がる長さを抑えながら金属部材７の側面には濡れ広がりやすくなるので、容易にメニスカスを形成し且つメニスカスの広がりを抑えやすくなるので、設計の自由度が向上する。これは、金属部材７の形状が、ねじ部の接合される側の端部に鍔部（フランジ）を有する形状の場合も同様である。
【００５２】
金属板１１は、金属部材７よりも軟質な金属材料からなるものであり、上記したＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金（例えば、Ｎｉ２９％、Ｃｏ１７％、Ｆｅ５３．５％、Ｍｎ０．３％、Ｓｉ０．２％：ヤング率１５９ＧＰａ）またはＦｅ−Ｎｉ合金（例えば、Ｎｉ３６％、Ｆｅ６３．１％、Ｍｎ０．７％、Ｃ０．２％：ヤング率１４０−１５０ＧＰａ）の場合であれば、例えば、無酸素銅（Ｃｕ＞９９．９６％：ヤング率１１７ＧＰａ）、黄銅（Ｃｕ７０％、Ｚｎ３０％：ヤング率１１０ＧＰａ）、りん青銅（Ｃｕ９１．８％、Ｓｎ８％、Ｐ０．２％：ヤング率１１０ＧＰａ）、アルミニウム（Ａｌ＞９９．８５％：ヤング率６９ＧＰａ）、金（Ａｕ：ヤング率７８ＧＰａ）、銀（Ａｇ：ヤング率７３−８３ＧＰａ）等の金属材料を用いることができ、接合材８の種類、接合温度に応じて適宜選択することができる。このような金属からなる大判の板材を、プレス加工や切削加工等で金属板１１を作製することができる。
【００５３】
金属板１１の平面視の形状および大きさは、金属部材７（の底面）および金属膜９の形
状および大きさに応じて設定することができる。金属板１１の平面視の形状は、例えば金属部材７の接合される側の端部（一端部）の形状、端部に鍔部（フランジ）が設けられる場合は鍔部を含む端部の形状と相似形とすることができる。金属板１１の大きさを金属部材７（の底面）の大きさより一回り大きくすると、金属部材７と金属板１１との間の接合材８を凹曲面のメニスカス形状のフィレット部を有する形状とすることができる。金属板１１の形状が金属部材７の一端部の形状の相似形でかつ一回り小さい場合には、金属部材７の側面から金属板１１の上面にかけて形成されるフィレット部の幅が均一なものとなるので、接合強度に関して異方性がなくなる。また、第１の主面４１に金属膜９が設けられる場合には、金属板１１の大きさを金属膜９の大きさより一回り小さくすると、金属板１１と金属膜９との間の接合材８を凹曲面のメニスカス形状のフィレット部を有する形状とすることができる。また、金属板１１の厚みは例えば０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍとすることができる。
【００５４】
表面保護（腐食防止）あるいは接合材８の濡れ性（接合性）のために、表面にニッケルめっき等を施した金属部材７であってもよい。接合材８としてろう材を使用する場合には、ろう材の濡れ性を考慮してニッケルめっき上にさらに金めっきを施してもよい。
【００５５】
接合材８は、樹脂接着剤やろう材、活性ろう材を使用することができる。樹脂接着剤としては、接着強度が強く、耐熱性もある樹脂を使用するのがよく、例えば、エポキシ系樹脂が挙げられる。樹脂接着剤には、必要に応じて熱膨張係数を低下させてセラミック基板４および金属部材の熱膨張係数に近づけるために、樹脂成分より低熱膨張係数の無機充填材を添加してもよい。ろう材としては、各種銀ろう、Ａｕ−Ｓｎ共晶合金、各種半田を使用することができるが、銀ろう、Ａｕ−Ｓｎ共晶合金を使用すると長期の温度サイクル信頼性や耐熱性の劣化が発生しにくい。活性ろう材は、各種銀ろうにチタンやハフニウムおよびジルコニウムのうち少なくとも１種の活性金属材料の粉末をさらに添加したものである。活性ろうを使用した場合には真空中や不活性雰囲気とすることで、セラミック基板４にろう材を直接接合することができるようになる。
【００５６】
上記のようなセラミック配線基板３の製造方法の一例について説明する。
【００５７】
セラミック基板４は、セラミック層となるグリーンシートを複数枚積層して焼成することによって作製することができる。グリーンシートの作製においては、まず、ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）粉末と添加剤として、Ｍｎ２Ｏ３粉末、ＴｉＯ２粉末およびＭｏＯ３粉末等を添加した混合粉末に対して有機バインダ、溶媒を添加してボールミル等を用い十分に混合、分散させることでスラリーを作製する。このスラリーをドクターブレード法、射出法などの成形方法によってグリーンシートを作製することができる。あるいは、混合粉末に有機バインダを添加し、プレス成形、圧延成形等の方法により所定の厚みのグリーンシートを作製することもできる。なお、グリーンシートの厚みはたとえば５０〜３００μｍとすることができるが、特に限定されない。
【００５８】
混合粉末には、ムライト質焼結体の緻密化と、配線導体５との同時焼結性を高めるために、さらに、Ｃａ、Ｓｒ、ＢおよびＣｒの群から選ばれる１種以上の酸化物粉末、または焼成によって酸化物を形成しうる炭酸塩、硝酸塩、酢酸塩からなる粉末を添加してもよい。
【００５９】
このグリーンシートに対して、例えば、金型パンチング、マイクロドリル、レーザー等の孔形成方法により貫通孔を形成する。この貫通孔は、配線導体５の貫通導体となる部分および金属柱１０となる部分に設ける。
【００６０】
また、グリーンシートに対して、導体ペーストを、例えばスクリーン印刷により貫通導
体用および金属柱１０用の貫通孔内に充填し、スクリーン印刷、グラビア印刷などの印刷方法により、セラミック層間の配線導体５、金属膜９の形状でグリーンシートの主面に印刷塗布する。導体ペーストは、例えば、銅（Ｃｕ）粉末とタングステン（Ｗ）粉末またはモリブデン（Ｍｏ）粉末とを所定の比率となるように混合した混合金属粉末に対して有機バインダ、溶媒等を添加して三本ミル等を用いて十分に混合させることで調製することができる。なお、この導体ペースト中には、セラミック基板４との密着性を高めるために、上記の金属粉末以外にアルミナ粉末あるいはセラミック基板４と同一組成物の混合粉末を添加してもよく、さらにはＴｉ等の活性金属あるいはそれらの酸化物を添加してもよい。
【００６１】
なお、導体ペーストは、すべて同一の組成である必要はなく、必要とされる配線抵抗や電気特性に応じて、部分的に組成を変えても構わない。例えば、配線導体５において、径が３０〜１００μｍ程度ある貫通導体は、一般的に厚みが５〜２０μｍ程度で幅が２０〜１００μｍ程度のセラミック層間の膜状の導体に比べて断面積が大きくなる傾向があるので、貫通導体や幅の広いセラミック層間の膜状の導体については部分的にタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）やその合金で形成しても構わない。このようにすると、電気特性への影響を抑えつつ、セラミック層と貫通導体との焼成収縮の違いによる部分的な変形を緩和することができる。
【００６２】
その後、導体ペーストを印刷塗布したグリーンシートを含む複数のグリーンシートを位置合わせして積層圧着して積層体を作製する。
【００６３】
積層体を、非酸化性雰囲気（窒素雰囲気あるいは窒素と水素との混合雰囲気）中で焼成することで、配線導体５を備えた配線基板となる。原料粉末（上記混合粉末）中に上述したようにマンガン（Ｍｎ）が含まれたものを、１３８０〜１４２０℃で焼成すると、焼成時にムライトが分解してアルミナ結晶が析出し、ムライト質相４ｍ中にアルミナ結晶粒子４ａが点在するムライト質焼結体からなるセラミック基板４を得ることができる。アルミナ粉末を予めムライト粉末に加えておくことでもムライト質相中にアルミナ結晶粒子が点在するムライト質焼結体を得ることができる。アルミナ粉末を加える方法より、上記したように焼成中にアルミナ結晶を析出させる方法の方が、アルミナ結晶粒子４ａの粒径の大きさのばらつきが小さく、セラミック基板４の強度がより高いものが得られる。
【００６４】
次に、この配線基板の第１の主面４１を研磨することで、研磨面である第１の主面４１を有するセラミック配線基板３となる。第２の主面４２も研磨して、第１の主面４１および第２の主面４２の両主面とも研磨面としてもよい。研磨加工は、砥石や砥粒を用いる機械研磨、砥粒を反応性の溶媒に懸濁した研磨材を用いる化学機械研磨によって行なわれる。この研磨加工によってできた研磨面にはマイクロクラックが発生する。研磨加工の仕上げとして、例えば砥粒の径が１μｍ未満のアルミナ粒子を用いた遊離砥粒を用いたラッピング研磨を行なうことで、マイクロクラックを低減することもできる。この仕上げ研磨の時間を長くすることで、原子間力顕微鏡で測定したムライト質相４ｍの表面粗さを５ｎｍ以下とするとともに、アルミナ結晶粒子４ａがムライト質相４ｍから突出している部分を有するものとすることができる。また、配線導体５を薄膜で形成する場合には、研磨面の表面粗さは、例えば算術平均粗さ（Ｒａ）が０．３μｍ以下であるのがよいが、ムライト質相４ｍの表面粗さが５ｎｍ以下であれば通常はそのようになり、アルミナ結晶粒子４ａのムライト質相４ｍからの突出量が６００ｎｍ以下になるようにすればよい。
【００６５】
セラミック基板４の主面上の配線導体５は、例えば以下のようにして作製することができる。例えばスパッタ法等の薄膜形成法を用いて、まず、セラミック基板４の内部に配線導体５を有する配線基板の主面の全面に０．１〜３μｍ程度のチタンやクロム等の接合金属層を形成する。次に、この接合金属層の全面に２〜１０μｍ程度の銅等の主導体層を形成して、導電性薄膜層を形成する。必要に応じてバリア層等を形成してもよい。そして、
フォトリソグラフィーにより導電性薄膜層をパターン加工することで薄膜の配線導体５を形成することができる。
【００６６】
このとき、金属膜９を予め導体ペーストでメタライズ層として形成している場合は、メタライズ層を露出させてもよいし、メタライズ層の上に薄膜導体層をさらに設けて金属膜９としてもよい。また、金属膜９の中央部をメタライズ層で形成し、外縁部を薄膜で形成することもできる。より応力が大きく加わる中央部を接合強度のより高いメタライズ層で形成し、外形を形成する外縁部を寸法精度の高い薄膜で形成するので、接合強度と寸法精度を高いレベルで両立させることができる。なお、メタライズ層で金属膜９を形成しない場合は、配線導体５の形成と同時に、金属膜９も薄膜で形成され、寸法精度のより高いものとなる。
【００６７】
配線導体５の表面および金属膜９の表面には、１〜１０μｍ程度のニッケル膜および０．１〜３μｍ程度の金膜を順に形成して、配線導体５および金属膜９の表面を保護するとともに、ろう材やはんだ等の接合性を高めることができる。ニッケル膜および金膜は、電解めっきによるめっき膜あるいは薄膜で形成することができる。
【００６８】
次に、第１の主面４１に接合材８を介して金属部材７を接合することでセラミック配線基板３となる。接合材８が接着剤である場合には、例えば液状の熱硬化性エポキシ接着剤を金属部材７の一端面に塗布し、この一端面を第１の主面４１に押し付けて、接着剤の硬化条件（例えば１５０℃を６０分間保持）の熱履歴を与えることで、接着剤を硬化させて接合することができる。接合材８が活性ろう材の場合には、例えば金属部材７の一端面に活性共晶銀ろうペーストを塗布し、この一端面を第１の主面４１に押し付けて、活性共晶銀ろうの溶融条件（例えば不活性雰囲気中で８３０℃を１０分間保持）の熱履歴を与えることで溶融接合することができる。また、接合材８がろう材の場合には、例えば金属膜９と金属部材７の間にＡｕ−Ｓｎ共晶合金ろうのシートを配置し、Ａｕ−Ｓｎ共晶合金ろうの溶融条件（例えば、窒素雰囲気中で３２０℃を１０分間保持）のの熱履歴を与えることで溶融接合することができる。
【００６９】
ここで、接合材８（ろう材８１）として例えばＡｕ−Ｓｎ合金ろうのシートを用いた場合には、金属膜９の表面の金めっき厚みを金属部材７の表面の金めっき厚みより厚く形成してもよい。このようにすると、接合時に加えた熱で接合材８（ろう材８１）が溶融した場合に金属膜９の表面の金めっきが金属部材７の表面の金めっきより接合材８（ろう材８１）に多く溶け込むことになるので、Ａｕ−Ｓｎ合金の組成は金属膜９側がより共晶組成から大きくずれて融点が高くなる。そして、接合材８（ろう材８１）が金属膜９の外周側に流れるより、金属部材７の接合部の側面を這い上がる高さが大きくなりやすくなる。そのため、接合材８（ろう材８１）が金属膜９の外周端まで流れにくくなるので、金属部材７の接合強度が高くなる。結果として、金属膜９を小さくすることもできるので、設計の自由度が高いものとなる。
【００７０】
なお、金属部材７は、セラミック基板４の第１の主面４１に垂直になるように接合すると、セラミック基板４が変形することを金属部材７で効果的に防ぐことができる。
【００７１】
また、金属部材７と第１の主面４１との間の接合材８中に金属板１１が設けられる場合は、第１の主面４１（または金属膜９）に接合材８で金属板１１を接合した後に、金属板１１に接合材８で金属部材７を接合すればよい。あるいは、第１の主面４１（または金属膜９）の上に接合材８、金属板１１、接合材８および金属部材７を順に載置して、接合材８に応じた熱履歴を与えることで一括して金属板１１と金属部材７を同時に接合することができる。
【００７２】
プローブ基板２は、上記のようなセラミック配線基板３と、セラミック配線基板３の配線導体５に電気的に接続されたプローブピン１２とを備える。より具体的には、セラミック基板４の第２の主面４２上に位置する配線導体５にプローブピン１２が接合されている。
【００７３】
プローブピン１２は、例えば、ニッケルやタングステンなどの金属からなるものである。プローブピン１２がニッケルからなる場合であれば、例えば、以下のようにして作製される。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の雌型を形成し、雌型を形成した面にめっき法を用いてニッケルから成る金属を被着させる。そして、さらに雌型をニッケルで埋め込み、埋め込まれたニッケル以外のウエハ上のニッケルをエッチング法等の加工を用いて除去して、ニッケル製プローブピン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をセラミック基板４の第２の主面４２上に位置する配線導体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、プローブ基板２が得られる。
【００７４】
このようなプローブ基板２は、金属部材７の接合強度が高いので、プローブカード１に用いた場合に、回路基板１３への取り付け固定時や平坦性の調整時等に外力が加わっても金属部材７が剥れたり、セラミック基板４が欠けたりする可能性が低減されたものとなる。
【００７５】
図１に示す例においては、プローブ基板２の第２の主面４２の中央部には配線導体５およびプローブピン１２が設けられていないが、測定する半導体素子の電極の配置に応じてプローブピン１２は配置されるものであるので、この例に限られるものではない。
【００７６】
プローブカード１は、上記のプローブ基板２と、プローブ基板２のセラミック配線基板３の第１の主面４１に対向して配置され、金属部材７を介してプローブ基板２が固定されている回路基板１３とで基本的に構成される。より具体的には、例えば図１に示す例のように、プローブ基板２を回路基板１３に支持部材１５と金属部材７および固定部材１４で固定するとともに、セラミック配線基板３の第１の主面４１上の配線導体５と回路基板１３の表面の電極１６とを接続部材１７で電気的に接続することでプローブカード１となる。
【００７７】
このようなプローブカード１は、金属部材７の接合強度が高いので、信頼性の高いものとなる。
【００７８】
回路基板１３は、半導体素子の動作状態を判断するテスターとプローブ基板２（プローブピン１２）との接続を仲介するためのプリント回路基板であり、ガラスエポキシ多層基板で形成されている。
【００７９】
接続部材１７は、金属製のピン等である。接続部材１７の一端は、セラミック配線基板３の第１の主面４１上の配線導体５にろう材やはんだ等で固定されている。接続部材１７の他端は回路基板１３に接触されている。これにより、回路基板１３とプローブ基板２とが電気的に接続されている。
【００８０】
支持部材１５は、枠状であり、回路基板１３の外縁部に固定されている。不図示の枠体とともに回路基板１３とプローブ基板２とを周縁部で機械的に固定している。支持部材１５および枠体は主に４２アロイやインバーのように高剛性で、低熱膨張な金属で形成される。なお、図１に示す例おいては、支持部材１５をセラミック基板４の周縁部に引っかける形状として、プローブ基板２の周縁部を支持部材１５で固定し、プローブ基板２の中央
部は金属部材７および固定部材１４で固定している。プローブ基板２の周縁部を支持部材１５で固定した状態で、金属部材７と固定部材１４とによりプローブ基板２の中央部と回路基板１３の中央部との距離を調節することで、プローブ基板２の平坦度を調節することができる。
【００８１】
なお、図１に示す例おいては、金属部材７をセラミック基板４の中央の１ケ所だけに接合しているが、この例に限られるものではない。例えば、セラミック基板４の中央部以外にも複数の金属部材７を接合してもよい。複数の金属部材７を有する場合には、より細かく平坦度の調整することができる。
【００８２】
また、プローブカード１は図１に示す例に限られるものではなく、例えば、回路基板１３とプローブ基板２との間にさらにインターポーザー基板を設けたものであってもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１・・・プローブカード
２・・・プローブ基板
３・・・セラミック配線基板
４・・・セラミック基板
４１・・第１の主面
４２・・第２の主面
４ｍ・・ムライト質相
４ａ・・アルミナ結晶粒子
５・・・配線導体
７・・・金属部材
８・・・接合材
８１・・ろう材
９・・・金属膜
１０・・金属柱
１１・・金属板
１２・・プローブピン
１３・・回路基板
１４・・固定部材
１５・・支持部材
１６・・電極
１７・・接続部材
【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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【図９】
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【図１０】
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