(57)【要約】【課題】複数の樹脂層を積層し、表面に複数のプローブ用パッドを有する第１積層体と、その裏面側に配置され且つ複数りセラミック層を積層してなる第２積層体とを備え、その裏面に接合される複数のスタッドをロウ付けしても、前記第１積層体の樹脂が軟化などで変形せず、ロウ付けに用いたロウ材層が第２積層体の裏面に形成された外部接続端子と不用意なショートを生じ難い電子部品検査装置用配線基板を提供する。【解決手段】複数の樹脂層ｊ１〜ｊ３を積層してなり、表面５に複数のプローブ用パッド９を有する第１積層体３と、その裏面６側に配置され且つ複数のセラミック層ｃ１〜ｃ３を積層してなる第２積層体４と、その裏面８に接合された複数のスタッド２０ａと、を備え、第１積層体３の樹脂層ｊ１〜ｊ３は、熱変形温度が３００℃以上である樹脂からなり、スタッド２０ａは、第２積層体４の裏面８に形成された金属層１６の表面上にロウ材層２８を介して接合されている、電子部品検査装置用配線基板１。【選択図】  図１
2019049498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の樹脂層を積層してなり、表面に複数のプローブ用パッドを有する第１積層体と、該第１積層体の裏面側に配置され且つ複数のセラミック層を積層してなる第２積層体と、該第２積層体の裏面に接合された複数のスタッドと、を備えた電子部品検査装置用配線基板であって、
上記第１積層体の樹脂層は、熱変形温度が３００℃以上である樹脂からなり、
上記スタッドは、第２積層体の裏面に形成された金属層の表面上にロウ材層を介して接合されている、
ことを特徴とする電子部品検査装置用配線基板。
【請求項２】
前記ロウ材層は、平面視にて該ロウ材層の最外部から前記スタッドの接合面の外周縁までの距離である延出部を有し、該延出部の長さは平面視で５０μｍ以下である、
ことを特徴とする請求項１に記載の電子部品検査装置用配線基板。
【請求項３】
前記複数のスタッドを接合している前記複数のロウ材層は、それぞれ前記延出部を有し、平面視にて複数の該延出部のバラツキである標準偏差σが３０μｍ以下である、
ことを特徴とする請求項２に記載の電子部品検査装置用配線基板。
【請求項４】
前記スタッドは、前記金属層と対向する前記接合面を有するフランジ部と、該フランジ部の表面から垂直に立設されたボルト部、あるいは前記フランジ部の表面から垂直に立設されたナット筒体部とからなる、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の電子部品検査装置用配線基板。
【請求項５】
前記スタッドは、該スタッドのフランジ部が前記第２積層体の裏面に形成された金属層の表面に、前記ロウ材層を介して接合されている、
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の電子部品検査装置用配線基板。
【請求項６】
前記第１積層体の樹脂層は、ポリイミドからなる、
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の電子部品検査装置用配線基板。
【請求項７】
前記ロウ材層は、金ロウあるいは銀ロウからなる、
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の電子部品検査装置用配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、シリコンウェハーの表面に沿って形成された多数の半導体素子などの電子部品における電気的特性を検査するための電子部品検査装置に用いられる配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
前記のような多数の電子部品に対し、複数のプローブピンを均一且つ個別に接触させるべく、前記配線基板の姿勢を前記検査装置において調整するため、該配線基板において、上記プローブピンを植設するプローブ用パッドを設けた表面と反対側の裏面には、該裏面に対してボルトが垂直となるように該ボルトを含むスタッドが接合されている。例えば、前記スタッドが接合された裏面に該スタッドの周囲にビア導体（隣層間接続導体部）が位置している場合、前記スタッドに大きな外力が加わっても、前記ビア導体の近傍における基板にクラックが発生し難くするため、前記スタッドを前記裏面に形成された表面金属層に接合しているロウ材層の外接円と、前記ビア導体の中心軸との距離などを適宜規定した多層セラミック基板およびその製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、前記多層セラミック基板およびその製造方法では、ファインピッチ化の要望に対応しようとする場合、前記基板の裏面に形成した表面金属層に対して前記スタッドを接合したロウ材層の外接円（外周縁）が、前記ビア導体の裏面側に接続された外部接続端子との間で不用意なショートを生じ得るおそれがあった。
また、前記スタッドの接合を樹脂接着剤で行った場合、該樹脂接着剤のスタッドからはみ出す長さを十分に制御できないことにより、上記外部接続端子の一部を上記樹脂接着剤が覆ってしまい、該外部接続端子が外部の電極などとの電気的な接続ができなくなる、おそれがあった。
更に、前記電子部品検査装置用配線基板とするために、複数のプローブ用パッドを表面に有する複数の樹脂絶縁層と、該樹脂絶縁層の裏面側に配置され且つ複数のセラミック層とを積層した構造を有する形態とした場合、最外側の該セラミックの裏面側に設けた金属層に対しスタッドをロウ付けして接合する際に、前記樹脂絶縁層を構成する樹脂が軟化あるいは融解して変形する、おそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１６５９４５号公報（第１〜２０頁、図１〜７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、背景技術で説明した問題点を解決し、複数の樹脂層を積層し且つ表面に複数のプローブ用パッドを有する第１積層体と、該第１積層体の裏面側に配置され且つ複数のセラミック層を積層してなる第２積層体とを備え、該第２積層体の裏面に接合される複数のスタッドをロウ付けされていても、前記第１積層体の樹脂が軟化などにより変形していないと共に、前記ロウ付けに用いたロウ材層が上記第２積層体の裏面に形成された外部接続端子と不用意なショートや、樹脂接着剤が外部接続端子を覆うことによる外部との断線を生じ難くてされている電子部品検査装置用配線基板を提供する、ことを課題とする。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するため、前記スタッドは、第２積層体の裏面に形成された金属層の表面上にロウ材層を介して接合することとし、且つ前記第１積層体の樹脂層を構成する樹脂を熱変形温度が３００℃以上のものとする、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の電子部品検査装置用配線基板（請求項１）は、複数の樹脂層を積層してなり、表面に複数のプローブ用パッドを有する第１積層体と、該第１積層体の裏面側に配置され且つ複数のセラミック層を積層してなる第２積層体と、該第２積層体の裏面に接合された複数のスタッドと、を備えた電子部品検査装置用配線基板であって、上記第１積層体の樹脂層は、熱変形温度が３００℃以上である樹脂からなり、上記スタッドは、第２積層体の裏面に形成された金属層の表面上にロウ材層を介して接合されている、ことを特徴とする。
【０００７】
前記電子部品検査装置用配線基板によれば、以下の効果（１）が得られる。
（１）前記第１積層体の樹脂層を構成する樹脂を熱変形温度が３００℃以上のものとし、且つ前記スタッドを、第２積層体の裏面に形成された金属層の表面上にロウ材層を介して接合することとしたので、上記スタッドをロウ付けする際に前記ロウ材のロウ付け温度が３００℃以上であっても、上記第１積層体を構成する樹脂層が軟化したり、融解するなどの変形が皆無となり、形状および寸法精度が優れている。
【０００８】
尚、前記プローブ用パッドには、追ってプローブピンが個別に立設される。
また、前記第２積層体を構成する前記セラミック層は、例えば、ガラス−セラミックのような低温焼成セラミックからなる。
更に、前記第１積層体や第２積層体の内部には、互いに導通可能な内層配線やビア導体が適宜形成される。かかる内層配線やビア導体は、銅または銅合金、あるいは銀または銀合金からなる。但し、第２積層体の内部に形成される内層配線やビア導体は、タングステンやモリブデンを含むメタライズ層としても良い。
また、前記金属層は、例えば、スバッタリングによるチタンの薄膜層と銅の薄膜層、および銅のメッキ膜とニッケルのメッキ膜を順次積層したものである。
更に、前記ロウ材層は、前記金属層の表面またはスタッドのフランジ部の接合面に溶融状態で供給されるか、あるいは、平面視で前記フランジ部の外形と相似形にプリフォームしたものが配設される。
また、前記スタッドは、例えば、コバール（Ｆｅ−２９％Ｎｉ−１７％ｃｏ）、４２アロイ（Ｆｅ−４２％Ｎｉ）、１９４合金（Ｃｕ−２．３％Ｆｅ−０．０３％Ｐ）、あるいは、種々のステンレス鋼からなる。
加えて、前記金属層、接合後のロウ材層、およびスタッドの外部に露出する表面には、例えば、ニッケル膜を介して金膜が電解メッキによって被覆されている。
【０００９】
また、本発明には、前記ロウ材層は、平面視にて該ロウ材層の最外部から前記スタッドの接合面の外周縁までの距離である延出部を有し、該延出部の長さは平面視で５０μｍ以下である、電子部品検査装置用配線基板（請求項２）も含まれる。
上記電子部品検査装置用配線基板によれば、以下の効果（２）が得られる。
（２）前記第２積層体の裏面において、複数のスタッドおよび複数の接続端子が高密度で配置されていても、個々のスタッドを接合するためのロウ材層における延出部の長さが、該スタッドの接合面よりも平面視で５０μｍ以下であるため、隣接するスタッドあるいは外部接続端子との間で、不用意なショートを抑制することができる。
【００１０】
更に、本発明には、前記複数のスタッドを接合している前記複数のロウ材層は、それぞれ前記延出部を有し、平面視にて複数の該延出部のバラツキである標準偏差σが３０μｍ以下である、電子部品検査装置用配線基板（請求項３）も含まれる。
これによれば、複数の前記スタッドを接合するためのロウ材層ごとの前記延出部全体の標準偏差σが３０μｍ以下であるので、前記効果（２）を一層確実に得ることが可能となる。
【００１１】
また、本発明には、前記スタッドは、前記金属層と対向する前記接合面を有するフランジ部と、該フランジ部の表面から垂直に立設されたボルト部、あるいは前記フランジ部の表面から垂直に立設されたナット筒体部とからなる、電子部品検査装置用配線基板（請求項４）も含まれる。
上記電子部品検査装置用配線基板によれば、以下の効果（３）が得られる。
（３）前記ボルト部の雄ネジあるいは前記ナット筒体部の雌ネジにネジ結合する検査装置側のナットあるいはボルトを、前記スタッドごとに調整することによって、検査対象である多数の電子部品に対し、前記プローブ用パッドごとの上面に植設されるプローブピンを確実に接触させ且つ正確な検査を行うことができる。
尚、前記スタッドのフランジ部は、例えば、厚みが約２〜７ｍｍの均一な平板であり、且つ底面視が前記円形（例えば、直径が１０〜１４ｍｍ）のほか、六角形以上の正多角形を呈する形態であっても良い。
また、前記スタッドのボルトやナット筒体の雄ネジや雌ネジは、例えば、Ｍ４あるいはＭ５のネジである。
【００１２】
更に、本発明には、前記スタッドは、該スタッドのフランジ部が前記第２積層体の裏面に形成された金属層の表面に、前記ロウ材層を介して接合されている、電子部品検査装置用配線基板（請求項５）も含まれる。
これによれば、前記効果（１），（２）を一層確実に得ることができる。
また、本発明には、前記第１積層体の樹脂層は、ポリイミドからなる、電子部品検査装置用配線基板（請求項６）も含まれる。
これによれば、上記ポリイミドの熱変形温度が３４３℃であるため、前記効果（１）をより確実に得ることができる。
【００１３】
加えて、本発明には、前記ロウ材層は、金ロウあるいは銀ロウからなる、電子部品検査装置用配線基板（請求項７）も含まれる。
これによれば、前記ロウ材層を構成する金ロウ（金合金）や銀ロウ（銀合金）は、ロウ付け温度が前者が約３００℃であり、後者が約８００℃であるため、前記効果（１）を確実に得ることが可能となる。
尚、前記金ロウは、例えば、Ａｕ−Ｓｎ合金やＡｕ−Ｃｕ合金であり、前記銀ロウは、例えば、Ａｇ−Ｃｕ合金やＡｇ−Ｃｕ−Ｚｎ合金が例示される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による一形態の電子部品検査装置用配線基板を示す垂直断面図。
【図２】上記配線基板におけるスタッド付近を示す部分拡大図。
【図３】上記スタッドのロウ付け方法を示す概略図。
【図４】異なる形態のスタッドとその付近示す上記同様の部分拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下において、本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明による一形態の電子部品検査装置用配線基板（以下、単に配線基板と称する）１を示す垂直断面図である。
上記配線基板１は、図１に示すように、複数（３つ）の樹脂層ｊ１〜ｊ３を積層してなり、且つ対向する表面５および裏面６を有する第１積層体３と、該第１積層体３の裏面６側に配置され、複数（３つ）のセラミック層ｃ１〜ｃ３を積層してなり且つ対向する表面７および裏面８を有する第２積層体４と、からなる基板本体２を備えている。
【００１６】
前記第１積層体３を構成する複数の樹脂層ｊ１〜ｊ３は、例えば、熱変形温度が約３４３℃のポリイミド（ＰＩ）からなる。図１に示すように、該第１積層体３の表面５には、複数のプローブ用パッド９が形成され、上記樹脂層ｊ１〜ｊ３間には、所望パターンの内層配線１１が形成されていると共に、これらの間は、樹脂層ｊ１〜ｊ３を所要の位置で個別に貫通するビア導体（フィルドビア）１０を介して、導通可能に接続されている。尚、上記プローブ用パッド９、ビア導体１０、および内層配線１１は、主に銅あるいは銀を主成分としている。
【００１７】
また、前記第２積層体４は、図１に示すように、その表面７に形成された表面配線１２、前記セラミック層ｃ１〜ｃ３間に形成された内層配線１３、該第２積層体４の裏面８に形成された複数の接続端子（外部接続端子）１５、および上記セラミック層ｃ１〜ｃ３間を適宜貫通し、且つ上記表面配線１２、内層配線１３、および接続端子１５の間を個別に接続する複数のビア導体１４とを備えている。
上記表面配線１２ごとには、第１積層体３側のビア導体１４が個別に接続されている。また、上記裏面８には、上記接続端子１５とは２００μｍ以上離れた位置ごとに、複数の金属層１６が形成されている。
【００１８】
尚、前記第２積層体４を構成するセラミック層ｃ１〜ｃ３は、例えば、低温焼成セラミックの一種であるガラス−セラミックからなる。
また、前記表面配線１２、内層配線１３、接続端子１５、およびビア導体１４は、銀あるいは銅を主成分としている。
更に、前記金属層１６は、前記裏面８側から下側（外側）に向かって、スパッタリングによるチタンの薄膜層、同じく銅の薄膜層、およびこれらの下側に電解金属メッキによる銅膜およびニッケル膜が順次形成されたものであり、更にこれら全体の外側面に金膜（何れも図示せず）が順次被覆されている。
【００１９】
図１に示すように、前記金属層１６ごとの表面（下面）には、スタッド２０ａが接合されている。該スタッド２０ａは、例えば、コバールからなり、図２の拡大図で示すように、平面視が円形の平板であるフランジ部２１と、該フランジ部２１の表面の中央部から垂直に立設し且つ外周面に雄ネジ２３が刻設されたボルト部２４とからなる。尚、前記雄ネジ２３のネジは、例えば、Ｍ４，Ｍ５である。
上記金属層１６の表面と、これに対向する上記フランジ部２１の接合面２２との間には、全体が円板形状のロウ材層２８が配設され、該ロウ材層２８を介して、上記スタッド２０ａが金属層１６に接合されている。
上記ロウ材層２８は、図２に示すように、その最外部から前記フランジ部２１の接合面２２の外周縁までの距離（ｘ）に位置する延出部２９を有し、該距離の長さｘは、平面視で５０μｍ以下である。かかる延出部２９は、上記フランジ部２１の外周面に沿って濡れ出て凝固したフィレット形状の断面を有している。
【００２０】
前記金属層１６の表面に対する前記スタッド２０ａのロウ付け（接合）作業は、例えば、以下のようにして行った。
予め、図３に示すように、例えば、Ａｕ−Ｓｎ合金からなるシート状のロウ材（図示せず）を、平面視で前記フランジ部２１の外形よりも僅かに大きな円形に打ち抜く加工などにより、円板形状に成形したプリフォーム材２８ａを用意した。
次いで、図３中の横向きの矢印で示すように、前記プリフォーム材２８ａを前記フランジ部２１の接合面２２の上に載置した。引き続いて、図３中の上向きの矢印で示すように、上記プリフォーム材２８ａを含むスタッド２０ａを、金属層１６の表面に圧力を伴って接触させた。更に、かかる状態で前記配線基板１を加熱炉（図示せず）内に挿入し、上記プリフォーム材２８ａの融点付近まで加熱し且つ所定時間に亘って保持した。
【００２１】
この間において、前記第１積層体３を構成している樹脂層ｊ１〜ｊ３は、前記ポリイミドからなるものであったので、軟化や融解を生じなかったと共に、これらに伴う変形も皆無であった。
その結果、前記図２で示した平面視の最外部側に前記延出部２９を有し、平面視で該延出部２９が前記フランジ部２１の最外部からのはみ出した長さｘを５０μｍ以下に抑制した前記ロウ材層２８を得られると共に、該ロウ材層２８を介して、前記スタッド２０ａを前記第２積層体４の裏面８に予め設けた金属層１６の表面に強固にロウ付け（接合）することができた。しかも、複数のスタッド２０ａに対して、前記延出部２９ごとの長さｘのバラツキを示す標準偏差σが、３０μｍ以下となるように調整して接合されていた。
以上のような配線基板１によれば、前記効果（１）〜（３）を有していることが容易に理解される。
【実施例】
【００２２】
同じ形状、構造、および寸法を有する前記配線基板１を２個用意した。これらの第２積層体４の裏面８ごとには、同じ材料からなり、同じ形状および寸法の金属層１６を２０個ずつ同じ位置に形成した。
一方の配線基板１を実施例とし、該配線基板１の上記金属層１６ごとの表面には、前記スタッド２０ａをそのフランジ部２１の接合面２２上に、該フランジ部２１の直径よりも直径が０．３〜３μｍ大きな前記プリフォーム材２８ａを載置したものを、圧力を伴って接触させ、かかる状態で加熱炉内でロウ付けした。
その結果、得られた２０個のロウ材層２８について、それらの延出部２９のフランジ部２１の外周縁からのはみ出した最大長さｘを個別に測定した。該長さｘ全部の標準偏差σを算出した結果、該偏差σは、２３μｍであった。
【００２３】
他方の前記配線基板１を比較例とし、該配線基板１の上記金属層１６ごとの表面には、前記スタッド２０ａのフランジ部２１の接合面２２上に、ディスペンサーによって溶けたアクリル樹脂を同量ずつ滴下して膜状にして載せたものを、圧力を伴って接触させ、かかる状態で上記アリル樹脂が凝固するまで保持した。
その結果、得られたアクリル樹脂からなる２０個の接着層について、それらの延出部のフランジ部２１の外周縁からのはみ出した最大長さｘを測定した。該長さｘ全部の標準偏差σを算出した結果、該偏差σは、９９２μｍであった。
以上のような実施例および比較例によれば、本発明による配線基板１が前記効果（２）を有していることが裏付けられた。
【００２４】
図４は、異なる形態のスタッド２０ｂを示す前記同様の拡大図である。
上記スタッド２０ｂは、例えば、コバールからなり、図４に示すように、前記同様のフランジ部２１と、該フランジ部２１の表面の中央部から垂直に立設された円柱形状のナット筒体部２６と、を備えている。該ナット筒体部２６の中心軸側には、同軸心で且つＭ４またはＭ５の雌ネジ２５が内周面に刻設された雌ネジ穴が形成されている。
尚、上記ナット筒体部２６の雌ネジ２６には、図示しない検査装置側から立設するボルトがネジ結合しつつ進入する。これによって、複数のスタッド２０ｂを第２接合体４の裏面８側に接合した配線基板１の姿勢を、最適な検査が可能なものにすることできる。
上記ナット筒体部２６を含むスタッド２０ｂを前記同様に用いた配線基板１によっても、前記効果（１）〜（３）を得ることが可能である。
【００２５】
本発明は、以上にて説明した各形態および実施例に限定されるものではない。
例えば、前記第１積層体３を構成する樹脂層ｊｎは、２層あるいは４層以上としても良いし、これらを構成する樹脂材料も、熱変形温度が３００℃以上であれば、前記ポリイミドに限らず、これ以外の樹脂材料を用いても良い。
また、前記第２積層体４を構成するセラミック層ｃｎも、２層あるいは４層以上としても良いし、これを構成するセラミックも、アルミナ、ムライト、窒化アルミニウムなどの高温焼成セラミックを用いても良い。該高温焼成セラミックを用いる場合、前記配線１２，１３、ビア導体１４、および接続端子１５の導電性材料には、タングステンまたはモリブデンが用いられる。
【００２６】
更に、前記スタッド２０ａ，２０ｂは、４２アロイ、１９４合金、あるいは、各種のステンレス鋼の何れかからなるものとしても良い。
また、前記スタッド２０ａ，２０ｂのフランジ部は、平面視が六角形以上の正多角形を呈するものとしても良い。この場合、前記プリフォーム材も前記正多角形と平面視が相似形のものが用いられる。
更に、前記スタッド２０ａ，２０ｂにおける雄ネジ２３や雌ネジ２５は、Ｍ４，Ｍ５以外のネジとしても良い。
加えて、前記ロウ材層２８となるロウ材には、前記Ａｕ−Ｓｎ合金以外の金ロウ、あるいは銀ロウを用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明によれば、複数の樹脂層を積層し且つ表面に複数のプローブ用パッドを有する第１積層体と、該第１積層体の裏面側に配置され且つ複数のセラミック層を積層してなる第２積層体とを備え、該第２積層体の裏面に接合される複数のスタッドをロウ付けされていても、前記第１積層体の樹脂が軟化などにより変形していないと共に、前記ロウ付けに用いたロウ材層が上記第２積層体の裏面に形成された外部接続端子と不用意なショートや、樹脂接着剤が外部接続端子を覆うことによる外部との断線を生じ難くされている電子部品検査装置用配線基板を確実に提供できる。
【符号の説明】
【００２８】
１…………………電子部品検査装置用配線基板
３…………………第１積層体
４…………………第２積層体
５…………………表面
６，８……………裏面
９…………………プローブ用パッド
１６………………金属層
２０ａ，２０ｂ…スタッド
２１………………フランジ部
２２………………接合面
２４………………ボルト部
２６………………ナット筒体部
２８………………ロウ材層
２９………………延出部
ｊ１〜ｊ３………樹脂層
ｃ１〜ｃ３………セラミック層
ｘ…………………長さ
【図１】
2019049498.tif 000003
【図２】
2019049498.tif 000004
【図３】
2019049498.tif 000005
【図４】
2019049498.tif 000006