CN113225892B - 布线基板以及电流测定装置 - Google Patents

Abstract

实施方式提供一种能够进行微小电流的高精度测定的布线基板以及电流测定装置。实施方式的布线基板具备绝缘体、第一导体、第二导体、以及第三导体。所述第一导体具有：第一屏蔽层，设于所述绝缘体中的第一层；以及第二屏蔽层，设于在所述绝缘体的厚度方向上与所述第一层不同的位置即第二层。所述第二导体具有：第一保护层，设于在所述厚度方向上位于所述第一层与所述第二层之间的第三层；以及第二保护层，设于在所述厚度方向上位于所述第二层与所述第三层之间的第四层。所述第三导体设于在所述厚度方向上位于所述第三层与所述第四层之间的第五层。

Description

布线基板以及电流测定装置

相关申请

本申请享受以日本专利申请2020－16345号(申请日：2020年2月3日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包含基础申请的全部内容。

技术领域

实施方式涉及布线基板以及电流测定装置。

背景技术

近年来，伴随着半导体装置的高性能化，要求微小电容、毫微微安培数量级(femtoampere order)的微小泄漏电流以及高电阻的高精度测定。以往，为了高精度地测定微小泄漏电流，通过三轴线缆(triaxial cable)连接测定器与被测定物。由于三轴线缆经由连接器与测定器连接，因此存在高度限制，在连接器间隔较窄的场所中，产生难以连接连接器与三轴线缆的情况。另外，在同时进行多个测定的情况下，难以将多个连接器与三轴线缆连接，在经由继电器的连接中，产生继电器中的泄漏，从而产生无法测定的问题。

发明内容

实施方式提供一种能够进行微小电流的高精度测定的布线基板以及电流测定装置。

根据实施方式，布线基板具备绝缘体、第一导体、第二导体、以及第三导体。所述第一导体具有：第一屏蔽层，设于所述绝缘体中的第一层；以及第二屏蔽层，设于在所述绝缘体的厚度方向上与所述第一层不同的位置即第二层。所述第二导体具有：第一保护层，设于在所述厚度方向上位于所述第一层与所述第二层之间的第三层；以及第二保护层，设于在所述厚度方向上位于所述第二层与所述第三层之间的第四层。所述第三导体设于在所述厚度方向上位于所述第三层与所述第四层之间的第五层。

附图说明

图1是表示实施方式的电流测定装置的构成的示意图。

图2的(a)是实施方式的布线基板的示意剖面图，图2的(b)是实施方式的布线基板的示意俯视图。

图3是图2的(b)中的B－B线剖面图。

图4是实施方式的布线基板的示意俯视图。

具体实施方式

以下，参照附图，对实施方式进行说明。另外，在各附图中，对相同的要素标注相同的附图标记。

图1是表示实施方式的电流测定装置1的构成的示意图。

电流测定装置1具有布线基板10、探针70、连接器21、22、以及电源单元30。

图2的(a)是布线基板10中的连接器连接部的示意剖面图，图2的(b)是布线基板10的示意俯视图。图2的(a)是图2的(b)中的A－A线剖面图。

布线基板10具有绝缘体50、作为第一导体的外部导体层16、作为第二导体的中间导体层14、以及作为第三导体的中心导体层11。绝缘体50设于外部导体层16与中间导体层14之间以及中间导体层14与中心导体层11之间。另外，绝缘体50覆盖外部导体层16的表面。绝缘体50例如由树脂构成。另外，绝缘体50也可以是在树脂中含有玻璃布等加强材料的构成。

中心导体层11设于绝缘体50中，并由绝缘体50覆盖。中心导体层11是供测定对象的电流流动的信号线。

外部导体层16在绝缘体50中设于与中心导体层11以及中间导体层14不同的层，并由绝缘体50覆盖。外部导体层16具有在绝缘体50的厚度方向上分离的第一屏蔽层15a以及第二屏蔽层15b。外部导体层16接地，能够吸收干扰噪声。第一屏蔽层15a设于绝缘体50中的第一层。第二屏蔽层15b设于在绝缘体50的厚度方向上与第一层不同的位置即第二层。

中间导体层14在绝缘体50中设于与中心导体层11以及外部导体层16不同的层，并由绝缘体50覆盖。中间导体层14在第一屏蔽层15a与第二屏蔽层15b之间具有在绝缘体50的厚度方向上分离的第一保护层12a以及第二保护层12b。对中间导体层14赋予与中心导体层11相同的电位。第一屏蔽层15a设于在绝缘体50的厚度方向上位于第一层与第二层之间的第三层。第二屏蔽层15b设于在绝缘体50的厚度方向上位于第二层与第三层之间的第四层。

中心导体层11、第一保护层12a、第二保护层12b、第一屏蔽层15a、以及第二屏蔽层15b例如由铜、铝等金属构成。

中间导体层14还具有层叠于第一保护层12a的第一半导体层13a、以及层叠于第二保护层12b的第二半导体层13b。第一半导体层13a设于第一保护层12a与中心导体层11之间，并与第一保护层12a相接。第二半导体层13b设于第二保护层12b与中心导体层11之间，并与第二保护层12b相接。

中心导体层11设于在绝缘体50的厚度方向上位于第三层与第四层之间的第五层。中心导体层11设于第一半导体层13a与第二半导体层13b之间。

第一过孔11a在形成有布线基板10的两面中的一面10a的绝缘体50的表面与中心导体层11之间沿绝缘体50的厚度方向延伸，并与中心导体层11连接。第一过孔11a能够由与中心导体层11相同的材料形成。

第一过孔11a设于贯通第一屏蔽层15a上的绝缘体50、第一屏蔽层15a、第一屏蔽层15a与第一保护层12a之间的绝缘体50、第一保护层12a、第一半导体层13a、以及第一半导体层13a与中心导体层11之间的绝缘体50的通孔(在图2的(b)中由虚线表示)内。在第一过孔11a与第一屏蔽层15a之间、第一过孔11a与第一保护层12a之间以及第一过孔11a与第一半导体层13a之间设有绝缘体50。

第二过孔14a、14b在形成有布线基板10的面10a的绝缘体50的表面与中间导体层14之间沿绝缘体50的厚度方向延伸，并与中间导体层14连接。

第二过孔14a与第一保护层12a以及第二保护层12b连接，第二过孔14b与第一半导体层13a以及第二半导体层13b连接。第二过孔14a能够由与第一保护层12a以及第二保护层12b相同的材料形成。第二过孔14b能够由与第一半导体层13a以及第二半导体层13b相同的材料、或者与第一保护层12a以及第二保护层12b相同的材料形成。

第二过孔14a设于贯通第一屏蔽层15a上的绝缘体50、第一屏蔽层15a、以及第一屏蔽层15a与第一保护层12b之间的绝缘体50的通孔(在图2的(b)中由虚线表示)内，并与第一保护层12a连接。而且，第二过孔14a设于贯通第一半导体层13a、第一半导体层13a与中心导体层11之间的绝缘体50、中心导体层11、中心导体层11与第二半导体层13b之间的绝缘体50、以及第二半导体层13b的通孔(在图2的(b)中由虚线表示)内，并与第二保护层12b连接。

在第二过孔14a与第一屏蔽层15a之间、第二过孔14a与第一半导体层13a之间、第二过孔14a与中心导体层11之间以及第二过孔14a与第二半导体层13b之间设有绝缘体50。

第二过孔14b设于贯通第一屏蔽层15a上的绝缘体50、第一屏蔽层15a、第一屏蔽层15a与第一保护层12b之间的绝缘体50、以及第一保护层12a的通孔(在图2的(b)中由虚线表示)内，并与第一半导体层13a连接。而且，第二过孔14b设于贯通第一半导体层13a与中心导体层11之间的绝缘体50、中心导体层11、以及中心导体层11与第二半导体层13b之间的绝缘体50的通孔(在图2的(b)中由虚线表示)内，并与第二半导体层13b连接。

在第二过孔14b与第一屏蔽层15a之间、第二过孔14b与第一保护层12a之间以及第二过孔14b与中心导体层11之间设有绝缘体50。

第三过孔16a在形成有布线基板10的面10a的绝缘体50的表面与外部导体层16之间沿绝缘体50的厚度方向延伸，并与外部导体层16连接。第三过孔16a能够由与外部导体层16相同的材料形成。

第三过孔16a设于贯通第一屏蔽层15a上的绝缘体50的通孔(在图2的(b)中由虚线表示)内，并与第一屏蔽层15a连接。而且，第三过孔16a设于贯通第一屏蔽层15a与第二屏蔽层15b之间的绝缘体50、第一保护层12a、第一半导体层13a、中心导体层11、第二半导体层13b、以及第二保护层12b的通孔(在图2的(b)中由虚线表示)内，并与第二屏蔽层15b连接。

在第三过孔16a与第一保护层12a之间、第三过孔16a与第一半导体层13a之间、第三过孔16a与中心导体层11之间、第三过孔16a与第二半导体层13b之间以及第三过孔16a与第二保护层12b之间设有绝缘体50。

第一过孔11a、第二过孔14a、14b、以及第三过孔16a的端部在布线基板10的相同的面10a露出。这些第一过孔11a、第二过孔14a、14b、以及第三过孔16a与图1所示的连接器21电连接。例如，连接器21设于布线基板10的面10a的端部。

图3是布线基板10中的探针连接部的示意剖面图。

探针连接部设于布线基板10中的例如面方向的中央部。

探针连接用过孔11b在形成有布线基板10中的设有连接器21的面10a的相反面10b的绝缘体50的表面与中心导体层11之间沿绝缘体50的厚度方向延伸，并与中心导体层11连接。探针连接用过孔11b能够由与中心导体层11相同的材料形成。

探针连接用过孔11b设于贯通中心导体层11与第二半导体层13b之间的绝缘体50、第二半导体层13b、第二保护层12b、第二保护层12b与第二屏蔽层15b之间的绝缘体、第二屏蔽层15b、以及覆盖第二屏蔽层15b的表面的绝缘体50的通孔内。探针连接用过孔11b的端部在面10b露出。

在探针连接用过孔11b与第二半导体层13b之间、探针连接用过孔11b与第二保护层12b之间以及探针连接用过孔11b与第二屏蔽层15b之间设有绝缘体50。

图4是布线基板10的示意俯视图，用虚线(隐藏线)表示中心导体层11、中间导体层14、以及外部导体层16。

如图4所示，中心导体层11形成为线状，中间导体层14以及外部导体层16以比中心导体层11大的面积(宽度)扩展。

图1所示的探针70设于布线基板10的面10b的中央部，经由图3所示的探针连接用过孔11b而与中心导体层11电连接。探针70从布线基板10的面10b直接朝向测定对象突出。探针70具有三轴(triaxial)或者同轴(coaxial)结构。

连接器21设于布线基板10的面10a的端部，经由图2的(a)以及(b)所示的过孔11a、14a、14b、16a而与中心导体层11、中间导体层14、以及外部导体层16电连接。

如图1所示，连接器21经由三轴线缆40而与电源单元30电连接。电源单元30经由连接器22而与三轴线缆40连接。电源单元30例如为源测量单元(Source Measure Unit)，能够在供给电压以及电流的同时测定电压以及电流。

实施方式的电流测定装置1的测定对象例如是形成于半导体晶片80的雪崩光电二极管100。半导体晶片80支承于接地的卡盘90上。探针70的前端与对应于雪崩光电二极管100的阳极以及阴极的焊盘101接触。

布线基板10中的设有探针70的面10b与半导体晶片80对置，在面10b的相反侧的面10a设有连接器21，因此连接器21不会成为测定的障碍。

流经雪崩光电二极管100的微小电流经由探针70、探针连接用过孔11b、中心导体层11、连接器21、三轴线缆40、以及连接器22而被电源单元30测定。

在测定微小电流时，即使中心导体层11与外部导体层16被绝缘体50隔开也会从中心导体层11向外部导体层16泄漏微量电流(漏电流)，因此可能在测定值中产生较大的误差。

根据本实施方式，成为在中心导体层11与外部导体层16之间进一步夹持有中间导体层14的构造。在微小电流测定时，通过电源单元30将中间导体层14驱动为与中心导体层11相同的电位。由此，中心导体层11与中间导体层14的电位差大致为零，因此不产生从中心导体层11向中间导体层14的漏电流，能够避免测定误差。此时，产生由中间导体层14与外部导体层16之间的电位差引起的漏电流，但由于该电流是从电源单元30供给的电流且不经由测定系统，因此不会对测定值造成影响。

由于连接器21与探针70之间不是通过线缆而通是过布线基板10连接，因此即使在存在高度限制、或者连接器间隔较窄的场所中，连接器21与布线基板10的连接也容易经由过孔而进行。另外，在同时进行多个测定的情况下，多个连接器21与布线基板10的连接也变得容易。

若考虑三轴线缆40的布线，则连接器21优选设于布线基板10的面10a的端部。而且，为了使漏电流为最小限度，与该连接器21连接的过孔11a、14a、14b、16a的位置也优选设于布线基板10的面10a的端部。

另外，通过与连接器21的位置无关地在连接器21的正下方形成过孔11a、14a、14b、16a，能够使漏电流为最小限度。

中间导体层14也可以不包含半导体层13a、13b而仅由保护层12a、12b构成。通过使中间导体层14为保护层12a、12b与半导体层13a、13b的层叠构造，可获得以下那样的效果。由于中间导体层14与中心导体层11为相同的电位，因此漏电流本身较少，但进一步从保护层12a、12b充电，成为来自成为相同的电位的半导体层13a、13b的泄漏，能够将漏电流抑制为更小限度。

虽然对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提出的，并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围或主旨中，并且包含在权利要求书所记载的发明及其等效的范围中。

Claims (16)

1.一种布线基板，具备：

绝缘体；

第一导体，具有：

第一屏蔽层，设于所述绝缘体中的第一层；以及

第二屏蔽层，设于在所述绝缘体的厚度方向上与所述第一层不同的位置即第二层；

第二导体，具有：

第一保护层，设于在所述厚度方向上位于所述第一层与所述第二层之间的第三层；以及

第二保护层，设于在所述厚度方向上位于所述第二层与所述第三层之间的第四层；以及

第三导体，设于在所述厚度方向上位于所述第三层与所述第四层之间的第五层。

2.如权利要求1所述的布线基板，

所述布线基板还具备：

第一过孔，在所述绝缘体的表面与所述第三导体之间沿所述厚度方向延伸，并与所述第三导体连接；

第二过孔，在所述绝缘体的所述表面与所述第二导体之间沿所述厚度方向延伸，并与所述第二导体连接；以及

第三过孔，在所述绝缘体的表面与所述第一导体之间沿所述厚度方向延伸，并与所述第一导体连接。

3.如权利要求2所述的布线基板，

所述第一过孔的端部、所述第二过孔的端部以及所述第三过孔的端部在所述绝缘体的相同的面露出。

4.如权利要求1所述的布线基板，

所述第二导体还具有第一半导体层和第二半导体层，该第一半导体层层叠于所述第一保护层，该第二半导体层层叠于所述第二保护层。

5.如权利要求1所述的布线基板，

所述第三导体形成为线状，

所述第二导体以及所述第一导体相比于所述第三导体以更大的面积扩展。

6.如权利要求1所述的布线基板，

所述第一导体接地。

7.如权利要求1所述的布线基板，

所述第二导体与所述第三导体被赋予相同的电位。

8.如权利要求1所述的布线基板，

所述第一屏蔽层、所述第二屏蔽层、所述第一保护层、所述第二保护层以及所述第三导体是金属层。

9.一种电流测定装置，具备：

权利要求1所述的布线基板；

探针，设于所述布线基板的两面中的一面，并与所述第三导体连接；

连接器，设于所述布线基板的两面中的另一面，并与所述第三导体、所述第二导体以及所述第一导体连接；以及

电源单元，与所述连接器连接。

10.如权利要求9所述的电流测定装置，

所述电流测定装置还具备：

第一过孔，在所述绝缘体的表面与所述第三导体之间沿所述厚度方向延伸，并与所述第三导体连接；

第二过孔，在所述绝缘体的所述表面与所述第二导体之间沿所述厚度方向延伸，并与所述第二导体连接；以及

第三过孔，在所述绝缘体的表面与所述第一导体之间沿所述厚度方向延伸，并与所述第一导体连接。

11.如权利要求10所述的电流测定装置，

所述第一过孔的端部、所述第二过孔的端部以及所述第三过孔的端部在所述布线基板的相同的面露出，并与所述连接器连接。

12.如权利要求9所述的电流测定装置，

所述第二导体还具有第一半导体层和第二半导体层，该第一半导体层层叠于所述第一保护层，该第二半导体层层叠于所述第二保护层。

13.如权利要求9所述的电流测定装置，

所述第三导体形成为线状，

所述第二导体以及所述第一导体相比于所述第三导体以更大的面积扩展。

14.如权利要求9所述的电流测定装置，

所述第一导体接地。

15.如权利要求9所述的电流测定装置，

所述第二导体与所述第三导体被赋予相同的电位。

16.如权利要求9所述的电流测定装置，

所述第一屏蔽层、所述第二屏蔽层、所述第一保护层、所述第二保护层以及所述第三导体为金属层。