JP2006269488A - 回路基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】温度変化に起因して位置ずれが生じるのを防止し得るとともに、信頼性が高く、ビアのピッチを極めて狭くすることも可能な回路基板及びその製造方法を提供する。
【解決手段】開口部１６が形成された熱膨張抑制用構造物１２と、熱膨張抑制用構造物の開口部に嵌合された基板１４とを有し、膨張抑制用構造物の熱膨張率が、基板の熱膨張率より小さい。熱膨張率の比較的小さい材料より成る熱膨張抑制用構造物の開口部に基板が嵌合されているため、基板の材料として熱膨張率の比較的大きい材料を用いたとしても、面内方向に基板が膨張するのを抑制することができ、温度変化に起因して探針等の位置がずれるのを防止することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回路基板及びその製造方法に係り、特に、温度変化に起因する位置ずれを抑制しうる回路基板及びその製造方法に関する。

半導体ウェハに形成された半導体チップに対して試験を行う際には、試験装置に電気的に接続されたプローブボードの探針（プローブ）を半導体チップの電極パッドに接触させることにより、試験が行われる。

半導体チップに対する試験は、室温のみならず、周囲温度を変化させた状態でも行われる。

プローブボードを構成する回路基板の材料として熱膨張率の比較的大きい材料を用いた場合には、温度変化に起因して回路基板がＸ方向、Ｙ方向等に膨張・収縮する。

試験対象となる半導体チップが形成されている半導体ウェハは熱膨張率が比較的小さい一方、探針が配されている基板は熱膨張率が比較的大きい。このため、回路基板の材料として熱膨張率の比較的大きい材料を用いた場合には、半導体チップの電極パッドの位置と探針の位置とが互いにずれてしまう。そうすると、試験対象となる半導体チップに探針を確実に接続することが困難となる。

そこで、プローブボードを構成する回路基板の材料として、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、ＣＦＲＰ等の熱膨張率の比較的小さい材料を用いることが提案されている。

熱膨張率の比較的小さい材料を回路基板の材料として用いれば、温度変化に起因して回路基板がＸ方向、Ｙ方向等に大きく膨張・収縮することがない。従って、回路基板の材料として熱膨張率の比較的小さい材料を用いれば、半導体チップの電極パッドの位置と探針の位置とが互いにずれてしまうのを抑制することが可能となる。
特開２００２−１５１８５３号公報 特開２００１−２２３２４７号公報 特開２００１−６０６３５号公報

しかしながら、かかる熱膨張率の比較的小さい基板は、非常に硬いため、貫通孔を形成するのが必ずしも容易ではない。また、かかる熱膨張率の比較的小さい基板は、導電性を有しているため、隣接するビアが短絡するのを防止すべく、貫通孔内に絶縁処理を施さなければならない。具体的には、基板に貫通孔を形成し、貫通孔内に絶縁性の樹脂を充填し、かかる樹脂を熱処理を行うことにより硬化させ、この後、基板に形成した貫通孔より径の小さい貫通孔を樹脂に形成する必要がある。基板に形成した貫通孔内に絶縁性樹脂を確実に充填するのは必ずしも容易ではないため、貫通孔内が樹脂により完全に充填されない場合があり、この場合には、基板に形成された貫通孔内に空隙が生じてしまうこととなる。また、樹脂に含まれている溶剤等が、樹脂を硬化させる際に気化し、これに起因して樹脂に空孔が生じてしまう場合もある。基板に形成された貫通孔内に空隙が残存した場合や、樹脂に空孔が生じた場合には、樹脂に形成された貫通孔内にビアを埋め込む際に、ビアと回路基板とが短絡してしまうこととなる。このように、熱膨張の比較的小さい材料を回路基板の材料として用いる場合には、加工が必ずしも容易ではなく、また、高い歩留りで回路基板を形成することが困難であった。このため、熱膨張の比較的小さい材料を回路基板の材料として用いることは、信頼性の向上及び低コスト化において阻害要因となっていた。

また、基板に形成された貫通孔内に絶縁処理を施すためには、基板に形成した貫通孔内に樹脂を充填することができるよう、基板に形成する貫通孔の径をある程度大きく設定せざるを得ない。基板に形成する貫通孔の径をある程度大きく設定せざるをえないため、基板に形成する貫通孔のピッチもある程度広くなる。このことは、ビアのピッチを狭くする上で阻害要因となる。

本発明の目的は、温度変化に起因して位置ずれが生じるのを防止し得るとともに、信頼性が高く、ビアのピッチを極めて狭くすることも可能な回路基板及びその製造方法を提供することにある。

本発明の一観点によれば、開口部が形成された熱膨張抑制用構造物と、前記熱膨張抑制用構造物の前記開口部に嵌合された基板とを有し、前記熱膨張抑制用構造物の熱膨張率が、前記基板の熱膨張率より小さい回路基板が提供される。

また、本発明の他の観点によれば、開口部が形成された熱膨張抑制用構造物の前記開口部に、前記熱膨張抑制用構造物より熱膨張率の大きい基板を嵌合する工程を有する回路基板の製造方法が提供される。

本発明によれば、基板の材料として熱膨張率の比較的大きい材料が用いられており、かかる基板が、熱膨張率の比較的小さい材料より成る熱膨張抑制用構造物の開口部に嵌合されている。熱膨張率の比較的小さい材料より成る熱膨張抑制用構造物の開口部に基板が嵌合されているため、基板の材料として熱膨張率の比較的大きい材料を用いたとしても、面内方向に基板が膨張するのを抑制することができる。このため、本発明によれば、熱膨張率の比較的大きい材料を基板の材料として用いた場合であっても、温度変化に起因して探針等の位置がずれるのを防止することができる。

また、本発明によれば、基板の材料として熱膨張率の比較的大きい材料を用いた場合であっても、面内方向に基板が膨張するのを抑制することができるため、熱膨張率が比較的大きい材料であるガラスエポキシ基板等を基板の材料として用いることができる。ガラスエポキシ基板等は絶縁性の基板であるため、ビアと基板とを絶縁する必要がない。しかも、ガラスエポキシ基板等は、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、ＣＦＲＰ等と比較して軟らかいため、貫通孔を形成するのが比較的容易である。従って、本発明によれば、信頼性の高い回路基板を低コストで提供することができる。

このように本発明によれば、温度変化に起因して探針等の位置ずれが生じるのを防止し得る信頼性の高い回路基板を低コストで提供することができる。

また、本発明によれば、本発明では、基板の材料として絶縁性の基板が用いられているため、ビアを埋め込むための微細な貫通孔を基板に直接形成することも可能である。このため、本発明によれば、極めて狭いピッチでビアを埋め込むことが可能となる。

［一実施形態］
本発明の一実施形態による回路基板及びその製造方法を図１乃至図１２を用いて説明する。

なお、本実施形態では、半導体ウェハに形成される半導体チップを試験する際に用いられるプローブボードの回路基板に本発明の原理を適用する場合を例に説明するが、本発明の原理は、プローブボードの回路基板のみならず、あらゆる回路基板に適用することが可能である。

（回路基板）
まず、本実施形態による回路基板を図１乃至図５を用いて説明する。図１は、本実施形態による回路基板を示す断面図である。図２は、本実施形態による回路基板を示す上面図である。図３は、本実施形態による回路基板を示す下面図である。図４は、本実施形態による回路基板に用いられている熱膨張抑制用構造物を示す平面図及び断面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ′線断面図である。図５は、本実施形態による回路基板に用いられている基板を示す平面図及び断面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ′線断面図である。

図１乃至図５に示すように、本実施形態による回路基板１０は、熱膨張率が比較的小さい材料より成り、開口部１６が形成された熱膨張抑制用構造物１２と、熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６に嵌合され、熱膨張率が比較的大きい材料より成る基板１４とを有している。

熱膨張抑制用構造物１２は、例えばリング状に形成されている。熱膨張抑制用構造物１２の材料としては、例えば、ＣＦＲＰ（Carbon Fiber-Reinforced Plastics、炭素繊維強化樹脂）基板が用いられている。ＣＦＲＰ基板とは、樹脂を含浸させた炭素繊維を積層して成る強化プラスチックより成る基板のことである。熱膨張抑制用構造物１２の厚さは、例えば３．０ｍｍ程度に設定されている。熱膨張抑制用構造物１２の外径Ｌ１（図４参照）は、例えば５００〜６００ｍｍ程度に設定されている。熱膨張抑制用構造物１２の面内方向（Ｘ方向、Ｙ方向）における熱膨張率は、例えば２ｐｐｍ／Ｋ程度である。熱膨張抑制用構造物１２の表面に対して垂直な方向（Ｚ方向）における熱膨張率は、例えば８０ｐｐｍ／Ｋ程度である。熱膨張抑制用構造物１２の材料としてこのように熱膨張率の小さい材料を用いているのは、後述するように、温度変化に起因して基板１４がＸ方向・Ｙ方向に熱膨張するのを抑制するためである。

熱膨張抑制用構造物１２には、開口部１６が形成されている。開口部１６は、基板１４を嵌合させるためのものである。開口部１６の直径Ｌ２（図４参照）、即ち熱膨張抑制用構造物１２の内径Ｌ２は、例えば３００ｍｍ程度に設定されている。

熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６には、基板１４が嵌合されている。基板１４の材料としては、例えば、ガラスエポキシ基板が用いられている。ガラスエポキシ基板は、エポキシ樹脂を含浸させたガラス繊維を積層して成る基板のことである。熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６に嵌合する前の状態における基板１４の直径Ｌ３（図５参照）は、熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６の直径より大きく設定されている。具体的には、熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６に嵌合する前の状態における基板１４の直径Ｌ３（図５参照）は、例えば３０１ｍｍ程度に設定されている。熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６に嵌合されている状態においては、基板１４はＸ方向及びＹ方向に圧縮されている状態となっている。熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６に嵌合されている状態における基板１４の直径は、熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６の直径Ｌ２と等しくなっている。

なお、後述するように、基板１４を熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６に嵌合する際には、基板１４を冷却して、基板１４の外径Ｌ３を熱膨張抑制用構造物１２の内径Ｌ２より小さくした状態で、基板１４を熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６に嵌合する。このため、室温において、基板１４の直径Ｌ３が熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６の直径Ｌ２より大きく設定されているにもかかわらず、基板１４を熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６に嵌合することができる。

基板１４の面内方向（Ｘ方向、Ｙ方向）における熱膨張率は、例えば５０ｐｐｍ／Ｋ程度である。基板１４の表面に対して垂直な方向（Ｚ方向）における熱膨張率は、例えば１５０ｐｐｍ／Ｋ程度である。このように、本実施形態では、基板１４の材料としては、熱膨張率が比較的大きい材料が用いられている。しかし、本実施形態では、熱膨張の比較的小さい材料より成る熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６に基板１４が嵌合されているため、温度変化に起因して基板１４がＸ方向・Ｙ方向に膨張するのを熱膨張抑制用構造物１２により抑制することが可能となる。

基板１４の厚さは、例えば熱膨張抑制用構造物１２の厚さと等しく設定されている。具体的には、基板１４の厚さは、例えば３．０ｍｍに設定されている。

基板１４には、例えば１０００個程度の貫通孔１８が形成されている。貫通孔１８内には、図１に示すように、ビア２０が埋め込まれている。図１におけるビア２０の下面側は、半導体チップ（図示せず）を試験するための試験装置（図示せず）に電気的に接続される。このため、ビア２０は、比較的広いピッチで配されている。

基板１４上には、複数の層間絶縁膜２２及び複数の配線層２４等から成る多層配線構造２６が形成されている。図１においては、複数層に亘って形成されている配線２４のうち、一つの層の配線２４のみを示している。配線２４は、探針（プローブ）３０とビア２０とを電気的に接続するためのものである。

複数層に亘って形成される配線２４は、導体プラグ２８により互いに電気的に接続されている。図１においては、複数層に亘って形成される導体プラグ２８のうち、１つの層の導体プラグ２８のみを示している。

多層配線構造２６の表層部には、探針３０が配されている。探針３０は、配線２４及びビア２８を介してビア２０に電気的に接続されている。探針３０は、半導体ウェハ（図示せず）に形成される半導体チップ（図示せず）の電極パッド（図示せず）と試験装置（図示せず）とを電気的に接続するためのものである。半導体チップの電極パッドは、比較的狭いピッチで配されるのが一般的である。このため、探針３０は、半導体チップの電極パッドのピッチに対応して比較的狭いピッチで配されている。本実施形態では、半導体ウェハに形成された多数の半導体チップのうちの例えば９個の半導体チップに対して同時に試験を行うことができるように、９個の半導体チップの電極パッドに対応するように探針３０が配されている。なお、図２における破線は、各々の半導体チップに対応する領域を示している。

こうして、本実施形態による回路基板１０、より具体的には、プローブボード１０が構成されている。

次に、本実施形態による回路基板の評価結果について説明する。

本実施形態による回路基板に対して、温度サイクル試験を行った。温度サイクル試験の際における設定温度は、−６５℃〜＋１２５℃とした。１つのサイクルにおいて、−６５℃で保持する時間は３０分とし、＋１２５℃で保持する時間は３０分とした。温度サイクル試験におけるサイクル数は、１０００サイクルとした。

このような温度サイクル試験を行った結果、ビア２０と探針３０との間における電気抵抗の変化率は、５％以下であった。また、クラックや破断等はビア２０の近傍において観察されなかった。

このことから、本実施形態によれば、信頼性の高い回路基板を提供し得ることが分かる。

本実施形態による回路基板は、基板１４の材料として熱膨張率の比較的大きい材料が用いられており、かかる基板１４が、熱膨張率の比較的小さい材料より成る熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６に嵌合されていることに主な特徴がある。

回路基板の材料として単に熱膨張率の比較的大きい材料を用いた場合には、温度変化に起因して回路基板がＸ方向、Ｙ方向等に膨張・収縮する。試験対象となる半導体チップが形成されている半導体ウェハは熱膨張率が比較的小さい一方、探針が配されている基板は熱膨張率が比較的大きい。このため、回路基板の材料として単に熱膨張率の比較的大きい材料を用いた場合には、半導体チップの電極パッドの位置と探針の位置とが互いにずれてしまう。そうすると、試験対象となる半導体チップに探針を確実に接続することが困難となる。

一方、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、ＣＦＲＰ等の熱膨張率の比較的小さい材料を回路基板の材料として用いることも提案されている。しかし、かかる熱膨張率の比較的小さい基板は、非常に硬いため、貫通孔を形成するのが必ずしも容易ではない。また、かかる熱膨張率の比較的小さい基板は、導電性を有しているため、隣接するビアが短絡するのを防止すべく、貫通孔内に絶縁処理を施さなければならない。具体的には、貫通孔内に絶縁性の樹脂を充填し、熱処理を行うことにより樹脂を硬化させ、この後、基板に形成した貫通孔より径の小さい貫通孔を樹脂に形成する必要がある。微細な貫通孔内に絶縁性樹脂を確実に充填するのは必ずしも容易ではないため、基板に形成された貫通孔内が樹脂により完全に充填されない場合があり、この場合には、貫通孔内に空隙が残存してしまうこととなる。また、樹脂に含まれている溶剤等が、樹脂を硬化させる際に気化し、これに起因して樹脂に空孔が生じてしまう場合もある。貫通孔内に空隙が残存した場合や、樹脂に空孔が生じた場合には、貫通孔内にビアを埋め込む際に、ビアと回路基板とが短絡してしまうこととなる。このように、熱膨張の比較的小さい材料を回路基板の材料として用いる場合には、加工が必ずしも容易ではなく、また、高い歩留りで回路基板を形成することが困難であった。このため、熱膨張の比較的小さい材料を回路基板の材料として用いることは、信頼性の向上及び低コスト化において阻害要因となっていた。

これに対し、本実施形態によれば、基板１４の材料として熱膨張率の比較的大きい材料が用いられており、かかる基板１４が、熱膨張率の比較的小さい材料より成る熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６に嵌合されている。熱膨張率の比較的小さい材料より成る熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６に基板１４が嵌合されているため、基板１４の材料として熱膨張率の比較的大きい材料を用いたとしても、面内方向に基板１４が膨張するのを抑制することができる。このため、本実施形態によれば、熱膨張率の比較的大きい材料を基板１４の材料として用いた場合であっても、温度変化に起因して探針３０の位置がずれるのを防止することができる。

また、本実施形態によれば、基板１４の材料として熱膨張率の比較的大きい材料を用いた場合であっても、面内方向に基板１４が膨張するのを抑制することができるため、熱膨張率が比較的大きい材料であるガラスエポキシ基板等を基板１４の材料として用いることができる。ガラスエポキシ基板等は絶縁性の基板１４であるため、ビア２０と基板１４とを絶縁する必要がない。しかも、ガラスエポキシ基板等は、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、ＣＦＲＰ等と比較して軟らかいため、貫通孔を形成するのが比較的容易である。従って、本実施形態によれば、信頼性の高い回路基板を低コストで提供することができる。

このように本実施形態によれば、温度変化に起因して探針等の位置ずれが生じるのを防止し得る信頼性の高い回路基板を低コストで提供することができる。

また、本実施形態によれば、基板１４の材料として絶縁性の基板が用いられているため、基板１４に貫通孔１８を直接形成することも可能である。

基板に貫通孔を形成し、かかる貫通孔内に樹脂を充填し、かかる樹脂に微細な貫通孔を形成し、この後、かかる微細な貫通孔内にビアを埋め込む場合には、基板に形成された貫通孔内に樹脂を確実に充填することができるよう、基板に形成する貫通孔の径をある程度大きく設定せざるを得ない。基板に形成する貫通孔の径をある程度大きく設定せざるをえないため、基板に形成する貫通孔のピッチもある程度広くなる。このことは、ビアを極めて狭いピッチで形成する上で阻害要因となる。

これに対し、本実施形態では、基板１４の材料として絶縁性の基板が用いられているため、ビア２０を埋め込むための微細な貫通孔１８を基板１４に直接形成することも可能である。このため、本実施形態によれば、極めて狭いピッチでビア２０を埋め込むことが可能となる。

（回路基板の製造方法）
次に、本実施形態による回路基板の製造方法を図６乃至図１２を用いて説明する。図６乃至図１２は、本実施形態による回路基板の製造方法を示す工程図である。図６（ａ）、図７（ａ）、図９（ａ）、図１０（ａ）、図１１（ａ）及び図１２（ａ）は、平面図である。図６（ｂ）、図７（ｂ）、図８、図９（ｂ）、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）及び図１２（ｂ）は、断面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ′線断面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ−Ａ′線断面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）のＡ−Ａ′線断面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＡ−Ａ′線断面図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＡ−Ａ′線断面図である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＡ−Ａ′線断面図である。

まず、熱膨張抑制用構造物１２を用意する。熱膨張抑制用構造物１２は、例えば以下のようにして形成することができる。

即ち、まず、熱膨張抑制用構造物１２の材料となるプリプレグ（図示せず）を複数枚用意する。プリプレグとは、炭素繊維、ガラス繊維等の織物若しくは一方向に引き揃えた繊維に樹脂を含浸したシートのことである。複数のプリプレグを積層して熱硬化させることにより、強度や剛性の高い積層体を形成することが可能である。ここでは、熱膨張率の比較的小さい熱膨張抑制用構造物１２を形成すべく、炭素繊維の織物にポリイミド系樹脂組成物を含浸させて成るプリプレグを用いる。かかるポリイミド系樹脂組成物には、例えば、アルミナフィラーとシリカフィラーとがそれぞれ１０重量％程度ずつ含まれている。かかるアルミナフィラーは、平均粒径が例えば７μｍ以下であり、熱膨張率が７ｐｐｍ／Ｋ程度である。また、かかるシリカフィラーは、平均粒径が例えば３μｍ以下であり、熱膨張率が例えば３ｐｐｍ／Ｋ程度である。プリプレグの１枚当たりの厚さは、例えば０．２ｍｍ程度とする。

次に、プリプレグを１５〜２０枚程度積み重ねる（図示せず）。

次に、積み重ねたプリプレグを真空プレス装置（図示せず）を用いてプレスする。この際、ポリイミド系樹脂組成物を熱硬化させるのに必要な温度で加熱しながら、プリプレグをプレスする。これにより、複数のプリプレグが積層されて成る積層体が形成される。プレス後における積層体の厚さは、例えば３ｍｍ程度とする。かかる積層体の面内方向（Ｘ方向、Ｙ方向）における熱膨張率は、２ｐｐｍ／Ｋ程度である。かかる積層体の表面に対して垂直な方向（Ｚ方向）における熱膨張率は、８０ｐｐｍ／Ｋ程度である。

次に、外径Ｌ１が５００〜６００ｍｍ程度、内径Ｌ２が３００ｍｍ程度となるように、積層体を加工する。加工の際には、例えばドリル等を用いることができる。

こうして、積層体より成る熱膨張抑制用構造物１２が形成される（図６参照）。

次に、基板１４を用意する。基板１４は、例えば以下のようにして形成することができる。

即ち、まず、基板１４の材料となるプリプレグ（図示せず）を複数枚用意する。ここでは、絶縁性を有する基板１４を形成すべく、ガラス繊維の織物にエポキシ系樹脂組成物を含浸させて成るプリプレグを用いる。かかるエポキシ系樹脂組成物には、例えば、アルミナフィラーとシリカフィラーとがそれぞれ１０重量％程度ずつ含まれている。かかるアルミナフィラーは、平均粒径が例えば７μｍ以下であり、熱膨張率が７ｐｐｍ／Ｋ程度である。また、かかるシリカフィラーは、平均粒径が例えば３μｍ以下であり、熱膨張率が例えば３ｐｐｍ／Ｋ程度である。プリプレグの１枚当たりの厚さは、例えば０．２ｍｍ程度とする。

次に、プリプレグを１５〜２０枚程度積み重ねる（図示せず）。

次に、積み重ねたプリプレグを真空プレス装置（図示せず）を用いてプレスする。この際、エポキシ系樹脂組成物を熱硬化させるのに必要な温度で加熱しながら、プリプレグをプレスする。これにより、複数のプリプレグより成る積層体が形成される。プレス後における積層体の厚さは、例えば３ｍｍ程度とする。かかる積層体の面内方向（Ｘ方向、Ｙ方向）における熱膨張率は、５０ｐｐｍ／Ｋ程度である。積層体の表面に対して垂直な方向（Ｚ方向）における熱膨張率は、１５０ｐｐｍ／Ｋ程度である。

次に、貫通孔１８ａを、例えば１０００個程度形成する。貫通孔１８ａのサイズは、例えば０．５ｍｍφとする。貫通孔１８ａを形成する際には、例えばドリルを用いることができる。

次に、外径Ｌ３が３０１ｍｍ程度となるように、積層体を加工する。加工の際には、例えばドリル等を用いることができる。積層体の外径Ｌ３を熱膨張抑制用構造物の内径Ｌ２より大きく設定するのは、熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６から基板１４が容易に外れないようにするためである。

こうして、積層体より成る基板１４が形成される（図７参照）。

次に、基板１４及び熱膨張抑制用構造物１２を所定の温度まで冷却する。冷却する際の温度は、例えば−６５℃程度とする。上述したように、基板１４の熱膨張率は比較的大きい一方、熱膨張抑制用構造物１２の熱膨張率は比較的小さい。このため、基板１４をある温度より低い温度まで冷却すれば、基板１４の外径Ｌ３が熱膨張抑制用構造物１２の内径Ｌ２より小さくなる。このため、熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６に基板１４を嵌合させることが可能となる。

次に、熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６と基板１４とを位置合わせし（図８（ａ）参照）、熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６に基板１４を嵌合する（図８（ｂ）及び図９参照）。

なお、ここでは、基板１４と熱膨張抑制用構造物１２の両方を冷却する場合を例に説明したが、基板１４のみを冷却してもよい。この場合にも、基板１４の外形Ｌ３を熱膨張抑制用構造物１２の内径Ｌ２より小さくすることができるため、熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６に基板１４を嵌合させることが可能である。

このように、本実施形態では、基板１４を熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６に嵌合する際には、基板１４を冷却して、基板１４の外径Ｌ３を熱膨張抑制用構造物１２の内径Ｌ２より小さくした状態で、基板１４を熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６に嵌合する。このため、室温において、基板１４の直径Ｌ３が熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６の直径Ｌ２より大きく設定されているにもかかわらず、基板１４を熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６に嵌合することができる。

この後、基板１４及び熱膨張抑制用構造物１２を、例えば室温にて放置する。上述したように、熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６に嵌合する前の状態における基板１４の直径Ｌ３は、室温において、熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６の直径より大きく設定されている。このため、熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６に基板１４が室温において嵌合されている状態では、基板１４はＸ方向及びＹ方向に圧縮されている状態となる。熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６に嵌合されている状態における基板１４の直径は、熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６の直径Ｌ２と等しくなっている。

次に、絶縁性の樹脂シート（図示せず）を基板１４の上下に位置させた状態で、基板１４及び樹脂シートを真空プレス装置を用いてプレスする。そうすると、樹脂シートを構成する樹脂材料が貫通孔１８ａ内にも入り込む。これにより、貫通孔１８ａ内に樹脂（図示せず）が充填されることとなる。樹脂シートとしては、例えば、熱可塑性ポリイミドより成る樹脂シートを用いることができる。真空プレスの条件は、例えば２００℃、３０分とする。基板１４の上面及び下面には、樹脂シートより成る絶縁膜（図示せず）が形成される。絶縁膜の膜厚は、例えば５０μｍ程度である。

次に、樹脂が充填されている貫通孔１８ａ内に、径が更に小さい貫通孔１８をそれぞれ形成する（図１０参照）。貫通孔１８のサイズは、例えば０．２ｍｍφとする。貫通孔１８を形成する際には、例えばＵＶ−ＹＡＧレーザを用いることができる。

なお、貫通孔１８を形成する手段は、ＵＶ−ＹＡＧレーザに限定されるものではない。例えば、炭酸ガスレーザ、エキシマレーザ等を用いて貫通孔１８を形成してもよい。また、プラズマを用いたドライエッチングにより貫通孔１８を形成することも可能である。また、ドリル等を用いて貫通孔１８を形成することも可能である。

次に、全面に、例えば無電解めっき法により、Ｃｕ（銅）より成るシード層（図示せず）を形成する。シード層は、後工程で電気めっき法により配線を形成する際に、電極として機能するものである。

次に、シード層上の全面に、ドライフィルムレジスト（図示せず）を貼り付ける。ドライフィルムレジストを貼り付ける際には、例えば真空プレス装置（図示せず）を用いることができる。

なお、ドライフィルムレジストを貼り付ける手段は、真空プレス装置に限定されるものではない。例えば、一般的なラミネート装置、真空ラミネート装置、積層板プレス装置等を用いてドライフィルムレジストを貼り付けてもよい。

次に、フォトリソグラフィ技術を用い、ドライフィルムレジストをパターニングする。これにより、ドライフィルムレジストに開口部（図示せず）が形成される。かかる開口部は、配線（図示せず）をめっき法により成長するためのものである。

次に、電気めっき法により、開口部内にＣｕより成る配線（図示せず）を形成する。この際、貫通孔１８に、Ｃｕより成るビア２０が形成される（図１１参照）。この後、ドライフィルムレジストを剥離する。

次に、シード層をエッチング除去する。シード層をエッチング除去する際のエッチング液としては、例えば過酸化水素と硫酸との混合液を用いることができる。

次に、複数の層間絶縁膜２２及び複数の配線２４（図１参照）等から成る多層配線構造２６を、基板１４上に形成する。層間絶縁膜２２の材料としては、例えば感光性のポリイミドより成る樹脂シートを用いることができる。また、配線２４や導体プラグ２８（図１参照）等を形成する際には、フォトリソグラフィ技術やめっき法を用いることができる。

こうして、本実施形態による回路基板１０が製造される（図１２参照）。

本実施形態による回路基板の製造方法は、室温において、基板１４の外径Ｌ３が熱膨張抑制用構造物１２の内径Ｌ２より大きくなるように基板１４を形成しておき、基板１４を冷却して、基板１４の外径Ｌ３を熱膨張抑制用構造物１２の内径Ｌ２より小さくした状態で、熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６に基板１４を嵌合することに主な特徴の一つがある。

本実施形態によれば、基板１４の材料として熱膨張率の比較的大きい材料が用いられているため、基板１４をある温度まで冷却すると、基板１４の外径Ｌ３が熱膨張抑制用構造物１２の内径Ｌ２より小さくなる。このため、室温において、基板１４の外径Ｌ３が熱膨張抑制用構造物１２の内径Ｌ２より大きくなるように形成されているにもかかわらず、基板１４を熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６に嵌合することができる。

なお、実際に回路基板１０を使用する際（使用時）には、嵌合する際に冷却した温度より高い温度で回路基板１０が使用されるため、基板１４が熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６から外れてしまうことはない。

このように本実施形態によれば、温度変化に起因して探針等の位置ずれが生じるのを防止し得る信頼性の高い回路基板を簡便な工程で低コストで提供することができる。

［変形実施形態］
本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。

例えば、上記実施形態では、熱膨張抑制用構造物１２の材料としてＣＦＲＰを用いたが、熱膨張抑制用構造物１２の材料はＣＦＲＰに限定されるものではない。基板１２より熱膨張の低い材料を、熱膨張抑制用構造物１２の材料として適宜用いることができる。例えば、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｙ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｃｅ、Ｓｉ及びＳｎのうちのいずれかを含む合金を、熱膨張抑制用構造物１２の材料として用いてもよい。また、セラミックス又はガラスを熱膨張抑制用構造物１２の材料として用いてもよい。

また、上記実施形態では、基板１４の形状を円形としたが、基板１４の形状は円形に限定されるものではない。例えば、基板１４の形状を八角形にしてもよい。この場合には、熱膨張抑制用構造物１２に形成する開口部１６の形状も八角形にすればよい。

また、上記実施形態では、基板１４の厚さと熱膨張抑制用構造物１２の厚さとをほぼ等しく設定する場合を例に説明したが、基板１４の厚さと熱膨張抑制用構造物１２の厚さとを互いに異ならせてもよい。例えば、基板１４の厚さを熱膨張抑制用構造物１２の厚さより薄く設定してもよい。更には、図１３に示すように、多層配線構造２６の表面の高さと熱膨張抑制用構造物１２の表面の高さとがほぼ等しくなるようにしてもよい。図１３は、本発明の変形実施形態による回路基板を示す平面図及び断面図である。図１３（ａ）は平面図であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＡ−Ａ′線断面図である。

また、上記実施形態では、熱膨張抑制用構造物１２に基板１４を嵌合した後に、基板１４にビア２０を埋め込む場合を例に説明したが、熱膨張抑制用構造物１２に基板１４を勘合する前に、基板１４にビア２０を埋め込んでもよい。

また、上記実施形態では、基板１４と熱膨張抑制用構造物１２とを接着する接着剤は特に用いなかったが、基板１４と熱膨張抑制用構造物１２とを接着剤を用いて接着してもよい。この場合には、例えば、基板１４と熱膨張抑制用構造物１２とが接触している箇所を含む領域に適宜接着剤を塗布すればよい。接着剤を用いて基板１４と熱膨張抑制用構造物１２とを固定すれば、回路基板１０を極めて低い温度まで冷却した場合であっても、基板１４が熱膨張抑制用構造物１２の開口部１６から抜け落ちるのを防止することが可能である。

また、上記実施形態では、基板１４に貫通孔１８ａを形成し、かかる貫通孔１８ａ内に樹脂を充填し、かかる樹脂に微細な貫通孔１８を形成し、この後、微細な貫通孔１８内にビア２０を埋め込む場合を例に説明したが、微細な貫通孔１８を基板１４に直接形成してもよい。基板１４に微細な貫通孔１８を直接形成すれば、ビア２０を極めて狭いピッチで埋め込むことが可能となる。

また、上記実施形態では、プローブボードに本発明の原理を適用する場合を例に説明したが、本発明の原理は、プローブボードのみならず、位置ずれの抑制が必要な他のあらゆる回路基板に適用することが可能である。

以上詳述したように、本発明の特徴をまとめると以下の通りである。
（付記１）
開口部が形成された熱膨張抑制用構造物と、
前記熱膨張抑制用構造物の前記開口部に嵌合された基板とを有し、
前記熱膨張抑制用構造物の熱膨張率が、前記基板の熱膨張率より小さい
ことを特徴とする回路基板。
（付記２）
付記１記載の回路基板において、
前記基板に埋め込まれたビアを更に有する
ことを特徴とする回路基板。
（付記３）
付記２記載の回路基板において、
前記基板上に形成され、前記ビアに電気的に接続された探針を更に有する
ことを特徴とする回路基板。
（付記４）
付記１乃至３のいずれかに記載の回路基板において、
前記基板は、樹脂を含浸させた繊維の積層体より成る
ことを特徴とする回路基板。
（付記５）
付記４記載の回路基板において、
前記熱膨張抑制用構造物は、樹脂を含浸させた他の繊維の積層体より成り、
前記熱膨張抑制用構造物に含まれる前記他の繊維の熱膨張率は、前記基板に含まれる前記繊維の熱膨張率より小さい
ことを特徴とする回路基板。
（付記６）
付記５記載の回路基板において、
前記熱膨張抑制用構造物の前記他の繊維は、炭素繊維である
ことを特徴とする回路基板。
（付記７）
付記１乃至３のいずれかに記載の回路基板において、
前記熱膨張抑制用構造物は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｙ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｃｅ、Ｓｉ及びＳｎのうちのいずれかを含む合金より成る
ことを特徴とする回路基板。
（付記８）
付記１乃至３のいずれかに記載の回路基板において、
前記熱膨張抑制用構造物は、セラミックス又はガラスより成る
ことを特徴とする回路基板。
（付記９）
付記１乃至８のいずれかに記載の回路基板において、
前記基板の平面形状は、円形又は八角形である
ことを特徴とする回路基板。
（付記１０）
開口部が形成された熱膨張抑制用構造物の前記開口部に、前記熱膨張抑制用構造物より熱膨張率の大きい基板を嵌合する工程を有する
ことを特徴とする回路基板の製造方法。
（付記１１）
付記１０記載の回路基板の製造方法において、
室温における前記基板の外径寸法は、前記熱膨張抑制用構造物の前記開口部の寸法より大きく、
前記熱膨張抑制用構造物の前記開口部に前記基板を嵌合する工程では、前記基板を冷却することにより、前記基板の外径寸法を前記熱膨張抑制用構造物の前記開口部の寸法より小さくした状態で、前記熱膨張抑制用構造物の前記開口部に前記基板を嵌合する
ことを特徴とする回路基板の製造方法。
（付記１２）
付記１０又は１１記載の回路基板の製造方法において、
前記基板は、樹脂を含浸させた繊維の積層体より成る
ことを特徴とする回路基板の製造方法。
（付記１３）
付記１２記載の回路基板の製造方法において、
前記熱膨張抑制用構造物は、樹脂を含浸させた他の繊維の積層体より成り、
前記熱膨張抑制用構造物に含まれる前記他の繊維の熱膨張率は、前記基板に含まれる前記繊維の熱膨張率より小さい
ことを特徴とする回路基板の製造方法。
（付記１４）
付記１０又は１１記載の回路基板の製造方法において、
前記熱膨張抑制用構造物は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｙ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｃｅ、Ｓｉ及びＳｎのうちのいずれかを含む合金より成る
ことを特徴とする回路基板の製造方法。
（付記１５）
付記１０又は１１記載の回路基板の製造方法において、
前記熱膨張抑制用構造物は、セラミックス又はガラスより成る
ことを特徴とする回路基板の製造方法。

本発明の一実施形態による回路基板を示す断面図である。 本発明の一実施形態による回路基板を示す上面図である。 本発明の一実施形態による回路基板を示す下面図である。 本発明の一実施形態による回路基板に用いられている熱膨張抑制用構造物を示す平面図及び断面図である。 本発明の一実施形態による回路基板に用いられている基板を示す平面図及び断面図である。 本発明の一実施形態による回路基板の製造方法を示す工程図（その１）である。 本発明の一実施形態による回路基板の製造方法を示す工程図（その２）である。 本発明の一実施形態による回路基板の製造方法を示す工程図（その３）である。 本発明の一実施形態による回路基板の製造方法を示す工程図（その４）である。 本発明の一実施形態による回路基板の製造方法を示す工程図（その５）である。 本発明の一実施形態による回路基板の製造方法を示す工程図（その６）である。 本発明の一実施形態による回路基板の製造方法を示す工程図（その７）である。 本発明の変形実施形態による回路基板を示す平面図及び断面図である。

符号の説明

１０…回路基板
１２…熱膨張抑制用構造物
１４…基板
１６…開口部
１８…貫通孔
１８ａ…貫通孔
２０…ビア
２２…層間絶縁膜
２４…配線
２６…多層配線構造
２８…導体プラグ
３０…探針

Claims (5)

1. 開口部が形成された熱膨張抑制用構造物と、
   前記熱膨張抑制用構造物の前記開口部に嵌合された基板とを有し、
   前記熱膨張抑制用構造物の熱膨張率が、前記基板の熱膨張率より小さい
   ことを特徴とする回路基板。
2. 請求項１記載の回路基板において、
   前記基板に埋め込まれたビアを更に有する
   ことを特徴とする回路基板。
3. 請求項２記載の回路基板において、
   前記基板上に形成され、前記ビアに電気的に接続された探針を更に有する
   ことを特徴とする回路基板。
4. 開口部が形成された熱膨張抑制用構造物の前記開口部に、前記熱膨張抑制用構造物より熱膨張率の大きい基板を嵌合する工程を有する
   ことを特徴とする回路基板の製造方法。
5. 請求項４記載の回路基板の製造方法において、
   室温における前記基板の外径寸法は、前記熱膨張抑制用構造物の前記開口部の寸法より大きく、
   前記熱膨張抑制用構造物の前記開口部に前記基板を嵌合する工程では、前記基板を冷却することにより、前記基板の外径寸法を前記熱膨張抑制用構造物の前記開口部の寸法より小さくした状態で、前記熱膨張抑制用構造物の前記開口部に前記基板を嵌合する
   ことを特徴とする回路基板の製造方法。

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