JP2010129730A - 配線基板及びこれを用いたプローブカード - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁性基体上に配設された金属配線を保護する保護層を、ワニスを用いて形成した場合、複数の工程により形成しなければならないため、製造コストが増大していた。また、金属配線の側面を封止するようにワニスの厚みを調整しなければならず、作業が煩雑であると同時に、金属配線が薬液に触れて腐食する可能性があった。
【解決手段】絶縁性基体と、絶縁性基体の主面上に配設された配線導体と、配線導体の主成分よりもイオン化傾向の小さい成分を主成分とし、配線導体を被覆するメッキ層と、配線導体の主成分よりもイオン化傾向の大きい成分を主成分とし、メッキ層と電気的に接続するとともに少なくとも一部が露出する金属部材と、を備えた配線基板とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、半導体集積回路などに用いられる配線基板に関するものである。

絶縁性基体上に配線導体を配設した配線基板を作製する場合、配線導体の表面にメッキを形成する工程などにおいて、配線導体がメッキ液などの薬液に触れることにより腐食する可能性がある。そこで、特許文献１に開示されているように、樹脂からなる保護絶縁層をベース絶縁層上であって金属薄膜の側面を封止するように配設した配線回路基板が提案されている。
特開２００６−６６４５１号公報

特許文献１に開示されているように、樹脂からなる保護絶縁層をベース絶縁層上であって金属薄膜の側面を封止するように配設することにより、メッキ液などの薬液による金属薄膜の側面の腐食をある程度防ぐことができる。

しかしながら、特許文献１においては、保護絶縁層となるワニスをベース絶縁層の全面に配設する工程及び保護絶縁層の形状にワニスをパターニングする工程により、保護絶縁層を形成している。このように、複数の工程により保護絶縁層を形成しなければならないため、製造コストが増大していた。また、金属薄膜の側面を封止するようにワニスの厚みを調整しなければならず、作業が煩雑であると同時に、金属薄膜が薬液に触れて腐食する可能性があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、容易に製造することができながらも、薬液に触れることによる配線導体の腐食の可能性を低減する配線基板を提供することを目的とする。

本発明の配線基板は、絶縁性基体と、該絶縁性基体の主面上に配設された配線導体と、該配線導体の主成分よりもイオン化傾向の小さい成分を主成分とし、前記配線導体を被覆するメッキ層と、前記配線導体の主成分よりもイオン化傾向の大きい成分を主成分とし、前記メッキ層と電気的に接続するとともに少なくとも一部が露出する金属部材と、を備えている。

本発明の配線基板によれば、配線導体の主成分よりもイオン化傾向の大きい成分を主成分とし、メッキ層と電気的に接続するとともに少なくとも一部が露出する金属部材を備えていることから、薬液に触れることによる配線導体の腐食の可能性を低減することができる。これは、配線基板と電気的に接続された金属部材が、配線導体と比較してイオン化傾向が大きく腐食しやすいからである。配線導体よりも先に金属部材が腐食することから、結果的に配線導体の腐食を抑制することができる。

以下、本発明の配線基板について図面を用いて詳細に説明する。

図１〜３に示すように、本発明の第１の実施形態にかかる配線基板１は、絶縁性基体３と、絶縁性基体３の主面上に配設された配線導体５と、配線導体５の主成分よりもイオン化傾向の小さい成分を主成分とし、配線導体５を被覆するメッキ層７と、配線導体５の主成分よりもイオン化傾向の大きい成分を主成分とし、メッキ層７と電気的に接続するとともに少なくとも一部が露出する金属部材９と、を備えている。

このように、本実施形態にかかる配線基板１においては、配線導体５の主成分よりもイオン化傾向の大きい成分を主成分とし、メッキ層７と電気的に接続するとともに少なくとも一部が露出する金属部材９を備えていることから、薬液に触れることによる配線導体５の腐食の可能性を低減することができる。

本実施形態における絶縁性基体３としては、電気的に絶縁性の良好な部材を用いればよく、具体的には、Ａｌ_２Ｏ_３のようなセラミック部材又は樹脂を用いることができる。

また、本実施形態の配線基板１は、絶縁性基体３に埋設されたビア導体（第１のビア導体１１）及び内部配線１３を備えている。この第１のビア導体１１及び内部配線１３を介して外部電源（不図示）から配線導体５に通電することができる。第１のビア導体１１及び内部配線１３としては、電気伝導性の良好な部材を用いることが好ましい。具体的には、Ａｌ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｗのような金属を用いればよい。

本実施形態における配線導体５は、絶縁性基体３の主面上に配設されている。配線導体５としては、具体的には、Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｗのような金属及びこれらの合金部材を用いることができる。

本実施形態におけるメッキ層７は、配線導体５を被覆するように配設されている。メッキ層７の最外層の金属としては、配線導体５の主成分よりもイオン化傾向の小さい成分を主成分とするものが用いられている。具体的には、メッキ層７としては、Ｎｉ及びＡｕを用いることができる。

本実施形態における金属部材９は、メッキ層７と電気的に接続するとともに少なくとも一部が露出するように配設されている。また、金属部材９としては、配線導体５の主成分よりもイオン化傾向の大きい成分を主成分とするものが用いられている。具体的には、金属部材９としては、Ｃｒ，Ａｌ，Ｚｎを用いることができる。特にＡｌ，Ｚｎは両性金属であるため、アルカリ性の薬液に浸漬された場合でも、水酸化物の錯イオンを形成し薬液中に溶出する。その結果、配線金属層の腐食を抑制する効果を高めることができる。

また、配線導体５の露出部分全体がメッキ層７に被覆されているとともに、金属部材９がメッキ層７の表面上に配設されていることが好ましい。このように、配線導体５の露出部分全体がメッキ層７に被覆されている場合には、金属部材９全体が薬液により腐食した場合であっても、金属部材９と配線導体５の接続部分から配線導体５が腐食することを防ぐことができるからである。

また、金属部材９の露出面積がメッキ層７の露出面積よりも大きいことが好ましい。互いに電気的に接続された２種の金属間で生じるガルバニック腐食の進む速度は、これらの金属の露出面積の比率と相関関係がある。上記のようにメッキ層７の露出面積を小さくすることにより、ガルバニック腐食の進む速度を小さくすることができる。加えて、金属部材９の露出面積を大きくすることにより、金属部材９での腐食を促進させて配線導体５での腐食をさらに抑制することができる。

特に、図４に示すように、金属部材９が、メッキ層７の表面を被覆していることがより好ましい。これにより、配線導体５及びメッキ層７の露出が殆どないので、ガルバニック腐食の発生が抑制され、金属部材９の腐食が過度の速度で進むことを抑制できるからである。

次に、本発明の第２の実施形態にかかる配線基板１について説明する。

図５に示すように、本実施形態の配線基板１は、第１の実施形態と比較して、配線導体５は、絶縁性基体３の主面上に配設された第１の配線導体１５と、第１の配線導体１５の主成分よりもイオン化傾向の小さい成分を主成分とし、第１の配線導体１５の主面上に配設された第２の配線導体１７と、を備えている。そして、第１の配線導体１５の主成分が、金属部材９の主成分よりもイオン化傾向の小さい成分である。

回路となる金属と基板の接合性を高めるため、配線導体５として、絶縁性基体３の主面上に配設された金属の接合層と、この接合層上に配設された回路となる金属とを備えた構成とすることがある。本実施形態においては、この金属の接合層を第１の配線導体１５とするとともに回路となる金属を第２の配線導体１７としている。そして本実施形態においては、第１の配線導体１５として、主成分が金属部材９の主成分よりもイオン化傾向の小さいものを用いている。

本実施形態における第１の配線導体１５は、絶縁性基体３の主面上に配設されている。第１の配線導体１５としては、絶縁性基体３との接合性のよいものを用いることが好ましく、具体的には、Ｔｉ，Ｃｒ，ＴｉＮを用いることができる。第１の配線導体の厚みは０．１〜０．５μｍであることが好ましい。第１の配線導体１５は、例えば、別途形成されたものを絶縁性基体３の主面上に配設してもよく、スパッタリングにより絶縁性基体３の主面上に配設してもよい。

本実施形態における第２の配線導体１７は、第１の配線導体１５の主面上に配設されている。第２の配線導体１７は、回路パターンとして用いられることから、第１の配線導体１５よりもイオン化傾向が小さく、腐食しにくい部材が用いられる。第２の配線導体１７としては、具体的には、第２の配線導体１７としては、Ｃｕ，ＴｉとＣｕの合金部材を用いることができる。第２の配線導体１７の厚みは、第１の配線導体１５の厚みよりも大きいことが好ましく、具体的には１〜１０μｍであることが好ましい。第２の配線導体１７は、第１の配線導体１５と同様に、別途形成されたものを絶縁性基体３の主面上に配設してもよく、また、スパッタリングにより絶縁性基体３の主面上に配設してもよい。

次に、本発明の第３の実施形態にかかる配線基板１について説明する。

図６〜８に示すように、本実施形態の配線基板１は、第１の実施形態と比較して、金属部材９は、メッキ層７の主面（図６〜８においては上面）上に位置する部分の厚みよりも、絶縁性基体３との接触部分における厚みが大きい。

金属部材９が腐食することによって、絶縁性基体３とメッキ層７との接触部分が露出した場合に、絶縁性基体３とメッキ層７との間に隙間があると、この隙間から薬液が侵入して、配線導体５が腐食してしまう可能性がある。しかしながら、本実施形態の配線基板１においては、絶縁性基体３との接触部分における金属部材９の厚みが相対的に大きいことから、金属部材９の腐食が進んだ場合であっても、絶縁性基体３とメッキ層７との接触部分が露出する可能性を小さくすることができる。そのため、配線導体５が腐食する可能性を低減することができる。

具体的には、図６に示すように、絶縁性基体３との接触部分近傍における金属部材９の厚みＬ１が、金属部材９のその他の部分における厚みＬ２よりも大きいことが好ましい。

また、図７に示すように、メッキ層７の側面と接する部分における金属部材９の厚みＬ１が、メッキ層７の主面と接する部分における金属部材９の厚みＬ２よりも大きい形態も有効である。特に、このような形状は単純な形状であるため容易に作製することができながらも、絶縁性基体３とメッキ層７との接触部分が露出する可能性を小さくすることができる。

また、図８に示すように、メッキ層７の側面と接する部分における金属部材９の厚みが絶縁性基体３から離隔するに従い小さくなる形状であることも有効である。この場合には、絶縁性基体３との接触部分近傍における金属部材９の厚みを大きくしながらも、金属部材９の表面積を小さくすることができる。そのため、金属部材９のガルバニック腐食が過度に促進されることを抑制できる。

次に、本発明の一実施形態にかかるプローブカードについて説明する。

図９に示すように、本実施形態のプローブカード１９は、上記の実施形態に代表される配線基板１と、配線基板１の裏面上に積層された第２の絶縁性基体２１と、第２の絶縁性基体２１に埋設され、第１のビア導体１１と電気的に接続された第２のビア導体２３と、配線基板１の主面上に配設された測定端子２５と、第２の絶縁性基体２１の裏面上に配設された接続端子２７と、を備えている。

本実施形態において、測定端子２５は、配線基板１の主面上に配設された第１の配線導体１５及び第２の配線導体１７を介して第１のビア導体１１と電気的に接続されている。また、接続端子２７は、第２の絶縁性基体２１を貫通する第２のビア導体２３を介して第１のビア導体１１と電気的に接続されている。

本実施形態のプローブカード１９においては、被測定物である半導体素子の端子を測定端子２５に電気的に接続し、半導体素子に通電する。ここで、通電するとは、単に電圧を印加する場合だけでなく、半導体素子に信号を入力することも意図している。そして、接続端子２７を介して取り出した出力を測定して期待値と比較することで半導体素子の良否を判定することができる。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を行うことは何ら差し支えない。

本発明の第１の実施形態における配線基板を示す斜視図である。 図１に示す配線基板におけるＡ−Ａ断面図である。 図２に示す断面図における領域Ａを示す拡大断面図である。 本発明の第１の実施形態における配線基板の変形例を示す拡大断面図である。 本発明の第２の実施形態における配線基板を示す拡大断面図である。 本発明の第３の実施形態における配線基板を示す拡大断面図である。 本発明の第３の実施形態における配線基板の変形例を示す拡大断面図である。 本発明の第３の実施形態における配線基板の変形例を示す拡大断面図である。 本発明の一実施形態にかかるプローブカードを示す断面図である。

符号の説明

１・・・配線基板
３・・・絶縁性基体
３ａ・・・主面
５・・・配線導体
７・・・メッキ層
９・・・金属部材
１１・・・第１のビア導体
１３・・・内部配線
１５・・・第１の配線導体
１７・・・第２の配線導体
１９・・・プローブカード
２１・・・第２の絶縁性基体
２３・・・第２のビア導体
２５・・・測定端子
２７・・・接続端子

Claims (5)

1. 絶縁性基体と、
   該絶縁性基体の主面上に配設された配線導体と、
   該配線導体の主成分よりもイオン化傾向の小さい成分を主成分とし、前記配線導体を被覆するメッキ層と、
   前記配線導体の主成分よりもイオン化傾向の大きい成分を主成分とし、前記メッキ層と電気的に接続するとともに少なくとも一部が露出する金属部材と、を備えた配線基板。
2. 前記金属部材の露出面積が前記メッキ層の露出面積よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
3. 前記金属部材が、前記メッキ層の表面を被覆していることを特徴とする請求項２に記載の配線基板。
4. 前記配線導体は、絶縁性基体の主面上に配設された第１の配線導体と、該第１の配線導体の主成分よりもイオン化傾向の小さい成分を主成分とし、該第１の配線導体の主面上に配設された第２の配線導体と、を備え、前記第１の配線導体の主成分が、前記金属部材の主成分よりもイオン化傾向の小さいことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
5. 請求項１に記載の配線基板と、該配線基板の主面側に配設された測定端子と、前記配線基板の裏面側に配設された接続端子と、を備えたプローブカード。
   

Images