JP2011204889A - Interposer substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多数の半導体素子が形成されたウエハの電気特性試験に使用するプローブカード用部品であるインターポーザ基板に関する。 The present invention relates to an interposer substrate that is a probe card component used for electrical characteristic testing of a wafer on which a large number of semiconductor elements are formed.
CPU(Central Processing Unit:中央演算処理装置),MPU(Microprocessor Unit:超小型演算処理装置)やフラッシュメモリ等に用いられる半導体ウエハに形成された回路の電気特性の検査は、高温に加熱した状態でプローブカードを用いて行なわれる。 Inspecting the electrical characteristics of circuits formed on semiconductor wafers used in CPUs (Central Processing Units), MPUs (Microprocessor Units), flash memories, etc. This is done using a probe card.
図4は、従来のプローブカードを用いて半導体チップの電気特性を検査する構成を示す概略断面図である。 FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a configuration for inspecting electrical characteristics of a semiconductor chip using a conventional probe card.
図4で示すプローブカード100は、プローブピンタイプの垂直型プローブカードであっ
て、支持部材104に形成された配線基板103の端子103aに固着されたプローブピン102が、プローブピン102を案内するガイド部材101の貫通穴101aを通して、被検品である多数の
半導体チップ111を載置したウエハ110のリード電極112と接触することにより、多数の半
導体チップ111の電気特性の検査を一挙に実施するものである。
The
しかしながら、プローブカード100には、多数のプローブピン102が、それぞれのリード電極112に確実に接触するように、屈曲部を設けて弾力性を持たせているが、半導体チッ
プ111のさらなる高集積化に伴い、それぞれのリード電極112の間のピッチの狭小化が進んで、屈曲したプローブピン102を用いるとプローブピン102同士が接触し易くなり、電気的な短絡不良を起こすという問題が生じている。
However, the
このため、従来のプローブピン方式の垂直型プローブカードに替わって、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)と呼ばれる微細加工技術(例えばフォトリソグラ
フィー法)を用いてプローブピン102を用いない垂直型プローブカードを得る方法が採用
されつつある。
Therefore, instead of the conventional probe pin type vertical probe card, a vertical probe card that does not use the
図5は、従来のMEMS方式の垂直型プローブカードを用いて半導体チップの電気特性を検査する構成を示す概略断面図である。 FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a configuration for inspecting electrical characteristics of a semiconductor chip using a conventional MEMS vertical probe card.
図5のプローブカード200は、ST基板(スペーストランスフォーマ)204と、ST基板204に形成された配線基板203と、貫通穴201bを備えたインターポーザ基板201とを有している。配線基板203には端子203aを形成して、この端子203aと、インターポーザ基板201の主面にMEMSの微細加工技術で形成した測定端子202とが貫通穴201bに通したボンディングワイヤ205で電気的に結んである。そして、測定端子202が、被検品である多数の半導体チップ111を載置したウエハ110のリード電極112と接触することにより、多数の半導
体チップ111の電気特性の検査を一挙に実施するものである。
The
このようなMEMSの加工技術を用いた垂直型プローブカードの組立においては、インターポーザ基板201の測定端子202とST基板204の配線基板203上に形成された端子203a
とが、ボンディングワイヤ205により電気的に結ばれているが、測定端子202は、目視では視認できないような微細なものであり、配線基板203から引き出されたボンディングワイ
ヤ205と測定端子202との正確な位置認識が必要であり、従来はインターポーザ基板201に
備えられた貫通穴201aを位置認識用のアライメントマークとしていた。
In assembling a vertical probe card using such a MEMS processing technique, the
Are electrically connected by the
そして、このようなアライメントマークを用いて位置決めするためには、アライメントマークに向けて光源から光を照射して、照射した光が貫通穴201a周囲のインターポーザ
基板201の主面によって反射された反射光をCCDカメラで撮像して、その画像を画像処
理装置で2値化処理を行ない、貫通穴201aの径方向の中心位置を求めることによって、
インターポーザ基板201の正確な位置を認識して行なう。なお、このような位置決めをす
るためのアライメントマークとしては突起物,貫通穴または有底穴などが用いられている。
In order to position using such an alignment mark, light is emitted from the light source toward the alignment mark, and the irradiated light is reflected by the main surface of the
This is done by recognizing the exact position of the
特許文献1には、平面上に設けられる位置決め用マークにして、CCDカメラで読み取り、その結果得られたデータに基づいてその基準位置となる一点を定めることが可能な位置決め用マークにおいて、複数のマーク要素から構成されている位置決め用マークが記載され、そのようなマーク要素が底付き穴であることが記載されている。これによれば、一つの位置決め用マークが複数のマーク要素によって構成されているので、個々のマーク要素は、CCDカメラで正確に読み取り可能な程度に小さくできる一方で、これらの小さなマーク要素が集まって構成する位置決め用マークの大きさは従来の位置決め用マークと同等程度の大きさにすることができる。したがって、CCDカメラに対して位置決め用マークを粗く位置合わせする際に、CCDカメラの倍率を上げて焦点深度を浅くすることなく、また、視野を狭めることなく、位置決め用マークを容易にとらえることができる。したがって、効率よく位置合わせ作業を行なうことができるというものである。
In
しかしながら、MEMS方式の垂直型プローブカードで採用されているプローブカード200のST基板204とインターポーザ基板201との組立においては、ボンディングワイヤ205の位置を正確に合わせるためにインターポーザ基板201に位置決め用のアライメントマー
クとしての貫通穴201aを備えてはいるが、半導体チップ111の高集積化により、配線基板203上の配線がさらに複雑化して、アライメントマークに貫通穴201aを用いると、ST基板204の配線に当たった光が貫通穴201aを通って反射し、インターポーザ基板201の主面
と貫通穴201aとの画像の明暗の差が少なくなって、アライメントマークの位置認識に悪
影響を及ぼすという問題が発生していた。
However, in assembling the
また、特許文献1で提案された位置決め用マークの底付き穴をインターポーザ基板に設けてST基板との位置決めをしようとしても、穴の底から反射する反射光がインターポーザ基板の主面との画像の明暗の差がなくなり、アライメントマークの位置認識に悪影響を及ぼすという課題がなお残り、これに対する解決策の記載はなかった。
In addition, even if an attempt is made to position the ST mark with the bottom hole of the positioning mark proposed in
本発明は、上記課題を解決すべく案出されたものであり、MEMS方式の垂直型プローブカードの組み立て工程において、正確な位置認識ができるインターポーザ基板を提供することを目的とするものである。 The present invention has been devised to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an interposer substrate capable of accurately recognizing a position in an assembly process of a MEMS type vertical probe card.
本発明のインターポーザ基板は、セラミックスからなるインターポーザ基板の主面に、アライメントマークとしての有底穴を有し、該有底穴の底面が中心に向かって深くなっている凹状であることを特徴とするものである。 The interposer substrate of the present invention is characterized in that it has a bottomed hole as an alignment mark on the main surface of the interposer substrate made of ceramics, and the bottom surface of the bottomed hole is a concave shape that becomes deeper toward the center. To do.
また、本発明のインターポーザ基板は、上記構成において、前記有底穴の底面が、円錐
状または角錐状であることを特徴とするものである。
The interposer substrate of the present invention is characterized in that, in the above configuration, the bottom surface of the bottomed hole is conical or pyramidal.
また、本発明のインターポーザ基板は、上記いずれかの構成において、前記有底穴の内径をD,深さをLとしたとき、L/Dが1〜4であることを特徴とするものである。 The interposer substrate of the present invention is characterized in that, in any of the above-described configurations, L / D is 1 to 4, where D is the inner diameter of the bottomed hole and L is the depth. .
また、本発明のインターポーザ基板は、上記いずれかの構成において、前記インターポーザ基板の主面の算術平均粗さRaよりも、前記有底穴の底面の算術平均粗さRaが大きいことを特徴とするものである。 Moreover, the interposer substrate according to the present invention is characterized in that, in any of the above-described configurations, the arithmetic average roughness Ra of the bottom surface of the bottomed hole is larger than the arithmetic average roughness Ra of the main surface of the interposer substrate. Is.
本発明のインターポーザ基板は、セラミックスからなるインターポーザ基板の主面に、アライメントマークとしての有底穴を有し、この有底穴の底面が中心に向かって深くなっている凹状としたので、プローブカードの組み立て工程で、ST基板の配線基板と、インターポーザ基板の測定端子とをボンディングワイヤで電気的に結ぶときに、ST基板の配線からの反射光がCCDカメラに入射することがない。さらに、有底穴の底面が中心に向かって深くなっている凹状としたことによって、有底穴の底面からの反射光がCCDカメラへ反射するのを減少させることができ、有底穴の周辺のインターポーザ基板の主面の反射光との差が明瞭になり、アライメントマークの画像認識精度を向上させることができる。 Since the interposer substrate of the present invention has a bottomed hole as an alignment mark on the main surface of the interposer substrate made of ceramics, and the bottom surface of the bottomed hole has a concave shape that becomes deeper toward the center, the probe card In the assembly process, when the wiring board of the ST board and the measurement terminal of the interposer board are electrically connected by the bonding wire, the reflected light from the wiring of the ST board does not enter the CCD camera. Furthermore, by making the bottom surface of the bottomed hole deeper toward the center, the reflected light from the bottom surface of the bottomed hole can be reduced from being reflected to the CCD camera. The difference from the reflected light of the main surface of the interposer substrate becomes clear, and the image recognition accuracy of the alignment mark can be improved.
また、本発明のインターポーザ基板は、有底穴の底面が、円錐状または角錐状とした場合には、有底穴の底面がフラットである場合に比べ、有底穴の底面からの反射光を減少させることができるので、有底穴の周辺のインターポーザ基板の主面の反射光との差が明瞭になり、アライメントマークの画像認識精度を向上させることができる。 Further, when the bottom surface of the bottomed hole is conical or pyramidal, the interposer substrate of the present invention can reflect light from the bottom surface of the bottomed hole compared to the case where the bottom surface of the bottomed hole is flat. Since it can be reduced, the difference from the reflected light of the main surface of the interposer substrate around the bottomed hole becomes clear, and the image recognition accuracy of the alignment mark can be improved.
また、本発明のインターポーザ基板は、有底穴の内径をD,深さをLとしたとき、L/Dが1〜4とした場合には、アライメントマークの中心部に向かう底面の反射による光を乱反射させるので、有底穴の周辺のインターポーザ基板の主面の反射光との差が明瞭になり、アライメントマークの画像認識精度を向上させることができる。 Also, the interposer substrate of the present invention has a bottomed hole with an inner diameter of D and a depth of L. When L / D is 1 to 4, the light reflected by the bottom face toward the center of the alignment mark Therefore, the difference from the reflected light of the main surface of the interposer substrate around the bottomed hole becomes clear, and the image recognition accuracy of the alignment mark can be improved.
また、本発明のインターポーザ基板によれば、インターポーザ基板の主面の算術平均粗さRaよりも、有底穴の底面の算術平均粗さRaを大きくした場合には、有底穴の周辺のインターポーザ基板の主面の反射光との差が明瞭になり、アライメントマークの画像認識精度を向上させることができる。 According to the interposer substrate of the present invention, when the arithmetic average roughness Ra of the bottom surface of the bottomed hole is larger than the arithmetic average roughness Ra of the main surface of the interposer substrate, the interposer around the bottomed hole The difference from the reflected light of the main surface of the substrate becomes clear, and the image recognition accuracy of the alignment mark can be improved.
以下、本発明のインターポーザ基板の実施の形態の例について説明する。 Examples of embodiments of the interposer substrate of the present invention will be described below.
図1は、本発明のインターポーザ基板を有するプローブカードを用いて半導体チップの電気特性を検査する構成の一例を示す概略断面図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a configuration for inspecting electrical characteristics of a semiconductor chip using a probe card having an interposer substrate of the present invention.
図1のプローブカード10は、ST基板(スペーストランスフォーマ)4と、ST基板4に形成された配線基板3と、貫通穴1bを備えたインターポーザ基板1とを有している。配線基板3には端子3aを形成して、この端子3aと、インターポーザ基板1の主面にMEMSの微細加工技術で形成した測定端子2とが貫通穴1bに通した結線5で電気的に結んである。
The
この測定端子2は、従来のプローロブカードのプローブピンに代わるもので、プローブカード10から電気信号を被検品である半導体チップ111からウエハ110上に引き出されたリード電極112と接触することにより、多数の半導体チップ111の電気特性の検査を一挙に実施するものである。
This
そして、インターポーザ基板1に形成された測定端子2は、視認できないような微細なものであり、ST基板4の配線基板3からインターポーザ基板1の貫通穴1bを通って引き出されたボンディングワイヤ5を測定端子2に電気的に結ぶときには、インターポーザ基板1の主面に備えられた有底穴1aをアライメントマークとして画像認識することによって、正確なボンディングができるようにしている。
The
そして、このようなアライメントマークとしての有底穴1aを用いて位置決めするためには、有底穴1aに向けて光源から光を照射して、照射した光が有底穴1a周囲のインターポーザ基板201の主面によって反射された反射光をCCDカメラで撮像して、その画像
を画像処理装置で2値化処理を行ない、有底穴1aの径方向の中心位置を求めることによって、ST基板4に対するインターポーザ基板1の正確な位置を認識して行なうようにしてある。
And in order to position using the bottomed
そして、本発明のインターポーザ基板1は、セラミックスからなるインターポーザ基板1の主面に、アライメントマークとしての有底穴1aを有し、この有底穴1aの底面が中心に向かって深くなっている凹状であることが重要である。
The
図2に本発明のインターポーザ基板の有底穴の一例を示す、(a)〜(c)は底面が中心に向かって深くなっている凹状の縦断面図であり、(d)〜(f)は、それぞれ(a)〜(c)の有底穴の底面の形状を示す概略上面図である。 FIG. 2 shows an example of a bottomed hole of the interposer substrate of the present invention, wherein (a) to (c) are concave longitudinal sectional views with the bottom surface deepening toward the center, and (d) to (f). These are the schematic top views which show the shape of the bottom face of the bottomed hole of (a)-(c), respectively.
図2(a)および(d)に示すように、本発明のインターポーザ基板1の有底穴1aは、セラミックスからなるインターポーザ基板1の主面に、底面が中心に向かって深くなる凹状である有底穴1aを設けているので、位置決めのために光源から照射された光が有底穴1aの底面に届いたとしても、反射された光は一部が乱反射するので、残りの光が反射光としてCCDカメラに撮像されることになる。このため、インターポーザ基板1の主面によって反射してCCDカメラで撮像される光とは区別し易くなるので、有底穴1aの位置の認識が容易になり、画像処理装置による有底穴1aの位置が認識できなくなるという問題が減少する。さらにインターポーザ基板の強度がアライメントマークが貫通穴である場合に比べて増加し製品の撓みが抑えられ、高精度な位置決めを行なうことができる。
As shown in FIGS. 2A and 2D, the bottomed
また、本発明のインターポーザ基板1の有底穴1aの底面が、円錐状または角錐状であることが好ましい。
Moreover, it is preferable that the bottom face of the bottomed
図2(b)および(e)に示す有底穴1aは円錐状で、また、図2(c)および(f)に示す有底穴1aは角錐状であるが、図2(a)および(d)に示す凹状の有底穴1aに比べて底面の円錐または角錐の頂点に近づくにしたがって、照射された光が乱反射し易くなり、そのためにCCDカメラで撮像すると円錐または角錐の頂点にあたる有底穴1aの底面は反射光が少なくなるので、中心に向かって深くなっている凹状の底面の有底穴1aに比べ、よりインターポーザ基板1の主面によって反射してCCDカメラで撮像される光とは区別し易くなるので好ましい。なお、角錐については錐面の少ない三角錐が反射光が少なくなるのでより好ましい。
The bottomed
また、本発明の有底穴1aの内径をD,深さをLとしたとき、L/Dが1〜4であることが好ましい。
Further, when the inner diameter of the bottomed
このとき、有底穴1aが円錐状の場合には、Dは開口部に形成される形状の直径寸法とし、有底穴1aが角錐状の場合、Dは開口部に形成される形状の外接円の直径寸法とする。またLは有底穴1aの開口部から最深部の寸法とする。
At this time, when the bottomed
MEMSの微細加工技術で測定端子2を形成するインターポーザ基板1では、測定端子2が高密度に形成されるためアライメントマークである有底穴1aの径Dも自ずと小さいものが要求され、現在0.1mm〜0.3mmの範囲のものが主流で、0.1mm以下となりつつ
ある。また、有底穴1aは精度が重要であるので、焼結後のセラミックスに有底穴1aを加工することになる。この場合、生産性の観点からは有底穴1aの深さLは浅いほど良く、L/Dが4以下であることが好ましい。そのとき、深さLはインターポーザ基板1の厚みの3分の1から30分の1が良く、0.1mm〜1.0mmが好ましい。有底穴1aのL/Dは1〜4であることが好ましいが、これは有底穴1aの底面から反射される反射光が少なくなるので、インターポーザ基板1の主面からの反射光とCCDカメラで撮像された画像で区別し易くなり、有底穴1aの位置の認識が容易になるからである。L/Dが1未満であると、CCDカメラへ入射する反射光が多くなるので、インターポーザ基板1の主面からの反射光との差が少なくなり、有底穴1aの位置の認識レベルが低下する傾向となる。また、L/Dが4を超えると、有底穴1aが深くなるので加工コストが高くなる傾向となる。
In the
なお、本発明のインターポーザ基板1を形成するためのセラミックスの材料としては、窒化珪素,窒化硼素,ジルコニア,ムライト,マイカ,窒化アルミ,アルミナ,シリカ,コージェライトまたはマグネシアから選ばれる単体もしくはこれらを組み合わせて作製される複合材料を使用すれば良い。
The ceramic material for forming the
次に、本発明のインターポーザ基板1のアライメントマークを得るための製造方法の一例について説明する。
まず、アルミナの粉末が8質量%以上95質量%以下であり、残部が酸化珪素(SiO2)の粉末となるように秤量して100質量部とし、さらにムライトと焼結助剤として炭酸カ
ルシウム(CaCO3)および炭酸マグネシウム(MgCO3)の各粉末ならびに着色剤として酸化クロム,酸化コバルト,酸化マンガンおよび酸化鉄の少なくとも1種の粉末をそれぞれ所定量添加して調合粉末とする。そして、この調合粉末を溶媒である水とともに回転ミルに投入して、アルミナボールで24時間混合粉砕する。なお、混合粉砕後の平均粒径は1μm以上3μm以下にすればよい。なお、焼結助剤である炭酸カルシウム(CaCO3)および炭酸マグネシウム(MgCO3)は、構成成分の一部である二酸化炭素(CO2)が焼成中に焼失して、それぞれ酸化カルシウム(CaO),酸化マグネシウム(MgO)として存在することになる。
Next, an example of the manufacturing method for obtaining the alignment mark of the
First, the alumina powder is 8 mass% to 95 mass%, and the balance is 100 mass parts so as to be silicon oxide (SiO 2 ) powder. Further, calcium carbonate ( Each powder of CaCO 3 ) and magnesium carbonate (MgCO 3 ) and a predetermined amount of at least one powder of chromium oxide, cobalt oxide, manganese oxide and iron oxide are added as colorants to obtain a mixed powder. Then, this mixed powder is put into a rotary mill together with water as a solvent, and mixed and ground with alumina balls for 24 hours. In addition, what is necessary is just to make the average particle diameter after mixing grinding | pulverization into 1 micrometer or more and 3 micrometers or less. In addition, calcium carbonate (CaCO 3 ) and magnesium carbonate (MgCO 3 ), which are sintering aids, are burned down during the firing of carbon dioxide (CO 2 ), which is part of the constituent components, and calcium oxide (CaO). , It will be present as magnesium oxide (MgO).
次に、成形用バインダとして、ポリビニルアルコール,ポリエチレングリコールおよび
アクリル樹脂を混合粉末100質量%に対して合計6質量%となるように添加した後、混合
してスラリーとする。そして、このスラリーを用いてドクターブレード法によってシートを成形し、所定形状の金型でこのシートを打ち抜く、あるいはレーザ加工を施すことにより、成形体とすることができる。
Next, after adding polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, and an acrylic resin as a molding binder so as to be 6% by mass in total with respect to 100% by mass of the mixed powder, they are mixed to form a slurry. And a sheet | seat is shape | molded by the doctor blade method using this slurry, and it can be set as a molded object by punching out this sheet | seat with the metal mold | die of a predetermined shape, or giving a laser processing.
また、必要に応じて、切削加工またはレーザ加工等によりシートを各種形状、例えば円板状や角板状にすればよい。そして、各種形状に加工された成形体を焼成炉に入れて、1550℃以上1650℃以下で8時間以上12時間以下保持することにより、インターポーザ基板1となる焼結体を得ることができる。
Moreover, what is necessary is just to make a sheet | seat into various shapes, for example, disk shape, square plate shape by cutting or laser processing etc. as needed. And the sintered compact used as the interposer board |
得られた焼結体にドリル加工,超音波加工,レーザ加工またはウォータージェット加工を施すことにより、貫通穴1bを得ることができる。
The through
さらに、得られた焼結体にブラスト研磨,エッチング,マシニングによるドリル加工,超音波ドリル加工,レーザ加工またはウォータージェット加工を施すことにより、有底穴1aを得ることができる。
Furthermore, the bottomed
また、図2(a)および(d)に示す底面が凹状の有底穴1aであれば、ブラスト研磨やエッチング,レーザ加工またはウォーター研磨で加工すれば良く、図2(b)および(e)に示す円錐状であれば、マシニングドリル加工,超音波ドリル加工,レーザ加工またはウォータージェット加工で加工すれば良く、図2(c)および(f)に示す角錐状であれば、超音波ドリル加工により得ることができる。
2 (a) and 2 (d) may be processed by blast polishing, etching, laser processing or water polishing if the bottomed
アライメントマークである有底穴1aの位置精度を精度良く形成し、かつ、生産性を高めるには、凹状または円錐状の有底穴1aは、マシニングドリル加工がよく、角錐状の有底穴1aは超音波ドリル加工が好ましい。
In order to accurately form the position accuracy of the bottomed
また、厚み加工については、平面研削加工や、WA,GCまたはダイヤモンドによるラップ加工を施すことにより、所定の厚みのインターポーザ基板1を得ることができる。
Moreover, about thickness processing, the interposer board |
以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Examples of the present invention will be specifically described below, but the present invention is not limited to the following examples.
まず、平均粒径が2.0μmの酸化アルミニウムの粉末と、酸化珪素,ムライト,酸化カ
ルシウムおよび酸化マグネシウムの各粉末とを用意した。そして、酸化アルミニウムと酸化珪素との含有量を、それぞれ78.0質量%と14.0質量%とのセラミックスとなるように秤量した混合粉末と、さらに、残部がムライトと酸化カルシウムと酸化マグネシウムとからなる粉末を溶媒である水とともに回転ミルに投入して、純度が99.5%の酸化アルミニウムからなるセラミックボールで3時間混合した。
First, aluminum oxide powder having an average particle size of 2.0 μm and silicon oxide, mullite, calcium oxide, and magnesium oxide powders were prepared. Then, a mixed powder in which the contents of aluminum oxide and silicon oxide are weighed so as to be 78.0% by mass and 14.0% by mass of ceramics, respectively, and the balance is a powder composed of mullite, calcium oxide and magnesium oxide. The mixture was put into a rotary mill together with water as a solvent and mixed with ceramic balls made of aluminum oxide having a purity of 99.5% for 3 hours.
次に、成形用バインダとして、ポリビニルアルコール,ポリエチレングリコールおよびアクリル樹脂を混合粉末100質量%に対して合計10質量%となるように添加した後、混合
してスラリーを得た。そして、このスラリーを用いてドクターブレード法によりシートを成形し、所定形状の金型でこのシートを打ち抜くことにより、成形体を得た。
Next, after adding polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, and an acrylic resin as a molding binder so as to be 10% by mass in total with respect to 100% by mass of the mixed powder, they were mixed to obtain a slurry. And the sheet | seat was shape | molded by the doctor blade method using this slurry, and the molded object was obtained by punching out this sheet | seat with the metal mold | die of a predetermined shape.
次に、この成形体を焼成炉に入れた後、1580℃の焼成温度で3時間保持することにより、厚みが3mmで直径が200mmの本発明のインターポーザ基板1となる焼結体を得た。
Next, after putting this compact into a firing furnace, it was held at a firing temperature of 1580 ° C. for 3 hours to obtain a sintered body to be the
次に、直径が200mmのインターポーザ基板1となる焼結体に、複数のアライメントマ
ークとなる有底穴1aと、また、ボンディングワイヤ5をST基板4からインターポーザ基板1の主面側に引き出すための貫通孔1bを作製した。なお、有底穴1aの形状とその寸法は表1に示す通りで、試料数は各々1000枚作製した。
Next, a bottomed
以下、有底穴1aの加工方法について説明する。
Hereinafter, the processing method of the bottomed
試料No.1,2は比較例であり、試料No.1の有底穴1aは、底面が凹状で平坦、試料No.2は底面が平坦で底面の角にR状の曲面がある。これらの加工方法は、いずれも、マシニングドリル加工によるもので、(株)ソディックハイテック社製の型名:HS−430のマシニングドリル加工装置を用い、回転数を10,000rpmとして、切り込み量を
5μmとした。また、ドリルの先端は平坦な面の加工ができるものを用い、ツールの材質は超硬材を用いた。そして、有底穴1aの径Dが0.1mm、深さLが0.2mmとした。
Sample No. Nos. 1 and 2 are comparative examples. The bottomed
次に、試料No.3〜7は本発明の試料で、有底穴1aの底面を円錐状としたもので、その加工方法は比較例と同じ方法とした。ただし、ツールは有底穴の形状に合わせて変更した。有底穴1aの径Dは、全て0.1mmであるが、深さLを試料No.3が0.06mm、
試料No.4が0.10mm、試料No.5−1が0.2mm、試料No.6が0.4mm、試料No.7が0.5mmとした。
Next, sample No.
Sample No. 4 is 0.10 mm, sample no. 5-1, 0.2 mm, Sample No. 6 is 0.4 mm, sample no. 7 was 0.5 mm.
次に、試料No.8〜12も本発明の試料で、有底穴1aの底面を角錐状のものとしたもので、その加工方法は、いずれも、超音波ドリル加工によるもので、日本電子工業(株)社製の型名:UM−150Cの超音波ドリル加工装置を用い、周波数が25KHz,振幅数が
5μm,送り速度が5mm/分として、砥粒はダイヤモンドパウダーの粒径が4〜8μm程度のものを用いた。超音波ドリル加工は、加工品に対して、上下に振動させて有底穴1aを形成するものでツールは超硬材からなり先端形状が角錐状のものである。
Next, sample No. 8 to 12 are also samples of the present invention, and the bottom of the bottomed
次に、上記のインターポーザ基板1の主面の両面に対して、厚み加工を行なった。厚み加工の目的は、有底穴1aと貫通孔1bの穴の表面のバリを除去するためである。まず、平面研削を行なうが、平面研削装置は(株)三井ハイテック社製の型名:MSG−250H
1を用い、砥粒が200番のレジンダイヤを用い、回転数を3000rpmとして、切り込み量
を0.01mmとした。次に、ラップ研磨を、SPEED FAM CO,LTD社製の型名:DSM 16B−5L/P−Vを用い、砥粒が1000番で回転数が60rpmとして、30分加工
することにより、それぞれの主面を0.02mm研削した。
Next, thickness processing was performed on both surfaces of the main surface of the
No. 1 was used, a resin diamond with abrasive grains of No. 200 was used, the rotation speed was 3000 rpm, and the cutting depth was 0.01 mm. Next, lapping is performed using a model name: DSM 16B-5L / P-V, manufactured by SPEED FAM CO, LTD, with abrasive grains of 1000 and a rotation speed of 60 rpm for 30 minutes. The main surface was ground by 0.02 mm.
表1示す有底穴1aの深さLは、厚み加工後の寸法である。
The depth L of the bottomed
次に、インターポーザ基板1のアライメントマークである有底穴1aの画像認識の精度についてテストを行なった。
Next, a test was performed on the accuracy of image recognition of the bottomed
まず、インターポーザ基板1の、有底穴1aは、1枚の基板に41個形成され、各有底穴1aの穴位置はインターポーザ基板1の寸法値の原点が中心位置であり、中心位置からの穴座標になる。そして、テストに用いる有底穴1aは原点位置に形成された有底穴1aによることとした。
First, 41 bottomed
そして、インターポーザ基板1の有底穴1aが形成された主面の鉛直方向に、照明とCCDカメラをセットし、各試料の有底穴1aの撮像を行なった。
Then, illumination and a CCD camera were set in the vertical direction of the main surface where the bottomed
照明は、(株)キーエンス社製の型名:VH−Z100R/Wのリング照明を用い、CC
Dカメラは、(株)キーエンス社製の型名:VHX−1000 画素数が211万のものを用いた。また、撮像した画像の2値化データによる穴座標の精度を評価する基準穴座標は、レー
ザ顕微鏡で測定した寸法値を基準にした。レーザ顕微鏡は、(株)キーエンス社製の型名:VK−8700により、658nmの赤色レーザの最大出力0.9mWで行なった。
The illumination uses a ring name of VH-Z100R / W made by Keyence Corporation, CC
As the D camera, a model name manufactured by Keyence Corporation: VHX-1000 having a pixel number of 2.11 million was used. The reference hole coordinates for evaluating the accuracy of the hole coordinates based on the binarized data of the captured image were based on the dimension values measured with a laser microscope. The laser microscope was performed with a maximum output of 0.9 mW of a 658 nm red laser using a model name: VK-8700 manufactured by Keyence Corporation.
次に、インターポーザ基板1の中心に位置する有底穴1aを撮像した画像を一般的に用いられる閾値50%(127階調)で2値化し、この2値化したデータにより有底穴1aの穴
座標を算出し、レーザ顕微鏡で得られた穴座標との誤差により画像認識による各試料の有底穴1aの位置精度を評価した。
Next, an image obtained by imaging the bottomed
有底穴1aの穴位置が、レーザ顕微鏡のデータに対して、2μm以内であれば良品とし、2μmを超えるものを不良とした。そして、各試料の不良率が0%であれば、評価は優良で◎とし、0%超え0.2%以下のものを評価は良で○、0.2%を超えるものを不合格で×として、その結果を表1に示す。
When the hole position of the bottomed
表1の結果から分かるように、比較例である試料No.1および2は、有底穴1aの穴位置の不良率が、それぞれ10%高く、評価は不合格で×であった。これは、円形の有底穴1aの底面が平坦もしくは、角にR面があるものの底面が平坦であることから、レーザ顕微鏡では有底穴1aの主面のエッジと底面との違いがレーザ光の反射時間の差から明瞭に分かるものの、画像処理においては、照射された光が底面に当たり、その反射光の多くがCCDカメラに入射し有底穴1aのエッジと主面の反射光の明暗の差が小さく、したがって、2値化処理された画像データの位置精度が低下したものである。
As can be seen from the results in Table 1, sample No. In Nos. 1 and 2, the defect rate at the hole position of the bottomed
本発明の実施例である試料No.3〜12は、有底穴1aの穴位置の不良率は0.2%以下
であり優良の◎または良の○であった。これは、有底穴1aの外周形状が円形もしくは角形であるが、底面が中心に向かって凹状になっているために、照射された光は中心に向かって凹状となっている底面に当たり、乱反射しながら有底穴1aの外部に放射されCCDカメラへの入射光を抑制できるから有底穴1aのエッジと主面の反射光の明暗の差が大きくなり、2値化処理された画像データの位置精度が向上できたものである。
Sample No. which is an example of the present invention. 3 to 12, the defect rate at the hole position of the bottomed
また、有底穴1aの径Dと深さLとの関係が、1以上の試料No.4〜7と9〜12とは、上記の不良率が全て0%であり、穴位置評価は優良の◎であった。しかし、試料No.7および12は、深さLが0.5mmであり、有底穴1aの加工時間が長くなるため総合評価
は○とした。したがって、L/Dが1〜4であることが好ましいと言える。
Further, the relationship between the diameter D and the depth L of the bottomed
次に、実施例1で用いた試料No.5−1と同じインターポーザ基板1と、また同じ寸法の有底穴1aを用い、有底穴1aの底面の表面粗さを変化させたときの画像認識による有底穴1aの穴位置の精度の確認を行なった。それぞれ、有底穴1aの底面の算術平均粗さRaを表2に示す試料を作製した。
Next, the sample No. used in Example 1 was used. Using the
ここで、表面粗さは、測定器を(株)キーエンス製(型名:VK−8700)のレーザ顕微鏡により、JIS B 0601(2001)に準拠して測定した。このときの測定長さをそれぞれ0.1mmに設定して、算術平均粗さ(Ra)を測定した。また、それぞれの試料はマシニ
ングによるドリル加工の砥石の回転数およびスパークアウト(切り込みゼロで砥石を保持して仕上げ加工を行なう状態)の保持時間を変えることにより、表面粗さの異なるものを作製した。以上の結果を表2に示す。
Here, the surface roughness was measured according to JIS B 0601 (2001) with a measuring instrument using a laser microscope manufactured by Keyence Corporation (model name: VK-8700). The measurement length at this time was set to 0.1 mm, respectively, and the arithmetic average roughness (Ra) was measured. In addition, each sample was produced with different surface roughness by changing the number of revolutions of the grinding wheel for drilling by machining and the holding time of spark-out (the state in which the grinding wheel is held with zero cutting and finishing processing). . The results are shown in Table 2.
表2の結果から分かるように、インターポーザ基板1の主面の算術平均粗さ(Ra)よりも、有底穴1aの底面の算術平均粗さ(Ra)が同等か小さい試料No.5−2と5−3は、有底穴1aの穴位置の不良率が0.7%と0.8%で、評価は良の○であったが、インターポーザ基板1の主面の算術平均粗さ(Ra)よりも、有底穴1aの底面の算術平均粗さ(Ra)が大きい試料No.5−1と5−5は、有底穴1aの穴位置の不良率が0%で、評価は優良の◎であった。
As can be seen from the results in Table 2, the sample Nos. 1 and 2 have the same or smaller arithmetic average roughness (Ra) of the bottom surface of the bottomed
これは、有底穴1aの底面の表面粗さがインターポーザ基板1の主面の表面粗さよりも粗であることによって、底面の反射光がより多く乱反射し、CCDカメラへ入射する有底穴1aの反射光と主面の反射光の差が大きくなり、画像を2値化処理したときに明瞭な有底穴1aとなり位置精度の高いアライメントマークとすることができる。
This is because the bottom surface of the bottomed
1:インターポーザ基板
1a:有底穴
1b:貫通穴
2:測定端子
3:配線基板
3a:端子
4:ST基板(スペーストランスフォーマ)
5:ボンディングワイヤ
10:プローブカード
110:ウエハ
111:半導体チップ
112:リード電極
1:
5: Bonding wire
10: Probe card
110: Wafer
111: Semiconductor chip
112: Lead electrode
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010070392A JP2011204889A (en) | 2010-03-25 | 2010-03-25 | Interposer substrate |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013117511A (en) * | 2011-12-05 | 2013-06-13 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | Substrate and manufacturing method thereof, and probe card |
CN111341713A (en) * | 2018-12-18 | 2020-06-26 | 中芯集成电路(宁波)有限公司 | Packaging method and packaging structure |
-
2010
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