JP2020064999A - 配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】電極パッドに接続された抵抗体の微細化が可能な配線基板を提供する。【解決手段】本開示の一態様は、セラミック基板と、樹脂基板と、樹脂基板のセラミック基板とは反対側の面に配置された複数の電極パッドと、複数の電極パッドのうち２つの電極パッドを電気的に接続する少なくとも１つの板状の抵抗体とを備える配線基板である。セラミック基板は、樹脂基板が重ね合わされた面に配置された複数の補助電極パッドを有する。複数の補助電極パッドは、それぞれ、樹脂基板の配線によって対応する複数の電極パッドに電気的に接続される。少なくとも１つの抵抗体は、セラミック基板の複数の補助電極パッドが配置された面、樹脂基板の複数の電極パッドが配置された面、又は樹脂基板の内部に配置される。【選択図】図１

Description

本開示は、配線基板に関する。

プローブカードは、複数の半導体素子が形成されたウェハを電気検査するための治具である。プローブカードは、プローブが取り付けられたプローブカード用配線基板を有する。プローブカード用配線基板には、セラミック基板の表面にプローブを取り付けるための電極パッドが設けられている。

プローブカード用配線基板では、インピーダンス整合をとるために、電極パッド間の抵抗値の大きさを調整する必要がある。しかし、電極パッドを含む配線が高密度で配置された配線基板では、チップ型の抵抗体を配置するスペースが限られる。

そこで、配線の間に薄膜抵抗体を配置し、薄膜抵抗体をトリミングすることで、配線基板の抵抗値を調整する方法が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１４−１０３２５５号公報

上述のセラミック基板を用いたプローブカード用配線基板では、セラミック基板が焼成時に収縮するため、セラミック基板に設けられた配線の位置精度に対する許容誤差を大きくする必要がある。そのため、薄膜抵抗体の形状に制限が生じる。つまり、薄膜抵抗体をある一定の大きさ以下に微細化することができないので、抵抗値の調整に限界が生じる。

また、このような薄膜抵抗体の微細化の制限は、プローブカード用配線基板以外の用途の配線基板においても生じ得る。

本開示の一局面は、電極パッドに接続された抵抗体の微細化が可能な配線基板を提供することを目的とする。

本開示の一態様は、セラミックを主成分とする少なくとも１つのセラミック絶縁層と少なくとも１つのセラミック絶縁層に配置された配線とを有するセラミック基板と、樹脂を主成分とする少なくとも１つの樹脂絶縁層と少なくとも１つの樹脂絶縁層に配置された配線とを有すると共に、セラミック基板の片方の面に重ね合わされた樹脂基板と、樹脂基板のセラミック基板とは反対側の面に配置された複数の電極パッドと、複数の電極パッドのうち２つの電極パッドを電気的に接続する少なくとも１つの板状の抵抗体と、を備える配線基板である。

また、セラミック基板は、樹脂基板が重ね合わされた面に配置された複数の補助電極パッドを有する。複数の補助電極パッドは、それぞれ、樹脂基板の配線によって対応する複数の電極パッドに電気的に接続される。少なくとも１つの抵抗体は、セラミック基板の複数の補助電極パッドが配置された面、樹脂基板の複数の電極パッドが配置された面、又は樹脂基板の内部に配置される。

このような構成によれば、寸法精度の高い樹脂基板に電極パッドが配置されるので、配線基板における電極パッドの位置精度が担保される。また、これにより、セラミック基板に設けられた補助電極パッドの位置精度に対する許容誤差を大きくできる。そのため、抵抗体がセラミック基板及び樹脂基板のいずれに配置されても、抵抗体の微細化が可能となる。

本開示の一態様では、抵抗体は、セラミック基板の複数の補助電極パッドが配置された面において複数の補助電極パッドのうち２つの補助電極パッド同士を連結するように配置されてもよい。このような構成によれば、樹脂基板によって抵抗体を被覆することができる。その結果、抵抗体の酸化による抵抗値の上昇が抑制できる。また、レーザー等の公知の加工技術を用いて、抵抗体のトリミングを行うことができる。

本開示の一態様は、抵抗体は、樹脂基板の複数の電極パッドが配置された面において複数の電極パッドのうち２つの電極パッド同士を連結するように配置されてもよい。このような構成によれば、セラミック基板に樹脂基板を積層してからの抵抗値の調整が可能となる。

本開示の一態様では、抵抗体は、樹脂基板の内部において樹脂基板の配線同士を連結するように配置されてもよい。このような構成によっても、樹脂絶縁層によって抵抗体を被覆することができる。その結果、抵抗体の酸化による抵抗値の上昇が抑制できる。

実施形態の配線基板の模式的な断面図である。 図１の配線基板における補助電極パッド及び抵抗体の模式的な平面図である。 図１とは異なる実施形態の配線基板の模式的な断面図である。 図１及び図３とは異なる実施形態の配線基板の模式的な断面図である。

以下、本開示が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
図１に示す配線基板１は、セラミック基板２と、樹脂基板３と、複数の電極パッド４Ａ，４Ｂと、複数の板状の抵抗体５とを備える配線基板である。

なお、図１は、２つの電極パッド４Ａ，４Ｂと、２つの電極パッド４Ａ，４Ｂに電気的に接続された１つの抵抗体５とを含む１つの電極構造１０を示している。配線基板１は、複数の電極構造１０を有している。

配線基板１は、ダイシングによって、少なくとも１つの電極構造１０を含む複数の個片に分割される多数個取り基板である。ただし、配線基板１は、予め個片化されたものであってもよい。

本実施形態の配線基板１は、複数の半導体素子が形成されたウェハを電気検査するために用いられるプローブカード用配線基板である。配線基板１は、複数のプローブが取り付けられることでウェハの検査に供される。

＜セラミック基板＞
セラミック基板２は、セラミックを主成分とする複数のセラミック絶縁層２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄと、複数の補助電極パッド２２Ａ，２２Ｂと、複数のセラミック絶縁層２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄに配置された配線（図示省略）とを有する。

ここで、「主成分」とは、９０質量％以上含まれる成分である。なお、図１では、セラミック絶縁層は４層としているが、セラミック絶縁層は４層以外であってもよく、セラミック絶縁層は単層であってもよい。

複数の補助電極パッド２２Ａ，２２Ｂは、セラミック基板２において樹脂基板３が重ね合わされた面に配置されている。図１に示した第１補助電極パッド２２Ａ及び第２補助電極パッド２２Ｂは、それぞれ、樹脂基板３の配線によって対応する第１電極パッド４Ａ及び第２電極パッド４Ｂに電気的に接続されている。

セラミック基板２の配線は、各セラミック絶縁層の表面に配置された少なくとも１つの配線パターンと、各セラミック絶縁層を厚み方向に貫通する少なくとも１つの導体（つまりビア）とを含む。

セラミック基板２が有する配線及び補助電極パッド２２Ａ，２２Ｂの材質としては、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、これらの合金等が挙げられる。これらの中でも、焼成時の耐熱性の観点からタングステンが好適に使用される。

各セラミック絶縁層を構成するセラミックは、特に限定されず、アルミナ、低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ）、中温同時焼成セラミック（ＭＴＣＣ）等が使用できる。これらの中でも、アルミナ又はＬＴＣＣが好ましい。アルミナを用いることで、セラミック基板２の製造コストを低減することができる。また、ＬＴＣＣを用いることで、セラミック基板２の焼成温度を下げられるため、配線として銅合金（例えばＣｕ−Ｗ）を使用することができる。その結果、セラミック基板２の製造コストを低減しつつ、配線の導電性を高めることができる。

なお、セラミック基板２の樹脂基板３とは反対側の面には、複数の電極パッドが格子状に並べられた、いわゆるＬＧＡ（Ｌａｎｄ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）が配置されていてもよい。

＜樹脂基板＞
樹脂基板３は、樹脂を主成分とする樹脂絶縁層３１と、樹脂絶縁層３１に配置された配線とを有する。

なお、図１では、樹脂基板３が有する配線のうち、後述する２つの電極パッド４Ａ，４Ｂと２つの補助電極パッド２２Ａ，２２Ｂとをそれぞれ接続する２つの導体３２Ａ，３２Ｂのみを図示している。導体３２Ａ，３２Ｂは、樹脂絶縁層３１を厚み方向に貫通している。

樹脂基板３は、セラミック基板２の片方の面に重ね合わされている。具体的には、樹脂基板３は、セラミック基板２と重ね合わされる面に設けられた熱融着層の融着によって、セラミック基板２の表面に接合されている。図１では、樹脂基板３の樹脂絶縁層は、単層としているが、樹脂基板３は、２層以上の樹脂絶縁層を有してもよい。

樹脂基板３の樹脂絶縁層３１は、例えば、配線基板１に金属部材をろう接する時に溶融しない（つまり、ろう材又ははんだの融点よりも融点が高い）樹脂を主成分とするとよい。このような樹脂としては、耐薬品性にも優れたポリイミドが好ましい。

樹脂基板３が有する配線は、複数の導体３２Ａ，３２Ｂ以外に、樹脂絶縁層３１の表面に配置された配線パターン等を含んでいる。樹脂基板３が有する配線の材質としては、例えば、Ｗ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ａｇ、これらの合金等が挙げられる。

＜電極パッド＞
第１電極パッド４Ａ及び第２電極パッド４Ｂは、樹脂基板３のセラミック基板２とは反対側の面に配置されている。第１電極パッド４Ａ及び第２電極パッド４Ｂは、配線基板１の最表層に設けられており、ウェハ検査用のプローブが取り付けられる端子を構成する。

第１電極パッド４Ａには、樹脂基板３の第１導体３２Ａを介して、セラミック基板２の第１補助電極パッド２２Ａが電気的に接続されている。第２電極パッド４Ｂには、樹脂基板３の第２導体３２Ｂを介して、セラミック基板２の第２補助電極パッド２２Ｂが電気的に接続されている。

電極パッド４Ａ，４Ｂの材質としては、例えば、Ｗ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ａｇ、これらの合金等が挙げられる。また、電極パッド４Ａ，４Ｂは、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｕ（金）等によってめっきされてもよい。例えば、電極パッド４Ａ，４Ｂとして、Ｃｕ電極をＮｉ及びＡｕでメッキしたものが使用できる。

＜抵抗体＞
抵抗体５は、セラミック基板２の複数の補助電極パッド２２Ａ，２２Ｂが配置された面（つまり、樹脂基板３が重ね合わされた面）に配置されている。

抵抗体５は、図２に示すように、第１補助電極パッド２２Ａと第２補助電極パッド２２Ｂとを連結するように配置されている。つまり、抵抗体５は、第１電極パッド４Ａと第２電極パッド４Ｂとを間接的に、かつ電気的に接続している。換言すれば、抵抗体５は、第１電極パッド４Ａと第２電極パッド４Ｂとを電気的に接続する回路を構成している。

抵抗体５は、一定の大きさで形成された後、所望の抵抗値を有するように、トリミングによって平面形状（つまり面積）が調整される。抵抗体５の厚みは、数千Åのオーダーである。抵抗体５の材質としては、例えば、ＴａＮ（窒化タンタル）が好適に使用できる。

＜製造方法＞
本実施形態の配線基板１は、例えば、セラミック基板２を形成する工程と、抵抗体５を形成する工程と、セラミック基板２に樹脂基板３を接合する工程とを備える製造方法にて得ることができる。

セラミック基板２を形成する工程では、未焼成の複数のセラミックグリーンシートを用意し、導電性ペーストをそれぞれのセラミックグリーンシートに印刷する。これらのセラミックグリーンシートを重ねた状態で焼成することで、複数の補助電極パッドを有するセラミック基板２が得られる。

抵抗体５を形成する工程では、セラミック基板２の２つの補助電極パッド２２Ａ，２２Ｂの間に抵抗体５を形成する。具体的には、セラミック基板２の補助電極パッド２２Ａ，２２Ｂが配置された面に例えばスパッタ法を用いて金属の薄膜を形成する。補助電極パッド２２Ａ，２２Ｂに形成された薄膜は、エッチングによって除去される。

薄膜の形成後、目的の抵抗値に合わせて薄膜をトリミングすることで、抵抗体５が得られる。トリミングの手段としては、例えばレーザーを用いることができる。本実施形態では、抵抗体５はセラミック基板２上に形成されているので、レーザーによって基板が切断されるリスクが小さい。

セラミック基板２に樹脂基板３を接合する工程では、まず、公知の方法で配線及び複数の電極パッドが形成された樹脂基板３を用意する。樹脂基板３が熱融着層を介してセラミック基板２に重ね合わせられた状態で加熱及び加圧することで、セラミック基板２に樹脂基板３が接合される。なお、セラミック基板２の接合面に、アンカーとして表面をエッチングにより粗化した金属パッドを設けてもよい。

［１−２．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１ａ）寸法精度の高い樹脂基板３に電極パッド４Ａ，４Ｂが配置されるので、配線基板１における電極パッド４Ａ，４Ｂの位置精度が担保される。また、これにより、セラミック基板２に設けられた補助電極パッド２２Ａ，２２Ｂの位置精度に対する許容誤差を大きくできる。そのため、セラミック基板２に配置された抵抗体５の微細化が可能となる。

（１ｂ）抵抗体５がセラミック基板２に配置されることで、樹脂基板３によって抵抗体５を被覆することができる。その結果、抵抗体５の酸化による抵抗値の上昇が抑制できる。また、レーザー等の公知の加工技術を用いて、抵抗体５のトリミングを行うことができる。

［２．第２実施形態］
［２−１．構成］
図３に示す配線基板１Ａは、セラミック基板２と、樹脂基板３と、複数の電極パッド４Ａ，４Ｂと、複数の板状の抵抗体５Ａとを備える。

なお、図３は、２つの電極パッド４Ａ，４Ｂと、２つの電極パッド４Ａ，４Ｂに電気的に接続された１つの抵抗体５Ａとを含む１つの電極構造１０Ａを示している。配線基板１Ａは、複数の電極構造１０Ａを有している。

図３の配線基板１Ａのセラミック基板２と、樹脂基板３と、複数の電極パッド４Ａ，４Ｂとは、図１の配線基板１のセラミック基板２と、樹脂基板３と、複数の電極パッド４Ａ，４Ｂとそれぞれ同じであるため、同一の符号を付して説明を省略する。

＜抵抗体＞
配線基板１Ａの抵抗体５Ａは、配置されている位置を除いて、図１の配線基板１の抵抗体５と同じものである。

抵抗体５Ａは、樹脂基板３の複数の電極パッド４Ａ，４Ｂが配置された面（セラミック基板２とは反対側の面）において第１電極パッド４Ａと第２電極パッド４Ｂとを連結するように配置されている。抵抗体５Ａは、ポリイミド等の樹脂によってコーティングされてもよい。

＜製造方法＞
本実施形態の配線基板１Ａは、例えば、セラミック基板２を形成する工程と、セラミック基板２に樹脂基板３を接合する工程と、抵抗体５Ａを形成する工程とを備える製造方法にて得ることができる。

セラミック基板２を形成する工程と、樹脂基板３を接合する工程とは、第１実施形態と同じである。抵抗体５Ａを形成する工程では、セラミック基板２に接合した樹脂基板３における２つの電極パッド４Ａ，４Ｂの間に抵抗体５Ａを形成する。抵抗体５Ａの具体的な形成方法は、第１実施形態と同じである。

［２−２．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（２ａ）抵抗体５Ａが電極パッド４Ａ，４Ｂと同じ面に配置されることで、セラミック基板２に樹脂基板３を積層してからの抵抗値の調整が可能となる。

［３．第３実施形態］
［３−１．構成］
図４に示す配線基板１Ｂは、セラミック基板２と、樹脂基板３Ｂと、複数の電極パッド４Ａ，４Ｂと、複数の板状の抵抗体５Ｂとを備える。

なお、図４は、２つの電極パッド４Ａ，４Ｂと、２つの電極パッド４Ａ，４Ｂに電気的に接続された１つの抵抗体５Ｂとを含む１つの電極構造１０Ｂを示している。配線基板１Ｂは、複数の電極構造１０Ｂを有している。

図４の配線基板１Ｂのセラミック基板２と、複数の電極パッド４Ａ，４Ｂとは、図１の配線基板１のセラミック基板２と、複数の電極パッド４Ａ，４Ｂとそれぞれ同じであるため、同一の符号を付して説明を省略する。

＜樹脂基板及び抵抗体＞
樹脂基板３Ｂは、図１の配線基板１における樹脂基板３の樹脂絶縁層３１を多層構造としたものである。つまり、樹脂基板３Ｂは、複数の樹脂絶縁層３１Ａ，３１Ｂを有する。

配線基板１Ｂの抵抗体５Ｂは、配置されている位置を除いて、図１の配線基板１の抵抗体５と同じものである。本実施形態では、抵抗体５Ｂは、樹脂基板３Ｂの内部に配置されている。

具体的には、抵抗体５Ｂは、２つの樹脂絶縁層３１Ａ，３１Ｂの間に配置されている。また、抵抗体５Ｂは、樹脂基板３Ｂの配線の一部である第１導体３２Ａと第２導体３２Ｂとを連結するように配置されている。つまり、抵抗体５Ｂは、第１電極パッド４Ａと第２電極パッド４Ｂとを間接的に、かつ電気的に接続している。

＜製造方法＞
本実施形態の配線基板１Ｂは、例えば、セラミック基板２を形成する工程と、セラミック基板２に樹脂基板３Ｂを接合する工程とを備える製造方法にて得ることができる。

セラミック基板２を形成する工程は、第１実施形態と同じである。樹脂基板３Ｂを接合する工程では、予め抵抗体５Ｂを内部に形成した樹脂基板３Ｂを用意し、樹脂基板３Ｂをセラミック基板２に接合する。具体的な接合方法は、第１実施形態と同じである。

［３−２．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（３ａ）抵抗体５Ｂが樹脂基板３Ｂの内部に配置されることで、抵抗体５Ｂの酸化による抵抗値の上昇が抑制できる。

［４．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

（２ａ）上記実施形態の配線基板１，１Ａ，１Ｂは、プローブカード以外の用途にも適用可能である。

（２ｂ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

１，１Ａ，１Ｂ…配線基板、２…セラミック基板、３，３Ｂ…樹脂基板、
４Ａ…第１電極パッド、４Ｂ…第２電極パッド、５，５Ａ，５Ｂ…抵抗体、
２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ…セラミック絶縁層、２２Ａ…第１補助電極パッド、
２２Ｂ…第２補助電極パッド、３１，３１Ａ，３１Ｂ…樹脂絶縁層、
３２Ａ…第１導体、３２Ｂ…第２導体、１０，１０Ａ，１０Ｂ…電極構造。

Claims (4)

1. セラミックを主成分とする少なくとも１つのセラミック絶縁層と前記少なくとも１つのセラミック絶縁層に配置された配線とを有するセラミック基板と、
   樹脂を主成分とする少なくとも１つの樹脂絶縁層と前記少なくとも１つの樹脂絶縁層に配置された配線とを有すると共に、前記セラミック基板の片方の面に重ね合わされた樹脂基板と、
   前記樹脂基板の前記セラミック基板とは反対側の面に配置された複数の電極パッドと、
   前記複数の電極パッドのうち２つの電極パッドを電気的に接続する少なくとも１つの板状の抵抗体と、
   を備える配線基板であって、
   前記セラミック基板は、前記樹脂基板が重ね合わされた面に配置された複数の補助電極パッドを有し、
   前記複数の補助電極パッドは、それぞれ、前記樹脂基板の前記配線によって対応する前記複数の電極パッドに電気的に接続され、
   前記少なくとも１つの抵抗体は、前記セラミック基板の前記複数の補助電極パッドが配置された面、前記樹脂基板の前記複数の電極パッドが配置された面、又は前記樹脂基板の内部に配置される、配線基板。
2. 前記抵抗体は、前記セラミック基板の前記複数の補助電極パッドが配置された面において前記複数の補助電極パッドのうち２つの補助電極パッド同士を連結するように配置される、請求項１に記載の配線基板。
3. 前記抵抗体は、前記樹脂基板の前記複数の電極パッドが配置された面において前記複数の電極パッドのうち２つの電極パッド同士を連結するように配置される、請求項１に記載の配線基板。
4. 前記抵抗体は、前記樹脂基板の内部において前記樹脂基板の前記配線同士を連結するように配置される、請求項１に記載の配線基板。