JPWO2005029934A1

JPWO2005029934A1 - プリント基板およびその製造方法

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Publication number: JPWO2005029934A1
Application number: JP2005509052A
Authority: JP
Inventors: 阿部　知行; 知行阿部; 林　伸之; 伸之林; 谷　元昭; 元昭谷; 健一郎阿部; 飯田　憲司; 憲司飯田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2003-09-19
Filing date: 2003-09-19
Publication date: 2006-11-30
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Abstract

プリント基板（１１）は、第１基板（１２）と、第１基板の表面に積層される第２基板（１３）とを備える。第２基板（１３）の輪郭は第１基板（１２）の輪郭と異なる。第２基板（１３）は第１基板（１２）の輪郭よりも内側に配置される。第２基板（１３）は第２コア樹脂層（３４）を備える。第２コア樹脂層（３４）は炭素繊維を含有する。第２基板（１３）の表面には、絶縁層（４１）および導電パターン（４２）から構成されるビルドアップ層（１６）が積層される。こうしたプリント基板（１１）では段差面（１４）が規定される。段差面（１４）には導電パターン（１８）が配置される。こうして電極の配置の自由度は広げられることができる。しかも、第２コア樹脂層（３４）には炭素繊維が含有される。こうした炭素繊維の働きで熱膨張の影響は排除される。しかも、ビルドアップ層（１６）では微細な配線構造が確立される。

Description

本発明は、炭素繊維を含有するコア樹脂層を備えるプリント基板およびその製造方法に関する。

例えば日本国特開２００１−３３２８２８号公報に開示されるように、炭素繊維を含有するコア樹脂層を備えるプリント基板は広く知られる。このプリント基板では２枚のコア樹脂層が重ね合わせられる。コア樹脂層の働きでプリント基板全体の熱膨張は低減されることができる。
この種のプリント基板では、一方のコア樹脂層の表面に他方のコア樹脂層の裏面が向き合わせられる。コア樹脂層は同一形状に形作られることから、一方のコア樹脂層の表面は完全に他方のコア樹脂層で覆われてしまう。同様に、他方のコア樹脂層の裏面は完全に一方のコア樹脂層で覆われてしまう。一方のコア樹脂層の裏面や他方のコア樹脂層の表面にしか電極は形成されることができない。
日本国特開２００１−３３２８２８号公報日本国特開２０００−１３８４５３号公報日本国特開昭６０−１４０８９８号公報日本国特開平１１−４０９０２号公報

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、電極の配置の自由度を広げることができ、その結果、用途の拡大を実現することができるプリント基板を提供することを目的とする。本発明は、熱膨張の影響を排除しつつ、さらに微細な配線構造を実現することができるプリント基板を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、第１発明によれば、炭素繊維を含有する第１コア樹脂層を備える第１基板と、第１基板の表面に積層され、炭素繊維を含有する第２コア樹脂層を備える第２基板とを備え、第２基板の輪郭は第１基板の輪郭と異なることを特徴とするプリント基板が提供される。
こうしたプリント基板では、第２基板の輪郭は第１基板の輪郭と異なる。こうして第１基板の表面には段差面が規定される。第１基板の裏面や第２基板の表面だけでなく、段差面に電極は形成されることができる。段差面から信号は取り出されることができる。単純に同一形状の基板同士が重ね合わせられる場合に比べて、電極の配置の自由度は広げられることができる。その結果、プリント基板の用途の拡大は実現されることができる。こうしたプリント基板では、第２基板は第１基板の輪郭よりも内側に配置されればよい。
しかも、第１および第２コア樹脂層には炭素繊維クロスが含有される。こうした炭素繊維クロスの採用で第１および第２基板の熱膨張は抑制される。温度変化に拘わらず電極の位置ずれは阻止される。加えて、炭素繊維クロスは従来のセラミックよりも安価に供給されることができる。
第２コア樹脂層は、炭素繊維を含有する樹脂材料から構成され、所定の位置で貫通孔を規定する第１樹脂層と、第１樹脂層の表面に積層され、ガラス繊維を含有する樹脂材料から構成される絶縁層と、絶縁層の表面に積層され、炭素繊維を含有する樹脂材料から構成される第２樹脂層とを備えればよい。第２樹脂層には、第１樹脂層の貫通孔に重なり合う貫通孔が形成されればよい。
こうしたプリント基板は、第２基板の表面に積層され、絶縁層および導電パターンから構成されるビルドアップ層をさらに備えてもよい。こういったビルドアップ層の働きで電極の微細化は実現される。こうしたプリント基板は例えばプリント基板に実装される電子部品の電極の微細化に対応することができる。その一方で、これまでのように、プリント基板にガラス繊維入りのプリプレグの多層構造が採用される場合には微細な配線構造は確立されることができない。こうしたプリント基板は電子部品の電極の微細化に対応することができない。ビルドアップ層の表面には導電パッドが露出してもよい。第１基板は、第１コア樹脂層の表面に積層されて、ガラス繊維を含有する絶縁層と、絶縁層の表面に配置される導電パターンとを備えてもよい。
以上のようなプリント基板の製造にあたって、炭素繊維を含有する第１コア樹脂層を備える第１基板に、炭素繊維を含有する第２コア樹脂層を備える第２基板を積層する工程と、第１基板の輪郭の内側で第２基板の輪郭を削り出す工程とが実施されればよい。
第２発明によれば、炭素繊維を含有する第１コア樹脂層を備える第１基板と、第１基板の表面に積層され、炭素繊維を含有する第２コア樹脂層を備える第２基板と、第２基板の表面に積層され、絶縁層および導電パターンから構成されるビルドアップ層とを備えることを特徴とするプリント基板が提供される。
こういったプリント基板では、炭素繊維クロスの採用で第１および第２基板の熱膨張は抑制される。温度変化に拘わらず電極の位置ずれは阻止される。加えて、炭素繊維クロスは従来のセラミックよりも安価に供給されることができる。しかも、ビルドアップ層の働きで電極の微細化は実現される。こうしたプリント基板は例えばプリント基板に実装される電子部品の電極の微細化に対応することができる。
第２コア樹脂層は、炭素繊維を含有する樹脂材料から構成され、所定の位置で貫通孔を規定する第１樹脂板層と、第１樹脂層の表面に積層され、ガラス繊維を含有する樹脂材料から構成される絶縁層と、絶縁層の表面に積層され、炭素繊維を含有する樹脂材料から構成される第２樹脂層とを備えてもよい。第２樹脂層には、第１樹脂層の貫通孔に重なり合う貫通孔が形成されてもよい。ビルドアップ層の表面には導電パッドが露出すればよい。第１基板は、前記第１コア樹脂層の表面に積層されて、ガラス繊維を含有する絶縁層と、絶縁層の表面に配置される導電パターンとを備えてもよい。
以上のような第１および第２発明に係るプリント基板の製造にあたって、貫通孔を規定する少なくとも２枚の繊維強化樹脂板を用意する工程と、繊維強化樹脂板同士の間に樹脂シートを挟み込む工程と、少なくとも樹脂シートを加熱しつつ一方の繊維強化樹脂板に他方の繊維強化樹脂板を押し付け、貫通孔に樹脂シートの樹脂材料を充填する工程とが実施されればよい。
以上のような製造方法によれば、樹脂シートに含有される樹脂材料は押し付けに基づき繊維強化樹脂板の貫通孔に流れ込む。貫通孔内には樹脂材料が確実に充填されることができる。ボイドの発生は防止される。その後、貫通孔内にはスルーホールが形成されてもよい。スルーホール内にはめっきが実施される。めっきの外壁と繊維強化樹脂板との間には樹脂材料が充填されることから、めっきは繊維強化樹脂板と完全に隔絶されることができる。こうした製造方法では、繊維強化樹脂板は例えば炭素繊維を含有すればよい。
その一方で、これまではコア樹脂層の形成にあたって、まず、２枚の繊維強化樹脂板が貼り合わせられる。繊維強化樹脂板には所定の位置に貫通孔が形成される。繊維強化樹脂板の貼り合わせ後に貫通孔が形成されると、貫通孔内にはボイドが発生しやすい。貫通孔の内側でめっきが形成される際に、めっきがボイドに進入してしまう。めっきは電気的に繊維強化樹脂板中の炭素繊維に接続されてしまう。めっきと炭素繊維の間は絶縁されることができない。

図１は、本発明の一具体例に係るプリント基板すなわちプローブカードの外観を概略的に示す斜視図である。
図２は、図１の２−２線に沿った拡大垂直断面図である。
図３は、図１の３−３線に沿った拡大垂直断面図である。
図４は、繊維強化樹脂板に樹脂シートを挟み込む場面を示す拡大部分断面図である。
図５は、コア樹脂層の形成にあたって、一方の繊維強化樹脂板に他方の繊維強化樹脂板が押し付けられる場面を示す拡大部分断面図である。
図６は、第１基板の形成にあたって、第１コア樹脂層および積層板の間に樹脂シートが挟み込まれる場面を示す拡大部分断面図である。
図７は、第１コア樹脂層に樹脂シートおよび積層板が押し付けられる場面を示す拡大部分断面図である。
図８は、スルーホールビアが形成される場面を示す拡大部分断面図である。
図９は、第２基板の形成にあたって、第２コア樹脂層および積層板の間に樹脂シートが挟み込まれる場面を示す拡大部分断面図である。
図１０は、第２コア樹脂層に樹脂シートおよび積層板が押し付けられる場面を示す拡大部分断面図である。
図１１は、スルーホールビアが形成される場面を示す拡大部分断面図である。
図１２は、第１基板の表面に第２基板が積層される場面を示す拡大部分断面図である。
図１３は、ビルドアップ層の形成にあたって、第２基板の表面に絶縁層が形成される場面を示す拡大部分断面図である。
図１４は、絶縁層の表面に銅めっきシード層およびレジスト膜が形成される場面を示す拡大部分断面図である。
図１５は、銅めっきシード層の表面に銅めっき層が形成される場面を示す拡大部分断面図である。
図１６は、導電パターンおよびビアが形成される場面を示す拡大部分断面図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一具体例に係るプリント基板すなわちプローブカード１１の構造を概略的に示す。このプローブカード１１は、第１基板１２と、第１基板１２の表面に積層される第２基板１３とを備える。第２基板１３の輪郭は第１基板１２の輪郭と異なる。第２基板１３は第１基板１２の輪郭よりも内側に配置される。こうして第１基板１２の表面には段差面１４が規定される。ここでは、第１基板１２の輪郭は例えば八角形に形成される。その一方で、第２基板１３の輪郭は円形に形成される。第２基板１３の直径は例えば２００ｍｍに設定される。ただし、第２基板１３が第１基板１２の輪郭よりも内側に配置される限り、第１および第２基板１２、１３はその他の形状に形成されてもよい。
第１基板１２の裏面にはビルドアップ層１５が積層される。第２基板１３の表面にはビルドアップ層１６が積層される。ビルドアップ層１５、１６の表面には複数の導電パッド１７が露出する。同様に、第１基板１２の表面すなわち段差面１４には複数の導電パッド１８が露出する。こうした導電パッド１７、１８は例えば銅といった導電性材料から構成されればよい。
図２に示されるように、第１基板１２は炭素繊維を含有する平板状の第１コア樹脂層２１を備える。第１コア樹脂層２１は平板状の第１樹脂層２２と、第１樹脂層２２の表面に積層される絶縁層２３と、絶縁層２３の表面に積層される平板状の第２樹脂層２４とを備える。第１および第２樹脂層２２、２４は、炭素繊維クロスを含有する樹脂材料から構成される。炭素繊維クロスは例えば炭素繊維ヤーンから平織りされる。炭素繊維ヤーンは１０００本以上の炭素繊維の束から構成される。炭素繊維の直径は１０μｍ以下に設定される。その他、第１および第２樹脂層２２、２４には、炭素繊維クロスに代えて、炭素繊維製メッシュや炭素繊維製不織布が含有されてもよい。こうした炭素繊維クロスは第１および第２樹脂層２２、２４の全体にわたって広がればよい。第１および第２樹脂層２２、２４の全体に対する炭素繊維の含有率は３０［ｖｏｌ％］〜８０［ｖｏｌ％］程度に設定されればよい。炭素繊維のグラファイト化率は９９［％］以上に設定されればよい。樹脂材料には例えばエポキシ樹脂が用いられる。絶縁層２３は、ガラス繊維クロスを含有する樹脂材料から構成される。こうしたガラス繊維クロスは絶縁層２３の全体にわたって広がればよい。樹脂材料には例えばエポキシ樹脂が用いられる。
第１コア樹脂層２１の表裏面には例えば４層の絶縁層２７が積層される。絶縁層２７は、ガラス繊維クロスを含有する樹脂材料から構成される。ガラス繊維クロスは絶縁層２７の全体にわたって広がればよい。樹脂材料には例えばエポキシ樹脂が用いられる。絶縁層２７同士の間には導電パターン２８が配置される。導電パターン２８には例えば銅といった導電性材料が用いられればよい。
ビルドアップ層１５は絶縁層２９および導電パターン３１の積層体から構成される。絶縁層２９および導電パターン３１は交互に積層される。絶縁層２９には例えばエポキシ樹脂が用いられる。導電パターン３１には例えば銅といった導電性材料が用いられる。絶縁層２９を挟んで重なり合う所定の導電パターン３１同士はビア３２で電気的に接続される。ビルドアップ層１５の表面には前述の導電パッド１７が露出する。ビルドアップ層１５の表面で導電パッド１７以外の領域にはオーバーコート層３３が積層される。オーバーコート層３３には例えば樹脂材料が用いられればよい。
第２基板１３は炭素繊維を含有する平板状の第２コア樹脂層３４を備える。第２コア樹脂層３４は、第１コア樹脂層２１と同様に、平板状の第１樹脂層３５と、第１樹脂層３５の表面に積層される絶縁層３６と、絶縁層３６の表面に積層される平板状の第２樹脂層３７とを備える。第１および第２樹脂層３５、３７は前述の第１および第２樹脂層２２、２４と同様に構成されればよい。絶縁層３６は前述の絶縁層２３と同様に構成されればよい。
第２コア樹脂層３４の表裏面には絶縁層３８が積層される。絶縁層３８は、ガラス繊維クロスを含有する樹脂材料から構成される。ガラス繊維クロスは例えば絶縁層３８の全体にわたって広がればよい。樹脂材料には例えばエポキシ樹脂が用いられる。絶縁層３８の表面には導電パターン３９が配置される。導電パターン３９には例えば銅といった導電性材料が用いられる。
ビルドアップ層１６は絶縁層４１および導電パターン４２の積層体から構成される。絶縁層４１および導電パターン４２は交互に積層される。絶縁層４１には例えばエポキシ樹脂といった樹脂材料が用いられる。導電パターン４２には例えば銅といった導電性材料が用いられる。絶縁層４１を挟んで重なり合う所定の導電パターン４２同士はビア４３で電気的に接続される。ビルドアップ層１６の表面には前述の導電パッド１７が露出する。ビルドアップ層１６の表面で導電パッド１７以外の領域にはオーバーコート層４４が積層される。オーバーコート層４４には例えば樹脂材料が用いられればよい。
図３に示されるように、第１基板１２には表面から裏面に至るスルーホールビア４５が形成される。第２基板１３には表面から裏面に至るスルーホールビア４６が形成される。第１および第２基板１２、１３には第２基板１３の表面から第１基板１２の裏面に至るスルーホールビア４７が形成される。スルーホールビア４５、４６、４７は例えば銅といった導電性材料から構成される。スルーホールビア４５、４６、４７の内部空間は例えばエポキシ樹脂といった樹脂材料で充填されればよい。こういったスルーホールビア４５、４６、４７は電気的に導電パターン２８、３９同士を接続する。
第１基板１２で第１樹脂層２２には所定の位置に貫通孔４８が規定される。第２樹脂層２４には所定の位置に貫通孔４９が規定される。貫通孔４９は貫通孔４８に重なり合う。同様に、第２基板１３で第１樹脂層３５には所定の位置に貫通孔５１が規定される。第２樹脂層３７には所定の位置に貫通孔５２が規定される。貫通孔５２は貫通孔５１に重なり合う。スルーホールビア４５は貫通孔４８、４９を突き抜ける。スルーホールビア４６は貫通孔５１、５２を突き抜ける。スルーホールビア４７は貫通孔４８、４９、５１、５２を突き抜ける。スルーホールビア４５、４６、４７の外壁と貫通孔４８、４９、５１、５２の内壁との間には絶縁材料が充填される。絶縁材料には例えばエポキシ樹脂といった樹脂材料が用いられればよい。こうした絶縁材料の働きで第１および第２樹脂層２２、２４、３５、３７内の炭素繊維クロスはスルーホールビア４５、４６、４７から確実に絶縁されることができる。
こういったプローブカード１１では、第１および第２樹脂層２２、２４、３５、３７や絶縁層２３、２７、２９、３６、３８、４１には、例えばエポキシ、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニルサルホン、ポリフタルアミド、ポリアミドイミド、ポリケトン、ポリアセタール、ポリイミド、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンオキサイド、ポリブチレンテレフタレート、ポリアクリレート、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、テトラフルオロエチレン、シアネートエステルおよびビスマレイミドのうちのいずれかまたはそれらの組み合わせで構成される樹脂材料が用いられればよい。
こういったプローブカード１１は第１基板１２の裏面でプローブ装置（図示されず）に装着される。装着にあたって導電パッド１７がプローブ装置の電極端子に接続される。その一方で、第２基板１３すなわちビルドアップ層１６の表面には例えば半導体ウエハ（図示されず）が搭載される。搭載にあたって導電パッド１７は半導体ウエハのバンプ電極に接続される。プローブ装置からプローブカード１１を通って半導体ウエハに電流が流通する。半導体ウエハの温度は上下動する。電流の流通に基づき信号は取り出される。信号の取り出しにあたって例えば段差面１４に配置される導電パッド１８が用いられてもよい。こうして半導体ウエハは検査される。ビルドアップ層１５の表面に配置される導電パッド１７は例えばプローブ装置の電極端子の位置に基づき配置されればよい。ビルドアップ層１６の表面に配置される導電パッド１７は例えば半導体ウエハのバンプ電極の位置に基づき配置されればよい。
以上のようなプローブカード１１では、ビルドアップ層１５、１６の働きで導電パッド１７すなわち電極の微細化は実現される。こうしたプローブカード１１は例えば半導体ウエハの電極の微細化に対応することができる。その一方で、これまでのように、プリント基板にガラス繊維入りのプリプレグの多層構造が採用される場合には微細な配線構造は確立されることができない。こうしたプリント基板は半導体ウエハの電極の微細化に対応することができない。
しかも、第１および第２コア樹脂層２１、３４には炭素繊維クロスが含有される。こうした炭素繊維クロスの採用で第１および第２基板１２、１３の熱膨張は抑制される。加えて、第１および第２基板１２、１３の熱膨張率は半導体ウエハのそれに合わせ込まれる。温度変化に拘わらず、半導体ウエハのバンプ電極と導電パッド１７との位置ずれは阻止される。特に、第２基板１３は第１基板１２にスルーホールビア４７で接続されることから抵抗値の変化は抑制される。その一方で、これまでのように第１基板の表面にセラミック基板が実装される場合には、セラミック基板は第１基板に例えばボール端子で接続される。抵抗値は変化してしまう。しかも、炭素繊維クロスはセラミックよりも安価に供給されることができる。
加えて、第２基板１３の輪郭は第１基板１２の輪郭と異なる。こうして第１基板１２の表面には段差面１４が規定される。第１基板１２の裏面や第２基板１３の表面だけでなく、段差面１４に導電パッド１８すなわち電極は形成されることができる。段差面１４から信号は取り出されることができる。単純に同一形状の基板同士が重ね合わせられる場合に比べて、電極の配置の自由度は広げられることができる。その結果、プリント基板の用途の拡大は実現されることができる。
次に、以上のようなプローブカード１１の製造方法を説明する。まず、第１および第２コア樹脂層２１、３４が形成される。形成にあたって複数枚の炭素繊維クロスが用意される。炭素繊維クロスは炭素繊維ヤーンで平織りされる。炭素繊維ヤーンは１０００本以上の炭素繊維の束から構成される。炭素繊維の直径は例えば１０μｍ以下に設定される。こうして形成された炭素繊維クロスは例えばエポキシ樹脂ワニスに浸される。その後、炭素繊維クロスおよびエポキシ樹脂ワニスは乾かされる。こうして炭素繊維クロスを含有する樹脂シートすなわちプリプレグが形成される。プリプレグの厚みは例えば０．１５ｍｍ程度に設定される。
続いて、例えば８枚のプリプレグが重ね合わせられる。最上段のプリプレグは加熱されつつ最下段のプリプレグに向かって押し付けられる。押し付けにあたって例えば真空プレスが実施される。真空プレスは例えば１時間にわたって実施される。加熱のピーク温度は例えば１７０℃に設定される。こうして、例えば図４に示されるように、繊維強化樹脂板６１ａ、６１ｂが形成される。繊維強化樹脂板６１ａには所定の位置に貫通孔６２が穿たれる。同様に、繊維強化樹脂板６１ｂには所定の位置に貫通孔６３が穿たれる。穿孔にあたって例えばドリルが用いられる。貫通孔６２、６３の直径は例えば０．６０ｍｍ程度に設定される。繊維強化樹脂板６１ａ、６１ｂの厚みは例えば１．０ｍｍ程度に設定される。
続いて、樹脂シートすなわちプリプレグ６４が用意される。プリプレグ６４にはガラス繊維クロスが含有される。プリプレグ６４の厚みは例えば０．１０ｍｍ程度に設定される。繊維強化樹脂板６１ａ、６１ｂ同士の間にプリプレグ６４が挟み込まれる。このとき、２枚の繊維強化樹脂板６１ａ、６１ｂでは貫通孔６２、６３の位置は揃えられる。例えば図５に示されるように、少なくともプリプレグ６４は加熱されつつ、一方の繊維強化樹脂板６１ｂは他方の繊維強化樹脂板６１ａに押し付けられる。このとき、一方の繊維強化樹脂板６１ｂの表面は平坦面６５に受け止められる。他方の繊維強化樹脂板６１ａの表面は平坦面６６に受け止められる。貫通孔６２、６３の開口は平坦面６５、６６で塞がれる。押し付けにあたって真空プレスが実施される。真空プレスは例えば１時間にわたって実施される。加熱のピーク温度は例えば１８０℃に設定される。真空プレスの圧力は例えば３．９２×１０^６［Ｐａ］に設定される。こうして、プリプレグ６４に含まれるエポキシ樹脂は繊維強化樹脂板６１ａ、６１ｂ同士の間から押し出される。こうして貫通孔６２、６３はエポキシ樹脂で満たされる。エポキシ樹脂は加熱に基づき貫通孔６２、６３内で硬化する。こうして第１および第２コア樹脂層２１、３４は形成される。ただし、プリプレグ６４の枚数は、繊維強化樹脂板６１ａ、６１ｂに形成される貫通孔６２、６３の総体積に基づき設定されればよい。すなわち、プリプレグ６４に含まれるエポキシ樹脂で貫通孔６２、６３が確実に満たされればよい。しかも、プリプレグ６４の枚数は貫通孔６２、６３の配置密度に応じて調整される。ここでは、繊維強化樹脂板６１ａ、６１ｂは第１および第２樹脂層２２、２４、３５、３７に相当する。プリプレグ６４は絶縁層２３、３６に相当する。
次に、第１コア樹脂層２１の表裏面には、例えば図６に示されるように、前述のプリプレグ６４が重ね合わせられる。プリプレグ６４の表面には第１積層板６７が重ね合わせられる。第１積層板６７は、前述のプリプレグ６４と、このプリプレグ６４の表裏面に配置される導電パターン６８とを備える。第１積層板６７の厚みは例えば０．１０ｍｍ程度に設定される。続いて、第１積層板６７の表面には再度プリプレグ６４が重ね合わせられる。プリプレグ６４の表面には第２積層板６９が重ね合わせられる。第２積層板６９は、前述のプリプレグ６４と、このプリプレグ６４の裏面に配置される導電パターン６８と、プリプレグ６４の表面に配置される銅箔７１とを備える。銅箔７１は例えばプリプレグ６４の表面に全面にわたって広がればよい。第２積層板６９の厚みは例えば０．１０ｍｍ程度に設定される。ここでは、導電パターン６８は例えばサブトラクティブ法に基づき形成されればよい。
続いて、例えば図７に示されるように、第１および第２積層板６７、６９並びにプリプレグ６４は加熱されつつ第１コア樹脂層２１の表裏面に向かって押し付けられる。このとき、一方の銅箔７１の表面は平坦面７２に受け止められる。他方の銅箔７１の表面は平坦面７３に受け止められる。押し付けにあたって真空プレスが実施される。真空プレスは例えば１時間にわたって実施される。加熱のピーク温度は例えば１８０℃に設定される。真空プレスの圧力は３．９２×１０^６［Ｐａ］に設定される。こうして、プリプレグ６４に含まれるエポキシ樹脂は加熱に基づき硬化する。エポキシ樹脂は第１および第２積層板６７、６９と第１コア樹脂層２１とを貼り合わせる。ここでは、プリプレグ６４は絶縁層２７に相当する。導電パターン６８は導電パターン２８に相当する。
続いて、例えば図８に示されるように、スルーホール７４が形成される。スルーホール７４の形成に先立って表面にはレジスト膜（図示されず）が形成される。スルーホール７４は貫通孔６２、６３の内側に穿たれる。スルーホール７４は貫通孔６２、６３と同軸に形成される。穿孔にあたって例えばドリルが用いられる。スルーホール７４の直径は例えば０．３０ｍｍ程度に設定される。スルーホール７４内にはデスミア処理が実施される。
その後、スルーホール７４内には銅めっき層７５が形成される。形成にあたって例えば無電解めっきおよび電解めっきが実施される。ここでは、銅めっき層７５はスルーホールビア４５に相当する。続いて、スルーホール７４内には樹脂材料７７が流し込まれる。樹脂材料７７には例えば溶剤タイプのエポキシ樹脂が用いられる。樹脂材料は加熱される。加熱は１時間にわたって実施される。加熱温度は例えば１７０℃に設定される。こうして樹脂材料７７は硬化する。スルーホール７４から溢れる樹脂材料７７はバフ研磨に基づき除去される。その後、表面の銅箔７１から導電パターン７６が形成される。続いて、導電パターン７６の表面には前述の樹脂材料７７が塗布される。こうして第１基板１２が形成される。ここでは、第１基板１２の厚みは例えば３．８ｍｍ程度に設定される。
次に、第２コア樹脂層３４の表裏面には、例えば図９に示されるように、前述のプリプレグ６４が重ね合わせられる。プリプレグ６４の表面には銅箔７８が重ね合わせられる。銅箔７８の厚みは例えば０．０１８ｍｍ程度に設定される。続いて、例えば図１０に示されるように、プリプレグ６４および銅箔７８は加熱されつつ第２コア樹脂層３４の表裏面に向かって押し付けられる。このとき、一方の銅箔７８の表面は平坦面７９に受け止められる。他方の銅箔７８の裏面は平坦面８１に受け止められる。押し付けにあたって例えば真空プレスが実施される。真空プレスは例えば１時間にわたって実施される。加熱のピーク温度は例えば１８０℃に３．９２×１０^６［Ｐａ］に設定される。プリプレグ６４に含有されるエポキシ樹脂は加熱に基づき硬化する。エポキシ樹脂は銅箔７８と第２コア樹脂層３４とを貼り合わせる。ここでは、プリプレグ６４は絶縁層３８に相当する。
続いて、例えば図１１に示されるように、スルーホール８２が形成される。スルーホール８２の形成に先立って銅箔７８はハーフエッチングされる。その後、スルーホール８２は貫通孔６２、６３の内側に穿たれる。スルーホール８２は貫通孔６２、６３と同軸に形成される。穿孔にあたって例えばドリルが用いられる。スルーホール８２の直径は例えば０．３０ｍｍ程度に設定される。スルーホール８２内にはデスミア処理が実施される。
その後、スルーホール８２内には銅めっきシード層８３が形成される。形成にあたって無電解めっきが実施される。続いて、銅めっきシード層８３の表面ではレジスト膜（図示されず）で導電パターン８４の形状がパターニングされる。パターニングにあたってフォトリソグラフィ法が実施される。続いて、銅めっきシード層８３の表面には銅めっき層８５が形成される。形成にあたって電解めっきが実施される。レジスト膜の除去後、銅箔７８および銅めっきシード層８３がエッチングされる。こうして導電パターン８４およびスルーホールビア４６が形成される。
続いて、スルーホール８２内には樹脂材料８６が流し込まれる。同時に、導電パターン８４の表面には樹脂材料８６が塗布される。樹脂材料８６には例えば溶剤タイプのエポキシ樹脂が用いられる。その後、樹脂材料８６は加熱される。加熱は１時間にわたって実施される。加熱温度は例えば１７０℃に設定される。こうして樹脂材料８６は硬化する。スルーホール８２から溢れる樹脂材料８６はバフ研磨に基づき除去される。同時に、導電パターン８４および樹脂材料８６の表面は研磨に基づき面一に揃えられる。こうして第２基板１２が形成される。ここでは、第２基板１３の厚みは例えば２．３ｍｍ程度に設定される。
次に、例えば図１２に示されるように、第１基板１２の表面に第２基板１３が積層される。積層にあたって第１および第２基板１２、１３の間に前述のプリプレグ６４が挟み込まれる。このとき、第１および第２基板１２、１３では貫通孔６２、６３の位置は揃えられる。続いて、少なくともプリプレグ６４は加熱されつつ第２基板１３は第１基板１２に押し付けられる。押し付けにあたって真空プレスが実施される。真空プレスは例えば１時間にわたって実施される。加熱のピーク温度は例えば１８０℃に設定される。真空プレスの圧力は例えば３．９２×１０^６［Ｐａ］に設定される。プリプレグ６４に含まれるエポキシ樹脂は加熱に基づき硬化する。エポキシ樹脂は第１および第２基板１２、１３を貼り合わせる。こうして第２基板１３は第１基板１２の表面に積層される。
続いて、第１および第２基板１２、１３ではスルーホール８７が形成される。スルーホール８７は前述の貫通孔６２、６３の内側に穿たれる。穿孔にあたって例えばドリルが用いられる。スルーホール８７の直径は例えば０．３０ｍｍ程度に設定される。スルーホール８７内にはデスミア処理が実施される。その後、スルーホール８７内には銅めっきシード層が形成される。形成にあたって無電解めっきが実施される。続いて、銅めっきシード層の表面ではレジスト膜（図示されず）で導電パターンの形状がパターニングされる。パターニングにあたってフォトリソグラフィ法が実施される。続いて、銅めっきシード層の表面には銅めっき層が形成される。形成にあたって電解めっきが実施される。レジスト膜の除去後、銅箔７８および銅めっきシード層がエッチングされる。こうしてスルーホールビア４７が形成される。続いて、スルーホール内には樹脂材料８８が流し込まれる。樹脂材料８８には例えば溶剤タイプのエポキシ樹脂が用いられる。その後、樹脂材料８８は加熱される。加熱は１時間にわたって実施される。加熱温度は例えば１７０℃に設定される。こうして樹脂材料８８は硬化する。スルーホールから溢れる樹脂材料８８はバフ研磨に基づき除去される。同時に、導電パターンおよび樹脂材料８８の表面は研磨に基づき面一に揃えられる。その後、スルーホール８７の開口は銅めっきに基づき銅めっき層８９で塞がれる。ここでは、第１および第２基板１２、１３の厚みは例えば６．２ｍｍ程度に設定される。
次に、第１基板１２の裏面および第２基板１３の表面にビルドアップ層１５、１６が形成される。ビルドアップ層１５、１６は同時に形成される。例えば図１３に示されるように、まず、第２基板１３の表面には樹脂シート９１が重ね合わせられる。樹脂シート９１は第２基板１３の表面に向かって加熱されつつ押し付けられる。押し付けにあたって真空プレスが実施される。真空プレスは３０分にわたって実施される。加熱温度は例えば１７０℃に設定される。加熱に基づき樹脂シート９１は硬化する。こうして絶縁層４１が形成される。絶縁層４１の厚みは例えば０．０５ｍｍ程度に設定される。
続いて、絶縁層４１の表面には導電パターン４２が形成される。導電パターン４２の形成にあたってセミアディティブ法が実施される。導電パターン４２の形成にあたって、まず、絶縁層４１の所定の位置にＵＶ−ＹＡＧレーザが照射される。こうしたレーザの照射に基づき絶縁層４１には孔９２が形成される。続いて、例えば図１４に示されるように、絶縁層４１の表面および孔９２内に銅めっきシード層９３が形成される。形成にあたって無電解めっきが実施される。銅めっきシード層９３の表面には所定の位置にレジスト膜９４がパターニングされる。
続いて、例えば図１５に示されるように、銅めっきシード層９３の表面には銅めっき層９５が形成される。形成にあたって電解めっきが実施される。その後、例えば図１６に示されるように、レジスト膜９４は除去される。レジスト膜９１の除去部分に露出する銅めっきシード層９３がエッチングされる。こうして絶縁層４１の表面には導電パターン４２が形成される。孔９２内にはビア４３が形成される。その後、再び絶縁層４１の積層から導電パターン４２の形成までが所定の回数繰り返される。ここでは、例えば４回繰り返される。最表面には前述の導電パッド１７が形成される。こうして第２基板１３の表面にはビルドアップ層１５が積層される。
続いて、ビルドアップ層１５の表面にはオーバーコート層（図示されず）が積層される。オーバーコート層には例えば樹脂材料が用いられればよい。オーバーコート層の形成にあたって例えばスクリーン印刷法やフォトリソグラフィ法が実施されればよい。オーバーコート層の所定の位置には開口が形成される。この開口に基づきビルドアップ層の表面では前述の導電パッド１７が露出する。
続いて、第１基板１２の輪郭の内側で第２基板１３の輪郭が削り出される。第２基板１３は例えば直径２００ｍｍの円形に削り出される。削り出しにあたって例えば機械加工が実施されればよい。こうして第１基板１２の表面には段差面１４が形成される。このとき、段差面１４では第１基板１２の表面に配置される導電パターン７６が露出する。段差面１４には導電パターン７６に基づき導電パッド１８が形成される。こうしてプローブカード１１は製造される。
以上のような製造方法によれば、第１および第２コア樹脂層２１、３４の形成にあたって、繊維強化樹脂板６１ａ、６１ｂ同士の間には樹脂シート６４が挟み込まれる。樹脂シート６４は加熱されつつ一方の繊維強化樹脂板６１ｂは他方の繊維強化樹脂板６１ａに押し付けられる。樹脂シート６４に含有される樹脂材料は貫通孔６２、６３に流れ込む。貫通孔６２、６３内には樹脂材料が確実に充填されることができる。貫通孔６２、６３内にスルーホールビア４５、４６、４７が形成されても、スルーホールビア４５、４６、４７の外壁と第１および第２コア樹脂層２１、３６内の炭素繊維とは確実に絶縁されることができる。
その一方で、これまではコア樹脂層の形成にあたって、まず、２枚の繊維強化樹脂板が貼り合わせられる。繊維強化樹脂板には所定の位置に貫通孔が形成される。繊維強化樹脂板の貼り合わせ後に貫通孔が形成されると、貫通孔内にはボイドが発生しやすい。貫通孔の内側でスルーホールビアが形成される際に、スルーホールビアの銅めっきがボイドに進入してしまう。スルーホールビアは電気的に繊維強化樹脂板中の炭素繊維に接続されてしまう。スルーホールビアと炭素繊維の間は絶縁されることができない。
次に、本発明者は、以上のように製造されたプローブカード１１を検証した。検証にあたって１５０℃以下の平均熱膨張率は測定された。測定対象の表面に沿って面内方向に平均熱膨張率は測定された。プリプレグ６４および積層板６７、６９の積層体では１５．０［ｐｐｍ／Ｋ］の値が記録された。第１および第２コア樹脂層２１、３４単体では１．０［ｐｐｍ／Ｋ］の値が記録された。第１基板１２単体では２．０［ｐｐｍ／Ｋ］の値が記録された。第２基板１３単体では１．５［ｐｐｍ／Ｋ］の値が記録された。第１および第２基板１２、１３の積層体では２．０［ｐｐｍ／Ｋ］の値が記録された。ビルドアップ層１５、１６の絶縁層２９、４１単体では７０．０［ｐｐｍ／Ｋ］の値が記録された。プローブカード１１全体では４．０［ｐｐｍ／Ｋ］の値が記録された。プローブカード１１の形成後のみならず、各製造工程の途中でも十分に熱膨張率が低減されることが確認された。しかも、例えばプリプレグ６４および積層板６７、６９の積層体やビルドアップ層１５、１６の絶縁層では比較的に大きな値が記録されるにも拘わらず、プローブカード１１全体では十分に熱膨張率は低減されることが確認された。
次に、本発明者は、以上のように製造されたプローブカード１１の反り量を測定した。測定にあたって具体例および比較例は用意された。具体例は前述の製造方法に基づき製造された。比較例では第１および第２コア樹脂層にＢＴレジンが用いられた。第１および第２コア樹脂層以外の構成や構造は前述のプローブカード１１と同様に製造された。反り量は第２基板の表面に区画される２０ｍｍスパンで測定された。具体例に係るプローブカード１１では１０μｍ以下の値が記録された。その一方で、比較例に係るプローブカードでは３０μｍの値が記録された。具体例に係るプローブカード１１では比較例に比べて反り量が低減されることが確認された。
次に、本発明者は、以上のように製造されたプローブカード１１の温度サイクル試験を実施した。実施にあたって前述の具体例に係るプローブカード１１は用意された。プローブカード１１は気相中に配置された。気相では−４０℃および１５０℃の間で温度の昇降（温度サイクル）が３００回にわたって繰り返された。続いて、本発明者は高温放置試験（バーンイン試験）を実施した。プローブカード１１は１０００時間にわたって１５０℃の雰囲気下に放置された。その後、プローブカード１１では内部配線の抵抗値が測定された。測定された抵抗値に基づき抵抗変化率が算出された。この抵抗変化率では、設計に基づく理論抵抗値に対して、測定された抵抗値の乖離量が示された。抵抗変化率は１０％未満に留まったことから、プローブカード１１の内部配線は確実に維持されることが確認された。前述の温度条件にも拘わらずプローブカード１１内で内部配線の断線や配線不良は発生しないことが確認された。
次に、本発明者は、以上のように製造されたプローブカード１１および半導体ウエハ間の接続信頼性を検証した。検証にあたって前述と同様に具体例に係るプローブカード１１は用意された。具体例に係るプローブカード１１では、第２基板の表面の導電パッドにはコンタクトピンが半田に基づき接合された。プローブカード１１上には半導体ウエハが搭載された。半導体ウエハの電極はプローブカード１１上のコンタクトピンに受け止められた。こうして半導体ウエハの電極とコンタクトピンとは電気的に接続された。その後、室温および１５０℃の間で温度の昇降が繰り返された。このとき、プローブカード１１から半導体ウエハに向けて電流が通電された。通電された電流に基づきプローブカード１１および半導体ウエハの抵抗値は測定された。測定された抵抗値に基づき、前述と同様に、抵抗変化率が算出された。抵抗変化率は１０％未満に留まったことから、半導体ウエハの電極とコンタクトピンとの間で確実に接触は維持されることが確認された。前述の温度条件にも拘わらず半導体ウエハとプローブカード１１との間で接触不良は発生しないことが確認された。すなわち、半導体ウエハおよびプローブカード１１の熱膨張にも拘わらず半導体ウエハの電極とコンタクトピンとの位置ずれは極力抑制されることが確認された。

【特許請求の範囲】
【請求項１】炭素繊維を含有する第１コア樹脂層を備える第１基板と、第１基板の表面に積層され、炭素繊維を含有する第２コア樹脂層を備える第２基板とを備え、第２基板の輪郭は第１基板の輪郭と異なることを特徴とするプリント基板。
【請求項２】請求の範囲第１項に記載のプリント基板において、前記第２基板は前記第１基板の輪郭よりも内側に配置されることを特徴とするプリント基板。
【請求項３】請求の範囲第１項に記載のプリント基板において、第２コア樹脂層は、炭素繊維を含有する樹脂材料から構成され、所定の位置で貫通孔を規定する第１樹脂層と、第１樹脂層の表面に積層され、ガラス繊維を含有する樹脂材料から構成される絶縁層と、絶縁層の表面に積層され、炭素繊維を含有する樹脂材料から構成される第２樹脂層とを備え、第２樹脂層には、第１樹脂層の貫通孔に重なり合う貫通孔が形成されることを特徴とするプリント基板。
【請求項４】請求の範囲第１項に記載のプリント基板において、前記第２基板の表面に積層され、絶縁層および導電パターンから構成されるビルドアップ層をさらに備えることを特徴とするプリント基板。
【請求項５】請求の範囲第４項に記載のプリント基板において、前記ビルドアップ層の表面には導電パッドが露出することを特徴とするプリント基板。
【請求項６】請求の範囲第１項に記載のプリント基板において、前記第１基板は、前記第１コア樹脂層の表面に積層されて、ガラス繊維を含有する絶縁層と、絶縁層の表面に配置される導電パターンとを備えることを特徴とするプリント基板。
【請求項７】炭素繊維を含有する第１コア樹脂層を備える第１基板と、第１基板の表面に積層され、炭素繊維を含有する第２コア樹脂層を備える第２基板と、第２基板の表面に積層され、絶縁層および導電パターンから構成されるビルドアップ層とを備えることを特徴とするプリント基板。
【請求項８】請求の範囲第７項に記載のプリント基板において、第２コア樹脂層は、炭素繊維を含有する樹脂材料から構成され、所定の位置で貫通孔を規定する第１樹脂板層と、第１樹脂層の表面に積層され、ガラス繊維を含有する樹脂材料から構成される絶縁層と、絶縁層の表面に積層され、炭素繊維を含有する樹脂材料から構成される第２樹脂層とを備え、第２樹脂層には、第１樹脂層の貫通孔に重なり合う貫通孔が形成されることを特徴とするプリント基板。
【請求項９】請求の範囲第７項に記載のプリント基板において、前記ビルドアップ層の表面には導電パッドが露出することを特徴とするプリント基板。
【請求項１０】請求の範囲第７項に記載のプリント基板において、前記第１基板は、前記第１コア樹脂層の表面に積層されて、ガラス繊維を含有する絶縁層と、絶縁層の表面に配置される導電パターンとを備えることを特徴とするプリント基板。

Claims

炭素繊維を含有する第１コア樹脂層を備える第１基板と、第１基板の表面に積層され、炭素繊維を含有する第２コア樹脂層を備える第２基板とを備え、第２基板の輪郭は第１基板の輪郭と異なることを特徴とするプリント基板。
請求の範囲第１項に記載のプリント基板において、前記第２基板は前記第１基板の輪郭よりも内側に配置されることを特徴とするプリント基板。
請求の範囲第１項または第２項に記載のプリント基板において、第２コア樹脂層は、炭素繊維を含有する樹脂材料から構成され、所定の位置で貫通孔を規定する第１樹脂層と、第１樹脂層の表面に積層され、ガラス繊維を含有する樹脂材料から構成される絶縁層と、絶縁層の表面に積層され、炭素繊維を含有する樹脂材料から構成される第２樹脂層とを備え、第２樹脂層には、第１樹脂層の貫通孔に重なり合う貫通孔が形成されることを特徴とするプリント基板。
請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載のプリント基板において、前記第２基板の表面に積層され、絶縁層および導電パターンから構成されるビルドアップ層をさらに備えることを特徴とするプリント基板。
請求の範囲第４項に記載のプリント基板において、前記ビルドアップ層の表面には導電パッドが露出することを特徴とするプリント基板。
請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載のプリント基板において、前記第１基板は、前記第１コア樹脂層の表面に積層されて、ガラス繊維を含有する絶縁層と、絶縁層の表面に配置される導電パターンとを備えることを特徴とするプリント基板。
炭素繊維を含有する第１コア樹脂層を備える第１基板と、第１基板の表面に積層され、炭素繊維を含有する第２コア樹脂層を備える第２基板と、第２基板の表面に積層され、絶縁層および導電パターンから構成されるビルドアップ層とを備えることを特徴とするプリント基板。
請求の範囲第７項に記載のプリント基板において、第２コア樹脂層は、炭素繊維を含有する樹脂材料から構成され、所定の位置で貫通孔を規定する第１樹脂板層と、第１樹脂層の表面に積層され、ガラス繊維を含有する樹脂材料から構成される絶縁層と、絶縁層の表面に積層され、炭素繊維を含有する樹脂材料から構成される第２樹脂層とを備え、第２樹脂層には、第１樹脂層の貫通孔に重なり合う貫通孔が形成されることを特徴とするプリント基板。
請求の範囲第７項または第８項に記載のプリント基板において、前記ビルドアップ層の表面には導電パッドが露出することを特徴とするプリント基板。
請求の範囲第７項〜第９項のいずれかに記載のプリント基板において、前記第１基板は、前記第１コア樹脂層の表面に積層されて、ガラス繊維を含有する絶縁層と、絶縁層の表面に配置される導電パターンとを備えることを特徴とするプリント基板。
貫通孔を規定する少なくとも２枚の繊維強化樹脂板を用意する工程と、繊維強化樹脂板同士の間に樹脂シートを挟み込む工程と、少なくとも樹脂シートを加熱しつつ一方の繊維強化樹脂板に他方の繊維強化樹脂板を押し付け、貫通孔に樹脂シートの樹脂材料を充填する工程とを備えることを特徴とするプリント基板の製造方法。
請求の範囲第１１項に記載のプリント基板の製造方法において、前記繊維強化樹脂板は炭素繊維を含有することを特徴とするプリント基板。
炭素繊維を含有する第１コア樹脂層を備える第１基板に、炭素繊維を含有する第２コア樹脂層を備える第２基板を積層する工程と、第１基板の輪郭の内側で第２基板の輪郭を削り出す工程とを備えることを特徴とするプリント基板の製造方法。