JPWO2013108759A1 - スペーストランスフォーマおよびプローブカード - Google Patents

Abstract

シリコンに近い熱膨張係数を有するとともに、構成が簡易で大口径化にも好適なスペーストランスフォーマおよびこのスペーストランスフォーマを備えたプローブカードを提供する。エンスタタイトおよび窒化ホウ素を構成成分として含み、窒化ホウ素が一方向に配向している焼結体に対して厚さ方向に貫通するスルーホールが形成され、該スルーホールの内部が導電性材料によって充填されてなるセラミックス基板を備え、セラミックス基板の二つの主面には、複数の電極を含む配線パターンがそれぞれ設けられ、一方の主面の配線における電極の間隔は、他方の主面の配線パターンにおける電極の間隔と異なる。

Description

本発明は、配線間隔を変換するスペーストランスフォーマおよびこのスペーストランスフォーマを備えて検査対象の電気特性検査を行うプローブカードに関する。

半導体の検査工程では、ダイシングする前の半導体ウェハの状態で導電性を有するプローブをコンタクトさせることによって電気特性検査を行い、不良品を検出する（ウェハレベルテスト）。このウェハレベルテストを行う際には、検査用の信号を半導体ウェハへ伝送するために、多数のプローブを収容するプローブカードが用いられる。プローブカードは、プローブを保持するプローブヘッドと、プローブヘッドにおけるプローブ間の微小な配線間隔を変換するスペーストランスフォーマと、スペーストランスフォーマと検査用の信号を出力する検査装置とを接続する配線基板とを備える。

ウェハレベルテストでは、半導体ウェハ上のダイをプローブカードでスキャニングしながらプローブをダイごとに個別にコンタクトさせるが、半導体ウェハ上には数百〜数万というダイが形成されているため、一つの半導体ウェハをテストするにはかなりの時間を要し、ダイの数が増加するとともにコストの上昇を招いていた。

上述したウェハレベルテストの問題点を解消するために、最近では、半導体ウェハ上の全てのダイまたは半導体ウェハ上の少なくとも１／４〜１／２程度のダイに数百〜数万のプローブを一括してコンタクトさせる手法（フルウェハレベルテスト）も用いられている（例えば、特許文献１を参照）。この手法では、プローブを半導体ウェハ上の電極に対して正確にコンタクトさせるため、半導体ウェハの表面に対するプローブカードの平行度や平面度を精度よく保つことによってプローブの先端位置精度を保持する技術や、半導体ウェハを高精度でアライメントする技術が知られている（例えば、特許文献２または３を参照）。

特表２００１−５２４２５８号公報 特許第３３８６０７７号公報 特開２００５−１６４６００号公報

しかしながら、従来のプローブカードにおいて、スペーストランスフォーマは、内部の配線を形成するため幾重にも積層する必要があり、構成が複雑であった。このため、スペーストランスフォーマの製造に時間がかかり高価なものとならざるを得ず、１２インチ以上の大口径化を実現することが難しいという問題があった。

また、従来のスペーストランスフォーマは、シリコンを主成分とする半導体ウェハよりも熱膨張係数が大きいため、検査時の温度によっては、プローブの先端位置と半導体ウェハの電極との間で位置ずれが生じてしまうおそれもあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、シリコンに近い熱膨張係数を有するとともに、構成が簡易で大口径化にも好適なスペーストランスフォーマおよびこのスペーストランスフォーマを備えたプローブカードを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るスペーストランスフォーマは、エンスタタイトおよび窒化ホウ素を構成成分として含み、前記窒化ホウ素が一方向に配向している焼結体に対して厚さ方向に貫通するスルーホールが形成され、該スルーホールの内部に導電性材料が設けられたセラミックス基板を備え、前記セラミックス基板の二つの主面には、複数の電極を含む配線パターンがそれぞれ設けられ、一方の主面の配線における配線間隔は、他方の主面の配線パターンにおける配線間隔と異なることを特徴とする。

また、本発明に係るスペーストランスフォーマは、上記発明において、前記セラミックス基板の少なくとも一方の主面は、該主面に積層して固着されたポリイミドの薄膜の内部または表面に配線パターンが設けられることを特徴とする。

また、本発明に係るスペーストランスフォーマは、上記発明において、前記セラミックス基板は、前記窒化ホウ素の配向方向と直交する方向からＸ線を照射したときの前記窒化ホウ素の結晶の（００２）面に沿ったＸ線回折の強度Ｉ_{（００２）}と（１００）面に沿ったＸ線回折の強度Ｉ_{（１００）}との比（Ｉ_{（１００）}／Ｉ_{（００２）}）‖、および前記配向方向からＸ線を照射したときの（００２）面に沿ったＸ線回折の強度Ｉ_{（００２）}と（１００）面に沿ったＸ線回折の強度Ｉ_{（１００）}との比（Ｉ_{（１００）}／Ｉ_{（００２）}）⊥、に基づいて与えられる配向度指数Ｋ＝｜log_１０｛（Ｉ_{（１００）}／Ｉ_{（００２）}）‖／（Ｉ_{（１００）}／Ｉ_{（００２）}）⊥｝｜が０．８以上であることを特徴とする。

また、本発明に係るスペーストランスフォーマは、上記発明において、前記セラミックス基板は、ＪＩＳ Ｒ１６１８に基づいて測定される熱膨張係数であって前記窒化ホウ素が配向している方向と平行な方向の２０℃〜２５０℃における熱膨張係数が３×１０^−６〜５×１０^−６／℃であることを特徴とする。

また、本発明に係るスペーストランスフォーマは、上記発明において、前記セラミックス基板は、ＪＩＳ Ｒ １６０１に基づいて測定される３点曲げ強度が２００ＭＰａ以上であることを特徴とする。

また、本発明に係るスペーストランスフォーマは、上記発明において、前記セラミックス基板は、相対密度が９９％以上であることを特徴とする。

また、本発明に係るスペーストランスフォーマは、上記発明において、前記セラミックス基板は、前記窒化ホウ素は、結晶構造が六方晶であり、鱗片状粒子であることを特徴とする。

また、本発明に係るプローブカードは、上記いずれかに記載のスペーストランスフォーマと、導電性材料によって形成され、前記セラミックス基板の一方の主面側であって電極間の配線間隔が他の主面側よりも小さい主面側に設けられた複数の電極の各々に固着される複数のプローブと、前記セラミックス基板の他方の主面側に積層される配線基板と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明に係るプローブカードは、上記発明において、前記複数のプローブが固着される主面側の配線パターンは、単層または多層のポリイミドの薄膜からなる基材の内部に形成されることを特徴とする。

また、本発明に係るプローブカードは、上記いずれかに記載のスペーストランスフォーマと、導電性材料によって形成される複数のプローブと、前記複数のプローブを保持し、前記スペーストランスフォーマの一方の主面であって電極間の間隔が相対的に小さい主面側に積層されるプローブヘッドと、前記スペーストランスフォーマの主面であって前記プローブヘッドが積層される主面と異なる主面側に積層される配線基板と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、エンスタタイトおよび窒化ホウ素を構成成分として含み、窒化ホウ素が一方向に配向している焼結体に対して厚さ方向に貫通するスルーホールが形成され、該スルーホールの内部が導電性材料によって充填されてなるセラミックス基板を備えているため、シリコンに近い熱膨張係数を有するとともに、構成が簡易で大口径化にも好適なスペーストランスフォーマおよびこのスペーストランスフォーマを備えたプローブカードを提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態１に係るプローブカードの構成を示す断面図である。 図２は、本発明の実施の形態１に係るスペーストランスフォーマの要部の構成を示す断面図である。 図３は、本発明の実施の形態１に係るスペーストランスフォーマの原材料であるセラミックス基板の製造方法の概要を示すフローチャートである。 図４は、本発明の実施の形態１に係るスペーストランスフォーマの原材料であるセラミックス基板に含まれる六方晶窒化ホウ素のａ−軸とｃ−軸を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態１の変形例１−１に係るスペーストランスフォーマの要部の構成を示す断面図である。 図６は、本発明の実施の形態２に係るプローブカードの構成を示す断面図である。 図７は、本発明の実施の形態２に係るスペーストランスフォーマの要部の構成を示す断面図である。 図８は、本発明の実施の形態２の変形例２−１に係るスペーストランスフォーマの要部の構成を示す断面図である。 図９は、本発明の実施の形態２の変形例２−２に係るスペーストランスフォーマの要部の構成を示す断面図である。 図１０は、本発明の実施の形態２の変形例２−３に係るスペーストランスフォーマの要部の構成を示す断面図である。 図１１は、本発明の実施の形態２の変形例２−４に係るスペーストランスフォーマの要部の構成を示す断面図である。 図１２は、本発明の実施の形態２の変形例２−５に係るスペーストランスフォーマの要部の構成を示す断面図である。 図１３は、本発明の実施の形態２の変形例２−６に係るスペーストランスフォーマの要部の構成を示す断面図である。 図１４は、本発明の実施の形態の変形例２−７に係るスペーストランスフォーマの要部の構成を示す断面図である。 図１５は、本発明の実施の形態の変形例２−８に係るスペーストランスフォーマの要部の構成を示す断面図である。 図１６は、本発明の別な実施の形態に係るスペーストランスフォーマの要部の構成を示す断面図である。 図１７は、本発明の実施例における熱膨張係数の測定に用いた試験片を示す図である。 図１８は、本発明の実施例において測定した熱膨張係数と焼結温度との関係を示す図である。 図１９は、本発明の実施例において測定した３点曲げ強度と焼結温度との関係を示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）を説明する。なお、図面は模式的なものであって、各部分の厚みと幅との関係、それぞれの部分の厚みの比率などは現実のものとは異なる場合もあることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれる場合があることは勿論である。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るプローブカードの構成を示す断面図である。図２は、本発明の実施の形態１に係るプローブカードが備えるスペーストランスフォーマの要部の構成を示す断面図である。これらの図に示すプローブカード１は、検査対象に対応して配設される複数の導電性のプローブ２と、複数のプローブ２の端部が取り付けられ、プローブ２間の微小な配線間隔（ピッチ）を変換する円盤状の基板であるスペーストランスフォーマ３と、スペーストランスフォーマ３より径が大きい円盤状をなし、樹脂等の絶縁性の基材を有し、スペーストランスフォーマ３から出た配線を検査装置へ接続する配線基板４と、配線基板４に固着され、スペーストランスフォーマ３を保持する板ばね５と、配線基板４の表面のうちスペーストランスフォーマ３を積層する表面と反対側の表面に設けられ、検査用の信号を生成する回路構造を備えた検査装置との接続を図るコネクタ６と、配線基板４の表面のうちコネクタ６が設けられる側の表面に装着され、配線基板４を補強して変形を防止する補強部材７と、を備える。

図２は、プローブ２の構成を示すとともにスペーストランスフォーマ３の要部の構成を示す図である。

プローブ２は、片持ち梁状をなし、基端部がスペーストランスフォーマ３に半田等によって固着される。なお、ここで説明したプローブ２の構成はあくまでも一例に過ぎず、従来より知られているさまざまな種類のプローブのいずれかを用いて構成することが可能である。

スペーストランスフォーマ３は、エンスタタイトおよび窒化ホウ素を構成成分として含み、窒化ホウ素が一方向に配向している焼結体であるセラミックス基板３１を基材として備える。セラミックス基板３１の二つの主面には、複数の電極を含む配線パターンがそれぞれ設けられる。これらの配線パターンのうち、一方の主面の配線における配線間隔は、他方の主面の配線パターンにおける配線間隔と異なっている。

セラミックス基板３１には、複数のスルーホール３２が形成されている。スルーホール３２の内部には、銀や銅などの導電性材料によるめっきまたは導電ペーストによって充填された充填部３３が設けられている。スルーホール３２は、ドリル加工、打ち抜き加工、レーザ加工、電子ビーム加工、イオンビーム加工、プレス加工、ワイヤカット加工、またはエッチング加工などのいずれかの加工方法によって形成される。

セラミックス基板３１の主面のうちプローブ２が取り付けられる側の主面（図２の上面）には、端部が充填部３３の表面に接続する配線３４、および配線３４の反対側の端部と接続する電極３５が複数ずつ設けられている。各電極３５には、プローブ２の基端部が半田付け等によって固着されている。配線３４は、例えばめっき、スパッタ、箔接合などのうちいずれかの方法を用いて形成可能である。より具体的には、配線３４は、全面に金属層を形成した後、エッチングやブラストによって形成することも可能である。また、配線３４は、マスクを形成した後、めっき、スパッタ等によってパターン形成することも可能である。

セラミックス基板３１の主面のうち配線基板４と対向する側の主面（図２の下面）には、端部が充填部３３の表面に接続する配線３６、および配線３６の反対側の端部と接続する電極３７とが複数ずつ設けられている。一例として、電極３７の中心間距離の最小値は、プローブ２が固着される電極３５の中心間距離の最大値よりも大きい。各電極３７は、対向する配線基板４の表面に設けられる電極と接続する。配線３６も、配線３４と同様に形成することが可能である。

配線３４、３６、電極３５、３７は、銅、銅合金、銀、金、錫、ニッケル、アルミまたはアルミ合金を用いて形成される。

窒化ホウ素粒子は、セラミックス基板３１の主面と平行な方向に配向している。このため、セラミックス基板３１は、配向方向の熱膨張係数が、半導体ウェハの熱膨張係数と温度によらずに同程度となる。このため、スペーストランスフォーマ３に取り付けられたプローブ２を、温度によらずに半導体ウェハに対して正確にコンタクトさせることができる。

ここで、セラミックス基板３１の製造方法について、図３のフローチャートを参照して説明する。まず、窒化ホウ素（ＢＮ）と、酸化珪素（ＳｉＯ_２）と、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）とを原材料とし、焼結助剤として酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）と酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）とを含む原材料を秤量する（ステップＳ１）。

ここで、酸化マグネシウムは、反応焼結を進めてエンスタタイト（ＭｇＳｉＯ_３）を生成することで、焼成されるセラミックス基板３１の主な成分相をエンスタタイト（ＭｇＳｉＯ_３）および窒化ホウ素（ＢＮ）とし、熱膨張係数を調整するために添加する。また、焼結助剤は、上記の他に従来から使用されているランタノイド金属酸化物やスピネル等の複合酸化物、これらの混合物、更にはこれらの混合物に酸化マグネシムを添加したものを使用することができる。

続いて、ステップＳ１で秤量した物質の混合、分散を行う（ステップＳ２）。具体的には、ステップＳ１で秤量した原材料に水またはアルコール等の溶媒を加えたものを湿式ボールミルによって混合、分散する。続いて、ステップＳ２で得られた混合物をエバポレータに入れて乾燥させ、溶媒を除去する（ステップＳ３）。これにより、窒化ホウ素、酸化珪素、酸化マグネシムおよび焼結助剤の混合物は、フレーク状の集合体となる。この混合物における窒化ホウ素の含有率は４９．３重量％、酸化珪素の含有率は２４．８重量％、酸化マグネシムの含有率は１９．６重量％、酸化イットリウムの含有率は４．７重量％、酸化アルミニウムの含有率は１．６重量％である。

次に、ステップＳ３によって得られた混合物の集合体を粉砕する（ステップＳ４）。ステップＳ４では、粉砕後に達成すべき粒度分布に応じて乳鉢および／または乾式ボールミルを用いる。この後、メッシュパスを用いて混合物を分級し（ステップＳ５）、その集合体の平均粒径を小さくし、粒度を均一化する。

その後、平均粒径が小さくなり、粒度が均一化された混合物に対して、所定の一方向に外力を作用させ（ステップＳ６）、焼結する（ステップＳ７）。本実施の形態１においては、混合物を焼結する方法としてホットプレス焼結法を適用することができる。ホットプレス焼結法は、混合物をホットプレス装置内のカーボン製の型枠に入れて所定の一方向へプレス加圧しながら焼結する方法である。したがって、ホットプレス焼結法を用いて混合物を焼結する場合には、ステップＳ６の外力作用工程およびステップＳ７の焼結工程が一括して行われる（図３の破線領域で示すステップＨＰ）。

以上説明したセラミックス基板３１の製造方法は、ステップＨＰにおけるホットプレス焼結温度が１２００℃〜１３００℃である。このように通常のセラミックス、例えば、特許文献２のセラミックス部材の焼結温度（１７５０℃）よりも低い温度でセラミックス基板３１を焼結するので、焼結工程におけるカーボン製の型枠との反応による型枠とセラミックス基板３１との結合が抑えられる。

本実施の形態１で使用する窒化ホウ素は、結晶構造が六方晶であり、鱗片状粒子のため、一方向を指向する外力を作用させることによって鱗片状の表面が外力作用方向と略直交する方向に揃っていく。その結果、混合物は、外力作用方向と直交する方向、即ち、焼結体の板面に沿って平行に配向することとなる。

以上説明したステップＳ１〜ステップＳ７により、セラミックス基板３１が完成する。このようにして製造されたセラミックス基板３１は、少なくともエンスタタイト（ＭｇＳｉＯ_３）および窒化ホウ素（ＢＮ）を構成成分として含み、電気絶縁性に優れると共に、鱗片状をなす窒化ホウ素粒子の面方向が略揃うことによって窒化ホウ素粒子が一方向に配向している。

このとき、製造されたセラミックス基板３１は、理論計算値に基づくと、エンスタタイトの含有率が４１．４（ｗｔ％）となる。ここで、理論計算値は、原料に用いた酸化珪素が全てエンスタタイトの生成に用いられたという前提に基づいて算出した。

図４に、鱗片状の窒化ホウ素粒子のａ−軸とｃ−軸とを示す。焼結によって得られた焼結体は、配向度指数が０．８以上であることが好ましい。配向度指数とは、配向度の常用対数の絶対値をいい、次式で与えられる。
Ｋ＝｜log_１０｛（Ｉ_{（１００）}／Ｉ_{（００２）}）‖／（Ｉ_{（１００）}／Ｉ_{（００２）}）⊥｝｜
＝｜log_１０｛Ｉ.Ｏ.Ｐ｝｜ ・・・（１）
ここで、Ｉ_{（１００）}は、試料にＸ線を照射したときの窒化ホウ素結晶の（１００）面に沿ったＸ線回折の強度である。また、Ｉ_{（００２）}は、同じく窒化ホウ素結晶の（００２）面に沿ったＸ線回折の強度である。（Ｉ_{（１００）}／Ｉ_{（００２）}）‖は、加圧焼結時の加圧方向と平行な方向から試料にＸ線を照射したときの窒化ホウ素結晶の（１００）面に沿ったＸ線回折の強度Ｉ_{（１００）}と（００２）面に沿ったＸ線回折の強度Ｉ_{（００２）}との比である。（Ｉ_{（１００）}／Ｉ_{（００２）}）⊥は、加圧方向と垂直な方向からＸ線を照射したときの（１００）面に沿ったＸ線回折の強度Ｉ_{（１００）}と（００２）面に沿ったＸ線回折の強度Ｉ_{（００２）}との比である。配向度指数Ｋは０以上の値である。

式（１）の右辺のＩ.Ｏ.Ｐ.は、配向度（The Index of Orientation Preference）である。Ｉ.Ｏ.Ｐ.＜１の場合には、（００２）面に対応する窒化ホウ素結晶のｃ−軸が試料中で加圧方向と平行に配向し、鱗片状の窒化ホウ素結晶の表面が焼成されたセラミックス基板３１の主面方向に揃っている。また、Ｉ.Ｏ.Ｐ.＞１の場合には、（１００）面に対応する窒化ホウ素結晶のａ−軸が試料中で加圧方向と平行に配向し、鱗片状の窒化ホウ素粒子の表面が加圧方向と平行する方向に揃っている。また、Ｉ.Ｏ.Ｐ.＝１（Ｋ＝０）の場合には、窒化ホウ素粒子の向きが試料中でランダムであることを示している。

配向度については、Milan Hubacek, et al., J. Am. Ceram. Soc. 82 [1] 156-160(1999),“Effect of the Orientation of Boron Nitride Grains on the Physical Properties of Hot-Pressed Ceramics.”に詳しく説明されている。

セラミックス基板３１は、窒化ホウ素が配向している方向の２０〜２５０℃におけるＪＩＳ Ｒ１６１８（ファインセラミックスの熱機械分析による熱膨張の測定方法）に基づいて測定される熱膨張係数が３×１０^−６〜５×１０^−６／℃の範囲であることが好ましい。これにより、セラミックス基板３１は、窒化ホウ素粒子の配向方向の熱膨張係数がシリコンの熱膨張係数３.４×１０^−６／℃に近い値となる。

セラミックス基板３１は、ＪＩＳ Ｒ １６０１（ファインセラミックスの室温曲げ強さ試験方法）に基づいて測定される３点曲げ強度が２００ＭＰａ以上であることが好ましい。これにより、セラミックス基板３１は、薄板状であっても反りに対する強度が増加する。

セラミックス基板３１は、相対密度が９９％以上であることが好ましい。これにより、セラミックス基板３１は、焼結によって構成成分が緻密になり、反りに対する強度が増加する。

なお、セラミックス基板３１の製造方法における外力作用工程および焼結工程は、ホットプレス焼結法に限定されるわけではない。例えば、外力作用工程として、スリップキャスト法を適用してもよい。スリップキャスト法を適用した場合、外力としての重力によって窒化ホウ素粒子が型内で沈降し堆積する。これにより、窒化ホウ素粒子が配向することとなる。このようにして配向した窒化ホウ素粒子を含む集合体を焼結する際には、減圧焼結法や不活性雰囲気焼結法などの従来から知られている焼結法を適用すればよい。また、スリップキャスト法を適用した後、ホットプレス焼結法を用いて焼結してもよい。ホットプレス焼結法を用いる場合には、スリップキャスト法によって生じた窒化ホウ素粒子の配向方向とホットプレス焼結法における加圧方向とが直交するようにすればよい。

以上説明した本発明の実施の形態１によれば、エンスタタイトおよび窒化ホウ素を構成成分として含み、窒化ホウ素が一方向に配向している焼結体に対して厚さ方向に貫通するスルーホールが形成され、該スルーホールの内部が導電性材料によって充填されてなるセラミックス基板を備えているため、シリコンに近い熱膨張係数を有するとともに、構成が簡易で大口径化にも好適なスペーストランスフォーマおよびこのスペーストランスフォーマを備えたプローブカードを提供することができる。

また、本実施の形態１によれば、セラミックスを多層化しないため、大型基板の製造が可能であり、歩留まりもよい。

また、本実施の形態１によれば、狭ピッチ側の電極にプローブを接合することで、プローブヘッドとスペーストランスフォーマを実質的に一体としたプローブカードを構成することができる。このような構成によれば、さらなる狭ピッチ化を実現することが可能となる。

（変形例１−１）
図５は、本実施の形態１の変形例１−１に係るプローブカードが備えるスペーストランスフォーマの要部の構成を示す断面図である。同図に示すスペーストランスフォーマ８は、複数のプローブ２を固着する側の表面の構成が、上述したスペーストランスフォーマ３と異なる。

セラミックス基板３１の主面のうちプローブ２を固着する側の表面（図５の上面）には、薄膜多層配線シート８１が積層されて接着等によって固着される。薄膜多層配線シート８１上には、電極８２が設けられる。

薄膜多層配線シート８１は、積層されて基材をなす三つのポリイミドの薄膜８１ａ、８１ｂ、８１ｃを有する。薄膜多層配線シート８１は、セラミックス基板３１に積層される薄膜８１ａの表面に設けられる配線８３と、薄膜８１ａに積層される薄膜８１ｂの表面に設けられる配線８４とを有する。薄膜８１ａには、充填部３３と配線８３とを接続する導通部８５が貫通している。薄膜８１ｂには、配線８３と配線８４とを接続する導通部８６が貫通している。薄膜８１ｃには、電極８２と配線８４とを接続する導通部８７が貫通している。ポリイミドは液状のもの（感光性ポリイミド）を固めてもよいし、フィルム状のものを貼付してもよい。後者の場合、導通部や配線を形成する際には、フィルムをレーザ等で孔あけし、孔部をめっき等で充填するようにしてもよい。

電極８２、配線８３、８４、導通部８５、８６、８７は、銅、銅合金、銀、金、錫、ニッケル、アルミまたはアルミ合金を用いて形成される。導通部８５、８６、８７は、めっきを施したり、スパッタ、イオンプレーティングを行ったりすることによって形成される。

セラミックス基板３１の主面のうち配線基板４と対向する側の主面（図５の下面）の構成は、実施の形態１で説明したスペーストランスフォーマ３と同様である。電極３７の中心間距離の最小値は、電極８２の中心間距離の最大値よりも大きい。

以上説明した本実施の形態１の変形例１−１によれば、プローブ側の配線がポリイミドの内部に入っており、配線の引き回しを行いやすい。

また、本変形例１−１によれば、薄膜多層配線シート８１の基材をなすポリイミドはセラミックス基板３１よりも弾性率が十分低いので、セラミックス基板３１の熱による膨張や収縮に追従させることが容易である。

また、本変形例１−１によれば、プローブ２を半田で固着するような場合、半田がコンタミネーションによって電極８２の周囲に転写された場合であっても配線８３に転写されることがないのでより好ましい。

また、本変形例１−１によれば、金属配線のインピーダンス整合が必要な場合や、スルーホールと電極の位置関係を調整する必要がある場合であってもセラミックスに配線を形成したポリイミド層を配置することで対応させることができる。

なお、本変形例１−１において、薄膜多層配線シート８１は二層の配線からなっていたが、より多層の配線によって薄膜多層配線シートを構成することも可能である。また、薄膜多層配線シート８１の代わりに、単層の配線からなる薄膜配線シートを適用することも可能である。

（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２に係るプローブカードの構成を示す断面図である。同図に示すプローブカード１１は、複数のプローブ２と、絶縁材の基材を有し、複数のプローブ２の端部が取り付けられてプローブ２を保持するとともにプローブ２の保持面から反対側の表面へつながる配線が設けられた円盤状のプローブヘッド１２と、プローブヘッド１２における電極間の微小な配線間隔を変換するスペーストランスフォーマ１３と、スペーストランスフォーマ１３から出た配線を中継するインターポーザ１４と、インターポーザ１４によって中継された配線を検査装置へ接続する配線基板４と、板ばね５と、コネクタ６と、補強部材７とを備える。

図７は、スペーストランスフォーマ１３の要部の構成を示す断面図である。同図に示すスペーストランスフォーマ１３は、実施の形態１で説明したセラミックス基板３１を基材として有する。セラミックス基板３１の二つの主面には、複数の電極を含む配線パターンがそれぞれ設けられ、一方の主面の配線における電極の中心間距離は、他方の主面の配線パターンにおける電極の中心間距離と異なる。

セラミックス基板３１の主面のうちプローブヘッド１２と対向する側の主面（図７の上面）には、端部が充填部３３の表面に接続する配線３４、および配線３４の反対側の端部と接続する電極１３１が複数ずつ設けられている。複数の電極１３１は、対向するプローブヘッド１２の表面に設けられた複数の電極と同様のパターンで配置される。

セラミックス基板３１の主面のうちインターポーザ１４と対向する側（図７の下面側）の主面の構成は、実施の形態２で説明したスペーストランスフォーマ１３と同様である。電極３７の中心間距離の最小値は、電極１３１の中心間距離の最大値よりも大きい。

以上説明した本発明の実施の形態２によれば、エンスタタイトおよび窒化ホウ素を構成成分として含み、窒化ホウ素が一方向に配向している焼結体に対して厚さ方向に貫通するスルーホールが形成され、該スルーホールの内部が導電性材料によって充填されてなるセラミックス基板を備えているため、シリコンに近い熱膨張係数を有するとともに、構成が簡易で大口径化にも好適なスペーストランスフォーマおよびこのスペーストランスフォーマを備えたプローブカードを提供することができる。

また、本実施の形態２によれば、異なる温度環境下で複数の検査を行うような場合であっても、温度によらずにプローブを半導体ウェハの電極に正確にコンタクトさせることができる。したがって、温度帯域に応じてプローブヘッドを交換したりする必要がなくなり、検査時間を短縮および検査に要するコストの低減を実現することができる。

（変形例２−１）
図８は、本実施の形態２の変形例２−１に係るスペーストランスフォーマの要部の構成を示す断面図である。同図に示すスペーストランスフォーマ１６は、セラミックス基板３１を基材として有する。

セラミックス基板３１の主面のうちプローブヘッド１２と対向する側の主面（図８の上面）には、接着等によって固着された薄膜シート１６１、薄膜シート１６１上に設けられた配線１６２、および薄膜シート１６１上で配線１６２と接続する電極１６３が設けられる。

薄膜シート１６１は、ポリイミドからなる基材の内部に、基材を貫通して充填部３３および配線１６２とそれぞれ接続する導通部１６４を有する。
電極１６３は、対向するプローブヘッド１２の表面に設けられた電極と接触する。

セラミックス基板３１の主面のうちインターポーザ１４と対向する側の主面（図７の下面）の構成は、上述したスペーストランスフォーマ１３と同様である。電極３７の中心間距離の最小値は、電極１６３の中心間距離の最大値よりも大きい。

（変形例２−２）
図９は、本実施の形態２の変形例２−２に係るスペーストランスフォーマの要部の構成を示す断面図である。同図に示すスペーストランスフォーマ１７は、セラミックス基板３１を基材として有する。

セラミックス基板３１の主面のうちプローブヘッド１２と対向する側の主面（図９の上面）の構成は、実施の形態２で説明したスペーストランスフォーマ１３と同様である。

セラミックス基板３１の主面のうちインターポーザ１４と対向する側の主面（図９の下面）には、接着等によって固定された薄膜シート１７１、薄膜シート１７１上に設けられた配線１７２、および薄膜シート１７１上で配線１７２と接続する電極１７３が設けられる。

薄膜シート１７１は、ポリイミドからなる基材の内部に、基材を貫通して充填部３３および配線１７２とそれぞれ接続する導通部１７４を有する。
電極１７３は、対向するインターポーザ１４の表面に設けられた電極と接触する。電極１７３の中心間距離の最小値は、電極１３１の中心間距離の最大値よりも大きい。

（変形例２−３）
図１０は、本実施の形態２の変形例２−３に係るスペーストランスフォーマの要部の構成を示す断面図である。同図に示すスペーストランスフォーマ１８は、セラミックス基板３１を基材として有する。

セラミックス基板３１の主面のうちプローブヘッド１２と対向する側の主面（図１０の上面）には、薄膜配線シート１８１が接着等によって固着される。薄膜配線シート１８１上には、電極１８２が設けられる。

薄膜配線シート１８１は、積層される適材をなす二つのポリイミドの薄膜１８１ａ、１８１ｂを有する。薄膜配線シート１８１は、セラミックス基板３１に積層される薄膜１８１ａの表面に設けられる配線１８３を有する。薄膜１８１ａには、充填部３３と配線１８３とを接続する導通部１８４が貫通している。薄膜１８１ａに積層される薄膜１８１ｂには、配線１８３と薄膜１８１ｂの表面に設けられる電極１８２とを接続する導通部１８５が貫通している。

電極１８２は、対向するプローブヘッド１２の表面に設けられた電極と接触する。

セラミックス基板３１の主面のうちインターポーザ１４と対向する側の主面（図１０の下面）の構成は、実施の形態２で説明したスペーストランスフォーマ１３と同様である。電極３７の中心間距離の最小値は、電極１８２の中心間距離の最大値よりも大きい。

（変形例２−４）
図１１は、本実施の形態２の変形例２−４に係るスペーストランスフォーマの要部の構成を示す断面図である。同図に示すスペーストランスフォーマ１９は、セラミックス基板３１を基材として有する。

セラミックス基板３１の主面のうちプローブヘッド１２と対向する側の主面（図１１の上面）の構成は、実施の形態２で説明したスペーストランスフォーマ１３と同様である。

セラミックス基板３１の主面のうちインターポーザ１４と対向する側の主面（図１１の下面）には、薄膜配線シート１９１が接着等によって固着される。薄膜配線シート１９１上には、電極１９２が設けられる。

薄膜配線シート１９１は、積層される適材をなす二つのポリイミドの薄膜１９１ａ、１９１ｂを有する。薄膜配線シート１９１は、セラミックス基板３１に積層される薄膜１９１ａの表面に設けられる配線１９３を有する。薄膜１９１ａには、充填部３３と配線１９３とを接続する導通部１９４が貫通している。薄膜１９１ａに積層される薄膜１９１ｂには、配線１９３と薄膜１９１ｂの表面に設けられる電極１９２とを接続する導通部１９５が貫通している。

電極１９２の中心間距離の最小値は、電極１３１の中心間距離の最大値よりも大きい。

（変形例２−５）
図１２は、本実施の形態２の変形例２−５に係るスペーストランスフォーマの要部の構成を示す断面図である。同図に示すスペーストランスフォーマ２０は、セラミックス基板３１を基材として有する。

セラミックス基板３１の主面のうちプローブヘッド１２と対向する側の主面（図１２の上面）の構成は、変形例２−１で説明したスペーストランスフォーマ１６と同様である。また、セラミックス基板３１の主面のうちインターポーザ１４と対向する側の主面（図１２の下面）の構成は、変形例２−２で説明したスペーストランスフォーマ１７と同様である。電極１７３の中心間距離の最小値は、電極１６３の中心間距離の最大値よりも大きい。

（変形例２−６）
図１３は、本実施の形態２の変形例２−６に係るスペーストランスフォーマの要部の構成を示す断面図である。同図に示すスペーストランスフォーマ２１は、セラミックス基板３１を基材として有する。

セラミックス基板３１の主面のうちプローブヘッド１２と対向する側の主面（図１３の上面）には、接着等によって固着された薄膜配線シート２１１、薄膜配線シート２１１上に設けられた配線２１２、および薄膜配線シート２１１上で配線２１２と接続する電極２１３が設けられている。

薄膜配線シート２１１は、積層される適材をなす二つのポリイミドの薄膜２１１ａ、２１１ｂを有する。薄膜配線シート２１１は、セラミックス基板３１に積層される薄膜２１１ａの表面に設けられる配線２１４を有する。薄膜２１１ａには、充填部３３と配線２１４とを接続する導通部２１５が貫通している。薄膜２１１ａに積層される薄膜２１１ｂには、配線２１４と薄膜２１１ｂの表面に設けられる配線２１２とを接続する導通部２１６が貫通している。

セラミックス基板３１の主面のうちインターポーザ１４と対向する側の主面（図１３の下面）の構成は、実施例２−２で説明したスペーストランスフォーマ１７と同様である。電極１７３の中心間距離の最小値は、電極２１３の中心間距離の最大値よりも大きい。

（変形例２−７）
図１４は、本実施の形態の変形例２−７に係るスペーストランスフォーマの要部の構成を示す断面図である。同図に示すスペーストランスフォーマ２２は、セラミックス基板３１を基材として有する。

セラミックス基板３１の主面のうちプローブヘッド１２と対向する側の主面（図１４の上面）の構成は、変形例２−３で説明したスペーストランスフォーマ１８と同様である。また、セラミックス基板３１の主面のうちインターポーザ１４と対向する側の主面（図１４の下面）の構成は、変形例２−４で説明したスペーストランスフォーマ１９と同様である。電極１９２の中心間距離の最小値は、電極１８２の中心間距離の最大値よりも大きい。

（変形例２−８）
図１５は、本実施の形態の変形例２−８に係るスペーストランスフォーマの要部の構成を示す断面図である。同図に示すスペーストランスフォーマ２３は、セラミックス基板３１を基材として有する。

セラミックス基板３１の主面のうちプローブヘッド１２と対向する側の主面（図１５の上面）には、薄膜多層配線シート２３１が接着等によって固着される。薄膜多層配線シート２３１上には、電極２３２が設けられる。

薄膜多層配線シート２３１は、積層されて基材をなす三つのポリイミドの薄膜２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃを有する。薄膜多層配線シート２３１は、セラミックス基板３１に積層される薄膜２３１ａの表面に設けられる配線２３３と、薄膜２３１ａに積層される薄膜２３１ｂの表面に設けられる配線２３４とを有する。薄膜２３１ａには、充填部３３と配線２３３とを接続する導通部２３５が貫通している。薄膜２３１ｂには、配線２３３と配線２３４とを接続する導通部２３６が貫通している。薄膜２３１ｃには、電極２３２と配線２３４とを接続する導通部２３７が貫通している。

セラミックス基板３１の主面のうちインターポーザ１４と対向する側の主面（図１５の下面）の構成は、実施の形態２で説明したスペーストランスフォーマ１３と同様である。電極３７の中心間距離の最小値は、電極２３２の中心間距離の最大値よりも大きい。

なお、本変形例２−８において、薄膜多層配線シート２３１は二層の配線からなっていたが、より多層の配線によって薄膜多層配線シートを構成することも可能である。

以上説明した本実施の形態の変形例２−１〜２−８が実施の形態２と同様の効果を奏することはいうまでもない。

（その他の実施の形態）
図１６は、本発明の別な実施の形態に係るスペーストランスフォーマの要部の構成を示す断面図である。同図に示すスペーストランスフォーマ２４は、セラミックス基板３１と同様にエンスタタイトおよび窒化ホウ素を構成成分として含み、窒化ホウ素が一方向に配向している焼結体であるセラミックス基板２４１を基材として備える。

セラミックス基板２４１には、複数のスルーホール２４２が形成されている。スルーホール２４２の内周面には、銅、銀、金、錫、ニッケルなどによるめっき２４３が施されている。めっき２４３を施したスルーホール２４２には、絶縁性材料が充填された充填部２４４が設けられている。

セラミックス基板２４１の一方の主面（図１６の上面）には、薄膜シート２４５が積層されている。この薄膜シート２４５の表面には配線２４６が設けられている。薄膜シート２４５には、めっき２４３と配線２４６とを接続する導通部２４７が貫通している。
セラミックス基板２４１の他方の主面（図１６の下面）には、めっき２４３と接続する配線２４８が設けられている。
なお、スペーストランスフォーマ２４において、二つの主面の配線間隔が異なることはいうまでもない。

このように、本発明において、スペーストランスフォーマのスルーホールは導電性材料のみによって充填する必要はない。

以上の説明からも明らかなように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態等を含みうるものであり、特許請求の範囲により特定される技術的思想を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を施すことが可能である。

以下、本発明の実施例を説明する。なお、以下に説明する実施例によって本発明が限定されるものではない。

本発明の実施例では、所定の原料ロットを使用し、縦×横×厚さが９０ｍｍ×９０ｍｍ×２０ｍｍの焼結体を焼成した。焼成に当たっては、外力作用工程および焼結工程をホットプレス焼結法によって一括して行った。

図１７は、本実施例で測定に使用した試験片を模式的に示す図であり、具体的には、焼結体１０１（破線で表示）からの試験片の切り出し方を模式的に示している。図１８は、試験片を用いて測定した熱膨張係数と焼結温度との関係を示す図である。図１９は、試験片を用いて測定した３点曲げ強度と焼結温度との関係を示す図である。

図１７に示す２つの試験片１０２、１０３のうち、試験片１０２は窒化ホウ素粒子の配向方向の熱膨張測定用として作製したものであり、試験片１０３が加圧方向（配向方向と垂直な方向）の熱膨張測定用として作製したものである。このように切り出した試験片１０２を用い、ＪＩＳ Ｒ １６１８に準拠して熱膨張係数（×１０^−６／℃）を測定し、ＪＩＳ Ｒ １６０１に基づく３点曲げ強度を測定した。その結果を、原材料の原料ロット番号、原材料と焼結助剤の各含有率（ｗｔ％）、焼結温度（℃）、焼結圧力（ＭＰａ）および焼成されたセラミックス部材に含まれる構成成分の存在、熱膨張係数、曲げ強度、配向度、配向度指数および相対密度と共に表１に示す。表１において、原料ロット番号は、セラミックス基板の焼成に用いた原料ロットの違いを示す番号である。

（実施例１）
本発明の実施例１では、原料ロットＬ１を使用し、原材料として窒化ホウ素（ＢＮ）を４９．３（ｗｔ％）、酸化珪素（ＳｉＯ_２）を２４．８（ｗｔ％）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を１９．６（ｗｔ％）使用し、焼結助剤として酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）を４．７（ｗｔ％）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）を１．６（ｗｔ％）使用して、縦×横×厚さが９０ｍｍ×９０ｍｍ×２０ｍｍの焼結体を焼成した。焼成に当たっては、外力作用工程および焼結工程をホットプレス焼結法によって一括して行った。ホットプレス焼結を行う際には、６００ｍｍＨｇの窒素雰囲気中で、面圧２５ＭＰａの焼結圧力にて一方向へプレス加圧し、焼結温度１３００℃で２時間焼結した。焼成後、焼結されたセラミックス部材に含まれる構成成分の存在をＸ線回折によって分析した。図１８および図１９において、本実施例１の測定結果をそれぞれ点Ｅ_ｘ１として示す。

表１に示すように、実施例１のセラミックス部材（原料ロット：Ｌ１）は、エンスタタイト（ＭｇＳｉＯ_３）、窒化ホウ素（ＢＮ）およびフォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ_２）を構成成分として含んでおり、１５０℃における配向方向の熱膨張係数が４．７×１０^−６／℃であり、３点曲げ強度が２１６ＭＰａであった。

また、実施例１のセラミックス部材から切り出した２種類の試験片１０２、１０３に対し配向方向および加圧方向の熱膨張係数を２０〜２５０℃の間の所定の温度帯域で測定した。表２は、試験片を用いて２０〜２５０℃の間の所定の温度帯域で測定した配向方向の熱膨張係数と加圧方向の熱膨張係数の温度との関係を示す表である。

表２から、セラミックス部材の配向方向の熱膨張係数は、２０〜２５０℃の全ての温度帯域で４．６×１０^−６〜５．０×１０^−６／℃程度であり、シリコンの熱膨張係数（３.４×１０^−６／℃）に近い値を達成していることがわかる。他方、加圧方向の熱膨張係数は、６．２×１０^−６〜６．６×１０^−６／℃程度であった。この結果、本実施例１に係るセラミックス部材には、熱膨張係数に関する異方性が発現していることが明らかとなった。

上述した窒化ホウ素粒子の配向を更に明確に確認するため、焼成した実施例１のセラミックス部材を用いてＸ線回折の測定を行い、測定結果から窒化ホウ素の配向度（Ｉ.Ｏ.Ｐ.）および配向度指数を求めた。窒化ホウ素の配向度（Ｉ.Ｏ.Ｐ.）および配向度指数の値を表１に示す。

表１に示すように、焼成されたセラミックス部材は、配向度がＩ.Ｏ.Ｐ.＝０．１５＜１であることから、窒化ホウ素結晶のｃ−軸が試料中で加圧方向と平行に配向し、焼成されたセラミックス部材の板面方向に沿って鱗片状の窒化ホウ素結晶の表面が配向していることが分かる。

また、焼成されたセラミックス部材の相対密度（嵩密度）を測定したところ、９９．９％であり、緻密な焼結体であることが分かった。

一方、セラミックス部材の加工性を確認するため、実施例１の焼結体から板厚が２.７０ｍｍのセラミックス部材を形成し、このセラミックス部材に対し、超鋼ドリルを用いたドリル加工により、５００個の貫通孔をマトリックス状に形成した。ここでは、貫通孔の直径を１６０μｍ（アスペクト比は２.７０／０.１６０＝１６.９）、孔ピッチを２００μｍとすることができた。その結果、ピッチ精度±数μｍを達成することができた。この意味で、本実施例１で製造したセラミックス部材は良好な加工性を有していることも確かめられた。

（実施例２）
本発明の実施例２では、原料ロットＬ２を使用し、焼結温度を１３００℃に変え、実施例１の方法によって縦×横×厚さが９０ｍｍ×９０ｍｍ×５ｍｍの焼結体を焼成した。焼成後、焼結されたセラミックス部材に含まれる構成成分の存在を実施例１と同様にしてＸ線回折によって分析した。その結果を、実施例１で使用した原材料と焼結助剤の各含有率（ｗｔ％）、焼結温度（℃）、焼結圧力（ＭＰａ）および焼成されたセラミックス部材に含まれる構成成分の存在と共に表１に示す。

そして、焼成したセラミックス部材から実施例１の試験片１０２に対応する試験片を切り出し、ＪＩＳ Ｒ １６１８に準拠した熱膨張係数（×１０^−６／℃）と、ＪＩＳ Ｒ １６０１に基づく３点曲げ強度を測定した。また、焼成した実施例２のセラミックス部材を用いてＸ線回折の測定を行い、測定結果から窒化ホウ素の配向度（Ｉ.Ｏ.Ｐ.）および配向度指数を求めた。熱膨張係数、３点曲げ強度、窒化ホウ素の配向度（Ｉ.Ｏ.Ｐ.）および配向度指数の値を表１に併せて示す。また、焼成されたセラミックス部材について測定した相対密度（嵩密度）の値を表１に示す。更に、測定した熱膨張係数と焼結温度との関係を図１８に、測定した３点曲げ強度と焼結温度との関係を図１９に、それぞれ点Ｅ_ｘ２として示す。

表１に示すように、実施例２のセラミックス部材は、少なくとも窒化ホウ素およびエンスタタイトを構成成分として含み、１５０℃における配向方向の熱膨張係数が３．３×１０^−６／℃であり、３点曲げ強度が２１６ＭＰａであった。また、配向度は、Ｉ.Ｏ.Ｐ.＝０．０４、配向度指数は１．３８、相対密度は９９．６％であり、窒化ホウ素結晶がセラミックス部材の板面に沿って配向し、緻密な焼結体であることが分かった。

焼成したセラミックス部材の加工性を確認するため、セラミックス部材に実施例１と同様にして貫通孔を加工した。その結果、本実施例２で製造したセラミックス部材は、実施例１で製造したセラミックス部材と同等の加工性を有することが確かめられた。

（実施例３）
本発明の実施例３では、原料ロットＬ３を使用し、焼結温度を１２５０℃に変えるとともに焼結圧力を３５ＭＰａに変えたことを除き、実施例２と同様にして焼成したセラミックス部材および切り出した試験片について、実施例２と同様に分析し、測定した結果を原材料の含有率等と共に表１に示す。また、測定した熱膨張係数と焼結温度との関係を図１８に、測定した３点曲げ強度と焼結温度との関係を図１９に、それぞれ点Ｅ_ｘ３として示す。

表１に示すように、実施例３のセラミックス部材は、窒化ホウ素およびエンスタタイトを構成成分として含み、配向方向と平行な方向の熱膨張係数が３．８×１０^−６／℃であり、３点曲げ強度が２５２ＭＰａであった。また、配向度は、Ｉ.Ｏ.Ｐ.＝０．１０、配向度指数は０．９９、相対密度は９９．９％であり、窒化ホウ素結晶がセラミックス部材の板面に沿って配向し、緻密な焼結体であることが分かった。

セラミックス部材の加工性を確認するため、実施例２と同様に貫通孔を形成した。その結果、本実施例３で製造したセラミックス部材は、実施例１で製造したセラミックス部材と同等の加工性を有することが確かめられた。

（実施例４）
本発明の実施例４では、原料ロットＬ３を使用し、焼結温度を１２５０℃に変えたことを除き、実施例２と同様にして焼成したセラミックス部材および切り出した試験片について、実施例２と同様に分析し、測定した結果を原材料の含有率等と共に表１に示す。また、測定した熱膨張係数と焼結温度との関係を図１８に、測定した３点曲げ強度と焼結温度との関係を図１９に、それぞれ点Ｅ_ｘ４として示す。

表１に示すように、実施例４のセラミックス部材は、少なくとも窒化ホウ素およびエンスタタイトを構成成分として含み、配向方向と平行な方向の熱膨張係数が４．３×１０^−６／℃であり、３点曲げ強度が２４９ＭＰａであった。また、配向度は、Ｉ.Ｏ.Ｐ.＝０．１３、配向度指数は０．８７、相対密度は９９．６％であり、窒化ホウ素結晶がセラミックス部材の板面に沿って配向し、緻密な焼結体であることが分かった。

セラミックス部材の加工性を確認するため、実施例２と同様に貫通孔を形成した。その結果、本実施例４で製造したセラミックス部材は、実施例１で製造したセラミックス部材と同等の加工性を有することが確かめられた。

（実施例５）
本発明の実施例５では、原料ロットＬ４を使用し、焼結温度を１２５０℃に変えたことを除き、実施例２と同様にして焼成したセラミックス部材および切り出した試験片について、実施例２と同様に分析し、測定した結果を原材料の含有率等と共に表１に示す。また、測定した熱膨張係数と焼結温度との関係を図１８に、測定した３点曲げ強度と焼結温度との関係を図１９に、それぞれ点Ｅ_ｘ５として示す。

表１に示すように、実施例５のセラミックス部材は、窒化ホウ素およびエンスタタイトを構成成分として含み、配向方向と平行な方向の熱膨張係数が４．１×１０^−６／℃であり、３点曲げ強度が２３４ＭＰａであった。また、配向度は、Ｉ.Ｏ.Ｐ.＝０．１３、配向度指数は０．８８、相対密度は９９．６％であり、窒化ホウ素結晶がセラミックス部材の板面に沿って配向し、緻密な焼結体であることが分かった。

セラミックス部材の加工性を確認するため、実施例２と同様に貫通孔を形成した。その結果、本実施例５で製造したセラミックス部材は、実施例１で製造したセラミックス部材と同等の加工性を有することが確かめられた。

（実施例６）
本発明の実施例６では、原料ロットＬ３を使用し、焼結温度を１２３０℃に変えたことを除き、実施例２と同様にして焼成したセラミックス部材および切り出した試験片について、実施例２と同様に分析し、測定した結果を原材料の含有率等と共に表１に示す。また、測定した熱膨張係数と焼結温度との関係を図１８に、測定した３点曲げ強度と焼結温度との関係を図１９に、それぞれ点Ｅ_ｘ６として示す。

表１に示すように、実施例６のセラミックス部材は、窒化ホウ素およびエンスタタイトを構成成分として含み、配向方向と平行な方向の熱膨張係数が４．１×１０^−６／℃であり、３点曲げ強度が２４９ＭＰａであった。また、配向度は、Ｉ.Ｏ.Ｐ.＝０．１２、配向度指数は０．９３、相対密度は９９．９％であり、窒化ホウ素結晶がセラミックス部材の板面に沿って配向し、緻密な焼結体であることが分かった。

セラミックス部材の加工性を確認するため、実施例２と同様に貫通孔を形成した。その結果、本実施例６で製造したセラミックス部材は、実施例１で製造したセラミックス部材と同等の加工性を有することが確かめられた。

（実施例７）
本発明の実施例７では、原料ロットＬ４を使用し、焼結温度を１２３０℃に変えたことを除き、実施例２と同様にして焼成したセラミックス部材および切り出した試験片について、実施例２と同様に分析し、測定した結果を原材料の含有率等と共に表１に示す。また、測定した熱膨張係数と焼結温度との関係を図１８に、測定した３点曲げ強度と焼結温度との関係を図１９に、それぞれ点Ｅ_ｘ７として示す。

表１に示すように、実施例７のセラミックス部材は、窒化ホウ素およびエンスタタイトを構成成分として含み、配向方向と平行な方向の熱膨張係数が４．１×１０^−６／℃であり、３点曲げ強度が２４６ＭＰａであった。また、配向度は、Ｉ.Ｏ.Ｐ.＝０．１３、配向度指数は０．９０、相対密度は９９．９％であり、窒化ホウ素結晶がセラミックス部材の板面に沿って配向し、緻密な焼結体であることが分かった。

セラミックス部材の加工性を確認するため、実施例２と同様に貫通孔を形成した。その結果、本実施例７で製造したセラミックス部材は、実施例１で製造したセラミックス部材と同等の加工性を有することが確かめられた。

（実施例８）
本発明の実施例８では、原料ロットＬ４を使用し、焼結温度を１２７０℃に変えたことを除き、実施例２と同様にして焼成したセラミックス部材および切り出した試験片について、実施例２と同様に分析し、測定した結果を原材料の含有率等と共に表１に示す。また、測定した熱膨張係数と焼結温度との関係を図１８に、測定した３点曲げ強度と焼結温度との関係を図１９に、それぞれ点Ｅ_ｘ８として示す。

表１に示すように、実施例８のセラミックス部材は、窒化ホウ素およびエンスタタイトを構成成分として含み、配向方向と平行な方向の熱膨張係数が３．９×１０^−６／℃であり、３点曲げ強度が２３９ＭＰａであった。また、配向度は、Ｉ.Ｏ.Ｐ.＝０．１２、配向度指数は０．９１、相対密度は９９．２％であり、窒化ホウ素結晶がセラミックス部材の板面に沿って配向し、緻密な焼結体であることが分かった。

セラミックス部材の加工性を確認するため、実施例２と同様に貫通孔を形成した。その結果、本実施例８で製造したセラミックス部材は、実施例１で製造したセラミックス部材と同等の加工性を有することが確かめられた。

（実施例９）
本発明の実施例９では、原料ロットＬ５を使用し、焼結温度を１２７０℃に変えたことを除き、実施例２と同様にして焼成したセラミックス部材および切り出した試験片について、実施例２と同様に分析し、測定した結果を原材料の含有率等と共に表１に示す。また、測定した熱膨張係数と焼結温度との関係を図１８に、測定した３点曲げ強度と焼結温度との関係を図１９に、それぞれ点Ｅ_ｘ９として示す。

表１に示すように、実施例９のセラミックス部材は、少なくとも窒化ホウ素およびエンスタタイトを構成成分として含み、配向方向と平行な方向の熱膨張係数が４．５×１０^−６／℃であり、３点曲げ強度が２７５ＭＰａであった。また、配向度は、Ｉ.Ｏ.Ｐ.＝０．１３、配向度指数は０．８７、相対密度は９９．８％であり、窒化ホウ素結晶がセラミックス部材の板面に沿って配向し、緻密な焼結体であることが分かった。

セラミックス部材の加工性を確認するため、実施例２と同様に貫通孔を形成した。その結果、本実施例９で製造したセラミックス部材は、実施例１で製造したセラミックス部材と同等の加工性を有することが確かめられた。

（実施例１０）
本発明の実施例１０では、原料ロットＬ５を使用し、焼結温度を１３００℃に変えたことを除き、実施例２と同様にして焼成したセラミックス部材および切り出した試験片について、実施例２と同様に分析し、測定した結果を原材料の含有率等と共に表１に示す。また、測定した熱膨張係数と焼結温度との関係を図１８に、測定した３点曲げ強度と焼結温度との関係を図１９に、それぞれ点Ｅ_ｘ１０として示す。

表１に示すように、実施例１０のセラミックス部材は、少なくとも窒化ホウ素およびエンスタタイトを構成成分として含み、配向方向と平行な方向の熱膨張係数が４．３×１０^−６／℃であり、３点曲げ強度が２６５ＭＰａであった。また、配向度は、Ｉ.Ｏ.Ｐ.＝０．１２、配向度指数は０．９３、相対密度は９９．９％であり、窒化ホウ素結晶がセラミックス部材の板面に沿って配向し、緻密な焼結体であることが分かった。

セラミックス部材の加工性を確認するため、実施例２と同様に貫通孔を形成した。その結果、本実施例１０で製造したセラミックス部材は、実施例１で製造したセラミックス部材と同等の加工性を有することが確かめられた。

（比較例１〜４）
次に、比較のため、原材料や焼結助剤の各割合（ｗｔ％）、焼結温度（℃）および焼結圧力（ＭＰａ）を変化させることにより比較例１〜４のセラミックス部材を焼成し、焼成したセラミックス部材および切り出した試験片について、含まれる構成成分の存在、熱膨張係数、３点曲げ強度、配向度、配向度指数および相対密度（嵩密度）を実施例１〜１０と同様にして測定した。測定結果を比較例１〜４で使用した原材料の含有率（ｗｔ％）、焼結助剤の含有率（ｗｔ％）、焼結温度（℃）、焼結圧力（ＭＰａ）と共に表１に示す。また、測定した熱膨張係数と焼結温度との関係を図１８に、測定した３点曲げ強度と焼結温度との関係を図１９に、それぞれ点Ｃ_ｅ１〜Ｃ_ｅ４として示す。

表１に示すように、比較例１〜４のセラミックス部材は、少なくとも窒化ホウ素およびエンスタタイトを含んでいる。しかし、比較例１〜４のセラミックス部材は、熱膨張係数が３×１０^−６〜５×１０^−６／℃の範囲を外れると共に、３点曲げ強度が２００〜３００ＭＰａの範囲を外れているもの（比較例１）、熱膨張係数が３×１０^−６〜５×１０^−６／℃の範囲を外れているもの（比較例３）、３点曲げ強度が２００〜３００ＭＰａの範囲を外れているもの（比較例２、４）であった。

以上のように、本発明にかかるスペーストランスフォーマおよびこのスペーストランスフォーマを備えたプローブカードは、シリコンに近い熱膨張係数を有するとともに、構成が簡易で大口径化することに有用である。

１、１１ プローブカード
２ プローブ
３、８、１３、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４ スペーストランスフォーマ
４ 配線基板
５ 板ばね
６ コネクタ
７ 補強部材
１２ プローブヘッド
１４ インターポーザ
３１、２４１ セラミックス基板
３２、２４２ スルーホール
３３、２４４ 充填部
３４、３６、８３、８４、１６２、１７２、１８３、１９３、２１２、２１４、２３３、２３４、２４６、２４８ 配線
３５、３７、８２、１３１、１６３、１７３、１８２、１９２、２１３、２３２ 電極
８１、２３１ 薄膜多層配線シート
８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、１８１ａ、１８１ｂ、１９１ａ、１９１ｂ、２１１ａ、２１１ｂ、２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃ 薄膜
８５、８６、８７、１６４、１７４、１８４、１８５、１９４、１９５、２１５、２１６、２３５、２３６、２３７、２４７ 導通部
１０１ 焼結体
１０２、１０３ 試験片
１６１、１７１、２４５ 薄膜シート
１８１、１９１、２１１ 薄膜配線シート
２４３ めっき

Claims (10)

1. エンスタタイトおよび窒化ホウ素を構成成分として含み、前記窒化ホウ素が一方向に配向している焼結体に対して厚さ方向に貫通するスルーホールが形成され、該スルーホールの内部に導電性材料が設けられたセラミックス基板を備え、
   前記セラミックス基板の二つの主面には、複数の電極を含む配線パターンがそれぞれ設けられ、一方の主面の配線における配線間隔は、他方の主面の配線パターンにおける配線間隔と異なることを特徴とするスペーストランスフォーマ。
2. 前記セラミックス基板の少なくとも一方の主面は、該主面に積層して固着されたポリイミドの薄膜の内部または表面に配線パターンが設けられることを特徴とする請求項１に記載のスペーストランスフォーマ。
3. 前記セラミックス基板は、
   前記窒化ホウ素の配向方向と直交する方向からＸ線を照射したときの前記窒化ホウ素の結晶の（００２）面に沿ったＸ線回折の強度Ｉ_{（００２）}と（１００）面に沿ったＸ線回折の強度Ｉ_{（１００）}との比（Ｉ_{（１００）}／Ｉ_{（００２）}）‖、および前記配向方向からＸ線を照射したときの（００２）面に沿ったＸ線回折の強度Ｉ_{（００２）}と（１００）面に沿ったＸ線回折の強度Ｉ_{（１００）}との比（Ｉ_{（１００）}／Ｉ_{（００２）}）⊥、に基づいて与えられる配向度指数Ｋ＝｜log_１０｛（Ｉ_{（１００）}／Ｉ_{（００２）}）‖／（Ｉ_{（１００）}／Ｉ_{（００２）}）⊥｝｜が０．８以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のスペーストランスフォーマ。
4. 前記セラミックス基板は、
   ＪＩＳ Ｒ１６１８に基づいて測定される熱膨張係数であって前記窒化ホウ素が配向している方向と平行な方向の２０℃〜２５０℃における熱膨張係数が３×１０^−６〜５×１０^−６／℃であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のスペーストランスフォーマ。
5. 前記セラミックス基板は、
   ＪＩＳ Ｒ １６０１に基づいて測定される３点曲げ強度が２００ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のスペーストランスフォーマ。
6. 前記セラミックス基板は、
   相対密度が９９％以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のスペーストランスフォーマ。
7. 前記セラミックス基板は、
   前記窒化ホウ素は、結晶構造が六方晶であり、鱗片状粒子であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のスペーストランスフォーマ。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のスペーストランスフォーマと、
   導電性材料によって形成され、前記セラミックス基板の一方の主面側であって配線間隔が他の主面側よりも小さい主面側に設けられた複数の電極の各々に固着される複数のプローブと、
   前記セラミックス基板の他方の主面側に積層される配線基板と、
   を備えたことを特徴とするプローブカード。
9. 前記複数のプローブが固着される主面側の配線パターンは、単層または多層のポリイミドの薄膜からなる基材の内部に形成されることを特徴とする請求項８に記載のプローブカード。
10. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のスペーストランスフォーマと、
    導電性材料によって形成される複数のプローブと、
    前記複数のプローブを保持し、前記スペーストランスフォーマの一方の主面であって電極間の間隔が相対的に小さい主面側に積層されるプローブヘッドと、
    前記スペーストランスフォーマの主面であって前記プローブヘッドが積層される主面と異なる主面側に積層される配線基板と、
    を備えたことを特徴とするプローブカード。

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