KR101555379B1

KR101555379B1 - 전기검사용 기판 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101555379B1
Application number: KR1020090058207A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 다카하시; 치에 혼다; 다츠야 가토; 도모히데 야마다; 시게루 다가
Original assignee: 니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤
Priority date: 2008-06-30
Filing date: 2009-06-29
Publication date: 2015-09-23
Also published as: JP5461902B2; US20090321114A1; KR20100003226A; US8193456B2; JP2010271296A

Abstract

(과제) 실리콘 웨이퍼 상의 패드와의 접속에 관해서 충분한 치수 정밀도를 가지며, 또한 온도차가 큰 시험 등의 경우에서도 실리콘 웨이퍼 상의 패드와 기판 상에 형성된 접속단자가 접속불량 없게 접속하는 것이 가능한 전기검사용 기판 및 그 제조방법을 제공하는 것.

(해결수단) 멀라이트 및 붕규산계 유리를 세라믹의 주성분으로 하는 다층 세라믹 기판(4)을 구비한 전기검사용 기판(1)으로서, 다층 세라믹 기판(4)은 붕규산계 유리 중에 알칼리금속의 산화물을 0.5∼1.5질량% 포함하고, -50∼150℃의 평균 열팽창 계수가 3.0∼4.0ppm/℃이고, 또한 -50∼150℃에 있어서의 각 온도의 열팽창 계수(α1)와 같은 온도에서의 실리콘 웨이퍼의 열팽창 계수(α2)가 0ppm/℃＜α1-α2≤2.5ppm/℃의 관계를 가진다.

Description

전기검사용 기판 및 그 제조방법{Electrical Inspection Substrate Unit and Manufacturing Method Therefor}

본 발명은, 예를 들면 표층에 실리콘 웨이퍼의 전기검사용 접속단자를 고정밀도로 실장 가능하고, 게다가 광범위한 온도영역(-50∼150℃)에서의 검사에 있어서도 회로가 형성된 실리콘 웨이퍼의 치수의 신장이나 수축에 대해서 같은 거동을 취하는 것이 가능한 다층 세라믹 기판을 이용한 전기검사용 기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근 IC검사로서 실리콘 웨이퍼 단위로 검사를 하는 요구가 많아지고 있으며, 특히 실리콘 웨이퍼의 대형화가 진행되는 현재에서는 ø300㎜(12inch)의 웨이퍼 대응이 필요하게 되고 있다.

또, 이들 실리콘 웨이퍼를 검사함에 있어서는 측정 지그에 IC와 접촉하는 접속단자를 형성할 필요가 있고, 이 접속단자는 반복해서 접촉하기 때문에 강도가 필요하게 된다.

또한, 최근에는 실리콘 웨이퍼의 전기검사를 할 때에, 웨이퍼 상태로 합격품으로서 보증되고 있는 KGD(Known Good Die)의 필요성이 언급되고 있다.

이 KGD를 얻는 공정으로서, 웨이퍼 상태에서 번인(Burn-In)검사(열 및 전기적 부하를 거는 선별시험)를 하는 것이 필수로 되어 가고 있다.

그러나, 현재 사용되고 있는 실리콘 웨이퍼의 전기검사용 지그(웨이퍼 검사용 지그/프로브 카드)에서는 그 열팽창 계수가 실리콘 웨이퍼와는 크게 다른 것이므로, 온도가 다른 조건에서 검사를 한다고 하면, 그 온도에서의 열팽창에 의해서 웨이퍼 검사용 지그와 실리콘 웨이퍼와의 사이에서 치수의 괴리(乖離)가 생겨 실리콘 웨이퍼 상의 패드에 웨이퍼 검사용 지그의 접속단자가 접촉할 수 없는 상태가 발생한다.

따라서, 실리콘 웨이퍼와 웨이퍼 검사용 지그에서는 각각의 열팽창 계수의 어느 정도의 조정(정합)이 중요하게 된다.

한편, 웨이퍼 검사용 지그 내의 전기검사용 기판에 형성되는 접속단자의 반복 접촉에 대한 밀착강도를 확보한 상태에서 세라믹 기판을 이용한 전기검사용 기판이 요구되는데, 통상의 제조방법에 있어서는 소성시의 수축 편차에 의해서 실리콘 웨이퍼 상의 패드에 대한 접속에 필요한 치수 정밀도를 얻는 것이 어렵다.

치수 정밀도를 요구하는 세라믹 기판의 제조방법으로서는 무수축 소성기술이 알려져 있다. 이 무수축 소성기술이란, 그린시트의 상하면에 이 그린시트가 소성되는 온도에서는 소결되지 않는 구속층(拘束層)이 되는 세라믹 시트를 적층함으로써, 소성한 때에 상기 구속층이 되는 세라믹 시트가 그린시트의 수축시의 XY방향(평면 방향)으로의 수축을 억제하여 높은 치수 정밀도를 실현하는 수법이다.

그리고, 상술한 열팽창 계수의 정합 및 고치수 정밀도를 가지는 세라믹 기판을 달성하기 위해서는, 예를 들면 저열팽창의 필러를 가지며 또한 무수축 소성기술이 적용 가능한 저온 소성 세라믹이 유효하다고 생각된다.

이와 같은 문제에 관해서, 지금까지는 저열팽창화를 달성시키기 위한 세라믹 조성의 검토(특허문헌 1∼3 참조)나, 저온 소성 세라믹의 고치수 정밀도화(특허문헌 4 참조)의 검토가 이루지고 있었다.

특허문헌 1 : 일본국 특개소 63－107095호 공보

특허문헌 2 : 일본국 특개 2006－232645호 공보

특허문헌 3 : 일본국 특개 2006－284541호 공보

특허문헌 4 : 일본국 특허 제2617643호 공보

그러나, 종래에는 상술한 바와 같은 부분적인 검토는 이루어지고 있었지만, 저열팽창이고 또한 고치수 정밀도에 필수인 무수축 기술을 적용하는데 최적한 저온 소성 세라믹 조성 등의 검토나, 이것을 이용한 전기검사용 기판에 이용하는 다층 세라믹 기판의 검토는 이루어지고 있지 않는 것이 현상이다.

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 예를 들면, 실리콘 웨이퍼 상의 패드와의 접속에 관해서 충분한 치수 정밀도를 가지며, 또한 검사온도영역이 넓은 시험 등의 경우에서도 실리콘 웨이퍼 상의 패드와 기판 상에 형성된 접속단자와의 접촉불량을 없애는 것이 가능한 전기검사용 기판 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

(1) 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명(전기검사용 기판)은, 다층 세라믹 기판과 상기 다층 세라믹 기판의 표면에 형성된 전극을 구비한 전기검사용 기판으로서, 상기 다층 세라믹 기판은 -50∼150℃의 평균 열팽창 계수가 3.0∼4.0ppm/℃이고, 또한 -50∼150℃에 있어서의 각 온도의 열팽창 계수(α1)와 같은 온도에서의 실리콘 웨이퍼의 열팽창 계수(α2)가 0ppm/℃＜α1-α2≤2.5ppm/℃의 관계를 가지는 것을 특징으로 한다.

우선, 본 발명에 있어서, 다층 세라믹 기판의 열팽창 계수의 범위를 상기한 바와 같이 설정한 이유를 설명한다.

실리콘 웨이퍼의 전기검사에 있어서는 통상 -50∼150℃의 온도범위에서 검사가 행해지는데, 이 온도범위에서 실리콘 웨이퍼와 이 실리콘 웨이퍼의 전기검사용 지그(웨이퍼 검사용 지그)의 전기검사용 기판의 열팽창 계수의 차(差)가 작은 것이 바람직하다.

특히, 번인검사에 있어서는 실리콘 웨이퍼만이 가열되고, 그 복사열에 의해서 웨이퍼 검사용 지그가 가열되는 것이므로, 필연적으로 실리콘 웨이퍼 측이 웨이퍼 검사용 지그보다 고온이 된다. 따라서, 웨이퍼 검사용 지그의 전기검사용 기판의 열팽창 계수를 실리콘 웨이퍼와 같게 한 경우에는 웨이퍼 검사용 지그와 실리콘 웨이퍼의 수축 또는 팽창의 거동이 맞지 않게 되는 것이므로, 웨이퍼 검사용 지그에 이용되는 전기검사용 기판에는 소정의 상한 범위 내에서 실리콘 웨이퍼보다도 큰 열팽창 계수를 가질 필요가 있다.

구체적으로는, 가장 낮은 온도인 -50℃에 있어서는 전기검사용 기판을 구성하는 다층 세라믹 기판의 열팽창 계수의 범위가 0ppm/℃＜α1-α2≤1.5ppm/℃이고, 가장 높은 온도인 150℃에 있어서는 그 범위가 0.5ppm/℃≤α1-α2≤2.5ppm/℃이다. 특히, 고온시(150℃)에 α1이 α2보다 2.5ppm/℃보다 크게 되면, 실리콘 웨이퍼와 웨이퍼 검사용 지그에 온도차가 있다고 말할 수 있고, 실리콘 웨이퍼와 웨이퍼 검사용 지그와의 열팽창 거동에 괴리가 생겨 패드 상에 접속단자를 맞닿게 할 수 있는 치수보다 일탈하기 때문에, 이와 같이 설정하고 있다. 또한, 저온시(-50℃)에 대해서도 상기한 바와 같다고 말할 수 있다.

여기서, 본 발명의 범위를 그래프로 나타내면, 예를 들면 도 1과 같이 된다. 본 발명의 범위는 회색으로 나타내는 범위, 즉 (온도[℃], 열팽창 계수의 차[α1-α2])로 나타내는 각 좌표 A(-50,0), E(-50,2.5), C(150,2.5), F(150,0.5)로 둘러싸이는 범위이다. 또, 더 바람직한 범위는 상기한 바와 마찬가지로 각 좌표 A(-50,0), B(-50,1.5), C(150,2.5), D(150,0.5)로 둘러싸이는 범위(도 1의 사선으로 나타내는 범위)이다. 또, 도 1에 있어서의 '본 발명 상당품'이란 본 발명의 범위 내의 일예이고, '종래품'이란 본 발명의 범위 외의 일예이다. 또한, 각 온도에 있어서의 '열팽창 계수'란 도 2에 나타낸 바와 같이 온도변화에 의한 치수 변화율의 각 온도에 있어서의 기울기, 즉 각 온도에서의 접선의 기울기를 계산한 것(순간 열팽창 계수)이다. 또한, 도 2에 있어서의 '시험편'이란 전기검사용 기판(세로 20㎜×가로 4㎜×두께 3㎜) 내지는 실리콘 웨이퍼의 로드의 일부(세로 20㎜×가로 4.5㎜×두께 4.5㎜)이다.

따라서, 본 발명의 전기검사용 기판을 실리콘 웨이퍼의 전기검사용 지그의 기판으로서 이용함으로써, 실리콘 웨이퍼의 패드와의 전기적 접속의 관점에서도 충분한 치수 정밀도를 가진다. 또, 검사 등을 할 때에 온도를 변경한 경우에서도, 실리콘 웨이퍼의 패드와 전기검사용 기판에 형성된 접속단자를 전기적 접속불량 없게 접속할 수 있다.

즉, 본 발명의 전기검사용 기판은, 다층 세라믹 기판의 표층에 실리콘 웨이퍼의 전기검사용의 접속단자를 고정밀도로 실장 가능하고, 게다가 번인검사와 같은 광범위한 온도영역에서 하는 검사에 있어서도, 회로가 형성된 실리콘 웨이퍼의 치 수의 신장, 수축에 대해서 같은 거동을 취하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명의 전기검사용 기판은 실리콘 웨이퍼의 전기검사용 지그의 기판으로서 극히 최적한 것이다.

(2) 또, 본 발명에서는 전기검사용 기판을 구성하는 상기 다층 세라믹 기판을 멀라이트(3Al₂O₃·2SiO₂) 및 붕규산계 유리를 포함하는 세라믹층으로 구성하고, 상기 붕규산계 유리 중에 알칼리금속의 산화물(예를 들면, Na₂O, K₂O)을 0.5∼1.5질량% 포함하도록 하여도 좋다.

즉, 저열팽창의 멀라이트 및 저온 소성이 가능한 붕규산계 유리를 포함함으로써, 저열팽창 및 저온 소성(예를 들면 800∼950℃의 소성온도) 가능한 전기검사용 기판을 실현할 수 있다.

또, 붕규산계 유리 중에 포함되는 알칼리금속의 산화물의 함유량을 0.5질량% 이상으로 함으로써, 유리의 점도가 과대하게 되지 않으며, 예를 들면 가압 소성을 한 경우의 유리의 유동성의 저하에 의한 치밀화의 저해나 소결 온도의 상승을 방지할 수 있다. 또, 그 함유량을 1.5질량% 이하로 함으로써, 내부 도체인 예를 들면 Ag의 마이그레이션(migration)에 의한 단락의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 저열팽창재인 멀라이트를 필러(매트릭스 중에 분산되어 있는 골재)로서 함유시킴으로써, -50∼150℃의 평균 열팽창 계수를 3.0∼4.0ppm/℃의 범위로 하고, 또한 -50∼150℃에 있어서의 각 온도의 열팽창 계수(α1)와 같은 온도에서의 실리콘 웨이퍼의 열팽창 계수(α2)를 0ppm/℃＜α1-α2≤2.5ppm/℃의 관계로 설정 할 수 있다.

여기서, 상기 멀라이트 및 붕규산계 유리의 함유량으로서는 95질량% 이상을 들 수 있는데, 멀라이트 및 붕규산계 유리만을 세라믹 재료로 하는 것이 바람직하다. 또한, 멀라이트는 주결정(主結晶)이다.

붕규산계 유리로서는, 예를 들면 SiO₂-Al₂O₃-B₂O₃-CaO를 채용할 수 있으며, 그 함유량(세라믹에 대한 비율)으로서는 55∼80체적%의 범위를 채용할 수 있다.

알칼리금속의 산화물의 예를 들면 Na₂O, K₂O의 함유량으로서는 붕규산계 유리 중 예를 들면 Na₂O：0.5질량%, K₂O：0.5질량%를 채용할 수 있다.

(3) 또한, 본 발명에서는 상기 알칼리금속의 산화물의 Li₂O을 0.1질량% 이하로 하여도 좋다.

즉, 붕규산계 유리 중의 Li₂O의 함유량을 0.1질량% 이하로 함으로써, 도체 성분인 Ag에 의한 마이그레이션이 발생하기 어렵게 되어, 전기적 신뢰성이 높아지게 된다.

(4) 또한, 본 발명에서는 상기 멀라이트의 함유량을 세라믹 전체에 대해서 20∼45체적%(바람직하게는 35∼45체적%)로 하여도 좋다.

즉, 멀라이트의 함유량을 20체적% 이상으로 함으로써, 다층 세라믹 기판의 기계적 강도를 높게 할 수 있다. 또, 멀라이트의 함유량을 45체적% 이하로 함으로써, 유리 성분을 충분히 함유할 수 있기 때문에, 1000℃ 이하의 저온에서의 소성이 용이하게 되며, 예를 들면 Ag계의 저저항 도체의 동시 소성을 용이하게 할 수 있다.

또한, 3점 굽힘의 항절강도(JIS R1601)가 200MPa 이상인 경우에는, 실리콘 웨이퍼의 전기검사용 지그를 이용하여 반복 검사를 한 때에도 실리콘 웨이퍼의 전기검사용 지그의 접속단자의 밀착강도나 전기검사용 기판 자체의 기계적 강도가 충분하여 높은 신뢰성을 확보할 수 있기 때문에 최적하다.

(5) 또, 본 발명에서는 상기 다층 세라믹 기판의 내부 도체로서 Ag, Ag/Pt합금 및 Ag/Pd합금 중 어느 일종을 채용할 수 있다.

이 도체를 사용함으로써, 저온(예를 들면 800∼950℃)에서의 동시 소성을 용이하게 할 수 있다.

(6) 본 발명(전기검사용 기판의 제조방법)은, 전기검사용 기판의 제조방법으로서, 멀라이트 및 붕규산계 유리만으로 구성되는 저온 소성 세라믹의 제 1 그린시트를 형성하는 공정과, 상기 제 1 그린시트에 도체를 형성하는 공정과, 상기 도체를 형성한 제 1 그린시트를 소정 매수 적층하여 그린시트 다층체를 형성하는 공정과, 상기 그린시트 다층체의 양면에 상기 제 1 그린시트의 소성온도에서는 소결되지 않는 재질로 이루어지는 제 2 그린시트를 적층하여 복합 그린시트 다층체를 형성하는 공정과, 상기 복합 그린시트 다층체를 가압하면서 소성하는 공정과, 상기 소성 후의 제 2 그린시트로 이루어지는 미(未)소결층을 제거하여 다층 세라믹 기판을 형성하는 공정과, 상기 다층 세라믹 기판의 표면에 도체를 형성하는 공정을 가지는 것을 특징으로 한다.

실리콘 웨이퍼의 전기검사용 지그(웨이퍼 검사용 지그)에 이용되는 전기검사용 기판은, 전기적 및 기계적 특징 등의 점에서 두꺼운 다층 세라믹 기판(두께 3㎜∼7㎜)이 이용되는 것이 바람직하다. 이것은, 3㎜보다 얇으면 다층 세라믹 기판의 강도가 불충분하게 되고, 7㎜보다 두꺼우면 IC검사용 지그에 조립되는 스페이스가 필요 이상으로 커지게 되어 검사장치 내로의 부착이 곤란하게 되기 때문이다. 이러한 기판에 있어서는 기판 내에 두께방향에 대해서 1/2 이상의 길이로 도체(층간 접속도체)가 연속하는 구조를 가지는 것이 많다.

이와 같은 경우에는, 가압을 하지 않는 무수축 소성에 있어서는, 구속층만으로는 세라믹의 XY방향의 수축 거동을 억제할 수 없을 뿐만 아니라, 기판이 두껍고 층간 접속도체도 그 만큼 길어지기 때문에, 층간 접속도체인 예를 들면 Ag계 도체와 세라믹의 수축 거동의 차(差)에 의한 영향이 더 커지게 되어 간극이나 크랙 등이 발생한다.

따라서, 이와 같이 두껍고 또한 기판 중에 두께방향으로 긴 층간 접속도체를 형성한 다층 세라믹 기판을 치수 정밀도 좋게 작성하기 위해서, 가압하면서 소성을 하는 가압 무수축 소성 기술이 필요하게 된다.

여기서, 본 발명자들은 가압하면서 소성을 하는 가압 무수축 소성 기술을 적용하는 것을 목적으로, 그 제조방법에 적합한, 예를 들면 번인검사에 필요한 열팽창 계수 및 웨이퍼 검사용 지그에 적합한 기판 강도를 실현하기 위한 연구를 하여 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명에 의하면, 상술한 가압 무수축 소성에 의해서, 예를 들면 3 ㎜ 이상의 두께를 가지는 전기검사용 기판을 간극이나 크랙의 발생을 억제함과 아울러 그 변형도 억제하면서 최적하게 제조할 수 있다.

이와 같이 하여 제조된 전기검사용 기판을 웨이퍼 검사용 지그의 기판으로서 이용한 경우에는, 실리콘 웨이퍼의 패드와의 전기적 접속의 관점에서도 충분한 치수 정밀도를 가지며, 또한 검사 등을 할 때에 온도를 변경한 경우에서도 실리콘 웨이퍼의 패드와 전기검사용 기판 상에 형성된 접속단자가 전기적 접속불량 없게 접속하는 것이 가능하다.

여기서, 본 발명에서 사용하는 다층 세라믹 기판의 재료로서는 청구항 1 내지 청구항 5의 발명에서 사용하는 재료가 최적하다. 구체적으로는, 제 1 그린시트로서는 청구항 1 내지 청구항 5의 발명의 세라믹 재료를 채용할 수 있다. 또, 제 2 그린시트로서는 제 1 그린시트가 소결되는 온도에서는 소결되지 않는, 예를 들면 알루미나, 멀라이트, 마그네시아를 채용할 수 있다.

또한, 붕규산계 유리로서는 800℃∼1000℃ 사이에서 결정화되지 않는 유리를 사용하는 것이 바람직하다. 이것은 가압 소성을 실시할 때에 소성 도중에서 결정화가 일어나는 유리를 사용하면, 결정이 생성되는 부분에서의 국소적인 유리의 유동성의 변화가 생겨, 가압 소성을 할 때의 가압력에 의한 유리의 유동을 방해하여 내부 응력을 발생시킴으로써, 기판 강도의 신뢰성을 저하시킬 우려가 있기 때문이다.

또, 저온 소성의 소성온도로서는 800∼950℃를 들 수 있다. 또한, "복합 그린시트 다층체를 가압하면서 소성하는 공정"에서는 상기 소성온도로 소성되는데, 이 때는 제 1 그린시트만이 소성되고, 구속시트인 제 2 그린시트는 미소결의 상태 가 된다.

또한, 상기 도체로서는, 예를 들면 Ag, Ag/Pd, Ag/Pt를 채용할 수 있다.

(7) 또, 본 발명에서는 상기 소성시에 가하는 압력으로서 0.1∼0.5MPa를 채용할 수 있다.

여기서는, 예를 들면 세라믹의 변형이 적은 바람직한 압력을 예시하고 있다{도 11(a) 및 도 12(b)∼(d) 참조}.

이것에 대해서, 가하는 압력이 0.1MPa 미만인 경우, 두꺼운 기판(예를 들면 3㎜ 이상)에서는 그 두께방향의 대략 중심부에서의 XY방향의 수축을 억제할 수 없어, 소성 후에 치수편차나 크랙 등의 결함을 발생시킬 뿐만 아니라, 두께방향의 길이가 세라믹 두께의 1/2 이상인 층간 접속도체(비어)와의 수축 거동의 차(差)가 커지게 되어, 간극이나 크랙이 발생하는 일이 있다{도 11(b) 참조}. 또한, 비어의 내측으로의 만곡이 커지게 되어, 비어의 외측에 간극이 발생하는 일이 있다{도 12(a) 참조}.

또, 가하는 압력이 0.5MPa를 넘는 경우에는, 소성시에 유리가 연화된 때의 수축하려고 하는 힘에 대해서 가하는 압력이 과대하게 되어, 기판이 크게 변형되는(찌부러지는) 일이 있다{도 11(c) 참조}. 또한, 비어의 외측으로의 만곡이 과대하게 되어, 배선의 단선이 발생하는 일이 있다{도 12(e) 및 도 13 참조}.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다.

〈실시예〉

a) 우선, 본 실시예의 전기검사용 기판을 도 3 및 도 4에 의거하여 설명한다.

본 실시예의 전기검사용 기판(1)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 유리 세라믹층(3)이 기판의 두께방향으로 복수 적층된 다층 세라믹 기판(4)(예를 들면, 두께 5㎜×세로 300㎜×가로 300㎜의 직육면체의 소결체)과, 이 다층 세라믹 기판(4)의 표면에 형성된 전극(5)을 가진다.

상기 유리 세라믹층(3)은, 예를 들면 유리 성분과 세라믹 성분의 혼합물을 예를 들면 800∼1050℃ 정도의 저온에서 소성한 저온 소성의 유리 세라믹으로 구성되어 있다.

상세하게는, 각 유리 세라믹층(3)은 멀라이트 및 붕규산계 유리를 세라믹의 주성분으로 하는 유리 세라믹으로 이루어지며, 붕규산계 유리 중에 알칼리금속의 산화물(Na₂O 및/또는 K₂O)을 0.5∼1.5질량% 포함하고 있다.

또한, 여기서는 알칼리금속의 산화물 중의 Li₂O은 0.1질량% 이하이고, 필러로서 첨가되는 멀라이트는 20∼45체적%이다.

또, 상기 다층 세라믹 기판(4)은 -50∼150℃의 평균 열팽창 계수가 3.0∼4.0ppm/℃이고, 또한 -50∼150℃에 있어서의 각 온도의 열팽창 계수(α1)와 같은 온도에서의 실리콘 웨이퍼의 열팽창 계수(α2)가 0ppm/℃＜α1-α2≤2.5ppm/℃인 특성을 가지고 있다.

다층 세라믹 기판(4)의 표면과 이면에는 상기 전극(5)이 형성되어 있으며, 이 전극(5)은 Ti/Cu/Ni/Au층을 순차적으로 겹쳐 쌓은 구조를 가지고 있다. 또, 다층 세라믹 기판(4)의 내부{상세하게는 각 유리 세라믹층(3)의 경계부분}에는 내부 배선층(7)이 형성되어 있다. 또한, 다층 세라믹 기판(4)의 표면의 전극(5)과 이면의 전극(5)을 내부 배선층(7)을 통해서 전기적으로 접속하도록, 기판의 두께방향으로 연장되는 층간 접속도체(비어)(9)가 형성되어 있다.

따라서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 다층 세라믹 기판(4)의 표면에는 다수의 전극(5)이 노출되어 있다.

또한, 전극(5)을 구성하는 도체로서는 Ti, Cr, Mo, Cu, Ni, Au 및 이것들을 조합한 조합물을 채용할 수 있고, 내부 배선층(7)이나 비어(9)를 구성하는 도체로서는 유리 세라믹의 소성시에 저온에서 동시 소성 가능한 Ag, Ag/Pt합금, Ag/Pd합금 등의 도체를 사용할 수 있다.

또, 도 5에 나타낸 바와 같이, 상술한 구성의 다층 세라믹 기판(4) 상의 전극(5)에는 도전성의 프로브(접속단자)(11)가 접속되어 IC검사용 지그(실리콘 웨이퍼의 전기검사용 지그)(13)가 구성된다.

이 IC검사용 지그(13)는, 예를 들면 ø300㎜(12inch)의 실리콘(Si) 웨이퍼(15)에 대응한 것이고, 각 IC를 잘라내기 전의 실리콘 웨이퍼(15)에 있어서의 IC의 단자(17)에 프로브(11)가 접촉함으로써 한 번에 다수의 IC를 검사하는 것이 가능하다.

b) 다음은 본 실시예의 전기검사용 기판(1)의 제조방법을 도 6 및 도 7에 의 거하여 상세하게 설명한다.

(1) 우선, 세라믹 원료분말로서 평균입경 3㎛, 비표면적(比表面的) 2.0㎡/g의 SiO₂, Al₂O₃, B₂O₃을 주성분으로 하는 붕규산계 유리 분말과, 평균입경 2㎛, 비표면적 3.0㎡/g의 멀라이트 분말을 준비하였다.

또한, 시트 성형시의 바인더 성분 및 가소제 성분으로서 아크릴계 바인더 및 DOP(디옥틸프탈레이트)를 준비하였다.

그리고, 알루미나제의 포트(pot)에 붕규산 유리 분말과 멀라이트 분말을 질량비로 50：50, 총량 1000g 투입함과 아울러, 아크릴수지를 120g 투입하였다. 또한, 적당한 슬러리 점도와 시트 강도를 갖게 하는데 필요한 양의 용제(MEK：메틸에틸케톤)와 가소제(DOP)를 상기 포트에 넣고서 3시간 혼합함에 의해서 세라믹 슬러리를 얻었다.

얻어진 세라믹 슬러리를 이용하여 닥터 블레이드법(doctor blade process)에 의해서, 도 6(a)에 나타낸 바와 같이 두께 0.15㎜의 제 1 그린시트(21){즉, 각 유리 세라믹층(3)용의 제 1 그린시트(21)}를 제작하였다.

(2) 또, 상기 제 1 그린시트(21)를 제작하는 공정과는 별도로, 구속(拘束)시트(제 2 그린시트)(23)를 제작하기 위해서, 세라믹 원료 분말로서 평균입경 2㎛, 비표면적 1㎡/g의 알루미나 분말을 준비하였다.

또한, 시트 형성시의 바인더 성분으로서 아크릴계 바인더, 가소제 성분으로서 DOP, 용제로서 MEK를 준비하였다.

그리고, 상기 제 1 그린시트(21)와 마찬가지로, 알루미나제의 포트에 알루미나 분말을 1000g, 아크릴수지를 120g 투입하고, 또한 슬러리 점도와 시트 강도를 갖게 하기 위해서 필요한 양의 용제(MEK)와 가소제(DOP)를 투입하고, 3시간 혼합하여 슬러리를 얻었다.

이 슬러리를 이용하여 닥터 블레이드법에 의해서, 도 6(b)에 나타낸 바와 같이 두께 0.30㎜의 제 2 그린시트(23)를 제작하였다.

(3) 그 다음에, 도 6(c)에 나타낸 바와 같이, 상기 제 1 그린시트(21)에 펀치에 의해서 직경 0.12㎜의 비어 홀(25)을 형성하였다.

(4) 그 다음에, 도 6(d)에 나타낸 바와 같이, 비어 홀(25)에 예를 들면 Ag계 페이스트를 충전하여, 비어(9)가 되는 충전부(27)를 형성하였다.

(5) 또, 도 6(e)에 나타낸 바와 같이, 제 1 그린시트(21)의 표면의 필요한 개소에 Ag계 페이스트를 이용하여 인쇄에 의해서 내부 배선층(7)이 되는 도전패턴(29)을 형성하였다.

(6) 그 다음에, 도 6(f)에 나타낸 바와 같이, 상술한 바와 같이 하여 제조한 각각의 제 1 그린시트(21)를 순차적으로 적층하여 그린시트 다층체(31)를 형성함과 아울러, 그린시트 다층체(31)의 양면에 제 2 그린시트(23)를 적층하여 복합 그린시트 다층체(33)를 형성하였다.

(7) 그 다음에, 도 7(a)에 나타낸 바와 같이, 프레스기(도시생략)로 복합 그린시트 다층체(33)의 적층방향의 양측에서 0.2MPa의 압압력을 가하면서, 850℃에서 30분간 소성(탈지소성)하여 복합 적층 소결체(35)를 얻었다.

(8) 그 다음에, 도 7(b)에 나타낸 바와 같이, 복합 적층 소결체(35)의 양면에 남아 있는 미(未)소결의 제 2 그린시트(23)를, 물을 매체로 하여 초음파 세척기에 의해서 제거하여 소결체 본체(37)를 얻었다.

(9) 그 다음에, 도 7(c)에 나타낸 바와 같이, 소결체 본체(37)의 양 외측 표면을 알루미나질 숫돌입자를 이용한 랩 연마에 의해서 연마하였다.

(10) 그 다음에, 도 7(d)에 나타낸 바와 같이, 연마한 소결체 본체(37){즉, 다층 세라믹 기판(4)}의 표면의 비어(9)에 대응하는 위치에, 예를 들면 Ti박막을 스퍼터법에 의해서 형성한 후에, 순차적으로 Cu도금, Ni도금, Au도금을 실시하여 전극(5)을 형성함으로써, 전기검사용 기판(1)을 완성하였다.

c) 이와 같이 본 실시예의 전기검사용 기판(1)에서는 저열팽창의 멀라이트 및 저온 소성이 가능한 붕규산계 유리를 주성분으로서 포함하기 때문에, 저열팽창 및 저온 소성의 전기검사용 기판(1)을 실현할 수 있다.

또, 붕규산계 유리 중의 알칼리금속의 산화물의 함유량이 0.5질량% 이상이기 때문에, 유리의 점도가 과대하게 되지 않으며, 가압 소성을 한 경우의 유리의 유동성의 저하에 의한 치밀화의 저해나 소결 온도의 상승을 방지할 수 있다. 또, 그 함유량이 1.5질량% 이하이기 때문에, 내부 도체인 Ag의 마이그레이션을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 다층 세라믹 기판(4)은 저열팽창재인 멀라이트를 필러로서 함유함으로써 -50∼150℃의 평균 열팽창 계수가 3.0∼4.0ppm/℃이고, 또한 -50∼150℃에 있어서의 각 온도의 열팽창 계수(α1)와 같은 온도에서의 실리콘 웨 이퍼의 열팽창 계수(α2)가 0ppm/℃＜α1-α2≤2.5ppm/℃의 관계를 가지고 있기 때문에, 이 다층 세라믹 기판(4)을 구비한 전기검사용 기판(1)을 IC검사용 지그(13)의 기판으로서 이용한 경우에 최적하다.

구체적으로는, 실리콘 웨이퍼(15)의 패드(17)와의 전기적 접속의 관점에서도 충분한 치수 정밀도를 가지며, 또한 검사 등을 할 때에 온도를 변경한 경우에서도 실리콘 웨이퍼(15)의 패드(17)와 전기 검사용 기판(1) 상에 형성된 프로브(11)가 전기적 접속불량 없게 접속하는 것이 가능하다.

또, 본 실시예에서는 멀라이트 및 붕규산계 유리를 주성분으로 하는 저온 소성 세라믹의 제 1 그린시트(21)를 0.1∼0.5MPa의 범위의 압력 하에서 소성하기 때문에, 기판의 두께가 예를 들면 3㎜ 이상의 큰 경우에서도 다층 세라믹 기판(4)에 간극이나 크랙이 발생하는 것을 억제함과 아울러 그 변형도 억제하므로, 최적하게 전기 검사용 기판(1)을 제조할 수 있다.

요컨대, 본 실시예에서는 적절한 조성으로 제작한 저온 소성 세라믹을 이용함으로써, 소망하는 열팽창 특성 및 기계적 강도를 가진 IC검사용 지그(13)에 최적한 전기검사용 기판(1)을 제작할 수 있으며, 더 나아가서는 소망하는 열팽창 특성 및 기계적 강도를 가진 IC검사용 지그(13)를 제조할 수 있다.

＜실험예＞

다음은 본 발명의 효과를 확인하기 위해서 실시한 실험예에 대해서 설명한다.

본 실험예에서는 하기 표 1 및 표 2에 나타내는 재료를 사용하여 하기의 조 건에서 "평균 열팽창 계수", "-50℃, 30℃, 150℃에 있어서의 열팽창 계수의 차(α1-α2)", "상대밀도", "항절강도(Flexural strength)", "치수편차", "검사 패드와의 정합성", "절연저항(마이그레이션 특성)", "외관", "비어 만곡량", "도통 검사", '비어 주위의 간극"을 조사하였다. 그 결과를 하기 표 3∼표 6에 나타낸다.

또한, 하기 표 2에 있어서의 유리 A∼H는 붕규산계 유리이다.

a) 열팽창 계수

하기 표 1 및 표 2의 재료를 이용하여 상기 실시예와 같은 제조방법으로 다층 세라믹 기판의 시료(세로 20㎜×가로 4㎜×두께 3㎜)를 제작하였다.

그리고, 열기계 분석장치(TMA)에 의해서 각 시료의 -60에서 200℃까지의 치수 변동률을 측정하고, 측정 중의 신장 및 측정 온도를 샘플링하여 조사하였다. 구체적으로는 샘플링을 1.0초마다 하고, 그 측정치를 그래프화{세로축(신장), 가로축(온도)}하여 샘플링 전후에서의 기울기로부터 열팽창 계수(α1)를 구하였다. 또, 평균 열팽창 계수는 -50∼150℃에 있어서의 그래프의 기울기로부터 구하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타낸다.

b) -50℃, 30℃, 150℃에 있어서의 열팽창 계수의 차(α1-α2)

-50℃, 30℃, 150℃ 시점에서의 상기 다층 세라믹 기판의 열팽창 계수(α1)와, 실리콘 웨이퍼의 로드의 일부를 상기와 마찬가지로 하여 측정한 것 중 -50℃, 30℃, 150℃ 시점에서의 열팽창 계수(α2)를 이용하여 α1-α2를 산출하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타낸다.

또한, 실리콘 웨이퍼의 로드의 일부로서 세로 20㎜×가로 4.5㎜×두께 4.5㎜ 의 시료를 이용하였다.

c) 상대밀도(소성 후의 소결성)

하기 표 1 및 표 2의 재료를 이용하여 상기 실시예와 같은 제조방법으로 다층 세라믹 기판의 시료(세로 20㎜×가로 20㎜×두께 5㎜)를 제작하였다.

이 시료의 소성 후의 비중을 아르키메데스법에 의해서 측정하고, 이론 비중에서 상대 비중을 계산하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타낸다.

d) 항절강도

하기 표 1 및 표 2의 재료를 이용하여 상기 실시예와 같은 제조방법으로 다층 세라믹 기판의 시료(세로 50㎜×가로 4㎜×두께 3㎜)를 제작하였다.

이 시료를 이용하여 3점 굴곡강도에 의해서 JIS R1601에 준거하여 항절강도를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타낸다.

e) 결정상(結晶相)

이 소성 후의 시료를 분쇄한 후, 분말 X선 회절에 의해서 측정하여 결정상을 판단하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.

f) 치수편차

하기 표 1 및 표 2의 재료를 이용하여 상기 실시예와 같은 제조방법으로 그린시트 다층체의 시료(세로 100㎜×가로 100㎜×두께 7.5㎜)를 제작하였다.

그리고, 이 시료의 표면의 사각부분(90㎜×90㎜)의 코너에 ø0.5㎜의 패턴을 인쇄한 것을 상기 실시예와 마찬가지로 구속시트 사이에 끼우고, 가압한 상태에서 20매 소성하고, 소성 후의 20매의 치수편차(3σ)를 조사하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타낸다.

g) 검사 패드와의 정합성

도 8에 나타낸 바와 같이, 테스트 기판으로서, 실리콘 웨이퍼 상에 80㎜ 떨어진 위치(중심 간 거리)에 좌우 1쌍의 패드(100㎛×100㎛)를 형성함과 아울러, 이 패드의 중심에 시험용 에리어(45㎛×45㎛)를 설정하였다.

또, 하기 표 1 및 표 2의 재료를 이용하여 상기 실시예와 같은 제조방법으로 다층 세라믹 기판의 시료(세로 100㎜×가로 100㎜×두께 5㎜)를 제작하고, 이 시료 상에 상기 테스트 기판의 에리어의 중심에 대응한 위치에 접속시험용의 단자(프로브)를 좌우 1쌍 형성하였다.

그리고, 테스트 기판에 대해서 시료의 1쌍의 단자를 접촉시키는 접속시험을 -50℃, 30℃, 150℃에서 하였다. 구체적으로는 모든 온도에서 좌우 에리어 내에 좌우 단자의 접촉 자국이 생긴 경우를 OK로 하고, 1개의 온도에서라도 그 곳에서 벗어난 위치에 접촉 자국이 생긴 경우를 NG로 하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타낸다.

h) 절연저항

하기 표 1 및 표 2의 재료를 이용하여 상기 실시예와 같은 제조방법으로 다층 세라믹 기판의 시료(세로 50㎜×가로 50㎜×두께 5㎜)를 제작하였다.

시료 중에는 1쌍의 Ag배선(세로 30㎜×가로 30㎜×두께 10㎛)을 절연간격이 0.1㎜가 되도록 두께방향으로 형성하고, 이 양 Ag배선 간에 100V의 전압을 인가한 때의 절연저항을 측정함으로써, 마이그레이션 특성을 평가하였다. 그 결과를 하기 표 4 및 표 5에 나타낸다.

i) 치수편차 및 외관

하기 표 1 및 표 2의 재료를 이용하고, 가압조건을 변경하는 것 이외는 상기 실시예와 같은 제조방법으로 그린시트 다층체(세로 100㎜×가로 100㎜×두께 5㎜)를 20매씩 제작하여 소성하였다. 그리고, 소성 후의 20매의 시료에 있어서의 패턴 거리{즉, 시료의 표면의 사각부분(90㎜×90㎜)의 코너에 인쇄 형성된 ø0.5㎜의 패턴 간의 거리}의 치수의 편차(3σ) 및 외관을 조사하였다. 그 결과를 하기 표 6에 나타낸다. 또한, 이 실험은 청구항 7의 발명의 효과를 확인한 것이다.

j) 비어 만곡량

하기 표 1 및 표 2의 재료를 이용하여 상기 실시예와 같은 제조방법으로 다층 세라믹 기판의 시료(세로 200㎜×가로 200㎜×두께 5㎜)를 제작하였다.

그리고, 도 9에 나타낸 바와 같이, 시료의 가장 외주에서 기판 길이의 5% 이내의 거리의 위치보다 평면방향의 내측에서 샘플(20㎜×20㎜)을 잘라내고, 그 단면을 연마하여 비어를 단면방향으로 노출시켰다.

그 후, 도 10에 나타낸 바와 같이, 노출된 비어의 최상부의 기판 외주측의 상단(A)과 최하부의 기판 외주측의 하단(B)을 연결한 직선(X)에 대해서, 가장 벗어난 비어의 기판 외주측을 지나는 상기 직선(X)과 평행한 직선(Y)과의 거리(ΔS)를 만곡량으로서 10개소 측정하고, 그 평균을 구하였다. 그 결과를 하기 표 6에 나타 낸다.

k) 도통검사

하기 표 1 및 표 2의 재료를 이용하여 상기 실시예와 같은 제조방법으로 다층 세라믹 기판의 시료(세로 100㎜×가로 100㎜×두께 5㎜)를 각 1로트(lot)(20개)씩 제작하였다.

그리고, 도통검사로서 비어 및 배선도체가 2개소 이상 접속한 배선의 도통을 확인하고, 단선의 유무를 조사하였다. 이 도통검사(단선 등에 의한 도통불량의 유무)에서는, 도통장치로서 4단자 저항계{일치전기(日置電機)제의 밀리옴 테스터}를 이용하여 1로트 모두에 대해서 도통검사를 하였다. 그리고, 전혀 도통하지 않는 것 및 도통하더라도 저항치가 5Ω 이상인 것이 1개라도 있으면 도통 불합격으로 하였다. 그 결과를 표 6에 나타낸다.

l) 비어 주위의 간극

상기 비어 만곡량을 관찰한 샘플을 이용하여 광학 현미경(배율 150배로 설정)으로 비어 도체 주위의 간극의 유무를 조사하였다. 그 결과를 하기 표 6에 나타낸다.

	필러종류	필러[체적%]	유리조성	결정상
실시예 1	멀라이트	40	A	멀라이트
실시예 2	멀라이트	25	A	멀라이트
실시예 3	멀라이트	20	A	멀라이트
실시예 4	멀라이트	15	A	멀라이트
실시예 5	멀라이트	45	A	멀라이트
실시예 6	근청석	40	A	근청석,홍연석
실시예 7	멀라이트	40	B	멀라이트
실시예 8	질화규소	40	A	질화규소
실시예 9	질하알루미늄	40	A	질화알루미늄
실시예 10	멀라이트	40	E	멀라이트
실시예 11	멀라이트	40	F	멀라이트
실시예 12	멀라이트	40	G	멀라이트
비교예 1	석영유리	40	A	-
비료예 2	알루미나	40	A	알루미나

유리조성 [질량%]	Si0₂	B₂O₃	Al₂O₃	ZnO	PbO	BaO	SrO	CaO	Na₂O	K₂O	Li₂O
A	48	18	10	7	0	0	0	16	0.5	0.5	0
B	43	15	15	9	0	0	0	18	0	0	0
C	48	18	10	7	0	0	0	16	0	0	1.0
D	48	18	10	7	0	0	0	15	1.0	1.0	0
E	60	14.4	5	0	0	5	0	15	0.3	0.3	0
F	50	3	7	0	30	0	0	5	1.0	0.5	0
G	65	17	5	4	0	0	4	4	0	1.0	0
H	50	15	10	7	0	0	0	17	0.5	0.4	0.1

청구항 1의 발명예 및 비교예

	평균열팽창계수 [ppm/℃]	α1-α2 (-50℃)	α1-α2 (30℃)	α1-α2 (150℃)	상대밀도 [%]	항절강도 [MPa]	치수편차 [%]	검사 패드와의 정합성
발명예 1	3.7	1.8	1.3	2.1	98	220	±0.08	OK
발명예 2	3.8	1.5	1.1	1.7	99	200	±0.05	OK
발명예 3	3.9	1.7	1.3	1.9	99	200	±0.08	OK
발명예 4	4.0	1.7	1.4	2.0	99	180	±0.10	OK
발명예 5	3.4	1.0	1.8	2.5	98	250	±0.08	OK
발명예 6	3.1	0.2	0.4	0.7	96	160	±0.15	OK
발명예 7	3.6	0.7	1.4	2.0	88	120	±0.17	OK
발명예 8	3.1	0.2	0.6	1.1	95	220	±0.20	OK
발명예 9	3.7	0.6	1.4	2.2	95	210	±0.18	OK
발명예 10	3.5	0.8	1.6	2.2	95	250	±0.09	OK
발명예 11	3.9	1.2	1.7	2.3	98	250	±0.05	OK
발명예 12	3.7	1.0	1.4	2.2	95	250	±0.08	OK
비교예 1	3.0	-0.2	0.1	0.5	99	85	±0.08	NG
비교예 2	4.8	1.6	1.9	2.6	95	290	±0.05	NG

상기 표 3에서 분명한 바와 같이, 청구항 1의 발명예 1∼10에서는 -50∼150℃의 평균 열팽창 계수가 3.0∼4.0ppm/℃이고, 또한 -50∼150℃에 있어서의 각 온도의 열팽창 계수(α1)와 같은 온도에서의 실리콘 웨이퍼의 열팽창 계수(α2)가 0ppm/℃＜α1-α2≤2.5ppm/℃의 관계를 가지고 있기 때문에, 검사 패드의 정합성이 좋아 최적하였다.

이것에 대해서, 비교예 1, 2는 청구항 1의 발명의 조건을 만족하고 있지 않기 때문에, 검사 패드의 정합성이 나빠 바람직하지 않다.

청구항 2의 발명예 및 비교예

	필러종류	필러[체적%]	유리조성	절연저항[Ω]
발명예 1	멀라이트	40	A	>1×10¹⁰
발명예 13	멀라이트	40	E	>1×10¹⁰
발명예 14	멀라이트	40	F	>1×10¹⁰
비교예 3	멀라이트	40	D	8×10⁸

상기 표 4에서 분명한 바와 같이, 청구항 2의 발명예 1, 13, 14에서는 알칼리금속의 산화물의 함유량이 적량(0.6∼1.5체적%)이기 때문에, 절연저항이 높아(따라서, 마이그레이션이 발생하기 어려워) 최적하였다.

이것에 대해서, 청구항 2의 비교예 3에서는 알칼리금속의 산화물의 양(2체적%)이 많기 때문에, 절연저항이 낮아 바람직하지 않다.

청구항 3의 발명예 및 비교예

	필러종류	필러[체적%]	유리조성	절연저항[Ω]
발명예 1	멀라이트	40	A	>1×10¹⁰
발명예 15	뮬라리트	40	H	>1×10¹⁰
비교예 4	멀라이트	45	C	8×10⁷

상기 표 5에서 분명한 바와 같이, 청구항 3의 발명예 1, 15에서는 알칼리금속의 산화물의 함유량이 적량(1∼1.1체적%)이고, 또한 Li₂O의 함유량이 적량(0.1체적% 이하)이기 때문에, 절연저항이 높아(즉, 마이그레이션이 발생하기 어려워) 최적하였다.

이것에 대해서, 청구항 3의 비교예 4는 Li₂O의 함유량이 많기(1체적%) 때문에, 절연저항이 낮아 바람직하지 않다.

청구항 7의 발명예 및 비교예

	필러종류	필러 [체적%]	유리 조성	가압력 [MPa]	치수 편차 [%]	외관	비어 만곡량 [㎛]	도통 검사	비어 주위 간극
발명예 16	멀라이트	40	A	0.10	±0.10	문제없음	10	합격	없음
발명예 17	멀라이트	40	A	0.20	±0.08	문제없음	30	합격	없음
발명예 18	멀라이트	40	A	0.50	±0.08	문제없음	100	합격	없음
비교예 5	멀라이트	40	A	0.08	±0.15	크랙발생	50	합격	있음
비교예 6	멀라이트	40	A	0.55	±0.08	측변변형	150	불합격	없음

상기 표 6에서 분명한 바와 같이, 청구항 7의 발명예 16∼18에서는 소성시의 가압력이 0.1∼0.5MPa로 적정하기 때문에, 도 11(a) 및 도 12(b)∼(d)에 나타낸 바와 같이 전기검사용 기판의 변형이 적고, 이것과 마찬가지로 내부의 비어의 만곡도 적어 최적하였다.

이것에 대해서, 청구항 7의 비교예 5에서는 가압력이 작기 때문에, 도 11(b) 및 도 12(a)에 나타낸 바와 같이 전기검사용 기판의 중앙부가 변형되고, 구속층에 접한 면도 수축하였다. 이것에 의해서 치수편차가 크고, 크랙이 발생하였다. 또한, 전기검사용 기판의 변형에 수반하여, 내부에 배치되는 비어도 중심부로 향해서 만곡되어 기판의 외주측의 비어 측면에 간극이 발생하였다.

또, 청구항 7의 비교예 6에서는 가압력이 크기 때문에, 도 11(c) 및 도 12(e)에 나타낸 바와 같이 전기검사용 기판의 중앙부가 변형되고(이것에 의해서 측면이 변형되고), 두께가 저하함과 아울러, 내부에 배치되는 비어도 외주부로 향해서 크게 만곡하였다. 이 만곡의 영향에 의해서, 도 13에 나타낸 바와 같이 비어를 접속하는 내부 배선층에 변형이 발생하여 기판 내에서 단선에 의한 도통 불량 등이 발생하였다.

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 하등 한정되는 것이 아니며, 본 발명을 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 형태로 실시할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

도 1은 본 발명의 열팽창 계수의 범위를 나타내는 설명도

도 2는 본 발명의 각 온도에 있어서의 열팽창 계수의 정의를 설명하기 위한 설명도

도 3은 실시예의 전기검사용 기판을 모식적으로 나타내는 단면도

도 4는 실시예의 전기검사용 기판의 표면의 일부를 나타내는 평면도

도 5는 IC검사용 기판의 사용방법을 나타내는 설명도

도 6은 실시예의 전기검사용 기판의 제조방법의 일부를 나타내는 설명도

도 7은 실시예의 전기검사용 기판의 제조방법의 일부를 나타내는 설명도

도 8은 검사 패드와의 정합성을 조사하기 위한 방법을 나타내는 설명도

도 9는 비어 만곡량의 측정을 위한 시료를 제작하기 위한 방법을 나타내는 설명도

도 10은 비어 만곡량의 방법을 나타내는 설명도

도 11은 가압력을 다르게 한 실험결과를 나타내는 설명도

도 12는 가압력을 다르게 한 비어의 상태의 실험결과를 나타내는 설명도

도 13은 비어의 만곡에 의한 단선 상태를 나타내는 설명도

* 도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 - 전기검사용 기판 3 - 유리 세라믹층

4 - 다층 세라믹 기판 5 - 전극

7 - 내부 배선층 9 - 비어

13 - IC검사용 지그(실리콘 웨이퍼의 전기검사용 지그)

15 - 실리콘 웨이퍼 21 - 제 1 그린시트

23 - 제 2 그린시트(구속시트) 31 - 그린시트 다층체

33 - 복합 그린시트 다층체 35 - 복합 적층 소결체

Claims

다층 세라믹 기판과 상기 다층 세라믹 기판의 표면에 형성된 전극을 구비한 전기검사용 기판으로서,

상기 다층 세라믹 기판은 -50∼150℃의 평균 열팽창 계수가 3.0∼4.0ppm/℃이고, 또한 -50∼150℃에 있어서의 각 온도의 열팽창 계수(α1)와 같은 온도에서의 실리콘 웨이퍼의 열팽창 계수(α2)가 0ppm/℃＜α1-α2≤2.5ppm/℃의 관계를 가지는 것을 특징으로 하는 전기검사용 기판.
청구항 1에 있어서,

상기 다층 세라믹 기판은 멀라이트 및 붕규산계 유리를 포함하는 세라믹층으로 구성되며, 상기 붕규산계 유리 중에 알칼리금속의 산화물을 0.5∼1.5질량% 포함하는 것을 특징으로 하는 전기검사용 기판.
청구항 2에 있어서,

상기 알칼리금속의 산화물의 Li₂O은 0.1질량% 이하인 것을 특징으로 하는 전기검사용 기판.
청구항 2에 있어서,

상기 멀라이트의 함유량이 세라믹 전체에 대해서 20∼45체적%인 것을 특징으로 하는 전기검사용 기판.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 다층 세라믹 기판의 내부 도체가 Ag, Ag/Pt합금 및 Ag/Pd합금 중 어느 일종인 것을 특징으로 하는 전기검사용 기판.
전기검사용 기판의 제조방법으로서,

멀라이트 및 붕규산계 유리만으로 구성되는 저온 소성 세라믹의 제 1 그린시트를 형성하는 공정과,

상기 제 1 그린시트에 도체를 형성하는 공정과,

상기 도체를 형성한 제 1 그린시트를 소정 매수 적층하여 그린시트 다층체를 형성하는 공정과,

상기 그린시트 다층체의 양면에, 상기 제 1 그린시트의 소성온도에서는 소결되지 않는 재질로 이루어지는 제 2 그린시트를 적층하여 복합 그린시트 다층체를 형성하는 공정과,

상기 복합 그린시트 다층체를 가압하면서 소성하는 공정과,

상기 소성 후의 제 2 그린시트로 이루어지는 미소결층을 제거하여 다층 세라믹 기판을 형성하는 공정과,

상기 다층 세라믹 기판의 표면에 도체를 형성하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 전기검사용 기판의 제조방법.
청구항 6에 있어서,

상기 소성시에 가하는 압력은 0.1∼0.5MPa인 것을 특징으로 하는 전기검사용 기판의 제조방법.