JP2008135574A - Wiring board, semiconductor device using the same and probe card - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multilayer wiring board superior in electric reliability. <P>SOLUTION: The multilayer wiring board is provided with a substrate 2 having a first face 2a and a second face 2b and having a wiring conductor 5 inside, a first electrode pad 21 formed on the first face 2a, a second electrode pad 22 which is electrically connected to the first electrode pad 21 through the wiring conductor 5 and is formed on the second face 2b, a first insulating layer 4 which has a first thermal expansion coefficient α and is bonded to the first face 2a of the substrate 2 and a second insulating layer 5 which has a second thermal expansion coefficient β larger than the first thermal expansion coefficient α and is bonded to the second face 2b of the substrate 2. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、配線基板およびそれを用いた半導体装置とプローブカード。   The present invention relates to a wiring board, a semiconductor device using the wiring board, and a probe card.

従来の配線基板は、複数の絶縁層からなり、上面と下面とに電極を有する基板と、基板内部に形成されており、上面および下面の電極を電気的に接続する配線導体とからなる。このような従来の配線基板において、配線導体は、複数の絶縁層間に配置された配線パターンと、この配線パターンに接続された貫通導体とからなる。   A conventional wiring board includes a plurality of insulating layers, and includes a substrate having electrodes on the upper surface and the lower surface, and a wiring conductor that is formed inside the substrate and electrically connects the electrodes on the upper surface and the lower surface. In such a conventional wiring board, the wiring conductor is composed of a wiring pattern arranged between a plurality of insulating layers and a through conductor connected to the wiring pattern.

このような配線基板は、上面の電極に半導体素子の電極が電気的に接続されるとともに、下面がプリント配線基板に二次実装されることで、半導体装置やプローブカードなどとして用いられる。
特開2004−134724号公報
Such a wiring board is used as a semiconductor device, a probe card, or the like by electrically connecting the electrode of the semiconductor element to the electrode on the upper surface and secondary mounting the lower surface on the printed wiring board.
JP 2004-134724 A

このような配線基板においては、配線基板の上面に接続される部材と、配線基板の下面に接続される部材とが異なるため、その熱膨張係数差に起因して、配線基板に応力が生じ、配線基板の電気的特性が劣化するという問題があった。   In such a wiring board, since the member connected to the upper surface of the wiring board is different from the member connected to the lower surface of the wiring board, stress is generated in the wiring board due to the difference in thermal expansion coefficient. There was a problem that the electrical characteristics of the wiring board deteriorated.

本発明は上記課題に鑑みて案出されたものであり、その目的は、電気的特性に優れた配線基板をおよびそれを用いた半導体装置、プローブカードを提供することにある。   The present invention has been devised in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a wiring board having excellent electrical characteristics, a semiconductor device using the wiring board, and a probe card.

本発明の多層配線基板は、基板の第1の面に形成されており、第1の熱膨張係数を有する第1の絶縁層と、基板の第2の面に形成されており、第2の熱膨張係数を有する第2の絶縁層とを有することを特徴とするものである。   The multilayer wiring board of the present invention is formed on the first surface of the substrate, formed on the first insulating layer having the first thermal expansion coefficient, and on the second surface of the substrate, And a second insulating layer having a thermal expansion coefficient.

本発明の配線基板は、内部に配線導体を有する基板の第1の面に形成されており、第1の熱膨張係数を有する第1の絶縁層と、内部に配線導体を有する基板の第2の面に形成されており、第2の熱膨張係数を有する第2の絶縁層とを備えていることにより、配線基板と接合される部材と配線基板との間に生じる応力を低減して、基板の変形を低減することができる。このように、本発明の配線基板において、第1の絶縁層と第2の絶縁層との熱膨張係数を異ならせ、第1の熱膨張係数と第2の熱膨張係数との関係に工夫を施したことにより、配線基板の電気的特性を向上させることができる。   The wiring board of the present invention is formed on a first surface of a substrate having a wiring conductor therein, and includes a first insulating layer having a first thermal expansion coefficient and a second of the substrate having a wiring conductor inside. By forming the second insulating layer having the second thermal expansion coefficient, the stress generated between the member bonded to the wiring board and the wiring board is reduced, The deformation of the substrate can be reduced. As described above, in the wiring board of the present invention, the first insulating layer and the second insulating layer have different thermal expansion coefficients, and the device is devised for the relationship between the first thermal expansion coefficient and the second thermal expansion coefficient. By applying, the electrical characteristics of the wiring board can be improved.

本発明の半導体装置は、配線基板の第1の電極に電気的に接続された半導体素子と、配線基板の第2の電極に電気的に接続されたプリント配線基板とを備えることにより、半導体素子の動作時の発熱などにより、配線基板に生じる変形を低減でき、半導体装置の電気的信頼性を向上できる。ここで、一般的にプリント配線基板の熱膨張係数は、半導体素子の熱膨張係数よりも大きい。本発明において、半導体素子側に配置される第1の絶縁層の第1の熱膨張係数を、第2の絶縁層の第2の熱膨張係数よりも小さくすることにより、配線基板の半導体素子に接合される側を拘束し、半導体素子と配線基板との電気的接続を向上することができるとともに、配線基板のプリント配線基板側とプリント基板との接続信頼性を向上することができる。   A semiconductor device according to the present invention includes a semiconductor element electrically connected to a first electrode of a wiring board and a printed wiring board electrically connected to a second electrode of the wiring board. Due to the heat generated during the operation, deformation generated in the wiring board can be reduced, and the electrical reliability of the semiconductor device can be improved. Here, generally, the thermal expansion coefficient of the printed wiring board is larger than the thermal expansion coefficient of the semiconductor element. In the present invention, the first thermal expansion coefficient of the first insulating layer disposed on the semiconductor element side is made smaller than the second thermal expansion coefficient of the second insulating layer, whereby the semiconductor element of the wiring board is formed. The bonding side can be restrained, and the electrical connection between the semiconductor element and the wiring board can be improved, and the connection reliability between the printed wiring board side of the wiring board and the printed board can be improved.

また、配線基板の複数の第1の電極に電気的に接続されており、被検査対象に設けられた複数の電極に接触する複数の端子と、上面に半導体素子が搭載された配線基板とを備えるプローブカードとして配線基板が用いられる場合、プローブカードのバーンインテスト時などに配線基板に生じる変形が抑制されるため、プローブカードの電気的特性を向上させることができる。   In addition, a plurality of terminals that are electrically connected to the plurality of first electrodes of the wiring board and are in contact with the plurality of electrodes provided on the object to be inspected, and a wiring board on which the semiconductor element is mounted on the upper surface When a wiring board is used as the probe card provided, deformation that occurs in the wiring board during a burn-in test of the probe card is suppressed, so that the electrical characteristics of the probe card can be improved.

以下、本発明の実施の形態に係る配線基板について図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, a wiring board according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(第1実施形態)本発明の第1の実施の形態について図1を用いて説明する。図1(a)は、本発明における第1の実施の形態に係る配線基板1の構造を示す平面図である。図1(b)は、図1(a)に示した配線基板1のX−X’線における断面図である。   (First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1A is a plan view showing the structure of the wiring board 1 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line X-X ′ of the wiring board 1 shown in FIG.

本実施形態の配線基板1は、基板2と、基板2の第1の面2a上に形成された第1の絶縁層3と、基板2の第2の面2b上に形成された第2の絶縁層4とを備えている。   The wiring substrate 1 according to the present embodiment includes a substrate 2, a first insulating layer 3 formed on the first surface 2a of the substrate 2, and a second layer formed on the second surface 2b of the substrate 2. And an insulating layer 4.

本実施形態における基板2は、複数の層2sからなり、複数の第1の電極パッド21が形成された第1の面(図1(b)における上面)2aと、複数の第2の電極パッド22が形成された第2の面(図1(b)における下面)2bとを有している。複数の第1の電極パッド21と複数の第2の電極パッド22とは、基板2の内部に形成された配線導体5を介して電気的に接続されている。   The substrate 2 in the present embodiment includes a plurality of layers 2s, a first surface (upper surface in FIG. 1B) 2a on which a plurality of first electrode pads 21 are formed, and a plurality of second electrode pads. And a second surface (lower surface in FIG. 1B) 2b on which 22 is formed. The plurality of first electrode pads 21 and the plurality of second electrode pads 22 are electrically connected via wiring conductors 5 formed inside the substrate 2.

また、本実施形態において基板2は、第1の絶縁層3と第2の絶縁層4とを固定(支持)している。このような基板2を構成する複数の絶縁層2sは、例えば、ポリイミド,BCB(ベンゾシクロブテン),エポキシ樹脂,フッ素系樹脂などからなり、このような樹脂で形成することにより、微細で高密度な配線を行うことができる。図1において、複数の層2sは、エポキシ樹脂からなり、配線導体5は、複数の絶縁層2sの各々の表面に形成された配線パターンと、複数の絶縁層2sの各々を貫通する貫通導体とからなる。   In the present embodiment, the substrate 2 fixes (supports) the first insulating layer 3 and the second insulating layer 4. The plurality of insulating layers 2s constituting such a substrate 2 are made of, for example, polyimide, BCB (benzocyclobutene), epoxy resin, fluorine-based resin, and the like. Wiring can be performed. In FIG. 1, the plurality of layers 2s are made of epoxy resin, and the wiring conductor 5 includes a wiring pattern formed on each surface of the plurality of insulating layers 2s, and a through conductor penetrating each of the plurality of insulating layers 2s. Consists of.

第1の絶縁層3は、基板2の第1の面2a上に形成されており、第1の熱膨張係数αを有する。図1において、第1の絶縁層3は、表面(図1(b)における上面)3aに複数の電極31を有している。第1の絶縁層3の上面3aに形成された複数の電極31は、第1の絶縁層3を貫通するビア導体を介して、基板2の上面2aに形成された複数の電極21と電気的に接続されている。このような第1の絶縁層3の上面3aには、例えば、半導体素子などが搭載され、半導体素子が有する複数の電極と、第1の絶縁層3の複数の電極31とが電気的に接続される。   The first insulating layer 3 is formed on the first surface 2a of the substrate 2 and has a first thermal expansion coefficient α. In FIG. 1, the first insulating layer 3 has a plurality of electrodes 31 on the surface (upper surface in FIG. 1B) 3a. The plurality of electrodes 31 formed on the upper surface 3 a of the first insulating layer 3 are electrically connected to the plurality of electrodes 21 formed on the upper surface 2 a of the substrate 2 through via conductors that penetrate the first insulating layer 3. It is connected to the. For example, a semiconductor element or the like is mounted on the upper surface 3a of the first insulating layer 3, and a plurality of electrodes included in the semiconductor element and a plurality of electrodes 31 of the first insulating layer 3 are electrically connected. Is done.

第2の絶縁層4は、基板2の第2の面2b上に形成されており、第2の熱膨張係数βを有する。図1(b)において、第2の絶縁層4は、表面(図1(b)における下面)4aに複数の電極42を有している。第2の絶縁層4の下面4aに形成された複数の電極42は、第2の絶縁層4を貫通するビア導体を介して、基板2の下面2bに形成された複数の電極22と電気的に接続されている。このような第2の絶縁層4の下面4aは、半田等を介して、例えば、プリント配線基板(マザーボード)に実装される。   The second insulating layer 4 is formed on the second surface 2b of the substrate 2 and has a second thermal expansion coefficient β. In FIG.1 (b), the 2nd insulating layer 4 has the some electrode 42 on the surface (lower surface in FIG.1 (b)) 4a. The plurality of electrodes 42 formed on the lower surface 4 a of the second insulating layer 4 are electrically connected to the plurality of electrodes 22 formed on the lower surface 2 b of the substrate 2 through via conductors that penetrate the second insulating layer 4. It is connected to the. Such a lower surface 4a of the second insulating layer 4 is mounted on, for example, a printed wiring board (motherboard) via solder or the like.

このような第1の絶縁層3と第2の絶縁層4とは、内部に配線導体5を有する基板2を介して接合されていることにより、第1の絶縁層3と第2の絶縁層4とが接着剤を介して直接接合されている場合と比べて、それぞれの歪みにより第1の絶縁層3および第2の絶縁層4間に互いに及ぼしあう応力を低減することができる。   The first insulating layer 3 and the second insulating layer 4 are joined to each other through the substrate 2 having the wiring conductor 5 therein, so that the first insulating layer 3 and the second insulating layer are joined. As compared with the case where the first and second insulating layers 4 and 4 are directly bonded to each other through an adhesive, the stress exerted between the first insulating layer 3 and the second insulating layer 4 due to the respective strains can be reduced.

本実施の形態における第2の絶縁層4は、第1の絶縁層3の第1の熱膨張係数αよりも大きい第2の熱膨張係数βを有する。本実施の形態の配線基板1は、このような構成により、配線基板1の電気的信頼性を向上することができる。   The second insulating layer 4 in the present embodiment has a second thermal expansion coefficient β that is larger than the first thermal expansion coefficient α of the first insulating layer 3. The wiring board 1 of the present embodiment can improve the electrical reliability of the wiring board 1 with such a configuration.

このような第1の絶縁層3として、例えばシリコンに熱膨張係数が近いムライト、チッ化アルミなどのセラミックスを用い、第2の絶縁層4として、例えばプリント配線基板に熱膨張係数が近いガラスセラミックスを用いることができる。このように絶縁性に優れたガラスセラミックスを用い、その熱膨張率を第1の絶縁層3と第2の絶縁層4において異ならせることで、電気的特性に優れた配線基板1とすることができる。   For example, a ceramic such as mullite or aluminum nitride having a thermal expansion coefficient close to that of silicon is used as the first insulating layer 3, and a glass ceramic having a thermal expansion coefficient close to that of a printed wiring board is used as the second insulating layer 4. Can be used. As described above, by using glass ceramics having excellent insulating properties, and having different thermal expansion coefficients between the first insulating layer 3 and the second insulating layer 4, the wiring substrate 1 having excellent electrical characteristics can be obtained. it can.

ここで、このように構成される配線基板1を用いる例を図8(a)(b)を参照し説明する。図8(a)は、本発明の配線基板1を用いた半導体装置10を示す断面図、図8(b)は、本発明の配線基板1を用いたプローブカードを示す断面図である。   Here, an example using the wiring board 1 configured as described above will be described with reference to FIGS. 8A is a cross-sectional view showing a semiconductor device 10 using the wiring board 1 of the present invention, and FIG. 8B is a cross-sectional view showing a probe card using the wiring board 1 of the present invention.

図8(a)に示す半導体装置10において、配線基板1は、半導体素子60をプリント配線基板70上に支持する機能を有している。半導体素子60の電極61は、配線基板1の第1の絶縁層3上の複数の第1の電極31と、半田35を介して、電気的に接続されており、プリント配線基板70の電極71は、配線基板1の第2の絶縁層4上(図8aにおいては、第2の絶縁層4の下面側)の第2の電極42と、半田75を介して、電気的に接続されている。   In the semiconductor device 10 shown in FIG. 8A, the wiring board 1 has a function of supporting the semiconductor element 60 on the printed wiring board 70. The electrode 61 of the semiconductor element 60 is electrically connected to the plurality of first electrodes 31 on the first insulating layer 3 of the wiring board 1 through the solder 35, and the electrode 71 of the printed wiring board 70. Is electrically connected to the second electrode 42 on the second insulating layer 4 of the wiring board 1 (on the lower surface side of the second insulating layer 4 in FIG. 8 a) via the solder 75. .

ここで、半導体素子60を配線基板1の第1の絶縁層3上に搭載し、このような配線基板1をプリント配線基板70上に二次実装する場合、一般的に、半導体素子60の熱膨張率は、プリント配線基板70よりも小さいため、配線基板1全体に配線基板1が下に凸となるような反り変形が生じようとする。本実施の形態においては、このような反りが生じようとしても、配線基板1の半導体素子60側に位置する第1の絶縁層3の熱膨張係数αを、プリント配線基板70側に位置する第2の絶縁層4の熱膨張係数βより小さく設定しておくことで、配線基板1と半導体素子60とを接合する半田35や、配線基板1とプリント配線基板70とを接合する半田75にクラックが発生し、破断する不具合を低減することができ、半導体装置10の電気的特性を向上できる。   Here, when the semiconductor element 60 is mounted on the first insulating layer 3 of the wiring board 1 and such a wiring board 1 is secondarily mounted on the printed wiring board 70, the heat of the semiconductor element 60 is generally provided. Since the expansion coefficient is smaller than that of the printed wiring board 70, the entire wiring board 1 tends to be warped and deformed so that the wiring board 1 protrudes downward. In the present embodiment, even if such warpage is likely to occur, the thermal expansion coefficient α of the first insulating layer 3 located on the semiconductor element 60 side of the wiring board 1 is set to the first coefficient located on the printed wiring board 70 side. 2 is set to be smaller than the thermal expansion coefficient β of the insulating layer 4, cracks occur in the solder 35 that joins the wiring board 1 and the semiconductor element 60 and the solder 75 that joins the wiring board 1 and the printed wiring board 70. This can reduce the failure to break and improve the electrical characteristics of the semiconductor device 10.

また、図8(b)において、配線基板1は、インターポーザー(中継基板)として機能している。配線基板1の第2の絶縁層4の複数の電極42は、プリント配線基板70の電極71と電気的に接続されており、このプリント配線基板70の電極72が、外部のテスターと電気的に接続される。   In FIG. 8B, the wiring board 1 functions as an interposer (relay board). The plurality of electrodes 42 of the second insulating layer 4 of the wiring board 1 are electrically connected to the electrodes 71 of the printed wiring board 70, and the electrodes 72 of the printed wiring board 70 are electrically connected to an external tester. Connected.

検査作業を行う場合には、検査を行う必要のある被検査対象の半導体素子60の電極61に、接触端子80を介して、配線基板1の第1の絶縁層3の複数の電極31を電気的に接続することで、被検査対象60がテスターに接続されて、そのテスターの作動による検査を行うことができる。図8(b)に示すプローブカードにおいて、本実施形態の配線基板1が用いられるため、半田35を介する配線基板1とプローブピン80との接続および半田75を介する配線基板1とプリント配線基板70との接続が強固となり、プローブカードの電気的信頼性が向上する。   When performing the inspection work, the plurality of electrodes 31 of the first insulating layer 3 of the wiring board 1 are electrically connected to the electrodes 61 of the semiconductor element 60 to be inspected that need to be inspected via the contact terminals 80. Therefore, the inspection target 60 can be connected to the tester and the test can be performed by operating the tester. In the probe card shown in FIG. 8B, since the wiring board 1 of the present embodiment is used, the connection between the wiring board 1 and the probe pin 80 via the solder 35 and the wiring board 1 and the printed wiring board 70 via the solder 75 are used. And the electrical reliability of the probe card is improved.

このように、本実施形態の配線基板1を用いられた半導体装置10とプローブカードにおいては、クラックなどにより電気的特性に不具合が生じにくく、信頼性の高い半導体装置およびプローブカードとすることができる。   As described above, in the semiconductor device 10 and the probe card using the wiring substrate 1 of the present embodiment, the electrical characteristics are hardly caused by a crack or the like, and a highly reliable semiconductor device and probe card can be obtained. .

また、基板2が、第1の熱膨張係数αより大きく、第2の熱膨張係数βより小さい第3の熱膨張係数γを有することで、配線基板2の電気的特性をさらに向上することができる。すなわち、複数の絶縁層2sからなる基板2の第3の熱膨張係数γを、第1の熱膨張係数αと第2の熱膨張係数βとの間の値とすることで、基板2の第1の面2a側から第2の面2b側に向かって徐々に熱膨張係数を大きくすることができる。このため、配線導体5を有する基板2の内部における熱膨張による応力も低減することができ、基板2の全体に生じる応力を低減することができ、配線基板1の電気的特性が向上する。   Further, since the substrate 2 has the third thermal expansion coefficient γ that is larger than the first thermal expansion coefficient α and smaller than the second thermal expansion coefficient β, the electrical characteristics of the wiring board 2 can be further improved. it can. That is, by setting the third thermal expansion coefficient γ of the substrate 2 made of the plurality of insulating layers 2s to a value between the first thermal expansion coefficient α and the second thermal expansion coefficient β, The thermal expansion coefficient can be gradually increased from the first surface 2a side toward the second surface 2b side. For this reason, the stress due to thermal expansion inside the substrate 2 having the wiring conductor 5 can also be reduced, the stress generated in the entire substrate 2 can be reduced, and the electrical characteristics of the wiring substrate 1 are improved.

このような第1の膨張係数α、第2の熱膨張係数β、第3の熱膨張係数γは、TMA(ThermomechanicalAnalysis)装置を用いて求めることができる。   Such first expansion coefficient α, second thermal expansion coefficient β, and third thermal expansion coefficient γ can be obtained using a TMA (Thermal Mechanical Analysis) apparatus.

(第2の実施の形態)図2、3を用いて本発明の第2の実施の形態に係る配線基板について説明する。図2は、本発明の第2の実施の形態に係る配線基板の構成を示す断面図である。図3は、本発明の第2の実施の形態に係る配線基板の製造方法の一例を示す工程図である。   (Second Embodiment) A wiring board according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the wiring board according to the second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a process diagram showing an example of a method of manufacturing a wiring board according to the second embodiment of the present invention.

本実施の形態の配線基板1において、図1に示した第1の実施の形態の配線基板と異なる構成は、基板20が単層構造からなる点である。図2において、基板20は樹脂からなり、基板20の第1の面20aに形成された複数の第1の電極パッド21と、第2の面20bに形成された複数の第2の電極パッド22とは、基板20を貫通する配線導体50を介して電気的に接続されている。このような配線導体50は、第1の電極21と第2の電極22とを短い距離で接続することができるため、配線基板1の電気的特性を向上することができる。   The wiring substrate 1 of the present embodiment is different from the wiring substrate of the first embodiment shown in FIG. 1 in that the substrate 20 has a single layer structure. In FIG. 2, the substrate 20 is made of resin, and a plurality of first electrode pads 21 formed on the first surface 20a of the substrate 20 and a plurality of second electrode pads 22 formed on the second surface 20b. Is electrically connected through a wiring conductor 50 penetrating the substrate 20. Since such a wiring conductor 50 can connect the first electrode 21 and the second electrode 22 at a short distance, the electrical characteristics of the wiring board 1 can be improved.

すなわち、本実施の形態の配線基板1は、基板20の内部に形成された配線導体50が、基板20の内部を引き回される距離を短くすることができるため、配線導体50の抵抗を低減することができる。   That is, the wiring substrate 1 of the present embodiment can reduce the distance that the wiring conductor 50 formed inside the substrate 20 is routed around the inside of the substrate 20, thereby reducing the resistance of the wiring conductor 50. can do.

図2において、拡大図で示すように、複数の配線導体50は、ワイヤ50aと、ワイヤ50aを被覆する絶縁材料50bとからなる。このような構造により、配線基板1の電気的特性を向上することができる。例えば、第1の絶縁層3上に搭載される半導体素子のファインピッチ化に対応して、配線基板1に形成された第1および第2の複数の電極21,22が多数形成される場合に、仮に、基板20の内部において複数の配線導体50同士が接触したとしても、ショートなどの不具合が生じ難い。   In FIG. 2, as shown in an enlarged view, the plurality of wiring conductors 50 include a wire 50a and an insulating material 50b that covers the wire 50a. With such a structure, the electrical characteristics of the wiring board 1 can be improved. For example, when a large number of first and second electrodes 21 and 22 formed on the wiring board 1 are formed corresponding to the fine pitch of the semiconductor element mounted on the first insulating layer 3. Even if a plurality of wiring conductors 50 are in contact with each other inside the substrate 20, problems such as a short circuit hardly occur.

このような本実施の形態に係る配線基板の製造方法について図3を用いて説明する。   A method for manufacturing the wiring board according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

(イ)複数の第1の電極31を有する第1の絶縁層3と、複数の第2の電極42を有する第2の絶縁層4と、ホルダーHに固定された配線導体50とを準備する。(図3a)
(ロ)第1の絶縁層3の複数の第1の電極31を、複数の配線導体50の一端に接続し、第2の絶縁層4の複数の第2の電極42を、複数の配線導体50の他端に接続する。(図3b〜図3e)
(ハ)第1の絶縁層および第2の絶縁層と接続された配線導体50を、型Mで固定し、型Mの中に、基板20となる部材を注入する。(図3f)
(ニ)型Mを取り除く。(図3g)
以上(イ)〜(ニ)の工程を経ることにより、本実施形態の配線基板とすることができる。
(A) preparing a first insulating layer 3 having a plurality of first electrodes 31, a second insulating layer 4 having a plurality of second electrodes 42, and a wiring conductor 50 fixed to the holder H; . (Fig. 3a)
(B) The plurality of first electrodes 31 of the first insulating layer 3 are connected to one end of the plurality of wiring conductors 50, and the plurality of second electrodes 42 of the second insulating layer 4 are connected to the plurality of wiring conductors. 50 is connected to the other end. (FIGS. 3b to 3e)
(C) The wiring conductor 50 connected to the first insulating layer and the second insulating layer is fixed with the mold M, and a member to be the substrate 20 is injected into the mold M. (Fig. 3f)
(D) Remove the mold M. (Fig. 3g)
The wiring board of this embodiment can be obtained through the steps (a) to (d).

ここで、工程(ロ)において、複数の電極31と複数の配線導体50の一端とが接続される際、および複数の第2の電極42と複数の配線導体50の他端とが接続される際、複数の配線導体50の各々のホルダーHから突出した部分は、切断、研磨されることによりその接合端を接合に適した形とされる。(図3b)また、このような切断、研磨の際に配線導体50とホルダーHとの位置ずれを低減するため、配線導体50をホルダーHに接着剤を介して固定しておくとよい。   Here, in the step (b), when the plurality of electrodes 31 and one end of the plurality of wiring conductors 50 are connected, and the plurality of second electrodes 42 and the other end of the plurality of wiring conductors 50 are connected. At this time, portions protruding from the respective holders H of the plurality of wiring conductors 50 are cut and polished, so that the joining ends thereof have a shape suitable for joining. (FIG. 3b) Further, in order to reduce misalignment between the wiring conductor 50 and the holder H during such cutting and polishing, the wiring conductor 50 may be fixed to the holder H with an adhesive.

また、図3に示す工程(ロ)において、複数の第1の電極31および複数の配線導体50の一端の接続と、複数の第2の電極42および複数の配線導体50の他端の接続とは、半田35、45を介して行われる。(図3c、図3e)
工程(ハ)において、基板20となる部材の注入は、図3(f)に矢印で示すように、型Mの開口側から行う。このような部材として、樹脂を用いることにより、弾性に優れた配線基板1とすることができる。
Further, in the step (b) shown in FIG. 3, the connection of one end of the plurality of first electrodes 31 and the plurality of wiring conductors 50 and the connection of the other ends of the plurality of second electrodes 42 and the plurality of wiring conductors 50 Is performed via the solders 35 and 45. (Fig. 3c, Fig. 3e)
In the step (c), the member to be the substrate 20 is injected from the opening side of the mold M as shown by an arrow in FIG. By using a resin as such a member, the wiring board 1 having excellent elasticity can be obtained.

(第3の実施の形態)図4を用いて本発明の第3の実施の形態に係る配線基板について説明する。図4(a)は、本発明の第3の実施の形態に係る配線基板1の構成を示す断面図である。図4(b)は、図4(a)の配線基板1の第1の絶縁層3を取り除いた斜視図である。   (Third Embodiment) A wiring board according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4A is a cross-sectional view showing the configuration of the wiring board 1 according to the third embodiment of the present invention. FIG. 4B is a perspective view in which the first insulating layer 3 of the wiring board 1 of FIG.

本実施の形態の配線基板1は、第1の面200aおよび第2の面200bを有し、貫通孔Sを有する基板200と、第1の熱膨張係数αを有するとともに、基板200の第1の面200aに接合された第1の絶縁層3と、第1の熱膨張係数αより大きい第2の熱膨張係数βを有するとともに、基板200の第2の面200bに接合された第2の絶縁層4とを有する。   Wiring substrate 1 of the present embodiment has first surface 200a and second surface 200b, substrate 200 having through-hole S, first thermal expansion coefficient α, and first substrate 200. A first insulating layer 3 bonded to the second surface 200a, a second thermal expansion coefficient β greater than the first thermal expansion coefficient α, and a second bonded to the second surface 200b of the substrate 200. And an insulating layer 4.

本実施の形態において、第1の絶縁層3は、複数の第1の電極パッド21が形成された下面(図4aにおいて、基板200の上面200aと接合される面)を有している。また、第2の絶縁層4は、複数の第2の電極パッド22が形成された上面を有している。本実施の形態において、複数の第1の電極パッド21と複数の第2の電極パッド22とは、基板200の貫通孔S内に配置された複数の配線導体50を介して、電気的に接続されている。本実施形態の配線基板1において、複数の配線導体50が第1の電極21と第2の電極22との間を短い距離で接続することができるため、配線基板1の電気的特性を向上することができる。   In the present embodiment, the first insulating layer 3 has a lower surface (a surface bonded to the upper surface 200a of the substrate 200 in FIG. 4A) on which the plurality of first electrode pads 21 are formed. The second insulating layer 4 has an upper surface on which a plurality of second electrode pads 22 are formed. In the present embodiment, the plurality of first electrode pads 21 and the plurality of second electrode pads 22 are electrically connected via the plurality of wiring conductors 50 disposed in the through holes S of the substrate 200. Has been. In the wiring board 1 of the present embodiment, the plurality of wiring conductors 50 can connect the first electrode 21 and the second electrode 22 with a short distance, so that the electrical characteristics of the wiring board 1 are improved. be able to.

また、本実施の形態において、貫通孔S内を真空とすることで、第1の絶縁層3、基板200および第2の絶縁層4との接合信頼性を向上することができる。   Moreover, in this Embodiment, the inside of the through-hole S is made into a vacuum, and the joining reliability with the 1st insulating layer 3, the board | substrate 200, and the 2nd insulating layer 4 can be improved.

(第4の実施の形態)図5を用いて本発明の第4の実施の形態に係る配線基板について説明する。図5は、本発明の第4の実施の形態に係る配線基板1の構成を示す断面図である。 (Fourth Embodiment) A wiring board according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the wiring board 1 according to the fourth embodiment of the present invention.

本実施の形態の配線基板1は、複数の絶縁層からなる基板500を有している。図5において、複数の絶縁層は、基板500の第1の面500a側から第2の面500b側に向かって第1の絶縁層500l、第2の絶縁層500m、第3の絶縁層500nと順に配置されており、第1の絶縁層3は、第1の絶縁層500l上に接合される。また、第2の絶縁層4は、第3の絶縁層500n上に接合される。   The wiring board 1 of the present embodiment has a substrate 500 made of a plurality of insulating layers. In FIG. 5, the plurality of insulating layers include a first insulating layer 500l, a second insulating layer 500m, and a third insulating layer 500n from the first surface 500a side to the second surface 500b side of the substrate 500. Arranged sequentially, the first insulating layer 3 is bonded onto the first insulating layer 500l. The second insulating layer 4 is bonded onto the third insulating layer 500n.

本実施の形態の基板500は、第1の面500aから第2の面500bに向かうに伴って、熱膨張係数が漸次大きく形成されている。すなわち、図5において、第1の絶縁層500lから第3の絶縁層500nに向かって熱膨張係数を漸次大きくされている。このような構成により、配線基板1に熱が負荷された場合においても、配線基板1の全体において熱による歪みが低減されるため、配線基板1の電気的特性が向上される。   The substrate 500 of this embodiment has a coefficient of thermal expansion that gradually increases from the first surface 500a toward the second surface 500b. That is, in FIG. 5, the thermal expansion coefficient is gradually increased from the first insulating layer 500l to the third insulating layer 500n. With such a configuration, even when heat is applied to the wiring board 1, distortion due to heat is reduced in the entire wiring board 1, so that the electrical characteristics of the wiring board 1 are improved.

本実施形態の配線基板1の他の例としては、基板500として、図2に示した単層構造の基板を用いる。このような単層構造の基板500において、第1の面500aから第2の面500bに向かうに従って、徐々に熱膨張率を大きく形成することにより、電気抵抗が低減され、信頼性が向上した配線基板1とすることができる。   As another example of the wiring substrate 1 of the present embodiment, the substrate 500 having the single-layer structure shown in FIG. In such a single-layer structure substrate 500, the wiring having improved electrical reliability and reliability by gradually increasing the coefficient of thermal expansion from the first surface 500a toward the second surface 500b. The substrate 1 can be obtained.

(第5の実施の形態)図6を用いて本発明の第5の実施の形態に係る配線基板について説明する。図6は、本発明の第5の実施の形態に係る配線基板1の構成を示す断面図である。   (Fifth Embodiment) A wiring board according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a wiring board 1 according to the fifth embodiment of the present invention.

本実施の形態の配線基板1において、第1の絶縁層3は二つ部分30A、30Bからなる。第1の部分30Aは、第1の絶縁層3の複数の第1の電極31に接合される第1の領域Aに配置されており、第4の熱膨張係数ζを有する。第2の部分30Bは、第1の部分30Aを囲む第2の領域Bに形成されており、第4の熱膨張係数ζより小さい第5の熱膨張係数θを有する。このように、基板2の半導体素子などが搭載される第1の領域Aに配置された第1の部分30Aの第4の熱膨張率ζを、その周囲に位置する第2の領域Bに配置された第2の部分30Bの第5の熱膨張率θよりも大きくすることにより、第1の部分30Aと第2の部分30Bとの間に生じるクラックを低減することができる。すなわち、第1の部分30Aの熱膨張を第2の部分30Bで拘束することで、第1の絶縁層3における破断を低減することができる。   In the wiring board 1 of the present embodiment, the first insulating layer 3 is composed of two portions 30A and 30B. The first portion 30A is disposed in the first region A joined to the plurality of first electrodes 31 of the first insulating layer 3, and has a fourth thermal expansion coefficient ζ. The second portion 30B is formed in the second region B surrounding the first portion 30A, and has a fifth thermal expansion coefficient θ smaller than the fourth thermal expansion coefficient ζ. As described above, the fourth coefficient of thermal expansion ζ of the first portion 30A disposed in the first region A on which the semiconductor element or the like of the substrate 2 is mounted is disposed in the second region B positioned around the first portion 30A. By making it larger than the fifth coefficient of thermal expansion θ of the second part 30B, the cracks generated between the first part 30A and the second part 30B can be reduced. That is, by constraining the thermal expansion of the first portion 30A with the second portion 30B, it is possible to reduce breakage in the first insulating layer 3.

なお、第4の熱膨張係数ζ、第5の熱膨張係数θは、TMA(ThermomechanicalAnalysis)装置を用いて求めることができる。   Note that the fourth thermal expansion coefficient ζ and the fifth thermal expansion coefficient θ can be obtained using a TMA (Thermal Mechanical Analysis) apparatus.

本実施の形態において、第2の部分30Bをチッ化アルミにより形成することで、例えば、配線基板1に搭載された半導体素子の動作時の熱などを良好に放散することができる。   In the present embodiment, by forming the second portion 30B with aluminum nitride, for example, heat during operation of the semiconductor element mounted on the wiring substrate 1 can be dissipated well.

このような第1の絶縁層3を二つの部分30A、30Bとから構成する構造の他の例を図7に示す。図7において、基板20を単層構造とし、第1の面20aと第2の面20bとを貫通する配線導体50を介して、複数の第1の電極21と複数の第2の電極22とを電気的に接続する。このように図7に示す構造の場合、電気抵抗が低減され、信頼性が向上した配線基板1とすることができる。   FIG. 7 shows another example of a structure in which the first insulating layer 3 is composed of two portions 30A and 30B. In FIG. 7, the substrate 20 has a single-layer structure, and a plurality of first electrodes 21 and a plurality of second electrodes 22 are arranged via wiring conductors 50 penetrating the first surface 20 a and the second surface 20 b. Are electrically connected. As described above, in the case of the structure shown in FIG. 7, it is possible to obtain the wiring board 1 with reduced electrical resistance and improved reliability.

(a)は、本発明の第1実施形態による多層配線基板の平面図である。(b)は、(a)のX−X’線における断面図である。(A) is a top view of the multilayer wiring board by 1st Embodiment of this invention. (B) is sectional drawing in the X-X 'line | wire of (a). 本発明の第2実施形態による配線基板の断面図と、配線導体50の拡大図とを示している。Sectional drawing of the wiring board by 2nd Embodiment of this invention and the enlarged view of the wiring conductor 50 are shown. (a)〜(g)本発明の第2実施形態による配線基板の製造工程の一例を示す図である。(A)-(g) It is a figure which shows an example of the manufacturing process of the wiring board by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態による配線基板の断面図である。It is sectional drawing of the wiring board by 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態による配線基板の断面図である。It is sectional drawing of the wiring board by 4th Embodiment of this invention. (a)は、本発明の第5実施形態による多層配線基板の一例を示す平面図である。(b)は、(a)のY−Y’線における断面図である。(A) is a top view which shows an example of the multilayer wiring board by 5th Embodiment of this invention. (B) is sectional drawing in the Y-Y 'line | wire of (a). 本発明の第5実施形態による多層配線基板の他の例を示す平面図である。(b)は、(a)のZ−Z’線における断面図である。It is a top view which shows the other example of the multilayer wiring board by 5th Embodiment of this invention. (B) is sectional drawing in the Z-Z 'line | wire of (a). (a)本発明の配線基板を用いた半導体装置の概略断面図である。(b)本発明の配線基板を用いたプローブカード示す概略断面図である。(A) It is a schematic sectional drawing of the semiconductor device using the wiring board of this invention. (B) It is a schematic sectional drawing which shows the probe card using the wiring board of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:配線基板
2:基板
3:第1の絶縁層
4:第2の絶縁層
5:配線導体
1: Wiring substrate 2: Substrate 3: First insulating layer 4: Second insulating layer 5: Wiring conductor

Claims (12)

第1の面および第2の面を有するとともに、内部に配線導体を有しており、樹脂からなる基板と、
該基板の前記第1の面に形成された第1の電極パッドと、
前記配線導体を介して、前記第1の電極パッドに電気的に接続されており、前記基板の前記第2の面に形成された第2の電極パッドと、
第1の熱膨張係数を有し、前記基板の前記第1の面に接合された第1の絶縁層と、
前記第1の熱膨張係数より大きい第2の熱膨張係数を有し、前記基板の前記第2の面に接合された第2の絶縁層と、を備えた配線基板。
A substrate having a first surface and a second surface and having a wiring conductor therein; and a resin substrate;
A first electrode pad formed on the first surface of the substrate;
A second electrode pad formed on the second surface of the substrate, electrically connected to the first electrode pad via the wiring conductor;
A first insulating layer having a first coefficient of thermal expansion and bonded to the first surface of the substrate;
And a second insulating layer having a second coefficient of thermal expansion greater than the first coefficient of thermal expansion and bonded to the second surface of the substrate.
前記基板は、前記第1の熱膨張係数より大きく、前記第2の熱膨張係数より小さい第3の熱膨張係数を有することを特徴とする請求項1に記載の配線基板。 The wiring board according to claim 1, wherein the board has a third thermal expansion coefficient that is larger than the first thermal expansion coefficient and smaller than the second thermal expansion coefficient. 前記配線導体が前記第1の面および第2の面間を貫通する金属線からなることを特徴とする請求項1または2に記載の配線基板。 The wiring board according to claim 1, wherein the wiring conductor is made of a metal wire penetrating between the first surface and the second surface. 前記金属線が絶縁材料に被覆されていることを特徴とする請求項3に記載の配線基板。 The wiring board according to claim 3, wherein the metal wire is covered with an insulating material. 前記第1の絶縁層において、前記第1の電極パッドに接合された第1の領域の熱膨張係数が、前記第1の領域を囲む第2の領域の熱膨張係数よりも大きいことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の配線基板。 In the first insulating layer, a thermal expansion coefficient of a first region bonded to the first electrode pad is larger than a thermal expansion coefficient of a second region surrounding the first region. The wiring board according to claim 1. 請求項1〜5のいずれかに記載の配線基板と、
該配線基板の前記基板に形成された前記第1の電極パッドに電気的に接続されており、被検査対象に設けられた電極に接触する端子と、を備えたことを特徴とするプローブカード。
The wiring board according to any one of claims 1 to 5,
A probe card comprising: a terminal that is electrically connected to the first electrode pad formed on the substrate of the wiring substrate and contacts an electrode provided on an object to be inspected.
請求項1〜5のいずれかに記載の配線基板と、
該配線基板の前記基板に形成された前記第1の電極パッドに電気的に接続された半導体素子と、
前記配線基板の前記第2の層に形成された前記第2の電極に電気的に接続されたプリント配線基板と、を備えたことを特徴とする半導体装置。
The wiring board according to any one of claims 1 to 5,
A semiconductor element electrically connected to the first electrode pad formed on the substrate of the wiring substrate;
And a printed wiring board electrically connected to the second electrode formed in the second layer of the wiring board.
第1の面および第2の面を有し、貫通孔を有する基板と、
複数の第1の電極パッドが形成された下面を有しており、第1の熱膨張係数を有するとともに、前記基板の前記第1の面に接合された第1の絶縁層と、
複数の第2の電極パッドが形成された上面を有しており、前記第1の熱膨張係数より大きい第2の熱膨張係数を有するとともに、前記基板の前記第2の面に接合された第2の絶縁層と、
前記複数の第1の電極パッドと前記複数の第2の電極パッドとを電気的に接続しており、前記基板の前記貫通孔内に配置された複数の配線導体とを備えた配線基板。
A substrate having a first surface and a second surface and having a through hole;
A first insulating layer having a lower surface on which a plurality of first electrode pads are formed, having a first thermal expansion coefficient, and bonded to the first surface of the substrate;
A plurality of second electrode pads formed thereon, having a second thermal expansion coefficient greater than the first thermal expansion coefficient, and being bonded to the second surface of the substrate; Two insulating layers;
A wiring board comprising a plurality of wiring conductors that are electrically connected to the plurality of first electrode pads and the plurality of second electrode pads and are disposed in the through holes of the board.
前記基板の前記貫通孔内が真空とされていることを特徴とする請求項8に記載の配線基板。 The wiring substrate according to claim 8, wherein the inside of the through hole of the substrate is evacuated. 前記第1の絶縁層において、前記第1の電極パッドが形成された第1の領域の熱膨張係数が、前記第1の領域を囲む第2の領域の熱膨張係数よりも大きいことを特徴とする請求項8または9に記載の配線基板。 In the first insulating layer, a thermal expansion coefficient of a first region where the first electrode pad is formed is larger than a thermal expansion coefficient of a second region surrounding the first region. The wiring board according to claim 8 or 9. 請求項8〜10のいずれかに記載の配線基板と、
該配線基板の前記第1の層に形成された前記第1の電極パッドに電気的に接続されており、被検査対象に設けられた電極に接触する端子と、を備えたことを特徴とするプローブカード。
A wiring board according to any one of claims 8 to 10,
And a terminal that is electrically connected to the first electrode pad formed on the first layer of the wiring board and contacts an electrode provided on the object to be inspected. Probe card.
請求項8〜10のいずれかに記載の配線基板と、
該配線基板の前記第1の層に形成された前記第1の電極パッドに電気的に接続された半導体素子と、
前記配線基板の前記第2の層が有する前記第2の電極に電気的に接続されたプリント配線基板と、を備えたことを特徴とする半導体装置。
A wiring board according to any one of claims 8 to 10,
A semiconductor element electrically connected to the first electrode pad formed in the first layer of the wiring board;
And a printed wiring board electrically connected to the second electrode of the second layer of the wiring board.
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