TWI477782B - 配線間隔變換器及探針卡 - Google Patents

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TWI477782B
TWI477782B TW102101937A TW102101937A TWI477782B TW I477782 B TWI477782 B TW I477782B TW 102101937 A TW102101937 A TW 102101937A TW 102101937 A TW102101937 A TW 102101937A TW I477782 B TWI477782 B TW I477782B
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Naoki Endo
Noriyoshi Kaneda
Shinya Miyaji
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Nhk Spring Co Ltd
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Description

配線間隔變換器及探針卡
本發明係關於變換配線間隔之配線間隔變換器(space transformer)以及具備該配線間隔變換器而進行檢查對象的電氣特性檢查之探針卡(probe card)。
半導體檢查步驟，係在分切(dicing)前的半導體晶圓狀態使具有導電性的探針(probe)與半導體晶圓接觸來進行電氣特性檢查，以檢測出不良品(晶圓等級測試：wafer level test)。進行此晶圓等級測試之際，為了將檢查用的訊號傳送至半導體晶圓，而使用收容有多數個探針之探針卡。探針卡具備有：用來保持探針之探針頭(probe head)、用來變換探針頭上的探針間的微小的配線間隔之配線間隔變換器、以及用來使配線間隔變換器與輸出檢查用的訊號之檢查裝置相連接之配線基板。
晶圓等級測試係利用探針卡掃描半導體晶圓上的晶粒(die)而使探針與各個晶粒接觸，然而半導體晶圓上形成有數百到數萬個晶粒，所以要檢測一個半導體晶圓需要相當多的時間，隨著晶粒的數目增加會招致成本之上升。
為了解決上述之晶圓等級測試的問題點，最近採用了一種使數百到數萬個探針一次與半導體晶圓上的所有晶粒或半 導體晶圓上的至少1/4到1/2程度的晶粒接觸之方法(全晶圓等級測試：full wafer level test)(參照例如專利文獻1)。此一方法，為了使探針正確地與半導體晶圓上的電極接觸，在此方面已知有：藉由精確地保持探針卡相對於半導體晶圓的表面之平行度及平面度而保持探針前端的位置精度之技術、以及高精度地進行半導體晶圓的對位(aligment)之技術(參照例如專利文獻2或3)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
(專利文獻1)日本特表2001-524258號公報
(專利文獻2)日本特許第3386077號公報
(專利文獻3)日本特開2005-164600號公報
然而，在傳統的探針卡中，配線間隔變換器為了形成內部的配線而必須積層形成很多層，構成很複雜。因此，有在配線間隔變換器的製造上很花時間且無法降低成本，並且難以實現12吋以上的大口徑化之問題。
此外，傳統的配線間隔變換器，其熱膨脹係數比以矽作為主成分之半導體晶圓大，因此有由於檢查時的溫度而使得探針的前端位置與半導體晶圓的電極之間發生位置偏移之虞。
本發明係有鑑於上述課題而完成者，其目的在提供一種具有與矽相近的熱膨脹係數，而且構成簡單，亦適於大口徑化之配線間隔變換器以及具備該配線間隔變換器之探針卡。
為了解決上述課題，達成本發明之目的，本發明之配線間隔變換器具備有：包含頑火輝石(enstatite)及氮化硼作為構成成分，形成有在厚度方向上貫通前述氮化硼朝一方向定向之燒結體之通孔，且該通孔的內部充填導電性材料之陶瓷基板，其中，在陶瓷基板的兩個主面分別設有包含複數個電極之配線圖案，且一側主面的配線圖案中之配線間隔與另一側主面的配線圖案中的配線間隔不同。
此外，本發明之配線間隔變換器，係在上述發明中，前述陶瓷基板的至少一側主面中，在積層並固著於該主面之聚醯亞胺薄膜的內部或表面設置配線圖案(pattern)者。
又，本發明之配線間隔變換器，係在上述發明中，前述陶瓷基板中根據從與前述氮化硼的定向方向正交之方向照射X射線時之沿著前述氮化硼的結晶的(0 0 2)面之X射線繞射的強度I(0 0 2) 與沿著(1 0 0)面之X射線繞射的強度I(1 0 0) 之比(I(1 0 0) /I(0 0 2) )⊥、及從前述定向方向照射X射線時之沿著(0 0 2)面之X射線繞射的強度I(0 0 2) 與沿著(1 0 0)面之X射線繞射的強度I(1 0 0) 之比(I(1 0 0) /I(0 0 2) )∥而得之定向度指數K=｜ log10 {(I(1 0 0) /I(0 0 2) )∥/(I(1 0 0) /I(0 0 2) )⊥}｜係在0.8以上者。
又，本發明之配線間隔變換器，係在上述發明中，前述陶瓷基板其根據JIS R1618而測定的熱膨脹係數，亦即在與前述氮化硼的定向方向平行之方向之在20℃至250℃下的熱膨脹係數，係在3×10-6 至5×10-6 /℃之範圍內者。
又，本發明之配線間隔變換器，係在上述發明中， 前述陶瓷基板中根據JIS R1601而測定的三點彎曲強度係在200 MPa以上者。
又，本發明之配線間隔變換器，係在上述發明中，前述陶瓷基板之相對密度係在99%以上者。
又，本發明之配線間隔變換器，係在上述發明中，前述陶瓷基板中之前述氮化硼之結晶構造為六方晶，且為鱗片狀粒子者。
本發明之探針卡，係具備有：以上任何一段記載之配線間隔變換器；複數個探針，係由導電性材料所形成，且分別固著於設在前述陶瓷基板的一側主面側，即電極間的配線間隔比另一主面側的配線間隔小之主面側之各個複數個電極上；以及積層於前述陶瓷基板的另一側主面側之配線基板。
此外，本發明之探針卡，係在上述發明中，固著有前述複數個探針之主面側的配線圖案係形成在由單層或多層的聚醯亞胺薄膜所構成之基材的內部者。
又，本發明之探針卡，係具備有：以上任何一段記載之配線間隔變換器；複數個探針，係由導電性材料所形成；探針頭(probe head)，係保持前述複數個探針，且積層於前述配線間隔變換器的一側主面側，即一側係電極間的間隔相對較小之主面側；以及配線基板，係積層於前述配線間隔變換器之主面，即與積層有上前述探針頭之主面不同的另一側主面側。
根據本發明，具備有包含頑火輝石及氮化硼作為構成成分，形成有在厚度方向上貫通前述氮化硼朝一方向定向之燒 結體之通孔，且該通孔的內部以導電性材料充填而構成之陶瓷基板，因此可提供一種具有與矽相近的熱膨脹係數，而且構成簡單，亦適於大口徑化之配線間隔變換器以及具備該配線間隔變換器之探針卡。
1、11‧‧‧探針卡
2‧‧‧探針
3、8、13、16、17、18、19、20、21、22、23、24‧‧‧配線間隔變換器
4‧‧‧配線基板
5‧‧‧板簧
6‧‧‧連接器
7‧‧‧補強構件
12‧‧‧探針頭
14‧‧‧中繼構件
31、241‧‧‧陶瓷基板
32、242‧‧‧通孔
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‧‧‧薄膜多層配線片
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‧‧‧燒結體
102、103‧‧‧試驗片
161、171、245‧‧‧薄膜片
181、191、211‧‧‧薄膜配線片
243‧‧‧鍍覆層
第1圖係顯示本發明實施形態1之探針卡的構成之剖面圖。
第2圖係顯示本發明實施形態1之配線間隔變換器的主要部份的構成之剖面圖。
第3圖係顯示本發明實施形態1之配線間隔變換器的原材料之陶瓷基板的製造方法概要之流程圖。
第4圖係顯示本發明實施形態1之配線間隔變換器的原材料之陶瓷基板中包含的六方晶氮化硼的a-軸及c-軸之圖。
第5圖係顯示本發明實施形態1的變形例1-1之配線間隔變換器的主要部份的構成之剖面圖。
第6圖係顯示本發明實施形態2之探針卡的構成之剖面圖。
第7圖係顯示本發明實施形態2之配線間隔變換器的主要部份的構成之剖面圖。
第8圖係顯示本發明實施形態2的變形例2-1之配線間隔變換器的主要部份的構成之剖面圖。
第9圖係顯示本發明實施形態2的變形例2-2之配線間隔變換器的主要部份的構成之剖面圖。
第10圖係顯示本發明實施形態2的變形例2-3之配線間隔變換器的主要部份的構成之剖面圖。
第11圖係顯示本發明實施形態2的變形例2-4之配線間隔變換器的主要部份的構成之剖面圖。
第12圖係顯示本發明實施形態2的變形例2-5之配線間隔變換器的主要部份的構成之剖面圖。
第13圖係顯示本發明實施形態2的變形例2-6之配線間隔變換器的主要部份的構成之剖面圖。
第14圖係顯示本發明實施形態的變形例2-7之配線間隔變換器的主要部份的構成之剖面圖。
第15圖係顯示本發明實施形態的變形例2-8之配線間隔變換器的主要部份的構成之剖面圖。
第16圖係顯示本發明的另一實施形態之配線間隔變換器的主要部份的構成之剖面圖。
第17圖係顯示本發明的實施例中之熱膨脹係數的測定所用的試驗片之圖。
第18圖係顯示在本發明的實施例中測出的熱膨脹係數與燒結溫度的關係之圖。
第19圖係顯示在本發明的實施例中測出的三點彎曲強度與燒結溫度的關係之圖。
以下，參照隨附的圖式來說明實施本發明之形態(以下稱為「實施形態」)。應注意的是：圖式只是示意圖，各部份的厚度與寬度之關係、各個部份的厚度的比率等有可能與現實的物品不同，當然，圖式相互之間也有可能包含相互的尺寸的關係及比率不同的部份。
(實施形態1)
第1圖係顯示本發明實施形態1之探針卡的構成之剖面圖。第2圖係顯示本發明實施形態1之探針卡所具備的配線間隔變換器的主要部份的構成之剖面圖。此等圖中所示之探針卡1，係具備有：對應於檢查對象而配設之複數個導電性的探針2；安裝有複數個導電性的探針2的端部，且用來變換探針2間微小的配線間隔(pitch)之圓盤狀基板的配線間隔變換器3；形成為徑比配線間隔變換器3大的圓盤狀，具有樹脂等之絕緣性的基材，且使從配線間隔變換器3延伸出的配線連接至檢查裝置之配線基板4；固著於配線基板4，用來保持配線間隔變換器3之板簧5；設於配線基板4的表面中與積層有配線間隔變換器3的表面相反側之表面，用來達成與檢查裝置(具備有用來產生檢查用訊號的電路構造之檢查裝置)連接之連接器6；以及裝設於配線基板4的表面中設置連接器6之側的表面，補強配線基板4以防止變形之補強構件7。
第2圖係顯示探針2的構成，同時顯示配線間隔變換器3的主要部份的構成之圖。
探針2係形成為懸臂樑狀，其基端部係利用銲錫等而固著在配線間隔變換器3上。此處說明的探針2的構成只不過是一個例子，除此之外，還可使用以往所知的各種探針的任一種來構成本發明中之探針2。
配線間隔變換器3係具備有作為基材之陶瓷基板31，此陶瓷基板31係包含頑火輝石及氮化硼作為構成成分，且其中的氮化硼係定向於一方向之燒結體。在陶瓷基板31的兩個主面 分別設有包含複數個電極之配線圖案。此等配線圖案之中，在一側主面的配線圖案中之配線間隔係與在另一側主面的配線圖案中之配線間隔不同。
陶瓷基板31中形成有複數個通孔32。通孔32的內部設有由銀、銅等的導電性材料之鍍層或導電膏充填入通孔而構成的充填部33。通孔32可藉由鑽孔加工、打孔(punching)加工、雷射加工、電子束加工、離子束加工、衝孔加工、線切割加工、或蝕刻加工等之任一種加工方法來形成。
在陶瓷基板31的主面中安裝有探針2側的主面(第2圖中之上側表面)，設有複數個配線34及複數個電極35，配線34的一側端部係連接至充填部33的表面，配線34的另一側端部係與電極35連接。各探針2的基端部係利用銲錫等而固著在各電極35上。配線34可藉由例如電鍍、濺鍍、箔接合等方法中之任一方法來形成。更具體言之，配線34可在全面形成金屬層之後，藉由蝕刻或噴砂(blast)來形成。另外，配線34亦可在形成遮罩(mask)之後，藉由電鍍、濺鍍等來形成。
在陶瓷基板31的主面中與配線基板4相向側的主面(第2圖中之下側表面)，各設有複數個端部係連接至充填部33的表面的配線36，及與配線36的另一側端部連接的複數個電極37。在一個例子中，電極37的中心與中心間的距離之最小值，係比固著有探針2之電極35的中心與中心間的距離之最大值還大。各電極37係與設於對向的配線基板4的表面之電極相連接。配線36可用與配線34相同之方法來形成。
配線34、36、電極35、37可用銅、銅合金、銀、金、 錫、鎳、鋁或鋁合金形成。
氮化硼粒子係定向於與陶瓷基板31的主面平行之方向。因此，陶瓷基板31之定向方向的熱膨脹係數與半導體晶圓的熱膨脹係數會為相同程度，且不會隨著溫度高低而有差異。因此，可使安裝在配線間隔變換器3上之探針2不管溫度變化為何都會正確地與半導體晶圓上的電極接觸。
在此，針對陶瓷基板31的製造方法，係參照第3圖之流程圖進行說明。首先，以氮化硼(BN)、氧化矽(SiO2 )、氧化鎂(MgO)作為原材料並秤量，以及以包含氧化釔(Y2 O2 )及氧化鋁(Al2 O3 )之原材料作為燒結助劑並秤量(步驟S1)。
其中，氧化鎂係為了促進反應燒結以產生頑火輝石(MgSiO2 )，使頑火輝石(MgSiO2 )及氮化硼(BN)成為燒出的陶瓷基板31的主要成份相，以調整熱膨脹係數而添加者。燒結助劑除了上述的以外也可使用傳統上所使用之鑭系元素的金屬氧化物及尖晶石(spinel)等的複合氧化物、及此等物質的混合物、以及在此等物質的混合物中再添加上氧化鎂而成的混合物。
接著，進行在步驟S1中秤量後的物質之混合、分散(步驟S2)。具體而言，係將在步驟S1中秤量後的原材料加入水或酒精等的溶劑藉由濕式球磨機(ball mill)加以混合及分散。接著，將在步驟S2中得到的混合物送入蒸發器(evaporater)中使之乾燥，去除溶劑(步驟S3)。藉此，氮化硼、氧化矽、氧化鎂及燒結助劑的混合物成了片(flake)狀的集合體。此混合物中的氮化硼的含有率為49.3重量%、氧化矽的含有率為24.8重量%、氧化鎂的含有率為19.6重量%、氧化釔的含有率為4.7重量%、氧化鋁的含有率 為1.6重量%。
接著，將經過步驟S3而得到之混合物的集合體予以粉碎(步驟S4)。步驟S4係依據粉碎後所要達成的粒度分佈而使用研鉢及/或乾式球磨機。然後，使用篩網將混合物予以分級(步驟S5)，使該集合體的平均粒徑變小，且使粒度均勻。
然後，對於平均粒徑變小，且粒度已變均勻之混合物施加朝向預定的一個方向之外力(步驟S6)，並加以燒結(步驟S7)。在本實施形態1中，將混合物予以燒結之方法可採用熱壓燒結法(hot-press sintering)。熱壓燒結法，係將混合物裝入熱壓裝置內的碳製的模型內然後一邊朝向預定的一個方向加壓一邊進行燒結之方法。因此，在使用熱壓燒結法將混合物予以燒結之情況，可一併進行步驟S6之外力作用步驟及步驟S7之燒結步驟(第3圖中虛線範圍所示的步驟HP)。
以上說明之陶瓷基板31的製造方法中，步驟HP的熱壓燒結溫度為1200℃至1300℃。以如此之比通常的陶瓷，例如專利文獻2中的陶瓷構件的燒結溫度(1750℃)低之溫度將陶瓷基板31燒結成，所以可抑制由於在燒結步驟中與碳製的模型產生反應所造成之模型與陶瓷基板31的結合。
本實施形態1中使用的碳化硼之結晶構造為六方晶，且為鱗片狀粒子，所以對之施加朝向一個方向之外力時，其鱗片狀的表面就會在與外力作用方向大致垂直之方向對齊。結果，混合物就會定向於與外力作用方向垂直之方向，亦即定向於與燒結體的板面平行之方向。
藉由以上說明的步驟1至步驟7，完成陶瓷基板31。 以如此方式製造出的陶瓷基板31，其構成成分至少會包含頑火輝石(MgSiO2 )及氮化硼(BN)，在電氣絕緣性良好的同時，由於其形成為鱗片狀的氮化硼粒子的面方向會大致對齊，所以氮化硼粒子會定向於一個方向。
此時，根據理論計算值，製造出的陶瓷基板31中的頑火輝石的含有率會為41.4(wt%)。此處，理論計算值係以用作為原料之氧化矽全部用於頑火輝石之生成為前提而算出。
第4圖顯示鱗片狀氮化硼的a-軸及c-軸。燒結得到的燒結體，其定向度指數最好在0.8以上。所謂的定向度指數，係指定向度的常用對數的絕對值，係由下式所得。
K=| log10 {(I(1 0 0) /I(0 0 2) )∥/(I(1 0 0) /I(0 0 2) )⊥}|=| log10 {I.O.P}|…(1)其中，I(1 0 0) 係對於試料照射X射線時之沿著氮化硼結晶的(1 0 0)面之X射線繞射的強度。I(0 0 2) 係對於試料照射X射線時之沿著氮化硼結晶的(0 0 2)面之X射線繞射的強度。(I(1 0 0) /I(0 0 2) )|係從與加壓燒結時的加壓方向平行之方向對試料照射X射線時之沿著氮化硼結晶的(1 0 0)面之X射線繞射的強度I(1 0 0) 與沿著(0 0 2)面之X射線繞射的強度I(0 0 2) 之比。(I(1 0 0) /I(0 0 2) )⊥係從與加壓方向垂直之方向照射X射線時之沿著(1 0 0)面之X射線繞射的強度I(1 0 0) 與沿著(0 0 2)面之X射線繞射的強度I(0 0 2) 之比。定向度指數K為0以上之值。
式(1)的右邊的I.O.P.係定向度(The Index of Orientation Preference)。I.O.P.<1之情況，對應於(0 0 2)面之氮化硼結晶的c-軸會在試料中定向於與加壓方向平行之方向，鱗片狀的 氮化硼結晶的表面會與燒成的陶瓷基板31的主面方向對齊。I.O.P.>1之情況，對應於(1 0 0)面之氮化硼結晶的a-軸會在試料中定向於與加壓方向平行之方向，鱗片狀的氮化硼粒子的表面會在與加壓方向平行之方向對齊。I.O.P.=1(K=0)之情況，則表示氮化硼粒子的朝向在試料中係沒有規則的。
關於定向度，在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”中有詳細的說明。
陶瓷基板31其氮化硼的定向方向之在20至250℃下之根據JIS R1618(利用精密陶瓷的熱機械分析而進行之熱膨脹的測定方法)而測出的熱膨脹係數最好在3×10-6 至5×10-6 /℃之範圍內。藉此，使陶瓷基板31之氮化硼粒子的定向方向之熱膨脹係數成為與矽的熱膨脹係數3.4×10-6 /℃接近之值。
陶瓷基板31根據JIS R1601(精密陶瓷的室溫彎曲強度試驗方法)而測出的三點彎曲強度最好在200 MPa以上。藉此，即使陶瓷基板31是薄板狀也會增加對抗翹曲的強度。
陶瓷基板31之相對密度最好在99%以上。藉此，使陶瓷基板31的構成成分會由於燒結而變得緻密，對抗翹曲的強度也會增加。
陶瓷基板31的製造方法中之外力作用步驟及燒結步驟，並不限定於熱壓燒結法。例如，在外力作用步驟方面可採用注漿法(slip casting)。採用注漿法之時，氮化硼係利用作為外力之重力而在模型內沉降堆積。藉此，使氮化硼粒子定向。進行包 含經如此定向後的氮化硼粒子之集合體的燒結之際，可採用減壓燒結法、惰性氣體環境燒結法等各種已知的燒結法。另外，亦可在採用注漿法後，利用熱壓燒結法來進行燒結。使用熱壓燒結法之情況，只要使藉由注漿法而產生之氮化硼粒子的定向方向與熱壓燒結法中之加壓方向垂直即可。
根據以上說明之本發明實施形態1，具備有：本身包含頑火輝石及氮化硼作為構成成分，形成有在厚度方向上貫通前述氮化硼朝一方向定向之燒結體之通孔，且該通孔的內部充填導電性材料之陶瓷基板，因此可提供具有與矽相近的熱膨脹係數，而且構成簡單，亦適於大口徑化之配線間隔變換器以及具備該配線間隔變換器之探針卡。
另外，根據本發明實施形態1，並未使陶瓷多層化，因此可做到大型基板之製造，良率也良好。
又，根據本發明實施形態1，藉由將探針接合在窄節距(pitch)側的電極，可構成實質地使探針頭與配線間隔變換器一體化之探針卡。根據如此之構成，就可實現更進一步的窄節距化。
(變形例1-1)
第5圖係顯示本發明實施形態1的變形例1-1之探針卡所具備的配線間隔變換器的主要部份的構成之剖面圖。第5圖所示之配線間隔變換器8在固著有複數個探針2之側的表面的構成係與上述的配線間隔變換器3不同。
在陶瓷基板31的主面中固著探針2側的主面(第5圖中之上側表面)，係藉由接著等方式而積層固著有薄膜多層配線 片81。在薄膜多層配線片81上設有電極82。
薄膜多層配線片81具有作為積層之基材的三層聚醯亞胺薄膜81a、81b、81c。薄膜多層配線片81具有設於積層在陶瓷基板31上之薄膜81a的表面之配線83、以及設於積層在薄膜81a上之薄膜81b的表面之配線84。薄膜81a貫通有使充填部33與配線83相連接之導通部85。薄膜81b貫通有使配線83與配線84相連接之導通部86。薄膜81c貫通有使電極82與配線84相連接之導通部87。聚醯亞胺薄膜可為讓液狀的原料(感光性聚醯亞胺)固化而形成者，亦可為黏貼上薄膜狀的原料而形成者。後者的情況，在形成導通部及配線之際，可採取以雷射等在薄膜上開孔，然後藉由鍍層充填孔部之方法。
電極82、配線83、84、導通部85、86、87可用銅、銅合金、銀、金、錫、鎳、鋁或鋁合金來形成。導通部85、86、87可藉由施行電鍍、或進行濺鍍、離子鍍覆(ion plating)來形成。
陶瓷基板31的主面中與配線基板4相向之側的主面(第5圖中之下側表面)的構成，係與實施形態1中說明過的配線間隔變換器3一樣。電極37的中心與中心間的距離之最小值，係比電極82的中心與中心間的距離之最大值還大。
根據以上說明之本發明實施形態1的變形例1-1，使探針側的配線配設入聚醯亞胺的內部，使得配線之迴繞佈設容易進行。
又，根據本變形例1-1，作為薄膜多層配線片81的基材之聚醯亞胺的彈性率比陶瓷基板31低很多，因此容易隨著陶瓷基板31之熱脹冷縮而膨脹收縮。
又，根據本變形例1-1，在利用銲錫來固著探針2之時，即便是銲錫因為沾染(contamination)而轉印到電極82的周圍之情況也不會印到配線83所以較佳。
又，根據本變形例1-1，即便是必須要整合金屬配線的阻抗之情況、或是必須要調整通孔與電極的位置關係之情況，也可藉由將形成有配線之聚醯亞胺層配置在陶瓷上來加以因應。
另外，在本變形例1-1中，薄膜多層配線片81係由兩層之配線所構成，但亦可用更多層的配線來構成薄膜多層配線片。此外，亦可用由單層的配線所構成之薄膜多層配線片來替代薄膜多層配線片81。
(實施形態2)
第6圖係顯示本發明實施形態2之探針卡的構成之剖面圖。第6圖所示之探針卡11，係具備有：複數個探針2；具有絕緣性的基材，且複數個探針2的端部安裝至其上而保持探針2，並且設有從探針2的保持面連接到另一側的表面之配線之圓盤狀的探針頭12；用來變換探針頭12中電極間微小的配線間隔之配線間隔變換器13；作為從配線間隔變換器13延伸出的配線的中繼之中繼構件(interposer)14；使由中繼構件14加以中繼之配線連接至檢查裝置之配線基板4；板簧5；連接器6；以及補強構件7。
第7圖係顯示配線間隔變換器13的主要部份的構成之剖面圖。第7圖所示之配線間隔變換器13係具有作為基材之在實施形態1中說明過之陶瓷基板31。在陶瓷基板31的兩個主面，分別形成有包含複數個電極之配線圖案，且在一側主面的配線圖案中的電極的中心與中心間的距離，係與在另一側主面的配線圖案中 的電極的中心與中心間的距離不同。
在陶瓷基板31的主面中與探針頭12相向之側的主面(第7圖中之上側表面)，設有複數個配線34及複數個電極131，配線34的一側端部係連接至充填部33的表面，配線34的另一側端部係與電極131連接。複數個電極131係以與設在對向的探針頭12的表面之複數個電極一樣的圖案(pattern)配置。
陶瓷基板31的主面中與中繼構件14相向之側(第7圖中之下側)的主面的構成，係與在實施形態2中說明過的配線間隔變換器13一樣。電極37的中心與中心間的距離之最小值，係比電極131的中心與中心間的距離之最大值還大。
根據以上說明之本發明的實施形態2，具備有：包含頑火輝石及氮化硼作為構成成分，形成有在厚度方向上貫通前述氮化硼朝一方向定向之燒結體之通孔，且該通孔的內部充填導電性材料之陶瓷基板，因此可提供具有與矽相近的熱膨脹係數，而且構成簡單，亦適於大口徑化之配線間隔變換器以及具備該配線間隔變換器之探針卡。
另外，根據本發明實施形態2，即使在不同的溫度環境下進行複數個檢查之情況，也能夠不受溫度影響，正確地使探針與半導體晶圓的電極接觸。因此，無須按照溫度範圍而更換探針頭，可縮短檢查時間及實現檢查所需成本之減低。
(變形例2-1)
第8圖係顯示本發明實施形態2的變形例2-1之配線間隔變換器的主要部份的構成之剖面圖。第8圖所示之配線間隔變換器16係具有作為基材之陶瓷基板31。
在陶瓷基板31的主面中與探針頭12相向之側的主面(第8圖中之上側表面)，設有藉由接著等方式而固著的薄膜片161、設在薄膜片161上之配線162、及在薄膜片161上與配線162連接之電極163。
薄膜片161係在由聚醯亞胺所構成之基材的內部，具有貫通基材且分別與充填部33及配線162連接之導通部164。
電極163係與設在對向的探針頭12的表面之電極接觸。
陶瓷基板31的主面中與中繼構件14相向之側的主面(第8圖中之下側表面)的構成，係上述的配線間隔變換器13一樣。電極37的中心與中心間的距離之最小值，係比電極163的中心與中心間的距離之最大值還大。
(變形例2-2)
第9圖係顯示本發明實施形態2的變形例2-2之配線間隔變換器的主要部份的構成之剖面圖。第9圖所示之配線間隔變換器17係具有作為基材之陶瓷基板31。
陶瓷基板31的主面中與探針頭12相向之側的主面(第9圖中之上側表面)的構成，係與在實施形態2中說明過的配線間隔變換器13一樣。
在陶瓷基板31的主面中與中繼構件14相向之側的主面(第9圖中之下側表面)，設有藉由接著等方式而固定的薄膜片171、設在薄膜片171上之配線172、及在薄膜片171上與配線172連接之電極173。
薄膜片171係在由聚醯亞胺所構成之基材的內部， 具有貫通基材且分別與充填部33及配線172連接之導通部174。
電極173係與設在對向的中繼構件14的表面之電極接觸。電極173的中心與中心間的距離之最小值，係比電極131的中心與中心間的距離之最大值還大。
(變形例2-3)
第10圖係顯示本發明實施形態2的變形例2-3之配線間隔變換器的主要部份的構成之剖面圖。第10圖所示之配線間隔變換器18係具有作為基材之陶瓷基板31。
在陶瓷基板31的主面中與探針頭12相向之側的主面(第10圖中之上側表面)，藉由接著等方式而固著有薄膜配線片181。薄膜配線片181上設有電極182。
薄膜配線片181具有作為積層之基材的兩層聚醯亞胺薄膜181a、181b。薄膜配線片181具有設於積層在陶瓷基板31上之薄膜181a的表面之配線183。薄膜181a貫通有使充填部33與配線183相連接之導通部184。積層在薄膜181a上之薄膜181b貫通有使配線183與設在薄膜181b的表面之電極182相連接之導通部185。
電極182係與設在對向的探針頭12的表面之電極接觸。
陶瓷基板31的主面中與中繼構件14相向之側的主面(第10圖中之下側表面)的構成，係與實施形態2中說明過的配線間隔變換器13一樣。電極37的中心與中心間的距離之最小值，係比電極182的中心與中心間的距離之最大值還大。
(變形例2-4)
第11圖係顯示本發明實施形態2的變形例2-4之配線間隔變換器的主要部份的構成之剖面圖。第11圖所示之配線間隔變換器19係具有作為基材之陶瓷基板31。
陶瓷基板31的主面中與探針頭12相向之側的主面(第11圖中之上側表面)的構成，係與在實施形態2中說明過的配線間隔變換器13一樣。
在陶瓷基板31的主面中與中繼構件14相向之側的主面(第11圖中之下側表面)，藉由接著等方式而固著有薄膜配線片191。薄膜配線片191上設有電極192。
薄膜配線片191具有作為積層之基材的兩層聚醯亞胺薄膜191a、191b。薄膜配線片191具有設於積層在陶瓷基板31上之薄膜191a的表面之配線193。薄膜191a貫通有使充填部33與配線193相連接之導通部194。積層在薄膜191a上之薄膜191b貫通有使配線193與設在薄膜191b的表面之電極192相連接之導通部195。
電極192的中心與中心間的距離之最小值，係比電極131的中心與中心間的距離之最大值還大。
(變形例2-5)
第12圖係顯示本發明實施形態2的變形例2-5之配線間隔變換器的主要部份的構成之剖面圖。第12圖所示之配線間隔變換器20係具有作為基材之陶瓷基板31。
陶瓷基板31的主面中與探針頭12相向之側的主面(第12圖中之上側表面)的構成，係與變形例2-1中說明過的配線間隔變換器16一樣。陶瓷基板31的主面中與中繼構件14相向之 側的主面(第12圖中之下側表面)的構成，係與變形例2-2中說明過的配線間隔變換器17一樣。電極173的中心與中心間的距離之最小值，係比電極163的中心與中心間的距離之最大值還大。
(變形例2-6)
第13圖係顯示本發明實施形態2的變形例2-6之配線間隔變換器的主要部份的構成之剖面圖。第13圖所示之配線間隔變換器21係具有作為基材之陶瓷基板31。
在陶瓷基板31的主面中與探針頭12相向之側的主面(第13圖中之上側表面)，設有藉由接著等方式而固著之薄膜配線片211、設於薄膜配線片211上之配線212、以及在薄膜配線片211上與配線212連接之電極213。
薄膜配線片211具有作為積層之基材的兩層聚醯亞胺薄膜211a、211b。薄膜配線片211具有設於積層在陶瓷基板31上之薄膜211a的表面之配線214。薄膜211a貫通有使充填部33與配線214相連接之導通部215。積層在薄膜211a上之薄膜211b貫通有使配線214與設在薄膜211b的表面之配線212相連接之導通部216。
陶瓷基板31的主面中與中繼構件14相向之側的主面(第13圖中之下側表面)的構成，係與變形例2-2中說明過的配線間隔變換器17一樣。電極173的中心與中心間的距離之最小值，係比電極213的中心與中心間的距離之最大值還大。
(變形例2-7)
第14圖係顯示本發明實施形態的變形例2-7之配線間隔變換器的主要部份的構成之剖面圖。第14圖所示之配線間隔 變換器22係具有作為基材之陶瓷基板31。
陶瓷基板31的主面中與探針頭12相向之側的主面(第14圖中之上側表面)的構成，係與變形例2-3中說明過的配線間隔變換器18一樣。陶瓷基板31的主面中與中繼構件14相向之側的主面(第14圖中之下側表面)的構成，係與變形例2-4中說明過的配線間隔變換器19一樣。電極192的中心與中心間的距離之最小值，係比電極182的中心與中心間的距離之最大值還大。
(變形例2-8)
第15圖係顯示本發明實施形態的變形例2-8之配線間隔變換器的主要部份的構成之剖面圖。第15圖所示之配線間隔變換器23係具有作為基材之陶瓷基板31。
在陶瓷基板31的主面中與探針頭12相向之側的主面(第15圖中之上側表面)，係藉由接著等方式而固著有薄膜多層配線片231。薄膜多層配線片231上設有電極232。
薄膜多層配線片231具有相作為積層之基材的三層聚醯亞胺薄膜231a、231b、231c。薄膜多層配線片231具有設於積層在陶瓷基板31上之薄膜231a的表面之配線233、以及設於積層在薄膜231a上之薄膜231b的表面之配線234。薄膜231a貫通有使充填部33與配線233相連接之導通部235。薄膜231b貫通有使配線233與配線234相連接之導通部236。薄膜231c貫通有使電極232與配線234相連接之導通部237。
陶瓷基板31的主面中與中繼構件14相向之側的主面(第15圖中之下側表面)的構成，係與實施形態2中說明過的配線間隔變換器13一樣。電極37的中心與中心間的距離之最小值， 係比電極232的中心與中心間的距離之最大值還大。
另外，在本變形例2-8中，薄膜多層配線片231係由兩層之配線所構成，但亦可用更多層的配線來構成薄膜多層配線片。
以上說明的本實施形態的變形例2-1至2-8當然也都具有與實施形態2一樣的效果。
(其他的實施形態)
第16圖係顯示本發明的另一實施形態之配線間隔變換器的主要部份的構成之剖面圖。第16圖所示之配線間隔變換器24係具備有作為基材之陶瓷基板241，此陶瓷基板241係與陶瓷基板31一樣，係包含頑火輝石及氮化硼作為構成成分，且其中的氮化硼係定向於一方向之燒結體。
陶瓷基板241形成有複數個通孔242。通孔242的內周面形成有銅、銀、金、錫、鎳等之鍍覆層243。在形成有鍍覆層243之通孔242中，設有充填絕緣性材料而成之充填部244。
在陶瓷基板241的一側主面(第16圖中之上側表面)積層有薄膜片245。在此薄膜片245的表面設有配線246。薄膜片245貫通有使鍍覆層243與配線246相連接之導通部247。
在陶瓷基板241的另一側主面(第16圖中之下側表面)設有與鍍覆層243連接之配線248。
在配線間隔變換器24中，兩個主面的配線間隔當然也不相同。
如此，在本發明中，配線間隔變換器的通孔並不需要只用導電性材料來加以充填。
從以上的說明即可知，本發明可包含並未在此記載的各式各樣的實施形態，且可在未脫離申請專利範圍所界定的技術思想之範圍內實施各種設計變更。
[實施例]
以下，說明本發明的實施例。但本發明並不受以下說明的實施例所限定。
本發明的實施例，係使用預定的原料批號(lot)來燒成長×寬×厚為90 mm×90 mm×20 mm之燒結體。在燒結方式上，係以熱壓燒結法來一併進行外力作用步驟及燒結步驟。
第17圖係以示意圖的方式顯示在本實施例中用來進行測定的試驗片之圖，具體而言，係以示意圖的方式顯示從燒結體101(以虛線顯示者)切出試驗片的方式。第18圖係顯示使用試驗片測出的熱膨脹係數與燒結溫度的關係圖。第19圖係顯示使用試驗片測出的三點彎曲強度與燒結溫度的關係圖。
在第17圖顯示的兩個試驗片102、103之中，試驗片102係為了測定氮化硼粒子的定向方向的熱膨脹係數而製作者，試驗片103係為了測定加壓方向(與定向方向垂直之方向)的熱膨脹係數而製作者。使用如此切出的試驗片102，根據JIS R 1618來測定的熱膨脹係數(×10-6 /℃)，根據JIS R 1601來測定三點彎曲強度。將測定的結果，與原材料的原料批號、原材料與燒結助劑的各個含有率(wt%)、燒結溫度(℃)、燒結壓力(MPa)以及燒成的陶瓷構件中包含的構成成分之存在狀況、熱膨脹係數、彎曲強度、定向度、定向度指數及相對密度一起表示於表1中。表1中，原料批號係表示陶瓷基板的燒成中使用的原料批量的不同之編號。
(實施例1)
本發明的實施例1，係使用批號L1之原料，在原材料方面使用49.3wt%之氮化硼(BN)、24.8wt%之氧化矽(SiO2 )、19.6wt%之氧化鎂(MgO)，在燒結助劑方面使用4.7wt%之氧化釔(Y2 O2 )及1.6wt%之氧化鋁(Al2 O3 )，而燒出長×寬×厚為90mm×90mm×20mm之燒結體。在燒結方式上，係使用熱壓燒結法而一併進行外力作用步驟及燒結步驟。進行熱壓燒結之際，係在600mmHg之氮氣環境中，以面壓25MPa之燒結壓力朝一個方向施壓，在1250℃之燒結溫度下進行兩小時之燒結。燒成後，以X射線繞射來分析燒出的陶瓷構件中包含的構成成分之存在狀況。在第18及19圖中，分別以點Ex1 來表示本實施例1的測定結果。
如表1所示，實施例1的陶瓷構件(原料批號：L1)，係包含頑火輝石(MgSiO2 )、氮化硼(BN)及鎂橄欖石(forsterite)(2MgO．SiO2 )作為構成成分，在150℃之定向方向的熱膨脹係數為4.7×10-6 /℃，三點彎曲強度為216MPa。
另外，針對從實施例1之陶瓷構件切出的兩種類的試驗片102、103，在20至250℃之間之預定的溫度範圍進行定向方向及加壓方向的熱膨脹係數之測定。表2係表示使用試驗片而在20至250℃之間之預定的溫度範圍測出的定向方向的熱膨脹係數及加壓方向的熱膨脹係數之與溫度的關係之表。
從表2可知：陶瓷構件的定向方向的熱膨脹係數在20至250℃下的整個溫度範圍係落在4.6×10-6 至5.0×10-6 /℃左右，達成與矽的熱膨脹係數(3.4×10-6 /℃)相近之值。另一方面，加壓方向的熱膨脹係數則落在6.2×10-6 至6.6×10-6 /℃左右。此結果表示：在本實施例1之陶瓷構件中發現了與熱膨脹係數有關之異向性(anisotropy)。
為了更明確確認上述之氮化硼粒子的定向，使用燒出的實施例1的陶瓷構件進行X射線繞射之測定，並從測定結果來求出氮化硼的定向度(I.O.P.)及定向度指數。將氮化硼的定向度(I.O.P.)及定向度指數之值表示於表1中。
如表1所示，燒出的陶瓷構件其定向度I.O.P.=0.15<1，由此可知氮化硼結晶的c-軸在試料中係定向於與加壓方向平行之方向，鱗片狀的氮化硼結晶的表面係沿著燒出的陶瓷構件的板面方向而定向。
另外，進行燒出的陶瓷構件的相對密度(體積密度)之測定，得到的值為99.9%，可知該陶瓷構件為緻密的燒結體。
另一方面，為了確認陶瓷構件的加工性，從實施例1之燒結體來形成板厚2.7 mm之陶瓷構件，然後對此陶瓷構件進 行用到超硬鑽頭之鑽孔加工，形成排列成矩陣狀之500個貫通孔。其中，可使貫通孔的直徑為160μm(深寬比為2.7/0.160=16.9)，使孔的節距(pitch)為200μm。結果，發現可達成節距±數μm之精度。此意謂著也確認了本實施例1中製造出的陶瓷構件具有良好的加工性。
(實施例2)
本發明的實施例2，係使用批號L2之原料，且除了將燒結溫度變為1300℃之外，使用實施例1之方法來燒出長×寬×厚為90 mm×90 mm×5 mm之燒結體。燒成後，與實施例1一樣以X射線繞射來分析燒出的陶瓷構件中包含的構成成分之存在狀況。將結果與使用的原料及燒結助劑的各個含有率(wt%)、燒結溫度(℃)、燒結壓力(MPa)及燒出的陶瓷構件中包含的構成成分之存在狀況一起表示在表1中。
然後，從燒出的陶瓷構件切出與實施例1的試驗片102對應之試驗片，進行根據JIS R 1618之熱膨脹係數(×10-6 /℃)、及根據JIS R 1601之三點彎曲強度的測定。以及，使用燒出的實施例2的陶瓷構件進行X射線繞射之測定，並從測定結果來求出氮化硼的定向度(I.O.P.)及定向度指數。將熱膨脹係數、三點彎曲強度、氮化硼的定向度(I.O.P.)及定向度指數之值一起表示於表1中。另外，還將針對燒出的陶瓷構件而測出的相對密度(體積密度)之值表示於表1中。並且，將測出的熱膨脹係數與燒結溫度的關係及測出的三點彎曲強度與燒結溫度的關係以點Ex2 分別表示於第18及19圖中。
如表1所示，實施例2的陶瓷構件，係包含至少氮 化硼及頑火輝石作為構成成分，在150℃之定向方向的熱膨脹係數為3.3×10-6 /℃，三點彎曲強度為216 MPa。另外，定向度(I.O.P.)=0.04、定向度指數為1.38、相對密度為99.6%，且氮化硼結晶係沿著陶瓷構件的板面而定向，由此可知該陶瓷構件為緻密的燒結體。
為了確認燒成的陶瓷構件的加工性，與實施例1一樣對於陶瓷構件進行貫通孔之加工。結果，確認了本實施例2中製造出的陶瓷構件具有與實施例1中製造出的陶瓷構件同等的加工性。
(實施例3)
本發明的實施例3，係使用批號L3之原料，且除了將燒結溫度變為1250℃以及將燒結壓力變為35 MPa之外，與實施例2一樣燒出陶瓷構件及切出試驗片，並針對試驗片進行與實施例2一樣之分析，然後將測定結果與原材料的含有率等一起表示於表1中。並且，將測出的熱膨脹係數與燒結溫度的關係及測出的三點彎曲強度與燒結溫度的關係以點Ex3 分別表示於第18及19圖中。
如表1所示，實施例3的陶瓷構件，係包含氮化硼及頑火輝石作為構成成分，在與定向方向平行的方向之熱膨脹係數為3.8×10-6 /℃，三點彎曲強度為252 MPa。另外，定向度(I.O.P.)=0.10、定向度指數為0.99、相對密度為99.9%，且氮化硼結晶係沿著陶瓷構件的板面而定向，由此可知該陶瓷構件為緻密的燒結體。
為了確認陶瓷構件的加工性，與實施例2一樣形成 貫通孔。結果，確認了本實施例3中製造出的陶瓷構件具有與實施例1中製造出的陶瓷構件同等的加工性。
(實施例4)
本發明的實施例4，係使用批號L3之原料，且除了將燒結溫度變為1250℃之外，與實施例2一樣燒出陶瓷構件及切出試驗片，並針對試驗片進行與實施例2一樣之分析，然後將測定結果與原材料的含有率等一起表示於表1中。並且，將測出的熱膨脹係數與燒結溫度的關係及測出的三點彎曲強度與燒結溫度的關係以點Ex4 分別表示於第18及19圖中。
如表1所示，實施例4的陶瓷構件，係包含至少氮化硼及頑火輝石作為構成成分，在與定向方向平行的方向之熱膨脹係數為4.3×10-6 /℃，三點彎曲強度為249 MPa。另外，定向度(I.O.P.)=0.13、定向度指數為0.87、相對密度為99.6%，且氮化硼結晶係沿著陶瓷構件的板面而定向，由此可知該陶瓷構件為緻密的燒結體。
為了確認陶瓷構件的加工性，與實施例2一樣形成貫通孔。結果，確認了本實施例4中製造出的陶瓷構件具有與實施例1中製造出的陶瓷構件同等的加工性。
(實施例5)
本發明的實施例5，係使用批號L4之原料，且除了將燒結溫度變為1250℃之外，與實施例2一樣燒出陶瓷構件及切出試驗片，並針對試驗片進行與實施例2一樣之分析，然後將測定結果與原材料的含有率等一起表示於表1中。並且，將測出的熱膨脹係數與燒結溫度的關係及測出的三點彎曲強度與燒結溫度 的關係以點Ex5 分別表示於第18及19圖中。
如表1所示，實施例5的陶瓷構件，係包含氮化硼及頑火輝石作為構成成分，在與定向方向平行的方向之熱膨脹係數為4.1×10-6 /℃，三點彎曲強度為234 MPa。另外，定向度(I.O.P.)=0.13、定向度指數為0.88、相對密度為99.6%，且氮化硼結晶係沿著陶瓷構件的板面而定向，由此可知該陶瓷構件為緻密的燒結體。
為了確認陶瓷構件的加工性，與實施例2一樣形成貫通孔。結果，確認了本實施例5中製造出的陶瓷構件具有與實施例1中製造出的陶瓷構件同等的加工性。
(實施例6)
本發明的實施例6，係使用批號L3之原料，且除了將燒結溫度變為1230℃之外，與實施例2一樣燒出陶瓷構件及切出試驗片，並針對試驗片進行與實施例2一樣之分析，然後將測定結果與原材料的含有率等一起表示於表1中。並且，將測出的熱膨脹係數與燒結溫度的關係及測出的三點彎曲強度與燒結溫度的關係以點Ex6 分別表示於第18及19圖中。
如表1所示，實施例6的陶瓷構件，係包含氮化硼及頑火輝石作為構成成分，在與定向方向平行的方向之熱膨脹係數為4.1×10-6 /℃，三點彎曲強度為249 MPa。另外，定向度(I.O.P.)=0.12、定向度指數為0.93、相對密度為99.9%，且氮化硼結晶係沿著陶瓷構件的板面而定向，由此可知該陶瓷構件為緻密的燒結體。
為了確認陶瓷構件的加工性，與實施例2一樣形成 貫通孔。結果，確認了本實施例6中製造出的陶瓷構件具有與實施例1中製造出的陶瓷構件同等的加工性。
(實施例7)
本發明的實施例7，係使用批號L4之原料，且除了將燒結溫度變為1230℃之外，與實施例2一樣燒出陶瓷構件及切出試驗片，並針對試驗片進行與實施例2一樣之分析，然後將測定結果與原材料的含有率等一起表示於表1中。並且，將測出的熱膨脹係數與燒結溫度的關係及測出的三點彎曲強度與燒結溫度的關係以點Ex7 分別表示於第18及19圖中。
如表1所示，實施例7的陶瓷構件，係包含氮化硼及頑火輝石作為構成成分，在與定向方向平行的方向之熱膨脹係數為4.1×10-6 /℃，三點彎曲強度為246 MPa。另外，定向度(I.O.P.)=0.13、定向度指數為0.90、相對密度為99.9%，且氮化硼結晶係沿著陶瓷構件的板面而定向，由此可知該陶瓷構件為緻密的燒結體。
為了確認陶瓷構件的加工性，與實施例2一樣形成貫通孔。結果，確認了本實施例7中製造出的陶瓷構件具有與實施例1中製造出的陶瓷構件同等的加工性。
(實施例8)
本發明的實施例8，係使用批號L4之原料，且除了將燒結溫度變為1270℃之外，與實施例2一樣燒出陶瓷構件及切出試驗片，並針對試驗片進行與實施例2一樣之分析，然後將測定結果與原材料的含有率等一起表示於表1中。並且，將測出的熱膨脹係數與燒結溫度的關係及測出的三點彎曲強度與燒結溫度 的關係以點Ex8 分別表示於第18及19圖中。
如表1所示，實施例8的陶瓷構件，係包含氮化硼及頑火輝石作為構成成分，在與定向方向平行的方向之熱膨脹係數為3.9×10-6 /℃，三點彎曲強度為239 MPa。另外，定向度(I.O.P.)=0.12、定向度指數為0.91、相對密度為99.2%，且氮化硼結晶係沿著陶瓷構件的板面而定向，由此可知該陶瓷構件為緻密的燒結體。
為了確認陶瓷構件的加工性，與實施例2一樣形成貫通孔。結果，確認了本實施例8中製造出的陶瓷構件具有與實施例1中製造出的陶瓷構件同等的加工性。
(實施例9)
本發明的實施例9，係使用批號L5之原料，且除了將燒結溫度變為1270℃之外，與實施例2一樣燒出陶瓷構件及切出試驗片，並針對試驗片進行與實施例2一樣之分析，然後將測定結果與原材料的含有率等一起表示於表1中。並且，將測出的熱膨脹係數與燒結溫度的關係及測出的三點彎曲強度與燒結溫度的關係以點Ex9 分別表示於第18及19圖中。
如表1所示，實施例9的陶瓷構件，係至少包含氮化硼及頑火輝石作為構成成分，在與定向方向平行的方向之熱膨脹係數為4.5×10-6 /℃，三點彎曲強度為275 MPa。另外，定向度(I.O.P.)=0.13、定向度指數為0.87、相對密度為99.8%，且氮化硼結晶係沿著陶瓷構件的板面而定向，由此可知該陶瓷構件為緻密的燒結體。
為了確認陶瓷構件的加工性，與實施例2一樣形成 貫通孔。結果，確認了本實施例9中製造出的陶瓷構件具有與實施例1中製造出的陶瓷構件同等的加工性。
(實施例10)
本發明的實施例10，係使用批號L5之原料，且除了將燒結溫度變為1300℃之外，與實施例2一樣燒出陶瓷構件及切出試驗片，並針對試驗片進行與實施例2一樣之分析，然後將測定結果與原材料的含有率等一起表示於表1中。並且，將測出的熱膨脹係數與燒結溫度的關係及測出的三點彎曲強度與燒結溫度的關係以點Ex10 分別表示於第18及19圖中。
如表1所示，實施例10的陶瓷構件，係至少包含氮化硼及頑火輝石作為構成成分，在與定向方向平行的方向之熱膨脹係數為4.3×10-6 /℃，三點彎曲強度為265MPa。另外，定向度(I.O.P.)=0.12、定向度指數為0.93、相對密度為99.9%，且氮化硼結晶係沿著陶瓷構件的板面而定向，由此可知該陶瓷構件為緻密的燒結體。
為了確認陶瓷構件的加工性，與實施例2一樣形成貫通孔。結果，確認了本實施例10中製造出的陶瓷構件具有與實施例1中製造出的陶瓷構件同等的加工性。
(比較例1至4)
接著，為了比較，而使原材料及燒結助劑的各比率(wt%)、燒結溫度(℃)、燒結壓力(MPa)變化來燒出比較例1至4的陶瓷構件，然後針對燒出的陶瓷構件及切出試驗片，與實施例1至10一樣進行所含的構成成分的存在狀況、熱膨脹係數、三點彎曲強度、定向度、定向度指數及相對密度(體積密度)之測定。將 測定結果與比較例1至4中使用的原材料的含有率(wt%)、燒結助劑的含有率(wt%)、燒結溫度(℃)、燒結壓力(MPa)一起表示於表1中。並且，將測出的熱膨脹係數與燒結溫度的關係及測出的三點彎曲強度與燒結溫度的關係以點Ce1 至Ce4 分表示於第18及19圖中。
如表1所示，比較例1至4的陶瓷構件，亦至少包含氮化硼及頑火輝石作為構成成分。但是，比較例1至4的陶瓷構件中，有不僅熱膨脹係數落在3×10-6 至5×10-6 /℃的範圍外且三點彎曲強度也落在200至300 MPa的範圍外者(比較例1)；熱膨脹係數落在3×10-6 至5×10-6 /℃的範圍外者(比較例3)；以及三點彎曲強度落在200至300 MPa的範圍外者(比較例2、4)。
(產業上的可利用性)
如以上所述，本發明配線間隔變換器以及具備該配線間隔變換器之探針卡，在具有與矽相近的熱膨脹係數，而且構成簡單，亦適於大口徑化方面具有可利用性。
2‧‧‧探針
3‧‧‧配線間隔變換器
31‧‧‧陶瓷基板
32‧‧‧通孔
33‧‧‧充填部
34、36‧‧‧配線
35、37‧‧‧電極

Claims (9)

  1. 一種配線間隔變換器，其係具備有包含頑火輝石及氮化硼作為構成成分，形成有在厚度方向上貫通前述氮化硼朝一方向定向之燒結體之通孔，且該通孔的內部設有導電性材料之陶瓷基板，其中，在前述陶瓷基板的兩個主面分別設有包含複數個電極之配線圖案，且一側主面的配線圖案中之配線間隔與另一側主面的配線圖案之配線間隔不同；前述陶瓷基板中，根據從與前述氮化硼的定向方向正交之方向照射X射線時之沿著前述氮化硼的結晶的(0 0 2)面之X射線繞射的強度I(0 0 2) 與沿著(1 0 0)面之X射線繞射的強度I(1 0 0) 之比(I(1 0 0) /I(0 0 2) )⊥、及從前述定向方向照射X射線時之沿著(0 0 2)面之X射線繞射的強度I(0 0 2) 與沿著(1 0 0)面之X射線繞射的強度I(1 0 0) 之比(I(1 0 0) /I(0 0 2) )∥而得之定向度指數K=｜log10 {(I(1 0 0) /I(0 0 2) )∥/(I(1 0 0) /I(0 0 2) )⊥}｜係在0.8以上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之配線間隔變換器，其中，前述陶瓷基板的至少一側主面中，在積層並固著於該主面之聚醯亞胺薄膜的內部或表面設置配線圖案。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之配線間隔變換器，其中，前述陶瓷基板中，根據JIS R1618而測定的熱膨脹係數，亦即在與前述氮化硼的定向方向平行之方向之在20℃至250℃下的熱膨脹係數，係在3×10-6 至5×10-6 /℃之範圍內。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之配線間隔變換器，其中，前述陶瓷基板中，根據JIS R1601而測定的三點彎曲強度係在200MPa以上。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之配線間隔變換器，其中，前述陶瓷基板之相對密度係在99%以上。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之配線間隔變換器，其中，前述陶瓷基板中前述氮化硼之結晶構造為六方晶，且為鱗片狀粒子。
  7. 一種探針卡，具備有：申請專利範圍第1至6項中任一項所述之配線間隔變換器；複數個探針，係由導電性材料所形成，且分別固著於設在前述陶瓷基板的一側主面側，即配線間隔比另一主面側的配線間隔小之主面側之各個複數個電極上；以及配線基板，係積層於前述陶瓷基板的另一側主面側。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之探針卡，其中，固著有前述複數個探針之主面側的配線圖案係形成在由單層或多層的聚醯亞胺薄膜所構成之基材的內部。
  9. 一種探針卡，具備有：申請專利範圍第1至6項中任一項所述之配線間隔變換器；複數個探針，係由導電性材料所形成；探針頭，係保持前述複數個探針，且積層於前述配線間隔變換器的一側主面，即一側電極間的間隔相對較小之主面側；以及 配線基板，係積層於前述配線間隔變換器之主面，即與積層有前述探針頭之主面不同的另一側主面側。
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