JP2584147B2 - 接合方法 - Google Patents

接合方法

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JP2584147B2 JP3135408A JP13540891A JP2584147B2 JP 2584147 B2 JP2584147 B2 JP 2584147B2 JP 3135408 A JP3135408 A JP 3135408A JP 13540891 A JP13540891 A JP 13540891A JP 2584147 B2 JP2584147 B2 JP 2584147B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高密度プリント回路ボー
ド（printed circuit board 、ＰＣＢ）複合体に関し、
更に詳細には、複合体のラミネート層間の電気的相互接
続を行う方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高速コンピュータの性能において、プリ
ント回路ボード（ＰＣＢ）レベルの増加のため、より高
性能なパッケージング及び相互接続方法の必要性が高ま
っている。半導体デバイスはより高周波及びより短い立
上り時間で作動されるように発展しているので、ＰＣＢ
基板の特性は更に重要なものとなる。
【０００３】ワーキング高密度ラミネートＰＣＢ基板を
製造するためには、誘電材料として高性能ポリマーを使
用する必要がある。高性能ポリマーは非常に低い誘電定
数を有し、ショーティング、電磁気インダクタンス又は
導体間クロストークを生じさせずにより高い線密度を可
能にするために、典型的には３以下、さらには２以下で
ある。また、例えばエポキシのようなより高い誘電性ポ
リマーに要求されるよりも高いラミネーション温度を必
要とする。エポキシに必要なラミネーティング温度は約
２００°Ｃ又はそれ以下である。このような高性能ポリ
マーは、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン，poly
tetrafluorethylene）、ＰＦＡ（ＰＴＦＥ及びパーフル
オロアルコキシビニルエーテル（perfluoroalkoxy viny
l ether）の共重合体）、ポリイミド（polyimides）、
フッ化ポリイミド（fluorinated polyimides）、フッ化
シアン酸エステル（fluorinated cyanate esters）、ポ
リシロキサンイミオール（polysiloxane imioles）及び
ポリフェニルキノキシリン（polyphenyl quinoxilines
）のようなフッ素樹脂（fluorocarbon polymer）であ
る。Ｚ−方向すなわち、水平面に対して垂直な方向、で
回路レベルを電気的に相互接続するために、従来は、金
属化されたスルーホール（貫通孔）及び通路（via）を
回路レベル間に形成した。
【０００４】通路（via）という用語は、開口がラミネ
ート層内部例えば接地面などで終結するときに用いら
れ、スルーホールという用語は貫通が反対面まで続いて
いるときに用いられる。本目的のためには、スルーホー
ルという用語は、スルーホール及び通路（via）の両方
を包含するものとして用いられる。
【０００５】より高性能なプリント回路ボードの配線密
度の要求が高まるにつれて、基板中の信号層の数が増大
する。従って、信号層間の相互接続数も大きく増加す
る。信号層間の相互接続数は、従来のめっきスルーホー
ル（ＰＴＨ）技術によって行うには多すぎる。この技術
の限界は、より小さい孔、すなわち６ミル（約０．１５
ｍｍ）より小さい孔をあけること、及び高アスペクト比
（長さ対直径の比）で孔をめっきすることが困難なため
である。
【０００６】従って、第１及び第２レベルの高密度パッ
ケージのために要求される多層構造の複雑性は、従来方
法のプロセス限界のために、従来のＰＣＢ又はＭＬＣ
（マルチレベルセラミック、multilevel ceramic）テク
ノロジーでは達成できないことは明らかである。はんだ
付けされるめっきスルーホール又はスクリーン通路とは
異なる新しい相互接続方法が必要である。
【０００７】並列プロセスの発展、すなわちラミネーシ
ョン及び相互接続を同時に行うことによって、別々に製
造、検査及び修復されたサブユニットまたは組立てブロ
ックを結合することによる多層構造体の製造が可能とな
った。サブユニットの検査及び修復の可能性は、全生産
歩どまりを大きく高めるであろう。並列プロセスはま
た、プロセス時間の短縮及びそれに伴う全コストの節減
の点からも魅力的である。
【０００８】並列プレートか真空ラミネーションのいず
れかによる典型的並列プロセスの概念は非常に魅力的で
ある一方、しばしば高電流が流れる可能性のある電気的
相互接続を達成するための新しい方法を必要とする。相
互接続を達成するための１つの方法は、ランドと呼ばれ
る小孔形状の導電パッドを準備することである。本発明
の実施で用いられているように、ランドは、第１層がラ
ミネートされるべき第２誘電層表面上の対応するランド
への電気的接触が可能になるような場所を提供する。２
つのパッドを電気的に接続するために、ある条件下にお
いては従来のはんだ付け手段を使用することができる。
例えば、パッドは、スクリーニング又はめっきのような
適切な方法によってはんだ付けされ、ラミネーションの
間リフローされる。パッドが金属化ホールへ接続される
ときには、ホールをはんだで充填することも可能であ
る。しかしながら、高密度パッケージングにおいて先進
誘電材料を用いる場合、そのようなはんだの使用は、ラ
ンドとランドとの電気的接触を作成するためには不適当
である。これに含まれる範囲の例を挙げると、ある高密
度パッケージにおいて、Ｃｕのライン厚は８ミクロンで
ある。ランド間は２５０ミクロンである。ランド間には
１つか２つのどちらかのラインが存在し、ライン幅は２
５ミクロンか５０ミクロンのいずれかである。隣接ラン
ドの接近度及びその小さい寸法は、ラミネーションの間
に押しつぶされる溶融はんだによって、パッド間のはん
だショート（橋絡）を生じる可能性を生じる。はんだ付
け及びその後の熱及び圧力下でのラミネーションを繰り
返すことによって、ラミネート層が５０またはそれ以上
の層へ連続的に作り上げられるという事実は、問題を悪
化させている。ラミネーションが生じ、はんだがリフロ
ーする度に、橋絡の機会が新たに与えられる。
【０００９】トランジェント液相接合（Transient liqu
id bonding、ＴＬＢ）は拡散接合技術であり、共晶溶融
物を形成することのできる金属を異なる導電表面上へ付
着させることを含む。接合されるべき表面はＣｕのよう
な高導電性材料を含まなければならない。又それは、相
互に物理接触させるための金属で被覆されると共に溶融
物を形成する共晶温度以上に加熱される。この薄い液相
領域の凝固は、金属表面を互いに結合する。既に放棄さ
れた米国出願番号第２５６、５３４号［応日本出願：特
開平２−１１７７７２号（特公平２−３８３０９号）］
の継続出願であり、本願の譲受人と同一人へ譲渡された
係属中の米国出願番号第３８２、０７３号（米国特許第
５．０３８，９９６号）「金属表面の接合（Bonding of
Metallic Surfaces）」に記載されている最近の研究
は、表面にマウントされた半導体デバイスの銅端子ピン
をプリント回路ボード又はカードなどの第２レベルの電
気的パッケージ上の銅ランドへ接続するために、トラン
ジェント液相接合技術を応用するものである。ＴＬＢプ
ロセスはフラックスを使用する必要はなく、極微量のは
んだを使用するので、従来のはんだ付けと比較して、橋
絡が少なくなる。はんだを低温度で共晶溶融物を形成さ
せ凝固させると、脆性金属間化合物を形成することな
く、次に行われるデバイス処理に必要な温度より高温に
達するまで溶融しなくなるような合金が形成される。こ
のようなはんだは、既知技術以上に多くの利点を提供す
る。もしはんだ付けが多層高性能ボードのラミネーショ
ンと同時に行われるならば、接合はこれまで以上に効果
的且つ信頼性の高いプロセスとなる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は高密度ＰＣＢ
内のラミネート層の相互接続に関する。特に本発明は、
第１の誘電ラミネート表面の金属ランドを、第２の誘電
ラミネート表面上の対応ランドへ接合すると同時に、２
つの誘電ラミネートを相互に接合することに関する。複
合体を形成するために必要なラミネート数が相互接合さ
れるまで、あるいは好ましくはすべての層又はサブユニ
ットが積層され、同時に接合されるまで、この処理手順
は繰り返される。いずれの場合でも、プロセスが繰り返
される毎に、下層のラミネートは、確かな複合体を与え
るためにラミネートの特定ポリマーに要求される温度及
び圧力サイクル下に置かれる。
【００１１】高性能ポリマーは、ＰＴＦＥの場合のよう
に約３９０°Ｃのラミネーション温度を要する。従来の
ＰｂＳｎはんだの融点は約１８３−３２０°Ｃの範囲で
あり、３９０°Ｃという温度はこれよりも高い。ラミネ
ーションが実行される毎にＳｎＰｂはんだは再溶融され
る。熱サイクリングは、再溶融はんだが橋絡するという
繰り返される危険を示すのみならず、サイクル毎にラン
ドからの銅がはんだの中へ溶解し、接続を不完全なもの
とする脆性金属間化合物を形成するという危険をも示
す。もちろん、高密度ＰＣＢの緊密な寸法において、橋
絡の危険は特に大きい。
【００１２】従って、本発明の目的は、多層高性能ラミ
ネート複合体の指定ランドにおいて、ラミネート層を電
気的に相互接続するための方法を提供することである。
【００１３】また、本発明の目的は、続いて行われるラ
ミネーション処理にもかかわらず、多層高性能ＰＣＢの
指定ランドにおいて、ラミネート層を電気的に確実に相
互接続するための方法を提供することである。
【００１４】更に、本発明の目的は、多層高性能ＰＣＢ
の指定ランドにおいてラミネート層を電気的に相互接続
すること、及び、少なくとも２つのレベルの高性能誘電
層を相互にラミネートすることを同時に行う方法を提供
することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、第１の導電性
ランドを有する第１のポリマー層と、第２の導電性ラン
ドを有する第２のポリマー層とを、第１および第２の導
電性ランドが対面するようにラミネートし、かつ加熱す
ることによって、第１および第２の導電性ランドの接合
と、第１および第２のポリマー層の接合とを同時に行な
う接合方法である。本発明の方法は、第１および第２の
導電性ランドの間に、接触する金層およびすず層を含む
接合金属を配置して、第１および第２のポリマー層をラ
ミネートする工程、およびラミネートされた第１および
第２のポリマー層を、第１および第２のポリマー層の接
合に必要なラミネーション温度まで加熱する工程を含
む。接合金属の金層およびすず層は、金とすずの共晶温
度以上であるがラミネーション温度よりも低い加熱温度
において、金層とすず層との接触面において共晶溶融物
を形成し、さらにラミネーション温度まで加熱が進むに
つれて、共晶溶融物へ金が溶解することによって、ラミ
ネーション温度よりも高い融点の金−すず接合部を形成
する。実施例においては、第１のポリマー層が第１の導
電性ランド上に金層を有し、第２のポリマー層が第２の
導電性ランド上に金層およびその上のすず層を有する。
また、所定数のポリマー層がラミネートされるまで、導
電性ランドを有する追加のポリマー層について、ラミネ
ートする工程および加熱する工程を繰り返すことができ
る。本発明は、接触する金層とすず層を用いるトランジ
ェント液相接合技術を用いる。トランジェント液相接合
技術は、上記特開平２−１１７７７２号に示されるよう
に公知である。金属は次の必要条件によって選択され
る。即ち、金属被覆ランドが接触させられ、先ず最初に
金−すずの２元系共晶はんだ組成物を形成するのに必要
な温度よりも少なくとも僅かに高い溶融温度まで加熱さ
れ、次に特定の誘電体ポリマー層のラミネーション温度
まで加熱された時、凝固によって生成されるはんだ合金
組成物が、続くポリマー層ラミネーション温度におい
て、固相状態を保つことである。本発明においては、金
層−すず層の境界で最初に金−すずの共晶溶融物が形成
され、加熱に伴って金およびすずの相互拡散が進み、共
晶溶融物に金が溶解すると、金−すずはんだ結合部の融
点が上昇し、ラミネーション温度よりも高い融点を有す
る金−すずはんだ結合部を形成する。半導体チップデバ
イスがはんだで取付けられる場合にも、当然のことなが
ら、固相はんだ合金は複合体全体で固相のままである。
典型的な制御崩壊チップ接続（controlled collapse ch
ip connection 、Ｃ４）プロセスにおいて、約３６０°
Ｃの最高温度で生じるチップ接合の間、複合体の各ポリ
マー層を接続する金属的接合は再溶融してはならない。
【００１６】本発明の他の目的及び利点等は、以下の記
載及び図面を参照することによって明らかになる。
【００１７】
【実施例】高性能回路ボードの調製において、例えば、
補強材及び充填材も任意に含むＰＴＦＥなどで製造され
た別々の回路化低誘電性ポリマー層は、約３９０°Ｃ、
約５００ｐｓｉでラミネートされる。本発明では、高性
能ポリマーに必要とされる極端なラミネート条件下での
ラミネーションの間、同時に別々の誘電層の金属化スル
ーホールのランドを接合することによって、回路化層間
の電気的相互接続が達成される。接合を達成するために
は、初期融点がラミネート温度よりも低く、ラミネーシ
ョン温度下にある間に融点が上昇して最終融点が最高ラ
ミネート温度より大幅に高くなるような金属系を選択し
なければならない。ラミネート温度は、特定ポリマーの
ガラス転位温度又は融点のいずれかによって決定され
る。異なる融点をもつ２つの金属を反応させることによ
って、この接合は達成された。このようなプロセスで
は、接合温度はより低い融点を有する方の金属及び共晶
の融点よりも高く、均一組成接合部を形成するために、
ランドの湿潤及びその後の２つの金属の相互拡散の間に
共晶形成反応が進行する。反応の結果、接合部の融点は
高くなり、固い接合部が達成される。こうして形成され
た接合部は、少なくとも特定誘電ポリマーのラミネート
温度まで再加熱されたときに、２度と溶融することはな
い。
【００１８】いくつかの金属系が、その状態図に基づい
て、試みられた。銅とすずの金属対が候補の１つであっ
た。Ｃｕ及びＳｎを合金化して青銅を形成することによ
って、融点はすずの融点（２３２°Ｃ）から８００°Ｃ
以上にまで高くなる。しかしながら、Ｃｕ及びＳｎが始
めに反応すると非常に脆いＣｕＳｎ金属間化合物が形成
される。したがって、この金属対は除かれた。
【００１９】ＰｂＳｎ、ＡｕＳｎ、ＡｕＡｕ及びＣｕＳ
ｎを含むいくつかの系が評価され、そのうち、ＡｕＳｎ
のみが全ての必要条件を満たした。もし、ＡｕＳｎ合金
系がすずを多く含みすぎる、すなわち、約２０ wt.％以
上のすずを含むならば、接合部が脆くなりがちであるこ
とが知られている。一般に、Ａｕ／Ｓｎ比は少なくとも
約１．５に等しくされるべきである。ＡｕＳｎ２０ wt.
％共晶は約２８０°Ｃで溶融する。それをＡｕと反応さ
せることによって、融点は約４９０°Ｃ以上に高くな
る。その結果得られる組成物は、高性能ポリマーのラミ
ネート温度へ再加熱されたときでも接合部の完全さを保
持するために必要な延性及び強度を有する。
【００２０】図１に示されるＡｕＳｎ状態図から、金及
びすずが接触したときにいくつかのＡｕＳｎ金属間化合
物が形成されることがわかる。固相Ｓｎ（多少の溶解Ａ
ｕを含む）及び固相Ａｕ（多少の溶解Ｓｎを含む）で、
これら４つの金属間化合物は異なる共晶及び包晶系を形
成することができる。これらの状態及び系は平衡状態に
あるが、Ａｕ及びＳｎが加熱されるときには生じない。
加熱中に実際に形成されたこれらの状態は、反応速度論
によって決定される。
【００２１】ラミネート内の銅ランド接合を擬似するた
めの実験を銅片上で実施した。Ａグループ、Ｂグループ
及びＣグループという３つの異なる初期厚のＡｕ及びＳ
ｎを有する試料を用いて、速度論の研究を行った。Ａグ
ループ試料は、５ミクロンの金及び２ミクロンのすず
（公称値）をＣｕ箔片上に続けてめっきしたものであ
る。Ｂグループ試料は、３ミクロンの金及び２ミクロン
のすず（公称値）をＣｕ箔片上に続けてめっきしたもの
である。（実際には、ＤＳＣ測定結果はＢグループ試料
のＳｎが１．３ミクロンに近いことを示した。）Ｃグル
ープ試料は、２０ミクロンの金及び３ミクロンのすず
（公称値）を銅箔片上に続けてめっきしたものである。
【００２２】Ａ及びＢグループのめっき片を、３ミクロ
ンの金めっきがされた銅箔片へ、５００ｐｓｉの圧力
下、３９０°Ｃで３０分間ラミネートさせた。金めっき
の前に、銅表面を過硫酸ナトリウム（sodium persulfat
e ）でエッチングすると共に、洗浄のために１０％硫酸
中に浸漬した。金めっきは１０．３ mA/cm2 の電流密度
で実施した。３２グラム／リットルの金を含有する金の
シアン化物塩バスを、クエン酸及びりん酸の緩衝塩を用
いてｐＨ５．５に調整し、１３５°Ｆで操作した。この
条件下で、バスは９９％電流効率で作用し、６０−９０
ヌープ硬さの金堆積物が得られた。
【００２３】すずは、電流密度１０．５ mA/cm2 で硫酸
すず（１５ｇ／１Ｓｎ）／硫酸（１０％ｖｏｌ．）バス
でめっきした。すずめっきの前には、金表面の前処理は
行わなかった。
【００２４】熱処理及びＤＳＣ測定のために、箔から直
径３／１６″（約４．８mm）片を切り取った。窒素雰囲
気下で合金を溶融するため、パーキンエルマ社製示差走
査熱量計（Differential Scanning Calorimeter ）を用
いて、その吸熱を測定した。
【００２５】図２は、１００°Ｃ／ｍｉｎの速度で３２
０°Ｃまで加熱したときのＣグループ試料のＤＳＣ熱曲
線を示す。熱曲線から明らかなように、２１８°Ｃ、２
５７°Ｃ及び２８７°Ｃの３点で吸熱が生じた。これら
の吸熱は、それぞれ次の反応に相当する。 ２１７°Ｃにおける共晶反応、Ｓｎ＋ＡｕＳｎ4−−＞
Ｌ。 ２５２°Ｃにおける包晶反応、ＡｕＳｎ4−−＞ＡｕＳ
ｎ2＋Ｌ。 ２８０°Ｃにおける共晶反応、ＡｕＳｎ＋ベータ−−＞
Ｌ。
【００２６】測定融点と状態図における融点との矛盾
は、ほとんど加熱速度が速いことに関係する温度遅延の
ためと思われる。
【００２７】上記結果は、１００°Ｃ／分の加熱下では
４つの金属間化合物が形成され得ることを示す。上述の
ように、４つの金属間化合物及びＳｎは次に２つの共晶
系及び１つの包晶系を形成した。３０９°Ｃにおける包
晶反応は観察されなかった。純粋なＳｎの融点２３２°
Ｃにおける吸熱が検出されなかったことは、ＳｎがＡｕ
と完全に反応したことを示す。
【００２８】加熱速度を遅くすると、２１７°Ｃ及び２
５２°Ｃにおける反応に相当する吸熱ははっきりしなく
なってきた。図３に示されるように、２０°Ｃ／分かそ
れより遅い加熱速度では、共晶反応ＡｕＳｎ＋ベータ−
−＞Ｌによるただ１つの吸熱のみが観察された。
【００２９】反応を定量的に特徴づけるために、商業的
に入手可能なプリフォームを用いて、Ａｕ−２０wt％Ｓ
ｎ共晶の溶融熱を測定した。溶融熱は２７Ｊ／ｇである
と決定された。もし望ましくはＡｕ−２０wt％Ｓｎ共晶
が１．５ミクロンＡｕ／ミクロンＳｎ比であるただ１つ
の生成物であるときに、４．５ミクロンのＡｕが３ミク
ロンめっきされたＳｎと反応するのに必要であると計算
した。今回の研究で使用された試料では、得られた共晶
の重さは１．９５ｍｇであろう。この重量の生成物及び
溶融の熱量は５２．１ｍＪであった。１５個の試料の平
均測定吸熱量は５３．７ｍＪであり、標準偏差は３．５
ｍＪであることがわかった。これは計算値と非常によく
一致する。この結果から、２０°Ｃ／ｍｉｎ以下の加熱
速度において、Ａｕ−２０wt％Ｓｎ共晶が唯一の反応生
成物であることが確認された。
【００３０】Ａｕ−２０wt％Ｓｎ共晶が形成された後、
溶融の前にベータ相又はＡｕＳｎ固溶体のいずれかを形
成するために下部の金と更に反応するかもしれない。こ
の反応を特徴づけるために、３から１００°Ｃ／ｍｉｎ
の速度で試料を加熱し、２８０°Ｃでの吸熱を測定し
た。結果は、Ａｕ−２０wt％Ｓｎ共晶と残存Ａｕとの固
相状態反応は上記加熱速度の範囲では明らかでないこと
を示した。液相Ａｕ−２０wt％Ｓｎ共晶と固相Ａｕとの
異なる温度における反応についても研究し、図４にプロ
ットした。この一連の実験では、試料をまず１００°Ｃ
／ｍｉｎで２５０°Ｃまで加熱し、次に２０°Ｃ／ｍｉ
ｎで異なる温度まで異なる時間加熱して、１００°Ｃ／
ｍｉｎで２５０°Ｃへ冷却した。そして更に、２０°Ｃ
／ｍｉｎで３００°Ｃまで再び加熱した。反応の評価
は、第１及び第２の加熱の際の２８０°Ｃにおける吸熱
を比較することによって行われた。
【００３１】図４は４つの異なる温度における、共晶反
応したＡｕ−２０wt％Ｓｎの消費の割合−時間の関係を
示す。これらのデータは、液相共晶とＡｕとの初期反応
が非常に速いことを示している。２９５°Ｃへ加熱する
と、約３ミクロンに相当する約４０％の共晶がすでにＡ
ｕと反応している。初期反応の後、反応は緩やかにな
る。３９０°Ｃでは、反応を完結させるまで約１０分を
要する。
【００３２】反応の進行に従って、オリジナル共晶が溶
融する最高温度が連続加熱のもとでも一定に保たれるこ
とがわかった。特定の温度に保持されるとき、残存して
いる液相の組成は状態図の液相線によって定義される値
であった。しかしながら、冷却時には、液相組成は液相
線に沿って変化し、再び共晶組成に達した。
【００３３】図５ＡはＴＬＢによる接合の前の金属化ラ
ンドを概略的に示し、図５ＢはＴＬＢによる接合の後の
金属化ランドを示す。図５Ｃに示されるように、ラミネ
ーションの完了時には、追加量のＡｕがランドからＡｕ
Ｓｎ共晶中へ溶解することを除いて、図５Ｂの構造は、
ラミネーションサイクルが繰り返された後でも同一に保
たれる。
【００３４】液相ＡｕＳｎ２０wt％共晶とＡｕとの反応
は種々の温度で研究された。図６は、Ａｕ−２０wt％Ｓ
ｎ共晶がＡｕと部分的に反応した試料のＳＥＭ写真であ
る。試料は切断され、通常のＡｕエッチングに用いられ
るシアン化物含有溶液、テクニストリップ（Technistri
p ）を用いてエッチングした。後方散乱電子を用いて撮
影した。マイクログラフには銅箔上に作成されたＡｕ−
Ｓｎセクションの見えない層を示すようにコントラスト
がつけられている。図６には３つの明確な層が見られ
る。右側の層は未反応Ａｕである。Ａｕと中間層との間
の暗線及び輝線は、エッチングによって生じたたな（レ
ッジ）のためであると考えられた。エネルギ散乱分光分
析の結果、左側の層は８０wt％Ａｕに近い組成を有する
ことがわかった。これによって、未反応液相ＡｕＳｎは
共晶組成ののままであるというＤＳＣ結果からの推測は
確かなものとなった。中間層の組成はベータ相の組成に
近いことがわかった。従って、結論は、融点以上ではＡ
ｕＳｎ共晶はＡｕと反応してベータ相Ａｕ５Ｓｎを形成
するということである。写真は、ベータ相が共晶へ成長
することによって反応が進行するということも示してい
る。これは、接合が完全であることを示す。
【００３５】図７及び８はそれぞれ、３ミクロンのＡｕ
でめっきされた銅片へラミネートされたＡグループ及び
Ｂグループの試料である。
【００３６】接合されたスルーホールの連続性は、例え
ば最外部層のランドを接続する銅スティッチパターンを
用いることによって、測定可能である。スティッチパタ
ーンは測定後エッチング除去可能である。個々の層に孔
を開けるフューディシャルズ・レーザーを用いて心合わ
せを行うことができる。
【００３７】上述の実験は、高密度回路ボードのラミネ
ーションにおいてランド−ランド間接合を高性能ポリマ
ー−高性能ポリマー間接合と同時に行うために、ＴＬＢ
によって作成されたＡｕＳｎ２０wt％共晶が利用できる
ことを示した。この技術によって、既知の方法及び材料
の組合せによるよりも高いスルーホール密度を達成する
ことが可能になった。
【００３８】上述の重要な特徴及び利点は、その一部に
過ぎず、徹底して記載されたものではない。他の特徴、
利点及び応用例は、本発明の属する技術分野において通
常の技能を有する者にとっては容易に理解できるであろ
う。また、上記の記載は本発明のある特定の具体例を示
すものであって、本発明の様々な変形例及び他の具体例
は、発明の属する技術分野において通常の技能を有する
者にとっては明らかであろう。従って、本発明を特定の
具体例と関連させて記載したが、本発明の様々な変形例
及び他の具体例が、本発明の範囲からはずれることなく
成され得ることは理解されるべきである。
【００３９】
【発明の効果】本発明の方法に従って行われたポリマー
誘電体ラミネート層間の電気的相互接続は、その後に繰
り返されるラミネーションで高温下に置かれても溶融す
ることがなく、橋絡を阻止できるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】既知のＡｕ−Ｓｎ状態図を示す。
【図２】一定速度で温度が上昇したときに、ＡｕＳｎ状
態の３段階に相当する３つの明らかな示差熱曲線が存在
する示差走査熱量測定（Differential Scanning Calori
metric、ＤＳＣ）曲線を示す。
【図３】図２に示された場合よりも加熱速度の遅い場合
のＤＳＣ曲線を示す。
【図４】４つの異なる温度において、時間に対して反応
したＡｕ−２０ wt.％Ｓｎ共晶の割合を示す。
【図５】Ａは、接合される前の金属被覆ランドの概略を
示す。Ｂは、接合後の金属被覆ランドの概略を示す。Ｃ
は、ラミネーションが完了した後のランドを示す。
【図６】Ａｕと部分的に反応したＡｕＳｎ共晶を示す。
【図７】銅箔片上の３ミクロンのＡｕ被覆物へ接合され
たＡグループ試料の走査型電子顕微鏡写真（Scanning E
lectron Micrograph、ＳＥＭ）である。（Ａグループ試
料は、続いて５ミクロンの金び及び２ミクロンのすず
（公称値）でめっきされた。）
【図８】銅箔片上の３ミクロンのＡｕ被覆物へ接合され
たＢグループ試料のＳＥＭ写真である。（Ｂグループ試
料は、続いて３ミクロンの金及び１．３ミクロン（公称
値）のすずでめっきされた。）
【図９】図８の試料の後方散乱電子（Backscattered El
ectron、ＢＳＥ）画像である。
【図１０】図９の画像の中央部の電子拡散スペクトル
（Electron Dispersion Spectrum、ＥＤＳ）である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード シアオ アメリカ合衆国13850、ニューヨーク州 ヴェスタル、ワレン ストリート 204 (72)発明者 ジェイムズ アール． ルーミズ アメリカ合衆国13905、ニューヨーク州 ビンガムトン、レロイ ストリート 133 (72)発明者 ヤエ エム． パーク アメリカ合衆国、ニューヨーク州サマー ズ、ボニードライヴ （番地なし) (72)発明者 ジョナサン ディー． レイド アメリカ合衆国13790、ニューヨーク州 ジョンソン シティ、プラセク ドライ ヴ 806 (56)参考文献 特開 昭60−166163（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−64053（ＪＰ，Ａ) ＩＢＭ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｓ ｃｌｏｓｕｒｅ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，23 ［２］（1980）（米）Ｐ．540 綱島著「プリント配線の接続設計＜電 子科学シリーズ＞57，再版（昭53−２− 20）産報出版Ｐ．36

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第１の導電性ランドを有する第１のポリマ
    ー層と、第２の導電性ランドを有する第２のポリマー層
    とを、前記第１および第２の導電性ランドが対面するよ
    うにラミネートし、かつ加熱することによって、前記第
    １および第２の導電性ランドの接合と、前記第１および
    第２のポリマー層の接合とを同時に行なう接合方法にお
    いて、 前記第１および第２の導電性ランドの間に、接触する金
    層およびすず層を含む接合金属を配置して、前記第１お
    よび第２のポリマー層をラミネートする工程と、 ラミネートされた前記第１および第２のポリマー層を、
    前記第１および第２のポリマー層の接合に必要なラミネ
    ーション温度まで加熱する工程とを含み、 前記接合金属の前記金層および前記すず層は、金とすず
    の共晶温度以上であるが前記ラミネーション温度よりも
    低い加熱温度において、前記金層と前記すず層との接触
    面において共晶溶融物を形成し、さらに前記ラミネーシ
    ョン温度まで加熱が進むにつれて、前記共晶溶融物へ金
    が溶解することによって、前記ラミネーション温度より
    も高い融点の金−すず接合部を形成することを特徴とす
    る接合方法。
  2. 【請求項２】前記第１のポリマー層が前記第１の導電性
    ランド上に金層を有し、前記第２のポリマー層が前記第
    ２の導電性ランド上に金層およびその上のすず層を有す
    ることを特徴とする請求項１に記載の接合方法。
  3. 【請求項３】所定数のポリマー層がラミネートされるま
    で、導電性ランドを有する追加のポリマー層について、
    前記のラミネートする工程および加熱する工程を繰り返
    す工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の接合方
    法。
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綱島著「プリント配線の接続設計＜電子科学シリーズ＞５７，再版（昭５３−２−２０）産報出版Ｐ．３６

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