JP2764629B2 - 電子回路基板とその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、LSIシリコンチップ又はLSIシリコンウェハ
ーと直接接続する電子回路基板、あるいはバーンインボ
ードの如きの検査基板、あるいは液晶表示パネル等の極
めて微細な回路を有する部品と直接接続する電子回路基
板等、高密度な導体回路を有する電子回路基板とその製
造方法に関する。

（従来の技術） 従来、LSIシリコンチップあるいはLSIシリコンウェハ
ーと、電子回路基板又は外部接続端子とを接続する方法
として、金などの金属ワイヤーによって接続するワイヤ
ーボンディング方式、あるいは、予めディバイス孔を形
成したテープ上に導体回路を形成して該ディバイス孔に
導体回路を懸架けした状態とし、この導体回路とLSIシ
リコンチップとを直接接続するTAB方式、あるいは電子
回路基板とチップとの一方又は双方に半田バンプを形成
し、これらを直接接触させ当該半田バンプを溶融して接
続するフリップチップ接続方式がある。

（発明が解決しようとする課題） 上記の３種の接続方式において、ワイヤーボンディン
グ方式およびTAB方式は、ウェハーあるいはチップの接
続端子を直読して位置合わせを行って接続することがで
きる。ところが、フリップチップ接続方式の場合には、
ウェハーあるいはチップを表裏反転して接続することに
なるため、非透光性の電子回路基板への接続の際には、
接続端子の位置を直接読み取ることができず、このため
このような電子回路基板との接続には、チップの接続端
子の間隔あるいは幅を大きくして位置合わせを容易にす
る方法を従来から採っていた。従って、この方法では、
チップの接続端子を微細なものとすることができず、高
密度実装を実現することが困難であった。

本発明は、以上のような実情に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、非透光性の電子回路基
板であって微細な接続端子を有するチップと高精度で接
続し、高密度実装が可能な電子回路基板を提供すると共
に、この電子回路基板を容易かつ効率よく製造すること
が可能な製造方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 以上のような課題を解決するために、請求項１に係る
発明が採った手段は、 「非透光性の基材（１）を有する電子回路基板（10）
であって、 前記基材（１）を貫通する貫通孔（３）と、この貫通
孔（３）の一部あるいは全部に形成された透光性を有す
る樹脂層（４）又はガラス層（４）と、前記貫通孔
（３）に懸架された状態で前記樹脂層（４）又はガラス
層（４）の片面に形成された導体（5b）と、この導体
（5b）に前記貫通孔（３）を介して前記基材（１）の他
面より認識可能に形成された開口部（６）とを備えたこ
とを特徴とする電子回路基板（10）」である。

その構造を第１図によって説明する。本発明に係る電
子回路基板（10）は、非透光性の基材（１）に表裏を貫
通する貫通孔（３）を形成し、この貫通孔（３）の一部
又は全部に樹脂層（４）又はガラス層（４）を設けると
共に、この樹脂層（４）又はガラス層（４）の片面に導
体回路（5a）等の導体（5b）を前記貫通孔（３）に懸架
された状態で形成して、さらにこの導体（5b）に前記貫
通孔（３）を介して認識可能な開口部（６）を形成した
ものである。そして、この開口部（６）を貫通孔（３）
を通して、基板（10）の他面側より認識することで、チ
ップが接続される基板側の接続端子の位置を高精度で確
認し、ウェハーあるいはチップの接続端子と確実に接続
することができるようにしたものである。つまり、導体
回路（5a）等に形成された開口部（６）をチップ等の接
続時に使用される位置合わせ用マークとしたのである。

なお、貫通孔（３）の孔寸法は5mmφ以下であること
が好ましい。その理由は5mmφよりも大きくなると、導
体（5b）をささえる間隔が広くなり導体（5b）の精度の
高い形状を維持することが困難となるからである。

また、懸架された状態で形成された導体（5b）の厚み
は５〜50μｍであることが好ましい。その理由は、５μ
ｍよりも薄いと、導体（5b）の強度が低下し使用に当た
って変形し易く精度の高い形状を保持するのが困難とな
るからであり、50μｍよりも厚いと認識するときの焦点
深度が合わせ難くなるからである。従って、好適な条件
は、10〜35μｍである。

さらに、前記懸架された状態で形成された導体（5b）
の開口部の形状は四角形、丸、あるいは、内側に凸部の
無い多角形の何れか一種であることが好ましい。その理
由は、懸架された状態で形成された導体（5b）の開口部
の形状は、第２図のごとく種々の形状とすることができ
るが、第２図、及びの如く開口部（６）の内側に
凸部があるような形状では、この凸部の強度が低く、開
口部（６）の形状の安定性に欠ける傾向があるからであ
る。

次に、透光性を有する樹脂層（４）あるいはガラス層
（４）の厚みは、少なくとも１μｍであることが好まし
い。その理由は１μｍよりも少ないと、前記導体（5b）
の開口部（６）の形状を保持し、懸架することが困難と
なるからである。

そしてまた、導体（5b）については、回路パターンの
導体回路（5a）を使用しても良いし、この導体回路（5
a）とはまったく別異に設けても良く、位置合わせ用マ
ークとなる開口部（６）が形成できる大きさであれば良
い。

次に、この電子回路基板（10）を容易かつ効率よく製
造するために、請求項２の発明に係る製造方法が採った
手段は、 「非透光性の基材（１）を貫通する貫通孔（３）と、
この貫通孔（３）の一部あるいは全部に形成された透光
性を有する樹脂層（４）又はガラス層（４）と、前記貫
通孔（３）に懸架された状態で前記樹脂層（４）又はガ
ラス層（４）の片面に形成された導体（5b）と、この導
体（5b）に前記貫通孔（３）を介して前記基材（１）の
他面より認識可能に形成された開口部（６）とを備えた
電子回路基板（10）を、次の工程によって製造すること
を特徴とする電子回路基板の製造方法。

（イ）非透光性の基材（１）の片面に接着層（２）を形
成する工程； （ロ）（イ）の基材（１）に貫通孔（３）を形成する工
程； （ハ）（ロ）の貫通孔（３）に相当する部分あるいは全
面に透光性を有する樹脂層（４）又はガラス層（４）を
形成した導体箔（５）を前記接着層（２）を介して前記
基材（１）に貼着する工程、又は、前記基材（１）に導
体箔（５）を貼着した後（ロ）の貫通孔（３）に透孔性
を有する樹脂層（４）又はガラス層（４）を形成する工
程； （ニ）（ハ）の導体箔（５）に化学的処理を施して必要
な導体回路（5a）及び導体（5b）の開口部（６）を形成
する工程。」 である。

この製造工程を第３図〜第７図によってさらに詳細に
説明する。

工程（イ）は、第３図に示すように、非透光性の基材
（１）に接着層（２）を形成する工程である。この接着
層（２）はプリプレグの如き半硬化性のシート状のも
の、あるいは、エポキシ樹脂、アクリル系樹脂、ポリイ
ミド系樹脂、ビスマレイミド−トリアジン系樹脂等耐熱
性にすぐれ比較的接着力の高い液状の樹脂を塗布したも
のでもよい。この接着層（２）は、その後に、導体箔
（５）を接着する必要上、接着力を残した状態でなけれ
ばならない。

工程（ロ）は、第４図に示すように、工程（イ）の基
材（１）に貫通孔（３）を設ける工程である。この貫通
孔（３）を通して裏面に形成された導体（5b）の開口部
（６）（位置合わせ用マーク）を読み取るのである。こ
の貫通孔（３）の寸法は、大き過ぎると後に形成する導
体（5b）（位置合わせ用マーク）の強度が低下し位置の
保持が困難となるため、好ましい寸法は5mm以下であ
る。

工程（ハ）は、第５図に示すように、工程（ロ）で形
成されたものに導体箔（５）（例えば銅、金、アルミニ
ウム等の金属箔）を前記接着層（２）を介して接着する
工程である。ここで樹脂層（４）あるいはガラス層
（４）を前記貫通孔（３）の接着層（２）側に形成して
おく必要がある。その理由は、この樹脂層（４）あるい
はガラス層（４）がないと、次の工程（ニ）において、
化学的処理によって必要な導体回路（5a）を形成したり
あるいは、導体（5b）の開口部（６）（位置合わせ用マ
ーク）の不要部分を除去したりする際に、開口部（６）
より化学的処理液がこの貫通孔（３）の内側に回り込
み、導体回路（5a）等の導体（5b）、つまり位置合わせ
用マークを内側よりさらに除去することになるため、精
度の良い位置合わせ用マークを形成するのが困難となる
からである。

そして、前記樹脂層（４）あるいはガラス層（４）は
基材（１）の裏面より開口部（６）を見る必要上、透光
性を有していなければならず、前記貫通孔（３）の一部
もしくは全部に充填されている必要がある。ここで、前
記樹脂層（４）あるいはガラス層（４）は非透光性の粒
子あるいは繊維が含まれていてもかまわないが、それら
の量が多い場合には、樹脂層（４）あるいはガラス層
（４）の厚みは薄くしなければ正確な位置を読み取るこ
とが困難となる。また、前記樹脂層（４）あるいはガラ
ス層（４）の膜厚みは均一でなければならない。膜厚み
が不均一であると位置合わせ用マークを歪んで読み取っ
てしまうため、位置がずれて認識されることとなるから
である。従って、この膜厚みのばらつきは、10μｍ以下
であることが好ましい。

次に、前記樹脂層（４）あるいはガラス層（４）とし
ては、化学的処理液に対して耐えうる材質でなければな
らない。この目的に適する材質としては、エポキシ樹
脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリカー
ボネート樹脂の何れか少なくとも１種を主成分として用
いるか、これらの樹脂と無機質繊維との複合体とする
か、あるいは低融点のガラス例えば、高鉛ガラス、アル
ミノ珪酸ガラス、鉛カリソーダガラス、鉛珪酸ガラス、
鉛硼素ガラス、鉛硼素亜鉛ガラス等を用いることが好ま
しい。また、これらの樹脂層（４）あるいはガラス層
（４）の形成には、第５図に示したように、予め導体箔
（５）に形成したのちに基材（１）に貼着するか、ある
いは、第６図に示すように、導体箔（５）を貼着したの
ちに樹脂層（４）あるいはガラス層（４）を形成する
か、いずれかの方法を用いることができる。

なお、この工程（ハ）において使用される導体箔
（５）の厚みは５〜50μｍであることが好ましい。その
理由は５μｍよりも薄いと機械的強度が低下して正確な
位置を保持できなくなり、一方、50μｍよりも厚いと正
確な導体（5b）を化学的処理によって形成できないから
である。

工程（ニ）は、第７図に示すように、化学的処理によ
って必要な導体回路（5a）を形成したりあるいは、導体
（5b）の開口部（６）（位置合わせ用マーク）を形成し
たりする工程である。この工程では前述のような化学的
処理液の回り込みを防止するための樹脂層（４）あるい
はガラス層（４）が有効に作用するのである。

（発明の作用） 以上のような手段により、本発明は以下のように作用
する。

つまり、請求項１の発明に係る電子回路基板（10）に
あっては、第８図に示すように、基板（１）の反対面よ
り認識可能な位置合わせ用マーク（導体（5b）の開口部
（６））が精度の良く形成されているので、LSIチップ
あるいはウェハーと直接接続することが容易となるので
ある。

また、請求項２の発明に係る製造方法によれば、回路
パターン（導体回路5a））を形成する工程で、位置合わ
せ用マーク（導体（5b）の開口部（６））を形成するこ
とができるため、精度の良い位置合わせ用マークを有す
る電子回路基板（10）を容易にかつ効率よく製造するこ
とが可能となるのである。

（実施例） 次に、本発明の実施例及び比較例について説明する。

実施例 まず、基材（１）は、コージェライト焼結体（気孔率
30％）にエポキシ樹脂を充填した熱膨張率3.8ppm/℃の
セラミック−樹脂複合基材であって、その厚さは1.6mm
である。この基材（１）にエポキシ−ガラスファイバー
の複合体からなる厚さ0.1mmのプリプレグを両面に積層
した。次いで、120℃、１時間、５気圧の条件下で真空
オートクレーブ内で加圧密着させた。そして、このよう
に形成された基材（１）にドリルによってφ3mmの貫通
孔（３）を箇所に設けた。ついで、この貫通孔（３）に
φ2.0mm、厚さ1.75mmのテフロン樹脂を注入した後、銅
箔（５）（18μｍ厚み）を積層し、180℃、１時間、９
気圧の条件下で真空オートクレーブ内で加圧密着させ
た。その後、前記テフロン樹脂を抜き取ったところ、銅
箔（５）の裏面にはプリプレグより流出した透明なエポ
キシ樹脂層（４）が38μｍ±２μｍの厚さで形成され
た。次いで、此の基板にドリル加工によりスルーホール
孔を形成したのち、化学銅によってスルーホールメッキ
を15μｍ施したところ、前記貫通孔（３）上の導体（5
b）厚みは33μｍとなった。次いで、前記貫通孔（３）
の中心に、0.3mm□の正方形の切欠を有するマスクフィ
ルムを施し、塩化第二銅溶液によりエッチングして、前
記銅箔の0.3mm□の正方形部分を除去した。

こうして得られた位置合わせ用マークの大きさは、0.
295×0.297mmであり、設定位置に対して６μｍ以内の極
めて高精度に位置していた。そして、第８図に示すよう
に、この位置合わせ用マークを前記貫通孔（３）を通し
て基板（10）の反対面より認識し、φ150mmのシリコン
ウェハーの表面に形成された1800個の接続端子と接続し
たところ、シリコンウェハーの接続端子と基板側の接続
端子（７）と最大ずれ量は10μｍであり、ショート及び
オープンの接続不良は発生しなかった。

比較例 実施例１で本発明の位置合わせマークを使用せずに接
続した結果、最大ずれ量は48μｍ、接続不良は200個以
上生じた。

（発明の効果） 以上の如く、請求項１の発明に係る電子回路基板は、
「非透光性の基材を有する電子回路基板であって、前記
基材を貫通する貫通孔と、この貫通孔の一部あるいは全
部に形成された透光性を有する樹脂層又はガラス層と、
前記貫通孔に懸架された状態で前記樹脂層又はガラス層
の片面に形成された導体と、この導体に前記貫通孔を介
して前記基材の他面より認識可能に形成された開口部と
を備えたことを」その構成上の特徴としている。

従って、この電子回路基板によれば、非透光性の基板
であっても、反対面より認識可能な位置合わせ用マーク
（導体の開口部）が精度の良く形成されているので、LS
Iチップあるいはウェハーと容易に直接接続することが
できる。つまり、この電子回路基板を用いると、基板の
下面より貫通孔を介して位置合わせ用マークを直読し、
LSIチップあるいはウェハーに限らず、種々の部品ある
いはモジュールなどの位置合わせを基板の上部で実施す
ることができるため、上部で認識し上部で位置合わせす
る実装装置に比べ、空間を有効活性できるため、コンパ
クトな実装装置とすることができる。

また、請求項２の発明に係る製造方法は、「非透光性
の基材を貫通する貫通孔と、この貫通孔の一部あるいは
全部に形成された透光性を有する樹脂層又はガラス層
と、前記貫通孔に懸架された状態で前記樹脂層及びガラ
ス層の片面に形成された導体と、この導体に前記貫通孔
を介して前記基材の他面より認識可能に形成された開口
部とを備えた電子回路基板を、次の工程によって製造す
ることを特徴とする電子回路基板の製造方法。

（イ）非透光性の基材の片面に接着層を形成する工程； （ロ）（イ）の基材に貫通孔を形成する工程； （ハ）（ロ）の貫通孔に相当する部分あるいは全面に透
光性を有する樹脂層又はガラス層を形成した導体箔を前
記接着層を介して前記基材に貼着する工程、又は、前記
基材に導体箔を貼着した後（ロ）の貫通孔に透光性を有
する樹脂層又はガラス層を形成する工程； （ニ）（ハ）の導体箔に化学的処理を施して必要な導体
回路及び導体の開口部を形成する工程。」 をその構成上の特徴としている。

従って、この製造方法によれば、回路パターン（導体
回路）を形成する工程で、位置合わせ用マーク（導体の
開口部）を形成することができるため、精度の良い位置
合わせ用マークを有する電子回路基板を容易にかつ効率
よく製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は請求項１の発明に係る電子回路基板の実施例を
示す部分断面図、第２図〜は導体の開口部（位置合
わせ用マーク）の各形状を示す部分拡大平面図、第３図
〜第７図は請求項２の発明に係る製造方法を工程順に示
す各部分断面図、第８図は請求項１の発明に係る電子回
路基板を使用してチップを直接接続する方法を示す部分
断面図である。 符号の説明 10……電子回路基板、１……基材、２……接着層、３…
…貫通孔、４……樹脂層又はガラス層、５……導体箔、
5a……導体回路、5b……導体、６……開口部、７……接
続端子。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/60 311 H05K 13/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非透光性の基材を有する電子回路基板であ
   って、 前記基材を貫通する貫通孔と、この貫通孔の一部あるい
   は全部に形成された透光性を有する樹脂層又はガラス層
   と、前記貫通孔に懸架された状態で前記樹脂層又はガラ
   ス層の片面に形成された導体と、この導体に前記貫通孔
   を介して前記基材の他面より認識可能に形成された開口
   部とを備えたことを特徴とする電子回路基板。
2. 【請求項２】非透光性の基材を貫通する貫通孔と、この
   貫通孔の一部あるいは全部に形成された透光性を有する
   樹脂層又はガラス層と、前記貫通孔に懸架された状態で
   前記樹脂層又はガラス層の片面に形成された導体と、こ
   の導体に前記貫通孔を介して前記基材の他面より認識可
   能に形成された開口部とを備えた電子回路基板を、次の
   工程によって製造することを特徴とする電子回路基板の
   製造方法。 （イ）非透光性の基材の片面に接着層を形成する工程； （ロ）（イ）の基材に貫通孔を形成する工程； （ハ）（ロ）の貫通孔に相当する部分あるいは全面に透
   光性を有する樹脂層又はガラス層を形成した導体箔を前
   記接着層を介して前記基材に貼着する工程、又は、前記
   基材に導体箔を貼着した後（ロ）の貫通孔に透光性を有
   する樹脂層又はガラス層を形成する工程； （ニ）（ハ）の導体箔に化学的処理を施して必要な導体
   回路及び導体の開口部を形成する工程。