JP3453803B2 - 電子回路基板の配線修正方法およびその装置 - Google Patents

電子回路基板の配線修正方法およびその装置

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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、電子回路基板配線の回
路を変更する際の配線間あるいは端子間の接続を行う技
術にかかり、特に電子計算機等の大規模電子機器に使用
されるマルチチップモジュール(MCM)基板の配線を
部分的に切断し、補修配線を使って接続して論理修正を
可能とした電子回路基板の配線修正方法およびその装置
並びにLSIチップ実装電子回路基板の製造方法および
その装置に関する。
【0002】
【従来の技術】これら配線の変更は基本的には配線の一
部の除去(切断)と付加(接続)で行われる。このう
ち,切断はレーザ加工を利用した方法が最適であり,例
えばエス、ケイ、レイ等:エンギニアリング チエンジ
(イーシー) テクノロジーフォ シンフィルム メ
タルラージー オン ポリイミド フイルム :40回
イーシーティシー プロシーディング 395−400
頁(1990年)「S.K.Ray et al.:Engineering Chang
e (EC) Technology for Thin Film Metallurgyon Polyi
mide Films:40th ECTC Proceedings,p.395-400(1990)」
等で議論されている。
【0003】一方、接続に関しては上記論文にワイヤボ
ンディングによる方法、あるいはアール、エフ、ミラッ
キィ:セレクティブ−エリア レーザ−アシステッド
プロシーディング 129巻 547−558頁(19
89年)「R.F.Miracky:Selective-area Laser-assiste
dProcessing for Microelectronic Multi-chip Interco
nnect Applications:Material Research Society Sympo
siumProceeding Vol.129 p.547-558(1989)」にレーザC
VDを利用した方法が示されている。
【0004】また、絶縁膜の修正についても、その一部
の除去にレーザ加工を利用した方法が最適であり、例え
ば、矢部 明:レーザー化学プロッセッシング:国際レ
ーザー/アプリケーションセミナー「マイクロマシニン
グ」第15頁から第33頁(1991年)でエキシマレーザによる
有機高分子材料のアブレーションメカニズム等が議論さ
れている。
【0005】一方、絶縁膜の欠落欠陥の修正は、特開昭
58−173835号公報において、基板上のパターン
欠落部にレジストを選択塗布してプリベークを行い、塗
布したレジストの余分のみをマスクを用いて選択露光し
た後、現像することによって修正する方法が出願されて
いる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、接続に
関する従来技術のうち、前者はワイヤボンディング用の
パッドが必要、最上層以外では次の配線層を形成すると
きに障害になる等の課題があり、また後者は、真空プロ
セスが必要なため装置が大がかりで高価であるという課
題を有していた。
【0007】また、絶縁膜の欠落欠陥の修正に関する従
来技術では、レジストの余分を除去する際に、マスクを
組み合わせて再度部分露光及び現像が必要なため、部分
露光用の専用マスクが必要、ポジ型レジストとネガ型レ
ジストとでマスクを逆にする必要があること、修正の工
程が長いといった欠点を有していた。
【0008】本発明の目的は、電子回路基板の製造プロ
セスや設計ミスに起因する断線欠陥だけでなく、性能向
上のための回路変更にも適用可能にした電子回路基板の
配線修正方法およびその装置を提供することにある。
【0009】また本発明の目的は、電子回路基板を大き
くすることなく、ほぼLSIチップの領域内に補修配線
を施してしかもLSIチップとのはんだ等による接続個
所に影響を及ぼすことなく、論理修正を可能にしたLS
Iチップ実装電子回路基板の製造方法およびその装置を
提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的は、電子回路基
板の欠陥部に少なくとも導電性を有しかつ配線として機
能する性質と電子回路基板配線と接着性の良好な性質を
有する材料からなる金属箔からなる小片を供給し、電子
回路基板配線と接着させることにより達成することがで
きる。
【0011】
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【0019】また本発明は、所望の配線と補修配線とを
形成し、該所望の配線と補修配線を保護膜で被覆された
電子回路基板上の接続端子とLSIチップとを接続され
た状態で誤動作する個所のLSIチップを取外す取り外
し工程と、該取り外し工程で取り外された領域において
切断したい接続端子部分にエネルギービームを照射して
前記保護膜を除去して窓明けして接続端子を露出させ、
前記エネルギービームと異なる条件のエネルギービーム
を照射して前記配線を切断し、該切断され窓明けされた
部分を局部的に絶縁膜で被覆する切断工程と、前記取り
外し工程で取り外された領域において接続する部分にエ
ネルギービームを照射して前記保護膜を除去して窓明け
して接続端子を露出させ、該露出した接続端子間に予め
接続を行うに適した金属箔を供給してエネルギを加えて
接続端子−金属箔−接続端子の導電路を形成し、該接続
され窓明けされた部分を局部的に絶縁膜で被覆する接続
工程と、電子回路基板上の前記切断工程および接続工程
によって配線修正された接続端子にLSIチップを再度
接続するLSIチップ接続工程とを有することを特徴と
するLSIチップ実装電子回路基板の製造方法である。
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】また本発明は、所望の配線と補修配線とを
形成し、該所望の配線と補修配線を保護膜で被覆された
電子回路基板上の接続端子とLSIチップとを接続され
た状態で、誤動作する個所のLSIチップを取り外され
た領域において切断したい接続端子部分にエネルギービ
ームを照射して、前記保護膜を除去して窓明けして接続
端子を露出させ、前記エネルギービームと異なる条件の
エネルギービームを照射して前記配線を切断し、該切断
され窓明けされた部分を局部的に絶縁膜で被覆する切断
手段と、前記取り外された領域において接続する部分に
エネルギービームを照射して前記保護膜を除去して窓明
けして接続端子を露出させ、該露出した接続端子間に予
め接続を行うに適した金属箔を供給してエネルギを加え
て接続端子−金属箔−接続端子の導電路を形成し、該接
続され窓明けされた部分を局部的に絶縁膜で被覆する接
続工程と、電子回路基板上の前記切断工程および接続工
程によって配線修正された接続端子に、LSIチップを
再度接続するLSIチップ接続手段とを有することを特
徴とするLSIチップ実装電子回路基板の製造装置であ
る。
【0025】
【0026】
【0027】
【0028】
【0029】
【0030】
【0031】
【作用】電子計算機を代表とする大規模電子機器は、そ
の規模の拡大に伴い、使用される基板の大型化、さらに
配線の多層化微細化による高密度化が進み、開発期にお
いては開発期間の長期化、量産期においては歩留まりの
低下が避けられない。
【0032】ところで、開発期に試作される電子回路基
板には、一般に製造プロセスに起因する断線、ショート
等の不良の他に、設計ミスに起因する不良も多数発生す
る。これらの不良は、製造工程における外観検査、ある
いは完成後の特性評価により発見されるが全て修正する
必要がある。また当初の設計通りにできたとしても、設
計変更が生じ、回路配線を手直しする必要が生じる。こ
れを前記構成により実現することができるようにした。
【0033】より具体的には、先ず第1に、少なくとも
導電性を有しかつ配線として機能する材料としてCu,
Ni,W,Ta,Al等から選ばれた金属と、接着性を
有する導電材料としてPb−Sn,Sn−Ag,Au−
Ge等から選ばれたはんだ材を、層構造を成すように形
成し短冊状の小片に分割したもの、あるいは導電性と接
着性共に良好なAu,Alなどから選ばれた金属の箔を
短冊状の小片に分割したものを、ハンドリング機構によ
り接続を必要とする部分に供給する。前者の場合、はん
だ面が電子回路基板配線と接するように置かれ、しかる
後に加熱手段により加熱して、はんだ接続する。後者の
場合は、表裏関係なくハンドリング機構により接続を必
要とする部分に供給する。この時Au箔面が電子回路基
板配線と接するように置かれ、超音波工具を押しつけて
必要に応じて加熱しながら超音波接続する。この他、リ
フロー炉に入れることによりはんだ接続する方法もあ
り、要は接着面にエネルギーを加えて接合させることに
よって接続端子と金属箔との接続を達成することができ
る。
【0034】更に、第2として、電子回路基板の回路変
更部において、配線切断部にエキシマレーザを照射し
て、Al、Cu、Ni、Cr、Au、Mo、W等あるい
はこれらの複合膜からなる配線を切断すると共に、配線
接続部にマイクロディスペンサを用いてトリフルオロ酢
酸パラジウム(Pd(CF3OO)2)をアセトニトリル
及びN−メチルピロリドン等の溶媒に溶解させた金属錯
体溶液を供給する。その後、該金属錯体溶液を加熱し、
溶媒のみを蒸発させた後、錯体を分解させて配線接続部
に金属膜を析出させる。あるいはマイクロディスペンサ
により、Cu等の金属ペースト、あるいはAu等の金属
超微粒子をα−テレピネレート等の溶媒に分散させた超
微粒子分散液等を供給して加熱し、溶媒のみを蒸発させ
て金属膜を析出させることにより配線接続部を電気的に
接続する。
【0035】また、絶縁膜の欠落欠陥部では、欠陥部に
マイクロディスペンサを用いて、UV硬化樹脂を供給
し、供給したUV硬化樹脂にUV光を照射し硬化させ
る。あるいはマイクロディスペンサによりエポキシ樹脂
あるいはポリイミド樹脂等を供給して加熱し、硬化させ
ることにより修正するものである。
【0036】以上説明したように、本発明の電子回路基
板の配線修正方法およびその装置により、電子回路基板
の製造プロセスや設計ミスに起因する断線欠陥だけでな
く、性能向上のための回路変更にも適用可能にすること
ができた。
【0037】また本発明のLSIチップ実装電子回路基
板の製造方法およびその装置により、電子回路基板を大
きくすることなく、ほぼLSIチップの領域内に補修配
線を施してしかもLSIチップとのはんだ等による接続
個所に影響を及ぼすことなく、論理修正を可能にするこ
とができた。
【0038】
【実施例】以下に図に従い,本発明の接続方法の第1の
実施例を具体的に説明する。
【0039】図1は本発明の配線接続方法で対象となる
電子回路基板を示す。アルミナセラミック1と厚膜ペー
ストで形成された配線層2の複数層からなり焼成された
厚膜基板3上に、ポリイミド層を絶縁膜4、Cu膜ある
いはAl膜を配線層5とした複数の薄膜層6が形成さ
れ、さらにその上にはLSIチップ7をCCBボンディ
ングにより接続するための電極8が形成されている。こ
の回路基板には、回路変更に備えて接続用の端子9,
9’が形成されている。この端子9,9’は薄膜層配線
5(材質としてはCu,Al,Ni,W,Ta等から選
択される)、あるいは、CCBはんだ接続電極(Au/
Ni,Au/Cu/Cr等の構成から選択される)8の
工程で形成される。これらの接続端子9は、通常はCC
Bはんだ接続時の望ましくないブリッジ形成を防ぐため
に、ポリイミド等の絶縁保護膜4で覆われている。
【0040】何等かの理由により(検査により不良が発
見された場合、おるいは設計変更の必要が生じた場合な
ど)、特定の接続端子9,9’を接続する必要が生じた
場合、接続端子上にあるLSIチップ7を局所的に加熱
してCCB接続用はんだを溶融させ、LSIチップ7を
取り除く。(接続端子がLSIチップ7下ではなく,L
SIチップ7を取り除かなくても接続できる場合は、そ
のままでも良い。)しかる後、図2に示すように、エキ
シマレーザ等のエネルギービームによるアブレーション
加工により、接続端子9,9’上のポリイミド膜4に窓
10を形成することにより、この窓10の内側底面に接
続端子9,9’を露出させる。
【0041】次に、図3に示す様に接続用小片15を上
記窓部10に供給する。ここで、接続用小片15は、例
えばAu箔の一層あるいはCuの箔とはんだの二層構造
をもち小片に分割されたものである。本実施例では後
者、即ちCuの箔とはんだの二層構造をもつ小片を使用
する場合について説明する。はんだとしては、接続端子
9,9’の材質に濡れるものが選択される。接続端子表
面9,9’がCu,Au,Niなどの場合にはSn−P
b,Sn−Ag,Au−Ge等のはんだ材を使用するこ
とができる。これを真空吸着あるいは静電吸着により保
持する機構を持つ工具先端に吸着し、接続を必要とする
端子9,9’が露出した窓10に、はんだ層が接続端子
9,9’に接触するように供給する。この後、接続用小
片15を保持している工具はヒータにより加熱される。
この時の加熱温度ははんだが十分に溶融する温度に設定
される。これにより、Cu箔は接続端子9,9’にはん
だ付けされる。あるいは、この工具に超音波を印加する
場合には、加熱温度がはんだを溶融する温度より低くて
も良い。必要に応じて電子回路基板に悪影響のない範囲
で電子回路基板を加熱しても良い。
【0042】次に、接続された部分を、ポリイミド材料
などの微小液滴18を供給するノズル下に移動し、接続
部分表面にポリイミド材料などの微小液滴18を滴下し
て少なくとも金属部分が露出することがないように覆
う。この後、この電子回路基板を回路配線あるいは搭載
されている部品に影響のない範囲で炉で加熱する、ある
いはレーザ、赤外線ランプなどにより局所的に加熱し
て、ポリイミド材料をポリマ化させる。このポリイミド
膜18により、LSIをCCB接続する際に、ブリッジ
により短絡が生じることを防ぐことができるだけでなく
信頼性を確保できる。必要に応じて、接続個所の数だけ
この作業を行う。
【0043】ここで、接続用小片15として、Auある
いはAl等の箔のみで形成された小片、及び図5(a)
にその断面を示すように、Cu箔21とSn−Pbはん
だ22の二層構造を持つ小片15で説明してきたが、こ
れ以外に図5に示す構造の小片15を使用することがで
きる。
【0044】すなわち、図5(b)はCu箔21の両面
にSn−Pbはんだ22,22’を電気メッキなどの手
法で形成した三層構造を有する小片で、これを用いる場
合表裏の区別が不要である長所を有する。また、図5
(c)はポリイミドなどの耐熱性を有する有機材料膜2
3にCu膜21を接着して、Cu膜上に電気めっきなど
の手法でSn−Pbなどのはんだ層22を形成した三層
構造を有し、上記したポリイミドの微小領域への塗布を
不要にする長所を有する。更に、図5(d)はCu箔2
1の片面両端に、図5(e)はCu箔21の両面両端
に、図5(f)は有機材料膜23に接着したCu膜21
上の両端にはんだ層24を形成した構成で、極力不要な
はんだを取り除いたものである。
【0045】また、接続部を絶縁するためにポリイミド
膜18を形成したが、これに限定されるものではない。
CCBはんだとのブリッジ形成を防止でき、かつLSI
チップの再搭載時の温度に耐えられる材質であれば良
く、エポキシ樹脂、フェノール樹脂あるいは紫外線硬化
樹脂など各種材質が使用できる。紫外線硬化樹脂の場合
には、紫外線を照射するだけで硬化でき、他の部分に熱
影響を与えずに処理できる効果も有る。
【0046】一方、接続を必要とする場合には、LSI
との接続端子(CCBバンプ)8が本来接続されていた
回路と切り離す必要がある。その場合には、レーザ照射
により切り離すことが可能である。すなわち、エキシマ
レーザ等のエネルギービームによるアブレーションによ
り切断すべき配線上のポリイミド膜に切断すべき寸法よ
り大きな面積の窓を形成し、その後に切断すべき寸法に
設定したエキシマレーザ等のエネルギービームを照射
し、切断する。この切断部はそのままでも良いがより信
頼度を向上するために、上に述べた方法でポリイミド材
料あるいはその他の樹脂の液滴を切断部に滴下し、加熱
してポリマ化あるいは硬化させて保護膜を形成した方が
より望ましい。
【0047】ここで、ポリイミド膜の除去あるいは配線
の切断に使用するレーザとして、エキシマレーザを使用
した場合について説明してきた。しかし、これに限定さ
れるものではなく、波長308nm,248nm,19
3nmの代表的なエキシマレーザの他に、YAGレーザ
の第3あるいは第4高調波、ルビーレーザの第2高調波
等、ポリイミドなどの有機材料膜の結合を切断できるエ
ネルギを有する波長を発振できるレーザを使用できる。
また液体金属イオン源等の高輝度イオン源から照射され
た集束イオンビームを走査照射するとこにより行うこと
ができる。要するに、波長とエネルギ密度の適切な範囲
を選択し、周辺にダメージなく必要な除去加工が行えれ
ば良い。
【0048】また、レーザの照射方法としてレーザ光路
に設置された矩形開口を投影する方式が最も望ましい
が、円形のスポットに集光しても良いし、微細なスポッ
トを走査して必要な面積を除去しても良い。
【0049】これらの回路変更に必要な切断、接続を完
了した後、取り除いてあったLSIチップ7を再搭載し
て回路変更は終了する。
【0050】次に、本発明の別な実施例である接続方法
について説明する。図6は前に述べた電子回路基板が完
成する前の状態、すなわち厚膜基板31上にポリイミド
を絶縁膜32とし、金属薄膜の配線層33が形成された
状態を示している。配線層33の材質としてはCu,A
l,Ni,W,Mo,等の金属及びこれらの複合膜が採
用される。これら配線層33には余分な金属膜が存在す
る欠陥(余剰欠陥)34,35,36あるいは配線の一
部が欠けた欠陥(欠落欠陥)37,38が存在する。通
常は複数の配線層が形成されるため、これらの欠陥を含
んだまま完成させると不良となるかあるいは不良になら
ないなでも信頼性の低いものになってしまう。このため
配線層各層ごとに欠陥を修正する必要が有る。
【0051】これらのうち、余剰欠陥34,35,36
については例えばエキシマレーザの照射により除去修正
できる。この場合レーザとしてエキシマレーザに限定さ
れるものではなく、金属薄膜を加工する観点から近赤外
から紫外までの波長のパルスレーザから選ばれる。代表
的なものに、YAGレーザの基本波及びその高調波、ガ
ラスレーザ、ルビーレーザ、XeClレーザ、KrFレ
ーザ、ArFレーザ等が有る。
【0052】一方、欠落欠陥37,38については次の
手順で修正する。まず、図7に示す様に接続用小片15
を欠陥部38に供給する。ここで接続用小片15は、例
えばCuの箔とはんだの二層構造をもち、小片に分割さ
れたものである。はんだとしては、配線33の材質に濡
れるものが選択される。配線表面がCu,Au,Niな
どの場合には、Sn−Pb,Sn−Ag,Au−Ge等
のはんだ材を使用することができる。これを、真空吸着
あるいは静電吸着により保持する機構を持つ工具先端に
吸着し、接続を必要とする欠陥部38両端の配線33
に、はんだ層が配線33に接触するように供給する。
【0053】この後、接続用小片15を保持している工
具はヒータにより加熱される。この時の加熱温度ははん
だが十分に溶融する温度に設定される。これにより、C
u箔は欠陥部38両端にはんだ付けされる。あるいはこ
の工具に超音波を印加する場合には、加熱温度がはんだ
を溶融する温度より低くても良い。また必要に応じ基板
に悪影響のない範囲で基板全体を加熱しても良い。
【0054】ここで、使用するはんだとして配線及び層
間絶縁膜の耐熱温度より低く、その後の工程で印加され
る温度より高い融点を持つものが選ばれる。また第一の
実施例と異なり、本実施例では接続する長さが一定では
ないため、複数種類の接続用小片15を用意しておく必
要がある。欠陥の大きさによりその中から適した長さの
小片を選択し、欠陥部に供給する。
【0055】ここまで、接続用小片15として図5
(a)に示すCu21箔とSn−Pbはんだ22の二層
構造を持つ小片で説明してきたが、これ以外に構造の小
片を使用することができる。すなわちAu,Al等の箔
のみの一層からなる金属小片を用いる場合には、加熱す
るだけでなく超音波を印加することが効果的である。あ
るいは図5(b)はCu箔21の両面にSn−Pbはん
だ22,23を電気メッキなどの手法で形成した三層構
造を有する小片で、これを用いる場合表裏の区別が不要
である長所を有する。
【0056】また図5(c)はポリイミドなどの耐熱性
を有する有機材料膜23にCu膜21を接着し、Cu膜
上に電気めっきなどの手法でSn−Pbなどのはんだ層
22を形成した三層構造を有し、上記したポリイミドの
微小領域への塗布を不要にする長所を有する。さらに図
5(d)はCu箔21の片面両端に、図5(e)はCu
箔の両面両端にはんだ層24,24’を、また図5
(f)は有機材料膜23にCu膜21を接着し、Cu箔
21の片面両端にはんだ層24を形成した構成で極力不
要なはんだを取り除いたものである。
【0057】全ての欠陥の修正を終了した後、次の工程
に送られ層間絶縁膜および次の配線層が形成される。こ
れを繰り返すことにより、配線層に欠陥のない回路基板
が完成する。
【0058】次に本発明である配線接続方法を実施する
に好適な装置を図8に示す。本装置は、接続対象である
回路基板101を搭載し位置決めを行うためのステージ
102と、上記ステージ102を一定のシーケンスで長
距離移動と検査装置からのデータに基ずいた移動を制御
するためのステージ制御装置(図示せず)と、上記ステ
ージ102上に設けられた接続用小片を整列格納するた
めの台104と、ステージ上の回路基板101表面の観
察及び接続用小片の位置決めに使用されるTVカメラ1
05と、モニタ106と、照明光源107を有する光学
系108と、加熱ヒータを有し上記接続用小片を吸着固
定し接続位置に供給するための接続工具109と、その
駆動機構110とから構成されている。
【0059】また保護膜を形成するための保護膜形成手
段111が同じ駆動機構110に装着されており、接続
工具109と独立に駆動できる構成になっている。駆動
機構110は、XYZ3軸あるいはrθZ3軸の駆動に
より、基板101上の任意の位置と退避位置に位置決め
できる。
【0060】以降、第一の実施例に示した回路変更(あ
るいは補修)を行う場合について説明する。まずダミー
基板をステージ102上に搭載し、接続工具109をダ
ミー基板の上に押しつけ、その時の接続工具駆動機構1
10の位置情報を記憶すると共に、接続工具109を退
避させた後その痕跡を光学系108,105,106で
観察して、光学系の視野、即ちモニタ106画面のほぼ
中央に来るように調整する。さらにモニタ106上に電
子ライン112を発生させて痕跡位置を表示させる。つ
いで補修を行うべき基板101をステージ102上に搭
載固定する。この基板101では、接続を行うべき位置
の有機保護膜を、例えばエキシマレーザなどで除去し、
接続を行うべき端子が露出されている。
【0061】ここでステージ102を駆動し、接続用小
片を整列格納してある台104の位置へ概略移動した
後、光学系108,105とモニタ106画面で観察し
ながら電子ライン112と接続用小片を精密に位置決め
する。しかる後接続工具109を下降し、接続用小片を
接続工具109先端に吸着させる。この吸着は、接続用
小片が比較的大きい場合には真空吸着が、微細な場合に
は静電吸着が適しているがこれらに限定されるものでは
ない。
【0062】接続用小片を吸着した接続工具109を退
避させた後、ステージ102を駆動して基板101上の
接続を要する部分を設計データに従ってモニタ106の
視野内に再現する。その後モニタ106で観察しながら
接続位置と電子ライン112を位置決めし、接続用小片
を吸着した接続工具109を接続工具駆動機構110に
より予め記憶されている位置へ接続用小片を押しつけ
る。この時接続工具109は、はんだが溶融する温度ま
で加熱されており、接続端子に強固に接着することがで
きる。接続工具109を接続位置から退避させて、接続
が完了する。尚接続時に接続工具109に温度だけでな
く超音波を印加することにより加熱温度を低減すること
ができ、接続端子表面が酸化している場合でも良好な接
続を得ることができる。
【0063】全ての接続が終了した後、接続部に保護膜
を形成する。これは保護膜形成手段(ポリイミド材料滴
下供給手段)111を用いて、例えばポリイミド材料を
滴下し、ベークしてポリマ化させることでこの目的は達
成できる。なお、この窓明けされた部分の近傍には、L
SIチップ7とはんだ接続する電極8が存在するので、
この電極8へポリイミド材が広がらないようにこの窓部
のみに局所的に滴下する必要がある。この時の位置決め
方法は、接続工具109の位置決め方法と同じである。
即ち、予めダミー基板上で樹脂を滴下してその駆動機構
110の位置とモニタ106上の電子ライン112を一
致させておき、あとは電子ライン112に合わせること
で、滴下する位置を位置決めすることができる。ただ
し、これは一例を示しているだけで保護膜形成手段11
1の先端と基板101表面を同時に観察しながら位置合
わせすることも可能であり、本発明の趣旨を逸脱するこ
となく実施可能な方法が含まれることは言うまでもな
い。
【0064】また保護膜形成手段(ポリイミド材料滴下
供給手段)111として、インクジェットの原理でポリ
イミド材料等の樹脂材料の液滴を供給しても良い。要す
るに、窓明けされた部分の近傍には、LSIチップ7と
はんだ接続する電極8が存在するので、この電極8へ樹
脂材料が広がらないようにこの窓部のみに樹脂材料の液
滴を局所的に供給する必要がある。保護膜の材料として
は、この基板101上にCCBボンディングによりLS
Iチップを搭載するときの温度に耐え、はんだのブリッ
ジ形成を防止できるものが選択されるが、ポリイミド樹
脂の他にエポキシ樹脂、フェノール樹脂、紫外線硬化樹
脂、シリコン樹脂等の中からベーク温度と耐熱温度で最
適なものが選択される。
【0065】なお本第1の実施例では接続工具109と
保護膜形成手段111は同一駆動機構110で駆動され
る場合について説明したが、それぞれ独立の駆動機構で
駆動しても良い。
【0066】次に、本発明の第2の実施例である接続装
置について説明する。
【0067】図9は接続装置の構成を示している。接続
を要する基板201と接続用小片を整列格納した台20
2を搭載したステージ203と、接続工具204を駆動
する機構205と、保護膜形成手段206を駆動する機
構207と、エキシマレーザ発振器208と、エキシマ
レーザ発振器208から発振されたレーザ光209を反
射させるミラー210,211と開口212と、レーザ
光209の集光と観察を兼ねた対物レンズ213と、干
渉フィルタ214を備えた参照光源215と、観察照明
光源216と、撮像レンズ217と、レーザ光カットフ
ィルタ218と、TVカメラ219と、モニタ220と
から構成されている。
【0068】基板201をステージ203上に搭載し、
基板201上の特定個所2点を検出してアライメントを
行う。その後設計データに従って、接続を要する位置を
TVカメラ219の視野内に再現する。モニタ220の
画面を見ながら、接続すべき端子位置と参照光源215
による開口212の投影像を位置決めし、エキシマレー
ザ発振器208を発振させ、アブレーション加工によ
り、ポリイミド層に窓を形成して接続端子を露出させ
る。
【0069】ステージ203を駆動し、接続用小片の格
納容器202をTVカメラ219の視野内に入れ、使用
する接続用小片と予め設定してある接続工具204位置
を位置決めして接続工具204を駆動して接続用小片を
吸着固定する。その後再びステージ203を駆動して窓
あけされた接続端子部をTVカメラ219の視野内に入
れると共に、接続工具204が来るべき位置に位置合わ
せする。しかる後接続工具204を駆動して接続用小片
を加熱しながら接続端子間に押しつけて接続を完了す
る。
【0070】必要な接続を全て終了した後、順次設計デ
ータに従い、切断すべき個所をTVカメラ219の視野
内に入れ、参照光源215による開口212の投影像と
切断すべき配線位置を位置決めし、エキシマレーザ発振
器208を発振させてエキシマレーザ光209によるア
ブレーション加工によりポリイミド膜に窓あけしたあ
と、同じエキシマレーザ光209により配線を切断す
る。この時窓あけは切断する領域よりやや大きめに設定
する。また切断時に配線材料金属の蒸気が切断部の周辺
に付着し、完全な切断が得られない場合があるが窓明け
部を含む周辺領域を低パワー密度でエキシマレーザ光2
09を照射することで付着蒸気による極薄い金属膜を周
辺にダメージを発生させることなく除去できる。
【0071】必要な接続及び切断、即ち変更(修正)が
全て終了したら、それら修正箇所を有機保護膜で被覆す
る。ステージ203を駆動して変更個所(接続および切
断個所)を順次TVカメラ219の視野内に入れ、保護
膜形成手段206の駆動機構207により保護膜形成手
段206先端を変更個所に位置決めし、例えばポリイミ
ド材料の液滴を微量吐出させ付着させた後、加熱炉でベ
ークすることで、有機保護膜のの被覆を終了する。保護
膜形成手段206の位置を移動して位置決めをする代わ
りに、保護膜形成手段206先端を固定し、ステージ2
03を駆動しても良い。また加熱炉の代わりに赤外線ラ
ンプあるいはレーザによる局部加熱でベークしても良
い。また被覆材料としてポリイミド樹脂のほか、エポキ
シ樹脂、フェノール樹脂、紫外線硬化樹脂等を使用する
ことができる。紫外線硬化樹脂を用いた場合は紫外線の
照射で硬化でき、加熱の必要はない。
【0072】次に、本発明の第3の実施例について説明
する。
【0073】図10に示す回路基板303は、アルミナ
セラミックの絶縁層と、WあるいはCu等の厚膜ペース
トで形成された配線層の複数層からなり焼成された厚膜
基板301上に、ポリイミドの絶縁層、CuあるいはA
l等からなる配線層により多層薄膜層302が形成され
ている。この回路基板303には、回路変更に備えて回
路変更用配線304、304’が形成されている。これ
らは多層薄膜層302の製造工程において、全ての接続
用電極307毎に、あるいは回路変更が必要となる可能
性のある部分のみに予め形成される。また、回路変更用
配線304、304’は、通常はCCBはんだ接続時に
おける短絡防止のため、ポリイミド等の絶縁保護膜31
0で覆われている。
【0074】何等かの理由により(検査により不良が発
見された場合、あるいは設計変更の必要が生じた場合
等)回路変更の必要が生じた場合、回路変用配線30
4、304’上にあるLSIチップ306を局所的に加
熱してCCB接続用はんだを溶融させ、LSIチップを
取り除く。(回路変更用配線304、304’がLSI
チップ306下ではなく、LSIチップ6を取り除かな
くても支障のない場合はそのままでも良い。)しかる
後、エキシマレーザ光を照射して、図11(a)に示す
様に回路変更用配線304、304’上のポリイミド膜
310に窓311、311’を形成し、配線接続部30
8及び配線切断部309を露出させる。
【0075】窓311、311’は、少なくても回路変
更用配線304、304’の配線幅以幅よりも広く、且
つ配線接続部308及び配線切断部309の配線を完全
に露出させる深さが目安となる。また、エキシマレーザ
で窓311、311’を形成する工程において、レーザ
照射に同期させて照射部にHeやO2といったアシスト
ガスを供給することにより、レーザ照射部周辺に付着す
る残渣を低減でき、基板の品質を向上させることができ
る。
【0076】次に、露出した回路変更部において図11
(b)の如く、配線切断部309上に、配線切断後に電
気的に充分絶縁が確保される寸法に整形され、且つ配線
を溶融・除去するに充分なエネルギのエキシマレーザ光
を照射し配線を切断する。その後配線接続部308に対
して、マイクロディスペンサで例えばトリフルオロ酢酸
パラジウム(Pd(CF3COO)2)等の金属錯体とア
セトニトリル及びN−メチルピロリドンを混合した溶液
312を供給する。そして図11(c)の如く、供給し
た該溶液を徐々に加熱し、最終的に溶媒の沸点以上の温
度まで上昇させて溶媒のみを除去した後、更に錯体を熱
分解させて配線接続部308にパラジウム膜313を析
出させ、該接続部を電気的に接続する。
【0077】より具体的には、トリフルオロ酢酸パラジ
ウムを20wt%含む前記金属錯体溶液を基板上のφ5
0μmの領域に塗布し、これに1×104W/cm2のパ
ワー密度のArレーザ光を1〜10秒間連続照射するこ
とにより、良好なパラジウム金属膜を析出させることが
できる。
【0078】ここで供給した材料の加熱手段としては、
レーザ、赤外線ランプ等による局所加熱法と基板全体を
加熱炉、ホットプレート、ドライヤ等で加熱する方法が
あるが、基板、あるいは基板上に搭載されている他の部
品に影響を与えないような局所領域で、或いは、影響を
与えないような温度範囲で加熱し、金属膜を析出させる
ものである。また、供給する液体材料としては、Cu等
の金属ペースト、あるいは、Au等の金属超微粒子をα
−テレピネレート等の溶媒に分散させた超微粒子分散液
等の液体材料でも良い。即ち、何れの液体材料を使用す
る場合も、液体材料を硬化させ、金属膜を析出させる加
熱温度がCCBはんだの融点以下であり、且つ析出した
金属膜の耐熱温度が、LSIチップ再搭載時に用いる温
度以上であることが必要である。
【0079】この様に、液体材料を供給して接続するこ
とで、一般的な接続方法であるワイヤボンディングと比
較して、接続部に機械的ダメージを与えることなく接続
することが可能となり、接続部の品質が向上する。更
に、材料を液状で供給するので、配線上の接続すべき部
分の一部にポリイミド保護膜310の除去残りが存在し
ても、材料と配線部分とを確実に接続することができ、
接続の高い信頼性を確保できる。
【0080】以上により、従来の電気回路を新しい電気
回路に切り替える作業が終了する。
【0081】更に、回路変更終了後、LSIチップを再
搭載する際に、配線接続部308及び配線切断部309
と、はんだボール(図示せず)との間で電気的短絡の発
生を防止するため、図11(d)の如く窓311、31
1’内部で露出している配線接続部308及び配線切断
部309との表面に、マイクロディスペンサによって例
えばUV硬化樹脂等の有機絶縁材料を供給して露出して
いる金属面を被覆し、供給したUV硬化樹脂等の有機絶
縁材料にUV光を照射して硬化させ、配線接続部308
及び配線切断部309上に被覆膜314を形成する。
【0082】ここで被覆膜314の材料としては、エポ
キシ樹脂、ポリイミド樹脂等の有機絶縁材料でも構わな
い。但し、これらの材料を用いた場合は、加熱手段によ
って供給した材料の溶媒を蒸発させると共に、硬化させ
る必要がある。加熱手段としては、レーザ、赤外線ラン
プ等による局所加熱法と基板全体を加熱炉、ホットプレ
ート、ドライヤ等で加熱する方法を用いることができ、
基板、あるいは基板上に搭載されている他の部品に影響
を与えないような局所領域、或いは、影響を与えないよ
うな温度範囲で加熱する。
【0083】即ち、何れの材料を使用する場合も、材料
を硬化させる加熱温度がCCBはんだの融点以下であ
り、且つ硬化した材料の耐熱温度が、LSIチップ再搭
載時に用いる温度以上であることが必要である。また、
凹凸形状を有する配線接続部308及び配線切断部30
9での被覆材料としては、硬化前後における体積収縮率
が、無視できるほど小さいUV硬化樹脂の方が有利であ
るが、硬化後の変形が許容できる形状であれば、エポキ
シ樹脂、ポリイミド樹脂等の材料が使用可能である。
【0084】次に、回路変更が終了した配線接続部30
8及び配線切断部309のA−A’断面図を図12に示
し、UV硬化樹脂による回路変更部の被覆性について説
明する。
【0085】UV硬化樹脂による被覆の必要条件として
は、窓311、311’内部で露出している配線接続部
308及び配線切断部309との表面を完全に覆い、か
つ、供給したUV硬化樹脂が窓311、311’からは
み出さないことである。これについては、被覆にはUV
硬化樹脂の表面張力と、ポリイミド保護膜310との間
の濡れ性の関係を利用しているため、配線接続部308
の接続方法が大きく影響する。
【0086】即ち、接続材料312のポリイミド保護膜
310表面からの突出量が大きいと、被覆を施しても金
属面を完全に覆うことが困難になる。よって配線接続部
308では、ポリイミド保護膜310表面からの接続材
料の突出を極力抑えて接続する必要がある。この点で金
属錯体等の液体材料を利用することにより、一般的な接
続方法であるワイヤボンディングと比較して非常に有利
となる。
【0087】即ち、ワイヤボンディングでは、接続後に
ポリイミド保護膜310表面からワイヤが大きく突出す
る問題が生じるが、本発明による方法では、接続材料が
ポリイミド保護膜310表面から突出しない、あるいは
ポリイミド保護膜310表面からの突出を大幅に抑制す
ることができ、被覆性を向上させることができる。従っ
て供給したUV硬化樹脂も配線接続部308上の窓から
はみでることはなく、接続用電極307上等の不要な部
分への付着が防止される。要は、LSI再搭載時の加熱
温度に耐えうる有機絶縁材料を配線接続部308及び配
線切断部309に供給し硬化させ、金属表面を覆うこと
によって被覆の目的が達成されるものである。
【0088】その後、LSIチップをMCM基板上に再
搭載し、回路変更が終了する。このオーバーコート膜の
形成により、LSIチップ再搭載時に、回路変更部とは
んだボールとの間の電気的短絡を防止でき、且つMCM
基板の信頼性を向上させることができる。
【0089】ここで、ポリイミド膜の除去あるいは配線
の切断に使用するレーザとして、エキシマレーザを使用
した場合について説明してきた。しかし、これに限定さ
れるものではなく、波長308nm、248nm、19
3nmの代表的なエキシマレーザの他に、YAGレーザ
の第3あるいは第4高調波、ルビーレーザの第2高調波
等、ポリイミドなどの有機材料膜の結合を切断できるエ
ネルギを有する波長を発振できるレーザを使用できる。
また液体金属イオン源等の高輝度イオン源から照射され
た集束イオンビームを走査照射するとこにより行うこと
ができる。要するに、波長とエネルギ密度の適切な範囲
を選択し、周辺にダメージなく必要な除去加工が行えれ
ば良い。
【0090】また、レーザの照射方法としてレーザ光路
に設置された矩形開口を投影する方式が最も望ましい
が、円形のスポットに集光しても良いし、微細なスポッ
トを走査して必要な面積を除去しても良い。
【0091】更に、ここでは接続用電極307と回路変
更用配線304、304’が同一層にあり、同一材料で
形成されている場合のみを説明してきたが、接続用電極
307と配線接続部308及び配線切断部309が個別
の層にあり、且つそれぞれの材料が異なっても構わな
い。
【0092】次に、本発明の第4の実施例について説明
する。
【0093】先に説明したMCM基板303の多層薄膜
層302の製造工程では、図13(a)の如く、層間絶
縁膜であるポリイミド膜322上に、配線321(材質
としては、Cu、Al、Ni、W、Mo等の金属あるい
はこれらの複合膜が用いられる)である金属膜の一部が
欠けた欠陥(欠落欠陥)と、図示しない金属膜が余分に
存在する欠陥(余剰欠陥)とが存在する。尚、図13に
は欠陥部の平面図と断面図とを同時に示す。この多層薄
膜層では、通常は複数の配線層が形成されるため、これ
らの欠陥を含んだまま完成させると回路基板303自体
が不良となるか、あるいは不良にならないまでも信頼性
の低いものになってしまう。このため配線層各層ごとに
欠陥を修正する必要が有る。
【0094】これらのうち、図示しない金属膜の余剰欠
陥については、例えばエキシマレーザの照射により除去
修正できる。この場合レーザとしてエキシマレーザに限
定されるものではなく、金属薄膜を加工する観点から、
近赤外から紫外までの波長のパルスレーザから選ばれ
る。代表的なものに、YAGレーザの基本波及びその高
調波、ガラスレーザ、ルビーレーザ、XeClレーザ、
KrFレーザ、ArFレーザ等が有る。
【0095】一方、欠落欠陥については以下の手順で修
正する。
【0096】まず、図13(b)の如く配線欠落部にマ
イクロディスペンサで例えばトリフルオロ酢酸パラジウ
ム(Pd(CF3COO)2)等の金属錯体とアセトニト
リル及びN−メチルピロリドンを混合した溶液323を
供給する。そして供給した液体材料を加熱して配線欠落
部に図4(c)の如くパラジウム膜324を析出させ、
該欠落部を電気的に接続する。
【0097】ここで、液体材料の加熱手段としては、レ
ーザ、赤外線ランプ等による局所加熱法と基板全体を加
熱炉、ホットプレート、ドライヤ等で加熱する方法があ
るが、基板に影響を与えないような局所領域で、または
基板に影響を与えないような温度範囲で加熱し、金属膜
324を析出させるものである。また、供給する液体材
料としては、Cu等の金属ペースト、あるいはAu等の
金属超微粒子をα−テレピネレート等の溶媒に分散させ
た超微粒子分散液等の液体材料でも良い。
【0098】即ち、何れの液体材料を使用する場合も、
液体材料を硬化させ、金属膜324を析出させる加熱温
度がポリイミド膜322の耐熱温度以下であり、且つ析
出した金属膜324の耐熱温度がその後の製造工程にお
ける作業温度以上であることが必要である。以上の手段
で、配線321の欠落欠陥が修正可能となる。また、液
体材料で接続することによって、一般的な接続方法であ
るワイヤボンディングと比較して、接続部に機械的ダメ
ージを与えることなく接続することが可能となり、接続
の品質を向上させることができる。更に、修正部におけ
る凹凸が最小限に抑えられるため、その後の製造工程で
容易に配線層の多層化を図ることができる効果がある。
【0099】次に、図14〜図16を用いて、回路基板
303の多層薄膜層302における、配線欠落欠陥の修
正方法の他の実施例を説明する。まず、図14(a)の
如く、層間絶縁膜であるポリイミド薄膜332上に形成
された、欠落欠陥を有する薄膜配線331の欠陥部に対
して、マイクロディスペンサを用い、図14(b)の如
く金属錯体溶液333等の液体材料を供給する。尚、図
14には欠落部の平面図と断面図とを同時に示す。そし
て供給した該液体材料を加熱して配線欠落部に図14
(c)の如く金属膜334を析出させ、該欠落部を電気
的に接続する。
【0100】その後、析出させた金属膜334の内、薄
膜配線331の配線幅よりも広がった部分335、33
5’に、矩形開口スリット等で整形したエキシマレーザ
光を照射し、金属膜334の一部を除去する。この除去
の際、エキシマレーザ光の一部がポリイミド薄膜332
上に照射されることにより、ポリイミド薄膜332も同
時に加工されるが、その加工深さがポリイミド薄膜33
2の膜厚よりも充分小さくなるように、エキシマレーザ
光の照射エネルギ及び照射回数を決定する必要がある。
そして配線欠落部における金属膜334を図14(d)
の如く整形して欠落部を電気的に接続し修正する。
【0101】以上により、薄膜配線331の欠落部が大
きい場合についても修正が可能となる。また、使用する
レーザとして、エキシマレーザを使用した場合について
説明してきたが、これに限定されるものではなく、波長
308nm、248nm、193nmの代表的なエキシ
マレーザの他に、YAGレーザの第3あるいは第4高調
波、ルビーレーザの第2高調波等、ポリイミド等の有機
材料膜の結合を切断できるエネルギを有する波長を発振
できるレーザが使用できる。
【0102】更に、図15(a)の如く、層間絶縁膜で
あるポリイミド薄膜342上に形成された、欠落欠陥を
有する薄膜配線341の欠陥部に対して、マイクロディ
スペンサを用い、図15(b)の如く金属錯体溶液34
3等の液体材料を供給する。尚、図15には、欠落部の
平面図と断面図とを同時に示す。そして供給した金属錯
体溶液343の配線欠落部分344のみをレーザ光ある
いは赤外線ランプ等の局所加熱手段により加熱し、図1
5(c)の如く加熱した部分のみに金属膜345を析出
させる。
【0103】その後、供給した金属錯体溶液343の余
分な部分346、346’を超音波洗浄等の除去手段に
より除去し、図15(d)の如く金属膜を整形すること
により欠落部を電気的に接続し修正する。以上により、
薄膜配線341の欠落部が大きい場合にも、ポリイミド
保護膜342に何らダメージを与えることなく、必要な
部分にのみ金属膜345を析出させて修正することが可
能となる。
【0104】更に、図16(a)の如く、層間絶縁膜で
あるポリイミド薄膜352上に形成された薄膜配線35
1の欠陥部に対して、図16(b)の如く、薄膜配線3
51にダメージを与えず、且つ薄膜配線351の下地膜
であるポリイミド薄膜352のみを加工できるエネルギ
条件のエキシマレーザ光を照射し、ポリイミド薄膜35
2に溝353を形成する。尚、図16には欠落部の平面
図と断面図とを同時に示す。またここで、エキシマレー
ザで形成する溝353の深さについては、薄膜配線35
1の下地膜であるポリイミド薄膜352の膜厚よりも小
さくする必要がある。そして、図16(c)の如く、形
成した溝353内部にマイクロディスペンサによって金
属錯体溶液354等の液体材料を供給する。
【0105】その後、図16(d)の如く、供給した液
体材料を加熱して溝353内部に金属膜355を析出さ
せて配線欠落部を電気的に接続し修正する。また、形成
する溝の形状は、配線欠落部を直線的に接続するものと
は限らず、同一配線層上の任意接続箇所間のポリイミド
薄膜352に任意の経路で溝を形成し、溝内部に液体材
料を供給しても良い。以上により、特定形状の配線欠落
部のみならず、発生しうる全ての配線欠落欠陥を修正す
ることが可能となる。
【0106】更に、本発明による別な実施例を以下に説
明する。回路基板303における、多層薄膜層302の
製造工程では、これまで説明してきた配線の余剰及び欠
落欠陥の他に、層間絶縁膜であるポリイミド薄膜につい
ても同様の欠陥が発生する。図17により、その修正方
法の一実施例を説明する。尚、図8は製造工程中の回路
基板303の断面図を示したものである。
【0107】図17(a)において、厚膜基板1上に、
第一絶縁層であるポリイミド薄膜361を介して、第一
配線層363及び第二配線層364(材質としては、C
u、Al、Ni、W、Mo等の金属あるいはこれらの複
合膜が用いられる)が形成されており、更に第二配線層
364上には第二絶縁層362が形成されている。第二
絶縁層364には、この後の工程で形成される第三配線
層とコンタクトをとるためのスルーホール365が設け
られているが、何らかの原因で第二絶縁層362の欠落
部366が発生し、該欠落部底面に第二配線層の一部が
露出すると、第二配線層362とこの後形成される第三
配線層との間で不要な短絡部を形成する原因となる。ま
た、図示しないポリイミド薄膜の余剰欠陥(例えば、ス
ルーホール365の未貫通等)は、配線層間の断線不良
等となって現れるため、各層毎にこれらの欠陥を修正す
る必要がある。
【0108】ここで、これらの絶縁層の余剰欠陥の修
正、即ちポリイミド膜の除去に使用するレーザとして、
エキシマレーザが使用可能であることは言うまでもな
い。しかし、これに限定されるものではなく、波長30
8nm、248nm、193nmの代表的なエキシマレ
ーザの他に、YAGレーザの第3あるいは第4高調波、
ルビーレーザの第2高調波等、ポリイミドなどの有機材
料膜の結合を切断できるエネルギを有する波長を発振で
きるレーザが使用できる。また液体金属イオン源等の高
輝度イオン源から照射された集束イオンビームを走査照
射するとこにより行うことも可能である。要するに、波
長とエネルギ密度の適切な範囲を選択し、周辺にダメー
ジなく必要な除去加工が行えれば良い。
【0109】一方、欠落欠陥については以下の手順で修
正する。まず、図17(b)の如くポリイミド膜欠落部
に、マイクロディスペンサでポリイミド樹脂367等の
有機絶縁材料を供給する。ここで供給する材料として
は、エポキシ樹脂、あるいはUV硬化樹脂等の有機絶縁
材料でも構わない。そして、これらの液体材料を供給し
た後、加熱手段によって供給した材料の溶媒のみを蒸発
させると共に、図17(c)の如く硬化させる(UV硬
化樹脂を用いた場合は加熱の必要はなく、UV光のみを
照射して硬化させる)。加熱手段としては、レーザ、赤
外線ランプ等による局所加熱法と基板全体を加熱炉、ホ
ットプレート、ドライヤ等で加熱する方法があるが、基
板に影響の無い範囲で加熱する。即ち、何れの材料を使
用する場合も、材料を硬化させる加熱温度が、ポリイミ
ド膜361、362の耐熱温度以下であり、且つ硬化し
た材料の耐熱温度が、その後の製造工程における作業温
度以上であることが必要である。
【0110】以上の手段で、ポリイミド薄膜の欠落欠陥
が修正可能となる。
【0111】次に、ポリイミド薄膜の欠落欠陥の修正方
法の他の実施例を説明する。
【0112】図18(a)において、厚膜基板301上
に、第一絶縁層であるポリイミド薄膜371を介して、
第一配線層373及び第二配線層374が形成されてお
り、更に第二配線層374上には第二絶縁層372が形
成されている。第二絶縁層374には、この後形成され
る第三配線層とコンタクトをとるためのスルーホール3
75が設けられているが、何らかの原因でこのスルーホ
ール375のパターンを含んだ欠落欠陥376が発生し
た場合、図18(b)の如く、マイクロディスペンサで
スルーホール375及びパターン欠落部376にポリイ
ミド樹脂377等の有機絶縁材料を供給し、図18
(c)の如く、加熱手段によって供給した材料を硬化さ
せる。
【0113】その後、硬化したポリイミド膜上のスルー
ホールとなる部分378のみをエキシマレーザの照射で
除去し、図18(d)に示すスルーホール379を形成
する。このスルーホール379の形成の際に、レーザの
照射開始から終了までの間、連続的にレーザ照射領域を
変化させる(照射領域を広くする、あるいは狭くする)
ことにより、スルーホール379にテーパを設けること
が可能である。この手段を用いることにより、この後形
成する第三配線層のスルーホール部での段切れを防止す
ることができる。以上により、マスクを用いた部分露光
の必要がなく、ネガ型、ポジ型の材料に対して同様の手
段で、ポリイミド絶縁膜371、372について発生し
うる全ての欠落欠陥を容易に修正することができる。
【0114】回路基板303の多層薄膜層302の製造
工程において、以上に述べた本発明による配線修正手段
及び絶縁膜修正手段を用いることにより、多層薄膜層3
02に欠陥のない回路基板を得ることができる。
【0115】次に、本発明である電子回路基板の修正を
実施するための装置の一例を図19に示す。
【0116】本装置は、回路基板401を搭載し位置決
めを行うためのステージ402と、回路基板401上に
おいて回路変更用配線上の絶縁保護膜の除去及び露出し
た配線を切断するためのXeClエキシマレーザ発振器
403(レーザ発振波長308nm)と、レーザ光の減
衰フィルタ404と、エキシマレーザ発振器403から
のレーザ光を任意形状に整形するための矩形開口スリッ
ト405と、矩形開口スリット405の開口寸法を制御
するためのスリット移動手段406と、矩形開口スリッ
ト405で整形したレーザ光をMCM基板401上に一
定の縮小倍率で集光・投影するするための対物レンズ4
07と、回路基板401上でレーザ光を照射する領域を
参照するための参照光源408と、回路基板401表面
を観察するための照明光源409と、TVカメラ410
と、モニタ411と、回路基板401上の配線を接続す
るためのPd錯体を供給するマイクロディスペンサ41
2と、供給したPd錯体を加熱するための赤外線ランプ
414と、回路基板401上の配線切断部及び接続部の
窓内にUV硬化樹脂を供給するためのマイクロディスペ
ンサ415と、供給したUV硬化樹脂を硬化させるため
の紫外線ランプ417と、紫外線を透過し回路基板40
1上にUV光を照射するファイバ418と、ハーフミラ
ー419〜422と、赤外線ランプ414からの赤外線
を集光するための対物レンズ423から構成されてい
る。
【0117】また、マイクロディスペンサ412及び4
15は、それぞれの移動機構413及び416により、
その先端部をモニタ411における観察画面の中心位置
とステージ402上からの退避位置とに移動させること
ができる。更に、ハーフミラー422及び対物レンズ4
23は、回路基板401上に赤外線を照射する際に、対
物レンズ407と交換することができる。
【0118】以降、第一の実施例である回路変更を行う
場合について説明する。
【0119】まず、マイクロディスペンサ412及び4
15をステージ402上から退避させ、回路変更の対象
となる回路基板401をステージ402上に搭載し固定
する。そして、検査情報に基づき、図示しないステージ
コントローラにより、回路基板401上で回路変更が必
要となる配線に接続されている電極が、モニタ411に
現れる座標にステージ402を概略移動させる。しかる
後ステージ402を微動させ、該電極近傍に位置する配
線切断部がモニタ411上におけるレーザ照射部と一致
する様、ステージ402の位置を微調整すると共に、ス
リット移動手段406によって矩形開口スリット405
の開口寸法を設定する。
【0120】その後、エキシマレーザ発振器403から
レーザ光を発振させ、配線上のポリイミド保護膜に、矩
形開口スリットで整形したレーザ光を対物レンズ407
で集光し照射する。この場合、照射するレーザ光のエネ
ルギ密度としては、0.1〜10.0J/cm2程度が
望ましいため、減衰フィルタ404を予め適当な値に設
定しておく。また、照射パルス数は除去すべきポリイミ
ド保護膜の膜厚と1パルスのレーザ照射による除去量と
の関係を考慮して設定する。
【0121】更に必要に応じ、図示しないノズル等でレ
ーザ照射部にHeやO2等のアシストガスを数l/分程
度の流量で供給することにより、レーザ照射部周辺に付
着する残渣を低減させることができる。
【0122】以上により、回路基板401上の配線切断
部の配線にダメージを与えることなく配線上に窓を形成
し、切断部を完全に露出させる。その後、スリット移動
手段406により矩形開口スリット405の開口寸法を
前記窓の寸法よりも小さくなる様に設定し、例えば膜厚
2μmのCu配線を切断する場合は、その時のレーザ照
射部でのエネルギ密度が、10J/cm2程度となる様
に濃度フィルタ404を変更した後、露出した配線切断
部にエキシマレーザ光を照射し、配線を切断する。ま
た、配線切断後、配線の金属材料の蒸気が切断部の周辺
に付着し、完全な切断が得られない場合があるが、窓部
を含む周辺領域に低エネルギ密度のエキシマレーザ光を
照射することで、付着蒸気による極薄い金属膜を周囲に
ダメージを発生させることなく除去することができる。
【0123】次に、上記により切断した配線と一対とな
った配線接続部が、モニタ411上におけるレーザ照射
部と一致するようにステージ402の位置を微調整する
と共に、スリット移動手段406によって矩形開口スリ
ット405の開口寸法を設定する。その後、配線切断部
と同様に、配線接続部上のポリイミド保護膜に窓を形成
する。
【0124】しかる後、マイクロディスペンサ412の
先端部が、配線接続部に形成した窓上に位置する様に、
マイクロディスペンサ412をその移動機構413によ
り移動させ、モニタ411で観察しながら、露出した配
線接続部の窓内に例えばトリフルオロ酢酸パラジウム溶
液を供給する。そしてマイクロディスペンサ412をス
テージ402上から退避させた後、エキシマレーザ照射
用の対物レンズ407と赤外線照射用のハーフミラー4
22及び対物レンズ423とを交換し、赤外線ランプ4
14を点灯させ、配線接続部上に供給したトリフルオロ
酢酸パラジウム溶液のみを局所的に加熱する。これによ
り、配線接続部上にパラジウム金属膜を析出させ、配線
接続部を電気的に接続する。また、赤外線ランプ414
による加熱が終了した時点で、赤外線照射用のハーフミ
ラー422及び対物レンズ423とエキシマレーザ照射
用の対物レンズ407とを再び交換する。
【0125】以上の手順を繰返し、必要な回路変更を全
て終了した後、配線の切断及び接続部上に被覆膜を形成
する。まず、マイクロディスペンサ415をその移動機
構416により移動させ、モニタ411を観察しなが
ら、配線接続が終了した窓内に例えばUV硬化樹脂を供
給する。そしてステージ402を微動させ、配線切断部
の窓内にも同様にUV硬化樹脂を供給する。そして回路
変更部全てにUV硬化樹脂を供給した後、マイクロディ
スペンサ415をステージ402上から退避させ、紫外
線ランプ417を点灯させ、ファイバ418によってU
V光を照射し、それぞれに供給したUV硬化樹脂を硬化
させ、配線切断部及び接続部上に被覆膜を形成する。
【0126】その後、回路基板上にLSIチップを再搭
載する。
【0127】尚、これまで配線接続部に供給する材料と
して、トリフルオロ酢酸パラジウム溶液を例として説明
してきたが、その他にCu等の金属ペースト、あるいは
Au等の金属超微粒子を溶媒に分散させた超微粒子分散
液等でも良い。また、それらを供給した後の加熱手段と
しては、赤外線ランプの他に、レーザ、あるいはベーク
炉、ドライヤ、ホットプレート等が使用できる。更に、
配線切断部及び接続部上に形成する被覆膜の材料として
は、UV硬化樹脂のみに限定されず、エポキシ樹脂、ポ
リイミド樹脂等でも構わず、それらを使用した場合には
紫外線ランプは必要なく、赤外線ランプ等の加熱手段に
よって材料を硬化させることができる。
【0128】
【発明の効果】本発明によれば、電子回路基板の配線を
部分的に変更したり、あるいは製造工程中に発生した欠
陥を修正するために、配線の一部を切断、接続すること
が可能となり、前者においては作り直すこと無く新しい
回路基板を極めて短時間で完成することができ、また後
者においては電子回路基板の製造歩留を著しく向上する
ことができる効果を奏する。
【0129】また本発明によれば、電子回路基板を大き
くすることなく、ほぼLSIチップの領域内に補修配線
を施してしかもLSIチップとのはんだ等による接続個
所に影響を及ぼすことなく、論理修正を可能にすること
ができる効果も奏する。
【0130】更に、本発明によれば、電子回路基板上の
回路変更部における配線接続部、あるいは配線パターン
の欠落部を金属錯体溶液等の液体材料を用いて接続する
ことにより、接続部に機械的ダメージを与えることなく
接続でき、接続部の品質を向上させる効果も奏する。
【0131】また、電子回路基板上の回路変更部におけ
る配線接続部及び配線切断部上に、有機絶縁材料による
保護被覆を施すことにより、回路変更部とはんだボール
との間の電気的短絡の発生を防止する効果も奏する。
【0132】更に、電子回路基板上の回路変更部におけ
る配線接続部を、金属錯体溶液等の液体材料を用いて接
続することにより、ポリイミド保護膜表面からの接続材
料の突出を大幅に抑制する効果がある。これにより、被
覆材料が配線接続部上の窓からはみでることがなく、不
要な部分への付着が防止できる効果もある。更に、配線
欠落部の修正時においては、接続材料の突出が大幅に抑
制されるため、その後の製造工程で容易に配線層の多層
化を図ることができる効果も奏する。
【0133】更に、電子回路基板上の絶縁層のパターン
欠落部に有機絶縁材料を供給・硬化させ、必要に応じて
エキシマレーザでその一部を除去することにより、マス
クを用いた部分露光の必要性がなく、またポジ型、ネガ
型の材料についても同様の手段でその欠落欠陥を容易に
修正できるといった効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の対象である電子回路基板の構成図であ
る。
【図2】保護膜に窓を形成して露出した接続端子部を示
す斜視図である。
【図3】接続端子間に接続用金属片を供給した接続端子
部を示す斜視図である。
【図4】接続終了後に保護膜を形成した接続端子部を示
す斜視図である。
【図5】接続用金属片を示す断面図である。
【図6】本発明の別な対象である電子回路基板の欠陥を
説明するための図である。
【図7】接続用金属片を供給した電子回路基板配線の断
線部を示す斜視図である。
【図8】本発明に係る配線接続装置の一実施例を示す構
成図である。
【図9】本発明に係る配線接続装置の他の実施例を示す
構成図である。
【図10】本発明の対象である電子回路基板の構成図で
ある。
【図11】電子回路基板上における回路変更方法を示し
た斜視図である。
【図12】回路変更後の配線接続部及び配線切断部の斜
視図及び断面図である。
【図13】電子回路基板上における配線接続方法を示し
た平面図及び断面図である。
【図14】配線接続方法の第二の実施例を示した平面図
及び断面図である。
【図15】配線接続方法の第三の実施例を示した平面図
及び断面図である。
【図16】配線接続方法の第四の実施例を示した平面図
及び断面図である。
【図17】電子回路基板上における絶縁膜欠落欠陥の修
正方法を示した断面図である。
【図18】絶縁膜欠落欠陥の修正方法の第二の実施例を
示した断面図である。
【図19】本発明による配線変更方法を実施するための
装置の構成図である。
【符号の説明】
3……厚膜基板、 5,5’……配線、 9,
9’……接続端子、10……窓、 15…
…接続用金属片、 18……保護膜、21……導電性
金属、 22……接着用金属、 23……有機
絶縁膜、34,35,36……配線余剰欠陥、 3
7,38……配線欠落欠陥、102,203……ステー
ジ、 109,204……接続用工具、111,206
……保護膜形成手段、 208……エキシマレーザ発振
器 302・・・・多層薄膜層、 304、304’・・・・回路変
更用配線、307・・・・接続用電極、 308・・・・配線接
続部、 309・・・・配線切断部、310・・・・絶縁保護
膜、 311、311’・・・・窓、312、323、33
3、343、353・・・・配線接続用液体材料、314・・
・・被覆膜、 313、324、334、345、355
・・・・金属膜、367、377・・・・有機絶縁材料、 40
1・・・・回路基板、403・・・・エキシマレーザ発振器、
412、415・・・マイクロディスペンサ、414・・・・
赤外線ランプ、 417・・・・紫外線ランプ
フロントページの続き (72)発明者 宮内 建興 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 佐藤 了平 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 松井 清 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 和井 伸一 神奈川県秦野市堀山下1番地 株式会社 日立製作所汎用コンピュータ事業部内 (72)発明者 片山 薫 神奈川県秦野市堀山下1番地 株式会社 日立製作所汎用コンピュータ事業部内 (72)発明者 福田 洋 神奈川県秦野市堀山下1番地 株式会社 日立製作所汎用コンピュータ事業部内 (56)参考文献 特開 昭51−98994(JP,A) 特開 平3−102352(JP,A) 特開 平1−278044(JP,A) 特開 昭52−119191(JP,A) 特開 平2−19838(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 23/12,21/3205,21/321 H05K 3/22

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所望の配線と補修配線とを形成し、該所望
    の配線と補修配線を保護膜で被覆された電子回路基板上
    の接続端子とLSIチップとを接続された状態で誤動作
    する個所のLSIチップを取外す取り外し工程と、該取
    り外し工程で取り外された領域において切断したい接続
    端子部分にエネルギービームを照射して前記保護膜を除
    去して窓明けして接続端子を露出させ、前記エネルギー
    ビームと異なる条件のエネルギービームを照射して前記
    配線を切断し、該切断され窓明けされた部分を局部的に
    絶縁膜で被覆する切断工程と、前記取り外し工程で取り
    外された領域において接続する部分にエネルギービーム
    を照射して前記保護膜を除去して窓明けして接続端子を
    露出させ、該露出した接続端子間に予め接続を行うに適
    した金属箔を供給してエネルギを加えて接続端子−金属
    箔−接続端子の導電路を形成し、該接続され窓明けされ
    た部分を局部的に絶縁膜で被覆する接続工程と、電子回
    路基板上の前記切断工程および接続工程によって配線修
    正された接続端子にLSIチップを再度接続するLSI
    チップ接続工程とを有することを特徴とするLSIチッ
    プ実装電子回路基板の製造方法。
  2. 【請求項2】所望の配線と補修配線とを形成し、該所望
    の配線と補修配線を保護膜で被覆された電子回路基板上
    の接続端子とLSIチップとを接続された状態で誤動作
    する個所のLSIチップを取り外された領域において切
    断したい接続端子部分にエネルギービームを照射して前
    記保護膜を除去して窓明けして接続端子を露出させ、前
    記エネルギービームと異なる条件のエネルギービームを
    照射して前記配線を切断し、該切断され窓明けされた部
    分を局部的に絶縁膜で被覆する切断手段と、前記取り外
    された領域において接続する部分にエネルギービームを
    照射して前記保護膜を除去して窓明けして接続端子を露
    出させ、該露出した接続端子間に予め接続を行うに適し
    た金属箔を供給してエネルギを加えて接続端子−金属箔
    −接続端子の導電路を形成し、該接続され窓明けされた
    部分を局部的に絶縁膜で被覆する接続手段と、電子回路
    基板上の前記切断手段および接続手段によって配線修正
    された接続端子にLSIチップを再度接続するLSIチ
    ップ接続手段とを有することを特徴とするLSIチップ
    実装電子回路基板の製造装置。
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