JP4386458B2 - Circuit board, electronic device and manufacturing method thereof - Google Patents

Circuit board, electronic device and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP4386458B2
JP4386458B2 JP2008128462A JP2008128462A JP4386458B2 JP 4386458 B2 JP4386458 B2 JP 4386458B2 JP 2008128462 A JP2008128462 A JP 2008128462A JP 2008128462 A JP2008128462 A JP 2008128462A JP 4386458 B2 JP4386458 B2 JP 4386458B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit board
electrode
circuit pattern
circuit
hole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2008128462A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009277927A (en
Inventor
重信 関根
由莉奈 関根
良治 桑名
Original Assignee
有限会社ナプラ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 有限会社ナプラ filed Critical 有限会社ナプラ
Priority to JP2008128462A priority Critical patent/JP4386458B2/en
Priority to US12/180,831 priority patent/US7910837B2/en
Publication of JP2009277927A publication Critical patent/JP2009277927A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4386458B2 publication Critical patent/JP4386458B2/en
Priority to US13/017,590 priority patent/US8609999B2/en
Priority to US13/017,544 priority patent/US8217280B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Description

本発明は、回路基板、電子デバイス及びそれらの製造方法に関する。   The present invention relates to a circuit board, an electronic device, and a manufacturing method thereof.

電子デバイスの例としては、例えば、各種スケールの集積回路、各種半導体素子もしくはそのチップ等を挙げることができる。   Examples of the electronic device include various scale integrated circuits, various semiconductor elements, or chips thereof.

この種の電子デバイスにおいて、その三次元回路配置を実現する手法として、回路基板上にLSIを配置し、その間を多層の配線で接続する方法がとられてきた。しかし、この方法では、実装面積がLSIの数とともに増加し、配線長の増加から、LSI間の信号遅延が大きくなる。   In this type of electronic device, as a method for realizing the three-dimensional circuit arrangement, an LSI is arranged on a circuit board and a multilayer wiring is connected between them. However, in this method, the mounting area increases with the number of LSIs, and the signal delay between LSIs increases due to the increase in wiring length.

そこで、一面に回路パターンを設ける一方、回路パターンに導通し、かつ、厚み方向に貫通する貫通電極を設けた回路基板を利用する技術が提案されている。   In view of this, there has been proposed a technology that uses a circuit board provided with a circuit pattern on one surface, and provided with a through electrode that is conductive to the circuit pattern and penetrates in the thickness direction.

このような回路基板として、例えば、特許文献1には、多層回路基板の孔又は非孔に液状粘性材料を充填せしめる方法において、前記液状粘性材料を真空雰囲気下で前記回路基板上に孔版印刷した後、前記真空雰囲気の真空度を低下せしめるか若しくは前記真空雰囲気を通常の大気圧雰囲気にせしめて差圧充填を行う液状粘性材料の充填方法が開示されている。   As such a circuit board, for example, in Patent Document 1, the liquid viscous material is stencil-printed on the circuit board in a vacuum atmosphere in a method of filling a liquid viscous material into holes or non-holes of a multilayer circuit board. Subsequently, a method of filling a liquid viscous material is disclosed in which the vacuum degree of the vacuum atmosphere is lowered or the vacuum atmosphere is changed to a normal atmospheric pressure to perform differential pressure filling.

また、特許文献2には、光励起電解研磨法により回路基板に高アスペクト比の孔を形成し、この孔の内壁を酸化処理して絶縁層としての酸化膜を形成し、次いで、前記孔に溶融金属埋め戻し法により金属を充填して、貫通電極を形成する方法が開示されている。   In Patent Document 2, a high-aspect-ratio hole is formed in a circuit board by a photo-excited electrolytic polishing method, and an inner wall of the hole is oxidized to form an oxide film as an insulating layer. A method of forming a through electrode by filling a metal by a metal backfilling method is disclosed.

特許文献3には、雰囲気圧差による微細孔への金属充填方法が開示され、特許文献4には、微細孔に導電性ペーストを充填する充填方法が記載されている。更に、特許文献5には、メッキ埋め込み工程の前後に直接孔に金属を埋め込む貫通電極の形成方法が開示されている。   Patent Document 3 discloses a method for filling a metal with a fine hole by an atmospheric pressure difference, and Patent Document 4 describes a filling method for filling a fine hole with a conductive paste. Further, Patent Document 5 discloses a method for forming a through electrode in which a metal is directly embedded in a hole before and after a plating embedding process.

ところで、この種の電子デバイスにおいて、回路パターンに貫通電極を接合させた構造を実現する手法には、大別して、2つの手法がある。第1の手法は、回路基板に、予め、Sn(錫)を主成分とする貫通電極を形成しておき、次に回路パターンを形成する手法である。第2の手法は、回路基板に、予め、回路パターンを形成しておき、この回路基板の回路パターンと対応する位置に貫通孔を穿孔し、次に、貫通孔内に溶融したSn(錫)等の金属材料を注入して貫通電極を形成する手法である。   By the way, in this type of electronic device, there are roughly two methods for realizing a structure in which a through electrode is joined to a circuit pattern. The first method is a method in which a through electrode mainly composed of Sn (tin) is formed in advance on a circuit board, and then a circuit pattern is formed. In the second method, a circuit pattern is formed in advance on a circuit board, a through hole is drilled at a position corresponding to the circuit pattern on the circuit board, and then Sn (tin) melted in the through hole. In this method, a through electrode is formed by injecting a metal material such as the above.

回路パターンは、CVD(Chemical Vapor Deposition 化学気相成長)法や、スパッタ法などで代表される薄膜形成技術を適用して形成される。これらの薄膜形成技術では、回路基板が高温に曝されるから、第1の手法を適用した場合には、この薄膜形成工程において、Snなどを主成分とする貫通電極が溶融してしまう。   The circuit pattern is formed by applying a thin film forming technique represented by a CVD (Chemical Vapor Deposition Chemical Vapor Deposition) method or a sputtering method. In these thin film formation techniques, the circuit board is exposed to high temperatures. Therefore, when the first technique is applied, the through electrode mainly composed of Sn or the like is melted in this thin film formation process.

一方、第2の手法を適用した場合には、回路パターンを形成した後に、貫通電極を形成することになるので、第1の手法で問題となる貫通電極の溶融を回避することができるという点で、第1の手法に優位する。   On the other hand, when the second method is applied, since the through electrode is formed after the circuit pattern is formed, it is possible to avoid melting of the through electrode, which is a problem in the first method. Thus, it is superior to the first method.

しかし、回路基板の一面に、回路パターンを形成する工程は、真空雰囲気中で実行されるものの、この工程の後、貫通孔形成工程及び溶融金属材料注入工程において、回路基板が空気中に取り出される。このため、貫通孔の内底面に存在する回路パターンの表面が酸化される。   However, although the process of forming the circuit pattern on one surface of the circuit board is performed in a vacuum atmosphere, after this process, the circuit board is taken out into the air in the through hole forming process and the molten metal material injecting process. . For this reason, the surface of the circuit pattern existing on the inner bottom surface of the through hole is oxidized.

貫通電極の接続される回路パターンの表面が酸化されると、回路パターンと貫通電極との間の接合が不十分になってしまい、特性不良、歩留りの低下など、この種の電子デバイスでは、到底看過することできない重大な問題を生じる。   When the surface of the circuit pattern to which the through electrode is connected is oxidized, the bonding between the circuit pattern and the through electrode becomes insufficient, and in this type of electronic device, such as poor characteristics and reduced yield, It creates serious problems that cannot be overlooked.

この酸化の問題を解決する手段として、フラックスを用い、フラックスの還元作用を利用して、回路パターンの酸化膜を還元する技術が知られている。   As means for solving this oxidation problem, a technique is known in which flux is used and the oxide film of the circuit pattern is reduced by utilizing the reducing action of the flux.

しかし、このフラックス還元技術を適用した場合には、次のような重大な問題点を生じる。即ち、貫通孔内に、溶融金属材料とともにフラックスを注入すると、フラックスガスが発生する。この種の電子デバイスにおいて、貫通孔は、その孔径が、例えば数十μmの極微小孔であり、しかも、アスペクト比がかなり高くなっている。このような形状の貫通孔内でフラックスガスが発生すると、そのガス抜けが当然悪くなり、貫通電極の周りに、フラックスガスに起因するボイドが発生し、貫通電極の断面積の減少、電気抵抗の増大、更には回路パターンに対する接続不良、接合抵抗の増大などを招いてしまう。
特開平11−298138号公報 特開2000−228410号公報 特開2002−158191号公報 特開2003−257891号公報 特開2006−111896号公報
However, when this flux reduction technique is applied, the following serious problems occur. That is, when a flux is injected into the through hole together with the molten metal material, a flux gas is generated. In this type of electronic device, the through hole is a very small hole having a hole diameter of, for example, several tens of μm, and the aspect ratio is considerably high. When flux gas is generated in a through-hole of such a shape, the gas escape naturally becomes worse, and voids due to the flux gas are generated around the through-electrode, reducing the cross-sectional area of the through-electrode and reducing the electric resistance. This leads to an increase in connection with a circuit pattern and an increase in junction resistance.
JP 11-298138 A JP 2000-228410 A JP 2002-158191 A JP 2003-257891 A JP 2006-111896 A

本発明の課題は、回路パターンの表面における酸化膜の発生を抑制した回路基板、電子デバイス及びそれらの製造方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a circuit board, an electronic device, and a method for manufacturing the same, in which generation of an oxide film on the surface of a circuit pattern is suppressed.

本発明のもう一つの課題は、貫通孔内におけるボイドの発生を抑制した回路基板、電子デバイス及びそれらの製造方法を提供することである。   Another object of the present invention is to provide a circuit board, an electronic device, and a method of manufacturing the same, in which generation of voids in the through hole is suppressed.

上述した課題を解決するため、本発明は、回路基板、電子デバイス及びそれらの製造方法を開示する。   In order to solve the above-described problems, the present invention discloses a circuit board, an electronic device, and a manufacturing method thereof.

<回路基板>
本発明に係る回路基板は、基板と、回路パターンと、貫通電極とを含んでいる。前記回路パターンは、前記基板の厚み方向の一面に設けられており、前記貫通電極は、前記基板に設けられた貫通孔内に充填され、一端が前記回路パターンに接合されている。前記回路パターン及び前記貫通電極は、それぞれ、貴金属成分を含有する領域を有し、前記領域によって互いに接合されている。
<Circuit board>
The circuit board according to the present invention includes a substrate, a circuit pattern, and a through electrode. The circuit pattern is provided on one surface in the thickness direction of the substrate, the through electrode is filled in a through hole provided in the substrate, and one end is bonded to the circuit pattern. The circuit pattern and the through electrode each have a region containing a noble metal component and are joined to each other by the region.

この構造によれば、回路パターンの表面に酸化膜を生じることなく、貫通電極を回路パターンに接合することができる。その理由は、回路パターンの表面に仮に酸化膜が生じていたとしても、貴金属成分、代表的にはAu(金)が、回路パターンを構成する金属成分中に熱拡散する際に、貴金属の有する触媒作用により、酸化膜が還元されるためと推測される。   According to this structure, the through electrode can be bonded to the circuit pattern without generating an oxide film on the surface of the circuit pattern. The reason is that even if an oxide film is formed on the surface of the circuit pattern, the noble metal component, typically Au (gold), has a precious metal when thermally diffusing into the metal component constituting the circuit pattern. It is assumed that the oxide film is reduced by the catalytic action.

しかも、酸化膜に対する還元作用が、貴金属の触媒作用に基づくものであって、還元のためにフラックスを用いる必要がないから、フラックスガスに起因するボイドの発生を回避することができる。   In addition, since the reducing action on the oxide film is based on the catalytic action of the noble metal and it is not necessary to use a flux for the reduction, generation of voids due to the flux gas can be avoided.

本発明に係る回路基板は、順次に積層された複数層で構成されていて、そのうちの少なくとも1層が、前記回路パターン及び前記貫通電極の組み合わせを含んでいてもよい。   The circuit board according to the present invention may be composed of a plurality of layers sequentially stacked, and at least one of them may include a combination of the circuit pattern and the through electrode.

<電子デバイス>
本発明に係る電子デバイスは、回路基板と、回路機能部とを有する。前記回路基板は、本発明に係る回路基板である。前記回路機能部は、前記回路基板と組み合わされている。
<Electronic device>
The electronic device according to the present invention includes a circuit board and a circuit function unit. The circuit board is a circuit board according to the present invention. The circuit function unit is combined with the circuit board.

本発明に係る電子デバイスは、本発明に係る回路基板を有するので、回路基板の有する作用効果をそのまま奏することができる。   Since the electronic device according to the present invention includes the circuit board according to the present invention, the function and effect of the circuit board can be exhibited as they are.

本発明に係る電子デバイスには、センサーモジュル、光電気モジュール、FET、MOS−FET、CMOS−FET、メモリーセル、FC(Field Complementary)もしくは集積回路素子又はこれらのチップが含まれる。   The electronic device according to the present invention includes a sensor module, a photoelectric module, a FET, a MOS-FET, a CMOS-FET, a memory cell, an FC (Field Complementary) or an integrated circuit element, or a chip thereof.

<回路基板又は電子デバイスの製造方法>
本発明に係る回路基板を製造するに当たっては、まず、一面に回路パターンを有する基板を準備する。次に、前記基板の前記回路パターンと対応する位置において、前記基板の他面側から前記回路パターンに達する貫通孔を穿孔する。次に、前記貫通孔内に、少なくとも表面が貴金属で覆われた貴金属微粒子を供給する。次に、前記貫通孔内に、溶融した金属材料を注入して貫通電極を形成する。電子デバイスの製造方法においても、その回路基板の製造に当たっては、本発明に係る製造方法が適用される。
<Method for manufacturing circuit board or electronic device>
In manufacturing the circuit board according to the present invention, first, a board having a circuit pattern on one side is prepared. Next, a through hole reaching the circuit pattern from the other surface side of the substrate is drilled at a position corresponding to the circuit pattern of the substrate. Next, noble metal fine particles having at least a surface covered with the noble metal are supplied into the through-hole. Next, a molten metal material is injected into the through hole to form a through electrode. Also in the manufacturing method of an electronic device, the manufacturing method according to the present invention is applied when manufacturing the circuit board.

上述した製造方法によれば、貫通孔の底面に現れる回路パターンの表面が酸化されていても,貫通孔内に溶融した金属材料を注入して貫通電極を形成する工程において、貴金属微粒子が、溶融熱エネルギーを受けて溶融し、回路パターン及び貫通電極中に熱拡散する。この結果、回路パターン及び貫通電極のそれぞれには、その組成分中に貴金属成分を拡散させた領域が生じ、回路パターン及び貫通電極は、貴金属成分を拡散させた領域によって互いに接合されることになる。   According to the manufacturing method described above, even if the surface of the circuit pattern appearing on the bottom surface of the through hole is oxidized, the noble metal fine particles are melted in the step of injecting the molten metal material into the through hole to form the through electrode. It melts by receiving thermal energy and diffuses into the circuit pattern and the through electrode. As a result, each of the circuit pattern and the through electrode has a region in which the noble metal component is diffused in the composition, and the circuit pattern and the through electrode are joined to each other by the region in which the noble metal component is diffused. .

貴金属材料は、一般に、その融点が貫通電極材料の融点よりも高くなるが、粒径を微小化(ナノ化)することにより、融点が著しく低下し、溶融した貫通電極材料から受けた熱によって溶融する。   In general, the melting point of noble metal materials is higher than the melting point of the through electrode material. However, by reducing the particle size (nanoization), the melting point is remarkably lowered, and the melting is caused by the heat received from the molten through electrode material. To do.

貫通電極のための溶融金属材料を注入する前、貫通孔の底面に現れる回路パターンの表面に生じていた酸化膜は、貴金属微粒子の有する触媒作用により、還元される。従って、還元のためにフラックスを用いる必要がないから、フラックスガスに起因するボイドの発生を回避することができる。   Before injecting the molten metal material for the through electrode, the oxide film generated on the surface of the circuit pattern appearing on the bottom surface of the through hole is reduced by the catalytic action of the noble metal fine particles. Therefore, since it is not necessary to use a flux for reduction, generation of voids due to the flux gas can be avoided.

回路パターン、貫通電極及び貴金属微粒子の組成分は、先に例示したとおりである。貴金属微粒子は、全体が貴金属で構成されていてもよいし、核となる部分を、例えばSn(錫)で構成し、その表面を貴金属の膜で覆った構造であってもよい。   The composition of the circuit pattern, the through electrode, and the noble metal fine particles is as exemplified above. The noble metal fine particles may be entirely composed of a noble metal, or may have a structure in which a core portion is composed of, for example, Sn (tin) and the surface thereof is covered with a noble metal film.

本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。但し、添付図面は、単なる例示に過ぎない。   Other objects, configurations and advantages of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the attached drawings are merely examples.

<回路基板>
図1を参照すると、簡単な構成の回路基板が示されているのみであるが、実際には、回路基板の種類に応じた機能、及び、構造を満たすべく、より複雑な構造がとられる。図示された回路基板では、基板1に回路パターン2と、貫通電極3とによる三次元回路を構成してある。基板1は、各種半導体基板、誘電体基板、絶縁基板又は磁性基板などで構成される。実施例の基板1は、シリコンウエハ等の半導体基板である。シリコンウエハなどの半導体基板である場合は、その両面及び貫通電極3と基板1との界面に、絶縁膜を設ける。絶縁膜は、金属酸化物、例えばSiO2又はAl2O3などの膜であり、すでに知られた化学的処理によって、必要な箇所に必要な厚さ(深さ)で形成することができる。
<Circuit board>
Referring to FIG. 1, only a circuit board having a simple configuration is shown, but in reality, a more complicated structure is taken to satisfy the function and structure according to the type of circuit board. In the illustrated circuit board, a three-dimensional circuit is configured on the substrate 1 by the circuit pattern 2 and the through electrode 3. The substrate 1 is composed of various semiconductor substrates, dielectric substrates, insulating substrates, magnetic substrates, or the like. The substrate 1 of the embodiment is a semiconductor substrate such as a silicon wafer. In the case of a semiconductor substrate such as a silicon wafer, an insulating film is provided on both surfaces thereof and on the interface between the through electrode 3 and the substrate 1. The insulating film is a film of a metal oxide, for example, SiO 2 or Al 2 O 3 , and can be formed at a required thickness (depth) at a required position by a known chemical treatment.

回路パターン2は、薄膜であって、基板1の少なくとも一面上に設けられている。図1では、基板1の他面側にも、回路パターン4が設けられている。回路パターン2は、要求される機能に応じて、種々の平面パターンをとる。回路パターン2の周りは、必要に応じ、絶縁膜によって埋められていてもよい。回路パターン2は、公知の材料、例えば銅(Cu)を主成分とする金属材料によって構成される。必要に応じて、インジウム(In)、アルミニウム(Al)又はビスマス(Bi)などを含有していてもよい。この回路パターン2は、CVD法やスパッタ法等の薄膜形成技術によって形成される。これらの薄膜形成技術は、加熱しながら真空成膜する技術である。   The circuit pattern 2 is a thin film and is provided on at least one surface of the substrate 1. In FIG. 1, a circuit pattern 4 is also provided on the other surface side of the substrate 1. The circuit pattern 2 takes various plane patterns according to the required function. The circuit pattern 2 may be filled with an insulating film as necessary. The circuit pattern 2 is made of a known material, for example, a metal material containing copper (Cu) as a main component. If necessary, indium (In), aluminum (Al), bismuth (Bi), or the like may be contained. The circuit pattern 2 is formed by a thin film forming technique such as a CVD method or a sputtering method. These thin film formation techniques are techniques for forming a vacuum film while heating.

貫通電極3は、基板1の一面からその厚み方向に延びる貫通孔30の内部に充填され、一端が回路パターン2に接合されている。貫通電極3は、公知の材料、例えば錫(Sn)を主成分とする金属材料によって構成され、必要に応じて、インジウム(In)、アルミニウム(Al)又はビスマス(Bi)などを含有していてもよい。図の貫通電極3は、1つの回路パターン2に対して1つだけ備えられている場合を例示しているが、これに限定する趣旨ではない。1つの回路パターン2に対して複数の貫通電極3を備えていてもよい。貫通孔30の深さL及び底部の直径dは、直径dが100μm以下、アスペクト比(L/d)が1以上、特に好ましくは、直径dが25μm以下で、アスペクト比 (L/d)が5以上となるように選定する。このような貫通孔30は、たとえば、レーザ穿孔又は化学的処理によって形成することができる。   The through electrode 3 is filled in a through hole 30 extending in the thickness direction from one surface of the substrate 1, and one end thereof is bonded to the circuit pattern 2. The through electrode 3 is made of a known material, for example, a metal material mainly composed of tin (Sn), and contains indium (In), aluminum (Al), bismuth (Bi), or the like as necessary. Also good. Although only one through electrode 3 in the figure is provided for one circuit pattern 2, the present invention is not limited to this. A plurality of through electrodes 3 may be provided for one circuit pattern 2. The depth L of the through-hole 30 and the diameter d of the bottom portion are such that the diameter d is 100 μm or less and the aspect ratio (L / d) is 1 or more, particularly preferably the diameter d is 25 μm or less and the aspect ratio (L / d) is Select 5 or more. Such a through hole 30 can be formed by, for example, laser drilling or chemical treatment.

回路パターン2及び貫通電極3は、それぞれ、共通の貴金属成分を含有する拡散領域AL1、AL2を有し、拡散領域AL1、AL2によって互いに接合されている。貴金属成分の含有量(拡散量)は、拡散領域AL1と、拡散領域AL2との境界でもっとも高く、境界から離れるに従って低くなる濃度勾配をもって拡散している。図1において、拡散領域AL1、AL2は、一点鎖線によって、画定された領域のように表示されているが、これは説明のための便宜的表示に過ぎない。実際には、明確な境界があるわけではない。   The circuit pattern 2 and the through electrode 3 respectively have diffusion regions AL1 and AL2 containing a common noble metal component, and are joined to each other by the diffusion regions AL1 and AL2. The content (diffusion amount) of the noble metal component is highest at the boundary between the diffusion region AL1 and the diffusion region AL2, and diffuses with a concentration gradient that decreases as the distance from the boundary increases. In FIG. 1, the diffusion regions AL1 and AL2 are displayed as regions defined by a one-dot chain line, but this is merely a convenient display for explanation. In practice, there are no clear boundaries.

貴金属には、金 (Au)、銀 (Ag)、白金 (Pt)、パラジウム (Pd)、ロジウム (Rh)、イリジウム (Ir)、ルテニウム (Ru)、オスミウム (Os) の各元素が含まれる。このうちでも、Au(金)、Pt(白金)又はPd(パラジウム)から選択された少なくとも一種を含むことが好ましい。   The noble metals include gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh), iridium (Ir), ruthenium (Ru), and osmium (Os). Among these, it is preferable to include at least one selected from Au (gold), Pt (platinum), or Pd (palladium).

この構造によれば、回路パターン2の表面に酸化膜を生じることなく、貫通電極3を回路パターン2に接合することができる。回路パターン2は、上述した薄膜形成技術の適用により、真空中において成膜されるので、成膜工程において酸化されることはないが、貫通孔30及び貫通電極3を形成する工程において、空気中に曝されるので、貫通孔30を通して酸化される。このようにして、回路パターン2の表面に仮に酸化膜が生じたとしても、貴金属成分、代表的にはAu(金)が、回路パターン2を構成する金属成分中に熱拡散する際に、貴金属の有する触媒作用により酸化膜を還元する働きが生じる。このため、回路パターン2の表面に酸化膜を生じることなく、貫通電極3を回路パターン2に接合することができる。   According to this structure, the through electrode 3 can be bonded to the circuit pattern 2 without generating an oxide film on the surface of the circuit pattern 2. Since the circuit pattern 2 is formed in vacuum by applying the thin film forming technique described above, the circuit pattern 2 is not oxidized in the film forming process, but in the process of forming the through hole 30 and the through electrode 3, the circuit pattern 2 is in the air. As a result, it is oxidized through the through hole 30. Thus, even if an oxide film is formed on the surface of the circuit pattern 2, the noble metal component, typically Au (gold), is thermally diffused into the metal component constituting the circuit pattern 2. The action of reducing the oxide film is caused by the catalytic action of. For this reason, the through electrode 3 can be bonded to the circuit pattern 2 without generating an oxide film on the surface of the circuit pattern 2.

しかも、酸化膜に対する還元作用は、貴金属の触媒作用に基づくものであって、還元のためにフラックスを用いる必要がないから、フラックスガスに起因するボイドの発生を回避することができる。   In addition, the reduction action on the oxide film is based on the catalytic action of the noble metal, and it is not necessary to use a flux for the reduction. Therefore, generation of voids due to the flux gas can be avoided.

次に、本発明の効果を、図2〜図8の実験データを参照し、従来の電子デバイスと比較しながら、具体的に説明する。図2は、比較例としての従来の電子デバイスのSEM像、図3は、図2に示したSEM像を拡大して示す図である。図4は、本発明に係る電子デバイスのSEM像、図5は、図4に示したSEM像を拡大して示す図、図6は、図4に示したSEM像を更に拡大して示す図である。   Next, the effects of the present invention will be specifically described with reference to the experimental data of FIGS. 2 is an SEM image of a conventional electronic device as a comparative example, and FIG. 3 is an enlarged view of the SEM image shown in FIG. 4 is an SEM image of the electronic device according to the present invention, FIG. 5 is an enlarged view of the SEM image shown in FIG. 4, and FIG. 6 is an enlarged view of the SEM image shown in FIG. It is.

図2及び図3に図示された電子デバイスは、シリコン基板1の一面にCuを主成分とする回路パターン2を形成し、貫通電極3の一端を回路パターン2に直接に接合した構造となっている。回路パターン2の表面の酸化膜を還元するため、フラックスを用いて、溶融したSnを主成分とする溶融した電極材料を、貫通孔30の内部に充填して貫通電極3を形成したものである。   The electronic device shown in FIGS. 2 and 3 has a structure in which a circuit pattern 2 mainly composed of Cu is formed on one surface of a silicon substrate 1 and one end of the through electrode 3 is directly bonded to the circuit pattern 2. Yes. In order to reduce the oxide film on the surface of the circuit pattern 2, the through electrode 30 is formed by filling the inside of the through hole 30 with a molten electrode material mainly composed of molten Sn using a flux. .

図2及び図3から明らかなように、貫通電極3の外周と、貫通孔30の内壁面との間には、かなり大きなボイド(Void)が生じている。フラックス還元技術を適用した場合には、回路パターン2の表面の酸化膜を還元することができるが、貫通孔30内に、溶融金属材料とともにフラックスを注入すると、フラックスガスが発生する。この種の電子デバイスにおいて、貫通孔30は、その孔径が、例えば数十μmの極微小孔であり、しかも、アスペクト比がかなり高くなっている。このような形状の貫通孔30内でフラックスガスが発生すると、そのガス抜けが当然悪くなる。このため、貫通電極3の周りに、フラックスガスに起因するボイド(Void)が発生し、貫通電極3の断面積の減少、電気抵抗の増大、更には回路パターン2に対する接続不良、接合抵抗の増大などを招いてしまうのである。   As apparent from FIGS. 2 and 3, a considerably large void is generated between the outer periphery of the through electrode 3 and the inner wall surface of the through hole 30. When the flux reduction technique is applied, the oxide film on the surface of the circuit pattern 2 can be reduced, but when a flux is injected into the through hole 30 together with the molten metal material, a flux gas is generated. In this type of electronic device, the through hole 30 is a very small hole having a hole diameter of, for example, several tens of μm, and has an extremely high aspect ratio. When flux gas is generated in the through hole 30 having such a shape, the gas escape naturally becomes worse. For this reason, a void caused by the flux gas is generated around the through electrode 3, the cross sectional area of the through electrode 3 is decreased, the electric resistance is increased, and further, the connection to the circuit pattern 2 is poor and the junction resistance is increased. It invites.

これに対して、本発明に係る電子デバイスでは、図4〜図6に図示するように、貫通電極3の外周面が、基板1に設けられた貫通孔30の内壁面に密着しており、両者間には殆どボイド(Void)が見られない。回路パターン2と貫通電極3との接触面との間に、ボイド(Void)のような影が見えるが、これは、SEM像をとるに当たって研磨した際に生じた欠けであり、ボイド(Void)ではない。   In contrast, in the electronic device according to the present invention, as illustrated in FIGS. 4 to 6, the outer peripheral surface of the through electrode 3 is in close contact with the inner wall surface of the through hole 30 provided in the substrate 1. There is almost no void between them. A shadow like a void can be seen between the contact surface of the circuit pattern 2 and the through electrode 3, but this is a chip generated when polishing in taking an SEM image. is not.

図7は、図6のP1領域をEDAX装置を用いて分析した結果を示す図である。P1領域は、貫通電極2の中央領域であり、貫通電極3が、Snを主成分とし、更に、In,Cu,Biを含有していることを示している。   FIG. 7 is a diagram showing a result of analyzing the P1 region of FIG. 6 using an EDAX apparatus. The P1 region is a central region of the through electrode 2 and indicates that the through electrode 3 contains Sn as a main component and further contains In, Cu, and Bi.

図8は、図6のP2領域をEDAX装置を用いて分析した結果を示す図である。P2領域は、貫通電極3のうち、シリコン基板1に近い位置に設定されている。貫通電極3の主要な成分であるSnについては、SnLの欄に、17.42wt%, 3.29at%と表示されている。また、Auについては、AuLの欄に1.24wt%, 0.14at%と表示されている。これから明らかなように、貫通電極3には、Auが1.24wt%, 0.14at%の微量で拡散している。   FIG. 8 is a diagram showing a result of analyzing the P2 region of FIG. 6 using an EDAX apparatus. The P2 region is set at a position close to the silicon substrate 1 in the through electrode 3. Sn, which is a main component of the through electrode 3, is displayed in the SnL column as 17.42 wt% and 3.29 at%. For Au, 1.24 wt% and 0.14 at% are displayed in the AuL column. As is clear from this, Au diffuses in the through electrode 3 in a minute amount of 1.24 wt% and 0.14 at%.

貫通電極3にビスマス(Bi)を含有させた場合は、ビスマス(Bi)は、溶融状態から凝固する際に、体積が3〜3.5%程膨張するから、貫通孔30の内壁面と、この貫通孔30内に充填された貫通電極3との間に発生すべき隙間を、Biの体積膨張により解消することができる。   When bismuth (Bi) is contained in the through electrode 3, the volume of the bismuth (Bi) expands by about 3 to 3.5% when solidified from the molten state, A gap to be generated between the through-holes 3 filled in the through-holes 30 can be eliminated by the volume expansion of Bi.

Sn、In,Cu及びBiを含有する系では、50wt%以上のビスマス(Bi)と、30wt%以下のインジウム(In)と、30wt%以下の錫(Sn)と、1〜5wt%の範囲で選択された銅(Cu)とを含有すると、隙間発生防止に極めて有効であることが確認されている。   In a system containing Sn, In, Cu and Bi, 50 wt% or more of bismuth (Bi), 30 wt% or less of indium (In), 30 wt% or less of tin (Sn), and in the range of 1 to 5 wt%. When it contains the selected copper (Cu), it has been confirmed that it is extremely effective in preventing the generation of gaps.

このBi含有による隙間発生防止効果と、フラックスを用いないことによるボイド発生防止効果との相乗作用により、貫通電極3が貫通孔30の内面に密着することになる。   The through electrode 3 comes into close contact with the inner surface of the through hole 30 by a synergistic effect of the effect of preventing the generation of gaps due to the Bi content and the effect of preventing the generation of voids by not using the flux.

次に、図9及び図10に図示された多層回路基板は、任意数の回路基板A1〜A6を、順次に積層した構造となっている。そのうちの少なくとも1層は、回路パターン2及び貫通電極3を含んでいる構造を採用することができる。   Next, the multilayer circuit board shown in FIGS. 9 and 10 has a structure in which an arbitrary number of circuit boards A1 to A6 are sequentially stacked. A structure including the circuit pattern 2 and the through electrode 3 can be employed in at least one of the layers.

図示の実施例では、回路基板A1〜A6のそれぞれが、基板1に、回路パターン2及び貫通電極3を設けた構造となっている。回路パターン2は、回路基板A1〜A6のそれぞれの一面に形成されている。また、回路パターン2のいくつかは、隣接する複数の貫通電極3にまたがって配置されている。   In the illustrated embodiment, each of the circuit boards A1 to A6 has a structure in which the circuit pattern 2 and the through electrode 3 are provided on the board 1. The circuit pattern 2 is formed on one surface of each of the circuit boards A1 to A6. Some of the circuit patterns 2 are arranged across a plurality of adjacent through electrodes 3.

回路基板A1〜A6は、積層界面において、接着剤によって接着されている。図では、貫通電極3は、回路基板A1〜A6の間において、全て連なっているが、回路構成によっては連ならない場合もあり得る。更に、最外側の回路基板A1、A6には、必要に応じて、バンプ(取出電極)60〜69が設けられる。図9及び図10に示した多層積層構造は、複雑な三次元回路を有する回路基板を実現するのに適している。   The circuit boards A1 to A6 are bonded by an adhesive at the laminated interface. In the drawing, the through electrodes 3 are all connected between the circuit boards A1 to A6, but may not be connected depending on the circuit configuration. Further, bumps (extraction electrodes) 60 to 69 are provided on the outermost circuit boards A1 and A6 as necessary. The multilayer stacked structure shown in FIGS. 9 and 10 is suitable for realizing a circuit board having a complicated three-dimensional circuit.

<製造方法>
次に、図11〜図17を参照し、本発明に係る回路基板の製造方法を説明する。本発明に係る回路基板の製造方法に当たっては、まず、図11に示すように、一面に回路パターン2を形成した基板1(ウエハ)を準備する。回路パターン2は、例えば、CVD法又はスパッタ法などの薄膜形成技術を適用して形成される。
<Manufacturing method>
Next, a method for manufacturing a circuit board according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the method of manufacturing a circuit board according to the present invention, first, as shown in FIG. 11, a substrate 1 (wafer) having a circuit pattern 2 formed on one surface is prepared. The circuit pattern 2 is formed by applying a thin film forming technique such as CVD or sputtering.

次に、図12に示すように、この基板1の他面上にレジスト5を塗布した後、周知のフォトリソグラフィ工程を実行し、図13に示すように、開口d1を有するレジストマスク51を形成する。   Next, as shown in FIG. 12, after applying a resist 5 on the other surface of the substrate 1, a known photolithography process is performed to form a resist mask 51 having an opening d1 as shown in FIG. To do.

続いて、レジストマスク51によって囲まれた抜きパターン52内の所定位置に、例えば、レーザ照射又は化学反応エッチング方法により、図14に図示するように、貫通孔30を形成する。貫通孔30は、開口d2を有する底部に、回路パターン2の表面が露出するように形成する。開口d2は、製造方法にもようるが、一般には、d2<d1となる。   Subsequently, through holes 30 are formed at predetermined positions in the extraction pattern 52 surrounded by the resist mask 51, for example, by laser irradiation or a chemical reaction etching method, as shown in FIG. The through hole 30 is formed at the bottom having the opening d2 so that the surface of the circuit pattern 2 is exposed. The opening d2 is generally d2 <d1 although it depends on the manufacturing method.

次に、図15に示すように、貫通孔30の内部に、例えばスクリーン印刷法などの手段によって、少なくとも表面が貴金属で覆われた貴金属微粒子4を供給する。貴金属微粒子4は、その全体が貴金属で構成されていてもよいし、Snなどを核として、その表面を貴金属で被覆したものであってもよい。貴金属微粒子の具体例については、既に述べたとおりである。また、貴金属微粒子4は、ナノ化による融点低下効果などを利用できるよう、ナノ粒子を用いる。貴金属微粒子4は、例えば、回路パターン2の表面に1〜3層程度の貴金属微粒子層ができる程度の微量でよい。   Next, as shown in FIG. 15, the noble metal fine particles 4 having at least the surface covered with the noble metal are supplied into the through hole 30 by means such as a screen printing method. The noble metal fine particles 4 may be entirely composed of a noble metal, or may have a surface coated with a noble metal using Sn or the like as a nucleus. Specific examples of the noble metal fine particles are as described above. Further, the noble metal fine particles 4 are made of nanoparticles so that the melting point lowering effect due to nano-ization can be utilized. The noble metal fine particles 4 may be in such a small amount that, for example, about 1 to 3 noble metal fine particle layers are formed on the surface of the circuit pattern 2.

次に、図16に示すように、貫通孔30内に、溶融金属材料を注入して貫通電極3を形成する。この工程では、真空チャンバ内の真空雰囲気の中に回路基板を配置し、基板1(ウエハ)に、超音波振動F1を与えながら、溶融金属材料を、その溶融流圧を利用して、貫通孔30の内部に充填する。金属材料の充填にあたっては、回路基板1上で粉末を溶かし、流速溶解と振動で微細孔に含浸させる。流圧のコントロールは、回転スクリュー又はポンプの動作を制御することによって調整することができる。   Next, as shown in FIG. 16, a molten metal material is injected into the through hole 30 to form the through electrode 3. In this step, a circuit board is placed in a vacuum atmosphere in a vacuum chamber, and a molten metal material is applied to the substrate 1 (wafer) using the melt flow pressure while applying ultrasonic vibration F1. The inside of 30 is filled. When filling the metal material, the powder is melted on the circuit board 1, and the fine holes are impregnated by melting at a flow rate and vibration. Flow pressure control can be adjusted by controlling the operation of the rotating screw or pump.

この溶融金属充填工程において、貴金属成分、代表的にはAu(金)が、溶融熱エネルギーを受け、回路パターン2を構成する金属成分中に熱拡散して合金化される。その際に、貴金属の有する触媒作用により、回路パターン2の表面に存在することのある酸化膜を還元する働きが生じる。このため、回路パターン2の表面に酸化膜を生じさせることなく、貫通電極3を回路パターン2に接合することができる。   In this molten metal filling step, a noble metal component, typically Au (gold), receives molten heat energy and thermally diffuses into the metal component constituting the circuit pattern 2 to be alloyed. At that time, the action of reducing the oxide film that may exist on the surface of the circuit pattern 2 is caused by the catalytic action of the noble metal. Therefore, the through electrode 3 can be bonded to the circuit pattern 2 without generating an oxide film on the surface of the circuit pattern 2.

しかも、酸化膜に対する還元作用が、貴金属の触媒作用に基づくものであって、還元のためにフラックスを用いる必要がないから、フラックスガスに起因するボイドの発生を回避することができる。   In addition, since the reducing action on the oxide film is based on the catalytic action of the noble metal and it is not necessary to use a flux for the reduction, generation of voids due to the flux gas can be avoided.

しかも、真空雰囲気中で、基板1(ウエハ)に超音波振動を与えながら、溶融金属材料を、その溶融流圧を利用して、貫通孔30の内部に充填すればよいので、フォトリソグラフィ工程及び薄膜形成技術等を用いて、微細化された多段積層構造を持つ薄膜を形成する方法と異なって、技術的な難度が低く、設備投資も少なくて済む。このため、コストダウンを図ることが可能になる。   Moreover, the molten metal material may be filled into the through hole 30 using the melt flow pressure while applying ultrasonic vibration to the substrate 1 (wafer) in a vacuum atmosphere. Unlike a method of forming a thin film having a miniaturized multi-layered structure using a thin film forming technique or the like, the technical difficulty is low and the capital investment is small. For this reason, it is possible to reduce the cost.

<電子デバイス>
本発明に係る電子デバイスには、センサーモジュル、光電気モジュール、ユニポーラトランジスタ、MOS FET、CMOS FET、メモリーセル、FC(Field Complementary)のチップ、もしくは、それらの集積回路部品(IC)、又は各種スケールのLSI等、凡そ、電子回路を機能要素とするほとんどのものが含まれ得る。
<Electronic device>
The electronic device according to the present invention includes a sensor module, a photoelectric module, a unipolar transistor, a MOS FET, a CMOS FET, a memory cell, an FC (Field Complementary) chip, or an integrated circuit component (IC) thereof, or various scales. In general, most LSIs having an electronic circuit as a functional element can be included.

特に、本発明に係る基板を、インターポーザとして用いた集積回路LSIが、その代表例として、好適である。本発明において、集積回路LSIと称する場合、小規模集積回路、中規模集積回路、大規模集積回路、超大規模集積回路VLSI、ULSI等の全てを含む。   In particular, an integrated circuit LSI using the substrate according to the present invention as an interposer is suitable as a representative example. In the present invention, the term “integrated circuit LSI” includes all of small scale integrated circuits, medium scale integrated circuits, large scale integrated circuits, ultra large scale integrated circuits VLSI, ULSI, and the like.

図18を参照すると、本発明に係る回路基板を利用した第1のインターポーザInT1の一面上に、回路機能部としての第1の集積回路LSI1が実装されており、第1の集積回路LSI1の一面上に、本発明に係る基板を利用した第2のインターポーザInT2が実装されており、第2のインターポーザInT2の一面上に、第2の集積回路LSI2が実装されている。   Referring to FIG. 18, a first integrated circuit LSI1 as a circuit function unit is mounted on one surface of a first interposer InT1 using a circuit board according to the present invention, and one surface of the first integrated circuit LSI1. Above, the second interposer InT2 using the substrate according to the present invention is mounted, and the second integrated circuit LSI2 is mounted on one surface of the second interposer InT2.

もっとも、第1及び第2のインターポーザInT1、InT2の数、内部配線、厚み、形状などは任意である。第1及び第2の集積回路LSI1、LSI2も同様である。   However, the number of the first and second interposers InT1, InT2, the internal wiring, the thickness, the shape, and the like are arbitrary. The same applies to the first and second integrated circuits LSI1 and LSI2.

第1の集積回路LSI1から上部の第2の集積回路LSI2への信号は、バンプと呼ばれる接続部分を通して第2のインターポーザInT2に伝達される。第2のインターポーザInT2の内部では、内部の配線2、3を通じて、目的のバンプ65〜69まで伝達し、バンプ65〜69を通じて、第2の集積回路LSI2に信号を伝える。下部の第1の集積回路LSI1への信号伝達も同様に行うことができる。
Signals from the first integrated circuit LSI1 to the upper second integrated circuit LSI2 are transmitted to the second interposer InT2 through connection portions called bumps. Inside the second Lee Ntapoza INT2, through internal wirings 2 and 3, and transmitted to the bumps 65 to 69 of the object, through the bumps 65 to 69, transmitting the signal to the second integrated circuit LSI 2. Signal transmission to the lower first integrated circuit LSI1 can be similarly performed.

図18に示したように、本発明に係る回路基板を、第1及び第2のインターポーザInT1、InT2とし、これに第1及び第2の集積回路LSI1、LSI2を重ねて一つのチップとして動作させることにより、IT機器の心臓となる電子回路の超小型実装と、第1及び第2の集積回路LSI1、LSI2間の高速信号伝送を実現することができる。   As shown in FIG. 18, the circuit board according to the present invention is the first and second interposers InT1 and InT2, and the first and second integrated circuits LSI1 and LSI2 are overlapped on this to operate as one chip. As a result, it is possible to realize ultra-small packaging of electronic circuits that are the heart of IT equipment and high-speed signal transmission between the first and second integrated circuits LSI1 and LSI2.

しかも、第2のインターポーザInT2は、第1及び第2の集積回路LSI1、LSI2を重ねた層間に配置し、高密度・高速の信号伝達を可能にする。   In addition, the second interposer InT2 is arranged between the stacked layers of the first and second integrated circuits LSI1 and LSI2, and enables high-density and high-speed signal transmission.

また、集積回路の内部クロックは、最近のCPUでは数GHzと高速であるのに対し、チップの外との信号伝達クロックは数百MHzであることから、配線遅延が大きな問題となっているが、本発明に係る回路基板を、第1及び第2のインターポーザInT1、InT2として用いることにより、配線長を最小化し、配線遅延に起因する問題を解決することができる。   In addition, the internal clock of the integrated circuit is as fast as several GHz in recent CPUs, whereas the signal transmission clock to the outside of the chip is several hundred MHz, so wiring delay is a big problem. By using the circuit board according to the present invention as the first and second interposers InT1 and InT2, the wiring length can be minimized and the problem caused by the wiring delay can be solved.

更に、外部に信号を出すためのバッファ回路での遅れと、駆動のための消費電力も無視できないが、本発明に係る基板を、第1及び第2のインターポーザInT1、InT2として用いることにより、消費電力も低減することができる。   Furthermore, the delay in the buffer circuit for outputting a signal to the outside and the power consumption for driving cannot be ignored. However, the consumption of the substrate according to the present invention can be increased by using the first and second interposers InT1 and InT2. Electric power can also be reduced.

また、CPU、キャッシュ・メインメモリ、IOチップなどを一つのチップ上に積層すれば、超小型・高性能のマイクロコンピュータシステムが実現できる。   If a CPU, a cache main memory, an IO chip, and the like are stacked on one chip, an ultra-compact and high-performance microcomputer system can be realized.

図18では、本発明に係る回路基板を、第1及び第2の集積回路LSI1、LSI2から独立するものとして構成してあるが、第1及び第2の集積回路LSI1、LSI2の内部構造、特に、そのローカル配線部に本発明を適用することもできる。更に、能動回路素子に限らず、受動回路素子の内部配線構造にも適用が可能である。   In FIG. 18, the circuit board according to the present invention is configured to be independent from the first and second integrated circuits LSI1 and LSI2, but the internal structure of the first and second integrated circuits LSI1 and LSI2, in particular, The present invention can also be applied to the local wiring portion. Further, the present invention can be applied not only to the active circuit element but also to the internal wiring structure of the passive circuit element.

以上、好ましい実施例を参照して本発明を詳細に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、当業者であれば、その基本的技術思想および教示に基づき、種々の変形例を想到できることは自明である。   The present invention has been described in detail with reference to the preferred embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made by those skilled in the art based on the basic technical idea and teachings. It is self-evident that

本発明に係る回路基板の構造を概略的に示す断面図,Sectional drawing which shows roughly the structure of the circuit board based on this invention, 比較例としての従来の回路基板のSEM(Scanning Electron Microscope)像である。It is a SEM (Scanning Electron Microscope) image of the conventional circuit board as a comparative example. 図1に示したSEM像を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the SEM image shown in FIG. 本発明に係る回路基板のSEM像である。It is a SEM image of the circuit board concerning the present invention. 図4に示したSEM像を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the SEM image shown in FIG. 図4に示したSEM像を更に拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the SEM image shown in FIG. 図6のP1領域をEDAX(エネルギー分散型X線分析)装置を用いて分析した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having analyzed P1 area | region of FIG. 6 using the EDAX (energy dispersive X-ray analysis) apparatus. 図6のP2領域をEDAX装置によって分析した結果を示す図であるIt is a figure which shows the result of having analyzed P2 area | region of FIG. 6 with the EDAX apparatus. 本発明に係る回路基板の他の実施形態における分解図である。It is an exploded view in other embodiments of a circuit board concerning the present invention. 図9に示した回路基板の構造を概略的に示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the circuit board shown in FIG. 9. 本発明に係る回路基板の製造工程を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of the circuit board based on this invention. 図11に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 11. 図12に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 12. 図13に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 13. 図14に示した工程の後の工程を示す図である。It is a figure which shows the process after the process shown in FIG. 図15に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 15. 図16に示した工程の後の工程を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 16. 本発明に係る電子デバイスを概略的に示す断面図である。1 is a cross-sectional view schematically showing an electronic device according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
2 回路パターン
3 貫通電極
30 貫通孔
AL1 拡散領域
AL2 拡散領域
1 Substrate 2 Circuit pattern 3 Through electrode 30 Through hole AL1 Diffusion region AL2 Diffusion region

Claims (8)

基板と、回路パターンと、貫通電極と、拡散領域とを含む回路基板であって、
前記回路パターンは、前記基板の厚み方向の一面に設けられており、
前記貫通電極は、Sn(錫)を主成分とし、前記基板に設けられた貫通孔内に充填され、一端が前記回路パターンに接合されており、
前記拡散領域は、前記回路パターン及び前記貫通電極に対する貴金属成分の拡散及び合金化により、両者を接合する領域である、
回路基板。
A circuit board including a substrate, a circuit pattern, a through electrode, and a diffusion region,
The circuit pattern is provided on one surface of the substrate in the thickness direction,
The through electrode has Sn (tin) as a main component, is filled in a through hole provided in the substrate, and one end is bonded to the circuit pattern,
The diffusion region is a region that joins both the circuit pattern and the through electrode by diffusion and alloying of a noble metal component,
Circuit board.
請求項1に記載された回路基板であって、前記貴金属成分は、Au(金)、Pt(白金)又はPd(パラジウム)から選択された少なくとも一種を含む、回路基板。   2. The circuit board according to claim 1, wherein the noble metal component includes at least one selected from Au (gold), Pt (platinum), and Pd (palladium). 順次に積層された複数の層を含む回路基板であって、そのうちの少なくとも一層は、請求項1又は2に記載された前記回路パターンと、前記貫通電極と、前記拡散領域とを含んでいる、回路基板。 A circuit board including a plurality of layers stacked sequentially, at least one of which includes the circuit pattern according to claim 1, the through electrode, and the diffusion region . Circuit board. 請求項1乃至3の何れかに記載された回路基板であって、前記貫通電極は、ビスマス(Bi)を含有する、回路基板。   4. The circuit board according to claim 1, wherein the through electrode contains bismuth (Bi). 回路基板と、集積回路LSIとを有する電子デバイスであって、
前記回路基板は、請求項1乃至4の何れかに記載されたものであり、
前記集積回路LSIは、前記回路基板と積層されている、電子デバイス。
An electronic device having a circuit board and an integrated circuit LSI ,
The circuit board is described in any one of claims 1 to 4 ,
The integrated circuit LSI is an electronic device laminated with the circuit board.
請求項5に記載された電子デバイスであって、センサーモジュル、光電気モジュール、FET、MOS−FET、CMOS−FET、メモリーセルもしくは集積回路素子又はこれらのチップである、電子デバイス。 6. The electronic device according to claim 5, wherein the electronic device is a sensor module, a photoelectric module, a FET, a MOS-FET, a CMOS-FET, a memory cell or an integrated circuit element, or a chip thereof. 回路基板の製造方法であって、
一面に回路パターンを有する基板を準備し、
前記基板の前記回路パターンと対応する位置において、前記基板の他面側から前記回路パターンに達する貫通孔を穿孔し、
前記貫通孔内に、少なくとも表面に貴金属現れ、粒径がナノ化された貴金属微粒子を供給して、前記貫通孔の底部に貴金属粒子層を形成し、
次に、前記貫通孔内に、Snを主成分とする溶融金属を注入して前記貫通孔内を充填する貫通電極を形成し、前記貴金属微粒子を前記回路パターン及び前記貫通電極に熱拡散させて合金化領域を生じさせる、
工程を含む、製造方法。
A circuit board manufacturing method comprising:
Prepare a substrate with a circuit pattern on one side,
At a position corresponding to the circuit pattern of the substrate, a through hole reaching the circuit pattern from the other surface side of the substrate is drilled,
Said the through hole, the noble metal appears at least on the surface, to supply the fine noble metal particles having a particle size is nanoized to form a noble metal particle layer on the bottom of the through hole,
Next, molten metal containing Sn as a main component is injected into the through hole to form a through electrode filling the through hole, and the noble metal fine particles are thermally diffused in the circuit pattern and the through electrode. Create an alloying region,
A manufacturing method including a process.
請求項7に記載された製造方法であって、前記貴金属微粒子は、Au(金)、Pt(白金)、Pd(パラジウム)から選択された少なくとも一種を含む、製造方法。   The manufacturing method according to claim 7, wherein the noble metal fine particles include at least one selected from Au (gold), Pt (platinum), and Pd (palladium).
JP2008128462A 2007-08-10 2008-05-15 Circuit board, electronic device and manufacturing method thereof Active JP4386458B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008128462A JP4386458B2 (en) 2008-05-15 2008-05-15 Circuit board, electronic device and manufacturing method thereof
US12/180,831 US7910837B2 (en) 2007-08-10 2008-07-28 Circuit board, electronic device and method for manufacturing the same
US13/017,590 US8609999B2 (en) 2007-08-10 2011-01-31 Circuit board, electronic device and method for manufacturing the same
US13/017,544 US8217280B2 (en) 2007-08-10 2011-01-31 Circuit board, electronic device and method for manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008128462A JP4386458B2 (en) 2008-05-15 2008-05-15 Circuit board, electronic device and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009277927A JP2009277927A (en) 2009-11-26
JP4386458B2 true JP4386458B2 (en) 2009-12-16

Family

ID=41443073

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008128462A Active JP4386458B2 (en) 2007-08-10 2008-05-15 Circuit board, electronic device and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4386458B2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8415784B2 (en) 2009-06-02 2013-04-09 Napra Co., Ltd. Electronic device, conductive composition, metal filling apparatus, and electronic device manufacturing method
JP4505545B1 (en) * 2009-11-30 2010-07-21 有限会社ナプラ Circuit board and electronic device
JP5209075B2 (en) 2010-05-21 2013-06-12 有限会社 ナプラ Electronic device and manufacturing method thereof
JP4902773B2 (en) * 2010-08-12 2012-03-21 有限会社 ナプラ Semiconductor device
JP5382814B2 (en) * 2010-08-23 2014-01-08 有限会社 ナプラ Semiconductor device
KR101229022B1 (en) 2010-12-27 2013-02-01 엘지디스플레이 주식회사 Method of fabricating Organic electro luminescent device
US9282638B2 (en) 2012-01-13 2016-03-08 Zycube Co., Ltd. Electrode, electrode material, and electrode formation method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009277927A (en) 2009-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210225801A1 (en) Structures And Methods For Low Temperature Bonding Using Nanoparticles
JP4386458B2 (en) Circuit board, electronic device and manufacturing method thereof
US7910837B2 (en) Circuit board, electronic device and method for manufacturing the same
US9818713B2 (en) Structures and methods for low temperature bonding using nanoparticles
US7528006B2 (en) Integrated circuit die containing particle-filled through-silicon metal vias with reduced thermal expansion
JP5941983B2 (en) Low stress through silicon via design using conductive particles
JP3849573B2 (en) Electronic equipment
US7841080B2 (en) Multi-chip packaging using an interposer with through-vias
TW201236122A (en) Wire interconnect article and computing system comprising the same
JP2008515635A (en) Nano-sized metals and alloys, and methods for assembling packages containing them
JP2008085089A (en) Resin wiring board and semiconductor device
JP4444995B2 (en) Conductive composition for circuit board wiring, circuit board and electronic device
US20230335531A1 (en) Structures for low temperature bonding using nanoparticles
TW200915952A (en) Printed circuit board and method of fabricating the same
JP2000294677A (en) High-density thin film wiring board and its manufacture
JP2006165196A (en) Laminated wiring board and its manufacturing method
JP2010525553A (en) Bump structure of semiconductor device
JP4580027B1 (en) Circuit board and electronic device
TWI506745B (en) Electronic device and method for manufacturing an electronic device
JP4570051B2 (en) Circuit boards, electronic devices and their manufacture
US11973056B2 (en) Methods for low temperature bonding using nanoparticles
JP7425704B2 (en) Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device
JP2011166066A (en) Method of manufacturing electronic device

Legal Events

Date Code Title Description
A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20090820

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090826

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090828

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090924

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090928

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4386458

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121009

Year of fee payment: 3

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100713

A072 Dismissal of procedure [no reply to invitation to correct request for examination]

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A072

Effective date: 20101201

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121009

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131009

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250