JP4403005B2 - Wiring board and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、配線基板、特に、金属バンプを層間接続手段として用いる配線基板とその製造方法に関する。 The present invention relates to a wiring board, and more particularly to a wiring board using metal bumps as interlayer connection means and a manufacturing method thereof.
本願出願人会社は、銅等の金属からなるバンプを層間接続手段として用いた多層の配線基板及びその製造方法について例えば特願平11−289277号(:特開2001−111189号公報)、特願2003−132793号等によって種々の提案をした。
その技術の多くは、バンプ(突起)形成用の例えば銅からなる金属層(厚さ例えば100μm)の一方の表面に例えばニッケルからなるエッチングバリア層(厚さ例えば1μm)を設け、更に、該エッチングバリア層の表面(反バンプ形成用金属層側の表面)に配線膜形成用の例えば銅からなる金属層(厚さ例えば18μm)を設けた三層構造の金属板を用いている。
For example, Japanese Patent Application No. 11-289277 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-111189) and Japanese Patent Application No. 11-289277 disclose a multilayer wiring board using a bump made of a metal such as copper as an interlayer connection means. Various proposals were made by 2003-132793.
In many of the technologies, an etching barrier layer (thickness, for example, 1 μm) made of nickel, for example, is provided on one surface of a metal layer (thickness, for example, 100 μm) made of, for example, copper for forming bumps (protrusions). A metal plate having a three-layer structure in which a metal layer (for example, 18 μm in thickness) made of, for example, copper for forming a wiring film is provided on the surface of the barrier layer (the surface on the side of the anti-bump forming metal layer).
そして、上記バンプ形成用金属層を選択的にエッチングすることにより金属バンプを形成し、その後、その金属バンプをマスクとして上記エッチングバリア層を除去し、その後、その金属板のバンプ形成側の面に、層間絶縁膜形成用樹脂フィルム及び保護シートをあてがい、加圧及び加熱によりその樹脂フィルム及び保護シートを積層し、しかる後、その積層した表面を、上記金属バンプの頂面が露出するまで研磨する。
その研磨後、上記保護シートを剥離した上で、その研磨した側の表面に配線膜形成用の例えば銅からなる金属層(厚さ例えば18μm)を加圧、加熱することにより積層し、以て上記各金属バンプの頂面をその金属層に接続する。
Then, a metal bump is formed by selectively etching the bump-forming metal layer, and then the etching barrier layer is removed using the metal bump as a mask, and then the bump-side surface of the metal plate is formed. The resin film and protective sheet for forming the interlayer insulating film are applied, the resin film and the protective sheet are laminated by pressurization and heating, and then the laminated surface is polished until the top surface of the metal bump is exposed. .
After the polishing, the protective sheet is peeled off, and a metal layer (thickness, for example, 18 μm) made of, for example, copper for forming a wiring film is laminated on the polished surface by pressurizing and heating. The top surface of each metal bump is connected to the metal layer.
その後、上記各配線膜形成用金属層(三層構造の金属板を構成していた配線膜形成用金属層と、積層された配線膜形成用金属層)を選択的にエッチングすることにより配線膜を形成する。これにより、上記樹脂フィルムによって層間絶縁され、金属バンプによって配線膜どうしを層間接続された2層の配線基板ができる。
この配線基板は単独でIC等の実装に用いられる場合もあれば、他の配線基板と積層されてより多層化されてIC等の実装に用いられるされる場合もある。
This wiring board may be used alone for mounting an IC or the like, or may be stacked with another wiring board to be multilayered and used for mounting an IC or the like.
ところで、上記従来の技術には、金属バンプと、それの頂面に接する配線膜形成用金属層との接続の信頼度を充分に高くすることが難しいという問題があった。
というのは、金属バンプが形成された三層構造の金属板の金属バンプ形成側の面に層間絶縁膜形成用樹脂フィルム及び保護シートを積層し、その後、その積層した側の面を研磨することにより上記金属バンプを露出させることが必要なので、金属バンプの頂面に樹脂フィルムや保護シートの有機物の残渣が残る場合があり、それにより接続性が負荷試験による信頼性に満たない不良が皆無ではないからである。
However, the conventional technique has a problem that it is difficult to sufficiently increase the reliability of the connection between the metal bump and the metal layer for forming a wiring film in contact with the top surface of the metal bump.
This is because a resin film for forming an interlayer insulation film and a protective sheet are laminated on the surface of the metal bump forming side of the metal plate having a three-layer structure on which the metal bumps are formed, and then the laminated side surface is polished. Because it is necessary to expose the metal bumps by the above, there may be a residue of organic matter on the resin film or protective sheet on the top surface of the metal bumps, so that there is no defect whose connectivity does not satisfy the reliability by the load test Because there is no.
特に、研磨により、金属バンプの頂面に研磨粒による微細な傷(溝)ができ、その傷の特に底の部分に樹脂フィルムや保護シートの残渣が入り込んで金属バンプ頂面に残り、それが接続の信頼性を悪化させる要因になる。このようなバンプ接続性不良は100万バンプ当り例えば50バンプの割合(50PPM)程度発生する場合がある。
しかし、一つの配線基板ユニツトが例えば1万個バンプを有する場合を例にすると、1個の配線基板には金属バンプ不良が1個あってもその配線基板が不良となるので、歩留まりは配線基板ユニットとしては最悪の場合50%ということになる。即ち、100万バンプ当り50バンプが不良という低不良率であっても配線基板の製品歩留まりは計算上最悪の場合50%と非常に悪いことになる。勿論、それ以外の不良も発生し得るので、総合的な歩留まりは50%よりも低くなる場合も生ずることになる。勿論、その残渣を除去するための工程を設けることにより、改善することは可能である。その工程の具体例として、プラズマ洗浄、強力な酸化剤を使うデスミア工程等が挙げられる。しかし、これらの工程は、絶縁樹脂に悪影響を与え、かつ生産性の悪い工程であり、製品の低価格化を阻む大きな原因になる。
In particular, by polishing, fine scratches (grooves) due to abrasive grains are formed on the top surface of the metal bump, and the resin film or protective sheet residue enters the bottom portion of the scratch and remains on the top surface of the metal bump. This is a factor that deteriorates the reliability of the connection. Such poor bump connectivity may occur at a rate of, for example, 50 bumps per 50 million bumps (50 PPM).
However, in the case where one wiring board unit has, for example, 10,000 bumps, even if there is one metal bump defect in one wiring board, the wiring board becomes defective. The worst unit is 50%. That is, even with a low defect rate of 50 bumps per 1 million bumps, the product yield of the wiring board is very bad at 50% in the worst case. Of course, other defects may also occur, and the overall yield may be lower than 50%. Of course, it is possible to improve by providing a process for removing the residue. Specific examples of the process include plasma cleaning and a desmear process using a strong oxidizing agent. However, these processes adversely affect the insulating resin and are poor in productivity, and are a major cause of hindering cost reduction of products.
従って、金属バンプの接続性不良率を低めることが配線基板の歩留まりを良くする上で不可欠であるが、上記従来技術によれば金属バンプの接続性不良率を低めることには制約があり、配線基板の歩留まりを高めることが難しかったのである。
本発明はこのような問題点を解決すべく為されたものであり、金属バンプを層間接続手段とする配線基板のその金属バンプの頂面と、それに接続される配線層との接続の信頼性を高め、配線基板の歩留まりを高めることを目的とし、更には、層間の接続信頼性を高めること、層間絶縁膜の誘電率を低め、電気的特性、例えば高周波特性等を良くすることを目的とする。
Therefore, reducing the connection failure rate of metal bumps is indispensable for improving the yield of the wiring board. However, according to the above prior art, there is a limitation in reducing the connection failure rate of metal bumps. It was difficult to increase the yield of the substrate.
The present invention has been made to solve such problems, and the reliability of the connection between the top surface of the metal bump of the wiring board using the metal bump as an interlayer connection means and the wiring layer connected thereto. The purpose is to increase the yield of the wiring board, and further to improve the connection reliability between the layers, to lower the dielectric constant of the interlayer insulating film, and to improve the electrical characteristics such as high frequency characteristics. To do.
請求項1の配線基板は、一つの金属層からなり、少なくとも一部に一方の表面に突出する金属バンプを有する配線膜と、上記金属層とは別の金属層からなり、少なくとも一部が上記金属バンプの頂面に接続された配線膜とを少なくとも有する配線基板であって、上記金属バンプの頂面とそれに接続された配線膜とは、金属どうしの直接金属接合により接続されてなることを特徴とする。 The wiring board according to claim 1 is composed of one metal layer, and is composed of a wiring film having a metal bump protruding on at least a part of one surface and a metal layer different from the metal layer, at least a part of which is the above A wiring board having at least a wiring film connected to a top surface of a metal bump, wherein the top surface of the metal bump and the wiring film connected to the metal bump are connected by direct metal bonding between metals. Features.
請求項2の配線基板の製造方法は、一つの金属層と、一方の表面の所定箇所に金属バンプが形成された別の金属層とを用意し、上記金属バンプの頂面と、上記一つの金属層の一方の表面とを金属どうしの直接金属接合により接続することにより上記二つの金属層を積層し、その後、該二つの金属層間に樹脂を形成し、しかる後、該二つの金属層を同時又は異時に選択的にエッチングすることにより配線膜を形成することを特徴とする。
請求項3の配線基板の製造方法は、請求項2記載の配線基板の製造方法において、前記二つの金属層間に形成する樹脂が発泡性樹脂であることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a wiring board, comprising: preparing one metal layer and another metal layer having a metal bump formed at a predetermined position on one surface; and a top surface of the metal bump; The two metal layers are laminated by connecting one surface of the metal layer by direct metal bonding between the metals, and then a resin is formed between the two metal layers, and then the two metal layers are bonded to each other. A wiring film is formed by selective etching simultaneously or differently.
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a wiring board according to the second aspect, wherein the resin formed between the two metal layers is a foamable resin.
請求項4の配線基板の製造方法は、一つの金属層と、一方の表面の所定箇所に金属バンプが形成された別の金属層とを用意し、該金属バンプの頂面と、上記一つの金属層の一方の表面とを金属どうしの直接金属接合により接続することにより上記二つの金属層を積層し、その後、上記金属層間に樹脂を形成し、上記二つの金属層を同時又は異時に選択的にエッチングすることにより配線膜を形成し、しかる後、上記金属層間の樹脂を除去することを特徴とする。
請求項5の配線基板は、絶縁層の両面に配線膜が形成され、その絶縁層にその両面の配線膜間を接続する層間接続部を有するコア基板と、該コア基板の各面の少なくとも一部の配線膜の表面に突出形成された金属バンプと、を有することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a wiring board, comprising: preparing one metal layer and another metal layer having a metal bump formed at a predetermined position on one surface; and the top surface of the metal bump; The two metal layers are laminated by connecting one surface of the metal layer by direct metal bonding between the metals, and then a resin is formed between the metal layers, and the two metal layers are selected simultaneously or differently. Etching is performed to form a wiring film, and then the resin between the metal layers is removed.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a core substrate having a wiring film formed on both surfaces of an insulating layer, and having an interlayer connecting portion for connecting the wiring films on both surfaces to the insulating layer, and at least one of each surface of the core substrate. And a metal bump projectingly formed on the surface of the wiring film.
請求項6の配線基板の製造方法は、絶縁層の両面に配線膜が形成され、その絶縁層にその両面の配線膜間を接続する層間接続部を有するコア基板と、該コア基板の両面の少なくとも一部の配線膜の表面に突出形成された金属バンプを有する配線基板の製造方法であって、バンプ形成用の金属層の一方の表面にキャリア層を接着し、該金属層を選択的にエッチングすることにより金属バンプを形成した2個のバンプ配設体を用意し、上記2個のバンプ配設体を、上記コア基板の各面に、上記金属バンプが形成された側の面が対向するように配置し、上記各金属バンプの頂面と、上記コア基板の各面の配線膜とを金属どうしの直接金属接合により接続し、その後、上記キャリア層を剥離して除去することを特徴とする。 The method of manufacturing a wiring board according to claim 6 includes: a core substrate having wiring layers formed on both sides of the insulating layer, and having an interlayer connection portion connecting the wiring layers on both sides of the insulating layer; A method of manufacturing a wiring board having a metal bump protrudingly formed on a surface of at least a part of a wiring film, wherein a carrier layer is adhered to one surface of a metal layer for bump formation, and the metal layer is selectively Two bump arrangement bodies in which metal bumps are formed by etching are prepared, and the two bump arrangement bodies are opposed to the surfaces on which the metal bumps are formed on each surface of the core substrate. The top surface of each metal bump and the wiring film on each surface of the core substrate are connected by direct metal bonding between the metals, and then the carrier layer is peeled off and removed. And
請求項7の配線基板は、絶縁層の両面に配線膜が形成され、その絶縁層にその両面の配線膜間を接続する層間接続部を有するコア基板の少なくとも一部の配線膜の表面に金属バンプを突出形成したベース配線板と、絶縁層の両面に配線膜が形成され、その絶縁層にその両面の配線膜間を接続する層間接続部を有し、一方の面の上記配線膜が上記ベース配線板の一方の面の配線膜に上記金属バンプを介して接続されて上記ベース配線板の両面に積層された2個の積層コア基板と、からなり、上記金属バンプの頂面と、上記積層コア基板の配線膜との接続が、金属どうしの直接金属接合により為されてなることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a wiring board comprising: a wiring film formed on both surfaces of an insulating layer; A wiring board is formed on both surfaces of the base wiring board with the bumps protruding and the insulating layer, and the insulating film has an interlayer connection portion for connecting the wiring films on both surfaces. Two laminated core substrates connected to the wiring film on one side of the base wiring board via the metal bumps and laminated on both surfaces of the base wiring board, and the top surface of the metal bumps, The connection with the wiring film of the laminated core substrate is made by direct metal bonding between metals.
請求項8の配線基板は、請求項7記載の配線基板において、前記ベース配線板と、前記各積層コア基板との間が空気により絶縁されてなることを特徴とする。
請求項9の配線基板は、絶縁層の両面に配線膜が形成され、その絶縁層にその両面の配線膜間を接続する層間接続部を有するコア基板と、該コア基板の各面の少なくとも一部の配線膜の表面に突出形成された金属バンプを介して接続された配線膜と、を有し、上記金属バンプの頂面と上記配線膜とを金属どうしの直接金属接合により接続してなることを特徴とする。
The wiring board according to an eighth aspect is the wiring board according to the seventh aspect, wherein the base wiring board and each of the laminated core boards are insulated by air.
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a core substrate having a wiring film formed on both surfaces of an insulating layer, and having an interlayer connecting portion for connecting the wiring films on both surfaces to the insulating layer, and at least one of each surface of the core substrate. A wiring film connected to the surface of the wiring film through a metal bump projectingly formed, and the top surface of the metal bump and the wiring film are connected by direct metal bonding between the metals. It is characterized by that.
請求項10の配線基板は、絶縁層の両面に配線膜が形成され、その絶縁層にその両面の配線膜間を接続する層間接続部を有する二つのコア基板と、絶縁層に層間接続用金属バンプが貫設されてなるバンプ貫設体と、を有し、上記コア基板のうちの一方のコア基板の一方の面の配線膜と、他方のコア基板の一方の配線膜との間が上記バンプ貫設体の上記層間接続用金属バンプを介して接続されて上記二つのコア基板及び上記バンプ貫設体が一体化され、上記層間接続用金属バンプの頂面及び底面の上記コア基板の配線膜との接続が金属どうしの直接金属接合によることを特徴とする。
The wiring board according to
請求項11の配線基板の製造方法は、絶縁層の両面に配線膜が形成され、その絶縁層にその両面の配線膜間を接続する層間接続部を有する二つのコア基板の間に、絶縁層に層間接続用金属バンプが貫設されてなるバンプ貫設体を、コア基板のうちの一方のコア基板の一方の面の配線膜と、他方のコア基板の一方の配線膜との互いに接続されるべきものどうしの間が上記層間接続用金属バンプにより接続されるように位置合せして介在させ一方のコア基板の一方の面の配線膜と、他方のコア基板の一方の配線膜との間を、上記バンプ貫設体の上記層間接続用金属バンプを介して金属どうしの直接金属接合により接続し、以て、上記二つのコア基板及び上記バンプ貫設体を積層一体化することを特徴とする。 The method for manufacturing a wiring board according to claim 11 includes: a wiring film formed on both surfaces of the insulating layer; and the insulating layer between two core substrates having an interlayer connection portion connecting the wiring films on both surfaces to the insulating layer. A bump penetrating body in which metal bumps for interlayer connection are penetrated is connected to the wiring film on one surface of one of the core substrates and the wiring film on one surface of the other core substrate. Between the wiring film on one side of one core board and the wiring film on one side of the other core board, the parts to be connected are positioned so as to be connected by the metal bumps for interlayer connection. Are connected by direct metal bonding between the metal via the metal bumps for interlayer connection of the bump penetrating body, and the two core substrates and the bump penetrating body are laminated and integrated. To do.
請求項12の配線基板は、絶縁層の両面に配線膜が形成され、その絶縁層にその両面の配線膜間を接続する層間接続部を有する二つのコア基板と、絶縁層に層間接続用金属バンプが貫設されてなるバンプ貫設体とが、上記コア基板のうちの一方のコア基板の一方の面の配線膜と、他方のコア基板の一方の配線膜との間が上記バンプ貫設体の上記層間接続用金属バンプを介して接続されて上記二つのコア基板及び上記バンプ貫設体が一体化されたものが母体とされ、該母体の少なくとも一方のコア基板側に、別のバンプ貫設体を介して別のコア基板が該バンプ貫設体の層間接続用金属バンプが層間接続手段となるように積層されてなる積層体が一又は複数個、バンプ貫設体の金属バンプの頂面、底面とコア基板の配線膜との接続により一体化され、上記層間接続用金属バンプの各頂面及び底面と上記各コア基板の配線膜との接続が金属どうしの直接金属接合により為されてなることを特徴とする。
The wiring board according to
請求項13の配線基板は、絶縁層の両面に配線膜が形成され、その絶縁層にその両面の配線膜間を接続する層間接続部を有する二つのコア基板と、絶縁層に層間接続用金属バンプが貫設されてなるバンプ貫設体を用意し、上記二つのコア基板のうちの一方のコア基板の一方の面の配線膜と、他方のコア基板の一方の配線膜との互いに接続されるべきものどうしの間が上記層間接続用金属バンプにより接続されるように位置合せして介在させ、上記一方のコア基板の一方の面の配線膜と、他方のコア基板の一方の配線膜との間を、上記バンプ貫設体の上記層間接続用金属バンプを介して金属どうしの直接金属接合により接続し、以て、上記二つのコア基板及び上記バンプ貫設体を一体化し、その上記一体化したものを母体とし、該母体の少なくとも一方のコア基板側に、別のバンプ貫設体を介して別のコア基板を、該バンプ貫設体の層間接続用金属バンプの頂面、底面とコア基板の配線膜とを金属どうしの直接金属接合により接続することにより層間接続手段となるように積層することを一乃至複数回繰り返すことを特徴とする。 The wiring board according to claim 13 is provided with two core substrates each having a wiring film formed on both sides of the insulating layer, and having an interlayer connecting portion connecting the wiring films on both sides of the insulating layer, and an interlayer connecting metal on the insulating layer. A bump penetrating body in which bumps are penetrated is prepared, and the wiring film on one surface of one of the two core substrates is connected to the wiring film on one surface of the other core substrate. Between the ones to be connected by the metal bumps for interlayer connection, the wiring film on one surface of the one core substrate and the wiring film on the other core substrate Are connected by direct metal bonding between the metal via the metal bumps for interlayer connection of the bump penetrating body, so that the two core substrates and the bump penetrating body are integrated, and the integrated The mother body is the one that has become On the other side of the core substrate, another core substrate is connected via another bump penetrating body, and the top and bottom surfaces of the metal bumps for interlayer connection of the bump penetrating body and the wiring film of the core substrate are connected to each other. It is characterized by repeating one or more times to form a layer connecting means by direct metal bonding.
請求項14の配線基板の製造方法は、絶縁層に層間接続用金属バンプが貫設されてなる一つのバンプ貫設体の一方又は両方の側に、上記絶縁層とは別の絶縁層の両面に配線膜が形成され、その絶縁層にその両面の配線膜間を接続する層間接続部を有するコア基板と上記バンプ貫設体とは別のバンプ貫設体との組を一乃至複数組配置し、上記各バンプ貫設体の上記層間接続用金属バンプとそれに接続されるべき上記各コア基板の配線膜どうしが位置整合するように重ね合わせ、上記各バンプ貫設体の上記層間接続用金属バンプとそれに接続されるべき上記各コア基板の配線膜どうしを、金属どうしの直接金属接合により接続することにより、上記一つのバンプ貫設体と、その一方又は療法の側のコア基板及び別のバンプ貫設体の一又は複数の組み合わせとの一体化をすることを特徴とする。
請求項15の配線基板は、請求項8、9、10又は12記載の配線基板において、周縁部にて閉塞されて内部空間が密閉されてなることを特徴とする。
The method for manufacturing a wiring board according to
A wiring board according to a fifteenth aspect is characterized in that, in the wiring board according to the eighth, ninth, tenth or twelfth aspect, the inner space is sealed by being closed at a peripheral portion.
請求項1の配線基板によれば、金属バンプの頂面とそれに接続された配線膜とは、金属どうしの直接金属接合により接続されているので、背景技術の項で述べたような従来の技術において生じていたところの、発明が解決しようとする課題の項において述べたような、金属バンプ頂面と配線膜との間に層間絶縁膜形成用樹脂フィルムや保護フィルムが残渣として介在し、接続性不良が生じるという危惧は、発生する余地が無くなる。
従って、金属バンプの頂面と、それに接続される配線層との接続の信頼性を高め、配線基板の歩留まりを高めることができる。
According to the wiring board of claim 1, the top surface of the metal bump and the wiring film connected to the metal bump are connected by direct metal bonding between the metals, so that the conventional technology as described in the background art section is used. As described in the section of the problem to be solved by the invention, a resin film or a protective film for forming an interlayer insulating film is interposed as a residue between the top surface of the metal bump and the wiring film, and connected. There is no room for the fear that sexual defects will occur.
Therefore, the reliability of the connection between the top surface of the metal bump and the wiring layer connected thereto can be increased, and the yield of the wiring board can be increased.
請求項2の配線基板の製造方法によれば、一つの金属層の金属バンプの頂面と別の金属層とを金属どうしの直接金属接合により接続することにより二つの金属層を積層し、その二つの金属層間に発泡性樹脂を形成し、その後、上記二つの金属層を同時又は異時に選択的にエッチングするので、請求項1の配線基板の金属層間を発泡性樹脂で層間絶縁した配線基板を得ることができる。
そして、樹脂で層間絶縁することにより、層間に異物(金属粉等のゴミ等)が侵入し、配線膜間に絶縁不良やショート不良等が生じるおそれはない。
更に、その層間絶縁する樹脂が発泡性樹脂であり、空気を多く含むので、普通の樹脂フィルムを用いた場合よりも、層間絶縁部の誘電率を小さくして配線基板を用いた電子機器類の電子回路に寄生する寄生容量を従来よりも小さくし、回路特性、例えば高周波特性等を従来よりも高めることができる。
According to the method for manufacturing a wiring board of
In addition, since the interlayer insulation is performed with the resin, there is no possibility that foreign matter (dust such as metal powder) enters between the layers, resulting in an insulation failure or a short-circuit failure between the wiring films.
Furthermore, since the resin that insulates the interlayer is a foamable resin and contains a large amount of air, the dielectric constant of the interlayer insulating part is made smaller than that in the case of using an ordinary resin film, and the electronic equipment using the wiring board is used. Parasitic capacitance parasitic on the electronic circuit can be made smaller than before, and circuit characteristics such as high-frequency characteristics can be improved compared to the conventional one.
請求項3の配線基板の製造方法によれば、一つの金属層の金属バンプの頂面と別の金属層とを金属どうしの直接金属接合により接続することにより二つの金属層を積層し、その後、その二つの金属層間に発泡性樹脂を形成し、その後、上記二つの金属層を同時又は異時に選択的にエッチングすることにより配線膜を形成するので、金属層間を発泡性樹脂により絶縁することができる請求項1記載の配線基板を得ることができる。 According to the method for manufacturing a wiring board of claim 3, two metal layers are laminated by connecting a top surface of a metal bump of one metal layer and another metal layer by direct metal bonding between the metals, Forming a foamable resin between the two metal layers, and then forming the wiring film by selectively etching the two metal layers simultaneously or differently, so that the metal layers are insulated by the foamable resin. The wiring board according to claim 1 can be obtained.
請求項4の配線基板によれば、一つの金属層と、一方の表面の所定箇所に金属バンプが形成された別の金属層とを用意し、該金属バンプの頂面と、上記一つの金属層の一方の表面とを金属どうしの直接金属接合により接続することにより上記二つの金属層を積層し、その後、上記金属層間に樹脂を形成し、該二つの金属層を同時又は異時に選択的にエッチングすることにより配線膜を形成し、しかる後上記金属層間の樹脂を除去するので、層間が空気により絶縁された請求項1記載の配線基板を得ることができる。
請求項5の配線基板によれば、両面に配線膜が形成された絶縁層のその両面の配線膜間を接続する層間接続部を有するコア基板と、該コア基板の各面の少なくとも一部の配線膜の表面に突出形成された金属バンプとを有するので、そのコア基板の両面各々にその金属バンプを層間接続手段とする別の配線基板を積層してより多層化した配線基板の母体(出発部材)とすることができる。
According to the wiring board of
According to the wiring board of claim 5, a core substrate having an interlayer connection portion for connecting between the wiring films on both surfaces of the insulating layer having the wiring films formed on both surfaces, and at least a part of each surface of the core substrate. Since it has metal bumps formed on the surface of the wiring film so as to protrude, another wiring board having the metal bump as an interlayer connection means is laminated on each of both surfaces of the core board to form a multilayered wiring board base (starting) Member).
請求項6の配線基板の製造方法によれば、各金属バンプの頂面と、上記コア基板の各面の配線膜とを金属どうしの直接金属接合により接続し、その後、上記キャリア層を剥離して除去するので、請求項5の配線基板を得ることができる。
請求項7の配線基板によれば、ベース配線板の金属バンプの頂面と、2個の積層コア基板の配線膜との接続が、金属どうしの直接金属接合により為されてなるので、より多層化され、且つ層間接続の信頼性が高く、歩留まりの高い配線基板を得ることができる。
請求項8の配線基板によれば、請求項7の配線基板において、前記ベース配線板と、前記各積層コア基板との間が空気により絶縁されているので、層間絶縁部の誘電率を小さくして配線基板を用いた電子機器類の電子回路に寄生する寄生容量を小さくし、回路特性、例えば高周波特性等を高めることができる。
According to the method for manufacturing a wiring board according to claim 6, the top surface of each metal bump and the wiring film on each surface of the core board are connected by direct metal bonding between the metals, and then the carrier layer is peeled off. Therefore, the wiring board according to claim 5 can be obtained.
According to the wiring board of claim 7, since the connection between the top surface of the metal bump of the base wiring board and the wiring film of the two laminated core boards is made by direct metal bonding between the metals, more multilayers are provided. In addition, it is possible to obtain a wiring board having a high yield and a high reliability of interlayer connection.
According to the wiring board of
請求項9の配線基板によれば、コア基板の各面の少なくとも一部の配線膜の表面に突出形成された金属バンプを介して接続された配線膜を有し、該金属バンプの頂面と上記配線膜とを金属どうしの直接金属接合により接続してなるので、コア基板の両側にその配線膜と上記金属バンプを介して接続された配線膜を有するより多層化され、且つ層間接続の信頼性が高く、歩留まりの高い配線基板を得ることができる。
請求項10の配線基板によれば、一つのコア基板の一方の面の配線膜と、他のコア基板の一方の配線膜との間がバンプ貫設体に貫設された層間接続用金属バンプを介して接続されて上記二つのコア基板及び上記バンプ貫設体が一体化され、上記層間接続用金属バンプの頂面及び底面の上記コア基板の配線膜との接続が金属どうしの直接金属接合によるので、より多層化され、且つ層間接続の信頼性が高く、歩留まりの高い配線基板を得ることができる。
According to the wiring board of claim 9, the wiring board has a wiring film connected via a metal bump projectingly formed on the surface of at least a part of each surface of the core board, and the top surface of the metal bump Since the wiring film is connected to each other by direct metal bonding between the metals, the wiring film is more multilayered with the wiring film connected to the core substrate via the metal bumps on both sides of the core substrate, and the reliability of interlayer connection is increased. A wiring board with high performance and high yield can be obtained.
According to the wiring board of
請求項11の配線基板の製造方法によれば、二つのコア基板の間に、バンプ貫設体を、そのうちの一方のコア基板の一方の面の配線膜と、他方のコア基板の一方の配線膜との互いに接続されるべきものどうしの間が上記層間接続用金属バンプにより接続されるように位置合せして介在させ、一方のコア基板の一方の面の配線膜と、他方のコア基板の一方の配線膜との間を、上記バンプ貫設体の上記層間接続用金属バンプを介して金属どうしの直接金属接合により接続し、以て、上記二つのコア基板及び上記バンプ貫設体を積層一体化するので、請求項10記載の配線基板を得ることができる。 According to the method for manufacturing a wiring board according to claim 11, the bump penetrating body is provided between the two core boards, the wiring film on one surface of one of the core boards, and the wiring on one side of the other core board. The layers to be connected to each other are interposed so as to be connected to each other by the metal bumps for interlayer connection, and the wiring film on one surface of one core substrate and the other core substrate The wiring film is connected to one wiring film by direct metal bonding between the metals via the interlayer connection metal bumps of the bump penetrating body, so that the two core substrates and the bump penetrating body are laminated. Since they are integrated, the wiring board according to claim 10 can be obtained.
請求項12の配線基板によれば、請求項10の配線基板を母体とし、その少なくとも一方のコア基板側に、別のバンプ貫設体を介して別のコア基板が該バンプ貫設体の層間接続用金属バンプが層間接続手段となるように積層されてなる積層体が一又は複数個、バンプ貫設体の金属バンプの頂面、底面とコア基板の配線膜との接続により一体化したので、請求項10の配線基板よりも層数の多いより多層化された配線基板を提供できる。
そして、上記各層間接続用金属バンプの各頂面及び底面と上記各コア基板の配線膜との接続が金属どうしの直接金属接合により為されているので、層間接続の信頼性が高く、歩留まりの高い配線基板を得ることができる。
According to the wiring board of
And, since the connection between the top and bottom surfaces of each of the above-mentioned metal bumps for interlayer connection and the wiring film of each of the core substrates is made by direct metal bonding between the metals, the reliability of the interlayer connection is high and the yield is high. A high wiring board can be obtained.
請求項13の配線基板の製造方法によれば、請求項11の配線基板の製造方法を終えた後、それによりできたものを母体として、その母体の少なくとも一方のコア基板側に、別のバンプ貫設体を介して別のコア基板を、該バンプ貫設体の層間接続用金属バンプの頂面、底面とコア基板の配線膜とを金属どうしの直接金属接合により接続することにより層間接続手段となるように積層することを一乃至複数回繰り返すので、請求項12のより多層化された配線基板を提供することができる。
請求項14の配線基板の製造方法によれば、請求項12の配線基板に必要な部材、即ちバンプ貫設体と、その一方の側又は両側にバンプ貫設体とコア基板との組を一又は複数用意し、位置合わせ後、各バンプ貫設体の各金属バンプと、それに接続されるべきコア基板の配線膜との接続を、金属どうしの直接金属接合により行うことにより上記各部材を一度に積層一体化するので、請求項10の配線基板よりも層数の多いより多層化された配線基板を低工程数で提供できる。
請求項15の配線基板によれば、空気を絶縁手段として用いた場合に生じる層間の異物による短絡、絶縁性低下、放電のおそれを完全に回避することができる。
According to the method for manufacturing a wiring board according to claim 13, after the manufacturing method for the wiring board according to claim 11 is completed, another bump is formed on the side of at least one core substrate of the mother body. Interlayer connection means by connecting another core substrate via the penetrating body, and connecting the top and bottom surfaces of the metal bumps for interlayer connection of the bump penetrating body and the wiring film of the core substrate by direct metal bonding between the metals. Since the stacking is repeated one or more times, the multilayered wiring board according to claim 12 can be provided.
According to the method for manufacturing a wiring board of
According to the wiring board of the fifteenth aspect, it is possible to completely avoid the short circuit, the deterioration of the insulating property, and the possibility of the electric discharge caused by the foreign matter between the layers generated when air is used as the insulating means.
本発明は、基本的には、層間接続を金属バンプにより為すタイプの各種の配線基板において、金属バンプとその頂面に接続される配線膜との接続を、金属どうしの直接金属接合により為すこととするものである。そして、層間絶縁は普通の樹脂により行っても良いが、層間絶縁を空気により、或いは、空気を含んだ発泡性樹脂により行うと良い。
というのは、層間絶縁部の誘電率を小さくして配線基板を用いた電子機器類の電子回路に寄生する寄生容量を小さくし、回路特性、性能を高めることができるからである。この効果は、空気により層間絶縁した場合の方が、発泡性樹脂により層間絶縁した場合より大きいが、発泡性樹脂を用いても普通の樹脂を用いた場合よりも寄生容量を小さくし、回路特性、例えば高周波特性等を顕著に高めることができるからである。また、空気を含んだ発泡性樹脂を層間絶縁に用いた場合には、その樹脂を、配線膜の支持体としても機能させることができる。尤も、対向する配線膜間が空気の場合、即ち空気で層間絶縁する場合には、配線膜の支持体を配線膜の外側に設ける必要があるといえる。
In the present invention, in various types of wiring boards in which interlayer connection is made by metal bumps, the connection between the metal bumps and the wiring film connected to the top surface thereof is made by direct metal bonding between the metals. It is what. The interlayer insulation may be performed with ordinary resin, but the interlayer insulation may be performed with air or a foamable resin containing air.
This is because the dielectric constant of the interlayer insulating portion can be reduced to reduce the parasitic capacitance parasitic to the electronic circuit of the electronic equipment using the wiring board, thereby improving the circuit characteristics and performance. This effect is greater when the interlayer insulation is performed by air than when the interlayer insulation is performed by the foaming resin. However, even if the foaming resin is used, the parasitic capacitance is reduced and the circuit characteristics are reduced. This is because, for example, the high frequency characteristics can be remarkably improved. Further, when a foamable resin containing air is used for interlayer insulation, the resin can also function as a support for the wiring film. However, when the wiring films facing each other are air, that is, when interlayer insulation is performed with air, it can be said that a support for the wiring film needs to be provided outside the wiring film.
尚、発泡性樹脂で層間絶縁をした場合には、層間に異物(ゴミ等)が侵入する可能性がほとんど無いが、空気で層間絶縁をした場合には、層間に異物(ゴミ等)ないし水分が侵入するおそれが僅かながらではあるが存在するのである。そこで、そのように空気で層間絶縁する場合には、個々の配線基板の周縁部を閉塞すると、外部から異物が侵入するおそれを完全になくすことができる。また層間接続の金属バンプとは別に対向する配線膜同士を物理的に形状を保持させるために、周辺ないし適当な箇所に補強バンプを配置することも効果的である。 In addition, when the interlayer insulation is made of foaming resin, there is almost no possibility of foreign matter (dust etc.) entering between the layers, but when the interlayer insulation is performed with air, the foreign matter (dust etc.) or moisture between the layers However, there is a slight possibility that it will enter. Therefore, when the interlayer insulation is performed with air as described above, if the peripheral edge portion of each wiring board is closed, the possibility that foreign matter may enter from the outside can be completely eliminated. It is also effective to dispose reinforcing bumps in the periphery or at appropriate locations in order to physically maintain the shape of the wiring films facing each other separately from the metal bumps for interlayer connection.
以下、本発明を図示実施例に従って詳細に説明する。
図1(A)〜(D)は本発明の第1の実施例を示すところの配線基板の製造方法を工程順に示す断面図である。
(A)先ず、図1(A)に示すように、例えば銅からなる金属バンプ8、8、・・・が形成された金属板2と、例えば銅からなる配線層形成用金属層10を用意し、該金属板2の金属バンプ8形成側の面に金属層10を臨ませる。
金属板2は、金属バンプ8、8、・・・を形成するための銅層の一方の面に例えばニッケルからなるエッチングバリア層6形成用金属層を介して配線層形成用金属層10を積層した三層構造の金属板のその金属バンプ8形成用の銅層の選択的エッチングにより金属バンプ8、8、・・・を形成し、その後、その金属バンプ8、8、・・・をマスクとしてエッチングバリア層6形成用金属層を選択的にエッチングすることによりエッチングバリア層6、6、・・・を形成するという方法で製造される。
Hereinafter, the present invention will be described in detail according to illustrated embodiments.
FIGS. 1A to 1D are cross-sectional views showing a method of manufacturing a wiring board according to a first embodiment of the present invention in the order of steps.
(A) First, as shown in FIG. 1A, a
In the
(B)次に、図1(B)に示すように、真空プレスを用いて真空雰囲気下で、熱盤及び加熱、加圧により、金属板2の各金属バンプ8頂面に上記配線層形成用金属層10を圧接し、バンプを若干押しつぶすことにより、直接に銅・銅接合させ、金属板2への配線層形成用金属層10の積層を行う。
この積層時には、配線層形成用金属層4・10間には減圧されたわずかな空気が介在するだけで、層間絶縁用の樹脂は全く介在しない。
(C)次に、図1(C)に示すように、上記配線層形成用金属層4・10の外側を丈夫な型で押さえた状態で、絶縁性樹脂を12を注入する。
(B) Next, as shown in FIG. 1 (B), the wiring layer is formed on the top surface of each
At the time of lamination, only a small amount of decompressed air is interposed between the wiring layer forming
(C) Next, as shown in FIG. 1C,
尚、層間絶縁膜となる樹脂としては、エポキシ、PPS、ウレタン、シリコーン、フッ素、ポリイミド等を用いることができる。しかし、絶縁性樹脂としては例えば自己発泡性のあるウレタン樹脂を用いることが簡便であり、最適である。というのは、発泡性のない普通の樹脂フィルムを用いた場合よりも、層間絶縁部の誘電率を小さくして配線基板を用いた電子機器類の電子回路に寄生する寄生容量を従来よりも小さくし、回路特性、性能を従来よりも高めることができるからである。 Note that epoxy, PPS, urethane, silicone, fluorine, polyimide, or the like can be used as the resin that becomes the interlayer insulating film. However, as the insulating resin, it is simple and optimal to use a self-foaming urethane resin, for example. This is because, compared to the case of using ordinary resin film without foaming, the dielectric constant of the interlayer insulation is made smaller and the parasitic capacitance parasitic to the electronic circuit of the electronic equipment using the wiring board is made smaller than before. This is because the circuit characteristics and performance can be improved as compared with the prior art.
ウレタン樹脂は硬化反応とともに配線膜間の空間部の隅々まで充満させることは容易である。
また、その気泡は通気性のない独立気泡にさせることが、配線基板にとっては湿気を浸透させないので好ましいと一応は言える。しかし、回路基板の周辺部をシールするようにすれば連続気泡体構造としてもよく、そのようにした場合、柔軟性のある層間絶縁層を得ることができるという利点がある。
また、発砲性樹脂としてはウレタン樹脂に限らず発泡剤を混練したエボキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂、不飽和ボリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂またPEEK樹脂,PEI樹脂,PES樹脂,PPS樹脂などの熱可塑性樹脂でも適用できる。
It is easy to fill the urethane resin to every corner of the space between the wiring films together with the curing reaction.
In addition, it can be said that it is preferable to make the bubbles into closed cells having no air permeability because moisture does not penetrate into the wiring board. However, if the peripheral portion of the circuit board is sealed, an open cell structure may be used. In such a case, there is an advantage that a flexible interlayer insulating layer can be obtained.
In addition, the foaming resin is not limited to urethane resin, but thermosetting resin such as epoxy resin kneaded with foaming agent, silicone resin, fluorine resin, unsaturated polyester resin, PEEK resin, PEI resin, PES resin, PPS resin, etc. It is also possible to apply this thermoplastic resin.
(D)次に、図1(D)に示すように、上記配線層形成用金属層4・10の選択的エッチングにより配線膜14、14、・・・、16、16、・・・を形成する。これにより一つの配線基板18ができる。
図1(D)に示す配線基板18は、金属バンプ8の頂面とそれに接続された配線膜10とは、金属どうしの直接金属接合により接続されているので、背景技術の項で述べたような従来の技術に於いて生じていたところの発明が解決すべき課題の項で述べた問題、即ち、金属バンプ頂面と配線膜との間に層間絶縁膜形成用樹脂フィルムや保護フィルムなどの有機物の残り、接続性不良が生じるというおそれがあるという問題は、発生する余地が無くなる。
従って、金属バンプの頂面と、それに接続される配線層との接続の信頼性を高め、配線基板の歩留まりを高めることができる。
(D) Next, as shown in FIG. 1D, wiring
In the
Therefore, the reliability of the connection between the top surface of the metal bump and the wiring layer connected thereto can be increased, and the yield of the wiring board can be increased.
そして、発泡性樹脂12により層間絶縁が為すこととした場合には、その樹脂が空気を含むので、層間絶縁手段として発泡性のない普通の樹脂フィルムを用いた場合よりも、層間絶縁部の誘電率を小さくして配線基板やそれを用いた電子機器類の電子回路に寄生する寄生容量を従来よりも小さくし、回路特性、性能を従来よりも高めることができる。
尚、この第1の実施例において、配線層形成用金属層4・10の選択的エッチングにより配線膜14、16を形成した後、外側に配線膜の支持体も兼用するカバーレイ層を設けるようにしてからその樹脂12を除去し、空気により配線膜14、14、・・・と配線膜16、16、・・・との間を層間接絶縁するようにすると良い。この場合は金属膜のエッチング液に耐え、かつ比較的除去が簡便な物質としては、パラフィン、ポリエチレンなどがあげられ、低温度で溶融除去させることができる。
When interlayer insulation is performed by the
In the first embodiment, after the
そのようにすれば、空気により層間絶縁が為されるので、層間絶縁手段として普通の樹脂フィルムを用いた場合よりも、更には発泡性樹脂を用いた場合よりも、層間絶縁部の誘電率を小さくして配線基板を用いた電子機器類の電子回路に寄生する寄生容量を従来よりも小さくし、回路特性、例えば高周波特性等、性能を従来よりも高めることができるのである。
尚、その場合、低分子化合物ないし樹脂12は単なるキャリアに過ぎず、最終的には取り除かれるので、特に発泡性樹脂であることには意味はない。
By doing so, since the interlayer insulation is performed by air, the dielectric constant of the interlayer insulation portion is made to be higher than that in the case of using an ordinary resin film as the interlayer insulation means and further in the case of using the foamable resin. The parasitic capacitance parasitic to the electronic circuit of the electronic device using the wiring board can be made smaller than before, and the performance such as circuit characteristics such as high frequency characteristics can be improved compared to the conventional one.
In this case, the low molecular compound or the
図2(A)〜(D)は本発明の第2の実施例を示すところの配線基板の製造方法を工程順に示す断面図である。
(A)図2(A)に示すように、例えば銅からなるバンプ形成用金属層22の一方の表面に接着剤24により例えば樹脂からなるキャリアフィルム26を接着した積層体20を用意する。
2A to 2D are cross-sectional views showing a method of manufacturing a wiring board according to a second embodiment of the present invention in the order of steps.
(A) As shown in FIG. 2A, a laminate 20 is prepared in which a
(B)次に、図2(B)に示すように、上記バンプ形成用金属層22を選択的エッチングすることにより金属バンプ28、28、・・・を形成する。30、30は金属バンプ28、28、・・・が形成されたバンプ配設体である。
(C)次に、図2(C)に示すように、図1(D)に示した配線基板18の両側に、図2(B)に示したバンプ配設体30、30を、その各金属バンプ28、28、・・・が配線基板18側を向く向きで一個づつ配置し、真空雰囲気下及び加熱、加圧により、各金属バンプ28、28、・・・の頂面を、上記配線基板18の配線膜に、直接の銅・銅接合により接続する。
(B) Next, as shown in FIG. 2B, the bump forming
(C) Next, as shown in FIG. 2 (C), the
(D)その後、図2(D)に示すように、各バンプ配設体30、30のキャリアフィルム26を除去する。これにより、配線基板18の両面の配線膜に金属バンプ28、28、・・・の頂面が接続された配線基板32ができる。
この配線基板32は次に述べる実施例3のより多層化された配線基板に、コア基板として用いられる。
(D) Thereafter, as shown in FIG. 2 (D), the
This
図3(A)、(B)は本発明の第3の実施例を示すところの配線基板の製造方法を工程順に示す断面図である。
(A)図2(D)に示すように、コア基板としての配線基板32と、それに積層される両面配線基板としての配線基板18、18を用意し、該配線基板32の両面にその配線基板18、18を位置決めして対置させる。
(B)次に、図3(B)に示すように、減圧、加圧により、配線基板32の両面に配線基板18、18を、配線基板32の前記金属バンプ28、28、・・・が配線基板32の配線膜14、14、・・・、16、16、・・・と両面配線基板18、18の配線膜14、14、・・・、16、16、・・・との間を、銅・銅接合により直接接続されるように層間接続することにより配線基板32と配線基板18、18とを積層して一体化する。40はその一体化により構成された4層の配線基板である。
3A and 3B are cross-sectional views showing a method of manufacturing a wiring board according to a third embodiment of the present invention in the order of steps.
(A) As shown in FIG. 2D, a
(B) Next, as shown in FIG. 3B, the
図3(B)に示す配線基板40はそのまま、空気を配線基板32と、両面配線基板18、18との間の絶縁手段とする配線基板となる。
このような配線基板40は、前記金属バンプ28、28、・・・と、両面配線基板18、18の配線膜14、14、・・・、16、16、・・・との間の接続が、直接の銅・銅接合により為されているので、従来の技術において生じていた金属バンプ頂面と配線膜との間に層間絶縁膜形成用樹脂フィルムや保護フィルムが残渣として介在し、接続性不良が生じるというおそれは、発生する余地が無くなる。
The
In such a
従って、金属バンプの頂面と、それに接続される配線層との接続の信頼性を高め、配線基板の歩留まりを高めることができる。
また、配線基板32と配線基板18、18との間が空気により絶縁されているので、層間絶縁部の誘電率を小さくして配線基板を用いた電子機器類の電子回路に寄生する寄生容量を小さくし、回路特性、性能を高めることができる。
Therefore, the reliability of the connection between the top surface of the metal bump and the wiring layer connected thereto can be increased, and the yield of the wiring board can be increased.
In addition, since the
図4は本発明の第4の実施例を示す断面図である。
本実施例44は、図3に示した配線基板40の周縁部を例えば樹脂等からなる密閉材42により閉塞し、以て、配線基板32と配線基板18、18との間に外部からゴミ、湿気等の異物が侵入しないようにしたものである。また閉塞の方法としては周縁部を型でおさえ加圧する方法によっても達成できる。
このような配線基板44によれば、空気を絶縁手段として用いた場合に生じる層間の異物による短絡、絶縁性低下のおそれを完全に回避することができる。
このように、配線基板の周縁部を例えば樹脂等からなる密閉材42により閉塞して外部からゴミ、湿気等のの異物が混入しないようにする技術は、互いに積層された配線基板間或いは配線基板の配線層間を空気により絶縁したタイプの配線基板全般に適用することができる。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a fourth embodiment of the present invention.
In the
According to such a
As described above, the technique for blocking the peripheral portion of the wiring board with the sealing
図5は本発明の第5の実施例を示す断面図である。
本実施例48は、図3に示したコア基板を成す配線基板40の前記金属バンプ28、28、・・・と、その両面に積層される配線基板18、18のとの間に絶縁性樹脂、例えば発泡性樹脂12を注入し、加熱などの手段により、発泡させたものである。
尚、層間絶縁膜となる樹脂としては、ウレタン、エポキシ、PPS、ウレタン、シリコーン、フッ素、ポリイミド樹脂等を用いることができるが、例えばウレタンからなる発泡性樹脂46を形成するようにするのが簡易であること、第1の実施例の場合と同じである。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a fifth embodiment of the present invention.
In the
Note that urethane, epoxy, PPS, urethane, silicone, fluorine, polyimide resin, or the like can be used as the resin that becomes the interlayer insulating film. For example, it is easy to form a
図6(A)〜(F)は本発明の第6の実施例を示すところの配線基板の製造方法を工程順に示す断面図である。
(A)図6(A)に示すように、例えば銅からなるバンプ形成用金属層22の一方の表面に例えばエツチングバリア層を介して例えば銅からなる配線膜形成用金属層50を接着した積層体60を用意する。
(B)次に、図6(B)に示すように、上記バンプ形成用金属層50を選択的エッチングすることにより金属バンプ28、28、・・・を形成する。65は金属バンプ28、28、・・・が形成されたバンプ配設金属層である。
(C)次に、図6(C)に示すように、図1(D)に示した配線基板18の両側に、図2(B)に示したバンプ配設金属層65をその金属バンプ28が配線基板28側を向く向きで一個づつ配置し、減圧及び加熱により、各金属バンプ28、28・・・の頂面を上記配線基板60の配線膜16、16、・・・に直接に銅・銅接合により接続する。
6A to 6F are cross-sectional views showing a method of manufacturing a wiring board according to a sixth embodiment of the present invention in the order of steps.
(A) As shown in FIG. 6A, a laminate in which a wiring film forming
(B) Next, as shown in FIG. 6B, the bump forming
(C) Next, as shown in FIG. 6C, the bump-disposed
(D)次いで、融点が例えば80℃程度のパラフィン68を上記バンプ形成用金属層50・50間の空間部に注入し、該パラフィン68が固化後、図6(D)に示すように、上記各積層体60、60の配線層形成用金属層50、50の選択的エッチングにより配線膜52、52、・・・を形成する。
(E)その後、図6(E)に示すように、配線膜52、52が形成された両表面を例えば所定位置が開口(72はこの開口を示す)されたところの、例えば接着剤付ポリイミドからなるカバーレイ70を圧着する。
(F)次いで、図6(F)に示すように加温して、パラフィンを溶解させて、除去することにより、配線基板80を完成させる。
(D) Next,
(E) Thereafter, as shown in FIG. 6 (E), for example, a polyimide with an adhesive in which both surfaces on which the
(F) Next, heating is performed as shown in FIG. 6F to dissolve and remove the paraffin, thereby completing the
図7(A)、(B)は本発明の第7の実施例を示すところの配線基板の製造方法を工程順に示す断面図である。
(A)図7(A)に示すように、 図1(D)に示す配線基板(コア基板)18を2個、バンプ貫設体90を1個用意し、2個の配線基板18、18を対向配置し、その間にバンプ貫設体90を介在させ、一方の配線基板18の一方の表面の配線膜14、14、・・・と、他方の配線基板18の一方の表面の配線膜16、16、・・・との互いに接続すべきものどうしの間に各々金属バンプ94、94、・・・が介在するように2個の配線基板18、18及びバンプ貫設体90を位置合せする。
バンプ貫設体90は絶縁層92に金属バンプ94、94、・・・を貫設したものであり、例えば図10(A)〜(E)に示す工程で製造することができる。この製造方法については、後で詳述する。
FIGS. 7A and 7B are cross-sectional views showing a method of manufacturing a wiring board according to a seventh embodiment of the present invention in the order of steps.
(A) As shown in FIG. 7A, two wiring boards (core boards) 18 and one
The
(B)次に、減圧及び加熱により、図7(B)に示すように、各金属バンプ94、94・・・の頂面を上側の配線基板18の配線膜14、14、・・・に、該各金属バンプ94、94・・・の底面を下側の配線基板18の配線膜16、16、・・・に、それぞれ、直接に銅・銅接合により接続することにより、2個の配線基板18、18とその間に介在するバンプ貫設体90を積層一体化して配線基板96が出来上がる。
この場合、配線基板18、18とバンプ貫設体90との間は空気により絶縁されることになる。その場合、図4に示した第4の実施例におけると同様に、周縁部を閉塞するようにしても良い。
尚、図8に示すように、配線基板18、18とバンプ貫設体90との間に樹脂98を介在させるようにしても良い。そして、樹脂98として発泡性樹脂を用いることとしても良い。これらの効果は既に述べたので、その説明は省略する。
(B) Next, by reducing the pressure and heating, as shown in FIG. 7B, the top surfaces of the respective metal bumps 94, 94... Are turned into the
In this case, the
As shown in FIG. 8, a
図9(A)、(B)は本発明の第8の実施例を示すところの配線基板の製造方法を工程順に示す断面図である。本実施例は、図7(B)に示す配線基板96を母体として、その両面にそれぞれバンプ貫設体90、90を介してコア基板である配線基板18、18を積層したものである。
(A) 図7(B)に示す配線基板96を1個、バンプ貫設体90を2個、図1(D)に示す配線基板18を2個用意し、上記配線基板96の各面に各々バンプ貫設体90を介して配線基板18を対向配置し、上記配線基板96の各配線膜とそれに電気的に接続されるべき、配線基板18の配線膜14、16との間に上記バンプ貫設体90の各金属バンプ94が位置するように配線基板96、バンプ貫設体90、90及び配線基板18、18の間における位置合せをする。図9(A)はその位置合せをした状態を示す。
9A and 9B are cross-sectional views showing a method of manufacturing a wiring board according to an eighth embodiment of the present invention in the order of steps. In this embodiment, a
(A) One
(B)次に、図9(B)に示すように、真空プレスを用いて真空雰囲気下で、熱盤及び加熱、加圧により、配線基板96の両面の配線膜と、各バンプ貫設体90、90の各金属バンプ94、94、・・・の底面とを、該各金属バンプ94の頂面と、配線基板18、18の配線膜14、14、・・・、16、16、・・・とを、それぞれ金属どうしの直接金属接合により各金属バンプ94の頂部、底部が若干押し潰れるように程度に圧接して一体化する。この一体化された配線基板のバンプ貫設体90と配線基板18とからなる部分が請求項12でいう積層体に該当する。
この一体化にあたっては、金属バンプ94の頂面及び底面と配線膜間には減圧されたわずかな空気が介在するだけで、層間絶縁用の樹脂は全く介在しないこと第1〜第7の実施例の場合と同じである。
(B) Next, as shown in FIG. 9B, the wiring films on both surfaces of the
In this integration, only a slight amount of decompressed air is present between the top and bottom surfaces of the
ところで、図9(B)に示した配線基板は、一つの配線基板96を母体とし、その両側に、バンプ貫設体90と配線基板18の組を、1組ずつ配置したものであるが、片側のみにバンプ貫設体90と配線基板18の組を、1組配置するようにしても良いし、片側又は両側に、バンプ貫設体90と配線基板18の組を、複数組ずつ配置し、より多層化を図るようにしても良い。
そして、図9(A)、(B)に示すように先ず一つの配線基板96を形成した後、それを母体としてその両側にバンプ貫設体90と配線基板18の組を一組ずつ配置し、積層するようにしても良いが、そうではなく、一つのバンプ貫設体90と、その片側又は両側に配置されるバンプ貫設体90と配線基板18の組を一又は複数組配置し、各金属バンプ94と各配線膜との金属どうしの直接の銅・銅接合により接続するようにしても良い。このようにすれば、一度の工程で一斉に一体化ができ、工数の低減を図ることができる。
By the way, the wiring board shown in FIG. 9B has one
Then, as shown in FIGS. 9A and 9B, first, one
尚、本実施例の各態様においても、配線基板18、18とバンプ貫設体90、90との間及び配線基板96とバンプ貫設体90、90との間は空気により絶縁されることになる。その場合、図4に示した第4の実施例におけると同様に、周縁部を閉塞するようにしても良い。
また、図8に示す配線基板96と同様に、配線基板18、18とバンプ貫設体90との間及び配線基板96とバンプ貫設体90との間に樹脂98を介在させるようにしても良く、樹脂98として発泡性樹脂を用いることとしても良いのである。
In each aspect of the present embodiment, the
Similarly to the
図10(A)〜(E)は上記バンプ貫設体90の製造方法を工程順に示す断面図である。
(A)バンプ貫設体90の製造には、図10(A)に示すバンプ貫設体製造用型148を用いる。この型148は、少なくとも上側の主表面が平坦な型基板150の表面に、層間接続用バンプ形成用のマスク膜152を固定したものであり、154、154、・・・は層間接続用バンプ(94、94、・・・)がメッキにより生成される層間接続用バンプ形成用孔である。
10A to 10E are cross-sectional views showing the method of manufacturing the
(A) For manufacturing the
型基板150は電解メッキが可能なように、例えばステンレス等の金属で形成すると良い。そして、金属を用いた場合、その表面をクロメート処理(CrO3による処理)すると良い。
また、マスク膜152は有機物であっても無機物であっても良いが、精度良く形成できるという加工性、多数回(半永久的に)繰り返し使用できるように型基板150に対する強固固定性、容易に摩耗、破壊されない硬さ等が必要なので、金属が好ましいと言える。そして、メッキが為される銅との離型性を得るために、表面にはテフロン(登録商標)等をコーティングしておくことが好ましい。
The
The
(B)次に、図10(B)に示すように、型基板150のマスク膜152形成側の表面に電気メッキにより層間接続用バンプ94、94、・・・を形成する。この場合、該層間接続用バンプ94、94、・・・は、マスク膜152の表面から形成すべきバンプ貫設体90の層間絶縁膜92の厚さ以上突出する高さに形成することが必要である。
(C)次に、図10(C)に示すように、形成すべきバンプ貫設体90の層間絶縁膜となる絶縁シート156を上記型基板150上に臨ませる。
(D)次に、図10(D)に示すように、型基板150上に上記絶縁シート122を、上記層間接続用バンプ94、94、・・・に貫通されるように積層する。これにより、型148上にバンプ貫設体90が形成された状態になる。
(B) Next, as shown in FIG. 10B, interlayer connection bumps 94, 94,... Are formed on the surface of the
(C) Next, as shown in FIG. 10 (C), an insulating sheet 156 to be an interlayer insulating film of the
(D) Next, as shown in FIG. 10D, the insulating sheet 122 is laminated on the
(E)その後、図10(E)に示すように、バンプ貫設体90を型148から分離する。
本例によれば、図10(A)〜(D)に示された型148が貫設体90の製造に繰り返し使用される。
従って、本例によれば、一つの上記型を繰り返し使用して簡単にバンプ貫設体を順次製造することができ、製造コストの顕著な低減を図ることができる。
尚、本例においては、できるバンプ貫設体90は層間接続用バンプ94、94、・・・が層間絶縁膜92の下面から突出した構造になるが、上側については上面から突出した態様もあれば、面一(ツライチ)の態様もあり得るし、凹むという態様もあり得る。尚、バンプ貫設体及びその製造方法については、特願2004−93693により、多層配線基板製造用層間部材とその製造方法として提案済みである。
このように、本発明は種々の態様で実施することができる。
(E) Thereafter, as shown in FIG. 10 (E), the
According to this example, the
Therefore, according to this example, the bump penetrating body can be easily manufactured sequentially by repeatedly using one of the molds, and the manufacturing cost can be significantly reduced.
In this example, the formed
Thus, the present invention can be implemented in various modes.
本発明は、金属バンプを層間接続手段として用いる配線基板とその製造方法一般に適用することができる。 The present invention can be applied to a wiring board using metal bumps as interlayer connection means and a manufacturing method thereof in general.
2・・・金属板、4・・・配線膜形成用金属層(銅)、
6・・・エッチングバリア層(ニッケル)、8・・・金属バンプ(銅)、
10・・・配線膜形成用金属層(銅)、12・・・層間絶縁膜(発泡性樹脂)、
18・・・配線基板(コア基板)、20・・・部材、
22・・・金属バンプ形成用金属層、24・・・接着層、
26・・・キャリア層(キャリア)、28・・・金属バンプ(銅)、
30・・・バンプ配設体、32・・・配線基板、40・・・配線基板、
42・・・閉塞材、44・・・配線基板、
46・・・層間絶縁膜(発泡性樹脂)、65・・・バンプ配設金属層、
68・・・発泡性樹脂、70・・・カバーレイ、80・・・配線基板、
90・・・バンプ貫設体、92・・・絶縁層、94・・・金属バンプ。
2 ... metal plate, 4 ... metal layer for forming a wiring film (copper),
6 ... Etching barrier layer (nickel), 8 ... Metal bump (copper),
10 ... Metal layer for forming a wiring film (copper), 12 ... Interlayer insulating film (foamable resin),
18 ... wiring board (core board), 20 ... member,
22 ... Metal bump forming metal layer, 24 ... Adhesive layer,
26 ... carrier layer (carrier), 28 ... metal bump (copper),
30 ... Bump arrangement body, 32 ... Wiring board, 40 ... Wiring board,
42 ... occlusion material, 44 ... wiring board,
46 ... interlayer insulating film (foamable resin), 65 ... bump-disposed metal layer,
68 ... foaming resin, 70 ... coverlay, 80 ... wiring board,
90 ... Bump penetrating body, 92 ... Insulating layer, 94 ... Metal bump.
Claims (1)
バンプ形成用の金属層の一方の表面にキャリア層を接着し、該金属層を選択的にエッチングすることにより金属バンプを形成した2個のバンプ配設体を用意し、
上記2個のバンプ配設体を、上記コア基板の各面に、上記金属バンプが形成された側の面が対向するように配置し、
上記各金属バンプの頂面と、上記コア基板の各面の配線膜とを金属どうしの直接金属接合により接続し、
その後、上記キャリア層を剥離して除去する
ことを特徴とする配線基板の製造方法。
A wiring board is formed on both surfaces of the insulating layer, and a core substrate having an interlayer connection portion for connecting the wiring films on both surfaces to the insulating layer, and a protrusion formed on the surface of at least a part of the wiring film on both surfaces of the core substrate A method of manufacturing a wiring board having a metal bump,
Two bump arrangement bodies in which metal bumps are formed by bonding a carrier layer to one surface of a bump forming metal layer and selectively etching the metal layer,
The two bump arrangement bodies are arranged so that the surfaces on which the metal bumps are formed face each surface of the core substrate,
The top surface of each metal bump and the wiring film on each surface of the core substrate are connected by direct metal bonding between the metals,
Thereafter, the carrier layer is peeled off and removed.
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