JPS62600B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は混成集積回路の配線構造に係わり、
特に配線体と絶縁体の実装構造を改善し得る多層
配線の形成方法に関するものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

基板上の一主面上に複数個の電子部品素子、例
えば半導体ペレツトを載置し基板上に設けた多数
個の電極や半導体ペレツトの電極を同時に相互接
続する手続のひとつにSTD（SEMICONDUC−
TOR THERMOPLASTIC DIELECTRIC）法が
ある。このSTD法を簡略に説明すると、第１図
のようにまず基板１１上に載置したIC等の半導
体ペレツト１２を熱可塑性樹脂１３、例えば
FEP（ポリフロロ・エチレン・プロピレン）で
埋め込み、次いでこの半導体ペレツト１２の所望
の電極１４上に開孔を施こす。その後これらの電
極とコンタクトする金属配線導体１５を形成する
ことにより機能回路の構成を得るものであつた。

この方法では、半導体ペレツトの表面は熱可塑
性樹脂で埋め込まれているので、上述のように接
続が必要な電極部分には、この有機樹脂に微細な
開孔を施こすことが必要となる。しかし一般的に
は、これらの有機樹脂に対し化学的もしくは物理
的に加工することは困難であり従つて低価格で製
品化する上に於いて大きな障害となつていた。

そこでこうした問題点を改善するものとして、
本発明者らは、半導体ペレツトの樹脂による埋め
込みと配線導体の形成を同時に行う簡便かつ効果
的な方法を先に提案した。これを簡単に説明する
と、第２図のように、まず、基板２１の一主面側
に複数個の半導体ペレツト２２を搭載固定する。
そしてこの半導体ペレツト２２の表面に密着して
保護する粘着テープ（図示せず）が準備される
が、この粘着テープの粘着剤面にはあらかじめ金
属箔などからなる配線導体が保持されている。そ
うして、この粘着テープと基板のすき間に毛細管
現象を利用して有機樹脂材料例えば、エポキシ等
の熱硬化性樹脂をしみ込ませ、熱処理を施こし硬
化した後に粘着テープをはがせば、半導体ペレツ
ト２２の上面電極２３及び粘着テープに保持され
ていた配線導体２４の表面が露出する構造で、且
つ半導体ペレツト２２の高さで統一された有機樹
脂層２５が形成できる。しかる後この配線導体２
４と半導体ペレツト２２の上面電極２３と別の配
線導体２６で接続することによつて、有機樹脂層
２２に開孔を施こすことなく回路機能を満足する
相互配線構造が得られるものである。

しかしながら第２図の構造は、比較的単純な配
線で交差配線を必要としないものに限られてしま
う。

もし、複雑な相互配線を必要とするならば、基
板上にも予め配線導体を形成しておき、樹脂層表
面の配線導体と組合わせて多層配線構造としても
よいが、前述の通り基板面上の樹脂層の厚みは半
導体ペレツトの厚みと同等であり非常に厚いの
で、加工が困難なばかりでなく開孔も大きくなつ
てしまい、従つて高密度な結線は不可能となる。
こうしたことから高密度な相互配線構造を得るに
は、半導体ペレツト表面近傍に新たな絶縁体を介
したうえで配線を交差する多層配線構造がとられ
るようになる。このように複雑な配線構造になれ
ば、立体交差が必要となり、その為には有機樹脂
層に開孔を施こす工程が再び必要となつてしまう
という問題がある。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、上記したような立体交差を
必要とする高密度な相互配線を形成するに際し
て、絶縁層に開孔する工程を設けることなく効果
的に多層配線構造を形成する方法を提供すること
にある。

〔発明の概要〕

本発明は、先に本発明者らが提案した、粘着テ
ープを用いて樹脂層と配線導体を同時に形成する
方法を基本とする。即ち半導体ペレツトが搭載さ
れた基板に対向して粘着テープが準備される。こ
の粘着テープの粘着テープの粘着剤面にはあらか
じめ金属箔などからなる配線導体が保持されてい
る。そうして、この粘着テープと基板のすき間に
毛細管現象を利用して熱硬化性有機樹脂材料例え
ばエポキシ樹脂をしみ込ませ、熱処理を施こし硬
化した後に粘着テープをはがすことにより、半導
体ペレツトの電極及び配線導体の表面が露出する
構造で半導体ペレツトの高さで統一された有機樹
脂絶縁層を形成する。

この方法で樹脂注入を行う際、粘着テープの粘
着剤面に密着された配線導体の周囲から徐々に粘
着剤面と配線導体をはがすようにして樹脂がしみ
こむ。このとき配線導体の幅が広ければ樹脂のし
み込みはその周囲にとどまるが、配線幅がせまい
と双方からのしみ込みでやがて配線導体の表面す
べてが樹脂で被覆される。

本発明はこの現象を積極的に利用する。即ち、
粘着テープに保持される第１の配線導体を、幅の
せまい部分と幅の広い部分とで組合せておき、樹
脂で被覆された第１の配線導体の幅のせまい部分
を横ぎつて立体交差する第２の配線導体を形成す
ることにより、例えば半導体ペレツトの電極と第
１の配線導体の幅の広い所望の露出箇所とを所２
の配線導体が相互接続した立体交差の構造をもつ
多層配線を形成するものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、立体交差が必要な部位が発生
しても樹脂に開孔を施こさずに回路機能を満足す
る相互配線構造が得られるので、製造工程が簡略
化され、その製造歩留りや製品の信頼性を低下さ
せることなく多層配線構造を実現した混成集積回
路を得ることができる。

〔発明の実施例〕

以下第３図ａ〜ｅ及び第４図を参照してこの発
明の実施例を詳細に説明する。

第３図ａ〜ｅはこの発明の構造を得る為の工程
断面図であり、第４図は第３図ｅの平面図を示す
ものである。

まず第３図ａのように、例えば厚さおよそ50μ
ｍのポリイミド樹脂からなるテープ支持体３１_１
におよそ50μｍ厚のシリコーン系粘着剤３１_２を
一体化した粘着テープ３１に銅などからなる金属
箔をはりつけ、この金属箔を写真蝕刻によりパタ
ーン化した第１の配線導体３２，３２ａ，３２
ｂ，３２ｃ，……を形成する。この第１の配線導
体３２の厚みは粘着テープ３１の粘着剤面にはり
つける金属箔の厚みで決まり粘着剤３１_２の厚み
が50μｍにあつてはおよそ20μｍの厚さが好まし
い。またここで重要なことは第１の配線導体３２
は幅の広い部分と幅のせまい部分とがあり、それ
ぞれの幅はおよそ200μｍおよそ30μｍで出来て
いることがある。

一方第３図ｂのようにアルミナ等の絶縁基板３
３にはAuペースト等の印刷やタングステン薄膜
にAuメツキを施こすなどして0.5〜５μｍ厚の配
線層３４，３４_１，３４_２を形成する。そしてこ
の配線層３４の所定部上に銀ペースト等の導電性
接着剤３５，３５_１，３５_２を用いて例えば縦
0.3mm、横0.3mm、厚さ0.3mmの大きさをもつLED
ペレツト３６，３６_１，３６_２を載置しおよそ
150℃、２時間程度の熱処理を施こして固着す
る。LEDペレツト３６には電極３７，３７_１，
３７_２が形成されている。

次いで第３図ｃの如く、粘着テープ３１と基板
３３上のLEDペレツト３６とを位置合わせして
対向接触させ粘着テープ３１の粘着剤３１_２で
LEDペレツト３６の表面を密着保護して保持す
る。そうして次に粘着テープ３１で一体化した基
板３３を裏返しにして粘着テープ３１と基板３３
とのすき間に例えばエポキシ等の熱硬化性樹脂３
８を毛細管現象により充填する。この熱硬化性樹
脂３８を充填したのちおよそ120℃で２時間、更
に150℃で５時間の熱処理を施こして熱硬化性樹
脂３８を硬化する。

次に第３図ｄのように粘着テープ３１をはがせ
ば、LEDペレツト３６の電極３７及び第１の配
線導体３２の一部表面が露出し、幅のせまい部分
を埋設する構造で、且つLEDペレツト３６の高
さで統一された絶縁性の樹脂層が形成できる。即
ち、この有機樹脂注入の際に粘着テープ３１の粘
着剤３１_２面と第１の配線導体３２との間におよ
そ２μｍ厚の樹脂のしみ込みが発生する。発明者
らの実験結果によれば、このしみ込み量は粘着テ
ープの粘着剤３１_２に金属箔をはりつける条件で
多少異なるが、配線導体の周囲から20〜30μｍあ
ることが確認されている。従つておよそ200μｍ
の幅をもつ部分は約140〜160μｍ幅の露出表面が
現われ、一方およそ30μｍの幅をもつ部分は上記
した樹脂のしみ込みですべて覆われ、露出する表
面が現われない構造となる。

最後に第３図ｅのように第１の配線導体３２の
露出表面とLEDペレツト３６上の電極３７を接
続するために、例えば銀ペースト等の導電性ペー
ストをスクリーン印刷して熱処理を行うなどし
て、第１の配線導体３２の幅のせまい部分上を横
ぎつて立体交差する第２の配線導体３９を形成し
て、所望の多層配線構造を完成する。

第３図ａ〜ｅは第４図のＡ〜A′断面図であ
り、第４図から明らかなように、第１図の配線導
体３２はそれぞれ所望の部位で幅を広くしたり、
せまくしたりして連続的なパターンとしておけば
有効である。

以上のようにしてこの実施例によれば基板上の
素子を樹脂によつて埋め込むと同時に第１の配線
導体を形成することができる。しかもこの時同時
に、第１の配線導体はコンタクトをとるに必要な
部位を露出させ、かつ立体交差を要する部位を樹
脂でおおうことができる。従つてこの実施例によ
れば層間絶縁膜となる樹脂層に開孔するための困
難な工程を要せず、複雑な多層配線構造を簡単に
実現することができる。

第５図ａ，ｂは、より具体的な実施例としてこ
の発明の効果が顕著に認められるマトリツクス形
のLED表示装置に適用した実施例を示す平面図
とそのＢ−B′断面図である。

まず、基板４１の配線層４２，４２_１，４２_２
……上には、それぞれ所定の間隔で発光色の異な
る３個のLFDペレツト４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂ
の一組で１画素を構成するように縦、横に複数画
素分載置する。一方基板４１の配線層４２とは絶
縁性の熱硬化性樹脂４４を介して直交する第１の
配線導体４５Ｒ，４５Ｇ，４５Ｂが配線される。
これらの配線導体４５Ｒ，４５Ｇ，４５Ｂの各々
のパタン形状は、先の実施例と同様それぞれ所定
の部位で幅をせまくしたり、広くしてあり、先の
実施例と同様に粘着テープを用いて形成される。
そうして、幅の広い部分で露出した第１の配線導
体４５Ｒ，４５Ｇ，４５Ｂの表面と、LEDペレ
ツト４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂのそれぞれの表面電
極とを結ぶ第２の配線導体４６Ｒ，４６Ｇ，４６
Ｂを、それぞれ延長上で交差する第１の配線導体
４５Ｒ，４５Ｇ，４５Ｂの表面が樹脂で覆われた
幅のせまい部分を横ぎつて形成している。こうし
て複雑なマトリツクス配線で立体交差を必要とす
る表示装置も簡単な工程で形成できるものであ
る。

なお本発明において用いる粘着テープで保持す
る配線導体は銅箔やアルミニウム箔、金やその他
の金属箔を粘着テープの粘着剤にはりつけて加工
したものに限らず、250μｍ〜20μｍ程度の厚さ
をもつKOV等で出来たリード・フレームをあら
かじめパタン化しておいてこれを粘着テープの粘
着剤面にはりつけてもよい。この際リード・フレ
ームにテープをもたせればLEDペレツトを用い
た表示装置の場合にあつてはその側壁面を光の反
射板として利用することができて効果的である。
また、粘着テープの粘着テープの粘着剤の厚みや
その粘着性、更には粘着テープに保持された金属
箔やリード・フレーム等からなる配線体の粘着剤
に接着される面の荒さを制御することによつて、
配線導体と粘着剤とのすき間にしみ込む樹脂の量
を制御できる。

一方、実施例では半導体ペレツトとしてLED
ペレツトを用いたが、これに限らず多数の電極を
もつLSI等の集積回路ペレツトでもよく、又抵抗
やコンデンサペレツトであつてもよく、あるいは
基板と粘着テープとの間にこれらの半導体ペレツ
トがなくても、例えば基板上の配線層を厚くして
おくなどして樹脂が注入できるような空間をもつ
構造であればこの発明を適用できるものである。
更に上記した第１の配線導体上に形成される第２
の配線導体は銀ペーストの印刷に限ることなくマ
スク蒸着によるものや蒸着メツキと化学エツチン
グで加工したものでもなんらさしつかえない。

要するにこの発明によれば、粘着テープの粘着
剤面とこれにはりつけた配線導体のわずかなすき
間にも樹脂がしみ込む現象を利用して、配線導体
表面を、選択的に樹脂で被覆された部分と露出し
た部分を有する状態とすることによりあらためて
絶縁性樹脂に開孔を施すことなく立体交差をもつ
複雑な多層配線構造が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の技術による混成集責
回路の配線構造を示す断面図、第３図ａ〜ｅは本
発明の一実施例の製造工程を示す断面図、第４図
は第３図ｅに対応する平面図、第５図ａ，ｂは本
発明の他の実施例を示す平図及びそのＢ−B′断面
図である。 ３１……粘着テープ、３２ａ，３２ｂ，３２ｃ
……第１の配線導体、３３……基板、３６_１，３
６_２……LEDペレツト、３７_１，３７_２……電
極、３８……熱硬化性樹脂、３９……第２の配線
導体、４１……基板、４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂ…
…LEDペレツト、４４……熱硬化性樹脂、４５
Ｒ，４５Ｇ，４５Ｂ……第１配線導体、４６Ｒ，
４６Ｇ，４６Ｂ……第２配線導体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基板上に、絶縁層を挾んで立体交差する少く
   とも２層の配線導体を形成する方法であつて、少
   くとも立体交差部に対応する部分の配線幅を狭く
   した第１の配線導体を粘着テープで保持して基板
   に対向させ、この粘着テープと基板との間隙に熱
   硬化性樹脂をしみ込ませ、この樹脂を硬化させて
   基板上に樹脂層を介して第１の配線導体を一体化
   した構造を形成し、このとき前記粘着テープの粘
   着剤面と第１の配線導体との間にもわずかに熱硬
   化性樹脂がしみ込むことを利用して第１の配線導
   体上の配線幅の狭い部分を熱硬化性樹脂でおおい
   配線幅の広い部分を露出させた状態として、その
   後第２の配線導体を形成することを特徴とする多
   層配線の形成方法。 ２ 前記第１の配線導体の第２の配線導体との立
   体交差部の配線幅を１〜50μｍとした特許請求の
   範囲第１項記載の多層配線の形成方法。 ３ 前記基板には第１の配線導体を形成する前に
   予め半導体ペレツトが搭載され、粘着テープはこ
   の半導体ペレツトの面に接触する状態で基板に対
   向させるものである特許請求の範囲第１項記載の
   多層配線の形成方法。