KR102282236B1

KR102282236B1 - 금속 배선 접합 구조 및 그 제법

Info

Publication number: KR102282236B1
Application number: KR1020170036969A
Authority: KR
Inventors: 이준 김; 히로시 다케바야시; 나츠키 히라타
Original assignee: 엔지케이 인슐레이터 엘티디
Priority date: 2016-03-29
Filing date: 2017-03-23
Publication date: 2021-07-27
Also published as: TWI713421B; KR20170113214A; TW201811130A; KR20170113213A; TW201811129A; JP2017183686A; JP2017183685A; TWI711350B

Abstract

금속 배선 접합 구조(100)는, 접속용 FPC(75)의 접점(753)과 시트 히터(30)의 히터 랜드(46)를 땜납 접합 부재(756)로 접합한 것이다. 접속용 FPC(75)는, 지지층(751) 중 금속 배선(750)이 설치되는 면과는 반대측의 면에, 복수의 접점(753)의 각각에 대향하는 금속제의 접점 대향 랜드(754)를 갖는다. 히터 랜드(46)는, 접점(753)과 대향하는 기본면(461)에 더하여 접점(753)을 가상적으로 전방으로 연장시킨 가상 연장부(753b)에 대향하는 연장면(462)을 갖는다. 땜납 접합 부재(756)는, 접점 대향 랜드(754)의 표면, 접속용 FPC(75)의 선단면 및 히터 랜드(46)의 연장면(462)을 피복함과 함께, 접합용 스페이스(C)에 충전된다.

Description

금속 배선 접합 구조 및 그 제법{METAL WIRING BONDING STRUCTURE AND PRODUCTION METHOD THEREFOR}

본 발명은 금속 배선 접합 구조 및 그 제법에 관한 것이다.

종래, 플렉시블 기판과 프린트 기판의 접합 구조로서, 플렉시블 기판 상의 접점 패턴 등의 접점 부분과, 프린트 기판 상의 대응하는 접점 부분을 연납땜에 의해 전기적으로 접속하는 것이 알려져 있다(예컨대 특허문헌 1). 이러한 접합 구조의 일례를 도 9에 나타낸다. 플렉시블 기판(110)은, 기판 단부에 있어서 커버레이 필름(112)이 제거되어, 일정 피치로 평행하게 배열된 동박 패턴의 단부가 접점 패턴(114)으로서 노출되어 있다. 그리고, 접점 패턴(114)을 프린트 기판(120) 상에 형성된 접점 패턴(124)에 서로 겹치게 하고, 접점 패턴(114) 및 접점 패턴(124)의 적어도 한쪽의 표면에 미리 부착된 땜납을 용융시켜, 전기적으로 접속하고 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 평5-90725호 공보

그러나, 도 9의 접합 구조에서는, 접점 패턴(114)의 위치를 플렉시블 기판(110)의 위로부터 확인할 수 없기 때문에, 접점 패턴(114)과 접점 패턴(124)을 정확하게 위치 맞춤하는 것이 어려웠다. 또한, 땜납을 용융시킬 때에, 땜납 전체에 열이 골고루 퍼지지 않아, 접속 불량을 일으키는 경우가 있었다.

본 발명은, 전술한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 제1 접점을 갖는 제1 부재와 제2 접점을 갖는 제2 부재가 양호하게 접합되는 금속 배선 접합 구조를 제공하는 것을 주목적으로 한다.

본 발명의 금속 배선 접합 구조는,

수지제의 제1 지지층과 수지제의 제1 피복층 사이에 복수의 제1 금속 배선을 가지며, 각 제1 금속 배선의 단부를 이루는 제1 접점이 상기 제1 피복층으로부터 노출되는 것인 제1 부재와,

수지제의 제2 지지층의 표면에 복수의 제2 접점을 가지며, 상기 제2 접점은 상기 복수의 제1 접점의 각각에 대향하여 배치되는 것인 제2 부재와,

상기 제1 접점과 상기 제2 접점을 납땜하는 접합 부재

를 구비하는 금속 배선 접합 구조로서,

상기 제1 부재는, 상기 제1 지지층 중 상기 제1 금속 배선이 설치되는 면과는 반대측의 면에 상기 복수의 제1 접점의 각각에 대향하는 위치에 금속제의 제1 접점 대향 랜드를 가지며,

상기 제2 접점은, 상기 제1 접점에 대향하는 기본면에 더하여 상기 제1 접점을 가상적으로 전방(先方)으로 연장시킨 가상 연장부에 대향하는 연장면을 가지며,

상기 접합 부재는, 상기 제1 접점 대향 랜드의 표면, 상기 제1 부재의 선단면 및 상기 제2 접점의 연장면을 피복함과 함께 상기 제1 접점과 상기 제2 접점 사이의 접합용 스페이스에 충전되는 것이다.

이 금속 배선 접합 구조에서는, 접합 부재 중 제1 접점 대향 랜드의 표면이나 제1 부재의 선단면을 피복하는 부분은 외부로부터 검사할 수 있기 때문에, 용이하게 접속 상황을 확인할 수 있어, 접속 상황이 양호한 것을 선별할 수 있다. 또한, 제2 부재의 제2 접점에 대향하도록 제1 부재의 제1 접점을 위치 맞춤할 때, 제2 부재의 위에 제1 부재를 배치하면, 제1 부재의 상측으로부터 제2 접점의 연장면도 제1 접점 대향 랜드도 보이기 때문에, 제1 접점 대향 랜드 및 제2 접점의 연장면을 이용하면 용이하게 위치 맞춤할 수 있다. 이와 같이, 접합 부재를 외부로부터 검사하여 접속 상황이 양호한 것을 선별할 수 있고, 제1 접점과 제2 접점의 위치 맞춤도 용이하게 행할 수 있기 때문에, 제1 접점을 갖는 제1 부재와 제2 접점을 갖는 제2 부재가 양호하게 접합되는 금속 배선 접합 구조를 제공할 수 있다. 또, 「납땜」이란, 연납땜(용융 온도가 450℃ 미만)이나 경납땜(용융 온도가 450℃ 이상)을 말한다.

본 발명의 금속 배선 접합 구조에 있어서, 상기 제1 접점 대향 랜드는, 상기 제1 부재의 선단면까지 연장되어도 좋다. 이렇게 하면, 용융 땜납은 제1 접점 대향 랜드로부터 제1 부재의 선단면, 나아가 제2 접점의 연장면을 거쳐 접합용 스페이스에 용이하게 공급된다.

본 발명의 금속 배선 접합 구조에 있어서, 상기 제1 부재는, 플렉시블 프린트 기판(FPC)이어도 좋다. 이렇게 하면, FPC의 제1 접점과 제2 부재의 제2 접점을 견고하게 접합할 수 있다.

본 발명의 금속 배선 접합 구조에 있어서, 상기 제2 부재는, 히터의 역할을 하는 시트 히터로서, 정전척과 금속제의 지지대 사이에 배치되는 것이며, 상기 제1 부재는, 상기 지지대의 관통 구멍에 삽입되어 상기 제2 부재와 접합되어도 좋다. 이렇게 하면, 정전척과 지지대 사이에 시트 히터가 배치되는 정전척 히터에 있어서, 제1 부재의 제1 접점과 시트 히터의 제2 접점을 견고하게 접합할 수 있다.

본 발명의 금속 배선 접합 구조의 제법은,

(a) 수지제의 제1 지지층과 수지제의 제1 피복층 사이에 복수의 제1 금속 배선을 가지며, 각 제1 금속 배선의 단부를 이루는 제1 접점이 상기 제1 피복층으로부터 노출되고, 상기 제1 지지층 중 상기 제1 금속 배선이 설치되는 면과는 반대측의 면에 상기 복수의 제1 접점의 각각에 대향하는 위치에 금속제의 제1 접점 대향 랜드를 갖는 것인 제1 부재와,

수지제의 제2 지지층의 표면에 복수의 제2 접점을 가지며, 상기 제1 접점과 대향시켰을 때, 상기 제1 접점에 대향하는 기본면에 더하여 상기 제1 접점을 가상적으로 전방으로 연장시킨 가상 연장부에 대향하는 연장면을 갖는 것인 제2 부재

를 준비하는 공정과,

(b) 상기 제1 부재를 상기 제2 부재의 위에 배치하고, 상기 제1 접점 대향 랜드와 상기 제2 접점의 상기 연장면을 이용하여 상기 제1 접점이 상기 제2 접점의 상기 기본면과 대향하도록 위치 맞춤하는 공정과,

(c) 상기 제1 접점 대향 랜드에 납땜 재료를 대고 가열하여 용융시키고, 그 용융되는 납땜 재료를 상기 제1 접점 대향 랜드로부터 상기 제1 부재의 선단면, 상기 제2 접점의 연장면을 거쳐 상기 제1 접점과 상기 제2 접점 사이의 접합용 스페이스에 공급하며, 상기 제1 접점과 상기 제2 접점을 미리 예비 납땜 재료로 임시 고정한 경우에는 그 예비 납땜 재료를 열전달에 의해 용융시키는 공정과,

(d) 상기 납땜 재료의 전체를 고화시키는 공정

을 포함하는 것이다.

이 금속 배선 접합 구조의 제법에서는, 제1 부재를 제2 부재의 위에 배치하고, 제1 접점 대향 랜드와 제2 접점의 연장면을 이용하여 제1 접점이 제2 접점의 기본면과 대향하도록 위치 맞춤한다. 제1 접점 대향 랜드의 이면측에는 제1 접점이 설치되고, 제2 접점의 연장면과 연속하여 기본면이 설치된다. 또한, 제1 접점 대향 랜드도 제2 접점의 연장면도 제1 부재의 상측으로부터 확인할 수 있다. 그 때문에, 제1 접점 대향 랜드와 제2 접점의 연장면을 이용하면, 제1 접점이 제2 접점의 기본면과 대향하도록 용이하게 위치 맞춤할 수 있다. 또한, 용융되는 납땜 재료가 고화된 부재인 접합 부재는, 제1 접점 대향 랜드의 표면, 제1 부재의 선단면 및 제2 접점의 연장면을 피복함과 함께 제1 접점과 제2 접점 사이의 접합용 스페이스에 충전된다. 이 접합 부재 중 제1 접점 대향 랜드의 표면이나 제1 부재의 선단면을 피복하는 부분은 외부로부터 검사할 수 있기 때문에, 용이하게 접속 상황을 확인할 수 있어, 접속 상황이 양호한 것을 선별할 수 있다. 이와 같이, 접합 부재를 외부로부터 검사하여 접속 상황이 양호한 것을 선별할 수 있고, 제1 접점과 제2 접점의 위치 맞춤도 용이하게 행할 수 있기 때문에, 제1 접점을 갖는 제1 부재와 제2 접점을 갖는 제2 부재가 양호하게 접합되는 금속 배선 접합 구조를 제공할 수 있다.

도 1은 플라즈마 처리 장치(10)의 개략 구성을 나타내는 단면도.
도 2는 시트 히터(30)의 내부 구조를 나타내는 사시도.
도 3은 금속 배선 접합 구조(100)를 시트 히터(30)의 하면(30b)으로부터 봤을 때의 평면도.
도 4는 도 3의 A-A 단면도.
도 5는 금속 배선 접합 구조(100)의 제조 공정을 나타내는 설명도.
도 6은 접속용 FPC(75)의 제조 공정을 나타내는 설명도.
도 7은 시트 히터(30)에 접속용 FPC(75)를 위치 맞춤하는 공정의 설명도.
도 8은 금속 배선 접합 구조(100)의 다른 제조 공정을 나타내는 설명도.
도 9는 종래의 금속 배선 접합 구조의 사시도.

본 발명의 바람직한 실시형태를, 도면을 참조하면서 이하에 설명한다. 도 1은 플라즈마 처리 장치(10)의 개략 구성을 나타내는 단면도, 도 2는 시트 히터(30)의 내부 구조를 나타내는 사시도이다.

반도체 제조 장치인 플라즈마 처리 장치(10)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 진공 챔버(12)와, 샤워 헤드(14)와, 정전척 히터(20)를 구비한다. 진공 챔버(12)는, 알루미늄 합금 등에 의해 박스형으로 형성되는 용기이다. 샤워 헤드(14)는, 진공 챔버(12)의 천장면에 설치된다. 샤워 헤드(14)는, 가스 도입관(16)으로부터 공급되는 프로세스 가스를 다수의 가스 분사 구멍(18)으로부터 진공 챔버(12)의 내부로 방출한다. 또한, 샤워 헤드(14)는, 플라즈마 생성용의 캐소드판으로서의 역할을 한다. 정전척 히터(20)는, 웨이퍼(W)를 웨이퍼 배치면(22a)에 흡착 유지하는 장치이다. 이하, 정전척 히터(20)에 관해 상세히 설명한다.

정전척 히터(20)는, 정전척(22), 시트 히터(30) 및 지지대(60)를 구비한다. 정전척(22)의 하면과 시트 히터(30)의 상면(30a)은, 제1 본딩 시트(81)를 통해 서로 접착된다. 지지대(60)의 상면과 시트 히터(30)의 하면(30b)은, 제2 본딩 시트(82)를 통해 서로 접착된다. 각 본딩 시트(81, 82)로는, 폴리프로필렌제의 코어 재료의 양면에 아크릴 수지층을 갖춘 시트, 폴리이미드제의 코어 재료의 양면에 실리콘 수지층을 갖춘 시트, 에폭시 수지 단독의 시트 등을 들 수 있다.

정전척(22)은, 원판형의 부재이며, 세라믹스 소결체(26)에 정전 전극(24)이 매설된 것이다. 세라믹스 소결체(26)로는, 예컨대 질화알루미늄 소결체나 알루미나 소결체 등을 들 수 있다. 정전척(22)의 상면은, 웨이퍼(W)가 배치되는 웨이퍼 배치면(22a)이 된다. 세라믹스 소결체(26)의 두께는, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 0.5∼4 mm가 바람직하다.

시트 히터(30)는, 원판형의 부재이며, 내열성의 수지 시트(32)에, 보정 히터 전극(34), 점퍼선(36), 그라운드 전극(40) 및 기준 히터 전극(44)을 내장한 것이다. 수지 시트(32)의 재질로는, 예컨대 폴리이미드 수지나 액정 폴리머 등을 들 수 있다. 시트 히터(30)는, 시트 히터(30)의 상면(30a)에 평행하고 높이가 상이한 제1 전극 영역(A1)∼제4 전극 영역(A4)(도 2 참조)을 갖는다.

제1 전극 영역(A1)은, 다수의 존(Z1)(예컨대 100 존이나 300 존)으로 나누어진다. 각 존(Z1)에는, 보정 히터 전극(34)이 끊김없이 한번에 일단(34a)으로부터 타단(34b)까지 그 존(Z1)의 전체에 골고루 퍼지도록 배선된다. 도 2에서는, 제1 전극 영역(A1)에 점선으로 나타내는 가상선을 그리고, 그 가상선으로 둘러싸인 부분을 존(Z1)으로 한다. 이 도 2에서는, 편의상 1개의 존(Z1)에만 보정 히터 전극(34)을 나타냈지만, 다른 존(Z1)에도 동일한 보정 히터 전극(34)이 설치된다. 또한, 시트 히터(30)의 외형을 일점쇄선으로 나타냈다.

제2 전극 영역(A2)에는, 복수의 보정 히터 전극(34)의 각각에 급전하는 점퍼선(36)이 설치된다. 그 때문에, 점퍼선(36)의 수는 보정 히터 전극(34)의 수와 일치한다. 제2 전극 영역(A2)은, 존(Z1)의 수보다 적은 수(예컨대 6 존이나 8 존)의 존(Z2)으로 나누어진다. 도 2에서는, 제2 전극 영역(A2)에 점선으로 나타내는 가상선을 그리고, 그 가상선으로 둘러싸인 부분을 존(Z2)으로 한다. 이 도 2에서는, 편의상 1개의 존(Z2)에만 점퍼선(36)(일부)을 나타냈지만, 다른 존(Z2)에도 동일한 점퍼선(36)이 설치된다. 본 실시형태에서는, 1개의 존(Z2)을 제1 전극 영역(A1)에 투영했을 때의 투영 영역 내에 들어가는 복수의 보정 히터 전극(34)을, 동일한 조에 속하는 것으로 하여 설명한다. 1개의 조에 속하는 보정 히터 전극(34)의 일단(34a)은, 그 조에 대응하는 존(Z2) 내의 점퍼선(36)의 일단(36a)에, 제1 전극 영역(A1)과 제2 전극 영역(A2) 사이를 상하 방향으로 관통하는 비아(35)(도 1 참조)를 통해 접속된다. 그 점퍼선(36)의 타단(36b)은 그 존(Z2)에 설치되는 외주 영역(38)까지 인출된다. 그 결과, 동일한 조에 속하는 보정 히터 전극(34)에 접속되는 점퍼선(36)의 타단(36b)은, 1개의 외주 영역(38)에 통합하여 배치된다. 그 외주 영역(38)을 시트 히터(30)의 하면(30b)에 투영한 영역(X) 내에는, 각 점퍼선(36)의 타단(36b)과 비아(41)(도 1 참조)를 통해 접속되는 점퍼 랜드(46a)가 나란히 배치된다. 다시 말해서, 복수의 점퍼 랜드(46a)는, 2개 이상이 1개조가 되어 동일한 영역(X)에 외부에 노출되도록 배치된다. 또, 보정 히터 전극(34)의 비저항은 점퍼선(36)의 비저항 이상인 것이 바람직하다.

제3 전극 영역(A3)에는, 복수의 보정 히터 전극(34)에 공통의 그라운드 전극(40)이 설치된다. 각 보정 히터 전극(34)은, 제1 전극 영역(A1)으로부터 제2 전극 영역(A2)을 거쳐 제3 전극 영역(A3)에 이르는 비아(42)(도 1 참조)를 통해 그라운드 전극(40)에 접속된다. 또한, 그라운드 전극(40)은, 외주로부터 외측으로 비어져 나온 돌기(40a)를 갖는다. 이 돌기(40a)는, 각 외주 영역(38)의 절결부(39)와 마주보는 위치에 설치된다. 이 돌기(40a)는, 시트 히터(30)의 하면(30b)에 설치되는 그라운드 랜드(46b)에 비아(43)(도 1 참조)를 통해 접속된다. 그라운드 랜드(46b)는, 시트 히터(30)의 하면(30b)의 영역(X) 내에 점퍼 랜드(46a)와 함께 설치된다.

제4 전극 영역(A4)은, 제1 전극 영역(A1)에 설치되는 보정 히터 전극(34)의 총수보다 적은 수(예컨대 4 존이나 6 존)의 존(Z4)으로 나누어진다. 각 존(Z4)에는, 보정 히터 전극(34)보다 고출력의 기준 히터 전극(44)이 끊김없이 한번에 일단(44a)으로부터 타단(44b)까지 그 존(Z4)의 전체에 골고루 퍼지도록 배선된다. 도 2에서는, 제4 전극 영역(A4)에 점선으로 나타내는 가상선을 그리고, 그 가상선으로 둘러싸인 부분을 존(Z4)으로 한다. 이 도 2에서는, 편의상 1개의 존(Z4)에만 기준 히터 전극(44)을 나타냈지만, 다른 존(Z4)에도 동일한 기준 히터 전극(44)이 설치된다. 각 기준 히터 전극(44)의 양단(44a, 44b)은, 제4 전극 영역(A4)으로부터 시트 히터(30)의 하면(30b)에 이르는 도시하지 않은 비아를 통해 시트 히터(30)의 하면(30b)에 설치되는 한 쌍의 기준 랜드(50a, 50b)에 접속된다.

지지대(60)는, 도 1에 도시한 바와 같이, Al 또는 Al 합금 등의 금속으로 제작되는 원판형의 부재이며, 내부에 냉매 유로(62)가 설치된다. 냉매 유로(62)의 입구(62a)와 출구(62b)에는, 냉매의 온도를 조정하는 칠러(70)가 접속된다. 냉매는, 칠러(70)로부터 냉매 유로(62)의 입구(62a)에 공급되면, 지지대(60)의 전체에 골고루 퍼지도록 설치되는 냉매 유로(62)를 통과하여, 냉매 유로(62)의 출구(62b)로부터 칠러(70)로 복귀되고, 칠러(70) 내에서 설정 온도로 냉각된 후 다시 냉매 유로(62)의 입구(62a)에 공급된다. 지지대(60)는, 지지대(60)를 상하 방향으로 관통하는 복수 종류의 관통 구멍(64∼67)을 갖는다. 관통 구멍(64)은, 정전 전극(24)의 급전 단자(25)를 외부에 노출하기 위한 구멍이다. 관통 구멍(65)은, 시트 히터(30)의 하면(30b)의 영역(X)에 설치되는 랜드군(점퍼 랜드(46a)와 그라운드 랜드(46b), 도 2 참조)을 외부에 노출하기 위한 구멍이다. 관통 구멍(66, 67)은, 기준 히터 전극(44)의 기준 랜드(50a, 50b)를 각각 외부에 노출하는 것이다. 관통 구멍(66, 67)에는, 전기 절연통(66a, 67a)이 삽입된다. 또, 지지대(60)는 그 밖에, 도시하지 않지만 웨이퍼(W)를 리프트업하는 리프트핀을 상하 이동시키기 위한 관통 구멍 등을 갖는다.

플라즈마 처리 장치(10)는, 또한, 정전척 전원(72), 보정 히터 전원(74), 기준 히터 전원(76) 및 RF 전원(79)을 구비한다. 정전척 전원(72)은 직류 전원이며, 관통 구멍(64)에 삽입되는 급전 막대(73)를 통해 정전 전극(24)의 급전 단자(25)에 접속된다. 보정 히터 전원(74)은 직류 전원이며, 관통 구멍(65)에 삽입되는 금속 배선 집합체인 접속용 플렉시블 프린트 기판(접속용 FPC)(75)을 통해 보정 히터 전극(34)의 점퍼 랜드(46a) 및 그라운드 랜드(46b)에 접속된다. 구체적으로는, 도 2에 나타내는 동일한 조에 속하는 점퍼 랜드(46a) 및 그라운드 랜드(46b)는, 동일한 영역(X)에 나란히 설치되어 있기 때문에, 1개의 접속용 FPC(75)를 통해 접속된다. 접속용 FPC(75)는, 수지 피막으로 덮힌 금속 배선(75a, 75b)을 띠모양으로 묶은 케이블이며, 영역(X)과 대향하는 단부는 각 금속 배선(75a, 75b)이 노출된다. 금속 배선(75a)은, 점퍼 랜드(46a)를 보정 히터 전원(74)의 플러스극에 접속하기 위한 도선이며, 금속 배선(75b)은, 그라운드 랜드(46b)를 보정 히터 전원(74)의 마이너스극에 접속하기 위한 도선이다. 기준 히터 전원(76)은 교류 전원이며, 관통 구멍(66)에 삽입되는 케이블 단자(77)를 통해 기준 히터 전극(44)의 한쪽의 기준 랜드(50a)에 접속됨과 함께, 관통 구멍(67)에 삽입되는 케이블 단자(78)를 통해 기준 히터 전극(44)의 다른쪽의 기준 랜드(50b)에 접속된다. RF 전원(79)은 플라즈마 생성용의 전원이며, 애노드판으로서 기능하는 지지대(60)에 고주파 전력을 공급하도록 접속된다. 또, 캐소드판으로서 기능하는 샤워 헤드(14)는 가변 저항을 통해 접지된다.

여기서, 시트 히터(30)와 접속용 FPC(75)의 금속 배선 접합 구조(100)에 관해 도 3 및 도 4를 이용하여 설명한다. 도 3은, 금속 배선 접합 구조(100)를 시트 히터(30)의 하면(30b)으로부터 봤을 때의 평면도, 도 4는 도 3의 A-A 단면도이다. 또, 편의상 점퍼 랜드(46a)와 그라운드 랜드(46b)는 구별하지 않고 단순히 히터 랜드(46)로 칭하고, 금속 배선(75a, 75b)도 구별하지 않고 금속 배선(750)으로 칭한다. 접속용 FPC(75)는, 복수의 금속 배선(750)이 수지로 피복되는 편평한 배선재이다. 구체적으로는, 접속용 FPC(75)는, 수지제의 지지층(751)과 수지제의 피복층(752) 사이에 복수의 금속 배선(750)을 갖는다. 각 금속 배선(750)의 단부를 이루는 접점(753)은, 피복층(752)으로부터 노출된다. 시트 히터(30)는, 하면(30b)의 영역(X)(도 2 참조)에 노출되는 복수의 히터 랜드(46)(46a, 46b)를 갖는다. 히터 랜드(46)는, 접점(753)에 대향하는 기본면(461)에 더하여, 접점(753)을 가상적으로 전방으로 연장시킨 가상 연장부(753b)에 대향하는 연장면(462)을 갖는다. 땜납 접합 부재(756)는, 접점 대향 랜드(754)의 표면, 접속용 FPC(75)의 선단면 및 시트 히터(30)의 히터 랜드(46)의 연장면(462)을 피복함과 함께 접점(753)과 히터 랜드(46) 사이의 접합용 스페이스(C)에 충전된다.

이러한 금속 배선 접합 구조(100)의 제법에 관해 도 5를 이용하여 설명한다. 도 5는 금속 배선 접합 구조(100)의 제조 공정을 나타내는 설명도이다.

우선, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 시트 히터(30)의 히터 랜드(46)의 기본면(461)에 예비 땜납(770)을 도포한다. 예비 땜납(770)으로는, 예컨대 크림 땜납을 이용할 수 있다.

다음으로, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 접속용 FPC(75)를 준비하고, 각 접점(753)이 각 히터 랜드(46)와 대향하는 상태에서 예비 땜납(770)과 접촉하도록 배치한다. 접속용 FPC(75)는 이하의 순서로 준비한다. 도 6은 접속용 FPC(75)의 제조 공정을 나타내는 설명도이다. 우선, 수지제의 지지층(751)의 양면에 동박(761, 762)이 접착되는 양면 동박 부착 지지층을 준비한다(도 6의 (a) 참조). 또, 동박(761, 762) 대신에 다른 금속박을 이용해도 좋다. 다음으로, 동박(761)에 금속 배선(750)을 패턴 형성함과 함께, 동박(762)에 접점 대향 랜드(754)를 패턴 형성한다(도 6의 (b) 참조). 패턴 형성의 방법으로는 웨트 에칭법을 이용할 수 있다. 다음으로, 금속 배선(750)을 수지제의 피복층(752)으로 덮는다. 피복층(752)으로 덮는 방법으로는 라미네이트법을 이용할 수 있다. 단, 금속 배선(750)의 선단 부분인 접점(753)은, 피복층(752)으로 덮지 않고 외부에 노출시킨다(도 6의 (c) 참조).

그런데, 도 5의 (b)와 같이, 접속용 FPC(75)의 각 접점(753)이 각 히터 랜드(46)와 대향하는 상태에서 예비 땜납(770)과 접촉하도록 배치하는 작업의 상세를, 도 7을 이용하여 설명한다. 도 7에는, 시트 히터(30)의 하면(30b)을 위로 향하게 한 상태로, 하나의 히터 랜드(46)에 대하여 그 상측으로부터 접속용 FPC(75)의 하나의 접점(753)을 위치 맞춤하는 모습을 나타낸다. 또, 일점쇄선은 히터 랜드(46)를 기본면(461)과 연장면(462)으로 나누는 가상선이다. 또한, 예비 땜납(770)은, 편의상 도시를 생략한다. 오퍼레이터는, 시트 히터(30)와 접속용 FPC(75)가 떨어진 상태(도 7의 (a) 참조)로부터, 시트 히터(30)의 하면(30b)에 노출되는 히터 랜드(46)에, 접속용 FPC(75)의 접점 대향 랜드(754)가 겹치도록 접근한다(도 7의 (b) 참조). 그리고, 오퍼레이터는, 히터 랜드(46)의 기본면(461)이 접점 대향 랜드(754)로 덮여서 가려지도록 배치한다(도 7의 (c) 참조). 이 때, 접점 대향 랜드(754)의 장방형과 히터 랜드(46)의 연장면(462)을 둘러싸는 장방형이 달라붙어 1개의 장방형을 이루도록 배치한다. 이렇게 함으로써, 접점 대향 랜드(754)의 이면측에 형성되는 접점(753)과, 그 접점(753)과 동일한 크기의 기본면(461)이 서로 마주본다. 접점(753), 기본면(461) 및 접점 대향 랜드(754)의 크기는 서로 동일할 수 있다.

다음으로, 도 5의 (c)에 도시한 바와 같이, 스폿 히터(780)의 열풍으로 예비 땜납(770)에 열을 부여하여 예비 땜납(770)을 용융시킨 후 냉각 고화시킴으로써, 시트 히터(30)와 접속용 FPC(75)를 임시 고정한다. 예비 땜납(770)은, 접점(753)과 히터 랜드(46) 사이의 접합용 스페이스(C)를 간극없이 메울만큼의 양이 확보되있지 않거나, 스폿 히터(780)로부터의 열이 전체에 골고루 퍼지지 않아 용융이 불충분하거나 하는 경우가 많다. 그 때문에, 예비 땜납(770)만으로는, 접점(753)과 히터 랜드(46)를 견고하게 연납땜할 수는 없다.

다음으로, 도 5의 (d)에 도시한 바와 같이, 실땜납(784)을 접점 대향 랜드(754)의 상면에 대고 누르면서 땜납 인두(782)로 실땜납(784)을 용융시킨다. 여기서, 접점 대향 랜드(754)는, 접속용 FPC(75)의 선단면까지 연장된다. 그 때문에, 용융 땜납은 접점 대향 랜드(754)로부터 접속용 FPC(75)의 선단면, 나아가 히터 랜드(46)의 연장면(462)을 거쳐 접합용 스페이스(C)에 용이하게 공급된다. 그 후, 용융 땜납을 고화시킨다. 그렇게 하면, 용융 땜납이 고화되어 땜납 접합 부재(756)가 된다. 이 땜납 접합 부재(756)는, 접점 대향 랜드(754)의 표면, 접속용 FPC의 선단면 및 히터 랜드(46)의 연장면(462)을 피복함과 함께 접합용 스페이스(C)에 충전된 상태가 된다.

다음으로, 이렇게 하여 구성되는 플라즈마 처리 장치(10)의 사용예에 관해 설명한다. 우선 웨이퍼(W)를 정전척(22)의 웨이퍼 배치면(22a)에 배치한다. 그리고, 진공 챔버(12) 내를 진공 펌프에 의해 감압하여 소정의 진공도가 되도록 조정하고, 정전척(22)의 정전 전극(24)에 직류 전압을 가하여 쿨롱력 또는 존슨ㆍ라벡력(Johnson-Rahbeck force)을 발생시켜, 웨이퍼(W)를 정전척(22)의 웨이퍼 배치면(22a)에 흡착 고정한다. 다음으로, 진공 챔버(12) 내를 소정 압력(예컨대 수십∼수백 Pa)의 프로세스 가스 분위기로 한다. 이 상태로, 샤워 헤드(14)와 지지대(60) 사이에 고주파 전압을 인가하여, 플라즈마를 발생시킨다. 발생한 플라즈마에 의해 웨이퍼(W)의 표면이 에칭된다. 그 동안, 웨이퍼(W)의 온도가 미리 정한 목표 온도가 되도록, 도시하지 않은 컨트롤러가 제어한다. 구체적으로는, 컨트롤러는, 웨이퍼(W)의 온도를 측정하는 측온 센서(도시하지 않음)로부터의 검출 신호를 입력하여, 웨이퍼(W)의 측정 온도가 목표 온도에 일치하도록, 각 기준 히터 전극(44)에 공급하는 전류나 각 보정 히터 전극(34)에 공급하는 전류, 냉매 유로(62)에 순환시키는 냉매의 온도를 제어한다. 특히, 컨트롤러는, 웨이퍼(W)의 온도 분포가 발생하지 않도록 각 보정 히터 전극(34)에 공급하는 전류를 미세하게 제어한다. 또, 측온 센서는, 수지 시트(32)에 매설되어도 좋고, 수지 시트(32)의 표면에 접착되어도 좋다.

여기서, 본 실시형태의 구성 요소와 본 발명의 구성 요소의 대응 관계를 명확하게 한다. 본 실시형태의 접속용 FPC(75)가 본 발명의 제1 부재에 해당하고, 시트 히터(30)가 제2 부재에 해당하고, 땜납 접합 부재(756)가 접합 부재에 해당한다. 또한, 접속용 FPC(75)의 지지층(751)이 제1 지지층에, 피복층(752)이 제1 피복층에, 금속 배선(750)이 제1 금속 배선에, 접점(753)이 제1 접점에, 접점 대향 랜드(754)가 제1 접점 대향 랜드에 각각 해당한다. 또한, 시트 히터(30)의 수지 시트(32)가 제2 지지층에, 히터 랜드(46)가 제2 접점에 각각 해당한다.

이상 설명한 금속 배선 접합 구조(100)에서는, 땜납 접합 부재(756) 중 접점 대향 랜드(754)의 표면이나 접속용 FPC(75)의 선단면을 피복하는 부분은 외부로부터 검사할 수 있기 때문에, 용이하게 접속 상황을 확인할 수 있어, 접속 상황이 양호한 것을 선별할 수 있다. 또한, 시트 히터(30)의 히터 랜드(46)에 대향하도록 접속용 FPC(75)의 접점(753)을 위치 맞춤할 때, 전술한 바와 같이 접점 대향 랜드(754) 및 히터 랜드(46)의 연장면(462)을 이용하면 용이하게 위치 맞춤할 수 있다. 이와 같이, 땜납 접합 부재(756)를 외부로부터 검사하여 접속 상황이 양호한 것을 선별할 수 있고, 접점(753)과 히터 랜드(46)의 위치 맞춤도 용이하게 행할 수 있다. 그 때문에, 접점(753)을 갖는 접속용 FPC(75)와 히터 랜드(46)를 갖는 시트 히터(30)가 양호하게 접합되는 금속 배선 접합 구조(100)를 제공할 수 있다.

또, 본 발명은 전술한 실시형태에 전혀 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 한 여러가지 양태로 실시할 수 있는 것은 물론이다.

전술한 실시형태에서는, 접속용 FPC(75)의 접점(753)과 시트 히터(30)의 히터 랜드(46)를 예비 땜납(770)으로 임시 고정했지만, 특별히 예비 땜납(770)으로 임시 고정할 필요는 없다. 일례를 도 8에 나타낸다. 우선, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 접합용 스페이스(C)를 공극으로 둔다. 이 때, 테이프나 지그(도시하지 않음) 등에 의해, 접속용 FPC(75)의 접점(753)과 시트 히터(30)의 히터 랜드(46)의 기본면(461)이 서로 대향하는 위치에서 어긋나지 않도록 고정해 두는 것이 바람직하다. 다음으로, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 실땜납(784)을 접점 대향 랜드(754)의 상면에 대고 누르면서 땜납 인두(782)로 실땜납(784)을 용융시키고, 용융되는 땜납을 접점 대향 랜드(754)로부터 접속용 FPC(75)의 선단면을 거쳐 접합용 스페이스(C)에 공급한다. 그 후, 용융 땜납을 고화시킴으로써 금속 배선 접합 구조(100)가 완성된다. 이 경우도, 전술한 실시형태와 마찬가지로, 땜납 접합 부재(756)를 외부로부터 검사하여 접속 상황이 양호한 것을 선별할 수 있고, 접점(753)과 히터 랜드(46)의 위치 맞춤도 용이하게 행할 수 있다.

전술한 실시형태에서는, 제1 부재로서 접속용 FPC(75), 제2 부재로서 시트 히터(30)를 예시했지만, 특별히 이 조합에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 제1 부재로서 플랫 케이블을 이용해도 좋고, 제2 부재로서 프린트 배선판을 이용해도 좋다.

본 출원은, 2016년 3월 29일에 출원된 미국 가출원 제62/314,547호 및 미국 가출원 제62/314,556호, 2016년 6월 29일에 출원된 일본 특허 출원 제2016-128765호 및 일본 특허 출원 제2016-128766호를 우선권 주장의 기초로 하고, 인용에 의해 그 내용이 모두 본 명세서에 포함된다.

Claims

수지제의 제1 지지층과 수지제의 제1 피복층 사이에 복수의 제1 금속 배선을 가지며, 각 제1 금속 배선의 단부를 이루는 제1 접점이 상기 제1 피복층으로부터 노출되는 것인 제1 부재와,
수지제의 제2 지지층의 표면에 복수의 제2 접점을 가지며, 상기 제2 접점은 상기 복수의 제1 접점의 각각에 대향하여 배치되는 것인 제2 부재와,
상기 제1 접점과 상기 제2 접점을 납땜하는 접합 부재
를 구비하는 금속 배선 접합 구조로서,
상기 제1 부재는, 상기 제1 지지층 중 상기 제1 금속 배선이 설치되는 면과는 반대측의 면에 상기 복수의 제1 접점의 각각에 대향하는 위치에 금속제의 제1 접점 대향 랜드를 가지며,
상기 제2 접점은, 상기 제1 접점에 대향하는 기본면에 더하여, 상기 제1 접점을 가상적으로 전방으로 연장시킨 가상 연장부에 대향하는 연장면을 가지며,
상기 접합 부재는, 상기 제1 접점 대향 랜드의 표면, 상기 제1 부재의 선단면 및 상기 제2 접점의 연장면을 피복함과 함께 상기 제1 접점과 상기 제2 접점 사이의 접합용 스페이스에 충전되며,
상기 제1 접점, 상기 제2 접점의 기본면 및 제1 접점 대향 랜드의 크기가 서로 동일한 것인, 금속 배선 접합 구조.
제 1항에 있어서,
상기 제1 접점 대향 랜드는 상기 제1 부재의 선단면까지 연장되는 것인, 금속 배선 접합 구조.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 제1 부재는 플렉시블 프린트 기판인 것인, 금속 배선 접합 구조.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 제2 부재는, 히터의 역할을 하는 시트 히터로서, 정전척과 금속제의 지지대 사이에 배치되는 것이며,
상기 제1 부재는, 상기 지지대의 관통 구멍에 삽입되어 상기 제2 부재와 접합되는 것인, 금속 배선 접합 구조.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 접합용 스페이스는, 상기 제2 지지층의 표면에 상기 제1 부재의 상기 제1 피복층을 배치함에 의해 상기 제1 접점과 상기 제2 접점 사이에 생성되는 스페이스인 것인, 금속 배선 접합 구조.
(a) 수지제의 제1 지지층과 수지제의 제1 피복층 사이에 복수의 제1 금속 배선을 가지며, 각 제1 금속 배선의 단부를 이루는 제1 접점이 상기 제1 피복층으로부터 노출되고, 상기 제1 지지층 중 상기 제1 금속 배선이 설치되는 면과는 반대측의 면에 상기 복수의 제1 접점의 각각에 대향하는 위치에 금속제의 제1 접점 대향 랜드를 갖는 것인 제1 부재와,
수지제의 제2 지지층의 표면에 복수의 제2 접점을 가지며, 상기 제1 접점과 대향시켰을 때, 상기 제1 접점에 대향하는 기본면에 더하여, 상기 제1 접점을 가상적으로 전방으로 연장시킨 가상 연장부에 대향하는 연장면을 갖는 것인 제2 부재
를 준비하는 공정과,
(b) 상기 제1 부재를 상기 제2 부재의 위에 배치하고, 상기 제1 접점 대향 랜드와 상기 제2 접점의 상기 연장면을 이용하여 상기 제1 접점이 상기 제2 접점의 상기 기본면과 대향하도록 위치 맞춤하는 공정과,
(c) 상기 제1 접점 대향 랜드에 납땜 재료를 대고 가열하여 용융시키고, 그 용융되는 납땜 재료를 상기 제1 접점 대향 랜드로부터 상기 제1 부재의 선단면, 상기 제2 접점의 연장면을 거쳐 상기 제1 접점과 상기 제2 접점 사이의 접합용 스페이스에 공급하고, 상기 제1 접점과 상기 제2 접점을 미리 예비 납땜 재료로 임시 고정한 경우에는 그 예비 납땜 재료를 열전달에 의해 용융시키는 공정과,
(d) 상기 납땜 재료의 전체를 고화시키는 공정
을 포함하고
상기 제1 접점, 상기 제2 접점의 기본면 및 제1 접점 대향 랜드의 크기가 서로 동일한 것인, 금속 배선 접합 구조의 제법.
제 6항에 있어서,
상기 접합용 스페이스는, 상기 제2 지지층의 표면에 상기 제1 부재의 상기 제1 피복층을 배치함에 의해 상기 제1 접점과 상기 제2 접점 사이에 생성되는 스페이스인 것인, 금속 배선 접합 구조의 제법.