TWI263287B - Substrate and method for manufacturing the same - Google Patents

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九、發明說明： 【I明所屬之技術領域】 方本發明係有關一種半導體晶片等之基板及其夢造 法，詳言之，本發明係有關使用藉微細噴墨法所 之金屬枉的基板及其製造方法。 衣β 【先前技術】 使金屬沉積以形成金屬柱或凸塊的方法雖有各種 的方法（例如，參照曰本特開平11-163207號公報）， 然而任何方法都無法簡易地製造出朝縱方向長條狀延 伸之金屬柱及底面面積較小的微細金屬柱或是凸塊等。 例如，廣泛普及的電錄方法無法形成厚膜，也不易 嘁細的金屬層僅沉積在預定的位置。此外，即使在使 =金1微粒的方法中，例如網版印刷法、轉印法以及一 墨法，也無法形成標的金屬柱及微細的凸塊。雖 示有以使用壓電方式之喷墨法在基板上形 _構化體之方法（參照日本特開2003-218149號公 111 ί # 2004-228375 ^ ^ ® ΐ 取?也有3()μιη以上’在微細化方面無法獲得滿 以忒方法所喷出之液滴大到數至十數 微微升），如此液滴到達基板後會流出， '广商==時都必須施打熱風處理、燒成處理，以將 = 程’㈣在"?則效率上無法採用。 柄，^以夕Γί來在電子機1相關領域上所使用之基 '夕b 土板為主流。又S亥等多層基板中，要使基 1263287 電-糊=是=上開設貫穿孔， 法不僅操作繁雜，且 ^ ^仃&、'，σ然而由於該方 時無法填糾電^^牙孔的⑽沒有相—定程度 題之主因。此外，^ *成為騎近來基板小型化課 ΙΟμιη/右的構在鑽孔加工上，以機械加工時，係以 工右的鑽孔加卫為其限度，* 鑽孔加工則非常地困難。 …仫 如ft ^之上述及其他特徵以及優點，經由配合附圖 =二可由以下之記载而更加明瞭。 根據本發明，可提供以下的技術手段。 1 :-種基板之製造方法，使用微細喷墨法使金 屬微粒在基板上之財位置成錄之後，進行燒 結以形成金屬柱。 屬柱Γ凸)塊如⑴之基板之製造方法，其中，前述金 3、如ο)之基板之製造方法，其中，在基板 上所設置之貫穿孔中填充金屬材料以形成金屬柱。 ^如（1)之基板之製造方法，其中，前述金 屬柱的咼度為10至l〇〇pm。 义…如⑴或⑷之基板之製造方法，其中， 前述金屬柱的底面直徑為〇·5至i叫m。 (6):如（2)之基板之製造方法，其中，前述凸 塊的底面直徑為0.5至50μηι。 1263287 (7)、如（3)之基板之製造方法，其中，前述貫 穿孔的内獲為1至。 (8 )、妒申請專利範圍第1項至第7項中任一項之 基板之製造方法，其中，前述微細喷墨法係藉由電場之 集中使微細浪滴飛飄附著，並利用乾燥固化令該液滴沉 積之構造物形成方法。 (9) 、如（1)至（8)中任一項之基板之製造方法， 其中，前述金屬微粒係從由金、銀、銅、白金、纪、鎢、 鎳、紀、秘、錯、銦、錫、鋅、欽、銘所成之群組中選 擇之至少/種金屬。 (10) 、如（1)至（9)中任一項之基板之製造方 法，其中，前述金屬微粒的粒徑為1至1〇〇nm。 (11) 、如（1)至（8)中任一項之基板之製造方 法，其中，前述金屬微粒係平均粒徑為丨至2〇nm之金 微粒，並將含有該金微粒4〇質量％之分散液作為喷出 流體使用。 ’、 $ ^2)^如（1)至（8)中任一項之基板之製造方 法，/、中，前述金屬微粒係平均粒徑為i至2〇n =使Γ含有該銀微粒40質量％之分散液作為喷出 半， 义（丨）至（2)中任一項之基板之製造方 / ，/、中，前述金屬微粒之燒結溫度為150至300它。 (14) 一種晶片安裝基板之 上形成電路，細如⑴、⑷、⑸、 1263287 中任一項所記載之方法在基板上的預定位置形成金屬 柱之後，將構件安裝在基板上，以樹脂予以密封而製作 者0 (15) 、一種多層基板之製造方法，係在製作完成 之晶片安裝基板上再形成電路，藉由重複與（14)之方 法同樣的操作而製作者。 (16) 、一種晶片安裝基板之製造方法，係於在基 板上形成電路，並使用如（2)、（6)、（8)至（13)中 任一項所記載之方法在基板上的預定位置形成凸塊之 後，將構件安裝在凸塊上而製作者。 (17) 、一種多層基板之製造方法，係在基板上形 成電路，並在基板上的預定位置設置貫穿孔，使用如 (3)、（7)、（8)至（13)中任一項所記載之方法形成 凸塊之後，將金屬埋入貫穿孔中而製作者。 (18 )、一種基板，係使用微細喷墨法使金屬微粒 在基板上之預定位置沉積成柱狀之後，進行燒結以形成 金屬柱。 (19)、如（18)之基板，其中，前述金屬柱為凸 塊。 (20) 、如（18)之基板，其中，前述金屬柱的高 度為10至ΙΟΟμιη。 (21) 、如（18)之基板，其中，前述金屬柱的底 面直徑為0.5至ΙΟμιη。 (22) 、如（18)之基板，其中，前述凸塊的底面 Ϊ263287 直從為0·5至50μηι。 ^ (23)、如（18)之基板，其中’在基板上之預定 位置形成金屬柱之後，將構件 密封而製作者。 *衣於基板上，亚以樹脂 【實施方式】 本案經發明人等專心致力檢討結果，發現藉 可微細插繪之喷墨法將金屬微粒分散液 之解可，板上沉積金屬録，本發明係根據如土上: 見解而製作完成者。 以下再說明本發明。 本么明中，係使用電場將微細流體飛飄附著於基 ，利用微細液滴之速乾性、高速固體化，以製作高縱 杈比之微細立體構造體（金屬柱、凸塊等 ^))。“圖中，i表示基板、2表示金屬(二4 °使用超被細贺墨法喷出微小液滴。另外，本發明 ^所明立體構造體，並非意味平面的電路或圖案，而是 可自由地設定縱橫比，例如縱橫比為了以上之構造體。 =狀可為，柱、橢圓柱，或由上方投影形狀即使為線狀 ^ ]其線寬亦比厚度（高度）明顯時（例如，線寬的3 仡以上）之情形也包含在内，如金屬桎、凸塊等。 可使用於本發明之微細喷墨裝置係如揭示於例如 日^特開2〇〇4_165587 *公報，在喷嘴前端施加任意波 $ =壓’利用靜電的作用喷出微細液滴之靜電吸引式喷 墨衣置。另外，本發明中所稱之微細液滴，雖指滴徑較 1263287 佳為20μιη，更佳為5μιη以下，尤佳為ΐμιη以下之情 形，但並未限定於此。 本叙明所使用之微細喷墨法比一般的喷墨法可喷 出更微小的液滴。使用如上述之可微細描繪之喷墨方法 將金屬微粒分散液仙（以下亦稱為「喷出」）於基板 上時，所喷到之金屬微粒分散液，因其液滴很小，會因 表面張力作狀比表面積高料m容媒瞬時基 發’而金^微粒則附著在基板上。亦即，藉由使用微細 喷墨使超微，液滴喷出、飛飄附著及乾燥固化（本發明 中所稱「乾_化」係域自蒸發錢使其 至少可重疊的程度），而形成立體構造體。再;= 適當地㈣其减㈣、電巾、基板及環境溫度 的條件’可以形成具高度之構造物。因而 ^明 之製造方法’無須每一嘴出均設置固化用步驟據= 續完成微細沉積，俾有效地製造具有金屬 柱之基板。 、 嗜嘴嘴墨中，由於電場效應，使朝向 唷嘴刖&狀應力作料不斷先行 「先行喷到之液滴」）固化％屑（以下柄 闲而—當將槿4皇形成構造物的前端部， 此，即使疋縱橫比較高的構造物也 實地以良好精度將所噴出 ”、、而叮確 物的頂點，並且有效的促先仃附著之構造 遠構造物成長。使構造物成長 11 1263287 係因應液滴流體的性質等而適當設心以獲得 221^^7 &用ν但亦可使用揭示於例如日本特願2004_ 報、日本特願2004-221986號公報之條件。 特觀定电==成之構造體 ，„縱松比1以上為佳、2以上較佳、3以 體=:Λ以上尤其更佳。縱橫比並無上限，只要立 200 自仃豎立，則可使縱橫比成長100以上、或 ^明所使用的金屬微粒糊膏的金屬種類，雖可使 =大科種_金屬或或其氧化物，但其中以金、銀、 、.：白金、鈀、鎢、釔、鉍、鉛、錫、銦、鋅、鈦、鎳、 鐵、钻、紹等具有導電性者較佳，金、銀、銅、白金、 佳’金及銀尤佳。此外，以1種之金屬構成、或以 太種之金屬構成亦可。又，金屬微粒（以下亦稱「金屬 奈米粒子」）之粒徑以i至100nm為佳、i至2011111更 仏、2至1 〇nm尤佳。 、，由於所喷射之金屬微粒分散液（以下亦稱「金屬微 粒糊膏」）之液滴很小，因此可使由喷到基板之金屬微 粒分散液所形成的金屬柱（以下亦稱為「金屬微粒層」） 之底面直徑非常地小。金屬微粒層之直徑較佳為^〇ι 至ΙΟμηι、更佳為0.5至ΙΟμηι、尤佳為〇 5至1〇μΐΏ。 如上述面積非常小的金屬微粒層藉由分散液的持續喷 射而呈縱向沉積，而可形成由金屬微粒所形成之沉積柱 狀層。沉積柱狀層的高度較佳為0J至5〇〇μιη、更佳為 12 1263287 至:〇〇_、尤佳為10至1〇〇_。 本發明所使用之金屬微 法而分為水溶性溶劑和有機；，劑，可依分散方 ，性溶料域分者和以㈣又分為 外，亦可為混合物。 ，合媒為主成分者。此 本發明所使用之金屬微粒糊 十四燒、甲苯、乙醇類等。溶^^彳，可使用水、 高越好，較好為40質量％、更金屬微粒之濃度越 也可考量溶劑的流動性、装氣壓：45質$%。但是， 構造物的形成條件，例如=氣以 度、瘵氣壓、噴出液滴量等而加反· 時’於液滴飛飄中及噴到基=會產 基板時濃度常會與製備濃度有明 本發明所使用之金屬微粒糊膏之黏度，在形成立體 構造上，越高越好，但必須在可噴墨之範圍，且必須注 思黏度的决疋。另外，其黏度也依存於糊膏的核類。例 如，銀奈米糊膏時，最好為3至50厘泊（更好為'8至 15厘泊），但為陶瓷液膠-凝膠液時，則可獲得黏度相 當低但很美觀的柱狀構造。這是由於溶媒的沸點低，液 滴飄飛中或噴到基板時會產生溶媒的蒸發，使黏度急遽 變化之故。 沉積柱狀層形成後’藉由低溫進行加熱並燒結，微 粒彼此之間可融合，而形成柱狀金屬層。燒結溫度最好 13 1263287 =依κ:所使用的金屬或白金的溶點等性質加以適當 2 父，為1〇〇至5〇〇°C，更佳為150至30CTC。以々 、:日環境氣體可使用大氣、惰性氣體、減壓氣體、ί ^原性氣體等’且為防止金屬超微粒氧化，最好為還 原性氣體環境。 ^疋 以上述方式所形成之金屬柱，其金屬含有率高， :有緻密的構造’因此顯示出接近於金屬 電阻值之值’可達成所謂㈣·5^以下的低電貝阻口有 /一又，藉由使用金屬超微粒，在立體構造體形成 而將構造加以固化後，可藉溶解於有機溶劑等之 樹脂等被賴造體（金屬柱）（參照第丨圖^^ 圖士中’ 3係麵被覆樹脂。亦即，在構造體為樹脂 =日^由於樹脂和有機溶劑的結合，構造體會被溶劑侵 =亦^生構造本身遭到破壞之情形，但使 =體時’可藉由進行燒結而形成對有機： 壬Μ性㈣I目而’利用樹脂等埋覆構造體之 鈔可藉由钕刻僅將金屬溶解以製作開孔基板（參照第 圖（c))。金屬的溶解可使用例如硝酸鐵液、及鉻酸 酐與濃硫酸之混合溶液等。 又’將晶片安裝在形成有金屬柱之基板後，可藉由 ，脂予以密封’而在製作飽旨上部形成有導通部之晶片 女裝基板（參照第1圖（d))。第丨圖中，4表示電路 =線。此時所使用的密封用樹脂最好是熱硬化性樹脂或 i外線硬化樹脂，可使用環氧樹脂、苯酚樹脂、丙烯酸 1263287 樹脂等。 护六ί者’在上述之晶片安裝基板上形成電路，藉由樹 日:而製作在樹脂上部形成有導通部之多層基板(參 :、圖⑷及⑴)。第1圖中’ 5表示金屬柱、6 ^ 脂（被覆樹脂）。電路之形成，可使用金屬微粒 糊=，並使用網板印刷法、嘴墨法、轉印法之任何一種。 所使用的金屬微粒糊膏最好使用與沉積金屬柱時 的金屬種類㈣’但適#地使用其他之種類金屬 、；月月亦可。此外，金屬微粒糊膏的黏度、豆他物性最 好可分別依電路形朗、沉制之適合條件而加以設 定。 、，又，形成金屬柱之後，利用樹脂等埋覆該金屬柱， 並在基板上形成電路後，可僅將樹脂予以蝕刻去除而製 作中空配線（Low-Κ配線）之基板（參照第2圖（a) 至、（d))。第2圖中，1表示基板，2表示金屬柱，3表 示被覆樹脂，4表示電路配線。此時所使用之樹脂最好 為熱可塑性樹脂，只要是可容性材質，則可使用各種各 樣樹脂。 又，亦可與上述相同地在基板上形成凸塊。具體而 3，可活用與上述相同的喷墨法獲得微細印刷法的優 點，使金屬微粒分散液沉積成圓錐狀，而在任意的位置 形成任意大小的金屬圓錐，益藉由低溫燒結，使微粒彼 此間相融合，以形成凸塊。 所形成的凸塊之底面直徑較佳為〇·〇1至1〇〇μιη， 15 1263287 更佳為0.5至50,，尤佳為】至5〇帅，高度 (U至50_，更佳為！至1〇〇卿。此外，由於^ 的凸塊具有接近於金屬本身的體積固有電阻^ 低電阻，因此藉由在該凸塊上安裝微細的晶片，ϋ 微小的晶片安裝基板。 衣 遥目又^可與上述相同地在基板上的貫穿孔内填充全 印刷法，將金屬微粒糊膏埋人基板上所設之 ^細 藉由將其燒結熔融而在貫穿孔内填充金屬。 ， 本發明適用之貫穿孔内徑較佳為1至50〇_，爭 ，為5至3(%m ’尤佳為2〇至2〇〇_，深度則較 5至20〇〇μιη，更佳為1〇至1〇〇〇μιη。貫穿孔 二ς 射鑽孔法、機械性鑽孔法、姓刻等方法所形成。曰田 填充於貫穿孔内之金屬係具有與金屬本身的 固有電阻仙近之低電阻。之後，藉由將構件安聲於^ 板上，可製得晶片安裝多層基板。 、、土 金屬=明Ϊ由使用可作微細描繪之嘴墨印刷方法將 屬桎ί基:射、〉儿積在基板上’而可製得形成有微細金 之方t據本發明之基板製造方法，可簡便地製得具有習 對的古達到的南縱橫比（與構造體的底面短徑相 (向度/底面短徑））之構造體之基板。 全藉由本發明的方法所製造之基板中，由於微％ 金屬枝或凸塊的金屬含有率高，且具有緻密的構造 16 1263287 此顯示出與金屬本身的體積时電阻值相近之值， =亥等金屬柱或凸衫晶片安錄板、多層基板或開孔 基板，具有微細的構造，並且發揮所謂低電阻值的效 果0 ，但本發明並不 以下根據實施例更詳細說明本發明 限定於該等實施例。 實施例 (實施例1至3、比較例1 ) 貝知例1至3中’係將顯示出適於喷墨印刷之液黏 度’包含銀奈餘子作為導電性媒體之糊纽分散液且 依下述之順序調製。 玉以銀奈米粒子原料來說，係市f之銀超微粒分 散液（商品名··獨立分散超微粒AglT、真空冶金製）， 具體而言，係銀超微粒35質量部、屬於烷基胺 (kyl amine)之十二燒胺（D〇cjeCyiamine)(分子量 18116、熔點 28·3。0、沸點 248°C、比重 d440=0·7841 ) 7質量份、有機溶劑包含甲苯％質量份、平均粒子徑 3nm的銀超微粒之分散液。另外，該銀超微粒分散液之 液黏度為 ImPa · s ( 20。(3 )。 首先，在1L (公升）的梨型燒瓶中，將十二烷胺 Ίο添，此合至銀超微粒分散液5〇〇g (含有銀：35 I ，以8〇°C加熱擾拌1小時。攪拌完成後，藉 / i礙鈿’將銀超微粒分散液中所包含的分散溶媒曱 苯靶以溶劑脫除。 17 1263287 相對於前述之溶劑脫除後之混合物，所含有之銀超 微粒每175質量份，各以表1所記載之量比率添加N14 (商品名·曰礦石油化學製、十四烧（Tetradecane )、 黏度 2·0 至 2.3m Pa· s( 20°C、熔點 5.86。(3、沸點 253.57 t：、比重（1420=0.7924)，並在室溫（25°C )攪拌，作 成均勻的分散液。攪拌完成後，用〇·2μιη微孔濾膜進 行分散液之過濾。所獲得之實施例丨至3及比較例1 ^刀政液皆為均勻的深藍色之高流動性糊膏狀的銀奈 米粒子分散液（銀奈米粒子印墨）。 表1顯示所獲得之銀奈呆粒子分散液（銀奈米粒子 斤含有之各含有成分之組成分析值，“及液黏度（Β ΪΪ轉ΐΐ計、測定溫度贼)。另外，散粒狀的銀單 體顯不出讀u).49g.em3(2(rc)、電阻率159. 咖（20C)。此處的銀微粒之平均粒徑為3·。 18 1263287 表1 所製作之銀奈米粒子分散液（銀奈米粒子印墨）之組成與特性 實施例1 實施例2 實施例3 比較例1 銀超微粒（質量份） 175.0 175.0 175.0 175.0 十二烷胺總量（質量份） 40.8 40.8 40.8 40.8 十四烷（質量份） 75.9 134.2 173.1 284.2 銀超微粒含有率（質量％) 60.0 50.0 45.0 35.0 銀超微粒含有率（體積％) 10.2 7.0 5.8 3.9 十四烷含有率（體積％) 58.5 71.4 76.3 84.1 銀每100g烷量（g) (莫耳量） 23.3 23.3 23.3 23.3 0.126 0.126 0.126 0.126 銀每100g溶媒量（g) (容積mL) 43.3 76.7 98.9 185.7 54.6 96.8 124.8 234.3 液黏度（mPa · s) 8 5 3 1 表2 銀奈米粒子分散液（銀奈米粒子印墨）之塗布特性、所獲 得之燒結體的評價結果 實施例1 實施例2 實施例3 比較例1 每一液滴點直徑（//m) 0.6 0.7 0.9 1.5 描繪點間隙（// m ) 30 30 30 30 塗布層的圓形底面直徑（/zm) 5 5 5 >5 塗布層的平均高度（#m) 28 25 23 — 燒結體層的底面直徑（//m) 5 5 5 一 燒結體層的平均高度（//m) 25 21 19 一 體積固有電阻率（// Ω · cm) 2.2 2.4 2.5 — 使用所獲得之銀奈米粒子分散液，藉由超微細流體 19 1263287 喷墨裝置（超微細喷墨裝置），在玻璃 之圖案。此時將超微細噴墨裝 、9 k μιη 於將喷射之液滴量設定為的： 粒子为散液以一液滴描繪之點直徑係/示米 以該描繪條件，藉由分別 點' y、；、。 點圖案，在同一圖案上以喷墨、相同的點.描 作表2所記載之二積=墨声布複數次，而製 布層（參照第1圖“）)'〜®柱形銀奈米粒子塗 隨菩ίΓΛ用實施例1至3之銀奈米粒子分散液日士 心者在各次塗布操作㈣布 :放液b ’ 散，成為黏稠的塗布_ 、 s刀放溶媒之蒸 的鈒奈綠衫散㈣，‘衫贱較例！ 態。_ 、 '、、進行二放 旦呈i有』動性的二布』

24:、曰二、時:二:上的銀奈米粒子塗布層，施以 理，以作奸料燒成處 形狀測定顯微鏡（Kyenee社;f/ 超深度彩色3D 測定所獲得之燒結體層中〜商品名™500) 層的高度（厚度）。 底面直徑以及燒結體 之燒= = 斤始會的點直徑、所獲得 (厚度）之評估、以及燒結體層的高度 用實施例1之鉗I丄 依照前述之製作方法，就使 之銀奈米粒子分散液所製作之金屬燒結體 20 1263287 圓柱，以電場放射型掃描電子顯微鏡（日本電子社 商品名.ISM-634GF)觀察該金 ^ 之列印圖案（觀察倍率，倍）於顯示第像 又，另外，使用所獲得之銀奈米粒子分散液，利用 前述喷墨積層塗布條件，將1Gx5Gmm寬的圖案按積居 塗布時的平均膜厚刷在載片玻璃（sndegiass曰 上。印刷後，對載片玻璃上的銀奈米粒子印墨積層 層施以24(TC、丨小時的熱處理，將所含有之銀奈米粒 子進行相互融合之燒成處理，㈣成由銀奈米粒子的捧 結體層構成之導電體層圖案。針對利用實施例丨至^ 及比較例1的銀奈米粒子分散液所製作之矩形膜狀導 電體層，當作分別具有平均膜厚之均一導電體層測定其 體積固有電阻率。該體積固有電阻率的測定結果也顯^ 於表2。 (實施例4、5、比較例2) 實施例4、5中，係將顯示出適於微細喷墨法之液 黏度，且包含銀奈米粒子作為導電性媒體之糊膏狀分散 液按以下所述順序加以調製。 在1L (公升）的梨型燒瓶中，將2-乙基己胺 (2-Ethylhexylamine)(滞點 16yc :東京化成製）87 5g (相對於銀固形分，50質量％ )、一縮二丙二醇 (Dipropylene Glycol) 52.5g (相對於銀固形分，30 質量 % )添加、混合至前述銀超微粒分散液AglT、500g(含 有銀35質量％ :真空冶金製）中，以80°C加熱攪拌1 21 1263287 J日守。攪拌兀成後，藉由減壓濃縮將A 散溶媒甲苯進行溶劑脫除。 β匕3的刀 將溶劑脫除後的混合物移至2L (公升）的燒杯， 二:Ϊ性：媒丙：1,0(%，於常溫攪拌3分鐘後靜置。 :銀广米粒子係在添加、攪拌極性溶劑丙酮 ^進仃靜置期間’沉殿於燒杯底部。另—方面，混合物 色：:=要:1機成分溶解於上澄液，可獲得茶褐 =的=减。除去該上澄液層後，再次將㈣ 添加於沉殿物中，並進行娜、靜置 g ，後’將上澄液之丙酮溶液層予以去除 的顏色狀態，並且將_5⑼g添加液 :的物乍。接著’在將丙嗣·添加於前 段的/儿版物中，並在進行攪拌、靜置之 之丙_層的目視範圍内，將不會發現著色j。在上μ 去除後，使峨於燒杯底部 後，殘餘的丙·媒揮發，並進行乾燥 傻 r獲付藍色的微粉末。 175所獲传的藍色微粉末，所含有的銀超微粒每 貝里伤，以分別記載於表3之量比率添加Νΐ4 ‘點5.86°C、沸點253.5rc、日礦石油化學製）， 23 C基己胺（沸點航、東京化成製） 加3 g，以7(rc加熱擾摔30分鐘。藉由該 =【拌，呈現藍色微粉末狀之銀奈米粒子會再分散， 成為均-的分散液。攪拌完成後，用Μ帅之微孔 22 1263287 ΐϊί仃Ϊ濾、後’藉由減壓濃縮將濾、液中的己烧進行溶 苡除的$得之實施例4、5及比較例2之分散液皆 色之高流動性糊膏狀的銀奈米粒子分散 /夜（銀奈米粒子印墨）。 如繁t % ί不’稽得之銀奈料&子*散液(銀奈米粒子 二Lt有之各組成成分之分析值，以及液黏度（Β =ΐ計、測定溫度2(rc)。另外，散粒的銀單 體則顯不出密度i0.50g . cm3 ( 20ΐ )、電阻率】59μΩ . cin(2〇C)。該狀態的銀微粒之平均粒子徑為3nm。 表3 之銀奈米粒子分散液（銀奈米粒子印墨）之組成 實施例4 實施例5 175.0 比較例2 175.0 塵(質量份） 175.0 ^1·^^己胺（質量部） 23.4 23.4 23.4 質量份） 35. 8 35.8 35.8 份） 93.6 140.4 234.0 慈粒含有率c質詈％) 53.4 46.7 35.8 1¾邀粒含有率（體精％) 7.8 6.1 4. 2 ±^迄含有率（體積°/〇 ) 57.2 66.7 77.0 銀每100g烷量（g) •XSj1 量） 33.8 0.213 33.8 33.8 』213 0.213 銀每100g溶媒量（g) S^ml) 53. 5 80.2 133.7 69.8 104.6 174.3 ϋ类盘（mPa · s) 10 .__5 2 23 1263287 表4 銀奈米粒子分散液（銀奈米粒子印墨）之塗布特性、所獲 的評估結果 _______ ------- 實施例4 實施例5 比較例2 (//m) 0.6 0.7 1.2 30 30 30 底面直徑（“m) 2.5 2.5 >2.5 高度（//m) 20 20 — 雇面直徑（//m) 2.5 2.5 _ 平均高度（//m) 15 13 麗董且率（# Ω · cm) 2.6 2.7 — +使用所獲得之銀奈米粒子分散液，藉由超微細流體 贺墨裝置（超微細喷墨裝置），在玻璃上試行直徑2. 5_ 案描繪。此時，將超微細噴墨裝置之噴出孔的口徑 ^擇為〇·6μιη，於將喷射之液滴量設定為相同後，由各 固銀奈米粒子分散液以一液滴描繪之點直 以喷墨法在同一圖案上反覆塗布複數次，而 粒子塗=所§己載之合計積層高度之圓柱形狀銀奈米 另外，使用實施例4、5之銀奈米粒子分散 行基Ϊ之ί Γ操作間使塗布膜中所包含的分散溶媒才進 =銀奈米粒子分散液時，亦在各次:塗面4= 布”所含的分散溶媒進行蒸散，但呈具有二= 24 1263287 布狀態。 24(TC、j、日上的銀奈米粒子塗布層，施以 理，而作成/太半’進行銀奈米粒子層的燒成處 而作成銀奈米粒子之燒結體層。 直』察所獲得之燒結體層中的圓形底面 堯結體層的高度（厚度），並分別測定。在表 層中液滴所描繪的點直徑、所獲得之燒結體 之評估結^面之直技、以及燒結體層的高度（厚度） 试啥^另外使㈣獲得之銀奈練子分散液，利用前 ^ :‘土貝層塗布條件’將丨㈣❻腿寬的圖案以積層塗 ，的平均膜厚1〇_印刷在載片玻璃上。印刷後，對 、1玻璃上的奈米粒子印墨積層塗布層施以240。0、一 t時的熱處理，將所含有之銀奈米粒子印墨進行相互融 合之燒成處理，以形成由銀奈米粒子的燒結體層構成之 =電體層圖案。針對實施例4、5及比較例2的銀 奈米粒子分散液所製作之矩形膜狀導電體層，當作分別 具有平均膜厚之均一導電體層而測定其體積固有電阻 率。該體積固有電阻率的測定結果也顯示於表4。 (實施例6、7、比較例3) 實施例ό、7中，係將顯示有適於微細喷墨法之液 黏度，且包含金奈米粒子作為導電性媒體之糊膏狀分散 液，按以下所述順序加以調製。 在20ml的梨型燒瓶中，將2-乙基己胺(2 - 25 1263287

Ethylhexylamine)(沸點 169°C :東京化成製）9 〇g (相 對於金固形分，50質量％ )、水3.6g(相對於金固形分， 20質量％ )添加、混合至前述金超微粒分散液Aul丁、 6〇g(含有金30質量％ :真空冶金製）中，以8〇t：& 熱攪拌30分鐘。攪拌完成後，藉由減壓濃縮將包含於 AulT中的分散溶媒甲苯施以溶劑脫除。 將洛劑脫除後的混合物移至5〇〇ml的燒杯，羅加 ，性溶媒乙腈300g，於常溫攪拌3分鐘後予以靜置。 前述處理中，金奈米粒子係在添加、攪拌極性溶劑乙腈 並進行靜置期間，沉澱於燒杯底部。另一方面，混合^ 中所含有的不要的有機成分會溶解上澄液中，可獲得茶 3色的乙腈溶液。除去該上澄液層㈣次將乙腈3〇二 沉降物中，並進行授拌、靜置，而使金奈米粒子 =/«，將上澄液之乙腈溶液層予以去除。一面觀咚上 :液二腈層的著色狀態，再將3，乙腈添加於沉ς物 視rt進㈣拌、靜置之後，在上澄液之乙腈層之目 視軌圍内料會發現有著色之情形。 的金ΐ ϊ ί ΐΐ乙腈層予以去除後，使沉殺於燒杯底部 時殘餘的乙腈溶媒揮發’並進行乾燥 J獲侍黑褐色的微粉末。 每18^^^的黑褐色微粉末，按所含㈣金超微粒 溶,刀、以分別記載於表5之量比率，添加AF7 日： — ：Vem)(融點 259 至 282。。、流動點_3〇。。、 二愛株式會社製），再添加2-乙基己胺（沸點169 26 1263287 。(：、東京化成製）2.〇89g、雙2-乙基己胺（沸點263°C、 東京化成製）2.732g、甲笨1〇〇g，以65。〇加熱攪拌3〇 分鐘。藉由該加熱攪拌，呈現黑褐色微粉末狀之金奈米 粒子會再分散’而成為均一的分散液。攪拌完成後，用 0·2μιη微孔濾膜進行過濾後，藉由減壓濃縮將濾液中的 曱苯施以溶劑脫除。所獲得之實施例6、7及比較例3

之分散液皆為均-的深紅色之高流動性糊膏狀的金奈 米粒子分散液（金奈米粒子印墨）。 n 示所獲得之金奈米粒子分散液（金奈米粒

pL 1有之各組成成分之分析值’以及液黏度（B 。不讀 19.32g ·⑽（2〇°C )、電阻率 2 2μΩ . cm Γ 2 c )。該狀態的金微粒之平均粒子徑為。

27 1263287 表5 所製作之金奈米粒子分散液（金奈米粒子印墨）之組 成與特性_ 實施例6 實施例7 比較例3 金超微粒（質量份） 18.0 18.0 18.0 2-乙基己胺（質量份） 2.040 2.040 2.040 雙2-乙基己胺（質量份） 5.289 5.289 5.289 AF7溶劑（質量份） 8.40 12.60 25.20 金超微粒含有率（質量％ ) 53.4 47.5 35.6 金超微粒含有率（體積％ ) 4.6 3.7 2.3 AF7溶劑含有率（體積％ ) 49.8 59.8 74.8 金每100g胺量（g) (莫耳量） 40.7 40.7 40.7 0.274 0.274 0.274 金每100g溶媒量（g) (容積mL) 46.7 70.0 140.0 56.0 83.9 167.9 液黏度（mPa · s) 12 7 3 表6 金奈米粒子分散液（金奈米粒子印墨）之塗布特性、所獲 得之燒結體的評估結果 實施例6 實施例7 比較例3 每一滴點直徑（#m) 0.7 0.8 1.9 描繪點間隙（//m) 30 30 30 塗布層的圓形底面直徑（//m) 8.0 8.0 >8.0 塗布層的平均高度（//m) 10 10 — 燒結體層的底面直徑（//m) 8.0 8.0 一 燒結體層的平均高度（/zm) 7.0 6.7 — 體積固有電阻率（// Ω · cm) 3.1 3.4 — 28 1263287 使用實施例6所調製之金奈米粒子分散液，藉由超 微細流體喷射裝置（超微細喷墨裝置），在玻璃上試行 描繪具有直徑8μιη的底面之圓板狀圖案。此時，將超 微細喷墨裝置之喷出孔的口徑選擇為〇·6μιη，將喷射之 液滴量設定為相同後，由各金奈米粒子分散液以一液滴 描繪之點直徑揭示於表6。以該描繪條件，藉由分別以 點間隔為相同的點·繪點圖案，在同一圖案上以喷墨法 反覆塗布複數次，而製作表6所記載之合計積層高度之 圓錐形狀的金奈米粒子塗布層。 另外，使用實施例6、7之金奈米粒子分散液時， 於各次之塗布操作間，使塗布膜中所包含的分散溶媒蒸 散，成為黏稠的塗布狀態。另一方面，使用比較例3 的金奈米粒子分散液時，亦於各次之塗布操作間使塗布 膜中所包含的分散溶媒蒸散，但呈具有流動性的塗布狀 態。 描緣後，對於玻璃上的金奈米粒子塗布層，施以 240°C、一小時的熱處理，將金奈米粒子層進行燒成處 理，而作成金奈米粒子之燒結體層。 藉由顯微鏡觀察所獲得之燒結體層中的圓形底面 直徑以及燒結體層的高度（厚度），並分別加以測定。 在表6歸納顯示以一液滴所描繪的點直徑、所獲得之燒 結體層中的圓形底面之直徑、以及燒結體層的南度（厚 度）之評估結果。 另外，使用所獲得之金奈米粒子分散液，依前述喷 29 1263287 墨積層塗布條件，將10x50mm寬的圖案以積層塗布時 的平均膜厚3μιη印刷在載片玻璃上。印刷後，對載片 玻璃上的金奈米粒子墨積層塗布層施以240X：、一小時 的熱處理’將所含有之金奈米粒子印墨進行相互融合之 燒成處理，以形成由金奈米粒子的燒結體層構成之導電 體層圖案。針對利用實施例6、7及比較例3的金奈米 粒子分散液所製作之矩形膜狀導電體層，當作分別具有 平均膜厚之均一導電體層，測定其體積固有電阻率二該 體積固有電阻率的測定結果也顯示於表6。 (實施例8) 使用實施例1所調製之銀奈米粒子分散液，藉由超 微細流體喷射裝置（超微細喷墨裝置），在玻璃^描繪 具有直徑20μιη底面之圓錐狀圖案。描繪條件係與上述 實施例1相同，在同一圖案上以喷墨法反覆塗布複數 次’而製作中心部的合計積層厚度（高度）為20μιη的 圓錐狀的銀奈米粒子塗布層。描繪後，對於玻璃上的銀 奈米粒子塗布層，施以240°C、一小時的熱處理，進行 銀奈米粒子層的燒成處理，而作成銀奈米粒子之燒結體 層。所獲得之燒結體層係具有直徑20μιη底面之圓錐狀 外形，且維持直徑2〇μηι的圓形底面，於中心部形成顯 示有ΙΟμηι厚度之圓錐狀金屬燒結體銲墊（凸塊）。 第4圖係於使用電場放射型掃描電子顯微鏡（曰本 電子社製、商品名：JSM-6340F)觀察該金屬燒結體凸 塊之外形形狀之列印影像（觀察倍率4000倍）。 30 1263287 如上所述作成之圓錐狀金屬構造體亦可應用於「電 子實裝學會該」、2003年，第6卷，第2號，P. 122至 12 5所§己载之柱狀凸塊（stud bump )。 (實施例9 ) 對於多層配線用之基板材料，從該基板的上層表面 到達其背面（下層表面）設置直徑2〇〇μιη的貫穿孔。 另外、’形成該貫穿孔之多層配線用基板上層的層厚（孔 深）為1.6mm，該貫穿孔的孔徑/深度比選擇在1/8 (縱 橫比8)之高縱橫比。背面侧配置有下層表面配線層， 且設於該貫穿孔之導電體埋入部係構成通孔連接之型 態。 ，用實施例1所調製之銀奈米粒子分散液，藉由超 體噴射裝置（超微細喷墨裝置），在直徑2_Π 涂描緣銀奈米粒子之埋入塗布層。另外，埋入 “ ϋ田’條件係與上述實施例1相同，以喷墨法在貫 :貫:=複數次，而製作完全埋入深度丄 :;層·子層的燒成處理，而形丄=子處= 密貼，^穿::壁之面銀之奈::子之燒結體填充層顯示出 (貫施例1 〇 ) 對於利用實施m所獲得之成長有金屬柱之基 31 1263287 板，調製將嵌段絲㈣亞胺清漆 Q 9A (商品名）以溶劑稀釋者）小心 旦 垂落塗布者’與將前絲板浸潰於 布ς里 乂拉1 C分鐘、^0120分鐘、 f〇C3()刀域行熱處理，藉以形成絕緣性被覆膜。以 緣性基板（參照第:m(通孔）埋入有金屬之絕 由明顯得知’預先在矽基板上形成配線 圖案，並在特疋部位製作金屬柱，即可贿立體 (實施例11) 在實施例10之附有通孔的基板上，與實施例i相 同地’使用超微細嘴射裝置與銀奈米齡描緣配線圖 案，而形成金屬柱，並進行使銀硬化的熱處理。再施以 與實施例10相同的操作。藉此，可製作多層基板而不 需鑽孔作業（參照第1圖（d)至（f))。 (實施例12) 將由實施例10所獲得之基板以55%硝酸鐵液加以 處理，使銀的金屬柱溶解。以此方式，在絕緣膜上製作 具有孔徑Ιμιη、孔深5〇μηι之高縱橫比的貫穿孔之基板 (開孔基板）（參照第1圖（c ))。 孔徑Ιμιη以下且高縱橫比的鑽孔加工通常需要微 細加工技術中難度較高的高價裝置及複雜的程序。相對 於此，本發明中，藉由喷墨之簡便的手法，不需高價的 32 1263287 裝置及複雜的程序即可達成本發明。另外，藉由 ^ 知例11之多層基板進行上述之钱刻程序，可形成用貫 雜的電路。 尺设 此外，上述實施例1〇在樹脂中埋入有金屬杈 板上，藉由銀奈米糊膏等描繪配線，並將進行熱卢之基 獲得之基板藉由溶劑等進行處理，使樹脂溶解，'二 得保持中空之配線圖案（參照第2圖（a)至 產業上之可利用性 乃。 根據本發明之基板製造方法，可以生產速度快，ι 貪源、省能源之方式製得習知方法不可能達到的微、、纟省 度，且具有高縱橫比的構造體之基板，其工業上二程 用性非常高。 ，、巧可利 此外，藉由本發明之製造方法所製造之晶片安 板、多層基板、開孔基板等具有微細的構造，且電 低，而可廣泛地使用在致動器（actuator)等機械元 及MEMS、光學元件、半導體探針等。 雖然本發明已配合實施樣態加以說明，但只要未 別指定本發明並不侷限於任何細部之說明，只要不違反 申請專利範圍所示之精神與範圍u廣義地加=解 釋0 33 1263287 【圖式簡單說明】 第1圖為揭示本發明之基板製造方法之說明圖，第 1圖（a)係表示金屬柱之形成、第1圖（b)表示金屬 柱之埋覆、第1圖（c)表示開孔基板之製作、第1圖 (d)表不晶片安裝晶板之製作、弟1圖（e)及（f) 表示多層基板之製作。 第2圖（a) (b) (c) (d)表示本發明之基板製 作方法之說明圖，亦即，表示中空配線基板之製造方法 說明圖。 第3圖為實施例中形成在基板上之金屬柱之電場 放射型掃描電子顯微鏡照片（倍率：750倍）。 第4圖為實施例中形成在基板上之金屬燒結體焊 墊之電場放射型掃描電子顯微鏡（倍率：4000倍）。 【主要元件符號說明】 1 基板 2 金屬柱 3 被覆樹脂 4 電路配線 5 金屬柱 6 被覆樹脂 34

Claims (1)

1. I I

   1263287 第93127609號專利申請案 補充、修正後無劃線之說明書替換頁一式三份 十、申請專利範圍： 1·一種基板之製造方法，係包括： 於基板上之所定位置柱狀的推積金屬微粒而燒結 形成金屬柱時，利用喷墨法藉電場集中，使直徑5//m 以下之含金屬微粒的微細液滴對著基板上之目標點喷 射附著，同時乾燥固化使該液滴之固化物柱狀的堆積形 成金屬柱’隨後實行繞結為其特徵者。

   2·如申請專利範圍第1項之基板之製造方法，其 中，前述金屬柱為凸塊。 1如申請專利範圍第1項之基板之製造方法，其 中’係在基板上所設之貫穿孔中填充金屬材料以形成金 屬柱。 由t如中請專利範圍帛1項之基板之製造方法，其 中’刚述金屬柱的高度為10至100降。 其 中，利範圍第1項之基板之製造方法 中刚述金屬柱的底面直徑為〇 5至1〇帅。 6·如申請專利範圍第2 涑 中’前述凸塊的底面直徑為^之至基製# 35 !263287 ^如1請專利範圍第3項之基板之 ，刖述貫穿孔的内徑為i至5〇〇μιη。 ' ψ，3中請專利範圍第1項之基板之製造方法，且 中，在前述微細液滴喷射附著中I /八 媒之蒸發。 叫有該液滴中之溶 造方9法第1〜8項中任-項之基板之製 把、鎮、鎮二微粒係從由金、銀、銅、白金、 群所選擇之至少一種金屬。 鈦鋁所成組 10·如申請專利範圍帛卜8項中任一項之 每方法’其中，前述金屬微粒的粒徑為！至 11.如申請專利範圍帛！〜8項中任—項之 造:法，其中，前述金屬微粒係平均 t 12.如申請專利範圍f】〜8項中任 造方法，其中，前述金屬微粒係平均粒徑為；·至板2'^製 之銀微粒，並將含有該銀微粒4G質量％之分 = 喷出流體使用。 <作為 36 1263287 13·如申請專利範圍第丨〜 造方法，其中，前述金屬料私員中任一項之基板之製 〇Γ 〇 、屬镟板之燒結溫度為15Θ至3〇η 14·一種基板，其係由申請 法製得之具有縱橫比1以上之金屬=第項所述方 屬柱1 為5=請專利範圍第14項之基板’其中，前述金 16·如申請專利範圍g 14項之基板， 屬柱的高度為10至1〇〇μιη。 ，、月】迷金 17. 如申請專利範圍第14項之基板， 屬柱的底面直徑為〇.5至10μιη。 ，、中則遠金 18. 如申請專利範圍第14項之基板复 塊的底面直徑為〇.5至50μηι。 、 1逸凸 1—9.如巾請專鄉圍第14項之基板，錢在基板上 之所疋位置形成金屬柱之後，將構件安裝於基板上，以 树脂封接而製作者。 37 1263287 2U· —種晶片 成電路，並在基板上;餘基板上形 卜4、…項中申請專利範圍第 後，將構件安裝在基板上、，_ 法形成金屬柱之 徵。 * _脂封接而製作為其特 21·—種多層基板之製批 曰曰 20 片安裝基板上㈣成之 項所述方法同樣的操作而製作為其專利靶圍弟 22 —種晶片安裝基板之 成電路，並使用中請專利範圍第2上形 項所記載之方法在基板上的 j〜13項中任一 構件安裝在凸塊上而製作為其特徵形成凸塊之後，將 23.—種多層基板之製 路，並在基板上的預定位置 ，、基板上形成電 範圍第3、7、8〜13項中任时請專利 之後，將金屬填人貫穿孔中而製作Hf形成凸塊 38