TWI723250B - 金屬填充微細構造體的製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種金屬填充微細構造體的製造方法,具有:陽極氧
化處理製程,對鋁基板的單側表面實施陽極氧化處理,在鋁基板的單側表面形成具有存在於厚度方向上之微孔和存在於微孔底部之阻擋層之陽極氧化膜;保持製程,在選自1V以上且小於陽極氧化處理製程中之電壓的30%的範圍之保持電壓的95%以上105%以下的電壓,保持共計5分鐘以上;阻擋層去除製程,使用包含氫過電壓比鋁高的金屬M1離子之鹼性水溶液,去除陽極氧化膜的阻擋層;金屬填充製程,實施鍍覆處理,從而將金屬M2填充於微孔的內部;基板去除製程,去除鋁基板,得到金屬填充微細構造體。
Description
本發明係有關一種金屬填充微細構造體的製造方法者。
設置於絕緣性基材之微細孔中填充金屬而成之金屬填充微細構造體(器件)係近年來在納米技術中亦備受矚目之領域之一,例如期待作為各向異性導電性構件的用途。 各向異性導電性構件插入到半導體元件等電子零件與電路基板之間,僅藉由進行加壓而獲得電子零件與電路基板之間的電連接,因此作為半導體元件等電子零件等的電連接構件或進行功能檢查時的檢查用連接器等被廣泛使用。
作為該種各向異性導電性構件,專利文獻1中記載有“一種金屬填充微細構造體的製造方法,其具有:陽極氧化處理製程,對鋁基板的單側表面實施陽極氧化處理,在上述鋁基板的單側表面形成具有存在於厚度方向上之微孔和存在於上述微孔的底部之阻擋層之陽極氧化膜;阻擋層去除製程,在上述陽極氧化處理製程之後,去除上述陽極氧化膜的上述阻擋層;金屬填充製程,在上述阻擋層去除製程之後,實施電解鍍覆處理,從而將金屬填充於上述微孔的內部;及基板去除製程,在上述金屬填充製程之後,去除上述鋁基板,得到金屬填充微細構造體。”([請求項1])。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2015/029881號
本發明人對專利文獻1中所記載之金屬填充微細構造體的製造方法進行研究之結果,得知存在以下問題:在阻擋層去除製程之後的金屬填充製程中,依據電解鍍覆處理的條件,對微孔內部的金屬的填充變得不充份,導致殘留未填充金屬之微孔之問題,亦即,金屬填充的面內均勻性差之問題。
於是,本發明的課題在於提供一種對微孔的金屬填充的面內均勻性變得良好之金屬填充微細構造體的製造方法。
本發明人為了解決上述課題而進行深入研究之結果,發現了以下內容並完成了本發明,亦即,在實施陽極氧化處理之後,實施在特定電壓下保持恆定時間之處理,之後,使用包含氫過電壓比鋁高的金屬之鹼性水溶液來去除阻擋層,藉此,隨後的金屬填充製程中之對微孔的金屬填充的面內均勻性變得良好。 亦即,本發明人發現了藉由下述[1]所示之態樣而能夠解決上述課題,並且,發現了下述[2]~[4]所示之較佳態樣。
[1]一種金屬填充微細構造體的製造方法,其具有: 陽極氧化處理製程,對鋁基板的單側表面實施陽極氧化處理,在鋁基板的單側表面形成具有存在於厚度方向上之微孔和存在於微孔底部之阻擋層之陽極氧化膜; 保持製程,在陽極氧化處理製程之後,在選自1V以上且小於陽極氧化處理製程中之電壓的30%的範圍之保持電壓的95%以上且105%以下的電壓下,保持共計5分鐘以上; 阻擋層去除製程,在保持製程之後,使用包含氫過電壓比鋁高的金屬M1離子之鹼性水溶液,去除陽極氧化膜的阻擋層; 金屬填充製程,在阻擋層去除製程之後,實施鍍覆處理,從而將金屬M2填充於微孔的內部; 基板去除製程,在金屬填充製程之後,去除鋁基板,得到金屬填充微細構造體。 [2]如[1]所述之金屬填充微細構造體的製造方法,其中保持製程中之保持時間為5分鐘以上且10分鐘以下。 [3]如[1]或[2]所述之金屬填充微細構造體的製造方法,其中保持製程中之電壓為陽極氧化處理中之電壓的5%以上且25%以下。 [4]如[1]~[3]中任一項所述之金屬填充微細構造體的製造方法,其中保持製程中之電壓在陽極氧化處理製程結束之後1秒鐘以內,設定為保持電壓的95%以上且105%以下的電壓。 [5]如[1]~[4]中任一項所述之金屬填充微細構造體的製造方法,其中阻擋層去除製程中所使用之金屬M1係離子化傾向比金屬填充製程中所使用之金屬M2高的金屬。 [發明效果]
依本發明,能夠提供一種對微孔的金屬填充的面內均勻性變得良好之金屬填充微細構造體的製造方法。
[金屬填充微細構造體的製造方法] 本發明的金屬填充微細構造體的製造方法(以下,亦縮寫成“本發明的製造方法”。)具有:陽極氧化處理製程,對鋁基板的單側表面(以下,亦稱作“單面”。)實施陽極氧化處理,在上述鋁基板的單側表面形成具有存在於厚度方向上之微孔和存在於上述微孔的底部之阻擋層之陽極氧化膜;保持製程,在上述陽極氧化處理製程之後,在選自1V以上且小於陽極氧化處理製程中之電壓的30%的範圍之電壓(保持電壓)的95%以上且105%以下的電壓下,將上述陽極氧化處理後的鋁基板保持共計5分鐘以上;阻擋層去除製程,在上述保持製程之後,使用包含氫過電壓比鋁高的金屬M1離子之鹼性水溶液,去除上述陽極氧化膜的上述阻擋層;金屬填充製程,在上述阻擋層去除製程之後,實施鍍覆處理,從而將金屬M2填充於上述微孔的內部;及基板去除製程,在上述金屬填充製程之後,去除上述鋁基板,得到金屬填充微細構造體。
本發明中,如上所述,在實施陽極氧化處理之後,實施在特定電壓下保持恆定時間之處理,之後,使用包含氫過電壓比鋁高的金屬之鹼性水溶液來去除阻擋層,藉此,隨後的金屬填充製程中之對微孔的金屬填充的面內均勻性變得良好。 其理由尚不清楚,但大致如下推測。 首先,關於專利文獻1(國際公開第2015/029881號)中所記載之製造方法,對依據電解鍍覆處理條件有可能面內均勻性差之情況進行研究之結果,在電解鍍覆處理時,若使用酸性鍍液(例如硫酸銅水溶液等),則在經去除阻擋層之微孔的底部,亦即,在所露出之鋁基板的表面,觀察到產生氫氣,藉此本發明人等得知其原因在於,因存在臨時產生之氫氣而隨後的鍍液難以浸入微孔的內部。 並且,關於後述比較例3、6及7,對面內均勻性差之原因進行研究之結果,得知了其原因在於阻擋層的溶解變得不均勻。 相對於此,認為本發明的製造方法中在陽極氧化處理製程之後,實施在特定電壓下保持恆定時間之處理,藉此阻擋層減薄,容易均等地進行鹼性水溶液中的溶解。又,認為在金屬填充製程之前,使用包含氫過電壓比鋁高的金屬M1的離子之鹼性水溶液來去除阻擋層,藉此不僅去除阻擋層,而且在微孔底部所露出之鋁基板上形成比鋁更難以產生氫氣之金屬M1的金屬層,其結果,抑制基於鍍液之氫氣的產生,並容易進行基於鍍覆處理之金屬填充。 在此,認為在金屬填充微細構造體的製造方法中,去除阻擋層的均勻性包括阻擋層的減薄均勻性和阻擋層的溶解均勻性,對鍍覆處理時的金屬填充均勻性造成很大的影響。 而且,藉由先前使用之電解處理的電源難以獲得用於使阻擋層均勻地減薄所需電壓控制精度,但近年來藉由提高電壓控制精度而能夠精確地保持低電壓,從而能夠使阻擋層均勻地減薄。藉此,與利用了將先前的電源使用於電解處理中之金屬填充微細構造體的製造方法之情況相比,阻擋層的溶解均勻性對金屬填充的均勻性所帶來之影響更大。 本發明人發現,針對藉由精確地保持該種低電壓而使阻擋層均勻地減薄,在阻擋層去除製程中,藉由組合應用包含金屬M1離子之鹼性水溶液,鍍覆處理時的金屬填充的均勻性得到大幅改善。 詳細的機理尚不明確,但認為其理由在於,在阻擋層去除製程中,藉由使用包含氫過電壓比鋁高的金屬M1離子之鹼性水溶液而在阻擋層下部形成金屬M1層,從而能夠抑制鋁和陽極氧化膜的界面受損,且阻擋層的溶解均勻性提高。
其次,使用圖1A~圖1F、圖2A~圖2H、圖3A~圖3G對本發明的製造方法中之各製程的概要進行說明之後,對本發明的製造方法中所使用之鋁基板及對鋁基板實施之各處理製程進行詳述。
<第1態樣> 如圖1A~圖1F所示,金屬填充微細構造體10能夠藉由具有以下製程之製造方法而製作:陽極氧化處理製程,對鋁基板1的單面實施陽極氧化處理,在鋁基板1的單面形成具有存在於厚度方向上之微孔2和存在於微孔2的底部之阻擋層3之陽極氧化膜4(參照圖1A及圖1B);保持製程,在陽極氧化處理製程之後,在選自1V以上且小於陽極氧化處理製程中之電壓的30%的範圍之保持電壓的95%以上且105%以下的電壓下,保持共計5分鐘以上(參照圖1B及圖1C);阻擋層去除製程,在保持製程之後,去除陽極氧化膜4的阻擋層3(參照圖1C及圖1D);金屬填充製程,在阻擋層去除製程之後,將金屬5b(金屬M2)填充於微孔2的內部(參照圖1D及圖1E);及基板去除製程,在金屬填充製程之後,去除鋁基板1(參照圖1E及圖1F)。 在此,如上所述,本發明的製造方法的特徵為,在上述阻擋層去除製程中,藉由使用包含氫過電壓比鋁高的金屬M1離子之鹼性水溶液,在去除陽極氧化膜4的阻擋層3之同時,在微孔2的底部形成由金屬5a(金屬M1)構成之金屬層(參照圖1D、圖2D、圖3D)。
<第2態樣> 本發明的製造方法具有後述表面金屬突出製程及背面金屬突出製程中的至少一方製程為較佳。 例如,如圖2A~圖2H(以下,將其亦統一縮寫為“圖2”。)所示,金屬填充微細構造體10藉由具有以下製程之製造方法而製作:陽極氧化處理製程,對鋁基板1的單面實施陽極氧化處理,在鋁基板1的單面形成具有存在於厚度方向上之微孔2和存在於微孔2的底部之阻擋層3之陽極氧化膜4(參照圖2A及圖2B);保持製程,在陽極氧化處理製程之後,在選自1V以上且小於陽極氧化處理製程中之電壓的30%的範圍之保持電壓的95%以上且105%以下的電壓下,保持共計5分鐘以上(參照圖2B及圖2C);阻擋層去除製程,在保持製程之後,去除陽極氧化膜4的阻擋層3(參照圖2C及圖2D);金屬填充製程,在阻擋層去除製程之後,將金屬5b(金屬M2)填充於微孔2的內部(參照圖2D及圖2E);表面金屬突出製程,在金屬填充製程之後,將陽極氧化膜4的未設置有鋁基板1一側的表面,沿厚度方向去除一部份,使在金屬填充製程中所填充之金屬5比陽極氧化膜4的表面突出(參照圖2E及圖2F);基板去除製程,在表面金屬突出製程之後,去除鋁基板1(參照圖2F及圖2G);及背面金屬突出製程,在基板去除製程之後,將陽極氧化膜4的設置有鋁基板1一側的表面,沿厚度方向去除一部份,使在金屬填充製程中所填充之金屬5比陽極氧化膜4的表面突出(參照圖2G及圖2H)。 在此,如圖2的第2態樣所示,本發明的製造方法可以係均具有表面金屬突出製程及背面金屬突出製程(以下,將其亦統稱為“金屬突出製程”。)之態樣,但亦可以係具有表面金屬突出製程及背面金屬突出製程中的任一方之態樣。
<第3態樣> 本發明的製造方法具有後述樹脂層形成製程為較佳。 例如,如圖3A~圖3G(以下,將其亦統一縮寫為“圖3”。)所示,金屬填充微細構造體10藉由具有以下製程之製造方法而製造:陽極氧化處理製程,對鋁基板1的單面實施陽極氧化處理,在鋁基板1的單面形成具有存在於厚度方向上之微孔2和存在於微孔2的底部之阻擋層3之陽極氧化膜4(參照圖3A及圖3B);保持製程,在陽極氧化處理製程之後,在選自1V以上且小於陽極氧化處理製程中之電壓的30%的範圍之保持電壓的95%以上且105%以下的電壓下,保持共計5分鐘以上(參照圖3B及圖3C);阻擋層去除製程,在保持製程之後,去除陽極氧化膜4的阻擋層3(參照圖3C及圖3D);金屬填充製程,在阻擋層去除製程之後,將金屬5b(金屬M2)填充於微孔2的內部(參照圖3D及圖3E);樹脂層形成製程,在金屬填充製程之後,在陽極氧化膜4的未設置有鋁基板1一側的表面設置樹脂層(參照圖3E及圖3F);及基板去除製程,在樹脂層形成製程之後,去除鋁基板1(參照圖3F及圖3G)。 在此,圖3所示之第3態樣係試圖將所製作之金屬填充微細構造體20卷繞成卷狀進行供給之態樣(參照圖4),使用時,藉由剝離樹脂層7,例如能夠作為各向異性導電性構件而使用。
<其他態樣> 本發明的製造方法可以係均滿足圖2所示第2態樣及圖3所示第3態樣之態樣,亦即,可以係依次具有上述陽極氧化處理製程、保持製程、阻擋層去除製程、金屬填充製程、表面金屬突出製程、樹脂層形成製程、基板去除製程及背面金屬突出製程之態樣。 又,本發明的製造方法可以係表示專利文獻1(國際公開第2015/029881號)的圖2所示之態樣,亦即,可以係使用所希望形狀的遮罩層對鋁基板表面的一部份來實施陽極氧化處理之態樣。
〔鋁基板〕 本發明的製造方法中所使用之鋁基板並無特別的限定,作為其具體例,可以舉出:純鋁板;以鋁為主要成分,並包含微量的異質元素之合金板;在低純度鋁(例如回收材料)上蒸鍍高純度鋁之基板;在矽晶圓、石英、玻璃等表面,藉由蒸鍍、濺射等方法而被覆高純度鋁之基板;經層合鋁之樹脂基板;等。
本發明中,在鋁基板中藉由後述陽極氧化處理製程而設置陽極氧化膜之表面之鋁純度為99.5質量%以上為較佳,99.9質量%以上更為佳,99.99質量%以上進一步較佳。若鋁純度在上述範圍內,則在微孔排列的有序性變得充份。
又,本發明中,在鋁基板中實施後述陽極氧化處理製程之單側表面預先實施熱處理、脱脂處理及鏡面精加工處理為較佳。 在此,關於熱處理、脱脂處理及鏡面精加工處理,能夠實施與日本特開2008-270158號公報的<0044>~<0054>段中所記載之各處理相同的處理。
〔陽極氧化處理製程〕 上述陽極氧化處理製程係藉由對上述鋁基板的單面實施陽極氧化處理,在上述鋁基板的單面形成具有存在於厚度方向上之微孔和存在於微孔底部之阻擋層之陽極氧化膜之製程。 本發明的製造方法中之陽極氧化處理能夠利用先前公知的方法,但由提高微孔排列的有序性且確保金屬填充微細構造體的各向異性導電性之觀點考慮,使用自有序化法或恆定電壓處理為較佳。 在此,關於陽極氧化處理的自有序化法或恆定電壓處理,能夠實施與日本特開2008-270158號公報的<0056>~<0108>段及[圖3]中所記載之各處理相同的處理。
<陽極氧化處理> 陽極氧化處理中之電解液的平均流速為0.5~20.0m/min為較佳,1.0~15.0m/min更為佳,2.0~10.0m/min進一步較佳。 又,在上述條件下使電解液流動之方法並無特別的限定,例如可以利用使用如攪拌器般通常之攪拌裝置之方法。尤其,若使用能夠藉由數位顯示來控制攪拌速度之攪拌器,則能夠控制平均流速,因此為較佳。作為該種攪拌裝置,可以舉出例如“磁攪拌器HS-50D(AS ONE CORPORATION.製造)”等。
陽極氧化處理能夠利用例如在酸濃度為1~10質量%的溶液中,將鋁基板作為陽極而進行通電之方法。 作為在陽極氧化處理中使用之溶液,酸溶液為較佳,硫酸、磷酸、鉻酸、草酸、磺醯胺酸、苯磺酸、氨基磺酸、乙醇酸、酒石酸、蘋果酸、檸檬酸等更為佳,其中,硫酸、磷酸及草酸尤為佳。該等酸能夠單獨或組合2種以上而使用。
陽極氧化處理的條件依據所使用之電解液而發生各種變化,因此不能一概而定,但通常電解液濃度為0.1~20質量%,液體溫度為-10~30℃、電流密度為0.01~20A/dm2
、電壓為3~300V、電解時間為0.5~30小時為較佳,電解液濃度為0.5~15質量%、液體溫度為-5~25℃、電流密度為0.05~15A/dm2
、電壓為5~250V、電解時間為1~25小時更為佳,電解液濃度為1~10質量%、液體溫度為0~20℃、電流密度為0.1~10A/dm2
、電壓為10~200V、電解時間為2~20小時為進一步較佳。
本發明中,由將藉由本發明的製造方法(尤其,上述第3態樣)製作之金屬填充微細構造體以如圖4所示卷繞於特定直徑及特定寬度的卷芯21上之形狀供給之觀點考慮,在上述陽極氧化處理製程中,藉由陽極氧化處理而形成之陽極氧化膜的平均厚度為30μm以下為較佳,5~20μm為更佳。另外,藉由聚焦離子束(Focused Ion Beam:FIB)相對於厚度方向對陽極氧化膜進行切削加工,藉由場發射掃描電子顯微鏡(Field Emission Scanning Electron Microscope:FE-SEM)對其剖面拍攝表面照片(倍率50000倍),作為測定10點之平均值而算出平均厚度。
〔保持製程〕 上述保持製程係在上述陽極氧化處理製程之後,在選自1V以上且小於上述陽極氧化處理製程中之電壓的30%的範圍之保持電壓的95%以上且105%以下的電壓下,保持共計5分鐘以上之製程。換言之,上述保持製程係在上述陽極氧化處理製程之後,在選自1V以上且小於上述陽極氧化處理製程中之電壓的30%的範圍之保持電壓的95%以上且105%以下的電壓下,實施共計5分鐘以上的電解處理之製程。 在此,“陽極氧化處理中之電壓”係指施加於鋁與對電極之間之電壓,例如係指,若藉由陽極氧化處理之電解時間為30分鐘,則30分鐘期間所保持電壓的平均值。
本發明中,由陽極氧化膜的側壁厚度,亦即,相對於微孔的深度將阻擋層的厚度控制成適當之厚度之觀點考慮,保持製程中之電壓為陽極氧化處理中之電壓的5%以上且25%以下為較佳,5%以上且20%以下為更佳。
又,本發明中,由進一步提高面內均勻性之理由考慮,保持製程中之保持時間的合計為5分鐘以上且20分鐘以下為較佳,5分鐘以上且15分鐘以下更為佳,5分鐘以上且10分鐘以下進一步較佳。 又,保持製程中之保持時間為共計5分鐘以上即可,連續5分鐘以上為較佳。
進而,本發明中,保持製程中之電壓可以設定為從陽極氧化處理製程中之電壓至保持製程中之電壓連續或逐步(階梯狀)下降,但由進一步提高面內均勻性之理由考慮,在陽極氧化處理製程結束之後1秒鐘以內設定為上述保持電壓的95%以上且105%以下的電壓為較佳。
本發明中,上述保持製程例如在上述陽極氧化處理製程結束時使電解電位下降,藉此亦能夠與上述陽極氧化處理製程連續進行。 關於除了電解電位以外的條件,上述保持製程能夠採用與上述先前公知的陽極氧化處理相同的電解液及處理條件。 尤其,如上所述,在連續實施上述保持製程和上述陽極氧化處理製程之情況下,使用相同的電解液進行處理為較佳。
〔阻擋層去除製程〕 上述阻擋層去除製程係在上述保持製程之後,使用包含氫過電壓比鋁高的金屬M1離子之鹼性水溶液來去除上述陽極氧化膜的阻擋層之製程。 本發明的製造方法中,藉由上述阻擋層去除製程而去除阻擋層,且如圖1D中亦所示,微孔2的底部形成由金屬M1構成之金屬層5a。 在此,氫過電壓(hydrogen overvoltage)係指產生氫所需電壓,例如鋁(Al)的氫過電壓為-1.66V(日本化學學會雜誌,1982、(8),p1305-1313)。另外,以下示出比鋁的氫過電壓高之金屬M1的例子及其氫過電壓值。 <金屬M1及氫(1N H2
SO4
)過電壓> ・鉑(Pt):0.00V ・金(Au):0.02V ・銀(Ag):0.08V ・鎳(Ni):0.21V ・銅(Cu):0.23V ・錫(Sn):0.53V ・鋅(Zn):0.70V
本發明中,由與後述陽極氧化處理製程中所填充之金屬M2之間引起取代反應,且對填充於微孔內部之金屬的電特性帶來之影響減少之理由考慮,在上述阻擋層去除製程中使用之金屬M1係離子化傾向比在後述金屬填充製程中使用之金屬M2高的金屬為較佳。 具體而言,在將銅(Cu)用作後述金屬填充製程的金屬M2之情況下,作為在上述阻擋層去除製程中使用之金屬M1,可以舉出例如Zn、Fe、Ni、Sn等,其中,使用Zn、Ni為較佳,使用Zn為更佳。 又,在將Ni用作後述金屬填充製程的金屬M2之情況下,作為在上述阻擋層去除製程中使用之金屬M1,可以舉出例如Zn、Fe等,其中,使用Zn為較佳。
使用包含該種金屬M1離子之鹼性水溶液來去除阻擋層之方法並無特別的限定,可以舉出例如與先前公知的化學蝕刻處理相同的方法。包含氫過電壓比鋁高的金屬M1離子之鹼性水溶液中之金屬M1離子濃度為1~10000ppm為較佳,10~1000ppm更為佳,100~500ppm尤為佳。
<化學蝕刻處理> 藉由化學蝕刻處理而去除阻擋層,例如在使上述陽極氧化處理製程之後的鋁基板浸漬於鹼性水溶液中,且在微孔內部填充鹼性水溶液之後,藉由使陽極氧化膜的微孔的開口部側表面與pH緩衝液接觸之方法等,能夠選擇性地僅溶解阻擋層。
在此,作為包含上述金屬M1離子之鹼性水溶液,使用選自包括氫氧化鈉、氫氧化鉀及氫氧化鋰之組中之至少一種鹼性水溶液為較佳。又,鹼性水溶液的濃度為0.1~5質量%為較佳。鹼性水溶液的溫度為10~60℃為較佳,進而15~45℃為較佳,尤其20~35℃為較佳。 具體而言,例如適宜地使用50g/L、40℃的磷酸水溶液、0.5g/L、30℃的氫氧化鈉水溶液、0.5g/L、30℃的氫氧化鉀水溶液等。 另外,作為pH緩衝液,能夠適宜地使用與上述鹼性水溶液對應之緩衝液。
又,對鹼性水溶液的浸漬時間為5~120分鐘為較佳,8~120分鐘更為佳,8~90分鐘進一步較佳,10~90分鐘尤為佳。其中,10~60分鐘為較佳,15~60分鐘更為佳。
〔金屬填充製程〕 上述金屬填充製程係在上述阻擋層去除製程之後實施鍍覆處理,從而將金屬M2填充於陽極氧化膜中之微孔的內部之製程。
<金屬M2> 上述金屬M2係電阻率為103
Ω・cm以下的材料為較佳,作為其具體例,適宜地例示出金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鋁(Al)、鎂(Mg)、鎳(Ni)、鋅(Zn)等。 其中,由導電性的觀點考慮,Cu、Au、Al、Ni為較佳,Cu、Au更為佳,Cu進一步較佳。
<填充方法> 作為將上述金屬M2填充於微孔內部之鍍覆處理的方法,例如能夠利用電解鍍覆法或無電解鍍覆法。 在此,在著色等中所使用之先前公知的電解鍍覆法中,難以選擇性地使金屬以高縱横比在孔中析出(生長)。認為其理由在於,析出金屬在孔內被消耗,且即使進行恆定時間以上的電解,鍍覆亦不會生長。
因此,本發明的製造方法中,在藉由電解鍍覆法填充金屬之情況下,脈衝電解或恆定電位電解時設置中斷時間為較佳。中斷時間需要10秒鐘以上,30~60秒鐘為較佳。 又,為了促進電解液的攪拌,亦希望施加超聲波。 進而,電解電壓通常為20V以下,希望為10V以下,但預先測定所使用電解液中之目標金屬的析出電位,在該電位+1V以內進行恆定電位電解為較佳。另外,當進行恆定電位電解時,希望併用循環伏安法,能夠使用Solartron公司、BAS Inc.、HOKUTO DENKO CORP.、IVIUM公司等的恆電位儀。
鍍液則能夠使用先前公知的鍍液。 具體而言,在使銅析出之情況下,通常使用硫酸銅水溶液,但硫酸銅的濃度為1~300g/L為較佳,100~200g/L更為佳。又,若在電解液中添加鹽酸,則能夠促進析出。該情況下,鹽酸濃度為10~20g/L為較佳。 又,在使金析出之情況下,希望使用四氯金的硫酸溶液,且藉由交流電解而進行鍍覆。
另外,在無電解鍍覆法中,將金屬完全填充於由縱横比高的微孔構成之孔時需要長時間,因此在本發明的製造方法中,希望藉由電解鍍覆法而填充金屬。
認為在本發明中,藉由上述阻擋層去除製程去除阻擋層,且在微孔的底部形成有由上述金屬M1構成之金屬層,因此如上所述,抑制基於鍍液之氫氣的產生,並容易進行基於鍍覆處理之金屬填充。
〔基板去除製程〕 上述基板去除製程係在上述金屬填充製程之後去除上述鋁基板,從而得到金屬填充微細構造體之製程。 去除鋁基板之方法並無特別的限定,例如可以適宜地舉出藉由溶解而去除之方法等。
<鋁基板的溶解> 上述鋁基板的溶解中使用不易溶解陽極氧化膜且容易溶解鋁之處理液為較佳。 該種處理液對鋁之溶解速度為1μm/分鐘以上為較佳,3μm/分鐘以上更為佳,5μm/分鐘以上進一步較佳。同樣地,對陽極氧化膜之溶解速度為0.1nm/分鐘以下為較佳,0.05nm/分鐘以下更為佳,0.01nm/分鐘以下進一步較佳。 具體而言,包含至少1種離子化傾向比鋁低的金屬化合物且pH為4以下或8以上之處理液為較佳,其pH為3以下或9以上更為佳,2以下或10以上進一步較佳。
作為該種處理液,將酸或鹼性水溶液為基質,例如為將錳、鋅、鉻、鐵、鎘、鈷、鎳、錫、鉛、銻、鉍、銅、汞、銀、鈀、鉑、金的化合物(例如氯鉑酸)、該等氟化物、該等氯化物等經配合之處理液為較佳。 其中,酸性水溶液基質為較佳,混合氯化物為較佳。 尤其,由處理寬容度的觀點考慮,鹽酸水溶液中混合氯化汞之處理液(鹽酸/氯化汞)、鹽酸水溶液中混合氯化銅之處理液(鹽酸/氯化銅)為較佳。 另外,該種處理液的組成並無特別的限定,例如能夠使用溴/甲醇混合物、溴/乙醇混合物及王水等。
又,該種處理液的酸或鹼濃度為0.01~10mol/L為較佳,0.05~5mol/L更為佳。 進而,使用了該種處理液之處理溫度為-10℃~80℃為較佳,0℃~60℃更為佳。
又,上述鋁基板的溶解係藉由使上述金屬填充製程之後的鋁基板與上述處理液接觸而進行。接觸方法並無特別的限定,可以舉出例如浸漬法及噴霧法。其中,浸漬法為較佳。作為此時的接觸時間,10秒鐘~5小時為較佳,1分鐘~3小時更為佳。
〔金屬突出製程〕 本發明的製造方法中,由所製作之金屬填充微細構造體的金屬接合性提高之理由考慮,如上述第2態樣及圖2所示,具有表面金屬突出製程及/或背面金屬突出製程為較佳。 在此,表面金屬突出製程係在上述金屬填充製程之後且在上述基板去除製程之前,將上述陽極氧化膜的未設置有上述鋁基板之一側表面沿厚度方向去除一部份,使藉由上述金屬填充製程而填充之上述金屬M2比上述陽極氧化膜的表面突出之製程。 又,背面金屬突出製程係在上述基板去除製程之後,將上述陽極氧化膜的設置有上述鋁基板之一側表面沿厚度方向去除一部份,使藉由上述金屬填充製程而填充之上述金屬M2比上述陽極氧化膜的表面突出之製程。
例如不使上述金屬M1及金屬M2(尤其金屬M2)溶解,而使陽極氧化膜亦即具有填充有金屬之微孔之陽極氧化膜與溶解氧化鋁之酸性水溶液或鹼性水溶液接觸,藉此能夠去除該種金屬突出製程之陽極氧化膜的一部份。接觸方法並無特別的限定,可以舉出例如浸漬法及噴霧法。其中,浸漬法為較佳。
在使用酸性水溶液之情況下,使用硫酸、磷酸、硝酸、鹽酸等無機酸或該等混合物的水溶液為較佳。其中,從安全性優異之方面考慮,不含有鉻酸之水溶液為較佳。酸性水溶液的濃度為1~10質量%為較佳。酸性水溶液的溫度為25~60℃為較佳。 又,在使用鹼性水溶液之情況下,使用選自包括氫氧化鈉、氫氧化鉀及氫氧化鋰之組中之至少一種鹼性水溶液為較佳。鹼性水溶液的濃度為0.1~5質量%為較佳。鹼性水溶液的溫度為20~35℃為較佳。 具體而言,例如適宜地使用50g/L、40℃的磷酸水溶液、0.5g/L、30℃的氫氧化鈉水溶液或0.5g/L、30℃的氫氧化鉀水溶液。 對酸性水溶液或鹼性水溶液的浸漬時間為8~120分鐘為較佳,10~90分鐘更為佳,15~60分鐘進一步較佳。在此,浸漬時間係指在反覆進行了短時間的浸漬處理之情況下之各浸漬時間的合計。另外,各浸漬處理期間可以實施清洗處理。
又,在本發明的製造方法中,將所製作之金屬填充微細構造體用作各向異性導電性構件時,由與配線基板等被接著物之間的壓接性變得良好之理由考慮,上述表面金屬突出製程及/或上述背面金屬突出製程為使上述金屬M2比上述陽極氧化膜的表面突出10~1000nm之製程為較佳,突出50~500nm之製程更為佳。
進而,在本發明的製造方法中,藉由壓接等方法連接(接合)所製作之金屬填充微細構造體和電極時,由能夠充份地確保突出部份壓扁之情況下的平面方向的絕緣性之理由考慮,藉由上述表面金屬突出製程及/或上述背面金屬突出製程而形成之突出部份的縱横比(突出部份的高度/突出部份的直徑)為0.01以上且小於20為較佳,6~20更為佳。
在本發明的製造方法中,藉由上述金屬填充製程及基板去除製程及任意的金屬突出製程而形成之由金屬構成之導電通路為柱狀為較佳,其直徑為超過5nm且10μm以下為較佳,40nm~1000nm更為佳。
又,上述導電通路係藉由鋁基板的陽極氧化膜以彼此絕緣之狀態存在者,但其密度為2萬個/mm2
以上為較佳,200萬個/mm2
以上更為佳,1000萬個/mm2
以上進一步為較佳,5000萬個/mm2
以上尤為佳,1億個/mm2
以上最為佳。
進而,相鄰之各導電通路的中心間距為20nm~500nm為較佳,40nm~200nm更為佳,50nm~140nm進一步較佳。
〔樹脂層形成製程〕 在本發明的製造方法中,由所製作之金屬填充微細構造體的輸送性提高之理由考慮,如上述第3態樣及圖3所示,具有樹脂層形成製程為較佳。 在此,樹脂層形成製程在上述金屬填充製程之後(在具有上述表面金屬突出製程之情況下為表面金屬突出製程之後)且在上述基板去除製程之前,在上述陽極氧化膜的未設置有上述鋁基板之一側表面設置樹脂之層製程。
作為構成上述樹脂層之樹脂材料,具體而言,能夠舉出例如乙烯類共聚物、聚醯胺樹脂、聚酯樹脂、聚胺酯樹脂、聚烯烴類樹脂、丙烯酸類樹脂及纖維素類樹脂等,但由輸送性的觀點和作為各向異性導電性構件容易使用之觀點考慮,上述樹脂層係能夠剝離的帶黏著層薄膜為較佳,因加熱處理或紫外線曝光處理而黏著性減弱,且能夠剝離之帶黏著層薄膜更為佳。
上述帶黏著層薄膜並無特別的限定,可以舉出熱剝離型樹脂層或紫外線(ultraviolet:UV)剝離型樹脂層等。 在此,熱剝離型樹脂層在常溫下具有黏著力,僅藉由加熱便能夠容易剝離,因此主要多使用發泡性微膠囊等。 又,作為構成黏著層之黏著劑,具體而言,可以舉出例如橡膠類黏著劑、丙烯酸類黏著劑、乙烯基烷基醚類黏著劑、聚矽氧類黏著劑、聚酯類黏著劑、聚醯胺類黏著劑、胺酯類黏著劑、苯乙烯-二烯嵌段共聚物類黏著劑等。 又,UV剝離型樹脂層係指,具有UV硬化型接著層者,且藉由硬化而喪失黏著力,從而能夠剝離者。 作為UV硬化型接著層,可以舉出在基礎聚合物中將碳-碳雙鍵導入到聚合物側鏈或主鏈中或主鏈末端之聚合物等。作為具有碳-碳雙鍵之基礎聚合物,將丙烯酸類聚合物作為基本骨架者為較佳。 進而,丙烯酸類聚合物依需要亦能夠包含多官能性單體等作為共聚用單體成分,以進行交聯。 具有碳-碳雙鍵之基礎聚合物能夠單獨使用,但亦能夠配合UV硬化性單體或低聚物。 UV硬化型接著層併用光聚合起始劑為較佳,以使藉由UV照射而進行硬化。作為光聚合起始劑,可以舉出苯偶姻醚類化合物;縮酮類化合物;芳香族磺醯氯類化合物;光敏肟類化合物;二苯甲酮類化合物;噻噸酮類化合物;樟腦醌;鹵代酮;醯基膦氧化物;醯基膦酸酯等。
作為熱剝離型樹脂層的市售品,可以舉出例如WS5130C02、WS5130C10等Intellimer〔註冊商標〕膠帶(NITTA Corporation製造);Somatac〔註冊商標〕TE系列(SOMAR公司製造);No.3198、No.3198LS、No.3198M、No.3198MS、No.3198H、No.3195、No.3196、No.3195M、No.3195MS、No.3195H、No.3195HS、No.3195V、No.3195VS、No.319Y-4L、No.319Y-4LS、No.319Y-4M、No.319Y-4MS、No.319Y-4H、No.319Y-4HS、No.319Y-4LSC、No.31935MS、No.31935HS、No.3193M、No.3193MS等Riva Alpha〔註冊商標〕系列(NITTO DENKO CORPORATION.製造);等。
作為UV剝離型樹脂層的市售品,能夠利用例如ELP DU-300、ELP DU-2385KS、ELP DU-2187G、ELP NBD-3190K、ELP UE-2091J等ELEPH HOLDER〔註冊商標〕(NITTO DENKO CORPORATION.製造);Adwill D-210、Adwill D-203、Adwill D-202、Adwill D-175、Adwill D-675(均為Lintec Corporation.製造);SUMILITE〔註冊商標〕FLS的N8000系列(Sumitomo Bakelite Co.,Ltd.製造);UC353EP-110(FURUKAWA ELECTRIC CO.,LTD.製造);等切割膠帶、ELP RF-7232DB、ELP UB-5133D(均為NITTO DENKO CORPORATION.製造);SP-575B-150、SP-541B-205、SP-537T-160、SP-537T-230(均為FURUKAWA ELECTRIC CO.,LTD.製造);等背磨膠帶。
又,黏贴上述帶黏著層薄膜之方法並無特別的限定,能夠使用先前公知的表面保護膠帶黏贴裝置或層壓機進行黏贴。
〔捲取製程〕 在本發明的製造方法中,由所製作之金屬填充微細構造體的輸送性進一步提高之理由考慮,在上述任意的樹脂層形成製程之後具有捲取製程為較佳,該捲取製程在具有上述樹脂層之狀態下,將金屬填充微細構造體捲取成卷狀。 在此,上述捲取製程中之捲取方法並無特別的限定,例如如圖4所示,可以舉出捲取於特定直徑及特定寬度的卷芯21之方法。
又,在本發明的製造方法中,由上述捲取製程中之捲取容易度的觀點考慮,除了樹脂以外的金屬填充微細構造體的平均厚度為30μm以下為較佳,5~20μm更為佳。另外,用FIB對除了樹脂層以外的金屬填充微細構造體沿厚度方向進行切削加工,並藉由FE-SEM對其剖面拍攝表面照片(倍率50000倍),作為測定10點之平均值而算出平均厚度。
〔其他處理製程〕 本發明的製造方法除了具有上述各製程以外,還可以具有在專利文獻1(國際公開第2015/029881號)的<0049>~<0057>段中記載之研磨製程、表面平滑化製程、保護膜形成處理及水洗處理。 又,由製造上的處理性、將金屬填充微細構造體用作各向異性導電性構件之觀點考慮,能夠應用如下所示之各種程序或形式。
<使用了臨時接著劑之程序例> 本發明中可以具有如下製程,亦即,藉由上述基板去除製程得到金屬填充微細構造體之後,使用臨時接著劑(Temporary Bonding Materials),將金屬填充微細構造體固定於矽晶圓上進行研磨,藉此進行薄層化。 其次,在薄層化製程之後,且在充份地清洗表面之後,能夠進行上述表面金屬突出製程。 其次,在金屬突出之表面塗佈接著力比前述臨時接著劑強的臨時接著劑而固定於矽晶圓上之後,剝離藉由前述臨時接著劑而接著之矽晶圓,能夠對經剝離之金屬填充微細構造體側表面進行上述背面金屬突出製程。
<使用了蠟之程序例> 本發明中可以具有如下製程,亦即,在藉由上述基板去除製程得到金屬填充微細構造體之後,使用蠟將金屬填充微細構造體固定於矽晶圓上進行研磨,由此進行薄層化。 其次,在薄層化製程之後,且在充份地清洗表面之後,能夠進行上述表面金屬突出製程。 其次,在使金屬突出之表面塗佈臨時接著劑而固定於矽晶圓上之後,藉由加熱使前述蠟溶解並剝離矽晶圓,能夠對經剝離之金屬填充微細構造體側表面進行上述背面金屬突出製程。 另外,可以使用固形蠟,但若使用SKYCOAT(NIKKA SEIKO CO.,LTD.製造)等液體蠟,則能夠實現塗佈厚度均勻性的提高。
<基板去除處理之後進行之程序例> 本發明中,在上述金屬填充製程之後且在上述基板去除製程之前,可以具有如下製程,亦即,使用臨時接著劑、蠟或功能性吸附膜,將鋁基板固定於剛性基板(例如矽晶圓、玻璃基板等)之後,藉由研磨上述陽極氧化膜的未設置有上述鋁基板之一側表面而進行薄層化。 其次,在薄層化製程之後,且在充份地清洗表面之後,能夠進行上述表面金屬突出製程。 其次,在使金屬突出之表面塗佈絕緣性材料亦即樹脂材料(例如環氧樹脂、聚醯亞胺樹脂等)之後,在其表面,藉由與上述相同的方法黏贴剛性基板。在基於樹脂材料之黏贴中,選擇接著力比基於臨時接著劑等之接著力大者,在藉由樹脂材料進行黏贴之後,剝離最初黏贴之剛性基板,能夠依次進行上述基板去除製程、研磨製程及背面金屬突出處理製程。 另外,作為功能性吸附膜,能夠使用Q-chuck(註冊商標)(MARUISHI SANGYO CO.,LTD.製造)等。
本發明中,金屬填充微細構造體藉由能夠剝離之層以黏贴於剛性基板(例如矽晶圓、玻璃基板等)之狀態作為產品而被提供為較佳。 該種供給形態中,在利用金屬填充微細構造體作為接合構件之情況下,將金屬填充微細構造體的表面臨時接著於器件表面,在剝離剛性基板之後,將成為連接對象之器件設置於適當之位置,並進行加熱壓接,藉此能夠藉由金屬填充微細構造體接合上下器件。 又,在能夠剝離之層中可以使用熱剝離層,亦可以藉由與玻璃基板的組合而使用光剝離層。
又,在本發明的製造方法中,上述各製程亦能夠藉由片材進行各製程,亦能夠將鋁卷作為卷狀膜在捲筒料上連續進行處理。 又,在連續處理之情況下,在各製程之間設置適當的清洗製程、乾燥製程為較佳。
藉由具有該種各處理製程之本發明的製造方法,得到藉由金屬填充於貫穿孔的內部而製成之金屬填充微細構造體,前述貫穿孔源自在由鋁基板的陽極氧化膜構成之絕緣性基材上設置之微孔。 具體而言,藉由本發明的製造方法而能夠得到例如在日本特開2008-270158號公報中所記載之各向異性導電性構件,亦即,以如下狀態設置之各向異性導電性構件:在絕緣性基材(具有微孔之鋁基板的陽極氧化膜)中,由導電性構件(金屬)構成之複數個導電通路在彼此絕緣之狀態下使上述絕緣性基材沿厚度方向貫穿,並且上述各導電通路的一端在上述絕緣性基材的一面露出,且上述各導電通路的另一端在上述絕緣性基材的另一面露出。
〔半導體封裝體〕 半導體封裝體至少在上述金屬填充微細構造體的單面具有半導體元件。在此,作為半導體元件並無特別的限定,可以舉出例如邏輯LSI(Large Scale Integration:大型積體電路)(例如ASIC(Application Specific Integrated Circuit:特殊應用積體電路)、FPGA(Field Programmable Gate Array:場域可程式閘陣列)、ASSP(Application Specific Standard Product:應用特定標準產品)等)、微處理器(例如CPU(Central Processing Unit:中央處理單元)、GPU(Graphics Processing Unit:圖案處理單元)等)、記憶體(例如DRAM(Dynamic Random Access Memory:動態隨機存取記憶體)、HMC(Hybrid Memory Cube:混合記憶體立方體)、MRAM(MagneticRAM:磁記憶體)和PCM(Phase-Change Memory:相變化記憶體)、ReRAM(Resistive RAM:可變電阻式記憶體)、FeRAM(Ferroelectric RAM:鐵電隨機存取記憶體)、快閃/記憶體(NAND(Not AND)快閃)等)、LED(Light Emitting Diode:發光二極體)(例如可攜式終端的微快閃、車載用、投影儀光源、LCD背光、普通照明等)、電源/器件、模擬IC(Integrated Circuit:積體電路)(例如DC(Direct Current: 直流電)-DC(Direct Current:直流電)轉換器、絕緣閘雙極電晶體(IGBT)等)、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems:微機電系統)、(例如加速度感測器、壓力感測器、振子、陀螺儀感測器等)、無線(例如GPS(Global Positioning System:全球定位系統)、FM(Frequency Modulation:調頻)、NFC(Nearfieldcommunication:近場通訊)、RFEM(RF Expansion Module:射頻擴展模組)、MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit:毫米波積體電路)、WLAN(WirelessLocalAreaNetwork:無線區域網路)等)、離散元件、BSI(Back Side Illumination:背面照度)、CIS(Contact Image Sensor:接觸式影像感測器)、相機模組、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:互補式金屬氧化物半導體)、被動元件、SAW(Surface Acoustic Wave:表面聲波)濾波器、RF(Radio Frequency:射頻)濾波器、RFIPD(Radio Frequency Integrated Passive Devices:射頻整合式被動元件)、BB(Broadband:寬頻)等。 半導體封裝體例如係由1個完成者,係由半導體封裝體單體發揮電力或感測器等特定的功能者。
其次,在上述金屬填充微細構造體的製造方法中,關於在上述〔金屬填充製程〕與上述〔基板去除製程〕之間進行以下所示製程而得到之本發明的半導體封裝體的製造方法亦進行說明。
〔半導體封裝體的製造方法1〕 上述〔金屬填充製程〕之後,能夠藉由以下製造方法而製作圖6所示之半導體封裝體30,前述製造方法依次具有:半導體元件裝配製程,在上述金屬填充微細構造體的表面搭載半導體元件,從而接合上述金屬M2和半導體元件的電極;模塑製程,用樹脂進行模塑;及上述〔基板去除製程〕。 圖6係表示半導體封裝體的第1例之示意性剖視圖。另外,以下所示之圖6~圖14中,對與上述圖1F所示之金屬填充微細構造體10相同之結構物標註同一符號,並省略其詳細說明。 圖6所示的半導體封裝體30在金屬填充微細構造體10的表面10a載置半導體元件32,並藉由金屬填充微細構造體10和焊球35而電連接。金屬填充微細構造體10的表面10a包括半導體元件32且被模塑樹脂34所包覆。
[半導體元件裝配製程] 在將半導體元件裝配於本發明的金屬填充微細構造體之情況下,伴隨藉由加熱而進行之裝配,但在藉由包括焊料回流的熱壓接進行之裝配及藉由倒裝晶片進行之裝配中,由實施均勻且確實之裝配之觀點考慮,最高達到溫度為220~350℃為較佳,240~320℃更為佳,260~300℃尤為佳。 作為維持該等最高達到溫度之時間,由同一觀點考慮,2秒鐘~10分鐘為較佳,5秒鐘~5分鐘更為佳,10秒鐘~3分鐘尤為佳。 又,由抑制由鋁基板與陽極氧化膜之間的熱膨脹率差引起之在陽極氧化膜內產生之裂縫之觀點考慮,亦能夠採用如下方法,亦即,在達到上述最高達到溫度之前,在所希望的恆定溫度下實施5秒鐘~10分鐘的熱處理,10秒鐘~5分鐘更為佳,20秒鐘~3分鐘尤為佳。作為所希望的恆定溫度,80~200℃為較佳,100~180℃更為佳,120~160℃尤為佳。 又,作為藉由焊線進行裝配時的溫度,由實施確實之裝配之觀點考慮,80~300℃為較佳,90~250℃更為佳,100~200℃尤為佳。作為加熱時間,2秒鐘~10分鐘為較佳,5秒鐘~5分鐘更為佳,10秒鐘~3分鐘尤為佳。
〔半導體封裝體的製造方法2〕 上述〔金屬填充製程〕之後,能夠藉由以下製作方法而製作圖7所示之半導體封裝體30,前述製作方法依次具有:元件搭載製程,在上述金屬填充微細構造體的表面,藉由焊料或銀膠、或者填充有填充劑之樹脂膠,搭載半導體元件;模塑製程,用樹脂進行模塑;鑽孔製程,在上述模塑樹脂上鑽孔,以露出元件電極和上述金屬M2;配線形成製程,使上述金屬M2和半導體元件的電極電導通;絕緣層形成製程,形成包覆上述配線之絕緣層;及上述〔基板去除製程〕。 圖7係表示半導體封裝體的第2例之示意性剖視圖。 圖7所示之半導體封裝體30在金屬填充微細構造體10的表面10a載置半導體元件32而電連接。金屬填充微細構造體10的表面10a包括半導體元件32且被模塑樹脂34所包覆。模塑樹脂34中形成有孔36,該孔36用於形成使半導體元件32的電極與金屬填充微細構造體10的金屬M2電導通之配線。設置有通過孔36之配線37。半導體元件32的電極與金屬填充微細構造體10的金屬M2藉由配線37而電導通。又,模塑樹脂34的上表面設置有包覆配線37之絕緣層38。
<配線形成製程> 上述配線形成製程係在上述金屬填充微細構造體的至少一面形成配線之製程。 在此,形成上述配線之方法可以舉出例如實施電解鍍覆處理、無電解鍍覆處理、替代鍍覆處理等各種鍍覆處理、濺射處理、蒸鍍處理等之方法。該等方法中,由耐熱性高的觀點考慮,僅由金屬形成之層為較佳,由厚膜、均勻形成及高密接性的觀點考慮,藉由鍍覆處理形成之層尤為佳。上述鍍覆處理為對非導電性物質(金屬填充微細構造體)之鍍覆處理,因此在設置稱作晶種層之還原金屬層之後,使用利用該金屬層形成厚金屬層之方法為較佳。 上述晶種層藉由濺射處理而形成為較佳。又,在形成上述晶種層時可以利用無電解鍍覆,作為鍍液,使用例如由金屬鹽、還原劑等主要成分和例如pH調整劑、緩衝劑、錯合劑、促進劑、穩定及改良劑等輔助成分構成之溶液為較佳。 另外,作為鍍液,能夠適當地使用SE-650・666・680、SEK-670・797、SFK-63(均為JAPAN KANIGEN Co.,Ltd.製造)、MELPLATE NI-4128、ENPLATE NI-433、ENPLATE NI-411(均為Meltex Inc.製造)等市售品。 又,將銅用作上述配線的材料之情況下,能夠使用將硫酸、硫酸銅、鹽酸、聚乙二醇及界面活性劑作為主要成分,並添加了其他各種添加劑之各種電解液。
如此形成之配線依據半導體元件等的裝配設計,並藉由公知的方法而形成圖案。又,在實際上裝配半導體元件等之部位再次設置還包含焊料之金屬,並適當地進行加工,以便藉由熱壓接、倒裝晶片或焊線等容易進行連接。 作為較佳之金屬,焊料或金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鋁(Al)、鎂(Mg)、鎳(Ni)等金屬素材為較佳,在藉由加熱而裝配半導體元件等觀點上,由連接可靠性的觀點考慮,經由焊料或Ni而設置Au或Ag之方法為較佳。 具體而言,作為在形成有圖案之銅(Cu)配線上經由鎳(Ni)形成金(Au)之方法,可以舉出實施Ni衝擊鍍覆之後實施鍍Au之方法。 在此,Ni衝擊鍍覆以去除Cu配線的表面氧化層和確保Au層密接性為目的而實施。 又,Ni衝擊鍍覆中可以使用通常之Ni/鹽酸混合液,亦可以使用NIPS-100(Hitachi Chemical Company,Ltd.製造)等市售品。 另一方面,在實施Ni衝擊鍍覆之後,以提高焊線或焊料的潤濕性為目的實施鍍Au。又,鍍Au藉由無電解鍍覆而產生為較佳,能夠使用HGS-5400(Hitachi Chemical Company,Ltd.製造)、MICROFAB Au系列、電流計GB系列、Precious hub IG系列(均為Tanaka Kikinzoku Kogyo製造)等市售的處理液。
此外,作為使用上述配線來連接本發明的金屬填充微細構造體和半導體元件等之態樣,亦可以舉出例如藉由C4(Controlled Collapse Chip Connection:控制塌陷高度晶片連接)凸塊、焊球及Cu柱等進行之倒裝晶片連接、以及使用導電粒子排列型各向異性導電膜(ACF)之連接等,但本發明的態樣並非係限定於該等連接者。
[同軸構造] 此外,例如如圖14及圖15所示,關於上述配線,在訊號電流流經之複數個線狀導體70的周圍,亦能夠隔開特定間隔而配置與接地線73連接之複數個線狀導體70。該構造係與同軸線路相同的構造,因此能夠發揮屏蔽(遮蔽)效果。又,在相鄰配置且不同之訊號電流流經之複數個線狀導體70之間,配置有與接地線73連接之複數個線狀導體70。因此,能夠減少在相鄰配置且不同之訊號電流流經之複數個線狀導體70之間產生之電耦合(電容耦合),並能夠抑制訊號電流流經之複數個線狀導體70自身成為雜訊源。圖14中,訊號電流流經之複數個線狀導體70形成於絕緣性基材71且彼此電絕緣,並且與訊號配線72電連接。訊號配線72及接地線73分別與藉由絕緣層74電絕緣之配線層75電連接。
<絕緣層形成製程> 上述絕緣層形成製程係形成上述絕緣層之製程。 作為形成上述絕緣層之方法並無特別的限定,在將後述樹脂用作上述絕緣層之情況下,可以舉出例如使用層合裝置積層於上述金屬填充微細構造體上之方法、使用旋塗裝置塗佈於上述金屬填充微細構造體上之方法、使用倒裝晶片接合裝置來接合上述金屬填充微細構造體和上述半導體元件的同時形成絕緣層之方法等。
(絕緣層) 作為絕緣層的材料,只要為絕緣性高的素材則並無特別的限定,作為其具體例,可以舉出例如空氣、玻璃、鋁等無機絕緣體、樹脂等有機絕緣體等,該等絕緣體可以單獨使用1種,亦可以併用2種以上。其中,由價格低廉且導熱率高的理由考慮,使用樹脂為較佳。
上述樹脂的材質為熱固性樹脂為較佳。作為上述熱固性樹脂,選自包括環氧樹脂、改性環氧樹脂、聚矽氧樹脂、改性聚矽氧樹脂、丙烯酸樹脂、胺酯樹脂及聚醯亞胺樹脂之組中之至少1種為較佳,環氧樹脂、改性環氧樹脂、聚矽氧樹脂、改性聚矽氧樹脂更為佳。 又,作為上述樹脂,使用耐熱性、耐候性、耐光性優異之樹脂為較佳。 又,為了使上述樹脂中具有特定功能,亦能夠混合選自包括填充劑、擴散劑、顏料、熒光物質、反射性物質、紫外線吸收劑及抗氧化劑之組中之至少1種。 又,作為上述樹脂亦能夠使用接著性組成物,可以舉出例如統稱為:底膠填充材料(液體)、NCP(Non Conductive Paste:非導電膠)(膠狀)、NCF(Non Conductive Film:非導電性膠膜)(薄膜狀)之半導體用接著劑,亦能夠使用乾膜抗蝕劑等。 進而,作為上述絕緣層,可以使用亦作為上述配線記載之導電粒子排列型各向異性導電膜(ACF)。 又,在本發明中,作為上述絕緣層的態樣並不限定於上述者。
<鑽孔製程> 鑽孔製程可以考慮雷射加工、鑽孔加工、乾式蝕刻等物理方法、以及基於濕式蝕刻之化學方法,但並不限定於該等方法。
〔半導體封裝體的製造方法3〕 藉由以下製造方法能夠製作圖8所示之半導體封裝體30,前述製作方法在上述半導體封裝體的製造方法1及半導體封裝體的製造方法2中記載的上述金屬填充製程與上述半導體元件裝配製程或半導體元件搭載製程之間,依次具有:遮罩層形成製程,在金屬填充微細構造體的表面形成遮罩層;填充金屬去除製程,去除填充到上述陽極氧化膜中之上述金屬M2、金屬M1;及遮罩層去除製程,去除上述遮罩層。 圖8係表示半導體封裝體的第3例之示意性剖視圖。 圖8所示之半導體封裝體30與圖6所示之半導體封裝體30相比,除了金屬填充微細構造體10的結構不同以外,結構相同。金屬填充微細構造體10在藉由填充金屬去除製程而被去除金屬M2、金屬M1之部份填充有樹脂8。金屬填充微細構造體10和半導體元件32藉由設置於未被去除之金屬5上之焊球35而電連接。
〔半導體封裝體的製造方法4〕 藉由以下製造方法能夠製作圖9所示之半導體封裝體30,前述製造方法在上述半導體封裝體的製造方法1及半導體封裝體的製造方法2中記載的上述金屬填充製程與上述半導體元件裝配製程或半導體元件搭載製程之間,依次具有:遮罩層形成製程,在上述金屬填充微細構造體的表面形成遮罩層;金屬填充微細構造體去除製程,去除上述金屬填充微細構造體;樹脂填充製程,在經去除上述金屬填充微細構造體之部份填充樹脂;及遮罩層去除製程,去除上述遮罩層。 圖9係表示半導體封裝體的第4例之示意性剖視圖。 圖9所示之半導體封裝體30與圖6所示之半導體封裝體30相比,除了金屬填充微細構造體10的結構不同以外,結構相同。金屬填充微細構造體10在藉由金屬填充微細構造體去除製程而被去除之部份,藉由樹脂填充製程填充有樹脂9。金屬填充微細構造體10和半導體元件32藉由設置於未被去除之金屬5上之焊球35而電連接。
<遮罩層形成製程> 上述遮罩層形成製程係在上述〔金屬填充製程〕之後,在金屬填充微細構造體的表面形成具有特定開口圖案(開口部)之遮罩層之製程。 上述遮罩層例如能夠藉由以下方法等而形成:在上述金屬填充微細構造體的表面形成圖像記錄層之後,對上述圖像記錄層進行曝光或藉由加熱而賦予能量,從而在特定開口圖案上進行顯影。在此,形成上述圖像記錄層之材料並無特別的限定,能夠使用形成先前公知的感光層(光阻層)或感熱層之材料,依需要亦可以含有紅外線吸收劑等添加劑。
<遮罩層去除製程> 上述遮罩層去除製程係去除上述遮罩層之製程。 在此,去除上述遮罩層之方法並無特別的限定,可以舉出例如使用溶解上述遮罩層且不溶解上述鋁基板及上述陽極氧化膜之液體來溶解並去除上述遮罩層之方法。作為該種液體,例如在上述遮罩層中使用感光層及感熱層之情況下,可以舉出公知的顯影液。
<填充金屬去除製程> 上述填充金屬去除製程係去除存在於上述遮罩層的開口部下部之金屬填充微細構造體中的金屬M2、金屬M1之製程。在此,去除上述金屬M2、金屬M1之方法並無特別的限定,可以舉出例如使用過氧化氫水溶液或酸性水溶液或它們的混合液來溶解金屬M2、金屬M1之方法等。
<金屬填充微細構造體去除製程> 上述金屬填充微細構造體去除製程係去除存在於上述遮罩層的開口部下部之金屬填充微細構造體之製程。 在此,去除上述金屬填充微細構造體之方法並無特別的限定,可以舉出例如使用鹼性蝕刻水溶液或酸性水溶液來溶解金屬填充微細構造體的陽極氧化膜之方法等。
<水洗處理> 上述各處理的製程結束之後進行水洗為較佳。水洗中能夠使用純水、井水及自來水等。為了防止處理液進入下一製程而可以使用夾持裝置。
〔半導體封裝體的製造方法5〕 上述〔基板去除製程〕之後,藉由以下製造方法而能夠製作圖10所示之半導體封裝體30,前述製造方法具有在所露出之金屬填充微細構造體的表面形成至少1層以上的配線層之配線層形成製程。 圖10係表示半導體封裝體的第5例之示意性剖視圖。 圖10所示之半導體封裝體30與圖6所示之半導體封裝體30相比不同點在於,除了在金屬填充微細構造體10的背面10b設置有配線基板40以外,結構相同。 配線基板40在具有電絕緣性之絕緣性基材42上設置有配線層44。配線層44中的一方與金屬填充微細構造體10的金屬5電連接,另一方與焊球45電連接。藉此,能夠從半導體元件32將訊號等導出到半導體封裝體30的外部。又,能夠從半導體封裝體30的外部將訊號、電壓或電流等供給到半導體元件32。
〔半導體封裝體的製造方法6〕 在上述〔半導體封裝體的製造方法5〕的配線層形成製程之後,藉由以下製造方法能夠製作圖11所示之經積層半導體封裝基板之PoP(Package on Package:層疊封裝)基板31,前述製造方法具有至少進行1次以上搭載有上述半導體封裝體和半導體元件之封裝基板的接合之製程。
圖11係表示積層半導體封裝基板之結構之示意性剖視圖。 圖11所示之PoP基板31中,半導體封裝基板30a和半導體封裝基板30b被積層,並藉由焊球58而電連接。半導體封裝基板30a在金屬填充微細構造體10的表面10a設置有配線層46。配線層46在絕緣層47上設置有例如2個配線48。各配線48藉由焊球35而與1個半導體元件32電連接。配線層46及1個半導體元件32被模塑樹脂34所包覆。 又,金屬填充微細構造體10的背面10b設置有配線層50。配線層50在絕緣性基材51上設置有2個配線層52。各配線層52分別經由金屬填充微細構造體10的金屬5而與焊球35電連接。 半導體封裝基板30b例如在基板54的兩側設置有電極55,在中央部設置有2個電極56。中央部的各電極56分別經由焊球35而與半導體元件32電連接。基板54的兩側電極55分別經由焊球58而與半導體封裝基板30a的配線層52電連接。
〔半導體封裝體的製造方法7〕 在上述〔半導體封裝體的製造方法2〕中記載的絕緣層形成製程之後,藉由以下製造方法能夠製作圖12所示之半導體封裝體30,前述製造方法具有在絕緣層上鑽孔,以露出存在於上述絕緣層下方之上述配線之製程。藉此能夠製作零件內置基板。 圖12係表示半導體封裝體的第6例之示意性剖視圖。 圖12所示之半導體封裝體30與圖7所示之半導體封裝體30相比不同點在於,除了在絕緣層38上設置有露出配線37之孔39以外,結構相同。
另外,本發明並非係限定於上述實施形態者,作為裝配形態,可以舉出例如SoC(System on a chip:單晶片系統)、SiP(System in Package:系統封裝)、PoP(Package on Package:層疊封裝)、PiP(Polysilicon Insulater Polysilicon:多晶矽-絕緣體-多晶矽)、CSP(Chip Scale Package:晶片尺寸封裝)、TSV(Through Silicon Via:矽穿孔)等。
更詳細而,例如本發明的金屬填充微細構造體除了能夠使用於半導體元件單體的資料訊號或電源的連接以外,還能夠作為地線部及導熱部而使用。
又,本發明的金屬填充微細構造體除了能夠使用於2個以上的半導體元件之間的資料訊號或電源的連接以外,還能夠作為地線部及導熱部而使用。作為該等態樣,可以舉出例如使用本發明的金屬填充微細構造體作為以下例中之載板。 ・3維SoC邏輯器件(例如均質基板(載板上積層了複數層FPGA(Field Programmable Gate Array:場域可程式閘陣列)者)、異質基板(載板上積層了數位器件、模擬器件、RF器件、MEMS及記憶體者)等) ・組合了邏輯和記憶體之3維SiP(Wide I/O)(例如載板上或上下積層CPU和DRAM者、載板上或上下積層GPU和DRAM者、載板上或上下積層了ASIC/FPGA和WideI/O記憶體者、載板上或上下積層APE和WideI/O記憶體者等) ・組合了SoC和DRAM之2.5維異質基板
又,如圖13所示,本發明的金屬填充微細構造體亦能夠使用於半導體封裝體30與印刷配線基板60的電連接。印刷配線基板60設置於半導體封裝體30的金屬填充微細構造體10的背面10b。印刷配線基板60例如在由樹脂構成之絕緣性基材62上設置有配線層64。配線層64與金屬填充微細構造體10的背面10b的金屬5電連接。
又,本發明的金屬填充微細構造體亦能夠使用於2個以上的半導體封裝體彼此的連接(PoP),作為該情況下之態樣,可以舉出例如本發明的金屬填充微細構造體經由特定配線而與配置於其上下面側之2個半導體封裝體連接之態樣。 又,本發明的金屬填充微細構造體亦能夠使用於藉由將2個以上的半導體元件堆積於基板上之態樣或平放之態樣而進行封裝之多晶片封裝體,作為該情況下之態樣,可以舉出例如在本發明的金屬填充微細構造體上積層2個半導體元件,並經由特定配線而連接之態樣。
又,本發明的金屬填充微細構造體的用途並不限定於上述者,例如藉由貼合矽載板或玻璃載板而能夠製作經簡化配線程序之載板。 進而,本發明的金屬填充微細構造體亦能夠使用於印刷配線基板或柔性基板與剛性基板的連接、柔性基板彼此的連接、剛性基板彼此的連接等。而且,本發明的金屬填充微細構造體亦能夠作為檢查設備的探針及散熱片單體而使用。
作為使用如以上說明之本發明的金屬填充微細構造體及本發明的半導體封裝體之最終產品並無特別的限定,可以較佳地舉出例如智能TV、移動通訊終端、移動電話、智能手機、平板終端、台式PC(Personal computer:個人電腦)、筆記型PC、網路設備(路由器、開關)、有線基礎設備、數位相機、遊戲機、控制器、資料中心、伺服器 、HPC(high-performance computing:高效能計算)、圖案卡、網路伺服器、儲存器、晶片組、車載(電子控制設備、駕駛支持系統)、汽車導航系統、PND(Personal Navigation Device:個人導航設備)、照明(普通照明、車載照明、LED照明、OLED(Organic Light Emitting Diode:有機發光二極體)照明)、電視機、顯示器、顯示面板(液晶面板、有機EL面板、電子紙)、音樂再生終端、產業用設備、產業用機器人、檢查裝置、醫療設備、生活家電及家用家電等白色家電、宇宙用設備、飛機用設備及隨身器件等。 [實施例]
以下示出實施例對本發明具體地進行說明。然而,本發明並不限定於此。
〔實施例1〕 <鋁基板的製作> 使用含有Si:0.06質量%、Fe:0.30質量%、Cu:0.005質量%、Mn:0.001質量%、Mg:0.001質量%、Zn:0.001質量%、Ti:0.03質量%且餘量為Al和不可避免雜質的鋁合金,製備熔融金屬,並進行熔融金屬處理及過濾,之後,藉由DC(Direct Chill:直接激冷)鑄造法製作出厚度為500mm、寬度為1200mm的鑄塊。 其次,用面削機以平均10mm的厚度對表面進行銑削之後,在550℃下保持均熱約5小時,當溫度下降至400℃時,使用熱軋機設為厚度2.7mm的軋製板。 進而,使用連續退火機在500℃下進行熱處理之後,藉由冷軋精加工成1.0mm厚度,得到JIS 1050材料的鋁基板。 將該鋁基板設為1030mm寬度之後,實施了以下所示之各處理。
<電解研磨處理> 使用以下組成的電解研磨液,在電壓25V、液體溫度65℃、液體流速3.0m/min的條件下,對上述鋁基板實施了電解研磨處理。 陰極設為碳電極,電源使用了GP0110-30R(TAKASAGO LTD.製造)。又,使用旋漩渦式流量監測器FLM22-10PCW(AS ONE Corporation.製造)計測了電解液的流速。 (電解研磨液組成) ・85質量%磷酸(Wako Pure Chemical,Ltd.試劑) 660mL ・純水 160mL ・硫酸 150mL ・乙二醇. 30mL
<陽極氧化處理製程> 其次,按照日本特開2007-204802號公報中記載的順序,藉由自有序化法對電解研磨處理之後的鋁基板實施了陽極氧化處理。 用0.50mol/L的草酸電解液,在電壓40V、液體溫度16℃、液體流速3.0m/min的條件下,對電解研磨處理之後的鋁基板實施6小時的陽極氧化處理,得到了膜厚40μm的陽極氧化膜。 另外,在陽極氧化處理中,陰極設為不銹鋼電極,電源使用了GP0110-30R(TAKASAGO LTD.製造)。又,冷卻裝置使用了NeoCool BD36(Yamato Scientific Co.,Ltd.製造),攪拌加溫裝置使用了對攪拌器 PS-100(EYELATOKYO RIKAKIKAI CO,LTD.製造)。進而,使用漩渦式流量監測器FLM22-10PCW(AS ONE Corporation.製造)計測了電解液的流速。
<保持製程> 其次,在陽極氧化處理製程之後,在圖5A所示之電壓下降圖案中使電壓下降至10V,在10V下實施了保持12分鐘之電解處理。另外,關於除了電壓及時間以外的條件,在與陽極氧化處理製程中之陽極氧化處理條件相同的條件下進行了保持(電解處理)。
<阻擋層去除製程> 其次,在保持製程之後,使用在氫氧化鈉水溶液(50g/L)中溶解了氧化鋅以成為2000ppm之鹼性水溶液,實施在30℃下浸漬150秒鐘之蝕刻處理,去除存在於陽極氧化膜的微孔底部之阻擋層,並且,同時使鋅(金屬M1)析出到所露出鋁基板的表面。 又,阻擋層去除製程之後的陽極氧化膜的平均厚度為30μm。
<金屬填充製程> 其次,將鋁基板設為陰極且將鉑設為正極,實施了電解鍍覆處理。 具體而言,使用以下所示組成的銅鍍液實施恆定電流電解,藉此製作出微孔內部填充有銅之金屬填充微細構造體。 在此,在恆定電流電解中,使用YAMAMOTO-MS CO.,LTD.製造的鍍覆裝置,並使用HOKUTO DENKO CORP.製造的電源(HZ-3000),在鍍液中進行循環伏安法而確認析出電位之後,在以下所示條件下實施了處理。 (銅鍍液組成及條件) ・硫酸銅 100g/L ・硫酸 50g/L ・鹽酸 15g/L ・溫度 25℃ ・電流密度 10A/dm2
<基板去除製程> 其次,藉由浸漬於氯化銅/鹽酸的混合溶液中而溶解並去除鋁基板,製作出金屬填充微細構造體。
〔實施例2~8〕 將陽極氧化處理製程及保持製程中之條件變更為下述表1所示各條件,除此以外,以與實施例1相同的方法製作出金屬填充微細構造體。
〔比較例1~14〕 將陽極氧化處理製程及保持製程中之條件變更為下述表1所示各條件,除此以外,以與實施例1相同的方法製作出金屬填充微細構造體。 另外,下述表1中,關於比較例1~3、6及7,在保持製程的“電壓下降圖案”項中記載為圖5C或圖5D,但該等電壓下降圖案均為不存在保持製程之圖案,因此關於保持製程的“電壓”及“時間”均標記為“-”。
〔評價〕 關於在實施例1~8及比較例1~9中所製作之各金屬填充微細構造體,藉由以下所示方法對面內均勻性及密接性進行了評價。將該等結果示於下述表1中。
<面內均勻性> 在各金屬填充微細構造體的製作中,剛進行金屬填充製程之後使用FE-SEM,以5萬倍的倍率拍攝横向上相鄰之10個視場的照片,由以未填充有金屬之微孔的數量除以所有微孔的數量之值,算出未填充有金屬之微孔的數量的比例,並按以下基準進行了評價。 AA:未填充有金屬之微孔的比例(以下,在本段中縮寫為“未填充率”。)小於1%者。 A:未填充率為1%以上且小於5%者。 B:未填充率為5%以上且小於10%者。 C:未填充率為10%以上且小於20%者。 D:未填充率為20%以上且小於30%者。 E:未填充率為30%以上且小於50%者。 F:未填充率為50%以上者。
<密接性> 在各金屬填充微細構造體的製作中,按以下基準,對阻擋層去除製程及金屬填充製程中之陽極氧化膜的鋁基板之密接性進行了評價。 A:在阻擋層去除製程及金屬填充製程中,陽極氧化膜不會從鋁基板剝離,即使彎曲鋁基板亦未引起剝離者。 B:在阻擋層去除製程及金屬填充製程中,陽極氧化膜不會從鋁基板剝離,在金屬填充製程之後,若彎曲鋁基板,則陽極氧化膜局部從鋁基板剝離者。 C:在阻擋層去除製程中,陽極氧化膜不會從鋁基板剝離,在金屬填充製程中,陽極氧化膜從鋁基板剝離者。 D:在阻擋層去除製程中,陽極氧化膜從鋁基板剝離者。 E:在金屬填充製程中金屬不析出,或者在阻擋層去除製程中陽極氧化膜的上層部溶解者。
由第1表所示結果可知,在使陽極氧化處理製程中之電壓一次下降至0V且不具有保持製程之情況下,無論有無阻擋層去除製程,填充於微孔之金屬的面內均勻性均差(比較例1及7)。 又,可知在使陽極氧化處理製程中之電壓連續下降至0V且不具有保持製程之情況下,無論有無阻擋層去除製程,填充於微孔之金屬的面內均勻性均差(比較例2、3及6)。 進而,可知在不滿足保持製程中之電壓及時間中的任一條件之情況下,無論有無阻擋層去除製程,填充於微孔之金屬的面內均勻性均差(比較例4、5、8及9)。 進而,可知即使在具有陽極氧化處理製程之後的保持製程之情況下,在不具有阻擋層去除製程之情況下,填充於微孔之金屬的面內均勻性差(比較例11~14)。
相對於此,可知在陽極氧化處理製程之後,藉由依次實施保持製程及阻擋層去除製程,填充於微孔之金屬的面內均勻性變得良好(實施例1~8)。 尤其,由實施例1~5的對比可知,若保持製程中之保持時間為5分鐘以上且10分鐘以下,則填充於微孔之金屬的面內均勻性變得更良好。 又,由實施例4與實施例6的對比、以及實施例5與實施例7的對比可知,若保持製程中之電壓在陽極氧化處理製程結束之後1秒鐘以內,設定為選自1V以上且小於前述陽極氧化處理製程中之電壓的30%的範圍之保持電壓的95%以上且105%以下的電壓,則填充於微孔之金屬的面內均勻性進一步變得良好。
1‧‧‧鋁基板2‧‧‧微孔3‧‧‧阻擋層4‧‧‧陽極氧化膜5a‧‧‧金屬M15b‧‧‧金屬M25‧‧‧金屬7‧‧‧樹脂層8、9‧‧‧樹脂10、20‧‧‧金屬填充微細構造體10a‧‧‧表面10b‧‧‧背面21‧‧‧卷芯30‧‧‧半導體封裝體30a‧‧‧半導體封裝基板30b‧‧‧半導體封裝基板31‧‧‧PoP基板32‧‧‧半導體元件34‧‧‧模塑樹脂35、45、58‧‧‧焊球36、39‧‧‧孔37、48‧‧‧配線38、47、74‧‧‧絕緣層40‧‧‧配線基板42、51、62、71‧‧‧絕緣性基材44、46、50、52、64、75‧‧‧配線層54‧‧‧基板55、56‧‧‧電極60‧‧‧印刷配線基板70‧‧‧線狀導體72‧‧‧訊號配線73‧‧‧接地線
圖1A係在用於說明本發明的金屬填充微細構造體的製造方法的一例(第1態樣)的示意性剖視圖中、表示實施陽極氧化處理之鋁基板之示意性剖視圖。 圖1B係在用於說明本發明的金屬填充微細構造體的製造方法的一例(第1態樣)的示意性剖視圖中、表示陽極氧化處理製程之後的狀態之示意性剖視圖。 圖1C係在用於說明本發明的金屬填充微細構造體的製造方法的一例(第1態樣)的示意性剖視圖中、表示保持製程之後的狀態之示意性剖視圖。 圖1D係在用於說明本發明的金屬填充微細構造體的製造方法的一例(第1態樣)的示意性剖視圖中、表示阻擋層去除製程之後的狀態之示意性剖視圖。 圖1E係在用於說明本發明的金屬填充微細構造體的製造方法的一例(第1態樣)的示意性剖視圖中、表示金屬填充製程之後的狀態之示意性剖視圖。 圖1F係在用於說明本發明的金屬填充微細構造體的製造方法的一例(第1態樣)的示意性剖視圖中、表示基板去除製程之後的狀態之示意性剖視圖。 圖2A係在用於說明本發明的金屬填充微細構造體的製造方法的另一例(第2態樣)的示意性剖視圖中、表示實施陽極氧化處理之鋁基板之示意性剖視圖。 圖2B係在用於說明本發明的金屬填充微細構造體的製造方法的一例(第2態樣)的示意性剖視圖中、表示陽極氧化處理製程之後的狀態之示意性剖視圖。 圖2C係在用於說明本發明的金屬填充微細構造體的製造方法的一例(第2態樣)的示意性剖視圖中、表示保持製程之後的狀態之示意性剖視圖。 圖2D係在用於說明本發明的金屬填充微細構造體的製造方法的一例(第2態樣)的示意性剖視圖中、表示阻擋層去除製程之後的狀態之示意性剖視圖。 圖2E係在用於說明本發明的金屬填充微細構造體的製造方法的一例(第2態樣)的示意性剖視圖中、表示金屬填充製程之後的狀態之示意性剖視圖。 圖2F係在用於說明本發明的金屬填充微細構造體的製造方法的一例(第2態樣)的示意性剖視圖中、表示表面金屬突出製程之後的狀態之示意性剖視圖。 圖2G係在用於說明本發明的金屬填充微細構造體的製造方法的一例(第2態樣)的示意性剖視圖中、表示基板去除製程之後的狀態之示意性剖視圖。 圖2H係在用於說明本發明的金屬填充微細構造體的製造方法的一例(第2態樣)的示意性剖視圖中、表示背面金屬突出製程之後的狀態之示意性剖視圖。 圖3A係在用於說明本發明的金屬填充微細構造體的製造方法的另一例(第3態樣)的示意性剖視圖中、表示實施陽極氧化處理之鋁基板之示意性剖視圖。 圖3B係在用於說明本發明的金屬填充微細構造體的製造方法的一例(第3態樣)的示意性剖視圖中、表示陽極氧化處理製程之後的狀態之示意性剖視圖。 圖3C係在用於說明本發明的金屬填充微細構造體的製造方法的一例(第3態樣)的示意性剖視圖中、表示保持製程之後的狀態之示意性剖視圖。 圖3D係在用於說明本發明的金屬填充微細構造體的製造方法的一例(第3態樣)的示意性剖視圖中、表示阻擋層去除製程之後的狀態之示意性剖視圖。 圖3E係在用於說明本發明的金屬填充微細構造體的製造方法的一例(第3態樣)的示意性剖視圖中、表示金屬填充製程之後的狀態之示意性剖視圖。 圖3F係在用於說明本發明的金屬填充微細構造體的製造方法的一例(第3態樣)的示意性剖視圖中、表示樹脂層形成製程之後的狀態之示意性剖視圖。 圖3G係在用於說明本發明的金屬填充微細構造體的製造方法的一例(第3態樣)的示意性剖視圖中、表示基板去除製程之後的狀態之示意性剖視圖。 圖4係說明藉由本發明的金屬填充微細構造體的製造方法而製作之金屬填充微細構造體的供給形態的一例之示意圖。 圖5A係表示從陽極氧化處理製程中之電壓下降至保持製程中之電壓時的電壓下降圖案之示意圖。 圖5B係表示從陽極氧化處理製程中之電壓下降至保持製程中之電壓時的電壓下降圖案之示意圖。 圖5C係表示使陽極氧化處理製程中之電壓一次下降至0V、且未設置保持製程之電壓下降圖案之示意圖。 圖5D係表示使陽極氧化處理製程中之電壓連續下降至0V、且未設置保持製程之電壓下降圖案之示意圖。 圖6係表示半導體封裝體的第1例之示意性剖視圖。 圖7係表示半導體封裝體的第2例之示意性剖視圖。 圖8係表示半導體封裝體的第3例之示意性剖視圖。 圖9係表示半導體封裝體的第4例之示意性剖視圖。 圖10係表示半導體封裝體的第5例之示意性剖視圖。 圖11係表示積層了半導體封裝基板之結構之示意性剖視圖。 圖12係表示半導體封裝體的第6例之示意性剖視圖。 圖13係表示半導體封裝體的第7例之示意性剖視圖。 圖14係用於說明同軸構造的示意性剖視圖。 圖15係用於說明同軸構造的示意俯視圖。
1:鋁基板
Claims (9)
- 一種金屬填充微細構造體的製造方法,其具有: 陽極氧化處理製程,對鋁基板的單側表面實施陽極氧化處理,在該鋁基板的單側表面形成具有存在於厚度方向上之微孔和存在於該微孔的底部之阻擋層之陽極氧化膜; 保持製程,在該陽極氧化處理製程之後,在選自1V以上且小於該陽極氧化處理製程中之電壓的30%的範圍之保持電壓的95%以上且105%以下的電壓下,保持共計5分鐘以上; 阻擋層去除製程,在該保持製程之後,使用包含氫過電壓比鋁高的金屬M1離子之鹼性水溶液,去除該陽極氧化膜的該阻擋層; 金屬填充製程,在該阻擋層去除製程之後,實施鍍覆處理,從而將金屬M2填充於該微孔的內部; 基板去除製程,在該金屬填充製程之後,去除該鋁基板,得到金屬填充微細構造體。
- 如申請專利範圍第1項所述之金屬填充微細構造體的製造方法,其中 該保持製程中之保持時間為5分鐘以上且10分鐘以下。
- 如申請專利範圍第1項所述之金屬填充微細構造體的製造方法,其中 該保持製程中之電壓為該陽極氧化處理中之電壓的5%以上且25%以下。
- 如申請專利範圍第2項所述之金屬填充微細構造體的製造方法,其中 該保持製程中之電壓為該陽極氧化處理中之電壓的5%以上且25%以下。
- 如申請專利範圍第1項所述之金屬填充微細構造體的製造方法,其中 該保持製程中之電壓在該陽極氧化處理製程結束之後1秒鐘以內,設定為該保持電壓的95%以上且105%以下的電壓。
- 如申請專利範圍第2項所述之金屬填充微細構造體的製造方法,其中 該保持製程中之電壓在該陽極氧化處理製程結束之後1秒鐘以內,設定為該保持電壓的95%以上且105%以下的電壓。
- 如申請專利範圍第3項所述之金屬填充微細構造體的製造方法,其中 該保持製程中之電壓在該陽極氧化處理製程結束之後1秒鐘以內,設定為該保持電壓的95%以上且105%以下的電壓。
- 如申請專利範圍第4項所述之金屬填充微細構造體的製造方法,其中 該保持製程中之電壓在該陽極氧化處理製程結束之後1秒鐘以內,設定為該保持電壓的95%以上且105%以下的電壓。
- 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之金屬填充微細構造體的製造方法,其中 該阻擋層去除製程中所使用之該金屬M1係離子化傾向比該金屬填充製程中所使用之該金屬M2高的金屬。
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