WO2010073800A1 - 電子部品とその製造方法 - Google Patents

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WO2010073800A1
WO2010073800A1 PCT/JP2009/067830 JP2009067830W WO2010073800A1 WO 2010073800 A1 WO2010073800 A1 WO 2010073800A1 JP 2009067830 W JP2009067830 W JP 2009067830W WO 2010073800 A1 WO2010073800 A1 WO 2010073800A1
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resin layer
pattern
electronic component
manufacturing
conductor
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水越 正孝
石月 義克
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富士通株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an electronic component and a manufacturing method thereof.
  • the wiring width remains at least about a few tens of ⁇ m, and the wiring width is two orders of magnitude larger than that of the semiconductor element.
  • the subtract method is to form a wiring by wet etching the conductive film while using a resist pattern as a mask.
  • This method is disadvantageous for the formation of fine wiring because etching proceeds isotropically, and only a wiring width of about 35 ⁇ m can be realized at a minimum.
  • a plating resist is formed thereon, and a conductive film is formed by electrolytic plating in the opening of the plating resist while supplying power to the seed layer. Then, after removing the plating resist, the seed layer is wet etched to form a wiring made of the conductive film remaining without being etched.
  • the wiring width can be reduced as compared with the subtract method.
  • the wiring width is about 5 ⁇ m, it becomes difficult to form the wiring in a stable shape, and the adhesion between the wiring and the base deteriorates.
  • the semi-additive method is often used to form wiring having a width larger than 10 ⁇ m.
  • the imprint method is to form wiring grooves and holes in the resin layer by imprinting irregularities on the surface of the conductor plate (stamper) on the resin layer.
  • a conductive film is formed in the wiring groove by a plating method or the like, and an excess conductive film on the resin layer is removed by CMP (Chemical Mechanical Polishing) or the like to form a wiring in the wiring groove.
  • the imprint method is used to form fine and complicated wiring, when the conductor plate is peeled from the resin layer, a part of the resin layer adheres to the conductor plate and the wiring groove is lost. There is a problem of end. Further, the imprint method also has a problem that the wiring pattern irregularities formed on the conductor plate are deformed while the conductor plate is used many times. JP 2007-36217 A JP 2006-1000046 A JP 2005-5721 A JP 2006-303438 A JP 2008-84958 A
  • the object is to form a finer conductor pattern than before.
  • a step of forming a resin layer on a base, a conductor plate having a pattern formed on one main surface is pressed against the resin layer, and the pattern is embedded in the resin layer
  • a method of manufacturing an electronic component comprising: a step and a step of polishing, CMP, or cutting the other main surface of the conductor plate until the resin layer appears, and leaving the pattern as a conductor pattern on the resin layer.
  • the step of arranging a plurality of bases having recesses formed on one main surface, and the recesses of each of the bases are formed on one main surface of the conductor plate.
  • a method of manufacturing an electronic component including a step of polishing, CMP, or cutting the other main surface of the substrate and leaving the pattern as a conductor pattern on the resin layer.
  • a base an electrode pad formed on the base, a resin layer formed on the base and the electrode pad, and the electrode pad
  • An electronic component having a conductor pattern embedded in the resin layer and having the conductor pattern and the electrode pad bonded together via a low-melting point metal is provided.
  • a base an electrode pad formed on the base, a resin layer formed on the base and the electrode pad, and embedded in the resin layer
  • an electronic component having a conductor pattern provided with a protrusion abutting on the electrode pad, the tip of the protrusion being crushed laterally on the upper surface of the electrode pad.
  • 1A and 1B are cross-sectional views (part 1) in the course of manufacturing the electronic component according to the first embodiment.
  • 2A and 2B are cross-sectional views (part 2) in the course of manufacturing the electronic component according to the first embodiment.
  • 3A and 3B are cross-sectional views (part 1) in the course of manufacturing the electronic component according to the second embodiment.
  • 4A and 4B are cross-sectional views (part 2) in the middle of manufacturing the electronic component according to the second embodiment.
  • 5A and 5B are cross-sectional views (part 1) in the course of manufacturing the electronic component according to the third embodiment.
  • 6A and 6B are cross-sectional views (part 2) in the middle of manufacturing the electronic component according to the third embodiment.
  • FIGS. 7 is sectional drawing (the 3) in the middle of manufacture of the electronic component which concerns on 3rd Embodiment.
  • 8A and 8B are cross-sectional views (part 1) in the middle of manufacturing the electronic component according to the fourth embodiment.
  • 9A and 9B are cross-sectional views (part 2) in the middle of manufacturing the electronic component according to the fourth embodiment.
  • 10A and 10B are cross-sectional views (part 3) in the middle of manufacturing the electronic component according to the fourth embodiment.
  • 11A and 11B are cross-sectional views (part 1) in the middle of manufacturing the electronic component according to the fifth embodiment.
  • 12A and 12B are cross-sectional views (part 2) in the middle of manufacturing the electronic component according to the fifth embodiment.
  • FIGS. 16A and 16B are cross-sectional views (part 6) in the middle of manufacturing the electronic component according to the fifth embodiment.
  • FIG. 17: is sectional drawing (the 1) in the middle of manufacture of the electronic component which concerns on 6th Embodiment.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view (part 2) in the middle of manufacturing the electronic component according to the sixth embodiment.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view (part 3) in the middle of manufacturing the electronic component according to the sixth embodiment.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view (part 4) in the middle of manufacturing the electronic component according to the sixth embodiment.
  • 21A and 21B are cross-sectional views (part 1) in the middle of manufacturing the electronic component according to the seventh embodiment.
  • 22A and 22B are cross-sectional views (part 2) in the middle of manufacturing the electronic component according to the seventh embodiment.
  • 23A and 23B are sectional views (part 1) in the middle of manufacturing the electronic component according to the eighth embodiment.
  • 24A and 24B are cross-sectional views (part 2) in the middle of manufacturing the electronic component according to the eighth embodiment.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view (part 3) in the middle of manufacturing the electronic component according to the eighth embodiment.
  • FIGS. 26A and 26B are cross-sectional views illustrating another method for manufacturing an electronic component according to the eighth embodiment.
  • FIG. 27 is a first cross-sectional view of the electronic component according to the ninth embodiment during manufacture.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view (No. 2) in the middle of manufacturing the electronic component according to the ninth embodiment.
  • FIG. 29 is a cross-sectional view (part 3) in the middle of manufacturing the electronic component according to the ninth embodiment.
  • FIG. 30 is a cross-sectional view (No. 4) in the middle of manufacturing the electronic component according to the ninth embodiment.
  • FIG. 31 is a sectional view (part 5) in the middle of manufacturing the electronic component according to the ninth embodiment.
  • FIG. 32 is a cross-sectional view (No. 6) in the middle of manufacturing the electronic component according to the ninth embodiment.
  • FIG. 33 is an enlarged plan view of an electronic device according to the ninth embodiment.
  • 34 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG.
  • FIG. 35 is a cross-sectional view of an electronic device according to a comparative example.
  • FIGS. 36A and 36B are cross-sectional views (part 1) in the middle of manufacturing the conductor plate mold according to the first example of the tenth embodiment.
  • FIGS. 37A and 37B are cross-sectional views (part 2) in the middle of manufacturing the conductor plate mold according to the first example of the tenth embodiment.
  • FIGS. 38A and 38B are cross-sectional views (part 3) in the middle of manufacturing the conductor plate mold according to the first example of the tenth embodiment.
  • FIGS. 39A and 39B are cross-sectional views (part 4) in the middle of the manufacture of the conductor plate mold according to the first example of the tenth embodiment.
  • FIGS. 40A and 40B are cross-sectional views (part 5) in the middle of manufacturing the conductor plate mold according to the first example of the tenth embodiment.
  • 41 (a) and 41 (b) are cross-sectional views (part 1) in the middle of the manufacture of the conductor plate mold according to the second example of the tenth embodiment.
  • FIG. 42A and 42B are cross-sectional views (part 2) in the middle of manufacturing the conductor plate mold according to the second example of the tenth embodiment.
  • FIG. 43 is a cross-sectional view (No. 3) in the middle of manufacturing the mold of the conductor plate according to the second example of the tenth embodiment.
  • FIG. 44 is a cross-sectional view (part 1) of the conductor plate mold according to the third example of the tenth embodiment in the middle of manufacture.
  • FIG. 45: is sectional drawing (the 2) in the middle of manufacture of the type
  • FIG. 46 is a cross-sectional view (No.
  • FIG. 47 is a cross-sectional view (No. 4) of the conductor plate mold according to the third example of the tenth embodiment in the middle of manufacture.
  • FIG. 48 is a cross-sectional view (No. 5) in the middle of manufacturing the conductor plate mold according to the third example of the tenth embodiment.
  • 49A and 49B are cross-sectional views (part 1) in the middle of manufacturing the conductor plate according to the eleventh embodiment.
  • FIGS. 50A and 50B are cross-sectional views (part 2) in the middle of manufacturing the conductor plate according to the eleventh embodiment.
  • 51A and 51B are cross-sectional views (part 3) in the middle of manufacturing the conductor plate according to the eleventh embodiment.
  • FIG. 52 is an enlarged cross-sectional view of an electronic device manufactured using the conductor plate according to the eleventh embodiment.
  • FIG. 1 and FIG. 2 are cross-sectional views in the course of manufacturing an electronic component according to this embodiment.
  • a circuit board is produced as an electronic component as follows.
  • an adhesive layer 12 is formed on a transparent support substrate 11 such as a glass substrate.
  • a transparent support substrate 11 such as a glass substrate.
  • the adhesive layer 12 it is preferable to use a UV tape whose adhesive strength is reduced by irradiation of ultraviolet rays, a thermally foamed adhesive film whose adhesive strength is reduced by heating, or the like.
  • thermosetting resin or a thermoplastic resin is applied on the adhesive layer 12, and the first resin layer 13 made of these materials is formed to a thickness of about 10 to 20 ⁇ m, for example. However, this thickness is set according to the height of the convex pattern of the conductor plate described later.
  • thermosetting resins examples include epoxy resins, silicone resins, cyanate resins, polyolefin resins, acrylic resins, and benzocyclobutene.
  • thermosetting resins When using these thermosetting resins, it is preferable to form the first resin layer 13 and then to heat the first resin layer 13 into a semi-cured (B stage) state.
  • a film formed in a semi-cured (B stage) state in advance may be pasted on the adhesive layer 12 as the first resin layer 13.
  • the first conductive plate 14 having the convex pattern 14w formed on one main surface 14x is disposed on the first resin layer 13, and the transparent support substrate 11 and the first conductive plate 14 are aligned. I do.
  • the material of the first conductor plate 14 is not particularly limited. In the present embodiment, copper or a copper alloy useful for reducing the wiring resistance is used as the material of the first conductor plate 14.
  • the convex pattern 14w of the first conductor plate 14 has two levels of first and second convex portions 14a and 14b having different heights as shown in the drawing.
  • the first conductive plate 14 is pressed against the first resin layer 13 in a reduced pressure atmosphere, and the convex pattern 14 w is embedded in the first resin layer 13.
  • the first resin layer 13 since the first resin layer 13 is in a semi-cured state as described above, the first resin layer 13 flows when the first conductive plate 14 is pressed against the first resin layer 13, The convex pattern 14w can be embedded in the first resin layer 13 without a gap.
  • the first resin layer 13 When a thermoplastic resin is used as the first resin layer 13, the first resin softened by heating by heating the first resin layer 13 simultaneously with the pressing of the first conductor plate 14.
  • the convex pattern 14w can be easily embedded in the layer 13.
  • the first convex portion 14 a reaches the bottom surface of the first resin layer 13, while the second convex portion 14 b reaches a depth in the middle of the first resin layer 13. Embedded.
  • the first resin layer 13 is a thermosetting resin
  • the first resin layer 13 is cured by heating.
  • the first resin layer 13 is cooled and cured.
  • the adhesive force of the adhesive layer 12 is reduced by irradiating the adhesive layer 12 with ultraviolet rays through the transparent support substrate 11, and the first resin layer 13 is peeled from the transparent support substrate 11.
  • the adhesive force of the contact bonding layer 12 is reduced by irradiating the adhesive layer 12 with ultraviolet rays through the transparent support substrate 11, and the first resin layer 13 is peeled from the transparent support substrate 11.
  • a thermally foamed film As such a thermally foamed film, it is preferable to select a film that does not affect the peelability by heat when the thermosetting first resin layer 13 is thermoset.
  • a portion corresponding to the first convex portion 14a functions as a conductor plug, and a portion corresponding to the second convex portion 14b functions as a wiring. .
  • the formation of the first conductor pattern 14z eliminates the need for forming a conductive film by plating or patterning the conductive film by photolithography. Cost is low.
  • FIGS. 3 to 4 are cross-sectional views in the course of manufacturing an electronic component according to this embodiment.
  • the same elements as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted below.
  • the circuit board 10 including the first conductor pattern 14z of one layer is manufactured.
  • the two-layer conductor pattern is formed as follows. A circuit board on which is stacked is manufactured.
  • thermosetting second resin layer 17 is formed on each of the first resin layer 13 and the first conductor pattern 14z. Then, the second resin layer 17 is heated to a semi-cured state.
  • thermosetting resin that can be used as the second resin layer 17 includes, as described in the first embodiment, an epoxy resin, a silicone resin, a cyanate resin, a polyolefin resin, an acrylic resin, and There are benzocyclobutene and the like.
  • thermoplastic resins may be used instead of these thermosetting resins.
  • the second conductor plate 18 having the convex pattern 18w formed on one main surface 18x is disposed above the second resin layer 17, and the transparent support substrate 11 and the second conductor plate 18 are aligned. I do.
  • the second conductor plate 18 is made of, for example, copper or a copper alloy, and includes first and second protrusions 18a and 18b in addition to the wiring-shaped protrusion 18c.
  • the first protrusion 18a has a pointed cone-shaped tip, whereas the tip of the second protrusion 18b is flat, and the width thereof is such as the first protrusion 18a or the convex portion 18c.
  • the width is wider than other portions of the convex pattern 18w, for example, a width of 100 to several hundred ⁇ m.
  • the second conductive plate 18 is pressed against the second resin layer 17 in a semi-cured state, and the convex pattern 18w is embedded in the second resin layer 17, and each projection 18a and 18b are made to contact
  • the first protrusion 18a is in contact with the underlying first conductor pattern 14z, so that the cone-shaped tip is deformed and spreads in the lateral direction of the substrate.
  • the deformed cone-shaped tip has a function of preventing the conductor plate 18 from falling off from the second resin layer 17 during the manufacturing process, and provides a contact area between the first conductor pattern 14z and the convex pattern 18w. Has the ability to expand.
  • the second protrusion 18b is in contact with the underlying first conductor pattern 14z and the first resin layer 13 with a wider contact area than the first protrusion 18a, so that the convex pattern 18w has a depth greater than a required depth. It functions to prevent the second resin layer 17 from being excessively embedded in the second resin layer 17.
  • the second resin layer 17 is heated and cured.
  • thermoplastic resin as a material of the 2nd resin layer 17
  • the adhesive force of the adhesive layer 12 is reduced by ultraviolet irradiation or heating, and the first resin layer 13 is peeled from the transparent support substrate 11.
  • the above-described protrusions 18a and 18b serve as conductor plugs that electrically connect the upper and lower conductor patterns 14z and 18z. Further, the convex portion 18 c is a wiring embedded in the second resin layer 17.
  • circuit board 20 in which fine wirings are stacked vertically by embedding the convex pattern in the resin layer twice.
  • the tip of the first protrusion 18a is conical, the tip shape is crushed when the tip comes into contact with the upper surface of the first conductor pattern 14z. It spreads in the lateral direction, and the second conductor plate 18 is difficult to come off from the second resin layer 17.
  • the tips of the protrusions 18a expand in this way, the contact area between the first conductor pattern 14z and the second conductor pattern 18z increases, and the contact resistance between the conductor patterns 14z and 18z can be reduced.
  • the second protrusion 18b is provided on the convex pattern 18w, it is possible to prevent the convex pattern 18w from being excessively embedded in the second resin layer 17.
  • the width of the second protrusion 18b is unlikely to sink into the underlying first resin layer 13 or the like, It becomes easy to obtain the effect of preventing excessive embedding of the convex pattern 18w.
  • the electric resistance of the second protrusion 18b becomes smaller than that of the first protrusion 18a and the protrusion 18c, so that a power supply line through which a larger current flows than the signal line. It is preferable to use the second protrusion 18b as a grounding wire.
  • the number of conductor patterns stacked is two, but the present embodiment is not limited to this.
  • a)) may be repeated a required number of times, and the number of conductor patterns stacked may be three or more.
  • FIGS. 5 to 7 are cross-sectional views in the course of manufacturing an electronic component according to this embodiment.
  • a circuit board is produced as an electronic component using a conductor plate, but in this embodiment, a conductor pattern is formed on a circuit board already prepared as follows.
  • a circuit board 30 is prepared in which an electrode pad 32 made of, for example, a copper film having a thickness of about 5 to 10 ⁇ m is formed on the surface of a resin base material 31.
  • the resin base material 31 may replace with the resin base material 31, and may use the buildup board
  • thermosetting resin is applied on the circuit board 30 to form a resin layer 33 of 10 to 20 ⁇ m, for example.
  • the material of the resin layer 33 is not particularly limited, and thermosetting resins such as epoxy resins, silicone resins, cyanate resins, polyolefin resins, acrylic resins, and benzocyclobutene can be used.
  • the resin layer 33 is heated to a semi-cured state.
  • thermosetting resin as a material of the resin layer 33, and may use a thermoplastic resin.
  • a conductor plate 34 having a convex pattern 34w formed on one main surface 34x is disposed above the resin layer 33, and the circuit board 30 and the conductor plate 34 are aligned. Do.
  • the convex pattern 34w has a first projection 34a having a conical tip and a second projection 34b having a flat tip, as in the second embodiment.
  • the material of the conductor plate 34 it is preferable to use copper or a copper alloy useful for reducing the wiring resistance.
  • the conductor plate 34 is pressed against the semi-cured resin layer 33, and the convex pattern 34w is embedded in the resin layer 33.
  • the first protrusion 34a contacts the electrode pad 32 and the tip thereof is deformed, and the risk of the conductor plate 34 falling off from the resin layer 33 is reduced, and the contact between the electrode pad 32 and the convex pattern 34w is reduced.
  • the area expands.
  • the resin layer 33 is heated and cured.
  • the resin layer 33 is softened by heating, and at the same time, the convex pattern 34w is embedded in the resin layer 33, and then the resin layer 33 is cooled and cured.
  • a thermosetting resin is used as the material of the resin layer 33
  • the resin layer 33 is softened by heating, and at the same time, the convex pattern 34w is embedded in the resin layer 33, and then the resin layer 33 is cooled and cured.
  • the other main surface 34y of the conductor plate 34 is polished, CMPed or cut until the surface of the resin layer 33 appears, whereby the convex pattern 34w is transferred to the resin layer 33 as a conductor. Leave as pattern 34z.
  • a portion corresponding to the first protrusion 34a functions as a conductor plug, and the other portion functions as a wiring.
  • substrate which forms the resin layer 33 is not limited to this.
  • a semiconductor element having an electrode pad 32 on the surface may be used instead of the resin base material 31, and the resin layer 33 may be formed on the semiconductor element.
  • the conductor pattern 34z is used as a redistribution layer on the semiconductor element.
  • the third embodiment is modified to produce a circuit board as an electronic component as follows.
  • a metal mask 36 is disposed on a substrate 35 having a flat upper surface such as a glass substrate.
  • the metal mask 36 is made of, for example, a stainless plate or a nickel plate having a thickness of 20 to 100 ⁇ m, and has an opening 36a having a diameter approximately equal to the plate thickness.
  • a low melting point metal paste 38 in which Sn nanoparticles are dispersed in an organic solvent such as diethylene glycol is supplied onto the metal mask 36, and then along the surface of the metal mask 36.
  • the squeegee 37 is moved to print the low melting point metal paste 38 on the substrate 35 below the opening 36a.
  • the nanoparticles contained in the low melting point metal paste 38 are not limited to Sn particles, and may be metal particles having a melting point of 230 ° C. or lower which is lower than the melting point of Sn. Examples of such metal particles include SnAg alloy and SnBi alloy particles. Further, a paste containing Sn organic acid may be used as the low melting point metal paste 38.
  • the conductor plate 34 described in the third embodiment is made to face the substrate 35. Then, by lowering the conductor plate 34 toward the substrate 35, the low melting point metal paste 38 is transferred to the tip portion of the first protrusion 34 a of the conductor plate 34.
  • the conductor plate 34 is heated to a temperature of about 150 to 250 ° C. to evaporate the solvent component in the low melting point metal paste 38.
  • the method of heating the conductor plate 34 is not particularly limited, and the conductor plate 34 can be heated using a hot plate or a furnace.
  • the convex pattern 34w of the conductor plate 34 is embedded in the resin layer 33 applied on the circuit board 30 according to the third embodiment.
  • the low melting point metal paste 38 is heated and melted simultaneously with the embedding of the convex pattern 34 w or after the convex pattern 34 w comes into contact with the electrode pad 32, and the first protrusion and the first protrusion are formed via the low melting point metal paste 38.
  • the electrode pad 32 is joined.
  • the method for heating the low melting point metal paste 38 is not particularly limited, but in this embodiment, the low melting point metal paste 38 is heated to a temperature of about 200 to 240 ° C. using a hot plate or a furnace.
  • the state of the resin layer 33 when embedding the convex pattern 34w is not particularly limited. However, when a thermosetting resin is used as the resin layer 33, the convex pattern 34w is formed on the resin layer 33 that has been semi-cured by prior heating. Is preferably embedded.
  • thermosetting resin when used as the resin layer 33, it is preferable to soften the resin layer 33 by heating simultaneously with embedding the convex pattern 34w. In that case, the heating for softening the resin layer 33 may also serve as the heating for melting the low melting point metal paste 38.
  • the other main surface 34y of the conductor plate 34 is polished, CMP, or cut until the resin layer 33 appears, and the convex pattern 34 w is left as a conductor pattern 34 z in the resin layer 33.
  • the low melting point metal paste 38 is fixed to the tip of the convex pattern 34w, so that the low melting point metal paste 38 and the convex pattern 34w and the electrode pad 32 are used.
  • the bonding strength with can be increased.
  • a fine conductor pattern can be formed by using the convex pattern of the conductor plate.
  • a conductor pattern can be formed on a layer that does not require a fine conductor pattern by a conventional subtractive method or semi-additive method.
  • a module in which a semiconductor element is mounted on a circuit board is produced as an electronic component while using such a conventional method together.
  • FIG. 11 to FIG. 16 are cross-sectional views in the middle of manufacturing of the electronic component according to the present embodiment.
  • the same elements as those described in the first embodiment are denoted by the same elements as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted below.
  • this electronic component In order to manufacture this electronic component, first, after performing the steps of FIG. 1A to FIG. 2A described in the first embodiment, as shown in FIG. A second resin layer 17 made of a thermosetting resin is formed on each of the layer 13 and the first conductor pattern 14z.
  • thermosetting resin examples include an epoxy resin, a silicone resin, a cyanate resin, a polyolefin resin, an acrylic resin, and benzocyclobutene.
  • thermosetting resins may replace with these thermosetting resins and may use a thermoplastic resin.
  • the 2nd resin layer 17 is irradiated with laser beams, such as an excimer laser, and the 1st conductor pattern 14z is exposed. Hole 17a is formed.
  • the diameter of the hole 17a is not particularly limited, but is set to about 20 to 50 ⁇ m in the present embodiment.
  • a copper film is formed on the inner surface of the hole 17a and the upper surface of the second resin layer 17 to a thickness of about 0.1 ⁇ m by sputtering, and the copper film is seeded.
  • Layer 40 is assumed.
  • the seed layer 40 may be formed by electroless plating instead of the sputtering method.
  • a liquid photoresist 41 is applied on the seed layer 40 and baked to be in a semi-cured state.
  • a film-like photoresist 41 may be stuck on the seed layer 40.
  • the photoresist 41 is exposed and developed, and a wiring-shaped window 41 a is formed in the photoresist 41.
  • a conductive layer 42 having a thickness of about 5 to 30 ⁇ m is formed on the seed layer 40 in the window 41a. To do.
  • the conductive layer 42 may be formed by vapor deposition or printing instead of electrolytic plating.
  • the conductive layer 42 can be formed by printing the nano paste containing conductive nanoparticles, such as copper, on the seed layer 40 in the window 41a by an inkjet method.
  • wet etching is performed on the seed layer 40 where the conductive layer 42 is not formed while using a chemical solution obtained by adding a sulfuric acid-based solution to hydrogen peroxide as the etching solution.
  • the seed layer 40 and the conductive layer 42 that are not etched are used as the second conductor pattern 45.
  • Such a method of forming the second conductor pattern 45 is called a semi-additive method.
  • the circuit board 49 having the first and second resin layers 13 and 17 and the first and second conductor patterns 14z and 45 is formed on the transparent support substrate 11. Become.
  • an element mounting transparent support substrate 46 is pasted on the second conductor pattern 45 via an adhesive layer 47.
  • the element mounting transparent support substrate 46 is preferably translucent like a glass substrate.
  • the adhesive layer 47 it is preferable to use a UV tape whose adhesive strength is reduced by irradiation of ultraviolet rays, a thermally foamed adhesive film whose adhesive strength is reduced by heating, or the like.
  • the first resin layer 13 to the transparent support substrate 11 is used. To peel off.
  • the adhesive layer 12 when using a heat foaming adhesive film as the adhesive layer 12, the adhesive layer 12 may be heated to reduce its adhesive strength, and the transparent support substrate 11 may be peeled off as described above.
  • the first conductive pattern 14z is exposed on the bottom surface of the first resin layer 13 by peeling the transparent support substrate 11 in this way.
  • the external mounting terminal 52 of the semiconductor element 51 is joined to the exposed first conductor pattern 14z with the element mounting transparent support substrate 46 facing down.
  • the external connection terminal 52 is made of, for example, a gold bump, and is bonded onto the first conductor pattern 14z by ultrasonic bonding.
  • the external connection terminal 52 and the first conductor pattern 14z may be electrically connected via a low melting point solder or an anisotropic conductive film.
  • the semiconductor element 51 can be bonded to the circuit board 49 while suppressing the bending of the circuit board 49, and the operation of the circuit board 49 at the time of bonding is performed. Improves.
  • the adhesive force of the adhesive layer 47 may be reduced by heating.
  • the first conductor pattern 14z on the side close to the semiconductor element 51 of the circuit board 49 is formed according to the first embodiment. Therefore, the first conductor pattern 14z is formed for the reason described in the first embodiment. Can be made fine.
  • the second conductor pattern 45 that is farther away from the semiconductor element 51 and does not require a finer wiring width is formed by a semi-additive method in which a conventional method has been established. This makes it possible to produce modules using the manufacturing equipment.
  • the element mounted on the circuit board 49 is not limited to the semiconductor element 51, and may be any electronic element such as a capacitor or a resistance element.
  • a module in which a semiconductor element is mounted on a multilayer circuit board is manufactured as follows.
  • 17 to 20 are cross-sectional views of the electronic component according to the present embodiment in the middle of manufacture.
  • a multilayer circuit board 110 is prepared.
  • the multilayer circuit board 110 is formed by alternately laminating a plurality of wiring patterns 92 to 98 and insulating layers 91.
  • the wiring patterns 92 to 98 are made of, for example, a copper film
  • the insulating layer 91 is made of an epoxy resin or the like.
  • a through hole 91c is formed so as to penetrate through the multilayer circuit board 110, and the lowermost wiring pattern 92 and the uppermost wiring pattern 98 are electrically connected by a copper plating film 102 in the through hole formed on the inner surface thereof. Connected.
  • the uppermost wiring pattern 98 is also formed on the inner surface of the via hole 91a of the insulating layer 91, and a recess 98a reflecting the shape of the via hole 91a is formed in the wiring pattern 98.
  • thermosetting resin layer 103 is formed on the uppermost layer of the multilayer circuit board 110 prepared in this way.
  • thermosetting resins examples include epoxy resins, silicone resins, cyanate resins, polyolefin resins, acrylic resins, and benzocyclobutene.
  • the resin layer 103 is semi-cured by heating after the resin layer 103 is formed.
  • thermosetting resin may replace with such a thermosetting resin and may use a thermoplastic resin.
  • the conductor plate 100 having the convex pattern 100w formed on one main surface 100x is disposed above the resin layer 103, and the multilayer circuit board 110 and the conductor plate 100 are aligned.
  • the conductor plate 100 is made of, for example, copper or a copper alloy, and includes a protrusion 100a and a wiring-shaped convex portion 100c.
  • the protrusion 100a may have a pointed cone-shaped tip as illustrated.
  • the conductor plate 100 is pressed against the resin layer 103 in a semi-cured state, the convex pattern 100w is embedded in the resin layer 103, the protrusion 100a is inserted into the recess 98a, and the protrusion 100a is crushed. To close contact with the recess 98a.
  • the resin layer 103 is heated and cured.
  • thermoplastic resin as a material of the resin layer 103
  • the protrusion 100a is fitted into the recess 98a, and the protrusion 100a is crushed and brought into close contact with the recess 98a. Then, the resin 103 is injected between the conductor plate 100 and the multilayer circuit board 110, and the resin 103 is cured by heating. Also good.
  • polishing, CMP, cutting, or grinding is performed on the other main surface 100 y of the conductor plate 100 until the surface of the resin layer 103 appears, and the convex pattern 100 w is formed on the resin layer 103 as a conductor. Leave as pattern 100z.
  • the planar layout of the conductor pattern 100z is not particularly limited.
  • the conductor pattern 100z may be formed above the uppermost wiring pattern 98 that becomes the ground pattern, and the wiring pattern 98 and the conductor pattern 100z may have a microstrip line structure.
  • the external connection terminal 116 of the semiconductor element 115 is joined to the conductor pattern 100 z exposed on the resin layer 103.
  • the external connection terminal 116 is made of, for example, a gold bump, and is bonded onto the conductor pattern 100z by ultrasonic bonding.
  • the external connection terminal 116 and the conductor pattern 100z may be electrically connected via a low melting point solder or an anisotropic conductive film.
  • the conductor pattern 100z is formed using the convex pattern 100w of the conductor plate 100, and the semiconductor element 115 and the multilayer circuit board 100 are electrically connected by the conductor pattern 100z.
  • the multi-layer circuit can be obtained by simply redesigning the layout of the conductor pattern 100z and the uppermost wiring pattern 98 according to the arrangement.
  • a semiconductor element 115 can be mounted on the substrate 100. Therefore, various semiconductor elements 115 can be mounted on the multilayer circuit board 100 without making a major design change to the multilayer circuit board 100.
  • the element mounted on the multilayer circuit board 100 is not limited to the semiconductor element 115 and may be any electronic element such as a capacitor or a resistance element.
  • the step of pressing the conductor plate against the resin layer is performed after the step of forming the resin layer.
  • the order of these steps is performed. Is reversed as follows.
  • 21 to 22 are cross-sectional views in the course of manufacturing the electronic component according to the present embodiment.
  • a circuit board 120 is prepared in which an electrode pad 122 made of, for example, a copper film having a thickness of about 5 to 10 ⁇ m is formed on the surface of a resin base 121.
  • the resin base material 120 may replace with the resin base material 120 and may use the buildup board
  • the conductor plate 124 is disposed above the circuit board 120, and the circuit board 120 and the conductor plate 124 are aligned.
  • the conductor plate 124 has a convex pattern 124w formed with two levels of first and second convex portions 124a and 124b having different heights on one main surface 124x. Further, as the material of the conductor plate 124, it is preferable to use copper or copper alloy useful for reducing the wiring resistance.
  • a natural oxide film is formed on the surface of the convex pattern 124w and the electrode pad 124, it is preferable to remove the natural oxide film in this step.
  • the natural oxide film is a copper oxide film having a thickness of about 100 nm, the surface of the conductor plate 124 or the electrode pad 124 is exposed to a dilute solution of organic acid such as acetic acid or TMAH (tetramethylammonium hydroxide). The oxide film can be easily removed.
  • the conductor plate 124 is pressed against the electrode pad 122 while heating the conductor plate 124 and the electrode pad 122 in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen.
  • the heating temperature and pressing force at this time are not particularly limited, but in this embodiment, the heating temperature is 200 ° C., the pressing force is several hundred Pa, and the pressing time is several tens of minutes.
  • the heating temperature is 200 ° C.
  • the pressing force is several hundred Pa
  • the pressing time is several tens of minutes.
  • the first convex portion is suppressed while suppressing the formation of a natural oxide film on the surface of the first convex portion 124a and the conductor pad 122.
  • 124a and the conductor pad 122 can be metal-bonded.
  • this step may be performed in an atmosphere of reducing gas instead of inert gas.
  • reducing gas is nitrogen gas mixed with formic acid (HCOOH) at a concentration of several tens of ppm to several percent.
  • thermosetting resin is dropped from the nozzle 126, and the resin is filled between the conductor plate 124 and the circuit board 120 using a capillary phenomenon without any gap. Layer 123 is formed.
  • the material of the resin layer 123 is not particularly limited.
  • the resin layer 123 can be formed of any material such as an epoxy resin, a silicone resin, a cyanate resin, a polyolefin resin, an acrylic resin, and benzocyclobutene.
  • the other main surface 124y of the conductor plate 124 is polished, CMPed or cut until the surface of the resin layer 123 appears, whereby the convex pattern 124w is formed into the resin layer. 123 is left as a conductor pattern 124z.
  • a portion corresponding to the first protrusion 124a functions as a conductor plug, and a portion corresponding to the second protrusion 124b functions as a wiring.
  • the conductor plate 124 and the electrode pad 122 are metal-bonded as shown in FIG. Therefore, there is no room for the resin layer 123 to intervene between the conductor plate 124 and the electrode pad 122, and the connection reliability between the conductor plate 124 and the electrode pad 122 can be improved.
  • a conductor plate is used to connect a plurality of circuit boards, as will be described below.
  • 23 to 25 are cross-sectional views in the course of manufacturing the electronic component according to the present embodiment.
  • a first circuit board 131 and a second circuit board 132 to be provided as a base are arranged in a horizontal plane.
  • Each circuit board 131, 132 includes a resin base material 130 having a via hole 130a formed therein, and electrode pads 138 formed by patterning a copper film or the like on the inner surface of the via hole 130a and the upper surface of the resin base material 130 are formed.
  • the conductor plate 140 provided with the convex pattern 140w is arranged on one main surface 140x so as to overlap the joint of the substrates 131 and 132.
  • the convex pattern 140w has a protrusion 140a and a wiring-shaped protrusion 140c, and the protrusion 140a is arranged above the via hole 130a by alignment with the circuit boards 131 and 132.
  • the material of the conductor plate 140 is not limited, it is preferable to use copper or a copper alloy useful for reducing the wiring resistance as the material.
  • the projection 140a is inserted into the recess 138a formed on the surface of each electrode pad 138 reflecting the via hole 130a.
  • the circuit boards 131 and 132 are mechanically coupled by the conductor plate 140.
  • thermosetting resin is formed in the gap between the main surfaces 131x and 132x of the circuit boards 131 and 132 and the conductor plate 140 by utilizing capillary action.
  • the resin layer 139 is formed without filling.
  • resins that can be used for the resin layer 139 include epoxy resins, silicone resins, cyanate resins, polyolefin resins, acrylic resins, and benzocyclobutene.
  • the resin layer 139 is heated and thermally cured.
  • the protrusion 140a is pressed against the electrode pad 138 and the tip of the protrusion 140a is crushed laterally before the resin layer 139 is formed. In this way, the conductor plate 140 can be prevented from falling out of the resin layer 139 by the crushed protrusion 140a. In addition, since the tip of the protrusion 140a is crushed, the contact area between the electrode pad 138 and the protrusion 140a increases, and the contact resistance between the protrusion 140a and the electrode pad 138 can be reduced.
  • the other main surface 140y of the conductor plate 140 is polished with a grindstone 233 until the surface of the resin layer 139 appears, and the convex pattern 140w (see FIG. 23 (a)) is made of resin.
  • the conductor pattern 140z is left on the layer 139. Note that this step may be performed by CMP or grinding instead of polishing.
  • the first semiconductor element 154 is flip-chip connected to the conductor pattern 140z and the second to sixth semiconductor elements 152 to 152 are connected to the electrode pads 138 of the circuit boards 131 and 132, respectively.
  • 156 is flip-chip connected.
  • the first semiconductor element 151 is electrically and mechanically connected to the conductor pattern 140z by the first external connection terminal 151a such as a solder bump.
  • the second to sixth semiconductor elements 152 to 156 are electrically and mechanically connected to the electrode pad 138 through second to sixth external connection terminals 152a to 156a such as solder bumps.
  • the two circuit boards 131 and 132 are coupled by the conductor pattern 140z formed using the conductor plate 140 and the resin layer 139. A new structure is obtained. According to this, electronic components 149 having various outer sizes can be obtained by connecting different types of circuit boards 131 and 132.
  • circuit boards 131 and 132 are connected by the conductor plate 140 as shown in FIG. 23B, and then the resin layer 139 is formed as shown in FIG. 24A.
  • the present embodiment is not limited to this. Not.
  • 26 (a) and 26 (b) are cross-sectional views illustrating another method for manufacturing an electronic component according to this embodiment.
  • the resin layer 139 is formed first as shown in FIG. 26 (a), and then the convex pattern 140w of the conductor plate 140 is embedded in the resin layer 139 as shown in FIG. 26 (b). Even in this case, electronic components 149 having various outer sizes can be obtained by combining different types of circuit boards 131 and 132.
  • the conductor plate 140 can be prevented from falling off from the resin layer 139.
  • the contact resistance between 140a and the electrode pad 138 can be reduced.
  • circuit boards 131 and 132 to be connected is not limited to two, and three or more circuit boards may be connected by the conductor plate 140.
  • FIGS. 27 to 32 are cross-sectional views of the electronic component according to the present embodiment during manufacture.
  • the same elements as those described in the sixth embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the sixth embodiment, and the description thereof is omitted below.
  • a multilayer circuit board 110 and a conductor plate 100 are prepared.
  • the conductive plate 100 has a convex pattern 100w formed on one main surface 100x.
  • the convex pattern 100z includes, in addition to the protrusion 100a described in the sixth embodiment (see FIG. 17), two levels of the first convex portion 100b and the second convex portion 100c having different heights.
  • the conductor plate 100 and the multilayer circuit board 110 are aligned so that the protrusion 100a is positioned above the via hole 91a.
  • the protrusion 100a is inserted into the recess 98a of the wiring pattern 98 reflecting the shape of the via hole 91a, and the conductor plate 100 is fixed to the circuit board 110.
  • a capillary layer is used to fill the gap between the multilayer circuit board 110 and the conductor plate 100 with a thermosetting resin without gaps, thereby forming a resin layer 103.
  • the material of the resin layer 103 is not particularly limited, but in this embodiment, the resin layer 103 is made of any material such as an epoxy resin, a silicone resin, a cyanate resin, a polyolefin resin, an acrylic resin, and benzocyclobutene. Form.
  • the resin layer 103 is heated and cured.
  • the other main surface 100y of the conductor plate 100 is polished with a grindstone 233 until the surface of the resin layer 103 appears, and the convex pattern 100w is left on the resin layer 103 as the conductor pattern 100z. Note that this step may be performed by CMP or grinding instead of polishing.
  • the process proceeds to a step of joining the solder bumps of the semiconductor element on the conductor pattern 100z, but the polished surface immediately after the polishing as described above is in a state in which the melted solder is easily spread. Therefore, when solder bumps are to be bonded onto the conductor pattern 100z in this state, there is a possibility that the adjacent conductor patterns 100z may be electrically short-circuited by the solder that has spread. In addition, when the solder spreads in this manner, the amount of solder at the portion where the solder bumps abut on the conductor pattern 100z is insufficient, and the solder bump and the conductor pattern 100z may be electrically opened.
  • thermosetting resin coating 118 is formed so as to cover the upper surfaces of the resin layer 103 and the conductor pattern 100z.
  • the material of the thermosetting resin is not particularly limited, but it is preferable to employ an adhesive thermosetting resin from the viewpoint of increasing the adhesive strength between a semiconductor element and a multilayer circuit board 110 described later.
  • thermosetting resins include epoxy resins, silicone resins, cyanate resins, polyolefin resins, acrylic resins, and benzocyclobutene.
  • a semiconductor element 115 is prepared above the multilayer circuit board 110 and the semiconductor element 115 is lowered toward the multilayer circuit board 110.
  • the main surface of the semiconductor element 115 is provided with a protruding electrode 117 made of a low melting point metal such as a solder bump.
  • the protruding electrode 117 pushes the coating film 118 away and comes into contact with the conductor pattern 100z.
  • the coating film 118 and the protruding electrode 117 are heated to a temperature higher than both the curing temperature of the coating film 118 and the melting point of the protruding electrode 117. Thereby, the coating film 118 can be thermally cured while preventing the molten protruding electrode 117 from spreading in the lateral direction.
  • the molten bump electrode 117 can be prevented from spreading by the resin coating film 118, so that the adjacent conductor patterns 100 z are electrically short-circuited by the bump electrode 117. Can be prevented.
  • the bump electrode 117 does not wet and spread, the shortage of solder in the portion of the conductor pattern 100z where the bump electrode 117 abuts can be solved, and the risk of the bump electrode 117 and the conductor pattern 100z becoming electrically open is reduced. it can.
  • the coating film 118 has adhesiveness, the mechanical connection strength between the multilayer circuit board 110 and the semiconductor element 115 can be reinforced by the coating film 118.
  • the convex pattern 100w that is the basis of the conductor pattern 100z has the first convex portion 100b and the second convex portion 100c having different heights. Due to the difference in height, two types of portions having different thicknesses are formed in the conductor pattern 100z as follows.
  • FIG. 33 is an enlarged plan view of the electronic device 119
  • FIG. 34 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG.
  • the conductor pattern 100z has a first portion 100f and a second portion 100e.
  • the second portion 100e is formed due to the first convex portion 100b of the convex pattern 100w, and the first portion 100f formed due to the second convex portion 100c. Thicker than.
  • the protruding electrode 117 is joined on the second portion 100e of the conductor pattern 100z.
  • the protruding electrode 117 includes a low melting point metal such as solder, a compound layer 100g made of a compound of the low melting point metal and the conductor pattern 100z is formed on the second portion 100e.
  • the compound layer 100g having a crystal structure different from that of the surrounding conductor pattern 100z shrinks during the formation process, and cracks are easily formed between the compound layer 100g and the surrounding conductor pattern 100z.
  • the formation site of the crack is the second portion 100e immediately below the protruding electrode 117. Since the second portion 100e is formed thicker than the first portion 100f, even if a crack is formed, the second portion 100e is not divided in the direction perpendicular to the substrate by the crack. Thus, the conductor pattern 100z is not disconnected.
  • FIG. 35 is a cross-sectional view of an electronic device according to a comparative example.
  • the second portion 100e is not formed in the conductor pattern 100z, and the conductor pattern 100z is formed as thin as the first portion 100f.
  • a crack C resulting from the difference in crystal structure between the compound layer 100g and the surrounding conductor pattern 100z is formed in the conductor pattern 100z. Since the conductor pattern 100z according to the present example is entirely formed as thin as the first portion 100f described above, the crack C crosses the conductor pattern 100z in the direction perpendicular to the substrate, and the conductor pattern 100z is disconnected. End up.
  • 36 to 40 are cross-sectional views of the conductor plate mold in the middle of manufacturing.
  • a first photoresist 71 is applied to the entire upper surface of the silicon substrate 70 and baked to be in a semi-cured state.
  • a first exposure mask 72 on which a mask pattern (not shown) made of a light-shielding film such as a chromium film is formed is disposed above the silicon substrate 70. Then, the first photoresist 71 is exposed by irradiating the first photoresist 71 with exposure light through the first exposure mask 72.
  • the first photoresist 71 may be exposed using an exposure apparatus such as a stepper instead of arranging the exposure mask 72 above the silicon substrate 70 as described above.
  • the first photoresist 71 is developed to form a window 71a, and the silicon substrate 70 is dry-etched by RIE (ReactiveReIon Etching) through the window 71a to obtain a silicon substrate.
  • RIE reactiveReIon Etching
  • the dry etching conditions are not particularly limited, but in this embodiment, a mixed gas of a reactive gas and an inert gas is used as an etching gas.
  • a mixed gas of a reactive gas and an inert gas is used as an etching gas.
  • the reactive gas any fluorine-based gas of F 2 , SF 6 , CF 4 , and C 4 F 8 can be used.
  • Cl 2 or H 2 may be used as the reactive gas.
  • An example of the inert gas is argon gas.
  • wet etching using an etching solution such as hydrofluoric acid or KOH may be performed.
  • the first photoresist 71 is removed.
  • the second photoresist 73 is baked to be in a semi-cured state.
  • a second exposure mask 74 is disposed above the silicon substrate 70, and the second photoresist 73 is irradiated with exposure light through the second exposure mask 74. Then, as shown in FIG. As a result, a mask pattern (not shown) made of a light shielding film such as a chromium film formed on the second exposure mask 74 is projected onto the second photoresist 73, and the second photoresist 73 is exposed. Become.
  • the second photoresist 73 is developed to form a window 73a, and the silicon substrate 70 is dry-etched by RIE through the window 73a. As a result, a second groove 70b deeper than the first groove 70a is formed in the silicon substrate 70.
  • the etching gas used in this etching is a mixed gas of a reactive gas and an inert gas, as in the case of forming the first groove 70a.
  • a reactive gas a fluorine-based gas of F 2 , SF 6 , CF 4 , and C 4 F 8 , Cl 2 or H 2 is used.
  • argon gas is used as the inert gas.
  • the second photoresist 73 is removed to obtain a matrix 77 as shown in FIG.
  • a metal layer is formed on the mother die 77 so as to fill the first and second grooves 70a and 70b, and a first child die 78 made of this metal layer is formed.
  • the metal layer is, for example, a nickel layer formed by electrolytic plating.
  • the first child mold 78 is molded with resin, and the second child mold made of the resin is used. Get 80.
  • the first daughter mold 80 may be molded by electroforming nickel to produce a second daughter mold.
  • the second child mold 80 is removed from the first child mold 78.
  • the conductor plate 14 for example, electroless copper plating and electrolytic copper plating are performed in this order on the surface of the second child mold 80. Then, by removing these plating films from the second child mold 80, the conductor plate 14 made of copper can be produced.
  • a plurality of conductor plates 14 can be produced with the same shape and the same quality from one second sub-type 80, and the conductor plates 14 can be mass-produced at low cost.
  • Second Example This example relates to a method of manufacturing a mold of a conductor plate 34 having a conical tip protrusion 34a as shown in FIG.
  • 41 to 43 are cross-sectional views of the conductive plate mold in the middle of manufacturing.
  • the steps of FIGS. 36 (a) to 38 (b) described in the first example are performed, so that the first is formed on the silicon substrate 70 as shown in FIG. 41 (a).
  • the second grooves 70a and 70b are formed.
  • a metal mask 81 having an opening 81 a is disposed above the second photoresist 73. Then, the silicon substrate 70 and the metal mask 81 are aligned so that the window 81 a is positioned above the window 73 a of the second photoresist 73.
  • the silicon substrate 70 under the window 81a of the metal mask 81 is dry-etched by RIE.
  • a mixed gas of a reactive gas and an inert gas is used as an etching gas.
  • the reactive gas any fluorine-based gas of F 2 , SF 6 , CF 4 , and C 4 F 8 can be used.
  • Cl 2 or H 2 may be used as the reactive gas.
  • An example of the inert gas is argon gas.
  • the second photoresist 73 is removed to complete the mother die 85.
  • the conductor plate 34 (FIG. 6A) is formed.
  • a child mold 86 made of resin or electroforming is completed.
  • the conductor plate 34 In producing the conductor plate 34, electroless copper plating and electrolytic copper plating are performed in this order on the surface of the child mold 86. Then, by removing these plating films from the child mold 86, the conductor plate 34 made of copper can be produced.
  • the bottom surface of the groove 70b is tapered by reducing the flow rate ratio of the reactive gas in the etching process of FIG. 42A compared with the case of forming the second groove 70b. Can be. This makes it possible to form a groove 86a corresponding to the conical tip protrusion 34a (see FIG. 6A) in the child mold 86 shown in FIG.
  • 44 to 48 are cross-sectional views of the conductive plate mold in the middle of its manufacture.
  • a positive first resist layer 151 is formed on a silicon substrate 150, and the first resist layer 151 is baked to be in a semi-cured state. .
  • a negative second resist layer 152 is further formed on the first resist layer 151, and the second resist layer 152 is baked to be in a semi-cured state.
  • exposure light is irradiated to the second resist layer 152 through the window 153a of the light-shielding first exposure mask 153, and the photosensitive portion 152a is applied to the second resist layer 152.
  • an upper resist pattern 152b is formed on the first resist layer 151 as shown in FIG. .
  • a developing solution at the time of development a developing solution in which only the non-photosensitive second resist layer 152 is dissolved and the first resist layer 151 is not dissolved is used.
  • the layer 151 remains on the silicon substrate 150.
  • exposure light is irradiated to the first resist layer 151 through the window 155a of the light-shielding second exposure mask 155, and the photosensitive portion 151a is applied to the first resist layer 151.
  • the lower resist pattern 151b as shown in FIG. 46A is formed by removing the photosensitive portion 151a by development.
  • the upper resist pattern 152b is not removed by the development.
  • a metal layer is formed on each of the resist patterns 151b and 152b, and a matrix 160 made of the metal layer is formed.
  • the metal layer is, for example, a nickel layer formed by electroplating.
  • the mother die 160 is peeled off from the silicon substrate 150 as shown in FIG.
  • the mother die 160 is molded with a resin to obtain a child die 161 made of the resin.
  • the child mold 161 may be produced by taking the mold 160 by electroforming nickel.
  • the child die 161 is removed from the mother die 160.
  • the conductor plate 14 for example, after electroless copper plating and electrolytic copper plating are performed in this order on the surface of the child die 161, these plating films are removed from the child die 161, and the conductor plate 14 made of copper is removed. Can be made.
  • 49 to 51 are cross-sectional views in the middle of manufacturing the conductor plate according to this example.
  • a child die 161 manufactured according to the third example of the tenth embodiment is prepared.
  • a second child die 80 produced in the first example of the tenth embodiment or a child die 86 produced in the second example of the tenth embodiment may be prepared.
  • a titanium nitride film is formed as a copper diffusion prevention film 170 on the mold surface 161a of the child mold 161 to a thickness of about 100 nm by sputtering.
  • the copper diffusion prevention film 170 is not limited to a titanium nitride film.
  • the copper diffusion preventing film 170 any one of a silicon nitride film, a titanium film, a tantalum film, and a tantalum nitride film can be formed.
  • an organic release agent layer is formed on the die surface 161a of the child die 161 before the copper diffusion prevention film 170 is formed. It may be formed to a thickness of several nm to 10 nm.
  • a titanium film having a thickness of about 100 nm and a copper film having a thickness of about 500 nm are formed in this order as a seed layer 171 on the copper diffusion prevention film 170 by a sputtering method. .
  • the thickness of the copper plating layer 172 is not limited, in this embodiment, the copper plating layer 172 is formed to a thickness of about 10 ⁇ m or more from the upper surface of the child die 161.
  • the conductor plate 100 including the copper plating layer 172, the seed layer 171 and the copper diffusion prevention film 170 can be obtained as shown in FIG. .
  • the copper diffusion prevention film 170 is formed on the mold surface 161a of the child mold 161 as shown in FIG. 49B.
  • the method of forming the copper diffusion prevention film 170 is not limited to this.
  • the conductor plate 100 may be formed without forming the copper diffusion prevention film 170, and the copper diffusion prevention film 170 may be formed on the surface of the conductor plate 100 by sputtering after the completion of the conductor plate 100.
  • FIG. 52 is an enlarged cross-sectional view of an electronic component manufactured according to FIGS. 27 to 32 of the ninth embodiment using the conductor plate 100 provided with the copper diffusion prevention film 170 according to the present embodiment.
  • the copper diffusion prevention film 170 is also formed on the conductor pattern 100z. Thereby, the copper of the conductor pattern 100z is prevented from diffusing into the resin layer 103, and the adjacent conductor patterns 100z can be well insulated by the resin layer 103.

Abstract

【課題】電子部品とその製造方法において、従来よりも微細な導体パターンを形成すること。 【解決手段】透明支持基材11の上に樹脂層13を形成する工程と、一方の主面14xにパターン14wが形成された導体プレート14を樹脂層13に押し当て、該樹脂層13にパターン14wを埋め込む工程と、樹脂層13が現れるまで導体プレート14の他方の主面14yに対して研磨、CMP、又は切削を行い、パターン14wを樹脂層13に導体パターン14zとして残す工程とを有する電子部品の製造方法による。

Description

電子部品とその製造方法
 本発明は、電子部品とその製造方法に関する。
 LSI等の半導体素子は微細化の一途を辿っており、出荷される製品の中にはサブミクロンレベルの配線幅を有するものもある。
 これに対し、半導体素子を実装するための回路基板では、配線幅が最小でも10数μm程度に留まっており、半導体素子と比べて2桁も大きな配線幅となっている。電子機器の高速度化や携帯機器の更なる小型化を実現するには、回路基板に半導体素子を高密度に実装しなければならず、そのためにも回路基板における配線幅の縮小化が望まれる。
 回路基板における配線の形成方法としては、サブトラクト法、セミアディティブ法、及びインプリント法等が知られている。
 このうち、サブトラクト法は、レジストパターンをマスクにしながら導電膜をウエットエッチングすることにより配線を形成するものである。この方法では、エッチングが等方的に進行するため微細な配線の形成には不利であり、最小でも35μm程度の配線幅しか実現できない。
 また、セミアディティブ法では、絶縁層上にシード層を形成した後、その上にめっきレジストを形成し、シード層に給電を行いながらめっきレジストの開口内に電解めっきにより導電膜を形成する。そして、めっきレジストを除去した後にシード層をウエットエッチングすることにより、エッチングされずに残った導電膜よりなる配線が形成される。
 そのようなセミアディティブ法によれば、サブトラクト法と比較して配線幅を縮小することができる。但し、配線幅が5μm程度となると、安定した形状に配線を形成するのが困難になると共に、配線と下地との密着性が劣化する。そのため、セミアディティブ法は、幅が10μmよりも広い配線の形成に使用されることが多い。
 これに対し、インプリント法は、導体プレート(スタンパ)の表面の凹凸を樹脂層に印刻することにより、樹脂層に配線溝やホールを形成するものである。配線溝を形成した後は、配線溝にめっき法等により導電膜を形成し、樹脂層上の余分な導電膜をCMP(Chemical Mechanical Polishing)等により除去し、配線溝内に配線を形成する。
 しかしながら、微細で複雑な形状の配線を形成する場合にインプリント法を用いると、樹脂層から導体プレートを剥離させるときに、樹脂層の一部が導体プレートに付着し、配線溝が欠損してしまうという問題がある。更に、導体プレートを何度も使用している間に、導体プレートに形成されている配線形状の凹凸が変形するという問題もインプリント法にはある。
特開2007-36217号公報 特開2006-100463号公報 特開2005-5721号公報 特開2006-303438号公報 特開2008-84958号公報
 電子部品とその製造方法において、従来よりも微細な導体パターンを形成することを目的とする。
 以下の開示の一観点によれば、下地の上に樹脂層を形成する工程と、一方の主面にパターンが形成された導体プレートを前記樹脂層に押し当て、該樹脂層に前記パターンを埋め込む工程と、前記樹脂層が現れるまで前記導体プレートの他方の主面に対して研磨、CMP、又は切削を行い、前記パターンを前記樹脂層に導体パターンとして残す工程とを有する電子部品の製造方法が提供される。
 また、その開示の他の観点によれば、導体プレートの一方の主面に形成されたパターンを、下地の電極パッドに接続する工程と、前記導体プレートと前記下地との間に樹脂を注入して樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層が現れるまで前記導体プレートの他方の主面に対して研磨、CMP、又は切削を行い、前記パターンを前記樹脂層に導体パターンとして残す工程とを有する電子部品の製造方法が提供される。
 そして、その開示の別の観点によれば、一方の主面に凹部が形成された複数の下地を並べる工程と、前記下地の各々の前記凹部に、導体プレートの一方の主面に形成されたパターンの突起を嵌入することにより、前記複数の下地を前記導体プレートにより繋ぐ工程と、前記複数の下地のそれぞれの主面上に樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層が現れるまで前記導体プレートの他方の主面に対して研磨、CMP、又は切削を行い、前記パターンを前記樹脂層に導体パターンとして残す工程とを有する電子部品の製造方法が提供される。
 また、その開示の更に他の観点によれば、下地と、前記下地の上に形成された電極パッドと、前記下地と前記電極パッドの上に形成された樹脂層と、前記電極パッドの上の前記樹脂層に埋め込まれた導体パターンとを有し前記導体パターンと前記電極パッドとが低融点金属を介して接合された電子部品が提供される。
 そして、その開示の更に別の観点によれば、下地と、前記下地の上に形成された電極パッドと、前記下地と前記電極パッドの上に形成された樹脂層と、前記樹脂層に埋め込まれ、前記電極パッドに当接した突起を備えた導体パターンとを有し、前記突起の先端が、前記電極パッドの上面において横方向に潰れた電子部品が提供される。
図1(a)、(b)は、第1実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図(その1)である。 図2(a)、(b)は、第1実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図(その2)である。 図3(a)、(b)は、第2実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図(その1)である。 図4(a)、(b)は、第2実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図(その2)である。 図5(a)、(b)は、第3実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図(その1)である。 図6(a)、(b)は、第3実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図(その2)である。 図7は、第3実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図(その3)である。 図8(a)、(b)は、第4実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図(その1)である。 図9(a)、(b)は、第4実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図(その2)である。 図10(a)、(b)は、第4実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図(その3)である。 図11(a)、(b)は、第5実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図(その1)である。 図12(a)、(b)は、第5実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図(その2)である。 図13(a)、(b)は、第5実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図(その3)である。 図14(a)、(b)は、第5実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図(その4)である。 図15(a)、(b)は、第5実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図(その5)である。 図16(a)、(b)は、第5実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図(その6)である。 図17は、第6実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図(その1)である。 図18は、第6実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図(その2)である。 図19は、第6実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図(その3)である。 図20は、第6実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図(その4)である。 図21(a)、(b)は、第7実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図(その1)である。 図22(a)、(b)は、第7実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図(その2)である。 図23(a)、(b)は、第8実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図(その1)である。 図24(a)、(b)は、第8実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図(その2)である。 図25は、第8実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図(その3)である。 図26(a)、(b)は、第8実施形態に係る電子部品の別の製造方法について示す断面図である。 図27は、第9実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図(その1)である。 図28は、第9実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図(その2)である。 図29は、第9実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図(その3)である。 図30は、第9実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図(その4)である。 図31は、第9実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図(その5)である。 図32は、第9実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図(その6)である。 図33は、第9実施形態に係る電子装置の拡大平面図である。 図34は、図33のI-I線に沿う断面図である。 図35は、比較例に係る電子装置の断面図である。 図36(a)、(b)は、第10実施形態の第1例に係る導体プレートの型の製造途中の断面図(その1)である。 図37(a)、(b)は、第10実施形態の第1例に係る導体プレートの型の製造途中の断面図(その2)である。 図38(a)、(b)は、第10実施形態の第1例に係る導体プレートの型の製造途中の断面図(その3)である。 図39(a)、(b)は、第10実施形態の第1例に係る導体プレートの型の製造途中の断面図(その4)である。 図40(a)、(b)は、第10実施形態の第1例に係る導体プレートの型の製造途中の断面図(その5)である。 図41(a)、(b)は、第10実施形態の第2例に係る導体プレートの型の製造途中の断面図(その1)である。 図42(a)、(b)は、第10実施形態の第2例に係る導体プレートの型の製造途中の断面図(その2)である。 図43は、第10実施形態の第2例に係る導体プレートの型の製造途中の断面図(その3)である。 図44は、第10実施形態の第3例に係る導体プレートの型の製造途中の断面図(その1)である。 図45は、第10実施形態の第3例に係る導体プレートの型の製造途中の断面図(その2)である。 図46は、第10実施形態の第3例に係る導体プレートの型の製造途中の断面図(その3)である。 図47は、第10実施形態の第3例に係る導体プレートの型の製造途中の断面図(その4)である。 図48は、第10実施形態の第3例に係る導体プレートの型の製造途中の断面図(その5)である。 図49(a)、(b)は、第11実施形態に係る導体プレートの製造途中の断面図(その1)である。 図50(a)、(b)は、第11実施形態に係る導体プレートの製造途中の断面図(その2)である。 図51(a)、(b)は、第11実施形態に係る導体プレートの製造途中の断面図(その3)である。 図52は、第11実施形態に係る導体プレートを利用して作製した電子装置の拡大断面図である。
 以下に、添付図面を参照しながら、各実施形態について詳細に説明する。
 (1)第1実施形態
 図1~図2は、本実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図である。
 本実施形態では、電子部品として回路基板を以下のようにして作製する。
 まず、図1(a)に示すように、ガラス基板のような透明支持基板11の上に接着層12を形成する。その接着層12としては、紫外線の照射によって接着力が低下するUVテープや、加熱によって接着力が低下する熱発泡粘着フィルム等を使用するのが好ましい。
 次いで、接着層12の上に、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を塗布し、これらの材料よりなる第1の樹脂層13を例えば10~20μm程度の厚さに形成する。但し、この厚さは、後述する導体プレートの凸パターンの高さに応じて設定されるものである。
 第1の樹脂層13として使用し得る熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、シアネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、及びベンゾシクロブテン等がある。
 これらの熱硬化性樹脂を使用する場合は、第1の樹脂層13を形成した後に、加熱により第1の樹脂層13を半硬化(Bステージ)の状態にするのが好ましい。
 また、このように樹脂を塗布する代わりに、予め半硬化(Bステージ)の状態に形成したフィルムを第1の樹脂層13として接着層12上に貼り付けてもよい。
 その後に、一方の主面14xに凸パターン14wが形成された第1の導体プレート14を第1の樹脂層13の上に配置し、透明支持基板11と第1の導体プレート14との位置合わせを行う。
 第1の導体プレート14の材料は特に限定されない。本実施形態では、配線抵抗の低減に有用な銅又は銅合金を第1の導体プレート14の材料として使用する。
 また、第1の導体プレート14の凸パターン14wは、図示のように高さの異なる二水準の第1及び第2の凸部14a、14bを有する。
 次いで、図1(b)に示すように、減圧雰囲気下において第1の樹脂層13に第1の導体プレート14を押し当て、第1の樹脂層13に凸パターン14wを埋め込む。
 このとき、上記のように第1の樹脂層13を半硬化の状態としたので、第1の導体プレート14を第1の樹脂層13に押し当てるときに第1の樹脂層13が流動し、第1の樹脂層13に凸パターン14wを隙間なく埋め込むことが可能となる。
 また、第1の樹脂層13として熱可塑性樹脂を使用する場合には、第1の導体プレート14の押し当てと同時に第1の樹脂層13を加熱することにより、加熱によって軟化した第1の樹脂層13に凸パターン14wを容易に埋め込むことが可能となる。
 更に、本工程を減圧雰囲気下において行うことにより、第1の樹脂層13と第1の導体プレート14との間に空気が入り込んでこれらの間に隙間が発生するのを防止できる。
 そして、このような凸パターン14wの埋め込みにより、第1の凸部14aが第1の樹脂層13の底面に到達する一方、第2の凸部14bは第1の樹脂層13の途中の深さまで埋め込まれる。
 その後、第1の樹脂層13が熱硬化性樹脂の場合には加熱により第1の樹脂層13を硬化する。そして、第1の樹脂層13が熱可塑性樹脂の場合には、第1の樹脂層13を冷却して硬化する。
 続いて、図2(a)に示すように、第1の樹脂層13の表面が現れるまで第1の導体プレート14の他方の主面14yに対して研磨、CMP、又は切削を行うことで、凸パターン14wを第1の樹脂層13に第1の導体パターン14zとして残す。なお、製造コストの低減という観点からすると、研磨やCMPよりもプロセスコストの安い切削により本工程を行うのが好ましい。また、切削には、研磨やCMPよりも高速で処理できるという利点もある。
 その後に、透明支持基板11を介して接着層12に紫外線を照射することにより接着層12の接着力を低下させ、透明支持基板11から第1の樹脂層13を剥離する。なお、接着層12として熱発泡フィルムを使用する場合には、加熱によって接着層12の接着力を低下させればよい。そのような熱発泡フィルムとしては、熱硬化性の第1の樹脂層13を熱硬化させるときの熱によって剥離性に影響が出ないものを選択するのが好ましい。
 以上により、図2(b)に示すように、第1の樹脂層13内に第1の導体パターン14zを形成してなる回路基板10の基本構造が完成したことになる。
 その第1の導体パターン14zのうち、第1の凸部14a(図1(b)参照)に相当する部分は導体プラグとして機能し、第2の凸部14bに対応する部分は配線として機能する。
 ここまでの工程により、本実施形態に係る電子部品の製造方法の主要工程が終了したことになる。
 上記した本実施形態によれば、第1の導体プレート14の凸パターン14w自身を第1の導体パターン14zとして利用するので、インプリント法のように第1の樹脂層13から第1の導体プレート14を剥離する必要がない。
 そのため、第1の導体プレート14の剥離時に第1の樹脂層13の一部が欠損するというインプリント法の問題を克服することができ、最小の配線幅が1μm程度の微細な配線を高い歩留まりで形成することが可能となる。
 しかも、第1の導体パターン14zの形成にあたっては、めっき法により導電膜を形成したりフォトリソグラフィにより導電膜をパターニングしたりする工程が不要となるので、サブトラクト法やセミアディティブ法と比較して製造コストが安価になる。
 (2)第2実施形態
 図3~図4は、本実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図である。なお、これらの図において第1実施形態で説明したのと同じ要素には第1実施形態におけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
 第1実施形態では、図2(b)に示したように、一層の第1の導体パターン14zを備えた回路基板10を作製したが、本実施形態では以下のようにして二層の導体パターンが積層された回路基板を作製する。
 その回路基板を作製するには、まず、第1実施形態で説明した図1(a)~図2(a)の工程を行う。
 次いで、図3(a)に示すように、第1の樹脂層13と第1の導体パターン14zのそれぞれの上に、熱硬化性の第2の樹脂層17を形成する。そして、この第2の樹脂層17を加熱することにより半硬化の状態とする。
 なお、第2の樹脂層17として使用し得る熱硬化性樹脂としては、第1実施形態で説明したように、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、シアネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、及びベンゾシクロブテン等がある。
 また、これらの熱硬化性樹脂に代えて、熱可塑性樹脂を使用してもよい。
 その後に、一方の主面18xに凸パターン18wが形成された第2の導体プレート18を第2の樹脂層17の上方に配置し、透明支持基板11と第2の導体プレート18との位置合わせを行う。
 その第2の導体プレート18は、例えば銅や銅合金よりなり、配線形状の凸部18cの他に、第1及び第2の突起18a、18bを有する。
 このうち、第1の突起18aは先の尖った錐状先端を有しているのに対し、第2の突起18bの先端は平坦であり、その幅は第1の突起18aや凸部18cといった凸パターン18wの他の部位の幅よりも広く、例えば100~数100μmの幅を有する。
 次いで、図3(b)に示すように、半硬化の状態にある第2の樹脂層17に第2の導体プレート18を押し当て、第2の樹脂層17に凸パターン18wを埋め込み、各突起18a、18bをその下の第1の導体パターン14zに当接させる。
 このとき、点線円内に示すように、第1の突起18aは、下地の第1の導体パターン14zと当接したことでその錐状先端が変形して基板横方向に広がる。そのように変形した錐状先端は、製造途中で導体プレート18が第2の樹脂層17から脱落するのを防止する機能を有すると共に、第1の導体パターン14zと凸パターン18wとの接触面積を拡大する機能を有する。
 一方、第2の突起18bは、第1の突起18aよりも広い接触面積で下地の第1の導体パターン14zや第1の樹脂層13と当接することにより、凸パターン18wが所要の深さ以上に過剰に第2の樹脂層17に埋め込まれるのを阻止するように機能する。
 その後に、第2の樹脂層17を加熱して硬化させる。
 なお、第2の樹脂層17の材料として熱可塑性樹脂を用いる場合には、加熱により第2の樹脂層17を軟化させるのと同時に第2の樹脂層17に凸パターン18wを埋め込むのが好ましい。この場合は、凸パターン18wを埋め込んだ後に第2の樹脂層17を冷却して硬化させることになる。
 続いて、図4(a)に示すように、第2の樹脂層17の表面が現れるまで第2の導体プレート18の他方の主面18yに対して研磨、CMP、又は切削を行うことにより、凸パターン18wを第2の樹脂層17に第2の導体パターン18zとして残す。
 この後に、第1実施形態と同様に紫外線照射又は加熱により接着層12の接着力を低下させ、透明支持基板11から第1の樹脂層13を剥離する。
 これにより、図4(b)に示すように、第1の導体パターン14zと第2の導体パターン18zとが積層された回路基板20の基本構造が完成したことになる。
 その回路基板20では、既述の突起18a、18bが、上下の導体パターン14z、18z同士を電気的に接続する導体プラグとなる。また、凸部18cは、第2の樹脂層17に埋め込まれた配線となる。
 以上説明した本実施形態によれば、樹脂層への凸パターンの埋め込みを二回行うことにより、微細な配線を上下に積層してなる回路基板20を形成することが可能となる。
 また、図3(b)に示したように、第1の突起18aの先端を錐状にしたので、該先端が第1の導体パターン14zの上面に当接したときにその先端形状が潰れて横方向に広がり、第2の導体プレート18が第2の樹脂層17から抜け落ち難くなる。しかも、このように突起18aの先端が広がることで、第1の導体パターン14zと第2の導体パターン18zとの接触面積が増大し、各導体パターン14z、18z間のコンタクト抵抗を低減できる。
 更に、凸パターン18wに第2の突起18bを設けたので、第2の樹脂層17に凸パターン18wが過剰に埋め込まれるのを防止できる。
 特に、第2の突起18bの幅を第1の突起18aや配線形状の凸部18cよりも広くすることで、第1の突起18aが下地の第1の樹脂層13等に沈み込み難くなり、凸パターン18wの過剰な埋め込み防止の効果を得やすくなる。
 なお、このように第2の突起18bの幅を広くすると、第2の突起18bの電気抵抗が第1の突起18aや凸部18cよりも小さくなるので、信号線よりも大電流が流れる電源線や接地線として第2の突起18bを使用するのが好適である。
 また、上記では導体パターンの積層数を2層としたが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、樹脂層17を形成する工程(図3(a))、樹脂層17に凸パターン18wを埋め込む工程(図3(b))、及び樹脂層17に導体パターン18zを残す工程(図4(a))を所要回数繰り返し、導体パターンの積層数を3層以上にしてもよい。
 (3)第3実施形態
 図5~図7は、本実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図である。
 第1、第2実施形態では導体プレートを利用して電子部品として回路基板を作製したが、本実施形態では、既に用意されている回路基板上に以下のように導体パターンを形成する。
 まず、図5(a)に示すように、樹脂基材31の表面に例えば5~10μm程度の厚さの銅膜等よりなる電極パッド32が形成された回路基板30を用意する。
 なお、樹脂基材31に代えて、絶縁層と配線層とが交互に複数形成されたビルドアップ基板を用いてもよい。
 次いで、図5(b)に示すように、回路基板30の上に熱硬化性樹脂を塗布することにより、例えば10~20μmの樹脂層33を形成する。樹脂層33の材料は特に限定されず、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、シアネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、及びベンゾシクロブテン等の熱硬化性樹脂を使用し得る。
 そして、樹脂層33を形成した後に、樹脂層33を加熱して半硬化の状態にする。
 なお、樹脂層33の材料として、上記の熱硬化性樹脂に代えて熱可塑性樹脂を使用してもよい。
 次いで、図6(a)に示すように、一方の主面34xに凸パターン34wが形成された導体プレート34を樹脂層33の上方に配置し、回路基板30と導体プレート34との位置合わせを行う。
 その凸パターン34wは、第2実施形態と同様に、錐状先端を有する第1の突起34aと、先端が平坦な第2の突起34bとを有する。
 また、導体プレート34の材料としては、配線抵抗の低減に有用な銅や銅合金を用いるのが好ましい。
 そして、図6(b)に示すように、半硬化の状態にある樹脂層33に導体プレート34を押し当て、樹脂層33に凸パターン34wを埋め込む。これにより、第1の突起34aが電極パッド32に当接してその先端が変形し、樹脂層33から導体プレート34が脱落する危険性が低減されると共に、電極パッド32と凸パターン34wとの接触面積が拡大する。
 また、第2の突起32bが下地の樹脂基材31に当接することにより、導体プレート34の過度な埋め込みが防止される。
 その後に、樹脂層33を加熱して硬化させる。
 なお、樹脂層33の材料として熱硬化性樹脂を利用する場合には、加熱により樹脂層33を軟化させるのと同時に樹脂層33に凸パターン34wを埋め込み、その後に樹脂層33を冷却して硬化させるのが好ましい。
 続いて、図7に示すように、樹脂層33の表面が現れるまで導体プレート34の他方の主面34yに対して研磨、CMP、又は切削を行うことにより、凸パターン34wを樹脂層33に導体パターン34zとして残す。
 その導体パターン34zのうち、第1の突起34aに対応する部分は導体プラグとして機能し、それ以外の部分は配線として機能する。
 以上により、本実施形態に係る電子部品の製造工程の主要工程が終了したことになる。
 上記した本実施形態によれば、樹脂層33に埋め込まれた凸パターン34wを導体パターン34zとして利用するので、第1実施形態と同様の理由で樹脂基材31上に微細な導体パターン34zを形成することができる。
 なお、上記では回路基板30の上に樹脂層33を形成したが、樹脂層33を形成する下地はこれに限定されない。例えば、表面に電極パッド32が設けられた半導体素子を樹脂基材31の代わりに使用し、その半導体素子の上に樹脂層33を形成してもよい。その場合、導体パターン34zは、半導体素子上の再配線層として使用される。
 (4)第4実施形態
 本実施形態では、第3実施形態を変形し、以下のようにして電子部品として回路基板を作製する。
 図8~図10は、本実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図である。なお、これらの図において第3実施形態で説明したのと同じ要素には第3実施形態と同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
 まず、図8(a)に示すように、ガラス基板等のように上面が平坦な基板35の上にメタルマスク36を配置する。
 そのメタルマスク36は、例えば厚さが20~100μmのステンレス板またはニッケル板よりなり、直径が板厚と同程度の開口36aを有する。
 次いで、図8(b)に示すように、ジエチレングリコール等の有機溶媒中にSnのナノ粒子を分散させてなる低融点金属ペースト38をメタルマスク36上に供給した後、メタルマスク36の表面に沿ってスキージ37を移動させ、開口36a下の基板35に低融点金属ペースト38を印刷する。
 なお、低融点金属ペースト38に含まれるナノ粒子はSn粒子に限定されず、Snの融点より低い230℃以下の融点の金属粒子であってもよい。そのような金属粒子としては、例えば、SnAg合金やSnBi合金の粒子がある。更に、Snの有機酸を含むペーストを低融点金属ペースト38として使用してもよい。
 続いて、図9(a)に示すように、第3実施形態で説明した導体プレート34を基板35に対向させる。そして、導体プレート34を基板35に向けて下降させることにより、導体プレート34の第1の突起34aの先端部分に低融点金属ペースト38を転写する。
 そして、図9(b)に示すように、導体プレート34を150~250℃程度の温度に加熱して低融点金属ペースト38中の溶媒成分を蒸散させる。なお、導体プレート34の加熱の仕方は特に限定されず、ホットプレートや炉を用いて導体プレート34を加熱し得る。
 その後、図10(a)に示すように、第3実施形態に従って回路基板30上に塗布された樹脂層33に、上記の導体プレート34の凸パターン34wを埋め込む。
 そして、凸パターン34wの埋め込みと同時、若しくは凸パターン34wが電極パッド32に当接した後に、低融点金属ペースト38を加熱して溶融させ、この低融点金属ペースト38を介して第1の突起と電極パッド32とを接合する。
 低融点金属ペースト38の加熱方法は特に限定されないが、本実施形態ではホットプレート又は炉を用いて、200~240℃程度の温度に低融点金属ペースト38を加熱する。
 なお、凸パターン34wを埋め込むときの樹脂層33の状態は特に限定されないが、樹脂層33として熱硬化性樹脂を用いる場合には、事前の加熱によって半硬化となった樹脂層33に凸パターン34wを埋め込むのが好ましい。
 また、樹脂層33として熱硬化性樹脂を用いる場合には、凸パターン34wの埋め込みと同時に加熱により樹脂層33を軟化させるのが好ましい。その場合、樹脂層33を軟化させるための加熱が、低融点金属ペースト38を溶融するための加熱を兼ねてもよい。
 そして、樹脂層33を硬化させた後、図10(b)に示すように、樹脂層33が現れるまで導体プレート34の他方の主面34yに対して研磨、CMP、又は切削を行い、凸パターン34wを樹脂層33に導体パターン34zとして残す。
 以上により、本実施形態に係る電子部品の製造工程の主要工程が終了したことになる。
 上記した本実施形態によれば、図9(b)に示したように、凸パターン34wの先端に低融点金属ペースト38を固着したので、その低融点金属ペースト38によって凸パターン34wと電極パッド32との接合強度を増加させることができる。
 更に、低融点金属ペースト38によって凸パターン34wと電極パッド32との接触面積も拡大するので、これらの間の電気抵抗を低減することも可能となる。
 (5)第5実施形態
 第1~第4実施形態で説明したように、導体プレートの凸パターンを利用することにより微細な導体パターンを形成することができる。
 但し、微細な導体パターンが不要な層には、従来のサブトラクト法やセミアディティブ法により導体パターンを形成し得る。
 本実施形態では、そのような従来方法を併用しながら、回路基板上に半導体素子を実装してなるモジュールを電子部品として作製する。
 図11~図16は、本実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図である。なお、これらの図において、第1実施形態で説明したのと同じ要素には第1実施形態におけるのと同じ要素を付し、以下ではその説明を省略する。
 この電子部品を作製するには、まず、第1実施形態で説明した図1(a)~図2(a)の工程を行った後、図11(a)に示すように、第1の樹脂層13と第1の導体パターン14zのそれぞれの上に、熱硬化性樹脂よりなる第2の樹脂層17を形成する。
 その熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、シアネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、及びベンゾシクロブテン等がある。
 なお、これらの熱硬化性樹脂に代えて、熱可塑性樹脂を使用してもよい。
 そして、第2の樹脂層17を硬化した後に、図11(b)に示すように、第2の樹脂層17にエキシマレーザ等のレーザ光を照射して、第1の導体パターン14zが露出するホール17aを形成する。そのホール17aの直径は特に限定されないが、本実施形態では20~50μm程度とする。
 次に、図12(a)に示すように、ホール17aの内面と第2の樹脂層17の上面に、スパッタ法により銅膜を0.1μm程度の厚さに形成し、その銅膜をシード層40とする。
 なお、スパッタ法に代えて、無電解めっきによりそのシード層40を形成してもよい。
 その後に、図12(b)に示すように、シード層40の上に液状のフォトレジスト41を塗布し、それをベークして半硬化の状態とする。なお、このように液状のフォトレジストを用いるのではなく、フィルム状のフォトレジスト41をシード層40上に貼付するようにしてもよい。
 続いて、図13(a)に示すように、フォトレジスト41を露光、現像し、フォトレジスト41に配線形状の窓41aを形成する。
 次に、図13(b)に示すように、シード層40を給電層にしながら電解めっきを行うことにより、窓41a内のシード層40上に5~30μm程度の厚さの導電層42を形成する。
 なお、電解めっきに代えて、蒸着法や印刷法により導電層42を形成してもよい。このうち、印刷法を使用する場合は、銅等の導電性ナノ粒子を含有したナノペーストを窓41a内のシード層40上にインクジェット方式で印刷することで、導電層42を形成し得る。
 その後に、図14(a)に示すようにフォトレジスト41を除去する。
 次に、図14(b)に示すように、エッチング液として過酸化水素に硫酸系の溶液を加えた薬液等を使用しながら、導電層42が形成されていない部分のシード層40をウエットエッチングして除去すると共に、エッチングされないシード層40と導電層42を第2の導体パターン45とする。このような第2の導体パターン45の形成方法はセミアディティブ法と呼ばれる。
 ここまでの工程により、透明支持基板11の上には、第1及び第2の樹脂層13、17と第1及び第2の導体パターン14z、45とを有する回路基板49が形成されたことになる。
 続いて、図15(a)に示すように、第2の導体パターン45の上に接着層47を介して素子搭載用透明支持基板46を貼付する。この素子搭載用透明支持基板46は、ガラス基板のような透光性のであるのが好ましい。
 また、接着層47としては、紫外線の照射によって接着力が低下するUVテープや、加熱によって接着力が低下する熱発泡粘着フィルム等を使用するのが好ましい。
 そして、透明支持基板11を通して接着層12に紫外線を照射することにより接着層12の接着力を低下させた後、図15(b)に示すように、第1の樹脂層13から透明支持基板11を剥離する。
 なお、接着層12として熱発泡粘着フィルムを使用する場合は、接着層12を加熱してその接着力を低下させ、上記のように透明支持基板11を剥離すればよい。
 このように透明支持基板11を剥離することで、第1の樹脂層13の底面に第1の導体パターン14zが表出することになる。
 次に、図16(a)に示すように、素子搭載用透明支持基板46を下側にし、表出している第1の導体パターン14zに半導体素子51の外部接続端子52を接合する。外部接続端子52は、例えば金バンプよりなり、超音波接合によって第1の導体パターン14z上に接合される。
 なお、このような超音波接合に代えて、低融点はんだや異方性導電フィルムを介して外部接続端子52と第1の導体パターン14zとを電気的に接続するようにしてもよい。
 また、素子搭載用透明支持基板46により回路基板49を支持しながら本工程を行うことにより、回路基板49の撓みを抑えながらその上に半導体素子51を接合でき、接合時の回路基板49の操作性が向上する。
 その後、図16(b)に示すように、素子搭載用透明支持基板46を通した紫外線照射により接着層47の接着力を弱めた後、回路基板49から素子搭載用支持基板46を剥離する。
 なお、接着層47として熱発泡フィルムを使用する場合には、加熱によって接着層47の接着力を低下させればよい。
 以上により、回路基板49上に半導体素子51を搭載してなるモジュールが完成した。
 本実施形態によれば、回路基板49のうち半導体素子51に近い側の第1の導体パターン14zを第1実施形態に従って形成したので、第1実施形態で説明した理由により第1の導体パターン14zの幅を微細にすることができる。
 また、半導体素子51よりも離れており配線幅の微細化が不要な第2の導体パターン45については、従来から手法が確立されているセミアディティブ法により形成することで、量産工場内にある既存の製造設備を活かしてモジュールを作製することが可能となる。
 なお、回路基板49に搭載する素子は半導体素子51に限定されず、任意の電子素子、例えばキャパシタや抵抗素子であってもよい。
 (6)第6実施形態
 本実施形態では、多層回路基板に半導体素子を搭載してなるモジュールを以下のようにして製造する。
 図17~図20は、本実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図である。
 この電子部品を製造するには、まず、図17に示すように、多層回路基板110を用意する。
 その多層回路基板110は、複数の配線パターン92~98と絶縁層91とを交互に積層してなる。このうち、各配線パターン92~98は例えば銅膜よりなり、絶縁層91はエポキシ樹脂等よりなる。
 そして、この多層回路基板110を貫通するようにスルーホール91cが形成され、その内面に形成されたスルーホール内銅めっき膜102により、最下層の配線パターン92と最上層の配線パターン98とが電気的に接続される。
 最上層の配線パターン98は、絶縁層91のビアホール91aの内面にも形成されており、このビアホール91aの形状を反映した凹部98aが配線パターン98に形成される。
 本工程では、このようにして用意した多層回路基板110の最上層に熱硬化性の樹脂層103を形成する。
 その樹脂層103として使用し得る熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、シアネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、及びベンゾシクロブテン等がある。
 これらの熱硬化性樹脂を使用する場合は、樹脂層103を形成した後に、加熱により樹脂層103を半硬化の状態にするのが好ましい。
 なお、このような熱硬化性樹脂に代えて、熱可塑性樹脂を使用してもよい。
 その後に、一方の主面100xに凸パターン100wが形成された導体プレート100を樹脂層103の上方に配置し、多層回路基板110と導体プレート100との位置合わせを行う。
 導体プレート100は、例えば銅や銅合金よりなり、突起100aと配線形状の凸部100cとを有する。このうち、突起100aは、図示のような先の尖った錐状先端を有していてもよい。
 次に、図18に示すように、半硬化の状態にある樹脂層103に導体プレート100を押し当て、樹脂層103に凸パターン100wを埋め込み、突起100aを凹部98aに嵌入させ、突起100aを潰して凹部98aに密着させる。
 その後に、樹脂層103を加熱して硬化させる。
 なお、樹脂層103の材料として熱可塑性樹脂を用いる場合には、加熱により樹脂層103を軟化させるのと同時に樹脂層103に凸パターン100wを埋め込むのが好ましい。この場合は、凸パターン100wを埋め込んだ後に樹脂層103を冷却して硬化させることになる。
 また、突起100aを凹部98aに嵌入させ、突起100aを潰して凹部98aに密着させた後、導体プレート100と多層回路基板110との間に樹脂103を注入し、樹脂103を加熱により硬化させてもよい。
 続いて、図19に示すように、樹脂層103の表面が現れるまで導体プレート100の他方の主面100yに対して研磨、CMP、切削、又は研削を行い、凸パターン100wを樹脂層103に導体パターン100zとして残す。
 その導体パターン100zの平面レイアウトは特に限定されない。例えば、最上層の配線パターン98のうち、グランドパターンとなるものの上方に導体パターン100zを形成し、これら配線パターン98と導体パターン100zとをマイクロストリップ線路構造にしてもよい。
 その後に、図20に示すように、樹脂層103に表出している導体パターン100zに半導体素子115の外部接続端子116を接合する。外部接続端子116は、例えば金バンプよりなり、超音波接合によって導体パターン100z上に接合される。
 なお、このような超音波接合に代えて、低融点はんだや異方性導電フィルムを介して外部接続端子116と導体パターン100zとを電気的に接続するようにしてもよい。
 以上により、回路基板110上に半導体素子115を搭載してなるモジュールの基本構造が完成した。
 上記した本実施形態では、導体プレート100の凸パターン100wを利用して導体パターン100zを形成し、この導体パターン100zにより半導体素子115と多層回路基板100とを電気的に接続する。
 これにより、半導体素子115の品種や世代によって外部接続端子116の配列が変更された場合でも、その配列に応じて導体パターン100zと最上層の配線パターン98のレイアウトを設計し直すのみで、多層回路基板100上に半導体素子115を搭載できる。そのため、多層回路基板100に大きな設計変更を行わなくても、多層回路基板100に様々な半導体素子115を搭載できるようになる。
 なお、多層回路基板100に搭載する素子は半導体素子115に限定されず、任意の電子素子、例えばキャパシタや抵抗素子であってもよい。
 (7)第7実施形態
 上記した第1~第6実施形態では、樹脂層を形成する工程の後に当該樹脂層に導体プレートを押し当てる工程を行ったが、本実施形態ではこれらの工程の順序を以下のように逆にする。
 図21~図22は、本実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図である。
 まず、図21(a)に示すように、樹脂基材121の表面に例えば5~10μm程度の厚さの銅膜等よりなる電極パッド122が形成された回路基板120を用意する。
 なお、樹脂基材120に代えて、絶縁層と配線層とが交互に複数形成されたビルドアップ基板を用いてもよい。
 そして、導体プレート124を回路基板120の上方に配置し、回路基板120と導体プレート124との位置合わせを行う。
 その導体プレート124は、高さの異なる二水準の第1及び第2の凸部124a、124bが形成された凸パターン124wを一方の主面124xに有する。また、導体プレート124の材料としては、配線抵抗の低減に有用な銅や銅合金を用いるのが好ましい。
 ここで、凸パターン124wや電極パッド124の表面には自然酸化膜が形成されているので、本工程においてその自然酸化膜を除去しておくのが好ましい。自然酸化膜が厚さ100nm程度の銅酸化膜である場合、酢酸等の有機酸やTMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)の希釈液に導体プレート124や電極パッド124の表面を曝すことで、その自然酸化膜を容易に除去することができる。
 次いで、図21(b)に示すように、窒素等の不活性ガスの雰囲気中において、導体プレート124と電極パッド122とを加熱しながら、電極パッド122に導体プレート124を押し当てる。
 このときの加熱温度や押圧力は特に限定されないが、本実施形態では、加熱温度を200℃、押圧力を数100Pa、押圧時間を数10分とする。導体パッド122や導体プレート124の表面の自然酸化膜が数nm以下になっている場合、このような条件を採用することで第1の凸部124aと導体パッド122とが金属接合するようになる。
 また、本工程を上記のように不活性ガスの雰囲気中で行うことで、第1の凸部124aや導体パッド122の表面に自然酸化膜が形成するのを抑制しつつ、第1の凸部124aと導体パッド122とを金属接合させることができる。
 或いは、不活性ガスに代えて還元性ガスの雰囲気中で本工程を行ってもよい。これにより、更に良好な金属接合を得ることができる。そのような還元性ガスとしては、例えば、数10ppm~数%の濃度でギ酸(HCOOH)が混入した窒素ガスがある。
 続いて、図22(a)に示すように、ノズル126から熱硬化性の樹脂を滴下し、毛細管現象を利用して導体プレート124と回路基板120との間に樹脂を隙間なく充填し、樹脂層123を形成する。
 樹脂層123の材料は特に限定されない。本実施形態では、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、シアネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、及びベンゾシクロブテン等のいずれかの材料で樹脂層123を形成し得る。
 その後に、樹脂123を加熱して硬化させる。
 次に、図22(b)に示すように、樹脂層123の表面が現れるまで導体プレート124の他方の主面124yに対して研磨、CMP、又は切削を行うことにより、凸パターン124wを樹脂層123に導体パターン124zとして残す。
 その導体パターン124zのうち、第1の突起124aに対応する部分は導体プラグとして機能し、第2の突起124bに対応する部分は配線として機能する。
 以上により、本実施形態に係る電子部品の製造工程の主要工程が終了したことになる。
 本実施形態によれば、樹脂層123の形成前に、図21(b)に示したように導体プレート124と電極パッド122とを金属接合させる。よって、導体プレート124と電極パッド122との間に樹脂層123が介在する余地がなくなり、導体プレート124と電極パッド122との接続の信頼性を向上させることが可能となる。
 (8)第8実施形態
 本実施形態では、以下に説明するように、複数の回路基板を接続するのに導体プレートを使用する。
 図23~図25は、本実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図である。
 まず、図23(a)に示すように、下地として供せられる第1の回路基板131と第2の回路基板132を水平面内に並べて用意する。
 各回路基板131、132は、ビアホール130aが形成された樹脂基材130を備えており、そのビアホール130aの内面と樹脂基材130の上面に銅膜等をパターニングしてなる電極パッド138が形成される。
 そして、これらの基板131、132の繋ぎ目に重なるように、一方の主面140xに凸パターン140wを備えた導体プレート140を配置する。凸パターン140wは、突起140aと配線形状の凸部140cとを有し、各回路基板131、132との位置合わせによって突起140aはビアホール130aの上方に配される。
 なお、導体プレート140の材料は限定されないが、その材料として配線抵抗の低減に有用な銅や銅合金を用いるのが好ましい。
 次いで、図23(b)に示すように、ビアホール130aを反映して各電極パッド138の表面に形成された凹部138aに突起140aを嵌入する。これにより、各回路基板131、132が導体プレート140によって機械的に結合される。
 次に、図24(a)に示すように、毛細管現象を利用して、各回路基板131、132の各主面131x、132xと導体プレート140との間の隙間に熱硬化性の樹脂を隙間なく充填し、樹脂層139を形成する。
 その樹脂層139に使用し得る樹脂としては、例えば、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、シアネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、及びベンゾシクロブテン等がある。
 その後、その樹脂層139を加熱して熱硬化させる。
 ここで、図24(a)の点線円内に示すように、樹脂層139の形成前に電極パッド138に突起140aを押し当てて当該突起140aの先端を横方向に潰しておくのが好ましい。このようにすると、樹脂層139から導体プレート140が抜け落ちようとするのを潰れた突起140aによって阻止することができる。しかも、突起140aの先端が潰れたことで、電極パッド138と突起140aとの接触面積が増大し、突起140aと電極パッド138とのコンタクト抵抗を低減できる。
 続いて、図24(b)に示すように、樹脂層139の表面が現れるまで導体プレート140の他方の主面140yを砥石233で研磨し、凸パターン140w(図23(a)参照)を樹脂層139に導体パターン140zとして残す。なお、研磨に代えて、CMPや研削で本工程を行うようにしてもよい。
 その後に、図25に示すように、上記の導体パターン140zに第1の半導体素子154をフリップチップ接続すると共に、各回路基板131、132の電極パッド138に第2~第6の半導体素子152~156をフリップチップ接続する。
 このうち、第1の半導体素子151は、はんだバンプ等の第1の外部接続端子151aにより導体パターン140zと電気的かつ機械的に接続される。また、第2~第6の半導体素子152~156は、はんだバンプ等の第2~第6の外部接続端子152a~156aを介して電極パッド138と電気的かつ機械的に接続される。
 以上により、本実施形態に係る電子部品149の基本構造が完成したことになる。
 上記した本実施形態によれば、図24(b)に示したように、導体プレート140を利用して形成された導体パターン140zと樹脂層139とにより二つの回路基板131、132が結合された新規な構造が得られる。これによれば、異種の回路基板131、132を繋げて様々な外形サイズの電子部品149を得ることができる。
 なお、上記では図23(b)のように各回路基板131、132を導体プレート140で繋いだ後に、図24(a)のように樹脂層139を形成したが、本実施形態はこれに限定されない。
 図26(a)、(b)は、本実施形態に係る電子部品の別の製造方法について示す断面図である。
 この例では、図26(a)のように先に樹脂層139を形成し、その後に図26(b)のように樹脂層139に導体プレート140の凸パターン140wを埋め込む。このようにしても、異種の回路基板131、132を組み合わせて様々な外形サイズの電子部品149を得ることができる。
 また、この場合も、点線円内に示すように、電極パッド138に突起140aを押し当てて該突起140aを横方向に潰すことで、樹脂層139から導体プレート140が抜け落ちるのを防止でき、突起140aと電極パッド138とのコンタクト抵抗を低減できる。
 更に、繋げる回路基板131、132の個数も2個に限定されず、3個以上の回路基板を導体プレート140で繋げるようにしてもよい。
 (9)第9実施形態
 本実施形態では、導体プレートから得られた導体パターンと、半導体素子のはんだバンプとの接続信頼性を向上させ得る電子部品について説明する。
 図27~図32は、本実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図である。なお、これらの図において、第6実施形態で説明したのと同じ要素には第6実施形態と同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
 まず、図27に示すように、多層回路基板110と導体プレート100とを用意する。このうち、導体プレート100は、一方の主面100xに凸パターン100wが形成されている。
 本実施形態では、その凸パターン100zは、第6実施形態で説明した突起100a(図17参照)の他に、高さが異なる二水準の第1の凸部100bと第2の凸部100cとを有する。
 そして、突起100aがビアホール91aの上方に位置するように、導体プレート100と多層回路基板110との位置合わせをする。
 次いで、図28に示すように、ビアホール91aの形状を反映した配線パターン98の凹部98aに突起100aを嵌入し、回路基板110に導体プレート100を固定する。
 続いて、図29に示すように、毛細管現象を利用して多層回路基板110と導体プレート100との間の隙間に熱硬化性の樹脂を隙間なく充填し、樹脂層103を形成する。
 樹脂層103の材料は特に限定されないが、本実施形態では、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、シアネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、及びベンゾシクロブテン等のいずれかの材料で樹脂層103を形成する。
 その後に、樹脂層103を加熱して硬化する。
 次に、図30に示すように、樹脂層103の表面が現れるまで導体プレート100の他方の主面100yを砥石233で研磨し、凸パターン100wを樹脂層103に導体パターン100zとして残す。なお、研磨に代えて、CMPや研削で本工程を行うようにしてもよい。
 この後は、導体パターン100zの上に半導体素子のはんだバンプを接合する工程に移るが、上記のように研磨を行った直後の研磨面は、溶融したはんだが濡れ広がりやすい状態となっている。よって、この状態で導体パターン100zの上にはんだバンプを接合しようとすると、隣接する導体パターン100z同士が濡れ広がったはんだによって電気的にショートするおそれがある。また、このようにはんだが濡れ広がることで、導体パターン100zにおいてはんだバンプが当接する部分のはんだ量が不足し、はんだバンプと導体パターン100zとが電気的にオープンになるおそれもある。
 そのようなはんだの濡れ広がりを防止すべく、次の工程では、図31に示すように、樹脂層103と導体パターン100zのそれぞれの上面を覆うように、熱硬化性樹脂の塗膜118を形成する。その熱硬化性樹脂の材料は特に限定されないが、後述の半導体素子と多層回路基板110との接着強度を高めるという観点から、接着性のある熱硬化性樹脂を採用するのが好ましい。そのような熱硬化性樹脂として、例えば、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、シアネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、及びベンゾシクロブテン等がある。
 そして、この塗膜118が形成された状態で、多層回路基板110の上方に半導体素子115を用意し、多層回路基板110に向かってその半導体素子115を下ろす。その半導体素子115の主面には、はんだバンプ等の低融点金属を材料とする突起電極117が設けられる。
 このようにすると、図32に示すように、突起電極117が塗膜118を押し退けて導体パターン100zに当接する。
 そして、この状態で、塗膜118の硬化温度と突起電極117の融点の双方よりも高い温度に塗膜118と突起電極117を加熱する。これにより、溶融した突起電極117が横方向に広がるのを塗膜118で防止しつつ、塗膜118を熱硬化させることができる。
 その後に、塗膜118と突起電極117の加熱を停止することにより、溶融していた突起電極117を固化し、当該突起電極117を介して半導体素子115を多層回路基板110に電気的かつ機械的に接続する。
 以上により、本実施形態に係る電子部品119の基本構造が完成した。
 上記のように、本実施形態では、溶融した突起電極117が濡れ広がるのを樹脂の塗膜118により防ぐことができるので、隣接する導体パターン100z同士がその突起電極117によって電気的にショートするのを防止できる。
 しかも、突起電極117が濡れ広がらないことから、導体パターン100zにおいて突起電極117が当接する部分のはんだ量不足を解消でき、突起電極117と導体パターン100zとが電気的にオープンになる危険性を低減できる。
 更に、その塗膜118は接着性を有しているため、塗膜118によって多層回路基板110と半導体素子115との機械的な接続強度を補強することができる。
 ところで、図27を参照して説明したように、導体パターン100zの基となる凸パターン100wは、高さの異なる第1の凸部100bと第2の凸部100cとを有する。そのような高さの相違に起因して、導体パターン100zには以下のように厚さの異なる二種類の部分が形成されることになる。
 図33はこの電子装置119の拡大平面図であり、図34は図33のI-I線に沿う断面図である。
 図34に示されるように、導体パターン100zは、第1の部分100fと第2の部分100eとを有する。このうち、第2の部分100eは、凸パターン100wの第1の凸部100bに起因して形成されたものであって、第2の凸部100cに起因して形成された第1の部分100fよりも厚い。
 本実施形態では、このような導体パターン100zの第2の部分100e上に突起電極117が接合される。
 突起電極117は、はんだ等の低融点金属を含んでいるため、その低融点金属と導体パターン100zとの化合物よりなる化合物層100gが第2の部分100eに形成される。
 周囲の導体パターン100zとは異なる結晶構造を有する化合物層100gは、その形成過程で堆積が収縮し、化合物層100gと周囲の導体パターン100zとの間にクラックが形成され易い。
 仮にそのようなクラックが形成されたとしても、そのクラックの形成部位は、突起電極117の直下にある第2の部分100eである。第2の部分100eは、第1の部分100fよりも厚く形成されているので、仮にクラックが形成されたとしても、クラックによって第2の部分100eが基板垂直方向に分断されることはなく、クラックによって導体パターン100zが断線することはない。
 一方、図35は、比較例に係る電子装置の断面図である。
 この比較例では、導体パターン100zに第2の部分100eを形成せず、導体パターン100zを上記の第1の部分100fと同程度の薄さに形成している。
 この場合、化合物層100gとその周囲の導体パターン100zのそれぞれの結晶構造の違いに起因したクラックCが導体パターン100zに形成される。本例に係る導体パターン100zは、その全体が上記した第1の部分100fと同程度に薄く形成されているため、クラックCが導体パターン100zを基板垂直方向に横断し、導体パターン100zが断線してしまう。
 これに対し、本実施形態では上記のように膜厚が厚い第2の部分100eを形成するので、このようなクラックに起因した導体パターン100zの断線を防止できる。
 (10)第10実施形態
 本実施形態では、第1~第6実施形態で説明した導体プレートの型の作製方法について説明する。
 ・第1例
 本例は、図1(a)に示したような高さの異なる二水準の凸部14a、14bを備えた導体プレート14の型の作製方法に関する。
 図36~図40は、その導体プレートの型の製造途中の断面図である。
 その型を作製するには、まず、図36(a)に示すように、シリコン基板70の上側全面に第1のフォトレジスト71を塗布し、それをベークして半硬化の状態とする。
 次に、図36(b)に示すように、クロム膜等の遮光膜よりなるマスクパターン(不図示)が形成された第1の露光マスク72をシリコン基板70の上方に配置する。そして、その第1の露光マスク72を通じて露光光を第1のフォトレジスト71に照射することにより、第1のフォトレジスト71を露光する。
 なお、このようにシリコン基板70の上方に露光マスク72を配置するのではなく、ステッパ等の露光装置を用いて第1のフォトレジスト71を露光するようにしてもよい。
 次いで、図37(a)に示すように、第1のフォトレジスト71を現像して窓71aを形成し、その窓71aを通じてシリコン基板70をRIE(Reactive Ion Etching)によりドライエッチングして、シリコン基板70に第1の溝70aを形成する。
 このドライエッチングの条件は特に限定されないが、本実施形態では、反応性ガスと不活性ガスとの混合ガスをエッチングガスとして使用する。このうち、反応性ガスとしては、F2、SF6、CF4、及びC4F8のいずれかのフッ素系ガスを使用し得る。或いは、Cl2又はH2を反応性ガスとして使用してもよい。また、不活性ガスとしては、例えばアルゴンガスがある。
 なお、このようなドライエッチングに代えて、フッ酸又はKOH等のエッチング液を使用するウエットエッチングを行ってもよい。
 このエッチングを終了後、第1のフォトレジスト71は除去される。
 次に、図37(b)に示すように、シリコン基板70の上側全面に第2のフォトレジスト73を形成した後、この第2のフォトレジスト73をベークして半硬化の状態にする。
 その後、図38(a)に示すように、シリコン基板70の上方に第2の露光マスク74を配置し、その第2の露光マスク74を通して第2のフォトレジスト73に露光光を照射する。これにより、第2の露光マスク74に形成されたクロム膜等の遮光膜よりなるマスクパターン(不図示)が第2のフォトレジスト73に投影され、第2のフォトレジスト73が露光されることになる。
 なお、ステッパ等の露光装置を用いてこの露光を行ってもよい。
 続いて、図38(b)に示すように、第2のフォトレジスト73を現像して窓73aを形成し、その窓73aを通じてシリコン基板70をRIEによりドライエッチングする。これにより、シリコン基板70には、第1の溝70aよりも深い第2の溝70bが形成される。
 このエッチングで使用されるエッチングガスは、第1の溝70aを形成するときと同様に、反応性ガスと不活性ガスとの混合ガスである。その反応性ガスとしては、F2、SF6、CF4、及びC4F8のいずれかのフッ素系ガス、或いはCl2又はH2が使用される。そして、不活性ガスとしては、例えばアルゴンガスが使用される。
 このエッチングを終了後、第2のフォトレジスト73を除去することにより、図39(a)に示すような母型77が得られる。
 次いで、図39(b)に示すように、第1及び第2の溝70a、70bを埋め込むように母型77上に金属層を形成し、この金属層よりなる第1の子型78を形成する。その金属層は、例えば、電解めっきにより形成されたニッケル層である。
 そして、母型77から第1の子型78を外した後、図40(a)に示すように、樹脂によって第1の子型78の型取りを行い、その樹脂よりなる第2の子型80を得る。なお、樹脂で型取りをするのではなく、ニッケルの電鋳により第1の子型80の型取りを行い、第2の子型を作製してもよい。
 この後は、図40(b)に示すように、第1の子型78から第2の子型80を外す。
 以上により、導体プレート14(図1(a)参照)を形成するための第2の子型80が完成した。
 導体プレート14の作製にあたっては、例えば第2の子型80の表面に無電解銅めっきと電解銅めっきをこの順に行う。そして、これらのめっき膜を第2の子型80から外すことにより、銅よりなる導体プレート14を作製し得る。
 また、一つの第2の子型80から複数の導体プレート14を同じ形状及び同じ品質で作り出すことができ、導体プレート14を安価に大量生産することができる。
 ・第2例
 本例は、図6(a)に示したような錐状先端の突起34aを備えた導体プレート34の型の作製方法に関する。
 図41~図43は、その導体プレートの型の製造途中の断面図である。
 その型を作製するには、まず、第1例で説明した図36(a)~図38(b)の工程を行うことにより、図41(a)に示すように、シリコン基板70に第1及び第2の溝70a、70bが形成された状態にする。
 次いで、図41(b)に示すように、第2のフォトレジスト73の上方に、開口81aを備えたメタルマスク81を配置する。そして、その窓81aが第2のフォトレジスト73の窓73aの上方に位置するように、シリコン基板70とメタルマスク81との位置合わせを行う。
 続いて、図42(a)に示すように、メタルマスク81の窓81a下のシリコン基板70をRIEによりドライエッチングする。
 このドライエッチングでは、反応性ガスと不活性ガスとの混合ガスがエッチングガスとして使用される。このうち、反応性ガスとしては、F2、SF6、CF4、及びC4F8のいずれかのフッ素系ガスを使用し得る。或いは、Cl2又はH2を反応性ガスとして使用してもよい。また、不活性ガスとしては、例えばアルゴンガスがある。
 そして、このエッチングガスにおける反応性ガスの流量比を、第2の溝70bを形成したときにおけるよりも低減することにより、反応ガスによる横方向のエッチング作用が弱まり、図示のように第2の溝70bの底部をテーパ状にエッチングすることが可能となる。
 その後、図42(b)に示すように、第2のフォトレジスト73を除去することにより母型85が完成する。
 この後は、第1例で説明した図39(b)~図40(b)の工程を行うことで、図43に示すように、導体プレート34(図6(a))を形成するための樹脂又は電鋳よりなる子型86が完成する。
 導体プレート34の作製にあたっては、子型86の表面に無電解銅めっきと電解銅めっきをこの順に行う。そして、これらのめっき膜を子型86から外すことにより、銅よりなる導体プレート34を作製し得る。
 上記した子型86の作製方法では、図42(a)のエッチング工程において、第2の溝70bを形成するときよりも反応性ガスの流量比を少なくすることにより、溝70bの底面をテーパ状にすることができる。これにより、図43に示した子型86に、錐状先端の突起34a(図6(a)参照)に対応した溝86aを形成することが可能となる。
 ・第3例
 本例では、二層のレジストパターンを利用することにより、図1(a)のような高さの異なる二水準の凸部14a、14bを備えた導体プレート14の型を製造する。
 図44~図48は、その導体プレートの型の製造途中の断面図である。
 まず最初に、図44(a)に示すように、シリコン基板150の上にポジ型の第1のレジスト層151を形成し、その第1のレジスト層151をベークして半硬化の状態にする。
 次いで、その第1のレジスト層151の上に更にネガ型の第2のレジスト層152を形成し、その第2のレジスト層152をベークして半硬化の状態にする。
 次に、図44(b)に示すように、遮光性の第1の露光マスク153の窓153aを通じて露光光を第2のレジスト層152に照射し、第2のレジスト層152に感光部152aを形成する。
 その後に、現像により感光部152a以外の部分の第2のレジスト層152を除去することにより、図45(a)に示すように、第1のレジスト層151の上に上側レジストパターン152bを形成する。
 なお、この現像の際の現像液としては、未感光の第2のレジスト層152のみが溶解して第1のレジスト層151が溶解しない現像液が使用されるので、現像の後に第1のレジスト層151はシリコン基板150上に残存する。
 次いで、図45(b)に示すように、遮光性の第2の露光マスク155の窓155aを通じて露光光を第1のレジスト層151に照射して、第1のレジスト層151に感光部151aを形成する。
 そして、現像により感光部151aを除去することで、図46(a)に示すような下部レジストパターン151bを形成する。この現像では、感光部151aのみを選択的に除去する現像液を使用するので、現像によって上側レジストパターン152bが除去されることはない。
 続いて、図46(b)に示すように、各レジストパターン151b、152bのそれぞれの上に金属層を形成し、この金属層よりなる母型160を形成する。その金属層は、例えば、電界めっきにより形成されたニッケル層である。
 そして、各レジストパターン151b、152bのそれぞれをアッシングにより除去した後、図47(a)に示すように、シリコン基板150から母型160を剥離する。
 次に、図47(b)に示すように、樹脂によって母型160の型取りを行い、その樹脂よりなる子型161を得る。なお、樹脂で型取りをするのではなく、ニッケルの電鋳により母型160の型取りを行うことで、子型161を作製してもよい。
 この後は、図48に示すように、母型160から子型161を外す。
 以上により、導体プレート14(図1(a)参照)を作製するための子型161が完成した。
 導体プレート14を作製するには、例えば、子型161の表面に無電解銅めっきと電解銅めっきをこの順に行った後、これらのめっき膜を子型161から外し、銅よりなる導体プレート14を作製し得る。
 本例のように子型161を作製することで、その子型161から同一の品質の導体プレート14を安価に大量生産することが可能となる。
 (11)第11実施形態
 本実施形態では、銅の拡散防止に有効な導体プレート100の作製方法について説明する。
 図49~図51は、本例に係る導体プレートの製造途中の断面図である。
 まず最初に、図49(a)に示すように、第10実施形態の第3例に従って作製された子型161を用意する。なお、この子型161に代えて、第10実施形態の第1例で作製した第2の子型80や、第10実施形態の第2例で作製した子型86を用意してもよい。
 次いで、図49(b)に示すように、その子型161の型面161aにスパッタ法により銅拡散防止膜170として窒化チタン膜を100nm程度の厚さに形成する。
 なお、銅拡散防止膜170は窒化チタン膜に限定されない。銅拡散防止膜170としては、窒化シリコン膜、チタン膜、タンタル膜、及び窒化タンタル膜のいずれかを形成し得る。
 また、後で形成される導体プレート100を子型161から剥離し易いようにするため、銅拡散防止膜170の形成前に、子型161の型面161aに有機系の離型剤の層を数nmから10nm程度の厚さに形成しておいてもよい。
 そして、図50(a)に示すように、銅拡散防止膜170の上にシード層171として厚さが約100nmのチタン膜と厚さが約500nmの銅膜とをこの順にスパッタ法により形成する。
 続いて、図50(b)に示すように、シード層171から給電を行い、該シード層171層の上に銅めっき層172を形成する。その銅めっき層172の厚さは限定されないが、本実施形態では子型161の上面から約10μm以上の厚さに銅めっき層172を形成する。
 この後に、子型161から銅めっき層172を剥離することにより、図51に示すように、銅めっき層172、シード層171、及び銅拡散防止膜170を備えた導体プレート100を得ることができる。
 なお、上記では図49(b)のように子型161の型面161a上に銅拡散防止膜170を形成したが、銅拡散防止膜170の形成方法はこれに限定されない。例えば、銅拡散防止膜170を形成しない状態で導体プレート100を形成し、その導体プレート100の完成後にその表面にスパッタ法で銅拡散防止膜170を形成するようにしてもよい。
 図52は、本実施形態に係る銅拡散防止膜170を備えた導体プレート100を利用し、第9実施形態の図27~図32に従って作製した電子部品の拡大断面図である。
 図52に示すように、上記のように導体プレート100に銅拡散防止膜170を形成したことで、導体パターン100zにも銅拡散防止膜170が形成される。これにより、導体パターン100zの銅が樹脂層103内に拡散するのが防止され、隣接する導体パターン100z同士を樹脂層103によって良好に絶縁することが可能となる。
                                                                                

Claims (20)

  1.  下地の上に樹脂層を形成する工程と、
     一方の主面にパターンが形成された導体プレートを前記樹脂層に押し当て、該樹脂層に前記パターンを埋め込む工程と、
     前記樹脂層が現れるまで前記導体プレートの他方の主面に対して研磨、CMP(Chemical Mechanical Polishing)、又は切削を行い、前記パターンを前記樹脂層に導体パターンとして残す工程と、
     を有することを特徴とする電子部品の製造方法。
  2.  前記パターンは、前記下地に当接する突起を有することを特徴とする請求項1に記載の電子部品の製造方法。
  3.  前記突起は、前記下地に当接することにより形状が潰れる先端を有することを特徴とする請求項2に記載の電子部品の製造方法。
  4.  前記下地として、表面に電極パッドが形成された回路基板又は半導体素子を使用し、
     前記樹脂層にパターンを埋め込む工程において、前記電極パッドに前記突起を当接させることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の電子部品の製造方法。
  5.  前記突起の先端に低融点金属を固着する工程と、
     前記パターンが前記樹脂層に埋め込まれた状態で、前記低融点金属を加熱して溶融させ、前記低融点金属を介して前記突起と前記電極パッドとを接合する工程とを更に有することを特徴とする請求項4に記載の電子部品の製造方法。
  6.  導体プレートの一方の主面に形成されたパターンを、下地の電極パッドに接続する工程と、
     前記導体プレートと前記下地との間に樹脂を注入して樹脂層を形成する工程と、
     前記樹脂層が現れるまで前記導体プレートの他方の主面に対して研磨、CMP、又は切削を行い、前記パターンを前記樹脂層に導体パターンとして残す工程と、
     を有することを特徴とする電子部品の製造方法。
  7.  前記パターンを前記電極パッドに接続する工程は、前記パターンを前記電極パッドに押し当てながら加熱することにより、前記パターンを金属接合により前記電極パッドに接続して行われることを特徴とする請求項6に記載の電子部品の製造方法。
  8.  前記電極パッドの前記加熱は、不活性ガス又は還元性ガスの雰囲気中で行われることを特徴とする請求項7に記載の電子部品の製造方法。
  9.  前記パターンを前記電極パッドに接続する前に、該パターンと該電極パッドのそれぞれの表面の酸化膜を除去する工程を更に有することを特徴とする請求項6~8のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。
  10.  前記樹脂層に前記導体パターンを残す工程において、第1の部分と、該第1の部分よりも厚い第2の部分とを前記導体パターンに形成し、
     前記樹脂層に前記導体パターンを残した後に、前記導体パターンの前記第2の部分に突起電極を接合する工程を更に有することを特徴とする請求項1~9のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。
  11.  前記樹脂層と前記導体パターンとを覆う樹脂の塗膜を形成する工程と、
     前記塗膜に突起電極を押し込み、該突起電極を前記導体パターンに当接させる工程と、
     前記突起電極を加熱して溶融することにより、該突起電極と前記導体パターンとを接合する工程とを更に有することを特徴とする請求項1~9のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。
  12.  前記突起電極は、低融点金属を含むことを特徴とする請求項10又は請求項11に記載の電子部品の製造方法。
  13.  前記塗膜として熱硬化性樹脂の塗膜を形成し、
     前記突起電極を加熱する工程において、前記塗膜を加熱して硬化させることを特徴とする請求項11又は請求項12に記載の電子部品の製造方法。
  14.  一方の主面に凹部が形成された複数の下地を並べる工程と、
     前記下地の各々の前記凹部に、導体プレートの一方の主面に形成されたパターンの突起を嵌入することにより、前記複数の下地を前記導体プレートにより繋ぐ工程と、
     前記複数の下地のそれぞれの主面上に樹脂層を形成する工程と、
     前記樹脂層が現れるまで前記導体プレートの他方の主面に対して研磨、CMP、又は切削を行い、前記パターンを前記樹脂層に導体パターンとして残す工程と、
     を有することを特徴とする電子部品の製造方法。
  15.  前記樹脂層を形成する工程は、前記複数の下地を前記導体プレートにより繋いだ後に、前記複数の下地のそれぞれの前記主面と前記導体プレートとの間に樹脂を充填することにより行われることを特徴とする請求項14に記載の電子部品の製造方法。
  16.  前記樹脂層を形成する工程は、前記複数の下地を前記導体プレートにより繋ぐ前に行われ、
     前記複数の下地を前記導体プレートにより繋ぐ工程は、前記樹脂層に前記導体プレートを押し当てて行われることを特徴とする請求項14に記載の電子部品の製造方法。
  17.  前記突起は、前記電極パッドに当接することにより形状が潰れる先端を有することを特徴とする請求項14~16のいずれか1項
    に記載の電子部品の製造方法。
  18.  前記導体プレートの前記パターンは銅膜を有し、前記銅膜の上に銅拡散防止膜が形成されたことを特徴とする請求項1~17のいずれか1項に記載の電子部品の製造方法。
  19.  下地と、
     前記下地の上に形成された電極パッドと、
     前記下地と前記電極パッドの上に形成された樹脂層と、
     前記電極パッドの上の前記樹脂層に埋め込まれた導体パターンとを有し、
     前記導体パターンと前記電極パッドとが低融点金属を介して接合されたことを特徴とする電子部品。
  20.  下地と、
     前記下地の上に形成された電極パッドと、
     前記下地と前記電極パッドの上に形成された樹脂層と、
     前記樹脂層に埋め込まれ、前記電極パッドに当接した突起を備えた導体パターンとを有し、
     前記突起の先端が、前記電極パッドの上面において横方向に潰れたことを特徴とする電子部品。
                                                                                    
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