(57)【要約】【課題】導体層の絶縁層からの剥離を抑制することができる。【解決手段】電子デバイス１は、絶縁層１０と、絶縁層１０上に設けられた導体層２０とを含む。導体層２０には、貫通孔２３が設けられる。絶縁層１０には、導体層２０の貫通孔２３と連通する凹部１３が設けられる。絶縁層１０の凹部１３の内面１３ａには、金属膜３０が設けられる。導体層２０に半田７０が接合される際、半田７０は凹部１３内に入り込み、これにより、導体層２０に接合された半田７０にかかる引き剥がしの力Ｆが分散され、導体層２０の絶縁層１０からの剥離が抑制される。【選択図】図７
2020053626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層と、
前記絶縁層上に設けられた導体層と、
前記導体層に設けられた貫通孔と、
前記絶縁層に設けられ、前記貫通孔と連通する凹部と、
前記凹部の内面に設けられた金属膜と
を含むことを特徴とする電子デバイス。
【請求項２】
前記凹部は、断面視で、前記貫通孔よりも幅が大きい部位を有することを特徴とする請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項３】
前記金属膜は、前記凹部の内面に通じる開口部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子デバイス。
【請求項４】
前記凹部の内面は、湾曲面であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子デバイス。
【請求項５】
前記金属膜は、前記凹部の内面、前記貫通孔の内面、及び前記導体層上に設けられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電子デバイス。
【請求項６】
前記導体層上、前記貫通孔内及び前記凹部内に設けられた半田を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電子デバイス。
【請求項７】
前記半田と前記凹部の内面との間に、前記金属膜を貫通するように設けられたボイドを含むことを特徴とする請求項６に記載の電子デバイス。
【請求項８】
前記半田上に設けられた電極を備える基板を含むことを特徴とする請求項６又は７に記載の電子デバイス。
【請求項９】
絶縁層と、
前記絶縁層上に設けられた導体層と、
前記導体層に設けられた貫通孔と、
前記絶縁層に設けられ、前記貫通孔と連通する凹部と、
前記導体層上、前記貫通孔内及び前記凹部内に設けられた半田と
を含むことを特徴とする電子デバイス。
【請求項１０】
前記半田と前記凹部の内面との間に設けられたボイドを含むことを特徴とする請求項９に記載の電子デバイス。
【請求項１１】
前記半田上に設けられた電極を備える基板を含むことを特徴とする請求項９又は１０に記載の電子デバイス。
【請求項１２】
絶縁層上に、貫通孔が設けられた導体層を形成する工程と、
前記絶縁層に、前記貫通孔と連通する凹部を形成する工程と、
前記凹部の内面に金属膜を形成する工程と
を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【請求項１３】
前記金属膜を形成する工程後に、前記導体層上、前記貫通孔内及び前記凹部内に、半田を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１２に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１４】
前記半田を形成する工程は、前記半田と前記凹部の内面との間にボイドを形成する工程を含むことを特徴とする請求項１３に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１５】
絶縁層と、
前記絶縁層上に設けられた導体層と、
前記導体層に設けられた貫通孔と、
前記絶縁層に設けられ、前記貫通孔と連通する凹部と、
前記凹部の内面に設けられた金属膜と
を含む第１基板の前記導体層を、
前記導体層上、前記貫通孔内及び前記凹部内に形成された半田を用いて、第２基板の電極と接続する工程を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【請求項１６】
前記半田と前記凹部の内面との間にボイドを形成する工程を含むことを特徴とする請求項１５に記載の電子デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイス及び電子デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁層の表面に凹凸を形成し、その上に導体材料を形成して、表面に凹部を有するパッドを形成する技術、その凹部を下側に向かうほど拡がる断面逆テーパ形状にする技術が知られている。また、そのようにして形成されたパッドの表面に、熱処理を施して半田を形成する技術、その際、パッドの凹部の内側に半田を入り込ませる技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２３２１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
絶縁層上にパッド等の導体層が設けられる電子デバイスでは、導体層に接合された半田を引き剥がすような方向に働く力がかかった際、導体層が絶縁層から剥離してしまうことが起こり得る。導体層の絶縁層からの剥離は、電子デバイスの信頼性の低下、性能の低下を招く恐れがある。
【０００５】
１つの側面では、本発明は、導体層の絶縁層からの剥離を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの態様では、絶縁層と、前記絶縁層上に設けられた導体層と、前記導体層に設けられた貫通孔と、前記絶縁層に設けられ、前記貫通孔と連通する凹部と、前記凹部の内面に設けられた金属膜とを含む電子デバイスが提供される。
【０００７】
また、１つの態様では、絶縁層上に、貫通孔が設けられた導体層を形成する工程と、前記絶縁層に、前記貫通孔と連通する凹部を形成する工程と、前記凹部の内面に金属膜を形成する工程とを含む電子デバイスの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
１つの側面では、導体層の絶縁層からの剥離を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施の形態に係る電子デバイスの一例を示す図である。
【図２】第１の実施の形態に係る電子デバイスの別の例を示す図である。
【図３】第１の実施の形態に係る電子デバイスのパッド構造の構成例を示す図である。
【図４】第１の実施の形態に係る電子デバイスの第１の構成例を示す図である。
【図５】第１の実施の形態に係る電子デバイスの形成方法の一例を示す図である。
【図６】第１の実施の形態に係る電子デバイスのパッド構造に対する半田接合について説明する図（その１）である。
【図７】第１の実施の形態に係る電子デバイスのパッド構造に対する半田接合について説明する図（その２）である。
【図８】第１の実施の形態に係る半田接合後の電子デバイスの構成例を示す図（その１）である。
【図９】第１の実施の形態に係る半田接合後の電子デバイスの構成例を示す図（その２）である。
【図１０】第１の実施の形態に係る半田接合後の電子デバイスの構成例を示す図（その３）である。
【図１１】別の形態に係る電子デバイスの一例を示す図である。
【図１２】剥離強度を測定した結果の一例を示す図である。
【図１３】第１の実施の形態に係る電子デバイスと他の電子デバイスとの半田接合について説明する図である。
【図１４】第１の実施の形態に係る電子デバイスの第２の構成例を示す図である。
【図１５】第１の実施の形態に係る電子デバイスの第３の構成例を示す図である。
【図１６】第１の実施の形態に係る半田接合された電子デバイスの第１の構成例を示す図である。
【図１７】第１の実施の形態に係る半田接合された電子デバイスの第２の構成例を示す図である。
【図１８】第２の実施の形態に係る電子デバイスの第１の変形例を示す図である。
【図１９】第２の実施の形態に係る電子デバイスの第２の変形例を示す図である。
【図２０】第２の実施の形態に係る電子デバイスの第２の変形例の形成方法の一例を示す図である。
【図２１】第２の実施の形態に係る電子デバイスの第３の変形例を示す図である。
【図２２】第２の実施の形態に係る電子デバイスの第４の変形例を示す図である。
【図２３】第２の実施の形態に係る電子デバイスの第５の変形例を示す図である。
【図２４】第３の実施の形態に係る電子機器について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
図１は第１の実施の形態に係る電子デバイスの一例を示す図である。図１には、電子デバイスの一例の要部断面図を模式的に示している。
【００１１】
図１に示す電子デバイス１は、他の電子デバイスの端子と半田接合されるパッド構造２を備える。電子デバイス１の例として、例えば、ＦＯＷＬＰ（Fan-Out Wafer Level Package）等の半導体パッケージ（半導体装置）、インターポーザ基板やプリント基板等の回路基板が挙げられる。このほか、電子デバイス１の例としては、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）チップ、ＬＳＩ（Large Scale Integration）チップ、メモリチップ、ロジックチップといった半導体チップ（半導体素子）が挙げられる。図１には、このようなＦＯＷＬＰの再配線、回路基板の表面又は裏面の配線、半導体チップの多層配線等に設けられるパッド構造２の断面を模式的に図示している。電子デバイス１のパッド構造２は、絶縁層１０、導体層２０及び金属膜３０を含む。
【００１２】
絶縁層１０には、有機系又は無機系の各種絶縁材料が用いられる。絶縁層１０に用いられる有機系の絶縁材料としては、例えば、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂等の樹脂材料が挙げられる。この場合、樹脂材料には、感光性を有するものが用いられてもよい。樹脂材料には、フィラーが含有されてもよい。また、絶縁層１０に用いられる無機系の絶縁材料としては、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＣ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）等の絶縁材料が挙げられる。また、絶縁層１０には、Ｌｏｗ−ｋ材料、多孔質の絶縁材料が用いられてもよい。
【００１３】
導体層２０は、絶縁層１０の上面１０ａに設けられる。導体層２０は、電子デバイス１において、他の電子デバイスの端子と半田接合されるパッド（電極又は端子）として機能する。導体層２０は、絶縁層１０の上面１０ａにアイランド状に形成されたものでもよいし、絶縁層１０の上面１０ａに所定のパターン形状で延在された配線の一部であってもよい。
【００１４】
導体層２０は、パッド層２１（電極層）を含む。パッド層２１には、各種導体材料が用いられる。パッド層２１には、例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、スズ（Ｓｎ）等の金属材料が用いられる。この場合、パッド層２１には、１種の金属材料が用いられてもよいし、２種以上の金属材料（合金又は金属間化合物を含む）が用いられてもよい。パッド層２１は、１種又は２種以上の金属材料を含有する単層構造であってもよいし、１種又は２種以上の金属材料を含有する２層以上の積層構造であってもよい。また、パッド層２１には、カーボンナノチューブ、グラフェン、グラフェンナノリボン等の導電性を示す炭素材料が用いられてもよい。
【００１５】
導体層２０は、パッド層２１と絶縁層１０との間に介在される密着層２２を含んでもよい。密着層２２により、パッド層２１と絶縁層１０との間の密着力が高められる。密着層２２には、例えば、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｃｒ等の金属材料が用いられる。この場合、密着層２２には、１種の金属材料が用いられてもよいし、２種以上の金属材料（合金又は金属間化合物を含む）が用いられてもよい。密着層２２は、１種又は２種以上の金属材料を含有する単層構造であってもよいし、１種又は２種以上の金属材料を含有する２層以上の積層構造であってもよい。図１には、パッド層２１と密着層２２とを含む導体層２０を例示している。
【００１６】
導体層２０には、その上面２０ａと下面２０ｂとの間を貫通し、絶縁層１０の上面１０ａに達する貫通孔２３が設けられる。導体層２０が上面１０ａに設けられる絶縁層１０には、その上面１０ａから内部に窪んだ凹部１３が設けられる。絶縁層１０の凹部１３は、導体層２０の貫通孔２３と対応する位置に設けられ、導体層２０の貫通孔２３と連通するように設けられる。凹部１３は、例えば、その内面１３ａが、断面視で湾曲した湾曲面とされる。例えば、図１に示すように、凹部１３は、断面視で円形又は略円形とされる。ここでは図示を省略するが、凹部１３は、断面視で楕円形又は略楕円形とされてもよい。凹部１３は、例えば、断面視で、導体層２０の貫通孔２３の幅よりも大きい幅を有する部位を含む。
【００１７】
金属膜３０は、他の電子デバイスとの半田接合前の電子デバイス１において、例えば、導体層２０の上面２０ａ、導体層２０に設けられた貫通孔２３の内面２３ａ、及び絶縁層１０に設けられた凹部１３の内面１３ａに設けられる。半田接合前の電子デバイス１の金属膜３０は、必ずしも導体層２０の上面２０ａの全体、貫通孔２３の内面２３ａの全体、凹部１３の内面１３ａの全体を覆っていることを要しない。半田接合前の電子デバイス１の金属膜３０は、導体層２０の上面２０ａ、貫通孔２３の内面２３ａ及び凹部１３の内面１３ａのうち、凹部１３の内面１３ａにのみ設けられてもよく、また、凹部１３の内面１３ａと貫通孔２３の内面２３ａにのみ設けられてもよい。図１には、半田接合前の電子デバイス１の金属膜３０として、導体層２０の上面２０ａ、貫通孔２３の内面２３ａ及び凹部１３の内面１３ａに設けられたものを例示している。
【００１８】
金属膜３０には、各種金属材料が用いられる。金属膜３０には、例えば、電子デバイス１と他の電子デバイスとの半田接合時の加熱により溶融される半田が濡れる金属材料が用いられる。金属膜３０には、例えば、電子デバイス１と他の電子デバイスとの半田接合時の加熱により溶融される半田に拡散する金属材料、加熱により溶融される半田と反応又は合金化する金属材料が用いられる。金属膜３０には、例えば、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｓｎ等の金属材料が用いられる。金属膜３０には、１種の金属材料が用いられてもよいし、２種以上の金属材料（合金又は金属間化合物を含む）が用いられてもよい。金属膜３０は、１種又は２種以上の金属材料を含有する単層構造であってもよいし、１種又は２種以上の金属材料を含有する２層以上の積層構造であってもよい。金属膜３０には、例えば、２種以上の金属材料が用いられる場合であれば少なくともそのうちの１種に、また、積層構造とされる場合であれば少なくともそのうちの１層に、導体層２０とは異なる材料が用いられる。金属膜３０は、例えば、導体層２０又はそのパッド層２１よりも薄い膜厚で設けられる。
【００１９】
電子デバイス１のパッド構造２の導体層２０には、複数の貫通孔２３が設けられてもよい。
図２は第１の実施の形態に係る電子デバイスの別の例を示す図である。図２には、電子デバイスの一例の要部断面図を模式的に示している。
【００２０】
電子デバイス１のパッド構造２において、他の電子デバイスの端子と半田接合されるパッドとして機能する導体層２０には、図２に示すような複数（図２の断面図では一例として２つ）の貫通孔２３が設けられてもよい。例えば、図２に示すように、導体層２０に設けられた複数の貫通孔２３のそれぞれと連通するように、絶縁層１０に複数の凹部１３が設けられる。例えば、図２に示すように、導体層２０の上面２０ａ、各貫通孔２３の内面２３ａ及び各凹部１３の内面１３ａに、金属膜３０が設けられる。
【００２１】
尚、パッド構造２の導体層２０に複数の貫通孔２３が設けられる場合、絶縁層１０には、必ずしも複数の貫通孔２３の全てと連通する複数の凹部１３が設けられることを要しない。即ち、導体層２０の複数の貫通孔２３には、下に凹部１３が設けられない貫通孔２３が含まれてもよい。
【００２２】
電子デバイス１のパッド構造２の導体層２０には、様々な個数、形状、配置で貫通孔２３を設けることができる。
図３は第１の実施の形態に係る電子デバイスのパッド構造の構成例を示す図である。図３（Ａ）〜図３（Ｃ）にはそれぞれ、パッド構造の一例の要部平面図を模式的に示している。
【００２３】
電子デバイス１のパッド構造２の導体層２０には、例えば、図３（Ａ）に示すように、平面視で縦方向及び横方向に整列配置された複数の貫通孔２３が設けられる。導体層２０下の絶縁層１０には、導体層２０の各貫通孔２３と連通する凹部１３（点線で図示）が設けられる。ここでは図示を省略するが、例えば、導体層２０の上面２０ａ、各貫通孔２３の内面２３ａ及び各凹部１３の内面１３ａに、金属膜３０が設けられる（図１及び図２）。
【００２４】
また、電子デバイス１のパッド構造２の導体層２０には、例えば、図３（Ｂ）に示すように、平面視で縦方向に長い長孔形状及び横方向に長い長孔形状の複数の貫通孔２３が設けられてもよい。導体層２０下の絶縁層１０には、長孔形状の各貫通孔２３と連通する溝の凹部１３（点線で図示）が設けられる。ここでは図示を省略するが、例えば、導体層２０の上面２０ａ、各貫通孔２３の内面２３ａ及び各凹部１３の内面１３ａに、金属膜３０が設けられる（図１及び図２）。
【００２５】
また、電子デバイス１のパッド構造２の導体層２０には、例えば、図３（Ｃ）に示すように、平面視で環状の貫通孔２３が設けられてもよい。導体層２０下の絶縁層１０には、環状の貫通孔２３と連通する環状の溝の凹部１３（点線で図示）が設けられる。ここでは図示を省略するが、例えば、導体層２０の上面２０ａ、貫通孔２３の内面２３ａ及び凹部１３の内面１３ａに、金属膜３０が設けられる（図１及び図２）。
【００２６】
尚、電子デバイス１のパッド構造２に設けられる導体層２０の貫通孔２３及び絶縁層１０の凹部１３の各々の個数、形状及び配置は、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示したものには限定されない。また、導体層２０の平面形状は、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示すような円形状に限定されるものではなく、矩形状等であってもよい。
【００２７】
続いて、パッド構造２を採用した電子デバイス１の構成例について説明する。
図４は第１の実施の形態に係る電子デバイスの第１の構成例を示す図である。図４には、電子デバイスの一例の要部断面図を模式的に示している。
【００２８】
図４に示す電子デバイス１Ａは、ＦＯＷＬＰの一例である。電子デバイス１Ａは、樹脂層４０と、樹脂層４０に埋設された半導体チップ５０と、樹脂層４０上に設けられた再配線層６０とを含む。
【００２９】
樹脂層４０には、エポキシ樹脂等の樹脂材料が用いられる。その樹脂材料には、ＳｉＯ等のフィラーが含有されてもよい。樹脂層４０に埋設される半導体チップ５０には、ＩＣチップやＬＳＩチップ等が用いられる。半導体チップ５０は、その端子５１が樹脂層４０から露出するように、樹脂層４０に埋設される。樹脂層４０には、同種又は異種の複数の半導体チップ５０が埋設されてもよく、また、半導体チップ５０のほか、チップコンデンサ等の各種電子部品が埋設されてもよい。
【００３０】
再配線層６０は、絶縁層１０Ａと、絶縁層１０Ａの内部及び上面１０Ａａに設けられた導体層２０Ａとを含む。再配線層６０は更に、絶縁層１０Ａ上に設けられてその上面１０Ａａの導体層２０Ａの一部に対応する部位が開口された保護膜６１を含む。絶縁層１０Ａには、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の樹脂材料が用いられる。導体層２０Ａには、Ｃｕ等の金属材料が用いられた配線２１Ａａ及びビア２１Ａｂが含まれる。例えば、配線２１Ａａの底面とその配線２１Ａａから下層に向かって延びるビア２１Ａｂの側面及び底面とに、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｃｒ等の金属材料が用いられた密着層２２Ａが設けられる。導体層２０Ａは、半導体チップ５０の端子５１に接続される。絶縁層１０Ａ上に設けられる保護膜６１には、ソルダーレジスト等の絶縁材料が用いられる。
【００３１】
保護膜６１の開口部６１ａから露出する領域が、電子デバイス１Ａのパッドが設けられる領域（パッド領域）３Ａとなる。ＦＯＷＬＰの電子デバイス１Ａでは、図４に示すように、半導体チップ５０の端子５１が導体層２０Ａにより引き回され、半導体チップ５０よりも横方向外側にパッド領域３Ａが位置するパッケージ構造が採用されている。このパッド領域３Ａにおける導体層２０Ａが、電子デバイス１Ａのパッドとして用いられる。パッド領域３Ａにおける導体層２０Ａの、絶縁層１０Ａの上面１０Ａａに密着層２２Ａを介して設けられた配線２１Ａａが、パッド層２１Ａとなる。パッド領域３Ａの導体層２０Ａには、貫通孔２３Ａ（ここでは一例として各パッド領域３Ａの導体層２０Ａに断面視で２つ）が設けられる。パッド領域３Ａの導体層２０Ａ下の絶縁層１０Ａには、貫通孔２３Ａに対応する位置に、貫通孔２３Ａと連通する凹部１３Ａが設けられる。例えば、図４に示すように、パッド領域３Ａの導体層２０Ａの上面２０Ａａ、貫通孔２３Ａの内面２３Ａａ、及び絶縁層１０Ａの凹部１３Ａの内面１３Ａａに、金属膜３０Ａが設けられる。
【００３２】
図４に示す電子デバイス１Ａのパッド領域３Ａにおける導体層２０Ａ、並びにそのパッド層２１Ａ、密着層２２Ａ及び貫通孔２３Ａが、上記電子デバイス１について述べたパッド構造２の導体層２０、並びにそのパッド層２１、密着層２２及び貫通孔２３に相当する。図４に示す電子デバイス１Ａのパッド領域３Ａにおける絶縁層１０Ａ及びその凹部１３Ａが、上記電子デバイス１について述べたパッド構造２の絶縁層１０及びその凹部１３に相当する。図４に示す電子デバイス１Ａのパッド領域３Ａにおける金属膜３０Ａが、上記電子デバイス１について述べたパッド構造２の金属膜３０に相当する。上記電子デバイス１について述べたパッド構造２は、例えば、この図４に示すようなＦＯＷＬＰのパッド領域３Ａに採用することができる。
【００３３】
続いて、パッド構造２を採用した電子デバイス１の形成方法について説明する。
図５は第１の実施の形態に係る電子デバイスの形成方法の一例を示す図である。図５（Ａ）〜図５（Ｃ）にはそれぞれ、電子デバイス形成の各工程の一例の要部断面図を模式的に示している。
【００３４】
電子デバイス１の形成では、まず、図５（Ａ）に示すように、絶縁層１０の上面１０ａに、貫通孔２３を有する導体層２０が形成される。導体層２０は、例えば、パッド層２１（及び密着層２２）が直径１００μｍ〜１５００μｍの平面サイズとなるように形成される。貫通孔２３は、例えば、断面視で、５μｍ〜５０μｍの幅となるように形成される。
【００３５】
例えば、絶縁層１０の形成後、まず、その上面１０ａに、スパッタ法により、Ｔｉ等を用いた密着層２２が形成される。更に、密着層２２の一部として、又はパッド層２１の一部として、Ｃｕ等を用いたシード層が形成される。次いで、密着層２２上の、導体層２０を形成しない領域及び貫通孔２３を形成する領域に、レジストが形成される。次いで、密着層２２を給電層に用いた電解めっきにより、レジストの開口部にＣｕ等の導体材料が堆積され、パッド層２１が形成される。その後、レジストが除去され、更に、レジストの除去後に露出する密着層２２が除去される。このような方法により、絶縁層１０の上面１０ａに設けられた密着層２２と、密着層２２上に設けられたパッド層２１とを含み、上面１０ａに達する貫通孔２３を有する、図５（Ａ）に示すような導体層２０が形成される。
【００３６】
また、貫通孔２３を有する導体層２０の形成には、次のような方法が用いられてもよい。絶縁層１０の形成後、まず、その上面１０ａに、Ｃｕ等の導体材料の層、膜又は箔が形成される。次いで、導体層２０を形成する領域（貫通孔２３を形成する領域を除く）にレジストが形成され、導体層２０を形成する領域以外（貫通孔２３を形成する領域を含む）の導体材料の層、膜又は箔が、ドライエッチング又はウェットエッチング或いはレーザー加工等により除去される。このような方法により、絶縁層１０の上面１０ａに達する貫通孔２３を有する、図５（Ａ）に示すような導体層２０が形成されてもよい。
【００３７】
尚、導体層２０の形成後であって、貫通孔２３の形成前又は形成後には、導体層２０の、パッドとして用いられる領域以外が、ソルダーレジスト等の保護膜で覆われてもよい。
貫通孔２３を有する導体層２０の形成後、図５（Ｂ）に示すように、導体層２０下の絶縁層１０に、貫通孔２３と連通する凹部１３が形成される。凹部１３は、例えば、断面視で、導体層２０の貫通孔２３の幅よりも大きい幅（内径又は溝幅）となるように形成される。
【００３８】
例えば、貫通孔２３を有する導体層２０の形成後、導体層２０をマスクとし、その貫通孔２３を通して絶縁層１０が選択的にドライエッチングされることで、絶縁層１０に凹部１３が形成される。その際は、絶縁層１０上のうち、導体層２０の、パッドとして用いられる領域以外又は貫通孔２３以外の領域が、レジスト等でマスクされてもよい。
【００３９】
例えば、絶縁層１０に樹脂材料が用いられる場合、酸素（Ｏ２）及び四フッ化炭素（ＣＦ４）の混合ガスプラズマを用いたドライエッチングにより、導体層２０の貫通孔２３と連通する凹部１３が形成される。このようなプラズマを用いたドライエッチングにより、絶縁層１０には、断面視で、湾曲した内面１３ａを有し、貫通孔２３の幅よりも大きい幅（内径又は溝幅）の凹部１３が形成される。一例として、Ｏ２：ＣＦ４＝１：３の混合ガスプラズマを、圧力１０Ｐａ、電力２００Ｗ〜３００Ｗ、周波数ＲＦ（Radio Frequency）帯、時間１５分〜２０分の条件で作用させる。このような条件を用いると、断面視で、幅が１０μｍ〜２０μｍの貫通孔２３が形成された導体層２０下の絶縁層１０に、深さ及び幅が２０μｍの凹部１３が形成される。このような方法により、絶縁層１０に、導体層２０の貫通孔２３と連通する、図５（Ｂ）に示すような凹部１３が形成される。
【００４０】
ここではプラズマを用いたドライエッチングを示したが、このほか、絶縁層１０に用いられる絶縁材料に応じた各種方法、例えば、ウェットエッチング、イオンミリング、サンドブラスト、レーザー等を用いて、凹部１３を形成することができる。
【００４１】
絶縁層１０の凹部１３の形成後、凹部１３の内面１３ａ、例えば、図５（Ｃ）に示すように、凹部１３の内面１３ａ、貫通孔２３の内面２３ａ及び導体層２０の上面２０ａに、金属膜３０が形成される。金属膜３０は、例えば、凹部１３の内面１３ａに形成される部位が１０ｎｍ〜１００ｎｍの膜厚となるように形成される。
【００４２】
例えば、絶縁層１０上のうち、導体層２０の、パッドとして用いられる領域以外又は貫通孔２３以外の領域に、レジストが形成される。そして、そのレジストがマスクとして用いられ、無電解めっき、スパッタ法、蒸着法等により、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｓｎ等の金属材料が堆積され、金属膜３０が形成される。このような方法により、凹部１３の内面１３ａ、貫通孔２３の内面２３ａ及び導体層２０の上面２０ａに、図５（Ｃ）に示すような金属膜３０が形成される。
【００４３】
金属膜３０の形成後、例えば、金属膜３０の形成時にマスクとして用いられたレジストは除去される。或いは、この金属膜３０の形成時にマスクとして用いられたレジストは、導体層２０の、パッドとして用いられる領域以外を覆う保護膜として残されてもよい。
【００４４】
以上の方法により、貫通孔２３を有する導体層２０下の絶縁層１０に、貫通孔２３と連通する凹部１３を有し、導体層２０の上面２０ａ、貫通孔２３の内面２３ａ及び凹部１３の内面１３ａに金属膜３０が設けられた、電子デバイス１のパッド構造２が形成される。
【００４５】
尚、このようなパッド構造２を上記図４に示したようなＦＯＷＬＰの電子デバイス１Ａに採用する場合には、次のような方法が用いられる。まず、図５（Ａ）について述べた例に従い、再配線層６０の最上層の導体層２０Ａとして、絶縁層１０Ａの上面１０Ａａに、貫通孔２３Ａを有する導体層２０Ａが形成される。その後、図５（Ｂ）について述べた例に従い、パッドとして用いられる領域であるパッド領域３Ａの導体層２０Ａ下の絶縁層１０Ａに、凹部１３Ａが形成される。そして、図５（Ｃ）について述べた例に従い、パッド領域３Ａの導体層２０Ａの上面２０Ａａ、貫通孔２３Ａの内面２３Ａａ、及び絶縁層１０Ａの凹部１３Ａの内面１３Ａａに、金属膜３０Ａが形成される。導体層２０の形成後であって貫通孔２３の形成前又は形成後の段階で保護膜６１が形成されるか、或いは、金属膜３０Ａの形成時に用いられたレジストが保護膜６１として形成される。
【００４６】
続いて、電子デバイス１のパッド構造２に対する半田接合について説明する。
図６及び図７は第１の実施の形態に係る電子デバイスのパッド構造に対する半田接合について説明する図である。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）にはそれぞれ、半田接合工程の一例の要部断面図を模式的に示している。図７には、半田接合後の電子デバイスの一例の要部断面模式図を模式的に示している。
【００４７】
電子デバイス１のパッド構造２に対する半田接合では、まず、図６（Ａ）に示すように、半田７０がパッド構造２に接触される。パッド構造２に接触される半田７０は、例えば、半田ボール又は半田ペーストである。半田７０には、各種半田材料が用いられる。半田７０には、例えば、Ｓｎ、又はＳｎを含有する半田材料が用いられる。Ｓｎを含有する半田材料としては、Ｓｎと、例えばＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、インジウム（Ｉｎ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）、亜鉛（Ｚｎ）及び鉛（Ｐｂ）のうちの１種又は２種以上とを含むもの等が挙げられる。
【００４８】
電子デバイス１のパッド構造２に接触される半田７０は、それが溶融する温度で加熱される。加熱により溶融された半田７０は、図６（Ｂ）に示すように、パッド構造２の表面に濡れ拡がり、導体層２０の貫通孔２３を通じて絶縁層１０の凹部１３内に入り込む。この時、金属膜３０の半田７０の濡れ性が高いほど、パッド構造２の表面に半田７０が濡れ拡がり易く、金属膜３０を伝って絶縁層１０の凹部１３内に半田が入り込み易くなる。このような観点では、例えば、金属膜３０に、加熱により溶融される半田が濡れる金属材料が成分に含有されるもの、金属膜３０が積層構造の場合であれば少なくともその最表層に半田が濡れる金属材料が成分に含有されるものが用いられる。
【００４９】
半田７０を加熱により溶融して絶縁層１０の凹部１３内に入り込ませた後、その溶融された半田７０が冷却により凝固される。これにより、電子デバイス１のパッド構造２に半田７０が接合されたものの一例として、図６（Ｂ）及び図７に示すような電子デバイス１ａが得られる。
【００５０】
図７に示すように、電子デバイス１ａのパッド構造２に接合された半田７０には、接合後、これをパッド構造２から引き剥がすような方向に働く力（引き剥がしの力）Ｆがかかることがある。例えば、電子デバイス１ａに設けられた半田７０が外力によって半田７０側に引っ張られ、半田７０に引き剥がしの力Ｆがかかる。或いは、電子デバイス１ａに設けられた半田７０がそれを介して接合される他の電子デバイス側に引っ張られ、半田７０に引き剥がしの力Ｆがかかる。或いはまた、製造時や動作時の熱膨張及び熱収縮により、電子デバイス１ａやこれに接合される他の電子デバイスに反りやうねり等の変形が生じることで、これらを接合している半田７０に引き剥がしの力Ｆがかかる。
【００５１】
上記のように、電子デバイス１ａでは、絶縁層１０に導体層２０の貫通孔２３と連通して凹部１３が設けられ、その凹部１３内に半田７０が入り込んでいる。これにより、引き剥がしの力Ｆがかかった際、その力Ｆを、絶縁層１０の凹部１３に入り込んだ半田７０とその周りの絶縁層１０との間にかかる力ｆに分散する（図７に実線矢印で図示）ことができる。このように引き剥がしの力Ｆを分散することで、絶縁層１０の上面１０ａと導体層２０との間にかかる力ｆ０（図７に点線矢印で図示）が抑制される。その結果、接合された半田７０にかかる引き剥がしの力Ｆに対し、導体層２０の絶縁層１０からの剥離が効果的に抑制される。導体層２０の絶縁層１０からの剥離が抑制されることで、信頼性、性能に優れた電子デバイス１ａが実現される。
【００５２】
電子デバイス１のパッド構造２に半田７０が接合されることにより、接合後には、上記図６（Ｂ）及び図７に示したような電子デバイス１ａのほか、次の図８〜図１０に示すようなものが得られてもよい。
【００５３】
図８〜図１０は第１の実施の形態に係る半田接合後の電子デバイスの構成例を示す図である。図８〜図１０にはそれぞれ、半田接合後の電子デバイスの一例の要部断面模式図を模式的に示している。
【００５４】
電子デバイス１のパッド構造２に半田７０が接合されることで、例えば、図８に示すような電子デバイス１ｂが得られてもよい。半田７０が接合される前の電子デバイス１におけるパッド構造２の金属膜３０に、接合時の加熱により溶融される半田７０に拡散する、又は半田７０と反応若しくは合金化する金属材料が用いられる場合、接合後、図８に示すような電子デバイス１ｂが形成され得る。
【００５５】
例えば、半田７０としてＳｎを含有する半田材料が用いられ、金属膜３０としてＣｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｓｎ等の金属材料が用いられる場合、上記図６（Ｂ）の工程で加熱が進むと、そのような金属材料が半田７０に拡散する、又は半田７０と反応若しくは合金化する。それにより、絶縁層１０の凹部１３の内面１３ａに設けられていた金属膜３０が、見かけ上、凹部１３の内面１３ａから消失する。導体層２０の上面２０ａ及び貫通孔２３の内面２３ａに設けられていた金属膜３０も同様に、その金属材料が、接合時の加熱により溶融される半田７０に拡散し、又は半田７０と反応若しくは合金化して、見かけ上、上面２０ａ及び内面２３ａから消失する。このようにして、図８に示すような電子デバイス１ｂが形成される。
【００５６】
このような電子デバイス１ｂによっても、接合された半田７０にかかる引き剥がしの力が、絶縁層１０の凹部１３に入り込んだ半田７０とその周りの絶縁層１０との間にかかる力に分散される。これにより、導体層２０の絶縁層１０からの剥離が効果的に抑制される。
【００５７】
また、電子デバイス１のパッド構造２に半田７０が接合されることで、例えば、図９に示すような電子デバイス１ｃが得られてもよい。図９に示す電子デバイス１ｃは、絶縁層１０の凹部１３の内面１３ａと、凹部１３内に入り込んだ半田７０との間に、ボイド８０が形成されている点で、上記図８に示した電子デバイス１ｂと相違する。
【００５８】
電子デバイス１ｃでは、上記電子デバイス１ｂと同様、半田７０が接合される前の電子デバイス１におけるパッド構造２の金属膜３０に、接合時の加熱により溶融される半田７０に拡散する、又は半田７０と反応若しくは合金化する金属材料が用いられる。更に、電子デバイス１ｃでは、半田７０が接合される前の電子デバイス１におけるパッド構造２の絶縁層１０に、半田７０の接合時の加熱によりガス成分８１が発生する絶縁材料、例えば樹脂材料が用いられる。このような場合、接合後、図９に示すような電子デバイス１ｃが形成され得る。
【００５９】
例えば、半田７０としてＳｎを含有する半田材料が用いられ、金属膜３０としてＣｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｓｎ等の金属材料が用いられ、絶縁層１０として樹脂材料が用いられる。このような場合に、上記図６（Ｂ）の工程で加熱が進み、金属膜３０の金属材料が半田７０に拡散する、又は半田７０と反応若しくは合金化すると、例えば、図９に示すように、見かけ上、金属膜３０が消失する。また、上記図６（Ｂ）の工程で加熱が進むと、絶縁層１０の樹脂材料からガス成分８１、例えば、その樹脂材料の主成分やコンタミネーション成分がガス化した成分が発生（脱ガス）する。発生したガス成分８１は、絶縁層１０の凹部１３の内面１３ａから、凹部１３に入り込んだ半田７０との間に抜け出し、図９に示すようなボイド８０を形成する。このように絶縁層１０から発生したガス成分８１が、絶縁層１０の凹部１３の内面１３ａと凹部１３に入り込んだ半田７０との間に抜け出すことで、ガス成分８１が絶縁層１０の上面１０ａと導体層２０との間に抜け出すこと、又は抜け出す量が抑制される。これにより、絶縁層１０の上面１０ａと導体層２０との間に、凹部１３内のようなボイド８０が形成されることが抑制される。
【００６０】
電子デバイス１ｃによれば、接合された半田７０にかかる引き剥がしの力が、絶縁層１０の凹部１３に入り込んだ半田７０とその周りの絶縁層１０との間にかかる力に分散される。更に、電子デバイス１ｃによれば、絶縁層１０から発生したガス成分８１が、絶縁層１０の上面１０ａと導体層２０との間に抜け出してそこにボイドを形成することが抑制される。これにより、接合された半田７０にかかる引き剥がしの力に対し、導体層２０の絶縁層１０からの剥離が効果的に抑制される。
【００６１】
また、電子デバイス１のパッド構造２に半田７０が接合されることで、例えば、図１０に示すような電子デバイス１ｄが得られてもよい。図１０に示す電子デバイス１ｄは、絶縁層１０の凹部１３の内面１３ａと、凹部１３内に入り込んだ半田７０との間に、金属膜３０及びボイド８０が形成されている点で、上記図８に示した電子デバイス１ｂ及び図９に示した電子デバイス１ｃと相違する。
【００６２】
電子デバイス１ｄでは、半田７０が接合される前の電子デバイス１におけるパッド構造２の金属膜３０に、接合時の加熱により溶融される半田７０に拡散する、又は半田７０と反応若しくは合金化する金属材料が用いられる。更に、電子デバイス１ｄでは、半田７０が接合される前の電子デバイス１におけるパッド構造２の絶縁層１０に、半田７０の接合時の加熱によりガス成分（上記図９に示したようなガス成分８１）が発生する絶縁材料、例えば樹脂材料が用いられる。このような場合、接合後、図１０に示すような電子デバイス１ｄが形成され得る。
【００６３】
例えば、半田７０としてＳｎを含有する半田材料が用いられ、金属膜３０としてＣｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｓｎ等の金属材料が用いられ、絶縁層１０として樹脂材料が用いられる。このような場合に、上記図６（Ｂ）の工程で加熱が進み、金属膜３０の金属材料が半田７０に拡散し、又は半田７０と反応若しくは合金化して、例えば、図１０に示すように、見かけ上、金属膜３０の一部が消失すると、金属膜３０に開口部３４が形成される。また、上記図６（Ｂ）の工程で加熱が進むと、絶縁層１０の樹脂材料からガス成分が発生する。発生したガス成分は、絶縁層１０の凹部１３の内面１３ａと凹部１３に入り込んだ半田７０との間に抜け出し、或いはガス成分の発生時に絶縁層１０の凹部１３の内面１３ａに残存する金属膜３０の開口部３４に抜け出し、図１０に示すようなボイド８０を形成する。これにより、絶縁層１０から発生したガス成分が、絶縁層１０の上面１０ａと導体層２０との間に抜け出してそこにボイドを形成することが抑制される。
【００６４】
尚、後述（図１９及び図２０）のように、半田７０が接合される前の電子デバイス１において、絶縁層１０の凹部１３に、その内面１３ａに通じる開口部３３を有する金属膜３０が設けられる場合も同様に、図１０に示すような電子デバイス１ｄが形成され得る。
【００６５】
電子デバイス１ｄによれば、接合された半田７０にかかる引き剥がしの力が、絶縁層１０の凹部１３に入り込んだ半田７０とその周りの絶縁層１０との間にかかる力に分散される。更に、電子デバイス１ｄによれば、絶縁層１０から発生したガス成分が、絶縁層１０の上面１０ａと導体層２０との間に抜け出してそこにボイドを形成することが抑制される。これにより、接合された半田７０にかかる引き剥がしの力に対し、導体層２０の絶縁層１０からの剥離が効果的に抑制される。
【００６６】
半田７０が接合されることで上記のような電子デバイス１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ（図６〜図１０）が得られる、半田７０が接合される前の電子デバイス１において、その絶縁層１０の凹部１３の内面１３ａには、金属膜３０が、例えば１０ｎｍ〜２００ｎｍの膜厚で設けられる。
【００６７】
金属膜３０の膜厚が１０ｎｍよりも薄いと、たとえその金属材料に、接合時の加熱により溶融される半田７０が濡れ性を示すものが用いられたとしても、半田７０の濡れ性が低下して、半田７０が絶縁層１０の凹部１３内に入り込まなくなる可能性がある。その結果、接合された半田７０にかかる引き剥がしの力の分散効果が弱まり、導体層２０の絶縁層１０からの剥離抑制効果が弱まることが起こり得る。
【００６８】
また、金属膜３０の膜厚が２００ｎｍよりも厚いと、たとえその金属材料に、接合時の加熱により溶融される半田７０に拡散し、又は半田７０と反応若しくは合金化するものが用いられたとしても、金属膜３０が凹部１３の内面１３ａを覆って残存する可能性がある。金属膜３０が絶縁層１０の凹部１３の内面１３ａを覆って残存する場合で、半田７０の接合時の加熱によりガス成分が発生する絶縁材料が絶縁層１０に用いられる場合には、残存する金属膜３０により、絶縁層１０からのガス成分が凹部１３内に抜け難くなる。その結果、絶縁層１０から発生したガス成分が、その上面１０ａと導体層２０との間に抜け出してそこにボイドを形成し、導体層２０の絶縁層１０からの剥離抑制効果を弱めることが起こり得る。
【００６９】
このような観点から、半田７０が接合される前の電子デバイス１においては、その絶縁層１０の凹部１３の内面１３ａに、例えば、１０ｎｍ〜２００ｎｍの膜厚で金属膜３０が設けられる。
【００７０】
ところで、電子デバイスとして、次の図１１に示すようなものを考える。
図１１は別の形態に係る電子デバイスの一例を示す図である。図１１（Ａ）には、電子デバイスの一例の要部断面図を模式的に示している。図１１（Ｂ）には、半田接合後の電子デバイスの一例の要部断面模式図を模式的に示している。
【００７１】
図１１（Ａ）に示す電子デバイス１０００は、絶縁層１０と、その上面１０ａに設けられた導体層２０とを含む。導体層２０には、密着層２２及びパッド層２１が含まれる。導体層２０には、断面視で、絶縁層１０側に向かって幅が大きくなる逆テーパ形状の貫通孔２３が設けられる。絶縁層１０には、断面視で、貫通孔２３と連通し、内部に向かって幅が大きくなる逆テーパ形状の凹部１３が設けられる。例えば、導体層２０の貫通孔２３と絶縁層１０の凹部１３とは、互いの内面２３ａと内面１３ａ（側面）とが同一平面内となるように設けられる。
【００７２】
このような電子デバイス１０００のパッド構造１００２に対し、半田７０が、加熱により溶融され、その後、冷却により凝固されることで、図１１（Ｂ）に示すように接合される。電子デバイス１０００のパッド構造１００２では、導体層２０の貫通孔２３が逆テーパ形状となっていることで、加熱により溶融された半田７０が貫通孔２３内に入り込み難く、半田７０の接合後、貫通孔２３内の下部と絶縁層１０の凹部１３とに空隙１００３が形成される。絶縁層１０に、半田７０の接合時の加熱によりガス成分が発生する絶縁材料が用いられる場合には、発生したガス成分が空隙１００３に排出される。
【００７３】
半田７０の接合後に図１１（Ｂ）に示すような状態が得られるパッド構造１００２では、半田７０が導体層２０の下部及び絶縁層１０の凹部１３内に入り込まない。そのため、半田７０にかかる引き剥がしの力Ｆが、絶縁層１０の上面１０ａと導体層２０との間にかかる力ｆ０として集中し易い（図１１（Ｂ）に実線矢印で図示）。その結果、導体層２０の絶縁層１０からの剥離抑制効果が弱まる場合がある。
【００７４】
ここで、上記電子デバイス１のパッド構造２（図６及び図７）と、上記電子デバイス１０００のパッド構造１００２（図１１）について、引き剥がしの力Ｆに対する導体層２０の絶縁層１０からの剥離強度を測定した結果の一例を、図１２に示す。
【００７５】
剥離強度の測定にあたり、上記図６及び図７に示した電子デバイス１のパッド構造２（パッド構造ａ）として、次のようなものを準備した。即ち、パッド構造ａとして、平面視で、導体層２０を直径１０００μｍのパッドとし、貫通孔２３をピッチ１００μｍで配置し、各貫通孔２３と連通する絶縁層１０の凹部１３を内径（最大）１０μｍとしたもの及び内径（最大）２０μｍとしたものを準備した。導体層２０の上面２０ａ、貫通孔２３の内面２３ａ及び凹部１３の内面１３ａには、金属膜３０を設けた。
【００７６】
また、剥離強度の測定にあたり、上記図１１に示した電子デバイス１０００のパッド構造１００２（パッド構造ｂ）として、次のようなものを準備した。即ち、パッド構造ｂとして、平面視で、導体層２０を直径１０００μｍのパッドとし、貫通孔２３をピッチ１００μｍで配置し、各貫通孔２３と連通する絶縁層１０の凹部１３を内径（最大）１０μｍとしたもの及び内径（最大）２０μｍとしたものを準備した。
【００７７】
上記のようなパッド構造ａ及びパッド構造ｂについて、加熱により半田７０を溶融し、その後、冷却により半田７０を凝固し、半田７０を接合した。半田７０を接合したパッド構造ａ及びパッド構造ｂについて、半田７０の引っ張り試験を行った。結果を図１２に示す。図１２において、縦軸は引っ張り試験で導体層２０が絶縁層１０から剥離した時の強度（剥離強度）［ｋｇｆ］を表す。絶縁層１０の凹部１３の内径を１０μｍとした場合、パッド構造ａの方がパッド構造ｂよりも剥離強度が高くなり、絶縁層１０の凹部１３の内径を２０μｍとした場合も同様に、パッド構造ａの方がパッド構造ｂよりも剥離強度が高くなった。また、パッド構造ａとパッド構造ｂのいずれも、絶縁層１０の凹部１３の内径を１０μｍとした場合の方が、絶縁層１０の凹部１３の内径を２０μｍとした場合よりも、剥離強度が高くなった。
【００７８】
電子デバイス１のパッド構造２（パッド構造ａ）によれば、電子デバイス１０００のパッド構造１００２（パッド構造ｂ）に比べ、接合された半田７０にかかる引き剥がしの力Ｆに対し、導体層２０の絶縁層１０からの剥離を効果的に抑制することができる。
【００７９】
電子デバイス１のパッド構造２には、例えば、半田ボールや半田ペースト等の半田材料が設けられ、これが加熱により溶融され、その後、冷却により凝固されて、半田７０が接合される。電子デバイス１のパッド構造２には、他の電子デバイス（基板）に設けられた半田ボール等の半田材料が接触され、これが加熱により溶融され、その後、冷却により凝固されることによって、半田７０が接合されてもよい。
【００８０】
図１３は第１の実施の形態に係る電子デバイスと他の電子デバイスとの半田接合について説明する図である。図１３（Ａ）には、半田接合前の状態の一例の要部断面図を模式的に示している。図１３（Ｂ）には、半田接合後の状態の一例の要部断面図を模式的に示している。
【００８１】
例えば、図１３（Ａ）に示すように、パッド構造２を有する電子デバイス１と、半田７０として半田ボールが搭載された電子デバイス９０とが準備される。電子デバイス９０は、半導体パッケージ、半導体チップ、回路基板等である。電子デバイス９０は、その本体９１の内部の回路素子（半導体チップ、トランジスタ、配線等）と電気的に接続されたパッド９２を備え、このパッド９２上に半田７０が搭載される。
【００８２】
電子デバイス９０の本体９１に設けられたパッド９２上の半田７０が、電子デバイス１の本体４に設けられたパッド構造２に接触され、これが加熱により溶融され、その後、冷却により凝固される。これにより、電子デバイス９０のパッド９２と、電子デバイス１のパッド構造２の導体層２０とが、半田７０で接合された、図１３（Ｂ）に示すような電子デバイス１００が得られる。
【００８３】
半田７０が接合される前の電子デバイス１のパッド構造２（図１３（Ａ））では、例えば、絶縁層１０に、半田７０の接合時の加熱によりガス成分が発生する樹脂材料が用いられ、金属膜３０に、加熱により溶融される半田７０に拡散する金属材料が用いられる。この場合、加熱により溶融された半田７０は、導体層２０上に濡れ拡がると共に、導体層２０の貫通孔２３を通じて絶縁層１０の凹部１３内に入り込む。そして、導体層２０の上面２０ａ、貫通孔２３の内面２３ａ及び凹部１３の内面１３ａの金属膜３０は、加熱により溶融された半田７０に拡散し、例えば、図１３（Ｂ）に示すように、絶縁層１０の凹部１３の内面１３ａから消失する。半田７０の接合時の加熱によって絶縁層１０から発生したガス成分は、凹部１３の内面１３ａから、凹部１３に入り込んだ半田７０との間に抜け出し、図１３（Ｂ）に示すようなボイド８０を形成する。
【００８４】
電子デバイス１００では、パッド構造２に接合された半田７０に引き剥がしの力がかかる場合にも、その力が、絶縁層１０の凹部１３に入り込んだ半田７０とその周りの絶縁層１０との間にかかる力に分散される。更に、電子デバイス１００では、絶縁層１０から発生したガス成分が、絶縁層１０の上面１０ａと導体層２０との間に抜け出してそこにボイドを形成することが抑制される。これにより、接合された半田７０にかかる引き剥がしの力に対し、パッド構造２における導体層２０の絶縁層１０からの剥離が効果的に抑制される。導体層２０の絶縁層１０からの剥離が抑制されることで、信頼性、性能に優れた電子デバイス１００が実現される。
【００８５】
尚、図１３には、パッド構造２に半田７０が接合されることで、絶縁層１０の凹部１３の金属膜３０が消失し、ボイド８０が形成される例、即ち、パッド構造２が上記図９に示したような接合形態となる例を示した。このほか、電子デバイス１と電子デバイス９０とが半田７０で接合された時には、絶縁層１０の材質、金属膜３０の材質、半田７０の材質、半田７０の接合条件等によって、パッド構造２が上記図６（Ｂ）、図８又は図１０に示したような接合形態にもなり得る。
【００８６】
また、図１３には、パッド構造２を有する電子デバイス１と、半田７０が搭載された電子デバイス９０とを接合する例を示した。このほか、電子デバイス１のパッド構造２に半田７０が搭載されたもの、即ち、上記図６（Ｂ）、図８〜図１０に示したような接合形態となっているものと、半田７０が搭載されていない又は搭載された電子デバイス９０とを接合することもできる。
【００８７】
パッド構造２が採用される電子デバイス１は、上記図４に示したようなＦＯＷＬＰ（電子デバイス１Ａ）には限定されない。
図１４は第１の実施の形態に係る電子デバイスの第２の構成例を示す図である。図１４には、電子デバイスの一例の要部断面図を模式的に示している。
【００８８】
図１４に示す電子デバイス１Ｂは、半導体チップの一例である。半導体チップとしては、ＩＣチップ、ＬＳＩチップ等が挙げられる。電子デバイス１Ｂは、トランジスタ等の回路素子が形成された半導体基板１１０と、半導体基板１１０上に設けられた配線層１２０（多層配線）とを有する。
【００８９】
半導体基板１１０には、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）等の基板が用いられる。このほか、半導体基板１１０には、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、インジウムリン（ＩｎＰ）等の基板が用いられてもよい。半導体基板１１０には、トランジスタ、容量、抵抗等の回路素子が設けられる。図１４には回路素子の一例として、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ１３０を図示している。
【００９０】
ＭＯＳトランジスタ１３０は、半導体基板１１０に設けられた素子分離領域１１０ａにより画定された素子領域に設けられる。ＭＯＳトランジスタ１３０は、半導体基板１１０上にゲート絶縁膜１３１を介して形成されたゲート電極１３２と、ゲート電極１３２の両側の半導体基板１１０内に形成されたソース領域１３３及びドレイン領域１３４とを有する。ゲート電極１３２の側壁には、絶縁膜のスペーサ１３５（サイドウォール）が設けられる。
【００９１】
配線層１２０は、絶縁層１０Ｂと、絶縁層１０Ｂの内部及び上面１０Ｂａに設けられた導体層２０Ｂとを含む。配線層１２０は更に、絶縁層１０Ｂ上に設けられてその上面１０Ｂａの導体層２０Ｂの一部に対応する部位が開口された保護膜１２１を含む。絶縁層１０Ｂには、例えば、ＳｉＯ等の無機系の絶縁材料が用いられる。絶縁層１０Ｂには、樹脂材料等の有機系の絶縁材料が用いられてもよい。導体層２０Ｂには、Ｃｕ等の金属材料が用いられた配線２１Ｂａ及びビア２１Ｂｂが含まれる。配線２１Ｂａ及びビア２１Ｂｂには、Ｔｉ、Ｔａ等が用いられたバリアメタル層（図示せず）が設けられてもよい。導体層２０Ｂは、半導体基板１１０に形成された回路素子、ここでは一例としてＭＯＳトランジスタ１３０（そのソース領域１３３及びドレイン領域１３４）に接続される。保護膜１２１には、ソルダーレジスト等の絶縁材料が用いられる。
【００９２】
保護膜１２１の開口部１２１ａから露出する領域が、電子デバイス１Ｂのパッドが設けられる領域（パッド領域）３Ｂとなる。このパッド領域３Ｂにおける導体層２０Ｂが、電子デバイス１Ｂのパッドとして用いられる。パッド領域３Ｂにおける導体層２０Ｂの、絶縁層１０Ｂの上面１０Ｂａに設けられた配線２１Ｂａが、パッド層２１Ｂとなる。パッド領域３Ｂの導体層２０Ｂには、貫通孔２３Ｂ（ここでは一例として各パッド領域３Ｂの導体層２０Ｂに断面視で２つ）が設けられる。パッド領域３Ｂの導体層２０Ｂ下の絶縁層１０Ｂには、貫通孔２３Ｂに対応する位置に、貫通孔２３Ｂと連通する凹部１３Ｂが設けられる。例えば、図１４に示すように、パッド領域３Ｂの導体層２０Ｂの上面２０Ｂａ、貫通孔２３Ｂの内面２３Ｂａ、及び絶縁層１０Ｂの凹部１３Ｂの内面１３Ｂａに、金属膜３０Ｂが設けられる。
【００９３】
図１４に示す電子デバイス１Ｂのパッド領域３Ｂにおける導体層２０Ｂ、並びにそのパッド層２１Ｂ及び貫通孔２３Ｂが、上記電子デバイス１について述べたパッド構造２の導体層２０、並びにそのパッド層２１及び貫通孔２３に相当する。図１４に示す電子デバイス１Ｂのパッド領域３Ｂにおける絶縁層１０Ｂ及びその凹部１３Ｂが、上記電子デバイス１について述べたパッド構造２の絶縁層１０及びその凹部１３に相当する。図１４に示す電子デバイス１Ｂのパッド領域３Ｂにおける金属膜３０Ｂが、上記電子デバイス１について述べたパッド構造２の金属膜３０に相当する。上記電子デバイス１について述べたパッド構造２は、例えば、この図１４に示すような半導体チップのパッド領域３Ｂに採用される。
【００９４】
図１５は第１の実施の形態に係る電子デバイスの第３の構成例を示す図である。図１５には、電子デバイスの一例の要部断面図を模式的に示している。
図１５に示す電子デバイス１Ｃは、回路基板の一例である。回路基板としては、プリント基板、パッケージ基板、インターポーザ基板等が挙げられる。電子デバイス１Ｃは、絶縁層１０Ｃと、絶縁層１０Ｃの内部、上面１０Ｃａ（表面）及び下面１０Ｃｂ（裏面）に設けられた導体層２０Ｃとを含む。電子デバイス１Ｃは更に、絶縁層１０Ｃ上に設けられ、その上面１０Ｃａの導体層２０Ｃの一部に対応する部位、及び下面１０Ｃｂの導体層２０Ｃの一部に対応する部位が開口された保護膜１４１を含む。
【００９５】
絶縁層１０Ｃには、例えば、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の樹脂材料、又は、そのような樹脂材料とガラスや炭素等のファイバ若しくはクロスとを複合した複合材料が用いられる。絶縁層１０Ｃには、少なくともその一部に、ＳｉＯ等の無機系の絶縁材料が用いられてもよい。絶縁層１０Ｃには、少なくともその一部に（例えばコア基板として）、Ｓｉ基板、ガラス基板、セラミックス基板等の一定の剛性を有する基板が用いられてもよい。導体層２０Ｃには、Ｃｕ等の金属材料が用いられた配線２１Ｃａ及びビア２１Ｃｂが含まれる。導体層２０Ｃには、電源電位又はグランド電位とされるプレーン層が含まれてもよい。導体層２０Ｃには、絶縁層１０Ｃを貫通し、その上面１０Ｃａの導体層２０Ｃと下面１０Ｃｂの導体層２０Ｃとを接続するスルーホールビア（図示せず）が含まれてもよい。保護膜１４１には、ソルダーレジスト等の絶縁材料が用いられる。
【００９６】
また、電子デバイス１Ｃは、Ｓｉ基板、ガラス基板、セラミックス基板等のコア基板上に再配線層が設けられたものであってもよい。この場合、コア基板には、導体層２０Ｃの一部としてＣｕ等で配線やスルーホールビアが設けられ、これに接続される導体層２０Ｃを設けた絶縁層１０Ｃが再配線層として積層される。
【００９７】
また、電子デバイス１Ｃの絶縁層１０Ｃ内には、誘電体層を挟んでその上下面に電極層を設けた薄膜コンデンサ等の回路素子が形成されてもよい。
保護膜１４１の開口部１４１ａから露出する領域が、電子デバイス１Ｃのパッドが設けられる領域（パッド領域）３Ｃとなる。絶縁層１０Ｃの上面１０Ｃａ側及び下面１０Ｃｂ側に設けられるパッド領域３Ｃにおける導体層２０Ｃがそれぞれ、電子デバイス１Ｃのパッドとして用いられる。上面１０Ｃａ側及び下面１０Ｃｂ側のパッド領域３Ｃにおける導体層２０Ｃの配線２１Ｃａがそれぞれ、パッド層２１Ｃとなる。一例として、絶縁層１０Ｃの上面１０Ｃａ側のパッド領域３Ｃの導体層２０Ｃには、貫通孔２３Ｃ（ここでは一例として上面１０Ｃａ側の各パッド領域３Ｃの導体層２０Ｃに断面視で２つ）が設けられる。上面１０Ｃａ側のパッド領域３Ｃの導体層２０Ｃ下の絶縁層１０Ｃには、貫通孔２３Ｃに対応する位置に、貫通孔２３Ｃと連通する凹部１３Ｃが設けられる。例えば、図１５に示すように、絶縁層１０Ｃの上面１０Ｃａ側のパッド領域３Ｃの、導体層２０Ｃの上面２０Ｃａ、貫通孔２３Ｃの内面２３Ｃａ、及び絶縁層１０Ｃの凹部１３Ｃの内面１３Ｃａに、金属膜３０Ｃが設けられる。
【００９８】
尚、絶縁層１０Ｃの下面１０Ｃｂ側のパッド領域３Ｃにも同様に、その導体層２０Ｃに貫通孔２３Ｃを設け、それと連通する凹部１３Ｃを絶縁層１０Ｃに設けて、導体層２０Ｃ、貫通孔２３Ｃ及び凹部１３Ｃの表面に金属膜３０Ｃを設けてもよい。
【００９９】
図１５に示す電子デバイス１Ｃのパッド領域３Ｃにおける導体層２０Ｃ、並びにそのパッド層２１Ｃ及び貫通孔２３Ｃが、上記電子デバイス１について述べたパッド構造２の導体層２０、並びにそのパッド層２１及び貫通孔２３に相当する。図１５に示す電子デバイス１Ｃのパッド領域３Ｃにおける絶縁層１０Ｃ及びその凹部１３Ｃが、上記電子デバイス１について述べたパッド構造２の絶縁層１０及びその凹部１３に相当する。図１５に示す電子デバイス１Ｃのパッド領域３Ｃにおける金属膜３０Ｃが、上記電子デバイス１について述べたパッド構造２の金属膜３０に相当する。上記電子デバイス１について述べたパッド構造２は、例えば、この図１５に示すような回路基板のパッド領域３Ｃに採用される。
【０１００】
上記図１３に示すようにして半田接合される電子デバイス群の組合せとしては、例えば、半導体パッケージと回路基板の組合せ、半導体チップと回路基板の組合せ、半導体パッケージと半導体チップの組合せがある。このほか、半田接合される電子デバイス群の組合せとして、半導体パッケージ同士の組合せ、半導体チップ同士の組合せ、回路基板同士の組合せもある。
【０１０１】
図１６は第１の実施の形態に係る半田接合された電子デバイスの第１の構成例を示す図である。図１６には、電子デバイスの一例の要部断面図を模式的に示している。
図１６に示す電子デバイス２００は、ＦＯＷＬＰ（電子デバイス）３００とプリント基板（電子デバイス）４００とが半田５００で接合された構成を有する。
【０１０２】
ＦＯＷＬＰ３００は、樹脂層３１０と、樹脂層３１０に埋設された同種又は異種の複数（一例として２つ）のＬＳＩチップ３２０と、樹脂層３１０上に設けられた再配線層３３０とを含む。樹脂層３１０には、ＬＳＩチップ３２０のほか、チップコンデンサ等の電子部品が埋設されてもよい。再配線層３３０は、絶縁層３３１と、絶縁層３３１の内部及び上面に設けられＬＳＩチップ３２０群に接続された導体層３３２とを含む。導体層３３２のうち、最表層に位置する部位が、ＦＯＷＬＰ３００のパッド３００ａとして用いられる。
【０１０３】
プリント基板４００は、ＦＯＷＬＰ３００のパッド３００ａと対応する位置に、絶縁層４１０上に設けられたパッド４００ａを有する。ここでは図示を省略するが、プリント基板４００の絶縁層４１０内には、パッド４００ａに接続される配線及びビアが設けられる。
【０１０４】
このようなＦＯＷＬＰ３００のパッド３００ａと、プリント基板４００のパッド４００ａとが、半田５００で接合される。
例えば、電子デバイス２００における、ＦＯＷＬＰ３００のパッド３００ａ（導体層３３２の一部）及びその下の絶縁層３３１の部分２１０（点線枠部分）に、図４に示した例と同様にして、パッド構造２を採用することができる。また、電子デバイス２００における、プリント基板４００のパッド４００ａ及びその下の絶縁層４１０の部分２２０（点線枠部分）に、図１５に示した例と同様にして、パッド構造２を採用することができる。尚、必ずしも部分２１０及び部分２２０の双方にパッド構造２が採用されることを要しない。
【０１０５】
パッド構造２が採用される部分２１０や部分２２０において、半田５００にかかる引き剥がしの力に対し、パッド３００ａやパッド４００ａの剥離が効果的に抑制され、信頼性、性能に優れた電子デバイス２００が実現される。
【０１０６】
尚、ＦＯＷＬＰにおいて、樹脂層に埋設される半導体チップの多ピン化や電子部品の多数化等のためには、導体層の微細化が重要になる。また、ＦＯＷＬＰにおいて、高い周波数の信号を低損失で伝送するためには、導体層の平滑化が重要になる。従来、導体層又はこれが接する絶縁層の表面に細かい凹凸を設け、アンカー効果によって導体層と絶縁層との間の密着力を高め、信頼性を高める手法が知られている。しかし、このような手法を用いずに、導体層を平滑化するＦＯＷＬＰにあっては、導体層と絶縁層との間で十分な密着力が得られないことがある。更に、ＦＯＷＬＰとプリント基板とを半田接合した場合には、ＦＯＷＬＰとプリント基板との間の熱膨張係数差に起因して発生する応力により、ＦＯＷＬＰのパッドの絶縁層からの剥離、プリント基板のパッドの絶縁層からの剥離が生じることがある。ＦＯＷＬＰの大面積化、プリント基板の大面積化が進むほど、それらの熱膨張係数差に起因して発生する応力、それによる変形量が大きくなり、接合半田にかかる引き剥がしの力も大きくなって、パッドの剥離が生じ易くなる。ＦＯＷＬＰ、プリント基板のサイズの制約は、埋設又は実装される半導体チップのチップ面積やチップ数が制限されることを意味し、帯域幅の拡大や信号伝送損失の低減といった特性を阻害する要因となる。即ち、ＦＯＷＬＰ、プリント基板におけるパッドの剥離強度の向上が重要になる。
【０１０７】
これに対し、図１６に示した電子デバイス２００では、ＦＯＷＬＰ３００のパッド３００ａ、プリント基板４００のパッド４００ａに、上記のようなパッド構造２が採用される。パッド構造２が採用されることで、半田５００にかかる引き剥がしの力に対するパッド３００ａ、パッド４００ａの剥離強度が高められ、これにより、信頼性、性能に優れた電子デバイス２００が実現される。
【０１０８】
図１７は第１の実施の形態に係る半田接合された電子デバイスの第２の構成例を示す図である。図１７には、電子デバイスの一例の要部断面図を模式的に示している。
図１７に示す電子デバイス６００は、複数（一例として２つ）のＬＳＩチップ（電子デバイス）７００が半田５１０でインターポーザ基板（電子デバイス）８００に接合され、インターポーザ基板８００が半田５２０でプリント基板（電子デバイス）９００に接合された構成を有する。
【０１０９】
ＬＳＩチップ７００は、ここでは図示を省略するが、トランジスタ等が形成された半導体基板と、半導体基板上に設けられた配線層（多層配線）とを含む。その多層配線の絶縁層内に設けられる導体層のうち、最表層に位置する部位が、ＬＳＩチップ７００のパッド７００ａとして用いられる。
【０１１０】
インターポーザ基板８００は、コア基板８１０とその上に設けられた再配線層８２０とを含む。コア基板８１０内、及び再配線層８２０の絶縁層８２１内に、導体層８２２が設けられる。導体層８２２のうち、コア基板８１０側の最表層に位置する部位、及び再配線層８２０側の最表層に位置する部位が、それぞれインターポーザ基板８００のパッド８００ａ及びパッド８００ｂとして用いられる。
【０１１１】
プリント基板９００は、絶縁層９１０上に設けられたパッド９００ａを有する。ここでは図示を省略するが、プリント基板９００の絶縁層９１０内には、パッド９００ａに接続される配線及びビアが設けられる。
【０１１２】
ＬＳＩチップ７００のパッド７００ａと、インターポーザ基板８００のパッド８００ｂとが、半田５１０で接合される。インターポーザ基板８００のパッド８００ａと、プリント基板９００のパッド９００ａとが、半田５２０で接合される。
【０１１３】
例えば、電子デバイス６００における、インターポーザ基板８００のパッド８００ａ（導体層８２２の一部）及びその下のコア基板８１０の部分６１０（点線枠部分）に、図１５に示した例と同様にして、パッド構造２を採用することができる。インターポーザ基板８００のパッド８００ｂ（導体層８２２の一部）及びその下の絶縁層８２１の部分６２０（点線枠部分）に、図１５に示した例と同様にして、パッド構造２を採用することができる。また、電子デバイス６００における、プリント基板９００のパッド９００ａ及びその下の絶縁層９１０の部分６３０（点線枠部分）に、図１５に示した例と同様にして、パッド構造２を採用することができる。また、電子デバイス６００における、ＬＳＩチップ７００のパッド７００ａ及びその下の絶縁層の部分６４０（点線枠部分）に、図１４に示した例と同様にして、パッド構造２を採用することができる。尚、必ずしもこれらの部分６１０，６２０，６３０，６４０の全てにパッド構造２が採用されることを要しない。
【０１１４】
パッド構造２が採用される部分６１０や部分６３０において、半田５２０にかかる引き剥がしの力に対し、パッド８００ａやパッド９００ａの剥離が効果的に抑制され、信頼性、性能に優れた電子デバイス６００が実現される。パッド構造２が採用される部分６２０や部分６４０において、半田５１０にかかる引き剥がしの力に対し、パッド８００ｂやパッド７００ａの剥離が効果的に抑制され、信頼性、性能に優れた電子デバイス６００が実現される。
【０１１５】
図１６及び図１７には、ＦＯＷＬＰ３００とプリント基板４００の組合せ（図１６）、ＬＳＩチップ７００とインターポーザ基板８００の組合せ（図１７）、インターポーザ基板８００とプリント基板９００の組合せ（図１７）について例示した。これに限らず、パッド構造２は、半田接合される各種組合せの電子デバイス群に採用することができ、それにより、電子デバイス群のパッドの剥離を効果的に抑制することができる。
【０１１６】
［第２の実施の形態］
ここでは、上記第１の実施の形態で述べたようなパッド構造２を備える電子デバイスの変形例を、第２の実施の形態として説明する。
【０１１７】
まず、第１の変形例について説明する。
図１８は第２の実施の形態に係る電子デバイスの第１の変形例を示す図である。図１８には、電子デバイスの一例の要部断面図を模式的に示している。
【０１１８】
図１８に示す電子デバイス１ｅは、上記第１の実施の形態で述べた電子デバイス１と同様に、絶縁層１０と、絶縁層１０の上面１０ａに設けられた導体層２０と、導体層２０に設けられた貫通孔２３と、絶縁層１０に設けられた凹部１３とを含む。そして、導体層２０の上面２０ａ、貫通孔２３の内面２３ａ及び凹部１３の内面１３ａに、金属膜３０が設けられる。電子デバイス１ｅでは、この金属膜３０として、下層の金属膜３１と上層の金属膜３２との積層膜が設けられている点で、上記第１の実施の形態で述べた電子デバイス１と相違する。
【０１１９】
金属膜３１及び金属膜３２には、各種金属材料が用いられる。金属膜３１及び金属膜３２には、同種の金属材料が用いられてもよいし、異種の金属材料が用いられてもよい。金属膜３１及び金属膜３２は、同じ膜厚とされてもよいし、異なる膜厚とされてもよい。
【０１２０】
例えば、上層の金属膜３２に、下層の金属膜３１よりも、電子デバイス１ｅのパッド構造２に接合される半田の濡れ性が高いものを用いる。このようにすると、パッド構造２に接触され、加熱により溶融された半田が、比較的濡れ性の高い金属膜３２上を濡れ拡がり、スムーズに絶縁層１０の凹部１３内に入り込み易くなる。この場合、金属膜３１及び金属膜３２に、半田に拡散し又は半田と反応若しくは合金化するものを用い、金属膜３２に、より拡散又は反応若しくは合金化し易いものを用いると、金属膜３２が拡散又は反応若しくは合金化により消失し易くなる。更にこの場合、金属膜３２の消失によって凹部１３内に薄く（例えば１０ｎｍ〜２００ｎｍ）金属膜３１が残存されるようにする。このようにすると、半田が溶融される際の加熱により金属膜３１の全部又は一部が半田に拡散し又は半田と反応若しくは合金化して消失し易くなり、加熱により絶縁層１０からガス成分が発生する場合にも、発生したガス成分が凹部１３内に抜け易くなる。
【０１２１】
尚、電子デバイス１ｅのパッド構造２に、半田７０が接合されることで、例えば、上記図６（Ｂ）及び図８〜図１０に示したような接合形態（残存する金属膜３０は、下層の金属膜３１と上層の金属膜３２との積層膜、又は下層の金属膜３１となる）が得られる。
【０１２２】
続いて、第２の変形例について説明する。
図１９は第２の実施の形態に係る電子デバイスの第２の変形例を示す図である。図１９には、電子デバイスの一例の要部断面図を模式的に示している。
【０１２３】
図１９に示す電子デバイス１ｆは、絶縁層１０の凹部１３の内面１３ａに設けられる金属膜３０が、凹部１３の内面１３ａに通じる少なくとも１つ（この例では複数）の開口部３３を有している点で、上記第１の実施の形態で述べた電子デバイス１と相違する。
【０１２４】
金属膜３０には、定形の開口部３３が設けられてもよいし、不定形の開口部３３が設けられてもよい。開口部３３が設けられた金属膜３０は、絶縁層１０の凹部１３の内面１３ａに、連続した膜として設けられてもよいし、不連続の膜として設けられてもよい。開口部３３が設けられた金属膜３０は、絶縁層１０の凹部１３の内面１３ａに、縞状パターンといった所定のパターン形状で設けられてもよい。
【０１２５】
電子デバイス１ｆのような、開口部３３を有する金属膜３０を備えたパッド構造２によれば、接合される半田が溶融される際の加熱により絶縁層１０からガス成分が発生する場合にも、発生したガス成分が、開口部３３の内面１３ａから凹部１３内に抜け易くなる。電子デバイス１ｆのパッド構造２では、半田の接合前に予め金属膜３０に開口部３３が設けられているため、金属膜３０には、必ずしも半田に拡散し又は半田と反応若しくは合金化する金属材料を用いることを要しない。
【０１２６】
図２０は第２の実施の形態に係る電子デバイスの第２の変形例の形成方法の一例を示す図である。図２０（Ａ）〜図２０（Ｃ）にはそれぞれ、電子デバイス形成の各工程の一例の要部断面図を模式的に示している。
【０１２７】
電子デバイス１ｆの形成では、上記図５（Ａ）の例に従い、図２０（Ａ）に示すように、絶縁層１０の上面１０ａに、貫通孔２３を有する導体層２０が形成される。
貫通孔２３を有する導体層２０の形成後、図２０（Ｂ）に示すように、導体層２０下の絶縁層１０に、貫通孔２３と連通する凹部１３が形成される。凹部１３は、内面１３ａに後述のように開口部３３を有する金属膜３０を形成するために、内面１３ａが粗くなるように、例えば、内面１３ａの表面粗さＲａ（粗度）が１μｍ以上程度となるように、形成される。
【０１２８】
例えば、絶縁層１０に樹脂材料が用いられる場合、Ｏ２及びＣＦ４の混合ガスプラズマを用いたドライエッチングにより、導体層２０の貫通孔２３と連通する凹部１３が形成される。更に、アルゴン（Ａｒ）又はＯ２のプラズマを用いたドライエッチングにより、凹部１３の内面１３ａの表面粗さＲａが高められる。一例として、Ｏ２：ＣＦ４＝１：３の混合ガスプラズマを、圧力１０Ｐａ、電力２００Ｗ〜３００Ｗ、周波数ＲＦ帯、時間１５分〜２０分の条件で作用させ、貫通孔２３が形成された導体層２０下の絶縁層１０に凹部１３を形成する。更に、Ａｒ又はＯ２のプラズマを、圧力１Ｐａ、電力３００Ｗ程度の条件で作用させ、凹部１３の内面１３ａの表面粗さＲａを高める。このような方法により、絶縁層１０に、内面１３ａを粗くした凹部１３が形成される。
【０１２９】
絶縁層１０の、内面１３ａを粗くした凹部１３の形成後、例えば、図２０（Ｃ）に示すように、凹部１３の内面１３ａ、貫通孔２３の内面２３ａ及び導体層２０の上面２０ａに、開口部３３を有する金属膜３０が形成される。
【０１３０】
例えば、内面１３ａを粗くした凹部１３の形成後、スパッタ法により、金属膜３０となるＣｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｓｎ等の金属材料が堆積される。この時、凹部１３の内面１３ａに堆積される金属材料は、その内面１３ａの粗さのために、内面１３ａ上で凝集する。このような金属材料の凝集の結果、凹部１３の内面１３ａに、開口部３３を有する金属膜３０が形成される。
【０１３１】
以上のような方法により、絶縁層１０の凹部１３の内面１３ａに、開口部３３を有する金属膜３０が設けられた、電子デバイス１ｆのパッド構造２が形成される。
尚、電子デバイス１ｆのパッド構造２に、半田７０が接合されることで、例えば、上記図８〜図１０に示したような接合形態が得られる。
【０１３２】
続いて、第３の変形例について説明する。
図２１は第２の実施の形態に係る電子デバイスの第３の変形例を示す図である。図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）にはそれぞれ、電子デバイスの一例の要部断面図を模式的に示している。
【０１３３】
図２１（Ａ）に示す電子デバイス１ｈは、絶縁層１０の凹部１３として、断面視で、絶縁層１０の厚さ方向に長い楕円形状又は略楕円形状の凹部１３が設けられたパッド構造２を有する。図２１（Ｂ）に示す電子デバイス１ｉは、絶縁層１０の凹部１３として、断面視で、絶縁層１０の平面方向に長い楕円形状又は略楕円形状の凹部１３が設けられたパッド構造２を有する。電子デバイス１ｈ及び電子デバイス１ｉは、それぞれこのような点で、上記第１の実施の形態で述べた電子デバイス１と相違する。
【０１３４】
例えば、図２１（Ａ）に示すように、絶縁層１０の上面１０ａに設けられる導体層２０（パッド）には、そこから下層に延びるビア２４が接続されることがある。このようなビア２４のレイアウトによっては、絶縁層１０に、導体層２０の貫通孔２３と連通し、断面視で円形状又は略円形状となる凹部１３を設けることができない場合がある。このような場合、図２１（Ａ）に示す電子デバイス１ｈのように、断面視で、絶縁層１０の厚さ方向に長い楕円形状又は略楕円形状の凹部１３を設けることで、ビア２４を避けて、貫通孔２３に連通する凹部１３を備えるパッド構造２を実現することができる。
【０１３５】
尚、図２１（Ａ）に示すような、断面視で、絶縁層１０の厚さ方向に長い楕円形状又は略楕円形状の凹部１３は、上記のようなビア２４のレイアウトの制約が生じないような場合にも、設けることができる。
【０１３６】
図２１（Ａ）に示すような、断面視で、絶縁層１０の厚さ方向に長い楕円形状又は略楕円形状の凹部１３は、その横方向のサイズを小さくすることができる。そのため、複数の貫通孔２３及び凹部１３を設ける場合には、ピッチを狭め、配置する貫通孔２３及び凹部１３の数を増やすことができる。
【０１３７】
また、図２１（Ｂ）に示すように、絶縁層１０の上面１０ａに設けられる導体層２０（パッド）の下層には、他の配線２５が配置されることがある。このような下層の配線２５のレイアウトによっては、絶縁層１０に、導体層２０の貫通孔２３と連通し、断面視で円形状又は略円形状となる凹部１３を設けることができない場合がある。このような場合、図２１（Ｂ）に示す電子デバイス１ｉのように、断面視で、絶縁層１０の平面方向に長い楕円形状又は略楕円形状の凹部１３を設けることで、下層の配線２５を避けて、貫通孔２３に連通する凹部１３を備えるパッド構造２を実現することができる。
【０１３８】
尚、図２１（Ｂ）に示すような、断面視で、絶縁層１０の平面方向に長い楕円形状又は略楕円形状の凹部１３は、上記のような配線２５のレイアウトの制約が生じないような場合にも、設けることができる。
【０１３９】
図２１（Ｂ）に示すような、断面視で、絶縁層１０の平面方向に長い楕円形状又は略楕円形状の凹部１３は、その横方向のサイズを大きくすることができる。そのため、接合された半田にかかる引き剥がしの力を、横方向の広い範囲に分散させ、狭い範囲に力が集中するのを抑制することができる。
【０１４０】
図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）に示すような、断面視で楕円形状又は略楕円形状の凹部１３は、上記図５（Ｂ）の工程又は図２０（Ｂ）の工程で行うドライエッチングの条件、及び絶縁層１０に用いる絶縁材料を調整することで、形成することができる。
【０１４１】
尚、電子デバイス１ｈ及び電子デバイス１ｉのパッド構造２に、半田７０が接合されることで、例えば、上記図６（Ｂ）及び図８〜図１０に示したような接合形態が得られる。
絶縁層１０の凹部１３を、上記のように断面視で円形状又は略円形状とする、或いは断面視で楕円形状又は略楕円形状とすると、断面視で屈曲したコーナーができるような形状とする場合に比べ、絶縁層１０の損傷が抑制される。即ち、そのような屈曲したコーナーが存在すると、外力又はそれによって発生する応力、或いは熱膨張及び熱収縮の際に発生する応力等が、その屈曲したコーナーに集中し易くなり、そこを起点に亀裂が入る等、絶縁層１０が損傷し易くなる。絶縁層１０の凹部１３を、断面視で円形状や楕円形状等、湾曲した内面１３ａを有する形状とすることで、このような絶縁層１０の損傷を抑制することができる。
【０１４２】
続いて、第４の変形例について説明する。
図２２は第２の実施の形態に係る電子デバイスの第４の変形例を示す図である。図２２（Ａ）及び図２２（Ｂ）にはそれぞれ、電子デバイスの一例の要部断面図を模式的に示している。
【０１４３】
図２２（Ａ）に示す電子デバイス１ｊは、導体層２０の上面２０ａ、貫通孔２３の内面２３ａ、及び絶縁層１０の凹部１３の内面１３ａのうち、凹部１３の内面１３ａに金属膜３０が設けられている点で、上記第１の実施の形態で述べた電子デバイス１と相違する。この電子デバイス１ｊのように金属膜３０が設けられたパッド構造２であっても、上記同様、加熱により溶融される半田を凹部１３内に流入させることができる。
【０１４４】
図２２（Ａ）に示すような金属膜３０は、次のような方法を用いて形成することができる。貫通孔２３を有する導体層２０を形成し、貫通孔２３と連通する凹部１３を絶縁層１０に形成した後、貫通孔２３以外の領域にレジストを形成し、金属材料を堆積する。その後、レジストをその上に堆積された金属材料と共に除去する（リフトオフ）。例えば、このような方法を用いて、図２２（Ａ）に示すような金属膜３０を形成する。
【０１４５】
或いは、貫通孔２３を有する導体層２０を形成し、貫通孔２３と連通する凹部１３を絶縁層１０に形成した後、まず、導体層２０の上面２０ａ、貫通孔２３の内面２３ａ及び凹部１３の内面１３ａに金属材料を堆積する。そして、金属材料が堆積された凹部１３内にレジストを形成し、導体層２０の上面２０ａ及び貫通孔２３の内面２３ａに堆積された金属材料をエッチング等で除去する。その後、レジストを除去する。例えば、このような方法を用いて、図２２（Ａ）に示すような金属膜３０を形成してもよい。
【０１４６】
ここでは、導体層２０の上面２０ａ、貫通孔２３の内面２３ａ及び凹部１３の内面１３ａのうち、凹部１３の内面１３ａに金属膜３０が設けられたパッド構造２を例示した。このほか、金属膜３０は、図２２（Ｂ）に示す電子デバイス１ｋのように、導体層２０の上面２０ａ、貫通孔２３の内面２３ａ及び凹部１３の内面１３ａのうち、貫通孔２３の内面２３ａ及び凹部１３の内面１３ａに設けられてもよい。パッド構造２において、金属膜３０は、必ずしも導体層２０の上面２０ａ、貫通孔２３の内面２３ａ及び凹部１３の内面１３ａの全てに設けられていることを要しない。
【０１４７】
尚、電子デバイス１ｊのパッド構造２に、半田７０が接合されることで、凹部１３内について、例えば、上記図６（Ｂ）及び図８〜図１０に示したような接合形態が得られる。
電子デバイス１ｋのパッド構造２に、半田７０が接合されることで、凹部１３内及び貫通孔２３内について、例えば、上記図６（Ｂ）及び図８〜図１０に示したような接合形態が得られる。
【０１４８】
続いて、第５の変形例について説明する。
図２３は第２の実施の形態に係る電子デバイスの第５の変形例を示す図である。図２３（Ａ）及び図２３（Ｂ）にはそれぞれ、電子デバイスの一例の要部断面図を模式的に示している。
【０１４９】
図２３（Ａ）に示す電子デバイス１ｐは、絶縁層１０の上面１０ａに設けられる導体層２０に、断面視で、絶縁層１０側に向かって幅が大きくなる逆テーパ形状の貫通孔２３が設けられている。電子デバイス１ｐは、このような点で、上記第１の実施の形態で述べた電子デバイス１と相違する。絶縁層１０には、このような逆テーパ形状の貫通孔２３と連通する凹部１３が設けられる。
【０１５０】
この電子デバイス１ｐのような貫通孔２３を有する導体層２０が設けられたパッド構造２であっても、上記同様、加熱により溶融される半田を凹部１３内に流入させ、接合された半田にかかる引き剥がしの力を分散させることができる。これにより、導体層２０の絶縁層１０からの剥離が効果的に抑制される。
【０１５１】
電子デバイス１ｐでは、導体層２０に逆テーパ形状の貫通孔２３が設けられることで、導体層２０と絶縁層１０の上面１０ａとの接触面積が小さくなり、それらの熱膨張係数差に起因して発生する応力が小さくなる。更に、導体層２０と絶縁層１０の上面１０ａとの接触面積が小さくなるため、半田が溶融される際の加熱により絶縁層１０からガス成分が発生する場合にも、導体層２０と絶縁層１０の上面１０ａとの間のボイド形成、それによる密着力への影響が抑制される。これにより、導体層２０の絶縁層１０からの剥離がいっそう効果的に抑制される。
【０１５２】
また、図２３（Ｂ）に示す電子デバイス１ｑは、絶縁層１０の上面１０ａに設けられる導体層２０に、断面視で、絶縁層１０側とは反対側に向かって幅が大きくなる順テーパ形状の貫通孔２３が設けられている。電子デバイス１ｑは、このような点で、上記第１の実施の形態で述べた電子デバイス１と相違する。絶縁層１０には、このような順テーパ形状の貫通孔２３と連通する凹部１３が設けられる。
【０１５３】
この電子デバイス１ｑのような貫通孔２３を有する導体層２０が設けられたパッド構造２であっても、上記同様、加熱により溶融される半田を凹部１３内に流入させ、接合された半田にかかる引き剥がしの力を分散させることができる。これにより、導体層２０の絶縁層１０からの剥離が効果的に抑制される。
【０１５４】
導体層２０に逆テーパ形状の貫通孔２３が設けられる場合、上面２０ａ側が貫通孔２３の内側に向かって張り出すような庇が形成される。この庇は、接合される半田の導体層２０に対する接合強度の向上に寄与する一方、接合された半田に引き剥がしの力がかかった際、導体層２０にはその庇により下から押し上げられるような力が直接かかり易く、導体層２０の剥離強度の低下を引き起こす恐れがある。
【０１５５】
これに対し、図２３（Ｂ）に示す電子デバイス１ｑでは、導体層２０に順テーパ形状の貫通孔２３が設けられるため、導体層２０に下から押し上げられるような力が直接かかることが抑制される。接合された半田にかかる引き剥がしの力は、導体層２０よりも下にある絶縁層１０の、その凹部１３に入り込んだ半田とその周りの絶縁層１０との間にかかる力に分散される。これにより、導体層２０の剥離強度の低下が抑制される。
【０１５６】
尚、電子デバイス１ｐ及び電子デバイス１ｑのパッド構造２に、半田７０が接合されることで、例えば、導体層２０の断面形状が異なる点を除き、上記図６（Ｂ）及び図８〜図１０に示した例と同様の接合形態が得られる。
【０１５７】
［第３の実施の形態］
以上述べた電子デバイス１，１ａ〜１ｆ，１ｈ〜１ｋ，１ｐ，１ｑ，１Ａ〜１Ｃ，１００，２００，３００，４００，６００，７００，８００，９００等は、各種電子機器に搭載することができる。例えば、コンピュータ（パーソナルコンピュータ、スーパーコンピュータ、サーバ等）、スマートフォン、携帯電話、タブレット端末、センサ、カメラ、オーディオ機器、測定装置、検査装置、製造装置といった、各種電子機器に搭載することができる。
【０１５８】
図２４は第３の実施の形態に係る電子機器について説明する図である。図２４には、電子機器を模式的に示している。
図２４に示すように、例えば、上記第１の実施の形態で述べたような電子デバイス１００（図１３（Ｂ））が、各種電子機器５の筐体５ａの内部に搭載（内蔵）される。尚、電子デバイス１００は、電子機器５が備えるラックやスロットに収容されてもよい。
【０１５９】
上記のように、電子デバイス１００では、パッド構造２に接合された半田７０に引き剥がしの力がかかる場合にも、その力が、絶縁層１０の凹部１３に入り込んだ半田７０とその周りの絶縁層１０との間にかかる力に分散される。更に、電子デバイス１００では、絶縁層１０からガス成分が発生するような場合にも、発生したガス成分が、凹部１３内に抜け出してボイド８０を形成する。絶縁層１０から発生したガス成分が、絶縁層１０の上面１０ａと導体層２０との間に抜け出してボイドを形成することが抑制される。接合された半田７０にかかる引き剥がしの力に対し、パッド構造２における導体層２０の絶縁層１０からの剥離が効果的に抑制される。これにより、信頼性、性能に優れた電子デバイス１００が実現され、このような電子デバイス１００を搭載した、信頼性、性能に優れた電子機器５が実現される。
【０１６０】
ここでは、電子デバイス１００を搭載した電子機器５を例示したが、他の電子デバイス１，１ａ〜１ｆ，１ｈ〜１ｋ，１ｐ，１ｑ，１Ａ〜１Ｃ，２００，３００，４００，６００，７００，８００，９００も同様に、各種電子機器に搭載することができる。
【符号の説明】
【０１６１】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｈ，１ｉ，１ｊ，１ｋ，１ｐ，１ｑ，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，９０，１００，２００，６００，１０００  電子デバイス
２，１００２  パッド構造
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ  パッド領域
４，９１  本体
５  電子機器
５ａ  筐体
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，３３１，４１０，８２１，９１０  絶縁層
１０ａ，１０Ａａ，１０Ｂａ，１０Ｃａ，２０ａ，２０Ａａ，２０Ｂａ，２０Ｃａ，３３１ａ  上面
１０Ｃｂ，２０ｂ  下面
１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ  凹部
１３ａ，１３Ａａ，１３Ｂａ，１３Ｃａ，２３ａ，２３Ａａ，２３Ｂａ，２３Ｃａ  内面
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，３３２，８２２  導体層
２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ  パッド層
２１Ａａ，２１Ｂａ，２１Ｃａ，２５  配線
２１Ａｂ，２１Ｂｂ，２１Ｃｂ，２４  ビア
２２，２２Ａ  密着層
２３，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ  貫通孔
３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３１，３２  金属膜
３３，３４，６１ａ，１２１ａ，１４１ａ  開口部
４０，３１０  樹脂層
５０  半導体チップ
５１  端子
６０，３３０，８２０  再配線層
６１，１２１，１４１  保護膜
７０，５００，５１０，５２０  半田
８０  ボイド
８１  ガス成分
９２，３００ａ，４００ａ，７００ａ，８００ａ，８００ｂ，９００ａ  パッド
１１０  半導体基板
１１０ａ  素子分離領域
１２０  配線層
１３０  ＭＯＳトランジスタ
１３１  ゲート絶縁膜
１３２  ゲート電極
１３３  ソース領域
１３４  ドレイン領域
１３５  スペーサ
２１０，２２０，６１０，６２０，６３０，６４０  部分
３００  ＦＯＷＬＰ
３２０，７００  ＬＳＩチップ
４００，９００  プリント基板
８００  インターポーザ基板
８１０  コア基板
１００３  空隙
Ｆ，ｆ，ｆ０  力
【図１】
2020053626.tif 000003
【図２】
2020053626.tif 000004
【図３】
2020053626.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020053626.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2020053626.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2020053626.tif 000019
【図１８】
2020053626.tif 000020
【図１９】
2020053626.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2020053626.tif 000024
【図２３】
2020053626.tif 000025
【図２４】
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