(57)【要約】本発明は多層基板パッケージや他の回路素子を形成するために、多層用基板を積層しかつ結合するための種々の技術を提供する。半田バンプが、少なくとも２層の多層用基板中の１層にある導電パッド上に形成される。そしてこの半田バンプは好ましくは、導電パッドに半田ペーストを塗布して形成するのがよい。また接着フィルムが導電パッドを付着した多層用基板の表面と表面の間に挟んで置かれおり、その接着フィルムは略導電パッド上に設けた間隙を有し、導電パッドと半田バンプがその間隙を挟んで対向するように構成されている。そして多層用基板の夫々の層をプレスして２つの層を接着剤で機械的に接着させる。接着された半田バンプはこの積層工程中またははその後に、再び加熱溶解されて単一の半田セグメントにされ、これにより接着膜間の間隙を通して２つの導電パッド間で電気的結合を形成することが可能となる。
2005520333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層基板パッケージにおいて：
第１の多層用基板（high-layer-count(HLC)sbstrate）であり、
該第１の多層用基板に設けられた第１の導電パッドと第１の導電層と；
該第１の多層用基板の少なくとも一部に穿設された第１のバイアであり、前記第１の
導電パッドと第１の導電層間の電気接続を行うように構成された第１のバイア；
とで構成された第１の多層用基板と：
第２の多層用基板（high-layer-count(HLC)sbstrate）であり、
該第２の多層用基板に設けられた第２の導電パッドと第２の導電層と；
該第２の多層用基板の少なくとも一部に穿設された第２のバイアであり、第２の導電
パッドと第２の導電層間の電気接続を行うように構成された第２のバイア；
とで構成された第２の多層用基板と：
接着フィルムであり、前記第１の多層用基板と第２の多層用基板の間に設けられており
、第１と第２の導電パッド間の少なくとも一部に設けられた間隙を有し、第１の多層
用基板と第２の多層用基板を機械的に結合する接着フィルムと：
半田セグメントであり、前記接着フィルム中の間隙の殆どの部分を占めており、前記第
１の導電パッドと第２の導電パッドを電気的に接続し、前記第１の導電パッドに塗布
された半田ペーストを流動半田付けすることで少なくとも一部に形成される半田セグ
メント：
とで構成されたことを特徴とする多層基板パッケージ。
【請求項２】
前記第１の導電パッドは、前記第１のバイアと略同軸的に設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の多層基板パッケージ。
【請求項３】
前記第１の導電パッドは、前記第１のバイアの軸上に形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の多層基板パッケージ。
【請求項４】
前記第１の多層用基板はさらに、前記第１の導電パッドの表面の一部に塗布された抗半田材で構成されていることを特徴とする請求の範囲第３項記載の多層基板パッケージ。
【請求項５】
前記接着フィルム中の前記間隙は、前記第２の導電パッドと前記抗半田材が塗布されていない第１の導電パッドの一部分の間に略位置していることを特徴とする請求の範囲第４項記載の多層基板パッケージ。
【請求項６】
前記半田セグメントは、前記抗半田材が塗布されていない第１の導電パッドの一部に塗布された半田ペーストを流動半田付けする際に、少なくともその一部が形成されることを特徴とする請求の範囲第５項記載の多層基板パッケージ。
【請求項７】
前記第１の導電パッドは、第１の接続部により第１のパッド部と第２のパッド部が接続して構成されていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の多層基板パッケージ。
【請求項８】
前記接着フィルム中の前記間隙は、前記第１の導電パッドと前記第２の導電パッドの第２のバッド部間に略位置するように構成されていることを特徴とする請求の範囲第７項記載の多層基板パッケージ。
【請求項９】
前記半田セグメントは、前記第２のパッド部へ塗布された半田ペーストを流動半田付けする際に、少なくともその一部が形成されることを特徴とする請求の範囲第８項記載の多層基板パッケージ。
【請求項１０】
前記第１の多層用基板はさらに、前記第１と第２のパッド部の間の第１の導電パッドの一部表面に塗布した抗半田材で構成されていることを特徴とする請求の範囲第９項記載の多層基板パッケージ。
【請求項１１】
前記第１の多層用基板は、下面と第１の導電パッドの少なくとも一部を覆う絶縁層をさらに有し、該絶縁層には前記第１の導電パッドの一部の上に間隙を有するように構成されていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の多層基板パッケージ。
【請求項１２】
前記接着フィルム中の間隙は、前記絶縁層の間隙と略同軸的に設けられていることを特徴とする請求の範囲第１１項記載の多層基板パッケージ。
【請求項１３】
前記半田セグメントは、前記絶縁層の間隙から露出した第１の導電パッドの一部に塗布された半田ペーストを流動半田付けする際に、少なくともその一部が形成されることを特徴とする請求の範囲第１２項記載の多層基板パッケージ。
【請求項１４】
前記第１と第２のバイアの内少なくとも一つは、誘電材で充填して構成されていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の多層基板パッケージ。
【請求項１５】
前記第１と第２のバイアの内少なくとも一つは、充填しないで構成されていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の多層基板パッケージ。
【請求項１６】
前記半田ペーストは、Sn６３：Pb３７、Sn６２：Pb３６：Ag２、Sn６０：Pb４０、Sn９６.４：Ag３.２：Cu０.４、Sn９５.５：Ag３.８：Cu０.７、そしてSn９６.５：Ag３.５の半田ペーストグループから選択された半田ペーストであることを特徴とする請求の範囲第１項記載の多層基板パッケージ。
【請求項１７】
前記接着フィルムがＢステージ接着材であることを特徴とする請求の範囲第１項記載の多層基板パッケージ。
【請求項１８】
前記半田セグメントは、第２の導電パッドに塗布された半田ペーストを流動半田付けする際に、形成されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の多層基板パッケージ。
【請求項１９】
多層基板パッケージにおいて：
第１の多層用基板（high-layer-count(HLC)sbstrate）であり、
該第１の多層用基板に設けられた第１の導電パッドと第１の導電層と；
該第１の多層用基板の少なくとも一部に穿設された第１のバイアであり、前記第１の
導電パッドと第１の導電層間の電気接続を行うように構成された第１のバイア；
とで構成されており、かつ上記第１の導電パッドが前記第一のバイアの軸上に形成さ
れている第１の多層用基板と：
第２の多層用基板（high-layer-count(HLC)sbstrate）であり、
該第２の多層用基板に設けられた第２の導電パッドと第２の導電層と；
該第２の多層用基板の少なくとも一部に穿設された第２のバイアであり、第２の導電
パッドと第２の導電層間の電気接続を行うように構成された第２のバイア；
とで構成された第２の多層用基板と：
接着フィルムであり、前記第１の多層用基板と第２の多層用基板の間に設けられており
、第１と第２の導電パッド間に設けられた間隙を有し、第１の多層用基板と第２の多
層用基板を機械的に結合する接着フィルムと：
半田セグメントであり、前記接着フィルム中の間隙の殆どの部分を占めており、前記第
１の導電パッドと第２の導電パッドを電気的に接続し、前記第１の導電パッド上に形
成された半田バンプを流動半田付けすることで少なくとも一部に形成される半田セグ
メント：
とで構成されたことを特徴とする多層基板パッケージ。
【請求項２０】
前記半田バンプは、半田ペーストを流動半田付けする際に、少なくともその一部が形成されることを特徴とする請求の範囲第１９項記載の多層基板パッケージ。
【請求項２１】
前記半田ペーストは、Sn６３：Pb３７、Sn６２：Pb３６：Ag２、Sn６０：Pb４０、Sn９６.４：Ag３.２：Cu０.４、Sn９５.５：Ag３.８：Cu０.７、そしてSn９６.５：Ag３.５の半田ペーストグループから選択された半田ペーストであることを特徴とする請求の範囲第２０項記載の多層基板パッケージ。
【請求項２２】
前記半田セグメントは、第２の導電パッドに形成された半田バンプを流動半田付けすることにより、形成されることを特徴とする請求の範囲第１９項記載の多層基板パッケージ。
【請求項２３】
前記第２の導電パッドは、前記第２のバイアの軸上に形成されていることを特徴とする請求の範囲第１９項記載の多層基板パッケージ。
【請求項２４】
前記第１の多層用基板はさらに、前記第１の導電パッドの表面の一部に塗布された抗半田材で構成されていることを特徴とする請求の範囲第１９項記載の多層基板パッケージ。
【請求項２５】
前記接着フィルム中の前記間隙は、前記第２の導電パッドと前記抗半田材が塗布されていない第１の導電パッドの一部分の間に略位置していることを特徴とする請求の範囲第２４項記載の多層基板パッケージ。
【請求項２６】
前記半田セグメントは、前記抗半田材が塗布されていない第１の導電パッドの一部に塗布された半田ペーストを流動半田付けする際に、少なくともその一部が形成されることを特徴とする請求の範囲第２５項記載の多層基板パッケージ。
【請求項２７】
前記接着フィルムがＢステージ接着材であることを特徴とする請求の範囲第１９項記載の多層基板パッケージ。
【請求項２８】
前記半田セグメントは、第２の導電パッドに形成された半田バンプを流動半田付けすることにより形成されることを特徴とする請求の範囲第１９項記載の多層基板パッケージ。
【請求項２９】
多層基板パッケージにおいて：
第１の多層用基板（high-layer-count(HLC)sbstrate）であり、
第１の導電パッドと第１の導電層であり、該第１の多層用基板に設けられており、該
第１の導電パッドは第２のパッド部へ第１の接続部により接続されている第１のパ
ッド部を有するように構成した第１の導電パッドと第１の導電層と；
該第１の多層用基板の少なくとも一部を通って前記第１のパッド部へ穿設された第１
のバイアであり、前記第１の導電パッドと第１の導電層間の電気接続を行うように
構成された第１のバイア；
とで構成されている第１の多層用基板と：
第２の多層用基板（high-layer-count(HLC)sbstrate）であり、
該第２の多層用基板に設けられた第２の導電パッドと第２の導電層と；
該第２の多層用基板の少なくとも一部に穿設された第２のバイアであり、第２の導電
パッドと第２の導電層間の電気接続を行うように構成された第２のバイア；
とで構成された第２の多層用基板と：
接着フィルムであり、前記第１の多層用基板と第２の多層用基板の間に設けられており
、第１の導電パッドの第２のパッド部と第２の導電パッドのほぼ間に設けられた間隙
を有し、第１の多層用基板と第２の多層用基板を機械的に結合する接着フィルムと：
半田セグメントであり、前記接着フィルム中の間隙の殆どの部分を占めており、前記第
１の導電パッドと第２の導電パッドを電気的に接続し、前記第２のパッド部上に形成
された半田バンプを流動半田付けすることで少なくとも一部に形成される半田セグメ
ント：
とで構成されたことを特徴とする多層基板パッケージ。
【請求項３０】
前記半田バンプは、半田ペーストを流動半田付けする際に、少なくともその一部が形成されることを特徴とする請求の範囲第２９項記載の多層基板パッケージ。
【請求項３１】
前記半田ペーストは、Sn６３：Pb３７、Sn６２：Pb３６：Ag２、Sn６０：Pb４０、Sn９６.４：Ag３.２：Cu０.４、Sn９５.５：Ag３.８：Cu０.７、そしてSn９６.５：Ag３.５の半田ペーストグループから選択された半田ペーストであることを特徴とする請求の範囲第３０項記載の多層基板パッケージ。
【請求項３２】
前記第１の多層用基板はさらに、前記第１のパッド部と第２のパッド部の間にある第１の導電パッドの表面の一部に塗布された抗半田材で構成されていることを特徴とする請求の範囲第３０項記載の多層基板パッケージ。
【請求項３３】
前記接着フィルムがＢステージ接着材であることを特徴とする請求の範囲第２９項記載の多層基板パッケージ。
【請求項３４】
前記半田セグメントは、第２の導電パッドに形成された半田バンプを流動半田付けすることにより、形成されることを特徴とする請求の範囲第２９項記載の多層基板パッケージ。
【請求項３５】
多層基板パッケージにおいて：
第１の多層用基板（high-layer-count(HLC)sbstrate）であり、
該第１の多層用基板に設けられた第１の導電パッドと第１の導電層と；
絶縁層であって、前記第１の導電パッドの少なくとも一部の上に設けられ、該第１の
導電パッドの全部ではなく一部の上部に設けられた間隙を含む絶縁層と；
該第１の多層用基板の少なくとも一部に穿設された第１のバイアであり、前記第１の
導電パッドと第１の導電層間の電気接続を行うように構成された第１のバイア；
とで構成された第１の多層用基板と：
第２の多層用基板（high-layer-count(HLC)sbstrate）であり、
該第２の多層用基板に設けられた第２の導電パッドと第２の導電層と；
該第２の多層用基板の少なくとも一部に穿設された第２のバイアであり、第２の導電
パッドと第２の導電層間の電気接続を行うように構成された第２のバイア；
とで構成された第２の多層用基板と：
接着フィルムであり、前記第１の多層用基板と第２の多層用基板の間に設けられており
、前記絶縁層の前記間隙と第２の導電パッド間のほぼ間に位置する間隙を有し、第１
の多層用基板と第２の多層用基板を機械的に結合する接着フィルムと：
半田セグメントであり、前記接着フィルム中の間隙の殆どの部分を占めており、前記第
１の導電パッドと第２の導電パッドを電気的に接続し、前記第２のパッド部上に形成
された半田バンプを流動半田付けすることで少なくとも一部に形成される半田セグメ
ント：
とで構成されたことを特徴とする多層基板パッケージ。
【請求項３６】
前記半田バンプは、半田ペーストを流動半田付けする際に、少なくともその一部が形成されることを特徴とする請求の範囲第３５項記載の多層基板パッケージ。
【請求項３７】
前記半田ペーストは、Sn６３：Pb３７、Sn６２：Pb３６：Ag２、Sn６０：Pb４０、Sn９６.４：Ag３.２：Cu０.４、Sn９５.５：Ag３.８：Cu０.７、そしてSn９６.５：Ag３.５の半田ペーストグループから選択された半田ペーストであることを特徴とする請求の範囲第３６項載の多層基板パッケージ。
【請求項３８】
前記接着フィルム中の間隙は、前記絶縁層の間隙と略同軸的に設けられていることを特徴とする請求の範囲第３５項記載の多層基板パッケージ。
【請求項３９】
前記半田セグメントは、前記絶縁層の間隙から露出した前記第１の導電パッドの一部に塗布されている半田バンプを流動半田付けすることにより、形成されることを特徴とする請求の範囲第３５項記載の多層基板パッケージ。
【請求項４０】
前記接着フィルムがＢステージ接着材であることを特徴とする請求の範囲第３５項記載の多層基板パッケージ。
【請求項４１】
前記半田セグメントは、第２の導電パッドに形成された半田バンプを流動半田付けすることにより形成されることを特徴とする請求の範囲第３５項記載の多層基板パッケージ。
【請求項４２】
少なくとも２枚の多層用（high-layer-count(HLC)）の基板を結合する工程において：
第１の多層用基板に第１のバイアと第２の多層用基板に第２のバイアを形成するステッ
プであって、該第１のバイアは第１の多層用基板の少なくとも一部を貫通し第１の多
層用基板の下面まで延在し、該第２のバイアは第２の多層用基板の少なくとも一部を
貫通し第２の多層用基板の上面まで延在するように構成した、第１の多層用基板に第
１のバイアと第２の多層用基板に第２のバイアを形成するステップと；
第１の多層用基板の下面に第１の導電パッドと、第２の多層用基板の上面に第２の導電
パッドとを形成するステップであって、該第１の導電パッドは第１のバイアと電気的
に接続し、該第２の導電パッドは第２のバイアと電気的に接続しているように構成し
た、第１の多層用基板の下面に第１の導電パッドと、第２の多層用基板の上面に第２
の導電パッドとを形成するステップと；
第１の導電パッドの表面に半田ペーストを塗布するステップと；
半田ペーストを流動半田付けして、前記第１の導電パッド上に第１の半田バンプを形成
するステップと；
前記第１の多層用基板の下面と前記第２の多層用基板の上面の間に接着フィルムを置く
ステップであって、該接着フィルムは前記第１の半田バンプと第２の導電パッドの略
間に間隙を有するように構成した、前記第１の多層用基板の下面と前記第２の多層用
基板の上面の間に接着フィルムを置くステップと；
第１の多層用基板と第２の多層用基板をプレスするステップであって、前記第１の多層
用基板の下面の一部を前記第２の多層用基板の上面の一部に接着し、前記第１の半田
バンプが接着フィルムの前記間隙の少なくとも一部を占めるように構成した、第１の
多層用基板と第２の多層用基板をプレスするステップと；
半田セグメントの少なくとも一部を形成し、第１と第２の導電パッド間で電気的接続を
行うために、前記第１の半田バンプを流動半田付けするステップ；
とで構成されたことを特徴とする少なくとも２枚の多層用（high-layer-count(HLC)）の基板を結合する工程。
【請求項４３】
前記第１の導電パッドは、前記第１のバイアと略同軸的に設けられていることを特徴とする請求の範囲第４２項記載の少なくとも２枚の多層用（high-layer-count(HLC)）の基板を結合する工程。
【請求項４４】
前記第１の導電パッドは、前記第１のバイアの軸上に形成されていることを特徴とする請求の範囲第４２項記載の少なくとも２枚の多層用（high-layer-count(HLC)）の基板を結合する工程。
【請求項４５】
前記第１の導電パッドの表面の一部に抗半田材を塗布するステップを更に含むことを特徴とする請求の範囲第４２項記載の少なくとも２枚の多層用（high-layer-count(HLC)）の基板を結合する工程。
【請求項４６】
前記接着フィルム中の前記間隙は、前記第２の導電パッドと前記抗半田材が塗布されていない第１の導電パッドの一部分の間に略位置していることを特徴とする請求の範囲第４５項記載の少なくとも２枚の多層用（high-layer-count(HLC)）の基板を結合する工程。
【請求項４７】
前記第１の半田バンプを形成するステップは：
前記抗半田材が塗布されていない第１の導電パッドの一部に半田ペーストを塗布するス
テップと；
前記第１の導電パッドの一部に第１の半田バンプを形成するために半田ペーストを流動
半田付けするステップ；
とを含むことを特徴とする請求の範囲第４６項記載の少なくとも２枚の多層用（high-layer-count(HLC)）の基板を結合する工程。
【請求項４８】
前記第１の導電パッドを形成するステップは：
第１のパッド部を前記第１の多層用の基板の上面に第１のパッド部を形成し、該第１の
パッド部は第１のバイアと電気的に接続するように、第１のパッド部を前記第１の多
層用の基板の上面に第１のパッド部を形成するステップと；
前記第１の多層用の基板の上面に第２のパッド部を形成するステップと；
前記第１の多層用基板の上面に接続部を形成し、該接続部が第１と第２のパッド部を電
気的に接続するように、前記第１の多層用の基板の上面に接続部を形成するステップ；
とで構成されたことを特徴とする請求の範囲第４２項記載の少なくとも２枚の多層用（high-layer-count(HLC)）の基板を結合する工程。
【請求項４９】
前記接着フィルム中の前記間隙は、前記第１の導電パッドと前記第２の導電パッドの第２のバッド部間に略位置するように構成されていることを特徴とする請求の範囲第４８項記載の少なくとも２枚の多層用（high-layer-count(HLC)）の基板を結合する工程。
【請求項５０】
半田ペーストを塗布する前記ステップは、前記第２のパッド部へ半田ペーストを塗布するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第４９項記載の少なくとも２枚の多層用（high-layer-count(HLC)）の基板を結合する工程。
【請求項５１】
第１の導電パッドの表面の一部に抗半田材を塗布するステップを更に含むことを特徴とする請求の範囲第５０項記載の少なくとも２枚の多層用（high-layer-count(HLC)）の基板を結合する工程。
【請求項５２】
前記第１の多層用基板の下面と第１の導電パッドの少なくとも一部に絶縁層を塗布し、該絶縁層には前記第１の導電パッドの一部の上に間隙を有するように、前記第１の多層用基板の下面と第１の導電パッドの少なくとも一部に絶縁層を塗布するステップで更に構成されていることを特徴とする請求の範囲第４２項記載の少なくとも２枚の多層用（high-layer-count(HLC)）の基板を結合する工程。
【請求項５３】
前記接着フィルム中の間隙は、前記絶縁層の間隙と略同軸的に設けられていることを特徴とする請求の範囲第５２項記載の少なくとも２枚の多層用（high-layer-count(HLC)）の基板を結合する工程。
【請求項５４】
前記半田ペーストを塗布するステップには、半田ペーストを前記絶縁層の間隙から露出した第１の導電パッドの一部に半田ペーストを塗布するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第５３項載の少なくとも２枚の多層用（high-layer-count(HLC)）の基板を結合する工程。
【請求項５５】
前記半田ペーストは、Sn６３：Pb３７、Sn６２：Pb３６：Ag２、Sn６０：Pb４０、Sn９６.４：Ag３.２：Cu０.４、Sn９５.５：Ag３.８：Cu０.７、そしてSn９６.５：Ag３.５の半田ペーストグループから選択された半田ペーストであることを特徴とする請求の範囲第４２項記載の少なくとも２枚の多層用（high-layer-count(HLC)）の基板を結合する工程。
【請求項５６】
前記接着フィルムがＢステージ接着材であることを特徴とする請求の範囲第４２項記載の少なくとも２枚の多層用（high-layer-count(HLC)）の基板を結合する工程。
【請求項５７】
請求の範囲第４２項においてさらに、
第２の導電パッドの表面に半田ペーストを塗布するステップと；
該第２の導電パッド上に半田パッドを形成するために半田ペーストを流動半田付けする
ステップと；
前記間隙が前記第１の半田バンプと第２の半田バンプの略間に位置するように、接着フ
ィルムを配置するステップと；
前記第１と第２の半田バンプを流動半田付けし、半田セグメントの少なくとも一部分を
形成し、第１と第２の導電パッド間の電気的接続を行うステップ；
とで構成されたことを特徴とする請求の範囲第４２項記載の少なくとも２枚の多層用（high-layer-count(HLC)）の基板を結合する工程。
【請求項５８】
導電材を、第１と第２のバイアの内の少なくとも一つの壁面に塗布するステップを更に有することを特徴とする請求の範囲第４２項記載の少なくとも２枚の多層用（high-layer-count(HLC)）の基板を結合する工程。
【請求項５９】
誘電材を、第１と第２のバイアの内の少なくとも一つに充填するステップを更に有することを特徴とする請求の範囲第４２項記載の少なくとも２枚の多層用（high-layer-count(HLC)）の基板を結合する工程。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層用基板（high-layer-count(HLC)sustrates）を積層するためのプロセス一般に関する。より詳細には、本発明は、信頼性が高い電気的および機械的な結合を行なうことが出来る少なくとも２枚の多層用基板（high-layer-count(HLC)sustrates）を有する多層基板パッケージを製造するためのプロセスに関する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
高密度の回路の出現は多層を有する多層プリント基板ＰＷＢ（ＨＬＣ Printed Wiring Boards）の発展と利用に拍車をかけることになった。一般的に回路板を設計する場合、多層用基板は基板中のスペースを効率的に利用できる利点を提供する一方、多層用基板は一般的には、より複雑な結合能力と回路モジュール性を必要とする。これらの複雑さは、いくつかの問題を引き起こすことになる。一例として２層以上の多層用基板を相互に結合するためには、バイアホールまたはバイアを形成するために比較的大きな穴あけ工程が必要となる。さらに複数の層を位置決めし、穴あけ用のドリルビットを正確な位置に合わせることは、複数の多層用基板間の位置決め登録と結合を正確にするためには大変な障害となる。また縦横比の大きな基板では、さらに問題は複雑化する。これはバイアホールを複数の基板に、回路機能を損なうことなく結合するのは通常は容易な事ではないからである。更にまた、一般的には基板間の結合は容易に修復する事は出来ない。従って多層基板製造工程でのたった一ヶ所の結合ミスは、修復不可能と見なされて多層用基板の多層基板パッケージ全体の不具合と見なされてしまう。
【０００３】
多層用基板（大口径積層基板またはLLC基板）を使用する上での上記諸問題に鑑み、多層用基板に於ける積層技術が色々開発されている。例えば発明者Paiその他の米国特許５，７８６，２３８や５，９８６，３３９には、銅メッキと半田柱をベースとした多層用基板のための積層技術が開示されている。これらの技術では上述の問題のある部分は解決されるものの、その技術は多くの限界を有する。このような限界の一つとして、電気的に切断をする層も含まれる可能性である。すなわち均一性を向上させるためにパルスメッキ工程や“シービング”と呼ばれる技術を用いても、大口径の基板ではメッキ柱の高さは基板の端から中心に向けてかなり変動することはいうまでもない。この高さ変化のため、あるメッキ柱は、電気的に対向する多層用基板上の対応する部材と結合出来なくなる。特に小さいバッチ生産では、これらの従来の技術は、更にメッキ工程の費用および必要所要時間により制限を受ける。またメッキした半田バンプを有するプリント基板（ＰＷＢ）は取り扱いが容易ではない。理由は、バンプを溶かし確実にバンプを成型するために基板を再度メッキ工程で流さない限り、メッキした半田バンプから半田の小片が剥がれて次の製造工程で問題が生じ易いからである。したがって、多層用基板の積層技術を改良する意義があるものと思われる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の他の実施例では、多層基板パッケージが開示されている。その多本発明は従来技術における上述の制限や不特定の欠陥を減少したり解決するためのものである。本発明の多くの利点は当業者であれば、設計上の経済性、資源、理解し易いオペレーション、そしてコスト削減上、自明である。
【０００５】
本発明の一つの実施例では、多層基板パッケージが開示されている。その多層基板パッケージは以下を含む。まず第１の多層用基板（high-layer-count(HLC)sbstrate）であり、該第１の多層用基板に設けられた第１の導電パッドと第１の導電層と；該第１の多層用基板の少なくとも一部に穿設された第１のバイアであり、前記第１の導電パッドと第１の導電層間の電気接続を行うように構成された第１のバイア；とで構成された第１の多層用基板を有する。さらにこの多層基板パッケージは、第２の多層用基板（high-layer-count(HLC)sbstrate）であり、該第２の多層用基板に設けられた第２の導電パッドと第２の導電層と；該第２の多層用基板の少なくとも一部に穿設された第２のバイアであり、第２の導電パッドと第２の導電層間の電気接続を行うように構成された第２のバイア；とで構成された第２の多層用基板を有する。さらにこの多層基板パッケージは、接着フィルムであり、前記第１の多層用基板と第２の多層用基板の間に設けられており、第１と第２の導電パッド間の少なくとも一部に設けられた間隙を有し、第１の多層用基板と第２の多層用基板を機械的に結合する接着フィルムを有する。さらにこの多層基板パッケージは、半田セグメントであり、前記接着フィルム中の間隙の殆どの部分を占めており、前記第１の導電パッドと第２の導電パッドを電気的に接続し、前記第１の導電パッドに塗布された半田ペーストを流動半田付けすることで少なくとも一部に形成される半田セグメントを有する。
【０００６】
本発明の他の実施例では、多層基板パッケージが開示されている。その多層基板パッケージは以下を含む。まず第１の多層用基板（high-layer-count (HLC) sbstrate）であり、該第１の多層用基板に設けられた第１の導電パッドと第１の導電層と；該第１の多層用基板の少なくとも一部に穿設された第１のバイアであり、前記第１の導電パッドと第１の導電層間の電気接続を行うように構成された第１のバイア；とで構成されており、かつ上記第１の導電パッドが前記第一のバイアの軸上に形成されている第１の多層用基板を有する。さらにこの多層基板パッケージは、第２の多層用基板（high-layer-count (HLC) sbstrate）であり、該第２の多層用基板に設けられた第２の導電パッドと第２の導電層と；該第２の多層用基板の少なくとも一部に穿設された第２のバイアであり、第２の導電パッドと第２の導電層間の電気接続を行うように構成された第２のバイア；とで構成された第２の多層用基板を有する。さらにこの多層基板パッケージは、接着フィルムであり、前記第１の多層用基板と第２の多層用基板の間に設けられており、第１と第２の導電パッド間に設けられた間隙を有し、第１の多層用基板と第２の多層用基板を機械的に結合する接着フィルムを有する。さらにこの多層基板パッケージは、半田セグメントであり、前記接着フィルム中の間隙の殆どの部分を占めており、前記第１の導電パッドと第２の導電パッドを電気的に接続し、前記第１の導電パッド上に形成された半田バンプを流動半田付けすることで少なくとも一部に形成される半田セグメントを有する。
【０００７】
層基板パッケージは以下を含む。まず第１の多層用基板（high-layer-count (HLC) sbstrate）であり、第１の導電パッドと第１の導電層であり、該第１の多層用基板に設けられており、該第１の導電パッドは第２のパッド部へ第１の接続部により接続されている第１のパッド部を有するように構成した第１の導電パッドと第１の導電層と；該第１の多層用基板の少なくとも一部を通って前記第１のパッド部へ穿設された第１のバイアであり、前記第１の導電パッドと第１の導電層間の電気接続を行うように構成された第１のバイア；とで構成されている第１の多層用基板を有する。さらにこの多層基板パッケージは、第２の多層用基板（high-layer-count (HLC) sbstrate）であり、該第２の多層用基板に設けられた第２の導電パッドと第２の導電層と；該第２の多層用基板の少なくとも一部に穿設された第２のバイアであり、第２の導電パッドと第２の導電層間の電気接続を行うように構成された第２のバイア；とで構成された第２の多層用基板を有する。さらにこの多層基板パッケージは、接着フィルムであり、前記第１の多層用基板と第２の多層用基板の間に設けられており、第１の導電パッドの第２のパッド部と第２の導電パッドのほぼ間に設けられた間隙を有し、第１の多層用基板と第２の多層用基板を機械的に結合する接着フィルムを有する。さらにこの多層基板パッケージは、半田セグメントであり、前記接着フィルム中の間隙の殆どの部分を占めており、前記第１の導電パッドと第２の導電パッドを電気的に接続し、前記第２のパッド部上に形成された半田バンプを流動半田付けすることで少なくとも一部に形成される半田セグメントを有する。
【０００８】
本発明の他の実施例では、多層基板パッケージが開示されている。その多層基板パッケージは以下を含む。まず第１の多層用基板（high-layer-count (HLC) sbstrate）であり、該第１の多層用基板に設けられた第１の導電パッドと第１の導電層と；絶縁層であって、前記第１の導電パッドの少なくとも一部の上に設けられ、該第１の導電パッドの全部ではなく一部の上部に設けられた間隙を含む絶縁層と；該第１の多層用基板の少なくとも一部に穿設された第１のバイアであり、前記第１の導電パッドと第１の導電層間の電気接続を行うように構成された第１のバイア；とで構成された第１の多層用基板を有する。さらにこの多層基板パッケージは、第２の多層用基板（high-layer-count (HLC) sbstrate）であり、該第２の多層用基板に設けられた第２の導電パッドと第２の導電層と；該第２の多層用基板の少なくとも一部に穿設された第２のバイアであり、第２の導電パッドと第２の導電層間の電気接続を行うように構成された第２のバイア；とで構成された第２の多層用基板を有する。さらにこの多層基板パッケージは、接着フィルムであり、前記第１の多層用基板と第２の多層用基板の間に設けられており、前記絶縁層の前記間隙と第２の導電パッド間のほぼ間に位置する間隙を有し、第１の多層用基板と第２の多層用基板を機械的に結合する接着フィルムを有する。さらにこの多層基板パッケージは、半田セグメントであり、前記接着フィルム中の間隙の殆どの部分を占めており、前記第１の導電パッドと第２の導電パッドを電気的に接続し、前記第２のパッド部上に形成された半田バンプを流動半田付けすることで少なくとも一部に形成される半田セグメントを有する。
【０００９】
本発明の他の実施例では、少なくとも２枚の多層用（high-layer-count (HLC)）の基板を結合する工程が開示されている。その工程は以下を含む。まず第１の多層用基板に第１のバイアと第２の多層用基板に第２のバイアを形成するステップであって、該第１のバイアは第１の多層用基板の少なくとも一部を貫通し第１の多層用基板の下面まで延在し、該第２のバイアは第２の多層用基板の少なくとも一部を貫通し第２の多層用基板の上面まで延在するように構成した、第１の多層用基板に第１のバイアと第２の多層用基板に第２のバイアを形成するステップを有する。更にこの工程は、第１の多層用基板の下面に第１の導電パッドと、第２の多層用基板の上面に第２の導電パッドとを形成するステップであって、該第１の導電パッドは第１のバイアと電気的に接続し、該第２の導電パッドは第２のバイアと電気的に接続しているように構成した、第１の多層用基板の下面に第１の導電パッドと、第２の多層用基板の上面に第２の導電パッドとを形成するステップ有する。更にこの工程は、第１の導電パッドの表面に半田ペーストを塗布するステップを有する。さらにこの工程は、半田ペーストを流動半田付けして、前記第１の導電パッド上に第１の半田バンプを形成するステップを有する。さらにこの工程は、前記第１の多層用基板の下面と前記第２の多層用基板の上面の間に接着フィルムを置くステップであって、該接着フィルムは前記第１の半田バンプと第２の導電パッドの略間に間隙を有するように構成した、前記第１の多層用基板の下面と前記第２の多層用基板の上面の間に接着フィルムを置くステップを有する。さらにこの工程は、第１の多層用基板と第２の多層用基板をプレスするステップであって、前記第１の多層用基板の下面の一部を前記第２の多層用基板の上面の一部に接着し、前記第１の半田バンプが接着フィルムの前記間隙の少なくとも一部を占めるように構成した、第１の多層用基板と第２の多層用基板をプレスするステップを有する。さらにこの工程は、半田セグメントの少なくとも一部を形成し、第１と第２の導電パッド間で電気的接続を行うために、前記第１の半田バンプを流動半田付けするステップを有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下の説明は、多層用基板の積層技術と結合技術に関する種々の実施態様と詳細な説明を提供することによって、本発明をより良く理解するために開示する主旨である。しかしながら、本発明はこれらの特定の実施態様および詳細な説明に限定されるものではなく、それらは単に例示に過ぎないと理解すべきである。さらに当業者であれば既存システム及び方法により、本発明の目的と利点を用いて特定の設計趣旨および他の利用目的に合致させた各種の改造実施例を発明することは当然可能であると理解される。
【００１１】
図１Ａ−図６Ｂは、それぞれ多層基板パッケージまたは多層用基板の回路素子を形成する多層用基板積層技術と結合技術に関する例示的技術を示している。なお図１Ａから図６Ｂまでの全ての図は、本発明を容易に理解できるために他の特徴との関係で誇張されている点に注意願いたい。まず少なくとも一つの実施態様において、半田バンプが、少なくとも２層の多層用基板中の１層にある導電パッド上に形成される。そしてこの半田バンプは好ましくは、導電パッドに半田ペーストを塗布して形成するのがよい。また低流動性ないしは非流動性のＢ段階にある接着材である接着フィルムが、導電パッドを付着した多層用基板の表面と表面の間に挟んで置かれおり、その接着フィルムは略導電パッド上に設けた間隙を有し、導電パッドと半田バンプがその間隙を挟んで対向するように構成されている。そして多層用基板の夫々の層をプレスして２つの層を接着剤で機械的に接着させる。接着された半田バンプはこの積層工程中またははその後に、再び加熱溶解されて単一の半田セグメントにされ、これにより接着膜間の間隙を通して２つの導電パッド間で電気的結合を形成することが可能となる。この半田バンプと導電パッドは種々の方法で形成され、それら幾つかの例が下記に開示されている。ここに示すガイドラインに沿って当業者レベルでは、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で多層用基板を積層して結合させるために、他の半田バンプ／導電パッドの形態を用いる事は当然可能である。
【００１２】
下記の例示的な積層および結合技術では半田バンプを形成するために半田ペーストを加熱溶解工程について記述するが、これに限らず他の技術を用いても可能である。例えばある実施例では、その結合技術は半田バンプではなく半田ポスト（柱）を用いられており、この半田ポストは、銅、錫、リード線、半田の合金、等の１又は複数の導電材でパッドをメッキすることで形成することが出来る。このような半田ポストを形成する技術は、例えは米国特許番号５，７８６，２３８および５，９８６，３３９に記載されており、それらは夫々１９９７年２月１３日、１９９８年７月１４日に出願されており、その開示内容はここで用いられている。
【００１３】
ここで図１Ａから図１Ｊには、本発明の実施例に係る少なくとも２層を有する多層用基板を積層して結合する例示的工程が開示されており、そこではバイアと略同軸的に形成された半田バンプが用いられている。図１Ａは多層用基板１００の断面図１００Ａが示されており、この基板１００は、１又は複数の導電性と、絶縁性および／又は半導体の層１０２で形成され、その層はパターン化され、かつ相互に結合して回路の一部を形成している。説明を簡略化するために、多層用基板１００の引用には、まとめて層１０２およびそれに対する追加あるいは変更をも含む事とする。例えば１または複数の表面に導電層を塗布したり、バイアを形成したり導電パッドを形成したりすることも含むものとする（以下に詳細を記載する）。
【００１４】
どの様な多層用基板が用いられようとも、例示的な多層用基板１００には２０層から３０層で構成した基板が含まれ、それらの層は０．１１０インチから０．１５０インチ厚であり、幅２６インチ、長さ３６インチである。多層用基板１００には種々の材質が用いられ、例えばＦＲ４、高ＴｇＦＲ４、ビスマレイミド・トリアジン（ＢＴ）、シアネート・エステル、ポリマイド、などである。
【００１５】
ある実施例では、導電材が層１０２の上面（トップ面１０３）の少なくとも一部に塗布され、導電層１０４が形成されている。また導電材が層１０２の下面（下面１０３）の少なくとも一部に塗布され、導電層１０６が形成されている。導電層１０４、１０６は如何なる複数の導電材で形成されてもよい（例えば銅、アルミ、銀、金、ニッケル、金属合金（錫と鉛の合金等）、金属充填の樹脂、およびこれらの組み合せ物質である）。実施例では導電層１０４、１０６は銅製の層で形成されている。導電層１０４、１０６は、銅が用いられると略０．００７５厚であるが、この他の厚みの導電層も本発明の実施例によってはあり得る。
【００１６】
用語としての上面および下面は相対的な表現であり、これらの表現は単に図示するためにだけ用いられるものと留意する必要がある。特に限定しない限り、上面および下面とは製造過程における多層用基板の最も外側の層の対応する表面を指称する。例えば導電層１０４、１０６の塗布を行なう前には、多層用基板１００の上面および下面は層１０２の上面および下面を指称する。しかしながら導電層１０４、１０６を塗布した後は、多層用基板１００の上面および下面は導電層１０４、１０６の外面を指称することになる。さらに上記上面および下面には、多層用基板の複数の機能部位の外面をも含む。例えば下記で述べるように、導電パッドは層１０２の上部に形成され、この場合には、多層用基板１００の上面とは、導電パッドの外表面、層１０２のむき出し部分、そして導電層の一部、を全て含んだ概念を指称する。
【００１７】
図１Ｂにはバイア１１２が、多層用基板１００を形成する導電層１０４、１０６、および多層１０２を貫通して形成されており、このバイアは他の回路から独立している。バイアは必要に応じてどの様な大きさでも構わないが、一般的なバイアの直径は略０．０１０インチから０．０２０インチである。バイア１１２は、メッキまたは導電材料（例えば銅めっき製）で被覆してもよい（メッキ部材１０８、１１０で例示されているように）。メッキは一般的に厚さ約０.００１インチであり、結果としてバイア穴径は、約０.００８インチから約０.０１８インチになる。更に、少なくとも一つの実施態様では、バイア１１２は次の製造工程の間、バイアに材料の侵入を防ぐために誘電性または導電性の充填剤（例えば溶媒のないエポキシ、金属を充填したエポキシ、銅または錫メッキ、その他）で充填することが出来る。バイア１１２を充填するために用いてもよい例示的な材料は、ビルリカ（マサチューセッツ）のエマソン＆クミング社から入手可能なＬＶ４５黒エポキシである。断面図図１００Ｂは、メッキされ充填されたバイア１１２を有する多層用基板の断面図を例示している。
【００１８】
図１Ｃの断面図１００Ｃには、バイア内部の充填材が平面化されており、導電材が多層用基板１００の上面と下面（すなわち導電層１０４、１０６の外表面）に塗布し、結果として導電層１１４、１１６を形成した状態が示されている。この導電層１１４、１１６に関しては、多層用基板１００の表面上に導電材を形成するにはどの様な技術を用いてもよい。
【００１９】
図１Ｄの断面図１００Ｄには、感光性耐食膜層（すなわち１２２−１２６の感光性耐食膜材）が多層用基板１００の導電層１１４に塗布されており、その感光性耐食膜材１２４の周囲には間隙（すなわち図示する間隙部分１２８、１３０）が、バイア１１２と略同軸的に形成されている状態が示されている。そしてその間隙は、例えば約０.００２インチから０.０２５インチの幅であってもよい。感光性耐食膜材１２４は多層用基板１００の上面から見てどの様な形状であってもよい。例えば感光性耐食膜材１２４は略円形、略長方形、その他回路形状に合わせた形状であってもよい。同様に感光性耐食膜材１１８が、導電層１１６上に後のエッチング工程で導電層１１６を保護するために塗布されている。この感光性耐食膜材は従来技術で塗布することが可能である。
【００２０】
図１Ｅの断面図１００Ｅには多層用基板１００の上面が、導電層１０４、１１４（図１Ｄに図示されている）をエッチングするために化学品および光に露出され、結果として導電セグメント１３２−１３６が多層用基板の上面に形成されている状態が示されている。感光性耐食膜材で被覆されていない導電層１０４、１１４の部分がエッチングされ、導電セグメント１３４の周囲に間隙（間隙部１３８、１４０として示されている）が形成されるのは当業者であればよく知られている点に留意する必要がある。結果として導電セグメント１３４は導電層１０４、１１４の残りの部分とは電気的に絶縁されることになる。従って導電セグメント１３４はバイア１１２のパットとして使用することが可能となる。この導電セグメント１３４は従って、以後導電パッド１３４として引用する。エッチング後、上記の感光性耐食膜材は例えば図１Ｅに示す上面と下面から除去される。
【００２１】
図１Ｆの断面図１００Ｆには、所定量の半田ペースト１４４が半田ステンシル（ステンシル・セグメント１４１、１４２として図示されている）、および他の半田ペースト塗布技術を用いて、パッド１３４の表面に塗布されている状態が示されている。半田ステンシルの設計と製造、ステンシル装置や半田ペーストについては、公知技術である。種々の半田ペーストのいずれかが使うことができ、例えば、Sn６３：Pb３７半田ペースト、Sn６２：Pb３６；Ag２半田ペースト、SN６０：Pb４０半田ペースト、Sn９６.４：Ag３.２：Cu０．4半田ペースト、Sn９５.５：Ag３.８：CuO. ７半田ペースト、およびSn９６.５：Ag３.５半田ペースト、その他のロジンまたは水性フラックスを有する半田ペースト、等である。図１Ｇの断面図１００Ｇには、半田ペーストステンシルを除去した後の多層用基板１００が示されており、半田ペースト１４４がパッド１３４上の相当な部分に形成されている。
【００２２】
図１Ｈの断面図１００Ｈには、多層用基板１００が再び流動半田付けされ半田ペースト１４４（図１Ｇに示す）が溶解して半田バンプ１５４が導電パッド１３４上に形成される状態が示されている。どの様な流動半田付けの技術を用いてもよい。例えば使用される半田ペースト１４４の溶解温度により、多層用基板１００を流動半田付け装置で２１５℃、６０秒−９０秒間処理してもよい。この時点で、多層用基板１００は、少なくとも多層基板パッケージの一部分で同一もしくは類似の半田バンプ／パッドを有する多層用基板と、電気的に、また機械的にも結合することになる。
【００２３】
図１Ｉの断面図１００Ｉには、本発明の一実施例である多層基板パッケージを形成する２層の多層用基板１００（多層用基板１６４、１６６として図示されている）の構成が示されている。この例示の中で、半田バンプ１５４／パッド１３４が多層用基板１６６の上面１７４の上に形成されており、また半田バンプ１５４／パッド１３４が多層用基板１６４の下面１７２の上に形成されている。上述のように、多層用基板１６４、１６６の上面と下面とは相対的な呼称である。
【００２４】
接着フィルム１６０が、多層用基板１６４、１６６の間に配してあり、多層用基板１６４、１６６の２つの半田バンプ１５４が接着フィルム１６０の間隙１６２を通して相互に面するように配置されている。接着フィルム１６０は当業者に公知のどの様な接着剤でもよい。接着フィルム１６０には好ましくは、多層用基板１６４、１６６の積層材と互換性のあるＢステージで、半硬化後の、接着フイルムを含み、それらはニューヨーク州Ｌａｋｅ  ＳｕｃｃｅｓｓのＰａｒｋ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ社から発売されているＴｇＦＲ４またはＢＴフイルム等である。接着フィルム１６０の種類としては好ましくは、その溶解温度が多層用基板１６４、１６６の積層材や半田バンプ１５４と同一であるのがよい。図式的にはもし多層用基板１６４、１６６、ＮｅｌｃｏＮ４０００−１３積層材、およびＳｎ６３：Ｐｂ３７半田が用いられていれば、溶解温度が１８０℃あたりの接着フィルム１６０がよい。接着フィルム１６０の厚さは適当な厚さであればよいが、一般的な接着フィルムは略０．００２インチから０．００８インチである。
【００２５】
ある実施例では間隙１６２は、接着フィルム１６０中に形成され、その間隙１６２の周縁が硬化するようなレーザ穿孔あるいは他の熱処理技術が用いられる。後述するように、半田バンプ１５４を再び流動半田付けすることで生じる融解した半田は、硬化した接着材によって、間隙１６２の内部で保持される。間隙１６２は、好ましくは多層用基板１６４、１６６のパッド１３４と略同一の形状を有するのがよい。
【００２６】
多層用基板１６４、１６６は、それから中間に接着フィルム１６０を保持したままで基板１６４、１６６を押圧することによって、一緒に積層される。その結果、多層用基板１６６の上面１７４および多層用基板１６４の下面１７２は、間隙１６２によって生じた接着フィルム１６０中の空隙を残している相対する半田バンプ１５４と共に接着される。少なくとも一つの実施態様では半田バンプ１５４は、多層用基板のこの積層工程の間またはその後の工程で再度の流動半田付けされ、これにより間隙１６２を挟んで、多層用基板１６４のパッド１３４と、多層用基板１６６のパッド１３４は電気的に結合される。
【００２７】
上述の再度の流動半田付けにおける半田ペーストの溶解流は間隙１６２で阻止され、半田ペーストが多層用基板１６４、１６６の他の領域上に流れ出るのを防止するのが好ましい。したがって、好ましくは両パッド１３４上に置かれる半田ペースト１４４の合計量は、再度の流動半田付け時に溶解した半田が間隙１６２内の両パッド１３４と物理的に接触するように選択されるのが好ましい。したがって、半田が凝固したときには、半田はパッド１３４間での電気接続を形成するようになる。多くの例において、半田付けされる半田ペーストは、半田バンプを形成するために再度の流動半田付けの間にそのボリュームの最高６０%を失うことになる。半田付けされる半田ペーストの適当量を決定するときに、再度の流動半田付けの間における半田ペーストのボリュームの減少は、プロセスの他の考慮と同様に留意する必要がある。
【００２８】
ある実施例では、半田ペースト１４４の合計量の一部を両方のパッド１３４に付けてもよい。それによって、より小さいパッド１３４を使うことができる。あるいは、もう一つの実施例では、他方のパッドには半田ペーストを付けずに、一方のパッドだけに半田ペースト１４４（図１Ｇに示す）の全部を付けることも可能である。その後、多層用基板１６４、１６６は、接着フィルム１６０を用いて積層され、片方のパッド１３４上に付けられた半田ペースト１４４が再び流動半田付けされて、両パッド１３４が電気的に接合される。なお結果として、片方だけのパッド１３４だけに必要量全ての半田ペーストを付けて形成した大きな半田バンプを持った大きなパッドを使用することになる点に留意する必要がある。
【００２９】
図１Ｊには、上述の図１Ａから図１Ｉに示す工程を実施することで得られた本発明の一実施例である多層基板パッケージの断面図１００Ｊが示されている。この例では、多層基板パッケージは、多層用基板１６４が接着フィルム１６０によって多層用基板１６６に貼り付けられている構成である。図示するように、多層用基板１６４、１６６の間隙１３８、１４０は、接着フィルム材の全部または一部を受け入れて、多層基板パッケージの結合を強化するように構成されている。また、多層用基板１６６の上面および多層用基板１６４の下面の一部分またはそれらの表面の不規則な部分は、更に接着フィルム１６０による機械的な接着強化を図るために、接着フィルム１６０に埋め込まれている。更に、多層用基板１６４、１６６は、再び流動半田付けされた半田バンプ１５４（図１１に示す）で形成される半田セグメント１７０によって、機械的および電気的に結合される。したがって、電気信号は、バイア１１２、パッド１３４および半田セグメント１７０で形成される電気接続により、多層用基板１６４の導電層１１６から多層用基板１６６の導電層１１６まで伝送されることができる。そして、その逆も同じである。
【００３０】
図２Ａ-２Ｄには、本発明の少なくとも一つの実施態様に係る例示的な工程が図示されており、この工程ではバイアから部分的に形成した半田バンプを用いて少なくとも２枚以上の多層用基板を積層し相互結合する。図２Ａは、多層用基板２００の平面図２００Ａおよび対応する断面図２００ＡＡであり、この多層用基板２００は、パターン化されて、全体的な回路の部分を形成するために相互結合した一つ以上の電導性の、絶縁性の、および／または半導体の層２０２で構成されている。
【００３１】
導電層２０６は層２０２の下面２０５に積層されており、導電層２０４は上面２０３に積層されている。バイア２１２は、他の回路から絶縁されている多層用基板２００の特定の領域で、多層用基板２００を形成している導電層２０４、２０６および多重層２０２を貫通して穿設されている。バイア２１２は、導電材（例えば銅メッキ）でメッキまたは被覆されている（メッキセグメント２０８、２１０として例示されている）。更に、少なくとも一つの実施態様では、バイア２１２は充填誘電体材で満たすことができる。バイア２１２の充填材はそれから平面化され、導電材（例えば銅）が下面に塗布され、結果として導電層２１６となり、また、導電材（例えば銅）が上面に塗布され、結果として導電層２１４となる。
【００３２】
連結バンプパッド２３４は導電層２０４、２１４から形成され、連結バンプパッド２３４は電気的に結合パッド２２０、２２２を含み、この結合パッド２２２は好ましくはバイア２１２を略同軸であり、結合パッド２２０はバイア２１２から形成される。
【００３３】
穿孔工程、メッキ工程、ホール充填工程およびパッド２２０、２２２のエッチング工程は、図１Ａ-１Ｅに関して記載されているものと同様でもよい。パッド２２０の一般的な直径は約０.０１５インチから約０.０３０インチの間にある。そして、パッド２２２の一般的な直径は約０.０１５から約０.０５０インチの間にある。
【００３４】
図２Ｂの断面図２００Ｂには、半田ペンシルまたは他の半田付け技術を用いてパッド２３４の表面上に半田ペーストが塗布される状態が示されている。半田ペーストがパッド２３４上に半田バンプ２２４を形成するように、多層用基板２００はそれから再び流動半田付けされる。この点で、多層用基板２００は、類似の多層用基板と電気的に、また機械的に結合して、少なくとも多層基板パッケージの一部を形成する。
【００３５】
図２Ｃには断面図２００Ｃが示され、本発明の少なくとも一つの実施態様に係る２枚の多層用基板２００（多層用基板２４２、２４４）の組み合せで多層基板パッケージを構成している状態が図示されている。この例では、接着フィルム２３０が多層用基板２４２の下面２５２と多層用基板２４４の上面２５４の間に置かれ、多層用基板２４２、２４４の２つの半田バンプ２２４が相互に向き合い、接着フィルム２３０中に形成された間隙２３６を通して対向するように構成されている。この接着フィルム２３０は上述のように色々な種類の接着材を用いることが出来る。間隙２３６の形成には、好ましくはレーザ穿孔や熱処理技術が用いられ、これにより間隙２３６の周縁を硬化させることが出来る。また間隙は、多層用基板２４２、２４４のパッド２３４と完全同一または略同一の形状を有している。
【００３６】
多層用基板２４２、２４４は、中間に置かれた接着フィルム２６０と共に基板２４２、２４４を押圧することによって一緒に積層される。それによって、多層用基板２４４の上面および多層用基板２４２の下面は、間隙２３６によって生じる接着フィルム２３０の空間を占めている半田バンプ２２４と共に相互に接着することになる。半田バンプ２２４は、多層用基板２４２、２４４の積層工程の間またはその直後の工程で再び流動半田付けされて、その結果として多層用基板２４４のパッド２３４と多層用基板２４２のパッド２３４は電気的に結合するようになる。
【００３７】
上記のように、半田ペーストは多層用基板２４２、２４４の両パッド２３４の一方または両方に付けることが出来る。半田バンプ２２４の半田ペーストは、接着フィルム２３０による間隙２３６および多層用基板２４２、２４４の両パッド２３４の範囲内に閉じ込められる点に留意する必要がある。したがって好ましくは、パッド２３４の一方または両方に付けられる半田ペーストの総量は、実質的に間隙２３６を充填するように選択されるべきである。
【００３８】
図２Ｄには本発明の少なくとも一つの実施例に係る例示的な多層基板パッケージの断面図２００Ｄが図示されており、これは図２Ａから図２Ｃで説明した工程により製造されたものである。図示の例において、多層基板パッケージは、接着フィルム２３０によって、機械的に多層用基板２４４に接着された多層用基板２４２を含んでいる。また、多層用基板２４４の上面および多層用基板２４２の下面の一部分またはそれらの表面の不規則な部分は、更に接着フィルム２３０による機械的な接着強化を図るために、接着フィルム２３０に埋め込まれている。更に、多層用基板２４２、２４４は、再び流動半田付けされた半田バンプ２２４（図２Ｃに示す）で形成される半田セグメント２４０によって、機械的および電気的に結合される。したがって、電気信号は、バイア２１２、パッド２３４および半田セグメント２４０で形成される電気接続により、多層用基板２４２から多層用基板２４４まで伝送されることができる。そして、その逆も同じである。
【００３９】
図３Ａ-３Ｄには、本発明の少なくとも一つの実施態様に係る例示的な工程が図示されており、この工程ではバイアから部分的に形成した１又複数の半田バンプを用いて少なくとも２枚以上の多層用基板を積層し相互結合する。図３Ａは、多層用基板３００の平面図３００Ａおよび対応する断面図３００ＡＡであり、この多層用基板３００は、パターン化されて、全体的な回路の部分を形成するために相互結合した一つ以上の電導性の、絶縁性の、および／または半導体の層２０２で構成されている。
【００４０】
図２Ａで既に述べたように導電層２０４、２０６は、層２０２の上面２０３および下面２０５に夫々積層されている。バイア２１２は、他の回路から絶縁されている多層用基板３００の特定の領域で、多層用基板３００を形成している導電層２０４、２０６および多重層２０２を貫通して穿設されている。バイア２１２は、導電材（例えば銅メッキ）でメッキまたは被覆されている。更に、少なくとも一つの実施態様では、バイア２１２は充填誘電体材で満たすことができる。バイア２１２の充填材はそれから平面化され、導電材（例えば銅）が下面に塗布され、結果として導電層２１６となり、また、導電材（例えば銅）が上面に塗布され、結果として導電層２１４となる。連結バンプパッド２３４(図２Ａに示すようにパッド２２０、２２２を有する)が、上述のように導電層２０４、２１４から形成される。
【００４１】
全てのパッド２３４（例えば半田バンプ２２４、図２Ｂ参照）の上に半田バンプを形成するよりはむしろ、半田バンプのボリュームのために、一部は、開回路の確率を減少させるために一部のバンプパッド２３４上だけに半田バンプを形成することが好ましい。この場合は抗半田材３１８を、パッド２３４の一部に塗布して、半田ペーストが再び流動半田付けされた時にパッド２３４の全ての部分を半田合金が覆わないように構成してもよい。例えば、抗半田材には、ニッケル、チタン、ステンレス、エポキシ・ラミネート、感光性エポキシ、接着フィルム、などが含まれる。抗半田材３１８は、バンプパッド２３４のいかなる部位に加えてもよい。図示の例において、抗半田材３１８は、連結バンプパッド２３４のパッド２２２（図２Ａ）に塗布されている。塗布された抗半田材３１８は、例えば、厚さ約２０〜５０ マイクロインチであってもよい。抗半田材３１８を塗布した後に半田ペーストを、半田ステンシルまたは他の半田ペースト付け技術を使用して、抗半田材３１８が塗布されていないパッド２３４の表面部分に付けられる。図３Ｂの断面図３００Ｂに示すように、多層用基板３００は再び流動半田付けされて、抗半田材３１８が塗布されていないパッド２３４の表面部分上に半田ペーストが半田バンプ３２４を形成する。このようにして多層用基板３００は、電気的および機械的に類似した多層用基板と結合し、少なくとも多層基板パッケージの一部を形成する。
【００４２】
図３Ｃには断面図３００Ｃが示され、本発明の少なくとも一つの実施態様に係る２枚の多層用基板３００（多層用基板３３２、３３４）の組み合せで多層基板パッケージを構成している状態が図示されている。この例では、接着フィルム３３０が多層用基板３３２と多層用基板３３４の間に置かれ、多層用基板３３２の下面３４２上に形成された半田バンプ３２４およびパッド２３４と、多層用基板３３４の上面２４４上に形成された半田バンプ３２４とパッド２３４が、接着フィルム３３０中に形成された間隙３３６を通して対向するように構成されている。この接着フィルム３３０は色々な種類の接着材を用いることが出来る。また間隙３３６の範囲および／または形状は、半田バンプ３２４の範囲および／または形状と略同一であるのが好ましい。
【００４３】
多層用基板３３２、３３４は、中間に置かれた接着フィルム３３０と共に基板３３２、３３４を押圧することによって一緒に積層される。それによって、多層用基板３３４の上面および多層用基板３３２の下面は、間隙３３６によって生じる接着フィルム３３０の空間を占めている半田バンプ３２４と共に相互に接着することになる。半田バンプ３２４は、多層用基板３３２、３３４の積層工程の間またはその直後の工程で再び流動半田付けされて、その結果として多層用基板３３２のパッド２３４と多層用基板３３４のパッド２３４は電気的に結合するようになる。
【００４４】
半田ペーストは多層用基板３３２、３３４の両パッド２３４の一方または両方に付けることが出来る。半田バンプ３２４の半田ペーストは、接着フィルム３３０による間隙３３６および多層用基板３３２、３３４の両パッド２３４の範囲内に閉じ込められる点に留意する必要がある。したがって好ましくは、パッド２３４の一方または両方に付けられる半田ペーストの総量は、実質的に間隙３３６を充填するように選択されるべきである。
【００４５】
図３Ｄには本発明の少なくとも一つの実施例に係る例示的な多層基板パッケージの断面図３００Ｄが図示されており、これは図３Ａから図３Ｃで説明した工程により製造されたものである。図示の例において、多層基板パッケージは、接着フィルム３３０によって、機械的に多層用基板３３４に接着された多層用基板３３２を含んでいる。また、多層用基板３３４の上面および多層用基板３３２の下面の一部ないしは不規則な部分は、更に接着フィルム３３０による機械的な接着強化を図るために、接着フィルム３３０に埋め込まれている。更に、多層用基板３３２、３３４は、再び流動半田付けされた半田バンプ３２４（図３Ｃに示す）で形成される半田セグメント３４０によって、機械的および電気的に結合される。したがって、電気信号は、バイア２１２、パッド２３４および半田セグメント３４０で形成される電気接続により、多層用基板３３２から多層用基板３３４まで伝送されることができる。そして、その逆も同じである。
【００４６】
図４Ａ-４Ｃには、本発明の少なくとも一つの実施態様に係る例示的な工程が図示されており、この工程ではバイアから形成した複数の半田バンプを用いて少なくとも２枚以上の多層用基板を積層し相互結合する。図４Ａは、多層用基板４００の平面図４００Ａおよび対応する断面図４００ＡＡであり、この多層用基板４００は、パターン化されて、全体的な回路の部分を形成するために相互結合した一つ以上の電導性の、絶縁性の、および／または半導体の層４０２で構成されている。導電層４０６が層４０２の下面に、そして導電層４０４が上面４０５に積層されている。
【００４７】
ある環境では、二つの多層用基板が積層される時にバイアから半田バンプを同時に形成するのが効率的である。従って連結バンプパッド４３４は上面に導電層４０４から形成され、この連結バンプパッド４３４には連結パット部４２４で電気的に連結したパッド４２０とパッド４２２が含まれる。パッド４２２はの大きさは、例えば略０．０１５インチから０．０４０インチであり、パッド４２０は、例えば略０．０２０インチから０．０６０インチである。連結パッド部４２４の長さは、略０．０１０インチから０．０３０インチである。バイア４１２は、他の回路から絶縁されている多層用基板４００の特定の領域で、多層用基板４００を形成している導電層４０４、４０６および多重層４０２を貫通して穿設されている。ある実施例ではバイア４１２は楕円形パッド４２２と略同軸的である。なおバイア、パッド、その他の構成要素は他の所定の形態と形状でもよく、ここで開示された特定実施例は単に例示的である点に留意する必要がある。バイア４１２は、導電材（例えば銅メッキ）でメッキまたは被覆されている（メッキセグメント４０８、４１０として図示されている）。図示した例ではバイア４１２は充填されていない。しかしながら他の実施例は、バイアは充填されたものでもよく、その場合にはバイアは導電層４０４、４０６、および層４０２を貫通して穿孔され、充填材で満たされ、かつその充填されたバイア上にパッド４２２が形成される。
【００４８】
半田バンプを形成する際に半田材がパッド４３４全体を覆うのを防止するために（以下に述べる）、抗半田材４１８を障壁を作るために連結パッド部４２４に塗布する。この抗半田材４１８が塗布された後に、半田ペーストが半田ステンシル又は他の半田付け技術を用いてパッド４２０に付けられる。それから多層用基板４００は再び流動半田付けされ、半田ペーストがパッド４２０の表面部に半田バンプ（図４Ｂに示す半田バンプ４２６）を形成するが、抗半田材４１８で作られた障壁のためにパッド４２２へ流出するのは防止される。この時点で多層用基板４００は電気的、機械的に類似の多層用基板に結合し、多層基板パッケージの少なくとも一部を形成することになる。
【００４９】
図４Ｂには断面図４００Ｂが示され、本発明の少なくとも一つの実施態様に係る２枚の多層用基板４００（多層用基板４４２、４４４）の組み合せで多層基板パッケージを構成している状態が図示されている。この例では、接着フィルム４３０が多層用基板４４４の上面４５４と多層用基板４４２の下面４５２の間に置かれ、多層用基板４４２、４４４のパッド４３４上に形成された２つの半田バンプ４２６が、接着フィルム４３０中に形成された間隙４３６を通して対向するように構成されている。図４Ｂには半田バンプ４２６が基板４４２、４４４の両方に形成されている状態が図示されているが、多層用基板４４２、４４４の２つのパッド４３４のいずれか一方に適当量の半田ペーストを付けてもよい。また間隙４３６の範囲および／または形状は、半田バンプ４２６の範囲および／または形状と略同一であるのが好ましい。
【００５０】
多層用基板４４２、４４４は、中間に置かれた接着フィルム４３０と共に基板４４２、４４４を押圧することによって一緒に積層される。それによって、多層用基板４４４の上面および多層用基板４４２の下面は、間隙４３６によって生じる接着フィルム４３０の空間を占めている半田バンプ４２６と共に相互に接着することになる。半田バンプ４２４は、多層用基板４４２、４４４の積層工程の間またはその直後の工程で再び流動半田付けされて、その結果として多層用基板４４２のパッド４３４と多層用基板４４４のパッド４３４は電気的に結合するようになる。
【００５１】
図４Ｃには本発明の少なくとも一つの実施例に係る例示的な多層基板パッケージの断面図４００Ｃが図示されており、これは図４Ａから図４Ｂで説明した工程により製造されたものである。図示の例において、多層基板パッケージは、接着フィルム４３０によって、機械的に多層用基板４４４に接着された多層用基板４４２を含んでいる。更に、多層用基板４４２、４４４は、再び流動半田付けされた半田バンプ４２６（図４Ｂに示す）で形成される半田セグメント４４０によって、機械的および電気的に結合される。したがって、電気信号は、バイア４１２、パッド４３４および半田セグメント４４０で形成される電気接続により、多層用基板４４２から多層用基板４４４まで伝送されることができる。そして、その逆も同じである。
【００５２】
図５Ａ-５Ｃには、本発明の他の実施態様に係る例示的な工程が図示されており、この工程ではバイアから形成した複数の半田バンプを用いて少なくとも２枚以上の多層用基板を積層し相互結合する。図５Ａは、多層用基板５００の平面図５００Ａおよび対応する断面図５００ＡＡであり、この多層用基板５００は、パターン化されて、全体的な回路の部分を形成するために相互結合した一つ以上の電導性の、絶縁性の、および／または半導体の層５０２で構成されている。
【００５３】
導電層５０６が層５０２の下面５０５に、そして導電層５０４が上面５０３に積層されている。バイア５１２は、他の回路から絶縁されている多層用基板５００の特定の領域で、導電層５０４、５０６および層５０２を貫通して穿設されている。バイア５１２は、導電材（例えば銅メッキ）でメッキまたは被覆されている（メッキセグメント５０８、５１０として図示されている）。さらに少なくとも一つの実施例では、バイア５１２は充填用誘電材で充填される。バイア５１２の充填材はそれから平面化され、導電材（例えば銅）が下面に塗布され、結果として導電層５１６となり、また、導電材（例えば銅）が上面に塗布され、結果として導電層５１４となる。そしてバンプパッド５３４が上述のように導電層５０４、５１４から形成される。穿孔、メッキ、充填、パッドのエッチングの各工程は上述した工程と同一である。
【００５４】
そして絶縁材（絶縁材部５２０、５２２により示されている）が多層用基板５００の上面に付けられる。例示的な絶縁材は、高Ｔｇ.ＦＲ４、ＢＴ、ポリマイド、シアネート・エステル、感光性エポキシ、などが含まれる。パッド５３４の一部の表面が絶縁材の間隙５１８でアクセス可能であるように、間隙５１８はパッド５３４をカバーしている絶縁材の一部で形成されている。例えば、絶縁材は略０.００２インチから略０.００４インチの厚みを有することができる。更に、絶縁材が存在しているために、厚さ略０.０００１インチから略０.０００２インチのより薄い接着フィルム５３０を使用することは有益である。
【００５５】
半田ペーストがパッド５３４のアクセス可能な表面部分に加えられる。この場合、間隙５１８が半田ステンシルとして作用し、アクセス可能な表面部にだけ半田ペーストは付けられるが、絶縁材によりカバーされた多層用基板５００の表面部分には半田ペーストは付けられない点に留意する必要がある。それから多層用基板５００は再び流動半田付けされて、半田ペーストがパッド５３４のアクセス可能な表面部分上に半田バンプ（図５Ｂの半田バンプ５２４）を形成する。この点で多層用基板５００は類似した多層用基板と電気的に、また機械的に結合して、多層基板パッケージの少なくとも一部を形成する。
【００５６】
図５Ｂには断面図５００Ｂが示され、本発明の少なくとも一つの実施態様に係る２枚の多層用基板５００（多層用基板５４２、５４４）の組み合せで多層基板パッケージを構成している状態が図示されている。この例では、接着フィルム５３０が多層用基板５４２の下面５５２と多層用基板５４４の上面５５４の間に置かれ、多層用基板５４２、５４４の２つの半田バンプ５２４が、接着フィルム５３０中に形成された間隙５３６を通して対向するように構成されている。間隙の形状は、間隙５１５（図５Ａ参照）と同一または略同一であるのが好ましい。
【００５７】
多層用基板５４２、５４４は、中間に置かれた接着フィルム５３０と共に基板５４２、５４４を押圧することによって一緒に積層される。それによって、多層用基板５４４の上面および多層用基板５４２の下面は、間隙５３６によって生じる接着フィルム５３０の空間を占めている半田バンプ５２４と共に相互に接着することになる。半田バンプ５２４は、多層用基板５４２、５４４の積層工程の間またはその直後の工程で再び流動半田付けされて、その結果として多層用基板５３２のパッド５３４と多層用基板５３４のパッド５３４は電気的に結合するようになる。
【００５８】
図５Ｃには本発明の少なくとも一つの実施例に係る例示的な多層基板パッケージの断面図５００Ｃが図示されており、これは図５Ａから図５Ｂで説明した工程により製造されたものである。図示の例において、多層基板パッケージは、接着フィルム５３０によって、機械的に多層用基板５４４に接着された多層用基板５４２を含んでいる。また、多層用基板５４４の上面および多層用基板５４２の下面の一部ないしは不規則な部分は、更に接着フィルム５３０による機械的な接着強化を図るために、接着フィルム５３０に埋め込まれている。更に、多層用基板５４２、５４４は、再び流動半田付けされた半田バンプ５２４（図５Ｂに示す）で形成される半田セグメント５４０によって、機械的および電気的に結合される。したがって、電気信号は、バイア５１２、パッド５３４および半田セグメント５４０で形成される電気接続により、多層用基板５４２から多層用基板５４４４まで伝送されることができる。そして、その逆も同じである。
【００５９】
図１Ａから図５Ｃは同一種類の半田バンプ／パッド／バイアを使用して、多層用基板を一緒に積層する例示的な実施態様示したが、半田バンプ／パッド／タイプの各種の組み合せを、本発明の技術的思想および権利範囲を逸脱することなく、多層用基板を積層しかつ結合するために用いることは可能である。同様に、図Ａ１から図５Ｃでは２枚の多層用基板を積層する例示的なプロセスを例示したが、本願明細書において記載されている技術を使用して２つ以上の基板を積層することも可能である。図６Ａおよび図６Ｂには４枚の多層用基板が積層された例示的な多層基板パッケージが示されており、上記したさまざまな半田バンプ／パッド／バイア組み合せを使用して積層および相互結合を行なっている状態を示している。
【００６０】
図６Ａの断面図６００Ａには、本発明の少なくとも一つの実施態様よる例示的な多層基板パッケージを製造するための積層工程前の多層用基板６０２-６０８の断面が例示されている。図示の例において多層基板パッケージは、接着フィルム６３２-６３６を使用して多層用基板６０２-６０８を積層することにより製造される。多層用基板６０２には、バイア６２２によって電気的に最下段導電層６４３に結合した半田バンプ／バンプパッド６１０が含まれる。この半田バンプ／バンプパッド６１０は、図１Ａから図１Ｈに記載されている例示的な技術を使用して形成することができる。多層用基板６０４には、下面の半田バンプ／バンプパッド６１２と上面の半田バンプ／バンプパッド６１４を有し、バイア６２４によって電気的に結合された結合構造が含まれる。この半田バンプ／バンプパッド６１２は図３Ａと図３Ｂに記載されている例示的な技術を使用して形成することができる。また半田バンプ／バンプパッド６１４は図２Ａと図２Ｂに記載されている例示的な技術を使用して形成することができる。次に多層用基板６０６には、半田バンプ／バンプパッド６１６（下面）、半田バンプ／バンプパッド６１８（上面）および導電層６４７により電気的に接続されたバイア６２６、６２８とから構成された結合構造が含まれる。半田バンプ／バンプパッド６１６は、半田バンプ／バンプパッド６１４と同様の方法で形成でき、また半田バンプ／バンプパッド６１８は、図４Ａと図４Ｂに記載されている例示的な技術を使用して形成することができる。図示した例において、バイア６２６は充填されたバイア（例えば図１Ｂのバイア１１２）であり、６２８は充填されていないバイア（例えば図４Ａのバイア４１２）である。多層用基板６０８には、上面の導電層６４５と下面の半田バンプ／バンプパッド６２０を電気的に接続するバイア６３０を有する結合構造が含まれる。半田バンプ／バンプパッド６２０は、図５Ａと図５Ｂに記載されている例示的な技術を使用して形成することができる。
【００６１】
多層用基板６０２−６０８は接着フィルム６３２-６３６を使用して多層基板パッケージを形成するために一緒に積層され、その積層は各々の隣接する層の半田バンプ／バンプパッドが前の層の半田バンプ／バンプパッドと対向するように行われる。すなわち図示の例において示されたように、半田バンプ／バンプパッド６１０が接着フィルム６３２の間隙６４２で半田バンプ／バンプパッド６１２に対向し、半田バンプ／バンプパッド６１４は接着フィルム６３４の間隙６４４で半田バンプ／バンプパッド６１６に対向し、半田バンプ／バンプパッド６１８は接着フィルム６３６の間隙６４６で半田バンプ／バンプパッド６２０に対向する。
【００６２】
多層用基板６０２-６０８は一緒に押圧されて、それらの表面が接触するようになり、好ましくは対応する接着フィルム中に埋め込まれる。これにより各々の層と隣接する層の間で機械的結合を形成が形成され、また間隙により接着面の中に形成された空間に半田バンプが入り込むことになる。この押圧工程の間、および／またはその後に、積層板と半田バンプは再び流動半田付けされ、上述のように各多層用基板は隣接する多層用基板と電気的に接続することができる。
【００６３】
図６Ｂには断面図６００Ｂには、図６Ａの工程で製造された本発明の少なくとも一つの実施態様よる例示的な多層基板パッケージが図示されている。図示するように多層用基板６０２-６０８は、接着フィルム６３２-６３６によって一体として機械的に結合される。再び流動半田付けされた半田バンプの結果として各々の多層用基板は、その隣接する多層用基板と電気的に結合している。多層用基板６０２は、半田バンプ６１０、６１２の再度の流動半田付けにより形成される半田セグメント６５２によって、多層用基板６０４に電気的に結合している。多層用基板６０４は、半田バンプ６１４、６１６の再度の流動半田付けにより形成される半田セグメント６５４によって、多層用基板６０６に電気的に結合している。多層用基板６０６は、半田バンプ６１８、６２０の再度の流動半田付けにより形成される半田セグメント６５６によって、多層用基板６０８に電気的に結合している。従って信号は、例えばバイア６２２-６３０および半田セグメント６５２-６５６間の電気接続により、一番下の導電層６４３から一番上の導電層６４５へと伝達される。
【００６４】
上記のように、複数の多層用基板を積層する技術は、中間に配置された接着材を使用して２つの基板を結合する技術が含まれる。基板が共に押圧される時、好ましい圧力は１平方インチにつき略３５０から３８０ポンド（ｐｓｉ）であるが、多層用基板の間で効果的に信頼性が高い電気的かつ機械的な結合が得られるどのような圧力をも使用することができる。基板に圧力が与えられている時の積層温度は、約１５分の間の約３６０度Ｆにあって、５分間に最高３８５度Ｆの温度傾斜をつけて、そして約４５分間その状態を維持する。この圧力は好ましくはそれから取り除かれ、そして温度は好ましくは約２０分の間、約３７５度Fで維持される。他の積層圧力、温度および圧力／温度付加の時間も、本発明の技術的思想または権利範囲から逸脱することなく利用することが可能である。なお積層工程中は使用する温度に従い、半田ペーストの流動半田付けの間に基板層に否定的な効果を与える可能性があり得る。従って比較的低温度の融点（例えば３６１度Ｆ以下）を有する半田を好ましくは使用し、積層工程中は低温度が使用されるのが望ましい。
【００６５】
本発明のさまざまな実施態様では、外部より半田バンプで形成した電気結合を流動半田付けすることにより、接続が怪しい、すなわち断絶した、誤った、あるいは疑わしい場合にもそれらを修繕する能力を有する。怪しい接続はバンプで使用される半田の溶解温度よりも僅かに温度が上昇するので、これによりバンプで用いられた半田の比較的低温の溶解温度により、基板の回路素子に影響を与えずに半田を流動半田付けすることができる。基板間の機械的な接続は一般には、修繕工程での温度上昇によっては影響を受けない。これは接着材（例えばＢステージ接着材）は殆ど流動せず、従って多層基板パッケージ中の各層を正確に位置決めすることが可能となる。従って本発明によると、夫々に独立して製造しかつ試験した２以上の基板により多層用基板を形成する工程が可能となる。この工程によって基板間の結合を、僅かな許容範囲で達成することも可能となり、信頼性が高い電気的および機械的な結合が達成される。外部から電気接合を流動半田付けすることで、疑念ある又は不良な接続を修理することも可能となる。本発明は、特に多層用基板や、高アスペクト比を有する基板を結合するために役立つ。
【００６６】
本発明の他の実施態様、用途および利点は、ここに開示した明細書の検討および本発明の実行から、当業者にとっては自明の理である。明細書および図面は例示的であると理解されなければならず、従って本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲およびその技術的均等範囲によってのみ限定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
本発明の目的および利点は、添付図面および以下の詳細な説明より当業者レベルにおいて明らかにされる。なお図面では、同一の構成要素には同一の参照符号が用いられている。
【図１】図１Ａ−図１Ｊは、それぞれ本発明の少なくとも一つの実施例に係る例示的な多層基板パッケージの様々な製造工程における断面図であり、それらはバイアに同軸的に半田バンプを形成する事で複数の基板層を積層し結合する工程を図示している。
【図２】図２Ａ−図２Ｄは、それぞれ本発明の少なくとも一つの実施例に係る例示的な多層基板パッケージの様々な製造工程における平面図と断面図であり、それらはバイアから半田バンプ端子を取り付けて形成する事で、複数の基板層を積層し結合する工程を図示している。
【図３】図３Ａ−図３Ｄは、それぞれ本発明の少なくとも一つの実施例に係る例示的な多層基板パッケージの様々な製造工程における平面図と断面図であり、それらはバイアから半田バンプ端子を半田抵抗材を用いて取り付けて形成する事で、複数の基板層を積層し結合する工程を図示している。
【図４】図４Ａ−図４Ｃは、それぞれ本発明の少なくとも一つの実施例に係る例示的な多層基板パッケージの様々な製造工程における平面図と断面図であり、それらはバイアから半田バンプ端子を半田抵抗材を用いて取り付けて形成する事で、複数の基板層を積層し結合する工程を図示している。
【図５】図５Ａ−図５Ｃは、それぞれ本発明の少なくとも一つの実施例に係る例示的な多層基板パッケージの様々な製造工程における平面図と断面図であり、それらはバイアから半田バンプ端子を誘電材を用いて取り付けて形成する事で、複数の基板層を積層し結合する工程を図示している。
【図６】図６Ａおよび図６Ｂは、それぞれ本発明の少なくとも一つの実施例に係る例示的な多層基板パッケージの様々な製造工程における断面図であり、それらは図１Ａから図５Ｃを参照にして示した半田バンプ端子を有する複数の基板層を積層し結合する工程を図示している。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図１Ｈ】
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【図１Ｉ】
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【図１Ｊ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【国際調査報告】
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