(57)【要約】【課題】フェイスアップのチップ同士を連絡する配線の長さを容易に制御して配線を形成することが可能な配線付き基板および配線形成方法を提供する。【解決手段】基板上に設けられた第１のチップ１１の電極端子１１ａと第２のチップ１２の電極端子１２ａとが配線２１で接続された配線付き基板１であって、基板Ｗと第１のチップ１１の間に設けられた第１の下地層３１と、基板Ｗと第２のチップ１２の間に設けられた第２の下地層３２と、表面に平坦面を有し第１のチップ１１と第２のチップ１２とを連絡する連絡層４１と、を有し、第１の下地層３１に実装された第１のチップ１１の電極端子１１ａと配線２１との接続位置と第２の下地層３２に実装された第２のチップ１２の電極端子１２ａと配線２１との接続位置、および連絡層４１の平坦面とが同一平面上にあり、配線２１が連絡層４１の平坦面を経由して形成されている。【選択図】図３
2018125380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設けられた第１のチップの電極端子と第２のチップの電極端子とが配線で接続された配線付き基板であって、
基板と前記第１のチップの間に設けられた第１の下地層と、
基板と前記第２のチップの間に設けられた第２の下地層と、
表面に平坦面を有し前記第１のチップと前記第２のチップとを連絡する連絡層と、
を有し、
前記第１の下地層に実装された前記第１のチップの前記電極端子と前記配線との接続位置と前記第２の下地層に実装された前記第２のチップの前記電極端子と前記配線との接続位置、および前記連絡層の前記平坦面とが同一平面上にあり、前記配線が前記連絡層の前記平坦面を経由して形成されていることを特徴とする、配線付き基板。
【請求項２】
前記第１の下地層の前記第１のチップと接する面の面積は前記第１のチップの前記第１の下地層と接する面の面積以上であり、前記第２の下地層の前記第２のチップと接する面の面積は前記第２のチップの前記第２の下地層と接する面の面積以上であることを特徴とする、請求項１に記載の配線付き基板。
【請求項３】
基板上に設けられた第１のチップの電極端子と第２のチップの電極端子との間に配線を形成する配線形成方法であって、
基板面の前記第１のチップの実装箇所に第１の下地層を、前記第２のチップの実装箇所に第２の下地層を形成する下地形成ステップと、
前記第１の下地層上に前記第１のチップを実装し、前記第２の下地層上に前記第２のチップを実装するチップ実装ステップと、
前記第１のチップの前記電極端子と前記配線との接続位置および前記第２のチップの前記電極端子と前記配線との接続位置と同一平面上にあるような平坦面を表面に有する連絡層を基板に形成し、前記連絡層で前記第１のチップと前記第２のチップとを連絡する、チップ間連絡ステップと、
前記第１のチップの前記電極端子と前記第２のチップの前記電極端子とを接続する配線を前記連絡層の前記平坦面を経由して形成する配線形成ステップと、
を有することを特徴とする、配線形成方法。
【請求項４】
前記配線は、配線材料をインクジェット法で塗布することにより形成され、前記配線形成ステップにおいて前記第１のチップの前記電極端子と前記配線との接続位置と前記第２のチップの前記電極端子と前記配線との接続位置、および前記連絡層の前記平坦面とが同一の水平面上にあることを特徴とする、請求項３に記載の配線形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆるフェイスアップの形態で基板に設けられたチップ間に配線が形成された配線付き基板および配線形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板へのチップ実装においてプリント基板などあらかじめ積層配線がなされた基板に対してチップをボンディングすることによって、チップ間での導通がとれた実装がなされていた。これに対し、近年では特許文献１のようにチップの電極端子を有する面を基板側（下向き）でなく上向きにし、いわゆるフェイスアップでチップを基板に実装する実装方法が行われてきている。この場合、チップ実装後にチップ同士を配線で連絡するが、この配線は配線材料をインクジェット塗布など印刷技術を利用して塗布により形成することができる。このように配線形成に塗布技術を用いることにより、数ｕｍといった微細な配線を容易に形成することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２２０４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、印刷技術によって配線を形成する場合、配線長さの制御が困難であり、製品の性能を正確に発揮できない可能性があるおそれがあった。具体的には、図４（ａ）に示すように基板Ｗ上に実装されたチップ９１の電極端子９１ａとチップ９２の電極端子９２ａとの間に配線９３を形成する際に図４（ａ）のＡＡ断面図である図４（ｂ）に示すように配線９３をチップ９１、チップ９２、および基板Ｗに沿って形成するときに、基板Ｗの表面は必ずしも平坦ではなく、凸部９４のような段差が存在する場合がある。ここで、電極端子９１ａと電極端子９２ａの間に凸部９４があり、また、チップ９１とチップ９２とを連絡する配線として配線９３のほかに電極端子９１ｂと電極端子９２ｂとを接続する配線９５があった場合、配線９３と配線９５を同じ長さとすること、いわゆる等長配線とすることが難しくなっていた。仮に等長配線にならなかった場合、両者の配線の信号伝達時間にずれが生じ、配線付き基板の性能を正確に発揮できないといった問題があった。
【０００５】
本発明は上記問題を鑑みてなされたものであり、フェイスアップのチップ同士を連絡する配線の長さを容易に制御して配線を形成することが可能な配線付き基板および配線形成方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明の配線付き基板は、基板上に設けられた第１のチップの電極端子と第２のチップの電極端子とが配線で接続された配線付き基板であって、基板と前記第１のチップの間に設けられた第１の下地層と、基板と前記第２のチップの間に設けられた第２の下地層と、表面に平坦面を有し前記第１のチップと前記第２のチップとを連絡する連絡層と、を有し、前記第１の下地層に実装された前記第１のチップの前記電極端子と前記配線との接続位置と前記第２の下地層に実装された前記第２のチップの前記電極端子と前記配線との接続位置、および前記連絡層の前記平坦面とが同一平面上にあり、前記配線が前記連絡層の前記平坦面を経由して形成されていることを特徴としている。
【０００７】
上記配線付き基板によれば、第１の下地層に実装された第１のチップの電極端子と配線との接続位置と第２の下地層に実装された第２のチップの電極端子と配線との接続位置、および連絡層の平坦面とが同一平面上にあることにより、この平面上で配線の長さを容易に制御して配線を形成することが可能である。
【０００８】
また、前記第１の下地層の前記第１のチップと接する面の面積は前記第１のチップの前記第１の下地層と接する面の面積以上であり、前記第２の下地層の前記第２のチップと接する面の面積は前記第２のチップの前記第２の下地層と接する面の面積以上であると良い。
【０００９】
こうすることにより、チップと下地層と連絡層との間に空隙が残存することを防ぐことができる。
【００１０】
また、上記課題を解決するために本発明の配線形成方法は、基板上に設けられた第１のチップの電極端子と第２のチップの電極端子との間に配線を形成する配線形成方法であって、基板面の前記第１のチップの実装箇所に第１の下地層を、前記第２のチップの実装箇所に第２の下地層を形成する下地形成ステップと、前記第１の下地層上に前記第１のチップを実装し、前記第２の下地層上に前記第２のチップを実装するチップ実装ステップと、前記第１のチップの前記電極端子と前記配線との接続位置および前記第２のチップの前記電極端子と前記配線との接続位置と同一平面上にあるような平坦面を表面に有する連絡層を基板に形成し、前記連絡層で前記第１のチップと前記第２のチップとを連絡する、チップ間連絡ステップと、前記第１のチップの前記電極端子と前記第２のチップの前記電極端子とを接続する配線を前記連絡層の前記平坦面を経由して形成する配線形成ステップと、を有することを特徴としている。
【００１１】
上記配線形成方法によれば、第１の下地層に実装された第１のチップの電極端子と配線との接続位置と第２の下地層に実装された第２のチップの電極端子と配線との接続位置、および連絡層の平坦面とが同一平面上にあるようにすることができるため、この平面上で配線の長さを容易に制御することが可能である。
【００１２】
また、前記配線は、配線材料をインクジェット法で塗布することにより形成され、前記配線形成ステップにおいて前記第１のチップの前記電極端子と前記配線との接続位置と前記第２のチップの前記電極端子と前記配線との接続位置、および前記連絡層の前記平坦面とが同一の水平面上にあると良い。
【００１３】
これにより、配線形成ステップにおいて配線経路に高低差や段差が無い状態で配線を形成できるため、配線に太さの不均一や断線が生じることを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の配線付き基板および配線形成方法によれば、フェイスアップのチップ同士を連絡する配線の長さを容易に制御して配線を形成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態における配線付き基板を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態における配線形成方法を示すフロー図である。
【図３】本発明の一実施形態における配線形成方法を示す概略図である。
【図４】印刷技術によって配線が形成された従来の配線付き基板を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態における配線付き基板を示す概略図であり、図１（ａ）は配線付き基板１の上面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）における配線付き基板１のＡＡ断面図である。
【００１８】
配線付き基板１は、ウェーハレベルパッケージ（ＷＬＰ）、パネルレベルパッケージ（ＰＬＰ）といった製造形態で利用可能な基板であり、たとえばハイブリッドデバイスの一部として用いられる。本実施形態における配線付き基板１は、ガラスなどから構成される基板Ｗ上にそれぞれ寸法の異なるチップ１１、チップ１２、およびチップ１３が実装されている。チップ１１とチップ１２の間には配線２１および配線２２が形成されており、配線２１および配線２２を介してチップ１１とチップ１２との間で電気信号の授受が可能である。また、チップ１２とチップ１３との間には配線２３および配線２４が形成されており、配線２３および配線２４を介してチップ１２とチップ１３との間で電気信号の授受が可能である。
【００１９】
チップ１１、１２、および１３は、本実施形態では平板状の形状を有している。チップ１１を形成する一つの面上には電極端子１１ａおよび電極端子１１ｂが、チップ１２を形成する一つの面上には電極端子１２ａ、電極端子１２ｂ、電極端子１２ｃ、および電極端子１２ｄが、チップ１３を形成する一つの面上には電極端子１３ａおよび電極端子１３ｂが設けられており、これらの電極端子が基板Ｗと対向する側の面と反対側の面に位置するように、チップ１１、１２、および１３が基板に配置される。すなわち、図１（ｂ）のようにチップ１１、１２、および１３が基板Ｗの上側に配置する場合に、各電極端子を有する面は上向きとなり、いわゆるフェイスアップの形態でチップ１１、１２、および１３は基板Ｗ上に実装される。そして、配線２１はチップ１１の電極端子１１ａおよびチップ１２の電極端子１２ａと接続されるように形成され、配線２２はチップ１１の電極端子１１ｂおよびチップ１２の電極端子１２ｂと接続されるように形成される。また、配線２３はチップ１２の電極端子１２ｃおよびチップ１３の電極端子１３ａと接続されるように形成され、配線２４はチップ１２の電極端子１２ｄおよびチップ１３の電極端子１３ｂと接続されるように形成される。
【００２０】
配線２１乃至２４は、本実施形態ではインクジェット法により形成され、銀を含んだ配線材料をインクジェット塗布し、乾燥させることで形成される。これにより、数ｕｍ程度の微細な配線を高い材料使用効率で形成させることが可能である。
【００２１】
また、本発明ではチップ１１、１２、および１３と基板Ｗとの間には、それぞれ下地層３１、下地層３２、および下地層３３が設けられており、基板Ｗ上にまず下地層３１、３２、および３３が形成され、下地層３１の上にチップ１１が、下地層３２の上にチップ１２が、下地層３３の上にはチップ１３がたとえばフリップチップボンディングといった実装方法により実装される。
【００２２】
下地層３１、３２および３３は、本実施形態ではアンダーフィルを材料とし、インクジェット法により基板Ｗ上に塗布された後、応力緩和されることにより形成されている。下地層３１、３２、および３３の表面の形状は平坦部を有し、この平坦部の面積は、実装されるチップ１１、１２、および１３の各平坦部と接する面の面積以上であり、チップ１１、１２、および１３はこれら平坦部の範囲内に収まるように下地層３１、３２、および３３上に配置され、実装される。
【００２３】
ここで、下地層３１、３２、および３３の厚みは、下地層３１、３２、および３３の上に実装されるチップ１１、１２、および１３の厚みに応じて設定されている。本実施形態では、下地層３１、３２、および３３をはさんで実装されたチップ１１、１２、および１３の各電極端子の配線２１乃至２４と接続される位置が基板Ｗの平坦面に対して均一の高さ（図１（ｂ）に示す高さｈ１）となるように、下地層３１、３２、および３３の厚みが設定される。
【００２４】
連絡層４１および連絡層４２は、少なくともチップ間を連絡する配線が形成される範囲においてチップ間を橋渡しする（連絡する）ように設けられた層であり、連絡層４１はチップ１１とチップ１２の間に設けられ、連絡層４２はチップ１２とチップ１３との間に設けられている。また、本実施形態では連絡層４１、４２は下地層３１、３２、および３３と同様に、アンダーフィルを材料とし、インクジェット法により基板Ｗ上に塗布された後、応力緩和されることにより形成されている。しかしながら、下地層３１、３２、および３３と同じ材料である必要は無く、インクジェット法によって塗布される配線材料との親液性を考慮して適当な材料を連絡層４１、４２の材料として選定しても良い。
【００２５】
連絡層４１、４２は表面に平坦面を有しており、本実施形態では図１（ｂ）に示す通り表面全体が平坦となっている。この平坦面上に配線が配置される。すなわち、連絡層４１の表面の平坦面には配線２１および２２が配置され、連絡層４２の表面の平坦面には配線２３および２４が配置されている。
【００２６】
ここで、本発明では、連絡層４１の平坦面が含まれる平面上に電極端子１１ａおよび電極端子１２ａが位置するよう、連絡層４１の位置、傾きなどが設定されている。すなわち、電極端子１１ａと配線２１との接続位置と電極端子１２ａと配線２１との接続位置、および連絡層４１の平坦面が同一平面上にある。本説明では、このように電極端子１１ａと配線２１との接続位置と電極端子１２ａと配線２１との接続位置、および連絡層４１の平坦面を含む平面を配線形成平面と呼ぶこととする。
【００２７】
このように２つのチップ（チップ１１およびチップ１２）と連絡層（連絡層４１）の間に置いて、電極端子１１ａと配線２１との接続位置と電極端子１２ａと配線２１との接続位置、および連絡層４１の平坦面が一つの配線形成平面上にある関係が成立することにより、連絡層４１の平坦面を経由する配線２１の配線経路を段差の無いものとすることができる。そのため、たとえば配線２１を直線状の構成として電極端子１１ａと電極端子１２ａと接続することも可能となり、配線２１の長さを容易に制御して配線２１を形成することができる。
【００２８】
また、基板Ｗに設けた連絡層４１上に配線を配置するため、図１（ｂ）の凸部５１のように仮に基板Ｗに段差があったとしても、配線の形成に影響は無い。
【００２９】
また、本実施形態では、チップ１１の表面およびチップ１２の表面は基板Ｗの平坦面と平行であり、そのため、電極端子１１ａ、電極端子１２ａだけでなく電極端子１１ｂ、電極端子１２ｂも基板Ｗから高さｈ１の位置にある。したがって、電極端子１１ｂ、電極端子１２ｂも電極端子１１ａ、電極端子１２ａ、および連絡層４１の平坦面が形成する配線形成平面上にあるため、配線２１の長さを容易に制御して配線２１を形成することができると同時に配線２２の長さを容易に制御して配線２２を形成することができる。そのため、配線２１と配線２２の長さを同一とする制御、すなわち等長配線とする制御が容易となるため、両者の配線の信号伝達時間にずれが生じにくい配線の組を形成することができる。
【００３０】
また、連絡層４２においても連絡層４１と同様に、連絡層４２が表面に有する平坦面は電極端子１２ｃ、電極端子１３ａ、電極端子１２ｄ、電極端子１３ｂと同一平面上にあり、そのため、連絡層４２の平坦面を経由して電極端子１２ｃと電極端子１３ａとを連絡する配線２３および電極端子１２ｄと電極端子１３ｂとを連絡する配線２４を容易に等長配線とする制御が可能である。
【００３１】
なお、本実施形態では、図１（ｂ）に示す通り各電極端子は平面上のチップ１１、１２、および１３の表面にあり、各電極端子が基板Ｗの平坦面から高さｈ１の位置にある（すなわち、チップ１１、１２、および１３の表面が基板Ｗの平坦面から高さｈ１の位置にある）ので、連絡層４１の平坦面、連絡層４２の平坦面を含めチップ１１、１２、および１３の表面が基板Ｗの平坦面と平行であり、基板Ｗの平坦面との距離がｈ１である平面上にある。そのため、図１に示す配線２１乃至配線２４が一つの配線形成平面上にあり、容易に等長配線の制御が可能である。
【００３２】
次に、本発明にかかる配線形成方法を図２および図３を用いて説明する。図２は、本発明の配線形成方法を示すフロー図であり、図３は、配線付き基材１が形成される過程を示す概略図である。
【００３３】
まず、基板Ｗに下地層３１、３２、および３３をインクジェット法により形成する（ステップＳ１）。本説明では、この工程を下地形成ステップと呼ぶ。
【００３４】
図３（ａ）に示す下地層３１、３２、および３３の厚みｈ２、ｈ３、およびｈ４は、それぞれの下地層に実装するチップ１１、１２、および１３の電極端子の高さ方向の位置に応じて設定される。本実施形態では、各電極端子の基板Ｗの平坦面からの高さが図３（ｂ）に示す高さｈ１となるようにｈ２、ｈ３、およびｈ４が設定される。
【００３５】
ここで、厚みｈ２、ｈ３、およびｈ４の情報は、下地層の形成を行うインクジェット塗布装置の塗布プログラムに直接入力しても良く、また、チップの情報をインクジェット塗布装置にあらかじめ与え、この情報からインクジェット塗布装置の制御部が算出するものであっても良い。
【００３６】
また、下地層３１、３２、および３３は表面側に平坦部を有するように形成される。この平坦部の面積は、チップ１１、１２、および１３の各下地層と接する側の面の面積以上となるように、下地層３１、３２、および３３の横方向（図３に示すＸ軸方向およびＹ軸方向）の寸法が設定されている。ここで、インクジェット法により下地層３１、３２、および３３を形成する場合、インクジェット塗布の特徴として溶液材料の表面張力に応じた傾斜が塗布形成物の端部に生じる。この傾斜を考慮して、下地層３１、３２、および３３の横方向の寸法を設定する必要がある。具体的には、傾斜部分の横方向寸法は基板Ｗの接触角θと下地層３１、３２、および３３の厚みｈ２、ｈ３、およびｈ４から求められる（ｈｎ／ｔａｎθ（ｎ＝２、３、４））とし、その分平坦部よりも大きく下地層を形成することにより、中央部に所定の大きさの平坦部を有する下地層が得られる。
【００３７】
次に、下地層３１、３２、および３３の平坦部上にチップ１１、１２、および１３を実装する（ステップＳ２）。本説明では、この工程をチップ実装ステップと呼ぶ。基板Ｗとチップ１１、１２、および１３との間に下地層３１、３２、および３３を設けていることにより、図３（ｂ）に示すように電極端子１１ａ、１２ａ、１２ｃ、１３ｄの基板Ｗの平坦面からの高さが全てｈ１となっている。
【００３８】
次に、チップ１１とチップ１２とを連絡する連絡層４１、チップ１２とチップ１３とを連絡する連絡層４２をインクジェット法により形成する（ステップＳ３）。本説明では、この工程をチップ間連絡ステップと呼ぶ。
【００３９】
前述の通り、連絡層４１、４２は少なくとも配線経路となる部分は配線と２つの電極端子との接続位置との間で１つの配線形成平面を形成する平坦面を有しており、この連絡層４１、４２を形成するに適当な量の材料液がインクジェット塗布装置から塗布される。
【００４０】
ここで、下地形成ステップおよびチップ実装ステップにおいて下地層３１、３２、および３３の平坦部の面積をチップ１１、１２、および１３の各下地層と接する側の面の面積以上とし、その平坦部上にチップ１１、１２、および１３を実装しているため、図３（ｃ）に示すように下地層３１、３２、および３３と連絡層４１、４２との間に隙間が残存しにくくなる。仮に、下地層３１、３２、および３３と連絡層４１、４２との間に隙間が残存してしまうと、それがボイドとなり、配線付き基板１を用いた製品の品質を損ねるおそれがあり、本実施形態ではそれを防ぐことができる。
【００４１】
最後に、連絡層４１、４２の平坦面を経由するように配線２１および２３をインクジェット法により形成し、配線付き基板１が完成する（ステップＳ４）。本説明では、この工程を配線形成ステップと呼ぶ。
【００４２】
ここで、下地形成ステップ、チップ実装ステップ、およびにチップ間連絡ステップおいて前述の通り連絡層４１、４２の平坦面を経由する配線２１、２３の配線経路を段差の無いものとすることができる。そのため、図３（ｄ）のように直線状に配線２１、２３を形成することもできるため、配線２１、２３の長さを容易に制御して配線２１を形成することができる。特に、配線をインクジェット法によって形成する場合は、配線が微細になるため少しの段差に沿わせるだけでも断線が生じやすい。本発明では、段差を無くして配線を形成するため、インクジェット法により配線を形成した場合でも断線のおそれを無くすことができる。
【００４３】
また、この配線形成ステップにおいて２つの電極端子の配線との接続位置と連絡層の平坦面とが同一の水平面上にあるようにした（配線形成平面を水平面にした）状態でインクジェット法により配線を形成することにより、段差だけでなく高低差も無くして配線を形成することができるため、固化する前の配線材料が一方に寄ることによって生じる配線の太さの不均一や断線を抑えることができる。
【００４４】
以上の配線付き基板および配線形成方法によって、フェイスアップのチップ同士を連絡する配線の長さを容易に制御して配線を形成することが可能である。
【００４５】
ここで、本発明の配線付き基板および配線形成方法は、以上で説明した形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。たとえば、上記説明では各チップは平板状としているが、凹凸があっても構わなく、電極端子の配線と接続される位置が配線形成平面上にあれば良い。ただし、配線経路上には凹凸が存在してはならない。
【００４６】
また、上記の説明では配線は直線状としているが、それに限らず、他の配線と等長となることを考慮して配線形成平面上で屈曲した形状としても良い。
【００４７】
また、上記の説明では連絡層は表面全体が平坦であるが、それに限らず、少なくとも配線が配置される部分は配線形成平面を構成するよう平坦であり、それ以外の部分では少々凹凸があっても構わない。
【００４８】
また、基板Ｗの平坦面に対して配線形成平面が傾くように両チップの配線接続位置と連絡層とが設けられていても良い。
【００４９】
また、連絡層および配線で連絡されているチップの組合わせが基板上に複数組存在する場合、各組合わせで形成する配線形成平面は必ずしも同一平面である必要は無い。
【符号の説明】
【００５０】
１  配線付き基板
１１  チップ
１１ａ  電極端子
１１ｂ  電極端子
１２  チップ
１２ａ  電極端子
１２ｂ  電極端子
１２ｃ  電極端子
１２ｄ  電極端子
１３  チップ
１３ａ  電極端子
１３ｂ  電極端子
２１  配線
２２  配線
２３  配線
２４  配線
３１  下地層
３２  下地層
３３  下地層
４１  連絡層
４２  連絡層
５１  凸部
９１  チップ
９１ａ  配線端子
９１ｂ  配線端子
９２  チップ
９２ａ  配線端子
９２ｂ  配線端子
９３  配線
９４  凸部
９５  配線
Ｗ  基板
【図１】
2018125380.tif 000003
【図２】
2018125380.tif 000004
【図３】
2018125380.tif 000005
【図４】
2018125380.tif 000006