(57)【要約】【課題】Ａｌからなる接続パッドに液滴吐出法で接続配線を形成する場合において、接続抵抗を低減する。【解決手段】第１の面１１に表面の少なくとも一部が露出するように形成された導電材料からなる接続パッド２０を有する電子素子１０を、少なくとも一方の面に配線パターン３２を有する配線基板３０に、第１の面１１の反対側の面である第２の面１２が一方の面と対向するように配置する第１の工程と、接続パッド２０の表面に導電材料の酸化物をエッチング可能な酸化物除去液４８を配置する第２の工程と、酸化物除去液４８が乾燥した後に、接続パッド２０の表面上と配線パターン３２上、及び接続パッド２０と配線パターン３２の間に金属微粒子を含む液状体４７を配置する第３の工程と、液状体４７を加熱することで金属微粒子を焼成して接続パッド２０と配線パターン３２を結ぶ接続配線３５を形成する第４の工程と、順に実施する電子装置の製造方法。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面に表面の少なくとも一部が露出するように形成された導電材料からなる接続パッドを有する電子素子を、少なくとも一方の面に配線パターンを有する配線基板に、前記第１の面の反対側の面である第２の面が前記一方の面と対向するように配置する第１の工程と、
前記接続パッドの露出する表面に前記導電材料の酸化物をエッチング可能な酸化物除去液を配置する第２の工程と、
前記接続パッドの露出する表面上と前記配線パターン上、及び該接続パッドと該配線パターンを結ぶ経路上に、金属微粒子を含む液状体を配置する第３の工程と、
前記液状体を加熱することにより前記金属微粒子を焼成して互いに融着させて、前記接続パッドと前記配線パターンとを結ぶ接続配線を形成する第４の工程と、
を記載の順に実施することを特徴とする電子装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電子装置の製造方法であって、
前記酸化物除去液は酸性水溶液であり、
前記第２の工程は、水で希釈された前記酸性水溶液を前記接続パッドの露出する表面に配置する工程であり、
前記第２の工程と前記第３の工程との間に、前記酸性水溶液に含まれる水の一部を蒸発させて前記酸化物除去液の酸化物除去能力を上昇させる第５の工程を実施することを特徴とする電子装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の電子装置の製造方法であって、
前記酸化物除去液は酸性水溶液であり、
前記第２の工程は、水よりも沸点が低い希釈液で希釈された前記酸性水溶液を前記接続パッドの露出する表面に配置する工程であり、
前記第２の工程と前記第３の工程との間に、前記酸性水溶液を前記希釈液の沸点よりも高くかつ１００℃よりも低い温度で加熱して、前記酸性水溶液に含まれる前記希釈液の少なくとも一部を蒸発させて前記酸化物除去液の酸化物除去能力を上昇させる第６の工程を実施することを特徴とする電子装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の電子装置の製造方法であって、
前記酸化物除去液は酸性水溶液であり、
前記第２の工程は、水よりも沸点が高い希釈液で希釈された前記酸性水溶液を前記接続パッドの露出する表面に配置する工程であり、
前記第２の工程と前記第３の工程との間に、前記酸性水溶液を前記希釈液の沸点よりも低くかつ１００℃よりも高い温度で加熱して、前記酸性水溶液に含まれる水の少なくとも一部を蒸発させて前記酸化物除去液の酸化物除去能力を上昇させる第７の工程を実施することを特徴とする電子装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子装置の製造方法であって、
前記第２の工程と前記第３の工程との少なくとも一方は、前記酸化物除去液及び／又は前記液状体を液滴として吐出する工程であることを特徴とする電子装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子等の電子素子は、携帯電話機等の電子機器の部品として用いられる際に、回路基板上に１又は複数個が実装されて電子装置とされた上で組み込まれることが多い。かかる実装の際には、電子素子の接続パッドと回路基板の配線パターンとの間に、導電性材料を含有する接続配線を形成する必要がある。そして近年、かかる接続配線の形成を、少なくとも導電性微粒子と分散媒とを含む液状体を局所的に配置した後に、該分散媒を乾燥除去して該導電性微粒子を含むパターンとしての接続配線を形成する液滴吐出法を用いて行うことが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１４０２７０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、上述の手法は、電子素子の接続パッドの表面状態の影響を受けやすいという課題がある。上述の接続パッドは、パターニングの容易性あるいは製造コストの観点からＡｌ（アルミニウム）、又はＡｌを含む合金が多用されている。しかし、Ａｌは大気中では表面が酸化されやすいという特徴（課題）を有している。接続パッドの表面に形成されたＡｌの酸化膜は電気的な導通を妨げることとなり、接続パッドに非接触で接続配線を形成する液滴吐出法においては特に問題となり得る。また、かかる表面酸化を抑制するために接続パッド上にＡｕ（金）等でいわゆるバンプを形成する手法は、製造コストを増加させるという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例にかかる電子装置の製造方法は、第１の面に表面の少なくとも一部が露出するように形成された導電材料からなる接続パッドを有する電子素子を、少なくとも一方の面に配線パターンを有する配線基板に、上記第１の面の反対側の面である第２の面が上記一方の面と対向するように配置する第１の工程と、上記接続パッドの露出する表面に上記導電材料の酸化物をエッチング可能な酸化物除去液を配置する第２の工程と、上記接続パッドの露出する表面上と上記配線パターン上、及び該接続パッドと該配線パターンを結ぶ経路上に、金属微粒子を含む液状体を配置する第３の工程と、上記液状体を加熱することにより上記金属微粒子を焼成して互いに融着させて、上記接続パッドと上記配線パターンとを結ぶ接続配線を形成する第４の工程と、を記載の順に実施することを特徴とする。
【０００７】
このような製造方法であれば、接続パッドの表面を露出させた後に該表面に形成される自然酸化膜を除去した上で、上述の金属微粒子を含む液状体を配置できる。したがって、接続パッドと接続配線との接続抵抗を低減でき、信頼性の向上した電子装置を得ることができる。
なお、上述の自然酸化膜、すなわち導電材料の酸化物は、上述の酸化物除去液が乾燥する際に残渣として接続パッドの表面が露出する領域の外縁部に環状に残留する。したがって、接続パッドの表面が露出する領域において、該環状の領域を除いては導電材料が露出することとなる。そのため、上述したように接続パッドと接続配線との接続抵抗が低減される。
【０００８】
［適用例２］上述の電子装置の製造方法であって、上記酸化物除去液は酸性水溶液であり、上記第２の工程は、水で希釈された上記酸性水溶液を上記接続パッドの露出する表面に配置する工程であり、上記第２の工程と上記第３の工程との間に、上記酸性水溶液に含まれる水の一部を蒸発させて上記酸化物除去液の酸化物除去能力を上昇させる第５の工程を実施することを特徴とする。
【０００９】
このような製造方法であれば、上述の第２の工程の実施時における酸化物除去能力を低減できる。したがって、該酸化物除去液によりエッチングされ得る機器を用いても該酸化物除去液を所定の領域に配置でき、製造コストを低減できる。
【００１０】
［適用例３］上述の電子装置の製造方法であって、上記酸化物除去液は酸性水溶液であり、上記第２の工程は、水よりも沸点が低い希釈液で希釈された上記酸性水溶液を上記接続パッドの露出する表面に配置する工程であり、上記第２の工程と上記第３の工程との間に、上記酸性水溶液を上記希釈液の沸点よりも高くかつ１００℃よりも低い温度で加熱して、上記酸性水溶液に含まれる上記希釈液の少なくとも一部を蒸発させて上記酸化物除去液の酸化物除去能力を上昇させる第６の工程を実施することを特徴とする。
【００１１】
このような製造方法であれば、上述の第２の工程の実施前後における酸化物除去能力の管理を精度良く行うことができる。したがって、上述の信頼性の向上と製造コストの低減とをより一層確実に行うことができる。
【００１２】
［適用例４］上述の電子装置の製造方法であって、上記酸化物除去液は酸性水溶液であり、上記第２の工程は、水よりも沸点が高い希釈液で希釈された上記酸性水溶液を上記接続パッドの露出する表面に配置する工程であり、上記第２の工程と上記第３の工程との間に、上記酸性水溶液を上記希釈液の沸点よりも低くかつ１００℃よりも高い温度で加熱して、上記酸性水溶液に含まれる水の少なくとも一部を蒸発させて上記酸化物除去液の酸化物除去能力を上昇させる第７の工程を実施することを特徴とする。
【００１３】
このような製造方法であれば、上述の第２の工程の実施前後における酸化物除去能力の管理を精度良く行うことができる。したがって、上述の信頼性の向上と製造コストの低減とをより一層確実に行うことができる。
【００１４】
［適用例５］上述の電子装置の製造方法であって、上記第２の工程と上記第３の工程との少なくとも一方は、上記酸化物除去液及び／又は上記液状体を液滴として吐出する工程であることを特徴とする。
【００１５】
このような製造方法であれば、上記酸化物除去液及び／又は上記液状体の配置（吐出）量や配置位置を正確に制御可能である。したがって、上記接続配線の寸法精度等を向上でき、信頼性等がより一層向上した電子装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】回路基板の概略を示す模式平面図。
【図２】回路基板の概略を示す模式断面図。
【図３】液滴吐出ヘッドの構造を示す模式断面図。
【図４】第１の実施形態にかかる電子装置の製造方法を示すフローチャート。
【図５】第１の実施形態にかかる電子装置の製造方法を示す工程断面図。
【図６】第１の実施形態の変形例にかかる電子装置の製造方法を示す工程断面図。
【図７】第２の実施形態にかかる電子装置の製造方法を示す工程断面図。
【図８】第３の実施形態にかかる電子装置の製造方法を示す工程断面図。
【図９】第４の実施形態にかかる電子装置の製造方法を示す工程断面図。
【図１０】電子機器としての携帯電話機を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。
【００１８】
（第１の実施形態）
＜電子装置＞
まず、本実施形態、及び後述する各実施形態の製造方法の対象となる電子装置としての回路基板１の概要について説明する。図１は、回路基板１の概略を示す模式平面図であり、後述するスロープ２９（図２参照）等の一部の要素の図示は省略している。図２は、図１のＡ−Ａ´線における断面図であり、回路基板１の概略を示す模式断面図である。図１及び図２に示すように、回路基板１は、配線基板３０に電子素子としての半導体素子１０を配置して形成されている。半導体素子１０と配線基板３０との間には局所的に接着剤が配置されているが、本図では図示を省略している。なお、半導体素子１０を配線基板３０に配置して接着剤で固定する工程が、本実施形態及び後述する各実施形態における第１の工程である。
【００１９】
半導体素子１０は、シリコン基板１４と該シリコン基板の一方の面上に形成された半導体層１６と、該半導体層を覆う層間絶縁層１８と、該半導体層と外部とを接続する機能を果たす接続パッド２０と、層間絶縁層１８と接続パッド２０とを覆うパシベーション層２２等で構成されている。半導体層１６は、複数のトランジスター、ダイオード、及びその他の要素、さらには該要素間を接続する配線も含む層である。
【００２０】
接続パッド２０は層間絶縁層１８に形成されたコンタクトホール（符号なし）を介して半導体層１６と導通している。そして、接続パッド２０は、パシベーション層２２を局所的に除去して形成された開口領域において、露出する表面（以下「露出面」と称する。）５８（後述する図５参照）を有している。接続パッド２０が形成されている側の面が半導体素子１０の第１の面１１であり、その反対側の面が第２の面１２である。半導体素子１０は、第２の面１２が配線基板３０と対向するように配置されている。
【００２１】
本実施形態の半導体素子１０における接続パッド２０はＡｌ（アルミニウム）・Ｓｉ（シリコン）合金で形成されている。他の合金材料、例えばＡｌ・Ｓｉ・Ｃｕ（銅）合金あるいは、Ｓｉ・Ｃｕ合金で形成することもできる。また、合金ではなくＡｌ単体あるいはＣｕ単体で形成することもできる。
【００２２】
配線基板３０は、アクリル樹脂等からなる絶縁材料層を介して複数の配線パターン３２が積層された多層基板である。本実施形態の配線基板３０は、双方の面に配線パターン３２が露出している。本実施形態では、配線基板３０の一方の面に半導体素子１０が配置されているが、双方の面に（半導体素子１０が）配置される態様も可能である。配線パターン３２と接続パッド２０との間は、接続配線３５で導通が図られている。接続配線３５は、後述するように金属インク４７（図３等参照）を塗布（吐出）後、乾燥固化させることで形成される。なお、金属インク４７の構成等については後述する。
【００２３】
ここで、半導体素子１０は、外周部において配線基板３０との間に段差部を有している。かかる段差により接続配線３５が断線することを抑制するために、該段差部にはスロープ２９が形成されている。スロープ２９は絶縁性の樹脂からなり、液状の樹脂をディスペンサーで供給後に硬化させることで形成される。本実施形態の回路基板１においては、スロープ２９は平面視で半導体素子１０の全周囲に形成されている。そして、接続配線３５は、接続パッド２０と配線パターン３２との間において、主としてスロープ２９上に形成されている。
【００２４】
＜液滴吐出ヘッド＞
次に、本実施形態、及び後述する各実施形態の製造方法において、接続配線３５の形成等に用いる液滴吐出ヘッド４０の概要について説明する。図３は、液滴吐出ヘッド４０の構造を示す模式断面図である。液滴吐出ヘッド４０は、液滴吐出装置（不図示）が有する構成要素のひとつであり、後述する金属インク４７等を吐出する部分である。液滴吐出装置は、配線基板３０を基台に載置して、該配線基板と液滴吐出ヘッド４０とを相対的に移動させることで、該配線基板上の任意の位置に金属インク４７等を配置できる。
【００２５】
液滴吐出ヘッド４０は、金属インク４７等の流動経路と、該金属インクを瞬間的に加圧して液滴５０として吐出する機構と、を備えている。流動経路は、液滴５０を吐出する孔であるノズル４１と、吐出される直前の金属インク４７等が充填されるキャビティ４３、及び、液滴吐出装置が備える金属インク４７等のタンク（不図示）とキャビティ４３との間に形成されている、機能液供給チューブ３９と機能液導入路３８と連通部３７と機能液供給路３６とで構成されている。なお、ノズル４１は、ノズルプレート４２に形成された微細な孔である。本図では１つのみ形成されているが、１つのノズルプレート４２に対して複数個形成することもできる。ノズルプレート４２及びその他の構成要素は、ステンレス、単結晶シリコン、プラスチック等の材料、あるいはかかる材料を組み合わせて構成されている。
【００２６】
金属インク４７等を吐出させる機構は、圧電素子４５と振動板４４とキャビティ４３とで構成されている。すなわち、キャビティ４３は、金属インク４７等の経路であり、同時に加圧する機構でもある。圧電素子４５は上下方向に振動して振動板４４を振動させることができる。そして、かかる振動板４４の上下方向の振動に連動してキャビティ４３内の容積も拡大と縮小を繰り返す。
【００２７】
液滴吐出ヘッド４０が、図示しない制御装置から金属インク４７等を吐出させるべき信号を受けると、圧電素子４５が上下方向に伸縮する。そして、圧電素子４５は振動板４４を振動させるので、振動板４４と隣接するキャビティ４３の容積が拡大縮小する。それにより、キャビティ４３内に供給された金属インク４７等のうち縮小した容積分がノズル４１から液滴５０として吐出される。
【００２８】
＜電子装置の製造方法＞
次に、本実施形態の電子装置の製造方法について、図４〜図７を参照して説明する。図４は、電子装置の製造方法を示すフローチャート図である。
【００２９】
本実施形態の電子装置の製造方法は、図４のフローチャートに示すように、ステップＳ１の電子素子としての半導体素子１０を配線基板３０上に配置する第１の工程（電子素子配置工程）と、ステップＳ２の接続パッド２０の表面に酸化物除去液としての硝酸を含む酸性水溶液（以下、「硝酸水」と称する。）４８を吐出する第２の工程（酸化物除去液吐出工程）と、ステップＳ３の接続パッド２０上に金属インク４７を配置する第３の工程（金属インク吐出工程）と、ステップＳ４の金属インク４７を加熱して接続配線３５を形成する第４の工程（金属インク焼成工程）と、の計４工程を有している。上述したように、第１の工程が終了した段階を図１及び図２に示している。そこで、図５以降の工程断面図において、第２の工程以降を説明する。
【００３０】
図５（ａ）〜（ｆ）は、本実施形態の電子装置の製造方法を示す工程断面図である。図６（ａ）、（ｂ）は、本実施形態の変形例としての電子装置の製造方法を示す工程断面図である。以下、工程順に説明する。なお、本実施形態及び後述する各実施形態は、接続パッド２０の露出面５８に生じる（自然酸化層である）酸化Ａｌ（Ａｌ2Ｏ3）層３３を除去する手法に関するものであるため、図５等の工程断面図においては接続パッド２０と該接続パッドの周辺のパシベーション層２２のみを図示する。また、液滴吐出ヘッド４０も簡略化して図示する。
【００３１】
図５（ａ）は、パシベーション層２２をフォトリソグラフィー法でパターニングして、接続パッド２０の図中の上面に開口部を形成した段階を示す図である。かかる開口部により露出した部分が露出面５８である。第１の工程、すなわち配線基板３０上に半導体素子１０を配置（接着）する工程は、かかる露出面５８の形成後に実施される。上述したように、接続パッド２０はＡｌを含む合金で形成されている。そして、Ａｌは常温常圧時においても自然酸化層が形成されやすい性質を有している。したがって、上述の露出面５８を形成した後、次の工程が開始されるまでの間に、露出面５８には酸化Ａｌ層３３が形成される。以降の工程で、該酸化Ａｌ層の除去と接続配線３５の形成を連続して行う。
【００３２】
まず、第２の工程として、図５（ｂ）に示すように、液滴吐出ヘッド４０から、露出面５８上に、硝酸水４８の液滴５０を吐出する。液滴吐出法、すなわち液滴吐出ヘッド４０から液体材料を液滴５０として吐出する手法は、高い位置精度で任意の量の液体材料を供給できる。したがって、上述の露出面５８のみに硝酸水４８を配置できる。
【００３３】
上述したように、硝酸水４８は硝酸を含む（硝酸を主体とする）酸性水溶液であり、本実施形態では硝酸に若干の燐酸及び酢酸を加えた混酸水溶液である。なお、純粋な硝酸水を用いても良い。硝酸の濃度（あるいは上記の各酸の合計の濃度）は略１５〜２０％である。かかる濃度の硝酸水４８は酸化Ａｌを溶解可能である。したがって、第２の工程を実施した場合、露出面５８の表面に形成されていた酸化Ａｌは硝酸と反応して硝酸Ａｌ３４となって硝酸水４８中に溶解（混在）する。そして、酸化Ａｌ層３３は消滅する。なお、上述の「％」は「容量％」である。以下の記載においても同様である。
【００３４】
図５（ｃ）は、酸化Ａｌ層３３が消滅した状態を示す図である。接続パッド２０の表面は酸化されていないＡｌ合金が露出し、パシベーション層２２と接続パッド２０とで構成される凹部内には、硝酸Ａｌ３４が溶解した硝酸水４８が残っている。以下、かかる状態で、硝酸水４８の水分が蒸発するまで放置する。
【００３５】
図５（ｄ）は、硝酸水４８に含まれる水分を蒸発させた状態を示す図である。硝酸水４８は、水分が蒸発して体積が減少するにつれて、表面張力により露出面５８の外周部、すなわちパシベーション層２２との境界近傍の領域に集中する。そして、かかる領域に集中したままで完全に水分が蒸発する。その結果、溶解していた硝酸Ａｌ３４はパシベーション層２２との境界近傍に、上述の環状を保ちつつ残留する。そして、露出面５８内は、かかる環状の領域を除いては、酸化されていないＡｌ合金が露出することとなる。
【００３６】
なお、本実施形態では、吐出された硝酸水４８を自然乾燥させているが、配線基板３０を後述するような加熱プレート等に載置して加熱することで、乾燥を促進させてもよい。かかる加熱プレートは液滴吐出装置の基台に組み込まれていることが好ましい。かかる態様であれば、配線基板３０を移載せずに加熱できる。
【００３７】
次に、図５（ｅ）に示すように、第３の工程として、液滴吐出ヘッド４０を用いて、金属インク４７を液滴５０として吐出する。本工程では、金属インク４７を図１に示す接続配線３５が形成される領域、すなわち、接続パッド２０（の露出面５８）上と配線パターン３２上、及び接続パッド２０上と配線パターン３２とを結ぶ経路上との計３種類の領域に吐出する。なお上述の経路上には、平面視で図２に示すスロープ２９が含まれる。
【００３８】
図示するように、本工程では、露出面５８の全域を金属インク４７で覆う必要は無い。露出面５８内における、接続されるべき配線パターン３２側の一部の領域に吐出すればよい。また、本工程は、硝酸水４８の乾燥が終了後直ちに実施することが好ましい。酸化Ａｌ層３３が消滅した後に、直ちに金属インク４７を吐出して接続配線３５を形成することで、露出面５８の表面に再度酸化Ａｌ層３３が形成されることを抑制できる。その結果、接続配線３５と接続パッド２０との界面の接続抵抗を低減できる。
【００３９】
ここで金属インク４７について説明する。金属インク４７は、少なくとも金属微粒子と分散媒とを含む液状体である。金属微粒子は将来的に接続配線３５の形成材料となるものであり、本実施形態ではＣｕ（銅）の微粒子が用いられている。銅以外にも、例えばＡｇ（銀）のように電気抵抗が低い材料を用いることができる。また、上述のＣｕ、Ａｇ等の微粒子を混在させても良い。かかる微粒子の寸法は、粒径が数ｎｍ〜数十ｎｍの範囲であることが好ましい。
【００４０】
分散媒としては、金属微粒子を分散可能であって凝集を起こさないものであればよく、例えば、水や、メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類、トルエン、キシレンなどの炭化水素化合物、又はエチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテルなどのエーテル系化合物、さらにはプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、シクロヘキサノン等を用いることができる。
【００４１】
次に、図５（ｆ）に示すように、第４の工程として金属インク４７を加熱して、上述の分散媒を乾燥除去すると共に、含有される金属微粒子を焼成する。該加熱は、配線基板３０を加熱プレート６０上に載置して行う。かかる焼成の結果、金属微粒子は互いに融着して、該金属微粒子からなる層となる。かかる層が接続配線３５である。かかる接続配線３５により、半導体素子１０（図１参照）の接続パッド２０と配線基板３０（図１参照）の配線パターン３２とが電気的に接続されて、電子装置としての回路基板１が形成される。なお、接続配線３５の形成後に必要に応じて若干の工程（処理）を施すこともあり得る。例えば、回路基板１の、半導体素子１０が配置された側の全面を覆う保護層を形成しても良い。かかる構成であれば接続パッド２０及び接続配線３５を保護できると共に、残留する硝酸Ａｌ３４等が水分等と反応することも抑制できる。これは、後述する第２〜第４の実施形態でも同様である。
【００４２】
＜本実施形態の効果＞
本実施形態の回路基板の製造方法によれば、接続パッド２０の表面すなわち露出面５８に生じた酸化Ａｌ層３３を容易に除去できる。したがって、Ａｌという自然酸化膜が生じやすい材料で接続パッド２０を形成した場合であっても、該接続パッドの露出面５８を含めて形成される接続配線３５との接続抵抗を低減でき、かつ、接続パッド２０間の該抵抗値のばらつきを低減できる。また、接続配線３５を液滴吐出法で形成する場合においては製造装置（すなわち液滴吐出装置）を共用できるため、その観点でも製造コストを低減できる。したがって、信頼性等の品質が向上した電子装置としての回路基板１を製造コストの増加を抑制しつつ得ることができる。
【００４３】
なお、図１及び図５（ｆ）においては、接続配線３５が露出面の一部を覆うように図示しているが、接続配線３５の形成領域はかかる範囲に限定されるものではない。図６（ａ）、（ｂ）は、本実施形態の変形例として露出面５８を完全に覆うように接続配線３５を形成した態様を示す図である。図６（ａ）に示すように、接続パッド２０とパシベーション層２２とが重なり合う領域まで金属インク４７の液滴５０を液滴吐出ヘッド４０から吐出して、次に図６（ｂ）に示すように加熱プレート６０で加熱することで、上述の図５（ｆ）に示す態様よりも接続パッド２０と接続配線３５との接触面積を広くできる。その結果、接続抵抗をさらに低くできる。
また、本実施形態及び後述する第２〜第４の実施形態では、接続配線３５の形成までで回路基板１の製造を終えているが、該工程の後に接続配線３５を含めて回路基板１の全体を覆う保護層を形成しても良い。
【００４４】
また、上述の記載においては、酸化物除去液としての（２０％の）硝酸水４８に含まれる水分が完全に蒸発して露出面５８が乾燥した後に、金属インク４７を吐出する第３の工程を実施している。しかし、本発明の実施の形態はかかる態様に限定されるものではなく、露出面５８が乾燥する前に金属インク４７を吐出する第３の工程を実施することも可能である。硝酸Ａｌ３４は硝酸水４８に含まれる水分が完全に蒸発する前から上述の環状の領域に集中し始めているため、かかる段階で金属インク４７を吐出しても充分に接続パッド２０との接続抵抗が低減された接続配線３５を形成できる。
【００４５】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。上述したように本実施形態の製造方法の対象は、上述の第１の実施形態の製造方法の対象である電子装置としての回路基板１である。また、製造に用いる液滴吐出ヘッド４０も同様の構成である。そこで、かかる双方の要素についての説明は省略する。
そして、以下の記載において、第１の実施形態で述べた内容については説明の記載を一部省略する。また、本実施形態の製造方法は、上述の第１の実施形態の製造方法と類似した構成である。そこで、共通する要素については同一の符号を付与すると共に、フローチャートの図示は省略して、工程断面図のみを用いて説明する。
【００４６】
図７は、本実施形態にかかる回路基板１の製造方法の工程断面図である。本実施形態の第１の工程は、上述の第１の実施形態の該工程と同様の工程であり、配線基板３０（図１参照）上に接着剤を介して半導体素子１０（図１参照）を配置する工程である。かかる第１の工程の前の段階で、パシベーション層２２（図２参照）はパターニングされて接続パッド２０上には露出面５８が形成されている。そして、該露出面には酸化Ａｌ層３３が自然に生じている。
【００４７】
本実施形態の製造方法では、第２の工程として、図７（ａ）に示すように、露出面５８に酸性水溶液としての水で希釈された硝酸を主体とした酸性水溶液（以下、「希釈硝酸水」と称する。）４９を液滴吐出ヘッド４０から液滴５０として吐出する。希釈硝酸水の濃度は略１％である。かかる濃度の硝酸水では、酸化Ａｌ（Ａｌ2Ｏ3）を溶解することは殆んどできない。
【００４８】
次に、第５の工程として、図７（ｂ）に示すように、半導体素子１０を配線基板３０ごと加熱プレート６０上に載置して加熱する。そして、希釈硝酸水４９に含有される水分５５の一部を蒸発させる。すなわち、希釈硝酸水４９の（酸）濃度を上昇させる。なお濃度が上昇しても、便宜上、以下の記載において「希釈硝酸水４９」という名称は継続している。本工程の加熱は、希釈硝酸水４９の濃度が上述の硝酸水４８と同等の１５〜２０％となるまで行う。また、２０％を超えて略２５％となるまで加熱しても良い。
【００４９】
図７（ｃ）は、希釈硝酸水４９の濃度を上昇させた状態を示す図である。本図は、液滴吐出ヘッド４０を図示していない点を除くと上述の第１の実施形態における図５（ｂ）と同様の図である。すなわち、パシベーション層２２と接続パッド２０の露出面５８とで構成される凹部内に１５〜２０％の濃度の硝酸水溶液が供給された状態である。したがって、この状態において、第１の実施形態と同様に酸化Ａｌ層３３の溶解が始まる。
【００５０】
図７（ｄ）は、濃度が上昇した希釈硝酸水４９により、酸化Ａｌ層３３が溶解された態様を示す図である。酸化Ａｌ層３３を構成していた酸化Ａｌは、硝酸Ａｌ３４として、希釈硝酸水４９中に溶解している。以下、かかる状態で、希釈硝酸水４９の水分が蒸発するまで放置する。なお、第１の実施形態で述べたように配線基板３０を加熱プレート６０等に載置して加熱することで、希釈硝酸水４９を強制的に乾燥させても良い。
【００５１】
図７（ｅ）は、希釈硝酸水４９に含まれる水分を蒸発させた状態を示す図である。上述の第１の実施形態と同様に、希釈硝酸水４９は、水分が蒸発して体積が減少するにつれて、露出面５８の外周部、すなわちパシベーション層２２との境界近傍の領域に集中する。そして、かかる領域に集中したままで完全に水分が蒸発する。その結果、溶解していた硝酸Ａｌ３４はパシベーション層２２との境界近傍に、上述の環状を保ちつつ残留する。そして露出面５８内は、かかる環状の領域を除いては酸化されていないＡｌ合金が露出することとなる。
【００５２】
以降は、上述の第１の実施形態に記載した工程と同様の工程を実施して、接続配線３５を形成する。（したがって、図示は省略する。）まず第３の工程として、図１に示す接続配線３５が形成される領域に金属インク４７を液滴５０として、吐出する。本工程は希釈硝酸水４９の乾燥が終了後直ちに実施する点も上述の第１の実施形態と同様である。そして次に第４の工程として、金属インク４７を加熱して上述の分散媒を乾燥除去すると共に、含有される金属微粒子を焼成する。そして、該金属微粒子からなる層である接続配線３５を形成する。
【００５３】
＜本実施形態の効果＞
本実施形態の回路基板１の製造方法の特徴は、酸化物除去液（本実施形態では希釈硝酸水４９）の濃度を、吐出後すなわち除去の対象となる酸化Ａｌ層３３上に供給された後に上昇させることにある。上述したように、酸化物除去液の吐出に用いる液滴吐出ヘッド４０は、シリコンあるいはステンレス等の金属材料で形成されている。そして、濃度の高い硝酸等の酸性水溶液は上述の材料にダメージを与え得る。また、かかる高濃度の酸性水溶液は、液滴吐出ヘッド４０のみではなく液滴吐出装置が備える該酸性水溶液の貯蔵タンク等にもダメージを与え得る。
【００５４】
本実施形態の製造方法では、酸性水溶液の濃度が吐出される段階では低いため、液滴吐出ヘッド４０等がダメージを受けることを低減できる。そして、吐出後には濃度を高くするため、酸化Ａｌ層３３を充分に除去できる。そのため、液滴吐出ヘッド４０等の液滴吐出装置の構成要素に硝酸等の酸性水溶液にダメージを受け得る材料が用いられている場合であっても、半導体素子１０の接続パッド２０の露出面５８に生じる酸化Ａｌ層３３を充分に除去できる。したがって、製造コストの上昇を抑制しつつ接続パッド２０との接続抵抗が低減された接続配線３５を形成でき、信頼性等の向上した回路基板１を低コストで製造できる。
なお、希釈硝酸水４９に含まれる水分が完全に蒸発する前に、金属インク４７を吐出する第３の工程を実施する態様が可能である点は、上述の第１の実施形態と同様である。
【００５５】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。上述したように本実施形態の製造方法の対象は、上述の第１及び第２の実施形態の製造方法の対象である電子装置としての回路基板１である。また、製造に用いる液滴吐出ヘッド４０も同様の構成である。そこで、かかる双方の要素についての説明は省略する。
そして、以下の記載において、第１及び第２の実施形態で述べた内容については説明の記載を一部省略する。また、本実施形態の製造方法は、上述の第１及び第２の実施形態の製造方法と類似した構成である。そこで、共通する要素については同一の符号を付与すると共に、フローチャートの図示は省略して、工程断面図のみを用いて説明する。
【００５６】
図８は、本実施形態にかかる回路基板１の製造方法の工程断面図である。本実施形態の第１の工程は上述の第１及び第２の実施形態の該工程と同様の工程であり、配線基板３０（図１参照）上に、図示しない接着剤を介して半導体素子１０（図１参照）を配置する工程である。かかる第１の工程の前の段階で、パシベーション層２２（図２参照）はパターニングされており、接続パッド２０上には露出面５８が形成されている。そして、該露出面には酸化Ａｌ層３３が自然に生じている。
【００５７】
本実施形態の製造方法では、第２の工程として、図８（ａ）に示すように、露出面５８に水よりも沸点が低い希釈液としてのエチルアルコール５３と硝酸水４８の混合液（以下、「第１の混合硝酸水」と称する。）５１を、液滴吐出ヘッド４０から液滴５０として吐出する。第１の混合硝酸水５１に含まれる硝酸水４８の濃度は、第１の実施形態と同様の略２０％である。
【００５８】
図８（ｂ）は、上述の凹部内すなわち露出面５８上に、第１の混合硝酸水５１が供給され終えた態様を示す図である。ここで、エチルアルコール５３と硝酸水４８とは溶け合うため、図示するように混合液中では分離してはいないが、本図及び上述の図８（ａ）では便宜上区別して図示している。ここで、第１の混合硝酸水５１の（酸）濃度は略１％である。すなわち、エチルアルコール５３と硝酸水４８とは１９：１の比で混合されている。かかる濃度では、上述の希釈硝酸水４９と同様に酸化Ａｌ層３３の構成材料である酸化Ａｌ（Ａｌ2Ｏ3）を溶解することは殆んどできない。
【００５９】
次に、第６の工程として、図８（ｃ）に示すように、半導体素子１０を配線基板３０ごと加熱プレート６０上に載置して加熱する。そして、第１の混合硝酸水５１中のエチルアルコール５３を蒸発させる。その結果、第１の混合硝酸水５１の濃度が上昇する。
【００６０】
図８（ｄ）は、第６の工程が終了した時点の態様を示す図である。第６の工程が終了した段階では、第１の混合硝酸水５１に含有されていたエチルアルコール５３の略全てが蒸発している。したがって、上述の凹部内には第１の混合硝酸水５１に含有されていた硝酸水４８が残ることとなる。
なお、第６の工程では、第１の混合硝酸水５１の濃度を、酸化Ａｌ（Ａｌ2Ｏ3）を溶解可能な程度まで上昇させればよい。したがって、エチルアルコール５３を全て蒸発させて、第１の混合硝酸水５１を完全に硝酸水４８のみにしなくても良い。すなわち若干のエチルアルコール５３を残留させても良い。また、第１の混合硝酸水５１の濃度が２０％を超えて略２５％となるまで加熱しても良い。ここで、エチルアルコール５３が全て蒸発した場合には濃度が２０％となる。したがって、酸濃度が略２５％となる場合、硝酸水４８に含有される水分も一部蒸発することとなる。
【００６１】
図８（ｅ）は、硝酸水４８により、酸化Ａｌ層３３が溶解された態様を示す図である。酸化Ａｌ層３３を構成していた酸化Ａｌは、硝酸Ａｌ３４として、硝酸水４８中に溶解している。以下、かかる状態で、硝酸水４８の水分が蒸発するまで放置する。なお、第１及び第２の実施形態で述べたように、配線基板３０を加熱プレート等に載置して加熱することで硝酸水４８を強制的に乾燥させても良い。
【００６２】
図８（ｆ）は、硝酸水４８に含まれる水分を蒸発させた状態を示す図である。硝酸水４８は、水分が蒸発して体積が減少するにつれて、露出面５８の外周部に集中する。その結果、溶解していた硝酸Ａｌ３４は、パシベーション層２２との境界近傍に環状を保ちつつ残留する。そして、露出面５８内には、かかる環状の領域を除いては酸化されていないＡｌ合金が露出することとなる。
【００６３】
以降は、上述の第１（及び第２）の実施形態に記載した工程と同様の工程を実施して接続配線３５を形成する。したがって、図示は省略する。まず第３の工程として、図１に示す接続配線３５が形成される領域に金属インク４７を液滴５０として吐出する。本工程は硝酸水４８の乾燥が終了後直ちに実施することが好ましい点も、上述の第１の実施形態と同様である。そして次に第４の工程として、金属インク４７を加熱して上述の分散媒を乾燥除去すると共に、含有される金属微粒子を焼成する。そして、該金属微粒子からなる層である接続配線３５を形成する。
【００６４】
＜本実施形態の効果＞
本実施形態の回路基板１の製造方法の特徴は、酸化物除去液が沸点の異なる２種類の液体を混合して形成されていることである。酸化物除去液（本実施形態では第１の混合硝酸水５１）の濃度を、吐出後に上昇させる点は上述の第２の実施形態と同様であるが、加熱温度を沸点の低い方の液体に合わせて設定すれば目的とする濃度にできるため、制御性が向上している。したがって、シリコンあるいはステンレス等の金属材料で形成された液滴吐出ヘッド４０を用いて接続配線３５を形成する場合において、接続パッド２０の露出面５８に生じる酸化Ａｌ層３３をより一層確実に除去でき、信頼性等の向上した回路基板１を低コストで製造できる。
なお、硝酸水４８に含まれる水分が完全に蒸発する前に、金属インク４７を吐出する第３の工程を実施する態様が可能である点は、上述の第１の実施形態と同様である。
【００６５】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。上述したように本実施形態の製造方法の対象は、上述の第１〜第３の実施形態の製造方法の対象である電子装置としての回路基板１である。また、製造に用いる液滴吐出ヘッド４０も同様の構成である。そこで、かかる双方の要素についての説明は省略する。
そして、以下の記載において、第１〜第３の実施形態で述べた内容については説明の記載を一部省略する。また、本実施形態の製造方法は、上述の第１〜第３の実施形態の製造方法と類似した構成である。そこで、共通する要素については同一の符号を付与すると共に、フローチャートの図示は省略して、工程断面図のみを用いて説明する。
【００６６】
図９は、本実施形態にかかる回路基板１の製造方法の工程断面図である。本実施形態の第１の工程は、上述の第１の実施形態と同様であり、配線基板３０（図１参照）上に、図示しない接着剤を介して半導体素子１０（図１参照）を配置する。かかる第１の工程の前の段階で、パシベーション層２２（図２参照）はパターニングされており、接続パッド２０上には露出面５８が形成されている。そして、該露出面には酸化Ａｌ層３３が自然に生じている。
【００６７】
本実施形態の製造方法では、第２の工程として、図９（ａ）に示すように、露出面５８に水よりも沸点が高い希釈液としてのエチレングリコール５４と希釈硝酸水４９の混合液（以下、「第２の混合硝酸水」と称する。）５２を、液滴吐出ヘッド４０から液滴５０として吐出する。希釈硝酸水４９の濃度は第２の実施形態と同様の略１％である。そして、エチレングリコール５４の量は希釈硝酸水４９の略５％である。
【００６８】
図９（ｂ）は、上述の凹部内に第２の混合硝酸水５２が供給された態様を示す図である。ここで、エチレングリコール５４と希釈硝酸水４９とは溶け合うため、図示するように混合液中では分離してはいないが、本図及び上述の図９（ａ）では便宜上区別して図示している。ここで、第２の混合硝酸水５２の（酸）濃度は１％よりさらに低いため、酸化Ａｌ層３３の構成材料である酸化Ａｌ（Ａｌ2Ｏ3）を溶解することは殆んどできない。
【００６９】
次に、第７の工程として、図９（ｃ）に示すように、半導体素子１０を配線基板３０ごと加熱プレート６０上に載置して加熱する。そして、第２の混合硝酸水５２中の希釈硝酸水４９に含有される水分５５を蒸発させる。その結果、第２の混合硝酸水５２の濃度が上昇する。ここで、上述の加熱は、水の沸点の１００℃よりも高くエチレングリコールの沸点の１９７．３℃よりも低い温度で行う。かかる温度の加熱により、第２の混合硝酸水５２を構成する液体のうち、エチレングリコールは殆んど蒸発させずに、殆んど水（水分５５）のみを蒸発させることができる。
【００７０】
図９（ｄ）は、第７の工程が終了した時点を示している。第７の工程で水分５５が蒸発しているため希釈硝酸水４９は濃度が上昇して濃硝酸水４６となっている。したがって、第２の混合硝酸水５２は、エチレングリコール５４と濃硝酸水４６との混合液となっている。
ここで、上述したように希釈硝酸水４９の濃度が略１％でありエチレングリコール５４の量は希釈硝酸水４９の略５％である。したがって、第７の工程が終了した時点、すなわち希釈硝酸水４９に含有されている水分５５が殆んど蒸発した時点における第２の混合硝酸水５２の濃度は略２０％となる。これは上述したように酸化Ａｌ（Ａｌ2Ｏ3）を溶解可能な濃度である。
【００７１】
図９（ｅ）は、エチレングリコール５４と濃硝酸水４６との混合液により、酸化Ａｌ層３３が溶解された態様を示す図である。酸化Ａｌ層３３を構成していた酸化Ａｌは、硝酸Ａｌ３４として上述の混合液中に溶解している。以下、かかる状態で、エチレングリコール５４と濃硝酸水４６に含有される水分とを蒸発させる。上述したようにエチレングリコール５４は沸点が１９７．３℃と高いため、本工程は配線基板３０を加熱プレート等に載置して加熱することで蒸発を促進させることが好ましい。
【００７２】
図９（ｆ）は、エチレングリコール５４と濃硝酸水４６に含まれる水分５５とを蒸発させた状態を示す図である。エチレングリコール５４と水分５５とが蒸発するにつれて、溶解していた硝酸Ａｌ３４はパシベーション層２２との境界近傍に、環状を保ちつつ残留する。そして、露出面５８内は、かかる環状の領域を除いては、酸化されていないＡｌ合金が露出することとなる。
【００７３】
以降は、上述の第１の実施形態に記載した工程と同様の工程を実施して、接続配線３５を形成する。（したがって、図示は省略する。）まず第３の工程として、図１に示す接続配線３５が形成される領域に金属インク４７を液滴５０として吐出する。本工程はエチレングリコール５４等の蒸発（乾燥）が終了後直ちに実施することが好ましい点も上述の第１の実施形態と共通している。そして次に第４の工程として、金属インク４７を加熱して上述の分散媒を乾燥除去すると共に、含有される金属微粒子を焼成する。そして、該金属微粒子からなる層である接続配線３５を形成する。
【００７４】
＜本実施形態の効果＞
本実施形態の回路基板１の製造方法の特徴は、水よりも大幅に高い沸点を有するエチレングリコール５４と硝酸水（ここでは希釈硝酸水４９）とを、組み合わせていることである。酸化物除去液（本実施形態では第２の混合硝酸水５２）の濃度を、吐出後に上昇させる点は上述の第２及び第３の実施形態と同様であるが、沸点の差が大きいため、濃度を目的とする値まで容易に変化させることができる。したがって、シリコンあるいはステンレス等の金属材料で形成された液滴吐出ヘッド４０を用いて接続配線３５を形成する場合において、接続パッド２０の露出面５８に生じる酸化Ａｌ層３３をより一層確実に除去でき、信頼性等の向上した回路基板１を低コストで製造できる。
なお、エチレングリコール５４と濃硝酸水４６に含まれる水分５５とが完全に蒸発する前に、金属インク４７を吐出する第３の工程を実施する態様が可能である点は、上述の第１の実施形態と同様である。
【００７５】
（電子機器）
図１０は、上述の第１〜第４の実施形態にかかる製造方法で製造された回路基板１を部品として組み込まれた電子機器としての携帯電話機１３００の斜視構成図である。携帯電話機１３００は、表示部１３０１、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えており、上述の各実施形態の何れかの製造方法で得られた回路基板１を内蔵している。携帯電話機１３００が備える回路基板１は、接続配線３５の形成前に接続パッド２０上の酸化Ａｌ層３３が除去されているため、接続抵抗が低減されている。したがって、かかる回路基板１が組み込まれた携帯電話機１３００は製造コストが抑制されながら、信頼性等が向上している。
【００７６】
本発明の実施の形態は、上述の各実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。
【００７７】
（変形例１）
上述の各実施形態では、酸化物除去液等を配置する工程を、液滴吐出ヘッド４０を用いて行っている。しかし本発明の実施はかかる態様に限定されるものではない。他の機器、例えばシリンジに連結されたディスペンサーを用いてもよい。また、かかる態様において該シリンジ等に酸性水溶液でエッチングされ得る材料が用いられている場合において、上述の第２〜第４の実施形態で述べたような希釈された酸性水溶液を配置後に濃度を上昇させる製造方法を応用できる。
【００７８】
（変形例２）
上述の各実施形態では、電子素子として半導体素子１０を用いている。しかし本発明の実施はかかる態様に限定されるものではなく、他の素子、例えば有機ＥＬ素子あるいは液晶表示素子を配線基板に組み込む際にも応用できる。かかる電子素子であっても、接続パッド２０の表面に自然に形成される金属酸化物層を除去後に接続配線３５を形成することで、回路基板１の信頼性の向上を図ることができる。
【００７９】
（変形例３）
上述の各実施形態では、硝酸水溶液の濃度は２０％若しくは１５〜２０％としている。しかし本発明の実施はかかる態様に限定されるものではなく、２０％を超える濃度の硝酸水溶液を用いることも可能である。特に、接続パッド２０がＡｌ以外の金属を主成分として形成されている場合においては、上述の濃度範囲の硝酸水では表面に自然に形成される金属酸化物層をエッチング除去できない場合もあり得る。かかる場合においても、例えば２５％を超えるような濃度の硝酸水溶液を用いることで、該金属酸化物層をエッチング除去して、回路基板１の信頼性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００８０】
１…電子装置としての回路基板、１０…電子素子としての半導体素子、１１…第１の面、１２…第２の面、１４…シリコン基板、１６…半導体層、１８…層間絶縁層、２０…接続パッド、２２…パシベーション層、２９…スロープ、３０…配線基板、３２…配線パターン、３３…酸化Ａｌ層、３４…硝酸Ａｌ、３５…接続配線、３６…機能液供給路、３７…連通部、３８…機能液導入路、３９…機能液供給チューブ、４０…液滴吐出ヘッド、４１…ノズル、４２…ノズルプレート、４３…キャビティ、４４…振動板、４５…圧電素子、４６…濃硝酸水、４７…金属微粒子を含む液状体としての金属インク、４８…酸化物除去液としての２０％の硝酸水、４９…希釈硝酸水、５０…液滴、５１…水よりも沸点が低い希釈液で希釈された酸性水溶液としての第１の混合硝酸水、５２…水よりも沸点が高い希釈液で希釈された酸性水溶液としての第２の混合硝酸水、５３…水よりも沸点が低い希釈液としてのエチルアルコール、５４…水よりも沸点が高い希釈液としてのエチレングリコール、５５…水分、５８…露出面、６０…加熱プレート、１３００…携帯電話機、１３０１…表示部、１３０２…操作ボタン、１３０３…受話口、１３０４…送話口。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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