(57)【要約】本願は、回路基板構造の製造方法を開示するものである。該方法では、導体箔（２）と、該導体箔の表面に導体パターン（６）とを具える導体層を作製する。該導体層に部品（９）を取り付けて、導体層の導体材料を導体パターン（６）の外側部分から取り除くように、導体層を薄層化する。
2008544510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板構造を製造する方法において、
導体箔（２）と、該導体箔の表面に導体パターン（６）とを具える導体層を作製することと、
前記導体層に部品（９）を取り付けることと、
導体層の導体材料を前記導体パターン（６）の外側部分から取り除くように導体層を薄層化することと、
を含む方法。
【請求項２】
作製される導体層の厚さが、導体パターン（６）の部位において該導体パターンの外側部分よりも厚いことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
導体層は、導体材料を導体パターン（６）の外側部分から取り除くように選択的に薄層化されるが、薄層化の際において、導体パターンの部位における導体層の厚さが実質的に同一のままであることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
導体パターン（６）の部位と該導体パターンの外側部分の双方において導体層の厚さを低減するように、導体層を全体に亘って薄層化することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】
導体パターン（６）側の導体層に部品（９）を取り付けて、導体箔（２）の方向から導体層を薄層化することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
導体層の導体箔（２）側に部品（９）を取り付けて、導体パターン（６）の方向から導体層を薄層化することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
部品（９）の接触領域と導体層の間で電気的な接触が起こるように、部品（９）を導体層に取り付けることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記電気的な接触が、導体層の薄層化に先立って形成されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
部品（９）の接触領域と導体層の間に形成される電気的な接触（１３）のために、導体層内に開口部（８）又は凹部を作製することを特徴とする請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１０】
前記開口部（８）又は凹部が、部品（９）を取り付ける前に作製されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
電気的な接触を形成させる際に、例えば、開口部もしくは凹部で導体材料を成長させること、表面加工方法、又は開口部もしくは凹部を導電ペーストもしくは導電接着剤で満たすことによって、開口部（８）もしくは凹部を導体材料で満たすか、又は開口部（８）もしくは凹部に導体材料で表面を付けることを特徴とする請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
電気的な接触の形成に先立ち、部品（９）を導体層に接着させることを特徴とする請求項７〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
部品（９）に電気的な接触を形成するため、部品（９）の取り付けにビア法を用いることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
部品（９）の接触領域と導体層の間に形成される電気的な接触のために、導体層の表面に接触バンプ（１７）を作製することを特徴とする請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１５】
熱圧着方法、超音波接着方法もしくは半田付けによるか、又は導電接着剤を用いて、電気的な接触を形成することを特徴とする請求項７、８又は１４に記載の方法。
【請求項１６】
部品（９）の取り付け後で且つ導体層の薄層化の前に、該部品を囲む絶縁層（１）を導体層の上部に作製することを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
絶縁層（１）の表面に導体層を作製し又は取り付け、部品用に絶縁層に作製した穴（４）又は凹部に部品（９）を取り付けることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
電気的な接触に加えて、回路基板構造内に、効率的に部品（９）から熱エネルギーを逃がすことを目的とした少なくとも一つの熱的な接触を作製することを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
パターン化したマスク層（５）は、導体パターン（６）を画定する開口部を含み、導体パターン（６）を作製するために導体層の表面に形成され、導体パターン（６）が電解による成長で該開口部に作製されることを特徴とする請求項１〜１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれかに記載の方法によって製造した回路基板構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板構造の製造方法および回路基板構造に関するものである。
【０００２】
製造した回路基板構造は、例えば、回路基板、多層回路基板、部品パケット又は電子モジュールの一部を形成することができる。
【０００３】
回路基板構造は、少なくとも一層の導体パターンと、該導体パターンに電気的に接続した少なくとも一つの部品とを具える。
【０００４】
また、本発明は、導体パターンに接続した少なくとも一つの部品を絶縁材料層で囲む方法に関するものである。このような解決策は、代わりに、埋設部品、埋め込み部品又ははめ込み部品を含む回路基板構造又はモジュール構造とも称される。部品を囲む絶縁材料層は、一般に回路基板構造又はモジュール構造の基本構造の一部であり、回路基板又はモジュールの最内導体層の支持材を形成する。
【背景技術】
【０００５】
米国特許出願公開第２００５／０００１３３１号では、回路基板構造の製造方法が開示されるが、ここでは、第一に、絶縁層とその上部に導体パターンを具える回路基板を製造する。この後、適切なフリップチップ法によって、半導体部品を導体パターンに接続する。この接続は、半導体部品の表面の接触バンプを介して行われる。上記米国特許出願に記載の方法では、部品の接続後の回路基板上にパターン形成された絶縁層やパターン形成されていない絶縁層を積層し、それらの表面に導体パターンを更に積層する。
【０００６】
米国特許第６,０３８,１３３号及び第６,４８９,６８５号並びに米国特許出願公開第２００２／０１１７７４３号は、取り外し可能な薄膜の表面に導体パターンを製造し、該導体パターンにフリップチップ実装法によって半導体部品を接続する方法を開示する。この後、その部品を絶縁材料の層で囲み、取り外し可能な薄膜を取り除く。
【０００７】
また、上述した米国特許第６,０３８,１３３号及び米国特許出願公開第２００２／０１１７７４３号は、導体パターンではなく、後の加工段階で導体パターンが形成される一体化した導体箔に、フリップチップ法によって部品を接続する方法を開示する。また、これに対応する方法が、例えば、米国特許第５,０４２,１４５号、国際公開第２００４／０７７９０２号、国際公開第２００４／０７７９０３号、及び国際公開第２００５／０２０６５１号に開示されている。
【０００８】
上述した種類の方法に加えて、部品を含有する回路基板構造を製造するのに使用することができるその他多くの方法が知られている。例としては、国際公開第２００４／０８９０４８号に開示される通り、部品をまず絶縁材料層の内部に設置し、その後に始めて導体層と電気的に接続することができる。国際公開第２００４／０８９０４８号に開示の方法では、導体層の表面に部品を接着し、該部品を接着した後で、導体層に取り付けた部品を囲む絶縁材料層を導体層に取り付けた形で形成する。また、部品を接着した後、ビアを作製し、これを通して導体層と部品の接触領域の間に電気的な接触を形成する。この後、表面に部品が接着された導体層から導体パターンを形成する。
【０００９】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／０００１３３１号
【特許文献２】米国特許第６,０３８,１３３号
【特許文献３】米国特許第６,４８９,６８５号
【特許文献４】米国特許出願公開第２００２／０１１７７４３号
【特許文献５】米国特許第５,０４２,１４５号
【特許文献６】国際公開第２００４／０７７９０２号
【特許文献７】国際公開第２００４／０７７９０３号
【特許文献８】国際公開第２００５／０２０６５１号
【特許文献９】国際公開第２００４／０８９０４８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、回路基板構造を製造する新規の方法を開発することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、導体パターン及び導体箔の双方を具える導体層を作製する方法が実施される。導体パターン及び導体箔を具える導体層に部品を取り付けて、該部品の取り付け後に導体層の導体材料を導体パターンの外側部分から取り除くように導体層を薄層化する。
【００１２】
このように、回路基板構造を製造する新しい方法を生み出した。
【００１３】
本発明は、複数の実施形態を有しており、それらの内の幾つかを以下に簡潔に述べる。
【００１４】
導体層の製造を複数の異なる方法で行うことができる。
第一の実施態様によれば、成長法を用いて導体箔の上部に導体パターンを成長させることで、導体層を製造する。こうして、導体箔を直接目的の形状に成長させる。
第二の実施態様によれば、薄い導体箔とその上部の導体パターンとが残るように厚い導体箔の領域を薄層化することで、導体層を製造する。その領域の薄層化は、例えば、フォトリソグラフィー法又はレーザーアブレーション法によって実行することができる。
【００１５】
また、複数の技術を用い且つ一つ以上の段階で、部品の取り付けを行うことができる。部品の取り付けは、部品及び導体パターンが回路基板構造の所定の位置に留まるように、部品と導体パターンの間に機械的な取り付けを達成することを目的としている。更に、部品の取り付けは、導体パターンを介して所望の電圧及び電流を部品に流したり止めたりできるように、部品と導体パターンの間に電気的な接触を作製することを目的とする。機械的な取り付け及び電気的な接触は、単一の接続方法で同時に作製でき、また、機械的な取り付けを最初に作製し、後の適切な加工段階で電気的な接触を作製するように行うこともできる。また、まず予備的な機械的取り付けと共に電気的な接触を作製し、最終的な機械的取り付けを後の適切な加工段階で作製するように行うことも可能である。
【００１６】
部品の電気的な接触を複数の技術を用いて作製することができる。
第一の実施態様では、超音波接着方法によって導体層に部品を接続する。
第二の実施態様では、半田付けによって導体層に部品を接続する。
第三の実施態様では、導電接着剤によって導体層に部品を接続する。
第四の実施態様では、ビア法によって導体層に部品を接続する。
【００１７】
第一、第二、第三の部品用の接続技術においては、導体層における部品の接触領域の位置に、必ずしも接触開口部を作製することを要しない。一方、ビア法を使用する場合には、その位置が部品の接触領域の位置に対応する接触開口部を、導体層又は少なくとも導体層の導体パターン部に作製する。また、接触開口部の作製を複数の異なる実施態様に従って行うことができる。
第一の実施態様では、部材の取り付け前で且つ導体層全体に亘って接触開口部が作製され、即ち、導体層及び導体パターンの両方に亘って開口部が伸長する。その後、部品を接触開口部と整合させることができる。
第二の実施態様では、部分的に作製した接触開口部が導体層に及ぶが、導体層を通り抜けないように、接触開口部を、部材の取り付けに先立ち、部分的に作製する。かかる実施態様においては、後で接触開口部を広げて導体パターンの中を通して伸長させるか、又は導体層の薄層化と関連して接触開口部を広げる。
第三の実施態様では、部品の取り付け後で且つ導体パターンの薄層化の前に接触開口部を作製する。かかる実施態様においては、接触開口部が導体層全体に亘って及ぶように、又はその結果として接触開口部が部分的に導体層を貫通し、遅くとも導体層の薄層化と関連して接触開口部を広げるように、接触開口部を作製する。
第四の実施態様では、部品の取り付けと導体パターンの薄層化の後で接触開口部を作製する。かかる実施態様においては、導体層を通して接触開口部を伸長させる。
第五の実施態様では、導体パターンの作製と関連して、導体パターン内に接触開口部を作製する。
【００１８】
ビア法を用いる場合、その方法における適切な段階において、導体材料、例えば、金属、金属合金、導電ペースト又は例えば、導電接着剤等の導電性重合体を用いて、接触開口部を埋める。或いは、接触開口部の縁に導体材料で表面を付ける。接触開口部の内部と部品の接触領域の上部に、例えば化学的及び／又は電気化学的な表面加工法を用いて、金属を成長させ、接触開口部を埋める実施態様によって、最も良い電気的な接触がもたらされる。その後、実質的に純金属からなるビア構造を接触開口部に形成することが可能となる。またその後に、接触領域の導体材料と金属接触しているビア構造を接触開口部に形成することも可能となる。
【００１９】
部品の機械的な取り付けを複数の技術を用いて作製することができる。
第一の実施態様では、半田付け又は超音波接着法によって導体層に部品を取り付ける。その後、絶縁材料の助けによって、例えば、部品と導体層の間の隙間を硬化性重合体で埋めたり、部品及び導体パターン双方の表面に接着する絶縁材料で部品をしっかりと囲むことによって、形成した機械的な取り付けを強化する。
第二の実施態様では、導電接着剤を用いて導体層に部品を取り付ける。導電接着剤は同時にそれ自体が十分な機械的な取り付けとなることができる。また、先の実施態様に関連して説明したように、機械的な取り付けを強化することができる。導電接着剤は、等方性導電接着剤であっても異方性導電接着剤であってもよい。
第三の実施態様では、絶縁用接着剤によって導体層に部品を取り付ける。その後、絶縁用接着剤を貫いて電気的な接触を作製することができる。
【００２０】
また、導体層の薄層化を複数の異なる方法で行うことができる。導体層の薄層化は、導体パターンの間から導体材料を取り除くことを目的とする。
第一の実施態様によれば、導体パターンの部位と導体パターンの間に残る領域の双方で導体パターンの厚さを低減するように、導体層を全体に亘って薄層化する。該薄層化を、例えば、ウェットエッチングによって行うことができる。
第二の実施態様によれば、導体パターンの間に残る領域において導体層の厚さを低減するが、導体パターンの部位では導体層の厚さが実質的に変わらないままであるように、導体層を部分的に薄層化する。これは、例えば、導体パターンの表面に適切なエッチングマスクを用いるウェットエッチングによって達成できる。
【００２１】
複数の実施態様においては、部品の周囲や導体パターンの表面に絶縁材料層を作製する。絶縁材料層は、一枚以上の絶縁材料シートから作製することも、液体状で塗布した絶縁材料から作製することも可能である。絶縁材料層は、例えば、以下の実施形態によって作製することができる。
第一の実施態様では、絶縁材料層を利用し、その表面に導体層を作製する。これに前後して、部品に適した開口部を絶縁材料層に作製する。
第二の実施態様では、導体層の表面に絶縁材料層を作製する。この後、部品用の開口部を絶縁材料層に開ける。
第三の実施態様では、まず導体層に部品を取り付けて（機械的な取り付け又は電気的な接触及び少なくとも予備的な機械的取り付け）、その後、導体層の表面で部品の周囲に絶縁材料層を作製する。
【００２２】
上記実施態様において、導体層の導体箔は、一般的に一体化した導体箔であって、少なくとも実質的に一体化した導体箔である。従って、例えば、整合の目的のために、導体層に、例えば小さな穴が存在してもよい。しかしながら、導体層は、単一のものとして扱うことができる。導体箔の厚さは、典型的に、加工で必要とされる処置の間、壊れたり損傷を受けたりすることなく、更に支持なしで耐えるのに十分な厚さである。上記実施形態においては、より薄い導体箔を用い、該導体箔を支持層の助けで支持することも当然可能である。
【００２３】
上記実施形態において、導体層の導体パターンは、回路基板構造に作製される導体パターン層の導体、又はそれらの導体に対応するパターンを含む。よって、その導体は、所望の回路基板の設計に応じて、互いに接続したり分離することができる。
【００２４】
部品の接触領域とは、部品に電気的な接触を形成することができる部品表面の導体領域を意味する。この意味では、例えば、接触バンプ又は部品表面の導体領域によって、接触領域を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、実施例の助けと添付の図面を参照して本発明を検討する。
【００２６】
第１の実施例では、まず図１に示す回路基板ブランクを製造する。図１の回路基板ブランクは、絶縁材料層１と、該絶縁材料層の第一表面に導体箔３と、該絶縁材料層の第二表面に導体箔２とを具える。また、回路基板ブランクは、凹部４を具える。更に、回路基板ブランクは、絶縁材料層１と導体箔２の間に薄い絶縁材料層１１を具える。絶縁材料層１１は、絶縁材料層１と異なる材料からなっていても、絶縁材料層１の一部であってもよい。前者の場合、図１の回路基板ブランクは、例えば、絶縁材料層１、導体箔２、導体箔３、及び絶縁材料層１１を一体として積層するか、あるいはこれらを互いに組み合わせることで形成することができる。後者の場合、図１の回路基板ブランクは、例えば、絶縁材料層１、導体箔２、及び導体箔３によって形成したブランクに凹部４が作製されるようにして形成することができる。その場合、凹部４は、絶縁材料層１を貫通せず、代わりに、絶縁材料層１１の対応する部分が凹部４の「底面」に残される。
【００２７】
凹部４が導体箔２にまで及ぶように、上記実施例の方法を変更することも当然に可能であり、この場合においては、回路基板ブランクの絶縁材料層１１が少なくとも凹部の位置には存在しないことになる。しかしながら、少なくとも一部の実施態様においては、絶縁材料層１１を用いることによって、回路基板構造の信頼性を向上させることができる。これは、その部分に絶縁材料層１１を用いることで、不必要な開きが部品と導体箔２との間の絶縁材料に残らないことを確実にすることによるものである。
【００２８】
図１で示す状況から、導体箔２及び３の表面にレジスト層５、一般にはフォトレジスト層を塗布することにより、引き続き製造が行われる。この段階を図２に示す。パターン化したマスクを介してフォトレジスト層５を露光し、その後、ブランクを現像する。現像後、露光されたフォトレジスト層５は、意図した通りにパターン形成され、図３に示す通り、導体パターンのマスクとなる。
【００２９】
フォトレジストを取り除いた領域に、導体材料、一般には銅を電解により成長させることで、引き続き製造が行われる。従って、図４に示す通り、所望の導体パターン６及び７を導体箔２及び３の表面に形成する。導体パターンの厚さは、例えば、２０マイクロメートルにすることができる一方、作製される導体パターンの線幅は、２０マイクロメートル未満にすることができる。従って、この方法はまた、小型で精密な導体パターンを製造するのに用いることができる。
【００３０】
導体パターン６及び７の表面上に又は導体箔２及び３と導体パターン６及び７の間の接触面に、例えば、スズ等の他の金属又は合金の層を作製できるように、この方法を変更することができる。エッチング停止層としてこの層を用いることができる。
【００３１】
また、フォトレジスト層５の塗布後に又は更に後の加工段階にて初めて凹部４を作製するように、この方法を変更することができる。
【００３２】
導体パターン６及び７の製造後、レジスト層５を除去することができる。加えて、回路基板ブランクの導体パターン６における部品の接触領域の部位に、接触開口部８を作製する。接触開口部が導体パターン８を実質的に貫通するか、導体パターン８と導体箔２の両方（即ち、導体層全体）を実質的に貫通するように、接触開口部８を作製することができる。また、接触開口部が絶縁材料層１１と導体箔２だけを貫通するように、逆の方向から開口部を作製することも可能である。この実施例においては、導体パターン６、導体箔２及び絶縁材料層１１を貫通するように接触開口部８を作製する。図４は、この中間段階を経た回路基板ブランクを示す。
【００３３】
例えば、レーザーで穴を開けることによって接触開口部８を作製することができる。接触開口部８は、導体パターン６に関する適切な位置に正確に整合される。接触開口部８の相互の位置関係は、部品の接触領域の相互の位置関係に対応する。従って、電気的な接触の形成に関与するそれぞれの接触領域について、少なくとも一つの接触開口部８が作製される。作製される接触開口部８の表面積は、対応する接触領域の表面積と大体同じ面積にすることができる。また、接触開口部８の表面積は、対応する接触領域の表面積と比べて小さく形成することも、また一部の実施形態において、わずかに大きく形成することも当然可能である。
【００３４】
上記実施例では、接着剤１０を用いて回路基板ブランクに部品９を取り付ける。接着のため、接着剤層１０を凹部４の「底面」である絶縁材料層１１の表面に塗布する。図５は、この中間段階を示す。代わりに、部品９の取り付け面又は部品９の取り付け面と絶縁材料層の表面の両方に、接着剤層を塗布することができる。また、接着剤１０は、段階的に層を成して塗布することができる。この後、整合マークの助けにより、部品９のために設計した位置に部品９を整合することができる。例えば、接触開口部８又は導体パターン６もしくは７或いは別の整合マーク（図示せず）が、整合マークとして機能することができる。図６は、部品９を接着した後の回路基板ブランクを示す。
【００３５】
部品９の取り付け面という用語は、導体パターン６に面することになる部品９の表面を指す。部品９の取り付け面は、それによって部品に電気的な接触を作製することができる接触領域を具える。接触領域は、例えば、部品９表面の平らな領域としてもよいし、より一般的には、部品９表面にある接触バンプ等の接触突起部とすることもできる。通常、部品９には少なくとも二つの接触領域又は接触突起部が存在する。複雑な微細回路においては、多くの接触領域が十分に存在することができる。
【００３６】
多くの実施態様においては、接着剤が部品９と該部品に隣接する構造の間の隙間を完全に埋めることができるように、十分な量の接着剤を一つの取り付け面又は複数の取り付け面に塗布することが有利である。その結果、別の充填剤が必要とならない。優れた充填は、部品９と回路基板ブランクの間の機械的な接続を強化することになり、その結果、機械的に耐久性のある構造が達成される。また、隙間のない包括的な接着剤層１０は、導体パターンを支持し、その後の加工段階において構造を保護する。接着の際、接触開口部８が取り付け面に対して開いた状態にあれば、接着剤は、通常接触開口部８にも入る。
【００３７】
接着剤という用語は、それを用いて回路基板ブランクに部品を取り付けることができる材料を指す。接着剤の性質の一つは、接着剤を流体に近い状態で、又は表面形状に適合する形態、例えば薄膜の状態で、回路基板ブランク及び／又は部品の表面に塗布できることである。接着剤の他の性質は、塗布後に接着剤が硬化したり、少なくとも部分的に硬化させることができるので、少なくとも何らかの他の方法で構造に部品を取り付けるまでは、接着剤によって部品を所定の位置に保持することができるという点である。接着剤の三つ目の性質は、その接着能、即ち、接着される表面に接着する能力である。
【００３８】
接着という用語は、接着剤を用いて部品及び回路基板を互いに取り付けることを指す。従って、接着では、部品と回路基板ブランクの間に接着剤を用い、回路基板ブランクに関して適切な位置に部品を配置するが、ここで、接着剤は、部品及び回路基板ブランクと接触し、少なくとも部分的に部品と回路基板ブランクの間の隙間を埋めている。この後、接着剤が（少なくとも部分的に）硬化するか、接着剤を（少なくとも部分的に）積極的に硬化させる結果、接着剤の助けにより、部品を回路基板ブランクに取り付ける。一部の実施態様では、部品の接触突起部が、接着の際に接着剤層を通り抜け、回路基板ブランクの構造の残りの部分と接触する場合がある。
【００３９】
上記実施態様において使用される接着剤は、例えば、熱硬化性エポキシ樹脂である。使用する接着剤は、回路基板ブランク及び部品と十分に接着するものを選択する。その接着剤の有利な性質の一つは、適切な熱膨張係数であって、その結果、接着剤の熱膨張は、加工時の周辺材料の熱膨張と大きく変わらない。また好ましくは、選択される接着剤は、短い硬化時間を有するべきであり、硬化時間が長くて数秒のものが好ましい。この時間内に、接着剤は、部品を所定の位置に保持できるように少なくとも部分的に硬化するべきである。最終的な硬化にはより多くの時間をかけることが可能で、最終的な硬化は、その後の加工段階中に起こるよう設計することが可能である。接着剤の導電率は、絶縁材料の導電率と同じオーダーであることが望ましい。
【００４０】
取り付けられる部品９は、例えば、メモリチップ、プロセッサ又はＡＳＩＣ等の集積回路であってもよい。また、取り付けられる部品は、例えば、ＭＥＭＳ、ＬＥＤ又は受動素子であってもよい。取り付けられる部品は、ケース入りでもケース入りでなくてもよく、接触バンプを接触領域に具えていても具えていなくてもよい。また、部品の接触領域表面の接触バンプより薄く表面を仕上げる導体もある。従って、部品の接触領域の外面は、部品の外面のレベルで、部品表面の凹部の底面、又は部品の表面から伸びる突起部の表面に位置することができる。
【００４１】
部品９を接着した後、凹部を充填材１２で埋める。また、導体箔２と、場合によっては絶縁材料層１１とだけを具える回路基板ブランク（図１の状態）から製造を開始するように、上記実施例を変更することができる。この後、加工段階は、当然、それについて導体箔３、導体パターン７及びレジスト層５に関する製造過程が省かれることを除いて、他の点では上記したものと同じである。この実施態様において、回路基板ブランクは、部品を接着した後で、導体箔２及び導体パターン６で形成される導体層と、接着剤層１０と、任意に導体層と接着剤層１０との間に絶縁材料層１１と、接触開口部８と、少なくとも一つの部品９とを具える（図６を参照）。
【００４２】
この変更した実施態様においては、充填される凹部４が存在せず、代わりに、この段階で、絶縁層１が、回路基板ブランクの部品９と共にその表面に作製され、部品９を囲み且つ導体層２及び６を支持する。絶縁層１は、例えば、部品９の位置に開口部が作製されている絶縁材料シートを回路基板ブランクの上部に設置することで形成することができる。加えて、一体化した絶縁材料シートを絶縁材料シート９の上部に設置することができる。シートは同様のものであってもよいが、少なくとも一方が予備硬化させた又は未硬化である相互に異なるシートを用いることもできる。絶縁層１に適した材料の例は、ＰＩ（ポリイミド）、ＦＲ４、ＦＲ５、アラミド、ポリテトラフルオロエチレン、テフロン（登録商標）、ＬＣＰ（液晶重合体）、及びプリプレグ等の予備硬化したバインダ層である。回路基板ブランク上に設置した絶縁材料シートは、熱と圧力をかけてプレスし、一体化した絶縁層１を形成する。また、絶縁材料シートの上面は、準備のできた導体パターン層とすることができるため、一連の図に示されるように、プレス後、回路基板ブランクは、少なくとも二つの導体パターン層を具える。しかしながら、この実施形態においては、導体パターン７を部品９の位置に設計することもできる。
【００４３】
一連の図に示す実施例と上記の変更を加えた実施例の双方ともに、次にビア１３を作製することが可能で、このビアによって、部品９の接触領域と導体パターン６の間に電気的な接触を作製する。ビアの作製では、接触開口部８から接着剤や、そこに押し込まれ得る他の材料を取り除く。接触開口部８の掃除に関連して、部品９の接触領域を掃除することもでき、従って、更に高品質の電気的な接触を作製するための前提条件が向上している。掃除は、例えば、プラズマ技術を用いて、化学的に又はレーザーを用いて行うことができる。接触開口部８及び接触領域が、既に十分きれいな状態であれば、掃除は当然省略することができる。
【００４４】
接触開口部８が部分的にのみ貫通するよう作られた場合は、この段階で接触開口部８を開口する。また、この段階で接触開口部８を完全に作製するよう進行させることもできる。
【００４５】
また、掃除の後に、導体パターンの方向から見ると正確に整合した部品の接触領域が接触開口部８を通して見えるので、部品９の位置合わせが成功したかを調べることもできる。
【００４６】
この後、部品９と導体パターン６の間に電気的な接触が形成されるように、導体材料を接触開口部８に導入する。ビア１３の導体材料は、例えば、接触開口部８を導電ペーストで埋めることによって作製できる。また、導体材料は、回路基板業界において知られる幾つかの成長法の一つを使用して作製できる。高品質の電気的な接触は、例えば、化学的手法又は電気化学的手法による表面加工方法を用いて導体材料を成長させて金属接続を形成することによって作製できる。優れた代替案の１つは、化学的手法を用いて薄膜を成長させ、より経済的な電気化学的手法を用いて成長を継続させる方法である。充填という用語は、接触開口部が少なくとも実質的に導体材料で満たされることを指す。また、充填の代わりに、接触開口部の縁にのみ表面を付けるように、表面仕上げを行うこともできる。また、これらの方法に加えて、当然、最終的に有益となる他の方法を用いることもできる。
【００４７】
一連の図によって示す実施例においては、第一に、薄い導体層を用いて、接触開口部８、部品９の接触領域、及び導体パターン６を表面加工し、その後、電解によって導体層の厚さを増していき、最終的には接触開口部８を導体材料で埋める。図７は、その成長の後の構造を示す。この後、回路基板ブランクをエッチングし、余分な導体材料を除去する。導体パターン６及び７の表面に保護膜を用いる場合、導体箔２及び３のうち、導体パターン６及び７の外側部分のみが実質的に除去される。代わりに、導体層全体をエッチングすることができ、その結果、導体箔２及び３の材料は、導体パターン６及び７の外側部分から除去される。この場合においては、導体パターン６及び７をも除去することになるが、導体パターン６及び７は、導体箔２及び箔３の材料に複製されることになる。
【００４８】
一連の図９〜図１６は、上述の実施例の一例を示す。この例においては、上述の製造過程の適切な部分を採用し、その手順は以下の通りである。
絶縁層１、凹部４、導体箔２及び導体箔３を具える回路基板ブランクを作製する（図９）。
フォトレジスト５を塗布し、マスクを介して露光を行う（図１０）。図中、露光した部分５'を濃くして示す。
接触開口部８を作製する（図１１）。
接着剤１０を塗布する（図１２）。
接着剤層１０によって部品９を回路基板ブランクに取り付け（図１３）、凹部４を充填剤１２で埋める。
レジストを現像して、レジスト５の露光されていない部分のみが残るようにする。接触開口部８を掃除する。これらの段階後の回路基板ブランクを図１４に示す。
電解法を用いて、導体材料を成長させる。レジスト５の存在しない場所に導体材料が成長して接触開口部８が埋まり、その結果、導体パターン６及び７並びにビア１３の双方が形成される（図１５）。
レジスト５を取り除き、導体材料をエッチングする結果、導体パターンの間の領域から導体材料が除去されると、所望の導体パターンが導体層から区別される（図１６）。
【００４９】
一連の図９〜図１６に示される実施形態において、導体箔２及び３は、これらの表面上に成長させる導体パターン６及び７と比較して薄いことが好ましい。このように、導体箔２及び３は、電解による成長に必要な電流を成長領域に伝えることを目的とする。導体箔２及び３が導体パターン６及び７と比較して薄ければ、導体パターン６及び７の外側部分を避けて導体箔２及び３をエッチングすることで、導体パターン６及び７の相対寸法に実質的に影響を与えないことになる。
【００５０】
一連の図１７〜図２２は、上述した実施例の第三の例を示す。この例においては、上述の製造過程の適切な部分を採用し、その手順は以下の通りである。
導体箔２及び導体パターン６を具える回路基板ブランクを作製する（図１７）。これは、例えば、導体箔２の上にレジスト５を塗布し、露光及び現像を行うといった方法で作製することができる。この後、レジスト５に形成された開口部で、例えば電気化学的手法を用いて、金属を成長させる。また、この例においては、接触開口部がレジストの露光マスクによって画定されるので、レジストは接触開口部８'の位置に残る。また、導体パターンの成長に関連して、接触開口部８が導体パターン６内に形成され、それ故に、接触開口部８は、導体パターン６に対して正確な位置に、自己整合するように直接整合される。
レジストを取り除き、導体箔２をも貫通するように接触開口部８を開口する（図１８）。
接着剤１０を用い、導体パターン６の表面上に部品９を接着する（図１９）。部品は、接着パターン６及び接触開口部８に対して正確な位置に整合される。
回路基板ブランクの上部に絶縁材料層１を作製する（図２０）。
接触開口部８を掃除し、導体材料を用いて接触開口部にビア１３を作製する（図２１）。図に示す実施例において、ビア１３は、表面加工法を用いて作製される。この場合、必要とされる電気的な接触が生じるようにビア１３の表面を仕上げ、即ち、通常、少なくとも接触開口部８の縁に導体層を作製する。図に示す実施例においては、接触開口部８を導体材料で埋めている。ビア１３に導体材料を投入すればするほど、ビア１３の導電率が向上する。実際には、少なくとも実質的に導体材料で満たされるビア１３を作製することが好ましい。
例えば、エッチングによって導体箔２を取り除く（図２２）。
【００５１】
一連の図２３〜図２６は、上述の実施例の第四の例を示す。この例においては、上述の製造過程の適切な部分を採用し、その手順は以下の通りである。
導体箔２及び導体パターン６を具える回路基板ブランクを作製する（図２３）。これは、導体箔２の上にレジスト５を塗布し、露光及び現像を行うといった方法で作製することができる。この後、レジスト５に形成された開口部で、例えば電気化学的手法を用いて、金属を成長させる。
異方性導電接着剤２０を用い、導体パターン６の上部に部品９を接着する（図２４）。異方性導電接着剤２０は、部品９の接触領域と導体パターン６の間に電気的な接触を形成する。しかしながら、異方性導電接着剤２０は、横断方向で電気的に絶縁しているため、電気的な接触が、部品の接触領域間では形成されず、また、導体パターン６の分離した導体間でも形成されない。
回路基板ブランクの上部に絶縁層１を作製し、その表面に導体箔３を作製する（図２５）。
例えば、エッチングによって導体箔２を取り除く。導体箔３をパターン形成し、導体パターン７を形成する（図２６）。
【００５２】
一連の図２７〜図３２は、上述の実施例の第五の例を示す。この方法においては、上述の製造過程の適切な部分を採用し、その手順は以下の通りである。
導体箔２及び導体パターン６を具える回路基板ブランクを作製する（図２７）。これは、導体箔２の上にレジスト５を塗布し、露光及び現像を行うといった方法で作製することができる。この後、レジスト５に形成された開口部で、例えば電気化学的手法を用いて、金属を成長させる。
第二レジスト１５をレジスト５及び導体パターン６の上部に塗布して、露光及び現像を行う。該レジスト１５に形成された開口部に、例えば電気化学的手法を用い、導体材料を作製する。作製した導体領域は、導体パターン６の表面に接触バンプ１７を形成する（図２８）。
レジスト５及びレジスト１５を取り除く（図２９）。
導体パターン６の上部で且つ接触バンプ１７に隣接して、適切な方法を用い、部品９を取り付ける（図３０）。図に示す実施例においては、超音波接着法又は熱圧着法によって、接合がなされる。図に示す実施例においては、それ自身は接触バンプを含まない部品を使用している。
回路基板ブランクの上部に絶縁材料層１を作製し、その上部に導体箔３を作製する（図３１）。
例えば、エッチングによって導体箔２を取り除く。導体箔３をパターン形成し、導体パターン７を形成する（図３２）。
【００５３】
実施態様において、導体箔、又は導体箔及び導体パターンで形成される導体層を支持するため、別の支持層を用いることも可能である。
【００５４】
使用するエッチング剤に溶解しないか、或いは非常に緩徐に溶解する適切な中間層を、導体箔と導体パターンの間、又はいずれか一方の表面に用いることもできる。従って、中間層でエッチングが停止し、所望の表面を正確に画定することができる。このような種類の中間層は、例えば、スズ等の他の金属によって作製できる。必要であれば、例えば、他のエッチング剤で中間層を化学的に取り除くことができる。
【００５５】
導体パターン６の製造後に接触開口部８を整合して作製する製造方法を用いる場合、該方法の整合誤差に対する感度は、接触開口部８の直径を導体バターン６の導体の幅より大きくすることで低下することができる。
【００５６】
上述の実施例に従う方法には数多くのバリエーションがあり、上記実施例で記載した方法を互いに組み合わせることもできる。そのバリエーションは、個々の加工段階に関するものや、加工段階の相互の順序に関するものである場合がある。
【００５７】
また、先の実施例に記載していない多くの特徴を、回路基板構造に取り入れることができる。例えば、電気的な接触の形成を目的とするビアに加えて、部品９から効率的に熱を逃がすことを目的とした熱ビアを形成することもできる。熱伝導の効率の増加は、熱ビアの熱導電率が部品を囲む絶縁材料の熱伝導率より大きいことに基づく。また、電気導体は、一般に優れた熱導体であることから、熱ビアは、ほとんどの場合において部品９への電気的な接触と同一の技術や、同一の加工段階さえも用いて作製することができる。
【００５８】
また、先の実施例に基づき、本方法が多くの異なる種類の三次元回路構造の製造に使用できることは明らかである。例えば、半導体チップ等の複数の部品を互いに重ね合い、このようにして複数の部品を含み、部品同士が接続され全体として単一の機能を示すパケットを形成するように、本方法を使用することもできる。このようなパケットを三次元マルチチップ・モジュールと称する場合がある。
【００５９】
図に示す実施例には、一部の実行し得る工程が記載されており、その工程によって本発明を利用することができる。しかしながら、本発明は、上記した工程だけに限定されるものではなく、本発明は、特許請求の範囲の全範囲と均等の解釈を考慮して、様々な他の工程に加え、それらの最終製品にも及ぶものである。また、本発明は、実施例に記載される構造及び方法にのみ限定されるものではなく、代わりに、本発明の様々な用途を利用し、記載される実施例と大きく異なるものを含めて、多種多様な異なる種類の電気モジュール及び回路基板を製造できることが当業者に明らかとなる。従って、図に示した部品及び回路は、製造工程を説明するという意図によってのみ記載したものである。上記した実施例の工程には、本発明に従う基本的な概念から逸脱することなく、多くの変更を加えることができる。それらの変更は、例えば、様々な段階で記載された製造技術に関するものであっても、加工段階の相互の順序に関するものであってもよい。
【００６０】
また、本発明によって、回路基板に取り付ける部品のパケットを製造することもできる。更に、かかるパケットは、互いに電気的に接続された複数の部品を含むことができる。
【００６１】
また、本方法は、電気モジュール全体を製造するために使用できる。そのモジュールは、従来の回路基板と同じ方法で、外面に部品を取り付けることができる回路基板であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】第一の実施態様に従う製造方法における中間段階の回路基板構造の断面図の一例を示す。
【図２】第一の実施態様に従う製造方法における中間段階の回路基板構造の断面図の一例を示す。
【図３】第一の実施態様に従う製造方法における中間段階の回路基板構造の断面図の一例を示す。
【図４】第一の実施態様に従う製造方法における中間段階の回路基板構造の断面図の一例を示す。
【図５】第一の実施態様に従う製造方法における中間段階の回路基板構造の断面図の一例を示す。
【図６】第一の実施態様に従う製造方法における中間段階の回路基板構造の断面図の一例を示す。
【図７】第一の実施態様に従う製造方法における中間段階の回路基板構造の断面図の一例を示す。
【図８】第一の実施態様に従う製造方法における中間段階の回路基板構造の断面図の一例を示す。
【図９】第二の実施態様に従う製造方法における中間段階の回路基板構造の断面図の一例を示す。
【図１０】第二の実施態様に従う製造方法における中間段階の回路基板構造の断面図の一例を示す。
【図１１】第二の実施態様に従う製造方法における中間段階の回路基板構造の断面図の一例を示す。
【図１２】第二の実施態様に従う製造方法における中間段階の回路基板構造の断面図の一例を示す。
【図１３】第二の実施態様に従う製造方法における中間段階の回路基板構造の断面図の一例を示す。
【図１４】第二の実施態様に従う製造方法における中間段階の回路基板構造の断面図の一例を示す。
【図１５】第二の実施態様に従う製造方法における中間段階の回路基板構造の断面図の一例を示す。
【図１６】第二の実施態様に従う製造方法における中間段階の回路基板構造の断面図の一例を示す。
【図１７】第三の実施態様に従う製造方法における中間段階の回路基板構造の断面図の一例を示す。
【図１８】第三の実施態様に従う製造方法における中間段階の回路基板構造の断面図の一例を示す。
【図１９】第三の実施態様に従う製造方法における中間段階の回路基板構造の断面図の一例を示す。
【図２０】第三の実施態様に従う製造方法における中間段階の回路基板構造の断面図の一例を示す。
【図２１】第三の実施態様に従う製造方法における中間段階の回路基板構造の断面図の一例を示す。
【図２２】第三の実施態様に従う製造方法における中間段階の回路基板構造の断面図の一例を示す。
【図２３】第四の実施態様に従う製造方法における中間段階の回路基板構造の断面図の一例を示す。
【図２４】第四の実施態様に従う製造方法における中間段階の回路基板構造の断面図の一例を示す。
【図２５】第四の実施態様に従う製造方法における中間段階の回路基板構造の断面図の一例を示す。
【図２６】第四の実施態様に従う製造方法における中間段階の回路基板構造の断面図の一例を示す。
【図２７】第五の実施態様に従う製造方法における中間段階の回路基板構造の断面図の一例を示す。
【図２８】第五の実施態様に従う製造方法における中間段階の回路基板構造の断面図の一例を示す。
【図２９】第五の実施態様に従う製造方法における中間段階の回路基板構造の断面図の一例を示す。
【図３０】第五の実施態様に従う製造方法における中間段階の回路基板構造の断面図の一例を示す。
【図３１】第五の実施態様に従う製造方法における中間段階の回路基板構造の断面図の一例を示す。
【図３２】第五の実施態様に従う製造方法における中間段階の回路基板構造の断面図の一例を示す。
【符号の説明】
【００６３】
１  絶縁材料層
２，３  導体箔
４  凹部
５  レジスト層
６，７  導体パターン
８  接触開口部
９  部品
１０  接着剤
１１  絶縁材料層
１２  充填剤
【図１】
2008544510.tif 000003
【図２】
2008544510.tif 000004
【図３】
2008544510.tif 000005
【図４】
2008544510.tif 000006
【図５】
2008544510.tif 000007
【図６】
2008544510.tif 000008
【図７】
2008544510.tif 000009
【図８】
2008544510.tif 000010
【図９】
2008544510.tif 000011
【図１０】
2008544510.tif 000012
【図１１】
2008544510.tif 000013
【図１２】
2008544510.tif 000014
【図１３】
2008544510.tif 000015
【図１４】
2008544510.tif 000016
【図１５】
2008544510.tif 000017
【図１６】
2008544510.tif 000018
【図１７】
2008544510.tif 000019
【図１８】
2008544510.tif 000020
【図１９】
2008544510.tif 000021
【図２０】
2008544510.tif 000022
【図２１】
2008544510.tif 000023
【図２２】
2008544510.tif 000024
【図２３】
2008544510.tif 000025
【図２４】
2008544510.tif 000026
【図２５】
2008544510.tif 000027
【図２６】
2008544510.tif 000028
【図２７】
2008544510.tif 000029
【図２８】
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【図２９】
2008544510.tif 000031
【図３０】
2008544510.tif 000032
【図３１】
2008544510.tif 000033
【図３２】
2008544510.tif 000034
【国際調査報告】
2008544510.tif 000035
2008544510.tif 000036