(57)【要約】本発明は、回路基板構造体の製造方法を開示する。前記構造は、導体パターン（３）と、絶縁材料層（１０）によって囲まれ、コンタクトバンプ（５）によって前記導体パターン（３）に取り付けられる少なくとも１つの構成部品（６）とを具える。本発明によれば、前記構成部品（６）が、前記コンタクトバンプ（５）によって前記導体パターン（３）に取り付けられる前に、前記コンタクトバンプ（５）は、前記導体パターン（３）の表面上に製造される。取り付け後、前記構成部品（６）は、絶縁材料層（１０）で囲まれる。
2008544512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体パターン（３）と、絶縁材料層（１０）によって囲まれ、少なくとも１つのコンタクトバンプ（５）によって前記導体パターン（３）に取り付けられる構成部品（６）とを具える回路基板構造体の製造方法であって、
前記少なくとも１つのコンタクトバンプ（５）は、前記構成部品（６）が、前記コンタクトバンプ（５）によって前記導体パターン（３）に取り付けられる前に、前記導体パターン（３）の表面上に作られることを特徴とする回路基板構造体の製造方法。
【請求項２】
前記構成部品（６）は数個のコンタクトを具え、該コンタクトの各々に対して、個別のコンタクトバンプ（５）が前記導体パターン（３）の表面上に作られる請求項１に記載の回路基板構造体の製造方法。
【請求項３】
前記構成部品（６）は半導体チップであり、該半導体チップの表面上には接触域があり、該接触域は、この接触域に対応するコンタクトバンプ（５）に接続される請求項１または２に記載の回路基板構造体の製造方法。
【請求項４】
前記コンタクトバンプ（５）に接続されるべき構成部品(６)は、パッケージ化されていないバンプレス半導体チップである請求項３に記載の回路基板構造体の製造方法。
【請求項５】
前記構成部品（６）と前記コンタクトバンプ（５）との間の接合部は、超音波接合法を用いて作られる請求項１〜４のいずれか１項に記載の回路基板構造体の製造方法。
【請求項６】
前記構成部品（６）の取り付け後、絶縁材料層（１０）は、前記構成部品（６）の周りに作られる請求項１〜５のいずれか１項に記載の回路基板構造体の製造方法。
【請求項７】
前記絶縁材料層（１０）は、少なくとも２枚の絶縁材料シート（８，９）を一緒にプレスすることによって作られ、前記少なくとも２枚の絶縁材料シート（８，９）のうち、少なくとも一方の絶縁材料シート（８）が前記構成部品（６）のための開口部を具える、請求項６に記載の回路基板構造体の製造方法。
【請求項８】
第１および第２構成部品の少なくとも２つの構成部品（６）は、前記第１構成部品が前記第２構成部品よりも薄く、プレスされるべき前記絶縁材料シート（８，９）の少なくとも一方が、厚い方の第２構成部品の位置に開口部を具えるが、薄い方の第１構成部品の位置には、少なくとも実質的に開口部を有さないような方法で、前記導体パターンに取り付けられる請求項７に記載の回路基板構造体の製造方法。
【請求項９】
導体パターン（３）は、支持層（１）の表面上に製造され、該支持層（１）は、前記絶縁材料層（１０）が前記構成部品（６）の周りに製造された後に除去される請求項６、７または８に記載の回路基板構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記導体パターン（３）を画定する開口部を含むマスク層（２）は、前記導体パターン（３）の製造のために、前記支持層（１）の表面上に形成され、前記導体パターン（３）は、これら開口部内で電解成長法によって製造される請求項９に記載の回路基板構造体の製造方法。
【請求項１１】
中間層は、前記導体パターン（３）と前記支持層（１）との間で用いられ、前記支持層（１）は、エッチング停止層として作用する前記中間層までエッチングによって除去される請求項９または１０に記載の回路基板構造体の製造方法。
【請求項１２】
該コンタクトバンプ（５）用の開口部を含み、これら開口部内に、前記コンタクトバンプ（５）が作られる、パターニングされたマスク層（４）は、前記コンタクトバンプ（５）の製造のために、前記導体パターン（３）の表面上に形成される請求項１〜１１のいずれか１項に記載の回路基板構造体の製造方法。
【請求項１３】
前記コンタクトバンプ（５）は、電解成長法によって製造され、該電解成長法に必要な電流は、前記導体パターン（３）および前記支持層（１）を通って、成長させる前記コンタクトバンプ（５）に導かれる請求項１２に記載の回路基板構造体の製造方法。
【請求項１４】
前記コンタクトバンプ（５）および前記導体パターン（３）は、少なくとも主として銅からなる請求項１〜１３のいずれか１項に記載の回路基板構造体の製造方法。
【請求項１５】
前記構成部品（６）に面することを目的とするコンタクトバンプ（５）の表面上に、金を含有する層が存在する請求項１〜１４のいずれか１項に記載の回路基板構造体の製造方法。
【請求項１６】
前記コンタクトバンプ（５）は、アルミニウム、銅、または金からなる、前記構成部品（６）のコネクタ表面に接続される請求項１〜１５のいずれか１項に記載の回路基板構造体の製造方法。
【請求項１７】
前記回路基板構造体内に、いくつかの導体パターン層が作られる請求項１〜１６のいずれか１項に記載の回路基板構造体の製造方法。
【請求項１８】
前記構成部品（６）から離れて熱エネルギーの伝導を向上することを目的として、前記コンタクトバンプに加えて、少なくとも１つの熱バイアまたは熱バンプが、前記回路基板構造体内に製造される請求項１〜１７のいずれか１項に記載の回路基板構造体の製造方法。
【請求項１９】
前記熱バンプは、コンタクトバンプ（５）と同じプロセスを用いて製造される請求項１８に記載の回路基板構造体の製造方法。
【請求項２０】
前記構成部品（６）の周辺から離れて熱エネルギーの伝導を向上することを目的として、前記熱バンプは、前記導体パターン（３）に対応する導体パターンの表面上に製造される請求項１８または１９に記載の回路基板構造体の製造方法。
【請求項２１】
前記熱バイアは、バイア技術を用いて製造される請求項１８に記載の回路基板構造体の製造方法。
【請求項２２】
前記熱バイアは、前記導体パターン（３）に相当する導体パターンと接触しているように、例えば、該導体パターンを通って製造される請求項２１に記載の回路基板構造体の製造方法。
【請求項２３】
熱的効果が、垂直および／または側方熱伝導体を通り、前記回路基板構造体の最内層から、その外面に向かって、好ましくは、前記外面まで伝導されることができるように、前記垂直熱伝導体は、熱バイアまたは熱バンプと接触している導体パターンである前記側方熱伝導体と接触しているように製造される請求項２０または２２に記載の回路基板構造体を製造する方法。
【請求項２４】
前記垂直熱伝導体は、例えば、前記回路基板構造体の外側に、または、前記回路基板構造体の外面上に位置するヒートシンクに接続される請求項２３に記載の回路基板構造体を製造する方法。
【請求項２５】
導体パターン（３）と、コンタクトバンプ（５）によって前記導体パターン（３）に接続され、絶縁材料層（１０）によって囲まれる少なくとも１つの構成部品（６）とを具える回路基板構造体であって、
前記構成部品（６）を、前記コンタクトバンプ（５）をによって前記導体パターン（３）に接続する前に、少なくとも１つのコンタクトバンプ（５）が、前記導体パターン（３）の表面上に製造されることを特徴とする回路基板構造体。
【請求項２６】
前記導体パターン（３）および該導体パターン（３）の表面上のコンタクトバンプ（５）の双方は、所望の形状に、電解成長法によって製造される請求項２５に記載の回路基板構造体。
【請求項２７】
前記回路基板に取り付けられる構成部品（６）は、その表面上に接触域が存在するバンプレス半導体チップである請求項２５または２６に記載の回路基板構造体。
【請求項２８】
前記コンタクトバンプ（５）は、前記構成部品（６）の接触域と金属接合を形成する請求項２７に記載の回路基板構造体。
【請求項２９】
前記コンタクトバンプ（５）は、少なくとも主に銅からなり、かつ、前記構成部品（６）の接触域は、少なくとも主にアルミニウムからなり、前記銅とアルミニウムとの間に、金を含有する層が存在する請求項２８に記載の回路基板構造体。
【請求項３０】
前記導体パターン（３）、コンタクトバンプ（５）、および構成部品（６）の接触域は、少なくとも主に銅からなる請求項２８に記載の回路基板構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板構造体およびその製造方法に関する。
【０００２】
製造される回路基板構造体は、例えば、回路基板、多層回路基板、構成部品パッケージまたは電気モジュールの一部を形成することができる。
【０００３】
前記回路基板構造体は、導体パターンの少なくとも１層と、これら導体パターンに電気的に接続される少なくとも１つの構成部品とを具える。前記導体パターンと前記構成部品の接触域との間の電気接続は、コンタクトバンプと呼ばれる導体材料構成物によって形成される。
【０００４】
本発明は、特に、導体パターンに接続される少なくとも１つの構成部品が、絶縁材料層で囲まれるような回路基板製造方法に関する。この種の解決方法は、埋設され(buried)、埋め込まれ(embedded)、または、組み込まれる(built-in)構成部品を含む、回路基板あるいはモジュール構造と呼ぶこともできる。前記構成部品を囲む絶縁材料層は、典型的に、前記回路基板またはモジュールの最内導体層のための支持を形成する回路基板またはモジュールの基礎構造の一部である。
【背景技術】
【０００５】
特許文献１は、第１に、絶縁層およびその表面上に導体パターンを具える回路基板が製造される、回路基板構造体製造方法を開示する。この後、半導体構成部品は、適したフリップチップ取り付け法を用いて、前記回路基板の表面上の導体パターンに取り付けられる。前記取り付けは、前記半導体構成部品の表面上のコンタクトバンプを用いて行われる。前記特許文献１の方法において、前記構成部品の取り付け後、パターニングされた絶縁材料層およびパターニングされていない絶縁材料層は、前記回路基板の上に積層され、そして、それらの上に、さらなる導体パターン層が積層される。
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／０００１３３１号公報
【０００７】
特許文献２と同様、特許文献３および４は、導体パターンが、取り外し可能な薄膜の表面上に製造され、半導体構成部品が、フリップチップ取り付け法を用いて前記導体パターンに取り付けられる方法を開示する。この後、前記構成部品は絶縁材料層で囲まれ、前記取り外し可能な薄膜は除去される。
【０００８】
【特許文献２】米国特許出願公開第２００２／０１１７７４３号公報
【０００９】
【特許文献３】米国特許第６，０３８，１３３号公報
【００１０】
【特許文献４】米国特許第６，４８９，６８５号公報
【００１１】
また、上述した特許文献３および２は、構成部品が、前記フリップチップ法によって、導体パターンではなく、統合導体箔に取り付けられ、これから、導体箔導体パターンは、前記プロセスの積層段階で形成される方法を開示する。対応する方法は、例えば、特許文献５、６、７、および８でも開示される。
【００１２】
【特許文献５】米国特許第５，０４２，１４５号公報
【００１３】
【特許文献６】国際公開第２００４／０７７９０２号
【００１４】
【特許文献７】国際公開第２００４／０７７９０３号
【００１５】
【特許文献８】国際公開第２００５／０２０６５１号
【００１６】
上述したタイプの方法に加えて、構成部品を含む回路基板構造体が製造されることができることを用いる、他の多くの方法もまた知られている。例えば、特許文献９に開示されるように、前記構成部品は、まず第１に、絶縁材料層の内部に配置されることができ、この後にだけ、前記導体層に電気的に接続されることができる。
【００１７】
【特許文献９】国際公開第２００４／０８９０４８号
【００１８】
前記構成部品を、統合導体箔の代わりに、導体パターンに取り付けることは、前記導体パターンが、前記回路基板ブランクへの構成部品の取り付け前に、まず第１に、光学的手段によって試験されることができるという利点を得る。前記製造される回路基板またはモジュールが、高価な構成部品を含む場合、欠陥導体パターンが、早い段階で、改良され、または、前記プロセスから除去されることができるため、この導体パターンをあらかじめ試験することによって、コスト優位性を得ることができる。逆の手法では、前記導体箔に取り付けられ、すでに前記回路基板ブランクに埋め込まれた構成部品は、前記導体箔のパターニングに失敗した場合、失われるであろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は、回路基板構造体の新たな製造方法を作り出すことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、前記導体パターンの表面上に作られるコンタクトバンプを用いて、少なくとも１つの構成部品を、前記導体パターンに取り付けることに基づくものである。
【００２１】
前記コンタクトバンプは、前記導体パターンの表面上に作られるので、バンプのない構成部品、すなわち、別個のコンタクトバンプが製造されない接触域の表面上の構成部品は、本発明の実施形態において用いられることもできる。それ故に、好適な実施形態によれば、構成部品は、前記半導体の製造プロセスの直後に、前記回路基板構造体にすぐにも取り付けられる状態にあるであろう。そして、これは、完全なモジュールの製造において、運搬上およびコストの利益を可能にするであろう。
【００２２】
ほとんどの実施形態において、前記導体パターンは支持層の表面上に製造され、この支持層は、前記プロセスの後段階で除去される。
【００２３】
第１実施例において、統合導体材料膜は、前記支持層の表面上に形成され、余分な導体材料が除去されるフォトリソグラフィ法およびエッチング法によってパターニングされ、所望の導体パターンを残す。この場合、前記支持層の表面および前記用いられるべきエッチング液は、前記エッチングが、前記支持層の表面で自動的に停止するように選択される。
【００２４】
第２実施形態において、所望の導体パターンの位置に開口部を組み込む導体パターンマスクは、例えば、フォトリソグラフィ法によって前記支持層の表面上に形成される。この後、前記開口部は導電材料で充填され、それ故に、前記所望の導体パターンを作り出す。
【００２５】
第３実施形態において、所望の導体パターンの位置に開口部を組み込む導体パターンマスクは、例えば、フォトリソグラフィ法によって前記支持層の表面上に形成される。この後、導体材料は前記開口部の中に電解で成長させられ、それ故に、前記所望の導体パターンを作り出す。前記支持層が、少なくともその表面が導電性であるよう選択されるように、前記電解成長によって要求される電解電流は、前記支持層を通って、前記成長させる導体パターンに導かれる。この方法を用いて、高品質かつ高精度の導体パターンは作られることができる。
【００２６】
第４実施形態において、余分な導体材料が除去されるよう、レーザーアブレーション法を用いてパターニングされ、所望の導体パターンを残す統合導体材料膜は、前記支持層の表面上に形成される。この場合、マスクは前記パターニングのために要求されない。
【００２７】
前記導体パターンの表面上に形成されるべきコンタクトバンプは、例えば、前記導体パターンの製造に関連する上記のいくつかの方法を用いて作られることができる。
【００２８】
１の実施形態において、前記手順は、まず第１に、上述した第３実施形態に従って導体パターンを製造し、その後であって、かつ、好ましくは前記導体パターンマスクの除去の前に、例えば、フォト、Ｘ線、または電子ビームリソグラフィ法を用いて、前記導体層（および前記導体パターンマスク）の表面上に、前記所望のコンタクトバンプの位置に開口部を含むコンタクトバンプマスクを形成する。この後、導体材料は前記開口部の中に電解によって成長され、この場合、前記所望のコンタクトバンプは作り出されるであろう。前記電解成長によって要求される電解電流は、前記支持層および前記導体パターンを通って、前記成長させるコンタクトバンプに導かれる。この方法を用いて、前記コンタクトバンプは、非常に正確に製造されることもできる。前記バンプの断面域は小さく作られることもでき、この場合、前記構成部品の表面上に高密度に配置される、極めて小さい接触域を有する回路基板構造体半導体構成部品に取り付けることも可能である。
【００２９】
前記構成部品の取り付け後、この構成部品は、絶縁材料層で囲まれることができる。１の実施形態において、これは、１以上の未硬化材料シートが、前記導体パターンおよび前記構成部品の表面上に配置され、熱を用いて前記構造上にプレスされるというような方法で行われる。前記絶縁材料層の製造前に、前記構成部品と前記導体パターンとの間の空間は、充填剤で充填されることもできる。
【００３０】
実施形態において、導体パターンおよび／またはコンタクトバンプの製造のためにマスクが用いられる場合、前記１以上のマスクは、前記構成部品が前記絶縁材料層によって囲まれる前に、かつ、前記構成部品と前記導体パターンとの間の空間が充填され得る前に、除去されることができる。いくつかの実施形態において、前記１以上のマスクは、溶解することによって除去される。
前記マスクが除去される場合、これは一般に、前記構成部品が取り付けられる前に行われる。前記マスクの除去は、しかしながら、前記マスクの材料が、製造される電気モジュールのような回路基板製品のために設定される条件にあわせて選択されている場合、必須ではない。
【００３１】
前記絶縁材料層の製造後、前記表面の一方または他方、若しくは両方の面上に、絶縁層によって互いから分離され、必要であればバイアを用いて、互いに電気的に接続される、追加的な導体パターン層を製造することは可能である。前記導体パターン層の数は、前記実施形態に従って自由に選択されることができる。それ故に、例えば、１、２、３、４、５、６またはそれ以上の導体パターン層は存在することができる。
【００３２】
以下に、本発明は、実施例を用いて、そして、添付の図面を参照して検討される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
適用例として用いられる方法において、製造は、図１に従って、支持層１から始められ、この支持層１は、少なくとも一方の表面上が導電性を有する。この導電特性は、例えば、この実施例に従う方法における後段で、前記導電材料が成長する領域まで電解成長するのに必要な電流を伝導するために必要とされる。導電材料の電解成長が、いくつかの他の製造方法によって置き換えられる方法では、前記支持層１の導電特性は、前記支持層１が非導電性とすることもできる場合では、必ずしも必要とされないであろう。しかしながら、図面に示す実施例では、前記支持層１は、全体に導電材料からなり、典型的には、金属からなり、そして最も一般的には銅からなる。前記支持層１の役割は、前記回路基板ブランクに対し機械的支持を提供することであり、その結果、前記支持層１は、処理に必要とされる機械的耐久性および剛性を有さなければならない。銅板の場合、これらの特性は、前記支持層１の厚さを、例えば、５０マイクロメートルを超えるように選択することによって得られる。
【００３４】
この後、レジスト層２、典型的にフォトレジスト層は、前記支持層１の両面上に広げられる。この段階は、図２に示される。前記フォトレジスト層２は、前記支持層１の一方の表面から、パターニングされたマスクを貫通して露出され、その後、前記ブランクが発達する。前記ブランク発達後、前記露出されたフォトレジスト層２は、図３に示される導体パターンマスクを形成するようにパターニングされる。
【００３５】
製造は、そこから前記フォトレジストが除去されるところの前記領域において、導電材料、典型的には銅を電解成長させることによって続けられる。図４に示される所望の導体パターン３は、それ故に、前記支持層１の表面上に形成される。前記導体パターンの厚さは、例えば、２０マイクロメートルとすることができ、一方、前記作られる導体パターンの線の太さは２０マイクロメートル未満とすることもできる。それ故に、前記方法は、小さくかつ正確な導体パターンを製造するために用いることもできる。
【００３６】
図５によれば、新たなフォトレジスト層４は、前記回路基板ブランクの両方の表面上、または、その上に前記導体パターン３の位置が選定されるところの表面上に広げられる。前記コンタクト-バンプマスクの製造のために、前記フォトレジスト層４はパターニングされ、上述したように発達させる。その結果は、その後、図６に従うブランクであり、このブランクでは、前記導体パターン３が所々に現れるところのブランクとなる。従来のフォトリソグラフィ技術の代わりに、レーザーおよびレーザーパターニングによってパターニングされるレジストを用いることは、もちろん可能である。また、さらに小さい回路寸法を達成することが可能である場合、例えば、Ｘ線リソグラフィのような短い波長を用いるリソグラフィ法を用いることもまた可能である。高精度の小さい構造は、例えば、電子ビームリソグラフィを用いてパターニングされることもできる。
【００３７】
次の段階において、金属は前記回路基板ブランク上に再び電解によって成長させられる。これは、前記導体パターン３の上に導電材料によって形成されるコンタクトバンプ５が所望の位置に存在する、図７に示される中間段階を得る。前記実施例の方法では、ニッケルおよび金からなる薄い層は、前記銅コンタクトバンプ５の表面上に、さらに成長させることができる。この後、図７に示される前記回路基板ブランクを残して、前記レジスト層２および４は除去されることができる。構成部品６、例えば集積回路は、ここでこのブランクに取り付けることができる。前記取り付けられる構成部品６は、例えば、メモリチップ、プロセッサまたはＡＳＩＣとすることができる。また、前記取り付けられる構成部品は、例えば、ＭＥＭＳ、ＬＥＤまたは受動素子とすることもできる。前記取り付けられる構成部品は、ケーシングされていても、ケーシングされていなくてもよく、また、その接触域においてコンタクトバンプを具えるか、またはバンプなしとすることができる。前記構成部品の接触域の表面上には、前記コンタクトバンプよりも薄い導体表面が存在することもできる。それ故に、前記構成部品の接触域の外面は、前記構成部品の表面の凹部の底上、または、前記構成部品の表面から突出する突起の表面上の外面のレベルに位置することができる。
【００３８】
前記実施例の方法では、前記構成部品６は、超音波接着法によって取り付けられる。超音波接着法の代わりに、他の適したフリップチップ接合技術を用いることは、もちろん可能である。前記実施例の方法において、コンタクトバンプ５が前記回路基板ブランクの中に作られるため、前記取り付けられる構成部品６が、それら自体、コンタクトバンプを備える必要がない事実は考慮されなければならない。それ故に、前記方法では、前記半導体製造プロセスの後、典型的には別個のプロセスとして行なわれる、前記構成部品上で行われなければならないバンプの形成なしに直接的に前記構成部品６を利用することは可能である。この性能を用いて、重要な運搬上の利点およびコストの利益を得ることができる。
【００３９】
前記半導体製造プロセスの後、前記構成部品６の表面上には、典型的にはアルミニウムからなる接触域が存在する。前記実施例の方法では、前記コンタクトバンプ５が、前記構成部品６のこれら接触域に対応するため、前記回路基板ブランク内に位置し、一方、前記コンタクトバンプ５の表面領域は、典型的に、前記構成部品６の接触域よりもわずかに小さくなるように設計されている。これは、典型的な実施形態において、コンタクトバンプ５の幅が１０〜３０マイクロメートルの範囲とされるであろうことを意味する。もちろん、前記典型的な変動範囲は、用途によって設定される条件に従って逸脱することができる。前記コンタクトバンプ５の高さは、典型的に１０〜２０マイクロメートルの範囲とするが、この場合も、前記典型的な変動範囲から逸脱し、また、コンタクトバンプ５を前記範囲よりも低くまたは高くすることが可能である。図９は、２つの異なる構成部品６が、コンタクトバンプによって、前記導体パターン３に取り付けられる回路基板ブランクを示す。
【００４０】
前記構成部品６の取り付け後、前記構成部品６と前記支持層１との間の空間は、充填剤７で充填することができる。その結果は、その後、図１０に示される中間製品となるであろう。前記充填剤７は、前記構成部品６と前記回路基板ブランクの残部との間の接合を補強することを目的とするけれども、前記充填剤７の使用は、全ての実施形態において必須ではない。
【００４１】
次に、前記構成部品６を囲む絶縁層１０が作られる。開口部が、前記回路基板ブランクの上の前記構成部品６の位置に形成される図１１の実施例では、絶縁層１０は、絶縁材料シート８を配置することによって形成される。加えて、連続絶縁材料シート９は、前記絶縁材料シート８の上に配置される。両シートは、同様であってもよく、または、互いに異なる他のシートを用いてもよく、少なくとも一方が、予備硬化され、または硬化されない。前記絶縁層１０に適した材料の例は、ＰＩ（ポリアミド）、ＦＲ１、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（液体結晶ポリマー）、および、予備硬化結合層、すなわちプリプレグである。
【００４２】
前記回路基板ブランクの上に置かれる前記絶縁材料シート８および９は、統合絶縁層１０になるように、熱および圧力を用いてプレスされる。図１２は、この中間段階後の前記回路基板ブランクの断面図を示す。前記絶縁材料シートの中、例えば、シート９の上側表面上には、すぐに導体パターン層もまた存在することができ、この場合、プレス後、前記回路基板ブランクは、少なくとも２つの導体パターン層を具えるであろう。
【００４３】
図１１から分かるように、異なる厚さの構成部品は、前記回路基板ブランクに取り付けることもできる。前記構成部品の厚さの差が無視できない場合、例えば、開口部が、最も低背の絶縁材料層８内で、各構成部品６の位置に形成され、さらに、開口部が、次の絶縁材料層８または９内で、最も厚い構成部品６の位置にのみ形成されるような方法で進行することが可能である。厚さの差が大きい場合、最も厚い構成部品のための開口部は、そのような導体層が前記回路基板構造体で用いられている場合には、前記積層絶縁層の表面上の導体層中に作られることもできる。このようにして、プレスされた絶縁材料層８および９からの複合層の絶縁層１０の製造は、前記絶縁層内部に配置されるべき構成部品６に関して、重要な自由度を供給するであろう。これは、厚い構成部品の使用をも可能にするであろう。多くの場合、安価でもある厚い構成部品は、より容易に利用可能である。
【００４４】
前記絶縁層１０の製造後、前記支持層１は除去することができ、結果として、図１３に示される構造になる。前記支持層１は、例えば、エッチングによりまたは機械的に除去することができる。
【００４５】
前記支持層１および前記導体パターン３が、同一材料、例えば銅からなり、前記支持層１は、エッチングにより除去される実施形態では、用いられるエッチング液中で溶解しないか、または、極端にゆっくりと溶解する適切な中間層が、前記導体パターン３と前記支持層１との間で用いられる場合、前記支持層１側上の導体パターン３の境界面は、より正確に製造することができる。その場合、前記エッチングは、前記中間層で停止し、前記導体パターン３の表面は、正確に画定されることができる。
【００４６】
このような中間層は、例えば、いくつかの第２金属から製造することができる。前記中間層は、例えば、前記導体パターン３の製造前の支持層１の表面全体上に製造することができ、そして、例えば化学的にいくつかの第２エッチング液を用いて前記支持層１を除去した後に、除去することができる。まず第１に、前記中間層の材料を前記支持層１の上に成長させ、そして、実際の導体パターン３を前記中間層の材料の上に成長させるような方法で、前記導体パターン３の成長と一緒に、前記中間層を製造することもまた可能である。そのような実施形態において、前記中間層はそれ故に、前記導体パターンの位置でのみ製造され、それ故に、前記中間層の材料を節約している。
【００４７】
上述した実施形態の記述において、超音波接着法という用語は、２つの金属を含む片が互いにプレスされ、振動エネルギーが超音波周波数で接合領域に導入される方法に関する。接合されるべき前記表面間で作り出される超音波および圧力のため、前記片は互いに接続される。超音波接着法のための方法及および装置は、商業的に利用可能である。
【００４８】
金属層、金属箔、金属コンタクトバンプ、金属接触域、および一般に金属片という用語は、順に、前記片の材料の製造が、前記片にとって、他の片との金属結合を形成するのに十分な量の、少なくとも１つの金属を含むという事実に関する。前記片は、必然的に、層、堆積、区域において複数の金属や、金属合金を含むこともできる。言及されることができる可能な金属は、特に、銅、アルミニウム、ニッケル、金およびスズである。
【００４９】
バンプのない半導体構成部品を用いる場合、前記構成部品６の接触域の材料は、用いられるべき前記半導体製造プロセスを決定するであろう。今日では、半導体プロセスにおいて最も一般的な導体材料はアルミニウムであり、アルミニウムは、前記適用例で特に言及される。我々の方法は、しかしながら、材料を製造するいずれの特別な接触域にも限定されるものではないが、前記接触域材料は、いずれかの適切な材料としてもよい。与えられることができる他の導体材料の例は、半導体プロセスにおいて用いられ始めている銅および金である。
【００５０】
これに対して、前記用途、および利用可能な製造方法によって許可されるものによって設定される必要条件の範囲内で、前記導体パターン３の材料は自由に選択することができる。前記導体パターン３の材料は、前記適用例では銅からなる。銅は、回路基板製造プロセスにおいて現在用いられる最も一般的な導体層製造材料だからである。
【００５１】
前記導体パターン３と前記構成部品６の接触域との間の結合が、バンプ５によって可能となるように、前記コンタクトバンプ５の材料は、同様に選択されることができる。前記接触域および前記導体パターン３の材料が、互いに異なる場合、前記２つの異なる材料は、コンタクトバンプ５を用いて、互いに適合されることができる。このため、前記コンタクトバンプ５は、２またはそれ以上の層を含む積層構造として製造されることもでき、この材料は、互いに区別することができる。実際、前記適用例では、前記コンタクトバンプ５が、第１に、銅導体パターン３の上の銅層、その後に続く前記銅層の表面上の薄いニッケル層、そしてその後に続くこの上の薄い金層を含み、これらを貫通して、接続部がアルミニウム接触域に作り出されるという構造が言及されている。
【００５２】
前記方法と関連して、普通のバンプよりも薄い表面が、取り付け前に形成される前記接触域上に、構成部品を用いることもまた可能である。このように、いくつかの有用な代案が、前記接触域または構成部品のコンタクトバンプの外面上で用いられる材料のために存在し、前記回路基板構造体の製造方法は、前記用いられる構成部品に対応するよう適合される。以下に、前記構成部品６と前記導体パターン３との間の結合の実施のための、記載された方法またはその変形例に関連するいくつかの代案を挙げる。
【００５３】
前記構成部品の内部およびその接触域における導電材料が銅である場合、前記コンタクトバンプ５および前記導体パターン３は、完全に銅からなることもできる。
【００５４】
前記構成部品の内部およびその接触域における導電材料がアルミニウムであり、かつ、前記導体パターン３が銅である場合、前記結合は、適切な中間層をもつバンプを用いて実施することができる。前記中間層は、例えば、金またはニッケルおよび金で形成することができる。
【００５５】
適切な中間層を用いて、例えば、銅導体パターン３に取り付けられるスズ層は、前記構成部品６の接触域に作られることもできる。１つの実施例において、はんだ層は、前記構成部品６の接触域に作られ、前記結合は、前記はんだを用いて実施される。
【００５６】
１つの代案は、スタッドバンプ技術を用いて、前記導体層３の上にバンプを作ることである。
【００５７】
さらに、前記バンプの製造のための１つの代案は、インクジェット式技術を用い、前記導体層３の上に導体材料を吹き付けることである。
【００５８】
前記構成部品と前記導体層３との間の結合を形成するために要求されるエネルギーは、上述された超音波法に加えて、または、超音波法に代えて、例えば、熱的に伝導することによって、前記結合領域にもたらすこともできる。それ故に、前記超音波法の代わりに、例えば、前記熱-圧縮法またははんだ付けを用いることは可能である。
【００５９】
コンタクトバンプ５、コンタクトバンプ５の一部、または、コンタクトバンプ５と構成部品の接触域（または前記構成部品のコンタクトバンプ）との間の中間層は、導電接着を用いて製造されることもでき、この場合、前記超音波、熱・圧縮、または、はんだ付け法は必要とされないであろう。前記接着剤は、等方的また非等方的な導電性接着剤とすることができる。
【００６０】
前記コンタクトバンプ５に加えて、前記構成部品６から離れて熱を伝導する傾向がある熱バンプまたは熱バイアもまた、前記回路基板構造体で製造されることができる。より効率的な熱伝導は、前記熱バンプまたは熱バイアの材料の熱伝導性が、周りを取り囲む絶縁材料のものよりも大きいという事実に基づく。電気伝導体が、典型的に良好な熱伝導体でもあるため、前記熱バンプまたは熱バイアは、通常、同じ技術を用いて製造されることができ、前記コンタクトバンプ５と同じプロセス段階においてでさえ製造されることができる。
【００６１】
多くの場合、熱バンプが前記構成部品６との電気接点を形成しないという、コンタクトバンプ５と熱バンプとの間の違いは存在する。例えば、前記熱バイアまたは熱バンプは、前記構成部品の表面が、絶縁保護層によって保護されるところの位置で、前記構成部品６に接触することができる。例えば、１〜１５マイクロメートルとすることができるギャップは、前記熱コンタクトの表面と前記構成部品の表面との間に残されることもできる。このギャップは、前記構成部品が絶縁材料で囲まれる時、おそらく絶縁材料で充填されることができる。前記熱バンプおよびコンタクトバンプ５が、同じ材料を用いて、かつ同じ高さになるよう作られるような実施形態においてでさえ、前記構成部品６自体がコンタクトバンプを具える場合、前記熱バンプは、自動的に、構成部品６から、前記コンタクトバンプの高さによって画定される距離だけ離れて残るであろう。そのような実施形態において、熱伝導性は、前記構成部品から離れて熱を伝導する傾向がある、前記構成部品の表面上に熱バンプを作ることによってさらに向上されることができる。その場合、前記構成部品の熱バンプおよび前記回路基板構造体の熱バイアは、完成した構造において、互いに機械的に接触することができる。
【００６２】
一般に、前記熱バイアまたは熱コンタクトの数、断面積、および位置は、前記熱伝達条件に従って、そして、前記熱伝導体が、前記構成部品の電気的動作との適切でない干渉を生じさせないであろうという事実を考慮することによって選択される。しかしなから、前記構成部品の位置に、または、それにすぐ隣接する位置に、前記熱バイアの位置を選定することは好ましい。それ故に、前記熱バイアは、前記構成部品の両主面上、または、側面上、または、これらのいずれかの近くに位置を選定されることができる。その上に接触域がないか、または接触域が少ない前記構成部品の主表面上には、一般に、熱バイア用の、より自由な空間が存在する。実際、前記構成部品のまさにこの表面上に熱バイアを製造することは好ましい。
【００６３】
熱バイアは、前記構成部品に電気接点を製造するために用いられるものと同じ技術を用いて製造されることができる。それ故に、熱バイアは、例えばバイア法を用いて製造されることができる。前記バイア法において、コンタクト開口部は、第１に作られる。その後、前記コンタクト開口部は、例えば金属または金属合金などの導電材料で充填される。前記コンタクト開口部は、例えば、化学的および／または電気的表面処理仕上げ法などの表面仕上げ法を用いて、前記開口部の中に金属を成長させることによって充填されることができる。その後、実質的に純金属である、前記コンタクト開口部の中に、バイア構造を得ることが可能である。同様に、前記異なる導体パターン層間のバイアを製造することもまた可能である。
【００６４】
いくつかの実施形態において、前記熱バイアまたは熱バンプは、前記構成部品との電気接点を形成するために用いることもできる。特に、前記構成部品の接地接点は、この目的に当然に適用されることができる。その場合、前記構成部品の接地接点は、普通よりもかなり大きな断面積を有するよう作られることができるか、または、前記接地接点は、複数の分離した接地接点から作られることができ、その結合された断面域は、従来の接地接点のものよりもかなり大きい。
【００６５】
前記回路基板構造体において、導体パターン３に対応して、熱を伝導するための導体パターンを作ることも可能である。熱コンタクトは、前記熱バイアまたは（バンプ５に相当する）熱バンプが、前記構成部品から、前記構成部品の周辺から離れて前記回路基板構造体の横方向に熱エネルギーを伝導する（導体パターン３に相当する）前記熱導体まで熱エネルギーを伝導するように、そのような熱導体の表面上に作られる。熱バンプの場合、例えば、前記コンタクトは、前記熱バンプが前記熱導体の表面上に作られるような方法で作られることができる。熱バイアの場合、コンタクトは、例えば、熱バイアが、前記熱導体を通って、または前記熱導体の端部域と接触して作られるような方法で作られることができる。これら横方向熱伝導体は、さらに、前記熱効果が、前記最内層から電気モジュールまたは他の回路基板構造体の外面まで伝導されることができるということを用いて、垂直熱伝導体と組み合わされることができる。前記表面に延在する熱伝導体は、順番に、適したヒートシンクに接続されることができ、その場合、前記構成部品の冷却は、なおさらより効果的に行われるであろう。
【００６６】
前記１以上の構成部品６が、外部基板または互いに接続されることができるということを用いる導体パターン３と同様に、図１３に示される前記回路基板構造体または電気モジュールは、１個の構成部品６または複数の構成部品６を含む。実際、図１３は、１の可能な電気モジュールの例を示す。所望により、前記プロセスは、もちろん、図１３によって示される段階の後に、例えば、前記電気モジュールを、保護物質により表面仕上げすることによって、または、前記電気モジュールの第１および／または第２表面に追加的な導体パターン層を製造することによって続くこともできる。
【００６７】
図１３の実施例を基礎として、前記方法が、多くの異なる種類の３次元回路構造の製造で用いられることもできるということは、明らかである。前記方法は、例えば、様々な半導体チップが、互いの上に配置され、このように、様々な半導体チップを含み、その中でこの半導体チップが機能的な全体を形成するために互いに接続されるパケットが作り出されるような方法で用いられることができる。そのようなパケットは、三次・マルチチップ・モジュールと呼ばれることができる。そのようなモジュールにおいて、前記半導体チップは自由に選択されることができ、前記異なる半導体チップ間のコンタクトは、前記選択された半導体チップに従って容易に作られることができる。
【００６８】
図面に示された例は、いくつかの可能なプロセスを表し、それらを用いて、我々の発明は利用されることができる。しかしなから、我々の発明は上述したプロセスだけに制限されるものではなく、本発明は、全ての特許請求の範囲内に、均等解釈も考慮すると、種々の他のプロセスも、そして、それらの最終製品もカバーする。本発明はまた、前記実施例によって説明される回路および方法だけに制限されるものではないないが、当業者にとって、われわれの発明の様々な適用が、前記示された実施例からでさえ、大きく異なることができる、非常に多くの異なる種類の電気モジュールおよび回路基板を製造するのに用いられることができるということは明らかであろう。このように、前記図面に示された構成部品および回路は、図面に示す製造プロセスを示すつもりでのみ示したものである。本発明に従う基本アイデアから逸脱することなく、多くの代案は、上述した実施例のプロセスのために作られることができる。前記代案は、例えば、前記様々な段階において表される製造技術に、または、前記プロセス段階の相互配列に関することができる。
【００６９】
また、前記方法を用いて、回路基板への取り付けのための構成部品パケットを製造することも可能である。そのようなパケットはまた、電気的に互いに接続される複数の構成部品を含むことができる。
【００７０】
前記方法は、また、全電気モジュールを製造するために用いられることができる。前記モジュールは、また、従来の回路基板と同様の方法で、その外表面に構成部品が取り付けられることができる回路基板であることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】いくつかの実施形態に従う製造プロセスにおける回路基板構造体の中間段階における一連の断面図の一部を示す。
【図２】いくつかの実施形態に従う製造プロセスにおける回路基板構造体の中間段階における一連の断面図の一部を示す。
【図３】いくつかの実施形態に従う製造プロセスにおける回路基板構造体の中間段階における一連の断面図の一部を示す。
【図４】いくつかの実施形態に従う製造プロセスにおける回路基板構造体の中間段階における一連の断面図の一部を示す。
【図５】いくつかの実施形態に従う製造プロセスにおける回路基板構造体の中間段階における一連の断面図の一部を示す。
【図６】いくつかの実施形態に従う製造プロセスにおける回路基板構造体の中間段階における一連の断面図の一部を示す。
【図７】いくつかの実施形態に従う製造プロセスにおける回路基板構造体の中間段階における一連の断面図の一部を示す。
【図８】いくつかの実施形態に従う製造プロセスにおける回路基板構造体の中間段階における一連の断面図の一部を示す。
【図９】いくつかの実施形態に従う製造プロセスにおける回路基板構造体の中間段階における一連の断面図の一部を示す。
【図１０】いくつかの実施形態に従う製造プロセスにおける回路基板構造体の中間段階における一連の断面図の一部を示す。
【図１１】いくつかの実施形態に従う製造プロセスにおける回路基板構造体の中間段階における一連の断面図の一部を示す。
【図１２】いくつかの実施形態に従う製造プロセスにおける回路基板構造体の中間段階における一連の断面図の一部を示す。
【図１３】図１〜図１２に示される中間段階後の、前記回路基板構造体の一例の一連の断面図を示す。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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