(57)【要約】【課題】従来のマスクの精度を厳格にすることなく、層間接続をなす柱状導体の接続信頼性を向上させる電子部品の製造方法および、電子部品を提供する。【解決手段】複数の配線パターンと、これら配線パターンの間に介在する絶縁層とを備えるとともに、絶縁層を貫通する柱状導体にてこれら配線パターン間の電気的接続を行う電子部品の製造方法である。まず柱状導体の設定高さを越えるよう柱状導体を形成した後、上方より前記柱状導体を研磨することで柱状導体の高さを前記設定高さに揃えるとともに、柱状導体の首下部断面積を越えるだけの接続用頭部を形成する。次いでこの拡径された接続用頭部に上層側を接続すれば、接続信頼性を向上させることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の配線パターンと、これら配線パターンの間に介在する絶縁層とを備えるとともに、前記絶縁層を貫通する柱状導体にて前記配線パターン間の電気的接続を行う電子部品の製造方法であって、前記柱状導体の設定高さを越えるよう前記柱状導体を形成した後、上方より前記柱状導体を研磨することで前記柱状導体の高さを前記設定高さに揃えるとともに、前記柱状導体の首下部断面積を越えるだけの接続用頭部を形成し、この拡径された接続用頭部に上層側を接続することを特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項２】
複数の配線パターンと、これら配線パターンの間に介在する絶縁層とを備えるとともに、前記絶縁層を貫通する柱状導体にて前記配線パターン間の電気的接続を行う電子部品の製造方法であって、前記柱状導体の設定高さを越えるよう前記柱状導体を形成し、上方より前記柱状導体を研磨することで前記柱状導体の高さを前記設定高さに揃えるとともに、前記柱状導体の首下部断面積を越えるだけの接続用頭部を形成した後、前記柱状導体が埋まるよう前記絶縁層を形成し、拡径された前記接続用頭部に重なる前記絶縁層領域に開口を形成することで前記接続用頭部を露出させ、上層側を接続することを特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項３】
配線パターンとこの配線パターンを覆う絶縁層とを少なくとも厚み方向に複数配置した電子部品であって、前記絶縁層を挟んで位置する配線パターン間を、その内部が密に形成された柱状導体で接続するとともに、この柱状導体に少なくとも首下部断面積を超えるだけの接続用頭部を設け、この拡径された接続用頭部に上層側を接続することを特徴とする電子部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品の製造方法および、電子部品に係り、特に積層対象となる層間の電気的接合に柱状導体を用いるようにした電子部品の製造方法および、電子部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の配線パターンを積み重ねるとともに、これら積み重ねられた配線パターンの間に層間接続部を設け、複雑な配線機能を達成するようにした多層配線構造が知られている。
【０００３】
そして同構造を形成するための製造方法が種々提案・開示されている。図７は、従来における一般的な層間接続部を示した断面説明図である。
【０００４】
同図においては、下層側１に絶縁層２が形成されている。そして当該絶縁層２には層間接続部となる第１柱状導体３が前記絶縁層２を貫通するように設けられている。そしてこのように形成された下層側１の上面には、配線パターン４が形成され、前記第１柱状導体３との電気的導通を図るようにしている。
【０００５】
ところで同図においては、下層側１と上層側５との接続を行う目的から、下層側１に設けられた第１柱状導体３の上方に配線パターン４を介して、第２柱状導体６が形成されている。そしてこの第２柱状導体６は、通常、第１柱状導体３の天井部分を覆うようレジスト等を塗布し、又はドライフィルム等を貼り付け、フォトエッチングによるマスク形成と、このマスクを用いたメッキの析出等により形成される。
【０００６】
なおこのようなレジストを用い柱状導体となるポストを形成する詳細として、ドライフィルムレジストをラミネートした後、露光現像によってポスト形成用の開口部を形成する。そして開口部形成後は、当該開口部内に電解銅めっきによりポストを形成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
また柱状導体の頭部上を覆うレジストパターンに覆われていない樹脂層をジェットスクラブ処理（いわゆるブラスト処理）によって除去し、前記柱状導体の頭部を露出させるものも知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０−７５０６３号公報（［００２４］）
【０００９】
【特許文献２】
特開平１０−２２６３６号公報（［００１２］）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上述した従来の技術では下記に示すような問題点があった。
【００１１】
すなわち図７に示すように第１柱状導体３と第２柱状導体６とを重ね合わせる方式では、マスクの取り付け誤差やマスク自体の変形（温度湿度での膨張、収縮）、あるいは基板自体の変形などの要因によってマスクの位置精度が低下すると、第１柱状導体３と第２柱状導体６との相対位置ずれが発生し、その結果、図８に示すように第２柱状導体６に変形が生じ、抵抗値の増大や柱状導体を介した放熱特性が悪化するというおそれがあった。
【００１２】
そして層間接続部となる柱状導体は、電子部品に対する小型化の要請から、その直径も縮小しており、マスクの位置精度に起因する上記課題は一層顕著になっていた。
【００１３】
ここでマスクの位置精度を向上させることで上記課題を解決しようとすると、取り付け精度の管理などが厳格になり管理コストの高騰などといった新たな問題が発生する。
【００１４】
また図９に示すように、第３柱状導体７の頭部上を覆うレジストパターン８に覆われていない樹脂層９をジェットスクラブ処理によって除去する場合、前記レジストパターン８に位置ずれが生じると、前記ジェットスクラブが第３柱状導体７の周囲の樹脂層９にかかり、当該樹脂層９が掘られ、図中、クロスハッチング部に示すような空隙１０が生じるおそれがあった。このような課題をマスクの位置精度の向上で解決しようとすると、上記と同様、マスクの取り付け精度の管理などが厳格になり管理コストの高騰などといった新たな問題が発生する。
【００１５】
本発明は、上記従来の問題点に着目し、従来のマスクの精度を厳格にすることなく、層間接続をなす柱状導体の接続信頼性を向上させる方法および、同方法を用いた電子部品を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、柱状導体を少なくとも絶縁層内を貫通する首下部と、この首下部の断面積を越えるだけの面積を備え上層側との配線接続をなす接続用頭部とで構成すれば、マスクの誤差を前記首下部より拡径された接続用頭部にて吸収することができるという知見に基づいてなされたものである。
【００１７】
すなわち本発明に係る電子部品の製造方法は、複数の配線パターンと、これら配線パターンの間に介在する絶縁層とを備えるとともに、前記絶縁層を貫通する柱状導体にて前記配線パターン間の電気的接続を行う電子部品の製造方法であって、前記柱状導体の設定高さを越えるよう前記柱状導体を形成した後、上方より前記柱状導体を研磨することで前記柱状導体の高さを前記設定高さに揃えるとともに、前記柱状導体の首下部断面積を越えるだけの接続用頭部を形成し、この拡径された接続用頭部に上層側を接続する手順とした。
【００１８】
また他の電子部品の製造方法としては、複数の配線パターンと、これら配線パターンの間に介在する絶縁層とを備えるとともに、前記絶縁層を貫通する柱状導体にて前記配線パターン間の電気的接続を行う電子部品の製造方法であって、前記柱状導体の設定高さを越えるよう前記柱状導体を形成し、上方より前記柱状導体を研磨することで前記柱状導体の高さを前記設定高さに揃えるとともに、前記柱状導体の首下部断面積を越えるだけの接続用頭部を形成した後、前記柱状導体が埋まるよう前記絶縁層を形成し、拡径された前記接続用頭部に重なる前記絶縁層領域に開口を形成することで前記接続用頭部を露出させ、上層側を接続する手順とした。
【００１９】
そして本発明に係る電子部品は、配線パターンとこの配線パターンを覆う絶縁層とを少なくとも厚み方向に複数配置した電子部品であって、前記絶縁層を挟んで位置する配線パターン間を、その内部が密に形成された柱状導体で接続するとともに、この柱状導体に少なくとも首下部断面積を超えるだけの接続用頭部を設け、この拡径された接続用頭部に上層側を接続するよう構成した。
【００２０】
上記構成によれば、まずあらかじめ設定した柱状導体の高さを超えるように、前記柱状導体を形成する。その後、この柱状導体の上方から当該柱状導体に研磨を施せば、柱状導体の全高は、あらかじめ設定した柱状導体の高さに倣うとともに、研磨が施された柱状導体の頭部は、その径が拡大する。なおこの接続用頭部は研磨により形成されることから、上方より見るとその面積内に首下部の面積が含まれるような位置関係となる（すなわち接続用頭部の投影面積内に首下部の投影面積が含まれる）。
【００２１】
このように柱状導体の頭部に拡径した接続用頭部を形成すれば、上層に位置する配線パターンや柱状導体は、拡径された前記接続用頭部に対して、接続がなされるのでマスク等の位置ずれに対し、接続信頼性を確保することができる。
【００２２】
また上記作用に加え、柱状導体を形成した後、絶縁層にて前記柱状導体を埋め、その後、接続用頭部の上方に位置する前記絶縁層を除去し、上層側との接続をなす開口を前記絶縁層に形成する場合でも、柱状導体における接続用頭部の径が大きく設定されているので、上記と同様、開口部の形成位置に対する制約が緩和され、上層に位置する配線パターンや柱状導体は、開口部から露出する前記接続用頭部に対して、接続がなされるので接続信頼性を確保することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る電子部品の製造方法および、電子部品について好適な具体的実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本実施の形態に係る製造方法を用いた電子部品の断面拡大図である。
【００２５】
同図に示すように、本実施の形態に係る電子部品の製造方法を用いて製造された電子部品２０では、厚み方向に複数の層が形成され、（層間接続部となる）複数の柱状導体２２Ａ、２２Ｂがこれら層間を接続するよう重ねられている（本実施の形態では２段ないし３段）。そしてこれら柱状導体２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの周囲には絶縁層２４が介在しており、柱状導体２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃや配線パターン２６周囲の絶縁作用をなすようにしている。
【００２６】
ところで前記柱状導体２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃには、上層側との接続をなすための接続用頭部２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ（図示せず）と、当該接続用頭部２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃの下方に位置する首下部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃとで構成されている。なお上述したこれら柱状導体２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃは、位置が異なるだけであり、その形状は同一であることから、柱状導体２２Ａをもとにして形状説明を行うこととする。
【００２７】
柱状導体２２Ａは、上述したように接続用頭部２８Ａと、この接続用頭部２８Ａの直下に位置する首下部３０Ａとで構成されている。ここで前記接続用頭部２８Ａは、前記首下部３０Ａの断面積を超えるよう径が拡大されているとともに、前記接続用頭部２８Ａの投影面内に、前記首下部３０Ａの投影面が含まれるような位置関係となっている。また接続用頭部２８Ａの面積は、少なくとも首下部３０Ａを越えるとともに、接続対象となる上層側の柱状導体の形成位置の精度に応じて適宜設定すればよい。
【００２８】
このように構成された電子部品２０の製造方法について以下に説明を行う。
【００２９】
本実施に係る製造方法を適用して上述した柱状導体を形成するためには、まず図２（１）に示すように、配線パターン３２の上方にドライフィルム３４を貼り合わせ、その後フォトエッチングを施すことで、前記ドライフィルム３４の表面に開口３６を形成する。なおドライフィルム３４の厚み（図中、Ａ寸法）は、あらかじめ設定した柱状導体の高さよりも低く設定する。
【００３０】
そして同図（２）に示すように前記配線パターン３２を電極として開口３６内にメッキ（図中、ハッチング部）を析出させ、その後、同図（３）に示すように、ドライフィルム３４の上側表面から盛り上がるように、前記メッキを自然成長させる。なおドライフィルム３４の上側表面から盛り上がるメッキの高さ（図中、Ｂ寸法）は、あらかじめ設定された柱状導体の高さを超えるまで成長させる。
【００３１】
このようにあらかじめ設定された柱状導体の高さまでメッキを成長させ柱状導体３８を形成した後は、図３（１）に示すように、研磨手段となる砥石４０を柱状導体３８の上端部に接触させ、前記柱状導体３８の高さをあらかじめ設定した高さ（図中、Ｃ寸法）に揃えるようにする。また前記砥石４０を柱状導体３８の上端部に接触させ研磨を施すと、柱状導体３８の上端部の一部がドライフィルム３４上のメッキ周縁部へと移動し、メッキ周縁部の外方にオーバーハング部４２を形成する。柱状導体３８に対し研磨が終了した状態を同図（２）に示す。
【００３２】
そして上記工程によって研磨が終了した後は、同図（３）に示すようにドライフィルム３４を除去すれば、接続用頭部４４と首下部４６とを備えた柱状導体３８を形成することができる。
【００３３】
このような手順を経て形成された柱状導体３８の効果を以下に示す。
【００３４】
図４は、絶縁層にて覆われた柱状導体の上部に開口を形成する工程を示した断面説明図である。同図（１）に示すように、柱状導体３８を絶縁層４８で埋めた後、開口５０の形成領域を除いた箇所にマスク５２を形成する。そしてマスク５２形成後は、その上方よりジェットスクラブ処理を施し、接続用頭部４４の上方に位置する絶縁層４８の除去を行う。ここで柱状導体３８には、拡径された接続用頭部４４が形成されているので、例えばマスクの形成誤差によって同図（２）に示すように、左側に開口５０がオフセットしても、当該開口５０の領域が絶縁層４８に重なることがなく、前記開口５０の底部には、確実に接続用頭部４４を露出させることができるのである。また同図（３）に示すようにマスクの形成誤差によって開口５０が拡大しても、同図（２）と同様、前記開口５０の底部に接続用頭部４４を露出させることができる。
【００３５】
なお上述した本実施の形態では、メッキをドライフィルム表面から自然成長させることで接続用頭部と首下部とを備えた柱状導体を形成することとしたが、この形態に限定されることもなく、例えば、ドライフィルムを２層重ね合わせるようにして接続用頭部と首下部とを形成するような以下の方法を用いても、本発明に係る柱状導体を形成することが可能である。
【００３６】
本実施の形態に係る他の製造方法を適用して柱状導体を形成するには、まず図５（１）に示すようにすでに形成された配線パターン５４の上層に、第１および第２ドライフィルム５６、５８を貼り合わせるとともに、その後、フォトエッチング処理を施すことにより、前記第１および第２ドライフィルム５６、５８に柱状導体における首下部断面形状に相当する下穴６０を形成する。なお前記第１および第２ドライフィルム５６、５８の厚みは以下のように設定すればよい。すなわち第１ドライフィルム５６の厚み（図中、寸法Ｄ）は、少なくとも形成対象となる柱状導体の高さよりも低く設定され、そして前記第２ドライフィルム５８の厚みは、第１および第２ドライフィルム５６、５８を重ねた際（図中、寸法Ｅ）、前記柱状導体の高さを越えるだけの寸法になるよう設定する。なお本形態の形態を実施する場合、例えば、第１ドライフィルム５６の材質を溶剤系の剥離液により剥離が可能であるような材質とするとともに、第２ドライフィルム５８の材質をアルカリ系の剥離液にて剥離できる材質として、選択的に剥離ができるようにすることが好ましい。このように第１および第２ドライフィルム５６、５８の材質を異ならせ、同一の剥離液で剥離できないようにすれば、これらドライフィルムの境界を明確にすることが可能になる。また本実施の形態では、第１および第２ドライフィルム５６、５８を用いることとしたが、この形態に限定されることもなく、例えば前記第１および第２ドライフィルム５６、５８に代えて、同一の剥離液で剥離できないような異なるレジストを適用してもよい。
【００３７】
その後、同図（２）に示すように配線パターン５４を電極として、下穴６０にメッキを析出し第２ドライフィルム５８の上端付近まで金属を充填させ柱状導体６２を形成させた後は、同図（３）に示すように第２ドライフィルム５８を除去し、柱状導体６２の上端部を露出させる。
【００３８】
このように第２ドライフィルム５８の除去により、柱状導体６２の上端部を露出した後は、図６（１）に示すように、研磨手段となる砥石６４を柱状導体６２の上端部に接触させ、前記柱状導体６２の高さをあらかじめ設定した高さ（図中、Ｃ寸法）に揃えるようにする。また前記砥石６４を柱状導体６２の上端部に接触させ研磨を施すと、柱状導体６２の上端部の一部が第１ドライフィルム５６の上面側へと移動し、オーバーハング部６６を形成する。柱状導体６２に対し研磨が終了した状態を同図（２）に示す。
【００３９】
そして柱状導体６２に対し研磨が終了した後は、同図（３）に示すように第１ドライフィルム５６を除去すれば、接続用頭部６８と首下部７０とを備えた柱状導体４０を形成することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、複数の配線パターンと、これら配線パターンの間に介在する絶縁層とを備えるとともに、前記絶縁層を貫通する柱状導体にて前記配線パターン間の電気的接続を行う電子部品の製造方法であって、前記柱状導体の設定高さを越えるよう前記柱状導体を形成した後、上方より前記柱状導体を研磨することで前記柱状導体の高さを前記設定高さに揃えるとともに、前記柱状導体の首下部断面積を越えるだけの接続用頭部を形成し、この拡径された接続用頭部に上層側を接続するようにしたので、従来のマスクの精度を厳格にすることなく、層間接続をなす柱状導体の接続信頼性を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る製造方法を用いた電子部品の断面拡大図である。
【図２】本実施の形態に係る柱状導体を形成する方法を示す断面説明図である。
【図３】本実施の形態に係る柱状導体を形成する方法を示す断面説明図である。
【図４】絶縁層にて覆われた柱状導体の上部に開口を形成する工程を示した断面説明図である。
【図５】本実施の形態に係る柱状導体を形成する他の方法を示す断面説明図である。
【図６】本実施の形態に係る柱状導体を形成する他の方法を示す断面説明図である。
【図７】従来における一般的な層間接続部を示した断面説明図である。
【図８】第１柱状導体と第２柱状導体との相対位置ずれが発生した状態を示す断面説明図である。
【図９】レジストパターンに覆われていない樹脂層をジェットスクラブ処理によって除去する状態を示す断面説明図である。
【符号の説明】
１………下層側
２………絶縁層
３………第１柱状導体
４………配線パターン
５………上層側
６………第２柱状導体
７………第３柱状導体
８………レジストパターン
９………樹脂層
１０………空隙
２０………電子部品
２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ………柱状導体
２４………絶縁層
２６………配線パターン
２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ………接続用頭部
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ………首下部
３２………配線パターン
３４………ドライフィルム
３６………開口
３８………柱状導体
４０………砥石
４２………オーバーハング部
４４………接続用頭部
４６………首下部
４８………絶縁層
５０………開口
５２………マスク
５４………配線パターン
５６………第１ドライフィルム
５８………第２ドライフィルム
６０………下穴
６２………柱状導体
６４………砥石
６６………オーバーハング部
６８………接続用頭部
７０………首下部
【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】
2004273495.tif 000009
【図８】
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【図９】
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