(57)【要約】【課題】同一回路素子上あるいは同一基板上に、互いに突出高さの異なる微小径のはんだバンプを生産性よく確実に形成して高密度実装の実現を可能にした、信頼性の高い電子回路装置、および、電子回路装置の製造方法を提供する。【解決手段】保護膜７上に、はんだバンプの突出高さに合わせて内容積を異ならせた孔９ａ、９ｂを有する絶縁膜８を、電極パッド６ａ、６ｂの少なくとも一部が露出するように形成し、孔９ａ、９ｂ内側壁および電極パッド６ａ、６ｂ上に金属膜１０を形成する。【選択図】  図１−２
2004342904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方主面側に複数の電極パッドが形成された基板と、
一方主面側に複数の電極パッドが形成された回路素子と、
前記回路素子の電極パッド上に形成され、前記基板の電極パッドと前記回路素子の電極パッドとを接続する、突出高さの異なる複数のはんだバンプと、を含む電子回路装置において、
前記回路素子に、前記複数のはんだバンプの突出高さに合わせてそれぞれ内容積を異ならせた孔を有する絶縁膜が形成されるとともに、前記孔によって前記回路素子の電極パッドの少なくとも一部が露出され、かつ、前記孔内側壁に金属膜が形成されていることを特徴とする、電子回路装置。
【請求項２】
一方主面側に複数の電極パッドが形成された回路素子と、一方主面側に複数の電極パッドが形成された基板と、
前記基板の電極パッド上に形成され、前記基板の電極パッドと前記回路素子の電極パッドとを接続する、突出高さの異なる複数のはんだバンプと、を含む電子回路装置において、
前記基板に、前記複数のはんだバンプの突出高さに合わせてそれぞれ内容積を異ならせた孔を有する絶縁膜が形成されるとともに、前記孔によって前記基板の電極パッドの少なくとも一部が露出され、かつ、前記孔内側壁に金属膜が形成されていることを特徴とする、電子回路装置。
【請求項３】
前記金属膜は、前記孔内側壁と前記回路素子の電極パッド上とに形成されていることを特徴とする、請求項１記載の電子回路装置。
【請求項４】
前記金属膜は、前記孔内側壁と前記基板の電極パッド上とに形成されていることを特徴とする、請求項２記載の電子回路装置。
【請求項５】
前記金属膜は、下層から順に密着層、拡散防止層、酸化防止層が積層された多層構造をなしていることを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電子回路装置。
【請求項６】
一方主面側に形成された基板の電極パッドと一方主面側に形成された回路素子の電極パッドとを、該回路素子の電極パッド上に形成した、突出高さの異なる複数のはんだバンプを介して接続する電子回路装置の製造方法であって、
前記複数のはんだバンプの突出高さに合わせてそれぞれ内容積を異ならせた孔を有する絶縁膜が形成されるとともに、前記孔によって前記回路素子の電極パッドの少なくとも一部が露出され、かつ、前記孔内側壁に金属膜が形成された前記回路素子と、前記基板とを用意するステップと、
前記回路素子の電極パッド上に突出高さの異なる複数のはんだバンプを形成するステップと、
前記回路素子と前記基板とを、前記はんだバンプを介して接続するステップと、を有することを特徴とする、電子回路装置の製造方法。
【請求項７】
一方主面側に形成された基板の電極パッドと一方主面側に形成された回路素子の電極パッドとを、該基板の電極パッド上に形成した、突出高さの異なる複数のはんだバンプを介して接続する電子回路装置の製造方法であって、
前記複数のはんだバンプの突出高さに合わせてそれぞれ内容積を異ならせた孔を有する絶縁膜が形成されるとともに、前記孔によって前記回路素子の電極パッドの少なくとも一部が露出され、かつ、前記孔内側壁に金属膜が形成された前記基板と、前記回路素子とを用意するステップと、
前記基板の電極パッド上に突出高さの異なる複数のはんだバンプを形成するステップと、
前記基板と前記回路素子とを、前記はんだバンプを介して接続するステップと、を有することを特徴とする、電子回路装置の製造方法。
【請求項８】
前記はんだバンプを形成するステップは、前記孔に対応する位置に貫通孔が形成されたメタルマスクを介して前記孔にはんだペーストを充填し、続いて前記はんだペーストを加熱溶融させた後に冷却固化させることを特徴とする、請求項６または請求項７のいずれかに記載の電子回路装置の製造方法。
【請求項９】
前記孔の断面積は前記メタルマスクの貫通孔の断面積よりも小さく形成されることを特徴とする、請求項８記載の電子回路装置の製造方法。
【請求項１０】
前記はんだバンプを形成するステップは、はんだボールを該はんだボールの直径よりも外径の小さい前記孔上に配置した後に前記はんだボールを加熱溶融させ、溶融した前記はんだボールを前記孔に充填した後に冷却固化させることを特徴とする、請求項６または請求項７のいずれかに記載の電子回路装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子などの回路素子を基板上にフリップチップ実装して製造する電子回路装置および電子回路装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子回路装置の製造方法において、回路素子を基板上に実装する際は、回路素子および基板の接合面に複数の電極パッドを形成し、続いて回路素子側あるいは基板側の電極パッドにはんだバンプ等を形成した後、両者を対向させて接合する、フリップチップ実装と呼ばれる実装方法が用いられている。
【０００３】
近年、上述のような電子回路装置は小型化が進展している。従って、電子回路装置を構成する基板や回路素子の小型化はもとより、微小径のはんだバンプの形成による高密度実装の実現が求められている。
【０００４】
また、電子回路装置において、例えば積層セラミック基板等の内部電極が形成されている基板を用いている場合、内部電極の厚みによって基板表面においても凹凸が形成されていることがある。このような場合には、同一回路素子上あるいは同一基板上に、突出高さの異なるはんだバンプを形成することが求められる。
【０００５】
例えば特許文献１には、基板上のパッドに対応する位置に、形成するはんだバンプの突出高さに応じた寸法に形成された凹部を有する凹版を用いて、その凹部にはんだペーストをスキージ印刷することにより、同一回路素子上あるいは同一基板上に互いに突出高さの異なる複数のはんだバンプを形成している例がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−４１２７号公報（第４−１１頁、図１、３参照）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例においては、微小径のはんだバンプを形成するための狭小な凹部に対してはんだペーストをスキージ印刷する際、狭小な凹部にはんだペーストを十分に充填することができない、という問題があった。また、はんだペーストの版抜け性が悪化する問題があるため、従来例においては、所望のサイズの突出高さが異なる微小径なはんだバンプを得ることができなかった。
【０００８】
上述のように、従来は同一基板上に異なる突出高さの微小径のはんだバンプを形成することは困難であった。従って、例えば積層セラミック基板等のように、内部電極の厚みによって基板表面においても凹凸が形成されている基板に回路素子を搭載する際、基板の凹凸に対応する、突出高さの異なる微小径なはんだバンプを形成することができず、基板と回路素子との間で導通不良が発生してしまうことがあった。
【０００９】
そこで本発明の電子回路装置の製造方法は、上述の問題を解決し、同一回路素子上あるいは同一基板上に異なる突出高さの微小径のはんだバンプを生産性良く確実に形成して導通不良の発生を防止し、かつ、高密度実装の実現を可能にした、信頼性の高い電子回路装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明の電子回路装置においては、一方主面側に複数の電極パッドが形成された基板と、一方主面側に複数の電極パッドが形成された回路素子と、前記回路素子の電極パッド上に形成され、前記基板の電極パッドと前記回路素子の電極パッドとを接続する、突出高さの異なる複数のはんだバンプと、を含む電子回路装置において、前記回路素子に、前記複数のはんだバンプの突出高さに合わせてそれぞれ内容積を異ならせた孔を有する絶縁膜が形成されるとともに、前記孔によって前記回路素子の電極パッドの少なくとも一部が露出され、かつ、前記孔内側壁に金属膜が形成されていることを特徴とする、電子回路装置。
【００１１】
また、本発明の電子回路装置においては、一方主面側に複数の電極パッドが形成された回路素子と、一方主面側に複数の電極パッドが形成された基板と、前記基板の電極パッド上に形成され、前記基板の電極パッドと前記回路素子の電極パッドとを接続する、突出高さの異なる複数のはんだバンプと、を含む電子回路装置において、前記基板に、前記複数のはんだバンプの突出高さに合わせてそれぞれ内容積を異ならせた孔を有する絶縁膜が形成されるとともに、前記孔によって前記基板の電極パッドの少なくとも一部が露出され、かつ、前記孔内側壁に金属膜が形成されていることを特徴とする、電子回路装置。
【００１２】
また、本発明の電子回路装置の特定の局面においては、前記金属膜は、前記孔内側壁と前記回路素子の電極パッド上とに形成されていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の電子回路装置の特定の局面においては、前記金属膜は、前記孔内側壁と前記基板の電極パッド上とに形成されていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の電子回路装置の特定の局面においては、前記金属膜は、下層から順に密着層、拡散防止層、酸化防止層が積層された多層構造をなしていることを特徴とする。
【００１５】
上述の目的を達成するため、本発明の電子回路装置の製造方法においては、一方主面側に形成された基板の電極パッドと一方主面側に形成された回路素子の電極パッドとを、該回路素子の電極パッド上に形成した、突出高さの異なる複数のはんだバンプを介して接続する電子回路装置の製造方法であって、前記複数のはんだバンプの突出高さに合わせてそれぞれ内容積を異ならせた孔を有する絶縁膜が形成されるとともに、前記孔によって前記回路素子の電極パッドの少なくとも一部が露出され、かつ、前記孔内側壁に金属膜が形成された前記回路素子と、前記基板とを用意するステップと、前記回路素子の電極パッド上に突出高さの異なる複数のはんだバンプを形成するステップと、前記回路素子と前記基板とを、前記はんだバンプを介して接続するステップと、を有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の電子回路装置の製造方法においては、一方主面側に形成された基板の電極パッドと一方主面側に形成された回路素子の電極パッドとを、該基板の電極パッド上に形成した、突出高さの異なる複数のはんだバンプを介して接続する電子回路装置の製造方法であって、前記複数のはんだバンプの突出高さに合わせてそれぞれ内容積を異ならせた孔を有する絶縁膜が形成されるとともに、前記孔によって前記回路素子の電極パッドの少なくとも一部が露出され、かつ、前記孔内側壁に金属膜が形成された前記基板と、前記回路素子とを用意するステップと、前記基板の電極パッド上に突出高さの異なる複数のはんだバンプを形成するステップと、前記基板と前記回路素子とを、前記はんだバンプを介して接続するステップと、を有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の電子回路装置の製造方法の特定の局面においては、前記はんだバンプを形成するステップは、前記孔に対応する位置に貫通孔が形成されたメタルマスクを介して前記孔にはんだペーストを充填し、続いて前記はんだペーストを加熱溶融させた後に冷却固化させることを特徴する。
【００１８】
また、本発明の電子回路装置の製造方法の特定の局面においては、前記孔の断面積は前記メタルマスクの貫通孔の断面積よりも小さく形成されることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の電子回路装置の製造方法の特定の局面においては、前記はんだバンプを形成するステップは、はんだボールを該はんだボールの直径よりも外径の小さい前記孔上に配置した後に前記はんだボールを加熱溶融させ、溶融した前記はんだボールを前記孔に充填した後に冷却固化させることを特徴とする。
【００２０】
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の電子回路装置および電子回路装置の製造方法の第１の実施例について、図１−１、図１−２、および図２に基づいて説明する。図１−１、図１−２は、本発明の第１の実施例である電子回路装置１の製造方法を示す断面図である。図２は、図１−２（ｆ）のはんだバンプ部分を拡大した断面図である。
【００２２】
まず、図１−１（ａ）に示す回路素子３と、図１−２（ｆ）に示す基板２とを用意する。基板２は積層のプリント配線基板であり、図示を省略したが一方主面側には金属配線が複数形成され、この金属配線の所定位置には下層からＣｕ、Ｎｉ、Ａｕの３層からなる厚さが約５μｍ、１辺が８０μｍの正方形状の電極パッド５ａ、５ｂが形成されている。また、電極パッド５ｂの下層には、厚さが１８μｍの内層電極１６が形成されているため、電極パッド５ａよりも高い位置にあり、電極パッド５ｂの表面と電極パッド５ａの表面との高低差（ｔ１）は１８μｍである。
【００２３】
回路素子３は半導体素子であり、一方主面側には所定の機能部が形成され、電極パッド６ａ、６ｂはこの機能部に接続されている。電極パッド６ａは電極パッド５ａ、電極パッド６ｂは電極パッド５ｂと対応しており、それぞれ厚さが１μｍのＡｌで形成され、１辺が１００μｍの正方形状である。保護膜７は、電極パッド６ａ、６ｂがそれぞれφ５０μｍ、φ６０μｍ露出される孔が形成された、厚さが１μｍのＳｉＮ膜からなる。
【００２４】
次に、保護膜７上にポリイミドなどの有機系絶縁材料からなる絶縁膜８を形成し、フォトリソグラフィのプロセスによって孔９ａ、９ｂを形成した（図１−１（ｂ））。孔９ａは底面がφ５０μｍで高さ８０μｍの円柱状、孔９ｂは底面がφ６０μｍで高さ８０μｍの円柱状であり、保護膜７の孔と同じ位置に同形状のものが形成されている。
【００２５】
次に、一般的な蒸着プロセス、具体的にはリフトオフ法により孔９ａ内側壁および電極パッド６ａ上、孔９ｂ内側壁および電極パッド６ｂ上とに多層の金属膜１０を形成した（図１−１（ｃ））。図２に示すように、この金属膜１０は、下層から順に密着層１２０としてＴｉ、拡散防止層１３０としてＮｉ、酸化防止層１４０としてＡｕが積層された多層構造をなしている。密着層１２０は電極パッド６ａ、６ｂと拡散防止層１３０とを密着させ、拡散防止層１３０は後述するはんだバンプ４ａ、４ｂのはんだの拡散を防止し、酸化防止層１４０は拡散防止層１３０の酸化を防止し、はんだの濡れ性を良くする層として機能する。また、この密着層１２０、拡散防止層１３０、酸化防止層１４０の厚さはそれぞれ０．２μｍ、２．０μｍ、０．１μｍである。また、この金属膜１０を形成した後の孔９ａの内容積は１．６×１０−１３ｍ３、孔９ｂの内容積は２．３×１０−１３ｍ３である。
【００２６】
次に、孔９ａ、９ｂに対応する位置にそれぞれφ１００μｍの貫通孔を有する厚さ５０μｍのメタルマスク１４を介し、スキージ１５を用いて孔９ａ、９ｂにＳｎ−Ａｇ共晶はんだ（融点２２７℃）からなるはんだペースト１２をスクリーン印刷により隙間なく充填した（図１−２（ｄ））。はんだペースト１２のフラックスとはんだとの体積比は１：１であり、このときメタルマスク１４の貫通孔および孔９ａに供給されたはんだペースト１２の体積は５．５×１０−１３ｍ３であり、メタルマスクの貫通孔および孔９ｂに供給されたはんだの体積は２．７５×１０−１３ｍ３である。
【００２７】
続いて、はんだペースト１２を加熱溶融させた後、冷却固化させることによりはんだバンプ４ａ、４ｂを形成した（図１−２（ｅ））。このとき、はんだペースト１２の加熱溶融によってはんだペースト１２のフラックスが蒸発するため、はんだバンプ４ａ、４ｂの体積は、はんだペースト１２の体積の１／２となる。また、はんだバンプ４ａ、４ｂはそれぞれ孔９ａ、９ｂを隙間なく充填し、孔９ａ、９ｂ上に突出するように形成される。また、はんだバンプ４ａ、４ｂは、例えば半球状等、球形の一部をなすように突出している。このとき、孔９ａ、９ｂの内容積を異ならせているため、はんだバンプ４ａ、４ｂは、それぞれ孔９ａ上に絶縁膜８の表面からの突出高さ（以下、はんだバンプ４ａの突出高さ）５０μｍ、孔９ｂ上に絶縁膜８の表面からの突出高さ（以下、はんだバンプ４ｂの突出高さ）３２μｍ突出している。すなわち、はんだバンプ４ａの頂点とはんだバンプ４ｂの頂点との高低差（ｔ２）は１８μｍである。
【００２８】
次に、基板２の電極パッド５ａ、５ｂと回路素子３の電極パッド６ａ、６ｂとを、はんだバンプ４ａ、４ｂを介して接続した（図１−２（ｆ））。このとき、フリップチップ実装機のノズルで回路素子３を吸着し、はんだバンプ４ａ、４ｂにフラックスを転写して電極パッド５ａ、５ｂに対応させて回路素子３を基板２に配置した。ここで、上述したように電極パッド５ｂは、電極パッド５ａよりも１８μｍ高い位置に形成されている。しかし、はんだバンプ４ｂの突出高さは、はんだバンプ４ａの突出高さよりも１８μｍ低くされているため、電極パッド５ａと電極パッド６ａ、電極パッド５ｂと電極パッド６ｂとは相互に隙間なく対応させて配置することができる。
【００２９】
続いて基板２をリフロー装置の加熱炉内部に搬入し、加熱炉内部を常温から１５０℃まで１秒間に２℃の昇温速度で昇温させた後１５０℃で９０秒間加熱した。次に、加熱炉内部を１５０℃から２５０℃まで１秒間に２℃の昇温速度で昇温させた後、２５０℃で基板２を２０秒間加熱した。さらに、基板２をリフロー装置の冷却炉内部に移動させて１秒間に２℃の降温速度で降温させて常温に戻すことではんだバンプ４ａ、４ｂを冷却固化させた。また、本実施例においては、酸化防止のため、リフロー装置の加熱炉および冷却炉内は酸素濃度１，０００ｐｐｍ以下の窒素雰囲気とした。
【００３０】
以上のステップを経て図１−２（ｆ）に示す電子回路装置１を得た。この電子回路装置１は、基板２の電極パッド５ａ、５ｂと回路素子３の電極パッド６ａ、６ｂとがそれぞれはんだバンプ４ａ、４ｂによって電気的、機械的に接続される構成となっている。
【００３１】
上述のように本実施例の電子回路装置１の製造方法によれば、互いに内容積を異ならせた孔９ａ、９ｂを有する絶縁膜８を形成し、かつ、孔９ａ、９ｂ内側壁に金属膜を形成する。これにより、同一の回路素子３上に互いに突出高さの異なる、所望の突出高さの複数のはんだバンプ４ａ、４ｂを形成することができる。また、はんだバンプ４ａ、４ｂを形成する際にはんだが濡れ性良く広がり、孔９ａ、９ｂ内に隙間なく充填することができる。従って、従来のように凹版を用いたり、はんだペースト４を２度塗りしたりすることなく、同一回路素子３上に異なる突出高さの微小径のはんだバンプ４ａ、４ｂを生産性良く確実に形成することができ、高密度実装を実現した信頼性の高い電子回路装置１を提供することができる。
【００３２】
図３は、上述した第１の実施例において絶縁膜８の厚さを複数設定し、メタルマスク１４を用いて形成したはんだバンプ４ａの突出高さを示すグラフである。このとき、孔９ａはいずれも底面がφ５０μｍに設定されている。図３から、例えば絶縁膜８の厚さを８０μｍに設定した本実施例では、はんだバンプ４ａの突出高さは５０μｍになることがわかった。また、絶縁膜８の厚さを５０μｍから１００μｍへと厚くしていくと、はんだバンプ４ａの突出高さは５６μｍから４７μｍへと低くなることがわかった。すなわち、絶縁膜８をより厚く形成することではんだバンプ４ａの突出高さをより低くすることができ、突出高さの低い分より微小径のはんだバンプ４ａを形成することができる。
【００３３】
以上から、絶縁膜をより厚く形成することではんだバンプの突出高さをより低くすることができ、突出高さの低い分より微小径のはんだバンプを形成することができる。従って、高密度実装を実現した電子回路装置１を製造することができる。
【００３４】
次に、本発明の電子回路装置および電子回路装置の製造方法の第２の実施例について説明する。図４は、本発明の第２の実施例である電子回路装置１１の製造方法を示す断面図である。
【００３５】
本実施例のはんだバンプ４ａ´、４ｂ´は、図４（ａ）に示すはんだボール１３を用いて形成する。本実施例は、図４（ａ）に示す電極パッド６ａ´、６ｂ´が１辺４００μｍの正方形状であり、図４（ｃ）に示す電極パッド５ａ´、５ｂ´が一辺２５０μｍの正方形状である点が第１の実施例とは異なる。また、保護膜７´および絶縁膜８´が、電極パッド６ａ´をφ２００μｍ、電極パッド６ｂ´をφ３００μｍ露出させて電極パッド６ａ´、６ｂ´の端部を被覆するように形成されている点が第１の実施例とは異なる。この金属膜１０を形成した後の孔９ａ´の内容積は、３．１×１０−１２ｍ３、孔９ｂ´の内容積は７．１×１０−１２ｍ３である。
【００３６】
図４（ｃ）に示す基板２´には、下層からＣｕ、Ｎｉ、Ａｕの３層からなる厚さが約５μｍ、１辺が２５０μｍの正方形状の電極パッド５ａ´、５ｂ´が形成されている。また、電極パッド５ｂ´の下層には、厚さが４０μｍの内層電極１６´と絶縁層が形成されているため、電極パッド５ａ´よりも高い位置にあり、電極パッド５ｂ´の表面と電極パッド５ａ´の表面との高低差（ｔ１´）は４０μｍである。
【００３７】
電子回路装置１１において、上述の電子回路装置１の製造方法が同一である部分については、図１−１（ａ）、図１−１（ｂ）、図１−１（ｃ）の説明を援用することで説明を省略する。
【００３８】
次に、電極パッド６ａ´、６ｂ´上に金属膜１０を介してはんだバンプ４ａ´、４ｂ´を形成するステップ以降の説明を行なう。まず、はんだボール搭載機を用いてＳｎ−Ａｇの共晶はんだ（融点２２７℃）からなるφ３００μｍのはんだボール１３を孔９ａ´、９ｂ´の外径部分に支持されるようにして孔９ａ´、９ｂ´上に配置した（図４（ａ））。続いて、孔９ａ´、９ｂ´上に配置したはんだボール１３を加熱溶融させた後、冷却固化させた。これにより、孔９ａ´、９ｂ´を隙間なく充填し、孔９ａ´、９ｂ´上に球形の一部をなすように突出するはんだバンプ４ａ´、４ｂ´が形成される。このとき、孔９ａ´、９ｂ´の内容積を異ならせているため、はんだバンプ４ａ´、４ｂ´は、孔９ａ´上に絶縁膜８´の表面からの突出高さ２４６μｍ、孔９ｂ´上に絶縁膜８´の表面からの突出高さ２０６μｍに形成された（図４（ｂ））。すなわち、はんだバンプ４ａ´の頂点とはんだバンプ４ｂ´の頂点との高低差（ｔ２´）は４０μｍである。
【００３９】
次に、基板２´の電極パッド５ａ´、５ｂ´と回路素子３´の電極パッド６ａ´、６ｂ´とをはんだバンプ４ａ´、４ｂ´を介して接続した。はんだバンプ４ａ´、４ｂ´をリフロー装置内で加熱溶融および冷却固化する条件は、上述した加熱溶融および冷却固化の条件と同じとした。ここで、上述したように電極パッド５ｂ´は、電極パッド５ａ´よりも４０μｍ高い位置に形成されている。しかし、はんだバンプ４ｂ´の突出高さは、はんだバンプ４ａ´の突出高さよりも４０μｍ低くされている。そのため、電極パッド５ａ´と電極パッド６ａ´、電極パッド５ｂ´と電極パッド６ｂ´とは相互に隙間なく対応させて配置することができる。
【００４０】
以上のステップを経て図４（ｃ）に示す電子回路装置１１を得た。
【００４１】
この電子回路装置１１の製造方法によれば、電子回路装置１の製造方法と同様の効果を得ることができる。
【００４２】
図５は、上述した第２の実施例において絶縁膜８´の厚さを複数設定し、はんだボール１３を用いて形成したはんだバンプ４ａ´の突出高さを示すグラフである。このとき、孔９ａ´はいずれも底面がφ２００μｍに設定されている。図５から、例えば、絶縁膜８´の厚さを８０μｍに設定した本実施例でははんだバンプ４ａ´の突出高さは２４６μｍになることがわかる。また、絶縁膜の厚さを５０μｍから１５０μｍへと厚くしていくと、はんだバンプ４ａ´の突出高さは２５４μｍから２２４μｍへと低くなることがわかった。
【００４３】
以上から、絶縁膜をより厚く形成することではんだバンプの突出高さをより低くすることができ、突出高さの低い分より微小径のはんだバンプを形成することができる。従って、高密度実装を実現した電子回路装置を製造することができる。
【００４４】
次に、本発明の電子回路装置の第３の実施例について図６に基づいて説明する。図６は、電子回路装置１１１の断面図である。
【００４５】
本実施例の絶縁層８は、基板２上に形成されている。また、孔９ａ、９ｂはそれぞれ電極パッド５ａ、５ｂ上に形成され、金属膜１０は孔９ａおよび電極パッド５ａ上、孔９ｂおよび電極パッド５ｂ上に形成されている。この電子回路装置４０において、実施例１の電子回路装置１と構成が同じである部分については同じ符号を付すことで説明を省略する。
【００４６】
この第３の実施例の電子回路装置１１１によれば、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
第１の実施例および第２の実施例では、金属膜１０は孔９ａ、９ｂ（９ａ´、９ｂ´）内側壁および電極パッド６ａ、６ｂ（６ａ´、６ｂ´）上に形成されたが、本発明はこれに限定されるものではなく、金属膜１０は電極パッド６ａ、６ｂ（６ａ´、６ｂ´）上に形成されなくても良い。
【００４８】
第１の実施例および第２の実施例では、金属膜１０は下層から順に密着層１２０としてＴｉ、拡散防止層１３０としてＮｉ、酸化防止層１４０としてＡｕを積層して多層構造をなすように形成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、拡散防止層１３０としてはＰｔが用いられても良い。また、金属膜１０としてＡｕやＣｕが単層で形成されても良い。
【００４９】
第１の実施例および第２の実施例では、基板２、２´はそれぞれ積層のプリント配線基板から形成されたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば積層セラミック基板等を用いても良い。
【００５０】
第１の実施例および第２の実施例では、はんだバンプ４ａ、４ｂ（４ａ´、４ｂ´）はＳｎ−Ａｇ共晶はんだから形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。はんだバンプは、はんだペーストまたははんだボールとして供給可能なはんだ組成のものであれば形成することができ、例えばＳｎ−Ｃｕ系はんだ、Ｓｎ−Ｐｂ系はんだ、Ｓｎ−Ｓｂ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだ等を用いることができる。
【００５１】
第１の実施例および第２の実施例では、電極パッド６ａ、６ｂ（６ａ´、６ｂ´）は下層からＣｕ、Ｎｉ、Ａｕの３層から構成されたが、本発明はこれに限定されるものではない。電極パッドは、はんだに濡れる金属材料から構成されれば良く、例えばＴｉ、Ｃｕ等から構成されても良い。
【００５２】
第１の実施例および第２の実施例では、孔９ａ、９ｂ（９ａ´、９ｂ´）は円形状としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、正方形、楕円形、三角形などの孔形状を有していても良い。
【００５３】
第１の実施例および第２の実施例では保護膜７、７´をＳｉＮ膜で形成したが、ＳｉＯ２膜などで形成しても良い。
【００５４】
第１の実施例では、孔９ａ、９ｂの断面積は、メタルマスク１４の貫通孔の断面積はよりも小さく形成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、孔９ａ、９ｂの断面積とメタルマスク１４の貫通孔の断面積とは同じにされても良い。
【００５５】
第２の実施例では、孔９ａ´、９ｂ´の外径は、はんだボールの直径よりも小さくされたが、本発明はこれに限定されるものではなく、孔９ａ´、９ｂ´の外径は、はんだボールの直径よりも大きくされても良い。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の電子回路装置および電子回路装置の製造方法によれば、回路素子あるいは基板の電極パッド上に、電極パッドの少なくとも一部が露出する、互いに内容積の異なる孔を有する絶縁膜を形成し、孔内側壁に金属膜を形成する。これにより、同一の回路素子上あるいは同一の基板上に互いに突出高さを異ならせたより微小径のはんだバンプを生産性良く確実に形成し、かつ、導通不良などの不具合の発生を低減して高密度実装を実現可能にした、信頼性の高い電子回路装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１−１】本発明の電子回路装置の製造方法の第１の実施例を示す断面図である。
【図１−２】本発明の電子回路装置の製造方法の第１の実施例を示す断面図である。
【図２】図１−２（ｆ）において回路素子側の孔を拡大した断面図である。
【図３】図１−１および図１−２に示す電子回路装置の製造方法において絶縁膜の厚さを複数設定して形成したはんだバンプの突出高さを示すグラフである。
【図４】本発明の電子回路装置の製造方法の第２の実施例を示す断面図である。
【図５】本発明の電子回路装置の製造方法の第２の実施例において絶縁膜の厚さを複数設定して形成したはんだバンプの突出高さを示すグラフである。
【図６】本発明の電子回路装置の第３の製造方法により製造した電子回路装置の断面図である。
【符号の説明】
１、１１、１１１    電子回路装置
２、２´    基板
３、３´    回路素子
４ａ、４ｂ、４ａ´、４ｂ´    はんだバンプ
５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂ、５ａ´、５ｂ´、６ａ´、６ｂ´    電極パッド
７、７´    保護膜
８、８´    絶縁膜
９ａ、９ｂ、９ａ´、９ｂ´    孔
１０    金属膜
１２    はんだペースト
１３    はんだボール
１４    メタルマスク
１５    スキージ
１６、１６´    内層電極
【図１−１】
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【図１−２】
2004342904.tif 000004
【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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