(57)【要約】【課題】本発明の目的は、層間剥離の生じない又は生じにくい積層配線基板を簡単に形成することにある。【解決手段】熱硬化性樹脂前駆体により第１の受理層１０を形成する。第１の受理層１０上に、導電性微粒子を含む分散液により、第１の配線層１４を形成する。第１の受理層１０及び第１の配線層１４上に、熱硬化性樹脂前駆体により第２の受理層２０を形成する。第２の受理層２０上に、導電性微粒子を含む分散液により、第２の配線層２６を形成する。熱によって、第１及び第２の受理層１０，２０の熱硬化性樹脂前駆体を硬化反応させ、第１及び第２の配線層１４，２６の連続部分において導電性微粒子を相互に結合させる。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性樹脂前駆体により第１の受理層を形成すること、
前記第１の受理層上に、導電性微粒子を含む分散液により、第１の配線層を形成すること、
前記第１の受理層及び前記第１の配線層上に、熱硬化性樹脂前駆体により第２の受理層を形成すること、
前記第２の受理層上に、導電性微粒子を含む分散液により、第２の配線層を形成すること、及び、
熱によって、前記第１及び第２の受理層の前記熱硬化性樹脂前駆体を硬化反応させ、前記第１及び第２の配線層の連続部分において前記導電性微粒子を相互に結合させること、
を含む積層配線基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の積層配線基板の製造方法において、
前記第２の受理層の形成前に、前記第１の配線層を、前記第１の受理層の前記熱硬化性樹脂前駆体が硬化反応する温度よりも低い温度で加熱することをさらに含む積層配線基板の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の積層配線基板の製造方法において、
前記導電性微粒子は、相互反応を抑制するためのコート材で被覆された状態で分散媒に分散されてなり、
前記第２の受理層の形成前に行う加熱工程で、前記コート材を分解する積層配線基板の製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の積層配線基板の製造方法において、
前記第２の受理層の前記熱硬化性樹脂前駆体は、硬化反応前に、感光性を有し、
熱による硬化反応前に、前記感光性を利用した前記第２の受理層のパターニングをさらに含む積層配線基板の製造方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の積層配線基板の製造方法において、
熱硬化性樹脂前駆体としてポリイミド前駆体を使用し、前記熱によって前記ポリイミド前駆体を重合させる積層配線基板の製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の積層配線基板の製造方法において、
前記導電性微粒子を含む前記分散液を吐出して、前記第１及び第２の配線層を形成する積層配線基板の製造方法。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の積層配線基板の製造方法において、
前記第１の受理層を基材上に形成する積層配線基板の製造方法。
【請求項８】
請求項７記載の積層配線基板の製造方法において、
前記第１及び第２の受理層の前記熱硬化性樹脂前駆体を硬化反応させ、前記第１及び第２の配線層の前記導電性微粒子を連続部分において相互に結合させた後に、前記基材を前記第１の受理層から除去することをさらに含む積層配線基板の製造方法。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の方法により製造されてなる積層配線基板。
【請求項１０】
請求項９記載の積層配線基板と、
前記積層配線基板と電気的に接続された半導体チップと、
を有する半導体装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の半導体装置を有する電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層配線基板及びその製造方法、半導体装置並びに電子機器に関する。
【０００２】
【発明の背景】
従来、プリント配線板は、基材に銅箔を貼りエッチングにより配線を形成することで製造されていた。基材としてポリイミドが使用されることが多く、ポリイミド同士は密着性が低いので多層基板を製造することが難しかった。
【０００３】
近年、表面処理の施された基材に金属インクを吐出して配線を形成する技術が開発されている。表面処理として、フッ素被膜を基材に形成し（ＦＡＳ（Ｆｌｕｏｒｉｃ  Ａｌｋｙｌ  Ｓｉｌａｎｅ）処理）、これを多孔質にすることで金属インクの表面張力をコントロールする場合、配線と基材との密着性を高めることが難しい。したがって、基材を積層しても層間剥離が生じやすいので、信頼性の高い多層基板の製造が難しかった。あるいは、フッ素被膜を積層することができないので、積層構造を得ることができない場合があった。
【０００４】
または、表面処理として、ポリビニルアルコールを基材に塗布して膨潤性の受理層を形成する方法や、水酸化アルミニウムを基材に塗布して多孔質の受理層を形成する方法では、受理層が高い吸水性を有するために水分を含みやすく多層基板の内層として好ましくない。また、この場合も、配線と基材との密着性を高めることが難しいので、基材を積層しても層間剥離が生じやすいので、信頼性の高い多層基板の製造が難しかった。
【０００５】
本発明の目的は、層間剥離の生じない又は生じにくい積層配線基板を簡単に形成することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明に係る積層配線基板の製造方法は、熱硬化性樹脂前駆体により第１の受理層を形成すること、
前記第１の受理層上に、導電性微粒子を含む分散液により、第１の配線層を形成すること、
前記第１の受理層及び前記第１の配線層上に、熱硬化性樹脂前駆体により第２の受理層を形成すること、
前記第２の受理層上に、導電性微粒子を含む分散液により、第２の配線層を形成すること、及び、
熱によって、前記第１及び第２の受理層の前記熱硬化性樹脂前駆体を硬化反応させ、前記第１及び第２の配線層の連続部分において前記導電性微粒子を相互に結合させること、
を含む。本発明によれば、導電性微粒子を含む分散液を設けるときに、第１の受理層は未だ硬化反応前の状態であるから、にじみや溜まり（Ｂｕｌｇｅ）の発生を抑制することができる。また、第１及び第２の受理層は、熱硬化するときに相互に反応するので層間剥離が生じない又は生じにくい。さらに、熱硬化した第１又は第２の受理層と、相互に結合した導電性微粒子を含む第１又は第２の配線層とは密着性が高い。そのため、信頼性の高い積層配線基板を簡単に製造することができる。
（２）この積層配線基板の製造方法において、
前記第２の受理層の形成前に、前記第１の配線層を、前記第１の受理層の前記熱硬化性樹脂前駆体が硬化反応する温度よりも低い温度で加熱することをさらに含んでもよい。
（３）この積層配線基板の製造方法において、
前記導電性微粒子は、相互反応を抑制するためのコート材で被覆された状態で分散媒に分散されてなり、
前記第２の受理層の形成前に行う加熱工程で、前記コート材を分解してもよい。
（４）この積層配線基板の製造方法において、
前記第２の受理層の前記熱硬化性樹脂前駆体は、硬化反応前に、感光性を有し、
熱による硬化反応前に、前記感光性を利用した前記第２の受理層のパターニングをさらに含んでもよい。
（５）この積層配線基板の製造方法において、
硬化反応前の前記熱硬化性樹脂前駆体としてポリイミド前駆体を使用し、前記熱によって前記ポリイミド前駆体を重合させてもよい。
（６）この積層配線基板の製造方法において、
前記導電性微粒子を含む前記分散液を吐出して、前記第１及び第２の配線層を形成してもよい。
（７）この積層配線基板の製造方法において、
前記第１の受理層を基材上に形成してもよい。
（８）この積層配線基板の製造方法において、
前記第１及び第２の受理層の前記熱硬化性樹脂前駆体を硬化反応させ、前記第１及び第２の配線層の前記導電性微粒子を連続部分において相互に結合させた後に、前記基材を前記第１の受理層から除去することをさらに含んでもよい。
（９）本発明に係る積層配線基板は、上記方法によって製造されてなる。
（１０）本発明に係る半導体装置は、上記積層配線基板と、
前記積層配線基板と電気的に接続された半導体チップと、
を有する。
（１１）本発明に係る電子機器は、上記半導体装置を有する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【０００８】
（第１の実施の形態）
図１（Ａ）〜図４（Ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係る積層配線基板の製造方法を説明する図である。本実施の形態では、図１（Ａ）に示すように、熱硬化性樹脂前駆体（例えば、ポリイミド前駆体やエポキシ樹脂前駆体等の有機材料）によって、第１の受理層１０を形成する。熱硬化反応前であるため、熱硬化性樹脂前駆体は、液状又はペースト状であってもよく、第１の受理層１０は粘性を持っていてもよい。第１の受理層１０を形成する材料は、感光性を有してもよい。第１の受理層１０は、熱硬化性樹脂前駆体をスピンコートによって拡げることで形成してもよいし、熱硬化性樹脂前駆体の吐出（例えば、その液滴の吐出）によって形成してもよい。必要に応じて、第１の受理層１０の乾燥（例えば、１５０℃で１０分間）を行ってもよい。第１の受理層１０は、表面が平坦になるように形成してもよい。第１の受理層１０は絶縁性を有し、第１の絶縁層ということができる。
【０００９】
第１の受理層１０は、基材（例えば基板）１２上に形成してもよい。基材１２は、銅などの金属であってもよいし、ポリイミドやエポキシ等の樹脂であってもよいし、ガラスであってもよい。
【００１０】
図１（Ｂ）に示すように、第１の受理層１０上に第１の配線層１４を形成する。第１の配線層１４は、導電性微粒子を含む分散液（例えば、金属インク）によって形成する。導電性微粒子は、金や銀等の酸化しにくく、電気抵抗の低い材料から形成されていてもよい。金の微粒子を含む分散液として、真空冶金株式会社の「パーフェクトゴールド」、銀の微粒子を含む分散液として、同社の「パーフェクトシルバー」を使用してもよい。なお、微粒子とは、特に大きさを限定したものではなく、分散媒とともに吐出できる粒子である。第１の配線層１４の形成は、インクジェット法やバブルジェット（登録商標）法などの導電性微粒子を含む分散液の吐出（例えば、その液滴の吐出）によって行ってもよいし、マスク印刷やスクリーン印刷によって行ってもよい。導電性微粒子は、反応を抑制するために、コート材によって被覆されていてもよい。分散媒は、乾燥しにくく再溶解性のあるものであってもよい。導電性微粒子は、分散媒中に均一に分散していてもよい。
【００１１】
本実施の形態によれば、導電性微粒子を含む分散液は、熱硬化性樹脂前駆体上に設けられるので、第１の配線層１４を形成するときに、にじみや溜まり（Ｂｕｌｇｅ）の発生を抑制することができる。第１の配線層１４を乾燥させて、分散媒を揮発させ、導電性微粒子（あるいは導電性微粒子及びコート材）を残してもよい。乾燥は、室温以上１００℃以下の温度で行ってもよい。
【００１２】
図１（Ｃ）に示すように、第１の受理層１０を構成する熱硬化性樹脂前駆体の熱硬化反応が生じる温度よりも低い温度（例えば２００℃程度）で、第１の配線層１４を加熱してもよい。これにより、導電性微粒子を被覆するコート材を分解してもよい。コート材を分解するときにガスが生じる場合がある。
【００１３】
図１（Ｄ）に示すように、第１の配線層１４及び第１の受理層１０上に第２の受理層２０を形成する。第２の受理層２０は、熱硬化性樹脂前駆体によって形成する。第２の受理層２０の材料及び形成方法は、第１の受理層１０の内容が該当してもよい。さらに、第２の受理層２０は、硬化反応前に、感光性を有していてもよい。第２の受理層２０は絶縁性を有し、第２の絶縁層ということができる。
【００１４】
図２（Ａ）に示すように、第２の受理層２０上にマスク層２２を形成してもよい。マスク層２２は、第２の受理層２０に形成するコンタクトホール２４に対応するように形成する。例えば、光（例えば紫外線）に感応して硬化する材料で第２の受理層２０を形成する場合、コンタクトホール２４の形成位置にマスク層２２を形成する。マスク層２２は、樹脂の吐出又は印刷によって形成してもよい。
【００１５】
図２（Ｂ）に示すように、第２の受理層２０に光（例えば紫外線）を照射して、第２の受理層２０のマスク層２２から露出した部分を硬化させる。この場合、第２の受理層２０の硬化は、現像可能な程度に硬化しているが硬化反応（重合又は架橋結合）が完全に終わっていない状態（例えば粘性を有する状態）で止める。そして、現像を行って、図２（Ｃ）に示すように、第２の受理層２０にコンタクトホール２４を形成する。このように、第２の受理層２０はパターニングしてもよい。パターニングには、第２の受理層２０の感光性を利用してもよい。
【００１６】
図２（Ｄ）に示すように、第２の受理層２０上に第２の配線層２６を形成する。第２の配線層２６は、導電性微粒子を含む分散液によって形成する。第２の配線層２６の材料及び形成方法は、上述した第１の配線層１４の内容が該当してもよい。第２の配線層２６は、コンタクトホール２４を介して、第１の配線層１４に接触するように形成する。第２の配線層２６を、導電性微粒子を含む分散液で形成する場合、これをコンタクトホール２４に吐出してもよい。
【００１７】
図３（Ａ）に示すように、第１及び第２の受理層１０，２０を構成する熱硬化性樹脂前駆体の熱硬化反応が生じる温度よりも低い温度（例えば２００℃程度）で、第２の配線層２６を加熱してもよい。これにより、導電性微粒子を被覆するコート材を分解してもよい。コート材を分解するときにガスが生じる場合がある。
【００１８】
図３（Ｂ）に示すように、第２の配線層２６及び第２の受理層２０上に第３の受理層３０を形成してもよい。第３の受理層３０は、熱硬化性樹脂前駆体によって形成する。第３の受理層３０の材料及び形成方法は、第１の受理層１０の内容が該当してもよい。さらに、第３の受理層３０は、硬化反応前に、感光性を有していてもよい。第３の受理層３０は絶縁性を有し、第３の絶縁層ということができる。
【００１９】
図３（Ｃ）に示すように、第３の受理層３０にコンタクトホール３２を形成してもよい。その形成方法は、第２の受理層２０のコンタクトホール２４の形成方法を適用してもよい。コンタクトホール３２には、図４（Ａ）に示すように、コンタクトポスト３４を形成してもよい。コンタクトポスト３４の材料及び形成方法は、第１の配線層１４の材料及び形成方法を適用してもよい。
【００２０】
次に、第１及び第２の受理層１０，２０に熱を供給する。熱は、第１及び第２の受理層１０，２０を構成する熱硬化性樹脂前駆体を硬化反応（例えば重合）させる温度（例えば、３００〜４００℃程度）である。これにより、熱硬化性樹脂前駆体は、不融不溶の樹脂（熱硬化性樹脂）となる。例えば、ポリイミド前駆体はポリイミドとなり、エポキシ樹脂前駆体はエポキシ樹脂となる。第１及び第２の受理層１０，２０は、相互に硬化反応して、強固に結合する。
【００２１】
図４（Ｂ）に示すように、熱硬化反応によって、第１及び第２の受理層１０，２０（あるいはさらに第３の受理層３０）は、界面がなくなって、一体的な絶縁層４０を形成してもよい。こうすることで、第１及び第２の受理層１０，２０（あるいはさらに第３の受理層３０）の層間剥離が生じない。
【００２２】
熱は、第１及び第２の配線層１４，２６の連続部分において導電性微粒子を相互に結合（例えば焼結）させる温度（例えば、３００〜６００℃程度）であってもよい。熱の供給時間は１時間程度であってもよい。導電性微粒子は、導電膜又は導電層となる。熱硬化性樹脂前駆体が硬化し導電性粒子が相互に結合すると、第１及び第２の配線層１４，２６と絶縁層４０（詳しくは、第１の配線層１４と第１及び第２の受理層１０，２０、あるいは第２の配線層２６と第２及び第３の受理層２０，３０）とは密着性が高くなるので、信頼性の高い積層配線基板が得られる。なお、コンタクトポスト３４も、同様に、その導電性微粒子を相互に結合（例えば焼結）させてもよい。
【００２３】
図４（Ｃ）に示すように、コンタクトポスト３６上に端子部３８を形成してもよい。端子部３８は、コンタクトポスト３６の上面よりも大きくなるように形成してもよい。その場合、端子部３８の周縁部が絶縁層４０（あるいは第３の受理層３０）上に載っていてもよい。端子部３８は、ＮｉやＣｕなどの無電解めっき等によって形成することができる。
【００２４】
さらに、図４（Ｃ）に示すように、基材１２を第１の受理層１０から除去してもよい。例えば、基材１２として銅板を使用し、塩化第二鉄などのエッチング液に基材１２を浸漬してこれを溶解してもよい。この工程は、熱硬化性樹脂前駆体（第１、第２及び第３の受理層１０，２０，３０）を硬化反応させ、導電性微粒子（第１及び第２の配線層１４，２６の連続部分）を相互に結合させた後に行う。
【００２５】
本実施の形態によれば、第１及び第２の配線層１４，２６と絶縁層４０の密着性が高い。そのため、信頼性の高い積層配線基板を簡単に製造することができる。
【００２６】
（第２の実施の形態）
図５（Ａ）〜図５（Ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る積層配線基板の製造方法を説明する図である。本実施の形態では、上述した第１の受理層１０上に第１の配線層５０を形成する。また、上述した基材１２を使用してもよい。第１の配線層５０は、コンタクトポスト５２を有するように形成する。そして、第１の受理層１０を構成する熱硬化性樹脂前駆体の熱硬化反応が生じる温度よりも低い温度（例えば２００℃程度）で、第１の配線層５０を加熱してもよい。これにより、導電性微粒子を被覆するコート材を分解してもよい。コート材を分解するときにガスが生じる場合がある。
【００２７】
次に、第１の配線層５０及び第１の受理層１０上に、第２の受理層５４を形成する。第２の受理層５４はコンタクトポスト５２を覆ってもよい。第２の受理層５４の材料及び形成方法は、第１の実施の形態で説明した第２の受理層２０の内容を適用してもよい。
【００２８】
続いて、第２の受理層５４から少なくともコンタクトポスト５２の上面を露出させる。第２の受理層５４が薄くなるようにその表面部を除去してもよい。第２の受理層５４の表面部を溶解させてもよい。
【００２９】
図５（Ｂ）に示すように、第２の受理層５４上に第２の配線層５６を形成する。第２の配線層５６の材料及び形成方法は、第１の実施の形態で説明した第２の配線層２６の内容を適用してもよい。第２の配線層５６は、コンタクトポスト５２上を通るように形成する。
【００３０】
その後、熱によって、第１及び第２の受理層１０，５４の熱硬化性樹脂前駆体を硬化反応させ、第１及び第２の配線層５０，５６の連続部分において導電性微粒子を相互に結合させる。こうして、積層配線基板を製造することができる。本実施の形態には、第１の実施の形態で説明した内容を適用することができる。本実施の形態でも、第１の実施の形態で説明した作用効果を得ることができる。
【００３１】
（第３の実施の形態）
図６（Ａ）〜図６（Ｂ）は、本発明の第３の実施の形態に係る積層配線基板の製造方法を説明する図である。本実施の形態では、第２の実施の形態で説明したように、第１の受理層１０上に第１の配線層５０を形成し、その上に第２の受理層５４を形成する。第２の受理層５４は、コンタクトポスト５２を覆うように形成する。その他の詳細は、図５（Ａ）を参照して説明した内容と同じである。
【００３２】
図６（Ａ）に示すように、第２の受理層５４を構成する熱硬化性樹脂前駆体を熱硬化させる前に、その上に第２の配線層６０を形成する。第２の配線層６０の材料及び形成方法は、第１の実施の形態で説明した第２の配線層２６の内容を適用してもよい。この状態で、第２の配線層６０とコンタクトポスト５２との間には、第２の受理層５４の一部が介在している。
【００３３】
図６（Ｂ）に示すように、熱によって、第１及び第２の受理層１０，５４の熱硬化性樹脂前駆体を硬化反応させる。第１及び第２の受理層１０，５４は一体化した絶縁層６２となってもよい。また、熱によって、第１及び第２の配線層５０，６０の連続部分において導電性微粒子を相互に結合させる。
【００３４】
本実施の形態では、第２の受理層５４を、熱硬化（重合）によって収縮させて、コンタクトポスト５２と第２の配線層６０の間から第２の受理層５４を除去する。そして、コンタクトポスト５２と第２の配線層６０とを電気的に導通させる。こうして、積層配線基板を製造することができる。本実施の形態には、第１の実施の形態で説明した内容を適用することができる。本実施の形態でも、第１の実施の形態で説明した作用効果を得ることができる。
【００３５】
図７には、上述したいずれかの実施の形態で説明した積層配線基板１０００と、これに電気的に接続された半導体チップ１と、を有する半導体装置が示されている。この半導体装置を有する電子機器として、図８にはノート型パーソナルコンピュータ２０００が示され、図９には携帯電話３０００が示されている。
【００３６】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）〜図１（Ｄ）は、本発明の第１の実施の形態に係る積層配線基板の製造方法を説明する図である。
【図２】図２（Ａ）〜図２（Ｄ）は、本発明の第１の実施の形態に係る積層配線基板の製造方法を説明する図である。
【図３】図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係る積層配線基板の製造方法を説明する図である。
【図４】図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係る積層配線基板の製造方法を説明する図である。
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る積層配線基板の製造方法を説明する図である。
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｂ）は、本発明の第３の実施の形態に係る積層配線基板の製造方法を説明する図である。
【図７】図７は、本発明を適用した実施の形態に係る半導体装置を示す図である。
【図８】図８は、本発明を適用した実施の形態に係る半導体装置を有する電子機器を示す図である。
【図９】図９は、本発明を適用した実施の形態に係る半導体装置を有する電子機器を示す図である。
【符号の説明】
１…半導体チップ  １０…第１の受理層  １２…基材  １４…第１の配線層  ２０…第２の受理層  ２２…マスク層  ２４…コンタクトホール  ２６…第２の配線層  ３０…第３の受理層  ３２…コンタクトホール  ３４…コンタクトポスト  ３６…コンタクトポスト  ３８…端子部  ４０…絶縁層  ５０…第１の配線層  ５２…コンタクトポスト  ５４…第２の受理層  ５６…第２の配線層  ６０…第２の配線層  ６２…絶縁層
【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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