(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】軟化状態の熱可塑性樹脂によって形成されている第１の受理層１０上に、導電性微粒子を含む溶剤により、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、熱可塑性樹脂によって第２の受理層２０を、軟化した状態で形成する。軟化状態の第２の受理層２０上に、導電性微粒子を含む溶剤により、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の熱可塑性樹脂を軟化させ、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３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟化状態の熱可塑性樹脂によって形成されている第１の受理層上に、導電性微粒子を含む溶剤により、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、熱可塑性樹脂によって第２の受理層を、軟化した状態で形成すること、
軟化状態の前記第２の受理層上に、導電性微粒子を含む溶剤により、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の受理層の前記熱可塑性樹脂を軟化させ、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１の配線層に含まれる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前記溶剤に分散されてなり、
前記第２の受理層の形成前に、前記第１の配線層を加熱して、前記コート材を分解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１又は請求項２記載の積層配線基板の製造方法において、
前記導電性微粒子を含む前記溶剤を吐出して前記第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、
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が相互に結合された後に、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６】
請求項１から請求項５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７】
請求項６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８】
請求項７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、軟化状態の熱可塑性樹脂によって形成されている第１の受理層上に、導電性微粒子を含む溶剤により、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、熱可塑性樹脂によって第２の受理層を、軟化した状態で形成すること、
軟化状態の前記第２の受理層上に、導電性微粒子を含む溶剤により、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の受理層の前記熱可塑性樹脂を軟化させ、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溶剤を設けるときに、第１又は第２の受理層は軟化した状態であるから、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、軟化状態となったときに相互に密着するので層間剥離が生じない又は生じにくい。さらに、固化した第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１の配線層に含まれる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前記溶剤に分散されてなり、
前記第２の受理層の形成前に、前記第１の配線層を加熱して、前記コート材を分解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、
前記導電性微粒子を含む前記溶剤を吐出して前記第１及び第２の配線層を形成してもよい。
（４）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。
（５）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の配線層の連続部分において前記導電性微粒子が相互に結合された後に、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。
（６）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。
（７）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。
（８）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（Ｂ）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、熱可塑性樹脂（例えば、ポリアミドや熱可塑性ポリイミド等の有機材料）によって形成された第１の受理層１０を使用する。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、熱硬化性の樹脂（例えば、ポリイミドやエポキシ樹脂等）であってもよいし、ガラスであってもよい。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】
図１（Ｂ）に示すように、第１の受理層１０を熱によって軟化させる。あるいは、もともと軟化した状態の熱可塑性樹脂によって第１の受理層１０を形成してもよい。軟化した状態で、第１の受理層１０は、粘性を持っていてもよい。軟化した状態の第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溶剤（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。金の微粒子を含む溶剤として、真空冶金株式会社の「パーフェクトゴールド」、銀の微粒子を含む溶剤として、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、溶剤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溶剤の吐出（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。溶剤は、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、溶剤中に均一に分散していてもよい。
【００１０】
本実施の形態によれば、導電性微粒子を含む溶剤は、軟化した状態の熱可塑性樹脂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、溶剤を揮発させ、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。
【００１１】
図１（Ｃ）に示すように、第１の配線層１４に熱を供給してもよい。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。また、熱可塑性樹脂は、さらに軟化してもよい。
【００１２】
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、熱可塑性樹脂によって形成する。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。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。第２の受理層２０を設ける前に、少なくとも第１の配線層１４から溶剤を揮発させておく。第２の受理層２０には、コンタクトホール２４を形成する。
【００１３】
第２の受理層２０は、軟化した状態で設ける。例えば、固化した状態で第２の受理層２０を設け、これをその後軟化させてもよいし、軟化した熱可塑性樹脂によって理層２０を形成してもよい。
【００１４】
図２（Ａ）に示すように、軟化状態の第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溶剤によって形成する。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溶剤で形成する場合、これをコンタクトホール２４に吐出してもよい。
【００１５】
図２（Ｂ）に示すように、第２の配線層２６に熱を供給してもよい。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。また、第１及び第２の受理層１０，２０を形成している熱可塑性樹脂は、さらに軟化してもよい。
【００１６】
図２（Ｃ）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、熱可塑性樹脂によって形成する。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。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。第３の受理層３０にはコンタクトホール３２を形成してもよい。コンタクトホール３２には、図３（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。
【００１７】
次に、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）に熱を供給する。熱によって、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、軟化して密着する。図３（Ｂ）に示すように、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。
【００１８】
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。
【００１９】
図３（Ｃ）に示すように、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）を構成する熱可塑性樹脂が固化し、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。
【００２０】
図４（Ａ）に示すように、コンタクトポスト３４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３４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。
【００２１】
さらに、図４（Ｂ）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、熱可塑性樹脂（第１、第２及び第３の受理層１０，２０，３０）を固化させ、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。
【００２２】
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。
【００２３】
（第２の実施の形態）
図５（Ａ）〜図６（Ｃ）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、図５（Ａ）に示すように、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。第１の配線層５０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。
【００２４】
図５（Ｂ）に示すように、第１の配線層５０の導電性微粒子を被覆するコート材を熱によって分解してもよい。コート材を分解するときにガスが生じる場合がある。また、第１の受理層１０を形成している熱可塑性樹脂は、さらに軟化してもよい。
【００２５】
図５（Ｃ）に示すように、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。
【００２６】
図６（Ａ）に示すように、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。
【００２７】
図６（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。
【００２８】
図６（Ｃ）に示すように、熱によって、第１及び第２の受理層１０，５４の熱可塑性樹脂を軟化させる。これにより、一体的な絶縁層５８を形成してもよい。また、熱によって、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。
【００２９】
（第３の実施の形態）
図７（Ａ）〜図７（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（Ｃ）を参照して説明した内容と同じである。
【００３０】
図７（Ａ）に示すように、第２の受理層５４を構成する熱可塑性樹脂が軟化した状態で、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。
【００３１】
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。このときの熱によって、第１及び第２の受理層１０，５４を軟化（さらに軟化）させてもよい。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。導電性微粒子が相互に結合して導電膜又は導電層が形成された後に、第１の配線層５０及び第２の配線層６０に対して、両者を挟み込む方向に加圧力を加えてもよい。
【００３２】
こうして、図７（Ｂ）に示すように、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。
【００３３】
図８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９にはノート型パーソナルコンピュータ２０００が示され、図１０には携帯電話３０００が示されている。
【００３４】
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（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（Ｂ）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（Ｃ）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（Ｃ）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７】図７（Ａ）〜図７（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。
【図１０】図１０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  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  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  ５８…絶縁層  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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【図１０】
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