(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
段差部を有する基材の上に第１の導体膜を形成する工程と、 前記基材の全面に、所要の厚さを有する多孔質シートを貼付する工程と、  前記多孔質シートにレジストを含浸させる工程と、  前記レジストが含浸された多孔質シートを露光・現像し、所要の形状にパターニングして、前記段差部に配線パターンを形成する工程とを含み、 前記配線パターンを形成する工程は、前記レジストが含浸された多孔質シートを所要の形状にパターニングして当該形状に前記レジストが除去され、前記多孔質シートが残存したパターン部を形成する工程と、 当該パターン部に第２の導体膜を形成して配線パターンを形成する工程と、 当該レジストが含浸された多孔質シートを除去し、さらに露出した前記第１の導体膜を除去する工程とを含むことを特徴とする配線パターン形成方法。
【請求項２】
前記多孔質シートにレジストを含浸させる工程は、前記レジストを前記多孔質シートの全面にスプレー塗布することを含むことを特徴とする請求項１に記載の配線パターン形成方法。
【請求項３】
前記多孔質シートは、ポリエチレン、ポリイミド、ポリアミドイミド又はポリエーテルイミドから形成され、空孔の孔径が０．１μｍ〜２０μｍに選定され、かつ空孔率が２０％から８０％の範囲内で選定されていることを特徴とする請求項１に記載の配線パターン形成方法。
【請求項４】
電子部品を搭載する領域が凹部状に成形された基材を有するパッケージであって、  前記凹部の底面から前記基材の上面に亘る段差部に厚さの均一な配線が形成され、該配線が多孔質シートに充填された導体膜を有することを特徴とする電子部品搭載用パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線パターンを形成する技術に関し、さらに詳しくは、ＭＥＭＳ素子等の電子部品が搭載される領域が凹部（キャビティ）状に成形された基板（以下、便宜上、「パッケージ」ともいう）に配線パターンを形成する配線パターン形成方法、及びこの配線パターン形成方法を用いて作製された電子部品搭載用パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロサイズのセンサ、アクチュエータ、制御回路を集積化した微細システムであるＭＥＭＳ(Micro Electro-Mechanical Systems)素子がパッケージに搭載されるようになっている。このＭＥＭＳ素子自体のサイズは数μｍのオーダーであるが、実際に使用する場合には、ＭＥＭＳ素子をパッケージ本体である基板に搭載し、キャップで封止したパッケージ構造としている。その際、パッケージ全体のサイズ（特に、高さ方向）を小さくするため、基板上でＭＥＭＳ素子が搭載される部分を凹部（キャビティ）状に成形し、その凹部にＭＥＭＳ素子を搭載している。その場合、凹部内に搭載したＭＥＭＳ素子と基板の上面に形成される導体部分とを電気的に接続するために、凹部内の底面から基板の上面に亘って連続した配線を形成することが必要となる。
【０００３】
このような段差部（凹部内の底面から基板の上面に亘る部分）に配線を形成すると、プロセス上の理由から、その配線の膜厚が均一にならないことがある。場合によっては、段差部の上端、下端の近傍で断線するおそれがある。
【０００４】
かかる従来技術に関連する技術として、例えば、特許文献１では、基板上の凹部の側壁斜面上の途中に段差を設けてスプレーコートによってレジストを塗布し、側壁斜面上に形成されるパターンの膜厚を均一にするようにしている。
【特許文献１】特開平１１−４５４５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したように、従来の技術では、特許文献１にも記載されるように、段差部（側壁斜面上）に形成される配線の厚さを均一にするために、スプレーコートによってレジストを塗布することが行われている。
【０００６】
しかし、スプレーコートを用いてレジストを塗布した場合であっても、レジスト自体が流動性を有するために、段差部の上端の近傍部分は他の平坦な部分に比べて薄くなったり、段差部の上端より下端近傍の方が厚くなる等、塗布されるレジストの厚さが不均一になるといった問題があった。このため、当該段差部において配線パターンの厚さを均一に形成することができず、場合によっては、途中で配線が断線していたりすることがあるため、電子部品を配線に接続して動作させる際に正常に機能させることができないといった問題があった。
【０００７】
本発明は、かかる従来技術における課題に鑑み創作されたものであり、段差部を有する基板に対しても均一な厚さの配線パターンを形成することができる配線パターン形成方法及び電子部品搭載用パッケージを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  上記した従来技術の課題を解決するため、本発明の基本形態によれば、段差部を有する基材の上に第１の導体膜を形成する工程と、前記基材の全面に、所要の厚さを有する多孔質シートを貼付する工程と、前記多孔質シートにレジストを含浸させる工程と、前記レジストが含浸された多孔質シートを露光・現像し、所要の形状にパターニングして、前記段差部に配線パターンを形成する工程とを含み、前記配線パターンを形成する工程は、前記レジストが含浸された多孔質シートを所要の形状にパターニングして当該形状に前記レジストが除去され、前記多孔質シートが残存したパターン部を形成する工程と、当該パターン部に第２の導体膜を形成して配線パターンを形成する工程と、当該レジストが含浸された多孔質シートを除去し、さらに露出した前記第１の導体膜を除去する工程とを含むことを特徴とする配線パターン形成方法が提供される。【０００９】
上記形態の配線パターン形成方法において、さらに、前記多孔質シートを貼付する前に、前記基材の上に第１の導体膜を形成する工程を含み、前記配線パターンを形成する工程は、前記レジストが含浸された多孔質シートを所要の形状にパターニングして当該形状に前記レジストが除去され、前記多孔質シートが残存したパターン部を形成する工程と、前記パターン部の多孔質シートを除去して前記第１の導体膜を露出させる工程と、前記露出した第１の導体膜上に第２の導体膜を形成して配線パターンを形成する工程と、前記レジストが含浸された多孔質シートを除去し、さらに露出した前記第１の導体膜を除去する工程とを含むようにしても良い。
【００１０】
本発明に係る配線パターン形成方法によれば、段差部を有する基材に導体膜を形成した後、導体膜の上に厚さの均一な多孔質シートを貼付している。この多孔質シートにレジストを塗布している。そのため、凹部の底面から基材の上面にかかるテーパー部を含む部分、特に、テーパー部の境界部分であっても薄くなったり途切れたりすることなくレジストの厚さが他の部分と均一になる。これにより、テーパー部を含む配線であっても凹部の底面から基材の上面にかけて厚さを均一に形成することが可能となる。その結果、パッケージ基板に載置されるＭＥＭＳ素子等の電子部品に安定した信号の供給が可能となり、動作不良の発生を低減することが可能となる。
【００１１】
また、上記形態の配線パターン形成方法において、さらに、前記多孔質シートを貼付する前に、前記基材の上に第１の導体膜を形成する工程を含み、前記配線パターンを形成する工程は、前記レジストが含浸された多孔質シートを所要の形状にパターニングして当該形状に前記レジストが除去され、前記多孔質シートが残存したパターン部を形成する工程と、当該パターン部に第２の導体膜を形成して配線パターンを形成する工程と、前記レジストが含浸された多孔質シートを除去し、さらに露出した前記第１の導体膜を除去する工程とを含むようにしても良い。
【００１２】
本発明に係る配線パターン形成方法によれば、段差部を有する基板に導体膜を形成した後、導体膜の上に厚さの均一な多孔質シートを貼付している。この多孔質シートにレジストを塗布している。その後、パターニングによってパターンを形成する所要の部分のレジストを除去し、その部分の多孔質シートを残した状態で導電体を形成している。その後、レジストを除去し、多孔質シートを除去し、導体膜を除去して配線パターンを形成している。これにより、多孔質シートの除去を一度の処理で行うことができ、製造工程を簡素化することができる。
【００１３】
また、上述した従来技術の課題を解決するため、本発明の他の形態によれば、電子部品を搭載する領域が凹部状に成形された基材を有するパッケージであって、前記凹部の底面から前記基材の上面に亘る段差部に厚さの均一な配線が形成され、該配線が多孔質シートに充填された導体膜を有することを特徴とする電子部品搭載用パッケージが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係る電子部品搭載用パッケージの断面図を示している。なお、図１の例では、説明の簡単化のため、パッケージ本体を構成する基板部分の構成のみを図示している。図１に示すように、基材１は凹部３を有しており、凹部の底面から基材の上面に亘る段差部に連続した配線（１０ａ、１０ｂ）が形成される。この配線の厚さは段差部において均一に形成されている。本実施形態ではこの凹部３内にＭＥＭＳ素子等の電子部品を搭載して用いられる。
【００１６】
次に、本実施形態の電子部品搭載用パッケージを製造する方法について説明する。
【００１７】
図２から図４は、本発明の一実施形態に係る電子部品搭載用パッケージの製造方法を示す断面図及び平面図を示している。なお、図２（ａ）〜（ｃ）、図３（ｂ）〜（ｃ）、図４（ａ）〜（ｃ）のそれぞれの右側には電子部品搭載用パッケージの平面図を示し、左側には平面図のＩ−Ｉ線における断面図を示している。
【００１８】
まず、図２（ａ）に示すように、凹部３を有したシリコンからなる基材１を用意し、この凹部３を覆って基材１上に導体膜２を形成する。
【００１９】
凹部３は、例えば、フォトリソグラフィ技術を用いて所要の位置にエッチングして形成する。なお、基材１はシリコンに限らず、ガラス、セラミックでも良い。セラミックは、例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなどを主成分としたものを用いることができる。基材１がセラミックやガラスの場合には、切削加工によって、所要の形状の凹部３を形成する。
【００２０】
次いで、基材１の上に導体膜２を形成する。導体膜２の材料としては、例えばチタン（Ｔｉ）や銅（Ｃｕ）などが用いられ、後で配線を形成する際のめっき処理のシード層となるものである。導体膜２の膜厚は、後の工程で行う電解銅めっきを行ったときに、膜厚分布が生じない最小限度の膜厚が好ましい。また、めっきの前処理として行う酸洗などで膜厚が減る量も考慮にいれて、膜厚を決定する。導体膜２は、蒸着、スパッタリング、無電解めっきなどによって形成する。
【００２１】
なお、基材１の表面にＳｉＯ2やポリイミド、絶縁性レジストなどの絶縁膜を形成した後、導体膜２を形成するようにしても良い。
【００２２】
次に、図２（ｂ）に示すように、導体膜２の上に多孔質シート４を貼付する。多孔質シート４は内部に様々なサイズの空孔を有し、いわゆる「スポンジ」状の形態を有している。このため、液状の物質を多孔質シート４の内部にまで浸透させて空孔内に充填することができる。また、空孔率が高いほど、多孔質シートは他の物質を空孔内に充填した結果、充填された他の物質の性質を有することとなる。例えば、絶縁性物質を充填すれば、その多孔質シート４は絶縁性のシートとなり、銅などの金属材（ペースト状）を充填すれば、その多孔質シート４は導電性のシートとなる。例えば、多孔質シート４はポリエチレン、ポリイミド、ポリアミドイミドやポリエーテルイミドで形成され、その厚さは５〜２００μｍ、孔径は０．１〜２０μｍ、空孔率は２０〜８０％である。
【００２３】
この多孔質シート４を導体膜２の上に貼付する。多孔質シート４を導体膜２上に気密に貼付するため、導体膜２を水で濡らし、真空ラミネーターによって貼付する。
【００２４】
次に、図２（ｃ）に示すように、多孔質シート４にレジストをスプレー塗布して、多孔質シート４にレジストを含浸させる。レジストをスプレーすることによってレジストの微粒子が多孔質シート４に吹き付けられ、多孔質シート４の空孔内にレジストが充填されることにより、レジストが含浸された多孔質シート５となる。
【００２５】
レジストのスプレー塗布の際に、多孔質シート全体に渡ってレジストが吹き付けられるように、パッケージ基板を載せたステージを移動させるようにしても良い。このようにして、スプレー塗布されたレジストは厚さが均一の多孔質シート５の空孔にレジストが充填されるため、均一な厚さのレジストが導体膜２の上面に形成されたことになる。
【００２６】
なお、ここで用いるレジストは、後述するように多孔質シートの除去及び電解銅めっきにおいて使用される溶剤等に対して耐性を有していれば良い。
【００２７】
次に、図３（ａ）に示すように、マスクブランクス２１に所要の導体パターン２２が形成されたマスクを用いて露光・現像を行い、レジストパターンを作成する。本実施形態では、露光部分のレジストを可溶性にして水溶液による処理を行い、図３（ｂ）に示すように、所要のパターン部分のレジストが除去される。ただし、多孔質シート６は残存した状態である。すなわち、テーパー部とそれにつながる凹部３の底面及び基材１の上面にわたる領域にのみ、レジストが含浸されていない多孔質シートが存在し、その他の領域にはレジストが含浸された多孔質シート５で覆われた状態になる。
【００２８】
なお、露光に際しては必ずしもマスクを用いる必要はなく、レーザービームなどを用いて導体パターン形状を直接描画して露光するようにしても良い。
【００２９】
次に、パターン形成部に残存した多孔質シート６を除去する。多孔質シート６の除去は、例えばＮメチル２ピロリドンのような溶剤を用いて行う。図３（ｂ）の６ａ〜６ｄのパターン形成領域に対して溶剤を塗布して、多孔質シートを除去する。この結果、図３（ｃ）に示すように、パターン形成部には導体膜２が露出する。
【００３０】
次に、図４（ａ）に示すように、導体膜２をシード層として電解銅めっきを行い、露出した導体膜２上に銅めっき膜（配線パターン）７を形成する。電解銅めっきは、導体膜２を陰極に接続し、銅板を陽極に接続してめっき液に浸漬して、両極間に直流電圧を印加し、露出している導体膜２に銅を析出させて銅めっきを形成する。
【００３１】
次に、図４（ｂ）に示すように、レジストが含浸された多孔質シート５からアルカリ水溶液を用いてレジストを除去し、Ｎメチル２ピロリドンのような溶剤を用いて多孔質シート５を除去する。なお、溶剤に浸漬させて多孔質シート５を除去するようにしても良い。
【００３２】
次に、図４（ｃ）に示すように、パターン形成部を耐エッチング材料で被覆し、導体膜２をエッチング処理で除去する。これにより、所要のパターン領域がパッケージ基板の凹部の底面から基板の上面にかけてテーパーを含む領域であっても、膜厚が均一な配線が形成される。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態に係る配線パターン形成方法によれば、凹部を有する基板に導体膜を形成した後、導体膜の上に厚さの均一な多孔質シートを貼付している。この多孔質シートにレジストを塗布している。そのため、凹部の底面から基材の上面にかかるテーパー部を含む部分、特に、テーパー部の境界部分であっても薄くなったり途切れたりすることなくレジストの厚さが他の部分と均一になる。これにより、テーパー部を含む配線であっても凹部の底面から基材の上面にかけて厚さを均一に形成することが可能となる。その結果、パッケージ基板に載置されるＭＥＭＳ素子等の電子部品に安定した信号の供給が可能となり、動作不良の発生を低減することが可能となる。
【００３４】
なお、本実施形態では、図示の簡単化のため、４箇所に配線パターンを形成する場合（図３、図４）を例にとって説明したが、パターンの形成数がこれに限定されないことはもちろんであり、配線幅や搭載するチップ部品の端子数などを考慮して必要な数の配線を適宜形成するようにする。
【００３５】
また、上述した実施形態では、導体膜２の上に多孔質シート４を貼付した後、多孔質シート４にレジストを塗布したが（図２（ｂ）、図２（ｃ）参照）、レジストが塗布された多孔質シートを導体膜２の上に貼付するようにしても良い。例えば、多孔質シート４をレジストの溶液に浸漬し、その後レジスト溶液から引き上げて乾燥させることによって多孔質シート４にレジストを塗布する。これにより、レジストが多孔質シート４の空孔内に充填される。このようにレジストが充填された多孔質シートを導体膜の上に貼付する。その後、図３、図４で説明した工程によって、所要の位置に膜厚が均一なパターンを形成する。
【００３６】
また、上述した実施形態では、配線形成部分をパターニングして多孔質シート６を除去した後、電解銅めっきによって露出した導体膜２に銅を析出させて銅パターンを形成したが（図３（ｃ）、図４（ａ）参照）、他の方法として、例えば、多孔質シート６を残したまま、銅めっきを施すようにしても良い。以下、この場合の実施形態について、図５を参照しながら説明する。なお、図５（ａ）〜（ｃ）のそれぞれの右側には電子部品搭載用パッケージの平面図を示し、左側には平面図のＩ−Ｉ線における断面図を示している。
【００３７】
図５（ａ）は、図３（ｂ）の工程と同じであり、テーパーを含んだ領域がパターニングされた状態を示している。この状態で電解銅めっきを行う。電解銅めっきは、導体膜２を陰極に接続し、銅板を陽極に接続してめっき液に浸漬して、両極間に直流電圧を印加し、導体膜２に銅を析出させて銅めっき膜を形成する。
【００３８】
図５（ｂ）は、図５（ａ）のパッケージに対して電解銅めっきを行い、銅めっき膜中に多孔質シートが取り込まれた状態８を示している。すなわち、導体膜２に析出した銅が多孔質シートの空孔に充填された状態になる。多孔質シートはいわゆるスポンジ状であるため、めっき液は多孔質シートの内部に浸透する。多孔質シートの空孔のうちパターン形成部はレジストが除去されているが、他の部分の空孔はレジストが充填されている。従って、レジストが充填されていない領域の空孔にのみ電解銅めっきによって析出した銅が充填される。
【００３９】
次に、図５（ｃ）に示すように、レジストが含浸された多孔質シート５からレジストを除去し、溶剤を用いて、レジストが除去された多孔質シート及び銅めっき膜に取り込まれた多孔質シートを除去する。さらに、銅めっき膜を耐エッチング材料で被覆し、導体膜２をエッチングして除去する。その結果、図５（ｃ）に示すように、膜厚が均一なテーパーを有する銅パターン９が形成される。
【００４０】
このように、図５に示した実施形態によれば、凹部を有する基板に導体膜を形成した後、導体膜の上に厚さの均一な多孔質シートを貼付している。この多孔質シートにレジストを塗布している。その後、パターニングによってパターンを形成する所要の部分のレジストを除去し、その部分の多孔質シートを残した状態で銅めっきを行っている。その後、レジスト、多孔質シート、及び導体膜を除去して配線パターンを形成している。このように、多孔質シートの除去を一度の処理で行うことができ、製造工程を簡素化することができる。また、部分的に多孔質シートを除去する場合、使用する溶剤によって他の部分の多孔質シートが除去されてしまう不都合を回避できるというメリットがある。
【００４１】
次に、上述した実施形態に係るパッケージに電子部品が搭載された一構成例について図６を参照して説明する。図６は、テーパーを含む配線が形成されたパッケージ１５の要部（基板）の概略構成の一例を示している。図６に示すように、パッケージ１５には凹部が設けられ、この凹部内にＭＥＭＳ素子等の電子部品１１ａが搭載される。
【００４２】
パッケージ１５には、電子部品と電気的に接続される位置に配線１０ａ、１０ｂが形成されている。この配線１０ａ、１０ｂは、上述した実施形態で説明した方法によって形成される。
【００４３】
配線１０ａ、１０ｂ、１０ｃが形成された基板１の所定の位置に電子部品１１ａ、１１ｂが配置される。電子部品１１ａを配置する際、例えば電子部品１１ａの接続端子部分（パッド）にバンプを形成し、基板１上に形成した配線１０ａ、１０ｂ上のパッド部分と接続するようにする。また、基板１の上面に配置される電子部品１１ｂがあり、凹部に配置した電子部品１１ａとの間で接続が必要な場合に、テーパー部を含んで形成された配線１０ｂを介して電気的に接続する。
【００４４】
このように、本実施形態に係る凹部を有するパッケージでは、凹部の底面から基材の上面にかけてテーパーを含む配線が形成され、その配線の膜厚は均一になっている。この配線を形成する際に、凹部を有する基板に導体膜を形成した後、導体膜の上に厚さの均一な多孔質シートを貼付し、この多孔質シートにレジストを塗布している。そのため、凹部の底面から基材の上面にかかるテーパー部を含む部分、特に、テーパー部の境界部分であってもレジストの厚さが薄くなったり途切れたりすることなく他の平坦部分に形成されるレジストの厚さと均一になる。これにより、テーパー部を含む配線であっても凹部の底面から基材の上面にかけて厚さを均一に形成することが可能となる。その結果、パッケージ基板に載置されるＭＥＭＳ素子等の電子部品に安定した信号の供給が可能となり、動作不良の発生を低減することが可能となる。
【００４５】
なお、上述した実施形態では、段差部に１つのテーパー部が含まれている基板に対して配線パターンを形成する場合を例にとって説明したが、本発明の要旨からも明らかなように、段差部の形態がこれに限定されないことはもちろんである。例えば、段差部に２つ以上のテーパー部が含まれている場合でも本発明は同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は、電子部品搭載用パッケージの基板部分の一例を示す構成図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｃ）は、電子部品搭載用パッケージの製造方法を示す断面図及び平面図（その１）である。
【図３】図３（ａ）〜（ｃ）は、電子部品搭載用パッケージの製造方法を示す断面図及び平面図（その２）である。
【図４】図４（ａ）、（ｂ）は、電子部品搭載用パッケージの製造方法を示す断面図及び平面図（その３）である。
【図５】図５（ａ）〜（ｃ）は、電子部品搭載用パッケージの製造方法を示す断面図及び平面図（その４）である。
【図６】図６は、電子部品が搭載されたパッケージの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…基材、２…導体膜、３…凹部、４、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ…多孔質シート、５…レジストが充填された多孔質シート、７、９…銅めっき膜、８…銅が充填された多孔質シート。
【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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