(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の導体層に形成された金属バンプが、被接続基板とその上に形成された接続パッドとその接続パッドの周縁部を覆うように被接続基板表面に形成された絶縁層とからなる被接続体の当該接続パッドに接続されてなる接続構造体の製造方法において、以下の工程（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（ｄ１）、（ｄ２）及び（ｅ′）：
（Ａ）基板上に、導体層の厚みとその上に形成すべき金属バンプの高さと合算した厚みを有する金属層を形成する工程；
（Ｂ）金属層上に、金属バンプ形成用のエッチングマスクを形成する工程；
（Ｃ）エッチングマスク側から金属層を所期の金属バンプの高さに相当する深さまでハーフエッチングする工程；
（Ｄ）エッチングマスクを除去して金属バンプを露出させる工程；
（ｄ１）基板の金属バンプ側表面に絶縁前駆体層を形成する工程；
（ｄ２）絶縁前駆体層をパターニングし、硬化することにより金属バンプに接触させることなくその周囲に絶縁層を形成する工程；
（ｅ′）接着剤を介して基板上の金属バンプを、該金属バンプに接触させることなくその周囲に形成された絶縁層の金属バンプ側端部が該被接続体の接続パッドを覆うように形成された絶縁層の接続パッド側端部の外側となるように、被接続体の接続パッドに圧着する工程
を含んでなることを特徴とする接続構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微小金属バンプが形成された基板（フレキシブル基板等）の当該金属バンプが、被接続体（半導体素子や他の配線板等）の接続パッドに接続されてなる接続構造体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
直径５０μｍ程度の微小金属バンプが形成された配線板が、被接続体（半導体素子や他の配線板等）の接続パッドに接続された接続構造体が、電子部品分野で広く用いられている。この種の接続構造体は図４に説明するように製造されている。
【０００３】
まず、ポリイミドフィルム基板４１上の銅箔をパターニングして導体パターン層４２を形成する（同図（ａ））。次に、導体パターン層４２上にポリイミド絶縁層４３を形成する（同図（ｂ））。そのポリイミド絶縁層４３に、強アルカリ性又は弱アルカリ性エッチング液の使用により又はレーザー光の照射により金属バンプ用孔４４を開口する（同図（ｃ））。金属バンプ用孔４４の底部に露出した導体パターン層４２上に電解メッキ法により金属バンプ４５を成長させる（同図（ｄ））。この金属バンプ４５を、他の配線板４６の接続パッド４７に接着剤４８を介して圧着することにより接続構造体４０が得られる（同図（ｅ））。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ポリイミド絶縁層４３に５０μｍレベルの大きさの径の金属バンプ用孔４４を強アルカリ性又は弱アルカリ性エッチング液の使用により開口した場合、開口径のバラツキが±１０μｍレベルで生じてしまい、その結果、金属バンプ４５の高さにも大きなバラツキが生じるという問題がある。また、レーザー光の照射により開口した場合も、金属バンプ用孔４４の真円度が出しにくく、更に金属バンプ用孔４４の底部に付着するスミア量のバラツキにより開口面積がバラつき、その結果、金属バンプ４５の高さにも大きなバラツキが生じるという問題がある。このため、図４のように製造した従来の接続構造体は、金属バンプ４５の高さのバラツキに基づく接続信頼性の劣化、接続強度の劣化等の問題が生じる。
【０００５】
また、図４のように製造した従来の接続構造体４０の場合、金属バンプ４５の頂部以外がポリイミド絶縁層４３中に埋まった状態となっており、このポリイミド絶縁層４３の表面が圧着の際に、被接続体である他の配線板４６の接続パッド４７に突き当たってしまうので、金属バンプ４５の高さのバラツキだけでなく、被接続体側の接続パッド面の高さのバラツキや接続パッド周囲の絶縁層厚さのバラツキをキャンセルし難いという傾向もある。
【０００６】
本発明は、以上の従来の技術の問題を解決しようとするものであり、微小な金属バンプが形成された配線基板の当該金属バンプが被接続体の接続パッドに接続された接続構造体を製造する際に、金属バンプの高さを均一化し、しかも金属バンプの高さのバラツキだけでなく、被接続体側の接続パッド面の高さのバラツキや接続パッド周囲の絶縁層厚さのバラツキをキャンセルし易くすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、金属バンプの成長ベースとなる導体層上に感光性レジスト層を積層し、その感光性レジスト層に金属バンプ用孔をフォトリソグラフ法により形成すると、開口径のバラツキのない孔を形成できること；形成された孔内に電解メッキ法により高さにバラツキの少ない金属バンプを形成できること；金属バンプ形成後に感光性レジスト層を除去すると、周囲に絶縁層のない金属バンプを形成できることを見出し、第１の本発明を完成させるに至った。
【０００８】
また、本発明者は、金属バンプの高さに相当する厚みと導体層（配線回路層）の層厚とを合算した厚みの金属層を、金属バンプの高さに相当する深さまでハーフエッチングすることにより、電解メッキ法以上に均一な高さのバンプを作製することができ、且つ周囲に絶縁層のない金属バンプを形成できることを見出し、第２の本発明を完成させるに至った。
【００１０】
即ち、本発明は、基板上の導体層に形成された金属バンプが、被接続基板とその上に形成された接続パッドとその接続パッドの周縁部を覆うように被接続基板表面に形成された絶縁層とからなる被接続体の当該接続パッドに接続されてなる接続構造体の製造方法において、以下の工程（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（ｄ１）、（ｄ２）及び（ｅ′）：
（Ａ）基板上に、導体層の厚みとその上に形成すべき金属バンプの高さと合算した厚みを有する金属層を形成する工程；
（Ｂ）金属層上に、金属バンプ形成用のエッチングマスクを形成する工程；
（Ｃ）エッチングマスク側から金属層を所期の金属バンプの高さに相当する深さまでハーフエッチングする工程；
（Ｄ）エッチングマスクを除去して金属バンプを露出させる工程；
（ｄ１）基板の金属バンプ側表面に絶縁前駆体層を形成する工程；
（ｄ２）絶縁前駆体層をパターニングし、硬化することにより金属バンプに接触させることなくその周囲に絶縁層を形成する工程；
（ｅ′）接着剤を介して基板上の金属バンプを、該金属バンプに接触させることなくその周囲に形成された絶縁層の金属バンプ側端部が該被接続体の接続パッドを覆うように形成された絶縁層の接続パッド側端部の外側となるように、被接続体の接続パッドに圧着する工程
を含んでなることを特徴とする接続構造体の製造方法を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明について、図面を参照しながら工程毎に詳細に説明する。
【００１２】
まず、基板上の導体層に形成された金属バンプが、被接続体の接続パッドに接続されてなる参考例の接続構造体の製造方法について説明する。この製造方法は、図１に示すように、以下の工程（ａ）〜（ｅ）から構成されている。
【００１３】
工程（ａ）
基板１上の導体層２上に感光性レジスト層３を形成する（図１（ａ））。
【００１４】
基板１としては、公知のフレキシブル配線基板の絶縁基板（ポリイミドフィルム等）を利用することができる。その厚みは、その材質や後述する金属バンプの大きさ等に応じて適宜決定することができるが、形成する微小金属バンプの大きさが約２０〜５０μｍ径である点を考慮すると、１０〜５０μｍ厚が好ましい。
【００１５】
また、導体層２としては、銅箔等の金属箔が挙げられる。その厚みも特に制限はないが、数〜５０μｍ厚が好ましい。導体層２は、図１（ａ）に示すようにパターニングしておいてもよい。
【００１６】
感光性レジスト層３としては、後述するようにフォトリソグラフ法によりパターニング可能な層であり、フォトリソグラフ法において汎用されているドライフィルムを好ましく使用することができる。その厚みは、微小金属バンプの所期の径に応じて決定することができる。
【００１７】
感光性レジスト層３を導体層２上に形成する方法としては、特に限定されず、公知の手法に従って形成することができる。ドライフィルムを使用する場合には、導体層２上にドライフィルムを載せ、加熱加圧して貼付けることにより感光性レジスト層３を形成することができる。
【００１８】
工程（ｂ）
次に、感光性レジスト層３に導体層２に達する金属バンプ用孔４をフォトリソグラフ法により形成する（図１（ｂ））。
【００１９】
このようにフォトリソグラフ法により金属バンプ用孔４を形成するので、微細な開口径を高い精度で形成することができる。例えば、５０μｍレベルの大きさの径を開口する場合の開口径のバラツキを、±２μｍ以内に押さえることができる。
【００２０】
工程（ｃ）
次に、感光性レジスト層３に形成された金属バンプ用孔４の底部に露出した導体層２上に、電解メッキ法により金属バンプ５を成長させる（図１（ｃ））。
【００２１】
参考例においては、開口径のバラツキが非常に小さく、しかも金属バンプ５を電解メッキ法により成長させるので、金属バンプ５の高さのバラツキを±２μｍ以内に押さえることができる。
【００２２】
金属バンプ５としては特に制限されず、例えば電子部品分野で公知の金属バンプと同様の構成とすることができる。好ましくは銅バンプが挙げられる。
【００２３】
また、電解メッキ条件についても、金属バンプの材料、金属バンプの高さ等に応じて適宜設定することができる。
【００２４】
工程（ｄ）
次に、感光性レジスト層３を常法により除去して、金属バンプ５を露出させる（図１（ｄ））。従って、基板１上には、金属バンプ５に接触する絶縁層が存在せず、また、複数の金属バンプを設けた場合には、それら間にも絶縁層が存在しないこととなる。
【００２５】
工程（ｅ）
次に、図１（ｅ）に示すように、接着剤６を介して基板１上の金属バンプ５を被接続体７の接続パッド８に圧着（必要に応じて加熱してもよい）する。このとき、金属バンプ５が絶縁層に埋まっていない状態となっているので、金属バンプ５の高さの微小なバラツキだけでなく、被接続体７側の接続パッド８面の高さのバラツキや、接続パッド８の周囲に必要に応じて設けられるの絶縁層９の厚さのバラツキをキャンセルすることが容易となる。こうして、図１（ｆ）に示す接続構造体が得られる。
【００２６】
接着剤６としては、公知の絶縁性接着フィルムやペーストを挙げることができる。異方性導電接着フィルムやペーストを使用することもできる。
【００２７】
また、圧着条件は、使用する接着剤６の物性や接続パッド８の材質、金属バンプ５の高さ等に応じて適宜設定することができる。
【００２８】
被接続体７としては特に限定されないが、例えば、半導体素子、半導体素子モジュール、液晶表示素子、フレキシブル基板等を挙げることができる。
【００２９】
なお、金属バンプ５と接続パッド８以外の領域で、基板１上の導体層２が被接続体７上の導体層に対向する場合には、金属バンプ５に接触しないようにその周囲の基板１上に絶縁層を形成することが好ましく、具体的には、工程（ｄ）の後に、以下の工程（ｄ１）及び工程（ｄ２）を加入し、そして工程（ｅ）を以下の工程（ｅ′）に代えることにより、図１（ｆ′）に示す接続構造体が得られる。
【００３０】
工程（ｄ１）
基板１の金属バンプ５の表面に絶縁前駆体層１０を形成する（図１（ｄ１））。絶縁前駆体層１０としては、ポリアミック酸膜等のポリイミド前駆体膜や感光性レジスト膜を挙げることができる。
【００３１】
工程（ｄ２）
次に、絶縁前駆体層１０を常法によりパターニングし硬化させ、金属バンプ５に接触しないようにその周囲の基板１上に絶縁層１１を形成する（図１（ｄ２））。
【００３２】
工程（ｅ′）
次に、図１（ｅ′）に示すように、接着剤６を介して基板１上の金属バンプ５を被接続体７の接続パッド８に圧着（必要に応じて加熱してもよい）する。このとき、金属バンプ５が絶縁層に埋まった状態となっていないので、金属バンプ５の高さの微小なバラツキだけでなく、被接続体７側の接続パッド８面の高さのバラツキや、接続パッド８の周囲に必要に応じて設けられるの絶縁層９の厚さのバラツキをキャンセルすることが容易となる。こうして、図１（ｆ′）に示す接続構造体が得られる。
【００３３】
以上説明した図１は、同図（ａ）における導体層２が予めパターニングされていた例であるが、導体層２が予めパターニングされておらず且つパターニングが求められる場合には、基本的には、上述の工程（ｄ）と工程（ｅ）との間で、導体層２をパターニングする工程（ｄ３）を設けてもよい。図２に従って説明する。
【００３４】
工程（ａ）
図１（ａ）の場合と同様に、基板１上のパターニングされていない導体層２上に感光性レジスト層３を形成する（図２（ａ））。
【００３５】
工程（ｂ）
次に、図１（ｂ）の場合と同様に、感光性レジスト層３に導体層２に達する金属バンプ用孔４をフォトリソグラフ法により形成する（図２（ｂ））。
【００３６】
工程（ｃ）
次に、図１（ｃ）の場合と同様に、感光性レジスト層３に形成された金属バンプ用孔４の底部に露出した導体層２上に、電解メッキ法により金属バンプ５を成長させる（図２（ｃ））。
【００３７】
工程（ｄ）
次に、図１（ｄ）の場合と同様に、感光性レジスト層３を常法により除去して、導体層２とその上に形成された金属バンプ５とを露出させる（図２（ｄ））。
【００３８】
工程（ｄ３）
次に、金属バンプ５が形成された導体層２をフォトリソグラフ法によりパターニングして導体パターンにする（図２（ｄ３））。
【００３９】
工程（ｅ）
次に、図１（ｅ）の場合と同様に、接着剤６を介して基板１上の金属バンプ５を被接続体７の接続パッド８に圧着（必要に応じて加熱してもよい）する（図２（ｅ））。こうして、図２（ｆ）に示す接続構造体が得られる。
【００４０】
なお、図２の態様においても、金属バンプ５と接続パッド８以外の領域で、基板１上の導体層２が被接続体７上の導体層に対向する場合には、金属バンプ５に接触しないようにその周囲の基板１上に絶縁層を形成することが好ましい。この場合、具体的には、工程（ｄ３）の後に、前述の工程（ｄ１）及び工程（ｄ２）を加入し、そして工程（ｅ）を前述の工程（ｅ′）に代えることにより、図１（ｆ′）に示す接続構造体が得られる。
【００４１】
次に、本発明の接続構造体の製造方法を図３を参照しながら説明する。
【００４２】
工程（Ａ）
まず、基板１上に、導体層２（図３（ｃ）参照）の厚みとその上に形成すべき金属バンプ５（図３（ｃ）参照）の高さと合算した厚みを有する金属層１２を形成する（図３（ａ））。金属層１２としては、配線回路基板の導体層に使用されている材料を使用することができ、好ましくは銅箔を挙げることができる。
【００４３】
工程（Ｂ）
次に、金属層１２上に金属バンプ形成用のエッチングマスク１３を形成する（図３（ｂ））。エッチングマスク１３は、金属層１２上にレジストインクのスクリーン印刷により形成することができる。あるいは感光性樹脂層やドライフィルムを設け、常法により露光・現像してパターニングすることにより形成することもできる。
【００４４】
工程（Ｃ）
エッチングマスク１３側から金属層１２を所期の金属バンプ５の高さに相当する深さまでハーフエッチングする（図３（ｃ））。ハーフエッチング条件（温度、エッチング液組成等）は、金属層１２の材料やエッチングすべき厚み等に応じて適宜選択することができる。
【００４５】
工程（Ｄ）
エッチングマスク１３を常法により除去して金属バンプ５を露出させる（図３（ｄ））。
【００４６】
工程（Ｅ）
次に、図１の工程（ｅ）と同様に、接着剤６を介して基板１上の金属バンプ５を被接続体７の接続パッド８に圧着する（図３（ｅ））。これにより、基板１上の導体層２に形成された金属バンプ５が、被接続体７の接続パッド８に接続されてなる接続構造体が得られる（図３（ｆ））。このようにして得られる金属バンプ５の高さは均一となり、導体層２と金属バンプ５と合わせた厚みも一定となる。従って、安定的なバンプ接続が可能となる。
【００４７】
なお、本発明を示す図３の態様においては、金属バンプ５と接続パッド８以外の領域で、基板１上の導体層２が被接続体７上の導体層に対向する場合を想定して、金属バンプ５に接触しないようにその周囲の基板１上に絶縁層を形成する。この場合、具体的には、工程（Ｄ）の後に、図１の工程（ｄ１）及び工程（ｄ２）を加入し、そして工程（Ｅ）を図１の工程（ｅ′）に代えることにより、図１（ｆ′）に示す接続構造体が得られる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、微小な金属バンプが形成された配線基板の当該金属バンプが被接続体の接続パッドに接続された接続構造体を製造する際に、金属バンプの高さを均一化し、しかも金属バンプの高さのバラツキだけでなく、被接続体側の接続パッド面の高さのバラツキや接続パッド周囲の絶縁層厚さのバラツキをキャンセルし易くできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例の接続構造体の製造方法の工程図である。
【図２】参考例の接続構造体の製造方法の工程図である。
【図３】本発明の接続構造体の製造方法の工程図である。
【図４】従来の接続構造体の製造方法の工程図である。
【符号の説明】
１  基板、２  導体層、３  感光性レジスト層、４  金属バンプ用孔、５  金属バンプ、６  接着剤、７  被接続体、８  接続パッド
【図１】
0003770794.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003770794.tif 000005