本發(fā)明涉及一種各向異性導(dǎo)電構(gòu)件及多層配線基板。
背景技術(shù):
在絕緣性基材上所設(shè)的微細(xì)孔中填充金屬而成的金屬填充微細(xì)結(jié)構(gòu)物(裝置)在近年來(lái)的納米技術(shù)中也是受到關(guān)注的領(lǐng)域之一,例如期待作為異向?qū)щ姌?gòu)件的用途。
所述各向異性導(dǎo)電構(gòu)件插入至半導(dǎo)體元件等電子零件與電路基板之間,僅僅進(jìn)行加壓而獲得電子零件與電路基板之間的電性連接,因此可作為半導(dǎo)體元件等電子零件等的電性連接構(gòu)件或進(jìn)行功能檢查時(shí)的檢查用連接器等而廣泛使用。
特別是半導(dǎo)體元件等電子零件的小型化顯著,在現(xiàn)有的如打線接合這樣的直接連接配線基板的方式,或覆晶接合、熱壓(熱壓接)接合等中,無(wú)法充分保證連接的穩(wěn)定性,因此作為電子連接構(gòu)件而言,各向異性導(dǎo)電構(gòu)件受到關(guān)注。
作為可在此種各向異性導(dǎo)電構(gòu)件中使用的微細(xì)結(jié)構(gòu)物,例如在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中記載了“一種微細(xì)結(jié)構(gòu)物,其是包含具有密度為1×106/mm2~1×1010/mm2、且孔徑為10nm~500nm的微孔貫通孔的絕緣性基材的微細(xì)結(jié)構(gòu)物,其特征在于:在所述微孔貫通孔內(nèi)部,以填充率為30%以上而填充金屬,且在所述絕緣性基材的至少一個(gè)表面上設(shè)有包含聚合物的層?!?[權(quán)利要求1])。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本專(zhuān)利特開(kāi)2010-067589號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的課題
本發(fā)明人對(duì)專(zhuān)利文獻(xiàn)1中所記載的微細(xì)結(jié)構(gòu)物進(jìn)行了研究,結(jié)果可知在所述微細(xì)結(jié)構(gòu)物中,導(dǎo)電通路的突出部分(凸塊)成為被聚合物層覆蓋的狀態(tài)(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1:[0038][圖2]等),因此由于聚合物層的材料或厚度、或者連接的電極的形狀或間距等,覆蓋導(dǎo)電通路的突出部分的聚合物層的存在變得妨礙導(dǎo)通,存在導(dǎo)通可靠性差的情況。
因此,本發(fā)明的課題在于提供可達(dá)成優(yōu)異的導(dǎo)通可靠性的異向?qū)щ姌?gòu)件及使用其的多層配線基板。
解決問(wèn)題的技術(shù)手段
本發(fā)明人為了達(dá)成所述目的而進(jìn)行了銳意研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過(guò)在絕緣性基材的表面設(shè)置粘著層,且使在絕緣性基材的厚度方向上貫通而所設(shè)的多個(gè)導(dǎo)電通路的突出部分的端部自粘著層的表面露出或突出,可達(dá)成優(yōu)異的導(dǎo)通可靠性,從而完成本發(fā)明。
也即,本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)利用以下構(gòu)成可解決所述課題。
[1]一種各向異性導(dǎo)電構(gòu)件,其具備:
包含無(wú)機(jī)材料的絕緣性基材;
包含導(dǎo)電性構(gòu)件的多個(gè)導(dǎo)電通路,以在絕緣性基材的厚度方向上貫通、相互絕緣的狀態(tài)而設(shè)置;
粘著層,設(shè)于絕緣性基材的表面;
各導(dǎo)電通路包含自絕緣性基材的表面突出的突出部分,
各導(dǎo)電通路的突出部分的端部自粘著層的表面露出或突出。
[2]根據(jù)[1]所述的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件,其中,各導(dǎo)電通路的突出部分的縱橫比為0.01以上、不足20;
此處,縱橫比是指突出部分的高度相對(duì)于直徑的比例。
[3]根據(jù)[1]或[2]所述的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件,其中,各導(dǎo)電通路的突出部分的高度是50nm~1500nm。
[4]根據(jù)[1]~[3]中任一項(xiàng)所述的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件,其中,粘著層的厚度是50nm~1500nm。
[5]根據(jù)[1]~[4]中任一項(xiàng)所述的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件,其中,各導(dǎo)電通路的突出部分的高度與粘著層的厚度的差的絕對(duì)值是0nm~50nm。
[6]根據(jù)[1]~[5]中任一項(xiàng)所述的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件,其中,粘著層是含有熱膨脹系數(shù)不足50×10-6K-1的高分子材料的層。
[7]根據(jù)[6]所述的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件,其中,高分子材料是選自由聚酰亞胺樹(shù)脂及環(huán)氧樹(shù)脂所構(gòu)成的群組的至少一種樹(shù)脂材料。
[8]一種多層配線基板,其層疊有根據(jù)[1]~[7]中任一項(xiàng)各向異性導(dǎo)電構(gòu)件、配線基板,所述配線基板經(jīng)由電極而與各向異性導(dǎo)電構(gòu)件的導(dǎo)電性材料電性連接。
[9]根據(jù)[8]所述的多層配線基板,其作為半導(dǎo)體封裝的插入物而使用。
發(fā)明的效果
如以下所說(shuō)明那樣,根據(jù)本發(fā)明可提供可達(dá)成優(yōu)異的導(dǎo)通可靠性的異向?qū)щ姌?gòu)件及使用其的多層配線基板。
附圖說(shuō)明
圖1是表示構(gòu)成導(dǎo)電通路的導(dǎo)電性構(gòu)件的示差掃描量熱測(cè)定(Differential scanning calorimetry:DSC)的分析結(jié)果。
圖2(A)~圖2(E)分別是25℃、250℃、300℃、400℃及500℃的各溫度下的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件的導(dǎo)電通路的突出部分的掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)的圖像。
圖3是在250℃下將電極與各向異性導(dǎo)電構(gòu)件接合時(shí)的接合部的剖面的SEM圖像。
圖4表示導(dǎo)電通路的突出部分與電極的界面的銅材料的結(jié)晶衍射(X射線衍射)的分析結(jié)果。
圖5是表示本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件的適宜的實(shí)施方式的一例的示意圖,圖5(A)是前視圖,圖5(B)是自圖5(A)的切割面線IB-IB所觀看的剖面圖。
圖6(A)~圖6(C)分別是表示本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件的實(shí)施方式的例的示意性剖面圖。
圖7是說(shuō)明本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件的供給形態(tài)的一例的示意圖。
圖8是表示本發(fā)明的多層配線基板的適宜的實(shí)施方式的一例的示意性剖面圖。
圖9是表示本發(fā)明的多層配線基板的制造中所使用的接合裝置的一例的示意性剖面圖。
圖10(A)~圖10(C)分別是表示本發(fā)明的多層配線基板的制造中所使用的接合裝置的一例的示意性剖面圖。
圖11是表示本發(fā)明的多層配線基板的制造中所使用的接合裝置的一例的示意性剖面圖。
圖12(A)~圖12(D)分別是表示本發(fā)明的多層配線基板的適宜的實(shí)施方式的一例的示意性剖面圖。
具體實(shí)施方式
以下,關(guān)于本發(fā)明而加以詳細(xì)說(shuō)明。
以下所記載的構(gòu)成要件的說(shuō)明有時(shí)是基于本發(fā)明的代表性實(shí)施方式而成者,本發(fā)明并不限定于此種實(shí)施方式。
另外,在本說(shuō)明書(shū)中,使用“~”而表示的數(shù)值范圍表示包含“~”的前后所記載的數(shù)值作為下限值及上限值的范圍。
[各向異性導(dǎo)電構(gòu)件]
本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件具備:包含無(wú)機(jī)材料的絕緣性基材;包含導(dǎo)電性構(gòu)件的多個(gè)導(dǎo)電通路,以在絕緣性基材的厚度方向上貫通、相互絕緣的狀態(tài)而設(shè)置;粘著層,設(shè)于絕緣性基材的表面。
而且,各導(dǎo)電通路包含自絕緣性基材的表面突出的突出部分,各導(dǎo)電通路的突出部分的端部自粘著層的表面露出或突出。
在本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件中,如上所述那樣具有如下的構(gòu)成:在絕緣性基材的表面設(shè)置粘著層,使在絕緣性基材的厚度方向上貫通而所設(shè)的多個(gè)導(dǎo)電通路的突出部分的端部自粘著層的表面露出或突出,因此可達(dá)成優(yōu)異的導(dǎo)通可靠性。
其原因并不詳細(xì)地明確,但可大致如下所述地推測(cè)。
也即,認(rèn)為其原因在于:在將半導(dǎo)體元件或配線基板中的電極與各向異性導(dǎo)電構(gòu)件連接(接合)時(shí),電極與各向異性導(dǎo)電構(gòu)件中的導(dǎo)電通路接合,與所述接合的同時(shí)或連接后,使各向異性導(dǎo)電構(gòu)件中的粘著層與配線基板的電極以外的部分接著,由此可并不阻礙電極與導(dǎo)電通路的連接地利用粘著層而填埋配線基板與各向異性導(dǎo)電構(gòu)件的間隙。
而且,如后述的實(shí)施例及比較例所示,認(rèn)為半導(dǎo)體元件或配線基板中的電極與各向異性導(dǎo)電構(gòu)件的連接(接合)可在比現(xiàn)有更低溫、低壓及短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行接合這一情況有助于優(yōu)異的導(dǎo)通可靠性。
此處,關(guān)于可在低溫、低壓及短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行接合的理由,并不詳細(xì)地明確,但可大致如下所述地推測(cè)。
首先,認(rèn)為在貫通絕緣性基材的厚度方向的導(dǎo)電通路(導(dǎo)電性構(gòu)件)中,隨著后述的導(dǎo)電通路形成步驟而存在內(nèi)部應(yīng)變。而且,認(rèn)為所述應(yīng)變所引起的能量成為驅(qū)動(dòng)力,通過(guò)施加稍許的能量而誘發(fā)固相擴(kuò)散。此現(xiàn)象也可根據(jù)如下而確認(rèn):如圖1所示那樣,根據(jù)構(gòu)成導(dǎo)電通路的導(dǎo)電性構(gòu)件的DSC的分析結(jié)果,在250℃顯示出明確的放熱峰(參照?qǐng)D1中的實(shí)線)。也即,根據(jù)DSC的測(cè)定原理,若為熔解現(xiàn)象則觀察到吸熱,若為再結(jié)晶等則觀察到放熱,因此認(rèn)為各向異性導(dǎo)電構(gòu)件的接合是伴隨著固相擴(kuò)散的現(xiàn)象、也即利用擴(kuò)散誘起再結(jié)晶(Diffusion Induced Recrystallisation:DIR)的組織的再形成。另一方面,關(guān)于將構(gòu)成導(dǎo)電通路的導(dǎo)電性構(gòu)件加熱、升溫至500℃的材料,未發(fā)現(xiàn)放熱峰的觀測(cè)(參照?qǐng)D1中的虛線),因此認(rèn)為通過(guò)加熱而解放內(nèi)部應(yīng)變所引起的能量,產(chǎn)生再結(jié)晶化。
關(guān)于所述再結(jié)晶化,如圖2所示,根據(jù)25℃、250℃、300℃、400℃及500℃的各溫度的SEM圖像,可推斷在各向異性導(dǎo)電構(gòu)件的導(dǎo)電通路的突出部分中,由于接合時(shí)的加熱(例如200℃以上的溫度)而生成再結(jié)晶組織。而且,如圖3所示,根據(jù)實(shí)際在250℃下將電極與各向異性導(dǎo)電構(gòu)件接合時(shí)的接合部的剖面的SEM圖像,難以判別導(dǎo)電通路的突出部分3a與電極12a的界面,可推斷生成了再結(jié)晶組織。除此以外,如圖4所示,通過(guò)結(jié)晶衍射對(duì)導(dǎo)電通路的突出部分3a與電極12a的界面的導(dǎo)電性構(gòu)件(在圖4中為銅)進(jìn)行分析,結(jié)果觀測(cè)到認(rèn)為與結(jié)晶面一致對(duì)應(yīng)的衍射線的雙峰,可推斷生成再結(jié)晶組織。
另外,在考慮金屬的整體狀態(tài)的固相擴(kuò)散速度的情況下,雖認(rèn)為難以產(chǎn)生再結(jié)晶化等伴隨著形狀變化的現(xiàn)象,但也存在金屬表面的固相擴(kuò)散速度比金屬的內(nèi)部大6位數(shù)左右的報(bào)告,可充分認(rèn)為在導(dǎo)電通路的突出部分中也可產(chǎn)生形狀變化。
其次,關(guān)于本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件的構(gòu)成,使用圖5而加以說(shuō)明。
圖5中所示的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件1具備:絕緣性基材2、包含導(dǎo)電性構(gòu)件的多個(gè)導(dǎo)電通路3、設(shè)于絕緣性基材2的表面2a及表面2b的粘著層4。
而且,導(dǎo)電通路3如圖5(A)及圖5(B)所示那樣,在相互絕緣的狀態(tài)下在厚度方向Z(Z1:圖5(A)的自背面至正面的方向,Z2:圖5(A)的自正面至背面的方向)貫通絕緣性基材2而設(shè)置。
另外,導(dǎo)電通路3如圖5(B)所示那樣包含自絕緣性基材2的表面2a及表面2b突出的突出部分3a及突出部分3b,自粘著層4的表面露出或突出而設(shè)置所述突出部分3a及突出部分3b的端部。
此處,所謂“相互絕緣的狀態(tài)”是表示存在于絕緣性基材的內(nèi)部(厚度方向)的各導(dǎo)電通路在絕緣性基材的內(nèi)部中互相絕緣的狀態(tài),如后述的圖6(C)所示那樣,在自絕緣性基材的表面突出的突出部分中,多個(gè)突出部分也可接合。
而且,在圖5(B)中表示在絕緣性基材2的表面2a及表面2b包含粘著層4的形態(tài),在本發(fā)明中,只要在絕緣性基材的至少其中一個(gè)表面包含粘著層即可。
同樣地,在圖5(B)中表示導(dǎo)電通路3的兩端包含突出部分(符號(hào)3a及符號(hào)3b)的形態(tài),在本發(fā)明中,只要包含自絕緣性基材的至少包含粘著層之側(cè)的表面突出的突出部分即可。
其次,關(guān)于本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件的絕緣性基材、導(dǎo)電通路及粘著層,對(duì)材料、尺寸、形成方法等而加以說(shuō)明。
〔絕緣性基材〕
構(gòu)成本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件的絕緣性基材包含無(wú)機(jī)材料,若為具有與構(gòu)成現(xiàn)有公知的各向異性導(dǎo)電膜等的絕緣性基材同等程度的電阻率(1014Ω·cm左右)者,則并無(wú)特別限定。
另外,所謂“包含無(wú)機(jī)材料”是用以與構(gòu)成后述的粘著層的高分子材料區(qū)別的規(guī)定,并非限定于僅僅由無(wú)機(jī)材料而構(gòu)成的絕緣性基材的規(guī)定,而是以無(wú)機(jī)材料為主成分(50質(zhì)量%以上)的規(guī)定。
所述絕緣性基材例如可列舉玻璃基材、陶瓷基材(例如碳化硅、氮化硅等)、碳基材(例如類(lèi)鉆碳等)、聚酰亞胺基材、這些的復(fù)合材料等,而且也可為在具有貫通孔的有機(jī)原材料上,以包含50質(zhì)量%以上的陶瓷材料或碳材料的無(wú)機(jī)材料形成膜的材料。
在本發(fā)明中,作為所述絕緣性基材,自容易形成具有所期望的平均開(kāi)口直徑的微孔作為貫通孔,形成后述的導(dǎo)電通路的理由考慮,優(yōu)選的是閥金屬的陽(yáng)極氧化膜。
此處,所述閥金屬具體而言例如可列舉鋁、鉭、鈮、鈦、鉿、鋯、鋅、鎢、鉍、銻等。
這些中,自尺寸穩(wěn)定性良好、比較廉價(jià)考慮,優(yōu)選的是鋁的陽(yáng)極氧化膜(基材)。
在本發(fā)明中,所述絕緣性基材的厚度(在圖5(B)中以符號(hào)6所表示的部分)優(yōu)選的是1μm~1000μm,更優(yōu)選的是5μm~500μm,進(jìn)一步更優(yōu)選的是10μm~300μm。絕緣性基材的厚度若為所述范圍,則絕緣性基材的操作性變良好。
而且,在本發(fā)明中,所述絕緣性基材中的所述導(dǎo)電通路間的寬度(在圖5(B)中以符號(hào)7所表示的部分)優(yōu)選的是10nm以上,更優(yōu)選的是20nm~200nm。絕緣性基材中的導(dǎo)電通路間的寬度若為所述范圍,則絕緣性基材可作為絕緣性的隔板而充分發(fā)揮功能。
〔導(dǎo)電通路〕
構(gòu)成本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件的多個(gè)導(dǎo)電通路是以在所述絕緣性基材的厚度方向上貫通、相互絕緣的狀態(tài)而設(shè)的包含導(dǎo)電性材料的導(dǎo)電通路。
而且,所述導(dǎo)電通路包含自絕緣性基材的表面突出的突出部分,且各導(dǎo)電通路的突出部分的端部自后述的粘著層的表面露出或突出而設(shè)置。
<導(dǎo)電性材料>
構(gòu)成所述導(dǎo)電通路的導(dǎo)電性材料若為電阻率為103Ω·cm以下的材料則并無(wú)特別限定,其具體例可適宜地例示金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鋁(A1)、鎂(Mg)、鎳(Ni)、摻雜有銦的錫氧化物(ITO)等。
其中,自導(dǎo)電性的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選的是銅、金、鋁、鎳,更優(yōu)選的是銅、金。
<突出部分>
所述導(dǎo)電通路的突出部分是導(dǎo)電通路自絕緣性基材的表面突出的部分,而且突出部分的端部自粘著層的表面露出或突出。
其次,關(guān)于所述導(dǎo)電通路的突出部分的形狀,使用圖5及圖6而加以說(shuō)明。
此處,圖5(B)中所示的形態(tài)是導(dǎo)電通路3的突出部分3a的端部自粘著層4的表面突出的形態(tài),圖6(A)~圖6(C)中所示的形態(tài)均是導(dǎo)電通路3的突出部分3a的端部自粘著層4的表面露出的形態(tài)。另外,關(guān)于突出部分的端部露出的形態(tài),并不限定于如圖6所示那樣導(dǎo)電通路3的突出部分的端部(端面)與粘著層4的表面構(gòu)成同一平面的形態(tài),也可為導(dǎo)電通路3的突出部分的端部(端面)位于較粘著層4的表面更接近絕緣性基材2之側(cè)的形態(tài),換而言之,也可為突出部分的端部(端面)處于較粘著層4的表面更凹陷的位置的形態(tài)。
而且,導(dǎo)電通路的突出部分可如圖6(A)所示那樣,為與絕緣性基材2的內(nèi)部所存在的導(dǎo)電通路同樣的(連續(xù)的)柱狀形狀,也可如圖6(B)所示那樣,為自絕緣性基材2的內(nèi)部所存在的導(dǎo)電通路彎曲的柱狀形狀,另外,也可如圖6(C)所示那樣,為多個(gè)導(dǎo)電通路的突出部分3a接觸的形態(tài)。另外,在圖6(c)所示的形態(tài)中,為了擔(dān)保作為導(dǎo)電通路的功能,不言而喻所有的導(dǎo)電通路的突出部分相接觸的形態(tài)除外。
在本發(fā)明中,在利用壓接等方法使各向異性導(dǎo)電構(gòu)件與電極連接(接合)時(shí),自可充分確保突出部分崩潰的情況下的面方向的絕緣性的理由考慮,所述導(dǎo)電通路的突出部分的縱橫比(突出部分的高度/突出部分的直徑)優(yōu)選的是0.01以上且不足20,優(yōu)選的是6~20。
而且,在本發(fā)明中,自追從成為連接對(duì)象的半導(dǎo)體元件或配線基板的表面形狀的觀點(diǎn)考慮,所述導(dǎo)電通路的突出部分的高度優(yōu)選的是50nm~1500nm,更優(yōu)選的是300nm~1050nm。
同樣地,所述導(dǎo)電通路的突出部分的直徑優(yōu)選的是超過(guò)5nm、10μm以下,更優(yōu)選的是40nm~1000nm。
<其他形狀>
所述導(dǎo)電通路是柱狀,其直徑(在圖5(B)中以符號(hào)8所表示的部分)與突出部分的直徑同樣地優(yōu)選的是超過(guò)5nm、10μm以下,更優(yōu)選的是40nm~1000nm。
而且,所述導(dǎo)電通路是在利用所述絕緣性基材而相互絕緣的狀態(tài)下存在者,其密度優(yōu)選的是2萬(wàn)個(gè)/mm2以上,更優(yōu)選的是200萬(wàn)個(gè)/mm2以上,進(jìn)一步更優(yōu)選的是1000萬(wàn)個(gè)/mm2以上,特別優(yōu)選的是5000萬(wàn)個(gè)/mm2以上,最優(yōu)選的是1億個(gè)/mm2以上。
另外,鄰接的各導(dǎo)電通路的中心間距離(在圖5中以符號(hào)9所表示的部分)優(yōu)選的是20nm~500nm,更優(yōu)選的是40nm~200nm,進(jìn)一步更優(yōu)選的是50nm~140nm。
〔粘著層〕
構(gòu)成本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件的粘著層是設(shè)于絕緣性基材的表面的層,是有助于配線基板的電極以外的部分彼此接著的層。
在本發(fā)明中,自可減輕連接后的收縮差等所造成的翹曲的理由考慮,所述粘著層優(yōu)選的是含有熱膨脹系數(shù)不足50×10-6K-1的高分子材料的層,更優(yōu)選的是含有5×10-6K-1~30×10-6K-1的高分子材料的層。
如上所述,認(rèn)為可減輕連接后的翹曲的理由是因?yàn)椋河捎谂c成為連接對(duì)象的半導(dǎo)體元件或配線基板的熱膨脹率差變小,因此變得無(wú)需用以吸收位移差的膜厚,因此可使粘著層的厚度薄膜化,其結(jié)果可減輕粘著層自身的熱膨脹率的影響。
此處,熱膨脹系數(shù)是指基于JIS K 7197:1991的“塑料的利用熱機(jī)械分析的線膨脹率試驗(yàn)方法”而測(cè)定的值,在并用兩種以上高分子材料的情況下,是指這些材料的混合物的測(cè)定值。
<高分子材料>
所述高分子材料可以熱膨脹系數(shù)成為不足50×10-6K-1的方式自公知的樹(shù)脂材料等中適宜選擇一種或兩種以上,因此并無(wú)特別限定。
這些中,自可效率良好地填埋配線基板與各向異性導(dǎo)電構(gòu)件的間隙,使與配線基板的密著性進(jìn)一步變高的理由考慮,優(yōu)選的是使用聚酰亞胺樹(shù)脂(熱膨脹系數(shù):30×10-6K-1~50×10-6K-1)及/或環(huán)氧樹(shù)脂(熱膨脹系數(shù):45×10-6K-1~65×10-6K-1)。
<形狀>
在本發(fā)明中,自追從成為連接對(duì)象的半導(dǎo)體元件或配線基板的表面形狀的觀點(diǎn)考慮,所述粘著層的厚度優(yōu)選的是50nm~1500nm,更優(yōu)選的是250nm~1000nm。
而且,在本發(fā)明中,如上所述地具有使導(dǎo)電通路的突出部分的端部自粘著層的表面露出或突出的構(gòu)成,但自可使各向異性導(dǎo)電構(gòu)件與電極的連接電阻進(jìn)一步變小的理由考慮,所述導(dǎo)電通路的突出部分的高度與所述粘著層的厚度的差的絕對(duì)值優(yōu)選的是0nm~50nm。另外,導(dǎo)電通路的突出部分的高度與粘著層的厚度的差的絕對(duì)值為0nm的狀態(tài)是導(dǎo)電通路的突出部分的端部在與粘著層的表面同一平面露出的狀態(tài)。
如上所述,認(rèn)為可使連接電阻變小的理由在于:通過(guò)使厚度的差的絕對(duì)值處于所述范圍,即使在產(chǎn)生粘著層變形的狀態(tài)下,也變得難以阻礙電極與導(dǎo)電通路的連接等。
〔脫模膜〕
本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件,自如圖7所示那樣以卷繞為規(guī)定直徑及規(guī)定寬度的卷芯71的形狀而供給的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選的是在各向異性導(dǎo)電構(gòu)件的單側(cè)的表面設(shè)置脫模膜(在圖7中以符號(hào)72所表示的部分)。
此處,脫模膜例如可列舉聚酯系、聚丙烯系、聚乙烯系、聚四氟乙烯系的澆鑄膜;在延伸膜上涂布硅酮樹(shù)脂進(jìn)行脫模處理而成者;脫模紙等。
具備所述絕緣性基材、導(dǎo)電通路及粘著層的本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件的作為移送導(dǎo)電性構(gòu)件的厚度、也即所述絕緣基材的厚度與所述導(dǎo)電通路的突出部分的高度及所述粘著層的厚度中較大的值的合計(jì)值(在包含所述脫模膜的情況下,包括脫模膜的厚度)優(yōu)選的是50μm以下,更優(yōu)選的是10μm~50μm。
[各向異性導(dǎo)電構(gòu)件的制造方法]
本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件的制造方法(以下也形式上稱(chēng)為“本發(fā)明的制造方法”)并無(wú)特別限定,例如可列舉包含如下步驟的制造方法等:導(dǎo)電通路形成步驟,使所述導(dǎo)電性材料存在于所述絕緣性基材上所設(shè)的貫通孔而形成所述導(dǎo)電通路;修整步驟,在導(dǎo)電通路形成步驟之后僅僅將所述絕緣性基材的表面的一部分除去,使所述導(dǎo)電通路突出;粘著層形成步驟,在修整步驟之后僅僅在所述絕緣性基材的表面形成粘著層。
〔絕緣性基材的制作〕
所述絕緣性基材例如可直接使用具有貫通孔的玻璃基板(Through Glass Via:TGV),但自將所述導(dǎo)電通路的開(kāi)口直徑或突出部分的縱橫比設(shè)定為所述范圍的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選的是對(duì)閥金屬實(shí)施陽(yáng)極氧化處理的方法。
作為所述陽(yáng)極氧化處理,例如在所述絕緣性基材為鋁的陽(yáng)極氧化皮膜的情況下,可通過(guò)順次實(shí)施對(duì)鋁基板進(jìn)行陽(yáng)極氧化的陽(yáng)極氧化處理,及在所述陽(yáng)極氧化處理之后,對(duì)由于所述陽(yáng)極氧化而產(chǎn)生的微孔的孔進(jìn)行貫通化的貫通化處理而制作。
在本發(fā)明中,關(guān)于所述絕緣性基材的制作中所使用的鋁基板以及對(duì)鋁基板所實(shí)施的各處理步驟,可采用與日本專(zhuān)利特開(kāi)2008-270158號(hào)公報(bào)的段落[0041]~段落[0121]中所記載的相同者。
〔導(dǎo)電通路形成步驟〕
所述導(dǎo)電通路形成步驟是使所述導(dǎo)電性材料存在于所述絕緣性基材上所設(shè)的所述貫通孔的步驟。
此處,使金屬存在于所述貫通孔的方法例如可列舉與日本專(zhuān)利特開(kāi)2008-270158號(hào)公報(bào)的段落[0123]~段落[0126]及[圖4]中所記載的各方法(電解鍍敷法或無(wú)電鍍法)相同的方法。
而且,在電解鍍敷法或無(wú)電鍍法中,優(yōu)選的是預(yù)先設(shè)置金、鎳、銅等的電極層。所述電極層的形成方法例如可列舉濺鍍等氣相處理;無(wú)電鍍等液層處理;組合有這些處理的處理等。
通過(guò)所述金屬填充步驟可獲得形成導(dǎo)電通路的突出部分之前的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件。
另一方面,所述導(dǎo)電通路形成步驟也可為包含如下步驟的方法而代替日本專(zhuān)利特開(kāi)2008-270158號(hào)公報(bào)中所記載的方法,所述步驟例如包含:陽(yáng)極氧化處理步驟,對(duì)鋁基板的單側(cè)的表面(以下也稱(chēng)為“單面”)實(shí)施陽(yáng)極氧化處理,在鋁基板的單面形成包含存在于厚度方向的微孔與存在于微孔的底部的障壁層的陽(yáng)極氧化膜;障壁層除去步驟,在陽(yáng)極氧化處理步驟之后將陽(yáng)極氧化膜的障壁層除去;金屬填充步驟,在障壁層除去步驟之后實(shí)施電解鍍敷處理而在微孔的內(nèi)部填充金屬;基板除去步驟,在金屬填充步驟之后將鋁基板除去,獲得金屬填充微細(xì)結(jié)構(gòu)物。
<陽(yáng)極氧化處理步驟>
所述陽(yáng)極氧化步驟是通過(guò)對(duì)所述鋁基板的單面實(shí)施陽(yáng)極氧化處理,而在所述鋁基板的單面形成包含存在于厚度方向的微孔與存在于微孔的底部的障壁層的陽(yáng)極氧化膜的步驟。
本發(fā)明的制造方法中的陽(yáng)極氧化處理可使用現(xiàn)有公知的方法,自提高微孔排列的有序性、擔(dān)保各向異性導(dǎo)電的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選的是使用自我有序化(Self-Ordering)法或恒定電壓處理。
此處,關(guān)于陽(yáng)極氧化處理的自我有序化法或恒定電壓處理,可實(shí)施與日本專(zhuān)利特開(kāi)2008-270158號(hào)公報(bào)的段落[0056]~段落[0108]及[圖3]中所記載的各處理同樣的處理。
<障壁層除去步驟>
所述障壁層除去步驟是在所述陽(yáng)極氧化處理步驟之后,將所述陽(yáng)極氧化膜的障壁層除去的步驟。通過(guò)除去障壁層,變得經(jīng)由微孔而使鋁基板的一部分露出。
除去障壁層的方法并無(wú)特別限定,例如可列舉:以比所述陽(yáng)極氧化處理步驟的所述陽(yáng)極氧化處理的電位更低的電位使障壁層進(jìn)行電化學(xué)溶解的方法(以下也稱(chēng)為“電解除去處理”);通過(guò)蝕刻將障壁層除去的方法(以下也稱(chēng)為“蝕刻除去處理”);組合有這些方法的方法(特別是在實(shí)施電解除去處理之后,利用蝕刻除去處理將殘存的障壁層除去的方法)等。
<電解除去處理>
所述電解除去處理若為以比所述陽(yáng)極氧化處理步驟的所述陽(yáng)極氧化處理的電位(電解電位)更低的電位而實(shí)施的電解處理,則并無(wú)特別限定。
在本發(fā)明中,所述電解溶解處理例如可通過(guò)在所述陽(yáng)極氧化處理步驟結(jié)束時(shí)使電解電位降低,而與所述陽(yáng)極氧化處理連續(xù)地實(shí)施。
關(guān)于電解電位以外的條件,所述電解除去處理可采用與所述現(xiàn)有公知的陽(yáng)極氧化處理同樣的電解液及處理?xiàng)l件。
特別是如上所述那樣連續(xù)實(shí)施所述電解除去處理與所述陽(yáng)極氧化處理的情況下,優(yōu)選的是使用同樣的電解液而進(jìn)行處理。
(電解電位)
所述電解除去處理的電解電位優(yōu)選的是連續(xù)性或階段性(階梯狀)地下降為比所述陽(yáng)極氧化處理中的電解電位更低的電位。
此處,作為使電解電位階段性下降時(shí)的降低幅度(階梯寬度),自障壁層的耐電壓的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選的是10V以下,更優(yōu)選的是5V以下,進(jìn)一步更優(yōu)選的是2V以下。
而且,自生產(chǎn)性等觀點(diǎn)考慮,使電解電位連續(xù)性或階段性下降時(shí)的電壓下降速度均優(yōu)選的是1V/sec以下,更優(yōu)選的是0.5V/sec以下,進(jìn)一步更優(yōu)選的是0.2V/sec以下。
<蝕刻除去處理>
所述蝕刻除去處理并無(wú)特別限定,可為使用酸水溶液或堿性水溶液而進(jìn)行溶解的化學(xué)性蝕刻處理,也可為干式蝕刻處理。
(化學(xué)蝕刻處理)
利用化學(xué)蝕刻處理除去障壁層例如可利用如下方法而選擇性地僅僅溶解障壁層:使所述陽(yáng)極氧化處理步驟后的結(jié)構(gòu)物浸漬于酸水溶液或堿性水溶液中,在微孔的內(nèi)部填充酸水溶液或堿性水溶液之后,使pH緩沖液與陽(yáng)極氧化膜的微孔的開(kāi)口部側(cè)的表面接觸的方法等。
此處,在使用酸水溶液的情況下,優(yōu)選的是使用硫酸、磷酸、硝酸、鹽酸等無(wú)機(jī)酸或這些的混合物的水溶液。而且,酸水溶液的濃度優(yōu)選的是1質(zhì)量%~10質(zhì)量%。酸水溶液的溫度優(yōu)選的是15℃~80℃,更優(yōu)選的是20℃~60℃,更優(yōu)選的是30℃~50℃。
另一方面,在使用堿性水溶液的情況下,優(yōu)選的是使用選自由氫氧化鈉、氫氧化鉀及氫氧化鋰所構(gòu)成的群組的至少一種堿的水溶液。而且,堿性水溶液的濃度優(yōu)選的是0.1質(zhì)量%~5質(zhì)量%。堿性水溶液的溫度優(yōu)選的是10℃~60℃,更優(yōu)選的是15℃~45℃,更優(yōu)選的是20℃~35℃。另外,在堿性水溶液中也可含有鋅或其他金屬。
具體而言,例如可適宜使用50g/L、40℃的磷酸水溶液,0.5g/L、30℃的氫氧化鈉水溶液,0.5g/L、30℃的氫氧化鉀水溶液等。
另外,pH緩沖液可適宜使用與所述酸水溶液或堿性水溶液對(duì)應(yīng)的緩沖液。
而且,在酸水溶液或堿性水溶液中的浸漬時(shí)間優(yōu)選的是8分鐘~120分鐘,更優(yōu)選的是10分鐘~90分鐘,進(jìn)一步更優(yōu)選的是15分鐘~60分鐘。
(干式蝕刻處理)
干式蝕刻處理例如優(yōu)選的是使用Cl2/Ar混合氣體等氣體種類(lèi)。
<金屬填充步驟>
所述金屬填充步驟是在所述障壁層除去步驟之后,實(shí)施電解鍍敷處理而將金屬填充至陽(yáng)極氧化膜的微孔的內(nèi)部的步驟,例如可列舉與日本專(zhuān)利特開(kāi)2008-270158號(hào)公報(bào)的段落[0123]~段落[0126]及[圖4]中所記載的各方法同樣的方法(電解鍍敷法或無(wú)電鍍法)。
另外,在電解鍍敷法或無(wú)電鍍法中,可將在所述障壁層除去步驟之后經(jīng)由微孔而露出的鋁基板作為電極而利用。
<基板除去步驟>
所述基板除去步驟是在所述金屬填充步驟之后將鋁基板除去,獲得金屬填充微細(xì)結(jié)構(gòu)物的步驟。
作為除去鋁基板的方法,例如可列舉使用處理液,并不溶解在所述金屬填充步驟中填充至微孔的內(nèi)部的金屬及作為絕緣性基材的陽(yáng)極氧化膜,而僅僅溶解鋁基板的方法等。
所述處理液例如可列舉氯化汞、溴/甲醇混合物、溴/乙醇混合物、王水、鹽酸/氯化銅混合物等的水溶液等,其中優(yōu)選的是鹽酸/氯化銅混合物。
而且,所述處理液的濃度優(yōu)選的是0.01mol/L~10mol/L,更優(yōu)選的是0.05mol/L~5mol/L。
而且,處理溫度優(yōu)選的是-10℃~80℃,優(yōu)選的是0℃~60℃。
〔修整步驟〕
所述修整步驟是僅僅除去所述導(dǎo)電通路形成步驟后的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件表面的絕緣性基材的一部分,使導(dǎo)電通路突出的步驟。
此處,修整處理若為并不溶解構(gòu)成導(dǎo)電通路的金屬的條件,則并無(wú)特別限定,例如在使用酸水溶液的情況下,優(yōu)選的是使用硫酸、磷酸、硝酸、鹽酸等無(wú)機(jī)酸或這些的混合物的水溶液。其中,不含鉻酸的水溶液在安全性優(yōu)異的方面優(yōu)選。酸水溶液的濃度優(yōu)選的是1質(zhì)量%~10質(zhì)量%。酸水溶液的溫度優(yōu)選的是25℃~60℃。
另一方面,在使用堿性水溶液的情況下,優(yōu)選的是使用選自由氫氧化鈉、氫氧化鉀及氫氧化鋰所構(gòu)成的群組的至少一種堿的水溶液。堿性水溶液的濃度優(yōu)選的是0.1質(zhì)量%~5質(zhì)量%。堿性水溶液的溫度優(yōu)選的是20℃~50℃。
具體而言,例如可適宜使用50g/L、40℃的磷酸水溶液,0.5g/L、30℃的氫氧化鈉水溶液或0.5g/L、30℃的氫氧化鉀水溶液。
在酸水溶液或堿性水溶液中的浸漬時(shí)間優(yōu)選的是8分鐘~120分鐘,更優(yōu)選的是10分鐘~90分鐘,進(jìn)一步更優(yōu)選的是15分鐘~60分鐘。此處,浸漬時(shí)間在反復(fù)進(jìn)行短時(shí)間的浸漬處理(修整處理)的情況下,是指各浸漬時(shí)間的合計(jì)。另外,在各浸漬處理之間也可實(shí)施清洗處理。
在本發(fā)明的制造方法中,在修整步驟中嚴(yán)密地控制導(dǎo)電通路的突出部分的高度的情況下,優(yōu)選的是在所述導(dǎo)電通路形成步驟之后將絕緣性基材與導(dǎo)電通路的端部加工成為同一平面狀之后,將絕緣性基材選擇性除去(修整)。
此處,加工為同一平面狀的方法例如可列舉物理性研磨(例如游離研磨粒研磨、背面研磨、平刨等)、電化學(xué)研磨、組合有這些的研磨等。
而且,在本發(fā)明的制造方法中,在所述導(dǎo)電通路形成步驟或修整步驟之后,可以減輕隨著金屬的填充而產(chǎn)生的導(dǎo)電通路內(nèi)的應(yīng)變?yōu)槟康亩鴮?shí)施加熱處理。
作為加熱處理,自抑制金屬氧化的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選的是在還原性環(huán)境下實(shí)施,具體而言,優(yōu)選的是在氧濃度為20Pa以下進(jìn)行,更優(yōu)選的是在真空下進(jìn)行。此處,所謂真空是指氣體密度或氣壓比大氣更低的空間的狀態(tài)。
而且,優(yōu)選的是以矯正為目的而一面對(duì)材料進(jìn)行加壓一面進(jìn)行加熱處理。
〔粘著層形成步驟〕
所述粘著層形成步驟是在所述修整步驟之后,僅僅在所述絕緣性基材的表面形成粘著層的步驟。
此處,形成粘著層的方法例如可列舉將含有具有所述熱膨脹系數(shù)的高分子材料與溶媒(例如甲基乙基酮等)等的樹(shù)脂組合物涂布于所述絕緣性基材的表面,使其干燥,視需要進(jìn)行煅燒的方法等。
所述樹(shù)脂組合物的涂布方法并無(wú)特別限定,例如可使用凹版印刷涂布法、反涂法、模涂法、刮刀涂布機(jī)、輥涂機(jī)、氣刀涂布機(jī)、絲網(wǎng)涂布機(jī)、棒式涂布機(jī)、簾幕式涂布機(jī)等現(xiàn)有公知的涂布方法。
而且,涂布后的干燥方法并無(wú)特別限定,例如可列舉在30℃~80℃的溫度下進(jìn)行幾秒~幾十分鐘加熱的處理,或在減壓下、50℃~200℃的溫度下進(jìn)行加熱的處理等。
而且,干燥后的煅燒方法因所使用的高分子材料而異,故并無(wú)特別限定,在使用聚酰亞胺樹(shù)脂的情況下,例如可列舉在160℃~240℃的溫度下進(jìn)行2分鐘~1小時(shí)加熱的處理等;在使用環(huán)氧樹(shù)脂的情況下,例如可列舉在30℃~80℃的溫度下進(jìn)行2分鐘~60分鐘加熱的處理等。
在本發(fā)明的制造方法中,所述各步驟可單片式地進(jìn)行各步驟,也可將鋁線圈作為原坯而利用腹板(web)進(jìn)行連續(xù)處理。
而且,在進(jìn)行連續(xù)處理的情況下,優(yōu)選的是在各步驟之間設(shè)置適宜的清洗步驟、干燥步驟。
[多層配線基板]
以下,關(guān)于本發(fā)明的多層配線基板而加以詳細(xì)說(shuō)明。
本發(fā)明的多層配線基板是層疊有所述本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件、經(jīng)由電極而與存在于各向異性導(dǎo)電構(gòu)件的貫通孔的導(dǎo)電性材料(導(dǎo)電通路)電性連接的配線基板的多層配線基板。
其次,關(guān)于本發(fā)明的多層配線基板的結(jié)構(gòu),使用圖8而加以說(shuō)明。
圖8中所示的多層配線基板10由于導(dǎo)電通路3與配線基板11a及配線基板11b中的電極12a及電極12b接合,且絕緣性基材2的表面所設(shè)的粘著層4與配線基板11a及配線基板11b中的電極12a及電極12b以外的部分接觸,因此與配線基板的密著力高,可達(dá)成優(yōu)異的導(dǎo)通可靠性。另外,圖8中所示的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件與圖6(A)同樣為導(dǎo)電通路的突出部分的端部(端面)與粘著層的表面形成同一面的形態(tài),但也可為如圖5(B)所示那樣,導(dǎo)電通路的突出部分的端部(端面)自粘著層的表面突出的形態(tài),通過(guò)對(duì)配線基板彼此進(jìn)行加熱壓接,利用由于熱而膨脹的高分子材料,使絕緣性基材2的表面所設(shè)的粘著層4與配線基板11a及配線基板11b中的電極12a及電極12b以外的部分接觸。
在本發(fā)明中,在將所述本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件與配線基板接合或連接(以下也簡(jiǎn)略稱(chēng)為“接合等”)時(shí),可視需要而實(shí)施將可在各向異性導(dǎo)電構(gòu)件的導(dǎo)電通路的突出部分的端部(端面)所形成的氧化膜或有機(jī)污染等除去的除去處理,或?qū)Ω飨虍愋詫?dǎo)電構(gòu)件的導(dǎo)電通路的突出部分的端部(端面)或粘著層的表面進(jìn)行活化的活化處理。
〔除去處理〕
作為將氧化膜除去的方法,例如可列舉利用甲酸氣體的還原作用而除去的甲酸處理,或浸漬于如硫酸這樣的酸性液體中而溶解表面的氧化層的溶解處理等化學(xué)性處理。
而且,也可列舉在高真空中對(duì)氧化膜的表面照射離子束或中性原子束的離子束處理,或在等離子體環(huán)境中封入基板且施加偏壓的等離子體處理,實(shí)施反應(yīng)性離子蝕刻(Reactive Ion Etching:RIE)等而將氧化膜物理性除去的方法。另外,使用惰性的氬元素等而作為離子源、等離子體源。
而且,作為將有機(jī)污染除去的方法,在氧氣的存在下照射真空紫外光的處理(Vacuum ultraviolet irradiation treatment in the presence of oxygen gas(VUV/O3))也有效。通過(guò)照射波長(zhǎng)為175nm以下的真空紫外光而形成以氧及臭氧為起始物質(zhì)的氧自由基,所述氧自由基使有機(jī)物質(zhì)分解、揮發(fā),由此可實(shí)現(xiàn)表面污染的降低。另外,根據(jù)對(duì)象基板材料,也可使用氮?dú)狻?/p>
〔活化處理〕
活化處理例如可列舉與所述除去處理同樣地使用物理性的能量,將氧化膜或有機(jī)污染等除去,使粘著層的表面的結(jié)合狀態(tài)變化,由此使活性表面露出的方法。
而且,活化處理也可以形成具有接合等功能的薄膜表面(接合層)為目的而采用暴露水蒸氣的方法。由于吸附于表面的水分子所引起的官能基(例如羥基)有助于縮合,因此可實(shí)現(xiàn)金屬、氧化物、有機(jī)物的相互結(jié)合。另外,利用此種方法而形成的接合層的厚度薄至十幾納米,對(duì)電氣特性所造成的影響極少。
另外,作為活化處理,在構(gòu)成導(dǎo)電通路的突出部分的端部(端面)的金屬(例如銅)的極表層部分形成氧吸附層的方法也有用。通過(guò)使本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件暴露于進(jìn)行了濕度控制的環(huán)境下,在導(dǎo)電通路的突出部分的端面形成非常薄的氧吸附層之后,進(jìn)行接合等。另外,氧吸附層非常薄,而且銅原子容易擴(kuò)散,因此在接合完成時(shí),在電性上基本上顯示金屬銅的性質(zhì)。
另外,在突出部分的端部的表面也可形成催化劑成分或還原材料的層。催化劑成分可使用公知的金屬催化劑,例如可使用Pt(鉑)、Pd(鈀)等。而且,還原材料例如可使用包含羥基的化合物,優(yōu)選的是使用羥基為3個(gè)以上的化合物,具體而言可適宜使用三羥甲基丙烷等多元醇等。
在內(nèi)置于接合裝置或連接裝置(以下略稱(chēng)為“接合等裝置”)的情況下,可在接合等裝置的腔室內(nèi)連續(xù)地進(jìn)行所述各處理。
而且,在并不內(nèi)置于接合等裝置的情況下,在腔室外實(shí)施處理后,將處理后的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件與配線基板快速地開(kāi)始連接,由此可獲得同樣的效果。
作為此種接合等裝置,將基于各種原理的裝置實(shí)用化,大致區(qū)分而言,存在將硅晶片彼此永久性接合的永久接合裝置與暫時(shí)性接合的暫時(shí)接合裝置,若滿足加壓能力、加熱溫度、連接環(huán)境,則可使用任意裝置。
而且,此種接合等裝置例如可列舉圖9~圖11中所示的形態(tài)。此處,圖9中所示的形態(tài)(符號(hào)30:接合腔室,符號(hào)31:帶有加熱機(jī)構(gòu)的基板固定器,符號(hào)32:對(duì)象構(gòu)件,符號(hào)33:移動(dòng)機(jī)構(gòu),符號(hào)34:流動(dòng)機(jī)構(gòu),符號(hào)35:處理氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu))是可在接合腔室30內(nèi)部實(shí)施除去處理或活化處理的類(lèi)型。圖10中所示的形態(tài)是與接合腔室30分開(kāi)準(zhǔn)備處理腔室36的形態(tài),兩腔室間利用負(fù)載鎖定機(jī)構(gòu)37而連接。圖11所示的形態(tài)(符號(hào)38:腔室門(mén))是表示在處理腔室36中進(jìn)行處理后,移至接合腔室30的形態(tài)。
這些形態(tài)在任意形態(tài)中均是在使成為接合等的對(duì)象的構(gòu)件(對(duì)象構(gòu)件)與本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件隔開(kāi)間隔的狀態(tài)下進(jìn)行,可在所述狀態(tài)下實(shí)施所述除去處理或活化處理。
具體而言,可以如圖9所示那樣,在預(yù)先實(shí)施除去處理或活化處理、隔開(kāi)間隔而配置的對(duì)象構(gòu)件32的中間部導(dǎo)入本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件而進(jìn)行接合。同樣也可如圖10(A)所示那樣,將在處理腔室36中實(shí)施了除去處理或活化處理、隔開(kāi)間隔而配置的對(duì)象構(gòu)件32移動(dòng)至接合腔室30,其后在隔開(kāi)間隔而配置的對(duì)象構(gòu)件的中間部導(dǎo)入本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件而進(jìn)行接合。另外,在圖9及圖10(A)所示的形態(tài)中,對(duì)象構(gòu)件32的其中一個(gè)也可為本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件。
而且,在與多個(gè)對(duì)象構(gòu)件總括進(jìn)行接合等的情況下,可在隔開(kāi)間隔而配置的對(duì)象構(gòu)件的中間部分配置有本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件的狀態(tài)下,實(shí)施所述除去處理或活化處理,直接進(jìn)行接合等。具體而言,如圖10(B)所示那樣,可在處理腔室36內(nèi),在隔開(kāi)間隔而配置的對(duì)象構(gòu)件32的中間部分配置本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件1的狀態(tài)下實(shí)施除去處理或活化處理后,移動(dòng)至接合腔室30而進(jìn)行接合等。
而且,也可在其他的室內(nèi)僅僅準(zhǔn)備本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件,預(yù)先實(shí)施除去處理或活化處理,導(dǎo)入至隔開(kāi)間隔而配置的對(duì)象構(gòu)件的中間部而進(jìn)行接合。另外,此時(shí)也可不對(duì)各向異性導(dǎo)電構(gòu)件實(shí)施除去處理或活化處理,預(yù)先在其他室內(nèi)進(jìn)行處理。而且,其他室與接合腔室也可連接,也可在其他室內(nèi)進(jìn)行處理后迅速地將各向異性導(dǎo)電構(gòu)件導(dǎo)入至接合腔室。具體而言,例如也可如圖10(C)所示那樣,在處理腔室36中,僅僅對(duì)本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件1實(shí)施除去處理或活化處理,在不同的處理腔室36中,對(duì)隔開(kāi)間隔而配置的對(duì)象構(gòu)件32實(shí)施除去處理或活化處理,將這些移動(dòng)至接合腔室30,在隔開(kāi)間隔的對(duì)象構(gòu)件的中間部導(dǎo)入本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件而進(jìn)行接合。另外,在無(wú)需對(duì)對(duì)象構(gòu)件實(shí)施的除去處理或活化處理的情況下,在圖10(C)中無(wú)需右側(cè)的處理腔室36。而且,在僅僅對(duì)對(duì)象構(gòu)件實(shí)施除去處理或活化處理,并不對(duì)本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件實(shí)施除去處理或活化處理的情況下,在圖10(C)中,左側(cè)的處理腔室36成為僅僅具有如負(fù)載鎖定這樣的功能的機(jī)構(gòu)。
實(shí)施除去處理或活化處理的處理腔室內(nèi)的環(huán)境可為靜態(tài),也可進(jìn)行氣體等的流動(dòng)。特別是本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件的表面為微細(xì)的形狀,且表面積大,因此處于流動(dòng)狀態(tài)者可提高處理的均一性。流動(dòng)的方向可相對(duì)于表面而言平行,也可為噴出的方向。
而且,在使用離子束等的情況下,難以在對(duì)象構(gòu)件的中間配置本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件而進(jìn)行處理,因此理想的是另行進(jìn)行處理而配置于中間的方法。
代表性的接合等裝置例如由三菱重工業(yè)、步工業(yè)、武藏野工業(yè)、SUSS、邦?lèi)偪萍?Bond-Tech)、TEL、東麗工程、EVG、PMT等所市售。
成為對(duì)象構(gòu)件的配線基板當(dāng)然可使用硅晶片上所形成的重新布線層,也可應(yīng)用于具有金屬柱(銅、金)、金屬凸塊等的各種基板中。將這些的例子表示于圖12中。
如圖12(A)所示,使用各向異性導(dǎo)電構(gòu)件1將具有電極12(例如微凸塊)的配線基板11(例如Ic裝置)彼此接合,也可在其間隙中如現(xiàn)有那樣注入間隙填充劑40。
而且,如圖12(B)所示,也可應(yīng)用于電極12與絕緣層42(例如鈍化層)形成于同一平面的基板中。此處,絕緣層可為SiO/SiN等無(wú)機(jī)材料,也可為聚酰亞胺樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)脂、硅酮樹(shù)脂等有機(jī)系材料。而且,使用感光性樹(shù)脂,在形成有圖案的開(kāi)口部形成金屬電極,形成有通常的電極柱的芯片的柱間,通過(guò)涂布或?qū)訅憾畛錁?shù)脂材料,將僅僅電極上部的樹(shù)脂除去,由此可制作如上所述的電極與絕緣層形成于同一平面的結(jié)構(gòu)。另外,絕緣層的有機(jī)系材料(特別是樹(shù)脂材料)除了所述聚酰亞胺樹(shù)脂等以外,也可層壓如非導(dǎo)電性膜(Non Conductive Film,NFC)這樣的膜型者。而且,金屬上部的樹(shù)脂層除去當(dāng)然可使用研磨的方法,也可利用被稱(chēng)為平刨的裝置進(jìn)行物理性磨削,抑或可利用離子束等而除去。
而且,如圖12(C)所示,可使用與電極12分開(kāi),而在基板周?chē)哂信c電極相同的高度的密封部分46(例如金屬墊)的基板。使用此種基板,變得可用于微機(jī)電系統(tǒng)(Micro Electro Mechanical Systems,MEMS)裝置44的密封等中。
而且,如圖12(D)所示,若使用除了信號(hào)沿箭頭方向流動(dòng)的電極12以外,具有與電極相同高度的散熱用虛設(shè)電極48者,則可形成散熱性高的裝置。
在本發(fā)明中,所述本發(fā)明的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件與配線基板的連接并無(wú)特別限定,可適宜采用現(xiàn)有公知的方法。例如可通過(guò)利用晶片接合器或倒裝芯片接合器的加熱壓接而連接。
利用加熱壓接的連接時(shí)的環(huán)境可以是真空下、氮?dú)猸h(huán)境下、大氣下的任意者,優(yōu)選的是腔室內(nèi)的氧濃度為10ppm以下的條件。
而且,加熱壓接時(shí)的加熱溫度優(yōu)選的是200℃以上,更優(yōu)選的是250℃以上,進(jìn)一步理想的是300℃以上。
而且,加熱壓接時(shí)的加熱壓力優(yōu)選的是1MPa以上,且優(yōu)選的是20MPa以下,更優(yōu)選的是10MPa以下,進(jìn)一步更優(yōu)選的是5MPa以下。
而且,加熱壓接的時(shí)間優(yōu)選的是短時(shí)間,在伴隨著環(huán)境控制的情況下,理想的是30分鐘以下。在使用倒裝芯片接合器等的情況下,優(yōu)選的是1分鐘以下,特別優(yōu)選的是10秒以下。
而且,利用倒裝芯片接合器而固定各向異性導(dǎo)電構(gòu)件后,在加熱環(huán)境下進(jìn)行保持,由此也可實(shí)現(xiàn)連接強(qiáng)度的提高及穩(wěn)定化。
而且,也可有效利用各向異性導(dǎo)電構(gòu)件的絕緣性基材的表面所設(shè)的粘著層,暫時(shí)固定于晶片上之后,利用晶片接合器進(jìn)行加熱壓接。
若使用此種方法,則可通過(guò)僅僅將良品配置于晶片上的良品部分而實(shí)現(xiàn)收率的降低。
此種本發(fā)明的多層配線基板可作為半導(dǎo)體封裝的插入物而適宜使用。
[實(shí)施例]
以下表示實(shí)施例而對(duì)本發(fā)明加以具體的說(shuō)明。但本發(fā)明并不限定于這些實(shí)施例。
〔實(shí)施例1〕
在市售的感光性玻璃基板(商品名:豪雅(HOYA)股份有限公司制造的PEG3:5英寸見(jiàn)方、板厚為0.65mm)上密著光掩模而照射紫外線。另外,照射條件是波長(zhǎng)為320nm、曝光量為550mJ/cm2。而且,掩模圖案使用以300μm的間距在縱橫方向上排列合計(jì)90000個(gè)直徑為1μm的圓形圖案的掩模圖案。
在照射紫外線后,在加熱爐內(nèi)、550℃下實(shí)施1小時(shí)的熱處理。
其后,使用包含#1000的Al2O3的研磨粒,利用雙面平面磨削盤(pán)(Surface grinding machines)而對(duì)感光性玻璃基板的表面及背面進(jìn)行磨削,進(jìn)一步使用氧化鈰研磨粒,且使用雙面研磨機(jī)而進(jìn)行精加工研磨。精加工研磨后的感光性玻璃基板的板厚為0.3mm,表面及背面合并的切削裕度為0.35mm。
其次,以膜厚成為2μm的方式涂布后述的感光性的聚酰亞胺樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)脂組合物,使用與所述相同的掩模圖案而以圓形圖案的位置與所述重合的方式進(jìn)行曝光顯影。
其后,利用在7vol%的氫氟酸水溶液中加入硫酸而成的混酸(硫酸濃度:20wt%)蝕刻液來(lái)將感光性玻璃曝光部分溶解除去。
其次,在玻璃基板的其中一個(gè)表面上密著銅電極,將所述銅電極作為陰極,將鉑作為正極而進(jìn)行電解鍍敷。
在將硫酸銅/硫酸/鹽酸=200/50/15(g/L)的混合溶液保持為25℃的狀態(tài)下而作為電解液使用,通過(guò)實(shí)施恒定電壓脈沖電解而制造在貫通孔中填充有銅的結(jié)構(gòu)物(各向異性導(dǎo)電構(gòu)件前體)。
此處,恒定電壓脈沖電解是使用山本鍍金試驗(yàn)器股份有限公司公司制造的鍍敷裝置,且使用北斗電工股份有限公司制造的電源(HZ-3000),在鍍敷液中進(jìn)行循環(huán)伏安法而確認(rèn)析出電位后,將密著于玻璃上的銅電極的電位設(shè)定為-2V而進(jìn)行。而且,恒定電壓脈沖電解的脈沖波形為矩形波。具體而言,以電解的總處理時(shí)間成為300秒的方式,在各電解處理之間設(shè)置40秒的休止時(shí)間而實(shí)施5次的每1次電解時(shí)間為60秒的電解處理。
若利用電場(chǎng)發(fā)射形掃描電子顯微鏡(Field Emission-Scanning Electron Microscope,F(xiàn)E-SEM)觀察填充銅之后的表面,則成為自粘著層的表面的表面溢出一部分的形態(tài)。
其后,利用與所述同樣的方法而對(duì)表面進(jìn)行研磨后,關(guān)于聚酰亞胺樹(shù)脂,在250℃下進(jìn)行熱處理而使其熱硬化,關(guān)于環(huán)氧樹(shù)脂,加熱至80℃,使其干燥而形成粘著層,從而制作各向異性導(dǎo)電構(gòu)件。另外,通過(guò)研磨或者熱硬化或加熱,將粘著層選擇除去或產(chǎn)生收縮,如下述表一所示那樣,成為粘著層的厚度比銅的導(dǎo)電通路更低的狀態(tài)。
(聚酰亞胺樹(shù)脂)
聚酰亞胺樹(shù)脂可使用感光性聚酰亞胺樹(shù)脂(堿性顯影正型感光性聚酰亞胺:PIMEL AM-200系列、旭化成電子材料股份有限公司制造)。
(環(huán)氧樹(shù)脂組合物)
使10份作為低環(huán)氧當(dāng)量環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧當(dāng)量為250g/當(dāng)量的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、90份作為高環(huán)氧當(dāng)量環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧當(dāng)量為8690g/當(dāng)量的雙酚F型苯氧樹(shù)脂、9份作為光酸產(chǎn)生劑的4,4-雙[二(β-羥基乙氧基)苯基亞磺?;鵠苯基硫醚-雙(六氟銻酸鹽)溶解于二噁烷中,制備固體成分濃度為50%的感光性環(huán)氧樹(shù)脂接著劑組合物。
利用電場(chǎng)發(fā)射形掃描電子顯微鏡(FE-SEM)觀察所制作的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件。
其結(jié)果,如下述表一所示那樣,確認(rèn)到導(dǎo)電通路的突出部分的高度為1050nm,導(dǎo)電通路的突出部分的直徑為1000nm,縱橫比(突出部分的高度/突出部分的直徑)為1.05,粘著層的厚度為1000nm。
〔實(shí)施例2~實(shí)施例4〕
(1)鋁基板的制作
使用含有0.06質(zhì)量%的Si、0.30質(zhì)量%的Fe、0.005質(zhì)量%的Cu、0.001質(zhì)量%的Mn、0.001質(zhì)量%的Mg、0.001質(zhì)量%的Zn、0.03質(zhì)量%的Ti,剩余部分為Al與不可避免的雜質(zhì)的鋁合金而制備熔融金屬,進(jìn)行熔融金屬處理及過(guò)濾,且利用DC鑄造法而制造厚度為500mm、寬度為1200mm的鑄塊。
其次,利用面削機(jī)以平均10mm的厚度削取表面后,在550℃下進(jìn)行約5小時(shí)的均熱保持,將溫度降低為400℃,使用熱軋機(jī)而制成厚度為2.7mm的壓延板。
進(jìn)一步使用連續(xù)退火機(jī)在500℃下進(jìn)行熱處理后,通過(guò)冷軋而精加工為厚度1.0mm,獲得JIS 1050材的鋁基板。
使所述鋁基板成為寬1030mm后,實(shí)施以下所示的各處理。
(2)電解研磨處理
對(duì)于所述鋁基板,使用以下組成的電解研磨液,在電壓為25V、液體溫度為65℃、液體流速為3.0m/min的條件下實(shí)施電解研磨處理。
陰極為碳電極,電源使用GP0110-30R(高砂制作所股份有限公司公司制造)。而且,電解液的流速使用渦式流動(dòng)監(jiān)視器FLM22-10PCW(亞速旺(As One)股份有限公司制造)而進(jìn)行測(cè)量。
(電解研磨液組成)
·85質(zhì)量%的磷酸(和光純藥工業(yè)股份有限公司制造的試劑) 660mL
·純水 160mL
·硫酸 150mL
·乙二醇 30mL
(3)陽(yáng)極氧化處理步驟
其次,依照日本專(zhuān)利特開(kāi)2007-204802號(hào)公報(bào)中所記載的順序,對(duì)電解研磨處理后的鋁基板實(shí)施利用自我有序化法的陽(yáng)極氧化處理。
對(duì)電解研磨處理后的鋁基板,利用0.50mol/L草酸的電解液,在電壓為40V、液體溫度為16℃、液體流速為3.0m/min的條件下,實(shí)施5小時(shí)的預(yù)陽(yáng)極氧化處理。
其后,實(shí)施將預(yù)陽(yáng)極氧化處理后的鋁基板在0.2mol/L鉻酸酐、0.6mol/L磷酸的混合水溶液(液溫:50℃)中浸漬12小時(shí)的脫膜處理。
其后,利用0.50mol/L草酸的電解液,在電壓為40V、液體溫度為16℃、液體流速為3.0m/min的條件的條件下實(shí)施10小時(shí)的再陽(yáng)極氧化處理,獲得膜厚為80μm的陽(yáng)極氧化膜。
另外,預(yù)陽(yáng)極氧化處理及再陽(yáng)極氧化處理均將陰極設(shè)為不銹鋼電極,電源使用GP0110-30R(高砂制作所股份有限公司制造)。而且,冷卻裝置使用耐庫(kù)(NeoCool)BD36(大和科學(xué)股份有限公司制造),攪拌加溫裝置使用對(duì)攪拌器(pair stirrer)PS-100(EYELA東京理化器械股份有限公司制造)。另外,電解液的流速是使用渦式流動(dòng)監(jiān)視器FLM22-10PCW(亞速旺(As One)股份有限公司制造)而進(jìn)行測(cè)量。
(4)障壁層除去步驟
其次,利用與所述陽(yáng)極氧化處理同樣的處理液及處理?xiàng)l件,一面使電壓自40V連續(xù)地以電壓降低速度為0.2V/sec降低至0V,一面實(shí)施電解處理(電解除去處理)。
其后,實(shí)施在5質(zhì)量%磷酸中、30℃下浸漬30分鐘的蝕刻處理(蝕刻除去處理),將處于陽(yáng)極氧化膜的微孔的底部的障壁層除去,經(jīng)由微孔而使鋁露出。
此處,障壁層除去步驟后的陽(yáng)極氧化膜上所存在的微孔的平均開(kāi)口直徑為60nm。另外,平均開(kāi)口直徑是利用FE-SEM而拍攝表面相片(倍率為50000倍),算出為50點(diǎn)測(cè)定的平均值。
而且,障壁層除去步驟后的陽(yáng)極氧化膜的平均厚度為80μm。另外,平均厚度是利用FIB而相對(duì)于厚度方向?qū)﹃?yáng)極氧化膜進(jìn)行切削加工,利用FE-SEM對(duì)其剖面拍攝表面相片(倍率為50000倍),算出為10點(diǎn)測(cè)定的平均值。
而且,陽(yáng)極氧化膜所存在的微孔的密度約為1億個(gè)/mm2。另外,微孔的密度是利用日本專(zhuān)利特開(kāi)2008-270158號(hào)公報(bào)的段落[0168]及段落[0169]中所記載的方法而測(cè)定、算出。
而且,陽(yáng)極氧化膜所存在的微孔的有序化度為92%。另外,有序化度是利用FE-SEM拍攝表面相片(倍率為20000倍),并利用日本專(zhuān)利特開(kāi)2008-270158號(hào)公報(bào)的段落[0024]~段落[0027]中所記載的方法而測(cè)定、算出。
(5)金屬填充步驟(電解鍍敷處理)
其次,將鋁基板作為陰極,將鉑作為正極而實(shí)施電解鍍敷處理。
具體而言,使用以下所示的組成的銅鍍敷液,實(shí)施恒定電流電解,由此制作在微孔的內(nèi)部填充有銅的金屬填充微細(xì)結(jié)構(gòu)物。
此處,恒定電流電解是使用山本鍍金試驗(yàn)器股份有限公司公司制造的鍍敷裝置,且使用北斗電工股份有限公司制造的電源(HZ-3000),在鍍敷液中進(jìn)行循環(huán)伏安法而確認(rèn)析出電位后,在以下所示的條件下實(shí)施處理。
(銅鍍敷液組成及條件)
·硫酸銅 100g/L
·硫酸 50g/L
·鹽酸 15g/L
·溫度 25℃
·電流密度10A/dm2
利用FE-SEM觀察在微孔填充金屬后的陽(yáng)極氧化膜的表面,從而觀察1000個(gè)微孔中的金屬所造成的封孔的有無(wú),算出封孔率(封孔微孔的個(gè)數(shù)/1000個(gè)),結(jié)果是96%。
而且,對(duì)于厚度方向而利用FIB對(duì)于微孔填充金屬后的陽(yáng)極氧化膜進(jìn)行切削加工,利用FE-SEM對(duì)其剖面拍攝表面相片(倍率為50000倍),確認(rèn)微孔的內(nèi)部,結(jié)果可知在封孔的微孔中,其內(nèi)部被金屬完全填充。
(6)基板除去步驟
其次,通過(guò)在20質(zhì)量%的氯化汞水溶液(升汞)中、20℃下浸漬3小時(shí)而將鋁基板溶解除去,由此制作金屬填充微細(xì)結(jié)構(gòu)物。
(7)修整步驟
其次,將金屬填充微細(xì)結(jié)構(gòu)物浸漬于氫氧化鈉水溶液(濃度:5質(zhì)量%、液體溫度:20℃)中,以成為下述表一中所示的突出部分的高度的方式而變更浸漬時(shí)間,選擇性溶解鋁的陽(yáng)極氧化膜的表面,制作使作為導(dǎo)電通路的銅的圓柱突出的結(jié)構(gòu)物。
其次,進(jìn)行水洗、干燥后,利用電場(chǎng)發(fā)射形掃描電子顯微鏡(FE-SEM)觀察所制作的結(jié)構(gòu)物,測(cè)定導(dǎo)電通路的突出部分的高度、導(dǎo)電通路的突出部分的直徑、縱橫比(突出部分的高度/突出部分的直徑)。將這些結(jié)果表示于下述表一中。
(8)粘著層形成步驟
利用以下所示的方法而在修整步驟后的結(jié)構(gòu)物上形成粘著層,制作改變粘著層的種類(lèi)的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件。
<聚酰亞胺樹(shù)脂A>
作為以γ-丁內(nèi)酯為溶媒的聚酰胺酸酯溶液(包含二甲基亞砜、三烷氧基酰胺基羧基硅烷、肟衍生物)的市售品,使用LTC9320(富士膠片電子材料股份有限公司制造)。
將所述溶液涂布于導(dǎo)電通路突出的絕緣性基材的表面,使其干燥而成膜后,在氮?dú)庵脫Q的反應(yīng)爐中(氧濃度為10ppm以下)、200℃下進(jìn)行3小時(shí)的酰亞胺化反應(yīng),由此形成包含聚酰亞胺樹(shù)脂層的粘著層。另外,粘著層的厚度通過(guò)以成為下述表一中所示的值的方式追加添加溶媒(MEK)而調(diào)整。
<聚酰亞胺樹(shù)脂B>
制備下述組成的涂布液后,利用孔徑為0.2μm的聚丙烯制過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾。
其次,將過(guò)濾后的涂布液涂布于導(dǎo)電通路突出的絕緣性基材的表面而使其干燥后,在230℃下進(jìn)行1小時(shí)的煅燒,形成包含聚酰亞胺樹(shù)脂層的粘著層。另外,粘著層的厚度可通過(guò)以成為下述表一所示的值的方式在下述配方的涂布液中進(jìn)一步追加添加溶媒(MEK)而調(diào)整。
[化1]
<環(huán)氧樹(shù)脂C>
將如下所示的成分以如下所示的比例溶解于甲基乙基酮中,制備固體成分濃度成為23.6重量%~60.6重量%的樹(shù)脂層涂布液。
將所述涂布液涂布于導(dǎo)電通路突出的絕緣性基材的表面而使其干燥后,進(jìn)一步在130℃下進(jìn)行2分鐘烘烤而形成粘著層。
另外,粘著層的厚度可通過(guò)以成為下述表一所示的值的方式在下述配方的涂布液中進(jìn)一步追加添加溶媒(MEK)而調(diào)整。
而且,為了避免粘著層的表面固化,在減壓度-400mmH2O的減壓下將溫度設(shè)定為50℃而進(jìn)行涂布后的干燥。
<涂布液組成>
·彈性體:以丙烯酸丁酯-丙烯腈為主成分的丙烯酸酯系聚合物(商品名:SG-28GM、長(zhǎng)瀨精細(xì)化工(Nagase ChemteX)股份有限公司制造) 5質(zhì)量份
·環(huán)氧樹(shù)脂1:jER(注冊(cè)商標(biāo))828(三菱化學(xué)股份有限公司制造) 33質(zhì)量份
·環(huán)氧樹(shù)脂2:iER(注冊(cè)商標(biāo))1004(三菱化學(xué)股份有限公司制造) 11質(zhì)量份
·酚樹(shù)脂:米萊庫(kù)斯(MILEX)XLC-4L(三井化學(xué)股份有限公司制造) 44質(zhì)量份
·有機(jī)酸:鄰茴香酸(o-anisic acid、東京化成工業(yè)股份有限公司制造) 0.5質(zhì)量份
·硬化劑:咪唑催化劑(2PHZ-PW、四國(guó)化成工業(yè)股份有限公司制造) 0.5質(zhì)量份
〔實(shí)施例5〕
以導(dǎo)電通路的突出部分的高度、粘著層的厚度成為下述表一所示的值的方式進(jìn)行調(diào)整,除此以外利用與實(shí)施例2同樣的方法而制作各向異性導(dǎo)電構(gòu)件。
〔比較例1〕
以導(dǎo)電通路的突出部分的高度、粘著層的厚度成為下述表一所示的值的方式進(jìn)行調(diào)整,利用粘著層包覆導(dǎo)電通路的突出部的端部,除此以外利用與實(shí)施例2同樣的方法而制作各向異性導(dǎo)電構(gòu)件。
〔比較例2〕
代替修整步驟之后所進(jìn)行的粘著層形成步驟,利用專(zhuān)利文獻(xiàn)1(日本專(zhuān)利特開(kāi)2010-067589號(hào)公報(bào))的段落[0109]中所記載的方法,以厚度為100μm而形成自由基聚合性單體聚合物層,利用粘著層包覆導(dǎo)電通路的突出部的端部,除此以外利用與實(shí)施例2同樣的方法而制作各向異性導(dǎo)電構(gòu)件。
〔比較例3〕
并未使用粘著層,除此以外利用與實(shí)施例3同樣的方法而制作各向異性導(dǎo)電構(gòu)件。
〔評(píng)價(jià)(其一)〕
<導(dǎo)通可靠性>
準(zhǔn)備包含Cu墊的TEG芯片(菊鏈圖案)。另外,絕緣層是SiN,絕緣層與Cu墊面的階差是200nm。TEG芯片是準(zhǔn)備芯片尺寸為8mm見(jiàn)方,電極面積(銅柱)相對(duì)于芯片面積的比率成為10%或20%的兩種芯片。
其次,準(zhǔn)備在Si晶片的整個(gè)面上成膜為100nm的Cu的Cu芯片。作為平坦度的指標(biāo)的總厚度變異值(total thickness variation,TTV)為50nm。Cu芯片是使用芯片尺寸為3mm見(jiàn)方者。
其次,以順次層疊TEG芯片、所制作的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件及Cu芯片的方式,使用常溫接合裝置(WP-100、PMT公司制造)而制作在下述表一所示的連接條件下接合的樣品。
其后,在樣品的TEG芯片上焊接電阻測(cè)定用信號(hào)線,將焊接的樣品在125℃×24h下進(jìn)行干燥,進(jìn)一步進(jìn)行85℃×60%RH×168小時(shí)的吸濕處理。其次,通過(guò)3次回流焊處理步驟(最大溫度為265℃)。
將經(jīng)過(guò)以上歷程的樣品供至(-65℃/+150℃)的條件的溫度循環(huán)試驗(yàn)。
電阻值是每100循環(huán)而進(jìn)行測(cè)定,測(cè)定至1000循環(huán)。其結(jié)果,將電阻值的變化率(1000循環(huán)的電阻值/100循環(huán)的電阻值)不足5%的評(píng)價(jià)為“AA”,將5%以上、不足10%的評(píng)價(jià)為“A”,將10%以上、不足20%的評(píng)價(jià)為“B”,將20%以上、不足40%的評(píng)價(jià)為“C”,將變化40%以上的評(píng)價(jià)為“D”。將結(jié)果表示于下述表二中。另外,在途中產(chǎn)生漏電的情況下,基于所述時(shí)間點(diǎn)的電阻變化而進(jìn)行評(píng)價(jià)。
<密著性>
關(guān)于導(dǎo)通可靠性的評(píng)價(jià)樣品,使用萬(wàn)能型粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)(達(dá)歌(DAGE)4000、達(dá)歌(Dage)公司制造),對(duì)TEG芯片施加負(fù)載而測(cè)定剝離強(qiáng)度。
其結(jié)果,將剝離強(qiáng)度為15N以上的評(píng)價(jià)為“A”,將10N以上、不足15N的評(píng)價(jià)為“B”,將不足10N的評(píng)價(jià)為“C”。將結(jié)果表示于下述表二中。
〔評(píng)價(jià)(其二)〕
對(duì)實(shí)施例3及實(shí)施例4中所制作的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件進(jìn)行評(píng)價(jià),作為導(dǎo)通可靠性及密著性的評(píng)價(jià)樣品,也對(duì)利用以下條件而制作的樣品進(jìn)行評(píng)價(jià)。將結(jié)果表示于下述表二中。
<樣品制作條件>
以順次層疊TEG芯片、所制作的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件及Cu芯片的方式,使用常溫接合裝置(WP-100、PMT公司制造),制作在200℃、8kg/cm2、保持5分鐘的條件下進(jìn)行接合的樣品。
〔評(píng)價(jià)(其三)〕
對(duì)實(shí)施例4及比較例1中所制作的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件進(jìn)行評(píng)價(jià),作為導(dǎo)通可靠性及密著性的評(píng)價(jià)樣品,也對(duì)利用以下條件而制作的樣品進(jìn)行評(píng)價(jià)。將結(jié)果表示于下述表二中。
<樣品制作條件>
以順次層疊TEG芯片、所制作的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件及Cu芯片的方式,使用常溫接合裝置(WP-100、PMT公司制造),制作在200℃、100kg/cm2、保持5分鐘的條件下進(jìn)行接合的樣品。
〔評(píng)價(jià)(其四)〕
對(duì)實(shí)施例3及實(shí)施例4中所制作的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件進(jìn)行評(píng)價(jià),作為導(dǎo)通可靠性及密著性的評(píng)價(jià)樣品,也對(duì)利用以下條件而制作的樣品進(jìn)行評(píng)價(jià)。將結(jié)果表示于下述表二中。
<樣品制作條件>
在與TEG芯片層疊之前,在所制作的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件的200℃的甲酸環(huán)境中靜置10min,將認(rèn)為會(huì)形成于導(dǎo)電通路的突出部分的端部(端面)的氧化膜除去,除此以外利用與評(píng)價(jià)(其一)同樣的條件而制作評(píng)價(jià)用樣品。
〔評(píng)價(jià)(其五)〕
關(guān)于實(shí)施例1~實(shí)施例4及比較例1中所制作的各向異性導(dǎo)電構(gòu)件,使用以下所示的TEG芯片,除此以外使用利用與評(píng)價(jià)(其一)同樣的條件而制作的評(píng)價(jià)用樣品,評(píng)價(jià)導(dǎo)通可靠性及密著性。
<TEG芯片>
準(zhǔn)備包含Cu墊的TEG芯片(菊鏈圖案)。另外,絕緣層是聚酰亞胺層(PIMEL(注冊(cè)商標(biāo))-BL、旭化成電子材料股份有限公司制造),絕緣層與Cu墊面的階差為200nm。
[表3]
[表4]
根據(jù)表一及表二所示的結(jié)果可知利用粘著層包覆導(dǎo)電通路的突出部分的端部的比較例1的樣品的密著性良好,但導(dǎo)通可靠性低。
而且,可知利用自由基聚合性聚合物包覆導(dǎo)電通路的突出部分的端部的比較例2的樣品的密著性及導(dǎo)通可靠性均差。
而且,可知未使用粘著層的比較例3的樣品的密著性及導(dǎo)通可靠性均差。
相對(duì)于此,可知使導(dǎo)電通路的突出部分的端部自粘著層的表面露出或突出的實(shí)施例1~實(shí)施例5的樣品并不由接合基板的絕緣層的種類(lèi)而定,均是密著性變良好,且導(dǎo)通可靠性也優(yōu)異。
特別是根據(jù)實(shí)施例1及實(shí)施例2的結(jié)果,可知使用鋁的陽(yáng)極氧化膜作為絕緣性基材的情況下,與配線基板的密著性變良好。
而且,根據(jù)實(shí)施例2~實(shí)施例4的結(jié)果,可知導(dǎo)電通路的突出部分及粘著層的厚度厚的情況下,導(dǎo)通可靠性進(jìn)一步變高。
另外,根據(jù)各實(shí)施例的結(jié)果,可知若使用聚酰亞胺樹(shù)脂作為粘著層,則導(dǎo)通可靠性進(jìn)一步變良好。
另外,根據(jù)實(shí)施例3的結(jié)果,可知通過(guò)控制連接條件,即使是短時(shí)間也可滿足導(dǎo)通可靠性及密著性。
另外,根據(jù)實(shí)施例3及實(shí)施例4的結(jié)果,可知如果加壓時(shí)的壓力高,則存在導(dǎo)通可靠性進(jìn)一步變良好的傾向,同樣地可知,若將導(dǎo)電通路的突出部分的端部(端面)的氧化膜除去,則導(dǎo)通可靠性進(jìn)一步變良好。
另外,根據(jù)實(shí)施例1~實(shí)施例4與實(shí)施例5的對(duì)比,可知若導(dǎo)電通路的突出部分的高度與粘著層的厚度的差的絕對(duì)值為0nm~50nm,則接觸電阻變小,導(dǎo)通可靠性進(jìn)一步提高。
[符號(hào)的說(shuō)明]
1:各向異性導(dǎo)電構(gòu)件
2:絕緣性基材
3:導(dǎo)電通路
3a、3b:導(dǎo)電通路的突出部分
4:粘著層
6:絕緣性基材的厚度
7:導(dǎo)電通路間的寬度
8:導(dǎo)電通路的直徑
9:導(dǎo)電通路的中心間距離(間距)
10:多層配線基板
11a、11b:配線基板
12a、12b:電極
30:接合腔室
31:帶有加熱機(jī)構(gòu)的基板固定器
32:對(duì)象構(gòu)件
33:移動(dòng)機(jī)構(gòu)
34:流動(dòng)機(jī)構(gòu)
35:處理氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)
36:處理腔室
37:負(fù)載鎖定機(jī)構(gòu)
38:腔室門(mén)
40:間隙填充劑
42:絕緣層
44:MEMS裝置
46:密封部分
48:散熱用虛設(shè)電極
71:卷芯
72:脫模膜