JP2004343030A - 配線回路基板とその製造方法とその配線回路基板を備えた回路モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 バンプ６を層間接続手段とする配線回路基板２のバンプ６と他の基板、例えばプリント回路基板１４の配線層１６等との間を接続する半田ボール１２の形成に要する工程を少なくすることのでき、延いては配線回路基板２の低価格化を図る。
【解決手段】 配線層１０の表面部に直接に又はエッチングバリア層８を介して複数のバンプ６を形成し、配線層１０のバンプ形成面のバンプ６の形成されていない部分に層間絶縁膜４を形成し、バンプ６の頂面に直接に半田ボール１２を形成してなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばＩＣ、ＬＳＩ等の電子デバイス実装用の配線回路基板、特に高密度実装を実現できる配線回路基板と、その製造方法と、その配線回路基板を備えた回路モジュールに関する。

本願出願人会社は、多層配線回路基板製造技術として、バンプ形成用の銅層（厚さ例えば１００μｍ）の一方の主面に例えばニッケルからなるエッチングバリア層（厚さ例えば１μｍ）を例えばメッキにより形成し、更に、該エッチングバリア層の主表面に導体回路形成用の銅箔（厚さ例えば１８μｍ）を形成した配線回路基板形成用部材をベースとして用い、それを適宜加工することにより多層配線回路基板を得る技術を開発し、その開発した技術について例えば特願２００２−２３０１４２（：特開２００２−４３５０６号公報）、特願２００２−６６４１０等の出願により提案した。

このようなバンプを活かした配線回路基板のバンプと、他のプリント回路基板の配線層との半田ボールを介しての接続は、従来においては、図１４に示すように行われていた。
同図において、ａは配線回路基板の層間絶縁膜で、例えばポリイミドからなる。ｂは銅からなるバンプ、ｃはニッケルからなるエッチングバリア層、ｄは銅からなる配線層、ｅは上記層間絶縁膜ａの各バンプｂ毎にその頂面を開口させるようにその上部に形成された開口孔、ｆは該各開口孔に形成された半田ボール下地膜で、銅下地上にニッケル、金等により形成された多層構造を有し、メッキ等により形成される。

このような配線回路基板は、例えば次のようにしてつくられる。上記バンプｂとなる厚い銅層と、エッチングバリア層ｃとなるニッケル層と、配線層ｄとなる薄い銅層を積層した三層構造の金属層を用意し、その銅層ｂを選択的にエッチングする（その際にエッチングバリア層ｃがエッチングストッパとなって配線層ｄとなる薄い銅層が侵蝕されるのを阻む）ことによりバンプｂを形成し、その後、上記層間絶縁膜ａのバンプｂ部の上面から選択的にポリイミド樹脂を化学的にエッチングすることにより或いはレーザ光照射をすることにより上記開口孔ｅを形成する。

その後、メッキにより上記半田ボール下地膜ｆを形成し、該半田ボール下地膜ｆを選択的にエッチングすることにより配線回路を形成し、更に、銅層ｄの選択的エッチングにより配線層ｄを形成する。その後、上記選択的にエッチングされた各半田ボール下地膜ｆ上に半田ボールｇを形成する。
そして、上記各配線層ｄには図示しないＬＳＩ等の半導体チップの各電極が接続される等して配線回路基板に半導体チップがフェースダウンあるいはフェースアップで搭載される。

更に、その配線回路基板には、図１４に示すようにプリント回路基板ｈに搭載される。具体的には、プリント回路基板ｈの各配線層ｉを、配線回路基板の、該各配線層ｉに対応する半田ボールｇに接続することにより、配線回路基板がプリント回路基板ｈに搭載される。
特開２００２−４３５０６号公報 特願２００２−６６４１０

ところで、上述した従来の技術には、配線回路基板に層間絶縁膜ａを形成した後、半田ボールｇを形成するまでに要する工程数が多く、製造コストが高くなるという問題があった。
即ち、上記従来の技術によれば、層間絶縁膜ａの形成後、その選択的エッチングにより開口孔ｅを形成し、メッキにより複数層の半田ボール下地膜ｆを形成し、その選択的エッチングを行って各バンプｂ毎にそれと接続された半田ボール下地膜ｆが独立するようにパターニングし、その後、半田ボールｇを形成するというかなり多くの工程が必要であった。

本発明はこのような問題を解決すべく為されたもので、バンプを層間接続手段とする配線回路基板の該バンプと他の基板、例えばプリント回路基板の配線層等との間を接続するのに要する工程を少なくすることのできるようにし、延いては、配線回路基板の低価格化を図ることを目的とする。

請求項１の配線回路基板は、配線層の表面部に直接に又はエッチングバリア層を介して複数のバンプを形成し、該配線層のバンプ形成面の上記バンプの形成されていない部分に層間絶縁膜を形成し、上記バンプの頂面に、直接に、又は上記層間絶縁膜表面に該バンプと接続するように形成された配線層を介して、半田ボールを形成したことを特徴とする。
尚、配線層と、バンプとの間に、エッチングバリア層を設けることは必ずしも不可欠ではない。というのは、金属層を一方の表面側から選択的にハーフエッチング（金属層の厚さよりも適宜浅いエッチング）することによりバンプを形成するということが可能であり、その場合にはエッチングバリア層が必要ではないからである。このことは、他の請求項の配線回路基板にも当てはまる。

請求項２の配線回路基板は、請求項１記載の配線回路基板において、前記配線層及びバンプが銅からなることを特徴とする。
請求項３の配線回路基板は、請求項１又は２記載の配線回路基板において、前記層間絶縁膜に、バンプが多数形成されたバンプ形成領域と、バンプが形成されないフレキシブルなバンプ非形成領域とを有し、該バンプ非形成領域が曲折可能にしてなる或いは少なくとも一部にて曲折してなることを特徴とする。

請求項４の配線回路基板は、請求項１、２又は３記載の配線回路基板において、前記各バンプの頂面が凹球面に形成され、上記バンプの凹球面に形成された上記頂面に直接に半田ボールが形成されてなることを特徴とする。

請求項５の回路モジュールは、配線層の表面部に直接に又はエッチングバリア層を介して複数のバンプを形成し、上記配線層のバンプ形成面の上記バンプの形成されていない部分に層間絶縁膜を形成し、上記バンプの頂面に、直接に、又は上記層間絶縁膜表面に該バンプと接続するように形成された配線層を介して、半田ボールを形成したフレキシブルな配線回路基板と、リジットな絶縁基板の少なくとも一方の表面に上記配線膜と接続される配線膜が形成されたリジットな配線回路基板と、からなり、上記フレキシブルな配線回路基板の配線膜の少なくとも一部と、上記リジットな配線回路基板の配線膜の少なくとも一部とが、上記半田ボールを介して接続されてなることを特徴とする。

請求項６の回路モジュールは、配線層の表面部に直接に又はエッチングバリア層を介して複数のバンプを形成し、上記配線層のバンプ形成面の上記バンプの形成されていない部分に層間絶縁膜を形成し、上記バンプの頂面に、直接に、又は上記層間絶縁膜表面に該バンプと接続するように形成された配線層を介して、半田ボールを形成したフレキシブルな配線回路基板と、フレキシブルな絶縁基板の少なくとも一方の表面に上記配線膜と接続される配線膜が形成された上記配線回路基板とは別のフレキシブルな配線回路基板と、からなり、上記フレキシブルな配線回路基板の配線膜の少なくとも一部と、上記別のフレキシブルな配線回路基板の配線膜の少なくとも一部とが、上記半田ボールを介して接続されてなることを特徴とする。

請求項７の回路モデュールは、請求項５又は６記載の回路モデュールにおいて、前記各バンプの頂面が凹球面に形成され、上記バンプの凹球面に形成された上記頂面に直接に半田ボールが形成されてなることを特徴とする。
請求項８の配線回路基板の製造方法は、金属層の表面に直接に又はエッチングバリア層を介してバンプを形成した基板を用意し、該基板の金属層のバンプ形成側の面のバンプが形成されていない部分にバンプより厚く層間絶縁膜を形成し、上記基板の層間絶縁膜を上記各バンプの頂面が露出するまで研磨し、該基板の上記各バンプの露出する頂面上に半田ボールを形成することを特徴とする。

請求項９の配線回路基板の製造方法は、金属層の表面に直接に又はエッチングバリア層を介してバンプを形成した基板を用意し、該基板の金属層のバンプ形成側の面のバンプが形成されていない部分にバンプより厚く層間絶縁膜を形成し、上記基板の層間絶縁膜を上記各バンプの頂面が露出するまで研磨し、該基板の上記層間絶縁膜の表面に金属層を形成し、該層間絶縁膜表面の金属層を選択的にエッチングすることにより配線層を形成し、各バンプの露出する頂面上に又は該バンプと接続された上記配線層上に半田ボールを形成することを特徴とする。

請求項１０の配線回路基板の製造方法は、請求項８又は９記載の配線回路基板の製造方法において、前記層間絶縁膜を形成するよりも前に、各バンプを上から加圧して押し潰すことによりその頂面の径を大きくする工程を有することを特徴とする。
請求項１１の配線回路基板の製造方法は、請求項８、９又は１０記載の配線回路基板の製造方法において、前記基板の前記層間絶縁膜を前記各バンプの頂面が露出するまで研磨した後、該バンプの露出した頂面上に前記半田ボールを形成する前に、該バンプの頂面をエッチングすることにより凹球面にする工程を有することを特徴とする。

請求項１２の回路モジュールは、配線層の表面部に直接に又はエッチングバリア層を介して複数のバンプを形成し、上記配線層のバンプ形成面の上記バンプの形成されていない部分に層間絶縁膜を形成した一つの配線回路基板と、液晶素子の基板を成し、透明配線膜を有する液晶装置用透明基板と、からなり、上記一つの配線回路基板の各バンプと、上記別の液晶装置用透明基板の透明配線膜の上記各バンプと対応する部分とが、直接に或いは上記バンプの頂面に形成した配線膜及び半田ボールを介して接続されて液晶装置を成すことを特徴とする。

請求項１３の回路モジュールは、請求項１２記載の回路モジュールにおいて、前記一つの配線回路基板の各バンプの頂面が凹球面に形成され、その凹球面に形成された上記頂面に直接に半田ボールが形成されてなることを特徴とする。

請求項１の配線回路基板によれば、バンプの頂面に直接に、又は上記層間絶縁膜表面に該バンプと接続するように形成された配線層を介して半田ボールを形成してなるので、半田ボールの下地となる半田ボール下地膜をわざわざ形成する必要がなくなり、配線回路基板を製造するに必要となる製造工数の低減を図ることができる。
従って、配線回路基板の低価格化を図ることができる。

請求項２の配線回路基板によれば、前記配線層及びバンプが比抵抗が小さな銅からなるので、寄生抵抗を低減することができる。
請求項３の配線回路基板によれば、前記層間絶縁膜に、バンプが多数形成されたバンプ形成領域と、バンプが形成されないバンプ非形成領域とを設け、その一部を曲折して使用するので、ＬＳＩ等の半導体チップを立体的に配置して使用することができ、限られた空間内に多数のチップを高密度配置することができる。

請求項４の配線回路基板によれば、請求項１、２又は３の配線回路基板において、バンプの凹球面に形成された頂面に半田ボールを直接に形成するので、接続面積をより広くし、接続強度をより強めることができるので、より信頼度を高め、寿命を長くすることができる。
請求項５の回路モジュールによれば、請求項１に係るフレキシブルな配線回路基板と、リジットな配線回路基板とを接続してなるので、フレキシブルな配線回の電極をフレキシブルな配線回路基板によって引き出すというようなことが為し得る。

請求項６の回路モジュールによれば、請求項１に係るフレキシブルな配線回路基板と、フレキシブルな配線回路基板とを接続してなるので、フレキシブルな配線回路基板同士を一体化した回路モジュールを提供することができる。
請求項７の回路モジュールによれば、請求項５又は６記載の回路モジュールにおいて、バンプの凹球面に形成された頂面に半田ボールを直接に形成するので、接続面積をより広くし、接続強度をより強めることができるので、より信頼度を高め、寿命を長くすることができる。

請求項８の配線回路基板の製造方法によれば、金属層の表面にバンプを形成した基板を用意し、該基板の金属層のバンプ形成側の面にバンプより厚く層間絶縁膜を形成し、該層間絶縁膜を上記各バンプの頂面が露出するまで研磨し、該基板の上記各バンプの露出する頂面上に半田ボールを形成するので、請求項１の配線回路基板を製造することができる。

請求項９の配線回路基板の製造方法によれば、金属層の表面にバンプを形成した基板を用意し、該基板の金属層のバンプ形成側の面にバンプより厚く層間絶縁膜を形成し、該層間絶縁膜を上記各バンプの頂面が露出するまで研磨し、該基板の上記各バンプの露出する頂面上に半田ボールを形成し、該基板の上記層間絶縁膜の表面に金属層を形成し、該層間絶縁膜表面の金属層を選択的にエッチングすることにより配線層を形成し、上記各バンプの露出する頂面上に又は該バンプと接続された上記配線層上に半田ボールを形成したので、層間絶縁膜の両面に配線膜を有する配線回路基板を製造することができる。

請求項１０の配線回路基板の製造方法によれば、前記層間絶縁膜を形成する前に、各バンプを上から加圧して押し潰すことによりその頂面の径を大きくするので、半田ボールの各バンプへの接着強度を充分に強めることが容易に為し得る。
請求項１１の配線回路基板の製造方法は、請求項８、９又は１０記載の配線回路基板の製造方法において、前記層間絶縁膜を前記各バンプの頂面が露出するまで研磨した後、該バンプの露出した頂面上に前記半田ボールを形成する前に、該バンプの頂面をエッチングすることにより凹球面にするので、その後、その頂面に形成する半田ボールのその頂面との接続面積をより広くし、接続強度をより強めることができる。従って、配線回路基板の信頼度をより高め、寿命を長くすることができる。

請求項１２の回路モジュールによれば、液晶装置の透明配線膜を、請求項１の配線回路基板を通じて引き出すようにすることができる。
請求項１３の回路モジュールによれば、請求項１２の回路モジュールにおいて、バンプの凹球面に形成された頂面に半田ボールを直接に形成するので、接続面積をより広くし、接続強度をより強めることができるので、より信頼度を高め、寿命を長くすることができる。

本発明は、基本的には、回路モジュール等に用いられる配線回路基板として、配線層の表面部に直接に又はエッチングバリア層を介して複数のバンプを形成し、該配線層のバンプ形成面の上記バンプの形成されていない部分に層間絶縁膜を形成し、上記バンプの頂面に、直接に、又は上記層間絶縁膜表面に該バンプと接続するように形成された配線層を介して、半田ボールを形成したものを提供するというものであり、上記のバンプは銅により形成することが好ましい。というのは、導電性、機械的強度が優れ、また、バンプを銅により形成して層間接続手段として用いる技術は既に本願出願人会社において確立した技術となっているからである。

本発明配線回路基板の一つの良好な実施の形態は、バンプを設けたバンプ形成領域と、バンプを設けないバンプ非形成領域を設け、該バンプ非形成領域を以てフレキシブルな領域とし、バンプ形成領域を以てリジットな領域とするというものである。
また、別の良好な実施形態として、バンプはその形成後、層間絶縁膜形成前に、上から押し潰してその頂面の面積を広くすることが挙げられる。その面積を広くすることはバンプと半田ボールとの接続面積の増大に繋がり、延いては、接続強度の増大、信頼性の向上に繋がるからである。

また、バンプの半田ボールとの接続面となる頂面を例えばエッチングにより凹球面に形成し、その凹球面に形成された頂面に半田ボールを直接に形成することとすることも良好な実施の形態例として挙げられる。というのは、接続面積をより広くし、また半田ボールが基板に食い込んだ形になるので、接続強度をより強めることができるので、より信頼度を高め、寿命を長くすることができるからである。
尚、バンプの半田ボールとの接続面となる頂面を例えばエッチングにより凹球面に形成することとする実施の形態は、本発明における、バンプの頂面に直接半田ボールを形成することとするすべての形態に対して適用することができる。

以下、本発明を図示実施例に従って詳細に説明する。
図１は本発明配線回路基板の第１の実施例を示す断面図である。
図において、２は配線回路基板、４はポリイミド樹脂からなる層間絶縁膜、６は該層間絶縁膜４を略貫通するように形成された略コニーデ状のバンプで、銅からなる。そして、各バンプ６の頂面は、層間絶縁膜４から露出し、該層間絶縁膜４表面と同一平面上に位置するようにされている。

８は該バンプ６の底面に形成されたニッケルからなるエッチングバリア層、１０は銅からなる配線層で、上記各バンプ６は上記エッチングバリア層８を介して該配線層１０に形成されている。尚、該配線層１０は銅膜表面に金、銀、ロジウム、錫、半田、アルミニウム等を被覆したものであっても良い。該配線層１０には図１、２では図示を省略した半導体チップの電極が、或いはハンダボール付きのＩＣ（フリップチップ）が直接に或いはボンディングワイヤを介して接続される。尚、この接続態様の各別の例を図４（Ａ）、（Ｂ）に示し、また、その説明を後で行う。

１２は各バンプ６の頂面に形成された半田ボール、１４は配線回路基板２にマウントされる例えばリジットなプリント回路基板（２点鎖線で示した。）、１６は該プリント回路基板１４の表面に形成された配線層（２点鎖線で示した。）である。
尚、該各配線層１６に、それと対応するところの配線回路基板２のバンプ６を半田ボール１２を介して接続することにより、配線回路基板２のプリント回路基板１４への配線回路基板２の搭載が行われる。すると、配線回路基板２とプリント回路基板１４からなる回路モジュールができる。配線回路基板２は薄くフレキシブルであるのに対して、プリント回路基板１４は上述したようにリジットであるので、その回路モジュールは、リジットなプリント回路基板１４とフレキシブルな配線回路基板２を組み付けたものとなる。従って、例えばリジットなプリント回路基板１４の電極乃至端子等をフレキシブルな配線回路基板２により電気的に導出するというような回路モジュールを得ることができる。

このような配線回路基板２によれば、層間絶縁膜４の表面に露出する各バンプ６の頂面に直接半田ボール１２を形成するので、半田ボールの下地となる半田ボール下地膜をわざわざ形成する必要がなくなり、配線回路基板２を製造するに必要となる製造工数の低減を図ることができる。

以下に、断面図である図２（Ａ）〜（Ｄ）及び図３（Ｅ）〜（Ｈ）に従って図１に示した配線回路基板（第１の実施例）２の製造方法を工程順（Ａ）〜（Ｈ）に説明する。
（Ａ）図２（Ａ）に示すように、中間層としてエッチングバリア層を含む三層構造の金属板２０を用意する。２０ａは該金属板２０の銅からなる厚い金属層で、選択的エッチングにより上記バンプ６となる。２０ｂは該金属板２０の中間層を成すエッチングバリア層（８）で、上記厚い金属層２０ａの選択的エッチングのときに次に述べる銅からなる薄い金属層（２０ｃ）が侵蝕（エッチング）されることを阻む役割を果たす。２０ｃは選択的エッチングにより配線層１０となる薄い銅からなる金属層である。

（Ｂ）次に、例えばフォトレジスト膜の塗布形成、露光、現像等によりエッチングマスク膜を形成し、該エッチングマスク膜をマスクとして上記厚い金属層２０ａを選択的にエッチングすることにより、バンプ６を形成する。その後、エッチングマスク膜を除去する。図２（Ａ）はそのエッチングマスク膜の除去後の状態を示す。
（Ｃ）次に、上記エッチングバリア層２０ｂ（８）を、上記バンプ６をマスクとしてエッチングすることにより除去する。図２（Ｃ）はその除去後の状態を示す。

（Ｄ）次に、前駆体の状態にある液状の例えばポリイミド樹脂をコータ等により塗布し、べーク処理することによりイミド化を行い、丈夫なポリイミド樹脂にする。該樹脂はバンプ６の高さより若干厚く、従って各バンプ６を覆う層間絶縁膜４を形成する。図２（Ｄ）は該層間絶縁膜４形成後の状態を示す。
（Ｅ）次に、上記層間絶縁膜４の表面部を、上記各バンプ６の頂面が完全に露出するまで研磨し、絶縁樹脂層とバンプ頂面を面一にする。図３（Ｅ）はその研磨後の状態を示す。

（Ｆ）次に、上記金属層２０ｃを選択的にエッチングすることにより配線層１０を形成する。尚、該配線層１０の形成前又は形成後に２点鎖線で示すように、例えば半田レジストからなるダム１８を形成して半田接合面の均一化とダレによるショート防止を図るようにしても良い。
（Ｇ）次に、半田ボールとなる球状半田を各バンプ６の上記層間絶縁膜４から露出する頂面上に配置し、配線回路基板２を加熱炉に通してリフロー処理することにより各バンプ６頂面に該バンプ６接続固定された半田ボール１２を形成する。図３（Ｇ）はそのリフロー処理後の状態を示す。

尚、球状半田の配置は、具体的には、各バンプ６の頂面と対応する位置関係で球状半田を位置させ、真空吸引でその球状半田をその位置に保持できる治具を用い、その治具を、各球状半田が対応するバンプ６上に位置するように位置させ、真空吸引を停止することにより各球状半田の自重により対応するバンプ６頂面上に落させて位置させるという方法で行うこともできる。また、半田クリームをバンプ面に選択的に印刷し、加熱リフローすることにより、半田ボールを形成するようにしても良い。

（Ｈ）図３（Ｈ）は、プリント回路基板１４に該配線回路基板２を搭載した状態を示す。尚、一般に、該配線回路基板２にはプリント回路基板等への搭載前に、例えば半導体チップ等が搭載されるが、図３ではその半導体チップの図示を省略した。尚、半導体チップの搭載例は後で図４（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。
このような配線回路基板２の製造方法によれば、図３（Ｇ）に示すように、層間絶縁膜４の表面に露出する各バンプ６の頂面に直接半田ボール１２を形成するので、前述のように、半田ボールの下地となる半田ボール下地膜をわざわざ形成する必要がなくなり、配線回路基板２を製造するに必要となる製造工数を低減することができる。

図４（Ａ）、（Ｂ）は配線回路基板２への半導体チップの各別の搭載例を示す断面図である。図１では、配線回路基板２の２点鎖線で示したリジットなプリント回路基板１４への搭載例を示したが、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本配線回路基板２には半導体チップを直接的に搭載することができるのである。
図４（Ａ）は半導体チップの電極と配線回路基板２の配線層１０との接続をワイヤボンディングにより行う搭載例を示し、図４（Ｂ）は半導体チップ２４の電極１０ａと配線回路基板２の配線層１０とを直接接続することにより配線回路基板２に半導体チップ２４を搭載する搭載例を示す。

図４（Ａ）を参照してワイヤボンディングを用いた搭載例を説明する。図４（Ａ）において、２４はＬＳＩ等の半導体チップ、２６は該半導体チップ２４を配線回路基板２に固定するダイボンド接着層、２８は配線回路基板２の配線層１０と、半導体チップ２４の電極との間を接続するボンディングワイヤで、例えば金線からなる。各電極は該ボンディングワイヤ２８及び配線層１０を通じていずれかのバンプ６に、更には半田ボール１２に接続され、電気的に導出される。３０は半導体チップ２４を封止する樹脂で、通常エポキシ樹脂からなるポッテング樹脂である。

図４（Ｂ）を参照してフリップチップタイプのＩＣの搭載例を説明する。ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体チップ２４にはハンダからなるバンプ乃至金メッキバンプ１０ａが形成されており、配線基板２に搭載後、必要に応じ封止樹脂２６を注入硬化させてなる。また、半導体チップ２４にＡｕのスタッドバンプを形成し、異方性導電接着剤（図面略）を介して回路基板に接合してもよい。そのボンディング後、半導体チップ２４・配線回路基板２間が樹脂２６で固定され、封止される。

図５は本発明配線回路基板の第２の実施例を示す断面図である。
本実施例２’は、図１に示した実施例２とは、各バンプ６の頂面６ａを凹球面に形成し、その凹球面に形成された頂面６ａに半田ボール１２を形成した点でのみ相違し、それ以外の点では、共通する。
このように、本実施例２’によれば、各バンプ６の頂面６ａを凹球面に形成するので、頂面６ａと半田ボール１２との接続面積が増加し、接続強度を強めて、配線回路基板としての信頼度を高め、長寿命化を図ることができる。

このように、各バンプ６の頂面６ａを凹球面に形成することは、図１に示した実施例１の配線回路基板を製造する方法における、図３（Ｆ）に示す工程と、図３(G)に示す工程との間に、銅をクイックエッチングする工程を設けることにより、容易に為し得る。
図６（Ａ）〜(C)はその凹球面形成工程とその前後の工程を工程順に示す断面図である。
（Ａ）金属層２０ｃ〔図３（Ｅ）参照〕を選択的にエッチングすることにより配線層１０を形成する。尚、該配線層１０の形成前又は形成後に２点鎖線で示すように、例えば半田レジストからなるダム１８を形成して半田接合面の均一化とダレによるショート防止を図るようにしても良い。図６（Ａ）はその配線層１０を形成した後の状態を示す。

（Ｂ）次に、図６（Ｂ）に示すように、上記各バンプ６の頂面６ａをウェットエッチングすることにより凹球面状にする。
（Ｃ.）次に、半田ボールとなる球状半田を各バンプ６の上記層間絶縁膜４から露出する頂面６ａ上に配置し、配線回路基板２を加熱炉に通してリフロー処理することにより各バンプ６頂面６ａ上に該バンプ６と直接に接続固定された半田ボール１２を形成する。図６（Ｃ）はそのリフロー処理後の状態を示す。
このように、図６（Ｂ）に示すウェットエッチング工程を付加することにより図５に示す第２の実施例２’の配線回路基板２が得られる。尚、この実施例２の各バンプ６の頂面６ａを凹球面状にすることは、図４（Ａ）、（Ｂ）に示す各搭載例にも適用することができるし、また、バンプ６に直接に半田ボール１２を形成する態様のすべてに適用し得る。
尚、ここでは回路パターン１０とバンプ頂面のエツチングを別々の工程で行うように記載したが、両面同時のウェットエッチングでもよく、その方が効率がよい。

図７（Ａ）〜（Ｅ）は図２（Ａ）〜（Ｄ）及び図３（Ｅ）〜（Ｈ）に示した配線回路基板の製造方法の一部を変形させた実施例３の要部を工程順に示す断面図である。
（Ａ）図２（Ａ）〜（Ｃ）で示した工程と同じ工程を行う。図７（Ａ）はその工程を終えた状態、換言すれば、図２（Ｃ）に示した状態を示す。
ここで、図２（Ｃ）に示した状態になるまでを簡単に説明する。中間層としてエッチングバリア層を有する含む三層構造の金属板２０を用意し、該金属板２０の厚い金属層２０ａを選択的にエッチングすることにより、バンプ６を形成し、その後、上記エッチングバリア層２０ｂ（８）を、上記バンプ６をマスクとしてエッチングすることにより選択的に除去する。その状態が図７（Ａ）に示される。

（Ｂ）次に、上記各バンプ６を一斉に加圧して押し潰すことにより図７（Ｂ）に示すように、該各バンプ６の頂面の径を大きくする。このように押し潰して各バンプ６の頂面の径を大きくするのは、後でその頂面に形成する半田ボールのバンプとの強度を強くし、バンプを取れにくくするためである。
即ち、配線回路基板の配線膜の狭ピッチ化、ＩＣ、ＬＳＩ等の電極数の増加等の傾向から、バンプの配置密度を高めることが要求され、その結果、バンプの大きさを大きくすることが制約されている。従って、バンプとしてその頂面の径が７０μｍ程度のものを形成しなければならないケースが生じている。

しかし、実際上、バンプの頂面の径は、少なくとも１００μｍ程度ないと半田ボールのバンプへの接着強度を充分な程度に高めることが難しく、半田ボールのバンプへの接着の信頼度を充分な高さに確保することが容易ではなかった。
そこで、半田ボールのバンプへの接着強度を高めるためにバンプの頂面の面積を増やすべく、各バンプ６を一斉に加圧して押し潰すのである。このようにすると、実際に各バンプ６の頂面の径を、例えば７０μｍ程度から例えば１００μｍ以上に大きくすることができる。

（Ｃ）次に、図７（Ｃ）に示すように、各バンプ６を覆う層間絶縁膜４を形成する〔図２（Ｄ）に示す工程と同じ〕。は該層間絶縁膜４形成後の状態を示す。
（Ｄ）次に、図７（Ｄ）に示すように、上記層間絶縁膜４の表面部を、上記各バンプ６の頂面が完全に露出するまで研磨し、絶縁樹脂層とバンプ頂面を面一（ツライチ）にする［図３（Ｅ）に示す工程と同じ。］。

（Ｅ）その後、上記金属層２０ｃを選択的にエッチングすることにより配線層１０を形成し［図３（Ｆ）に示す工程と同じ。］、しかる後、半田ボール１２を形成する［図３（Ｇ）に示す工程と同じ。〕。尚、該配線層１０の形成前又は形成後に２点鎖線で示すように、例えば半田レジストからなるダム１８を形成して半田接合面の均一化とダレによるショート防止を図るようにしても良いこと、図２及び図３に示す配線回路基板の製造方法と同じである。

このような図７に示す配線回路基板の製造方法によれば、前記層間絶縁膜の形成前に、各バンプを上から加圧して押し潰すことによりその頂面の径を大きくする工程を有するので、各バンプ６の頂面の径を、例えば７０μｍ程度から１００μｍ以上に大きくすることができる。
従って、各半田ボール１２の各バンプ６への接着強度を充分に強めることが容易に為し得る。

尚、各バンプ６を一斉に加圧するのは本実施例においては、エッチングバリア層８のバンプ６をマスクとしての選択的エッチング後であったが、選択的エッチング前に加圧を行うようにしても良い。
また、図７（Ｄ）に示す工程の終了後、図７（Ｅ）に示す工程の終了前に、各バンプ６の頂面６ａをウェットエッチングにより凹球面状にする工程を設けても良い（実施例２参照）。これにより、バンプ６と半田ボール１２との接続面積をより広め、接続強度をより強めてより信頼度の向上、長寿命化を図ることができるからである。

図８は本発明配線回路基板の第４の実施例２ａを示す断面図である。本実施例２ａは、本発明を、両面に配線層を有する配線回路基板に適用したものである。
即ち、図１に示した第１の実施例２等は、層間絶縁膜４の半田ボール１２が形成されたのと反対側にのみ配線層１０があり、半田ボール１２が形成された側には配線層がなかったが、本実施例２ａには、層間絶縁膜４の半田ボール１２が形成された側にも配線層１１がある。
そして、半田ボール１２は、バンプ６の頂面に直接形成するようにしても良いし、バンプ６頂面と接する配線層１１（図８において２点鎖線で示す配線層１１）を形成し、その配線層１１上に半田ボール１２を形成するようにしても良い。

図９（Ａ）〜（Ｄ）は図８に示す配線回路基板（本発明配線回路基板の第２の実施例）２ａの製造方法を工程順に示す断面図であり、この図９を参照して配線回路基板２ａの製造方法を説明する。
（Ａ）図２、図３に示した配線回路基板２の製造方法における工程（Ｅ）が終了した状態のもの（但し、ダム１８は形成しない）と、半田ボール１２側の配線層１１となる、銅からなる金属層１９を用意し、図９（Ａ）に示すように、該金属層１９を配線回路基板２の層間絶縁膜４表面に臨ませる。
（Ｂ）次に、図９（Ｂ）に示すように、上記金属層１９を配線回路基板に積層する。２ａは積層後の配線回路基板を指す。

（Ｃ）次に、上記金属層１９及び２０ｃを同時又は所定の順で選択的にエッチングすることにより配線層１０及び１１を形成する。図９（Ｃ）は該配線層１０、１１形成後の状態を示す。
（Ｄ）次に、図９（Ｄ）に示すように、バンプ６と接続された配線層１１上に半田ボール１２を形成する。
尚、半田ボール１２は、図９（Ｄ）に示すようにバンプ６と接続された配線層１１上に形成するようにしても良いが、バンプ６上には配線膜１１を形成しないように金属層１９に対するパターニングを行うこととしてバンプ６頂面を露出させたままにし、その露出したバンプ６に頂面に直接半田ボール１２を形成するようにしても良い。

図１０はそのように製造して得た配線回路基板、即ち、本発明配線回路基板の第５の実施例２ｂを示すものである。
図１１（Ａ）〜（Ｃ）は本発明配線回路基板２、２ａ或いは２ｂにバンプが形成されていない領域、即ちバンプ非形成領域４０を設けてフレキシブルにし、そのフレキシブルにした部分にて曲折した回路モジュールの各別の例を示す断面図である。
このように配線回路基板にバンプ非形成領域４０を設けて曲折可能にし、任意に曲折して使用できるようにした回路モジュールを形成することにより、ＬＳＩ等の半導体チップ２４を立体的に配置して使用することができ、限られた領域内の多数のチップ２４を高密度配置することができる。尚、４２はバンプ形成領域である。
尚、本実施例においても、バンプ６の頂面６ａをウェットエッチングにより凹球面状に形成するという実施例を適用できる。

図１２は本発明配線回路基板に別のフレキシブルな配線回路基板を接続することによって構成された本発明回路モジュールの別の実施例を示す断面図である。
図１２において、２の符号が付された配線回路基板は、図１に示した配線回路基板２と同じであり、既に説明済みなので、特に説明はしない。
５０は該配線回路基板２とは別のフレキシブルな配線回路基板であり、５２はそのベースを成す層間絶縁膜、５４は該層間絶縁膜５２の裏面に形成された例えば銅からなる配線膜、５６は該層間絶縁膜５２を貫通するように形成されたバンプ、５８はバンプ５６の底面と上記配線膜５４との間に介在するエッチングバリア層、６０は上記層間絶縁膜５２の表面に形成された配線膜で、少なくとも一部の配線膜６０は上記バンプ５６の頂面に接続された状態で形成されている。

該配線回路基板５０は、配線回路基板２と略同じ方法で形成される。該配線回路基板５０の配線回路基板２との違いは、配線回路基板２においては層間絶縁膜の一方の面に配線膜が形成されていないが、配線回路基板５０においては両方の面に配線膜５４、６０が形成されていることのみである。
この配線回路基板２と配線回路基板５０とは、配線回路基板２のバンプ６の頂面に配線回路基板５０の配線膜５４を、半田ボール１２を介して接続することによって一体化されて、回路モジュールを構成している。これにより、フレキシブルな配線回路基板同士を接続した回路モジュールを容易に構成し得る。

図１３はガラス配線基板（リジット）に上記本発明配線回路基板の第１の実施例を接続して構成した液晶装置を成す回路モジュールを示す断面図である。
７０は液晶装置（回路モジュール）で、ガラス配線基板７２上に平行にシール材７８を介して対向ガラス板７６を配設し、該ガラス配線基板７２と対向ガラス板７６との間に液晶８０を封入したものに、本発明配線回路基板の第１の実施例２を半田ボール１２を介して接続してなるものである。７４は上記ガラス配線基板７２の表面に形成された透明配線膜で、ＩＴＯ（インジウムテンオキサイド）膜からなる。或いは、ＩＴＯ膜の表面に更に金属（例えば銅、アルミニウム、チタン、ニッケル、錫或いは銀）膜を形成してなる場合もある。

ガラス配線基板と配線回路基板２との接続は、具体的には、上記ガラス配線基板７２の透明配線膜７４の端部と本発明配線回路基板の第１の実施例２のバンプ６との間を半田ボール１２を介して接続される。
このように、フレキシブルな配線回路基板２を電極引き出しに用いた液晶装置を提供することができる。このような回路モジュールにも、図５に示すようにバンプの頂面を例えばウェットエッチングにより凹球面状に形成し、その凹球面状に形成した頂面に直接に半田ボールを形成するという実施例を適用できる。
以上に述べた回路モジュールは、本発明配線回路基板２を用いた回路モジュールの一部であり、これらに本発明に係る回路モジュールが限定されてしまうものではない。

本発明は、例えばＩＣ、ＬＳＩ等の電子デバイス実装用の配線回路基板、特に高密度実装を実現できる配線回路基板と、その製造方法と、その配線回路基板を備えた回路モジュールに適用することができ、回路モジュールの具体例としては液晶装置が挙げられるが、必ずしもそれに限定されず、種々のものに利用可能性がある。

本発明配線回路基板の第１の実施例を示す断面図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は上記第１の実施例の製造方法の工程（Ａ）〜（Ｄ）を順にｓ示す断面図である。 （Ｅ）〜（Ｈ）は上記第１の実施例の製造方法の工程（Ｅ）〜（Ｈ）を順に示す断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は配線回路基板への半導体チップの各別の搭載例を示す断面図である。 本発明配線回路基板の第２の実施例を示す断面図である。 （Ａ）〜(C)は図５に示した上記第２の実施例の製造方法におけるその凹球面形成工程とその前後の工程を工程順に示す断面図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は図２（Ａ）〜（Ｄ）及び図３（Ｅ）〜（Ｈ）に示した配線回路基板の製造方法の一部を変形させた第３の実施例の要部を工程順に示す断面図である。 本発明配線回路基板の第４の実施例を示す断面図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は本発明配線回路基板の上記第４の実施例の製造方法を工程順に示す断面図である。 本発明配線回路基板の第５の実施例を示すものである。 （Ａ）〜（Ｃ）は本発明配線回路基板にバンプ非形成領域を設けてフレキシブルにし、そのフレキシブルにした部分にて曲折して使用した各別の使用例を示す断面図である。 本発明配線回路基板に別のフレキシブルな配線回路基板を接続することによって構成された本発明回路モジュールの第６の実施例を示す断面図である。 ガラス配線基板（リジット）に上記本発明配線回路基板を接続して構成した液晶装置を成す回路モジュールを示す断面図である。 従来例の配線回路基板を示す断面図である。

符号の説明

２、２ａ、２ｂ・・・配線回路基板、４・・・層間絶縁膜、６・・・バンプ、
６ａ・・・バンプの頂面、８・・・エッチングバリア層、１０、１１・・・配線層、
１２・・・半田ボール、１４・・・プリント回路基板、
１６・・・プリント回路基板の配線層、２０・・・三層金属板、２４・・・半導体チップ、
４０・・・バンプ非形成領域（曲折可能な領域）、４２・・・バンプ形成領域、
５０・・・フレキシブルな配線回路基板、７０・・・液晶装置、７２・・・透明基板、
７４・・・透明配線膜。

Claims (13)

1. 配線層の表面部に直接に又はエッチングバリア層を介して複数のバンプを形成し、
   上記配線層のバンプ形成面の上記バンプの形成されていない部分に層間絶縁膜を形成し、
   上記バンプの頂面に、直接に、又は上記層間絶縁膜表面に該バンプと接続するように形成された配線層を介して、半田ボールを形成した
   ことを特徴とする配線回路基板。
2. 前記配線層及び前記バンプが銅からなる
   ことを特徴とする請求項１記載の配線回路基板。
3. 前記層間絶縁膜に、バンプが多数形成されたバンプ形成領域と、バンプが形成されないフレキシブルなバンプ非形成領域とを有し、
   上記バンプ非形成領域が曲折可能である、又は、その少なくとも一部を曲折してなる
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の配線回路基板。
4. 前記各バンプの頂面が凹球面に形成され、
   上記各バンプの凹球面に形成された上記頂面に直接に半田ボールが形成されてなる
   ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の配線回路基板。
5. 配線層の表面部に直接に又はエッチングバリア層を介して複数のバンプを形成し、上記配線層のバンプ形成面の上記バンプの形成されていない部分に層間絶縁膜を形成し、上記バンプの頂面に、直接に、又は上記層間絶縁膜表面に該バンプと接続するように形成された配線層を介して、半田ボールを形成したフレキシブルな配線回路基板と、
   リジットな絶縁基板の少なくとも一方の表面に上記配線膜と接続される配線膜が形成されたリジットな配線回路基板と、
   からなり、
   上記フレキシブルな配線回路基板の配線膜の少なくとも一部と、上記リジットな配線回路基板の配線膜の少なくとも一部とが、上記半田ボールを介して接続されてなる
   ことを特徴とする回路モジュール。
6. 配線層の表面部に直接に又はエッチングバリア層を介して複数のバンプを形成し、上記配線層のバンプ形成面の上記バンプの形成されていない部分に層間絶縁膜を形成し、上記バンプの頂面に、直接に、又は上記層間絶縁膜表面に該バンプと接続するように形成された配線層を介して、半田ボールを形成したフレキシブルな配線回路基板と、
   フレキシブルな絶縁基板の少なくとも一方の表面に上記配線膜と接続される配線膜が形成された上記配線回路基板とは別のフレキシブルな配線回路基板と、
   からなり、
   上記フレキシブルな配線回路基板の配線膜の少なくとも一部と、上記別のフレキシブルな配線回路基板の配線膜の少なくとも一部とが、上記半田ボールを介して接続されてなる
   ことを特徴とする回路モジュール。
7. 前記各バンプの頂面が凹球面に形成され、
   上記各バンプの凹球面に形成された上記頂面に直接に半田ボールが形成されてなる
   ことを特徴とする請求項５又は６記載の回路モデュール。
8. 金属層の表面に直接に又はエッチングバリア層を介してバンプを形成した基板を用意し、
   上記基板の金属層のバンプ形成側の面のバンプが形成されていない部分にバンプより厚く層間絶縁膜を形成し、
   上記基板の層間絶縁膜を上記各バンプの頂面が露出するまで研磨し、
   上記基板の上記各バンプの露出する頂面上に半田ボールを形成する
   ことを特徴とする配線回路基板の製造方法。
9. 金属層の表面に直接に又はエッチングバリア層を介してバンプを形成した基板を用意し、
   上記基板の金属層のバンプ形成側の面のバンプが形成されていない部分にバンプより厚く層間絶縁膜を形成し、
   上記基板の層間絶縁膜を上記各バンプの頂面が露出するまで研磨し、
   上記基板の上記層間絶縁膜の表面に金属層を形成し、
   上記層間絶縁膜表面の金属層を選択的にエッチングすることにより配線層を形成し、
   各バンプの露出する頂面上に又は該バンプと接続された上記配線層上に半田ボールを形成する
   ことを特徴とする配線回路基板の製造方法。
10. 前記層間絶縁膜を形成するよりも前に、各バンプを上から加圧して押し潰すことによりその頂面の径を大きくする工程を有する
    ことを特徴とする請求項８又は９記載の配線回路基板の製造方法。
11. 前記基板の前記層間絶縁膜を前記各バンプの頂面が露出するまで研磨した後、該バンプの露出した頂面上に前記半田ボールを形成する前に、該バンプの頂面をエッチングすることにより凹球面にする工程を有する
    ことを特徴とする請求項８、９又は１０記載の配線回路基板の製造方法。
12. 配線層の表面部に直接に又はエッチングバリア層を介して複数のバンプを形成し、上記配線層のバンプ形成面の上記バンプの形成されていない部分に層間絶縁膜を形成した一つの配線回路基板と、
    液晶素子の基板を成し、透明配線膜を有する液晶装置用透明基板と、
    からなり、
    上記一つの配線回路基板の各バンプと、上記別の液晶装置用透明基板の透明配線膜の上記各バンプと対応する部分とが、直接に或いは上記バンプの頂面に形成した配線膜及び半田ボールを介して接続されて液晶装置を成す
    ことを特徴とする回路モジュール。
13. 前記一つの配線回路基板の各バンプの頂面が凹球面に形成され、
    その凹球面に形成された上記頂面に直接に半田ボールが形成されてなる
    ことを特徴とする請求項１２記載の回路モジュール
    

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