金属配线接合结构及其制法的制作方法

本发明涉及金属配线接合结构及其制法。

背景技术：

以往，作为柔性基板与印刷基板的接合结构，已知有通过软钎焊将柔性基板上的接点图案等的接点部分与印刷基板上的相对应的接点部分电连接的接合结构(例如专利文献1)。将这样的接合结构的一个例子示于图9。柔性基板110中，在基板端去除覆盖膜(coverlayfilm)112，从而以一定间距平行排列的铜箔图案的端部作为接点图案114而露出。而后，使接点图案114与印刷基板120上形成的接点图案124重合，使预先附着于接点图案114和接点图案124中至少一方的表面的焊料熔融，从而电连接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-90725号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

但是，在图9的接合结构中，由于无法从柔性基板110的上方确认接点图案114的位置，因而难以将接点图案114与接点图案124准确地对位。另外，在使焊料熔融时，有时热无法遍及焊料整体，引起连接不良。

本发明为了解决上述课题而完成，其主要目的在于提供一种将具有第1接点部的第1构件与具有第2接点部的第2构件良好地接合的金属配线接合结构。

用于解决课题的手段

本发明的金属配线接合结构是具备如下构件的金属配线接合结构：

第1构件，其在树脂制的第1支撑层与树脂制的第1被覆层之间具有多个第1金属配线，形成各第1金属配线的端部的第1接点部从前述第1被覆层露出；

第2构件，其在树脂制的第2支撑层的表面具有多个第2接点部，前述第2接点部与前述多个第1接点部分别对置而配置；以及

接合构件，其将前述第1接点部与前述第2接点部进行钎焊；

前述第1构件中，在前述第1支撑层中与设置有前述第1金属配线的面相反一侧的面上，在与前述多个第1接点部分别对置的位置具有金属制的第1接点部对置连接盘，

前述第2接点部除了具有与前述第1接点部对置的基本面，还具有与将前述第1接点部假想地向前方延长而得到的假想延长部对置的延长面，

前述接合构件被覆前述第1接点部对置连接盘的表面、前述第1构件的前端面以及前述第2接点部的延长面，并且填充于前述第1接点部与前述第2接点部之间的接合用空间。

在该金属配线接合结构中，由于可以从外部检查接合构件中的被覆第1接点部对置连接盘的表面、第1构件的前端面的部分，因而能够容易地确认连接状况，能够筛选出连接状况良好的金属配线接合结构。另外，将第1构件的第1接点部按照与第2构件的第2接点部对置的方式进行对位时，如果在第2构件上配置第1构件，则由于从第1构件的上方既看得见第2接点部的延长面也看得见第1接点部对置连接盘，因而如果利用第1接点部对置连接盘以及第2接点部的延长面则能够容易地进行对位。这样，能够从外部检查接合构件而筛选出连接状况良好的接合构件，也能够容易地进行第1接点部与第2接点部的对位，因而能够提供将具有第1接点部的第1构件与具有第2接点部的第2构件良好地接合的金属配线接合结构。予以说明的是，“钎焊”是指软钎焊(熔融小于450℃)、硬钎焊(熔融温度为450℃以上)。

在本发明的金属配线接合结构中，前述第1接点部对置连接盘也可以延伸至前述第1构件的前端面。如果这样设定，则熔融焊料容易从第1接点部对置连接盘经第1构件的前端面，进一步经第2接点部的延长面而供给于接合用空间。

在本发明的金属配线接合结构中，前述第1构件可以是柔性印刷基板(fpc)。如果这样设定，则能够将fpc的第1接点部与第2构件的第2接点部牢固地接合。

在本发明的金属配线接合结构中，前述第2构件是发挥加热器作用的片状加热器，其配置于静电卡盘与金属制的支撑台之间，前述第1构件可以插入于前述支撑台的贯通孔而与前述第2构件接合。如果这样设定，则在静电卡盘与支撑台之间配置片状加热器而得到的静电卡盘加热器中，能够将第1构件的第1接点部与片状加热器的第2接点部牢固地接合。

本发明的金属配线接合结构的制法包含如下工序：

(a)准备如下构件的工序：

第1构件，其在树脂制的第1支撑层与树脂制的第1被覆层之间具有多个第1金属配线，形成各第1金属配线的端部的第1接点部从前述第1被覆层露出，在前述第1支撑层中与设置有前述第1金属配线的面相反一侧的面上，在与前述多个第1接点部分别对置的位置具有金属制的第1接点部对置连接盘；以及

第2构件，其在树脂制的第2支撑层的表面具有多个第2接点部，在使其与前述第1接点部对置时，所述第2构件除了具有与前述第1接点部对置的基本面，还具有与将前述第1接点部假想地向前方延长而得到的假想延长部对置的延长面；

(b)将前述第1构件配置在前述第2构件上，利用前述第1接点部对置连接盘和前述第2接点部的前述延长面，按照使前述第1接点部与前述第2接点部的前述基本面对置的方式进行对位的工序，

(c)将钎焊材料贴着前述第1接点部对置连接盘进行加热，使其熔融，使该熔融的钎焊材料从前述第1接点部对置连接盘经前述第1构件的前端面、前述第2接点部的延长面而供给于前述第1接点部与前述第2接点部之间的接合用空间，在预先用预备的钎焊材料将前述第1接点部与前述第2接点部进行了临时固定的情况下，利用传热使该预备的钎焊材料熔融的工序，

(d)使前述钎焊材料整体进行固化的工序。

该金属配线接合结构的制法中，将第1构件配置在第2构件上，利用第1接点部对置连接盘与第2接点部的延长面，按照使第1接点部与第2接点部的基本面对置的方式进行对位。在第1接点部对置连接盘的背侧设置有第1接点部，与第2接点部的延长面连续地设置有基本面。另外，第1接点部对置连接盘以及第2接点部的延长面都能够从第1构件的上方得以确认。因此，如果利用第1接点部对置连接盘与第2接点部的延长面，则能够容易地按照使第1接点部与第2接点部的基本面对置的方式进行对位。另外，作为使熔融的钎焊材料固化而得到的构件的接合构件，被覆第1接点部对置连接盘的表面、第1构件的前端面以及第2接点部的延长面，并且填充于第1接点部与第2接点部之间的接合用空间。由于可以从外部检查该接合构件中的被覆第1接点部对置连接盘的表面、第1构件的前端面的部分，因而能够容易地确认连接状况，能够筛选出连接状况良好的接合构件。这样，能够从外部检查接合构件而筛选出连接状况良好的接合构件，也能够容易地进行第1接点部与第2接点部的对位，因而能够提供一种将具有第1接点部的第1构件与具有第2接点部的第2构件良好地接合的金属配线接合结构。

附图说明

图1是表示等离子体处理装置10的概略构成的截面图。

图2是表示片状加热器30的内部结构的立体图。

图3是从片状加热器30的下表面30b观察金属配线接合结构100时的平面图。

图4是图3的a-a截面图。

图5是表示金属配线接合结构100的制造工序的说明图。

图6是表示连接用fpc75的制造工序的说明图。

图7是将连接用fpc75与片状加热器30进行对位的工序的说明图。

图8是表示金属配线接合结构100的其他制造工序的说明图。

图9是以往的金属配线接合结构的立体图。

具体实施方式

一边参照附图一边在以下说明本发明的适合的实施方式。图1是表示等离子体处理装置10的概略构成的截面图，图2是表示片状加热器30的内部结构的立体图。

如图1所示，作为半导体制造装置的等离子体处理装置10具备真空腔室12、喷头14以及静电卡盘加热器20。真空腔室12是利用铝合金等而形成为箱状的容器。喷头14设置于真空腔室12的顶棚面。喷头14将由气体导入管16供给的工艺气体从多个气体喷射孔18向真空腔室12的内部释放。另外，喷头14发挥作为等离子体生成用的阴极板的作用。静电卡盘加热器20是将晶片w吸附保持于晶片载置面22a的装置。以下，对静电卡盘加热器20进行详细说明。

静电卡盘加热器20具备静电卡盘22、片状加热器30以及支撑台60。静电卡盘22的下表面与片状加热器30的上表面30a介由第1接合片材81而相互粘接。支撑台60的上表面与片状加热器30的下表面30b介由第2接合片材82而相互粘接。作为各接合片材81、82，可举出在聚丙烯制的芯材的两面具备丙烯酸系树脂层的片材、在聚酰亚胺制的芯材的两面具备有机硅树脂层的片材、环氧树脂单独的片材等。

静电卡盘22是圆板状的构件，其是在陶瓷烧结体26中埋设有静电电极24而成的构件。作为陶瓷烧结体26，可举出例如氮化铝烧结体、氧化铝烧结体等。静电卡盘22的上表面成为载置晶片w的晶片载置面22a。陶瓷烧结体26的厚度没有特别限定，但优选为0.5～4mm。

片状加热器30是圆板状的构件，其是在耐热性的树脂片材32中内置有修正加热电极34、跳线36、接地电极40以及基准加热电极44而成的构件。作为树脂片材32的材质，可举出例如聚酰亚胺树脂、液晶聚合物等。片状加热器30具有与片状加热器30的上表面30a平行且高度不同的第1电极区域a1～第4电极区域a4(参照图2)。

第1电极区域a1分为多个区z1(例如100区或者300区)。在各区z1中，修正加热电极34按照一笔画的要领以遍及该区z1整体的方式从一端34a配线至另一端34b。图2中，在第1电极区域a1中划出由虚线表示的假想线，将被该假想线包围的部分作为区z1。该图2中，为了方便，仅在1个区z1中示出了修正加热电极34，但在其他的区z1也设置有同样的修正加热电极34。另外，用点划线示出片状加热器30的外形。

在第2电极区域a2中设置有分别向多个修正加热电极34供电的跳线36。因此，跳线36的数量与修正加热电极34的数量一致。第2电极区域a2分为数量比区z1的数量少(例如6区或者8区)的区z2。图2中，在第2电极区域a2中划出由虚线表示的假想线，将被该假想线包围的部分作为区z2。该图2中，为了方便，仅在1个区z2中示出了跳线36(一部分)，但在其他的区z2也设置有同样的跳线36。在本实施方式中，对在将一个区z2投影于第1电极区域a1时进入投影区域中的多个修正加热电极34设为属于同组的电极而进行说明。属于一个组的修正加热电极34的一端34a，介由在上下方向上将第1电极区域a1与第2电极区域a2之间贯通的导通孔35(参照图1)而连接于与该组对应的区z2内的跳线36的一端36a。该跳线36的另一端36b被拉出至设置在该区z2的外周区域38。其结果是，与属于同组的修正加热电极34连接的跳线36的另一端36b汇总配置在一个外周区域38。在将该外周区域38投影于片状加热器30的下表面30b而得到的区域x内，并列配置有介由导通孔41(参照图1)与各跳线36的另一端36b连接的跳线盘(jumperland)46a。换言之，多个跳线盘46a以2个以上为一组并按照露出于外部的方式配置在相同区域x。予以说明的是，修正加热电极34的电阻率优选为跳线36的电阻率以上。

在第3电极区域a3中设置有多个修正加热电极34共用的接地电极40。各修正加热电极34介由从第1电极区域a1经第2电极区域a2到达第3电极区域a3的导通孔42(参照图1)而与接地电极40连接。另外，接地电极40具有从外周向外侧突出的突起40a。该突起40a设置于与各外周区域38的缺口39正对的位置。该突起40a介由导通孔43(参照图1)而与设置在片状加热器30的下表面30b的接地连接盘46b连接。接地连接盘46b与跳线盘46a一同设置在片状加热器30的下表面30b的区域x内。

第4电极区域a4分为数量比设置于第1电极区域a1的修正加热电极34的总数少(例如4区或者6区)的区z4。在各区z4中，输出比修正加热电极34高的基准加热电极44按照一笔画的要领以遍及该区z4的整体的方式从一端44a配线至另一端44b。图2中，在第4电极区域a4划出由虚线表示的假想线，将被该假想线包围的部分作为区z4。该图2中，为了方便，仅在1个区z4中示出了基准加热电极44，但在其他的区z4也设置有同样的基准加热电极44。各基准加热电极44的两端44a、44b介由从第4电极区域a4到达片状加热器30的下表面30b的未图示的导通孔而与设置在片状加热器30的下表面30b的一对基准连接盘50a、50b连接。

如图1所示，支撑台60是由al或al合金等金属制作的圆板状的构件，在内部设置有制冷剂流路62。在制冷剂流路62的入口62a和出口62b连接有用于调整制冷剂温度的冷却器70。如果制冷剂从冷却器70供给于制冷剂流路62的入口62a，则会通过按照遍及支撑台60整体的方式设置的制冷剂流路62，并从制冷剂流路62的出口62b返回至冷却器70，在冷却器70内冷却为设定温度后，再次供给于制冷剂流路62的入口62a。支撑台60具有在上下方向上将支撑台60贯通的多种贯通孔64～67。贯通孔64是用于使静电电极24的供电端子25露出于外部的孔。贯通孔65是用于使设置在片状加热器30的下表面30b的区域x中的连接盘组(跳线盘46a和接地连接盘46b，参照图2)露出于外部的孔。贯通孔66、67是分别使基准加热电极44的基准连接盘50a、50b露出于外部的孔。在贯通孔66、67中插入有电绝缘筒66a、67a。予以说明的是，除上述以外，虽然没有图示但支撑台60还具有用于使顶起晶片w的顶针上下移动的贯通孔等。

等离子体处理装置10进一步具备静电卡盘电源72、修正加热器电源74、基准加热器电源76以及rf电源79。静电卡盘电源72是直流电源，其介由插入于贯通孔64的供电棒73而与静电电极24的供电端子25连接。修正加热器电源74是直流电源，其介由插入于贯通孔65且作为金属配线集合体的连接用柔性印刷基板(连接用fpc)75而与修正加热电极34的跳线盘46a以及接地连接盘46b连接。具体而言，图2所示的属于同组的跳线盘46a以及接地连接盘46b，由于并列设置在相同区域x，因而介由一个连接用fpc75而连接。连接用fpc75是将用树脂皮膜覆盖的金属配线75a、75b束成带状而成的电缆，与区域x对置的端部的各金属配线75a、76b露出。金属配线75a是用于将跳线盘46a与修正加热器电源74的正极连接的导线，金属配线75b是用于将接地连接盘46b与修正加热器电源74的负极连接的导线。基准加热器电源76是交流电源，其介由插入于贯通孔66的电缆端子77而与基准加热电极44的一个基准连接盘50a连接，并且介由插入于贯通孔67的电缆端子78而与基准加热电极44的另一个基准连接盘50b连接。rf电源79是等离子体生成用的电源，按照将高频电力供给于作为阳极板而发挥功能的支撑台60的方式进行连接。予以说明的是，作为阴极板而发挥功能的喷头14介由可变电阻而接地。

此处，使用图3以及图4对片状加热器30与连接用fpc75的金属配线接合结构100进行说明。图3为从片状加热器30的下表面30b观察金属配线接合结构100时的平面图，图4为图3的a-a截面图。予以说明的是，为了方便，跳线盘46a与接地连接盘46b不加以区分而仅称为加热器连接盘46；金属配线75a、75b也不加以区分而称为金属配线750。连接用fpc75是用树脂被覆多个金属配线750而得到的扁平的配线材料。具体而言，连接用fpc75在树脂制的支撑层751与树脂制的被覆层752之间具有多个金属配线750。形成各金属配线750的端部的接点部753从被覆层752露出。片状加热器30具有露出于下表面30b的区域x(参照图2)的多个加热器连接盘46(46a、46b)。加热器连接盘46除了具有与接点部753对置的基本面461，还具有与将接点部753假想地向前方延长而得到的假想延长部753b对置的延长面462。焊料接合构件756被覆接点部对置连接盘754的表面、连接用fpc75的前端面以及片状加热器30的加热器连接盘46的延长面462，并且填充于接点部753与加热器连接盘46之间的接合用空间c。

使用图5对这样的金属配线接合结构100的制法进行说明。图5是表示金属配线接合结构100的制造工序的说明图。

首先，如图5(a)所示，在片状加热器30的加热器连接盘46的基本面461上涂布预备焊料770。作为预备焊料770，可使用例如乳酪焊剂。

接着，如图5(b)所示，准备连接用fpc75，按照各接点部753在与各加热器连接盘46对置的状态下与预备焊料770接触的方式进行配置。连接用fpc75按照以下步骤进行准备。图6是表示连接用fpc75的制造工序的说明图。首先，准备在树脂制的支撑层751的两面贴附有铜箔761、762的双面带铜箔支撑层(参照图6(a))。予以说明的是，也可以使用其他的金属箔来替代铜箔761、762。接着，在铜箔761上图案形成金属配线750，并且在铜箔762上图案形成接点部对置连接盘754(参照图6(b))。作为图案形成的方法，可以使用湿蚀刻法。接着，用树脂制的被覆层752覆盖金属配线750。作为用被覆层752覆盖的方法，可使用层压法。但是，作为金属配线750的前端部分的接点部753没有用被覆层752覆盖而露出于外部(参照图6(c))。

接着，使用图7，对如图5(b)那样按照连接用fpc75的各接点部753在与各加热器连接盘46对置的状态下与预备焊料770接触的方式进行配置的作业的详细情况进行说明。图7示出如下情形：在使片状加热器30的下表面30b朝上的状态下，相对于1个加热器连接盘46从其上方将连接用fpc75的1个接点部753进行对位。予以说明的是，点划线是将加热器连接盘46分为基本面461与延长面462的假想线。另外，对于预备焊料770，为了方便而省略图示。操作员将片状加热器30与连接用fpc75从分离的状态(参照图7(a))相互靠近，以使得连接用fpc75的接点部对置连接盘754与露出于片状加热器30的下表面30b的加热器连接盘46重叠(参照图7(b))。接着，操作员按照加热器连接盘46的基本面461被接点部对置连接盘754覆盖并隐藏的方式进行配置(参照图7(c))。此时，按照接点部对置连接盘754的长方形与包围加热器连接盘46的延长面462的长方形紧挨着而形成一个长方形的方式进行配置。通过这样设定，使得形成于接点部对置连接盘754的背侧的接点部753与、大小与该接点部753相同的基本面461彼此相对。

接着，如图5(c)所示，用点式加热器780的热风向预备焊料770赋予热而使预备焊料770熔融，然后通过冷却固化，从而将片状加热器30与连接用fpc75进行临时固定。预备焊料770大多无法确保可以无间隙地填埋接点部753与加热器连接盘46之间的接合用空间c的量，或者来自点式加热器780的热不能遍及整体而导致熔融不充分。因此，仅通过预备焊料770，无法将接点部753与加热器连接盘46牢固地进行软钎焊。

接着，如图5(d)所示，一边将焊条784按压于接点部对置连接盘754的上表面，一边用钎焊烙铁782使焊条784熔融。此处，接点部对置连接盘754延伸至连接用fpc75的前端面。因此，熔融焊料容易从接点部对置连接盘754经连接用fpc75的前端面，进一步经加热器连接盘46的延长面462而供给于接合用空间c。其后，使熔融焊料固化。于是，熔融焊料固化而成为焊料接合构件756。该焊料接合构件756成为在被覆接点部对置连接盘754的表面、连接用fpc的前端面以及加热器连接盘46的延长面462的同时填充于接合用空间c的状态。

接着，对这样构成的等离子体处理装置10的使用例进行说明。首先，在静电卡盘22的晶片载置面22a载置晶片w。而后，通过真空泵对真空腔室12内进行减压，调整为预定的真空度，对静电卡盘22的静电电极24施加直流电压而产生库仑力或约翰生·拉别克力，将晶片w吸附固定于静电卡盘22的晶片载置面22a。接着，将真空腔室12内设为预定压力(例如数十～数百pa)的工艺气体气氛。在该状态下，对喷头14与支撑台60之间施加高频电压，产生等离子体。利用所产生的等离子体对晶片w的表面进行蚀刻。在此期间，未图示的控制器进行控制以使得晶片w的温度成为预先设定的目标温度。具体而言，对于控制器，输入来自用于测定晶片w温度的测温传感器(没有图示)的检测信号，按照使晶片w的测定温度与目标温度一致的方式，控制向各基准加热电极44供给的电流、向各修正加热电极34供给的电流、在制冷剂流路62中循环的制冷剂的温度。特别是，为了不产生晶片w的温度分布，控制器精细地控制向各修正加热电极34供给的电流。予以说明的是，测温传感器可以埋设于树脂片材32，也可以粘接于树脂片材32的表面。

此处，明确本实施方式的构成要素与本发明的构成要素的对应关系。本实施方式的连接用fpc75相当于本发明的第1构件，片状加热器30相当于第2构件，焊料接合构件756相当于接合构件。另外，连接用fpc75的支撑层751相当于第1支撑层，被覆层752相当于第1被覆层，金属配线750相当于第1金属配线，接点部753相当于第1接点部，接点部对置连接盘754相当于第1接点部对置连接盘。另外，片状加热器30的树脂片材32相当于第2支撑层，加热器连接盘46相当于第2接点部。

在以上说明的金属配线接合结构100中，由于可以从外部检查焊料接合构件756中的被覆接点部对置连接盘754的表面、连接用fpc75的前端面的部分，因而能够容易地确认连接状况，能够筛选出连接状况良好的金属配线接合结构。另外，将连接用fpc75的接点部753按照与片状加热器30的加热器连接盘46对置的方式进行对位时，如果如上述那样利用接点部对置连接盘754以及加热器连接盘46的延长面462，则能够容易地进行对位。这样，能够从外部检查焊料接合构件756而筛选出连接状况良好的焊料接合构件，也能够容易地进行接点部753与加热器连接盘46的对位。因此，能够提供一种将具有接点部753的连接用fpc75与具有加热器连接盘46的片状加热器30良好地接合的金属配线接合结构100。

予以说明的是，自不用言，本发明不受上述实施方式的任何限定，只要属于本发明的技术范围就可以以各种方式实施。

上述实施方式中，用预备焊料770将连接用fpc75的接点部753与片状加热器30的加热器连接盘46进行了临时固定，但不需要特别利用预备焊料770进行临时固定。将一个例子示于图8。首先，如图8(a)所示，预先使接合用空间c成为空隙。此时，优选预先利用胶带、夹具(没有图示)等，按照使连接用fpc75的接点部753与片状加热器30的加热器连接盘46的基本面461在相互对置的位置上不发生偏离的方式进行固定。接着，如图8(b)所示，一边将焊条784按压于接点部对置连接盘754的上表面，一边用钎焊烙铁782使焊条784熔融，将熔融的焊料从接点部对置连接盘754经连接用fpc75的前端面而供给于接合用空间c。其后，通过使熔融焊料固化，从而完成金属配线接合结构100。在该情况下，与上述实施方式同样地，能够从外部检查焊料接合构件756而筛选出连接状况良好的焊料接合构件，也能够容易地进行接点部753与加热器连接盘46的对位。

上述的实施方式中，例示了连接用fpc75作为第1构件，片状加热器30作为第2构件，但不特别限定于该组合。例如，也可以使用扁平电缆作为第1构件，也可以使用印刷配线板作为第2构件。

本申请将在2016年3月29日申请的美国临时申请第62/314,547号以及美国临时申请第62/314,556号、在2016年6月29日申请的日本国专利申请第2016-128765号以及日本国专利申请第2016-128766号作为优先权主张的基础，通过引用将其全部内容包含于本说明书中。