专利名称：布线基板的制造方法
技术领域：
本发明涉及布线基板的制造方法。
背景技术：
迄今，印刷线路板都是通过在基体材料上贴铜箔、然后利用蚀刻法形成布线而制造出来。这种方法工艺复杂，由于使用了蚀刻法，需要价格昂贵的掩模，也需要配备很多设备。而且，基体材料多用聚酰亚胺，因聚酰亚胺之间的粘着性差，难于制造出多层基板。
因而近年来，又开发出对基体材料进行表面处理后喷出金属油墨来形成布线的技术。作为表面处理，在基体材料上形成氟膜(FAS(氟烷基硅)处理)，通过使其为多孔质来控制金属油墨的表面张力的情况下，想提高布线和基体材料的粘着性十分困难。因此，即使层叠基体材料，由于层间剥离易于发生，故很难制造出高可靠性的多层基板。或者是，因无法层叠氟膜而无法获得叠层结构。
再者，作为表面处理技术，还有在基体材料上涂敷聚乙烯醇缩乙醛而形成具有膨润性的受理层的方法、在基体材料上涂敷氢氧化铝而形成有空隙的(多孔质的)受理层的方法等。在这些方法中，由于受理层的吸水性高，容易吸附水分，不适合作为内层使用，也不适合作多层基板的内层。而且，也很难提高布线和基体材料的粘着性。由于难于提高布线和基体材料的粘着性，即使将基体材料叠层也易于发生层间剥离，想制造可靠性高的多层基板非常困难。
发明内容
本发明的目的是简单地制造出具有高可靠性的布线基板。
(1)本发明中的布线基板的制造方法包括有对使热塑性树脂形成的受理层受热软化的工序、在受热而呈软化状态的所述受理层上用含有导电微粒的溶剂形成布线层的工序、以及对所述布线层进行加热使所述导电微粒相互结合的工序。采用本发明的方法，在设置含有导电微粒的溶剂时，由于受理层呈受热软化状态，所以能够抑制溶剂发生渗透和凸出(Bulge)。而且，固化后的受理层与含有相互结合的导电微粒的布线层之间的粘着性很高，因此，能够简单地制造出具有高可靠性的布线基板。
(2)在本布线基板的制造方法中，可以通过喷出含有所述导电微粒的所述溶剂形成布线层。
(3)在本布线基板的制造方法中，可以在基体材料上形成所述受理层。
(4)在本布线基板的制造方法中，可以进而包括在所述导电微粒相互结合以后，将所述基体材料从所述受理层上除去的工序。
(5)本发明中的布线基板的制造方法包括有在由呈软化状态的热塑性树脂所形成着的第1受理层上，利用含有导电微粒的溶剂，形成第1布线层的工序；在所述第1受理层和所述第1布线层上，用热塑性树脂形成呈软化状态的第2受理层的工序；在呈软化状态的所述第2受理层上、利用含有导电微粒的溶剂，形成第2布线层的工序；以及通过加热、使所述第1和第2受理层的所述热塑性树脂软化、在所述第1和第2布线层连接部分使导电微粒相互结合的工序。采用本发明的方法，在设置含有导电微粒的溶剂时，由于第1和第2受理层呈软化状态，故能够抑制溶剂发生渗透和凸出。而且，第1和第2受理层在成为软化状态后，相互粘合，因而不会或不易发生层间剥离。并且，固化后的第1和第2受理层与含有相互结合的导电微粒的第1和第2布线层之间的粘着性很高。因此，能够简单地制造出具有高可靠性的布线基板。
(6)在该布线基板的制造方法中，可以所述第1布线层中所含的所述导电微粒以被抑制其相互反应的涂层材料包覆的状态分散在所述溶剂中；进而包括在形成所述第2受理层前，对所述第1布线层进行加热，使所述涂层材料分解的工序。
(7)在本布线基板的制造方法中，可以喷出含有所述导电微粒的所述溶剂，形成所述的第1和第2布线层。
(8)在本布线基板的制造方法中，可以在基体材料上形成所述第1受理层。
(9)在本布线基板的制造方法中，可以进而包括，在所述第1和第2布线层的连接部分中使所述导电微粒相互结合后、将所述基体材料从所述第1受理层上除去的工序。
图1A～图1D是说明本发明的第1实施方式的布线基板的制造方法的图。
图2A～图2C是说明本发明的第1实施方式的布线基板的制造方法的图。
图3A～图3B是说明本发明的第1实施方式的布线基板的制造方法的图。
图4A～图4D是说明本发明的第2实施方式的布线基板的制造方法的图。
图5A～图5C是说明本发明的第3实施方式的布线基板的制造方法的图。
图6A～图6D是说明本发明的第4实施方式的布线基板的制造方法的图。
图7A～图7C是说明本发明的第4实施方式的布线基板的制造方法的图。
图8A～图8C是说明本发明的第4实施方式的布线基板的制造方法的图。
图9A～图9B是说明本发明的第4实施方式的布线基板的制造方法的图。
图10A～图10C是说明本发明的第5实施方式的布线基板的制造方法的图。
图11A～图11C是说明本发明的第5实施方式的布线基板的制造方法的图。
图12A～图12B是说明本发明的第6实施方式的布线基板的制造方法的图。
图13是表示应用了本发明的实施方式的半导体装置。
图14是表示具有应用了本发明的实施方式的半导体装置的电子设备的图。
图15是表示具有应用了本发明的实施方式的半导体装置的电子设备的图。
具体实施例方式
以下，参照
本发明的实施方式。
(第1实施方式)图1A～图3B是说明本发明的第1实施方式的布线基板的制造方法的图。如图1A所示，本实施方式中使用由热塑性树脂(例如，聚酰胺或热塑性聚酰亚胺等有机材料)形成的受理层10。受理层10也可以在基体材料(例如基板)12上形成。基体材料12可以是铜等金属、具有热硬化性的树脂(例如，聚酰亚胺或环氧树脂等)、或者是玻璃。受理层10表面可以作成平坦状。受理层10有绝缘性，可称为(第1层)绝缘层。
如图1B所示，对受理层10加热使其软化。这种状态下，受理层10也可以有粘性。在呈软化状态的受理层10上形成布线层(以下，也称为第1布线层)14。布线层14由含有导电微粒的溶剂(例如金属油墨)形成。导电微粒可以由金、银等难于被氧化的、电阻低的材料形成。作为含金微粒的溶剂，可以使用真空冶金株式会社的“PerfectGold”，作为含银微粒的溶剂，可以使用同公司的“PerfectSilver”。而且，所谓微粒，并不是特别限定其尺寸，而是能和溶剂一起喷出的颗粒。布线层14可采用喷墨法或气泡喷射(注册商标)法等喷出含有导电微粒的溶剂(例如，喷出溶剂液滴)而形成，也可以通过掩模印刷或丝网印刷形成。为了抑制导电微粒相互间发生反应，导电微粒可用涂层材料覆盖。可使用难干燥的、具有再溶解性的物质做溶剂。导电微粒可以在溶剂中均匀分布。
采用本实施方式，含有导电微粒的溶剂因被设置在呈软化状态的热塑性树脂上，故在形成布线层14时抑制了渗透和凸出(Bulge)的发生。可对布线层14进行干燥处理，使溶剂挥发，而残留导电微粒(或导电微粒及其涂层材料)。干燥处理可在室温以上、温度100℃以下的温度下进行。而且，也可以加热布线层14，使得导电微粒的涂层材料发生分解。
如图1C所示，给布线层14供热。供热温度可以达到能使导电微粒相互结合(例如烧结)的温度(例如300～600℃左右)。供热时间可在1个小时左右。这样，导电微粒就成为导电膜或导电层。而且，可以使热塑性树脂进一步软化。
如图1D所示，受理层10冷却固化。可以不主动制冷，而将受理层10放置在常温(室温)下使其温度下降。一旦构成受理层10的热塑性树脂固化且导电微粒相互结合，因受理层10和布线层14间的粘着性很高，就能得到高可靠性的布线基板。
如图2A所示，可在受理层10上以覆盖布线层14的方式形成绝缘层(第2绝缘层)20。绝缘层20的材料可以和受理层10的材料对应。在设置绝缘层20的场合，在设置绝缘层20前，至少要使溶剂从布线层14上挥发。在本实施方式中，在布线层14的导电微粒相互结合(例如烧结)后形成绝缘层20。在绝缘层20由热塑性树脂形成的场合，对其加热使之软化。这时，受理层10受热发生软化也是可以的。然后，在绝缘层20上形成接触孔24。
如图2B所示，在绝缘层20上形成第2布线层26。第2布线层26的材料和形成方法可以和所述第1布线层14的材料和形成方法相同。对于第2布线层26来说，绝缘层20与上述的受理层10的功能一样，因此，也可以将绝缘层20称为受理层。第2布线层26通过接触孔24与第1布线层14相接触。在第2布线层26由含有导电微粒的溶剂形成的场合，该溶剂可从接触孔24被喷出来。
如图2C所示，通过加热，可使第2布线层26的导电微粒相互结合。绝缘层20和第2布线层26可以具有受理层10和第1布线层14的所述特征、达到同样作用效果。
如图3A所示，可在绝缘层(第2绝缘层)20上以覆盖第2布线层26的方式形成第3绝缘层30。第3绝缘层30可和受理层10的材料相同。可在第3绝缘层30上形成接触孔34。而且，可以通过接触孔34在第2布线层26上形成接触柱36。
如图3B所示，可在接触柱36上形成端子部38。端子部38可以比接触柱36的上面大地形成。这样，端子部38的外缘部分可放在绝缘层30上。端子部38可由镍或铜等的非电解镀层形成。
并且，可将基体材料12从受理层10上去除。例如，可使用铜板作为基体材料12，将基体材料12浸没在氯化铁等蚀刻液中使其溶解。该工序在导电微粒(第1及第2布线层14、26)相互结合后进行。这样，就得到了薄膜叠层布线基板。
采用本实施方式，固化后的受理层10和含有相互结合的导电微粒的布线层14的粘着性高。因此，就能够简单地制造出具有高可靠性的布线基板。
(第2实施方式)图4A～图4D是说明本发明的第2实施方式的布线基板的制造方法的图。如图4A所示，本实施方式中，在所述受理层10上形成布线层40。而且，可以使用所述基体材料12。布线层40上形成有接触柱42。受理层10和布线层40的材料和形成方法可以适用第1实施方式中说明的相应内容。即在呈软化状态的受理层10上形成布线层40，加热布线层40，使导电微粒相互结合。
如图4B所示，以覆盖布线层40的方式在受理层10上形成绝缘层44。绝缘层44也可以覆盖接触柱42。绝缘层44的材料和形成方法可以适用第1实施方式中说明的绝缘层20的相应内容。而且，可在布线层40的导电微粒相互结合后设置绝缘层44。然后，将绝缘层44的接触柱42上的部分除去。该除去工序，可在构成绝缘层44的热塑性树脂处于软化状态时进行，也可以在热塑性树脂固化后进行。而且，该除去工序可通过溶解绝缘层44的表面来实现。这样，如图4C所示，使接触柱42的上部露出。
如图4D所示，在绝缘层44上形成第2布线层46。第2布线层46的材料和形成方法可以适用第1实施方式中说明的布线层26的相应内容。对第2布线层46来说，绝缘层44与受理层10的功能一样，因此，也可以将绝缘层44称为受理层。所形成的第2布线层46从接触柱42的上部通过。之后，使第2布线层46的导电微粒相互结合，就能制造出叠层布线基板。第1实施方式中说明的相应内容可以在本实施方式中使用。采用本实施方式也能得到第1实施方式中说明的作用效果。
(第3实施方式)图5A～图5C是说明本发明的第3实施方式的布线基板的制造方法的图。在本实施方式中，如第2实施方式中所述，在所述受理层10上形成布线层40，然后布线层40上形成绝缘层44。绝缘层44以覆盖接触柱42的方式形成。其它细节与参照图4A和图4B说明的内容相同。
如图5A所示，以构成绝缘层44的热塑性树脂处于软化的状态，在它的上面形成第2布线层50。第2布线层50的材料和形成方法可以适用第1实施方式中说明的第2布线层26的相应内容。对第2布线层50来说，绝缘层44与受理层10的功能相同，因此，也可以将绝缘层44称为受理层。在该状态下，绝缘层44的一部分介于第2布线层50与接触柱42间。
如图5B所示，加热使第2布线层50的导电微粒相互结合。绝缘层44可以受热软化(进一步软化)。导电微粒相互结合形成导电膜或导电层后，可以相对于第2布线层50和布线层40，沿向挤压两者的方向施加压力。
这样，如图5C所示，接触柱42与第2布线层50形成导电通路。因而就制造出了叠层布线基板。第1实施方式中说明的相应内容可以本实施方式中适用。采用本实施方式也能得到第1实施方式中说明的作用效果。
(第4实施方式)图6A～图9B是说明本发明的第4实施方式的布线基板(叠层布线基板)的制造方法的图。如图6A所示，在本实施方式中使用由热塑性树脂(例如，聚酰胺或热塑性聚酰亚胺等有机材料)形成的第1受理层110。也可在基体材料(例如基板)112上形成受理层110。基体材料112可以是铜等金属、具有热硬化性的树脂(例如，聚酰亚胺或环氧树脂等)、或者是玻璃。第1受理层110的表面可以做成平坦状。第1受理层110有绝缘性，可称为第1绝缘层。
如图6B所示，加热第1受理层110使其软化。或者是用原本就呈软化状态的热塑性树脂形成第1受理层110。处于软化状态下的第1受理层110可以有粘性。在呈软化状态的第1受理层110上形成第1布线层114。第1布线层114由含有导电微粒的溶剂(例如金属油墨)形成。导电微粒可以由金、银等难于被氧化的、电阻低的材料形成。作为含金微粒的溶剂，可以使用真空冶金株式会社的“PerfectGold”，作为含银微粒的溶剂，可以使用同公司的“PerfectSilver”。并且，所谓微粒，并不是特别限定其尺寸，而是能和溶剂一起喷出的颗粒。第1布线层114可采用喷墨法或气泡喷射(注册商标)法等喷出含有导电微粒的溶剂(例如，喷出溶剂液滴)而形成，也可以通过掩模印刷或丝网印刷形成。为了抑制导电微粒相互间发生反应，导电微粒可用涂层材料覆盖。可使用难干燥的、具有再溶解性的物质做溶剂。导电微粒可以在溶剂中均匀分布。
采用本实施方式，含有导电微粒的溶剂设置在呈软化状态的热塑性树脂上，所以在形成第1布线层114时，可以抑制渗透和膨出的发生。可对第1布线层114进行干燥处理，使溶剂挥发，而残留导电微粒(或导电微粒及其涂层材料)。干燥处理可在室温以上、温度100℃以下的温度下进行。
如图6C所示，可以对第1布线层114供热。这样，导电微粒的涂层材料发生分解。涂层材料分解时有时会产生气体。而且，热塑性树脂可以进一步软化。
如图6D所示，在第1布线层114和第1受理层110上形成第2受理层120。第2受理层120由热塑性树脂形成。第2受理层120的材料和形成方法和第1受理层110的相同。第2受理层120有绝缘性，可称为第2层绝缘层。设置第2受理层120之前，至少使溶剂从第1布线层114挥发。在第2受理层120上形成接触孔124。
第2受理层120以软化状态设置。例如，可以固化的状态设置第2受理层120、然后对其进行软化处理，也可以用软化的热塑性树脂形成受理层120。
如图7A所示，在呈软化状态的第2受理层120上形成第2布线层126。第2布线层126由含有导电微粒的溶剂形成。第2布线层126的材料和形成方法可以和上述第1布线层114的相同。第2布线层126通过接触孔124与第1布线层114接触。在第2布线层126由含有导电微粒的溶剂形成的情况下，该溶剂可从接触孔124喷出。
如图7B所示，给第2布线层126供热。这样，覆盖导电微粒的涂层材料分解。涂层材料分解时有时会产生气体。而且，可以使得正在形成第1及第2受理层110、120的热塑性树脂进一步软化。
如图7C所示，可在第2布线层126及第2受理层120上形成第3受理层130。第3受理层130由热塑性树脂形成。第3受理层130的材料和形成方法和第1受理层110的相同。第3受理层130有绝缘性，可被称为第3绝缘层。可在第3受理层130上形成接触孔132。如图8A所示，可以在接触孔132上形成接触柱134。形成接触柱134的材料和形成方法可适用第1布线层114的材料和形成方法。
然后，给第1及第2受理层110、120(或者还有第3受理层130)供热。受热后，第1及第2受理层110、120(或者还有第3受理层130)软化粘合。如图8B所示，第1及第2受理层110、120(或者还有第3受理层130)间的界面消失，形成成为一体的绝缘层140。这样，也就不会发生第1及第2受理层110、120(或者还有第3受理层130)的层间剥离现象。
加热温度达到使得第1及第2布线层114、126连接部分的导电微粒产生相互结合(例如烧结)的温度(例如300～600℃左右)即可。加热时间可在1小时左右。这样，导电微粒就成为导电膜或导电层。
如图8C所示，一旦构成第1及第2受理层110、120(或者还有第3受理层130)的热塑性树脂固化、导电微粒相互结合，第1及第2布线层114、126和绝缘层140(更详细地，第1布线层114和第1及第2受理层110、120、或者是第2布线层126和第2及第3受理层120、130)之间的粘着性提高，也就得到了具有高可靠性的布线基板(叠层布线基板)。而且同样地，也可以使接触柱134的导电微粒产生相互结合(例如烧结)。
如图9A所示，可以在接触柱134形成端子部138。端子部138可以比接触柱134的上面大地形成。这样，端子部138的外缘部可放在绝缘层140(或者还有第3受理层130)上。端子部138可用镍或铜等非电解镀层等形成。
进一步地，如图9B所示，也可以从第1受理层110上将基体材料112除去。例如，可以使用铜板作为基体材料112，将基体材料112浸没在氯化铁等蚀刻液中使其溶解。该工序在使热塑性树脂(第1、第2及第3受理层110、120、30)固化、导电微粒(第1及第2布线层114、126的连接部分)相互结合后进行。
采用该实施方式，第1及第2布线层114、126与绝缘层140的粘着性很高。因此，就能简单地制造出具有高可靠性的布线基板(叠层布线基板)。
(第5实施方式)图10A～图11C是说明本发明的第5实施方式的布线基板(叠层布线基板)的制造方法的图。在本实施方式中，如图10A所示，在所述的第1受理层110上形成第1布线层150。而且，可以使用所述基体材料112。所形成的第1布线层150上有接触柱152。第1布线层150的材料及形成方法可以和第1布线层114的内容相同。
如图10B所示，通过加热可以使覆盖第1布线层150的导电微粒的涂层材料发生分解。涂层材料分解时有时会产生气体。而且，正在形成第1受理层110的热塑性树脂可以进一步软化。
如图10C所示，可在第1布线层150及第1受理层110上形成第2受理层154。第2受理层154可以覆盖接触柱152。第2受理层154的材料和形成方法可以适用第4实施方式中说明的第2受理层120的内容。
如图11A所示，至少使接触柱152的上面从第2受理层154露出。也可以除去其表层部，使得第2受理层154变薄。也可以溶解第2受理层154的表层。
如图11B所示，在第2受理层154上形成第2布线层156。第2布线层156的材料和形成方法可以适用第4实施方式中说明的第2布线层126的内容。所形成的第2布线层126通过接触柱152的上方。
如图11C所示，通过加热使得第1及第2受理层110、154的热塑性树脂软化。这样，可以形成一体的绝缘层158。而且，通过加热使得第1及第2布线层150、156连接部分中的导电微粒相互结合。这样，就可以制造布线基板(叠层布线基板)。
在本实施方式中，可以适用第4实施方式中说明的内容。采用本实施方式也可以获得第4实施方式中说明的作用效果。
(第6实施方式)图12A～图12B是说明本发明的第6实施方式的布线基板(叠层布线基板)的制造方法的图。在本实施方式中，如第5实施方式中所述，在第1受理层110上形成第1布线层150，然后在第1布线层150上形成第2受理层154。第2受理层154以覆盖接触柱152的方式形成。其它的细节与参照图10C说明的内容相同。
如图12A所示，构成第2受理层154的热塑性树脂呈软化状态后，在其上形成第2布线层160。第2布线层160的材料和形成方法可以适用第4实施方式中说明的第2布线层126的内容。在该状态下，第2受理层154的一部分介于第2布线层160和接触柱152之间。
加热使位于第1及第2布线层150、160连接部分的导电微粒相互结合。这时，第1及第2受理层110、154因受热而软化(进一步软化)也是可以的。第1及第2受理层110、154可以构成一体化的绝缘体162。导电微粒相互结合形成导电膜或导电层后，可以相对于第1布线层150和第2布线层160，沿向挤压两者的方向施加压力。
这样，如图12B所示，使接触柱152与第2布线层160之间形成导电通路。因而可以制造出布线基板(叠层布线基板)。在本实施方式中，可以适用第4实施方式中说明的内容。采用本实施方式也可以获得第4实施方式中说明的作用效果。
图13中表示了具有上述任一实施方式中说明的布线基板(或叠层布线基板)1000及与其电连接的半导体芯片1的半导体装置。作为含有这种半导体装置的电子设备，图14中表示了笔记本电脑2000、图15中表示了移动电话3000。
本发明并不仅限于上述的实施方式，可以有各种变形。例如，本发明包含那些与实施方式中说明的构成实质上相同的构成(如功能、方法及结果相同的构成，或者是目的及结果相同的构成)。而且，本发明包含那些将实施方式中说明的构成的非本质部分予以置换后所得到的构成。而且，本发明还包含与实施方式说明的构成有相同作用效果的构成、或者是能够达到同样目的的构成。而且，本发明包含那些在实施方式中说明的构成中附加公知技术后形成的构成。
权利要求
1.一种布线基板的制造方法，其特征在于包括使由热塑性树脂形成的受理层受热软化的工序、在受热而呈软化状态的所述受理层上用含有导电微粒的溶剂形成布线层的工序、以及加热所述布线层使所述导电微粒相互结合的工序。
2.根据权利要求1所述的布线基板的制造方法，其特征在于喷出含有所述导电微粒的所述溶剂、形成所述布线层。
3.根据权利要求1或2所述的布线基板的制造方法，其特征在于在基体材料上形成所述受理层。
4.根据权利要求1或2所述的布线基板的制造方法，其特征在于进而包括使所述导电微粒相互结合后，从所述受理层上除去所述基体材料的工序。
5.一种布线基板的制造方法，其特征在于包括在由软化状态的热塑性树脂所形成的第1受理层上，用含有导电微粒的溶剂形成第1布线层的工序、在所述第1受理层和所述第1布线层上，用热塑性树脂形成呈软化状态的第2受理层的工序、在呈软化状态的所述第2受理层上，用含有导电微粒的溶剂形成第2布线层的工序、以及通过加热使得所述第1及第2受理层的所述热塑性树脂软化、在所述第1及第2布线层连接部分使导电微粒相互结合的工序。
6.根据权利要求5所述的布线基板的制造方法，其特征在于所述第1布线层中所含的所述导电微粒以被抑制其相互反应的涂层材料包覆的状态分散在所述溶剂中；进而包括在所述第2受理层形成之前，加热所述第1布线层，分解所述涂层材料的工序。
7.根据权利要求5或6所述的布线基板的制造方法，其特征在于喷出含有所述导电微粒的所述溶剂、形成所述第1及第2布线层。
8.根据权利要求5或6所述的布线基板的制造方法，其特征在于在基体材料上形成所述第1受理层。
9.根据权利要求5或6所述的布线基板的制造方法，其特征在于进而包括在所述第1及第2布线层的连接部分、所述导电微粒相互结合后，从所述第1受理层上除去所述基体材料的工序。
全文摘要
一种布线基板的制造方法。加热由热塑性树脂形成的受理层使其软化。在受热而呈软化状态的受理层上用含有导电微粒的溶剂形成布线层。加热布线层，使导电微粒相互结合。由此可以简单地制造出具有高可靠性的布线基板。
文档编号H05K3/10GK1527655SQ200410008209
公开日2004年9月8日 申请日期2004年3月1日 优先权日2003年3月3日
发明者大槻哲也, 黑沢弘文, 三木浩, 大 哲也, 文 申请人:精工爱普生株式会社