| 【発明の名称】 |
多層配線基板 |
| 【発明者】 |
【氏名】鶴ヶ崎 正人
【住所又は居所】鹿児島県鹿児島市南栄３丁目１番地 株式会社渕上ミクロ内
【氏名】枦川 博行
【住所又は居所】鹿児島県鹿児島市南栄３丁目１番地 株式会社渕上ミクロ内
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| 【要約】 |
【課題】バンプと金属パターンとの接続層が強固な機械的強度を有している多層配線基板の構成を提供する。
【解決手段】バンプを介して導体層を２層以上積層したことによる多層配線基板３において、バンプ２と導体層の金属パターン２との接続層１が、金、銀の一方又は双方と、白金、又はパラジウムの一方又は双方との合金の状態を形成するために、バンプ２、及び金属パターン２の何れか一方に、金、銀の一方又は双方１１を鍍金し、他方に白金、又はパラジウムの一方又は双方１２を鍍金したうえで、双方を熱圧着するか、バンプ２、及び金属パターン２の双方に対し、金、銀の一方又は双方と、白金又はパラジウムの一方又は双方との合金を予め鍍金したうえで、バンプ２と金属パターン２とを熱圧着することに基づき、強固な機械的硬度を有している多層配線基板３。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バンプを介して導体層を２層以上積層したことによる多層配線基板において、バンプと導体層の金属パターンとの接続層が、金、銀の何れか又は双方と、白金、又はパラジウムの何れか又は双方との合金の状態を形成していることに基づく多層配線基板。
【請求項２】
合金の状態によって、固溶体が形成されていることを特徴とする請求項１記載の多層配線基板。
【請求項３】
バンプ、及び金属パターンの何れか一方に、金、銀の一方又は双方を鍍金し、他方に白金、又はパラジウムの一方又は双方を鍍金したうえで、双方を熱圧着することによる請求項１記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項４】
バンプ、及び金属パターンの双方に対し、金、銀の一方又は双方と、白金又はパラジウムの一方又は双方との合金を予め鍍金したうえで、バンプと金属パターンとを熱圧着することに基づく請求項１記載の多層配線基板の製造方法。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、２層以上の導体層を、バンプを介して接合している多層配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多層配線基板においては、バンプと導体層における金属パターンとの熱圧着による接合が行われている。
【０００３】
大抵の場合、バンプ及び金属パターン自体は、銅（Ｃｕ）を素材としているが、銅同士は、熱圧着による接合力が極めて弱く、このため、銅の表面に他の金属を鍍金したうえで、当該他の金属同士の接合が行われている。
【０００４】
そして、前記他の金属として、導電性において優れると共に、酸化し難い傾向を有し、かつバンプ及び金属パターンにそれぞれ鍍金を行ったうえで、熱圧着によって接着し易い金属として、金、銀が採用されており、しかも、通常金又は銀の何れか一方によるバンプと金属パターンとの接続層が採用されていた。
【０００５】
確かに、バンプ及び金属パターンの素材である銅と、金、銀とが相互に固溶し易い傾向にあり、かつ鍍金を行った場合における金同士、又は銀同士の接着の程度は決して脆弱ではない。
【０００６】
しかしながら、金、銀の単独又は双方の合金は、素材として軟弱であり、機械的な強度が不十分である（この点は、近年歯の治療に使用される金属として、純然たる金、銀が採用されていないことに照らしても明らかである。）。
【０００７】
他方、白金と金属の内、白金及びパラジウムは、加工し易い傾向を有しているにも拘らず、バンプ、金属パターンに鍍金した場合に、双方の熱圧着による接着が必ずしも良好でないため、白金、パラジウムは単独にて双方の接続層として採用されている訳ではない。
【０００８】
しかしながら、白金、パラジウムもまた、銅と相互に固溶体を形成し得る状態にあり、相互の接着の程度は決して脆弱ではない。
【０００９】
にも拘らず、これまで白金、パラジウムを、金、又は銀と接続層の素材とすることは、想定されていないという状況にある。
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−１４４２０６号公報
【特許文献２】特許第３２５１７８５号公報
【特許文献３】特開２００２−３５９４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、多層配線基板において、バンプと金属パターンとの接続層自体が、十分な機械的強度を有するような構成を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するため、本発明の構成は、バンプを介して導体層を２層以上積層したことによる多層配線基板において、バンプと導体層の金属パターンとの接続層が、金、銀の何れか又は双方と、白金、又はパラジウムの何れか又は双方との合金の状態を形成していることに基づく多層配線基板からなる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、バンプ、金属パターンを構成する銅との強固な結合、及びバンプ、金属パターンにそれぞれ鍍金したうえで、熱圧着した場合の鍍金層の剥離強度をも維持しながら、機械的な強度が強い接続層を実現することが可能となる。
【００１４】
特に、パラジウムを素材として採用した場合には、製造コストの点においても極めて有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
前記解決手段の項からも明らかなように、本発明は、バンプと金属パターンとの接続層において、金、銀の一方又は双方と、白金、パラジウムの一方又は双方との合金の状態が形成されることを基本的要件としているが、このような合金の状態の形成によって、金、銀の一方又は双方による機械的な強度が脆弱な状態を克服し、強固な機械的強度を得ることが可能となる。
【００１６】
前記のように、強固な機械的強度が得られるのは、金、銀の一方又は双方と、白金、パラジウムの一方又は双方との合金によって、双方が固溶し合い、所謂固溶硬化に由来するものと解することが可能である。
但し、合金においては、所謂金属間化合物の形成もあり得るので、前記構成の合金状態が全て固溶体を形成しているか否かは必ずしも明らかではない。
【００１７】
金、銀の焼なましによるブリネル硬度はそれぞれ約５、約３５であり、金を７５重量％とし、銀を２５重量％とする合金によるブリネル硬度が約５４であるのに対し、白金に対し、金、銀を５％添加した場合のブリネル硬度がそれぞれ９８、８８であり、更にはそれぞれ１０％加えた場合のブリネル硬度がそれぞれ１６２、１２０であることを考慮するならば、本願発明の接続層の機械的強度が著しく向上することが判明しよう。
【００１８】
前記の合金の状態の形成の内、金と白金との合金は、如何なる数値比率においても固溶体を形成し易い状況にあるので、製造上極めて便利である（これに対し、白金と銀の場合には、相互の比率によって固溶体を形成するか否かが左右されるものとされている。）。
【００１９】
他方、パラジウムと、金と銀との双方による合金の状態は、接着性が向上するので好ましい（この点は、銀−パラジウム−金による合金が、所謂「金パラ」と称して接着用の石鹸材料にも使用されていることに照らしても明らかである。）。
【００２０】
以下、本願発明の製造方法につき、実施例に即して説明する。
【実施例１】
【００２１】
実施例１は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、バンプ２、及び金属パターン２の何れか一方に対し、金、銀の一方又は双方１１を予め鍍金し、他方に対し白金又はパラジウムの一方又は双方１２とを予め鍍金したうえで、図１（ｃ）に示すように、バンプ２と金属パターン２とを熱圧着するという製造方法によって、多層配線基板３における接合を実現していることを特徴としている。
【００２２】
具体的な製造例に即して説明するに、各銅板（但し、３．２ｍｍ×７０ｍｍの帯状）に対し、約１μｍの厚さにて、それぞれ金、及びパラジウムの電解鍍金を行ったうえで、２９５℃、２３ｋｇｆ／ｃｍ２による熱圧着を１０分間行うことによって、双方の膜厚を約１対１とする金とパラジウムとによる合金の状態による接続層１を形成した。
【００２３】
前記のように形成した接続層１を銅板から１０００μｍ／ｓｅｃのスピードにて引き離すのに要する力につき、所謂ツィザーピールテストによって１０回測定したところ、平均して５．５５ｇ重の力が必要であることが判明した。
【００２４】
これに対し、前記各銅板に対し、約１μｍの厚さにて、パラジウムの電解鍍金を行ったうえで、同様の熱圧着を行い、同一膜厚のパラジウムによる接続層１を形成したうえで、同じようにツィザーピールテストを行ったところ、引き離すのに必要な力は１．２６ｇ重に過ぎず、剥離強度が極めて劣悪であることが判明した。
【００２５】
上記のような双方の実験結果は、金とパラジウムとの接続層１において、合金の状態が形成されており、金による接着力が影響していることを客観的に証明している。
【実施例２】
【００２６】
実施例２は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、バンプ２、及び金属パターン２の双方に対し、金、銀の一方又は双方と、白金又はパラジウムの一方又は双方との合金１３を予め鍍金したうえで、図２（ｃ）に示すように、バンプ２と金属パターン２とを熱圧着するという製造方法によって、多層配線基板３における接合を実現していることを特徴としている。
【００２７】
実施例１の同一規格による各銅板に対し、金とパラジウムとの重量比を約５対３とするような比率による鍍金を行ったうえで、バンプ２と金属パターンと２を実施例１と同様の熱圧着を行い、かつ接続層１を形成した。
【００２８】
実施例１と同一の条件の下に、所謂ツィザーピールテストによって測定したところ、平均して６．１０ｇ重の力が必要であることが判明し、実施例１と同じように、強固な接合が実現することが判明した。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、金属パターンとバンプとの間に接続層を設けたことによる多層配線基板に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施例１による接合の形成状態を示す断面図であり、（ａ）は、バンプ又は金属パターンの一方に対し、金、銀の一方又は双方が鍍金された状態を示しており、（ｂ）は、バンプ又は金属パターンの他方に対し、白金、パラジウムの一方又は双方が鍍金された状態を示しており、（ｃ）は、各鍍金が行われた金属層を熱圧着することによって、合金の状態による接続層が形成されている状況を示す。
【図２】実施例２による接続層の形成状態を示す断面図であり、（ａ）、（ｂ）は、バンプ、及び金属パターンの双方に対し、金、銀の一方又は双方と、白金、パラジウムの一方又は双方との合金による鍍金が行われた状態を示しており、（ｃ）は、各鍍金が行われた金属層を熱圧着することによって、合金の状態による接続層が形成されている状況を示す。
【符号の説明】
【００３１】
１：接続層
１１：金、銀の一方又は双方
１２：白金、パラジウムの一方又は双方
１３：金、銀の一方又は双方と、白金、パラジウムの一方又は双方との合金
２：銅を素材としているバンプ又は金属パターン
３：基板
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９１２４５１４１
【氏名又は名称】株式会社渕上ミクロ
【住所又は居所】鹿児島県鹿児島市南栄３丁目１番地
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| 【出願日】 |
平成１６年４月２３日（２００４．４．２３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８４６９６
【弁理士】
【氏名又は名称】赤尾 直人
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| 【公開番号】 |
特開２００５−３１１１８８（Ｐ２００５−３１１１８８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１７年１１月４日（２００５．１１．４） |
| 【出願番号】 |
特願２００４−１２８６０５（Ｐ２００４−１２８６０５） |
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