JP2023063917A - 配線基板及び機能デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】機能デバイスと配線基板との接続において優れた接続信頼性を達成可能とする技術を提供する。【解決手段】配線基板１０は、第１主面と、その裏面である第２主面とを有し、前記第１主面から前記第２主面まで各々が伸びた複数の貫通孔が設けられた絶縁層１１４と、前記第１主面上に設けられ、前記複数の貫通孔の前記第１主面側の開口を塞いだ導体パターン１１２と、前記複数の貫通孔をそれぞれ埋め込むとともに、前記第２主面から柱状に突き出た複数の接合電極１１５であって、各々の上面が、凹部が設けられた第１領域と、前記第１領域を取り囲んだ第２領域とを含んだ複数の接合電極とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、多層配線基板及び機能デバイスに関する。

最近、電子産業の発達につれて、電子部品の高性能化、高機能化、及び小型化が要求されている。これに伴い、ＳＩＰ（Ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｐａｃｋａｇｅ）及び３Ｄパッケージなどの表面実装技術においても、高集積化、薄型化、及び微細回路パターン化の要求が急増している。

例えば、半導体チップの基板への表面実装では、半導体チップをマザーボードと連結させるために、フリップチップボンディング方式が多く用いられている。フリップチップボンディング方式では、半導体チップに、金、はんだ又はその他の金属等からなる、高さが数十μｍ乃至数百μｍの外部接続端子（即ち、バンプ）を形成する。その後、バンプが形成された半導体チップを裏返して（ｆｌｉｐ）、そのバンプが形成された表面が基板と向き合うように、基板上に実装させる。

また、近年、半導体チップは、導体パターンの微細化及び高集積化が進んでいる。そのような状況下、配線基板、例えば、ＦＣ－ＢＧＡ（Flip Chip-Ball Grid Array）用配線基板（以下、ＦＣ－ＢＧＡ基板ともいう）を介して半導体素子をマザーボードと連結する方式が採用されている。

従来、ＦＣ－ＢＧＡ用配線基板の製造においては、電極パッドの位置に貫通孔を有するソルダーレジストを設け、これら貫通孔内にＦＣ－ＢＧＡ用配線基板と半導体チップとを接続するための接続端子を形成している。接続端子は、はんだなどの金属材料からなり、高さ数十μｍを有している。

ここで利用するフリップチップボンディング方式は、半導体チップの接続端子のピッチを狭くするために、メタルポストを使用するように発展している。

メタルポストを使用したＦＣ－ＢＧＡ用配線基板の製造では、ソルダーレジストの貫通孔内に、直径数十μｍであり、高さ数十μｍであるメタルポストを形成し、メタルポストの上にはんだバンプを形成する。これらはんだバンプを介して、ＦＣ－ＢＧＡ用配線基板のメタルポストと半導体チップのメタルポストとを接合させることで、半導体チップと配線基板との間の距離が数十μｍである構造が得られる。メタルポストを使用した例は、例えば、特許文献１及び２に開示されている。

メタルポストを使用すると、接続端子の狭ピッチ化に対応可能であるのに加え、アンダーフィル材の充填が容易になり、また、放熱性能の向上が可能となる。

特開２０１０－１２９９９６号公報 特開２０２０－１８８１３９号公報

本発明は、機能デバイスと配線基板との接続において優れた接続信頼性を達成可能とする技術を提供することを目的とする。

本発明の一側面によると、第１主面と、その裏面である第２主面とを有し、前記第１主面から前記第２主面まで各々が伸びた複数の貫通孔が設けられた絶縁層と、前記第１主面上に設けられ、前記複数の貫通孔の前記第１主面側の開口を塞いだ導体パターンと、前記複数の貫通孔をそれぞれ埋め込むとともに、前記第２主面から柱状に突き出た複数の接合電極であって、各々の上面が、凹部が設けられた第１領域と、前記第１領域を取り囲んだ第２領域とを含んだ複数の接合電極とを備えた配線基板が提供される。

本発明の他の側面によると、前記第２領域は平坦である上記側面に係る配線基板が提供される。

或いは、本発明の他の側面によると、前記第２領域は、外側の縁が内側の縁と比較して高い位置にある上記側面に係る配線基板が提供される。

或いは、本発明の他の側面によると、前記第２領域は、内側の縁が外側の縁と比較して高い位置にある上記側面に係る配線基板が提供される。

本発明の更に他の側面によると、前記凹部の径Ｒ２と前記上面の径Ｒ１との比Ｒ２／Ｒ１は０．０５乃至０．９９の範囲内にある上記側面の何れかに係る配線基板が提供される。

本発明の更に他の側面によると、前記凹部の深さＤと前記凹部の径Ｒ２との比Ｄ／Ｒ２は０．００４乃至０．９の範囲内にある上記側面の何れかに係る配線基板が提供される。

本発明の更に他の側面によると、前記複数の接合電極のうち、前記絶縁層の中央部を取り囲んだ周縁部に位置したものは、前記中央部に位置したものと比較して、前記上面の中心に対する前記凹部の中心の距離が大きい上記側面の何れかに係る配線基板が提供される。

本発明の更に他の側面によると、前記複数の接合電極のうち前記周縁部に位置したものは、前記凹部の前記中心の位置が、前記上面の前記中心の位置に対して、前記中央部から離れる方向にずれている上記側面の何れかに係る配線基板が提供される。

本発明の更に他の側面によると、前記複数の接合電極のうち前記絶縁層から突き出た部分の側面を被覆した有機物層を更に備えた上記側面の何れかに係る配線基板が提供される。

本発明の更に他の側面によると、前記複数の接合電極の前記上面にそれぞれ設けられた複数の接合材層を更に備え、前記複数の接合材層の各々は、前記凹部の位置で、前記凹部の外側に突き出た上記側面の何れかに係る配線基板が提供される。

本発明の更に他の側面によると、前記複数の接合材層の１以上は、前記凹部の位置にのみ設けられた上記側面の何れかに係る配線基板が提供される。

或いは、本発明の更に他の側面によると、前記複数の接合材層の１以上は、前記１領域上に設けられた第１部分と、前記第２領域上に設けられた第２部分とを含んだ上記側面の何れかに係る配線基板が提供される。

本発明の更に他の側面によると、前記複数の接合材層の各々ははんだからなり、前記第２領域は銅又はニッケルからなる上記側面の何れかに係る配線基板が提供される。

本発明の更に他の側面によると、上記側面の何れかに係る配線基板と、機能デバイス本体と、前記機能デバイス本体から突き出た複数の接合電極とを備えた機能デバイスであって、前記機能デバイスの前記複数の接合電極は、それぞれ、前記配線基板の前記複数の接合電極と前記機能デバイス本体との間に介在した機能デバイスと、前記配線基板の前記複数の接合電極と前記機能デバイスの前記複数の接合電極との間にそれぞれ介在した複数の接合材層とを備えたパッケージ化デバイスが提供される。

ここで、「機能デバイス」は、電力及び電気信号の少なくとも一方が供給されることにより動作するデバイス、外部からの刺激により電力及び電気信号の少なくとも一方を出力するデバイス、又は、電力及び電気信号の少なくとも一方が供給されることにより動作し且つ外部からの刺激により電力及び電気信号の少なくとも一方を出力するデバイスである。機能デバイスは、例えば、半導体チップや、ガラス基板などの半導体以外の材料からなる基板上に回路や素子が形成されたチップのように、チップの形態にある。機能デバイスは、例えば、大規模集積回路（ＬＳＩ）、メモリ、撮像素子、発光素子、及びＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）の１以上を含むことができる。ＭＥＭＳは、例えば、圧力センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、傾斜センサ、マイクロフォン、及び音響センサの１以上である。一例によれば、機能デバイスは、ＬＳＩを含んだ半導体チップである。

本発明の更に他の側面によると、前記機能デバイスの前記複数の接合電極は、各々の上面が、凹部が設けられた第３領域と、前記第３領域を取り囲んだ第４領域とを含んだ上記側面に係るパッケージ化デバイスが提供される。

本発明の更に他の側面によると、絶縁層と導体パターンとを含んだ積層構造であって、前記絶縁層は、第１主面と、その裏面である第２主面とを有し、前記第１主面から前記第２主面まで各々が伸びた複数の第１貫通孔が設けられ、前記導体パターンは、前記第１主面上に設けられ、前記複数の第１貫通孔の前記第１主面側の開口を塞いだ積層構造を形成することと、前記第２主面上に、前記複数の第１貫通孔とそれぞれ連通した複数の第２貫通孔を有するレジスト層を設けることと、めっき法によって前記複数の第１貫通孔及び前記複数の第２貫通孔内に金属材料を堆積させて、前記複数の第１貫通孔をそれぞれ埋め込むとともに、前記第２主面から柱状に突き出た複数の接合電極を形成することと、前記レジスト層を除去することと、前記複数の接合電極の各々の上面から前記金属材料の一部を除去して、前記上面に、凹部が設けられた第１領域と、前記第１領域を取り囲んだ第２領域とを生じさせることとを含んだ配線基板の製造方法が提供される。

本発明の更に他の側面によると、前記第１領域の位置で前記金属材料の前記一部を除去する上記側面に係る配線基板の製造方法が提供される。

或いは、本発明の更に他の側面によると、前記上面が凹面になるように前記金属材料を堆積させ、前記第２領域の位置で前記金属材料の前記一部を除去する上記側面に係る配線基板の製造方法が提供される。

本発明の更に他の側面によると、絶縁層と導体パターンとを含んだ積層構造であって、前記絶縁層は、第１主面と、その裏面である第２主面とを有し、前記第１主面から前記第２主面まで各々が伸びた複数の第１貫通孔が設けられ、前記導体パターンは、前記第１主面上に設けられ、前記複数の第１貫通孔の前記第１主面側の開口を塞いだ積層構造を形成することと、前記第２主面上に、前記複数の第１貫通孔とそれぞれ連通した複数の第２貫通孔を有する第１レジスト層を設けることと、前記複数の第１貫通孔及び前記複数の第２貫通孔内に金属材料をめっき法によって堆積させて、前記複数の第１貫通孔をそれぞれ埋め込むとともに、前記第２主面から柱状に突き出た複数の第１導体部を形成することと、前記第１レジスト層を除去することと、前記複数の第１導体部の各々の上面のうち、その縁に沿った領域を露出させ、この領域によって囲まれた領域を被覆する第２レジスト層を設けることと、露出した前記領域に金属材料をめっき法によって更に堆積させて前記第１導体部の各々の上に第２導体部を形成することにより、前記第１導体部と前記第２導体部とを各々が含み、各々の上面が、凹部が設けられた第１領域と、前記第１領域を取り囲んだ第２領域とを含んだ複数の接合電極を形成することと、前記第２レジスト層を除去することとを含んだ配線基板の製造方法が提供される。

本発明の更に他の側面によると、前記複数の接合電極の前記上面に、前記凹部の位置で前記凹部の外側に各々が突き出た複数の接合材層をそれぞれ形成することを更に含んだ上記側面の何れかに係る配線基板の製造方法が提供される。

本発明の更に他の側面によると、機能デバイス本体と、前記機能デバイス本体から突き出た複数の接合電極と、前記複数の接合電極の上面にそれぞれ設けられた複数の接合材層とを備えた機能デバイスを準備することと、上記側面の何れかに係る配線基板を準備することと、前記機能デバイスの前記複数の接合材層と前記配線基板の前記複数の接合材層とを突き合わせ、この状態でそれらに熱を加えて、前記機能デバイスの前記複数の接合電極と前記配線基板の前記複数の接合電極とを互いに接合させることとを含んだパッケージ化デバイスの製造方法が提供される。

本発明の更に他の側面によると、機能デバイス本体と、前記機能デバイス本体から突き出た複数の接合電極であって、各々の上面が、凹部が設けられた第１領域と、前記第１領域を取り囲んだ第２領域とを含んだ複数の接合電極とを備えた機能デバイスが提供される。

本発明の更に他の側面によると、前記複数の接合電極の前記上面にそれぞれ設けられた複数の接合材層を更に備え、前記複数の接合材層の各々は、前記凹部の位置で、前記凹部の外側に突き出た上記側面に係る機能デバイスが提供される。

本発明の更に他の側面によると、第１主面と、その裏面である第２主面とを有し、前記第１主面から前記第２主面まで各々が伸びた複数の貫通孔が設けられた絶縁層と、前記第１主面上に設けられ、前記複数の貫通孔の前記第１主面側の開口を塞いだ導体パターンと、前記複数の貫通孔をそれぞれ埋め込むとともに、前記第２主面から柱状に突き出た複数の接合電極とを備えた配線基板と、上記側面に係る機能デバイスであって、前記機能デバイスの前記複数の接合電極は、それぞれ、前記配線基板の前記複数の接合電極と前記機能デバイスとの間に介在した機能デバイスと、前記配線基板の前記複数の接合電極と前記機能デバイスの前記複数の接合電極との間にそれぞれ介在した複数の接合材層とを備えたパッケージ化デバイスが提供される。

本発明の更に他の側面によると、機能デバイス本体上に、複数の貫通孔を有するレジスト層を設けることと、前記複数の貫通孔内に金属材料をめっき法によって堆積させて、前記機能デバイス本体から柱状に突き出た複数の接合電極を形成することと、前記レジスト層を除去することと、前記複数の接合電極の各々の上面から前記金属材料の一部を除去して、前記上面に、凹部が設けられた第１領域と、前記第１領域を取り囲んだ第２領域とを生じさせることとを含んだ機能デバイスの製造方法が提供される。

本発明の更に他の側面によると、機能デバイス本体上に、複数の貫通孔を有する第１レジスト層を設けることと、前記複数の貫通孔内に金属材料をめっき法によって堆積させて、前記機能デバイス本体から柱状に突き出た複数の第１導体部を形成することと、前記第１レジスト層を除去することと、前記複数の第１導体部の各々の上面のうち、その縁に沿った領域を露出させ、この領域によって囲まれた領域を被覆する第２レジスト層を設けることと、露出した前記領域に金属材料をめっき法によって更に堆積させて前記第１導体部の各々の上に第２導体部を形成することにより、前記第１導体部と前記第２導体部とを各々が含み、各々の上面が、凹部が設けられた第１領域と、前記第１領域を取り囲んだ第２領域とを含んだ複数の接合電極を形成することと、前記第２レジスト層を除去することとを含んだ機能デバイスの製造方法が提供される。

本発明の更に他の側面によると、前記複数の接合電極の前記上面に、前記凹部の位置で前記凹部の外側に各々が突き出た複数の接合材層をそれぞれ形成することを更に含んだ上記側面の何れかに係る機能デバイスの製造方法が提供される。

本発明の更に他の側面によると、第１主面と、その裏面である第２主面とを有し、前記第１主面から前記第２主面まで各々が伸びた複数の貫通孔が設けられた絶縁層と、前記第１主面上に設けられ、前記複数の貫通孔の前記第１主面側の開口を塞いだ導体パターンと、前記複数の貫通孔をそれぞれ埋め込むとともに、前記第２主面から柱状に突き出た複数の接合電極と、前記複数の接合電極の前記上面にそれぞれ設けられた複数の接合材層とを備えた配線基板を準備することと、上記側面に係る機能デバイスを準備することと、前記機能デバイスの前記複数の接合材層と前記配線基板の前記複数の接合材層とを突き合わせ、この状態でそれらに熱を加えて、前記機能デバイスの前記複数の接合電極と前記配線基板の前記複数の接合電極とを互いに接合させることとを含んだパッケージ化デバイスの製造方法が提供される。

図１は、本発明の第１実施形態に係る配線基板を概略的に示す断面図。 図２は、図１の配線基板の一部を拡大して示す平面図。 図３は、図２の構造のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図。 図４は、本発明の第１実施形態に係る配線基板の製造方法における一工程を概略的に示す断面図。 図５は、本発明の第１実施形態に係る配線基板の製造方法における他の工程を概略的に示す断面図。 図６は、本発明の第１実施形態に係る配線基板の製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図。 図７は、本発明の第１実施形態に係る配線基板の製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図。 図８は、本発明の第１実施形態に係る配線基板の製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図。 図９は、本発明の第１実施形態に係る配線基板の製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図。 図１０は、本発明の第１実施形態に係る配線基板の製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図。 図１１は、本発明の第１実施形態に係る配線基板の製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図。 図１２は、本発明の第１実施形態に係る配線基板の製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図。 図１３は、本発明の第１実施形態に係る配線基板の製造方法における更に他の工程を概略的に示す断面図。 図１４は、本発明の第１実施形態に係るパッケージ化デバイスを概略的に示す断面図。 図１５は、比較例に係るパッケージ化デバイスの製造方法における一工程を概略的に示す断面図。 図１６は、図１５の工程によって得られる構造の一例を概略的に示す断面図。 図１７は、本発明の第１実施形態に係るパッケージ化デバイスの製造方法における一工程を概略的に示す断面図。 図１８は、図１７の工程によって得られる構造の一例を概略的に示す断面図。 図１９は、第１変形例に係る配線基板の一部を拡大して示す断面図。 図２０は、第２変形例に係る配線基板の一部を拡大して示す断面図。 図２１は、第３変形例に係る配線基板の一部を拡大して示す断面図。 図２２は、本発明の第２実施形態に係る機能デバイスの一部を拡大して示す断面図。 図２３は、図２２の機能デバイスを含んだパッケージ化デバイスが有し得る構造の一例を示す断面図。 図２４は、図２２の機能デバイスを含んだパッケージ化デバイスが有し得る構造の他の例を示す断面図。 図２５は、第４変形例に係る配線基板の一部を拡大して示す平面図。 図２６は、図２５の配線基板の一部を拡大して示す平面図。 図２７は、第５変形例に係る配線基板の製造方法における一工程を概略的に示す断面図。 図２８は、第５変形例に係る配線基板の製造方法における他の工程を概略的に示す断面図。

以下に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施形態は、上記態様の何れかをより具体化したものである。以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化した例を示すものであって、本発明の技術的思想を、以下に記載する構成要素の材質、形状、構造、及び配置等に限定するものではない。本発明の技術的思想には、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

以下の説明において参照する図面では、同様又は類似した機能を有する構成要素に、同一の参照符号を付している。ここで、図面は模式的なものであり、厚さ方向の寸法と厚さ方向に垂直な方向、即ち面内方向の寸法との関係や、複数の層の厚さ方向における寸法の関係等は、現実のものとは異なり得ることに留意すべきである。従って、具体的な寸法は、以下の説明を参酌して判断すべきである。また、２以上の構成要素の寸法の関係が、複数の図面の間で異なっている可能性があることにも留意すべきである。

なお、本開示において、用語「上面」は、接合電極について使用する場合は、その接合電極の表面のうち、接合の際にこれと突き合わされる他の接合電極と向き合う領域を意味している。また、用語「上面」及び「下面」は、板状部材又はそれに含まれる層について使用する場合は、その２つの主面、即ち、厚さ方向に垂直であり且つ最も広い面積を有する面及びその裏面であって、図面において上方に示された面と下方に示された面とをそれぞれ意味している。用語「上面」を、基材から突き出た部分について使用する場合、この部分のうち、基材からの距離が最も遠い箇所を含んだ面を意味している。そして、用語「側面」は、上記の面に対して垂直であるか又は傾いた面を意味している。

また、本開示において、「ＡＡをＢＢの上に」という記載は、重力方向とは無関係に使用している。「ＡＡをＢＢの上に」という記載によって特定される状態は、ＡＡがＢＢと接触した状態を包含する。「ＡＡをＢＢの上に」という記載は、ＡＡとＢＢとの間に他の１以上の構成要素を介在させることを除外するものではない。

＜１＞第１実施形態
＜１．１＞配線基板
図１は、本発明の第１実施形態に係る配線基板を概略的に示す断面図である。図２は、図１の配線基板の一部を拡大して示す平面図である。図３は、図２の構造のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。

図１乃至図３に示す配線基板１０は、多層配線基板、具体的にはＦＣ－ＢＧＡ基板である。配線基板１０には、図示しない機能デバイスが接合される。また、配線基板１０は、図示しないマザーボードへ接合される。即ち、配線基板１０は、機能デバイスのマザーボードへの接合を媒介する。

配線基板１０は、機能デバイスが接合されるとともに、ＦＣ－ＢＧＡ基板に接合されるインターポーザであってもよい。この場合、配線基板１０は、ＦＣ－ＢＧＡ基板とともに、機能デバイスのマザーボードへの接合を媒介する。

配線基板１０は、マザーボード又はＦＣ－ＢＧＡ基板への接合をワイヤボンディングによって行うものであってもよい。また、配線基板１０がインターポーザである場合、配線基板１０が接合される配線基板は、マザーボードへの接合をフリップチップボンディングによって行うものであってもよく、ワイヤボンディングによって行うものであってもよい。

配線基板１０は、絶縁層１１１と、導体パターン１１２と、絶縁層１１３及び１１４と、接合電極１１５と、接合材層１１６と、導体層１１７とを含んでいる。

絶縁層１１１と導体パターン１１２とは、多層配線構造を形成している。多層配線構造は、互いに積層された複数の層１１を含んでいる。層１１の各々は、絶縁層１１１と導体パターン１１２とを含んでいる。ここでは、多層配線構造は２つの層１１を含んでいるが、多層配線構造は３以上の層１１を含んでいてもよい。

絶縁層１１１と導体パターン１１２とは、交互に積層されている。
絶縁層１１１は、例えば、絶縁樹脂層である。絶縁層１１１には、複数の貫通孔が設けられている。

導体パターン１１２は、金属材料からなる。金属材料は、銅、アルミニウム、及びニッケルなどの金属、又は、それらの１以上を含んだ合金である。ここでは、一例として、導体パターン１１２は銅からなるとする。

導体パターン１１２は、パッド部とランド部と配線部とビア部とを含んでいる。
パッド部は、多層配線構造の上面及び下面に配置されている。パッド部は、これと隣接した絶縁層１１１に設けられた貫通孔の位置に設けられている。上面に配置されたパッド部間の距離は、下面に配置されたパッド部間の距離と比較して短い。

ランド部は、絶縁層１１１間に配置されている。パッド部は、これを上下で挟んだ絶縁層１１１に設けられた貫通孔の位置に設けられている。

配線部は、絶縁層１１１間に配置されている。各配線部は、それら絶縁層１１１間に介在した２つのランド部に接続されている。

ビア部は、絶縁層１１１に設けられた貫通孔を埋め込んでいる。各ビア部は、絶縁層１１１を間に挟んで隣り合ったパッド部とランド部とに接続されている。

絶縁層１１３は、多層配線構造の下面に設けられている。絶縁層１１３は、例えば、絶縁樹脂層である。絶縁層１１３には、多層配線構造の下面に配置されたパッド部の位置に貫通孔が設けられている。

絶縁層１１４は、多層配線構造の上面に設けられている。絶縁層１１４の下面及び上面は、それぞれ、第１主面及びその裏面である第２主面である。絶縁層１１４は、例えば、絶縁樹脂層である。絶縁層１１４には、多層配線構造の上面に配置されたパッド部の位置に、第１主面から第２主面まで各々が伸びた貫通孔が設けられている。即ち、導体パターン１１２のうち多層配線構造の上面に位置した部分を含んでいるものは、絶縁層１１４に設けられた貫通孔の第１主面側の開口を塞いでいる。

接合電極１１５は、接合材層１１６の材料と比較して高融点の金属材料からなる。この金属材料は、銅、アルミニウム、及びニッケルなどの金属、又は、それらの１以上を含んだ合金である。接合電極１１５は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。ここでは、一例として、接合電極１１５は銅からなるとする。

接合電極１１５は、絶縁層１１４に設けられた貫通孔をそれぞれ埋め込むとともに、第２主面から柱状に突き出ている。即ち、接合電極１１５は、メタルポストである。

ここでは、接合電極１１５のうち第２主面から突き出た部分は、高さ方向が配線基板１０の厚さ方向と等しい略円柱形状を有している。接合電極１１５のうち第２主面から突き出た部分は、他の形状、三角柱形状、四角柱形状、六角柱形状又は八角柱形状を有していてもよい。

接合電極１１５のうち第２主面から突き出た部分の高さＨは、例えば、１０乃至４０μｍの範囲内にある。接合電極１１５のうち第２主面から突き出た部分の径Ｒ１は、例えば、２０乃至１１０μｍの範囲内にある。高さＨと径Ｒ１との比Ｈ／Ｒ１は、例えば、１／１１乃至２の範囲内にある。

接合電極１１５の最小中心間距離Ｐは、好ましくは５０乃至２００μｍの範囲内にあり、より好ましくは７０乃至１３０μｍの範囲内にある。後述するように、この配線基板１０では、最小中心間距離Ｐを小さくした場合でも、接合材層を介した接合電極１１５間の短絡は生じ難い。

接合電極１１５の上面は、凹部が設けられた第１領域と、第１領域を取り囲んだ第２領域とを含んでいる。第１領域の輪郭は、凹部の開口の輪郭と等しい。第２領域は平坦である。第２領域は、配線基板１０の厚さ方向に対して略垂直である。

ここでは、凹部の開口と接合電極１１５の上面とは相似形であり、それらの中心位置は一致している。具体的には、接合電極１１５の上面は円形であり、凹部の開口は、接合電極１１５の上面と同心の円形である。凹部の開口は、接合電極１１５の上面と相似形でなくてもよい。また、凹部の開口の形状は、三角形、四角形、六角形及び八角形などの多角形であってもよい。凹部の開口の形状が多角形である場合、この多角形の全ての内角は、９０°以上であることが好ましい。この場合、凹部の開口の形状が鋭角を有する多角形である場合と比較して、角部に大きな応力が加わることがなく、より高い接続信頼性を達成することができる。

凹部の径Ｒ２と接合電極１１５の上面の径Ｒ１との比Ｒ２／Ｒ１は、好ましくは０．０５乃至０．９９の範囲内にあり、より好ましくは０．６乃至０．８の範囲内にある。比Ｒ２／Ｒ１を大きくすると、凹部の位置により多量の接合材を存在させることができる。但し、比Ｒ２／Ｒ１を大きくすると、凹部から接合電極１１５の上面周縁までの距離Ｗが短くなる。それ故、比Ｒ２／Ｒ１を大きくした場合には、配線基板１０と機能デバイスとの接合時にそれらの接合電極間から過剰量の接合材がはみ出さないように、接合材の量を適宜設定することが望ましい。

凹部の深さＤは、好ましくは０．５乃至１５μｍの範囲内にあり、より好ましくは１乃至５μｍの範囲内にある。また、深さＤと径Ｒ２との比Ｄ／Ｒ２は、好ましくは０．００４乃至０．９の範囲内にあり、より好ましくは０．０１乃至０．１７の範囲内にある。深さＤ又は比Ｄ／Ｒ２を大きくすると、接合材層１１６を設ける際に凹部の位置から別の位置への接合材の移動は生じ難くなり、それ故、接合材層１１６の凹部に対する相対位置のばらつきは小さくなる。また、深さＤ又は比Ｄ／Ｒ２を大きくすると、配線基板１０と機能デバイスとの接合時に、それらの接合電極間に介在する接合材の量を多くすることができる。接合材の量が多い場合、接合電極の高さのばらつきに起因した接続不良や、配線基板１０と機能デバイス２０との間での線膨張係数の相違に起因した接続不良は生じ難い。但し、配線基板１０の接合電極と機能デバイスの接合電極との間に介在する接合材の量を多くすると、それら接合電極間の抵抗値が大きくなる可能性がある。

接合材層１１６は、それぞれ、接合電極１１５の上面に設けられている。接合材層１１６の１以上、例えば、接合材層１１６の全ては、凹部の位置にのみ設けられている。接合材層１１６は、接合電極１１５を構成している金属材料と比較して低融点の金属材料、例えばはんだからなる。

接合材層１１６の各々は、接合電極１１５の上面に設けられた凹部の位置で、凹部の外側に突き出ている。接合材層１１６の突出部は、接合電極１１５の上面を基準とした高さが、好ましくは５乃至５０μｍの範囲内にあり、より好ましくは１０乃至３０μｍの範囲内にある。この高さを大きくすると、配線基板１０と機能デバイスとの接合時に、それらの接合電極間に介在する接合材の量を多くすることができる。接合材の量が多い場合、接合電極の高さのばらつきに起因した接続不良や、配線基板１０と機能デバイス２０との間での線膨張係数の相違に起因した接続不良は生じ難い。但し、配線基板１０の接合電極と機能デバイスの接合電極との間に介在する接合材の量を多くすると、それら接合電極間の抵抗値が大きくなる可能性がある。

導体層１１７は、接合電極１１５と絶縁層１１４との間、及び、接合電極１１５と導体パターン１１２との間に介在している。導体層１１７は、接合電極１１５の電解めっき法による成膜において、給電層としての役割を果たすシード層である。シード層は、単層構造を有していてもよく、多層構造を有していてもよい。なお、導体パターン１１２を電解めっき法によって成膜する場合は、導体パターン１１２とその下地との間にシード層を更に設ける。導体層は、シード層とその下地との間に、密着層を更に含むことができる。導体層の厚さは、１μｍ以下とすることが好ましい。

＜１．２＞配線基板の製造方法
上記の配線基板１０は、例えば、以下の方法により製造することができる。

図４乃至図１３は、本発明の第１実施形態に係る配線基板の製造方法を概略的に示す断面図である。

先ず、図１を参照しながら説明した多層配線構造を得る。絶縁層１１１は、例えば、絶縁樹脂層である。絶縁層１１１の材料としては、感光性材料を使用してもよく、非感光性材料を使用してもよい。導体パターン１１２の材料としては、Ａｌ、Ｃｕ、及びＮｉなどの金属材料を使用する、ここでは、一例として、電気特性、製造の容易性及びコストを考慮して、銅からなる導体パターン１１２を電解めっき法により形成することとする。

次に、多層配線構造の上面に、図４に示す絶縁層１１４を設ける。絶縁層１１４の材料としては、例えば、絶縁層１１１について例示したものを使用することができる。絶縁層１１４の材料は、絶縁層１１１の材料と同一であってもよく、異なっていてもよい。絶縁層１１４には、ソルダーレジストを用いてもよい。

上記の通り、絶縁層１１４には貫通孔が設けられている。以下、これら貫通孔を、第１貫通孔と呼ぶ。また、絶縁層１１４の下面を第１主面とし、その裏面、即ち、絶縁層１１４の上面を第２主面する。第１貫通孔の各々は、第１主面から第２主面まで伸びている。絶縁層１１４と最上層の導体パターン１１２とを含んだ積層構造において、導体パターン１１２は、第１主面上に設けられており、第１貫通孔の第１主面側の開口を塞いでいる。

絶縁層１１４の材料として感光性材料を使用する場合、第１貫通孔は、フォトリソグラフィにより形成する。絶縁層１１４の材料として非感光性材料を使用する場合、第１貫通孔は、例えば、エキシマレーザ、炭酸ガスレーザ、又は紫外（ＵＶ）レーザ等を使用したレーザビーム照射により形成する。

次に、図５に示すように、絶縁層１１４の上面と、第１貫通孔の側壁と、導体パターン１１２のうち第１貫通孔の位置で露出した領域とを被覆するように、導体層１１７を形成する。

導体層１１７は、多層配線構造と絶縁層１１４とを含んだ積層構造の上面に対してコンフォーマルな層である。導体層１１７は、溶液中で形成してもよく、真空中で形成してもよい。一例によれば、導体層１１７は、無電解めっき法又はスパッタリング法により形成する。

無電解めっき法を利用する場合、導体層１１７として、例えば、Ｃｕ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｎｉ及びＣｒなどの金属材料からなる層を形成することができる。スパッタリング法を利用する場合、導体層１１７として、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ａｕ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、ＡｌＳｉ、ＡｌＳｉＣｕ、ＡｌＣｕ、ＮｉＦｅ、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＡＺＯ（Aluminum-doped Zinc Oxide）、ＺｎＯ、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、ＴｉＮ、Ｃｕ_３Ｎ_４、Ｃｕ合金、又はこれらの２以上の組み合わせからなる層を形成することができる。ここでは、一例として、電気特性、製造の容易性及びコストを考慮して、無電解めっき法によって、導体層１１７として厚さが３００ｎｍの銅層を形成することとする。

なお、導体層１１７を形成するのに先立ち、導体パターン１１２上の樹脂残渣を除去する目的で、デスミア処理を実施してもよい。デスミア処理は、過マンガン酸溶液中で実施してもよく、真空中で実施してもよい。

次に、図６に示すように、第２主面上に、第１貫通孔とそれぞれ連通した第２貫通孔を有するレジスト層１２１を設ける。即ち、導体層１１７上に、絶縁層１１４の貫通孔の位置に貫通孔を有するレジスト層１２１を設ける。レジスト層１２１は、例えば、導体層１１７上に液状レジストを塗工し、塗膜に第２貫通孔を設けることにより得る。或いは、レジスト層１２１は、導体層１１７上にドライフィルムを設置し、これに第２貫通孔を設けることにより得る。

次に、めっき法によって第１及び第２貫通孔内に金属材料を堆積させて、図７に示すように、第１貫通孔をそれぞれ埋め込むとともに、第２主面から柱状に突き出た接合電極１１５を形成する。接合電極１１５は、導体層１１７を給電層として用いた電解めっき法により形成することができる。ここでは、一例として、電気特性、製造の容易性及びコストを考慮して、接合電極１１５として電解銅めっき層を形成することとする。

次に、図８に示すように、レジスト層１２１を除去する。レジスト層１２１は、例えば、剥離剤への浸漬又はドライエッチングにより除去することができる。

次に、図９に示すレジスト層１２２を設ける。レジスト層１２２は、接合電極１１５を部分的に被覆している。具体的には、レジスト層１２２は、接合電極１１５の側面と、接合電極１１５の上面の一部とを被覆している。レジスト層１２２は、接合電極１１５の上面の位置に第３貫通孔を有している。第３貫通孔の下方の開口は、接合電極１１５の上面の輪郭の内側に位置し且つ上記輪郭から離間している。図３を参照しながら説明した凹部の径Ｒ２は、第３貫通孔の径に対応している。レジスト層１２２は、例えば、レジスト層１２１について上述した方法により得ることができる。

なお、ここでは、レジスト層１２２は、導体層１１７の露出部を更に被覆している。レジスト層１２２は、導体層１１７の露出部を被覆していなくてもよい。

次に、図１０に示すように、接合電極１１５の各々の上面から金属材料の一部を除去して、それら上面の各々に、凹部が設けられた第１領域と、第１領域を取り囲んだ第２領域とを生じさせる。ここでは、第１領域の位置で、金属材料の一部を除去する。例えば、接合電極１１５のうち第３貫通孔の位置で露出した部分をドライエッチングによって除去して、接合電極の上面に凹部を形成する。図３を参照しながら説明した凹部の深さＤは、エッチング時間によって調節することができる。

接合電極１１５の上面が銅からなる場合、エッチング剤としては、例えば、硫酸と過酸化水素水との混合物、又は、過硫酸ナトリウムを使用することができる。接合電極１１５の上面がニッケルからなる場合、エッチング剤としては、ニッケルのエッチングに利用されている公知のエッチング剤を使用することができる。

凹部は、ウエットエッチングによって形成することもできる。ウエットエッチングの場合、一般に、凹部の径Ｒ２は第３貫通孔の下方の径よりも大きくなる。

凹部は、物理的手法によって形成することもできる。例えば、研磨剤を吹き付けることにより、接合電極１１５の上面から金属材料の一部を除去して、それら上面の各々に凹部を形成してもよい。

凹部を形成した後、接合電極１１５の露出面に対して表面処理を施してもよい。表面処理としては、例えば、電解めっき法又は無電解めっき法によるめっき処理を行うことができる。電解めっき法によると、例えば、Ｓｎ、はんだ、Ａｕ、Ｎｉ又はＰｄからなる表面処理層を形成することができる。無電解めっき法によると、例えば、Ｓｎ、Ａｕ、Ｎｉ又はＰｄからなる表面処理層を形成することができる。

次に、図１１に示すように、接合電極１１５の上面に、凹部の位置で凹部の外側に各々が突き出た接合材層１１６をそれぞれ形成する。接合材層１１６は、様々な方法で形成することができる。

例えば、レジスト層１２２上にはんだペーストを供給し、これをスキージでレジスト層１２２の上面全体に伸ばして、接合電極１１５の上面に設けた凹部と第３貫通孔とをはんだペーストで充填するとともに、レジスト層１２２の上面に残留した余剰のはんだペーストを除去する。

或いは、導体層１１７を給電層として用いた電解めっき法により、接合電極１１５の上面に設けた凹部上にはんだを堆積させて、凹部と第３貫通孔とを充填するはんだ層を形成する。

或いは、レジスト層１２２上にフラックスを供給し、これをスキージでレジスト層１２２の上面全体に伸ばして、接合電極１１５の上面に設けた凹部をフラックスで充填するとともに、レジスト層１２２の上面に残留した余剰のフラックスを除去する。続いて、はんだボールを第３貫通孔内に配置するとともに、フラックスを介して接合電極１１５へ接着させる。この方法では、はんだ量ははんだボールの体積で決まるため、はんだ量のばらつきが小さな接合材層１１６を形成することができる。

次に、図１２に示すように、レジスト層１２２を除去する。レジスト層１２２は、例えば、レジスト層１２１について上述したのと同様の方法により除去することができる。

次に、リフローを行う。リフローによってはんだが溶融すると、接合材層１１６の上面は、表面張力により、図１３に示すようにドーム形状になる。また、銅又はニッケルからなる表面は、溶融したはんだによって濡れ難い。それ故、第２領域、即ち、接合電極１１５の上面のうち凹部を取り囲んだ領域が銅又はニッケルからなる場合、溶融したはんだは第２領域へ広がり難く、凹部が設けられた第１領域に留まる。

なお、溶融したはんだの過剰な広がりを防止するために、リフローに先立ち、接合電極１１５のうち絶縁層から突き出た部分の側面を有機物層で被覆しておいてもよい。有機物層は、例えば、ＯＳＰ（Organic Solderability Preservative）膜である。有機物層は、リフロー後に除去せずに残留させてもよい。この場合、配線基板１０として、接合電極１１５のうち絶縁層から突き出た部分の側面を被覆した有機物層を含んだものが得られる。

リフロー温度は、接合材層１１６の組成に応じて適宜設定する。一実施例では、Ｓｎ－３．０Ａｇ－０．５Ｃｕで表される組成のはんだを接合材層１１６に使用し、リフロー温度は２６０℃に設定した。このリフローにより、接合材層１１６の上面は、図１３に示すようにドーム形状になった。

その後、導体層１１７の露出部を除去する。導体層１１７の露出部は、例えば、エッチングによって除去する。この場合、例えば、導体層１１７を、接合材層１１６に対して高い選択比でエッチング可能とするエッチング剤を使用する。

更に、多層配線構造の下面に、図１を参照しながら説明した絶縁層１１３を設ける。絶縁層１１３は、他の段階で多層配線構造の下面に設けてもよい。
以上のようにして、図１乃至図３を参照しながら説明した配線基板１０を得る。

＜１．３＞パッケージ化デバイス
図１４は、本発明の一実施形態に係るパッケージ化デバイスを概略的に示す断面図である。

図１４に示すパッケージ化デバイス１は、上述した配線基板１０と、機能デバイス２０と、接合材層３２と、封止樹脂層４０とを含んでいる。

機能デバイス２０は、上記の通り、電力及び電気信号の少なくとも一方が供給されることにより動作するデバイス、外部からの刺激により電力及び電気信号の少なくとも一方を出力するデバイス、又は、電力及び電気信号の少なくとも一方が供給されることにより動作し且つ外部からの刺激により電力及び電気信号の少なくとも一方を出力するデバイスである。機能デバイス２０は、例えば、半導体チップや、ガラス基板などの半導体以外の材料からなる基板上に回路や素子が形成されたチップのように、チップの形態にある。ここでは、一例として、機能デバイス２０は半導体チップであるとする。

機能デバイス２０は、機能デバイス本体２１と複数の接合電極２２とを含んでいる。機能デバイス２０は、フリップチップボンディングによって、配線基板１０へ接合されている。

機能デバイス本体２１は、平板状である。機能デバイス本体２１は、機能デバイス２０のうち、接合電極２２以外の部分である。機能デバイス本体２１は、配線基板１０の上面と間を隔てて向き合っている。

接合電極２２は、機能デバイス本体２１から柱状に突き出ている。具体的には、接合電極２２は、機能デバイス本体２１の配線基板１０と向き合った面から柱状に突き出ている。接合電極２２は、接合材層３１を介して配線基板１０の接合電極１１５と接合されており、機能デバイス２０を配線基板１０へ電気的に接続している。ここでは、接合電極２２のうち機能デバイス本体２１から突き出た部分は、接合電極１１５と径がほぼ等しい略円柱形状を有しており、各々の配線基板１０と向き合った面は平坦である。これら平坦面は、接合材層３１を間に挟んで、接合電極１１５の上面と向き合っている。

接合材層３１は、例えば、はんだからなる。配線基板１０と接合させる前の機能デバイス２０は、接合電極２２の上記平坦面上に、例えばはんだからなる接合材層を含んでいる。これら接合材層を構成する金属材料と、配線基板１０の接合材層１１６を構成する金属材料とは、機能デバイス２０を配線基板１０と接合させる際に溶融して混ざり合う。接合材層３１は、この混合物の硬化物である。

接合材層３２は、導体パターン１１２のうち絶縁層１１３の貫通孔の位置で露出した部分に設けられた金属バンプである。接合材層３２は、例えば、はんだからなる。

封止樹脂層４０は、機能デバイス２０と配線基板１０との間に介在した部分を含んでいる。封止樹脂層４０は、機能デバイス２０を配線基板１０へ固定している。封止樹脂層４０は、絶縁樹脂層からなる。絶縁樹脂層は、一例によると、アンダーフィル材から得られたものである。

＜１．４＞効果
上述した技術によると、機能デバイス２０と配線基板１０との接続において優れた接続信頼性を達成することが可能である。これについて、以下に説明する。

図１５は、比較例に係るパッケージ化デバイスの製造方法における一工程を概略的に示す断面図である。図１６は、図１５の工程によって得られる構造の一例を概略的に示す断面図である。

図１５及び図１６に示す比較例に係る方法は、配線基板１０の代わりに配線基板１０Ｘを使用すること以外は、図１乃至図１４を参照しながら説明した方法と同様である。即ち、比較例に係る方法で使用する配線基板１０Ｘでは、接合電極１１５の上面は平坦であり、接合材層１１６は、接合電極１１５の上面全体に広がっている。この点を除くと、配線基板１０Ｘは、上述した配線基板１０と同様である。

図１５の配線基板１０Ｘでは、上記の通り、接合電極１１５の上面は平坦であり、接合材層１１６は、接合電極１１５の上面全体に広がっている。また、図１５の機能デバイス２０においても、接合電極２２の下面は平坦であり、接合材層２３は、接合電極１１５の下面全体に広がっている。

そのような配線基板１０Ｘ及び機能デバイス２０を互いに接合させると、例えば、製造のばらつきに起因して接合電極２２及び１１５の突出部の高さが大きい位置や、配線基板１０Ｘ等の反りに起因して機能デバイス２０から絶縁層１１４までの距離が短い位置で、図１６に示すように、接合電極２２と接合電極１１５との間から、接合材である金属材料の溶融物がはみ出る。

隣り合った接合電極１１５間の距離が短い場合、或る接合電極２２と接合電極１１５との間からはみ出た溶融物は、これと隣り合った接合電極２２と接合電極１１５との間からはみ出た溶融物と繋がり、その結果、隣り合った接合材層３１が繋がり得る。或いは、或る接合電極２２と接合電極１１５との間からはみ出た溶融物は、これらと隣り合った接合電極２２及び接合電極１１５の少なくとも一方と繋がり、その結果、或る接合電極２２と接合電極１１５との間に介在した接合材層３１が、これらと隣り合った接合電極２２及び接合電極１１５の少なくとも一方と繋がり得る。また、そのような状況にならなかったとしても、隣り合った接合材層３１間の距離は、接合電極１１５間の距離よりも短くなる。その結果、接合材層３１を介した接合電極１１５間の短絡を生じ得る。

図１７は、本発明の一実施形態に係るパッケージ化デバイスの製造方法における一工程を概略的に示す断面図である。図１８は、図１７の工程によって得られる構造の一例を概略的に示す断面図である。

図１乃至図１４を参照しながら説明した方法において使用する配線基板１０では、図１７に示すように、接合電極１１５の上面は、凹部が設けられた第１領域と、前記第１領域を取り囲んだ第２領域とを含んでいる。そして、接合材層１１６は、凹部の位置にのみ設けられている。

即ち、配線基板１０において、接合材層１１６のうち凹部の外側に位置した部分は、配線基板１０における接合材層１１６と比較して、体積がより小さい。また、接合前の配線基板１０では、第２領域に接合材は存在していない。それ故、製造のばらつきに起因して接合電極２２及び１１５の突出部の高さが大きい位置や、配線基板１０Ｘ等の反りに起因して機能デバイス２０から絶縁層１１４までの距離が短い位置であっても、配線基板１０と機能デバイス２０との接合時に、接合材の溶融物は、接合電極２２と接合電極１１５との間からはみ出ない。また、接合電極２２と接合電極１１５との間から接合材の溶融物がはみ出たとしても、そのはみ出し量は小さい。従って、上記のパッケージ化デバイス１では、図１８に示すように、接合材層３１は、接合電極２２と接合電極１１５との間からはみ出ていないか、又は、それらの間からはみ出ているとしても、そのはみ出し量は僅かである。

また、配線基板１０において、接合材層の各々は、接合電極１１５の上面に設けられた凹部の位置で、凹部の外側に突き出ている。それ故、製造のばらつきに起因して接合電極２２及び１１５の突出部の高さが小さい位置や、配線基板１０Ｘ等の反りに起因して機能デバイス２０から絶縁層１１４までの距離が長い位置であっても、接合材層２３と接合材層１１６とは互いに接触可能である。従って、これら位置でも、接合電極２２及び１１５を確実に接合させることができる。

また、リフローによって接合材の溶融物が接合電極１１５上で移動して、例えば、その一部が接合電極１１５の側面まで到達すると、接合材層１１６の高さが小さくなる。この場合、接合電極２２及び１１５の突出部の高さが小さい位置や、機能デバイス２０から絶縁層１１４までの距離が長い位置で、接合電極２２及び１１５を互いに接触させることができず、それらを接合させることができなくなる可能性がある。

上記の通り、配線基板１０では、接合電極１１５の上面に凹部を設けるとともに、接合材層１１６は凹部の位置に設けている。それ故、図１３を参照しながら説明したリフローの前後で、接合材層１１６の位置はほぼ一定に保たれる。接合材層１１６の高さが小さくなることに起因した接続不良は生じ難い。

従って、図１乃至図１４、図１７及び図１８を参照しながら説明した技術によると、機能デバイス２０と配線基板１０との接続において優れた接続信頼性を達成することが可能である。

＜１．５＞変形例
上述した配線基板１０には、様々な変形が可能である。

図１９は、第１変形例に係る配線基板の一部を拡大して示す断面図である。図２０は、第２変形例に係る配線基板の一部を拡大して示す断面図である。図２１は、第３変形例に係る配線基板の一部を拡大して示す断面図である。

図１９に示す配線基板１０Ａは、以下の構成を採用したこと以外は、上述した配線基板１０と同様である。即ち、配線基板１０Ａでは、第２領域は、外側の縁が内側の縁と比較して高い位置にある。ここでは、接合電極１１５の上面は凹面であり、この凹面の略中央部が更に凹んでいる。

図２０に示す配線基板１０Ｂは、以下の構成を採用したこと以外は、上述した配線基板１０と同様である。即ち、配線基板１０Ｂでは、第２領域は、内側の縁が外側の縁と比較して高い位置にある。ここでは、接合電極１１５の上面は凸面であり、この凸面の略中央部が更に凹んでいる。

接合電極１１５の形成に利用する電解めっき法における各種条件、例えば、電流密度及び材料を適宜変更すると、図７に示す接合電極１１５のように上面が平坦な構造だけでなく、上面が凹面である構造や、上面が凸面である構造を得ることも可能である。図１９に示す配線基板１０Ａのように、第２領域の外側の縁が第２領域の内側の縁と比較して高い位置にある場合、リフローの際に、接合材の溶融物は、接合電極１１５の側面へ垂れ難い。また、図２０に示す配線基板１０Ｂのように、第２領域の内側の縁が第２領域の外側の縁と比較して高い位置にある場合、接合電極２２と接合電極１１５との接合時に、接合材の溶融物は、接合電極２２と接合電極１１５との間からはみ出し難い。

図２１に示す配線基板１０Ｃは、以下の構成を採用したこと以外は、上述した配線基板１０と同様である。即ち、配線基板１０Ｃでは、接合材層１１６は、第１領域上に設けられた第１部分１１６Ａと、第２領域上に設けられた第２部分１１６Ｂとを含んでいる。

第１部分１１６Ａは、図２及び図３を参照しながら説明した接合材層１１６と同様の形状及び寸法を有している。第２部分１１６Ｂは、第１部分１１６Ａと比較して遥かに薄い層である。第２部分１１６Ｂの厚さは、例えば、第１部分１１６Ａのうち凹部から突き出た部分の高さに対して１％以下である。一例によれば、第２部分１１６Ｂの厚さは、５００ｎｍ以下である。

リフローの際に、接合材の溶融物は、一旦は接合電極１１５の上面全体に広がり、その後、第２領域上へ移動した溶融物の殆どは、表面張力によって第１領域上へと戻る。第２領域上へ移動した溶融物の一部は、第１領域上へと戻らずに、第２領域上に残留する可能性がある。図２１に示す構造は、例えば、このような状況下で生じ得る。なお、配線基板１０Ｃの接合材層１１６について上述した構造は、配線基板１０Ａ及び１０Ｂにおいても生じ得る。

＜２＞第２実施形態
＜２．１＞機能デバイス
図２２は、本発明の第２実施形態に係る機能デバイスの一部を拡大して示す断面図である。

図２２に示す機能デバイス２０Ａは、以下の点を除き、図１５等を参照しながら説明した機能デバイス２０と同様である。即ち、機能デバイス２０Ａでは、接合電極２２の各々の上面、図２２では接合電極２２の下方を向いた面は、凹部が設けられた第１領域と、第１領域を取り囲んだ第２領域とを含んでいる。そして、接合材層２３の各々は、接合電極２２に設けられた凹部の位置で、凹部の外側に突き出ている。

上記の通り、機能デバイス２０Ａでは、接合電極２２及び接合材層２３に、それぞれ、配線基板１０の接合電極１１５及び接合材層１１６と同様の構造を採用している。このような構造は、例えば、配線基板１０の接合電極１１５及び接合材層１１６について上述したのと同様の方法により得ることができる。

接合電極２２、その凹部、及び接合材層２３の寸法及びそれら寸法の関係は、それぞれ、接合電極１１５、その凹部、及び接合材層１１６について上述した範囲内とすることができる。また、接合電極２２、その凹部、及び接合材層２３の形状及び配置等も、それぞれ、接合電極１１５、その凹部、及び接合材層１１６について上述したように適宜選択することができる。更に、接合電極２２及び接合材層２３には、それぞれ、接合電極１１５及び接合材層１１６について図１９乃至図２１を参照しながら説明したのと同様の変形が可能である。

＜２．２＞パッケージ化デバイス
図２３は、図２２の機能デバイスを含んだパッケージ化デバイスが有し得る構造の一例を示す断面図である。

図２３に示す構造は、配線基板１０及び機能デバイス２０の代わりに、図１５を参照しながら説明した配線基板１０Ｘ及び図２２を参照しながら説明した機能デバイス２０Ａをそれぞれ使用すること以外は、図１７及び図１８を参照しながら説明したのと同様の方法により得ることができる。図２３に示す構造を有するパッケージ化デバイスは、接合電極１１５の接合電極２２との対向面が平坦であり、接合電極２２の接合電極１１５との対向面に上記の凹部が設けられていること以外は、図１４を参照しながら説明したパッケージ化デバイス１と同様である。

このような構成を採用した場合も、第１実施形態において説明したのど同様の効果が得られる。

図２４は、図２２の機能デバイスを含んだパッケージ化デバイスが有し得る構造の他の例を示す断面図である。

図２４に示す構造は、機能デバイス２０の代わりに、図２２を参照しながら説明した機能デバイス２０Ａを使用すること以外は、図１７及び図１８を参照しながら説明したのと同様の方法により得ることができる。図２４に示す構造を有するパッケージ化デバイスは、接合電極２２の接合電極１１５との対向面に上記の凹部が設けられていること以外は、図１４を参照しながら説明したパッケージ化デバイス１と同様である。なお、図２４の構造では、接合電極２２の上面について上述した第１及び第２領域を、それぞれ、第３及び第４領域と呼ぶことがある。

このような構成を採用した場合も、第１実施形態において説明したのど同様の効果が得られる。そして、このような構成を採用した場合、接合材の溶融物のはみ出しは更に生じ難い。

＜３＞他の変形例
図２５は、第４変形例に係る配線基板の一部を拡大して示す平面図である。図２６は、図２５の配線基板の一部を拡大して示す平面図である。

図２５に示す配線基板１０Ｄは、以下の構成を採用したこと以外は、配線基板１０Ｄと同様である。即ち、図２５に示す配線基板１０Ｄでは、接合電極１１５のうち、絶縁層１１４の中央部を取り囲んだ周縁部に位置したものは、中央部に位置したものと比較して、接合電極１１５の上面中心に対する凹部の中心の距離が大きい。ここでは、接合電極１１５のうち上記周縁部に位置したものは、図２５及び図２６に示すように、凹部の中心の位置が、接合電極１１５の上面中心の位置に対して、絶縁層１１４の中央部から離れる方向にずれている。そして、接合電極１１５の上面中心の位置に対する凹部の中心の位置のずれの大きさは、図２５に示すように、絶縁層１１４の中央部からの距離の増加に応じて、連続的に増加している。

配線基板１０と機能デバイス２０とを接合する際、この接合のための加熱に起因して、配線基板１０が反る可能性がある。例えば、配線基板１０は、機能デバイス２０との対向面が凸形状になるように反る可能性がある。他方、機能デバイス２０は、反りを生じないか、又は、配線基板１０ほど大きな反りを生じない。それ故、配線基板１０に反りを生じた場合、絶縁層１１４の中央部に位置した接合電極１１５と、これらに対応した接合電極２２とを、正しい相対位置で接合できたとしても、絶縁層１１４の周縁部に位置した接合電極１１５と、これらに対応した接合電極２２との相対位置にずれを生じ得る。このずれの大きさは、絶縁層１１４の中央部からの距離の増加に応じて連続的に増加する。従って、周縁部において、接合材層１１６と接合材層２３とを接触させることができず、接合電極１１５と接合電極２２とを接合させることができなくなる可能性がある。

図２５及び図２６を参照しながら説明した配線基板１０Ｄを使用した場合、これに反りを生じた場合であっても、周縁部において、接合材層１１６と接合材層２３とを接触させることができる。それ故、周縁部においても、接合材層１１６と接合材層２３とを確実に接合させることができる。

なお、配線基板１０Ｄでは、接合電極１１５の上面中心の位置に対する凹部の中心の位置のずれの大きさは、絶縁層１１４の中央部からの距離の増加に応じて、連続的に増加している。接合電極１１５の上面中心の位置に対する凹部の中心の位置のずれの大きさは、絶縁層１１４の中央部からの距離の増加に応じて、段階的に増加していてもよい。

ここで説明した構造は、配線基板１０以外にも、例えば、配線基板１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃにも適用可能である。

また、ここで説明した構造は、機能デバイス２０Ａなどの機能デバイスにも適用可能である。即ち、接合電極２２のうち、機能デバイス本体２１の中央部を取り囲んだ周縁部に位置したものは、中央部に位置したものと比較して、接合電極２２の上面中心に対する凹部の中心の距離が大きくてもよい。この場合、接合電極２２のうち上記周縁部に位置したものは、凹部の中心の位置を、接合電極２２の上面中心の位置に対して、機能デバイス本体２１の中央部へ近づく方向にずらす。そして、接合電極２２の上面中心の位置に対する凹部の中心の位置のずれの大きさは、機能デバイス本体２１の中央部からの距離の増加に応じて、連続的に減少させる。或いは、接合電極２２の上面中心の位置に対する凹部の中心の位置のずれの大きさは、機能デバイス本体２１の中央部からの距離の増加に応じて、段階的に減少させる。この構成を採用した場合も、接合材層１１６と接合材層２３とを確実に接合させることができる。

図２７は、第５変形例に係る配線基板の製造方法における一工程を概略的に示す断面図である。図２８は、第５変形例に係る配線基板の製造方法における他の工程を概略的に示す断面図である。

図９及び図１０等を参照しながら説明した方法では、第１領域の位置で接合電極１１５の上面から金属材料の一部を除去することにより、第１領域に凹部を有する構造を得る。また、図１９を参照しながら説明した方法では、先ず、上面が凹面になるように接合電極１１５を形成し、その後、第２領域の位置で接合電極１１５の上面から金属材料の一部を除去することにより、第１領域に凹部を有する構造を得る。これら方法とは異なり、第５変形例では、第１領域に凹部を有する構造を得る。

先ず、図４乃至図７を参照しながら説明したのと同様の方法により、図２７の構造からレジスト層１２３を省略したものを得る。なお、レジスト層１２１は第１レジスト層であり、絶縁層１１４の貫通孔及びレジスト層１２１の貫通孔は、それぞれ、第１及び第２貫通孔である。また、図２７の第１導体部１１５Ａは、図７の接合電極１１５に相当している。

次に、第１導体部１１５Ａの各々の上面のうち、その縁に沿った領域を露出させ、この領域によって囲まれた領域を被覆するレジスト層１２３を設ける。レジスト層１２３は、第２レジスト層である。ここでは、レジスト層１２３は、導体層１１７を更に被覆している。レジスト層１２３は、例えば、レジスト層１２１及び１２２について上述したのと同様の方法により形成することができる。

次に、露出した上記領域に金属材料をめっき法によって更に堆積させて、第１導体部１１５Ａの上に第２導体部１１５Ｂを形成する。これにより、第１導体部１１５Ａと第２導体部１１５Ｂとを各々が含み、各々の上面が、凹部が設けられた第１領域と、第１領域を取り囲んだ第２領域とを含んだ複数の接合電極１１５を得る。

金属材料の堆積は、図７を参照しながら説明したのと同様の方法により行うことができる。ここで堆積させる金属材料は、第１導体部１１５Ａを構成している金属材料と、同一であってもよく、異なっていてもよい。

次に、レジスト層１２３を除去する。レジスト層１２３は、レジスト層１２１について上述したのと同様の方法により除去することができる。

次いで、図９を参照しながら説明したのと同様の方法により、レジスト層１２２を設ける。レジスト層１２２は、例えば、厚さ方向から観察した場合に、各貫通孔の下側開口部の輪郭が、接合電極１１５の上面に設けられた凹部の開口の輪郭と一致するか、又は、この凹部の開口の輪郭を取り囲むように設ける。

その後、図１１乃至図１３を参照しながら説明した処理を順次実施する。これにより、図１乃至図３を参照しながら説明した配線基板１０とほぼ同様の構造を有する配線基板を得る。

このような方法によって得られた配線基板も、機能デバイス２０又は２０Ａと接合させた場合に、上述したのと同様の効果を奏する。

また、ここで説明した方法は、図２２を参照しながら説明した機能デバイス２０Ａの製造に適用することも可能である。このようにして得られた機能デバイスも、配線基板１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ又は１０Ｘと接合させた場合に、上述したのと同様の効果を奏する。

１…パッケージ化デバイス、１０…配線基板、１０Ａ…配線基板、１０Ｂ…配線基板、１０Ｃ…配線基板、１０Ｄ…配線基板、１０Ｘ…配線基板、１１…層、２０…機能デバイス、２０Ａ…機能デバイス、２１…機能デバイス本体、２２…接合電極、２３…接合材層、３１…接合材層、３２…接合材層、４０…封止樹脂層、１１１…絶縁層、１１２…導体パターン、１１３…絶縁層、１１４…絶縁層、１１５…接合電極、１１５Ａ…第１導体部、１１５Ｂ…第２導体部、１１６…接合材層、１１６Ａ…第１部分、１１６Ｂ…第２部分、１１７…導体層、１２１…レジスト層、１２２…レジスト層、１２３…レジスト層。

Claims (28)

1. 第１主面と、その裏面である第２主面とを有し、前記第１主面から前記第２主面まで各々が伸びた複数の貫通孔が設けられた絶縁層と、
   前記第１主面上に設けられ、前記複数の貫通孔の前記第１主面側の開口を塞いだ導体パターンと、
   前記複数の貫通孔をそれぞれ埋め込むとともに、前記第２主面から柱状に突き出た複数の接合電極であって、各々の上面が、凹部が設けられた第１領域と、前記第１領域を取り囲んだ第２領域とを含んだ複数の接合電極と
   を備えた配線基板。
2. 前記第２領域は平坦である請求項１に記載の配線基板。
3. 前記第２領域は、外側の縁が内側の縁と比較して高い位置にある請求項１に記載の配線基板。
4. 前記第２領域は、内側の縁が外側の縁と比較して高い位置にある請求項１に記載の配線基板。
5. 前記凹部の径Ｒ２と前記上面の径Ｒ１との比Ｒ２／Ｒ１は０．０５乃至０．９９の範囲内にある請求項１乃至４の何れか１項に記載の配線基板。
6. 前記凹部の深さＤと前記凹部の径Ｒ２との比Ｄ／Ｒ２は０．００４乃至０．９の範囲内にある請求項１乃至５の何れか１項に記載の配線基板。
7. 前記複数の接合電極のうち、前記絶縁層の中央部を取り囲んだ周縁部に位置したものは、前記中央部に位置したものと比較して、前記上面の中心に対する前記凹部の中心の距離が大きい請求項１乃至６の何れか１項に記載の配線基板。
8. 前記複数の接合電極のうち前記周縁部に位置したものは、前記凹部の前記中心の位置が、前記上面の前記中心の位置に対して、前記中央部から離れる方向にずれている請求項７に記載の配線基板。
9. 前記複数の接合電極のうち前記絶縁層から突き出た部分の側面を被覆した有機物層を更に備えた請求項１乃至８の何れか１項に記載の配線基板。
10. 前記複数の接合電極の前記上面にそれぞれ設けられた複数の接合材層を更に備え、前記複数の接合材層の各々は、前記凹部の位置で、前記凹部の外側に突き出た請求項１乃至９の何れか１項に記載の配線基板。
11. 前記複数の接合材層の１以上は、前記凹部の位置にのみ設けられた請求項１０に記載の配線基板。
12. 前記複数の接合材層の１以上は、前記１領域上に設けられた第１部分と、前記第２領域上に設けられた第２部分とを含んだ請求項１０に記載の配線基板。
13. 前記複数の接合材層の各々ははんだからなり、前記第２領域は銅又はニッケルからなる請求項１０乃至１２の何れか１項に記載の配線基板。
14. 請求項１乃至１０の何れか１項に記載の配線基板と、
    機能デバイス本体と、前記機能デバイス本体から突き出た複数の接合電極とを備えた機能デバイスであって、前記機能デバイスの前記複数の接合電極は、それぞれ、前記配線基板の前記複数の接合電極と前記機能デバイス本体との間に介在した機能デバイスと、
    前記配線基板の前記複数の接合電極と前記機能デバイスの前記複数の接合電極との間にそれぞれ介在した複数の接合材層と
    を備えたパッケージ化デバイス。
15. 前記機能デバイスの前記複数の接合電極は、各々の上面が、凹部が設けられた第３領域と、前記第３領域を取り囲んだ第４領域とを含んだ請求項１４に記載のパッケージ化デバイス。
16. 絶縁層と導体パターンとを含んだ積層構造であって、前記絶縁層は、第１主面と、その裏面である第２主面とを有し、前記第１主面から前記第２主面まで各々が伸びた複数の第１貫通孔が設けられ、前記導体パターンは、前記第１主面上に設けられ、前記複数の第１貫通孔の前記第１主面側の開口を塞いだ積層構造を形成することと、
    前記第２主面上に、前記複数の第１貫通孔とそれぞれ連通した複数の第２貫通孔を有するレジスト層を設けることと、
    めっき法によって前記複数の第１貫通孔及び前記複数の第２貫通孔内に金属材料を堆積させて、前記複数の第１貫通孔をそれぞれ埋め込むとともに、前記第２主面から柱状に突き出た複数の接合電極を形成することと、
    前記レジスト層を除去することと、
    前記複数の接合電極の各々の上面から前記金属材料の一部を除去して、前記上面に、凹部が設けられた第１領域と、前記第１領域を取り囲んだ第２領域とを生じさせることと
    を含んだ配線基板の製造方法。
17. 前記第１領域の位置で前記金属材料の前記一部を除去する請求項１６に記載の配線基板の製造方法。
18. 前記上面が凹面になるように前記金属材料を堆積させ、前記第２領域の位置で前記金属材料の前記一部を除去する請求項１６に記載の配線基板の製造方法。
19. 絶縁層と導体パターンとを含んだ積層構造であって、前記絶縁層は、第１主面と、その裏面である第２主面とを有し、前記第１主面から前記第２主面まで各々が伸びた複数の第１貫通孔が設けられ、前記導体パターンは、前記第１主面上に設けられ、前記複数の第１貫通孔の前記第１主面側の開口を塞いだ積層構造を形成することと、
    前記第２主面上に、前記複数の第１貫通孔とそれぞれ連通した複数の第２貫通孔を有する第１レジスト層を設けることと、
    前記複数の第１貫通孔及び前記複数の第２貫通孔内に金属材料をめっき法によって堆積させて、前記複数の第１貫通孔をそれぞれ埋め込むとともに、前記第２主面から柱状に突き出た複数の第１導体部を形成することと、
    前記第１レジスト層を除去することと、
    前記複数の第１導体部の各々の上面のうち、その縁に沿った領域を露出させ、この領域によって囲まれた領域を被覆する第２レジスト層を設けることと、
    露出した前記領域に金属材料をめっき法によって更に堆積させて前記第１導体部の各々の上に第２導体部を形成することにより、前記第１導体部と前記第２導体部とを各々が含み、各々の上面が、凹部が設けられた第１領域と、前記第１領域を取り囲んだ第２領域とを含んだ複数の接合電極を形成することと、
    前記第２レジスト層を除去することと
    を含んだ配線基板の製造方法。
20. 前記複数の接合電極の前記上面に、前記凹部の位置で前記凹部の外側に各々が突き出た複数の接合材層をそれぞれ形成することを更に含んだ請求項１６乃至１９の何れか１項に記載の配線基板の製造方法。
21. 機能デバイス本体と、前記機能デバイス本体から突き出た複数の接合電極と、前記複数の接合電極の上面にそれぞれ設けられた複数の接合材層とを備えた機能デバイスを準備することと、
    請求項１０乃至１２の何れか１項に記載の配線基板を準備することと、
    前記機能デバイスの前記複数の接合材層と前記配線基板の前記複数の接合材層とを突き合わせ、この状態でそれらに熱を加えて、前記機能デバイスの前記複数の接合電極と前記配線基板の前記複数の接合電極とを互いに接合させることと
    を含んだパッケージ化デバイスの製造方法。
22. 機能デバイス本体と、
    前記機能デバイス本体から突き出た複数の接合電極であって、各々の上面が、凹部が設けられた第１領域と、前記第１領域を取り囲んだ第２領域とを含んだ複数の接合電極と
    を備えた機能デバイス。
23. 前記複数の接合電極の前記上面にそれぞれ設けられた複数の接合材層を更に備え、前記複数の接合材層の各々は、前記凹部の位置で、前記凹部の外側に突き出た請求項２２に記載の機能デバイス。
24. 第１主面と、その裏面である第２主面とを有し、前記第１主面から前記第２主面まで各々が伸びた複数の貫通孔が設けられた絶縁層と、前記第１主面上に設けられ、前記複数の貫通孔の前記第１主面側の開口を塞いだ導体パターンと、前記複数の貫通孔をそれぞれ埋め込むとともに、前記第２主面から柱状に突き出た複数の接合電極とを備えた配線基板と、
    請求項２２に記載の機能デバイスであって、前記機能デバイスの前記複数の接合電極は、それぞれ、前記配線基板の前記複数の接合電極と前記機能デバイスとの間に介在した機能デバイスと、
    前記配線基板の前記複数の接合電極と前記機能デバイスの前記複数の接合電極との間にそれぞれ介在した複数の接合材層と
    を備えたパッケージ化デバイス。
25. 機能デバイス本体上に、複数の貫通孔を有するレジスト層を設けることと、
    前記複数の貫通孔内に金属材料をめっき法によって堆積させて、前記機能デバイス本体から柱状に突き出た複数の接合電極を形成することと、
    前記レジスト層を除去することと、
    前記複数の接合電極の各々の上面から前記金属材料の一部を除去して、前記上面に、凹部が設けられた第１領域と、前記第１領域を取り囲んだ第２領域とを生じさせることと
    を含んだ機能デバイスの製造方法。
26. 機能デバイス本体上に、複数の貫通孔を有する第１レジスト層を設けることと、
    前記複数の貫通孔内に金属材料をめっき法によって堆積させて、前記機能デバイス本体から柱状に突き出た複数の第１導体部を形成することと、
    前記第１レジスト層を除去することと、
    前記複数の第１導体部の各々の上面のうち、その縁に沿った領域を露出させ、この領域によって囲まれた領域を被覆する第２レジスト層を設けることと、
    露出した前記領域に金属材料をめっき法によって更に堆積させて前記第１導体部の各々の上に第２導体部を形成することにより、前記第１導体部と前記第２導体部とを各々が含み、各々の上面が、凹部が設けられた第１領域と、前記第１領域を取り囲んだ第２領域とを含んだ複数の接合電極を形成することと、
    前記第２レジスト層を除去することと
    を含んだ機能デバイスの製造方法。
27. 前記複数の接合電極の前記上面に、前記凹部の位置で前記凹部の外側に各々が突き出た複数の接合材層をそれぞれ形成することを更に含んだ請求項２５又は２６に記載の機能デバイスの製造方法。
28. 第１主面と、その裏面である第２主面とを有し、前記第１主面から前記第２主面まで各々が伸びた複数の貫通孔が設けられた絶縁層と、前記第１主面上に設けられ、前記複数の貫通孔の前記第１主面側の開口を塞いだ導体パターンと、前記複数の貫通孔をそれぞれ埋め込むとともに、前記第２主面から柱状に突き出た複数の接合電極と、前記複数の接合電極の前記上面にそれぞれ設けられた複数の接合材層とを備えた配線基板を準備することと、
    請求項２３に記載の機能デバイスを準備することと、
    前記機能デバイスの前記複数の接合材層と前記配線基板の前記複数の接合材層とを突き合わせ、この状態でそれらに熱を加えて、前記機能デバイスの前記複数の接合電極と前記配線基板の前記複数の接合電極とを互いに接合させることと
    を含んだパッケージ化デバイスの製造方法。
    

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