JP2010129752A - 段差間配線構造及び段差間配線方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】段差間配線の段差部を緩和すべく設けられる絶縁性スロープをインクジェット法により安定して形成することのできる段差間配線構造及び段差間配線方法を提供する。
【解決手段】絶縁性インクの液滴により形成された第1及び第2スロープ15,16によって段差部を覆い、それらスロープ上面にそれぞれ導電性インクの液滴により第1又は第2金属配線18,19を敷設する。このとき、段差部も含め第1及び第2スロープ15,16が形成される面は絶縁性インクの分散媒を撥液する撥液層14によって覆われているが、この撥液層14の表面においてそれらスロープ15,16の形成される領域内に、樹脂インクの液滴によるドット20Dを複数形成する。そして、それらドット20Dからなるドット列をつなぐ態様に配置された液滴から形成された固体層21Dにより各スロープ15,16が形成される。
【選択図】図7
【解決手段】絶縁性インクの液滴により形成された第1及び第2スロープ15,16によって段差部を覆い、それらスロープ上面にそれぞれ導電性インクの液滴により第1又は第2金属配線18,19を敷設する。このとき、段差部も含め第1及び第2スロープ15,16が形成される面は絶縁性インクの分散媒を撥液する撥液層14によって覆われているが、この撥液層14の表面においてそれらスロープ15,16の形成される領域内に、樹脂インクの液滴によるドット20Dを複数形成する。そして、それらドット20Dからなるドット列をつなぐ態様に配置された液滴から形成された固体層21Dにより各スロープ15,16が形成される。
【選択図】図7
Description
本発明は、段差間配線構造及び段差間配線方法に関し、特に積層された電子部品間での配線や平面上で段差を持って交差する配線など、段差間配線の段差部を絶縁性スロープにより緩和させた状態で配線する配線構造、及び該配線構造を実現する配線方法の改良に関する。
例えば、半導体装置(パッケージ)などの電子部品を基板等に実装する際に電子部品の電極パッドに接続される配線の形成方法として、導電性の微粒子を分散させた導電性インクを微小な液滴にして吐出して乾燥する、いわゆるインクジェット法が用いられることが少なくない。インクジェット法は、配線の形状を液滴の単位で変更できるために、従来のワイヤボンディング法に比べて、配線構造の自由度を大幅に拡張させることができる。そのうえ、ワイヤボンディング法のような空中配線を必要としないために、配線の占有空間を小さくすることもでき、その結果、電子部品の実装スペースそのものを縮小することもできる。
ところで、電子部品のパッド形成面を上にしてこうした配線を行う場合、基板等の実装面と電子部品のパッド形成面との間には、電子部品の厚みに相当する段差が形成されることになる。そして、インクジェット法であれば、このような段差に沿っても配線を形成することはできる。ただし、こうした段差に沿って形成される配線は、屈曲する箇所が段差の分だけ多くなってしまい、配線そのものの機械的な信頼性を損なうおそれがある。そのため、接続対象である電極パッドとの間に段差があるような場合、インクジェット法では通常、配線へのこうした機械的なストレスを抑えるべく、段差を緩和するための前処理が施されている。
具体的には、例えば特許文献1に記載のように、まずはディスペンサ方式により、電子部品のパッド形成面と基板等の実装面とをつなぐように、粘度の高い絶縁性の樹脂材料を吐出して、それら段差を緩和する絶縁性の樹脂スロープを形成する。そして、この絶縁性の樹脂スロープ上を介するかたちで導電性インクからなる液滴を吐出し、この導電性インクを乾燥及び焼成することにより上記配線を形成するようにしている。これにより配線としての屈曲が緩和され、機械的かつ電気的な信頼性も高く維持されるようになる。
特開2006−147650号公報
ところで、上記樹脂スロープがディスペンサ法により形成される場合、ディスペンサから吐出され配置される樹脂材料はその粘度が高いことから、吐出の開始や終了に時間的な遅れが生じることが避け難い。このため、上記樹脂スロープを高い精度で配置することは容易ではない。また、粘度が高いために樹脂スロープの厚み(高さ)が厚くなるため、実装スペースをコンパクトにし難い。
そこで近年、このような樹脂スロープをインクジェット法により形成する方法が検討されている。インクジェット法の場合、吐出される液滴の粘度が低いため、液滴の配置されるパッド形成面には事前に表面処理が行なわれ、そこに配置される液滴の接触角が制御されるようになる。具体的には、例えば図8に示すように、この表面処理としては、基板41の実装面41aや電子部品42のパッド形成面42aに撥液層43を形成して、それらの面に均一で高い撥液性を付与する(図8(a))。そして、その撥液層43に接触角を
制御する紫外線Lを照射して(図8(b))、その撥液層43と液滴との接触角を所定の接触角に制御する。そして表面処理の後には、そこに樹脂スロープを形成する量の液滴からなる液層50Lが形成され(図8(c),(d))、その液層50Lが乾燥されて形成される樹脂スロープ50D上に基板41の第1電極パッドBPと電子部品42の第2電極パッドPとを接続する配線48が形成される(図8(e))。しかしながら、紫外線Lによる表面処理は、周辺環境など様々な要素からなる条件の影響を受けて接触角にむらのある処理結果となり易く、均一な接触角を発現する表面処理を実現することが難しいという問題もある。そのためインクジェット法では、樹脂スロープ50Dを形成するために配置される液滴の濡れ広がりが不安定となり、図8(d)に示すように、液滴により形成される液層50Lの端部の配置も不安定となり易い。すなわち、液滴が本来配置されるべきところから流出して電極パッドの表面などに移動し、接続不良等をも生じさせかねない。
制御する紫外線Lを照射して(図8(b))、その撥液層43と液滴との接触角を所定の接触角に制御する。そして表面処理の後には、そこに樹脂スロープを形成する量の液滴からなる液層50Lが形成され(図8(c),(d))、その液層50Lが乾燥されて形成される樹脂スロープ50D上に基板41の第1電極パッドBPと電子部品42の第2電極パッドPとを接続する配線48が形成される(図8(e))。しかしながら、紫外線Lによる表面処理は、周辺環境など様々な要素からなる条件の影響を受けて接触角にむらのある処理結果となり易く、均一な接触角を発現する表面処理を実現することが難しいという問題もある。そのためインクジェット法では、樹脂スロープ50Dを形成するために配置される液滴の濡れ広がりが不安定となり、図8(d)に示すように、液滴により形成される液層50Lの端部の配置も不安定となり易い。すなわち、液滴が本来配置されるべきところから流出して電極パッドの表面などに移動し、接続不良等をも生じさせかねない。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、段差間配線の段差部を緩和すべく設けられる絶縁性スロープをインクジェット法により安定して形成することのできる段差間配線構造及び段差間配線方法を提供することにある。
本発明の段差間配線構造は、絶縁性材料を分散媒に分散させた絶縁性インクの液滴を配置して乾燥させることにより形成された絶縁スロープによって段差部が覆われてなり、導電性材料を分散媒に分散させた導電性インクの液滴を配置して乾燥及び焼成することにより形成された配線が前記絶縁スロープの上面を介して段差間に敷設されてなる段差間配線構造であって、前記段差部も含め、前記配線の敷設対象となる面は前記分散媒を撥液する撥液材料からなる撥液層によって覆われてなるとともに、この撥液層の表面には、前記絶縁スロープの前記配線が敷設される方向についての始点及び終点となる辺に対応して各々その内側に、樹脂材料を含む樹脂インクからなる液滴が相互に接触しないように複数配列されて硬化されたドット列が形成されてなり、前記絶縁スロープは、該絶縁スロープを形成する絶縁性インクの液滴が前記段差部においてこれらドット列をつなぐ態様で配置されて乾燥されたものであることを要旨とする。
このような構成によれば、撥液層上にて配線が敷設される始点及び終点と段差部を途中に含むその内側とに樹脂材料を含むドット列が相互に接触しないように配列形成され、段差部には絶縁スロープがこれらドット列をつなぐ態様で配置された液滴の乾燥により形成された。これにより、絶縁スロープを形成する液滴が撥液層上に配置された場合であれ、それら配置された液滴はそれと同様の絶縁性材料を含むがゆえに親液性を示すドット列に引き寄せられるかたちとなり、それらドット列により区画された領域に留まるようになる。これによりインクジェット法であれ、撥液層上における液滴の濡れ広がり易さによる影響をうけて絶縁スロープの端部の形状が不安定となることなく、絶縁スロープはその端部がドット列の配列により所望の形状に保持されるようになり、全体としても所望の形状に形成されるようになる。所望の形状の絶縁スロープにより段差が緩和されるようになれば、その絶縁スロープ上を通る段差間配線も好適に形成されるようになり、段差間配線の信頼性も自ずと高められるようになる。
また、絶縁スロープを形成するためにインクジェット法により撥液層に吐出される絶縁性インクからなる液滴が接触したドットに引き寄せられることにより不用意に流れ出して電極パッドの表面に付着するなどの不都合が生じるおそれも抑制される。これにより、電極パッドと配線との絶縁不良が生じるようなことも低減されて、このような絶縁スロープを用いた配線の電極パッドへの電気的な接続の信頼性が向上されるようにもなる。
この段差間配線構造は、前記ドット列は、隣接するドット相互間の間隔が前記絶縁性インクの液滴の着弾径よりも小さいことを要旨とする。
このような構成によれば、隣接するドット相互間の間隔が絶縁性インクの液滴の着弾径よりも小さいことにより、ドット列の間に着弾された液滴はその着弾位置から移動するような場合であれ、いずれかのドットに接触して、そのドットに引き寄せられるようになる。これにより、一つの液滴であれ絶縁層上を自由に移動して電極パッドに付着するようなおそれが抑制されるようになる。
このような構成によれば、隣接するドット相互間の間隔が絶縁性インクの液滴の着弾径よりも小さいことにより、ドット列の間に着弾された液滴はその着弾位置から移動するような場合であれ、いずれかのドットに接触して、そのドットに引き寄せられるようになる。これにより、一つの液滴であれ絶縁層上を自由に移動して電極パッドに付着するようなおそれが抑制されるようになる。
この段差間配線構造は、前記ドット列を形成する樹脂インクは前記絶縁スロープを形成する絶縁性インクと同一材料のインクからなることを要旨とする。
このような構成によれば、ドット列を形成する樹脂インクが絶縁スロープを形成する絶縁性インクと同一材料からなるので、乾燥されたドットであれ同絶縁性インクからなる液滴に親液性を有するようになり、液滴がドットへ引き寄せられ易くなる。またドットの界面には同一の材料を含む液滴が接触するようになることなることから、ドットと液滴との親和性がよく、乾燥された液滴(絶縁スロープ)とドットとの融着性が高いものとなる。
このような構成によれば、ドット列を形成する樹脂インクが絶縁スロープを形成する絶縁性インクと同一材料からなるので、乾燥されたドットであれ同絶縁性インクからなる液滴に親液性を有するようになり、液滴がドットへ引き寄せられ易くなる。またドットの界面には同一の材料を含む液滴が接触するようになることなることから、ドットと液滴との親和性がよく、乾燥された液滴(絶縁スロープ)とドットとの融着性が高いものとなる。
この段差間配線構造は、前記配線の敷設対象が、段違いに積層された複数の半導体チップであることを要旨とする。
このような構成によれば、高集積化のために半導体チップが段違いに積層されるような場合であれ、このような段差間配線構造が適用されるようになる。
このような構成によれば、高集積化のために半導体チップが段違いに積層されるような場合であれ、このような段差間配線構造が適用されるようになる。
本発明の段差間配線方法は、絶縁性材料を分散媒に分散させた絶縁性インクの液滴を配置して乾燥させることにより形成される絶縁スロープによって段差部を覆い、導電性材料を分散媒に分散させた導電性インクの液滴を配置して乾燥及び焼成することにより形成される配線を前記絶縁スロープの上面を介して段差間に敷設する段差間配線方法であって、前記段差部も含め、前記配線の敷設対象となる面を前記分散媒を撥液する撥液材料からなる撥液層によって覆う工程と、この撥液層の表面に、前記絶縁スロープの前記配線が敷設される方向についての始点及び終点となる辺に対応して各々その内側に、樹脂材料を含む樹脂インクからなる液滴が相互に接触しないように複数配列してこれを硬化したドット列を形成する工程と、前記絶縁スロープを形成する絶縁性インクの液滴を前記段差部においてこれらドット列をつなぐ態様で配置してこれを乾燥する工程と、を含み、こうして形成された絶縁スロープの上面を介して前記配線を段差間に敷設することを要旨とする。
このような方法によれば、撥液層上にて配線が敷設される始点及び終点と段差部を途中に含むその内側とに樹脂材料を含むドット列が相互に接触しないように配列形成され、段差部には絶縁スロープがこれらドット列をつなぐ態様で配置された液滴の乾燥により形成された。これにより、絶縁スロープを形成する液滴が撥液層上に配置された場合であれ、それら配置された液滴はそれと同様の絶縁性材料を含むがゆえに親液性を示すドット列に引き寄せられるかたちとなり、それらドット列により区画された領域に留まるようになる。これによりインクジェット法であれ、撥液層上における液滴の濡れ広がり易さによる影響をうけて絶縁スロープの端部の形状が不安定となることなく、絶縁スロープはその端部がドット列の配列により所望の形状に保持されるようになり、全体としても所望の形状に形成されるようになる。所望の形状の絶縁スロープにより段差が緩和されるようになれば、その絶縁スロープ上を通る段差間配線も好適に形成されるようになり、段差間配線の信頼性も自ずと高められるようになる。
また、絶縁スロープを形成するためにインクジェット法により撥液層に吐出される絶縁性インクからなる液滴が接触したドットに引き寄せられることにより、不用意に流れ出して電極パッドの表面に付着するなどの不都合が生じるおそれも抑制される。これにより、電極パッドと配線との絶縁不良が生じるようなことも低減されて、このような絶縁スロープを用いた配線の電極パッドへの電気的な接続の信頼性が向上されるようにもなる。
この段差間配線方法は、前記ドット列は、隣接するドット相互間の間隔が前記絶縁性インクの液滴の着弾径よりも小さくなるように形成されることを要旨とする。
このような方法によれば、隣接するドット相互間の間隔が絶縁性インクの液滴の着弾径よりも小さいことにより、ドット列の間に着弾された液滴はその着弾位置から移動するような場合であれ、いずれかのドットに接触して、そのドットに引き寄せられるようになる。これにより、一つの液滴であれ絶縁層上を自由に移動して電極パッドに付着するようなおそれが抑制されるようになる。
このような方法によれば、隣接するドット相互間の間隔が絶縁性インクの液滴の着弾径よりも小さいことにより、ドット列の間に着弾された液滴はその着弾位置から移動するような場合であれ、いずれかのドットに接触して、そのドットに引き寄せられるようになる。これにより、一つの液滴であれ絶縁層上を自由に移動して電極パッドに付着するようなおそれが抑制されるようになる。
この段差間配線方法は、前記絶縁スロープを形成する絶縁性インクは、前記絶縁スロープとして必要とされる高さに相当する量の液滴が連続して吐出される連続打ちによって配置されることを要旨とする。
このような方法によれば、液滴を所定位置に必要量だけ連続して吐出する連続打ちにて絶縁スロープの高さに必要とされる量の絶縁性インクの液滴が配置される。例えば、ドットに液滴を分散配置すると、所定の大きさになるまで濡れ広がらない独立した液溜まりが多数生じ、それらの液溜まりを連結させるためにさらに多くの液滴の供給が必要とされる。しかしこれによれば、液溜まりを複数生じないように、連続打ちにて一つの液層が形成されるようにして供給する液滴の量を少なくすることができるようになる。これにより液滴の供給量の制御の自由度が高くなり、液滴の供給量により制御される絶縁スロープの高さの選択性が高められるようなる。
この段差間配線方法は、前記絶縁スロープを形成する絶縁性インクの液滴を配置して乾燥する工程に先立ち、前記ドット列に親液処理をしてその接触角を制御する工程をさらに含むことを要旨とする。
このような方法によれば、親液処理としてドット列に紫外線照射やプラズマ照射などを行うことにより濡れ易さ(親液性)を増加させるようにすることで、ドットへの液滴の接触角を制御する。これにより、ドット列に液滴の引き寄せられた液滴がドットに対して濡れ広がり易くなり、そこに配置される液滴の数が少なくてもそこに液層を広く形成するようになる。すなわち、濡れ易さを高くすることで絶縁スロープの高さを低く制御することができるようにもなる。
この段差間配線方法は、前記ドット列を形成する樹脂インクとして、前記絶縁スロープを形成する絶縁性インクと同一材料のインクを用いることを要旨とする。
このような方法によれば、ドット列を形成する樹脂インクが絶縁スロープを形成する絶縁性インクと同一材料からなるので、乾燥されたドット列は絶縁性インクからなる液滴に親液性を有するようになり、液滴がドットへ引き寄せられ易くなる。またドットの界面には同一の材料を有する液滴が接触するようになることなることから、ドットと液滴との親和性がよく、乾燥された液滴(絶縁スロープ)とドットとの融着性が高いものとなる。
このような方法によれば、ドット列を形成する樹脂インクが絶縁スロープを形成する絶縁性インクと同一材料からなるので、乾燥されたドット列は絶縁性インクからなる液滴に親液性を有するようになり、液滴がドットへ引き寄せられ易くなる。またドットの界面には同一の材料を有する液滴が接触するようになることなることから、ドットと液滴との親和性がよく、乾燥された液滴(絶縁スロープ)とドットとの融着性が高いものとなる。
この段差間配線方法は、前記配線の敷設対象を、段違いに積層された複数の半導体チップとすることを要旨とする。
このような方法によれば、高集積化のために半導体チップが段違いに積層されるような場合であれ、このような段差間配線方法が適用されるようになる。
このような方法によれば、高集積化のために半導体チップが段違いに積層されるような場合であれ、このような段差間配線方法が適用されるようになる。
以下、本発明の段差間配線構造を具体化して有する電子装置の一実施形態について図1を参照して説明する。図1は電子装置10の斜視構造を示す図である。
図1に示すように、電子装置10は、実装基板11と、その実装基板11の上に積層された電子部品としての第1の半導体チップ12と、さらに第1の半導体チップ12の上に
積層された電子部品としての第2の半導体チップ13とを有し構成されている。
図1に示すように、電子装置10は、実装基板11と、その実装基板11の上に積層された電子部品としての第1の半導体チップ12と、さらに第1の半導体チップ12の上に
積層された電子部品としての第2の半導体チップ13とを有し構成されている。
実装基板11は、その厚さ方向である上下方向から見て矩形状をなす多層基板であり、その最上層には絶縁性を有する絶縁基板(図示略)が積層されている。その絶縁基板の上面、すなわち実装基板11の上面である実装面11aには、上方から見て矩形状をなす第1電極パッドBPが実装面11aの一辺に沿って配列されている。第1電極パッドBPは、導電性のある金属材料により形成されており、実装基板11に配置されている各種電子素子などと配線を介して電気的に接続されている。
絶縁基板(実装基板11の最上層)の構成材料としては、可撓性あるいは非可撓性の各種絶縁材料を用いることができる。可撓性を有する具体的な材料としては、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂、フッ素系樹脂などの合成樹脂を用いることが可能である。また非不可撓性を有する具体的な材料としては、低温焼結基材であるガラスセラミックの他、高温焼結基材や誘電体材料などを用いることが可能である。
なお、上述する実装基板11は、上記第1電極パッドBPの他、その実装面11aに各種配線を有する構成であってもよい。さらに、上述する実装基板11は、各種配線がプリントされた複数の回路基板を下層に有する多層基板であってもよく、上記実装面11aに第1電極パッドBPが形成されているものであればよい。
実装面11aには、上記複数の第1電極パッドBPを覆わないかたちに、前記第1の半導体チップ(第1チップ)12が図示しない接着層を介して接合されている。第1チップ12は、上方から見て矩形状をなす板状に形成されている。第1チップ12の上面である第1パッド形成面12aには、上方から見て矩形状をなす複数の第2電極パッドPが、実装基板11の各第1電極パッドBPに対応するかたちで、第1チップ12の一辺に沿って配列されている。第2電極パッドPは、導電性のある金属材料により形成されており、第1チップ12に配置されている各種電子素子などと配線を介して電気的に接続されている。さらに実装面11aには、第2電極パッドPを露出させるかたちで図示しない絶縁層が形成されている。絶縁層は、無機絶縁材料や有機絶縁材料などの絶縁性材料からなる薄膜であって、無機絶縁材料としては、SiO2やSiNなどを用いることが可能であり、有機絶縁材料としては、ポリイミド樹脂などを用いることが可能である。
第1チップ12の第1パッド形成面12aには、そこに配置される複数の第2電極パッドPを覆わないかたちに、第2の半導体チップ(第2チップ)13が図示しない接着層を介して接合されている。この第2チップ13は、第1チップ12と同様の半導体チップであって、上方から見て矩形状をなす板状に形成され、その上面である第2パッド形成面13aには、上方から見て矩形状をなす複数の第2電極パッドPが、第1チップ12の各第2電極パッドPに対応するかたちで、第2チップ13の一辺に沿って配列されている。この第2電極パッドPも、第1チップ12のものと同様に、導電性のある金属材料により形成されており、第2チップ13に配置されている各種電子素子などと配線を介して電気的に接続されている。さらに第2パッド形成面13aにも、第2電極パッドPを露出させるかたちで図示しない絶縁層が形成されている。絶縁層は、第1チップ12と同様に、無機絶縁材料や有機絶縁材料からなる薄膜であって、第1チップ12と同様の無機絶縁材料や有機絶縁材料を用いることが可能である。
実装面11aと第1パッド形成面12aとの間には、第1チップ12の厚さに相当する段差が形成されている。第1電極パッドBPに対向する第1チップ12の一辺には、実装面11aと第1パッド形成面12aとをつなぐ連続面を有して該連続面が前記段差を緩和するかたちをなす傾斜部である第1スロープ15が形成されている。この第1スロープ1
5は絶縁性材料から形成されており、絶縁性材料としては、エポキシ系の熱硬化性樹脂やアクリル系の光硬化性樹脂、あるいはこれらを混合させたものを用いることができる。この第1スロープ15の表面には、第1電極パッドBPと第2電極パッドPとを電気的に接続する第1金属配線18が形成されている。
5は絶縁性材料から形成されており、絶縁性材料としては、エポキシ系の熱硬化性樹脂やアクリル系の光硬化性樹脂、あるいはこれらを混合させたものを用いることができる。この第1スロープ15の表面には、第1電極パッドBPと第2電極パッドPとを電気的に接続する第1金属配線18が形成されている。
第1パッド形成面12aと第2パッド形成面13aとの間には、ここにも第2チップ13の厚さに相当する段差が形成されている。第1パッド形成面12aの第2電極パッドPに対向する第2チップ13の一辺には、第1パッド形成面12aと第2パッド形成面13aとをつなぐ連続面を有して該連続面が前記段差を緩和するかたちをなす傾斜部である第2スロープ16が形成されている。この第2スロープ16は、第1スロープ15と同様に、絶縁性材料から形成されている。この第2スロープ16の表面には、第1チップ12の第2電極パッドPと第2チップ13の第2電極パッドPとを電気的に接続する第2金属配線19が形成されている。
すなわち電子装置10において、実装基板11の実装面11aと第1チップ12の第1パッド形成面12aとの間の段差は第1スロープ15により緩和され、第1チップ12の第1パッド形成面12aと第2チップ13の第2パッド形成面13aとの間の段差は第2スロープ16により緩和されるようになる。これにより、実装基板11の各第1電極パッドBPとそれらに対応する第1チップ12の各第2電極パッドPとが段差による屈曲により機械的な信頼性が低下されることのない、すなわち第1スロープ15を介して配置された機械的な信頼性の高い第1金属配線18により接続されるようになる。また、第1チップ12の各第2電極パッドPとそれらに対応する第2チップ13の各第2電極パッドPとが段差による屈曲により機械的な信頼性が低下されることのない、すなわち第2スロープ16を介して配置された機械的な信頼性の高い第2金属配線19により接続されるようになる。
次に、上述した電子装置10の段差間配線の形成方法について図2〜図7を参照しながら説明する。図2は、段差間配線の形成方法における各製造工程を示すフローチャートであり、図3(a),(b)は、各製造工程における図1の3−3線断面構造を示す図である。また、図4は前記製造工程においてスロープの形成される態様を示す図であり、(a)は断面構造を示す図、(b)は部分的な平面構造を示す図であり、図5(a),(b),(c)は、スロープの形成されるときの液滴の濡れ広がりの態様を示す断面図である。さらに、図6も前記製造工程においてスロープが形成される態様を示す図であり、(a)は断面構造を示す図、(b)は部分的な平面構造を示す図であり、図7は同製造工程において配線の形成される態様を示す図であり、(a)は断面構造を示す図、(b)は一部の平面構造を示す図である。
図2において、段差間配線を形成する各製造工程は、撥液処理工程(ステップS11)と、ドット列形成工程(ステップS12)と、スロープ形成工程(ステップS13)と、配線描画工程(ステップS14)とを順番に有し構成されている。
撥液処理工程は、図3(a)に示すように、電子装置10においてその上面に撥液層14を形成する工程である。詳述すると、撥液層14は、インクジェット法により撥液材料を含む撥液性インクの液滴が実装面11a、第1パッド形成面12a及び第2パッド形成面13aに配置され乾燥されることにより形成される。なお本実施形態では、撥液層14は、単分子膜や樹脂膜として形成されることができ、撥液材料としては、後に述べる絶縁性インクの分散媒に対して撥液性を発現するフッ素系樹脂などを用いることができる。
例えば撥液材料は、実装面11a、第1パッド形成面12a及び第2パッド形成面13a上に有機分子膜などからなる自己組織化膜を形成するようになっている。有機分子膜は
、実装面11a等の表面に結合可能な官能基を有し、他端側に撥液性を発現する官能基を有すると共に、これらの官能基を結ぶ炭素の直鎖あるいは一部分岐した炭素鎖を備えており、実装面11a等に結合して自己組織化して分子膜、例えば単分子膜を形成する。
、実装面11a等の表面に結合可能な官能基を有し、他端側に撥液性を発現する官能基を有すると共に、これらの官能基を結ぶ炭素の直鎖あるいは一部分岐した炭素鎖を備えており、実装面11a等に結合して自己組織化して分子膜、例えば単分子膜を形成する。
また、自己組織化膜は、実装面11a等下地層等構成原子と反応可能な結合性官能基とそれ以外の直鎖分子とからなり、該直鎖分子の相互作用により極めて高い配向性を有する化合物を、配向させて形成された膜である。この自己組織化膜は、単分子を配向させて形成されているので、極めて膜厚を薄くすることができ、しかも、分子レベルで均一な膜となる。即ち、膜の表面に同じ分子が位置するため、膜の表面に均一でしかも優れた撥液性等を付与することができる。
上記の高い配向性を有する化合物として、例えばフルオロアルキルシランを用いた場合には、膜の表面にフルオロアルキル基が位置するように各化合物が配向されて自己組織化膜が形成されるので、膜の表面に均一な撥液性が付与される。
自己組織化膜を形成する化合物としては、例えば、ヘプタデカフルオロ−1,1,2,2テトラヒドロデシルトリエトキシシラン、ヘプタデカフルオロ−1,1,2,2テトラヒドロデシルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロ−1,1,2,2テトラヒドロデシルトリクロロシラン、トリデカフルオロ−1,1,2,2テトラヒドロオクチルトリエトキシシラン、トリデカフルオロ−1,1,2,2テトラヒドロオクチルトリメトキシシラン、トリデカフルオロ−1,1,2,2テトラヒドロオクチルトリクロロシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン等のフルオロアルキルシラン(以下、「FAS」と表記する)を挙げることができる。使用に際しては、一つの化合物を単独で用いるのも好ましいが、2種以上の化合物を組合せて使用してもよい。
ドット列形成工程は、図3(b)に示すように、実装面11aと第1パッド形成面12aとの間、及び、第1パッド形成面12aと第2パッド形成面13aとの間においてスロープが形成されるスロープ形成領域内に液滴20Lを配置してドット列を形成する工程である。詳述すると、実装面11aの第1電極パッドBPと第1パッド形成面12aの第2電極パッドPとの間には、第1チップ12の厚みに応じた段差を含む実装面11aと第1パッド形成面12aとを連続面で結ぶ第1スロープ15が形成されるスロープ形成領域が区画される。このスロープ形成領域はそれを区画する辺として、始点となる実装面11a側の辺と、終点となる第1パッド形成面12a側の辺とを有しており、それら始点の辺と、終点の辺と、それらの間の内側とにインクジェット法により上述した絶縁性材料を分散媒に分散させた絶縁性インクからなる液滴20Lが複数配列される。
同様に、第1パッド形成面12aの第2電極パッドPと第2パッド形成面13aの第2電極パッドPとの間には、第2チップ13の厚みに応じた段差を含む第1パッド形成面12aと第2パッド形成面13aとを連続面で結ぶ第2スロープ16が形成されるスロープ形成領域が区画される。このスロープ形成領域もそれを区画する辺として、始点となる第1パッド形成面12a側の辺と、終点となる第2パッド形成面13aの辺と、それらの間の内側とにインクジェット法により前記絶縁性インクからなる液滴20Lが複数配列される。
各スロープ形成領域に配列された複数の液滴20Lは、それらが相互に接触することがないように配置されており、このように配置された複数の液滴20Lが乾燥されることにより撥液層14上には複数のドット20D(図4(a)参照)の配列からなるドット列が複数形成される。なお本実施形態では、ドット20Dは隣接する他のドット20Dとの間の間隔が所定の間隔D(図4(b)参照)となるようになっている。なお本実施形態では、間隔Dは撥液層14に着弾した液滴20Lの着弾径よりも小さい値であり、例えば10
μm〜12μmなどであるが、着弾径や液滴の種類もしく着弾精度などに応じて適宜変更可能な値である。
μm〜12μmなどであるが、着弾径や液滴の種類もしく着弾精度などに応じて適宜変更可能な値である。
上述のように、絶縁性インクの液滴の配置される電子装置10の上面には撥液層14が形成されている。その撥液層14に配置された液滴は濡れ広がりづらい一方、その移動は極めて容易であり、液滴20Lの間隔が狭い場合には、隣接する液滴同士が接触して多数の液溜まりが無秩序に形成されるようになり所定の形状の配列を液滴20Lにより形成することが難しい。しかし、本実施形態では液滴20L相互が接触しないように配置されることから、撥液層14上において外力が与えられることがない限り各液滴20Lは着弾位置に留まり、それらの液滴20Lの乾燥によりドット20Dによるスロープ形成領域の区画が適切になされるようになる。
スロープ形成工程は、スロープ形成領域を区画するドット列に絶縁性インクからなる液滴を配置して乾燥させ第1スロープ15や第2スロープ16を形成する工程である。
詳述すると、撥液層14上に複数のドット20Dの配列からなるドット列が形成されると、そこに所定の厚みのスロープが形成されるように、それらドット列の上に所定量の絶縁性インクがインクジェット法による液滴の連続的な供給により配置される。このとき液滴は、撥液層14には撥液される一方、同絶縁性インクの液滴の乾燥されたドット20Dには親液性を有する。これにより、このときに配置される液滴は、ドット20Dに接触することでドット20Dに引き寄せられるようになるので、ドット20Dに接触できる範囲、すなわちスロープ形成領域に引き留められるかたちとなる。また本実施形態では、ドット20Dの間隔Dが撥液層14に着弾した液滴の着弾径よりも小さい値となっていることから、液滴が配置されたときにドット20Dに接触していなかったとしても、ドット20Dの間を通ってスロープ形成領域から流れ出ることがない。そしてこのような場合であれ、いずれその他の液滴とともにドット20Dに接触する液層21Lを構成するようになる。
詳述すると、撥液層14上に複数のドット20Dの配列からなるドット列が形成されると、そこに所定の厚みのスロープが形成されるように、それらドット列の上に所定量の絶縁性インクがインクジェット法による液滴の連続的な供給により配置される。このとき液滴は、撥液層14には撥液される一方、同絶縁性インクの液滴の乾燥されたドット20Dには親液性を有する。これにより、このときに配置される液滴は、ドット20Dに接触することでドット20Dに引き寄せられるようになるので、ドット20Dに接触できる範囲、すなわちスロープ形成領域に引き留められるかたちとなる。また本実施形態では、ドット20Dの間隔Dが撥液層14に着弾した液滴の着弾径よりも小さい値となっていることから、液滴が配置されたときにドット20Dに接触していなかったとしても、ドット20Dの間を通ってスロープ形成領域から流れ出ることがない。そしてこのような場合であれ、いずれその他の液滴とともにドット20Dに接触する液層21Lを構成するようになる。
ところで、実装基板11と第1チップ12とに跨るスロープ形成領域には段差が形成されており(図5(a))、スロープ形成領域に含まれるその段差にも絶縁性インクの液滴が配置される。このとき、図5(b)に示されるように、段差を挟んで対応する第1チップ12に設けられた上段のドットDaと実装基板11に設けられた下段のドットDdとの間に着弾配置される液滴IDは、その一端が接触した上段のドットDaに濡れ広がりつつ、他端は段差の下方まで落下を続けて細長く延びる。そしてその他端が実装基板11に着弾配置されて接触する下段のドットDdに濡れ広がることにより、図5(c)に示されるように、同段差にはそれを跨ぐかたちに液滴IDの液だまりである連結層ILが、その一端が上段のドットDaに濡れ広がり、その他端が下段のドットDdに濡れ広がるかたちに形成される。なお、一滴では上段のドットDaと下段のドットDdとを同段差を跨いで結ぶことができない大きさの液滴IDの場合であっても、同段差には、その近傍に連続的に供給される複数の液滴IDが結合して上段のドットDaに濡れ広がりつつ下段のドットDd側にも流れることにより、上述と同様の連結層ILが形成される。そして、各上段のドットDaとそれに対応する各下段のドットDdとの間に形成されたそれぞれの連結層ILが、それら連結層ILの間に配置される液滴IDなどにより連結されて、スロープ形成領域の段差を覆う連結層を形成する。それとともに連結層ILは、下段のドットDdとドットDcとの間や上段のドットDaとドットDbとの間に濡れ広がる図示しない他の連結層等とも結合して、そこに段差を厚く覆うようになる所定量まで液滴が供給されることにより、表面量力によりスロープ形成領域の外側には広がらないかたちに盛り上がる液層21Lが形成されるようになる。また、第1チップ12と第2チップ13とに跨るスロープ形成領域の段差にも、上述した実装基板11と第1チップ12との段差の場合と同様に、上段と下段の各ドット20Dを結ぶかたちに連結層が形成され、その連結層と他の連結層等とが結合して同段差を覆うとともに、所定量まで供給される液滴により液層21Lが形成
される。
される。
これにより、実装面11aと第1パッド形成面12aとに跨り形成されたスロープ形成領域には、実装面11a上の各ドット20Dと第1パッド形成面12a上の各ドット20Dとに跨るとともに、第1チップ12の高さを越える高さの液層21Lが形成される。
そして、図6に示すように、スロープ形成領域に形成された液層21Lが乾燥されて固体層21Dが形成される。このとき、図6(a)に示すように、スロープ形成領域の始点の辺と終点の辺に位置しないドット20Dのほとんどが固体層21Dに覆われてしまうことになる。一方、図6(b)に示すように、スロープ形成領域の始点の辺と終点の辺に位置するドット20Dはその一部が固体層21Dの外部に半円球状の形状を残し、固体層21Dの端部と半円球状のドット20Dの円弧により波状の形状を形成する。一般的に、液層21Lには、接触する2つのドット20Dの距離が最も短くなる位置に寄せられるような力が働くとともに、スロープ形成領域の辺部においてはその中央方向の液滴により中央方向に引き寄せられる力も働くことからそこのドット20Dの一部が液層21Lに覆われない。このことにより、辺部のドット20Dの一部を露出させた液層21Lが乾燥された固体層21Dにもドット20Dの一部が残るようになる。そして、このように形成された固体層21Dがそれぞれ第1スロープ15、第2スロープ16となる。すなわち第1スロープ15及び第2スロープ16がそれらの端部が安定して形成されることから、その表面には安定的な傾斜面が形成されるようになる。
なお、本実施形態では、ドット20Dとスロープとを同一の絶縁性インクからなる液滴により形成したことから、各ドット20Dに液層21Lを配置したとき、ドット20Dはその界面が液層21Lに対してよく親和するようになる。これにより液層21Lを乾燥させたときには、固体層21Dが各ドット20Dに好適に融着されるようにもなり、すなわち第1スロープ15及び第2スロープ16がスロープ形成領域に安定して形成されるようになる。
配線描画工程では、実装面11aの第1電極パッドBPと第1パッド形成面12aの第2電極パッドPとを電気的に接続する第1金属配線18と、第1パッド形成面12aの第2電極パッドPと第2パッド形成面13aの第2電極パッドPとを電気的に接続する第2金属配線19とが形成される。すなわち、図7に示すように、第1スロープ15と第2スロープ16がそれぞれ形成されると、第1スロープ15を介して第1金属配線18が形成され、第2スロープ16を介して第2金属配線19が形成される。第1金属配線18及び第2金属配線19は、導電性材料としての導電性微粒子の分散系からなる導電性インクを用いたインクジェット法によって形成される。本実施形態では、実装面11aの第1電極パッドBP上面から第1スロープ15上を通り第1パッド形成面12aの第2電極パッドP上までの各位置に導電性インクからなる液滴が吐出され連続的に配置される。次いで、配置された液滴に加熱処理が施されることにより分散媒の蒸発と導電性微粒子の焼成とが進行するとともに、導電性微粒子と第1及び第2電極パッドBP,Pとが撥液層14を破り物理的に結合するようになり、第1金属配線18が形成される。また、第1パッド形成面12aの第2電極パッドP上から第2スロープ16上を通り第2パッド形成面13aの第2電極パッドP上までの各位置に導電性インクからなる液滴が吐出され連続的に配置される。次いで、配置された液滴に加熱処理が施されることにより分散媒の蒸発と導電性微粒子の焼成とが進行するとともに、導電性微粒子と各第2電極パッドPとが撥液層14を破り物理的に結合するようになり、第2金属配線19が形成される。
本実施形態では、第1スロープ15及び第2スロープ16の表面には安定した傾斜面が形成されていることから、そこに配置される導電性インクの液滴が不用意に移動されることが抑制されるようになり、配線のパターンが安定的に描画されるようにもなる。描画さ
れる配線のパターンが安定していることから、形成される配線がゆがんだり断線するようなことや、隣接する配線と接触したりするおそれが低減され、配線の機械的な安定性とともに、電気的な安定性も向上される。
れる配線のパターンが安定していることから、形成される配線がゆがんだり断線するようなことや、隣接する配線と接触したりするおそれが低減され、配線の機械的な安定性とともに、電気的な安定性も向上される。
なお、導電性インクの導電性微粒子は、数nm〜数十nmの粒径を有する微粒子であり、例えば銀、金、銅、白金、パラジウム、ロジウム、オスミウム、ルテニウム、イリジウム、鉄、錫、コバルト、ニッケル、クロム、チタン、タンタル、タングステン、インジウム等の金属、あるいはこれらの合金を用いることができる。
一方、分散媒は、導電性微粒子を分散できるもので凝集を起こさないものであれば特に限定されない。例えば、水の他に、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、n−ヘプタン、n−オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼンなどの炭化水素系化合物、またエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、1,2−ジメトキシエタン、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、p−ジオキサンなどのエーテル系化合物、さらにプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノンなどの極性化合物を例示できる。これらのうち、導電性微粒子の分散性と分散液の安定性、また液滴吐出法への適用の容易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物が好ましく、より好ましい分散媒としては、水、炭化水素系化合物を挙げることができる。
ちなみに、実装面11aと第1パッド形成面12aの各電極パッド同士や、第1パッド形成面12aと第2パッド形成面13aの各電極パッド同士を例えばワイヤボンディングを用いて接続した場合には、第1チップ12及び実装基板11や第2チップ13が高温に加熱されたり、大きな機械的なストレスが局所的に加わったりする。そのため、ワイヤボンディングを用いた場合には、実装基板11、第1チップ12及び第2チップ13に耐熱性や機械的なストレスへの耐久性が高い水準で要求される。しかし、本実施形態のように液滴吐出法を用いて第1金属配線18及び第2金属配線19を形成すれば、上述したような実装基板11、第1チップ12及び第2チップ13への要求を軽減することができ、これらの材質選定における自由度を拡大することもできる。
以上説明したように、本実施形態の段差間配線構造によれば以下のような効果を得ることができる。
(1)撥液層14上にて第1及び第2金属配線18,19が敷設されるそれぞれの始点及び終点と段差部を途中に含むその内側とに樹脂材料を含むドット20Dからなるドット列が相互に接触しないようにそれぞれ配列形成した。それから、それぞれの段差部には絶縁スロープとしての第1及び第2スロープ15,16を、それらドット列をつなぐ態様で配置した液滴の乾燥により形成した。これにより、撥液層14上に第1及び第2スロープ15,16を形成する液滴(液層21L)が配置された場合であれ、それら液滴(液層21L)はそれと同様の絶縁性材料を含むがゆえに親液性を示すドット20Dに引き寄せられるようになり、各ドット20Dの配列からなるドット列により区画されたスロープ形成領域に留まるようになる。これによりインクジェット法であれ、撥液層14上における液滴の濡れ広がり易さによる影響をうけて絶縁スロープの端部の形状が不安定となることなく、第1及び第2スロープ15,16はその端部がドット列の配列により所望の形状に保持されるようになり、全体としても所望の形状に形成されるようになる。所望の形状の第1及び第2スロープ15,16により段差が緩和されることにより、それら第1及び第2スロープ15,16上を通る段差間配線としての第1及び第2金属配線18,19も好適
に形成されるようになり、段差間配線の信頼性も自ずと高められるようになる。
(1)撥液層14上にて第1及び第2金属配線18,19が敷設されるそれぞれの始点及び終点と段差部を途中に含むその内側とに樹脂材料を含むドット20Dからなるドット列が相互に接触しないようにそれぞれ配列形成した。それから、それぞれの段差部には絶縁スロープとしての第1及び第2スロープ15,16を、それらドット列をつなぐ態様で配置した液滴の乾燥により形成した。これにより、撥液層14上に第1及び第2スロープ15,16を形成する液滴(液層21L)が配置された場合であれ、それら液滴(液層21L)はそれと同様の絶縁性材料を含むがゆえに親液性を示すドット20Dに引き寄せられるようになり、各ドット20Dの配列からなるドット列により区画されたスロープ形成領域に留まるようになる。これによりインクジェット法であれ、撥液層14上における液滴の濡れ広がり易さによる影響をうけて絶縁スロープの端部の形状が不安定となることなく、第1及び第2スロープ15,16はその端部がドット列の配列により所望の形状に保持されるようになり、全体としても所望の形状に形成されるようになる。所望の形状の第1及び第2スロープ15,16により段差が緩和されることにより、それら第1及び第2スロープ15,16上を通る段差間配線としての第1及び第2金属配線18,19も好適
に形成されるようになり、段差間配線の信頼性も自ずと高められるようになる。
(2)また、第1及び第2スロープ15,16を形成するためにインクジェット法により撥液層14に吐出される絶縁性インクからなる液滴が、接触したドット20Dに引き寄せられることにより不用意にスロープ形成領域から流れ出して第1及び第2電極パッドBP,Pの表面に付着するなどの不都合が生じるおそれも抑制される。これにより、第1及び第2電極パッドBP,Pとそこに接続される第1又は第2金属配線18,19との絶縁不良が生じるようなことも低減されて、このような絶縁スロープを用いた配線の電極パッドへの電気的な接続の信頼性が向上されるようにもなる。
(3)隣接するドット20D相互間の間隔Dを絶縁性インクの液滴20Lの着弾径よりも小さくしたことにより、ドット列の間に着弾された同絶縁性インクからなる液滴はその着弾位置から移動するような場合であれ、いずれかのドット20Dに接触して、そのドット20Dに引き寄せられるようになる。これにより、一つの液滴であれ撥液層14上を自由に移動して第1又は第2電極パッドBP,Pに付着するようなおそれが抑制されるようになる。
(4)ドット20Dを形成するインクと第1及び第2スロープ15,16を形成するインクとを同一の絶縁性インクとしたことにより、乾燥されたドット20Dであれ同絶縁性インクからなる液滴に親液性を有するようになり、液滴がドットへ引き寄せられ易くなる。またドット20Dの界面には同一の材料を含む液滴が接触するようになることなることから、ドット20Dと液滴(液層21L)との親和性がよく、液滴の乾燥された固体層21D(第1及び第2スロープ15,16)とドット20Dとの融着性が高いものとなる。
(5)第1及び第2スロープ15,16の高さに必要とされる量の絶縁性インクの液滴からなる液層21Lを連続打ちにて形成した。例えば、ドット20Dに液滴を分散配置すると、所定の大きさになるまで濡れ広がらない独立した液溜まりが多数生じ、それらの液溜まりを連結させるためにさらに多くの液滴の供給が必要とされる。しかしこれによれば、液溜まりを複数生じないように、連続打ちにて一つの液層21Lが形成されるようにして供給する液滴の量を少なくすることができるようになる。これにより液滴の供給量の制御の自由度が高くなり、液滴の供給量により制御される第1及び第2スロープ15,16の高さの選択性が高められるようなる。
(6)段差部の上段側にもドット20Dを形成してそこにも第1及び第2スロープ15,16を配置するようにした。これにより、第1チップ12や第2チップ13の周辺部に、ガードリング、配線層やスクラブラインなどの導電体がある場合であれ、そのような導電体との絶縁性を維持しつつ上部を越える第1及び第2金属配線18,19を形成することができる。
尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、段差部は第1チップ12や第2チップ13により形成されたが、これに限らず、段差部はその他の部品や配線により形成されたものであってもよい。例えば、実装面の上に配置された電子部品による段差や、実装面の上に形成された高さのある配線による段差に対してこのような段差間配線構造を適用してもよい。
・上記実施形態では、段差部は第1チップ12や第2チップ13により形成されたが、これに限らず、段差部はその他の部品や配線により形成されたものであってもよい。例えば、実装面の上に配置された電子部品による段差や、実装面の上に形成された高さのある配線による段差に対してこのような段差間配線構造を適用してもよい。
・上記実施形態では、段差部の段差は1段であったが、これに限らず、段差部の段差は複数段であっても、平面上に凸設された壁のような形状の段差であってもよい。いずれにしても、段差があり液滴の配置が難しい個所にこのような段差間配線構造を適用することによってそこに安定したスロープが形成されてそのスロープの上に機械的、電気的に高い信頼性を有する配線を形成することができるようになる。
また、高集積化のために半導体チップが段違いに積層されるような場合であれ、このような段差間配線構造が適用されるようになる。
・上記実施形態では、ドット20D、第1及び第2スロープ15,16を形成する絶縁性材料としては、エポキシ系の熱硬化性樹脂やアクリル系の光硬化性樹脂、あるいはこれらを混合したものが用いられた。しかしこれに限らず、スロープを形成する絶縁性材料は絶縁性を有するものであれば、ポリイミド樹脂系、エポキシ樹脂系、ポリエステル樹脂系、フェノール樹脂系、フッ素樹脂系、紫外線硬化樹脂、可視光硬化樹脂などの樹脂でもよい。
・上記実施形態では、ドット20D、第1及び第2スロープ15,16を形成する絶縁性材料としては、エポキシ系の熱硬化性樹脂やアクリル系の光硬化性樹脂、あるいはこれらを混合したものが用いられた。しかしこれに限らず、スロープを形成する絶縁性材料は絶縁性を有するものであれば、ポリイミド樹脂系、エポキシ樹脂系、ポリエステル樹脂系、フェノール樹脂系、フッ素樹脂系、紫外線硬化樹脂、可視光硬化樹脂などの樹脂でもよい。
・上記実施形態では、ドット20D、第1及び第2スロープ15,16は同じ絶縁性インクから形成されたが、これに限らず、いずれも絶縁性を有し、乾燥されたドットが各スロープを形成する液滴に親液性を有するものであれば、それらを形成するインクの組成に違いがあってもよい。すなわち、ドットを形成するインクと、各スロープを形成するインクとは異なる絶縁性材料を含むインクであっても、異なる分散媒を含むインクであってもよい。これにより、このような段差間配線方法に用いられるインクの選択の自由度が高められる。
・上記実施形態では、撥液層14やドット20Dに接触角の制御を行わなかった。しかしこれに限らず、撥液層やドットに接触角の制御を行なってもよい。例えば、ドット20Dに紫外線を照射することなどによる親液処理を行い、その濡れ易さ(親液性)を増大させるようにすることで、ドット20Dへの液滴の接触角を制御してもよい。これにより、液滴がドットに対して濡れ広がり易くなり、そこに配置される液滴の数が少なくてもそこに液層を広く形成するようになる。すなわち、濡れ易さを高くすることで絶縁スロープの高さを低く制御することができるようにもなる。
なお、接触角の制御は一般的には紫外線を照射することにより行われ、紫外線としては例えばエキシマ光(例えば、波長256nm)などが用いられる。
・また、親液処理は、プラズマの照射により行なってもよい。例えば、酸素(O2)などを処理ガスとするプラズマ処理により撥液層やドットの親液性を増大させるようにしてもよい。さらに、親液処理は、例えばオゾン処理、酸処理またはアルカリ処理といった他の公知の方法により行なうようにしてもよい。これにより、親液処理の自由度が高められるようになる。
・また、親液処理は、プラズマの照射により行なってもよい。例えば、酸素(O2)などを処理ガスとするプラズマ処理により撥液層やドットの親液性を増大させるようにしてもよい。さらに、親液処理は、例えばオゾン処理、酸処理またはアルカリ処理といった他の公知の方法により行なうようにしてもよい。これにより、親液処理の自由度が高められるようになる。
・上記実施形態では、第1及び第2スロープ15,16の高さに必要とされる量の絶縁性インクの液滴は連続打ちにて供給された。しかしこれに限らず、所定の領域に複数回に分けて液滴を分割配置するブロック打ちや、一度の吐出で大量の液滴が配置されてもよい。これにより、段差間配線の形成方法における液滴の配置方法の自由度が高められるようになる。
・上記実施形態では、撥液層14は電子装置10の上面全体に広げられるかたちで例えばインクジェット法により形成された。しかしこれに限らず、電子装置10の上面の全体に撥液層が形成されるのであれば、ディスペンサ法、スピンコータ法や浸積などその他の形成方法により形成されてもよい。これにより、撥液層の形成方法の自由度が広げられこのような半導体装置の形成方法の用途が広げられる。
・上記実施形態では、撥液層14は液滴、すなわち液相から形成された。しかしこれに限らず、撥液層は、気相からも形成されてもよい。
・また撥液層は、常圧でプラズマ照射により形成されてもよい。プラズマ処理に用いるガス種は、基板の表面材質等を考慮して種々選択できる。例えば、4フッ化メタン、パー
フルオロヘキサン、パーフルオロデカン等のフルオロカーボン系ガスを処理ガスとして使用できる。この場合、撥液層として撥液性のフッ化重合膜を形成することができる。
・また撥液層は、常圧でプラズマ照射により形成されてもよい。プラズマ処理に用いるガス種は、基板の表面材質等を考慮して種々選択できる。例えば、4フッ化メタン、パー
フルオロヘキサン、パーフルオロデカン等のフルオロカーボン系ガスを処理ガスとして使用できる。この場合、撥液層として撥液性のフッ化重合膜を形成することができる。
・さらに撥液層は、所望の撥液性を有するフィルム、例えば4フッ化エチレン加工されたポリイミドフィルム等を貼着することによって形成されてもよい。
・上記実施形態では、撥液層14は電子装置10の上面全体に形成された。しかしこれに限らず、電子装置10の上面の必要な個所にのみ形成するようにしてもよい。これにより、撥液層の形成方法の態様についての自由度が高められる。
・上記実施形態では、撥液層14は電子装置10の上面全体に形成された。しかしこれに限らず、電子装置10の上面の必要な個所にのみ形成するようにしてもよい。これにより、撥液層の形成方法の態様についての自由度が高められる。
・上記実施形態では、実装基板11には第1電極パッドBPが、実装面11aの一辺に沿って配列されていたが、これに限らず、例えば実装面11aの複数の辺に形成される構成でもよい。
・上記実施形態では、実装基板11には能動部品としての第1チップ12が配置された。しかしこれに限らず、第1チップとしては、抵抗器やコンデンサなどに代表されるような受動部品であってもよく、パッド形成面に第2電極パッドが形成されて、そのパッド形成面の反対側面を実装面に向けた実装、いわゆるフェイスアップ方式の実装が可能なものであればよい。
・上記実施形態では、第1チップ12の第2電極パッドPは、第1パッド形成面12aの一辺に沿って配列されていたが、これに限らず、実装基板の第1電極パッドの場合と同様に、例えばパッド形成面の複数の辺に第2電極パッドが形成される構成や第2電極パッドが1つだけ形成される構成であってもよい。
・上記実施形態では、第1チップ12には能動部品としての第2チップ13が配置された。しかしこれに限らず、第2チップ13としては、抵抗器やコンデンサなどに代表されるような受動部品であってもよく、パッド形成面に第2電極パッドが形成されて、そのパッド形成面の反対側面を第1チップのパッド形成面に向けた実装、いわゆるフェイスアップ方式の実装が可能なものであればよい。
・上記実施形態では、第2チップ13の第2電極パッドPは、第2パッド形成面13aの一辺に沿って配列されていたが、これに限らず、第1チップの第2電極パッドの場合と同様に、例えばパッド形成面の複数の辺に第2電極パッドが形成される構成や第2電極パッドPが1つだけ形成される構成であってもよい。
P…第2電極パッド、BP…第1電極パッド、ID…液滴、IL…連結層、10…電子装置、11…実装基板、11a…実装面、12…第1チップ(第1の半導体チップ)、12a…第1パッド形成面、13…第2チップ(第2の半導体チップ)、13a…第2パッド形成面、14…撥液層、15…第1スロープ、16…第2スロープ、18…第1金属配線、19…第2金属配線、20D…ドット、20L…液滴、21D…固体層、21L…液層。
Claims (10)
- 絶縁性材料を分散媒に分散させた絶縁性インクの液滴を配置して乾燥させることにより形成された絶縁スロープによって段差部が覆われてなり、導電性材料を分散媒に分散させた導電性インクの液滴を配置して乾燥及び焼成することにより形成された配線が前記絶縁スロープの上面を介して段差間に敷設されてなる段差間配線構造であって、
前記段差部も含め、前記配線の敷設対象となる面は前記分散媒を撥液する撥液材料からなる撥液層によって覆われてなるとともに、この撥液層の表面には、前記絶縁スロープの前記配線が敷設される方向についての始点及び終点となる辺に対応して各々その内側に、樹脂材料を含む樹脂インクからなる液滴が相互に接触しないように複数配列されて硬化されたドット列が形成されてなり、前記絶縁スロープは、該絶縁スロープを形成する絶縁性インクの液滴が前記段差部においてこれらドット列をつなぐ態様で配置されて乾燥されたものである
ことを特徴とする段差間配線構造。 - 前記ドット列は、隣接するドット相互間の間隔が前記絶縁性インクの液滴の着弾径よりも小さい
請求項1に記載の段差間配線構造。 - 前記ドット列を形成する樹脂インクは前記絶縁スロープを形成する絶縁性インクと同一材料のインクからなる
請求項1又は2に記載の段差間配線構造。 - 前記配線の敷設対象が、段違いに積層された複数の半導体チップである
請求項1〜3のいずれか一項に記載の段差間配線構造。 - 絶縁性材料を分散媒に分散させた絶縁性インクの液滴を配置して乾燥させることにより形成される絶縁スロープによって段差部を覆い、導電性材料を分散媒に分散させた導電性インクの液滴を配置して乾燥及び焼成することにより形成される配線を前記絶縁スロープの上面を介して段差間に敷設する段差間配線方法であって、
前記段差部も含め、前記配線の敷設対象となる面を前記分散媒を撥液する撥液材料からなる撥液層によって覆う工程と、
この撥液層の表面に、前記絶縁スロープの前記配線が敷設される方向についての始点及び終点となる辺に対応して各々その内側に、樹脂材料を含む樹脂インクからなる液滴が相互に接触しないように複数配列してこれを硬化したドット列を形成する工程と、
前記絶縁スロープを形成する絶縁性インクの液滴を前記段差部においてこれらドット列をつなぐ態様で配置してこれを乾燥する工程と、
を含み、こうして形成された絶縁スロープの上面を介して前記配線を段差間に敷設する
ことを特徴とする段差間配線方法。 - 前記ドット列は、隣接するドット相互間の間隔が前記絶縁性インクの液滴の着弾径よりも小さくなるように形成される
請求項5に記載の段差間配線方法。 - 前記絶縁スロープを形成する絶縁性インクは、前記絶縁スロープとして必要とされる高さに相当する量の液滴が連続して吐出される連続打ちによって配置される
請求項5又は6に記載の段差間配線方法。 - 前記絶縁スロープを形成する絶縁性インクの液滴を配置して乾燥する工程に先立ち、前記ドット列に親液処理をしてその接触角を制御する工程をさらに含む
請求項5〜7のいずれか一項に記載の段差間配線方法。 - 前記ドット列を形成する樹脂インクとして、前記絶縁スロープを形成する絶縁性インクと同一材料のインクを用いる
請求項5〜8のいずれか一項に記載の段差間配線方法。 - 前記配線の敷設対象を、段違いに積層された複数の半導体チップとする
請求項5〜9のいずれか一項に記載の段差間配線方法。
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