电子设备用基板及电子设备制造技术

本发明专利技术提供一种具有电阻较低的贯通电极构造、或者散热特性良好的热传导路径的电子设备用基板及使用它的电子设备。上述基板具有多个贯通电极及柱状散热器中的至少其一。上述贯通电极具有含有nm尺寸的碳纳米管的纳米复合构造，由以设在上述基板上的通孔为铸型的浇铸成形体形成。上述柱状散热器由以设在上述基板上的通孔为铸型的浇铸成形体形成，优选的是，具有含有纳米复合结晶构造的金属/合金成分、或者nm尺寸的碳原子构造体的纳米复合构造。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子设备用基板及电子设备。
技术介绍
例如，在各种规模的集成电路、各种半导体元件或其芯片等的电子设备中，采取在基板上配置元件、将其之间用引线接合等的方式连接的方法。但是，在该方法中，因为需要引线接合工序，所以安装面积和元件的数量都增加，因为配线长的增加而信号延迟变大。所以，提出了在基板上设置贯通电极、将以往的引线接合通过该贯通电极替换的 TSV (Through-Silicon-Via)技术。在日本特开平 11-298138 号公报、日本特开 2000-228410 号公报、日本特开2002-158191号公报及日本特开2003-257891号公报中，公开了在TSV技术中不可或缺的贯通电极形成技术。TSV技术相对于引线接合的优越性如以下所述。首先，在引线接合中，连接根数被限制为100 200根，而如果使用TSV技术，则由于能够以μ m量级的间隔排列连接用贯通电极，所以能够实现几千根单位的连接根数。此外，连接距离变短，所以不易受到干扰，寄生电容及电阻较小就足够，所以延迟及衰减、波形的劣化变少，不需要用于放大及静电破坏保护的多余的电路，由此，能够得到实现电路的闻速动作和低耗电化等的优点。通过使用TSV技术，不仅是包括模拟或数字的电路、DRAM那样的存储器电路、CPU 那样的逻辑电路等的电子设备，还可以通过不同的工艺制作模拟高频率电路和低频率低耗电的电路的所谓异类的电路，得到将它们层叠的电子设备。如果在3维集成电路(3D-IC)中使用TSV技术，则将大量的功能装入到较小的占用面积之中。除此以外，元件彼此的重要的电气路径能够戏剧般地变短，所以带来处理的高速化。在TSV技术的应用时，必须形成通孔(贯通电极)。作为其方式，一般是通过Cu电镀形成贯通电极的方法。但是，由于电镀的处理时间无论如何也变长，所以制造效率变差。但是，通孔通常深宽比为5以上，此外一般在通孔的内壁面上产生凹凸，所以难以将电镀基底膜均匀地形成在通孔内壁面的整面上。因此，在通孔的内壁面与作为贯通电极的镀膜之间发生空洞或间隙，成为电阻增大及可靠性下降等的原因。此外，还发生不能使电阻成为Cu具有的电阻值以下的限度。进而，如果通过TSV技术的应用而电子设备的高密度化、高性能化、高速化、小型化、薄型化及轻量化发展，则通过动作产生的热量增大，而且其散热构造的构建变得困难， 如何散热成为大问题。这是因为，如果散热不充分，则产生的热被积蓄而达到异常散热，失去电子零件的接合强度，会损害电连接的可靠性，或者电子零件的电气特性变动，在最坏的情况下会导致热失控、热破坏等。作为这样的散热机构，以往以来已知有各种技术。例如，日本特开2008-294253 号公报公开了填充含有Ag粉末的导电性膏而形成传热导通导体的技术。此外，日本特开2005-158957号公报公开了如下技术是热传导率良好的金属(铜、钎焊、金)制，或者通过从发光元件子安装构造体的上表面开设通孔，对通孔的侧面实施镀金并填充钎焊，来形成热通孔的技术。日本特开平10-098127号公报公开了使用含有银膏、铜膏等的含金属粉树脂、或金属棒与含金属粉树脂的复合体等的导热体。进而，日本特开2007-294834号公报公开了使用Cu、Ni等的金属的热通孔。但是，在哪种现有技术的情况下，都存在散热特性的提高、制造成本降低等应改善的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有电阻较低的贯通电极构造的电子设备用基板及使用它的电子设备。本专利技术的另一目的在于提供一种具有散热特性良好的热传导路径的电子设备用基板及使用它的电子设备。本专利技术的其他另一目的在于提供一种能够在短时间内高效率地形成电阻较低的贯通电极构造、以及散热特性良好的热传导路径的电子设备用基板及使用它的电子设备。为了达到上述目的，有关本专利技术的电子设备用的基板，具有多个贯通电极，上述贯通电极具有含有rim尺寸的碳纳米管的纳米复合构造，由以设在上述基板上的通孔为铸型的浇铸成形体形成。在本专利技术中，所谓nm尺寸，是指I μπι以下的范围。此外，所谓纳米复合构造，是指至少两种组成成分为一体而构成复合体，它们的组成成分为nm尺寸的微粒子、或者结晶或非结晶相。如上所述，在有关本专利技术的基板中，贯通电极由以设在基板上的通孔为铸型的浇铸成形体形成，所以对于通孔的侧壁面的贴紧力较高，具有没有气孔、空隙、空洞的致密的构造，能够得到具有电阻较小、电传导性良好的贯通电极的基板。即使在通孔的内壁面上有凹凸，由于贯通电极仿形于该凹凸而浇铸，所以也能够得到对于通孔的贴紧强度较高的贯通电极。并且，将贯通电极仿形于通孔的内壁面的凹凸而浇铸的结果是，贯通电极和通孔的内壁面的凹凸作为阻止贯通电极的松脱的锚部发挥作用，所以贯通电极对于基板的接合强度变高。这与通过电镀形成贯通电极的情况不同，意味着不对通孔的内壁面要求凹凸精度，反而为有一些凹凸更好的结果。因此，通孔的形成变得容易。由于贯通电极是多个，所以对于搭载在基板上的电子零件或电子设备，能够将贯通电极作为正极或负极灵活使用。因此，不需要引线接合等的电气配线，能够去除由昂贵的引线接合装置等消费的生产设备费，而降低产品成本。进而，贯通电极具有含有nm尺寸的碳纳米管(Carbon nanotube)的纳米复合构造。碳纳米管具有铜的10倍的高热传导特性。因而，能够实现散热特性很好的贯通电极。此外，碳纳米管的电流密度耐受量是109A/cm2，具有铜的1000倍以上的高电流密度耐受量。并且，在碳纳米管内，在与电良导体的铜的对比中，电子散射较少，所以电阻较小。因而，根据含有碳纳米管的贯通电极，在与铜的对比中电阻较小，即使流过较大的电流也能够减小电阻发热量。贯通电极具有纳米复合构造，该纳米复合构造含有具有这样的特性的nm尺寸的碳纳米管。具有纳米复合构造的贯通电极作为nm尺寸效果而应力变小。因此，在半导体基板中，能够抑制半导体电路的特性劣化。此外，还能够抑制在基板上发生龟裂、裂纹。贯通电极既可以由碳纳米管自身构成，也可以为含有nm尺寸的碳纳米管和纳米复合结晶构造的金属/合金成分的纳米复合构造。含有nm尺寸的碳纳米管和纳米复合结晶构造的金属/合金成分的纳米复合构造的贯通电极由于含有大小被限制为纳米水平的组织(结晶)，所以作为其效果，在贯通电极上发生的应力变小。并且，在纳米复合结晶构造中，还有促进纵向导体的等轴晶化的作用。通过上述纳米复合结晶构造及纳米复合构造具有的特有的特性，特别在半导体基板中能够抑制半导体电路的特性劣化。此外，还能够抑制在基板上发生龟裂、裂纹。在专利技术中，所谓纳米复合结晶构造，基本上是指使纳米粒子分散到结晶粒内(粒内纳米复合结晶构造)、或者使纳米粒子分散到晶界中(晶界纳米复合结晶构造)的结构。进而，也可以将碳纳米管与有机材料混合，根据需要而作为第3成分混合无机粉末或添加纳米复合结晶构造的金属/合金成分，由膏化的复合材料构成。支撑贯通电极的基板可以包括陶瓷等的无机基板、覆铜基板等可见到的有机基板或半导体基板中的至少一种。在构成基板的无机基板、有机基板具有导电性的情况下、以及由半导体基板形成的情况下，贯通电极通过电绝缘膜或电绝缘层相对于导电性的无机基板、导电性的有机基板及半导体基板电绝缘。这样的绝缘构造可以通过将作为通孔的铸型的孔的内壁面氧化或氮化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：关根重信，关根由莉奈，
申请(专利权)人：纳普拉有限公司，
类型：发明
国别省市：