JP2001217548A - 配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】配線基板を安価に製造すること。 【解決手段】複数の配線層を有する配線基板の製造方法
において、前記配線層を形成する第１の金属箔上に、他
の配線層と導通をとるための導電性バンプを形成する第
１のステップと、前記導電性バンプを加熱して所定の硬
度を有する半硬化状態にする第２のステップと、前記第
１の金属箔上に絶縁性樹脂を前記導電性バンプの先端部
分が露出するように液状樹脂をコーティングする第３の
ステップと、前記絶縁性樹脂を加熱して所定の硬度を有
する半硬化状態にする第４のステップと、第２の金属箔
を前記絶縁性樹脂上に加熱圧着して、前記導電性バンプ
と前記絶縁性樹脂とをフルキュアに完全に硬化させ、前
記導電性バンプの先端部分と前記第２の金属箔を電気的
に接続する第５のステップと、前記第１及び第２の金属
箔をエッチングして配線を形成する第６のステップとを
有し、前記第１乃至第６のステップを繰り返して配線基
板を製造することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置を搭載
するの配線基板の製造方法に関し、特に、多層配線基板
の製造方法に適用して有効な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】多層配線基板では、各層の電気的接続に
スルーホールを用いるのが一般的である。このスルーホ
ールは、基板の絶縁層（例えば、ポリイミド、ガラスエ
ポキシ）に抜き金属によるパンチングまたはレーザを用
いて穴を開ける工程が必要になり、これが配線基板が高
価になる要因でもあった。

【０００３】そこで、近年ではこの穴開け工程を用いな
い配線基板の製造方法が開発されてきている。その従来
の配線基板の製造方法を図５に示す。

【０００４】この穴開け工程を用いない従来の配線基板
の製造方法は、まず、図５（ａ）に示すように、銅箔
（例えば、圧延銅箔）１０ａを用意し、図５（ｂ）に示
すように、半硬化の導電性バンプ２０をコーン状（先端
を尖らせた形状）に印刷し、図５（ｃ）に示すように、
プリプレグ（エポキシ硬化剤入り樹脂）のガラスエポキ
シ樹脂３０に銅箔１０ｂを貼り付けたものを用意し、図
５（ｄ）に示すように、プリプレグのガラスエポキシ樹
脂３０を銅箔１０ａ上のコーン状の導電性バンプ２０で
突き破り、反対面の銅箔１０ｂと接触するように加熱圧
着する。

【０００５】このようにして、コーン状の導電性バンプ
２０により銅箔１０ａ，１０ｂを電気的に接続し、図５
（ｅ）に示すように、両銅箔１０ａ，１０ｂをホトケミ
カルエッチングし、配線パターンを形成する。

【０００６】３層以上の配線パターンを形成する場合
は、再度図５（ｂ）〜図５（ｅ）に示す工程を繰り返
す。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の配線基
板の製造方法では、コーン状の導電性バンプ２０をガラ
スエポキシ樹脂に付き当てて銅箔１０ａ，１０ｂの電気
的な接続を行っている。

【０００８】しかし、そのコーン状の導電性バンプ２０
は、径の異なる穴を有するメタルマスク、またはシルク
・スクリーンを用いて複数回スクリーン印刷しなければ
ならず、工程が煩雑になり配線基板が高価になってしま
うという問題点があった。

【０００９】また、コーン状に加工する導電性バンプ２
０は高さを均一にするのが困難であり、その高さの不均
一による接続不良、またはガラスエポキシ樹脂３０を突
き破れないことによる接続不良が発生し易いという問題
点があった。

【００１０】本発明は、上記問題点を解決するために成
されたものであり、その目的は、配線基板を安価に製造
することが可能な技術を提供することにある。

【００１１】また、本発明の他の目的は、配線基板の導
電性バンプと銅箔との接続不良を防止することが可能な
技術を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明において開示され
る発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれ
ば、下記のとおりである。

【００１３】（１）複数の配線層を有する配線基板の製
造方法において、前記配線層を形成する第１の金属箔上
に、他の配線層と導通をとるための導電性バンプを形成
する第１のステップと、前記導電性バンプを加熱して所
定の硬度を有する半硬化状態にする第２のステップと、
前記第１の金属箔上に絶縁性樹脂をコーティングする第
３のステップと、前記絶縁性樹脂を加熱して所定の硬度
を有する半硬化状態にする第４のステップと、第２の金
属箔を前記絶縁性樹脂上に加熱圧着して、前記導電性バ
ンプと前記絶縁性樹脂とを硬化させ、前記導電性バンプ
の先端部分と前記第２の金属箔を電気的に接続する第５
のステップと、前記第１及び第２の金属箔をエッチング
して配線を形成する第６のステップとを有し、前記第１
乃至第６のステップを繰り返して配線基板を製造するこ
とを特徴とする。

【００１４】（２）の配線基板の製造方法において、前
記第３のステップの絶縁性樹脂は、前記導電性バンプの
高さと同一かまたは圧力により前記導電性バンプと前記
第２の金属箔が導通接続できる厚さにコーティングした
ことを特徴とする。

【００１５】（３）の配線基板の製造方法において、前
記第３のステップは、前記第１の金属箔上に絶縁性樹脂
のテープを前記導電性バンプ上から貼り付け、ロールラ
ミネートしたことを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の配線基板の製造方
法を図面を用いて詳細に説明していく。

【００１７】図１及び図２は、本実施形態の配線基板の
製造方法を説明するための図であり、各製造工程が容易
に理解できるように断面図で示してある。

【００１８】本実施形態の配線基板の製造方法は、ま
ず、図１（ａ）に示すように、配線を形成するための１
８μｍまたは２５μｍ厚の金属箔（例えば、圧延銅箔
等）１０ａを用意し、図１（ｂ）に示すように、金属箔
（以下、銅箔と記す）１０ａ上に、ビア径０．０５mm〜
０．５mm、高さ５０μｍ〜１００μｍの導電性バンプ２
０ａ材料をメタルマスク１１とスキージ１２とを用いて
スクリーン印刷により形成する。そして、その導電性バ
ンプ２０ａを所定の硬度を有する半硬化状態（少なくと
もハーフキュア未満の硬さ）になるように加熱（例え
ば、１７０℃で約３０分）し、硬化させる。なお、この
導電性バンプ２０ａの硬化は、必ずしもこれに限定され
ず、後述する絶縁性樹脂のコーティングに耐えられる
（形状が崩れない）状態の硬さがあればよい。

【００１９】ここに示す導電性バンプ２０ａは、例え
ば、導電性樹脂バンプ、金属バンプである。このとき、
接触抵抗の大きさを考慮すると、低電流を扱う電子装置
の配線基板であれば接触抵抗が大きくなるが安価である
導電性樹脂バンプ、比較的高電流を扱う場合は電気抵抗
の小さい金属バンプを用いるとよい。なお、樹脂バンプ
としてはＣｕ粉またはＡｇ粉を混入した樹脂ペースト
（硬化剤、触媒等を含む）を用い、金属バンプとしては
半田バンプ、Ｃｕバンプ等を用いる。

【００２０】その後、図１（ｃ）に示すように、絶縁性
樹脂（例えば、エポキシ樹脂、フィラ入りエポキシ樹脂
等）３０ａを導電性バンプ２０ａの先端部分（銅箔１０
ａと接していない側）が突出（または露出）するように
導電性バンプ２０ａの高さ以下か、それと同一の高さあ
るいは後工程の加圧接続で導通できる厚さにワニスコー
ティングする。そして、その絶縁性樹脂３０ａを所定の
硬度を有する半硬化状態（導電性バンプ２０ａがフルキ
ュアにならない時間だけ硬化した状態）にする。このと
きの処理は、例えば、１７０℃で約３０分加熱すること
によって行われる。ただし、この絶縁性樹脂３０ａの硬
化は、必ずしもこれに限定されず、少なくても後述する
銅箔１０ｂとの接続で形状が崩れない状態の硬さがあれ
ばよい。

【００２１】なお、この絶縁性樹脂３０ａは、コーティ
ング時に樹脂が流れださない程度の粘性を有し、またガ
ラス転移点Ｔｇが大きいものが理想的である。そのた
め、例えば、エポキシ樹脂にフィラ（シリカ粒子）を混
入したものが適している。特に、フィラを充填したエポ
キシ樹脂で、そのフィラの形状を角状にして加熱時の流
動性を抑えたものが最適である。これ以外に、エポキシ
樹脂の代わりにポリイミド樹脂を用いても構わない。

【００２２】例えば、導電性バンプ２０ａと絶縁性樹脂
３０ａとにエポキシ系の樹脂を用いた場合、フルキュア
までの条件は１７０℃で９０分であるため、図１（ｃ）
に示す状態では、導電性バンプ２０ａの２／３が硬化さ
れた状態、絶縁性樹脂３０ａの１／３が硬化された状態
である。

【００２３】次に、図１（ｄ）に示すように、１８μｍ
または２５μｍ厚の銅箔１０ｂを用意し、導電性バンプ
２０ａに位置合わせし、図２（ａ）に示すように、熱圧
着ツール（加圧ツール６０、加熱ツール７０）により、
熱圧着させる。その際、ハーフキュアである導電性バン
プ２０ａと絶縁性樹脂３０ａを、さらに１７０℃で約３
０分間加圧加熱し、完全硬化（フルキュア）にする。

【００２４】このとき、半硬化である導電性バンプ２０
ａは加圧されて先端部分が変形し、銅箔１０ｂと電気的
に接続されて固着するので、銅箔１０ａ，１０ｂが電気
的に接続される。また、導電性バンプ２０ａの変形によ
り広がった部分は、同じくハーフキュアの絶縁性樹脂３
０ａが吸収して硬化し、固着する。

【００２５】また、図１（ｃ）では、絶縁性樹脂３０ａ
を導電性バンプ２０ａの先端部分が突出または露出する
ようにワニスコーティングすることを取り挙げたが、先
端部分が露出しなくても銅箔１０ｂとの電気的接続が可
能になることが実験で確認されている。

【００２６】これは、金属同士が結びつき易いように、
導電性バンプ２０ａに含まれる金属粒子と銅箔１０ｂと
が加熱ツールの圧力により接続されるのが一つの要因で
あると考えられる。

【００２７】また、上記工程により導電性バンプ２０ａ
は絶縁性樹脂３０ａよりも硬化時間が長いため、導電性
バンプ２０ａの方が絶縁性樹脂３０ａより硬いため、導
電性バンプ２０ａが絶縁性樹脂３０ａを突き破れるよう
な状態にあるということである。

【００２８】さらに、導電性バンプ２０ａは金属部分を
含むため、その熱伝導率は絶縁性樹脂３０ａより大きく
なり、硬化する時間も絶縁性樹脂３０ａより早くなる。

【００２９】すなわち、導電性バンプ２０ａの先端部分
の硬さが、絶縁性樹脂３０ａの硬さより常に硬い状態に
あるということである。

【００３０】この状態で、加圧ツール６０により加圧さ
れると、導電性バンプ２０ａの先端部分がその上方周辺
にある軟らかい絶縁性樹脂３０ａを突き破るように銅箔
１０ｂと電気的に接続して固着される。

【００３１】したがって、必ずしも絶縁性樹脂３０ａか
ら導電性バンプ２０ａの先端部分が露出しなくても銅箔
１０ｂとの電気的接続が可能になる。特に、導電性バン
プ２０ａに金属バンプを用いた場合には、熱伝導性が高
いため、銅箔１０ｂとの電気的接続の信頼性は高くな
る。

【００３２】最後に、図２（ｂ）に示すように、銅箔１
０ａ，１０ｂの両面をホトケミカルエッチングして、配
線４０ａ，４０ｂを形成し、多層（ここでは、２層）配
線層を有する配線基板を形成する。

【００３３】ここで、３層以上の配線層を有する配線基
板を形成する場合は、上述した図１，図２の工程を繰り
返すことにより形成することが可能である。この工程を
図３を用いて説明する。

【００３４】図３（ａ）に示すように、２層の配線基板
を用意し、図３（ｂ）に示すように、その配線基板の配
線４０ｂ上に、導電性バンプ２０ｂをスクリーン印刷に
より形成し、加熱して絶縁性樹脂のコーティングに耐え
られる（形状が崩れない）状態の硬さにし、図３（ｃ）
に示すように、導電性バンプ２０ｂの先端部分が突出す
るように絶縁性樹脂３０ｂをコーティングし、加熱して
導電性バンプ２０ｂがフルキュアにならない時間だけ硬
化した状態にし、図３（ｄ）に示すように、別の銅箔１
０ｃを加熱圧着して導電性バンプ２０ｂと絶縁性樹脂３
０ｂとをフルキュアし、図３（ｅ）に示すように、銅箔
１０ｃをホトケミカルエッチングして配線４０ｃを形成
する。このようにして多層の配線基板を形成していく。

【００３５】なお、上述した図１（ｃ），図３（ｃ）で
は絶縁性樹脂の形成をコーティングで行っていたが、そ
の代わりに未硬化の絶縁性樹脂テープ３１を貼り付けて
絶縁性樹脂を形成しても構わない。

【００３６】その場合、図４に示すように、導電性バン
プ２０ａ，２０ｂが形成された銅箔１０ａ，１０ｂ上
に、未硬化の絶縁性樹脂テープ３１を貼り付け、ラミネ
ータ３２により、ロールラミネートして絶縁性樹脂を形
成する。

【００３７】このように絶縁性樹脂テープを用いること
で、液状樹脂のコーティングだけで形成するよりも短時
間に絶縁性樹脂を形成可能になる。

【００３８】なお、本発明の実施形態では、スクリーン
印刷による導電性樹脂バンプの形成について説明してき
たが、他の方法例えばディスペンサによる方法等、バン
プを形成できる方法であれば、その方法を問うものでは
ない。

【００３９】したがって、説明してきたように、配線層
を形成する銅箔上に、他の配線層と導通をとるための導
電性バンプをスクリーン印刷し、導電性バンプを加熱し
て所定の硬度を有する半硬化状態にし、例えば、銅箔上
に絶縁性樹脂を導電性バンプの先端部分が露出する程度
に形成し、絶縁性樹脂を加熱して所定の硬度を有する半
硬化状態にし、銅箔を絶縁性樹脂上に加熱圧着して、導
電性バンプと絶縁性樹脂とをフルキュアに硬化させ、導
電性バンプの先端部分と銅箔を電気的に接続し、両銅箔
をエッチングして配線を形成するだけで配線基板を製造
できるので、従来のように、特殊な導電性バンプを形成
する必要がなくなり、工程が簡易になり配線基板を安価
に製造することが可能になる。

【００４０】また、導電性バンプの周りにワニスコーテ
ィング等で絶縁性樹脂を形成するようにしたことによ
り、配線基板の導電性バンプと銅箔との接続不良の発生
を防止することが可能になる。

【００４１】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、
前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸
脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論で
ある。

【００４２】

【発明の効果】本発明において開示される発明のうち代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００４３】特殊な導電性バンプを形成する必要がなく
なり、工程が簡易になり配線基板を安価に製造すること
が可能になる。

【００４４】また、導電性バンプの周りにワニスコーテ
ィング等で絶縁性樹脂を形成するようにしたことによ
り、配線基板の導電性バンプと銅箔との接続不良の発生
を防止することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１にかかる配線基板の製造方
法を説明するための図である。

【図２】本発明の実施形態１にかかる配線基板の製造方
法を説明するための図である。

【図３】３層以上の配線層を有する配線基板を形成する
工程を説明するための図である。

【図４】他の絶縁性樹脂の形成方法を説明するための図
である。

【図５】従来の配線基板の製造方法を説明するための図
である。

【符号の説明】

１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 銅箔 １１ メタルマスク １２ スキージ ２０，２０ａ，２０ｂ 導電性バンプ ３０，３０ａ，３０ｂ 絶縁性樹脂 ３１ 絶縁性樹脂テープ ３２ ラミネータ ４０，４０ａ，４０ｂ，４０ｃ 配線

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の配線層を有する配線基板の製造方法
   において、 前記配線層を形成する第１の金属箔上に、他の配線層と
   導通をとるための導電性バンプを形成する第１のステッ
   プと、 前記導電性バンプを加熱して所定の硬度を有する半硬化
   状態にする第２のステップと、 前記第１の金属箔上に絶縁性樹脂をコーティングする第
   ３のステップと、 前記絶縁性樹脂を加熱して所定の硬度を有する半硬化状
   態にする第４のステップと、 第２の金属箔を前記絶縁性樹脂上に加熱圧着して、前記
   導電性バンプと前記絶縁性樹脂とを硬化させ、前記導電
   性バンプの先端部分と前記第２の金属箔を電気的に接続
   する第５のステップと、 前記第１及び第２の金属箔をエッチングして配線を形成
   する第６のステップとを有し、前記第１乃至第６のステ
   ップを繰り返して配線基板を製造することを特徴とする
   配線基板の製造方法。
2. 【請求項２】前記請求項１に記載の配線基板の製造方法
   において、 前記第３のステップの絶縁性樹脂は、前記導電性バンプ
   の高さと同一か、または圧力により前記導電性バンプと
   前記第２の金属箔が導通接続できる厚さにコーティング
   したことを特徴とする配線基板の製造方法。
3. 【請求項３】前記請求項１に記載の配線基板の製造方法
   において、 前記第３のステップは、前記第１の金属箔上に絶縁性樹
   脂のテープを前記導電性バンプ上から貼り付け、ロール
   ラミネートしたことを特徴とする配線基板の製造方法。