JP4509747B2 - プリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明はプリント配線板の製造方法に関し、特に、トップ径の細りを抑制した高アスペクト比のバンプを有するプリント配線板の製造方法に関する。
従来、半田ボールを外部接続端子とする電子部品実装用のプリント配線板の製造方法としては、図２に示したような方法が知られている（例えば、特許文献１）。
この製造方法を説明すれば、まず、図２（ａ）に示したように、厚みのある、例えば８０〜１５０μｍ程度の銅、あるいは銅合金等からなる第一金属層１と、当該第一金属層１と同じ材料からなる第二金属層２と、当該第一金属層１と第二金属層２の間に挟まれ、且つ両金属層１、２とはエッチング条件の異なるバリア金属層３とからなる三層構造の金属基板４を用意する。
次に、図２（ｂ）に示したように、フォトエッチングプロセスによって配線パターン５を形成した金属基板４に、層間接続用バンプ７の先端が絶縁層１０から突出した回路形成用基板６を、当該配線パターン５と層間接続用バンプ７とを位置合わせして積層する（図２（ｃ）参照）。
ここで、当該回路形成用基板６は、例えば、１〜２０μｍ程度の銅、あるいは銅合金等の第四金属層８上に、０．１〜２．０μｍ程度のニッケル、あるいはニッケル合金等のバリア金属層９を介して図示しない第三金属層を積層したものを用意し、当該第三金属層を選択エッチングして層間接続用バンプ７を形成した後、当該層間接続用バンプ７から露出しているバリア金属層９をエッチング除去し、次いで、層間接続用バンプ７の先端が露出する厚さの絶縁層１０をバンプ７の形成面に積層することによって得られる。
次に、第四金属層８にフォトエッチングを行なうことによって、外層の配線パターン５を形成した後、所望の部位に開口部１２が形成された絶縁膜１１を形成し、次いで、当該絶縁膜１１から露出している外層の配線パターン５の表面に、図示しないニッケルめっき、及び金めっきを施す（図２（ｄ）参照）。
次に、第一金属層１にフォトエッチングを行なうことによって、外部接続端子用バンプ１３、及び補強部１４を形成した後、表面に露出しているバリア金属層３をエッチング除去することによって、図２（ｅ）に示したプリント配線板Ｐａを得るものである。
このようにして得られたプリント配線板Ｐａは、半田ボールによる外部接続端子形成部に高アスペクト比の外部接続端子用バンプ１３を設けた構成としたため、半田ボールの変形による接続不良を防止でき、また、図示しない半導体素子を搭載した当該プリント配線板Ｐａを三次元的に複数積層する際の加圧に対する強度も確保できるため、下側に位置する半導体素子等へのダメージを回避できるというものである。
しかし、上記プリント配線板Ｐａの製造工程においては、外部接続端子用バンプ１３の形成を、一回のエッチング処理にて形成するようにしているため、サイドエッチングが大きくなり、その結果、当該外部接続端子用バンプ１３のトップ径が著しく細くなってしまい、上記作用が確実に得られないという問題を有していた。
特開２００２−４３５０６号公報
本発明は、上記不具合を解消するためになされたもので、エッチングにより高アスペクト比のバンプを形成した場合においても、トップ径が著しく細くなることのないバンプを形成することができるプリント配線板の製造方法を提供することを課題とする。
請求項１に係る本発明は、トップ径の細りを抑制した外部接続端子用バンプをエッチングにより形成するようにしたプリント配線板の製造方法であって、必要とするバンプ高さ分から各工程で付与されるめっき膜厚分を差し引いた厚みからなる金属層の表面にめっきを析出させる工程と、当該めっき表面の少なくともバンプ形成部にエッチングレジストパターンを形成する工程と、エッチングにより当該エッチングレジストパターンから露出しているめっきを除去するとともに当該エッチングレジストパターン非形成部に位置する金属層も僅かにエッチングする工程と、当該エッチングレジストパターンを剥離する工程とを１セットとして必要回数行い、次いで、最終のエッチングレジストパターンを形成する工程と、当該最終のエッチングレジストパターンから露出している残りの金属層を除去する工程と、当該最終のエッチングレジストパターンを剥離する工程とを含んでなるプリント配線板の製造方法により、上記課題を解決したものである。
これにより、トップ径の細りを抑制した高アスペクト比のバンプを得ることができる。
また、請求項２に係る発明は、前記請求項１に記載のプリント配線板の製造方法において、当該めっきを金属層の表面とは反対の面の配線パターン形成面にも同時に形成し、当該配線パターン形成と同時にエッチング加工することを特徴とする。
これにより、バンプを形成しつつ、反対面に配線パターンを形成することができるため、効率よくプリント配線板を製造することができる。
トップ径の細りを抑制した高アスペクト比のバンプを有するプリント配線板を容易に得ることができる。
本発明の実施の形態を、図１を用いて説明する。尚、図２と共通する部位には同じ符号を付すようにした。また、本実施の形態においても、図２と同様に高アスペクト比の外部接続端子用バンプを有するプリント配線板の製造工程を用いて説明することとする。
まず、図１（ａ）に示したように、厚みのある銅、あるいは銅合金等からなる第一金属層１と、当該第一金属層１とはエッチング条件の異なるニッケル、あるいはニッケル合金等のバリア金属層３（例えば２〜５μｍ）とからなる金属基板４ａを用意する。
ここで、第一金属層１としては、必要とするバンプ高さ分から各工程で付与されるめっき膜厚分を差し引いた厚みからなり、例えば、２５０〜３００μｍ程度の厚さである。
次に、図１（ｂ）に示したように、第一金属層１とバリア金属層３の表面に、当該第一金属層１と同じ金属からなる第一めっき１５（例えば１０〜３０μｍ）を析出させた後、バンプ形成部を含む表裏の第一めっき１５の表面にエッチングレジストパターン１６を形成し、次いで、アルカリエッチャントを用いたエッチング処理により露出している第一めっき１５を除去した後、当該エッチングレジストパターン１６を剥離することによって、一方の面に配線パターン５が形成され、他方の面のバンプ形成部にバンプ形成用第一めっき１５ａが形成された図１（ｃ）の基板を得る。
ここで、バンプ形成用第一めっき１５ａを形成する際のエッチング処理においては、第一めっき１５が第一金属層１と同じ金属からなるため、配線パターン５を形成するエッチング条件（第一めっき１５をエッチング除去する条件）にてエッチング処理をしたとしても、実際には図１（ｃ）に示したように、エッチングレジストパターン１６の非形成部に位置する当該第一金属層１も僅かにエッチングされる。
次に、配線パターン５が形成された面に絶縁層１０ａ、及び金属箔１７を積層するか、あるいは両者を予め積層した樹脂付き金属箔を積層し、次いで、当該金属箔１７の層から配線パターン５の表面に達する非貫通孔１９を穿孔する（図１（ｄ）参照）。
次に、デスミア処理を行なった後、めっき処理によって表裏に第二めっき１８を析出させ、次いで、表裏の当該第二めっき１８の表面にエッチングレジストパターン１６を形成する（図１（ｅ）参照）。
次に、エッチング（塩化第二鉄液、塩化第二銅液等）により、エッチングレジストパターン１６から露出している第二めっき１８及び金属箔１７を除去した後、当該エッチングレジストパターン１６を剥離することによって、一方の面に配線パターン５（図中ではビアホールのランド部を指している）、他方の面にバンプ形成用第二めっき１８ａが形成された図１（ｆ）の基板を得る。
ここで、バンプ形成用第二めっき１８ａを形成する際のエッチング処理においても、上記バンプ形成用第一めっき１５ａを形成したときと同様に、エッチングレジストパターン１６の非形成部に位置する第一金属層１の一部が僅かにエッチングされる。
次に、図１（ｇ）に示したように、バンプ形成面に所望のエッチングレジストパターン１６を形成するとともに、外層の配線パターン５が形成された面の全面にエッチングレジスト１６ａを形成し、次いで、露出している残りの第一金属層１をアルカリエッチャントを用いたエッチング処理にて除去した後（実際には、バンプ形成用第一めっき１５ａとバンプ形成用第二めっき１８ａも側面から若干エッチングされる）、当該エッチングレジストパターン１６、及びエッチングレジスト１６ａを剥離する（図１（ｈ）参照）。
そして最後に、表面に露出しているバリア金属層３を除去することによって、２層の配線パターン層とトップ径の細りを抑制した外部接続端子用バンプ１３とを備えた図１（ｉ）のプリント配線板Ｐを得る。
本発明における最も注目すべき点は、高アスペクト比のバンプの形成方法として、バンプ形成の際のエッチング処理を複数回に分割し、当該エッチング処理を行なう前にめっきを析出させるようにした点である。
これにより、各エッチング処理前に、エッチング途中のバンプ形成部の側面にめっきが補給される形となるため、サイドエッチングを抑制することができる。
また、上記でも説明したように、バンプ形成用のめっき（図中の１５ａ、１８ａ）を形成する際のエッチング処理においては、第一金属層１も僅かにエッチングされるため（図１（ｃ）、（ｆ）参照）、最終的に除去すべき第一金属層１の厚さが薄くなる。
その結果、エッチング処理時間を短縮することができるため、残った第一金属層１を除去する最終のエッチング処理においても、サイドエッチングを抑制することができる。
以上のことから、１回のエッチング処理によって高アスペクト比のバンプを形成する従来の方法と比較して、バンプトップ径の細りを抑制することができる。
また、本発明を説明するに当たって、２層の配線パターン層を備えたプリント配線板を例にして説明したが、構成としてはこの限りでなく、図１（ｄ）〜図１（ｆ）の工程を繰り返し行ない、且つ、厚みのある第一金属層の厚さを調整することによって、これ以上の層数とすることも可能である。
１：第一金属層
２：第二金属層
３：バリア金属層
４、４ａ：金属基板
５：配線パターン
６：回路形成用基板
７：層間接続用バンプ
８：第四金属層
９：バリア金属層
１０、１０ａ：絶縁層
１１：絶縁膜
１２：開口部
１３：外部接続端子用バンプ
１４：補強部
１５：第一めっき
１５ａ：バンプ形成用第一めっき
１６：エッチングレジストパターン
１６ａ：エッチングレジスト
１７：金属箔
１８：第二めっき
１８ａ：バンプ形成用第二めっき
１９：非貫通孔
Ｐ、Ｐａ：プリント配線板
２：第二金属層
３：バリア金属層
４、４ａ：金属基板
５：配線パターン
６：回路形成用基板
７：層間接続用バンプ
８：第四金属層
９：バリア金属層
１０、１０ａ：絶縁層
１１：絶縁膜
１２：開口部
１３：外部接続端子用バンプ
１４：補強部
１５：第一めっき
１５ａ：バンプ形成用第一めっき
１６：エッチングレジストパターン
１６ａ：エッチングレジスト
１７：金属箔
１８：第二めっき
１８ａ：バンプ形成用第二めっき
１９：非貫通孔
Ｐ、Ｐａ：プリント配線板
Claims (2)
- トップ径の細りを抑制した外部接続端子用バンプをエッチングにより形成するようにしたプリント配線板の製造方法であって、必要とするバンプ高さ分から各工程で付与されるめっき膜厚分を差し引いた厚みからなる金属層の表面にめっきを析出させる工程と、当該めっき表面の少なくともバンプ形成部にエッチングレジストパターンを形成する工程と、エッチングにより当該エッチングレジストパターンから露出しているめっきを除去するとともに当該エッチングレジストパターン非形成部に位置する金属層も僅かにエッチングする工程と、当該エッチングレジストパターンを剥離する工程とを１セットとして必要回数行い、次いで、最終のエッチングレジストパターンを形成する工程と、当該最終のエッチングレジストパターンから露出している残りの金属層を除去する工程と、当該最終のエッチングレジストパターンを剥離する工程とを含んでなるプリント配線板の製造方法。
- 当該めっきは、金属層の表面とは反対の面の配線パターン形成面にも同時に形成され、当該配線パターン形成と同時にエッチング加工されることを特徴とする請求項１記載のプリント配線板の製造方法。
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| JP2003273284A (ja) * | 2002-03-19 | 2003-09-26 | Hitachi Chem Co Ltd | 半導体パッケージ用基板及びその製造方法 |
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Patent Citations (3)
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| JPH01295486A (ja) * | 1988-05-24 | 1989-11-29 | Mitsubishi Electric Corp | 厚板導体付プリント配線板の製造方法 |
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