(57)【要約】【課題】  本発明は、高いバンプの形成が可能であり、且つバンプの高さを容易に制御することが可能なバンプ付き基板の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】  先ず、上面には第１の導電箔１２が貼着され、下面には第２の導電箔１３が貼着された基板を用意し、貫通孔１４を形成する。次に、貫通孔１４を介して第１の導電箔１２と第２の導電箔１３とを電気的に接続し、貫通孔１４を充填材１６にて充填する。そして、第１の導電箔１２をエッチングすることによりバンプ１８を形成し、バンプ１８が形成された箇所を除いた第１の導電箔１２をエッチングすることで、バンプ１８から延在する導電路を形成する。従って、第１の導電箔１２の厚みを制御することによって、バンプ１８の高さを制御することが可能となる。【選択図】  図４
2006222275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面にはバンプの高さに対応した厚みの第１の導電箔が貼着され、下面には配線の厚みに対応した第２の導電箔が貼着された基板を用意する工程と、
前記基板、前記第１の導電箔および前記第２の導電箔を貫通する貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔にスルーホールメッキを形成して前記第１の導電箔と前記第２の導電箔とを電気的に接続し、前記貫通孔に充填材を充填する工程と、
前記貫通孔が形成された領域を除いた前記第１の導電箔をハーフエッチングすることで、前記バンプを形成する工程と、
前記バンプが形成された領域を除いた前記第１の導電箔をエッチングすることで、前記バンプから延在する導電路を形成する工程と、
前記第２の導電箔をエッチングすることにより前記配線を形成する工程とを具備することを特徴とするバンプ付き基板の製造方法。
【請求項２】
前記第１の導電箔および前記第２の導電箔の表面を被覆し、且つ前記貫通孔の内壁を被覆する前記スルーホールメッキを形成することにより、
前記第１の導電箔と前記第２の導電箔とを電気的に接続することを特徴とする請求項１記載のバンプ付き基板の製造方法。
【請求項３】
前記スルーホールメッキと前記第１の導電箔とは同じ金属を材料としており、前記導電膜および前記第１の導電箔を同時にエッチングすることにより、前記バンプを形成することを特徴とする請求項２記載のバンプ付き基板の製造方法。
【請求項４】
前記第１の導電箔の厚みを選択することで、前記バンプの高さを選択することを特徴とする請求項１記載のバンプ付き基板の製造方法。
【請求項５】
前記導電路は、離間して設けられた前記バンプ間を電気的に接続することを特徴とする請求項１記載のバンプ付き基板の製造方法。
【請求項６】
前記充填材は導電材料であることを特徴とする請求項１記載のバンプ付き基板の製造方法。
【請求項７】
前記充填材は樹脂であることを特徴とする請求項１記載のバンプ付き基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高いバンプの形成が可能であり、且つバンプ高さを容易に選択することが可能なバンプ付き基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７を参照して、従来の半田バンプの形成方法を説明する。
【０００３】
先ず、図７（Ａ）を参照して、基板１０１の上面に第１の導電パターン１０２を形成し、下面に第２の導電パターン１０３を形成することにより回路基板１００を形成する。
【０００４】
図７（Ｂ）を参照して、第１の導電パターン１０２上に半導体素子１０４を載置し、金属細線１０５を用いて第１の導電パターン１０２と半導体素子１０４とを電気的に接続する。そして、半導体素子１０４と金属細線１０５が被覆されるように基板１０１の上面を封止樹脂１０６にて封止する。
【０００５】
図７（Ｃ）を参照して、第２の導電パターン１０３の表面に第２の導電パターン１０３の所望の箇所が露出するように、レジスト１０７をパターニングする。そして、レジスト１０７から露出した第２の導電パターン１０３上に半田ボールを載置して、リフローすることにより、半田バンプ１０８が形成される（特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２０００−４０７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した半田バンプ１０８の形成方法では、以下のような問題点がある。
【０００７】
バンプ１０８を半田によって形成しているため、バンプ１０８の高さを選択することができなかった。更に、半田ではバンプの高さを１００μｍ以上にすることは困難であった。
【０００８】
また、半田ボールを載置し、リフローすることにより半田バンプ１０８を形成しているので、バンプの高さを精度良く形成することは困難であった。
【０００９】
また、半田によってバンプを形成しているので、実装基板上に半田クリームを用いて、他の回路部品と同時に実装することができなかった。
【００１０】
本発明は、このような問題を鑑みて成されたものであり、本発明の主な目的は、十分なバンプの高さを有するバンプ付き基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のバンプ付き基板の製造方法は、上面にはバンプの高さに対応した厚みの第１の導電箔が貼着され、下面には配線の厚みに対応した第２の導電箔が貼着された基板を用意する工程と、基板、第１の導電箔および第２の導電箔を貫通する貫通孔を形成する工程と、貫通孔にスルーホールメッキを形成し、第１の導電箔と第２の導電箔とを電気的に接続し、貫通孔に充填材を充填する工程と、貫通孔が形成された領域を除いた第１の導電箔をハーフエッチングすることで、バンプを形成する工程と、バンプが形成された領域を除いた第１の導電箔をエッチングすることで、バンプから延在する導電路を形成する工程と、第２の導電箔をエッチングすることにより配線を形成する工程とを具備することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のバンプ付き基板の製造方法は、第１の導電箔および第２の導電箔の表面を被覆し、且つ貫通孔の内壁を被覆するスルーホールメッキを形成することにより、第１の導電箔と第２の導電箔とを電気的に接続することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のバンプ付き基板の製造方法は、スルーホールメッキと第１の導電箔とは同じ金属を材料としており、導電膜および第１の導電箔を同時にエッチングすることにより、バンプを形成することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のバンプ付き基板の製造方法は、第１の導電箔の厚みを選択することで、バンプの高さを選択することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のバンプ付き基板の製造方法は、導電路は、離間して設けられたバンプ間を電気的に接続することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明のバンプ付き基板の製造方法は、充填材は導電材料であることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明のバンプ付き基板の製造方法は、充填材は樹脂であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のバンプ付き基板の製造方法によると、バンプの高さに対応した厚みの第１の導電箔をエッチングすることによりバンプを形成している。従って、バンプの高さを採用する第１の導電箔の厚みによって選択することができる。このことにより、バンプの高さ精度を向上させることが可能である。更に、規格に沿った高さを有するバンプを容易に形成することができ、例えば、バンプを従来の半田バンプよりも高く形成することが可能となる。
【００１９】
また、本発明のバンプ付き基板の製造方法によると、第１の導電箔をエッチングすることによりバンプを形成している。従って、バンプの位置精度が向上し、実装基板側との接続信頼性が高いバンプ付き基板を提供することが可能となる。更に、バンプの形状を任意に決定することができる。
【００２０】
また、本発明のバンプ付き基板の製造方法によると、第１の導電箔をハーフエッチングしてバンプを形成し、更にバンプが形成された領域以外の第１の導電箔をエッチングすることでバンプよりも高さが低い導電路を形成している。従って、離間して設けられたバンプ間を導電路によって電気的に接続することができる。このことにより、バンプ間に実装基板側の配線を延在させることが可能となる。
【００２１】
また、本発明のバンプ付き基板の製造方法によると、バンプを先に形成し、形成されたバンプの位置に合わせて他の配線が形成している。従って、バンプの位置精度の高いバンプ付き基板を提供することが可能となる。
【００２２】
また、本発明のバンプ付き基板の製造方法によると、スルーホールメッキが第１の導電箔、第２の導電箔の上面および貫通孔の内壁を一体で被覆している。従って、第１の導電箔と第２の導電箔との電気的接続を確実に行うことが可能となる。
【００２３】
また、本発明のバンプ付き基板の製造方法によると、スルーホールメッキと第１の導電箔は同じ金属を材料としている。従って、スルーホールメッキと第１の導電箔とを同じエッチャントを用いてエッチングすることができるので、製造工程を簡略化することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１から図３を参照して、本形態の回路基板の製造方法を説明する。
【００２５】
先ず、図１（Ａ）を参照して、上面に第１の導電箔１２が貼着され、下面に第２の導電箔１３が貼着された基板１１を用意する。
【００２６】
基板１１としては、ガラスエポキシ基板またはガラスポリイミド基板を用いることが好適であるが、場合によってはフッ素基板、ガラスＰＰＯ基板またはセラミック基板などを採用してもよい。また、フレキシブルシート、フィルムなどでもよい。本形態では、厚さ２００μｍ程度のガラスエポキシ基板を採用した。
【００２７】
第１の導電箔１２および第２の導電箔１３としては、エッチングが可能な金属であればよい。本形態では、銅から成る金属箔を採用した。そして、第１の導電箔１２には膜厚が１７５μｍ程度の銅箔を採用した。この膜厚は、後述するバンプの高さに対応するように決定される。最大２３０μｍ程度の膜厚の導電箔を採用することができる。従って、バンプの高さを導電箔の厚みによって選択することができ、バンプの高さ精度を向上させることが可能である。更に、規格に沿った高さを有するバンプを容易に形成することができ、例えば、バンプを従来の半田バンプよりも高く形成することが可能となる。
【００２８】
第２の導電箔１３は、配線の高さに対応した厚さの導電箔が用いられる。本形態では、第２の導電箔１３の膜厚を１８μｍ程度にした。配線の厚さは、実装される回路素子の電流容量などによって任意に決定することができる。
【００２９】
図１（Ｂ）を参照して、基板１１、第１の導電箔１２および第２の導電箔１３を貫通する貫通孔１４を形成する。ここでは、直径は０．２５ｍｍ程度の貫通孔１４を形成した。貫通孔１４は、ＮＣ工作機械を用いて形成することができる。
【００３０】
図１（Ｃ）を参照して、第１の導電箔１２および第２の導電箔１３の表面を被覆し、且つ貫通孔１４の内壁を被覆するスルーホールメッキである導電膜１５を形成する。導電膜１５によって第１の導電膜１２と第２の導電箔１３とは電気的に接続される。本形態では、導電膜１５は膜厚２０μｍ程度の銅メッキであり、無電解メッキ法によって形成した。しかし、電解メッキ法または無電解メッキ法と電解メッキ法を組み合わせによって導電膜１５を形成してもよい。
【００３１】
図２（Ａ）を参照して、貫通孔１４を充填材１６にて充填する。充填材１６はスクリーン印刷によって充填することができる。充填材１６として、銅ペーストなどの導電材料を用いれば、第１の導電パターン１２と第２の導電パターン１３との電気的接続を確実にすることができること、電流容量を確保することができることなどの利点がある。しかし、充填材１６に樹脂などを用いてもよい。樹脂を用いれば銅ペーストなどと比較して容易に貫通孔を充填することができる。充填材１６によって、後述するバンプの表面を一様に平坦にすることができ、実装面との接続信頼性を向上させることができる。
【００３２】
図２（Ｂ）を参照して、ハーフエッチングすることで第１の導電箔１２および導電膜１５を部分的に除去し、バンプ１８を形成する。従って、第１の導電箔１２の一部は、一定の厚みを有して残存している。また、本形態では、第１の導電箔１２および導電膜１５は銅から成るので、一回のエッチングでバンプ１８を形成することができる。更に、バンプ１８は貫通孔１４が形成された領域を含んでいる。ウェットエッチングで形成する場合、エッチャントは、塩化第二鉄または塩化第二銅が主に採用される。そして、導電箔の所望の箇所がレジストから露出した状態で、このエッチャントの中にディッピングされるか、またはこのエッチャントでシャワーリングされる。本形態では、エッチャントをシャワーリングし、その時間によってエッチング深さをコントロールしている。
【００３３】
このように、バンプ１８をエッチングによって形成することで、バンプの位置精度が向上し、実装基板側との接続信頼性が高いバンプ付き基板を提供することができる。更に、バンプの形状を任意に決定することができる。
【００３４】
バンプ１８は、第１の導電箔１２と導電膜１５の積層体および充填材１６とから形成されている。本形態のバンプ１８の高さは、後述する導電被膜の膜厚を含めて２１５μｍ程度であるが、最大２５０μｍ程度に形成することが可能である。そして、ハーフエッチングにより薄く形成された第１の導電箔１２は、例えば３５μｍ〜４５μｍ程度の膜厚となる。もちろん、第１の導電箔１２を３５μｍ以下、または４５μｍ以上の膜厚に残存させてもよい。
【００３５】
図２（Ｃ）を参照して、バンプ１８の上面にラミネート層を形成して、第１の導電箔１２をエッチングし、基板１１の上面を露出させる。このエッチングは、基板１１が露出した段階でストップすればよいので、エッチングの制御が容易である。そして、第１の導電箔１２は電気的に分離され、バンプ１８を有する第１の導電パターン２２が形成される。ここで、バンプ１８は貫通孔１４が形成された領域を含んでいる。また、第１の導電パターン２２にはバンプ１８と一体で形成された導電路が含まれる。この導電路は、離間して設けられたバンプ１８間を電気的に接続している。従って、実装基板側の配線をバンプ間に延在させることが可能となる。
【００３６】
図３（Ａ）を参照して、第２の導電箔１３の表面にレジストをパターニングし、レジストを介してエッチングすることにより、第２の導電パターン２３を形成する。第２の導電パターン２３は、回路素子などが実装される面に形成された配線であり、ランド、ボンディングパッドなども含まれる。
【００３７】
このように、バンプを先に形成し、形成したバンプの位置に合わせて配線や導電路を形成しているので、バンプの位置精度が向上したバンプ付き基板を提供することができる。
【００３８】
図３（Ｂ）を参照して、バンプ１８の上面を含む第１の導電パターン２２の上面を導電被膜２４にて被覆する。同様に、第２の導電パターン２３の上面を導電被膜２４にて被覆する。導電被膜２４は、導電パターン表面の酸化防止のために形成される。この導電被膜２４は、例えば、金メッキである。もちろん、下地メッキとしてＮｉメッキを施した後、金メッキを形成した積層体なども含まれる。導電被膜２４の厚みは特に限定されないが、本形態では２０μｍ程度の膜厚に形成した。
【００３９】
また、第２の導電パターン２３の電気部品や金属細線が電気的に接続されない箇所などには、絶縁被膜２５を形成してもよい。この絶縁被膜２５は、第２の導電パターン２４の全面に導電被膜２４を形成した後、所望の箇所に形成してもよい。以上のようにして、バンプ付き基板１０が製造される。
【００４０】
図４および図５を参照して、バンプ１８の詳細を説明する。
【００４１】
先ず、バンプ１８付近の拡大図である図４を参照して、バンプ１８の厚みについて説明する。ここでいうバンプ１８の厚みとは、第１の導電箔１２Ａの厚みＴ１、導電膜１５の厚みＴ２および導電被膜２４の厚みＴ３を足した厚みである。本形態では、上述したようにＴ１は１７５μｍ、Ｔ２は２０μｍ、Ｔ３は２０μｍであるため、バンプの高さは２１５μｍとなる。従って、バンプ１８によってバンプ付き基板１０と実装基板とを十分に離間させることが可能となる。例えば、バンプ付き基板１０の周端部から実装部品の一部が突出している場合などにおいては非常に効果的であり、従来は基板側から突出する電極を必要としていたが、半田クリームを用いてリフロー実装することが可能となる。
【００４２】
バンプ高さは、第１の導電箔１２の厚みＴ１によって制御される。導電膜１５および導電被膜２４はメッキによって形成されるので、その膜厚を厚く形成するには時間とコストがかかるためである。また、その厚みにも限界がある。本形態のバンプ付き基板の製造方法を用いれば、最大２５０μｍの高さを有するバンプを形成することが可能である。
【００４３】
また、ハーフエッチングによって薄く形成された第１の導電箔１２Ｂは、複数個形成されたバンプ間を電気的に接続する導電路２６を含んでいる。従って、バンプ１８を実装基板に実装した際、バンプ１８間に実装基板の配線を延在させることができる。本形態では、第２の導電パターンの厚みＴ４は、３５μｍ〜４５μｍ程度に形成されている。
【００４４】
図５（Ａ）はバンプ付き基板のバンプ形成面を示しており、図５（Ｂ）はバンプ付き基板１０の回路部品実装面を示している。図１から図４では、図５（Ａ）におけるＸ−Ｘ’線の断面図を示して説明している。
【００４５】
図５（Ａ）を参照して、導電路２６はバンプ１８Ａとバンプ１８Ｂとを電気的に接続している。ここでは、第２の導電パターン２２の表面に形成された導電被膜および導電膜を省略して図示している。本形態では、貫通孔はバンプ１８が形成される部位に設けられており、各バンプ１８は電気信号を伝達する役割を有しているが、バンプ付き基板１０を安定に支持するためのダミーバンプなども形成してもよい。また、貫通孔１４を介して第２の導電パターン２２と直接電気的に接続されておらず、導電路２６によって他のバンプ１８と電気的に接続されることにより、電気信号のやりとりを行うバンプを形成してもよい。つまり、導電路２６を形成することでバンプ１８の配置位置の設計を容易にすることができる。そして、多層配線基板を形成することができるので、回路基板の小型化が可能である。
【００４６】
図５（Ｂ）を参照して、第２の導電パターン２３には電気部品２８が実装される。電気部品２８Ａはトランジスタ、ダイオード、ＩＣなどの半導体素子である。金属細線２９を用いて電気的に接続してもよい。電気部品２８Ｂはチップ抵抗などの回路素子である。そして、回路部品２８が被覆されるように樹脂またはケーシングを用いて封止することにより半導体装置とすることができる。
【００４７】
図６を参照して、他の形態のバンプ付き基板１０の製造方法を説明する。ここでは上述した製造方法との相違点を中心に説明する。本形態のバンプ付き基板１０の製造方法では、第１の導電パターン２２にバンプ１８とは接続されておらず、バンプ１８よりも薄い厚みの導電路２６を形成することができる。
【００４８】
先ず、図６（Ａ）を参照して、貫通孔１４Ａには充填材１６Ａを充填し、貫通孔１４Ｂには充填材１６Ｂを充填する。貫通孔１４Ａと貫通孔１４Ｂとは上述した方法で同時に形成される。貫通孔１４Ａはバンプ１８が形成される予定の部位に設けられ、貫通孔１４Ｂは配線が形成される部位に設けられる。充填材１６Ａは上述した材料であるが、充填材１６Ｂは石膏を用いた。しかし、充填材１６Ｂはエッチング液の影響を受けず、且つ導電箔に影響を与えない溶剤によって除去可能な材料であればよい。
【００４９】
図６（Ｂ）を参照して、第１の導電箔１２と導電膜１５をハーフエッチングして、第１の導電箔１２を所定の厚さにすることでバンプ１８を形成する。このとき貫通孔１４Ｂに充填された充填材１６Ｂは柱状に突出した構造となる。
【００５０】
図６（Ｃ）を参照して、第１の導電箔１２および第２の導電箔１３をエッチングすることで第１の導電パターン２２および第２の導電パターン２３を形成する。そして、充填材１６Ｂを例えば濃度が４％程度の苛性ソーダなどのアルカリ性の溶液で除去する。つまり充填材１６Ｂは、導電パターンを形成するためのエッチングによって貫通孔１４の内壁に設けられた導電膜１５を保護するために設けられている。そして、充填材１６Ｂを除去した後、貫通孔１４Ｂを充填材１６Ａにて充填してもよい。このようにしてバンプ１８よりも薄い厚みの導電路２６が形成される。この導電路２６により基板１１の上面および下面に複雑かつ高密度に配線層を形成することが可能となる。
【００５１】
また、バンプ１８が形成される領域に貫通孔１４を設けずに、導電路２６から延在した部分にバンプ１８を形成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】（Ａ）−（Ｃ）は、本発明のバンプ付き基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図２】（Ａ）−（Ｃ）は、本発明のバンプ付き基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図３】（Ａ）（Ｂ）は、本発明のバンプ付き基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図４】本発明のバンプ付き基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図５】（Ａ）（Ｂ）は、本発明の回路基板の製造方法を説明するための上面図および裏面図である。
【図６】（Ａ）−（Ｃ）は、本発明のバンプ付き基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図７】（Ａ）−（Ｃ）は、従来の回路基板の製造方法を説明するため図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０              バンプ付き基板
１１              基板
１２              第１の導電箔
１３              第２の導電箔
１４              貫通孔
１５              導電膜
１６              充填材
１８              バンプ
２２              第１の導電パターン
２３              第２の導電パターン
２４              導電被膜
２５              絶縁被膜
２６              導電路
２８              電気部品
２９              金属細線
【図１】
2006222275.tif 000003
【図２】
2006222275.tif 000004
【図３】
2006222275.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006222275.tif 000007
【図６】
2006222275.tif 000008
【図７】
2006222275.tif 000009