(57)【要約】【課題】層間の接続信頼性の高い多層配線板の製造方法を提供する。【解決手段】導体回路と、複数の導体ポストと、前記導体ポスト上面に前記絶縁層を突出して形成された半田層とを有する接続層を、前記絶縁層上面からの半田層の厚みがそれぞれ均一になるように加工し、接着剤層を介して、前記半田層を前記接着剤層と接触させて貼り合わせた後、前記半田層を形成する半田の融点以上の温度で加熱して、半田層を溶融させて、次いで、圧着して半田接合することを特徴とする多層配線板の製造方法。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体回路と、絶縁層を貫通して前記導体回路上に形成された複数の導体ポストと、前記導体ポスト上面に前記絶縁層を突出して形成された半田層とを有する接続層を、前記絶縁層上面からの半田層の厚みがそれぞれ均一になるように加工し、前記半田層と、被接続層に形成された層間接続用ランドとを相対させ、接着剤層を介して、前記半田層を前記接着剤層と接触させて貼り合わせた後、前記半田層を形成する半田の融点以上の温度で加熱して、半田層を溶融させて、次いで、圧着して半田接合することを特徴とする多層配線板の製造方法。
【請求項２】
半田層の厚みの加工を、前記半田層先端面の平坦化によって行う請求項１記載の多層配線板の製造方法。
【請求項３】
半田層の厚みの加工が、半田層厚みの１０〜５０％を平坦化することにより行われる請求項１または２記載の多層配線板の製造方法。
【請求項４】
半田層の厚みの加工が、半田層先端面を平板により加圧して行われる請求項１〜３のいずれかに記載の多層配線板の製造方法。
【請求項５】
半田層の厚みの加工が、半田層先端面をシリコンウエハーの平滑面を用い加圧して行われる請求項１〜４のいずれかに記載の多層配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層配線板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属層と、金属層上の絶縁層に形成された導体ポストと、該導体ポストの先端表面に形成された半田層を有する接続層上の微細な半田層を用いて層間接続を行う場合において、半田接合に必要な表面清浄化機能を有する接着剤層を、導電体回路層間に介在させ、密着して、半田溶融温度まで加熱した後、加圧する工程を経て、半田接合して、層間接続する方法があった（例えば、特許文献１参照。）。この方法は、加熱工程において、該接着剤層の金属表面清浄化機能により、半田層が、溶融して、その表面張力により、凸形状を形成した後、凸形状の半田層が溶融した状態のまま、加圧して、被接続用金属ランドと半田接合させるというものである。
【０００３】
しかしながら、この方法には、例えば、電解めっき法により、半田層を形成する場合に、同一面内におけるめっきの厚み分布によって、半田層の厚みに、ばらつきを生じることがある。その一例として、図１を用いて、半田層の厚みばらつきによる半田接合時の接着剤の表面浄化作用の影響について説明する。なお、図１においては、それぞれの半田層（１０５ａ，１０５ｂ）頂点付近の接着剤層１０８（接着剤量）ばらつきを、Ａ点およびＡ´点で示し、同一の半田層１０５ａにおける接着剤量ばらつきを、Ａ点およびＢ点で示されている。図１における半田層の厚みばらつきでは、半田層１０５ｂ周辺には、十分に接着剤が存在するが、半田層１０５ａ周辺では、Ａ部Ｂ部で示すように、Ｂ部では接着剤量が十分に存在するが、Ａ部の半田層の頂点付近に存在する接着剤層１０８の厚み（接着剤量）が極端に少なく、その周辺の半田層において、半田接合時に生じる酸化膜が十分に清浄化されず、半田層全体の均一な清浄化が行われないために、良好な半田接合が達成できないという問題があった。また、それぞれの半田層全体に対し、均一な清浄化を可能にするために、いずれの半田層の頂点付近にも接着剤を十分に確保しなければならず、そのためには接着剤層を十分に厚くする必要があり、多量の接着剤を用いることから、コスト高となっていた。
【０００４】
【特許文献１】
特願２００１−３８４８３４号（第１２−２６頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであって、層間接続信頼性の高い多層配線板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
（１）  導体回路と、絶縁層を貫通して前記導体回路上に形成された複数の導体ポストと、前記導体ポスト上面に前記絶縁層を突出して形成された半田層とを有する接続層を、前記絶縁層上面からの半田層の厚みがそれぞれ均一になるように加工し、前記半田層と、被接続層に形成された層間接続用ランドとを相対させ、接着剤層を介して、前記半田層を前記接着剤層と接触させて貼り合わせた後、前記半田層を形成する半田の融点以上の温度で加熱して、半田層を溶融させて、次いで、圧着して半田接合することを特徴とする多層配線板の製造方法、
（２）  半田層の厚みの加工を、前記半田層先端面の平坦化によって行う第（１）項記載の多層配線板の製造方法、
（３）半田層の厚みの加工が、半田層厚みの１０〜５０％を平坦化することにより行われる第（１）項または第（２）項記載の多層配線板の製造方法、
（４）  半田層の厚みの加工が、半田層先端面を平板により加圧して行われる第（１）項〜第（３）項のいずれかに記載の多層配線板の製造方法、
（５）  半田層の厚みの加工が、半田層先端面をシリコンウエハーの平滑面を用い加圧して行われる第（１）項〜第（４）項のいずれかに記載の多層配線板の製造方法、
である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は、導体回路と、絶縁層を貫通して前記導体回路上に形成された複数の導体ポストと、前記導体ポスト上面に前記絶縁層を突出して形成された、絶縁層と平行な面を有する半田層とを有する接続層と、層間接続用ランドを有する被接続層とを、接着剤層を介して、前記半田層を前記接着剤層と接触させて貼り合わせた後、前記半田層を形成する半田の融点以上の温度で加熱して、半田層を溶融させて、次いで、圧着して、前記導体ポストと前記層間接続用ランドとを半田接合する多層配線板の製造方法において、貼り合わせる前に、前記接続層の前記絶縁層上面からの半田層の厚みが、それぞれ均一になるように加工することを特徴とする多層配線板の製造方法である。
絶縁層上面からの半田層の厚みが、それぞれ均一になるようにすることで、半田層周辺に存在する半田表面浄化機能を有する接着剤量のばらつきを、最小限に抑え均一化され、半田層表面清浄化に対するそれぞれの半田層同士のばらつき、および同一の半田層内におけるばらつきを最小限に抑えることができ、それぞれの半田接合部分が均一で良好な半田接合を、安定して得ることができ、層間の電気的接続信頼性が得られるものである。
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれによって何ら限定されるものではない。図２は、本発明の実施形態である多層配線板の製造方法の例を説明するための図で、図２（ｊ）は得られる多層配線板の構造を示す断面図である。
【０００９】
本発明の多層配線板の製造方法の例としては、まず、金属層１０１と絶縁層１０２からなる２層構造体を用意し、前記絶縁層１０２の導体ポストを形成する位置にビア１０３を形成する（第２図（ａ））。
接続層の製造に用いる２層構造体は、銅箔などの金属層１０１上に樹脂ワニスを印刷、カーテンコート、バーコード等の方法で直接塗布することにより得ることができる。さらには、市販の樹脂付銅箔（例えば、ポリイミド付銅箔）のような２層構造体を用意しても良い。また、２層構造体は、ガラスエポキシ両面銅張積層板の一方の銅箔を全面エッチングして得ることも出来る。
また、絶縁層１０２へのビア１０３の形成方法としては、レーザー、プラズマによるドライエッチング、ケミカルエッチング等が挙げられる。レーザーとしては、炭酸ガスレーザー、紫外線レーザー、エキシマレーザー等を使用することができる。絶縁層１０２がガラスエポキシのように補強繊維を含む場合には、樹脂とガラスクロスを貫通してビア１０３を形成することができる炭酸ガスレーザーを使用することが好ましい。絶縁層１０２が、補強繊維を含まずポリイミド等の樹脂からなる場合には、より微細なビア１０３を形成できる紫外線レーザーを使用することが好ましい。また、絶縁層１０２が、感光性樹脂からなる場合には、絶縁層１０２を選択的に感光し、現像することでビア１０３を形成することもできる。
【００１０】
次に、金属層１０１を電解めっき用リード（給電用電極）として、電解めっきにより、導体ポスト１０４をビア１０３に形成し、続いて、導体ポスト１０４の先端表面に、絶縁層１０２を突出して半田層１０５を形成する（第２図（ｂ））。
導体ポストの形成方法としては、電解めっきにより導体ポスト１０４を形成すれば、導体ポスト１０４の先端の形状を自由に制御することができ、導体ポストの高さは、絶縁層１０２の表層面と同じか、もしくは、表層面より突出していることが望ましい。表層面より導体ポストを突出させることで、導体ポスト先端に形成された半田が溶融し補強構造を形成した半田接合が得られる。導体ポスト１０４の材料としては、例えば、銅、ニッケル、金、錫、銀、パラジウム等が挙げられる。さらには、銅を用いることで、低抵抗で安定した導体ポスト１０４が得られる。
半田層１０５の形成方法としては、無電解めっきにより形成する方法、金属層１０１を電解めっき用リード（給電用電極）として電解めっきにより形成する方法、半田を含有するペーストを印刷する方法が挙げられる。印刷による方法では、印刷用マスクを導体ポスト１０４に対して精度良く位置合せする必要があるが、無電解めっきや電解めっきによる方法では、導体ポスト１０４の先端表面以外に半田層１０５が形成されることがないため、導体ポスト１０４の微細化・高密度化にも対応しやすい。特に、電解めっきによる方法では、無電解めっきによる方法よりも、めっき可能な金属が多様多種であり、また、薬液の管理も容易であるため、非常に好適である。また、形成される半田層の厚みとしては、加熱して半田を溶融する際に、凸形状、より好ましくはドーム形状、雫状の形状を形成するに必要な量となる厚みで形成されていれば良い。半田層１０５の材質としては、ＳｎやＩｎ、もしくはＳｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｐｄ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ａｕの少なくとも二種からなる半田を使用することが好ましい。より好ましくは、環境に優しいＰｂフリー半田である。
【００１１】
次に、金属層１０１を選択的にエッチングすることにより、導体回路１０６を形成して、接続層１１０を得る（第２図（ｃ））。
【００１２】
次に、接続層１１０の絶縁層１０２上面からの半田層の厚みがそれぞれ均一になるように加工する。加工の具体例として、得られた接続層１１０の半田層が形成された面に、平板１０９を押し当て加圧して、突起している半田層の先端面を平坦化させる（第２図（ｄ）〜（ｅ））。
平坦化することで、例えば、電解めっき法により半田層を形成する場合、電流密度の差によって生じる面内半田層厚みの分布を均一にできる。平坦化の加重としては、１バンプあたり約１０〜２００ｇが好ましいが、平坦化できる加重であれば、何ら制限するところではない。また、ここで言う平坦化とは、半田層の清浄化が均一に行える程度なら良く、平坦化の度合いは何ら制限するところではない。例えば、球状に形成されている半田層先端から導体ポストまでの半田層の厚みが、平坦化によって、半田層形成時の厚みの１０〜５０％が平坦化されるのが好ましい。また、使用する平板１０９としては。シリコンウエハーの平滑面が好ましいが、半田層の平坦化が問題なく行えるような平板であれば、何ら制限するところではない。また、図２に示す例においては、エッチング後に平坦化する工程を示したが、この平坦化の工程は、接着剤層が形成される前にさえ行われれば、順序は何ら制限するところではない。
【００１３】
次に、絶縁層１０２の表面に接着剤層１０８を形成する（第２図（ｆ））。
接着剤層１０８の形成方法としては、使用する樹脂に応じて適した方法で良く、樹脂ワニスを印刷、カーテンコート、バーコート等の方法で直接塗布したり、ドライフィルムタイプの樹脂を真空ラミネート、真空プレス等の方法で積層したりする方法が挙げられる。接着剤層１０８の機能としては、金属の表面清浄化機能と接着機能の２機能を有することが、より好ましい。前者は半田接合を実現するために重要な機能であり、後者は接続層１１０と被接続層１２０とを接着するために重要な機能である。なお、第２図（ｆ）に示す例では、絶縁層１０２の表面に接着剤層１０８を形成する例を示したが、少なくとも半田層が、接着剤層と接触していれば良い。半田が接着剤層と接触していることで、半田溶融時に接着剤層中で溶融して、凸形状を形成することができる。また、接着剤層１０８形成時における接着剤層の厚みが、少なくとも半田溶融時の凸形状頂点部と、相対する層間接続用ランドとが、非接触を保てる厚みより厚く形成されると良い。
【００１４】
次に、接続層１１０の半田層１０５と被接続層１２０の層間接続用ランド１０７が相対するように位置合わせする（第２図（ｇ））。
接続層と被接続層との位置合わせ方法としては、接続層１１０および被接続層１２０に、予め形成されている位置決めマークを、画像認識装置により読み取り位置合わせする方法、位置合わせ用のピン等で位置合わせする方法等を用いることができる。
【００１５】
次に、接着剤層１０８を介して、接続層１１０と被接続層１２０とを、それぞれが有する半田層１０５および層間接続用ランド１０７が、接着剤層１０８と接触するように貼り合わせる（第２図（ｈ））。
接続層の半田層および被接続層の層間接続用ランドと接着剤層とを接触させる方法としては、例えば、真空プレスまたは加圧式真空ラミネータを用いて、加熱・加圧することにより、接着剤層１０８を軟化させる方法が挙げられる。上記工程においては、少なくとも半田層と層間接続用ランドが空気に接触せず又は接着剤層と接触していると良く、また、半田層１０５と層間接続用ランド１０７とは非接触を保たれていると良い。
【００１６】
次いで、接続層１１０と被接続層１２０とを、半田層１０５を形成する半田の融点以上の温度に加熱し半田を溶融させた後、加圧して圧着する（第２図（ｉ）〜（ｊ））。
接続層と被接続層との加熱、加圧工程おいては、例えば真空プレスを用いて、半田層１０５が、その半田の融点温度以上にまで加熱されたとき、接着剤層１０８に、好ましくは表面清浄化機能を有する接着剤を用いることにより、半田層１０５の表面の酸化膜が還元されて溶融し、溶融半田の表面張力により凸形状を形成する。従って、従来よりも接着剤層１０８の厚みを調節することができ、使用量そのものも減らすことができる。また、半田層の形成時の製造ばらつきによる半田層の高さばらつきが、接合状態に影響を及ぼす可能性が低くなる。接着剤層１０８は、半田の融点以上の温度での加熱に伴って粘度が低下していくが、軟化した接着剤層中で半田層を溶融することで、より凸形状を形成させると共に、半田接合を容易にする。この時の粘度は、５０Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。５０Ｐａ・ｓより高いと、半田層１０５の凸形状の形成、ならびに、層間接続用ランド１０７と接触、および、半田の濡れ拡がりを阻害して、十分な半田接合が行われない恐れがある。更に加熱して接着剤層１０８を硬化させて、接続層１１０と被接続層１２０とを接着することができる。
【００１７】
以上の工程により、層間接続用ランド１０７と導体ポスト１０４とを半田層１０５にて半田接合し、各層間を接着剤層１０８にて接着した多層配線板１３０を得ることができる。なお、第２図（ｊ）では、被接続層１２０に対して接続層１１０を１層のみ積層した例を示したが、第２図（ｊ）で得られた多層配線板１３０の上にさらにもう１層または２層以上積層して、より層数の多い多層配線板を得ることもできる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、半田層の高さばらつきの影響を無くすことによって、半田表面清浄化機能のばらつきを抑え、確実に層間接続された多層配線板を提供できるため、電子部品の高密度集積化や、高密度実装化を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】半田層の高さのばらつきによる半田層周辺の接着剤量のばらつきを示す図である。
【図２】本発明による多層配線板の製造方法の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１０１      金属層
１０２      絶縁層
１０３      ビア
１０４      導体ポスト
１０５      半田層又は半田バンプ
１０６      配線パターン
１０７      層間接続用ランド
１０８      接着剤層
１０９      平板
１１０      接続層
１２０      被接続層
１３０      多層配線板
【図１】
2004165517.tif 000003
【図２】
2004165517.tif 000004