(57)【要約】【課題】信頼性が高くて、よりコンパクト化が図られた突起状バンプ付き配線基板を歩留まりよく得ることができる製造方法。【解決手段】絶縁体層１１の一主面に銅箔９が貼着され他主面に配線パターン８を有し、かつ銅箔９及び配線パターン８が絶縁体層１０を貫挿する導体１２で電気的に接続された配線素板１１を製造する工程と、前記配線素板１１の配線パターン８面に所要の接続バンプ形成部を開口１２ａしてメッキレジスト層１２を設ける工程と、前記配線素板１１の銅箔９を給電体として電解メッキ処理を施してメッキレジスト層１２の開口部１２ａに接続バンプ１４を成長させる工程と、前記メッキレジスト層１２を除去し、配線パターン８形成面及び銅箔９面にエッチングレジスト層１５を設けエッチング処理して銅箔９を配線パターン１６とする工程とを有する。【選択図】  図１
2005026491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
層間絶縁体層の一主面に銅箔が貼着され他主面に配線パターンを有し、かつ銅箔及び配線パターンが前記層間絶縁体層を貫挿する導体で電気的に接続された配線素板を製造する工程と、
前記配線素板の配線パターン面に所要の接続バンプ形成部を開口してメッキレジスト層を設ける工程と、
前記配線素板の銅箔を共通の給電部として前記層間絶縁体層を貫挿する導体を介して前記配線パターンに電解メッキ処理を施してメッキレジスト層の開口部に接続バンプを成長させる工程と、
前記メッキレジスト層を除去し、配線パターン形成面及び銅箔面にエッチングレジスト層を設けエッチング処理して銅箔を配線パターンニングする工程と、
を有することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
層間絶縁体層が熱可塑性液晶ポリマーであることを特徴とする請求項１記載の配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線基板の製造方法に係り、さらに詳しくは実装に供されるバンプ付き配線基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器類の短小軽薄化などに伴って、電気回路を形成する配線基板についても、高密度配線化や短小軽薄化だけでなく高信頼性さが要求されている。このような要求に対応して、多層型配線基板が開発されている。例えばポリイミド樹脂等を層間絶縁体とし、配線パターン層を内装させる一方、主面の配線パターン面に電子部品の端子を接続するための突起状バンプを形設、具備させた構成の多層型配線基板が実用されている。なお、この多層型配線基板の各配線パターン層間は、それぞれ介挿する層間絶縁体を貫挿する導体で電気的に接続されている。
【０００３】
そして、この種の多層型配線基板は、一般的に、次のような手段で製造されている。先ず、ポリイミド樹脂フイルム等の両主面に、接着剤層を介して銅箔を貼り合わせた銅箔貼りシートを用意する。次いで、この銅箔貼りシートの所定領域に穿孔加工を施し、層間接続用のビア貫通孔を設けた後、貫通孔内壁面をメッキ導体化するか、あるいは導電性組成物を充填して層間接続導体を形成、配置する。その後、両面の銅箔にフォトエッチング処理を施して配線パターンを形成し、配線パターン間が接続された配線基板とする。そして、３層以上の多層配線基板は、上記に準じた工程の繰り返しで製造している（特許文献１）。
【０００４】
なお、上記層間接続の構成を簡略する手段として、次のような構成も知られている。すなわち、第１の銅箔の所定領域面に、導電性組成物や導電性金属などを素材とした突起状導電体（山形バンプ）を形設する。次いで、前記銅箔の突起状導電体の形設面に、熱可塑性樹脂層、及び第２の銅箔を順次積層、配置する。その後、この積層体を加熱、加圧して接合一体化して、両面銅箔が熱可塑性樹脂層を貫挿した突起状導電体で電気的に接続した両面銅箔貼り板を製作し、この両面銅箔貼り板の両面銅箔をエッチング処理して配線パターン化する（特許文献１）。
【０００５】
上記製造した配線基板は、電子回路のコンパクト化などのため、実装回路装置に使用されている。そして、実装回路装置化に当たっては、少なくとも一主面の配線パターン形成面に、例えばベアチップ、ＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）、ＣＳＰ（チップサイズパッケージ）、抵抗チップなどの電子部品を位置決め、搭載配置し、リフロー処理などによって半田を溶融させ、実装電子部品の実装、接続を行う必要がある。つまり、搭載、実装する電子部品の端子バンプに対応させ、予め、ニッケルなどを素材とした接続用の突起状バンプを搭載、実装部の配線パターン面に形成しておき、この突起状バンプに端子バンプを位置合わせし、互いに絶縁離隔した状態での電気的な接続を確保する。一方、バンプ同士の接続部にかかる微小応力の低減化、外部の湿度や衝撃から実装電子部品を保護するため、被実装面間にアンダーフィル材と呼称される液状材料の注入、充填が行われる（特許文献２）。
【０００６】
ところで、上記配線基板面の突起状バンプの形成は、通常、次のような手段で行われている。例えば図２に平面的に示すように、突起状バンプ（接続用バンプ）１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅを形設する配線パターン２を基板周縁部まで給電部３として延設しておき、図３（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に模式的に示すような工程順で電解メッキ処理を施して突起状バンプ１ａ，１ｂ，１ｃ，（１ｄ，１ｅ略）を肉盛、成長させている。
【０００７】
すなわち、図３（ａ）に要部を断面的に示すように、絶縁体層４の両主面に貫挿する導電バンプ５で接続された配線パターン２を配設して成る配線素板６を用意し、最終的な外形加工で切断分離する線ｃ外を除いて両配線パターン２配設面にメッキレジスト層７を設ける。ここで、メッキレジスト層７は、図３（ｂ）に要部を断面的に示すように、配線パターン２のうち突起状バンプ１ａ，１ｂ，・・・を形設する領域が選択的に開口（７ａ）処理されている。
【０００８】
次いで、前記メッキレジスト層７を設けた配線素板６は、硫酸ニッケルなどを主要成分とする電解ニッケルメッキ液に浸漬され、不溶性の対極と給電部３との間に電圧を印加して、図３（ｃ）に要部を断面的に示すように、ニッケル系の突起状バンプ１ａ，１ｂ，・・・を成長、形成する。その後、メッキレジスト層７を除去する一方、外形加工（切断分離線ｃ）を施すことによって、図３（ｄ）に要部を断面的に示すような突起状バンプ１ａ，１ｂ，・・・付き配線基板を得ている。なお、配線パターン層同士の接続手段として、片面に銅箔付きの絶縁層に予め穿孔し、前記銅箔を一方の電気メッキ電極に利用し、穿孔内をメッキ金属で充填することも知られている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平８−２６４９３９号公報（［０００３］［００１０］参照）
【００１０】
【特許文献２】
特開平１１−３０７５８６号公報（［０００２］［０００５］［００１０］［００１４］参照）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記配線基板の製造工程は、次のような不都合がある。すなわち、電子部品を搭載、実装するための突起状バンプ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを電解メッキで肉盛、成長させるに当たっては、同一平面に対応する給電部３を延設している。このように、同一主面で給電部３を周縁部に延設することは、配線パターニングが煩雑化するだけでなく、主面における配線パターン形成領域の制約となって、配線の高密度化乃至コンパクト化を阻害する。
【００１２】
また、突起状バンプ１ａ，１ｂ，・・・に対応する各給電部３によって、それぞれ電解メッキを進める際、一様な電解メッキの成長を行うため、各給電部３に一定、一様の電圧を印加することも実際的に困難であり、電解メッキのバラツキを生じる恐れがある。つまり、全体的に所定寸法、形状の突起状バンプ１ａ，１ｂ，・・・の形成が困難で、信頼性の低下や不良品の発生も懸念され、歩留まりや生産性の点で実用上問題がある。
【００１３】
本発明は、上記事情に対処してなされたもので、信頼性が高くて、よりコンパクト化が図られた突起状バンプ付き配線基板を歩留まりよく得ることができる製造方法の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、層間絶縁体層の一主面に銅箔が貼着され他主面に配線パターンを有し、かつ銅箔及び配線パターンが前記層間絶縁体層を貫挿する導体で電気的に接続された配線素板を製造する工程と、
前記配線素板の配線パターン面に所要の接続バンプ形成部を開口してメッキレジスト層を設ける工程と、
前記配線素板の銅箔を共通の給電部として前記層間絶縁体層を貫挿する導体を介して前記配線パターンに電解メッキ処理を施してメッキレジスト層の開口部に接続バンプを成長させる工程と、
前記メッキレジスト層を除去し、配線パターン形成面及び銅箔面にエッチングレジスト層を設けエッチング処理して銅箔を配線パターンニングする工程と、
を有することを特徴とする配線基板の製造方法にある。
【００１５】
すなわち、この出願に係る発明は、▲１▼絶縁体層の片面側の銅箔を共通の給電部とし、絶縁体層を貫挿する導電性バンプで接続する他面側配線パターン面に、選択的な電解メッキで突起状バンプを成長させること、▲２▼突起状バンプの成長、形成後、共通の給電部として機能させた銅箔を配線パターンニングすることを骨子とする。そして、このような構成を採ることによって、短小軽薄化や高密度配線を容易に達成し、また、電子部品の実装に当たって、信頼性の高い搭載、実装を確実に達成できる突起状バンプ付き配線基板を歩留まりよく、量産的に提供できる。
【００１６】
なお、本発明において、層間絶縁体としては、例えばフェノキシ樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリフェニレンスルフォン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリフェニールエーテル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、液晶ポリマー、ポリテトラフロロエチレン樹脂などの熱可塑性樹脂、あるいはセミキュア状態に保持された例えばエポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。特に、液晶ポリマーの選択は、耐熱性、誘電率の安定性が活かされ、高周波伝送用などにも適するからである。液晶ポリマーの選択は、耐熱性、電気絶縁特性、寸法安定性などが優れているので有利である。なお、液晶ポリマーは、例えばキシダール（商品名，Ｄａｒｔｃｏ社製）、ベクトラ（商品名，Ｃｌａｎｅｓｅ社製）で代表される多軸配向の熱可塑性ポリマーである。そして、ベクトランＡタイプ（融点２８５℃）、ベクトランＣタイプ（融点３２５℃）、ＢＩＡＣフイルム（融点３２５℃）などが市販されている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図１（ａ）〜（ｇ）を参照して発明の実施形態を説明する。図１（ａ）〜（ｇ）は、実施形態に係る突起状バンプ付き配線基板の製造方法の実施態様を模式的に示す要部断面図である。先ず、厚さ９〜３５μｍ銅箔を用意し、この銅箔の一主面側に、例えばステンレス薄鋼板の所定箇所へ０．１〜０．３ｍｍ径の孔を明けたメタルマスクを位置決め配置して導電性ペーストを印刷する。この印刷した導電性ペーストが乾燥後、同一メタルマスクを用いて同一位置に再度印刷する方法で、複数回印刷を繰り返し、略円錐状もしくは角錐状の山形バンプを形設する。
【００１８】
その後、前記銅箔の山形バンプ形設面側に厚さ２５〜１００μｍの液晶ポリマーフィルム、たとえば融点３３５℃のＢＩＡＣフィルム及び厚さ９〜３５μｍの銅箔を積層的に配置して積層体化する。次いで、この積層体の両銅箔面に当て板を配置して、樹脂圧として４〜８Ｍｐａ程度で加圧、一体化し、両面銅箔貼り板を製作する。なお、上記加圧、一体化において、山形バンプは、組成変形性を呈する熱可塑性樹脂フイルム（層間絶縁体）を貫挿し、その先端部が対向する銅箔面に到達して潰れた状態で、電気的には０．０１Ω以下の抵抗で対接、接続する。また、熱可塑性樹脂層の厚さは、内装する配線パターン層数、配線基板の厚さ、仕様などによっても異なるが、一般的に、２５〜１００μｍ程度である。
【００１９】
上記製作した両面銅箔貼り板の一主面側の銅箔について、例えば塩化第２銅水溶液、塩化鉄水溶液、硫酸−過酸化水素水溶液等のエッチング液使用し、フォトエッチング処理して、図１（ａ）に示すように、所要の配線パターン８化を行って片面配線パターの銅箔９張り板（配線素板）１１を作成する。ここで、配線パターン８は、熱可塑性樹脂フイルム１０を貫挿する山形バンプ１２によって層間接続されている。
【００２０】
次に、図１（ｂ）に示すように、前記配線素板１１の配線パターン８形成面及び銅箔９面に、メッキレジスト層１３を設け、かつこのメッキレジスト層１３の所定位置、換言すると接続用の突起状バンプの形設を要する配線パターン８面に、対応する個所を選択的に穿孔１３ａ加工して、配線パターン８面を選択的に露出させる。つまり、図１（ｃ）に示すように、他主面側の銅箔９が露出し、配線パターン８面側にメッキレジスト層１３を設けた配線素板１１とする。
【００２１】
その後、例えばニッケル系の電解メッキ液に浸漬して、所要の電解メッキを施す。ここで、銅箔９が一方の電極として使用され、不溶性の電極（アノード）が対向電極として電解メッキ液中に浸漬され、電源２０からメッキ電流が供給される。また、電気メッキによって成長、形成する突起状バンプ１４の形状、寸法、数等に応じて、メッキ液温度や電流密度など適宜選択する。
【００２２】
次いで、図１（ｄ）に示すように、前記メッキレジスト層１３を除去してから、図１（ｅ）に示すように、前記メッキレジスト層１３を除去した面全体、及び共通の電解メッキ電極として機能させた他主面の銅箔９面に、それぞれエッチングレジスト１５をパターンニングする。その後に、エッチング液による選択的なエッチング処理を施し、図１（ｆ）に示すように、他主面の銅箔９を配線パターン１６化する。
【００２３】
この配線パターンニング終了後に、前記エッチングレジスト層１５をそれぞれ除去することによって、図１（ｇ）に示すような接続用の突起状バンプ１４付き配線基板が容易に、また、歩留まりよく得られる。なお、上記エッチングレジスト１５層の除去後に、要すればソルダーレジスト処理や外形加工を施す。
【００２４】
上記配線基板の製造方法では、一主面側における電子部品搭載領域の接続用バンプ１４の電解メッキによる形成に当たって、他主面側の銅箔９を共通の電極として利用する。そして、電解メッキ処理後に配線パターンニング１６する。つまり、メッキ処理面側の複数個の接続用バンプ１４に対応して複数条の給電部をパターニングする必要がないので、製造工程の煩雑さを低減できるし、また、給電部形成面の不要化に伴って、配線パターンの自由化や、高密度の配線パターン化（インターポーザー等の配線基板のコンパクト化）も行える。
【００２５】
そして、実装電子部品の搭載、実装に当たっては、例えばＢＧＡ型半導体装置を位置決め、配置する。すなわち、配線基板の突起状バンプ１４に対応させ、半田層を介してＢＧＡ型半導体装置の端子バンプを位置決め、配置し、この状態で半田が溶融する温度に加熱する一方、半導体装置を配線基板側に圧着することによって実装が行われる。なお、上記半田層は、半導体装置の端子バンプ面、及び配線基板の突起状バンプ１４面の少なくともいずれか一方に配置しておけばよい。ここで、実装する電子部品は、ＢＧＡ型半導体装置の代わりに、ＣＳＰ型半導体装置、ＱＦＰ半導体装置、チップ抵抗体であってもよい。
【００２６】
本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、発明の主旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形を採ることができる。例えば内蔵される配線パターン数は、３層形や５層以上の多層形でもよく、また、層間絶縁体は、熱可塑性樹脂層、熱可塑性樹脂の複層、セミキュア状の熱硬化性樹脂、またはこれらの組み合わせであってもよい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、実装電子部品を搭載、実装する配線基板の配線パターン面に、電解メッキ処理で接続用のバンプを突起状に形成するに当たり、配線素板の状態で、他主面に貼着されている銅箔を共通のメッキ電極として利用する。そして、メッキ電極として機能した後には、配線パーンニングされて配線回路の形成に使用される。従って、配線基板面は、より効果的に利用されることになり、高密度配線乃至コンパクトな配線基板を容易に提供できる。また、電子部品を搭載、実装する場合、突起状バンプの形状、寸法なども一様に制御され易いので、例えばアンダーフィル材の注入、充填も容易となり、信頼性の高い実装、接続及び耐湿性等の付与も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｇ）は実施形態に係る配線基板の製造実施態様を工程順に模式的に示す要部断面図。
【図２】従来の配線基板の製造方法における電解メッキ処理で突起状バンプを形成する配線パターン図。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は従来の配線基板の製造実施態様を工程順に模式的に示す要部断面図。
【符号の説明】
８，１６：配線パターン
９：銅箔
１０：絶縁体層
１１：配線素板
１２：山形バンプ
１３：メッキレジスト層
１３ａ：メッキレジスト層の開口部
１４：突起状バンプ（接続バンプ）
１５：エッチングレジスト層
１６：配線パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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