(57)【要約】【課題】高密度に電気接続部が設置された構造を有する配線基板を提供する。【解決手段】導電層をエッチングすることによって形成される電気接続部を有する配線基板の製造方法であって、前記導電層上にマスクパターンを形成する第１の工程と、前記マスクパターンをマスクに前記導電層をエッチングして前記電気接続部を形成する第２の工程と、を有し、前記第１の工程では、前記第２の工程のエッチング時に前記マスクパターンの端部側が前記導電層側に反るよう前記マスクパターンが形成されることを特徴とする配線基板の製造方法。【選択図】図２Ｂ
2007335571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電層をエッチングすることによって形成される電気接続部を有する配線基板の製造方法であって、
前記導電層上にマスクパターンを形成する第１の工程と、
前記マスクパターンをマスクに前記導電層をエッチングして前記電気接続部を形成する第２の工程と、を有し、
前記第１の工程では、前記第２の工程のエッチング時に前記マスクパターンの端部側が前記導電層側に反るよう前記マスクパターンが形成されることを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記マスクパターンを加熱する工程をさらに有す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。
【請求項３】
前記第１の工程では、応力の異なる複数の層が積層されて前記マスクパターンが形成されることを特徴とする請求項１または２記載の配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記第１の工程では、熱膨張率の異なる複数の層が積層されて前記マスクパターンが形成されることを特徴とする請求項１または２記載の配線基板の製造方法。
【請求項５】
前記第１の工程では、反りが容易となるための切れ込みを有するように前記マスクパターンが形成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の配線基板の製造方法。
【請求項６】
前記第２の工程の後で、前記電気接続部の第１の側を第１の基板の第１の端子接続部に、前記電気接続部の第２の側を第２の基板の第２の端子接続部に、それぞれ接続する工程をさらに有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の配線基板の製造方法。
【請求項７】
前記第１の基板または前記第２の基板には半導体チップが実装されていることを特徴とする請求項６記載の配線基板の製造方法。
【請求項８】
前記半導体チップとともに前記電気接続部を樹脂材料により封止する封止工程をさらに有することを特徴とする請求項７記載の配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電層のエッチングによって形成される電気接続部を有する配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置や電子部品など、配線基板に実装されるデバイスの高性能化に伴い、これらのデバイスが実装される配線基板の側でも高性能デバイスに対応した配線構造を形成する必要が生じている。
【０００３】
このため、例えばバンプと呼ばれる配線の接続部（接続端子）についても、配線の微細化・高密度化に対応する必要が生じている。従来は、例えば半田ボールを用いてバンプを形成することが広く行われていたが、特に微細化、狭ピッチ化が進んだ配線基板においては、バンプの高さのばらつきが問題になる場合があった。
【０００４】
そこで、導電層をエッチングによりパターニングすることで、バンプに相当する電気接続部（接続端子）を形成する方法が提案されていた（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
図１Ａ〜図１Ｂは、導電層をエッチングによりパターニングすることで、バンプに相当する、配線基板に接続して用いる接続部（接続端子）を形成する方法を模式的に示した図である。
【０００６】
図１Ａを参照するに、まず、本図に示す工程では、支持板１上の導電層２Ａ上に、例えばレジスト層をパターニングすることでマスクパターン３を形成する。
【０００７】
次に、図１Ｂに示す工程において、前記マスクパターン３をマスクにしたエッチングによって前記導電層２Ａのパターニングを行い、ポスト状の接続部２を形成することができる。
【０００８】
上記の方法によれば、例えば半田ボールを用いてバンプを形成する場合に比べて接続部の高さのばらつきが小さく、接続部の信頼性が良好となる。
【特許文献１】特開２００４−３３５９２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記の図１Ａ〜図１Ｂに示した接続部の形成方法においては、前記導電層２Ａのエッチング時に、該導電層２Ａが横方向にもエッチングされてしまい、前記接続部２が細くなってしまう問題があった。このため、前記接続部２を近接して設置することが困難になり、接続部の高密度化が困難となってしまう問題が生じていた。
【００１０】
例えば図１Ｂに示す前記接続部２の設置のピッチＰ１は、前記接続部２の径と高さをともに１５０μｍ程度とすると、４００μｍ程度とすることが限界となる。
【００１１】
そこで、本発明は上記の問題を解決した、新規で有用な配線基板の製造方法を提供することを統括的な課題としている。
【００１２】
本発明の具体的な課題は、高密度に電気接続部が設置された構造を有する配線基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記の課題を、導電層をエッチングすることによって形成される電気接続部を有する配線基板の製造方法であって、前記導電層上にマスクパターンを形成する第１の工程と、前記マスクパターンをマスクに前記導電層をエッチングして前記電気接続部を形成する第２の工程と、を有し、前記第１の工程では、前記第２の工程のエッチング時に前記マスクパターンの端部側が前記導電層側に反るよう前記マスクパターンが形成されることを特徴とする配線基板の製造方法により、解決する。
【００１４】
本発明によれば、高密度に電気接続部が設置された構造を有する配線基板を提供することが可能となる。
【００１５】
また、前記マスクパターンを加熱する工程をさらに有すると、前記マスクパターンを反らせることが容易となり、好ましい。
【００１６】
また、前記第１の工程では、応力の異なる複数の層が積層されて前記マスクパターンが形成されると、前記マスクパターンを反らせることが容易となり、好ましい。
【００１７】
また、前記第１の工程では、熱膨張率の異なる複数の層が積層されて前記マスクパターンが形成されると、前記マスクパターンを反らせることが容易となり、好ましい。
【００１８】
また、前記第１の工程では、反りが容易となるための切れ込みを有するように前記マスクパターンが形成されると、前記マスクパターンを反らせることが容易となり、好ましい。
【００１９】
また、前記第２の工程の後で、前記電気接続部の第１の側を第１の基板の第１の端子接続部に、前記電気接続部の第２の側を第２の基板の第２の端子接続部に、それぞれ接続する工程をさらに有すると、基板を積層してなる構造を有する配線基板を構成することが容易となり、好ましい。
【００２０】
また、前記第１の基板または前記第２の基板には半導体チップが実装されていてもよい。
【００２１】
また、前記半導体チップとともに前記電気接続部を樹脂材料により封止する封止工程をさらに有すると、電気接続部の信頼性が良好である半導体チップ内蔵型の配線基板を製造することが可能となり、好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、高密度に電気接続部が設置された構造を有する配線基板を提供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】
【００２３】
本発明に係る配線基板の製造方法は、導電層をエッチングすることによって形成される電気接続部を有する配線基板の製造方法であって、前記導電層上にマスクパターンを形成する第１の工程と、前記マスクパターンをマスクに前記導電層をエッチングして前記電気接続部を形成する第２の工程と、を有し、前記第１の工程では、前記第２の工程のエッチング時に前記マスクパターンの端部側が前記導電層側に反るよう前記マスクパターンが形成されることを特徴としている。
【００２４】
上記の製造方法では、導電層をエッチングする場合にマスクパターンの端部側が導電層側に反るように構成されるため、導電層の横方向のエッチング（いわゆるサイドエッチ）が抑制される効果を奏する。
【００２５】
このため、例えばポスト状に形成される電気接続部の側壁部分のエッチングが従来のエッチング方法に比べて少なくなる。従って、電気接続部を形成するピッチを従来に比べて狭くすることが可能になり、高密度に電気接続部を形成することが可能になる。
【００２６】
次に、上記の配線基板の製造方法について、図面に基づき以下に説明する。
【実施例１】
【００２７】
図２Ａ〜図２Ｂは、実施例１による配線基板の製造方法に係る、接続部（電気接続部）を形成する方法である。また、図３Ａ〜図３Ｂは、図２Ａ〜図２Ｂにそれぞれ対応する平面図である。当該接続部は、例えば従来のバンプ（半田バンプ、スタッドバンプなど）に相当し、例えば配線基板の配線（電極パッド）と配線基板の接続対象（マザーボード、半導体チップなど）を接続する場合や、または、積層される配線基板の配線間を接続する場合に用いられる。
【００２８】
まず、図２Ａ（図３Ａ）に示す工程においては、支持板１０１に支持される、例えばＣｕよりなる導電層１０２Ａ上に、マスクパターン１０３を形成する。前記マスクパターン１０３は、例えばフォトレジストにより形成され、例えばフォトリソグラフィ法によってパターニングされて形成される。
【００２９】
上記のパターニングを行うにあたっては、まず、前記導電層１０２Ａ上にレジスト層を形成する。この場合、当該レジスト層は、例えばフィルムの貼り付けにより、または、塗布（スピンコート）により、形成される。次に、当該レジスト層のパターニングのための露光と現像処理を行うことで、前記マスクパターン１０３を形成することができる。
【００３０】
本実施例では、上記のマスクパターン１０３が、後述するエッチング工程において端部側（周縁部側）が、前記導電層１０２Ａ側（形成される接続部側）に反るように構成されることが特徴である。例えば、前記マスクパターン１０３の応力を大きくすることで、上記の反りを発生させることができる。また、例えば、前記マスクパターン１０３を加熱処理する（熱硬化させる）工程をさらに設けることで、上記の反りを大きくすることができる。また、このような前記マスクパターン１０３の構成のさらに詳細な例については後述する。
【００３１】
次に、図２Ｂ（図３Ｂ）に示す工程において、前記マスクパターン１０３をマスクにした前記導電層１０２Ａのエッチング（パターニング）を行い、略ポスト状（略円柱状）の接続部１０２を形成する。当該エッチングは、例えばエッチング液をスプレー状に前記導電層１０２Ａ上に供給することで行われる。
【００３２】
本工程においては、前記マスクパターン１０３の端部側が、エッチングが進行するに従って、前記導電層１０２Ａ側（形成される接続部１０２側）に反ることで、当該導電層１０２Ａ（当該接続部１０２）の横方向へのエッチング（サイドエッチ）が抑制されることが特徴である。
【００３３】
このため、前記接続部１０２を形成するピッチＰを小さくすることが可能となり、高密度（狭ピッチ）で該接続部１０２が設置された配線基板を製造することが可能となる。例えば、図２Ｂに示す、前記接続部１０２の径ｄを１５０μｍ、高さｈを１５０μｍとすると、隣接する該接続部１０２のピッチＰを、２９０μｍ程度にすることが可能となる。
【００３４】
また、上記の場合、図２Ａに示す、前記レジストパターン１０３の径Ｄを２１０μｍ、隣接するレジストパターン１０３の距離Ｌを８０μｍ程度にすればよい。なお、これらの寸法は本発明の実施の一形態であり、本発明はこれらの大きさに限定されるものではない。
【００３５】
また、上記のマスクパターン１０３の反りの発生を容易とするために、例えば当該マスクパターン１０３が、複数の層が積層されてなる構造を有するように構成してもよい。この場合、先に説明したフィルムの貼り付け、または塗布によるレジスト層の形成と、フォトリソグラフィ法による該レジスト層のパターニング（露光と現像）を繰り返し実施すればよい。また、当該パターニングは、複数のレジスト層についてまとめて１回で行うようにしてもよい。
【００３６】
例えば、前記マスクパターン１０３は、前記導電層１０２Ａに接する第１のマスクパターン１０３Ａと、該マスクパターン１０３Ａ上に積層される第２のマスクパターン１０３Ｂを含むように構成されていてもよい。また、必要に応じて前記マスクパターン１０３は、さらに多層構造となるように構成してもよい。
【００３７】
例えば、前記第１のマスクパターン１０３Ａと、前記第２のマスクパターン１０３Ｂの応力（レジスト層の硬化時の収縮率の差により発生する応力など）が異なるように構成されると、前記マスクパターン１０３に反りを発生させることが容易となり、好ましい。
【００３８】
また、前記第１のマスクパターン１０３Ａと、前記第２のマスクパターン１０３Ｂの熱による変形の割合（熱膨張率）が異なるように構成されると、特に熱処理工程と組み合わせた場合に前記マスクパターン１０３に反りを発生させることが容易となり、好ましい。
【００３９】
また、例えば前記第１のマスクパターン１０３Ａと前記第２のマスクパターン１０３Ｂの、露光による化学反応の程度を変えることで、前記マスクパターン１０３の反りの発生を大きくすることができる。例えば、前記第２のマスクパターン１０３Ｂの露光の程度（モノマーからポリマーへの変化）を大きく、前記第１のマスクパターン１０３Ａの露光の程度（モノマーからポリマーへの変化）を小さくすることで、反りの発生を大きくすることができる。
【００４０】
また、上記のマスクパターン１０３の反りの発生を容易とするために、切れ込みを有するように前記マスクパターン１０３を形成してもよい。図３Ａには、前記マスクパターン１０３に形成された切れ込み１０３ａを示している。前記切れ込み１０３ａは、例えば前記マスクパターン１０３の中心に対して均等に配置されるように複数形成される。また、図３Ｂに示すエッチング工程では、平面視した場合に当該切れ込み１０３ａが小さくなるように、前記マスクパターン１０３が反っていることがわかる。
【００４１】
次に、上記の接続部の形成方法を用いた、配線基板の製造方法の一例について、図４Ａ〜図４Ｋに基づき、手順を追って説明する。ただし、以下の図では、先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【００４２】
まず、図４Ａに示す工程において、例えばＣｕの箔や板材よりなる導電層１０２Ａを用意する。
【００４３】
次に、図４Ｂに示す工程において、先に図２Ａ（図３Ａ）で説明した場合と同様にして、前記導電層１０２Ａ上に、第１のマスクパターン１０３Ａと、第２のマスクパターン１０３Ｂとが積層されてなるマスクパターン１０３を形成する。
【００４４】
次に、図４Ｃに示す工程において、前記マスクパターン１０３が形成された前記導電層１０２Ａを、該導電層１０２Ａを支持する支持板１０１上に設置する。この場合、前記支持板１０１と前記導電層１０２Ａの間には、所定の接着力（粘着力）を有する接続層１０１Ａが形成されていると、エッチング後の接続部の保持が容易となり、好ましい。
【００４５】
次に、図４Ｄに示す工程において、先に図２Ｂ（図３Ｂ）で説明した場合と同様にして、前記マスクパターン１０３をマスクにした前記導電層１０２Ａのエッチング（パターニング）を行い、略ポスト状（略円柱状）の接続部１０２を形成する。当該エッチングは、例えばエッチング液をスプレー状に前記導電層１０２Ａ上に供給することで行われる。
【００４６】
本工程においては、前記マスクパターン１０３の端部側が、エッチングが進行するに従って、前記導電層１０２Ａ側（形成される接続部１０２側）に反ることで、当該導電層１０２Ａの横方向へのエッチングが抑制される。このため、前記接続部１０２を形成するピッチを小さくすることが可能となり、高密度（狭ピッチ）で該接続部１０２が設置された配線基板を製造することが可能となる。
【００４７】
また、前記マスクパターン１０３の反りを大きくするために、先に図２Ａ〜図２Ｂの説明に記載したように、前記マスクパターン１０３を加熱して熱硬化させる工程を設けてもよい。また、前記マスクパターン１０３が、応力や熱膨張率の異なる複数の層が積層されてなる構造としてもよい。さらには、図３Ｂに示したように、反りの発生を容易とするための切れ込みを形成してもよい。
【００４８】
次に、図４Ｅに示す工程において、前記マスクパターン１０３を除去（剥離）する。
【００４９】
次に、図４Ｆに示す工程において、前記接続部１０２の先端部（第１の側）と、基板２００の配線との接続を行う。前記基板２００は、例えばコア基板２０２と、該コア基板２０２を貫通するビアプラグ２０５、該ビアプラグ２０５に接続される配線（電極パッド）２０６、２０７と、を有している。
【００５０】
前記配線２０６，２０７は、それぞれ、前記コア基板２０２の前記接続部１０２に面する側と、前記接続部１０２に面する側の反対側に形成されている。また、前記配線２０６，２０７の周囲には、それぞれソルダーレジスト層２０３、２０４が形成されている。すなわち、前記配線２０６は、前記ソルダーレジスト層２０３から露出するように、前記配線２０７は、前記ソルダーレジスト層２０４から露出するようにして形成されている。また、前記基板２００は、例えば該基板２００を支持する支持板２０１に設置されている。
【００５１】
本工程においては、例えば前記配線２０６と前記接続部１０２の間に、例えば半田よりなる接続層２０８を形成し、当該接続層２０８を溶融させることで前記配線２０６と前記接続部１０２を電気的に接続する。また、前記接続層２０８は、半田に限定されず様々な材料を用いて構成してもよい。
【００５２】
次に、図４Ｇに示す工程において、前記接続層１０１Ａと前記支持板１０１を例えばエッチングにより除去する。また、本工程においてはエッチングによらず、前記接続層１０１Ａから前記接続部１０２をはがすようにして、前記支持板１０１（前記接続層１０１Ａ）と前記接続部１０２を分離してもよい。
【００５３】
次に、図４Ｈに示す工程において、前記接続部１０２の、前記基板２００と接続された側の反対側（第２の側）と、基板３００の配線との接続を行う。前記基板３００は、例えばコア基板３０２と、該コア基板３０２を貫通するビアプラグ３０５、該ビアプラグ３０５に接続される配線（電極パッド）３０６、３０７と、を有している。
【００５４】
前記配線３０６，３０７は、それぞれ、前記コア基板３０２の前記接続部１０２に面する側と、前記接続部１０２に面する側の反対側に形成されている。また、前記配線３０６，３０７の周囲には、それぞれソルダーレジスト層３０３、３０４が形成されている。すなわち、前記配線３０６は、前記ソルダーレジスト層３０３から露出するように、前記配線３０７は、前記ソルダーレジスト層３０４から露出するようにして形成されている。
【００５５】
本工程においては、例えば前記配線３０６と前記接続部１０２の間に、例えば半田よりなる接続層３０８を形成し、当該接続層３０８を溶融させることで前記配線３０６と前記接続部１０２を電気的に接続する。また、前記接続層３０８は、半田に限定されず様々な材料を用いて構成してもよい。
【００５６】
また、前記基板３００には、例えば半導体チップ３０９が実装されていてもよい。例えば、前記コア基板３０２上には、前記配線３０６が複数形成されており、前記半導体チップ３０９は、前記接続部１０２が接続されない配線３０６に、フリップチップ接続される。また、半導体チップの実装方法は、フリップチップ実装に限定されず、例えばワイヤを用いた実装であってもよい。
【００５７】
上記のように、積層される前記基板２００と前記基板３００の、対向するそれぞれの配線を前記接続部１０２で電気的に接続することで、半導体チップ内蔵型の配線基板を容易に製造することが可能となる。
【００５８】
また、前記基板３００は、前記基板２００と同様に、支持板に支持されるようにしてもよい。この場合、前記基板３００を支持する支持板は、前記基板２００を支持する支持板２０１とともに、後述する図４Ｊの工程で除去する。
【００５９】
次に、図４Ｉに示す工程において、例えば液体の樹脂材料を前記基板２００と前記基板３００の間に注入し、硬化させることによって絶縁層（封止層）３１０を形成し、前記半導体チップ３０９と、前記接続部１０２を封止する。
【００６０】
次に、図４Ｊに示す工程において、前記支持板２０１を前記基板２００から除去（剥離）する。
【００６１】
さらに、必要に応じて、図４Ｋに示す工程において、前記配線３０７に半田バンプ３１１を形成する。また、本工程は省略することも可能である。このようにして、基板２００、３００が積層され、さらに該基板２００，３００の間に形成された前記接続部１０２によって該基板２００、３００のそれぞれの配線が接続された構造を有する、半導体チップ内蔵型の配線基板４００を製造することができる。
【００６２】
また、上記の接続部１０２は、複数の基板を積層する場合の電気的な接続に用いられる場合に限定されず、例えば、従来のバンプ（半田バンプ、スタッドバンプなど）と同様に用いることが可能である。たとえば、図４Ｋに示した前記半田バンプ３１１に変えて、前記接続部１０２に相当する構造を設置してもよい。この場合、前記配線３０７に設置される前記接続部１０２に相当する接続部は、前記配線基板４００の外部接続端子として用いられることになる。また、前記配線２０７上に、前記接続部１０２に相当する構造を設置してもよい。この場合、図２Ａ（３Ａ）〜図２Ｂ（３Ｂ）で先に説明した接続部１０２の形成方法を用いることが可能である。
【００６３】
また、上記の接続部１０２を構成する材料は、Ｃｕに限定されず、他の様々な導電材料（Ａｕ，Ｎｉ，Ｆｅ、またはこれらの積層構造やこれらの合金など）を用いてもよい。
【００６４】
以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明は上記の特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明によれば、高密度に電気接続部が設置された構造を有する配線基板を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１Ａ】従来の接続部の形成方法を示す図（その１）である。
【図１Ｂ】従来の接続部の形成方法を示す図（その２）である。
【図２Ａ】実施例１による接続部の形成方法を示す図（その１）である。
【図２Ｂ】実施例１による接続部の形成方法を示す図（その２）である。
【図３Ａ】図２Ａの平面図である。
【図３Ｂ】図２Ｂの平面図である。
【図４Ａ】実施例１による配線基板の製造方法を示す図（その１）である。
【図４Ｂ】実施例１による配線基板の製造方法を示す図（その２）である。
【図４Ｃ】実施例１による配線基板の製造方法を示す図（その３）である。
【図４Ｄ】実施例１による配線基板の製造方法を示す図（その４）である。
【図４Ｅ】実施例１による配線基板の製造方法を示す図（その５）である。
【図４Ｆ】実施例１による配線基板の製造方法を示す図（その６）である。
【図４Ｇ】実施例１による配線基板の製造方法を示す図（その７）である。
【図４Ｈ】実施例１による配線基板の製造方法を示す図（その８）である。
【図４Ｉ】実施例１による配線基板の製造方法を示す図（その９）である。
【図４Ｊ】実施例１による配線基板の製造方法を示す図（その１０）である。
【図４Ｋ】実施例１による配線基板の製造方法を示す図（その１１）である。
【符号の説明】
【００６７】
１  支持板
２  接続部
２Ａ  導電層
３  マスクパターン
１０１  支持板
１０１Ａ  接続層
１０２  接続部
１０２Ａ  導電層
１０３  マスクパターン
１０３Ａ  第１のマスクパターン
１０３Ｂ  第２のマスクパターン
２００，３００  基板
２０１  支持板
２０２，３０２  コア基板
２０３，２０４，３０３，３０４  ソルダーレジスト層
２０５，３０５  ビアプラグ
２０６，２０７，３０６，３０７  配線
２０８，３０８  接続層
３０９  半導体チップ
３１０  絶縁層
３１１  半田バンプ
【図１Ａ】
2007335571.tif 000003
【図１Ｂ】
2007335571.tif 000004
【図２Ａ】
2007335571.tif 000005
【図２Ｂ】
2007335571.tif 000006
【図３Ａ】
2007335571.tif 000007
【図３Ｂ】
2007335571.tif 000008
【図４Ａ】
2007335571.tif 000009
【図４Ｂ】
2007335571.tif 000010
【図４Ｃ】
2007335571.tif 000011
【図４Ｄ】
2007335571.tif 000012
【図４Ｅ】
2007335571.tif 000013
【図４Ｆ】
2007335571.tif 000014
【図４Ｇ】
2007335571.tif 000015
【図４Ｈ】
2007335571.tif 000016
【図４Ｉ】
2007335571.tif 000017
【図４Ｊ】
2007335571.tif 000018
【図４Ｋ】
2007335571.tif 000019