(57)【要約】【課題】接続信頼性を確保しつつ電子部品の電極のファインピッチ化に対応可能なプリント配線板の製造方法を提供する。【解決手段】プリント配線板１の製造方法は、シード層１３を有する基材２０を準備する第１の工程Ｓ１０と、第１及び第２の開口３１，３２を有するレジストパターン３０をシード層１３上に形成する第２の工程Ｓ２０と、第１の開口３１内に形成した第１の接着層１６によって半導体デバイス１５を基材２０に接着する第３の工程Ｓ３０と、シード層１３上に形成されためっき層１４を第２の開口３２内に満たすことで、電極１５３とめっき層１４とを直接接続する第４の工程Ｓ４０と、レジストパターン３０を除去する第５の工程Ｓ５０と、シード層１３の露出領域を除去する第６の工程Ｓ６０と、半導体デバイス１５と絶縁性フィルム１１の間の空隙６０に第２の接着層１７を形成する第７の工程Ｓ７０と、を備える。【選択図】  図２
2013008717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を有する電子部品が実装されたプリント配線板の製造方法であって、
絶縁層と、前記絶縁層に形成された導電層と、を有する基材を準備する第１の工程と、
第１の開口と第２の開口とを有するレジストパターンを、前記導電層の上に形成する第２の工程と、
前記第１の開口内に第１の接着層を形成し、前記第１の接着層によって前記電子部品を前記基材に接着する第３の工程と、
前記導電層の上にめっき層を形成し、前記めっき層を前記第２の開口内に満たすことで、前記電極と前記めっき層とを直接接続する第４の工程と、
前記レジストパターンを除去する第５の工程と、
前記導電層において前記めっき層又は前記第１の接着層から露出している領域を除去する第６の工程と、
前記電子部品と前記絶縁層との間に形成された空隙に、電気絶縁性を有する第２の接着層を形成する第７の工程と、を備えたことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のプリント配線板の製造方法であって、
前記第２の開口は、前記プリント配線板の配線パターンに対応した部分を含み、
前記第４の工程は、前記電極と前記めっき層との接続と同時に、前記配線パターンを形成することを含むことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のプリント配線板の製造方法であって、
前記第７の工程は、接着剤を加熱して硬化させることで前記第２の接着層を形成することを含み、
前記接着剤は、硬化に伴って収縮することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項４】
電極を有する電子部品と、
前記電極に対応した形状を少なくとも含む導電層と、
前記導電層が形成された絶縁層と、
前記導電層の上に形成されためっき層と、
電気絶縁性を有し、前記電子部品と前記絶縁層とを接着する接着層と、を備え、
前記電極は、前記めっき層に直接接続されていることを特徴とするプリント配線板。
【請求項５】
請求項４に記載のプリント配線板であって、
前記接着層は、前記電子部品と前記基材とを相互に引き寄せるように接着していることを特徴とするプリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品が実装されたプリント配線板の製造方法、及びその製造方法によって製造されたプリント配線板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップをプリント基板に実装する技術として、半導体チップとプリント基板との間に異方性導電フィルム（ＡＣＦ:Anisotropic Conductive Film)を介在させて、当該ＡＣＦの導電性フィラーによって半導体チップの電極とプリント基板の配線とを電気的に接続するものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２１７１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の技術では、半導体チップの電極間のピッチが狭くなるほど（ファインピッチ化するほど）、端子や配線自体の表面積が小さくなるので、これらの間に十分な量の導電性フィラーを介在させることが難くなる。また、電極間のピッチが狭くなるほど、隣接する電極が導電性フィラーを介して短絡する可能性が高くなる。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、接続信頼性を確保しつつ電子部品の電極のファインピッチ化に対応可能なプリント配線板の製造方法及びプリント配線板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［１］本発明に係るプリント配線板の製造方法は、電極を有する電子部品が実装されたプリント配線板の製造方法であって、絶縁層と、前記絶縁層に形成された導電層と、を有する基材を準備する第１の工程と、第１の開口と第２の開口とを有するレジストパターンを、前記導電層の上に形成する第２の工程と、前記第１の開口内に第１の接着層を形成し、前記第１の接着層によって前記電子部品を前記基材に接着する第３の工程と、前記導電層の上にめっき層を形成し、前記めっき層を前記第２の開口内に満たすことで、前記電極と前記めっき層とを直接接続する第４の工程と、前記レジストパターンを除去する第５の工程と、前記導電層において前記めっき層又は前記第１の接着層から露出している領域を除去する第６の工程と、前記電子部品と前記絶縁層との間に形成された空隙に、電気絶縁性を有する第２の接着層を形成する第７の工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
［２］上記発明において、前記第２の開口は、前記プリント配線板の配線パターンに対応した部分を含み、前記第４の工程は、前記電極と前記めっき層との接続と同時に、前記配線パターンを形成することを含んでもよい。
【０００８】
［３］上記発明において、前記第７の工程は、接着剤を加熱して硬化させることで前記第２の接着層を形成することを含み、前記接着剤は、硬化に伴って収縮してもよい。
【０００９】
［４］本発明に係るプリント配線板は、電極を有する電子部品と、前記電極に対応した形状を少なくとも含む導電層と、前記導電層が形成された絶縁層と、前記導電層の上に形成されためっき層と、電気絶縁性を有し、前記電子部品と前記絶縁層とを接着する接着層と、を備え、前記電極は、前記めっき層に直接接続されていることを特徴とする。
【００１０】
［５］上記発明において、前記接着層は、前記電子部品と前記基材とを相互に引き寄せるように接着していてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、電子部品の電極を、絶縁層上に導電層を介して形成されためっき層に直接接続するので、接続信頼性を確保しつつ電子部品の電極のファインピッチ化に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１（ａ）は、本発明の実施形態におけるプリント配線板の平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のIB-IB線に沿った断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態におけるプリント配線板の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】図３（ａ）は、図２のステップＳ１０におけるプリント配線板の平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のIIIB-IIIB線に沿った断面図である。
【図４】図４（ａ）は、図２のステップＳ２０におけるプリント配線板の平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のIVB-IVB線に沿った断面図である。
【図５】図５（ａ）は、図２のステップＳ３０におけるプリント配線板の平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のVB-VB線に沿った断面図である。
【図６】図６（ａ）は、図２のステップＳ４０におけるプリント配線板の平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のVIB-VIB線に沿った断面図である。
【図７】図７（ａ）は、図２のステップＳ５０におけるプリント配線板の平面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のVIIB-VIIB線に沿った断面図である。
【図８】図８（ａ）は、図２のステップＳ６０におけるプリント配線板の平面図であり、図８（ｂ）は、図８（ｂ）のVIIIB-VIIIB線に沿った断面図である。
【図９】図９（ａ）は、図２のステップＳ７０におけるプリント配線板の平面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のIXB-IXB線に沿った断面図である。
【図１０】図１０（ａ）は、本発明の他の実施形態のステップＳ２０におけるインタポーザの平面図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のXB-XB線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
先ず、本実施形態におけるプリント配線板１の構造について、図１（ａ）及び図１（ｂ）を参照しながら説明する。
【００１５】
図１（ａ）は本実施形態におけるプリント配線板の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のIB-IB線に沿った断面図である。
【００１６】
本実施形態におけるプリント配線板１は、例えば、半導体集積回路等を有する半導体デバイス１５が実装されたフレキシブルプリント配線板であり、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、絶縁性フィルム１１と、配線パターン１２と、半導体デバイス１５と、を備えている。
【００１７】
絶縁性フィルム１１は、電気絶縁性及び可撓性を有する樹脂フィルムである。この絶縁性フィルム１１を構成する材料としては、例えば、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエステル（ＰＥ）、ガラスエポキシ樹脂等を例示することができる。なお、絶縁性フィルム１１に代えて、ガラスエポキシ樹脂、セラミックス、ガラス等のリジッドな絶縁性基板を用いてもよい。
【００１８】
配線パターン１２は、シード層１３と、めっき層１４と、から構成されている。
【００１９】
シード層１３は、絶縁性フィルム１１の一方の主面１１１に所定のパターンで形成されており、例えば、ニッケル、銅、ニッケル−クロム、銅―ニッケル等の金属材料から構成されている。一方、めっき層１４は、このシード層１３の上に形成されており、例えば、銅等の金属材料から構成されている。
【００２０】
この配線パターン１２の端部には、半導体デバイス１５の電極１５３が接続されている。本実施形態では、半導体デバイス１５の電極１５３は、ＡＣＦや半田付け等を介さずに、配線パターン１２のめっき層１４に直接接続されている。なお、半導体デバイス１５の電極１５３の数や配置は特に限定されない。
【００２１】
さらに、本実施形態では、絶縁性フィルム１１と半導体デバイス１５との間に、第１及び第２の接着層１６，１７が介在している。
【００２２】
第１の接着層１６は、半導体デバイス１５を、絶縁性フィルム１１に固定するための層であり、半導体デバイス１５の本体１５１の下面１５２と、絶縁性フィルム１１上に形成されたシード層１３と、を接着している。この第１の接着層１６を形成する第１の接着剤４０（図５（ｂ）参照）としては、例えば、エポキシ系或いはアクリル系の熱硬化性接着剤を例示することができる。
【００２３】
一方、第２の接着層１７は、半導体デバイス１５と配線パターン１２とを確実に電気的に導通させるための層であり、半導体デバイス１５の本体１５１の下面１５２（図５（ｂ）参照）と、絶縁性フィルム１１の上面１１１と、を接着している。この第２の接着層１７を形成する第２の接着剤５０（図９参照）は、電気絶縁性を有すると共に、硬化に伴って収縮する接着剤であり、例えば、エポキシ系樹脂等から構成されるＮＣＰ(Non Conductive Paste)等を例示することができる。
【００２４】
次に、本実施形態におけるプリント配線板１の製造方法について、図２〜図９（ｂ）を参照しながら説明する。
【００２５】
図２は本実施形態におけるプリント配線板の製造方法を示すフローチャート、図３（ａ）〜図９（ｂ）は図２の各ステップにおけるプリント配線板を示す図である。
【００２６】
先ず、図２のステップＳ１０において、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、基材２０を準備する。この基材２０は、例えば、セミアディティブ法でのプリント配線板製造の出発材料として使用されるシード層付きフィルムであり、絶縁性フィルム１１と、絶縁性フィルム１１の一方の主面に予め形成されたシード層１３と、を備えている。このシード層１３は、例えば、ＤＰＰ（Direct Plating Process）、無電解めっき、スパッタリング、真空蒸着、ＣＶＤ等の手法によって形成されている。
【００２７】
次いで、図２のステップＳ２０において、基材２０の全面にドライフィルムをラミネートし、このドライフィルムを露光及び現像することで、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、所定形状を有するレジストパターン３０を形成する。このレジストパターン３０は、第１の接着剤４０が充填される第１の開口３１と、配線パターン１２の形状に対応した第２の開口３２と、を有している。
【００２８】
次いで、図２のステップＳ３０において、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、先ず、半導体デバイス１５の下面１５２の略中央に、シート状の第１の接着剤４０を貼り付ける。そして、ドライフィルムに形成されたマーク（不図示）を基準として、半導体デバイス１５を基材２０に位置決めした後に、第１の接着剤４０をレジストパターン３０の第１の開口３１に挿入し、第１の接着剤４０を加熱して硬化させることで第１の接着層１６が形成される。この第１の接着層１６によって半導体デバイス１５が基材２０に固定される。
【００２９】
なお、半導体デバイス１５の下面１５２に貼り付ける第１の接着剤４０の厚さは、ステップＳ２０で使用するドライフィルムと実質的に同一の厚さ、又は、当該ドライフィルムよりもやや厚いことが好ましい。
【００３０】
なお、第１の接着剤４０を、半導体デバイス１５の下面１５２に代えて、第１の開口３１を介して基材２０に予め貼り付けてもよい。また、第１の接着剤４０として液状の接着剤を採用してもよい。この場合には、ディスペンサ等を用いて半導体デバイス１５或いは基材２０に第１の接着剤４０を塗布する。
【００３１】
次いで、図２のステップＳ４０において、半導体チップ１５が固定された基材２０を銅めっき装置のめっき槽に浸漬する。図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、レジストパターン３０の第２の開口３２内にはシード層１３が露出しているため、当該シード層１３を起点として銅が析出して、シード層１３の上にめっき層１４が形成される。
【００３２】
ここで、第２の開口３２は、半導体デバイス１５の電極１５３の下方まで延在している。そのため、このステップＳ４０では、シード層１３上に析出した銅で第２の開口３２内が満たされることで、シード層１３上に形成されためっき層１４と、半導体デバイス１５の電極１５３とが電気的に接続される。因みに、半導体デバイス１５の本体１５１は、樹脂材料等の電気絶縁性を有する材料でパッケージングされているため、本体１５の表面に銅が析出することはない。
【００３３】
このように、本実施形態では、このステップＳ４０において、配線パターン１２が形成されると同時に、この配線パターン１２に半導体デバイス１５が実装される。
【００３４】
次いで、図２のステップＳ５０において、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、例えば強アルカリ溶液を用いて、基材２０上からレジストパターン３０を除去する。この際、半導体デバイス１５と基材２０との間にも強アルカリ溶液が入り込むので、半導体デバイス１５と基材２０との間のレジストパターン３０も除去されて、半導体デバイス１５の本体１５１の下方に空隙６０が形成される。
【００３５】
次いで、図２のステップＳ６０において、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、例えば弱酸性溶液を用いて、シード層１３においてめっき層１４及び第１の接着層１６から露出している部分を除去する。これにより、それぞれの配線パターン１２が電気的に分離される。
【００３６】
次いで、図２のステップＳ７０において、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、半導体デバイス１５と絶縁性フィルム１１との間に形成された空隙６０に、第２の接着剤５０を充填する。そして、この第２の接着剤５０を加熱硬化させることで、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、半導体デバイス１５と絶縁性フィルム１１との間に第２の接着層１７が形成される。
【００３７】
なお、電極１５３とめっき層１４とは既に電気的に接続されているので、この加熱によって、電極１５３とめっき層１４との間に位置ズレが生じることはない。
【００３８】
上述のように、第２の接着剤５０は硬化に伴って収縮するので、この第２の接着層１７は、半導体デバイス１５と絶縁性フィルム１１とを相互に引き寄せるように接着しており、電極１５３とめっき層１４との間に強固な接続状態が形成されるので、電極１５３とめっき層１４とが確実に導通する。
【００３９】
以上のように、本実施形態では、半導体デバイス１５の電極１５３が、絶縁性フィルム１１上にシード層１３を介して形成されためっき層１４に直接接続されるので、接続信頼性を確保しつつ半導体デバイスの電極のファインピッチ化に対応することができる。
【００４０】
また、上述のＡＣＦを用いて半導体デバイスをプリント配線板に実装する場合には、平面方向において半導体デバイスの電極とプリント配線板上の配線パターンとを高精度に位置決めしなければならない。これに対し、本実施形態では、半導体デバイス１５の電極１５３にめっき層１４が直接接続されるので、ＡＣＦよりも高精度な位置決めが要求されない。
【００４１】
また、本実施形態では、配線パターン１２の形成と同時に、半導体デバイス１５を実装することができるので、プリント配線板の製造工程の短縮化を図ることができる。
【００４２】
本実施形態における図２のステップＳ１０が本発明における第１の工程の一例に相当し、本実施形態における図２のステップＳ２０が本発明における第２の工程の一例に相当し、本実施形態における図２のステップＳ３０が本発明における第３の工程の一例に相当し、本実施形態における図２のステップＳ４０が本発明における第４の工程の一例に相当し、本実施形態における図２のステップＳ５０が本発明における第５の工程の一例に相当し、本実施形態における図２のステップＳ６０が本発明における第６の工程の一例に相当し、本実施形態における図２のステップＳ７０が本発明における第７の工程の一例に相当する。
【００４３】
また、本実施形態における半導体デバイスが本発明における電子部品の一例に相当し、本実施形態における第２の接着剤５０が本発明における接着剤の一例に相当し、本実施形態における第２の接着層１７が本発明における接着層の一例に相当する。
【００４４】
なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００４５】
上述の実施形態では、本発明を配線パターン１２が形成されたフレキシブルプリント配線板に適用した例について説明したが、特にこれに限定されず、例えば、インタポーザに適用してもよい。この場合には、図１０に示すように、平面視において、レジストパターン３０Ｂの第２の開口３２Ｂが、半導体デバイス１５と重複する部分３２１と、当該半導体デバイス１５の外側に位置する部分３２２と、を含むように、図２のステップＳ２０においてレジストパターン３０Ｂを形成する。
【符号の説明】
【００４６】
１…プリント配線板
１１…絶縁性フィルム
１１１…一方の主面
１２…配線パターン
１３…シード層
１４…めっき層
１５…半導体デバイス
１５１…本体
１５２…下面
１５３…電極
１６…第１の接着層
１７…第２の接着層
２０…基材
３０…レジストパターン
３１…第１の開口
３２…第２の開口
４０…第１の接着剤
５０…第２の接着剤
６０…空隙
【図１】
2013008717.tif 000003
【図２】
2013008717.tif 000004
【図３】
2013008717.tif 000005
【図４】
2013008717.tif 000006
【図５】
2013008717.tif 000007
【図６】
2013008717.tif 000008
【図７】
2013008717.tif 000009
【図８】
2013008717.tif 000010
【図９】
2013008717.tif 000011
【図１０】
2013008717.tif 000012