(57)【要約】【課題】簡易な設備と従来工程の組合せで製造が行え、配線層の細線化が可能で、しかも配線基板の信頼性が高い多層配線基板の製造方法を提供する。【解決手段】下層の配線層と上層の配線層とが金属バンプにより導電接続された多層配線板の製造方法において、１）絶縁性基材上に後で除去可能な金属Ａからなる薄膜層を設けた後、該金属Ａ薄膜層の上に全面にレジストを塗布して、これをパターニングした後、金属Ａ薄膜層側から導通をとり電解メッキを行う工程、２）レジストを剥離除去することなく、その表面の一部に金属Ａからなるバンプを形成する工程、３）前記レジストをエッチング除去する工程、および、４）金属Ａ薄膜層をソフトエッチングすることより下層の配線層を形成する工程、を含むことを特徴とする多層配線板の製造方法。【選択図】図（ｌ）
2009081404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下層の配線層と上層の配線層とが金属バンプにより導電接続された多層配線板の製造方法において、
１）絶縁性基材上に後で除去可能な金属Ａからなる薄膜層を設けた後、該金属Ａ薄膜層の上に全面にレジストを塗布して、これをパターニングした後、金属Ａ薄膜層側から導通をとり電解メッキを行う工程、
２）レジストを剥離除去することなく、その表面の一部に金属Ａからなるバンプを形成する工程、
３）前記レジストをエッチング除去する工程、および、
４）金属Ａ薄膜層をソフトエッチングすることより下層の配線層を形成する工程、
を含むことを特徴とする多層配線板の製造方法。
【請求項２】
レジストを剥離除去することなく、その表面の一部に金属Ａからなるバンプを形成する工程が、
１）その全面に前記金属Ａとは異なるエッチング特性を示す別の金属Ｂを被覆してバリヤー層を形成する工程、
２）その全面に金属Ａの電解メッキにより金属Ａバンプを形成するための金属層を形成する工程、
３）そのメッキ層の表面部分にマスク層を形成しついでエッチングを行うことにより、金属Ａからなるバンプを形成する工程、および
４）前記金属Ｂからなるバリヤー層をエッチング除去する工程、
を含むことを特徴とする請求項１記載の多層配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプリント配線板の製造方法に関し、詳しくは下層の配線層と上層の配線層とが金属バンプにより導電接続された、少なくとも二層以上の配線パターンを有する多層配線板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、多層プリント配線板の製造方法として、配線パターンの形成された基材の上に絶縁層を形成し、この絶縁層の上に配線パターンを形成するといった具合に、絶縁層と配線パターンの形成を順次繰り返すことにより積層構造を形成していくいわゆるビルドアップ法が実用化されている。  この多層配線基板の導電接続には、従来、バイアホールと呼ばれる、絶縁層の開孔部に円筒状にメッキを施した導電接続構造が採用されてきた。しかし、バイアホールでは、開孔部の形成やメッキの際に、微細加工の困難性やエアーの混入等の問題があり、配線基板の信頼性を維持する上で限界があった。  また、多層に積層する際、バイアホールの直上にバイアホールを形成するのが困難であり、積層構造の設計に制約があるため、この点からも多層配線基板の高密度化に限界があった。
【０００３】
これに対し、金属バンプによって配線層間の導電接続を行う方法では、このような問題がないため、バイアホールを形成する場合に比較して、多層配線基板の更なる高密度化が可能になるため、ビルドアップ法において、金属バンプを利用する方法が数多く提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、絶縁性基材上に後で除去可能な導電性薄膜層を設けた後、該導電性薄膜層の上に所望の導体パターンを設け、次に該導体パターンを含む全面にレジストを塗布し、これをパターニングして前記導体パターンに達する凹部を形成し、前記導電性薄膜層側から導通をとり電解メッキによって前記凹部に金属を埋め込むことで、金属バンプを形成する方法が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２、特許文献３には、下層の配線層の非パターン部を含めた全面に被覆して保護金属層を形成し、その保護金属層の全面に、バンプを構成する金属のメッキ層を電解メッキにより形成し、そのメッキ層の表面部分に、マスク層を形成してメッキ層のエッチングを行うことにより金属バンプを形成する方法が開示されている。
【特許文献１】特開平６−３１４８７８号公報
【特許文献２】特許第３２１７３８１号
【特許文献３】特許第３１７８６７７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の方法では、表面に凹凸のある下層配線層上に金属バンプを形成させる方法であるため、いずれも金属バンプの高さが不均一になり易いという問題が有り、金属バンプによる層間の導通の信頼性が低くなっていた。そこで、本発明の目的は、簡易な設備と従来工程の組合せで製造が行え、配線層の細線化が可能で、しかも配線基板の信頼性が高い多層配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の第一の要旨は、下層の配線層と上層の配線層とが金属バンプにより導電接続された多層配線板の製造方法において、
１）絶縁性基材上に後で除去可能な金属Ａからなる薄膜層を設けた後、該金属Ａ薄膜層の上に全面にレジストを塗布して、これをパターニングした後、金属Ａ薄膜層側から導通をとり電解メッキを行う工程、
２）レジストを剥離除去することなく、その表面の一部に金属Ａからなるバンプを形成する工程、
３）前記レジストをエッチング除去する工程、および、
４）金属Ａ薄膜層をソフトエッチングすることより下層の配線層を形成する工程、
を含むことを特徴とする多層配線板の製造方法であり、
本発明の第二の要旨は、前記レジストを剥離除去することなく、その表面の一部に金属Ａからなるバンプを形成する工程が、
１）その全面に前記金属Ａとは異なるエッチング特性を示す別の金属Ｂを被覆してバリヤー層を形成する工程、
２）その全面に金属Ａの電解メッキにより金属Ａバンプを形成するための金属層を形成する工程、
３）そのメッキ層の表面部分にマスク層を形成しついでエッチングを行うことにより、金属Ａからなるバンプを形成する工程、および
４）前記金属Ｂからなるバリヤー層をエッチング除去する工程、
を含むことを特徴とする多層配線板の製造方法である。
【発明の効果】
【０００８】
前記第一の発明によれば、各配線パターンはフォトエッチング法によるレジストのパターニング及び電解メッキによるパターンメッキによって形成され、また、異なる導体層間の電気的接続を行なう金属Ａバンプは、平坦な金属Ｂからなるバリヤー層上に形成した金属Ａの電解メッキ層をエッチングして形成される。すなわち、金属Ｂ層が平坦なため、金属Ａの電解メッキ層も平坦となり、均一な高さ金属Ａバンプを形成することができる。
【０００９】
さらに、前記第二の発明によれば、下層の配線層上に形成された金属Ａバンプ付き配線板の全面に絶縁性樹脂を塗布し、金属Ａバンプの高さと面一になるように前記絶縁性樹脂の表面を平坦化したのち、無電解メッキ続いて電解メッキにより金属層を形成し、しかる後、フォトエッチング法でパターニングすることにより上層の配線層が形成される。すなわち、絶縁層を形成するための絶縁性樹脂のパターニングを行なう必要がないため、高価で取扱いの難しい感光性樹脂を使用しなくても、絶縁性樹脂として安価で良好な特性を持つ素材を任意に選択して使用することができる。
【００１０】
したがって、本発明により、既存の設備等を使用でき、簡易でしかも安価な手段で下層配線層と上層の配線層とが金属バンプにより導電接続された信頼性の高い多層配線板を製造することが可能となる。
【実施例】
【００１１】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳述する。
【００１２】
図（ａ）〜図（ｌ）は、本発明の多層配線板の製造方法の一実施例を工程順に示す断面図である。
【００１３】
なお、図面では絶縁層の両面に配線パターンを形成した例を示すが、片面の場合も同様に形成することができる。
【００１４】
まず、絶縁性基材１０の両面に後で除去可能な金属Ａ薄膜層１２を形成する。絶縁性基材１０としては例えばガラス繊維とエポキシ樹脂からなる積層板やポリイミド樹脂フィルムからなる基材等を用いることができる。後で除去可能な金属Ａとして例えば銅が好ましく用いられる。この場合、薄膜金属Ａ層１２は例えば銅薄膜をスパッタリング法やピーラブル銅箔を用いる方法等により形成することができる。薄膜層の厚みは０．２〜２μｍ程度の範囲が望ましい。（図（ａ）参照）
【００１５】
続いて、上記基材１０の金属Ａ薄膜層１２上に感光性インク（たとえば、東京応化工業（株）製ＰＭＥＲ）をスクリーン印刷などの方法により一様に塗布し、露光・現像して下層の導体パターンの逆のレジストパターン１１を形成する。次いで、上記金属Ａ薄膜層１２側から導通をとり電解銅メッキ（金属Ａが銅の場合）によって上記レジストパターン１１と同じ厚さのパターンメッキを行なうことにより、パターン導体層１３を形成する。（図（ｂ）参照）
【００１６】
続いて、上記レジストパターンを剥離除去することなく、その全面に前記金属Ａとは異なるエッチング特性を示す別の金属Ｂを被覆してバリヤー層１４を形成する。金属Ａが銅の場合は、銅とは異なるエッチング特性を示す別の金属Ｂとして、例えば金、銀、亜鉛、錫、パラジウム、ルテニウム、ニッケル、ロジウム、鉛−錫系はんだ合金、又はニッケル−金合金などが好ましく用いられる。バリヤー層１４を形成する方法としては、先ず、バターン導体層１３の全面に無電解メッキを行って下地導電層２３を形成する。無電解メッキには、通常、銅、ニッケル、錫等の市販メッキ液が使用されるが、これらの金属は、金属Ａと同一であっても異なっていてもよい。無電解メッキのメッキ液は、金属イオン、アルカリ、還元剤、キレート剤、安定剤などを含有する。なお、無電解メッキに先立って、パラジウム等のメッキ用触媒を沈着させることができる。次に、下地導電層から導通をとって、下地導電層の全面に金属Ｂの電解メッキを行ってバリヤー層１４を形成することができる。バリヤー層１４の厚みは１〜１０μｍ程度の範囲が望ましい。（図（ｃ）参照）
【００１７】
続いて、バリヤー層１４から導通をとって、その全面に金属Ａとして先に例示した金属Ａの電解メッキにより金属Ａバンプを形成するためのメッキ層１５を形成する。  メッキ層が例えば銅層の場合、厚みは１０〜２００μｍ程度の範囲が望ましい。（図（ｄ）参照）
【００１８】
続いて、上記の銅層１５表面部分に、マスク層１６を形成するものである。本実施例では、スクリーン印刷により、散点状にマスク層１６を印刷する例を示す。  マスク層１６の外径等は、金属Ａバンプ１７の大きさに対応して決定され、１００〜３００μｍ  程度の範囲が望ましい。このように、印刷等の簡易かつ安価な方法で、マスク層１６を散点状に形成することができる。（図（ｅ）参照）
【００１９】
続いて、メッキ層１５のエッチングを行うことにより金属Ａバンプを露出する。エッチングの方法としては、メッキ層１５及びを構成する各金属の種類に応じ各種エッチング液が選択される。例えば、メッキ層１５が銅でありバリアー層１４が前述の金属の場合、市販の銅エッチング液が利用できる。  このエッチングにより、バリアー層、金属Ａバンプ１７、及びマスク層１６がエッチングされずに残る。（図（ｆ）参照）
【００２０】
続いて、マスク層１６を薬剤除去、剥離除去などの方法により除去を行う。が、これは薬剤除去、剥離除去など、マスク層の種類に応じて適宜選択すればよい。例えば、マスク層がスクリーン印刷により形成された感光性のインクである場合、アルカリ等の薬品にて除去される。（図（ｇ）参照）
【００２１】
続いて、バリアー層１４、及び下地導電層２３のエッチングを行う。  バリアー層１４のエッチングの方法としては、前記、金属Ａのエッチングの際、使用したエッチング液と異なるなるエッチング液を用いて行う。  具体的には、金属Ａバンプ１７と下層のパターン導体層１３が銅であり、バリアー層１４が前記の金属である場合、例えば、はんだ剥離用として市販されている、硝酸系、硫酸系、シアン系などの酸系のエッチング液等を用いることができる。下地導電層２３のエッチングは、下地導電層２３が銅の場合、市販の銅エッチング液が利用できる。これにより、金属Ａバンプ１７とパターン導体層１３とに介在するバリアー層１４および下地導電層２３のみを残存させることができる。（図（ｈ）参照）
【００２２】
続いて、レジストパターン１１のエッチングを行う。エッチングの方法としては、レジストパターン１１が、スクリーン印刷により形成された感光性のインクである場合、アルカリ等の薬品にて除去される。（図（ｉ）参照）
【００２３】
続いて、非パターン部に残存する金属Ａ薄膜層１２をソフトエッチングにより除去する。これにより、下層配線層が形成される。ソフトエッチングの方法としては、薄膜層１２を形成する金属Ａに対するエッチング液を、低濃度で使用したり、またエッチングの処理条件を緩和して使用したりする等の方法を用いることができる。（図（ｊ）参照）
【００２４】
続いて、絶縁層１８を形成するための絶縁材の塗布を行う。絶縁材としては、例えば絶縁性が良好なポリイミド樹脂やエポキシ樹脂を用いることができ、これを各種コーターで、金属体Ａバンプの高さよりやや厚くなるように塗布した後、加熱又は光照射等により硬化させればよい。次に、硬化した絶縁材１８を研削・研磨等をすることにより、金属バンプＡの高さと同じ厚さを有する絶縁層１８を形成させることができる。（図（ｋ）参照）
【００２５】
続いて、金属バンプＡに一部が導電接続された上層配線層１９を形成する。この配線層１９は、下層の配線層２２を形成するのと同様の方法で形成することができる。例えば、フォトエッチング技術を用いて所定のマスクを形成し、エッチング処理することによって、所定のパターンを持った上層配線層１９を形成することができる。（図（ｌ）参照）
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図（ａ）】本発明の製造方法の一実施例における一工程を示す断面図である。
【図（ｂ）】本発明の製造方法の一実施例における一工程を示す断面図である。
【図（ｃ）】本発明の製造方法の一実施例における一工程を示す断面図である。
【図（ｄ）】本発明の製造方法の一実施例における一工程を示す断面図である。
【図（ｅ）】本発明の製造方法の一実施例における一工程を示す断面図である。
【図（ｆ）】本発明の製造方法の一実施例における一工程を示す断面図である。
【図（ｇ）】本発明の製造方法の一実施例における一工程を示す断面図である。
【図（ｈ）】本発明の製造方法の一実施例における一工程を示す断面図である。
【図（ｉ）】本発明の製造方法の一実施例における一工程を示す断面図である。
【図（ｊ）】本発明の製造方法の一実施例における一工程を示す断面図である。
【図（ｋ）】本発明の製造方法の一実施例における一工程を示す断面図である。
【図（ｌ）】本発明の製造方法の一実施例における一工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０    基材
１１    レジストパターン
１２    金属Ａ薄膜層
１３    パターン導体層
１４    バリヤー層
１５    メッキ層
１６    マスク層
１７    金属Ａバンプ
１８    絶縁層
１９    上層配線層
２２    下層配線層
２３    下地導電層
【図（ａ）】
2009081404.tif 000003
【図（ｂ）】
2009081404.tif 000004
【図（ｃ）】
2009081404.tif 000005
【図（ｄ）】
2009081404.tif 000006
【図（ｅ）】
2009081404.tif 000007
【図（ｆ）】
2009081404.tif 000008
【図（ｇ）】
2009081404.tif 000009
【図（ｈ）】
2009081404.tif 000010
【図（ｉ）】
2009081404.tif 000011
【図（ｊ）】
2009081404.tif 000012
【図（ｋ）】
2009081404.tif 000013
【図（ｌ）】
2009081404.tif 000014