CN104956778A - Bga型部件安装用的多层基板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

在安装BGA型部件(12)的多层基板(11)中形成防止信号干扰用的导电通孔(16)、并且形成抗蚀剂膜(17)的BGA型部件安装用的多层基板中，事先防止随着抗蚀剂残留于导电通孔部分而引起的不良状况的产生。在BGA型部件安装用的多层基板的制造方法中，利用空气供给机构(21)向基材的背面侧供给高压的空气来使该空气通过导电通孔，由此一边排除欲侵入该导电通孔内的抗蚀剂，一边执行用于形成抗蚀剂膜的工序中的、在基材(14)的表面部整体涂布感光性的抗蚀剂(19)的涂布工序。

Description

BGA型部件安装用的多层基板的制造方法
相关申请的相互参照
本发明基于2013年1月30日申请的日本申请号2013-15446号以及2013年10月18日申请的日本申请号2013-217304号，在此引用其记载内容。
技术领域
本发明涉及一种在具有绝缘性的基材中在焊盘之间形成贯通至表背的防止信号干扰用的多个导电通孔的BGA型部件安装用的多层基板的制造方法。
背景技术
作为半导体部件例如CPU(处理器)的封装，大多采用BGA(Ball GridArray：球栅阵列)型封装。如在图12的(b)中概要性地示出的那样，这种BGA型部件(CPU)1构成为在封装1a的安装面(下表面)以栅格状具有球形的多个焊料凸点2。也如图12的(a)、图13的(a)、(b)、图14的(a)、(b)所示，在这种BGA型部件1的安装中，使用在表面部具有与所述焊料凸点2对应的多个焊盘3的多层基板4。
一般已知在将半导体部件安装到基板时执行被称为回流焊的焊接工序(例如参照专利文献1、2)。此时，如在专利文献1所记载的那样，在多层基板4中，表面中的除了焊盘3以外的部位被抗蚀剂膜5覆盖(参照图12的(b))。在回流焊工序中，仅在多层基板4的焊盘3上涂布焊膏6，将各焊盘3上的焊膏6与BGA型部件1的焊料凸点2重合后一边进行温度控制一边进行加热，由此进行连接。
在此，近年来，通过半导体技术的发展，谋求大规模集成电路(LSI)的飞跃性的动作速度的提高、被处理的数据的传输速率的高速化，CPU的动作速度也被高速化。因此，吉赫水平的高频信号在CPU与存储器之间或者CPU与连接于它的设备之间传输。然而，吉赫水平的高频信号由于电磁波的性质而引起信号在布线端部反射或者电磁波泄漏到相邻的布线，CPU的动作变得不稳定。
为了解决这一点，期望的是使设备间的信号线的长度一致或者使信号线可靠地远离相邻布线，但是如果信息设备小型化，则难以将布线分离配置。为了在将CPU与元件连接的布线中可靠地进行高频的信号传输，将来自CPU的信号线在多层基板的板厚方向上三维地形成，并且理想的是，在设置如壁那样的导电面(屏蔽件)或者以包围信号线的方式设置接地线的情况下有效果。但是，在多层基板的制造工艺上，设置这种导电面、包围信号线的接地线的难度高。
因此，代替这些导电部(屏蔽件)，如图12的(a)～图14的(b)所示，通过在多层基板4中在用于焊接CPU 1的焊盘3彼此间形成导电性的通孔7来谋求防止信号线间的信号的干扰。该导电通孔7是通过对多层基板4的上下两面的圆形的通孔焊盘7a、7a以及将它们连接的孔的内表面实施镀铜来构成的。该导电通孔7例如被设为地电位。顺带一提，在现状下，大多使用如图12的(a)所示那样将焊盘3的中心间的纵横的距离a设为0.8mm左右的基板，并且通孔7的内径尺寸R例如被设为0.3mm左右。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-156203号公报
专利文献2：日本特开2011-142185号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在多层基板4的表面部形成上述的抗蚀剂膜5时，如图13的(a)所示那样进行在多层基板4的上表面涂布未固化状态的感光性的抗蚀剂5的工序，之后，进行在被涂布的抗蚀剂5上配置了光掩模8的状态下对抗蚀剂进行曝光的曝光工序。此时，在光掩模8中与焊盘3及通孔7对应地设置有遮蔽光的遮蔽部8a。通过该曝光工序，在抗蚀剂5中，曝光的部分固化，非曝光部分未固化，在接下来的清洗工序中，抗蚀剂5中的未固化部分通过清洗液(溶剂)W被冲洗，由此得到覆盖必要部分的抗蚀剂膜5。
然而，如果在配置光掩模8时产生偏移(在图13的(a)中示出了向左偏移的情形)，则有时固化的抗蚀剂5残存于通孔7内。如果像这样抗蚀剂5以堵塞通孔7的一部分(乃至全部)的方式残存，则如图13的(b)所示，在清洗工序中使用的清洗液W停留在通孔7内，之后，在回流焊工序中被加热时，导致铜被清洗液W氧化，在通孔7内产生所谓的断线，导致产生导通状态消失(不发挥防止信号干扰的功能)的不良状况。
为了消除如上所述的不良状况，考虑如图14的(a)所示那样将光掩模8的遮光部8a中的覆盖通孔7上的圆形部分的直径例如扩大至覆盖通孔焊盘7a整体(大于通孔焊盘7a的外径尺寸L)。于是，抗蚀剂5不会在通孔7内固化(残存)，能够可靠地冲洗通孔7部分的抗蚀剂5。
然而，如果像这样使通孔7部分的抗蚀剂膜5的开口变大，则由于还存在焊盘3与通孔焊盘7a被接近配置的情况，如图14的(b)所示，抗蚀剂膜5中的将焊盘3与通孔焊盘7a之间隔开的部分变小(变短)。因此，焊料如图14的(b)的箭头那样移动，如图12的(a)所示那样产生焊盘3与通孔焊盘7a通过焊料被连接的连接不良(被称为焊桥9的短路)。
此外，在上述的专利文献2中，公开了如下内容：为了防止相邻的焊盘间的焊桥的产生，在多层基板的上表面部以位于相邻的焊盘间的方式设置凸状的隔壁。但是，在该专利文献2中记载的手段中，并没有具体公开在基板上如何制作这种微细的凸部，可实现性很弱。即使能够在基板上形成凸状的隔壁，预测为此花费的劳力和时间、成本也很大。
本发明的目的在于提供一种BGA型部件安装用的多层基板的制造方法，在安装BGA型部件的多层基板中形成防止信号干扰用的导电通孔、并且形成抗蚀剂膜的多层基板中，能够事先防止随着抗蚀剂残留于导电通孔部分而引起的不良状况。
根据本发明的第1方式，一种BGA型部件安装用的多层基板的制造方法，用于制造多层基板，在该多层基板中，在具有绝缘性的基材的表面部将用于焊接BGA型部件的多个焊盘设置成排列状态，并且在所述基材中，在这些焊盘之间形成有贯通至表背的防止信号干扰用的多个导电通孔，用抗蚀剂膜覆盖所述基材的表面部的除了所述各焊盘和各导电通孔以外的部分，在该BGA型部件安装用的多层基板的制造方法中，用于形成所述抗蚀剂膜的工序包括：涂布工序，在所述基材的表面部整体上涂布感光性的抗蚀剂；曝光工序，在所述基材的表面侧配置有对所述抗蚀剂膜的非形成部分进行遮光的光掩模的状态下使所述抗蚀剂曝光来固化；以及清洗工序，去除所述抗蚀剂中的未固化部分，通过空气供给机构向所述基材的背面侧供给高压的空气来使该空气通过所述导电通孔，由此一边排除欲侵入该导电通孔内的抗蚀剂一边执行所述涂布工序。
据此，利用空气供给机构向所述基材的背面侧供给高压的空气来使该空气通过导电通孔，由此一边排除欲侵入该导电通孔内的抗蚀剂，一边执行用于在多层基板的表面部形成抗蚀剂膜的工序中的、在基材的表面部整体涂布感光性的抗蚀剂的涂布工序。因此，不管光掩模有无偏移，都能够在抗蚀剂不残存于(侵入)导电通孔内的状态下结束涂布工序并进入以后的曝光工序、清洗工序。因而，在安装BGA型部件的多层基板中形成防止信号干扰用的导电通孔、并且形成抗蚀剂膜的多层基板中，能够事先防止随着抗蚀剂残留于导电通孔部分而引起的不良状况。
根据本发明的第2方式，一种BGA型部件安装用的多层基板的制造方法，用于制造多层基板，在该多层基板中，在具有绝缘性的基材的表面部将用于焊接BGA型部件的多个焊盘设置成排列状态，并且在所述基材中，在这些焊盘之间形成有贯通至表背的防止信号干扰用的多个导电通孔，用抗蚀剂膜覆盖所述基材的表面部的除了所述各焊盘和各导电通孔以外的部分，在该BGA型部件安装用的多层基板的制造方法中，用于形成所述抗蚀剂膜的工序包括：涂布工序，在所述基材的表面部整体上涂布感光性的抗蚀剂；曝光工序，在所述基材的表面侧配置有对所述抗蚀剂膜的非形成部分进行遮光的光掩模的状态下使所述抗蚀剂曝光来固化；以及清洗工序，去除所述抗蚀剂中的未固化部分，所述光掩模中的覆盖所述导电通孔的表面部的圆形遮光部形成为直径尺寸D，即使在所述光掩模相对于所述基材发生了所允许的最大的位置偏移的情况下，该直径尺寸D也使得所述导电通孔在直径方向上的非被覆部分的尺寸X为该导电通孔的内径尺寸R的10％以下。
在此，根据本发明人的试验、研究确认出：在抗蚀剂堵塞导电通孔的开口的所谓的多余抗蚀剂的长度尺寸超过导电通孔的内径尺寸R的10％的情况下，在去除(清洗)工序中产生清洗液的残留，存在在之后的回流焊工序中在导电通孔中产生断线的担忧。而如果多余抗蚀剂长度被抑制在内径尺寸R的10％以下，则没有产生清洗液的残留。据此，如果将光掩模的圆形遮光部的直径尺寸D形成为即使在光掩模相对于基材发生了所允许的最大的位置偏移的情况下，也使得导电通孔在直径方向上的非被覆部分的尺寸X为该导电通孔的开口的内径尺寸R的10％以下，则不会产生导电通孔的断线的不良状况。因而，根据上述结构，在安装BGA型部件的多层基板中形成防止信号干扰用的导电通孔、并且形成抗蚀剂膜的多层基板中，能够事先防止随着抗蚀剂残留于导电通孔部分而引起的不良状况。
根据本发明的第3方式，一种BGA型部件安装用的多层基板的制造方法，用于制造多层基板，在该多层基板中，在具有绝缘性的基材的表面部将用于焊接BGA型部件的多个焊盘设置成排列状态，并且在所述基材中，在这些焊盘之间形成有贯通至表背的防止信号干扰用的多个导电通孔，该多个导电通孔是在所述基材中形成贯通孔之后实施规定厚度的镀敷而成的，用抗蚀剂膜覆盖所述基材的表面部的除了所述各焊盘和各导电通孔以外的部分，在该BGA型部件安装用的多层基板的制造方法中，用于形成所述抗蚀剂膜的工序包括：涂布工序，在所述基材的表面部整体上涂布感光性的抗蚀剂；曝光工序，在所述基材的表面侧配置有对所述抗蚀剂膜的非形成部分进行遮光的光掩模的状态下使所述抗蚀剂曝光来固化；以及清洗工序，去除所述抗蚀剂中的未固化部分，所述光掩模中的覆盖所述导电通孔的表面部的圆形遮光部形成为直径尺寸D，该直径尺寸D使得所述导电通孔的表面部上所形成的抗蚀剂膜的开口径S与所述贯通孔的内径尺寸R0相同或其以下。
根据上述结构，在导电通孔的表面部形成的抗蚀剂膜的开口足够小，成为位于基材的表面部的导电通孔的焊盘部分的大部分被抗蚀剂膜覆盖的状态。由此，能够将抗蚀剂膜中的将用于焊接BGA型部件的焊盘与通孔焊盘之间隔开的部分确保为大(长)，其结果，能够有效地防止焊盘上的焊料延伸至通孔焊盘而成为连接状态的焊桥的产生。
附图说明
关于本发明的上述目的及其它目的、特征、优点会通过参照附图并通过下述详细的记述会变得更加明确。在附图中，
图1表示本发明的第1实施方式，(a)～(e)是将涂布工序的情形按顺序示出的主要部分的放大纵剖视图。
图2的(a)～(c)是将涂布工序后的工序按顺序示出的主要部分的放大纵剖视图。
图3的(a)是多层基板的主要部分的概要性的放大上表面部，(b)是概要性地表示在多层基板上安装了BGA型部件的情形的纵剖视图。
图4的(a)～(g)是用于说明多层基板的基本的制造工序的纵剖视图。
图5表示本发明的第2实施方式，是概要性地示出在基材上设置了光掩模的情形的主要部分的放大纵剖视图。
图6的(a)是表示在光掩模相对于基材不存在偏移的状态下形成的抗蚀剂膜的情形的导电通孔部分的俯视图，(b)是(a)所示的部分的纵剖视图。
图7的(a)是表示在光掩模相对于基材发生了最大的偏移的状态下形成的抗蚀剂膜的情形的导电通孔部分的俯视图，(b)是(a)所示的部分的纵剖视图。
图8是表示调查了多余抗蚀剂长度X与断线的产生个数的关系的试验结果的图。
图9表示本发明的第3实施方式，是多层基板的主要部分的放大俯视图。
图10的(a)是概要性地示出在基材的安装面侧设置了光掩模的情形的主要部分的放大纵剖视图，(b)是表示所形成的抗蚀剂膜的情形的放大纵剖视图。
图11的(a)是表示在基材的非安装面侧形成的背面侧抗蚀剂膜的情形的主要部分的放大纵剖视图，(b)是(a)所示的部分的放大底面图。
图12的(a)是作为关联技术的多层基板的主要部分的概要性的放大上表面部，(b)是概要性地示出在(a)所示的多层基板上安装了BGA型部件的情形的纵剖视图。
图13的(a)、(b)是作为关联技术概要性地示出在光掩模存在偏移的情况下产生导电通孔内的抗蚀剂的残存的情形的纵剖视图。
图14的(a)、(b)是作为关联技术概要性地示出在使光掩模的圆形遮光部变大的情况下形成的抗蚀剂膜的状态的纵剖视图。
具体实施方式
(第1实施方式)
下面，参照图1的(a)至图4的(g)说明第1实施方式。图3的(a)概要性地示出在本实施方式中制造的多层基板11的表面(上表面)部的外观结构，另外，图3的(b)概要性地示出在该多层基板11上安装了例如CPU等BGA(Ball Grid Array：球栅阵列)型部件12的情形。如图3的(b)所示，所述BGA型部件12构成为在矩形状的封装12a的安装面(下表面)以栅格状具有球形的多个焊料凸点13。
相对于此，所述多层基板11是将例如含有玻璃纤维的环氧树脂等具有绝缘性的基材14层叠为多层而构成的，并且构成为在其表面部和层间具有例如对铜箔施镀而成的导体图案。作为所述导体图案，在多层基板11的表面部，与所述BGA型部件12的焊料凸点13对应地设置有用于焊接该BGA型部件12的多个焊盘15。如图3的(a)所示，这些焊盘15沿纵横排列设置，这些焊盘15的中心间的纵横的距离a例如被设为800μm。
而且，在该多层基板11中，为了谋求防止信号线间的信号的干扰，以位于焊盘15彼此间(位于正方形的4个顶点的4个焊盘15的中心部分)的方式形成有导电通孔16。该导电通孔16是对多层基板11的上下两面的圆形的通孔焊盘16a、16a以及将它们连接的贯通孔的内表面实施镀铜来构成的。该导电通孔16例如被设为地电位。此外，这些导电通孔16的内径尺寸R例如被设为300μm，通孔焊盘16a的直径尺寸L例如被设为550μm。
另外，该多层基板11的表面部除了必要部分(所述焊盘15和导电通孔16的上表面部分)以外被由阻焊剂构成的抗蚀剂膜17覆盖。该抗蚀剂膜17例如形成为30μm左右的厚度。后面叙述抗蚀剂膜17部分的构造(制造方法)的详情。而且，在将所述BGA型部件12安装到多层基板11时，执行被称为回流焊的焊接工序。
在该回流焊工序中，如图3的(b)所示，在多层基板11的焊盘15部分涂布焊膏18，以在各焊盘15(焊膏18)上载置各焊料凸点13的方式BGA型部件12以定位状态被搭载(安装)，之后通过未图示的回流焊炉进行加热。由此，焊料凸点13与焊膏18熔融而一体化，之后进行冷却固化，由此焊接至焊盘15，以此进行BGA型部件12的电性的、机械的连接。
图4的(a)～(g)表示制造上述多层基板11的基本工序(从导电通孔16的形成起的主要部分)。即，首先，如图4的(a)所示，进行例如使用钻头、激光对形成有导体图案的基材14形成导电通孔16用的贯通孔14a的开孔工序。此时，已经在基材14的上下两面设置有焊盘15和通孔焊盘16a，贯通孔14a以位于通孔焊盘16a的中心的方式形成。
接着，如图4的(b)所示，进行对于导电通孔16(贯通孔14a)的镀铜，导电通孔16沿上下(上下的通孔焊盘16a间)导通。该镀处理是在对贯通孔14a的内表面进行前处理之后进行无电解镀铜来进行的。在镀处理后，进行镀液的清洗、基材14的干燥。
接着，如图4的(c)～图4的(f)所示，执行在基材14的表面部形成抗蚀剂膜17的工序。在此，首先如图4的(c)所示，执行在所述基材14的表面部整体涂布呈液状(凝胶状)的感光性的抗蚀剂19的涂布工序。为了与固化后的抗蚀剂膜17进行区分，对固化前的抗蚀剂附加符号19。后面叙述本实施方式的涂布工序的详情，在该涂布工序中，在抗蚀剂19的层形成空气孔(图4的(c)中省略图示)。
在基材14表面部涂布抗蚀剂19并使该抗蚀剂19加热干燥之后，如图4的(d)所示，在抗蚀剂19的上表面部配置光掩模20。该光掩模20具有抗蚀剂膜17的非形成部分、即对焊盘15和通孔焊盘16a进行遮光的遮光部20a。除了这些遮光部20a以外的部分使光透过。在图中，仅对遮光部20a附加表示阴影。接着，如图4的(e)所示，在基材14的上表面部配置了光掩模20的状态下，执行从上方照射光(紫外线)来使所述抗蚀剂19曝光来固化的曝光工序。
通过该曝光工序，被涂布的抗蚀剂19中的、被遮光部20a覆盖的焊盘15和通孔焊盘16a的上表面部分仍为未固化状态，除了它们以外的部分固化。在接下来的清洗工序中，如图4的(f)所示，抗蚀剂19中的未固化部分通过清洗液(溶剂)被冲洗而去除，由此得到覆盖必要部分的抗蚀剂膜17。由此，得到多层基板11，之后，如图4的(g)所示，进行BGA型部件12对于多层基板11的安装工序(上述的回流焊工序)。
顺带一提，在本实施方式中，如图1的(a)～(e)所示，使用空气供给机构21向所述基材14的背面(下表面)侧供给高压的空气来使该空气从下向上通过所述导电通孔16内，由此一边排除欲侵入该导电通孔16内的抗蚀剂19(一边在抗蚀剂19中形成与导电通孔16连续的空气孔19a)，一边执行上述的涂布工序。
所述空气供给机构21具备用于设为在所述基材14的下表面侧确保了空气供给空间的密闭状态的夹具22，在此，在夹具22的底壁部，常温用的第1高压空气供给口22a与高温用的第2高压空气供给口22b被设置成位于图中的左右。另外，虽然未图示，但空气供给机构21具备生成高压空气的压缩机、将来自压缩机的空气选择性地供给至所述第1、第2高压空气供给口22a、22b的切换单元、调整要供给的空气的压力的作为压力调整单元的压力调整机构、对向第2高压空气供给口22b供给的空气进行加热的加热器(加热单元)等。
由此，构成有温度调整单元，该温度调整单元能够将空气供给机构21所供给的空气调整为来自第1高压空气供给口22a的常温(室温)的空气以及来自第2高压空气供给口22b的能够使抗蚀剂19干燥的高温的空气的至少2个等级。在该情况下，最初供给常温的空气，并且在被涂布在所述基材14的表面部的抗蚀剂19中形成了与所述导电通孔16连续的空气孔19a的状态下切换为高温的空气的供给来执行涂布工序。
另外，具备相机23，该相机23在涂布工序中观察基材14的表面部(抗蚀剂19)的情形，基于相机23的摄影图像的分析，如图1的(d)、(e)所示，以在抗蚀剂19中形成规定大小的空气孔19a的方式通过压力调整机构调整要供给的空气的压力。并且，在本实施方式中，针对在空气孔19a的周围处抗蚀剂19隆起而成的鼓出部19b的扩大尺寸(直径尺寸)H和高度尺寸t，也调整要供给的空气的压力，使得扩大尺寸H成为比光掩模20的遮光部20a的直径尺寸D(参照图2的(a)；例如400μm)稍大的尺寸，并且高度尺寸t成为对后续的光掩模20的设置不造成坏影响的程度的数μm～10μm。
使用上述结构的空气供给机构21的涂布工序如图1的(a)～(e)所示那样执行。即，如图1的(a)所示，首先，在对于形成有导电通孔16的基材14在其背面侧设置夹具22之后，在基材14的表面整体涂布抗蚀剂19。接着，如图1的(b)所示，从第1高压空气供给口22a如箭头A所示那样供给常温的高压空气。此时，第2高压空气供给口22b被关闭。由此，向导电通孔16内从下方供给高压的空气，如图1的(c)所示，导电通孔16上的抗蚀剂19向上方鼓起。
然后，终于，如图1的(d)所示，在抗蚀剂19中形成与导电通孔16连续的空气孔19a，并且形成该空气孔19a的周围部向上方鼓起的鼓出部19b。此时，针对空气孔19a的直径以及鼓出部19b的扩大尺寸H和高度尺寸t也进行控制。当形成了规定直径的空气孔19a时，如图1的(e)所示，第1高压空气供给口22a被关闭，从第2高压空气供给口22b如箭头B所示那样供给高温的高压空气。由此，高温的空气通过抗蚀剂19的空气孔19a部分而使抗蚀剂19的表面干燥，从而保持其形状(空气孔19a和鼓出部19b)。
在如上那样执行涂布工序后，接着执行图2的(a)～(c)所示的工序。即，如图2的(a)所示，执行在抗蚀剂19的上表面设置光掩模20并使抗蚀剂19曝光来固化的曝光工序。此时，确保了空气孔19a和导电通孔16的连通状态，并且抗蚀剂19也不会侵入导电通孔16内，因此抗蚀剂19不会在导电通孔16内固化。
接着，如图2的(b)所示，执行去除抗蚀剂19的未固化部分的清洗工序，从而得到多层基板11。在该情况下，从图明显可知，导电通孔16的开口部充分露出，不会被抗蚀剂膜17(抗蚀剂19)堵塞。由此，事先防止清洗液残存于导电通孔16内。另外，通过鼓出部19b的扩大尺寸H大于光掩模20的遮光部20a的直径尺寸D，留下抗蚀剂19上形成的鼓出部19b的一部分，由此在抗蚀剂膜17上形成向上方稍微凸起的凸部17a。
之后，如图2的(c)所示，执行BGA型部件12对于多层基板11的安装工序(回流焊工序)。此时，上述的凸部17a发挥拦截焊料的流动的功能，能够使得难以形成焊桥。此外，此时，从多层基板11的上表面至BGA型部件12的封装12a的下表面的高度尺寸h例如为500μm左右，凸部17a不会妨碍部件安装。
这样，根据本实施方式的制造方法，利用空气供给机构21向所述基材14的背面侧供给高压的空气来使该空气通过导电通孔16，由此一边排除欲侵入该导电通孔16内的抗蚀剂19，一边执行用于在多层基板11的表面部形成抗蚀剂膜17的工序中的、在基材14的表面部整体涂布感光性的抗蚀剂19的涂布工序。因此，不管光掩模20有无偏移，都能够在抗蚀剂19不会残存于(侵入)导电通孔16内的状态下结束涂布工序并进入以后的曝光工序、清洗工序，进而防止清洗液残存于导电通孔16内。
其结果，根据本实施方式，在安装BGA型部件的多层基板中形成防止信号干扰用的导电通孔、并且形成抗蚀剂膜的多层基板中，能够事先防止随着抗蚀剂残留于导电通孔部分而引起的不良状况的产生。另外，特别是在本实施方式中，在抗蚀剂膜17上形成向上方稍微凸起的凸部17a，由此还能够得到能够使得更难以形成焊桥的优点。
(第2实施方式)
接着，参照图5至图8叙述第2实施方式。此外，在该第2实施方式中，关于多层基板11的基本构造、BGA型部件12的结构、多层基板11的制造方法中的基本工序(图4的(a)～(g))等，也与上述第1实施方式相同。因而，关于与上述第1实施方式相同的部分，附加相同的符号，省略新的图示、详细的说明，下面说明不同点。
该第2实施方式与上述第1实施方式不同之处在于，代替在抗蚀剂膜的形成工序中的涂布工序中供给高压空气，而对使用于曝光工序的光掩模31的结构进行了设计。因而，在该第2实施方式中，在涂布工序中，如图4的(c)所示那样在基材14的表面部整体涂布抗蚀剂19并使该抗蚀剂19加热干燥之后，进入曝光工序。
本实施方式中使用的光掩模31同样设置有覆盖抗蚀剂膜32(参照图6的(a)、(b)、图7的(a)、(b))的非形成部分的遮光部，但是如图5所示，其中覆盖导电通孔16的上表面的部分被设为圆形遮光部31a。该圆形遮光部31a形成为直径尺寸D，即使在光掩模31相对于所述基材14发生了所允许的最大的位置偏移的情况下，该直径尺寸D也使得导电通孔16在直径方向上的非被覆部分的尺寸X(图7的(a)、(b)所示的多余抗蚀剂长度X)为该导电通孔16的内径尺寸R的10％以下。
更具体地说，所述光掩模31的圆形遮光部31a的直径尺寸D被设为通孔焊盘16a的直径(外径)尺寸L以下、且导电通孔的内径尺寸R与允许最大位置偏移量Y之和以上。并且，考虑曝光工序中的涂布抗蚀剂19层内的光扩散量，直径尺寸D被设为导电通孔16的内径尺寸R与允许最大位置偏移量Y与最大光扩散量α之和以上。
在本实施方式中，导电通孔16的内径尺寸R例如被设为300μm，通孔焊盘16a的直径(外径)尺寸L例如被设为550μm。另外，允许最大位置偏移量Y例如被设为±100μm(在该情况下，以200μm进行计算)。最大光扩散量α例如是5～10μm，在此作为10μm进行计算。根据这些，圆形遮光部31a的直径尺寸D被设为510(500)μm≤D≤550μm的范围，例如被设为510μm。
在图6的(a)、(b)中示出完全不存在光掩模31相对于基材14的位置偏移而导电通孔16的中心与圆形遮光部31a的中心一致的理想的状态下进行了曝光工序的情况下所形成的抗蚀剂膜32的情形。在该情况下，在导电通孔16上形成不存在抗蚀剂膜32的圆形的开口，该抗蚀剂膜32将通孔焊盘16a的外周部分覆盖到中途部。
与此相对，图7的(a)、(b)示出在光掩模31相对于基材14存在向图中左方的所允许的最大的位置偏移的情况下、即圆形遮光部31a的中心相对于导电通孔16的中心向左偏移100μm地设置的情况下所形成的抗蚀剂膜32的情形。此时，在曝光工序中，导致靠导电通孔16的右侧部分的抗蚀剂19部分被曝光、固化，存在导致产生以堵塞导电通孔16的方式存在的所谓的多余抗蚀剂部32a的担忧。
在本实施方式中，通过在曝光工序中采用具有上述的圆形遮光部31a的光掩模31，即使在产生了所允许的最大的位置偏移的情况下，也能够将残存于(侵入)导电通孔16内的多余抗蚀剂部32a的、在导电通孔16的直径方向上观察的最大的宽度尺寸(多余抗蚀剂长度)X抑制在导电通孔16的内径尺寸R的10％以下、即30μm以下。而且，通过像这样将多余抗蚀剂长度X抑制在导电通孔16的内径尺寸R的10％以下，能够防止清洗液的残留，进而能够防止导电通孔16的断线的产生。
在此，本发明人们进行了如下试验：调查当相对于导电通孔16的直径(内径)R而言多余抗蚀剂长度X的大小多大时因清洗液的残留引起的断线如何产生。在该试验中，一边人为地使光掩模的位置相对于在多层基板中形成有内径为300μm的100个导电通孔的基材错开、一边形成抗蚀剂膜来制作多余抗蚀剂长度X不同的多种试样，调查了关于这些试样的多余抗蚀剂长度X与断线产生个数的关系。在图8中示出其结果。
其结果，在多余抗蚀剂长度X为30μm以下的试样中，没有发现断线的产生，但是如果多余抗蚀剂长度X超过30μm，则产生断线的导电通孔，多余抗蚀剂长度X越大则断线的数量越增加。换言之，可认为，如果多余抗蚀剂长度X被抑制在导电通孔的内径尺寸R的10％以下，则不会产生断线即清洗液的残留。
在本实施方式中，将光掩模31的圆形遮光部31a的直径尺寸D构成为即使在存在光掩模31相对于基材14的所允许的最大的位置偏移Y的情况下、该导电通孔16的直径方向上的非被覆部分的尺寸X(多余抗蚀剂长度X)也为该导电通孔16的内径尺寸R的10％以下。由此，不产生导电通孔16的断线的不良状况。另外，将圆形遮光部31a的直径尺寸D设为通孔焊盘16a的外形尺寸L以下，因此导电通孔16上的抗蚀剂膜32的开口不会徒然变大，还能够抑制焊桥的产生。
因而，根据本实施方式，在安装BGA型部件12的多层基板11中形成防止信号干扰用的导电通孔16、并且形成抗蚀剂膜32的多层基板中，能够事先防止随着抗蚀剂19残留于导电通孔16部分而引起的不良状况的产生。
(第3实施方式、其它实施方式)
接着，参照图9至图11的(b)叙述第3实施方式。此外，在该第3实施方式中，关于多层基板11的基本构造、BGA型部件12的结构、多层基板11的制造方法中的基本工序(图4的(a)～(g))等，也与上述第1、第2实施方式相同。因而，关于与上述第1、第2实施方式相同的部分，附加相同的符号，省略新的图示、详细的说明，下面说明不同点。
该第3实施方式与上述第2实施方式不同之处在于，如图10的(a)、(b)所示，基材14中的BGA型部件12的安装面(上表面)上的、在导电通孔41的表面部形成的抗蚀剂膜42的开口径S与用于形成导电通孔41的贯通孔14a的内径尺寸R0相同(或其以下)。具体地说，在本实施方式中，贯通孔14a的内径尺寸R0(钻头径)例如被设为300μm。
并且，在该第3实施方式中，如图11的(a)、(b)所示，在基材14中的不安装BGA型部件12的非安装面侧即下表面侧形成覆盖除了所述各导电通孔41以外的部分的背面侧抗蚀剂膜43的背面侧抗蚀剂膜形成工序中，背面侧抗蚀剂膜43的开口径S′相对于所述贯通孔14a的内径尺寸R0大150μm以上。具体地说，在本实施方式中，开口径S′被设为450μm。
如图9所示，在该实施方式中，与上述第1、第2实施方式同样地，在多层基板11(基材14)的表面部，用于焊接BGA型部件12的多个焊盘15沿纵横以等间距a(例如800μm)排列设置。这些焊盘15的直径尺寸L0例如被设为400μm，位于其上表面的抗蚀剂膜43的圆形开口部的直径尺寸T例如被设为500～600μm。
而且，也如图10的(a)、(b)、图11的(a)、(b)所示，为了谋求防止信号线间的信号的干扰，在多层基板11中以位于焊盘15彼此间(位于正方形的4个顶点的4个焊盘15的中心部分)的方式形成有导电通孔41。该导电通孔41是在利用钻头等在基材14中形成贯通孔14a之后对上下两面的圆形的通孔焊盘41a、41a以及贯通孔14a的内表面实施规定厚度(例如25μm)的镀(镀铜)来构成的。因而，导电通孔41的内径尺寸R被设为250μm，另外，通孔焊盘41a的直径尺寸L被设为例如500μm。
顺带一提，在本实施方式中，在对于导电通孔41等的镀工序之后，按顺序执行形成基材14的表面侧的抗蚀剂膜42的工序以及对基材14的非安装面(背面)形成背面侧抗蚀剂膜43的工序。这些形成抗蚀剂膜42和背面侧抗蚀剂膜43的工序同样包括涂布工序、曝光工序、清洗工序。
其中，在形成表面侧的抗蚀剂膜42时，在涂布工序中，在基材14的表面部整体涂布抗蚀剂19。在接下来的曝光工序中，如图10的(a)所示，使用具有覆盖抗蚀剂膜42的非形成部分的遮光部的光掩模44，其中覆盖导电通孔41的上表面的部分被设为圆形遮光部44a。
该圆形遮光部44a圆形遮光部(31a)形成为使在所述导电通孔41的表面部形成的抗蚀剂膜42的开口径S与所述贯通孔14a的内径尺寸R0相同(或其以下)的直径尺寸D。更具体地说，光掩模44的圆形遮光部44a的直径尺寸D被设为与贯通孔14a的内径尺寸R0与光扩散量α之和(R0+α)相同，如果将内径尺寸R0设为300μm、将光扩散量α例如设为5～10μm，则光掩模44的圆形遮光部44a的直径尺寸D被设为305～310μm。
在图10的(b)和图9中示出在不存在光掩模44相对于基材14的位置偏移而导电通孔41的中心与圆形遮光部44a的中心一致的理想的状态下进行了曝光工序的情况下的所形成的抗蚀剂膜42的情形。在该情况下，在导电通孔41上，不存在抗蚀剂膜42的圆形的开口形成为与贯通孔14a的内径尺寸R0相同的直径尺寸，该抗蚀剂膜42覆盖除了通孔焊盘41a的内周缘部(镀层的厚度量(例如25μm))以外的部分。另外，此时，如图9所示，抗蚀剂膜42形成为使作为在基材14的表面部露出的导电部的焊盘15与通孔焊盘41a之间的最短的分离距离c为200μm以上、在本实施方式中是例如216μm。
接着，在形成所述背面侧抗蚀剂膜43的工序中，同样执行在基材14的背面部整体涂布抗蚀剂19的涂布工序，接着执行曝光工序。在该曝光工序中，虽然省略图示，但是使用具有覆盖导电通孔41的下表面侧的圆形遮光部的背面侧光掩模。该背面侧光掩模的圆形遮光部如图11所示那样形成为使背面侧抗蚀剂膜43的开口径S′相对于所述贯通孔14a的内径尺寸R0(300μm)大150μm以上的直径尺寸D′。更具体地说，如果设开口径S′为例如450μm，则背面侧光掩模的圆形遮光部的直径尺寸D′被设为与450μm+光扩散量α(5～10μm)相同、例如455～460μm。
根据这种第3实施方式，能够得到如下作用/效果。即，在对于基材14的用于安装BGA型部件12的安装面(表面)侧的抗蚀剂膜42的形成工序中，将使用于曝光工序的光掩模44中的、覆盖导电通孔41的表面部的圆形遮光部44a的直径尺寸D构成为，使在所述导电通孔41的表面部形成的抗蚀剂膜42的开口径S与所述贯通孔14a的内径尺寸R0相同或其以下。
由此，在导电通孔41的表面部形成的抗蚀剂膜42的开口足够小，成为位于基材14的表面部的导电通孔41的通孔焊盘41a的大部分被抗蚀剂膜42覆盖的状态。由此，能够将抗蚀剂膜42中的将用于焊接BGA型部件12的焊盘15与通孔焊盘41a之间隔开的部分确保为大(长)。其结果，能够有效地防止焊盘15上的焊料延伸至通孔焊盘41a而成为连接状态的焊桥的产生。
此时，根据本发明人的研究，通过将作为在基材14的表面部露出的导电部的焊盘15与通孔焊盘41a之间的最短的分离距离c设为200μm以上，能够可靠地防止焊桥的产生。此外，如果使所述抗蚀剂膜42的开口径S过小，则产生如在上述第2实施方式中叙述的那样的抗蚀剂残存于导电通孔41内的多余抗蚀剂的问题。因而，期望的是将开口径S设为与贯通孔14a的内径尺寸R0同等地接近的尺寸。
并且，特别是在本实施例中构成为，背面侧抗蚀剂膜43中的导电通孔41部分的开口径S′相对于贯通孔14a的内径尺寸R0大150μm以上。由此，背面侧抗蚀剂膜43的圆形开口部的大小足够大，即使在曝光工序中产生了背面侧光掩模的偏移的情况下，也不会产生抗蚀剂堵塞导电通孔41这样的问题。由此，因光掩模的偏移而产生导电通孔41被堵塞这样的问题仅在基材14的单面(表面侧)，因此整体上能够相应地将光掩模(抗蚀剂层)的偏移的风险抑制为比较小。
此外，在上述各实施方式中，作为具体例列举了将导电通孔16的内径尺寸R设为300μm(或250μm)的情况，但是关于内径尺寸R等各部的尺寸，只不过是列举了一例。例如关于内径尺寸R，现状下还提供100μm左右的尺寸，还期待将来能够形成直径更小的导电通孔。除此以外，本发明不限定于上述的各实施方式，例如关于基材14等的材质等也能够采用各种材质等，能够在不脱离宗旨的范围内适当变更来实施。即，本发明是依据实施例进行了叙述，但是可理解本发明不限定于该实施例、构造。本发明还包括各种变形例、等同范围内的变形。除此以外，各种组合、方式、进而在它们中仅包括一个要素、其以上或其以下的其它组合、方式也进入本发明的范畴、思想范围内。

Claims (10)

1.一种BGA型部件安装用的多层基板的制造方法，用于制造多层基板(11)，在该多层基板(11)中，在具有绝缘性的基材(14)的表面部将用于焊接BGA型部件(12)的多个焊盘(15)设置成排列状态，并且在所述基材(14)中，在这些焊盘(15)之间形成有贯通至表背的防止信号干扰用的多个导电通孔(16)，用抗蚀剂膜(17)覆盖所述基材(14)的表面部的除了所述各焊盘(15)和各导电通孔(16)以外的部分，
在该BGA型部件安装用的多层基板的制造方法中，
用于形成所述抗蚀剂膜(17)的工序包括：
涂布工序，在所述基材(14)的表面部整体上涂布感光性的抗蚀剂(19)；
曝光工序，在所述基材(14)的表面侧配置有对所述抗蚀剂膜(17)的非形成部分进行遮光的光掩模(20)的状态下使所述抗蚀剂(19)曝光来固化；以及
清洗工序，去除所述抗蚀剂(19)中的未固化部分，
通过空气供给机构(21)向所述基材(14)的背面侧供给高压的空气来使该空气通过所述导电通孔(16)，由此一边排除欲侵入该导电通孔(16)内的抗蚀剂(19)一边执行所述涂布工序。
2.根据权利要求1所述的BGA型部件安装用的多层基板的制造方法，其中，
所述空气供给机构(21)具备温度调整单元，该温度调整单元能够将所供给的空气的温度调整为常温以及温度比该常温高而能够使所述抗蚀剂(19)干燥的高温这至少2个等级，
最初供给常温的空气，并且在所述基材(14)的表面部上所涂布的抗蚀剂(19)层中形成了与所述导电通孔(16)连续的空气孔(19a)的状态下切换为高温空气的供给来执行所述涂布工序。
3.根据权利要求1或2所述的BGA型部件安装用的多层基板的制造方法，其中，
所述空气供给机构(21)具备压力调整单元，该压力调整单元调整所供给的空气的压力，
一边以在所述基材(14)的表面部上所涂布的抗蚀剂(19)层中形成与所述导电通孔(16)连续的规定大小的空气孔(19a)的方式调整空气的压力，一边执行所述涂布工序。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的BGA型部件安装用的多层基板的制造方法，其中，
以在所述基材(14)的表面部上所涂布的抗蚀剂(19)层中形成与所述导电通孔(16)连续的空气孔(19a)、并且在该空气孔(19a)的周围形成抗蚀剂(19)层隆起而成的鼓出部(19b)的方式，执行所述涂布工序。
5.一种BGA型部件安装用的多层基板的制造方法，用于制造多层基板(11)，在该多层基板(11)中，在具有绝缘性的基材(14)的表面部将用于焊接BGA型部件(12)的多个焊盘(15)设置成排列状态，并且在所述基材(14)中，在这些焊盘(15)之间形成有贯通至表背的防止信号干扰用的多个导电通孔(16)，用抗蚀剂膜(32)覆盖所述基材(14)的表面部的除了所述各焊盘(15)和各导电通孔(16)以外的部分，
在该BGA型部件安装用的多层基板的制造方法中，
用于形成所述抗蚀剂膜(32)的工序包括：
涂布工序，在所述基材(14)的表面部整体上涂布感光性的抗蚀剂(19)；
曝光工序，在所述基材(14)的表面侧配置有对所述抗蚀剂膜(32)的非形成部分进行遮光的光掩模(31)的状态下使所述抗蚀剂(19)曝光来固化；以及
清洗工序，去除所述抗蚀剂(19)中的未固化部分，
所述光掩模(31)中的覆盖所述导电通孔(16)的表面部的圆形遮光部(31a)形成为直径尺寸D，即使在所述光掩模(31)相对于所述基材(14)发生了所允许的最大的位置偏移的情况下，该直径尺寸D也使得所述导电通孔(16)在直径方向上的非被覆部分的尺寸X为该导电通孔(16)的内径尺寸R的10％以下。
6.根据权利要求5所述的BGA型部件安装用的多层基板的制造方法，其中，
所述光掩模(31)的所述圆形遮光部(31a)的直径尺寸D为通孔焊盘(16a)的直径尺寸L以下、且所述导电通孔(16)的内径尺寸R与允许最大位置偏移量Y之和以上。
7.根据权利要求6所述的BGA型部件安装用的多层基板的制造方法，其中，
还考虑曝光工序中的涂布抗蚀剂(19)层内的光扩散量，所述光掩模(31)的所述圆形遮光部(31a)的直径尺寸D被设为所述导电通孔(16)的内径尺寸R、允许最大位置偏移量Y及最大光扩散量α之和以上。
8.一种BGA型部件安装用的多层基板的制造方法，用于制造多层基板(11)，在该多层基板(11)中，在具有绝缘性的基材(14)的表面部将用于焊接BGA型部件(12)的多个焊盘(15)设置成排列状态，并且在所述基材(14)中，在这些焊盘(15)之间形成有贯通至表背的防止信号干扰用的多个导电通孔(41)，该多个导电通孔(41)是在所述基材(14)中形成贯通孔(14a)之后实施规定厚度的镀敷而成的，用抗蚀剂膜(42)覆盖所述基材(14)的表面部的除了所述各焊盘(15)和各导电通孔(41)以外的部分，
在该BGA型部件安装用的多层基板的制造方法中，
用于形成所述抗蚀剂膜(42)的工序包括：
涂布工序，在所述基材(14)的表面部整体上涂布感光性的抗蚀剂(19)；
曝光工序，在所述基材(14)的表面侧配置有对所述抗蚀剂膜(42)的非形成部分进行遮光的光掩模(44)的状态下使所述抗蚀剂(19)曝光来固化；以及
清洗工序，去除所述抗蚀剂(19)中的未固化部分，
所述光掩模(44)中的覆盖所述导电通孔(41)的表面部的圆形遮光部(41a)形成为直径尺寸D，该直径尺寸D使得所述导电通孔(41)的表面部上所形成的抗蚀剂膜(42)的开口径S与所述贯通孔(14a)的内径尺寸R0相同或其以下。
9.根据权利要求8所述的BGA型部件安装用的多层基板的制造方法，其中，
具备如下工序：在所述基材(14)的不安装所述BGA型部件(12)的非安装面侧，形成覆盖除了所述各导电通孔(41)以外的部分的背面侧抗蚀剂膜(43)，
用于形成所述背面侧抗蚀剂膜(43)的工序包括：
涂布工序，在所述基材(14)的非安装面整体上涂布感光性的抗蚀剂(19)；
曝光工序，在所述基材(14)的非安装面侧配置有对所述背面侧抗蚀剂膜(43)的非形成部分进行遮光的背面侧光掩模的状态下使所述抗蚀剂(19)曝光来固化；以及
清洗工序，去除所述抗蚀剂(19)中的未固化部分，
所述背面侧光掩模中的覆盖所述导电通孔(41)的圆形遮光部形成为直径尺寸D′，该直径尺寸D′使得背面侧抗蚀剂膜(43)的开口径S′比所述贯通孔(14a)的内径尺寸R0大150μm以上。
10.根据权利要求8或9所述的BGA型部件安装用的多层基板的制造方法，其中，
所述抗蚀剂膜(42)形成为，使得在所述基材(14)的表面部露出的相邻的导电部(15、41a)之间的分离距离c为200μm以上。
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