JP2002111199A - プリント基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】バンプめっきの量を増大させることなく接続信
頼性を確保できるプリント基板の製造方法を提供するこ
とにある。 【解決手段】めっき導体６上に導電性バンプ７を形成
し、この導電性バンプ７をバンプ溶融温度で加熱処理す
る。これにより、導電性バンプ７の表面が溶融し、表面
張力によって中央部分が盛り上がる。このため、導電性
バンプ７の量を必要最小限にしつつ、必要な高さを確保
することができる。従って、プリント基板１を積層する
際に、すべての導電性バンプ７を対向する他のプリント
基板１０のランド１１Ａに確実に接触させることがで
き、接続信頼性を確保することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板の製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、多層回路基板の製造において、プ
リント基板の一面側に導電性バンプを突設させておき、
この導電性バンプを対向するプリント基板の導体回路に
押圧することによって、上下の導体回路を電気的に接続
する技術が知られている。

【０００３】図５には、導電性バンプ１０２を形成させ
たプリント基板１０１を示した。このような導電性バン
プ１０２を形成させるためには、まず、プリント基板１
０１の所定の位置に絶縁性基板１０３を貫通するビアホ
ール１０４を形成させる。そして、ここに電気めっき法
により、絶縁性基板１０３の表面と面一もしくはやや低
い位置までめっき導体１０５を充填する。次いでこのめ
っき導体１０５上にバンプめっきを施すことにより、導
電性バンプ１０２を突設させる（図５Ａ）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な方法では、各ビアホール１０４内に充填されるめっき
導体１０５において、銅箔１０６の上面からめっき導体
１０５の先端までの高さ、すなわちめっき高さＨにばら
つきが生じる場合がある。このような場合には、めっき
高さＨが不足したビアホール１０４Ａにおいては、導電
性バンプ１０２Ａの高さが不足することとなり、隣接す
るプリント基板１１０の導体回路１１１との接触性が低
下するおそれがある（図５Ｂ）。

【０００５】この問題を解決するためには、例えばめっ
き高さＨが不足したビアホールにおいても接続信頼性を
確保できる程度に、バンプめっきの量を多くすることが
考えられる。しかし、導電性バンプ１０２と導体回路１
１１とを接続する際には、プレスにより導電性バンプ１
０２が押し広げられる。従って、めっき高さＨが高いビ
アホール１０４Ｂにおいては、バンプめっきの量が過剰
となれば導電性バンプ１０２Ｂの広がりが大きくなり、
例えばビアホールの内径が１００μｍの場合において
は、２５０μｍに達してしまう場合がある。このため
に、ビアホール１０４間のピッチの狭小化や配線の高密
度化が困難となる可能性がある。

【０００６】本発明は、上記した事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、バンプめっきの量を増大させ
ることなく接続信頼性を確保できるプリント基板の製造
方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに請求項１の発明に係るプリント基板の製造方法は、
複数枚のプリント基板の導体回路間の電気的接続に用い
られる導電性バンプを備えたプリント基板を製造する方
法であって、少なくとも、前記プリント基板上のバンプ
形成位置に導電性バンプを形成する工程と、前記導電性
バンプの表面を溶融可能なバンプ溶融温度で加熱処理す
る工程を経ることを特徴とする。

【０００８】ここで、バンプ形成位置とは、例えばプリ
ント基板において導体回路の一部に形成されたランドで
あってもよく、あるいは、プリント基板の絶縁層を貫通
形成されたビアホールを導電性金属により充填して形成
される導電性金属層の上面であってもよい。

【０００９】また、導電性バンプの形成方法には特に制
限はなく、例えば電気めっき、無電解めっき等により行
うことができる。あるいは、導電性ペーストをスクリー
ン印刷等により印刷することによっても行うことができ
る。さらに、導電性バンプの材質には特に制限はなく、
例えばスズ、はんだ等を使用することができる。

【００１０】バンプ溶融温度は、導電性バンプの材質等
によって変動し、一概に制限されないが、導電性バンプ
の表面が溶融して表面張力により盛り上がることが可能
な温度であればよく、例えば導電性バンプがスズの場合
には２６０℃、はんだの場合は２１０℃が好ましい。ま
た、加熱処理時間は導電性バンプが表面張力により盛り
上がるために充分な時間であれば特に限定されないが、
２０秒〜３０秒が好ましい。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１に記載のプリ
ント基板の製造方法であって、前記バンプ形成位置は前
記プリント基板の絶縁層を貫通形成されたビアホールを
導電性金属により充填して形成される導電性金属層の上
面であることを特徴とする。

【００１２】

【発明の作用、および発明の効果】請求項１の発明によ
れば、プリント基板上のバンプ形成位置に導電性バンプ
を形成し、この導電性バンプをバンプ溶融温度で加熱処
理する。この加熱処理により導電性バンプの表面が溶融
し、表面張力によって中央部分が盛り上がる。このた
め、導電性バンプの量を必要最小限にしつつ、必要な高
さを確保することができる。

【００１３】これにより、プリント基板を積層する際
に、すべての導電性バンプを対向するプリント基板のラ
ンドに確実に接触させることができ、接続信頼性を確保
することができる。また、必要最小限の量で接続信頼性
を確保することができるから、プレスの際の導電性バン
プの広がりを最小限にすることができ、配線の高密度化
を図ることができる。

【００１４】また、導電性バンプの中央部分が盛り上げ
られているため、プリント基板を積層する際に、表面に
塗布された接着層を貫通させて対向するプリント基板の
ランドに接触させることが容易となる。これにより、接
続信頼性を確保することができる。

【００１５】請求項２の発明によれば、バンプ形成位置
はプリント基板の絶縁層を貫通形成されたビアホールを
導電性金属により充填して形成される導電性金属層の面
上である。ここで、導電性金属層はその径がビアホール
の内径と同一であり、ランドの径よりも小さい。従っ
て、その面上に形成される導電性バンプの径は、ランド
上に形成される場合と比較して小さくできる。これによ
り、配線の高密度化を図ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具現化したプリン
ト基板１の製造方法の一実施形態について、図１〜図４
を参照しつつ詳細に説明する。

【００１７】プリント基板１の出発材料は、片面銅張積
層板２である。片面銅張積層板２は、例えば板状のガラ
ス布エポキシ樹脂により形成される厚さ７５μｍの絶縁
性基板３（本発明の絶縁層に該当する）の一方の面（図
１において下面側）に、全面に厚さ１２μｍの銅箔４が
貼りつけられた周知の構造である（図１Ａ）。

【００１８】この絶縁性基板３の所定の位置に、絶縁性
基板３の銅箔４とは反対側の面（図において上面側）か
らレーザ照射を行い、絶縁性基板３の厚さ方向に貫通し
て銅箔４に達する１００μｍのビアホール５を形成する
（図１Ｂ）。レーザ加工は、例えばパルス発振型炭酸ガ
スレーザ加工装置によって行うことが可能であり、その
場合には、パルスエネルギ−が２．０ｍＪ〜１０．０ｍ
Ｊ、パルス幅が１μｓ〜１００μｓ、パルス間隔が０．
５ｍｓ以上、ショット数が３〜５０という条件で形成す
ることが望ましい。

【００１９】その後、形成されたビアホール５の内部に
残留する樹脂を取り除くためのデスミア処理を行う。デ
スミア処理は、例えば過マンガン酸カリウム処理、酸素
プラズマ処理、コロナ放電処理等によって行うことがで
きる。

【００２０】次に、銅箔４を例えばポリエチレンテレフ
タレート製の保護フィルム（図示せず）で覆った状態
で、ビアホール５内に、銅箔４を一方の電極とした電気
めっき法により、めっき導体６（本発明の導電性金属層
に該当する）を形成させる（図１Ｃ）。めっき導体６の
充填量は、その上面が絶縁性基板３の表面と面一もしく
は僅かに低くなる程度とするのが好ましい。めっき金属
としては、銅がもっとも好ましいが、スズ、銀、はん
だ、銅／スズ、銅／銀等、めっき可能な金属であればよ
い。

【００２１】ビアホール５内のめっき導体６の上面６Ａ
（本発明のバンプ形成位置に該当する）に重ねるように
して、バンプめっきにより例えばスズ、はんだ等の低融
点材料からなる導電性バンプ７を形成させる。導電性バ
ンプ７は、絶縁性基板３の上面から僅かに突出されるよ
うに充填される（図１Ｄ）。この時点では、導電性バン
プ７は略平坦な形状をなしている。

【００２２】次に、この導電性バンプ７に窒素雰囲気
下、バンプ溶融温度で加熱処理を行う。これにより、導
電性バンプ７の表面が溶融し、表面張力によって中央部
分が盛り上がる（図１Ｅ）。このため、導電性バンプ７
の量を必要最小限にしつつ、接続信頼性を確保するため
に必要な高さを得ることができる。

【００２３】この後、前記の保護フィルムを銅箔４から
剥ぎ取った後、銅箔４を周知のエッチング手法によりエ
ッチングすることにより、導体回路８を形成させる（図
２Ｅ）。次いで、プリント基板１において導電性バンプ
７を形成させた面上に接着層９を形成させる（図２
Ｆ）。接着層９は、例えば熱硬化性の接着剤（例えば、
エポキシ樹脂製のものを使用できる。）をロールコート
法により塗布することにより形成することができる。こ
のようにしてプリント基板１が完成する。

【００２４】このプリント基板１を他のプリント基板１
０と積層して多層化する際には、図３Ａに示すように、
両プリント基板１、１０を位置合わせして重ねる。そし
て、例えば１８０℃、７０分で真空加熱プレスを行うこ
とにより、接着層９を硬化させて両プリント基板１、１
０を接着する（図３Ｂ）。このとき、プリント基板１の
導電性バンプ７は、対向する他のプリント基板１０の導
体回路１１の一部に形成されたランド１１Ａに接続さ
れ、両プリント基板１、１０の導体回路８、１１間が電
気的に接続される。

【００２５】このとき、加熱処理により導電性バンプ７
の中央部分が盛り上げられ、必要な高さが確保されてい
るので、すべての導電性バンプ７を、対向する他のプリ
ント基板１０のランド１１Ａに確実に接触させることが
できる。これにより、接続信頼性を確保することができ
る。さらに、導電性バンプ７は必要最小限のめっき量で
形成されているため、プレスで押圧される際の導電性バ
ンプ７の広がりを最小限にすることができる。

【００２６】さらに、導電性バンプ７の中央部分が盛り
上げられているため、表面に塗布された接着層９を容易
に貫通させてランド１１Ａに接触させることができる。
このため、接続信頼性を確保することができる。

【００２７】＜本実施形態による実施例＞本実施例の片
面銅張積層板２としては、ガラス布エポキシ樹脂製の厚
さ７５μｍの絶縁性基板３の一方の面に、全面に厚さ１
２μｍの銅箔４が貼りつけられたものを用いた。この片
面銅張積層板２において絶縁性基板３の所定の位置に、
レーザ照射により、内径１００μｍのビアホール５を形
成した。次いで、ビアホール５内に、銅箔４を一方の電
極として使用した電気めっき法により、銅によるめっき
導体６を、その上端が絶縁性基板３の表面とほぼ面一に
なるように形成させた。

【００２８】次に、ビアホール５内のめっき導体６の上
面６Ａに重ねるようにして、バンプめっきによりはんだ
からなる導電性バンプ７を形成させた。次いで、この導
電性バンプ７に窒素雰囲気下、加熱温度２１０℃、加熱
時間２０秒〜３０秒で加熱処理を行った。

【００２９】導電性バンプ７の加熱処理前の断面図を図
４Ａに、加熱処理後の断面図を図４Ｂに示した。加熱処
理前の導電性バンプ７は略平坦な形状をなしており、そ
の中央部分の厚さは１０μｍであった。これに対し、加
熱処理後の導電性バンプ７は山形の形状となっており、
その中央部分の厚さは１８μｍとなっていた。このよう
に、加熱処理によって導電性バンプ７の中央部分が盛り
上がり、必要な高さを確保できることが分かった。

【００３０】以上のように本実施形態によれば、めっき
導体６上に導電性バンプ７を形成し、この導電性バンプ
７をバンプ溶融温度で加熱処理する。これにより、導電
性バンプ７の表面が溶融し、表面張力によって中央部分
が盛り上がる。このため、導電性バンプ７の量を必要最
小限にしつつ、必要な高さを確保することができる。

【００３１】これにより、プリント基板１を積層する際
に、すべての導電性バンプ７を対向する他のプリント基
板１０のランド１１Ａに確実に接触させることができ、
接続信頼性を確保することができる。また、必要最小限
の量で接続信頼性を確保することができるから、プレス
の際の導電性バンプ７の広がりを最小限にすることがで
き、配線の高密度化を図ることができる。また、導電性
バンプ７の中央部分が盛り上がっているため、積層の際
に接着層９を容易に貫通してランド１１Ａに接触させる
ことができる。このため、接続信頼性を確保することが
できる。

【００３２】さらに、ランド１１Ａと比較して径の小さ
いめっき導体６の上面６Ａに導電性バンプ７を形成する
ことにより、導電性バンプ７の径を小さくできる。これ
により、配線の高密度化を図ることができる。

【００３３】なお、本発明の技術的範囲は、上記した実
施形態によって限定されるものではなく、例えば次に記
載するようなものも本発明の技術的範囲に含まれる。そ
の他、本発明の技術的範囲は、均等の範囲にまで及ぶも
のである。 （１）本実施形態では、２枚のプリント基板１、１０を
積層しているが、本発明によればプリント基板の積層枚
数は本実施形態の限りではなく、３枚あるいはそれ以上
に多層化させてもよい。

【００３４】（２）本実施形態では、プリント基板１に
おいて、めっき導体６の上面６Ａに導電性バンプ７を形
成させているが、本発明によれば導電性バンプの形成は
本実施形態の限りではなく、例えば導体回路の一部に形
成されたランド上に形成させてもよい。このような場合
にも、導電性バンプに加熱処理を施すことにより、本実
施形態と同様の作用効果を奏することができる。

【００３５】（３）本実施形態では、導電性金属層とな
るめっき導体６を電気めっきにより形成させているが、
本発明によればめっき導体の形成方法は本実施形態の限
りではなく、例えば無電界めっきにより行うこともでき
る。また、導電性金属と樹脂とを混合した導電性ペース
トをスクリーン印刷等により充填して、導電性金属層と
することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態のプリント基板の製造工程を示した
図−１ （Ａ）本実施形態の片面銅張積層板の断面図 （Ｂ）片面銅張積層板にビアホールを形成させた断面図 （Ｃ）ビアホールにめっき導体を形成させた断面図 （Ｄ）めっき導体上に導電性バンプを形成させた断面図

【図２】本実施形態のプリント基板の製造工程を示した
図−２ （Ｅ）導電性バンプに加熱処理を施した断面図 （Ｆ）プリント基板上に接着層を形成させた断面図

【図３】本実施形態の多層回路基板の製造工程を示した
図 （Ａ）本実施形態のプリント基板を他のプリント基板と
積層した断面図 （Ｂ）プリント基板を接着して多層回路基板を形成させ
た断面図

【図４】本実施形態の導電性バンプの断面図 （Ａ）加熱処理前の導電性バンプの断面図 （Ｂ）加熱処理後の導電性バンプの断面図

【図５】従来のプリント基板の断面図 （Ａ）導電性バンプを形成させた従来のプリント基板の
断面図 （Ｂ）従来のプリント基板を積層した断面図

【符号の説明】

１…プリント基板 ３…絶縁性基板（絶縁層） ５…ビアホール ６…めっき導体（導電性金属層） ６Ａ…上面（バンプ形成位置） ７…導電性バンプ ８…導体回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数枚のプリント基板の導体回路間の電
   気的接続に用いられる導電性バンプを備えたプリント基
   板を製造する方法であって、少なくとも、 前記プリント基板上のバンプ形成位置に導電性バンプを
   形成する工程と、 前記導電性バンプの表面を溶融可能なバンプ溶融温度で
   加熱処理する工程を経ることを特徴とするプリント基板
   の製造方法。
2. 【請求項２】前記バンプ形成位置は前記プリント基板の
   絶縁層を貫通形成されたビアホールを導電性金属により
   充填して形成される導電性金属層の上面であることを特
   徴とする請求項１に記載のプリント基板の製造方法。