JP2003198138A - プリント配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 導体バンプを小径化しても十分な電気的接続
を形成することができ、更なる集積度の向上に対応でき
る多層型プリント配線基板を製造する方法を提供する。 【解決手段】 金属板２表面に感光性樹脂層４を形成
し、前記感光性樹脂層４表面のバンプ頭部相当部分にマ
スキングし、ハーフエッチング処理を施して金属板２片
面上に略円錐形のエッチングバンプ５を形成し、プリプ
レグ６を重ねてヒートプレスし、樹脂付金属板７，１７
を得る。一方、コア基板８２表面の配線パターン１ａ，
１ｂのエッチングバンプ５，５，…当接部にペーストハ
ンダ９を印刷塗布し、コア基板８２と樹脂付金属板７，
１７とを位置合わせ後ヒートプレスして前記エッチング
バンプ５，５，…とコア基板の配線パターンとを前記ペ
ーストハンダ９を介して溶融接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線基板
に係り、更に詳細には絶縁層と配線パターンとをそれぞ
れ互い違いに積層して基板厚さ方向の電気的導通を図っ
た、いわゆる多層板と呼ばれる多層型のプリント配線基
板及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より多層板を形成する方法として
は、絶縁層と配線層とを積層した積層体の厚さ方向にス
ルホールメッキ層を形成して基板厚さ方向の電気的導通
を図る方法や、導電性樹脂で形成した円錐状の導体バン
プ群を絶縁性基板のプリプレグの厚さ方向に圧入するＢ
^２ｉｔ（登録商標）法等が知られている。中でも製造効
率が高い点で有利なＢ^２ｉｔ法が広く用いられつつあ
る。

【０００３】図９はＢ^２ｉｔ法の製造過程を模式的に示
した断面図である。この方法では図９（ａ）のように銅
箔１０１の上に印刷技術により導体バンプ群１１１，１
１１，…を形成する。この上に図９（ｂ）に示すように
絶縁性合成樹脂のプリプレグ１０６を積層配置して加熱
下に加圧して導体バンプ群、例えば１１１Ａ，１１１
Ｂ，１１１Ｃ…を前記プリプレグ１０６の厚さ方向に貫
通させて積層体１１２を形成し、図９（ｄ）に示すよう
に導体バンプ群１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃ…上にも
う一つの銅箔１０２を重ねて積層プレスを行ない、両面
基板１１３を製造する。

【０００４】ところで、近年の電子機器の小型化に伴
い、集積度の向上が求められており、これに応えるた
め、導体バンプ１１１の径の小型化が求められている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のように
導電性樹脂を用いて印刷技術により導体バンプ群１１
１，１１１，…を形成する方法では、導体バンプ１１１
を小径化しようとすると導体バンプ群１１１，１１１，
…の形状を均一にすることが困難となる。例えば、図９
（ｃ）に示すように導体バンプ群１１１Ａ，１１１Ｂ，
１１１Ｃ間で高さや形状にばらつきが生じ易くなり、他
の導体バンプ１１１Ａ，１１１Ｂ，…に比較して高さが
低い導体バンプ１１１Ｃでは電気的接続の不良が生じ
る。このような欠陥は導体バンプの直径が１００μｍ以
下になると顕著になる。

【０００６】十分な電気的接続を達成するには、厚さ６
０μｍのプリプレグを貫通させる場合に導体バンプの直
径は１２０μｍ以上必要となるため、集積度を更に向上
させるためには従来法では自ずと限界があるという問題
がある。本発明は上記従来の問題を解決するためになさ
れた発明である。

【０００７】即ち本発明は、信頼性の高い多層型プリン
ト配線基板及びそのようなプリント配線基板を製造する
方法を提供することを目的とする。更に本発明は、導体
バンプを小径化しても十分な電気的接続を形成すること
ができ、更なる集積度の向上に対応できる多層型プリン
ト配線基板を製造する方法を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本発明のプリント配線基板の製造方法は、バンプ付金
属板を形成する工程と、前記バンプ付金属板のバンプ形
成面上に絶縁性樹脂層を形成して前記絶縁性樹脂層から
前記バンプ先端が突出した樹脂付金属板を形成する工程
と、絶縁性基板の表面に配線パターンが配設されたコア
基板を形成する工程と、前記配線パターンのバンプ先端
当接部に導電性組成物層を形成する工程と、前記樹脂付
金属板と前記コア基板とを位置合わせする工程と、前記
樹脂付金属板と前記コア基板とを加熱下に加圧して前記
バンプと前記配線パターンとを前記導電性組成物を介し
て接続する工程とを具備することを特徴とする。

【０００９】上記プリント配線基板の製造方法におい
て、前記バンプ付金属板を形成する工程の例として、フ
ォトリソグラフィー法により金属板表面のバンプ頭部対
応部分にマスキングを形成し、しかる後に前記マスキン
グの上からハーフエッチング処理して前記金属板表面に
略円錐形のエッチングバンプを形成する工程を挙げるこ
とができる。

【００１０】上記プリント配線基板の製造方法におい
て、前記バンプ付金属板を形成する工程の例として、フ
ォトリソグラフィー法により金属板表面のバンプ形成部
分に孔を備えたマスキングを形成し、しかる後に前記マ
スキングの上からメッキ処理することにより前記金属板
表面にメッキバンプを形成する工程を挙げることができ
る。

【００１１】上記プリント配線基板の製造方法におい
て、前記配線パターンのバンプ先端当接部に導電性組成
物層を形成する工程の例として、前記配線パターンのバ
ンプ先端当接部にペーストハンダ、銀ペースト、又は高
融点ハンダペーストを塗布する工程を挙げることができ
る。

【００１２】本発明によれば、金属バンプ群の先端面が
コア基板表面の配線パターンにハンダ付けされるので、
層間の電気的接続が確実で信頼性が高く機械的な強度も
高いプリント配線基板が得られる。

【００１３】金属製のバンプ群をエッチング法やメッキ
法により導体板上に形成することによりバンプ底面を導
体板に確実に接続することができるので、金属バンプの
底面直径を小型化でき、それにより集積度の向上を図る
ことができる。

【００１４】金属バンプと導体板との接続に高融点ハン
ダを用いることにより、実装時の層間接続の不具合を未
然に防止できる。

【００１５】エッチング処理により１枚の厚板状の導体
板から金属バンプ群とバンプ底面側の配線層を形成する
ことにより、工程の短縮化と電気的抵抗の低下を達成で
きる。

【００１６】ハンダ層の代わりに導電性ペーストを用い
て層間接続することにより、工程の簡略化を図ることが
できる。

【００１７】導体板上に選択的にメッキ処理して金属バ
ンプ群を形成することにより、低コストで環境に対する
影響も小さいプリント配線基板の製造方法を提供するこ
とができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、本発
明の第１の実施の形態について説明する。図１は本実施
形態に係るプリント配線基板の製造方法のフローを示し
たフローチャートであり、図２〜図４は本実施形態に係
るプリント配線基板の製造途中の状態を示す断面図であ
る。

【００１９】本実施形態に係るプリント配線基板を製造
するには、まず最初に図２（ａ）のような厚さ６０μｍ
の金属板、例えば銅箔２を用意する。次に図２（ｂ）の
ように感光性樹脂層４を前記銅箔２上に形成する（ステ
ップ１）。次に感光性樹脂層４の上にマスキングを形成
し（ステップ２）、しかる後にこのマスキングの上から
露光し（ステップ３）、次いで現像することにより（ス
テップ４）、感光性樹脂層４を選択的に除去して直径５
０μｍの円形パターン４ａを形成する。図２（ｃ）はそ
の断面図である。

【００２０】このようにして形成した図２（ｃ）の感光
性樹脂層４ａを、銅箔２をエッチングする際のエッチン
グマスクとして使用し、前記銅が表面に露出した部分を
エッチングして、図２（ｄ）のような銅からなるエッチ
ングバンプ５，５，…を形成する（ステップ５）。

【００２１】ここで形成するエッチングバンプ５，５，
…は、高さが６０〜８０μｍ、上面半径が２５〜３５μ
ｍ、アスペクト比が１：０．６〜１：１．６のものであ
ることが好ましい。

【００２２】なお、このエッチング工程において、銅箔
２の厚さ方向の途中まででエッチングを停止させる、い
わゆるハーフエッチング処理は、エッチング速度やエッ
チング液濃度、エッチング温度などの条件を適宜選択す
ることにより行うことが可能である。

【００２３】次いで感光性樹脂層４ａを除去すると、銅
箔２から形成されたエッチングバンプ５，５，…を片面
側に備えたバンプ付金属板３が図２（ｅ）のように形成
される。

【００２４】次に、図３（ａ）のように厚さ６０μｍの
合成樹脂シート（プリプレグ）６を前記エッチングバン
プ５，５，…の上側に位置合わせする（ステップ６）。
次いで例えばヒートローラー間に通すことにより加熱下
に加圧して前記エッチングバンプ５，５，…を合成樹脂
シート（プリプレグ）６の厚さ方向に貫通させた樹脂付
金属板７を図３（ｂ）のように形成する（ステップ
７）。

【００２５】次に、図３（ｃ）に示したような２層板８
を用意する（ステップ８）。この２層板８の両面に配設
された金属層１をパターニングして配線パターン１ａ，
１ｂを形成すると共にこれらの配線パターン１ａ，１ｂ
間をスルーホール１ｃで層間接続して両面型のコア基板
８２を得る（ステップ９）。次いでこのコア基板８２の
配線パターン１ａ，１ｂ上に、ペーストハンダ９を印刷
技術を用いて塗布する（ステップ１０）。ペーストハン
ダ９の塗布後、ハンダの融点以上の温度にまで加熱して
ペーストハンダ９を溶融し次いで固化させ、更に裏面の
配線パターン上にもペーストハンダ９を塗布して、加熱
により溶融、固化させて図３（ｄ）に示したようなコア
基板８２を形成する（ステップ１１）。

【００２６】次いで、前記コア基板８２の上下に前記樹
脂付金属板７と、前記樹脂付金属板７と同様に形成した
樹脂付金属板１７とを図４（ａ）のように位置合わせし
（ステップ１２）、次いで例えばヒートローラー間に通
すことにより加熱下に加圧して前記合成樹脂シート（プ
リプレグ）６及び１６を溶かし、熱硬化させ、図４
（ｂ）のように成形することにより４層の銅張積層板１
０が形成される（ステップ１３）。このときコア基板８
２のハンダとエッチングバンプ５，５，…、及びエッチ
ングバンプ１５，１５，…とは積層プレス時の熱、例え
ば１７０〜２２０℃の熱によってペーストハンダ９が溶
融してハンダ接合が行われ、電気的に接続される。この
後、積層板１０表面の配線パターンをエッチングにより
形成することにより図４（ｃ）に示したような４層のプ
リント配線基板１１が得られる。

【００２７】なお、本発明は上記実施形態に限定されな
い。前記コア基板８２のペーストハンダ９とエッチング
バンプ５，５，及び…エッチングバンプ１５，１５，…
はハンダ接合により接続するが、基板に部品を実装する
ときのハンダ付けやリフローによる熱履歴の付加により
再溶融して接続を損なわないようにエッチングバンプを
接続するときのハンダには高融点ハンダを用いるのが好
ましい。例えば、部品の組み立てで融点が１８３℃のＳ
ｎ／Ｐｂ＝６３／２７の共晶ハンダを使用する場合に
は、本発明のエッチングバンプに対して融点が３１０℃
のＳｎ／Ｐｂ＝１０／９０の高融点ハンダを使用するこ
とができる。この場合、プレス後３１０℃以上の温度で
アフターキュアを行ってもよい。

【００２８】以上のような方法により、エッチングとハ
ンダからなる直径０．０５ｍｍのエッチングバンプによ
る層間接続が行えるプリント配線基板が製造できる。こ
の製造方法によれば、バンプ接続に要するランド径が直
径０．１ｍｍのものが可能であるため、従来であれば直
径０．２０ｍｍの印刷バンプではランド径が直径０．４
ｍｍであったのに対し、著しく小さなサイズのバンプ接
続を形成できるようになった。

【００２９】（第２の実施形態）以下、本発明の第２の
実施の形態について説明する。図５は本実施形態に係る
プリント配線基板の製造方法のフローを示したフローチ
ャートであり、図６〜図８は本実施形態に係るプリント
配線基板の製造途中の状態を示す断面図である。

【００３０】本実施形態に係るプリント配線基板を製造
するには、まず最初に図６（ａ）のような厚さ例えば約
１８μｍの銅箔２２を用意する。次に図６（ｂ）のよう
に感光性樹脂層２４を前記銅箔２２の表面全体にわたっ
て形成する（ステップ１ａ）。このとき感光性樹脂層２
４の厚さは銅箔２２上に形成しようとするメッキバンプ
の高さに合わせる。例えば前記銅箔２２上に高さ１００
μｍのメッキバンプを形成しようとする場合には、感光
性樹脂層２４を厚さ１００μｍ程度に形成する。

【００３１】次に、前記感光性樹脂層２４の上にマスキ
ング２５を形成する（ステップ２ａ）。このマスキング
２５は感光性樹脂層２４の表面のうち、メッキバンプを
形成しようとする部分以外の部分を覆い隠す。例えば図
６（ｃ）に示すように、円形の開口部２５ａ，２５ａ，
…を除いた他の表面を覆い隠すように形成する。

【００３２】このように円形開口部２５ａ，２５ａ，…
を設けたマスキング２５の上から露光し（ステップ３
ａ）、次いで現像することにより（ステップ４ａ）、マ
スキング２５の開口部２５ａ，２５ａ，…により表面が
露出した感光性樹脂層２４の厚さ方向に露光部分の感光
性樹脂層２４を選択的に除去して、例えば直径５０μｍ
の孔２４ｂ，２４ｂ，…を形成する。図６（ｄ）はその
断面図である。

【００３３】このようにして形成した図６（ｄ）の感光
性樹脂層２４ａを、銅箔２２上にメッキしてメッキバン
プを形成する際のメッキマスクとして使用し、前記銅箔
２２の感光性樹脂層２４ａ形成面側に電解メッキや無電
解メッキなどのメッキを施す（ステップ５ａ）。このメ
ッキ工程により、銅箔２２表面の感光性樹脂層２４ａ上
に形成された孔２４ｂ，２４ｂ，…内にメッキ金属、例
えば銅が析出し、図６（ｅ）の孔２４ｂ，２４ｂ，…内
に金属が充填されて、略円柱形のメッキバンプ２６，２
６，…が形成される。

【００３４】ここで形成するメッキバンプ２６，２６，
…は、高さが６０〜８０μｍ、上面半径が４５〜５５μ
ｍ、アスペクト比が１：０．６〜１：１．６のものであ
ることが好ましい。

【００３５】なお、このメッキ工程において、メッキバ
ンプ２６，２６，…の形状や頭部の状態は、感光性樹脂
層２４に設ける孔２４ｂ，２４ｂ，…の形状や、メッキ
液濃度、メッキ温度などの条件を適宜選択することによ
り行うことが可能である。

【００３６】次いで感光性樹脂層２４ａを除去すると
（ステップ６ａ）、銅から形成されたメッキバンプ２
６，２６，…を片面側に備えた銅箔２２Ａが図６（ｆ）
のように形成される。

【００３７】次に、図７（ｇ）のように厚さ６０μｍの
合成樹脂シート（プリプレグ）２７を前記メッキバンプ
２６，２６，…の上側に位置合わせし（ステップ７
ａ）、次いで例えばヒートローラー間に通すことにより
加熱下に加圧して前記メッキバンプ２６，２６，…を合
成樹脂シート（プリプレグ）２７の厚さ方向に貫通させ
た樹脂付金属板２２Ｂを図７（ｈ）のように形成する
（ステップ８ａ）。

【００３８】次に、図７（ｉ）に示したような２層板２
８を用意し（ステップ９ａ）、この２層板２８をパター
ニングして配線パターンとこれらの配線パターンを層間
接続するスルーホールを形成して図７（ｊ）に示したよ
うな２層のコア基板２８Ａを得る（ステップ１０ａ）。

【００３９】次いでこのコア基板２８Ａの両面の配線パ
ターン２１ａ，２１ｂのうち、このコア基板２８Ａに積
層する樹脂付金属板のメッキバンプ頭部当接部に対応す
る部分に、導電性組成物、例えばペーストハンダ２９を
印刷技術を用いて塗布する（ステップ１１ａ）。

【００４０】ペーストハンダ２９の塗布後、ハンダの融
点以上の温度にまで加熱してペーストハンダ２９を溶融
し次いで固化させ、更に裏面の配線パターン上にもペー
ストハンダ２９を塗布して、加熱により溶融、固化させ
て図７（ｋ）に示したようなコア基板２８Ｂを形成する
（ステップ１２ａ）。

【００４１】次いで、前記コア基板２８Ｂの上下に前記
樹脂付金属板２２Ｂと、前記樹脂付金属板２２Ｂと同様
に形成した樹脂付金属板３２Ｂとを図８（ｌ）のように
位置合わせし（ステップ１３ａ）、次いで例えばヒート
ローラー間に通すことにより加熱下に加圧して前記合成
樹脂シート（プリプレグ）２７，３７を溶かし、熱硬化
させ、図８（ｍ）のように成形することにより４層の銅
張積層板４０が形成される（ステップ１４ａ）。このと
きコア基板２８Ｂのハンダとメッキバンプ２６，２６，
…及びメッキバンプ３６，３６，…とは積層プレス時の
熱によってペーストハンダ２９が溶融してハンダ接合が
行われ、電気的に接続される。この後、積層板４０表面
の配線パターンをエッチングにより形成すると図８
（ｎ）に示したような４層のプリント配線基板４１が得
られる。

【００４２】以上のような方法により、メッキとハンダ
からなる直径０．０５ｍｍのメッキバンプによる層間接
続が行えるプリント配線基板が製造できる。この製造方
法によれば、バンプ接続に要するランド径が直径０．１
ｍｍのものが可能であるため、従来であれば直径０．２
０ｍｍの印刷バンプではランド径が直径０．４ｍｍであ
ったのに対し、著しく小さなサイズのバンプ接続を形成
できるようになった。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、金属バンプ群の先端面
がコア基板表面の配線パターンにハンダ付けされるの
で、層間の電気的接続が確実で信頼性が高く機械的な強
度も高いプリント配線基板が得られる。

【００４４】金属製のバンプ群をエッチング法やメッキ
法により導体板上に形成することによりバンプ底面を導
体板に確実に接続することができるので、バンプの底面
直径を小型化でき、それにより集積度の向上を図ること
ができる。

【００４５】バンプと導体板との接続に高融点ハンダを
用いることにより、実装時の層間接続を未然に防止でき
る。

【００４６】エッチング処理により１枚の厚板状の導体
板からバンプ群とバンプ底面側の配線層を形成すること
により、工程の短縮化と電気的抵抗の低下を達成でき
る。

【００４７】ハンダ層の代わりに導電性ペーストを用い
て層間接続することにより、工程の簡略化を図ることが
できる。

【００４８】導体板上に選択的にメッキ処理してバンプ
群を形成することにより、低コストで環境に対する影響
も小さいプリント配線基板の製造方法を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係るプリント配線基板の製造
方法のフローチャートである。

【図２】第１の実施形態に係るプリント配線基板の各状
態を図示した断面図である。

【図３】第１の実施形態に係るプリント配線基板の各状
態を図示した断面図である。

【図４】第１の実施形態に係るプリント配線基板の各状
態を図示した断面図である。

【図５】第２の実施形態に係るプリント配線基板の製造
方法のフローチャートである。

【図６】第２の実施形態に係るプリント配線基板の各状
態を図示した断面図である。

【図７】第２の実施形態に係るプリント配線基板の各状
態を図示した断面図である。

【図８】第２の実施形態に係るプリント配線基板の各状
態を図示した断面図である。

【図９】従来の多層板型プリント配線基板の製造手順を
図示した断面図である。

【符号の説明】

１ａ…配線パターン、１ｂ…配線パターン、２…銅箔
（金属板）、３…バンプ付金属板、６…プリプレグ（絶
縁性樹脂層）、７…樹脂付金属板、５…エッチングバン
プ、９…ペーストハンダ層（導電性組成物）、８２…コ
ア基板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5E317 AA24 AA27 BB12 CC11 CC25 CC33 CD15 CD25 CD27 CD32 GG09 GG14 5E346 AA06 AA12 AA15 AA22 AA32 AA35 AA43 AA51 BB11 BB16 CC32 DD32 DD44 EE06 EE07 EE09 EE13 EE18 FF07 FF14 FF50 GG15 GG17 GG22 GG28 HH26

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バンプ付金属板を形成する工程と、 前記バンプ付金属板のバンプ形成面上に絶縁性樹脂層を
   形成して前記絶縁性樹脂層から前記バンプ先端が突出し
   た樹脂付金属板を形成する工程と、 絶縁性基板の表面に配線パターンが配設されたコア基板
   を形成する工程と、 前記配線パターンのバンプ先端当接部に導電性組成物層
   を形成する工程と、 前記樹脂付金属板と前記コア基板とを位置合わせする工
   程と、 前記樹脂付金属板と前記コア基板とを加熱下に加圧して
   前記バンプと前記配線パターンとを前記導電性組成物を
   介して接続する工程とを具備することを特徴とするプリ
   ント配線基板の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のプリント配線基板の製
   造方法であって、前記バンプ付金属板を形成する工程
   が、フォトリソグラフィー法により金属板表面のバンプ
   頭部対応部分にマスキングを形成し、しかる後に前記マ
   スキングの上からハーフエッチング処理して前記金属板
   表面に略円錐形のエッチングバンプを形成する工程であ
   ることを特徴とするプリント配線基板の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のプリント配線基板の製
   造方法であって、前記バンプ付金属板を形成する工程
   が、フォトリソグラフィー法により金属板表面のバンプ
   形成部分に孔を備えたマスキングを形成し、しかる後に
   前記マスキングの上からメッキ処理することにより前記
   金属板表面にメッキバンプを形成する工程であることを
   特徴とするプリント配線基板の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
   プリント配線基板の製造方法であって、前記配線パター
   ンのバンプ先端当接部に導電性組成物層を形成する工程
   が、前記配線パターンのバンプ先端当接部にペーストハ
   ンダ、銀ペースト、又は高融点ハンダペーストを塗布す
   る工程であることを特徴とする前記プリント配線基板の
   製造方法。